(57)【要約】【課題】電極体の巻き終わり側端部に入り込む導電性の異物に起因して発生し得る微短絡を抑制する。【解決手段】実施形態の一例である非水電解質二次電池は、正極と負極がセパレータを介して巻回された巻回構造を有し、平坦部及び湾曲部が形成された扁平状の電極体を備える。負極には、巻外端まで負極合材層が設けられている。負極は、正極の巻外端から巻回方向外側に延出した延出部を有する。電極体の幅をａ、電極体の厚みをｂとしたとき、延出部の巻回方向に沿った長さＬは、Ｌ／（（ａ−ｂ）×２＋ｂπ）＞０．１３５の条件を満たす。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と負極がセパレータを介して巻回された巻回構造を有し、平坦部及び湾曲部が形成された扁平状の電極体を備え、前記負極の巻外端まで負極合材層が設けられた非水電解質二次電池であって、
前記負極は、前記正極の巻外端から巻回方向外側に延出した延出部を有し、
前記電極体の幅をａ、前記電極体の厚みをｂとしたとき、前記延出部の巻回方向に沿った長さＬは、Ｌ／（（ａ−ｂ）×２＋ｂπ）＞０．１３５の条件を満たす、非水電解質二次電池。
【請求項２】
前記電極体は、前記電極体の巻回軸方向の長さが５０〜１５０ｍｍであり、幅が５０〜１５０ｍｍであり、厚みが１０〜３０ｍｍである請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【請求項３】
正極と負極がセパレータを介して巻回された巻回構造を有し、平坦部及び湾曲部が形成された扁平状の電極体を備え、前記負極の巻外端まで負極合材層が設けられた非水電解質二次電池であって、
前記正極の巻き終わり側端部には、絶縁層が設けられており、
前記負極は、前記絶縁層における巻回方向内側端から巻回方向外側に延出した延出部を有し、
前記電極体の幅をａ、前記電極体の厚みをｂとしたとき、前記延出部の巻回方向に沿った長さＬは、Ｌ／（（ａ−ｂ）×２＋ｂπ）＞０．１３５の条件を満たす、非水電解質二次電池。
【請求項４】
前記電極体は、前記電極体の巻回軸方向の長さが５０〜１５０ｍｍであり、幅が５０〜１５０ｍｍであり、厚みが１０〜３０ｍｍである、請求項３に記載の非水電解質二次電池。
【請求項５】
前記絶縁層は、絶縁テープである、請求項３又は４に記載の非水電解質二次電池。
【請求項６】
正極と負極がセパレータを介して巻回された巻回構造を有し、平坦部及び湾曲部が形成された扁平状の電極体を備え、前記負極の巻外端まで負極合材層が設けられた非水電解質二次電池の製造方法であって、
セパレータ長尺体を介して正極長尺体及び負極長尺体を巻芯に巻回し、所定の長さを巻回した後、前記正極長尺体及び前記負極長尺体をカットして、前記正極の巻外端から巻回方向外側に延出した延出部が前記負極に形成されるように巻回体を作製する工程を含み、
前記電極体の幅をａ、前記電極体の厚みをｂとしたとき、前記延出部の巻回方向に沿った長さＬがＬ／（（ａ−ｂ）×２＋ｂπ）＞０．１３５の条件を満たすように、前記延出部を形成する、非水電解質二次電池の製造方法。
【請求項７】
前記正極長尺体及び前記負極長尺体は、前記巻芯に対して互いに反対方向から供給される、請求項６に記載の非水電解質二次電池の製造方法。
【請求項８】
正極と負極がセパレータを介して巻回された巻回構造を有し、平坦部及び湾曲部が形成された扁平状の電極体を備え、前記負極の巻外端まで負極合材層が設けられた非水電解質二次電池の製造方法であって、
セパレータ長尺体を介して正極長尺体及び負極長尺体を巻芯に巻回し、所定の長さを巻回した後、前記正極長尺体及び前記負極長尺体をカットして巻回体を作製する工程を含み、
前記正極の巻き終わり側端部には、絶縁層が設けられており、
前記負極は、前記絶縁層における巻回方向内側端から巻回方向外側に延出した延出部を有し、
前記電極体の幅をａ、前記電極体の厚みをｂとしたとき、前記延出部の巻回方向に沿った長さＬがＬ／（（ａ−ｂ）×２＋ｂπ）＞０．１３５の条件を満たすように、前記延出部を形成する、非水電解質二次電池の製造方法。
【請求項９】
前記正極長尺体及び前記負極長尺体は、前記巻芯に対して互いに反対方向から供給される、請求項８に記載の非水電解質二次電池の製造方法。
【請求項１０】
前記絶縁層は、絶縁テープである、請求項８又は９に記載の非水電解質二次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、非水電解質二次電池及び非水電解質二次電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、正極と負極がセパレータを介して巻回された扁平状の電極体を備える非水電解質二次電池が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。扁平状の電極体は、例えば略円筒状の巻芯を用いて円筒状の巻回体を製造し、巻芯を取り除いた後、当該巻回体を径方向にプレスすることで製造される。巻回体は、セパレータの長尺体を介して正極の長尺体及び負極の長尺体を巻芯に巻回して製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７８２６６号公報
