(57)【要約】【課題】扁平状捲回型の電極体を備え、充放電サイクル試験を行ったときの電池容量の低下を抑制できるリチウムイオン二次電池を提供すること。【解決手段】扁平状捲回型の電極体２０を備えるリチウムイオン二次電池１は、電極体Ｒ部２０ｒにおいて、外側負極活物質層３３ｂとセパレータ４１を介してこれの径方向外側に隣り合う内側正極活物質層２３ａとの容量比ＮＲ１／ＰＲ１を第２容量比Ｙ２としたとき、第１容量比Ｙ１（＝ＮＨ／ＰＨ）に対して、０．９５≦Ｙ２／Ｙ１≦１．０５を満たし、内側負極活物質層３３ａとセパレータ４１を介してこれの径方向内側に隣り合う外側正極活物質層２３ｂとの容量比ＮＲ２／ＰＲ２を第３容量比Ｙ３としたとき、０．９５≦Ｙ３／Ｙ１≦１．０５を満たす。【選択図】図５
2018195500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の正極板及び帯状の負極板が一対の帯状のセパレータを介して扁平状に捲回され、
上記正極板、上記負極板及び上記セパレータが半円筒状に曲げられた一対の電極体Ｒ部と、
上記一対の電極体Ｒ部の間に挟まれ、上記正極板、上記負極板及び上記セパレータが平板状に重なった電極体平板部と、を有する
扁平状捲回型の電極体を備え、
上記正極板は、正極集電箔、上記正極集電箔の径方向内側面に形成された内側正極活物質層、及び、上記正極集電箔の径方向外側面に形成された外側正極活物質層、を含み、
上記負極板は、負極集電箔、上記負極集電箔の径方向内側面に形成された内側負極活物質層、及び、上記負極集電箔の径方向外側面に形成された外側負極活物質層、を含み、
上記電極体平板部において、
上記内側負極活物質層及び上記外側負極活物質層の単位面積当たりの負極活物質量である予め定めた負極平板部目付け量をＮＨ（ｍｇ／ｃｍ2 ）とし、
上記内側正極活物質層及び上記外側正極活物質層の単位面積当たりの正極活物質量である予め定めた正極平板部目付け量をＰＨ（ｍｇ／ｃｍ2 ）とし、
上記外側負極活物質層と上記セパレータを介してこれの径方向外側に隣り合う上記内側正極活物質層との容量比、及び、上記内側負極活物質層と上記セパレータを介してこれの径方向内側に隣り合う上記外側正極活物質層との容量比ＮＨ／ＰＨを第１容量比Ｙ１（＝ＮＨ／ＰＨ）としたとき、
上記第１容量比Ｙ１は、上記電極体平板部のいずれの部位においても一定の値である
リチウムイオン二次電池であって、
上記電極体Ｒ部において、
上記外側負極活物質層の単位角度×単位幅当たりの負極活物質量をＮＲ１（ｍｇ／ｄｅｇ・ｃｍ）とし、
上記内側正極活物質層の単位角度×単位幅当たりの正極活物質量をＰＲ１（ｍｇ／ｄｅｇ・ｃｍ）とし、
上記外側負極活物質層と上記セパレータを介してこれの径方向外側に隣り合う上記内側正極活物質層との容量比ＮＲ１／ＰＲ１を第２容量比Ｙ２（＝ＮＲ１／ＰＲ１）としたとき、
上記電極体Ｒ部のいずれの部位においても、０．９５≦Ｙ２／Ｙ１≦１．０５を満たし、
上記内側負極活物質層の単位角度×単位幅当たりの負極活物質量をＮＲ２（ｍｇ／ｄｅｇ・ｃｍ ）とし、
上記外側正極活物質層の単位角度×単位幅当たりの正極活物質量をＰＲ２（ｍｇ／ｄｅｇ・ｃｍ）とし、
上記内側負極活物質層と上記セパレータを介してこれの径方向内側に隣り合う上記外側正極活物質層との容量比ＮＲ２／ＰＲ２を第３容量比Ｙ３（＝ＮＲ２／ＰＲ２）としたとき、
上記電極体Ｒ部のいずれの部位においても、０．９５≦Ｙ３／Ｙ１≦１．０５を満たす
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、帯状の正極板及び帯状の負極板を一対の帯状のセパレータを介して扁平状に捲回した扁平状捲回型の電極体を備えるリチウムイオン二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池（以下、単に電池ともいう）として、帯状の正極板及び帯状の負極板を一対の帯状のセパレータを介して扁平状に捲回した扁平状捲回型の電極体を備える電池が知られている。このうち正極板は、正極集電箔と、この正極集電箔の径方向内側面に形成された内側正極活物質層と、正極集電箔の径方向外側面に形成された外側正極活物質層とを有する。また、負極板は、負極集電箔と、この負極集電箔の径方向内側面に形成された内側負極活物質層と、負極集電箔の径方向外側面に形成された外側負極活物質層とを有する。なお、このような扁平状捲回型の電極体を備える電池は、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
従来の電池では、負極板を展開した状態（捲回して電極体を形成する前の状態）で、内側負極活物質層及び外側負極活物質層は、単位面積当たりに含まれる負極活物質量Ｍａ（ｍｇ／ｃｍ2 ）が場所によらず一定とされている。また、正極板を展開した状態（捲回して電極体を形成する前の状態）で、内側正極活物質層及び外側正極活物質層は、単位面積当たりに含まれる正極活物質量Ｍｂ（ｍｇ／ｃｍ2 ）が場所によらず一定とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−０８１６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の電池では、充電と放電とを繰り返し行う充放電サイクル試験を行ったときに、電極体のうち、一対の電極体Ｒ部（正極板、負極板及びセパレータが半円筒状に曲げられた部位）内でリチウム析出が生じ易く、電池容量が低下し易い（サイクル特性を向上させるのが難しい）ことが判ってきた。
【０００６】
本発明者が調査した結果、電極体Ｒ部内でリチウム析出が生じ易い理由は、以下であると考えられた。即ち、外側負極活物質層と、セパレータを介してこれの径方向外側に隣り合う内側正極活物質層とについて考える。前述のように、外側負極活物質層の単位面積当たりに含まれる負極活物質量はＭａ（ｍｇ／ｃｍ2 ）であり、内側正極活物質層の単位面積当たりに含まれる正極活物質量はＭｂ（ｍｇ／ｃｍ2 ）である。
電極体平板部においては、対向する外側負極活物質層及び内側正極活物質層の周方向の長さが同じであるため、これらの電極体平板部における第１容量比Ｙ１は、Ｙ１＝Ｍａ／Ｍｂである。
【０００７】
一方、電極体Ｒ部においては、外側負極活物質層の外側に内側正極活物質層が巻かれているために、外側負極活物質層の周方向の長さに対して、これと対向する内側正極活物質層の周方向の長さが長くなっている。このため、電極体Ｒ部における、外側負極活物質層の単位角度×単位幅当たりに含まれる負極活物質量をＭｃ（ｍｇ／ｄｅｇ・ｃｍ）とし、内側正極活物質層の単位角度×単位幅当たりに含まれる正極活物質量をＭｄ（ｍｇ／ｄｅｇ・ｃｍ）としたとき、電極体Ｒ部における外側負極活物質層と内側正極活物質層との第２容量比Ｙ２＝Ｍｃ／Ｍｄは、電極体平板部の第１容量比Ｙ１と同じにはなっておらず、第１容量比Ｙ１よりも小さくなっている（Ｙ２＜Ｙ１）。
【０００８】
また、内側負極活物質層と、セパレータを介してこれの径方向内側に隣り合う外側正極活物質層とについて見ると、電極体平板部においては、対向する内側負極活物質層及び外側正極活物質層の周方向の長さが同じであるため、これらの電極体平板部における容量比は、前述の外負極活物質層及び内側正極活物質層における第１容量比Ｙ１と同じで、Ｙ１＝Ｍａ／Ｍｂである。
【０００９】
一方、電極体Ｒ部においては、内側負極活物質層の内側に外側正極活物質層が巻かれているために、内側負極活物質層の周方向の長さに対して、これと対向する外側正極活物質層の周方向の長さが短くなっている。このため、電極体Ｒ部における、内側負極活物質層の単位角度×単位幅当たりに含まれる負極活物質量をＭｅ（ｍｇ／ｄｅｇ・ｃｍ）とし、外側正極活物質層の単位角度×単位幅当たりに含まれる正極活物質量をＭｆ（ｍｇ／ｄｅｇ・ｃｍ）としたとき、電極体Ｒ部における内側負極活物質層と外側正極活物質層との第３容量比Ｙ３＝Ｍｅ／Ｍｆは、電極体平板部の第１容量比Ｙ１と同じにはなっておらず、第１容量比Ｙ１よりも大きくなっている（Ｙ３＞Ｙ１）。
