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特開2023-81127パウチ形電池の内部短絡安全性評価方法、パウチ形電池、電池パック及びパウチ形電池の製造方法
(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】P2023081127
(43)【公開日】2023-06-09
(54)【発明の名称】パウチ形電池の内部短絡安全性評価方法、パウチ形電池、電池パック及びパウチ形電池の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01M 10/04 20060101AFI20230602BHJP
H01M 10/0585 20100101ALI20230602BHJP
H01M 10/0587 20100101ALI20230602BHJP
H01M 50/105 20210101ALI20230602BHJP
H01M 50/202 20210101ALI20230602BHJP
H01M 50/211 20210101ALI20230602BHJP
【ＦＩ】
H01M10/04 Z
H01M10/04 W
H01M10/0585
H01M10/0587
H01M50/105
H01M50/202 501P
H01M50/211
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021194844
(22)【出願日】2021-11-30
(71)【出願人】
【識別番号】000005887
【氏名又は名称】三井化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】水野 悠
(72)【発明者】
【氏名】杉原 裕理
(72)【発明者】
【氏名】房 楠
【テーマコード（参考）】
5H011
5H028
5H029
5H040
【Ｆターム（参考）】
5H011AA09
5H011AA13
5H011BB04
5H011BB05
5H011CC02
5H011CC06
5H011CC10
5H028AA05
5H028BB04
5H028BB07
5H028BB12
5H028CC02
5H028CC12
5H028HH00
5H028HH01
5H028HH05
5H029AJ12
5H029AJ14
5H029AK03
5H029AL06
5H029AL07
5H029AM03
5H029AM05
5H029AM07
5H029BJ04
5H029BJ14
5H029CJ03
5H029CJ07
5H029DJ01
5H029DJ02
5H029EJ01
5H029HJ00
5H029HJ04
5H029HJ07
5H029HJ12
5H040AA03
5H040AA18
5H040AS01
5H040AS07
5H040AS11
5H040AT04
5H040AY08
(57)【要約】
【課題】作業の安全性を確保しながら熱暴走に至る内部短絡を発生させ、電池の安全性をより正確に評価することを可能にするパウチ形電池の内部短絡安全性評価方法を提供する。
【解決手段】本開示の評価方法は、パウチ形電池の内部短絡時の安全性を評価するための方法である。前記パウチ形電池は、電極群と、金属小片と、外装体と、を備える。前記金属小片は、前記正極、前記負極及び前記セパレータの積層方向に沿った前記金属小片の高さが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下となるように、前記電極群の外周面と前記外装体との間に配置されている。本開示の評価方法は、加圧治具を用いて、前記外装体を介して、前記金属小片を前記積層方向に加圧して、前記セパレータを局所的に押圧することによって内部短絡を発生させる工程を含む。
【選択図】なし
【解決手段】本開示の評価方法は、パウチ形電池の内部短絡時の安全性を評価するための方法である。前記パウチ形電池は、電極群と、金属小片と、外装体と、を備える。前記金属小片は、前記正極、前記負極及び前記セパレータの積層方向に沿った前記金属小片の高さが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下となるように、前記電極群の外周面と前記外装体との間に配置されている。本開示の評価方法は、加圧治具を用いて、前記外装体を介して、前記金属小片を前記積層方向に加圧して、前記セパレータを局所的に押圧することによって内部短絡を発生させる工程を含む。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
パウチ形電池の内部短絡時の安全性を評価するための方法であって、
前記パウチ形電池は、
正極、負極、並びに前記正極及び前記負極を電気的に絶縁するセパレータが積層又は扁平状に捲回されてなる電極群と、
金属小片と、
前記電極群、及び前記金属小片を内包する外装体と、
を備え、
前記金属小片は、前記正極、前記負極及び前記セパレータの積層方向に沿った前記金属小片の高さが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下となるように、前記電極群の外周面と前記外装体との間に配置されており、
加圧治具を用いて、前記外装体を介して、前記金属小片を前記積層方向に加圧して、前記セパレータを局所的に押圧することによって内部短絡を発生させる工程を含む、パウチ形電池の内部短絡安全性評価方法。
前記パウチ形電池は、
正極、負極、並びに前記正極及び前記負極を電気的に絶縁するセパレータが積層又は扁平状に捲回されてなる電極群と、
金属小片と、
前記電極群、及び前記金属小片を内包する外装体と、
を備え、
前記金属小片は、前記正極、前記負極及び前記セパレータの積層方向に沿った前記金属小片の高さが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下となるように、前記電極群の外周面と前記外装体との間に配置されており、
加圧治具を用いて、前記外装体を介して、前記金属小片を前記積層方向に加圧して、前記セパレータを局所的に押圧することによって内部短絡を発生させる工程を含む、パウチ形電池の内部短絡安全性評価方法。
【請求項2】
前記加圧治具が、前記内部短絡を発生させる工程において、前記外装体と接触する樹脂板を有し、
前記樹脂板と前記外装体との接触面積が、前記金属小片と前記外装体との接触面積よりも大きい、請求項１に記載のパウチ形電池の内部短絡安全性評価方法。
前記樹脂板と前記外装体との接触面積が、前記金属小片と前記外装体との接触面積よりも大きい、請求項１に記載のパウチ形電池の内部短絡安全性評価方法。
【請求項3】
前記加圧治具が、前記内部短絡を発生させる工程において、前記外装体と接触する樹脂板を有し、
前記樹脂板を構成する樹脂の硬度は、５０以上である、請求項１又は請求項２に記載のパウチ形電池の内部短絡安全性評価方法。
前記樹脂板を構成する樹脂の硬度は、５０以上である、請求項１又は請求項２に記載のパウチ形電池の内部短絡安全性評価方法。
【請求項4】
前記金属小片が、針金の加工物であり、
前記針金の太さに対する前記高さの比が、８以下である、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のパウチ形電池の内部短絡安全性評価方法。
前記針金の太さに対する前記高さの比が、８以下である、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のパウチ形電池の内部短絡安全性評価方法。
【請求項5】
前記金属小片の前記積層方向から見た形状が、Ｌ字状である、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載のパウチ形電池の内部短絡安全性評価方法。
【請求項6】
電極群と、金属小片と、前記電極群及び前記金属小片を内包する外装体と、を備え、
前記電極群は、正極、負極、並びに前記正極及び前記負極を電気的に絶縁するセパレータが積層又は扁平状に捲回されてなり、
前記金属小片は、前記電極群の外周面と前記外装体との間に、前記正極、前記負極及び前記セパレータの積層方向に沿った前記金属小片の高さが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下となるように配置されている、パウチ形電池。
前記電極群は、正極、負極、並びに前記正極及び前記負極を電気的に絶縁するセパレータが積層又は扁平状に捲回されてなり、
前記金属小片は、前記電極群の外周面と前記外装体との間に、前記正極、前記負極及び前記セパレータの積層方向に沿った前記金属小片の高さが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下となるように配置されている、パウチ形電池。
【請求項7】
少なくとも１つの請求項６に記載のパウチ形電池と、
前記少なくとも１つのパウチ形電池を収容するケースと
を備える、電池パック。
前記少なくとも１つのパウチ形電池を収容するケースと
を備える、電池パック。
【請求項8】
正極、負極、並びに前記正極及び前記負極を電気的に絶縁するセパレータが積層又は扁平状に捲回されてなる電極群を準備する工程と、
０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の直線部を有する金属小片を準備する工程と、
前記直線部の延在方向が前記正極、前記負極及び前記セパレータの積層方向に沿った方向となるように、前記電極群の外周面上に前記金属小片を配置し、前記金属小片の配置状態を維持して外装体の内部に前記電極群及び前記金属小片を収容する工程と、
を含む、パウチ形電池の製造方法。
０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の直線部を有する金属小片を準備する工程と、
前記直線部の延在方向が前記正極、前記負極及び前記セパレータの積層方向に沿った方向となるように、前記電極群の外周面上に前記金属小片を配置し、前記金属小片の配置状態を維持して外装体の内部に前記電極群及び前記金属小片を収容する工程と、
を含む、パウチ形電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、パウチ形電池の内部短絡安全性評価方法、パウチ形電池、電池パック及びパウチ形電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、リチウム二次電池（以下、単に「電池」という場合がある。）は、電子機器、電気自動車、又は電気貯蔵用の電源として広く使用されている。特に最近では、ハイブリッド自動車等に搭載可能な、高容量で高出力かつエネルギー密度の高い電池が求められている。このような電池は、エネルギー密度が高いという利点がある。一方で、リチウム金属及びリチウムイオンを使用することから、安全性に対する十分な対応策が必要となる。
【0003】
電池の内部短絡時の発熱挙動を評価する方法として、釘刺し試験、異物導入試験（例えば、特許文献１）が知られている。
【0004】
釘刺し試験では、電池に対して、金属釘を突き刺す。金属釘が充電後の電池に突き刺ささると、電池内部の正極、負極及び金属釘間で短絡が発生し、発熱する。釘刺し試験では、このような現象に基づく電池温度又は電池電圧等の変化を観察することで、電池の安全性は評価される。
【0005】
特許文献１は、電池内部の任意の場所で短絡試験を行い、電池の内部短絡安全性を総合的に評価するための評価方法を開示している。
特許文献１に開示の電池は、電極群と、電解質と、外装体と、集電端子とを含む。電極群は、正極と、負極と、正負極を電気的に絶縁する絶縁層とを捲回、又は積層してなる。外装体は、電極群及び電解質を内包する。集電端子は、電極群と外装体とを電気的に接続する。
特許文献１に開示の評価方法は、電池の電極群内部の正極と負極が対向する箇所に異物を混入させ、加圧子による加圧力で混入部をプレスし、正負極間に介在する絶縁層を局所的に破壊することによって内部短絡を発生させる。更に、特許文献１に開示の評価方法では、プレスの際の電極群と加圧子との接触面積が異物の外接四角形面積よりも大きい。
特許文献１では、異物として金属小片が具体的に用いられている。金属小片は、Ｎｉ製金属線をＣ字状又はＬ字状に成形されてなる。金属小片は、電極面に対して垂直な方向の金属小片の長さ（以下、「配置後高さ」という。）が０．２ｍｍとなるように、配置される。
具体的に、特許文献１では、電池について内部短絡の発生後の電極群の表面温度が１７０℃以上に到達するような発熱の発生を、異常発熱の発生と評価している。
特許文献１に開示の電池は、電極群と、電解質と、外装体と、集電端子とを含む。電極群は、正極と、負極と、正負極を電気的に絶縁する絶縁層とを捲回、又は積層してなる。外装体は、電極群及び電解質を内包する。集電端子は、電極群と外装体とを電気的に接続する。
特許文献１に開示の評価方法は、電池の電極群内部の正極と負極が対向する箇所に異物を混入させ、加圧子による加圧力で混入部をプレスし、正負極間に介在する絶縁層を局所的に破壊することによって内部短絡を発生させる。更に、特許文献１に開示の評価方法では、プレスの際の電極群と加圧子との接触面積が異物の外接四角形面積よりも大きい。
特許文献１では、異物として金属小片が具体的に用いられている。金属小片は、Ｎｉ製金属線をＣ字状又はＬ字状に成形されてなる。金属小片は、電極面に対して垂直な方向の金属小片の長さ（以下、「配置後高さ」という。）が０．２ｍｍとなるように、配置される。
具体的に、特許文献１では、電池について内部短絡の発生後の電極群の表面温度が１７０℃以上に到達するような発熱の発生を、異常発熱の発生と評価している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２００８－２７００９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、釘刺し試験で発生させる内部短絡は、現実的に発生し得る内部短絡と大きく異なる。
