(57)【要約】  非水電解質二次電池は、捲回式電極群と非水電解質とを備える。正極は、第１主面および第１主面とは反対側の第２主面を備える正極集電体と、第１主面および第２主面に担持された正極活物質層と、を備え、第１主面は、負極に対向し、かつ、正極活物質層が担持されていない第１露出部を含む。正極リードは、第１露出部に接続されており、第１露出部から突出する引き出し部と、第１露出部と重なる重複部と、を有する。第１露出部の少なくとも一部が、前記重複部の少なくとも一部とともに、正極絶縁テープで覆われている。正極絶縁テープは、基材と、第１露出部および重複部に接着する第１層と、基材と第１層との間に介在する第２層と、を含み、第２層は、閾値を越えて加熱されることにより膨張する。
2019044168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
捲回式電極群と非水電解質とを備え、
前記捲回式電極群は、
正極と、
負極と、
前記正極と前記負極との間に介在するセパレータと、
前記正極に電気的に接続された正極リードと、
前記正極の一部を覆う正極絶縁テープと、を備えるとともに、
前記正極と前記負極とが、前記セパレータを介して捲回されることにより形成されており、
前記正極は、
第１主面および前記第１主面とは反対側の第２主面を備える正極集電体と、
前記第１主面および前記第２主面に担持された正極活物質層と、を備え、
前記第１主面は、前記負極に対向し、かつ、前記正極活物質層が担持されていない第１露出部を含み、
前記正極リードは、前記第１露出部に接続されており、前記第１露出部から突出する引き出し部と、前記第１露出部と重なる重複部と、を有し、
前記第１露出部の少なくとも一部が、前記重複部の少なくとも一部とともに、前記正極絶縁テープで覆われており、
前記正極絶縁テープは、基材と、前記第１露出部および前記重複部に接着する第１層と、前記基材と前記第１層との間に介在する第２層と、を含み、
前記第２層は、閾値を越えて加熱されることにより膨張する、非水電解質二次電池。
【請求項２】
前記第２層は、樹脂と発泡性フィラーとを含む、請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【請求項３】
前記発泡性フィラーは、ケイ酸アルカリ金属塩を含む、請求項２に記載の非水電解質二次電池。
【請求項４】
前記発泡性フィラーは、ケイ酸ナトリウムを含む、請求項３に記載の非水電解質二次電池。
【請求項５】
前記発泡性フィラーは、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、明礬、硫酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、炭酸水素ナトリウム、リン酸二水素アンモニウム、ジニトロペンタメチレンテトラミン、アゾジカルボンアミド、オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、ヒドラゾジカルボンアミドおよび５，５’−ビス−Ｈ−テトラゾールよりなる群から選択される少なくとも一種を含む、請求項２に記載の非水電解質二次電池。
【請求項６】
前記第２主面は、前記第１露出部に対応するように配置され、かつ、前記正極活物質層が担持されていない第２露出部を含み、
前記第２露出部の少なくとも一部は、前記正極絶縁テープで覆われている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池。
【請求項７】
前記正極リードの前記引き出し部は、前記捲回式電極群の内部領域から突出する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池。
【請求項８】
さらに、前記負極に電気的に接続された負極リードを備え、
前記正極リードがアルミニウムを含み、
前記負極リードが銅を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極に接続された正極リードを保護する正極絶縁テープを備える非水電解質二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
