(57)【要約】【課題】寿命特性および歩留まりを向上させることが可能な二次電池を提供する。【解決手段】このリチウムイオン二次電池（二次電池）１００は、正極活物質層１２を含む正極１０と、負極活物質層２２を含み、セパレータ３０を挟んで正極１０と対向するように配された負極２０とを有する電極群４０と、正極１０および負極２０と接続される集電部材５０と、電極群４０および集電部材５０を非水電解液とともに封入する金属製の外装容器６０とを備えている。外装容器は、外装缶７０と外装缶７０を封口する封口板８０とを含んで構成されている。そして、上記外装缶７０と封口板８０とによって集電部材５０に押圧力が加えられており、この集電部材５０を介して、電極群４０（正極１０、負極２０）が、正極活物質層１２および負極活物質層２２に押圧力が加えられていない状態で外装容器６０内に固定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活物質層を含む電極と、
前記電極を収納する収納容器と前記収納容器を封口する封口体とを含む外装容器とを備え、
前記電極が、前記活物質層に押圧力が加えられていない状態で、前記外装容器内に固定されていることを特徴とする、二次電池。
【請求項２】
前記電極と接続される集電部材をさらに備え、
前記集電部材を介して、前記電極が前記外装容器内に固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記収納容器および前記封口体によって、前記集電部材に押圧力が加えられていることを特徴とする、請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記電極は、正極集電体と前記正極集電体上に形成された正極活物質層とを有する正極と、負極集電体と前記負極集電体上に形成された負極活物質層とを有するとともに前記正極と対向するように配された負極とを含み、
前記正極および前記負極が、それぞれ、前記正極活物質層および前記負極活物質層に押圧力が加えられていない状態で、前記外装容器内に収納されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項５】
前記電極と接続される集電部材を備え、
前記集電部材は、前記正極集電体と接続される第１集電部材と、前記負極集電体と接続される第２集電部材とを含み、
前記収納容器および前記封口体によって、前記第１集電部材および前記第２集電部材のそれぞれに押圧力が加えられていることを特徴とする、請求項４に記載の二次電池。
【請求項６】
前記正極集電体および前記負極集電体は、それぞれ、前記正極活物質層および前記負極活物質層が形成されずに露出された集電体露出部を有し、
前記収納容器および前記封口体によって、前記集電体露出部に押圧力が加えられていることを特徴とする、請求項４または５に記載の二次電池。
【請求項７】
前記正極と前記負極との間に配されるセパレータをさらに備え、
前記正極、前記セパレータおよび前記負極が順次積層されることによって積層体が構成されていることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項８】
前記積層体は、前記正極および前記負極をそれぞれ複数有し、
前記正極および前記負極が交互に積層されていることを特徴とする、請求項７に記載の二次電池。
【請求項９】
前記正極集電体および前記負極集電体は、それぞれ、前記正極活物質層および前記負極活物質層が形成されずに露出された集電体露出部を有し、
前記集電部材は、前記集電体露出部と接続される櫛歯状の接続片を含むことを特徴とする、請求項５〜８のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項１０】
前記収納容器および前記封口体は、それぞれ、金属材料から構成されていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項１１】
前記電極と接続される集電部材を備え、
前記電極は、前記封口体と対向するように配されているとともに、前記収納容器は、前記電極と対向する底面部を含み、
前記封口体および前記収納容器の底面部の少なくとも一方には、前記集電部材に向かって突出する凸部が形成されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項１２】
前記収納容器および前記封口体の少なくとも一方の電池内部側は、高分子ラミネート材でコーティングされていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項１３】
前記収納容器は、角形に形成されているとともに、最も面積の大きい面が底面部となっており、
前記電極が、前記底面部と対向するように、前記収納容器内に収納されていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、民生用の携帯電話機やポータブル電子機器、携帯情報端末などの急速な小型軽量化および多機能化に伴い、その電源である電池に対して、小型軽量で高エネルギー密度かつ長期間繰り返し充放電が可能な二次電池の開発が強く要求されている。これらの要求を満たす二次電池として、他の二次電池に比べてエネルギー密度が高いリチウムイオン二次電池が最も有望であり、より優れたリチウムイオン二次電池を開発すべく、種々の研究が推進されている。
【０００３】
また、近年では、地球温暖化などの環境問題を踏まえて、電力貯蔵用途にリチウムイオン二次電池が利用されるようになってきている。さらに、二酸化炭素（ＣＯ2）削減やエネルギー問題への対策として、低燃費で低排気ガスのハイブリッド自動車（ＨＥＶ：Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）や電気自動車（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）の普及に期待が高まっており、車載用電池をターゲットにしたリチウムイオン二次電池の開発および製品化も進められている。
【０００４】
このようなリチウムイオン二次電池は、一般的に、正極活物質層が形成された正極と負極活物質層が形成された負極とが、セパレータを挟んで対向するように配された状態で外装体（収納容器）内に収納された後、非水電解液が注液されることにより形成されている。そして、正極と負極との間でリチウムイオンを移動させることにより充放電が行われる。なお、このようなリチウムイオン二次電池の一例が、たとえば、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許登録第３４８２６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、リチウムイオン二次電池は、携帯電話機などの携帯機器のみならず、電気自動車などの大型の動力用としての需要も高まっている。そして、リチウムイオン二次電池の需要の高まりに伴い、大容量、かつ、５００サイクル以上といった長い寿命が求められるようになってきている。また、低価格への要求も高まっており、高い歩留まりが求められている。
【０００７】
しかしながら、このようなリチウムイオン二次電池では、充放電時における活物質層の膨張収縮によって、活物質層からの活物質の剥離や脱落により内部短絡が発生する場合があり、この内部短絡の発生により電池寿命が低下するという不都合が生じる。これにより、寿命特性や信頼性が低下するという問題が生じる。
【０００８】
また、電池製造時において内部短絡が発生した場合には、歩留まりが低下するという問題が生じる。リチウムイオン二次電池の大容量化を図ろうとした場合、高価な正極活物質や電解液などを非常に多く使用するため、歩留まりの低下により、製品価格の上昇を招く。このため、リチウムイオン二次電池における製造歩留まりの向上は、非常に重要である。
【０００９】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、歩留まりを向上させることが可能な二次電池を提供することである。
【００１０】
この発明のもう１つの目的は、寿命特性に優れた信頼性の高い二次電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による二次電池は、活物質層を含む電極と、電極を収納する収納容器と収納容器を封口する封口体とを含む外装容器とを備えている。そして、電極が、活物質層に押圧力が加えられていない状態で、外装容器内に固定されている。
【００１２】
この一の局面による二次電池では、上記のように、電極の活物質層に押圧力を加えないようにすることによって、電極にバリ突起などが発生している場合でも、バリ突起などが発生している部分には押圧力が加わらないので、バリ突起などに起因する内部短絡の発生を抑制することができる。このため、電池組立時における内部短絡の発生を抑制することができる。これにより、歩留まりを向上させることができる。また、歩留まりを向上させることによって、大容量の二次電池を製造する際に、容易に、製品価格の低減を図ることができる。
【００１３】
また、一の局面では、活物質層に押圧力が加えられていない状態で、電極を外装容器内に固定することによって、電極の位置ずれを抑制することができる。これにより、サイクル特性を向上させることができる。したがって、上記のように構成することにより、寿命特性および信頼性を向上させることができる。
【００１４】
さらに、一の局面では、上記のように構成することによって、活物質層の縁部に押圧力が加わらないように構成することができるので、電池の充放電に伴う活物質層の膨張収縮時において、電極の縁部（端部）で内部短絡（微小短絡）が生じるのを抑制することができる。したがって、これによっても、サイクル特性を向上させることができる。加えて、信頼性を向上させることもできる。
【００１５】
上記一の局面による二次電池において、好ましくは、電極と接続される集電部材をさらに備え、集電部材を介して、上記電極が外装容器内に固定されている。このように構成すれば、容易に、活物質層に押圧力が加えられていない状態で、外装容器内に電極を固定することができる。
【００１６】
この場合において、好ましくは、収納容器および封口体によって、集電部材に押圧力が加えられている。このように構成すれば、容易に、集電部材を固定することができるので、集電部材を介して、容易に、上記電極を外装容器内に固定することができる。
【００１７】
上記一の局面による二次電池において、好ましくは、電極は、正極集電体とこの正極集電体上に形成された正極活物質層とを有する正極と、負極集電体とこの負極集電体上に形成された負極活物質層とを有するとともに正極と対向するように配された負極とを含み、正極および負極が、それぞれ、正極活物質層および負極活物質層に押圧力が加えられていない状態で、外装容器内に収納されている。
【００１８】
この場合において、好ましくは、電極と接続される集電部材を備え、この集電部材が、正極集電体と接続される第１集電部材と、負極集電体と接続される第２集電部材とを含み、収納容器および封口体によって、第１集電部材および第２集電部材のそれぞれに押圧力が加えられている。このように構成すれば、活物質層に押圧力が加わるのを抑制しながら、効果的に、正極および負極の位置ずれを抑制することができる。これにより、効果的に、サイクル特性を向上させることができるとともに、効果的に、内部短絡の発生を抑制することができる。
【００１９】
上記正極および負極を備えた構成において、正極集電体および負極集電体は、それぞれ、正極活物質層および負極活物質層が形成されずに露出された集電体露出部を有し、収納容器および封口体によって、集電体露出部に押圧力を加えるように構成してもよい。このように構成した場合でも、活物質層に押圧力が加わるのを抑制しながら、効果的に、正極および負極の位置ずれを抑制することができる。
【００２０】
上記正極および負極を備えた構成において、正極と負極との間に配されるセパレータをさらに備え、正極、セパレータおよび負極が順次積層されることによって積層体が構成されているのが好ましい。このように構成すれば、寿命特性に優れた信頼性の高い積層型の二次電池を高い歩留まりで得ることができる。
【００２１】
この場合において、好ましくは、積層体は、正極および負極をそれぞれ複数有し、正極および負極が交互に積層されている。このように構成すれば、積層型二次電池の大容量化を容易に図ることができる。
【００２２】
上記正極および負極と接続される集電部材を備えた構成において、好ましくは、正極集電体および負極集電体は、それぞれ、正極活物質層および負極活物質層が形成されずに露出された集電体露出部を有し、集電部材は、集電体露出部と接続される櫛歯状の接続片を含む。このように構成すれば、容易に、集電部材を電極に接続することができるので、集電部材を介して、容易に、上記電極を外装容器内に固定することができる。これにより、より容易に、活物質層に押圧力が加えられていない状態で、外装容器内に電極を固定することができる。その結果、活物質層に押圧力が加わるのを抑制しながら、より効果的に、正極および負極の位置ずれを抑制することができる。
