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(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】P2024015927
(43)【公開日】2024-02-06
(54)【発明の名称】二次電池
(51)【国際特許分類】
H01M 10/04 20060101AFI20240130BHJP
H01M 10/0587 20100101ALI20240130BHJP
H01M 50/107 20210101ALI20240130BHJP
H01M 50/152 20210101ALI20240130BHJP
H01M 50/169 20210101ALI20240130BHJP
H01M 50/188 20210101ALI20240130BHJP
H01M 50/586 20210101ALI20240130BHJP
H01M 50/593 20210101ALI20240130BHJP
H01M 50/56 20210101ALI20240130BHJP
【ＦＩ】
H01M10/04 W
H01M10/0587
H01M50/107
H01M50/152
H01M50/169
H01M50/188
H01M50/586
H01M50/593
H01M50/56
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022118316
(22)【出願日】2022-07-25
(71)【出願人】
【識別番号】000006231
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110001357
【氏名又は名称】弁理士法人つばさ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】影山 雅之
【テーマコード（参考）】
5H011
5H028
5H029
5H043
【Ｆターム（参考）】
5H011AA09
5H011CC06
5H011KK01
5H028AA07
5H028CC07
5H028CC08
5H028CC12
5H028HH05
5H029AJ14
5H029AK01
5H029AK02
5H029AK03
5H029AL02
5H029AL06
5H029AL07
5H029AL11
5H029AM03
5H029AM05
5H029AM07
5H029BJ14
5H029DJ02
5H029HJ04
5H029HJ12
5H043AA19
5H043BA19
5H043CA03
5H043CA12
5H043DA01
5H043EA39
5H043GA24
5H043LA21E
(57)【要約】
【課題】より高い信頼性を有する二次電池を提供する。
【解決手段】この二次電池は、芯材と、電池素子と、外装部材と、外部端子とを備える。芯材は、第１方向に延びる。電池素子は、第１電極と第２電極とを含む積層体が芯材の周囲に巻回されてなるものである。外装部材は、第１方向に貫通する貫通口が設けられた蓋部と、第１方向に電池素子を挟んで蓋部と対向する底部と、蓋部と底部とを繋ぐと共に電池素子を取り囲む側壁部とを有し、電池素子を収容する。外部端子は、蓋部から見て底部と反対側であって第１方向に貫通口と重なる位置に設けられている。ここで、芯材は、外部端子に固定されており、蓋部の外縁は、側壁部のうち底部と反対側の端部と溶接されている。
【選択図】図２
【解決手段】この二次電池は、芯材と、電池素子と、外装部材と、外部端子とを備える。芯材は、第１方向に延びる。電池素子は、第１電極と第２電極とを含む積層体が芯材の周囲に巻回されてなるものである。外装部材は、第１方向に貫通する貫通口が設けられた蓋部と、第１方向に電池素子を挟んで蓋部と対向する底部と、蓋部と底部とを繋ぐと共に電池素子を取り囲む側壁部とを有し、電池素子を収容する。外部端子は、蓋部から見て底部と反対側であって第１方向に貫通口と重なる位置に設けられている。ここで、芯材は、外部端子に固定されており、蓋部の外縁は、側壁部のうち底部と反対側の端部と溶接されている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１方向に延びる芯材と、
第１電極と第２電極とを含む積層体が前記芯材の周囲に巻回されてなる電池素子と、
前記第１方向に貫通する貫通口が設けられた蓋部と、前記第１方向に前記電池素子を挟んで前記蓋部と対向する底部と、前記蓋部と前記底部とを繋ぐと共に前記電池素子を取り囲む側壁部とを有し、前記電池素子を収容する外装部材と、
前記蓋部から見て前記底部と反対側であって前記第１方向に前記貫通口と重なる位置に設けられた外部端子と
を備え、
前記芯材は、前記外部端子に固定されており、
前記蓋部の外縁は、前記側壁部のうち前記底部と反対側の端部と溶接されている
二次電池。
第１電極と第２電極とを含む積層体が前記芯材の周囲に巻回されてなる電池素子と、
前記第１方向に貫通する貫通口が設けられた蓋部と、前記第１方向に前記電池素子を挟んで前記蓋部と対向する底部と、前記蓋部と前記底部とを繋ぐと共に前記電池素子を取り囲む側壁部とを有し、前記電池素子を収容する外装部材と、
前記蓋部から見て前記底部と反対側であって前記第１方向に前記貫通口と重なる位置に設けられた外部端子と
を備え、
前記芯材は、前記外部端子に固定されており、
前記蓋部の外縁は、前記側壁部のうち前記底部と反対側の端部と溶接されている
二次電池。
【請求項2】
第１方向に延びる芯材と、
第１電極と第２電極とを含む積層体が前記芯材の周囲に巻回されてなる電池素子と、
前記第１方向に貫通する貫通口が設けられた蓋部と、前記第１方向に前記電池素子を挟んで前記蓋部と対向する底部と、前記蓋部と前記底部とを繋ぐと共に前記電池素子を取り囲む側壁部とを有し、前記電池素子を収容する外装部材と、
前記蓋部から見て前記底部と反対側であって前記第１方向に前記貫通口と重なる位置に設けられた外部端子と
を備え、
前記芯材は、前記底部に固定されており、
前記底部の外縁は、前記側壁部のうち前記蓋部と反対側の端部と溶接されている
二次電池。
第１電極と第２電極とを含む積層体が前記芯材の周囲に巻回されてなる電池素子と、
前記第１方向に貫通する貫通口が設けられた蓋部と、前記第１方向に前記電池素子を挟んで前記蓋部と対向する底部と、前記蓋部と前記底部とを繋ぐと共に前記電池素子を取り囲む側壁部とを有し、前記電池素子を収容する外装部材と、
前記蓋部から見て前記底部と反対側であって前記第１方向に前記貫通口と重なる位置に設けられた外部端子と
を備え、
前記芯材は、前記底部に固定されており、
前記底部の外縁は、前記側壁部のうち前記蓋部と反対側の端部と溶接されている
二次電池。
【請求項3】
前記芯材は導電性を有し、前記芯材は前記外部端子および前記第１電極の各々と電気的に接続されると共に前記底部と絶縁されており、
前記底部は前記第２電極と電気的に接続されている
請求項１記載の二次電池。
前記底部は前記第２電極と電気的に接続されている
請求項１記載の二次電池。
【請求項4】
前記芯材は導電性を有し、前記芯材は前記底部および前記第２電極の各々と電気的に接続されると共に前記外部端子と絶縁されており、
前記外部端子は前記第１電極と電気的に接続されている
請求項２記載の二次電池。
前記外部端子は前記第１電極と電気的に接続されている
請求項２記載の二次電池。
【請求項5】
前記底部と前記側壁部とが一体化して収容部を構成している
請求項１または請求項２記載の二次電池。
請求項１または請求項２記載の二次電池。
【請求項6】
前記蓋部と前記外部端子との間に設けられた絶縁体をさらに備える
請求項１または請求項２に記載の二次電池。
請求項１または請求項２に記載の二次電池。
【請求項7】
前記蓋部と前記電池素子との間に設けられた第１絶縁部材をさらに備え、
前記第１絶縁部材は、前記第１方向に前記貫通口と対応する位置に設けられた第１開口を有し、
前記芯材は、前記貫通口および前記第１開口に挿通されている
