(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
角形リチウムイオン二次電池に用いられる外装缶であって、
前記外装缶は、側面部と底面部とを有する角筒形であり、
前記側面部は、互いに対向する２枚の幅広面と、互いに対向し、かつ前記幅広面よりも幅の狭い２枚の幅狭面とを有しており、
前記幅広面の幅ａ（ｍｍ）と前記幅狭面の幅ｂ（ｍｍ）との比ａ／ｂで表されるアスペクト比が、２．５〜２５であり、
前記側面部が、少なくとも１枚の金属板で構成されており、かつ前記側面部に、前記金属板の端部同士を溶接した接合部が、前記幅広面の平坦部における端部のうちの前記接合部とより近い方の端部から２ｍｍ以上離れた位置に存在しており、
前記接合部が防爆手段を兼ねていることを特徴とする角形リチウムイオン二次電池用外装缶。
【請求項２】
正極、負極、および前記正極と前記負極との間に介在するセパレータを有する電極体と、非水電解液とが、外装缶と蓋体を有する電池ケース内に収容されている角形リチウムイオン二次電池であって、
前記外装缶が、請求項１に記載の角形リチウムイオン二次電池用外装缶であることを特徴とする角形リチウムイオン二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、側面部を構成する金属の厚みの変動が抑制された角形リチウムイオン二次電池用の外装缶と、該外装缶を用いた角形リチウムイオン二次電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、通常、正極、負極、および前記正極と前記負極との間に介在するセパレータを有する電極体と、非水電解液とが、電池ケース内に収容されて構成されており、エネルギー密度が高いという特徴から、携帯電話やノート型パーソナルコンピューターなどの携帯機器の電源として広く用いられている。
【０００３】
例えば、携帯機器の電源として用いられるリチウムイオン二次電池は角形のものが多く、このようなリチウムイオン二次電池の電池ケースには、アルミニウム板やアルミニウム合金板などの金属板を深絞り加工することにより形成した有底角筒形の外装缶と、蓋体（封口用蓋板）により構成されるものが使用されている（特許文献１など）。また、リチウムイオン二次電池の電池ケースを構成する有底角筒形の外装缶には、あまり一般的ではないが、切削加工により形成したものも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２３５０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リチウムイオン二次電池では、通常の使用時における充放電においても、ある程度厚みに変動が生じ得るが、高温環境下に置かれたり過充電状態になったりすることで、電池ケースに顕著な膨れが生じる場合がある。
【０００６】
ところが、深絞り加工や切削加工により形成した外装缶を有する電池では、膨れ挙動の制御が難しい。例えば、リチウムイオン二次電池では、外装缶の側面部の一部を薄肉部とし、電池の内圧が上昇した際に、前記薄肉部を優先的に開放させることで、電池の破裂を抑制する防爆手段を設ける場合があるが、深絞り加工や切削加工により形成した外装缶の場合、防爆手段として想定している薄肉部以外の箇所が内圧の上昇によって変形しやすくなったり、想定した作動圧力を下回る内圧で防爆手段が作動したりすることがある。
【０００７】
例えば、外装缶の側面部を構成する金属の厚みが変動していると、薄くなった部分では他の部分よりも強度が小さくなるために、前記のような問題を引き起こす虞がある。深絞り加工や切削加工により形成した外装缶を有する電池においても、十分な安全性を確保し得ているが、リチウムイオン二次電池の適用分野の広がりを考慮すると、従来では想定していないような過酷な状況下に電池が置かれる可能性も予想される。よって、角筒形の外装缶を有するリチウムイオン二次電池においては、電池内圧が上昇した際の膨れの挙動を従来よりも良好に制御できるように、外装缶に係る側面部を構成する金属の厚みの変動をより高度に抑制する技術の開発要請もある。
【０００８】
