(57)【要約】【課題】電極のずれが抑制され、電極の巻芯への電気的な接続状態が良好である高信頼性の捲回型電極群を提供する。【解決手段】本発明の捲回型電極群は、導電性を有する巻芯、巻芯に巻き付けられる第１電極および第２電極、ならびに第１電極と第２電極との間を隔離するセパレータを備える。第１電極および第２電極は、いずれも長手方向および幅方向に沿う端縁部を有する帯状の集電体と、集電体の両面に形成される活物質層とを含む。第１電極の集電体は、巻付け方向の一方側の端部の両面において活物質層が形成されない未塗工部を有する。未塗工部の一方の面の一部に、粘着テープが貼付されている。粘着テープは、未塗工部における集電体の幅方向に沿う端縁部からさらに延びる延長部を有する。延長部は、巻芯の一部に貼付されている。未塗工部は、粘着テープで覆われない集電体露出部を有する。集電体露出部が、巻芯に溶接されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する巻芯、前記巻芯に巻き付けられる第１電極および第２電極、ならびに前記第１電極と前記第２電極との間を隔離するセパレータを備え、
前記第１電極および前記第２電極は、いずれも長手方向および幅方向に沿う端縁部を有する帯状の集電体と、前記集電体の両面に形成される活物質層とを含み、
前記第１電極の集電体は、巻付け方向の一方側の端部の両面において前記活物質層が形成されない未塗工部を有し、
前記未塗工部の一方の面の一部に、粘着テープが貼付され、
前記粘着テープは、前記未塗工部の前記幅方向に沿う端縁部からさらに延びる延長部を有し、
前記延長部は、前記巻芯の一部に貼付され、
前記未塗工部は、前記粘着テープで覆われない集電体露出部を有し、
前記集電体露出部が、前記巻芯に溶接されていることを特徴とする捲回型電極群。
【請求項２】
前記粘着テープは帯状であり、
前記粘着テープの幅は、前記集電体の幅よりも狭く、
前記粘着テープは、その長手方向が前記集電体の長手方向と略平行になるように、前記未塗工部に貼付されている請求項１記載の捲回型電極群。
【請求項３】
前記粘着テープは複数のテープ部材からなり、
前記複数のテープ部材は、前記集電体の幅方向に離間して、配されている請求項２記載の捲回型電極群。
【請求項４】
前記粘着テープの長手方向に沿う両側に、一対の前記集電体露出部が形成されている請求項２または３記載の捲回型電極群。
【請求項５】
前記一対の集電体露出部は、略同一の幅を有する請求項４記載の捲回型電極群。
【請求項６】
前記粘着テープは、一対のテープ部材からなり、
前記一対のテープ部材は、前記集電体の長手方向に沿う両端縁部に沿って配され、
前記一対のテープ部材の間に、前記集電体露出部が形成されている請求項２記載の捲回型電極群。
【請求項７】
前記一対のテープ部材は、略同一の幅を有する請求項６記載の捲回型電極群。
【請求項８】
前記粘着テープは、前記一対のテープ部材の間に、さらに１つ以上のテープ部材を有し、
各テープ部材間に、それぞれ前記集電体露出部が形成されている請求項６記載の捲回型電極群。
【請求項９】
各テープ部材は、略同一の幅を有する請求項８記載の捲回型電極群。
【請求項１０】
各集電体露出部は、略同一の幅を有する請求項８記載の捲回型電極群。
【請求項１１】
前記集電体露出部は、前記集電体の幅方向に沿って溶接されている請求項１〜１０のいずれかに記載の捲回型電極群。
【請求項１２】
一端が閉じられた略円筒状の電池ケースと、前記電池ケースに収容される請求項１〜１１のいずれかに記載の捲回型電極群と、前記捲回型電極群に接触される電解質と、を備える電池。
【請求項１３】
前記巻芯の一端が、前記電池ケースの外部に露出し、電極端子として用いられる請求項１２記載の電池。
【請求項１４】
（１）帯状の集電体および前記集電体の両面に形成された活物質層を有し、前記集電体の一端部の両面において、活物質層が形成されない未塗工部を有する、第１電極を構成する工程と、
（２）粘着テープの一端部を前記未塗工部の一部に貼付し、前記粘着テープの他端部を、導電性を有する巻芯の一部に貼付する工程と、
（３）前記粘着テープで前記未塗工部を前記巻芯上に固定する工程と、
（４）前記工程（３）の後、前記未塗工部の前記粘着テープで覆われない集電体露出部を前記巻芯に溶接する工程と、
（５）前記工程（４）の後、前記第１電極と、第２電極とを、両者間にセパレータを介して巻芯に巻き付け、電極群を構成する工程と、
を含むことを特徴とする電池の製造方法。
【請求項１５】
前記粘着テープは帯状であり、
前記粘着テープの幅は、前記集電体の幅よりも狭く、
前記工程（２）において、前記粘着テープを、その長手方向が前記集電体の長手方向と略平行になるように、前記未塗工部に貼付する請求項１４記載の電池の製造方法。
【請求項１６】
前記粘着テープが、複数のテープ部材からなり、
前記工程（２）において、前記複数のテープ部材を、前記集電体の幅方向に離間して、前記未塗工部に貼付する請求項１４または１５記載の電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極および負極のいずれかの電極の集電体が導電性巻芯に接続された捲回型電極群に関し、詳しくは、上記の集電体の導電性巻芯への接合に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話などの携帯型電子機器の小型化の要求に伴い、これらの駆動用電源である電池に対し、より一層の小型化、高エネルギー密度化が要求されている。
従来、捲回型電極群を備えた電池では、電極群を構成した後、電極群の中心部から巻芯を抜き取るため、電極群の中心部は空洞であった。この電池を小型化するため、巻芯を抜き取らずに集電体として用い、正極または負極のいずれか一方を巻芯に電気的に接続して電極群を構成した円筒型電池が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、リチウムを吸蔵脱離可能な正極活物質を正極集電体に保持させた正極と、リチウムを吸蔵脱離可能な負極活物質を負極集電体に保持させた負極と、前記正極と前記負極との間に配されたセパレータと、前記正極と前記負極と前記セパレータとを巻付ける導電性巻芯と、非水電解液と、電池外装体とを備え、負極集電体の巻付け方向の端部を、導電性巻芯の長手方向に沿って、２以上の箇所で点溶接した円筒型非水電解質電池（リチウムイオン電池）が記載されている。
【０００４】
一般に、円筒型電池は、負極および正極の各外部端子と電気的に接続されたリードを各電極の集電体に取り付けることで、捲回型電極群から電気エネルギーを取り出している。これにより、導電性巻芯を負極のリードおよび外部端子として併用できることから、部品点数の削減や電池の省スペース化を実現することができる。負極の集電体から導電性巻芯を介して集電しているため高出力化が可能である。負極のリードを外部端子と溶接する工程が不要であるため、電池の生産性が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−８５５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、帯状の電極の端部を棒状の巻芯に溶接する際、電極がずれる場合があった。電極がずれた状態で電極群を構成すると内部短絡等の不具合を生じる可能性がある。