【００１０】
このように電極体平板部の第１容量比Ｙ１に比して、電極体Ｒ部の第２容量比Ｙ２が小さかったり、電極体Ｒ部の第３容量比Ｙ３が大きいと、充電時に正極板から負極板に移動するリチウムイオンの一部が負極活物質に受容されない等によりリチウム析出が生じることがある。また、放電時に負極板から正極板に移動するリチウムイオンの一部が正極活物質に受容されない等によりリチウム析出が生じることがある。このため、従来の電池では、電極体Ｒ部内でリチウム析出が生じ易い。その結果、充放電サイクル試験で電池容量が低下し易いと考えられた。
【００１１】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、扁平状捲回型の電極体を備えるリチウムイオン二次電池において、充放電サイクル試験を行ったときの電池容量の低下を抑制できるリチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための本発明の一態様は、帯状の正極板及び帯状の負極板が一対の帯状のセパレータを介して扁平状に捲回され、上記正極板、上記負極板及び上記セパレータが半円筒状に曲げられた一対の電極体Ｒ部と、上記一対の電極体Ｒ部の間に挟まれ、上記正極板、上記負極板及び上記セパレータが平板状に重なった電極体平板部と、を有する扁平状捲回型の電極体を備え、上記正極板は、正極集電箔、上記正極集電箔の径方向内側面に形成された内側正極活物質層、及び、上記正極集電箔の径方向外側面に形成された外側正極活物質層、を含み、上記負極板は、負極集電箔、上記負極集電箔の径方向内側面に形成された内側負極活物質層、及び、上記負極集電箔の径方向外側面に形成された外側負極活物質層、を含み、上記電極体平板部において、上記内側負極活物質層及び上記外側負極活物質層の単位面積当たりの負極活物質量である予め定めた負極平板部目付け量をＮＨ（ｍｇ／ｃｍ2 ）とし、上記内側正極活物質層及び上記外側正極活物質層の単位面積当たりの正極活物質量である予め定めた正極平板部目付け量をＰＨ（ｍｇ／ｃｍ2 ）とし、上記外側負極活物質層と上記セパレータを介してこれの径方向外側に隣り合う上記内側正極活物質層との容量比、及び、上記内側負極活物質層と上記セパレータを介してこれの径方向内側に隣り合う上記外側正極活物質層との容量比ＮＨ／ＰＨを第１容量比Ｙ１（＝ＮＨ／ＰＨ）としたとき、上記第１容量比Ｙ１は、上記電極体平板部のいずれの部位においても一定の値であるリチウムイオン二次電池であって、上記電極体Ｒ部において、上記外側負極活物質層の単位角度×単位幅当たりの負極活物質量をＮＲ１（ｍｇ／ｄｅｇ・ｃｍ）とし、上記内側正極活物質層の単位角度×単位幅当たりの正極活物質量をＰＲ１（ｍｇ／ｄｅｇ・ｃｍ）とし、上記外側負極活物質層と上記セパレータを介してこれの径方向外側に隣り合う上記内側正極活物質層との容量比ＮＲ１／ＰＲ１を第２容量比Ｙ２（＝ＮＲ１／ＰＲ１）としたとき、上記電極体Ｒ部のいずれの部位においても、０．９５≦Ｙ２／Ｙ１≦１．０５を満たし、上記内側負極活物質層の単位角度×単位幅当たりの負極活物質量をＮＲ２（ｍｇ／ｄｅｇ・ｃｍ ）とし、上記外側正極活物質層の単位角度×単位幅当たりの正極活物質量をＰＲ２（ｍｇ／ｄｅｇ・ｃｍ）とし、上記内側負極活物質層と上記セパレータを介してこれの径方向内側に隣り合う上記外側正極活物質層との容量比ＮＲ２／ＰＲ２を第３容量比Ｙ３（＝ＮＲ２／ＰＲ２）としたとき、上記電極体Ｒ部のいずれの部位においても、０．９５≦Ｙ３／Ｙ１≦１．０５を満たすリチウムイオン二次電池である。
【００１３】
上述のリチウムイオン二次電池では、外側負極活物質層とこれにセパレータを介して径方向外側に隣り合う内側正極活物質層とについて見ると、電極体Ｒ部における上述の第２容量比Ｙ２＝ＮＲ１／ＰＲ１は、電極体Ｒ部のいずれの部位においても、電極体平板部における第１容量比Ｙ１＝ＮＨ／ＰＨに対して、０．９５≦Ｙ２／Ｙ１≦１．０５を満たす。つまり、電極体Ｒ部の第２容量比Ｙ２は、電極体平板部の第１容量比Ｙ１を基準として±５％以内に収まっている。
【００１４】
また、内側負極活物質層とこれにセパレータを介して径方向内側に隣り合う外側正極活物質層とについて見ると、電極体Ｒ部における上述の第３容量比Ｙ３＝ＮＲ２／ＰＲ２は、電極体Ｒ部のいずれの部位においても、電極体平板部における第１容量比Ｙ１＝ＮＨ／ＰＨに対して、０．９５≦Ｙ３／Ｙ１≦１．０５を満たす。つまり、電極体Ｒ部の第３容量比Ｙ３も、電極体平板部の第１容量比Ｙ１を基準として±５％以内に収まっている。
【００１５】
このような電池では、従来の電池に比べて、充電時に正極板から負極板に移動するリチウムイオンの一部が負極活物質に受容されない等によりリチウム析出が生じるのを抑制できる。また、放電時に負極板から正極板に移動するリチウムイオンの一部が正極活物質に受容されない等によりリチウム析出が生じるのを抑制できる。このため、電極体Ｒ部内でリチウム析出が生じ難くなり、充放電サイクル試験を行ったときの電池容量の低下を抑制できる。
【００１６】
更に、上記のリチウムイオン二次電池であって、前記電極体Ｒ部のいずれの部位においても、０．９７≦Ｙ２／Ｙ１≦１．０３、かつ、０．９７≦Ｙ３／Ｙ１≦１．０３を満たすリチウムイオン二次電池とするのが好ましい。
【００１７】
上述のリチウムイオン二次電池では、電極体Ｒ部の第２容量比Ｙ２及び第３容量比Ｙ３は、いずれも電極体平板部の第１容量比Ｙ１を基準として±３％以内に収まっている。このように容量比の差を更に小さくすることで、充放電時に電極体Ｒ部内でリチウム析出が更に生じ難くなり、充放電サイクル試験を行ったときの電池容量の低下を更に抑制できる。
【００１８】
また、他の態様は、帯状の正極板及び帯状の負極板が一対の帯状のセパレータを介して扁平状に捲回され、上記正極板、上記負極板及び上記セパレータが半円筒状に曲げられた一対の電極体Ｒ部と、上記一対の電極体Ｒ部の間に挟まれ、上記正極板、上記負極板及び上記セパレータが平板状に重なった電極体平板部と、を有する扁平状捲回型の電極体を備え、上記正極板は、正極集電箔、上記正極集電箔の径方向内側面に形成された内側正極活物質層、及び、上記正極集電箔の径方向外側面に形成された外側正極活物質層、を含み、上記負極板は、負極集電箔、上記負極集電箔の径方向内側面に形成された内側負極活物質層、及び、上記負極集電箔の径方向外側面に形成された外側負極活物質層、を含み、上記電極体平板部において、上記内側負極活物質層及び上記外側負極活物質層の単位面積当たりの負極活物質量である予め定めた負極平板部目付け量をＮＨ（ｍｇ／ｃｍ2 ）とし、上記内側正極活物質層及び上記外側正極活物質層の単位面積当たりの正極活物質量である予め定めた正極平板部目付け量をＰＨ（ｍｇ／ｃｍ2 ）とし、上記外側負極活物質層と上記セパレータを介してこれの径方向外側に隣り合う上記内側正極活物質層との容量比、及び、上記内側負極活物質層と上記セパレータを介してこれの径方向内側に隣り合う上記外側正極活物質層との容量比ＮＨ／ＰＨを第１容量比Ｙ１（＝ＮＨ／ＰＨ）としたとき、上記第１容量比Ｙ１は、上記電極体平板部のいずれの部位においても一定の値であり、上記電極体Ｒ部において、上記外側負極活物質層の単位角度×単位幅当たりの負極活物質量をＮＲ１（ｍｇ／ｄｅｇ・ｃｍ）とし、上記内側正極活物質層の単位角度×単位幅当たりの正極活物質量をＰＲ１（ｍｇ／ｄｅｇ・ｃｍ）とし、上記外側負極活物質層と上記セパレータを介してこれの径方向外側に隣り合う上記内側正極活物質層との容量比ＮＲ１／ＰＲ１を第２容量比Ｙ２（＝ＮＲ１／ＰＲ１）としたとき、上記電極体Ｒ部のいずれの部位においても、０．