(57)【要約】【課題】電池異常時の温度上昇を抑制でき捲回時の巻きズレを防止可能なリチウムイオン電池を提供する。【解決手段】リチウムイオン電池２０は、軸芯１１が正極極柱１３と同一材質のアルミニウム製で高い熱伝導性を有しており、軸芯１１の表面は正極極柱１３の鍔部７に当接する側の上側端面を除いてセパレータと同一材質のポリオレフィン系のポリプロピレンでコーティングされている。電極群６の捲回中心部の温度は軸芯１１から正極極柱１３の鍔部７を経て電池蓋４の外に露出した端子部１に熱伝導し、電池異常時に電池内部の熱を電池外部に放熱できる。また、セパレータの捲回先端部と軸芯とを熱溶着により一体化しやすく、電極群６の捲回時の巻きズレを防止できる。【選択図】図１
2010205545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムマンガン複合酸化物を活物質とした正極板と炭素材を活物質とした負極板とが多孔質セパレータを介して円筒状金属製軸芯を中心に捲回された電極群と、
前記軸芯内に挿入された突出部と、該突出部の反対側で電池蓋から露出した端子部と、該突出部と端子部との間に一体形成されており、前記正極板から導出された正極リード片が周縁に接合され一面側が前記軸芯の一側端面に当接する鍔部とを有する正極極柱と、
前記正極極柱の突出部とは反対側で前記軸芯内に挿入された突出部と、該突出部の反対側で電池蓋から露出した端子部と、該突出部と端子部との間に一体形成されており、前記負極板から導出された負極リード片が周縁に接合され一面側が前記軸芯の他側端面に当接する鍔部とを有する負極極柱と、
を備え、
前記軸芯は、前記正極極柱と同種材質のアルミニウムもしくはアルミニウム合金製または前記負極極柱と同種材質の銅もしくは銅合金製であり、その表面が少なくとも前記正負極極柱のうち前記軸芯と同種材質の極柱の鍔部に当接する側の端面を除いて前記セパレータと同種材質の部材でコーティングされていることを特徴とするリチウムイオン電池。
【請求項２】
前記軸芯は、前記正極極柱と同一材質のアルミニウムもしくはアルミニウム合金製または前記負極極柱と同一材質の銅もしくは銅合金製であり、前記軸芯の材質がアルミニウムもしくはアルミニウム合金製の場合は、その表面が少なくとも前記正極極柱の鍔部と当接する一側端面を除いて前記セパレータと同一材質の部材でコーティングされており、銅もしくは銅合金製の場合は、その表面が少なくとも前記負極極柱と当接する他側端面を除いて前記セパレータと同一材質の部材でコーティングされていることを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン電池。
【請求項３】
前記セパレータおよび前記軸芯のコーティングの材質がポリオレフィン系の樹脂であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリチウムイオン電池。
【請求項４】
前記コーティングの厚さが０．３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリチウムイオン電池。
【請求項５】
前記電極群は、捲回当初に前記セパレータの捲回先端部と前記軸芯とを熱溶着により一体化し、前記正極板、前記負極板および前記セパレータの位置を合わせることで捲回されたものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリチウムイオン電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリチウムイオン電池に係り、特に、正極板と負極板とが多孔質セパレータを介して軸芯を中心に捲回された電極群と、突出部と端子部と正極リード片が周縁に接合され一面側が軸芯の一側端面に当接する鍔部とを有する正極極柱と、突出部と端子部と負極リード片が周縁に接合され一面側が軸芯の他側端面に当接する鍔部とを有する負極極柱とを備えたリチウムイオン電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池は、高電圧・高エネルギー密度であり、かつ、貯蔵性能や低温作動性能に優れ、広く民生用の携帯型電気製品に使用されている。また、この電池を大型化し、電気自動車用や家庭用の夜間電力貯蔵装置として活用するための研究、開発が盛んに行われている。
