(57)【要約】【課題】二次電池に関し、外力に対する集電箔の変形状態を制御し、内部短絡の抑制効果を昂進する。【解決手段】正極電極板２は、正極集電箔２ａの表面に正極活物質２ｂが結着された正極結着面２ｃと正極活物質２ｂが結着されていない正極非結着面２ｄとを有する。同様に、負極電極板３は、負極集電箔３ａの表面に負極活物質３ｂが結着された負極結着面３ｃと負極活物質３ｂが結着されていない負極非結着面３ｄとを有する。  セパレータ９を正極結着面２ｃ，負極結着面３ｃよりも大きく形成し、正極電極板２と負極電極板３との間に配置する。また、正極非結着面２ｄ又は負極非結着面３ｄに絶縁部４を設ける。絶縁部４の位置は、セパレータ９よりも外側とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極集電箔の表面に正極活物質が結着された正極結着面と前記正極活物質が結着されていない正極非結着面とを有する正極電極板と、負極集電箔の表面に負極活物質が結着された負極結着面と前記負極活物質が結着されていない負極非結着面とを有する負極電極板と、前記正極結着面及び前記負極結着面よりも大きく形成され前記正極電極板と前記負極電極板との間に配置されたセパレータと、を積層してケースに収容した二次電池において、
前記正極非結着面又は前記負極非結着面に設けられ、前記セパレータより前記ケースの外側に延在する絶縁部を備えた
ことを特徴とする、二次電池。
【請求項２】
前記絶縁部が、前記結着面と前記非結着面との境界線の延在方向に沿って帯状に形成される
ことを特徴とする、請求項１記載の二次電池。
【請求項３】
前記絶縁部が、前記境界線の延在方向に垂直な方向に所定の間隔を空けて複数列設される
ことを特徴とする、請求項２記載の二次電池。
【請求項４】
複数の前記絶縁部の間に設けられ、前記絶縁部に被覆された部位よりも曲げ剛性が低い曲げガイド部を備えた
ことを特徴とする、請求項３に記載の二次電池。
【請求項５】
前記曲げガイド部が、前記集電箔を屈曲して形成される
ことを特徴とする、請求項４記載の二次電池。
【請求項６】
前記曲げガイド部が、前記集電箔の厚み方向の寸法を削減して形成される
ことを特徴とする、請求項４又は５記載の二次電池。
【請求項７】
前記絶縁部が、絶縁体を含む粘着テープを前記集電箔の表面に貼着してなる
ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載の二次電池。
【請求項８】
前記二次電池がリチウムイオン二次電池であって、
前記絶縁部が、前記正極集電箔の表面に形成される
ことを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載の二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極板及び負極板を積層した構造を持つ二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、リチウムイオン電池や金属リチウム電池，ニッケル水素電池といった各種の二次電池が自動車，コンピュータ，携帯型電子機器類のバッテリーとして利用されている。特にエネルギー密度の高いリチウムイオン電池は、バッテリー容量に比して小型軽量化が図りやすく、大電力が要求される電気自動車やプラグインハイブリッド車両の走行用バッテリーとしての需要の増大が見込まれている。
【０００３】
これらの二次電池の内部には、一対の電極板（正極板，負極板）が重ね合わされた状態で収容される。それぞれの電極板は、集電箔の表面に活物質を層状に結着して形成され、セパレータを介して互いの活物質層が対向するように積層される。また、それぞれの電極板の集電箔は、集電体まで延長されて溶接固定され、この集電体が電池ケースの外部に露出して設けられた電極に接続される（特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、二次電池に内蔵される一対の電極板及びセパレータの積層体のことを、エレメントと呼ぶ。エレメントの形状は、例えばラミネート状（発電要素を重畳してシート状にしたもの），円柱状（発電要素を巻物状に巻回したもの），長円柱状（発電要素を楕円渦状，長円渦状となるように扁平に巻回したもの）等に形成される（特許文献１〜３参照）。このようなエレメントの構造により、単位体積当たりの電極板同士の対向面積を増大させることができ、電池容量を十分に確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2011-154971号公報
