JP5337418B2

JP5337418B2 - 非水電解液二次電池

Info

Publication number: JP5337418B2
Application number: JP2008175263A
Authority: JP
Inventors: 直子月森; 亮小島
Original assignee: Hitachi Vehicle Energy Ltd
Current assignee: Vehicle Energy Japan Inc
Priority date: 2008-07-04
Filing date: 2008-07-04
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2028-07-04
Also published as: JP2010015851A

Description

本発明は非水電解液二次電池に係り、特に、集電体表面にそれぞれ活物質合剤の塗着部と、集電体の長寸方向に沿う一側に活物質合剤の未塗着部とを有する正極板および負極板がセパレータを介して捲回された電極群と、電極群を浸潤する非水電解液と、電極群および非水電解液を収容する電池容器とを備えた非水電解液二次電池に関する。

非水電解液二次電池の中でもリチウム二次電池は、ＶＴＲカメラやノート型パソコン、携帯電話などのポータブル機器等の電源に広く使用されている。一方、リチウム二次電池は、高エネルギー密度であることから、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド車（ＨＥＶ）の車載電源としても開発が進められており、一部は実用化されている。これらの用途では、単独の大型リチウム二次電池が使用される場合や、複数の大型リチウム二次電池が組み込まれた電池システム等として使用される場合がある。

通常、リチウム二次電池では、以下のような捲回式の内部構造を有している。すなわち、集電体である金属箔にそれぞれ活物質合剤の塗着部が形成された帯状の正負極板がセパレータを介して直接接触しないように断面渦巻状に捲回された電極群が形成されている。正負極板の捲回時には、捲きズレを防止するためにテンションをかけながら捲回される。この電極群が非水電解液に浸潤され電池容器に収容され密封されている。ＥＶやＨＥＶ用電源等の高入出力特性を要求されるリチウム二次電池では、内部抵抗を低減するために、集電体の長寸方向に沿う一側に活物質合剤の未塗着部を有しており、未塗着部から集電体の長寸方向に亘り均一に電位を集める構造になっている。

ところが、二次電池の体積エネルギー密度を向上させるために活物質合剤の塗着部がプレスされると、図４に示すように、合剤塗着部３０Ａでは集電体が圧迫され伸びを生じる。これに対して、合剤未塗着部３０Ｂは圧迫されないため、集電体に伸びが生じない。このため、極板３０の集電体に歪みが生じて湾曲してしまう、という問題があった。この問題を解決するとともに、上述した内部抵抗を低減するために、図５に示すように、極板４０の合剤未塗着部４０Ｂを櫛歯状に切り欠いて、切り欠き残部で複数のリード片４０Ｃを形成する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、プレス時に合剤塗着部４０Ａで集電体に伸びが生じても、隣りあうリード片４０Ｃ同士に間隔が形成されているため、極板４０の集電体の歪みを低減して湾曲を抑制することができる。

特開２００１−１１８５６１号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、合剤未塗着部４０Ｂが櫛歯状に切り欠かれているため、極板４０の捲回時にリード片４０Ｃの端部が電極群の内周や外周に巻き込まれる可能性がある、換言すれば、一方の極板の合剤未塗着部が他方の極板の合剤塗着部とセパレータとの間に咬み込まれ短絡を引き起こすおそれがある。

本発明は上記事案に鑑み、集電体の湾曲を抑制するとともに、合剤未塗着部の咬み込みによる短絡を防止す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。

上記課題を解決するために、本発明は、集電体表面にそれぞれ活物質合剤の塗着部と、前記集電体の長寸方向に沿う一側に前記活物質合剤の未塗着部とを有する正極板および負極板がセパレータを介して捲回された電極群と、前記電極群を浸潤する非水電解液と、前記電極群および非水電解液を収容する電池容器とを備え、前記正負極板の少なくとも一方の前記未塗着部における前記集電体には、長寸方向に沿う外側縁部を除く部分に複数の開孔が形成されており、前記開孔は、前記集電体の長寸方向と交差する方向のいずれの縁も曲面であるとともに、前記未塗着部には、前記塗着部側に前記集電体の破断を防止するための保護材が前記開孔を部分的に覆うように前記集電体の長寸方向に亘り貼付されていることを特徴とする非水電解液二次電池である。

