特開 2022-89336 二次電池

(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】P2022089336

(43)【公開日】2022-06-16

(54)【発明の名称】二次電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/0587 20100101AFI20220609BHJP

   H01M 4/64 20060101ALI20220609BHJP

   H01M 4/13 20100101ALI20220609BHJP

   H01M 10/052 20100101ALN20220609BHJP

【ＦＩ】

H01M10/0587

H01M4/64 A

H01M4/13

H01M10/052

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020201665

(22)【出願日】2020-12-04

(71)【出願人】

【識別番号】520184767

【氏名又は名称】プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100117606

【弁理士】

【氏名又は名称】安部 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100136423

【弁理士】

【氏名又は名称】大井 道子

(74)【代理人】

【識別番号】100121186

【弁理士】

【氏名又は名称】山根 広昭

(74)【代理人】

【識別番号】100130605

【弁理士】

【氏名又は名称】天野 浩治

(72)【発明者】

【氏名】新谷 晃大

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 悟史

【テーマコード（参考）】

5H017

5H029

5H050

【Ｆターム（参考）】

5H017AA03

5H017AS02

5H017CC01

5H017DD08

5H029AJ11

5H029AJ14

5H029AK01

5H029AK03

5H029AL01

5H029AL03

5H029AL06

5H029AL07

5H029AM02

5H029AM03

5H029AM07

5H029BJ14

5H029DJ07

5H029DJ14

5H029HJ12

5H050AA14

5H050AA19

5H050BA15

5H050CA01

5H050CA08

5H050CA09

5H050CB01

5H050CB03

5H050CB07

5H050CB08

5H050DA04

5H050FA05

5H050FA15

5H050HA12

(57)【要約】

【課題】非水電解液を捲回電極体に効率よく浸透させつつ、捲回電極体の強度を確保する。
【解決手段】二次電池１００は、正極シート５０および負極シート６０が少なくとも重ね合わされて、捲回軸Ｗ１を中心に所定の捲回方向Ｄ１１に捲回された捲回電極体２０と、非水電解液１０と、捲回電極体２０および非水電解液１０を収容する電池ケース３０と、を備えている。正極シート５０および負極シート６０は、それぞれシート状の集電体８２と、集電体８２に形成され、電極活物質を含む電極活物質層８４と、を有する。正極シート５０と負極シート６０とが重なる重なり領域ＡＲ１における捲回軸方向Ｄ１２の中央部分において、正極シート５０および負極シート６０のうちの少なくとも何れか一方の集電体８２にスリット９０が形成され、スリット９０は、当該中央部分を除いた集電体８２の部分には形成されていない。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

正極シートと、負極シートとが少なくとも重ね合わされて、捲回軸を中心に所定の捲回方向に捲回された捲回電極体と、
非水電解液と、
前記捲回電極体および前記非水電解液を収容する電池ケースと、
を備え、
前記正極シートおよび前記負極シートは、それぞれシート状の集電体と、前記集電体に形成され、電極活物質を含む電極活物質層と、を有し、
前記正極シートと前記負極シートとが重なる領域における捲回軸方向の中央部分において、前記正極シートおよび前記負極シートのうちの少なくとも何れか一方の前記集電体にスリットが形成され、
前記スリットは、前記中央部分を除いた前記集電体の部分には形成されていない、二次電池。

【請求項2】

前記スリットは、前記正極シートおよび前記負極シートの両方の前記集電体に形成されている、請求項１に記載された二次電池。

【請求項3】

前記スリットが形成された前記集電体の部分には、前記電極活物質層が形成されていない、請求項１または２に記載された二次電池。

【請求項4】

前記スリットは、前記捲回方向に沿って前記集電体に複数形成されている、請求項１から３までの何れか１つに記載された二次電池。

【請求項5】

前記捲回電極体は、前記正極シートと、前記負極シートと、セパレータとが重ね合わされて捲回されており、
前記スリットは、前記正極シートおよび前記負極シートと重なる前記セパレータの部分に形成されている、請求項１から４までの何れか１つに記載された二次電池。

【請求項6】

前記スリットは、前記捲回電極体における前記捲回軸よりも、前記捲回電極体の長手方向の一方側に位置する前記集電体の部分に形成され、かつ、前記捲回電極体における前記捲回軸よりも、前記長手方向の他方側に位置する前記集電体の部分には形成されていない、請求項１から５までの何れか１つに記載された二次電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、二次電池に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１には、捲回電極体を備えた二次電池が開示されている。上記捲回電極体は、長尺状の金属箔集電体の両面に、粉末状活物質を含む活物質層が形成されている。上記金属箔集電体には、全体に亘って、複数の不連続な線状のスリットが形成されている。

