(57)【要約】      （修正有）【課題】セルロースを含む隔離層を用いて、内部短絡の発生が抑制された、優れた充放電サイクル特性を有する円筒型非水電解質二次電池を提供する。【解決手段】一対の電極５，６、および一対の電極の間に配された隔離層７からなる積層体を捲回した電極群を備えた円筒型非水電解質二次電池。隔離層７は、セルロースを含む第１層７ａと、セラミックス粒子および樹脂結着剤を含む第２層７ｂとからなる。電極群の捲回軸に垂直な面において、電極群の捲回軸から最外周までの距離をＲとするとき、少なくとも曲率半径が０．３×Ｒ以下の領域において、第２層の厚み（ｔ2）と第１層の厚み（ｔ1）との比：（ｔ2／ｔ1）が、電極群の内周側から外周側に向かって小さくなっている。電極群の最内周部の隔離層の厚み（Ｔi）と、電極群の最外周部の隔離層の厚み（Ｔo）との比：（Ｔi／Ｔo）が、０．９０以上１．１０以下である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極、および前記一対の電極の間に配された隔離層からなる積層体を捲回した電極群を備えた円筒型非水電解質二次電池であって、
前記隔離層は、セルロースを含む第１層と、セラミックス粒子および樹脂結着剤を含む第２層とからなり、
前記電極群の捲回軸に垂直な面において、前記電極群の捲回軸から最外周までの距離をＲとするとき、少なくとも曲率半径が０．３×Ｒ以下の領域において、前記第２層の厚み（ｔ2）と前記第１層の厚み（ｔ1）との比：（ｔ2／ｔ1）が、前記電極群の内周側から外周側に向かって小さくなっており、
前記電極群の最内周部の隔離層の厚み（Ｔi）と、前記電極群の最外周部の隔離層の厚み（Ｔo）との比：（Ｔi／Ｔo）が、０．９０以上１．１０以下であることを特徴とする円筒型非水電解質二次電池。
【請求項２】
前記比：（Ｔi／Ｔo）が、０．９５以上１．０５以下である請求項１記載の円筒型非水電解質二次電池。
【請求項３】
前記電極群の最内周部における前記第２層の厚み（ｔ2i）と前記第１層の厚み（ｔ1i）との比Ａ：（ｔ2i／ｔ1i）が、０．０５以上０．５０以下であり、
前記電極群の最外周部における前記第２層の厚み（ｔ2o）と前記第１層の厚み（ｔ1o）との比Ｂ：（ｔ2o／ｔ1o）が、０以上０．３５以下であり、
前記比Ａと前記比Ｂとの比：Ｂ／Ａが、０以上０．７０以下である請求項１または２記載の円筒型非水電解質二次電池。
【請求項４】
前記領域において、前記第２層の厚みは、前記電極群の内周側から外周側に向かって小さくなっており、前記第１層の厚みは、前記電極群の内周側から外周側に向かって大きくなっている請求項１〜３のいずれか１項に記載の円筒型非水電解質二次電池。
【請求項５】
前記第２層中の前記樹脂結着剤の含有量は、前記セラミックス粒子１００重量部あたり０．１〜１５重量部である請求項１〜４のいずれか１項に記載の円筒型非水電解質二次電池。
【請求項６】
前記一対の電極の一方は、負極活物質としてチタン酸リチウムを含む負極である請求項１〜５のいずれか１項に記載の円筒型非水電解質二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒型非水電解質二次電池に関し、特に、その捲回型電極群の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器のポータブル化、コードレス化が急速に進んでおり、これらの駆動用電源として用いられる、小型かつ軽量で、高エネルギー密度を有する二次電池への要望が高まっている。また、小型民生用途のみならず、電力貯蔵装置や電気自動車に用いられる、長期に渡り耐久性および安全性が要求される大型の二次電池に対する技術展開も加速している。
二次電池のなかでも、高電圧であり、かつ高エネルギー密度を有する非水電解質二次電池の開発が盛んに行われている。
【０００３】
非水電解質二次電池は、正極活物質を含む正極と、負極活物質を含む負極とを、両極間に隔離層を介して捲回した電極群を備える。隔離層には、主としてポリオレフィン製の微多孔膜が用いられている。非水電解質には、ＬｉＢＦ4およびＬｉＰＦ6のようなリチウム塩が溶解した非プロトン性の有機溶媒が用いられている。正極活物質には、リチウムに対する電位が高く、安全性に優れ、比較的合成が容易であるリチウムコバルト酸化物（例えばＬｉＣｏＯ2）が用いられている。負極活物質には、黒鉛などの種々の炭素材料が用いられている。
【０００４】
ところで、大電流での入出力特性（以下、大電流特性）の改善、および電池の低コスト化を目的として、非水電解質二次電池の隔離層に、セルロースを主成分とするパルプを用いることが提案されている。
例えば、特許文献１では、充放電サイクルに伴う隔離層の撚れを抑制するために、紙製の隔離層の一部に樹脂部を設け、その部分を熱融着して固定することが提案されている。
特許文献２では、厚み１５〜６０μｍおよび透気度１〜１０秒・１００ｃｃである、パルプからなる隔離層を用いることが提案されている。
特許文献３では、密度が０．３ｇ／ｃｍ3以上および厚みが８μｍ以上である、パルプからなる隔離層を用いることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０５４４８０号公報
【特許文献２】特開２００１−６７４７号公報
【特許文献３】特開平７−４５３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
セルロースを主成分とするパルプを含む隔離層は、圧縮され易い。捲回型電極群における、曲率半径が小さい領域、すなわち捲回軸に近い部分では、隔離層にかかる圧縮応力が大きく、電極群の捲回軸に近い部分では、充放電時の活物質の膨張または収縮による体積変化に伴う応力を緩和することが困難である。従って、電極群の捲回軸に近い部分では、隔離層にかかる面圧力が増大し、隔離層が圧縮され、その厚みが減少し易い。隔離層の厚みが減少した領域において、正極と負極との間の距離が過度に短くなり、内部短絡を生じる場合がある。
また、電極群内にて正極と負極との間の距離が不均一となり易い。正極と負極との間の距離が不均一となると、電極群内での充放電反応が不均一となり、電池の充放電サイクル特性が低下する場合がある。
そこで、本発明は、セルロースを含む隔離層を用いて、内部短絡の発生が抑制された、優れた充放電サイクル特性を有する円筒型非水電解質二次電池を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一局面は、一対の電極、および前記一対の電極の間に配された隔離層からなる積層体を捲回した電極群を備えた円筒型非水電解質二次電池であって、
前記隔離層は、セルロースを含む第１層と、セラミックス粒子および樹脂結着剤を含む第２層とからなり、
前記電極群の捲回軸に垂直な面において、前記電極群の捲回軸から最外周までの距離をＲとするとき、少なくとも曲率半径が０．３×Ｒ以下の領域において、前記第２層の厚み（ｔ2）と前記第１層の厚み（ｔ1）との比：（ｔ2／ｔ1）が、前記電極群の内周側から外周側に向かって小さくなっており、
前記電極群の最内周部の隔離層の厚み（Ｔi）と、前記電極群の最外周部の隔離層の厚み（Ｔo）との比：（Ｔi／Ｔo）が、０．９０以上１．１０以下であることを特徴とする。
