(57)【要約】      （修正有）【課題】非水電解質電池の電極巻回時の巻き芯の変形を防止して、電極巻回体の形状を真円とし、高容量化及び生産性を向上させる。【解決手段】帯状の正極２と負極３とを、セパレータ４を介して積層し、正極タブ８を巻き中心側とし負極３が外側となるように渦巻き状に巻回した電極巻回体を有し、負極３は正極２よりも大きくなるように形成され、正極タブ８には、積層したときに正極２からはみ出した負極３と対向する部分に保護テープ１５が配されており、保護テープ１５と正極集電体露出部分との重なり部分の長さが、０．５ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下の範囲である。【選択図】  図３
2004220862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の正極集電体上に正極活物質層が形成され、正極集電体露出部分に正極タブが接合された正極と、帯状の負極集電体上に負極活物質層が形成された負極とを、セパレータを介して積層し、正極タブを巻き中心側とし負極が外側となるように渦巻き状に巻回した電極巻回体が円筒形の電池缶に収納されてなる非水電解質電池であって、
負極は正極よりも大きくなるように形成され、
上記正極タブには、積層したときに正極からはみ出した負極と対向する部分に保護テープが配されており、
上記保護テープと正極集電体露出部分との重なり部分の長さが、０．５ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする非水電解質電池。
【請求項２】
上記保護テープが、ポリイミド又はポリプロピレンから構成されることを特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
【請求項３】
帯状の正極集電体上に正極活物質層が形成され、正極集電体露出部分に正極タブが接合された正極と、帯状の負極集電体上に負極活物質層が形成された負極とを、セパレータを介して積層し、正極タブを巻き中心側とし負極が外側となるように渦巻き状に巻回した電極巻回体を円筒形の電池缶に収納した非水電解質電池を製造するに際し、
負極を正極よりも大きくなるように形成し、
上記正極タブの、積層したときに正極からはみ出した負極と対向する部分に保護テープを配するとともに、
上記保護テープと正極集電体露出部分との重なり部分の長さを、０．５ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下の範囲とすることを特徴とする非水電解質電池の製造方法。
【請求項４】
上記巻回時において、スリットが形成された巻き芯を用いるとともに、正極タブを上記スリットに略平行となるように巻き芯に当接させることを特徴とする請求項３記載の非水電解質電池の製造方法。
【請求項５】
上記保護テープが、ポリイミド又はポリプロピレンから構成されることを特徴とする請求項３記載の非水電解質電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極素子の巻回時における巻きずれをなくすことにより、内部短絡の防止や、生産性を向上させた非水電解質電池及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばリチウムイオン二次電池のような、帯状の正極及び負極をセパレータを介して積層し、巻き芯を中心に渦巻き状に巻回した電極巻回体を円筒型の電池缶に収納した円筒型電池が提案されている。
【０００３】
特許文献１に示されるように、この帯状の正極と負極とをセパレータを介して渦巻き状に巻回した電極巻回体を得るのに、セパレータ、正極、セパレータ、負極の順に積層し、回転自在に片持ち支持された巻き芯を巻回軸として用いて、巻き芯を回転させることにより、正極と負極がセパレータを介して渦巻き状に巻回された電極巻回体を得る。このとき、正極の正極集電体及び負極の負極集電体のそれぞれの所定位置に、正極タブ及び負極タブをそれぞれ溶着させている。また、巻き芯にはスリットが形成されており、このスリット部分に巻き始め側のセパレータの端部を挟み込んで巻き取りを行う。