(57)【要約】【課題】最外周側に位置する負極板に浮き上がりが生じ難く、長期信頼性の高い二次電池を提供すること。【解決手段】本発明の一実施形態の二次電池は、一方の端部に巻回された正極芯体露出部１５が、他方の端部に巻回された負極芯体露出部１６が、それぞれ形成された偏平状巻回電極体１４を有し、負極板１２の巻き終り端１２ｂは正極板１１の巻き終り端よりも偏平状巻回電極体１４の外周側に位置し、負極板１２における最外周領域には、負極板１２における最外周領域の内周側に位置するセパレータ１３から浮き上がることを防止する浮き上がり防止手段としてセパレータ固定テープ３０Ａが設けられている、【選択図】図３
2014216194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極芯体上に正極活物質合剤層が形成された正極板と、負極芯体上に負極活物質合剤層が形成された負極板とがセパレータを介して巻回された偏平状巻回電極体を備え、
前記偏平状巻回電極体の一方の端部には巻回された正極芯体露出部が形成され、
前記偏平状巻回電極体の他方の端部には巻回された負極芯体露出部が形成され、
前記巻回された正極芯体露出部は収束されて正極集電体が接続され、
前記巻回された負極芯体露出部は収束されて負極集電体が接続され、
前記負極板の巻き終り端は前記正極板の巻き終り端よりも前記偏平状巻回電極体の外周側に位置し、
前記負極板における最外周領域には、前記負極板における最外周領域の内周側に位置する前記セパレータから浮き上がることを防止する浮き上がり防止手段が設けられている、
二次電池。
【請求項２】
前記偏平状巻回電極体の最外面には前記セパレータが位置し、
前記セパレータの巻き終り端から前記セパレータの巻き終り端の内周側に位置するセパレータにかけて前記浮き上がり防止手段としてのテープが貼り付けられており、
前記テープは、前記正極芯体露出部上に延在し、前記正極芯体露出部にも貼り付けられている、請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記テープは、前記負極芯体露出部上に延在し、前記負極芯体露出部にも貼り付けられている、請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記負極板の巻回方向で前記負極板の巻き終り端に最も近い湾曲部と平端部の境界部に対応する位置に前記テープが貼り付けられている、請求項２又は３に記載の二次電池。
【請求項５】
前記偏平状巻回電極体の外周は、対向する二つの平面領域と、対向する二つの湾曲領域を有し、
前記セパレータの巻き終り端は前記湾曲領域に位置し、
前記浮き上がり防止手段としてのテープは、前記湾曲部から前記平面領域にかけて貼り付けられている、請求項２又は３に記載の二次電池。
【請求項６】
開口部を有する有底筒状の外装体と
前記開口部を封止する封口体とを備え
前記偏平状巻回電極体は、前記偏平状巻回電極体の巻軸方向が前記外装体の底部と平行になるように前記外装体に収納され、
前記浮き上がり防止手段としてのテープは、前記正極集電体における前記外装体の底部側端部及び前記負極集電体における前記外装体の底部側端部よりも前記底部側に配置されている、請求項２〜５のいずれかに記載の二次電池。
【請求項７】
前記巻回された正極芯体露出部の最外面に前記正極集電体が接続されており、前記巻回された負極芯体露出部の最外面に前記負極集電体が接続されている、請求項２〜６のいずれかに記載の二次電池。
【請求項８】
前記偏平状巻回電極体の最外面に前記セパレータが位置し、
前記負極板の巻回方向で前記負極板の巻き終り端に最も近い湾曲部と平端部の境界部の間に、前記偏平状巻回電極体の最外面に位置する前記セパレータから前記巻回された正極芯体露出部の最外面にかけて前記浮き上がり防止手段としてのテープが貼り付けられている、請求項１に記載の二次電池。
【請求項９】
前記負極板の巻き終り端から、前記負極板の巻き終り端の内周側に位置する前記セパレータにかけて前記浮き上がり防止手段としてのテープが貼り付けされている、請求項１に記載の二次電池。
【請求項１０】
前記浮き上がり防止手段としてのテープが、前記正極芯体露出部上に延在し、前記正極芯体露出部に貼り付けられている、請求項９に記載の二次電池。
【請求項１１】
前記偏平状巻回電極体の最外周に、前記偏平状巻回電極体の巻回方向に沿って少なくとも１周以上、前記浮き上がり防止手段としての絶縁シートが巻きつけられている、請求項１に記載の二次電池。