電池の製造時において、金属釘の直径（例えば、３ｍｍ以上）よりもサイズが小さい金属異物が電池の内部に混入した場合、金属異物のサイズ、形状及び硬さ等によっては、微小な領域で内部短絡（以下、「微小内部短絡」という。）が発生するおそれがある。電池の正極及び負極の各々の厚さは、通常、数百μｍである。この際、金属異物が貫通する短絡層数（すなわち、正極及び負極の間に配置されたセパレータを貫通した数）は、１層～２層程度で、セパレータに形成される貫通孔のサイズは、比較的小さいと考えられる。
これに対し、釘刺し試験の一例としては、電池に対して、直径３ｍｍ以上の金属釘を突き刺して、貫通させる方法がある。そのため、微小内部短絡の場合に対して、短絡層数は多く（例えば、正極が５層、負極が６層からなる電池の短絡層数は１０層程度）、セパレータに形成される貫通孔のサイズ（例えば、直径３ｍｍ以上）も比較的大きいと考えられる。
そのため、釘刺し試験における内部短絡の発生後の初期温度上昇速度（すなわち、内部短絡が発生した時点からの経過時間（例えば、５秒）に対する電池の表面温度の上昇温度）は、微小内部短絡の発生後の初期温度上昇速度よりも速い。これは、釘刺し試験で内部短絡が発生した場合、貫通孔のサイズが大きくなることと、金属釘と電極との接触により大面積の短絡を形成されることとが主な原因と考えられる。つまり、釘刺し試験は、微小内部短絡を模擬することができないおそれがある。
その結果、釘刺し試験では、微小内部短絡が生じた際の安全性を確保するための安全化技術（例えば、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）機能層の付与技術等）として、電池の安全化技術の有効性（すなわち、電池の安全性）を正確に評価することができないおそれがある。
電池の製造時において、金属釘の直径（例えば、３ｍｍ以上）よりもサイズが小さい金属異物が電池の内部に混入した場合、金属異物のサイズ、形状及び硬さ等によっては、微小な領域で内部短絡（以下、「微小内部短絡」という。）が発生するおそれがある。電池の正極及び負極の各々の厚さは、通常、数百μｍである。この際、金属異物が貫通する短絡層数（すなわち、正極及び負極の間に配置されたセパレータを貫通した数）は、１層～２層程度で、セパレータに形成される貫通孔のサイズは、比較的小さいと考えられる。
これに対し、釘刺し試験の一例としては、電池に対して、直径３ｍｍ以上の金属釘を突き刺して、貫通させる方法がある。そのため、微小内部短絡の場合に対して、短絡層数は多く（例えば、正極が５層、負極が６層からなる電池の短絡層数は１０層程度）、セパレータに形成される貫通孔のサイズ（例えば、直径３ｍｍ以上）も比較的大きいと考えられる。
そのため、釘刺し試験における内部短絡の発生後の初期温度上昇速度（すなわち、内部短絡が発生した時点からの経過時間（例えば、５秒）に対する電池の表面温度の上昇温度）は、微小内部短絡の発生後の初期温度上昇速度よりも速い。これは、釘刺し試験で内部短絡が発生した場合、貫通孔のサイズが大きくなることと、金属釘と電極との接触により大面積の短絡を形成されることとが主な原因と考えられる。つまり、釘刺し試験は、微小内部短絡を模擬することができないおそれがある。
その結果、釘刺し試験では、微小内部短絡が生じた際の安全性を確保するための安全化技術（例えば、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）機能層の付与技術等）として、電池の安全化技術の有効性（すなわち、電池の安全性）を正確に評価することができないおそれがある。
【0008】
一方、特許文献１に開示の評価方法で発生させる内部短絡（すなわち、微小内部短絡）は、釘刺し試験よりも現実的に発生し得る微小内部短絡に近い。
しかしながら、本発明者らは、特許文献１に開示の評価方法を行ったところ、微小内部短絡の発生後の電池において２００℃以上の発熱を伴う熱暴走が観測されないことがわかった。そのため、特許文献１に開示の評価方法では、電池の安全化技術の有効性（すなわち、電池の安全性）を正確に評価することができないおそれがある。
更に、特許文献１に開示の評価方法では、充電した電池を解体して、正極と負極が対向する箇所に異物を混入し、再び電池を組み立てるため、作業性及び安全上の問題がある。
しかしながら、本発明者らは、特許文献１に開示の評価方法を行ったところ、微小内部短絡の発生後の電池において２００℃以上の発熱を伴う熱暴走が観測されないことがわかった。そのため、特許文献１に開示の評価方法では、電池の安全化技術の有効性（すなわち、電池の安全性）を正確に評価することができないおそれがある。
更に、特許文献１に開示の評価方法では、充電した電池を解体して、正極と負極が対向する箇所に異物を混入し、再び電池を組み立てるため、作業性及び安全上の問題がある。
【0009】
本開示は、上記事情に鑑み、作業の安全性を確保しながら熱暴走に至る内部短絡を発生させ、電池の安全性をより正確に評価することを可能にするパウチ形電池の内部短絡安全性評価方法、パウチ形電池、電池パック及びパウチ形電池の製造方法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】
【0010】
上記課題を解決するための手段には、以下の実施態様が含まれる。
【0011】
＜１＞ パウチ形電池の内部短絡時の安全性を評価するための方法であって、
前記パウチ形電池は、
正極、負極、並びに前記正極及び前記負極を電気的に絶縁するセパレータが積層又は扁平状に捲回されてなる電極群と、
金属小片と、
前記電極群、及び前記金属小片を内包する外装体と、
を備え、
前記金属小片は、前記正極、前記負極及び前記セパレータの積層方向に沿った前記金属小片の高さが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下となるように、前記電極群の外周面と前記外装体との間に配置されており、
加圧治具を用いて、前記外装体を介して、前記金属小片を前記積層方向に加圧して、前記セパレータを局所的に押圧することによって内部短絡を発生させる工程を含む、パウチ形電池の内部短絡安全性評価方法。
＜２＞ 前記加圧治具が、前記内部短絡を発生させる工程において、前記外装体と接触する樹脂板を有し、
前記樹脂板と前記外装体との接触面積が、前記金属小片と前記外装体との接触面積よりも大きい、前記＜１＞に記載のパウチ形電池の内部短絡安全性評価方法。
＜３＞ 前記加圧治具が、前記内部短絡を発生させる工程において、前記外装体と接触する樹脂板を有し、
前記樹脂板を構成する樹脂の硬度は、５０以上である、前記＜１＞又は＜２＞に記載のパウチ形電池の内部短絡安全性評価方法。
＜４＞ 前記金属小片が、針金の加工物であり、
前記針金の太さに対する前記高さの比が、８以下である、前記＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載のパウチ形電池の内部短絡安全性評価方法。
＜５＞ 前記金属小片の前記積層方向から見た形状が、Ｌ字状である、前記＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載のパウチ形電池の内部短絡安全性評価方法。
＜６＞ 電極群と、金属小片と、前記電極群及び前記金属小片を内包する外装体と、を備え、
前記電極群は、正極、負極、並びに前記正極及び前記負極を電気的に絶縁するセパレータが積層又は扁平状に捲回されてなり、
前記金属小片は、前記電極群の外周面と前記外装体との間に、前記正極、前記負極及び前記セパレータの積層方向に沿った前記金属小片の高さが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下となるように配置されている、パウチ形電池。
＜７＞ 少なくとも１つの前記＜６＞に記載のパウチ形電池と、
前記少なくとも１つのパウチ形電池を収容するケースと
を備える、電池パック。
＜８＞ 正極、負極、並びに前記正極及び前記負極を電気的に絶縁するセパレータが積層又は扁平状に捲回されてなる電極群を準備する工程と、
０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の直線部を有する金属小片を準備する工程と、
前記直線部の延在方向が前記正極、前記負極及び前記セパレータの積層方向に沿った方向となるように、前記電極群の外周面上に前記金属小片を配置し、前記金属小片の配置状態を維持して外装体の内部に前記電極群及び前記金属小片を収容する工程と、
を含む、パウチ形電池の製造方法。
前記パウチ形電池は、
正極、負極、並びに前記正極及び前記負極を電気的に絶縁するセパレータが積層又は扁平状に捲回されてなる電極群と、
金属小片と、
前記電極群、及び前記金属小片を内包する外装体と、
を備え、
前記金属小片は、前記正極、前記負極及び前記セパレータの積層方向に沿った前記金属小片の高さが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下となるように、前記電極群の外周面と前記外装体との間に配置されており、
加圧治具を用いて、前記外装体を介して、前記金属小片を前記積層方向に加圧して、前記セパレータを局所的に押圧することによって内部短絡を発生させる工程を含む、パウチ形電池の内部短絡安全性評価方法。
＜２＞ 前記加圧治具が、前記内部短絡を発生させる工程において、前記外装体と接触する樹脂板を有し、
前記樹脂板と前記外装体との接触面積が、前記金属小片と前記外装体との接触面積よりも大きい、前記＜１＞に記載のパウチ形電池の内部短絡安全性評価方法。
＜３＞ 前記加圧治具が、前記内部短絡を発生させる工程において、前記外装体と接触する樹脂板を有し、
前記樹脂板を構成する樹脂の硬度は、５０以上である、前記＜１＞又は＜２＞に記載のパウチ形電池の内部短絡安全性評価方法。
＜４＞ 前記金属小片が、針金の加工物であり、
前記針金の太さに対する前記高さの比が、８以下である、前記＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載のパウチ形電池の内部短絡安全性評価方法。
＜５＞ 前記金属小片の前記積層方向から見た形状が、Ｌ字状である、前記＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載のパウチ形電池の内部短絡安全性評価方法。
＜６＞ 電極群と、金属小片と、前記電極群及び前記金属小片を内包する外装体と、を備え、
前記電極群は、正極、負極、並びに前記正極及び前記負極を電気的に絶縁するセパレータが積層又は扁平状に捲回されてなり、
前記金属小片は、前記電極群の外周面と前記外装体との間に、前記正極、前記負極及び前記セパレータの積層方向に沿った前記金属小片の高さが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下となるように配置されている、パウチ形電池。
＜７＞ 少なくとも１つの前記＜６＞に記載のパウチ形電池と、
前記少なくとも１つのパウチ形電池を収容するケースと
を備える、電池パック。
＜８＞ 正極、負極、並びに前記正極及び前記負極を電気的に絶縁するセパレータが積層又は扁平状に捲回されてなる電極群を準備する工程と、
０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の直線部を有する金属小片を準備する工程と、
前記直線部の延在方向が前記正極、前記負極及び前記セパレータの積層方向に沿った方向となるように、前記電極群の外周面上に前記金属小片を配置し、前記金属小片の配置状態を維持して外装体の内部に前記電極群及び前記金属小片を収容する工程と、
を含む、パウチ形電池の製造方法。
【発明の効果】
【0012】
本開示によれば、作業の安全性を確保しながら熱暴走に至る内部短絡を発生させ、電池の安全性をより正確に評価することを可能にするパウチ形電池の内部短絡安全性評価方法、パウチ形電池、電池パック及びパウチ形電池の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本開示のある実施形態に係るＬ字状金属小片の一例を示す斜視図である。
【図2】本開示のある実施形態に係るパウチ形リチウム二次電池（積層型）の断面図である。
【図3】本開示の他の実施形態に係るパウチ形リチウム二次電池（捲回型）の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、「工程」との用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本明細書において、「工程」との用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
【0015】
以下、図面を参照して、本開示のパウチ形電池の内部短絡安全性評価方法、パウチ形電池、電池パック及びパウチ形電池の製造方法の実施形態について説明する。また、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
【0016】
（１）パウチ形電池の内部短絡安全性評価方法
本開示のパウチ形電池の内部短絡安全性評価方法は、パウチ形電池の内部短絡時の安全性を評価するための方法である。前記パウチ形電池は、正極、負極、並びに前記正極及び前記負極を電気的に絶縁するセパレータが積層又は扁平状に捲回されてなる電極群と、金属小片と、前記電極群及び前記金属小片を内包する外装体と、を備える。前記金属小片は、前記正極、前記負極及び前記セパレータの積層方向（以下、単に「積層方向」という。）に沿った前記金属小片の高さ（以下、「配置後高さ」という。）が０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下となるように、前記電極群の外周面と前記外装体との間に配置されている。本開示の評価方法は、加圧治具を用いて、前記外装体を介して、前記金属小片を前記積層方向に加圧（プレス）して、前記セパレータを局所的に押圧することによって内部短絡を発生させる工程（以下、「強制内部短絡工程」という。）を含む。
