(57)【要約】【課題】放電負荷特性が高く、充放電に伴う電池の変形もないコイン形非水電解液二次電池を提供する。【解決手段】本発明のコイン形非水電解液二次電池は、帯状の正極１と帯状の負極２とが、帯状のセパレータ３を介して捲回されて円筒状の捲回体１０を構成し、捲回体１０の捲回軸方向は、電池缶１３の高さ方向と同一であり、捲回体１０の外径Ｄ（ｍｍ）と、捲回体１０の捲回軸方向の高さＨ（ｍｍ）との比Ｄ／Ｈは、１〜２５であり、最長の正極活物質塗布長をＬ（ｍｍ）、正極１の断面積をＢ（ｍｍ2）、正極リードの数をｎとすると、これらの比Ｌ／（Ｂ×ｎ）が、２０００〜８０００であることを特徴とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の正極と、帯状の負極と、帯状のセパレータと、コイン形の電池缶とを含むコイン形非水電解液二次電池であって、
前記正極と前記負極とは、前記セパレータを介して捲回されて円筒状の捲回体を構成し、
前記捲回体の捲回軸方向が、前記電池缶の高さ方向と同一であり、
前記捲回体の外径Ｄ（ｍｍ）と、前記捲回体の捲回軸方向の高さＨ（ｍｍ）との比Ｄ／Ｈが、１〜２５であり、
前記正極は、少なくとも１本の正極リードを備え、
前記正極の集電体の一方の面には、第１正極活物質層が形成され、
前記正極の集電体の他方の面には、第２正極活物質層が形成され、
前記第１正極活物質層の塗布長及び前記第２正極活物質層の塗布長から選ばれる最も長い塗布長をＬ（ｍｍ）、前記正極の断面積をＢ（ｍｍ2）、前記正極リードの数をｎとすると、これらの比Ｌ／（Ｂ×ｎ）が、２０００〜８０００であることを特徴とするコイン形非水電解液二次電池。
【請求項２】
前記比Ｄ／Ｈが、１．５〜２３である請求項１に記載のコイン形非水電解液二次電池。
【請求項３】
前記コイン形非水電解液二次電池の体積が、１ｃｍ3以上７ｃｍ3以下である請求項１に記載のコイン形非水電解液二次電池。
【請求項４】
前記電池缶の外径が、２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である請求項１に記載のコイン形非水電解液二次電池。
【請求項５】
前記正極及び前記負極は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能である請求項１に記載のコイン形非水電解液二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電負荷特性が高いコイン形非水電解液二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
コイン形リチウムイオン二次電池に代表されるコイン形非水電解液二次電池は、ボタン形又は扁平形非水電解液二次電池とも呼ばれ、ヘッドホンセット、時計型通信機器、身体取付型医療機器等の人が身につけて使用するいわゆるウェアラブル機器等に用いる重負荷対応の小型電池として注目されている。
【０００３】
従来のコイン形リチウムイオン二次電池としては、例えば、円形に打ち抜いた正極と負極とを１枚づつセパレータを介して積層した電極体を用いたものがある。しかし、このタイプの電池では、電極が厚くなるため、電極の厚さ方向に対するリチウムイオンの拡散抵抗が増加して、放電負荷特性が低下する欠点があり、低出力の用途にしか使用できないという問題がある。
【０００４】
上記問題を解決するために、帯状の正極と、帯状の負極とを、帯状のセパレータを介して捲回した電極体を用いることにより、電極を薄くする方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照。）。
【特許文献１】特開２００３−７７５４３号公報
【特許文献２】特開２００５−３１０５７８号公報
【特許文献３】特開平１１−３４５６２６号公報
