(57)【要約】  二次電池は、正極と負極がセパレータを介して積層されてなる電極体と、電解質と、正極および負極の少なくとも一方に貼着された絶縁テープとを備える。絶縁テープは、絶縁性の有機材料で構成された基材層と、接着剤層と、基材層と接着剤層との間に介在し、電解液が浸入可能な空孔を含む多孔質層とを有する。
2019049479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と負極がセパレータを介して積層されてなる電極体と、電解液とを備えた二次電池において、
前記正極および前記負極は、集電体と、前記集電体上に形成された合材層と、前記集電体の表面が露出した露出部に接続された電極リードとをそれぞれ有し、
前記正極および前記負極の少なくとも一方において、前記電極リードおよび前記露出部の少なくとも一方に貼着された絶縁テープを備え、
前記絶縁テープは、絶縁性の有機材料で構成された基材層と、接着剤層と、前記基材層と前記接着剤層との間に介在し、前記電解液が浸入可能な空孔を含む多孔質領域とを有する、二次電池。
【請求項２】
前記多孔質領域は、前記接着剤層側に向いた前記基材層の表面の凹凸により形成されるか、または前記基材層と前記接着剤層との間に、樹脂で構成される多孔質層を挿入して形成される、請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記多孔質領域の厚みが０．５μｍ以上であるか、
または、前記基材層と前記多孔質層の総厚に対する前記多孔質領域の厚みの比率が、２〜５０％である、請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記多孔質層の空隙率は、層体積の５体積％以上である、請求項２または３に記載の二次電池。
【請求項５】
前記多孔質層は、ポリイミド、ポリアミド、アラミド樹脂、エポキシ樹脂、およびアクリル樹脂から選択される１種を主成分として構成される、請求項２〜４に記載の二次電池。
【請求項６】
前記絶縁テープは、少なくとも前記正極に貼着されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、非水電解質二次電池では、正極の集電体の表面が露出した露出部に正極リードが接続され、当該リードを覆って絶縁テープが貼着された構成が知られている。正極リードが接続された部分は、他の部分と比べて、極板の厚みが増加するため極板間の圧力が高くなり易く、例えば導電性の異物に起因した内部短絡が発生し易いが、正極リードに絶縁テープを貼着することで、かかる内部短絡を抑制できる。【０００３】
例えば、特許文献１には、有機材料を主体とする有機材料層と、有機材料と無機材料とを含む複合材料層とを含む多層構造の絶縁テープを備えた非水電解質二次電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１２１３３９号
【発明の概要】
【０００５】
特許文献１に開示された技術によれば、上記内部短絡を抑制することができる。しかし、無機材料としてシリカゾルを添加した絶縁テープを用いると、シリカゾルが電解液と反応して電池性能が劣化する可能性がある。また、万が一、導電性の異物が絶縁テープを突き破り内部短絡が発生した場合に、短絡箇所の拡大を防ぎ、電池温度の上昇を抑えることは重要な課題である。
【０００６】
本開示の一態様である二次電池は、正極と負極がセパレータを介して積層されてなる電極体と、電解液とを備えた二次電池において、前記正極および前記負極は、集電体と、前記集電体上に形成された合材層と、前記集電体の表面が露出した露出部に接続された電極リードとをそれぞれ有し、前記正極および前記負極の少なくとも一方において、前記電極リードおよび前記露出部の少なくとも一方に貼着された絶縁テープを備え、前記絶縁テープは、絶縁性の有機材料で構成された基材層と、接着剤層と、前記基材層と前記接着剤層との間に介在し、前記電解液が浸入可能な空孔を含む多孔質領域とを有することを特徴とする。
【０００７】
本開示に係る二次電池によれば、良好な電池性能を維持しながら内部短絡を抑制できる。また、万が一、内部短絡が発生したとしても、電池温度の上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態の一例である二次電池の断面図である。
