(57)【要約】【課題】電池内温度が高温になった際にセパレータが収縮して正極と負極とが短絡するのを防止する。【解決手段】例えば正極、セパレータ、負極、セパレータの順に積層された積層電極体において、一軸延伸された樹脂材料をセパレータとして用い、２枚のセパレータの延伸方向の両端を、負極を包むようにして互いに接着して接着部を設ける。このような積層電極体を長手方向に巻回した巻回電極体を用いて巻回電池を作製する。セパレータの延伸方向は、積層電極体の巻回方向となる長手方向と同方向とすることが好ましい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極、第１のセパレータ、負極、第２のセパレータを順に積層してなる積層電極体を有する巻回電池において、
上記第１のセパレータおよび第２のセパレータは一軸延伸された樹脂材料からなり、
上記第１のセパレータおよび第２のセパレータの延伸方向の長さが、上記負極の同方向の長さよりも大きく、
上記第１のセパレータおよび第２のセパレータの延伸方向の両端部が互いに接着された接着部を有する
ことを特徴とする巻回電池。
【請求項２】
上記延伸方向は上記積層電極体の巻回方向と同方向であることを特徴とする請求項１に記載の巻回電池。
【請求項３】
上記接着部は、上記負極の端部から５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の間隔を有するように設けられることを特徴とする請求項１に記載の巻回電池。
【請求項４】
上記積層電極体の巻回終端部には固定部材が設けられ、
上記固定部材がポリプロピレンまたはポリエチレンテレフタレートからなる
ことを特徴とする請求項２に記載の巻回電池。
【請求項５】
上記固定部材は、上記積層電極体を巻回してなる巻回電極体の巻回最外周を１周するように設けられることを特徴とする請求項３に記載の巻回電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、正極および負極を巻回して作製した巻回電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、いわゆる乾電池と互換性を持つさまざまな電池が開発、使用されている。その一つとして、例えば、以下の特許文献１に示すような、正極に硫化鉄（ＦｅＳ）もしくは二硫化鉄（ＦｅＳ2）等の硫化物、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）等の遷移金属酸化物、（ＣＦx）n等の多炭素フッ化物を用い、負極に金属リチウム箔を用いた円筒型リチウム電池が挙げられる。中でも、正極に二硫化鉄（ＦｅＳ2）を用いたリチウム二硫化鉄一次電池は、アルカリ乾電池に比べ０．２Ｖ高い平均放電電圧を有することから、定出力放電において単純に１５％長持ちする。また、特許文献１のような構成の電池では、正極と負極とを積層して渦巻状に巻いた巻回構造を有しており、電極の反応面積を大きくとることができるため、優れた重負荷放電特性を得ることができる。
【０００３】
【特許文献１】特許第３０６０１０９号公報
【０００４】
このようなリチウム二硫化鉄一次電池は、正極活物質の二硫化鉄が約８９４ｍＡｈ／ｇ、負極活物質のリチウムが約３８６３ｍＡｈ／ｇと、非常に高い理論容量を示す正極材料および負極材料から構成されており、高容量かつ軽量、負荷特性、低温特性といった電池特性の面からも、極めて優れた電池である。
【０００５】
また、リチウム二硫化鉄一次電池は、初期の開回路電圧(ＯＣＶ；Open Circuit Voltage)が１．７Ｖ〜１．８Ｖ、平均放電電圧が１．３Ｖ〜１．６Ｖ付近であり、他の１．５Ｖ級一次電池、例えば水溶液を電解液に用いるマンガン電池、アルカリマンガン電池、酸化銀電池、空気電池、ニッケル／亜鉛電池と互換性を有する点からもその実用価値は高い。
【０００６】
このような巻回構造を有する電池は、セパレータを介して交互に積層した正極および負極からなる積層電極体を一方の端部から巻回する構造を有しており、電極の反応面積を大きくとることができることから高い電池特性を有するものとなっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、積層電極体に用いられるセパレータは、ポリプロピレン（ＰＰ）またはポリエチレン（ＰＥ）等からなるポリオレフィン系樹脂材料からなるシートを２方向に延伸して空孔を設けて作製されるものであり、高温となった場合には樹脂材料の延伸方向に収縮が生じてしまう。このため、電池内温度が高温となった際にセパレータが収縮して正極と負極とが接触し、短絡してしまうおそれがある。