本開示のパウチ形電池の内部短絡安全性評価方法は、パウチ形電池の内部短絡時の安全性を評価するための方法である。前記パウチ形電池は、正極、負極、並びに前記正極及び前記負極を電気的に絶縁するセパレータが積層又は扁平状に捲回されてなる電極群と、金属小片と、前記電極群及び前記金属小片を内包する外装体と、を備える。前記金属小片は、前記正極、前記負極及び前記セパレータの積層方向（以下、単に「積層方向」という。）に沿った前記金属小片の高さ（以下、「配置後高さ」という。）が０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下となるように、前記電極群の外周面と前記外装体との間に配置されている。本開示の評価方法は、加圧治具を用いて、前記外装体を介して、前記金属小片を前記積層方向に加圧（プレス）して、前記セパレータを局所的に押圧することによって内部短絡を発生させる工程（以下、「強制内部短絡工程」という。）を含む。
【0017】
本開示において、「パウチ形電池」とは、電極群が柔軟性のある外装体で封止された構造の電池を示す。
本開示において、「電池」は、金属イオン二次電池を含む。本開示において、「金属イオン二次電池」とは、電解質を介して正極と負極との間で行われる金属イオンの挿入反応及び脱離反応（以下、まとめて「電池反応」という。）で電気的エネルギーを供給する充電式の二次電池を示す。
本開示において、「金属小片」とは、強制内部短絡工程において、パウチ形電池に内部短絡を発生させるための導電性を有する部品であって、電池反応に寄与しない金属製の部品である。
本開示において、「加圧治具」とは、パウチ形電池に内部短絡を発生させるために用いられる加圧装置に固定され、強制内部短絡工程において、パウチ形電池の外装体に接触して、押圧する部品を示す。
本開示において、「電池」は、金属イオン二次電池を含む。本開示において、「金属イオン二次電池」とは、電解質を介して正極と負極との間で行われる金属イオンの挿入反応及び脱離反応（以下、まとめて「電池反応」という。）で電気的エネルギーを供給する充電式の二次電池を示す。
本開示において、「金属小片」とは、強制内部短絡工程において、パウチ形電池に内部短絡を発生させるための導電性を有する部品であって、電池反応に寄与しない金属製の部品である。
本開示において、「加圧治具」とは、パウチ形電池に内部短絡を発生させるために用いられる加圧装置に固定され、強制内部短絡工程において、パウチ形電池の外装体に接触して、押圧する部品を示す。
【0018】
以下、正極、負極、並びに正極及び負極を電気的に絶縁するセパレータが、長尺形状を有し、かつ、扁平状に捲回されてなる電極群を「捲回型電極群」という。
以下、金属イオンがリチウムイオンである金属イオン二次電池を「リチウム二次電池」という。
以下、電極群として捲回型電極群を備えるパウチ形電池を「パウチ形電池（捲回型）」といい、電極群として捲回型電極群を備えるパウチ形リチウム二次電池を「パウチ形リチウム二次電池（捲回型）」という。
以下、正極、負極、並びに正極及び負極を電気的に絶縁するセパレータが、枚葉形状を有し、かつ、積層されてなる電極群を「積層型電極群」という。
以下、電極群として積層型電極群を備えるパウチ形電池を「パウチ形電池（積層型）」といい、電極群として積層型電極群を備えるパウチ形リチウム二次電池を「パウチ形リチウム二次電池（積層型）」という。
以下、金属イオンがリチウムイオンである金属イオン二次電池を「リチウム二次電池」という。
以下、電極群として捲回型電極群を備えるパウチ形電池を「パウチ形電池（捲回型）」といい、電極群として捲回型電極群を備えるパウチ形リチウム二次電池を「パウチ形リチウム二次電池（捲回型）」という。
以下、正極、負極、並びに正極及び負極を電気的に絶縁するセパレータが、枚葉形状を有し、かつ、積層されてなる電極群を「積層型電極群」という。
以下、電極群として積層型電極群を備えるパウチ形電池を「パウチ形電池（積層型）」といい、電極群として積層型電極群を備えるパウチ形リチウム二次電池を「パウチ形リチウム二次電池（積層型）」という。
【0019】
本開示のパウチ形電池の内部短絡安全性評価方法は、上記の構成を有するため、作業の安全性を確保しながら熱暴走に至る内部短絡を発生させ、電池の安全性をより正確に評価することを可能にする。
この効果は、以下の理由によると推測されるが、これに限定されない。
本開示におけるパウチ形電池では、金属小片は、配置後高さが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下となるように、電極群の外周面と外装体との間に配置されている。そして、強制内部短絡工程において、加圧治具を用いて、外装体を介して金属小片を積層方向にプレスし、セパレータを局所的に押圧することによってセパレータを破壊することで内部短絡を発生させる。これにより、金属小片は、積層方向において、電極群の内部に「配置後高さ」の長さ分が刺し込まれる。
特許文献１に開示の評価方法では、金属小片の配置後高さは０．２ｍｍである。つまり、特許文献１に記載の評価方法で発生する短絡度合いは、本開示の評価方法で発生する短絡度合いよりも小さい。本開示の評価方法では、金属小片に起因して発生する内部短絡によって、パウチ形電池の表面温度は、特許文献１に記載の評価方法の電極群の表面温度（１７０℃）よりも高い温度（例えば３００℃以上）になりやすい。本発明者らの検討によれば、パウチ形リチウム二次電池の表面温度が２３０℃に達すると、パウチ形リチウム二次電池は熱暴走しやすいことが実験的に明らかになっている。つまり、本開示の評価方法で発生する内部短絡によって、パウチ形電池の安全性を正確に評価することが可能になる。
釘刺し試験では、電池に対して、金属釘を貫通させる。つまり、本開示の評価方法で発生する短絡層数は、釘刺し試験で発生する短絡層数よりも少ない。そのため、パウチ形電池の初期温度上昇速度は釘刺し試験の初期温度上昇速度よりも遅い。換言すると、本開示の評価方法では、内部短絡が発生した直後において、セパレータが正極と負極との間に介在した状態が維持されやすい。つまり、本開示の評価方法による内部短絡は、現実的に発生し得る内部短絡に近い。本開示の評価方法は、釘刺し試験よりも現実的に発生し得る内部短絡に近い環境で、安全化技術の有効性を正確に評価することを可能にする。
更に、本開示の評価方法では、充電したパウチ形電池を解体して、正極と負極が対向する箇所に異物を混入する必要はない。その結果、本開示の評価方法は、作業の安全性を確保しながら熱暴走に至る内部短絡を発生させることができる。
以上により、本開示の評価方法は、作業の安全性を確保しながら熱暴走に至る内部短絡を発生させ、電池の安全性をより正確に評価することを可能にすると推測される。
この効果は、以下の理由によると推測されるが、これに限定されない。
本開示におけるパウチ形電池では、金属小片は、配置後高さが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下となるように、電極群の外周面と外装体との間に配置されている。そして、強制内部短絡工程において、加圧治具を用いて、外装体を介して金属小片を積層方向にプレスし、セパレータを局所的に押圧することによってセパレータを破壊することで内部短絡を発生させる。これにより、金属小片は、積層方向において、電極群の内部に「配置後高さ」の長さ分が刺し込まれる。
特許文献１に開示の評価方法では、金属小片の配置後高さは０．２ｍｍである。つまり、特許文献１に記載の評価方法で発生する短絡度合いは、本開示の評価方法で発生する短絡度合いよりも小さい。本開示の評価方法では、金属小片に起因して発生する内部短絡によって、パウチ形電池の表面温度は、特許文献１に記載の評価方法の電極群の表面温度（１７０℃）よりも高い温度（例えば３００℃以上）になりやすい。本発明者らの検討によれば、パウチ形リチウム二次電池の表面温度が２３０℃に達すると、パウチ形リチウム二次電池は熱暴走しやすいことが実験的に明らかになっている。つまり、本開示の評価方法で発生する内部短絡によって、パウチ形電池の安全性を正確に評価することが可能になる。
釘刺し試験では、電池に対して、金属釘を貫通させる。つまり、本開示の評価方法で発生する短絡層数は、釘刺し試験で発生する短絡層数よりも少ない。そのため、パウチ形電池の初期温度上昇速度は釘刺し試験の初期温度上昇速度よりも遅い。換言すると、本開示の評価方法では、内部短絡が発生した直後において、セパレータが正極と負極との間に介在した状態が維持されやすい。つまり、本開示の評価方法による内部短絡は、現実的に発生し得る内部短絡に近い。本開示の評価方法は、釘刺し試験よりも現実的に発生し得る内部短絡に近い環境で、安全化技術の有効性を正確に評価することを可能にする。
更に、本開示の評価方法では、充電したパウチ形電池を解体して、正極と負極が対向する箇所に異物を混入する必要はない。その結果、本開示の評価方法は、作業の安全性を確保しながら熱暴走に至る内部短絡を発生させることができる。
以上により、本開示の評価方法は、作業の安全性を確保しながら熱暴走に至る内部短絡を発生させ、電池の安全性をより正確に評価することを可能にすると推測される。
【0020】
（１．１）パウチ形電池
本開示におけるパウチ形電池は、電極群と、金属小片と、外装体と、を備える。電極群は、正極、負極、並びに正極及び負極を電気的に絶縁するセパレータが積層又は扁平状に捲回されてなる。外装体は、電極群及び金属小片を内包する。金属小片は、配置後高さが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下となるように、電極群の外周面と外装体との間に配置されている。
本開示におけるパウチ形電池は、電極群と、金属小片と、外装体と、を備える。電極群は、正極、負極、並びに正極及び負極を電気的に絶縁するセパレータが積層又は扁平状に捲回されてなる。外装体は、電極群及び金属小片を内包する。金属小片は、配置後高さが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下となるように、電極群の外周面と外装体との間に配置されている。
【0021】
電池は、金属イオン二次電池（例えば、アルカリ金属イオン二次電池、マグネシウムイオン二次電池等）であることが好ましく、安全性評価の観点から、アルカリ金属イオン二次電池（例えば、リチウムイオン二次電池、ナトリウムイオン二次電池等）であることがより好ましく、リチウムイオン二次電池であることがさらに好ましい。
アルカリ金属イオン二次電池とは、金属イオンがアルカリ金属イオンである金属イオン二次電池を示す。マグネシウムイオン二次電池とは、金属イオンがマグネシウムイオンである金属イオン二次電池を示す。ナトリウムイオン二次電池とは、金属イオンがナトリウムイオンである金属イオン二次電池を示す。
アルカリ金属イオン二次電池とは、金属イオンがアルカリ金属イオンである金属イオン二次電池を示す。マグネシウムイオン二次電池とは、金属イオンがマグネシウムイオンである金属イオン二次電池を示す。ナトリウムイオン二次電池とは、金属イオンがナトリウムイオンである金属イオン二次電池を示す。
【0022】
（１．１．１）金属小片
まず、図１を参照して、金属小片について説明する。電極群、及び外装体等のパウチ形電池の他の構成要素の詳細については、後述する。
まず、図１を参照して、金属小片について説明する。電極群、及び外装体等のパウチ形電池の他の構成要素の詳細については、後述する。
【0023】
金属小片は、強制内部短絡工程において、パウチ形電池の内部短絡を発生させるために用いられる。
【0024】
金属小片の形状は、配置後高さが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下となる３次元形状を有することが好ましい。金属小片を特定の一方向（例えば、積層方向）から見た形状としては、例えば、Ｌ字状、Ｖ字状、Ｕ字状、Ｃ字状、Ｓ字状、Ｚ字状、Ｗ字状、Ｉ字状、コ字状（rectangular U-shaped）、平板の一部に突起部を有する形状（以下、「突出形状」という。）等が挙げられる。突出形状としては、例えば、画鋲状、Ｔ字状等が挙げられる。なかでも、金属小片を特定の方向から見た形状は、加工性の観点から、Ｌ字状であることが好ましい。
【0025】
金属小片のサイズは、配置後高さが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下となるように電極群の外周面と外装体との間に配置することができるサイズであれば特に限定されず、安全化技術の種類及び金属小片の形状等に応じて適宜選択される。
【0026】
金属小片の材質としては、金属であればよく、例えば、ニッケル、アルミニウム、銅、銀、チタン、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、鉄、これらの合金等が挙げられる。なかでも、金属小片の材質は、電池内部に発生しうる金属異物を模擬する観点から、ニッケルであることが好ましい。
【0027】
金属小片は、針金の加工物であることが好ましい。金属小片は、針金を折り曲げ加工した折り曲げ加工物であってもよい。
【0028】
針金の断面形状は、特に限定されず、例えば、円形状、楕円、多角形状（例えば、三角形、四角形、五角形等）等が挙げられる。なかでも、針金の断面形状は、セパレータを安定して破壊する観点から、四角形状であることが好ましい。
【0029】
針金の太さは、特に限定されず、針金の材質等に応じて適宜選択される。
針金の太さは、加工性の観点から、好ましくは０．０５ｍｍ～１ｍｍ、より好ましくは０．１ｍｍ～０．５ｍｍである。
針金の太さは、加工性の観点から、好ましくは０．０５ｍｍ～１ｍｍ、より好ましくは０．１ｍｍ～０．５ｍｍである。
【0030】
本開示において、「針金の太さ」とは、針金の断面形状が円形状である場合は針金の断面の直径を示し、針金の断面形状が楕円の場合は短径を示す。また、針金の断面形状が多角形状である場合は針金の断面形状の外周を構成する複数の辺のうち、１辺の長さが最も短い辺の長さを示す。例えば、針金の断面形状が四角形状である場合、針金の太さは、針金の断面形状の外周を構成する４つの辺のうち、１辺の長さが最も短い辺の長さを示す。