【請求項１２】
前記浮き上がり防止手段としての絶縁シートは、熱収縮性を有する熱収縮シートであり、前記偏平状巻回電極体の外周に巻きつけられた後、熱収縮されたものである、請求項１１に記載の二次電池。
【請求項１３】
前記セパレータの巻き終り端から、前記セパレータの巻き終り端の内周側に位置するセパレータにかけて貼り付けられたテープを備えている、請求項１２に記載の二次電池。
【請求項１４】
前記正極集電体は前記巻回された正極芯体露出部の最外面に接続され、
前記巻回された正極芯体露出部の最外面と前記正極集電体の間には前記浮き上がり防止手段としての絶縁フィルムが配置され、
前記絶縁フィルムは、前記偏平状巻回電極体における前記正極活物質合剤層、前記負極活物質合剤層及び前記セパレータが積層された領域の最外面まで延在している、請求項１に記載の二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏平状巻回電極体を備えた長期信頼性の高い二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ、ＰＨＥＶ）の駆動用電源としては、高容量及び高出力特性が要求されるため、個々の電池が大型化されるとともに、多数の電池が直列、並列ないし直並列に接続されて使用されている。これらの電池は、スペース効率の点から、角形の二次電池が汎用されている。
【０００３】
角型の二次電池、例えば角形非水電解質二次電池は、以下のようにして作製されている。細長いシート状のアルミニウム箔等からなる正極芯体の両面に正極活物質を含有する正極活物質合剤層を形成した正極板を作製する。細長いシート状の銅箔等からなる負極芯体の両面に負極活物質を含有する負極活物質合剤層を形成した負極板を作製する。
【０００４】
そして、負極板と正極板とをセパレータを間に配置して重ね合わせ、負極板及び正極板をセパレータにより互いに絶縁した状態で円柱状の巻芯に渦巻状に巻回し、最外周側がセパレータとなるようにして円筒状の巻回電極体を作製し、セパレータの巻き終り部を巻止めテープにより固定する。この円筒状の巻回電極体をプレス機で押し潰して偏平状巻回電極体に成型する。その後、偏平状巻回電極体を角形外装体内に収容し、電解液の注液孔を除いて電池外装体の開口部を封口し、電解液を注液した後に電解液の注液孔を閉じることで角形非水電解質二次電池としている（下記特許文献１参照）。
【０００５】
非水電解質二次電池においては、充電時にリチウム金属の析出を抑制するため、負極板と正極板の充電容量比（負極充電容量／正極充電容量）を１よりも大となるようにする必要がある。そのため、下記特許文献１に開示されている角形非水電解質二次電池では、偏平状巻回電極体における負極芯体露出部側の負極活物質合剤層の端部は隣接する正極板における正極活物質合剤層端部よりも突出しており、かつ、外周側に位置する極板は負極板とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１７１２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に開示されている角形非水電解質二次電池では、偏平状巻回電極体の偏平な部分における最外周側に位置する負極板が正極板と対向している部分は、より外周側に存在するセパレータによってのみ固定されている。しかし、電池作製工程で生じるセパレータの緩みに伴って、偏平状巻回電極体の偏平な部分における最外周側に位置する負極板が正極板と対向している部分は、巻回方向に緩みが発生した場合、内周側に存在する正極板との間の極板距離を一定に保てなくなってしまう。正極板と負極板との間の極板距離を一定に保てないと、充放電ムラが生じて電池の部分的な劣化を引き起こし、電池の長期信頼性が低くなるという課題がある
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様の二次電池は、
正極芯体上に正極活物質合剤層が形成された正極板と、負極芯体上に負極活物質合剤層が形成された負極板とがセパレータを介して巻回された偏平状巻回電極体を備え、
前記偏平状巻回電極体の一方の端部には巻回された正極芯体露出部が形成され、
前記偏平状巻回電極体の他方の端部には巻回された負極芯体露出部が形成され、
前記巻回された正極芯体露出部は収束されて正極集電体が接続され、
