(57)【要約】【課題】  高温状況下であっても、短絡の発生を防止することができると共に、エネルギー密度を高くすることができる電池を提供する。【解決手段】  正極２１と負極２２とが、セパレータ２３および電解質を介して積層されている。電解質は、電解液を高分子化合物に保持させたいわゆるゲル状となっている。正極リード１１の取り付け部分、端部２１Ｃ，２２Ｄ、および端部対向領域２１Ｅ，２２Ｅは、厚みが５μｍ以上のポリエチレンテレフタラート，ポリフェニレンサルフィドあるいはポリイミドよりなる被覆材２４で覆われている。これにより、高温状況下であっても、正極リード１１の取り付け部分および端部２１Ｃと、端部対向領域２２Ｅとの電気的な接触、あるいは端部２２Ｄと端部対向領域２１Ｅとの電気的な接触が防止される。また、被覆材２４の厚みを薄くでき、エネルギー密度の向上が可能となる。【選択図】        図４
2005347161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と負極とを電解質を介して積層し巻回した電極巻回体をフィルム状の外装部材の内部に備えた電池であって、
前記正極および前記負極の巻回方向において対極と対向する端部と、この端部に対向する対極の領域とのうちの少なくとも一方を覆う被覆材を有し、
この被覆材は、ポリエチレンテレフタラート，ポリフェニレンスルフィドおよびポリイミドからなる群のうちの少なくとも１種を含み、厚みが５μｍ以上である
ことを特徴とする電池。
【請求項２】
前記正極には正極リードが取り付けられると共に、前記負極には負極リードが取り付けられており、
前記正極リードの取付部分または前記負極リードの取付部分のうちの少なくとも一方は、前記被覆材で覆われている
ことを特徴とする請求項１記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極と負極とを電解質を介して積層し巻回した電極巻回体をフィルム状の外装部材の内部に備えた電池に関し、特に電極の端部などに被覆材を備えた電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、ノートパソコン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant；個人用携帯型情報端末機器）、デジタルカメラ等の携帯機器の普及に伴い、これらの電源としての電池に対する小型軽量化、薄型化の要求が年々強まっている。このような要求に対する対策として、無機・有機の完全固体電解質や高分子ゲルからなる半固体電解質( ゲル状電解質) を用いることが提案されている。これにより電解液の液漏れの問題が無くなり、外装材にハードセルを用いることが不要となるので、一層の小型軽量化、薄型化を実現することが可能となるからである。また、設計自由度も向上する。
【０００３】
ハードセルを外装材に使用しない電池における電気の集電は、ハードセルのようにそれ自体とすることができないので、集電用のリードを外部に露出するように設けることが必要である。このようなリードは、一般的に正極および負極の端部に活物質層が塗工されていない未塗工部を設け、そこに溶接されていることが多い。
【０００４】
しかしながら、このようにリードあるいは未塗工部を設けた場合、金型などにより機械的に切断した切断端部に発生するカッティングバリや反り返りなどの突起により、電池の製造中あるいは使用中に他方の電極に接触して短絡が生じてしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、正極あるいは負極に設けられたリードあるいは未塗工部の切断端部をポリプロピレン製の絶縁テープなどで覆うことにより、短絡を防ぐことが行われたきた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２６６９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年の携帯機器の携帯性向上に伴い、これらは様々な環境に持ち運ばれるようになり、例えば炎天下の車内あるいはやファンヒータの吹き出し口の前などのように高温下にさらされる場所に放置されるケースが増えてきた。
