(57)【要約】【課題】電極間の短絡を十分に防ぎながらエネルギー密度を向上できる二次電池を提供すること。【解決手段】実施形態によると、二次電池1が提供される。この二次電池1は、電極1と、有機繊維の層2とを具備している。電極1は、集電体11と、活物質含有層12と、タブ13とを備えている。集電体11は縁部11aを有している。活物質含有層12は、集電体11の少なくとも片面に担持されている。タブ13は、集電体11の縁部11aから延びている。タブ13は第１の表面13a及び第２の表面13bを有している。活物質含有層12は、集電体11の縁部11aに担持された端部12aを含む。活物質含有層12は、端部12aにおいて最大厚みTを有する。有機繊維の層2は、有機繊維を含み、活物質含有層12の端部12aとタブ13の第１の表面13aのうち集電体11の縁部11aに隣接した部分13a-1とに結合している。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縁部を有する集電体、前記集電体の少なくとも片面に担持された活物質含有層、及び前記集電体の前記縁部から延び且つ第１の表面及び第２の表面を有したタブを備え、前記活物質含有層は、前記集電体の前記縁部に担持された端部を含み、前記活物質含有層は、前記端部において最大厚みを有する電極と、
有機繊維を含み、前記活物質含有層の前記端部と前記タブの前記第１の表面のうち前記集電体の前記縁部に隣接した部分とに結合した有機繊維の層と、
を具備することを特徴とする二次電池。
【請求項２】
前記有機繊維の層は、前記活物質含有層の前記端部の表面及び端面に結合していることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記タブは、アルミニウム、アルミニウム合金及び銅よりなる群から選択される少なくとも１種の導電材料から形成された請求項１又は２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記有機繊維の層の前記電極に対する剥離強度が４Ｎ以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の二次電池。
【請求項５】
前記集電体は複数の縁部を有し、前記複数の縁部の１つから前記タブが延びており、
前記集電体は、両面に前記活物質含有層を担持しており、
前記電極は、前記タブが延びている前記縁部とは異なる、前記集電体の１つの縁部を含む端面を含み、
前記有機繊維の層は、前記電極の前記端面と、前記活物質含有層のうち前記電極の前記端面に隣接する部分とに更に結合していることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の二次電池。
【請求項６】
前記有機繊維の層は、前記集電体の一方の面に担持された前記活物質含有層の全ての表面に結合し、更に、前記電極の前記端面を回り込んで、前記集電体の他方の面に担持された前記活物質含有層のうち前記端面に隣接する部分の表面に結合していることを特徴とする請求項５に記載の二次電池。
【請求項７】
前記活物質含有層はチタン酸リチウムを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項８】
前記チタン酸リチウムは一次粒子の平均粒径が０．００１〜１μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項７に記載の二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウム二次電池等の二次電池においては、正極と負極との接触を回避するために多孔質のセパレーターが用いられている。通常、セパレーターは、正極及び負極とは別個の自立膜として準備される。例えば、セパレーターを正極と負極とで挟持して単位構造（電極セル）とし、これを捲回あるいは積層して電池群が構成される。
【０００３】
一般的なセパレーターとしては、ポリオレフィン系樹脂フィルム製微多孔膜が挙げられる。こうしたセパレーターは、例えば、ポリオレフィン系樹脂組成物を含む溶融物をシート状に押出成形し、ポリオレフィン系樹脂以外の物質を抽出除去した後、そのシートを延伸することによって製造される。
【０００４】
樹脂フィルム製のセパレーターは、電池の作製時に破断しないよう機械的強度を有する必要があるため、ある程度以上薄くすることが難しい。したがって、特に電極セルが多数積層又は捲回されたタイプの電池においては、セパレーターの厚みによって、電池の単位容積あたりに収納可能な単位電極セルの量が制限されてしまう。これは、電池容量の低下につながる。また、樹脂フィルム製のセパレーターは耐久性が乏しく、二次電池に用いると、充電と放電とを繰り返す内にセパレーターが劣化して電池のサイクル性が低下するという不利が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１８２９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、電極間の短絡を防ぎながらエネルギー密度を向上できる二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によると、二次電池が提供される。この二次電池は、電極と、有機繊維の層とを具備している。電極は、集電体と、活物質含有層と、タブとを備えている。集電体は縁部を有している。活物質含有層は、集電体の少なくとも片面に担持されている。タブは、集電体の縁部から延びている。タブは、第１の表面及び第２の表面を有している。活物質含有層は、集電体の縁部に担持された端部を含む。活物質含有層は、端部において最大厚みを有する。有機繊維の層は、有機繊維を含み、活物質含有層の端部とタブの第１の表面のうち集電体の縁部に隣接した部分とに結合している。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係る二次電池が具備する電極と有機繊維の層との位置関係の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、有機繊維の層を形成する一例の方法を示す概略図である。
【図３】図３は、実施形態に係る第１の例の二次電池の概略的な一部切欠き斜視図である。
【図４】図４は、実施形態に係る第２の例の二次電池の概略的な分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
［実施形態］