【図２】実施形態の一例である電極体を構成する正極および負極の正面図である。
【図３】実施形態の他の一例である電極を示す図である。
【図４】実施形態の一例である絶縁テープの断面図である。
【図５】実施形態の他の一例である絶縁テープの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示に係る二次電池は、基材層と接着剤層との間に多孔質領域を有する絶縁テープを用いることで、良好な電池性能を維持しながら内部短絡を高度に抑制できる。シリカゾルを含有する絶縁テープを用いた場合、シリカゾルと電解液との副反応により酸成分が生成し、正極活物質が溶解して電池容量が低下する可能性があるが、本開示の絶縁テープを用いた場合はこのような不具合は起こらない。
【００１０】
また、多孔質領域に浸入した電解液によって、万が一、導電性の異物が絶縁テープを突き破り内部短絡が発生したとしても、電解液の気化熱で電池温度の上昇を抑えることができる。
【００１１】
以下、実施形態の一例について詳細に説明する。以下では、巻回構造の電極体１４が円筒形の電池ケースに収容された円筒形電池を例示するが、電池ケースは、例えば角形の金属製ケース（角形電池）、樹脂フィルムによって構成される樹脂製ケース（ラミネート電池）などであってもよい。
【００１２】
図１は、実施形態の一例である二次電池１０の断面図である。図１に例示するように、二次電池１０は、電極体１４と、電解液（図示せず）と、電極体１４および電解液を収容する電池ケースとを備える。二次電池１０の好適な一例は、リチウムイオン電池である。電極体１４は、正極１１と負極１２がセパレータ１３を介して巻回された巻回構造を有する。電池ケースは、有底筒状のケース本体１５と、当該本体の開口部を塞ぐ封口体１６とで構成されている。
【００１３】
電解液は、溶媒と、溶媒に溶解した電解質塩とを含む。溶媒には、例えばエステル類、エーテル類、ニトリル類、アミド類、およびこれらの２種以上の混合溶媒等の非水溶媒や水を用いてもよい。非水溶媒は、これら溶媒の水素の少なくとも一部をフッ素等のハロゲン原子で置換したハロゲン置換体を含有していてもよい。電解質塩には、例えばＬｉＰＦ6等のリチウム塩が使用される。
【００１４】
二次電池１０は、電極体１４の上下にそれぞれ配置された絶縁板１７，１８を備える。図１に示す例では、正極リード１９が絶縁板１７の貫通孔を通って封口体１６側に延び、負極リード２０が絶縁板１８の外側を通ってケース本体１５の底部側に延びている。正極リード１９は封口体１６の底板であるフィルタ２２の下面に溶接等で接続され、フィルタ２２と電気的に接続された封口体１６の天板であるキャップ２６が正極端子となる。負極リード２０はケース本体１５の底部内面に溶接等で接続され、ケース本体１５が負極端子となる。
【００１５】
ケース本体１５は、例えば有底円筒形状の金属製容器である。ケース本体１５と封口体１６との間にはガスケット２７が設けられ、電池ケース内部の密閉性が確保される。ケース本体１５は、例えば側面部を外側からプレスして形成された、封口体１６を支持する張り出し部２１を有する。張り出し部２１は、ケース本体１５の周方向に沿って環状に形成されることが好ましく、その上面で封口体１６を支持する。
【００１６】
封口体１６は、電極体１４側から順に、フィルタ２２、下弁体２３、絶縁部材２４、上弁体２５、およびキャップ２６が積層された構造を有する。封口体１６を構成する各部材は、例えば円板形状またはリング形状を有し、絶縁部材２４を除く各部材は互いに電気的に接続されている。下弁体２３と上弁体２５は各々の中央部で互いに接続され、各々の周縁部の間には絶縁部材２４が介在している。下弁体２３には通気孔が設けられているため、異常発熱で電池の内圧が上昇すると、上弁体２５がキャップ２６側に膨れて下弁体２３から離れることにより両者の電気的接続が遮断される。さらに内圧が上昇すると、上弁体２５が破断し、キャップ２６の開口部からガスが排出される。
【００１７】
以下、図２〜図５を参照しながら、正極１１および負極１２について、特に電極リードに貼着される絶縁テープ４０，５０について詳説する。図２は、電極体１４を構成する正極１１および負極１２の正面図であって、紙面右側が巻芯側である。
