(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022184263
(43)【公開日】2022-12-13
(54)【発明の名称】非水電解液二次電池
(51)【国際特許分類】
H01M 10/0587 20100101AFI20221206BHJP
H01M 10/0566 20100101ALI20221206BHJP
H01M 10/0525 20100101ALI20221206BHJP
H01M 50/538 20210101ALI20221206BHJP
【ＦＩ】
H01M10/0587
H01M10/0566
H01M10/0525
H01M50/538
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021092004
(22)【出願日】2021-06-01
(71)【出願人】
【識別番号】399107063
【氏名又は名称】プライムアースＥＶエナジー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107249
【弁理士】
【氏名又は名称】中嶋 恭久
(72)【発明者】
【氏名】丸山 舜也
【テーマコード（参考）】
5H029
5H043
【Ｆターム（参考）】
5H029AJ14
5H029AK03
5H029AL07
5H029AM03
5H029AM07
5H029BJ02
5H029BJ14
5H029HJ03
5H029HJ12
5H043AA19
5H043BA19
5H043CA03
5H043CA12
5H043EA07
5H043EA32
5H043EA36
5H043EA60
5H043HA11E
5H043LA01E
5H043LA21E
(57)【要約】
【課題】接続部を集箔するときの外周部の基材、合材層、セパレータ等の集箔の際の負担を軽減すること。
【解決手段】幅が略一定の一端に負極接続部１０３を備えた帯状の負極板１００と、幅が略一定の他端に正極接続部１１３を備えた帯状の正極板１１０と、セパレータ１２０とを備えて積層された積層体が捲回され、扁平に圧縮された電極体１０の一端部の負極接続部１０３が集箔されて負極集電体１３に接続され、他端部の正極接続部１１３が集箔されて正極集電体１５に接続されているリチウムイオン二次電池であって、負極接続部１０３が外周になるにつれて負極接続部側にずれて捲回されるとともに、正極接続部１１３が外周になるにつれて正極接続部側にずれて捲回され、正極合材層は、負極合材層に対向している。このため接続部を集箔するときの外周部の角度が緩和され、外周部の基材、合材層、セパレータ等の集箔の際の負担を軽減する。
【選択図】図１
【解決手段】幅が略一定の一端に負極接続部１０３を備えた帯状の負極板１００と、幅が略一定の他端に正極接続部１１３を備えた帯状の正極板１１０と、セパレータ１２０とを備えて積層された積層体が捲回され、扁平に圧縮された電極体１０の一端部の負極接続部１０３が集箔されて負極集電体１３に接続され、他端部の正極接続部１１３が集箔されて正極集電体１５に接続されているリチウムイオン二次電池であって、負極接続部１０３が外周になるにつれて負極接続部側にずれて捲回されるとともに、正極接続部１１３が外周になるにつれて正極接続部側にずれて捲回され、正極合材層は、負極合材層に対向している。このため接続部を集箔するときの外周部の角度が緩和され、外周部の基材、合材層、セパレータ等の集箔の際の負担を軽減する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
幅が略一定の帯状の金属箔からなる負極基材と、前記負極基材の両面に設けられた負極合材層と、前記負極基材の長手方向に直交する幅方向の一端部に設けられ前記負極合材層が設けられていない部分である負極接続部とを有する負極板と、
幅が略一定の帯状の金属箔からなる正極基材と、前記正極基材の両面に設けられた正極合材層と、前記正極基材の長手方向に直交する幅方向の他端部に設けられ前記正極合材層が設けられていない部分である正極接続部とを有する正極板と、
前記正極板及び前記負極板の間に設けられたセパレータと
を備えて積層された積層体が、捲回軸を中心に長手方向に捲回されているとともに、幅方向と直交する方向から扁平に圧縮された電極体と、
該電極体の幅方向の前記一端部の負極接続部が集箔された当該負極接続部に溶接により接合されている負極集電体と、前記他端部の正極接続部が集箔された当該正極接続部に溶接により接合されている正極集電体と、
を備える非水電解液二次電池であって、
少なくとも前記負極板が外周になるにつれて負極接続部側にずれて捲回されるか、又は前記正極板が外周になるにつれて正極接続部側にずれて捲回されるとともに、
前記正極板の前記正極合材層は、前記負極板の前記負極合材層に対向していることを特徴とする非水電解液二次電池。
幅が略一定の帯状の金属箔からなる正極基材と、前記正極基材の両面に設けられた正極合材層と、前記正極基材の長手方向に直交する幅方向の他端部に設けられ前記正極合材層が設けられていない部分である正極接続部とを有する正極板と、
前記正極板及び前記負極板の間に設けられたセパレータと
を備えて積層された積層体が、捲回軸を中心に長手方向に捲回されているとともに、幅方向と直交する方向から扁平に圧縮された電極体と、
該電極体の幅方向の前記一端部の負極接続部が集箔された当該負極接続部に溶接により接合されている負極集電体と、前記他端部の正極接続部が集箔された当該正極接続部に溶接により接合されている正極集電体と、
を備える非水電解液二次電池であって、
少なくとも前記負極板が外周になるにつれて負極接続部側にずれて捲回されるか、又は前記正極板が外周になるにつれて正極接続部側にずれて捲回されるとともに、
前記正極板の前記正極合材層は、前記負極板の前記負極合材層に対向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】
幅方向において、前記負極合材層の幅Ｗｎは前記正極合材層の幅Ｗｐより差ΔＬだけ長く形成され、
前記セパレータは、前記負極板の負極合材層全体を覆うように配置され、
捲回された前記電極体の正極端子側の正極合材層の曲面中心部における端部と最外周部における端部との幅方向の位置の差ΔＰmaxと、捲回された前記電極体の正極端子側の負極合材層の曲面中心部における端部と最外周部における端部との幅方向の位置の差ΔＮmaxとの合計が、前記差ΔＬより小さい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。
前記セパレータは、前記負極板の負極合材層全体を覆うように配置され、
捲回された前記電極体の正極端子側の正極合材層の曲面中心部における端部と最外周部における端部との幅方向の位置の差ΔＰmaxと、捲回された前記電極体の正極端子側の負極合材層の曲面中心部における端部と最外周部における端部との幅方向の位置の差ΔＮmaxとの合計が、前記差ΔＬより小さい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】
前記正極接続部は、前記正極集電体において溶接するために集箔された先端部の位置が一定になるように、捲回された前記電極体の正極端子側の正極合材層の捲回方向の端部の曲面部分の中心における前記正極接続部の端部と、最外周部における前記正極接続部の端部との幅方向の位置の差ΔＰが設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の非水電解液二次電池。
【請求項4】
前記負極接続部は、前記負極集電体において溶接するために集箔された先端部の位置が一定になるように、捲回された前記電極体の負極端子側の負極合材層の捲回方向の端部の曲面部分の中心における前記負極接続部の端部と、最外周部における前記負極接続部の端部との幅方向の位置の差ΔＮが設定されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の非水電解液二次電池。
【請求項5】
前記正極板及び前記負極板の少なくとも一方は、その両端部が捲回方向に対して設定した傾きを有した平行四辺形に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の非水電解液二次電池。