【0003】

特許文献１に開示された二次電池を作製する際、まず金属箔集電体の一方の面に活物質層を形成する。その後、金属箔集電体の他方の面から金属箔集電体に複数のスリットを形成する。そして、金属箔集電体の他方の面に活物質層を形成する。その結果、金属箔集電体を捲回する際、金属箔集電体は、スリットによって活物質層の伸びに追従するため、ねじれや歪みを発生させ難くすることができる。

【0004】

また、特許文献２には、二次電池において、非水電解液を捲回電極体に浸透させる技術が開示されている。特許文献２に開示された二次電池では、捲回電極体の正極板および負極板において、捲回軸方向の一方の端部に、活物質層が形成されていない未塗布部が設けられている。この未塗布部に、捲回軸方向に延びたスリットを複数形成する。その結果、非水電解液がスリットを通じて捲回電極体に入り込み、非水電解液を捲回電極体に浸透させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平７－１９２７２６号公報

【特許文献2】特開２００６－２２１８１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、特許文献２に開示された二次電池では、捲回電極体の捲回軸方向の両端部には、非水電解液を浸透させ易いが、捲回電極体の全体に亘って非水電解液を浸透させるためには、時間を要した。また、特許文献１に開示された二次電池では、仮に金属箔集電体のスリットから非水電解液を通過させて、捲回電極体に浸透させることが可能である場合であっても、金属箔集電体の全体に亘ってスリットが形成されているため、捲回電極体に対する強度を確保し難い。

【課題を解決するための手段】

【0007】

ここで提案される二次電池は、捲回電極体と、非水電解液と、電池ケースとを備えている。捲回電極体は、正極シートと、負極シートとが少なくとも重ね合わされて、捲回軸を中心に所定の捲回方向に捲回されている。電池ケースは、捲回電極体および非水電解液を収容する。正極シートおよび負極シートは、それぞれシート状の集電体と、集電体に形成され、電極活物質を含む電極活物質層と、を有している。正極シートと負極シートとが重なる領域における捲回軸方向の中央部分において、正極シートおよび負極シートのうちの少なくとも何れか一方の集電体にスリットが形成されている。スリットは、上記中央部分を除いた集電体の部分には形成されていない。

【0008】

ここで提案される二次電池によれば、捲回電極体における捲回軸方向の両端は開口している。非水電解液は、捲回電極体における捲回軸方向の両端の開口以外に、集電体に形成されてスリットを通じて、捲回電極体内に浸透する。よって、非水電解液を捲回電極体に浸透させ易くすることができる。また、スリットは、捲回軸方向の中央部分以外の集電体８２の部分に形成されていないため、捲回電極体の強度を確保することができる。

【0009】

ここで提案される二次電池では、スリットは、正極シートおよび負極シートの両方の集電体に形成されていてもよい。スリットが形成された集電体の部分には、電極活物質層が形成されていなくてもよい。また、スリットは、捲回方向に沿って集電体に複数形成されていてもよい。

【0010】

ここで提案される二次電池では、捲回電極体は、正極シートと、負極シートと、セパレータとが重ね合わされて捲回されていてもよい。この場合、スリットは、正極シートおよび負極シートと重なるセパレータの部分に形成されていてもよい。

【0011】

ここで提案される二次電池では、スリットは、捲回電極体における捲回軸よりも、捲回電極体の長手方向の一方側に位置する集電体の部分に形成され、かつ、捲回電極体における捲回軸よりも、長手方向の他方側に位置する集電体の部分には形成されていなくてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態に係る二次電池の内部構造を模式的に示した断面図である。

【図2】実施形態に係る二次電池の捲回電極体の構成を示す模式図であり、一部が展開された図である。

【図3】正極シート、負極シートおよびセパレータを展開した状態を示す模式図である。

【図4】変形例に係る二次電池の捲回電極体の構成を示す模式図である。

【図5】変形例に係る正極シートを展開した状態を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、ここで開示される二次電池の一実施形態について図面を参照して説明する。本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施されることができる。なお、以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚みなど）は実際の寸法関係を反映するものではない。

