(57)【要約】【課題】  高温下での負極活物質層上への金属の析出による正負極間の短絡の発生を抑制できるリチウムイオン二次電池及びその製造方法を提供する。【解決手段】  電池１は、正極板３０と負極板４０とをセパレータ２０Ｘ，２０Ｙを介して捲回した電極体１０及び電解液５０を備える。負極板は負極外周部４０Ｓ及び負極内周部４０Ｔを有し、負極箔４８及び２つの負極活物質層４１，４１は、軸線方向の他方側ＤＸ２の端縁で共通の他方側端面４０Ｐをなす。セパレータは、正極活物質層３１とこれに対向する負極活物質層の対向部４２，４２ＳＨ，４２ＴＨとの間に介在する介在部２２ＸＴ，２２ＸＵ，２２ＹＳ，２２ＹＵと、介在部よりも電解液の保持性を低下させた液保持性低下部２６ＸＳ，２６ＸＴ，２６ＹＳ，２６ＹＴを有し、負極板の他方側端面のうち、少なくとも外周部端面４０ＳＰ及び内周部端面４０ＴＰのいずれかは、液保持性低下部で覆われてなる。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の正極板と帯状の負極板とを帯状のセパレータを介して捲回してなる電極体、及び、上記セパレータに含浸された電解液を備え、
上記負極板は、
捲回された上記正極板のうち最外周に位置する正極最外周部に、上記セパレータを介して径方向外側から対向する負極外周部、及び、上記正極板のうち最内周に位置する正極最内周部に、上記セパレータを介して上記径方向内側から対向する負極内周部、を有する
リチウムイオン二次電池であって、
上記正極板は、
帯状の正極箔及びこの正極箔の両主面上で、捲回軸に沿う軸線方向の一方側に位置する正極活物質層を有し、
上記負極板は、
帯状の負極箔及びこの負極箔の両主面上で上記軸線方向の他方側に位置する負極活物質層を有し、
上記負極箔及び２つの上記負極活物質層は、上記他方側の端縁で共通の他方側端面をなし、
上記負極活物質層は、
上記セパレータを介して上記正極活物質層に対向する対向部と、この対向部の上記他方側に隣在し上記正極活物質層に対向しない他方側非対向部とを含み、
上記セパレータは、
上記正極活物質層とこれに対向する上記負極活物質層の上記対向部との間に介在する介在部及び上記介在部よりも上記電解液の保持性を低下させた液保持性低下部を有し、
上記負極板の上記他方側端面のうち、上記負極外周部に属する外周部端面及び上記負極内周部に属する内周部端面の少なくともいずれかは、
上記セパレータの上記液保持性低下部で覆われてなる
リチウムイオン二次電池。
【請求項２】
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池であって、
前記他方側端面のうち、少なくとも前記外周部端面及び前記内周部端面は、
前記セパレータの前記液保持性低下部で覆われてなる
リチウムイオン二次電池。
【請求項３】
請求項２に記載のリチウムイオン二次電池であって、
前記負極板は、
前記負極外周部と前記負極内周部との間に位置する負極中間部を有し、
前記他方側端面のうち、前記外周部端面及び前記内周部端面は、
前記セパレータの前記液保持性低下部で覆われてなり、
上記他方側端面のうち、上記負極中間部に属する中間部端面は、
前記電極体の前記他方側に露出してなる
リチウムイオン二次電池。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池であって、
前記セパレータは、
多孔質の樹脂からなるセパレータ本体と、
上記セパレータ本体の片方の主面上に形成され、無機粒子を含む耐熱層と、を有し、
前記電極体において、上記セパレータ本体が前記負極活物質層側となる形態に配置されてなり、
前記液保持性低下部は、
加熱により上記セパレータ本体を熱収縮させてなる
リチウムイオン二次電池。
【請求項５】
帯状の正極板と帯状の負極板とを帯状のセパレータを介して捲回してなる電極体、及び、上記セパレータに含浸された電解液を備え、
上記負極板は、
捲回された上記正極板のうち最外周に位置する正極最外周部に、上記セパレータを介して径方向外側から対向する負極外周部、及び、上記正極板のうち最内周に位置する正極最内周部に、上記セパレータを介して上記径方向内側から対向する負極内周部、を有し、
上記正極板は、
帯状の正極箔及びこの正極箔の両主面上で、捲回軸に沿う軸線方向の一方側に位置する正極活物質層を有し、
上記負極板は、
帯状の負極箔及びこの負極箔の両主面上で上記軸線方向の他方側に位置する負極活物質層を有し、
上記負極箔及び２つの上記負極活物質層は、上記他方側の端縁で共通の他方側端面をなし、
上記負極活物質層は、
上記セパレータを介して上記正極活物質層に対向する対向部と、この対向部の上記他方側に隣在し上記正極活物質層に対向しない他方側非対向部とを含み、
上記セパレータは、
上記正極活物質層とこれに対向する上記負極活物質層の上記対向部との間に介在する介在部及び上記介在部よりも上記電解液の保持性を低下させた液保持性低下部を有し、
上記負極板の上記他方側端面のうち、上記負極外周部に属する外周部端面及び上記負極内周部に属する内周部端面の少なくともいずれかは、
上記セパレータの上記液保持性低下部で覆われてなる
リチウムイオン二次電池の製造方法であって、
帯状の上記正極板と帯状の上記負極板とを帯状で上記液保持性低下部を有さないセパレータを介して捲回して、電極体を作製する電極体作製工程と、
上記電極体をなして捲回された上記セパレータに、上記液保持性低下部を形成する低下部形成工程と、を備える
リチウムイオン二次電池の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法であって、
前記セパレータは、
多孔質の樹脂からなるセパレータ本体と、
上記セパレータ本体の片方の主面上に形成され、無機粒子を含む耐熱層と、を有し、
前記電極体において、上記セパレータ本体が前記負極活物質層側となる形態に配置されてなり、
前記液保持性低下部は、加熱により上記セパレータ本体を熱収縮させてなり、
前記低下部形成工程は、
前記電極体をなして捲回された前記液保持性低下部を有さないセパレータのうち、前記他方側端面よりも、他方側に突出する突出部を加熱し、上記セパレータ本体を熱収縮させて上記液保持性低下部を形成する
リチウムイオン二次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極活物質層を有する正極板と負極活物質層を有する負極板とを、セパレータを介して捲回した電極体を備えるリチウムイオン二次電池、及び、このようなリチウムイオン二次電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド自動車、電気自動車などの車両や、ノート型パソコン、ビデオカムコーダなどのポータブル電子機器の駆動用電源に、充放電可能なリチウムイオン二次電池（以下、単に電池ともいう）が利用されている。
このような電池に関して、例えば、特許文献１には、捲回型の電極体を有する電池の初期充電工程及びエージング工程を備える電池の製造方法が開示されている。また、特許文献２には、セパレータに、互いに対向しあう正極合材層と負極合材層との間でリチウムイオンの移動を許容するイオン通過部と、このイオン通過部の外側に位置し、正極合材層から負極合材層の端面へのリチウムイオンの移動を制限するイオン制限部とを形成した蓄電デバイスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−８４３４６号公報
【特許文献２】特開２００９−１８８０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の特許文献１に記載の、捲回型の電極体を備える電池を充電（初期充電）した後に、例えば８０℃以上の高温下で放置すると、正極板のうち電極体の径方向の最外周に位置する正極最外周部の正極活物質層の一部が、リチウムイオンを放出し過ぎて、局所的に正極電位が高い状態となる場合があることが判ってきた。この理由は、以下であると考えられる。