上記電池では、電極群内の一対の電極の間の距離が略均一であるため、電極群内の充放電反応が均一化し、充放電サイクル特性が向上する。また、電極群の捲回軸に近い部分で、正極と負極との間の距離を充分確保できるため、内部短絡の発生を抑制できる。
【０００８】
前記電極群の最内周部における前記第２層の厚み（ｔ2i）と前記第１層の厚み（ｔ1i）との比Ａ：（ｔ2i／ｔ1i）が、０．０５以上０．５０以下であり、
前記電極群の最外周部における前記第２層の厚み（ｔ2o）と前記第１層の厚み（ｔ1o）との比Ｂ：（ｔ2o／ｔ1o）が、０以上０．３５以下であり、
前記比Ａと前記比Ｂとの比：Ｂ／Ａが、０以上０．７０以下であるのが好ましい。
【０００９】
前記領域において、前記第２層の厚みは、前記電極群の内周側から外周側に向かって小さくなっており、前記第１層の厚みは、前記電極群の内周側から外周側に向かって大きくなっているのが好ましい。
前記第２層中の前記樹脂結着剤の含有量は、前記セラミックス粒子１００重量部あたり
０．１〜１５重量部であるのが好ましい。
前記一対の電極の一方は、負極活物質としてチタン酸リチウムを含む負極であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、セルロースを含む隔離層を用いて、内部短絡の発生が抑制された、優れた充放電サイクル特性を有する円筒型非水電解質二次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る円筒型非水電解質二次電池の縦断面図である。
【図２】図１中の電極群４の捲回軸と垂直な方向の展開断面図である。
【図３】第２層形成装置の構成を示す要部上面図である。
【図４】第２層形成装置の構成を示す要部側面図である。
【図５】電極群構成前の積層体の展開断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の円筒型非水電解質二次電池は、一対の電極、および前記一対の電極の間に配された隔離層からなる積層体を捲回した電極群を備える。隔離層は、セルロースを含む第１層と、セラミックス粒子および樹脂結着剤を含む第２層とからなる。第１層は圧縮され易い層であり、第２層は圧縮され難い層である。それにもかかわらず、電極群の最内周部の隔離層の厚み（Ｔi）と、電極群の最外周部の隔離層の厚み（Ｔo）との比：（Ｔi／Ｔo）は、０．９０以上１．１０以下である。すなわち、隔離層の厚みは、電極群の最内周部から最外周部にかけて略均一である。これは、前記電極群の捲回軸に垂直な面において、前記電極群の捲回軸から最外周までの距離をＲとするとき、少なくとも曲率半径が０．３×Ｒ以下の領域において、第２層の厚み（ｔ2）と前記第１層の厚み（ｔ1）との比：（ｔ2／ｔ1）が、電極群の内周側から外周側に向かって小さくなっているためである。
【００１３】
距離Ｒは、電極群の捲回軸に垂直な面（円形状の断面）における半径Ｒである。距離Ｒは、例えば、１６ｍｍ〜１８ｍｍである。
上記の電極群の最内周部の隔離層とは、例えば、電極群内の隔離層における、曲率半径が３ｍｍ以上５ｍｍ以下（０．１６×Ｒ以上０．３２×Ｒ以下）であり、一対の電極の間に介在する領域を指す。
また、上記の電極群の最外周部の隔離層とは、例えば、電極群内の隔離層における、曲率半径が１４ｍｍ以上１８ｍｍ以下（０．９×Ｒ以上１．０×Ｒ以下）であり、一対の電極の間に介在する領域を指す。
【００１４】
捲回型電極群では、捲回軸に近い部分ほど、隔離層かかる圧縮応力（面圧力）が大きくなり、また、活物質の膨張または収縮による体積変化に伴う応力を緩和することが困難である。このため、隔離層が、圧縮され易いセルロースを含む上記の第１層のみで構成された従来の捲回型電極群を用いる場合、電極群の捲回軸に近い部分ほど、隔離層が圧縮され、隔離層の長手方向において圧縮度合いが不均一となる。すなわち、電極群の最内周部の隔離層の厚み（Ｔi）と、電極群の最外周部の隔離層の厚み（Ｔo）との比：（Ｔi／Ｔo）が０．９０未満となり、正極と負極との間の距離が不均一となる。
【００１５】
これに対して、本発明では、圧縮され易い第１層に、上記の第１層の圧縮度合いのばらつきを吸収可能なように、圧縮され難く、長手方向に沿って厚みを変えた第２層を配置する。
具体的には、電極群の最内周部の隔離層の厚み（Ｔi）と、電極群の最外周部の隔離層の厚み（Ｔo）との比：（Ｔi／Ｔo）が、０．９０以上１．１０以下となるように、電極群の内周側よりも外周側において、第２層の厚み（ｔ2）と第１層の厚み（ｔ1）との比：（ｔ2／ｔ1）を小さくしている。
本発明は、電極群の少なくとも捲回軸に近い領域にて、圧縮された第１層に、第２層を配置することにより、隔離層の厚みを確保するとともに、隔離層の厚みばらつきを抑制するものである。本発明は、電極群の捲回軸に近い領域（曲率半径が０．３×Ｒ以下の領域）のみにて第１層に第２層を配置してもよい。
【００１６】
上記構成により、一対の電極間の距離が略均一となるため、充放電反応が均一化し、電池の充放電サイクル特性が向上する。さらには、電極群の捲回軸に近い部分で、正極と負極との間の距離を充分確保することが可能であり、内部短絡の発生を抑制することができる。
充放電反応の均一化を高める観点から、電極群の最内周部の隔離層の厚み（Ｔi）と、前記電極群の最外周部の隔離層の厚み（Ｔo）との比：（Ｔi／Ｔo）が、０．９５以上１．０５以下が好ましい。
【００１７】
厚み比：（ｔ2／ｔ1）は、前記電極群の捲回軸に垂直な面において、前記電極群の捲回軸から最外周までの距離をＲとするとき、少なくとも曲率半径が０．３×Ｒ以下の領域において、減少させればよい。曲率半径が０．３×Ｒ超の領域では、厚み比：（ｔ2／ｔ1）を変化させなくても、充放電サイクル特性および内部短絡の発生の抑制に悪影響を及ぼす程度に隔離層の厚みが不均一となることはない。
厚み比：（ｔ2／ｔ1）は、電極群の最内周部から最外周部に向かうにつれて、連続的に減少させてもよく、非連続的に（例えば、一定の間隔毎に）減少させてもよい。厚み比：（ｔ2／ｔ1）が連続的に変化する場合、厚み比：（ｔ2／ｔ1）の変化の割合は、一定でもよく、一定でなくてもよい。
【００１８】
上記の隔離層の厚み（ｔ１）、（ｔ２）、（Ｔi）、および（Ｔo）は、ＣＴスキャン等による画像解析により、予備充放電した後の電池において、電池ケース内に収納された電極群の放電状態（Stage of Charge：ＳＯＣ０％）における隔離層の厚みを測定することに求めることができる。
【００１９】
以下、本発明の一実施形態の円筒型非水電解質二次電池を、図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、有底円筒形の金属製の電池ケース１内に、非水電解質を含む捲回型電極群４が収納されている。電極群４は、正極５と、負極６とを、正極５と負極６との間に隔離層７を介して捲回して構成されている。隔離層７は、大きなイオン透過度を有し、かつ所定の機械的強度を有する多孔質絶縁層からなる。