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、側面部を構成する金属の厚みの変動が抑制された角形リチウムイオン二次電池用の外装缶と、該外装缶を用いた角形リチウムイオン二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成し得た本発明の角形リチウムイオン二次電池用外装缶は、側面部と底面部とを有する角筒形であり、前記側面部は、互いに対向する２枚の幅広面と、互いに対向し、かつ前記幅広面よりも幅の狭い２枚の幅狭面とを有しており、前記幅広面の幅ａ（ｍｍ）と前記幅狭面の幅ｂ（ｍｍ）との比ａ／ｂで表されるアスペクト比が、２．５〜２５であり、前記側面部が、少なくとも１枚の金属板で構成されており、かつ前記側面部に、前記金属板の端部同士を溶接した接合部が存在していることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の角形リチウムイオン二次電池は、正極、負極、および前記正極と前記負極との間に介在するセパレータを有する電極体と、非水電解液とが、外装缶と蓋体を有する電池ケース内に収容されており、前記外装缶が、本発明の角形リチウムイオン二次電池用外装缶であることを特徴とするものである。
【００１１】
なお、本発明の角形リチウムイオン二次電池用外装缶における「角筒形」には、電池分野において電池の外装缶として「角筒形」と認識されているものが含まれ、その横断面の形状が、長方形のもの以外に、長方形の角部が、切り落とされていたり曲線となっていたりする形状のものも包含される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、側面部を構成する金属の厚みの変動が抑制された角形リチウムイオン二次電池用の外装缶と、該外装缶を用いた角形リチウムイオン二次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の角形リチウムイオン二次電池の一例を模式的に表す図であり、（ａ）その平面図、（ｂ）その部分縦断面図である。
【図２】図１の斜視図である。
【図３】本発明の角形リチウムイオン二次電池用外装缶の一例を模式的に表す斜視図である。
【図４】図３の側面図である。
【図５】図３の側面図である。
【図６】本発明の角形リチウムイオン二次電池用外装缶の他の例を模式的に表す斜視図である。
【図７】本発明の角形リチウムイオン二次電池用外装缶の他の例を模式的に表す斜視図である。
【図８】本発明の角形リチウムイオン二次電池用外装缶の側面部の横断面の例を表す模式図である。
【図９】本発明の角形リチウムイオン二次電池の他の例を模式的に表す図であり、（ａ）その平面図、（ｂ）その部分縦断面図である。
【図１０】図９の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。図１は本発明の角形リチウムイオン二次電池用外装缶を用いた本発明の角形リチウムイオン二次電池の一例を模式的に表す図面であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はその部分縦断面図である。また、図２は図１の角形リチウムイオン二次電池の斜視図である。なお、本発明の角形リチウムイオン二次電池は、図１および図２（更には、後記の図９および図１０）に示す構造および外観のものに限定される訳ではない。
【００１５】
図１および図２に示す角形リチウムイオン二次電池では、（ｂ）に示すように、正極１と負極２とが、セパレータ３を介して渦巻状に巻回した後、扁平状になるように加圧した扁平状巻回電極体６として、角筒形の外装缶４と蓋体９とで構成されている電池ケース内に、非水電解液と共に収容されている。ただし、図１では、煩雑化を避けるため、正極１や負極２の作製にあたって使用した集電体としての金属箔や非水電解液などは図示しておらず、扁平状巻回電極体６の内周側の部分は断面にしていない。
【００１６】
外装缶４は、アルミニウム製やアルミニウム合金製で、前記の通り、外装缶４の開口部を封口する蓋体（封口用蓋板）９とともに電池ケースを構成している。また、外装缶４には、側面部を構成する金属板（アルミニウム板やアルミニウム合金板など）の端部同士を溶接した接合部４１が設けられている。そして、外装缶４の底面部４３の電池内側にはポリエチレン（ＰＥ）などで構成されたシートやテープからなる絶縁体５が配置され、正極１、負極２およびセパレータ３からなる扁平状巻回電極体６からは、正極１および負極２のそれぞれ一端に接続された正極リード体７と負極リード体８が引き出されている。
【００１７】
蓋体９は、アルミニウム製やアルミニウム合金製で、ポリプロピレン（ＰＰ）などで構成された絶縁パッキング１０を解してステンレス鋼などで構成された端子１１が取り付けられ、この端子１１には絶縁体１２を解してステンレス鋼などで構成されたリード板１３が取り付けられている。
【００１８】
