(57)【要約】【課題】エネルギー密度および入出力特性の向上を図ることができる非水電解液二次電池を提供する。【解決手段】リチウムイオン二次電池は、電池缶に、正極板、負極板が捲回された捲回群が収容されている。電池缶の上部には上蓋がカシメ固定されている。正極板は、アルミニウム箔の両面に、正極活物質のリチウム遷移金属複酸化物を含む正極合剤層が形成されている。負極板は、銅箔の両面に、負極活物質の黒鉛を含む負極合剤層が形成されている。正極合剤層、負極合剤層は、捲回群の中心側の捲回始端から外周側の捲回終端まで捲回方向にほぼ一定割合で合剤密度が変化するように形成されている。正極合剤層、負極合剤層ともに、合剤密度の大きな部分で活物質割合が大きくなり、合剤密度の小さな部分で非水電解液の浸潤する空隙が確保される。【選択図】図２
2009259502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活物質合剤がそれぞれ集電体に塗着された正負極板を備えた非水電解液二次電池において、前記正負極板の少なくとも一方は、前記活物質合剤の密度が面方向一側から他側へ向けてほぼ一定割合で変化する密度変化部分を有していることを特徴とする非水電解液二次電池。
【請求項２】
前記正負極板の少なくとも一方は、前記活物質合剤の密度が平均値に対して±１５％の範囲で変化していることを特徴とする請求項１に記載の非水電解液二次電池。
【請求項３】
前記正負極板が捲回されており、前記正負極板の少なくとも一方が略捲回方向ないし捲回軸方向に前記密度変化部分を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の非水電解液二次電池。
【請求項４】
前記正負極板の少なくとも一方は、前記活物質合剤の密度が前記面方向一側から前記他側までほぼ一定割合で変化していることを特徴とする請求項１に記載の非水電解液二次電池。
【請求項５】
前記正負極板の少なくとも一方は、前記活物質合剤の塗着厚さが前記面方向一側から前記他側までほぼ一定割合で変化していることを特徴とする請求項４に記載の非水電解液二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非水電解液二次電池に係り、特に、活物質合剤がそれぞれ集電体に塗着された正負極板を備えた非水電解液二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
非水電解液二次電池は、ＶＴＲカメラやノート型パソコン、携帯電話等のポータブル機器用の電源として広く普及しており、電気自動車用や電力貯蔵用の大型電池の研究開発も進められている。非水電解液を代表するリチウムイオン二次電池では、通常、リチウムイオンを可逆に吸蔵、放出できるリチウム含有金属酸化物を含む活物質合剤を集電体に塗着した正極板と、炭素材料を含む活物質合剤を集電体に塗着した負極板とが、数種類のカーボネート系混合有機溶媒に六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）等のリチウム塩を溶解した非水電解液に浸潤されている。活物質合剤を集電体に塗着させるために、活物質合剤には樹脂等の結着剤（バインダ）が配合されている。近年では、リチウムイオン二次電池の更なる高エネルギー密度、高入出力特性が求められている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池の高エネルギー密度化を図るために活物質合剤の単位体積当たりの重量を増すと、活物質合剤中の空隙（空孔体積）が減少し、非水電解液の浸潤が十分に得られなくなる。特に大きな電流値での充放電では、活物質の重量から計算される容量より低い容量しか得られない場合が多い。一方、非水電解液の浸潤を十分に得るために活物質合剤の単位体積当たり重量を減じると、一定体積に充填できる活物質量が減少し、電池容量、エネルギー密度が低下する。これらの問題を解消するため、例えば、炭素材料で成形した負極板の厚み方向に嵩密度分布を持たせ、高嵩密度部分でエネルギー密度を稼ぎ、低嵩密度部分で入出力特性を補う技術が開示されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１３８６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、樹脂（バインダ）と炭素材料との含有量が異なるように、予めシート状に作製された複数枚の前駆体が準備される。これらの前駆体が厚み方向で対称な嵩密度分布となるように多重積層され、加熱圧縮成型されて負極板が作製される。このため、複雑な製造工程が必要となるうえ、コスト高となる。また、複数枚の前駆体を要するため、製造工程管理が難しくなる、という問題もある。