【特許文献２】特開２００７−２１４１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、本発明者らの検討の結果、扁平状の巻回型電極体を備えた非水電解質二次電池において、電極体の巻き終わり側端部に導電性の異物が入り込み、当該異物がセパレータを突き破って微短絡が発生することが判明した。本開示の目的は、かかる微短絡の発生を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様である非水電解質二次電池は、正極と負極がセパレータを介して巻回された巻回構造を有し、平坦部及び湾曲部が形成された扁平状の電極体を備え、前記負極の巻外端まで負極合材層が設けられた非水電解質二次電池であって、前記負極は、前記正極の巻外端から巻回方向外側に延出した延出部を有し、前記電極体の幅をａ、前記電極体の厚みをｂとしたとき、前記延出部の巻回方向に沿った長さＬは、Ｌ／（（ａ−ｂ）×２＋ｂπ）＞０．１３５の条件を満たすことを特徴とする。
【０００６】
本開示の他の一態様である非水電解質二次電池は、正極と負極がセパレータを介して巻回された巻回構造を有し、平坦部及び湾曲部が形成された扁平状の電極体を備え、前記負極の巻外端まで負極合材層が設けられた非水電解質二次電池であって、前記正極の巻き終わり側端部には、絶縁層が設けられており、前記負極は、前記絶縁層における巻回方向内側端から巻回方向外側に延出した延出部を有し、前記電極体の幅をａ、前記電極体の厚みをｂとしたとき、前記延出部の巻回方向に沿った長さＬは、Ｌ／（（ａ−ｂ）×２＋ｂπ）＞０．１３５の条件を満たすことを特徴とする。
【０００７】
本開示の一態様である非水電解質二次電池の製造方法は、セパレータ長尺体を介して正極長尺体及び負極長尺体を巻芯に巻回し、所定の長さを巻回した後、前記正極長尺体及び前記負極長尺体をカットして、前記正極の巻外端から巻回方向外側に延出した延出部が前記負極に形成されるように巻回体を作製する工程を含み、前記電極体の幅をａ、前記電極体の厚みをｂとしたとき、前記延出部の巻回方向に沿った長さＬがＬ／（（ａ−ｂ）×２＋ｂπ）＞０．１３５の条件を満たすように、前記延出部を形成することを特徴とする。
【０００８】
本開示の他の一態様である非水電解質二次電池の製造方法は、正極と負極がセパレータを介して巻回された巻回構造を有し、平坦部及び湾曲部が形成された扁平状の電極体を備え、前記負極の巻外端まで負極合材層が設けられた非水電解質二次電池の製造方法であって、セパレータ長尺体を介して正極長尺体及び負極長尺体を巻芯に巻回し、所定の長さを巻回した後、前記正極長尺体及び前記負極長尺体をカットして巻回体を作製する工程を含み、前記正極の巻き終わり側端部には、絶縁層が設けられており、前記負極は、前記絶縁層における巻回方向内側端から巻回方向外側に延出した延出部を有し、前記電極体の幅をａ、前記電極体の厚みをｂとしたとき、前記延出部の巻回方向に沿った長さＬがＬ／（（ａ−ｂ）×２＋ｂπ）＞０．１３５の条件を満たすように、前記延出部を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の一態様である非水電解質二次電池によれば、電極体の巻き終わり側端部に入り込む導電性の異物に起因して発生し得る微短絡を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】実施形態の一例である非水電解質二次電池の平面図である。
【図１Ｂ】実施形態の一例である非水電解質二次電池の正面図である。
【図２Ａ】図１Ａ中のＩＩＡ−ＩＩＡ線断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａ中のＩＩＢ−ＩＩＢ線断面図である。
【図２Ｃ】図２Ａ中のＩＩＣ−ＩＩＣ線断面図である。
【図３Ａ】実施形態の一例である正極の正面図である。
【図３Ｂ】実施形態の一例である負極の正面図である。
【図４】実施形態の一例である電極体の側面図である。
【図５】実施形態の一例である電極体の巻き終わり側端部を示す図である。
【図６】実施形態の他の一例である電極体の巻き終わり側端部を示す図である。
【図７】実施形態の一例である電極体の製造方法を説明するための図である。
【図８】実施形態の一例である電極体の製造方法を説明するための図である。