上記の円筒型電池にて小型化および高エネルギー密度化を両立するためには、活物質量を減らさずに省スペース化する必要がある。例えば、棒状の巻芯を細くすることが考えられる。しかし、棒状の巻芯を細くすると、上記の電極のずれが起こり易くなる。
【０００７】
また、棒状の巻芯を細くすると、電極と巻芯との溶接面積が小さくなる。そのため、溶接不良が起こり易く、内部短絡の発生および内部抵抗の増大を生じやすい。電極の巻芯に近い部分では、電極の屈曲が大きくなるため、電極の溶接部分に負荷が増大する。電極群を構成する際、電極のずれおよび電極群の緩みを防止するために、電極を捲回方向に大きな力で引っ張る必要がある。そのため、電極の溶接部分にかかる負荷が増大する。これらにより、電極の溶接部分の剥がれまたは電極の破損を生じ、電極と集電体との間で電気的な接触不良を起こす可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は、電極のずれが抑制され、電極の巻芯への電気的な接続状態が良好である高信頼性の電極群を提供することを目的とする。また、本発明は、内部短絡の発生および内部抵抗の増大が抑制された、小型で信頼性に優れた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】
【０００９】
本発明の捲回型電極群の一局面は、導電性を有する巻芯、前記巻芯に巻き付けられる第１電極および第２電極、ならびに前記第１電極と前記第２電極との間を隔離するセパレータを備え、
前記第１電極および前記第２電極は、いずれも長手方向および幅方向に沿う端縁部を有する帯状の集電体と、前記集電体の両面に形成される活物質層とを含み、
前記第１電極の集電体は、巻付け方向の一方側の端部の両面において前記活物質層が形成されない未塗工部を有し、
前記未塗工部の一方の面の一部に、粘着テープが貼付され、
前記粘着テープは、前記未塗工部の前記幅方向に沿う端縁部からさらに延びる延長部を有し、
前記延長部は、前記巻芯の一部に貼付され、
前記未塗工部は、前記粘着テープで覆われない集電体露出部を有し、
前記集電体露出部が、前記巻芯に溶接されている。
【００１０】
前記粘着テープは帯状であり、前記粘着テープの幅は、前記集電体の幅よりも狭く、前記粘着テープは、その長手方向が前記集電体の長手方向と略平行になるように、前記未塗工部に貼付されているのが好ましい。
前記粘着テープは複数のテープ部材からなり、前記複数のテープ部材は、前記集電体の幅方向に離間して、配されているのが好ましい。
【００１１】
本発明の第１の好ましい態様は、前記粘着テープの長手方向に沿う両側に、一対の前記集電体露出部が形成されている。
前記一対の集電体露出部は、略同一の幅を有するのが好ましい。
【００１２】
本発明の第２の好ましい態様は、前記粘着テープは、一対のテープ部材からなり、前記一対のテープ部材は、前記集電体の長手方向に沿う両端縁部に沿って配され、前記一対のテープ部材の間に、前記集電体露出部が形成されている。
前記一対のテープ部材は、略同一の幅を有するのが好ましい。
【００１３】
本発明の第３の好ましい形態は、前記粘着テープは、前記一対のテープ部材の間に、さらに１つ以上のテープ部材を有し、各テープ部材間に、それぞれ前記集電体露出部が形成されている。
各テープ部材は、略同一の幅を有するのが好ましい。
各集電体露出部は、略同一の幅を有するのが好ましい。
前記集電体露出部は、前記集電体の幅方向に沿って溶接されているのが好ましい。
【００１４】
本発明の電池の一局面は、一端が閉じられた略円筒状の電池ケースと、前記電池ケースに収容される上記の捲回型電極群と、上記の捲回型電極群に接触される電解質と、を備える。
前記巻芯の一端が、前記電池ケースの外部に露出し、電極端子として用いられるのが好ましい。
【００１５】
本発明の電池の製造方法の一局面は、
（１）帯状の集電体および前記集電体の両面に形成された活物質層を有し、前記集電体の一端部の両面において、活物質層が形成されない未塗工部を有する、第１電極を構成する工程と、
（２）粘着テープの一端部を前記未塗工部の一部に貼付し、前記粘着テープの他端部を、導電性を有する巻芯の一部に貼付する工程と、
（３）前記粘着テープで前記未塗工部を前記巻芯上に固定する工程と、
（４）前記工程（３）の後、前記未塗工部の前記粘着テープで覆われない集電体露出部を前記巻芯に溶接する工程と、
（５）前記工程（４）の後、前記第１電極と、第２電極とを、両者間にセパレータを介して巻芯に巻き付け、電極群を構成する工程と、
を含む。
【００１６】
前記粘着テープは帯状であり、前記粘着テープの幅は、前記集電体の幅よりも狭く、前記工程（２）において、前記粘着テープを、その長手方向が前記集電体の長手方向と略平行になるように、前記未塗工部に貼付するのが好ましい。
【００１７】
前記粘着テープが、複数のテープ部材からなり、前記工程（２）において、前記複数のテープ部材を、前記集電体の幅方向に離間して、前記未塗工部に貼付するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、捲回型電極群を構成する際、粘着テープを用いて電極を巻芯に予め固定することにより、電極の巻芯への溶接時に生じる電極のずれを防止することができる。よって、電極群構成時の作業性が向上する。
電極群構成時に電極と巻芯との接合箇所にかかる負荷を、溶接点および粘着テープに分散させることにより、電極が巻芯から外れるのを防止することができる。
本発明によれば、内部短絡の発生および内部抵抗の増大が抑制された、小型の信頼性に優れた電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態１に係る電池の一部を断面とする正面図である。
【図２】負極に粘着テープを貼り付けた状態を示す縦断面図である。
【図３】図１の電池における巻芯に固定された負極の状態を示す縦断面図である。
【図４】図１の電池における巻芯に固定された負極の状態を示す展開図である。
【図５】本発明の実施形態２に係る電池における巻芯に固定された負極の状態を示す展開図である。
【図６】本発明の実施形態３に係る電池における巻芯に固定された負極の状態を示す展開図である。
【図７】本発明の実施形態４に係る電池における巻芯に固定された負極の状態を示す展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の捲回型電極群の一局面は、導電性を有する巻芯、前記巻芯に巻き付けられる第１電極および第２電極、ならびに前記第１電極と前記第２電極との間を隔離するセパレータを備える。前記第１電極および前記第２電極は、いずれも長手方向および幅方向に沿う端縁部を有する帯状の集電体と、前記集電体の両面に形成される活物質層とを含む。
