(57)【要約】  捲回体が均一に膨張し、うねりの発生を防止できる非水電解液電池を供給する。非水電解液電池（１）は、正極（３１）および負極（３２）がセパレータ（３３），（３４）を介して捲回された扁平形状の捲回体（３０）と、前記負極（３２）に接合され、前記捲回体（３０）の捲回軸方向に延在した負極タブ（３６）とを備える。前記正極（３１）は、帯形状の正極集電体（３１０）と、前記正極集電体（３１０）の一方の面に形成された第１正極合剤層（３１１）と、前記正極集電体（３１０）の他方の面に形成された第２正極合剤層（３１２）とを含み、前記第１正極合剤層（３１１）の捲回終端部（３１１ｂ）は、幅方向（ｘ方向）において、前記負極タブ（３６）よりも前記捲回体（３０）の内周側に位置し、前記第２正極合剤層（３１２）の捲回終端部（３１２ｂ）は、幅方向（ｘ方向）において、前記負極タブ（３６）よりも前記捲回体（３０）の外周側に位置している。
2013136461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極および負極がセパレータを介して捲回された扁平形状の捲回体と、
前記負極に接合され、前記捲回体の捲回軸方向に延在した負極タブとを備え、
前記正極は、帯形状の正極集電体と、前記正極集電体の一方の面に形成された第１正極合剤層と、前記正極集電体の他方の面に形成された第２正極合剤層とを含み、
前記捲回体の主面と平行で、かつ捲回軸方向と垂直な方向を幅方向とし、
前記第１正極合剤層の捲回終端部は、前記幅方向において、前記負極タブよりも前記捲回体の内周側に位置し、
前記第２正極合剤層の捲回終端部は、前記幅方向において、前記負極タブよりも前記捲回体の外周側に位置している、非水電解液電池。
【請求項２】
前記第２正極合剤層の捲回終端部は、前記第１正極合剤層の捲回終端部よりも、前記捲回体の外周側にある、請求項１に記載の非水電解液電池。
【請求項３】
前記正極に接合され、前記捲回体の捲回軸方向に延在した正極タブをさらに備え、
前記負極は、帯形状の負極集電体と、前記セパレータを介して前記第２正極合剤層と対向するように前記負極集電体の一方の面に形成された第１負極合剤層と、前記負極集電体の他方の面に形成された第２負極合剤層とを含み、
前記第１負極合剤層の捲回終端部は、前記幅方向において、前記第２正極合剤層の捲回終端部と前記正極タブとの間に位置し、かつ、前記負極タブの両端の間に位置せず、
前記第２負極合剤層の捲回終端部は、前記幅方向において、前記第１正極合剤層の捲回終端部と前記正極タブとの間に位置している、請求項１または２に記載の非水電解液電池。
【請求項４】
前記第１負極合剤層の捲回終端部は、前記幅方向において、前記正極タブと前記負極タブとの間に位置している、請求項３に記載の非水電解液電池。
【請求項５】
前記負極タブは、一方の端部が前記負極の捲回軸方向の一方の端部近傍に位置するように形成され、他方の端部が前記負極の捲回軸方向の他方の端部から突出するように形成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の非水電解液電池。
【請求項６】
前記負極タブは、前記負極の捲回軸方向の両端部近傍のみで接合され、中央部分は接合されていない、請求項１〜５のいずれか一項に記載の非水電解液電池。
【請求項７】
前記第１および第２負極合剤層は、金属または酸化物を含んでいる、請求項３〜６のいずれか一項に記載の非水電解液電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水電解液電池に関し、より詳しくは、扁平形状の捲回体を備える非水電解液電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、正極および負極がセパレータを介して捲回された捲回体を備えた非水電解液電池の構成が知られている。また、電池を角型または薄型にするため、捲回体を扁平形状にした構成が知られている。【０００３】
特開２００１−２７３８８１号公報には、捲回式の極群を備えた電池、特に扁平形の捲回式電極を備えた電池に関し、内部短絡の発生を防ぎ、信頼性の高い電池を供給することを目的とした技術が開示されている。【０００４】
特開２００５−２２２８８４号公報には、正極と負極とが短絡することを防止でき、正極リード端子側および負極リード端子側の厚さを平均化させ、安全で体積エネルギー密度の高い電極積層型電池に関する技術が開示されている。【０００５】
特開２００７−２６９３９号公報には、扁平な巻き芯によって扁平に巻かれた電極体を有する捲回電池であっても、電池特性等に影響を与えることなく、巻き終わり端部を所望の位置に配置させることができる捲回型電池に関する技術が開示されている。
【発明の開示】
【０００６】
捲回体に用いられる正極および負極は、帯形状の集電体の少なくとも片面に、活物質を有する合剤層を塗布して形成される。そのため、捲回体は、これらの合剤層の塗布端に、合剤層の厚さによる段差を有している。特に、集電体の両面に合剤層を形成した場合であって、両面に形成された合剤層の塗布端の位置が揃っているときは、この段差はより大きくなる。
【０００７】
非水電解液電池は、正極と負極との間で、ゲストの授受を行うことで充放電を行う。例えばリチウムイオン電池では、充電時にリチウムイオンが負極に収蔵される。これにより、負極が膨張する。負極の膨張により、捲回体全体が膨張しようとする。しかし、捲回体は通常、電池ケースに殆ど隙間のない状態で収容されている。そのため、捲回体は電池ケースから、膨張を抑制する方向に圧力を受ける。
【０００８】
ここで、上記のように捲回体に段差が存在していると、この段差の両側で、電池ケースから受ける圧力が不均一になる。不均一な圧力を受けることによって、負極が不均一に膨張し、捲回体にうねりが生じる。
【０００９】
さらに、捲回体内部には、正極に接合された正極タブと、負極に接合された負極タブとが存在している。捲回体のうねりによって、集電タブ（正極タブまたは負極タブ）にねじれが生じる場合がある。集電タブのねじれは、非水電解液電池を放電させて捲回体の膨張を取り除いても、回復しない場合がある。
【００１０】
このような捲回体のうねりと集電タブのねじれは、非水電解液電池の電池特性を悪化させる。また、電池ケースからの圧力に抗して捲回体が局所的に膨張するため、厚みが均一で薄い電池を製造することができない。
【００１１】
本発明の目的は、捲回体が均一に膨張し、うねりの発生を防止できる非水電解液電池を供給することである。
【００１２】
ここに開示する非水電解液電池は、正極および負極がセパレータを介して捲回された扁平形状の捲回体と、前記負極に接合され、前記捲回体の捲回軸方向に延在した負極タブとを備える。前記正極は、帯形状の正極集電体と、前記正極集電体の一方の面に形成された第１正極合剤層と、前記正極集電体の他方の面に形成された第２正極合剤層とを含み、前記捲回体の主面と平行で、かつ捲回軸方向と垂直な方向を幅方向とし、前記第１正極合剤層の捲回終端部は、前記幅方向において、前記負極タブよりも前記捲回体の内周側に位置し、前記第２正極合剤層の捲回終端部は、前記幅方向において、前記負極タブよりも前記捲回体の外周側に位置している。
【００１３】
上記の構成によれば、正極集電体の一方の面に形成された正極合剤層（第１正極合剤層）の捲回終端部と、正極集電体の他方の面に形成された正極合剤層（第２正極合剤層）の捲回終端部とは、捲回体の幅方向において、離れて形成される。これにより、正極合剤層の端部による段差が、捲回体の幅方向に分散される。したがって、充放電時に捲回体が膨張する際に電池ケースから受ける圧力が不均一になるのを緩和できる。その結果、特に、負極合剤層に印加される力が均一になる。そのため、捲回体３０の膨張が均一になり、捲回体３０のうねりが抑制される。捲回体３０のうねりが抑制されることによって、負極タブ３６のねじれも抑制される。
【００１４】
より具体的には、第１正極合剤層の捲回終端部は、捲回体の幅方向において、負極タブよりも捲回体の内周側に位置する。そして、第２正極合剤層の捲回終端部は、捲回体の幅方向において、負極タブよりも捲回体の外周側に位置する。すなわち、負極タブの両側に正極合剤層の捲回終端部を配置する。これにより、負極タブが受ける圧力を均一化させることができる。