【００１８】
図２に例示するように、電極体１４では、負極１２上でのリチウムの析出を防止するため、負極１２が正極１１よりも大きく形成され、負極１２の負極集電体３５には正極１１の正極集電体３０よりも長く幅が広い集電体が用いられる。そして、少なくとも正極１１の正極合材層３１が形成された部分は、セパレータ１３を介して負極１２の負極合材層３６が形成された部分に対向配置される。
【００１９】
正極１１は、正極集電体３０と、正極集電体３０上に形成された正極合材層３１と、正極集電体３０の表面が露出した露出部３２に接続された正極リード１９とを有する。本実施形態では、帯状の正極集電体３０の両面に正極合材層３１が形成されている。正極集電体３０には、例えばアルミニウムなどの金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等が用いられる。正極集電体３０の厚みは、例えば５μｍ〜３０μｍである。
【００２０】
正極合材層３１は、正極集電体３０の両面において、露出部３２を除く全域に形成されることが好適である。正極合材層３１は、正極活物質、カーボンブラック、アセチレンブラック等の導電材、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等バインダを含む。正極活物質としては、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ａｌ等の金属元素を含有するリチウム金属複合酸化物が例示できる。正極１１は、正極活物質、導電材、バインダ、およびＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）等の分散媒を含む正極合材スラリーを正極集電体３０の両面に塗布し、塗膜を圧縮することにより作成できる。
【００２１】
露出部３２は、正極集電体３０の表面が正極合材層３１に覆われていない部分である。露出部３２は、例えば正極１１の全幅にわたって、正極リード１９よりも幅広に形成される。露出部３２は、正極１１の厚み方向に重なるように正極１１の両面に設けられることが好適である。図２に示す例では、正極１１の長手方向中央部において、露出部３２が正極１１の片側に１つずつ設けられている。
【００２２】
負極１２は、負極集電体３５と、負極集電体３５上に形成された負極合材層３６と、負極集電体３５の表面が露出した露出部３７に接続された負極リード２０とを有する。本実施形態では、帯状の負極集電体３５の両面に負極合材層３６が形成されている。負極集電体３５には、例えば銅などの金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等が用いられる。負極集電体３５の厚みは、例えば５μｍ〜３０μｍである。
【００２３】
負極合材層３６は、負極集電体３５の両面において、露出部３７を除く全域に形成されることが好適である。負極合材層３６は、負極活物質、およびスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のバインダを含む。負極活物質としては、リチウムイオンを可逆的に吸蔵、放出できるものであれば特に限定されず、例えば天然黒鉛、人造黒鉛等の炭素材料、Ｓｉ、Ｓｎ等のリチウムと合金化する金属、またはこれらを含む合金、複合酸化物などを用いることができる。負極１２は、負極活物質、バインダ、および水等を含む負極合材スラリーを負極集電体３５の両面に塗布し、塗膜を圧縮することにより作成できる。
【００２４】
露出部３７は、負極集電体３５の表面が負極合材層３６に覆われていない部分である。露出部３７は、例えば負極１２の全幅にわたって、負極リード２０よりも幅広に形成される。露出部３７は、負極１２の厚み方向に重なるように負極１２の両面に設けられることが好適である。図２に示す例では、負極１２の長手方向一端部であって電極体１４の巻外側に位置する端部に、露出部３７が負極１２の片側に１つずつ設けられている。
【００２５】
なお、露出部３２，３７の位置は特に限定されない。例えば、露出部３７は電極体１４の巻芯側に位置する負極１２の端部（負極１２の長手方向他端部）に設けられていてもよく、負極１２の長手方向両端部に設けられていてもよい。
【００２６】