【０００８】
したがって、この発明は、上記問題点を解決し、電池内温度が高温になった場合でも短絡を抑制することができる巻回電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、この発明は、正極、第１のセパレータ、負極、第２のセパレータを順に積層してなる積層電極体を有する巻回電池において、第１のセパレータおよび第２のセパレータは一軸延伸された樹脂材料からなり、第１のセパレータおよび第２のセパレータの延伸方向の長さが負極の同方向の長さよりも大きく、第１のセパレータおよび第２のセパレータの延伸方向の両端部が互いに接着された接着部を有することを特徴とする巻回電池である。
【００１０】
このとき、第１のセパレータおよび第２のセパレータは、上述の積層電極体の巻回方向である長手方向に延伸されていることが好ましい。
【００１１】
また、上述の積層電極体の巻回終端部には固定部材が設けられることが好ましい。このような固定部材としては、ポリプロピレンまたはポリエチレンテレフタレートからなる基材に粘着層を設けた絶縁テープ等が好ましい。また、固定部材は、上述の積層電極体を巻回した巻回電極体の巻回最外周を１周するようにして設けられてもよい。
【００１２】
この発明によれば、上述のセパレータは、高温下であってもセパレータの延伸方向に対して垂直な方向には収縮が生じない。また、延伸方向では収縮は生じるものの、負極を包み込むようにして第１のセパレータおよび第２のセパレータの延伸方向両端に接着部が設けられているため、正極と負極とが直接接触するのを防止することができる。
【００１３】
また、積層電極体の巻回終端部を融点が１５０℃以上のポリプロピレン（ＰＰ）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる固定部材にて固定することにより、高温下でも固定部材が収縮し、固定部材の収縮に追随してセパレータが引きつって変形し、正極と負極とが接触するのを防止することができる。特に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる固定部材を用いた場合、１８０℃以上の高温でも固定部材の収縮が生じない。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、電池内温度が高温となった際にセパレータが収縮して正極と負極とが接触し、短絡が生じるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態について、図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１ないし図３では、一例として積層電極体の巻回方向である長手方向と同方向に一軸延伸を施したセパレータを用いた場合の構成例を示す。
【００１６】
図１は、この発明の第１の実施形態による巻回電池の一例であるリチウム二硫化鉄一次電池１０を示す。図１に示す電池はいわゆる円筒型と呼ばれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶１の内部に巻回電極体２０を有している。巻回電極体２０は、正極活物質を有する帯状の正極１１と、負極活物質を有する帯状の負極１２とが、イオン透過性を有するセパレータ１３を介して多数回巻回されてなる。
【００１７】
電池缶１は、例えばニッケルメッキが施された鉄により構成されており、一端部が閉鎖され、他端部が開放されている。電池缶１の内部には、巻回電極体２０を挟み込むように、周面に対して垂直に一対の絶縁板８および絶縁板９がそれぞれ配置されている。
【００１８】
電池缶１の開放端部には、電池蓋２と、この電池蓋２の内側に設けられた熱感抵抗素子（Positive Temperature Coefficient；ＰＴＣ素子）４と安全弁３とが、絶縁封口ガスケット５を介してかしめられることにより取り付けられており、電池缶１の内部は密閉されている。また、巻回電極体２０と安全弁３の間には、遮断ディスク６および安全弁３と遮断ディスク６とを絶縁するための絶縁リング７が配されている。
【００１９】