【図９】参考例の電極体を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上述のように、扁平状の巻回型電極体を備えた非水電解質二次電池において、電極体の巻き終わり側端部に導電性の異物が入り込み、当該異物がセパレータを突き破って正極と負極を電気的に接続する場合がある。本発明者らの検討の結果、電極体の巻き終わり側端部に入り込む導電性の異物は、負極芯体から脱落した負極合材層の一部であることが判明した。微短絡の原因となり得る負極合材層の一部は、電極体の巻回過程で負極の長尺体をカットするときに脱落するものと考えられる。本発明者らは、電極体の幅をａ、電極体の厚みをｂ、上記負極の延出部の長さをＬとしたとき、Ｌ／（（ａ−ｂ）×２＋ｂπ）＞０．１３５の条件を満たす構成とすることで、かかる導電性の異物（負極合材層の一部）に起因して発生し得る微短絡が高度に抑制できることを見出した。以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態の一例について詳細に説明する。
【００１２】
図１Ａ〜図２Ｃは、実施形態の一例として、角形の電池ケースを備えた角形電池である非水電解質二次電池１０を示す。但し、本開示に係る非水電解質二次電池は、例えば金属層及び樹脂層を含むラミネートシートで構成された外装体を備えるラミネート電池等であってもよい。なお、実施例の説明で参照する図面は、いずれも模式的に記載されたものである。
【００１３】
図１Ａは非水電解質二次電池１０の平面図、図１Ｂは非水電解質二次電池１０の正面図である。図１Ａ及び図１Ｂに例示するように、非水電解質二次電池１０は、角形の有底筒状の外装缶２５と、外装缶２５の開口を封口する封口板２３とを備える。外装缶２５と封口板２３により電池ケースが構成される。封口板２３は、平面視略長方形状を有する。封口板２３の長手方向一端側には絶縁部材２１を介して正極端子１８が、長手方向他端側には絶縁部材２２を介して負極端子２０がそれぞれ設けられている。また、封口板２３には、電解液注液孔が設けられており、電解液注液孔は封止部材２６により封止されている。また、封口板２３には、電池ケース内の圧力が所定値以上となったときに破断するガス排出弁２８とが設けられている。
【００１４】
図２Ａ〜図２Ｃは、非水電解質二次電池１０の断面図である。図２Ａ〜図２Ｃに例示するように、非水電解質二次電池１０は、外装缶２５に収容された、扁平状の電極体１４と、非水電解質（図示せず）とを備える。本実施形態では、電極体１４の巻回軸方向が電池ケースの長手方向に沿うように、電極体１４が電池ケース内に収容されているが、電極体１４の巻回軸方向と電池ケースの長手方向が直交するように電極体１４が配置されてもよい。
【００１５】
非水電解質は、非水溶媒と、非水溶媒に溶解した電解質塩とを含む。非水溶媒には、例えばエステル類、エーテル類、ニトリル類、アミド類、およびこれらの２種以上の混合溶媒等を用いてもよい。非水溶媒は、これら溶媒の水素の少なくとも一部をフッ素等のハロゲン原子で置換したハロゲン置換体を含有していてもよい。なお、非水電解質は液体電解質に限定されず、ゲル状ポリマー等を用いた固体電解質であってもよい。電解質塩には、ＬｉＰＦ6等のリチウム塩が使用される。
【００１６】
電極体１４は、帯状の正極１１と帯状の負極１２が帯状のセパレータ１３を介して巻回された巻回構造を有する（後述の図３Ａ，図３Ｂ，図４等参照）。また、電極体１４は、巻回軸方向一端部に形成された正極芯体露出部１５と、巻回軸方向他端部に形成された負極芯体露出部１６とを有する。電極体１４と外装缶２５の間には、電極体１４を包むように絶縁シート２４が配置されている。
【００１７】
本実施形態では、電極体１４の巻回軸方向一端部において、正極芯体露出部１５が積層され、当該積層部が正極集電板１７を介して正極端子１８と電気的に接続されている。正極芯体露出部１５と正極端子１８の間の導電経路には、電流遮断機構２７が設けられている。また、電極体１４の巻回軸方向他端部において、負極露出部１６が積層され、当該積層部が負極集電板１９を介して負極端子２０と電気的に接続されている。例えば、正極芯体露出部１５の積層部は２分割され、その間に金属製の正極用導電部材２９を保持した樹脂製の正極用中間部材３０が配置される。同様に、負極芯体露出部１６は２分割され、その間に金属製の負極用導電部材３１を保持した樹脂製の負極用中間部材３２が配置される。
【００１８】
正極集電板１７は、正極芯体露出部１５の積層部を挟むように当該露出部の外側表面上に配置される。同様に、負極集電板１９は、負極芯体露出部１６の積層部を挟むように当該露出部の外側表面上に配置される。集電板、露出部、及び導電部材は、例えば抵抗溶接によって接続され、それぞれ溶接部１５ａ，１６ａが形成される。なお、芯体露出部の形状、電極体の集電構造等は、特に限定されない。
【００１９】
以下、図３Ａ〜図８を参照しながら、電極体１４について詳説する。図３Ａは正極１１の正面図、図３Ｂは負極１２の正面図、図４は電極体１４の側面図である。図５及び図６は、電極体１４の巻き終わり側端部（巻外端１１ｅ，１２ｅ及びその近傍）を示す図であって、巻き終わり側端部を展開した図としている。図７及び図８は、電極体１４の巻回方法を説明するための図である。なお、図４及び図８では、図面の明瞭化のため、セパレータ１３の図示を省略している。