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１１５５５１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通常、電池容量の確保及び内部短絡防止のために、負極は正極よりも大きく形成されている。このため、外部に引き出された正極タブが、積層したときに正極からはみ出した負極と接触して内部短絡を起こすおそれがある。そこで内部短絡を防ぐために、図１１に示すように、正極３０において、正極タブ３１のうち、積層されたときにセパレータ３２を介して負極３３と対向する部分に絶縁性の保護テープ３４が配されている。
【０００６】
上述した電極の巻き取りの際、正極タブ３１は、巻き中心側に配され、巻回時には、巻き芯４０に当接される。
【０００７】
このとき、図１２に示すように正極タブ３１が巻き芯４０のスリット４１に対し略平行な位置に配された状態で巻き取りを行うと、正極タブ３１の厚みと保護テープ３４との厚みにより巻き芯がたわみ、変形を起こしてしまう。この状態で巻き取られた電極巻回体は、図１３に示すように正極タブ３１側の端面が少しずつ凸にずれて巻き取られる。また、断面が真円ではなく楕円状に巻き取られてしまう。
【０００８】
電極巻回体の真円性が低下すると、巻き芯を電極巻回体の中心部から抜き取る際や、電極巻回体を電池缶に挿入する際のトラブルが増加し、生産性が低下してしまう。また、電極の巻き取り量が少なくなり、高容量化の妨げになってしまう。
【０００９】
また、図１４に示すように正極タブ３１が巻き芯４０のスリット４１に対し略垂直な位置に配された状態で巻き取ると、正極タブ３１の厚みと保護テープ３４との厚みにより段差が形成されてしまう。この状態で巻き取られた電極巻回体は、図１５に示すように負極タブ３５側の端面が少しずつ凸にずれて巻き取られる。また、巻き取られた電極巻回体の断面形状が真円ではなく、楕円形状になってしまい、上記と同様の問題が発生する。
【００１０】
そこで保護テープと正極との重なり部分の寸法を極力短くすることが課題であったが、重なり部分が短くなると、セパレータを挟んだ外側に負極が巻かれているため、正極タブのエッジと負極による内部短絡を起こしやすい状態になる。
【００１１】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、電極巻回時の巻き芯の変形を防止して、電極巻回体の形状を真円とし、高容量化及び生産性を向上させた非水電解質電池及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の非水電解質電池は、帯状の正極集電体上に正極活物質層が形成され、正極集電体露出部分に正極タブが接合された正極と、帯状の負極集電体上に負極活物質層が形成された負極とを、セパレータを介して積層し、正極タブを巻き中心側とし負極が外側となるように渦巻き状に巻回した電極巻回体が円筒形の電池缶に収納されてなる。
【００１３】
そして本発明の非水電解質電池は、負極は正極よりも大きくなるように形成され、上記正極タブには、積層したときに正極からはみ出した負極と対向する部分に保護テープが配されており、上記保護テープと正極集電体露出部分との重なり部分の長さが、０．５ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする。
【００１４】
上述したような本発明に係る非水電解質電池では、保護テープと正極集電体露出部分との重なり部分の長さを上記範囲にすることで、電極巻回時の巻きずれが抑えられたものとなる。
【００１５】
また、本発明の非水電解質電池の製造方法は、帯状の正極集電体上に正極活物質層が形成され、正極集電体露出部分に正極タブが接合された正極と、帯状の負極集電体上に負極活物質層が形成された負極とを、セパレータを介して積層し、正極タブを巻き中心側とし負極が外側となるように渦巻き状に巻回した電極巻回体を円筒形の電池缶に収納した非水電解質電池の製造方法であって、負極を正極よりも大きくなるように形成し、上記正極タブの、積層したときに正極からはみ出した負極と対向する部分に保護テープを配するとともに、上記保護テープと正極集電体露出部分との重なり部分の長さを、０．５ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下の範囲とすることを特徴とする。