図１には、捲回型の電極体２１０を備える従来の電池２０１のうち、電極体２１０の部分拡大断面図を示す。この電極体２１０では、正極板２３０のうち、電極体２１０の径方向ＤＲ（図１中、上下方向）の最外周（図中、上方）に正極最外周部３３０を、負極板２４０のうち負極外周部３４０で、セパレータ２２０を介して径方向外側ＤＲ１（図中、上方）から覆っている。なお、この負極外周部３４０は、セパレータ２２０を挟んで正極最外周部３３０に対向しており、セパレータ２２０のうちセパレータ外周部３２０が、正極最外周部３３０と負極外周部３４０との間に介在している。
【０００５】
なお、この電池２０１では、軸線方向ＤＸ（図中、左右方向）に見て、負極活物質層２４１が正極活物質層２３１よりも幅広に形成されている。従って、負極外周部３４０において負極活物質層３４１は、セパレータ外周部３２０を介して、正極最外周部３３０の正極活物質層３３１に対向する対向部３４２と、この対向部３４２よりも軸線方向ＤＸの一方側ＤＸ１（図中、右側）に配置され、正極活物質層３３１と対向しない一方側非対向部３４３と、対向部３４２よりも軸線方向ＤＸの他方側ＤＸ２（図中、左側）に配置され、正極活物質層３３１と対向しない他方側非対向部３４４とを有している。
また、負極板２４０の負極箔４８及び２つの負極活物質層２４１，２４１は、軸線方向ＤＸの他方側ＤＸ２の端縁において共通の他方側端面２４０Ｐをなしている。この他方側端面２４０Ｐのうち、負極外周部３４０に属するものを外周部端面３４０Ｐとする（図１参照）。
【０００６】
この電池２０１を充電すると、正極活物質層２３１からリチウムイオンが放出され、セパレータ２２０を介して負極活物質層２４１に挿入される。従って、正極最外周部３３０の正極活物質層３３１からもリチウムイオンが放出され、セパレータ外周部３２０を通じて、負極外周部３４０の第１外周活物質層３４１Ｈ（負極外周部３４０の表裏の負極活物質層３４１，３４１のうち、正極活物質層３３１に対向するもの）の第１対向部３４２Ｈにもリチウムイオンが挿入される（図１参照）。すると、この第１外周活物質層３４１Ｈの第１対向部３４２Ｈに挿入されたリチウムイオンの一部は、拡散によって、隣在する第１一方側非対向部３４３Ｈ（上述の一方側非対向部３４３のうち第１外周活物質層３４１Ｈに含まれるもの）、及び、第１他方側非対向部３４４Ｈ（上述の他方側非対向部３４４のうち第１外周活物質層３４１Ｈに含まれるもの）にまでそれぞれ拡がる（図２参照）。
【０００７】
ところで、負極外周部３４０の外周部端面３４０Ｐに電解液が付着すると、負極箔４８を挟んで２つの負極活物質層３４１，３４１の間（具体的には、第１外周活物質層３４１Ｈと、負極外周部３４０の負極活物質層３４１，３４１のうち、第１外周活物質層３４１Ｈよりも径方向外側に位置し、セパレータ２２０を介して正極活物質層３３１と対向していない第２外周活物質層３４１Ｊとの間）で、電解液を通じた液絡が生じる（図２参照）。すると、第１外周活物質層３４１Ｈの第１他方側非対向部３４４Ｈに移動したリチウムイオンがさらに電解液を介して第２外周活物質層３４１Ｊに拡散移動する。
従って、第１対向部３４２Ｈのうち第１他方側非対向部３４４Ｈに隣在する部位３４２ＨＰでは、さらに多くのリチウムイオンが第１他方側非対向部３４４Ｈに向けて拡散することとなり、結果として、この部位３４２ＨＰに挿入されたリチウムイオンの濃度が低くなり、局所的に負極電位が高くなる（図３参照）。
【０００８】
すると、正極活物質層３３１の他方側ＤＸ２の端部（正極活物質層３３１のうち、上述の部位３４２ＨＰに対向する正極リード部３９）に沿う部位３３１Ｐからは、セパレータ外周部３２０を介してさらにリチウムイオンが放出される。
かくして、電池２０１を充電すると、正極最外周部３３０のうち、正極活物質層３３１の他方側ＤＸ２の端部３３１Ｐで、正極活物質からリチウムイオンを放出し過ぎて、局所的に正極電位が高い状態となる（図３参照）。
【０００９】
ところで、リチウムイオンを過剰に放出した正極活物質粒子では、正極活物質粒子を構成している遷移金属がイオンとなって電解液中に溶出しやすい。溶出した金属イオンは、高温エージングなど電池が高温（８０℃以上）に保持された場合に、第１外周活物質層３４１Ｈ（対向部３４２Ｈのうち他方側非対向部３４４Ｈに隣在する部位３４２ＨＰ）上で金属化し針状に析出する。これにより、この針状結晶が多孔質状のセパレータを貫通すると正負極間で微小短絡が生じる虞がある。
【００１０】
なお、図２に示すように、負極外周部３４０のうち、軸線方向ＤＸの一方側ＤＸ１には、負極箔４８の露出した負極リード部４９が存在しているため、この負極外周部３４０の一方側ＤＸ１では、第１外周活物質層３４１Ｈと第２外周活物質層３４１Ｊとの間で電解液による液絡は生じない。このため、正極活物質層３３１の一方側ＤＸ１では、上述の現象は生じない。
また、上述した正極最外周部３３０の正極活物質層３３１の一部のほか、正極板３０のうち径方向の最内周に位置する正極最内周部の正極活物質層の一部でも、同様に局所的に正極電位が高い状態となりうる。
【００１１】
一方、前述した特許文献２に記載のセパレータを備えるリチウムイオン二次電池には、セパレータにイオン制限部があるため、充電の際、正極活物質層から放出されたリチウムイオンが、セパレータを通じて、負極活物質層のうち正極活物質層と対向しない部位や負極活物質層の端面に直接移動できない。
しかしながら、このリチウムイオン二次電池でも、前述した外周部端面３４０Ｐを有する場合には、この外周部端面に液絡が生じてしまう。このため、このリチウムイオン二次電池を初充電した後に高温エージングを行うと、このリチウムイオン二次電池においても、正極板の正極電位が局所的に高い状態になり、正負極間で微小短絡が生じる虞がある。
【００１２】
本発明は、かかる知見に鑑みてなされたものであって、高温下での負極活物質層上への金属の析出による正負極間の短絡の発生を抑制できるリチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。また、このようなリチウムイオン二次電池の製造方法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】
【００１３】
本発明の一態様は、帯状の正極板と帯状の負極板とを帯状のセパレータを介して捲回してなる電極体、及び、上記セパレータに含浸された電解液を備え、上記負極板は、捲回された上記正極板のうち最外周に位置する正極最外周部に、上記セパレータを介して径方向外側から対向する負極外周部、及び、上記正極板のうち最内周に位置する正極最内周部に、上記セパレータを介して上記径方向内側から対向する負極内周部、を有するリチウムイオン二次電池であって、上記正極板は、帯状の正極箔及びこの正極箔の両主面上で、捲回軸に沿う軸線方向の一方側に位置する正極活物質層を有し、上記負極板は、帯状の負極箔及びこの負極箔の両主面上で上記軸線方向の他方側に位置する負極活物質層を有し、上記負極箔及び２つの上記負極活物質層は、上記他方側の端縁で共通の他方側端面をなし、上記負極活物質層は、上記セパレータを介して上記正極活物質層に対向する対向部と、この対向部の上記他方側に隣在し上記正極活物質層に対向しない他方側非対向部とを含み、上記セパレータは、上記正極活物質層とこれに対向する上記負極活物質層の上記対向部との間に介在する介在部及び上記介在部よりも上記電解液の保持性を低下させた液保持性低下部を有し、上記負極板の上記他方側端面のうち、上記負極外周部に属する外周部端面及び上記負極内周部に属する内周部端面の少なくともいずれかは、上記セパレータの上記液保持性低下部で覆われてなるリチウムイオン二次電池である。
【００１４】
上述のリチウムイオン二次電池では、負極板の他方側端面のうち、少なくとも外周部端面及び内周部端面のいずれかが、セパレータの液保持性低下部で覆われている。液保持性低下部では電解液の保持性が低いので、これに覆われない従来の他方側端面に比して、液保持性低下部に覆われた外周部端面や内周部端面において、２つの負極活物質層同士の液絡に寄与する電解液の量を少なくできる。これにより、液絡によって正極活物質層と対向していない側の負極活物質層にまでリチウムイオンが拡散移動するのを抑えることができる。