９５≦Ｙ２／Ｙ１≦１．０５を満たし、上記内側負極活物質層の単位角度×単位幅当たりの負極活物質量をＮＲ２（ｍｇ／ｄｅｇ・ｃｍ ）とし、上記外側正極活物質層の単位角度×単位幅当たりの正極活物質量をＰＲ２（ｍｇ／ｄｅｇ・ｃｍ）とし、上記内側負極活物質層と上記セパレータを介してこれの径方向内側に隣り合う上記外側正極活物質層との容量比ＮＲ２／ＰＲ２を第３容量比Ｙ３（＝ＮＲ２／ＰＲ２）としたとき、上記電極体Ｒ部のいずれの部位においても、０．９５≦Ｙ３／Ｙ１≦１．０５を満たすリチウムイオン二次電池の製造方法であって、上記負極集電箔に上記内側負極活物質層を形成する内側負極形成工程と、上記負極集電箔に上記外側負極活物質層を形成する外側負極形成工程と、上記正極集電箔に上記内側正極活物質層を形成する内側正極形成工程と、上記正極集電箔に上記外側正極活物質層を形成する外側正極形成工程と、を備え、上記内側負極形成工程及び上記外側負極形成工程では、上記負極集電箔のうち、捲回したときに上記電極体平板部に位置する部位に、上記負極平板部目付け量ＮＨの上記内側負極活物質層及び上記外側負極活物質層を設け、上記内側正極形成工程及び上記外側正極形成工程では、上記正極集電箔��うち、捲回したときに上記電極体平板部に位置する部位に、上記正極平板部目付け量ＰＨの上記内側正極活物質層及び上記外側正極活物質層を設け、かつ、上記外側負極形成工程及び上記内側正極形成工程では、上記負極集電箔及び上記正極集電箔のうち、捲回したときに上記電極体Ｒ部に位置する部位に、以下の第１組合せから第３組合せのうちいずれかの組合せの、上記外側負極活物質層及び上記内側正極活物質層を設け、第１組合せ：上記負極平板部目付け量ＮＨよりも多い負極Ｒ部目付け量ＮＲ１Ｌ（ｍｇ／ｃｍ2 ）の上記外側負極活物質層、及び、上記正極平板部目付け量ＰＨよりも少ない正極Ｒ部目付け量ＰＲ１Ｌ（ｍｇ／ｃｍ2 ）の上記内側正極活物質層。第２組合せ：上記負極Ｒ部目付け量ＮＲ１Ｌの上記外側負極活物質層、及び、上記正極平板部目付け量ＰＨの上記内側正極活物質層。第３組合せ：上記負極平板部目付け量ＮＨの上記外側負極活物質層、及び、上記正極Ｒ部目付け量ＰＲ１Ｌの上記内側正極活物質層。上記内側負極形成工程及び上記外側正極形成工程では、上記負極集電箔及び上記正極集電箔のうち、捲回したときに上記電極体Ｒ部に位置する部位に、以下の第４組合せから第６組合せのうちいずれかの組合せの、上記内側負極活物質層及び上記外側正極活物質層を設ける、第４組合せ：上記負極平板部目付け量ＮＨよりも少ない負極Ｒ部目付け量ＮＲ２Ｌ（ｍｇ／ｃｍ2 ）の上記内側負極活物質層、及び、上記正極平板部目付け量ＰＨよりも多い正極Ｒ部目付け量ＰＲ２Ｌ（ｍｇ／ｃｍ2 ）の上記外側正極活物質層。第５組合せ：上記負極Ｒ部目付け量ＮＲ２Ｌの上記内側負極活物質層、及び、上記正極平板部目付け量ＰＨの上記外側正極活物質層。第６組合せ：上記負極平板部目付け量ＮＨの上記内側負極活物質層、及び、上記正極Ｒ部目付け量ＰＲ２Ｌの上記外側正極活物質層。リチウムイオン二次電池の製造方法である。
【００１９】
上述のリチウムイオン二次電池の製造方法では、上述の内側負極形成工程、外側負極形成工程、内側正極形成工程及び外側正極形成工程を備えるので、電極体Ｒ部のいずれの部位においても、電極体平板部の第１容量比Ｙ１に対して、０．９５≦Ｙ２／Ｙ１≦１．０５、かつ、０．９５≦Ｙ３／Ｙ１≦１．０５を満たす扁平状捲回型の電極体を形成できる。この電極体を有する電池は、前述したように、電極体Ｒ部内でリチウム析出が生じ難く、充放電サイクル試験を行ったときの電池容量の低下を抑制できる。従って、上述の電池の製造方法によれば、電極体Ｒ部内でリチウム析出が生じ難く、充放電サイクル試験を行ったときの電池容量の低下を抑制できる電池を製造できる。
【００２０】
更に、上記のリチウムイオン二次電池の製造方法であって、前記外側負極形成工程で、前記負極集電箔のうち捲回したときに前記電極体Ｒ部に位置する部位に、前記負極Ｒ部目付け量ＮＲ１Ｌの前記外側負極活物質層を形成する場合には、径方向内側に位置する部位ほど上記負極Ｒ部目付け量ＮＲ１Ｌが多い上記外側負極活物質層を形成し、前記内側負極形成工程で、前記負極集電箔のうち捲回したときに前記電極体Ｒ部に位置する部位に、前記負極Ｒ部目付け量ＮＲ２Ｌの前記内側負極活物質層を形成する場合には、径方向内側に位置する部位ほど上記負極Ｒ部目付け量ＮＲ２Ｌが少ない上記内側負極活物質層を形成し、前記内側正極形成工程で、前記正極集電箔のうち捲回したときに前記電極体Ｒ部に位置する部位に、前記正極Ｒ部目付け量ＰＲ１Ｌの前記内側正極活物質層を形成する場合には、径方向内側に位置する部位ほど上記正極Ｒ部目付け量ＰＲ１Ｌが少ない上記内側正極活物質層を形成し、前記外側正極形成工程で、前記正極集電箔のうち捲回したときに前記電極体Ｒ部に位置する部位に、前記正極Ｒ部目付け量ＰＲ２Ｌの前記外側正極活物質層を形成する場合には、径方向内側に位置する部位ほど上記正極Ｒ部目付け量ＰＲ２Ｌが多い上記外側正極活物質層を形成するリチウムイオン二次電池の製造方法とするのが好ましい。
【００２１】
負極Ｒ部目付け量ＮＲ１Ｌ、負極Ｒ部目付け量ＮＲ２Ｌ、正極Ｒ部目付け量ＰＲ１Ｌ及び正極Ｒ部目付け量ＰＲ２Ｌを用いて電極体Ｒ部に位置する各活物質層を形成する場合には、上述のように目付け量を増加あるいは減少させることで、前述の０．９５≦Ｙ２／Ｙ１≦１．０５、かつ、０．９５≦Ｙ３／Ｙ１≦１．０５を満たす電極体の形成が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態に係るリチウムイオン二次電池の斜視図である。
【図２】実施形態に係るリチウムイオン二次電池の断面図である。
【図３】実施形態に係る電極体の斜視図である。
【図４】正極板及び負極板を一対のセパレータを介して互いに重ねた状態を示す、電極体の展開図である。
【図５】実施形態に係る電極体のうち、電極体平板部及び電極体Ｒ部の部分拡大断面図である。
【図６】実施形態に係る正極板の平面図である。
【図７】実施形態に係る負極板の平面図である。
【図８】実施形態に係る電極体について、ターン数と、電極体平板部の第１容量比Ｙ１に対する電極体Ｒ部の第２容量比Ｙ２（Ｙ２／Ｙ１）及び第３容量比Ｙ３（Ｙ３／Ｙ１）との関係を示すグラフである。
【図９】実施形態に係るリチウムイオン二次電池の製造方法のフローチャートである。
【図１０】実施形態及び変形形態１に係り、正極板及び負極板を製造する様子を示す説明図である。
【図１１】変形形態２に係り、正極板及び負極板を製造する様子を示す説明図である。
【図１２】比較例に係る電極体について、ターン数と、電極体平板部の第１容量比Ｙ１に対する電極体Ｒ部の第２容量比Ｙ２（Ｙ２／Ｙ１）及び第３容量比Ｙ３（Ｙ３／Ｙ１）との関係を示すグラフである。
【図１３】実施例及び比較例の各リチウムイオン二次電池について、充放電のサイクル数と容量維持率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図１及び図２に、本実施形態に係るリチウムイオン二次電池（以下、単に「電池」ともいう）１の斜視図及び断面図を示す。また、図３に電池１の電極体２０の斜視図を、図４に電極体２０の展開図を、図５に電極体２０の部分拡大断面図を示す。また、図６に正極板２１の平面図を、図７に負極板３１の平面図を示す。なお、以下では、電池１の電池縦方向ＢＨ、電池横方向ＣＨ及び電池厚み方向ＤＨを、図１及び図２に示す方向と定めて説明する。また、電極体２０の軸線方向ＬＨ、電極体幅方向ＭＨ及び電極体厚み方向ＱＨを、図３〜図５に示す方向と定めて説明する。
【００２４】