【００１５】
以上のように、本発明によれば、捲回体が均一に膨張し、うねりが生じることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態にかかる非水電解液電池の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は、図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、正極タブの正面図であって、正極の捲回終端部近傍を抜き出して示した図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、負極タブの正面図であって、負極の捲回始端部近傍を抜き出して示した図である。
【図５】図５は、比較形態にかかる非水電解液電池の概略構成を示す断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、比較形態にかかる非水電解液電池において発生する捲回体のうねりと、負極タブのねじれを説明するための図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、比較形態にかかる非水電解液電池において発生する捲回体のうねりと、負極タブのねじれを説明するための図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施形態にかかる非水電解液電池の概略構成を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の第３の実施形態にかかる非水電解液電池の概略構成を示す断面図である。
【図９】図９は、本発明の変形例にかかる非水電解液電池の概略構成を示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の変形例にかかる非水電解液電池の概略構成を示す断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の変形例にかかる非水電解液電池の概略構成を示す断面図である。
【図１２】図１２は、膨れ量測定における、厚みの測定箇所を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００１８】
［第１の実施形態］
［全体の構成］
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる非水電解液電池１の概略構成を示す斜視図である。非水電解液電池１は、有底筒状の外装缶１０と、外装缶１０の開口を覆う蓋板２０と、外装缶１０内に収容される捲回体３０とを備えている。外装缶１０に蓋板２０を取り付けることによって、内部に空間を有する電池ケースＣが構成される。なお、この電池ケースＣ内には、捲回体３０以外に、非水電解液も封入されている。
【００１９】
外装缶１０は、例えば、アルミニウム合金で形成されている。外装缶１０は、底面１１と、側壁１２とを有している。側壁１２は、対向して配置される一対の平面部１２１と、平面部１２１同士を接続する半円筒部１２２とを有している。
【００２０】
ここで、外装缶１０の底面１１と蓋板２０とを結ぶ方向をｚ方向と呼んで参照する。ｚ方向と垂直な方向であって、外装缶１０の平面部１２１と平行な方向をｘ方向と呼んで参照する。ｚ方向およびｘ方向の両方に垂直な方向を、ｙ方向と呼んで参照する。外装缶１０のｙ方向の寸法は、ｘ方向の寸法よりも小さい。すなわち、外装缶１０は、扁平形状である。
【００２１】
外装缶１０は、後述するように、非水電解液電池１の正極としての機能を兼ねている。
【００２２】
蓋板２０は、例えば、外装缶１０と同様にアルミニウム合金で形成されている。蓋板２０は、外装缶１０の開口部に嵌合し、溶接によって接合されている。
【００２３】
蓋板２０のｘ方向の中央部分には、貫通孔２０ａが形成されている。貫通孔２０ａには、ポリプロピレン製の絶縁パッキング２１およびステンレス鋼製の負極端子２２が挿通されている。具体的には、概略柱状の負極端子２２が挿通された概略円筒状の絶縁パッキング２１が、貫通孔２０ａに挿通されている。
【００２４】
蓋板２０には、貫通孔２０ａと並んで、非水電解液の注入口２０ｂが形成されている。注入口２０ｂは、封止栓２３によって封止されている。注入口２０ｂの周縁部と封止栓２３の外周部とは、溶接によって接合されている。
【００２５】
図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図（ｘｚ面断面図）である。捲回体３０は、それぞれ帯形状に形成された正極３１、負極３２および２枚のセパレータ３３，３４を有している。捲回体３０は、負極３２、セパレータ３３、正極３１、およびセパレータ３４を、この順番で積層し、負極３２を内側にして、ｚ方向の周りに捲回したものである。なお、図２では、捲回体３０の内周側の図示を省略している。捲回体３０の巻き数は任意である。
【００２６】
捲回体３０のｙ方向の寸法は、ｘ方向の寸法よりも小さい。すなわち、捲回体３０は、扁平形状である。ここで、捲回体３０を直方体で近似した場合における、最も面積の大きい一対の面（ｙ方向に垂直な面）を、捲回体３０の主面と呼ぶ場合がある。また、ｘ方向を捲回体３０の幅方向、ｙ方向を捲回体３０の厚さ方向と呼ぶ場合がある。また、ｚ方向を、捲回体３０の捲回軸方向と呼ぶ場合がある。
【００２７】
正極３１の捲回終端部近傍に、正極タブ３５が接合されている。一方、負極３２の捲回始端部近傍に、負極タブ３６が接合されている。なお、正極タブ３５は、本来は図２の面上には存在していないが、説明の便宜のため、図２に一点鎖線で図示している。
【００２８】
捲回体３０、正極タブ３５、および負極タブ３６の詳しい構成については後述する。
【００２９】
正極タブ３５は、捲回体３０の外部へ引き出され、蓋板２０に接続されている。これにより、正極３１と蓋板２０とが導通している。蓋板２０と外装缶１０とが接合されているため、正極３１と外装缶１０とも導通している。そのため、外装缶１０は、既述のように正極としての機能を兼ねている。
【００３０】
負極タブ３６は、捲回体３０の外部へ引き出され、リード板２５を介して、負極端子２２に接続されている。これにより、負極３２と負極端子２２とが導通している。なお、リード板２５と蓋板２０との間には絶縁体２４が形成されている。これにより、リード板２５と蓋板２０との間が絶縁されている。
【００３１】
捲回体３０と外装缶１０の底面１１との間には、ポリエチレンシートからなる絶縁体１３が形成されている。これにより、外装缶１０を介して正極３１と負極３２とが短絡しないようになっている。
【００３２】
［捲回体３０の構成］
以下、図３を参照して、捲回体３０の構成について詳しく述べる。図３は、図１におけるＢ−Ｂ断面図（ｘｙ面断面図）である。図３では、捲回体３０の最内周側から約１周分の領域、および最外周側から約１周分の領域のみを図示し、途中は省略している。また、負極３２、セパレータ３３、正極３１、およびセパレータ３４は、実際は殆ど隙間なく密着しているが、図３では、見易くするためにこれらをそれぞれ少しずつ離して示している。
【００３３】
正極３１は、帯形状の正極集電体３１０と、正極集電体３１０の両面に形成された正極合剤層３１１および３１２とを含んでいる。なお、正極合剤層３１１は、正極集電体３１０の表裏の面のうちの、捲回体３０の捲回中心から遠い方の面（外側の面）に形成されている。正極合剤層３１２は、正極集電体３１０の表裏の面のうちの、捲回体３０の捲回中心に近い方の面（内側の面）に形成されている。
【００３４】
正極集電体３１０として、例えば、アルミニウムまたはチタン等の箔、平織金網、エキスパンドメタル、ラス網、またはパンチングメタル等を用いることができる。正極集電体３１０の厚さは、例えば、５〜３０μｍである。
【００３５】
正極合剤層３１１および３１２は、正極活物質と、導電電助剤と、バインダとを混合して形成される。正極活物質として、マンガン酸リチウム、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、酸化バナジウム、または酸化モリブデン等を用いることができる。導電助剤として、黒鉛、カーボンブラック、またはアセチレンブラック等を用いることができる。バインダとして、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等を、単独または混合して用いることができる。