【請求項6】
前記非水電解液二次電池が、リチウムイオン二次電池であることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項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、詳しくは、基材、合材層、セパレータ等の負担を軽減した非水電解液二次電池に関する。
【背景技術】
【0002】
リチウムイオン二次電池に代表される非水電解液二次電池は、高いエネルギー密度を有し、高容量であることから、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド自動車（ＨＶ）等の駆動用電源として用いられている。
【0003】
一般的にリチウムイオン二次電池は、正極板及び負極板がセパレータを介して積層されて電極体を構成し、この電極体を電解液が充填された電池ケース内に収容されて構成される。特に近年は、帯状の正極板及び帯状の負極板がセパレータを介して積層され、この状態で積層体が長手方向に捲回され圧縮された状態の電極体が電池ケースに収容される捲回型のリチウムイオン二次電池が、効率が良く、コンパクトであるため、多く採用されている。
【0004】
図１１（ａ）は、このような従来の捲回型のリチウムイオン二次電池の電極体１０の製造工程において、負極板１００、正極板１１０、セパレータ１２０を積層した電極体１０の状態を、捲回方向Ｌ（図８参照、負極板１００、正極板１１０の長手方向）と直交する幅方向Ｗ（図１０参照）の断面の模式図である。図１１（ａ）に示すように、負極板１００と正極板１１０は、積層される際に、負極板１００と正極板１１０とが幅方向にずらされて積層される。そして、幅方向の一端には、負極合材層１０２が設けられていない負極接続部１０３が多数突出する。また、幅方向の他端には、正極合材層１１２が設けられていない正極接続部１１３が多数突出する。
【0005】
図１１（ｂ）は、このような従来のリチウムイオン二次電池の電極体１０の模式図である。製造工程において、負極接続部１０３と正極接続部１１３を、捲回方向Ｌ及び幅方向Ｗと直交する厚み方向に圧縮する。負極集電体１３、正極集電体１５を溶接した状態の幅方向の水平断面の模式図である。図１１（ｂ）に示すように、負極接続部１０３と正極接続部１１３とは、それぞれ厚み方向に圧縮されて集箔される。集箔された負極接続部１０３は負極集電体１３に溶接される。正極接続部１１３は正極集電体１５に溶接される。接続部に溶接された集電体の一部は、電池ケースの外部へ露出して設けられ、リチウムイオン二次電池の外部において負極外部端子１４、正極外部端子１６と接続される（図７参照）。
【0006】
しかしながら、このように接続部と集電体を接続すると、捲回された電極体の外周部分は、集箔される位置までの距離が長く、集箔された接続部における長さがばらばらになってしまう。
【0007】
図１２は、特許文献１に示された電極体１０が捲回される前の構成を示す図である。このような問題に対し特許文献１に以下のような発明が開示された。図１２に示すように、負極接続部１０３と正極接続部１１３とは、それぞれ原形が長方形である。捲回外周側から捲回中心側に向けて切取り部１０４、１１４の部分で切り取られ、中心側に向かって長さが徐々に短くなっている。図１３は、特許文献１に示された電極体１０が捲回された後の構成を示す幅方向の部分断面図である。このように負極接続部１０３から切取り部１０４が切り取られ、正極接続部１１３から切取り部１１４が切り取られたため、この積層体を捲回していくと、図１３に示すように、集箔された負極接続部１０３では、その先端部の位置が揃う。
【0008】
特許文献１のような構成とすれば、接続部の先端部が揃い、捲回された電極体と集電体との溶接部における溶接面積を均一化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開２０１４－０６００４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
ところで、接続部の先端を揃えても、接続部を集箔するときには、外周部の接続部が中心部に向かって急激に折り曲げられることになる。急激に折り曲げられると、折り曲げ部分に応力が集中し、金属箔からなる基材、樹脂を含む合材層、薄い樹脂製のセパレータ等に負担をかけることになるという問題がある。
【0011】
本発明の非水電解液二次電池が解決しようとする課題は、接続部を集箔するときの外周部の基材、合材層、セパレータ等の集箔の際の負担を軽減することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記課題を解決するため、本発明の非水電解液二次電池では、幅が略一定の帯状の金属箔からなる負極基材と、前記負極基材の両面に設けられた負極合材層と、前記負極基材の長手方向に直交する幅方向の一端部に設けられ前記負極合材層が設けられていない部分である負極接続部とを有する負極板と、幅が略一定の帯状の金属箔からなる正極基材と、前記正極基材の両面に設けられた正極合材層と、前記正極基材の長手方向に直交する幅方向の他端部に設けられ前記正極合材層が設けられていない部分である正極接続部とを有する正極板と、前記正極板及び前記負極板の間に設けられたセパレータとを備えて積層された積層体が、捲回軸を中心に長手方向に捲回されているとともに、幅方向と直交する方向から扁平に圧縮された電極体と、該電極体の幅方向の前記一端部の負極接続部が集箔された当該負極接続部に溶接により接合されている負極集電体と、前記他端部の正極接続部が集箔された当該正極接続部に溶接により接合されている正極集電体と、を備える非水電解液二次電池であって、少なくとも前記負極板が外周になるにつれて負極接続部側にずれて捲回されるか、又は前記正極板が外周になるにつれて正極接続部側にずれて捲回されるとともに、前記正極板の前記正極合材層は、前記負極板の負極合材層に対向していることを特徴とする。
【0013】
幅方向において、前記負極合材層の幅Ｗｎは前記正極合材層の幅Ｗｐより差ΔＬだけ長く形成され、前記セパレータは、前記負極板の負極合材層全体を覆うように配置され、捲回された前記電極体の正極端子側の正極合材層の曲面中心部における端部と、最外周部における端部との幅方向の位置の差ΔＰmaxと、捲回された前記電極体の正極端子側の負極合材層の曲面中心部における端部と、最外周部における端部との幅方向の位置の差ΔＮmaxとの合計が、前記差ΔＬより小さいものとすることが好ましい。
【0014】
前記正極接続部は、前記正極集電体において溶接するために集箔された先端部の位置が一定になるように、捲回された前記電極体の正極端子側の正極合材層の捲回方向の端部の曲面部分の中心における前記正極接続部の端部と、最外周部における前記正極接続部の端部との幅方向の位置の差ΔＰが設定されていることも好ましい。
【0015】
また、前記負極接続部は、前記負極集電体において溶接するために集箔された先端部の位置が一定になるように、捲回された前記電極体の負極端子側の負極合材層の捲回方向の端部の曲面部分の中心における前記負極接続部の端部と、最外周部における前記負極接続部の端部との幅方向の位置の差ΔＮが設定されていることも好ましい。
【0016】
なお、前記正極板及び前記負極板の少なくとも一方は、その両端部が捲回方向に対して設定した傾きを有した平行四辺形に形成してもよい。
前記非水電解液二次電池が、リチウムイオン二次電池である場合に好適に適用できる。
前記非水電解液二次電池が、リチウムイオン二次電池である場合に好適に適用できる。
【発明の効果】
【0017】
本発明の非水電解液二次電池によれば、接続部を集箔するときの外周部の基材、合材層、セパレータ等の集箔の際の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】（ａ）本実施形態の電極体における負極板と、正極板との位置関係を示す模式図。（ｂ）図１（ａ）のように積層した電極体の負極接続部と正極接続部を集箔して、負極集電体と正極集電体をそれぞれ溶接した状態を示す模式図。
【図3】（ａ）本実施形態の負極板を展開した図。（ｂ）本実施形態の正極板を展開した図。