【0014】

本明細書において、「電池」とは、電気エネルギーを取り出し可能な蓄電デバイス一般を指す用語であって、一次電池および二次電池を含む概念である。「二次電池」とは、繰り返し充放電可能な蓄電デバイス一般をいい、リチウム二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池などのいわゆる蓄電池を包含する。以下、二次電池の一種であるリチウムイオン二次電池を例示して、ここで開示される二次電池について詳細に説明する。ただし、ここで開示される二次電池は、ここで説明される実施形態に限定されるものではない。

【0015】

図１は、本実施形態に係る二次電池１００の内部構造を模式的に示す断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る二次電池１００は、電池ケース３０と、捲回電極体２０と、非水電解液１０とを備えた密閉型のリチウムイオン二次電池である。

【0016】

電池ケース３０は、捲回電極体２０および非水電解液１０を内部に密閉した状態で収容する。本実施形態では、電池ケース３０の形状は、直方体形状であり、扁平な角形である。電池ケース３０は、本体３１と、蓋体３２とを備えている。本体３１は、一端（例えば上端）に開口部（図示せず）を有する角形の中空の部材である。蓋体３２は、本体３１の上記開口部を塞ぐ板状のものである。蓋体３２は、本体３１に取り付けられている。

【0017】

蓋体３２には、外部接続用の正極端子４２および負極端子４４と、安全弁３６とが設けられている。安全弁３６は、電池ケース３０の内圧が所定圧力以上に上昇した場合、当該内圧を開放するものである。また、電池ケース３０には、非水電解液１０を本体３１内に注入するための注入口（図示せず）が設けられている。電池ケース３０の材質は特に限定されるものではないが、電池ケース３０の材質としては、例えばアルミニウムなどの軽量で熱伝導性が高い金属材料が用いられる。

【0018】

図２は、本実施形態に係る二次電池１００の捲回電極体２０の構成を示す模式図である。図２に示すように、捲回電極体２０は、長尺状の正極シート５０と、長尺状の負極シート６０と、長尺状のセパレータ７０とを有する。本実施形態では、セパレータ７０は、第１セパレータ７１と、第２セパレータ７２とを有し、２枚のセパレータによって構成されている。捲回電極体２０では、正極シート５０と、負極シート６０とが少なくとも重ね合わされて、捲回軸Ｗ１を中心に所定の捲回方向Ｄ１１に捲回されたものである。本実施形態に係る捲回電極体２０では、正極シート５０および負極シート６０と共に、セパレータ７０が重ね合わされて捲回されている。詳しくは、正極シート５０、第１セパレータ７１、負極シート６０、および、第２セパレータ７２の順に捲回方向Ｄ１１に向きを揃えて重ねられ、かつ、捲回軸Ｗ１周りに捲回されている。

【0019】

正極シート５０および負極シート６０は、それぞれ集電体８２と、電極活物質を含む電極活物質層８４とを有する。集電体８２は長尺状であり、かつ、シート状のものである。電極活物質層８４は、捲回方向Ｄ１１に延びるように、集電体８２の片面または両面（本実施形態では両面）に形成されている。

【0020】

本実施形態では、正極シート５０において、集電体８２のことを正極集電体５２ともいい、電極活物質層８４のことを正極活物質層５４ともいう。正極活物質層５４には、電極活物質の一例である正極活物質が含まれている。ここでは、シート状の正極集電体５２における捲回軸Ｗ１が延びる方向（ここでは捲回軸方向Ｄ１２）の一端側（図２では左端側）の端部には、正極活物質層５４が形成されていない未形成部５２ａが設けられている。ここで、捲回軸方向Ｄ１２とは、展開したときの正極シート５０の短手方向に沿った方向のことである。正極シート５０の未形成部５２ａは、正極集電体５２が露出した部分である。図１に示すように、正極シート５０の未形成部５２ａには、正極集電板４２ａが接合されている。正極集電板４２ａには、正極端子４２が電気的に接続されている。

【0021】

本実施形態では、正極集電体５２には、この種の二次電池の正極集電体として用いられるものを特に制限なく使用し得る。正極集電体５２として、良好な導電性を有する金属製の正極集電体が用いられることが好ましい。正極集電体５２として、例えばアルミニウム、ニッケル、チタン、ステンレス鋼などの金属材を採用することが可能である。特にアルミニウム（例えばアルミニウム箔）を正極集電体５２として用いることが好ましい。

