(57)【要約】【課題】正極合剤層に対向していない負極合剤層にイオンが挿入されることを抑制する技術を提供する。【解決手段】シート状の正極１１０および負極１２０を、シート状の複数のセパレータを介在させて巻回することによって作製される電極体１００を具備する電池１であって、正極１１０は、シート状の正極集電体１１１と、正極集電体１１１の両面に形成された正極合剤層１１２・１１２と、を有し、負極１２０は、シート状の負極集電体１２１と、負極集電体１２１の両面に形成された負極合剤層１２２・１２２と、を有し、負極１２０の最内周部は、正極１１０の最内周部よりも内側に配置され、負極１２０の最外周部は、正極１１０の最外周部よりも外側に配置され、負極１２０の最内周部および最外周部の少なくとも一方においては、正極合剤層１１２に対向していない負極合剤層１２２の厚みが、正極合剤層１１２に対向する負極合剤層１２２の厚みよりも小さい。【選択図】図２
2015088272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の正極および負極を、シート状の複数のセパレータを介在させて巻回することによって作製される電極体を具備する非水電解質二次電池であって、
前記正極は、シート状の正極集電体と、当該正極集電体の両面に形成された二つの正極合剤層と、を有し、
前記負極は、シート状の負極集電体と、当該負極集電体の両面に形成された二つの負極合剤層と、を有し、
前記負極の最内周部は、前記正極の最内周部よりも内側に配置され、
前記負極の最外周部は、前記正極の最外周部よりも外側に配置され、
前記負極の最内周部および最外周部の少なくとも一方においては、前記二つの負極合剤層のうちの、前記正極合剤層に対向していない負極合剤層の厚みが、前記二つの負極合剤層のうちの、前記正極合剤層に対向する負極合剤層の厚みよりも小さい、
ことを特徴とする非水電解質二次電池。
【請求項２】
前記負極の最内周部および最外周部の少なくとも一方においては、前記二つの負極合剤層のうちの、前記正極合剤層に対向する負極合剤層のみが形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【請求項３】
電解液が含浸することにより発電要素として機能する電極体を具備する非水電解質二次電池の製造方法であって、
シート状の正極集電体と、当該正極集電体の両面に形成された二つの正極合剤層と、を有する正極を用意する工程と、
シート状の第一負極集電体と、当該第一負極集電体の両面に形成された二つの第一負極合剤層と、を有する第一負極を用意する工程と、
シート状の第二負極集電体と、当該第二負極集電体の少なくとも一方の表面に形成された第二負極合剤層と、を有し、前記第二負極集電体の一方の表面に形成された第二負極合剤層の厚みは、前記第二負極集電体の他方の表面に形成された第二負極合剤層の厚み、および前記第一負極合剤層の厚みよりも小さい、第二負極を用意する工程と、
前記電解液を保持可能なシート状の絶縁体である複数のセパレータを用意する工程と、
前記正極、前記第一負極および前記第二負極を、前記複数のセパレータを介在させて巻回することによって前記電極体を作製する工程と、を含み、
前記電極体を作製する工程においては、前記第二負極集電体の他方の表面に形成された第二負極合剤層が前記二つの正極合剤層のいずれか一方に対向するように、かつ、前記第一負極と前記第二負極とが電気的に接続されるように、前記電極体の最内周および最外周の少なくとも一方に、前記第二負極を配置する、
ことを特徴とする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】
本発明は、巻回型の電極体を具備する非水電解質二次電池、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シート状に形成された一対の電極（正極および負極）を、シート状の複数のセパレータを介在させて巻回することによって作製される、いわゆる巻回型の電極体を具備する非水電解質二次電池が広く知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一般的に、上記のような非水電解質二次電池において、電極体の一部を成す正極および負極は、以下のように構成されている。