正極リード１９および負極リード２０は、集電体および合材層よりも厚みのある帯状の導電部材である。リードの厚みは、例えば５０μｍ〜５００μｍである。各リードの構成材料は特に限定されないが、正極リード１９はアルミニウムを主成分とする金属によって、負極リード２０はニッケルまたは銅を主成分とする金属によって、それぞれ構成されることが好ましい。なお、リードの数、配置等は特に限定されない。
【００２７】
二次電池１０は、正極１１および負極１２の少なくとも一方において、電極リードおよび露出部の少なくとも一方に貼着された絶縁テープ４０を備える。絶縁テープ４０は、電極リードのうち、集電体上に位置する部分（以下、「基部」という場合がある）の少なくとも一部に貼着されることが好ましい。電極リードの基部は、一般的に露出部３２，３７に溶接されるが、その全体が溶接されていなくてもよい。なお、正極リード１９の一部は正極集電体３０の上端から延出して封口体１６に接続され、負極リード２０の一部は負極集電体３５の下端から延出してケース本体１５の底部内面に接続される（以下、当該一部を「延出部」という場合がある）。
【００２８】
図２に示す例では、正極１１および負極１２の両方に絶縁テープ４０が貼着され、各電極リードの基部の少なくとも一部が絶縁テープ４０で覆われている。上述の通り、電極リードが接続される部分は、電極の他の部分と比べて極板間の圧力が高くなり易く、導電性の異物に起因した内部短絡が発生し易いが、絶縁テープ４０を設けることで、かかる内部短絡を抑制できる。なお、絶縁テープ４０は正極１１のみに貼着されていてもよく、負極１２には後述の多孔質層４３を有さない従来公知の絶縁テープが貼着されてもよい。また、絶縁テープ４０の代わりに、後述の絶縁テープ５０を用いてもよい。
【００２９】
絶縁テープ４０は、例えば電極リードよりも幅広の正面視矩形形状（短冊状）を有する。絶縁テープ４０は、電極リードの基部の全体を覆って貼着されることが好ましい。図２に示す例では、正極リード１９の基部の全体、および露出部３２の全体が絶縁テープ４０に覆われている。また、絶縁テープ４０の一部は、露出部３２の両側に形成される正極合材層３１上にも貼着されている。絶縁テープ４０は、さらに、正極リード１９が溶接される一方側の露出部３２と反対側に形成される他方側の露出部３２にも貼着されることが好ましい。即ち、絶縁テープ４０は、各露出部３２を覆って正極１１の両面にそれぞれ貼着される。
【００３０】
また、絶縁テープ４０は、正極集電体３０の範囲を超えて、正極リード１９の延出部の付け根に貼着されていてもよい。正極リード１９の延出部の付け根部分はセパレータ１３を介して負極１２と対向するため、セパレータ１３の溶融による内部短絡の発生が懸念される。ゆえに、当該付け根部分にも絶縁テープ４０が貼着されていることが好ましい。縁テープ４０は、負極リード２０および露出部３７にも、正極１１の場合と同様に貼着されるが、図２に示す例では、負極リード２０の基部の全体と露出部３７の一部を覆って貼着されている。
【００３１】
図３は、絶縁テープ４０が貼着された電極６０を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）中のＡＡ線断面図である。なお、電極６０は正極、負極のどちらであってもよい。図３に例示するように、絶縁テープ４０は、合材層６２と集電体６１の露出部６３との境界部に沿って、当該境界部を覆うように電極６０に貼着されていてもよい。図３に示す例では、合材層６２の端部と露出部６３とに跨って絶縁テープ４０が貼着されている。絶縁テープ４０は、電極６０の片面のみに貼着されていてもよく、両面に貼着されていてもよい。
【００３２】
図４は、実施形態の一例である絶縁テープ４０の断面図である。図４に例示するように、絶縁テープ４０は、絶縁性の有機材料を含んで構成された基材層４１と、接着剤層４２と、基材層４１と接着剤層４２との間に介在し、電解液が浸入可能な空孔４４を含む多孔質層４３とを有する。多孔質層４３は、樹脂で構成され、基材層４１と接着剤層４２との間に多孔質領域を形成する。多孔質領域は、基材層４１と接着剤層４２との間に多孔質層４３を挿入して形成されるものに限定されず、接着剤層側に向いた基材層の表面の凹凸により形成されてもよい（後述の図５参照）。
【００３３】