【特許文献２】特開2013-062222号公報
【特許文献３】特開2013-012382号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような二次電池では、エレメント内で正極板と負極板とがセパレータを挟んで積層される。したがって、セパレータが十分な厚み，強度を備えたものであれば、エレメント内における積層体の厚み方向についての内部短絡が生じることはない。一方、セパレータが全く破損していない状態であっても、外力によって電極板とセパレータとが面内方向（スライド方向）に相対移動した場合には、一方の電極板の端辺が他方の電極板の集電箔と接触し、短絡が生じる可能性がある。特に、車体振動が発生する車両に搭載される二次電池や、可搬性の高い電子機器に搭載される二次電池では、電極板のスライド方向への移動による内部短絡の発生が懸念される。
【０００７】
このような課題に対し、電極板と集電体との間を接続する部位を絶縁体で被覆することで内部短絡の発生を防止することが考えられる。例えば、集電体まで延長された集電箔の表面を絶縁体で覆い、一方の電極板がスライド方向に移動したとしても、その端辺が絶縁体に接触するような構造とする。これにより、電極板のスライド方向への移動による内部短絡が抑制されうる。
【０００８】
しかしながら、外力の作用時には一方の電極板だけでなく、絶縁体で被覆された集電箔もスライド方向に移動しうる。そのため、集電箔の屈曲変形によって絶縁体が破損，剥離し、その破損，剥離箇所を介して、電極板の端辺が集電箔に接触する可能性がある。また、内部短絡の抑制効果を高めるには、このような集電箔の変形を防止し、かつ、仮に集電箔が変形した場合であっても、電極板の端辺が集電箔に接触する可能性が生じないように、集電箔の変形状態をコントロールすることが望まれる。
【０００９】
本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたもので、外力に対する集電箔の変形状態を制御して、内部短絡の抑制効果を昂進できるようにした二次電池を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）ここで開示する二次電池は、正極集電箔の表面に正極活物質が結着された正極結着面と正極活物質が結着されていない正極非結着面とを有する正極電極板と、負極集電箔の表面に負極活物質が結着された負極結着面と負極活物質が結着されていない負極非結着面とを有する負極電極板と、正極結着面及び負極結着面よりも大きく形成され正極電極板と負極電極板との間に配置されたセパレータと、を積層してケースに収容した二次電池において、正極非結着面又は負極非結着面に設けられ、セパレータよりケースの外側に延在する絶縁部を備える。
【００１１】
例えば、絶縁部の端辺がセパレータの端辺に沿うように、絶縁部の位置を設定することが考えられる。言い換えれば、セパレータの端辺の近くに絶縁部の端辺を位置させることが考えられる。これにより、外力の作用時における正極非結着面又は負極非結着面の屈曲位置が制御され、絶縁部の端辺近傍で屈曲しやすくなる。
【００１２】
（２）絶縁部が、結着面と非結着面との境界線の延在方向に沿って帯状に形成されることが好ましい。
（３）絶縁部が、境界線の延在方向に垂直な方向に所定の間隔を空けて複数列設されることが好ましい。なお、絶縁部の列設数は複数（任意）である。複数の絶縁部は、直線状に配置されてもよいし、曲線状に配置されてもよい。
【００１３】
（４）複数の絶縁部の間に設けられ、絶縁部に被覆された部位よりも曲げ剛性が低い曲げガイド部を備えることが好ましい。すなわち、所定の間隔を空けて複数列設された絶縁部の間に曲げガイド部を設けることが好ましい。
（５）曲げガイド部が、集電箔を屈曲して形成されることが好ましい。例えば、集電箔を予め僅かに折り曲げておいてもよいし、あるいは折り曲げ，折り戻しを数度繰り返して折り癖を付けておいてもよい。
【００１４】
（６）曲げガイド部が、集電箔の厚み方向の寸法を削減して形成されることが好ましい。例えば、集電箔の表面を切削することや、集電箔の表面を引掻いて傷をつけることなどが考えられる。
（７）絶縁部が、絶縁体を含む粘着テープを集電箔の表面に貼着してなることが好ましい。
（８）二次電池がリチウムイオン二次電池であって、絶縁部が正極集電箔の表面に形成されることが好ましい。さらに、曲げガイド部も正極集電箔の表面に形成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