前記巻回された負極芯体露出部は収束されて負極集電体が接続され、
前記負極板の巻き終り端は前記正極板の巻き終り端よりも前記偏平状巻回電極体の外周側に位置し、
前記負極板における最外周領域には、前記負極板における最外周領域の内周側に位置する前記セパレータから浮き上がることを防止する浮き上がり防止手段が設けられている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様の二次電池によれば、最外周の負極板が浮き上がり防止手段で固定されているため、電池の製造工程で生じるセパレータ緩みによる最外周側の負極板の浮き上がりないしズレが防止され、電池の充放電ムラによる部分的な劣化を抑制することが可能となる。なお、浮き上がり防止手段としては、テープ、熱収縮性フィルム等を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】角形非水電解質二次電池の巻回電極体作製時の極板とセパレータの配置関係を示す一部展開図である。
【図２】図２Ａは角形非水電解質二次電池の断面図であり、図２Ｂは図２ＡのIIＢ−IIＢ線に沿った断面図であり、図２Ｃは図２ＡのIIＣ−IIＣ線に沿った断面図である。
【図３】実施形態１に係る偏平状巻回電極体の成型後の斜視図である。
【図４】比較例に係る偏平状巻回電極体の成型後の斜視図である。
【図５】比較例の偏平状巻回電極体の模式横断面図である。
【図６】実施形態２に係る偏平状巻回電極体の成型後の斜視図である。
【図７】実施形態３に係る偏平状巻回電極体の成型後の斜視図である。
【図８】実施形態４に係る偏平状巻回電極体の成型後の斜視図である。
【図９】実施形態５に係る偏平状巻回電極体の成型後の斜視図である。
【図１０】図１０Ａは実施形態６に係る偏平状巻回電極体の正極集電体部分の模式拡大図であり、図１０Ｂは図１０ＡのＸＢ−ＸＢ線に沿った拡大断面図である。
【図１１】実施形態７に係る偏平状巻回電極体の成型後の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の各実施形態及び比較例に共通する角形の二次電池としての角形非水電解質二次電池を図１及び図２を参照しながら詳細に説明する。ただし、以下に示す角形非水電解質二次電池は、本発明の技術思想を理解するために例示するものであって、本発明をこの角形非水電解質二次電池に特定することを意図するものではない。本発明は、特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行ったものにも均しく適用し得るものである。
【００１２】
この角形非水電解質二次電池１０は、正極板１１と負極板１２とがセパレータ１３を介して巻回された偏平状巻回電極体１４を有している。正極板１１は、アルミニウム箔からなる正極芯体の両面に正極活物質合剤スラリーを塗布し、乾燥及び圧延した後、アルミニウム箔が帯状に露出するようにスリットすることにより作製されている。また、負極板１２は、銅箔からなる負極芯体の両面に負極活物質合剤スラリーを塗布し、乾燥及び圧延した後、銅箔が帯状に露出するようにスリットすることによって作製されている。
【００１３】
そして、上述のようにして得られた正極板１１及び負極板１２を、正極板１１のアルミニウム箔（以下、「正極芯体」という）露出部１５と負極板１２の銅箔（以下、「負極芯体」という）露出部１６とがそれぞれ対向する電極の正極活物質合剤層１１ａ及び負極活物質合剤層１２ａとそれぞれ重ならないようにずらして、ポリオレフィン製多孔質セパレータ１３を介して巻回することで、巻回軸方向の一方の端には巻回されて複数枚が積層された正極芯体露出部１５を備え、他方の端には巻回されて複数枚が積層された負極芯体露出部１６を備えた偏平状巻回電極体１４が作製されている。
【００１４】
この偏平状巻回電極体１４では、負極芯体露出部１６側の負極活物質合剤層１２ａの端部は隣接する正極板１１における正極活物質合剤層１１ａの端部よりも突出しており、かつ、外周側が負極板１２となり、最外周はセパレータとなされている。各実施形態の偏平状巻回電極体と比較例の偏平状巻回電極体とは、それぞれ最外周側に位置するセパレータや負極板等に設けられているテープ等の貼り付け状態が相違しているが、ここではこの相違点については触れず、同一の構成の偏平状巻回電極体１４であるとして説明を継続する。なお、各実施形態及び比較例の偏平状巻回電極体におけるテープ等の貼り付け状態の詳細については、後述する。