【００１６】
上述したような本発明に係る非水電解質電池の製造方法では、保護テープと正極集電体露出部分との重なり部分の長さを上記範囲にすることで、電極巻回時の巻きずれが抑えられる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した非水電解質電池の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は、本発明の非水電解質電池の一構成例を示す縦断面図である。この非水電解液電池１は、フィルム状の正極２と、フィルム状の負極３とが、セパレータ４を介して密着状態で巻回された電極巻回体が、電池缶５内部に装填されてなる。
【００１９】
上記正極２は、正極活物質と結着剤とを含有する正極合剤を正極集電体上に塗布、乾燥することにより作製される。正極集電体には例えばアルミニウム箔等の金属箔が用いられる。
【００２０】
正極活物質には、目的とする電池の種類に応じて金属酸化物、金属硫化物又は特定の高分子を用いることができる。
【００２１】
例えば、リチウム一次電池を構成する場合、正極活物質としては、ＴｉＳ２、ＭｎＯ２、黒鉛、ＦｅＳ２等を使用することができる。また、リチウム二次電池を構成する場合、正極活物質としては、ＬｉＭｘＯ２（式中Ｍは一種以上の遷移金属を表し、ｘは電池の充放電状態によって異なり、通常０．０５以上、１．１０以下である。）を主体とするリチウム複合酸化物等を使用することができる。このリチウム複合酸化物を構成する遷移金属Ｍとしては、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ等が好ましい。このようなリチウム複合酸化物の具体例としてはＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＮｉｙＣｏ１−ｙＯ２（式中、０＜ｙ＜１である。）、ＬｉＭｎ２Ｏ４等を挙げることができる。これらのリチウム複合酸化物は、高電圧を発生でき、エネルギー密度的に優れた正極活物質となる。また、正極活物質としてＴｉＳ２、ＭｏＳ２、ＮｂＳｅ２、Ｖ２Ｏ５等の金属硫化物あるいは酸化物を使用することもできる。また正極２には、これらの正極活物質の複数種をあわせて使用してもよい。
【００２２】
また、上記正極合剤の結着剤としては、通常、電池の正極合剤に用いられている公知の結着剤を用いることができるほか、上記正極合剤に導電剤等、公知の添加剤を添加することができる。
【００２３】
負極３は、負極活物質と結着剤とを含有する負極合剤を、負極集電体上に塗布、乾燥することにより作製される。負極集電体には、例えば銅箔等の金属箔が用いられる。
【００２４】
リチウム一次電池又はリチウム二次電池を構成する場合、負極材料としては、リチウム、リチウム合金、又はリチウムをドープ、脱ドープできる材料を使用することが好ましい。リチウムをドープ、脱ドープできる材料として、例えば、難黒鉛化炭素系材料やグラファイト系材料等の炭素材料を使用することができる。具体的には、熱分解炭素類、コークス類、黒鉛類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭等の炭素材料を使用することができる。上記コークス類には、ピッチコークス、ニートルコークス、石油コークス等がある。また、上記有機高分子化合物焼成体とは、フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したものを示す。
【００２５】
上述した炭素材料のほか、リチウムをドープ、脱ドープできる材料として、ポリアセチレン、ポリピロール等の高分子やＳｎＯ２等の酸化物を使用することもできる。また、リチウム合金として、リチウム−アルミニウム合金等を使用することができる。
【００２６】
また、上記負極合剤の結着剤としては、通常リチウムイオン電池の負極合剤に用いられている公知の結着剤を用いることができるほか、上記負極合剤に公知の添加剤等を添加することができる。
【００２７】
非水電解液は、電解質を非水溶媒に溶解して調製される。
【００２８】
