(57)【要約】【課題】電池用電極構造において電流集中を抑制する。【解決手段】正極集電タブ１６は、正極芯体１１が露出した部分（芯体露出領域）において、正極電極板１０における電流方向に沿った正極電極板１０の基準辺Ｌ１に対して直交する方向に突出するように設けられている。正極集電タブ１６の正極活物質層１３側の辺を伸ばした線と、正極集電タブ１６の基準辺Ｌ１とを伸ばした線とが交差する点を直角の頂点Ａとし、正極集電タブ１６の正極活物質層１３側の辺と基準辺Ｌ１とを結ぶ線を斜辺Ｓとする略直角三角形の領域１５の正極芯体１１が本発明の「導電部材」となっている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯体に活物質が塗布された活物質塗布領域と、前記芯体が露出した芯体露出領域とを有する電池用電極板と、
前記芯体露出領域において、前記電池用電極板における電流方向に沿った前記電池用電極板の基準辺に対して直交する方向に突出するように設けられている集電タブと、
前記集電タブの前記活物質塗布領域側の辺を伸ばした線と、前記電池用電極板の基準辺を伸ばした線とが交差する第１の点と、前記第１の点から所定の距離にある前記集電タブの前記活物質塗布領域側の辺上の第２の点と、前記第１の点から所定の距離にある前記電池用電極板の基準辺上の第３の点とを結ぶ領域に設けられた導電部材と、
を備えることを特徴とする電池用電極構造。
【請求項２】
前記第３の点と前記第２の点を結ぶ辺が直線であり、前記電池用電極板の基準辺と前記直線とがなす角が１２０度より大きく１６０度より小さい請求項１に記載の電池用電極構造。
【請求項３】
前記第３の点と前記第２の点とを結ぶ辺が曲線であり、前記電池用電極板の基準辺と前記第３の点における前記辺の接線とがなす角が１２０度より大きく１６０度より小さい請求項１に記載の電池用電極構造。
【請求項４】
前記導電部材が前記芯体露出領域の前記電池用電極板の一部である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電池用電極構造。
【請求項５】
前記電池用電極板の基準辺が、前記電池用電極板における電流方向に沿った前記活物質塗布領域の辺に対して凹部となっている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電池用電極構造。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電池用電極構造を備えた非水電解質二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池に使用される電極構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、携帯電話やノート型パソコンなどの携帯機器の電源として実用化され、広く普及している。近年、これらの携帯機器のさらなる小型化、高機能化にともなってリチウムイオン二次電池への負荷が大きくなっており、リチウムイオン二次電池の高エネルギー密度化への要求は高まっている。電池の高エネルギー密度化を達成する１つの方法としては、決められた大きさの電池容器内で、できる限り多くの正極活物質および負極活物質を詰め込むことが挙げられる。具体的には、正極電極板と負極電極板とを渦巻き状に巻回して扁平型や円筒型に成形した電極体を、角型や円筒型の容器内に収納することにより、高エネルギー密度化を達成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４０９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電極体では、外部端子と接続される集電タブが電極板の１辺に対して直交する方向に突出した構造が一般的である。従来の電極構造では、集電タブと電極板とが交差するコーナー部分に電界や電流が集中することで磁場の発生や発熱が生じることがある。この結果、電池から発生するノイズによる周辺部品の誤作動や、電池寿命の低下などの電池特性の劣化を招いていた。