【００１５】
偏平状巻回電極体１４は、正極板１１側では、巻回され積層された複数枚の正極芯体露出部１５が、厚み方向の中央側に収束されてさらに２分割され、電極体厚みの１／４を中心として正極芯体露出部１５が集束され、その間に正極中間部材２８が配置されている（図２Ｂ参照）。正極中間部材２８は、樹脂材料からなる絶縁性中間部材２８Ａに導電性中間部材２８Ｂが複数個、ここでは２個が保持されている。各導電性中間部材２８Ｂは、円柱状のものが用いられ、それぞれ積層された正極芯体露出部１５と対向する側に、プロジェクションとして作用する円錐台状の突起２８Ｃが形成されている。
【００１６】
同じく負極板１２側では、巻回され積層された複数枚の負極芯体露出部１６が、厚み方向の中央側に収束されてさらに２分割され、電極体厚みの１／４を中心として負極芯体露出部１６が集束され、その間に負極中間部材２９が配置されている（図２Ｂ及び図２Ｃ参照）。負極中間部材２９は、樹脂材料からなる絶縁性中間部材２９Ａに導電性中間部材２９Ｂが複数個、ここでは２個が保持されている。各導電性中間部材２９Ｂは、円柱状のものが用いられ、それぞれ積層された負極芯体露出部１６と対向する側に、プロジェクションとして作用する円錐台状の突起２９Ｃが形成されている。
【００１７】
また、正極中間部材２８の両側に位置する正極芯体露出部１５の最外側の両側の表面にはそれぞれ正極集電体１７が配置されており、負極中間部材２９の両側に位置する負極芯体露出部１６の最外側の両側の表面にはそれぞれ負極集電体１９が配置されている。正極中間部材２８を構成する導電性中間部材２８Ｂは正極芯体と同じ材料であるアルミニウム製であり、負極中間部材２９を構成する導電性中間部材２９Ｂは負極芯体と同じ材料である銅製であるが、それぞれの形状は同じであっても異なっていてもよい。
【００１８】
また、正極中間部材２８を構成する絶縁性中間部材２８Ａ及び負極中間部材２９を構成する絶縁性中間部材２９Ａとして使用し得る材料としては、たとえばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などが挙げられる。
【００１９】
この偏平状巻回電極体１４では、巻回軸方向における一方の端部に巻回され積層された正極芯体露出部１５を有し、巻回軸方向における他方の端部に巻回され積層された負極芯体露出部１６を有し、正極集電体１７が積層された正極芯体露出部１５の積層方向における最外面に溶接接続されており、負極集電体１９が積層された負極芯体露出部１６の積層方向における最外面に溶接接続されている。
【００２０】
抵抗溶接は、次のようにして行われる。例えば負極側においては、一対の抵抗溶接用電極（図示省略）を負極集電体１９の本体部１９Ａにおける導電性中間部材２９Ｂの両側に形成されている円錐台状の突起２９Ｃとそれぞれ２分割された負極芯体露出部１６を介して互いに対向するように配置する。そして、一対の抵抗溶接用電極間に適度の押圧力を、負極集電体１９に対して均等に印加されるように、印加し、予め定められた条件で抵抗溶接を行う。
【００２１】
抵抗溶接用電流は、例えば一方の抵抗溶接用電極から、一方の負極集電体１９の本体部１９Ａ、２分割された負極芯体露出部１６、導電性中間部材２９Ｂ、２分割された負極芯体露出部１６、他方の負極集電体１９の本体部１９Ａ、他方の抵抗溶接用電極へと流れる。これにより、一方の負極集電体１９の本体部１９Ａと２分割された負極芯体露出部１６と導電性中間部材２９Ｂの一方の端面との間、導電性中間部材２９Ｂの他方の端面と２分割された負極芯体露出部１６と他方の負極集電体１９の本体部１９Ａとの間に、それぞれ抵抗溶接部が形成される。
【００２２】
正極中間部材２８及び負極中間部材２９における絶縁性中間部材２８Ａ、２９Ａはなくても良く、また、これらの導電性中間部材２８Ｂ、２９Ｂは、要求される電池の出力等に応じて１個でもよく、あるいは３個以上としてもよい。導電性中間部材２８Ｂ、２９Ｂをそれぞれ２個以上用いる構成であれば、１個の樹脂材料からなる絶縁性中間部材２８Ａ、２９Ａに２個以上の導電性中間部材２８Ｂ、２９Ｂが保持されているので、それぞれの組の導電性中間部材２８Ｂ、２９Ｂを２分割された側の芯体露出部の間に安定な状態で位置決め配置できるようになる。
【００２３】