電解質としては、通常、電池電解液に用いられている公知の電解質を使用することができる。具体的には、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＣ（ＳＯ２ＣＦ３）３、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＳｉＦ６等のリチウム塩を挙げることができる。その中でも特にＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４が酸化安定性の点から望ましい。
【００２９】
このような電解質は、非水溶媒中に０．１ｍｏｌ／ｌ〜３．０ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解されていることが好ましい。さらに好ましくは、０．５ｍｏｌ／ｌ〜２．０ｍｏｌ／ｌである。
【００３０】
また、非水溶媒としては、従来より非水電解液に使用されている種々の非水溶媒を使用することができる。例えば、炭酸プロピレン、炭酸エチレン等の環状炭酸エステルや、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル等の鎖状炭酸エステル、プロピオン酸メチルや酪酸メチル等のカルボン酸エステル、γ−ブチルラクトン、スルホラン、２−メチルテトラヒドロフランやジメトキシエタン等のエーテル類等を使用することができる。これらの非水溶媒は単独で使用してもよく、複数種を混合して使用してもよい。その中でも特に、酸化安定性の点からは、炭酸エステルを用いることが好ましい。
【００３１】
そして、このような非水電解液電池１は、つぎのようにして製造される。
【００３２】
正極２は、上述したような正極活物質と結着剤とを含有する正極合剤を、正極集電体２ａとなる例えばアルミニウム箔等の金属箔上に均一に塗布、乾燥して正極活物質層２ｂを形成することにより作製される。上記正極合剤の結着剤としては、公知の結着剤を用いることができるほか、上記正極合剤に公知の添加剤等を添加することができる。
【００３３】
負極３は、上述したような負極活物質と結着剤とを含有する負極合剤を、負極集電体３ａとなる例えば銅箔等の金属箔上に均一に塗布、乾燥して負極活物質層３ｂを形成することにより作製される。上記負極合剤の結着剤としては、公知の結着剤を用いることができるほか、上記負極合剤に公知の添加剤等を添加することができる。
【００３４】
以上のようにして得られる正極２と、負極３とを、例えば微孔性ポリプロピレンフィルムからなるセパレータ４を介して密着させ、渦巻型に多数回巻回することにより電極巻回体が構成される。正極２の正極集電体２ａ及び負極３の負極集電体３ｂの所定位置には、正極タブ８及び負極タブ７がそれぞれ溶着されている。
【００３５】
ここで、図２に示すように、電池容量の確保及び内部短絡防止のために、通常、負極３は正極２よりも大きく形成されている。このため、外部に引き出された正極タブ８が、正極２よりはみ出した負極３と接触して内部短絡を起こすおそれがある。
【００３６】
そのため、図２及び図３に示すように、正極タブ８には、積層したときに負極３やセパレータ４と対向する部分に保護テープ１５が貼り付けられている。これにより正極タブ８と負極３との接触を防止して内部短絡を防ぐことができる。
【００３７】
この保護テープ１５には、例えばポリイミド、ポリプロピレン等の絶縁性の樹脂テープが用いられる。
【００３８】
保護テープ１５の厚さは、例えば０．０２ｍｍ〜０．０５ｍｍとすることが好ましい。保護テープ１５の厚みが薄くなると、正極タブ８を内部短絡から十分に保護することができないおそれがある。また、保護テープ１５の厚みが厚くなると、巻回したときに、保護テープ１５の厚みによる巻き芯のたわみや、段差の形成により、正極２の巻きずれや斜め巻き等の問題が発生する。
【００３９】
そして本発明では、図３中ｔ１で示す、保護テープ１５と正極タブ８との重なり部分の長さを、０．５ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下の範囲に規定している。保護テープ１５と正極タブ８との重なり部分の長さを上記範囲とすることで、電極巻回時における巻き芯のたわみなどの変形を防止することができる。