請求項１記載の二次電池。
前記第１絶縁部材は、前記第１方向に前記貫通口と対応する位置に設けられた第１開口を有し、
前記芯材は、前記貫通口および前記第１開口に挿通されている
請求項１記載の二次電池。
【請求項8】
前記底部と前記電池素子との間に設けられた第２絶縁部材をさらに備え、
前記第２絶縁部材は、前記第１方向に前記貫通口と対応する位置に設けられた第２開口を有し、
前記芯材は、前記第２開口に挿通されている
請求項２記載の二次電池。
前記第２絶縁部材は、前記第１方向に前記貫通口と対応する位置に設けられた第２開口を有し、
前記芯材は、前記第２開口に挿通されている
請求項２記載の二次電池。
【請求項9】
前記外装部材の前記第１方向の高さよりも、前記外装部材の前記第１方向と直交する第２方向の外径が大きい
請求項１または請求項２に記載の二次電池。
請求項１または請求項２に記載の二次電池。
【請求項10】
前記外装部材の前記蓋部は、前記第１方向に沿って前記電池素子に向けて窪んだ窪み部を有し、
前記貫通口は、前記窪み部に設けられている
請求項１または請求項２に記載の二次電池。
前記貫通口は、前記窪み部に設けられている
請求項１または請求項２に記載の二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本技術は、二次電池に関する。
【背景技術】
【0002】
携帯電話機などの多様な電子機器が普及しているため、小型かつ軽量であると共に高エネルギー密度を得ることが可能である電源として、二次電池の開発が進められている。この二次電池は、外装部材の内部に収納された正極、負極および電解質を備えており、その二次電池の構成に関しては、様々な検討がなされている（例えば特許文献１参照）。
【0003】
例えば特許文献１には、正極体と負極体とがセパレータを介して積層または捲回されてなる電極体と、その電極体を収納する外装ケースとを備える密閉型蓄電装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１９－４６６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
二次電池の性能を改善するために様々な検討がなされている。しかしながら、二次電池の性能には改善の余地がある。
【0006】
本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、より高い信頼性を有する二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一実施形態の第１の二次電池は、芯材と、電池素子と、外装部材と、外部端子とを備える。芯材は、第１方向に延びる。電池素子は、第１電極と第２電極とを含む積層体が芯材の周囲に巻回されてなるものである。外装部材は、第１方向に貫通する貫通口が設けられた蓋部と、第１方向に電池素子を挟んで蓋部と対向する底部と、蓋部と底部とを繋ぐと共に電池素子を取り囲む側壁部とを有し、電池素子を収容する。外部端子は、蓋部から見て底部と反対側であって第１方向に貫通口と重なる位置に設けられている。ここで、芯材は、外部端子に固定されており、蓋部の外縁は、側壁部のうち底部と反対側の端部と溶接されている。
【0008】
本開示の一実施形態の第２の二次電池は、芯材と、電池素子と、外装部材と、外部端子とを備える。芯材は、第１方向に延びる。電池素子は、第１電極と第２電極とを含む積層体が芯材の周囲に巻回されてなるものである。外装部材は、第１方向に貫通する貫通口が設けられた蓋部と、第１方向に電池素子を挟んで蓋部と対向する底部と、蓋部と底部とを繋ぐと共に電池素子を取り囲む側壁部とを有し、電池素子を収容する。外部端子は、蓋部から見て底部と反対側であって第１方向に貫通口と重なる位置に設けられている。芯材は、底部に固定されており、底部の外縁は、側壁部のうち蓋部と反対側の端部と溶接されている。
【発明の効果】
【0009】
本開示の一実施形態の第１の二次電池によれば、芯材が外部端子に固定されているので、芯材の周囲に巻回される電池素子の巻き崩れが生じにくい。よって、高い信頼性を有する。また、この二次電池は、蓋部の外縁が側壁部のうち底部と反対側の端部と溶接された構造を有するので、容易に製造可能である。
【0010】
本開示の一実施形態の第２の二次電池によれば、芯材が外装部材の底部に固定されているので、芯材の周囲に巻回される電池素子の巻き崩れが生じにくい。よって、高い信頼性を有する。また、この二次電池は、蓋部の外縁が側壁部のうち蓋部と反対側の端部と溶接されてた構造を有するので、容易に製造可能である。
【0011】
なお、本開示の効果は、必ずしもここで説明された効果に限定されるわけではなく、後述する本技術に関連する一連の効果のうちのいずれの効果でもよい。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本開示の第１の実施形態としての二次電池の構成を表す斜視図である。
【図6】本開示の第２の実施形態としての二次電池の構成を表す断面図である。
【図7】変形例１の二次電池の構成を表す断面図である。
【図8】実施例としての二次電池の巻きずれ量を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本開示の一実施形態に関して、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．第１の実施の形態の二次電池
１－１．構成
１－２．動作
１－３．製造方法
１－４．作用および効果
２．第２の実施の形態の二次電池
２－１．構成
２－２．動作
２－３．製造方法
２－４．作用および効果
３．変形例
４．実施例
１．第１の実施の形態の二次電池
１－１．構成
１－２．動作
１－３．製造方法
１－４．作用および効果
２．第２の実施の形態の二次電池
２－１．構成
２－２．動作
２－３．製造方法
２－４．作用および効果
３．変形例
４．実施例
【0014】
＜１．第１の実施の形態の二次電池＞
まず、本開示の第１の実施の形態の二次電池に関して説明する。
まず、本開示の第１の実施の形態の二次電池に関して説明する。
【0015】
ここで説明する二次電池は、扁平かつ柱状の立体的形状を有しており、いわゆるコイン型およびボタン型などと呼称されている。この二次電池は、後述するように、互いに対向する一対の底部と、それら一対の底部の間に位置する側壁部とを有している。この二次電池では、外径よりも高さが小さくなっている。ここでいう「外径」とは、底部の最大直径（最大外径）である。この二次電池では、対向する一対の底部の各々の最大直径は互いに実質的に等しい。また、ここでいう「高さ」とは、一方の底部の上面から他方の底部の下面までの最大の距離である。なお、本実施の形態では、一対の底部が対向する方向を高さ方向Ｚとしている。
【0016】
二次電池の充放電原理は、特に限定されないが、以下では、電極反応物質の吸蔵放出を利用して電池容量が得られる場合に関して説明する。この二次電池は、正極および負極と共に電解質を備えている。この二次電池では、充電途中において負極の表面に電極反応物質が析出することを防止するために、その負極の充電容量が正極の放電容量よりも大きくなっている。すなわち、負極の単位面積当たりの電気化学容量は、正極の単位面積当たりの電気化学容量よりも大きくなるように設定されている。
【0017】
電極反応物質の種類は、特に限定されないが、具体的には、アルカリ金属およびアルカリ土類金属などの軽金属である。アルカリ金属は、リチウム、ナトリウムおよびカリウムなどであると共に、アルカリ土類金属は、ベリリウム、マグネシウムおよびカルシウムなどである。
【0018】
以下では、電極反応物質がリチウムである場合を例に挙げる。リチウムの吸蔵放出を利用して電池容量が得られる二次電池は、いわゆるリチウムイオン二次電池である。このリチウムイオン二次電池では、リチウムがイオン状態で吸蔵放出される。
【0019】
＜１－１．構成＞