第一に、正極においては、シート状の金属である正極集電体の両面に、正極活物質を含む正極合剤層が連続的に形成されている。
第二に、負極においては、シート状の金属である負極集電体の両面に、負極活物質を含む負極合剤層が連続的に形成されている。
第三に、負極の最内周部は、正極の最内周部よりも内側に位置する。
第四に、負極の最外周部は、正極の最外周部よりも外側に位置する。
【０００４】
そのため、図９に示すように、負極の最内周部（図９における破線で囲まれた部分）においては、外側の負極合剤層のみが正極合剤層に対向しており、内側の負極合剤層は、正極合剤層に対向していない。
また、図１０に示すように、負極の最外周部（図１０における破線で囲まれた部分）においては、内側の負極合剤層のみが正極合剤層に対向しており、外側の負極合剤層は、正極合剤層に対向していない。
なお、説明の便宜上、図９および図１０においては、セパレータの図示を省略している。
【０００５】
このように、上記のような非水電解質二次電池の電極体においては、その最内周および最外周に、それぞれ正極合剤層に対向していない負極合剤層が存在する。
正極合剤層に対向していない負極合剤層には、通常であれば、非水電解質二次電池の充電の際にイオンが挿入されることはない。しかしながら、正極合剤層に対向していない負極合剤層の近傍には、正極合剤層の巻回方向（長手方向）における両端部が位置するため、当該両端部から脱離したイオンが、正極合剤層に対向していない負極合剤層に挿入されることとなる。
【０００６】
その結果、非水電解質二次電池の初期特性および耐久特性の悪化を招くおそれがある。
さらに、正極合剤層の活物質成分が溶出し、内部短絡を招くおそれがある。
また、非水電解質二次電池の自己放電検査を行う際、電圧の調整を行った後に、電圧が安定するまでの時間が増加し、自己放電検査に要する時間が増加するという問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３２６６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、正極合剤層に対向していない負極合剤層にイオンが挿入されることを抑制する技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る非水電解質二次電池は、シート状の正極および負極を、シート状の複数のセパレータを介在させて巻回することによって作製される電極体を具備する非水電解質二次電池であって、前記正極は、シート状の正極集電体と、当該正極集電体の両面に形成された二つの正極合剤層と、を有し、前記負極は、シート状の負極集電体と、当該負極集電体の両面に形成された二つの負極合剤層と、を有し、前記負極の最内周部は、前記正極の最内周部よりも内側に配置され、前記負極の最外周部は、前記正極の最外周部よりも外側に配置され、前記負極の最内周部および最外周部の少なくとも一方においては、前記二つの負極合剤層のうちの、前記正極合剤層に対向していない負極合剤層の厚みが、前記二つの負極合剤層のうちの、前記正極合剤層に対向する負極合剤層の厚みよりも小さい。
【００１０】
本発明に係る非水電解質二次電池において、前記負極の最内周部および最外周部の少なくとも一方においては、前記二つの負極合剤層のうちの、前記正極合剤層に対向する負極合剤層のみが形成されることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る非水電解質二次電池の製造方法は、電解液が含浸することにより発電要素として機能する電極体を具備する非水電解質二次電池の製造方法であって、シート状の正極集電体と、当該正極集電体の両面に形成された二つの正極合剤層と、を有する正極を用意する工程と、シート状の第一負極集電体と、当該第一負極集電体の両面に形成された二つの第一負極合剤層と、を有する第一負極を用意する工程と、シート状の第二負極集電体と、当該第