【００４０】
これに対し、保護テープ１５と正極タブ８との重なり部分の長さが０．５ｍｍよりも小さいと、保護テープ１５と正極タブ８との位置あわせや接合が困難になる。また、重なり部分が短くなると、セパレータ４を挟んだ外側に負極３が巻かれているため、正極タブ８のエッジと負極３による内部短絡が起こりやすくなるおそれがある。一方、保護テープ１５４と正極タブ８との重なり部分の長さが３．０ｍｍよりも大きいと、電極巻回時における巻き芯のたわみなどの変形を十分に防止することができない。
【００４１】
このように、保護テープ１５と正極タブ８との重なり部分の長さを規定することによって、巻回時における巻き芯のたわみなどの変形を防止することができる。
【００４２】
そして、巻回時における巻き芯の変形を防止することで、巻回時の正極２の蛇行巻きや、正極２の斜め巻き等の巻きずれの問題を解決することができる。これにより、巻回後に電極巻回体から巻き芯を抜き取る際のトラブル等、後工程におけるトラブルを防止することができる。また、巻きずれによる正極２と負極３の内部短絡も防止される。これにより不良率が低減され、生産性が向上する。
【００４３】
さらに、保護テープ１５の厚みによる楕円巻きが緩和され、電極巻回体の真円性が向上する。これにより、電極巻回体の巻き取り量をより多くすることができ、電池の容量を向上させることができる。
【００４４】
また、電極巻回体の真円度が向上することにより、電極巻回体を円筒の電池缶５に収納する際のトラブルなど、後の工程におけるトラブルを防止することができ、生産性が向上する。
【００４５】
図４に、正極２と負極３とをセパレータ４を介して積層、巻回するための巻回装置を示す。この巻回装置２０は、帯状の正極２が巻回された正極ロール２１と、帯状の負極３が巻回された負極ロール２２と、帯状のセパレータ４が巻回されたセパレータロール２３と、複数の送りローラ２４ａ〜２４ｄ及びガイドローラ２５ａ〜２５ｉと、巻き芯２６とを備える。巻き芯２６は、図示しない回転支持手段によって、軸周りに回転自在に支持されている。また、巻き芯２６にはスリット２６ａが形成されており、このスリット部分にセパレータ４の巻き始め側の端部を挟み込む。
【００４６】
正極タブ８は、巻き中心側に配され、巻回時には、巻き芯２６に当接される。このとき、正極タブ８は、巻き芯２６のスリット２６ａに対して平行となるように配することが好ましい。
【００４７】
また、負極ロール２２及び正極ロール２１から負極３及び正極２がそれぞれ送り出されて巻き芯へと向かう途中には、正極２の正極集電体２ａ及び負極３の負極集電体２ｂの所定位置に、正極タブ８及び負極タブ７をそれぞれ溶着する、正極タブ溶着手段２７及び負極タブ溶着手段２８がそれぞれ配されている。
【００４８】
なお、このとき、正極タブ溶着手段２７においては、正極タブ８が、積層したときに負極３やセパレータ４と対向する部分に予め保護テープ１５を貼り付けている。
【００４９】
そして、巻き芯２６を軸中心に回転させることにより、正極２、負極３及びセパレータ４が、セパレータ４、正極２、セパレータ４、負極３の順に積層され、巻き芯２６を中心として、負極３が外側となるように巻回される。最後に、巻き終わりを粘着テープで固定するとともに、電極巻回体の中心から巻き芯２６を抜き取る。これにより正極２と負極３とがセパレータ４を介して渦巻き状に巻回された電極巻回体が得られる。
【００５０】
以上のようにして電極巻回体が得られたら、次に、図１に示すように、その内側にニッケルメッキを施した鉄製の電池缶５の底部に絶縁板６を挿入し、さらに電極巻回体を収納する。そして負極３の集電をとるために、例えばニッケルからなる負極タブ７の一端を負極３に圧着させ、他端を電池缶５に溶接する。これにより、電池缶５は負極３と導通をもつこととなり、非水電解液電池１の外部負極となる。また、正極２の集電をとるために、例えばアルミニウムからなる正極タブ８の一端を正極２に取り付け、他端を電流遮断用薄板９を介して電池蓋１０と電気的に接続する。この電流遮断用薄板９は、電池内圧に応じて電流を遮断するものである。これにより、電池蓋１０は正極２と導通をもつこととなり、非水電解液電池１の外部正極となる。
【００５１】
