(57)【要約】【課題】活物質を備えた正極板および負極板を多孔質絶縁体を介して巻回し加圧により扁平形状に成形した電極群を非水電解液とともに電池ケースに封入してなる扁平形非水系二次電池において、電極群として長軸方向に平行なストレート部と、半楕円状に形成したコーナー部とで構成することにより、電池の膨れを抑制して安全性の高い扁平形非水系二次電池を提供する。【解決手段】活物質を備えた正極板３および負極板２を多孔質絶縁体４を介して巻回し加圧により扁平形状に成形した電極群１を非水電解液とともに電池ケース２１に封入してなる扁平形非水系二次電池２５において、電極群１は長軸５方向に平行なストレート部６と、長軸５上に各巻回層の頂点１２を備え、ストレート部６の終端と頂点１２とを結ぶ輪郭線が曲線で形成され、且つ、その曲線が半楕円状にしたコーナー部７とで構成した。【選択図】図１
2011090860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活物質を備えた正極板および負極板を多孔質絶縁体を介して巻回し加圧により扁平形状に成形した電極群を非水電解液とともに電池ケースに封入してなる扁平形非水系二次電池において、前記電極群として長軸方向に平行なストレート部と、長軸上に各巻回層の頂点を備え前記ストレート部の終端と前記頂点とを結ぶ輪郭線が曲線で形成され、且つ、その曲線を半楕円状としたコーナー部とで構成したことを特徴とする扁平形非水系二次電池。
【請求項２】
前記電極群において、正極板および負極板を多孔質絶縁体を介して巻回し加圧した後のストレート部における各層間の接触圧力よりコーナー部における各層間の接触圧力を小さくなるように構成したことを特徴とする請求項１記載の扁平形非水系二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池に代表される扁平形非水系二次電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯用電子機器の電源として利用が広がっているリチウムイオン二次電池は、負極板にリチウムの吸蔵・放出が可能な炭素質材料等を用い、正極板にＬｉＣｏＯ２等の遷移金属とリチウムの複合酸化物を活物質として用いており、これによって、高電位で高放電容量の二次電池を実現しているが、近年の電子機器および通信機器の多機能化に伴って、さらなる高容量化が望まれている。電子機器および通信機器においては電池を収容するスペースが角形であることが多いことから、発電要素を電池ケースに収容した扁平形非水系二次電池が使用されることが多い。
【０００３】
ここで、高容量の二次電池を実現するための電極板としては、正極板および負極板ともに、各々の構成材料を塗料化した合剤塗料を集電体上に塗布乾燥後、プレス等により規定厚みまで圧縮する方法が用いられている。この際、より多くの活物質を充填してプレスすることにより活物質密度が高くなり一層の高容量化が可能となる。
【０００４】
しかしながら、電極板の活物質密度を高くすると充放電の際に電極板が膨張し電極群の厚みが増加したり、さらにはこの膨張が吸収されないために電極板がたわみ、各電極板の層間には、疎となる部分や密となる部分が形成される。この電極板の層間が密となる部分においては、大電流が流れて発熱し多孔質絶縁体を破壊させて内部短絡に至るという課題があった。そこで、正極板と負極板を多孔質絶縁体を介して巻回する際に、電極板の間に隙間ができるように電極群のコーナー部に短冊状のスペーサを差し込んで巻回し、電極群を作製した後にスペーサを取りコーナー部に隙間を設けることで、電極板の膨張をコーナー部の隙間で吸収する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１０７７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１に示される従来技術では図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように電極群１００の電極板１０３と電極板１０３の間にスペーサ１０８を差し込み隙間１０１を設けられ、電極群１００のコーナー部を微視的に見ると電極板１０３には、スペーサ１０８の形状が転写されており、近似的には角張った２頂点を備える台形形状１０５に形成されている。