(57)【要約】【課題】捲回型電池において、電極群から引き出した集電リードを電池ケースの開口側の側壁内面に溶接する場合に、集電リードの破断を抑制する。【解決手段】電池ケースに収容された電極群および電解質と、電池ケースの開口を塞ぐ封口体と、封口体と電極群との間に配置された絶縁筒体と、電極群の開口側に設けられた群固定部材とを具備し、第１電極と封口体とが、第１集電リードで接続されており、第２電極と電池ケースとが、第２集電リードで接続されており、第２集電リードは、一端部が、第２電極に接続され、他端部が、端面から引き出されて電池ケースの開口側の側壁内面に接続されており、群固定部材が、第２集電リードの内側において、電極群の開口側の端面から電極群の他方の端面側に延在している捲回型電池。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を有する電池ケースと、
前記電池ケースに収容された電極群および電解質と、
前記電池ケースの前記開口を塞ぐ封口体と、
前記電池ケースと前記封口体とを絶縁するガスケットと、
前記封口体と前記電極群との間に配置された絶縁筒体と、
前記電極群の前記開口側に設けられた群固定部材と、を具備し、
前記電極群は、第１電極と、前記第１電極とは極性が異なる第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に介在するセパレータと、を具備し、前記第１電極と前記第２電極とが前記セパレータを介して捲回されて前記電極群を形成しており、
前記第１電極と前記封口体とが、第１集電リードで接続されており、
前記第２電極と前記電池ケースとが、第２集電リードで接続されており、
前記第１集電リードは、一端部が、前記第１電極に接続され、他端部が、前記電極群の前記開口側の端面から引き出されて前記封口体の内側に接続され、
前記第２集電リードは、一端部が、前記第２電極に接続され、他端部が、前記端面から引き出されて前記電池ケースの前記開口側の側壁内面に接続されており、
前記群固定部材が、前記第２集電リードの内側において、前記電極群の前記開口側の端面から前記電極群の他方の端面側に延在している、捲回型電池。
【請求項２】
前記群固定部材が、前記絶縁筒体の前記電極群側の端部に当接している、請求項１に記載の捲回型電池。
【請求項３】
前記群固定部材が、前記絶縁筒体の前記電極群側の端部から突出するように前記絶縁筒体と一体に設けられている、請求項１に記載の捲回型電池。
【請求項４】
前記群固定部材が、前記第２電極の前記開口側の端部に接触している、請求項１〜３のいずれか１項に記載の捲回型電池。
【請求項５】
前記群固定部材が、前記第２電極の前記開口側の端部よりも前記電極群の他方の端面側に突出している、請求項１〜４のいずれか１項に記載の捲回型電池。
【請求項６】
前記群固定部材が、前記第２集電リードの前記内側に接触している、請求項１〜５のいずれか１項に記載の捲回型電池。
【請求項７】
前記ガスケットと前記絶縁筒体とが、一体化されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の捲回型電池。
【請求項８】
前記群固定部材は、前記電極群の前記開口側の端面の周縁に沿ったリング状である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の捲回型電池。
【請求項９】
前記群固定部材は、前記電極群の前記開口側の端面の周縁の一部に沿った円弧状である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の捲回型電池。
【請求項１０】
前記群固定部材の前記電極群側の端部が、次第に薄くなるテーパー形状である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の捲回型電池。
【請求項１１】
前記群固定部材が、前記電極群の前記開口側の端面の周縁に沿った内向きフランジ状の縁部を有する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の捲回型電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、捲回型の電極群を含む電池に関し、中でも小型の捲回型電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、機器の小型化に伴い、機器に用いる電池の小型化も進んでいる。一般に、捲回型電池の電極群は、巻芯を用いて形成されるため、巻芯を抜いた後の電極群中心部に中空の空間が形成される。一般的な捲回型電池では、この空間に溶接棒が挿入され、リードが電池ケースの内底面に溶接される（特許文献１）。しかし、小型の捲回型電池では、電極群中心部の空間に溶接棒を挿入することが難しいため、リードは、電極群から電池ケースの開口側に引き出され、電池ケースの側壁内面に溶接される（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−３２９２５９号公報