次に、この電池缶５の中に非水電解液を注入する。この非水電解液は、電解質を非水溶媒に溶解させて調製される。
【００５２】
次に、アスファルトを塗布した絶縁封口ガスケット１１を介して電池缶５をかしめることにより電池蓋１０が固定されて円筒型の非水電解液電池１が作製される。
【００５３】
なお、この非水電解液電池１においては、図１に示すように、負極タブ７及び正極タブ８に接続するセンターピン１２が設けられているとともに、電池内部の圧力が所定値よりも高くなったときに内部の気体を抜くための安全弁装置１３及び電池内部の温度上昇を防止するためのＰＴＣ素子１４が設けられている。
【００５４】
以上のようにして製造された非水電解液電池１は、正極タブ８に貼り付けられた保護テープ１５の長さが規定されているので、電極巻き取り時の巻き芯の変形が防止される。これにより電極巻回体は、正極の蛇行巻きや斜め巻き等の巻きずれがなく、真円性の高いものとなる。
【００５５】
そして、電極巻回体の真円性が高まることで、電極の巻き取り量を増やすことができ、この非水電解質電池１は、高容量を有するものとなる。また、電極巻回体の真円性が高まることで、巻き芯を抜き取る際や、電極巻回体を電池缶に挿入する際のトラブルや、内部短絡の発生が抑えられて生産性が向上する。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態について、非水電解液電池１を例に挙げて説明してきたが、本発明は上述した例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更が可能である。
【００５７】
【実施例】
つぎに、本発明の効果を確認すべく行った実施例及び比較例について説明する。なお、以下の例では具体的な化合物名及び数値等を挙げて説明しているが、本発明はこれらの例に限定されるものではないことは言うまでもない。
【００５８】
〈実施例１〉
まず、帯状負極を以下のようにして作製した。負極活物質として黒鉛を９０重量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを１０重量部とを混合して負極合剤を調製し、さらにこれをＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させてスラリー状とした。
【００５９】
負極集電体として厚さ１０μｍの帯状の銅箔を用いた。負極合剤スラリーをこの集電体の両面に塗布、乾燥させた後、一定圧力で圧縮成型した。これを５７．５ｍｍ幅に切断し、帯状負極を作製した。
【００６０】
また、負極集電体露出部分に、幅４ｍｍ、長さ６５ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのニッケル製の負極タブを溶着した。
【００６１】
一方、帯状正極は以下のようにして作製した。まず、正極活物質をつぎのようにして作製した。正極活物質（ＬｉＣｏＯ２）を得るために、炭酸リチウムと炭酸コバルトとを０．５モル：１モルの比率で混合し、空気中９００℃で５時間焼成した。次に、得られたＬｉＣｏＯ２を９１重量部と、導電剤としてグラファイトを６重量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を３重量部とを混合して正極合剤を調製し、さらにこれをＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させてスラリー状とした。
【００６２】
正極集電体として厚さ２０μｍの帯状のアルミニウム箔を用い、上記正極合剤スラリーをこの集電体の両面に均一に塗布、乾燥させた後、圧縮成型した。これを５５．５ｍｍ幅に切断し、帯状正極を作製した。
【００６３】
また、正極集電体露出部分に、幅３ｍｍ、長さ７０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのアルミニウム製の正極タブを溶着した。また、正極タブには、保護テープを貼り付けた。
【００６４】
保護テープには厚さ０．０４６ｍｍのポリイミドテープを用いた。図３に示すように、保護テープの全長は１３ｍｍとした。そのうち、正極集電体と重なる部分の長さ（ｔ１）が２．６ｍｍ、セパレータ及び負極と対向する部分の長さ（ｔ２）が１．９ｍｍ、外部に引き出された部分の長さ（ｔ３）が８．５ｍｍである。