前記第１電極の集電体は、巻付け方向の一方側の端部の両面において前記活物質層が形成されない未塗工部を有する。前記未塗工部の一方の面の一部に、粘着テープが貼付されている。前記粘着テープは、前記未塗工部の前記幅方向に沿う端縁部からさらに延びる延長部を有する。前記延長部は、前記巻芯の一部に貼付されている。前記未塗工部は、前記粘着テープで覆われない集電体露出部を有する。前記集電体露出部が、前記巻芯に溶接されている。第１電極および第２電極の一方は正極であり、他方は負極である。集電体の幅方向は、巻芯の軸方向と、略同一である。
【００２１】
ここで、「巻芯の一部」とは、集電体露出部との溶接に直接寄与しない部分である、この部分は、粘着テープの延長部との密着が十分に確保される面積を有していればよい。巻芯は、未塗工部と接する部分を含む。
「未塗工部の一方の面の一部」とは、巻芯との溶接に直接寄与しない部分である。この部分は、粘着テープの未塗工部との密着が十分に確保される面積を有していればよい。未塗工部は、粘着テープで覆われない部分（集電体露出部）を含む。
未塗工部の一方の面の一部は粘着テープで覆われ、未塗工部の他方の面は、巻芯と電気的に接触する。粘着テープの使用枚数は、単数でもよく、複数でもよい。溶接箇所は、１箇所でもよく、複数個所でもよい。
【００２２】
捲回型電極群を構成する際、粘着テープを用いて電極を巻芯に予め固定することにより、電極の巻芯への溶接時に生じる電極のずれを防止することができる。
また、電極群構成時に電極と巻芯との接合箇所にかかる負荷を、溶接点および粘着テープに分散させることにより、電極が巻芯から外れるのを防止することができる。
本発明は、円筒型電池の電池ケースの外径が３〜２０ｍｍであり、ほぼ丸棒状の巻芯の軸方向に垂直な面の直径が１〜１０ｍｍである場合に好適である。巻芯が細く、電極の巻芯に近い部分の曲率が２００〜２０００ｍ-1程度と大きくなる場合でも、電極群構成時の電極のずれ、および巻芯からの電極の脱落が抑制される。
【００２３】
前記粘着テープは帯状であり、前記粘着テープの幅は、前記集電体の幅よりも狭く、前記粘着テープは、その長手方向が前記集電体の長手方向と略平行になるように、前記未塗工部に貼付されているのが好ましい。
粘着テープの幅が、集電体の幅より狭いため、集電体露出部は、集電体の長手方向（巻芯で巻き付けられる方向）に沿って連続して形成される。
粘着テープで未塗工部が巻芯上に固定された状態では、巻芯の軸方向と垂直であり、集電体露出部を含む面において、巻芯は粘着テープで覆われない。よって、一対の抵抗溶接電極で、未塗工部および巻芯を挟んで、効率よく抵抗溶接することができる。
【００２４】
さらに、粘着テープは、複数のテープ部材からなり、複数のテープ部材が、集電体の幅方向に離間して、配されているのが好ましい。
このように、テープ部材を複数設けることにより、電極の巻芯への溶接時に生じる電極のずれをより確実に防止することができる。溶接時の作業性が向上する。電極が巻芯から外れるのを防止する効果が顕著に得られる。
集電体の幅方向に沿って、複数の集電体露出部（溶接部）を一定の間隔で形成することができ、電極が巻芯から外れるのを防止する効果が顕著に得られる。
【００２５】
前記集電体露出部は、前記集電体の幅方向に沿って溶接されているのが好ましい。巻芯の軸方向に沿って溶接されるため、電極を巻芯に強固に接合することができる。集電体露出部における集電体の幅方向の長さを短くすることができる。
【００２６】
本発明の電池の一局面は、一端が閉じられた略円筒状の電池ケースと、前記電池ケースに収容される上記の捲回型電極群と、前記捲回型電極群に接触される電解質と、を備える。上記の捲回型電極群を用いることにより、電池において内部短絡の発生および内部抵抗の増大を抑制することができる。
巻芯の一端が、電池ケースの外部に露出し、電極端子として用いられるのが好ましい。
【００２７】
本発明の電池の製造方法の一局面は、
（１）帯状の集電体および前記集電体の両面に形成された活物質層を有し、前記集電体の一端部の両面において、活物質層が形成されない未塗工部を有する、第１電極を構成する工程と、
（２）粘着テープの一端部を前記未塗工部の一部に貼付し、前記粘着テープの他端部を、導電性を有する巻芯の一部に貼付する工程と、
（３）前記粘着テープで前記未塗工部を前記巻芯上に固定する工程と、
（４）前記工程（３）の後、前記未塗工部の前記粘着テープで覆われない集電体露出部を前記巻芯に溶接する工程と、
（５）前記工程（４）の後、前記第１電極と、第２電極とを、両者間にセパレータを介して巻芯に巻き付け、電極群を構成する工程と、を含む。
【００２８】
前記粘着テープは帯状であり、
前記粘着テープの幅は、前記集電体の幅よりも狭く、
前記工程（２）において、前記粘着テープを、その長手方向が前記集電体の長手方向と略平行になるように、前記未塗工部に貼付するのが好ましい。
前記粘着テープが、複数のテープ部材からなり、
前記工程（２）において、前記複数のテープ部材を、前記集電体の幅方向に離間して、前記未塗工部に貼付するのが好ましい。
【００２９】
電極の端部を巻芯に溶接する際、粘着テープにより電極の端部が、巻芯上に十分に固定されていればよい。電極の端部が溶接により巻芯に固定された後（例えば、電解液を電極群１２に含浸させた後）においても、粘着テープは、電極の端部および巻芯に強固に密着しているのが好ましいが、溶接後は、粘着テープは、電極の端部および巻芯に強固に密着していなくてもよい。
【００３０】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。複数の実施形態を通じて同一または同種の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
（実施形態１）
図１は、本発明の電池の一実施形態の円筒型リチウムイオン二次電池の一部を断面とする正面図である。図２は、負極に粘着テープを貼り付けた状態を示す縦断面図である。図３は、巻芯に固定された負極の状態を示す縦断面図である。図４は、巻芯に固定された負極の状態を示す展開図である。なお、図４中の、矢印Ｘの方向（以下、Ｘ方向）は、巻芯の軸方向を示す。矢印Ｙの方向（以下、Ｙ方向）は、負極集電体の長手方向を示す。Ｘ方向は、Ｙ方向と、略垂直である。
【００３１】
図１に示すように、リチウムイオン二次電池１０は、有底円筒形の電池ケース１１、電池ケース１１内に収容された捲回型電極群１２、および電池ケース１１を封止する絶縁ガスケット３１を備えている。電池ケース１１の外側面は絶縁カバー３４で覆われている。
電極群１２は、導電性を有する巻芯１４と、第１電極としての負極１５と、第２電極としての正極１６と、負極１５と正極１６との間を隔離するセパレータ１７とを備えている。この電極群１２には、非水電解質が接触している。
【００３２】
電極群１２の最外周には、正極１６が配され、電池ケース１１の内側面と電気的に接触する。電池ケース１１の底面は、外部に露出し、外部正極端子として用いられる。
巻芯１４の一端３２は、電池ケースの外部に露出され、負極端子として用いられる。巻芯１４の一端は、絶縁ガスケット３１の孔に圧入されている。巻芯１４の他端には、電池ケース１１と短絡しないように、絶縁キャップ３３が取付けられている。
【００３３】
電池ケース１１の内底面に絶縁板を配置する場合、絶縁キャップ３３を用いなくてもよい。