【0031】
金属小片は、針金の太さに対する配置後高さの比（配置後高さ／針金の太さ；以下、「アスペクト比」という。）が８以下である小片が好ましい。
【0032】
金属小片は、針金の加工物であり、かつアスペクト比が上記範囲内であることが好ましい。この場合、金属小片をパウチ形電池内部に固定するための圧力（例えば、外装体のテンションに起因する圧力）が金属小片に掛かっても、金属小片自体は変形しにくい。つまり、金属小片は、外装体からの圧力で固定されつつ、外装体に内包される前の形状を維持しやすい。更に、パウチ形電池の外部からの圧力が金属小片にかかっても、金属小片は変形しにくい。これにより、本開示のパウチ形電池は取扱性に優れ、かつ製造されやすい。
【0033】
金属小片のアスペクト比は、特に限定されず、金属小片の材質、安全化技術の種類等に応じて適宜選択される。
金属小片のアスペクト比は、耐変形性の観点から、好ましくは８以下、より好ましくは０．５～７．５、さらに好ましくは１～５である。
金属小片のアスペクト比は、耐変形性の観点から、好ましくは８以下、より好ましくは０．５～７．５、さらに好ましくは１～５である。
【0034】
（１．１．２）金属小片の配置
金属小片は、上述したように、電極群の外周面と外装体との間に配置される。この際、積層方向から見た金属小片の形状が、上述した金属小片を特定の一方向から見た形状となるように、金属小片が配置されることが好ましい。この際、金属小片の積層方向の長さを配置後高さとみなすことができる。これにより、金属小片は、電極群の外周面上に配置された状態を外装体に内包されても維持しやすく（例えば、金属小片が外装体に内包されても転倒しにくい等）、配置後高さを上記範囲内に調整しやすい。
なかでも、積層方向から見た金属小片の形状は、Ｌ字状であることが好ましい。これにより、金属小片は、電極群の外周面上に配置された状態を外装体に内包されてもより維持しやすく、配置後高さを上記範囲内により調整しやすい。
金属小片は、上述したように、電極群の外周面と外装体との間に配置される。この際、積層方向から見た金属小片の形状が、上述した金属小片を特定の一方向から見た形状となるように、金属小片が配置されることが好ましい。この際、金属小片の積層方向の長さを配置後高さとみなすことができる。これにより、金属小片は、電極群の外周面上に配置された状態を外装体に内包されても維持しやすく（例えば、金属小片が外装体に内包されても転倒しにくい等）、配置後高さを上記範囲内に調整しやすい。
なかでも、積層方向から見た金属小片の形状は、Ｌ字状であることが好ましい。これにより、金属小片は、電極群の外周面上に配置された状態を外装体に内包されてもより維持しやすく、配置後高さを上記範囲内により調整しやすい。
【0035】
金属小片が配置される電極群の外周面の部位は、特に限定されない。
捲回型電極群の外周面は、対向する一対の主平面と、一対の湾曲側面とを有する。主平面と湾曲側面とは交互に連続的に形成されている。電極群が捲回型電極群である場合、金属小片は、捲回型電極群の一対の主平面の一方の面上に配置されていることが好ましい。
積層型電極群の外周面は、積層方向に対して直交する、対向する一対の主平面を有する。電極群が積層型電極群である場合、金属小片は、積層型電極群の一対の主平面の一方の面上に配置されていることが好ましい。
捲回型電極群の外周面は、対向する一対の主平面と、一対の湾曲側面とを有する。主平面と湾曲側面とは交互に連続的に形成されている。電極群が捲回型電極群である場合、金属小片は、捲回型電極群の一対の主平面の一方の面上に配置されていることが好ましい。
積層型電極群の外周面は、積層方向に対して直交する、対向する一対の主平面を有する。電極群が積層型電極群である場合、金属小片は、積層型電極群の一対の主平面の一方の面上に配置されていることが好ましい。
【0036】
金属小片が配置される個数は、特に限定されず、１個以上であればよく、安全化技術の種類等に応じて適宜選択される。
【0037】
【0038】
本発明の一実施形態に係るＬ字状金属小片１００は、断面形状が四角形状である角形の針金の折り曲げ加工物である。Ｌ字状金属小片１００は、第１角形直線部１１０と、第２角形直線部１２０とを有する。第１角形直線部１１０と第２角形直線部１２０とは、第１角形直線部１１０が延在する方向と第２角形直線部１２０が延在する方向とが互いに直交している。第１角形直線部１１０と第２角形直線部１２０とは一体化している。
【0039】
本開示において、第１角形直線部１１０の一端部から第１角形直線部１１０が延在する方向をＸ軸正方向と規定し、その反対側の方向をＸ軸負方向と規定する。以下、Ｘ軸正方向とＸ軸負方向とを区別しない場合、Ｘ軸正方向又はＸ軸負方向を「Ｘ軸方向」という。第２角形直線部１２０の一端部から第２角形直線部１２０が延在する方向をＹ軸正方向と規定し、その反対側の方向をＹ軸負方向と規定する。Ｙ軸正方向とＹ軸負方向とを区別しない場合、Ｙ軸正方向又はＹ軸負方向を「Ｙ軸方向」という。Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する任意の方向をＺ軸正方向と規定し、その反対側の方向をＺ軸負方向と規定する。以下、Ｚ軸正方向とＺ軸負方向とを区別しない場合、Ｚ軸正方向又はＺ軸負方向を「Ｚ軸方向」という。
【0040】
Ｌ字状金属小片１００は、そのＺ軸方向が積層方向に沿った方向となるように、電極群の外周面上に配置される。Ｌ字状金属の積層方向（Ｚ軸方向）から見た形状は、Ｌ字状である。第１角形直線部１１０のＺ軸方向の長さＬ１（図１参照）と、第２角形直線部１２０のＺ軸方向の長さＬ１（図１参照）とは同一である。第１角形直線部１１０のＹ軸方向の長さＬ２（図１参照）と、第２角形直線部１２０のＸ軸方向の長さＬ２（図１参照）とは同一である。第１角形直線部１１０のＸ軸方向の長さＬ３（図１参照）（以下、「第１長さＬ３」という。）と、第２角形直線部１２０のＹ方向の長さＬ４（図１参照）（以下、「第２長さＬ４」という。）とは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0041】
以下、第１角形直線部１１０のＺ軸方向の長さＬ１と、第２角形直線部１２０のＺ軸方向の長さＬ１と区別しない場合、第１角形直線部１１０のＺ軸方向の長さＬ１又は第２角形直線部１２０のＺ軸方向の長さＬ１を単に「高さＬ１」という。
以下、第１角形直線部１１０のＹ軸方向の長さＬ２と、第２角形直線部１２０のＸ軸方向の長さＬ２とを区別しない場合、第１角形直線部１１０のＹ軸方向の長さＬ２又は第２角形直線部１２０のＸ軸方向の長さＬ２を「厚さＬ２」という。
以下、第１角形直線部１１０のＹ軸方向の長さＬ２と、第２角形直線部１２０のＸ軸方向の長さＬ２とを区別しない場合、第１角形直線部１１０のＹ軸方向の長さＬ２又は第２角形直線部１２０のＸ軸方向の長さＬ２を「厚さＬ２」という。
【0042】
高さＬ１（図１参照）は、配置後高さに相当する。高さＬ１は、配置後高さが上記範囲内となれば特に限定されず、安全化技術の種類等に応じて適宜選択される。
高さＬ１は、好ましくは０．３ｍｍ～１．５ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍ～１．０ｍｍである。
高さＬ１は、好ましくは０．３ｍｍ～１．５ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍ～１．０ｍｍである。
【0043】
厚さＬ２（図１参照）は、特に限定されず、高さＬ１、Ｌ字状金属小片１００の材質及び安全化技術の種類等に応じて適宜選択され、高さＬ１に対する厚さＬ２の比が上述したアスペクト比の範囲内となるように、高さＬ１に応じて選択されることが好ましい。厚さＬ２は、加工性の観点から、好ましくは０．０５ｍｍ～１．０ｍｍ、より好ましくは０．１ｍｍ～０．５ｍｍである。
【0044】
第１長さＬ３は、特に限定されず、安全化技術の種類等に応じて適宜選択される。第１長さＬ３は、電極群の外周面上に配置された状態を維持しやすいことから、好ましくは０．５ｍｍ～７ｍｍ、より好ましくは１ｍｍ～５ｍｍ以下である。
【0045】
第２長さＬ４は、特に限定されず、安全化技術の種類等に応じて適宜選択される。第２長さＬ４としては、第１長さＬ３として例示した長さと同様の長さが挙げられる。
【0046】
（１．２）強制内部短絡工程
強制内部短絡工程では、上述したように、加圧治具を用いて、外装体を介して、金属小片を積層方向にプレスして、セパレータを局所的に押圧することによって内部短絡を発生させる。
強制内部短絡工程では、上述したように、加圧治具を用いて、外装体を介して、金属小片を積層方向にプレスして、セパレータを局所的に押圧することによって内部短絡を発生させる。
【0047】
（１．２．１）加圧装置
強制内部短絡工程では、加圧装置を用いられる。加圧装置は、釘刺し圧壊試験装置のような公知の装置を用いることができる。加圧装置には、加圧治具が固定される。
強制内部短絡工程では、加圧装置を用いられる。加圧装置は、釘刺し圧壊試験装置のような公知の装置を用いることができる。加圧装置には、加圧治具が固定される。
【0048】
加圧治具の金属小片と接触する面（以下、「接触面」という。）の外形は、特に限定されず、方形（例えば、正方形、長方形）、円形、楕円形等が挙げられる。
接触面の形状は、特に限定されず、平面、曲面等が挙げられる。中でも、接触面の形状は、金属小片を安定して押圧できることから、平面であることが好ましい。
接触面の形状は、特に限定されず、平面、曲面等が挙げられる。中でも、接触面の形状は、金属小片を安定して押圧できることから、平面であることが好ましい。
【0049】
加圧治具の構成として、特許文献１に記載の加圧子の構成を参照することができる。
【0050】
加圧治具は、前記内部短絡を発生させる工程において、外装体と接触する樹脂板を有し、樹脂板と外装体との接触面積が、金属小片と外装体との接触面積よりも大きいことが好ましい。
【0051】
外装体を介して金属小片を積層方向にプレスすると、金属小片が電極群に含まれるセパレータを突き破って、内部短絡が発生する。この際、セパレータは延伸性を有する。そのため、樹脂板と外装体との接触面積を、金属小片と外装体との接触面積よりも大きくすることで、プレス加圧力が金属小片の局部に集中せずに、金属小片は全体が均等に加圧され、再現性の高い内部短絡を発生させることができる。
【0052】
樹脂板を構成する樹脂の硬度（以下、「樹脂硬度」という。）は、特に限定されない。
樹脂硬度の下限は、５０以上であることが好ましい。これにより、金属小片が樹脂板に埋没することなく、金属小片の全体を安定して押圧することができる。樹脂硬度の測定方法は、ＪＩＳ６２５３に準拠したデューロメータ硬度（タイプＡ）である。
ＪＩＳ６２５３に準拠したデューロメータ硬度（タイプＡ）は、９０以上の硬度を区別することができない。樹脂硬度の上限について、ＪＩＳ６２５３に準拠して測定したデューロメータ硬度（タイプＡ）は、９０以上であってもよい。樹脂硬度のデューロメータ硬度（タイプＡ）が９０以上である場合、ＡＳＴＭ Ｄ７８５に準拠して測定したロックウェル硬さ（Ｍスケール）が１５０以下であることが好ましい。
樹脂硬度の下限は、５０以上であることが好ましい。これにより、金属小片が樹脂板に埋没することなく、金属小片の全体を安定して押圧することができる。樹脂硬度の測定方法は、ＪＩＳ６２５３に準拠したデューロメータ硬度（タイプＡ）である。
ＪＩＳ６２５３に準拠したデューロメータ硬度（タイプＡ）は、９０以上の硬度を区別することができない。樹脂硬度の上限について、ＪＩＳ６２５３に準拠して測定したデューロメータ硬度（タイプＡ）は、９０以上であってもよい。樹脂硬度のデューロメータ硬度（タイプＡ）が９０以上である場合、ＡＳＴＭ Ｄ７８５に準拠して測定したロックウェル硬さ（Ｍスケール）が１５０以下であることが好ましい。
【0053】
具体的に、樹脂硬度が上記範囲内である樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン系樹脂、クロロプレン樹脂、スチレン－ブタジエンゴム等が挙げられる。
【0054】
（１．２．２）加圧（プレス）
加圧装置が加圧治具をパウチ形電池に押し込む速度（以下、「プレス速度」という。）は、特に限定されない。
プレス速度は、加圧停止等の制御が容易であることから、好ましくは０．０１ｍｍ／秒～１００ｍｍ／秒、より好ましくは０．１ｍｍ／秒～２０ｍｍ／秒である。
加圧装置が加圧治具をパウチ形電池に押し込む速度（以下、「プレス速度」という。）は、特に限定されない。
プレス速度は、加圧停止等の制御が容易であることから、好ましくは０．０１ｍｍ／秒～１００ｍｍ／秒、より好ましくは０．１ｍｍ／秒～２０ｍｍ／秒である。
【0055】
加圧治具の押し込み（加圧治具の降下）を停止するタイミング（加圧を開放するタイミング）は、例えば、上記電池の電圧が、加圧を開始する前の電圧から０．１Ｖ以上の降下を検出した時点が好ましい。短絡が認められない場合は、加圧力が３０ｋＮに達するまで加圧してもよい。
【0056】
（２）パウチ形電池
本開示のパウチ形電池は、電極群と、金属小片と、前記電極群及び前記金属小片を内包する外装体と、を備える。前記電極群は、正極、負極、並びに正極及び負極を電気的に絶縁するセパレータが積層又は扁平状に捲回されてなる。前記金属小片は、前記電極群の外周面と前記外装体との間に、前記正極、前記負極及び前記セパレータの積層方向に沿った前記金属小片の高さが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下となるように配置されている。
