(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極活物質を含む塗布層が集電体上に形成されている正極電極と、負極活物質を含む塗布層が集電体上に形成されている負極電極と、前記正極電極と前記負極電極を電気的に隔離するセパレータとを備える塗布型電極群を用いた電池において、
前記正極電極と前記負極電極のうち一方の電極の塗布層は、
予め定めた１辺方向の長さが、他方の電極の塗布層の前記１辺方向の長さよりも長く、
前記１辺方向の両端の端部領域の少なくとも一部に、厚さが前記１辺方向の中央部より厚くなっている厚部が設けられ、
前記他方の電極は、前記一方の電極の塗布層の前記１辺方向の一端に設けられた前記厚部と他端に設けられた前記厚部との間に位置する、
ことを特徴とする塗布型電極群を用いた電池。
【請求項２】
正極活物質を含む塗布層が集電体上に形成されている正極電極と、負極活物質を含む塗布層が集電体上に形成されている負極電極と、前記正極電極と前記負極電極を電気的に隔離するセパレータとを備える塗布型電極群を用いた電池において、
前記塗布型電極群は、前記正極電極と前記負極電極が前記セパレータを介して予め定めた１辺方向を捲回軸として捲回されて形成され、
前記正極電極と前記負極電極のうち一方の電極の塗布層は、
前記１辺方向の長さが、他方の電極の塗布層の前記１辺方向の長さよりも長く、
前記１辺方向の両端の端部領域の少なくとも一部に、厚さが前記１辺方向の中央部より厚くなっている厚部が設けられ、
前記他方の電極は、前記一方の電極の塗布層の前記１辺方向の一端に設けられた前記厚部と他端に設けられた前記厚部との間に位置する、
ことを特徴とする塗布型電極群を用いた電池。
【請求項３】
正極活物質を含む塗布層が集電体上に形成されている正極電極と、負極活物質を含む塗布層が集電体上に形成されている負極電極と、前記正極電極と前記負極電極を電気的に隔離するセパレータとを備える塗布型電極群を用いた電池において、
前記塗布型電極群は、前記正極電極と前記負極電極が前記セパレータを介して複数積層されて形成され、
前記正極電極と前記負極電極のうち一方の電極の塗布層は、
予め定めた１辺方向の長さが、他方の電極の塗布層の前記１辺方向の長さよりも長く、
前記１辺方向の両端の端部領域の少なくとも一部に、厚さが前記１辺方向の中央部より厚くなっている厚部が設けられ、
前記他方の電極は、前記一方の電極の塗布層の前記１辺方向の一端に設けられた前記厚部と他端に設けられた前記厚部との間に位置する、
ことを特徴とする塗布型電極群を用いた電池。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項記載の塗布型電極群を用いた電池において、
前記他方の電極からは、前記集電体のうち塗布層が形成されていない部分が集電リードとして、前記１辺方向の一方へ突出し、
前記他方の電極の前記集電リードが突出している一端では、前記厚部を設けていない部分における前記一方の電極間の距離Ｓ１と、前記厚部における前記一方の電極間の距離Ｓ２と、前記他方の電極の厚さＳ３と、前記他方の電極の集電体の厚さＳ４が、下記の数式１を満たす塗布型電極群を用いた電池。
Ｓ１−Ｓ２≦Ｓ３−Ｓ４  ・・・（数式１）
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項記載の塗布型電極群を用いた電池において、
前記一方の電極からは、前記集電体のうち塗布層が形成されていない部分が集電リードとして、前記１辺方向の一方へ突出し、
前記一方の電極の前記集電リードが突出している一端では、前記厚部を設けていない部分における前記一方の電極間の距離Ｔ１と、前記厚部における前記一方の電極間の距離Ｔ２と、前記他方の電極の厚さＴ３が、下記の数式２を満たす塗布型電極群を用いた電池。
Ｔ１−Ｔ２≦Ｔ３  ・・・（数式２）
【請求項６】
請求項１から３のいずれか１項記載の塗布型電極群を用いた電池において、
前記厚部は、前記一方の電極の片面または両面に設けられている塗布型電極群を用いた電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は塗布型電極群を用いた二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、温暖化ガス排出抑制の観点から、電気自動車やハイブリッド自動車などの技術開発や商品化が進んでいる。このような用途に好適な電池として、他の電池系と比較して高いエネルギー密度を有するリチウムイオン二次電池が特に注目されている。