【特許文献４】特開平１１−３５４１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び特許文献２に提案されている電池では、帯状の正極と、帯状の負極とを、帯状のセパレータを介して捲回して電極体を形成し、その電極体を扁平状に成形した後、電極体の捲回軸方向と電池缶の高さ方向（厚さ方向）とが直交した状態で、電極体を電池缶に挿入している。この場合、電池缶内の電極体は、電池の高さ方向から見て四角状に形成されているため、電極体と電池缶との間に隙間が生じ、容積ロスが生じる問題がある。また、この電極構造では、電池の充放電に伴う電極の膨張・収縮方向が電池缶の高さ方向と一致するため、充放電を繰り返すと電池が高さ方向に変形するおそれもある。
【０００６】
一方、特許文献３及び特許文献４に提案されている電池では、電極体の捲回軸方向と、電池缶の高さ方向とが同一であるため、電極体と電池缶との間に隙間が生ぜず、また、電池の充放電に伴う電極の膨張・収縮方向が電池缶の径方向と一致するため、充放電を繰り返しても電池が変形するおそれもない。
【０００７】
しかし、特許文献３及び特許文献４では、単に電極構造が開示されているのみであり、重負荷特性の向上のための具体的構成が一切開示されていない。もちろん、特許文献１及び特許文献２にも重負荷特性の向上のための具体的構成は一切開示されていない。
【０００８】
本発明は上記問題を解決したもので、放電負荷特性が高いコイン形非水電解液二次電池を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のコイン形非水電解液二次電池は、帯状の正極と、帯状の負極と、帯状のセパレータと、コイン形の電池缶とを含むコイン形非水電解液二次電池であって、前記正極と前記負極とは、前記セパレータを介して捲回されて円筒状の捲回体を構成し、前記捲回体の捲回軸方向が、前記電池缶の高さ方向と同一であり、前記捲回体の外径Ｄ（ｍｍ）と、前記捲回体の捲回軸方向の高さＨ（ｍｍ）との比Ｄ／Ｈが、１〜２５であり、前記正極は、少なくとも１本の正極リードを備え、前記正極の集電体の一方の面には、第１正極活物質層が形成され、前記正極の集電体の他方の面には、第２正極活物質層が形成され、前記第１正極活物質層の塗布長及び前記第２正極活物質層の塗布長から選ばれる最も長い塗布長をＬ（ｍｍ）、前記正極の断面積をＢ（ｍｍ2）、前記正極リードの数をｎとすると、これらの比Ｌ／（Ｂ×ｎ）が、２０００〜８０００であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、放電負荷特性が高く、充放電に伴う電池の変形もないコイン形非水電解液二次電池を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明のコイン形非水電解液二次電池の実施形態を説明する。
【００１２】
本発明のコイン形非水電解液二次電池は、帯状の正極と、帯状の負極と、帯状のセパレータと、コイン形の電池缶とを備え、正極と負極とは、セパレータを介して捲回されて円筒状の捲回体を構成している。この構造により、電極を薄くでき、放電負荷特性をある程度向上できる。
【００１３】
また、上記捲回体の捲回軸方向は、電池缶の高さ方向と同一とされている。この構造により、電極の膨張・収縮方向と、強度的に強固な電池缶の径方向とが一致し、充放電を繰り返しても電池の変形を防止できる。
【００１４】
また、上記捲回体の外径Ｄ（ｍｍ）と、捲回体の捲回軸方向の高さＨ（ｍｍ）との比Ｄ／Ｈ（扁平度）は、１〜２５に設定されている。Ｄ／Ｈが１未満では、コイン形電池とはいえず、薄型小型で高容量が要求されるウェアラブル機器用のコイン形非水電解液二次電池には適さない。
【００１５】
また、Ｄ／Ｈが２５を超えると、通常の電池設計の許容範囲を逸脱する。即ち、電極を捲回する製造工程に耐え得る電極幅は最低でも約２ｍｍは必要であるため、捲回体の捲回軸方向の高さＨの最小値は２ｍｍである。また、電池を搭載する機器の大きさから、捲回体の外径Ｄの最大値は５０ｍｍと考えられる。このため、Ｄ／Ｈの最大値は２５となる。さらに、電池を搭載する機器に必要な電池容量を考慮するとＤ／Ｈは１．５〜２３がより好ましい。
【００１６】