【０００５】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電池用電極構造において電流集中を抑制することができる技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様は、電池用電極構造である。当該電池用電極構造は、芯体に活物質が塗布された活物質塗布領域と、芯体が露出した芯体露出領域とを有する電池用電極板と、芯体露出領域において、電池用電極板における電流方向に沿った電池用電極板の基準辺に対して直交する方向に突出するように設けられている集電タブと、集電タブの活物質塗布領域側の辺を伸ばした線と、電池用電極板の基準辺を伸ばした線とが交差する第１の点と、第１の点から所定の距離にある集電タブの活物質塗布領域側の辺上の第２の点と、第１の点から所定の距離にある電池用電極板の基準辺上の第３の点とを結ぶ領域に設けられた導電部材と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記態様の電池用電極構造によれば、集電タブと電極板とが交差する部分に導電部材を設けることにより、電界および／または電流が一カ所に集中することが緩和される。この結果、集電タブにおける発熱を低減させることができ、ひいては電池の特性劣化を抑制することができる。
【０００８】
上記態様の電池用電極構造において、第３の点と第２の点を結ぶ辺が直線であり、電池用電極板の基準辺と直線とがなす角が１２０度より大きく１６０度より小さくてもよい。また、第３の点と第２の点とを結ぶ辺が曲線であり、電池用電極板の基準辺と第３の点における辺の接線とがなす角が１２０度より大きく１６０度より小さくてもよい。導電部材が芯体露出領域の電池用電極板の一部であってもよい。電池用電極板の基準辺が、電池用電極板における電流方向に沿った活物質塗布領域の辺に対して凹部となっていてもよい。
【０００９】
本発明の他の態様は、非水電解質二次電池である。当該非水電解質二次電池は、上述したいずれかの態様の電池用電極構造を備えることを特徴とする。
【００１０】
なお、上述した各要素を適宜組み合わせたものも、本件特許出願によって特許による保護を求める発明の範囲に含まれうる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電池用電極構造において電流集中を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（Ａ）は、実施の形態１に係るリチウムイオン二次電池の外観を示す平面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った概略断面図である。
【図２】図２（Ａ）は、実施の形態１に係る電極体の概略斜視図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）における領域Ｂの拡大概略断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、展開された状態の実施の形態１に係る正極電極板の平面模式図であり、図３（Ｂ）は、展開された状態の実施の形態１に係る負極電極板の平面模式図である。
【図４】実施の形態１に係る正極電極板の電極構造を示す要部拡大図である。
【図５】図５（Ａ）は、「導電部材」を備えない電極構造における電流分布の解析結果を示す図である。図５（Ｂ）は、実施の形態１の電極構造における電流分布の解析結果を示す図である。
【図６】実施の形態１の電極構造における最大電流密度Ｊの角度依存性を示すグラフである。
【図７】図７（Ａ）は、展開された状態の実施の形態２に係る正極電極板の平面模式図であり、図７（Ｂ）は、展開された状態の実施の形態２に係る負極電極板の平面模式図である。
【図８】実施の形態２に係る正極電極板の電極構造を示す要部拡大図である。