かくして、少なくとも正極最外周部及び正極最内周部のいずれかにおいて、正極活物質層の正極活物質粒子から金属イオンが溶出するのを抑制することができ、高温下での負極活物質層上への金属の析出による短絡の発生を抑制した電池とすることができる。
【００１５】
なお、液保持性低下部の形態としては、例えば、負極板の他方側端面のうち、負極外周部の外周部端面のみを覆う形態、内周部端面のみを覆う形態、外周部端面及び内周部端面を覆う形態、及び、負極板全体の他方側端面を覆う形態が挙げられる。また、セパレータの液保持性低下部としては、多孔性樹脂からなるセパレータの該当部位を加熱により熱収縮させたり、該当部位に樹脂等を塗布して介在部よりも空孔率を低下させたものや、該当部位に電解液に濡れずにこれをはじく特性を付与したものが挙げられる。
また、正極最外周部は、捲回された正極板のうち最外周に位置する部位、即ち、正極板のうち最外側の一周分の捲回をなす部位である。一方、正極最内周部は、捲回された正極板のうち最内周に位置する部位、即ち、正極版のうち最内側の一周分の捲回をなす部位である。
また、負極外周部は、捲回された負極板のうち正極最外周部にセパレータを介して径方向外側から対向する部位である。つまり、この負極外周部は、負極板が上述した正極最外周部の正極活物質層に対向する負極活物質層と、この負極活物質層よりも外側に位置し、セパレータを介して正極活物質層とは対向していない負極活物質層とを有する形態である。一方、負極内周部は、捲回された負極板のうち正極最内周部にセパレータを介して径方向内側から対向する部位である。つまり、この負極内周部は、上述した正極最内周部の正極活物質層に対向する負極活物質層と、この負極活物質層よりも内側に位置し、セパレータを介して正極活物質層とは対向していない負極活物質層とを有する形態である。
【００１６】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池であって、前記他方側端面のうち、少なくとも前記外周部端面及び前記内周部端面は、前記セパレータの前記液保持性低下部で覆われてなるリチウムイオン二次電池とすると良い。
【００１７】
上述の電池では、負極外周部及び負極内周部にそれぞれ属する外周部端面及び内周部端面が、液保持性低下部で覆われている。このため、負極外周部及び負極内周部のいずれにおいても液絡によって、２つの負極活物質層のうちセパレータを介して正極活物質層と対向していない側の負極活物質層にまで、リチウムイオンが拡散移動するのを確実に抑えることができる。従って、正極最外周部及び正極最内周部において、正極活物質層の正極活物質粒子から金属イオンが溶出するのを確実に抑制することができる。
【００１８】
なお、液保持性低下部の形態としては、例えば、負極板の他方側端面のうち、外周部端面及び内周部端面を覆う形態、及び、負極板全体の他方側端面を覆う形態が挙げられる。
【００１９】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池であって、前記負極板は、前記負極外周部と前記負極内周部との間に位置する負極中間部を有し、前記他方側端面のうち、前記外周部端面及び前記内周部端面は、前記セパレータの前記液保持性低下部で覆われてなり、上記他方側端面のうち、上記負極中間部に属する中間部端面は、前記電極体の前記他方側に露出してなるリチウムイオン二次電池とすると良い。
【００２０】
セパレータの液保持性低下部で負極板の他方側端面を覆うと、電極体の他方側から負極活物質層に電解液を含浸させ難くなる。特に、負極板全体にわたり液保持性低下部で他方側端面を覆う場合には、他方側端面を通じて負極活物質層に電解液を含浸できないため、負極活物質層において、軸線方向について電解液の含浸状態にムラが生じ易い。
これに対し、上述の電池では、他方側端面のうち、外周部端面及び内周部端面が液保持性低下部で覆われているものの、負極中間部に属する中間部端面が電極体の他方側に露出している。このため、正極最外周部及び正極最内周部で金属イオンの溶出を確実に抑制できる一方で、負極板のうちの負極中間部において、他方側からも電極体に電解液を含浸させることできる。従って、負極活物質層における、軸線方向についての電解液の含浸状態のムラを抑制することができる。
【００２１】
さらに、上述のいずれかのリチウムイオン二次電池であって、前記セパレータは、多孔質の樹脂からなるセパレータ本体と、上記セパレータ本体の片方の主面上に形成され、無機粒子を含む耐熱層と、を有し、前記電極体において、上記セパレータ本体が前記負極活物質層側となる形態に配置されてなり、前記液保持性低下部は、加熱により上記セパレータ本体を熱収縮させてなるリチウムイオン二次電池とすると良い。
【００２２】
上述の電池では、セパレータが上述のセパレータ本体と耐熱層とを有するため、電池内の温度が上昇してセパレータ本体が溶融しても、耐熱層により正極板と負極板との接触を防ぐことができる。
また、セパレータは、電極体において、セパレータ本体が負極活物質層側となる形態に配置されてなるため、加熱によりセパレータ本体を熱収縮させると、セパレータ全体がセパレータ本体側に曲がるので、負極板の他方側端面を覆う液保持性低下部を容易かつ確実に形成できる。かくして、介在部よりもセパレータ全体の空孔率を低下させた液保持性低下部で負極板の他方側端面を確実に覆った電池とすることができる。
【００２３】
なお、耐熱層に含まれる無機粒子としては、例えば、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、シリカ等が挙げられる。また、耐熱層としては、上述の無機粒子に加え、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の結着材を含むものも挙げられる。
【００２４】
さらに、本発明の他の一態様は、帯状の正極板と帯状の負極板とを帯状のセパレータを介して捲回してなる電極体、及び、上記セパレータに含浸された電解液を備え、上記負極板は、捲回された上記正極板のうち最外周に位置する正極最外周部に、上記セパレータを介して径方向外側から対向する負極外周部、及び、上記正極板のうち最内周に位置する正極最内周部に、上記セパレータを介して上記径方向内側から対向する負極内周部、を有し、上記正極板は、帯状の正極箔及びこの正極箔の両主面上で、捲回軸に沿う軸線方向の一方側に位置する正極活物質層を有し、上記負極板は、帯状の負極箔及びこの負極箔の両主面上で上記軸線方向の他方側に位置する負極活物質層を有し、上記負極箔及び２つの上記負極活物質層は、上記他方側の端縁で共通の他方側端面をなし、上記負極活物質層は、上記セパレータを介して上記正極活物質層に対向する対向部と、この対向部の上記他方側に隣在し上記正極活物質層に対向しない他方側非対向部とを含み、上記セパレータは、上記正極活物質層とこれに対向する上記負極活物質層の上記対向部との間に介在する介在部及び上記介在部よりも上記電解液の保持性を低下させた液保持性低下部を有し、上記負極板の上記他方側端面のうち、上記負極外周部に属する外周部端面及び上記負極内周部に属する内周部端面の少なくともいずれかは、上記セパレータの上記液保持性低下部で覆われてなるリチウムイオン二次電池の製造方法であって、帯状の上記正極板と帯状の上記負極板とを帯状で上記液保持性低下部を有さないセパレータを介して捲回して、電極体を作製する電極体作製工程と、上記電極体をなして捲回された上記セパレータに、上記液保持性低下部を形成する低下部形成工程と、を備えるリチウムイオン二次電池の製造方法である。
【００２５】