実施形態によると、二次電池が提供される。この二次電池は、電極と、有機繊維の層とを具備している。電極は、集電体と、活物質含有層と、タブとを備えている。集電体は縁部を有している。活物質含有層は、集電体の少なくとも片面に担持されている。タブは、集電体の縁部から延びている。タブは、第１の表面及び第２の表面を有している。活物質含有層は、集電体の縁部に担持された端部を含む。活物質含有層は、端部において最大厚みを有する。有機繊維の層は、有機繊維を含み、活物質含有層の端部とタブの第１の表面のうち集電体の縁部に隣接した部分とに結合している。
【００１１】
有機繊維の層は、電極の活物質含有層と反対極の活物質含有層との間のセパレーターとしての役割を果たすことができる。
【００１２】
有機繊維の層においては、含まれる有機繊維を疎の状態とすれば気孔率が高められるので、例えば気孔率が９０％程度の層を得るのも困難ではない。例えば実施形態に係る二次電池が充放電にリチウムイオンが関与する非水電解質二次電池である場合、気孔率を高くすることにより、リチウムイオンの優れた透過性及び良好な非水電解質含浸性を達成することができる。一方、気孔率の大きな層を粒子で形成するのは、極めて困難である。
【００１３】
また、有機繊維の層は、凹凸、割れやすさ、含電解液性、密着性、曲げ特性、気孔率、イオン透過性の点で、無機繊維の層よりも有利である。
【００１４】
このように、有機繊維の層は、粒子で形成されたセパレーター及び無機繊維で形成されたセパレーターよりも優れたセパレーター機能を果たすことができる。
【００１５】
また、有機繊維の層は、活物質含有層の端部とタブの第１の表面のうち集電体の縁部に隣接した部分とに結合しているので、自立膜ではない。有機繊維の層は、１２μｍ未満の厚さを有することができる。厚さの小さな有機繊維の層は、二次電池のエネルギー密度を高めることができる。一方、自立膜でセパレーターを構成するには、１２μｍ以上の厚さが必要とされる。つまり、有機繊維の層は、エネルギー密度の点で、自立膜のセパレーターよりも優れたセパレーター機能を果たすことができる。
【００１６】
この有機繊維の層は、活物質含有層の最大厚みを有する端部のクッションとして働くことができる。そのおかげで、活物質含有層の端部は活物質含有層の最大厚みを有しているが、この部分を介しての電極間の短絡を防ぐことができる。
【００１７】
加えて、有機繊維の層は、タブの第１の表面のうち集電体の縁部に隣接した部分に結合しているので、このタブの第１の表面のこの部分を介した短絡を防ぐことができる。
【００１８】
さらに、有機繊維の層が結合しているタブの第１の表面は、低い表面粗さを有することができる。ここで、表面粗さには、算術平均粗さ（Ｒa）、最大山高さ（Ｒp）、最大高さ粗さ（Ｒz）のいずれかで測定した値を用いることができる。表面粗さが低いタブの第１の表面は、第１の表面に結合する有機繊維の層との接触面積を大きくすることができ、有機繊維層との密着性を向上させることができる。この密着性を向上させ且つ有機繊維層の形成方法を調整することにより、有機繊維の層は、電極に対する高い剥離強度を示すことができる。剥離強度が高い有機繊維の層は、先に説明した短絡防止効果を長期間に亘って安定的に発揮することができる。
【００１９】
そして、実施形態に係る二次電池では、有機繊維の層は、有機繊維を含んでいるおかげで、低い密度を有することができる。これらのおかげで、実施形態に係る二次電池はエネルギー密度を向上させることができる。
【００２０】
このように、実施形態によると、電極間の短絡を十分に防ぎながらエネルギー密度を向上できる二次電池を提供することができる。
【００２１】
有機繊維の層は、活物質含有層の端部の表面及び端面に結合していることが好ましい。このような有機繊維の層は、電極に対するより高い剥離強度を示すことができる。
【００２２】
タブは、アルミニウム、アルミニウム合金及び銅よりなる群より選択される少なくとも１種の導電材料から形成されていることがより好ましい。このような導電材料は、より低い表面粗さを有することができる。例えば、表面粗さが低い導電材料から形成されたタブの表面に結合した有機繊維の層は、有機繊維の層の形成方法を調整することによって、電極に対して４Ｎ以上の剥離強度を示すことができる。電極に対する剥離強度は、６Ｎ以上であることがより好ましい。剥離強度は、例えば、レオテック株式会社製の型番がRT-2020D-D-CWの測定装置またはこれと同等の機能を有する装置を用いて測定することができる。
【００２３】
実施形態に係る二次電池において、集電体は、複数の縁部を有し、そのうちの１つからタブが延びていてもよい。また、集電体は、その両面に活物質含有層を担持することもできる。また、電極は、タブが延びている縁部とは異なる、集電体の１つの縁部を含む端面を含むことができる。そして、有機繊維の層は、電極の端面と、活物質含有層のうち電極の端面に隣接する部分とに更に結合していることが好ましい。このような有機繊維の層は、電極に対して更に高い剥離強度を示すことができる。また、このような有機繊維の層は、電極の端面及びそれに隣接する部分を介した電極間の短絡を防ぐことができる。
【００２４】
更に、このような二次電池において、有機繊維の層は、集電体の一方の面に担持された活物質含有層の全ての表面に結合し、更に、電極の端面を回り込んで、集電体の他方の面に担持された活物質含有層のうち電極の端面に隣接する部分の表面に結合していることが更に好ましい。このような有機繊維の層は、電極間の短絡を更に防ぐことができる。
【００２５】
次に、実施形態に係る二次電池を、より詳細に説明する。
【００２６】
実施形態に係る二次電池は、例えば、非水電解質二次電池であり得る。或いは、実施形態に係る二次電池は、水溶液を電解質とした二次電池でも良い。
【００２７】
実施形態に係る二次電池は、先に説明した電極以外の更なる電極を具備することもできる。
【００２８】
実施形態に係る二次電池は、典型的には、１つ以上の負極と、１つ以上の正極とを具備する。先に説明した電極は負極であることが好ましい。
【００２９】
負極は、負極集電体と、この負極集電体の少なくとも片面に担持された負極活物質含有層と、負極集電体から延びた負極集電タブとを備えることができる。負極集電体と負極集電タブとは、一体でもよいし、又は別体でもよい。
【００３０】
負極集電体としては、例えば、アルミニウム、銅などの金属箔を使用することができる。負極集電タブの材料としては、負極集電体と同様の材料を用いることができる。
【００３１】
負極活物質含有層は、負極活物質と、任意の負極導電剤と、任意の負極結着剤とを含むことができる。
【００３２】
先に説明した電極が負極である場合、負極活物質含有層がチタン酸リチウムを含んでいることが好ましい。
【００３３】
チタン酸リチウムは、負極活物質として働くことができる。チタン酸リチウムとしては、例えば、スピネル構造を有するＬｉ4+xＴｉ5Ｏ12（０≦ｘ≦３）や、ラムステライド構造を有するＬｉ2+yＴｉ3Ｏ7（０≦ｙ≦３）が挙げられる。