開示の二次電池によれば、正極非結着面，負極非結着面の少なくとも何れか一方において、セパレータよりもケースの外側に延在する絶縁部を設けることで、電極板を絶縁部に沿って屈曲しやすくすることができる。これにより、一方の電極板が屈曲変形した際に絶縁部を他方の電極板に当接させることができ、二次電池の短絡防止効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（Ａ）は一実施形態に係る二次電池の斜視図、（Ｂ）は分解斜視図である。
【図２】図１の二次電池に内蔵されるエレメントの分解斜視図である。
【図３】図２の正極板の模式的な斜視図である。
【図４】図１のエレメントの模式的な断面図である。
【図５】外力によるエレメントの変形状態を説明するための模式的な断面図である。
【図６】（Ａ）はエレメントの模式的な断面図、（Ｂ）は外力によるエレメントの変形状態を示す断面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｄ）は、変形例に係る正極板の模式的な断面図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、変形例に係るエレメントの模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、一実施形態に係る二次電池について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。
【００１８】
［１．電池セル］
図１（Ａ），（Ｂ）に、電気自動車やハイブリッド自動車等の駆動用電力源として使用される二次電池のセル１０の構造を例示する。このセル１０は、エレメント１が収容されたケース１１を蓋１２で閉塞した密閉型の単位電池である。電池の種類は任意であり、例えばリチウムイオン二次電池やリチウムイオンポリマー電池，ニッケル水素二次電池等であるが、以下の説明ではリチウムイオン二次電池であるものとする。
【００１９】
ケース１１は、容器状に形成された外装缶である。ケース１１の形状は、エレメント１を封入しうる形状であって、例えば頂面に相当する上側部分が開放された直方体状（角形）とされる。頂面側からケース１１の内部にエレメント１が挿入された後、頂面に蓋１２が溶接固定される。ケース１１の素材としては、例えばステンレス鋼やメッキ処理された鋼材，強化プラスティック等が用いられる。セル１０のケース１１は、気密，水密構造とされ、必要に応じて図示しないベント機構が設けられる。ベント機構は、セル１０の内部圧力をケース１１の外部に逃がす安全弁として機能する。また、ケース１１の頂面には、一対の電極端子１３（端子）が蓋１２を貫通して設けられる。
【００２０】
エレメント１は、シート状の電極板等を積層した発電要素であり、充放電反応に係る電解質が溶解した有機溶媒系の電解液をその内部に含有する。エレメント１の形状は、例えばラミネート状（シート状），円柱状（巻物状），長円柱状（発電要素を楕円渦状，長円渦状となるように扁平に巻回したもの）等に形成される。図１（Ａ），（Ｂ）中に示すエレメント１は長円柱状であり、発電要素の巻回軸方向についての一端側（図中左側）の外表面には正極が露出して設けられ、他端側（図中右側）の外表面には負極が露出して設けられる。以下、巻回軸の延在方向をエレメント１及び電極板等の「幅方向」とする。
【００２１】
ケース１１の内部には、エレメント１内の正極及び負極と電極端子１３とを接続する一対の集電体８が収納される。図１（Ｂ）に示すように、それぞれの集電体８は、エレメント１の一端部，他端部を挟み込んだ状態でエレメント１に固定される。エレメント１は、その左右両端部を集電体８によって堅固に挟持された状態で、ケース１１内に収容される。また、それぞれの集電体８の上端部には、電極端子１３が固定される。電極端子１３の外周には絶縁部が形成され、蓋１２に対して絶縁される。なお、集電体８及び電極端子１３は、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、ケース１１の上面において、幅方向の左右両端部に配置される。
【００２２】
［２．エレメント］