二負極集電体の少なくとも一方の表面に形成された第二負極合剤層と、を有し、前記第二負極集電体の一方の表面に形成された第二負極合剤層の厚みは、前記第二負極集電体の他方の表面に形成された第二負極合剤層の厚み、および前記第一負極合剤層の厚みよりも小さい、第二負極を用意する工程と、前記電解液を保持可能なシート状の絶縁体である複数のセパレータを用意する工程と、前記正極、前記第一負極および前記第二負極を、前記複数のセパレータを介在させて巻回することによって前記電極体を作製する工程と、を含み、前記電極体を作製する工程においては、前記第二負極集電体の他方の表面に形成された第二負極合剤層が前記二つの正極合剤層のいずれか一方に対向するように、かつ、前記第一負極と前記第二負極とが電気的に接続されるように、前記電極体の最内周および最外周の少なくとも一方に、前記第二負極を配置する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、正極合剤層に対向していない負極合剤層にイオンが挿入されることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る非水電解質二次電池を示す図。
【図２】本発明に係る非水電解質二次電池に設けられた電極体の最内周およびその近傍を示す図。
【図３】本発明に係る非水電解質二次電池に設けられた電極体の最外周およびその近傍を示す図。
【図４】別形態の電極体の最内周およびその近傍を示す図。
【図５】（ａ）は、第二負極の負極合剤層の厚みを示す図、（ｂ）は、第一負極の負極合剤層の厚みを示す図。
【図６】別形態の電極体の最外周およびその近傍を示す図。
【図７】電極体を作製する際に用いられる巻回装置を示す図。
【図８】第一負極と第二負極との接続態様を示す図。
【図９】従来の非水電解質二次電池に設けられた電極体の最内周およびその近傍を示す図。
【図１０】従来の非水電解質二次電池に設けられた電極体の最外周およびその近傍を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では、図１〜図３を参照して、本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態である電池１について説明する。
本実施形態において、電池１は、リチウムイオン二次電池である。
なお、説明の便宜上、図１における上下方向を電池１の上下方向と定義する。
【００１５】
図１に示すように、電池１は、略直方体状のケース１０と、ケース１０の内部に収納された電極体１００とを具備する。
【００１６】
ケース１０は、アルミニウム合金等から成る略直方体状の容器である。
ケース１０は、上面が開口した収納部１１、および収納部１１の上面の開口を塞ぐ蓋部１２を有する。
【００１７】
収納部１１は、略直方体状の箱体であり、上面が開口している。収納部１１の内部には、電極体１００が収納されている。
【００１８】
蓋部１２は、収納部１１における上面の開口に応じた形状を有する平板であり、溶接によって収納部１１と接合されている。蓋部１２には、電池１の外部端子として機能する正極端子１３および負極端子１４が固定されている。
【００１９】
電極体１００は、ケース１０の内部に注液された電解液が含浸することにより発電要素として機能する。電極体１００は、シート状に形成された一対の電極を、前記電解液を保持可能なシート状の絶縁体である複数のセパレータを介在させて巻回することによって作製される。
【００２０】
図２および図３に示すように、電極体１００は、前記一対の電極としての正極１１０および負極１２０と、前記複数のセパレータとしての第一セパレータ（不図示）および第二セパレータ（不図示）とを有する。
図２は、電極体１００の最内周およびその近傍を示す図であり、図３は、電極体１００の最外周およびその近傍を示す図である。
なお、説明の便宜上、図２および図３においては、前記第一セパレータおよび前記第二セパレータの図示を省略している。
【００２１】
正極１１０は、シート状の正極集電体１１１と、正極集電体１１１の両面に形成された正極合剤層１１２・１１２とを有する電極である。
