(57)【要約】【課題】電極の複数箇所から延出された集電タブを用いる電池における振動や衝撃等の外力が加わった際の集電タブの損傷を防止する。【解決手段】扁平の渦巻き状に捲回された電極群２と、正極６の正極集電体６ａの一方の端面において複数箇所から延出された複数枚の正極集電タブ６ｃと、負極７の負極集電体７ａの一方の端面において複数箇所から延出された複数枚の負極集電タブ７ｃとを備える電池において、前記電極群２が、その端面における長辺方向の両端部を占める湾曲部６５と該湾曲部６５に挟まれた非湾曲部６７を有し、前記正極集電タブ６ｃが一方の前記湾曲部６５に位置し、前記負極集電タブ７ｃが他方の前記湾曲部６５に位置し、さらに、前記正極集電タブ６ｃ及び前記負極集電タブ７ｃの延出方向に平行な両端が、それぞれ前記非湾曲部６７に位置することを特徴とする電池。【選択図】図１
2011171079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、
前記容器内に収納され、正極、負極、及び、前記正極と前記負極の間に配置されたセパレータを含み、扁平の渦巻き状に捲回された電極群と、
前記正極の正極集電体の一方の端面において複数箇所から延出された、複数枚の正極集電タブと、
前記負極の負極集電体の一方の端面において複数箇所から延出された、複数枚の負極集電タブと、
前記容器の開口部を塞ぐ蓋と、
前記蓋に設けられ、前記正極集電タブと電気的に接続された正極端子と、
前記蓋に設けられ、前記負極集電タブと電気的に接続された負極端子とを備え、
前記電極群が、その端面における長辺方向の両端部を占める湾曲部と該湾曲部に挟まれた非湾曲部を有し、前記正極集電タブが一方の前記湾曲部に位置し、前記負極集電タブが他方の前記湾曲部に位置し、さらに、前記正極集電タブ及び前記負極集電タブの延出方向に平行な両端が、それぞれ前記非湾曲部に位置することを特徴とする電池。
【請求項２】
前記正極集電タブと前記負極集電タブが互いに接触しないことを特徴とする、請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記正極集電タブ及び前記負極集電タブの少なくとも一方の、延出方向に平行な両端が、前記非湾曲部において対称的に配置されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電池。
【請求項４】
前記正極における前記正極集電タブ間の距離並びに前記負極における前記負極集電タブ間の距離は、それぞれ、下記（１）式で表されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の電池：
２ｎπｄ        （１）
但し、
ｎは、前記電極群の内周側から数えた前記正極集電タブの位置または前記負極集電タブの位置であり、
ｄは、前記正極の厚さ、前記負極の厚さ、及び、前記セパレータの厚さの２倍値の合計であり、
πは、円周率である。
【請求項５】
前記正極集電タブ及び前記負極集電タブの厚さが、５μｍ以上５０μｍ以下の範囲内であることを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載の電池。
【請求項６】
前記正極集電タブ及び前記負極集電タブの個数が、前記電極群の捲回数と同一であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の非水電解質電池。
【請求項７】
前記正極集電タブ及び前記負極集電タブの少なくとも一方が、アルミニウム又はアルミニウム合金から成ることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の電池。
【請求項８】
前記正極集電タブ及び前記負極集電タブの少なくとも一方が、銅又は銅合金から成ることを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載の非水電解質電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の発達に伴い、小型で軽量かつエネルギー密度が高く、更に繰り返し充放電が可能な非水電解質二次電池としてリチウム二次電池が発達してきた。また、最近では、ハイブリッド車や電気自動車に搭載する車載用二次電池、電力平準化に使用される電力貯蔵用二次電池として好適な、急速充電および高出力放電が可能な非水電解質二次電池の開発が要望されている。