【０００３】
このような大型リチウムイオン電池（例えば、容量が５Ａｈ以上）は、一般に、リチウムマンガン複合酸化物を活物質とした正極板と炭素材を活物質とした負極板とが多孔質セパレータを介して円筒状樹脂製軸芯を中心に捲回された電極群を備えており、電極群は非水電解液に浸潤されている。また、この種の電池の中には、電極群を介して互いに反対側の位置に正極極柱と負極極柱とを備えているものがある。正極極柱は、正極板から導出された正極リード片が周縁に接合され一面側が軸芯の一側端面に当接する鍔部、軸芯内に挿入された突出部および該突出部の反対側で電池蓋から露出した端子部を有し、これら鍔部、突出部および端子部は一体形成されている。一方、負極極柱は、負極板から導出された負極リード片が周縁に接合され一面側が軸芯の他側端面に当接する鍔部、正極極柱の突出部とは反対側で軸芯内に挿入された突出部および該突出部の反対側で電池蓋から露出した端子部を有し、これら鍔部、突出部および端子部は一体形成されている。なお、高出力特性が求められる電池（例えば、電気自動車用電池）では、内部抵抗を下げるため、鍔部の周縁に、集電体を切り欠いて形成したリード片が接合されている。
【０００４】
リチウムイオン電池は、例えば、充電時に電池制御部または充電器で異常が生じ過充電等の電池異常状態に陥ると、電池温度の上昇、とりわけ、電極群の捲回中心部の温度上昇でセパレータが溶解して短絡が起こり、電解液の分解ガスにより電池内圧が異常に上昇する。
【０００５】
この問題を防止するために、従来、分解ガスによる内圧上昇を利用して、電池缶に設けられた開裂弁や電流遮断弁を作動させることで、電池が破裂する前に内圧を下げたり、発火する前に電流を遮断したりするなどの対策がなされている（例えば、特許文献１、２参照）。また、電池温度の上昇を抑制するために、例えば、電極群の捲回中心部に金属製軸芯を配置することで電池内部の熱を電池外部に放熱する技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２１９６９２号公報
【特許文献２】特開２００５−１０８５０３号公報
【特許文献３】特開平１０−９２４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
大型リチウムイオン電池の場合には、非水電解液の使用量が多く電池異常時の電池の挙動も激しくなるため、電池の安全性の確保が求められている。また、従来技術のように電極群の捲回中心部に金属製軸芯を配置した場合には、金属製軸芯と正極板および負極板との間にセパレータしか存在しないため、電極群の捲回開始時にセパレータが破損して短絡するおそれがある。さらに、金属製軸芯はセパレータと材質が異なるため、セパレータの捲回先端部と金属製軸芯とを熱溶着により一体化しにくく、正極板、負極板およびセパレータの位置合わせが難しく、電極群の捲回時に巻きズレを招くおそれがある。
【０００８】
本発明は上記事案に鑑み、電池異常時の温度上昇を抑制でき捲回時の巻きズレを防止可能なリチウムイオン電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、リチウムイオン電池であって、リチウムマンガン複合酸化物を活物質とした正極板と炭素材を活物質とした負極板とが多孔質セパレータを介して円筒状金属製軸芯を中心に捲回された電極群と、前記軸芯内に挿入された突出部と、該突出部の反対側で電池蓋から露出した端子部と、該突出部と端子部との間に一体形成されており、前記正極板から導出された正極リード片が周縁に接合され一面側が前記軸芯の一側端面に当接する鍔部とを有する正極極柱と、前記正極極柱の突出部とは反対側で前記軸芯内に挿入された突出部と、該突出部の反対側で電池蓋から露出した端子部と、該突出部と端子部との間に一体形成されており、前記負極板から導出された負極リード片が周縁に接合され一面側が前記軸芯の他側端面に当接する鍔部とを有する負極極柱と、を備え、前記軸芯は、前記正極極柱と同種材質のアルミニウムもしくはアルミニウム合金製または前記負極極柱と同種材質の銅もしくは銅合金製であり、その表面が少なくとも前記正負極極柱のうち前記軸芯と同種材質の極柱の鍔部に当接する側の端面を除いて前記セパレータと同種材質の部材でコーティングされていることを特徴とする。