正極集電体１１１は、アルミニウム、チタンまたはステンレス鋼等の金属箔から成る集電体である。
正極合剤層１１２は、正極活物質を含む正極合剤から成る電極合剤層であり、正極集電体１１１の各表面に同一の厚みで連続的に形成されている。
【００２２】
負極１２０は、正極１１０に対応する電極である。負極１２０は、第一負極１２０ａと、内周側第二負極１２０ｂと、外周側第二負極１２０ｃとを備える。
【００２３】
第一負極１２０ａは、シート状の第一負極集電体１２１ａと、第一負極集電体１２１ａの両面に形成された第一負極合剤層１２２ａ・１２２ａとを有する。
第一負極集電体１２１ａは、銅、ニッケルまたはステンレス鋼等の金属箔から成る集電体である。
第一負極合剤層１２２ａは、負極活物質を含む負極合剤から成る電極合剤層であり、第一負極集電体１２１ａの各表面に同一の厚みで連続的に形成されている。
【００２４】
図２に示すように、内周側第二負極１２０ｂは、電極体１００の最内周に設けられている。つまり、内周側第二負極１２０ｂは、負極１２０の最内周部として機能する。内周側第二負極１２０ｂは、正極１１０の最内周部よりも内側に配置されている。ここで、正極１１０の最内周部とは、正極１１０の最も内周側の一巻き分であり、負極１２０の最内周部とは、負極１２０の最も内周側の一巻き分である。また、電極体１００の最内周とは、正極１１０、負極１２０、前記第一セパレータ、および前記第二セパレータの最も内周側の一巻き分が位置する部分である。
内周側第二負極１２０ｂは、シート状の第二負極集電体１２１ｂと、第二負極集電体１２１ｂの外側の表面に形成された第二負極合剤層１２２ｂとを有する。
第二負極集電体１２１ｂは、第一負極集電体１２１ａと略同様に構成されているが、電極体１００の最内周における一巻き分の長さを有する点で第一負極集電体１２１ａと異なる。
第二負極合剤層１２２ｂは、第一負極合剤層１２２ａと略同様に構成されているが、第二負極集電体１２１ｂの外側の表面にのみ形成されている点で第一負極合剤層１２２ａと異なる。つまり、第二負極合剤層１２２ｂは、第二負極集電体１２１ｂの両面のうちの、正極１１０に対向している表面にのみ形成されており、正極１１０における内側の正極合剤層１１２と対向している。
【００２５】
図３に示すように、外周側第二負極１２０ｃは、電極体１００の最外周に設けられている。つまり、外周側第二負極１２０ｃは、負極１２０の最外周部として機能する。外周側第二負極１２０ｃは、正極１１０の最外周部よりも外側に配置されている。ここで、正極１１０の最外周部とは、正極１１０の最も外周側の一巻き分であり、負極１２０の最外周部とは、負極１２０の最も外周側の一巻き分である。また、電極体１００の最外周とは、正極１１０、負極１２０、前記第一セパレータ、および前記第二セパレータの最も外周側の一巻き分が位置する部分である。
外周側第二負極１２０ｃは、シート状の第二負極集電体１２１ｃと、第二負極集電体１２１ｃの内側の表面に形成された第二負極合剤層１２２ｃとを有する。
第二負極集電体１２１ｃは、第一負極集電体１２１ａと略同様に構成されているが、電極体１００の最外周における一巻き分の長さを有する点で第一負極集電体１２１ａと異なる。
第二負極合剤層１２２ｃは、第一負極合剤層１２２ａと略同様に構成されているが、第二負極集電体１２１ｃの内側の表面にのみ形成されている点で第一負極合剤層１２２ａと異なる。つまり、第二負極合剤層１２２ｃは、第二負極集電体１２１ｃの両面のうちの、正極１１０に対向している表面にのみ形成されており、正極１１０における外側の正極合剤層１１２と対向している。
【００２６】
以上のように、電極体１００は、その最内周および最外周に、それぞれ正極合剤層１１２に対向していない負極合剤層が存在しないように構成されている。
詳細には、負極１２０の最内周部である内周側第二負極１２０ｂにおいては、第二負極合剤層１２２ｂが第二負極集電体１２１ｂの外側の表面にのみ形成され、負極１２０の最外周部である外周側第二負極１２０ｃにおいては、第二負極合剤層１２２ｃが第二負極集電体１２１ｃの内側の表面にのみ形成されている。