【０００６】
本発明は上記事案に鑑み、エネルギー密度および入出力特性の向上を図ることができる非水電解液二次電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、活物質合剤がそれぞれ集電体に塗着された正負極板を備えた非水電解液二次電池において、前記正負極板の少なくとも一方は、前記活物質合剤の密度が面方向一側から他側へ向けてほぼ一定割合で変化する密度変化部分を有していることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、正負極板の少なくとも一方が活物質合剤の密度が面方向一側から他側へ向けてほぼ一定割合で変化する密度変化部分を有するので、高密度の部分で活物質割合が大きくなりエネルギー密度を向上させることができると共に、低密度の部分で非水電解液の浸潤する空隙が確保され入出力特性を向上させることができる。
【０００９】
この場合において、正負極板の少なくとも一方の活物質合剤の密度が平均値に対して±１５％の範囲で変化していることが好ましい。また、正負極板が捲回されており、正負極板の少なくとも一方が略捲回方向ないし捲回軸方向に密度変化部分を有するようにしてもよい。正負極板の少なくとも一方の活物質合剤の密度が正負極板の面方向一側から他側までほぼ一定割合で変化するようにしてもよい。このとき、正負極板の少なくとも一方を、活物質合剤の塗着厚さが面方向一側から他側までほぼ一定割合で変化するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、正負極板の少なくとも一方が活物質合剤の密度が面方向一側から他側へ向けてほぼ一定割合で変化する密度変化部分を有するので、高密度の部分で活物質割合が大きくなりエネルギー密度を向上させることができると共に、低密度の部分で非水電解液の浸潤する空隙が確保され入出力特性を向上させることができる、という効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明を適用した円筒型リチウムイオン二次電池の実施の形態について説明する。
【００１２】
（構成）
図１に示すように、本実施形態の円筒型リチウムイオン二次電池２０は、電池容器となるニッケルメッキを施された鉄製で有底円筒状の電池缶１７を有している。電池缶１７には、帯状の正極板１および負極板３が捲回された捲回群１５が収容されている。すなわち、電池缶１７の内径は捲回群１５の直径より若干大きく設定されている。
【００１３】
捲回群１５は、正極板１および負極板３がポリエチレン製微多孔膜のセパレータ５を介して断面渦巻状に捲回されている。セパレータ５は、本例では、厚さが２５μｍに設定されている。捲回群１５の上側には、一端を正極板１に固定されたアルミニウム製でリボン状の正極タブ端子１２が導出されている。正極タブ端子１２の他端は、捲回群１５の上側に配置され正極外部端子となる円盤状の上蓋１６の下面に超音波溶接で接合されている。一方、捲回群１５の下側には、一端を負極板３に固定された銅製でリボン状の負極タブ端子１３が導出されている。負極タブ端子１３の他端は、電池缶１７の内底面に抵抗溶接で接合されている。正極タブ端子１２および負極タブ端子１３は、それぞれ捲回群１５の両端面から互いに反対側に導出されている。捲回群１５の上下両側には、捲回群１５の直径とほぼ同径で樹脂製の図示を省略した絶縁板がそれぞれ配されている。捲回群１５の外周面全周には、図示しない絶縁被覆が施されている。
【００１４】
電池缶１７には、上端より若干缶底側にグルービングが施されている。上蓋１６は、ポリプロピレン等の絶縁性の材質でグルービング部分に嵌合するように設計されたガスケット１８を介して電池缶１７の上部にカシメ固定されている。このため、リチウムイオン二次電池２０の内部は密封されている。また、電池缶１７内には、非水電解液が注液されている。非水電解液には、例えば、エチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等を混合した混合溶媒中に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を１モル／リットル（ｍｏｌ／ｌ）の濃度で溶解させたものが使用されている。