【０００３】
自動車に使用される部品や搭載機器類は、走行時には路面の凹凸などによって断続的な振動や衝撃にさらされ、これは電気自動車やハイブリッド自動車においても同様である。したがって、電気自動車やハイブリッド自動車に搭載される電池にも、十分な耐振動性が求められる。
【０００４】
電池に対して外部から振動が加わった場合に電池内部で生じ得る不具合としては、溶接などで形成された導電経路の断裂や、電流タブの破断などを挙げることができる。これらの不具合は、電池の内部抵抗の増大や導電経路の切断を招く。
【０００５】
他の不具合として、正極電極と負極電極とセパレータの位置ずれを挙げることができる。正極電極と負極電極の相対位置がずれれば、正負電極の対向面積が変化するために電池容量が変化してしまう。また、セパレータの相対位置がずれ、正負電極が直接対向してしまうような場合には、この部分で内部短絡を生ずる可能性がある。
【０００６】
電池の耐振動性を向上させる目的のため、特許文献１には、電池外装缶の中央付近あるいは上部および下部に、最外周極板にくい込むような環状の溝部を形成することで、電極群を圧迫して固定する手法が開示されている。また、特許文献２では、非水電解液を吸収して膨張する樹脂シートを正極、負極およびセパレータと共に巻き取る手法が提案されている。この手法によると、電池内部では樹脂シートが非水電解液を吸収して膨張するため、電極群が圧迫されて固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２９３５２９号公報
【特許文献２】特開２００１−５２７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の手法は、電池外装缶に形成する溝部を最外周極板にくい込ませることで効果を得るものである。しかし、高出力型電池などにおいて、内部抵抗を低減する必要性から薄型電極を採用する場合には、電極を薄くすればするほど溝部を最外周極板だけにくい込ませることは困難になると共に、他の電極やセパレータを変形させ傷つけてしまう恐れがある。
【０００９】
特許文献２に記載の手法では、電極群内に樹脂シートを介在させるために、電極群内で正極と負極が占める割合が少なくなる。このため、電池の電気容量が減少する恐れがある。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、振動などの外力が電池に加わった場合でも、電気容量を減少させることなく正極電極と負極電極とセパレータの相対的な位置ずれを抑制し、正負電極やセパレータの位置関係を保つことが可能な電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による塗布型電極群を用いた電池は、次のような特徴を備える。
【００１２】
正極活物質を含む塗布層が集電体上に形成されている正極電極と、負極活物質を含む塗布層が集電体上に形成されている負極電極と、前記正極電極と前記負極電極を電気的に隔離するセパレータとを備える塗布型電極群を用いた電池において、前記正極電極と前記負極電極のうち一方の電極の塗布層は、予め定めた１辺方向の長さが、他方の電極の塗布層の前記１辺方向の長さよりも長く、前記１辺方向の両端の端部領域の少なくとも一部に、厚さが前記１辺方向の中央部より厚くなっている厚部が設けられる。前記他方の電極は、前記一方の電極の塗布層の前記１辺方向の一端に設けられた前記厚部と他端に設けられた前記厚部との間に位置する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、振動などの外力が電池に加わった場合でも、電気容量を減少させることなく正極電極と負極電極とセパレータの相対的な位置ずれを抑制し、正負電極やセパレータの位置関係を保つことが可能な電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】塗布型捲回式電極群を用いた電池のＺ軸に平行でＺ軸を含む断面の模式図である。
【図２】実施例１での、捲回式電極群のＺ軸に平行な断面を示す模式図である。
【図３】捲回式電極群のＳ端部を拡大して示した模式図である。
【図４】捲回式電極群のＴ端部を拡大して示した模式図である。
【図５】実施例２での、捲回式電極群のＺ軸に平行な断面を示す模式図である。
【図６】実施例３での、捲回式電極群のＺ軸に平行な断面を示す模式図である。
【図７】扁平形捲回式電極群を用いた角形電池の構造模式図である。