これにより、電池１の充電の際に、正極合剤層１１２から脱離したリチウムイオンを、当該正極合剤層１１２に対向する負極合剤層へのみ挿入させることができる。
したがって、電池１の初期特性および耐久特性が悪化することを抑制できる。
さらに、正極合剤層の活物質成分が溶出することによる内部短絡の発生を抑制できる。
また、電池１の自己放電検査を行う際、電圧の調整を行った後に、電圧が安定するまでの時間を短縮でき、ひいては自己放電検査に要する時間を短縮できる。
【００２７】
このように、電極体１００においては、第二負極集電体１２１ｂの外側の表面にのみ第二負極合剤層１２２ｂを形成すると共に、第二負極集電体１２１ｃの内側の表面にのみ第二負極合剤層１２２ｃを形成している。
しかしながら、電池１において、電極体１００の代わりに、電極体１００Ａを設けることも可能である。
【００２８】
以下では、図４〜図６を参照して、電極体１００Ａについて説明する。
なお、電極体１００Ａにおいて、電極体１００と共通する部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００２９】
図４に示すように、電極体１００Ａは、内周側第二負極１２０ｂの代わりに、内周側第二負極１２０ｂＡが設けられている点で、電極体１００と異なる。
内周側第二負極１２０ｂＡは、シート状の第二負極集電体１２１ｂと、第二負極集電体１２１ｂの外側の表面に形成された第二負極合剤層１２２ｂと、第二負極集電体１２１ｂの内側の表面に形成された第二負極合剤層１２３ｂとを有する。
【００３０】
図５（ａ）に示すように、第二負極合剤層１２３ｂは、第二負極合剤層１２２ｂと略同様に構成されているが、厚みが第二負極合剤層１２２ｂと異なる。
第二負極合剤層１２３ｂおよび第二負極合剤層１２２ｂの厚み（図５（ａ）における上下寸法）は、それぞれＴ１およびＴ２である。ここで、Ｔ１＜Ｔ２である。
また、図５（ｂ）に示すように、第一負極合剤層１２２ａの厚みは、Ｔ２である。
つまり、第二負極合剤層１２３ｂの厚みは、第二負極合剤層１２２ｂの厚み、および第一負極合剤層１２２ａの厚みよりも小さい。
【００３１】
さらに、図６に示すように、電極体１００Ａは、外周側第二負極１２０ｃの代わりに、外周側第二負極１２０ｃＡが設けられている点で、電極体１００と異なる。
外周側第二負極１２０ｃＡは、シート状の第二負極集電体１２１ｃと、第二負極集電体１２１ｃの内側の表面に形成された第二負極合剤層１２２ｃと、第二負極集電体１２１ｃの外側の表面に形成された第二負極合剤層１２３ｃとを有する。
【００３２】
第二負極合剤層１２３ｃは、第二負極合剤層１２２ｃと略同様に構成されているが、厚みが第二負極合剤層１２２ｃと異なる。
第二負極合剤層１２３ｃおよび第二負極合剤層１２２ｃの厚みは、それぞれＴ１およびＴ２である（不図示）。
つまり、第二負極合剤層１２３ｃの厚みは、第二負極合剤層１２２ｃの厚み、および第一負極合剤層１２２ａの厚みよりも小さい。
【００３３】
以上のように、内周側第二負極１２０ｂＡにおいては、正極合剤層１１２に対向していない負極合剤層である第二負極合剤層１２３ｂの厚みは、正極合剤層１１２に対向している負極合剤層である第二負極合剤層１２２ｂの厚み、および第一負極合剤層１２２ａの厚みよりも小さい。さらに、外周側第二負極１２０ｃＡにおいては、正極合剤層１１２に対向していない負極合剤層である第二負極合剤層１２３ｃの厚みは、正極合剤層１１２に対向している負極合剤層である第二負極合剤層１２２ｃの厚み、および第一負極合剤層１２２ａの厚みよりも小さい。
【００３４】
これにより、電池１の充電の際に、厚みの比較的小さい第二負極合剤層１２３ｂおよび第二負極合剤層１２３ｃに、正極合剤層１１２から脱離したリチウムイオンが挿入されることを抑制できる。
つまり、電極体１００の最内周および最外周において、正極合剤層１１２に対向していない負極合剤層の厚みを小さくすることにより、当該負極合剤層へのリチウムイオンの挿入を抑制することができるのである。
【００３５】
本発明においては、電極体の最内周および最外周において、少なくとも、正極合剤層に対向していない負極合剤層の厚みが、正極合剤層に対向する負極合剤層の厚みよりも小さければよい。