電池蓋２は、例えば電池缶１と同様の材料により構成されている。安全弁３は、熱感抵抗素子４を介して電池蓋２と電気的に接続されており、内部短絡または外部からの加熱等により電池の内圧が一定以上となった場合に電池蓋２方向に変形する。巻回電極体２０から導出された正極端子１４は、遮断ディスク６が有する孔部を通じて安全弁３と接続されている。安全弁３および遮断ディスク６を主とする機構は、安全弁３の変形時に遮断ディスク６に正極端子１４が引っかかって接続が解除されることにより、電池蓋２と巻回電極体２０との電気的接続を切断する、いわゆる電流遮断機構としての機能を備えている。
【００２０】
熱感抵抗素子４は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止するものであり、例えば、チタン酸バリウム系半導体セラミックスにより構成されている。絶縁封口ガスケット５は、例えば絶縁材料により構成されており、表面には、例えばアスファルトが塗布されている。
【００２１】
以下、巻回電極体２０について説明する。
【００２２】
［巻回電極体］
巻回電極体２０は、図２Ａに上面図を、図２Ｂに図２Ａのａ−ａ´線に沿う断面図を示すような、正極１１と負極１２とをセパレータ１３を介して積層した積層電極体１６を巻回することにより作製される。
【００２３】
［正極］
正極１１は、帯状の形状を有する正極集電体１１ｂと、この正極集電体１１ｂの両面に形成された正極合剤層１１ａとからなる。正極集電体１１ｂは、例えばアルミニウム（Ａｌ）箔、ニッケル（Ｎｉ）箔、ステンレス（ＳＵＳ）箔等の金属箔である。
【００２４】
正極合剤層１１ａは、例えば、正極活物質である二硫化鉄（ＦｅＳ2）と、導電剤と、結着剤とからなる。正極活物質である二硫化鉄は、主に自然界に存在する黄鉄鉱（Pyrite）を粉砕したものが用いられるが、化学合成、例えば、塩化第一鉄（ＦｅＣｌ2）を硫化水素（Ｈ2Ｓ）中にて焼成して得られる二硫化鉄なども使用可能である。
【００２５】
結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が用いられる。また、導電剤としては、正極活物質に適量混合して導電性を付与できる材料を用い、例えば、グラファイト、カーボンブラックなどの炭素粉末を用いることができる。
【００２６】
［負極］
負極１２は、帯状の形状を有する金属箔からなる。この負極活物質でもある金属箔の材料としては、リチウム金属またはリチウムにアルミなどの合金元素を添加したリチウム合金などが挙げられる。
【００２７】
［電解液］
電解液は、非水溶媒に電解質塩が溶解されたものであり、一般的に使用される材料が使用可能である。
【００２８】
非水溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、２−ジメトキシエタン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリルあるいはプロピオニトリル、アニソール、酢酸エステル、絡酸エステルあるいはプロピオン酸エステル等が好ましく、これらのうちのいずれか１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００２９】
電解質塩としては、上記非水溶媒に溶解するものが用いられ、カチオンとアニオンが組み合わされてなる。カチオンにはアルカリ金属やアルカリ土類金属が用いられ、アニオンには、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＳＣＮ-、ＣｌＯ4-、ＢＦ4-、ＰＦ6-、ＣＦ3ＳＯ3-等が用いられる。具体的には、例えばＬｉＣｌ、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、ＬｉＢｒ、ＣＨ3ＳＯ3Ｌｉ、ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉ、Ｎ（ＣｎＦ2n+1ＳＯ2）2Ｌｉなどがあり、これらのうちのいずれか１種または２種以上が混合して用いられている。中でも、ＬｉＰＦ6を主として用いることが好ましい。また、電解質塩濃度としては、上記非水溶媒に溶解することができる濃度であれば問題ないが、リチウムイオン濃度が非水溶媒に対して０．４ｍｏｌ／ｋｇ以上、２．０ｍｏｌ／ｋｇ以下の範囲であることが好ましい。
【００３０】
［セパレータ］