絶縁テープ４０は、電池性能に影響を与えることなく内部短絡を抑制する。そして、万が一、導電性の異物がテープを突き破り内部短絡が発生しても、多孔質層４３の空孔４４に含有される電解液の気化熱で、電池温度の上昇を抑えることができる。なお、多孔質層４３は、少なくとも基材層４１と接着剤層４２との間に存在するが、基材層４１の接着剤層４２と反対側の面上に形成されていてもよい。即ち、基材層４１の両面に多孔質層４３が形成されていてもよい。
【００３４】
絶縁テープ４０の厚みは、例えば１５〜７０μｍであり、好ましくは２０μｍ〜７０μｍである。絶縁テープ４０および各層の厚みは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いた断面観察により測定できる。絶縁テープ４０は、４層以上の層構造を有していてもよい。例えば、基材層４１は単層構造に限定されず、２層以上の同種または異種積層フィルムによって構成されてもよい。
【００３５】
基材層４１は、実質的に有機材料のみで構成されることが好ましい。基材層４１の構成材料に占める有機材料の割合は、例えば９０重量％以上であり、好ましくは９５重量％以上、或いは１００重量％であってもよい。有機材料の主成分は、絶縁性、耐電解液性、耐熱性、突き刺し強度等に優れる樹脂であることが好ましい。基材層４１の厚みは、接着剤層４２および多孔質層４３よりも厚いことが好ましく、例えば１０〜４５μｍであり、好ましくは１５〜３５μｍである。基材層４１には、有機材料以外の材料として、無機粒子（アルミナ、チタニアなど）を含むことができる。
【００３６】
基材層４１を構成する好適な樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドなどが例示できる。これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。中でも、機械的強度（突き刺し強度）が高いポリイミドが特に好ましい。基材層４１には、例えばポリイミドで構成される樹脂フィルムを用いることができる。
【００３７】
接着剤層４２は、正極リード１９に対する接着性を絶縁テープ４０に付与するための層である。接着剤層４２は、例えば多孔質層４３が形成された基材層４１の一方の面上に接着剤を塗工して形成される。接着剤層４２は、基材層４１の場合と同様に、絶縁性、耐電解液性等に優れた接着剤（樹脂）を用いて構成されることが好ましい。接着剤層４２を構成する接着剤は、加熱することで粘着性を発現するホットメルト型または加熱により硬化する熱硬化型であってもよいが、生産性等の観点から、室温で粘着性を有するものが好ましい。接着剤層４２を構成する接着剤の一例は、アクリル系接着剤、合成ゴム系接着剤である。接着剤層４２は、例えば５〜３０μｍの厚みを有し、多孔質層４３の厚みよりも厚く形成される。
【００３８】
多孔質領域を形成する多孔質層４３は、上述のように、複数の空孔４４を含む多孔質の樹脂層である。多孔質層４３を構成する樹脂は、基材層４１の場合と同様に絶縁性、耐電解液性等に優れ、かつ基材層４１に対する接着性が良好であることが好ましい。多孔質層４３は、例えばポリイミド、ポリアミド、アラミド樹脂、エポキシ樹脂、およびアクリル樹脂から選択される１種を主成分として構成される。中でも、短絡発生時の温度上昇抑制の観点から、アクリル樹脂が好ましい。ここで、主成分とは多孔質層４３を構成する樹脂のうちで最も重量が多い成分を意味する。
【００３９】
多孔質層４３は、例えば樹脂溶液または未硬化状態の樹脂に、所定の溶媒に溶解するフィラーを加えて分散体を作成し、これを基材層４１の一方の面に塗工した後、フィラーを溶出除去することで形成できる。フィラーの溶出は、溶媒蒸発、光照射、熱処理等により塗膜を硬化させた後に行うことが好ましい。フィラーの一例としては、水に溶解する塩化ナトリウム等のアルカリ金属塩、電解液の非水溶媒に溶解する炭酸エステル類などが挙げられる。炭酸エステル類を用いた場合、例えば電池内で炭酸エステル類が電解液中に溶出することで空孔４４が形成される。また、溶出除去可能なフィラーの代わりに発泡剤を添加し、樹脂層を発泡させることで空孔４４を形成することも可能である。
【００４０】