また、以下の場合、絶縁キャップ３３を用いなくてもよい。セパレータの電池ケース側の一端部が突出するように電極群を構成した後、セパレータの突出部を熱凝縮させて、電極群の一端面をセパレータで覆う。その電極群の一端面が電池ケースの内底面と対向するように電極群を電池ケース内に収容する。
これらの場合、絶縁キャップ３３が無くても、電池ケース１１の底部と、巻芯１４との間の短絡を防止することができる。
【００３４】
負極１５の一端部は、巻芯１４に溶接されている。これにより、負極１５は、巻芯１４と、電気的に接続されている。
負極１５の両面には、負極活物質層が形成されている。より具体的には、負極１５は、集電体２１の一方の面に負極活物質層２２ａおよび他方の面に負極活物質層２２ｂが形成された両面塗工部と、集電体２１の両面において負極活物質層が形成されず集電体が露出する未塗工部２１ａと、集電体の一方の面に負極活物質層２２ａが形成された片面塗工部２１ｂとを有する。
片面塗工部２１ｂは、両面塗工部と未塗工部２１ａとの間に形成され、電極群構成時には内周側に集電体露出面が位置するように、片面塗工部２１ｂが捲回される。
未塗工部２１ａは、負極２２の一端部に形成されている。
【００３５】
帯状の粘着テープ１８により負極１５および巻芯１４が固定されている。溶接および粘着テープの両方で負極１５および巻芯１４を固定するため、負極１５および巻芯１４の安定した接触状態を強固に維持することができる。
図２に示すように、粘着テープ１８の一端部１８ａが、未塗工部２１ａの一方の面（負極活物質層２２ａ側と同一面）に、貼付されている。一端部１８ａのＹ方向の長さＬ２は、未塗工部２１ａのＹ方向の長さＬ３と略同一である。一端部１８ａのＹ方向における貼付長さが最大であり、一端部１８ａを未塗工部２１ａに安定して貼付することができる。本実施形態では、一端部１８ａのＹ方向の長さＬ２を、未塗工部２１ａのＹ方向の長さＬ３と略同一としているが、一端部１８ａを未塗工部２１ａに安定して貼付することができるのであれば、一端部１８ａのＹ方向の長さＬ２は、未塗工部２１ａのＹ方向の長さＬ３よりも小さくてもよく、粘着テープ１８と負極活物質層２２ａとの間には、集電体が露出する部分があってもよい。
【００３６】
図３に示すように、粘着テープ１８は、一端部１８ａからさらにＹ方向に沿って延びる延長部として他端部１８ｂを有し、他端部１８ｂが巻芯１４に貼付されている。
未塗工部２１ａの他方の面（負極活物質層２２ｂ側と同一面）が、巻芯１４に接する。
負極１５の端部を巻芯１４に巻き付けることにより、片面塗工部２１ｂは、巻芯１４、粘着テープ１８、および未塗工部を覆うように、捲回される。このとき、片面塗工部２１ｂの集電体露出面は、集電体露出部１９ａおよび１９ｂに接する。
未塗工部２１ａのＹ方向の長さＬ３は、巻芯１４の円周長さの約１／４〜３／２倍が好ましく、より好ましくは、巻芯の円周長さの約１倍である。片面塗工部２１ｂのＹ方向の長さＬ４は、巻芯１４の円周長さの約３／２倍以下が好ましい。
本実施形態では、両面塗工部と未塗工部２１ａとの間に片面塗工部２１ｂを形成して負極を構成しているが、片面塗工部２１ｂを形成せずに、両面塗工部および未塗工部２１ａのみで負極を構成してもよい。
【００３７】
溶接時および電極群構成時に、粘着テープにより負極１５および巻芯１４を十分に固定することができ、作業性が向上することから、一端部１８ａのＹ方向の長さＬ２および他端部１８ｂのＹ方向の長さＬ１は、略同一であるのが好ましい。
溶接時および電極群構成時に、粘着テープにより負極１５および巻芯１４を十分に固定することができ、作業性が向上することから、粘着テープ１８のＹ方向の長さ（Ｌ１＋Ｌ２）は、巻芯１４の円周長さの約１／２〜３／２倍が好ましく、より好ましくは巻芯１４の円周長さの約１倍である。
長さＬ１およびＬ２は、それぞれ巻芯１４の円周長さの約１／４〜１倍が好ましく、より好ましくは巻芯１４の円周長さの約１／２倍である。
【００３８】
粘着テープ１８は、当該粘着テープ１８の長手方向が、Ｙ方向と略平行となるように、未塗工部２１ａの幅方向の中央に配されている。
図４に示すように、粘着テープ１８の幅Ｗ１a1は、負極集電体２１（未塗工部２１ａ）の幅Ｗより狭い。
負極１５を巻芯１４に安定して固定することができ、作業性が向上するため、（粘着テープの幅Ｗ１a1）／（負極集電体の幅Ｗ）は、１／１０〜１／２が好ましい。
粘着テープ１８の両側に、一対の集電体露出部１９ａおよび１９ｂが形成されている。一対の集電体露出部１９ａおよび１９ｂは、略同一の幅を有するのが好ましい。
【００３９】
負極集電体の幅Ｗは、５〜２０ｍｍが好ましい。本実施形態では、１枚の粘着テープを用いているが、負極集電体の幅Ｗが５〜１０ｍｍの場合、１〜２枚の粘着テープを用いるのが好ましい。負極集電体の幅Ｗが１０〜２０ｍｍの場合、１〜３枚の粘着テープを用いるのが好ましい。集電体露出部を十分に確保することができる。さらに、負極１５の一端部を巻芯１４に密着させた状態に固定して溶接することができる。溶接時の負極１５および巻芯１４のずれを防止できる。
集電体露出部に粘着テープを強固かつ安定した状態で貼付けることができるため、粘着テープ１８の幅Ｗ１a1は、１〜６ｍｍが好ましい。幅Ｗ１a1が１ｍｍ未満であると、粘着テープを安定して未塗工部に貼付し難くなる。幅Ｗ１a1が６ｍｍ超であると、電極群内において、電池の充放電に関与しない粘着テープが占める割合が過度に増大し、電池を高エネルギー密度化し難い場合がある。集電体露出部の確保の観点から、幅Ｗ１a1は、上記範囲内で小さいほど、より好ましい。
【００４０】
集電体露出部１９ａおよび１９ｂの幅Ｗ１b1およびＷ１b2は、２〜９．５ｍｍが好ましい。集電体露出部１９ａおよび１９ｂの幅Ｗ１b1およびＷ１b2の少なくとも１つの幅が２ｍｍ未満であると、集電体露出部の領域が小さくなり、集電体露出部を巻芯に溶接し難くなる。集電体露出部１９ａおよび１９ｂの幅Ｗ１b1およびＷ１b2の少なくとも１つの幅が９．５ｍｍ超であると、溶接点および溶接範囲が過度に増加して、溶接時の作業性が低下する場合がある。集電体露出部の確保の観点から、幅Ｗ１b1およびＷ１b2は、上記範囲内で大きいほど、より好ましい。
【００４１】
一対の集電体露出部１９ａおよび１９ｂが巻芯１４に溶接されている。粘着テープ１８により負極１５の一端部を巻芯１４に密着させた状態に固定して溶接することができ、溶接時の負極１５および巻芯１４のずれを防止できる。
集電体露出部１９ａおよび１９ｂの溶接点２３は、それぞれ等間隔に３箇所が設けられている。溶接点２３の間隔は、０．５〜３ｍｍが好ましい。このように、１つの集電体露出部において複数箇所が溶接されているのが好ましい。溶接点２３の１箇所が剥離した場合でも、残りの溶接点２３により、電気的な接続状態を維持できる。
溶接点２３は、Ｘ方向に沿って、一列に配されている。このため、電極反応に直接関与しない集電体露出部のＹ方向の長さを短くすることができる。
【００４２】
本発明の捲回型電極群１２は、例えば、以下の方法により作製することができる。