本発明においては、正極合剤層に対向していない負極合剤層の厚みが、正極合剤層に対向する負極合剤層の厚みよりも小さいことは、正極合剤層に対向していない負極合剤層の厚みがゼロ、すなわち、正極合剤層に対向していない負極合剤層が形成されていないことを含む。
【００３６】
なお、本実施形態においては、内周側第二負極１２０ｂおよび外周側第二負極１２０ｃの双方を電極体１００に設けているが、それらのいずれか一方のみを設けることも可能である。
つまり、本発明においては、電極体の最内周および最外周の少なくとも一方に、第二負極が設けられていればよい。
かかる場合、電極体の最内周および最外周において、第二負極が設けられない部分は、第一負極として構成されるものとする。
【００３７】
以下では、図７および図８を参照して、本発明に係る非水電解質二次電池の製造方法の一実施形態である、電池１の製造工程について説明する。
【００３８】
電池１の製造工程は、電極体１００を作製するための電極体作製工程Ｓ１００を含む。
電極体作製工程Ｓ１００においては、巻回装置２００を用いて電極体１００を作製する。
【００３９】
図７に示すように、巻回装置２００は、巻出軸２１０・２２０・２３０・２４０と、挿入装置２５０と、巻取軸２６０とを具備する。
【００４０】
巻出軸２１０・２２０・２３０・２４０は、それぞれ軸心回りに回転駆動される軸である。巻出軸２１０・２２０・２３０・２４０には、それぞれ正極ロール１１０Ｒ、第一負極ロール１２０Ｒ、第一セパレータロール１３０Ｒ、および第二セパレータロール１４０Ｒが取り付けられている。
【００４１】
正極ロール１１０Ｒは、正極１１０として機能するウェブが巻回されて成るロール状の部材であり、巻出軸２１０に取り付けられている。巻出軸２１０が回転駆動されることにより、正極ロール１１０Ｒからウェブが繰り出され、巻取軸２６０に向けて搬送される。
【００４２】
第一負極ロール１２０Ｒは、第一負極１２０ａとして機能するウェブが巻回されて成るロール状の部材であり、巻出軸２２０に取り付けられている。巻出軸２２０が回転駆動されることにより、第一負極ロール１２０Ｒからウェブが繰り出され、巻取軸２６０に向けて搬送される。
【００４３】
第一セパレータロール１３０Ｒは、前記第一セパレータとして機能するウェブが巻回されて成るロール状の部材であり、巻出軸２３０に取り付けられている。巻出軸２３０が回転駆動されることにより、第一セパレータロール１３０Ｒからウェブが繰り出され、巻取軸２６０に向けて搬送される。
【００４４】
第二セパレータロール１４０Ｒは、前記第二セパレータとして機能するウェブが巻回されて成るロール状の部材であり、巻出軸２４０に取り付けられている。巻出軸２４０が回転駆動されることにより、第二セパレータロール１４０Ｒからウェブが繰り出され、巻取軸２６０に向けて搬送される。
【００４５】
各ロールから繰り出されたウェブの搬送経路には、ウェブを搬送するための複数のローラ、ウェブを所定の長さに切り取るための切断装置、およびウェブの蛇行を防ぐための蛇行防止装置等が設けられている（不図示）。
正極ロール１１０Ｒ、第一負極ロール１２０Ｒ、第一セパレータロール１３０Ｒ、および第二セパレータロール１４０Ｒから繰り出されたウェブは、それぞれ正極１１０、第一負極１２０ａ、前記第一セパレータ、および前記第二セパレータとなるように、前記切断装置によって所定の長さに切り取られる。
【００４６】
挿入装置２５０は、複数の内周側第二負極１２０ｂ・１２０ｂ・・・および複数の外周側第二負極１２０ｃ・１２０ｃ・・・を保持し、所定のタイミングで内周側第二負極１２０ｂおよび外周側第二負極１２０ｃを巻取軸２６０に向けて搬送する。詳細には、挿入装置２５０は、第一負極１２０ａの搬送方向における前端部および後端部に、それぞれ内周側第二負極１２０ｂおよび外周側第二負極１２０ｃが接続されるように、内周側第二負極１２０ｂおよび外周側第二負極１２０ｃを巻取軸２６０に向けて搬送する。
内周側第二負極１２０ｂおよび外周側第二負極１２０ｃが第一負極１２０ａに接続されることで、それらが負極１２０として機能する。