本発明では、合剤未塗着部の集電体に集電体の歪みを低減できる複数の開孔が形成されているので、プレス時に集電体の湾曲を抑制することができ、開孔における集電体の長寸方向と交差する方向のいずれの縁も曲面であり、合剤未塗着部における塗着部側に保護材が開孔を部分的に覆うように集電体の長寸方向に亘り貼付されているので、開孔が形成された未塗着部の集電体が保護され塗着部の破断を防止することができるとともに、いずれの開孔も集電体の長寸方向に沿う外側縁部を除く部分に形成されているので、捲回時に合剤未塗着部が立設状態で捲回され、合剤未塗着部が合剤塗着部とセパレータとで咬み込まれず短絡を防止することができる。

この場合において、開孔は、形状が楕円形状であり、長軸が集電体の長寸方向に形成されていてもよい。開孔は、それぞれが、２つの円形状の開孔で構成され、該２つの開孔間に切れ込みが形成されていてもよい。また、保護材が正負極板の少なくとも一方の片面または両面に貼付されていてもよい。さらに、保護材は絶縁性を有していることが好ましく、厚さが合剤塗着部の厚さ以下であることがさらに好ましい。

本発明では、合剤未塗着部の集電体に集電体の歪みを低減できる複数の開孔が形成されているので、プレス時に集電体の湾曲を抑制することができ、開孔における集電体の長寸方向と交差する方向のいずれの縁も曲面であり、合剤未塗着部における塗着部側に保護材が開孔を部分的に覆うように集電体の長寸方向に亘り貼付されているので、開孔が形成された未塗着部の集電体が保護され塗着部の破断を防止することができるとともに、いずれの開孔も集電体の長寸方向に沿う外側縁部を除く部分に形成されているので、捲回時に合剤未塗着部が立設状態で捲回され、合剤未塗着部が合剤塗着部とセパレータとで咬み込まれず短絡を防止することができる、という効果を得ることができる。

以下、図面を参照して、本発明を適用したハイブリッド電気自動車用の円柱状非水電解液二次電池について説明する。

（構成）
図１に示すように、本実施形態の円柱状非水電解液二次電池２０は、ニッケルメッキを施された鉄製で円筒状の電池容器８を有している。電池容器８には、帯状の正極板１および負極板５が直接接触しないようにポリエチレン製セパレータを介して断面渦巻状に捲回された電極群４が収容されている。電極群４の捲回軸方向両側には、正極板１の合剤未塗着部１Ｂおよび負極板５の合剤未塗着部５Ｂが互いに反対側にそれぞれ配設されている。このとき、合剤未塗着部１Ｂおよび合剤未塗着部５Ｂは、電極群４の両端面に対してそれぞれ立設状態で捲回されている。電極群４の外周面全周には、絶縁被覆（不図示）が施されている。

電極群４の捲回軸のほぼ延長線上には、正極板１からの電位を集電し電池蓋を兼ねるアルミニウム製で円盤状の正極集電板２および負極板５からの電位を集電し電池蓋を兼ねる銅製で円盤状の負極集電板６がそれぞれ電極群４の両端面に対向配置されている。正極集電板２の電極群４と対向している一面には、正極板１の合剤未塗着部１Ｂの端部、すなわち、正極板１の合剤未塗着部１Ｂの長寸方向に沿う外側縁部がレーザ溶接により接合されており、他面には外部端子となるアルミニウム製で円柱状の正極端子３が接合されている。同様に、負極集電板６の電極群４と対向している一面には、負極板５の合剤未塗着部５Ｂの端部、すなわち、負極板５の合剤未塗着部５Ｂの長寸方向に沿う外側縁部がレーザ溶接により接合されており、他面には外部端子となる銅製で円柱状の負極端子７が接合されている。

正極集電板２および負極集電板６は、それぞれインシュレータ９を介して電池容器８の両端に固定されている。このため、非水電解液二次電池２０の内部は密封されている。また、電池容器８内には、図示を省略した非水電解液が注液されており、電極群４は非水電解液で浸潤されている。非水電解液には、炭酸エチレン、炭酸ジメチルおよび炭酸ジエチルが体積比３０：５０：２０の割合で混合された混合溶媒中に、６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）が１モル／リットル溶解されたものが用いられている。