また、上記正極は、少なくとも１本の正極リードを備え、正極の集電体の一方の面には、第１正極活物質層が形成され、正極の集電体の他方の面には、第２正極活物質層が形成され、第１正極活物質層の塗布長及び第２正極活物質層の塗布長から選ばれる最も長い塗布長（第１正極活物質層の塗布長と第２正極活物質層の塗布長が同じ場合は、いずれかの塗布長）をＬ（ｍｍ）、正極の断面積をＢ（ｍｍ2）、正極リードの数をｎとすると、これらの比Ｌ／（Ｂ×ｎ）は、２０００〜８０００に設定され、より好ましく３０００〜５０００に設定される。これにより、放電負荷特性をさらに向上でき、重負荷特性が要求される各種機器用の電池として最適となる。
【００１７】
放電負荷特性は、正極活物質層の長手方向の電気抵抗と、正極活物質層の厚さ方向の電気抵抗とに依存し、正極リード間の距離Ｌ／ｎが短くなるほど、また、正極の断面積Ｂが大きくなるほど、良好となる。
【００１８】
しかし、一定の内径と高さとを有する電池缶内に電極を収納する上において、正極活物質層の厚さ方向の電気抵抗を下げるために正極活物質層の厚さを薄くすると、電池容量を確保するために正極の長さを長くすることが必要になり、正極の長手方向の抵抗値が増大する。また、正極リード間の距離を短くするために正極リードの数を増やすと、発電要素以外の容積が大きくなり、電池容量の低下の原因となるだけでなく、製造工程が複雑になる。一方、正極の長さを短くすると、電池容量を確保するために正極活物質層の厚さを厚くすることが必要になり、正極活物質層の厚さ方向の抵抗値が増大する。また、正極の面積を大きくするために正極の幅寸法を大きくすると、電池の高さ寸法が大きくなってしまう問題がある。
【００１９】
そこで、本発明のコイン形非水電解液二次電池では、正極の長手寸法、幅寸法、厚さ寸法及び正極リード間距離の関係Ｌ／（Ｂ×ｎ）を２０００〜８０００とすることで、放電負荷特性を改善できることを見出したものである。
【００２０】
また、本発明のコイン形非水電解液二次電池の体積は、１ｃｍ3以上７ｃｍ3以下であることが好ましい。この範囲内であれば、薄型小型で高容量が要求されるウェアラブル機器用のコイン形非水電解液二次電池として最適となる。
【００２１】
さらに、本発明のコイン形非水電解液二次電池は、電池缶の外径が、２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましい。この範囲内であれば、上記と同様に薄型小型で高容量が要求されるウェアラブル機器用のコイン形非水電解液二次電池として最適となる。
【００２２】
次に、本発明のコイン形非水電解液二次電池の一例を図面に基づき説明する。但し、図１〜図１０では、同一部分には同一の符号を付し、重複した説明は省略する場合がある。
【００２３】
図１は、本発明に用いる捲回体の斜視図である。図１において、捲回体１０は、帯状の正極と帯状の負極とを、帯状のセパレータを介して捲回して作製されている。
【００２４】
上記正極は、正極活物質、正極用導電助剤、正極用バインダ等を含む混合物に、溶剤を加えて十分に混練して得た正極合剤ペーストを、正極集電体の両面に塗布して乾燥した後に、その正極合剤層を所定の厚さ及び所定の電極密度に制御することにより形成できる。
【００２５】
上記正極活物質としては、例えば、ＬｉＣｏＯ2等のリチウムコバルト酸化物、ＬｉＭｎ2Ｏ4等のリチウムマンガン酸化物、ＬｉＮｉＯ2等のリチウムニッケル酸化物等が使用できるが、リチウムイオンを吸蔵・放出可能であればこれらに限定はされない。
【００２６】
上記正極集電体としては、構成された電池において実質的に化学的に安定な電子伝導体であれば特に限定されない。正極集電体としては、例えば、アルミニウム箔等が用いられる。
【００２７】
正極集電体の一端部には正極合剤ペーストを塗布していない集電体露出部が設けられ、集電体露出部を折り返すことにより、正極リード１１が形成されている。また、集電体露出部は、集電体の両端部に設けてもよく、正極リードも集電体の両端部に設けてもよい。さらに、集電体露出部を折り返して形成する上記正極リードに代えて、正極集電体の一端部又は両端部に別部品としてのタブを溶接して正極リードとしてもよい。
【００２８】