【図4】（ａ）別の実施形態の負極板を展開した図。（ｂ）別の実施形態の正極板を展開した図。
【図5】（ａ）別の実施形態の電極体における負極板と、正極板との位置関係を示す模式図。（ｂ）図５（ａ）のように積層した電極体の負極接続部と正極接続部を集箔して、負極集電体と正極集電体をそれぞれ溶接した状態を示す模式図。
【図6】（ａ）さらに別に実施形態の電極体における負極板と、正極板との位置関係を示す模式図。（ｂ）図６（ａ）のように積層した電極体の負極接続部と正極接続部を集箔して、負極集電体と正極集電体をそれぞれ溶接した状態を示す模式図。
【図7】リチウムイオン二次電池のセル電池の斜視図。
【図8】捲回される電極体の構成を示す模式図である。
【図9】リチウムイオン二次電池の電極体の構成を示す模式図。
【図10】捲回された電極体の幅方向の負極接続部側の端部を示す斜視図。
【図11】（ａ）従来のリチウムイオン二次電池の電極体の製造工程において、負極板、正極板、セパレータを積層した電極体の状態を、捲回方向と直交する幅方向の断面の模式図。（ｂ）従来のリチウムイオン二次電池の電極体の製造工程において、負極接続部と正極接続部を、捲回方向と直交する幅方向に圧縮して、負極集電体、正極集電体を溶接した状態を、捲回方向と直交する幅方向の断面の模式図。
【図12】特許文献１に示された電極体が捲回される前の構成を示す図。
【図13】特許文献１に示された電極体が捲回された後の構成を示す幅方向の部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【0019】
図１～６を参照して、本発明の非水電解液二次電池を、リチウムイオン二次電池１を例に説明する。
（第１の実施形態の構成）
まず、本実施形態のリチウムイオン二次電池１（図７参照）について、その前提となる構成を説明する。本実施形態と従来のリチウムイオン二次電池は、負極板１００と正極板１１０の配置を除き、基本的にその原理は共通する。そこで本実施形態のリチウムイオン二次電池１の説明に当たっては、説明の単純化のため、先に前提となる従来のリチウムイオン二次電池を図７～１０を参照して説明する。
（第１の実施形態の構成）
まず、本実施形態のリチウムイオン二次電池１（図７参照）について、その前提となる構成を説明する。本実施形態と従来のリチウムイオン二次電池は、負極板１００と正極板１１０の配置を除き、基本的にその原理は共通する。そこで本実施形態のリチウムイオン二次電池１の説明に当たっては、説明の単純化のため、先に前提となる従来のリチウムイオン二次電池を図７～１０を参照して説明する。
【0020】
＜リチウムイオン二次電池１の基本構成＞
図７は、リチウムイオン二次電池１の斜視図である。図７に示すようにリチウムイオン二次電池１は、セル電池として構成される。リチウムイオン二次電池１は、上側に開口部を有する直方体形状の電池ケース１１を備える。電池ケース１１は、電池ケース１１を封止する蓋体１２を備える。電池ケース１１の内部には電極体１０が収容される。電池ケース１１内には図示しない注液孔から非水電解液１７が注入される。電池ケース１１及び蓋体１２はアルミニウム合金等の金属で構成されている。リチウムイオン二次電池１は、電池ケース１１に蓋体１２を取り付けることで密閉された電槽が構成される。またリチウムイオン二次電池１は、蓋体１２に、電力の充放電に用いられる負極外部端子１４、正極外部端子１６を備えている。
図７は、リチウムイオン二次電池１の斜視図である。図７に示すようにリチウムイオン二次電池１は、セル電池として構成される。リチウムイオン二次電池１は、上側に開口部を有する直方体形状の電池ケース１１を備える。電池ケース１１は、電池ケース１１を封止する蓋体１２を備える。電池ケース１１の内部には電極体１０が収容される。電池ケース１１内には図示しない注液孔から非水電解液１７が注入される。電池ケース１１及び蓋体１２はアルミニウム合金等の金属で構成されている。リチウムイオン二次電池１は、電池ケース１１に蓋体１２を取り付けることで密閉された電槽が構成される。またリチウムイオン二次電池１は、蓋体１２に、電力の充放電に用いられる負極外部端子１４、正極外部端子１６を備えている。
【0021】
＜電極体１０＞
図８は、捲回される電極体１０の構成を示す模式図である。電極体１０は、負極板１００と正極板１１０とそれらの間に配置されたセパレータ１２０とが扁平に捲回されて形成されている。負極板１００は、負極基材１０１上に負極合材層１０２が形成される。捲回される方向（捲回方向Ｌ）に直交する幅方向Ｗ（捲回軸方向）の一端側に負極合材層１０２が形成されておらず負極基材１０１が露出した負極接続部１０３が設けられている。正極板１１０は、正極基材１１１上に正極合材層１１２が形成される。正極基材１１１が捲回される方向（捲回方向Ｌ）に直交する幅方向Ｗ（捲回軸方向）の他端側に正極合材層１１２が形成されておらず正極基材１１１が露出した正極接続部１１３が設けられている。
図８は、捲回される電極体１０の構成を示す模式図である。電極体１０は、負極板１００と正極板１１０とそれらの間に配置されたセパレータ１２０とが扁平に捲回されて形成されている。負極板１００は、負極基材１０１上に負極合材層１０２が形成される。捲回される方向（捲回方向Ｌ）に直交する幅方向Ｗ（捲回軸方向）の一端側に負極合材層１０２が形成されておらず負極基材１０１が露出した負極接続部１０３が設けられている。正極板１１０は、正極基材１１１上に正極合材層１１２が形成される。正極基材１１１が捲回される方向（捲回方向Ｌ）に直交する幅方向Ｗ（捲回軸方向）の他端側に正極合材層１１２が形成されておらず正極基材１１１が露出した正極接続部１１３が設けられている。
【0022】
＜電極体１０の積層体＞
図９は、リチウムイオン二次電池１の電極体１０の積層体の構成を示す模式図である。図９に示すように、リチウムイオン二次電池１の電極体１０は、負極板１００と正極板１１０とセパレータ１２０を備える。負極板１００は、負極基材１０１の両面に負極合材層１０２を備える。正極板１１０は、正極基材１１１の両面に正極合材層１１２を備える。負極板１００と、正極板１１０は、セパレータ１２０を介して重ねて積層体が構成される。この積層体が捲回軸を中心に長手方向に捲回され、扁平に整形されてなる電極体１０を構成する。
図９は、リチウムイオン二次電池１の電極体１０の積層体の構成を示す模式図である。図９に示すように、リチウムイオン二次電池１の電極体１０は、負極板１００と正極板１１０とセパレータ１２０を備える。負極板１００は、負極基材１０１の両面に負極合材層１０２を備える。正極板１１０は、正極基材１１１の両面に正極合材層１１２を備える。負極板１００と、正極板１１０は、セパレータ１２０を介して重ねて積層体が構成される。この積層体が捲回軸を中心に長手方向に捲回され、扁平に整形されてなる電極体１０を構成する。
【0023】
ここで、負極合材層１０２の負極接続部側端部を「負極接続部側負極合材層端部１０２ｎ」といい、負極合材層１０２の正極接続部側端部を「正極接続部側負極合材層端部１０２ｐ」という。
【0024】
また、正極合材層１１２の負極接続部側端部を「負極接続部側正極合材層端部１１２ｎ」といい、正極合材層１１２の正極接続側端部を「正極接続部側正極合材層端部１１２ｐ」という。
【0025】
負極接続部１０３は、負極板１００の負極合材層１０２から電気を取り出す集電部として機能する。正極接続部１１３は、正極板１１０の正極合材層１１２から電気を取り出す集電部として機能する。
【0026】
＜電極体１０の端部構成＞
図１０は、捲回された電極体１０の幅方向Ｗの負極接続部側の端部を示す斜視図である。電極体１０は捲回軸を中心に捲回されると、幅方向Ｗと直交する厚さ方向Ｄから圧縮されて断面が競走用トラック状の扁平な形状に整形される。扁平な電極体１０は、図７に示すように電池ケース１１に収容され、負極接続部１０３には、負極集電体１３が溶接される。正極接続部１１３には正極集電体１５が溶接される。接続部と集電体との溶接方法としては、例えば超音波溶接や抵抗溶接、電気溶接がある。そして、蓋体１２を貫通して負極集電体１３には負極外部端子１４が接続され、正極集電体１５には正極外部端子１６が接続される。