【００３６】
正極合剤層３１１および３１２は、カレンダ処理によって所定の密度に調整されている。正極合剤層３１１および３１２の密度は、２．０〜３．５ｇ／ｃｍ３であり、より好ましくは、２．３〜３．３ｇ／ｃｍ３である。正極合剤層３１１および３１２の厚さは、例えば、それぞれ２０〜２００μｍである。
【００３７】
正極３１は、捲回終端部側において、正極集電体３１０の一部が露出しており、かつ、表裏の面において合剤層の端部の位置が捲回体３０の幅方向（ｘ方向）において異なっている。すなわち、図３に示すように、正極集電体３１０の捲回終端部３１０ｂと、正極合剤層３１１の捲回終端部３１１ｂと、正極合剤層３１２の捲回終端部３１２ｂとは、捲回体３０の幅方向（ｘ方向）において、それぞれ異なる位置にある。
【００３８】
一方、正極集電体３１０の捲回始端部３１０ａと、正極合剤層３１１の捲回始端部３１１ａと、正極合剤層３１２の捲回始端部３１２ａとは、捲回体３０の幅方向（ｘ方向）において、概略同じ位置にある。しかし、正極３１の捲回始端部側の構成は任意である。捲回始端部３１０ａ、３１１ａ、および３１２ａは、捲回体３０の幅方向（ｘ方向）において、それぞれ異なる位置にあっても良い。もっとも、これらが全て同じ位置にある場合には、正極集電体３１０を露出させる必要がないため、製造工程を簡略化できる。
【００３９】
負極３２は、帯形状の負極集電体３２０と、負極集電体３２０の両面に形成された負極合剤層３２１および３２２とを含んでいる。なお、負極合剤層３２１は、負極集電体３２０の表裏の面のうちの、捲回体３０の捲回中心から遠い方の面（外側の面）に形成されている。負極合剤層３２２は、負極集電体３２０の表裏の面のうちの、捲回体３０の捲回中心に近い方の面（内側の面）に形成されている。
【００４０】
負極集電体３２０として、銅、ニッケル、またはステンレス等の箔、平織金網、エキスパンドメタル、ラス網、またはパンチングメタル等を用いることができる。負極集電体３２０の厚さは、例えば、５〜１５０μｍである。
【００４１】
負極合剤層３２１および３２２は、負極活物質と、バインダとを混合して形成される。負極活物質として、天然黒鉛、メソフェーズカーボン、または非晶質カーボン等を用いることができる。バインダとして、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）およびヒドロキシメチルセルロース（ＨＰＣ）等のセルロース、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリルゴム等のゴムバインダ、ＰＴＦＥ、ならびにＰＶＤＦ等を、単独または混合して用いることができる。
【００４２】
負極活物質として、上記した炭素系の負極材料にかえて、金属材料（Ｌｉ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｇｅ，Ｐｂ，Ａｓ，Ｓｂ等）を含むいわゆる合金系の負極材料、または酸化物（ＳｉＯ，ＴｉＯ２，Ｎｂ２Ｏ５，ＭｏＯ２等）を含む酸化物系の負極材料を用いても良い。また、これらを混合して用いても良い。
【００４３】
負極合剤層３２１および３２２は、カレンダ処理によって所定の密度に調整されている。負極合剤層３２１および３２２の密度は、使用する材料により最適に合わせる必要がある。例えば黒鉛材料であれば、１．０〜１．８ｇ／ｃｍ３であり、より好ましくは、１．２〜１．６ｇ／ｃｍ３である。負極合剤層３２１および３２２の厚さは、例えば、それぞれ２０〜２００μｍである。
【００４４】
負極３２は、捲回始端部側において、負極集電体３２０の一部が露出しており、かつ、表裏の面において合剤層の端部の位置が捲回体３０の幅方向（ｘ方向）において異なっている。すなわち、図３に示すように、負極集電体３２０の捲回始端部３２０ａと、負極合剤層３２１の捲回始端部３２１ａと、負極合剤層３２２の捲回始端部３２２ａとは、捲回体３０の幅方向（ｘ方向）において、それぞれ異なる位置にある。
【００４５】
また、負極集電体３２０の捲回終端部３２０ｂと、負極合剤層３２１の捲回終端部３２１ｂと、負極合剤層３２２の捲回終端部３２２ｂとも、捲回体３０の幅方向（ｘ方向）において、それぞれ異なる位置にある。
【００４６】
捲回体３０の最外周側において、正極集電体３１０の露出部分に、正極タブ３５が接合されている。本実施形態では、正極集電体３１０の、正極合剤層３１２が形成される側の面に正極タブ３５が接合されている。しかし、正極集電体３１０の、正極合剤層３１１が形成される側の面に正極タブ３５が接合されていても良い。
【００４７】
図４Ａは、正極タブ３５の正面図であって、正極３１の捲回終端部近傍を抜き出して示した図である。図４Ａに示すように、正極タブ３５は、捲回体３０の捲回軸方向（ｚ方向）に延在している。正極タブ３５として、アルミニウムまたはチタン等を用いることができる。正極タブ３５の厚さは、例えば２〜１０μｍである。
【００４８】
正極タブ３５の一方の端部３５ａは、正極３１の捲回軸方向（ｚ方向）の一方の端部（底面１１側の端部）３１ｃの近傍に位置している。正極タブ３５の端部３５ａと正極３１の端部３１ｃとの間の間隔ｇ１は、３ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、１ｍｍ以下で正極集電体３１０から突出してはならない。
【００４９】
正極タブ３５の他方の端部３５ｂは、正極３１の捲回軸方向（ｚ方向）の一方の端部（蓋板２０側の端部）３１ｄから突出している。正極タブ３５の端部３５ｂと正極３１の端部３１ｄとの間の間隔ｇ２は、１０ｍｍ程度であることが好ましい。より好ましくは、３〜１０ｍｍである。
【００５０】
正極タブ３５は、正極３１の捲回軸方向（ｚ方向）の両端部近傍のみで接合され、中央部分は接合されていないことが好ましい。より具体的には、正極タブ３５と正極３１の正極集電体３１０とは、図４Ａにおいて一点鎖線で囲って示した領域Ｓ１とＳ２においてのみ接合されている。
【００５１】
さらに、底面１１側の端部の領域Ｓ１の面積は、１８〜２７ｍｍ２であることが好ましい。より好ましくは、２０〜２５ｍｍ２である。また、蓋板２０側の端部の領域Ｓ２の面積は、９〜１８ｍｍ２であることが好ましい。より好ましくは、１２〜１５ｍｍ２である。
【００５２】
捲回体３０の最内周側において、負極集電体３２０の露出部分に、負極タブ３６が接合されている。本実施形態では、負極集電体３２０の、負極合剤層３２２が形成される側の面に負極タブ３６が接合されている。しかし、負極集電体３２０の、負極合剤層３２１が形成される側の面に負極タブ３６が接合されていても良い。
【００５３】
図４Ｂは、負極タブ３６の正面図であって、負極３２の捲回始端部近傍を抜き出して示した図である。図４Ｂに示すように、負極タブ３６は、捲回体３０の捲回軸方向（ｚ方向）に延在している。負極タブ３６として、銅、ニッケル、またはステンレス等を用いることができる。負極タブ３６の厚さは、例えば２〜１０μｍである。
【００５４】
負極タブ３６の一方の端部３６ａが、負極３２の捲回軸方向（ｚ方向）の一方の端部（底部１１側の端部）３２ｃの近傍に位置している。負極タブ３６の端部３６ａと負極３２の端部３２ｃとの間の間隔ｇ３は、３ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、１ｍｍ以下で負極集電体３２０から突出してはならない。
【００５５】
負極タブ３６の他方の端部３６ｂは、負極３２の捲回軸方向（ｚ方向）の一方の端部（蓋板２０側の端部）３２ｄから突出している。負極タブ３６の端部３６ｂと負極３２の端部３２ｄとの間の間隔ｇ４は、１０ｍｍ程度であることが好ましい。より好ましくは、３〜１０ｍｍである。
【００５６】
負極タブ３６は、負極３２の捲回軸方向（ｚ方向）の両端部近傍のみで接合され、中央部分は接合されていないことが好ましい。より具体的には、負極タブ３６と負極３２の負極集電体３２０とは、図４Ｂにおいて一点鎖線で囲って示した領域Ｓ３とＳ４においてのみ接合されている。