【００３４】
このようなチタン酸リチウムは、例えば、１．５５Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）以上の電位でリチウムイオンの吸蔵及び放出を行うことができるので、チタン酸リチウムを含む負極活物質含有層の表面には、充放電を繰り返しても、原理的にリチウムデンドライトは堆積しない。また、チタン酸リチウムは、充放電反応に伴う体積変化がほとんどない。これらのおかげで、負極の負極活物質含有層の表面に結合させる有機繊維の層を薄くすることができ且つ気孔率を高くすることができ、結果的に、より高いエネルギー密度を達成することができる。
【００３５】
また、チタン酸リチウムは、一次粒子の平均粒径が０．００１〜１μｍの範囲内にあることが好ましい。このようなチタン酸リチウムを含む負極活物質含有層は、表面に高い平坦性を示すことができ、有機繊維の層との高い密着性を示すことができる。そのおかげで、負極活物質含有層の表面からの有機繊維の層の剥離を防止することができる。
【００３６】
負極活物質含有層が含むことができる他の活物質としては、例えば、グラファイトをはじめとした炭素質物、スズ・シリコン系合金材料等を挙げることができる。
【００３７】
負極活物質の粒子形状は、粒状、繊維状のいずれであってもよい。繊維状の場合は、繊維径が０．１μｍ以下であることが好ましい。
【００３８】
負極導電剤としては、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛等を挙げることができる。負極活物質と負極導電剤を結着させるための結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴム、スチレンブタジエンゴム等が挙げることができる。
【００３９】
正極は、正極集電体と、この正極集電体の少なくとも片面に担持された正極活物質含有層と、正極集電体から延びた正極集電タブとを備えることができる。正極集電体と正極集電タブとは、一体でもよいし、又は別体でもよい。
【００４０】
正極集電体としては、例えば、アルミニウム、銅などの金属箔を使用することができる。正極集電タブの材料としては、正極集電体と同様のものを用いることができる。
【００４１】
正極活物質含有層は、正極活物質と、任意の正極導電剤と、任意の正極結着剤とを含むことができる。
【００４２】
正極活物質としては、例えば、一般的なリチウム遷移金属複合酸化物を用いることができる。例えば、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉ1-xＣｏxＯ2（０＜ｘ＜０．３）、ＬｉＭｎxＮｉyＣｏzＯ2（０＜ｘ＜０．５、０＜ｙ＜０．５、０≦ｚ＜０．５）、ＬｉＭｎ2-xＭxＯ4（ＭはＬｉ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｎｉ、０＜ｘ＜０．２）、ＬｉＭＰＯ4（ＭはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）などである。
【００４３】
正極導電剤としては、例えば、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛等の炭素質物を挙げることができる。結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、およびフッ素系ゴム等が挙げられる。
【００４４】
有機繊維の層が含む有機繊維は、例えば、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリエーテル、ポリイミド、ポリケトン、ポリスルホン、セルロース、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）からなる群より選択される少なくとも１種を含むことができる。ポリオレフィンとしては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）及びポリエチレン（ＰＥ）などが挙げられる。有機繊維の層は、ポリイミドを含む有機繊維を含むことが好ましい。ポリイミドは、２５０〜４００℃においても不溶及び不融であって分解もしないため、ポリイミドを用いると、耐熱性に優れた有機繊維の層を得ることができる。
【００４５】
有機繊維は、長さが１ｍｍ以上であり、太さが１μｍ以下であることが好ましい。こうした有機繊維を含む有機繊維の層は、十分な強度、気孔率、透気度、孔径、耐電解液性、耐酸化還元性等を有することができるので、良好なセパレーターとして機能することができる。有機繊維の太さは、電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）等によって測定することができる。また、有機繊維の長さは、ＳＥＭ観察での測長に基づいて得られる。
【００４６】
実施形態に係る二次電池が充放電にリチウムイオンが関与する非水電解質二次電池である場合、イオン透過性および含電解液性の確保が必要であることから、有機繊維の層を形成している繊維全体の体積の３０％以上は、太さが１μｍ以下の有機繊維であることが好ましい。太さのより好ましい範囲は、３５０ｎｍ以下であり、さらに好ましい範囲は５０ｎｍ以下である。また、太さが１μｍ以下、より好ましくは３５０ｎｍ以下、さらに好ましくは５０ｎｍ以下である有機繊維の体積は、有機繊維の層を形成している繊維全体の体積の８０％以上を占めることがより好ましい。また、太さが４０ｎｍ以下である有機繊維が、有機繊維の層を形成している繊維全体の体積の４０％以上を占めることがより好ましい。有機繊維の径が小さいと、リチウムイオンの移動を妨害する影響を小さくすることができる。こうした状態は、有機繊維の層のＳＥＭ観察によって確認することができる。
【００４７】
有機繊維の層は空孔を有し、空孔の平均孔径５ｎｍ〜１０μｍであることが好ましい。また、気孔率は１０〜９０％であることが好ましい。実施形態に係る二次電池が充放電にリチウムイオンが関与する電池である場合、こうした空孔を備えている有機繊維の層は、リチウムイオンの移動を妨害する影響を小さくすることができるので、リチウムイオンの優れた透過性を示すことができると共に、電解質の良好な含浸性を示すことができる。気孔率は、８０％以上であることがより好ましい。有機繊維の層における空孔の平均孔径及び気孔率は、例えば、水銀圧入法、体積と密度とからの算出、ＳＥＭ観察、ガス脱吸着法によって確認することができる。
【００４８】