負極１５および巻芯１４を、負極１５の幅方向がＸ方向と略平行になるように、並べて配置する。粘着テープの一端部１８ａを未塗工部２１ａに貼付け、粘着テープ１８の他端部１８ｂを巻芯１４に貼付ける。より具体的には、粘着テープの一端部１８ａを未塗工部２１ａに貼付した後、巻芯１４を回転させて、他端部１８ｂを巻芯１４に巻き付けるようにして巻芯１４に貼付する。例えば、他端部１８ｂの長さＬ１が巻芯１４の円周長さの約１／２倍の場合、巻芯１４を約１８０°回転させる。このようにして、粘着テープ１８を用いて負極２２および巻芯１４を固定する。
【００４３】
さらに、未塗工部２１ａの粘着テープ１８で貼付されない面が内側になるように、巻芯１４を回転させ、負極１５の未塗工部２１ａの粘着テープ１８で貼付されない面を巻芯１４と重ね合わせる。例えば、未塗工部２１ａの長さＬ３が巻芯１４の円周長さの約１／２倍の場合、巻芯１４を１８０°回転させる。このようにして、粘着テープ１８で未塗工部２１ａを巻芯１８上に固定する。
【００４４】
この状態で、針状の第１の抵抗溶接電極と、平板状の第２の抵抗溶接電極とを、負極１５と巻芯１４とを介して互いに対向させる。第１抵抗溶接電極を負極１５（集電体露出部）の表面に接触させる。第２の抵抗溶接電極を巻芯１４に接触させる。第１および第２の抵抗溶接電極間に電流を印加し、集電体露出部１９ａおよび１９ｂの所定箇所（Ｘ方向に沿って等間隔に３箇所ずつ）を抵抗溶接する。
その後、負極１５を、セパレータ１７および正極１６とともに、巻芯１４に巻き付ける。このようにして、捲回型電極群１２を得る。
【００４５】
粘着テープ１８には、電池内で化学的に安定な材質が用いられる。粘着テープ１８は、基材層および前記基材層の片面に配された粘着層からなる。耐電解液性に優れていることから、基材層は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）からなる群より選択される少なくとも１つを含むのが好ましい。耐電解液性に優れることから、粘着層は、アクリル系粘着材を含むのが好ましい。粘着テープ１８は、例えば、厚み２５〜８０μｍである。
負極集電体２１には、金属箔が用いられ、好ましくは、銅箔または銅合金箔である。負極集電体２１の厚みは、例えば、５〜２０μｍである。
【００４６】
巻芯１４は、負極１５に電気的に接続されるため、使用される負極活物質の充放電時の電位範囲において化学変化を起こさない材質を用いればよい。具体的には、巻芯１４としては、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、銅、銅合金、アルミニウム、ステンレス鋼、鉄、ニッケル、パラジウム、金、銀、白金が用いられる。これらを単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
巻芯１４は、負極集電体２１と、材質が同じであるのが好ましい。巻芯１４は負極１５との溶接に適した形状であればよい。巻芯１４は、棒状であるのが好ましい。棒状の巻芯１４は、長手方向に沿って平坦部を有するのが好ましい。平端部で電極と面接触させることができる。
【００４７】
負極１５は、例えば、以下の方法により作製することができる。
帯状の負極集電体の両面に、負極スラリーを塗布し、乾燥して、塗膜を形成する。負極スラリーは、例えば、負極活物質に、水等の分散媒を加えて調製する。必要に応じて、負極スラリーに、負極結着剤および負極導電剤を加えてもよい。
このとき、負極において、両面塗工部、片面塗工部、および未塗工部が形成されるように、負極集電体の所定領域に負極スラリーを塗布する。このようにして、負極前駆体を得る。負極前駆体を一対のローラで圧縮し、負極を構成する。
【００４８】
負極活物質としては、例えば、天然黒鉛および人造黒鉛等の各種黒鉛、シリサイド、ケイ素酸化物、リチウム金属、または各種合金が用いられる。
負極結着剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、スチレン−ブタジエンゴムが挙げられる。
負極導電剤としては、例えば、グラファイト類、カーボンブラック類、炭素繊維、金属繊維、または導電性を有する有機材料が用いられる。
【００４９】
正極１６は、正極集電体、および正極集電体の両面に形成された正極活物質層からなる。正極１６は、電極群の最外周部においては、正極集電体の内周側の面には、正極活物質層が形成され、正極集電体の外周側の面には、正極活物質層が形成されない片面塗工部が設けられている。片面塗工部における正極集電体露出面が、電池ケースの内面に密着している。このようにして、正極１６は、電池ケース１１と電気的に接触している。
正極集電体には、帯状の金属箔が用いられ、好ましくは、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔である。
正極活物質層は、正極活物質を含み、さらに必要に応じて、正極導電剤および正極結着剤を含んでもよい。
【００５０】
正極活物質としては、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、およびマンガン酸リチウムのようなリチウム含有遷移金属酸化物が用いられる。
正極結着剤としては、たとえば、フッ素系樹脂、スチレン−ブタジエン系ゴム、フッ素系ゴム、ポリアクリル酸、またはポリフッ化ビニリデンが用いられる。
正極導電剤としては、たとえば、グラファイト類、カーボンブラック類、炭素繊維、金属繊維、または導電性を有する有機材料が用いられる。
【００５１】
非水電解質は、溶質および非水溶媒を含む。
溶質は、非水溶媒に溶解する支持塩である。支持塩としては、たとえば、ヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、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）、リチウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2）、リチウムビス（ペンタフルオロエチルスルホニル）イミド（ＬｉＮ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2）、リチウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）（ペンタフルオロエチルスルホニル）イミド（ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2））、またはリチウムトリス（トリフルオロメチルスルホニル）メチド（ＬｉＣ（ＣＦ3ＳＯ2）3）が用いられる。これらを単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５２】