【０００７】
このように電池が一時的にでも非常に高温な状況下にさらされた場合、上述した絶縁テープの材質が、従来のようにポリプロピレンでは、熱による収縮が発生し、被覆していたリードや未塗工部が露出するので、切断端部のカッティングバリや反り返りなどの突起部により短絡が生じることがあった。これにより自己放電が大きくなったり、出力が全く取り出せなくなる問題があった。
【０００８】
また、従来のようにポリプロピレン製の絶縁テープでは、その厚みを薄くすることができず、エネルギー密度をより高くすることができなかった。
【０００９】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたもので、その目的は、高温状況下であっても、短絡の発生を防止することができると共に、容量をより高くすることができる電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の電池は、正極と負極とを電解質を介して積層し巻回した電極巻回体をフィルム状の外装部材の内部に備えたものであって、正極および負極の巻回方向において対極と対向する端部と、この端部に対向する対極の領域とのうちの少なくとも一方を覆う被覆材を有し、この被覆材は、ポリエチレンテレフタラート，ポリフェニレンスルフィドおよびポリイミドからなる群のうちの少なくとも１種を含み、厚みが５μｍ以上のものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電池によれば、正極および負極の巻回方向において対極と対向する端部、あるいはこの端部に対向する対極の領域をポリエチレンテレフタラート，ポリフェニレンスルフィドあるいはポリイミドを含み、厚みが５μｍ以上の被覆材で覆うようにしたので製造工程および高温状況下における短絡を防止することができる。また、被覆材の厚みを薄くすることができるので、エネルギー密度も高くすることができる。
【００１２】
また、正極リードの取付部分あるいは負極リードの取付部分を被覆材で被覆するようにすれば、これらの端部と、これらが取り付けられた電極の対極との電気的な接触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】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
［第１の実施の形態］
図１は本発明の第１の実施の形態に係る二次電池の構成を表すものである。この二次電池は、例えば、リチウムイオン二次電池であり、正極リード１１および負極リード１２が取り付けられた電極巻回体２０をフィルム状の外装部材３１の内部に収納した構成を有している。
【００１５】
正極リード１１および負極リード１２は、電極巻回体２０で発生した起電力を外部に取り出すためのものであり、それぞれ例えば短冊状であり、外装部材３１の内部から外部に向かい例えば同一方向にそれぞれ導出されている。正極リード１１は、例えばアルミニウム（Ａｌ）などの金属材料により構成されており、負極リード１２は、例えばニッケル（Ｎｉ）などの金属材料により構成されている。
【００１６】
外装部材３１は、例えば、ナイロンフィルム，アルミニウム箔およびポリエチレンフィルムをこの順に貼り合わせた矩形状のアルミラミネートフィルムにより構成されている。外装部材３１は、例えば、各外縁部が融着あるいは接着剤により互いに密着されている。  
【００１７】
外装部材３１と正極リード１１および負極リード１２との間には、正極リード１１および負極リード１２と、外装部材３１の内側との密着性を向上させ、外気の侵入を防止するための密着フィルム３２が挿入されている。密着フィルム３２は、正極リード１１および負極リード１２に対して密着性を有する材料により構成され、例えば、正極リード１１および負極リード１２が上述した金属材料により構成される場合には、ポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂により構成されることが好ましい。
【００１８】