【０００３】
非水電解質二次電池において優れた急速充電性能および高出力放電性能を得るためには、効率よく電流を取り出す必要がある。そのためには電極の複数箇所から集電タブを導出させ、これら集電タブをリードを介して外部端子と電気的接続することが望ましい。
【０００４】
特許文献１は、正極板の長手方向に間隔をあけて複数の正極集電タブが固着されており、負極板の長手方向に間隔をあけて複数の負極集電タブが固着されており、正極板及び負極板が巻回された状態において、これら複数の正極集電タブと複数の負極集電タブとが、それぞれセパレータを介して対向して配置することによって、高出力を得ることを可能にしたリチウム二次電池を開示している。
【０００５】
特許文献２は、非水電解質二次電池において、正極および負極のそれぞれについて、電気を取り出すための集電タブを長さ３００ｍｍ毎に少なくとも１箇所設けることにより、発熱や分極の問題を低減可能であることを開示している。
【０００６】
特許文献３にも、電極の複数箇所からタブを導出させた電池が開示されている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜３のように、電極の複数箇所から集電タブを導出させると、電池に外部から振動や衝撃が加わった際に集電タブの一部が損傷するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１１１３４０号公報
【特許文献２】特開２００６−２６０７８６号公報
【特許文献３】特開２００１−８５０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、電極の複数箇所から延出された集電タブを用いる電池における振動や衝撃等の外力が加わった際の集電タブの損傷を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１実施形態において、容器と、前記容器内に収納され、正極、負極、及び、前記正極と前記負極の間に配置されたセパレータを含み、扁平の渦巻き状に捲回された電極群と、前記正極の正極集電体の一方の端面において複数箇所から延出された、複数枚の正極集電タブと、前記負極の負極集電体の一方の端面において複数箇所から延出された、複数枚の負極集電タブと、前記容器の開口部を塞ぐ蓋と、前記蓋に設けられ、前記正極集電タブと電気的に接続された正極端子と、前記蓋に設けられ、前記負極集電タブと電気的に接続された負極端子とを備え、前記電極群が、その端面における長辺方向の両端部を占める湾曲部と該湾曲部に挟まれた非湾曲部を有し、前記正極集電タブが一方の前記湾曲部に位置し、前記負極集電タブが他方の前記湾曲部に位置し、さらに、前記正極集電タブ及び前記負極集電タブの延出方向に平行な両端が、それぞれ前記非湾曲部に位置することを特徴とする電池が提供される。
【００１１】
本発明の第２実施形態において、前記正極における前記正極集電タブ間の距離並びに前記負極における前記負極集電タブ間の距離は、それぞれ、下記（１）式で表されることを特徴とする電池が提供される。  
２ｎπｄ        （１）
但し、ｎは、前記電極群の内周側から数えた前記正極集電タブの位置または前記負極集電タブの位置であり、ｄは、前記正極の厚さ、前記負極の厚さ、及び、前記セパレータの厚さの２倍値の合計であり、πは、円周率である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電極の複数箇所から延出された集電タブを用いる電池に振動や衝撃等の外力が加わった際の集電タブの損傷を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態の電池の要部についての分解斜視図。
【図２】図１の電池の製造過程を示す分解斜視図。
【図３】第１の実施形態の電池の電極群の展開図。
【図４】電極群の端面における湾曲部と非湾曲部を示す上面模式図。
【図５】一つの態様における電池の電極群の上面模式図。