セパレータ１３は、樹脂材料を一軸延伸方式により作製した微少な孔を多数有する樹脂材料からなる微多孔性膜からなる。ここで、セパレータ１３は、積層電極体１６の巻回方向である長手方向と同方向に一軸延伸が施すことが好ましい。また、微多孔性膜とは、孔の平均孔径が５μｍ以下程度の微孔を多数有する樹脂膜のことである。セパレータ１３としては、従来の電池に使用されてきたポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）、またはセルロース、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の材料を用いることが可能である。中でも、ショート防止効果に優れ、かつシャットダウン効果による電池の安全性向上が可能なポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン材料からなる微多孔性膜を用いることが特に好ましい。
【００３１】
このようなセパレータ１３には、例えば非水電解液が含浸されている。セパレータ１３は、正極１１と負極１２との間に配設されることにより、正極１１と負極１２の物理的接触を防ぐ機能を有する。さらに、セパレータ１３は非水電解液を吸収することにより孔中に非水電解液を保持するとともに、放電時にリチウムイオンが通過できるものである。
【００３２】
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、セパレータ１３の延伸方向の長さＬ1は、負極１２の同方向の長さＬ2よりも例えば５ｍｍ以上６０ｍｍ以下程度長くなるように構成されることが好ましい。これは、２枚のセパレータ１３の巻回方向の両端部を互いに接着するためである。接着方法としては、例えば加圧しながら加熱することにより２枚のセパレータ１３を溶着させることが好ましい。２枚のセパレータ１３を溶着して形成された接着部１３ａを設けることにより、電池内温度が高温となった場合であってもセパレータ１３の延伸方向への収縮が抑制され、正極１１と負極１２とが接触するのを防止することができる。
【００３３】
また、セパレータ１３の延伸方向に対して垂直な方向は、正極１１と負極１２との短絡を防止するために、正極１１および負極１２のそれぞれと同等またはやや大きくなるように構成される。セパレータ１３の延伸方向に対して垂直な方向は無延伸のため、高温による収縮はほとんど考えなくて良い。
【００３４】
セパレータ１３は、例えば、その厚みが５μｍ以上５０μｍ以下の範囲にされているとともに、その全体積における空隙体積の比率を表す空孔率が２０％以上６０％以下の範囲とされていることが好ましい。このような条件に合致するセパレータ１３では、製造歩留まり、出力特性、サイクル特性、安全性に優れたリチウム二硫化鉄一次電池１０を得ることが可能となる。
【００３５】
［正極端子］
正極集電体１１ｂには、アルミニウム（Ａｌ）等よりなる正極端子１４が抵抗溶接または超音波溶着等により接続されている。正極端子１４は、正極活物質層１１ａが設けられていない正極集電体１１ｂの一面に接続されることが好ましい。正極端子１４は、安全弁３と溶接されることにより電池蓋２と電気的に接続されている。
【００３６】
［負極端子］
負極１２には、ニッケル（Ｎｉ）等よりなる負極端子１５が圧着等により接続されている。このような負極端子１５は、電池缶１に固着されて電気的に接続されている。
【００３７】
［固定部材］
電極積層体１６の巻回終端部には、例えば樹脂材料からなる基材に粘着層を設けた絶縁テープ等の固定部材１７を設けて積層電極体１６を固定する。固定部材１７の基材に用いる樹脂材料としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）およびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等を用いることができる。中でも、２５０度以上の融点を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）は、高温でも安定して用いることができるため好ましい。
【００３８】
固定部材１７は、積層電極体１６の巻回終端部が固定されればどのように設けても構わないが、例えば図３Ａに示すように、積層電極体１６の巻回終端部近傍のみに、巻回終端部が全て覆われるようにして設けたり、図３Ｂに示すように固定部材１７が巻回電極体の巻回外周部を１周して全て覆うように設けてもよい。なお、図３Ａおよび図３Ｂでは、正極端子
【００３９】
次に、巻回電極体１０の製造方法について説明する。
【００４０】
［巻回電極体の製造］
まず、例えば、正極活物質、結着剤および導電剤を混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などの溶剤に分散してペースト状の正極合剤スラリーとする。この正極合剤スラリーを正極集電体１１ｂ上に塗布して乾燥させた後、ローラプレス機などにより圧縮成型して正極合剤層１１ａを形成する。さらに、正極端子１４を接続することにより、正極１１が作製される。