【図８】扁平形捲回式電極群を用いた角形電池のＤ−Ｚ平面における断面の模式図である。
【図９Ａ】電極Ａの塗布層とその厚部を示す模式図である。
【図９Ｂ】電極Ａの塗布層とその厚部を示す別の模式図である。
【図９Ｃ】電極Ａの塗布層とその厚部を示すさらに別の模式図である。
【図９Ｄ】電極Ａの塗布層とその厚部を示すさらに別の模式図である。
【図１０Ａ】実施例５での、積層式電極群の構成の第１の例を示す図である。
【図１０Ｂ】実施例５での、積層式電極群の構成の第２の例を示す図である。
【図１０Ｃ】実施例５での、積層式電極群の構成の第３の例を示す図である。
【図１０Ｄ】実施例５での、積層式電極群の構成の第４の例を示す図である。
【図１０Ｅ】実施例５での、積層式電極群の構成の第５の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明による電池は、正極電極板、負極電極板、およびセパレータから構成される電極群を有する。正極電極板および負極電極板は、集電体と塗布層（活物質塗工層）を有する塗布型電極からなる。塗布層は、活物質と適切な溶媒とバインダ等をスラリ状に混練したものを、集電体としての金属箔上に塗布し乾燥させて形成する。塗布型電極の塗布層の断面形状（厚さ）を最適化することにより、振動などの外力が電池に加わった場合でも正極電極と負極電極とセパレータの相対的な位置ずれを抑制することができ、正極電極板、負極電極板、およびセパレータの位置関係を保つことで電極の構造健全性を向上することができる。
【００１６】
本発明による電池の電極群は、次のような構造を有する。正極電極と負極電極のいずれか一方の電極（以後、「電極Ａ」と称する）において、電極板の予め定めた１辺方向（以後、「Ｚ軸方向」と称する）の塗布層の長さを、他方の電極（以後、「電極Ｂ」と称する）のＺ軸方向の塗布層の長さよりも長くする。さらに、電極Ａは、Ｚ軸方向の両端の端部領域の少なくとも一部に、塗布層の厚さが他の部分（Ｚ軸方向の中央部）よりも厚い部分（以後、「厚部」と称する）を設ける。さらに、電極ＡのＺ軸方向の一端の厚部と他端の厚部との間に、電極Ｂを配置する。電極群は、電極Ａと電極Ｂの間にセパレータを介在させて形成する。
【００１７】
Ｚ軸方向（電極板の予め定めた１辺方向）は、正極電極と負極電極とセパレータの位置ずれが起きやすい方向に定めることができ、具体的には電極群の形態に応じて決めることができる。例えば、電極群が、正極電極と負極電極がセパレータを介して捲回されて形成される捲回式の場合は、捲回軸方向をＺ軸方向とする。また、電極群が、正極電極と負極電極がセパレータを介して複数積層されて形成される積層式の場合は、電極板の任意の一辺方向をＺ軸方向とする。電極群が積層式の場合には、厚部が一方向に集中して形成されないように、積層する電極板（正極電極と負極電極）ごとにＺ軸方向を変えてもよい。
【００１８】
本発明による電池では、電気容量などの特性や信頼性の悪化を招くことなく、振動などの外力が加わった場合でも正極電極と負極電極とセパレータの相対的な位置ずれを抑制でき、正負電極やセパレータの位置関係を保つことで電極の構造健全性を向上することが可能である。
【００１９】
本発明は、電極群の形成方法を問わず、例えば、捲回式の電極群を用いた電池や積層式の電極群を用いた電池にも適用可能である。
【００２０】
なお、本発明による塗布型電極群を用いた電池では、電極群の構造健全性を向上させる効果が得られるが、この効果は電極Ａと電極Ｂの極性の別には依存しないことは明らかである。したがって、電極Ａと電極Ｂは、どちらが正極でどちらが負極でもよく、極性は、電池設計上の要請に応じて適宜決めることができる。
【実施例１】
【００２１】
本実施例では、塗布型電極群として、捲回式の電極群を用いた電池を例に挙げて説明する。
【００２２】
図１は、本発明の第１の実施形態である塗布型捲回式電極群を用いた電池の、捲回軸に平行で捲回軸を含む断面の模式図である。第１の実施形態では、電極群として円筒形捲回式電極群を用いた円筒形電池を扱う。Ｚ軸方向（電極板の予め定めた１辺方向）として、捲回軸方向を用いる。
【００２３】
円筒形の捲回式電極群１００は、軸芯１１０と称される芯材を巻き軸として、帯状の正極電極板１２０と帯状の負極電極板１３０と帯状のセパレータ１４０（図１の部分拡大図を参照）が、同心状に巻き取られて形成される。正極電極板１２０から正極集電リード２１０がＺ軸方向の一方へ突出し、負極電極板１３０から負極集電リード２２０がＺ軸方向の他方へ（正極集電リード２１０とは逆向きに）突出しており、それぞれ正極と負極の集電リード群を構成している。