図２は、図１に示した電極巻回体２０のＩ−Ｉ線に沿った断面構造を表すものである。電極巻回体２０は、正極２１と負極２２とを電解質およびセパレータ２３を介して積層し巻回したものであり、最外周部は図示しない保護テープにより保護されている。なお、電解質は正極２１とセパレータ２３との間、および負極２２とセパレータ２３との間に設けられているが、図２においては省略してある。
【００１９】
正極２１は、例えば、正極集電体２１Ａと、この正極集電体２１Ａの両面あるいは片面に設けられた正極活物質層２１Ｂとを有している。正極集電体２１Ａには、例えば巻回中心側および巻回外周側に正極活物質層２１Ｂが設けられず露出している領域が形成されており、例えば巻回中心側の露出した領域には正極リード１１が取り付けられている。正極集電体２１Ａは、例えば、導電性がよく、軽量かつ安価で、加工性のよいアルミニウム箔などの金属箔により構成されている。
【００２０】
正極活物質層２１Ｂは、例えば、正極活物質としてリチウムを吸蔵および離脱することが可能な正極材料（以下、リチウムを吸蔵・離脱可能な正極材料という。）のいずれか１種または２種以上を含んでおり、必要に応じて炭素材料などの導電剤およびポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んでいてもよい。リチウムを吸蔵・離脱可能な正極材料としては、例えば、リチウムと遷移金属とを含むリチウム複合酸化物あるいはリチウムリン酸化合物が好ましい。これらは高電圧を発生可能であると共に、高密度であるため、高容量化を図ることができるからである。
【００２１】
負極２２は、例えば、正極２１と同様に、負極集電体２２Ａと、この負極集電体２２Ａの両面あるいは片面に設けられた負極活物質層２２Ｂとを有している。負極集電体２２Ａには、例えば巻回中心側および巻回外周側に負極活物質層２２Ｂが設けられず露出している領域があり、例えば巻回中心側の露出した領域には、負極リード１２が取り付けられている。負極集電体２２Ａは、例えば、導電性がよく、軽量かつ安価で、加工性のよい銅箔などの金属箔により構成されている。
【００２２】
負極活物質層２２Ｂは、例えば、負極活物質としてリチウムを吸蔵および離脱することが可能な負極材料（以下、リチウムを吸蔵・離脱可能な負極材料という。）のいずれか１種または２種以上を含んでおり、必要に応じてポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んでいてもよい。
【００２３】
リチウムを吸蔵・離脱可能な負極材料としては、黒鉛，難黒鉛化性炭素あるいは易黒鉛化炭素などの炭素材料が挙げられる。また、リチウムと合金を形成可能な金属元素あるいは半金属元素の単体，合金または化合物も挙げられる。
【００２４】
正極集電体２１Ａにおける巻回中心側の端部２１Ｃ、および負極集電体２２Ａにおける巻回外周側の端部２２Ｄは、例えばセパレータ２３を介して対極と対向しており、一方、正極集電体２１Ａの巻回外周側の端部２１Ｄ、および負極集電体２２Ａの巻回中心側の端部２２Ｃは、例えば、セパレータ２３を介して、あるいはこれを介せず同一の電極と対向している。
【００２５】
これらの端部のうち端部２１Ｃおよび端部２２Ｄは、例えば被覆材２４で覆われていることが好ましい。これらの端部２１Ｃ，２２Ｄに形成されたカッティングバリあるいは反り返りなどの突起により、セパレータ２３が破損し、対極と短絡してしまうことを防止するためである。
【００２６】
一方、端部２１Ｄおよび端部２２Ｃは、被覆材２４により覆われていてもよいが、覆われていなくてもよい。これらの端部２１Ｄ，２２Ｃには、同一の電極が対向しているので、これらが接触して短絡が生じても、電池の起電容量には、ほとんど影響がないからである。
【００２７】