電極群４の上部および下部には、それぞれ樹脂製の絶縁板８ａおよび８ｂが配されている。正極５と、封口板２とは、正極リード９を介して電気的に接続されている。負極６と、電池ケース１とは、負極リード１０を介して電気的に接続されている。電池ケース１の開口端部は、樹脂製のガスケット３を介して、封口板２にかしめつけられている。正極リード９には、例えば、アルミニウム板が用いられる。負極リード１０には、例えば、ニッケル板が用いられる。
【００２０】
ここで、図２は、捲回された状態の電極群４における捲回軸と垂直な方向の断面を展開して示す。
隔離層７は、圧縮され易いセルロースを含む第１層７ａ、ならびに圧縮され難いセラミックス粒子および樹脂結着剤を含む第１層７ａからなる。正極５および負極６との対向する面全体において、第１層７ａおよび第２層７ｂが配されている。
電極群４の最内周部から最外周部へ向かうにつれて（図２中のＸ方向に沿って）、第２層７ｂの厚み（ｔ2）と第１層７ａの厚み（ｔ1）との比：（ｔ2／ｔ1）が連続的に減少する。
【００２１】
圧縮され易い第１層７ａに、捲回後の第１層の圧縮度合いのばらつきを吸収可能なように、圧縮され難く、長手方向に沿って厚みが連続的に変化する第２層７ｂを密着させている。
具体的には、電極群４の最内周部の隔離層７の厚み（Ｔi）と、電極群の最外周部の隔離層７の厚み（Ｔo）との比：（Ｔi／Ｔo）が、０．９０以上１．１０以下となるように、電極群４の最内周部から最外周部へ向かうにつれて、第２層７ｂの厚み（ｔ2）と第１層７ａの厚み（ｔ1）との比：（ｔ2／ｔ1）を一定の割合Ｐで減少させている。最内周部から最外周部へ向かうにつれて、第２層７ｂの厚みが減少することにより、正極５と負極６との間の距離が略均一となり、充放電反応が均一化し、電池の充放電サイクル特性が向上する。さらには、電極群の捲回軸に近い部分で、正極と負極との間の距離を充分確保できるため、内部短絡の発生が抑制される。
第２層７ｂの厚み（ｔ2）と第１層７ａの厚み（ｔ1）との比：（ｔ2／ｔ1）は、前記電極群の捲回軸に垂直な面において、前記電極群の捲回軸から最外周までの距離をＲとするとき、少なくとも曲率半径が０．３×Ｒ以下の領域において、電極群４の最内周部から最外周部へ向かうにつれて、隔離層７の長手方向の長さ１ｃｍあたり０．００２５〜０．０１だけ減少するのが好ましい。この場合、正極５と負極６との間の距離が略均一となり、充放電反応が均一化し、電池の充放電サイクル特性が向上する。さらには、電極群の捲回軸に近い部分で、正極と負極との間の距離を充分確保できるため、内部短絡の発生が抑制される。
【００２２】
大電流特性および信頼性の観点から、隔離層７の厚み（電極群を電池ケース内に挿入した状態での隔離層の厚み）は、１０〜５０μｍが好ましい。隔離層７の厚みは、１０μｍ未満であると、隔離層の強度が低下し、内部短絡する場合がある。隔離層７の厚みが５０μｍ超であると、正極と負極との間の距離が過度に大きくなり、リチウムイオンの移動距離が長くなり、大電流特性が低下する。
【００２３】
第２層７ｂの厚みは、前記電極群の捲回軸に垂直な面において、前記電極群の捲回軸から最外周までの距離をＲとするとき、少なくとも曲率半径が０．３×Ｒ以下の領域において、電極群の内周部から最外周部へ向かうにつれて、一定の割合Ｐ１で減少する。
第２層７ｂの厚みは、電極群の最内周部から最外周部へ向かうにつれて、第２層７ｂの長手方向の長さ１ｃｍあたり０．０１〜０．１５μｍだけ連続的に減少するのが好ましい。
また、第２層７ｂの厚みを、電極群の最内周部から最外周部へ向かうにつれて、一定の間隔毎（例えば、長手方向の長さ寸法１０〜１００ｍｍ毎）に、０．０１〜１．５μｍだけ減少させてもよい。
【００２４】
大電流特性の観点から、第２層７ｂの一方の端部（巻き終わり側の端部）の厚みｔoeは０〜６μｍが好ましく、上記範囲内で厚みｔoe小さいほどより好ましい。厚みｔoeが６μｍを超えると、第１層７ａが圧縮された場合でも、正極と負極との間の距離が過度に大きくなり、大電流特性が低下する場合がある。
【００２５】
第２層７ｂの一方の端部（巻き終わり側の端部）の厚みｔoeは０μｍが特に好ましい。
巻き終わりから所定長さの領域（例えば、電極群の曲率半径が０．７×Ｒ以上の領域に対応する部分）には、第２層を配置せずに、第１層のみで隔離層を構成するのが好ましい。
これにより、隔離層の厚みを均一化することができるとともに、隔離層の厚みをできるだけ低減することできる。その結果、サイクル特性の向上だけでなく、大電流での入出力特性を高めることができる。
【００２６】
第２層７ｂの他方の端部（巻き始め側の端部）の厚みｔieは、２〜８μｍが好ましい。厚みｔieが８μｍを超えると、第１層７ａが圧縮された場合でも、正極と負極との間の距離が過度に大きくなり、大電流特性が低下する場合がある。厚みｔieが２μｍ未満であると、最外周部での第１層７ａの圧縮が不十分となり、隔離層厚みの均一性が十分に確保されない場合がある。
【００２７】
第２層７ｂの存在により、第１層７ａの厚みは、電極群の最内周部から最外周部へ向かうにつれて、第２層と略同一の割合Ｐ２で連続的に増加している。
第１層７ａの厚みは、電極群の最内周部から最外周部へ向かうにつれて、第１層７ａの長手方向の長さ１ｃｍあたり０．０１〜０．１５μｍだけ増加するのが好ましい。
｜Ｐ２／Ｐ１｜＝０．９０以上１．１０以下であるのが好ましい。
捲回前は第１層の厚みが均一であるが、捲回後は、第２層の存在により第１層の長手方向の厚み（圧縮度合い）が変化する。この厚み変化により第１層の密度が変わるが、電池特性に悪影響を及ぼす程の大きな変化ではない。
【００２８】
隔離層の厚みの均一化による充放電サイクル特性の向上および内部短絡抑制の効果が顕著に得られるため、電極群の最内周部における第２層７ｂの厚み（ｔ2i）と第１層７ａの厚み（ｔ1i）との比Ａ：（ｔ2i／ｔ1i）が、０．０５以上０．５０以下であり、
電極群の最外周部における第２層７ｂの厚み（ｔ2o）と第１層７ａの厚み（ｔ1o）との比Ｂ：（ｔ2o／ｔ1o）が、０以上０．３５以下であり、
比Ａと比Ｂとの比：Ｂ／Ａが、０以上０．７０以下であるのが好ましい。
【００２９】
電極群の構成前の第１層７ａの厚みは、均一であり、一般的に１０〜５０μｍである。第２層７ｂとの併用および内部短絡抑制の観点から、第１層７ａの厚みは、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは１５〜３０μｍ、さらに好ましくは１５〜２５μｍである。第１層が過度に厚いと、イオン伝導性が低下する。第１層が過度に薄いと、内部短絡を生じる場合がある。
【００３０】
第１層７ａの空孔率（電極群の構成前）は、好ましくは５５〜８０％、より好ましくは６５〜７５％である。ここで空孔率とは、第１層中において孔が占める体積の割合を示す。第１層の空孔率が過度に大きいと、その機械強度が低下し、電池製造時に第１層が破断し、内部短絡を生じる場合がある。第１層の空孔率が小さ過ぎると、電解質の保持性が低下する場合がある。
【００３１】
第２層７ｂの空孔率は、好ましくは４０〜７０％、好ましくは４５〜６０％である。第２層の空孔率が過度に大きいと、その機械強度が低下し、電池製造時に第２層が破断し、内部短絡を生じる場合がある。第２層の空孔率が小さ過ぎると、電解質の保持性が低下する場合がある。
【００３２】
第１層７ａは、セルロースを主成分とする不織布または紙からなる。この第１層７ａは、大電流特性に優れている。