【００６５】
以上のようにして作製された帯状負極と帯状正極とを、セパレータを介して、負極、セパレータ、正極、セパレータの順に積層してから多数回巻回した。セパレータには、幅５９．３ｍｍ、厚さ２５μｍの徴多孔性ポリエチレンフイルムを用いた。
【００６６】
また、巻回には図４に示す巻回装置を用いた。このとき、正極タブを、巻き芯のスリットに対して平行となるように巻き芯に当接させた。巻回後、巻き終わりを粘着テープで固定し、電極巻回体を作製した。
【００６７】
このようにして作製した電極巻回体を、ニッケルめっきを施した電池容器に収納した。そして、渦巻型電極上下両面には絶縁極を配設し、アルミニウム製正極タブを正極集電体がら導出して安全弁装置に、ニッケル製負極タブを負極集電体から導出して電池容器に溶接した。
【００６８】
この電池容器６の中に、非水電解液を注入した。なお、非水電解液は、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネートが体積比で１：４：４の割合で混合されてなる混合溶媒に、ＬｉＰＦ６を２０重量％の濃度で溶解して調製した。
【００６９】
次いで、アスファルトで表面を塗布した絶縁封ロガスケットを介して電池容器をかしめることにより、電流遮断機構を有する安全弁装置並びに電池蓋を固定し、電池内の気密性を保特させ、直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの円筒型非水電解液二次電池を作製した。
【００７０】
以上のようにして円筒型非水電解液電池を２０サンプル作製した。
【００７１】
〈比較例〉
正極タブに貼り付ける保護テープを以下のようにしたこと以外は、実施例と同様にして円筒型非水電解液二次電池を２０サンプル作製した。
【００７２】
保護テープには厚さ０．０４６ｍｍのポリイミドテープを用いた。そして図１１に示すように、保護テープの全長は１６ｍｍとした。そのうち、正極集電体と重なる部分の長さ（ｔ４）が５．６ｍｍ、セパレータ及び負極と対向する部分の長さ（ｔ５）が１．９ｍｍ、外部に引き出された部分の長さ（ｔ６）が８．５ｍｍである。
【００７３】
以上のようにして得られた実施例及び比較例のサンプルについて、正極と負極との巻きずれ量を測定し、評価した。
【００７４】
図２で示したように、負極は正極よりも大きく形成されており、負極の正極からのはみ出し量（正極負極クリアランス：ｔｃ）を測定し、それが規格値（ここでは片側１．０ｍｍ、両側で２．０ｍｍ）からどれだけずれているかを測定し評価した。正極及び負極が位置ずれなく中心に巻回されているときは、ずれ量は０ｍｍとなる。
【００７５】
測定は、電子顕微鏡を用いて、正極端部と負極端部との距離を測定することにより行った。
【００７６】
測定は、図５に模式的に示すように、電池缶に収納された状態の電極巻回体において、その半径部分を均等に６つのウィンドウに分け、外側から内側に向かって順にＮｏ．１〜Ｎｏ．６とした。そして各ウィンドウにおいて、電子顕微鏡を用いて正極端部と負極端部との距離を測定することにより、正極負極クリアランスずれ量を測定した。
【００７７】
各ウィンドウにおける正極負極クリアランスずれ量の測定結果を、実施例について図６に示し、比較例について図７に示す。なお、図６及び図７では、２０サンプルについての平均値のほか、平均値±３σ（σは標準偏差である。）の値についても示している。
【００７８】
図６及び図７から明らかなように、電極巻回体の外側に向かうにつれて、クリアランスずれ量が大きくなっており、斜め巻き等の巻きずれが起きていることがわかる。そして、保護テープの長さを短くした実施例では、比較例に比べて、巻きずれに起因するクリアランスずれ量が小さく抑えられていることがわかる。また、実施例では比較例に比べてばらつきも小さく抑えられ、安定した巻き取りが行われていることがわかる。
【００７９】
また、正極の斜め巻きについても測定した。これは、巻き外側における正極の巻き位置を基準として、当該基準からの最大ずれ量を測定した。
【００８０】
ずれ量の測定結果を、実施例について図８に示し、比較例について図９に示す。なお、図８及び図９では、２０サンプルについての平均値のほか、平均値±３σ（σは標準偏差である。）の値についても示している。