エレメント１は、図２に示すように、正極板２と負極板３との間にセパレータ９を挟んで積層し、これを扁平に巻回した構造とされる。セパレータ９はシート状に形成された微多孔膜であり、正極板２と負極板３とを電気的に絶縁しつつ、リチウムイオンの通過を許容するものである。セパレータ９の膜厚は、例えば数μｍ〜数十μｍに形成される。セパレータ９の素材としては、例えばポリオレフィン系材料（ポリエチレン，ポリプロピレン），ポリフッ化ビニリデン樹脂，不織布，セルロース繊維等が挙げられる。セパレータ９の膜構造は単層，複層のどちらでもよく、表面に耐熱コートや耐アルカリコート，補強コート等が施されたものであってもよい。
【００２３】
［２−１．正極板］
正極板２（正極電極板）は、図３に示すように、正極集電箔２ａの表面に正極活物質層２ｂが形成されたものである。正極集電箔２ａは、板状又は箔状に形成された導電体（例えば、アルミニウム，アルミ合金等）であり、例えば数μｍ〜数十μｍのほぼ均一な厚みを持つ。正極活物質層２ｂは、正極集電箔２ａの表面に正極活物質（リチウム複合酸化物）やバインダー物質，導電材等が結着されてなる部位であり、例えば数十μｍ〜数百μｍの厚みとされる。また、正極活物質層２ｂは、正極集電箔２ａを挟んでその両面に形成される。これにより、正極板２と負極板３とが交互に積層されたエレメント１の内部では、正極板２の両側面でリチウムイオンの授受がなされる。なお、正極活物質の具体例としては、コバルト酸リチウム（LiCoO2）やマンガンスピネル（LiMn2O4）等が挙げられる。
【００２４】
正極活物質層２ｂは、正極集電箔２ａの長手方向に伸びる二辺のうち、片側の一辺に沿って形成される。反対に、正極集電箔２ａの他辺の側には、正極活物質層２ｂが形成されない部分が残存する。ここで、図３に示すように、正極集電箔２ａの表面のうち、正極活物質層２ｂが形成された面のことを結着面２ｃ（正極結着面）と呼び、正極活物質層２ｂが形成されていない面のことを非結着面２ｄ（正極非結着面）と呼ぶ。
【００２５】
結着面２ｃは、セル１０の充電時にリチウムイオンを負極板３側に供給し、放電時にリチウムイオンを受け取る部位となる。また、非結着面２ｄは、集電体８によってその端部が束ねられた状態で挟持される部位であり、セル１０の電極端子１３（プラス端子）に接続される。正極板２の結着面２ｃと非結着面２ｄとの境界線７は、正極板２の長手方向に伸びる二辺に沿って直線状に配置される。
【００２６】
図３に示すように、正極集電箔２ａの非結着面２ｄには、絶縁部４が設けられる。絶縁部４は、正極板２と負極板３とを電気的に絶縁する材料で層状に形成された部位であり、例えば正極集電箔２ａの表面に絶縁テープを貼着することで形成される。この絶縁テープとしては、絶縁性，耐熱性，難燃性の高い絶縁体を含む粘着テープを使用することができる。例えば、ポリイミドやポリフェニレンサルファイド等を基材とした粘着テープを使用してもよい。あるいは、このような絶縁テープの代わりに、絶縁性を有する樹脂材料やセラミック材料を貼着，塗布，焼成することで絶縁部４を形成してもよい。本実施形態の絶縁部４の厚みは、例えば数十μｍ〜数百μｍの厚みとされる。
【００２７】
絶縁部４は、結着面２ｃと非結着面２ｄとの境界線７の延在方向（正極板２の長手方向）に沿って帯状に形成される。本実施形態の絶縁部４は、その端辺が境界線７に平行となるように配置される。この絶縁部４は、積層した際にセパレータ９よりもケース外側（図面の幅方向のケース側）に延在するように設けられる。つまり、絶縁部４の配設位置は、非結着面２ｄのうちセパレータ９と対向しない位置とされる。したがって、正極板２及びセパレータ９の積層状態では、非結着面２ｄのうちセパレータ９よりも飛び出した部分に絶縁部４が配置される。
【００２８】
絶縁部４の本数は、正極集電箔２ａの片面につき二本とされ、正極集電箔２ａを挟んでその両面に合計四本の絶縁部４が形成される。つまり、正極板２の非結着面２ｄには、片面につき二本の絶縁部４がほぼ平行となるように、所定の間隔を空けて列設される。絶縁部４の幅（幅方向の寸法）は、少なくともエレメント１に積層された状態で、隣接する二つの負極集電箔３ａ間の寸法（積層方向の寸法）よりも大きい幅とされ、例えば数ｍｍ〜数十ｍｍの範囲内で設定される。
【００２９】
図３に示すように、正極集電箔２ａの非結着面２ｄは、二本の絶縁部４によって三つの領域に区画される。ここで、正極活物質層２ｂに近い側の絶縁部４を第一絶縁部４ａと呼び、正極活物質層２ｂから遠い側の絶縁部４を第二絶縁部４ｂと呼ぶ。また、第一絶縁部４ａと第二絶縁部４ｂとで挟まれた領域のことを、第一曲げガイド部５と呼び、第一絶縁部４ａと正極活物質層２ｂ（境界線７）とで挟まれた領域のことを、第二曲げガイド部６と呼ぶ。