【００２３】
上記一の局面による二次電池において、収納容器および封口体は、それぞれ、金属材料から構成することができる。
【００２４】
上記一の局面による二次電池において、電極と接続される集電部材を備え、電極は、封口体と対向するように配されているとともに、収納容器は、電極と対向する底面部を含むように構成されているのが好ましい。この場合、封口体および収納容器の底面部の少なくとも一方には、集電部材に向かって突出する凸部が形成されているのが好ましい。このように構成すれば、上記凸部によって、集電部材を押圧し易くすることができる。このため、上記凸部で集電部材を押圧することによって、集電部材を容易に固定することができるので、集電部材を介して、容易に、上記電極を外装容器内に固定することができる。
【００２５】
上記一の局面による二次電池において、好ましくは、収納容器および封口体の少なくとも一方は、その電池内部側の面に高分子ラミネート材がコーティングされている。なお、高分子ラミネート材によるコーティングは、電池内部側および電池外部側の両面に施されていてもよい。
【００２６】
上記一の局面による二次電池において、好ましくは、収納容器は、角形に形成されているとともに、最も面積の大きい面が底面部となっており、上記電極が、底面部と対向するように、収納容器内に配されている。このように構成すれば、容易に、大容量の角形二次電池を得ることができる。また、このように構成すれば、収納容器に電極（正極および負極）を収納する際の作業性を改善することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように、本発明によれば、歩留まりを向上させることが可能な二次電池を容易に得ることができる。
【００２８】
また、本発明によれば、寿命特性に優れた信頼性の高い二次電池を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態によるリチウムイオン二次電池の分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるリチウムイオン二次電池の分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるリチウムイオン二次電池の全体斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるリチウムイオン二次電池の平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態によるリチウムイオン二次電池の電極群の構成を示した斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態によるリチウムイオン二次電池の正極の構成を示した斜視図である。
【図７】本発明の第１実施形態によるリチウムイオン二次電池の正極の構成を示した平面図である。
【図８】本発明の第１実施形態によるリチウムイオン二次電池の負極の構成を示した斜視図である。
【図９】本発明の第１実施形態によるリチウムイオン二次電池の負極の構成を示した平面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態によるリチウムイオン二次電池の電極群の構成を示した断面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態によるリチウムイオン二次電池の集電部材の断面図である。
【図１２】本発明の第１実施形態によるリチウムイオン二次電池の電極群の一部を示した断面図（集電部材が取り付けられた状態の図）である。
【図１３】本発明の第１実施形態によるリチウムイオン二次電池の電極群と集電部材とを模式的に示した斜視図である。
【図１４】本発明の第１実施形態によるリチウムイオン二次電池の斜視図（封口板を取り付ける前の状態を示した図）である。
【図１５】本発明の第１実施形態によるリチウムイオン二次電池の外装缶の斜視図である。
【図１６】本発明の第１実施形態によるリチウムイオン二次電池の外装缶の平面図である。
【図１７】本発明の第１実施形態によるリチウムイオン二次電池を模式的に示した断面図（図３のＡ−Ａ線に沿った断面図）である。
【図１８】本発明の第１実施形態によるリチウムイオン二次電池の電極群を模式的に示した側面図（集電部材が接続された状態の電極群を模式的に示した図）である。
【図１９】第１実施形態の変形例によるリチウムイオン二次電池の電極群を模式的に示した斜視図（集電部材が接続された状態の電極群を模式的に示した図）である。
【図２０】本発明の第２実施形態によるリチウムイオン二次電池の分解斜視図である。
【図２１】本発明の第２実施形態によるリチウムイオン二次電池の集電部材の断面図である。
【図２２】本発明の第２実施形態によるリチウムイオン二次電池の電極群を模式的に示した側面図（集電部材が接続された状態の電極群を模式的に示した図）である。
【図２３】本発明の第２実施形態によるリチウムイオン二次電池を模式的に示した断面図である。
【図２４】第２実施形態の変形例によるリチウムイオン二次電池の電極群を模式的に示した側面図（集電部材が接続された状態の電極群を模式的に示した図）である。
【図２５】第２実施形態の変形例によるリチウムイオン二次電池を模式的に示した断面図である。
【図２６】本発明の第３実施形態によるリチウムイオン二次電池の集電部材の断面図である。
【図２７】本発明の第３実施形態によるリチウムイオン二次電池の集電部材の分解斜視図である。
【図２８】本発明の第３実施形態によるリチウムイオン二次電池の電極群の一部を示した分解斜視図である。
【図２９】本発明の第３実施形態によるリチウムイオン二次電池の電極群を模式的に示した斜視図（集電部材が接続された状態の電極群を模式的に示した図）である。
【図３０】第３実施形態の第１変形例によるリチウムイオン二次電池の電極群を模式的に示した斜視図（集電部材が接続された状態の電極群を模式的に示した図）である。
【図３１】第３実施形態の第２変形例によるリチウムイオン二次電池の集電部材の平面図である。
【図３２】図３１のＢ方向の側面図である。
【図３３】本発明の第４実施形態によるリチウムイオン二次電池の電極群を模式的に示した斜視図（集電部材が接続された状態の電極群を模式的に示した図）である。
【図３４】本発明の第４実施形態によるリチウムイオン二次電池の電極群の平面図（集電部材が接続された状態の電極群の一部を示した図）である。
【図３５】本発明の第４実施形態によるリチウムイオン二次電池の電極群の一部を示した分解斜視図（集電部材が接続された状態の電極群の一部を示した図）である。
【図３６】第４実施形態の変形例によるリチウムイオン二次電池の電極群の平面図（集電部材が接続された状態の電極群の一部を示した図）である。
【図３７】本発明の第５実施形態によるリチウムイオン二次電池の分解斜視図である。
【図３８】本発明の第５実施形態によるリチウムイオン二次電池の電極群の平面図（集電タブが取り付けられた状態の電極群の一部を示した図）である。
【図３９】実施例１によるリチウムイオン二次電池を簡略化して示した部分断面図である。
【図４０】実施例２によるリチウムイオン二次電池を簡略化して示した部分断面図である。
【図４１】比較例１によるリチウムイオン二次電池を簡略化して示した部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、二次電池の一例である積層型のリチウムイオン二次電池に本発明を適用した場合について説明する。
【００３１】
（第１実施形態）
図１および図２は、本発明の第１実施形態によるリチウムイオン二次電池の分解斜視図である。図３は、本発明の第１実施形態によるリチウムイオン二次電池の全体斜視図である。図４は、本発明の第１実施形態によるリチウムイオン二次電池の平面図である。図５〜図１８は、本発明の第１実施形態によるリチウムイオン二次電池を説明するための図である。なお、図４では、リチウムイオン二次電池の内部がわかるように、本来設けられている封口板８０を取り除いた状態を示している。まず、図１〜図１８を参照して、本発明の第１実施形態によるリチウムイオン二次電池１００について説明する。
【００３２】
第１実施形態によるリチウムイオン二次電池１００は、図１〜図４に示すように、角形扁平形状（図３参照）を有しており、正極１０（図１参照）および負極２０（図１参照）を含む電極群４０（図１および図２参照）と、正極１０および負極２０と接続される集電部材５０と、電極群４０および集電部材５０を非水電解液とともに封入する金属製の外装容器６０とを備えている。なお、正極１０および負極２０は、それぞれ、本発明の「電極」の一例である。
【００３３】
電極群４０は、図１および図５に示すように、正極１０と負極２０との短絡を抑制するためのセパレータ３０をさらに備えている。そして、正極１０および負極２０が、セパレータ３０を挟んで互いに対向するように配されている。また、電極群４０は、正極１０、負極２０およびセパレータ３０をそれぞれ複数備えており、正極１０、セパレータ３０および負極２０が順次積層されることによって、積層構造（積層体４０ａ）に構成されている。なお、正極１０および負極２０は、１つずつ交互に積層されている。また、上記電極群４０は、隣り合う２つの負極２０の間に、１つの正極１０が位置するように構成されている。さらに、上記電極群４０における最も外側には、セパレータ３０が配されている。
【００３４】
具体的には、上記電極群４０は、たとえば、正極１０を２４枚、負極２０を２５枚、セパレータ３０を５０枚含んで構成されており、正極１０および負極２０がセパレータ３０を挟んで交互に積層されている。
【００３５】
電極群４０を構成する正極１０は、図６および図７に示すように、正極集電体１１の両面に、正極活物質層１２が担持された構成を有している。
【００３６】
正極集電体１１は、正極活物質層１２の集電を行う機能を有している。この正極集電体１１は、たとえば、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル、鉄などの金属箔、または、これらの合金からなる合金箔から構成されており、約１μｍ〜約５００μｍ（たとえば約２０μｍ）の厚みを有している。なお、正極集電体１１は、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔が好ましく、その厚みは、２０μｍ以下であるのが好ましい。
【００３７】
また、正極集電体１１は、上記以外に、たとえば、導電性および耐酸化性向上の目的で、アルミニウムや銅などの表面をカーボン、ニッケル、チタンや銀などで処理したものを用いてもよい。これらについては、表面を酸化処理することも可能である。また、銅とアルミニウムのクラッド材、ステンレス鋼とアルミニウムのクラッド材、あるいは、これらの金属を組み合わせたメッキ材などを用いてもよい。２つ以上の金属箔を貼り合わせた集電体を用いることもできる。さらに、上記正極集電体１１は、箔状以外に、フィルム状、シート状、ネット状、パンチ又はエキスパンドされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群の形成体などの形状であってもよい。
【００３８】
正極活物質層１２は、リチウムイオンを吸蔵・放出しうる正極活物質を含んで構成されている。正極活物質としては、たとえば、リチウムを含有した酸化物が挙げられる。具体的には、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＦｅＯ2、ＬｉＭｎＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、および、これら酸化物中の遷移金属を一部他の金属元素で置換した化合物などが挙げられる。中でも、通常の使用において、正極が保有するリチウム量の８０％以上を電池反応に利用し得るものを正極活物質に用いるのが好ましい。それにより過充電などの事故に対する二次電池の安全性を高めることが可能となる。このような正極活物質としては、たとえば、ＬｉＭｎ2Ｏ4のようなスピネル構造を有する化合物や、ＬｉＭＰＯ4（Ｍは、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅから選択される少なくとも１種以上の元素）で表されるオリビン構造を有する化合物などが挙げられる。中でも、ＭｎおよびＦｅの少なくとも一方を含む正極活物質がコストの観点から好ましい。さらに、安全性および充電電圧の観点からは、ＬｉＦｅＰＯ4を用いるのが好ましい。ＬｉＦｅＰＯ4は、全ての酸素（Ｏ）が強固な共有結合によって燐（Ｐ）と結合しているため、温度上昇による酸素の放出が起こりにくい。そのため、安全性に優れている。
【００３９】
なお、上記正極活物質層１２の厚みは、２０μｍ〜２ｍｍ程度が好ましく、５０μｍ〜１ｍｍ程度がより好ましい。
【００４０】
また、上記正極活物質層１２は、正極活物質を少なくとも含んでいれば、その構成は特に制限されるものではない。たとえば、正極活物質層１２は、正極活物質以外に、導電材、増粘材、結着材などの他の材料を含んでいてもよい。