複数枚の正極芯体露出部１５は積層されて正極集電体１７を介して正極端子１８と電気的に接続されており、同じく複数枚の負極芯体露出部１６は積層されて負極集電体１９を介して負極端子２０に電気的に接続されている。正極端子１８、負極端子２０はそれぞれ絶縁部材２１、２２を介して封口体２３に固定されている。なお、正極集電体１７及び負極集電体１９にそれぞれ形成されたリブ１７Ｂ、１９Ｂは、それぞれの本体部１７Ａ、１９Ａと一体に形成されており、正極集電体１７及び負極集電体１９のそれぞれの一部を本体部１７Ａ、１９Ａの境界部分で略垂直となるように折り返すことにより形成されたものである。
【００２４】
その後、偏平状巻回電極体１４の封口体２３側を除く周囲に樹脂製の絶縁シート２４を介在させて角形の外装体２５内に挿入した後、封口体２３を外装体２５の開口部に嵌合させた。そして、封口体２３と外装体２５との嵌合部をレーザ溶接し、電解液注液孔２６から非水電解液することにより各実施形態及び比較例の角型非水電解質二次電池が作製された。なお、封口体２３には安全手段としてのガス排出弁２７が形成されている。
【００２５】
ここでは、正極集電体１７及び負極集電体１９がそれぞれ直接正極端子１８及び負極端子２０に接続されている例を示したが、この正極集電体１７及び負極集電体１９をそれぞれ別途導電部材を経て正極端子１８ないし負極端子２０に接続されているものであってもよい。また、正極中間部材２８及び負極中間部材２９は、正極芯体露出部１５及び負極芯体露出部１６の何れか一方に設けてもよく、さらには、正極中間部材２８及び負極中間部材２９を用いることなく、すなわち正極芯体露出部１５及び負極芯体露出部１６をそれぞれ２分割することなく、それぞれに正極集電体１７及び負極集電体１９を抵抗溶接することによって取り付けてもよい。また、正極芯体露出部１５と正極端子１８の間に、電池内部の圧力が一定の値以上になった場合に作動し、正極芯体露出部１５と正極端子１８の間の導電経路を遮断する電流遮断機構を設けることができる。
【００２６】
［実施形態１及び比較例］
実施形態１の偏平状巻回電極体１４Ａ及び比較例の偏平状巻回電極体１４Ｂにおけるセパレータ巻き終り部側に貼付されたテープの貼り付け状態について、図３及び図４を用いて説明する。実施形態１の偏平状巻回電極体１４Ａ及び比較例の偏平状巻回電極体１４Ｂは、いずれも、正極板１１及び負極板１２を、正極板１１の正極芯体露出部１５と負極板１２の負極芯体露出部１６とが電極体の巻き軸方向において反対側に位置するようにして（図１参照）、ポリオレフィン製多孔質セパレータ１３を介して巻回して作製された円筒状の巻回電極体（図示省略）を用いて作製されている。
【００２７】
実施形態１の偏平状巻回電極体１４Ａでは、円筒状の巻回電極体において、セパレータ固定テープ３０Ａを最外周側のセパレータ１３とその内周側のセパレータ１３とにわたって貼り付けるとともに、セパレータ固定テープ３０Ａの長さをセパレータ１３の幅よりも長くし、セパレータの巻き終り端１３ａと正極芯体露出部１５及び負極芯体露出部１６を固定した上で、プレス成型することにより作製したものを用いた（図３参照）。また、実施形態１の偏平状巻回電極体１４Ａでは、セパレータの巻き終り端１３ａが偏平状巻回電極体１４Ａの湾曲部に位置するようにした。なお、セパレータ固定テープ３０Ａとしては、ポリプロピレン又はポリエチレンを基材とするものを用いることが好ましい。
【００２８】
比較例の偏平状巻回電極体１４Ｂでは、円筒状の巻回電極体において、セパレータ固定テープ３０Ｂの長さをセパレータ１３の幅よりも短くし、セパレータ固定テープ３０Ｂを最外周側のセパレータ１３とその内周側のセパレータ１３とにわたってのみ貼り付け、同様にプレス成型して作製したものを用いた（図４参照）。比較例の偏平状巻回電極体１４Ｂでは、セパレータの巻き終り端１３ａをプレス成型後の偏平形状の平面部中央に位置するようにした。
【００２９】
このようにして作製された実施形態１及び比較例の偏平状巻回電極体１４Ａ、１４Ｂを用い、それぞれ図２に示した構成を有する実施形態１及び比較例に対応する角形非水電解質二次電池を作製した。次いで、得られた実施形態１及び比較例に対応する角形非水電解質二次電池について、偏平状巻回電極体における最外周の負極板１２の浮き上がり程度を、島津製作所製マイクロフォーカスＸ線ＣＴシステム  ＳＭＸ−２２５ＣＴを使用して確認した。
【００３０】