この電池１は、ハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、電気自動車等の車両などに搭載される角型で密閉型のリチウムイオン二次電池である。この電池１は、電池ケース１０と、この内部に収容された電極体２０と、電池ケース１０に支持された正極端子部材５０及び負極端子部材６０等から構成される。また、電池ケース１０内には、電解液１７が収容されており、その一部は電極体２０内に含浸されている。
【００２５】
このうち電池ケース１０（図１及び図２参照）は、直方体箱状で金属（本実施形態ではアルミニウム）からなる。この電池ケース１０は、上側のみが開口した有底角筒状のケース本体部材１１と、このケース本体部材１１の開口を閉塞する形態で溶接された矩形板状のケース蓋部材１３とから構成される。ケース蓋部材１３には、アルミニウムからなる正極端子部材５０がケース蓋部材１３と絶縁された状態で固設されている。この正極端子部材５０は、電池ケース１０内で電極体２０の正極板２１に接続し導通する一方、ケース蓋部材１３を貫通して電池外部まで延びている。また、ケース蓋部材１３には、銅からなる負極端子部材６０がケース蓋部材１３と絶縁された状態で固設されている。この負極端子部材６０は、電池ケース１０内で電極体２０の負極板３１に接続し導通する一方、ケース蓋部材１３を貫通して電池外部まで延びている。
【００２６】
電極体２０（図２〜図５参照）は、扁平状をなし、横倒しにした状態で電池ケース１０内に収容されている。電極体２０と電池ケース１０との間には、絶縁フィルムからなる袋状の絶縁フィルム包囲体１９が配置されている。この電極体２０は、帯状の正極板２１及び帯状の負極板３１を、帯状で樹脂製の多孔質膜からなる一対のセパレータ４１，４１を介して互いに重ね、軸線ＡＸ周りに扁平状に捲回されてなる。
【００２７】
この扁平状捲回型の電極体２０は、電極体幅方向ＭＨの両端に位置する一対の電極体Ｒ部２０ｒ，２０ｒと、これらの間に挟まれ、電極体幅方向ＭＨの中央に位置する電極体平板部２０ｆとからなる。電極体Ｒ部２０ｒは、正極板２１、負極板３１及びセパレータ４１，４１が半円筒状に曲げられた部位である。一方、電極体平板部２０ｆは、正極板２１、負極板３１及びセパレータ４１，４１が平板状にされて電極体厚み方向ＱＨに重なった部位である。
【００２８】
正極板２１（図６も参照）は、帯状のアルミニウム箔からなる正極集電箔２２を有する。この正極集電箔２２の径方向内側面２２ａのうち、正極板２１の幅方向ＦＨの一部でかつ長手方向ＥＨに延びる領域上には、内側正極活物質層２３ａが帯状に形成されている。また、正極集電箔２２の径方向外側面２２ｂのうち、正極板２１の幅方向ＦＨの一部でかつ長手方向ＥＨに延びる領域上には、外側正極活物質層２３ｂが帯状に形成されている。これら内側正極活物質層２３ａ及び外側正極活物質層２３ｂには、リチウムニッケルコバルトマンガン系複合酸化物からなる正極活物質、導電材及び結着剤が含まれる。正極板２１のうち幅方向ＦＨの片方の端部は、厚み方向に内側正極活物質層２３ａ及び外側正極活物質層２３ｂが存在せず、正極集電箔２２が厚み方向に露出した正極露出部２１ｍとなっている。この正極露出部２１ｍには、前述の正極端子部材５０が溶接されている。
【００２９】
負極板３１（図７も参照）は、帯状の銅箔からなる負極集電箔３２を有する。この負極集電箔３２の径方向内側面３２ａのうち、負極板３１の幅方向ＪＨの一部でかつ長手方向ＩＨに延びる領域上には、内側負極活物質層３３ａが帯状に形成されている。また、負極集電箔３２の径方向外側面３２ｂのうち、負極板３１の幅方向ＪＨの一部でかつ長手方向ＩＨに延びる領域上には、外側負極活物質層３３ｂが帯状に形成されている。これら内側負極活物質層３３ａ及び外側負極活物質層３３ｂには、黒鉛からなる負極活物質、結着剤及び増粘剤が含まれる。負極板３１のうち幅方向ＪＨの片方の端部は、厚み方向に内側負極活物質層３３ａ及び外側負極活物質層３３ｂが存在せず、負極集電箔３２が厚み方向に露出した負極集電部３１ｍとなっている。この負極集電部３１ｍには、前述の負極端子部材６０が溶接されている。
【００３０】
ここで、内側負極活物質層３３ａ及び外側負極活物質層３３ｂのうち、電極体平板部２０ｆに位置する各平板部位３３ａｆ，３３ｂｆの、内側負極活物質層３３ａ及び外側負極活物質層３３ｂの単位面積当たりの負極活物質量（負極平板部目付け量）をＮＨ（ｍｇ／ｃｍ2 ）とする。本実施形態では、各平板部位３３ａｆ，３３ｂｆのいずれにおいても、負極平板部目付け量ＮＨ＝３．５ｍｇ／ｃｍ2 である。
また、内側正極活物質層２３ａ及び外側正極活物質層２３ｂのうち、電極体平板部２０ｆに位置する各平板部位２３ａｆ，２３ｂｆの、内側正極活物質層２３ａ及び外側正極活物質層２３ｂの単位面積当たりの正極活物質量（正極平板部目付け量）をＰＨ（ｍｇ／ｃｍ2 ）とする。本実施形態では、各平板部位２３ａｆ，２３ｂｆのいずれにおいても、正極平板部目付け量ＰＨ＝５．０ｍｇ／ｃｍ2 である。
【００３１】
更に、外側負極活物質層３３ｂとセパレータ４１を介してこれの径方向外側に隣り合う内側正極活物質層２３ａとの容量比、及び、内側負極活物質層３３ａとセパレータ４１を介してこれの径方向内側に隣り合う外側正極活物質層２３ｂとの容量比ＮＨ／ＰＨを、第１容量比Ｙ１（＝ＮＨ／ＰＨ）とする。すると、この第１容量比Ｙ１＝ＮＨ／ＰＨは、電極体平板部２０ｆのいずれの部位においても一定の値となっている。本実施形態では、Ｙ１＝ＮＨ／ＰＨ＝３．５／５．０＝０．７０である。
【００３２】
一方、外側負極活物質層３３ｂのうち、電極体Ｒ部２０ｒに位置する各Ｒ部位３３ｂｒの、外側負極活物質層３３ｂの単位角度×単位幅当たりの負極活物質量をＮＲ１（ｍｇ／ｄｅｇ・ｃｍ）とする。なお、単位角度の「角度」は、電極体Ｒ部２０ｒの中心（半円筒状に曲げられた負極板３１等の中心）を中心とした角度θ（図５参照）であり、単位幅の「幅」は、外側負極活物質層３３ｂの負極板３１の幅方向ＪＨについての寸法（図５中、紙面に直交する方向の寸法）である。
また、内側正極活物質層２３ａのうち、電極体Ｒ部２０ｒに位置する各Ｒ部位２３ａｒの、内側正極活物質層２３ａの単位角度×単位幅当たりの正極活物質量をＰＲ１（ｍｇ／ｄｅｇ・ｃｍ）とする。
【００３３】
本実施形態では、外側負極活物質層３３ｂのうち、電極体Ｒ部２０ｒに位置する各Ｒ部位３３ｂｒについて、外側負極活物質層３３ｂの「単位面積当たり」の負極活物質の目付け量（負極Ｒ部目付け量ＮＲ１Ｌ）（ｍｇ／ｃｍ2 ）を、ターン数毎に変更している。具体的には、「単位面積当たり」の負極活物質の目付け量（負極Ｒ部目付け量ＮＲ１Ｌ）を、電極体平板部２０ｆにおける前述の負極平板部目付け量ＮＨ＝３．５ｍｇ／ｃｍ2 よりも多く、かつ、ターン数が小さい部位（径方向内側に位置するＲ部位３３ｂｒ）ほど多く（ターン数が最も小さい部位で負極平板部目付け量ＮＨよりも５．０％多く）している。
【００３４】
また、内側正極活物質層２３ａのうち、電極体Ｒ部２０ｒに位置する各Ｒ部位２３ａｒについて、内側正極活物質層２３ａの「単位面積当たり」の正極活物質の目付け量（正極Ｒ部目付け量ＰＲ２Ｌ）（ｍｇ／ｃｍ2 ）を、ターン数毎に変更している。具体的には、「単位面積当たり」の正極活物質の目付け量（正極Ｒ部目付け量ＰＲ２Ｌ）を、電極体平板部２０ｆにおける前述の正極平板部目付け量ＰＨ＝５．０ｍｇ／ｃｍ2 よりも少なく、かつ、ターン数が小さい部位（径方向内側に位置するＲ部位２３ａｒ）ほど少なく（ターン数が最も小さい部位で正極平板部目付け量ＰＨよりも５．０％少なく）している。
【００３５】