【0022】

正極活物質層５４に含まれる正極活物質として、例えば層状構造やスピネル構造などのリチウム複合金属酸化物（例えば、ＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｏ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＦｅＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、ＬｉＮｉ_０．５Ｍｎ_１．５Ｏ_４，ＬｉＣｒＭｎＯ_４、ＬｉＦｅＰＯ_４など）が挙げられる。正極活物質層５４は、正極活物質と、必要に応じて用いられる材料（例えば導電材、バインダなど）と、を適当な溶媒（例えばＮ－メチル－２－ピロリドン：ＮＭＰ）に分散させ、ペースト状（またはスラリー状）の組成物を調整し、当該組成物の適当量を正極集電体５２の表面に付与し、乾燥することによって形成されることができる。

【0023】

図２に示すように、負極シート６０において、集電体８２のことを負極集電体６２ともいい、電極活物質層８４のことを負極活物質層６４ともいう。負極活物質層６４には、電極活物質の一例である負極活物質が含まれている。ここでは、シート状の負極集電体６２における捲回軸Ｗ１が延びる方向の他端側（図２では右端側）の端部には、負極活物質層６４が形成されていない未形成部６２ａが設けられている。負極シート６０の未形成部６２ａは、負極集電体６２が露出した部分である。図１に示すように、負極シート６０の未形成部６２ａには、負極集電板４４ａが接合されている。負極集電板４４ａには、負極端子４４が電気的に接続されている。

【0024】

本実施形態では、負極集電体６２には、この種の二次電池の負極集電体として用いられるものを特に制限なく使用し得る。負極集電体６２として、良好な導電性を有する金属製の負極集電体が用いられることが好ましい。負極集電体６２として、例えば銅（例えば銅箔）、または、銅を主体とする合金を用いることができる。

【0025】

負極活物質層６４に含まれる負極活物質として、例えば少なくとも一部にグラファイト構造（例えば層状構造）を含む粒子状（あるいは球状、鱗片状）の炭素材料、リチウム遷移金属複合酸化物（例えば、Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２等のリチウムチタン複合酸化物）、リチウム遷移金属複合窒化物などが挙げられる。負極活物質層６４は、負極活物質と、必要に応じて用いられる材料（例えばバインダなど）と、を適当な溶媒（例えばイオン交換水）に分散させ、ペースト状（またはスラリー状）の組成物を調整し、当該組成物の適当量を負極集電体６２の表面に付与し、乾燥することによって形成されることができる。

【0026】

図２に示すように、セパレータ７０（詳しくは第１セパレータ７１および第２セパレータ７２）として、従来公知の多孔質シートから成るセパレータを特に制限なく使用することができる。セパレータ７０として、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル、セルロース、ポリアミドなどの樹脂から成る多孔質シート（例えばフィルム、不織布など）が挙げられる。かかる多孔質シートは、単層構造であってもよく、二層以上の複数構造（例えばＰＥ層の両面にＰＰ層が積層された三層構造）であってもよい。また、多孔質シートの片面または両面に、多孔質の耐熱層を備える構成のものであってもよい。この耐熱層は、例えば無機フィラーとバインダとを含む層（例えばフィラー層）であり得る。無機フィラーとしては、例えばアルミナ、ベーマイト、シリカなどを好ましく採用し得る。

【0027】

図１に示すように、捲回電極体２０と共に電池ケース３０に収容される非水電解液１０は、適当な非水溶媒に支持塩を含有するものであり、従来公知の非水電解液を特に制限なく採用することができる。非水溶媒として、例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）、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）などを用いることができる。また、支持塩としては、例えばリチウム塩（例えば、ＬｉＢＯＢ、ＬｉＰＦ_６など）を好適に用いることができる。本実施形態では、支持塩として、ＬｉＢＯＢが採用されている。この場合、非水電解液１０におけるＬｉＢＯＢ含有量は、０．３ｗｔ％～０．６ｗｔ％であることが好ましい。