【００５７】
さらに、底面１１側の端部の領域Ｓ３の面積は、１８〜２７ｍｍ２であることが好ましい。より好ましくは、２０〜２５ｍｍ２である。また、蓋板２０側の端部の領域Ｓ４の面積は、９〜１８ｍｍ２であることが好ましい。より好ましくは、１２〜１５ｍｍ２である。
【００５８】
再び図３を参照して、捲回体３０の説明を続ける。セパレータ３３および３４として、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、またはポリフェニルサルフィド（ＰＰＳ）等の、多孔性フィルムまたは不織布を用いることができる。セパレータ３３および３４の厚さは、例えば５〜３０μｍである。より好ましくは１０〜２０μｍである。
【００５９】
捲回体３０とともに電池ケースＣに封入されている非水電解液は、有機溶媒にリチウム塩を溶解させた溶液である。有機溶媒として、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、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）、またはγ‐ブチロラクトン等を、単独でまたは２種類以上を混合して用いることができる。リチウム塩として、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、またはＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２等を用いることができる。
【００６０】
捲回体３０において、負極合剤層３２１は、セパレータ３３を間に介して、正極合剤層３１２と対向するように配置されている。負極合剤層３２２は、セパレータ３４を間に介して、正極合剤層３１１と対向するように配置されている。非水電解液電池１の充放電では、正極合剤層３１１と負極合剤層３２２とが対向している部分、および正極合剤層３１２と負極合剤層３２１とが対向している部分において、ゲスト（例えば、リチウムイオン）の授受が行われる。
【００６１】
なお、正極合剤層３１１と負極合剤層３２２との対において、ゲストの受け側である負極合剤層３２２の面積は、正極合剤層３１１の面積よりも大きい必要がある。そのため、本実施形態では、負極合剤層３２２の捲回始端部３２２ａは、正極合剤層３１１の捲回始端部３１１ａよりも、負極集電体３２０の捲回始端部３２０ａ側にある。また、負極合剤層３２２の捲回終端部３２２ｂは、正極合剤層３１１の捲回終端部３１１ｂよりも、負極集電体３２０の捲回終端部３２０ｂ側にある。
【００６２】
同様に、負極合剤層３２１の面積は、正極合剤層３１２の面積よりも大きい必要がある。そのため、本実施形態では、負極合剤層３２１の捲回始端部３２１ａは、正極合剤層３１２の捲回始端部３１２ａよりも、負極集電体３２０の捲回始端部３２０ａ側にある。また、負極合剤層３２１の捲回終端部３２１ｂは、正極合剤層３１２の捲回終端部３１２ｂよりも、負極集電体３２０の捲回終端部３２０ｂ側にある。
【００６３】
非水電解液電池１では、正極合剤層３１１の捲回終端部３１１ｂは、捲回体３０の幅方向（ｘ方向）において、負極タブ３６よりも捲回体３０の内周側に位置している。さらに、正極合剤層３１２の捲回終端部３１２ｂは、捲回体３０の幅方向（ｘ方向）において、負極タブ３６よりも捲回体３０の外周側に位置している。換言すれば、負極タブ３６は、捲回終端部３１１ｂと３１２ｂとの間に位置している。
【００６４】
［非水電解液電池１の製造方法］
以下に開示する製造方法は、例示であって本発明を限定するものではない。
【００６５】
正極活物質、導電助剤、およびバインダを、純水または有機溶媒中で十分に混合し、分散体（スラリー）を作製する。スラリーを、ダイコータ、スリットコータ、またはディップコータ等を用いて、正極集電体３１０の両面に塗布する。塗布後、スラリーを乾燥させ、続いて、カレンダ処理を行って所定の厚さおよび密度に調整する。これにより、正極集電体３１０に正極合剤層３１１および３１２が形成された正極３１が得られる。正極３１の、正極集電体３１０の露出部に、溶接または導電性接着材等により、正極タブ３５を接合する。
【００６６】
負極活物質およびバインダを、純水または有機溶媒中で十分に混合し、分散体（スラリー）を作製する。スラリーを、ダイコータ、スリットコータ、またはディップコータ等を用いて、負極集電体３２０の両面に塗布する。塗布後、スラリーを乾燥させ、続いて、カレンダ処理を行って所定の厚さおよび密度に調整する。これにより、負極集電体３２０に負極合剤層３２１および３２２が形成された負極３２が得られる。負極３２の、負極集電体３２０の露出部に、溶接または導電性接着材等により、負極タブ３６を接合する。
【００６７】
負極３２、セパレータ３３、正極３１、およびセパレータ３４を、この順番で積層する。積層体を、円形または楕円形の巻き芯を用いて、捲回機で捲回する。捲回後、巻き芯を抜き、一方向に圧力をかけて捲回体３０を扁平形状にする。または、上記積層体を、扁平形状の巻き芯を用いて捲回機で捲回して、扁平形状の捲回体３０を作製しても良い。
【００６８】
正極タブ３５の端部３５ｂと蓋板２０とを溶接し、負極タブ３６の端部３６ｂとリード板２５とを溶接する。捲回体３０を外装缶１０に収容し、外装缶１０と蓋板２０とを溶接する。蓋板２０の注入口２０ｂから、非水電解液を注入する。注入後、注入口２０ｂを封止栓２３によって封止し、注入口２０ｂの周縁部と封止栓２３の外周部とを溶接する。
【００６９】
［非水電解液電池１の効果］
非水電解液電池１の構成によれば、正極集電体３１０の一方の面に形成された正極合剤層３１１の捲回終端部３１１ｂと、正極集電体３１０の他方の面に形成された正極合剤層３１２の捲回終端部３１２ｂとは、捲回体３０の幅方向（ｘ方向）において、離れて形成される。これにより、捲回終端部３１１ｂによる段差と捲回終端部３１２ｂによる段差とが、捲回体３０の幅方向（ｘ方向）において分散される。したがって、充放電時に捲回体３０が膨張する際に電池ケースＣから受ける圧力が不均一になるのを緩和できる。その結果、特に、負極合剤層３２１および３２２に印加される力が均一になる。そのため、捲回体３０の膨張が均一になり、捲回体３０のうねりが抑制される。捲回体３０のうねりが抑制されることによって、負極タブ３６のねじれも抑制される。
【００７０】
より具体的には、正極合剤層３１１の捲回終端部３１１ｂは、捲回体３０の幅方向（ｘ方向）において、負極タブ３６よりも捲回体３０の内周側に位置する。そして、正極合剤層３１２の捲回終端部３１２ｂは、捲回体３０の幅方向（ｘ方向）において、負極タブ３６よりも捲回体３０の外周側に位置する。すなわち、負極タブ３６の両側に捲回終端部３１１ｂおよび３１２ｂを配置する。これにより、負極タブ３６が受ける圧力を均一化させることができる。
【００７１】
捲回体３０は、捲回軸方向（ｚ方向）、および捲回体幅方向（ｘ方向）にも膨張する。そのため、図４Ａに示したように、正極タブ３５は、正極３１の捲回軸方向（ｚ方向）の両端部近傍のみで接合され、中央部分は接合されていないことが好ましい。全面を固定しないことによって、ひずみを緩和できるからである。負極タブ３６についても同様に、負極３２の捲回軸方向（ｚ方向）の両端部近傍のみで接合され、中央部分は接合されていないことが好ましい。
【００７２】
この発明は、負極活物質として、金属または酸化物を含む材料を用いた場合に、特に好適に用いることができる。これらの負極活物質を含んだ負極３２は、充電時の膨張率が特に大きいためである。一例を挙げれば、炭素系の負極材料の膨張率が約１２０％であるのに対し、金属材料を用いた負極材料では膨張率が２００％に達する場合もある。
【００７３】
［比較形態］
ここで、本実施形態にかかる非水電解液電池１の効果を説明するため、仮想的な比較形態について述べる。図５は、比較形態にかかる非水電解液電池９の概略構成を示す断面図である。非水電解液電池９は、非水電解液電池１が備えている捲回体３０に代えて、捲回体９０を備えている。
【００７４】