非水溶媒としては、たとえば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、ビニルエチレンカーボネート（ＶＥＣ）、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，２−ジエトキシエタン（ＤＥＥ）、γ‐ブチロラクトン（γ‐ＢＬ）、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）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、ホルムアミド、アセトアミド、アセトニトリル、プロピルニトリル、ニトロメタン、エチルモノグライム、トリメトキシメタン、ジオキソラン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、メチルスルホラン、プロピレンカーボネート誘導体、またはテトラヒドロフラン誘導体が用いられる。これらを単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
非水電解質としては、例えば、液状電解質、ゲル状電解質、固体状電解質（高分子固体電解質）が挙げられる。
【００５３】
セパレータ１７としては、例えば微多孔性の薄膜、織布、または不織布が用いられる。これらは、イオン透過度が大きく、適度な機械的強度および絶縁性を有することが好ましい。セパレータ１７の材質としては、例えば、ポリプロピレンおよびポリエチレンのようなポリオレフィンが挙げられる。
特に、ポリオレフィンからなる微多孔性の薄膜は、耐久性に優れ、一定の温度に上昇すると孔が閉塞する、いわゆるシャットダウン機能を有するため、リチウムイオン電池などのリチウムイオン二次電池用のセパレータとして好適に用いられる。
【００５４】
セパレータの厚みは、一般的に１０〜３００μｍであるが、好ましくは４０μｍ以下、より好ましくは５〜３０μｍである。セパレータは、１種の材料からなる単層膜でもよく、２種以上の材料からなる複合膜または多層膜でもよい。
【００５５】
絶縁ガスケット１３の材質には、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、ポリアミド、ポリイミド、液晶ポリマー、パーフルオロアルコキシエチレンの共重合体が用いられる。これらを単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらを、無機繊維などのフィラーと組み合わせて用いてもよい。絶縁ガスケットは、電池の気密性を高めるために、シール材でコーティングしてもよい。
【００５６】
（実施形態２）
図５は、本実施形態の電池における負極および巻芯の接合部を示す要部正面図である。
一対の帯状の粘着テープ２８ａおよび２８ｂは、未塗工部２１ａにおいて、互いに離間して、Ｙ方向と略平行に配されている。
粘着テープ２８ａの幅Ｗ２a1および粘着テープ２８ｂの幅Ｗ２a2の合計は、負極集電体２１（未塗工部２１ａ）の幅Ｗより狭い。
負極１５を巻芯１４に安定して固定することができ、作業性が向上するため、（幅Ｗ２a1および幅Ｗ２a2の合計）／（負極集電体の幅Ｗ）は、１／１０〜１／２が好ましい。
幅Ｗ２a1および幅Ｗ２a2は、略同一であるのが好ましい。
【００５７】
集電体露出部に粘着テープを強固かつ安定した状態で貼付けることができるため、粘着テープ２８ａの幅Ｗ２a1および粘着テープ２８ｂの幅Ｗ２a2は、１〜６ｍｍが好ましい。幅Ｗ２a1および幅Ｗ２a2の少なくとも１つの幅が１ｍｍ未満であると、粘着テープを安定して未塗工部に貼付し難くなる。幅Ｗ２a1および幅Ｗ２a2の少なくとも１つの幅が６ｍｍ超であると、電極群内において、電池の充放電に関与しない粘着テープが占める割合が過度に増大し、電池を高エネルギー密度化し難い場合がある。集電体露出部の確保の観点から、幅Ｗ３a1および幅Ｗ３a2は、上記範囲内で小さいほど、より好ましい。
【００５８】
粘着テープ２８ａの両側に、集電体露出部２９ａおよび２９ｂが形成されている。
粘着テープ２８ｂの両側に、集電体露出部２９ｂおよび２９ｃが形成されている。
集電体露出部２９ａおよび２９ｃの幅Ｗ２b1およびＷ２b3は、２〜８ｍｍが好ましい。
集電体露出部と巻芯との溶接点を複数確保し、十分な接続の強度を得るためには、集電体露出部２９ｂの幅Ｗ２b2は、好ましくは２〜１４ｍｍ、より好ましくは５〜１４ｍｍである。幅Ｗ２b1、幅Ｗ２b3、および幅Ｗ２b2の少なくとも１つの幅が２ｍｍ未満であると、集電体露出部の領域が小さくなり、集電体露出部と巻芯との溶接点が減少し、接続の強度が低下する場合がある。幅Ｗ２b1およびＷ２b3の少なくとも１つの幅が８ｍｍ超、または幅Ｗ２b2が１４ｍｍ超であると、溶接点および溶接範囲が過度に増加して、溶接時の作業性が低下する場合がある。集電体露出部の確保の観点から、幅Ｗ２b1、Ｗ２b2、およびＷ２b3は、上記範囲内で大きいほど、より好ましい。
【００５９】
幅Ｗ２b1およびＷ２b3は、略同一であり、幅Ｗ２b2は、幅Ｗ２b1およびＷ２b3の約２倍の寸法を有するのが好ましい。この場合、粘着テープ３８ａおよび３３ｂの両側に、それぞれ略同一の幅の集電体露出部が形成され、バランス良く溶接することができる。
【００６０】
集電体露出部２９ａ、２９ｂ、および２９ｃが、巻芯１４に溶接されている。粘着テープ２８ａおよび２８ｂにより負極１５の一端部を巻芯１４に密着させた状態に固定して溶接することができ、溶接時の負極１５および巻芯１４のずれを防止できる。
集電体露出部２９ａおよび２９ｃの溶接点２３は、Ｘ方向に沿って、それぞれ等間隔に２箇所ずつ設けられている。集電体露出部２９ｂの溶接点２３は、Ｘ方向に沿って、等間隔に４箇所設けられている。このように、３つの集電体露出部において、複数箇所が溶接されているのが好ましい。溶接点２３の１箇所が剥離した場合でも、残りの溶接点２３により、電気的な接続状態を維持できる。
複数の溶接点２３は、Ｘ方向に沿って、一列に配されている。このため、電極反応に直接関与しない集電体露出部のＹ方向の長さを短くすることができる。
バランス良く溶接するためには、集電体露出部２９ａおよび２９ｃの溶接点２３の間隔は、集電体露出部２９ｂの溶接点２３の間隔と、略同一であるのが好ましい。
【００６１】
（実施形態３）
図６は、本実施形態の電池における負極および巻芯の接合部を示す要部正面図である。
一対の帯状の粘着テープ３８ａおよび３８ｂは、未塗工部２１ａのＹ方向に沿う両端縁部に沿って配されている。
粘着テープ３８ａの幅Ｗ３a1および粘着テープ３８ｂの幅Ｗ３a2の合計は、負極集電体２１（未塗工部２１ａ）の幅Ｗより狭い。
負極１５を巻芯１４に安定して固定することができ、作業性が向上するため、（幅Ｗ３a1および幅Ｗ３a2の合計）／（負極集電体の幅Ｗ）は、１／１０〜１／２が好ましい。
幅Ｗ３a1および幅Ｗ３a2は、略同一であるのが好ましい。
粘着テープ３８ａと、粘着テープ３８ｂとの間に、集電体露出部３９が形成されている。
【００６２】
集電体露出部に粘着テープを強固かつ安定した状態で貼付けることができるため、粘着テープ３８ａの幅Ｗ３a1および粘着テープ３８ｂの幅Ｗ３a2は、１〜５ｍｍが好ましい。幅Ｗ３a1および幅Ｗ３a2の少なくとも１つの幅が１ｍｍ未満であると、粘着テープを安定して未塗工部に貼付し難くなる。幅Ｗ３a1および幅Ｗ３a2の少なくとも１つの幅が５ｍｍ超であると、電極群内において、電池の充放電に関与しない粘着テープが占める割合が過度に増大し、電池を高エネルギー密度化し難い場合がある。集電体露出部の確保の観点から、幅Ｗ３a1および幅Ｗ３a2は、上記範囲内で小さいほど、より好ましい。
