(57)【要約】【課題】  リチウムが析出し成長する経路を妨げ、リチウム析出による内部短絡を抑えた二次電池を提供することを課題とする。【解決手段】  上記課題を解決するために本発明の二次電池では、金属箔（１１ａ、１２ａ）上に活物質粒子を含む合剤層（１１ｂ、１２ｂ）が配置された電極（１１、１２）を備え、合剤層（１１ｂ、１２ｂ）は欠点部（５５）を有し、欠点部（５５）は、セラミック粒子（５２ａ）を含む保護部材（５２）で埋められており、セラミック粒子（５２ａ）の粒径は活物質粒子の粒径よりも小さいことを特徴とする。【選択図】  図４
2018006098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属箔上に活物質粒子を含む合剤層が配置された電極を備えた二次電池において、
前記合剤層は欠点部を有し、
前記欠点部は、セラミック粒子を含む保護部材で埋められており、
前記セラミック粒子の粒径は前記活物質粒子の粒径よりも小さいことを特徴とする二次電池。
【請求項２】
請求項１に記載の二次電池において、
前記セラミック粒子の粒径は平均粒径０．５μｍ〜２．０μｍであることを特徴とする二次電池。
【請求項３】
請求項２に記載の二次電池において、
前記保護部材は前記欠点部に加え、さらに前記合剤層上を覆っていることを特徴とする二次電池。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の二次電池において、
前記合剤層と前記金属箔の間にはカーボン材料を主材とするアンダーコート層からなることを特徴とする二次電池。
【請求項５】
金属箔上に活物質粒子を含む合剤層が配置された電極を備えた二次電池において、
前記合剤層は欠点部を有し、
前記欠点部上には、保護部材が配置され、
前記保護部材は絶縁テープであることを特徴とする二次電池。
【請求項６】
請求項５に記載の二次電池において、
前記絶縁テープの厚みは前記合剤層の厚み以下であることを特徴とする二次電池。
【請求項７】
請求項６に記載の二次電池において、
前記絶縁テープの厚みは１０μｍ以下であることを特徴とする二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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】
従来のリチウム二次電池は、正極合剤が塗布された正極電極と負極合剤が塗布された負極電極とをセパレータを介して軸芯の周囲に捲回して構成された発電要素からなる。発電要素は、外部端子に接続され、電解液とともに電池缶に収容されて密閉される。
【０００３】
発電要素を構成する正極電極及び負極電極はシート状であり、金属箔の基材上に発電要素となる活物質の合剤が正負極それぞれに塗布されている。近年では、安全性や電池性能向上のために活物質による合剤以外のものも塗布した電極も開発されている。本技術分野の背景技術として特許文献１では、活物質による合剤層だけでなく、基材上にアンダーコート層を設けることで、電極品質を向上させる技術が提案されており、電極活物質層の剥離強度が強く、かつ、電気抵抗が小さい電極シートを提供すると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２０６７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
負極電極において、正極と対向する合剤塗布面に合剤未塗布の欠点が発生した場合、正極中から放出されたリチウムが欠点上に析出し、成長すると正極と接触し短絡する恐れがある。通常、合剤未塗布のため基材が露出した欠点部分を、基材である銅の色と合剤である黒鉛炭素の黒色というように、色合いの違いで検出することができる。
【０００６】
特許文献１では、アンダーコート層にカーボン等の導電性材料を用い、負極合剤には黒鉛などの炭素材料を用いている。このため、アンダーコート層、合剤層いずれも塗布面は黒色となり、それぞれを見分けることが難しい。アンダーコート層は、負極合剤と同じ炭素材料を用いるが、合剤層のようなリチウムを吸蔵する機能を期待することは難しい。したがって、特許文献１のような電極の場合、発生した欠点部を見分けることが難しく、欠点部にリチウムが析出し成長すると内部短絡を引き起こす可能性がある。
【０００７】