非水電解質二次電池において、正極は、正極集電体と、正極集電体に担持された正極活物質層とを備えている。正極集電体には、正極活物質層を有さない第１露出部が形成され、第１露出部には正極リードの長さ方向の一端部が接続される。正極リードの他端部は、電池の正極端子に接続される。正極と正極端子とは、正極リードにより電気的に接続される。電極群の構成要素には大きな圧力が加わるため、内部短絡を抑制する観点から、正極リードの一端部は、正極絶縁テープで覆われている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１２１３３９号
【発明の概要】
【０００４】
非水電解質二次電池が外部短絡し発熱するとき、正極リードに熱が集中する場合がある。加熱された正極リードが負極に接触すると、電池の故障が生じ得る。
【０００５】
本発明の一局面は、捲回式電極群と非水電解質とを備え、前記捲回式電極群は、正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に介在するセパレータと、前記正極に電気的に接続された正極リードと、前記正極の一部を覆う正極絶縁テープと、を備えるとともに、前記正極と前記負極とが、前記セパレータを介して捲回されることにより形成されており、前記正極は、第１主面および前記第１主面とは反対側の第２主面を備える正極集電体と、前記第１主面および前記第２主面に担持された正極活物質層と、を備え、前記第１主面は、前記負極に対向し、かつ、前記正極活物質層が担持されていない第１露出部を含み、前記正極リードは、前記第１露出部に接続されており、前記第１露出部から突出する引き出し部と、前記第１露出部と重なる重複部と、を有し、前記第１露出部の少なくとも一部が、前記重複部の少なくとも一部とともに、前記正極絶縁テープで覆われており、前記正極絶縁テープは、基材と、前記第１露出部および前記重複部に接着する第１層と、前記基材と前記第１層との間に介在する第２層と、を含み、前記第２層は、閾値を越えて加熱されることにより膨張する、非水電解質二次電池に関する。
【０００６】
本発明に係る非水電解質二次電池によれば、外部短絡を生じた場合にも、正極リードの熱は負極に伝達され難くなるため、故障が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池に用いられる帯状の正極の要部の平面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池に用いられる捲回式電極群の断面図である。
【図３】図１の正極を負極と重ねた状態のＩＩ−ＩＩ線による矢示断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る円筒型の非水電解質二次電池の概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［非水電解質二次電池］
本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池（以下、単に電池と称する場合がある。）は、捲回式電極群と非水電解質とを備える。捲回式電極群は、正極と、負極と、正極および負極の間に介在するセパレータと、正極に電気的に接続された正極リードと、正極の一部を覆う正極絶縁テープと、を備え、正極と負極とが、セパレータを介して捲回されることにより形成されている。正極は、第１主面および第１主面とは反対側の第２主面を備える正極集電体と、少なくとも第１主面に担持された正極活物質層と、を備える。また、第１主面は、負極に対向し、かつ、正極活物質層が担持されていない第１露出部を有する。
【０００９】
正極リードは、第１露出部に接続されており、第１露出部から突出する引き出し部と、第１露出部と重なる重複部と、を有する。第１露出部の少なくとも一部は、重複部の少なくとも一部とともに、正極絶縁テープで覆われている。正極絶縁テープは、基材と、第１露出部および重複部と接着する第１層と、基材と第１層との間に介在する第２層と、を含む。第２層は、閾値を越えて加熱されることにより膨張する。
【００１０】
リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池では、電気を取り出すために、電極群の正極に正極リードが接続され、負極に負極リードが接続され、電池の正極端子および負極端子にそれぞれ接続されている。正極リードは、正極活物質層が担持されておらず、正極集電体が露出した第１露出部に接続される。正極リードの第１露出部に接続された部分（重複部）は正極絶縁テープで覆われている。これにより、内部短絡が抑制される。
【００１１】
一方、意図せずに電池の外部短絡が発生する場合がある。このとき、電池が異常発熱し、正極リードに熱が集中する場合がある。加熱された正極リードが負極に接触すると、電池の故障が生じ得る。