この蓋体９は外装缶４の開口部に挿入され、両者の接合部を溶接することによって、外装缶４の開口部が封口され、電池内部が密閉されている。また、図１および図２に示す角形リチウムイオン二次電池では、蓋体９に電解液注入口１４が設けられており、この電解液注入口１４には、封止部材が挿入された状態で、例えばレーザー溶接などにより溶接封止されて、電池の密閉性が確保されている（従って、図１および図２に示す角形リチウムイオン二次電池では、実際には、電解液注入口１４は、電解液注入口と封止部材であるが、説明を容易にするために、電解液注入口１４として示している）。
【００１９】
図１および図２に示す角形リチウムイオン二次電池では、正極リード体７を蓋板９に直接溶接することによって外装缶４と蓋板９とが正極端子として機能し、負極リード体８をリード板１３に溶接し、そのリード板１３を介して負極リード体８と端子１１とを導通させることによって端子１１が負極端子として機能するようになっているが、外装缶４の材質などによっては、その正負が逆になる場合もある。
【００２０】
また、図２は、図１に示す角形リチウムイオン二次電池が角形電池であることを示すことを目的として図示したものであって、この図２では電池を概略的に示しており、電池の構成部材のうち特定のものしか図示していない。
【００２１】
図３〜図５に、図１および図２に示す角形リチウムイオン二次電池に係る外装缶４、すなわち、本発明の角形リチウムイオン二次電池用外装缶の一例の模式的に示している。図３は外装缶４の斜視図、図４および図５は外装缶４の側面図であり、図４では側面部に係る幅広面４１を、図５では側面部に係る幅狭面４２を示している。
【００２２】
外装缶４は、側面部と底面部（図１における４３）とを有する角筒形である。そして、外装缶４の側面部は、互いに対向する２枚の幅広面４１、４１と、互いに対向し、かつ幅広面４１、４１よりも幅の狭い２枚の幅狭面４２、４２とを有している。そして、外装缶４の側面部は１枚の金属板で構成されており、その側面部には、前記１枚の金属板の端部同士を溶接した接合部４４が存在している。
【００２３】
通常の角形リチウムイオン二次電池では、深絞り加工や切削加工により形成された外装缶を有しているが、その場合、特に外装缶の側面部を構成する金属の厚みを精度よく制御することが難しく、局所的に薄い箇所や厚い箇所が形成される虞がある。このような外装缶を有する電池では、強度が十分に確保できていない箇所や、過剰に強度が大きい箇所が存在したり、また、対向する２枚の面同士に肉厚の偏りが生じたりすることがあるため、例えば、内圧が上昇した際に、いびつに膨れが生じる虞がある。特に、側面部における幅広面の幅（図４中ａの長さ）と、幅狭面の幅（図５中ｂの長さ）との比（ａ／ｂ）で表されるアスペクト比が、２．５〜２５といった角形リチウムイオン二次電池では、いびつに膨れが生じることが、問題になりやすい。
【００２４】
そこで、本発明では、前記のアスペクト比が２．５〜２５の角形リチウムイオン二次電池用外装缶（以下、単に「外装缶」と省略する）において、側面部を１枚以上の金属板で構成することとし、この側面部に、前記金属板の端部同士を溶接した接合部が存在するようにした。かかる本発明の外装缶であれば、側面部の形成にあたり、屈曲部（角部）以外については、素材である金属板の変形を可及的に抑制できるため、側面部の各面（前記幅広面および幅狭面）において、外装缶製造時における金属の厚みの変化を抑えることが可能となる。そのため、本発明の外装缶であれば、側面部において、これを構成する金属の厚みが想定外に薄い箇所や想定外に厚い箇所の発生をより高度に抑制できる。よって、本発明の外装缶を使用した本発明の角形リチウムイオン二次電池では、膨れ挙動の制御がより容易となる。
【００２５】
また、本発明であれば、前記の通り、側面部において、これを構成する金属の厚みが想定外に薄い箇所の発生を可及的に抑制できるため、例えば、衝撃に対する耐久性が想定したよりも低い外装缶が製造されてしまうことを防止できる。よって、本発明の外装缶を用いた角形リチウムイオン二次電池（すなわち、本発明の角形リチウムイオン二次電池）では、深絞り加工や切削加工により形成された外装缶を有する電池に比べて、衝撃に対する安全性を高めることもできる。
【００２６】
更に、深絞り加工により外装缶を形成する場合には、複数の金型を用い、金属板を段階的に加工して外装缶とする必要があるが、本発明の外装缶では、幅広面と幅狭面との間の屈曲部（角部）の成形と、金属板の端部同士の溶接のみで側面部を形成し得るため、製造工程や使用する金型の個数を減らすことができる。よって、本発明によれば、外装缶の生産コストを下げることが可能であり、外装缶の生産性、ひいては角形リチウムイオン二次電池の生産性を高めることもできる。
【００２７】