【００４１】
上述のようにして得られた帯状の形状を有する正極１１と、負極端子１５を圧着等により接続した負極１２と、セパレータ１３とを、例えば正極１１、セパレータ１３、負極１２、セパレータ１３の順に積層し、積層電極体１６とする。
【００４２】
次に、２枚のセパレータ１３の巻回方向（延伸方向）の両端を例えばヒータブロック等で加熱、加圧することにより、セパレータ１３を溶着して接着部１３ａを設ける。このとき、図２Ａまたは図２Ｂに示すように、接着部１３ａは負極１２の端部からそれぞれ５ｍｍ以上３０ｍｍ以下程度の間隔Ｌを有するようにして設けるようにすることが好ましい。間隔を持って接着部１３ａを有するようにすることで、電池内が高温になりセパレータ１３が収縮した際に短絡を抑制することができる。また、溶着により接着部１３ａを設ける場合は、安全性の観点からリチウム金属またはリチウム合金からなる負極１２を加熱しなようにする必要があり、間隔Ｌを設けることが重要となる。
【００４３】
続いて、この積層電極体１６を長手方向に多数回巻回し、積層電極体１６の巻回終端部が固定されるように固定部材１７を設けて巻回電極体２０を作製する。
【００４４】
次に、このような巻回電極体２０を用いてリチウム二硫化鉄一次電池１０を作製する。
【００４５】
［リチウム二硫化鉄一次電池の作製］
まず、底部に絶縁板８が予め挿入され、内側に例えばニッケルメッキが予め施された電池缶１に、巻回電極体２０を収納する。そして、巻回電極体２０の上面に絶縁板９を配設する。その後、負極１２の集電をとるために、巻回電極体２０から導出された負極端子１５の一端を抵抗溶接または超音波溶着等により電池缶１に溶接する。
【００４６】
これにより、電池缶１は負極１２と導通をもつことになり、外部負極となる。また、正極１１の集電をとるために、巻回電極体２０から導出された正極端子１４の一端を安全弁３に接続することにより電池蓋２と電気的に接続する。これにより、電池蓋２は正極１１と導通をもつこととなり、外部正極となる。
【００４７】
続いて、電池缶１の中に電解液を注入した後に、遮断ディスク６および絶縁リング７を挿入し、アスファルトを塗布した絶縁封口ガスケット５を介して電池蓋２をかしめることにより電池缶１を密封する。これにより、円筒型のリチウム二硫化鉄一次電池が作製される。
【００４８】
このようにして作製されたリチウム二硫化鉄一次電池は、電池内温度が高温となった際にセパレータ１３が延伸方向に収縮するのを防止することができ、正極１１および負極１２が接触して短絡が生じるのを防止することができる。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例によりこの発明を具体的に説明するが、この発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００５０】
実施例では、用いるセパレータの材料、作製方法および積層電極体の構成を変化させて単三型のリチウム二硫化鉄一次電池を作製し、安全性試験を行った。
【００５１】
＜サンプル１＞
［正極の作製］
正極活物質として二硫化鉄を、導電剤として黒鉛を、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを用い、二硫化鉄９５重量％と、黒鉛２重量％と、ポリフッ化ビニリデン３重量％とを混合し、溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドンに十分に分散させて正極合剤スラリーとした。
【００５２】
次に、正極合剤スラリーを厚さ２０μｍの帯状のアルミニウム箔からなる正極集電体の両面に塗布し、温度１２０℃で２時間乾燥させてＮ−メチル−２−ピロリドンを揮発させた後、一定圧力で圧縮成型して帯状の正極を作製した。さらに、正極集電体に、アルミニウム箔からなる正極端子を溶接した。
【００５３】
［巻回電極体の作製］
続いて、上述のようにして作製された帯状の正極と、ニッケル箔からなる負極端子を溶接した厚さ１５０μｍの金属リチウムからなる負極とを、正極活物質層と負極とがセパレータを介して対向するようにして、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に積層し、４層構造の積層電極体を作製した。このとき、セパレータとしては巻回方向に対して一軸延伸を施した高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用い、２枚のセパレータの巻回方向両端部は互いに溶着しないものとした。