【００１２】
本実施形態では、基材と、第１露出部および重複部と接着する第１層と、基材と第１層との間に介在する第２層と、を含む正極絶縁テープを用いて、正極リードの重複部の少なくとも一部とを覆う。第２層は、閾値を越えて加熱されることにより膨張する。つまり、外部短絡等により正極リードが閾値を越えて加熱されると、第２層が膨張し、正極絶縁テープの厚みが大きくなる。これにより、正極リードと、正極リードが配置された第１主面に対向する負極との距離が広がり、正極リードの熱が負極に伝達され難くなる。よって、電池の故障が抑制される。
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池について、リチウムイオン二次電池を例に挙げ、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池に用いられる帯状の正極の要部の平面図である。図２は、本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池に用いられる捲回式電極群の断面図である。図３は、図１の正極を負極と重ねた状態のＩＩ−ＩＩ線による矢示断面図である。
【００１４】
非水電解質二次電池の形状は特に制限されず、円筒形電池であってもよく、角形電池や偏平型電池であってもよい。また、電池ケースは、ラミネートフィルムで形成されてもよい。
【００１５】
（正極）
正極は、正極集電体と、正極集電体に担持された正極活物質層と、を有する。正極集電体は、第１主面と、第１主面とは反対側の第２主面とを備える。正極活物質層は、第１主面および第２主面に担持されている。ただし、第１主面には、負極に対向し、かつ、正極活物質層を有さない第１露出部が設けられる。また、第２主面には、第１露出部に対応するように配置され、かつ、正極活物質層が担持されていない第２露出部が設けられてもよい。これにより、正極リードと正極集電体との溶接が容易となる。第２露出部の少なくとも一部は、正極絶縁テープで覆われてもよい。
【００１６】
第１露出部の形状は、特に限定されない。正極が帯状である場合、第１露出部は、電極群の捲回方向に対して８０〜１００度の角度で交わる幅の狭いスリット状であってもよい。スリット状の第１露出部の幅（捲回方向の長さ）は、例えば、３ｍｍ〜２０ｍｍである。第２露出部も同様である。
【００１７】
正極集電体としては、シート状の導電性材料（例えば、金属箔）が挙げられる。金属箔を形成する金属としては、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、チタン、チタン合金などが挙げられる。正極集電体の厚みは、例えば、１μｍ〜１００μｍであってもよく、１０μｍ〜５０μｍであってもよい。
【００１８】
正極活物質層は、正極活物質、導電剤、結着剤などを含む。正極活物質は、リチウムイオンをドープおよび脱ドープ可能な材料であり、例えばリチウム含有複合酸化物である。リチウム含有複合酸化物は、酸化還元により価数が変化する遷移金属を含む。遷移金属としては、バナジウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、チタンなどが挙げられる。より具体的には、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＮｉx1Ｍｎy1Ｃｏ1-(x1+y1)Ｏ2、ＬｉＮｉx2Ｃｏy2Ｍ1-(x2+y2)Ｏ2、αＬｉＦｅＯ2、ＬｉＶＯ2などが例示できる。ここで、ｘ１およびｙ１は、０．２５≦ｘ１≦０．６、０．２５≦ｙ１≦０．５であり、ｘ２およびｙ２は、０．７５≦ｘ２≦０．９９、０．０１≦ｙ２≦０．２５であり、Ｍは、Ｎａ、Ｍｇ、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、ＰｂおよびＳｂの群から選ばれる少なくとも１つの元素である。
【００１９】
正極活物質層に含ませる導電剤には、カーボンブラック、黒鉛、炭素繊維などが用いられる。導電剤の量は、正極活物質１００質量部あたり、例えば０〜２０質量部である。正極活物質層に含ませる結着剤には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素樹脂、アクリル樹脂、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）などのゴム（ゴム粒子）などが用いられる。結着剤の量は、正極活物質１００質量部あたり、例えば０．５〜１５質量部である。
【００２０】