ところで、電極体Ｒ部２０ｒにおいては、外側負極活物質層３３ｂの外側に内側正極活物質層２３ａが巻かれているために、外側負極活物質層３３ｂの周方向の長さに対して、これと対向する内側正極活物質層２３ａの周方向の長さが長くなっている。そこで本実施形態では、「単位面積当たり」ではなく、「単位角度×単位幅当たり」で見て、外側負極活物質層３３ｂとセパレータ４１を介してこれの径方向外側に隣り合う内側正極活物質層２３ａとの第２容量比Ｙ２＝ＮＲ１／ＰＲ１が、前述の第１容量比Ｙ１＝ＮＨ／ＰＨに近い値となるように、外側負極活物質層３３ｂの各Ｒ部位３３ｂｒ及び内側正極活物質層２３ａの各Ｒ部位２３ａｒの目付け量ＮＲ１Ｌ，ＰＲ１Ｌを調整している。
【００３６】
これにより、本実施形態では、第２容量比Ｙ２＝ＮＲ１／ＰＲ１は、電極体Ｒ部２０ｒのいずれの部位においても、図８に示すように、０．９５≦Ｙ２／Ｙ１≦１．０５、更には、０．９７≦Ｙ２／Ｙ１≦１．０３を満たしている。即ち、電極体Ｒ部２０ｒの第２容量比Ｙ２は、電極体平板部２０ｆの第１容量比Ｙ１を基準として±５％以内、更には±３％以内（具体的には最大で±２％程度）に収まっている。なお、図８のデータは、理論値ではなく、実際に製造した電極体２０を用いて、電極体Ｒ部２０ｒにおける第２容量比Ｙ２＝ＮＲ１／ＰＲ１をターン数毎に調査した実測値である。このため、Ｙ２／Ｙ１の値は、１．０にはならずにバラついたと考えられる。
【００３７】
他方、内側負極活物質層３３ａのうち、電極体Ｒ部２０ｒに位置する各Ｒ部位３３ａｒの、内側負極活物質層３３ａの単位角度×単位幅当たりの正極活物質量をＮＲ２（ｍｇ／ｄｅｇ・ｃｍ）とする。
また、外側正極活物質層２３ｂのうち、電極体Ｒ部２０ｒに位置する各Ｒ部位２３ｂｒの、外側正極活物質層２３ｂの単位角度×単位幅当たりの負極活物質量をＰＲ２（ｍｇ／ｄｅｇ・ｃｍ）とする。
【００３８】
本実施形態では、内側負極活物質層３３ａのうち、電極体Ｒ部２０ｒに位置する各Ｒ部位３３ａｒについて、内側負極活物質層３３ａの「単位面積当たり」の目付け量（負極Ｒ部目付け量ＮＲ２Ｌ）（ｍｇ／ｃｍ2 ）を、ターン数毎に変更している。具体的には、「単位面積当たり」の負極活物質の目付け量（負極Ｒ部目付け量ＮＲ２Ｌ）を、電極体平板部２０ｆにおける前述の負極平板部目付け量ＮＨ＝３．５ｍｇ／ｃｍ2 よりも少なく、かつ、ターン数が小さい部位（径方向内側に位置するＲ部位３３ａｒ）ほど少なく（ターン数が最も小さい部位で負極平板部目付け量ＮＨよりも５．０％少なく）している。
【００３９】
また、外側正極活物質層２３ｂのうち、電極体Ｒ部２０ｒに位置する各Ｒ部位２３ｂｒについて、外側正極活物質層２３ｂの「単位面積当たり」の正極活物質の目付け量（正極Ｒ部目付け量ＰＲ２Ｌ）（ｍｇ／ｃｍ2 ）を、ターン数毎に変更している。具体的には、「単位面積当たり」の正極活物質の目付け量（正極Ｒ部目付け量ＰＲ２Ｌ）を、電極体平板部２０ｆにおける前述の正極平板部目付け量ＰＨ＝５．０ｍｇ／ｃｍ2 よりも多く、かつ、ターン数が小さい部位（径方向内側に位置するＲ部位２３ｂｒ）ほど多く（ターン数が最も小さい部位で正極平板部目付け量ＰＨよりも５．０％多く）している。
【００４０】
ところで、電極体Ｒ部２０ｒにおいては、内側負極活物質層３３ａの内側に外側正極活物質層２３ｂが巻かれているために、内側負極活物質層３３ａの周方向の長さに対して、これと対向する外側正極活物質層２３ｂの周方向の長さが短くなっている。そこで本実施形態では、「単位面積当たり」ではなく、「単位角度×単位幅当たり」で見て、内側負極活物質層３３ａとセパレータ４１を介してこれの径方向内側に隣り合う外側正極活物質層２３ｂとの第３容量比Ｙ３＝ＮＲ２／ＰＲ２が、前述の第１容量比Ｙ１＝ＮＨ／ＰＨに近い値となるように、内側負極活物質層３３ａの各Ｒ部位３３ａｒ及び外側正極活物質層２３ｂの各Ｒ部位２３ｂｒの目付け量ＮＲ２Ｌ，ＰＲ２Ｌを調整している。
【００４１】
これにより、本実施形態では、第３容量比Ｙ３＝ＮＲ２／ＰＲ２は、電極体Ｒ部２０ｒのいずれの部位においても、図８に示すように、０．９５≦Ｙ３／Ｙ１≦１．０５、更には、０．９７≦Ｙ３／Ｙ１≦１．０３を満たしている。即ち、電極体Ｒ部２０ｒの第３容量比Ｙ３も、電極体平板部２０ｆの第１容量比Ｙ１を基準として±５％以内、更には±３％以内（具体的には最大で±２％程度）に収まっている。なお、図８のデータは、前述のように理論値ではなく、実際に製造した電極体２０を用いて、電極体Ｒ部２０ｒにおける第３容量比Ｙ３＝ＮＲ２／ＰＲ２をターン数毎に調査した実測値である。このため、Ｙ３／Ｙ１の値は、１．０にはならずにバラついたと考えられる。
【００４２】
（実施例及び比較例）
次いで、本発明の効果を検証するために行った試験の結果について説明する。実施例として、実施形態の電池１を用意した。この電池１は、前述のように、電極体２０の電極体Ｒ部２０ｒのいずれの部位においても、０．９５≦Ｙ２／Ｙ１≦１．０５、かつ、０．９５≦Ｙ３／Ｙ１≦１．０５、更には、０．９７≦Ｙ２／Ｙ１≦１．０３、かつ、０．９７≦Ｙ３／Ｙ１≦１．０３を満たしている（図８参照）。
【００４３】
一方、比較例として、電極体の電極体Ｒ部の中に、０．９５≦Ｙ２／Ｙ１≦１．０５、かつ、０．９５≦Ｙ３／Ｙ１≦１．０５を満たさない部位が存在する電池を用意した（図１２参照）。この電池では、負極板を展開した状態（捲回して電極体を形成する前の状態）で、内側負極活物質層及び外側負極活物質層は、単位面積当たりに含まれる負極活物質量Ｍａ（ｍｇ／ｃｍ2 ）が場所によらず一定となっている。また、正極板を展開した状態（捲回して電極体を形成する前の状態）で、内側正極活物質層及び外側正極活物質層は、単位面積当たりに含まれる正極活物質量Ｍｂ（ｍｇ／ｃｍ2 ）が場所によらず一定となっている。
【００４４】
次に、実施例及び比較例の各電池について、充電と放電を繰り返し行う「充放電サイクル試験」を行って、サイクル数と電池の容量維持率（％）との関係を求めた（図１３参照）。具体的には、２５℃の温度環境下で、各電池を１Ｃの定電流でＳＯＣ１００％まで充電し、更にＳＯＣ１００％に相当する定電圧で電流値が０．０１Ｃとなるまで充電した。その後、各電池を１Ｃの定電流でＳＯＣ０％まで放電させた。そのときの放電電気量に基づいて初期の電池容量を求めた。更に、上記の充放電を１サイクルとした充放電を繰り返し行うと共に、電池容量をそれぞれ求め、初期の電池容量に対する電池容量の割合を求めて、容量維持率（％）をそれぞれ算出した。
【００４５】
図１３のグラフから明らかなように、破線で示す比較例の電池に比べて、実線で示す実施例の電池１では、充放電サイクル試験を行ったときの電池容量の低下を抑制できていることが判る。このような結果を生じた理由は、以下であると考えられる。
即ち、比較例の電池では、電極体Ｒ部における、外側負極活物質層の単位角度×単位幅当たりに含まれる負極活物質量をＭｃ（ｍｇ／ｄｅｇ・ｃｍ）とし、内側正極活物質層の単位角度×単位幅当たりに含まれる正極活物質量をＭｄ（ｍｇ／ｄｅｇ・ｃｍ）とし、電極体Ｒ部における外側負極活物質層と内側正極活物質層との容量比Ｍｃ／Ｍｄを第２容量比Ｙ２（＝Ｍｃ／Ｍｄ）としたとき、この第２容量比Ｙ２は、電極体平板部の第１容量比Ｙ１＝Ｍａ／Ｍｂに比べて、最大で１０％程度も小さくなっている（図１２参照）。
【００４６】
なお、比較例では、理論上は、ターン数が小さくなるほど、Ｙ２／Ｙ１の値は小さくなるはずである。しかし、図１２のデータは、図８と同様に理論値ではなく、実際に製造した電極体を用いて、電極体Ｒ部における第２容量比Ｙ２＝Ｍｃ／Ｍｄをターン数毎に調査した実測値である。このため、図１２では、ターン数が小さくなってもＹ２／Ｙ１の値が小さくならない部分が生じたと考えられる。
【００４７】