【特許文献２】国際公開第２０１２／１１１０６１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２のように、電池ケースの開口側の側壁内面にリードを溶接するには、電池ケースの開口側に溶接治具を挿入するための空間が必要である。そのような空間が存在すると、使用機器の落下などによって電池に大きな衝撃が加わったときに、電極群が電池ケース内で移動するため、リードに大きな応力が印加される。例えば、電極群が電池ケースの開口側に移動すると、リードが局部的に大きな曲率で屈曲することがある。また、電池に逆方向の衝撃が加わり、電極群が電池ケースの開口から離れるように移動すると、リードに強い張力が印加される。そのためリードが破断することがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面は、開口を有する電池ケースと、前記電池ケースに収容された電極群および電解質と、前記電池ケースの前記開口を塞ぐ封口体と、前記電池ケースと前記封口体とを絶縁するガスケットと、前記封口体と前記電極群との間に配置された絶縁筒体と、前記電極群の前記開口側に設けられた群固定部材と、を具備し、前記電極群は、第１電極と、前記第１電極とは極性が異なる第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に介在するセパレータと、を具備し、前記第１電極と前記第２電極とが前記セパレータを介して捲回されて前記電極群を形成しており、前記第１電極と前記封口体とが、第１集電リードで接続されており、前記第２電極と前記電池ケースとが、第２集電リードで接続されており、前記第１集電リードは、一端部が、前記第１電極に接続され、他端部が、前記電極群の前記開口側の端面から引き出されて前記封口体の内側に接続され、前記第２集電リードは、一端部が、前記第２電極に接続され、他端部が、前記端面から引き出されて前記電池ケースの前記開口側の側壁内面に接続されており、前記群固定部材が、前記第２集電リードの内側において、前記電極群の前記開口側の端面から前記電極群の他方の端面側に延在している、捲回型電池に関する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、電池に大きな衝撃が加わったときに、電極群および集電リードの電池ケース内での移動が制限されるため、集電リードの破断を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１集電リードが接続された第１電極を概略的に示す平面図（ａ）およびそのIb−Ib線断面図（ｂ）である。
【図２】第１集電リードが接続された別の第１電極を概略的に示す平面図（ａ）およびそのIIb−IIb線断面図（ｂ）である。
【図３】第２集電リードが接続された第２電極を概略的に示す平面図（ａ）およびそのIIIb−IIIb線断面図である。
【図４】捲回前の電極群の構成を概略的に示す平面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る円筒形の捲回型電池の縦断面図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態に係る群固定部材の平面図（ａ）およびそのＢ−Ｂ線縦断面図である。
【図６Ｂ】本発明の別の実施形態に係る群固定部材の平面図（ａ）およびそのＢ−Ｂ線縦断面図である。
【図７Ａ】本発明の更に別の実施形態に係る群固定部材の平面図（ａ）およびそのＢ−Ｂ線縦断面図である。
【図７Ｂ】本発明の更に別の実施形態に係る群固定部材の平面図（ａ）およびそのＢ−Ｂ線縦断面図である。
【図８Ａ】本発明の更に別の実施形態に係る群固定部材の平面図（ａ）およびそのＢ−Ｂ線縦断面図である。
【図８Ｂ】本発明の更に別の実施形態に係る群固定部材の平面図（ａ）およびそのＢ−Ｂ線縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る捲回型電池は、開口を有する電池ケースと、電池ケースに収容された電極群および電解質と、電池ケースの開口を塞ぐ封口体と、電池ケースと封口体とを絶縁するガスケットと、封口体と電極群との間に配置された絶縁筒体と、電極群の開口側に設けられた群固定部材とを具備する。
【０００９】
電池を工業的に製造する場合、全ての電池構成要素の寸法を寸分の相違なく形成し、電池を組み立てることは困難である。通常、電池構成要素は、寸法に僅かな余裕を持たせて設計されるため、絶縁筒体と電極群との間および電池ケースと電極群との間には僅かな隙間が形成され得る。群固定部材は、このような隙間の少なくとも一部を占めるように配置される部材であり、例えばリング状に形成されている。
【００１０】
電極群は、第１電極と、第１電極とは極性が異なる第２電極と、第１電極と第２電極との間に介在するセパレータとを具備する。第１電極と第２電極は、セパレータを介して捲回されて電極群を形成している。第１電極と封口体は、第１集電リードで接続されている。第１集電リードは、一端部が、第１電極に接続され、他端部が、電極群の開口側の端面から引き出されて封口体の内側に接続されている。第２電極と電池ケースは、第２集電リードで接続されている。第２集電リードは、一端部が、第２電極に接続され、他端部が、端面から引き出されて電池ケースの開口側の側壁内面に接続されている。