第２層７ｂは、セラミックス粒子および樹脂結着剤を含む多孔質層からなる。この第２層７ｂは、良好なイオン伝導性を有し、かつ圧縮され難い。
第２層の良好な多孔性および形状安定性を得るためには、セラミックスの平均粒径は、０．１〜１．０μｍが好ましい。
セラミックスの結着性および第２層の強度の観点から、第２層７ｂ中の樹脂結着剤の含有量は、セラミックス粒子１００重量部あたり０．１〜１５重量部であるのが好ましい。
【００３３】
セラミックスは、無機酸化物が好ましい。絶縁性、耐熱性、および安定性の観点から、セラミックスは、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化タングステン、酸化ジルコニウムが好ましい。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。
【００３４】
樹脂結着剤には、例えば、ポリアクリル酸誘導体、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエチレン、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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）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。これらのなかでも、電極の柔軟性の観点から、ポリアクリル酸誘導体が好ましい。ポリアクリル酸誘導体は、アクリロニトリル単位を含むのが好ましい。
【００３５】
正極５は、正極集電体５ａ、および正極集電体５ａの両面に形成された正極合剤層５ｂを有する。正極合剤層５ｂは、正極活物質の他に、必要に応じて、結着剤および導電剤を含むことができる。正極５は、例えば、正極活物質および結着剤等の任意成分に分散媒を加えた正極スラリーを正極集電体５ａの両面に塗布し、乾燥させ、正極合剤層を形成することにより得られる。
【００３６】
正極活物質は、ニッケル酸リチウムおよびコバルト酸リチウムのようなリチウム含有複合酸化物であるのが好ましい。
正極集電体５ａには、多孔質または無孔の導電性基板が使用される。正極集電体としては、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、チタンが用いられる。正極集電体の厚みは、５〜３０μｍが好ましく、５〜２０μｍがより好ましい。集電体の厚みを上記範囲とすることにより、正極の強度を保持しつつ、軽量化することができる。
【００３７】
負極６は、負極集電体６ａ、および負極集電体６ａの両面に形成された負極合剤層６ｂを有する。負極６は、例えば、負極活物質および結着剤等の任意成分に分散媒を加えた負極スラリーを負極集電体６ａの両面に塗布し、乾燥させ、負極合剤層を形成することにより得られる。
【００３８】
負極活物質として、例えば、金属、金属繊維、炭素材料、酸化物（例えば、ＳｉＯｘ（０＜ｘ＜２）、窒化物、錫化合物、珪素化合物、各種合金材料等が用いられる。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。
【００３９】
負極活物質はチタン酸リチウムであるのが好ましい。活物質がチタン酸リチウムの場合、充放電時（リチウムの挿入脱離時）の活物質の膨張収縮による体積変化がほとんどない。すなわち、充放電の活物質の体積変化による隔離層にかかる面圧への影響がほとんどない。よって、隔離層の厚みが略均一に維持され易く、サイクル特性がより向上する。
また、内部短絡が起こり難くなるため、セルロースを含む第１層との相性も良好である。セルロースを含む第１層はシャットダウン機能を有しない反面、入出力特性に優れている。内部短絡が抑制されることにより、シャットダウン機能の必要性が低減するため、セルロースを含む第１層の適用範囲が拡大し、入出力特性の向上が容易となる。
チタン酸リチウムは、例えば、一般式Ｌｉ4+xＴｉ5-yＭyＯ12+z（式中、Ｍは、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｇａ、Ｖ、Ｎｂ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、およびＭｎからなる群より選択される少なくとも１種であり、−１≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、−１≦ｚ≦１）で表されるスピネル構造を有するチタン酸リチウムが挙げられる。なお、ｘは合成直後または完全放電状態における値である。
【００４０】
負極集電体６ａには、長尺の多孔性構造の導電性基板か、あるいは無孔の導電性基板が使用される。負極集電体としては、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、銅、アルミニウム、アルミニウム合金が用いられる。
負極集電体の厚みは、５〜３０μｍが好ましく、５〜２０μｍがより好ましい。集電体の厚みを上記範囲とすることにより、負極の強度を保持しつつ軽量化することができる。
【００４１】
以下、捲回型電極群は、例えば、下記の工程（１）および（２）を経て得られる。
（１）正極または負極の両面に第２層を形成し、電極複合体を得る工程
（２）電極複合体、負極または正極、および第１層を用いて、積層体を得た後、積層体を捲回して電極群を得る工程
電極群を構成する前に、予め第２層を正極または負極と一体化させることにより、工程（２）にて、巻きずれが抑制され、容易に捲回することができる。
【００４２】
以下、工程（１）の正極複合体の作製方法の一例を示す。
セラミックス粒子と、樹脂結着剤と、分散媒とを混合し、スラリーを得る。このスラリーを、適当なフィルタに通した後、正極合剤層の表面に塗布し、乾燥させ、第２層を形成する。
分散媒は、樹脂結着剤の種類に応じて適宜選択すればよい。分散媒には、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、シクロヘキサノンなどの有機溶媒、または水が用いられる。スラリーの塗布方式としては、例えば、ダイコータ、グラビアロールディスペンサを用いた方式が挙げられる。
【００４３】
以下、より具体的な正極複合体の作製方法の一例として、図３および４に示すダイコータを備えた装置を用いた正極複合体１５の作製方法を示す。
図３は、第２層形成装置の概略上面図であり、図４は、同装置の概略側面図である。この装置には、正極５を塗布工程へ供給するためのアプリケータロール４１、およびアプリケータロール４１と対向し、アプリケータロール４１の軸方向と平行に設けられたダイノズル４２を備える。この装置は、ダイノズル４２より供給されるスラリー量を調整可能であり、アプリケータロール４１の回転速度を調節可能である。
【００４４】
アプリケータロール４１にて正極５を、ダイノズル４２と対向する位置に供給する。ダイノズル４２からスラリーを噴射し、正極５の一方の面に幅方向に沿ってスラリーを塗布する。その後、塗膜を乾燥させ第２層７ｂを形成する。上記において、正極５が移動するにつれて、スラリーの供給量を変える。または、アプリケータロール４１の回転速度を変える。これにより、第２層７ｂの厚みを正極５の長手方向に沿って連続的または非連続的に変化させることができる。