図６に、本発明の外装缶の他の例を模式的に表す斜視図を示している。この図６に示す外装缶４は、４枚の金属板４００、４０１、４０２、４０３で側面部を構成した例である。このように本発明の外装缶であれば、成形を要する幅狭面の形状を同一としつつ、幅広面に使用する金属板の枚数を増やすだけで、幅広面の幅の異なる外装缶とすることができる。よって、深絞り加工により形成された外装缶を有する電池とは異なり、幅広面の幅の異なる外装缶を、同一の金型を用いて製造可能となることから、本発明の外装缶は、このような点からも角形リチウムイオン二次電池の生産性を高めることができる。
【００２８】
本発明の外装缶を構成する金属板の数は、１枚以上（例えば、１枚、２枚、３枚、４枚など）であればよいが、側面部を構成する金属板の枚数を増やしすぎると、外装缶の生産性向上効果が小さくなることから、例えば、図３〜図６に示すように、側面部の縦方向（図中上下方向）については同一の金属板で構成する場合には、１枚、２枚、または４枚であることが好ましい。
【００２９】
また、図７には、本発明の外装缶の他の例を模式的に表す斜視図を示している。図７に示す外装缶４は、２枚の金属板４００、４０１を使用し、側面部の図中上部分を金属板４００で、下部分を金属板４０１で構成した例である。この図７に示すように、本発明の外装缶は、側面部の縦方向を複数の金属板で構成することもできる。この場合、図７に示すように、側面部の上側を構成する金属板４００の端部と、側面部の下側を構成する金属板４０１の端部とを溶接した接合部４４が、側面部の幅方向に形成される。
【００３０】
このように、側面部の縦方向を複数の金属板で構成した外装缶の場合、その金属板の数は、２枚以上（２枚、３枚、４枚など）となるが、前記の通り、側面部を構成する金属板の枚数を増やしすぎることは、外装缶の生産性向上効果が小さくなることから、例えば、４枚以下であることがより好ましい。
【００３１】
側面部の縦方向に接合部を有する外装缶の場合、前記接合部は、図３〜図６に示すように側面部の幅広面に設けられていてもよく、また、側面部の幅狭面に設けられていてもよい。
【００３２】
側面部の幅広面に接合部を設ける場合、接合部を、幅広面の端部に極めて近い位置に設けると、金属板の端部同士の溶接が困難となったり、接合部の強度が小さくなったりする虞があることから、幅広面の平坦部における端部のうちの接合部とより近い方の端部から２ｍｍ以上離れた位置に接合部を設けることが好ましい。
【００３３】
図８に、本発明の外装缶の側面部の横断面図を示している。図８の（ａ）および（ｂ）は、幅広面４１と幅狭面４２との間が曲線状の例であり、図８の（ｃ）は、幅広面４１と幅狭面４２との間が切り落とされた形状の例である。幅広面の平坦部における端部のうちの接合部とより近い方の端部から２ｍｍ以上離れた位置に接合部を設けることが好ましいとは、図８を用いて説明すれば、以下の通りである。
【００３４】
図８の（ａ）および（ｂ）に示すような、幅広面４１と幅狭面４２との間が曲線状の場合には、幅広面４１とその両側に位置する幅狭面４２、４２との間のＲ形状部分の、幅広面４１側の終端部を両端とする平坦な部分を平坦部４１ａというが、この平坦部４１ａにおける２つの端部のうちの接合部４４とより近い方の端部と、接合部４４との間の距離（図中ｃの長さ）が、２ｍｍ以上であることが好ましいということである。
【００３５】
一方、図８の（ｃ）に示すような、幅広面４１の幅狭面４２との間が切り落とされた形状の場合には、幅広面４１とその両側に位置する幅狭面４２、４２の間の切り落とされた形状部分の、幅広面４１側の終端部を両端とする平坦な部分を平坦部４１ａというが、この平坦部４１ａにおける２つの端部のうちの接合部４４とより近い方の端部と、接合部４４との間の距離（図中ｃの長さ）が、２ｍｍ以上であることが好ましいということである。
【００３６】
なお、図示していないが、幅広面と幅狭面との間の角部が直角状の場合には、幅広面の端部が幅広面の平坦部の端部となる。
【００３７】
また、側面部の幅広面に接合部を設ける場合には、幅広面の平坦部における端部のうちの接合部とより近い方の端部から、幅広面の平坦部の幅（図８中、ｄの長さ）の３３％以下の位置に接合部を設けることが好ましい。側面部の幅広面を構成している金属の厚みの分布にもよるが、通常は、電池の内圧が上昇した際には、側面部の幅広面においては、幅方向のより中央部に近い部分の方が変形しやすく、他方、より端部に近い部分の方が変形し難い。よって、幅広面に接合部を設ける際に、前記のような箇所とすることで、電池内圧が生じた場合に接合部での変形を抑えることができるため、非常に低い内圧での接合部の破壊を良好に抑制することができる。
【００３８】
本発明の外装缶においては、側面部における前記接合部を防爆手段とすることができる。接合部は、側面部の他の部分に比べて強度を小さくし得るため、電池の膨れが生じた際に、優先的に破壊させることができる。そのため、前記接合部を、電池内圧が異常に上昇した際に、電池の破裂などを抑制するための防爆手段として利用することができる。