正極活物質層は、正極活物質、結着剤、導電剤などを含む正極合剤を、分散媒とともに混練して、正極ペーストを調製し、正極ペーストを正極集電体の表面の所定領域に塗布し、乾燥し、圧延することにより形成される。分散媒としては、有機溶媒、水などが用いられる。有機溶媒としては特に限定されない。例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）が挙げられる。正極ペーストの塗布は、様々なコーターを用いて行うことができる。塗布後の乾燥は、自然乾燥でもよく、加熱下で行ってもよい。正極活物質層の厚みは、例えば５０μｍ〜２００μｍであってもよく、６０μｍ〜１５０μｍであってもよい。
【００２１】
第１露出部は、例えば、正極集電体の捲回方向に交わる方向（以下、幅方向と称す。）の一端部から他端部までが露出するスリット状である。このような第１露出部は、例えば、正極ペーストを正極集電体に間欠的に塗工することにより形成される。第１露出部は、正極から正極活物質層の一部を剥離して形成してもよい。
【００２２】
第１露出部には、例えばストリップ状（短冊状）の正極リードが電気的に接続されている。正極リードの第１露出部と重なる部分（重複部）の少なくとも一部は、第１露出部に、例えば溶接により接合される。その後、正極集電体の第１露出部の少なくとも一部（好ましくは第１露出部の面積の５０％以上）と、正極リードの重複部の少なくとも一部（好ましくは重複部の面積の９０％以上）とが、共に正極絶縁テープで覆われる。
【００２３】
正極リードの材料としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、鉄、ステンレス鋼などが用いられる。正極リードの抵抗値が、後述する負極リードの抵抗値より大きい場合、電池の熱は、特に正極リードに集中し易い。
【００２４】
正極リードの厚みは、例えば、１０μｍ〜２００μｍであってもよく、１００μｍ〜１５０μｍであってもよい。正極リードの厚みは、正極活物質層の厚みより小さくてもよいし、正極活物質層の厚み以上であってもよい。ストリップ状の正極リードのサイズは、特に限定されないが、例えば、幅（捲回方向の長さ）２ｍｍ〜８ｍｍ、長さ２０ｍｍ〜８０ｍｍである。
【００２５】
図１に示されるように、帯状の正極１０は、正極集電体１０ａ（図３参照）の一部を除く両面に正極活物質層１０ｂを有する。正極集電体１０ａの片面には、正極集電体１０ａの幅方向の一端部から他端部までが露出するスリット状の第１露出部１０ａａが設けられている。
【００２６】
正極１０の捲回方向Ａにおける第１露出部１０ａａの幅Ｗａａは、電池のサイズに依存し、特に限定されない。第１露出部１０ａａの幅Ｗａａは、通常、正極リード１３の幅より大きく、例えば３ｍｍ〜２０ｍｍであってもよく、５ｍｍ〜１６ｍｍであってもよい。第１露出部１０ａａには、ストリップ状の正極リード１３の重複部１３ａの一部が溶接されている。重複部の長さＤ（重複部１３ａと引き出し部１３ｂとの境界と、境界から最も離れた重複部１３ａの位置までの距離）は、電池のサイズに依存する。長さＤは、例えば１０ｍｍ〜６０ｍｍであり、正極集電体１０ａの幅Ｌ（幅方向の長さ）の５％〜１００％であってもよく、２０％〜９５％であってもよい。
【００２７】
第１露出部１０ａａは、正極集電体１０ａの捲回方向Ａにおける端部に形成されてもよく、端部以外の領域（例えば、両方の端部から捲回方向Ａの長さの２０％以上の距離を離れた位置）に形成されてもよい。これにより、抵抗が小さくなる。この場合、正極リード１３は、負極同士の間に介在するように配置され、正極リード１３の引き出し部１３ｂは、捲回式電極群の内部領域から突出する。言い換えれば、第１露出部１０ａａは、内部領域４０Ｒから正極リード１３の引き出し部１３ｂが突出するように、配置されてもよい。
【００２８】
図２に示すように、捲回式電極群４０の内部領域４０Ｒは、捲回式電極群４０の軸方向と垂直な断面を見たとき、最内周Ｃｉｎと最外周Ｃｏｕｔとの中央に位置する中心円Ｃｃから、最外周Ｃｏｕｔ側に最内周Ｃｉｎと最外周Ｃｏｕｔとの距離の３０％までの領域と、上記中心円Ｃｃから最内周Ｃｉｎ側に最内周Ｃｉｎと最外周Ｃｏｕｔとの距離の３０％までの領域とを合わせた領域である。図２では、便宜的に、内部領域４０Ｒにハッチングを付して示している。
【００２９】
正極絶縁テープ１４は、正極リード１３の重複部１３ａの全面と、重複部１３ａの周辺の第１露出部１０ａａとを覆っている。内部短絡を抑制する観点から、引き出し部１３ｂの重複部１３ａ側の端部も正極絶縁テープ１４で覆われてもよく、第１露出部１０ａａの全面が覆われてもよい。このとき、正極絶縁テープ１４は、正極活物質層１０ｂの一部を覆っていてもよい。引き出し部１３ｂの上記端部は、第２主面側からも正極絶縁テープ１４で覆われる。