【００４７】
内周側第二負極１２０ｂおよび外周側第二負極１２０ｃを第一負極１２０ａに接続する際、内周側第二負極１２０ｂおよび外周側第二負極１２０ｃが第一負極１２０ａに電気的に接続されれば、その接続態様は限定しない。
図８（ａ）に示すように、第一負極集電体１２１ａおよび内周側第二負極１２０ｂの巻回方向（長手方向）における端面同士、ならびに外側（図８（ａ）における下側）の第一負極合剤層１２２ａおよび第二負極合剤層１２２ｂの巻回方向（長手方向）における端面同士を完全に接触させるだけでなく、図８（ｂ）に示すように、第一負極１２０ａと内周側第二負極１２０ｂとを積層させることも可能である。ただし、第一負極１２０ａと内周側第二負極１２０ｂとを積層させる場合、それらの接触面積をできる限り小さくすることが好ましい。
なお、第一負極１２０ａと外周側第二負極１２０ｃとの接続態様は、第一負極１２０ａと内周側第二負極１２０ｂとの接続態様と略同様であるため、その説明は省略する。
【００４８】
図７に示すように、巻取軸２６０は、軸心回りに回転駆動される軸である。巻取軸２６０は、正極ロール１１０Ｒから切り出された正極１１０、第一負極ロール１２０Ｒから切り出されて内周側第二負極１２０ｂおよび外周側第二負極１２０ｃと接続された第一負極１２０ａ、第一セパレータロール１３０Ｒから切り出された前記第一セパレータ、および第二セパレータロール１４０Ｒから切り出された前記第二セパレータを、所定の順序で積層された状態で巻き取る。
【００４９】
以上のように構成された巻回装置２００を用いて、巻取軸２６０の周りに正極１１０等のシート状の部材をロール状に巻回した後は、プレス機によって偏平状に形成することによって電極体１００を作製する。
【００５０】
前述のように、電極体１００は、その最内周および最外周において、正極合剤層１１２に対向していない負極合剤層が存在しないように構成されている。
このような電極体１００を作製する方法としては、第一負極１２０ａに内周側第二負極１２０ｂおよび外周側第二負極１２０ｃを接続させる上記の方法以外にも、第一負極と第二負極とが一体的に形成された負極を作製する場合に、適宜の方法で実現可能である。例えば、正極合剤層に対向していない負極合剤層を剥離する方法、および正極合剤層に対向していない負極合剤層が形成されないように、負極合剤の間欠塗工を行う方法が挙げられる。
しかしながら、負極合剤層を剥離する方法では、負極に異物が混入するおそれがある。
また、負極合剤の間欠塗工を行う方法では、正極合剤層に対向していない負極合剤層が存在しないように、正極と負極との位置を正確に合わせた状態で巻回することが困難である。これは、民生用以外の電池、つまり、巻回数が多い大型の電池で顕著である。
そのため、電極体１００を作製する際には、第一負極１２０ａに内周側第二負極１２０ｂおよび外周側第二負極１２０ｃを接続させることが好ましい。
【００５１】
なお、本実施形態においては、巻回装置２００に挿入装置２５０を設け、挿入装置２５０によって電極体１００の最内周および最外周に、それぞれ内周側第二負極１２０ｂおよび外周側第二負極１２０ｃを挿入したが、本構成に限定するものではない。
例えば、内周側第二負極１２０ｂおよび外周側第二負極１２０ｃとして機能するウェブが巻回されて成るロール状の部材が取り付けられた巻出軸と、当該ウェブを内周側第二負極１２０ｂまたは外周側第二負極１２０ｃとして、電極体１００における一巻き分の長さに切り取る切断装置とを設け、所定のタイミングで内周側第二負極１２０ｂまたは外周側第二負極１２０ｃを巻取軸２６０に向けて搬送するように構成することも可能である。
【００５２】
電極体作製工程Ｓ１００の後は、電極体１００をケース１０に収納する工程、電極体１００が収納されたケース１０の内部に前記電解液を注液する工程、初期充電を行う工程、および自己放電検査を行う工程等を経て、電池１が製造される。
【００５３】
以下では、実施例および比較例に基づいて、本発明に係る非水電解質二次電池の特性について説明する。
【００５４】
［実施例］