【図６】他の態様における電池の電極群の上面模式図。
【図７】他の態様における電池の電極群の上面模式図。
【図８】第２の実施形態の電池の正負極を示す平面図。
【図９】比較例１の電池の電極群の上面模式図。
【図１０】比較例２の電池の電極群の上面模式図。
【図１１】比較例３の電池の電極群の上面模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係る電池を、図面を参照して説明する。なお、本発明は、これら実施形態に限られるものではない。
【００１５】
（第１の実施形態）
第１の実施形態として角型非水電解質二次電池を例に説明する。図１は、密閉型の角型非水電解質二次電池の分解斜視図である。この電池は、容器１と、容器１内に収納される電極群２と、容器１内に収容される非水電解液（図示しない）と、容器１の開口部を塞ぐ蓋３と、蓋３に備えられる正極端子５０並びに負極端子５とを有する。
【００１６】
容器１は、有底角筒形状をなし、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄あるいはステンレスなどの金属から形成された外装缶である。
【００１７】
電極群２は、正極、負極、及び、正極と負極の間に配置されたセパレータ５９を含む。電極群２は、正極と負極との間にセパレータ５９を挟んで渦巻状に捲回した後、全体を加圧成形することにより扁平形状にされる。
【００１８】
図３に、電極群２の展開図を示す。正極６は、帯状の集電体６ａと、集電体６ａの少なくとも一方の面に形成された正極活物質層６ｂと、正極集電体６ａの長辺の複数箇所から短辺方向に延出した短冊状の正極集電タブ６ｃとを有する。負極７も正極６と同様な形状を有し、帯状の負極集電体７ａと、負極集電体７ａの少なくとも一方の面に形成された負極活物質層７ｂと、集電体７ａの長辺の複数箇所から短辺方向に延出した短冊状の負極集電タブ７ｃとを有する。渦巻状に捲回された電極群は、止めテープ５８によって固定される。
【００１９】
正負極集電タブ６ｃ，７ｃは、それぞれ、集電体を打ち抜き加工することにより形成されてよい。集電体及び集電タブは、例えば金属箔から形成される。金属箔の厚さすなわち集電タブ１枚当たりの厚さは、５μｍ以上５０μｍ以下にすることが望ましい。厚さを５μｍ以上にすることによって、製造時の集電体や集電タブの破断が防止され、かつ高い集電効率を実現することが可能となる。また、大電流が流れたときの集電タブの溶解を回避することができる。また、厚さを５０μｍ以下にすることによって、電極群の厚さ増加を抑えつつ、電極群を構成する周数を増加させることができる。好ましくは、金属箔の厚さは、１０μｍ以上２０μｍ以下である。金属箔の材料は、正極６や負極７に使用する活物質の種類により変わり得るものではあるが、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅又は銅合金を用いることができる。
【００２０】
図１に示すように、正極集電タブ６ｃは、電極群２の湾曲に沿って湾曲し、重ね合わされた状態で、電極群２の一方の端面から延出されている。正極集電タブ６ｃの重ね合わされた部分は正極保護リード８で挟持される。正極保護リード８は、Ｕ字状、二つに折り曲げられた形状、又は集電タブ側が開放された矩形状であってよい。同様に、負極集電タブ７ｃは、電極群２の湾曲に沿って湾曲し、重ね合わされた状態で、電極群２の一方の端面から延出されている。負極集電タブ７ｃの重ね合わされた部分は負極保護リード９で挟持される。負極保護リード９は、Ｕ字状、二つに折り曲げられた形状、又は集電タブ側が開放された矩形状であってよい。
【００２１】
正極保護リード８と正極集電タブ６ｃとの電気的接続並びに負極保護リード９と負極集電タブ７ｃとの電気的接続は、例えば、レーザー溶接、超音波接合、抵抗溶接等の方法が用いられるが、超音波接合が好ましい。正負極保護リード８、９は、それぞれ、正負極の集電タブ６ｃ、７ｃと同じ材料から形成されていることが望ましい。また、正負極保護リード８，９の厚さは、正負極集電タブ６ｃ，７ｃの１枚当たりの厚さの３倍より大きくすることが望ましい。より好ましい範囲は０．０５ｍｍ以上０．６ｍｍ以下で、さらに好ましい範囲は０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。