【００３９】
なお、本発明の外装缶においては、側面部を構成する金属の厚みの制御を精度よく行うことができるため、防爆手段の作動圧の制御の精度も高めることができる。よって、本発明の外装缶を用いた角形リチウムイオン二次電池（本発明の角形リチウムイオン二次電池）では、深絞り加工や切削加工により形成した外装缶を有する電池に比べて、防爆手段の作動安定性を高めることが可能となる。
【００４０】
また、深絞り加工や切削加工により形成した外装缶の場合、防爆手段とするための薄肉部を側面部に形成するには、外装缶に加工した後に設ける必要があるが、本発明の外装缶は、防爆手段となる薄肉部を予め設けた金属板を用いて形成することもできる。そのため、本発明の外装缶では、防爆手段となる薄肉部の形状、厚みなどの制御が、深絞り加工や切削加工により形成した外装缶よりも容易であり、また、より複雑な形状の薄肉部を設けることも可能である。よって、本発明の外装缶を用いた角形リチウムイオン二次電池（本発明の角形リチウムイオン二次電池）では、このような点からも、深絞り加工や切削加工により形成した外装缶を有する電池に比べて、防爆手段の作動安定性を高めることができる。
【００４１】
更に、本発明の外装缶であれば、前記の通り、側面部の形成時における金属板の厚みの変化を可及的に抑制できるため、例えば、予め幅広面の中央部の厚みを他の部分よりも厚くしたり薄くしたりすることや、幅狭面の厚みを幅広面よりも厚くしたり薄くしたりすることができる。すなわち、本発明の外装缶では、側面部の厚みを、その部分ごとに変更することが容易であり、例えば、必要に応じて側面部の強度を部分ごとに変えることもできる。
【００４２】
本発明の外装缶の側面部を構成する金属板の厚みは、例えば、０．２０〜０．５０ｍｍであることが好ましい。
【００４３】
本発明の外装缶に係る底面部は、例えば、アルミニウム板やアルミニウム合金板などの金属板で構成することができる。底面部を構成する金属板の厚みは、例えば、０．４〜１．０ｍｍであることが好ましい。
【００４４】
本発明の外装缶に係る側面部と底面部とは、レーザー溶接や抵抗溶接などの溶接法や、ろう付け法などにより接合すればよい。
【００４５】
本発明の角形リチウムイオン二次電池（以下、単に「電池」という場合がある）は、本発明の外装缶と、この外装缶の開口部を封口する蓋体とを有する電池ケース内に、正極、負極、および前記正極と前記負極との間に介在するセパレータを有する電極体と、非水電解液とが収容されたものである。
【００４６】
なお、本発明の電池に係る外装缶以外の各構成および構造については、従来から知られている角形リチウムイオン二次電池と同様の構成および構造を採用することができる。
【００４７】
本発明の電池に係る正極には、例えば、正極活物質や導電助剤、バインダなどを含有する正極合剤層を、集電体の片面または両面に有する構造のものが使用できる。
【００４８】
正極活物質としては、例えば、Ｌｉ１＋ｘＭＯ２（−０．１＜ｘ＜０．１、Ｍ：Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｔｉなど）で表される層状構造のリチウム含有遷移金属酸化物、ＬｉＭＰＯ４（Ｍ：Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅなど）で表されるオリビン型化合物などを用いることができる。前記層状構造のリチウム含有遷移金属酸化物の具体例としては、ＬｉＣｏＯ２やＬｉＮｉ１−ｘＣｏｘ−ｙＡｌｙＯ２（０．１≦ｘ≦０．３、０．０１≦ｙ≦０．２）などの他、少なくともＣｏ、ＮｉおよびＭｎを含む酸化物（ＬｉＭｎ１／３Ｎｉ１／３Ｃｏ１／３Ｏ２、ＬｉＭｎ５／１２Ｎｉ５／１２Ｃｏ１／６Ｏ２、ＬｉＮｉ３／５Ｍｎ１／５Ｃｏ１／５Ｏ２など）などを用いることができる。また、Ｍｎを含有するスピネル構造のリチウム含有複合酸化物、例えば、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ１．５Ｏ４などの組成で代表されるスピネルマンガン複合酸化物；前記スピネルマンガン複合酸化物に係る元素の一部を他の元素、例えば、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｎなどの元素で置換したスピネル構造を有するリチウム含有複合酸化物（前記一般式における元素Ｍとして、Ｍｎと、前記例示の元素の１種以上とを含むリチウム含有複合酸化物など）；などを正極活物質に用いてもよい。
【００４９】