電池１と同様に構成された２５Ａｈ級の非水電解質二次電池を複数個製造した。つまり、電極体の最内周および最外周に、それぞれ正極合剤層に対向していない負極合剤層が存在しない非水電解質二次電池を複数個製造した。
【００５５】
［比較例］
従来の２５Ａｈ級の非水電解質二次電池を複数個製造した。つまり、電極体の最内周および最外周に、それぞれ正極合剤層に対向していない負極合剤層が存在する非水電解質二次電池を複数個製造した。
【００５６】
第一に、実施例に係る非水電解質二次電池２５個分、それぞれの充放電の２サイクル目における充放電効率を測定し、それらの平均値を算出すると共に、比較例に係る非水電解質二次電池２４個分、それぞれの充放電の２サイクル目における充放電効率を測定し、それらの平均値を算出した。
【００５７】
第二に、実施例に係る非水電解質二次電池５個分、それぞれの容量維持率を測定し、それらの平均値を算出すると共に、比較例に係る非水電解質二次電池５個分、それぞれの容量維持率を測定し、それらの平均値を算出した。
【００５８】
第三に、実施例に係る非水電解質二次電池２０個中の自己放電不良率を算出すると共に、比較例に係る非水電解質二次電池１９個中の自己放電不良率を算出した。
前記自己放電不良率は、自己放電検査において、電圧の下げ幅が閾値以上となった電池の割合である。
【００５９】
第四に、実施例に係る非水電解質二次電池２０個分、それぞれの電圧安定化日数を測定すると共に、比較例に係る非水電解質二次電池１９個分、それぞれの電圧安定化日数を測定した。
前記電圧安定化日数は、非水電解質二次電池の自己放電検査時における、電圧調整後に電圧が安定するまでの日数である。
【００６０】
これらの結果を下記の表１に示した。
【００６１】
【表１】
2015088272.tif 000003
【００６２】
表１に示すように、充放電効率は、比較例に係る非水電解質二次電池が９９．２％なのに対し、実施例に係る非水電解質二次電池が９９．９％であった。
このことから、本発明に係る非水電解質二次電池は、従来の非水電解質二次電池よりも不可逆容量が小さく、優れた初期特性を有することが明らかとなった。
【００６３】
また、容量維持率は、比較例に係る非水電解質二次電池が７９％なのに対し、実施例に係る非水電解質二次電池が８４％であった。
このことから、本発明に係る非水電解質二次電池は、従来の非水電解質二次電池よりも優れた耐久特性を有することが明らかとなった。
【００６４】
また、自己放電不良率は、比較例に係る非水電解質二次電池が５％なのに対し、実施例に係る非水電解質二次電池が０％であった。
このことから、本発明によれば自己放電検査時の不良を抑制できることが明らかとなった。
【００６５】
また、電圧安定化日数は、比較例に係る非水電解質二次電池が２〜５日なのに対し、実施例に係る非水電解質二次電池が０．５〜１日であった。
このことから、本発明によれば自己放電検査に要する時間を低減できることが明らかとなった。
【符号の説明】
【００６６】
１        電池（非水電解質二次電池）
１０      ケース
１００    電極体
１１０    正極
１１１    正極集電体
１１２    正極合剤層
１２０    負極
１２０ａ  第一負極
１２１ａ  第一負極集電体
１２２ａ  第一負極合剤層
１２０ｂ  内周側第二負極（第二負極）
１２１ｂ  第二負極集電体
１２２ｂ  第二負極合剤層
１２０ｃ  外周側第二負極（第二負極）
１２１ｃ  第二負極集電体
１２２ｃ  第二負極合剤層
２００    巻回装置
２５０    挿入装置
【図１】
2015088272.tif 000004
【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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【図８】
2015088272.tif 000011
【図９】
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【図１０】
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