正極５の他方の面にも、上記と同様の方法により第２層７ｂを形成する。このようにして、正極５の両面に第２層７ｂが形成された正極複合体１５を得る。その後、正極複合体１５をロールプレス等により圧縮し、正極５と第２層７ｂとを密着させる。
【００４５】
以下、工程（２）の一例として、正極複合体１５を用いた電極群４の作製方法を、図５を参照しながら説明する。なお、図５中の第１層７ａは、捲回前の状態であり、厚みが均一である。
２枚の第１層７ａを重ね合わせた後、２枚の第１層７ａの端部（Ｘ方向を示す矢印の始点側の端部）を一対の巻芯で挟む。第１層７ａは、Ｘ方向を示す矢印の始点側の端部を、巻芯で挟む分だけ長くしている。第１層７ａにおける巻芯で挟んだ端部側に、正極複合体１５の厚みが小さい側の端部が向くように、２枚の第１層７ａの間に正極複合体１５を配置する。さらに、２枚の第１層７ａのいずれか一方の外側に、負極６を配置し、積層体を構成する。積層体を、正極複合体１５が負極６よりも内側に位置するように、一対の巻芯を中心に回転させる。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
《実施例１》
以下の手順により、図１に示す円筒型非水電解質二次電池を作製した。
（１）正極の作製
活物質としてニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ2）と、導電材としてアセチレンブラックと、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）とを、１００：５：４の重量比で加え、さらに適量のＮＭＰを加え、混合物を得た。この混合物をプラネタリーミキサーで混練し、スラリー状の正極合剤を得た。
アルミニウム箔（厚み１５μｍ、幅１００ｍｍ）からなる正極集電体５ａの両面に、正極合剤を塗布し、乾燥させ、正極合剤層５ｂを形成した。両面に正極合剤層５ｂが形成された正極集電体５ａを、２０００ｋｇｆ／ｃｍの線圧でローラにて圧縮し、正極５を得た。この時、正極合剤層５ｂの厚みは４０μｍ、正極５の厚みが９５μｍであった。
正極５を、幅５０ｍｍおよび長さ１０００ｍｍの帯状に切り出した。
【００４７】
（２）第２層（正極複合体）の形成
以下の方法で正極５の両面に第２層７ｂを形成し、正極複合体１５を得た。
具体的には、平均粒径０．３μｍのアルミナ１０００ｇと、日本ゼオン（株）製のポリアクリロニトリル変性ゴム結着剤ＢＭ−８１０（固形分１０重量％のＮＭＰ分散液）４６５．５ｇと、適量のＮＭＰとを加え、混練し、スラリーを得た。
【００４８】
図３および４に示す装置を用いて、正極５（正極合剤層５ｂ）の両面に、第２層を形成した。アプリケータロール４１にて正極５をダイノズル４２と対向する位置に供給した。ダイノズル４２より上記のスラリーを正極合剤層５ｂの表面に供給した。この時、正極合剤層５ｂの長手方向の一方の端部から他方の端部にかけて、スラリーの供給量が一定の割合で増大するように、アプリケータロールの回転速度を変えた。ダイノズル４２から単位時間当たりに噴射されるスラリー量は一定とした。
正極合剤層５ｂの表面に形成された塗膜を８０℃で２０分送風乾燥させ、第２層を形成した後、１５００ｋｇｆ／ｃｍの線圧でロールプレスし、正極５に第２層を密着させ、正極複合体１５を得た。
【００４９】
上記にて、スラリーの供給量を調整することにより、正極合剤層５ｂの長手方向の一方の端部に形成された第２層７ｂの厚みｔieを４．０μｍとした。
正極合剤層５ｂの長手方向の他方の端部に形成された第２層７ｂの厚みｔoeを２．０μｍとした。
第２層７ｂの厚みを、一方の端部から他方の端部に向かうにつれて、第２層７ｂの長手方向の長さ１ｃｍあたり（４−２）／（１００）μｍだけ連続的に減少させた。
第２層の空孔率は５０％であった。
【００５０】
（３）負極の作製
活物質としてスピネル構造のチタン酸リチウム（Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12）と、導電材としてアセチレンブラックと、結着剤としてＰＶＤＦとを、１００：３：５の重量比で加え、さらに適量のＮＭＰを加えて、混合物を得た。この混合物をプラネタリーミキサーで混練し、スラリー状の負極合剤を得た。
銅箔（厚み１０μｍ、幅１００ｍｍ）からなる負極集電体６ａの両面に負極合剤を塗布し、乾燥させ、負極合剤層６ｂを形成した。両面に負極合剤層６ｂが形成された負極集電体６ａを、２０００ｋｇｆ／ｃｍの線圧でローラにて圧縮し、負極６を得た。この時、負極合剤層６ｂの厚みは５０μｍ、負極６の総厚みは１１０μｍであった。負極６を、幅５５ｍｍおよび長さ１１００ｍｍの帯状に切り出した。
【００５１】
（４）電極群の作製
正極５の所定箇所に正極集電体５ａが露出した部分（図示せず）を設け、その部分にアルミニウム製の正極リード９の一端を溶接した。負極６の負極集電体６ａが露出した部分に、ニッケル製の負極リード１０の一端を溶接した。その後、上記で得られた正極複合体１５、負極６、および第１層７ａを用いて、電極群４を構成した。第１層７ａには、抄紙法にて得られたセルロースを主成分とする紙（厚み２５μｍ、空孔率７０％）を用いた。
【００５２】
具体的には、２枚の第１層７ａを重ね合わせた後、２枚の第１層７ａの端部を一対の巻芯で挟んだ。なお、第１層７ａは、巻芯で挟む部分を考慮して、長手方向の寸法を２３００ｍｍとした。また、第１層７ａは、幅寸法を６０ｍｍとした。
図５に示すように、第１層７ａにおける巻芯で挟んだ端部側（Ｘ方向と反対側）に、正極複合体１５の厚みが大きい側の端部が向くように、第１層７ａの間に正極複合体１５を配置した。より具体的には、第１層７ａを半分に折りたたみ、その間に正極複合体１５を配置した。さらに、正極複合体１５の一方の面に、第１層７ａを介して、負極６を配置した。このようにして、積層体を構成した。積層体を、正極５が負極６よりも内側に位置するように、一対の巻芯を中心に回転させ、捲回した。このようにして、渦巻状の電極群４を作製した。このとき、電極群の捲回軸に垂直な面において、電極群の捲回軸から最外周までの距離Ｒは１７．５ｍｍであった。
【００５３】
（５）電池の組立て
電極群の上部および下部に、それぞれ絶縁板８ａおよび８ｂを配した。負極リード１０の他端を電池ケース１の内底面に溶接した。正極リード９の他端を封口板２に溶接した。その後、電極群を電池ケース１に収納し、減圧下にて非水電解液を電池ケース１に注入した。電池ケース１の開口端部を、ガスケット３を介して封口板２にかしめ、電池ケース１を密閉した。このようにして円筒型電池Ａ１（電池容量１５００ｍＡｈ）を得た。
【００５４】
電池ケース内の電極群の軸方向に垂直な断面の状態を、ＣＴスキャンを用いて観察した。ＣＴスキャンによる画像解析により、電池ケース内に収納された電極群内の隔離層、第１層、および第２層の厚み寸法を求めた。この観察は、電池を、所定条件で予備充放電した後、放電状態（ＳＯＣ０％）にした時点で行った。
【００５５】
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）の隔離層の厚みＴiは、２６．９μｍであった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）の隔離層の厚みＴoは、２６．４μｍであった。