タブの第１の表面のうち有機繊維の層が結合した部分の長さは、１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。タブの第１の表面のうち有機繊維の層が結合した部分の長さが１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲内にあると、電極からの有機繊維の層の剥離を十分抑制することができると共に、タブを他の部材に接続の際、例えば溶接する際に、有機繊維の層の干渉を無視することができる。なお、ここでの長さとは、タブが延びた方向における長さである。
【００４９】
そして、有機繊維の層が、集電体の一方の面に担持された活物質含有層の表面に結合し、更に、電極の端面を回り込んで、集電体の他方の面に担持された活物質含有層のうち電極の端面に隣接する部分の表面に結合している場合、集電体の他方の面に担持された活物質含有層のうち有機繊維の層が電極の端面を回り込んで結合した部分の長さは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。この場合、過度の材料使用を抑えながら、電極間の短絡を十分に抑えることができる。なお、ここでの長さとは、タブが延びた方向における長さである。
【００５０】
先に説明した電極は、反対極と共に、電極群を形成することができる。実施形態に係る二次電池が具備できる電極群の構造は、特に限定されない。例えば、電極群はスタック構造を有することができる。スタック構造は、正極活物質含有層と負極活物質含有層とが離間して対向するように、正極及び負極を積層した構造を有する。或いは、電極群は捲回構造を有することができる。捲回構造は、上記のように積層して得られた積層体を渦巻状に捲回した構造である。スタック構造の電極群を具備する実施形態に係る二次電池の例、及び、捲回構造の電極群を具備する実施形態に係る二次電池の例については、後述する。
【００５１】
実施形態に係る二次電池は、有機繊維の層が無機成分を含むことができる。このような無機成分は、負極及び正極を備えた電極群の強度を高めることができる。高い強度を付与することで、電極群の耐熱収縮性を更に高めることができる。
【００５２】
無機成分としては、例えば酸化物、および窒化物等を用いることができる。酸化物としては、例えば、Ｌｉ2Ｏ、ＢｅＯ、Ｂ2Ｏ3、Ｎａ2Ｏ、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｐ2Ｏ5、ＣａＯ、Ｃｒ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、ゼオライト（Ｍ2/nＯ・Ａｌ2Ｏ3・ｘＳｉＯ2・ｙＨ2Ｏ（式中、ＭはＮａ、Ｋ、ＣａおよびＢａ等の金属原子、ｎは金属陽イオンＭn+の電荷に相当する数、ｘおよびｙは、ＳｉＯ2およびＨ2Ｏのモル数であり、２≦ｘ≦１０、２≦ｙ≦１６０である）などが挙げられる。例えば、無機成分としてとしてα−Ａｌ2Ｏ3を含む有機繊維の層は、優れた耐熱性を示すことができる。
【００５３】
窒化物としては、例えばＢＮ、ＡｌＮ、Ｓｉ3Ｎ4およびＢａ3Ｎ2等が挙げられる。
【００５４】
さらに、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ジルコン（ＺｒＳｉＯ4）、炭酸塩（例えば、ＭｇＣＯ3およびＣａＣＯ3等）、硫酸塩（例えば、ＣａＳＯ4およびＢａＳＯ4等）、およびこれらの複合体（例えば磁器の一種である、ステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ2）、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ2）および、コージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ2Ｏ3・５ＳｉＯ2））などを無機成分として用いることもできる。
【００５５】
無機成分の形状は、特に制限されず、球状、鱗片状、多角状または繊維状等、任意の形状とすることができる。
【００５６】
一般に、無機成分としては硬度の高いものを用いるのが好ましい。有機繊維の層に過度の圧力が加えられた場合には、層中の空孔は変形して潰れるおそれがある。無機成分が有機繊維の層に含まれている場合には、この無機成分によって空孔の変形等を避けることができる。電解質の含浸性やイオン伝導性が低下することがなく、電池の耐久性が劣化することは避けられる。
【００５７】
無機成分の粒径は、平均粒径が５ｎｍ〜１００μｍであることが好ましく、５ｎｍ〜１０μｍであることがより好ましく、５ｎｍ〜１μｍであることが更に好ましい。こうした範囲内の平均径を有する無機成分が、有機繊維の層の全体積に対して、４０％未満程度で含有されていれば、所望の効果を得ることができる。しかも、有機繊維の層の本来の効果は、何等損なわれることはない。
【００５８】
実施形態に係る二次電池は、電解質を更に含むことができる。電解質は、上記電極群に含浸され得る。
【００５９】
非水電解質電池の場合、電解質としては非水電解質が用いられる。非水電解質としては、電解質を有機溶媒に溶解することにより調製される液状非水電解質、液状電解質と高分子材料を複合化したゲル状非水電解質等が挙げられる。液状非水電解質は、例えば電解質を０．５ｍｏｌ／ｌ以上、２．５ｍｏｌ／ｌ以下の濃度で有機溶媒に溶解することによって、調製することができる。
【００６０】
電解質としては、例えば、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、トリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、ビストリフルオロメチルスルホニルイミトリチウム［ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2］等のリチウム塩、あるいはこれらの混合物を挙げることができる。高電位でも酸化し難いものであることが好ましく、ＬｉＰＦ6が最も好ましい。
【００６１】
有機溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ビニレンカーボネート等の環状カーボネートや、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）等の鎖状カーボネートや、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２メチルテトラヒドロフラン（２ＭｅＴＨＦ）、ジオキソラン（ＤＯＸ）等の環状エーテルや、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、ジエトエタン（ＤＥＥ）等の鎖状エーテルや、γ-ブチロラクトン（ＧＢＬ）、アセトニトリル（ＡＮ）、およびスルホラン（ＳＬ）等が挙げられる。こうした有機溶媒は、単独でも２種以上の混合物として用いてもよい。
【００６２】