【００６３】
集電体露出部３９の幅Ｗ３b1は、３〜１８ｍｍが好ましい。幅Ｗ３b1が３ｍｍ未満であると、集電体露出部の領域が小さくなり、集電体露出部と巻芯との溶接点が減少し、接続の強度が低下する場合がある。幅Ｗ３b1が１８ｍｍ超であると、溶接点および溶接範囲が過度に増加して、溶接時の作業性が低下する場合がある。集電体露出部の確保の観点から、幅Ｗ３b1は、上記範囲内で大きいほど、より好ましい。
【００６４】
集電体露出部３９が巻芯１４に溶接されている。粘着テープ３８ａおよび３８ｂにより負極１５の一端部を巻芯１４に密着させた状態に固定して溶接することができ、溶接時の負極１５および巻芯１４のずれを防止できる。
集電体露出部３９の溶接点２３は、Ｘ方向に沿って、等間隔に８箇所設けられている。このように、１つの集電体露出部３９において複数箇所が溶接されているのが好ましい。溶接点２３の１箇所が剥離した場合でも、残りの溶接点２３により、電気的な接続状態を維持できる。
複数の溶接点２３は、Ｘ方向に沿って、一列に配されている。このため、電極反応に直接関与しない集電体露出部のＹ方向の長さを短くすることができる。
【００６５】
（実施形態４）
図７は、本実施形態の電池における負極および巻芯の接合部を示す要部正面図である。
一対の帯状の粘着テープ４８ａおよび４８ｃは、未塗工部２１ａのＹ方向に沿う両端縁部に沿って配されている。
粘着テープ４８ａと粘着テープ４８ｃとの間に、さらに粘着テープ４８ｂが、その長手方向が長手方向Ｙと略平行になるように、配されている。
粘着テープ４８ａの幅Ｗ４a1、粘着テープ４８ｂの幅Ｗ４a2、および粘着テープ４８ｃの幅Ｗ４a3の合計は、負極集電体２１（未塗工部２１ａ）の幅Ｗより狭い。
負極１５を巻芯１４に安定して固定することができ、作業性が向上するため、（幅Ｗ４a1、幅Ｗ４a2、および幅Ｗ４a3の合計）／（負極集電体の幅Ｗ）は、３／２０〜１／２が好ましい。
幅Ｗ４a1および幅Ｗ４a3が略同一であるのが好ましい。さらに、幅Ｗ４a1、幅Ｗ４a2、および幅Ｗ４a3が略同一であるのが好ましい。
【００６６】
集電体露出部に粘着テープを強固かつ安定した状態で貼付けることができるため、粘着テープ４８ａの幅Ｗ４a1、粘着テープ４８ｂの幅Ｗ４a2、および粘着テープ４８ｃの幅Ｗ４a3は、１〜６ｍｍが好ましい。幅Ｗ４a1、幅Ｗ４a2、および幅Ｗ４a3の少なくとも１つの幅が１ｍｍ未満であると、粘着テープを安定して未塗工部に貼付し難くなる。幅Ｗ４a1、幅Ｗ４a2、および幅Ｗ４a3の少なくとも１つの幅が６ｍｍ超であると、電極群内において、電池の充放電に関与しない粘着テープが占める割合が過度に増大し、電池を高エネルギー密度化し難い場合がある。集電体露出部の確保の観点から、幅Ｗ４a1、幅Ｗ４a2、および幅Ｗ４a3は、上記範囲内で小さいほど、より好ましい。
【００６７】
粘着テープ４８ａと粘着テープ４８ｂとの間に、集電体露出部４９ａが形成されている。粘着テープ４８ｂと粘着テープ４８ｃとの間に、集電体露出部４９ｂが形成されている。
集電体露出部４９ａおよび４９ｂの幅Ｗ４b1およびＷ４b2は、２〜８．５ｍｍが好ましい。幅Ｗ４b1および幅Ｗ４b2の少なくとも１つの幅が２ｍｍ未満であると、集電体露出部の領域が小さくなり、集電体露出部を巻芯に溶接し難くなる。幅Ｗ４b1および幅Ｗ４b2の少なくとも１つの幅が８．５ｍｍ超であると、溶接点および溶接範囲が過度に増加して、溶接時の作業性が低下する場合がある。集電体露出部の確保の観点から、幅Ｗ４b1およびＷ４b2は、上記範囲内で大きいほど、より好ましい。
【００６８】
集電体露出部４９ａおよび４９ｂが巻芯１４に溶接されている。粘着テープ１８により負極１５の一端部を巻芯１４に密着させた状態に固定して溶接することができ、溶接時の負極１５および巻芯１４のずれを防止できる。
集電体露出部４９ａおよび４９ｂの溶接点２３は、Ｘ方向に沿って、それぞれ等間隔に３箇所設けられている。このように、１つの集電体露出部において複数箇所が溶接されているのが好ましい。溶接点２３の１箇所が剥離した場合でも、残りの溶接点２３により、電気的な接続状態を維持できる。
複数の溶接点２３は、Ｘ方向に沿って、一列に配されている。このため、電極反応に直接関与しない集電体露出部のＹ方向の長さを短くすることができる。
【００６９】
上記実施形態では、負極は巻芯に電気的に接続され、電池ケースは正極の外部端子を兼ねるが、本発明はこれに限定されない、正極が巻芯に電気的に接続され、電池ケースは負極の外部端子を兼ねてもよい。
上記実施形態では、リチウムイオン二次電池を例に挙げたが、本発明はリチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池に限定されない。本発明は、リチウム電池などの非水電解質一次電池や、アルカリ性または中性の水系電解液を用いた一次電池および二次電池への適用も可能である。また、電極材料および電解液の組成は特に限定されず、公知の材料および組成を適宜選択すればよい。
【実施例】
【００７０】
以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
《実施例１》
以下の手順により、図１に示す円筒型リチウムイオン二次電池１０を作製した。
（１）負極１５の作製
負極活物質、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、およびカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）に、水を適量加え、負極スラリーを調製した。このとき、負極活物質に人造黒鉛粉末（体積平均粒径２０μｍ）を用いた。負極活物質、ＳＢＲ、およびＣＭＣの重量比を９８：１：１とした。
この負極スラリーを、帯状の銅箔（厚み１２μｍ、幅１２ｍｍ、長手方向（巻付け方向）の長さ２８ｍｍ）からなる負極集電体の両面に塗布し、乾燥して、塗膜（乾燥後の塗布量２００ｇ／ｍ2）を形成した。その後、塗膜をロールプレスして、負極集電体の両面に負極活物質層２２ａおよび２２ｂを形成した。このようにして負極１５（厚み０．１４ｍｍ）を得た。
【００７１】
このとき、図２に示すように、負極１５の一端部において、負極集電体のいずれの面にも負極活物質層を有しない未塗工部２１ａを設けた。未塗工部２１ａの長さＬ３を、巻芯１４の円周長さの約１／２倍、すなわち１．７ｍｍとした。
【００７２】
未塗工部２１ａに隣接して、負極集電体２１の片面に負極活物質層２２ａを形成し、片面塗工部２１ｂを設けた。片面塗工部２１ｂの長さＬ４を、巻芯１４の円周長さの約１倍、すなわち３．４ｍｍとした。
負極集電体２１の残りの領域（未塗工部２１ａおよび片面塗工部２１ｂ以外の領域）では、負極集電体２１の両面に負極活物質層２２ａおよび２２ｂを形成した。
【００７３】
（２）正極１６の作製
正極活物質、アセチレンブラック、およびポリフッ化ビニリデンに、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を適量加え、正極スラリーを調製した。このとき、正極活物質には、コバルト酸リチウムを使用した。正極活物質、アセチレンブラック、およびポリフッ化ビニリデンの重量比を９０：５：５とした。