（正極板）
図２に示すように、正極板１は、厚さ２０μｍで帯状の集電体としてのアルミニウム箔を有している。アルミニウム箔の両面には、正極活物質を含む合剤（活物質合剤）が略均一に塗着されている。合剤には、正極活物質のマンガン酸リチウムの粉末の１００重量部と、導電材の鱗片状黒鉛の１０重量部と、結着剤のポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦと略記する。）の５重量部とが混合されている。合剤を塗布する際には、溶媒であるＮ−メチルピロリドン（以下、ＮＭＰと略記する。）に略均一に分散させて合剤スラリが作製される。合剤スラリをアルミニウム箔の両面に長寸方向に沿う一側を残して塗布し、乾燥させる。集電体の両面にそれぞれ合剤塗着部１Ａおよび合剤未塗着部１Ｂが形成されている。合剤塗着部１Ａをプレスする際にアルミニウム箔が湾曲しないように、合剤未塗着部１Ｂにおけるアルミニウム箔には、アルミニウム箔の長寸方向に沿う外側縁部を除く部分に、楕円形状で長軸がアルミニウム箔の長寸方向と交差する方向（以下、幅方向という。）の開孔１０が複数形成されている。すなわち、開孔１０のアルミニウム箔の幅方向のいずれの縁（合剤塗着部１Ａ側の縁およびアルミニウム箔の外側縁側の縁）も曲面である。また、各開孔１０が形成された位置では、合剤未塗着部１Ｂにおけるアルミニウム箔の外側縁部が長寸方向の全体に亘り切断されずに残されている。開孔１０の形成後、合剤塗着部１Ａが所望の密度および厚さになるようにプレスされ、正極板１が作製される。

また、正極板１両面の合剤未塗着部１Ｂには、合剤塗着部１Ａ側に帯状の保護材としてのテープ１３が貼付されている。テープ１３は、アルミニウム箔の破断を防止する役割を果たしている。また、テープ１３は、絶縁性を有しており、アルミニウム箔の長寸方向全長に亘り貼付されている。テープ１３の厚さは、正極板１をプレスした後の片面あたりの合剤塗着部１Ａの厚さ以下に設定されている。本例では、テープ１３には、ポリイミド製の基材の片面にヘキサメタアクリレートの粘着剤が塗布された粘着テープが用いられている。

（負極板）
負極板５は、厚さ１０μｍで帯状の集電体としての圧延銅箔を有している。圧延銅箔の両面には、負極活物質を含む合剤（活物質合剤）が略均一に塗着されている。合剤には、負極活物質の非晶質炭素の粉末の９０重量部と、結着剤のＰＶＤＦの１０重量部とが混合されている。合剤を塗布する際には、溶媒であるＮＭＰに略均一に分散させて合剤スラリが作製される。正極板１と同様に、合剤スラリを圧延銅箔の両面に長寸方向に沿う一側を残して塗布し、乾燥させる。集電体の両面にそれぞれ合剤塗着部５Ａおよび合剤未塗着部５Ｂが形成されている。また、正極板１と同様に、合剤未塗着部５Ｂにはそれぞれ複数の開孔１０が形成されている。開孔１０の形成後、合剤塗着部５Ａが所望の密度および厚さになるようにプレスされ、負極板５が作製される。さらに、正極板１と同様に、負極板５両面の合剤未塗着部５Ｂには、合剤塗着部５Ａ側にテープ１３が貼付されている。テープ１３の厚さは、負極板５をプレスした後の片面あたりの合剤塗着部５Ａの厚さ以下に設定されている。本例では、負極板５の厚さは、負極の放電容量と正極の放電容量との比（−／＋容量比）が１．０で一定になるように調整されている。

（作用等）
次に、本実施形態の非水電解液二次電池２０の作用等について説明する。なお、合剤未塗着部１Ｂ、５Ｂおよび開孔１０は、正極板１および負極板５にそれぞれ形成されているが、いずれも同様の作用を示すため、以下、正極板１のみについて説明する。

一般に、図４に示すように、体積エネルギー密度を向上させるために集電体の金属箔に合剤塗着部３０Ａと合剤未塗着部３０Ｂとが形成された極板３０を略均一にプレスすると、合剤塗着部３０Ａでは集電体が圧迫され伸びを生じる。一方、合剤未塗着部３０Ｂでは圧迫されないため伸びを生じない。このため、極板３０の集電体に歪みが生じて湾曲してしまう。この問題を解決するために、従来の非水電解液二次電池では、図５に示すように、極板４０の合剤未塗着部４０Ｂを櫛歯状に切り欠いて、切り欠き残部で複数のリード片４０Ｃが形成されている。プレス時に合剤塗着部４０Ａで集電体に伸びが生じても、隣りあうリード片４０Ｃ同士に間隔が形成されているため、極板４０の集電体の歪みを低減し湾曲を抑制することができる。しかしながら、極板４０の捲回時には、リード片４０Ｃの端部が電極群の内周や外周に巻き込まれる可能性がある。すなわち、一方の極板の合剤未塗着部が他方の極板の合剤塗着部とセパレータとの間に咬み込まれ、電池使用時に短絡を引き起こすおそれがある。本実施形態は、これらの問題を解決することができる非水電解液二次電池である。