高分子材料としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）等を挙げることができる。
【００６３】
なお、非水電解質として、リチウムイオンを含有した常温溶融塩（イオン性融体）、高分子固体電解質、無機固体電解質等を用いてもよい。
【００６４】
実施形態に係る二次電池は、上記電極群及び電解質を収容する電池容器を更に具備することができる。
【００６５】
電池容器としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、ステンレスなどから形成された金属缶を使用することができる。電池容器の板厚は０．５ｍｍ以下が好ましく、さらに好ましい範囲は０．２ｍｍ以下である。
【００６６】
或いは、電池容器としては、金属缶の代わりに、ラミネートフィルムから形成された容器を使用することも可能である。ラミネートフィルムには、金属箔とこれを被覆する樹脂フィルムとで構成された多層フィルムを使用することが好ましい。樹脂としてポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの高分子を用いることができる。ラミネートフィルムの厚さは０．２ｍｍ以下にすることが望ましい。
【００６７】
なお、電池容器の形状は、角型、円筒型、薄型、コイン型など、用途に応じて様々なものを採用することができる。
【００６８】
また、実施形態に係る二次電池は、上記電極群に電気的に接続されたリードを更に具備することができる。例えば、実施形態に係る二次電池は、２つのリードを具備することもできる。一方のリードは、負極集電タブに電気的に接続することができる。他方のリードは、正極集電タブに電気的に接続することができる。
【００６９】
リードの材料は、特に限定されないが、例えば、正極集電体及び負極集電体と同じ材料を用いることができる。
【００７０】
実施形態に係る二次電池は、上記リードに電気的に接続され、上記電池容器から引き出された端子を更に具備することもできる。例えば、実施形態に係る二次電池は、２つの端子を具備することができる。一方の端子は、負極集電タブに電気的に接続されたリードに接続することができる。他方の端子は、正極集電タブに電気的に接続されたリードに接続することができる。
【００７１】
端子の材料は、特に限定されないが、例えば、正極集電体及び負極集電体と同じ材料を用いることができる。
【００７２】
次に、図１を参照しながら、実施形態に係る二次電池が具備する電極と有機繊維の層との位置関係の例について、説明する。
【００７３】
図１は、実施形態に係る二次電池が具備する電極と有機繊維の層との位置関係の一例を示す概略断面図である。
【００７４】
図１に示す電極群アセンブリ２００は、電極対１００と、電極対１００の表面の一部に結合した有機繊維の層２及び２’とを具備している。
【００７５】
電極対１００は、図１の上方に示す第１の電極１１０と、図１の下方に示す第２の電極１２０とを具備している。
【００７６】
図１に示す第１の電極１１０は、負極である。負極１１０は、負極集電体１１１と、負極活物質含有層１１２と、負極集電タブ１１３とを備えている。
【００７７】
負極集電体１１１は縁部１１１ａを有し、負極集電タブ１１３はこの縁部１１１ａから延びている。負極集電タブ１１３は、第１の表面１１３ａ及び第２の表面１１３ｂを有している。負極集電体１１１と負極集電タブ１１３とは、一体となっている。
【００７８】
負極集電体１１１の両面には、負極活物質含有層１１２がそれぞれ担持されている。負極集電タブ１１３の第１の表面１１３ａ及び第２の表面１１３ｂは、負極活物質含有層１１２を担持していない。負極活物質含有層１１２は、負極集電体１１１の縁部１１１ａに担持された端部１１２ａにおいて、最大厚みＴを有しており、隆起を含んでいる。
【００７９】
図１に示す第２の電極１２０は、正極である。正極１２０は、図１に示すように、正極集電体１２１と、正極活物質含有層１２２と、正極集電タブ１２３とを備えている。
【００８０】
正極集電体１２１は縁部１２１ａを有し、正極集電タブ１２３はこの縁部１２１ａから延びている。正極集電タブ１２３は、第１の表面１２３ａ及び第２の表面１２３ｂを有している。正極集電体１２１と正極集電タブ１２３とは、一体となっている。
【００８１】
正極集電体１２１の両面には、正極活物質含有層１２２がそれぞれ担持されている。正極集電タブ１２３の第１の表面１２３ａ及び第２の表面１２３ｂは、正極活物質含有層１２２を担持していない。正極活物質含有層１２２は、正極集電体１２１の縁部１２１ａに担持された端部１２２ａにおいて、最大厚みＴを有しており、隆起を含んでいる。
【００８２】
図１に示す電極対１００は、負極１１０及び正極１２０が、１つの負極活物質含有層１１２と１つの正極活物質含有層１２２とが対向し且つ正極集電タブ１２３が負極集電タブ１１３とは反対方向に延びるように配置されて形成されている。
【００８３】
有機繊維の層２は、図１に示すように、正極１２０に対向していない方の一方の負極活物質含有層１１２の主面の全て、一方の負極活物質含有層１１２の端部１１２ａの端面１１２ｅ、図１の左側に示す負極１１０の端面１１０ｅ、正極１２０に対向している方の他方の負極活物質含有層１１２のうち、負極１１０の端面１１０ｅに隣接する部分１１２ｂ、及び負極集電タブ１１３の第１の表面の一部１１３ａ−１に結合している。
【００８４】
特に、有機繊維の層２は、一方の負極活物質含有層１１２の端部１１２ａの表面１１２ｓ及端面１１２ｅと、負極集電タブ１１３の第１の表面の一部１１３ａ−１とに結合している部分２ａを一部として含んでいる。
【００８５】
また、有機繊維の層２は、正極１２０に対向している他方の負極活物質含有層１１２のうち、負極１１０の端面１１０ｅに隣接する部分１１２ｂに結合している部分２ｂを一部として更に含んでいる。
【００８６】
有機繊維の層２’は、図１に示すように、負極１１０に対向している方の一方の正極活物質含有層１２２の主面の全て、一方の正極活物質含有層１２２の端部１２２ａの端面１２２ｅ、図１の右側に示す正極１２０の端面１２０ｅ、負極１１０に対向していない方の他方の正極活物質含有層１２２のうちに結合している。それにより、有機繊維の層２’は、一方の正極活物質含有層１２２のうち、正極１２０の端面１２０ｅに隣接する部分１２２ｂ、及び正極集電タブ１２３の第１の表面の一部１２３ａ−１に結合している。
【００８７】
特に、有機繊維の層２’は、一方の正極活物質含有層１２２の端部１２２ａの表面１２２ｓ及端面１２２ｅと、正極集電タブ１２３の第１の表面の一部１２３ａ−１とに結合している部分２ａ’を一部として含んでいる。
【００８８】