上記負極は、負極活物質、負極用導電助剤、負極用バインダ等を含む混合物に、溶剤を加えて十分に混練して得た負極合剤ペーストを、負極集電体の両面に塗布して乾燥した後に、その負極合剤層を所定の厚さ及び所定の電極密度に制御することにより形成できる。
【００２９】
上記負極活物質としては、例えば、天然黒鉛又は塊状黒鉛、鱗片状黒鉛、土状黒鉛等の人造黒鉛等の炭素材料が用いられるが、リチウムイオンを吸蔵・放出可能であればこれらに限定はされない。
【００３０】
上記負極集電体としては、構成された電池において実質的に化学的に安定な電子伝導体であれば特に限定されない。負極集電体としては、例えば、銅箔等が用いられる。
【００３１】
負極集電体の一端部には負極合剤ペーストを塗布していない集電体露出部が設けられ、集電体露出部を折り返すことにより、負極リード１２が形成されている。また、集電体露出部は、集電体の両端部に設けてもよく、負極リードも集電体の両端部に設けてもよい。さらに、集電体露出部を折り返して形成する上記負極リードに代えて、負極集電体の一端部又は両端部に別部品としてのタブを溶接して負極リードとしてもよい。
【００３２】
図１では、正極リード１１を捲回体１０の外周側に設け、負極リード１２を捲回体１０の内周側に設けたが、正極リード１１を捲回体１０の内周側に設け、負極リード１２を捲回体１０の外周側に設けてもよく、また、正極リード１１及び負極リード１２をともに捲回体１０の外周側に設けてもよい。
【００３３】
上記セパレータとしては、大きなイオン透過度及び所定の機械的強度を有する絶縁性の微多孔性薄膜が用いられる。また、一定温度以上（１００〜１４０℃）で微孔を閉塞し、抵抗を上げる機能を有するものが、電池の安全性向上の点から好ましい。具体的には、上記セパレータとしては、耐有機溶剤性及び疎水性を有するポリプロピレン、ポリエチレン等のオレフィン系ポリマー又はガラス繊維からなるシート、不織布、織布、又はオレフィン系の粒子を接着剤で固着した多孔質体層等が用いられる。
【００３４】
図２は、捲回体１０を円筒状の電池缶１３に挿入している工程を示す斜視図である。捲回体１０は、その捲回軸方向Ｎが電池缶１３の高さ方向Ｍと同一となるように、電池缶１３に挿入される。電池缶１３の材質は、アルミニウム等が用いられる。また、電池缶１３の底部には、下部絶縁板（図示せず。）が配置されている。下部絶縁板の材質は特に限定されず、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の高分子材料を用いることができる。
【００３５】
図３は、捲回体１０を電池缶１３に挿入した後に、捲回体１０の上に上部絶縁板１４を配置している工程を示す斜視図である。上部絶縁板１４の材質は、上記下部絶縁板と同様の材質が使用できる。
【００３６】
図４は、上部絶縁板１４を捲回体１０の上に載置し、蓋１５の中央部に配置された負極端子１６の裏部と負極リード１２とを溶接した状態の斜視図である。蓋１５と負極端子１６とは、絶縁パッキング１７によって絶縁されている。蓋１５の材質は、電池缶１３と同様にアルミニウム等が用いられる。負極端子１６の材質は、ニッケル等が用いられる。絶縁パッキング１７の材質は、ポリプロピレン（ＰＰ）等の高分子材料を用いることができる。
【００３７】
図５Ａは、電池缶１３と蓋１５とをレーザー溶接等により接合した状態の斜視図である。図５Ｂは、図５ＡのＢ−Ｂ線の断面図である。図５Ｂにおいて、蓋１５と電池缶１３とで形成された密閉容器内に捲回体１０が収納され、電池缶１３の底部には下部絶縁板１９が配置されている。但し、図５Ｂでは、捲回体１０の内周側の部分は断面にしていない。捲回体１０は、前述のとおり、帯状の正極１と帯状の負極２とを、帯状のセパレータ３を介して渦巻状に捲回した構造を有している。また、正極リード１１は、電池缶１３と蓋１５との間に挟まれた状態で接合されている。これにより、電池缶１３及び蓋１５が正極端子として機能する。但し、電池缶１３の材質によっては、電池缶１３及び蓋１５が負極となる場合もある。最後に、注液口１８から、電解液を注液し、注液口１８を封口体（図示せず。）によって封口すればコイン形非水電解液二次電池が完成する。
【００３８】