【００５４】
次に、この積層電極体を巻回し、積層電極体の巻回終端部を基材部分がポリプロピレン（ＰＰ）からなる絶縁テープで固定した。
【００５５】
［リチウム二硫化鉄一次電池の作製］
以上のようにして得られた巻回電極体をニッケルメッキを施した鉄製電池缶に収納した。このとき、渦巻型電極体の下面に絶縁板が配設されるようにした。次に、ニッケル製の負極リードを電池缶に溶接した。さらに、渦巻型電極体の上面にも絶縁板を配設した後、遮断ディスクおよび絶縁リングを挿入し、遮断ディスクおよび絶縁リングの孔部を通じてアルミニウム製の正極リードを電池蓋に溶接した。
【００５６】
次に、１，３−ジオキシラン（ＤＯＬ）と、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）が体積比で２：１の混合溶媒にヨウ化リチウム（ＬｉＩ）を添加して、ヨウ化リチウムのモル濃度が１．０ｍｏｌ／ｌとなるように調整した電解液を電池缶に注入した。
【００５７】
続いて、アスファルトが表面に塗布された絶縁封口ガスケットを介して電池蓋をかしめることにより電流遮断機構を有する安全弁、熱感抵抗素子および電池蓋を固定し、電池を密閉することにより、単三型のリチウム二硫化鉄一次電池を作製した。
【００５８】
＜サンプル２＞
セパレータとして２軸延伸の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用いた以外はサンプル１と同様にしてリチウム二硫化鉄一次電池を作製した。
【００５９】
＜サンプル３＞
２枚のセパレータの巻回方向両端部を、負極を包むようにして互いに溶着して溶着部を設けた以外はサンプル１と同様にしてリチウム二硫化鉄一次電池を作製した。
【００６０】
＜サンプル４＞
セパレータとして２軸延伸の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用い、２枚のセパレータの巻回方向両端部を、負極を包むようにして互いに溶着して溶着部を設けた以外はサンプル１と同様にしてリチウム二硫化鉄一次電池を作製した。
【００６１】
＜サンプル５＞
基材部分がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる絶縁テープを用いた以外はサンプル１と同様にしてリチウム二硫化鉄一次電池を作製した。
【００６２】
＜サンプル６＞
セパレータとして２軸延伸の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用い、基材部分がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる絶縁テープを用いた以外はサンプル１と同様にしてリチウム二硫化鉄一次電池を作製した。
【００６３】
＜サンプル７＞
２枚のセパレータの巻回方向両端部を、負極を包むようにして互いに溶着して溶着部を設け、基材部分がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる絶縁テープを用いた以外はサンプル１と同様にしてリチウム二硫化鉄一次電池を作製した。
【００６４】
＜サンプル８＞
セパレータとして２軸延伸の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用い、２枚のセパレータの巻回方向両端部を、負極を包むようにして互いに溶着して溶着部を設け、基材部分がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる絶縁テープを用いた以外はサンプル１と同様にしてリチウム二硫化鉄一次電池を作製した。
【００６５】
＜安全性試験＞
（ａ）１５０度１０分試験
上述のようにして作製した各サンプルのリチウム二硫化鉄一次電池について、ＪＩＳ  Ｃ８５１６に規定される１５０度１０分試験を行い、短絡の生じた電池個数を確認した。
【００６６】
この試験では、リチウム二硫化鉄一次電池を２０℃の雰囲気下に載置し、昇温速度５℃／分で１５０℃まで上昇させた後、１５０℃の雰囲気下で１０分間リチウム二硫化鉄一次電池を保存した。
【００６７】
次に、保存後のリチウム二硫化鉄一次電池の電圧を測定し、電圧が０Ｖのものを短絡したものとして個数を測定した。
【００６８】
（ｂ）１８０度１０分試験