【００２４】
正極集電リード２１０は、正極集電リング２１５を介して正極接続板２１６に接続され、正極接続板２１６は、正極ターミナルキャップ３１０に接続される。負極集電リード２２０は、負極集電リング２２５を介して負極接続板２２６に接続される。
【００２５】
捲回式電極群１００は、電池外装缶３００に収納される。このとき、負極接続板２２６は、電池外装缶３００に接続される。電池外装缶３００は、非水電解液が注入された後、ガスケット３２０を介して正極ターミナルキャップ３１０により密閉される。
【００２６】
図１の部分拡大図に示したように、正極電極板１２０は、正極集電体１２６と、正極集電体１２６の両面に形成された正極活物質塗工層（塗布層）１２５を有する。負極電極板１３０は、負極集電体１３６と、負極集電体１３６の両面に形成された負極活物質塗工層（塗布層）１３５を有する。
【００２７】
図２は、捲回式電極群１００のＺ軸（捲回軸）に平行な断面を示す模式図である。図２では、電極Ａ（正極電極と負極電極のいずれか一方の電極）１０と、電極Ｂ（他方の電極）２０と、セパレータ３０の位置関係を模式的に示している。
【００２８】
電極Ａ１０と電極Ｂ２０は、集電体の一部の両面に塗布層が形成されており、塗布層が形成されていない部分（集電体が露出している部分）は、それぞれ集電リード１５と集電リード２５になっている。電極Ａ１０の集電リード１５は、Ｚ軸方向の一方へ突出し、電極Ｂ２０の集電リード２５は、Ｚ軸方向の他方へ（電極Ａ１０の集電リード１５とは逆向きに）突出し、それぞれの極の集電リード群を構成している。
【００２９】
図２に示すように、電極Ａ１０のＺ軸方向の塗布層の長さは、電極Ｂ２０のＺ軸方向の塗布層の長さよりも長くなっている。さらに、電極Ａ１０の塗布層には、Ｚ軸方向の両端の端部領域の少なくとも一部に、塗布層の厚さが他の部分（Ｚ軸方向の中央部）よりも厚い部分（厚部４０）が設けられている。厚部４０は、電極Ａ１０の塗布層の両面に設けても、片面だけに設けてもよい。厚部４０の厚さは、電極Ａ１０の塗布層ごとに変えてもよい。また、厚部４０を電極Ａ１０の塗布層の両面に設ける場合は、厚部４０の厚さを両面で変えてもよい。
【００３０】
電極Ｂ２０は、電極Ａ１０のＺ軸方向の一端の厚部４０と他端の厚部４０との間に配置される。即ち、電極Ｂ２０が電極Ａ１０の厚部４０に重ならないようにして、セパレータ３０を介して捲回式電極群１００が形成される。
【００３１】
厚部４０の厚さは、均一である必要はない。また、Ｚ軸方向の一端の厚部４０と他端の厚部４０とは、Ｚ軸方向の長さが等しくなくてもよい。
【００３２】
図９Ａ〜図９Ｄを用いて、厚部４０について説明する。図９Ａ〜図９Ｄは、電極Ａ１０を展開したときの、電極Ａ１０の塗布層１１とその厚部４０を示す模式図であり、厚部４０の配置例を示している。
【００３３】
図９Ａでは、厚部４０は、塗布層１１のＺ軸方向の両端部において、端部領域の全体に、即ちＺ軸に垂直な方向（塗布層１１の長手方向、つまり図９Ａの左右方向）に連続して、設けられている。
【００３４】
図９Ｂでは、厚部４０は、塗布層１１のＺ軸方向の両端部において、端部領域の一部に、即ちＺ軸に垂直な方向に点在して、設けられている。また、Ｚ軸方向の一端にある厚部４０と、他端にある厚部４０は、Ｚ軸方向について対応する位置に設けられている。点在している厚部４０のそれぞれの、Ｚ軸方向の長さとＺ軸に垂直な方向の長さは、等しくなくてもよい。
【００３５】
図９Ｃでも、厚部４０は、塗布層１１のＺ軸方向の両端部において、端部領域の一部に、即ちＺ軸に垂直な方向に点在して、設けられている。ただし、Ｚ軸方向の一端にある厚部４０と、他端にある厚部４０の位置は、Ｚ軸方向について対応していない。
【００３６】
厚部４０は、塗布層１１のＺ軸方向の両端の端部領域に設けるが、塗布層１１のＺ軸方向の両端にある辺（塗布層１１の長手方向、つまり図９Ａの左右方向に伸びる辺）を含まなくもよい。図９Ｄでは、厚部４０は、図９Ａと同様に、塗布層１１のＺ軸方向の両端部において、端部領域の全体に、即ちＺ軸に垂直な方向に連続して、設けられている。しかし、厚部４０は、塗布層１１のＺ軸方向の両端にある辺を含んでいない。厚部４０は、図９Ｂや図９Ｃに示したように塗布層１１のＺ軸に垂直な方向に点在して設けられている場合でも、塗布層１１のＺ軸方向の両端にある辺を含んでいなくてもよい。
【００３７】
また、図示してはいないが、塗布層１１のＺ軸方向の両端のうち、一端では塗布層１１の辺を含み、他端では塗布層１１の辺を含まないようにして、厚部４０を設けてもよい。