また、欠点部を覆うため、通常の耐熱層を用いたのでは、耐熱層を構成するフィラー粒径と欠点の大きさとの関係で、十分に欠点部を保護することが出来ない恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の二次電池では、金属箔（１１ａ、１２ａ）上に活物質粒子を含む合剤層（１１ｂ、１２ｂ）が配置された電極（１１、１２）を備え、合剤層（１１ｂ、１２ｂ）は欠点部（５５）を有し、欠点部（５５）は、セラミック粒子（５２ａ）を含む保護部材（５２）で埋められており、セラミック粒子（５２ａ）の粒径は活物質粒子の粒径よりも小さいことを特徴とする。
また、本発明の二次電池では、金属箔（１１ａ、１２ａ）上に活物質粒子を含む合剤層（１１ｂ、１２ｂ）が配置された電極（１１、１２）を備え、合剤層（１１ｂ、１２ｂ）は欠点部（５５）を有し、欠点部（５５）上には、保護部材（５２）が配置され、保護部材（５２）は絶縁テープ（６２）であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の二次電池は、合剤塗布面の欠点部を保護部材で覆うことで、リチウムが析出し成長する経路を妨げ、リチウム析出による内部短絡を抑制した二次電池を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】円筒形二次電池の断面図
【図２】円筒形二次電池の分解斜視図
【図３】発電要素の分解断面斜視図
【図４】実施例１における捲回方向から見た負極断面図
【図５】実施例１における捲回方向から見た負極断面拡大図
【図６】実施例２における捲回方向から見た負極断面図
【図７】実施例３における捲回方向から見た負極断面図
【図８】実施例４における捲回方向から見た負極断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
≪実施例１≫
以下、本発明によるリチウムイオン二次電池の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、円筒形二次電池の一実施の形態を示す断面図である。円筒形二次電池１は、底部を有し、上部が開口された円筒形の電池缶２および電池缶２の上部を封口するハット型の電池蓋３で構成される電池容器４を有する。電池容器４の内部には、以下に説明する発電用の各構成部材が収容され、非水電解液５が注入されている。
【００１３】
円筒形の電池缶２には、上端側に設けられた開口部２ｂ側に電池缶２の内側に突き出した溝２ａが形成されている。
【００１４】
電池缶２の内部には、発電要素１０が配置されている。発電要素１０は、軸方向に沿う中空部を有する細長い円筒形の軸芯１５と、軸芯１５の周囲に捲回された正極電極および負極電極およびセパレータとを備える。円筒形状の軸芯１５の中空部は、軸方向（図面の上下方向）で軸方向に垂直な面の断面形状が異なる。中空部の上方での断面形状は平行部と曲線部で形成されるトラック形状をしている。中空部の下方での断面形状は上方の平行部の幅よりも小さい径の円形である。この上方の中空部１５ａに円筒状の正極集電リング２７が圧入されている。正極集電リング板２７は、円盤状の基部２７ａと、この基部２７ａの内周部において軸芯１５側に向かって突出し、軸芯１５の内面に圧入される下部筒部２７ｂと、外周縁において電池蓋３側に突き出す上部筒部２７ｃとを有する。正極集電リング２７はこの下部筒部２７ｂにより軸芯１５の上端部に固定、支持されている。正極集電リング２７の基部２７ａには、注液された非水電解液５を発電要素１０に浸透させるための開口部２７ｄおよび開口部２７ｅが形成されている。
【００１５】
正極電極の正極タブ１６は、正極集電リング２７の上部筒部２７ｃに溶接されている。正極集電リング２７は例えばアルミニウム系金属により形成され、上部筒部２７ｃの外周には、正極電極の正極タブ１６および押え部材２８が溶接されている。多数の正極タブ１６は、正極集電リング２７の上部筒部２７ｃの外周に密着させておき、正極タブ１６の外周に押え部材２８をリング状に巻き付けて仮固定し、この状態で超音波溶接により接合される。
【００１６】