【図９】実施の形態２の電極構造における最大電流密度Ｊの角度依存性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１（Ａ）は、実施の形態１に係るリチウムイオン二次電池１の外観を示す平面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った概略断面図である。図２（Ａ）は、実施の形態１に係る電極体１００の概略斜視図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）における領域Ｂの拡大概略断面図である。図１（Ａ）は、電極体と外部端子との接続をわかりやすくするため電池外装体の一部を切り欠いた図となっている。
【００１５】
本実施の形態に係るリチウムイオン二次電池１は、主な構成として電池外装体２と、正極集電タブ１６と、負極集電タブ２６と、正極電極板１０、負極電極板２０、およびセパレータ３０を備える。
【００１６】
電池外装体２は、たとえば厚さが約４．５ｍｍ、幅が３５ｍｍ、高さが約４２ｍｍであるアルミニウム製の角形電池缶である。電池外装体２の内部には、電極体１００が収容され、非水電解質が含浸されている。正極集電タブ１６は、一端が電極体１００に接続され、他端が電池外装体２の蓋部２ａに接続されている。したがって、蓋部２ａを含む電池外装体２は正極端子を兼ねている。蓋部２ａには開口部２ｂが形成されており、開口部２ｂには絶縁ガスケット５を介して負極端子６が挿通されている。負極集電タブ２６は、一端が電極体１００に接続され、他端が接続電極７を介して負極端子６に接続されている。正極集電タブ１６は、たとえばアルミニウム製であり、負極集電タブ２６は、たとえばニッケル製である。蓋部２ａと電極体１００との間には、両者間のショートを防ぐために、絶縁スペーサ８が設けられている。
【００１７】
電極体１００は、正極電極板１０と、負極電極板２０とがセパレータ３０を挟んで渦巻状に巻回された形状を有する。正極電極板１０、負極電極板２０、およびセパレータ３０で構成される積層体の一方の主表面、ここでは正極電極板１０と反対側の負極電極板２０の主表面には、さらにセパレータ３０が積層されている。これにより、積層体が渦巻き状に巻回されたときに、内側に位置する積層体の一方の電極板と外側に位置する積層体の他方の電極板との接触を防ぐことができる。正極電極板１０には正極集電タブ１６が溶接等により接続され、負極電極板２０には負極集電タブ２６が溶接等により接続されている（図３（Ａ）および図３（Ｂ）参照）。
【００１８】
正極電極板１０は、正極芯体１１と、正極芯体１１の両側の主表面にそれぞれ設けられた正極活物質層１３とを有する。正極芯体１１は、たとえば導電性金属箔で構成された帯状の部材である。この導電性金属箔としては、充放電時に正極電極板１０に加わる電位において、非水電解質に溶解せず安定に存在するものであれば制限なく用いることができ、たとえばアルミニウム箔を用いることができる。
【００１９】
正極活物質層１３は、正極活物質粒子と正極バインダーとを含む。正極活物質粒子としては、たとえばＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＣｏ０．５Ｎｉ０．５Ｏ２、ＬｉＮｉ０．７Ｃｏ０．２Ｍｎ０．１Ｏ２などのリチウム含有遷移金属酸化物を用いることができる。また、この他にも、リチウムを電気化学的に挿入脱離する物質であれば制限なく用いることができる。正極バインダーとしては、公知の様々なバインダーにおいて非水電解質の溶媒に溶解しないものであれば制限なく用いることができ、たとえば、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアクリロニトリルなどを用いることができる。
【００２０】
正極活物質層１３は、正極導電剤を含んでいてもよい。正極導電剤としては、公知の様々な導電剤を用いることができ、たとえば、導電性の炭素材料、特にはアセチレンブラックやケッチェンブラックを用いることができる。
【００２１】
正極電極板１０の長手方向長さ、短手方向長さ、および厚さは、それぞれたとえば約７００ｍｍ、約５５ｍｍ、約１００μｍである。正極芯体１１および正極活物質層１３の厚さは、それぞれたとえば約１０〜２０μｍ、約１００〜１５０μｍである。
【００２２】