上記電解液は、例えば、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、γ−ブチロラクトン等の有機溶媒を１種類又は２種類以上混合した溶媒に、例えば、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3等から選ばれる少なくとも１種類のリチウム塩を溶解させた電解液を用いればよい。この電解液中のＬｉイオンの濃度は、０．５〜１．５ｍｏｌ／Ｌとすればよい。
【００３９】
図６は、捲回体１０の模式図である。図６では、正極リード及び負極リードの図示を省略している。捲回体１０の外径Ｄ（ｍｍ）と、捲回体１０の捲回軸方向の高さＨ（ｍｍ）との比Ｄ／Ｈは、１〜２５に設定されている。また、捲回体１０の上面部の面積Ａ（ｍｍ2）と、正極と負極とが対向している反応有効面積Ｒ（ｍｍ2）との比Ｒ／Ａは、９〜２５に設定することが好ましい。
【００４０】
図７は、本発明のパラメータを説明するための正極の模式図である。図７において、帯状の正極２０の正極集電体２１の両面には、第１正極活物質層２２と、第１正極活物質層２２より短く形成された第２正極活物質層２３とが形成されている。正極活物質層が形成されていない正極集電体２１の端部は折り曲げられて正極リード２４を形成している。ここで、第１正極活物質層２２の長さをＬ（ｍｍ）、第２正極活物質層２３の長さをＪ（ｍｍ）、正極集電体２１の幅をＷ（ｍｍ）とすると、反応有効面積Ｒ（ｍｍ2）は、Ｒ＝（Ｌ＋Ｊ）×Ｗとなる。
【００４１】
また、正極集電体２１、第１正極活物質層２２、第２正極活物質層２３を含む正極２０の断面積をＢ（ｍｍ2）、正極リードの数をｎとすると、これらの比Ｌ／（Ｂ×ｎ）は２０００〜８０００に設定されている。
【００４２】
図８は、図７のＩ−Ｉ線の断面図である。また、図９は、図７のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。ここで、正極リード２４の断面積をＣ（ｍｍ2）、正極リードの数をｎ、正極集電体２１の断面積をＳ（ｍｍ2）とすると、これらの比（Ｃ×ｎ）／Ｓは１以上であることが好ましい。
【００４３】
図１０は、図７の正極リードの他の形態を示す斜視図である。図１０では、正極集電体２１の端部にタブを溶接することにより正極リード２５を形成している。図１０の形態であっても、上記した比Ｌ／（Ｂ×ｎ）、比（Ｃ×ｎ）／Ｓの好適範囲は同様である。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例に基づき本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４５】
（実施例１）
＜正極の作製＞
正極活物質であるＬｉＣｏＯ2：８０重量部と、導電助剤であるアセチレンブラック：１０重量部と、バインダであるポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）：５重量部とに、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を溶剤として加えて、均一になるように混合して正極合剤含有ペーストを調製した。この正極合剤含有ペーストを、正極集電体となる厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に、表面側の活物質塗布長が１２２１ｍｍ、裏面側の活物質塗布長が１１５５ｍｍになるように塗布し、乾燥した。その後、カレンダー処理を行って、全厚が１３４μｍになるように電極の厚さを調整し、幅３．０ｍｍになるように切断して、帯状の正極を作製した。作製した帯状の正極の両端部には、活物質未塗布部が形成されている。
【００４６】
ここで、上記正極集電体の表面側とは、捲回体を形成した場合の外周側をいい、その裏面側とは、捲回体を形成した場合の内周側をいい、後述する負極集電体の場合も同様である。
【００４７】
＜負極の作製＞