【００４１】
導電材は、正極１０の電池性能に悪影響を及ぼさない電子伝導性材料であれば特に限定されず、たとえば、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、グラファイト（天然黒鉛、人造黒鉛）、炭素繊維などの炭素質材料や導電性金属酸化物などを用いることができる。これらの中で、導電材としては、電子伝導性および塗工性の観点より、カーボンブラック及びアセチレンブラックが好ましい。
【００４２】
増粘材としては、たとえば、ポリエチレングリコール類、セルロース類、ポリアクリルアミド類、ポリＮ−ビニルアミド類、ポリＮ−ビニルピロリドン類などを用いることができる。これらの中で、増粘材としては、ポリエチレングリコール類、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）などのセルロース類などが好ましく、ＣＭＣが特に好ましい。
【００４３】
結着材は、活物質粒子および導電材粒子を繋ぎ止める役割を果たすものであり、たとえば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリビニルピリジン、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系ポリマー、スチレンブタジエンゴムなどを用いることができる。
【００４４】
正極活物質、導電材、結着材などを分散させる溶剤としては、たとえば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアミン、エチレンオキシド、テトラヒドロフランなどの有機溶剤を用いることができる。
【００４５】
上記した正極１０は、たとえば、正極活物質、導電材、増粘材および結着材を混合し、適当な溶剤を加えてペースト状の正極合剤としたものを、正極集電体１１の表面に塗布乾燥し、必要に応じて電極密度を高めるべく圧縮して形成される。
【００４６】
また、上記正極１０は、図７に示すように、平面的に見て、矩形形状を有しており、４つの縁部１４（Ｘ方向の２つの縁部１４ａ、Ｙ方向の２つの縁部１４ｂ）を有している。なお、第１実施形態では、上記正極１０は、Ｙ方向の幅ｗ１が、たとえば、約１４６ｍｍとされており、Ｘ方向の長さｇ１が、たとえば、約２０８ｍｍとされている。また、正極活物質層１２の塗布領域（形成領域）は、Ｙ方向の幅ｗ１１が、正極１０の幅ｗ１と同じ、たとえば、約１４６ｍｍとされており、Ｘ方向の長さｇ１１が、たとえば、約１９６ｍｍとされている。このため、塗布領域に形成された正極活物質層１２は、平面的に見て、矩形形状に形成されており、４つの縁部１３（Ｘ方向に沿った２つの縁部１３ａ、Ｙ方向に沿った２つの縁部１３ｂ）を有している。
【００４７】
また、上記正極１０は、Ｘ方向の一端に、正極活物質層１２が形成されずに正極集電体１１の表面が露出された集電体露出部１１ａを有している。この集電体露出部１１ａには、外部に電流を取り出すための、集電部材５０（図４および図１３参照）が電気的に接続されている。なお、正極活物質層１２における４つの縁部１３は、Ｙ方向に沿った２つの縁部１３ｂのうちの一方側（集電体露出部１１ａ側の縁部１３ｂ）を除き、上記正極１０における縁部１４と一致している。
【００４８】
電極群４０を構成する負極２０は、図８および図９に示すように、負極集電体２１の両面に、負極活物質層２２が担持された構成を有している。
【００４９】
負極集電体２１は、負極活物質層２２の集電を行う機能を有している。この負極集電体２１は、たとえば、銅、ニッケル、ステンレス鋼、鉄、ニッケルメッキ層などの金属箔、または、これらの合金からなる合金箔から構成されており、約１μｍ〜約１００μｍ（たとえば約１６μｍ）の厚みを有している。なお、負極集電体２１は、銅またはステンレス鋼からなる金属箔が好ましく、その厚みは、４μｍ以上２０μｍ以下であるのが好ましい。
【００５０】
また、上記負極集電体２１は、箔状以外に、フィルム状、シート状、ネット状、パンチ又はエキスパンドされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群の形成体などの形状であってもよい。
【００５１】
負極活物質層２２は、リチウムイオンを吸蔵・放出しうる負極活物質を含んで構成されている。負極活物質としては、たとえば、リチウムを含む物質、あるいは、リチウムの吸蔵・放出が可能な物質からなる。また、高エネルギー密度電池を構成するためには、リチウムの吸蔵／放出する電位が金属リチウムの析出／溶解電位に近いものが好ましい。その典型例としては、粒子状（鱗片状、塊状、繊維状、ウィスカー状、球状、粉砕粒子状など）の天然黒鉛もしくは人造黒鉛が挙げられる。なお、負極活物質として、メソカーボンマイクロビーズ、メソフェーズピッチ粉末、等方性ピッチ粉末などを黒鉛化して得られる人造黒鉛を使用してもよい。また、非晶質炭素を表面付着させた黒鉛粒子を使用することもできる。さらに、リチウム遷移金属酸化物、リチウム遷移金属窒化物、遷移金属酸化物および酸化シリコンなども使用可能である。リチウム遷移金属酸化物としては、たとえば、Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12に代表されるチタン酸リチウムを使用すると、負極２０の劣化が少なくなるため、電池の長寿命化を図ることが可能となる。
【００５２】
なお、上記負極活物質層２２の厚みは、２０μｍ〜２ｍｍ程度が好ましく、５０μｍ〜１ｍｍ程度がより好ましい。
【００５３】
また、上記負極活物質層２２は、負極活物質を少なくとも含んでいれば、その構成は特に制限されるものではない。たとえば、負極活物質層２２は、負極活物質以外に、導電材、増粘材、結着材などの他の材料を含んでいてもよい。なお、導電材、増粘材、結着材などの他の材料は、正極活物質層１２に用いることが可能なものを用いることができる。
【００５４】
上記した負極２０は、たとえば、負極活物質、導電材、増粘材および結着材を混合し、適当な溶剤を加えてペースト状の負極合剤としたものを、負極集電体２１の表面に塗布乾燥し、必要に応じて電極密度を高めるべく圧縮して形成される。
【００５５】
また、上記負極２０は、図９に示すように、平面的に見て、矩形形状を有しており、４つの縁部２４（Ｘ方向の２つの縁部２４ａ、Ｙ方向の２つの縁部２４ｂ）を有している。また、上記負極２０は、正極１０（図７および図８参照）よりも大きい平面積に形成されている。なお、第１実施形態では、上記負極２０は、Ｙ方向の幅ｗ２が、正極１０の幅ｗ１（図７参照）よりも大きい、たとえば、約１５０ｍｍとされており、Ｘ方向の長さｇ２が、正極１０の長さｌ１（図７参照）より長い、たとえば、約２１０ｍｍとされている。また、負極活物質層２２の塗布領域（形成領域）は、Ｙ方向の幅ｗ２１が、負極２０の幅ｗ２と同じ、たとえば、約１５０ｍｍとされており、Ｘ方向の長さｇ２１が、たとえば、約２００ｍｍとされている。このため、塗布領域に形成された負極活物質層２２は、平面的に見て、矩形形状に形成されており、４つの縁部２３（Ｘ方向に沿った２つの縁部２３ａ、Ｙ方向に沿った２つの縁部２３ｂ）を有している。
【００５６】
また、上記負極２０は、正極１０と同様、Ｙ方向の一端に、負極活物質層２２が形成されずに負極集電体２１の表面が露出された集電体露出部２１ａを有している。この集電体露出部２１ａには、外部に電流を取り出すための、集電部材５０（図４および図１３参照）が電気的に接続されている。なお、負極活物質層２２における４つの縁部２３は、Ｙ方向に沿った２つの縁部２３ｂのうちの一方側（集電体露出部２１ａ側の縁部２３ｂ）を除き、上記負極２０における縁部２４と一致している。
【００５７】
電極群４０を構成するセパレータ３０は、強度が十分でかつ電解液を多く保持できるものがよく、そのような観点から、厚みが１０μｍ〜５０μｍで空隙率が３０％〜７０％のポリエチレン、ポリプロピレン、またはエチレン−プロピレン共重合体を含む微多孔フィルムや不織布などが好ましい。
【００５８】
また、セパレータ３０は、上記以外に、たとえば、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテル（ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド）、セルロース（カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース）、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メタ）アクリル酸エステルなどの高分子からなる微多孔フィルムなどを用いることができる。さらに、これらの微多孔フィルムを重ね合わせた多層フィルムを用いることもできる。
【００５９】
セパレータ３０の厚みとしては、５μｍ〜１００μｍが好ましく、１０μｍ〜３０μｍであればより好ましい。また、セパレータ３０の空隙率としては、３０％〜９０％が好ましく、４０％〜８０％であればより好ましい。セパレータ３０の厚みが５μｍより小さくなるとセパレータ３０の機械的強度が不足し、電池の内部短絡の原因となる。一方、セパレータ３０の厚みが１００μｍより大きくなると正極負極間の距離が長くなり、電池の内部抵抗が高くなる。また、空隙率が３０％より低いと、非水電解液の含有量が減り、電池の内部抵抗が高くなる。一方、空隙率が９０％より高いと、正極１０と負極２０とが物理的な接触を起こしてしまい、電池の内部短絡の原因となる。また、セパレータ３０は、厚みと空隙率により、機械的強度や非水電解液の含有量や電池の内部抵抗や電池の内部短絡のし易さなどを考慮し、複数枚重ねて使用することも可能である。
【００６０】
また、上記セパレータ３０は、図１０に示すように、正極活物質層１２の塗布領域（形成領域Ｎ）および負極活物質層２２の塗布領域（形成領域Ｍ）よりも大きい形状を有している。具体的には、上記セパレータ３０は、図５および図１０に示すように、たとえば、縦方向の長さ（Ｘ方向に対応する方向の長さ）が約１５４ｍｍ、横方向の長さ（Ｙ方向に対応する方向の長さ）が約２０６ｍｍの矩形形状に形成されている。
【００６１】
上記した正極１０および負極２０は、正極１０の集電体露出部１１ａと負極２０の集電体露出部２１ａとが互いに反対側に位置するように配され、正極負極間にセパレータ３０を介在させて積層されている。
【００６２】
集電部材５０は、図１に示すように、正極１０に接続される正極用の集電部材５０ａと、負極２０に接続される負極用の集電部材５０ｂとを含んで構成されている。この集電部材５０ａおよび５０ｂは、それぞれ、集電体露出部１１ａおよび２１ａに沿って延びる（Ｙ方向に延びる）本体部５１と、この本体部５１の一方の側面５１ａに設けられた櫛歯状の接続片５２とを有している。また、図１１に示すように、集電部材５０の高さｈ１（本体部５１の高さｈ１）は、電極群４０（図２および図１４参照）の積層方向の厚み（正極１０、セパレータ３０および負極２０の合計厚み）よりも大きくなるように構成されている。具体的には、上記集電部材５０の高さｈ１は、たとえば、約１２ｍｍ〜約１７ｍｍに構成されている。なお、正極用の集電部材５０ａは、本発明の「第１集電部材」の一例であり、負極用の集電部材５０ｂは、本発明の「第２集電部材」の一例である。
【００６３】
また、第１実施形態では、上記集電部材５０は、金属材料から構成されており、接続片５２が本体部５１と一体的に形成されている。櫛歯状の接続片５２は、たとえば、ダイシングソーなどで金属材料にスリットを入れることによって形成することが可能である。接続片５２の厚みは、図１２に示すように、集電部材５０が正極用の集電部材５０ａの場合には、隣り合う正極１０間の間隔に略等しくなるように構成されているのが好ましい。また、隣り合う接続片５２の間には、正極１０（集電体露出部１１ａ）が挿入されるため、隣り合う接続片５２間の間隔は、正極集電体１１の厚みと略等しくなるように構成されているのが好ましい。同様に、集電部材５０が負極用の集電部材５０ｂの場合には、接続片５２の厚みは、隣り合う負極２０間の間隔に略等しくなるように構成されているのが好ましい。また、隣り合う接続片５２間の間隔は、負極集電体２１の厚みと略等しくなるように構成されているのが好ましい。
【００６４】
集電部材５０を構成する金属材料としては、たとえば、鉄、チタン、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼またはこれらの合金などを用いることができる。なお、正極用の集電部材５０ａと負極用の集電部材５０ｂとは、互いに同材質のものを用いてもよいし、互いに異なる材質のものを用いてよい。また、上記集電部材５０は、集電体と同材質のものを用いることが可能であるが、異なる材質でもかまわない。
【００６５】