【００３０】
第一曲げガイド部５は、第一絶縁部４ａの端辺のうち、結着面２ｃとは反対側の端辺に隣接して設けられた部位である。第一曲げガイド部５の幅寸法は、正極集電箔２ａが屈曲したときに二つの絶縁部４同士が干渉しない程度の寸法とされ、例えば数百μｍ〜数ｍｍの範囲内で設定される。また、第二曲げガイド部６は、第一絶縁部４ａの端辺のうち、結着面２ｃに近い端辺に隣接して設けられた部位である。
【００３１】
正極集電箔２ａにおいて、第一絶縁部４ａ，第二絶縁部４ｂに被覆された部位は、絶縁部４の厚みに対応する分だけ断面積が板厚方向外側に増大する。これにより、板厚方向に垂直な中心線（正極板２の短手方向に延在する中心線）を基準とした断面二次モーメントは、絶縁部４に被覆されている部分よりも絶縁部４に被覆されていない部分の方が小さくなる。したがって、第一曲げガイド部５，第二曲げガイド部６は、絶縁部４に被覆された部位よりも曲げ剛性が低く、座屈しやすい部分となる。
【００３２】
また、座屈によって正極集電箔２ａが折れ曲がりやすい位置は、曲げ剛性が急変する位置である。したがって、エレメント１に幅方向の外力が作用したときには、第一絶縁部４ａ，第二絶縁部４ｂのそれぞれにおける両端辺近傍が、折れ曲がりやすくなる。このように、本実施形態では、正極板２の長手方向に絶縁部４を帯状に設けることによって、正極集電箔２ａが絶縁部４の両端辺に沿って折れ曲がりやすい構造を形成している。
【００３３】
本実施形態の第一曲げガイド部５は、外力作用時に正極集電箔２ａが山折りされる位置（エレメント１の外側から見たときの山折り線）に対応し、第二曲げガイド部６は、外力作用時に正極集電箔２ａが谷折りされる位置（エレメント１の外側から見たときの谷折り線）に対応する。このように、正極集電箔２ａに第一曲げガイド部５，第二曲げガイド部６を設けることで、外力作用時における正極集電箔２ａの屈曲位置が制御される。
【００３４】
［２−２．負極板］
負極板３（負極電極板）は、負極集電箔３ａの表面に負極活物質層３ｂが形成されたものである。負極集電箔３ａは、板状又は箔状に形成された導電体（例えば、銅，ニッケル等）であり、例えば数μｍ〜数十μｍのほぼ均一な厚みを持つ。負極活物質層３ｂは、負極集電箔３ａの表面に負極活物質やバインダー物質，導電材等が結着されてなる部位であり、例えば数十μｍ〜数百μｍの厚みとされる。また、負極活物質層３ｂは、正極活物質層２ｂと同様に、負極集電箔３ａを挟んでその両面に形成される。なお、負極活物質の具体例としては、グラファイトをはじめとするカーボン材料やケイ素系合金材料等が挙げられる。
【００３５】
負極活物質層３ｂも、負極集電箔３ａの長手方向に伸びる二辺のうち、片側の一辺に沿って形成される。したがって、負極集電箔３ａの他辺の側には、負極活物質層３ｂが形成されない部分が残存する。ここで、負極集電箔３ａの表面のうち、負極活物質層３ｂが形成された面のことを結着面３ｃ（負極結着面）と呼び、負極活物質層３ｂが形成されていない面のことを非結着面３ｄ（負極非結着面）と呼ぶ。
【００３６】
結着面３ｃは、二次電池の充放電に係るリチウムイオンの授受が行われる部位となる。非結着面３ｄは、集電体８によってその端部が束ねられた状態で挟持される部位であり、セル１０の電極端子１３（マイナス端子）に接続される。図２に示すように、正極板２の非結着面２ｄがセル１０の幅方向における一側（図中の左側）に配置されるのに対し、負極板３の非結着面３ｄはセル１０の幅方向における他側（図中の右側）に配置される。なお、負極板３の結着面３ｃと非結着面３ｄとの境界線は、負極板３の長手方向に伸びる二辺に沿って直線状に配置される。
【００３７】
［２−３．積層状態］
図４は、正極板２，負極板３，セパレータ９の積層状態を説明するための模式的な断面図である。図４では、紙面の縦方向（厚み方向）の寸法を大きくデフォルメし、正極板２，負極板３，セパレータ９のそれぞれの隙間を便宜的に大きく表示している。また、図４中では、正極板２，負極板３が平行に配置されているが、エレメント１の左右両端部は集電体８よって厚み方向に挟み込まれて束ねられる。そのため、実際には図６に示すように、エレメント１の左右両端部において、隣接する正極板２，負極板３が互いに接近するように湾曲した配置となる。
【００３８】
図４に示すように、負極板３の結着面３ｃは、正極板２の結着面２ｃよりも面積が大きく形成される。また、正極板２と負極板３とが積層された状態で、少なくとも正極板２の結着面２ｃの全体に対して負極板３の結着面３ｃが対向するように、結着面３ｃの位置が設定される。つまり、エレメント１をその側面から積層方向に透視したときに、正極板２の結着面２ｃが負極板３の結着面３ｃの内側に包含されるように、正極板２及び負極板３が積層される。