被覆材２４としては、絶縁性で、力学的強度が高いものが好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタラート，ポリフェニレンスルフィド，ポリイミド，ナイロン，ポリテトラフルオロエチレン，セルローストリアセテート，ポリスチレン，ポリカーボネートなどの樹脂、あるいはガラスクロスにより構成することが好ましい。中でも、ポリエチレンテレフタラート，ポリフェニレンスルフィドおよびポリイミドが好ましい。高温状況下であっても、収縮しにくく、カッティングバリあるいは反り返りなどの突起の露出を抑制することができるからである。また、被覆材２４の厚みを薄くすることができ、エネルギー密度を高くすることができるからである。これらの被覆材２４は、いずれか１種を単層として用いてもよいし、複数種を積層して用いてもよい。
【００２８】
被覆材２４の厚みは、好ましくは５μｍ以上であり、より好ましくは５μｍ以上５０μｍ以下であり、更に好ましくは５μｍ以上２０μｍ未満であり、特に５μｍ以上１２μｍ未満であれば望ましい。薄いと製造時などにおける外部からの圧力により破損してカッティングバリあるいは反り返りなどの突起が露出しまい、また、厚いと電極間が広がり電極反応が阻害されるからである。
【００２９】
また、被覆材２４は、端部２１Ｃと共に正極リード１１の取り付け部分の表面を覆っていることが好ましい。正極リード１１の取り付け部分は、セパレータ２３を介して負極２２と対向しておりかつ正極リード１１にもカッティングバリあるいは反り返りなどの突起が形成されているからである。
【００３０】
なお、負極リード１２の取り付け部分は、被覆材２４により覆われていてもよいが、覆われていなくてもよい。この取り付け部分には、負極２２が対向しているからである。
【００３１】
セパレータ２３は、電気的に安定であると共に、正極活物質，負極活物質あるいは溶媒に対して化学的に安定であり、かつ電気伝導性を有していなければどのようなものを用いてもよく、例えば、微多孔性のポリプロピレンが挙げられる。
【００３２】
電解質は、正極活物質層２１Ｂおよび負極活物質層２２Ｂの表面に形成されており、電解質塩と、この電解質塩を溶解する溶媒と、これら電解質塩および溶媒を保持する保持体となる高分子化合物とを含み、いわゆるゲル状となっている。
【００３３】
電解質塩としては、例えば、ＬｉＣｌＯ4 ，ＬｉＰＦ6 ，ＬｉＢＦ4 ，ＬｉＮ（ＳＯ2 ＣＦ3 ）2 ，ＬｉＮ（ＳＯ2 Ｃ2 Ｆ5 ）2 ，あるいはＬｉＡｓＦ6 などのリチウム塩が挙げられる。
【００３４】
溶媒としては、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、プロピレンカーボネートなどの非水溶媒が挙げられる。
【００３５】
高分子化合物は、溶媒を吸収してゲル化するものであればよく、例えば、ポリフッ化ビニリデンあるいはビニリデンフルオロライドとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体などのフッ素系高分子化合物が挙げられる。
【００３６】
このような構成を有する二次電池は、例えば次のようにして製造することができる。
【００３７】
まず、例えば、正極活物質と導電剤と結着剤とを混合して正極合剤を調製し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散させて正極合剤スラリーとする。次いで、正極合剤スラリーを正極集電体２１Ａの両面あるいは片面に塗布し乾燥させ、圧縮成型して正極活物質層２１Ｂを形成し、正極２１を作製する。続いて、例えば、正極集電体２１Ａに正極リード１１を、例えば超音波溶接あるいはスポット溶接により接合する。そののち、溶媒と、電解質塩と、高分子化合物とを溶剤を用いて混合し、この混合溶液を正極活物質層２１Ｂの上、すなわち正極２１の両面あるいは片面に塗布し、溶剤を揮発させて、電解質を形成する。
【００３８】
また、例えば、負極活物質と結着剤とを混合して負極合剤を調製し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散させて負極合剤スラリーとする。次いで、負極合剤スラリーを負極集電体２２Ａの例えば両面あるいは片面に塗布し乾燥させ、圧縮成型して負極活物質層２２Ｂを形成し、負極２２を作製する。続いて、負極集電体２２Ａに負極リード１２を、例えば超音波溶接あるいはスポット溶接により接合すると共に、負極活物質層２２Ｂの上、すなわち負極２２の両面あるいは片面に、正極２１と同様にして電解質を形成する。