また、第１実施形態では、正極用の集電部材５０ａは、その接続片５２が正極集電体１１の集電体露出部１１ａと電気的に接続されており、負極用の集電部材５０ｂは、その接続片５２が負極集電体２１の集電体露出部２１ａと電気的に接続されている。そのため、図１４に示すように、正極用の集電部材５０ａは、電極群４０に対してＸ方向の一方側に配されており、負極用の集電部材５０ｂは、電極群４０に対してＸ方向の他方側に配されている。また、集電部材５０ａおよび５０ｂの接続片５２は、溶接や超音波接合などによって、それぞれ、正極集電体１１の集電体露出部１１ａおよび負極集電体２１の集電体露出部２１ａに接続固定することができる。なお、集電部材５０と電極との接続固定は、溶接、超音波接合以外に、たとえば、導電性接着剤などを用いて行うこともできる。
【００６６】
外装容器６０内に電極群４０および集電部材５０とともに封入される非水電解液は、特に限定されるものではないが、溶媒として、たとえば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、γ−ブチロラクトンなどのエステル類や、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、メトキシエトキシエタンなどのエーテル類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、ギ酸メチル、酢酸メチルなどの極性溶媒を使用することができる。これらの溶媒は単独で使用してもよいし、２種以上を混合して混合溶媒として使用してもよい。
【００６７】
また、非水電解液には、電解質支持塩が含まれていてもよい。電解質支持塩としては、たとえば、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4（ホウフッ化リチウム）、ＬｉＰＦ6（六フッ化リン酸リチウム）、ＬｉＣＦ3ＳＯ3（トリフルオロメタンスルホン酸リチウム）、ＬｉＦ（フッ化リチウム）、Ｌ■Ｃｌ（塩化リチウム）、ＬｉＢｒ（臭化リチ
ウム）、ＬｉＩ（ヨウ化リチウム）、ＬｉＡｌＣｌ4（四塩化アルミン酸リチウム）などのリチウム塩が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
【００６８】
なお、電解質支持塩の濃度は、特に限定されるものではないが、０．５ｍｏｌ／Ｌ〜２．５ｍｏｌ／Ｌが好ましく、１．０ｍｏｌ／Ｌ〜２．２ｍｏｌ／Ｌがより好ましい。電解質支持塩の濃度が、０．５ｍｏｌ／Ｌ未満の場合には、非水電解液中において電荷を運ぶキャリア濃度が低くなり、非水電解液の抵抗が高くなるおそれがある。また、電解質支持塩の濃度が、２．５ｍｏｌ／Ｌより高い場合には、塩自体の解離度が低くなり、非水電解液中のキャリア濃度が上がらないおそれがある。
【００６９】
電極群４０を封入する外装容器６０は、大型の扁平角形容器であり、図１〜図３に示すように、電極群４０および集電部材５０などを収納する外装缶７０と、この外装缶７０を封口する封口板８０とを含んで構成されている。また、電極群４０を収納した外装缶７０は、封口板８０で二重巻き締め封口されている。なお、外装缶７０は、本発明の「収納容器」の一例であり、封口板８０は、本発明の「封口体」の一例である。
【００７０】
外装缶７０は、たとえば、金属板に深絞り加工などを施すことによって形成されており、底面部７１と側壁部７２とを有している。また、図１５および図１６に示すように、外装缶７０の一端（底面部７１の反対側）には、電極群４０（図１４参照）を挿入するための開口部７３が設けられている。また、上記外装缶７０は、角形缶に形成されており、最も面積の大きい面が底面部７１となっている。
【００７１】
外装缶７０の内径サイズは、集電部材５０が接続された電極群４０（図１４参照）が、その電極面が底面部７１と対向するようにして収納することが可能な大きさとなっている。具体的には、上記外装缶７０は、たとえば、縦方向の長さ（図１６のＹ方向の長さＬ）が約１６４ｍｍに形成されており、横方向の長さ（図１６のＸ方向の長さＷ）が約２２８ｍｍに形成されている。外装缶７０の深さは、たとえば、約２０ｍｍに形成されている。
【００７２】
また、上記外装缶７０は、Ｙ方向の一方側の側壁部７２に、電極端子７４が形成されている。さらに、外装缶７０の開口部７３における周縁には、二重巻き締め封口を行うための容器折り返し部７５が設けられている。
【００７３】
封口板８０は、たとえば、金属板をプレス加工することによって形成されている。この封口板８０は、図２に示すように、外装缶７０の開口部７３を塞ぐ略平板状のパネル部８１と、パネル部８１の外周端に連なり上方に延びるチャックウォール部８２と、チャックウォール部８２の外周端に連接された折り返し部８３とを有している。さらに、図２および図３に示すように、Ｘ方向の一方側に非水電解液を注液するための注液孔８４が形成されている。この注液孔８４は、たとえば、φ２ｍｍの大きさに形成されている。
【００７４】
なお、外装缶７０および封口板８０は、たとえば、鉄、ステンレススチール、アルミニウムなどの金属板や鉄にニッケルメッキを施した鋼板やアルミメッキを施した鋼板などを用いて形成することができる。鉄は安価な材料であるため価格の観点では好ましいが、長期間の信頼性を確保するためには、ステンレススチールやアルミニウムなどからなる金属板または鉄にニッケルメッキを施した鋼板やアルミメッキを施した鋼板などを用いるのがより好ましい。また、上記以外に、金属板の表面を高分子材料でラミネートした高分子ラミネート材（ラミネート板）を用いることもできる。この場合、少なくとも、電池内部側となる面にコーティング処理が施されているのが好ましい。なお、金属板の厚みは、たとえば約０．４ｍｍ〜約１．２ｍｍ（たとえば約１．０ｍｍ）とすることができる。
【００７５】
また、図４および図１４に示すように、上記した電極群４０は、正極１０（図５参照）および負極２０（図５参照）が、外装缶７０の底面部７１と対向するようにして、外装缶７０内に収納されている。また、図１４に示すように、電極群４０に接続された集電部材５０は、外装缶７０の内側におけるＸ方向の両端に配されている。さらに、図４に示すように、正極１０の集電体露出部１１ａ（図７参照）と接続された集電部材５０ａおよび負極２０の集電体露出部２１ａ（図９参照）と接続された集電部材５０ｂは、それぞれ、集電リード５を介して、外装缶７０の電極端子７４と電気的に接続されている。これにより、収納された電極群４０は、正極１０および負極２０が、それぞれ、集電部材５０および集電リード５を介して、外装缶７０の電極端子７４と電気的に接続されている。なお、集電リード５には、集電体と同材質のものを用いることが可能であるが、異なる材質でもかまわない。
【００７６】
そして、図１７に示すように、外装缶７０の開口部７３が上記封口板８０で二重巻き締め封口されている。具体的には、封口板８０の折り返し部８３の先端部分が、外装缶７０の容器折り返し部７５に巻き込むように圧着されることによって、封口板８０が外装缶７０に取り付けられている。なお、図１７では、セパレータ３０の記載は省略している。
【００７７】
また、封口板８０のパネル部８１は、チャックウォール部８２によって、外装缶７０の開口部７３における周縁より所定距離だけ下側（底面部７１側）に位置している。これにより、図１７および図１８に示すように、集電部材５０（５０ａ、５０ｂ）の本体部５１が、外装缶７０（底面部７１）と封口板８０（パネル部８１）とによって、積層方向（外装缶７０の深さ方向；Ｚ方向）に押圧力が加えられた状態となっている。この際、外装容器６０と集電部材５０とが電気的に短絡するのを抑制するために、外装容器６０と集電部材５０とは、たとえば、絶縁材などを介して間接的に接触されている。具体的には、たとえば、集電部材５０における外装容器６０と接触する部分に絶縁樹脂などが塗布されている。これ以外に、集電部材５０と外装容器６０（封口板８０および外装缶７０）との間に、たとえば、樹脂材料などからなる絶縁シート（図示せず）などを介在させてもよい。さらに、外装容器６０の電池内部側となる面に、高分子ラミネート材などをコーティングするのも好ましい。
【００７８】
また、第１実施形態では、外装缶７０と封口板８０とによって、集電部材５０（５０ａ、５０ｂ）に押圧力が加えられることにより、外装容器６０内において、集電部材５０ａおよび５０ｂが固定された状態となっている。このため、集電部材５０ａに接続された正極１０および集電部材５０ｂに接続された負極２０においても、外装容器６０内で固定された状態となっている。
【００７９】
さらに、第１実施形態では、外装缶７０と封口板８０とによって、集電部材５０ａおよび５０ｂに押圧力が加えられている一方、電極群４０（正極１０および負極２０）には、積層方向（Ｚ方向）に押圧力が加わらないように構成されている。すなわち、第１実施形態では、図１０および図１７に示すように、正極活物質層１２（正極活物質層１２の形成領域Ｎ）および負極活物質層２２（負極活物質層２２の形成領域Ｍ）に押圧力が加えられていない状態で、集電部材５０（５０ａ、５０ｂ）を介して、電極群４０（正極１０、負極２０）が外装容器６０内に固定されている。
【００８０】
非水電解液は、外装缶７０の開口部７３が封口板８０で封口された後に、注液孔８４から、たとえば、減圧注液されている。そして、注液孔８４とほぼ同じ直径の金属球９０（図３参照）を注液孔８４に設置した後、抵抗溶接やレーザ溶接などにより、注液孔８４が封口されている。
【００８１】
なお、第１実施形態によるリチウムイオン二次電池１００では、過充電時や高温状態において、電池内圧が上昇した場合、電池の爆発等の危険を避けるために、電池内圧を開放するための安全弁（図示せず）が設けられている。そして、この安全弁が作動する前に外装容器６０が開かないように、封口部分の耐圧が安全弁の動作圧以上となる封口強度で封口板８０が取り付けられている。
【００８２】
第１実施形態によるリチウムイオン二次電池１００では、上記のように、活物質層に押圧力が加えられていない状態で、電極群４０（正極１０、負極２０）を外装容器６０内に固定することによって、正極１０および負極２０の位置ずれを抑制することができる。これにより、サイクル特性を向上させることができる。したがって、上記のように構成することにより、寿命特性および信頼性を向上させることができる。
【００８３】
ここで、上記正極１０および負極２０は、いずれも長尺の帯状集電体シートを用い、これらの集電体シートに正極活物質層１２または負極活物質層２２を所定の方法で塗布した後に、個々の電極分の長さに切断することによって作製される。この集電体シートへの活物質層の塗布には、たとえば、１個分の電極形成に必要な長さ分だけ塗布した後に、活物質層を塗布しない集電体露出部１１ａおよび２１ａを設け、さらに次の電極分の活物質層を塗布するという操作を繰り返して塗布する、いわゆる間欠的に塗布する方法（以下、「間欠塗布法」と呼ぶ）が用いられる。また、他の塗布方法として、たとえば、集電体露出部１１ａおよび２１ａを長手方向と直交する側の一端に位置させて連続して塗布する塗布法（以下、「連続塗布法」と呼ぶ）が用いられる場合もある。
【００８４】
上述のような連続塗布法を採用した場合、長尺の集電体シートを切断する際に、活物質層および活物質層を支持する集電体が同時に切断されることになる。そのため、集電体の切断面にはバリ突起が発生するとともに、切断時の衝撃によって活物質層の切断面および切断面付近は不安定な状態となるので、活物質層の端部において、活物質層の一部が滑落し易くなる。
【００８５】
一方、間欠塗布法を採用した場合には、集電体露出部１１ａおよび２１ａで切断が行われるため、活物質層の滑落の問題は発生し難くなる。しかしながら、間欠塗布法の場合には、合剤ペーストの粘度等にもよるが、活物質層の塗布始端および塗布終端に盛り上がり部分が形成される場合がある。すなわち、活物質層の端部（縁部）に突出部が形成される場合がある。また、集電体の無塗工部（集電体露出部）と活物質層との境界部分に、段差が生じる場合もある。
【００８６】
したがって、第１実施形態では、上記のように、正極活物質層１２および負極活物質層２２に押圧力が加わらないようにすることによって、正極１０および負極２０の形成工程（切断工程）において、正極１０および負極２０の切断面にバリ突起が発生している場合でも、このバリ突起によって正極１０と負極２０とが短絡するのを抑制することができる。また、切断時の衝撃によって活物質層の切断面および切断面付近が不安定な状態となり、活物質層の端部において、活物質層の一部が滑落し易くなっていたとしても、このような部分に押圧力が加わるのを抑制することができるので、活物質の滑落などを抑制することができる。これにより、滑落した活物質がセパレータ３０を貫通することに起因する内部短絡の発生を抑制することができる。したがって、上記のように構成することにより、大容量のリチウムイオン二次電池１００を高い歩留まりで得ることができる。
【００８７】
また、第１実施形態では、正極活物質層１２および負極活物質層２２に押圧力が加わらないようにすることによって、活物質層の塗布始端および塗布終端に突出部が形成されている場合でも、このような突出部に押圧力が加わるのを抑制することができる。加えて、集電体露出部と活物質層との境界部分に段差が生じている場合でも、この段差部分に押圧力が加わるのを抑制することができる。このため、突出部や段差などが形成されている領域に押圧力が加えられることに起因して、セパレータ３０が損傷するという不都合が生じるのを抑制することができる。これにより、セパレータ３０の損傷に起因する正極活物質層１２と負極活物質層２２との接触を抑制することができるので、これによっても、内部短絡の発生を抑制することができる。