【００３９】
図４中のＸは、正極活物質層２ｂと負極活物質層３ｂとが対向する部位の範囲（対向領域Ｘ）を示す。負極活物質層３ｂは、対向領域Ｘよりも幅方向外側にはみ出して配置される。図４中のＹは、対向領域Ｘから負極活物質層３ｂがはみ出している部位の範囲（超過領域Ｙ）を示す。これにより、負極活物質層３ｂにおけるリチウムイオンの捕捉性が向上し、負極板３の表面にリチウム金属が析出しにくくなる。
【００４０】
図４中のＺは、正極集電箔２ａが負極活物質層３ｂと対向していない部分の範囲（非対向領域Ｚ）を示す。正極集電箔２ａ上に形成された絶縁部４は、負極板３の負極活物質層３ｂと対向しない非対向領域Ｚに配置される。つまり、エレメント１をその側面から積層方向に透視したときに、負極活物質層３ｂと重合しないように絶縁部４の位置が設定される。絶縁部４が形成されうる位置は、図４中の非対向領域Ｚの内側とされる。
【００４１】
また、セパレータ９は、結着面２ｃ及び結着面３ｃよりも面積が大きく形成される。つまり、エレメント１の積層状態において、少なくともセパレータ９の全体に対して結着面２ｃ及び結着面３ｃが対向するように、セパレータ９のサイズ及び幅方向の位置が設定される。したがって、エレメント１をその側面から積層方向に透視したときに、セパレータ９は負極活物質層３ｂよりもさらに外側にはみ出して配置される。
【００４２】
図４中のＷは、正極集電箔２ａがセパレータ９と対向していない部分の範囲（突出領域Ｗ）を示す。本実施形態の絶縁部４は、セパレータ９よりも幅方向外側に配置される。つまり、エレメント１をその側面から積層方向に透視したときに、負極活物質層３ｂだけでなくセパレータ９にも重合しないように、絶縁部４の位置が突出領域Ｗ内に設定される。また、絶縁部４の端辺は、突出領域Ｗの端辺にほぼ一致するように配置される。これにより、エレメント１に幅方向の外力が作用したときには、突出領域Ｗの端辺近傍で正極集電箔２ａが折れ曲がりやすくなる。なお、セパレータ９のサイズは、少なくとも対向領域Ｘ及び超過領域Ｙをカバーして、非対向領域Ｚに若干はみ出す大きさに設定される。
【００４３】
［３．作用］
例えばセル１０の外部からの衝撃により、エレメント１に幅方向の外力が作用すると、エレメント１が左右何れかの集電体８に向かって移動し、エレメント１の左右両端部が変形する。このとき、正極側の集電体８の近くでエレメント１が変形すると、負極板３の端辺と正極板２の正極集電箔２ａとが近接し、内部短絡が発生しやすくなる。特に、リチウムイオン二次電池の負極板３は正極板２よりも大きく、図４に示すように、負極活物質層３ｂが正極活物質層２ｂよりも幅方向にはみ出して設けられる。そのため、エレメント１が変形した場合には、負極側の集電体８よりも正極側の集電体８で内部短絡が発生する可能性が高い。
【００４４】
一方、本実施形態の正極集電箔２ａの非結着面２ｄには、絶縁部４が帯状に形成されている。これにより、図５に示すように、第一絶縁部４ａ，第二絶縁部４ｂのそれぞれにおける両端辺で正極集電箔２ａが屈曲し、負極板３の端辺は絶縁部４の表面に当接する。つまり、正極集電箔２ａ上の絶縁部４が、負極板３の幅方向への移動を阻止する向きとなり、エレメント１の変形が抑制されると同時に、負極板３の端辺が絶縁部４によって絶縁され、内部短絡の発生が回避される。
【００４５】
また、図６（Ａ）に示すように、本実施形態のエレメント１は、対向領域Ｘから左右に飛び出している正極集電箔２ａ及び負極集電箔３ａのそれぞれが、集電体８によって厚み方向に束ねられている。したがって、エレメント１に幅方向の外力が作用したときには、図６（Ｂ）に示すように、それぞれの正極集電箔２ａの第一曲げガイド部５が厚み方向外側に突出するように、くの字型に変形する。これにより、それぞれの負極板３の端辺が第一絶縁部４ａに確実に当接し、内部短絡が阻止される。また、それぞれの負極板３の端辺が第一絶縁部４ａによって移動を拘束されるため、正極板２に対する負極板３のスライド移動が抑制される。
【００４６】
［４．効果］