また、有機繊維の層２’は、負極１１０に対向していない他方の正極活物質含有層１２２のうち、正極１２０の端面１２０ｅに隣接する部分１２２ｂに結合している部分２ｂ’を一部として更に含んでいる。
【００８９】
図１に示す電極群アセンブリ２００では、負極活物質含有層１１２の端部１１２ａが隆起を含んでいるが、一方の負極活物質含有層１１２では、端部１１２ａの表面１１２ｓ上に有機繊維の層２が結合しており、この有機繊維の層２が一方の負極活物質含有層１１２の端部１１２ａの隆起のためのクッションとして働くことができる。また、他方の負極活物質含有層１１２の端部１１２ａの隆起については、図１に示すように、他方の負極活物質含有層１１２の端部１１２ａに対向している正極活物質含有層１２２のうち正極１２０の端面１２０ｅに隣接する部分の表面に有機繊維の層２’が結合しており、この有機繊維の層２’の一部が、負極活物質含有層１１２の端部１１２ａの隆起のためのクッションとして働くことができる。
【００９０】
同様に、図１に示す電極群アセンブリ２００では、正極活物質含有層１２２の端部１２２ａが隆起を含んでいるが、負極１１０に対向する一方の正極活物質含有層１２２の端部１２２ａの表面１２２ｓ上に有機繊維の層２’が結合しており、この有機繊維の層２’の一部２ａ’が正極活物質含有層１２２の端部１２２ａの隆起のためのクッションとして働くことができる。更に、正極１２０に対向している方の負極活物質含有層１１２の一部１１２ｂに有機繊維の層２の一部２ｂが結合しており、この有機繊維の層２の一部２ｂが、正極活物質含有層１２２の端部１２２ａの隆起のための更なるクッションとして働くことができる。
【００９１】
これらのおかげで、図１に示す電極群アセンブリ２００では、負極１１０と正極１２０との間の短絡を防ぐことができる。
【００９２】
また、有機繊維の層２は負極集電タブ１１３の第１の表面の一部１１３ａ−１に結合しており且つ正極１２０に対向している方の負極活物質含有層１１２の一部１１２ｂに結合しているので、有繊繊維の層２は負極１１０に対する高い剥離強度を示すことができる。同様に、有機繊維の層２’は正極集電タブ１２３の第１の表面の一部１２３ａ−１に結合しており且つ負極１１０に対向していない方の正極活物質含有層１２２の一部１２２ｂに結合しているので、有機繊維の層２’は正極１２０に対する高い剥離強度を示すことができる。
【００９３】
更に、図１に示す電極群アセンブリ２００では、有機繊維の層２が負極１１０の端面１１０ｅを介した短絡を防ぐことができ、有機繊維の層２’が正極１２０の端面１２０ｅを介した短絡を防ぐことができる。
【００９４】
次に、有機繊維の層の層を形成する一例の方法を説明する。
【００９５】
先に説明した有機繊維の層は、例えばエレクトロスピニング法により、先に説明した電極に結合した状態で容易に形成することができる
エレクトロスピニング法では、高圧発生器を用いて紡糸ノズルに電圧を印加しつつ、紡糸ノズルから所定の電極の表面にわたって原料溶液を吐出することによって、有機繊維の層を形成することができる。印加電圧は、溶媒・溶質種、溶媒の沸点・蒸気圧曲線、溶液濃度、温度、ノズル形状、サンプル−ノズル間距離等に応じて適宜決定され、例えばノズルとワーク間の電位差を０．１〜１００ｋＶとすることができる。原料溶液の供給速度もまた、溶液濃度、溶液粘度、温度、圧力、印可電圧、ノズル形状等に応じて適宜決定される。シリンジタイプの場合には、例えば、１ノズルあたり０．１〜５００μｌ／ｍｉｎ程度とすることができる。また、多ノズルやスリットの場合には、その開口面積に応じて供給速度を決定すればよい。
【００９６】
エレクトロスピニング法によると、以下の理由により、電極に対する高い剥離強度、具体的には４Ｎ以上の剥離強度を示すことができる有機繊維の層を形成することができる。
【００９７】
エレクトロスピニング法では、紡糸ノズルに印加された電圧により原料溶液が帯電すると共に、原料溶液からの溶媒の揮発により原料溶液の単位体積当たりの帯電量が増加する。溶媒の揮発とそれに伴う単位体積あたりの帯電量の増加が連続して生じることで、紡糸ノズルから吐出された原料溶液は長手方向に延び、ナノサイズの有機繊維として電極に堆積する。有機繊維と電極間には、ノズルと電極間の電位差によりクーロン力が生じる。よって、ナノサイズの有機繊維により電極との接触面積を増加させることができ、この有機繊維をクーロン力により電極上に堆積することができるため、有機繊維の層の電極に対する剥離強度を高めることが可能となる。加えて、先に説明したように、表面粗さの小さなタブに有機繊維の層を結合させることにより、より高い剥離強度を示すことができる有機繊維の層を形成することができる。剥離強度は、例えば、溶液濃度、サンプル−ノズル間距離等を調節することにより制御することが可能である。
【００９８】
エレクトロスピニング法では、例えば図２に示すように、有機繊維を堆積させる基材Ａのうち、有機繊維を堆積させたくない部分Ａ’にマスクＭを乗せた状態で、紡糸ノズルＢから先に説明したように原料溶液を吐出することにより、基材Ａの所望の場所にのみ有機繊維の層Ｃを形成することができる。
【００９９】
このようなエレクトロスピニング法によると、原理的には、連続した１本の繊維を形成することができるので、曲げによる破断、膜の割れへの耐性を有機繊維の層に与えることができる。有機繊維の層に含まれる有機繊維が１本であることは、有機繊維の層のほつれや一部欠損の確率が低く、自己放電の抑制の点で有利である。
【０１００】
また、エレクトロスピニング法によると、有機繊維の層が乾燥状態で電極表面に直接形成されるので、電極内部に溶媒が浸み込むことは実質的に避けられる。電極内部の溶媒残留量は、ｐｐｍレベル以下と極めて低いものとなる。電極内部の残留溶媒は、酸化還元反応を生じて電池のロスを引き起こし、電池性能の低下につながる。エレクトロスピニング法によれば、こうした不都合が生じるおそれは極力低減されることから、電池の性能を高めることができる。
【０１０１】
エレクトロスピニング法で用いる原料溶液は、有機材料を例えば５〜６０質量％程度の濃度で溶媒に溶解することによって調製できる。
【０１０２】
有機材料としては、有機繊維の層が含むことができる有機繊維の材料として先に挙げたものを用いることができる。特に、ポリイミド及びポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）は、一般的に繊維状とすることが困難な材料であるとされてきた。しかしながら、エレクトロスピニング法によると、これらの材料を含む繊維を層として形成することができることが分かった。
【０１０３】