【００８８】
さらに、第１実施形態では、上記のように構成することによって、正極１０の縁部１４および負極２０の縁部２４に押圧力が加わらないように構成することができるので、電池の充放電に伴う活物質層の膨張収縮時において、電極の縁部（端部）で内部短絡が生じるのを抑制することができる。したがって、これによっても、サイクル特性を向上させることができる。加えて、信頼性を向上させることもできる。
【００８９】
このように、第１実施形態によるリチウムイオン二次電池１００では、寿命特性および信頼性を向上させることができることに加えて、歩留まりを向上させることができるので、大容量で電池寿命の長いリチウムイオン二次電池１００を低価格で提供することができる。
【００９０】
また、第１実施形態では、正極１０の集電体露出部１１ａと接続される集電部材５０ａおよび負極２０の集電体露出部２１ａと接続される集電部材５０ｂを備え、これら集電部材５０ａおよび５０ｂを介して、正極１０および負極２０を外装容器６０内に固定することによって、容易に、正極活物質層１２および負極活物質層２２に押圧力が加えられていない状態で、外装容器６０内に、正極１０および負極２０を固定することができる。
【００９１】
また、第１実施形態では、集電体露出部１１ａおよび２１ａと接続される櫛歯状の接続片５２を有するように上記集電部材５０（５０ａ、５０ｂ）を形成することによって、容易に、集電部材５０（５０ａ、５０ｂ）を正極１０および負極２０に接続固定することができる。これにより、集電部材５０（５０ａ、５０ｂ）を介して、容易に、上記電極群（正極１０および負極２０）を外装容器６０内に固定することができる。これにより、より容易に、正極活物質層１２および負極活物質層２２に押圧力が加えられていない状態で、外装容器６０内に電極群４０（正極１０および負極２０）を固定することができる。その結果、正極活物質層１２および負極活物質層２２に押圧力が加わるのを抑制しながら、より効果的に、正極１０および負極２０の位置ずれを抑制することができる。
【００９２】
さらに、第１実施形態では、外装缶７０と封口板８０とによって、集電部材５０ａおよび５０ｂに押圧力を加えることにより、容易に、集電部材５０ａおよび５０ｂを固定することができるので、これら集電部材５０ａおよび５０ｂを介して、容易に、正極１０および負極２０を外装容器６０内に固定することができる。これにより、正極活物質層１２および負極活物質層２２に押圧力が加わるのを抑制しながら、効果的に、正極１０および負極２０の位置ずれを抑制することができる。その結果、効果的に、サイクル特性を向上させることができるとともに、効果的に、内部短絡の発生を抑制することができる。
【００９３】
上記のように構成された第１実施形態によるリチウムイオン二次電池１００は、長寿命が要求される定置用の電力貯蔵用蓄電池として好適に用いることができる。また、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）などの車載用の蓄電池としても好適に用いることができる。また、第１実施形態によるリチウムイオン二次電池１００は、単電池容量が１０Ａｈ以上の蓄電池に適しており、特に、単電池容量が５０Ａｈ以上の大容量蓄電池により適している。
【００９４】
（第１実施形態の変形例）
図１９は、第１実施形態の変形例によるリチウムイオン二次電池の電極群を模式的に示した斜視図である。この図１９では、集電部材５０が接続された状態の電極群４０を模式的に示している。次に、図１９を参照して、第１実施形態の変形例によるリチウムイオン二次電池について説明する。なお、図１９において、対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明は省略する。
【００９５】
第１実施形態の変形例によるリチウムイオン二次電池では、図１９に示すように、集電部材５０ａおよび５０ｂの接続片５２が、ネジ止めによって、正極集電体１１の集電体露出部１１ａおよび負極集電体２１の集電体露出部２１ａにそれぞれ接続固定されている。
【００９６】
具体的には、集電部材５０（５０ａ、５０ｂ）の接続片５２、集電体露出部１１ａおよび２１ａには、集電部材５０（５０ａ、５０ｂ）の接続片５２の間に集電体露出部１１ａおよび２１ａが挿入された状態で、積層方向（Ｚ方向）に連通する貫通孔（図示せず）が形成されている。そして、この貫通孔にネジ１１０が挿入されて締め込まれることにより、集電部材５０ａおよび５０ｂの接続片５２が、正極集電体１１の集電体露出部１１ａおよび負極集電体２１の集電体露出部２１ａに接続固定されている。この際、必要に応じて、ワッシャやスペーサなどを介してネジ１１０を締め込むようにしてもよい。なお、第１実施形態の変形例では、２カ所でネジ止め固定されている。
【００９７】
第１実施形態の変形例のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。また、第１実施形態の変形例の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００９８】
（第２実施形態）
図２０は、本発明の第２実施形態によるリチウムイオン二次電池の分解斜視図であり、図２１は、本発明の第２実施形態によるリチウムイオン二次電池の集電部材の断面図である。図２２は、本発明の第２実施形態によるリチウムイオン二次電池の電極群を模式的に示した側面図であり、図２３は、本発明の第２実施形態によるリチウムイオン二次電池を模式的に示した断面図である。次に、図６〜図９、図１１および図２０〜図２３を参照して、本発明の第２実施形態によるリチウムイオン二次電池２００について説明する。なお、各図において、対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明は省略する。
【００９９】
この第２実施形態によるリチウムイオン二次電池２００では、図２０および図２１に示すように、上記第１実施形態の構成において、集電部材２５０の高さｈ２（本体部２５１の高さｈ２）が、上記第１実施形態の集電部材５０の高さｈ１（図１１参照）よりも小さくなるように構成されている。具体的には、この第２実施形態では、上記集電部材２５０の高さｈ２が、たとえば、約１０ｍｍ〜約１１ｍｍに構成されている。
【０１００】
上記集電部材２５０は、図２３に示すように、正極１０に接続される正極用の集電部材２５０ａと、負極２０に接続される負極用の集電部材２５０ｂとを含んで構成されている。なお、集電部材２５０は、図２１に示すように、本体部２５１の高さｈ２が小さくなっている点を除き、図１１に示した第１実施形態の集電部材５０と同様の構成を有している。
【０１０１】
また、第２実施形態では、図２０および図２３に示すように、封口板８０のパネル部８１に、集電部材２５０に向かって（Ｚ方向に）突出する凸部８５が形成されている。この凸部８５は、プレス加工などによって封口板８０と一体的に形成されており、略平面状の押圧面８５ａ（図２３参照）を有している。また、封口板８０の凸部８５は、集電部材２５０（２５０ａ、２５０ｂ）の各々の本体部２５１と対応するように、パネル部８１の２カ所に形成されているとともに、集電部材２５０の本体部２５１に沿って延びるように細長状に形成されている。なお、図２３では、セパレータの記載は省略している。
【０１０２】
また、外装缶７０の底面部７１には、上記封口板８０と同様、集電部材２５０に向かって（Ｚ方向に）突出する凸部７６が形成されている。この凸部７６は、外装缶７０の底面部７１に一体的に形成されており、略平面状の押圧面７６ａを有している。凸部７６の押圧面７６ａは、封口板８０に形成された凸部８５の押圧面８５ａと略同一形状に形成されている。すなわち、外装缶７０の凸部７６も、集電部材２５０の本体部２５１と対応するように、底面部７１の２カ所に形成されているとともに、集電部材２５０の本体部２５１に沿って延びるように細長状に形成されている。
【０１０３】
そして、外装缶７０に封口板８０が取り付けられることにより、図２３に示すように、封口板８０の凸部８５と外装缶７０の凸部７６とによって、集電部材２５０（２５０ａ、２５０ｂ）の本体部２５１に押圧力が加えられている。これにより、外装容器６０内において、集電部材２５０ａおよび２５０ｂが固定された状態となっており、集電部材２５０ａに接続された正極１０（図２３参照）および集電部材２５０ｂに接続された負極２０（図２３参照）においても、外装容器６０内で固定された状態となっている。
【０１０４】
なお、第２実施形態では、図２２および図２３に示すように、封口板８０の凸部８５および外装缶７０の凸部７６によって、集電部材２５０（２５０ａ、２５０ｂ）に押圧力が加えられている一方、集電部材２５０の高さｈ２（図２１参照）が小さい場合でも、電極群４０（正極１０、負極２０）には、押圧力が加わらないように構成されている。したがって、第２実施形態では、上記第１実施形態と同様、正極活物質層１２（図７参照）および負極活物質層２２（図９参照）に押圧力が加えられていない状態で、集電部材２５０を介して、電極群４０（正極１０、負極２０）が外装容器６０内に固定されている。
【０１０５】
第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。また、第１実施形態の変形例のように、集電部材２５０（２５０ａ、２５０ｂ）の接続片５２を、ネジ止めにより、正極集電体１１（図６参照）の集電体露出部１１ａ（図６参照）および負極集電体２１（図８参照）の集電体露出部２１ａ（図８参照）に接続固定することもできる。
【０１０６】
第２実施形態では、上記のように、封口板８０および外装缶７０のそれぞれに、凸部８５および７６を形成することによって、この凸部８５および７６により、集電部材２５０（２５０ａ、２５０ｂ）を押圧し易くすることができる。このため、上記凸部８５および７６で集電部材２５０（２５０ａ、２５０ｂ）を押圧することによって、集電部材２５０（２５０ａ、２５０ｂ）を容易に外装容器６０内で固定することができる。その結果、集電部材２５０ａおよび２５０ｂを介して、容易に、正極活物質層１２および負極活物質層２２に押圧力が加えられていない状態で、外装容器６０内に電極群４０（正極１０、負極２０）を固定することができる。
【０１０７】
また、第２実施形態では、上記凸部８５および７６で集電部材２５０を押圧することによって、充放電に伴い活物質層が膨張収縮した場合でも、活物質層に押圧力が加わらないように構成することができる。
【０１０８】
第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１０９】
（第２実施形態の変形例）
図２４は、第２実施形態の変形例によるリチウムイオン二次電池の電極群を模式的に示した側面図である。図２５は、第２実施形態の変形例によるリチウムイオン二次電池を模式的に示した断面図である。図２４では、集電部材２５０が接続された状態の電極群４０を模式的に示している。また、図２５では、セパレータを省略して記載している。次に、図２４および図２５を参照して、第２実施形態の変形例によるリチウムイオン二次電池について説明する。なお、各図において、対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明は省略する。
【０１１０】
第２実施形態の変形例によるリチウムイオン二次電池では、図２４および図２５に示すように、封口板８０の凸部８５および外装缶７０の凸部７６によって、集電部材２５０（２５０ａ、２５０ｂ）の接続片５２にＺ方向の押圧力が加えられている。これにより、外装容器６０内において、集電部材２５０ａおよび２５０ｂとともに、電極群４０（正極１０、負極２０）が固定された状態となっている。
【０１１１】
なお、この場合、集電部材２５０（２５０ａ、２５０ｂ）の接続片５２は、溶接やネジ止めなどで、正極集電体１１の集電体露出部１１ａおよび負極集電体２１の集電体露出部２１ａに固定されていなくても、正極１０および負極２０の位置ずれを抑制することが可能となる。ただし、溶接やネジ止めなどで、集電部材２５０（２５０ａ、２５０ｂ）の接続片５２を、正極集電体１１の集電体露出部１１ａおよび負極集電体２１の集電体露出部２１ａに接続固定してもよい。上記第１実施形態の変形例のように、ネジ止めによって、集電部材２５０ａおよび２５０ｂの接続片５２を正極集電体１１の集電体露出部１１ａおよび負極集電体２１の集電体露出部２１ａに接続固定する場合には、ネジ部分（ネジの頭部）に押圧力を加えるように構成することにより、集電部材２５０が固定されるようにしてもよい。また、ネジ止め部分を避けて、接続片５２の部分に押圧力が加わるように構成することにより、集電部材２５０および電極（電極群４０）が固定されるようにしてもよい。
【０１１２】
第２実施形態の変形例のその他の構成は、上記第２実施形態と同様である。また、第２実施形態の変形例の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【０１１３】