本実施形態の非水電解液二次電池２０では、合剤未塗着部１Ｂの集電体に複数の開孔１０が形成されている。このため、合剤塗着部１Ａのプレス時に集電体の長寸方向に伸びが生じた場合でも、開孔１０が短径方向に拡径されることで伸びによる集電体の歪みを低減することができる。これにより、集電体の湾曲を抑制することができる。また、開孔１０は集電体の長寸方向に沿う外側縁部を除く部分に形成されている。このため、合剤未塗着部１Ｂの外側縁が切れていないので、捲回時に合剤未塗着部１Ｂを立設状態のまま捲回することができる。これにより、捲回時に、上述したリード片４０Ｃのように咬み込まれることがないので、正負極板間の短絡を防止することができる。

また、本実施形態の非水電解液二次電池２０の合剤未塗着部１Ｂは、開孔１０の部分のみが切り欠かれている。すなわち、合剤未塗着部１Ｂでは、櫛歯状に外側縁まで切り欠かれた合剤未塗着部４０Ｂに比べて切り欠かれた分の容積が少ない。このため、正極集電板２と接続されている合剤未塗着部１Ｂの断面積が大きくなり内部抵抗を低減できる。また、合剤未塗着部１Ｂの断面積が大きくなることで、正極集電板２との接合強度を向上させることができ、耐振動性を向上させることができる。

さらに、本実施形態の非水電解液二次電池２０の開孔１０は、いずれも楕円形状で長軸が集電体の幅方向に形成されている。このため、開孔１０は集電体の長寸方向と交差する方向のいずれの縁も曲面で形成されている。これにより、角状の面で形成される場合に比べて、開孔１０の合剤塗着部１Ａ側および開孔１０の集電体の外側縁側で縁部の損傷ないし破断を防止することができる。

またさらに、本実施形態の非水電解液二次電池２０では、正極板１両面の合剤未塗着部１Ｂの合剤塗着部１Ａ側にそれぞれテープ１３が正極板１の全長に亘り貼付されている。このため、開孔１０が形成されたアルミニウム箔が保護されるので集電体の損傷、ひいては、合剤塗着部１Ａの破断を防止することができる。また、テープ１３は絶縁性を有しているので、テープ１３による短絡を防止することができる。さらに、テープ１３の厚さが正極板１の片面あたりに形成された合剤塗着部１Ａの厚さ以下に設定されている。このため、テープ貼付部分が突出することなく合剤塗着部１Ａと合剤塗着部１Ｂとをセパレータを介して適度に密着させて捲回することができる。

なお、本実施形態では、正極板１および負極板５の合剤未塗着部１Ｂ、５Ｂにそれぞれ、楕円形状で長軸が集電体の幅方向の複数の開孔１０が形成されている例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。開孔１０の形状としては、開孔１０の集電体の幅方向の縁が角状になっていると、開孔１０の縁部が破断してしまう可能性があるため、集電体の幅方向のいずれの縁も曲面で形成されていることが好ましい。本実施形態以外の開孔１０としては、例えば、円形状に形成されていてもよく、図３（Ａ）に示すように、楕円形状で長軸が集電体の長寸方向に形成されていてもよい。開孔１０を長軸が集電体の長寸方向の楕円形状とした場合において、プレス時に集電体に生じる湾曲を抑制することを考慮すると、開孔１０が合剤塗着部側に形成されていることが好ましい。また、図３（Ｂ）に示すように、２つの円形状の開孔１０が形成され開孔１０間に切れ込み１１が形成されていてもよい。さらに、正極板１および負極板５に開孔１０がそれぞれ形成されている例を示したが、正極板１および負極板５のどちらか一方のみに開孔１０が形成されていてもかまわない。一般に、負極集電体が正極集電体より薄いので、少なくとも負極板５の合剤未塗着部５Ｂには開孔１０が形成されていることが好ましい。

また、本実施形態では、正極板１および負極板５の両面の合剤未塗着部１Ｂ、５Ｂに、テープ１３が貼付されている例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。正極板１および負極板５の片面のみに貼付してもよい。また、テープ１３の材質にも特に制限されるものではないが、非水電解液に耐性があり、テープ１３が短絡の原因になることを避けるために絶縁性を有していることが好ましい。さらに、本実施形態では、テープ１３が集電体の長寸方向全長に亘り貼付されている例を示したが、短冊状の複数のテープ１３を連続的に貼付することも可能である。また、テープ１３に代えて、集電体の破断を防止することができる保護機能を有する別の部材を用いることができることは論を俟たない。