【００１０】
本発明では、軸芯は、正極極柱と同種材質のアルミニウムもしくはアルミニウム合金製または負極極柱と同種材質の銅もしくは銅合金製であり、高い熱伝導性を有している。また、軸芯の表面は少なくとも正負極極柱のうち軸芯と同材質の極柱の鍔部に当接する側の端面を除いてセパレータと同種材質の部材でコーティングされている。すなわち、軸芯の材質がアルミニウムもしくはアルミニウム合金製の場合は、その表面が少なくとも正極極柱の鍔部と当接する一側端面を除いてセパレータと同種材質の部材でコーティングされており、銅もしくは銅合金製の場合は、その表面が少なくとも負極極柱と当接する他側端面を除いてセパレータと同種材質の部材でコーティングされている。
【００１１】
本発明によれば、軸芯は正負極極柱のいずれかと同種材質の熱伝導性の高い金属製であり、正負極極柱のうち軸芯と同種材質の極柱の鍔部に当接する側の端面はコーティングされていないため、電池異常時における電極群の捲回中心部の温度は軸芯から極柱の鍔部を経て電池蓋の外に配置された端子部に熱伝導し、電池内部の熱を電池外部に放熱することができるので、セパレータの溶解に起因する短絡や非水電解液の分解による内圧上昇を抑制できるとともに、軸芯の外周面はセパレータと同種材質の部材でコーティングされているので、セパレータの捲回先端部と軸芯とを熱溶着により一体化しやすく、正極板、負極板およびセパレータの位置合わせが容易で、電極群の捲回時の巻きズレを防止することができる。
【００１２】
本発明において、軸芯は、正極極柱と同一材質のアルミニウムもしくはアルミニウム合金製または負極極柱と同一材質の銅もしくは銅合金製であり、軸芯の材質がアルミニウムもしくはアルミニウム合金製の場合は、その表面が少なくとも正極極柱の鍔部と当接する一側端面を除いてセパレータと同一材質の部材でコーティングされており、銅もしくは銅合金製の場合は、その表面が少なくとも負極極柱と当接する他側端面を除いてセパレータと同一材質の部材でコーティングされているようにしてもよい。また、セパレータおよび軸芯のコーティングの材質は、例えば、ポリオレフィン系の樹脂であってもよく、コーティングの厚さは０．３ｍｍ以上であることが好ましい。さらに、巻きズレを防止するために、電極群は、捲回当初にセパレータの捲回先端部と軸芯とを熱溶着により一体化し、正極板、負極板およびセパレータの位置を合わせることで捲回されたものであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、軸芯は正負極極柱のいずれかと同種材質の熱伝導性の高い金属製であり、正負極極柱のうち軸芯と同種材質の極柱の鍔部に当接する側の端面はコーティングされていないため、電池異常時に、電池内部の熱を外部に露出した端子部により電池外部に放熱することができるので、セパレータの溶解に起因する短絡や非水電解液の分解による内圧上昇を抑制できるとともに、軸芯の周面はセパレータと同種材質の部材でコーティングされているので、セパレータの捲回先端部と軸芯とを熱溶着により一体化がしやすく電極群の捲回時の巻きズレを防止することができる、という効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明が適用可能な実施形態のリチウムイオン電池の断面図である。
【図２】実施形態のリチウムイオン電池の電極群の捲回開始時の状態を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明を純正電気自動車（ＰＥＶ）用のリチウムイオン電池に適用した実施の形態ついて説明する。
【００１６】
（概要）
図１に示すように、本実施形態のリチウムイオン電池２０は、ケーシングとして、無底円筒状の電池容器５と、電池容器５の両端部に配置された２つの円盤状の電池蓋４とを有している。ケーシング内には、中空円筒状の軸芯１１を中心に正極板および負極板がセパレータを介して配置された電極群６が後述する非水電解液に浸潤されて収容されている。
【００１７】