【００３８】
ただし、電極Ａ１０のＺ軸方向の一端の厚部４０と他端の厚部４０との間に電極Ｂ２０を配置するので、電極Ｂ２０と電極Ａ１０が対向する面積（電池反応を起こす面積）を考慮すると、図９Ａ〜図９Ｃに示したように、塗布層１１のＺ軸方向の両端にある辺を含むように厚部４０を設けるのが好ましい。
【００３９】
図３と図４を用いて、厚部４０の望ましい厚さについて説明する。なお、図３と図４において厚部４０の厚さ（後述するＳ５、Ｓ６、Ｔ５、およびＴ６で表される厚さ）とは、塗布層の厚部４０が設けられていない部分（Ｚ軸方向の中央部）と比較して、塗布層がどれだけ厚くなっているかを示す値である。
【００４０】
図３は、捲回式電極群１００のＺ軸方向の端部のうち、電極Ｂ２０の集電リード２５が突出している端部（以後、「Ｓ端部」と称する）を拡大して示した模式図である。図３において、厚部を設けていない部分における電極Ａ１０間の距離（電極Ａ１０の対向間隔）をＳ１、厚部４０ａ、４０ｂにおける電極Ａ１０間の距離（電極Ａ１０の対向間隔）をＳ２、電極Ｂ２０の厚さをＳ３、電極Ｂ２０の集電リード２５の厚さをＳ４とする。集電リード２５は、電極Ｂ２０の集電体が露出している部分である。また、電極Ａ１０の厚部４０ａの厚さをＳ５、厚部４０ｂの厚さをＳ６とする。なお、Ｓ１は、電極Ｂ２０と２枚のセパレータ３０の合計の厚さでもある。
【００４１】
このとき、数式１の関係を満たすように、厚部４０を構成するのが望ましい。
Ｓ１−Ｓ２≦Ｓ３−Ｓ４  ・・・（数式１）
Ｓ１とＳ２とＳ３とＳ４の関係が数式１を満たさない（Ｓ１−Ｓ２＞Ｓ３−Ｓ４）と、Ｓ３＜Ｓ１−Ｓ２＋Ｓ４となり、Ｓ１−Ｓ２＝Ｓ５＋Ｓ６であるため、Ｓ３＜Ｓ５＋Ｓ６＋Ｓ４となる。即ち、電極Ａ１０の厚部４０ａと厚部４０ｂの厚さと電極Ｂ２０の集電リード２５の厚さの和（Ｓ５＋Ｓ６＋Ｓ４）の方が、電極Ｂ２０の厚さ（Ｓ３）を上回ってしまう。これは、厚部４０の厚さ（厚部４０ａと厚部４０ｂの厚さの和）が厚すぎる状態である。数式１を満たさない部分が多いと、捲回式電極群１００の直径は、Ｓ端部において、Ｚ軸方向における中央付近の直径よりも著しく大きくなってしまい、捲回式電極群１００の形状が歪になるという不都合が生じる。
【００４２】
図４は、捲回式電極群１００のＺ軸方向の端部のうち、電極Ａ１０の集電リード１５が突出している端部（以後、「Ｔ端部」と称する）を拡大して示した模式図である。図４において、厚部を設けていない部分における電極Ａ１０間の距離（電極Ａ１０の対向間隔）をＴ１、厚部４０ｃ、４０ｄにおける電極Ａ１０間の距離（電極Ａ１０の対向間隔）をＴ２、電極Ｂ２０の厚さをＴ３、電極Ｂ２０の集電リード２５の厚さをＴ４とする。また、電極Ａ１０の厚部４０ｃの厚さをＴ５、厚部４０ｄの厚さをＴ６とする。なお、Ｔ１は、電極Ｂ２０と２枚のセパレータ３０の合計の厚さでもある。
【００４３】
このとき、数式２の関係を満たすように、厚部４０を構成するのが望ましい。
Ｔ１−Ｔ２≦Ｔ３  ・・・（数式２）
Ｔ１とＴ２とＴ３の関係が数式２を満たさない（Ｔ１−Ｔ２＞Ｔ３）と、Ｔ１−Ｔ２＝Ｔ５＋Ｔ６であるため、Ｔ３＜Ｔ５＋Ｔ６となる。即ち、電極Ａ１０の厚部４０ｃと厚部４０ｄの厚さの和（Ｔ５＋Ｔ６）の方が、電極Ｂ２０の厚さ（Ｔ３）を上回ってしまう。これは、厚部４０の厚さ（厚部４０ｃと厚部４０ｄの厚さの和）が厚すぎる状態である。数式２を満たさない部分が多いと、捲回式電極群１００の直径は、Ｔ端部において、Ｚ軸方向における中央付近の直径よりも著しく大きくなってしまい、捲回式電極群１００の形状が歪になるという不都合が生じる。
【００４４】
電極Ａの厚部の形成方法の例としては、電極Ａの集電体上へ塗布層を形成する工程において、電極Ａの完成時にＺ軸方向の端部領域となる部分でのスラリの塗布量を多くして、塗布層の厚さを厚くする方法を挙げることができる。例えば、塗布層をコンマコーティング法によって形成する場合、ロッドナイフの径を部分的に小さくすれば、その部分のロッドナイフとロール間のクリアランスが他の部分よりも大きくなり、スラリの塗布量を多くすることができる。即ち、電極Ａにおいて厚部を設けたい部分に対応して、ロッドナイフの径を適切に小さくすれば、望む形で厚部を形成することができる。
【００４５】
一般に塗布型電極の製造工程では、塗布層の形成後にロールプレスによって塗布層表面の平滑化や塗布層密度を増す工程が存在する。このような工程を経る場合であっても、上述のようにして電極Ａの完成時にＺ軸方向の端部領域となる部分でのスラリの塗布量を多くしておけば、プレス後でもスプリングバックによって厚部が形成される。