【0028】

次に、本実施形態に係る捲回電極体２０について更に詳しく説明する。図２に示すように、捲回電極体２０は、第１Ｒ部２１と、第２Ｒ部２２と、扁平部２３とを有している。第１Ｒ部２１および第２Ｒ部２２は、捲回軸方向Ｄ１２から見たときに、アールが形成された捲回電極体２０の部分である。図１に示すように、第１Ｒ部２１は、捲回電極体２０における捲回軸Ｗ１の方向（ここでは捲回軸方向Ｄ１２）に直交する長手方向Ｄ１３の一端部を構成している。第２Ｒ部２２は、捲回軸Ｗ１を挟んで第１Ｒ部２１と対向しており、捲回電極体２０における長手方向Ｄ１３の他端部を構成している。扁平部２３は、第１Ｒ部２１と第２Ｒ部２２との間に配置されており、図２に示すように、互いに対向する２つの扁平表面２４を有する。扁平表面２４は、長手方向Ｄ１３に延びた平らな面である。

【0029】

本実施形態では、捲回電極体２０は、捲回軸方向Ｄ１２に比較的に長いものである。例えば本実施形態に係る捲回電極体２０において、捲回軸方向Ｄ１２の長さは、長手方向Ｄ１３の長さよりも２倍～１００倍の範囲であり、好ましくは５倍～５０倍の範囲であり、特に好ましくは１０倍～３５倍の範囲である。

【0030】

図２に示すように、正極シート５０と負極シート６０とが重なる重なり領域ＡＲ１において、正極シート５０および負極シート６０のうちの少なくとも何れか一方の集電体８２にスリット９０が形成されている。本実施形態では、スリット９０は、正極シート５０および負極シート６０の両方の集電体８２（詳しくは正極集電体５２および負極集電体６２）に形成されている。更に、スリット９０は、正極シート５０および負極シート６０と重なる（言い換えると、重なり領域ＡＲ１に重なる）セパレータ７０の部分に形成されている。すなわち、スリット９０は、第１セパレータ７１および第２セパレータ７２にも形成されている。以下、正極集電体５２、負極集電体６２、セパレータ７０に形成されたスリット９０のことを、それぞれ正極スリット９１、負極スリット９２、セパレータスリット９３ともいう。

【0031】

図３は、正極シート５０、負極シート６０およびセパレータ７０を展開した状態を示す模式図である。本実施形態では、図３に示すように、スリット９０は、集電体８２（詳しくは、正極集電体５２と負極集電体６２）、および、セパレータ７０のそれぞれにおいて、捲回方向Ｄ１１に並ぶように複数形成されている。詳しくは、正極スリット９１は、捲回方向Ｄ１１に並ぶように正極集電体５２に複数形成されている。同様に、負極スリット９２は、捲回方向Ｄ１１に並ぶように負極集電体６２に複数形成され、セパレータスリット９３は、捲回方向Ｄ１１に並ぶようにセパレータ７０に複数形成されている。これらスリット９０は、不連続に並んでいる。

【0032】

ここでは、スリット９０は、集電体８２およびセパレータ７０のそれぞれにおいて、捲回方向Ｄ１１に沿って１列に並んでいる。ただし、集電体８２およびセパレータ７０のそれぞれにおいてスリット９０が並ぶ列数は、１つに限定されず、２列であってもよく、３列であってもよい。すなわち、集電体８２およびセパレータ７０のそれぞれにおいて、スリット９０が並ぶ列数は、複数であってもよい。

【0033】

上述のように、図２に示すように、正極シート５０と負極シート６０とが重なる領域のことを重なり領域ＡＲ１という。この重なり領域ＡＲ１は、正極集電体５２と負極集電体６２とが重なる領域であり、更に、セパレータ７０が重なる領域でもある。スリット９０は、重なり領域ＡＲ１に位置する集電体８２（詳しくは正極集電体５２および負極集電体６２）の部分、および、セパレータ７０の部分に形成されている。ここでは、スリット９０は、重なり領域ＡＲ１における捲回軸方向Ｄ１２の中央部分に位置する集電体８２の部分、および、セパレータ７０の部分に形成されている。また、スリット９０は、捲回軸方向Ｄ１２の中央部分以外の集電体８２の部分、および、セパレータ７０の部分には、形成されていない。ここで、捲回軸方向Ｄ１２の中央部分とは、例えば集電体８２を捲回軸方向Ｄ１２に三等分したときの中央部分のことをいう。

【0034】

本実施形態では、図２に示すように、重なり領域ＡＲ１における捲回軸方向Ｄ１２の中心Ｃ１を通過する捲回方向Ｄ１１に沿った中心軸Ｗ２上に位置する集電体８２の部分、および、セパレータ７０の部分に、スリット９０が形成されている。ここでは、捲回電極体２０が捲回された状態において、正極スリット９１の捲回軸方向Ｄ１２の位置と、負極スリット９２の捲回軸方向Ｄ１２の位置と、セパレータスリット９３の捲回軸方向Ｄ１２の位置とは、同じである。