捲回体９０は、正極集電体９１０ならびに正極合剤層９１１および９１２からなる正極９１と、負極集電体９２０ならびに負極合剤層９２１および９２２からなる負極９２と、セパレータ３３および３４とを含んでいる。図５において、９１０ａ、９１１ａ、９１２ａ、９２０ａ、９２１ａ、および９２２ａは、それぞれ正極集電体９１０、正極合剤層９１１、正極合剤層９１２、負極集電体９２０、負極合剤層９２１、および負極合剤層９２２の捲回始端部を示す参照符号である。９１０ｂ、９１１ｂ、９１２ｂ、９２０ｂ、９２１ｂ、および９２２ｂは、それぞれ正極集電体９１０、正極合剤層９１１、正極合剤層９１２、負極集電体９２０、負極合剤層９２１、および負極合剤層９２２の捲回終端部を示す参照符号である。
【００７５】
捲回体９０では、正極合剤層９１１の捲回終端部９１１ｂと正極合剤層９１２の捲回終端部９１２ｂとは、捲回体９０の幅方向（ｘ方向）において、概略同じ位置にある。そのため、この位置において、正極合剤層９１１および９１２の厚さを合わせた比較的大きな段差が存在する。さらに、捲回終端部９１１ｂおよび９１２ｂは、両方とも、捲回体９０の幅方向（ｘ方向）において、負極タブ３６よりも捲回体９０の外周側に位置している。
【００７６】
図６Ａおよび図６Ｂは、非水電解液電池９において発生する捲回体９０のうねりと、負極タブ３６のねじれを説明するための図である。図６Ａおよび図６Ｂは、非水電解液電池９の構成から、正極合剤層９１１の捲回終端部９１１ｂおよび正極合剤層９１２の捲回終端部９１２ｂの周辺と、負極タブ３６とを抜き出して模式的に示した断面図である。図６Ａおよび図６Ｂでは、正極集電体９１０、負極集電体９２０、ならびにセパレータ３３および３４の図示を省略している。
【００７７】
非水電解液電池９を充電すると、図６Ａに矢印で示したように、負極９２が膨張する。負極９２の膨張により、捲回体９０全体が膨張しようとする。しかし、捲回体９０は通常、電池ケースＣに殆ど隙間のない状態で収容されている。そのため、捲回体９０は電池ケースＣ（図６Ａでは電池ケースＣの側壁１２の平面部１２１）から、膨張を抑制する方向に圧力を受ける。
【００７８】
ここで、捲回体９０には、正極合剤層９１１の捲回終端部９１１ｂと、正極合剤層９１２の捲回終端部９１２ｂとによる、比較的大きな段差が存在している。この段差の両側で、電池ケースＣから受ける圧力が不均一になる。不均一な圧力を受けることによって、負極合剤層９２１および９２２は、不均一に膨張する。その結果、図６Ｂに示すように、捲回体９０にうねりが生じる。
【００７９】
さらに、非水電解液電池９では、捲回終端部９１１ｂおよび９１２ｂは、両方とも、捲回体９０の幅方向（ｘ方向）において、負極タブ３６よりも捲回体９０の外周側に位置している。そのため、負極タブ３６の両側で負極合剤層層９２１および９２２は、不均一に膨張する。すなわち、負極タブ３６は、捲回体９０のうねりを介して、捲回体９０の幅方向（ｘ方向）において、不均一な力を受ける。その結果、負極タブ３６にねじれが生じる。負極タブ３６のねじれは、非水電解液電池９を放電させて捲回体９０の膨張を取り除いても、回復しない場合がある。
【００８０】
このような捲回体９０のうねりと負極タブ３６のねじれとは、非水電解液電池９の電池特性を悪化させる。また、電池ケースＣからの圧力に抗して捲回体９０が局所的に膨張し、非水電解液電池９は、厚み仕様に対して満足しない場合がある。
【００８１】
本実施形態にかかる非水電解液電池１の構成によれば、捲回終端部３１１ｂによる段差と捲回終端部３１２ｂによる段差とが、捲回体３０の幅方向（ｘ方向）において分散される。したがって、充放電時に捲回体３０が膨張する際に電池ケースＣから受ける圧力が不均一になるのを緩和できる。さらに、負極タブ３６の両側に捲回終端部３１１ｂおよび３１２ｂを配置する。これにより、負極タブ３６が受ける圧力を均一化させることができる。
【００８２】
［第２の実施形態］
図７は、本発明の第２の実施形態にかかる非水電解液電池２の概略構成を示す断面図である。非水電解液電池２は、非水電解液電池１が備える捲回体３０に代えて、捲回体４０を備えている。
【００８３】
捲回体４０は、捲回体３０と比較して、負極の構成が異なっている。すなわち、捲回体４０は、負極３２に代えて、負極４２を含んでいる。負極４２は、負極集電体４２０と、負極合剤層４２１および４２２とを含んでいる。図７において、４２０ａ、４２１ａ、および４２２ａは、それぞれ負極集電体４２０、負極合剤層４２１、および負極合剤層４２２の捲回始端部を示す参照符号である。４２０ｂ、４２１ｂ、および４２２ｂは、それぞれ負極集電体４２０、負極合剤層４２１、および負極合剤層４２２の捲回終端部を示す参照符号である。
【００８４】
本実施形態では、負極合剤層４２１の捲回終端部４２１ｂは、捲回体４０の幅方向（ｘ方向）において、正極合剤層３１２の捲回終端部３１２ｂと負極タブ３６の間に位置している。これにより、負極合剤層４２１の捲回終端部４２１ｂは、捲回体４０の幅方向（ｘ方向）において、負極タブ３６の両端の間に位置していない。なお、負極合剤層４２２の捲回終端部４２２ｂは、捲回体４０の幅方向（ｘ方向）において、正極合剤層３１１の捲回終端部３１１ｂと正極タブ３５との間に位置している。
【００８５】
非水電解液電池２の構成によれば、負極合剤層４２１の捲回終端部４２１ｂおよび負極合剤層４２２の捲回終端部４２２ｂの両方が、捲回体４０の幅方向（ｘ方向）において、負極タブ３６の両端の間に位置していない。換言すれば、捲回終端部４２１ｂおよび４２２ｂの両方が、ｘｚ平面に投影したときに、負極タブ３６と重なっていない。これにより、負極４２が膨張した際、捲回終端部４２１ｂおよび４２２ｂの両側での膨張差によって、負極タブ３６がねじれるのを防止することができる。
【００８６】
さらに非水電解液電池２の構成によれば、負極タブ３６は、捲回体４０の幅方向（ｘ方向において、正極合剤層３１１の捲回終端部３１１ｂと正極合剤層３１２の捲回終端部３１２ｂとの間に位置しているだけでなく、負極合剤層４２１の捲回終端部４２１ｂと負極合剤層４２２の捲回終端部４２２ｂとの間にも位置している。これにより、負極タブ３６の両側において、捲回体４０から受ける圧力を対称にすることができる。そのため、負極タブ３６がねじれるのを防止できる。
【００８７】
非水電解液電池２の構成は、非水電解液電池１の構成よりも好ましい。非水電解液電池１（図３）では、負極合剤層３２１の捲回終端部３２１ｂが、ｘｚ平面に投影したときに、負極タブ３６と重なっているからである。また、非水電解液電池１では、負極タブ３６は、捲回終端部３２１ｂと３２２ｂとの間に位置していないからである。すなわち、非水電解液電池１の構成では、負極タブ３６の一方側に一つの捲回終端部（３１２ｂ）が存在し、他方側には２つの捲回終端部（３１１ｂおよび３２２ｂ）が存在しているのに対し、非水電解液電池２の構成では、負極タブ３６の両側に捲回終端部が２つづつ（３１２ｂと４２１ｂ、および３１１ｂと４２２ｂ）存在する。これにより、非水電解液電池２では、負極タブ３６が受ける力が対称になる。そのため、非水電解液電池２の構成は、非水電解液電池１の構成よりも、負極タブ３６にねじれが生じにくい。
【００８８】
［第３の実施形態］
図８は、本発明の第３の実施形態にかかる非水電解液電池３の概略構成を示す断面図である。非水電解液電池３は、非水電解液電池１が備える捲回体３０に代えて、捲回体５０を備えている。
【００８９】
捲回体５０は、捲回体３０と比較して、負極の構成が異なっている。すなわち、捲回体５０は、負極３２に代えて、負極５２を含んでいる。負極５２は、負極集電体５２０と、負極合剤層５２１および５２２とを含んでいる。図８において、５２０ａ、５２１ａ、および５２２ａは、それぞれ負極集電体５２０、負極合剤層５２１、および負極合剤層５２２の捲回始端部を示す参照符号である。５２０ｂ、５２１ｂ、および５２２ｂは、それぞれ負極集電体５２０、負極合剤層５２１、および負極合剤層５２２の捲回終端部を示す参照符号である。
【００９０】
本実施形態では、負極合剤層５２１の捲回終端部５２１ｂは、捲回体５０の幅方向（ｘ方向）において、負極タブ３６と正極タブ３５との間に位置している。なお、負極合剤層５２２の捲回終端部５２２ｂは、捲回体５０の幅方向（ｘ方向）において、正極合剤層３１１の捲回終端部３１１ｂと正極タブ３５との間に位置している。
【００９１】