本開示のパウチ形電池は、電極群と、金属小片と、前記電極群及び前記金属小片を内包する外装体と、を備える。前記電極群は、正極、負極、並びに正極及び負極を電気的に絶縁するセパレータが積層又は扁平状に捲回されてなる。前記金属小片は、前記電極群の外周面と前記外装体との間に、前記正極、前記負極及び前記セパレータの積層方向に沿った前記金属小片の高さが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下となるように配置されている。
【0057】
本開示のパウチ形電池は、上記の構成を有するため、例えば、本開示の評価方法に用いられると、作業の安全性を確保しながら熱暴走に至る内部短絡を発生させ、熱暴走に対する電池の安全性をより正確に評価することを可能にすることができる。
【0058】
パウチ形電池の電池容量は、特に限定されず、パウチ形電池の用途に応じて適宜選択される。
パウチ形電池の電池容量は、好ましくは０．５Ａｈ～１０Ａｈ、より好ましくは１Ａｈ～５Ａｈである。電池容量が小さいと発熱自体が小さくなって温度変化が検出しづらくなり、電池容量が大きいと取り扱いが難しくなる。
パウチ形電池（捲回型）の電池容量の調整方法は、例えば、電極の塗布長さを調節する方法、電極組成比を調整する方法、電極塗布量を調整する方法、活物質の種類を変更する方法等が挙げられる。パウチ形電池（積層型）の電池容量の調整方法は、例えば、正極、負極及びセパレータを積層する回数を調整する方法、電極組成比を調整する方法、電極塗布量を調整する方法、活物質の種類を変更する方法等が挙げられる。
パウチ形電池の電池容量は、好ましくは０．５Ａｈ～１０Ａｈ、より好ましくは１Ａｈ～５Ａｈである。電池容量が小さいと発熱自体が小さくなって温度変化が検出しづらくなり、電池容量が大きいと取り扱いが難しくなる。
パウチ形電池（捲回型）の電池容量の調整方法は、例えば、電極の塗布長さを調節する方法、電極組成比を調整する方法、電極塗布量を調整する方法、活物質の種類を変更する方法等が挙げられる。パウチ形電池（積層型）の電池容量の調整方法は、例えば、正極、負極及びセパレータを積層する回数を調整する方法、電極組成比を調整する方法、電極塗布量を調整する方法、活物質の種類を変更する方法等が挙げられる。
【0059】
（２．１）金属小片
金属小片としては、上述した「（１．１．１）金属小片」において例示した金属小片と同様のものが挙げられる。
金属小片としては、上述した「（１．１．１）金属小片」において例示した金属小片と同様のものが挙げられる。
【0060】
（２．２）外装体
外装材は、特に限定されず、フィルム外装体等が挙げられる。フィルム外装体の材質は、強制内部短絡工程を実行できる材質であれば特に限定されず、樹脂、金属等が挙げられる。フィルム外装体の構造は、単層構造でもよく、多層構造でもよい。フィルム外装体の構造が多層構造である場合、フィルム外装体は、リチウム二次電池に用いられる公知のラミネート外装体であってもよい。リチウム二次電池用ラミネート外装体は、例えば、芯材として金属層（例えば、アルミニウム箔、ニッケル箔等）を有する。フィルム外装体の厚さは、強制内部短絡工程を実行できる厚さであれば特に限定されず、例えば、１０μｍ～５ｍｍである。
外装材は、特に限定されず、フィルム外装体等が挙げられる。フィルム外装体の材質は、強制内部短絡工程を実行できる材質であれば特に限定されず、樹脂、金属等が挙げられる。フィルム外装体の構造は、単層構造でもよく、多層構造でもよい。フィルム外装体の構造が多層構造である場合、フィルム外装体は、リチウム二次電池に用いられる公知のラミネート外装体であってもよい。リチウム二次電池用ラミネート外装体は、例えば、芯材として金属層（例えば、アルミニウム箔、ニッケル箔等）を有する。フィルム外装体の厚さは、強制内部短絡工程を実行できる厚さであれば特に限定されず、例えば、１０μｍ～５ｍｍである。
【0061】
（２．３）電極群
電極群は、積層型電極群又は捲回型電極群であり、パウチ形電池の用途等に応じて適宜選択される。
電極群は、上述したように、正極、負極、及びセパレータを有する。電極群の材質は、パウチ形電池の種類に応じて適宜選択され、公知の材質であってもよい。
電極群は、積層型電極群又は捲回型電極群であり、パウチ形電池の用途等に応じて適宜選択される。
電極群は、上述したように、正極、負極、及びセパレータを有する。電極群の材質は、パウチ形電池の種類に応じて適宜選択され、公知の材質であってもよい。
【0062】
以下、パウチ形リチウム二次電池の電極群の材質について説明する。
【0063】
（２．３．１）正極
正極は、正極集電体と、正極合材層とを備える。正極合材層は、正極集電体の表面の少なくとも一部に設けられる。
正極は、正極集電体と、正極合材層とを備える。正極合材層は、正極集電体の表面の少なくとも一部に設けられる。
【0064】
（２．３．１．１）正極集電体
正極集電体の材質としては、例えば、金属又は合金が挙げられる。詳しくは、正極集電体の材質として、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼材（ＳＵＳ）、銅等が挙げられる。
正極集電体の厚さは、例えば、５μｍ～１００μｍである。
正極集電体の材質としては、例えば、金属又は合金が挙げられる。詳しくは、正極集電体の材質として、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼材（ＳＵＳ）、銅等が挙げられる。
正極集電体の厚さは、例えば、５μｍ～１００μｍである。
【0065】
（２．３．１．２）正極合材層
正極合材層は、正極活物質及びバインダーを含有する。
正極合材層の厚さは、例えば、５μｍ～２００μｍである。
正極合材層は、正極活物質及びバインダーを含有する。
正極合材層の厚さは、例えば、５μｍ～２００μｍである。
【0066】
（２．３．１．２．１）正極活物質
正極活物質としては、リチウムイオンの吸蔵及び放出が可能な物質であれば特に限定されず、パウチ形電池の用途等に応じて、適宜調整され得る。
正極活物質は、下記式（Ｘ）で表されるリチウム含有複合酸化物（以下、「ＮＣＭ」という場合がある。）を含むことが好ましい。リチウム含有複合酸化物（Ｘ）は、単位体積当たりのエネルギー密度が高く、熱安定性にも優れるという利点を有する。
正極活物質としては、リチウムイオンの吸蔵及び放出が可能な物質であれば特に限定されず、パウチ形電池の用途等に応じて、適宜調整され得る。
正極活物質は、下記式（Ｘ）で表されるリチウム含有複合酸化物（以下、「ＮＣＭ」という場合がある。）を含むことが好ましい。リチウム含有複合酸化物（Ｘ）は、単位体積当たりのエネルギー密度が高く、熱安定性にも優れるという利点を有する。
【0067】
ＬｉＮｉａＣｏｂＭｎｃＯ２ … 式（Ｘ）
【0068】
式（Ｘ）中、ａ、ｂ及びｃは、それぞれ独立に、０超１未満であり、ａ、ｂ及びｃの合計は、０．９９以上１．００以下である。
【0069】
ＮＣＭの具体例としては、ＬｉＮｉ０．３３Ｃｏ０．３３Ｍｎ０．３３Ｏ２、ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．３Ｍｎ０．２Ｏ２、ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２、ＬｉＮｉ０．６Ｃｏ０．２Ｍｎ０．２Ｏ２、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１Ｍｎ０．１Ｏ２等が挙げられる。
【0070】
正極活物質の含有量の下限は、正極合材層の全量に対して、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは３０質量％以上、更に好ましくは５０質量％以上、特に好ましくは７０質量％以上である。
正極活物質の含有量の上限は、正極合材層の全量に対して、好ましくは９９．９質量％以下、より好ましくは９９質量％以下である。
正極活物質の含有量の上限は、正極合材層の全量に対して、好ましくは９９．９質量％以下、より好ましくは９９質量％以下である。
【0071】
（２．３．１．２．２）バインダー
バインダーとしては、例えば、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレート、ニトロセルロース、フッ素樹脂（例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等）、ゴム粒子（例えば、スチレン－ブタジエンゴム粒子等）等が挙げられる。バインダーは１種を単独で使用でき、必要に応じて２種以上を組み合わせて使用できる。
正極合材層中におけるバインダーの含有量は、正極合材層の物性（例えば、電解液浸透性、剥離強度等）と電池性能との両立の観点から、正極合材層の全量に対して、好ましくは０．１質量％以上４質量％以下である。
バインダーとしては、例えば、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレート、ニトロセルロース、フッ素樹脂（例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等）、ゴム粒子（例えば、スチレン－ブタジエンゴム粒子等）等が挙げられる。バインダーは１種を単独で使用でき、必要に応じて２種以上を組み合わせて使用できる。
正極合材層中におけるバインダーの含有量は、正極合材層の物性（例えば、電解液浸透性、剥離強度等）と電池性能との両立の観点から、正極合材層の全量に対して、好ましくは０．１質量％以上４質量％以下である。
【0072】
（２．３．１．２．３）導電助剤等
正極合材層は、公知の導電助剤、その他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、増粘剤、界面活性剤、分散剤、濡れ剤、消泡剤等が挙げられる。
正極合材層は、公知の導電助剤、その他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、増粘剤、界面活性剤、分散剤、濡れ剤、消泡剤等が挙げられる。
【0073】
（２．３．２）負極
負極は、負極集電体と、負極合材層と、を備える。負極合材層は、負極集電体の表面の少なくとも一部に設けられる。
負極は、負極集電体と、負極合材層と、を備える。負極合材層は、負極集電体の表面の少なくとも一部に設けられる。
【0074】
（２．３．２．１）負極集電体
負極集電体の材質としては、例えば、金属又は合金が挙げられる。詳しくは、負極集電体の材質として、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼材（ＳＵＳ）、ニッケルメッキ鋼材、銅等が挙げられる。
負極集電体の厚さは、例えば、５μｍ～１００μｍである。
負極集電体の材質としては、例えば、金属又は合金が挙げられる。詳しくは、負極集電体の材質として、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼材（ＳＵＳ）、ニッケルメッキ鋼材、銅等が挙げられる。
負極集電体の厚さは、例えば、５μｍ～１００μｍである。
【0075】
（２．３．２．２）負極合材層
負極合材層は、負極活物質及びバインダーを含有する。
負極合材層の厚さは、例えば、５μｍ～２００μｍである。
負極合材層は、負極活物質及びバインダーを含有する。
負極合材層の厚さは、例えば、５μｍ～２００μｍである。
【0076】
（２．３．２．２．１）負極活物質
負極活物質は、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な物質であれば特に制限はない。負極活物質は、リチウムイオンをドープ及び脱ドープすることが可能な炭素材料（例えば、天然黒鉛、人造黒鉛等）であることが好ましい。
負極活物質は、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な物質であれば特に制限はない。負極活物質は、リチウムイオンをドープ及び脱ドープすることが可能な炭素材料（例えば、天然黒鉛、人造黒鉛等）であることが好ましい。
【0077】
（２．３．２．２．２）バインダー
負極合材層に含まれるバインダーとしては、正極合材層に含まれるバインダーとして例示したものと同様のものが挙げられる。
負極合材層に含まれるバインダーは、正極合材層に含まれるバインダーと同一であってもよいし、異なっていてもよい。
負極合材層に含まれるバインダーの含有量は、特に限定されず、正極合材層に含まれるバインダーの含有量として例示したものと同様であればよい。
負極合材層に含まれるバインダーとしては、正極合材層に含まれるバインダーとして例示したものと同様のものが挙げられる。
負極合材層に含まれるバインダーは、正極合材層に含まれるバインダーと同一であってもよいし、異なっていてもよい。
負極合材層に含まれるバインダーの含有量は、特に限定されず、正極合材層に含まれるバインダーの含有量として例示したものと同様であればよい。
【0078】
（２．３．２．２．３）導電助剤等
負極合材層は、公知の導電助剤、その他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、増粘剤、界面活性剤、分散剤、濡れ剤、消泡剤等が挙げられる。
負極合材層は、公知の導電助剤、その他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、増粘剤、界面活性剤、分散剤、濡れ剤、消泡剤等が挙げられる。
【0079】
（２．３．３）セパレータ
セパレータとしては、例えば、多孔質の樹脂平板が挙げられる。多孔質の樹脂平板の材質としては、樹脂（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等）、この樹脂を含む不織布等が挙げられる。
セパレータとしては、例えば、多孔質の樹脂平板が挙げられる。多孔質の樹脂平板の材質としては、樹脂（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等）、この樹脂を含む不織布等が挙げられる。
【0080】
（２．４）非水電解質
本開示のパウチ形リチウム二次電池は、一般的に、非水電解質を含有する。非水電解質は、非水電解液、固体電解質、及びゲル電解質のいずれであってもよい。非水電解質は、パウチ形電池の種類に応じて適宜選択され、公知の材質であってもよい。