軸芯１５の下端部の外周には、外径が径小とされた段部１５ｂが形成され、この段部１５ｂに負極集電リング２１が圧入されて固定されている。負極集電リング２１は、例えば、銅系金属により形成され、円盤状の基部２１ａに軸芯１５の段部１５ｂに圧入される開口部２１ｂが形成され、外周縁に、電池缶２の底部側に向かって突き出す外周筒部２１ｃが形成されている。負極集電リング２１の基部２１ａには、軸芯１５の中空軸に注液された非水電解液５を発電要素１０に浸透させるための開口部２１ｄ（図２参照）が形成されている。
【００１７】
負極電極の負極タブ１７は、負極集電リング２１の外周筒部２１ｃに接合される。
負極集電リング２１の外周筒部２１ｃの外周には、負極電極の負極タブ１７および押え部材２２が溶接されている。多数の負極タブ１７を、負極集電板２１の外周筒部２１ｃの外周に密着させておき、負極タブ１７の外周に押え部材２２をリング状に巻き付けて仮固定し、この状態で溶接される。負極集電リング２１の基部２１ａには、接続リード板５０が、抵抗溶接、或いはレーザ溶接等により接合されている。
【００１８】
多数の正極タブ１６は、正極集電リング２７に溶接され、多数の負極タブ１７が負極集電リング２１に溶接されることにより、正極集電リング２７、負極集電リング２１および発電要素１０が一体的にユニット化された発電ユニット２０が構成される。電池缶２の内部には、非水電解液５が所定量注入されている。非水電解液５の一例として、リチウム塩がカーボネート系溶媒に溶解した溶液が上げられる。
【００１９】
図２は円筒形二次電池の分解斜視図である。
【００２０】
円筒形状の軸芯１５の中空部の上方には、円筒状の正極集電リング２７が圧入されている。正極集電リング２７は、例えば、アルミニウム系金属により形成されている。正極集電リング２７の基部２７ａには、電池内部で発生するガスを放出するための開口部２７ｄが形成されている。正極集電リング２７に形成された開口部２７ｅは、接続リード板５０を電池缶２に溶接するための電極棒（図示せず）を挿通するためのものである。電極棒を正極集電リング２７に形成された開口部２７ｅから軸芯１５の中空部に差し込み、その先端部で接続リード板５０を電池缶２の底部２ｃの内面に押し付けて抵抗溶接を行う。これにより発電ユニット２０は電池缶２の底部２ｃに固定される。また、負極集電リング２１に接続されている電池缶２は一方の出力端子として作用し、発電要素１０に蓄電された電力を電池缶２から取り出すことができる。正極集電リング２７の基部２７ａの上面には、複数のアルミニウム箔が積層されて構成されたフレキシブルな接続部材３３が、その一端部を溶接されて接合されている。
【００２１】
正極集電リング２７の上部筒部２７ｃ上には、電池蓋ユニット３０が配置されている。電池蓋ユニット３０は、リング形状をした絶縁板３４、絶縁板３４に設けられた開口部３４ａに嵌入された接続板３５、接続板３５に溶接されたダイアフラム３７およびダイアフラム３７に、かしめと溶接により固定された電池蓋３により構成される。
【００２２】
絶縁板３４は、円形の開口部３４ａを有する絶縁性樹脂材料からなるリング形状を有し、正極集電リング２７の上部筒部２７ｃ上に載置されている。
【００２３】
絶縁板３４は、開口部３４ａおよび下方に突出する側部３４ｂを有している。絶縁板３４の開口部３４ａ内には接続板３５が嵌合されている。接続板３５の下面には、接続部材３３の他端部が溶接されて接合されている。
【００２４】
接続板３５は、アルミニウム系金属で形成され、中央部を除くほぼ全体が均一でかつ、中央側が少々低い位置に撓んだ、ほぼ皿形状を有している。接続板３５の中心には、薄肉でドーム形状に形成された突起部３５ａが形成されており、突起部３５ａの周囲には、複数の開口部３５ｂが形成されている。開口部３５ｂは、電池内部に発生するガスを放出する機能を有している。接続板３５の突起部３５ａはダイアフラム３７の中央部の底面に抵抗溶接または摩擦攪拌接合等により接合されている。ダイアフラム３７はアルミニウム系金属で形成され、ダイアフラム３７の中心部を中心とする円形の切込み３７ａを有する。切込み３７ａはプレスにより上面側をＶ字形状に押し潰して、残部を薄肉にしたものである。ダイアフラム３７は、電池の安全性確保のために設けられており、電池の内圧が上昇すると、切込み３７ａにおいて開裂し、内部のガスを放出する機能を有する。
【００２５】
ダイアフラム３７は周縁部において電池蓋３の周縁部を固定している。ダイアフラム３７は図２に図示されるように、当初、周縁部に電池蓋３側に向かって垂直に起立する側壁３７ｂを有している。この側壁３７ｂ内に電池蓋３を収容し、かしめ加工により、側壁３７ｂを電池蓋３の上面側に屈曲して固定する。