有機材料を溶解する溶媒は特に限定されず、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ‘ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、水、アルコール類等、任意の溶媒を用いることができる。また、溶解性の低い有機材料に対しては、レーザー等でシート状の有機材料を溶融しながらエレクトロスピニングする。加えて、高沸点有機溶剤と低融点の溶剤とを混合することも許容される。
【０１０４】
或いは、有機繊維の層は、インクジェット法、ジェットディスペンサー法、又はスプレー塗布法により、電極に結合した状態で形成することができる。
【０１０５】
次に、図面を参照しながら、実施形態に係る二次電池の例を詳細に説明する。
【０１０６】
まず、図３を参照しながら、実施形態に係る二次電池の第１の例を説明する。
【０１０７】
図３は、実施形態に係る第１の例の二次電池の概略的な一部切欠き斜視図である。
【０１０８】
第１の例の二次電池１は、図３に示すように、電極群２００と、容器３００と、負極端子４００と、正極端子５００と、図示していない非水電解質とを具備している。すなわち、第１の例の二次電池１は、非水電解質電池である。
【０１０９】
電極群２００は、図３に示すように、３つの負極１１０と、３つの正極１２０とを備えている。３つの負極１１０と、３つの正極１２０とは、交互に積層されて、電極群２００を形成している。すなわち、図３に示す電極群２００は、スタック型の構造を有している。
【０１１０】
互いに対向する１つの負極１１０及び１つの正極１２０は、図１を参照しながら説明した電極群アセンブリ２００を構成している。図３に示す電極群２００は、図１に示すアセンブリ２００を３つ備えている。
【０１１１】
図示していないが、３つの負極１１０の負極集電タブ１１３は、１つにまとめられて、図３に示す負極端子４００に接続されている。同様に、３つの正極１２０の正極集電タブ１２３は、１つにまとめられて、図３に示す正極端子５００に接続されている。それにより、図１に示す負極１１０及び正極１２０で構成されたアセンブリ２００とこれと同様の構造を有する更なる２つのアセンブリは、互いに並列に接続されて、電極群２００を形成している。
【０１１２】
このような電極群２００は、容器３００の中に収容されている。図３に示すように、電極群２００に接続された負極端子４００及び正極端子５００は、その一部が容器３００の外側に引き出されている。
【０１１３】
容器３００は、図示していない非水電解質を更に収容している。非水電解質は、容器３００内で、電極群２００に含浸されている。
【０１１４】
図３に示す第１の例の二次電池１は、図１を参照しながら説明したのと同じ理由により、電極間の短絡を防ぐことができる。
【０１１５】
そして、有機繊維の層２及び２’は高い気孔率を示すことができるので、第１の例の二次電池１は高いエネルギー密度を示すことができる。
【０１１６】
つまり、第１の例の二次電池１は、電極間の短絡を十分に防ぎながらエネルギー密度を向上できる。
【０１１７】
次に、第２の例の二次電池について、図４を参照しながら説明する。
【０１１８】
図４は、実施形態に係る第２の例の二次電池の概略的な分解斜視図である。
【０１１９】
第２の例の二次電池１は、図４に示すように、電極群２００と、容器３００と、負極端子４００と、正極端子５００と、図示していない非水電解質とを具備している。すなわち、第２の例の二次電池１は、非水電解質電池である。
【０１２０】
電極群２００は、図４に示すように、１つの負極１１０と１つの正極１２０とを備えている。負極１１０及び正極１２０は、図１を参照しながら説明した電極群アセンブリ２００を構成している。
【０１２１】
図４に示すように、１つの負極１１０及び１つの正極１２０とは、積層した状態で、正極１２０が最外周となるように捲回されている。すなわち、図４に示す電極群２００は、捲回型の構造を有している。捲回型の電極群２００では、図４に示すように、負極集電タブ１１３と正極集電タブ１２３とが互いに反対の向きに延出している。
【０１２２】
図４に示すように、負極集電タブ１１３は、２枚の負極集電板４１０に挟まれている。同様に、正極集電タブ１２３は、２枚の正極集電板５１０に挟まれている。
【０１２３】
図４に示すように、電極群２００は、開口部３１０を有する容器３００内に収納されている。図４では分解図を示しているが、開口部３１０は、封口板３２０により封止されている。封口板３２０は、負極端子４００及び正極端子５００を備えている。負極端子４００は負極集電板４１０に電気的に接続されている。同様に、正極端子５００は正極集電板５００に電気的に接続されている。
【０１２４】
第２の例の二次電池１は、図１を参照しながら説明したのと同じ理由により、電極間の短絡を防ぐことができる。特に、捲回型電極群の形成では、活物質含有層の端部に存在し得る隆起付近に大きな応力がかかり、電極間の短絡が発生するおそれがある。しかしながら、第２の例の二次電池１は、有機繊維の層２の一部２ｂが一方の正極活物質含有層１２２の端部１２２ａの隆起のための更なるクッションとして働くことができると共に、有機繊維の層２’の一部２ｂ’が一方の負極活物質含有層１１２の端部１２２ａの隆起のための更なるクッションとして働くことができるので、捲回型電極群２００の形成における電極間の短絡を更に防ぐことができる。
【０１２５】
そして、有機繊維の層２及び２’は高い気孔率を示すことができるので、第１の例の二次電池１は高いエネルギー密度を示すことができる。
【０１２６】
つまり、第１の例の二次電池１は、電極間の短絡を十分に防ぎながらエネルギー密度を向上できる。
【０１２７】
以上に説明した実施形態の二次電池は、有機繊維の層が活物質含有層の最大厚みを有する部分及びタブの表面のうちそれに隣接する部分に結合しているので、この部分を原因とする短絡を防ぐことができる。また、有機繊維の層を具備しているおかげで、エネルギー密度を向上させることができる。
【０１２８】
（実施例）
以下に実施例を説明する。なお、以下の実施例において、長さとは、図１に示す負極集電タブ２１３及び正極集電タブ２２３が延びている方向における長さとする。
【０１２９】
（実施例１）
実施例１では、図４に示す二次電池１と同様の電池を５０個作製した。
【０１３０】
負極１１０として、アルミニウム箔からなる負極集電体１１１上に、チタン酸リチウムを含む負極活物質含有層１１２が設けられた電極を用意した。チタン酸リチウムの一次粒子の平均粒径は０．５μｍであった。作製した負極１１０の負極集電タブ１１３の表面粗さは、Ｒａが０．３１μｍであり、Ｒｚが３．３４μｍであった。また、負極活物質含有層１１２の表面粗さは、Ｒａが１．２３μｍであり、Ｒｚが１５．７４μｍであった。
【０１３１】
一方、正極１２０として、アルミニウム箔からなる正極集電体１２１上に、コバルト酸リチウムを含む正極活物質層１２２が設けられた電極を用意した。
【０１３２】