【0035】

本実施形態では、図３に示すように、スリット９０は、集電体８２およびセパレータ７０のそれぞれにおいて、捲回したときにおける巻き始め側（例えば図３の下側）の端から巻き終わり側（例えば図３の上側）の端に亘って、所定の間隔（例えば一定の間隔）で形成されている。しかしながら、集電体８２およびセパレータ７０のそれぞれにおいて、捲回方向Ｄ１１の一部分において、スリット９０が形成されていなくてもよい。例えば集電体８２に形成されたスリット９０を例にすると、集電体８２における巻き始めから所定の巻き数までの部分にのみ、スリット９０が形成されてもよい。また、集電体８２における巻き終わりから所定の巻き数までの部分にのみ、スリット９０が形成されてもよい。

【0036】

なお、スリット９０の形状や大きさは特に限定されない。本実施形態では、複数のスリット９０は、同じ形状であり、同じ大きさである。しかしながら、複数のスリット９０のうち一部のスリット９０は、他のスリット９０と形状が異なっていてもよいし、大きさが異なっていてもよい。言い換えると、本実施形態では、正極スリット９１と、負極スリット９２と、セパレータスリット９３は、同じ形状および同じ大きさであるが、形状が異なっていてもよいし、大きさが異なっていてもよい。また、複数の正極スリット９１（または、複数の負極スリット９２、もしくは、セパレータスリット９３）において、同じ形状および同じ大きさであるが、一部のスリットが異なる形状であってもよいし、異なる大きさであってもよい。

【0037】

本実施形態では、図３に示すように、スリット９０（詳しくは正極スリット９１、負極スリット９２およびセパレータスリット９３）は、捲回方向Ｄ１１の延びた切り込みである。スリット９０の形状は、ライン状である。スリット９０の長さ（詳しくは捲回方向Ｄ１１の長さ）は、１ｍｍ～５０ｍｍであり、好ましくは１ｍｍ～１０ｍｍであり、特に好ましくは１ｍｍ～５ｍｍである。ただし、スリット９０は、捲回方向Ｄ１１の長さが短い、いわゆる点状のものであってもよい。本実施形態では、スリット９０とは、非水電解液１０を通過させるものであり、かつ、集電体８２やセパレータ７０を貫通させるものをいい、上記のように点状の孔もスリット９０に含まれるものとする。本実施形態では、集電体８２およびセパレータ７０のそれぞれにおいて、捲回方向Ｄ１１に並ぶスリット９０の間隔は、同じであるが、異なっていてもよい。

【0038】

本実施形態では、スリット９０が形成された集電体８２の部分には、電極活物質層８４が形成されていない。ここでは、スリット９０に沿って電極活物質層８４が形成されていない集電体８２の部分を、スリット側未形成部８６という。スリット側未形成部８６は、正極集電板４２ａ（図１参照）や負極集電板４４ａ（図１参照）が接合される未形成部５２ａ、６２ａとは異なるものである。ここでは、図３に示すように、正極シート５０におけるスリット側未形成部８６のことを、正極スリット側未形成部５６ともいい、負極シート６０におけるスリット側未形成部８６のことを、負極スリット側未形成部６６ともいう。

【0039】

本実施形態では、スリット側未形成部８６にスリット９０が形成されている。スリット側未形成部８６は、捲回方向Ｄ１１に沿って延びている。スリット側未形成部８６の捲回軸方向Ｄ１２の両側には、集電体８２が配置されている。なお、本実施形態では、スリット側未形成部８６は、捲回方向Ｄ１１に連続しているが、例えば捲回方向Ｄ１１に並んだスリット９０の間の集電体８２の部分には、スリット側未形成部８６が設けられておらず、電極活物質層８４が形成されてもよい。すなわち、スリット側未形成部８６は、少なくともスリット９０が形成された集電体８２の部分に設けられ、捲回方向Ｄ１１に不連続に設けられてもよい。