（１）上記の二次電池のセル１０では、図２，図４に示すように、正極集電箔２ａの非結着面２ｄに形成される絶縁部４が、セパレータ９よりもケース１１の外側方向（幅方向）に延在して設けられる。この絶縁部４は、第一曲げガイド部５，第二曲げガイド部６よりも曲げ剛性が高い部位であり、絶縁部４の両端辺が外力の作用時に折れ曲がりやすい部位となる。このような折れ曲がりやすい部位を突出領域Ｗの端辺近傍に設けることで、正極集電箔２ａが屈曲変形した際に、絶縁部４を負極板３の端辺に当接させることができる。したがって、セル１０の内部短絡が発生する可能性を低下させることができ、短絡防止効果を高めることができる。
【００４７】
また、絶縁部４が突出領域Ｗの内部に配置されることから、エレメント１の厚み方向の寸法を増大させることなく、絶縁性を高めることができる。例えば、絶縁部４の厚みを正極活物質層２ｂの厚みよりも大きくすることが容易である。つまり、絶縁性の高い絶縁部４を形成することが容易であり、セル１０の短絡防止効果を高めることができる。また、絶縁部４が超過領域Ｙには形成されないため、超過領域Ｙに絶縁部４を形成した場合と比較して、セル１０の重量及びコストを削減することができる。なお、図４に示すように、正極集電箔２ａの超過領域Ｙは、その上下に挟装されるセパレータ９によって絶縁することができる。
【００４８】
（２）上記のセル１０では、図３に示すように、絶縁部４が結着面２ｃと非結着面２ｄとの境界線７の延在方向に沿って帯状に形成される。これにより、積層された負極板３の端辺をその長手方向の全長にわたって、絶縁部４に当接させることができ、短絡防止効果を高めることができる。また、例えば絶縁テープを用いて絶縁部４を形成することが容易であり、製造に係る手間やコストを削減することができる。
【００４９】
（３）上記のセル１０では、図３，図４に示すように、絶縁部４が幅方向に所定の間隔を空けて列設される。このように、帯状の絶縁部４を列設することで、曲げ剛性の低い部分を二つの絶縁部４の間に（ライン状に）形成することができ、正極集電箔２ａが折れ曲がる位置を確実に設定することができ、短絡防止効果を高めることができる。
【００５０】
（４）上記のセル１０の第一絶縁部４ａ及び第二絶縁部４ｂに挟まれた第一曲げガイド部５は、絶縁部４に被覆された部位よりも曲げ剛性が低く、座屈しやすい部分となる。また、第一絶縁部４ａよりも正極活物質層２ｂ側に位置する第二曲げガイド部６も、絶縁部４に被覆された部位よりも曲げ剛性が低く、座屈しやすい部分となる。このような折れ曲がりやすい部位を第一絶縁部４ａの両端辺に沿って設けることで、正極集電箔２ａの変形状態を適切にコントロールすることができ、絶縁部４を負極板３の端辺に当接させることができる。したがって、セル１０の内部短絡が発生する可能性を低下させることができ、短絡防止効果を高めることができる。また、絶縁部４の面内で正極集電箔２ａが折れ曲がりにくくなるため、絶縁部４を破断しにくくすることができ、短絡防止効果を高めることができる。
【００５１】
（５）上記の絶縁部４は、正極集電箔２ａの両面に絶縁テープを貼着することで形成されるため、簡素な構成で絶縁部４を設けることができ、製造に係る手間やコストを削減することができる。
（６）リチウムイオン二次電池では一般に、正極活物質層２ｂよりも負極活物質層３ｂの方が広くなるようにエレメント１が形成される。このようなエレメント１において、正極集電箔２ａの表面に絶縁部４を設けることで、正極板２と負極板３との間の短絡を確実に防止することができ、短絡防止効果を高めることができる。
【００５２】
［５．変形例］
上述した実施形態に関わらず、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。図７（Ａ）〜（Ｄ）は、変形例としての二次電池のセル１０を説明するための断面図である。以下、上述の実施形態と同一の要素については、同一の符号を用いて説明する。
【００５３】
図７（Ａ）は、第一曲げガイド部５に曲げ癖をつけたもの（予め僅かに屈曲させたもの）である。この曲げ癖は、正極板２の生産時に形成しておくことが好ましい。このような正極集電箔２ａの屈曲形状により、外力に対して正極集電箔２ａを弾性的に変形させることができ、幅方向に作用する衝撃を吸収，緩和することができる。また、正極集電箔２ａがその衝撃に屈して折り曲げられた際には、上述の実施形態と同様に、負極板３の端辺を第一絶縁部４ａに当接させることができ、短絡防止効果を高めることができる。
【００５４】
図７（Ｂ）は、第一曲げガイド部５に曲げ癖をつけてから元の形状に戻したもの（あるいは、折り曲げ，折り戻しを数度繰り返して折り癖を付けたもの）である。折り曲げの方向は、上述の実施形態と同様に、正極集電箔２ａが厚み方向外側に突出する方向とすることが好ましい。このような曲げ癖を形成した場合であっても、衝撃吸収効果と短絡防止効果とを両立させることができる。