図１は、二次電池の斜視構成を表している。図２は、図１に示した二次電池の断面構成を表している。図３は、図２に示した電池素子４０の断面構成を表している。ただし、図３では、電池素子４０の断面構成のうちの一部だけを拡大している。
図１は、二次電池の斜視構成を表している。図２は、図１に示した二次電池の断面構成を表している。図３は、図２に示した電池素子４０の断面構成を表している。ただし、図３では、電池素子４０の断面構成のうちの一部だけを拡大している。
【0020】
【0021】
ここで説明する二次電池は、図１に示したように、外径Ｄよりも高さＨが小さい立体的形状、すなわち扁平かつ柱状の立体的形状を有している。ここでは、二次電池の立体的形状は、扁平かつ円筒（円柱）状である。なお、本実施の形態では、図１および図２のそれぞれにおける紙面上下方向を高さ方向Ｚとしている。したがって、高さＨは、本実施の形態の二次電池における高さ方向Ｚの寸法を意味する。また、外径Ｄは、本実施の形態の二次電池における高さ方向Ｚと直交する方向の寸法を意味する。
【0022】
二次電池の寸法は、特に限定されないが、一例を挙げると、外径Ｄ＝３ｍｍ～３０ｍｍであると共に、高さＨ＝０．５ｍｍ～７０ｍｍである。ただし、高さＨに対する外径Ｄの比（Ｄ／Ｈ）は、１よりも大きくなっている。すなわち、外径Ｄのほうが高さＨよりも大きい。この比（Ｄ／Ｈ）の上限は、特に限定されないが、２５以下であることが好ましい。
【0023】
この二次電池は、図１～図３に示したように、外装缶１０と、外部端子２０と、電池素子４０とを備えている。ここでは、二次電池は、さらに、ガスケット３０と、負極リード５２と、絶縁フィルム６２，６４と、芯材１３とを備えている。
【0024】
【0025】
ここでは、外装缶１０は、扁平かつ円柱状である二次電池の立体的形状に応じて、扁平かつ円柱状の立体的形状を有している。このため、外装缶１０は、互いに対向する一対の底部Ｍ１，Ｍ２と、その底部Ｍ１，Ｍ２の間に位置する側壁部Ｍ３とを有している。すなわち、側壁部Ｍ３は、底部Ｍ１と底部Ｍ２とを繋ぐと共に電池素子４０を取り囲んでいる。側壁部Ｍ３の上端部は底部Ｍ１に連結されている。側壁部Ｍ３の下端部は底部Ｍ２に連結されている。上記したように、外装缶１０は略円柱状であるため、底部Ｍ１，Ｍ２のそれぞれの平面形状は略円形であると共に、側壁部Ｍ３の表面は凸型の湾曲面である。
【0026】
また、外装缶１０は、互いに溶接された収納部１１および蓋部１２を含んでいる。すなわち、収容部１１に蓋部１２が溶接されることにより、外装缶１０の内部空間は封止されている。なお、本実施の形態では、底部Ｍ１が蓋部１２を構成し、底部Ｍ２および側壁部Ｍ３が一体となって収容部１１を構成している。よって、蓋部１２の外縁は、側壁部Ｍ３の上端部と溶接されている。
【0027】
収納部１１は、電池素子４０などを内部に収納する扁平かつ円柱状の収納部材である。収納部１１は、上端部が開放されていると共に下端部が閉塞されている中空の構造を有している。すなわち、収納部１１は、電池素子４０が高さ方向Ｚに挿通可能な挿通口として、上端部に開口部１１Ｋ（図２）を有している。
【0028】
図２に示したように、蓋部１２は、収納部１１の開口部１１Ｋを閉塞する略円盤状の蓋部材であり、貫通口１２Ｋを有している。貫通口１２Ｋは内径φ１２Ｋを有している。貫通口１２Ｋは、電池素子４０と外部端子２０とを互いに接続させるための接続経路として利用される。蓋部１２の外縁は、上記したように、収納部１１の開口部１１Ｋに溶接されている。蓋部１２には、ガスケット３０を介して外部端子２０が取り付けられている。すなわち、蓋部１２は、ガスケット３０を介して外部端子２０を支持している。外部端子２０は、貫通口１２Ｋを塞ぐように、ガスケット３０を介して蓋部１２に取り付けられている。外部端子２０は、外装缶１０から電気的に絶縁されている。
【0029】
なお、完成後の二次電池では、上記したように、蓋部１２が収納部１１に溶接された状態となっている。上述したように、開口部１１Ｋは蓋部１２により閉塞されている。したがって、二次電池の外観を見ても、収納部１１が開口部１１Ｋを有していたかどうかを確認することができないとも考えられる。
【0030】
しかしながら、蓋部１２が収納部１１に溶接されていると、外装缶１０の表面、より具体的には収納部１１と蓋部１２との境界部に溶接痕が残っている。その溶接痕の有無に基づいて、収納部１１が開口部１１Ｋを有していたかどうかを事後的に確認することができる。
【0031】
すなわち、外装缶１０の表面に溶接痕が残っている場合には、収納部１１が開口部１１Ｋを有していたということである。一方、外装缶１０の表面に溶接痕が残っていない場合には、収納部１１が開口部１１Ｋを有していなかったということである。
【0032】
蓋部１２は、収納部１１の内部に向かって高さ方向Ｚに沿って部分的に突出するように折れ曲がっており、窪み部１２Ｈを形成している。すなわち、外装缶１０の外部から眺めた場合、蓋部１２は、外装缶１０の内部に収容された電池素子４０に向けて高さ方向Ｚに部分的に窪んだ形状を有している。窪み部１２Ｈは、高さ方向Ｚに貫通する貫通口１２Ｋと、高さ方向Ｚと直交する水平面に沿って貫通口１２Ｋを取り囲む底部１２ＨＢと、その底部１２ＨＢの外縁に沿って立設する壁部１２ＨＷとを含んでいる。また、蓋部１２のうちの窪み部１２Ｈ以外の部分は、周辺部１２Ｒとなっている。周辺部１２Ｒは、二次電池の高さ方向Ｚと直交する水平面内において窪み部１２Ｈを取り囲むように設けられた円環状をなしている。周辺部１２Ｒは、窪み部１２Ｈの周囲を取り囲んで高さ方向Ｚに沿って電池素子４０から遠ざかるように突出する部分である。したがって、高さ方向Ｚにおいて、窪み部１２Ｈの底部１２ＨＢの表面１２ＨＳは、周辺部１２Ｒの表面１２ＲＳよりも、収納部１１の内部に向かって低い位置にある。すなわち、高さ方向Ｚにおいて、窪み部１２Ｈの底部１２ＨＢの表面１２ＨＳと電池素子４０との距離は、周辺部１２Ｒの表面１２ＲＳと電池素子４０との距離よりも短い。
【0033】
窪み部１２Ｈの平面視形状、すなわち二次電池を上方から見た場合の窪み部１２Ｈの外縁により画定される形状は、特に限定されない。ここでは、窪み部１２Ｈの平面視形状は、略円形である。なお、窪み部１２Ｈの内径および深さは、特に限定されるものではなく、任意に設定可能である。但し、窪み部１２Ｈにガスケット３０を介して外部端子２０を取り付けた状態において、外部端子２０の表面２０Ｓの高さ位置が周辺部１２Ｒの表面１２ＲＳの高さ位置よりも低くなるように、窪み部１２Ｈの深さは設定される。
【0034】
上記したように、外装缶１０は、互いに物理的に分離されていた収納部１１および蓋部１２が互いに溶接されている缶であり、いわゆる溶接缶である。これにより、溶接後の外装缶１０は、全体として物理的に一体化された１個の部材であるため、事後的に収納部１１と蓋部１２とに分離できない状態である。
【0035】
溶接缶である外装缶１０は、加締め加工を用いて形成されたクリンプ缶とは異なる缶であり、いわゆるクリンプレス缶である。外装缶１０の内部において素子空間体積が増加するため、単位体積当たりのエネルギー密度が増加するからである。この「素子空間体積」とは、電池素子４０を収納するために利用可能である外装缶１０の内部空間の体積（有効体積）である。
【0036】
また、溶接缶である外装缶１０は、互いに折り重なった部分を有していないと共に、２個以上の部材が互いに重なった部分を有していない。
【0037】
「互いに折り重なった部分を有していない」とは、外装缶１０の一部が互いに折り重なるように加工（折り曲げ加工）されていないことを意味している。また、「２個以上の部材が互いに重なった部分を有していない」とは、二次電池の完成後において外装缶１０が物理的に１個の部材であるため、その外装缶１０が事後的に２個以上の部材に分離できないことを意味している。すなわち、完成後の二次電池における外装缶１０の状態は、事後的に分離できるように２個以上の部材が互いに重なりながら組み合わされている状態でない。
【0038】