測定は、偏平状巻回電極体において、外装体２５の底部側端部から封口体２３の方向へ９ｍｍ、正極芯体露出部１５の端部から負極芯体露出部１６の方向へ１９ｍｍの位置を、ビュー数１２００回／３６０°、平均回数８回のハーフスキャンで実施した。なお、偏平状巻回電極体の外装体２５の底部側端部から封口体２３側端部までの高さは、８２ｍｍである。また、測定結果を２値化処理し、最外周側の負極板１２の浮き上がり部分の最大幅が２ピクセル以下であるものを浮き上がり無し、３ピクセル以上を浮き上がりありと判断した。結果を纏めて表１に示した。また、比較例の偏平状巻回電極体の模式横断面図を図５に示した。図５においては、最外側の負極板１２以外の構成は省略されている。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
表１に示した結果によれば、単に最外面に位置するセパレータ１３の巻き終り端１３ａからその内周側に位置するセパレータ１３にかけてのみセパレータ固定テープ３０Ｂを貼り付けた場合（比較例）では、図５に示したように、最外周側の負極板１２の浮き上がり防止効果が奏されていないことがわかる。それに対し、セパレータ固定テープ３０Ａを、最外面に位置するセパレータ１３の巻き終り端１３ａからその内周側に位置するセパレータ１３にかけて貼り付けるとともに、正極芯体露出部１５及び負極芯体露出部１６にも貼り付けた場合（実施形態１）では、最外周側の負極板１２の浮き上がり防止効果が奏されていることがわかる。
【００３３】
すなわち、最外面に位置するセパレータ１３の巻き終り端１３ａからその内周側に位置するセパレータ１３にかけて貼り付けられているだけでなく、同時に正極芯体露出部１５及び負極芯体露出部１６にも貼り付けられたセパレータ固定テープ３０Ａは、本発明の浮き上がり防止手段としての機能を奏していることになる。このような効果は、セパレータ固定テープ３０Ａの長さ方向の両端部が正極芯体露出部１５及び負極芯体露出部１６に強固に固定されているため、プレス時及びその後の電池組み立て工程時にセパレータ１３の巻き終り側が緩み難く、負極板１２が動き難くなったためであると考えられる。これにより、実施形態１の非水電解質二次電池によれば、最外周に位置する負極板１２と正極板１１との間の距離が一定に保たれるため、電池の部分的な放電ムラが生じ難くなり、長期信頼性の高い非水電解質二次電池が得られるようになる。
【００３４】
なお、実施形態１においては、セパレータ固定テープ３０Ａを、最外面に位置するセパレータ１３の巻き終り端１３ａからその内周側に位置するセパレータ１３にかけて貼り付けるとともに、正極芯体露出部１５及び負極芯体露出部１６にも貼り付けた形態を示したが、セパレータ固定テープ３０Ａが少なくとも正極芯体露出部１５に貼り付けられていればよい。最外周側の負極板１２の浮き上がりは、負極板１２の幅方向において正極芯体露出部１５側の端部で生じ易い。このため、セパレータ固定テープ３０Ａが少なくとも正極芯体露出部１５に貼り付けられていれば、正極芯体露出部１５側においてセパレータ１３の巻き弛みが生じることを防止できるため、最外周側の負極板１２の浮き上がり防止効果が得られる。ただし、実施形態１に示したようにセパレータ固定テープ３０Ａを、正極芯体露出部１５及び負極芯体露出部１６に貼り付けた形態とするとより大きな効果が得られるため好ましい。なお、セパレータ固定テープ３０Ａの長さをセパレータ１３の幅よりも小さくすることもできる。
【００３５】
また、実施形態１においては、偏平状巻回電極体１４Ａの外周は、対向する二つの平面領域と、対向する二つの湾曲領域を有し、セパレータの巻き終り端１３ａが偏平状巻回電極体１４Ａの湾曲部に位置している。そして、セパレータ固定テープ３０Ａは、湾曲部から平面領域にかけて貼り付けられている。最外周側の負極板１２の浮き上がりは、湾曲部と平面領域の境界部近傍で生じやすいため、このような構成とすることにより、より確実に最外周側の負極板１２の浮き上がりを防止できる。ただし、このような構成は必須の構成ではない。
【００３６】
さらに、実施形態１において、セパレータ固定テープ３０Ａは、負極板１２の巻回方向で負極板１２の巻き終り端に最も近い湾曲部と平端部の境界部に対応する位置に配置されている。この構成は必須の構成ではないものの、この構成により、より確実に最外周側の負極板１２の浮き上がりを防止できる。これは、負極板１２の巻回方向で負極板１２の巻き終り端に最も近い湾曲部と平端部の境界部において、負極板１２の浮き上がりが生じ易いためである。他の形態としては、セパレータ固定テープ３０Ａとは別のテープを、負極板１２の巻回方向で負極板１２の巻き終り端に最も近い湾曲部と平端部の境界部に対応する位置において、最外周のセパレータ１３から正極芯体露出部１５にかけて貼り付けることもできる。