【００４６】
さらに、電極Ａの厚部を形成する他の方法の例としては、電極Ａの集電体上へ塗布層を形成した後の電極ロールプレス工程において、プレスロールの電極Ａの端部領域に当接する部分の径を他の部分より小さくしておき、印加するプレス圧を減じて、厚部を形成する方法を挙げることができる。この方法では、ロールプレス工程を実施する前に、電極Ａの塗布層の端部領域でのスラリの塗布量を多くしておく必要は必ずしもない。
【００４７】
本実施例による捲回式電極群は、Ｓ端部においては、電極Ａの厚部同士が対向する間隔（図３に示すＳ２）よりも、電極Ｂと２枚のセパレータの合計の厚さ（図３に示すＳ１）の方が厚く、Ｔ端部においては、電極Ａの厚部同士が対向する間隔（図４に示すＴ２）よりも、電極Ｂと２枚のセパレータの合計の厚さ（図４に示すＴ１）の方が厚い。したがって、振動などが加わった場合でも、電極Ｂの変位は、電極Ａの厚部に阻止され、また同様にして、電極Ａの変位は電極Ｂに阻止される。
【００４８】
したがって、本実施形態による捲回式電極群を用いた電池では、振動などの外力が加わった場合でも、捲回式電極群の巻きずれ（正極電極と負極電極とセパレータの相対的な位置ずれ）が抑制され、正負電極やセパレータの位置関係を保つことができ、捲回式電極の構造健全性を向上することができる。
【００４９】
電極Ａの厚部の形成方法は、上記の説明に例示した手法に限定されない。本発明の趣旨に沿った厚部を形成するものであれば、本発明は厚部の形成方法に依存しないことは明らかである。
【００５０】
また、電極Ａの厚部の形状や配置は、上記の説明に例示したものに限定されない。本発明の趣旨に沿うものであれば、電極Ａの厚部は形状や配置の如何を問わないことは明らかである。
【００５１】
なお、上記の説明に例示した電極Ａの厚部は、電極Ａの集電体の両面の両端領域において塗布層の厚さを厚くするようにして形成されているが、数式１と数式２の関係を満たすものであれば、集電体の各面および各端部領域の塗布層の厚さを同一にする必要はない。
【実施例２】
【００５２】
本実施形態では、第１の実施形態と同様に、塗布型電極群として円筒形捲回式電極群を用いた電池を例に挙げて説明する。Ｚ軸方向（電極板の予め定めた１辺方向）として、捲回軸方向を用いるのも、第１の実施形態と同様である。また、Ｓ端部とＴ端部も、第１の実施形態と同様の部分を称している。
【００５３】
図５は、捲回式電極群１００のＺ軸に平行な断面を示す模式図である。図５において、図２と同一の符号は、図２と同一または共通する要素を示す。本実施形態では、厚部４０は、電極Ａ１０の塗布層の片面だけに設けられている。即ち、電極Ａ１０の塗布層の片面において、Ｚ軸方向の両端の端部領域に、塗布層の厚さを他の部分（Ｚ軸方向の中央部）よりも厚くして厚部を設ける。また、Ｓ端部において数式１の関係を満たし、Ｔ端部において数式２の関係を満たすようにして厚部を形成する。このようにすると、本実施形態でも、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【実施例３】
【００５４】
本実施形態では、第１の実施形態と同様に、塗布型電極群として円筒形捲回式電極群を用いた電池を例に挙げて説明する。Ｚ軸方向（電極板の予め定めた１辺方向）として、捲回軸方向を用いるのも、第１の実施形態と同様である。また、Ｓ端部とＴ端部も、第１の実施形態と同様の部分を称している。
【００５５】
図６は、捲回式電極群１００のＺ軸に平行な断面を示す模式図である。図６において、図２と同一の符号は、図２と同一または共通する要素を示す。本実施形態では、厚部４０は、電極Ａ１０の塗布層の両面に設けられている。ただし、厚部４０は、塗布層の一方の面ではＺ軸方向の一端の端部領域のみに設けられ、塗布層の他方の面ではＺ軸方向の他端の端部領域のみに設けられている。即ち、電極Ａ１０の塗布層において、一方の面のＺ軸方向の一端の端部領域に、塗布層の厚さを他の部分（Ｚ軸方向の中央部）よりも厚くして厚部を設け、他方の面のＺ軸方向の他端の端部領域に、塗布層の厚さを他の部分（Ｚ軸方向の中央部）よりも厚くして厚部を設ける。また、Ｓ端部において数式１の関係を満たし、Ｔ端部において数式２の関係を満たすようにして厚部を形成する。このようにすると、本実施形態でも、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【実施例４】
【００５６】