【００２２】
容器１の開口部は封口部材１０によって封止される。封口部材１０は、正負極端子５０、５、ガスケット１１、蓋３、正負極絶縁体５３，５４、正負極リード５１，５２、及び正負極保護リード８，９を含む。蓋３の外面には、ガスケット１１を収容するための矩形状の凹部１５が設けられている。一方の凹部１５に正極端子５０が収容され、かつ他方の凹部１５に負極端子５が収容される。各凹部１５には、貫通孔１６が設けられている。蓋３には、電解液の注液口１７が開口されており、電解液の注液後に封止蓋１８で封止される。
【００２３】
正極リード５１は、正極端子５０の軸部の取付孔としての貫通孔５１ａを持つ矩形板状であってよい。負極リード５２は、負極端子５の軸部の取付孔としての貫通孔５２ａを持つ矩形板状であってよい。正極リード５１及び負極リード５２は、容器１内に位置する。正極リード５１には、正極集電タブ６ｃの先端を挟持している正極保護リード８が電気的接続を保った状態で固定される。一方、負極リード５２には、負極集電タブ７ｃの先端を挟持している負極保護リード９が電気的接続を保った状態で固定される。
【００２４】
正極の内部絶縁体５３は、蓋３の貫通孔１６及び正極リード５１の貫通孔５１ａと連通する貫通孔５３ａを有する矩形板状であってよい。正極の内部絶縁体５３は、蓋３の内面と正極リード５１の間に配置され、蓋３と正極リード５１とを絶縁している。
【００２５】
負極の内部絶縁体５４は、蓋３の貫通孔１６及び負極リード５２の貫通孔５２ａと連通する貫通孔５４ａと、蓋３の注液口１７と連通する貫通孔５４ｂとを有する矩形板状であってよい。負極の内部絶縁体５４は、蓋３の内面と負極リード５２の間に配置され、蓋３と負極リード５２とを絶縁している。
【００２６】
負極端子５はリベット形状をしており、具体的には、フランジ部５ａと、フランジ部５ａから延出した軸部５ｂとを有する。軸部５ｂは、蓋３の貫通孔１６にガスケット１１を介して挿入され、内部絶縁体５４の貫通孔５４ａ及び負極リード５２の貫通孔５２ａにも挿入され、これらにカシメ固定されている。一方、正極端子５０は、リベット形状をしており、具体的には、フランジ部５０ａと、フランジ部５０ａから延出した軸部５０ｂとを有する。正極端子５０の軸部５０ｂは、蓋３の貫通孔１６にガスケット１１を介して挿入され、内部絶縁体５３の貫通孔５３ａ及び正極リード５１の貫通孔５１ａにも挿入され、これらにカシメ固定されている。これにより、正負極端子５０，５と蓋３は、絶縁性と気密性が確保された状態で固定され、さらに正極端子５０と正極リード５１は、電気的接続が確保された状態で固定される。負極端子５と負極リード５２も、電気的接続が確保された状態で固定される。
【００２７】
蓋３は、矩形板状をなし、容器１の開口部に例えばレーザーでシーム溶接される。蓋３は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄あるいはステンレスなどの金属から形成される。蓋３と容器１は、同じ種類の金属から形成されることが望ましい。
【００２８】
ガスケット１１は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、熱可塑性フッ素樹脂等から形成される。熱可塑性フッ素樹脂としては、例えば、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等を挙げることができる。
【００２９】
正極端子５０及び負極端子５は、例えば、アルミニウムあるいはアルミニウム合金から形成される。なお、負極活物質に炭素系材料を使用するリチウムイオン二次電池の場合、正極端子の材料は一般的に、アルミニウムあるいはアルミニウム合金が使用され、負極端子の材料は、銅、ニッケル、ニッケルメッキされた鉄などの金属が使用される。
【００３０】
正極リード８は、導電材料から形成され、その材質は、正極活物質の種類により変更されるものではあるが、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金を使用することができる。
【００３１】