さらに、本実施形態では、テープ１３の厚さが正極板１、負極板５の片面あたりの合剤塗着部１Ａ、５Ａの厚さ以下に設定されている例を示したが、本発明はこれに制限されるものではないが、テープ１３貼付部分が突出することで、合剤塗着部１Ａ、５Ａとセパレータとの間に隙間が形成され、合剤塗着部１Ａおよび５Ａをセパレータを介して適度に密着させて捲回できなくなる。これを避けるため、テープ１３の厚さが合剤塗着部１Ａ、５Ａの片面あたりの厚さ以下に設定されていることが望ましい。

またさらに、本実施形態では、正極活物質にマンガン酸リチウム、負極活物質に非晶質炭素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。正極活物質としては、例えば、コバルト酸リチウムに代表されるリチウムコバルト複酸化物、ニッケル酸リチウムに代表されるリチウムニッケル複酸化物等のリチウム遷移金属複酸化物を用いることができる。また、結晶中のリチウムや遷移金属元素の一部をＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｇ等の他の遷移金属元素で置換またはドープしたリチウム遷移金属複酸化物を用いてもよい。更に、結晶構造についても特に制限はなく、スピネル型、層状型、オリビン型のいずれの結晶構造を有していてもよい。一方、負極活物質としては、非水電解液二次電池に通常用いられる炭素材を用いることができる。本実施形態以外の負極活物質としては、例えば、天然黒鉛や人造黒鉛の各種黒鉛材やコークス等を挙げることができ、その粒子形状においても、層状、鱗片状、球状、繊維状、塊状等、特に制限されるものではない。ＨＥＶ用の電源としては、層状の結晶構造を有する黒鉛系炭素材は極低温環境下で結晶構造の収縮を引き起こすのに対して、非晶質炭素材は極低温環境下でも結晶構造が安定しているので非晶質炭素材を用いることが好ましい。さらに、導電材やバインダ等についても特に制限はなく、通常、非水電解液二次電池に使用される材料を用いてもよい。また、集電体についても特に制限はなく、通常、非水電解液二次電池に使用される導電性を有した材料（膜、穿孔板等）を用いてもよい。

さらにまた、本実施形態では、非水電解液に、エチレンカーボネート等の混合溶媒に６フッ化リン酸リチウムを１モル／リットル程度溶解させたものを例示したが、本発明で用いることのできる非水電解液には特に制限はない。有機溶媒としては、通常非水電解液二次電池に使用されるものであればよく、例えば、カーボネート系、スルホラン系、エーテル系、ラクトン系等の有機溶剤を単体または混合して用いてもよい。リチウム塩としても、通常非水電解液二次電池に使用されるものであればよく、例えば、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＢ（Ｃ_６Ｈ_５）_４、ＣＨ_３ＳＯ_３Ｌｉ、ＣＦ_３ＳＯ_３Ｌｉ等やこれらの混合物を用いることができる。また、有機溶媒の混合比やリチウム塩の含有量にも特に制限されるものではない。

また、本実施形態では、正極活物質にマンガン酸リチウム、負極活物質に非晶質炭素を用いたリチウムイオン系の非水電解液二次電池を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の非水電解液二次電池にも適用可能である。さらに、本実施形態では、円筒状の電池容器８の両端が外部端子を兼ねる電池蓋で封口された円柱状非水電解液二次電池２０を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、角型、多角形状としてもよく、有底の電池容器に電極群が挿入され、電池容器の上部で電池蓋がカシメ固定された電池でもよい。また、電池容量、サイズ等についても特に制限されるものではないが、ＨＥＶ用電源としては電池容量が概ね３Ａｈ以上の電池に好適に使用することができる。

次に、本実施形態に従い作製した非水電解液二次電池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の非水電解液二次電池についても併記する。

（実施例）
実施例の非水電解液二次電池２０は、集電体の合剤未塗着部１Ｂ、５Ｂに楕円状の開孔１０を複数形成した正極板１および負極板５を用いて作製した（図２参照）。

（比較例）
比較例の非水電解液二次電池は、図４に示すように、極板４０の合剤未塗着部４０Ｂを櫛歯状に切り欠いて、切り欠き残部で複数のリード片４０Ｃを形成し、リード片４０Ｃを超音波接合により集電部品に接合した正極板および負極板を用いること以外は実施例と同様に作製した。