【００３０】
（正極絶縁テープ）
図３に示されるように、正極絶縁テープ１４は、基材１４ａと、第１層１４ｂと、これらの間に介在する第２層１４ｃとを含む。第１層１４ｂは、正極リード１３およびその周辺の第１露出部１０ａａに接着されている。中間層である第２層１４ｃは、閾値を越えて加熱されることにより膨張する。この構成によれば、第２層１４ｃが膨張した場合にも、第１層１４ｂと正極リード１３等との接着は維持される。よって、内部短絡の防止効果も維持される。
【００３１】
基材１４ａは、入手が容易で低コストである観点から、樹脂で構成されてもよい。樹脂の種類は、適度な弾性、柔軟性および絶縁性を有する限り、特に制限されない。樹脂としては、例えば、ポリイミド、ポリアミド（芳香族ポリアミドなど）、ポリアミドイミド、ポリオレフィン（ポリプロピレン（ＰＰ）など）、ポリエステル（ポリエチレンナフタレートなど）、ポリフェニルスルホン（ＰＰＳ）、ポリフェニレンスルフィドなどが挙げられる。これらの樹脂は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３２】
基材１４ａの厚みは、取り扱い性および柔軟性の観点から、５μｍ〜１００μｍであってもよく、１０μｍ〜５０μｍであってもよい。
【００３３】
第１層１４ｂは、粘着剤を含む。これにより、正極絶縁テープ１４は、正極集電体１０ａおよび正極リード１３に接着することができる。
【００３４】
粘着剤としては、様々な樹脂材料を用いることができる。例えば、アクリル樹脂、天然ゴム、合成ゴム（ブチルゴムなど）、シリコーン、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、複数種を併用してもよい。粘着剤は、必要に応じて、粘着付与剤、架橋剤、老化防止剤、着色剤、酸化防止剤、連鎖移動剤、可塑剤、軟化剤、界面活性剤、帯電防止剤などの添加剤や、微量の溶剤を含んでもよい。
【００３５】
高い粘着性を確保し易く、テープ設計が容易である観点から、第１層の厚みは、２μｍ〜３０μｍであってもよく、５μｍ〜１５μｍであってもよい。
【００３６】
第２層１４ｃは、閾値を越えて加熱されることにより膨張する層である。閾値とは、電池の正常な使用時に到達し得る温度である。第２層１４ｃは、外部短絡などにより電池に異常発熱が生じ、第２層１４ｃの温度が閾値を越えた場合に膨張し始める。閾値は、電池の性能に応じて適宜設定されるが、例えば１１０℃程度である。
【００３７】
第２層１４ｃは、例えば、樹脂と発泡性フィラーとを含む。発泡性フィラーは、例えば、分子内に結晶水を有する化合物（以下、第１フィラーと称する場合がある。）であってもよいし、加熱によって分解するとともにガスを生じる化合物（以下、第２フィラーと称する場合がある。）であってもよい。発泡性フィラーが閾値を越えて加熱されることにより、無水物になった第１フィラーおよび／または第２層１４ｃに含まれる樹脂に気泡が生じる。これにより、第２層１４ｃの体積（厚み）が増大して、正極リード１３と負極２０との物理的な距離が広がるとともに、気泡によって第２層１４ｃの断熱性が向上する。よって、正極リード１３の熱が負極２０に伝達されることがさらに抑制される。
【００３８】
第１フィラーとしては、例えば、ケイ酸アルカリ金属塩が挙げられる。ケイ酸アルカリ金属塩は、分子内に多くの結晶水を有している。そのため、無水物になった第１フィラーおよびケイ酸アルカリ金属塩は、高温に曝されると、結晶水を放出し始める。このとき、無水物になった第１フィラーおよび第２層１４ｃに含まれる樹脂に気泡が形成される。また、結晶水を放出する際の潜熱により、電極群が冷却されることも期待される。
【００３９】
アルカリ金属としては、ナトリウム、カリウム、リチウムが例示できる。このようなケイ酸アルカリ金属塩は、発火点および引火点を有さない不燃材料であり、電池の内部に配置するのに適している。ケイ酸アルカリ金属塩は、単独で用いてもよく、複数種を併用してもよい。結晶水を放出し始める温度が比較的低い点で、ケイ酸ナトリウム塩であってもよい。
【００４０】
樹脂および第１フィラーの質量割合は特に限定されず、第２層１４ｃの厚みの増大の程度等を考慮して適宜設定すればよい。例えば、樹脂およびフィラーの合計量１００質量部に対して、樹脂は１〜５０質量部配合される。なお、第２層１４ｃの膨張後の厚みは、例えば、膨張前の１．５〜１０倍である。