【００５５】
図７（Ｃ）は、第一曲げガイド部５に溝を切削形成したもの、あるいは、正極集電箔２ａの表面を引掻いて溝状の傷をつけたものである。これらの溝は、正極集電箔２ａの厚み方向の寸法を削減して形成される。また、図７（Ｄ）は、第一曲げガイド部５における厚み方向の寸法を他の部位の厚み寸法よりも小さく（薄く）形成したものである。これらのように、板厚方向の断面積が小さい部位を第一曲げガイド部５に設けておくことで、絶縁部４に被覆された部位よりも第一曲げガイド部５の曲げ剛性を低くすることができ、その位置で折れ曲がりやすくすることができる。したがって、上述の実施形態と同様に、正極集電箔２ａの変形状態を適切にコントロールすることができ、絶縁部４を負極板３の端辺に当接させることができる。
【００５６】
上述の実施形態，変形例では、正極集電箔２ａの片面につき二本の絶縁部４が形成されたものを示したが、絶縁部４の箇所数はこれに限定されない。少なくとも、正極集電箔２ａの片面に第一絶縁部４ａを形成することで、正極集電箔２ａの変形状態をコントロールしつつ第一絶縁部４ａと負極板３の端辺とを当接させることができ、セル１０の短絡防止効果を高めることができる。
【００５７】
上述の実施形態では、絶縁部４が突出領域Ｗ内に設定されたものを例示したが、絶縁部４の配設位置はこれに限定されない。例えば、図８（Ａ）に示すように、突出領域Ｗ内だけでなく、突出領域Ｗに隣接する超過領域Ｙ内にも絶縁部４を配置してもよい。絶縁部４によって被覆される面積が増大するほど、負極板３の端辺が正極集電箔２ａに対して直接的に接触しにくくなり、内部短絡が発生しにくくなる。
【００５８】
一方、正極集電箔２ａの全体を絶縁部４で被覆した場合、正極集電箔２ａ自体の変形による絶縁部４の破断，剥離が発生する位置を制御することが難しくなる。そこで、図８（Ａ）に示すように、突出領域Ｗの端辺近傍に第二曲げガイド部６として機能する隙間を形成してもよい。このように、正極集電箔２ａの屈曲位置を積極的にガイドすることで、短絡防止効果を高めることができる。
【００５９】
また、上述の実施形態では、絶縁部４の端辺が突出領域Ｗの端辺にほぼ一致するように配置されたものを例示したが、絶縁部４の配設位置はこれに限定されない。例えば、図８（Ｂ）に示すように、絶縁部４の端辺を突出領域Ｗよりも僅かに境界線７側に突出させてもよい。あるいは、図８（Ｃ）に示すように、絶縁部４の端辺を突出領域Ｗよりも僅かに幅方向外側に位置させてもよい。絶縁部４の端辺の位置は、例えば図５に示すように、負極板３の端辺が絶縁部４の表面に当接するように正極集電箔２ａを変形させる位置であればよい。
【００６０】
上述の実施形態では、正極板２の非結着面２ｄに絶縁部４を形成したものを示したが、これと同様の絶縁部を負極板３の非結着面３ｄに形成してもよい。この場合、正極板２の端辺と負極集電箔３ａとの間の内部短絡を防止することができ、上述の実施形態と同様の効果を奏するものとなる。
なお、上述の実施形態では、電気自動車やハイブリッド自動車等の駆動用電力源として使用される二次電池のセル１０の構造を説明したが、上記のセル１０の用途はこれに限定されない。例えば、上記のセル１０を携帯電話機やスマートフォン，携帯情報端末の二次電池として使用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１  エレメント
２  正極板（正極電極板）
２ａ  正極集電箔
２ｂ  正極活物質層
２ｃ  結着面（正極結着面）
２ｄ  非結着面（正極非結着面）
３  負極板（負極電極板）
３ａ  負極集電箔
３ｂ  負極活物質層
３ｃ  結着面（負極結着面）
３ｄ  非結着面（負極非結着面）
４  絶縁部
５  第一曲げガイド部
６  第二曲げガイド部
７  境界線
８  集電体
９  セパレータ
１０  セル
Ｗ  突出領域
Ｘ  対向領域
Ｙ  超過領域
Ｚ  非対向領域
【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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【図７】
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【図８】
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