【００２０】
図３Ａに例示するように、正極１１は、正極芯体１１ａと、正極芯体１１ａ上に設けられた正極合材層１１ｂとを有する。正極芯体１１ａには、アルミニウム、アルミニウム合金など正極１１の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等を用いることができる。正極芯体１１ａの厚みは、例えば１０〜２０μｍである。正極合材層１１ｂは、正極活物質、アセチレンブラック等の導電材、及びポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等の結着材を含み、正極芯体１１ａの両面に設けられることが好ましい。正極合材層１１ｂの厚みは、例えば正極芯体１１ａの両側の合計で５０〜２００μｍである。正極１１は、正極芯体１１ａ上に正極活物質、導電材、及び結着材等を含む正極合材スラリーを塗布し、塗膜を乾燥させた後、圧縮して正極合材層１１ｂを正極芯体１１ａの両面に形成することにより作製できる。
【００２１】
正極活物質には、例えばリチウム金属複合酸化物が用いられる。リチウム金属複合酸化物に含有される金属元素としては、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ等が挙げられる。好適なリチウム金属複合酸化物の一例は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎの少なくとも１種を含有するリチウム金属複合酸化物である。具体例としては、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎを含有するリチウム金属複合酸化物、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｌを含有するリチウム金属複合酸化物が挙げられる。なお、リチウム金属複合酸化物の粒子表面には、酸化タングステン、酸化アルミニウム、ランタノイド含有化合物等の無機化合物粒子などが固着していてもよい。
【００２２】
図３Ｂに例示するように、負極１２は、負極芯体１２ａと、負極芯体１２ａ上に設けられた負極合材層１２ｂとを有する。負極芯体１２ａには、銅、銅合金など負極１２の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等を用いることができる。負極芯体１２ａの厚みは、例えば５〜１５μｍである。負極合材層１２ｂは、負極活物質、及びスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）又はその塩等の結着材を含み、負極芯体１２ａの両面に設けられることが好ましい。負極合材層１２ｂの厚みは、例えば負極芯体１２ａの両側の合計で５０〜２００μｍである。負極１２は、負極芯体１２ａ上に負極活物質、及び結着材等を含む負極合材スラリーを塗布し、塗膜を乾燥させた後、圧縮して負極合材層１２ｂを負極芯体１２ａの両面に形成することにより作製できる。
【００２３】
負極活物質には、例えば黒鉛（天然黒鉛、人造黒鉛）、メソフェーズピッチ系炭素繊維（ＭＣＦ）、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、コークス、ハードカーボンなどが用いられる。負極活物質には、Ｓｉ、Ｓｎ等のリチウムと合金化する金属、当該金属を含有する合金、当該金属を含有する化合物等が用いられてもよく、これらが黒鉛と併用されてもよい。当該化合物の具体例としては、ＳｉＯx（０．５≦ｘ≦１．６）で表されるケイ素化合物が挙げられる。
【００２４】
図４及び図５に例示するように、電極体１４は、セパレータ１３を介して正極１１及び負極１２が渦巻き状に巻回されると共に、平坦部１４ａ及び湾曲部１４ｂが形成された扁平形状を有する。電極体１４は、セパレータ１３を介して巻回された正極１１及び負極１２の巻回体をプレス成形して製造されることが好ましい。平坦部１４ａは、電極体１４の外面が略平坦な部分である。湾曲部１４ｂは、電極体１４の外面が外側に凸となるように湾曲した部分である。湾曲部１４ｂにおいて、正極１１及び負極１２は外側に凸となるように湾曲している。湾曲部１４ｂは、平坦部１４ａの両側に形成される。
【００２５】
電極体１４の巻回軸方向の長さは、５０〜１５０ｍｍであることが好ましい。電極体１４の幅ａは５０〜１５０ｍｍであることが好ましく、７０〜９０ｍｍであることがより好ましい。電極体１４の厚みｂは１０〜３０ｍｍであることが好ましく、２０〜２５ｍｍであることがより好ましい。ここで、電極体１４の幅ａとは、一方の湾曲部１４ｂの先端から他方の湾曲部１４ｂの先端までの巻回軸方向及び厚み方向に直交する方向の長さである。また、電極体１４の厚みｂとは、平坦部１４ａの一方側の最外面から他方側の最外面までの巻回軸方向及び幅方向に直交する方向の長さである。