（第３実施形態）
図２６は、本発明の第３実施形態によるリチウムイオン二次電池の集電部材の断面図であり、図２７は、本発明の第３実施形態によるリチウムイオン二次電池の集電部材の分解斜視図である。図２８は、本発明の第３実施形態によるリチウムイオン二次電池の電極群の一部を示した分解斜視図であり、図２９は、本発明の第３実施形態によるリチウムイオン二次電池の電極群を模式的に示した斜視図である。図２８および図２９では、集電部材３５０が接続された状態の電極群４０を模式的に示している。次に、図２６〜図２９を参照して、本発明の第３実施形態によるリチウムイオン二次電池について説明する。なお、各図において、対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明は省略する。
【０１１４】
この第３実施形態によるリチウムイオン二次電池では、図２６および図２７に示すように、上記第１および第２実施形態とは異なり、各接続片５２が別体で形成された集電部材３５０を備えている。この集電部材３５０は、段差部３１１を有する複数の板状部材３１０を含んで構成されており、これら複数の板状部材３１０が、ネジ３２０およびナット３３０によって連結されている。板状部材３１０は、段差部３１１の底面部分である厚みの小さい薄板部３１２と、薄板部３１２よりも厚みの大きい厚板部３１３とを有しており、厚みの小さい薄板部３１２が集電部材３５０の接続片５２として機能する。一方、厚板部３１３の所定領域には、厚み方向に貫通する貫通孔３１３ａが形成されており、この貫通孔３１３ａにネジ３２０が挿入されて締め込まれることにより、１個の集電部材３５０に組み立てられている。なお、厚板部３１３がネジ３２０によって連結されることにより、連結された厚板部３１３で集電部材３５０の本体部３５１が構成されている。また、第３実施形態では、厚板部３１３の２カ所でネジ止め固定されている。
【０１１５】
このように、第３実施形態によるリチウムイオン二次電池では、集電部材３５０の接続片５２（板状部材３１０）が別体で形成されているため、図２８に示すように、電極（正極１０、負極２０）の集電体露出部１１ａ（２１ａ）に接続片５２を予め接続固定した後に、集電部材３５０（図２６および図２７参照）に組み立てることが可能となる。これにより、図２９に示すように、集電部材３５０を電極（電極群４０）に容易に接続固定することができる。なお、上記集電部材３５０は、上記第１および第２実施形態と同様、正極（正極集電体の集電体露出部）に接続される正極用の集電部材３５０ａと、負極（負極集電体の集電体露出部）に接続される負極用の集電部材３５０ｂとを含んで構成されている。
【０１１６】
第３実施形態の集電部材３５０以外の構成は、上記第１または第２実施形態と同様である。
【０１１７】
また、第３実施形態の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【０１１８】
（第３実施形態の第１変形例）
図３０は、第３実施形態の第１変形例によるリチウムイオン二次電池の電極群を模式的に示した斜視図である。この図３０では、集電部材３５０が接続された状態の電極群４０を模式的に示している。次に、図１７、図２８および図３０を参照して、第３実施形態の第１変形例によるリチウムイオン二次電池について説明する。なお、図３０において、対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明は省略する。
【０１１９】
第３実施形態の第１変形例によるリチウムイオン二次電池では、図３０に示すように、集電部材３５０の本体部３５１に段差部３４０が形成されており、段差部３４０の底面部分でネジ止めされている。これにより、ネジ３２０の頭部が本体部３５１の上面から突出しないように構成されているとともに、本体部３５１の下面からナット３３０（図２８参照）が突出しないように構成されている。
【０１２０】
第３実施形態の第１変形例のその他の構成は、上記第３実施形態と同様である。
【０１２１】
第３実施形態の第１変形例では、上記のように、ネジ３２０の頭部およびナット３３０（図２８参照）が集電部材３５０の本体部３５１から突出しないように構成することによって、封口板８０（図１７参照）および外装缶７０（図１７参照）によって集電部材３５０の本体部３５１に押圧力を加える際に、封口板８０（図１７参照）および外装缶７０（図１７参照）と集電部材３５０の本体部３５１との接触面積を大きくすることができる。これにより、図１７に示したように、外装容器６０内に集電部材３５０を容易に固定することができるとともに、集電部材３５０の位置ずれを発生し難くすることができる。
【０１２２】
第３実施形態の第１変形例のその他の効果は、上記第３実施形態と同様である。
【０１２３】
（第３実施形態の第２変形例）
図３１は、第３実施形態の第２変形例によるリチウムイオン二次電池の集電部材の平面図である。図３２は、図３１のＢ方向の側面図である。次に、図３１および図３２を参照して、第３実施形態の第２変形例によるリチウムイオン二次電池について説明する。なお、各図において、対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明は省略する。
【０１２４】
第３実施形態の第２変形例によるリチウムイオン二次電池では、図３１および図３２に示すように、集電部材３５０（板状部材３１０）がクリップ３６０によって一体化されている。この集電部材３５０は、上記第３実施形態の第１変形例と同様、本体部３５１に段差部３４０が形成されており、この段差部３４０の部分において、複数の板状部材３１０が一体に固定されている。
【０１２５】
第３実施形態の第２変形例のその他の構成は、上記第３実施形態の第１変形例と同様である。また、上記第３実施形態のように、集電部材３５０の本体部３５１に段差部を設けない構成にしてもよい。
【０１２６】
第３実施形態の第２変形例では、上記のように、集電部材３５０（板状部材３１０）をクリップ３６０で一体化することによって、上記第３実施形態の第１変形例のようにネジ孔（貫通孔）を設ける必要がなくなるので、その分、製造工数を削減することができる。
【０１２７】
第３実施形態の第２変形例のその他の効果は、上記第３実施形態および第３実施形態の第１変形例と同様である。
【０１２８】
（第４実施形態）
図３３は、本発明の第４実施形態によるリチウムイオン二次電池の電極群を模式的に示した斜視図である。図３４は、本発明の第４実施形態によるリチウムイオン二次電池の電極群の平面図である。図３５は、本発明の第４実施形態によるリチウムイオン二次電池の電極群の一部を示した分解斜視図である。図３３および図３４では、集電部材４５０が接続された状態の電極群４０を模式的に示している。次に、図３３〜図３５を参照して、本発明の第４実施形態によるリチウムイオン二次電池について説明する。なお、各図において、対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明は省略する。
【０１２９】
この第４実施形態によるリチウムイオン二次電池では、図３３〜図３５に示すように、短冊片状の複数の金属板４１０によって集電部材４５０が構成されている。集電部材４５０を構成する金属板４１０は、集電体露出部１１ａおよび２１ａと略同じ大きさを有しており、各々の所定領域に、厚み方向に貫通する貫通孔４１１が形成されている。また、電極（正極１０、負極２０）の集電体露出部１１ａ（２１ａ）にも、金属板４１０の貫通孔４１１と対応する位置に、同様の貫通孔１１ｂが形成されている。なお、上記集電部材４５０は、上記第１〜第３実施形態と同様、正極（正極集電体の集電体露出部）に接続される正極用の集電部材４５０ａと、負極（負極集電体の集電体露出部）に接続される負極用の集電部材４５０ｂとを含んで構成されている。正極用の集電部材４５０ａを構成する金属板４１０は、正極集電体の集電体露出部１１ａと略同じ大きさに形成されており、負極用の集電部材４５０ｂを構成する金属板４１０は、負極集電体の集電体露出部２１ａと略同じ大きさに形成されている。
【０１３０】
また、図３５に示すように、隣り合う電極（正極１０、負極２０）の間には、それぞれ、１つの金属板４１０（４１０ａ）が配されている。電極の間に配される金属板４１０ａの厚みは、それぞれ、隣り合う電極間の間隔と等しくなるように構成されているのが好ましい。一方、集電部材４５０の最も外側に配される金属板４１０（４１０ｂ）は、電極の間に配される金属板４１０ａの厚みと同程度か、それよりも大きい厚みに形成されているのが好ましい。集電部材４５０の最も外側に配される金属板４１０ｂの具体的な厚みは、たとえば、１ｍｍ〜２ｍｍ程度とすることができる。
【０１３１】
そして、これら複数の金属板４１０が、ネジ４２０およびナット４３０によって連結されている。複数の金属板４１０が一体化されることによって、上記集電部材４５０が構成されている。この際、上記貫通孔４１１および１１ｂにネジ４２０が挿入されて締め込まれることにより、集電部材４５０（４５０ａ、４５０ｂ）が、正極集電体の集電体露出部１１ａおよび負極集電体の集電体露出部２１ａに接続固定される。なお、第４実施形態では、集電部材４５０（金属板４１０）の２カ所でネジ止め固定されている。
【０１３２】
このように、第４実施形態によるリチウムイオン二次電池の集電部材４５０は、接続片として機能する金属板４１０から構成されており、上記第１〜第３実施形態とは異なり、本体部を有さない構成となっている。このため、本体部を有さない分、外装容器内における集電部材４５０の収納スペースを削減することができる。
【０１３３】
第４実施形態の集電部材４５０以外の構成は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【０１３４】
（第４実施形態の変形例）
図３６は、第４実施形態の変形例によるリチウムイオン二次電池の電極群の平面図である。この図３６では、集電部材４５０が接続された状態の電極群４０を模式的に示している。次に、図３６を参照して、第４実施形態の変形例によるリチウムイオン二次電池について説明する。なお、図３６において、対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明は省略する。
【０１３５】
第４実施形態の変形例では、図３６に示すように、集電部材４５０を構成する金属板４１０のＹ方向の長さが、集電体露出部１１ａ（２１ａ）のＹ方向の長さよりも長くなるように構成されている。そして、金属板４１０におけるＹ方向の一方の端部および他方の端部に、それぞれ、厚み方向に貫通する貫通孔（図示せず）が形成されている。この貫通孔は、平面的に見て、集電体露出部１１ａ（２１ａ）とは重ならない領域に形成されている。このため、第４実施形態の変形例では、上記第４実施形態とは異なり、電極（正極１０、負極２０）の集電体露出部１１ａ（２１ａ）には、ネジ４２０が挿入される貫通孔が形成されない構成となっている。そして、上記貫通孔（図示せず）にネジ４２０が挿入されて締め込まれることにより、集電部材４５０が、正極集電体の集電体露出部１１ａおよび負極集電体の集電体露出部２１ａに接続固定されている。
【０１３６】
第４実施形態の変形例のその他の構成は、上記第４実施形態と同様である。
【０１３７】
第４実施形態の変形例では、上記のように集電部材４５０を構成することによって、集電体露出部１１ａ（２１ａ）に貫通孔を形成することなく、集電部材４５０を、正極集電体の集電体露出部１１ａおよび負極集電体の集電体露出部２１ａに接続固定することができる。このため、集電体露出部１１ａ（２１ａ）に貫通孔を形成しなくてもいいので、その分、製造工数を削減することができる。
【０１３８】
第４実施形態の変形例のその他の効果は、上記第４実施形態と同様である。
【０１３９】
（第５実施形態）
図３７は、本発明の第５実施形態によるリチウムイオン二次電池の分解斜視図である。図３８は、本発明の第５実施形態によるリチウムイオン二次電池の電極群の平面図である。次に、図１０、図３７および図３８を参照して、本発明の第５実施形態によるリチウムイオン二次電池について説明する。なお、各図において、対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明は省略する。
【０１４０】
この第５実施形態によるリチウムイオン二次電池では、図３７および図３８に示すように、正極１０の集電体露出部１１ａおよび負極２０の集電体露出部２１ａのそれぞれに、短冊状の集電タブ５５０が接続されている。なお、集電タブ５５０は、本発明の「集電部材」の一例である。
【０１４１】
また、第５実施形態では、上記集電タブ５５０が、外装缶７０の電極端子７４と電気的に接続されている。また、図３７に示すように、封口板８０および外装缶７０には、上記第２実施形態と同様の凸部８５および７６がそれぞれ形成されている。そして、封口板８０の凸部８５と外装缶７０の凸部７６とによって、集電タブ５５０の取付領域である集電体露出部１１ａおよび２１ａに押圧力が加えられている。
【０１４２】