【0040】

本実施形態では、スリット側未形成部８６の捲回軸方向Ｄ１２の長さは、正極シート５０の未形成部５２ａの捲回軸方向Ｄ１２の長さよりも短いが、長くてもよい。また、スリット側未形成部８６の捲回軸方向Ｄ１２の長さは、負極シート６０の未形成部６２ａの捲回軸方向Ｄ１２の長さよりも短いが、長くてもよい。ただし、スリット側未形成部８６の捲回軸方向Ｄ１２の長さは、未形成部５２ａ、６２ａの捲回軸方向Ｄ１２の長さと同じであってもよい。また、スリット側未形成部８６の捲回軸方向Ｄ１２の長さは、１ｍｍ～１０ｍｍであり、好ましくは１ｍｍ～５ｍｍであり、特に好ましくは１ｍｍ～３ｍｍである。

【0041】

本実施形態では、図２に示すように、捲回電極体２０が捲回された状態において、正極スリット側未形成部５６と、負極スリット側未形成部６６とは、重なっている。正極スリット側未形成部５６の捲回軸方向Ｄ１２の長さと、負極スリット側未形成部６６の捲回軸方向Ｄ１２の長さは、同じである。しかしながら、正極スリット側未形成部５６の捲回軸方向Ｄ１２の長さは、負極スリット側未形成部６６の捲回軸方向Ｄ１２の長さよりも長くてもよいし、短くてもい。

【0042】

なお、捲回電極体２０の集電体８２にスリット９０およびスリット側未形成部８６を形成する方法は特に限定されない。例えば集電体８２に電極活物質層８４を形成する際、電極活物質を含むペースト状（またはスラリー状）の組成物を調整し、集電体８２上に当該組成物を付与することで、電極活物質層８４を形成することができる。このとき、スリット側未形成部８６を設ける集電体８２の部分には、電極活物質を含む組成物を付与しないようにすることで、スリット側未形成部８６を集電体８２に設けることができる。そして、例えば刃物などを使用して、スリット側未形成部８６にスリット９０を形成する。また、例えば刃物などを使用して、セパレータ７０にスリット９０を形成する。このことで、本実施形態に係る捲回電極体２０を作製することができる。

【0043】

以上、本実施形態では、図２に示すように、二次電池１００は、正極シート５０と負極シート６０とが少なくとも重ね合わされて、捲回軸Ｗ１を中心に所定の捲回方向Ｄ１１に捲回された捲回電極体２０と、非水電解液１０（図１参照）と、捲回電極体２０および非水電解液１０を収容する電池ケース３０（図１参照）と、を備えている。図２に示すように、正極シート５０および負極シート６０は、それぞれシート状の集電体８２と、集電体８２に形成され、かつ、電極活物質を含む電極活物質層８４と、を有する。正極シート５０と負極シート６０とが重なる重なり領域ＡＲ１における捲回軸方向Ｄ１２の中央部分において、正極シート５０および負極シート６０のうちの少なくとも何れか一方の集電体８２にスリット９０が形成されている。スリット９０は、捲回軸方向Ｄ１２の中央部分を除いた集電体８２の部分には形成されていない。捲回電極体２０における捲回軸方向Ｄ１２の両端は開口している。そのため、非水電解液１０は、捲回電極体２０の捲回軸方向Ｄ１２の両端の開口以外に、集電体８２に形成されたスリット９０を通過して、捲回電極体２０内に浸透する。よって、従来と比較して、非水電解液１０を捲回電極体２０に浸透させ易くすることができ、非水電解液１０を捲回電極体２０に効率よく浸透させることができる。また、本実施形態では、スリット９０は、捲回軸方向Ｄ１２の中央部分以外の集電体８２の部分に形成されていないため、捲回電極体２０の強度を確保することができる。

【0044】

本実施形態では、スリット９０は、正極シート５０および負極シート６０の両方の集電体８２に形成されている。このことによって、非水電解液１０は、正極シート５０側のスリット９０である正極スリット９１を通じて、正極シート５０を通過し、かつ、負極シート６０側のスリット９０である負極スリット９２を通じて、負極シート６０を通過することができる。よって、非水電解液１０を捲回電極体２０により効率的に浸透させることができる。

【0045】

本実施形態では、スリット９０が形成された集電体８２の部分には、電極活物質層８４が形成されていない。このことで、スリット９０を電極活物質層８４に形成しなくてもよいため、スリット９０を集電体８２に形成する作業を行い易い。

【0046】

本実施形態では、図３に示すように、スリット９０は、捲回方向Ｄ１１に沿って集電体８２に複数形成されている。このことによって、捲回電極体２０の全体に、非水電解液１０を効率よく浸透させ易い。