【００１１】
群固定部材は、第２集電リードの内側において、電極群の開口側の端面から電極群の他方の端面側に延在している。これにより、第２集電リードは、群固定部材と電池ケースの側壁内面との間の狭い隙間に収容される。また、群固定部材によって、電極群は、その開口側から電池ケースの底部に向かう押圧力を受ける。よって、電池ケースに対する電極群の動きが顕著に制限されるとともに、第２集電リードの動きも制限される。従って、電池に大きな衝撃が加わったときでも、電極群の電池ケースに対する移動が制限されるとともに、第２集電リードの局部的な屈曲が抑制され、第２集電リードの破断が顕著に抑制される。なお、電池に大きな衝撃が加わった場合に第２集電リードの破断が抑制される効果は、電池が小型であり、電極群の質量が小さいほど大きくなる。中でも電池ケースの外径が１０ｍｍ以下の円筒形電池において顕著な効果が得られる。電池ケースの外径は６ｍｍ以下がより好ましく、５ｍｍ以下もしくは３ｍｍ以下が更に好ましい。
【００１２】
群固定部材は、絶縁筒体の電極群側の端部に当接していることが好ましい。絶縁筒体との当接により、群固定部材は、絶縁筒体から電池ケース底部に向かう押圧力を受ける。押圧力により群固定部材の動き自体が絶縁筒体によって制限されるため、第２集電リードや電極群の動きを抑制する効果が高められる。
【００１３】
群固定部材は、絶縁筒体の電極群側の端部から突出するように絶縁筒体と一体に設けられた部材でもよい。絶縁筒体と群固定部材とを一体に形成することで、群固定部材の動きが更に大きく制限されるため、第２集電リードおよび電極群の動きを抑制する効果も更に高められる。また、絶縁筒体と群固定部材とを別々に電池ケースに挿入する場合に比べ、電池の組み立て工数を低減することができるため、電池の製造コストを低減できる。
【００１４】
群固定部材は、第２電極の開口側の端部に接触していることが好ましい。第２電極には第２集電リードが接続されている。群固定部材が第２電極に接触することで、第２集電リードの第２電極に対する相対的な動きが制限される。よって、電池に大きな衝撃が加わったときに、第２集電リードに急激な応力が加わりにくくなり、第２集電リードの局部的な屈曲も発生しにくくなる。
【００１５】
群固定部材は、第２電極の開口側の端部よりも電極群の他方の端面側に突出していることが好ましい。これにより、群固定部材は、リジッドな第２電極により確実に接触することができ、電極群に対する電池ケース底部に向かう押圧力が大きくなる。第２集電リードも、群固定部材を介してリジッドな第２電極から電池ケースの側壁内面に向かう強い押圧力を受ける。よって、電池に大きな衝撃が加えられた場合に、電極群および第２集電リードの動きが顕著に抑制され、第２集電リードの破断が顕著に抑制される。
【００１６】
群固定部材は、第２集電リードの内側に接触していることが好ましい。これにより、電極群の移動の有無にかかわらず、常時、群固定部材から第２集電リードを電池ケースの側壁内面に押し付ける強い押圧力が生じる。よって、第２集電リードの動きが更に顕著に抑制される。
【００１７】
ガスケットと絶縁筒体とは一体化されていてもよい。これにより、ガスケットと絶縁筒体とを別々に電池ケース内に配置する場合に比べ、電池の組み立て工数を低減することができるため、電池の製造コストを低減できる。
【００１８】
群固定部材は、例えば、電極群の開口側の端面の周縁に沿ったリング状であればよい。リング状の群固定部材は、電極群の開口側に装着させやすく、電池の組み立てが容易になり、電池の製造コストを低減できる。また、リング状の群固定部材は、電極群の開口側の端面の周縁に沿って均等に配置されるため、電極群に局所的な圧力がかかりにくくなる。
【００１９】
群固定部材は、電極群の開口側の端面の周縁の一部に沿った円弧状であってもよい。円弧状であれば、リング状の場合に比べて、群固定部材の製造コストを大幅に低減でき、電池の製造コストを大幅に低減できる。
【００２０】
群固定部材の電極群側の端部は、次第に薄くなるテーパー形状としてもよい。テーパー形状の端部は、第２集電リードの内側に過剰な負荷を加えず、電極群の開口側の端面から電極群の他方の端面側にスムーズに移動する。よって、群固定部材の電極群の開口側への装着が更に容易になる。
【００２１】
群固定部材は、電極群の開口側の端面の周縁に沿った内向きフランジ状の縁部を有してもよい。内向きフランジ状の縁部は、電極群の開口側の端面の外周縁部を覆うとともに、覆われた縁部を介して電極群を電池ケース底部に向けて強く押圧する。よって、大きな衝撃が電池に加えられたときに、電極群の移動が顕著に抑制され、第２集電リードに付与される応力も大幅に低減される。
【００２２】
群固定部材は、例えば、絶縁性樹脂を種々の成形方法により所定形状に成形することにより製造することができる。すなわち、群固定部材は、樹脂成形品であればよい。絶縁性樹脂には、ポリプリピレンなどのポリオレフィン樹脂、パーフルオロアルキルビニルエーテルのようなフッ素樹脂、ポリエーテルスルホンのような耐熱性樹脂などを用いることができる。絶縁性樹脂には、無機フィラー、添加剤などを配合してもよい。