また、リチウムイオン電池２０は、電極群６を介して互いに上下方向反対側の位置に配置されたアルミニウム製の正極極柱１３および銅製の負極極柱１３’を備えている。正極極柱１３は、正極板から導出された正極リード片９が周縁に接合され一面側（図１では底面側）が軸芯１１の一側端面（図１では上側端面）に当接する鍔部７、軸芯１１内に挿入された突出部１８および該突出部１８の反対側で電池蓋４から露出した端子部１を有し、これら鍔部７、突出部１８および端子部１は一体形成されている。一方、負極極柱１３’は、負極板から導出された負極リード片９’が周縁に接合され一面側（図１では上面側）が軸芯１１の他側端面に当接する鍔部７’、正極極柱１３の突出部１８とは反対側で軸芯１１内に挿入された突出部１８’および該突出部１８’の反対側で電池蓋４から露出した端子部１’を有し、これら鍔部７’、突出部１８’および端子部１’は一体形成されている。
【００１８】
軸芯１１は、正極極柱１３と同一材質のアルミニウム製であり、その表面は正極極柱１３の鍔部７と当接する一側端面（図１では上側端面）を除いて、セパレータ２４（図２参照）と同一材質の部材（後述するようにポリオレフィン系の樹脂）でコーティングされている。
【００１９】
（作製手順）
以下、図１および図２を参照して、本実施形態のリチウムイオン電池２０についてさらに詳しく説明するとともに、リチウムイオン電池２０の作製手順について説明する。
【００２０】
（正極板の作製）
電極群６を構成する正極板２２（図２参照）を以下の方法で作製した。正極用活物質としてマンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）粉末と、導電剤として燐片状黒鉛（平均粒径：２０μｍ）と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）とを混合し、この混合物に分散溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を添加した後、混練してスラリを作成した。このスラリを厚み２０μｍのアルミニウム箔（正極集電体）の両面に塗布して正極合剤層とした。スラリの塗布の際に、アルミニウム箔の長寸方向に対して、側縁の一方に幅５０ｍｍの未塗布部分を残した。その後、乾燥、プレス、裁断して幅３８９ｍｍ、長さが５１００ｍｍの正極板を得た。なお、正極合剤層の厚さ（ただし、集電体の厚さは含まない）を２７５μｍ、集電体片面あたりの正極活物質塗布量を３５０ｇ／ｍ２とした。
【００２１】
正極板に形成した幅５０ｍｍの未塗布部に切り欠きを入れてその一部を除去し、矩形状（櫛状）の部分を形成して集電用の正極リード片９として用いた。なお、正極リード片９の幅を約１０ｍｍ、隣り合う正極リード片９の間隔を約２０ｍｍとした。
【００２２】
（負極板の作製）
一方、電極群６を構成する負極板２３（図２参照）を以下の方法で作製した。負極用活物質として人造黒鉛粉末と、結着剤としてＰＶＤＦとを混合し、この混合物に分散溶媒としてＮＭＰを添加した後、混練してスラリを作成した。このスラリを厚みが１０μｍの圧延銅箔（負極集電体）の両面に塗布して負極合剤層を形成した。スラリの塗布の際には、銅箔の長寸方向に対して、側縁の一方に幅５０ｍｍの未塗布部を残した。その後乾燥、プレス、裁断して幅３９５ｍｍ、長さ５２９０ｍｍの負極板を得た。負極合剤層の厚さ（集電体厚さは含まない。）を２０１μｍ、集電体片面あたりの負極活物質塗布量を１３０．８ｇ／ｍ２とした。
【００２３】
負極板に形成した幅５０ｍｍの未塗布部に切り欠きを入れてその一部を除去し、矩形状の部分を形成して集電用の負極リード片９’として用いた。なお、負極リード片９’の幅を約１０ｍｍ、隣り合う負極リード片９’の間隔を約２０ｍｍとした。
【００２４】
正極板２２と負極板２３の幅方向においても、正極用活物質の塗布部と負極用活物質の塗布部との対向に位置ズレが起きないように、負極用活物質の塗布部の幅は、正極用活物質の塗布部の幅よりも大きくした。
【００２５】
（電極群の作製）