【0047】

本実施形態では、図２に示すように、捲回電極体２０は、正極シート５０と、負極シート６０と、セパレータ７０とが重ね合わされて捲回されている。スリット９０（詳しくはセパレータスリット９３）は、正極シート５０および負極シート６０と重なるセパレータ７０の部分に形成されている。このことによって、非水電解液１０は、セパレータスリット９３を通じてセパレータ７０を通過することができる。よって、非水電解液１０を捲回電極体２０により効率的に浸透させることができる。

【0048】

なお、上記実施形態では、スリット９０は、捲回方向Ｄ１１に沿って等間隔になるように、集電体８２に形成されており、かつ、捲回された状態における捲回電極体２０の長手方向Ｄ１３の一端から他端まで形成されていた。しかしながら、図４および図５の変形例に示す捲回電極体２０Ａのように、スリット９０Ａは、捲回電極体２０の長手方向Ｄ１３の一部に形成され、他の一部には形成されていなくてもよい。ここでは、図４に示すように、捲回軸Ｗ１よりも一方側（ここでは第１Ｒ部２１側）の捲回電極体２０の部分を第１部分２５という。一方、捲回軸Ｗ１よりも他方側（ここでは第２Ｒ部２２側）の捲回電極体２０の部分を第２部分２６という。

【0049】

ここでは、第１部分２５に位置する集電体８２（詳しくは正極集電体５２および負極集電体６２）の部分、および、セパレータ７０の部分には、スリット９０Ａが形成されている。一方、第２部分２６に位置する集電体８２の部分、および、セパレータ７０の部分には、スリット９０Ａが形成されていない。そのため、図５に示すように、捲回方向Ｄ１１に並んだスリット９０Ａの間隔は、一定ではない。なお、図５では、正極シート５０の正極集電体５２に形成されたスリット９０Ａのみが図示されているが、負極シート６０の負極集電体６２に形成されたスリット９０Ａの形状、大きさ、間隔、および、セパレータ７０に形成されたスリット９０Ａの形状、大きさ、間隔は、正極集電体５２に形成されたスリット９０Ａと同様である。

【0050】

本変形例によれば、第１部分２５において、非水電解液１０が捲回電極体２０に浸透し易くなるため、非水電解液１０を捲回電極体２０に効率よく浸透させることができる。第２部分２６において、スリット９０Ａが形成されていないため、捲回電極体２０の強度を確保することができる。このように、本変形例によれば、非水電解液１０を捲回電極体２０に効率よく浸透させつつ、捲回電極体２０の強度を確保することができる。

【0051】

上記実施形態では、スリット９０は、正極シート５０および負極シート６０の両方の集電体８２（詳しくは正極集電体５２および負極集電体６２）に形成されていた。しかしながら、スリット９０は、正極集電体５２および負極集電体６２の何れか一方に形成され、他方には形成されていなくてもよい。例えばスリット９０は、正極集電体５２に形成され、負極集電体６２には形成されていなくてもよい。この場合であっても、スリット９０から非水電解液１０を浸透させることができるため、従来と比較すると、非水電解液１０を捲回電極体２０に効率よく浸透させることができる。

【0052】

上記実施形態では、セパレータ７０にスリット９０が形成されていた。しかしながら、スリット９０は、セパレータ７０に形成されていなくてもよい。

【0053】

上記実施形態では、スリット９０が形成された集電体８２の部分には、電極活物質層８４が形成されておらず、スリット９０は、スリット側未形成部８６に設けられていた。しかしながら、スリット９０が形成された集電体８２の部分には、電極活物質層８４が形成されていてもよい。すなわち、スリット側未形成部８６は省略されてもよい。この場合、電極活物質層８４には、集電体８２に形成されたスリット９０と重なる位置にスリットが形成されているとよい。

【符号の説明】

【0054】

１０ 非水電解液
２０ 捲回電極体
３０ 電池ケース
５０ 正極シート
６０ 負極シート
７０ セパレータ
８２ 集電体
８４ 電極活物質層
９０、９０Ａ スリット
９１ 正極スリット
９２ 負極スリット
９３ セパレータスリット
１００ 二次電池
ＡＲ１ 重なり領域
Ｄ１１ 捲回方向
Ｄ１２ 捲回軸方向
Ｗ１ 捲回軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】