このため電極群１００のコーナー部における電極板１０３の膨れは上記スペーサ１０８により形成される隙間で吸収されるが、ストレート部１０７における電極板１０３の長軸方向への伸びは、コーナー部の電極板１０３が厚みを増し膨れることで台形形状１０５の角張った２頂点が上巻回層の電極板１０３に高い圧力で接触することより、長軸方向へ向けて滑ることが極めて困難となり、隙間１０１でストレート部１０７の長軸方向の膨張を吸収することができず、最終的には台形形状１０５の角張った２頂点を固定点としてストレート部１０７の電極板１０３がたわみ、各電極板１０３の層間は崩れて疎となる部分および密となる部分が形成される。そしてこの層間が密となった部分には大電流が流れて発熱を引き起こし、多孔質絶縁体を破壊させて内部短絡に至るという課題を有していた。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を鑑みてなされたもので、コーナー部の各巻回層の相対的な滑りを容易にして充放電時に電極群のストレート部に発生する長軸方向の膨張をコーナー部で吸収することにより、電池の膨れおよび電極板のたわみを抑制して安全性の高い扁平形非水系二次電池を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の扁平形非水系二次電池は、活物質を備えた正極板および負極板を多孔質絶縁体を介して巻回し加圧により扁平形状に成形した電極群を非水電解液とともに電池ケースに封入してなる扁平形非水系二次電池において、電極群は長軸方向に平行なストレート部と、長軸上に各巻回層の頂点を備えストレート部の終端と頂点とを結ぶ輪郭線が曲線で形成され、且つ、その曲線が半楕円状にしたコーナー部とで構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コーナー部における各巻回層の相対的な滑りを低抵抗で行わせることが可能となるため、充放電時における電極群のストレート部に発生する長軸方向の膨張をコーナー部で吸収することが可能となり、電極群の膨れ、および電極板のたわみを抑制し安全性の高い扁平形非水系二次電池を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明にかかる扁平形非水系二次電池における一実施の形態の電極群の断面図
【図２】同電極群のコーナー部の一部断面図
【図３】本発明にかかる扁平形非水系二次電池の一部切欠斜視図
【図４】（ａ）本発明にかかる電極群の巻取り状態図、（ｂ）同コーナー部の巻取り状態図、（ｃ）同部材を送り込む状態図、（ｄ）同ストレート部の巻取り状態図
【図５】本発明にかかる比較例の電極群のコーナー部の一部断面図
【図６】（ａ）従来例にかかる電極群の断面図、（ｂ）同電極群コーナー部の一部断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の第１の発明は、活物質を備えた正極板および負極板を多孔質絶縁体を介して巻回し加圧により扁平形状に成形した電極群を非水電解液とともに電池ケースに封入してなる扁平形非水系二次電池において、電極群は長軸方向に平行なストレート部と、長軸上に各巻回層の頂点を備えストレート部の終端と頂点とを結ぶ輪郭線が曲線で形成されかつその曲線が半楕円状にしたコーナー部とで構成したことにより、各巻回層の相対的な滑りを低抵抗で行うことができ、充放電時に電極群のストレート部に発生した長軸方向の伸びをコーナー部で吸収することが可能となり、電極群の膨れと電極板のたわみを抑制して安全性の高い扁平形非水系二次電池を提供することができる。
【００１２】
本発明の第２の発明は、電極群において、正極板および負極板を多孔質絶縁体を介して巻回し加圧した後のストレート部における各層間の接触圧力よりコーナー部における各層間の接触圧力を小さくなるように構成したことにより、コーナー部における各巻回層の接触を疎にすることが可能となり、コーナー部の電極板の膨張を吸収することができ、電極群の膨れを抑制し安全性の高い扁平形非水系二次電池を提供することができる。以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
まず、図１は負極板２と正極板３とを多孔質絶縁体４を巻回して作製した電極群１を示す。電極群１は、長軸５とこの長軸５に平行なストレート部６と長軸５上に各巻回層の頂点１２を備えストレート部６の終端と頂点１２とを曲線で結んだコーナー部７とで構成さ