【００３７】
また、実施形態１において、セパレータ固定テープ３０Ａは、正極集電体１７における外装体２５の底部側端部及び負極集電体１９における外装体２５の底部側端部よりも外装体２５の底部側に配置されている。したがって、芯体露出部に集電体を接続する際にセパレータ固定テープ３０Ａが邪魔になることがない。
【００３８】
［第２〜第７実施形態］
本発明の浮き上がり防止手段としての機能を奏する手段を備えた第２〜第７実施形態の偏平状巻回電極体１４Ｃ〜１４Ｉを図６〜図１２を用いて説明する。
【００３９】
実施形態２の偏平状巻回電極体１４Ｃは、図６に示したように、円筒状の巻回電極体において、セパレータ固定テープ３０Ｃの長さをセパレータ１３の幅よりも長くし、セパレータの巻き終り端１３ａと正極芯体露出部１５及び負極芯体露出部１６に貼り付けた上で、セパレータの巻き終り端１３ａが偏平状巻回電極体１４Ｃの平面部に位置するようにプレス成型することにより作製したものである。ただし、セパレータの巻き終り端１３ａの位置は、正負極芯体露出部１５及び負極芯体露出部１６に貼付されたセパレータ固定テープ３０Ｃが、正極集電体１７の本体部１７Ａ及び負極集電体１９の本体部１９Ａ（図２参照）の抵抗溶接部と重ならない位置となるようにするため、偏平状巻回電極体１４Ｃの湾曲部側にずれた位置となるようにすることが好ましい。この場合、最外側の負極板１２（図示省略）の巻き終り端の位置は任意である。
【００４０】
実施形態２の偏平状巻回電極体１４Ｃにおいても、セパレータ固定テープ３０Ｃの長さ方向の両端部が正極芯体露出部１５及び負極芯体露出部１６に強固に固定されているため、プレス時及びその後の電池組み立て工程時にセパレータ１３の巻き終り端１３ａ側が緩み難くなっており、負極板１２も動き難く、最外周側の負極板１２の浮き上がり防止効果が奏される。
【００４１】
実施形態３の偏平状巻回電極体１４Ｄは、図７に示したように、円筒状の巻回電極体において、セパレータの巻き終り端１３ａが偏平状巻回電極体１４Ｄの平面部に位置するようにプレス成型した後に、一対のセパレータ固定テープ３０Ｄを２箇所において偏平状巻回電極体１４Ｄの全周にわたって貼り付けたものである。この場合、最外側の負極板１２（図示省略）の巻き終り端の位置は任意である。
【００４２】
この実施形態３の偏平状巻回電極体１４Ｄにおいても、セパレータ固定テープ３０Ｄがセパレータ１３の巻回方向の全周わたってセパレータ１３の幅方向の両端側を固定しているので、電池組み立て工程時にセパレータの巻き終り側が緩み難くなっており、負極板１２も動き難く、最外周側の負極板１２の浮き上がり防止効果が奏される。なお、プレス成型前にセパレータ固定テープ３０Ｄを偏平状巻回電極体１４Ｄの全周にわたって貼り付けると、プレス時にセパレータの巻き終り側が緩み難くなる。
【００４３】
実施形態４の偏平状巻回電極体１４Ｅは、図８に示したように、負極板１２の幅よりも長さの短い負極板固定テープ３１Ａを用い、この負極板固定テープ３１Ａを負極板１２の巻き終り端１２ｂとその内周側のセパレータ１３に貼り付け、負極板１２の巻き終り端１２ｂが偏平状巻回電極体１４Ｅの平面部に位置するようにプレス成型したものである。この場合、最外側のセパレータの巻き終り端１３ａにセパレータ固定テープを貼り付けるかどうかは任意である。
【００４４】
この実施形態４の偏平状巻回電極体１４Ｅにおいても、負極板固定テープ３１Ａによって負極板１２の巻き終り端１２ｂがその内周側のセパレータ１３に固定されているため、プレス時及びその後の電池組み立て工程時に負極板１２も動き難く、最外周側の負極板１２の浮き上がり防止効果が奏される。
【００４５】
実施形態５の偏平状巻回電極体１４Ｆは、図９に示したように、円筒状の巻回電極体において、負極板１２の幅よりも長い負極板固定テープ３１Ｂを用い、負極板１２の巻き終り端１２ｂをその内周側のセパレータ１３及び正極芯体露出部１５に貼り付けた上で、負極板１２の巻き終り端１２ｂが偏平状巻回電極体１４Ｆの平面部に位置するようにプレス成型することにより作製したものである。この場合、最外側のセパレータの巻き終り端１３ａにセパレータ固定テープを貼り付けるかどうかは任意である。
【００４６】