導電助剤には、例えば、天然黒鉛（鱗片状黒鉛など）、人造黒鉛などの黒鉛；アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカ−ボンブラック；炭素繊維；などを用いることができる。また、バインダには、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）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）などを用いることができる。
【００５０】
正極は、例えば、正極活物質、導電助剤およびバインダなどを、溶剤［Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などの有機溶剤や水］に分散または溶解させて調製した正極合剤含有組成物（ペースト、スラリーなど）を、集電体の片面または両面などに塗布して乾燥し、必要に応じてプレス処理を施す工程を経て製造することができる。なお、正極の製造方法は前記例示の方法に限定されず、他の方法で製造してもよい
【００５１】
正極に係る正極合剤層においては、正極合剤層の構成成分の全量中、例えば、正極活物質を８０〜９９．８質量％とし、導電助剤を０．１〜１０質量％とし、バインダを０．１〜１０質量％とすることが好ましい。また、正極合剤層の厚み（集電体の片面あたりの厚み）は、１〜１００μｍであることが好ましい。
【００５２】
正極の集電体には、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の箔、パンチングメタル、網、エキスパンドメタルなどを用い得るが、通常、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔が用いられる。集電体の厚みは、５〜３０μｍであることが好ましい。
【００５３】
また、正極には、常法に従い、電池の有する端子との接続のためのリード体を取り付けることができる。
【００５４】
本発明の電池に係る負極には、例えば、負極活物質やバインダなどを含有する負極合剤層を、集電体の片面または両面に有する構造のものが使用できる。
【００５５】
負極活物質としては、リチウムイオンをドープ・脱ドープできるものであればよく、例えば、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素、有機高分子化合物の焼成体、メソカーボンマイクロビーズ、炭素繊維、活性炭などの炭素質材料が挙げられる。また、リチウムまたはリチウム含有化合物なども負極活物質として使用することができる。前記のリチウム含有化合物としては、例えば、錫酸化物、ケイ素酸化物、ニッケル−ケイ素系合金、マグネシウム−ケイ素系合金、タングステン酸化物、リチウム鉄複合酸化物などの他、リチウム−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム−インジウム、リチウム−ガリウム、リチウム−インジウム−ガリウムなどのリチウム合金が挙げられる。これら例示の負極活物質の中には、製造時にはリチウムを含んでいないものもあるが、充電時にはリチウムを含んだ状態になる。
【００５６】
負極は、例えば、負極活物質やバインダ、また必要に応じて使用される導電助剤などを、溶剤（ＮＭＰなどの有機溶剤や水）に分散または溶解させて調製した負極合剤含有組成物（ペースト、スラリーなど）を、集電体の片面または両面などに塗布して乾燥し、必要に応じてプレス処理を施す工程を経て製造することができる。なお、負極の製造方法は前記例示の方法に限定されず、他の方法で製造してもよい。
【００５７】
負極に係るバインダには、正極用のバインダとして先に例示した各種バインダと同じものが使用できる。また、負極に係る導電助剤には、負極用の導電助剤として先に例示した各種導電助剤と同じものが使用できる。
【００５８】
負極の負極合剤層においては、例えば、負極活物質が７０〜９９質量％であり、バインダが１〜３０質量％であることが好ましい。また、導電助剤を使用する場合には、負極合剤層における導電助剤の量は、１〜２０質量％であることが好ましい。更に、負極合剤層の厚みは、集電体の片面あたり、１〜１００μｍであることが好ましい。
【００５９】
負極の集電体には、例えば、銅、ステンレス鋼、ニッケル、チタンまたはそれらの合金などからなる箔、パンチドメタル、エキスパンドメタル、網などを用い得るが、通常、厚みが５〜３０μｍの銅箔が好適に用いられる。
【００６０】
前記の正極と前記の負極とは、例えば、セパレータを介在させつつ積層した積層電極体や、更にこれを渦巻状に巻回した巻回電極体の形で用いられる。
【００６１】
セパレータとしては、強度が十分で且つ非水電解液を多く保持できるものがよく、そのような観点から、厚さが１０〜５０μｍで開口率が３０〜７０％の、ＰＥ、ＰＰ、またはエチレン−プロピレン共重合体を含む微多孔フィルムや不織布などが好ましい。