負極リード９は、導電材料から形成され、その材質は負極活物質の種類に合わせて変更されるが、負極活物質がチタン酸リチウムの場合、アルミニウムもしくはアルミニウム合金を使用することができる。
【００３２】
図１における正負極集電タブ６ｃ、７ｃは、正負極保護リード８，９によって挟持させるために加圧成形された後の形状を示している。加圧成形される前の正負極集電タブ６ｃ、７ｃは、捲回電極群２の湾曲に従ったＵ字形状を有しており、図２に示すように、捲回電極群２の湾曲部及び非湾曲部に位置している。
【００３３】
ここで、捲回電極群２の湾曲部及び非湾曲部について、図４を参照して説明する。図４は、捲回電極群２の上面模式図である。捲回電極群２において、巻き始め部分から１周して該巻き始め部分に達するまでを最内周とする。最内周内の内側において、捲回電極群２の長辺方向と平行な長さのうち、最大の長さを非湾曲部長さ６６とする。捲回電極群２において、長手方向の寸法が非湾曲部長さ６６で規定された厚さ方向の領域を非湾曲部６７とし、非湾曲部６７以外の部分、即ち、捲回電極群２の端面における長辺方向の両端部を湾曲部６５とする。なお、非湾曲部長さ６６は、巻芯の長径に相当する長さである。
【００３４】
正極集電タブ６ｃは、一方の湾曲部６５に位置し、負極集電タブは他方の湾曲部６５に位置する。さらに、正極集電タブ及び負極集電タブは、延出方向に平行な両端が、それぞれ非湾曲部に存在するように配置される。ここで、集電タブの延出方向に平行な両端を便宜的に左右の両端と称する。
【００３５】
上記のような電極群の模式図を図５〜７に示す。図５に示すように、非湾曲部６７における集電タブの長さは、左右両端で同じであることが好ましい。言い換えると、集電タブの左右両端は、非湾曲部長さ６６に相当する直線を含み、且つ、電極群の厚さ方向と直交する基準面に対して、対称に配置されることが好ましい。或いは、図６に示すように、集電タブの左右両端は、非湾曲部長さ６６の面に対して非対称に配置されてもよい。また或いは、図７に示すように、一方の集電タブ（例えば正極集電タブ６ｃ）が非湾曲部長さ６６の面に対して非対称に配置され、他方の集電タブ（例えば負極集電タブ７ｃ）が非湾曲部長さ６６の面に対して対称に配置されてもよい。
【００３６】
正負極集電タブ６ｃ、７ｃを捲回電極群２の湾曲部６５及び非湾曲部６７に配置することにより、非湾曲部６７のみに集電タブを配置する従来の電池と比較して、タブの長さを左右方向において十分に確保することができる。また、正負極集電タブ６ｃ、７ｃをＵ字形状とすることにより、集電タブ自体の強度を向上させることができる。よって、電池に振動や衝撃等の外力が加わった際の集電タブの損傷や破断を減少させることができる。このような本実施形態に従えば、振動に強く、量産性に優れた電池を提供することができる。
【００３７】
上記の正負極集電タブ６ｃ、７ｃは、内部短絡を防止するため互いに接触しないように配置される。
【００３８】
なお、図１に示す電池は、説明の便宜上、スペーサを省略しているが、正負極集電タブ６ｃ，７ｃと容器１との接触を防止するためのスペーサを備えてもよい。例えば、電極群２の上端面における正負極集電タブ６ｃ，７ｃを間に挟んで、一方側に第１のスペーサを配置し、他方側に第２のスペーサを配置することができる。
【００３９】
上記第１の実施形態では、正極及び負極双方の外部端子が蓋にカシメで固定されている構造としたが、負極端子が蓋にカシメで固定されており、正極リードは、蓋に直接溶接で取り付けられている構造としてもよい。或いは、正極の外部端子が蓋にカシメで固定されており、負極リードは、蓋に直接溶接で取り付けられている構造としてもよい。或いは、正負極リード及び正負極保護リードを備えず、正負極端子と正負極集電タブとが直接、電気的に接続されている構造であってもよい。
【００４０】
以下、第１実施形態で用いた正極６、負極７、セパレータ５９及び電解液について説明する。
【００４１】
正極は、例えば、正極活物質を含むスラリーを集電体に塗着することにより作製される。正極活物質としては、特に限定されるものではないが、リチウムを吸蔵放出できる酸化物や硫化物、ポリマーなどが使用できる。好ましい活物質としては、高い正極電位が得られるリチウムマンガン複合酸化物、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、リチウム燐酸鉄等が挙げられる。