上述のリチウムイオン二次電池の製造方法は、上述の電極体作製工程と低下部形成工程とを備える。このため、負極板の他方側端面のうち、少なくとも外周部端面及び内周部端面のいずれかがセパレータの液保持性低下部で覆われた電池を製造することができる。従って、少なくとも正極最外周部及び正極最内周部のいずれかにおいて、正極活物質層の正極活物質粒子から金属イオンが溶出するのを抑制することができ、高温下での負極活物質層上への金属の析出による短絡の発生を抑制した電池を製造することができる。
【００２６】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池の製造方法であって、前記セパレータは、多孔質の樹脂からなるセパレータ本体と、上記セパレータ本体の片方の主面上に形成され、無機粒子を含む耐熱層と、を有し、前記電極体において、上記セパレータ本体が前記負極活物質層側となる形態に配置されてなり、前記液保持性低下部は、加熱により上記セパレータ本体を熱収縮させてなり、前記低下部形成工程は、前記電極体をなして捲回された前記液保持性低下部を有さないセパレータのうち、前記他方側端面よりも、他方側に突出する突出部を加熱し、上記セパレータ本体を熱収縮させて上記液保持性低下部を形成するリチウムイオン二次電池の製造方法とすると良い。
【００２７】
上述の電池の製造方法のうち低下部形成工程では、電極体をなして捲回されたセパレータの突出部を加熱して、セパレータ本体を熱収縮させて液保持性低下部を形成する。なお、セパレータ本体と耐熱層とを有するセパレータを加熱すると、セパレータ本体が大きく熱収縮するため、セパレータ本体側に曲がり、他方側端面を覆う形態の液保持性低下部を容易に形成することができる。
【００２８】
なお、セパレータ本体を熱収縮させて液保持性低下部を形成する手法としては、例えば、加熱した２枚の金属板を用いて、セパレータの突出部を加熱し熱収縮させて形成する手法や、ヒータ等の加熱装置を、電極体の他方側から正極板（正極箔）の端部に接触させて正極箔を加熱し、他方側から徐々に加熱された正極箔によって、正極板同士間に位置するセパレータの突出部を間接的に加熱し熱収縮させて形成する手法も挙げられる。また、ヒータ等の加熱装置で、正極箔を挟んでこれを加熱して、間接的に突出部を加熱し熱収縮させて形成する手法も挙げられる。さらに、負極外周部の外周部端面を覆う熱収縮部を形成する場合には、電極体の径方向外側から加熱装置をセパレータの突出部に当接させて、これを加熱し熱収縮させる手法が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来の電池にかかり、捲回型の電極体における、充電時の正極板から負極板へのリチウムイオンの移動を示す説明図である。
【図２】従来の電池にかかり、充電時の負極活物質層内及び負極活物質層間におけるリチウムイオンの拡散移動を示す説明図である。
【図３】従来の電池にかかり、負極活物質層における、電位の分布を示す説明図である。
【図４】実施形態にかかる電池の斜視図である。
【図５】実施形態にかかる電池に用いる正極板の斜視図である。
【図６】実施形態にかかる電池に用いる負極板の斜視図である。
【図７】実施形態にかかる電池の断面図（図４のＣ−Ｃ矢視断面図）である。
【図８】実施形態にかかる電池における電極体のうち外側部分の部分拡大断面図（図７のＤ−Ｄ断面）である。
【図９】実施形態にかかる電池における電極体のうち内側部分の部分拡大断面図（図７のＤ−Ｄ断面）である。
【図１０】実施形態にかかる電池の製造方法の説明図（電極体作製工程に用いる形成前セパレータの斜視図）である。
【図１１】実施形態にかかる電池の製造方法のうち、電極体作製工程の説明図である。
【図１２】実施形態にかかる電池の製造方法のうち、低下部形成工程の説明図である。
【図１３】実施形態にかかる電池の製造方法のうち、低下部形成工程の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
まず、本実施形態にかかる電池１について、図４を参照して説明する。
この電池１は、いずれも長手方向ＤＡに延びる帯状の正極板３０と負極板４０とを帯状の２枚のセパレータ２０Ｘ，２０Ｙを介して捲回した捲回型の電極体１０、及び、セパレータ２０に含浸された電解液５０を備えるリチウムイオン二次電池である（図４参照）。この電池１は、さらにこれら電極体１０，電解液５０のほか、電極体１０及び電解液５０を内部に収容する電池ケース８０と、正極集電部材９１と負極集電部材９２とを備える（図４参照）。このうち、アルミニウム製でクランク状に屈曲した板状の正極集電部材９１は、電極体１０をなす正極板３０の正極リード部３９（後述）と接合している。また、銅製でクランク状に屈曲した板状の負極集電部材９２は、電極体１０をなす負極板４０の負極リード部４９（後述）と接合している。
【００３１】
また、電池ケース８０は、いずれもアルミニウム製の電池ケース本体８１及び封口蓋８２を有する。このうち電池ケース本体８１は有底矩形箱形であり、この電池ケース８０と電極体１０との間には、樹脂からなり、箱状に折り曲げた絶縁フィルム（図示しない）が介在させてある。また、封口蓋８２は矩形板状であり、電池ケース本体８１の開口を閉塞して、この電池ケース本体８１に溶接されている。この封口蓋８２には、正極集電部材９１及び負極集電部材９２のうち、それぞれ先端に位置する正極端子部９１Ａ及び負極端子部９２Ａが貫通しており、図４中、上方に向く蓋表面８２ａから突出している。これら正極端子部９１Ａ及び負極端子部９２Ａと封口蓋８２との間には、それぞれ絶縁性の樹脂からなる絶縁部材９５が介在し、互いを絶縁している。さらに、この封口蓋８２には矩形板状の安全弁９７も封着されている。
【００３２】
また、電解液５０は、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）を、体積比でＥＣ：ＤＥＣ：ＥＭＣ＝３：３：４に調整した混合有機溶媒に、溶質としてＬｉＰＦ6を添加し、リチウムイオンを１ｍｏｌ／ｌの濃度とした非水電解液である。
【００３３】
また、電極体１０は、正極板３０及び負極板４０が、２枚のセパレータ２０Ｘ，２０Ｙを介して、捲回軸ＡＸの周りを扁平形状に捲回された形態である（図４，７参照）。
電極体１０をなす正極板３０は、図５の斜視図に示すように、長手方向ＤＡに延びる帯状で、アルミニウム製の正極箔３８と、この正極箔３８の両主面３８Ｆ、３８Ｆ上にそれぞれ形成された２つの正極活物質層３１，３１とを有している。なお、正極板３０を捲回した電極体１０において、正極板３０の幅方向は、電極体１０の捲回軸ＡＸに沿う軸線方向ＤＸと一致する。そこで、以下では、正極板３０について、その幅方向に代えて軸線方向ＤＸを用いて説明する。
【００３４】
この正極板３０は、正極箔３８の軸線方向ＤＸの他方側ＤＸ２（図５中、左上側）に位置し、この正極箔３８の両主面３８Ｆ，３８Ｆが露出した正極リード部３９を有している（図５参照）。
逆に、正極板３０の正極活物質層３１は、正極箔３８（両主面３８Ｆ，３８Ｆ）上の軸線方向ＤＸの一方側ＤＸ１（図５中、右下側）に配置されている。この正極活物質層３１は、ＬｉＮｉ1/3Ｃｏ1/3Ｍｎ1/3Ｏ2からなる正極活物質粒子（図示しない）と、アセチレンブラックからなる導電材（図示しない）と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）からなる結着材（図示しない）とを含む。
【００３５】
なお、電極体１０において、正極板３０は、このうち、径方向ＤＲの外側ＤＲ１（図８中、上方）の最外周に位置する正極最外周部３０Ｓと、径方向ＤＲの内側ＤＲ２（図９中、下方）の最内周に位置する正極最内周部３０Ｔと、これら正極最外周部３０Ｓと正極最内周部３０Ｔとの間に位置する正極中間部３０Ｕとに分けられる（図８，９参照）。このうち、正極最外周部３０Ｓは、第２セパレータ２０Ｙ（このうち後述する第２セパレータ外周部２０ＹＳ）を介して径方向ＤＲの外側ＤＲ１から負極板４０（このうち後述する負極外周部４０Ｓ）に覆われている。また、正極最内周部３０Ｔは、第１セパレータ２０Ｘ（このうち後述する第１セパレータ内周部２０ＸＴ）を介して径方向ＤＲの内側から負極板４０（このうち後述する負極内周部４０Ｔ）に覆われている。