【００３９】
続いて、端部２１Ｃ，２２Ｄおよび正極リード１１の取り付け部分を覆うように被覆材２４を接着する。そののち、例えば、電解質を形成した負極２２、セパレータ２３、電解質を形成した正極２１、およびセパレータ２３をこの順に積層し巻回して最外周部に保護テープを接着して電極巻回体２０を形成する。このとき、押圧して偏平な形状に加工することが好ましい。電解質と正極２１あるいは負極２２との電気的な接触状態を確実にすることができるからである。その際、本実施の形態では、端部２１Ｃ，２２Ｄおよび正極リード１１の取り付け部分が被覆材２４により被覆されているので、セパレータ２３の破損による内部短絡が防止される。
【００４０】
電極巻回体２０を形成したのち、外装部材３１の間に電極巻回体２０を挟み込み、外装部材３１の外縁部同士を熱融着などにより密着させて封入する。その際、正極リード１１，負極リード１２と外装部材３１との間には密着フィルム３２を挿入する。これにより、図１に示した二次電池が完成する。
【００４１】
この二次電池では、充電を行うと、正極２１からリチウムイオンが離脱し、電解質を介して負極２２に吸蔵される。放電を行うと、例えば、負極２２からリチウムイオンが離脱し、電解質を介して正極２１に吸蔵される。このとき、端部２１Ｃ，２２Ｄおよび正極リード１１の取り付け部分が被覆材２４により被覆されているので、例えば製造時あるいは高温状況下であっても、端部２１Ｃ，２２Ｄおよび正極リード１１の端部に形成されたカッティングバリあるいは反り返りなどの突起による内部短絡の発生が防止される。
【００４２】
このように本実施の形態の二次電池によれば、対極と対向する端部２１Ｃ，２２Ｄに、ポリエチレンテレフタラート，ポリフェニレンスルフィドあるいはポリイミドを含み、厚みが５μｍ以上の被覆材２４を設けるようにしたので、製造工程および高温状況下における短絡の発生を防止することができる。また、被覆材２４の厚みを薄くすることができるので、エネルギー密度も高くすることができる。
【００４３】
更に、正極リード１１の取り付け部分を被覆材２４で覆うようにすれば、この部分と負極２２との電気的な接触も防止することができる。
【００４４】
［第２の実施の形態］
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る二次電池の電極巻回体２０の断面構成を表すものである。被覆材２４で覆う領域が異なることを除き、他は第１の実施の形態と同一の構成を有している。よって、本実施の形態においては図１を参照して、第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の部分についての説明は省略する。なお、図３では、電解質を省略して表している。
【００４５】
正極２１は、例えば負極２２の端部２２Ｄとセパレータ２３を介して対向する端部対向領域２１Ｅと、正極２１の端部２１Ｄと対向する端部対向領域２２Ｆとを有しており、また、負極２２は、例えば正極２１の端部２１Ｃとセパレータ２３を介して対向する端部対向領域２２Ｅと、負極２２の端部２２Ｃとセパレータ２３を介して対向する端部対向領域２２Ｆとを有している。
【００４６】
このうち端部対向領域２１Ｅ，２２Ｅは、例えば、第１の実施の形態で説明した被覆材２４で覆われている。端部２２Ｄ，２１Ｃに形成されたカッティングバリあるいは反り返りなどの突起と、端部対向領域２１Ｅ，２２Ｅとの電気的な接触を抑え、短絡を防止するためである。一方、同一の電極と対向する端部対向領域２１Ｆ，２２Ｆは、被覆材２４で覆われていてもよいが、覆われていなくてもよい。
【００４７】
この二次電池は、被覆材２４を、端部対向領域２１Ｅ，２２Ｅに接着することを除き、他は第１の実施の形態と同様にして製造することができる。なお、電極巻回体２０を押圧すると端部２１Ｃ，２２Ｄの位置がずれることがあるので、これらのずれを考慮して被覆材２４で覆う領域を広くしておくことが好ましい。
【００４８】
このように本実施の形態の二次電池によれば、端部対向領域２１Ｅ，２２Ｅを被覆材２４で覆うようにしたので、第１の実施の形態と同様に製造工程および高温状況下における短絡を防止することができる。