また、電極体Ｒ部における、内側負極活物質層の単位角度×単位幅当たりに含まれる負極活物質量をＭｅ（ｍｇ／ｄｅｇ・ｃｍ）とし、外側正極活物質層の単位角度×単位幅当たりに含まれる正極活物質量をＭｆ（ｍｇ／ｄｅｇ・ｃｍ）とし、電極体Ｒ部における内側負極活物質層と外側正極活物質層との容量比Ｍｅ／Ｍｆを第３容量比Ｙ３（＝Ｍｅ／Ｍｆ）としたとき、この第３容量比Ｙ３は、電極体平板部の第１容量比Ｙ１＝Ｍａ／Ｍｂに比べて、最大で１０％程度も大きくなっている（図１２参照）。
【００４８】
なお、比較例では、理論上は、ターン数が小さくなるほど、Ｙ３／Ｙ１の値は大きくなるはずである。しかし、図１２のデータは、前述のように理論値ではなく、実際に製造した電極体を用いて、電極体Ｒ部における第３容量比Ｙ３＝Ｍｅ／Ｍｆをターン数毎に調査した実測値である。このため、図１２では、ターン数が小さくなってもＹ３／Ｙ１の値が大きくならない部分が生じたと考えられる。
【００４９】
このように電極体平板部の第１容量比Ｙ１に比して、電極体Ｒ部の第２容量比Ｙ２が小さかったり、電極体Ｒ部の第３容量比Ｙ３が大きいと、充電時に正極板から負極板に移動するリチウムイオンの一部が負極活物質に受容されない等によりリチウム析出が生じる。また、放電時に負極板から正極板に移動するリチウムイオンの一部が正極活物質に受容されない等によりリチウム析出が生じる。このため、比較例の電池では、電極体Ｒ部内でリチウム析出が生じ易い。その結果、充放電サイクル試験で電池容量が低下し易かったと考えられる。
【００５０】
これに対し、実施例の電池１では、前述のように、電極体Ｒ部２０ｒにおける外側負極活物質層３３ｂと内側正極活物質層２３ａとの第２容量比Ｙ２＝ＮＲ１／ＰＲ１は、電極体平板部２０ｆの第１容量比Ｙ１＝ＮＨ／ＰＨに比べて、最大で２％程度の差しかない。また、電極体Ｒ部２０ｒにおける内側負極活物質層３３ａと外側正極活物質層２３ｂとの第３容量比Ｙ３＝ＮＲ２／ＰＲ２も、電極体平板部２０ｆの第１容量比Ｙ１＝ＮＨ／ＰＨに比べて、最大で２％程度の差しかない。
【００５１】
このように電極体平板部２０ｆの第１容量比Ｙ１と電極体Ｒ部２０ｒの第２容量比Ｙ２や第３容量比Ｙ３との差が小さいと、充電時に正極板２１から負極板３１に移動するリチウムイオンの一部が負極活物質に受容されない等によりリチウム析出が生じるのを抑制できる。また、放電時に負極板３１から正極板２１に移動するリチウムイオンの一部が正極活物質に受容されない等によりリチウム析出が生じるのを抑制できる。このため、実施例の電池１では、電極体Ｒ部２０ｒ内でリチウム析出が生じ難い。その結果、充放電サイクル試験で電池容量が低下し難かったと考えられる。
【００５２】
以上で説明したように、電池１では、外側負極活物質層３３ｂとこれにセパレータ４１を介して径方向外側に隣り合う内側正極活物質層２３ａとについて見ると、電極体Ｒ部２０ｒにおける第２容量比Ｙ２＝ＮＲ１／ＰＲ１は、電極体Ｒ部２０ｒのいずれの部位においても、電極体平板部２０ｆにおける第１容量比Ｙ１＝ＮＨ／ＰＨに対して、０．９５≦Ｙ２／Ｙ１≦１．０５を満たしている。更には、０．９７≦Ｙ２／Ｙ１≦１．０３を満たしている。つまり、電極体Ｒ部２０ｒの第２容量比Ｙ２は、電極体平板部２０ｆの第１容量比Ｙ１を基準として±５％以内、更には、±３％以内に収まっている。
【００５３】
また、内側負極活物質層３３ａとこれにセパレータ４１を介して径方向内側に隣り合う外側正極活物質層２３ｂとについて見ると、電極体Ｒ部２０ｒにおける第３容量比Ｙ３＝ＮＲ２／ＰＲ２は、電極体Ｒ部２０ｒのいずれの部位においても、電極体平板部２０ｆにおける第１容量比Ｙ１＝ＮＨ／ＰＨに対して、０．９５≦Ｙ３／Ｙ１≦１．０５を満たしている。更には、０．９７≦Ｙ３／Ｙ１≦１．０３を満たしている。つまり、電極体Ｒ部２０ｒの第３容量比Ｙ３も、電極体平板部２０ｆの第１容量比Ｙ１を基準として±５％以内、更には、±３％以内に収まっている。
このような電池１は、従来の電池に比べて、前述のように充放電時にリチウム析出が生じるのを抑制できる。このため、電極体Ｒ部２０ｒ内でリチウム析出が生じ難くなり、充放電サイクル試験を行ったときの電池容量の低下を抑制できる。
【００５４】
次いで、上記電池１の製造方法について説明する（図９参照）。まず「正極板形成工程Ｓ１」において、正極板２１を形成する。即ち、帯状のアルミニウム箔からなる正極集電箔２２を用意する。そして、正極板形成工程Ｓ１のうちの「内側正極形成工程Ｓ１１」において、正極集電箔２２の径方向内側面２２ａ（捲回したときに径方向内側を向く主面）に、正極活物質、導電材及び結着剤を分散媒と共に混練した正極活物質ペーストを塗布し、加熱乾燥させて内側正極活物質層２３ａを形成する。
【００５５】
具体的には、正極集電箔２２のうち、捲回したときに電極体平板部２０ｆに位置する各平板部位２２ｆ（図６及び図５参照）に、正極平板部目付け量ＰＨ＝５．０ｍｇ／ｃｍ2 の内側正極活物質層２３ａの各平板部位２３ａｆをそれぞれ設ける。
一方、正極集電箔２２のうち、捲回したときに電極体Ｒ部２０ｒに位置する各Ｒ部位２２ｒ（図６及び図５参照）に、正極平板部目付け量ＰＨよりも少ない正極Ｒ部目付け量ＰＲ１Ｌ（ＰＲ１Ｌ＜５．０ｍｇ／ｃｍ2 ）の内側正極活物質層２３ａの各Ｒ部位２３ａｒをそれぞれ設ける。なお、内側正極活物質層２３ａの捲回時に電極体Ｒ部２０ｒに位置するＲ部位２３ａｒのうち、径方向内側に位置する部位（ターン数が小さいＲ部位２３ａｒ）ほど、正極Ｒ部目付け量ＰＲ１Ｌを少なくする。
【００５６】
また、内側正極形成工程Ｓ１１を行うのと並行して「外側正極形成工程Ｓ１２」を行い、正極集電箔２２の径方向外側面２２ｂ（捲回したときに径方向外側を向く主面）にも、上記正極活物質ペーストを塗布し、加熱乾燥させて外側正極活物質層２３ｂを形成する。
【００５７】
具体的には、正極集電箔２２のうち、捲回したときに電極体平板部２０ｆに位置する各平板部位２２ｆに、正極平板部目付け量ＰＨ＝５．０ｍｇ／ｃｍ2 の外側正極活物質層２３ｂの各平板部位２３ｂｆをそれぞれ設ける。
一方、正極集電箔２２のうち、捲回したときに電極体Ｒ部２０ｒに位置する各Ｒ部位２２ｒに、正極平板部目付け量ＰＨよりも多い正極Ｒ部目付け量ＰＲ２Ｌ（ＰＲ２Ｌ＞５．０ｍｇ／ｃｍ2 ）の外側正極活物質層２３ｂの各Ｒ部位２３ｂｒをそれぞれ設ける。なお、外側正極活物質層２３ｂの捲回時に電極体Ｒ部２０ｒに位置するＲ部位２３ｂｒのうち、径方向内側に位置する部位（ターン数が小さいＲ部位２３ｂｒ）ほど、正極Ｒ部目付け量ＰＲ２Ｌを多くする。
【００５８】
上述の内側正極形成工程Ｓ１１及び外側正極形成工程Ｓ１２は、以下の手法により行う（図１０参照）。巻出ロールＭＡに巻かれた正極集電箔２２を長手方向に送り出し、塗工ダイＴＤ１によって正極集電箔２２の径方向内側面２２ａに、正極活物質の目付け量が５．０ｍｇ／ｃｍ2 となる量の正極活物質ペーストを塗布すると共に、塗工ダイＴＤ２によって正極集電箔２２の径方向外側面２２ｂにも、正極活物質の目付け量が５．０ｍｇ／ｃｍ2 となる量の正極活物質ペーストを塗布する。
【００５９】
続いて、除去部ＴＪによって、正極集電箔２２の径方向内側面２２ａに塗布された正極活物質ペーストのうち、余分な正極活物質ペーストを掻き取って除去する。具体的には、内側正極活物質層２３ａのうち、捲回したときに電極体Ｒ部２０ｒとなる各Ｒ部位２３ａｒにおける正極活物質の目付け量が、正極Ｒ部目付け量ＰＲ１Ｌ（ＰＲ１Ｌ＜５．０ｍｇ／ｃｍ2 ）となるように、間欠的に正極活物質ペーストを掻き取って除去する。
一方、塗工ダイＴＤ３によって、正極集電箔２２の径方向外側面２２ｂ側に、更に正極活物質ペーストを塗布する。具体的には、外側正極活物質層２３ｂのうち、捲回したときに電極体Ｒ部２０ｒとなる各Ｒ部位２３ｂｒにおける正極活物質の目付け量が、正極Ｒ部目付け量ＰＲ２Ｌ（ＰＲ２Ｌ＞５．０ｍｇ／ｃｍ2 ）となるように、間欠的に正極活物質ペーストを更に塗布する。
【００６０】