れる。また電極群１は、電極板の緩みを止める終端テープ８を備える。また、充放電時における電極板のストレート部６の膨張１０とコーナー７部の膨張９を矢印で示す。また、図２は電極群１のコーナー部７を半楕円状とした一部断面を示す。コーナー部７は、長軸５上に各巻回層の頂点１２を備え、この頂点１２とストレート部６の終端１１とを曲線で結び、この曲線形状を半楕円状としている。長軸５と平行方向を電極群１の幅３８とし、垂直方向を電極群１の厚み３７としている。また負極板２と正極板３と多孔質絶縁体４とで構成される部材３６は、長軸５と垂直に交わる部分の部材３６を幅３９としている。
【００１４】
また、図３は扁平形非水系二次電池２５の斜視図を示す。有底偏平形の電池ケース２１の内部には、電極群１と絶縁枠体２７を収容している。電極群１の上部には負極リード２３と正極リード２２を備えており、負極リード２３は絶縁ガスケット２９を周縁に取り付けた端子２０に接続しており、正極リード２２は封口板２６に接続している。封口板２６には、封栓２４を備えている。また電池ケース２１の中央部には、電池の厚み２８を示している。また、図４は電極群１の製造方法を示す。図４（ａ）は、巻芯３２で負極板２と正極板３と多孔質絶縁体４とで構成される部材３６を巻取る状態図を示す。次に図４（ｂ）は、巻芯３２のコーナー部７に部材３６を巻付ける際に、巻芯３２側へ部材３６を送り込む状態図を示す。次に図４（ｃ）は、部材３６を送り込んだ直後の巻取り状態図を示す。最後に図４（ｄ）は、巻芯３２のストレート部６に部材３６を巻付ける状態図を示す。
【００１５】
次に、電極群１の製造方法について説明する。図４（ａ）に示すように、負極板２と正極板３と多孔質絶縁体４とで構成する部材３６を上巻芯３０と下巻芯３１との間に挟みこんで時計方向に巻芯３２を所定の回数で回転させて上記部材３６を巻き取る。具体的には図４（ｂ）に示すように、コーナー部７に部材３６を巻き取る際には突きローラー３３で部材３６をたわませて、巻芯３２側へ部材３６を所定量だけ送り出す。このとき挟みローラー３４は閉じており、押さえローラー３５は部材３６を押さえている。次に図４（ｃ）に示すように、突きローラー３３を初期位置に戻し押さえローラー３５を巻芯３２の巻取り部材３６より逃がして、部材３６のたわみを取り除き巻芯３２側へ送り込む。最後に図４（ｄ）は、上記たわみを電極群１のコーナー部７に設定するために、巻芯３２のストレート部６に部材３６を巻付ける際には、押さえローラー３５で巻芯３２を押さえながら部材を巻取る。
【００１６】
このように図４（ｂ）〜図４（ｄ）を繰り返して電極群１を作製することにより、電極群１のコーナー部７における各部材３６間の接触圧力をストレート部６に比較して軽減することが可能となる。なお、上記の製造方法は一例でありこれに限定するものではない。例えば巻芯形状は、円筒形、平板形であってもコーナー部７を緩ませる方法であれば適用可能である。
【００１７】
ここで鋭意検討の結果、図１に示す電極群１のコーナー部７を半楕円状とすることによって電極群１のストレート部６が長軸５方向に膨張１０した場合において、図２に示す各巻回層の部材３６が互いに干渉しあうことなく、各巻回層のストレート部６の膨張１０に応じて各部材３６が低抵抗で滑り膨張１０を逃がして、ストレート部６の電極板のたわみを抑止することを見出した。さらに、電極群１のコーナー部７が膨張９が発生した場合においても、図２に示す長軸５方向に向かって膨張する部材３６の幅３９は極小であるため、この幅３９が膨張してもストレート部７における電極板をたわませるほどの力は発生せず、半楕円状とすることでコーナー部７の膨張９も十分に吸収できることを見出した。
【００１８】
一方で製造方法の観点から検討した結果、図４（ｂ）〜図４（ｄ）に示すように部材３６を巻芯３２側へ送り込んで巻き取ることにより、図２に示す電極群１を矢印方向から加圧して扁平形に形成する際に、コーナー部７の各巻回層の部材３６がそれぞれ干渉しあうことが極めて少なくなり、電極群の幅３８方向へ広がりやすくなり、この結果、各巻回層
におけるそれぞれの部材３６の接触が疎となり接触圧力が低くできる。コーナー部７の接触圧力をストレート部６に比較し低くしたことで、ストレート部７の膨張１０とコーナー部７の膨張９をコーナー部７で吸収することが可能となり、電極板のたわみが抑制されたとも考えられた。また図２に示すコーナー部７の形状については、加圧直後の電極群１が電極群の厚み３７方向に回復しようとする復元力を発生させることより、部材３６は長軸５上に設けた頂点１２を基点として電極群の厚み３７方向に広がっていくために、半楕円状に形成することが可能であることを見出した。