【００３６】
また、負極板４０は、図６の斜視図に示すように、長手方向ＤＡに延びる帯状で、銅製の負極箔４８と、この負極箔４８の両主面４８Ｆ、４８Ｆ上にそれぞれ形成された２つの負極活物質層４１，４１とを有している。なお、負極板４０を捲回した電極体１０において、負極板の幅方向もまた、前述した正極板３０と同様、電極体１０の軸線方向ＤＸと一致する。そこで、以下では、負極板４０についても、その幅方向に代えて軸線方向ＤＸを用いて説明する。
【００３７】
この負極板４０は、負極箔４８の軸線方向ＤＸの一方側ＤＸ１に位置し、この負極箔４８の両主面４８Ｆ，４８Ｆが露出した負極リード部４９を有している（図６参照）。
逆に、負極板４０の負極活物質層４１は、負極箔４８（両主面４８Ｆ，４８Ｆ）上の軸線方向ＤＸの他方側ＤＸ２に配置されている。この負極活物質層４１は、黒鉛からなる負極活物質粒子（図示しない）、及び、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）からなる結着材（図示しない）を含む。
【００３８】
なお、本実施例１では、負極活物質層４１は、長手方向ＤＡ及び軸線方向ＤＸの寸法が、正極活物質層３１に比してそれぞれ大きくされている。このため、図６，８に示すように、負極活物質層４１は、セパレータ２０Ｘ（２０Ｙ）を介して正極活物質層３１に対向する対向部４２と、この対向部４２の軸線方向一方側ＤＸ１に隣在し、正極活物質層３１に対向しない一方側非対向部４３と、対向部４２の軸線方向他方側ＤＸ２に隣在し、正極活物質層３１に対向しない他方側非対向部４４とを含む。さらに、この負極活物質層４１は、上述の対向部４２、一方側非対向部４３及び他方側非対向部４４よりも長手方向ＤＡの外側で、電極体１０において径方向内側に位置する内側部４５と、電極体１０において径方向外側に位置する外側部４６とを含む（図６参照）。
つまり、負極活物質層４１では、対向部４２が、負極活物質層４１の、長手方向ＤＡ及び軸線方向ＤＸのそれぞれ中央に位置し、一方側非対向部４３、他方側非対向部４４、内側部４５及び外側部４６が、対向部４２の周囲に枠状に位置している（図６参照）。但し、負極活物質層４１における対向部４２、一方側非対向部４３、他方側非対向部４４、内側部４５及び外側部４６の境界は、負極板４０、２枚のセパレータ２０Ｘ，２０Ｙ及び正極板３０を捲回して電極体１０を作製したときに定まる。
【００３９】
また、図６に示すように、負極箔４８及び２つの負極活物質層４１，４１は、他方側ＤＸ２の端縁が切断によって形成されており、共通の他方側端面４０Ｐをなしている。この他方側端面４０Ｐに電解液５０が付着すると、負極箔４８を挟んで２つの負極活物質層４１，４１の間で、電解液５０を通じた液絡が生じる。
【００４０】
なお、電極体１０において、負極板４０は、このうち、第２セパレータ２０Ｙを介して径方向ＤＲの外側ＤＲ１から前述の正極最外周部３０Ｓに対向する負極外周部４０Ｓと、第１セパレータ２０Ｘを介して径方向ＤＲの内側ＤＲ２から前述の正極最内周部３０Ｔに対向する負極内周部４０Ｔと、これら負極外周部４０Ｓと負極内周部４０Ｔとの間に位置する負極中間部４０Ｕとを有する（図８，９参照）。
このうち、負極外周部４０Ｓは、２層の負極活物質層４１，４１のうち、正極最外周部３０Ｓの正極活物質層３１に対向する第１外周活物質層４１ＳＨと、この第１外周活物質層４１ＳＨよりも径方向外側ＤＲ１に位置し、第１セパレータ２０Ｘ（後述する第１セパレータ外周部２０ＸＳ）を介して正極活物質層とは対向していない第２外周活物質層４１ＳＪとを有する（図８参照）。このうち、第１外周活物質層４１ＳＨは、正極活物質層３１に対向する対向部４２ＳＨと、この対向部４２ＳＨの一方側ＤＸ１に隣在し、正極活物質層３１に対向しない一方側非対向部４３ＳＨと、対向部４２ＳＨの他方側ＤＸ２に隣在し、正極活物質層３１に対向しない他方側非対向部４４ＳＨとを含む。
【００４１】
一方、負極内周部４０Ｔは、２層の負極活物質層４１，４１のうち、正極最内周部３０Ｔの正極活物質層３１に対向する第１内周活物質層４１ＴＨと、この第１内周活物質層４１ＴＨよりも径方向内側ＤＲ２に位置し、第２セパレータ２０Ｙ（後述する第２セパレータ内周部２０ＹＴ）を介して正極活物質層とは対向していない第２内周活物質層４１ＴＪとを有する（図９参照）。このうち、第１内周活物質層４１ＴＨは、正極活物質層３１に対向する対向部４２ＴＨと、この対向部４２ＴＨの一方側ＤＸ１に隣在し、正極活物質層３１に対向しない一方側非対向部４３ＴＨと、対向部４２ＴＨの他方側ＤＸ２に隣在し、正極活物質層３１に対向しない他方側非対向部４４ＴＨとを含む。
【００４２】
なお、電極体１０において、負極板４０の他方側端面４０Ｐのうち、負極外周部４０Ｓに属する外周部端面４０ＳＰは、後述する第１熱収縮部２６ＸＳ，第２熱収縮部２６ＹＳで覆われている。また、負極内周部４０Ｔに属する内周部端面４０ＴＰは、後述する第１熱収縮部２６ＸＴ，第２熱収縮部２６ＹＴで覆われている（図８，９参照）。これに対し、負極中間部４０Ｕに属する中間部端面４０ＵＰは、電極体１０の他方側ＤＸ２に露出している（図８参照）。
【００４３】
一方、２枚のセパレータ２０Ｘ，２０Ｙは、多孔質の樹脂からなるセパレータ本体２０Ａと、このセパレータ本体２０Ａの片方の主面２０ＡＦ上に形成された耐熱層２０Ｂとを有する。このうち、セパレータ本体２０Ａは、ポリプロピレン（ＰＰ）製の２枚の多孔質状フィルムの間にポリエチレン（ＰＥ）製の１枚の多孔質状フィルムを重ね合わせた３層構造である。一方、耐熱層２０Ｂは、アルミナからなる無機粒子（図示しない）と結着材（図示しない）とを含む。
【００４４】
なお、２枚のセパレータ２０Ｘ，２０Ｙのうち、電極体１０において負極板４０の径方向外側ＤＲ１に位置する第１セパレータ２０Ｘは、負極外周部４０Ｓの径方向外側ＤＲ１に位置する第１セパレータ外周部２０ＸＳと、負極内周部４０Ｔの径方向外側ＤＲ１に位置する第１セパレータ内周部２０ＸＴと、これら第１セパレータ外周部２０ＸＳと第１セパレータ内周部２０ＸＴとの間に位置する第１セパレータ中間部２０ＸＵとに分けられる。なお、この第１セパレータ２０Ｘは、負極板４０側、即ち径方向内側ＤＲ２に、セパレータ本体２０Ａが位置し、耐熱層２０Ｂが一方側ＤＸ１に位置する形態に配置されている。
また、２枚のセパレータ２０Ｘ，２０Ｙのうち、電極体１０において負極板４０の径方向内側ＤＲ２に位置する第２セパレータ２０Ｙは、負極外周部４０Ｓの径方向内側ＤＲ２に位置する第２セパレータ外周部２０ＹＳと、負極内周部４０Ｔの径方向内側ＤＲ２に位置する第２セパレータ内周部２０ＹＴと、これら第２セパレータ外周部２０ＹＳと第２セパレータ内周部２０ＹＴとの間に位置する第２セパレータ中間部２０ＹＵとに分けられる。なお、この第２セパレータ２０Ｙは、負極板４０側、即ち径方向外側ＤＲ１に、セパレータ本体２０Ａが位置し、耐熱層２０Ｂが他方側ＤＸ２に位置する形態に配置されている。
【００４５】
このうち、第１セパレータ２０Ｘの第１セパレータ中間部２０ＸＵは、正極活物質層３１とこの正極活物質層３１に対向する負極活物質層４１の対向部４２との間に介在する介在部２２ＸＵと、この介在部２２ＸＵから軸線方向ＤＸの一方側ＤＸ１に延出する一方側延出部２３ＸＵと、介在部２２ＸＵから他方側ＤＸ２に延出する他方側延出部２４ＸＵとからなる（図８参照）。なお、これら介在部２２ＸＵ、一方側延出部２３ＸＵ及び他方側延出部２４ＸＵは、前述した多孔質のセパレータ本体２０Ａ及び耐熱層２０Ｂからなり、電解液５０を十分に保持できる。
第２セパレータ２０Ｙの第２セパレータ中間部２０ＹＵもまた、第１セパレータ中間部２０ＸＵと同様、正極活物質層３１と負極活物質層４１の対向部４２との間に介在する介在部２２ＹＵと、この介在部２２ＹＵから一方側ＤＸ１に延出する一方側延出部２３ＹＵと、他方側ＤＸ２に延出する他方側延出部２４ＹＵとからなる（図８参照）。なお、これら介在部２２ＹＵ、一方側延出部２３ＹＵ及び他方側延出部２４ＹＵもまた、第１セパレータ中間部２０ＸＵと同様に、多孔質のセパレータ本体２０Ａ及び耐熱層２０Ｂからなり、電解液５０を十分に保持できる。