【００１５】
捲回群１５を構成する正極板１は、正極集電体としてアルミニウム箔を有している。アルミニウム箔の厚さは本例では２０μｍに設定されている。アルミニウム箔の長手方向略中央部には、正極タブ端子１２の一端が超音波溶接で接合されている。アルミニウム箔の両面には、正極合剤が塗着されており、正極合剤層２が形成されている。正極合剤には、正極活物質として化学式Ｌｉ１＋ｘＭ１−ｘＯ２（Ｍは１種または複数種の遷移金属元素、ｘは０＜ｘ＜１の範囲を満たす実数）で表される金属酸化物（リチウム遷移金属複酸化物）粉末と、導電剤の炭素材料と、結着剤（バインダ）のポリフッ化ビニリデン樹脂（以下、ＰＶＤＦと略記する。）と、が配合されている。本例では、金属酸化物粉末／炭素材料／ＰＶＤＦの固形分比が８５／１０／５となるように調製されている。正極合剤層２は、捲回群１５の中心側に位置する捲回始端から外周側に位置する捲回終端まで（捲回方向に）ほぼ一定割合で合剤密度が変化するように形成されている。換言すれば、図２のパターンＡに示すように、正極合剤層２は、正極板１の長手方向の位置に対する合剤密度が捲回始端から捲回終端までほぼ一定の勾配で変化している。このため、正極板１の密度変化部分は捲回方向の全体にわたる。
【００１６】
正極合剤層２の合剤密度を変化させた正極板１は次のようにして作製されたものである。すなわち、正極合剤を、粘度調整溶媒のＮ−メチルピロリドン（以下、ＮＭＰと略記する。）に略均一に混練した正極合剤スラリを調製した。得られた正極合剤スラリを、電池１個分に必要な長さのアルミニウム箔に均一な厚み（単位面積当たりの合剤塗布量が同じ）となるように間欠塗布し、乾燥させてプレス前正極板を作製した。これを塗工パターンごとにロールプレスでプレス成型して合剤密度を変化させるが、このとき、ロールプレスのクリアランスや線圧を漸減または漸増させることで、捲回始端から捲回終端まで（捲回方向に）ほぼ一定割合で厚みを変化させた（厚み勾配を有する）正極板１（プレス後）を得た。合剤密度は、厚みの大きい部分で小さくなり、小さい部分で大きくなる。本例では、最も厚い部分の合剤密度が２．６ｇ／ｃｍ３、最も薄い部分の合剤密度が３．０ｇ／ｃｍ３となるように設計した。この場合、捲回方向に厚み勾配を有しているので、合剤密度の平均値（中央値）は最大値と最小値との中間である２．８ｇ／ｃｍ３となる。従って、正極板１の合剤密度は、平均値に対しておよそ±７．１％の範囲で変化している。
【００１７】
一方、負極板３は、負極集電体として銅箔を有している。銅箔の厚さは本例では１０μｍに設定されている。銅箔の両面には、負極合剤が塗着されており、負極合剤層４が形成されている。負極合剤には、例えば、負極活物質の黒鉛と、導電剤のアセチレンブラックと、バインダのＰＶＤＦと、が配合されている。本例では、黒鉛／アセチレンブラック／ＰＶＤＦの固形分重量比が９０／５／５となるように調製されている。負極板３の捲回終端側には、負極タブ端子１３が超音波溶接で接合されている。負極合剤層４は、正極板１における正極合剤層２と同様に、捲回群１５の中心側に位置する捲回始端から外周側に位置する捲回終端までほぼ一定割合で合剤密度が変化するように形成されている。すなわち、負極合剤層４は、負極板３の長手方向の位置に対する合剤密度が捲回始端から捲回終端までほぼ一定の勾配で変化している（図２のパターンＡ参照）。このため、負極板３の密度変化部分は捲回方向の全体にわたる。
【００１８】
負極合剤層４の合剤密度を変化させた負極板３は次のようにして作製されたものである。すなわち、負極合剤を、ＮＭＰに略均一に混練した負極合剤スラリを調製した。得られた負極合剤スラリを、電池１個分に必要な長さの銅箔に単位面積当たりの合剤塗布量が同じとなるように間欠塗布し、乾燥させてプレス前負極板を作製した。これを、正極板１の作製と同様にして、捲回始端から捲回終端まで（捲回方向に）ほぼ一定割合で厚みが変化する負極板３（プレス後）を得た。合剤密度は、本例では、厚みの最も厚い部分が１．２ｇ／ｃｍ３、最も薄い部分が１．５ｇ／ｃｍ３となるように設計した。この場合、合剤密度の平均値は１．３５ｇ／ｃｍ３となり、負極板３の合剤密度は平均値に対しておよそ±１１．１％の範囲で変化している。
【００１９】
（電池組立）