負極電極板２０は、負極芯体２１と、負極芯体２１の両側の主表面にそれぞれ設けられた負極活物質層２３とを有する。負極芯体２１は、たとえば導電性金属箔で構成された帯状の部材である。この導電性金属箔としては、たとえば銅、ニッケル、鉄、チタン、コバルト、マグネシウム、亜鉛、アルミニウム、ゲルマニウム、インジウム等の金属、およびこれらの組み合わせからなる合金の箔を用いることができる。
【００２３】
負極活物質層２３は、負極活物質粒子と負極バインダーとを含む。負極活物質粒子は、リチウムを吸蔵、放出することができる粒子であり、たとえばリチウムと合金化する材料からなる。リチウムと合金化する材料としては、シリコン（ケイ素）、ゲルマニウム、スズ、鉛、亜鉛、マグネシウム、ナトリウム、アルミニウム、ガリウム、インジウムおよびこれらの合金などが挙げられる。充放電容量が大きいという観点からは、シリコン粒子が特に好ましい。ここで、シリコン粒子はシリコンを主成分として含む粒子であり、このような粒子としては、シリコン単体粒子、シリコン合金粒子、シリコン酸化物粒子などが挙げられる。シリコン合金粒子としては、シリコンを５０原子％以上含む合金粒子などが好ましく用いられる。シリコン合金としては、Ｓｉ−Ｃｏ合金、Ｓｉ−Ｆｅ合金、Ｓｉ−Ｚｎ合金、Ｓｉ−Ｚｒ合金、Ｓｉ−Ｔｉ合金、Ｓｉ−Ｎｉ合金、Ｓｉ−Ｗ合金、Ｓｉ−Ｃｒ合金などが挙げられる。また、負極活物質層２３の材料としては、グラファイトも適用可能である。負極活物質粒子は、その表面が金属等で被覆されていてもよい。被覆方法としては、無電解めっき法、電解めっき法、化学還元法、蒸着法、スパッタリング法、化学気相成長法などが挙げられる。
【００２４】
負極バインダーとしては、公知の様々なバインダーにおいて非水電解質の溶媒に溶解しないものであれば制限なく用いることができるが、優れた機械的強度と弾性を有するバインダーを好ましく用いることができる。負極バインダーが優れた機械的強度と弾性を有することで、リチウムの吸蔵、放出時における負極活物質粒子の体積変化によって負極バインダーが破損することを回避でき、負極活物質粒子の体積変化に追随した負極活物質層１４ｂの変形が可能となる。これにより、リチウムイオン二次電池１の優れた充放電サイクル特性を得ることができる。高い機械的強度を有するバインダーとしては、たとえばポリイミド樹脂を挙げることができる。
【００２５】
負極電極板２０の長手方向長さ、短手方向長さ、および厚さは、それぞれたとえば約７５０ｍｍ、約５７ｍｍ、約７５μｍである。負極芯体２１および負極活物質層２３の厚さは、それぞれたとえば約１０〜２０μｍ、約１００〜１５０μｍである。
【００２６】
セパレータ３０は、たとえばポリエチレン微多孔膜である。セパレータ３０の厚さは、たとえば約２０μｍである。
【００２７】
電池外装体２の内部に含浸される非水電解質の溶媒としては、たとえば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネートなどの環状カーボネートや、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどの鎖状カーボネート、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、γ−ブチロラクトンなどのエステル類、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、１，２−ジオキサン、２−メチルテトラヒドロフランなどのエーテル類、アセトニトリル等のニトリル類、ジメチルホルムアミド等のアミド類などを、単独でまたは複数組み合わせて使用することができる。
【００２８】