この正極スラリーを、帯状のアルミニウム箔（厚み２０μｍ、幅１０ｍｍ、長手方向（巻付け方向）の長さ３３ｍｍ）からなる正極集電体の両面に塗布し、乾燥して、塗膜（乾燥後の塗布量４５０ｇ／ｍ2）を形成した。その後、塗膜をロールプレスして正極活物質層を形成した。このようにして、正極１６（厚み０．１６ｍｍ）を得た。
なお、正極１６は、電極群の最外周部において、正極集電体の内周側の面には正極活物質層が形成され、正極集電体の外周側の面には正極活物質層が形成されない片面塗工部を設けた。
【００７４】
（３）電極群１２の作製
以下の方法により、図３および４に示すように、粘着テープ１８を用いて負極１５の端部を巻芯１４に固定した。
負極１５および巻芯１４を、負極１５の幅方向がＸ方向と略平行になるように、並べて配置した。巻芯１４には、ステンレス鋼の丸棒（直径１ｍｍ）を使用した。
粘着テープ１８の一端部１８ａを未塗工部２１ａに貼付け、粘着テープ１８の他端部１８ｂを巻芯１４に貼付けた。このとき、粘着テープの一端部１８ａを未塗工部２１ａに貼付した後、巻芯を約１８０°回転させて、粘着テープ１８の他端部１８ｂを巻芯１４に巻き付けるようにして貼付した。
【００７５】
未塗工部２１ａの粘着テープ１８で貼付されない面が内側になるように、さらに、巻芯１４を１８０°回転させ、負極１５の未塗工部２１ａの粘着テープ１８で貼付されない面を巻芯１４と重ね合わせた。このようにして、粘着テープ１８で未塗工部２１ａを巻芯１８上に固定した。
【００７６】
より具体的には、粘着テープ１８には、ＰＰＳフィルムからなる粘着テープ（（株）寺岡製作所製、Ｎｏ．４８１３）を用いた。粘着テープ１８（幅Ｗ１a1３ｍｍ）を、未塗工部２１ａにおけるＸ方向の中央部に沿って、粘着テープ１８の長手方向がＹ方向と略平行となるように、未塗工部２１ａに貼り付けた。粘着テープ１８の両側に、集電体露出部１９ａ（幅Ｗb1４．５ｍｍ）および集電体露出部１９ｂ（幅Ｗb2４．５ｍｍ）を形成した。粘着テープ１８の長さは、巻芯１４の約１周分の長さ、すなわち３．４ｍｍとした。粘着テープ１８の一端部１８ａの長さＬ２および他端部１８ｂの長さＬ１は、それぞれ巻芯１４の円周長さの約１／２倍、すなわち１．７ｍｍとした。図３に示すように、巻芯１４の約１／２周分に相当する外周面が未塗工部２１ａと接し、残りの約１／２周分に相当する外周面が粘着テープ１８の他端部１８ｂと接した。
【００７７】
この状態で、針状の第１の抵抗溶接電極と、平板状の第２の抵抗溶接電極とを、負極１５と巻芯１４とを介して互いに対向させた。具体的には、平板状の第２抵抗溶接電極上に巻芯１４を静置し、針状の第１の抵抗溶接電極を負極１５（集電体露出部１９ａおよび１９ｂ）の表面に点接触させた。
第１および第２の抵抗溶接電極間に電流を印加した。集電体露出部１９ａおよび１９ｂの所定箇所（溶接点２３：Ｘ方向に沿って等間隔に３箇所ずつ）を抵抗溶接した。
抵抗溶接機には、ミヤチテクノス（株）製のＩＰ−２０５Ａを用い、５００Ａの溶接電流により、１サイクルの溶接を行った。第１の抵抗溶接電極３５の先端径は、φ０．３ｍｍであった。第１の抵抗溶接電極の先端にかかる圧力は、３５０ｋｇ／ｃｍ2であった。
【００７８】
その後、負極１５を、セパレータ１７および正極１６とともに、巻芯１４に巻き付けた。このようにして、捲回型電極群１２を得た。
負極１５、正極１６およびセパレータ１７を巻き付けた後、その最外周を、ポリプロピレン製の粘着テープで固定した。巻芯２１の一端３２には、ＰＦＡ樹脂（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）製の絶縁ガスケット１３を圧入した。巻芯２１の他端には、絶縁キャップ３３を取り付けた。
【００７９】
（４）電解液の調製
非水溶媒として、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとジエチルカーボネートとを、１０：１０：８０の重量比で含む混合溶媒を用いた。この混合溶媒にＬｉＰＦ6を溶解させて、ＬｉＰＦ6の濃度が１．０ｍｏｌ／Ｌの非水電解液を得た。
【００８０】
（５）円筒型非水電解質二次電池の作製
上記捲回型電極群１２を、有底円筒状のアルミニウム製の電池ケース１１（外径４ｍｍ）へ挿入した後、それを１００℃の真空下で放置し、その内部を乾燥させた。その後、電池ケース１１内に上記非水電解液を所定量注液した。最後に、電池ケース１１の開口端３１を、絶縁ガスケット１３の上部にかしめつけ、電池ケース１１を封止した。このようにして、設計容量が１６．５ｍＡｈの円筒型リチウムイオン二次電池（高さ３５ｍｍ、直径４ｍｍ）を得た。
【００８１】
《比較例１》
粘着テープ１８を用いない以外、実施例１と同様の方法により電池を作製した。
【００８２】
［評価］
実施例１および比較例１の電池を３０個ずつ作製した後、下記（ａ）〜（ｄ）の順に充放電した。
（ａ）０．０５Ｃの定電流で４時間充電した後、電池の閉路電圧が２．５Ｖに達するまで０．０５Ｃの定電流で放電した。
（ｂ）電池の閉路電圧が４．１Ｖに達するまで０．１Ｃの定電流で充電した後、電池の閉路電圧が２．５Ｖに達するまで０．１Ｃの定電流で放電した。
（ｃ）電池の閉路電圧が４．１Ｖに達するまで０．１Ｃの定電流で充電した後、電池の閉路電圧が２．５Ｖに達するまで０．１Ｃの定電流で放電した。
（ｄ）電池の閉路電圧が４．２Ｖに達するまで０．１Ｃの定電流で充電した後、電池の閉路電圧が２．５Ｖに達するまで０．１Ｃの定電流で放電した。
上記（ｄ）の放電において、放電電圧をモニタリングし、放電容量を確認した。この時、放電電圧が安定し、放電容量が理論容量の９５％以上である電池を良と判断した。なお、上記の電流値のＣは時間率を表す。設計容量Ｃに相当する電気量を時間ｔで流す場合、電流値はＣ／ｔと表される。
その結果を表１に示す。
【００８３】
【表１】
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【００８４】
その結果、本発明の実施例１の電池は、いずれも良であり、優れた信頼性を示した。一方、比較例１の電池では、内部短絡の発生および内部抵抗の増大により放電特性が低下し、不良が発生した。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明の電池は、携帯機器および情報機器等の各種電子機器の電源として好適に用いられる。
【符号の説明】
【００８６】
１０  リチウムイオン二次電池
１１  電池ケース
１２  電極群
１３  絶縁ガスケット
１４  巻芯
１５  負極
１６  正極
１７  セパレータ
１８  粘着テープ
２１  負極集電体
２２ａ、２２ｂ  負極活物質層
２３  溶接点
３１  電池ケースの開口端
３２  巻芯の一端
３３  絶縁キャップ
３４  絶縁カバー
【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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