負極活物質である黒鉛：９０重量部と、バインダであるＰＶＤＦ：５重量部とに、ＮＭＰを溶剤として加えて、均一になるように混合して負極合剤含有ペーストを調製した。この負極合剤含有ペーストを、負極集電体となる厚さ１２μｍの銅箔の両面に、表面側の活物質塗布長が１２０７ｍｍ、裏面側の活物質塗布長が１２０７ｍｍになるように塗布し、乾燥した。その後、カレンダー処理を行って、全厚が１４２μｍになるように電極の厚さを調整し、幅３．５ｍｍになるように切断して、帯状の負極を作製した。作製した帯状の負極の両端部には、活物質未塗布部が形成されている。
【００４８】
＜捲回体の作製＞
上記のように作製した帯状の正極と負極との間に、厚さ２０μｍ、幅４．３ｍｍのポリエチレン製の微多孔性フィルムよりなるセパレータを配置して捲回して、捲回体を作製した。捲回体は、正極の両面の正極活物質塗布部が全て負極活物質塗布部と対向するように形成した。次に、正極の活物質未塗布部のアルミニウム箔を、捲回体の外周部側の端部より折り返して取り出し、正極リードを１本形成した。また、負極の活物質未塗布部の銅箔を、捲回体の内周部側（中心側）の端部より折り返して取り出し、負極リードを１本形成した。
【００４９】
作製した捲回体の外径Ｄは、２３．５ｍｍ、捲回体の高さＨは３．７ｍｍ、これらの比Ｄ／Ｈは６．４であった。また、正極の最長活物質塗布長Ｌは１２２１ｍｍ、正極の断面積Ｂは０．４０２ｍｍ2、正極リードの数ｎは１、これらの比Ｌ／（Ｂ×ｎ）は３０３７であった。
【００５０】
＜電解液の調製＞
エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）との混合溶媒（ＥＣ：ＤＥＣの混合体積比は１：２）中にＬｉＰＦ6を１．２ｍｏｌ／Ｌ溶解させた電解液を調製した。
【００５１】
＜電池の作製＞
外径２４ｍｍ、高さ５．０ｍｍ、側面厚さ０．２５ｍｍ、底面厚さ０．３ｍｍのアルミニウム製の電池缶と、直径２４ｍｍ、厚さ０．４ｍｍのアルミニウム製の蓋を準備した。蓋の中央には、直径６ｍｍのニッケル製の負極端子がポリプロピレン製のパッキングを介して嵌合されている。次に、上記電池缶の底部に、厚さ０．０５ｍｍのＰＰＳ製の下部絶縁板を配置した後、捲回体の捲回軸方向が電池缶の高さ方向と同一となるように、上記捲回体を電池缶内に挿入した。次に、捲回体の上部に厚さ０．０５ｍｍのＰＰＳ製の上部絶縁板を配置した後、負極リードを負極端子の裏側に溶接した。その後、正極リードを電池缶と蓋との間に挟んだまま電池缶と蓋とをレーザー溶接により接合した。
【００５２】
最後に、蓋に設けられた直径１．５ｍｍの注液口から上記電解液を注液し、電極体に電解液を十分に浸透させた後、封止ピンを注液口に挿入してレーザー溶接することにより封口して、電池体積が２．３ｃｍ3のコイン形リチウムイオン二次電池を作製した。
【００５３】
（実施例２）
＜正極の作製＞
正極集電体の厚さを２５μｍ、活物質塗布長を表面側６７８ｍｍ、裏面側６２４ｍｍ、カレンダー処理後の全厚を１６２μｍ、幅を２．０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして正極を作製した。
【００５４】
＜負極の作製＞
負極集電体の厚さを２０μｍ、活物質塗布長を表面側６６７ｍｍ、裏面側６６７ｍｍ、カレンダー処理後の全厚を１７７μｍ、幅を２．５ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして負極を作製した。
【００５５】
上記正極及び上記負極を用い、セパレータの幅を３．３ｍｍとし、外径２０ｍｍ、高さ４．０ｍｍの電池缶を用いた以外は、実施例１と同様にして、電池体積が１．３ｃｍ3のコイン形非水電解液二次電池を作製した。
【００５６】
本実施例の捲回体の外径Ｄは、１９．５ｍｍ、捲回体の高さＨは２．７ｍｍ、これらの比Ｄ／Ｈは７．２であった。また、正極の最長活物質塗布長Ｌは６７８ｍｍ、正極の断面積Ｂは０．３２４ｍｍ2、正極リードの数ｎは１、これらの比Ｌ／（Ｂ×ｎ）は２０９３であった。
【００５７】
（実施例３）
＜正極の作製＞
活物質塗布長を表面側３１４６ｍｍ、裏面側３０４７ｍｍ、カレンダー処理後の全厚を１１５μｍ、幅を３．５ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして正極を作製した。