（評価１）
評価１では、実施例および比較例の非水電解液二次電池それぞれ２００個ずつについて、咬み込みによる短絡発生率を評価した。各電池を充電し、高率放電を行った際に容量の低下等の電池異常が認められた電池を解体して咬み込みによる短絡の有無を調べた。下表１に示すように、短絡発生率の評価結果から、比較例に比べて実施例では捲回時の咬み込みによる短絡は発生せず、咬み込みを防止できることが明らかになった。

（評価２）
評価２では、実施例および比較例の非水電解液二次電池をそれぞれ１個ずつについて、放電レートに対する放電容量比を評価した。各電池を充電してから、放電レート１Ｃ、３Ｃ、５Ｃおよび１０Ｃでそれぞれ放電したときの放電容量を測定し、実施例および比較例の非水電解液二次電池の放電レート１Ｃの放電容量に対する３Ｃ、５Ｃおよび１０Ｃの放電容量の割合を容量比として求めた。

図６に示すように、放電容量比の評価結果から、比較例に比べて実施例では放電レートの上昇に伴う放電容量の低下が小さいことが明らかになった。これは、実施例の合剤未塗着部の断面積が比較例より大きいため、内部抵抗が低減したためと考えられる。

（評価３）
評価３では、実施例および比較例の非水電解液二次電池のそれぞれ１０個ずつについて、耐振動性を評価した。実施例および比較例の非水電解液二次電池をそれぞれ３次元の方向に周波数５〜５０Ｈｚで振動試験を行った。振動試験後に各電池を解体し、正負極集電体と正負極集電板との接合状態、すなわち、実施例の正負極板の合剤未塗着部１Ｂ、５Ｂおよび比較例の集電リードについて、切れ（切断には至らない損傷）および切断の有無を調べた。下表２に示すように、比較例に比べて実施例の電池では振動による切れおよび切断箇所は見あたらなかった。従って、比較例の電池より耐振動性が向上したことが判明した。

本発明は、集電体の湾曲を抑制するとともに、合剤未塗着部の咬み込みによる短絡を防止することができる非水電解液二次電池を提供するものであるため、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。

本発明を適用した実施形態の円柱状非水電解液二次電池の断面図である。実施形態の非水電解液二次電池を構成する正負極板の平面図である。正負極板の別の態様を示す平面図であり、（Ａ）は楕円形状で長軸が極板の長寸方向の開孔が形成された正負極板、（Ｂ）は２つの円形状の開孔が形成され開孔間に切れ込みが形成された正負極板をそれぞれ示す。プレスにより湾曲した極板を模式的に示す斜視図である。比較例の非水電解液二次電池を構成する極板の平面図である。非水電解液二次電池の放電レートに対する放電容量比を示すグラフである。

符号の説明

１正極板
１Ａ合剤塗着部（塗着部）
１Ｂ合剤未塗着部（未塗着部）
４電極群
５負極板
５Ａ合剤塗着部（塗着部）
５Ｂ合剤未塗着部（未塗着部）
８電池容器
１０開孔
１３テープ（保護材）
２０円柱状非水電解液二次電池（非水電解液二次電池）

Claims

集電体表面にそれぞれ活物質合剤の塗着部と、前記集電体の長寸方向に沿う一側に前記活物質合剤の未塗着部とを有する正極板および負極板がセパレータを介して捲回された電極群と、
前記電極群を浸潤する非水電解液と、
前記電極群および非水電解液を収容する電池容器と、
を備え、
前記正負極板の少なくとも一方の前記未塗着部における前記集電体には、長寸方向に沿う外側縁部を除く部分に複数の開孔が形成されており、前記開孔は、前記集電体の長寸方向と交差する方向のいずれの縁も曲面であるとともに、
前記未塗着部には、前記塗着部側に前記集電体の破断を防止するための保護材が前記開孔を部分的に覆うように前記集電体の長寸方向に亘り貼付されていることを特徴とする非水電解液二次電池。
前記開孔は、形状が楕円形状であり、長軸が前記集電体の長寸方向に形成され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。
前記開孔は、それぞれが、２つの円形状の開孔で構成され、該２つの開孔間に切れ込みが形成され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。
前記保護材は、前記正負極板の少なくとも一方の片面または両面に貼付され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。
前記保護材は絶縁性を有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。
前記保護材は、厚さが前記塗着部の厚さ以下であ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。