この実施例では、負極集電タブ１１３の長さを１０ｍｍとし、正極集電タブ１２３の長さを１０ｍｍとした。
【０１３３】
この負極１１０及び正極１２０上に、図２に例を示したエレクトロスピニング法によって有機繊維の層２及び２’を形成した。有機材料としては、ＰＶｄＦを用いた。このＰＶｄＦを、溶媒としてのＤＭＡｃに２０質量％の濃度で溶解して、有機繊維の層２及び２’を形成するための原料溶液を調製した。得られた原料溶液を、定量ポンプを使用して５μｌ／ｍｉｎの供給速度で紡糸ノズルから負極表面に供給した。高電圧発生器を用いて、紡糸ノズルに２０ｋＶの電圧を印加し、この紡糸ノズル１本で１００×２００ｍｍの範囲を動かしながら有機繊維の層２及び２’を形成した。かくして、負極１１０、正極１２０、有機繊維の層２及び２’を具備した電極群２００を作製した。
【０１３４】
この実施例では、有機繊維の層２のうち負極集電タブ１１３の第１の表面の一部１１３ａ−１に結合した部分の長さを５ｍｍとした。また、図１に示す有機繊維の層２’のうち正極集電タブ１２３の第１の表面の一部１２３ａ−１に結合した部分の長さも同様に５ｍｍとした。
【０１３５】
また、この実施例では、有機繊維の層２のうち、正極１２０に対向する方の負極活物質含有層１１２の表面の一部１１２ｂに結合した部分２ｂの長さを０．５ｍｍとした。
【０１３６】
このようにして作製した、図１にその断面構造を示す電極群アセンブリ２００を正極１２０が外側になるようにして捲回して、電極群２００を作製した。
【０１３７】
一方、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とを混合した非水溶媒にＬｉＰＦ6を溶解させて、非水電解質を調製した。
【０１３８】
この非水電解質と共に電極群２００を電池容器３００に収容して、実施例１の二次電池１を作製した。
【０１３９】
＜短絡試験＞
このようにして得られた５０個の二次電池１に対し、短絡試験を行った。
【０１４０】
その結果、作製した５０個のうち４５個の二次電池１で短絡が確認された。
【０１４１】
＜有機繊維の層２及び２’のＳＥＭ及び水銀圧入法による観察＞
ＳＥＭによる観察の結果、実施例１の二次電池１の有機繊維の層２及び２’の厚さは２０μｍであり、有機繊維の層２及び２’に含まれる有機繊維の太さは４００ｎｍ以下であることが確認された。また、気孔率は８５％以上であることが、水銀圧入法により確認された。
【０１４２】
＜有機繊維の層２及び２’の剥離強度の測定＞
二次電池１の電極群２００における有機繊維の層２の負極１１０に対する剥離強度を測定した。剥離強度は、レオテック株式会社製の型番がRT-2020D-D-CWの測定装置を用いて測定した。実施例１の二次電池１の有機繊維の層２の負極１１０に対する剥離強度は４Ｎであった。
【０１４３】
（実施例２）
この実施例では、有機繊維の層２のうち、正極１２０に対向する方の負極活物質含有層１１２の表面の一部１１２ｂに結合した部分２ｂの長さを１ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、二次電池１を５０個作製した。
【０１４４】
作製した５０個の二次電池１に対して短絡試験を行ったところ、２５個の二次電池１で短絡が確認された。
【０１４５】
（比較例）
この比較例では、有機繊維の層２を負極集電タブ１１３の第１の表面の一部１１３ａ−１に結合させなかったこと及び有機繊維の層２’を正極集電タブ１２３の第１の表面の一部１２３ａ−１に結合させなかったこと以外は、実施例１と同様にして、二次電池１を５０個作製した。
【０１４６】
作製した５０個の二次電池１に対して短絡試験を行ったところ、５０個の二次電池１で短絡が確認された。
【０１４７】
［結果］
実施例１及び実施例２では、比較例よりも、捲回による電極間の短絡を抑えることができたことが分かる。
【０１４８】
また、実施例２では、実施例１よりも更に捲回による電極間の短絡を抑えることができたことがわかる。これは、有機繊維の層２の一部２ｂが一方の正極活物質含有層１２２の端部１２２ａの隆起のための更なるクッションとして働くことができ、有機繊維の層２’の一部２ｂ’が一方の負極活物質含有層１１２の端部１２２ａの隆起のための更なるクッションとして働くことができたからであると考えられる。
【０１４９】
比較例の二次電池１を解体して確認したところ、全ての電池１において、有機繊維の層２が負極１１０から剥離していることが確認された。これが短絡の大きな原因であると考えられる。また、比較例の全ての電池１において、捲回ずれによる負極１１０の端面１１０ｅと正極集電タブ１２３の第１の表面の一部１２３ａ−１との接触が起きていた。このことも短絡が発生した原因であると考えられる。
【０１５０】
以上述べた少なくとも一つの実施形態及び実施例の二次電池によれば、有機繊維の層が活物質含有層の最大厚みを有する部分及びタブの表面のうちそれに隣接する部分に結合しているので、この部分を原因とする短絡を防ぐことができる。また、有機繊維の層を具備しているおかげで、エネルギー密度を向上させることができる。
【０１５１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１５２】
１…二次電池、２及び２’…有機繊維の層、２ａ、２ａ’、２ｂ、及び２ｂ’…有機繊維の層の一部、１００…電極対、１１０…第１の電極（負極）、１１０ｅ…負極の端面、１１１…負極集電体、１１１ａ…負極集電体の縁部、１１２…負極活物質含有層、１１２ａ…負極活物質含有層の端部、１１２ｓ…負極活物質含有層の端部の表面、１１２ｅ…負極活物質含有層の端部の端面、１１２ｂ…負極活物質含有層の一部、１１３…負極集電タブ、１１３ａ…負極集電タブの第１の表面、１１３ａ−１…負極集電タブの第１の表面の一部、１１３ｂ…負極集電タブの第２の表面、１２０…第２の電極（正極）、１２０ｅ…正極の端面、１２１…正極集電体、１２１ａ…正極集電体の縁部、１２２…正極活物質含有層、１２２ａ…正極活物質含有層の端部、１２２ｓ…正極活物質含有層の端部の表面、１２２ｅ…正極活物質含有層の端部の端面、１２２ｂ…正極活物質含有層の一部、１２３…正極集電タブ、１２３ａ…正極集電タブの第１の表面、１２３ａ−１…正極集電タブの第１の表面の一部、１２３ｂ…正極集電タブの第２の表面、２００…電極群アセンブリ（電極群）、３００…容器、３１０…開口部、３２０…封口板、４００…正極端子、４１０…負極集電板、５００…負極端子、５１０…正極集電板、Ａ…基材、Ｂ…紡糸ノズル、Ｃ…有機繊維の層、Ｍ…マスク、Ｔ…最大厚み。
【図１】
2015069938.tif 000003
【図２】
2015069938.tif 000004
【図３】
2015069938.tif 000005
【図４】
2015069938.tif 000006