図１０は、捲回された電極体１０の幅方向Ｗの負極接続部側の端部を示す斜視図である。電極体１０は捲回軸を中心に捲回されると、幅方向Ｗと直交する厚さ方向Ｄから圧縮されて断面が競走用トラック状の扁平な形状に整形される。扁平な電極体１０は、図７に示すように電池ケース１１に収容され、負極接続部１０３には、負極集電体１３が溶接される。正極接続部１１３には正極集電体１５が溶接される。接続部と集電体との溶接方法としては、例えば超音波溶接や抵抗溶接、電気溶接がある。そして、蓋体１２を貫通して負極集電体１３には負極外部端子１４が接続され、正極集電体１５には正極外部端子１６が接続される。
【0027】
捲回された電極体１０を構成する負極板１００及び正極板１１０は、中心から渦巻き状に捲回されている、負極接続部側から幅方向Ｗに見ると、その外観は競走用のトラックのような形状となっており、上端及び下端は半円弧状で、負極板１００及び正極板１１０により「曲面部Ｒ」が形成されている。また、中央部は直線状で、負極板１００及び正極板１１０により「平面部Ｆ」が形成されている。ここで、本実施形態では、半円弧状の「曲面部Ｒ」部分の中心に相当する部分を「曲面中心Ｃ」という。
【0028】
＜負極板１００＞
図９に示すように、負極基材１０１の両面に負極合材層１０２が形成されて負極板１００が構成されている。負極基材１０１は、実施形態ではＣｕ箔から構成されている。負極基材１０１は、負極合材層１０２の骨材としてのベースとなるとともに、負極合材層１０２から電気を集電する集電部材の機能を有している。負極板１００は、金属製の負極基材１０１上に負極合材層１０２が形成される。第１の実施形態では負極活物質は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な材料であり、黒鉛（グラファイト）等からなる粉末状の炭素材料を用いる。
図９に示すように、負極基材１０１の両面に負極合材層１０２が形成されて負極板１００が構成されている。負極基材１０１は、実施形態ではＣｕ箔から構成されている。負極基材１０１は、負極合材層１０２の骨材としてのベースとなるとともに、負極合材層１０２から電気を集電する集電部材の機能を有している。負極板１００は、金属製の負極基材１０１上に負極合材層１０２が形成される。第１の実施形態では負極活物質は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な材料であり、黒鉛（グラファイト）等からなる粉末状の炭素材料を用いる。
【0029】
負極板１００は、例えば、負極活物質と、溶媒と、結着剤（バインダー）とを混練し、混練後の負極合材を負極基材１０１に塗布して乾燥することで作製される。
＜正極板１１０＞
図９に示すように、正極基材１１１の両面に正極合材層１１２が形成されて正極板１１０が構成されている。正極基材１１１は、本実施形態ではＡｌ箔やＡｌ合金箔から構成されている。正極基材１１１は、正極合材層１１２の骨材としてのベースとなるとともに、正極合材層１１２から電気を集電する集電部材の機能を有している。
＜正極板１１０＞
図９に示すように、正極基材１１１の両面に正極合材層１１２が形成されて正極板１１０が構成されている。正極基材１１１は、本実施形態ではＡｌ箔やＡｌ合金箔から構成されている。正極基材１１１は、正極合材層１１２の骨材としてのベースとなるとともに、正極合材層１１２から電気を集電する集電部材の機能を有している。
【0030】
正極板１１０は、正極基材１１１の表面に正極合材層１１２が形成されている。正極合材層１１２は正極活物質を有する。正極活物質は、リチウムを吸蔵・放出可能な材料であり、例えばコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）等を用いることができる。また、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉＯ２を任意の割合で混合した材料を用いてもよい。
【0031】
また、正極合材層１１２は、導電材を含む。導電材としては、例えばアセチレンブラック（ＡＢ）、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、黒鉛（グラファイト）を用いることができる。
【0032】
正極板１１０は、例えば、正極活物質と、導電材と、溶媒と、結着剤（バインダー）とを混練し、混練後の正極合材を正極基材１１１に塗布して乾燥することで作製される。
＜セパレータ１２０＞
セパレータ１２０は、負極板１００及び正極板１１０の間に非水電解液１７を保持するためのポリプロピレン製等の不織布である。また、セパレータ１２０としては、多孔性ポリエチレン膜、多孔性ポリオレフィン膜、および多孔性ポリ塩化ビニル膜等の多孔性ポリマー膜、又は、リチウムイオンもしくはイオン導電性ポリマー電解質膜を、単独、又は組み合わせて使用することもできる。非水電解液１７に電極体１０に浸漬させるとセパレータ１２０の端部から中央部に向けて非水電解液が浸透する。
＜セパレータ１２０＞
セパレータ１２０は、負極板１００及び正極板１１０の間に非水電解液１７を保持するためのポリプロピレン製等の不織布である。また、セパレータ１２０としては、多孔性ポリエチレン膜、多孔性ポリオレフィン膜、および多孔性ポリ塩化ビニル膜等の多孔性ポリマー膜、又は、リチウムイオンもしくはイオン導電性ポリマー電解質膜を、単独、又は組み合わせて使用することもできる。非水電解液１７に電極体１０に浸漬させるとセパレータ１２０の端部から中央部に向けて非水電解液が浸透する。
【0033】
＜非水電解液１７＞
図７に示す非水電解液１７は、非水溶媒に支持塩が含有された組成物である。ここで、非水溶媒としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）を用いることができる。また、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等からなる群から選択された一種または二種以上の材料でもよい。また、支持塩としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＩ等から選択される一種または二種以上のリチウム化合物（リチウム塩）を用いることができる。
図７に示す非水電解液１７は、非水溶媒に支持塩が含有された組成物である。ここで、非水溶媒としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）を用いることができる。また、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等からなる群から選択された一種または二種以上の材料でもよい。また、支持塩としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＩ等から選択される一種または二種以上のリチウム化合物（リチウム塩）を用いることができる。
【0034】
＜本実施形態の特徴＞
本実施形態のリチウムイオン二次電池１の特徴は、電極体１０における負極板１００と、正極板１１０との位置関係にある。
本実施形態のリチウムイオン二次電池１の特徴は、電極体１０における負極板１００と、正極板１１０との位置関係にある。
【0035】
＜負極板１００と、正極板１１０との位置関係＞
図１（ａ）は、本実施形態の電極体１０における負極板１００と、正極板１１０との位置関係を示す模式図である。図１（ａ）は、図１０に示す曲面中心Ｃに沿ったＡ－Ａ部分の電極体１０の断面図である。なお、図面は、負極板１００、正極板１１０、セパレータ１２０の実際の厚さ方向Ｄ、幅方向Ｗの長さ等を反映したものではなく、本実施形態のリチウムイオン二次電池１の電極体１０の構成を説明するための模式図である。したがって本実施形態は、図面の寸法に限定されない。他の図面においても同様である。
図１（ａ）は、本実施形態の電極体１０における負極板１００と、正極板１１０との位置関係を示す模式図である。図１（ａ）は、図１０に示す曲面中心Ｃに沿ったＡ－Ａ部分の電極体１０の断面図である。なお、図面は、負極板１００、正極板１１０、セパレータ１２０の実際の厚さ方向Ｄ、幅方向Ｗの長さ等を反映したものではなく、本実施形態のリチウムイオン二次電池１の電極体１０の構成を説明するための模式図である。したがって本実施形態は、図面の寸法に限定されない。他の図面においても同様である。
【0036】