【００４６】
一方、第１セパレータ２０Ｘの第１セパレータ外周部２０ＸＳは、セパレータ本体２０Ａ及び耐熱層２０Ｂからなる第１本体部２５ＸＳと、この第１本体部２５ＸＳの軸線方向他方側ＤＸ２に位置し、耐熱層２０Ｂ、及び、セパレータ本体２０Ａをなす樹脂が熱収縮した収縮セパレータ本体２０Ｃからなる第１熱収縮部２６ＸＳとからなる（図８参照）。第１熱収縮部２６ＸＳをなす収縮セパレータ本体２０Ｃは、第１本体部２５ＸＳのセパレータ本体２０Ａよりも空孔率が低くなっているため、例えば、前述した第１セパレータ中間部２０ＸＵの介在部２２ＸＵなど、セパレータ本体２０Ａを有する第１セパレータ２０Ｘの部位よりも、第１熱収縮部２６ＸＳでは電解液５０の保持性が低くなっている。
【００４７】
また、第２セパレータ２０Ｘの第２セパレータ外周部２０ＹＳは、セパレータ本体２０Ａ及び耐熱層２０Ｂからなる第２本体部２５ＹＳと、この第２本体部２５ＹＳの軸線方向他方側ＤＸ２に位置し、耐熱層２０Ｂ、及び、上述した収縮セパレータ本体２０Ｃからなる第２熱収縮部２６ＹＳとからなる（図８参照）。このうち、第２本体部２５ＹＳは、正極最外周部３０Ｓの正極活物質層３１と、この正極活物質層３１に対向する、負極外周部４０Ｓの第１外周活物質層４１ＳＨの対向部４２ＳＨとの間に介在する介在部２２ＹＳを含む形態である。
第２熱収縮部２６ＹＳをなす収縮セパレータ本体２０Ｃも、第２本体部２５ＹＳのセパレータ本体２０Ａよりも空孔率が低くなっているため、第２本体部２５ＹＳに含む介在部２２ＹＳよりも、第２熱収縮部２６ＹＳでは電解液５０の保持性が低くなっている。
【００４８】
なお、図８に示すように、第１セパレータ外周部２０ＸＳの第１熱収縮部２６ＸＳと、第２セパレータ外周部２０ＹＳの第２熱収縮部２６ＹＳとは、負極外周部４０Ｓの外周部端面４０ＳＰよりも他方側ＤＸ２で互いに接合している。具体的には、第１熱収縮部２６ＸＳをなす収縮セパレータ本体２０Ｃと、第２熱収縮部２６ＹＳをなす収縮セパレータ本体２０Ｃとは、熱収縮すると共に互いに溶着している。これにより、外周部端面４０ＳＰは、第１セパレータ外周部２０ＸＳの第１熱収縮部２６ＸＳ、及び、第２セパレータ外周部２０ＹＳの第２熱収縮部２６ＹＳで覆われている。
【００４９】
なお、本実施形態の電池１では、負極外周部４０Ｓの外周部端面４０ＳＰのみならず、負極外周部４０Ｓのうち他方側ＤＸ２の端部も、第１熱収縮部２６ＸＳ及び第２熱収縮部２６ＹＳで覆われている（図８参照）。
但し、第１熱収縮部２６ＸＳ及び第２熱収縮部２６ＹＳの形態としては、負極外周部４０Ｓの外周部端面４０ＳＰのみを覆う形態としても良い。また、外周部端面４０ＳＰのほか第１外周活物質層４１ＳＨの他方側非対向部４４ＳＨ全体を第２熱収縮部２６ＹＳで覆う形態としても良い。
【００５０】
また、第１セパレータ２０Ｘの第１セパレータ内周部２０ＸＴは、セパレータ本体２０Ａ及び耐熱層２０Ｂからなる第１本体部２５ＸＴと、この第１本体部２５ＸＴの軸線方向他方側ＤＸ２に位置し、耐熱層２０Ｂ及び前述した収縮セパレータ本体２０Ｃからなる第１熱収縮部２６ＸＴとからなる（図９参照）。このうち、第１本体部２５ＸＴは、正極最内周部３０Ｔの正極活物質層３１と、この正極活物質層３１に対向する、負極内周部４０Ｔの第１内周活物質層４１ＴＨの対向部４２ＴＨとの間に介在する介在部２２ＸＴを含む形態である。
第１熱収縮部２６ＸＴをなす収縮セパレータ本体２０Ｃも、第１本体部２５ＸＴのセパレータ本体２０Ａよりも空孔率が低くなっているため、第１本体部２５ＸＴに含む介在部２２ＸＴよりも、第１熱収縮部２６ＸＴでは電解液５０の保持性が低くなっている。
【００５１】
また、第２セパレータ２０Ｙの第２セパレータ内周部２０ＹＴは、セパレータ本体２０Ａ及び耐熱層２０Ｂからなる第２本体部２５ＹＴと、この第２本体部２５ＹＴの軸線方向他方側ＤＸ２に位置し、耐熱層２０Ｂ及び収縮セパレータ本体２０Ｃからなる第２熱収縮部２６ＹＴとからなる（図９参照）。第２熱収縮部２６ＹＴをなす収縮セパレータ本体２０Ｃも、第２本体部２５ＹＴのセパレータ本体２０Ａよりも空孔率が低くなっているため、例えば、前述した第２セパレータ中間部２０ＹＵの介在部２２ＹＵなど、セパレータ本体２０Ａを有する第２セパレータ２０Ｙの部位よりも、第２熱収縮部２６ＹＴでは電解液５０の保持性が低くなっている。
【００５２】
なお、図９に示すように、第１セパレータ内周部２０ＸＴの第１熱収縮部２６ＸＴと、第２セパレータ内周部２０ＹＴの第２熱収縮部２６ＹＴとは、負極内周部４０Ｔの内周部端面４０ＴＰよりも他方側ＤＸ２で互いに接合している。具体的には、第１熱収縮部２６ＸＴをなす収縮セパレータ本体２０Ｃと、第２熱収縮部２６ＹＴをなす収縮セパレータ本体２０Ｃとは、熱収縮すると共に互いに溶着している。これにより、内周部端面４０ＴＰは、第１セパレータ内周部２０ＸＴの第１熱収縮部２６ＸＴ、及び、第２セパレータ内周部２０ＹＴの第２熱収縮部２６ＹＴで覆われている。
【００５３】
なお、本実施形態の電池１では、負極内周部４０Ｔの内周部端面４０ＴＰのみならず、負極内周部４０Ｔのうち他方側ＤＸ２の端部も、第１熱収縮部２６ＸＴ及び第２熱収縮部２６ＹＴで覆われている（図９参照）。
但し、第１熱収縮部２６ＸＴ及び第２熱収縮部２６ＹＴの形態としては、負極内周部４０Ｔの内周部端面４０ＴＰのみを覆う形態としても良い。また、内周部端面４０ＴＰのほか第１内周活物質層４１ＴＨの他方側非対向部４４ＴＨ全体を第１熱収縮部２６ＸＴで覆う形態としても良い。
【００５４】
ところで、本実施形態（実施例１とする）にかかる電池１（ｎ＝１０）について、高温エージング下での微小短絡の発生の有無を確認するため、以下に示す試験を行った。
具体的には、製造後直ちに初期充電及び高温エージングを行った電池１を用いて、自己放電調査を行った。
まず、上述の初期充電として、２５℃の温度環境下で、電池の端子間電圧が所定の充電終止電圧の値（＝４．４Ｖ）になるまで０．２Ｃの定電流で充電を行った（定電流充電）。そして、上述の高温エージングとして、図示しない恒温槽内に電池１を投入し、８０℃の温度環境下で２日間静置した。
高温エージング後の電池１について、電池１の端子間電圧を測定して、端子間電圧が４．１Ｖ以下のものをＮＧと判定した。ｎ＝１０のうち、ＮＧの数（ＮＧ数）を表１に記す。
【００５５】
【表１】
2014086293.tif 000003
【００５６】
また、実施例２〜４及び比較例１の各電池をそれぞれ用意した。このうち、実施例２の電池は、負極板の他方側端面のうち、負極外周部の外周部端面のみをセパレータの熱収縮部で覆った点で、実施例３の電池は、負極板の他方側端面のうち、負極内周部の内周部端面のみをセパレータの熱収縮部で覆った点で、実施例１の電池１と異なる。また、実施例４の電池は、負極板全体の他方側端面をセパレータの熱収縮部で覆った点で、実施例１と異なる。
一方、比較例１の電池は、負極板の他方側端面をセパレータの熱収縮部で覆わなかった点で、実施例１と異なる。
これら実施例２〜４及び比較例１の各電池についても、上述した実施例１の電池１と同様にして、高温エージング下での短絡の発生の有無を調べた（ｎ＝１０）。各電池の結果についても、表１に記す。
【００５７】
表１によれば、比較例１の電池ではＮＧ数が６個であったのに対し、実施例１〜４の各電池におけるＮＧ数は０〜３個であり、ＮＧと判定された数が少ない。このことから、負極板の他方側端面がセパレータの熱収縮部に覆われない比較例１の電池では、充電の際、正極最外周部や正極最内周部で正極活物質粒子から金属イオンが溶出しやすく、高温エージング下で負極活物質層上にその金属イオンが析出して、正負極間の短絡を引き起こしていると考えられる。一方、負極板の他方側端面のうち、少なくとも外周部端面及び内周部端面のいずれかが、セパレータの熱収縮部で覆われた実施例１〜４の電池では、比較例１の電池よりも、正極最外周部及び正極最内周部の少なくともいずれかにおいて、金属イオンの溶出を防いで、短絡の発生を抑えることができることが判る。