ここで、外装缶１０は導電性を有している。詳細には、収納部１１および蓋部１２のそれぞれが導電性を有している。外装缶１０は、負極リード５２を介して電池素子４０の負極４２と電気的に接続されている。このため、外装缶１０は、負極４２の外部接続用端子でもある。本実施の形態の二次電池は、外装缶１０とは別個に負極４２の外部接続用端子を備えていなくてもよいことから、負極４２の外部接続用端子の存在に起因する素子空間体積の減少が抑制される。これにより、素子空間体積が増加するので、単位体積当たりのエネルギー密度が増加する。
【0039】
具体的には、外装缶１０は、金属材料および合金材料などの導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含む金属缶である。その金属缶を構成する導電性材料は、鉄、銅、ニッケル、ステンレス、鉄合金、銅合金およびニッケル合金などである。ステンレスの種類は、特に限定されないが、具体的には、ＳＵＳ３０４およびＳＵＳ３１６などである。ただし、収納部１１の形成材料と蓋部１２の形成材料とは、互いに同じでもよいし、互いに異なってもよい。
【0040】
蓋部１２は、正極４１の外部接続用端子としての外部端子２０からガスケット３０を介して絶縁されている。負極４２の外部接続用端子である外装缶１０と、正極４１の外部接続用端子である外部端子２０との接触、すなわち短絡を防止するためである。
【0041】
［外部端子］
外部端子２０は、図１および図２に示したように、二次電池が電子機器に搭載される際に、その電子機器に接続される接続用の端子である。外部端子２０は、上記したように、外装缶１０のうちの蓋部１２に取り付けられて支持されている。外部端子２０は、蓋部１２から見て底部Ｍ２と反対側であって高さ方向Ｚに貫通口１２Ｋと重なる位置に設けられている。
外部端子２０は、図１および図２に示したように、二次電池が電子機器に搭載される際に、その電子機器に接続される接続用の端子である。外部端子２０は、上記したように、外装缶１０のうちの蓋部１２に取り付けられて支持されている。外部端子２０は、蓋部１２から見て底部Ｍ２と反対側であって高さ方向Ｚに貫通口１２Ｋと重なる位置に設けられている。
【0042】
ここでは、外部端子２０は、芯材１３を介して電池素子４０の正極４１に接続されている。このため、外部端子２０は、正極４１の外部接続用端子でもある。これにより、二次電池の使用時には、正極４１の外部接続用端子としての外部端子２０および負極４２の外部接続用端子としての外装缶１０を介して二次電池が電子機器に接続される。よって、その電子機器は、二次電池を電源として用いて動作可能になる。
【0043】
外部端子２０は、二次電池の高さ方向Ｚと直交する水平面に沿って広がる平坦な略板状の部材であり、ガスケット３０を介して窪み部１２Ｈの内部に配置されている。外部端子２０は、ガスケット３０を介して蓋部１２から絶縁されている。ここでは、図２に示したように、高さ方向Ｚにおいて、外部端子２０の表面２０Ｓの位置は、外装缶１０の周辺部１２Ｒの表面１２ＲＳの位置よりも電池素子４０に向けて低くなっている。すなわち、外部端子２０は、その上端である表面２０Ｓが表面１２ＲＳよりも電池素子４０に向けて凹むように、窪み部１２Ｈの内部に収納されている。本実施の形態の二次電池では、外部端子２０が蓋部１２よりも上方に突出している場合と比較して、二次電池の高さが小さくなる。このため、二次電池の単位体積当たりのエネルギー密度が増加する。また、他の導電部材を介して外装缶１０と外部端子２０との短絡が生じるのを防ぐことができる。また、本実施の形態では、外部端子２０の周辺部分が、窪み部１２Ｈの底部１２ＨＢと高さ方向Ｚにおいて重なり合っている。外部端子２０と蓋部１２との重なり部分を有することにより、二次電池全体としての機械的強度を向上させることができる。ここで、外部端子２０と周辺部分との重なり部分における高さ方向Ｚと直交する水平面に沿った長さは、外部端子２０の厚さよりも大きく、底部１２ＨＢの厚さよりも大きいとよい。
【0044】
なお、外部端子２０の外径は、窪み部１２Ｈの内径よりも小さいため、その外部端子２０は、周囲において蓋部１２から離隔されている。これにより、ガスケット３０は、外部端子２０と蓋部１２（窪み部１２Ｈ）との間の領域のうちの一部だけに配置されており、より具体的には、ガスケット３０が存在しなければ外部端子２０と蓋部１２とが互いに接触し得る場所だけに配置されている。但し、ガスケット３０は、窪み部１２Ｈの壁部１２ＨＷの内壁面と外部端子２０の外縁２０Ｔとの間にも設けられているとよい。また、蓋部１２と外部端子２０とがガスケット３０により固着されているとよい。
【0045】
また、外部端子２０は、金属材料および合金材料などの導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その導電性材料は、アルミニウムおよびアルミニウム合金などである。ただし、外部端子２０は、クラッド材料により形成されていてもよい。このクラッド材料は、ガスケット３０に近い側から順にアルミニウム層およびニッケル層を含んでおり、そのクラッド材料では、アルミニウム層とニッケル層とが互いに圧延接合されている。
【0046】
［ガスケット］
ガスケット３０は、図２に示したように、外装缶１０（蓋部１２）と外部端子２０との間に配置された絶縁部材である。外部端子２０は、ガスケット３０を介して蓋部１２に固定されている。ガスケット３０は、貫通口１２Ｋに対応する箇所に貫通口を有するリング状の平面形状を有している。また、ガスケット３０は、絶縁性の高分子化合物などの絶縁性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その絶縁性材料は、ポリプロピレンおよびポリエチレンなどの樹脂である。
ガスケット３０は、図２に示したように、外装缶１０（蓋部１２）と外部端子２０との間に配置された絶縁部材である。外部端子２０は、ガスケット３０を介して蓋部１２に固定されている。ガスケット３０は、貫通口１２Ｋに対応する箇所に貫通口を有するリング状の平面形状を有している。また、ガスケット３０は、絶縁性の高分子化合物などの絶縁性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その絶縁性材料は、ポリプロピレンおよびポリエチレンなどの樹脂である。
【0047】
ガスケット３０の設置範囲は、特に限定されず、任意に設定可能である。ここでは、ガスケット３０は、窪み部１２Ｈの内部において蓋部１２の上面と外部端子２０の下面との間の隙間に配置されている。但し、上述したように、ガスケット３０は、窪み部１２Ｈの壁部１２ＨＷの内壁面と外部端子２０の外縁２０Ｔとの間にも設けられているとよい。また、蓋部１２Ｈと外部端子２０とがガスケット３０により固着されているとよい。
【0048】
［電池素子］
電池素子４０は、図２および図３に示したように、充放電反応を進行させる発電素子であり、外装缶１０の内部に収納されている。電池素子４０は、正極４１および負極４２を含んでいる。ここでは、電池素子４０は、さらに、セパレータ４３と、液状の電解質である電解液（図示せず）とを含んでいる。
電池素子４０は、図２および図３に示したように、充放電反応を進行させる発電素子であり、外装缶１０の内部に収納されている。電池素子４０は、正極４１および負極４２を含んでいる。ここでは、電池素子４０は、さらに、セパレータ４３と、液状の電解質である電解液（図示せず）とを含んでいる。
【0049】
図２に示した中心線ＰＣは、二次電池（外装缶１０）の外径Ｄに沿った方向における電池素子４０の中心に対応する線分である。すなわち、中心線ＰＣの位置Ｐは、電池素子４０の中心の位置に対応している。
【0050】
電池素子４０は、いわゆる巻回電極体である。すなわち、電池素子４０では、正極４１および負極４２がセパレータ４３を介して互いに積層されている。さらに、積層された正極４１、負極４２およびセパレータ４３が、位置Ｐに配置された芯材１３の周囲に巻回されている。正極４１および負極４２は、セパレータ４３を介して互いに対向した状態を維持しつつ芯材１３に巻き付けられている。すなわち、電池素子４０の中心に、高さ方向Ｚに延びる芯材１３が存在する。