厚み比：Ｔi／Ｔoは１．０２であった。
【００５６】
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）における第１層の厚みｔ1iは、２２．９μｍであった。
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）における第２層の厚みｔ2iは、４．０μｍであった。
厚み比Ａ：ｔ2i／ｔ1iは、０．１７５であった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）における第１層の厚みｔ1oは、２４．４μｍであった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）における第２層の厚みｔ2oは、２．０μｍであった。
厚み比Ｂ：ｔ2o／ｔ1oが、０．０８２であった。
厚み比Ａと、厚み比Ｂとの比：Ｂ／Ａは、０．４７０であった。
【００５７】
《実施例２》
スラリーの供給量を変えて、正極の両面に形成される第２層の厚みを変えた。
具体的には、第２層における、電極群構成時に曲率半径が０．２×Ｒ以下の領域に対応する部分（長手方向の寸法２０ｃｍの領域）の厚みを、４．０μｍとした。
また、第２層における、電極群構成時に曲率半径が０．２×Ｒ超の領域に対応する部分（長手方向の寸法８０ｃｍの領域）の厚みを、２．０μｍとした。
【００５８】
上記以外は、実施例１と同様の方法により電極群を得た。
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）の隔離層の厚みＴiは、２７．０μｍであった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）の隔離層の厚みＴoは、２６．５μｍであった。
厚み比：Ｔi／Ｔoは、１．０２であった。
【００５９】
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）における第１層の厚みｔ1iは、２３．０μｍであった。
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）における第２層の厚みｔ2iは、４．０μｍであった。
厚み比Ａ：ｔ2i／ｔ1iは、０．１７４であった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）における第１層の厚みｔ1oは、２４．５μｍであった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）における第２層の厚みｔ2oは、２．０μｍであった。
厚み比Ｂ：ｔ2o／ｔ1oが、０．０８２であった。
厚み比Ａと、厚み比Ｂとの比：Ｂ／Ａは、０．４７０であった。
この電極群を用いて、実施例１と同様の方法により電池Ａ２を得た。
【００６０】
《実施例３》
スラリーの供給量を変えて、正極の両面に形成される第２層の厚みを変えた。
具体的には、正極合剤層５ｂの長手方向の一方の端部（一端面）における第２層７ｂの厚みｔieを２．０μｍとした。
正極合剤層５ｂの長手方向の他方の端部（他端面）における第２層７ｂの厚みｔoeを
０．３μｍとした。
第２層７ｂの厚みを、一方の端部から他方の端部に向かうにつれて、第２層７ｂの長手方向の長さ１ｃｍあたり（２−０．３）／（１００）μｍだけ連続的に減少させた。
【００６１】
上記以外は、実施例１と同様の方法により電極群を得た。
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）の隔離層の厚みＴiは、２５．６μｍであった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）の隔離層の厚みＴoは、２５．１μｍであった。
厚み比：Ｔi／Ｔoは、１．０２であった。
【００６２】
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）における第１層の厚みｔ1iは、２３．６μｍであった。
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）における第２層の厚みｔ2iは、２．０μｍであった。
厚み比Ａ：ｔ2i／ｔ1iは、０．０８５であった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）における第１層の厚みｔ1oは、２４．８μｍであった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）における第２層の厚みｔ2oは、０．３μｍであった。
厚み比Ｂ：ｔ2o／ｔ1oが、０．０１２であった。
厚み比Ａと、厚み比Ｂとの比：Ｂ／Ａは、０．１４３であった。
この電極群を用いて、実施例１と同様の方法により電池Ａ３を得た。
【００６３】
《実施例４》
スラリーの供給量を変えて、正極の両面に形成される第２層の厚みを変えた。
具体的には、正極合剤層５ｂの長手方向の一方の端部に形成された第２層７ｂの厚みｔieを８．０μｍとした。
正極合剤層５ｂの長手方向の他方の端部に形成された第２層７ｂの厚みｔoeを６．０μｍとした。
第２層７ｂの厚みを、一方の端部から他方の端部に向かうにつれて、第２層７ｂの長手方向の長さ１ｃｍあたり（８−６）／（１００）μｍだけ連続的に減少させた。
【００６４】
上記以外は、実施例１と同様の方法により電極群を得た。
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）の隔離層の厚みＴiは、２７．４μｍであった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）の隔離層の厚みＴoは、３０．４μｍであった。
厚み比：Ｔi／Ｔoは、０．９０であった。
【００６５】
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）における第１層の厚みｔ1iは、１９．４μｍであった。
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）における第２層の厚みｔ2iは、８．０μｍであった。
厚み比Ａ：ｔ2i／ｔ1iは、０．４１２であった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）における第１層の厚みｔ1oは、２４．４μｍであった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）における第２層の厚みｔ2oは、６．０μｍであった。
厚み比Ｂ：ｔ2o／ｔ1oが、０．２４５であった。
厚み比Ａと、厚み比Ｂとの比：Ｂ／Ａは、０．５９５であった。
この電極群を用いて、実施例１と同様の方法により電池Ａ４を得た。
【００６６】
《実施例５》
スラリーの供給量を変えて、正極の両面に形成される第２層の厚みを変えた。
具体的には、正極合剤層５ｂの長手方向の一方の端部に形成された第２層７ｂの厚みｔieを６．０μｍとした。