本発明は、塗布型電極の塗布層の端部領域に厚部を設けて電極群の相対位置を規定することによって、塗布型電極群を用いた電池の構造健全性を向上する効果を得るものである。したがって、円筒形捲回式電極群を用いる円筒形電池に限らず、扁平形捲回式電極群を用いる角形電池でも、本発明の効果を得ることができる。
【００５７】
図７は、本実施形態おける、扁平形捲回式電極群を用いた角形電池の構造模式図である。扁平形捲回式電極群５００は、帯状の正極電極板と帯状の負極電極板と帯状のセパレータを扁平形状に巻き取ることで構成される。正極電極板の正極集電リードは、接続部６１５を介して正極集電板６１０と接続され、負極電極板の負極集電リードは、接続部６３５を介して負極集電板６３０と接続される。扁平形捲回式電極群５００と正極集電板６１０と負極集電板６３０は、絶縁シート７１０を介して、電池外装缶７００に収納される。本実施形態では、扁平形捲回式電極群５００は、捲回軸を横方向（図７の左右方向）に向けた状態で電池外装缶７００に収納される。
【００５８】
本実施形態でも、捲回軸方向をＺ軸方向とする。また、扁平形捲回式電極群５００の厚さ方向（扁平形捲回式電極群５００の捲回軸に垂直な断面の短辺方向）をＤ軸とし、Ｚ軸とＤ軸に垂直な方向（扁平形捲回式電極群５００の捲回軸に垂直な断面の長辺方向）をＨ軸とする。
【００５９】
電池外装缶７００には、扁平形捲回式電極群５００と正極集電板６１０と負極集電板６３０が収納された後、非水電解液が注入され、電池上蓋７５０により密閉される。電池上蓋７５０は、正極ターミナル６２０と負極ターミナル６４０と注液栓７７０と圧力開放弁７６０を備える。正極ターミナル６２０と負極ターミナル６４０は、それぞれ正極集電板６１０と負極集電板６３０に接続されている。非水電解液は、注液栓７７０から電池外装缶７００に注入する。圧力開放弁７６０は、電池外装缶７００の内部の圧力が上昇したときに、内部の圧力を開放するために用いる。
【００６０】
図８は、本実施形態おける扁平形捲回式電極群を用いた角形電池の、正極集電リードと正極集電板の接続部６１５と負極集電リードと負極集電板の接続部６３５を横断する平面（Ｄ−Ｚ平面）における断面の模式図である。上述したように、扁平形捲回式電極群５００と正極集電板６１０と負極集電板６３０は、絶縁シート７１０を介して、電池外装缶７００に収納されている。
【００６１】
扁平形捲回式電極群５００は、扁平形状の軸芯５１０を巻き軸として、帯状の正極電極板１２０と帯状の負極電極板１３０と帯状のセパレータ１４０（図８の部分拡大図を参照）が、扁平形状になるように巻き取られて形成される。正極電極板１２０から正極集電リード６１２がＺ軸方向の一方（−Ｚ方向）へ突出し、負極電極板１３０から負極集電リード６３２がＺ軸方向の他方（＋Ｚ方向）へ突出しており、それぞれ正極と負極の集電リード群を構成している。正極集電リード６１２は、接続部６１５を介して正極接続板６１０に接続され、負極集電リード６３２は、接続部６３５を介して負極接続板６３０に接続される。
【００６２】
図８の部分拡大図に示したように、正極電極板１２０は、正極集電体１２６と、正極集電体１２６の両面に形成された正極活物質塗工層（塗布層）１２５を有する。負極電極板１３０は、負極集電体１３６と、負極集電体１３６の両面に形成された負極活物質塗工層（塗布層）１３５を有する。
【００６３】
以上説明したように、扁平形捲回式電極群の基本構造は、実施例１〜３で説明した円筒形の捲回式電極群の構造と同じである。したがって、扁平形捲回式電極群においても、正極電極と負極電極のいずれか一方の電極（電極Ａ）について、捲回軸方向（Ｚ軸方向）の塗布層の長さを、他方の電極（電極Ｂ）のＺ軸方向の塗布層の長さよりも長くし、電極Ａの塗布層のＺ軸方向の両端の端部領域の少なくとも一部に厚部を設け、電極Ｂを電極ＡのＺ軸方向の一端の厚部と他端の厚部との間に配置することができる。
【００６４】
このような構成をとることにより、本実施形態による扁平形捲回式電極群を用いた電池でも、捲回式電極群の巻きずれ（正極電極と負極電極とセパレータの相対的な位置ずれ）を抑制して、正負電極やセパレータの位置関係を保つことができ、捲回式電極の構造健全性を向上することができる。
【実施例５】
【００６５】
実施例４では、捲回式の扁平形電極群を用いた角形電池について説明したが、本発明は、積層式電極群を用いる角形電池にも適用可能である。本発明は、塗布型電極の塗布層の端部領域に厚部を設けて電極群の相対位置を規定することによって、塗布型電極群を用いた電池の構造健全性を向上する効果を得るものである。したがって、積層式電極群を用いる電池でも、捲回式電極群を用いる電池と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