【００２６】
電池蓋３は、炭素鋼等の鉄で形成され、表裏両面にニッケルめっきが施されており、ダイアフラム３７に接触する円盤状の周縁部３ａと、この周縁部３ａから上方に突出する筒部３ｂを有するハット型を有する。筒部３ｂには開口部３ｃが形成されている。この開口部３ｃは、電池内部に発生するガス圧によりダイアフラム３７が開裂した際、ガスを電池外部に放出するためのものである。電池蓋３は一方の電力出力端として作用し、電池蓋３から蓄電された電力を取り出すことができる。
【００２７】
電池蓋ユニット３０の下側には、ダイアフラム３７と電池蓋３とのかしめ部を覆う絶縁部材からなるガスケット４３が設けられている。ガスケット４３は、ゴムで形成されており、限定する意図ではないが、１つの好ましい材料の例として、フッ素系樹脂をあげることができる。
【００２８】
ガスケット４３は、リング状の基部４３ａの周側縁に、上部方向に向けてほぼ垂直に起立して形成された外周壁部４３ｂを有する形状を有している。
【００２９】
そして、プレス等により、電池缶２と共にガスケット４３の外周壁部４３ｂを屈曲して基部４３ａと外周壁部４３ｂにより、ダイアフラム３７と電池蓋３を軸方向に圧接するようにかしめ加工される。これにより、電池蓋３、ダイアフラム３７、絶縁板３４および接続板３５が一体に形成された電池蓋ユニット３０がガスケット４３を介して電池缶２に固定されると共に、絶縁板３４が発電ユニット２０の正極集電リング２７に当接し、発電ユニット２０を電池缶２の缶底側に押しつけている。
【００３０】
図３は、発電要素１０の構造の詳細を示すための分解断面斜視図である。
【００３１】
発電要素１０は、軸芯１５の周囲に、正極電極１１、負極電極１２、および第１、第２のセパレータ１３、１４が捲回された構造を有する。
【００３２】
軸芯１５は、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）のような絶縁材により形成され、中空円筒形状を有する。軸芯１５には、第１のセパレータ１３、負極電極１２、第２のセパレータ１４および正極電極１１が、順に積層され、捲回されている。最内周の負極電極１２の内側には第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４が数周（図３では、１周）捲回されている。第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４は、絶縁性の多孔質体で形成されている。
【００３３】
最内周（軸芯側）では、負極電極１２の捲き始めが正極電極１１の捲き始めよりも周方向に延出している。また、最外周（電池缶側）では負極電極１２が正極電極１１よりも外周側に捲回されており、負極電極１２の捲き終わりが正極電極１１の捲き終わりよりも周方向に延出されている。最外周の負極電極１２の外周に第２のセパレータ１４が捲回されている。最外周の第２のセパレータ１４終端が接着テープ１９で止められる。尚、最外周で第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４が数回、捲回された後、接着テープ１９で止められることもある。
【００３４】
正極電極１１は、アルミニウム箔により形成され長尺な形状を有し、正極金属箔１１ａと、この正極金属箔１１ａの両面に正極合剤が塗布された正極合剤層１１ｂを有する。正極金属箔１１ａの長手方向に延在する上方側の側縁は、正極合剤が塗布されず正極金属箔１１ａが露出した正極箔露出部１１ｃとなっている。この正極箔露出部１１ｃには、軸芯１５の軸に沿って上方に突き出す多数の正極タブ１６が等間隔に一体的に形成されている。
【００３５】
正極合剤は正極活物質と、正極導電材と、正極バインダとからなる。正極活物質として、コバルト、マンガン、ニッケル等のリチウム酸化物が挙げられる。
【００３６】
正極バインダとして、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）やフッ素ゴムなどが挙げられる。
【００３７】