【００８１】
図８及び図９から明らかなように、正極の斜め巻きについて、保護テープの長さを短くした実施例では、比較例に比べて、斜め巻きが小さく抑えられていることがわかる。また、実施例では比較例に比べてばらつきも小さく抑えられ、安定した巻き取りが行われていることがわかる。
【００８２】
なお、図９から明らかなように、負極の斜め巻きについては、保護テープの長さを変えても変わりはなく、本発明は正極の巻きずれ防止のために有効であることがわかる。
【００８３】
また、正極負極クリアランスについて、工程能力指数Ｃｐについて評価した。
【００８４】
ここで工程能力指数Ｃｐとは、「ある特性において規格幅を６σで割った値」と定義される。σは標準偏差である。一般的には、規格の上限値をＵＳＬ、下限値をＬＳＬとして、
Ｃｐ＝（ＵＳＬ−ＬＳＬ）／６σ
で表される。
【００８５】
実施例及び比較例のＣｐ（２０サンプルの平均値）を図１０に示す。図１０から明らかなように、保護テープ長さを短くした実施例では、比較例に比べてＣｐが小さくなっていることがわかる。
【００８６】
以上の結果から、保護テープの長さを短くすることにより、正極の斜め巻き等の巻きずれが抑制されることがわかった。また、製品間でのばらつきも小さくなり、より安定して製造を行えることがわかった。
【００８７】
【発明の効果】
本発明では、正極タブに貼り付けられた保護テープの長さを規定しているので、電極巻き取り時の巻き芯の変形が防止される。これにより得られる電極巻回体は、斜め巻き等の巻きずれがなく、真円性の高いものとなる。
【００８８】
そして本発明では、電極巻回体の真円性を高めることで、電極の巻き取り量を増やすことができ、高容量を有する非水電解質電池を実現することができる。
【００８９】
また、電極巻回体の真円性が高まることで、巻き芯を抜き取る際や、電極巻回体を電池缶に挿入する際のトラブルや、内部短絡の発生が抑えられて生産性が向上する。また、製品間でのばらつきも抑えられ、安定した製造が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の非水電解液電池の一構成例を示す縦断面図である。
【図２】正極と負極とが積層された状態を示す平面図である。
【図３】正極タブ部分を拡大して示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】電極を巻回する巻回装置の一構成例を模式的に示す図である。
【図５】実施例において巻きずれの測定方法を模式的に示す図である。
【図６】実施例について正極負極クリアランスずれ量の測定結果を示す図である。
【図７】比較例について正極負極クリアランスずれ量の測定結果を示す図である。
【図８】実施例及び比較例について、正極の斜め巻き量の測定結果を示す図である。
【図９】実施例及び比較例について、負極の斜め巻き量の測定結果を示す図である。
【図１０】実施例及び比較例について、正極負極クリアランスのＣｐ測定結果を示す図である。
【図１１】従来の電池について、正極タブ部分を拡大して示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１２】正極タブが、巻き芯のスリットに対して平行に配された状態を示す図である。
【図１３】正極タブ側が凸に巻きずれした電極巻回体を示す図である。
【図１４】正極タブが、巻き芯のスリットに対して垂直に配された状態を示す図である。
【図１５】負極タブ側が凸に巻きずれした電極巻回体を示す図である。
【符号の説明】
１  非水電解液電池、  ２  正極、  ３  負極、  ４  セパレータ、  ５  電池缶、  ６  絶縁板、  ７  負極タブ、  ８  正極タブ、  ９  電流遮断用薄板、  １０  電池蓋、  １１  絶縁封口ガスケット、  １２  センターピン、  １３  安全弁装置、  １４  ＰＴＣ素子  １５  保護テープ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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