【００４２】
負極は、負極活物質を含むスラリーを集電体に塗着することにより作製される。負極活物質としては、特に限定されるものではないが、リチウムを吸蔵放出できる金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、合金、炭素等が使用でき、好ましくは、リチウムイオンの吸蔵放出電位が金属リチウム電位に対して０．４Ｖ以上貴となる物質である。このようなリチウムイオン吸蔵放出電位を有する負極活物質は、アルミニウムもしくはアルミニウム合金とリチウムとの合金反応を抑えられることから、負極集電体および負極関連構成部材へのアルミニウムもしくはアルミニウム合金の使用を可能とする。たとえば、チタン酸化物、リチウムチタン酸化物、タングステン酸化物、アモルファススズ酸化物、スズ珪素酸化物、酸化珪素などがあり、中でもリチウムチタン複合酸化物が好ましい。
【００４３】
セパレータとしては、微多孔性の膜、織布、不織布、これらのうち同一材または異種材の積層物等を用いることができる。セパレータを形成する材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合ポリマー、エチレン−ブテン共重合ポリマー等を挙げることができる。
【００４４】
電解液は、非水溶媒に電解質（例えば、リチウム塩）を溶解させることにより調製された非水電解液が用いられる。非水溶媒としては、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）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、γ−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）、スルホラン、アセトニトリル、１，２−ジメトキシエタン、１，３−ジメトキシプロパン、ジメチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン等を挙げることができる。非水溶媒は、単独で使用しても、２種以上混合して使用してもよい。
【００４５】
電解質としては、例えば、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ過リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、トリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）等のリチウム塩を挙げることができる。電解質は単独で使用しても、２種以上混合して使用してもよい。電解質の非水溶媒に対する溶解量は、０．２ｍｏｌ／Ｌ〜３ｍｏｌ／Ｌとすることが望ましい。
【００４６】
(第２の実施形態)
第２の実施形態として、タブの位置ずれが少ない量産性に優れた非水電解質電池を説明する。このような実施形態によれば、集電タブを上記第１実施形態で説明したように所定の位置において電極群２の厚さ方向に積層する際に、タブの位置ずれを少なくすることができる。
【００４７】
第２の実施形態で用いる正極及び負極の一例を図８に示す。図８に示すように、正極６（負極７）は、正極集電体（負極集電体）と、正極集電体（負極集電体）から複数延出した帯状の正極集電タブ６ｃ1〜６ｃ6（負極集電タブ７ｃ1〜７ｃ6）と、正極集電体（負極集電体）の両面に形成された正極活物質含有層６ｂ（負極活物質含有層７ｂ）とを具備する。正極６における正極集電タブ６ｃ1〜６ｃ6間の距離ｄ1〜ｄ5及び負極７における負極集電タブ７ｃ1〜７ｃ6間の距離ｄ1〜ｄ5は、電極群２の内周側から外周側に向かって増加しており、下記（１）式で表される。
【００４８】
２ｎπｄ        （１）
但し、ｎは電極群２の内周側から数えた正極集電タブ位置か、電極群２の内周側から数えた負極集電タブ位置と等しい。換言すれば、距離を規定する両端の正極（負極）タブのうち、電極群の外周側に位置する正極（負極）タブの位置をｎとする。ｄは正極６の厚さと負極７の厚さとセパレータの厚さの２倍値の合計値で、πは円周率である。正極６、負極７及びセパレータの厚さはアップライトゲージで測定される。