【００１９】
以上より、電極群１のコーナー部７を半楕円状に形成することにより、上記に示すようにストレート部６の膨張１０のみならずコーナー部７の膨張９を吸収することができ、電極板のたわみを抑止して、電極群の厚み３７が厚くなることを抑止することが可能であることを見出した。
【００２０】
次に、リチウムイオン二次電池としての扁平形非水系二次電池について詳細に説明する。まず、図１に示す電極群１の電極板の構成について説明する。正極板３は、アルミニウムやアルミニウム合金製の箔や不織布の厚みが５μｍ〜３０μｍを有する正極集電体の片面または両面に正極活物質、導電材、結着材とを分散媒中にプラネタリーミキサー等の分散機により混合分散させた正極合剤塗料を塗布、乾燥、圧延して作製される。
【００２１】
正極活物質は、例えばコバルト酸リチウムおよびその変性体（コバルト酸リチウムにアルミニウムやマグネシウムを固溶させたものなど）、ニッケル酸リチウムおよびその変性体（一部ニッケルをコバルト置換させたものなど）、マンガン酸リチウムおよびその変性体などがある。このときの導電材としては、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック、各種グラファイトを単独あるいは組み合わせて用いる。このときの正極用結着材は、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリフッ化ビニリデンの変性体、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、アクリレート単位を有するゴム粒子結着材等を用いる。一方、負極板２は、圧延銅箔、電解銅箔、銅繊維の不織布の厚みが５μｍ〜２５μｍを有する負極集電体の片面または両面に負極活物質、結着材、必要に応じて導電材、増粘剤とを分散媒中にプラネタリーミキサー等の分散機により混合分散させた負極の合剤塗料を塗布、乾燥、圧延して作製される。
【００２２】
負極用活物質は、各種天然黒鉛および人造黒鉛、シリサイドなどのシリコン系複合剤料および各種合金組成材料を用いることができる。このときの負極用結着材としてはＰＶｄＦおよびその変性体をはじめ各種バインダーを用いることができるが、リチウムイオン受入れ性向上の観点から、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子（ＳＢＲ）およびその変性体等を用いる。増粘剤としては、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）やポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などの水溶液として粘性を有する材料で、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）をはじめとするセルロース系樹脂およびその変性体が、合剤塗料の分散性、増粘性の観点から好ましい。
【００２３】
さらに、非水系電解液については、電解質塩としてＬｉＰＦ６およびＬｉＢＦ４などの各種リチウム化合物を用いることができる。また溶媒としてエチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）を単独および組み合わせて用いることができる。また正負極板上に良好な皮膜を形成させる、あるいは過充電時の安定性を保証するために、ビニレンカーボネート（ＶＣ）やシクロヘキシルベンゼン（ＣＨＢ）およびその変性体を用いることも好ましい。
【００２４】
次いで、図３に示す扁平形非水系二次電池の構成について説明する。まず図２に示す電
極群１を電極群の厚み３７方向から加圧してコーナー部７を半楕円状に形成した後、有底偏平形の電池ケース２１の内部に絶縁枠体２７と共に収容し、次に電極群１の上部より導出した負極リード２３を絶縁ガスケット２９を周縁に取り付けた端子２０に接続し、また電極群１の上部より導出した正極リード２２を封口板２６に接続する。次に、電池ケース２１の開口部に封口板２６を挿入し電池ケース２１の開口部の外周に沿って封口板２６と電池ケース２１とを溶接して封口し、封栓口から電池ケース２１に所定量の非水溶媒からなる非水電解液（図示せず）を注液した後、封栓２４を封口板２６に溶接し、扁平形非水系二次電池２５を作製する。なお、上記製造方法は一例でありこれに限定されるものではない。