この実施形態５の偏平状巻回電極体１４Ｆにおいても、負極板固定テープ３１Ｂによって負極板１２の巻き終り端１２ｂがその内周側のセパレータ１３及び正極芯体露出部１５に固定されているため、プレス時及びその後の電池組み立て工程時に負極板１２も動き難く、最外周側の負極板１２の浮き上がり防止効果が奏される。この場合、負極板１２の巻き終り端１２ｂの位置は、正負極芯体露出部１５に貼付された負極板固定テープ３１Ｂが、正極集電体１７の本体部１７Ａ及び負極集電体１９の本体部１９Ａ（図２参照）の抵抗溶接部と重ならない位置となるようにするため、偏平状巻回電極体１４Ｃの湾曲部側にずれた位置となるようにすることが好ましい。
【００４７】
実施形態６の偏平状巻回電極体１４Ｇは、円筒状の巻回電極体をプレス成型した後、図１０に示したように、正極芯体露出部１５に正極集電体１７の本体部１７Ａを溶接する際のスパッタの飛散防止と負極板１２の固定を兼ねた絶縁フィルムとしてのスパッタ防止テープ３２を正極芯体露出部１５から最外面のセパレータ１３にかけて貼り付けたものである。
【００４８】
この実施形態６の偏平状巻回電極体１４Ｇでは、スパッタ防止テープ３２によって最外周側の負極板１２が偏平状巻回電極体１４Ｇの中心側に押さえつけられるため、最外周側の負極板１２の浮き上がり防止効果が奏される。この場合、最外側のセパレータの巻き終り端１３ａにセパレータ固定テープを貼り付けるかどうかは任意である。スパッタ防止テープ３２は、絶縁部材であるが、正極芯体露出部１５と正極集電体１７の接続部に対応する位置には開口を設けておけばよい。このスパッタ防止テープ３２としては、熱可塑性樹脂からなるものを用いることが好ましい。
【００４９】
なお、実施形態６においては、絶縁フィルムとしてスパッタ防止テープ３２を用い、スパッタ防止テープ３２を正極芯体露出部１５から最外面のセパレータ１３にかけて貼り付ける形態を示した。このような形態が好ましいものの、絶縁フィルムは必ずしも、最外面のセパレータ１３に貼り付けられている必要はなく、絶縁フィルムの弾性力により、負極板１２を偏平状巻回電極体１４Ｇの中心側に押し当てるようにすることもできる。
【００５０】
実施形態７の偏平状巻回電極体１４Ｈは、図１１に示したように、比較例の偏平状巻回電極体１４Ｂ（図４参照）と同様の構成の偏平状巻回電極体の最外周側を全体にわたって熱収縮性フィルム３３によって被覆した構成を備えている。この熱収縮性フィルム３３は、図４に示した構成の偏平状巻回電極体１４Ｂを形成したのち、熱収縮性フィルム３３を巻き付け、加熱することによって作製される。この実施形態７の偏平状巻回電極体１４Ｈでは、負極板１２の浮き上がり防止効果を有していない比較例の偏平状巻回電極体１４Ｂに対して、熱収縮性フィルム３３によって負極板１２の浮き上がり防止効果を付与することができるようになる。なお、偏平状巻回電極体１４Ｈにおけるセパレータ固定テープ３０Ｄは、必ずしも必要な構成ではなく、省略してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０…角形非水電解質二次電池  １１…正極板        １１ａ…正極活物質合剤層
１２…負極板            １２ａ…負極活物質合剤層  １２ｂ…負極極板の巻き終り端
１３…セパレータ        １３ａ…セパレータの巻き終り端
１４、１４Ａ〜１４Ｉ…偏平状巻回電極体            １５…正極芯体露出部
１６…負極芯体露出部    １７…正極集電体          １７Ａ…本体部
１７Ｂ…リブ            １９…負極集電体          １９Ａ…本体部
１９Ｂ…リブ            ２０…負極端子            ２１、２２…絶縁部材
２３…封口体            ２４…絶縁シート          ２５…外装体
２６…電解液注液孔      ２７…ガス排出弁          ２８…正極中間部材
２８Ａ…絶縁性中間部材  ２８Ｂ…導電性中間部材    ２８Ｃ…突起
２９…負極中間部材      ２９Ａ…絶縁性中間部材    ２９Ｂ…導電性中間部材  
２９Ｃ…突起            ３０Ａ〜３０Ｄ…セパレータ固定テープ
３１Ａ、３１Ｂ…負極板固定テープ                  ３２    …スパッタ防止テープ
３３…熱収縮性フィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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