ここで、負極板１００を捲回したときに、曲面中心Ｃから離れる側を「外周側」とする。そうすると、負極板１００は、曲面中心Ｃに配置された負極板１００が最も幅方向Ｗにおいて正極接続部側（図上右側）に配置され、外周側に向かって、負極接続部側（左側）にずれるように配置される。
【0037】
一方、正極板１１０は、曲面中心Ｃに配置された正極板１１０が最も幅方向Ｗにおいて負極接続部側（図上左側）に配置され、外周側に向かって、正極接続部側（右側）にずれるように配置される。
【0038】
＜集箔時の負極板１００と、正極板１１０＞
図１（ｂ）は、図１（ａ）のように積層した電極体１０の負極接続部１０３と正極接続部１１３を集箔して、負極集電体１３と正極集電体１５をそれぞれ溶接した状態を示す模式図である。負極板１００は、負極接続部１０３の先端が厚さ方向Ｄに集箔される。このとき、正極板１１０は、負極板１００より比較的固く、そのため、負極板１００は、正極板１１０の基端部１１０ｅで折れ曲がり集箔される。本実施形態では、複数の負極接続部１０３が集箔されたときに、負極接続部１０３の先端１０３ｔの幅方向Ｗにおける位置が一定となり、先端１０３ｔが揃った状態となるように設定されている。
図１（ｂ）は、図１（ａ）のように積層した電極体１０の負極接続部１０３と正極接続部１１３を集箔して、負極集電体１３と正極集電体１５をそれぞれ溶接した状態を示す模式図である。負極板１００は、負極接続部１０３の先端が厚さ方向Ｄに集箔される。このとき、正極板１１０は、負極板１００より比較的固く、そのため、負極板１００は、正極板１１０の基端部１１０ｅで折れ曲がり集箔される。本実施形態では、複数の負極接続部１０３が集箔されたときに、負極接続部１０３の先端１０３ｔの幅方向Ｗにおける位置が一定となり、先端１０３ｔが揃った状態となるように設定されている。
【0039】
正極板１１０は、正極接続部１１３の先端が厚さ方向Ｄに集箔される。このとき、正極接続部１１３は、セパレータ１２０を介して負極板１００に挟まれた状態となっている。Ａｌ箔からなる正極接続部１１３は、負極板１００より柔らかく、そのため、正極接続部１１３は、負極板１００の基端部１００ｅで、セパレータ１２０とともに折れ曲がり集箔される。本実施形態では、複数の正極接続部１１３が集箔されたときに、正極接続部１１３の先端１１３ｔの幅方向Ｗの位置が一定となり、先端１１３ｔが揃った状態となるように設定されている。
【0040】
【0041】
前提として、図１（ａ）に示すように負極合材層１０２の幅方向Ｗの長さである負極合材層の「幅Ｗｎ」は、正極合材層１１２の幅方向Ｗの長さである正極合材層の「幅Ｗｐ」より長く形成されている。この負極合材層の幅Ｗｎと正極合材層の幅Ｗｐの長さの差を「差ΔＬ」とする。
【0042】
もう一つの前提として、正極合材層１１２は、必ず負極合材層１０２に対向する位置に配置される。正極合材層１１２が負極合材層１０２に対向していなければ、その部分は、リチウムイオンの遣り取りが困難となるためである。なお、本実施形態のリチウムイオン二次電池１は、負極容量が正極容量より大きい「正極規制」となっており、正極合材層１１２のすべてが負極合材層１０２に対向してリチウムイオンの遣り取りができれば、リチウムイオン二次電池１としての容量が規制されることはない。
【0043】
図２に示すように、負極板１００の正極接続部側の端部である基端部１００ｅは、曲面中心Ｃで最も正極接続部側に位置している。そこから外周側になるに連れて、負極接続部側にずれている。この曲面中心Ｃでの負極板１００の基端部１００ｅの幅方向Ｗの位置を基準として、外周側の基端部１００ｅの幅方向Ｗにおける位置の差を「負極位置差ΔＮ」とする。そうすると、最外周の負極板１００の基端部１００ｅの負極位置差ΔＮが最も大きくなる。この最外周の負極板１００の基端部１００ｅの負極位置差ΔＮを「負極最大位置差ΔＮmax」とする。
【0044】
同様に、正極板１１０の正極接続部側の正極合材層１１２の端部である「正極接続部側正極合材層端部１１２ｐ」は、曲面中心Ｃで最も負極接続部側に位置している。そこから外周側になるに連れて、正極接続部側にずれている。この曲面中心Ｃでの正極接続部側正極合材層端部１１２ｐの幅方向Ｗにおける位置を基準として、外周側の正極接続部側正極合材層端部１１２ｐの幅方向Ｗにおける位置の差を「正極位置差ΔＰ」とする。そうすると、最外周の正極接続部側正極合材層端部１１２ｐの正極位置差ΔＰが最も大きくなる。この最外周の正極接続部側正極合材層端部１１２ｐの正極位置差ΔＰを「正極最大位置差ΔＰmax」とする。
【0045】
前述のように、前提として、第１に図１（ａ）に示すように負極合材層１０２の幅方向Ｗの長さである負極合材層の「幅Ｗｎ」は、正極合材層１１２の幅方向Ｗの長さである正極合材層の「幅Ｗｐ」より「差ΔＬ」だけ長く形成されている。また、第２に正極合材層１１２は、必ず負極合材層１０２に対向する位置に配置される。
【0046】
これらの前提条件を考慮すると、正極合材層１１２は、負極合材層１０２に対して、最大で差ΔＬのずれが許容される。
ここで、正極合材層１１２の負極合材層１０２に対するずれ量は、負極最大位置差ΔＮmaxと正極最大位置差ΔＰmaxの和である。
ここで、正極合材層１１２の負極合材層１０２に対するずれ量は、負極最大位置差ΔＮmaxと正極最大位置差ΔＰmaxの和である。
【0047】
そうすると、
負極最大位置差ΔＮmax＋正極最大位置差ΔＰmax≦ΔＬ…（式１）
を満たす関係となる。
負極最大位置差ΔＮmax＋正極最大位置差ΔＰmax≦ΔＬ…（式１）
を満たす関係となる。
【0048】
ここで、負極最大位置差ΔＮmax若しくは正極最大位置差ΔＰmaxは、その値をゼロとすることが許容される。すなわち、負極板１００もしくは正極板１１０のいずれか一方が、幅方向Ｗにおけるずれがなく、同じ幅方向Ｗの位置に揃っているような構成も許容される。具体的な構成は、第３の実施形態及び第４の実施形態において説明する。
【0049】
以上のような第１のずれ量の設定で、正極合材層１１２は、必ず負極合材層１０２に対向する位置の範囲内で負極合材層１０２対する正極合材層１１２の最大のずれ量を設定できる。
【0050】
＜第２のずれ量の設定＞
ずれ量の設定に関して、第１のずれ量の設定では、最大のずれ量を設定するが、第２のずれ量の設定では、集箔された負極接続部１０３及び正極接続部１１３に関するずれ量の設定である。
ずれ量の設定に関して、第１のずれ量の設定では、最大のずれ量を設定するが、第２のずれ量の設定では、集箔された負極接続部１０３及び正極接続部１１３に関するずれ量の設定である。
【0051】
＜正極でのずれ量の設定＞
図２に示す正極接続部１１３は、曲面中心Ｃ側に隣接する負極板１００の基端部１００ｅに沿って折れ曲がり、集箔される。なお、図２においては、実際にはセパレータ１２０は柔軟なため折れ曲がるが、図解の見やすさからセパレータ１２０の屈曲の図示を省略して、図を簡略化している。これらの正極接続部１１３が、正極接続部１１３の集箔部１１３ａの先端１１３ｔの位置が幅方向Ｗにおいて揃うことが、均一な導電性、機械的な応力の均一化、先端１１３ｔに異物が混入しにくいなどの理由から好ましい。
図２に示す正極接続部１１３は、曲面中心Ｃ側に隣接する負極板１００の基端部１００ｅに沿って折れ曲がり、集箔される。なお、図２においては、実際にはセパレータ１２０は柔軟なため折れ曲がるが、図解の見やすさからセパレータ１２０の屈曲の図示を省略して、図を簡略化している。これらの正極接続部１１３が、正極接続部１１３の集箔部１１３ａの先端１１３ｔの位置が幅方向Ｗにおいて揃うことが、均一な導電性、機械的な応力の均一化、先端１１３ｔに異物が混入しにくいなどの理由から好ましい。
【0052】
そのためには、正極接続部側正極合材層端部１１２ｐから負極板１００の基端部１００ｅまでの平坦部１１３ｃの長さと、負極板１００の基端部１００ｅから集箔部１１３ａまでの屈曲部１１３ｂの長さの合計が等しいことが望まれる。なお、各正極接続部１１３の集箔部１１３ａの長さは等しい。
【0053】
＜負極でのずれ量の設定＞
図１（ｂ）に示す負極接続部１０３は、曲面中心Ｃ側に隣接する正極板１１０の基端部１１０ｅに沿って折れ曲がり、集箔される。なお、図１（ｂ）に示すように、セパレータ１２０は柔軟なため、負極板１００とともに折れ曲がる。これらの負極接続部１０３が、負極接続部１０３の集箔部１０３ａの先端１０３ｔの位置が幅方向Ｗにおいて揃うことが、均一な導電性、機械的な応力の均一化、先端１０３ｔに異物が混入しにくいなどの理由から好ましい。
