(57)【要約】      （修正有）【課題】異常使用等により電池が過酷な温度に曝された場合に、特に収縮しやすい最内周部のセパレータのみの部分による内部短絡を起こしにくい非水電解液二次電池を提供する。【解決手段】正極板と負極板がセパレータを介して捲回された電極群を具備した非水電解液二次電池において、正極板の最内周側長手方向端部に未塗工部２が設けてあり、前記未塗工部の少なくとも短手方向両端部を含む一部または全面に耐熱性をもつ絶縁物４が貼付されている構造を持つ非水電解液二次電池。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板と負極板がセパレータを介して捲回された電極群を具備した非水電解液二次電池において、
正極板の最内周側長手方向端部に未塗工部が設けてあり、前記未塗工部の少なくとも短手方向両端部を含む一部または全面に耐熱性をもつ絶縁物が貼付されていることを特徴とする非水電解液二次電池。
【請求項２】
前記耐熱性をもつ絶縁物が貼付されている部分は、長手方向に１５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の非水電解液二次電池。
【請求項３】
前記絶縁物はポリイミド樹脂テープ、ガラステープ、ＰＰＳテープのうち少なくとも一種類以上であることを特徴とする請求項１または２記載の非水電解液二次電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は非水電解液二次電池に関し、特に最内周部の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＡＶ機器あるいはパソコン等の電子機器のポータブル化、コードレス化が急速に進んでおり、これらの駆動用電源として小型、軽量で高エネルギー密度を有する二次電池への要求が高まっている。この中でリチウムを活物質とするリチウムイオン二次電池はとりわけ高電圧、高エネルギー密度を有する電池として期待が大きい。
また近年では各社で高容量化、高出力化、高信頼性の競合も激化している。そのような中、正極板や負極板の不必要な部分の合剤部を取り除き、つまりは正極板や負極板に未塗工部を設け、それに見合った分の極板長尺化などを行うことにより高容量化を図るなどの工夫がなされている。さらに、安全性、信頼性をより確実なものにするために、極板に未塗工部を設けた構成も提案されている。（例えば特許文献１参照）
通常、集電のためリードを極板内周側に溶接するため未塗工部が必要となる。また溶接したリードの補強、およびリード端部によるセパレータ破損を防止するためにリードに保護テープを施すのは一般的に行なわれている。（例えば特許文献２参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−３２０６４０号公報（請求項１、図４）
【特許文献２】
特開２０００−１００４６７号公報（第３頁、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、リチウムイオン二次電池では円筒型、角型に関わらず群構成機の構造上、最内周部にはセパレータのみが捲回されている部分が存在する。セパレータはポリエチレンやポリプロピレンを主成分としていることが多く、電池の異常使用などにより過酷な温度に曝された場合は収縮する。正極板、負極板に挟まれたセパレータは幾分収縮しにくいが、最内周部のセパレータのみの部分は特に収縮しやすい。この時、最内周部セパレータの収縮に伴って正極と負極が短絡するという課題があった。
【０００５】
しかしながら、前述の従来の技術では、未塗工部にはせいぜいリードのみに保護テープを施しているだけなので、上記課題を解決することは出来なかった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の非水電解液二次電池は、正極板の最内周側長手方向端部に未塗工部が設けてあり、前記未塗工部の少なくとも短手方向両端部を含む一部または全面に耐熱性をもつ絶縁物が貼付されているものである。これにより上記セパレータが収縮する問題が発生した場合においても、リードのみに保護テープを施している構成と違い正極板と負極板が短絡することを防止することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の非水電解液二次電池は、正極板と負極板がセパレータを介して捲回された電極群を具備した非水電解液二次電池において、
正極板の最内周側長手方向端部に未塗工部が設けてあり、前記未塗工部の少なくとも短手方向両端部を含む一部または全面に耐熱性をもつ絶縁物が貼付されていることを特徴としたものであり、この電池用電極板では、異常加熱時のセパレータ収縮による内部短絡を防止することができる。
円筒型電池では巻芯径が３〜４ｍｍであるため、少なくとも最内周極板の一周分を保護するために、耐熱性をもつ絶縁物が貼付されている部分は長手方向に１５ｍｍ以上であることが望ましい。
絶縁物は耐熱性をもつ、ポリイミド樹脂テープ、ガラステープ、ＰＰＳテープのうち少なくとも一種類以上であることが望ましい。特にポリイミド樹脂テープは薄く電池内容積の占有率が小さくなるので好ましい。