【００４１】
第２フィラーとしては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、明礬、硫酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、炭酸水素ナトリウム、リン酸二水素アンモニウム、ジニトロペンタメチレンテトラミン、アゾジカルボンアミド、オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、ヒドラゾジカルボンアミドおよび５，５’−ビス−Ｈ−テトラゾール等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、複数種を併用してもよい。
【００４２】
樹脂および第２フィラーの質量割合も特に限定されない。例えば、樹脂およびフィラーの合計量１００質量部に対して、樹脂は１〜５０質量部配合される。第１フィラーと第２フィラーとを併用してもよい。
【００４３】
（負極）
負極２０は、負極集電体と、負極集電体に担持された負極活物質層と、を有する。通常、負極集電体にも、負極活物質層を有さない露出部が設けられる。露出部には、例えばストリップ状の負極リードが接続される。
【００４４】
負極集電体としては、シート状の導電性材料（例えば、金属箔）が挙げられる。金属箔を形成する金属としては、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、ステンレス鋼などが挙げられる。負極集電体の厚みは、１〜１００μｍであってもよく、２〜５０μｍであってもよい。
【００４５】
負極リードの材料としては、例えば銅および／またはニッケル、あるいはその合金などが挙げられる。正極リードがアルミニウムを含み、負極リードが銅を含む場合、電池の熱は、抵抗値のより大きな正極リードに特に集中し易い。しかし、本実施形態の正極絶縁テープ１４は、熱で膨張する第２層を備えるため、正極リード１３の熱が負極に伝達されることが抑制される。言い換えれば、本実施形態は、正極リード１３が負極リードよりも大きい抵抗値を有する場合に、特に効果を発揮する。
【００４６】
負極活物質層は、負極活物質、結着剤などを含む。負極活物質は、リチウムイオンをドープおよび脱ドープ可能な材料であり、炭素材料（天然黒鉛、人造黒鉛などの各種黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボンなど）、正極よりも低電位でリチウムイオンのドープおよび脱ドープを行う遷移金属化合物、合金系材料などを用いることができる。合金系材料としては、ケイ素、ケイ素酸化物などのケイ素化合物、ケイ素合金、スズ、スズ酸化物、スズ合金などが挙げられる。これらの負極活物質は、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４７】
負極活物質層に含ませる結着剤には、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ゴム（ゴム粒子）、セルロース樹脂（例えばカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ））などが用いられる。結着剤の量は、負極活物質１００質量部に対して、例えば０．５〜１５質量部である。
【００４８】
負極活物質層は、負極活物質、結着剤などを含む負極合剤を、分散媒とともに混練して、負極ペーストを調製し、負極ペーストを負極集電体の表面の所定領域に塗布し、乾燥し、圧延することにより形成される。分散媒としては、正極ペーストと同様、有機溶媒、水などが用いられる。負極ペーストの塗布は、正極と同様に行うことができる。負極活物質層の厚みは、例えば７０μｍ〜２５０μｍであってもよく、１００μｍ〜２００μｍであってもよい。
【００４９】
（非水電解質）
非水電解質は、非水溶媒にリチウム塩を溶解することにより調製される。非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどの環状カーボネート；ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどの鎖状カーボネート；γ−ブチロラクトンなどのラクトン；ギ酸メチル、酢酸メチルなどの鎖状カルボン酸エステル；１，２−ジクロロエタンなどのハロゲン化アルカン；１，２−ジメトキシエタンなどのアルコキシアルカン；４−メチル−２−ペンタノンなどのケトン；ペンタフルオロプロピルメチルエーテルなどの鎖状エーテル；１，４−ジオキサン、テトラヒドロフランなどの環状エーテル；アセトニトリルなどのニトリル；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド；３−メチル−２−オキサゾリドンなどのカーバメート；スルホキシド（スルホラン、ジメチルスルホキシドなど）、１，３−プロパンサルトンなどの含硫黄化合物；もしくはこれらの溶媒の水素原子をフッ素原子などのハロゲン原子で置換したハロゲン置換体などが例示できる。非水溶媒は、単独または二種以上を組み合わせて使用できる。