本開示のパウチ形リチウム二次電池は、一般的に、非水電解質を含有する。非水電解質は、非水電解液、固体電解質、及びゲル電解質のいずれであってもよい。非水電解質は、パウチ形電池の種類に応じて適宜選択され、公知の材質であってもよい。
【0081】
以下、パウチ形リチウム二次電池の非水電解液について説明する。非水電解液は、電解質、及び非水溶媒を含有することが好ましい。
【0082】
（２．４．１）電解質
電解質は、フッ素を含むリチウム塩（例えば、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ４）等）、及びフッ素を含まないリチウム塩（例えば、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）、四塩化アルミニウム酸リチウム（ＬｉＡｌＣｌ４）等）の少なくとも１種を含有することが好ましい。
電解質は、フッ素を含むリチウム塩（例えば、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ４）等）、及びフッ素を含まないリチウム塩（例えば、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）、四塩化アルミニウム酸リチウム（ＬｉＡｌＣｌ４）等）の少なくとも１種を含有することが好ましい。
【0083】
非水電解液における電解質の濃度は、好ましくは０．１ｍｏｌ／Ｌ以上３ｍｏｌ／Ｌ以下、より好ましくは０．５ｍｏｌ／Ｌ以上２ｍｏｌ／Ｌ以下である。
【0084】
（２．４．２）非水溶媒
非水電解液は、一般的に、非水溶媒を含有する。
非水電解液は、一般的に、非水溶媒を含有する。
【0085】
非水溶媒は、環状カーボネート類（例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）等）、及び鎖状カーボネート類（例えば、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る少なくとも１種を含むことが好ましい。
【0086】
非水溶媒の含有量の上限は、非水電解液の全量に対して、好ましくは９９質量％以下、好ましくは９７質量％以下、更に好ましくは９０質量％以下である。
非水溶媒の含有量の下限は、非水電解液の全量に対して、好ましくは６０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上である。
非水溶媒の含有量の下限は、非水電解液の全量に対して、好ましくは６０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上である。
【0087】
（２．４．３）電解液添加剤
非水電解液は、電解液添加剤を含有してもよい。これにより、パウチ形リチウム二次電池の充放電サイクルにおいて、本来の電池反応ではない副反応を進行しにくくすることができる。電池反応は、正極及び負極にリチウムイオンが出入り（インターカレート）する反応を示す。副反応は、負極による非水電解液の還元分解反応、正極による非水電解液の酸化分解反応、正極活物質中の金属元素の溶出等を含む。
電解液添加剤としては、特に制限はなく、公知のものを任意に用いることができ、例えば、特開２０１９－１５３４４３号公報に記載の添加剤を用いることができる。
非水電解液は、電解液添加剤を含有してもよい。これにより、パウチ形リチウム二次電池の充放電サイクルにおいて、本来の電池反応ではない副反応を進行しにくくすることができる。電池反応は、正極及び負極にリチウムイオンが出入り（インターカレート）する反応を示す。副反応は、負極による非水電解液の還元分解反応、正極による非水電解液の酸化分解反応、正極活物質中の金属元素の溶出等を含む。
電解液添加剤としては、特に制限はなく、公知のものを任意に用いることができ、例えば、特開２０１９－１５３４４３号公報に記載の添加剤を用いることができる。
【0088】
（２．５）パウチ形電池の一例
図２及び図３を参照して、本開示のパウチ形電池の一例について具体的に説明する。図２は、本開示のある実施形態に係るパウチ形リチウム二次電池（積層型）１Ａの概略断面図である。図３は、本開示の他の実施形態に係るパウチ形リチウム二次電池（捲回型）１Ｂの概略断面図である。なお、図３では、正極１１、正極集電体１１Ａ、正極合材層１１Ｂ、負極１２、負極集電体１２Ａ、負極合材層１２Ｂ及びセパレータ１３の一部は省略されている。
図２及び図３を参照して、本開示のパウチ形電池の一例について具体的に説明する。図２は、本開示のある実施形態に係るパウチ形リチウム二次電池（積層型）１Ａの概略断面図である。図３は、本開示の他の実施形態に係るパウチ形リチウム二次電池（捲回型）１Ｂの概略断面図である。なお、図３では、正極１１、正極集電体１１Ａ、正極合材層１１Ｂ、負極１２、負極集電体１２Ａ、負極合材層１２Ｂ及びセパレータ１３の一部は省略されている。
【0089】
（２．５．１）パウチ形リチウム二次電池（積層型）の一例
本開示のある実施形態に係るパウチ形リチウム二次電池（積層型）１Ａは、図２に示すように、積層型電池群１０Ａと、正極リード２１と、負極リード２２と、外装体３０と、Ｌ字状金属小片１００とを備える。
積層型電池群１０Ａ及びＬ字状金属小片１００は、外装体３０の内部に封入されている。Ｌ字状金属小片１００は、積層型電池群１０Ａの外周面と外装体３０との間に配置されている。
本開示のある実施形態に係るパウチ形リチウム二次電池（積層型）１Ａは、図２に示すように、積層型電池群１０Ａと、正極リード２１と、負極リード２２と、外装体３０と、Ｌ字状金属小片１００とを備える。
積層型電池群１０Ａ及びＬ字状金属小片１００は、外装体３０の内部に封入されている。Ｌ字状金属小片１００は、積層型電池群１０Ａの外周面と外装体３０との間に配置されている。
【0090】
積層型電池群１０Ａは、正極１１と、セパレータ１３と、負極１２とが積層されてなる。正極１１は、正極集電体１１Ａの両方の主面上に正極合材層１１Ｂが形成されてなる。負極１２は、負極集電体１２Ａの両方の主面上に負極合材層１２Ｂが形成されてなる。正極１１の正極集電体１１Ａの片方の主面上に形成された正極合材層１１Ｂと、正極１１に隣接する負極１２の負極集電体１２Ａの片方の主面上に形成された負極合材層１２Ｂとは、セパレータ１３を介して対向している。
【0091】
正極集電体１１Ａには、正極リード２１が取り付けられている。負極集電体１２Ａには、負極リード２２が取り付けられている。正極リード２１及び負極リード２２の各々は、外装体３０の内部から外部に向かって、反対方向に導出されている。
【0092】
パウチ形リチウム二次電池（積層型）１Ａの外装体３０の内部には、非水電解液が注入されている。非水電解液は、正極合材層１１Ｂ、セパレータ１３、及び負極合材層１２Ｂに浸透している。パウチ形リチウム二次電池（積層型）１Ａでは、隣接する正極合材層１１Ｂ、セパレータ１３及び負極合材層１２Ｂによって、１つの単電池層１４が形成されている。
【0093】
Ｌ字状金属小片１００は、Ｚ軸方向が積層方向に沿った方向となるように、積層型電池群１０Ａの外周面上に配置される。つまり、配置後高さは、Ｌ字状金属小片１００の高さＬ１と同一である。換言すると、パウチ形リチウム二次電池（積層型）１Ａでは、配置後高さが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲内である。
【0094】
なお、パウチ形リチウム二次電池（積層型）１Ａでは、正極１１は、正極集電体１１Ａの片方の主面上に正極合材層１１Ｂが形成されてなり、負極１２は、負極集電体１２Ａの片方の主面上に負極合材層１２Ｂが形成されてなってもよい。
正極リード２１及び負極リード２２の各々が外装体３０の内部から外部に向けて突出する方向は、外装体３０に対して同一方向であってもよい。
外装体３０と隣接する負極１２の両面の主面上には、負極合材層１２Ｂが形成されていてもよい。
正極リード２１及び負極リード２２の各々が外装体３０の内部から外部に向けて突出する方向は、外装体３０に対して同一方向であってもよい。
外装体３０と隣接する負極１２の両面の主面上には、負極合材層１２Ｂが形成されていてもよい。
【0095】
（２．５．２）パウチ形リチウム二次電池（捲回型）の一例
本開示の他の実施形態に係るパウチ形リチウム二次電池（捲回型）１Ｂは、図３に示すように、捲回型電池群１０Ｂと、正極リード２１と、負極リード２２と、外装体３０と、Ｌ字状金属小片１００とを備える。
捲回型電池群１０Ｂ及びＬ字状金属小片１００は、外装体３０の内部に封入されている。Ｌ字状金属小片１００は、捲回型電池群１０Ｂの外周面と外装体３０との間に配置されている。
本開示の他の実施形態に係るパウチ形リチウム二次電池（捲回型）１Ｂは、図３に示すように、捲回型電池群１０Ｂと、正極リード２１と、負極リード２２と、外装体３０と、Ｌ字状金属小片１００とを備える。
捲回型電池群１０Ｂ及びＬ字状金属小片１００は、外装体３０の内部に封入されている。Ｌ字状金属小片１００は、捲回型電池群１０Ｂの外周面と外装体３０との間に配置されている。
【0096】
捲回型電池群１０Ｂは、負極１２、セパレータ１３、正極１１及びセパレータ１３をこの順で積層した電極層が扁平形状に捲回されてなる。正極１１は、正極集電体１１Ａの両方の主面上に正極合材層１１Ｂが形成されてなる。負極１２は、負極集電体１２Ａの両方の主面上に負極合材層１２Ｂが形成されてなる。捲回型電池群１０Ｂの最外層には、負極集電体１２Ａが位置する。
【0097】
捲回型電池群１０Ｂの最外層に位置する負極集電体１２Ａは、負極リード２２が取り付けられている。捲回型電池群１０Ｂの最内層に位置する正極集電体１１Ａは、正極リード２１が取り付けられている。
【0098】
パウチ形リチウム二次電池（捲回型）１Ｂの外装体３０の内部には、非水電解液が注入されている。非水電解液は、正極合材層１１Ｂ、セパレータ１３、及び負極合材層１２Ｂに浸透している。パウチ形リチウム二次電池（捲回型）１Ｂでは、隣接する正極合材層１１Ｂ、セパレータ１３及び負極合材層１２Ｂによって、１つの単電池層１４が形成されている。
【0099】
Ｌ字状金属小片１００は、Ｚ方向が積層方向に沿った方向となるように、捲回型電池群１０Ｂの外周面上に配置される。つまり、配置後高さは、Ｌ字状金属小片１００の高さＬ１と同一である。換言すると、パウチ形リチウム二次電池（捲回型）１Ｂでは、配置後高さが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲内である。
【0100】
なお、捲回型電池群１０Ｂの最外層には、負極合材層１２Ｂが形成されていてもよい。
【0101】
（３）電池パック
本開示の電池パックは、少なくとも１つの本開示のパウチ形電池と、少なくとも１つのパウチ形電池を収容するケースとを備える。
本開示の電池パックは、少なくとも１つの本開示のパウチ形電池と、少なくとも１つのパウチ形電池を収容するケースとを備える。
【0102】
ケースの形状は、少なくとも１つのパウチ形電池を収容することができる形状であれば、特に限定されない。
【0103】
ケースは、内部に少なくとも１つの熱交換用流路を有することが好ましい。熱交換用流路は、冷却用媒体を流通させるための空間を示す。パウチ形電池は、電池反応の進行に伴い、発熱する場合がある。ケースの熱交換用流路内に冷却用媒体を循環させることで、ケースに収容される複数のパウチ形電池を冷却し、複数のパウチ形電池の各々の温度を調整することができる。
冷却用媒体としては、冷却用液体（例えば、水、油、グリコール系水溶液等）、冷却用気体（例えば、空気、窒素ガス等）等が挙げられる。
冷却用媒体としては、冷却用液体（例えば、水、油、グリコール系水溶液等）、冷却用気体（例えば、空気、窒素ガス等）等が挙げられる。
【0104】
ケースを構成する材質は、金属であってもよいし、樹脂であってもよい。金属としては、例えば、鉄、銅、ニッケル、金、銀、プラチナ、コバルト、亜鉛、鉛、スズ、チタン、クロム、アルミニウム、マグネシウム、マンガン及びこれらの合金（ステンレス、真鍮、リン青銅等）等が挙げられる。樹脂としては、熱可塑性樹脂（エラストマーを含む）、熱硬化性樹脂が挙げられる。
【0105】
ケースは、冷却プレートを有していてもよい。冷却プレートは、内部に少なくとも１つの熱交換用流路を有する。冷却プレートの熱交換用流路内に冷却用媒体を循環させることで冷却プレートに熱的に接触する複数のパウチ形電池を冷却し、複数のパウチ形電池の各々の温度を調整することができる。
冷却プレートの材質は、金属であってもよいし、樹脂であってもよい。冷却プレートは、公知の冷却プレートであってもよい。
冷却プレートの材質は、金属であってもよいし、樹脂であってもよい。冷却プレートは、公知の冷却プレートであってもよい。
【0106】
（４）パウチ形電池の製造方法
本開示のパウチ形電池の製造方法は、後述する電極群を準備する工程（以下、「電極群準備工程」という。）と、後述する金属小片を準備する工程（以下、「金属小片準備工程」という。）と、後述する外装体の内部に前記電極群及び前記金属小片を収容する工程（以下、「収容工程」という。）を含む。
本開示のパウチ形電池の製造方法は、後述する電極群を準備する工程（以下、「電極群準備工程」という。）と、後述する金属小片を準備する工程（以下、「金属小片準備工程」という。）と、後述する外装体の内部に前記電極群及び前記金属小片を収容する工程（以下、「収容工程」という。）を含む。
【0107】
本開示の製造方法は、上記の構成を有するため、本開示のパウチ形電池が得られる。
【0108】
収容工程は、電極群準備工程及び金属小片準備工程が実行された後に実行される。電極群準備工程及び金属小片準備工程が実行される順序は特に限定されず、電極群準備工程が実行された後に金属小片準備工程が実行されてもよいし、金属小片準備工程が実行された後に電極群準備工程が実行されてもよい。
【0109】
（４．１）電極群準備工程