【0051】
ここでは、正極４１、負極４２およびセパレータ４３は、セパレータ４３が巻回電極体の最外周および巻回電極体の最内周のそれぞれに配置されるように巻回されている。正極４１、負極４２およびセパレータ４３のそれぞれの巻回数は、特に限定されず、任意に設定可能である。
【0052】
電池素子４０は、外装缶１０の立体的形状に即した立体的形状を有している。具体的には、電池素子４０は、扁平かつ円柱状の立体的形状を有している。電池素子４０が外装缶１０の立体的形状とは異なる立体的形状を有している場合と比較して、その外装缶１０の内部に電池素子４０が収納された際に、いわゆるデッドスペース、具体的には外装缶１０と電池素子４０との間の空隙が発生しにくくなる。このため、外装缶１０の内部空間が有効に利用される。その結果、素子空間体積が増加し、二次電池の単位体積当たりのエネルギー密度が増加する。
【0053】
（正極）
正極４１は、充放電反応を進行させるために用いられる第１電極であり、図３に示したように、正極集電体４１Ａおよび正極活物質層４１Ｂを含んでいる。
正極４１は、充放電反応を進行させるために用いられる第１電極であり、図３に示したように、正極集電体４１Ａおよび正極活物質層４１Ｂを含んでいる。
【0054】
正極集電体４１Ａは、正極活物質層４１Ｂが設けられる一対の面を有している。この正極集電体４１Ａは、金属材料などの導電性材料を含んでおり、その金属材料は、アルミニウムなどである。
【0055】
正極活物質層４１Ｂは、正極集電体４１Ａの両面に設けられており、リチウムを吸蔵放出可能である正極活物質のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、正極活物質層４１Ｂは、正極集電体４１Ａの片面だけに設けられていてもよい。また、正極活物質層４１Ｂは、さらに、正極結着剤および正極導電剤などを含んでいてもよい。正極活物質層４１Ｂの形成方法は、特に限定されないが、具体的には、塗布法などである。
【0056】
正極活物質は、リチウム化合物を含んでいる。このリチウム化合物は、リチウムを構成元素として含む化合物の総称であり、より具体的には、リチウムと共に１種類または２種類以上の遷移金属元素を構成元素として含む化合物である。高いエネルギー密度が得られるからである。ただし、リチウム化合物は、さらに、他の元素（リチウムおよび遷移金属元素を除く。）のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。リチウム化合物の種類は、特に限定されないが、具体的には、酸化物、リン酸化合物、ケイ酸化合物およびホウ酸化合物などである。酸化物の具体例は、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＣｏＯ2 およびＬｉＭｎ2 Ｏ4 などであると共に、リン酸化合物の具体例は、ＬｉＦｅＰＯ4 およびＬｉＭｎＰＯ4 などである。
【0057】
正極結着剤は、合成ゴムおよび高分子化合物などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。合成ゴムは、スチレンブタジエン系ゴムなどであると共に、高分子化合物は、ポリフッ化ビニリデンなどである。正極導電剤は、炭素材料などの導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その炭素材料は、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラックおよびケッチェンブラックなどである。ただし、導電性材料は、金属材料および高分子化合物などでもよい。
【0058】
（負極）
負極４２は、充放電反応を進行させるために用いられる第２電極であり、図３に示したように、負極集電体４２Ａおよび負極活物質層４２Ｂを含んでいる。
負極４２は、充放電反応を進行させるために用いられる第２電極であり、図３に示したように、負極集電体４２Ａおよび負極活物質層４２Ｂを含んでいる。
【0059】
負極集電体４２Ａは、負極活物質層４２Ｂが設けられる一対の面を有している。この負極集電体４２Ａは、金属材料などの導電性材料を含んでおり、その金属材料は、銅などである。
【0060】
負極活物質層４２Ｂは、負極集電体４２Ａの両面に設けられており、リチウムを吸蔵放出可能である負極活物質のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、負極活物質層４２Ｂは、負極集電体４２Ａの片面だけに設けられていてもよい。また、負極活物質層４２Ｂは、さらに、負極結着剤および負極導電剤などを含んでいてもよい。負極結着剤および負極導電剤のそれぞれに関する詳細は、正極結着剤および正極導電剤のそれぞれに関する詳細と同様である。負極活物質層４２Ｂの形成方法は、特に限定されないが、具体的には、塗布法、気相法、液相法、溶射法および焼成法（焼結法）などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。
【0061】
負極活物質は、炭素材料および金属系材料のうちの一方または双方を含んでいる。高いエネルギー密度が得られるからである。炭素材料は、易黒鉛化性炭素、難黒鉛化性炭素および黒鉛（天然黒鉛および人造黒鉛）などである。金属系材料は、リチウムと合金を形成可能である金属元素および半金属元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を構成元素として含む材料であり、その金属元素および半金属元素は、ケイ素およびスズのうちの一方または双方などである。ただし、金属系材料は、単体でもよいし、合金でもよいし、化合物でもよいし、それらの２種類以上の混合物でもよいし、それらの２種類以上の相を含む材料でもよい。金属系材料の具体例は、ＴｉＳｉ2 およびＳｉＯx （０＜ｘ≦２、または０．２＜ｘ＜１．４）などである。
【0062】
ここでは、負極４２の高さは、正極４１の高さよりも大きくなっている。すなわち、負極４２は、正極４１よりも上方に突出していると共に、その正極４１よりも下方に突出している。正極４１から放出されたリチウムが析出することを防止するためである。この「高さ」とは、上記した二次電池の高さＨに対応する寸法であり、すなわち図１および図２のそれぞれにおける上下方向の寸法である。ここで説明した高さの定義は、以降においても同様である。
【0063】
（セパレータ）
セパレータ４３は、図２および図３に示したように、正極４１と負極４２との間に配置された絶縁性の多孔質膜である。セパレータ４３は、正極４１と負極４２との短絡を防止しながらリチウムイオンを通過させる。セパレータ４３は、ポリエチレンなどの高分子化合物を含んでいる。
セパレータ４３は、図２および図３に示したように、正極４１と負極４２との間に配置された絶縁性の多孔質膜である。セパレータ４３は、正極４１と負極４２との短絡を防止しながらリチウムイオンを通過させる。セパレータ４３は、ポリエチレンなどの高分子化合物を含んでいる。
【0064】
ここでは、セパレータ４３の高さは、負極４２の高さよりも大きくなっている。すなわち、セパレータ４３は、負極４２よりも上方に突出していると共に、負極４２よりも下方に突出しているとよい。
【0065】
（電解液）
電解液は、正極４１、負極４２およびセパレータ４３のそれぞれに含浸されており、溶媒および電解質塩を含んでいる。溶媒は、炭酸エステル系化合物、カルボン酸エステル系化合物およびラクトン系化合物などの非水溶媒（有機溶剤）のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その非水溶媒を含んでいる電解液は、いわゆる非水電解液である。電解質塩は、リチウム塩などの軽金属塩のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