【００２６】
電極体１４は、正極芯体露出部１５と負極芯体露出部１６とが巻回軸方向の反対側に位置するように、セパレータ１３を介して正極１１及び負極１２が巻回された構造を有する。セパレータ１３には、イオン透過性及び絶縁性を有する多孔性シートが用いられる。多孔性シートの具体例としては、微多孔薄膜、織布、不織布等が挙げられる。セパレータ１３の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン樹脂、セルロースなどが好適である。セパレータ１３は、単層構造、積層構造のいずれであってもよく、セパレータ１３の表面に耐熱層などが形成されていてもよい。
【００２７】
負極１２は、リチウムの析出を抑制するために、正極１１よりも一回り大きな寸法を有し、正極合材層１１ｂと対向する領域には必ず負極合材層１２ｂが存在するように配置される。本実施形態では、正極１１の巻外端１１ｅから巻内端まで、即ち正極１１の長手方向両端にわたって正極合材層１１ｂが正極芯体１１ａの両面に設けられている。同様に、負極１２の巻外端１２ｅから巻内端まで、即ち負極１２の長手方向両端にわたって負極合材層１２ｂが負極芯体１２ａの両面に設けられている。このため、正極１１の巻外端１１ｅと、正極合材層１１ｂの巻外端は一致している。また、負極１２の巻外端１２ｅと負極合材層１２ｂの巻外端は一致している。
【００２８】
なお、負極１２は電極体１４の巻外端を構成していてもよいが、図５に例示するように、一般的にはセパレータ１３が負極１２の巻外端１２ｅを超えて巻回方向外側に延出している。即ち、セパレータ１３の巻外端が電極体１４の巻外端となる。
【００２９】
負極１２は、正極１１の巻外端１１ｅよりも巻回方向外側に延出した延出部１２ｚを有する。延出部１２ｚは、セパレータ１３を介して正極１１の巻外端１１ｅと対向する位置よりも電極体１４の巻回方向外側に延び、正極１１と対向しない部分である。電極体１４の巻き終わり側端部に延出部１２ｚを設けることで、正極１１と負極１２が目的とする配置から多少ずれたとしても、正極合材層１１ｂの全面に負極合材層１２ｂが対向配置される。なお、電極体１４の巻き始め側端部にも、正極１１の巻内端よりも巻回方向内側に延出した負極１２の延出部（図示せず）を設けることが好ましい。
【００３０】
電極体１４の幅をａ、厚みをｂとしたとき、負極１２の延出部１２ｚの巻回方向に沿った長さＬ、即ち正極１１の巻外端１１ｅと負極１２の巻外端１２ｅとの間の距離Ｌは、Ｌ／（（ａ−ｂ）×２＋ｂπ）＞０．１３５の条件を満たす。この場合、電極体１４の巻き終わり側端部に、脱落した負極合材層１２ｂの一部である導電性異物１００が入り込んだとしても、導電性異物１００に起因する微短絡の発生を十分抑制できる。本発明者らの検討の結果、延出部１２ｚの長さＬが当該条件を満たす場合に、正極１１と負極１２が対向する部分に導電性異物１００が入り込む確率が大幅に減少することが判明した（詳しくは後述の検討結果参照）。
【００３１】
延出部１２ｚの長さＬは、上記条件に示されるように、電極体１４の幅ａ及び厚みｂが大きくなるほど長くする必要がある。上記条件における幅ａ及び厚みｂの適用範囲は、特に限定されないが、例えば幅ａが５０〜１５０ｍｍ、厚みｂが１０〜３０ｍｍである場合に、特に効率良く導電性異物１００に起因する微短絡の発生を抑制できる。長さＬの上限は、短絡抑制の観点からは特に限定されないが、電池のエネルギー密度等の他の性能を考慮すると、Ｌ／（（ａ−ｂ）×２＋ｂπ）＜１．０の条件を満たすことが好ましく、Ｌ／（（ａ−ｂ）×２＋ｂπ）＜０．５の条件を満たすことがより好ましい。
【００３２】
延出部１２ｚの長さＬは、電極体１４の最外周長の１３．５％以上であることが好ましい。また、延出部１２ｚの長さＬは、電極体１４の最外周長よりも短いことが好ましい。長さＬの好適な範囲の一例は、電極体１４の最外周長の１３．５〜１００％、又は１３．５〜５０％である。
【００３３】
正極１１の巻き終わり側端部には、絶縁層を設けることができる。絶縁層を設けることにより、正極１１から正極合材層１１ｂの一部が脱落することを抑制できる。なお、絶縁層は、正極１１上に塗布された樹脂部材、あるいは正極１１に貼り付けられた絶縁テープであることが好ましい。絶縁テープとしては、樹脂基材と、樹脂基材上に設けられた接着層を有するものを用いることができる。接着層として、常温で接着性を有するもの、あるいは加熱等により接着性を発現するものを用いることが好ましい。また、絶縁テープを構成する樹脂基材を正極１１に熱溶着してもよい。なお、絶縁層として、リチウムイオン非透過性のものを用いることができる。
【００３４】