【００４９】
［第３の実施の形態］
図４は、本発明の第３の実施の形態に係る二次電池の電極巻回体２０の断面構成を表すものである。被覆材２４で覆う領域を端部２１Ｃ，２２Ｄ、端部対向領域２１Ｅ，２２Ｅおよび正極リード１１の取り付け部分としたことを除き、他は第１の実施の形態および第２の実施の形態と同様の構成、作用および効果を有しており、同様にして製造することができる。よって、本実施の形態においては図１を参照して、第１の実施の形態および第２の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の部分についての説明は省略する。なお、図４では、電解質を省略して表している。
【００５０】
なお、図４では、端部２１Ｃ，２２Ｄ，端部対向領域２１Ｅ，２２Ｅ，および正極リード１１の取り付け部分の全てを被覆材２４で被覆しているが、端部２１Ｃおよび正極リード１１の取り付け部分、または端部対向領域２２Ｅのいずれか一方、あるいは端部２２Ｄまたは端部対向領域２１Ｅのいずれか一方に備えていればよい。
【実施例】
【００５１】
更に、本発明の具体的な実施例について詳細に説明する。
【００５２】
実施の形態において説明した二次電池を作製した。その際、被覆材２４で覆う位置は図４で表される位置とした。
【００５３】
まず、正極活物質としてコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2 ）８５質量部と、導電剤である人造黒鉛粉末５質量部と、カーボンブラック５質量部とを十分に混合したのち、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに溶かした結着剤であるポリフッ化ビニリデンを固形分として５質量部になるように加えて正極合剤スラリーを作製した。この正極合剤スラリーを厚み２０μｍの帯状アルミニウム箔よりなる正極集電体２１Ａに、未塗工部分を形成しながら、両面に間欠塗布して乾燥させたのち、ローラープレス機により圧延して正極活物質層２１Ｂを形成し、正極原反を作製した。この正極原反を未塗工部分で裁断し、正極２１を作製したのち巻き取り真空中で乾燥した。
【００５４】
巻き取った正極２１を解き、巻回中心側の正極活物質層２１Ｂが設けられず露出している領域に、幅５ｍｍ、長さ７０ｍｍ、厚み０．０７ｍｍの正極リード１１を超音波溶接により接合した。その際、正極リード１１の一端部が、正極２１の巻回方向に対して平行な端部から１５ｍｍ以上突出するようにした。
【００５５】
また、負極活物質として、粒子径が５μｍ以上３０μｍ以下の天然黒鉛（層間距離０．３３５ｎｍ）９０質量部に、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに溶かした結着剤であるポリフッ化ビニリデンを固形分として１０質量部になるように加えて負極合剤スラリーを作製した。この負極合剤スラリーを厚み１５μｍの帯状銅箔よりなる負極集電体２２Ａに未塗工部分を形成しながら、両面に間欠塗布して乾燥させたのち、ローラープレス機により圧延して負極活物質層２２Ｂを形成し、負極原反を作製した。この負極原反を未塗工部分で裁断し、負極２２を作製したのち巻き取り真空中で乾燥した。
【００５６】
巻き取った負極２２を解き、巻回中心側の負極活物質層２２Ｂが設けられず露出している領域に、幅４ｍｍ、長さ７０ｍｍ、厚み０．０７ｍｍの負極リード１２を超音波溶接により接合した。その際、負極リード１２の一端部が、負極２２の巻回方向に対して平行な端部から１５ｍｍ以上突出するようにした。
【００５７】
次いで、溶剤であるジメチルカーボネートにポリフッ化ビニリデンを固形分が２０質量部となるように加え、これにリチウム塩８質量部と、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとを混合した溶媒７２質量部とを加え、保温しながら攪拌し電解質用の混合溶液を作製した。
【００５８】