電解液は、正極４１、負極４２およびセパレータ４３のそれぞれに含浸されており、溶媒および電解質塩を含んでいる。溶媒は、炭酸エステル系化合物、カルボン酸エステル系化合物およびラクトン系化合物などの非水溶媒（有機溶剤）のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その非水溶媒を含んでいる電解液は、いわゆる非水電解液である。電解質塩は、リチウム塩などの軽金属塩のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
【0066】
また、蓋部１２と電池素子４０との間には、絶縁フィルム６２が配置されている。これにより、蓋部１２と電池素子４０とが絶縁フィルム６２を介して互いに絶縁され、蓋部１２と電池素子４０の正極４１との短絡が防止される。
【0067】
［負極リード］
負極リード５２は、図２に示したように、外装缶１０の内部に収納されている。負極リード５２は、負極４２および外装缶１０（収納部１１）のそれぞれに電気的に接続されている。したがって、収容部１１（底部Ｍ２）は、負極リード５２を介して負極４２と電気的に接続されている。ここでは、二次電池は、１つの負極リード５２を備えている。ただし、二次電池は、２以上の負極リード５２を備えていてもよい。
負極リード５２は、図２に示したように、外装缶１０の内部に収納されている。負極リード５２は、負極４２および外装缶１０（収納部１１）のそれぞれに電気的に接続されている。したがって、収容部１１（底部Ｍ２）は、負極リード５２を介して負極４２と電気的に接続されている。ここでは、二次電池は、１つの負極リード５２を備えている。ただし、二次電池は、２以上の負極リード５２を備えていてもよい。
【0068】
負極リード５２は、負極４２の下端部に接続されており、より具体的には、負極集電体４２Ａの下端部に接続されている。また、負極リード５２は、収納部１１の底面に接続されている。負極リード５２の接続方法は、特に限定されないが、具体的には、抵抗溶接法およびレーザー溶接法などの溶接法のうちのいずれか１種類または２種類以上である。
【0069】
負極リード５２の形成材料に関する詳細は、負極集電体４２Ａの形成材料に関する詳細と同様である。ただし、負極リード５２の形成材料と負極集電体４２Ａの形成材料とは、互いに同じでもよいし、互いに異なってもよい。
【0070】
負極４２に対する負極リード５２の接続位置は、特に限定されず、任意に設定可能である。ここでは、負極リード５２は、巻回電極体を構成する負極４２の最外周部分に接続されている。
【0071】
なお、負極リード５２は、負極集電体４２Ａとは別体として設けられている。ただし、負極リード５２は、負極集電体４２Ａと物理的に連続していることから、負極集電体４２Ａと一体化されていてもよい。
【0072】
［絶縁フィルム］
絶縁フィルム６２は、図２に示したように、高さ方向Ｚにおいて蓋部１２と電池素子４０との間に配置されている第１絶縁部材である。ここでは、絶縁フィルム６２は、高さ方向Ｚにおいて貫通口１２Ｋに対応する箇所に開口６２Ｋを有するリング状の平面形状を有している。開口６２Ｋは、内径φ６２Ｋを有している。貫通口１２Ｋの内径φ１２Ｋおよび開口６２Ｋの内径φ６２Ｋは、後述する芯材１３の外径φ１３よりも大きい。
絶縁フィルム６２は、図２に示したように、高さ方向Ｚにおいて蓋部１２と電池素子４０との間に配置されている第１絶縁部材である。ここでは、絶縁フィルム６２は、高さ方向Ｚにおいて貫通口１２Ｋに対応する箇所に開口６２Ｋを有するリング状の平面形状を有している。開口６２Ｋは、内径φ６２Ｋを有している。貫通口１２Ｋの内径φ１２Ｋおよび開口６２Ｋの内径φ６２Ｋは、後述する芯材１３の外径φ１３よりも大きい。
【0073】
ここでは、絶縁フィルム６２は、接着層を介して蓋部１２に接着されていてもよい。
【0074】
また、絶縁フィルム６２は、絶縁性の高分子化合物などの絶縁性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。絶縁フィルム６２に含まれる絶縁性材料は、ポリイミドなどである。
【0075】
絶縁フィルム６４は、図２に示したように、高さ方向Ｚにおいて底部Ｍ２と電池素子４０との間に設けられた第２絶縁部材である。絶縁フィルム６４は、芯材１３と、負極リード５２および底部Ｍ２とを電気的に絶縁している。
【0076】
絶縁フィルム６４の形成材料に関する詳細は、絶縁フィルム６２の形成材料に関する詳細と同様である。ただし、絶縁フィルム６４の形成材料と絶縁フィルム６２の形成材料とは、互いに同じでもよいし、互いに異なってもよい。
【0077】
［芯材］
芯材１３は、例えば中心線ＰＣを中心軸とする円柱状もしくは円筒状の外観を有する部材である。芯材１３は、外径φ１３Ｋを有している。外径φ１３は、電池素子４０の内径に実質的に等しい。芯材１３は、貫通口１２Ｋおよび絶縁フィルム６２の開口６２Ｋに挿通されて外部端子２０に固定されている。本実施の形態の二次電池では、芯材１３は導電性を有し、外部端子２０および正極４１とそれぞれ電気的に接続されている。例えば、電池素子４０における正極４１の最内周側の端部が芯材１３に電気的に接続されている。したがって、芯材１３を介して外部端子２０と正極４１とが電気的に接続されている。先に述べたように芯材１３と底部Ｍ２および負極リード５２との間には絶縁フィルム６４が設けられていることから、芯材１３は底部Ｍ２および負極リード５２と物理的に離間しており、電気的に絶縁されている。
芯材１３は、例えば中心線ＰＣを中心軸とする円柱状もしくは円筒状の外観を有する部材である。芯材１３は、外径φ１３Ｋを有している。外径φ１３は、電池素子４０の内径に実質的に等しい。芯材１３は、貫通口１２Ｋおよび絶縁フィルム６２の開口６２Ｋに挿通されて外部端子２０に固定されている。本実施の形態の二次電池では、芯材１３は導電性を有し、外部端子２０および正極４１とそれぞれ電気的に接続されている。例えば、電池素子４０における正極４１の最内周側の端部が芯材１３に電気的に接続されている。したがって、芯材１３を介して外部端子２０と正極４１とが電気的に接続されている。先に述べたように芯材１３と底部Ｍ２および負極リード５２との間には絶縁フィルム６４が設けられていることから、芯材１３は底部Ｍ２および負極リード５２と物理的に離間しており、電気的に絶縁されている。
【0078】
［その他］
なお、この二次電池は、さらに、１種類または２種類以上の他の構成要素を備えていてもよい。
なお、この二次電池は、さらに、１種類または２種類以上の他の構成要素を備えていてもよい。
【0079】
具体的には、二次電池は、安全弁機構を備えている。この安全弁機構は、外装缶１０の内圧が一定以上に到達すると、外装缶１０と電池素子４０との電気的接続を切断するようになっている。外装缶１０の内圧が一定以上に到達する原因は、二次電池の内部において短絡が発生すること、二次電池が外部から加熱されることなどである。安全弁機構の設置場所は、特に限定されないが、中でも、その安全弁機構は、底部Ｍ１，Ｍ２のうちのいずれかに設けられていることが好ましく、外部端子２０が取り付けられていない底部Ｍ２に設けられていることがより好ましい。
【0080】
また、二次電池は、外装缶１０と電池素子４０との間に絶縁フィルム６２，６４以外の絶縁体を備えていてもよい。この絶縁体は、絶縁フィルムおよび絶縁シートなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、外装缶１０と電池素子４０との短絡を防止する。絶縁体の設置範囲は、特に限定されず任意に設定可能である。
【0081】
なお、外装缶１０には、開列弁が設けられている。この開列弁は、外装缶１０の内圧が一定以上に到達した際に開裂するため、その内圧を開放する。開列弁の設置場所は、特に限定されないが、中でも、上記した安全弁機構の設置場所と同様に、底部Ｍ１，Ｍ２のうちのいずれかが好ましく、特に底部Ｍ２がより好ましい。
【0082】
＜１－２．動作＞