正極合剤を正極金属箔１１ａに塗布する方法の例として、ロール塗工法、スリットダイ塗工法、等が挙げられる。正極合剤に分散溶液を混練したスラリを、厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に均一に塗布し、乾燥させた後、プレスし、裁断する。正極合剤の塗布厚さの一例としては片側約４０μｍである。正極金属箔１１ａを裁断する際、正極タブ１６を一体的に形成する。すべての正極タブ１６の長さは、ほぼ同じである。
【００３８】
負極電極１２は、銅箔により形成され長尺な形状を有する負極金属箔１２ａと、この負極金属箔１２ａの両面に負極合剤が塗布された負極合剤層１２ｂとを有する。負極金属箔１２ａの長手方向に延在する下方側の側縁は、負極合剤が塗布されず銅箔が露出した負極箔露出部１２ｃとなっている。この負極箔露出部１２ｃには、軸芯１５の軸に沿って正極タブ１６とは反対方向に延出された、多数の負極タブ１７が等間隔に一体的に形成されている。
【００３９】
負極合剤は、負極活物質と、負極バインダと、増粘剤とからなる。負極活物質としては、黒鉛炭素が挙げられ、平均粒径は１０μｍ程度である。
【００４０】
負極合剤を負極金属箔１２ａに塗布する方法の例として、ロール塗工法、スリットダイ塗工法、グラビア塗工等が挙げられる。負極合剤に分散溶媒を混練したスラリを、厚さ１０μｍの銅箔の両面に均一に塗布し、乾燥させる。負極金属箔１２ａをプレスにより裁断する際、負極タブ１７を一体的に形成する。すべての負極タブ１７の長さは、ほぼ同じである。
【００４１】
第１、第２のセパレータ１３、１４の幅は、負極電極１２の負極合剤層１２ｂの幅よりも大きい。負極電極１２の負極合剤層１２ｂの幅は、正極電極１１の正極合剤層１１ｂの幅よりも大きい。負極合剤層１２ｂの幅および長さを正極合剤層１１ｂの幅および長さよりも大きくして、正極合剤層１１ｂの全領域を負極合剤層１２ｂで覆う構造とされている。リチウムイオン二次電池の場合、正極活物質中にあるリチウムがイオン化してセパレータを浸透し、負極活物質に吸蔵される。この場合、負極側に負極活物質が形成されておらず負極金属箔１２ａが表出していると負極金属箔１２ａにリチウムが析出し、内部短絡を発生する原因となる。上記の如く、正極合剤層１１ｂの全領域を負極合剤層１２ｂで覆うことにより、このようなリチウム析出に伴う内部短絡を防止することができる。
【００４２】
第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４は、それぞれ、例えば、厚さ４０μｍのポリエチレン製多孔膜で形成されている。
【００４３】
続いて本発明の特徴点について説明する。図４は、実施例１における捲回方向からみた負極電極１２の断面図であり、図５は図４のＡ部の拡大図である。
【００４４】
負極合剤に分散溶媒を混練したスラリを、厚さ１０μｍの銅箔の両面に均一に塗布し、乾燥させる。乾燥後の負極塗布膜上に、保護部材５２を更に塗布する。このとき、負極合剤が未乾燥の状態で保護部材５２を塗布しても構わない。保護部材５２の塗布後に再び乾燥させて、負極を裁断する。保護部材５２は、主に粒径１μｍ程度、具体的には平均粒径０．５μm〜２．０μｍのアルミナ水和物などのセラミックのフィラー５２ａと、バインダからなる。なお、本明細書において、平均粒径とはレーザー回折、散乱法によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒径で定義される。
【００４５】
通常は、負極合剤層を塗布すると均一な厚みの乾燥膜が得られるが、スラリ中に気泡を含んでいる場合など、合剤塗布面に金属箔１２ａが表出した欠点部５５が発生する。リチウムイオン二次電池の場合、正極活物質中にあるリチウムがイオン化してセパレータを浸透し、負極活物質に吸蔵される。この場合、負極側に負極活物質が形成されておらず負極金属箔１２ａが表出していると負極金属箔１２ａにリチウムが析出し、内部短絡を発生する原因となる。
【００４６】
この欠点を含んだ負極合剤層１２ｂに対し上から保護部材で覆う、即ち、保護部材５２を塗布することで、凹んだ欠点部５５に保護部材スラリが優先的に流れ込み、負極金属箔１２ａが表出した部分を保護部材５２が覆う。粒径が小さい保護部材フィラー５２aが欠点部上に密に敷き詰められることで、リチウム析出が膜厚方向に成長するための経路を複雑化し、成長を妨げて内部短絡を抑制する機能が得られる。なお、保護部材５２に用いられるフィラーの粒径は欠点５５よりも小さくする必要がある。欠点５５よりも大きくなると粒子が入り込まず、欠点５５を十分に保護できなくなるためである。より具体的にいうと、欠点５５は最も小さいものの場合、負極合剤層１２ｂを構成する活物質粒子数個分の面積を持っている。そのため負極合剤層１２ｂを構成する活物質粒子の粒径よりも小さければ良い。