【００２３】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係る捲回型電池についてより詳細に説明する。ここでは、第１電極が正極であり、第２電極が負極である場合を例に説明する。
【００２４】
（正極）
図１は、第１集電リード（正極集電リード）が接続された第１電極（正極）の一例を概略的に示す平面図（ａ）およびそのIb−Ib線断面図（ｂ）である。正極４は、正極集電体シート４０と、正極集電体シート４０の両面に形成された正極活物質層４１とを具備する。正極集電体シート４０は矩形であり、本実施形態の場合、長辺方向（図１のＹ方向）が捲回軸方向に一致する。Ｙ方向における一端部（以下、第一端部）には、正極集電体シート４０が露出している第一未塗工部４０ａが設けられている。第一未塗工部４０ａは、第一端部に沿って帯状に設けられる。第一未塗工部４０ａには、短冊状の正極集電リード２４の一端部が接続されている。
【００２５】
一方、Ｙ方向における他端部（以下、第二端部）には、正極集電体シート４０が露出しておらず、第二端部の端面４０ｂを除き、両面の全面に正極活物質層４１が形成されている。また、正極集電体シート４０の短辺方向（図１のＸ方向）における両端部も、それらの端面および第一未塗工部に対応する部分を除き、両方の全面が正極活物質層４１で覆われている。なお、「端面」とは、集電体シートを裁断するときに形成される厚さ方向の断面に対応する。
【００２６】
正極集電体シート４０のＹ方向における幅Ｗ10は、電池ケースの長さまたは電池容量に応じて選択すればよい。第一未塗工部４０ａの幅Ｗ11は、例えば２ｍｍ〜４ｍｍであればよい。
【００２７】
図２は、第１集電リード（正極集電リード）が接続された第１電極（正極）の他の例を概略的に示す平面図（ａ）およびそのIIb−IIb線断面図（ｂ）である。図２では、第一未塗工部４０ａが絶縁層５で裏表両面から覆われている。絶縁層５は、第一端部の端面４０ｃが覆われるように、第一端部に沿って帯状に設けられる。第一端部の端面４０ｃが絶縁層５で覆われることで、絶縁層５は第一端部の端面４０ｃから、僅かに張り出すことになる。これにより、第一未塗工部４０ａの存在による内部短絡のリスクが低減するとともに、正極集電リード２４の根本が絶縁層５で固定される。
【００２８】
絶縁層５の第一端部の端面４０ｃからの張り出し幅Ｗ12は、０．１ｍ〜１ｍｍであることが好ましく、０．４ｍｍ〜０．６ｍｍであることが更に好ましい。これにより、正極集電リード２４の根本を絶縁層５で固定する効果が大きくなり、かつ電極群の第一方向の長さの不要な増大を避けることができる。
【００２９】
絶縁層５は、第一未塗工部４０ａの両面の合計面積の７０％以上を被覆することが好ましく、第一未塗工部４０ａの９０％以上が絶縁層５で被覆されることが更に好ましい。
【００３０】
絶縁層５は、絶縁性の樹脂成分を含む粘着剤で形成することが好ましく、例えばゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤などを用いることができる。絶縁層５として、絶縁テープを用いてもよい。絶縁テープを用いると、第一未塗工部４０ａを絶縁層で被覆する作業が容易となる。絶縁テープは、絶縁シート（基材フィルム）と、絶縁シートの一方の面に設けられた粘着層とを有する。絶縁シートには、例えば、ポリプロピレン製フィルムが用いられる。絶縁層５の厚さは、正極活物質層の厚さの２０％〜５０％であることが好ましい。
【００３１】
円筒形電池がリチウムイオン電池である場合、正極集電体シート４０には、例えばアルミニウム、アルミニウム合金などの金属箔が好ましく使用される。正極集電体シート４０の厚さは、特に限定されないが、１０μｍ〜２０μｍが好ましい。
【００３２】
正極活物質層４１は、正極活物質を含み、任意成分として結着剤、導電剤などを含む。リチウムイオン二次電池の正極活物質としては、リチウム含有複合酸化物が好ましく、例えばＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4などが用いられる。正極活物質層の厚さは、特に限定されないが、７０μｍ〜１３０μｍが好ましい。
【００３３】
正極集電リード２４には、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。正極集電リード２４の厚さは、例えば２０μｍ〜８０μｍが好ましい。正極集電リード２４の形状は、電池ケースの外径が１０ｍｍ以下の円筒形である場合、幅０．５ｍｍ〜３ｍｍ、長さ３ｍｍ〜１０ｍｍの短冊状であることが好ましい。
【００３４】
（負極）