図１（ｂ）に示す負極接続部１０３は、曲面中心Ｃ側に隣接する正極板１１０の基端部１１０ｅに沿って折れ曲がり、集箔される。なお、図１（ｂ）に示すように、セパレータ１２０は柔軟なため、負極板１００とともに折れ曲がる。これらの負極接続部１０３が、負極接続部１０３の集箔部１０３ａの先端１０３ｔの位置が幅方向Ｗにおいて揃うことが、均一な導電性、機械的な応力の均一化、先端１０３ｔに異物が混入しにくいなどの理由から好ましい。
【0054】
そのためには、正極板１１０の基端部１１０ｅから集箔部１０３ａまでの屈曲部１０３ｂの長さが等しいことが望まれる。なお、各負極接続部１０３の集箔部１０３ａの長さは等しい。
【0055】
＜負極板１００の形状＞
このような第２のずれ量の設定におけるずれ量を設定するために、本実施形態では以下のような構成を備える。
このような第２のずれ量の設定におけるずれ量を設定するために、本実施形態では以下のような構成を備える。
【0056】
図３（ａ）は、負極板１００を展開した図である。二点鎖線で示す形状は、従来の長方形の正極板の形状を比較のため記載したものである。
図３（ａ）に示すように、負極板１００は、捲回方向Ｌに捲回すると、図の下部が捲回中心となり、図の上部が外周側となる。この負極板１００を捲回し、扁平に整形する。そして電極体１０において、図２に示すように、曲面中心部の負極板１００の幅方向Ｗの位置より外周側の負極板１００の幅方向Ｗの位置がΔＮmaxだけずれるように、上端部は下端部よりΔＮmaxだけ幅方向Ｗにおいて負極接続部側に位置している。
図３（ａ）に示すように、負極板１００は、捲回方向Ｌに捲回すると、図の下部が捲回中心となり、図の上部が外周側となる。この負極板１００を捲回し、扁平に整形する。そして電極体１０において、図２に示すように、曲面中心部の負極板１００の幅方向Ｗの位置より外周側の負極板１００の幅方向Ｗの位置がΔＮmaxだけずれるように、上端部は下端部よりΔＮmaxだけ幅方向Ｗにおいて負極接続部側に位置している。
【0057】
そして、正極板１１０の基端部１１０ｅから集箔部１０３ａまでの屈曲部１０３ｂの長さが等しくなるように、その位置が特定され、その位置に基づいた曲線となっている。
その結果、負極板１００は、このような構成となっているため、これを捲回し整形すると、正極板１１０の基端部１１０ｅから、負極接続部１０３の集箔部１０３ａまでの屈曲部１０３ｂの長さが等しくなる。
その結果、負極板１００は、このような構成となっているため、これを捲回し整形すると、正極板１１０の基端部１１０ｅから、負極接続部１０３の集箔部１０３ａまでの屈曲部１０３ｂの長さが等しくなる。
【0058】
＜正極板１１０の形状＞
図３（ｂ）は、正極板１１０を展開した図である。二点鎖線で示す形状は、従来の長方形の正極板の形状を比較のため記載したものである。
図３（ｂ）は、正極板１１０を展開した図である。二点鎖線で示す形状は、従来の長方形の正極板の形状を比較のため記載したものである。
【0059】
図３（ｂ）に示すように、正極板１１０は、捲回方向Ｌに捲回すると、図の下部が捲回中心となり、図の上部が外周側となる。したがって、この正極板１１０を捲回し、扁平に整形する。そうすると電極体１０において、図２に示すように、曲面中心Ｃの正極板１１０の幅方向Ｗの位置より外周側の正極板１１０の幅方向Ｗの位置がΔＰmaxだけずれるように、上端部は下端部よりΔＰmaxだけ幅方向Ｗにおいて正極接続部側に位置している。
【0060】
そして、正極接続部側正極合材層端部１１２ｐから負極板１００の基端部１００ｅまでの平坦部１１３ｃの長さと、負極板１００の基端部１００ｅから集箔部１１３ａまでの屈曲部１１３ｂの長さの合計が等しくなるように、その位置が特定され、その位置に基づいた曲線となっている。
【0061】
その結果、正極板１１０は、このような構成となっているため、これを捲回し整形すると、正極接続部側正極合材層端部１１２ｐから負極板１００の基端部１００ｅまでの平坦部１１３ｃの長さと、負極板１００の基端部１００ｅから集箔部１１３ａまでの屈曲部１１３ｂの長さの合計が等しくなる。
【0062】
＜負極板１００と正極板１１０との積層＞
負極板１００と正極板１１０は、積層されて上述のように、それぞれΔＮmax、ΔＰmaxだけずれて捲回される。その結果、負極板１００と正極板１１０のずれは、ΔＮmax＋ΔＰmaxとなる。この値は、ΔＮmax＋ΔＰmax≦ΔＬに調整されているので、最外周部においても、正極板１１０の正極合材層１１２は、負極板１００の負極合材層１０２の範囲を逸脱することがない。その結果、正極合材層１１２は、必ず負極合材層１０２に対向した位置になる。
負極板１００と正極板１１０は、積層されて上述のように、それぞれΔＮmax、ΔＰmaxだけずれて捲回される。その結果、負極板１００と正極板１１０のずれは、ΔＮmax＋ΔＰmaxとなる。この値は、ΔＮmax＋ΔＰmax≦ΔＬに調整されているので、最外周部においても、正極板１１０の正極合材層１１２は、負極板１００の負極合材層１０２の範囲を逸脱することがない。その結果、正極合材層１１２は、必ず負極合材層１０２に対向した位置になる。
【0063】
＜負極板１００及び正極板１１０の製造方法＞
上述のような負極板１００及び正極板１１０は、例えば、以下の方法で製造する。負極基材１０１及び正極基材１１１は、例えば、十分な面積を持った、Ａｌ、Ｃｕなどの金属箔をプレスで所定の形状に打ち抜くようにして作成する。あるいは、一定の幅を持ったＡｌ、Ｃｕなどの金属箔を、所定の長さに切断するとともに、接続部側と反対側の凸となる部分を、プレスロールなどを用いて延伸するようにしてもよい。
上述のような負極板１００及び正極板１１０は、例えば、以下の方法で製造する。負極基材１０１及び正極基材１１１は、例えば、十分な面積を持った、Ａｌ、Ｃｕなどの金属箔をプレスで所定の形状に打ち抜くようにして作成する。あるいは、一定の幅を持ったＡｌ、Ｃｕなどの金属箔を、所定の長さに切断するとともに、接続部側と反対側の凸となる部分を、プレスロールなどを用いて延伸するようにしてもよい。
【0064】
（第１の実施形態の作用）
本実施形態のリチウムイオン二次電池１の電極体１０は、上記のような構成を備えるため、次のような作用を奏する。
本実施形態のリチウムイオン二次電池１の電極体１０は、上記のような構成を備えるため、次のような作用を奏する。
【0065】
図１（ｂ）に示すように、正極においては、図１１（ｂ）に示す従来技術と比較すると、幅方向Ｗにおける集箔の位置が同じであれば、正極接続部１１３の屈曲の角度が緩和されるため、正極接続部１１３の金属箔に係る応力が低減し、正極接続部１１３に係る負荷を小さくすることができる。
【0066】
また図１（ｂ）に示すように、負極においては、図１１（ｂ）に示す従来技術と比較すると、幅方向Ｗにおける集箔の位置が同じであれば、負極接続部１０３の屈曲の角度が緩和されるため、負極接続部１０３の金属箔に係る応力が低減し、負極接続部１０３に係る負荷を小さくすることができる。
【0067】
図１（ｂ）に示すように、正極においては、図１１（ｂ）に示す従来技術と比較すると、幅方向Ｗにおける集箔の位置が同じであれば、正極接続部１１３の屈曲の角度が緩和されるため、セパレータ１２０に係る応力を低減させ、セパレータ１２０に係る負荷を小さくすることができる。
【0068】
図１（ｂ）に示すように、負極においては、図１１（ｂ）に示す従来技術と比較すると、幅方向Ｗにおける集箔の位置が同じであれば、負極接続部１０３の屈曲の角度が緩和されるため、セパレータ１２０に係る応力を低減させ、セパレータ１２０に係る負荷を小さくすることができる。
【0069】
負極接続部側では、負極接続部側負極合材層端部１０２ｎが集箔部１０３ａに近くなるため、強度の低い金属箔のみの部分を短くすることができる。
集箔した場合に、負極接続部１０３の先端１０３ｔの幅方向Ｗの位置が揃うため、集箔時に外周側の金属箔に過度の張力を与える必要はない。
集箔した場合に、負極接続部１０３の先端１０３ｔの幅方向Ｗの位置が揃うため、集箔時に外周側の金属箔に過度の張力を与える必要はない。