非水電解質の溶質としては、たとえば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）（Ｃ４Ｆ９ＳＯ２）、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＣ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）３、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＣｌＯ４、Ｌｉ２Ｂ１０Ｃｌ１０、Ｌｉ２Ｂ１２Ｃｌ１２など、およびそれらの混合物を用いることができる。特に、ＬｉＸＦｙ（式中、ＸはＰ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂ、Ｂｉ、Ａｌ、Ｇａ、またはＩｎであり、ＸがＰ、ＡｓまたはＳｂのときｙは６であり、ＸがＢ、Ｂｉ、Ａｌ、Ｇａ、またはＩｎのときｙは４である）で表されるものや、リチウムペルフルオロアルキルスルホン酸イミドＬｉＮ（ＣｍＦ２ｍ＋１ＳＯ２）（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）（式中、ｍおよびｎはそれぞれ独立して１〜４の整数である）、リチウムペルフルオロアルキルスルホン酸メチドＬｉＣ（ＣｐＦ２ｐ＋１ＳＯ２）（ＣｑＦ２ｑ＋１ＳＯ２）（ＣｒＦ２ｒ＋１ＳＯ２）（式中、ｐ、ｑおよびｒはそれぞれ独立して１〜４の整数である）などの溶質が好ましく用いられる。これらの中でも、ＬｉＰＦ６が特に好ましく用いられる。
【００２９】
さらに非水電解質としては、ポリエチレンオキシド、ポリアクリロニトリルなどのポリマー電解質に電解液を含浸したゲル状ポリマー電解質や、ＬｉＩ、Ｌｉ３Ｎなどの無機固体電解質を用いることができる。
【００３０】
リチウムイオン二次電池１は、たとえば次のようにして作製される。まず、正極活物質粒子、正極バインダー、および正極導電剤が所定の質量比で溶媒に投入、混練されて正極活物質スラリーが調製される。この正極活物質スラリーが正極芯体１１の両面に塗布された後、乾燥されて、正極芯体１１の両面にそれぞれ正極活物質層１３が形成される。このとき、正極芯体１１の一方の端部領域に正極活物質層１３を形成せず、正極芯体１１を露出させる。その後、得られた正極芯体１１と正極活物質層１３の積層体が圧縮ローラで圧縮されて正極電極板１０が作製される。また、負極活物質粒子および負極バインダーが水に分散させ、さらに必要に応じて増粘剤が添加されて負極活物質スラリーが調製される。この負極活物質スラリーが負極芯体２１の両面に塗布された後、乾燥されて、負極芯体２１の両面にそれぞれ負極活物質層２３が形成される。このとき、負極芯体２１の他方の端部領域に負極活物質層２３を形成せず、負極芯体２１を露出させる。その後、得られた負極芯体２１と負極活物質層２３の積層体が圧縮ローラで圧縮されて負極電極板２０が作製される。
【００３１】
正極電極板１０および負極電極板２０には、それぞれ正極集電タブ１６、負極集電タブ２６の一端が溶接により接続される。そして、正極電極板１０と負極電極板２０とが、セパレータ３０を挟んで互いに絶縁した状態で重ね合わせられ、正極電極板１０、負極電極板２０、およびセパレータ３０の積層体が形成される。このとき、正極集電タブ１６および負極集電タブ２６は、電極板の短手方向に見て同じ側であって、電極板の長手方向に見て互いに反対側に配置される（図３（Ａ）および図３（Ｂ）参照）。また、積層体の一方の主表面にセパレータ３０が積層される。
【００３２】
この積層体が所定の折り曲げ位置で折り曲げられて渦巻き状に巻回される。積層体は、たとえば正極集電タブ１６が積層体の巻き終わり側に位置し、負極集電タブ２６が積層体の巻き始め側に位置するようにして巻回される。積層体が渦巻状に巻回された後、巻回された状態が維持されるように積層体の最外周部が絶縁テープ（図示せず）によって止められる。このようにして、渦巻状に巻回された扁平状の電極体１００が作製される。その後、巻回された電極体１００と非水電解質とが電池外装体２に挿入されて、リチウムイオン二次電池１が作製される。渦巻き状に巻回された電極体１００の巻回し方向の長さ、巻回し方向と垂直な方向の長さ、および厚さは、それぞれ、たとえば約３０ｍｍ、約５０ｍｍ、約５ｍｍである。なお、巻回し方向と垂直な方向は、各電極板の短手方向と一致する。
【００３３】