リチウムイオン二次電池２０の組立では、まず、作製した正極板１、負極板３をセパレータ５を介して中空状の軸芯の周囲に捲回し捲回群１５を作製する。このとき、正極合剤層２と負極合剤層４とが合剤密度の大きな部分同士が対向し、かつ、正極タブ端子１２と負極タブ端子１３とが互いに反対方向に導出されるように捲回する。作製した捲回群１５を、電池缶１７に負極タブ端子１３を缶底側に向けて挿入する。軸芯の中空部分（捲回機軸芯に装着するための空間）に溶接棒を挿入し、負極タブ端子１３の導出端部を電池缶１７の内底面に抵抗溶接する。正極タブ端子１２の導出端部を上蓋１６の下面に溶接した後、電池缶１７の上部のグルービング部分にガスケット１８を装着した状態で、捲回群１５や電池缶１７等の電池内部の付着水分を除くために６０℃で２０時間の真空乾燥を施した。真空乾燥後、電池缶１７内に非水電解液を注液する。非水電解液の注液は、水分の再付着を防ぐためにアルゴン置換されたグローブボックス中などで行う。非水電解液注液後、上蓋１６を電池缶１７の上部にカシメ固定することで、リチウムイオン二次電池２０の組立を完成させる。
【００２０】
（作用等）
次に、本実施形態のリチウムイオン二次電池２０の作用等について説明する。
【００２１】
本実施形態のリチウムイオン二次電池２０では、正極板１、負極板３ともに、正極合剤層２、負極合剤層４が捲回始端から捲回終端まで（捲回方向に）ほぼ一定割合で合剤密度が変化するように形成されている。合剤密度の大きな部分では、正極合剤層２に占める正極活物質の割合（活物質割合）、負極合剤層４に占める負極活物質の割合がいずれも大きくなるので、リチウムイオン二次電池２０のエネルギー密度を向上させることができる。一方、合剤密度の小さな部分では、正極合剤層２、負極合剤層４のいずれも非水電解液の浸潤する空隙が確保されるので、リチウムイオン二次電池２０の入出力特性を向上させることができる。従って、高エネルギー密度と高入出力特性との両立を図ることができる。
【００２２】
また、合剤密度を大きくしすぎると、正極合剤層２、負極合剤層４の空隙（空孔体積）が減少し、非水電解液の浸潤が十分に得られなくなるため、却って出力低下を招く。反対に、合剤密度を小さくしすぎると、活物質割合が減少するため、却って電池容量やエネルギー密度の低下を招く。本実施形態のリチウムイオン二次電池２０では、活物質合剤の密度が正極板１、負極板３ともに平均値に対して±１５％の範囲で変化するように調整されている。このため、合剤密度の大きな部分でも非水電解液の浸潤を確保し、合剤密度の小さな部分でも活物質割合を確保することができる。これにより、エネルギー密度と入出力特性とを同時に向上させることができる。
【００２３】
更に、本実施形態のリチウムイオン二次電池２０では、活物質合剤を集電体に塗着させた後、ロールプレスのクリアランスや線圧を連続的に変化させることにより合剤密度を変化させた正極板１、負極板３が作製され電池組立に用いられる。このため、従来一般的なリチウムイオン二次電池の製造に用いられる工程や材料を使用することができる。これにより、新たな工程や材料を導入することなく、高エネルギー密度と高入出力特性の両立を図ることができる。
【００２４】
また更に、本実施形態のリチウムイオン二次電池２０では、合剤密度が捲回方向にそってほぼ一定割合で変化する密度勾配を有しており、捲回軸に平行な方向（捲回方向と交差する方向）ではほぼ同じ合剤密度に形成されている。このため、捲回軸と平行な方向では正極板１、負極板３の厚みがほぼ同じとなり、巻きズレや、セパレータ５と正極板１、負極板３との間に不均一な隙間が生じることなく捲回群１５を得ることができる。これにより、大電流充放電時にも電流集中等を抑制することができ、発熱による短絡等を回避して安全性を確保することができる。
【００２５】
なお、本実施形態では、正極合剤層２、負極合剤層４がいずれも捲回方向にほぼ一定割合で合剤密度を変化させる例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。例えば、図２に示すように、合剤密度がパターンＡのごとく一定割合で変化させることに代えて、パターンＢ、パターンＣ、パターンＤのごとく変化させるようにしてもよい。すなわち、パターンＢでは、合剤密度を、捲回始端側および捲回終端側で一定割合で増加させ、中央部で一定とする。パターンＣでは、捲回終端側における合剤密度の増加割合を、捲回始端側および中央部における合剤密度の増加割合より大きくする。また、パターンＤでは、合剤密度を、捲回始端側で一定割合で増加させ、中央部で一定とし、捲回終端側で一定割合で減少させる。また、合剤密度の変化を捲回始端側と捲回終端側とで反対、すなわち、捲回始端側から捲回終端側まで一定割合で減少するようにしてもよいことはもちろんである。