図３は、第２集電リード（負極集電リード）が接続された第２電極（負極）を概略的に示す平面図（ａ）およびそのIIIb−IIIb線断面図である。負極２は、負極集電体シート２０と、負極集電体シート２０の両面に形成された負極活物質層２１とを具備する。負極集電体シート２０は、Ｘ方向の長さが正極集電体シート４０よりも大きく設定された矩形である。負極集電体シート２０のＸ方向における一端部（以下、第一端部）には、負極集電体シートが露出している第二未塗工部２０ａが設けられている。第二未塗工部２０ａは、当該第一端部に沿って帯状に設けられる。第二未塗工部２０ａには、短冊状の負極集電リード２２の一端部が溶接により接続されている。
【００３５】
負極集電体シート２０のＸ方向における他端部（以下、第二端部）にも、負極集電体シート２０が露出している第三未塗工部２０ｂが帯状に設けられている。このような負極集電体シート２０の露出部は、負極活物質層の剥離を抑制するために設けられる。
【００３６】
負極集電体シート２０のＹ方向における両端部は、各端部の端面２０ｃ、２０ｄ、第二未塗工部２０ａ、第三未塗工部２０ｂに対応する部分を除き、負極活物質層２１で覆われている。これにより、正極活物質層４１と負極活物質層２１との対向面積を十分に大きくすることができる。
【００３７】
第二未塗工部２０ａの幅Ｗ21は、負極集電体シート２０のＸ方向における幅Ｗ20の０．７％〜５０％であることが好ましい。一方、第三未塗工部２０ｂの幅Ｗ22は、幅Ｗ20の０．７％〜１０％であればよい。第三未塗工部２０ｂは存在しなくてもよい。第二未塗工部２０ａ、第三未塗工部２０ｂの裏面には、その少なくとも一部に負極活物質層が形成されていてもよい。あるいは、第二未塗工部２０ａ、第三未塗工部２０ｂの裏面は、表面と同様に、負極集電体シートが露出する未塗工部であってもよい。
【００３８】
円筒形電池がリチウムイオン電池である場合、負極集電体シート２０には、例えばステンレス鋼、ニッケル、銅、銅合金、アルミニウムなどの金属箔が好ましく使用される。負極集電体シート２０の厚さは、特に限定されないが、５μｍ〜２０μｍが好ましい。
【００３９】
負極活物質層２１は、負極活物質を含み、任意成分として結着剤、導電剤などを含む。リチウムイオン電池の負極活物質としては、金属リチウム、珪素合金、炭素材料（黒鉛、ハードカーボンなど）、珪素化合物、錫化合物、チタン酸リチウム化合物などが用いられる。負極活物質層の厚さは、特に限定されないが、７０μｍ〜１５０μｍが好ましい。
【００４０】
負極集電リード２２には、ニッケル、ニッケル合金、鉄、ステンレス鋼、銅、銅合金などが用いられる。負極集電リード２２の厚さは、２０μｍ〜８０μｍが好ましい。負極集電リード２２の形状は、金属缶が直径１０ｍｍ以下の円筒型である場合、例えば幅０．５ｍｍ〜３ｍｍ、長さ９ｍｍ〜１５ｍｍの短冊状であることが好ましい。
【００４１】
図３では、第二未塗工部２０ａと負極集電リード２２との接続部分が、固定用絶縁テープ５４で覆われている。固定用絶縁テープ５４は、捲回後の電極群の最外周を固定するものである。これにより、負極集電リード２２と負極集電体シート２０との接続部分の強度を確保しやすくなる。
【００４２】
図４は、捲回前の電極群の構成を概略的に示す平面図である。図示例では、セパレータ６を中心に、セパレータ６の左側かつ背面側に正極４が配置され、セパレータ６の右側かつ表面側に負極２が配置されている。正極活物質層４１の捲回軸方向（Ｙ方向）における幅Ｗ13は、負極活物質層２１のＹ方向における幅Ｗ23より僅かに小さく、正極活物質層４１が完全に負極活物質層２１と重複するように正極４と負極２とが積層される。このような正極４、セパレータ６および負極２の積層体が、巻芯５０を中心として捲回され、電極群が構成される。
【００４３】
セパレータ６のＹ方向における両端部は、正極４および負極２の対応する端部よりも突出している。これにより、内部短絡のリスクが更に低減する。また、第一未塗工部４０ａの端面４０ｃは、負極集電体シート２０の端面２０ｃよりも突出している。上記位置関係では、負極集電体シート２０の端面２０ｃの位置が、正極集電体シート４０の第一未塗工部４０ａを被覆する絶縁層５と対向することとなり、負極集電体シートの端面による内部短絡のリスクが大きく低減する。なお、図示例では、Ｙ方向の正極集電リード２４が突出する側で、絶縁層５のＹ方向の端部がセパレータ６の対応する端部よりも突出しているが、これに限定されない。
【００４４】
負極２のＸ方向における一端部（第二未塗工部２０ａ）は、セパレータ６から張り出している。張り出した部分は、固定用絶縁テープ５４を介して電池ケースの側壁内面と対向する。
【００４５】
図５は、本発明の一実施形態に係る円筒形の捲回型電池の縦断面図である。正極４と負極２は、セパレータ６を介して捲回されて電極群を形成している。電極群は、電解質（図示せず）とともに有底円筒形の電池ケース８と、電池ケース８の開口を封口する封口体１２とで形成される空間に密閉されている。巻芯５０を抜き取った後の電極群の捲回軸の近傍には半径Ｒの中空部１８が形成される。電池ケース８の開口端部は、ガスケット１６を介して封口体１２の周縁に加締められる。図示例では、封口体１２の周縁に絶縁性リング部材３０が配置され、電池ケース８と封口体１２との絶縁が担保されている。
【００４６】