続いて、正極電極板１０および負極電極板２０の構造を詳細に説明する。図３（Ａ）は、展開された状態の実施の形態１に係る正極電極板１０の平面模式図であり、図３（Ｂ）は、展開された状態の実施の形態１に係る負極電極板２０の平面模式図である。図４は、正極電極板１０の電極構造を示す要部拡大図である。なお、図３（Ａ）、図３（Ｂ）および図４は模式図であり、図示された電極板および集電タブの縮尺は実際のものと異なる。図３（Ａ）に図示された正極電極板１０と図３（Ｂ）に図示された負極電極板２０の上下左右方向は、積層体となった状態でのそれぞれの上下左右方向と一致している。すなわち、正極電極板１０および負極電極板２０は、それぞれの上下左右方向が各図に示された状態のままで重ね合わされて互いに対向する。
【００３４】
図３（Ａ）に示すように、正極芯体１１の一方の短辺近傍の端部領域が露出するように正極芯体１１に正極活物質層１３が塗布されて活物質塗布領域が形成されている。正極集電タブ１６は、正極芯体１１が露出した部分（芯体露出領域）において、正極電極板１０における電流方向に沿った正極電極板１０の基準辺Ｌ１に対して直交する方向に突出するように設けられている。
【００３５】
本実施の形態では、正極集電タブ１６の正極活物質層１３側の辺を伸ばした線と、正極電極板１０の基準辺Ｌ１とを伸ばした線とが交差する点を第１の頂点Ａとし、第１の頂点Ａから所定の距離（本実施の形態では長さＨ）にある正極集電タブ１６の正極活物質層１３側の辺上の第２の点Ｂと、第１の頂点Ａから所定の距離にある正極電極板１０の基準辺Ｌ１上にある第３の点Ｃとを結ぶ領域１５の正極芯体１１が本発明の「導電部材」となっている。基準辺Ｌ１と、第２の点Ｂと第３の点Ｃとを結ぶ辺Ｓとがなす角θは１２０度より大きく１６０度より小さいことが好ましい。本実施の形態では、第２の点Ｂと第３の点Ｃとを結ぶ辺Ｓは直線であり、領域１５の形状は直角三角形である。第２の点Ｂと第３の点Ｃとを結ぶ辺Ｓは第３の点Ｃの近傍で裾野を引くような曲線でもよく、その場合、角度θは、基準辺Ｌ１と、第２の点Ｂと第３の点Ｃとを結ぶ辺Ｓの第３の点Ｃにおける接線とがなす角で定義される。
【００３６】
基準辺Ｌ１は、電流方向に沿った正極活物質層１３の辺Ｌ３に対して凹部になっている。辺Ｌ３に対して凹部となる基準辺Ｌ１は、正極芯体１１の露出部分の一部を切り欠くことにより形成することができる。
【００３７】
図３（Ｂ）に示すように、負極芯体２１の他方の短辺近傍の端部領域が露出するように負極芯体２１に負極活物質層２３が塗布されて活物質塗布領域が形成されている。負極集電タブ２６は、負極芯体２１が露出した部分（芯体露出領域）において、負極電極板２０における電流方向に沿った負極電極板２０の基準辺Ｌ２に対して直交する方向に突出するように設けられている。また、負極電極板２０において、正極電極板１０と同様に領域２５が設けられている。基準辺Ｌ２および領域２５は、それぞれ基準辺Ｌ１および領域１５と対称関係にあるため、詳細な説明を省略する。
【００３８】
本実施の形態では、正極集電タブ１６および負極集電タブ２６は、正極電極板１０および負極電極板２０が巻回された際に、正極集電タブ１６が渦巻きの外側に配置され、負極集電タブ２６が渦巻きの中心側に配置されるように、互いに位置決めされている。なお、正極集電タブ１６および負極集電タブ２６は、正極集電タブ１６が渦巻きの中心側に配置され、負極集電タブ２６が渦巻きの外側に配置されるようにしてもよい。
【００３９】
（特性評価）
比較のため、θ＝１８０度、すなわち、本発明の「導電部材」を備えない電極構造における電流分布を解析した。また、実施の形態１の電極構造において、θ＝１３５度、Ｈ＝１５ｍｍとしたときの電流分布を解析した。電流分布の解析には、有限要素法ソフトＡＮＳＹＳを用いた。図５（Ａ）に、「導電部材」を備えない電極構造における電流分布の解析結果を示す。また、図５（Ｂ）に、実施の形態１の電極構造における電流分布の解析結果を示す。
【００４０】
図５（Ａ）に示すように、「導電部材」を備えない電極構造では、集電タブと電極体とが交差する部分に電流が集中し、電流値が高くなることがわかる。これに対して、図５（Ｂ）に示すように、実施の形態１の電極構造では、１箇所に電流が集中せず、局所的に電流値が高くなることが抑制されている様子がわかる。
【００４１】