【００２６】
また、合剤密度を捲回方向に変化させることに代えて、捲回軸方向に変化させるようにしてもよい。合剤密度を複数の方向、例えば、捲回方向および捲回軸方向の両方向で変化させてもよく、この場合には正負極板間の隙間等が実用上問題のないレベルに収まるように設計することで上述した効果を得ることができることはいうまでもない。
【００２７】
更に、本実施形態では、合剤密度を捲回始端から捲回終端までの全体にわたって変化させる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。合剤密度をほぼ一定割合で変化させる部分を有していればよく、合剤密度の大きな部分と小さな部分とが形成されていればよい。また、本実施形態では、正極合剤層２、負極合剤層４のいずれも合剤密度を変化させる例を示したが、本発明はこれに制限されるものではなく、少なくとも正極板、負極板の一方が合剤密度を変化させた部分を有していればよい。
【００２８】
また更に、本実施形態では、アルミニウム箔、銅箔にそれぞれの合剤スラリを均一な厚みとなるように間欠塗布し乾燥させた後、ロールプレスのクリアランスや線圧を変化させることで、正極合剤層２、負極合剤層４の厚みを変化させて合剤密度を変化させる例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。例えば、単位面積あたりの合剤重量を変化（漸増または漸減）させることで塗布量がほぼ一定割合で変化するようにし、これを厚みが均一となるようにプレス（圧延）加工することで合剤密度を変化させてもよい。このようにしても合剤密度が一定割合で変化する部分を有する正負極板を作製することができる。この方法では、合剤塗工時と圧延時との両方で塗工クリアランスやプレス線圧を変化させる機構を組み込む必要があることから、作製方法としては煩雑となるが、正負極板の厚みをほぼ一定にすることができるので、捲回以降の工程での取扱いを容易にすることができる。
【００２９】
更にまた、本実施形態では、正極活物質としてリチウム遷移金属複酸化物、負極活物質として黒鉛をそれぞれ例示したが、本発明はこれらに限定されるものではない。通常、リチウムイオン二次電池に使用される正極活物質、負極活物質を用いてもよい。また、正極合剤、負極合剤に配合する導電剤や結着剤についても制限はなく、配合割合に制限のないことはもちろんである。非水電解液についても特に制限されるものではない。
【００３０】
また、本実施形態では、円筒型リチウムイオン二次電池２０を例示したが、本発明は電池形状や電池の内部構造に制限されるものではない。例えば、角型の電池形状としてもよく、正負極外部端子が電池蓋を貫通し電池容器内で軸芯を介して正負極外部端子が押し合っている内部構造としてもよい。また、本発明は、リチウムイオン二次電池以外に、非水電解液を用いる二次電池においてその有用性を否定するものではない。
【実施例】
【００３１】
次に、本実施形態に従い作製したリチウムイオン二次電池２０の実施例について説明する。なお、比較のために作製した比較例についても併記する。
【００３２】
（実施例１）
実施例１では、捲回始端から捲回終端までほぼ一定割合で合剤密度を変化させた正極板１、負極板３を用いてリチウムイオン二次電池２０を作製した。正極合剤層２の合剤密度は、最も小さな部分で２．６ｇ／ｃｍ３、最も大きな部分で３．０ｇ／ｃｍ３となるように設計した。負極合剤層４の合剤密度は、最も小さな部分で１．２ｇ／ｃｍ３、最も大きな部分で１．５ｇ／ｃｍ３となるように設計した。
【００３３】
（比較例１、比較例２）
比較例１、比較例２では、正極合剤層、負極合剤層ともに、略均一な厚みの正負極板を用いる以外は実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製した。比較例１では、正極合剤層、負極合剤層の厚みを、実施例１の正極合剤層２、負極合剤層４で最も厚みが小さい部分の厚みにそれぞれ設定した。すなわち、比較例１では、正極合剤層の合剤密度が３．０ｇ／ｃｍ３、負極合剤層の合剤密度が１．５ｇ／ｃｍ３である。比較例２では、正極合剤層、負極合剤層の厚みを、実施例１の正極合剤層２、負極合剤層４で最も厚みが大きい部分の厚みにそれぞれ設定した。すなわち、比較例２では、正極合剤層の合剤密度が２．６ｇ／ｃｍ３、負極合剤層の合剤密度が１．２ｇ／ｃｍ３である。