【００４９】
例えば、正極集電タブ６ｃ1が正極１の巻き始めに位置し、正極集電タブ６ｃ1と正極集電タブ６ｃ2間の距離をｄ1とする。距離ｄ1は、ｎが２であるため、４πｄで表される。正極集電タブ６ｃ2と正極集電タブ６ｃ3間の距離ｄ2は、ｎが３であるため、６πｄで表される。正極集電タブ６ｃ3と正極集電タブ６ｃ4間の距離ｄ3は、ｎが４であるため、８πｄで表される。また、正極集電タブ６ｃ4と正極集電タブ６ｃ5間の距離ｄ4は、ｎが５であるため、１０πｄで表される。さらに、正極集電タブ６ｃ5と正極集電タブ６ｃ6間の距離ｄ5は、ｎが６であるため、１２πｄで表される。負極７の場合も同様である。
【００５０】
上述した図８に示す構成の正極及び負極の間にセパレータを介在して渦巻状に捲回した後、プレスにより扁平形状とし、図１に示すような電極群２を得ることによって、電極群２の片側の端面から正極集電タブ６ｃ1〜６ｃ6及び負極集電タブ７ｃ1〜７ｃ6を突出させ、かつ正極集電タブ６ｃ1〜６ｃ6の位置と、負極集電タブ７ｃ1〜７ｃ6の位置とを揃えることができる。その結果、急速充電および高出力放電を実現できる非水電解質電池の量産性が改善される。また、電極群の周数を増やしても電極群の厚さに不具合を生じさせることも解消される。
【００５１】
正極集電タブ間の距離及び負極集電タブ間の距離は、３００ｍｍ以下にすることが望ましい。
【００５２】
正極集電タブ及び負極集電タブの幅は製造する電池の容量、形状によって任意に決定されるが、通常５ｍｍ〜３００ｍｍである事が好ましい。幅を５ｍｍ以上にすることによって、大電流が流れたときにタブ部での抵抗上昇を抑制して集電効率を上げるとともにタブの溶解を抑制する事ができる。
【実施例】
【００５３】
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００５４】
（実施例１）
正負極集電タブを図５のように配置させて捲回電極群を作製し、これを用いて非水電解質二次電池を作製した。
【００５５】
コバルト酸リチウムを主成分とする塗液を調製した。調製した塗液を正極集電体であるアルミニウム箔（厚さ１５μｍ）の両面に塗工し、乾燥させて、正極を作製した。
【００５６】
チタン酸リチウムを主成分とする塗液を調製した。調製した塗液を負極集電体であるアルミニウム箔（厚さ１５μｍ）の両面に塗工し、乾燥させて、負極を作製した。
【００５７】
作製した正極及び負極それぞれについて、集電タブが成形できるように設計した型をセットしたプレス機で４０回打抜いた。このとき、正負極の移動量を２πｄで表される値で増加させながら打抜いた。打抜いた正負極をローラープレスにより、所定の密度になるようにプレスし、正極及び負極を得た。正極及び負極それぞれにおいて、集電タブ間の距離は電極群の内周側から外周側に向かって２πｄで表されるピッチ量（Δ）ずつ増加している。セパレータは、厚さ３０μｍの樹脂製セパレータを用意した。正極の厚さは１５０μｍであり、負極の厚さは１８０μｍであった。正負極の集電タブの幅は４０ｍｍとした。
【００５８】
上記正極と負極の間にセパレータを介在させて４０周捲回することにより、円筒状の捲回電極群を作製した。次いで、これを約８０℃で加熱プレスすることにより扁平形状に成型し、絶縁テープで固定して、扁平形状の捲回電極群を作製した。この実施例１では、正極及び負極集電タブが、電極群の湾曲部及び非湾曲部に位置し、且つ、非湾曲部において、集電タブの左右両端が対称となるように捲回した。電極群の厚さは約２８．８ｍｍであった。
【００５９】
正負極集電タブを正負極端子の付いた封口部材の正負極リードにレーザー溶接によって固定した。正負極リードの付いた電極群を外装缶に挿入し、蓋と外装缶をレーザー溶接して、外装缶を封口した。蓋に開けてある注入口から非水電解液を注液し、封止栓を挿入し、レーザー溶接によって封口をし、非水電解質二次電池を作製した。
【００６０】
（実施例２）
正負極集電タブを図６のように配置させた他は、実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製した。この実施例２の電極群では、正極及び負極集電タブが、電極群の湾曲部及び非湾曲部に位置し、且つ、非湾曲部において、集電タブの左右両端が非対称となるように配置されている。正負極の集電タブの幅は６０ｍｍとした。