図６に例示するように、正極１１の巻き終わり側端部には、絶縁層として絶縁テープ４０を設けることができる。絶縁テープ４０は、樹脂基材と、樹脂基材上に設けられた接着層を有する。図６に示す形態では、正極１１の両面に絶縁テープ４０が貼り付けられている。即ち、２枚の絶縁テープ４０により正極１１の巻き終わり側端部が挟みこまれている。また、絶縁テープ４０は、正極１１の巻外端１１ｅを覆い、正極１１の巻外端１１ｅよりも巻回方向外側まで延びるよう配置されている。正極１１の巻外端１１ｅが絶縁テープ４０により覆われていると、正極芯体１１ａの端部にバリ等が存在することがあっても、短絡が生じることをより確実に防止できる。図６に示す形態では、正極１１の巻き終わり側端部を平面視したとき、２枚の絶縁テープ４０の巻回方向内側端４０ｅは同じ位置に存在する。但し、２枚の絶縁テープ４０の巻回方向内側端４０ｅが異なる位置にあってもよい。なお、１枚の絶縁テープ４０を折り返すことにより、１枚の絶縁テープ４０を正極１１の両面に貼り付けてもよい。
【００３５】
絶縁テープ４０を設ける場合、テープが存在する部分は導電性異物１００が存在しても短絡が生じないため、絶縁テープ４０の巻回方向内側端４０ｅから負極１２の巻外端１２ｅまでの巻回方向に沿った長さＬが重要になる。
【００３６】
図６に示す例では、負極１２のうち、絶縁テープ４０の巻回方向内側端４０ｅから巻回方向外側に延出した部分を延出部１２ｙとする。そして、延出部１２ｙの巻回方向に沿った長さＬが、Ｌ／（（ａ−ｂ）×２＋ｂπ）＞０．１３５の条件を満たす。この場合も、図５に示す形態と同様に、Ｌ／（（ａ−ｂ）×２＋ｂπ）＜１．０の条件を満たすことが好ましく、Ｌ／（（ａ−ｂ）×２＋ｂπ）＜０．５の条件を満たすことがより好ましい。
【００３７】
電極体１４は、上述のように、セパレータ１３を介して巻回された正極１１及び負極１２の巻回体を扁平状にプレスして製造される。この場合、例えば略円筒形状の巻芯を用いて円筒状の巻回体を製造し、巻芯を取り除いた後、巻回体を径方向にプレスする。あるいは、扁平状の巻芯を用いて正極１１及び負極１２を扁平状に巻回してもよい。この場合も、巻芯を取り除いた後、さらにプレスして扁平状に成形する。なお、巻外端１２ｅとなる負極１２の長手方向一端を巻外端１１ｅとなる正極１１の長手方向一端から延出させた状態で巻回することにより、電極体１４の巻き終わり側端部に延出部１２ｚが形成される。
【００３８】
図７及び図８に例示するように、巻回体１４は、セパレータ長尺体５３を介して正極長尺体５１及び負極長尺体５２を巻芯５５に巻回して作製される。この工程では、所定の長さを巻回した後、正極長尺体５１、負極長尺体５２、及びセパレータ長尺体５３をそれぞれカットして所定の長さの正極１１、負極１２、及びセパレータ１３とする。なお、正極長尺体５１、負極長尺体５２、及びセパレータ長尺体５３のカットはそれぞれ、巻回工程の終盤に行われることが好ましい。例えば、正極長尺体５１、負極長尺体５２、及びセパレータ長尺体５３を所定の長さ巻回した後、正極長尺体５１、負極長尺体５２、及びセパレータ長尺体５３をカットする。その後、正極長尺体５１、負極長尺体５２、及びセパレータ長尺体５３において巻回されていない部分を巻き取り、巻回工程を完了する。正極長尺体５１、負極長尺体５２、及びセパレータ長尺体５３はそれぞれ、巻回工程の初期段階でカットされてもよい。また、正極長尺体５１、負極長尺体５２、及びセパレータ長尺体５３はそれぞれ、巻回工程が終わった後、カットされてもよい。あるいは、正極長尺体５１、負極長尺体５２、及びセパレータ長尺体５３はそれぞれ、巻回工程の前に所定の長さにカットされてもよい。
【００３９】
図７及び図８に示す例では、略円筒形状の巻芯５５を用いて略円筒形状の巻回体５４が作製される。この場合、巻回体５４から巻芯５５を取り除いた後、扁平状にプレス成形して電極体１４が製造される。
【００４０】
正極長尺体５１、負極長尺体５２、及びセパレータ長尺体５３は、図７に例示するように、巻芯５５に対して同じ方向から供給されてもよい。また、図８に例示するように、巻芯５５に対して互いに反対方向から、正極長尺体５１及び負極長尺体５２が供給されてもよい。この場合、負極長尺体５２のカット部である巻外端１２ｅから脱落する導電性異物１００が、正極１１と負極１２が対向する部分に入り込み難くなる。図８ではセパレータ長尺体５３を図示していないが、セパレータ長尺体５３は、例えば正極長尺体５１と同じ側から供給される。
【００４１】
正極長尺体５１及び負極長尺体５２が互いに巻芯５５の反対側から供給される場合、仮想線αと仮想線βとがなす角度θを１８０°±３０°に調整することが好ましい。角度θを１８０°として、巻芯５５のちょうど径方向反対側から各長尺体を供給してもよい。ここで、仮想線αは、正極長尺体５１が巻芯５５又は既に巻回された部分（セパレータ長尺体５３）に当接する地点Ｐ１と、巻芯５５の中心軸Ｃとを結ぶ、巻芯５５の径方向に延びる仮想線である。仮想線βは、負極長尺体５２が巻芯５５又は既に巻回された部分に当接する地点Ｐ２と、巻芯５５の中心軸Ｃとを結ぶ、巻芯５５の径方向に延びる仮想線である。この場合、巻き始めから巻き終わりまで角度θが一定の値で維持されるように、各長尺体の供給に使用される送りローラ（図示せず）を移動させることが好ましい。