負極集電リード２２および正極集電リード２４は、いずれも電池ケース８の開口側に配置される。すなわち、正極集電リード２４は、一端部が、正極４に接続され、他端部が、電極群の開口側の端面から引き出されて封口体１２の内側に接続されている。一方、負極集電リード２２は、一端部が、負極２に接続され、他端部が、電極群の開口側の端面から引き出されて、電池ケース８の開口側の側壁内面に抵抗溶接により接続されている。電池ケース８の底面の外面は負極端子１０となり、封口体１２の外面は正極端子１４となる。なお、図５では、固定用絶縁テープ５４は省略している。
【００４７】
上記構造の場合、正極集電リード２４を封口体１２の内面に接続する作業や、封口体１２で電池ケース８の開口を塞ぐ作業を行うためには、正極集電リード２４が所定のリード長さを有する必要がある、よって、正極集電リード２４は、屈曲された状態で、電池ケース内の空間に収容される。
【００４８】
一方、負極集電リード２２を電池ケース８の側壁内面に溶接するには、抵抗溶接を行うための溶接用電極を開口から電池ケース内に挿入する必要がある。よって、電池ケース８の開口側に、溶接用電極を挿入するための空間が設けられる。通常、抵抗溶接を行なう溶接治具は、一対の溶接用電極を具備している。一方の溶接用電極は、開口から電池ケース内に挿入され、これに対向するように他方の溶接用電極が開口端部の外側に配置される。一対の溶接用電極によって電池ケースの開口端部が負極集電リードとともに挟み込まれる。この状態で溶接用電極間に電流を流すことで、負極集電リード２２と電池ケースとが溶接される。
【００４９】
負極集電リード２２は、電池ケース８の側壁内面に溶接されるため、電極群の端面からの負極集電リード２２の突出長さは短くてよい。そのため、負極集電リード２２は、ほとんど屈曲することなく、電極群の最外周と電池ケース８の側壁とで狭まれるように電池ケース８内に収容されている。
【００５０】
負極集電リード２２と電池ケースとが溶接された後、電池ケース８の開口側の空間には絶縁筒体２８が配置される。なお、絶縁筒体２８はガスケット１６と一体化させてもよい。正極集電リード２４は、絶縁筒体２８の中空部を通って封口体１２の内面まで導出される。
【００５１】
絶縁筒体２８により、電池ケース８に対する電極群の移動は概ね制限されている。ただし、絶縁筒体２８や電極群などの寸法にはバラツキがある。よって、絶縁筒体２８と電極群との間および電池ケース８と電極群との間には隙間が形成される。このような隙間の少なくとも一部を占めるように、電極群の開口側の端面から電極群の他方の端面側に延在する群固定部材２７が配置されている。
【００５２】
図示例の群固定部材２７はリング状であり、電極群の開口側の端面の周縁に沿って、電極群の最外周を囲むように配置されている。群固定部材２７の電極群側（絶縁筒体２８とは反対側）の端部は、次第に薄くなるテーパー形状であり、電池ケース８（もしくは負極集電リード２２）と電極群との狭い隙間に挿入しやくなっている。
【００５３】
群固定部材２７は、負極集電リード２２の内側との隙間が、例えば０．２ｍｍ以下の状態で配置されている。この場合、負極集電リード２２の群固定部材２７側への変形量は、０．２ｍｍ以下に抑制される。また、上記隙間が０ｍｍであれば、負極集電リード２２と群固定部材２７とが接触している状態となる。この場合、負極集電リード２２は、群固定部材２７から電池ケース８の側壁内面に向けた押圧力を受けるため、負極集電リード２２の変形は高度に抑制される。また、群固定部材２７の絶縁筒体２８側の端部（上端部）が絶縁筒体２８の下端部に当接している場合、群固定部材２７は、絶縁筒体２８から電極群に向けた押圧力を受ける。更に、群固定部材２７は、電極群の最外周に配置されている第２電極２の開口側の端部に接触するとともに、第２電極２の当該端部よりも電極群の他方の端面側に僅かな突出幅で突出している。これにより、電極群は、リジッドな第２電極２を介して群固定部材２７から押圧力を受け、負極集電リード２２は、リジッドな第２電極から群固定部材２７を介して押圧力を受けている。なお、突出幅は、０．０１ｍｍ以上が好ましく、３ｍｍ以下が好ましい。
【００５４】
群固定部材２７を設けない場合、使用機器の落下などの大きな衝撃によって電極群が電池ケース８内で移動すると、負極集電リード２２に急激に局所的かつ曲率の大きな曲げ応力が発生し、もしくは抵抗溶接により形成された溶接点２６と第二未塗工部２０ａと負極集電リード２２との接続部分との間に大きな張力が印加される。これに対し、群固定部材２７を設けることで、電池に大きな衝撃が加わったときでも、電極群の電池ケース内での移動が制限されるため、リードの破断を抑制することができる。
【００５５】
次に、群固定部材のバリエーションについて説明する。
図６Ａは、図５に示される群固定部材と同様の群固定部材を示している。すなわち、図６Ａは、リング状であり、かつ電極群側の端部が次第に薄くなるテーパー形状を有する群固定部材の平面図（ａ）およびそのＢ−Ｂ線縦断面図である。群固定部材は、絶縁筒体の下端部と群固定部材とが少なくとも部分的に当接できるように、ある程度の厚みを有することが好ましく、群固定部材の厚さ（電極群の径方向の厚さ）は、例えば０．１５ｍｍ〜１．３ｍｍが好ましい。テーパー部分の傾斜は、特に限定されない。