この混合溶液を、ホットメルトアプリケーターを用いて正極活物質層２１Ｂおよび負極活物質層２２Ｂの表面に塗布し、乾燥させることにより、混合溶液を正極活物質層２１Ｂおよび負極活物質層２２Ｂにおける空隙に含浸させると共に、ジメチルカーボネートを揮発させ、ゲル状の電解質を形成した。
【００５９】
次いで、図４に示したように、端部２１Ｃ，２２Ｄ、および端部対向領域２１Ｅ，２２Ｅに幅が１９ｍｍの被覆材２４を接着剤で接着した。その際、正極リード１１も覆うように端部２１Ｃに被覆材２４を接着すると共に、正極リード１１が正極２１の巻回方向に対して平行な端部から外部に２ｍｍ程度覆われるようにした。また、被覆材２４の材質は、ポリエチレンテレフタラート，ポリフェニレンスルフィドあるいはポリイミドとし、厚みは、表１に示したように５μｍ以上５０μｍ以下の範囲内で変化させた。なお、接着剤の厚みは１０μｍである。
【００６０】
【表１】
2005347161.tif 000003
【００６１】
次いで、正極２１と負極２２とをセパレータ２３を介して積層したのち、長手方向に巻き回し押圧して偏平な形状とし、粘着テープを用いて巻き終わり部分を固定して、電極巻回体２０を作製した。この電極巻回体２０を外装部材３１の内部に収容し、真空封入した。以上の工程により、図１および図４に示した二次電池を得た。
【００６２】
本実施例に対する比較例として、被覆材２４の厚みを表１に示したように３μｍまたは４μｍとしたことを除き、他は実施例と同様にして二次電池を作製した。更に、被覆材２４として、ポリプロピレンを用い、厚みを表２に示したように３μｍ以上５０μｍ以下の範囲内で変化させたことを除き、他は実施例と同様にして二次電池を作製した。
【００６３】
【表２】
2005347161.tif 000004
【００６４】
得られた実施例および比較例の各１００個の二次電池について、内部短絡の発生率を求めた。得られた結果を表１および表２に示す。
【００６５】
また、製造時における内部短絡の発生率が１％以下であった二次電池について、内部短絡していないものを各１０個用意し、高温状況下における短絡の発生率を求めた。得られた結果を表３および表４に示す。
【００６６】
【表３】
2005347161.tif 000005
【００６７】
【表４】
2005347161.tif 000006
【００６８】
なお、高温状況下における短絡の発生率は、ファンヒータの吹き出し口の前に電池が１０分間放置されることを想定し、次のようにして求めた。まず、１Ａの電流値で４．２Ｖを上限として４．５時間定電流定電圧充電し、これらの電池を恒温槽に配置し、昇温速度を５℃／分に設定して昇温し、１６０℃に到達したところで温度を１０分間一定に保った。このとき、開回路電圧が低下したものから短絡の発生率を求めた。また、このときの開回路電圧の変化の挙動を、被覆材２４の厚みが１２μｍのものについて図５に示した。なお、ポリフェニレンスルフィドおよびポリイミドの挙動は、ポリエチレンテレフタラートのものと同様であるため、ここでは省略して表した。
【００６９】
表１および表２から分かるように、厚みが５μｍ以上５０μｍ以下のポリエチレンテレフタラート，ポリフェニレンスルフィドあるいはポリイミドからなる被覆材２４を用いた電池によれば、ポリプロピレンからなる被覆材２４を用いた電池よりも、厚みが薄い領域、例えば５μｍ以上１２μｍ未満の範囲内でも短絡の発生率が低かった。
【００７０】
また、表３，表４および図５から分かるように、ポリプロピレンからなる被覆材２４を用いた電池は、１５５℃付近から開回路電圧が低下し、短絡が生じ始めたのに対し、ポリエチレンテレフタラート，ポリフェニレンスルフィドあるいはポリイミドからなる絶縁テープを用いた電池は、１６０℃でも開回路電圧の低下が見られず、短絡が生じなかった。
【００７１】
すなわち、端部２１Ｃおよび正極リード１１の取り付け部分、並びに端部対向領域２２Ｅのうちの少なくとも一方、端部２２Ｄおよび端部対向領域２１Ｅのうちの少なくとも一方を、厚みが５μｍ以上のポリエチレンテレフタラート，ポリフェニレンスルフィドあるいはポリイミドからなる被覆材２４で覆うようにすれば、製造工程あるいは高温状況下においても短絡を防止することができることが分かった。
【００７２】