正極合剤層５ｂの長手方向の他方の端部に形成された第２層７ｂの厚みｔoeを４．０μｍとした。
第２層７ｂの厚みを、一方の端部から他方の端部に向かうにつれて、第２層７ｂの長手方向の長さ１ｃｍあたり（６−４）／（１００）μｍだけ連続的に減少させた。
【００６７】
上記以外は、実施例１と同様の方法により電極群を得た。
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）の隔離層の厚みＴiは、２７．４μｍであった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）の隔離層の厚みＴoは、２８．８μｍであった。
厚み比：Ｔi／Ｔoは、０．９５であった。
【００６８】
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）における第１層の厚みｔ1iは、２１．４μｍであった。
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）における第２層の厚みｔ2iは、６．０μｍであった。
厚み比Ａ：ｔ2i／ｔ1iは、０．２８０であった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）における第１層の厚みｔ1oは、２４．８μｍであった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）における第２層の厚みｔ2oは、４．０μｍであった。
厚み比Ｂ：ｔ2o／ｔ1oが、０．１６１であった。
厚み比Ａと、厚み比Ｂとの比：Ｂ／Ａは、０．５７４であった。
この電極群を用いて、実施例１と同様の方法により電池Ａ５を得た。
【００６９】
《実施例６》
スラリーの供給量を変えて、正極の両面に形成される第２層の厚みを変えた。
具体的には、正極合剤層５ｂの長手方向の一方の端部に形成された第２層７ｂの厚みｔieを７μｍとした。
正極合剤層５ｂの長手方向の他方の端部に形成された第２層７ｂの厚みｔoeを２μｍとした。
第２層７ｂの厚みを、一方の端部から他方の端部に向かうにつれて、第２層７ｂの長手方向の長さ１ｃｍあたり（７−２）／（１００）μｍだけ連続的に減少させた。
【００７０】
上記以外は、実施例１と同様の方法により電極群を得た。
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）の隔離層の厚みＴiは、２７．４μｍであった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）の隔離層の厚みＴoは、２６．１μｍであった。
厚み比：Ｔi／Ｔoは、１．０５であった。
【００７１】
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）における第１層の厚みｔ1iは、２０．４μｍであった。
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）における第２層の厚みｔ2iは、７．０μｍであった。
厚み比Ａ：ｔ2i／ｔ1iは、０．３４３であった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）における第１層の厚みｔ1oは、２４．１μｍであった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）における第２層の厚みｔ2oは、２．０μｍであった。
厚み比Ｂ：ｔ2o／ｔ1oが、０．０８３であった。
厚み比Ａと、厚み比Ｂとの比：Ｂ／Ａは、０．２４２であった。
この電極群を用いて、実施例１と同様の方法により電池Ａ６を得た。
【００７２】
《実施例７》
スラリーの供給量を変えて、正極の両面に形成される第２層の厚みを変えた。
具体的には、正極合剤層５ｂの長手方向の一方の端部に形成された第２層７ｂの厚みｔieを８．０μｍとした。
正極合剤層５ｂの長手方向の他方の端部に形成された第２層７ｂの厚みｔoeを２．０μｍとした。
第２層７ｂの厚みを、一方の端部から他方の端部に向かうにつれて、第２層７ｂの長手方向の長さ１ｃｍあたり（８−２）／（１００）μｍだけ連続的に減少させた。
【００７３】
上記以外は、実施例１と同様の方法により電極群を得た。
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）の隔離層の厚みＴiは、２７．６μｍであった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）の隔離層の厚みＴoは、２５．１μｍであった。
厚み比：Ｔi／Ｔoは、１．１０であった。
【００７４】
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）における第１層の厚みｔ1iは、１９．６μｍであった。
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）における第２層の厚みｔ2iは、８．０μｍであった。
厚み比Ａ：ｔ2i／ｔ1iは、０．４０８であった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）における第１層の厚みｔ1oは、２３．１μｍであった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）における第２層の厚みｔ2oは、２．０μｍであった。
厚み比Ｂ：ｔ2o／ｔ1oが、０．０８７であった。
厚み比Ａと、厚み比Ｂとの比：Ｂ／Ａは、０．２１２であった。
この電極群を用いて、実施例１と同様の方法により電池Ａ７を得た。
【００７５】
《比較例１》
第２層の厚みを一定とした（具体的には、厚み４μｍとした）以外、実施例１と同様の方法により、電池Ｂ１を作製した。
具体的には、正極合剤層５ｂの長手方向の一方の端部に形成された第２層７ｂの厚みｔieを４μｍとした。
正極合剤層５ｂの長手方向の他方の端部に形成された第２層７ｂの厚みｔoeを４μｍとした。
【００７６】
上記以外は、実施例１と同様の方法により電極群を得た。
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）の隔離層の厚みＴiは、２４．２μｍであった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）の隔離層の厚みＴoは、２８．５μｍであった。
厚み比（Ｔi／Ｔo）は０．８５であった。
【００７７】
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）における第１層の厚みｔ1iは、２０．２μｍであった。
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）における第２層の厚みｔ2iは、４．０μｍであった。
厚み比Ａ：ｔ2i／ｔ1iは、０．１９８であった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）における第１層の厚みｔ1oは、２４．５μｍであった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）における第２層の厚みｔ2oは、４．０μｍであった。