正極板２２と負極板２３を厚みが３６μｍのポリオレフィン系のポリプロピレンを主体とした２枚の多孔質セパレータ２４で挟んだ状態で捲回して電極群６を作成した。上述したように、この電極群６の捲回中心には正極極柱１３と同一材質（アルミニウム製）の軸芯１１が配置されており、図２に示すように、軸芯１１の表面には、軸芯１１の上側端面を除いて、セパレータ２４と同一材質のポリオレフィン系のポリプロピレンを主体とした材料がコーティングされている。コーティングの厚みは０．３ｍｍ以上とした。
【００２６】
また、捲回は最初にセパレータ２４の先端部分２１と軸芯１１を熱溶着により一体化し、正極板２２、負極板２３、セパレータ２４の位置を合わせて巻きズレの可能性を低減させた上で、これら正極板２２、負極板２３、セパレータ２４を捲回した。なお、正極リード片９と負極リード片９’とは、それぞれ電極群６の反対側に位置するように配置した。捲回時に正極板２２、負極板２３またはセパレータ２４を適当な長さで切断することにより、電極群６の直径を６３．６±０．１ｍｍとした。
【００２７】
（電池の作製）
正極板２２から導出されている正極リード片９を集めて束にした状態で折り曲げて変形させた後、正極極柱１３の鍔部７の周縁に接触させ、正極リード片９と鍔部７の周縁とを、超音波溶接装置を用いて溶接（接合）して電気的に接続した。なお、負極板についても同様に、負極リード片９’と負極極柱１３’の鍔部７’の周縁とを超音波溶接して電気的に接続した。
【００２８】
その後、正極極柱１３の鍔部７、負極極柱１３’の鍔部７’および電極群６の外周面全体を絶縁被覆８で覆った。この絶縁被覆８として、片面にヘキサメタアクリレートからなる粘着剤を塗布したポリイミド製の粘着テープを用いた。電極群６の外周部分が絶縁被覆８で覆われ、ステンレス製の電池容器５の内径よりも僅かに小さくなるように粘着テープの巻き数を調整した後、電極群６を電池容器５内に挿入した。なお、本実施形態の電池容器５は、外径が６７ｍｍ、内径が６６ｍｍである。
【００２９】
次に、電池蓋４の外側の面と当接する部分に第２のセラミックワッシャ３’を、（正極）端子部１および（負極）端子部１’のそれぞれの先端に嵌め込んだ。そして、平板状の第１のセラミックワッシャ３を電池蓋４に載置し、端子部１、端子部１’のそれぞれを第１のセラミックワッシャ３に通した。
【００３０】
その後、電池蓋４の周縁を電池容器５の開口部に嵌合させ、電池蓋４と電池容器５の接触部分の全域をレーザ溶接した。このとき、端子部１、端子部１’は、電池蓋４の中心に形成された穴を貫通して外部に突出している。そして、第１のセラミックワッシャ３に当接するように、金属製のナット２の底面よりも平滑な金属ワッシャ１４を端子部１、端子部１’のそれぞれ嵌め込んだ。一方（図１の上側）の電池蓋４には、電池の内部圧力の上昇に応じて開裂する開裂弁１０が設けられており、その開裂圧力は１３〜１８ｋｇ／ｃｍ２に設定されている。なお、本実施形態のリチウムイオン電池２０には、いわゆる小型民生用リチウムイオン電池のように電池内部の圧力上昇に応じて作動する電流遮断機構は設けられていない。
【００３１】
ナット２を、端子部１、端子部１’、にそれぞれ螺着し、金属ワッシャ１４、第２のセラミックワッシャ３’、第１のセラミックワッシャ３を介して電池蓋４を鍔部７とナット２の間で締め付けて固定した。このときの締め付けトルク値は、６．８６Ｎ・ｍとした。電池蓋４の裏面と突出部１８の間に介在させたゴム製（ＥＰＤＭ製）のＯリング１６を締め付け時に圧縮することにより、電池容器内部の発電要素等は外気から遮断される。
【００３２】
次いで、他方（図１の下側）の電池蓋４に形成された注液口から、所定量の非水電解液を電池容器５内に注入した後、注液口を注液栓１５で封止することにより円筒形リチウムイオン電池を完成させた。なお、非水電解液には、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）を体積比が２：３で混合した後、電解質として６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を１モル／リットル溶解したものを用いた。
【００３３】
（効果等）
次に、本実施形態のリチウムイオン電池２０の効果等について説明する。
【００３４】