【００５０】
リチウム塩としては、例えば、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2、ＬｉＮ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）（Ｃ4Ｆ9ＳＯ2）、ＬｉＣ（ＣＦ3ＳＯ2）3、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｌＣｌ4、Ｌｉ2Ｂ10Ｃｌ10などが使用できる。リチウム塩は、単独または二種以上を組み合わせて使用できる。非水電解質中のリチウム塩の濃度は、例えば、０．５ｍｏｌ／Ｌ〜１．７ｍｏｌ／Ｌであってもよく、０．７ｍｏｌ／Ｌ〜１．５ｍｏｌ／Ｌであってもよい。
【００５１】
（セパレータ）
セパレータとしては、樹脂製の微多孔フィルム、耐熱層が表面に塗布された樹脂製の微多孔フィルム、不織布などが使用できる。微多孔フィルムの樹脂としては、ポリオレフィン系材料が挙げられる。ポリオレフィン系材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが例示できる。耐熱層は、例えば、耐熱性樹脂を含み、耐熱性樹脂と無機粒子とを含んでもよい。耐熱層は、多孔質であってもよい。耐熱性樹脂としては、アラミド、ポリイミド、ポリアミドイミド等が例示される。無機粒子としては、アルミナ、チタニア等が挙げられる。
【００５２】
セパレータの厚みは、例えば５μｍ〜５０μｍである。
【００５３】
図４は、本発明の一実施形態に係る円筒型の非水電解質二次電池の一例の縦断面図である。
【００５４】
非水電解質二次電池１００は、捲回式電極群４０と、図示しない非水電解質とを含む。捲回式電極群４０は、帯状の正極１０、帯状の負極２０およびセパレータ３０を含む。正極１０には正極リード１３が接続され、負極２０には負極リード２３が接続されている。なお、正極リード１３は、引き出し部１３ｂのみ図示され、重複部および絶縁テープの図示は省略されている。
【００５５】
正極リード１３は、長さ方向の一端部が正極１０の第１露出部に接続されており、他端部が封口板９０に接続されている。封口板９０は、正極端子１５を備えている。負極リード２３は、一端が負極２０に接続され、他端が負極端子になる電池ケース７０の底部に接続されている。電池ケース７０は、有底円筒型の電池缶であり、長手方向の一端が開口し、他端の底部が負極端子となる。電池ケース（電池缶）７０は、金属製であり、例えば鉄で形成されている。鉄製の電池ケース７０の内面には、通常、ニッケルめっきが施されている。捲回式電極群４０の上下には、それぞれ樹脂製の上部絶縁リング８０および下部絶縁リング６０が配置されている。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明に係る非水電解質二次電池では、異常発熱による故障が抑制される。よって、ノートパソコン、携帯電話などの電子機器の駆動源、高出力が要求される電力貯蔵装置、電気自動車、ハイブリッド自動車、電動工具などの電源として好適に用いられる。
【符号の説明】
【００５７】
１０：正極
１０ａ：正極集電体
１０ａａ：第１露出部
１０ｂ：正極活物質層
１３：正極リード
１３ａ：重複部
１３ｂ：引き出し部
１４：正極絶縁テープ
１４ａ：基材
１４ｂ：第１層
１４ｃ：第２層
１５：正極端子
２０：負極
２３：負極リード
３０：セパレータ
４０：捲回式電極群
４０Ｒ：内部領域
６０：下部絶縁リング
７０：電池ケース
８０：上部絶縁リング
９０：封口板
１００：非水電解質二次電池
Ｗ：正極の幅
Ｗａａ：第１露出部の幅
Ｄ：重複部の長さ
Ｌ：正極集電体の長さ
Ａ：捲回方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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