【００５８】
さらに、実施例２，３の各電池ではＮＧ数が２個及び３個であったのに対し、実施例１，４の各電池ではＮＧ数がいずれも０個であった。他方側端面のうち、外周部端面または内周部端面の一方のみをセパレータの熱収縮部で覆った電池（実施例２，３）では、外周部端面及び内周部端面のうち、熱収縮部で覆っていない端面において、充電時に負極活物質層同士の液絡が生じる。そして、この液絡によって、正極活物質層と対向していない側の負極活物質層にまでリチウムイオンが拡散移動して、正極活物質粒子からの金属イオンの溶出が生じてしまったと考えられる。
これに対し、外周部端面及び内周部端面のいずれをも熱収縮部で覆った電池（実施例１，４）では、外周部端面及び内周部端面において、負極活物質層同士の液絡に寄与する電解液の量を少なくして、正極活物質層と対向していない側の負極活物質層へのリチウムイオンの拡散移動を抑えることができ、短絡の発生を抑えることができたことが判る。
【００５９】
なお、実施例１〜４の各電池では、セパレータの熱収縮部で負極板の他方側端面を覆うため、熱収縮部を設けない比較例１の電池に比べて、電極体の他方側ＤＸ２から負極活物質層に電解液５０を含浸させ難くなる。特に、実施例１〜４の各電池のうち、負極板全体に熱収縮部が他方側端面を覆った形態である実施例４の電池の場合には、他方側端面を通じて負極活物質層に電解液５０を含浸できない。このため、この実施例４の電池は、一部の他方側端面が熱収縮部に覆われずに、電極体の他方側ＤＸ２に露出している電池（実施例１〜３）に比べて、負極活物質層全体に電解液５０を含浸させるのに長い時間を要する。また、負極活物質層において、軸線方向ＤＸに電解液５０の含浸状態にムラが生じ易いと考えられる。
【００６０】
本実施形態にかかる実施例１〜４の各電池（電池１）では、負極板４０の他方側端面４０Ｐのうち、少なくとも外周部端面４０ＳＰ及び内周部端面４０ＴＰのいずれかが、セパレータ２０Ｘ，２０Ｙの液保持性低下部である熱収縮部２６ＸＳ，２６ＸＴ，２６ＹＳ，２６ＹＴで覆われている。熱収縮部２６ＸＳ，２６ＸＴ，２６ＹＳ，２６ＹＴでは電解液５０の保持性が低いので、これに覆われない従来の他方側端面に比して、熱収縮部２６ＸＳ，２６ＸＴ，２６ＹＳ，２６ＹＴに覆われた外周部端面４０ＳＰあるいは内周部端面４０ＴＰにおいて、２つの負極活物質層同士（第１外周活物質層４１ＳＨ及び第２外周活物質層４１ＳＪ同士や、第１内周活物質層４１ＴＨ及び第２内周活物質層４１ＴＪ同士）の液絡に寄与する電解液５０の量を少なくできる。これにより、液絡によって正極活物質層３１と対向していない側の負極活物質層（第２外周活物質層４１ＳＪや第２内周活物質層４１ＴＪ）にまでリチウムイオンが拡散移動するのを抑えることができる。
かくして、少なくとも正極最外周部３０Ｓ及び正極最内周部３０Ｔのいずれかにおいて、正極活物質層３１の正極活物質粒子から金属イオンが溶出するのを抑制することができ、高温下での負極活物質層４１上への金属の析出による短絡の発生を抑制した電池１とすることができる。
【００６１】
また、本実施形態のうち実施例１，４の各電池（電池１）では、負極外周部４０Ｓ及び負極内周部４０Ｔにそれぞれ属する外周部端面４０ＳＰ及び内周部端面４０ＴＰが、熱収縮部２６ＸＳ，２６ＸＴ，２６ＹＳ，２６ＹＴで覆われている。このため、負極外周部４０Ｓ及び負極内周部４０Ｔのいずれにおいても液絡によって、２つの負極活物質層４１のうちセパレータを介して正極活物質層３１と対向していない側の負極活物質層（第２外周活物質層４１ＳＪ及び第２内周活物質層４１ＴＪ）にまで、リチウムイオンが拡散移動するのを確実に抑えることができる。従って、正極最外周部３０Ｓ及び正極最内周部３０Ｔにおいて、正極活物質層３１の正極活物質粒子から金属イオンが溶出するのを確実に抑制することができる。
【００６２】
また、実施例１の電池１では、他方側端面４０Ｐのうち、外周部端面４０ＳＰ及び内周部端面４０ＴＰが熱収縮部２６ＸＳ，２６ＸＴ，２６ＹＳ，２６ＹＴで覆われているものの、負極中間部４０Ｕに属する中間部端面４０ＵＰが電極体１０の他方側ＤＸ２に露出している。このため、正極最外周部３０Ｓ及び正極最内周部３０Ｔで金属イオンの溶出を確実に抑制できる一方で、負極板４０のうちの負極中間部４０Ｕにおいて、他方側ＤＸ２からも電極体１０に電解液５０を含浸させることできる。従って、負極活物質層４１における、軸線方向ＤＸについての電解液５０の含浸状態のムラを抑制することができる。
【００６３】
また、本実施形態にかかる実施例１〜４の各電池（電池１）では、セパレータ２０Ｘ，２０Ｙが上述のセパレータ本体２０Ａと耐熱層２０Ｂとを有するため、電池１内の温度が上昇してセパレータ本体２０Ａが溶融しても、耐熱層２０Ｂにより正極板３０と負極板４０との接触を防ぐことができる。
また、セパレータ２０Ｘ，２０Ｙは、電極体１０において、セパレータ本体２０Ａが負極活物質層４１側となる形態に配置されてなるため、加熱によりセパレータ本体２０Ａを熱収縮させると、セパレータ２０Ｘ，２０Ｙ全体がセパレータ本体２０Ａ側に曲がるので、負極板４０の他方側端面４０Ｐを覆う熱収縮部２６ＸＳ，２６ＸＴ，２６ＹＳ，２６ＹＴを容易かつ確実に形成できる。かくして、介在部２２（２２ＸＵ，２２ＸＴ，２２ＹＳ，２２ＹＵ）よりもセパレータ本体２０Ａの空孔率を低下させた収縮セパレータ本体２０Ｃを有する熱収縮部２６ＸＳ，２６ＸＴ，２６ＹＳ，２６ＹＴで負極板４０の他方側端面４０Ｐを確実に覆った電池１とすることができる。
【００６４】
次いで、本実施形態（実施例１）の電池１の製造方法について説明する。
まず、電極体１０をなす正極板３０及び負極板４０を公知の手法でそれぞれ作製した（図５，６参照）。
一方、電極体１０をなす前述した第１セパレータ２０Ｘ及び第２セパレータ２０Ｙにおける熱収縮部２６ＸＳ，２６ＸＴ，２６ＹＳ，２６ＹＴを形成する前の第１形成前セパレータ２０ＸＢ及び第２形成前セパレータ２０ＹＢをそれぞれ作製する。具体的には、多孔質の樹脂からなる帯状シートのセパレータ本体２０Ａの片方の主面２０ＡＦ上に、既知の塗工装置を用いて、アルミナからなる無機粒子と結着材とを溶媒中に混合したペースト（図示しない）を塗布し、セパレータ本体２０Ａ上で乾燥させて、前述の耐熱層２０Ｂとした。かくして、帯状の第１形成前セパレータ２０ＸＢ及び第２形成前セパレータ２０ＹＢを作製した（図１０参照）。
【００６５】
次いで、電極体作製工程について説明する。正極板３０及び負極板４０を、上述のように作製した、２枚の形成前セパレータ２０ＸＢ，２０ＹＢと共に円筒状に捲回した。このとき、第２形成前セパレータ２０ＹＢ、負極板４０、第１形成前セパレータ２０ＸＢ及び正極板３０の順に重ねて捲回した。このため、正極板３０の内側には第１形成前セパレータ２０ＸＢ、第１形成前セパレータ２０ＸＢの内側には負極板４０、負極板４０の内側には第２形成前セパレータ２０ＹＢが配置される（図１１参照）。一方、正極板３０の外側には第２形成前セパレータ２０ＹＢ、第２形成前セパレータ２０ＹＢの外側には負極板４０、負極板４０の外側には第１形成前セパレータ２０ＸＢが配置される。
また、正極リード部３９が軸線ＡＸに平行な軸線方向ＤＸの一方側ＤＸ１（図１１中、下方）に位置するように、また、負極リード部４９が軸線方向ＤＸの他方側ＤＸ２（図１１中、上方）に位置するように、正極板３０及び負極板４０をそれぞれ配置した。さらに、第１形成前セパレータ２０ＸＢのセパレータ本体２０Ａ、及び、第２形成前セパレータ２０ＹＢのセパレータ本体２０Ａが、負極板４０の負極活物質層４１側となる形態に配置した。
捲回後、円筒面を両側から押し潰して、横断面が扁平な長円形状で扁平捲回型の電極体１０を作製した。
【００６６】
次いで、電極体１０をなして捲回された形成前セパレータ２０ＸＢ，２０ＹＢに、熱収縮部２６ＸＳ，２６ＸＴ，２６ＹＳ，２６ＹＴを形成する低下部形成工程について説明する。