【0070】
正極板１１０の正極合材層１１２は、必ず、負極合材層１０２に対向して配置されているため、正極規制のリチウムイオン二次電池の場合は、容量が低下することがない。
あらかじめ、負極板１００の形状を、捲回し整形し、集箔した場合に、負極接続部１０３の先端１０３ｔが揃うように成形している。このため、所定の負極板１００を捲回し整形するだけで、負極接続部１０３の先端１０３ｔを揃えることができる。
あらかじめ、負極板１００の形状を、捲回し整形し、集箔した場合に、負極接続部１０３の先端１０３ｔが揃うように成形している。このため、所定の負極板１００を捲回し整形するだけで、負極接続部１０３の先端１０３ｔを揃えることができる。
【0071】
同様にあらかじめ、正極板１１０の形状を、捲回し整形し、集箔した場合に、正極接続部１１３の先端１１３ｔが揃うように成形している。このため、所定の正極板１１０を捲回し整形するだけで、正極接続部１１３の先端１１３ｔを揃えることができる。
【0072】
（第１の実施形態の効果）
（１－１）本実施形態のリチウムイオン二次電池１では、外周になるにつれて負極接続部１０３が負極接続部側に、正極接続部１１３が正極接続部側にずれて捲回される。このため、負極接続部側では、負極接続部側負極合材層端部１０２ｎが集箔部１０３ａに近くなるため、強度の低い金属箔のみの部分を短くすることができる。また、正極接続部側では正極接続部側正極合材層端部１１２ｐが集箔部１１３ａに近くなるため、強度の低い金属箔のみの部分を短くすることができる。
（１－１）本実施形態のリチウムイオン二次電池１では、外周になるにつれて負極接続部１０３が負極接続部側に、正極接続部１１３が正極接続部側にずれて捲回される。このため、負極接続部側では、負極接続部側負極合材層端部１０２ｎが集箔部１０３ａに近くなるため、強度の低い金属箔のみの部分を短くすることができる。また、正極接続部側では正極接続部側正極合材層端部１１２ｐが集箔部１１３ａに近くなるため、強度の低い金属箔のみの部分を短くすることができる。
【0073】
（１－２）また、本実施形態のリチウムイオン二次電池１では、外周になるにつれて正極接続部１１３が正極接続部側に、負極接続部１０３が負極接続部側にずれて捲回される。このため、外周ほど薄い金属箔のみで構成される負極接続部１０３の屈曲角度を緩和して、これに伴う負極板１００やセパレータ１２０の屈曲角度を緩和して、負極板１００やセパレータ１２０の負荷を軽減することができる。
【0074】
（１－３）また、本実施形態のリチウムイオン二次電池１では、外周になるにつれて負極接続部１０３が負極接続部側に、正極接続部１１３が正極接続部側にずれて捲回される。このため、外周ほど薄い金属箔のみで構成される正極接続部１１３の屈曲角度を緩和して、これに伴う正極板１１０やセパレータ１２０の屈曲角度を緩和して、正極板１１０やセパレータ１２０の負荷を軽減することができる。
【0075】
（１－４）本実施形態のリチウムイオン二次電池１では、負極板１００の負極接続部１０３の先端１０３ｔが、集箔されたときに幅方向Ｗにおいて一致するように調整されている。また、正極板１１０の正極接続部１１３の先端１１３ｔが、集箔されたときに幅方向Ｗにおいて一致するように調整されている。そのため、均一な導電性を得ることができる。また、機械的な応力の均一化ができる。さらに、先端１０３ｔ、１１３ｔに異物が混入しにくいなどの効果がある。
【0076】
【0077】
第２の実施形態は、第１の実施形態と、負極板１００と正極板１１０の形状が異なる点で相違する。それ以外の構成は、負極板１００と正極板１１０の形状が異なる点に起因する構成の違い以外はなく、共通の構成であるため、その説明は省略する。
【0078】
図３（ａ）に示す第１の実施形態では、負極板１００の幅Ｗｎは一定であり、負極板１００のずれは、負極板１００の集箔部１０３ａの先端１０３ｔの位置が揃うようにずれている。すなわち、捲回し整形したときに負極板１００の負極接続部１０３は、正極板１１０の基端部１１０ｅで屈曲し、ここから、負極接続部１０３の集箔部１０３ａまでの屈曲部１０３ｂにより接続される。このとき、同じ長さの負極接続部１０３の先端１０３ｔの位置が揃うようにずらしている。このようなずらし量に基づいて負極板１００は、曲線により形状が特定されていた。一方、第２の実施形態の負極板１００では、図４（ａ）に示す下部の捲回中心から、上部の外周側に向けて、捲回中心では、ずれ量がゼロの状態から、上端がずれ量がΔＮmaxとなるように、直線で構成される。したがって、第２の実施形態では、負極板１００は、捲回し整形すると正極板１１０の基端部１１０ｅから、負極接続部１０３の集箔部１０３ａまでの屈曲部１０３ｂの長さが厳密に等しくならない。つまり、負極接続部１０３の先端１０３ｔの位置が揃わない。
【0079】
しかしながら、第２の実施形態のように直線で構成しても、負極板１００は、捲回し整形すると正極板１１０の基端部１１０ｅから、負極接続部１０３の集箔部１０３ａまでの屈曲部１０３ｂの長さが概ね等しくなる。したがって第２の実施形態のリチウムイオン二次電池１が、本発明の接続部を集箔するときの外周部の基材、合材層、セパレータ等の集箔の際の負担を軽減するという課題を解決する手段として、第１の実施形態と概ね同様の効果がある。その一方で、その製造は極めて容易になる。
【0080】
すなわち、幅Ｗｎの負極板１００を形成するためには、ずれの傾きを、「傾きθ」としたとき、幅Ｗｎ×Cosθの帯状の金属箔を、幅方向と傾きθで切断するだけで、容易に負極板１００を製作することができる。
【0081】
以上、負極板１００について説明したが、図４（ｂ）に示す正極板１１０においても、同じ長さの正極接続部１１３の先端１１３ｔが厳密に位置が揃うわけではない。しかしながら、負極板１００と同様に本発明の接続部を集箔するときの外周部の基材、合材層、セパレータ等の集箔の際の負担を軽減するという課題を解決する手段として、第１の実施形態と概ね同様の効果がある。その一方で、その製造は極めて容易になる。正極板１１０においても、同様に幅Ｗｐの正極板１１０を形成するためには、ずれの傾きを、「傾きθ´」としたとき、幅Ｗｐ×Cosθ´の帯状の金属箔を、幅方向と傾きθ´で切断するだけで、容易に正極板１１０を製作することができる。
【0082】
（第２実施形態の効果）
（２－１）上述のとおり、簡易な製造方法で、第１の実施形態の効果に近い効果を奏することができる。
（２－１）上述のとおり、簡易な製造方法で、第１の実施形態の効果に近い効果を奏することができる。
【0083】
（第３の実施形態）
図５（ａ）は、第３の実施形態のリチウムイオン二次電池１の電極体１０における負極板１００と、正極板１１０との位置関係を示す模式図である。図５（ｂ）は、（ａ）のように積層した電極体１０の負極接続部１０３と正極接続部１１３を集箔して、負極集電体１３と正極集電体１５をそれぞれ溶接した状態を示す模式図である。
図５（ａ）は、第３の実施形態のリチウムイオン二次電池１の電極体１０における負極板１００と、正極板１１０との位置関係を示す模式図である。図５（ｂ）は、（ａ）のように積層した電極体１０の負極接続部１０３と正極接続部１１３を集箔して、負極集電体１３と正極集電体１５をそれぞれ溶接した状態を示す模式図である。
【0084】
第１の実施形態のリチウムイオン二次電池１では、負極板１００は、曲面中心Ｃに配置された負極板１００が最も幅方向Ｗが正極接続部側（図上右側）に配置され、外周側に向かって、負極接続部側（左側）にずれるように配置される。
【0085】
一方、正極板１１０は、曲面中心Ｃに配置された正極板１１０が最も幅方向Ｗが負極接続部側（図上左側）に配置され、外周側に向かって、正極接続部側（右側）にずれるように配置される。
【0086】
これに対し、第３の実施形態のリチウムイオン二次電池１も第１の実施形態と同じように、負極板１００は、曲面中心Ｃに配置された負極板１００が最も幅方向Ｗが正極接続部側（図上右側）に配置され、外周側に向かって、負極接続部側（左側）にずれるように配置される。
【0087】
一方、第３の実施形態の正極板１１０は、第１の実施形態とは異なり幅方向Ｗにおけるずれがないように、幅方向Ｗにおいて同じ位置に揃うように配置されている。
（第３の実施形態の効果）