電極群準備工程では、正極、負極、並びに正極及び負極を電気的に絶縁するセパレータが積層又は扁平状に捲回されてなる電極群を準備する。これにより、本開示における捲回型電極群又は積層型電極群が得られる。
電極群を準備する方法は、特に限定されず、公知の方法であればよい。
電極群準備工程では、正極、負極、並びに正極及び負極を電気的に絶縁するセパレータが積層又は扁平状に捲回されてなる電極群を準備する。これにより、本開示における捲回型電極群又は積層型電極群が得られる。
電極群を準備する方法は、特に限定されず、公知の方法であればよい。
【0110】
（４．２）金属小片準備工程
金属小片準備工程では、０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の直線部を有する金属小片を準備する。これにより、配置後高さが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下となるように電極群の外周面と外装体との間に配置され得る金属小片が得られる。
金属小片準備工程では、０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の直線部を有する金属小片を準備する。これにより、配置後高さが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下となるように電極群の外周面と外装体との間に配置され得る金属小片が得られる。
【0111】
金属小片を準備する方法は、特に限定されず、特定の長さの針金を折り曲げ加工する方法等が挙げられる。針金から特定の長さの針金を切断する方法は、特に限定されず、機械加工、レーザー加工等が挙げられる。特定の長さの針金を折り曲げ加工する方法は、特に限定されず、公知の方法であればよい。
【0112】
（４．３）収容工程
収容工程では、前記直線部の延在方向が積層方向に沿った方向となるように、電極群の外周面上に金属小片を配置し、金属小片の配置状態を維持して外装体の内部に電極群及び金属小片を収容する。
収容工程では、前記直線部の延在方向が積層方向に沿った方向となるように、電極群の外周面上に金属小片を配置し、金属小片の配置状態を維持して外装体の内部に電極群及び金属小片を収容する。
【0113】
本開示において、「金属小片の配置状態」とは、前記直線部の延在方向が積層方向に沿った方向となるように、電極群の外周面上に金属小片を配置した状態を示す。
【0114】
収容工程を実行することにより、積層方向に沿った前記金属小片の高さが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下となるように、前記電極群の外周面と前記外装体との間に金属小片が配置されたパウチ形電池が得られる。
【0115】
外装体の内部に電極群及び金属小片を収容する方法は、特に限定されず、公知の方法であればよい。
【実施例0116】
以下、実施例により本開示をさらに詳細に説明するが、本開示の発明がこれら実施例のみに限定されるものではない。
【0117】
［１］実施例１
［１．１］電極群準備工程
パウチ形リチウム二次電池（捲回型）を作製するために、以下のようにして、捲回型電極群を作製した。
［１．１］電極群準備工程
パウチ形リチウム二次電池（捲回型）を作製するために、以下のようにして、捲回型電極群を作製した。
【0118】
［１．１．１］正極の作製
［１．１．１．１］正極合材スラリーの調製
正極合材スラリーの調製には、５Ｌのプラネタリーディスパを用いた。
正極活物質としての「ＮＣＭ５２３」（即ち、ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２） ９２０質量部、導電助剤としての「Ｓｕｐｅｒ－Ｐ」（ＴＩＭＣＡＬ社製、導電性カーボン） ２０質量部、及び導電助剤としての「ＫＳ－６」（ＴＩＭＲＥＸ社製、鱗片状黒鉛） ２０質量部を１０分間混合して、正極用混合物を得た。
正極用混合物に、「Ｎ－メチルピロリドン」（以下、「ＮＭＰ」という。） １００質量部を加え、更に２０分間混合して、第１正極用混合液を得た。
「ＮＭＰ」に「ＰＶＤＦ」（株式会社クレハ製の「Ｗ＃７２００」）を添加して、「ＰＶＤＦ」の含有量が「ＰＶＤＦ溶液」の総量に対して８質量％となるように、「ＰＶＤＦ溶液」を調製した。
第１正極用混合液に、「ＰＶＤＦ溶液」 １５０質量部を加えて、３０分間混練した後、更に「ＰＶＤＦ溶液」 １５０質量部を加えて３０分間混練し、更に「ＰＶＤＦ溶液」 ２００質量部を加えて３０分間混練して、第２正極用混合液を得た。
第２正極用混合液に、「ＰＶＤＦ溶液」 ８０質量部を加えて３０分間混練し、粘度調整のために「ＮＭＰ」 ２７質量部を加えて３０分間混合した後、真空脱泡３０分間を行った。
以上により、固形分濃度６０質量％の正極合材スラリーを得た。
［１．１．１．１］正極合材スラリーの調製
正極合材スラリーの調製には、５Ｌのプラネタリーディスパを用いた。
正極活物質としての「ＮＣＭ５２３」（即ち、ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２） ９２０質量部、導電助剤としての「Ｓｕｐｅｒ－Ｐ」（ＴＩＭＣＡＬ社製、導電性カーボン） ２０質量部、及び導電助剤としての「ＫＳ－６」（ＴＩＭＲＥＸ社製、鱗片状黒鉛） ２０質量部を１０分間混合して、正極用混合物を得た。
正極用混合物に、「Ｎ－メチルピロリドン」（以下、「ＮＭＰ」という。） １００質量部を加え、更に２０分間混合して、第１正極用混合液を得た。
「ＮＭＰ」に「ＰＶＤＦ」（株式会社クレハ製の「Ｗ＃７２００」）を添加して、「ＰＶＤＦ」の含有量が「ＰＶＤＦ溶液」の総量に対して８質量％となるように、「ＰＶＤＦ溶液」を調製した。
第１正極用混合液に、「ＰＶＤＦ溶液」 １５０質量部を加えて、３０分間混練した後、更に「ＰＶＤＦ溶液」 １５０質量部を加えて３０分間混練し、更に「ＰＶＤＦ溶液」 ２００質量部を加えて３０分間混練して、第２正極用混合液を得た。
第２正極用混合液に、「ＰＶＤＦ溶液」 ８０質量部を加えて３０分間混練し、粘度調整のために「ＮＭＰ」 ２７質量部を加えて３０分間混合した後、真空脱泡３０分間を行った。
以上により、固形分濃度６０質量％の正極合材スラリーを得た。
【0119】
［１．１．１．２］塗工・乾燥
正極合材スラリーの塗工には、ダイコーターを用いた。
正極合材層（乾燥後の塗布膜）の質量が１９．０ｍｇ／ｃｍ２になるように、正極合材スラリーを、正極集電体としてのアルミニウム箔（厚さ：２０μｍ、幅：２００ｍｍ）の一方の主面の一部に塗布し乾燥した。次いで、アルミニウム箔の他方の主面（未塗工面）の一部に、正極合材層（乾燥後の塗布膜）の質量が１９．０ｍｇ／ｃｍ２になるように、正極合材スラリーを塗布し乾燥した。
こうして得た両面塗工アルミニウム箔（塗工量は両面合計で３８．０ｍｇ／ｃｍ２）を、真空乾燥オーブンで１３０℃、１２時間乾燥した。
正極合材スラリーの塗工には、ダイコーターを用いた。
正極合材層（乾燥後の塗布膜）の質量が１９．０ｍｇ／ｃｍ２になるように、正極合材スラリーを、正極集電体としてのアルミニウム箔（厚さ：２０μｍ、幅：２００ｍｍ）の一方の主面の一部に塗布し乾燥した。次いで、アルミニウム箔の他方の主面（未塗工面）の一部に、正極合材層（乾燥後の塗布膜）の質量が１９．０ｍｇ／ｃｍ２になるように、正極合材スラリーを塗布し乾燥した。
こうして得た両面塗工アルミニウム箔（塗工量は両面合計で３８．０ｍｇ／ｃｍ２）を、真空乾燥オーブンで１３０℃、１２時間乾燥した。
【0120】
［１．１．１．３］プレス
両面塗工アルミニウム箔のプレスには、３５トンプレス機を用いた。上下ロールのギャップ（隙間）を調整し、上記乾燥後の両面塗工アルミニウム箔を、３５トンプレス機にて、プレス密度が２．９±０．０５ｇ／ｃｍ３になるようにプレスした。正極合材層の厚さは、両面合計で１３１μｍであった。
両面塗工アルミニウム箔のプレスには、３５トンプレス機を用いた。上下ロールのギャップ（隙間）を調整し、上記乾燥後の両面塗工アルミニウム箔を、３５トンプレス機にて、プレス密度が２．９±０．０５ｇ／ｃｍ３になるようにプレスした。正極合材層の厚さは、両面合計で１３１μｍであった。
【0121】
［１．１．１．４］スリット
プレス後の両面塗工アルミニウム箔をスリットすることにより、正極を得た。正極の表面側には、正極塗工面（サイズ：５６ｍｍ×３３４ｍｍ）とタブ溶接余白とが形成され、正極の裏面には、正極塗工面（サイズ：５６ｍｍ×４０８ｍｍ）とタブ溶接余白とが形成されていた。
プレス後の両面塗工アルミニウム箔をスリットすることにより、正極を得た。正極の表面側には、正極塗工面（サイズ：５６ｍｍ×３３４ｍｍ）とタブ溶接余白とが形成され、正極の裏面には、正極塗工面（サイズ：５６ｍｍ×４０８ｍｍ）とタブ溶接余白とが形成されていた。
【0122】
［１．１．２］負極の作製
［１．１．２．１］負極合材スラリーの調製
負極合材スラリーの調製には、５Ｌのプラネタリーディスパを用いた。
負極活物質としての「天然黒鉛」 ９６０質量部、及び導電助剤としての「Ｓｕｐｅｒ－Ｐ」（導電性カーボン、ＢＥＴ比表面積６２ｍ２／ｇ） １０質量部を混合して負極用混合物を得た。
「蒸留水」に「カルボキシメチルセルロース」（以下、「ＣＭＣ」という。）を、「ＣＭＣ」の含有量が「ＣＭＣ水溶液」の総量に対して１質量％となるように添加して、「ＣＭＣ水溶液」を調製した。
負極用混合物に、「ＣＭＣ水溶液」 ４５０質量部を加え、３０分間混合して、第１負極用混合液を得た。
第１負極用混合液に、「ＣＭＣ水溶液」 ３００質量部を加えて３０分間混練し、更に「ＣＭＣ水溶液」 ２５０質量部を加えて３０分間混練して、第２負極用混合液を得た。
第２負極用混合液に、バインダーとしての「スチレンブタジエンゴム」（４０質量％乳化液） ５０質量部を加えて３０分間混合した後、真空脱泡を３０分間行った。
以上により、固形分濃度４５質量％の負極合材スラリーを得た。
［１．１．２．１］負極合材スラリーの調製
負極合材スラリーの調製には、５Ｌのプラネタリーディスパを用いた。
負極活物質としての「天然黒鉛」 ９６０質量部、及び導電助剤としての「Ｓｕｐｅｒ－Ｐ」（導電性カーボン、ＢＥＴ比表面積６２ｍ２／ｇ） １０質量部を混合して負極用混合物を得た。
「蒸留水」に「カルボキシメチルセルロース」（以下、「ＣＭＣ」という。）を、「ＣＭＣ」の含有量が「ＣＭＣ水溶液」の総量に対して１質量％となるように添加して、「ＣＭＣ水溶液」を調製した。
負極用混合物に、「ＣＭＣ水溶液」 ４５０質量部を加え、３０分間混合して、第１負極用混合液を得た。
第１負極用混合液に、「ＣＭＣ水溶液」 ３００質量部を加えて３０分間混練し、更に「ＣＭＣ水溶液」 ２５０質量部を加えて３０分間混練して、第２負極用混合液を得た。
第２負極用混合液に、バインダーとしての「スチレンブタジエンゴム」（４０質量％乳化液） ５０質量部を加えて３０分間混合した後、真空脱泡を３０分間行った。
以上により、固形分濃度４５質量％の負極合材スラリーを得た。
【0123】
［１．１．２．２］塗工・乾燥
負極合材スラリーの塗工には、ダイコーターを用いた。
負極合材層（乾燥後の塗布膜）の質量が１１．０ｍｇ／ｃｍ２になるように、負極合材スラリーを、負極集電体としての銅箔（厚さ：１０μｍ）の一方の主面の一部に塗布し乾燥した。次いで、銅箔の他方の主面（未塗工面）の一部に、負極合材層（乾燥後の塗布膜）の質量が１１．０ｍｇ／ｃｍ２になるように、負極合材スラリーを塗布し乾燥した。
こうして得た両面塗工銅箔（塗工量は両面合計で２２．０ｍｇ／ｃｍ２）を、真空乾燥オーブンで１２０℃、１２時間乾燥した。
負極合材スラリーの塗工には、ダイコーターを用いた。
負極合材層（乾燥後の塗布膜）の質量が１１．０ｍｇ／ｃｍ２になるように、負極合材スラリーを、負極集電体としての銅箔（厚さ：１０μｍ）の一方の主面の一部に塗布し乾燥した。次いで、銅箔の他方の主面（未塗工面）の一部に、負極合材層（乾燥後の塗布膜）の質量が１１．０ｍｇ／ｃｍ２になるように、負極合材スラリーを塗布し乾燥した。
こうして得た両面塗工銅箔（塗工量は両面合計で２２．０ｍｇ／ｃｍ２）を、真空乾燥オーブンで１２０℃、１２時間乾燥した。
【0124】
［１．１．２．３］プレス
両面塗工銅箔のプレスには、小型プレス機を用いた。上下ロールのギャップ（隙間）を調整し、乾燥後の両面塗工銅箔を、小型プレス機にて、プレス密度が１．４５±０．０５ｇ／ｃｍ３になるようにプレスした。負極合材層の厚さは、両面合計で１５２μｍであった。
両面塗工銅箔のプレスには、小型プレス機を用いた。上下ロールのギャップ（隙間）を調整し、乾燥後の両面塗工銅箔を、小型プレス機にて、プレス密度が１．４５±０．０５ｇ／ｃｍ３になるようにプレスした。負極合材層の厚さは、両面合計で１５２μｍであった。
【0125】
［１．１．２．４］スリット
プレス後の両面塗工銅箔をスリットすることにより、負極を得た。負極の表面側には、負極塗工面（サイズ：５８ｍｍ×３７２ｍｍ）とタブ溶接余白とが形成され、裏面側には、負極塗工面（サイズ：５８ｍｍ×４３１ｍｍ）とタブ溶接余白とが形成されていた。
プレス後の両面塗工銅箔をスリットすることにより、負極を得た。負極の表面側には、負極塗工面（サイズ：５８ｍｍ×３７２ｍｍ）とタブ溶接余白とが形成され、裏面側には、負極塗工面（サイズ：５８ｍｍ×４３１ｍｍ）とタブ溶接余白とが形成されていた。
【0126】
［１．１．３］捲回型電極群の作製
セパレータとして、多孔質膜（材質：ポリエチレン、空隙率：４５％、幅：６０ｍｍ、厚さ：２５μｍ）を用いた。
負極とセパレータと正極とセパレータを順に重ねて捲回し、捲回体を得た
次いで、得られた捲回体をプレス成型し、扁平状の捲回型電極群を得た。正極の余白部分に正極タブとしてアルミニウム製タブを超音波接合機で接合し、負極の余白部分に負極タブとしてニッケル製タブを超音波接合機で接合した。得られた捲回型電極群を、真空乾燥機にて７０℃で１２時間減圧乾燥させた。捲回型電極群の最外層には、負極が位置していた。
セパレータとして、多孔質膜（材質：ポリエチレン、空隙率：４５％、幅：６０ｍｍ、厚さ：２５μｍ）を用いた。
負極とセパレータと正極とセパレータを順に重ねて捲回し、捲回体を得た