多孔質層４３（多孔質領域）の厚みは、例えば０．１〜１５μｍ、好ましくは０．５μｍ以上である。また、多孔質層４３の厚みは、基材層４１の厚みに応じて適宜変更してもよい。好適な一例としては、基材層４１と多孔質層４３の総厚に対する多孔質層４３の厚みの比率（多孔質層４３の厚み×１００／［基材層４１の厚み＋多孔質層４３の厚み］）が２〜３０％でり、より好ましくは３〜１０％である。多孔質層４３の厚みが当該範囲内であれば、短絡時の温度上昇を抑制し易くなる。
【００４１】
多孔質層４３に含まれる空孔４４には、電解液が充填されている。空孔４４は、例えば他の空孔４４と連通して多孔質層４３の端面までつながり、層内に電解液の流通路を形成する。なお、全ての空孔４４に電解液が充填されていなくてもよく、多孔質層４３には電解液が浸入しない閉じられた空孔４４が存在してもよい。絶縁テープ４０では、基材層４１を設けると共に、基材層４１と接着剤層４２の間に多孔質層４３を介在させることで、多孔質層４３の空孔４４の体積を大きくしても、良好な突き刺し強度を確保できる。
【００４２】
多孔質層４３の空隙率は、少なくとも層体積の５％以上であることが好ましい。ここで、空隙率とは、多孔質層４３の総体積（空孔４４を含む体積）に占める空孔４４の体積の割合である。空隙率は、ＳＥＭを用いた絶縁テープ４０の断面観察により測定できるが、上記フィラーの添加量が既知である場合は、その添加量から算出できる。多孔質層４３の空隙率は、好ましくは１０〜６０体積％、より好ましくは３０〜５０体積％である。空隙率が当該範囲内であれば、絶縁テープ４０の強度を確保しながら、短絡時の温度上昇を十分に抑制できる。
【００４３】
図５は、実施形態の他の一例である絶縁テープ５０の断面図である。なお、図５では、図４に示す絶縁テープ４０と同様の構成要素に同じ番号を付している。図５に例示するように、絶縁テープ５０は、基材層５１と、接着剤層４２と、基材層５１と接着剤層４２との間に介在し、電解液が浸入可能な空孔５４を含む多孔質領域５３とを有する。即ち、絶縁テープ５０の構成は、多孔質層４３の代わりに多孔質領域５３が設けられている点で、絶縁テープ４０の構成と異なる。なお、絶縁テープ５０を用いた場合にも、絶縁テープ４０を用いた場合と同様の機能、効果が得られる。
【００４４】
多孔質領域５３は、接着剤層４２側を向いた基材層５１の表面の凹凸により形成される。基材層５１は、例えば凹部の深さが０．１〜１５μｍ程度の表面凹凸を有する。絶縁テープ５０では、接着剤層４２を構成する樹脂フィルムを凹凸が形成された基材層５１の表面にラミネートする等、その凹部を埋めないように接着剤層４２を設けることで、凹部が空孔５４となる多孔質領域５３が形成される。基材層５１の表面凹凸は、不規則であってもよく、溝状の凹部を有する等、規則的に形成されていてもよい。多孔質領域５３の厚みは、例えば０．１〜１５μｍ、好ましくは０．５μｍ以上である。
【００４５】
空孔５４には、多孔質層４３の空孔４４と同様に、電解液が充填されている。空孔５４は、例えば他の空孔５４と連通して、或いは溝状に形成されて多孔質層４３の端面までつながり、層内に電解液の流通路を形成するが、全ての空孔５４に電解液が充填されていなくてもよい。多孔質領域５３は、ポリイミド、ポリアミド、アラミド樹脂、エポキシ樹脂、およびアクリル樹脂から選択される１種、中でもアクリル樹脂を主成分として構成されることが好ましい。
【実施例】
【００４６】
以下、実施例により本開示をさらに説明するが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。【００４７】
＜実施例１＞
［正極の作成］
正極活物質としてＬｉＮｉ0.88Ｃｏ0.09Ａｌ0.03Ｏ2で表されるリチウムニッケルコバルトアルミニウム複合酸化物を１００重量部と、アセチレンブラック（ＡＢ）を１重量部と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を１重量部とを混合し、さらにＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を適量加えて、正極合材スラリーを調製した。次に、当該正極合材スラリーをアルミニウム箔からなる正極集電体の両面に塗布し、塗膜を乾燥させた。塗膜が形成された集電体をローラーを用いて圧縮した後、所定の電極サイズに切断し、正極集電体の両面に正極合材層が形成された正極を作成した。正極の長手方向中央部に合材層が形成されず集電体表面が露出した露出部を設け、当該露出部にアルミニウム製の正極リードを超音波溶接した。【００４８】