二次電池の充電時には、電池素子４０において、正極４１からリチウムが放出されると共に、そのリチウムが電解液を介して負極４２に吸蔵される。一方、二次電池の放電時には、電池素子４０において、負極４２からリチウムが放出されると共に、そのリチウムが電解液を介して正極４１に吸蔵される。これらの充放電時には、リチウムがイオン状態で吸蔵放出される。
二次電池の充電時には、電池素子４０において、正極４１からリチウムが放出されると共に、そのリチウムが電解液を介して負極４２に吸蔵される。一方、二次電池の放電時には、電池素子４０において、負極４２からリチウムが放出されると共に、そのリチウムが電解液を介して正極４１に吸蔵される。これらの充放電時には、リチウムがイオン状態で吸蔵放出される。
【0083】
【0084】
図４は、収納部１１に蓋部１２が溶接される前の、蓋部１２が収納部１１から分離されている状態を示している。
【0085】
【0086】
ここでは、外装缶１０を形成するために、図４に示したように、互いに物理的に分離されている収納部１１および蓋部１２を用意する。収納部１１は、底部Ｍ２と側壁部Ｍ３とが互いに一体化された略器状の部材であり、開口部１１Ｋを有している。蓋部１２は、底部Ｍ１に該当する略板状の部材であり、蓋部１２に設けられた窪み部１２Ｈには、ガスケット３０を介して外部端子２０をあらかじめ取り付けておく。
【0087】
ただし、互いに物理的に分離されている底部Ｍ２と側壁部Ｍ３とをそれぞれ用意し、底部Ｍ２に側壁部Ｍ３を溶接することにより収納部１１を形成してもよい。
【0088】
［正極の作製］
最初に、正極活物質、正極結着剤および正極導電剤などを混合することにより正極合剤を作製する。次に、作製した正極合剤を有機溶剤などに投入することにより、ペースト状の正極合剤スラリーを調製する。続いて、正極集電体４１Ａの両面に正極合剤スラリーを塗布することにより、正極活物質層４１Ｂを形成する。最後に、ロールプレス機などを用いて正極活物質層４１Ｂを圧縮成型する。この場合には、正極活物質層４１Ｂを加熱してもよいし、圧縮成型を複数回繰り返してもよい。これにより、正極４１が作製される。
最初に、正極活物質、正極結着剤および正極導電剤などを混合することにより正極合剤を作製する。次に、作製した正極合剤を有機溶剤などに投入することにより、ペースト状の正極合剤スラリーを調製する。続いて、正極集電体４１Ａの両面に正極合剤スラリーを塗布することにより、正極活物質層４１Ｂを形成する。最後に、ロールプレス機などを用いて正極活物質層４１Ｂを圧縮成型する。この場合には、正極活物質層４１Ｂを加熱してもよいし、圧縮成型を複数回繰り返してもよい。これにより、正極４１が作製される。
【0089】
［負極の作製］
正極４１の作製手順と同様の手順により、負極４２を作製する。具体的には、負極活物質、負極結着剤および負極導電剤などを混合してなる負極合剤を有機溶剤に投入してペースト状の負極合剤スラリーを調製したのち、負極集電体４２Ａの両面に負極合剤スラリーを塗布することにより、負極活物質層４２Ｂを形成する。こののち、ロールプレス機などを用いて負極活物質層４２Ｂを圧縮成型する。これにより、負極４２が作製される。
正極４１の作製手順と同様の手順により、負極４２を作製する。具体的には、負極活物質、負極結着剤および負極導電剤などを混合してなる負極合剤を有機溶剤に投入してペースト状の負極合剤スラリーを調製したのち、負極集電体４２Ａの両面に負極合剤スラリーを塗布することにより、負極活物質層４２Ｂを形成する。こののち、ロールプレス機などを用いて負極活物質層４２Ｂを圧縮成型する。これにより、負極４２が作製される。
【0090】
［電解液の調製］
溶媒に電解質塩を投入する。これにより、溶媒中において電解質塩が分散または溶解されるため、電解液が調製される。
溶媒に電解質塩を投入する。これにより、溶媒中において電解質塩が分散または溶解されるため、電解液が調製される。
【0091】
［二次電池の組み立て］
最初に、抵抗溶接法などの溶接法を用いて、負極リード５２の第１端部を負極４２（負極集電体４２Ａ）に接続させる。次に、芯材１３を、外部端子２０がガスケット３０を介して取り付けられている蓋部１２の中央部に取り付ける。さらに、絶縁フィルム６２を、開口６２Ｋに芯材１３を挿通させるようにして蓋部１２に重ね合わせる。その際、絶縁フィルム６２を、蓋部１２の底部１２ＨＢに接着等により固定するようにしてもよい。
最初に、抵抗溶接法などの溶接法を用いて、負極リード５２の第１端部を負極４２（負極集電体４２Ａ）に接続させる。次に、芯材１３を、外部端子２０がガスケット３０を介して取り付けられている蓋部１２の中央部に取り付ける。さらに、絶縁フィルム６２を、開口６２Ｋに芯材１３を挿通させるようにして蓋部１２に重ね合わせる。その際、絶縁フィルム６２を、蓋部１２の底部１２ＨＢに接着等により固定するようにしてもよい。
【0092】
続いて、正極４１と負極４２とをセパレータ４３を介して積層させたのち、図５に示したように、正極４１、負極４２およびセパレータ４３を含む積層体４０Ｓを芯材１３の周囲に巻回させることにより、巻回体４０Ｚ（図４参照）を作製する。巻回体４０Ｚは、正極４１、負極４２およびセパレータ４３のそれぞれに電解液が含浸されていないことを除いて、電池素子４０の構成と同様の構成を有している。巻回体４０Ｚを作製する際には、正極４１の端部を溶接等により芯材１３に接続したのち、正極４１、負極４２およびセパレータ４３を含む積層体４０Ｓを芯材１３に巻き付けるようにする。なお、図４では負極リード５２の図示を省略している。また、図４では外部端子２０と芯材１３とが離間して描かれているが、実際には外部端子２０と芯材１３とが接続されている。
【0093】
続いて、開口部１１Ｋから収納部１１の内部に電解液を注入する。そののち、収容部１１の底部Ｍ２に負極リード５２の第２端部を抵抗溶接法などの溶接法により接続したのち、巻回体４０Ｚが開口部１１Ｋから収納部１１の内部に収納されるように、蓋部１２と収容部１１とを重ね合わせる。その際、蓋部１２が開口部１１Ｋを塞ぐようにする。また、底部Ｍ２および負極リード５２と電池素子４０との間に絶縁フィルム６４を載置する。これにより、正極４１、負極４２およびセパレータ４３を含む巻回体４０Ｚに電解液が含浸され、巻回電極体である電池素子４０が作製される。なお、巻回体４０Ｚを収容部１１に収容する前に、あらかじめ巻回体４０Ｚに電解液を含浸させておいてもよい。
【0094】
最後に、レーザー溶接法などの溶接法を用いて収納部１１に蓋部１２を溶接する。これにより、外装缶１０が形成されると共に、外装缶１０の内部に電池素子４０などが収納され、二次電池の組み立てが完了する。
【0095】
［二次電池の安定化］
組み立て後の二次電池を充放電させる。環境温度、充放電回数（サイクル数）および充放電条件などの各種条件は、任意に設定可能である。これにより、負極４２などの表面に被膜が形成されるため、二次電池の状態が電気化学的に安定化する。よって、二次電池が完成する。
組み立て後の二次電池を充放電させる。環境温度、充放電回数（サイクル数）および充放電条件などの各種条件は、任意に設定可能である。これにより、負極４２などの表面に被膜が形成されるため、二次電池の状態が電気化学的に安定化する。よって、二次電池が完成する。
【0096】
＜１－４．作用および効果＞
このように、本実施の形態の二次電池によれば、電池素子４０を構成する積層体が、外部端子２０に固定された芯材１３の周囲に巻回されている。このため、電池素子４０の巻回状態が安定化され、電池素子４０の巻き緩みや巻きずれが生じにくい。よって、この二次電池は高い信頼性を得ることができる。そのうえ、外装缶１０の内部空間を占める電池素子４０の体積比率が向上する。
このように、本実施の形態の二次電池によれば、電池素子４０を構成する積層体が、外部端子２０に固定された芯材１３の周囲に巻回されている。このため、電池素子４０の巻回状態が安定化され、電池素子４０の巻き緩みや巻きずれが生じにくい。よって、この二次電池は高い信頼性を得ることができる。そのうえ、外装缶１０の内部空間を占める電池素子４０の体積比率が向上する。