また、ポリエチレンテレフタラート，ポリフェニレンスルフィドあるいはポリイミドからなる被覆材２４を用いれば、被覆材２４の厚みを薄くすることができ、エネルギー密度を高くすることもできることも分かった。
【００７３】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態および実施例では、電解質として、電解液を高分子化合物に保持させたゲル状の電解質を用いる場合について説明したが、ゲル状の電解質に代えて、他の電解質を用いるようにしてもよい。他の電解質としては、例えばイオン伝導性を有する固体電解質、固体電解質と電解液とを混合したもの、あるいは固体電解質とゲル状の電解質とを混合したものが挙げられる。
【００７４】
なお、固体電解質には、例えば、イオン伝導性を有する高分子化合物に電解質塩を分散させた有機固体電解質、またはイオン伝導性ガラスあるいはイオン性結晶などよりなる無機固体電解質を用いることができる。無機固体電解質としては、窒化リチウムあるいはヨウ化リチウムなどを用いることができる。
【００７５】
また、上記実施の形態および実施例では、巻回構造をラミネートフィルムよりなる外装部材３１の内部に備えた電池について説明したが、本発明は、巻回構造を備えた電池であればいずれも適用することができる。また、二次電池に限らず、一次電池についても適用することができる。
【００７６】
更に、上記実施の形態および実施例では、正極２１における巻回中心側の端部２１Ｃおよび負極２２における巻回外周側の端部２２Ｄが、対極と対向する場合について説明したが、これらのうちの一方のみが対極と対向していてもよいし、正極２１における巻回外周側の端部２１Ｄあるいは負極２２における巻回中心側の端部２２Ｃが、対極と対向してもよい。この場合、端部２１Ｃ，２１Ｄ，２２Ｃ，２２Ｄ、および対極におけるこれらに対向する領域のうちの少なくとも一方を被覆材で覆うようにすればよい。
【００７７】
更にまた、上記実施の形態および実施例では、正極２１、負極２２あるいは電解質などの各構成要素を構成する材料について一例を挙げて説明したが、他の材料を用いるようにしてもよい。加えて、上記実施の形態および実施例では、いわゆるリチウムイオン二次電池について説明したが、本発明は他の電極反応を利用した電池についても同様に適用することができる。他の電池としては、例えば、負極においてリチウムの析出・溶解を利用するいわゆるリチウム金属電池、あるいは負極においてリチウムの吸蔵・放出および析出・溶解を利用し、負極の容量がリチウムの吸蔵・放出による容量成分と、析出・溶解による容量成分との和で表される電池である。また、電極反応物質としてリチウム以外の他の軽金属、例えばナトリウム（Ｎａ）あるいはカリウム（Ｋ）などの長周期型周期表における他の１族の元素、またはマグネシウムあるいはカルシウム（Ｃａ）などの長周期型周期表における２族の元素、またはアルミニウムなどの他の軽金属を用いた電池も挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る二次電池を分解して表す斜視図である。
【図２】図１に示した電極巻回体のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
【図３】図１に示した電極巻回体のＩ−Ｉ線に沿った他の断面図である。
【図４】図１に示した電極巻回体のＩ−Ｉ線に沿った他の断面図である。
【図５】実施例で行った高温試験における開回路電圧の挙動を表した図である。
【符号の説明】
【００７９】
１１…正極リード，１２…負極リード，２０…電極巻回体，２１…正極，２１Ａ…正極集電体，２１Ｂ…正極活物質層，２１Ｃ，２１Ｄ…端部，２１Ｅ，２１Ｆ…端部対向領域，２２…負極，２２Ａ…負極集電体，２２Ｂ…負極活物質層，２２Ｃ，２２Ｄ…端部，２２Ｅ，２２Ｆ…端部対向領域，２３…セパレータ，２４…被覆材，３１…外装部材，３２…密着フィルム。
【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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