さらに、第５実施形態では、上記第１〜第４実施形態と同様、電極群４０（正極１０、負極２０）には、積層方向（Ｚ方向）に押圧力が加わらないように構成されている。すなわち、第５実施形態では、正極活物質層１２（正極活物質層１２の形成領域Ｎ（図１０参照））および負極活物質層２２（負極活物質層２２の形成領域Ｍ（図１０参照））に押圧力が加えられていない状態で、電極群４０（正極１０、負極２０）が外装容器６０内に固定されている。
【０１４３】
第５実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【０１４４】
また、第５実施形態の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１４５】
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。
【０１４６】
上記第１および第２実施形態にそれぞれ対応する実施例１および２のリチウムイオン二次電池と、比較例１によるリチウムイオン二次電池とを作製した。図３９および図４０は、それぞれ、実施例１および２によるリチウムイオン二次電池を簡略化して示した部分断面図であり、図４１は、比較例１によるリチウムイオン二次電池を簡略化して示した部分断面図である。
【０１４７】
〈実施例１〉
実施例１では、図３９に示すように、封口板８０および外装缶７０によって集電部材５０の本体部に押圧力を加え、この集電部材５０を介して、正極１０および負極２０が外装容器６０内で固定されるように構成した。ただし、正極１０（正極活物質層）および負極２０（負極活物質層）には、押圧力が加わらないように構成した。なお、実施例１では、集電部材５０の接続片と集電体露出部とは、超音波溶接で接続固定した。また、集電部材５０は、正極側にはアルミニウム、負極側には銅を使用した。
【０１４８】
〈実施例２〉
実施例２では、図４０に示すように、封口板８０および外装缶７０に、それぞれ凸部８５および７６を形成することにより、この凸部８５および７６で集電部材２５０に押圧力を加えるように構成した。ただし、上記実施例１と同様、正極１０（正極活物質層）および負極２０（負極活物質層）には、押圧力が加わらないように構成した。なお、実施例２では、実施例１と同様、集電部材２５０の接続片と集電体露出部とは、超音波溶接で接続固定した。また、集電部材２５０は、実施例１と同様、正極側にはアルミニウム、負極側には銅を使用した。
【０１４９】
〈比較例１〉
比較例１では、図４１に示すように、集電部材および電極のいずれにも押圧力が加わらないように構成した。すなわち、比較例１では、外装容器６０内において、正極１０および負極２０が固定されていない状態となっている。なお、比較例１では、実施例２と同様の集電部材２５０を用いた。また、集電部材２５０の接続片と集電体露出部とは、ネジ止めで接続固定した。
【０１５０】
〈実施例１、２および比較例１共通〉
［正極の作製］
まず、活物質のＬｉＦｅＰＯ4９０重量部と、導電材のアセチレンブラック５０重量部と、結着材のポリフッ化ビニリデン５重量部とを混合した後、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを適宜加えて分散させることによって正極合剤スラリーを調整した。次に、この正極合剤スラリーを、１ｍｍの厚みを有する発泡アルミニウム集電体（正極集電体）に均一に塗布、乾燥させた後、５００μｍの厚みまでロールプレスで圧縮した。最後に、所望の大きさに切断することにより、実施例１、２および比較例１の正極（正極板）を作製した。正極の活物質層を塗布する領域の大きさは、縦１４６ｍｍ、横１９６ｍｍとし、正極（正極集電体）の大きさは、縦１４６ｍｍ、横２０８ｍｍとした。
【０１５１】
［負極の作製］
天然黒鉛（中国産天然黒鉛）９０重量部と、ポリフッ化ビニリデン１０重量部とを混合した後、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを適宜加えて分散させることによって負極合剤スラリーを調整した。次に、この負極合剤スラリーを、１ｍｍの厚みを有する発泡ニッケル集電体（負極集電体）に均一に塗布、乾燥させた後、５００μｍの厚みまでロールプレスで圧縮した。最後に、所望の大きさに切断することにより、実施例１、２および比較例１の負極（負極板）を作製した。負極の活物質層を塗布する領域の大きさは、縦１５０ｍｍ、横２００ｍｍとし、負極（負極集電体）の大きさは、縦１５０ｍｍ、横２１０ｍｍとした。
【０１５２】
［非水電解液の作製］
エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とを、３０：７０の容積比で混合した混合液（溶媒）に、ＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／Ｌ溶解することにより非水電解液を作製した。
【０１５３】
［二次電池の組立］
正極板および負極板枚を、正極板、セパレータ、負極板、セパレータ、・・・の順に、正極板と負極板との間にセパレータが入るように積層することにより、電極群（積層体）を形成した。このとき、正極板に対して負極板が外側に位置するように、正極板を２４枚、負極板を２５枚用いた。また、セパレータを５０枚用いることにより、電極群（積層体）の最も外側にはセパレータが位置するように構成した。
【０１５４】
セパレータには、２０μｍの厚みを有する微多孔性ポリエチレンフィルムを用いた。セパレータの大きさは、正極板および負極板の活物質層が塗布されたサイズよりも大きくなるように、縦１５４ｍｍ、横２０６ｍｍとした。
【０１５５】
また、正極の集電体露出部および負極の集電体露出部には、それぞれ、集電部材の接続片を接続した。
【０１５６】
外装容器は、ニッケルメッキを施した約１．０ｍｍの厚みを有するスチール板を加工することにより、外装缶と封口板とを形成した。なお、外装缶の内径サイズは、縦１６４ｍｍ、横２２８ｍｍ、深さ２０ｍｍである。
【０１５７】
そして、この外装缶に電極群（積層体）および集電部材を収納した後、封口板を載せ、二重巻き締めにより電池を封口した。なお、実施例１および２では、封口板を取り付けることにより、集電部材に押圧力が加わるように構成した。集電部材に加える押圧力は、集電部材を固定することが可能な押圧力とした。その一方、比較例１では、封口板を取り付けた際に、集電部材に押圧力が加わらないように構成した。
【０１５８】
続いて、封口板に予め設けられたφ２ｍｍの注液孔から所定量の非水電解液を減圧注液した。注液後、注液孔とほぼ同じ直径の金属球を注液孔に設置し、抵抗溶接により、注液孔を封口した。このようにして、実施例１、２および比較例１の電池を３０個ずつ作製した。
【０１５９】
上記のようにして作製した実施例１、２および比較例１によるリチウム二次電池電池について検査を行い、不良電池と良品電池とを選別した。電池製造時（電池組立時）の時点で電圧が０Ｖであった場合、内部短絡が生じていると考えられるため、このような電池は不良電池として除外した。そして、良品と判断された電池に対して、特性評価を行った。
【０１６０】
具体的には、不良電池を除外した残りの電池に対して、３．５Vまで５時間の定電流定電圧充電を行い、その後、２Vまでの定電流放電を行うことにより、電池容量（初回電池容量）を測定した。そして、この電池を用いて、４５℃の温度環境下で、上記充放電条件にてサイクル試験を行った。その後、２００サイクル後の放電容量を測定し、その時の電池容量を初回の放電容量（初回電池容量）で除した割合（容量保持率）を評価した。
【０１６１】
さらに、サイクル試験を行った電池を用いて、振動試験を行い、振動試験後の容量保持率を算出した。具体的には、２００サイクル後の放電容量を測定した電池に対して、再度充電を行うことにより、満充電状態にした。そして、満充電状態にした電池を加振装置に取り付け、周波数１０Ｈｚ〜５０Ｈｚの条件で、一方向（長手方向；Ｘ方向）に８時間振動を加えた。その後、電池の放電容量を測定し、充電容量で除した割合を容量保持率（％）として算出した。
【０１６２】
これらの結果を、以下の表１に示す。なお、表１中における２００サイクル後の容量保持率は、サイクル試験を行った電池の平均値を示している。また、振動試験後の容量保持率は、振動試験を行った電池の平均値を示している。
【０１６３】
【表１】
2011222128.tif 000003
【０１６４】
上記表１に示すように、正極（正極活物質層）および負極（負極活物質層）に押圧力が加えられていない状態で、外装容器内に、集電部材を介して正極および負極が固定された実施例１および２では、正極および負極が固定されていない比較例１に比べて、不良電池の発生個数が少なくなることが確認された。具体的には、実施例１では、不良電池個数が１個、実施例２では、不良電池個数が０個であったのに対して、比較例１では、不良電池個数が５個と実施例に比べて非常に多く発生する結果となった。これは、実施例１および２では、正極活物質層および負極活物質層に押圧力が加えられていないことで、バリ突起などに起因する内部短絡が発生し難くなっているためであると考えられる。なお、比較例１でも、正極活物質層および負極活物質層に押圧力が加えられていないものの、比較例１では、正極および負極が固定されていないために、電池組立時に電極の位置ずれが生じ易くなっているものと考えられる。そして、電池組立時における電極の位置ずれに起因して内部短絡が発生し易くなるために、不良電池個数が実施例に比べて多くなったものと考えられる。
【０１６５】
また、実施例１および２では、比較例１に比べて、２００サイクル後の容量保持率も向上することが確認された。具体的には、実施例１では、２００サイクル後の容量保持率が９２％、実施例２では、２００サイクル後の容量保持率が９０％と、いずれも９０％以上の高い容量保持率が得られた。このように、実施例１および２で高い容量保持率が得られた理由としては、集電部材に押圧力が加えられることによって、集電部材を介して正極および負極が固定されることにより、正極および負極の位置ずれが防止されたためであると考えられる。これに対し、比較例１では、容量保持率が８１％と非常に低い結果となった。これは、電池の充放電に伴う活物質層の膨張収縮時に、正極および負極の位置ずれが生じ、電極の縁部（端部）などで内部短絡（微小短絡）が発生したためではないかと考えられる。すなわち、比較例１では、実施例とは異なり、集電部材に押圧力が加えられていないので、正極および負極が固定されておらず、正極および負極の位置ずれが生じ易くなっているために２００サイクル後の容量保持率が低くなったものと考えられる。
【０１６６】
さらに、実施例１および２では、比較例１に比べて、振動試験後の容量保持率も向上することが確認された。具体的には、実施例１および２では、振動試験後の容量保持率がいずれも９９％とほとんど容量低下が見られなかった。これに対して、比較例１では、振動試験後の容量保持率が９０％と、振動による容量保持率の低下が顕著に認められた。これは、実施例１および２では、正極および負極が外装容器内で固定されているために、振動に対して電極の位置ずれが生じ難くなっているためであると考えられる。一方、比較例１では、正極および負極が外装容器内で固定されていないため、振動に対して電極の位置ずれが生じ、これによって、容量保持率が低下したものと考えられる。
【０１６７】
以上のように、正極（正極活物質層）および負極（負極活物質層）に押圧力が加えられていない状態で、電極（正極、負極）を外装容器内に固定することによって、歩留まり、寿命特性および信頼性を向上させることが可能となることが確認された。
【０１６８】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１６９】
たとえば、上記第１〜第５実施形態（変形例を含む）では、積層型のリチウムイオン二次電池に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、巻回型のリチウムイオン二次電池に本発明を適用してもよい。
【０１７０】
また、上記第１〜第５実施形態（変形例を含む）では、二次電池の一例であるリチウムイオン二次電池（非水電解質二次電池）に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、リチウムイオン二次電池以外の非水電解質二次電池に本発明を適用してもよい。また、非水電解質二次電池以外の二次電池に本発明を適用してもよい。さらに、今後開発される二次電池においても、本発明を適用することができる。
【０１７１】
また、上記第１〜第５実施形態（変形例を含む）では、集電体の両面に活物質層を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、集電体の片面にのみ活物質層を形成してもよい。また、集電体の片面にのみ活物質層を形成した電極（正極、負極）を電極群の一部に含むように構成してもよい。
【０１７２】
また、上記第１〜第５実施形態（変形例を含む）では、二次電池の電解質として非水電解液を用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、非水電解液以外のたとえばゲル状電解質、高分子固体電解質、無機固体電解質、溶融塩などを電解質として用いてもよい。