この低下部形成工程では、平板状の２枚の金属板ＭＢ，ＭＢを用いる（図１２参照）。これら２枚の金属板ＭＢ，ＭＢは、いずれも加熱されて高温状態（２００℃程度）となっている。このため、これら金属板ＭＢ，ＭＢが電極体１０の形成前セパレータ２０ＸＢ，２０ＹＢに接触すると、この接触部位及びこの付近の部位のセパレータ本体２０Ａが熱収縮する。
【００６７】
低下部形成工程では、上述した金属板ＭＢを用いて、形成前セパレータ２０ＸＢ，２０ＹＢのうち、負極板４０の他方側端面４０Ｐよりも、軸線方向ＤＸの他方側ＤＸ２に突出する突出部２６ＸＢ，２６ＹＢを加熱する。
なお、本実施例１では、２枚の金属板ＭＢ，ＭＢの一方を、第１形成前セパレータ２０ＸＢのうち、前述した負極外周部４０Ｓの径方向外側ＤＲ１に位置する部位の突出部２６ＸＢに、径方向外側ＤＲ１から当接させて、突出部２６ＸＢを加熱する（図１２，１３参照）。これにより、この突出部２６ＸＢ及び付近の部位のセパレータ本体２０Ａが熱収縮する。なお、第１形成前セパレータ２０ＸＢをなすセパレータ本体２０Ａと耐熱層２０Ｂのうち、セパレータ本体２０Ａの方が大きく熱収縮するため、突出部２６ＸＢ及び付近の部位は、セパレータ本体２０Ａ側、つまり負極外周部４０Ｓ側に曲がる。
これと同時に、もう一方の金属板ＭＢを、第２形成前セパレータ２０ＹＢのうち、負極外周部４０Ｓの径方向内側ＤＲ２に位置する部位の突出部２６ＹＢに、径方向内側ＤＲ２から当接させて、この突出部２６ＹＢを加熱する（図１２，１３参照）。これにより、この突出部２６ＹＢ及び付近の部位のセパレータ本体２０Ａが熱収縮する。なお、第２形成前セパレータ２０ＸＢでもセパレータ本体２０Ａが大きく熱収縮するため、突出部２６ＹＢ及びその付近の部位も、負極外周部４０Ｓ側に曲がる。
【００６８】
さらに、２枚の金属板ＭＢ，ＭＢを径方向ＤＲに互いに近づけて、第１形成前セパレータ２０ＸＢの突出部２６ＸＢと、第２形成前セパレータ２０ＹＢの突出部２６ＹＢとを挟む（図１３参照）。これにより、第１形成前セパレータ２０ＸＢの突出部２６ＸＢのセパレータ本体２０Ａと、第２形成前セパレータ２０ＹＢの突出部２６ＹＢのセパレータ本体２０Ａとが、熱収縮すると共に溶着する。かくして、第１形成前セパレータ２０ＸＢには前述した第１熱収縮部２６ＸＳが、また、第２形成前セパレータ２０ＹＢには前述した第２熱収縮部２６ＹＳが形成される（図８参照）。
また、前述した負極内周部４０Ｔにおける形成前セパレータ２０ＸＢ，２０ＹＢについても、同様にして、第１形成前セパレータ２０ＸＢに前述した第１熱収縮部２６ＸＴを、また、第２形成前セパレータ２０ＹＢに前述した第２熱収縮部２６ＹＴをそれぞれ形成する。
【００６９】
その後、電極体１０をなす正極板３０の正極リード部３９に正極集電部材９１を、負極板４０の負極リード部４９に負極集電部材９２をそれぞれ溶接する。そして、電極体１０を電池ケース本体８１に収容し、電解液５０を注液した後、電池ケース本体８１を封口蓋８２で封口して、電池１を完成させた（図４参照）。
【００７０】
本実施形態にかかる電池１の製造方法は、前述の電極体作製工程と低下部形成工程とを備える。このため、負極板４０の他方側端面４０Ｐのうち、少なくとも外周部端面４０ＳＰ及び内周部端面４０ＴＰのいずれかがセパレータ２０Ｘ，２０Ｙの熱収縮部２６ＸＳ，２６ＸＴ，２６ＹＳ，２６ＹＴで覆われた電池１を製造することができる。従って、少なくとも正極最外周部３０Ｓ及び正極最内周部３０Ｔのいずれかにおいて、正極活物質層３１の正極活物質粒子から金属イオンが溶出するのを抑制することができ、高温下での負極活物質層４１上への金属の析出による短絡の発生を抑制した電池１を製造することができる。
【００７１】
また、低下部形成工程では、電極体１０をなして捲回された形成前セパレータ２０ＸＢ，２０ＹＢのうち、他方側端面４０Ｐよりも、他方側ＤＸ２に突出する突出部２６ＸＢ，２６ＹＢを加熱して、セパレータ本体２０Ａを熱収縮させて熱収縮部２６ＸＳ，２６ＸＴ，２６ＹＳ，２６ＹＴを形成する。なお、セパレータ本体２０Ａと耐熱層２０Ｂとを有する形成前セパレータ２０ＸＢ，２０ＹＢを加熱すると、セパレータ本体２０Ａが大きく熱収縮するため、セパレータ本体２０Ａ側に曲がり、他方側端面４０Ｐを覆う形態の熱収縮部２６ＸＳ，２６ＸＴ，２６ＹＳ，２６ＹＴを容易に形成することができる。
【００７２】
以上において、本発明を実施形態（実施例１〜４）に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、前述の実施形態では、セパレータの液保持性低下部として、多孔性樹脂からなるセパレータの該当部位を加熱により熱収縮させて介在部よりも空孔率を低下させたものを例示した。しかし、セパレータの液保持性低下部として、そのほかに、該当部位に樹脂等を塗布して介在部よりも空孔率を低下させたものや、該当部位に電解液に濡れずにこれをはじく特性を付与したものを用いることもできる。
さらに、実施形態では、多孔質の樹脂からなるセパレータ本体と耐熱層とを有するセパレータを備える電池を示したが、セパレータ本体のみからなるセパレータを備える電池でも良い。
【００７３】
また、実施形態では、低下部形成工程として、２枚の金属板ＭＢ，ＭＢを用いて、形成前セパレータ２０ＸＢ，２０ＹＢの突出部２６ＸＢ，２６ＹＢを加熱し、熱収縮させて熱収縮部２６ＸＳ，２６ＸＴ，２６ＹＳ，２６ＹＴを形成する工程を例示した。しかし、低下部形成工程として、例えば、ヒータ等の加熱装置を、電極体の他方側ＤＸ２から正極リード部（正極箔）の端部に接触させて、この端部から正極リード部を加熱する。そして、他方側ＤＸ２から徐々に加熱された正極リード部によって、正極リード部同士間に位置するセパレータの突出部を間接的に加熱し、熱収縮させて液保持性低下部を形成する手法も挙げられる。また、ヒータ等の加熱装置で、正極リード部を挟んで正極リード部を加熱して突出部を間接的に加熱し、熱収縮させて液保持性低下部を形成する手法も挙げられる。さらに、負極外周部の外周部端面を覆う液保持性低下部を形成する場合には、電極体の径方向外側から加熱装置をセパレータの突出部に当接させて、この突出部を加熱し熱収縮させて液保持性低下部を形成する手法が挙げられる。
【符号の説明】
【００７４】
１  電池（リチウムイオン二次電池）
１０  電極体
２０Ａ  セパレータ本体
２０ＡＦ  本体主面（（セパレータ本体の）主面）
２０Ｂ  耐熱層
２０Ｘ  第１セパレータ（セパレータ）
２０ＸＢ  第１形成前セパレータ（液保持性低下部を有さないセパレータ）
２０Ｙ  第２セパレータ（セパレータ）
２０ＹＢ  第２形成前セパレータ（液保持性低下部を有さないセパレータ）
２２ＸＴ，２２ＸＵ，２２ＹＳ，２２ＹＵ  介在部
２６ＸＢ，２６ＹＢ  突出部
２６ＸＳ，２６ＸＴ  第１熱収縮部（液保持性低下部）
２６ＹＳ，２６ＹＴ  第２熱収縮部（液保持性低下部）
３０  正極板
３０Ｓ  正極最外周部
３０Ｔ  正極最内周部
３１  正極活物質層
３８  正極箔
３８Ｆ  （正極箔の）主面
４０  負極板
４０Ｐ  他方側端面
４０Ｓ  負極外周部
４０ＳＰ  外周部端面
４０Ｔ  負極内周部
４０ＴＰ  内周部端面
４０Ｕ  負極中間部
４０ＵＰ  中間部端面
４１  負極活物質層
４２，４２ＳＨ，４２ＴＨ  対向部
４４，４４ＳＨ，４４ＴＨ  他方側非対向部
４８  負極箔
４８Ｆ  （負極箔の）主面
５０  電解液
ＡＸ  捲回軸
ＤＲ  径方向
ＤＲ１  （径方向の）外側
ＤＲ２  （径方向の）内側
ＤＸ  軸線方向
ＤＸ１  （軸線方向の）一方側
ＤＸ２  （軸線方向の）他方側
【図１】
2014086293.tif 000004
【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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【図１２】
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【図１３】
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