【００５８】
＜負極の作製＞
活物質塗布長を表面側２７３４ｍｍ、裏面側３７３４ｍｍ、カレンダー処理後の全厚を１４２μｍ、幅を４．０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、負極を作製した。
【００５９】
上記正極及び上記負極を用い、セパレータの幅を４．８ｍｍとし、外径３５ｍｍ、高さ５．５ｍｍの電池缶を用いた以外は、実施例１と同様にして、電池体積が５．３ｃｍ3のコイン形非水電解液二次電池を作製した。
【００６０】
本実施例の捲回体の外径Ｄは、３４．５ｍｍ、捲回体の高さＨは４．２ｍｍ、これらの比Ｄ／Ｈは８．２であった。また、正極の最長活物質塗布長Ｌは３１４６ｍｍ、正極の断面積Ｂは０．４０３ｍｍ2、正極リードの数ｎは１、これらの比Ｌ／（Ｂ×ｎ）は７８１６であった。
【００６１】
（実施例４）
＜正極の作製＞
活物質塗布長を表面側１９６６ｍｍ、裏面側１９０２ｍｍ、カレンダー処理後の全厚を７７μｍとした以外は、実施例１と同様にして正極を作製した。
【００６２】
＜負極の作製＞
活物質塗布長を表面側１９５０ｍｍ、裏面側１９５０ｍｍ、カレンダー処理後の全厚を７８μｍとした以外は、実施例１と同様にして、負極を作製した。
【００６３】
上記正極及び上記負極を用い、正極の活物質未塗布部のアルミニウム箔を、捲回体の外周部側の端部と内周部側の端部よりそれぞれ折り返して取り出し、正極リードを２本形成した以外は、実施例１と同様にして、電池体積が２．３ｃｍ3のコイン形非水電解液二次電池を作製した。
【００６４】
本実施例の捲回体の外径Ｄは、２３．５ｍｍ、捲回体の高さＨは３．７ｍｍ、これらの比Ｄ／Ｈは６．４であった。また、正極の最長活物質塗布長Ｌは１９６６ｍｍ、正極の断面積Ｂは０．２３１ｍｍ2、正極リードの数ｎは２、これらの比Ｌ／（Ｂ×ｎ）は４２５５であった。
【００６５】
（比較例１）
正極の活物質未塗布部のアルミニウム箔を、捲回体の外周部側の端部より折り返して取り出し、正極リードを１本形成した以外は、実施例４と同様にして、電池体積が２．３ｃｍ3のコイン形非水電解液二次電池を作製した。
【００６６】
本比較例の捲回体の外径Ｄは、２３．５ｍｍ、捲回体の高さＨは３．７ｍｍ、これらの比Ｄ／Ｈは６．４であった。また、正極の最長活物質塗布長Ｌは１９６６ｍｍ、正極の断面積Ｂは０．２３１ｍｍ2、正極リードの数ｎは１、これらの比Ｌ／（Ｂ×ｎ）は８５１１であった。
【００６７】
（比較例２）
＜正極の作製＞
正極集電体の厚さを２５μｍ、活物質塗布長を表面側６０３ｍｍ、裏面側５４８ｍｍ、カレンダー処理後の全厚を１８５μｍ、幅を２．０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして正極を作製した。
【００６８】
＜負極の作製＞
負極集電体の厚さを２０μｍ、活物質塗布長を表面側５９２ｍｍ、裏面側５９２ｍｍ、カレンダー処理後の全厚を２０３μｍ、幅を２．５ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして負極を作製した。
【００６９】
上記正極及び上記負極を用い、セパレータの幅を３．３ｍｍとし、外径２０ｍｍ、高さ４．０ｍｍの電池缶を用いた以外は、実施例１と同様にして、電池体積が１．３ｃｍ3のコイン形非水電解液二次電池を作製した。
【００７０】
本比較例の捲回体の外径Ｄは、１９．５ｍｍ、捲回体の高さＨは２．７ｍｍ、これらの比Ｄ／Ｈは７．２であった。また、正極の最長活物質塗布長Ｌは６０３ｍｍ、正極の断面積Ｂは０．３７０ｍｍ2、正極リードの数ｎは１、これらの比Ｌ／（Ｂ×ｎ）は１６３０であった。
【００７１】
実施例１〜４及び比較例１、２の正極及び負極の各寸法を表１及び表２にまとめて示す。
【００７２】
【表１】
2008262827.tif 000003
【００７３】
【表２】
2008262827.tif 000004
【００７４】
また、実施例１〜４及び比較例１、２の電池パラメータ及び電極パラメータを表３及び表４に示す。
【００７５】
【表３】
2008262827.tif 000005
【００７６】
【表４】