厚み比Ｂ：ｔ2o／ｔ1oが、０．１６３であった。
厚み比Ａと、厚み比Ｂとの比：Ｂ／Ａは、０．８２５であった。
この電極群を用いて、実施例１と同様の方法により電池Ｂ１を得た。
【００７８】
《比較例２》
スラリーの供給量を変えて、正極の両面に形成される第２層の厚みを変えた。
具体的には、正極合剤層５ｂの長手方向の一方の端部に形成された第２層７ｂの厚みｔieを１０μｍとした。
正極合剤層５ｂの長手方向の他方の端部に形成された第２層７ｂの厚みｔoeを２μｍとした。
第２層７ｂの厚みを、一方の端部から他方の端部に向かうにつれて、第２層７ｂの長手方向の長さ１ｃｍあたり（１０−２）／（１００）μｍだけ連続的に減少させた。
【００７９】
上記以外は、実施例１と同様の方法により電極群を得た。
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）の隔離層の厚みＴiは、２７．０μｍであった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）の隔離層の厚みＴoは、２３．５μｍであった。
厚み比：Ｔi／Ｔoは、１．１５であった。
【００８０】
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）における第１層の厚みｔ1iは、１７．０μｍであった。
電極群の最内周部（曲率半径５ｍｍ）における第２層の厚みｔ2iは、１０．０μｍであった。
厚み比Ａ：ｔ2i／ｔ1iは、０．５８８であった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）における第１層の厚みｔ1oは、２１．５μｍであった。
電極群の最外周部（曲率半径１７．５ｍｍ）における第２層の厚みｔ2oは、２．０μｍであった。
厚み比Ｂ：ｔ2o／ｔ1oが、０．０９３であった。
厚み比Ａと、厚み比Ｂとの比：Ｂ／Ａは、０．１５８であった。
この電極群を用いて、実施例１と同様の方法により電池Ｂ２を得た。
【００８１】
《実施例８》
充放電に伴い膨張および収縮による体積変化の大きい炭素材料を負極活物質に用いた以外、実施例１と同様の方法により電池Ａ８を作製した。
【００８２】
具体的には、活物質として天然黒鉛と、結着剤としてスチレン−ブタジエン共重合体のゴム粒子を含む水分散液（ＪＳＲ（株）製、ＴＲＤ２１０２）と、増粘材としてカルボキシメチルセルロースとを、１００：１：１の重量比で加え、さらに適量の水を加えて、混合物を得た。この混合物をプラネタリーミキサーで混練し、スラリー状の負極合剤を得た。銅箔（厚み１０μｍ、幅１００ｍｍ）からなる負極集電体の両面に、負極合剤を塗布し、乾燥させ、負極合剤層を形成した。
両面に負極合剤層が形成された銅箔を、５０ｋｇｆ／ｃｍの線圧でローラにて圧縮し、負極を得た。このとき、負極の厚みは１１０μｍ、負極合剤層の厚みは５０μｍであった。負極を、幅５５ｍｍおよび長さ１１００ｍｍの帯状に切り出した。
この負極を用いて、実施例１と同様の方法により電池Ａ８（電池容量１５００ｍＡｈ）を作製した。
【００８３】
《実施例９》
負極活物質に炭素材料を用いた実施例８と同じ負極を用いた以外、実施例２と同様の方法により電池Ａ９を作製した。
【００８４】
《実施例１０》
負極活物質に炭素材料を用いた実施例８と同じ負極を用いた以外、実施例４と同様の方法により電池Ａ１０を作製した。
【００８５】
《実施例１１》
負極活物質に炭素材料を用いた実施例８と同じ負極を用いた以外、実施例７と同様の方法により電池Ａ１１を作製した。
【００８６】
《比較例３》
負極活物質に炭素材料を用いた実施例８と同じ負極を用いた以外、比較例１と同様の方法により、電池Ｂ３を作製した。
【００８７】
《比較例４》
負極活物質に炭素材料を用いた実施例８と同じ負極を用いた以外、比較例２と同様の方法により、電池Ｂ４を作製した。
【００８８】
［評価］
上記で得られた各電池について、以下の評価を行った。
（Ａ）充放電サイクル試験
２５℃の環境下において、下記に示す条件で充放電サイクル試験を実施した。
充電条件：電池の閉路電圧が４．２Ｖに達するまで１Ａで充電した後、電流値が０．１Ａに減衰するまで４．２Ｖで充電
放電条件：電池の閉路電圧が２．５Ｖに達するまで、１Ａで放電
そして、充放電サイクルは５００サイクルとし、１サイクル目および５００サイクル目の放電容量を用いて、下記式より容量維持率を求めた。
容量維持率（％）
＝（５００サイクル目の放電容量／１サイクル目の放電容量）×１００
【００８９】
（Ｂ）内部短絡発生率の測定
上記で得られた各電池を、２０個ずつ準備した。正極端子と負極端子との間に５００Ｖの電圧を印加した。その際に、短絡電流が流れた電池の個数を求めた。
そして、下記式より内部短絡発生率を求めた。
内部短絡発生率（％）＝（短絡電流が流れた電池の個数／２０）×１００
評価結果を表１に示す。
【００９０】
【表１】
2011216295.tif 000003
【００９１】
表１に示されるように、本発明の実施例１〜１１の電池Ａ１〜Ａ１１は、比較例１〜４の電池Ｂ１〜Ｂ４と比べて、容量維持率が高く、優れた充放電サイクル特性を示した。
また、本発明の実施例１〜１１の電池Ａ１〜Ａ１１では、隔離層を第1層のみで構成した比較例１および３の電池Ｂ１およびＢ３と比べて、内部短絡の発生が抑制された。
これは、実施例１〜１１の電池Ａ〜Ａ１１では、電極群内での捲回方向における正負極間距離のばらつきが抑制され、充放電反応が均一化したことに加え、電極群の捲回軸に近い部分で、正極と負極との間の距離を充分確保できるためであると考えられる。
【００９２】
実施例１の電池Ａ１、実施例２の電池Ａ２、実施例４の電池Ａ４、および実施例７の電池Ａ７は、それぞれ実施例８〜１１の電池Ａ８〜１１と比べて、高い容量維持率が得られた。これは、実施例１、２、４および７では、充放電時の膨張収縮による体積変化の小さいチタン酸リチウムを負極活物質に用いることにより、隔離層にかかる面圧力が低減され、隔離層の圧縮が抑制されたためであると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明の円筒型非水電解質二次電池は、充放電サイクル特性および大電流特性に優れている。本発明の円筒型非水電解質二次電池は、ノートパソコン、携帯電話、デジタルスチルカメラなどの電子機器の駆動源、さらには高出力を要求される電力貯蔵装置や電気自動車の電源として好適に用いられる。
【符号の説明】
【００９４】
１  電池ケース
２  封口板
３  ガスケット
４  電極群
５  正極
５ａ  正極集電体
５ｂ  正極合剤層
６  負極
６ａ  負極集電体
６ｂ  負極合剤層
７  隔離層
７ａ  第１層
７ｂ  第２層
８ａ  上部絶縁板
８ｂ  下部絶縁板
９  正極リード
１０  負極リード
１５  正極複合体
４１  アプリケータロール
４２  ダイノズル
【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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