【００３４】
（評価）
各実施例および比較例のリチウムイオン二次電池について、放電率依存特性を評価した。すなわち、各リチウムイオン二次電池を室温（２５℃）で４．２Ｖまで充電した後、５時間率（０．２Ｃ）、１時間率（１Ｃ）、１／３時間率（３Ｃ）、１／５時間率（５Ｃ）の各時間率で３Ｖを終止電圧として放電したときの放電容量を測定した。
【００３５】
図３に示すように、５時間率での放電容量は、実施例１が６．７Ａｈ、比較例１が７．１Ａｈ、比較例２が６．３Ａｈを示した。同じ活物質塗工量において正負極ともに合剤密度の平均値が最も高いものが比較例１、最も低いものが比較例２、その中間が実施例１となるため、正負極の厚みの関係から捲回群径が同じとなるように電池設計するとエネルギー密度は高い順に比較例１、実施例１、比較例２となることから、この結果は妥当である。一方、１／５時間率の高い放電率においては正負極の合剤密度が低い方が非水電解液の浸潤に優れるので、放電容量が高くなる。従って、放電率を高くすることによる放電容量の低下率は低い順に比較例２、実施例１、比較例１となった。このような連続放電では合剤密度の影響がほぼ線形に現れるので合剤密度の平均値の順に従って序列が現れた。
【００３６】
また、各実施例および比較例のリチウムイオン二次電池について、入出力特性を評価した。すなわち、各リチウムイオン二次電池を室温（２５℃）で定格容量の１０％〜９０％となるように容量規制で充電した後、各充電状態（ＳＯＣ）において１時間率（１Ｃ）、１／３時間率（３Ｃ）、１／５時間率（５Ｃ）で１０秒間放電し（１０秒間の放電の後には１時間率で同じ電気量を充電してＳＯＣがずれないように補正した。）、このときの１０秒目電圧を測定した。１０秒目電圧を放電電流値に対してプロットし、この近似直線を放電終止電圧に外挿したときの交点における電流と電圧との積をその電池の出力値とした。同様に、各ＳＯＣにおいて１時間率（１Ｃ）、１／３時間率（３Ｃ）、１／５時間率（５Ｃ）で１０秒間充電し、このときの１０秒目電圧を測定した。１０秒目電圧を放電電流値に対してプロットし、この近似直線を充電終止電圧に外挿したときの交点における電流と電圧との積をその電池の入力値とした。求めた出力値、入力値を電池重量で除した値をそれぞれ出力密度、入力密度とし、ＳＯＣに対してプロットした。
【００３７】
図４に示すように、入出力密度は、おおよそ上述した放電率依存特性と同様に、合剤密度の平均値の小さな比較例２が最も優れており、ついで実施例１、比較例１となった。ところが、実施例１の入出力特性は比較例２により近い性能を示した。これは、この計測方法のように大電流値で短時間の放電が求められる場合には、非水電解液の浸潤が十分得られている正負極板の低密度部分が優先的に放電または充電に寄与するためと考えられる。以上説明した放電率依存特性および入出力特性の評価結果から、実施例１のような合剤密度の変化する部分を有する正負極板を用いることで低負荷時の電気容量を確保しながら、短時間であれば高負荷にも対応できる電池とすることができることが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明はエネルギー密度および入出力特性の向上を図ることができる非水電解液二次電池を提供するため、非水電解液二次電池の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明を適用した実施形態の円筒型リチウムイオン二次電池の断面図である。
【図２】実施形態の円筒型リチウムイオン二次電池に用いた正極板、負極板の捲回始端から捲回終端までの位置に対する合剤密度の変化のパターンを模式的に示すグラフである。
【図３】実施例１、比較例１、比較例２の円筒型リチウムイオン二次電池の放電率依存特性を示し、放電率に対する放電容量を示すグラフである。
【図４】実施例１、比較例１、比較例２の円筒型リチウムイオン二次電池の入出力特性を示し、充電状態に対する入出力密度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
１  正極板
２  正極合剤層
３  負極板
４  負極合剤層
１５  捲回群
２０  円筒型リチウムイオン二次電池（非水電解液二次電池）
【図１】
2009259502.tif 000003
【図２】
2009259502.tif 000004
【図３】
2009259502.tif 000005
【図４】
2009259502.tif 000006