非水電解液電池３の構成によれば、非水電解液電池２と同様に、負極合剤層５２１の捲回終端部５２１ｂおよび負極合剤層５２２の捲回終端部５２２ｂの両方が、捲回体５０の幅方向（ｘ方向）において、負極タブ３６の両端の間に位置していない。換言すれば、捲回終端部５２１ｂおよび５２２ｂの両方が、ｘｚ平面に投影したときに、負極タブ３６と重なっていない。これにより、負極５２が膨張した際、捲回終端部５２１ｂおよび５２２ｂの両側での膨張差によって、負極タブ３６がねじれるのを防止することができる。
【００９２】
非水電解液電池３の構成によれば、さらに、捲回終端部５２１ｂおよび５２２ｂは、両方とも正極タブ３５と負極タブ３６との間に位置している。正極タブ３５および負極タブ３６はそれぞれ一定の厚さを持っているため、正極タブ３５と負極タブ３６との間の部分において、捲回体５０の厚さ（ｙ方向の寸法）は最も薄くなる。この部分に捲回終端部５２１ｂおよび５２２ｂを位置させることで、捲回体５０の最厚部の厚さを薄くできる。したがって、非水電解液電池３の構成は、非水電解液電池１および２の構成よりも好ましい。
【００９３】
なお、本実施形態では、負極集電体５２０の捲回終端部５２０ｂと、負極合剤層５２１の捲回終端部５２１ｂと、負極合剤層５２２の捲回終端部５２２ｂとは、捲回体５０の幅方向（ｘ方向）において、それぞれ異なる位置にある。しかし、負極５２の捲回終端部側の構成は任意である。捲回終端部５２０ｂ、５２１ｂ、および５２２ｂのいずれかの一組または全てが、捲回体５０の幅方向（ｘ方向）において、同じ位置にあっても良い。特に、これらが全て同じ位置にある場合には、負極集電体５２０を露出させる必要がないため、製造工程を簡略化できる。
【００９４】
［非水電解液電池１〜３の変形例］
図９〜図１１は、非水電解液電池１〜３の変形例にかかる非水電解液電池４〜６の概略構成を示す断面図である。非水電解液電池４〜６は、それぞれ、捲回体６０，７０，８０を備えている。
【００９５】
捲回体６０，７０，８０は、共通して、正極６１ならびにセパレータ３３および３４を含んでいる。正極６１は、正極集電体６１０と、正極合剤層６１１および６１２とを含んでいる。図９〜図１１において、６１０ａ、６１１ａ、および６１２ａは、それぞれ正極集電体６１０、正極合剤層６１１、および正極合剤層６１２の捲回始端部を示す参照符号である。６１０ｂ、６１１ｂ、および６１２ｂは、それぞれ正極集電体６１０、正極合剤層６１１、および正極合剤層６１２の捲回終端部を示す参照符号である。
【００９６】
非水電解液電池４〜６において、正極合剤層６１２の捲回終端部６１２ｂは、捲回体６０（７０，８０）の幅方向（ｘ方向）において、負極タブ３６よりも捲回体６０（７０，８０）の内周側に位置する。さらに、正極合剤層６１１の捲回終端部６１１ｂは、捲回体６０（７０，８０）の幅方向（ｘ方向）において、負極タブ３６よりも捲回体６０（７０，８０）の外周側に位置する。換言すれば、負極タブ３６は、捲回体６０（７０，８０）の幅方向（ｘ方向）において、捲回終端部６１１ｂと６１２ｂとの間に位置する。
【００９７】
これにより、非水電解液電池１〜３と同様に、捲回終端部６１１ｂによる段差と捲回終端部６１２ｂによる段差とが、捲回体６０（７０，８０）の幅方向（ｘ方向）において分散される。したがって、充放電時に捲回体６０（７０，８０）が膨張する際に電池ケースＣから受ける圧力が不均一になるのを緩和できる。さらに、負極タブ３６の両側に捲回終端部６１１ｂおよび６１２ｂを配置することにより、負極タブ３６が受ける圧力を均一化させることができる。
【００９８】
非水電解液電池４〜６では、捲回体６０（７０，８０）の外周側にある正極合剤層６１２の捲回終端部６１２ｂが、捲回体６０（７０，８０）の幅方向（ｘ方向）において、負極タブ３６よりも捲回体６０（７０，８０）の内周側に位置している。
【００９９】
負極タブ３６が捲回終端部６１１ｂと６１２ｂとの間に位置する構成としては、（Ａ）捲回終端部６１２ｂが負極タブ３６よりも外周側にあり、捲回終端部６１１ｂが負極タブ３６よりも内周側にある構成、および（Ｂ）捲回終端部６１２ｂが負極タブ３６よりも内周側にあり、捲回終端部６１１ｂが負極タブ３６よりも外周側にある構成、が考えられる。非水電解液電池１〜３の構成は（Ａ）の構成に相当し、非水電解液電池４〜６の構成は（Ｂ）の構成に相当する。
【０１００】
図９〜図１１を参照すれば明らかなように、（Ｂ）の構成では、捲回体６０（７０，８０）の内周側にある捲回終端部６１１ｂが、その外側にある捲回終端部６１２ｂよりも、捲回体６０（７０，８０）の幅方向（ｘ方向）において、外周側に位置している。そのため、正極６１、負極６２（７２，８２）、セパレータ３３および３４を隙間なく密着させて捲回した場合、捲回終端部６１１ｂにより、少なくとも正極合剤層６１２に屈曲部が生じる。一方、図３、図７および図８を参照すれば明らかなように、（Ａ）の構成では、このような屈曲部は生じない。したがって、（Ｂ）の構成よりも、（Ａ）の構成の方が好ましい。
【０１０１】
図９を参照して、非水電解液電池４が備える捲回体６０は、負極６２を含んでいる。負極６２は、負極集電体６２０と、負極合剤層６２１および６２２とを含んでいる。図９において、６２０ａ、６２１ａ、および６２２ａは、それぞれ負極集電体６２０、負極合剤層６２１、および負極合剤層６２２の捲回始端部を示す参照符号である。６２０ｂ、６２１ｂ、および６２２ｂは、それぞれ負極集電体６２０、負極合剤層６２１、および負極合剤層６２２の捲回終端部を示す参照符号である。
【０１０２】
非水電解液電池１と同様に、負極合剤層６２２の面積は、対向する正極合剤層６１１の面積より大きい必要があるため、負極合剤層６２２の捲回終端部６２２ｂは、正極合剤層６１１の捲回終端部６１１ｂよりも、負極集電体６２０の捲回終端部６２０ｂ側にある。負極合剤層６２１の面積は、対向する正極合剤層６１２の面積より大きい必要があるため、負極合剤層６２１の捲回終端部６２１ｂは、正極合剤層６１２の捲回終端部６１２ｂよりも、負極集電体６２０の捲回終端部６２０ｂ側にある。
【０１０３】
図１０を参照して、非水電解液電池５が備える捲回体７０は、負極７２を含んでいる。負極７２は、負極集電体７２０と、負極合剤層７２１および７２２とを含んでいる。図１０において、７２０ａ、７２１ａ、および７２２ａは、それぞれ負極集電体７２０、負極合剤層７２１、および負極合剤層７２２の捲回始端部を示す参照符号である。７２０ｂ、７２１ｂ、および７２２ｂは、それぞれ負極集電体７２０、負極合剤層７２１、および負極合剤層７２２の捲回終端部を示す参照符号である。
【０１０４】
負極合剤層７２２の捲回終端部７２２ｂは、捲回体７０の幅方向（ｘ方向）において、正極合剤層６１１の捲回終端部６１１ｂと負極タブ３６との間に位置している。これにより、負極合剤層７２２の捲回終端部７２２ｂは、捲回体７０の幅方向（ｘ方向）において、負極タブ３６の両端の間に位置していない。なお、負極合剤層７２１の捲回終端部７２１ｂは、捲回体７０の幅方向（ｘ方向）において、正極合剤層６１２の捲回終端部６１２ｂと正極タブ３５との間に位置している。
【０１０５】
非水電解液電池５の構成によれば、捲回終端部７２１ｂおよび７２２ｂの両方が、ｘｚ平面に投影したときに、負極タブ３６と重なっていない。これにより、負極７２が膨張した際、捲回終端部７２１ｂおよび７２２ｂの両側での膨張差によって、負極タブ３６がねじれるのを防止することができる。また、負極タブ３６が、捲回終端部７２１ｂと７２２ｂとの間に位置している。これにより、負極タブ３６の両側において、捲回体７０から受ける圧力を対称にすることができる。したがって、非水電解液電池５の構成は、非水電解液電池４の構成よりも好ましい。非水電解液電池４（図９）では、負極合剤層６２２の捲回終端部６２２ｂが、ｘｚ平面に投影したときに、負極タブ３６と重なっているからである。また、非水電解液電池４では、負極タブ３６は、捲回終端部６２１ｂと６２２ｂとの間に位置していないからである。すなわち、非水電解液電池４の構成では、負極タブ３６の一方側に一つの捲回終端部（６１１ｂ）が存在し、他方側には２つの捲回終端部（６１２ｂおよび６２１ｂ）が存在しているのに対し、非水電解液電池５の構成では、負極タブ３６の両側に捲回終端部が２つづつ（６１１ｂと７２２ｂ、および６１２ｂと７２１ｂ）存在する。これにより、非水電解液電池５では、負極タブ３６が受ける力が対称になる。そのため、非水電解液電池５の構成は、非水電解液電池４の構成よりも、負極タブ３６にねじれが生じにくい。