昇温速度５℃／分で１８０℃まで上昇させた後、１８０℃の雰囲気下で１０分間リチウム二硫化鉄一次電池を保存した以外は（ａ）１５０度１０分試験と同様にして短絡の生じた電池個数を確認した。
【００６９】
以下の表１に、安全性試験の結果を示す。なお、表中では、短絡が生じた電池を「○」、短絡が生じなかった電池を「×」とした。
【００７０】
【表１】
2008027867.tif 000003
【００７１】
表１から分かるように、巻回方向に一軸延伸が施された高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）をセパレータとして用い、かつ負極を包むようにして巻回方向の両端部を溶着したサンプル３およびサンプル７のリチウム二硫化鉄一次電池では、１５０度１０分試験において短絡が生じなかった。
【００７２】
また、サンプル３およびサンプル７以外の各サンプルでは短絡が生じた。短絡が生じたリチウム二硫化鉄一次電池では、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）の融点より高い１５０℃の雰囲気下に保存することによりセパレータが収縮したために正極と負極とが接触して短絡が生じたものである。
【００７３】
また、サンプル７では、絶縁テープとしてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いたため、１８０度１０分試験においても短絡が生じず、高い熱安定性を有するリチウム二硫化鉄一次電池を作製することができた。
【００７４】
サンプル３では、絶縁テープとして融点が１６０〜１７０℃程度のポリプロピレン（ＰＰ）を用いたため、１５０度１０分試験においては短絡が防止されたものの、１８０度１０分試験においては絶縁テープが巻回電極体の高さ方向（セパレータの延伸方向である巻回方向に対して垂直な方向）に収縮した。このため、絶縁テープの収縮に追随してセパレータが引きつって変形し、巻回電極体の高さ方向の上下部分において正極および負極が接触し、短絡が生じてしまった。
【００７５】
上記結果から、巻回方向に一軸延伸を施した樹脂材料からなるセパレータを用い、負極を包むようにしてセパレータの巻回方向両端部に溶着部を設けることにより、高温下でのセパレータの収縮を防止して短絡を防止することができる。また、絶縁テープとしてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を設けることにより、１８０℃程度の高温下でも短絡が生じない、高い安全性を有するリチウム二硫化鉄一次電池を作製することができる。
【００７６】
以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【００７７】
例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。
【００７８】
また、上述の実施形態では、積層電極体の巻回方向である長手方向と同方向に一軸延伸されたセパレータを用いて説明したが、積層電極体の短手方向に一軸延伸したセパレータを用い、セパレータの長辺同士を接着して接着部を設けることもできる。
【００７９】
また、この発明は、リチウム二硫化鉄一次電池のみでなく、負極に炭素系材料を用いたリチウムイオン電池等、巻回構造を有する電池であれば、一次電池、二次電池に限らずいずれの電池にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】この発明による巻回電池の一例であるリチウム二硫化鉄一次電池の断面図である。
【図２】この発明による積層電極体の構成の一例を示す模式図である。
【図３】この発明による積層電極体の構成の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８１】
１・・・電池缶
２・・・電池蓋
３・・・安全弁
４・・・熱感抵抗素子
５・・・絶縁封口ガスケット
６・・・遮断ディスク
７・・・絶縁リング
８，９・・・絶縁板
１０・・・リチウム二硫化鉄一次電池
１１・・・正極
１１ａ・・・正極活物質層
１１ｂ・・・正極集電体
１２・・・負極
１３・・・セパレータ
１３ａ・・・溶着部
１４・・・正極端子
１５・・・負極端子
１６・・・積層電極体
１７・・・固定部材
２０・・・巻回電極体
【図１】
2008027867.tif 000004
【図２】
2008027867.tif 000005
【図３】
2008027867.tif 000006