【実施例１】
【００２５】
図１に示す電極群１のコーナー部を半楕円状に形成し、図２に示す電極群１を作製した。その後、図３に示す電池の厚み２８が６ｍｍ、幅が３５ｍｍ、高さが３５ｍｍとした扁平形非水系二次電池２５を作製した。具体的には、電極板の作製は、正極活物質としてコバルト酸リチウムを１００重量部、導電材としてアセチレンブラックを活物質１００重量部に対して２重量部、結着材としてポリフッ化ビニリデンを活物質１００重量部に対して２重量部とを適量のＮ−メチル−２−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、正極合剤塗料を作製した。次に、この正極合剤塗料を厚みが１５μｍであるアルミニウム箔の正極集電体の両面に塗布し、乾燥後に片面の正極合剤層の厚みが１００μｍとなる正極板３を作製した。さらに、この正極板２１を総厚が１６５μｍとなるようにプレスすることで、正極合剤層の片面の厚みが７５μｍとなるように、アルミニウム箔の正極集電体上に正極合剤層を形成した後、図１に示す扁平形非水系二次電池２５用の電極群１で規定する幅にスリット加工し、正極板３を作製した。
【００２６】
一方、負極活物質として人造黒鉛を１００重量部、結着材としてスチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子分散体（固形分４０重量％）を活物質１００重量部に対して２．５重量部（結着材の固形分換算で１重量部）、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースを活物質１００重量部に対して１重量部、および適量の水とともに双腕式練合機にて攪拌し、負極合剤塗料を作製した。次に、この負極合剤塗料を幅方向に厚みが１０μｍである銅箔の負極集電体に塗布し、乾燥後に負極合剤層の片面の厚みが１００μｍとなる負極板２を作製した。さらに、この負極板２を総厚が１７０μｍとなるようにプレスすることで、負極合剤層の片面の厚みが８０μｍとなるように負極集電体上に負極合剤層を形成した後、図３に示す扁平形非水系二電池２５用の電極群１で規定する幅にスリット加工し負極板２を作製した。
【００２７】
次に、電極群１の製造方法について説明する。まず図４（ａ）に示すように上巻芯３０と下巻芯３１の間に部材３６を巻き掛け、所定の張力をかけ巻芯３２に巻き取る。次に図４（ｂ）に示すように、コーナー部７に部材３６を巻き取る際には突きローラー３３で部材３６をたわませて、巻芯３２側へ部材３６を所定量だけ送り出した。このとき挟みローラー３４は閉じており、押さえローラー３５は、巻取り部材３６を押さえている。次に図４（ｃ）に示すように、突きローラー３３を初期位置に戻し押さえローラー３５を巻芯３２に巻付けた部材３６より逃がして、部材３６のたわみを取り除き巻芯３２側へ送り込んだ。その後図４（ｄ）に示すように、上記たわみを電極群１のコーナー部７に設定するために、ストレート部６に部材３６を巻き取る際には押さえローラー３５で部材３６を押さえながら巻き取った。このように図４（ｂ）〜図４（ｄ）を繰り返しながら加圧前の電極群１を作製した。その後、巻き緩みを抑止するために部材３６の最外周に図１に示す終端テープ８を貼り付けた。そして図２に示すように、電極群１を電極群の厚み３７方向から加圧して扁平形形状の電極群１を作製した。
【００２８】
以上のようにして作製した電極群１を図３に示すように有底偏平形の電池ケース２１の
内部に絶縁枠体２７と共に収容し、電極群１の上部より導出した負極リード２３を絶縁ガスケット２９を周縁に取り付けた端子２０に接続し、次いで電極群１の上部より導出した正極リード２２を封口板２６に接続し、電池ケース２１の開口部に封口板２６を挿入し電池ケース２１の開口部の外周に沿って封口板２６と電池ケース２１とを溶接して封口し、封栓口から電池ケース２１に所定量の非水溶媒からなる非水電解液（図示せず）を注液した後、封栓２４を封口板２６に溶接し、作製した扁平形非水系二次電池２５を実施例１とした。
【００２９】
（比較例１）
まず電極群１ａのコーナー部を半円状に形成し、図５に示す電極群１ａを作製した。電極群１ａのコーナー部７は、長軸５上に各巻回層の頂点１２を備え、この頂点１２とストレート部６の終端１１とを曲線で結び、この曲線形状を半円状としている。長軸５と平行方向を電極群１ａの幅３８ａとし、垂直方向を電極群１ａの厚み３７ａとしている。また負極板２と正極板３と多孔質絶縁体４とで構成される部材３６は、長軸５と垂直に交わる部分の部材３６を幅３９ａとしている。次に、電池の厚み２８が６ｍｍ、幅が３５ｍｍ、高さが３５ｍｍとした扁平形非水系二次電池を作製した。