【００４２】
上述の通り、電極体１４の製造工程には、正極１１の巻外端１１ｅから巻回方向外側に延出した延出部１２ｚが負極１２に形成されるように、セパレータ長尺体５３を介して正極長尺体５１及び負極長尺体５２を巻芯５５に巻回し、所定の長さを巻回した後、正極長尺体５１及び負極長尺体５２をカットして巻回体５４を作製する工程が含まれる。このとき、延出部１２ｚの巻回方向に沿った長さＬが、Ｌ／（（ａ−ｂ）×２＋ｂπ）＞０．１３５の条件を満たすように、延出部１２ｚを形成する。
【００４３】
本発明者らは、上述のように、電極体１４の巻き終わり側端部に入り込む導電性異物１００が、負極芯体１２ａから脱落した負極合材層１２ｂの一部であることを突き止めた。そして、以下の検討に基づき、導電性異物１００に起因する微短絡を抑制するための条件である、Ｌ／（（ａ−ｂ）×２＋ｂπ）＞０．１３５を見出した。本発明者らは、約１５０,０００個の試験セルを作製し、微短絡発生の有無を確認した。微短絡が確認された試験セル（ＮＧ品）について、電極体を分解し、負極芯体１２ａから脱落した負極合材層１２ｂの一部である導電性異物の有無、及び導電性異物が存在する位置を確認した。
【００４４】
［正極の作製］
ＬｉＮｉ0.35Ｃｏ0.35Ｍｎ0.30Ｏ2で表される複合酸化物と、アセチレンブラックと、ＰＶｄＦとを、９３．５：５：１．５の固形分質量比で混合し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを適量加えて正極合材スラリーを調製した。当該スラリーをアルミニウム箔からなる長尺状の正極芯体の両面に塗布し、塗膜を乾燥した後、圧延ローラにより塗膜を圧延して、正極芯体の両面に正極合材層が形成された正極長尺体を作製した。正極長尺体には、芯体の幅方向一端部に略一定幅の芯体露出部を設け、長手方向全長にわたって合材層を形成した。
【００４５】
［負極の作製］
黒鉛と、ＣＭＣと、ＳＢＲとを、９８：１：１の固形分質量比で混合し、水を適量加えて負極合材スラリーを調製した。当該スラリーを銅箔からなる負極芯体の両面に塗布し、塗膜を乾燥した後、圧延ローラにより塗膜を圧延して、負極芯体の両面に負極合材層が形成された負極長尺体を作製した。負極長尺体には、芯体の幅方向一端部に略一定幅の芯体露出部を設け、長手方向全長にわたって合材層を形成した。
【００４６】
［非水電解液の調製］
エチレンカーボネート（ＥＣ）と、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）と、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とを、３：３：４の体積比（２５℃、１気圧）で混合した。当該混合溶媒にＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解させ、さらに非水電解液の総質量に対して０．３質量％のビニレンカーボネート（ＶＣ）を添加して非水電解液を調製した。
【００４７】
［電極体の作製］
直径３６ｍｍφの巻芯を用いて、巻回体の直径が約６０ｍｍφとなるように、かつ正極の巻外端から巻回方向外側に延出する負極の延出部が形成されるように、セパレータを介して上記正極及び上記負極の各長尺体を巻回した。また、各芯体露出部が電極体の巻回軸方向反対側に位置するように、各長尺体を巻回した。このとき、巻芯に対して、図８に示す角度θが約１８０°となるように各長尺体を互いに反対方向から供給した。なお、正極の巻き始め側端部及び巻き終わり側端部には、絶縁テープを貼り付けた。具体的には、次の構成とした。絶縁テープとしては、樹脂基材上に接着層が設けられたものを用いた。２枚の絶縁テープにより正極を挟み込むように、正極の両面に絶縁テープを貼り付けた。絶縁テープは正極の短手方向に延びるように、巻内端ないし巻外端に沿うようにして貼り付けた。また、絶縁テープの幅は１９ｍｍとし、絶縁テープの幅方向の中心が巻内端ないし巻外端と重なるようにした。これにより、絶縁テープの幅方向における半分の領域（幅９．５ｍｍ）が正極上に貼り付けられ、絶縁テープの幅方向における半分の領域（幅９．５ｍｍ）が正極の端部よりも外側に突出するようにした。
【００４８】
所定の長さを巻回した後、正極、負極、及びセパレータの各長尺体をそれぞれカットして略円筒状の巻回体を得た。当該巻回体を１００ｋＮ程度の荷重でプレスして扁平状に成形することで、扁平状の巻回型電極体を得た。電極体の幅ａを８１．５ｍｍ、厚みｂを２３．２ｍｍとした。また、負極の延出部の巻回方向に沿った長さＬ（巻回方向に沿った、絶縁テープにおける巻回方向内側端と、負極の巻外端との間の距離）を１４.５ｍｍとした（図９参照）。この場合、Ｌ／（（ａ−ｂ）×２＋ｂπ）は０．０７７である。