（３－１）本実施形態のリチウムイオン二次電池では、外周になるにつれて負極接続部１０３が負極接続部側にずれて捲回される。このため、負極接続部側では、負極接続部側負極合材層端部１０２ｎが集箔部１０３ａに近くなるため、強度の低い金属箔のみの部分を短くすることができる。
（第３の実施形態の効果）
（３－１）本実施形態のリチウムイオン二次電池では、外周になるにつれて負極接続部１０３が負極接続部側にずれて捲回される。このため、負極接続部側では、負極接続部側負極合材層端部１０２ｎが集箔部１０３ａに近くなるため、強度の低い金属箔のみの部分を短くすることができる。
【0088】
（３－２）また、本実施形態のリチウムイオン二次電池では、外周になるにつれて負極接続部１０３が負極接続部側にずれて捲回される。このため、外周ほど薄い金属箔のみで構成される正極接続部１１３の屈曲角度を緩和して、これに伴うセパレータ１２０の屈曲角度を緩和して、セパレータ１２０の負荷を軽減することができる。
【0089】
（第４の実施形態）
図６（ａ）は、第４の実施形態のリチウムイオン二次電池１の電極体１０における負極板１００と、正極板１１０との位置関係を示す模式図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のように積層した電極体１０の負極接続部１０３と正極接続部１１３を集箔して、負極集電体１３と正極集電体１５をそれぞれ溶接した状態を示す模式図である。
図６（ａ）は、第４の実施形態のリチウムイオン二次電池１の電極体１０における負極板１００と、正極板１１０との位置関係を示す模式図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のように積層した電極体１０の負極接続部１０３と正極接続部１１３を集箔して、負極集電体１３と正極集電体１５をそれぞれ溶接した状態を示す模式図である。
【0090】
第１の実施形態のリチウムイオン二次電池１では、負極板１００は、曲面中心Ｃに配置された負極板１００が最も幅方向Ｗが正極接続部側（図上右側）に配置され、外周側に向かって、負極接続部側（左側）にずれるように配置される。
【0091】
一方、正極板１１０は、曲面中心Ｃに配置された正極板１１０が最も幅方向Ｗが負極接続部側（図上左側）に配置され、外周側に向かって、正極接続部側（右側）にずれるように配置される。
【0092】
これに対し、第４の実施形態のリチウムイオン二次電池１でも、第１の実施形態と同様に正極板１１０は、曲面中心Ｃに配置された正極板１１０が最も幅方向Ｗが負極接続部側（図上左側）に配置され、外周側に向かって、負極接続部側（左側）にずれるように配置される。
【0093】
一方、第４の実施形態では、第１の実施形態とは異なり、負極板１００は、幅方向Ｗにおけるずれがないように幅方向Ｗにおいて同じ位置に揃うように配置されている。
（第４の実施形態の効果）
（４－１）第４の実施形態のリチウムイオン二次電池１では、外周になるにつれて正極接続部１１３が正極接続部側にずれて捲回される。このため、外周ほど薄い金属箔のみで構成される負極接続部１０３の屈曲角度を緩和して、これに伴うセパレータ１２０の屈曲角度を緩和して、セパレータ１２０の負荷を軽減することができる。
（第４の実施形態の効果）
（４－１）第４の実施形態のリチウムイオン二次電池１では、外周になるにつれて正極接続部１１３が正極接続部側にずれて捲回される。このため、外周ほど薄い金属箔のみで構成される負極接続部１０３の屈曲角度を緩和して、これに伴うセパレータ１２０の屈曲角度を緩和して、セパレータ１２０の負荷を軽減することができる。
【0094】
（４－２）第４の実施形態のリチウムイオン二次電池１では、外周になるにつれて負極接続部１０３が負極接続部側にずれて捲回される。このため、正極接続部側では、正極接続部側正極合材層端部１１２ｐが集箔部１１３ａに近くなるため、強度の低い金属箔のみの部分を短くすることができる。
【0095】
（その他の別例）
第１～４の実施形態は、以下のように実施することができる。
〇ずらし方は、図３、４のような捲回方向Ｌに対して側端部が傾きを有した負極板１００、正極板１１０を用いた方法でなく、矩形状の負極板１００、正極板１１０自体を用いて捲回方向を長手方向に対して傾けてずらしてもよい。この場合、矩形状の負極板１００、正極板１１０の捲回基端部と捲回終端部では、捲回方向Ｌと直交した方向にならない。
第１～４の実施形態は、以下のように実施することができる。
〇ずらし方は、図３、４のような捲回方向Ｌに対して側端部が傾きを有した負極板１００、正極板１１０を用いた方法でなく、矩形状の負極板１００、正極板１１０自体を用いて捲回方向を長手方向に対して傾けてずらしてもよい。この場合、矩形状の負極板１００、正極板１１０の捲回基端部と捲回終端部では、捲回方向Ｌと直交した方向にならない。
【0096】
〇また、集箔にあたり、負極板１００の負極接続部１０３の先端１０３ｔや、正極板１１０の正極接続部１１３の先端１１３ｔは、必ずしも第１の実施形態のように、揃える必要はない。
【0097】
〇また、ずれ量は、少なくともセパレータ１２０に応力が集中することによる負担が軽減されれば、十分である。このため、すべての隣接する極板で均等にずれていなくてもよく、ずれ量が均一でなかったり、一部ずれていない箇所があったりしてもよい。
【0098】
○図面で例示した、電極体１０の捲回数、積層数や、厚さ・幅・長さのバランス、ずれ量、角度等は、説明のため簡略化若しくはデフォルメされており、本発明は、これらに限定されるものではない。
【0099】
○実施形態では、積層体が捲回されたのちに扁平に整形されたものを例示したが、必ずしも捲回型のリチウムイオン二次電池は扁平に整形されたものに限定されるものではない。例えば、電極体１０が円柱形に形成されるものにも本発明は好適に適用できる。
【0100】
○本実施形態のリチウムイオン二次電池は本発明の一実施形態であり、特許請求の範囲を逸脱しない限り、実施形態に限定されず当業者によりその構成を付加し、削除し、若しくは変更して実施できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【0101】
１…リチウムイオン二次電池
１０…電極体
１１…電池ケース
１２…蓋体
１３…負極集電体
１４…負極外部端子
１５…正極集電体
１６…正極外部端子
１７…非水電解液
１００…負極板
１００ｅ…基端部
１０１…負極基材
１０２…負極合材層
１０２ｐ…正極接続部側負極合材層端部
１０２ｎ…負極接続部側負極合材層端部
１０３…負極接続部
１０３ａ…集箔部
１０３ｂ…屈曲部
１０３ｔ…先端
１１０…正極板
１１０ｅ…基端部
１１１…正極基材
１１２…正極合材層
１１２ｐ…正極接続部側正極合材層端部
１１２ｎ…負極接続部側正極合材層端部
１１３…正極接続部
１１３ａ…集箔部
１１３ｂ…屈曲部
１１３ｃ…平坦部
１１３ｔ…先端
１２０…セパレータ
Ｃ…曲面中心部
Ｒ…曲面部
Ｆ…平面部
Ｗ…幅方向
Ｗｎ…負極合材層の幅
Ｗｐ…正極合材層の幅
ΔＬ…差（＝Ｗｎ－Ｗｐ）
ΔＮ…負極位置差
ΔＮmax…負極最大位置差
ΔＰ…正極位置差
ΔＰmax…正極最大位置差
Ｄ…厚さ方向
Ｌ…捲回方向（長手方向）
１０…電極体
１１…電池ケース
１２…蓋体
１３…負極集電体
１４…負極外部端子
１５…正極集電体
１６…正極外部端子
１７…非水電解液
１００…負極板
１００ｅ…基端部
１０１…負極基材
１０２…負極合材層
１０２ｐ…正極接続部側負極合材層端部
１０２ｎ…負極接続部側負極合材層端部
１０３…負極接続部
１０３ａ…集箔部
１０３ｂ…屈曲部
１０３ｔ…先端
１１０…正極板
１１０ｅ…基端部
１１１…正極基材
１１２…正極合材層
１１２ｐ…正極接続部側正極合材層端部
１１２ｎ…負極接続部側正極合材層端部
１１３…正極接続部
１１３ａ…集箔部
１１３ｂ…屈曲部
１１３ｃ…平坦部
１１３ｔ…先端
１２０…セパレータ
Ｃ…曲面中心部
Ｒ…曲面部
Ｆ…平面部
Ｗ…幅方向
Ｗｎ…負極合材層の幅
Ｗｐ…正極合材層の幅
ΔＬ…差（＝Ｗｎ－Ｗｐ）
ΔＮ…負極位置差
ΔＮmax…負極最大位置差
ΔＰ…正極位置差
ΔＰmax…正極最大位置差
Ｄ…厚さ方向
Ｌ…捲回方向（長手方向）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】