【００３０】
電極群１ａの電極板の作製は、実施例１と同様であるが具体的には、正極活物質としてコバルト酸リチウムを１００重量部、導電材としてアセチレンブラックを活物質１００重量部に対して２重量部、結着材としてポリフッ化ビニリデンを活物質１００重量部に対して２重量部とを適量のＮ−メチル−２−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、正極合剤塗料を作製した。次に、この正極合剤塗料を厚みが１５μｍであるアルミニウム箔の正極集電体の両面に塗布し、乾燥後に片面の正極合剤層の厚みが１００μｍとなる正極板３を作製した。さらに、この正極板２１を総厚が１６５μｍとなるようにプレスすることで、正極合剤層の片面の厚みが７５μｍとなるように、アルミニウム箔の正極集電体上に正極合剤層を形成した後、扁平形非水系二次電池用の電極群１ａで規定する幅にスリット加工し、正極板３を作製した。
【００３１】
一方、負極活物質として人造黒鉛を１００重量部、結着材としてスチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子分散体（固形分４０重量％）を活物質１００重量部に対して２．５重量部（結着材の固形分換算で１重量部）、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースを活物質１００重量部に対して１重量部、および適量の水とともに双腕式練合機にて攪拌し、負極合剤塗料を作製した。次に、この負極合剤塗料を幅方向に厚みが１０μｍである銅箔の負極集電体に塗布し、乾燥後に負極合剤層の片面の厚みが１００μｍとなる負極板２を作製した。さらに、この負極板２を総厚が１７０μｍとなるようにプレスすることで、負極合剤層の片面の厚みが８０μｍとなるように負極集電体上に負極合剤層を形成した後、扁平形非水系二電池用の電極群１ａで規定する幅にスリット加工し負極板２を作製した。
【００３２】
次に、図５に示す電極群１ａの製造方法について説明する。図４（ａ）に示すように上巻芯３０と下巻芯３１の間に部材３６を巻き掛け、所定の張力をかけて巻芯３２に巻き付けた。本比較例においては、コーナー部７とストレート部６との巻き取り時の張力を一定として、加圧前の電極群を作製した。その後、巻き緩みを抑止するために部材３６の最外周に図１に示すように終端テープ８を貼り付けた。そして図５に示すように、矢印方向から加圧して扁平形形状の電極群１ａを作製した。
【００３３】
以上のようにして作製した電極群１ａを図３に示すように有底偏平形の電池ケース２１の内部に絶縁枠体２７と共に収容し、電極群１ａの上部より導出した負極リード２３を絶縁ガスケット２９を周縁に取り付けた端子２０に接続し、次いで電極群１ａの上部より導出した正極リード２２を封口板２６に接続し、電池ケース２１の開口部に封口板２６を挿入し電池ケース２１の開口部の外周に沿って封口板２６と電池ケース２１とを溶接して封
口し、封栓口から電池ケース２１に所定量の非水溶媒からなる非水電解液（図示せず）を注液した後、封栓２４を封口板２６に溶接し、作製した扁平形非水系二次電池２５を比較例１とした。
【００３４】
評価は、実施例１および比較例１でそれぞれ扁平形非水系二次電池２５を１００個ずつ作製し、図３に示す電池の厚み２８の変化量を測定した。具体的には、扁平形非水系二次電池２５を組み立てた直後の電池の厚み２８と、充放電を５００サイクル繰り返した後の電池の厚み２８をノギスにより測定し、これらの平均値の差を算出した。次に負極板２と正極板３のたわみの有無を扁平形非水系二次電池２５を組み立てた直後と５００サイクル途中の充電状態での高さ方向の中心をＣＴにより断面写真を撮影し目視により確認した。
【００３５】
以下、実施例１および比較例１の評価結果を（表１）に示す。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