【００４９】
［試験セル（非水電解質二次電池）の作製］
上記電極体を用いて上記の非水電解質二次電池１０を作製し、試験セルとした。
【００５０】
［微短絡発生の有無、及び微短絡発生箇所（導電性異物）の確認］
試験セルを１０％程度の充電深度（ＳＯＣ）まで充電した後、２日間以上の常温エージングを行い、エージング前後の電圧降下量(ΔＶ)量を確認した。ΔＶが所定の閾値を超える試験セルについて、微短絡発生の可能性があるＮＧ品と判定した。約１５０,０００個の試験セル中、４個がＮＧ品であった。ＮＧ品は、１Ｃレートの定電流で２．５Ｖまで放電した後、解体して電極体を取り出した。電極体を巻きほどき、セパレータを目視で確認して微短絡発生箇所を特定すると共に、導電性異物の有無を確認した。そして、負極の巻外端から微短絡発生箇所までの負極の巻回方向に沿った長さＸを測定した。
【００５１】
４個のＮＧ品の全てから、電極体の巻き終わり側端部に入り込んだ導電性異物が見つかり、当該異物が原因で微短絡が発生したことが分かった。各ＮＧ品について測定された上記長さＸを表１に示す。微短絡箇所のセパレータ、正極、及び負極は、光走査型電子顕微鏡／エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＳＥＭ−ＥＤＸ）を用いて、表面状態の観察及び微短絡要因の元素分析を行った。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
表１に示すように、電極体の巻き終わり側端部には、負極の巻外端から巻回方向内側に２５ｍｍの範囲に導電性異物が入り込むことが分かる。試験セルでは、負極の延出部の巻回方向に沿った長さＬ（絶縁テープにおける巻回方向内側端と負極の巻外端との間の距離）は１４.５ｍｍであるから、図９に示すように、正極１１と負極１２が対向する部分に導電性異物１００が入り込み、当該異物がセパレータ１３を突き破って微短絡を発生させる。なお、試験セルには、正極の巻き終わり側端部に絶縁テープが貼着されているため、絶縁テープが配置されている領域では、導電性異物に起因する微短絡は確認されていない。
【００５４】
電極体の幅ａが８１．５ｍｍ、厚みｂが２３．２ｍｍである場合、当該導電性異物に起因する微短絡を防ぐためには、負極の延出部の巻回方向に沿った長さＬが１４.５ｍｍでは不十分であり、少なくとも２５ｍｍよりも大きく必要がある。負極の延出部の巻回方向に沿った長さＬを２５ｍｍよりも大きくすれば、ＮＧ品の発生確率を大幅に下げることができる。また、本発明者らの検討の結果、電極体の幅ａ、厚みｂが大きくなると、負極の延出部の巻回方向に沿った長さＬを延ばす必要があることが分かっている。電極体の幅ａ、厚みｂ、及び負極の延出部の巻回方向に沿った長さＬについて、Ｌ／（（ａ−ｂ）×２＋ｂπ）＞０．１３５の条件を満たすことにより、かかる微短絡の発生を高度に抑制できる。
【００５５】
なお、上述の実施形態では、芯体露出部が長手方向全長にわたって帯状に形成された極板を有する電極体１４を例示したが、Ｌ／（（ａ−ｂ）×２＋ｂπ）＞０．１３５の条件は、他の形態の電極体にも適用できる。例えば、電極体を構成する極板は、幅方向一方側に突出した複数のリード部を有していてもよい。リード部は、端子に接続される芯体露出部であって、極板の長手方向に一定の間隔で形成される。また、電池ケース内には、２つ以上の電極体が収容されていてもよい。この場合、一般的に、厚みｂの薄い電極体が用いられる。このような電極体を用いた場合でも、Ｌ／（（ａ−ｂ）×２＋ｂπ）＞０．１３５の条件を満たすことで、電極体の巻き終わり側端部に入り込む導電性の異物に起因して発生し得る微短絡を高度に抑制できる。
【符号の説明】
【００５６】
１０  非水電解質二次電池、１１  正極、１１ａ  正極芯体、１１ｂ  正極合材層、１１ｅ，１２ｅ  巻外端、１２  負極、１２ａ  負極芯体、１２ｂ  負極合材層、１２ｚ  延出部、１３  セパレータ、１４  電極体、１４ａ  平坦部、１４ｂ  湾曲部、１５  正極芯体露出部、１５ａ，１６ａ  溶接部、１６  負極芯体露出部、１７  正極集電板、１８  正極端子、１９  負極集電板、２０  負極端子、２１，２２  絶縁部材、２３  封口板、２４  絶縁シート、２５  外装缶、２６  封止部材、２７  電流遮断機構、２８  ガス排出弁、２９  正極用導電部材、３０  正極用中間部材、３１  負極用導電部材、３２  負極用中間部材、５１  正極長尺体、５２  負極長尺体、５３  セパレータ長尺体、５４  巻回体、５５  巻芯、１００  導電性異物
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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