次いで、得られた捲回体をプレス成型し、扁平状の捲回型電極群を得た。正極の余白部分に正極タブとしてアルミニウム製タブを超音波接合機で接合し、負極の余白部分に負極タブとしてニッケル製タブを超音波接合機で接合した。得られた捲回型電極群を、真空乾燥機にて７０℃で１２時間減圧乾燥させた。捲回型電極群の最外層には、負極が位置していた。
【0127】
［１．２］金属小片準備工程
断面が０．２ｍｍ×０．３ｍｍの四角形状のニッケル製針金を、２ｍｍ長さに切断した後、Ｌ字状となるようにして成型してＬ字状金属小片を得た。得られたＬ字状金属小片の高さＬ１（図１参照）は０．３ｍｍ、厚さＬ２（図１参照）は０．２ｍｍ、第１長さＬ３（図１参照）は１ｍｍ、第２長さＬ４（図１参照）は１ｍｍであった。
断面が０．２ｍｍ×０．３ｍｍの四角形状のニッケル製針金を、２ｍｍ長さに切断した後、Ｌ字状となるようにして成型してＬ字状金属小片を得た。得られたＬ字状金属小片の高さＬ１（図１参照）は０．３ｍｍ、厚さＬ２（図１参照）は０．２ｍｍ、第１長さＬ３（図１参照）は１ｍｍ、第２長さＬ４（図１参照）は１ｍｍであった。
【0128】
［１．３］収容工程
Ｌ字状金属小片を、正極、セパレータ及び負極の積層方向から見た形状がＬ字状となるように、捲回型電極群の外周面上に配置した。この際、Ｌ字状金属小片の積層方向の長さ（高さＬ１）は０．３ｍｍであった。
次いで、捲回型電極群の最表層に位置する負極上にＬ字状金属小片を配置した状態で、捲回型電極群及びＬ字状金属小片をラミネートシート（芯材の材質：アルミニウム）で挟み込み、ラミネートシートの３辺を加熱シールし、ラミネート体を得た。
Ｌ字状金属小片を、正極、セパレータ及び負極の積層方向から見た形状がＬ字状となるように、捲回型電極群の外周面上に配置した。この際、Ｌ字状金属小片の積層方向の長さ（高さＬ１）は０．３ｍｍであった。
次いで、捲回型電極群の最表層に位置する負極上にＬ字状金属小片を配置した状態で、捲回型電極群及びＬ字状金属小片をラミネートシート（芯材の材質：アルミニウム）で挟み込み、ラミネートシートの３辺を加熱シールし、ラミネート体を得た。
【0129】
エチレンカーボネート（以下、ＥＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とを、ＥＣ：ＥＭＣ＝３０：７０（体積比）で混合することにより、非水溶媒としての混合溶媒を得た。
上記混合溶媒に対し、電解質としてのＬｉＰＦ６を、最終的に得られる非水電解液中の濃度が１モル／リットル（以下、「１Ｍ」ともいう）となるように溶解させ、添加剤としてのビニレンカーボネート（ＶＣ）を、最終的に得られる非水電解液に対する含有量が２．０質量％となるように溶解させ、非水電解液を得た。
上記混合溶媒に対し、電解質としてのＬｉＰＦ６を、最終的に得られる非水電解液中の濃度が１モル／リットル（以下、「１Ｍ」ともいう）となるように溶解させ、添加剤としてのビニレンカーボネート（ＶＣ）を、最終的に得られる非水電解液に対する含有量が２．０質量％となるように溶解させ、非水電解液を得た。
【0130】
ラミネート体に対し、加熱シールされていない残りの一辺から、非水電解液を、４．７０±０．１０ｇ注液した後、真空引きしながら上記残りの一辺を加熱シールし、パウチ形リチウム二次電池（捲回型）前駆体を得た。
【0131】
パウチ形リチウム二次電池（捲回型）前駆体に対して初期充放電操作を行った。詳しくは、パウチ形リチウム二次電池（捲回型）前駆体を、大気下、２５℃で２４時間保持し、０．１Ｃで４．２Ｖ（ＳＯＣ：１００％）まで定電流定電圧充電（０．１Ｃ－ＣＣＣＶ）し、３０分間休止した後、２．８Ｖまで０．２Ｃで定電流放電（０．２Ｃ－ＣＣ）した。
これにより、パウチ形リチウム二次電池（捲回型）を得た。外装体の表面において、Ｌ字状金属小片が配置された部位は、他の部位に対して突出していた。これにより、Ｌ字状金属小片が配置された部位を、目視により確認した。また、パウチ形リチウム二次電池（捲回型）において、Ｌ字状金属小片の転倒及び変形の発生は、確認できなかった。
これにより、パウチ形リチウム二次電池（捲回型）を得た。外装体の表面において、Ｌ字状金属小片が配置された部位は、他の部位に対して突出していた。これにより、Ｌ字状金属小片が配置された部位を、目視により確認した。また、パウチ形リチウム二次電池（捲回型）において、Ｌ字状金属小片の転倒及び変形の発生は、確認できなかった。
【0132】
［１．４］強制内部短絡工程
パウチ形リチウム二次電池（捲回型）について、短絡時の安全性評価として、以下の強制内部短絡試験を行った。
パウチ形リチウム二次電池（捲回型）について、短絡時の安全性評価として、以下の強制内部短絡試験を行った。
【0133】
［１．４．１］内部短絡安全性試験
パウチ形リチウム二次電池（捲回型）を０．１Ｃで４．２Ｖ（ＳＯＣ１００％）まで定電流定電圧充電（０．１Ｃ－ＣＣＣＶ）した。
パウチ形リチウム二次電池（捲回型）を０．１Ｃで４．２Ｖ（ＳＯＣ１００％）まで定電流定電圧充電（０．１Ｃ－ＣＣＣＶ）した。
【0134】
加圧装置として、釘刺し圧壊試験装置（東洋システム製の「ＴＹＳ－９４ＤＭ４５」）を準備した。加圧装置の加圧治具は、ベークライト製の平板加圧ユニットと、平板加圧ユニットに固定された樹脂板とからなる。樹脂板は、接触面を構成する。樹脂板は、厚さ２ｍｍ、たてよこ長さ１０ｍｍ×１０ｍｍのアクリル樹脂（樹脂硬度：ＪＩＳ６２５３に準拠するデューロメータ硬度（タイプＡ）：９０以上、ＡＳＴＭ Ｄ７８５に準拠するロックウェル硬さ（Ｍスケール）：９０）の平板であった。つまり、アクリル樹脂の外装体と接触する面積は、Ｌ字状金属小片の外装体と接触する面積よりも大きい。
【0135】
Ｌ字状金属小片が接触している外装体の表面が上側（重力方向とは反対方向）になるように、パウチ形リチウム二次電池（捲回型）を加圧装置に固定した。次いで、プレス速度０．５ｍｍ／秒で、樹脂板でＬ字状金属小片が配置されている部位を圧迫した。上記電池の電圧が、加圧を開始する前の上記電圧から０．１Ｖ以上の降下した時点で、加圧装置による加圧を開放した。これにより、Ｌ字状金属小片を介して正極と負極とを短絡させた。
この際、Ｌ字状金属小片が接触している側の外装体の表面に装着した熱電対によって、パウチ形リチウム二次電池（捲回型）の表面温度を経時的に測定した。
この際、Ｌ字状金属小片が接触している側の外装体の表面に装着した熱電対によって、パウチ形リチウム二次電池（捲回型）の表面温度を経時的に測定した。
【0136】
［１．４．２］評価基準
加圧装置によるプレスを開始した時点から６０分経過するまで、経時的に測定されたパウチ形リチウム二次電池（捲回型）の表面温度の測定値を用いて、熱暴走に至ったか否かを判断した。具体的に、３００℃以上の発熱現象が確認された場合、熱暴走に至ったと判断し、３００℃以上の発熱現象が確認されなかった場合、熱暴走に至っていないと判断した。
加圧装置によるプレスを開始した時点から６０分経過するまで、経時的に測定されたパウチ形リチウム二次電池（捲回型）の表面温度の測定値を用いて、熱暴走に至ったか否かを判断した。具体的に、３００℃以上の発熱現象が確認された場合、熱暴走に至ったと判断し、３００℃以上の発熱現象が確認されなかった場合、熱暴走に至っていないと判断した。
【0137】
サンプル数（Ｎ）を４個とし、下記の基準で、熱暴走率を評価した。電池の安全化技術の有効性（すなわち、電池の安全性）を評価するために許容できるランクは「Ａ」である。
【0138】
＜ランク＞
Ａ：発熱現象を確認したサンプル数が１つ以上であった
Ｂ：発熱現象を確認したサンプルがなかった。
Ａ：発熱現象を確認したサンプル数が１つ以上であった
Ｂ：発熱現象を確認したサンプルがなかった。
【0139】
測定結果及び評価結果を表１に示す。
【0140】
［２］実施例２～実施例１０、比較例１及び比較例２
配置後高さ、電極群構造、電池容量及び金属小片を表１に示すように変更したことの他は、実施例１と同様にして、熱暴走率を評価した。測定結果及び評価結果を表１に示す。
配置後高さ、電極群構造、電池容量及び金属小片を表１に示すように変更したことの他は、実施例１と同様にして、熱暴走率を評価した。測定結果及び評価結果を表１に示す。
【0141】
［３］比較例３
Ｌ字状金属小片を捲回型電極群の外周面上に配置したことを、後述する第１手順に変更したことの他は、実施例２と同様にして、パウチ形リチウム二次電池（捲回型）前駆体（正極/セパレータ/Ｌ字状金属小片/負極/外装体）を得た。第１手順は、捲回型電極群の最外周に位置する負極を開いて、最外周に位置する負極と正極との間の負極側で、かつ負極の幅方向の中央部にＬ字状金属小片を配置して、Ｌ字状金属小片を捲回型電極群の内部に配置したことを示す。
パウチ形リチウム二次電池（捲回型）前駆体に対して初期充放電操作を実施したところ、パウチ形リチウム二次電池（捲回型）前駆体が短絡した。そのため、比較例３では、熱暴走率の評価を行うことができなかった。
Ｌ字状金属小片を捲回型電極群の外周面上に配置したことを、後述する第１手順に変更したことの他は、実施例２と同様にして、パウチ形リチウム二次電池（捲回型）前駆体（正極/セパレータ/Ｌ字状金属小片/負極/外装体）を得た。第１手順は、捲回型電極群の最外周に位置する負極を開いて、最外周に位置する負極と正極との間の負極側で、かつ負極の幅方向の中央部にＬ字状金属小片を配置して、Ｌ字状金属小片を捲回型電極群の内部に配置したことを示す。
パウチ形リチウム二次電池（捲回型）前駆体に対して初期充放電操作を実施したところ、パウチ形リチウム二次電池（捲回型）前駆体が短絡した。そのため、比較例３では、熱暴走率の評価を行うことができなかった。
【0142】
［４］比較例４
Ｌ字状金属小片を実施例４のＬ字状金属小片に変更したことの他は、比較例３と同様にして、パウチ形リチウム二次電池（捲回型）前駆体を得た。
パウチ形リチウム二次電池（捲回型）前駆体に対して初期充放電操作を実施したところ、パウチ形リチウム二次電池（捲回型）前駆体が短絡した。そのため、比較例４では、比較例３と同様に、熱暴走率の評価を行うことができなかった。
Ｌ字状金属小片を実施例４のＬ字状金属小片に変更したことの他は、比較例３と同様にして、パウチ形リチウム二次電池（捲回型）前駆体を得た。
パウチ形リチウム二次電池（捲回型）前駆体に対して初期充放電操作を実施したところ、パウチ形リチウム二次電池（捲回型）前駆体が短絡した。そのため、比較例４では、比較例３と同様に、熱暴走率の評価を行うことができなかった。
【0143】
【表1】
【0144】
表１中の「熱暴走率」において、「Ｘ／４」（Ｘは０～４の整数）とは、４つのサンプルのうち３００℃以上の発熱現象を確認したサンプル数がＸつであったことを示す。例えば、「０／４」は、４つのサンプルのうち３００℃以上の発熱現象を確認したサンプルがなかったことを示し、「４／４」は、４つのサンプルのうち３００℃以上の発熱現象を確認したサンプル数が４つであったことを示す。
【0145】
比較例１及び比較例２の強制内部短絡工程では、加圧治具を用いて、外装体を介して、Ｌ字状金属小片を積層方向に加圧して、セパレータを局所的に押圧することによって内部短絡を発生させた。しかしながら、比較例１及び比較例２のパウチ形リチウム二次電池では、配置後高さが０．２ｍｍであり、０．３ｍｍ～１．５ｍｍの範囲外であった。そのため、比較例１及び比較例２の熱暴走率の評価は「Ｂ」であった。換言すると、比較例１及び比較例２の評価方法では、熱暴走に至る内部短絡を発生させることができなかった。つまり、比較例１及び比較例２の評価方法は、作業の安全性を確保しながら熱暴走に至る内部短絡を発生させ、電池の安全性をより正確に評価することを可能にすることができないことがわかった。
【0146】
比較例３及び比較例４のパウチ形リチウム二次電池（捲回型）前駆体では、Ｌ字状金属小片が捲回型電極群の内部に配置されていた。そのため、比較例３及び比較例４のパウチ形リチウム二次電池（捲回型）前駆体は、短絡していた。つまり、比較例３及び比較例４では、パウチ形リチウム二次電池（捲回型）を作製することができなかった。つまり、比較例３及び比較例４の評価方法は、作業の安全性を確保しながら熱暴走に至る内部短絡を発生させ、電池の安全性をより正確に評価することを可能にすることができないことがわかった。
【0147】
実施例１～実施例１０の強制内部短絡工程では、加圧治具を用いて、外装体を介して、Ｌ字状金属小片を積層方向に加圧して、セパレータを局所的に押圧することによって内部短絡を発生させた。実施例１～実施例１０のパウチ形リチウム二次電池では、配置後高さが０．３ｍｍ～１．０ｍｍであり、０．３ｍｍ～１．５ｍｍの範囲内であった。そのため、実施例１～実施例１０の熱暴走率の評価は「Ａ」であった。換言すると、実施例１～実施例１０の評価方法では、作業の安全性を確保しながら熱暴走に至る内部短絡を発生させることができた。つまり、実施例１～実施例１０の評価方法は、作業の安全性を確保しながら熱暴走に至る内部短絡を発生させ、電池の安全性をより正確に評価することを可能にすることができることがわかった。
【0148】
実施例１～実施例１０の評価方法では、特許文献１に開示の金属異物よりも大きなサイズの金属小片を電極群の外周面上に配置して内部短絡を形成することで、短絡発熱の発生が促進され、熱暴走に至りやすくなったと考えられる。
【符号の説明】
【0149】
１Ａ パウチ形リチウム二次電池（積層型）
１Ｂ パウチ形リチウム二次電池（捲回型）
１０Ａ 積層型電極群
１０Ｂ 捲回型電極群
１１ 正極
１１Ａ 正極集電体
１１Ｂ 正極合材層
１２ 負極
１２Ａ 負極集電体
１２Ｂ 負極合材層
１３ セパレータ
１４ 単電池層
２１ 正極リード
２２ 負極リード
３０ 外装体
１００ Ｌ字状金属小片
１Ｂ パウチ形リチウム二次電池（捲回型）
１０Ａ 積層型電極群
１０Ｂ 捲回型電極群
１１ 正極
１１Ａ 正極集電体
１１Ｂ 正極合材層
１２ 負極
１２Ａ 負極集電体
１２Ｂ 負極合材層
１３ セパレータ
１４ 単電池層
２１ 正極リード
２２ 負極リード
３０ 外装体
１００ Ｌ字状金属小片
【図1】
【図2】
【図3】