【００６２】
本発明の電池に係る非水電解液には、例えば、下記の有機溶媒中に、リチウム塩を溶解させることで調製した溶液が使用できる。
【００６３】
前記有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、γ−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド（ＤＭＳＯ）、１，３−ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジオキソラン、アセトニトリル、ニトロメタン、蟻酸メチル、酢酸メチル、燐酸トリエステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、３−メチル−２−オキサゾリジノン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、ジエチルエーテル、１，３−プロパンサルトンなどの非プロトン性有機溶媒を１種単独で、または２種以上を混合した混合溶媒として用いることができる。
【００６４】
非水電解液に係る無機イオン塩としては、例えば、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ＣＯ２、Ｌｉ２Ｃ２Ｆ４（ＳＯ３）２、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ３（ｎ≧２）、ＬｉＮ（ＲｆＯＳＯ２）２［ここでＲｆはフルオロアルキル基］などのリチウム塩から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。これらのリチウム塩の非水電解液中の濃度としては、０．６〜１．８ｍｏｌ／ｌとすることが好ましく、０．９〜１．６ｍｏｌ／ｌとすることがより好ましい。
【００６５】
また、これらの非水電解液には、電池の安全性や充放電サイクル性、高温貯蔵性といった特性を向上させる目的で、ビニレンカーボネート類、１，３−プロパンサルトン、ジフェニルジスルフィド、シクロヘキシルベンゼン、ビフェニル、フルオロベンゼン、ｔ−ブチルベンゼンなどの添加剤を適宜加えることもできる。
【００６６】
本発明の角形リチウムイオン二次電池において防爆手段を設ける場合には、蓋体に形成することもできる。
【００６７】
図９および図１０に、防爆手段を設けた蓋板を用いた本発明の角形リチウムイオン二次電池の一例を模式的に示している。図９の（ａ）は平面図、（ｂ）その部分縦断面図であり、図１０は、図９に示す角形リチウムイオン二次電池の斜視図である。図９および図１０に示す角形リチウムイオン二次電池は、防爆手段として開裂ベント１５を蓋板９に有している以外は、図１および図２に示した角形リチウムイオン二次電池と同様の構成のものである。
【００６８】
図９および図１０に示す角形リチウムイオン二次電池は、内部でのガス発生により内圧が上昇した際に、開裂ベント１５が開裂して形成される孔からガスを外部に排出することができる。前記の通り、本発明の角形リチウムイオン二次電池では、側面部（外装缶の側面部）における金属の厚み制御が容易であるため、例えば、蓋板に設けた防爆手段の作動圧を下回る内圧で破壊が生じてしまうような箇所の発生を容易に防止することができる。よって、本発明の角形リチウムイオン二次電池においては、図９や図１０に示すような蓋板に防爆手段を有する構成とした場合にも、かかる防爆手段の作動安定性を高めることができる。
【００６９】
本発明の角形リチウムイオン二次電池は、従来から知られている角形リチウムイオン二次電池が用いられている用途と同じ用途に適用することができる。
【実施例】
【００７０】
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述べる。ただし、下記実施例は、本発明を制限するものではない。
【００７１】
実施例１
＜外装缶の作製＞
サイズが約８５ｍｍ×約５０ｍｍで、厚みが約０．３ｍｍのアルミニウム合金板（ＪＩＳ  Ａ３００３相当）を図３に示す形状に成形し、このアルミニウム合金板の端部同士を溶接して、外装缶の側面部を作製した。そして、この側面部の開口部の一方に、サイズが約３．９ｍｍ×約３９．４ｍｍで、厚みが約０．５ｍｍのアルミニウム合金板（側面部用のアルミニウム合金板と同じ材質のもの）を配して溶接することで、有底角筒形で、厚み約４．５ｍｍ、幅約４０ｍｍ、高さ約５０ｍｍの外装缶を得た。なお、この外装缶における側面部の接合部は、その幅広面における端部のうちの接合部とより近いほうの端部から、幅広面の幅の約１３％の箇所になるようにした。防爆の手段としては、密封時に嵌合する蓋板に開裂ベントを搭載した。