図１０Ａ〜図１０Ｅには、本発明による積層式電極群の構成の例を示す。なお、図１０Ａ〜図１０Ｅでは、電極Ａ１０と電極Ｂ２０の間に存在するセパレータ３０を省略し、図示していない。
【００６７】
図１０Ａ〜図１０Ｃにおいて、電極Ａ１０には、塗布層のＺ軸方向の端部領域に厚部４０が設けられており、電極Ｂ２０は、電極Ａ１０のＺ軸方向の一端の厚部４０と他端の厚部４０との間に配置される。図１０Ａでは、電極Ａ１０の集電リード１５と電極Ｂの集電リード２５は、電極Ａ１０のＺ軸方向の両端から突出している。図１０Ｂでは、電極Ａ１０の集電リード１５と電極Ｂの集電リード２５は、電極Ａ１０のＷ軸方向の両端から突出している。Ｗ軸方向とは、電極Ａ１０の面内において、Ｚ軸方向に垂直な方向である。また、図１０Ｃに示すように、電極Ａ１０の集電リード１５と電極Ｂの集電リード２５を同一の方向（図１０Ｃの例では＋Ｚ方向）に突出させる構成にすることも可能である。当該構成においては、Ｚ軸方向において本発明の効果を得ることができる。
【００６８】
図１０Ｄは、Ｚ軸を定める方向が異なる、２種類の電極Ａ１０を組み合わせて用いる場合の積層式電極群の構成を示す。図１０Ｄにおいて、上から１番目と３番目の電極Ａ１０には、塗布層のＺ’軸方向の端部領域に厚部４０が設けられており、上から２番目と４番目の電極Ａ１０には、塗布層のＺ’’軸方向の端部領域に厚部４０が設けられている。なお、図１０Ｄでは、Ｚ’軸方向とＺ’’軸方向は直交する。
【００６９】
図１０Ｅでは、電極Ａ１０の厚部４０は、方向の異なる２種類のＺ軸、即ちＺ’軸およびＺ’’軸に沿って、塗布層の端部領域に設けられている。図１０Ｅに示した例では、Ｚ’軸方向とＺ’’軸方向は直交している。したがって、厚部４０は、電極Ａ１０の塗布層の外縁領域に、塗布層の外周に沿って連続的に形成されている。図１０Ｅに示すように、電極Ｂ２０は、塗布層の外縁領域に厚部４０を設けた電極Ａ１０で挟まれるように配置されている。このため、Ｚ’軸方向およびＺ’’軸方向はもちろん、Ｚ’軸とＺ’’軸を含む面内の方向において、本発明の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００７０】
１０…電極Ａ、１１…電極Ａの塗布層、１５…電極Ａの集電リード、２０…電極Ｂ、２５…電極Ｂの集電リード、３０…セパレータ、４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ…厚部、１００…円筒形の捲回式電極群、１１０…軸芯、１２０…正極電極板、１２５…正極活物質塗工層、１２６…正極集電体、１３０…負極電極板、１３５…負極活物質塗工層、１３６…負極集電体、１４０…セパレータ、２１０…正極集電リード、２１５…正極集電リング、２１６…正極接続板、２２０…負極集電リード、２２５…負極集電リング、２２６…負極接続板、３００…電池外装缶、３１０…正極ターミナルキャップ、３２０…ガスケット、５００…扁平形捲回式電極群、５１０…扁平形状の軸芯、６１０…正極集電板、６１２…正極集電リード、６１５…正極集電リードと正極集電板の接続部、６２０…正極ターミナル、６３０…負極集電板、６３２…負極集電リード、６３５…負極集電リードと負極集電板の接続部、６４０…負極ターミナル、７００…電池外装缶、７１０…絶縁シート、７５０……電池上蓋、７６０…圧力開放弁、７７０…注液栓。
【図１】
0005501270.tif 000002
【図２】
0005501270.tif 000003
【図３】
0005501270.tif 000004
【図４】
0005501270.tif 000005
【図５】
0005501270.tif 000006
【図６】
0005501270.tif 000007
【図７】
0005501270.tif 000008
【図８】
0005501270.tif 000009
【図９Ａ】
0005501270.tif 000010
【図９Ｂ】
0005501270.tif 000011
【図９Ｃ】
0005501270.tif 000012
【図９Ｄ】
0005501270.tif 000013
【図１０Ａ】
0005501270.tif 000014
【図１０Ｂ】
0005501270.tif 000015
【図１０Ｃ】
0005501270.tif 000016
【図１０Ｄ】
0005501270.tif 000017
【図１０Ｅ】
0005501270.tif 000018