【０１０６】
図１１を参照して、非水電解液電池６が備える捲回体８０は、負極８２を含んでいる。負極８２は、負極集電体８２０と、負極合剤層８２１および８２２とを含んでいる。図１１において、８２０ａ、８２１ａ、および８２２ａは、それぞれ負極集電体８２０、負極合剤層８２１、および負極合剤層８２２の捲回始端部を示す参照符号である。８２０ｂ、８２１ｂ、および８２２ｂは、それぞれ負極集電体８２０、負極合剤層８２１、および負極合剤層８２２の捲回終端部を示す参照符号である。
【０１０７】
負極合剤層８２２の捲回終端部８２２ｂは、捲回体８０の幅方向（ｘ方向）において、負極タブ３６と正極タブ３５との間に位置している。なお、負極合剤層８２１の捲回終端部８２１ｂは、捲回体８０の幅方向（ｘ方向）において、正極合剤層６１２の捲回終端部６１２ｂと正極タブ３５との間に位置している。
【０１０８】
非水電解液電池６の構成によれば、非水電解液電池５と同様に、捲回終端部８２１ｂおよび８２２ｂの両方が、ｘｚ平面に投影したときに、負極タブ３６と重なっていない。これにより、負極８２が膨張した際、捲回終端部８２１ｂおよび８２２ｂの両側での膨張差によって、負極タブ３６がねじれるのを防止することができる。
【０１０９】
非水電解液電池６の構成によれば、さらに、捲回終端部８２１ｂおよび８２２ｂは、両方とも正極タブ３５と負極タブ３６との間に位置している。正極タブ３５および負極タブ３６はそれぞれ一定の厚さを持っているため、正極タブ３５と負極タブ３６との間の部分において、捲回体８０の厚さ（ｙ方向の寸法）は最も薄くなる。この部分に捲回終端部８２１ｂおよび８２２ｂを位置させることで、捲回体８０の最厚部の厚さを薄くできる。したがって、非水電解液電池６の構成は、非水電解液電池４および５の構成よりも好ましい。
【０１１０】
以上を整理すると、本明細書で開示した実施形態は、好ましい順番に、非水電解液電池３（図８）、非水電解液電池２（図７）、非水電解液電池１（図３）、非水電解液電池６（図１１）、非水電解液電池５（図１０）、非水電解液電池４（図９）となる。
【０１１１】
［その他の実施形態］
以上、本発明についての実施形態を説明したが、本発明は上述の各実施形態にのみ限定されず、発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【０１１２】
非水電解液電池１〜６で示したように、本発明にかかる非水電解液電池は、一方の正極合剤層の捲回終端部（３１１ｂ，６１２ｂ）が、捲回体の幅方向において、負極タブよりも捲回体の内周側にあり、他方の正極合剤層の捲回終端部（３１２ｂ，６１１ｂ）が、捲回体の幅方向において、負極タブよりも捲回体の外周側にあれば良い。これにより、捲回終端部の段差を分散できるからである。
【０１１３】
上記の構成において、非水電解液電池１〜３で示したように、捲回体の幅方向において、負極タブよりも捲回体の外周側に位置している正極合剤層の捲回終端部（３１２ｂ）は、他方の正極合剤層の捲回終端部（３１１ｂ）よりも、捲回体の外周側にあることが好ましい。これにより、外側の正極合剤層に屈曲部が存在しなくなるからである。
【０１１４】
上記の構成において、非水電解液電池２，３，５，６で示したように、一方の負極合剤層の捲回終端部（４２１ｂ，５２１ｂ，７２２ｂ，８２２ｂ）は、捲回体の幅方向において、対向する正極合剤層の捲回終端部と正極タブとの間に位置し、かつ、負極タブの両端の間に位置せず、他方の負極合剤層の捲回終端部（４２２ｂ，５２２ｂ，７２１ｂ，８２１ｂ）は、捲回体の幅方向において、対向する正極合剤層の捲回終端部と正極タブとの間に位置していることが好ましい。負極合剤層の捲回終端部の両側での膨張差によって、負極タブがねじれるのを防止できるからである。
【０１１５】
上記の構成において、非水電解液電池３および６で示したように、両方の捲回終端部が、前記幅方向において、正極タブと負極タブとの間に位置していることが好ましい。捲回体の最厚部の厚さを薄くできるからである。
【０１１６】
本明細書では、正極タブが捲回体の最外周側に形成された構成を例示している。しかし、正極タブは、捲回体の最内周側（正極の捲回始端部側）に形成されていても良い。
【０１１７】
本明細書では、捲回体がアルミニウム合金等で形成された外装缶と蓋板とからなる電池ケースに収容された構成を例示している。しかし、本発明はこれに限定されず、捲回体がラミネート外装体等に収容されている構成であっても良い。
【０１１８】
本明細書では、非水電解液電池が、リチウムイオン二次電池である場合を例示している。本発明は、非水電解液電池が、リチウムイオン二次電池である場合に特に好適に用いることができる。しかし、本発明はこれに限定されず、発明の範囲で種々の非水電解液電池として実施が可能である。
【実施例】
【０１１９】
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する。なお、この実施例は本発明を限定するものではない。【０１２０】
［実施例］
＜正極の作製＞
「Ｌｉ１．０Ｎｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２」と「Ｌｉ１．０３６Ｃｏ０．０９９１Ａｌ０．００４Ｍｇ０．００２Ｓｒ０．００１Ｔｉ０．００２Ｚｒ０．００１Ｏ２」とを３：７の割合（質量比）で混合した正極活物質１００質量部と、バインダであるＰＶＤＦを１０質量％の濃度で含むＮ‐メチル‐２‐ピロリドン（ＮＭＰ）溶液２０質量部と、導電助剤である人造黒鉛１質量部およびケッチェンブラック１質量部とを、二軸混練機を用いて混練し、さらにＮＭＰを加えて粘度を調節して、正極合剤含有ペーストを調製した。【０１２１】
前記正極合剤含有ペースト（スラリー）を、厚みが１５μｍのアルミニウム箔（正極集電体）の両面に塗布した後、１００℃で７時間の真空乾燥を行って、アルミニウム箔の両面に正極合剤層を形成した。その後、プレス（カレンダ）処理を行って、正極合剤層の厚さおよび密度を調節し、アルミニウム箔の露出部にニッケル製の正極タブを溶接して、長さ５４３ｍｍ、幅５０ｍｍの帯状の正極を作製した。得られた正極における正極合剤層は、片面あたりの厚みが６５ｍｍであった。【０１２２】
＜負極の作製＞
負極活物質である平均粒子径Ｄ５０％が８μｍであるＳｉＯ表面を炭素材料で被覆した複合体（複合体における炭素材料の量が１０質量％）と、平均粒子径Ｄ５０％が１６μｍである黒鉛とを、ＳｉＯ表面を炭素材料で被覆した複合体の量が３．７５質量％となる量で混合した混合物９７．５質量部と、バインダであるＳＢＲ１．５質量部と、増粘剤であるＣＭＣ１質量部とに、水を加えて混合し、負極合剤含有ペーストを調製した。【０１２３】
前記負極合剤含有ペースト（スラリー）を、厚みが８μｍの銅箔（負極集電体）の両面に塗布した後、１６０℃で２４時間の真空乾燥を行って、銅箔の両面に負極合剤層を形成した。その後、プレス（カレンダ）処理を行って、負極合剤層の厚さおよび密度を調節し、銅箔の露出部にニッケル製の負極タブを溶接して、長さ６２６ｍｍ、幅５１ｍｍの帯状の負極を作製した。得られた負極における負極合剤層は、片面あたりの厚みが６０μｍであった。【０１２４】
＜非水電解液の調製＞
エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）との容積比３：７の混合溶媒に、ＬｉＰＦ６を１．１ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解させて、フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）を２．０質量％となる量、およびビニレンカーボネート（ＶＣ）を２．０質量％となる量で、それぞれ添加して、非水電解液を調製した。【０１２５】
＜電池の組み立て＞
前記帯状の正極を、厚みが１６μｍのリチウム二次電池用ＰＥ製セパレータを介して前記帯状の負極に重ね、捲回した後、偏平状になるように加圧した。捲回体は、構造が第１の実施形態にかかる捲回体３０（図３）に準ずるように作製した。【０１２６】