【００７２】
＜正極の作製＞
正極活物質であるＬｉＭｎ２Ｏ４：９２質量％と、導電助剤であるアセチレンブラック：４質量％と、分散剤であるポリビニルピロリドン：０．３質量％とを混合し、ここに、正極合剤中において３．７質量％となる量のＰＶＤＦ（バインダ）を含むＮＭＰ溶液を加え、よく混練して正極合剤含有スラリーを調製した。正極集電体となる厚みが１０μｍのアルミニウム箔の両面に前記のスラリーを均一に塗布し、その後８０℃で乾燥し、更にロールプレス機で圧縮成形して正極を得た。なお、正極合剤含有スラリーをアルミニウム箔に塗布する際には、アルミニウム箔の一部が露出するようにし、そこに電流を取り出すためのアルミニウム製リード体を溶接した。前記正極の正極合剤層の厚みは、集電体（アルミニウム箔）の片面あたり、７０μｍであった。
【００７３】
＜負極の作製＞
負極活物質である天然黒鉛：９７．８質量％と、ＣＭＣ：１．２質量％とを混合し、ここに、負極合剤中において１質量％となる量のＳＢＲを含むＮＭＰ溶液を加え、よく混練して負極合剤含有スラリーを調製した。負極集電体となる厚み１０μｍの圧延銅箔の両面に前記のスラリーを均一に塗布し、その後８０℃で乾燥し、更にロールプレス機で圧縮成形して負極を得た。なお、負極合剤含有スラリーを圧延銅箔に塗布する際には、圧延銅箔の一部が露出するようにし、そこに電流を取り出すためのニッケル製リード体を溶接した。前記負極の負極合剤層の厚みは、集電体（圧延銅箔）の片面あたり、５０μｍであった。
【００７４】
前記の正極と前記の負極とを、ＰＥ製微多孔膜セパレータ（厚み１８μｍ）を介して重ね合わせ、更にこれを渦巻状に巻回し、更に扁平になるように押し潰して扁平状巻回電極体を得た。この扁平状巻回電極体を前記の外装缶に挿入し、図９および図１０に示す構成の蓋体を外装缶の開口部に配し、接合部を溶接した。その後、蓋体の電解液注入口から非水電解液（エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとメチルエチルカーボネートとを２：４：４の体積比で混合した溶媒に、ＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解させた溶液）を外装缶内に注入し、電解液注入口を封止して、図９に示す構造で図１０に示す外観の角形リチウムイオン二次電池（角形リチウムイオン二次電池）を得た。
【００７５】
比較例１
外装缶を、深絞り加工により作製したものに変更した以外は、実施例１と同様にして角形リチウムイオン二次電池を作製した。
【００７６】
実施例１および比較例１の角形リチウムイオン二次電池に係る側面部の幅広面のうちの一方について、それらを構成する金属の厚みの変動を測定した。幅広面の一方を幅方向に５分割および長さ方向の１０分割する方法で５０個の領域に分け、それぞれの領域での金属の厚みを測定し、実施例１に係る外装缶の側面部形成に使用したアルミニウム合金板の厚み（０．３ｍｍ。すなわち、実施例１および比較例１に係る外装缶の側面部を構成する金属の設定厚み。）からのずれ量を測定した。そして、各領域のずれ量の平均値（算術平均値）、最大値、最小値および標準偏差を求めた。これらの結果を表１に示す。
【００７７】
【表１】
0005869354.tif 000002
【００７８】
表１に示す通り、実施例１に係る外装缶は、深絞り加工により作製した比較例１に係る外装缶に比べて、側面部を構成する金属の設定厚みからのずれ量の平均値が小さく、標準偏差も小さく、その厚みの変動が良好に抑制されている。よって、実施例１の角形リチウムイオン二次電池では、比較例１の角形リチウムイオン二次電池よりも、側面部の箇所ごとの強度にムラが少なく、膨れ強度が良好に制御できていると考えられる。
【符号の説明】
【００７９】
１    正極
２    負極
３    セパレータ
４    角形リチウムイオン二次電池用外装缶
４１    側面部の幅広面
４２    側面部の幅狭面
４３    底面部
４４    接合部
【図１】
0005869354.tif 000003
【図２】
0005869354.tif 000004
【図３】
0005869354.tif 000005
【図４】
0005869354.tif 000006
【図５】
0005869354.tif 000007
【図６】
0005869354.tif 000008
【図７】
0005869354.tif 000009
【図８】
0005869354.tif 000010
【図９】
0005869354.tif 000011
【図１０】
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