【０１７３】
また、上記第１〜第５実施形態（変形例を含む）では、外装缶の開口部を封口板で二重巻き締め封口した例を示したが、本発明はこれに限らず、外装缶の封口方法は、二重巻き締め封口以外の方法であってもよい。たとえば、封口板を外装缶に溶接することによって外装缶の封口を行ってもよい。
【０１７４】
また、上記第１〜第５実施形態（変形例を含む）では、正極（正極活物質層）よりも負極（負極活物質層）の方が大きくなるように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、正極（正極活物質層）と負極（負極活物質層）とが同じ大きさになるように構成してもよいし、負極（負極活物質層）よりも正極（正極活物質層）の方が大きくなるように構成してもよい。
【０１７５】
なお、上記第１〜第５実施形態（変形例を含む）において、外装容器の大きさや形状等については種々変更することができる。また、上記した第１〜第５実施形態（変形例を含む）の構成を適宜組み合わせることもできる。
【０１７６】
また、上記第１〜第４実施形態（変形例を含む）では、正極および負極の両方に集電部材を取り付けた例を示したが、本発明はこれに限らず、正極および負極の一方にのみ集電部材を取り付けるようにしてもよい。この場合、集電部材が取り付けられていない方の電極は、集電体露出部に押圧力を加えるなどの方法を用いて、位置ずれが生じないように構成しておくのが好ましい。
【０１７７】
また、上記第１〜第４実施形態（変形例を含む）では、集電部材を介して電極を固定するように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、封口板と外装缶とで電極の集電体露出部に押圧力を加えることによって、集電部材を介さずに電極を固定するように構成してもよい。この場合、電極の活物質層に押圧力が加わるのを抑制するために、集電体露出部のＸ方向の長さを長くすることによって、集電体露出部における活物質層から離れた領域に押圧力を加えるように構成するのが好ましい。
【０１７８】
また、上記第１〜第４実施形態（変形例を含む）では、外装缶と封口板とで集電部材に押圧力を加えることによって、集電部材を外装容器内に固定した例を示したが、本発明はこれに限らず、外装缶と封口板とで集電部材に押圧力を加える方法以外の方法で、集電部材を外装容器内に固定するようにしてもよい。たとえば、接着剤などを用いて集電部材を外装容器内に固定するようにしてもよい。
【０１７９】
なお、上記第１〜第４実施形態（変形例を含む）において、集電部材が位置ずれするのを抑制するために、封口板および外装缶の少なくとも一方に、位置ずれ防止用のリブを設けたり、集電部材が嵌合する溝部を設けたりしてもよい。
【０１８０】
また、上記第１実施形態の変形例では、集電部材の接続片と電極の集電体露出部とを、２カ所でネジ止め固定した例を示したが、本発明はこれに限らず、１カ所または３カ所以上でネジ止め固定してもよい。また、第３および第４実施形態（変形例を含む）では、集電部材を組み立てる際に、２カ所でネジ止め固定した例を示したが、本発明はこれに限らず、第１実施形態の変形例と同様、１カ所または３カ所以上でネジ止め固定してもよい。なお、このようなネジ止め固定を行う場合、必要に応じて、ワッシャやスペーサなどを介してネジを締め込むようにしてもよい。
【０１８１】
また、上記２実施形態では、封口板および外装缶の両方に凸部を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、封口板および外装缶の一方にのみ凸部を形成するようにしてもよい。
【０１８２】
また、上記２実施形態では、封口板および外装缶に凸部を一体的に形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、上記凸部は別体で形成してもよい。
【０１８３】
また、上記第２実施形態では、封口板および外装缶に形成した凸部で集電部材に押圧力を加えるように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、封口板および外装缶に凸部を形成せずに、封口板と集電部材との間および外装缶と集電部材との間の少なくとも一方に所定の厚みを有する絶縁部材などを介在させることによって、この絶縁部材などを介して集電部材に押圧力を加えるようにしてもよい。
【０１８４】
なお、上記第２実施形態において、凸部の形状あるいは大きさ等は、集電部材を押圧することが可能な範囲内で、種々変更することができる。また、凸部の突出量についても、集電部材に対して所望の押圧力が加わるように、適宜調整することができる。
【０１８５】
また、上記第３実施形態の第１変形例では、集電部材の本体部に段差部を形成することによって、ネジの頭部およびナットが本体部から突出しないように構成した例を示したが、段差部以外に、たとえば、座ぐり加工などを施すことによって、ネジおよびナットが集電部材の本体部から突出しないように構成してもよい。
【０１８６】
また、上記第４実施形態（変形例を含む）では、複数の金属板をネジ止め固定することにより集電部材に組み立てた例を示したが、本発明はこれに限らず、第３実施形態の第２変形例で示したように、クリップなどを用いて複数の金属板を固定することにより集電部材に組み立ててもよい。また、上記第３実施形態（変形例を含む）において、集電部材の最も外側に配される金属板２枚を用いて、電極の集電体露出部を上下に挟み込むように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１８７】
５                                          集電リード
１０                                        正極（電極）
１１                                        正極集電体
１１ａ                                      集電体露出部
１１ｂ                                      貫通孔
１２                                        正極活物質層
２０                                        負極（電極）
２１                                        負極集電体
２１ａ                                      集電体露出部
２２                                        負極活物質層
３０                                        セパレータ
４０                                        電極群
４０ａ                                      積層体
５０、２５０、３５０、４５０                集電部材
５０ａ、２５０ａ、３５０ａ、４５０ａ        正極用の集電部材（第１集電部材）
５０ｂ、２５０ｂ、３５０ｂ、４５０ｂ        負極用の集電部材（第２集電部材）
５１、２５１、３５１                        本体部
５２                                        接続片
６０                                        外装容器
７０                                        外装缶（収納容器）
７１                                        底面部
７２                                        側壁部
７３                                        開口部
７４                                        電極端子
７５                                        容器折り返し部
７６、８５                                  凸部
７６ａ、８５ａ                              押圧面
８０                                        封口板（封口体）
８１                                        パネル部
８２                                        チャックウォール部
８３                                        折り返し部
８４                                        注液孔
１００、２００                              リチウムイオン二次電池（二次電池）
１１０、３２０、４２０                      ネジ
３１０                                      板状部材
３１１                                      段差部
３１２                                      薄板部
３１３                                      厚板部
３６０                                      クリップ
４１０、４１０ａ、４１０ｂ                  金属板
４１１                                      貫通孔
５５０                                      集電タブ（集電部材）
【図１】
2011222128.tif 000004
【図２】
2011222128.tif 000005
【図３】
2011222128.tif 000006
【図４】
2011222128.tif 000007
【図５】
2011222128.tif 000008
【図６】
2011222128.tif 000009
【図７】
2011222128.tif 000010
【図８】
2011222128.tif 000011
【図９】
2011222128.tif 000012
【図１０】
2011222128.tif 000013
【図１１】
2011222128.tif 000014
【図１２】
2011222128.tif 000015
【図１３】
2011222128.tif 000016
【図１４】
2011222128.tif 000017
【図１５】
2011222128.tif 000018
【図１６】
2011222128.tif 000019
【図１７】
2011222128.tif 000020
【図１８】
2011222128.tif 000021
【図１９】
2011222128.tif 000022
【図２０】
2011222128.tif 000023
【図２１】
2011222128.tif 000024
【図２２】
2011222128.tif 000025
【図２３】
2011222128.tif 000026
【図２４】
2011222128.tif 000027
【図２５】
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【図２６】
2011222128.tif 000029
【図２７】
2011222128.tif 000030
【図２８】
2011222128.tif 000031
【図２９】
2011222128.tif 000032
【図３０】
2011222128.tif 000033
【図３１】
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【図３２】
2011222128.tif 000035
【図３３】
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【図３４】
2011222128.tif 000037
【図３５】
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【図３６】
2011222128.tif 000039
【図３７】
2011222128.tif 000040
【図３８】
2011222128.tif 000041
【図３９】
2011222128.tif 000042
【図４０】
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【図４１】
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