その後、加熱炉ＫＳにおいて、熱風により正極集電箔２２の径方向内側面２２ａ及び径方向外側面２２ｂに形成された各塗膜をそれぞれ加熱乾燥させて、内側正極活物質層２３ａ及び外側正極活物質層２３ｂを形成する。その後、この正極板を図示しないロールプレス機でプレスして、内側正極活物質層２３ａ及び外側正極活物質層２３ｂの密度を高める。その後は、この正極板２１を巻取ロールＭＢで巻き取る。かくして、正極板２１が形成される。
【００６１】
また別途、「負極板形成工程Ｓ２」において、負極板３１を形成する。即ち、帯状の銅箔からなる負極集電箔３２を用意する。そして、負極板形成工程Ｓ２のうちの「内側負極形成工程Ｓ２１」において、負極集電箔３２の径方向内側面３２ａ（捲回したときに径方向内側を向く主面）に、負極活物質、結着剤及び増粘剤を分散媒と共に混練した負極活物質ペーストを塗布し、加熱乾燥させて内側負極活物質層３３ａを形成する。
【００６２】
具体的には、負極集電箔３２のうち、捲回したときに電極体平板部２０ｆに位置する各平板部位３２ｆ（図７及び図５参照）に、負極平板部目付け量ＮＨ＝３．５ｍｇ／ｃｍ2 の内側負極活物質層３３ａの各平板部位３３ａｆをそれぞれ設ける。
一方、負極集電箔３２のうち、捲回したときに電極体Ｒ部２０ｒに位置する各Ｒ部位３２ｒ（図７及び図５参照）に、負極平板部目付け量ＮＨよりも少ない負極Ｒ部目付け量ＮＲ２Ｌ（ＮＲ２Ｌ＜３．５ｍｇ／ｃｍ2 ）の内側負極活物質層３３ａの各Ｒ部位３３ａｒをそれぞれ設ける。なお、内側負極活物質層３３ａの捲回時に電極体Ｒ部２０ｒに位置するＲ部位３３ａｒのうち、径方向内側に位置する部位（ターン数が小さいＲ部位３３ａｒ）ほど、負極Ｒ部目付け量ＮＲ２Ｌを少なくする。
【００６３】
また、内側負極形成工程Ｓ２１を行うのと並行して「外側負極形成工程Ｓ２２」を行い、負極集電箔３２の径方向外側面３２ｂ（捲回したときに径方向外側を向く主面）にも、上記負極活物質ペーストを塗布し、加熱乾燥させて外側負極活物質層３３ｂを形成する。
【００６４】
具体的には、負極集電箔３２のうち、捲回したときに電極体平板部２０ｆに位置する各平板部位３２ｆに、負極平板部目付け量ＮＨ＝３．５ｍｇ／ｃｍ2 の外側負極活物質層３３ｂの各平板部位３３ｂｆをそれぞれ設ける。
一方、負極集電箔３２のうち、捲回したときに電極体Ｒ部２０ｒに位置する各Ｒ部位３２ｒに、負極平板部目付け量ＮＨよりも多い負極Ｒ部目付け量ＮＲ１Ｌ（ＮＲ１Ｌ＞３．５ｍｇ／ｃｍ2 ）の外側負極活物質層３３ｂの各Ｒ部位３３ｂｒをそれぞれ設ける。なお、外側負極活物質層３３ｂの捲回時に電極体Ｒ部２０ｒに位置するＲ部位３３ｂｒのうち、径方向内側に位置する部位（ターン数が小さいＲ部位３３ｂｒ）ほど、負極Ｒ部目付け量ＮＲ１Ｌを多くする。
【００６５】
上述の内側負極形成工程Ｓ２１及び外側負極形成工程Ｓ２２は、内側正極形成工程Ｓ１１及び外側正極形成工程Ｓ１２と同様に行う（図１０参照）。即ち、塗工ダイＴＤ１によって負極集電箔３２の径方向内側面３２ａに、負極活物質の目付け量が３．５ｍｇ／ｃｍ2 となる量の負極活物質ペーストを塗布すると共に、塗工ダイＴＤ２によって負極集電箔３２の径方向外側面３２ｂにも、負極活物質の目付け量が３．５ｍｇ／ｃｍ2 となる量の負極活物質ペーストを塗布する。
【００６６】
続いて、除去部ＴＪによって、内側負極活物質層３３ａのうち、捲回したときに電極体Ｒ部２０ｒとなる各Ｒ部位３３ａｒにおける負極活物質の目付け量が、負極Ｒ部目付け量ＮＲ２Ｌ（ＮＲ２Ｌ＜３．５ｍｇ／ｃｍ2 ）となるように、間欠的に負極活物質ペーストを掻き取って除去する。
一方、塗工ダイＴＤ３によって、外側負極活物質層３３ｂのうち、捲回したときに電極体Ｒ部２０ｒとなる各Ｒ部位３３ｂｒにおける負極活物質の目付け量が、負極Ｒ部目付け量ＮＲ１Ｌ（ＮＲ１Ｌ＞３．５ｍｇ／ｃｍ2 ）となるように、間欠的に負極活物質ペーストを更に塗布する。
【００６７】
その後、加熱炉ＫＳで負極集電箔３２の径方向内側面３２ａ及び径方向外側面３２ｂに形成された各塗膜をそれぞれ加熱乾燥させて、内側負極活物質層３３ａ及び外側負極活物質層３３ｂを形成する。その後、この負極板を図示しないロールプレス機でプレスして、内側負極活物質層３３ａ及び外側負極活物質層３３ｂの密度を高める。かくして、負極板３１が形成される。
【００６８】
次に、「電極体形成工程Ｓ３」において、電極体２０を形成する。即ち、セパレータ４１，４１を用意し、正極板２１及び負極板３１をセパレータ４１，４１を介して互いに重ね（図４参照）、巻き芯を用いて軸線ＡＸ周りに捲回する。更に、これを扁平状に圧縮して扁平状捲回型の電極体２０を形成する（図３参照）。
【００６９】
次に、「組立工程Ｓ４」において、電池１を組み立てる。即ち、ケース蓋部材１３を用意し、これに正極端子部材５０及び負極端子部材６０を固設する（図１及び図２参照）。その後、正極端子部材５０及び負極端子部材６０を、電極体２０の正極板２１及び負極板３１にそれぞれ溶接する。次に、電極体２０に絶縁フィルム包囲体１９を被せて、これらをケース本体部材１１内に挿入すると共に、ケース本体部材１１の開口をケース蓋部材１３で塞ぐ。そして、ケース本体部材１１とケース蓋部材１３とを溶接して電池ケース１０を形成する。その後、電解液１７を、注液孔１３ｈから電池ケース１０内に注液して電極体２０内に含浸させる。その後、封止部材１５で注液孔１３ｈを封止する。その後、この電池１について初充電や各種の検査を行う。かくして、電池１が完成する。
【００７０】
以上で説明したように、電池１の製造方法では、前述の内側正極形成工程Ｓ１１、外側正極形成工程Ｓ１２、内側負極形成工程Ｓ２１及び外側負極形成工程Ｓ２２を備えるので、電極体Ｒ部２０ｒのいずれの部位においても、電極体平板部２０ｆの第１容量比Ｙ１に対して、０．９５≦Ｙ２／Ｙ１≦１．０５、かつ、０．９５≦Ｙ３／Ｙ１≦１．０５、更には、０．９７≦Ｙ２／Ｙ１≦１．０３、かつ、０．９７≦Ｙ３／Ｙ１≦１．０３を満たす扁平状捲回型の電極体２０を形成できる。この電極体２０を有する電池１は、前述したように、電極体Ｒ部２０ｒ内でリチウム析出が生じ難く、充放電サイクル試験を行ったときの電池容量の低下を抑制できる。従って、上述の電池１の製造方法によれば、電極体Ｒ部２０ｒ内でリチウム析出が生じ難く、充放電サイクル試験を行ったときの電池容量の低下を抑制できる電池１を製造できる。
【００７１】
更に、電池１の製造方法では、前述のように、負極集電箔３２の各Ｒ部位３２ｒのうち、径方向内側に位置するＲ部位３２ｒほど、負極Ｒ部目付け量ＮＲ１Ｌが多い外側負極活物質層３３ｂを形成し、負極集電箔３２の各Ｒ部位３２ｒのうち、径方向内側に位置するＲ部位３２ｒほど、負極Ｒ部目付け量ＮＲ２Ｌが少ない内側負極活物質層３３ａを形成している。また、正極集電箔２２の各Ｒ部位２２ｒのうち、径方向内側に位置するＲ部位２２ｒほど、正極Ｒ部目付け量ＰＲ１Ｌが少ない内側正極活物質層２３ａを形成し、正極集電箔２２の各Ｒ部位２２ｒのうち、径方向内側に位置するＲ部位２２ｒほど、正極Ｒ部目付け量ＰＲ２Ｌが多い外側正極活物質層２３ｂを形成している。このように負極Ｒ部目付け量ＮＲ１Ｌ，ＮＲ２Ｌ及び正極Ｒ部目付け量ＰＲ１Ｌ，ＰＲ２Ｌを増加あるいは減少させることで、前述の０．９５≦Ｙ２／Ｙ１≦１．０５、かつ、０．９５≦Ｙ３／Ｙ１≦１．０５を満たす電極体２０の形成が容易である。
【００７２】
（変形形態１）
次いで、上記実施形態の変形形態１について説明する（図１０参照）。実施形態に係る正極板形成工程Ｓ１の内側正極形成工程Ｓ１１及び外側正極形成工程Ｓ１２では、塗工ダイＴＤ１，ＴＤ２によって正極集電箔２２の径方向内側面２２ａ及び径方向外側面２２ｂに、正極活物質の目付け量が５．０ｍｇ／ｃｍ2 となる量の正極活物質ペーストをそれぞれ塗布した。
その後、内側正極活物質層２３ａの各Ｒ部位２３ａｒにおける正極活物質の目付け量が、正極Ｒ部目付け量ＰＲ１Ｌ（ＰＲ１Ｌ＜５．０ｍｇ／ｃｍ2 ）となるように、間欠的に正極活物質ペーストを除去した。