【００４７】
一例として、負極合剤の塗布厚さは片側約４０μｍであり、合剤層上の保護部材の厚さは５μｍである。合剤層と保護部材をあわせた厚みは４５μｍとなるが、保護部材５２で覆われた欠点部５５も同じ厚みとなる。これは、負極合剤が未塗布である欠点部は周辺よりも凹んでいるため、保護部材のスラリが優先的に流れ込み、結果として周辺と同様の厚みとなる。また、その後のプレス工程により、負極合剤層全体の厚みを均一に形成する。
【００４８】
負極金属箔１２ａをプレスにより裁断する際、負極タブ１７を一体的に形成する。すべての負極タブ１７の長さは、ほぼ同じである。
【００４９】
また、上記保護部材５２は耐熱性を有することで負極合剤層１２ｂ全面を覆うことにより、短絡による発熱を抑制する役割も担っている。
【００５０】
なお、本観点では円筒形二次電池を実施例として記載したが、本発明に関わる形態は角形電池も実施可能であり、電池の機構はこの限りではない。また、ラミネート形の電池に使用することも可能である。
【００５１】
また、本実施例では負極に保護部材５２を設けた例を説明したが、正極に保護部材５２を用いる構造としても良い。
【００５２】
≪実施例２≫
続いて実施例２について説明する。なお、実施例２で実施例１と同じ構成については同様の図面番号を用いている。また、実施例１と同一の機能を有する部分については、説明を省略する。本実施例が実施例１と異なるのは欠点部５５の部分にのみ保護部材５２を塗布する点である。
【００５３】
図６は本実施例における負極断面図である。
【００５４】
保護部材５２は、耐熱性を有する反面、負極活物質に比べ導電性に乏しい。このため、保護部材５２の塗布量が多く厚くなった場合、負極表面の抵抗が高くなり、電池特性が悪くなる可能性がある。
【００５５】
そこで実施例２では、保護部材５２が負極合剤層１２ｂの全面を覆わずに、欠点部５５周辺のみを覆う構造としている。塗布直後は一時的に負極合剤層１２ａよりも欠点部５５の厚みが厚くなるが、プレスにより電極厚みは均一になる。さらに欠点部５５における保護部材の密度が増すため、電池特性を損なわずに本発明の効果を発現することが可能となる。
【００５６】
以上、本実施例についてまとめる。本実施例では保護部材５２が負極合剤層１２ｂの全面を覆わずに欠点部５５のみを埋める構造とした。そのため負極合剤層１２ｂの表面の抵抗が高くなる可能性を排除出来る。
【００５７】
≪実施例３≫
続いて実施例３について説明する。なお、実施例３で実施例１と同じ構成については同様の図面番号を用いている。また、実施例１と同一の機能を有する部分については、説明を省略する。本実施例が実施例１と異なるのは欠点部５５の部分に保護部材として絶縁テープ６２を貼り付けた点である。
【００５８】
図７は実施例３における負極断面図である。本実施例では保護部材として絶縁性を有した絶縁テープ６２を欠点部５５上に貼り付ける構造とした。このような構造にすることによって、簡易な構造で欠点部分が絶縁されるためリチウム析出を抑制することができる。
【００５９】
絶縁性テープ６２の材質はポリプロピレン等の絶縁性を有する樹脂が望ましく、厚みは薄い方が望ましい。厚みの例としては１０μｍ以下であることが好ましい。このように絶縁性テープ６２を薄くすることで、電極のプレス工程により欠点の無い部分と同一の厚みに揃えることができる。
【００６０】
一方で絶縁性テープ６２が厚いと、プレス工程を経ても欠点の無い部分と同じ厚みまで薄くすることができない。捲回群は、正極、負極、セパレータが隙間無く密に捲回されるため、欠点部周辺の面圧が高くなる。少なくとも、合剤厚みより薄いテープを用いる必要がある。
【００６１】
また負極合剤層１２ｂに過度な面圧が発生した場合、充放電における負極活物質の膨張収縮によって受圧部にはさらに負荷がかかり、劣化しやすくなる可能性がある。
【００６２】
また絶縁テープ６２の面積が大きすぎると正負極の対向面積が減少し、電池容量の減少や内部抵抗の上昇といった電池性能が低下することが考えられる。そのため、絶縁性テープ６２の面積は、欠点部５５を覆うだけの面積が確保されれば良い。