正極リードの基部、延出部の付け根部分、および各露出部を覆うように、正極に絶縁テープを貼着した。絶縁テープの層構成は、下記の通りである。【００４９】
基材層：ポリイミドフィルム
接着剤層：アクリル系接着剤層
多孔質層：組成、空隙率（単位はｖｏｌ％）、厚み（単位は％）について表１参照
多孔質層は、下記の方法で形成した。【００５０】
硬化性のアクリル樹脂に塩化ナトリウムの粉末を３０体積％の量で分散させ、これを基材層（ポリイミドフィルム）と多孔質層の総厚に対して多孔質層の厚みが２％（硬化後）となるようにポリイミドフィルムの片面に塗布し、塗膜を硬化させた。次に、６０℃の温水中で１時間浸漬することでアクリル樹脂に分散した塩化ナトリウムを溶出除去し、複数の空孔が形成された多孔質層を得た。なお、多孔質層が形成されたポリイミドフィルムを乾燥させた後、多孔質層上にアクリル系接着剤を塗布して接着剤層を形成した。【００５１】
［負極の作成］
黒鉛粉末を９８重量部と、カルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ−Ｎａ）を１重量部と、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を１重量部とを混合し、さらに水を適量加えて、負極合材スラリーを調製した。次に、当該負極合材スラリーを銅箔からなる負極集電体の両面に塗布し、塗膜を乾燥させた。塗膜が形成された集電体をローラーを用いて圧縮した後、所定の電極サイズに切断し、負極集電体の両面に負極合材層が形成された負極を作成した。負極の長手方向一端部（巻外側端部となる部分）に合材層が形成されず集電体表面が露出した露出部を設け、当該露出部にニッケル製の負極リードを超音波溶接した。【００５２】
負極リードの基部、延出部の付け根部分、および各露出部を覆うように、負極に上記絶縁テープを貼着した。【００５３】
［電解質の調製］
エチレンカーボネート（ＥＣ）と、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）と、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）を、３：３：４の体積比で混合した。当該混合溶媒に、ＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解させて非水電解質を調製した。【００５４】
［電池の作成］
上記正極と上記負極を、ポリアミドおよびアルミナのフィラーが分散した耐熱層が片面に形成されたポリエチレン製多孔質膜からなるセパレータを介して渦巻状に巻回することにより巻回型の電極体を作成した。この電極体を有底円筒形状の金属製ケース本体（外径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍ）に収容した後、正極リードの延出部を封口体のフィルタに、負極リードの延出部をケース本体の底部内面にそれぞれ溶接した。そして、ケース本体に上記非水電解液を注入し、封口体によりケース本体の開口部を塞いで、１８６５０型の円筒形電池を作成した。【００５５】
＜実施例２〜２２＞
実施例１で用いた絶縁テープの層構造を表１に示すものとした以外は、実施例１と同様にして円筒形電池を作成した。なお、多孔質層の構成樹脂として、実施例１９，２０ではエポキシ樹脂を、実施例２１，２２ではアラミド樹脂をそれぞれ用いた。【００５６】
＜比較例１＞
多孔質層を有さない絶縁テープ（ポリイミドフィルムと、アクリル系接着剤層とで構成される絶縁テープ）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして円筒形電池を作成した。【００５７】
＜比較例２＞
多孔質層の代わりに、硬化性のアクリル樹脂からなる中間層を設けたこと（塩化ナトリウムを添加しなかったこと）以外は、実施例１と同様にして円筒形電池を作成した。【００５８】
＜比較例３＞
多孔質層の代わりに、エポキシ樹脂からなる中間層を設けたこと（塩化ナトリウムを添加しなかったこと）以外は、実施例１９と同様にして円筒形電池を作成した。【００５９】
＜比較例４＞