本実施形態のリチウムイオン電池２０では、軸芯１１が正極極柱１３と同一材質のアルミニウム製で高い熱伝導性を有しており、軸芯１１の表面は正極極柱１３の鍔部７に当接する側の端面を除いてセパレータ２４と同一材質のポリオレフィン系のポリプロピレンでコーティングされている。このため、電極群６の捲回中心部の温度は軸芯１１から正極極柱１３の鍔部７を経て電池蓋４の外に露出した端子部１に熱伝導し、電池内部の熱を電池外部に放熱することができる。従って、電池異常時において、セパレータの溶解に起因する短絡や非水電解液の分解による内圧上昇を抑制できる。
【００３５】
また、リチウムイオン電池２０では、軸芯１１の表面は正極極柱１３の鍔部７に当接する側の端面以外はセパレータ２４と同一材質のポリオレフィン系のポリプロピレンでコーティングされている。このため、セパレータ２４の捲回先端部と軸芯１１とを熱溶着により一体化しやすく、正極板、負極板およびセパレータの位置合わせが容易で（図２参照）、電極群の捲回時の巻きズレを防止することができる。
【００３６】
さらに、リチウムイオン電池２０では、電池異常時以外の通常時でも電池内部の熱を電池外部に放熱することができるので、高温下（例えば、５０°Ｃ）で劣化が進みやすい正極活物質等の劣化を予防することができる。
【００３７】
また、リチウムイオン電池２０では、軸芯１１のコーティングの厚みを０．３ｍｍ以上としたので、軸芯１１と負極極柱１３’の突出部１８’との間の短絡を防止することができる。リチウムイオン電池２０が車載された場合の振動や経年変化に対する信頼性を考慮すると、負極極柱１３’の突出部１８’もコーティングしたり、軸芯１１と突出部１８’との間に他の絶縁部材を介在させたりするようにしてもよい。
【００３８】
なお、本実施形態では、軸芯１１の材質を突出部１８と同一材質のアルミニウム製とし、軸芯１１を突出部１８に嵌合する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、アルミニウム合金等の（同種）材質を用いても同様の効果を得ることができる。さらに、軸芯の材質を銅製の負極極柱１３’と同種材質の銅製または銅合金等の材質とし、銅製樹脂コート軸芯の下側端面を負極極柱１３’の鍔部７’に当接させるようにしてもよい。このときには、軸芯を、銅製樹脂コート軸芯の下側端面を除いてセパレータ２４と同種または同一のポリオレフィン系のポリプロピレンをコーティングすればよい。
【００３９】
また、本実施形態では、アルミニウム製の軸芯１１のコーティングにポリプロピレン樹脂を用いる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ポリエチレンやポリテトラフルオロエチレンなどのポリオレフィン系の材料やポリアミド樹脂などのように非水電解液に溶解せずアルミニウムの軸芯１１と溶着が可能なものならば用いることができる。なお、非水電解液に難燃化剤が混入されているときには、難燃化剤にも溶解しないものを用いればよい。
【００４０】
また、本実施形態では、軸芯１１の表面が正極極柱１３の鍔部７に当接する側の上側端面を除いてセパレータ２４と同一材質のポリオレフィン系のポリプロピレンでコーティングされている例を示したが、本発明はこれに制限されるものではなく、例えば、上側端面の近傍の軸芯１１の表面もコーティングが除かれているようにしてもよい。このような態様は、軸芯１１に対していわゆるどぶ漬けでコーティングを行う場合に生産性の向上を図ることができる。
【００４１】
さらに、本実施形態では、正極活物質にマンガン酸リチウムを、負極活物質に黒鉛をそれぞれ例示したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、正極活物質としては、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム等のリチウム遷移金属複酸化物であればよく、複数種の遷移金属を含む複合酸化物としてもよい。また、リチウムやマンガンの一部をそれら以外の元素で置換またはドープした材料を用いることもできる。本実施形態以外で用いることのできる負極活物質としては、例えば、非晶質炭素、天然黒鉛、コークス等の炭素材を挙げることができ、その形状としても、球状、燐片状、繊維状、塊状等特に制限されるものではない。