【００６１】
（実施例３）
正負極集電タブを図７のように配置させた他は、実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製した。この実施例３の電極群では、負極集電タブは、実施例１と同様に非湾曲部において左右両端が対称となるように配置されている。一方、正極集電タブは、実施例２と同様に、非湾曲部において左右両端が非対称となるように配置されている。正極集電タブの幅は６０ｍｍとし、負極集電タブの幅は４０ｍｍとした。
【００６２】
（比較例１）
正負極集電タブを図９のように配置させた他は、実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製した。この比較例１の電極群では、正極及び負極集電タブの一方の端部は非湾曲部に位置するが、他方の端部が湾曲部に位置しており、全体的にほとんど湾曲しないように配置されている。正負極の集電タブの幅は１５ｍｍとした。
【００６３】
（比較例２）
正負極集電タブを図１０のように配置させた他は、実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製した。この比較例２の電極群では、正極及び負極集電タブの一方の端部は非湾曲部に位置するが、他方の端部が湾曲部に位置している。湾曲部に位置する端部は、一部が湾曲するよう配置されている。正負極の集電タブの幅は２０ｍｍとした。
【００６４】
（比較例３）
正負極集電タブを図１１のように配置させた他は、実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製した。この比較例２の電極群では、正極及び負極集電タブの両端が共に、非湾曲部ではなく湾曲部に位置している。正負極の集電タブの幅は１５ｍｍとした。
【００６５】
（振動試験）
実施例１〜３及び比較例１〜３の電池を５個ずつ用意し、ＵＮ試験（リチウム電池及びリチウムイオン電池の輸送に関する手引書）記載の振動試験を実施した。その結果を下記表１に示す。
【表１】
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【００６６】
実施例１〜３の電池は、正負極集電タブに破断が生じなかった。一方、比較例１〜３の電池では、正負極集電タブに破断が生じた。比較例１及び２の電池は、正負極集電タブがＵ字形状ではないために引っ張り強度が低く、その結果、破断が生じたものと考えられる。比較例３の電池では、正負極集電タブはＵ字に近い形状をしているものの、左右方向の長さが不足しているために強度が低いと考えられる。
【００６７】
以上説明したように本発明の実施形態により、衝撃等による集電タブの破断が発生しない、良好な二次電池を提供できる。
【００６８】
前述した実施例では非水電解液を用いた電池を例えに説明したが、非水電解液の代わりに固体電解質やポリマー電解質を用いた電池についても当然適応可能である。さらに正負極活物質に関してもこの限りでなく、他の活物質を用いることができる。
【００６９】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１…容器、２…電極群、３…蓋、５…負極端子、６…正極、６ａ…正極集電体、６ｂ…正極活物質層、６ｃ…正極集電タブ、７…負極、７ａ…負極集電体、７ｂ…負極活物質層、７ｃ…負極集電タブ、８…正極保護リード、９…負極保護リード、１０…封口部材、５０…正極端子、５１…正極リード、５２…負極リード、５３，５４…絶縁体、５８…止めテープ、５９…セパレータ、６５…湾曲部、６６…非湾曲部長さ、６７…非湾曲部。
【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６】
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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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