一方で、外側正極活物質層２３ｂの各Ｒ部位２３ｂｒにおける正極活物質の目付け量が、正極Ｒ部目付け量ＰＲ２Ｌ（ＰＲ２Ｌ＞５．０ｍｇ／ｃｍ2 ）となるように、間欠的に正極活物質ペーストを更に塗布した。
【００７３】
これに対し、本変形形態１の正極板形成工程Ｓ１の内側正極形成工程Ｓ１１及び外側正極形成工程Ｓ１２では、内側正極活物質層２３ａ及び外側正極活物質層２３ｂのうち、捲回したときに電極体平板部２０ｆとなる各平板部位２３ａｆ，２３ｂｆにおける正極活物質の目付け量が、正極平板部目付け量ＰＨ＝５．０ｍｇ／ｃｍ2 となるように、正極集電箔２２の各平板部位２２ｆについてのみ、塗工ダイＴＤ１，ＴＤ２で正極活物質ペーストを間欠的に塗布する。
【００７４】
その後、内側正極活物質層２３ａの各Ｒ部位２３ａｒにおける正極活物質の目付け量が、正極Ｒ部目付け量ＰＲ１Ｌ（ＰＲ１Ｌ＜５．０ｍｇ／ｃｍ2 ）となるように、正極集電箔２２の各Ｒ部位２２ｒについてのみ、塗工ダイＴＤ４で正極活物質ペーストを間欠的に塗布する。
また、外側正極活物質層２３ｂの各Ｒ部位２３ｂｒにおける正極活物質の目付け量が、正極Ｒ部目付け量ＰＲ２Ｌ（ＰＲ２Ｌ＞５．０ｍｇ／ｃｍ2 ）となるように、正極集電箔２２の各Ｒ部位２２ｒについてのみ、塗工ダイＴＤ３で正極活物質ペーストを間欠的に塗布する。
【００７５】
その後は、実施形態と同様に加熱炉ＫＳで各塗膜を加熱乾燥させて、内側正極活物質層２３ａ及び外側正極活物質層２３ｂを形成する。このようにしても、実施形態と同様な正極板２１を形成できる。また、負極板３１についても、本変形形態１の手法により実施形態と同様な負極板３１を形成できる。
【００７６】
（変形形態２）
次いで、上記実施形態の変形形態２について説明する（図１１参照）。本変形形態２では、正極板形成工程Ｓ１のうち、まず内側正極形成工程Ｓ１１のみを行って、内側正極活物質層２３ａを形成する。即ち、本変形形態２では、第１ロールＲＡとこれに間隙を介して平行に配置された第２ロールＲＢとを備えるロールコータＲＣを用いて、正極活物質ペーストＰＡを正極集電箔２２の径方向内側面２２ａに塗布する。
【００７７】
その際、制御板ＴＣを図１１中に矢印で示す方向に移動させて、第１ロールＲＡに付着する正極活物質ペーストＰＡの量を調整することにより、第１ロールＲＡから正極集電箔２２に転写される正極活物質ペーストＰＡの塗布量を調整する。具体的には、内側正極活物質層２３ａの各平板部位２３ａｆにおける正極活物質の目付け量が、正極平板部目付け量ＰＨ＝５．０ｍｇ／ｃｍ2 となるように、正極集電箔２２の各平板部位２２ｆに正極活物質ペーストＰＡを塗布する。また、内側正極活物質層２３ａの各Ｒ部位２３ａｒにおける目付け量が、正極Ｒ部目付け量ＰＲ１Ｌ（ＰＲ１Ｌ＜５．０ｍｇ／ｃｍ2 ）となるように、正極集電箔２２の各Ｒ部位２２ｒに正極活物質ペーストＰＡを塗布する。その後、この塗膜を加熱乾燥させて、内側正極活物質層２３ａを形成する。
【００７８】
次に、正極集電箔２２の径方向外側面２２ｂについても、同様にロールコータＲＣを用いて正極活物質ペーストＰＡを塗布する。具体的には、外側正極活物質層２３ｂの各平板部位２３ｂｆにおける正極活物質の目付け量が、正極平板部目付け量ＰＨ＝５．０ｍｇ／ｃｍ2 となるように、正極集電箔２２の各平板部位２２ｆに正極活物質ペーストＰＡを塗布する。また、外側正極活物質層２３ｂの各Ｒ部位２３ｂｒにおける目付け量が、正極Ｒ部目付け量ＰＲ２Ｌ（ＰＲ２Ｌ＞５．０ｍｇ／ｃｍ2 ）となるように、正極集電箔２２の各Ｒ部位２２ｒに正極活物質ペーストＰＡを塗布する。その後、この塗膜を加熱乾燥させて、外側正極活物質層２３ｂを形成する。
このようにしても、実施形態と同様な正極板２１を形成できる。また、負極板３１についても、本変形形態２の手法により実施形態と同様な負極板３１を形成できる。
【００７９】
以上において、本発明を実施形態及び変形形態１，２に即して説明したが、本発明は上述の実施形態及び変形形態１，２に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態等では、正極平板部目付け量ＰＨよりも少ない正極Ｒ部目付け量ＰＲ１Ｌの各Ｒ部位２３ａｒを含む内側正極活物質層２３ａを形成する共に、負極平板部目付け量ＮＨよりも多い負極Ｒ部目付け量ＮＲ１Ｌの各Ｒ部位３３ｂｒを含む外側負極活物質層３３ｂを形成する場合（前述の第１組合せ）を例示したが、これに限られない。
【００８０】
例えば、各平板部位２３ａｆも各Ｒ部位２３ａｒも正極平板部目付け量ＰＨとした内側正極活物質層２３ａを形成する一方、負極Ｒ部目付け量ＮＲ１Ｌの各Ｒ部位３３ｂｒを含む外側負極活物質層３３ｂを形成することもできる（前述の第２組合せ）。
逆に、正極Ｒ部目付け量ＰＲ１Ｌの各Ｒ部位２３ａｒを含む内側正極活物質層２３ａを形成する一方、各平板部位３３ａｆも各Ｒ部位３３ａｒも負極平板部目付け量ＮＨとした外側負極活物質層３３ｂを形成することもできる（前述の第３組合せ）。
【００８１】
また、実施形態等では、正極平板部目付け量ＰＨよりも多い正極Ｒ部目付け量ＰＲ２Ｌの各Ｒ部位２３ｂｒを含む外側正極活物質層２３ｂを形成すると共に、負極平板部目付け量ＮＨよりも少ない負極Ｒ部目付け量ＮＲ２Ｌの各Ｒ部位３３ａｒを含む内側負極活物質層３３ａを形成する場合（前述の第４組合せ）を例示したが、これに限られない。
例えば、各平板部位２３ｂｆも各Ｒ部位２３ｂｒも正極平板部目付け量ＰＨとした外側正極活物質層２３ｂを形成する一方、負極Ｒ部目付け量ＮＲ２Ｌの各Ｒ部位３３ａｒを含む内側負極活物質層３３ａを形成することもできる（前述の第５組合せ）。
逆に、正極Ｒ部目付け量ＰＲ２Ｌの各Ｒ部位２３ｂｒを含む外側正極活物質層２３ｂを形成する一方、各平板部位３３ａｆも各Ｒ部位３３ａｒも負極平板部目付け量ＮＨとした内側負極活物質層３３ａを形成することもできる（前述の第６組合せ）。
【符号の説明】
【００８２】
１  電池（リチウムイオン二次電池）
２０  電極体
２０ｆ  電極体平板部
２０ｒ  電極体Ｒ部
２１  正極板
２２  正極集電箔
２２ｆ  平板部位
２２ｒ  Ｒ部位
２２ａ  径方向内側面
２２ｂ  径方向外側面
２３ａ  内側正極活物質層
２３ａｆ  平板部位
２３ａｒ  Ｒ部位
２３ｂ  外側正極活物質層
２３ｂｆ  平板部位
２３ｂｒ  Ｒ部位
３１  負極板
３２  負極集電箔
３２ｆ  平板部位
３２ｒ  Ｒ部位
３２ａ  径方向内側面
３２ｂ  径方向外側面
３３ａ  内側負極活物質層
３３ａｆ  平板部位
３３ａｒ  Ｒ部位
３３ｂ  外側負極活物質層
３３ｂｆ  平板部位
３３ｂｒ  Ｒ部位
４１  セパレータ
Ｓ１  正極板形成工程
Ｓ１１  内側正極形成工程
Ｓ１２  外側正極形成工程
Ｓ２  負極板形成工程
Ｓ２１  内側負極形成工程
Ｓ２２  外側負極形成工程
Ｓ３  電極体形成工程
Ｓ４  組立工程
【図１】
2018195500.tif 000003
【図２】
2018195500.tif 000004
【図３】
2018195500.tif 000005
【図４】
2018195500.tif 000006
【図５】
2018195500.tif 000007
【図６】
2018195500.tif 000008
【図７】
2018195500.tif 000009
【図８】
2018195500.tif 000010
【図９】
2018195500.tif 000011
【図１０】
2018195500.tif 000012
【図１１】
2018195500.tif 000013
【図１２】
2018195500.tif 000014
【図１３】
2018195500.tif 000015