【００５６】
図６Ｂは、リング状であり、電極群側の端部が次第に薄くなるテーパー形状を有し、かつ内向きフランジ状の縁部を有する群固定部材の平面図（ａ）およびそのＢ−Ｂ線縦断面図である。内向きフランジ状の縁部の幅は、第１集電リードを通過させるための貫通孔を中央に形成し得る限り、特に限定されない。
【００５７】
図７Ａは、普通の筒状であり、電極群側の端部がテーパー形状を有さない群固定部材の平面図（ａ）およびそのＢ−Ｂ線縦断面図である。すなわち、群固定部材は、内径および外径がほほ一定の筒状体であってもよい。この場合、絶縁筒体の下端部と群固定部材とが少なくとも部分的に当接できるように、かつ、電池ケース（もしくは負極集電リード）と電極群との狭い隙間に挿入しやいように、群固定部材の厚さは、例えば０．０２ｍｍ〜０．３ｍｍが好ましい。図７Ｂに示す群固定部材は、内向きフランジ状の縁部を有する点以外、図７Ａの群固定部材と同様の構造を有する。
【００５８】
群固定部材は、リング状でなくてもよい。例えば、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、電極群の開口側の端面の周縁の一部に沿った円弧状であってもよい。この場合、負極集電リードと電極群との間に群固定部材が介在するように、群固定部材の挿入位置の位置合わせを行えばよい。群固定部材の位置ずれの可能性を考慮すると、円弧の中心角は４．５度以上であることが好ましい。
【００５９】
（セパレータ）
セパレータ６には、例えば、樹脂製の微多孔膜、不織布が挙げられる。樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、および／またはポリイミド樹脂などが例示できる。セパレータの厚さは、好ましくは５〜４０μｍもしくは５〜３０μｍである。
【００６０】
（電解質）
電解質は、電池の種類に応じて適宜選択できる。電解質は、溶媒と、溶媒に溶解した溶質（支持塩）を含んでいる。電解質は、液状であってもよく、ゲル状であってもよい。例えば、リチウムイオン二次電池では、支持塩（またはリチウム塩）としては、フッ素含有酸のリチウム塩［ヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、テトラフルオロ硼酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）など］などが使用される。溶媒としては、非水溶媒が使用される。非水溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）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（ＥＭＣ）などの鎖状カーボネート、鎖状エーテル、環状エーテル、ラクトンなどが挙げられる。電解質における支持塩の濃度は、特に制限されず、例えば、０．５〜２ｍｏｌ／Ｌである。
【００６１】
（電池ケース）
電池ケース８は、開口を有する有底円筒形である。電池ケース８の底部の厚さ（最大厚さ）は、例えば０．０８〜０．２ｍｍ、好ましくは０．０９〜０．１５ｍｍである。電池ケースの側壁の厚さ（最大厚さ）は、例えば０．０８〜０．２ｍｍ、好ましくは０．０８〜０．１５ｍｍである。
【００６２】
電池ケース８は、金属缶であることが好ましい。電池ケース８を構成する材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金（ステンレス鋼を含む）などが例示できる。電池ケースには、必要に応じてニッケルなどのめっき処理を施してもよい。
【００６３】
（封口体）
封口板の形状は、特に制限されず、円盤状または円盤の中央部が厚さ方向に突出した形状（ハット状）などが例示できる。封口体の材質としては、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金（ステンレス鋼を含む）などが例示できる。
【００６４】
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００６５】
（実施例１）
以下の手順に従って、円筒形リチウムイオン二次電池を作製した。
（１）正極の作製
正極活物質としてニッケル酸リチウム１００質量部、導電剤としてアセチレンブラック４質量部、および結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）４質量部に、分散媒としてＮＭＰを加えて混合することにより、正極合剤スラリーを調製した。正極合剤スラリーを正極集電体としてのアルミニウム箔（厚さ１５μｍ）の両面に塗布し、乾燥後、厚さ方向に圧縮することにより、正極活物質層を形成し、正極（厚さ０．１４ｍｍ）を得た。正極には、正極の幅方向に沿って正極活物質層を有さない第一未塗工部を設け、リボン状のアルミニウム製の正極集電リード（幅１．０ｍｍ、厚さ５０μｍ）の一端部を第一未塗工部に接続した。その後、第一未塗工部に絶縁性の粘着テープを貼り付けて絶縁層を形成した。
【００６６】
（２）負極の作製