次に、外寸が厚み４．４ｍｍ、幅４５．８ｍｍ、高さ５５．３ｍｍのアルミニウム合金製の角型の電池ケースに前記電極捲回体を挿入し、集電タブの溶接を行うとともに、アルミニウム合金製の蓋板を電池ケースの開口端部に溶接した。その後、蓋板に設けた注入口から前記非水電解液を注入し、１時間静置した後注入口を封止した。その後、化成工程を経て、図１に示す構造のリチウム二次電池を得た。【０１２７】
［比較例］
捲回体を、構造が比較形態にかかる捲回体９０（図５）に準ずるように作製した。それ以外は実施例と同様にして、リチウム二次電池を得た。【０１２８】
［膨れ量測定］
厚み測定器として、デジタルマイクロメータ（ミツトヨ製）を用いた。測定端子はφ６ｍｍ、測定圧は５〜１０Ｎとし、実施例および比較例で作製した電池各１０個の厚みを測定した。【０１２９】
図１２は、膨れ量測定における、厚みの測定箇所を示す図である。図１２（ａ）はリチウム二次電池の正面図であり、図１２（ｂ）は平面図であり、それぞれ寸法を付して示している。図１２（ａ）には、正極タブ３５および負極タブ３６の位置に、ハッチングを付して模式的に示している。各電池について、負極タブ３６の近傍の１２点（Ｐ１〜Ｐ１２）の厚みを化成前後で測定した。各点の厚みは、５回測定して平均値を求めた。化成前後で厚みの差が最も大きかった点における、化成前後の厚みの差（膨れ量）を調べた。【０１３０】
実施例で作製した電池１０個のそれぞれについて、上記のように膨れ量（ｍｍ）を求め、平均値を算出した。比較例で作製した電池１０個のそれぞれについても同様に、上記のように膨れ量（ｍｍ）を求め、平均値を算出した。結果を表１に示す。
【表１】
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【０１３１】
表１に示すように、実施例のリチウム二次電池は、比較例のリチウム二次電池と比較して、膨れ量が小さかった。本発明により、捲回体が均一に膨張し、うねりの発生が防止できたためであると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
本発明は、扁平形状の捲回体を備える非水電解液電池として産業上の利用が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成24年12月11日(2012.12.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極および負極がセパレータを介して捲回された扁平形状の捲回体と、
前記負極に接合され、前記捲回体の捲回軸方向に延在した負極タブとを備え、
前記正極は、帯形状の正極集電体と、前記正極集電体の一方の面に形成された第１正極合剤層と、前記正極集電体の他方の面に形成された第２正極合剤層とを含み、
前記捲回体の主面と平行で、かつ捲回軸方向と垂直な方向を幅方向とし、
前記第１正極合剤層の捲回終端部は、前記幅方向において、前記負極タブよりも前記捲回体の内周側に位置し、
前記第２正極合剤層の捲回終端部は、前記幅方向において、前記負極タブよりも前記捲回体の外周側に位置している、非水電解液電池。
【請求項２】
前記負極タブは、前記捲回体の最内周側において、前記負極の集電体の露出部分に接合されている、請求項１に記載の非水電解液電池。
【請求項３】
前記第２正極合剤層の捲回終端部は、前記第１正極合剤層の捲回終端部よりも、前記捲回体の外周側にある、請求項１または２に記載の非水電解液電池。
【請求項４】
前記正極に接合され、前記捲回体の捲回軸方向に延在した正極タブをさらに備え、
前記正極タブは、前記捲回体の最外周側において、前記正極集電体の露出部分に接合されており、
前記負極は、帯形状の負極集電体と、前記セパレータを介して前記第２正極合剤層と対向するように前記負極集電体の一方の面に形成された第１負極合剤層と、前記負極集電体の他方の面に形成された第２負極合剤層とを含み、
前記第１負極合剤層の捲回終端部は、前記幅方向において、前記第２正極合剤層の捲回終端部と前記正極タブとの間に位置し、かつ、前記負極タブの両端の間に位置せず、
前記第２負極合剤層の捲回終端部は、前記幅方向において、前記第１正極合剤層の捲回終端部と前記正極タブとの間に位置している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の非水電解液電池。
【請求項５】
前記第１負極合剤層の捲回終端部は、前記幅方向において、前記正極タブと前記負極タブとの間に位置している、請求項４に記載の非水電解液電池。
【請求項６】
前記負極タブは、一方の端部が前記負極の捲回軸方向の一方の端部近傍に位置するように形成され、他方の端部が前記負極の捲回軸方向の他方の端部から突出するように形成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の非水電解液電池。
【請求項７】
前記負極タブは、前記負極の捲回軸方向の両端部近傍のみで接合され、中央部分は接合されていない、請求項１〜６のいずれか一項に記載の非水電解液電池。
【請求項８】
前記第１および第２負極合剤層は、金属または酸化物を含んでいる、請求項４〜７のいずれか一項に記載の非水電解液電池。
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月19日(2013.2.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極および負極がセパレータを介して捲回された扁平形状の捲回体と、
前記負極に接合され、前記捲回体の捲回軸方向に延在した負極タブとを備え、
前記正極は、帯形状の正極集電体と、前記正極集電体の一方の面に形成された第１正極合剤層と、前記正極集電体の他方の面に形成された第２正極合剤層とを含み、
前記捲回体の主面と平行で、かつ捲回軸方向と垂直な方向を幅方向とし、
前記第１正極合剤層の捲回終端部は、前記幅方向において、前記負極タブよりも前記捲回体の内周側に位置し、
前記第２正極合剤層の捲回終端部は、前記幅方向において、前記負極タブよりも前記捲回体の外周側に位置し、
前記負極タブは、前記捲回体の最内周側において、前記負極の集電体の露出部分に接合されている、非水電解液電池。
【請求項２】
前記第２正極合剤層の捲回終端部は、前記第１正極合剤層の捲回終端部よりも、前記捲回体の外周側にある、請求項１に記載の非水電解液電池。
【請求項３】
前記正極に接合され、前記捲回体の捲回軸方向に延在した正極タブをさらに備え、
前記正極タブは、前記捲回体の最外周側において、前記正極集電体の露出部分に接合されており、
前記負極は、帯形状の負極集電体と、前記セパレータを介して前記第２正極合剤層と対向するように前記負極集電体の一方の面に形成された第１負極合剤層と、前記負極集電体の他方の面に形成された第２負極合剤層とを含み、
前記第１負極合剤層の捲回終端部は、前記幅方向において、前記第２正極合剤層の捲回終端部と前記正極タブとの間に位置し、かつ、前記負極タブの両端の間に位置せず、
前記第２負極合剤層の捲回終端部は、前記幅方向において、前記第１正極合剤層の捲回終端部と前記正極タブとの間に位置している、請求項１または２に記載の非水電解液電池。
【請求項４】
前記第１負極合剤層の捲回終端部は、前記幅方向において、前記正極タブと前記負極タブとの間に位置している、請求項３に記載の非水電解液電池。
【請求項５】
前記負極タブは、一方の端部が前記負極の捲回軸方向の一方の端部近傍に位置するように形成され、他方の端部が前記負極の捲回軸方向の他方の端部から突出するように形成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の非水電解液電池。
【請求項６】
前記負極タブは、前記負極の捲回軸方向の両端部近傍のみで接合され、中央部分は接合されていない、請求項１〜５のいずれか一項に記載の非水電解液電池。
【請求項７】
前記第１および第２負極合剤層は、金属または酸化物を含んでいる、請求項３〜６のいずれか一項に記載の非水電解液電池。
【国際調査報告】
2013136461.tif 000018
2013136461.tif 000019