負極板も同様に対応部分にテープ等を施すことで本発明の効果は得られるが、通常負極板は正極板よりも大きいため、テープ面積が正極板に行うよりも広くなり、電池内容積の減少につながり容量減少が懸念されるため、正極板に行なうのが好ましい。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の具体例について説明する。
【０００９】
コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）からなる正極活物質、アセチレンブラック（ＡＢ）からなる導電材、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）からなる結着剤、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）からなる溶剤を混練分散して作製した正極ペーストを、厚さ１５μｍのアルミニウム箔からなる集電体に塗着、乾燥した後、最内周部に相当する３０ｍｍ部分の表裏両面の正極合剤を剥離させ、活物質のみの密度が３．３ｇ／ｃｃになるよう圧延したのち、幅５４ｍｍ、未塗工部が１５ｍｍを含む全長が５５０ｍｍとなるように裁断した。
【００１０】
次に、図１から３により説明する以下の正極板１から４を作製した。
【００１１】
まず、図１に示すように、前述の塗工部１および未塗工部２からなる極板にリードを３溶接し、リード３の周辺部のみにポリイミド樹脂テープ４ａを施した正極板１を作製した。
【００１２】
また、図２に示すように未塗工部１全面にポリイミド樹脂テープ４ｂを施した以外は正極板１と同様の正極板２を作製した。
【００１３】
そして、図３に示すように短手方向両端部にポリイミド樹脂テープ４ｃを施した以外は正極板１と同様の正極板３を作成した。
【００１４】
最後にポリイミド樹脂テープを施した部分が１０ｍｍとなるようにした以外は正極板２と同様の正極板４を作成した。
【００１５】
次に、黒鉛型炭素材料からなる負極活物質、ＰＶｄＦからなる結着剤、ＮＭＰからなる混合溶剤を混練分散して作製した負極ペーストを厚さ１４μｍの銅箔からなる集電体に塗着、乾燥、活物質のみで１．４ｇ／ｃｃになるよう圧延し、幅５６ｍｍ、全長５８０ｍｍに裁断した後、最外周部にリードを溶接し、リードの周辺部のみにポリイミド樹脂テープを施した負極板を作製した。
【００１６】
このようにして得られた正極板と負極板とを厚さ２０μｍの微多孔性ポリエチレン樹脂からなるセパレータを介して、巻回した電極群を作製した。
【００１７】
上記の方法で作製した電極群に５Ｖの電圧を印加したまま、恒温槽にて室温から１５０℃まで昇温加熱を行い、電圧挙動を測定した。
【００１８】
（結果）  正極板１から正極板４を用いた電極群における内部短絡の結果を（表１）に示す。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
いずれの電極群においても試験後の分解観察を行うと同時に、短絡した電極群に関しては短絡個所の特定を行った。
【００２１】
正極板１を用いた電極群のうち短絡が発生したものは約１３０℃であった。分解観察では最内周部セパレータは収縮が見られ、正極板の端部が露呈しており、この部分で短絡していることが確認された。
【００２２】
正極板２および正極板３を用いた電極群に短絡が発生したものは無かった。これらの電極群を分解すると、正極板１の電極群と同様にセパレータが収縮し正極板のポリイミド樹脂テープが露呈していた。このため短絡には至っていない。
【００２３】
正極板４を用いた電極群にも短絡発生はあったが、正極板１の電極群に比べると、発生率は低かった。１０ｍｍの被覆でも効果は得られるが、１５ｍｍ以上であるほうが望ましい。
【００２４】
以上述べたように正極板２から４を使用した本発明の電極群は、内部短絡の発生率が低いため、電解液と共に金属ケースに密閉して非水電解液二次電池を作成すれば、異常使用などで過酷な温度に電池が曝された場合にも、セパレータの収縮による内部短絡を防止することが可能な電池が提供できる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の非水電解液二次電池に関し、特に最内周部の構造に関するものによれば、異常使用などで過酷な温度に電池が曝された場合にも、セパレータの収縮による内部短絡を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例で使用した正極板１の概念構造図
【図２】本発明の実施例で使用した正極板２の概念構造図
【図３】本発明の実施例で使用した正極板３の概念構造図
【符号の説明】
１                  塗工部
２                  未塗工部
３                  リード
４ａ，４ｂ，４ｃ    テープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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