【００６３】
以上、本実施例について簡単にまとめる。本実施例では欠点部５５を保護する保護部材として絶縁テープ６２を用いる構造とした。そのため負極合剤層１２ｂの表面の抵抗が高くなる可能性を排除しつつ、簡易な構造で欠点部５５を覆うことが可能となる。
【００６４】
≪実施例４≫
続いて実施例４について説明する。なお、実施例４で実施例１と同じ構成については同様の図面番号を用いている。また、実施例１と同一の機能を有する部分については、説明を省略する。本実施例が実施例１と異なるのは基材上にアンダーコート層６０を設けた点である。
【００６５】
図８は実施例４における負極断面図である。本実施例では、アンダーコート層６０を基材に塗布し、その上から負極合剤層１２ｂを塗布した電極に、保護部材５２を塗布したものである。アンダーコート層６０は、導電性の高いカーボン等のフィラー、バインダからなる。フィラーは、負極活物質に比べて平均粒径０．１〜０．５μｍ程度と粒径が小さく、これを負極金属箔１２ａに１μｍ程度の厚さで塗布し、その上から合剤層及び保護部材を塗布する。本実施例のようにカーボン材料を主材としたアンダーコート層６０及び負極合剤層１２ｂはそれぞれ黒色であるため、負極合剤が塗布されていない欠点部の見分けが難しい。このため実施例２のように欠点部のみ合剤層を塗布する方法でも欠点部５５を覆うことは可能だが、実施例１のように保護部材５２を負極合剤層１２ｂ上の全面をに塗布すると、欠点部５５を見分ける必要が無くなるため、より好ましい。
【００６６】
以上、本実施例について簡単にまとめる。本実施例では負極合剤層１２ｂと基材１２ａとの間にアンダーコート層６０を設けた状態で、負極合剤層１２ｂの上面全面に保護部材５２を塗布した。このような構造にすることによって、アンダーコート層６０を用いた場合であっても簡易に欠点部５５を保護することが可能となる。
【００６７】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、前記の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。さらに、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１      円筒形二次電池
２      電池缶
２ａ    溝
２ｂ    開口部
３      電池蓋
３ａ    周縁部
３ｂ    筒部
３ｃ    開口部
４      電池容器
５      非水電解液
１０    発電要素
１１    正極電極
１１ａ  正極金属箔
１１ｂ  正極合剤層
１１ｃ  正極箔露出部
１２    負極電極
１２ａ  負極金属箔
１２ｂ  負極合剤層
１２ｃ  負極箔露出部
１３    第１のセパレータ
１４    第２のセパレータ
１５    軸芯
１５ａ  上方の中空部
１５ｂ  段部
１６    正極タブ
１７    負極タブ
１９    接着テープ
２０    発電ユニット
２１    負極集電リング
２１ａ  基部
２１ｂ  開口部
２１ｃ  外周筒部
２１ｄ  開口部
２２    押え部材
２７    正極集電リング
２７ａ  基部
２７ｂ  下部筒部
２７ｃ  上部筒部
２７ｄ  開口部
２７ｅ  開口部
２８    押え部材
３０    電池蓋ユニット
３３    接続部材
３４    絶縁板
３４ａ  開口部
３４ｂ  側部
３５    接続板
３５ａ  突起部
３５ｂ  開口部
３７    ダイアフラム
３７ａ  切込み
３７ｂ  側壁
４３    ガスケット
４３ａ  基部
４３ｂ  外周壁部
５０    接続リード板
５２    保護部材
５２ａ  保護部材フィラー
５５    欠点部
６０    アンダーコート層
６２    絶縁性テープ
【図１】
2018006098.tif 000003
【図２】
2018006098.tif 000004
【図３】
2018006098.tif 000005
【図４】
2018006098.tif 000006
【図５】
2018006098.tif 000007
【図６】
2018006098.tif 000008
【図７】
2018006098.tif 000009
【図８】
2018006098.tif 000010