2008262827.tif 000006
【００７７】
＜電池特性の評価＞
実施例１〜４及び比較例１、２の各電池について、０．２Ｃで４．３Ｖまで定電流充電を行い、その後、電流値が０．０２Ｃとなるまで定電圧充電を行った。次に、０．２Ｃで３．０Ｖまで定電流放電を行って初期容量（ａ）を求めた。なお、「Ｃ」とは、電池の設計容量を１時間で放電する場合の電流値を意味する。
【００７８】
続いて、各電池を０．２Ｃで４．３Ｖまで定電流充電を行い、その後、電流値が０．０２Ｃとなるまで定電圧充電を行った。次に、２Ｃで３．０Ｖまで定電流放電を行って重負荷容量（ｂ）を求めた。
【００７９】
上記結果から容量維持率Ｚ（％）を下記式から求め、放電負荷特性として評価した。
【００８０】
Ｚ＝（ｂ／ａ）×１００
【００８１】
上記電池特性を、パラメータＤ／Ｈ及びパラメータＬ／（Ｂ×ｎ）とともに表５に示す。
【００８２】
＜サイクル特性の評価＞
充放電サイクル試験を次にように行った。充電は各電池について、０．５Ｃで４．３Ｖまで定電流充電を行い、その後、電流値が０．０２Ｃとなるまで定電圧充電を行った。放電は、１Ｃで３．０Ｖまで定電流放電を行った。この充放電を１サイクルとして２００サイクルまで繰り返した。次に、電池の外観を目視により観察し、電池の変形の有無を確認した。その結果を表５に示す。
【００８３】
【表５】
2008262827.tif 000007
【００８４】
表５から、パラメータＬ／（Ｂ×ｎ）が２０００〜８０００の範囲内にある実施例１〜４は、その範囲外にある比較例１、２に比べて容量維持率Ｚ（重負荷特性）が高いことが分かる。また、実施例１〜４及び比較例１、２の各電池では充放電を２００回繰り返しても電池の変形は一切認められなかった。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
以上説明したように、本発明は、放電負荷特性が高く、充放電に伴う電池の変形もないコイン形非水電解液二次電池を提供できる。このコイン形非水電解液二次電池は、ウェアラブル機器用の電源だけでなく、様々な機器の電源として広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明に用いる捲回体の斜視図である。
【図２】捲回体を円筒状の電池缶に挿入している工程を示す斜視図である。
【図３】捲回体を電池缶に挿入した後に、捲回体の上に上部絶縁板を配置している工程を示す斜視図である。
【図４】上部絶縁板を捲回体の上に載置し、蓋の中央部に配置された負極端子の裏部と負極リードとを溶接した状態の斜視図である。
【図５】図５Ａは、電池缶と蓋とをレーザー溶接等により接合した状態の斜視図であり、図５Ｂは、図５ＡのＢ−Ｂ線の断面図である。
【図６】捲回体の模式図である。
【図７】本発明のパラメータを説明するための正極の模式図である。
【図８】図７のＩ−Ｉ線の断面図である。
【図９】図７のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。
【図１０】図７の正極リードの他の形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８７】
１  正極
２  負極
３  セパレータ
１０  捲回体
１１  正極リード
１２  負極リード
１３  電池缶
１４  上部絶縁板
１５  蓋
１６  負極端子
１７  絶縁パッキング
１８  注液口
１９  下部絶縁板
２０  正極
２１  正極集電体
２２  第１正極活物質層
２３  第２正極活物質層
２４  正極リード
２５  正極リード
【図１】
2008262827.tif 000008
【図２】
2008262827.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008262827.tif 000013
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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