多孔質層の代わりに、アラミド樹脂からなる中間層を設けたこと（塩化ナトリウムを添加しなかったこと）以外は、実施例２１と同様にして円筒形電池を作成した。【００６０】
＜比較例５＞
多孔質層の代わりに、シリカゾルを含有する中間層を設けたこと以外は、実施例２と同様にして円筒形電池を作成した。中間層は、硬化性のアクリル樹脂にシリカゾルの粉末を３０体積％の量で分散させ、これを基材層（ポリイミドフィルム）と多孔質層の総厚に対して多孔質層の厚みが５％となるようにポリイミドフィルムの片面に塗布することで形成した。【００６１】
実施例および比較例の各電池について、下記の方法で異物短絡試験および保存試験を行った。試験結果を表１および表２に示す。【００６２】
［異物短絡試験］
各電池を、電流値５００ｍＡで、充電終止電圧４．２Ｖまで定電流充電し、４．２Ｖで６０分間、定電圧充電を行った。正極リードの絶縁テープが貼着された部分と、セパレータとの間に導電性の異物を仕込み、ＪＩＳ  Ｃ  ８７１４に従い、強制的に短絡させたときの電池の側面温度を熱電対で測定した。測定結果は、異物短絡時の温度上昇であり、表１および表２に示した。【００６３】
［保存試験］
各電池を、電流値５００ｍＡで、充電終止電圧４．２Ｖまで定電流充電し、４．２Ｖで６０分間、定電圧充電を行った。充電状態の各電池を開回路状態、６０℃で１ヶ月保存した後、電流値５００ｍＡで、放電終止電圧２．５Ｖまで定電流放電し、充電容量に対する放電容量の割合を計算した。その結果は、比較例１の電池の計算値に対する相対値として表１および表２に示した。比較例１に対する相対値とは、比較例１の電池に対する他の電池の充電保存後の容量低下率（％）を意味し、次の計算式で算出できる。なお、充放電は全て２５℃の環境下で行った。【００６４】
充電保存後の容量低下率（％）＝［１−（実施例ｎ又は比較例ｍの放電容量／実施例ｎ又は比較例ｍの充電容量）／（比較例１の放電容量／比較例１の充電容量）］×１００
ここで、実施例ｎとは、実施例１〜実施例２２の電池のいずれかを意味し、比較例ｍとは、比較例１〜比較例５の電池のいずれかを意味する。【００６５】
【表１】
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【００６６】
【表２】
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【００６７】
表１および表２に示すように、実施例の各電池では、比較例の電池と比べて、異物短絡時の電池温度の上昇が抑えられ、かつ充電保存後の容量低下率が低い。シリカゾルを含む絶縁テープを用いた比較例５の電池によれば、短絡時の電池温度の上昇を抑えることができるものの、充電保存後の容量低下率が大きい。これは、シリカゾルと電解液との副反応が要因であると考えられる。【００６８】
また、実施例の電池では、短絡で発生した熱が多孔質層に充填された電解液の気化によって消費され、このことが電池温度の上昇抑制につながったものと考えられる。即ち、多孔質層の機能により、基材層およびセパレータの変形変質を抑制でき、短絡箇所の拡大による電池温度の上昇を抑えることできる。なお、アクリル樹脂で構成される多孔質層を有する絶縁テープを用いた場合に、温度上昇の抑制効果が顕著であった。
【符号の説明】
【００６９】
１０  二次電池
１１  正極
１２  負極
１３  セパレータ
１４  電極体
１５  ケース本体
１６  封口体
１７，１８  絶縁板
１９  正極リード
２０  負極リード
２１  張り出し部
２２  フィルタ
２３  下弁体
２４  絶縁部材
２５  上弁体
２６  キャップ
２７  ガスケット
３０  正極集電体
３１  正極合材層
３２，３７  露出部
３５  負極集電体
３６  負極合材層
４０，５０  絶縁テープ
４１，５１  基材層
４２  接着剤層
４３  多孔質層
４４，５４  空孔
５３  多孔質領域
【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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【国際調査報告】
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