【００４２】
また、本実施形態では、非水電解液として、ＥＣとＤＭＣの混合溶媒中にＬｉＰＦ６を１モル／リットル溶解したものを用いる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一般的なリチウム塩を電解質とし、これを有機溶媒に溶解して用いることができる。用いられるリチウム塩や有機溶媒にも特に制限はない。例えば、電解質としては、ＬｉＣ１Ｏ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ等やこれらの混合物を用いてもよい。また、有機溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル等、またはこれら２種以上の混合溶媒を用いてもよい。また、混合配合比についても制限されるものではない。
【実施例】
【００４３】
次に、本実施形態に従い作製したリチウムイオン電池２０の実施例について説明する。なお、比較のために作製した比較例の電池についても併記する。
【００４４】
（実施例）
実施例１では、電極群６の捲回中心に、上側端面を除いてポリプロピレンでコーティングしたアルミニウム製の軸芯１１を配置し、軸芯１１の上側端面を鍔部７の底面に当接させた電池を作製した。実施例２では、電極群６の捲回中心に、下側端面を除いてポリプロピレンでコーティングした銅製の軸芯１１を配置し、軸芯１１の下側端面を鍔部７’の上面に当接させた電池を作製した。
【００４５】
（比較例）
比較例１では、電極群６の捲回中心に、コーティングがされていないポリプロピレン製の軸芯１１を用いた以外は実施例１と同様に電池を作製した。
【００４６】
（試験）
実施例および比較例の各電池について、以下の測定、試験を行った。温室下で充電後に放電して放電容量を測定した。充電条件は、４．１Ｖ定電圧、制限電流５０Ａ、５時間とした。放電条件は、１００Ａ定電流、終止電圧３Ｖとした。その後、室温下にて５０Ａ定電流でＳＯＣ１００％から１５０％まで連続充電試験を行い、ＳＯＣが１５０％になった時点での電池挙動を観察した。結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
表１に示すように、ポリプロピレン製の軸芯を用いた比較例１の電池では、ＳＯＣ１５０％で開裂弁の開裂後、開裂弁からガスを放出した。このことから、比較例１の電池では、電極群６の中心部から電池外への放熱が悪く、電極群６の中心部の温度が上昇して電解液が分解し、電解液の分解ガスによって電池内の圧力が上がったために開裂弁の開裂およびガス噴出が起こったと考えられる。
【００４９】
これに対して、電極群６の捲回中心に、上側端面を除いてポリプロピレンでコーティングしたアルミニウム製の軸芯１１を配置し、軸芯１１の上側端面を鍔部７の底面に当接させた実施例１、および、電極群６の捲回中心に、下側端面を除いてポリプロピレンでコーティングした銅製の軸芯１１を配置し、軸芯１１の下側端面を鍔部７’の上面に当接させた実施例２の電池では、それぞれＳＯＣ１５０％時点でのガス噴出が見られなかった。このことから、実施例１、実施例２のリチウムイオン電池２０では、電極群６の中心部から電池外への放熱が良く、電極群６の中心部の温度上昇が緩やかなためにＳＯＣ１５０％時点での電解液の分解が抑制されていると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は電池異常時の温度上昇を抑制でき捲回時の巻きズレを防止可能なリチウムイオン電池を提供するものであるため、リチウムイオン電池の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００５１】
１、１’  端子部
６  電極群
７、７’  鍔部
１１  軸芯
１３  正極極柱
１３’  負極極柱
１８、１８’  突出部
２０  リチウムイオン電池
２２  正極板
２３  負極板
２４  セパレータ
【図１】
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【図２】
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