負極活物質として人造黒鉛粉末１００質量部、結着剤としてスチレン−メタクリル酸−ブタジエン共重合体１質量部、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）１質量部を混合し、得られた混合物を、脱イオン水に分散させることにより、負極合剤スラリーを調製した。負極集電体としての銅箔（厚さ１０μｍ）の両面に、負極合剤スラリーを塗布し、乾燥後、厚さ方向に圧縮することにより、負極活物質層を形成し、負極（厚さ０．１５ｍｍ）を得た。負極の電極群における最外周に相当する部分には、両面に負極活物質層を有さない第二未塗工部を形成した。第ニ未塗工部にはリボン状のニッケル製負極リード（幅１．５ｍｍ、厚さ５０μｍ）の一端部を接続した。
【００６７】
（３）電極群の作製
帯状のセパレータを、巻芯（直径０．８ｍｍの円柱状）のスリット部に挟み込み、スリット部で折り曲げて二枚重ねた状態にした。正極と負極との間にセパレータが介在した状態となるように、セパレータと、正極と、負極とを重ね合わせ、正極活物質層と負極活物質層とを対向させた。この状態で、巻芯を中心にして、正極、負極およびセパレータを捲回して電極群を形成した。その後、巻芯を抜き取り、巻き終わり端部に巻止めテープを貼り付けて電極群を固定した。電極群の端面（電池ケース内で開口側に位置する端面）から正極集電リードおよび負極集電リードを延出させた。
【００６８】
（４）非水電解質の調製
ＥＣとＥＭＣとを１：１の質量比で含む混合溶媒に、ＬｉＰＦ6を溶解させることにより、非水電解質を調製した。非水電解質中のＬｉＰＦ6の濃度は１．０ｍｏｌ／Ｌとした。
【００６９】
（５）円筒形電池の作製
電極群をニッケルめっき鉄板から形成された開口を有する有底円筒形の電池ケースに挿入し、負極集電リードの他端部を、電池ケースの側壁内面に抵抗溶接により接続した。次に、図６Ａに示すようなリング状でテーパー形状の端部を有するポリプロピレン製の群固定部材（厚さ０．５ｍｍ）を、電極群の上端面の周縁に沿って、電極群の最外周を囲むように配置した。このとき、群固定部材のテーパー形状の端部を負極の端部よりも僅かに（０．１ｍｍ程度）電極群の下端面側に突出させた。その後、群固定部材上に、更に、ガスケットと一体の絶縁筒体を配置し、電極群から引き出した正極リードの他端部を絶縁筒体およびガスケットの孔部を通して封口体の内面に接続した。電池ケース内に非水電解質を所定量注液した後、封口体で電池ケースの開口を封口し、ガスケットの周縁部に電池ケースの開口端部をかしめた。このようにして、公称容量３０ｍＡｈの電池Ａ１（高さ３０ｍｍ）を得た。同様の電池Ａ１を合計３個作製した。
【００７０】
［評価］
得られた電池を電極群の捲回軸が鉛直方向で、かつ電池ケースの開口側が下向きとなるように、高さ１ｍの位置から地面に１０回落下させた。次いで、開口側が上向きとなるように電池の向きを反転させ、上記と同様に５回落下させた。これを１セットとして繰り返し、負極集電リードが破断するまでの合計セット数（Ｎ：３個の平均）を確認した。
【００７１】
（実施例２）
実施例１の群固定部材よりもテーパー形状の端部を僅かに短くして、負極の端部から僅かに（０．３ｍｍ程度）群固定部材を離間させたこと以外、実施例１と同様に電池Ａ２を作製し、評価した。
【００７２】
（比較例１）
群固定部材を用いなかったこと以外、実施例１と同様に電池Ｂ３を作製し、評価した。
【００７３】
【表１】
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【００７４】
表１に示すように、実施例１、２の場合、負極集電リードの破断が抑制され、特に実施例１では破断の抑制が顕著であった。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の実施形態によれば、捲回型電池が落下した場合でも集電リードの破断が抑制され、電池の高い品質を確保することができる。上記捲回型電池は、各種携帯電子機器の電源として好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００７６】
２：負極、４：正極、５：絶縁層、６：セパレータ、８：電池ケース、１０：負極端子、１２：封口体、１４：正極端子、１６：ガスケット、１８：中空部、２０：負極集電体シート、２０ａ：第二未塗工部、２０ｂ：第三未塗工部、２０ｃ，２０ｄ：端面、２１：負極活物質層、２２：負極集電リード、２４：正極集電リード、２６：溶接点、２７：群固定部材、２８：絶縁筒体、３０：リング部材、４０：正極集電体シート、４１：正極活物質層、４０ａ：第一未塗工部、４０ｂ：第二端部の端面、４０ｃ：第一端部の端面、５０：巻芯、５４  固定用絶縁テープ
【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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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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