（表１）の結果より実施例１は図３に示す電池の厚み２８の変化量が０．１２ｍｍであり、図１に示すストレート部６における負極板２と正極板３のたわみは発生しなかった。これは、図４（ｂ）〜図４（ｄ）に示すようにコーナー部７に部材３６を巻き付ける際に、部材３６を巻芯３２側へ送り込んで巻取り、その後図２に示す電極群１を電極群の厚み３７方向から加圧して扁平形に形成したことにより、コーナー部７の各巻回層の部材３６がそれぞれ干渉しあうことが極めて少なくなり、電極群の幅３８方向へ広がりやすくなり、各巻回層におけるそれぞれの部材３６の接触が疎となり接触圧力が低く形成されたと考えられた。また加圧直後の電極群１は、電極群の厚み３７の方向に回復しようとすることより、コーナー部７の部材３６が長軸５上に設けた頂点１２を基点として電極群の厚み３７方向に広がり、半楕円状に形成された。以上より、充放電時にストレート部６が膨張１０を発生した場合においては、コーナー部７の各巻回層の部材３６が相対的に滑りながら移動して膨張１０を逃がし、コーナー部７における部材３６の接触を疎とした部分で吸収したことにより、ストレート部６の負極板２と正極板３のたわみは発生しなかったと考えられた。
【００３８】
次にコーナー部７が膨張９を発生した場合においては、図２に示す電極群１のコーナー部７を半楕円状に構成したことより、部材３６の幅３９が極めて狭く形成できた。このため幅３９が長軸５方向に膨張９が発生した場合においても、ストレート部６の電極板をたわませるほどの力は発生せず、負極板２と正極板３のたわみは発生しなかったと考えられた。以上より、ストレート部６における負極板２と正極板３のたわみを抑制したことで、電池の厚み２８の厚み増加は抑制できたと考えられた。一方、比較例１は、図３に示す電池の厚み２８の変化量が０．６０ｍｍであり、図１に示すストレート部６における負極板２と正極板３のたわみは発生した。これは部材３６をストレート部６とコーナー部７の張力を変えることなく、一定の張力で巻き取ったことで、図５に示す電極群１ａを加圧した際には各巻回層の部材３６が干渉しあい接触が密となり、電極群１ａは幅３８ａ方向へ広がり難くなると考えられた。また、ストレート部６の膨張１０は、各巻回層の部材３６の接触が密であることより、相対的に滑り移動してコーナー部７へ逃げることは極めて困難であったことでこの膨張１０がストレート部７の方向へ逃げて、負極板２と正極板３とに
たわみを発生させたと考えられた。
【００３９】
次にコーナー部７の膨張９においては、各巻回層の部材３６の接触が密であることより、膨張９の吸収スペースは無くかつ、図５に示す幅３９ａが図２の幅３９に比較し極めて広く形成されたために、膨張９が発生した際には電極群１ａの内部に向けて大きな力が発生しストレート部６の負極板２と正極板３をたわませたと考えられた。これら上記の両方の効果によりストレート部６の負極板２と正極板３がたわみ、電極群１ａの厚み３７ａが厚くなり、電池の厚み２８は厚くなったと考えられた。以上より、電極群１の長軸５上に各巻回層の頂点１２を備えストレート部６の終端と頂点１２とを結ぶ輪郭線を半楕円状に形成することにより、充放電時における電極板のたわみを抑制することが可能となり、電池の厚み２８の厚み増大を抑制することが可能であると考えられた。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明によれば、電極群は長軸方向に長軸なストレート部と、長軸上に各巻回層の頂点を備え、ストレート部の終端と頂点とを結ぶ輪郭線が曲線で形成され、且つ、その曲線が半楕円状にしたコーナー部とで構成したことにより、充放電時に電極群のストレート部に発生する長軸方向の伸びを各巻回層で相対的に滑らして逃がすことにより電極板のたわみが抑止でき、さらには電池の膨れを抑制することが可能となり、安全性の高い扁平形非水系二次電池として有用である。
【符号の説明】
【００４１】
１  電極群
２  負極板
３  正極板
４  多孔質絶縁体
５  長軸
６  ストレート部
７  コーナー部
８  終端テープ
９  コーナー部の膨張
１０  ストレート部の膨張
１１  ストレート部の終端
１２  頂点
２０  端子
２１  電池ケース
２２  正極リード
２３  負極リード
２４  封栓
２５  扁平形非水系二次電池
２６  封口板
２７  絶縁枠体
２８  電池の厚み
２９  絶縁ガスケット
３０  上巻芯
３１  下巻芯
３２  巻芯
３３  突きローラー
３４  挟みローラー
３５  押さえローラー
３６  部材
３７  電極群の厚み
３８  電極群の幅
３９  幅
【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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