次に、正極電極板１０および正極集電タブ１６の領域内で最大となる電流値（最大電流値Ｊ）の角度θ依存性を検証した。図６は、実施の形態１の電極構造における最大電流密度Ｊの角度依存性を示すグラフである。なお、図４に示す切り込み部長さＨを１５ｍｍ、２０ｍｍにした場合についてそれぞれ最大電流密度Ｊの角度依存性を求めた。図６の縦軸は、角度θ＝９０度のときの最大電流密度Ｊ（９０）を基準としたときの最大電流密度Ｊの比率を示す。図６に示すように、Ｈが１５ｍｍ、２０ｍｍのいずれの場合にも、角度θが９０度より大きい場合に、最大電流密度が低下することがわかる。特に、角度θが１２０度より大きく１６０度より小さい場合に、最大電流密度Ｊが顕著に低下することが見いだされた。
【００４２】
以上説明した実施の形態１に係るリチウムイオン二次電池１によれば、集電タブと電極板とが交差する部分に導電部材を設けることにより、電界および／または電流が一カ所に集中することが緩和される。この結果、集電タブにおける磁場発生や発熱を低減させることができ、ひいてはリチウムイオン二次電池１の特性劣化を抑制することができる。
【００４３】
（実施の形態２）
実施の形態２に係るリチウムイオン二次電池１の基本的な構成は、電極体の電極構造の形態を除き、実施の形態１のリチウムイオン二次電池１と共通する。以下、実施の形態２に係るリチウムイオン二次電池１について実施の形態１と異なる構成を中心に説明する。
【００４４】
図７（Ａ）は、展開された状態の実施の形態２に係る正極電極板１０の平面模式図であり、図７（Ｂ）は、展開された状態の実施の形態２に係る負極電極板２０の平面模式図である。図８は、正極電極板１０の電極構造を示す要部拡大図である。
【００４５】
本実施の形態では、正極集電タブ１６の正極活物質層１３側の辺がテーパ状になっており、正極集電タブ１６の幅が正極電極板１０に近づくにつれて太くなっている。この構造により、本実施の形態では、領域１５の正極集電タブ１６が本発明の「導電部材」となっている。また、基準辺Ｌ１は、正極活物質層１３のＬ３と面一である。同様に、負極電極板２０の側では、領域２５の負極集電タブ２６が本発明の「導電部材」となっている。
【００４６】
（特性評価）
実施の形態２に係るリチウムイオン二次電池１の電極構造において、正極電極板１０および正極集電タブ１６の領域内での最大電流値Ｊの角度θ依存性を検証した。図９は、実施の形態２の電極構造における最大電流密度Ｊの角度依存性を示すグラフである。なお、本実施の形態では、図８に示すように、斜辺Ｓを含むテーパ部の長さＨを５ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍにした場合についてそれぞれ最大電流密度Ｊの角度依存性を求めた。図９の縦軸は、角度θ＝１８０度のときの最大電流密度Ｊ（１８０）を基準としたときの最大電流密度Ｊの比率を示す。図９に示すように、Ｈが５ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍのいずれの場合にも角度θが９０度より大きい場合に、最大電流密度が低下することがわかる。特に、角度θが１２０度より大きく１５０度より小さい場合に、最大電流密度Ｊが顕著に低下することが見いだされた。
【００４７】
以上説明した実施の形態２に係るリチウムイオン二次電池１によれば、実施の形態１と同様に、電界および／または電流が一カ所に集中することが緩和される。この他、本実施の形態は、電流集中の緩和効果が大きいために大電流化に有利である。
【００４８】
本発明は、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうるものである。
【符号の説明】
【００４９】
１  リチウムイオン二次電池、２  電池外装体、１０  正極電極板、１１  正極芯体、１３  正極活物質層、１６  正極集電タブ、２０  負極電極板、２１  負極芯体、２３  負極活物質層、２６  負極集電タブ、３０  セパレータ
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図５】
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