【0097】
また、本実施の形態の二次電池では、芯材１３が導電性を有し、芯材１３が外部端子２０および正極４１とそれぞれ電気的に接続されると共に負極４２と導通する底部Ｍ２と絶縁されている。そのため、芯材１３を、外部端子２０と正極４１とを繋ぐ正極リードとして利用することができるので、正極リードを別途設けなくて済む。このため、外装缶１０の内部空間を占める電池素子４０の体積比率が向上する。よって、この二次電池は高容量化に適する。また、正極リードを電池素子４０および外部端子２０の各々と接続する工程が省略でき、製造容易性が向上する。また、この二次電池では、正極リードを用いる場合と比較して、電池素子４０と外部端子２０との電気的接続をより安定して維持することができる。
【0098】
また、本実施の形態の二次電池では、外部端子２０に固定された芯材１３が挿通する貫通口１２Ｋを含む蓋部１２の外縁は、側壁部Ｍ３のうち底部Ｍ２と反対側の端部である上端部と溶接されるようにしている。このため、電池素子４０が芯材１３に巻き付けられた状態で、すなわち、外部端子２０、芯材１３、電池素子４０、および蓋部１２が一体化された状態で収容部１１に収容し、蓋部１２の外縁を収容部１１の開口部１１Ｋに容易に溶接し、電池素子４０を外装缶１０の内部に密封することができる。
【0099】
また、窪み部１２Ｈは、高さ方向Ｚに貫通する貫通口１２Ｋと、高さ方向Ｚと直交する水平面に沿って貫通口１２Ｋを取り囲む底部１２ＨＢとを含み、外部端子２０の一部が、窪み部１２Ｈの底部１２ＨＢと高さ方向Ｚにおいて重なり合っている。このように、本実施の形態の二次電池は、外部端子２０と蓋部１２との重なり部分を有することにより、二次電池全体としての機械的強度を向上させることができる。特に、外部端子２０と底部１２ＨＢとの重なり部分の、高さ方向Ｚと直交する水平面に沿った長さが、外部端子２０の厚さよりも大きく、かつ、底部１２ＨＢの厚さよりも大きい。このため、よりいっそう機械的強度が向上する。
【0100】
また、本実施の形態の二次電池では、蓋部１２と外部端子２０とが絶縁性樹脂であるガスケット３０により固着されている。このため、振動に対する機械的強度を高くすることができる。窪み部１２と外部端子２０との隙間に異物が進入することによる短絡発生を防止できる。
【0101】
また、本実施の形態の二次電池では、蓋部１２に窪み部１２Ｈを設け、外部端子２０を窪み部１２Ｈに配置するようにしている。このため、電池容量を確保しつつ、二次電池の高さ寸法を低減することができる。
【0102】
また、二次電池が扁平かつ柱状であり、すなわち二次電池がコイン型およびボタン型などと呼称される二次電池であれば、サイズの観点において制約が大きい小型の二次電池においても正極リード５１が破損しにくくなるため、物理的耐久性の観点においてより高い効果を得ることができる。
【0103】
また、二次電池がリチウムイオン二次電池であれば、リチウムの吸蔵放出を利用して十分な電池容量が安定に得られる。
【0104】
＜２．第２の実施の形態の二次電池＞
続いて、図６を参照して本開示の第２の実施の形態としての二次電池に関して説明する。図６は、第２の実施の形態としての二次電池の断面構成を表しており、上記第１の実施の形態の二次電池を表す図２に対応している。
続いて、図６を参照して本開示の第２の実施の形態としての二次電池に関して説明する。図６は、第２の実施の形態としての二次電池の断面構成を表しており、上記第１の実施の形態の二次電池を表す図２に対応している。
【0105】
＜２－１．構成＞
上記第１の実施の形態の二次電池では、芯材１３を外部端子２０に固定すると共に収容部１１の底部Ｍ２と離間させるようにしている。これに対し、図６に示した本実施の形態の二次電池では、芯材１３を底部Ｍ２に固定すると共に外部端子２０と離間させるようにしている。そのため、図６の二次電池では、芯材１３は、貫通口１２Ｋおよび絶縁フィルム６２の開口６２Ｋに挿通されずに絶縁フィルム６４に設けられた開口６４Ｋに挿通されている。なお、開口６４Ｋは、内径φ６４Ｋを有している。開口６４Ｋの内径φ６４Ｋは、芯材１３の外径φ１３よりも大きい。また、図６に示した本実施の形態の二次電池では、負極リード５２を有しない代わりに、正極リード５１を有するようにしている。本実施の形態の二次電池では、芯材１３は導電性を有し、底部Ｍ２および負極４２とそれぞれ電気的に接続されている。例えば、電池素子４０における負極４２の最内周側の端部が芯材１３に電気的に接続されている。したがって、芯材１３を介して底部Ｍ２と負極４２とが電気的に接続されている。なお、外部端子２０と正極４１とは正極リード５１により互いに電気的に接続されている。さらに、本実施の形態の二次電池では、外装缶１０が、収容部１１と蓋部１２との代わりに、底部Ｍ１と側壁部Ｍ３とが一体化された収容部１４と、側壁部Ｍ３の下端部と溶接された外縁を有する蓋部１５とを備えている。本実施の形態の二次電池は、上記の点を除き、上記第１の実施の形態の二次電池の構成と実質的に同じ構成を有する。
上記第１の実施の形態の二次電池では、芯材１３を外部端子２０に固定すると共に収容部１１の底部Ｍ２と離間させるようにしている。これに対し、図６に示した本実施の形態の二次電池では、芯材１３を底部Ｍ２に固定すると共に外部端子２０と離間させるようにしている。そのため、図６の二次電池では、芯材１３は、貫通口１２Ｋおよび絶縁フィルム６２の開口６２Ｋに挿通されずに絶縁フィルム６４に設けられた開口６４Ｋに挿通されている。なお、開口６４Ｋは、内径φ６４Ｋを有している。開口６４Ｋの内径φ６４Ｋは、芯材１３の外径φ１３よりも大きい。また、図６に示した本実施の形態の二次電池では、負極リード５２を有しない代わりに、正極リード５１を有するようにしている。本実施の形態の二次電池では、芯材１３は導電性を有し、底部Ｍ２および負極４２とそれぞれ電気的に接続されている。例えば、電池素子４０における負極４２の最内周側の端部が芯材１３に電気的に接続されている。したがって、芯材１３を介して底部Ｍ２と負極４２とが電気的に接続されている。なお、外部端子２０と正極４１とは正極リード５１により互いに電気的に接続されている。さらに、本実施の形態の二次電池では、外装缶１０が、収容部１１と蓋部１２との代わりに、底部Ｍ１と側壁部Ｍ３とが一体化された収容部１４と、側壁部Ｍ３の下端部と溶接された外縁を有する蓋部１５とを備えている。本実施の形態の二次電池は、上記の点を除き、上記第１の実施の形態の二次電池の構成と実質的に同じ構成を有する。
【0106】
＜２－２．動作＞
本実施の形態の二次電池の動作は上記第１の実施の形態の二次電池と同じである。
本実施の形態の二次電池の動作は上記第１の実施の形態の二次電池と同じである。
【0107】
＜２－３．製造方法＞
まず、外装缶１０を形成するために、互いに物理的に分離されている収納部１４および蓋部１５を用意する。収納部１４は、底部Ｍ１と側壁部Ｍ３とが互いに一体化された略器状の部材であり、下方に開口部１４Ｋを有している。蓋部１５は、底部Ｍ２に該当する略板状の部材であり、底部Ｍ１に設けられた窪み部１２Ｈには、ガスケット３０を介して外部端子２０をあらかじめ取り付けておく。
まず、外装缶１０を形成するために、互いに物理的に分離されている収納部１４および蓋部１５を用意する。収納部１４は、底部Ｍ１と側壁部Ｍ３とが互いに一体化された略器状の部材であり、下方に開口部１４Ｋを有している。蓋部１５は、底部Ｍ２に該当する略板状の部材であり、底部Ｍ１に設けられた窪み部１２Ｈには、ガスケット３０を介して外部端子２０をあらかじめ取り付けておく。
【0108】
次に、正極４１の作製、負極４２の作製、および電解液の調製についてはいずれも上記第１の実施の形態の二次電池の製造方法と同様に行うことができる。
【0109】
続いて二次電池の組み立てを行う。まず、抵抗溶接法などの溶接法を用いて、正極リード５１の第１端部を正極４１（正極集電体４１Ａ）に接続させる。次に、芯材１３を、蓋部１５の中央部に取り付ける。さらに、絶縁フィルム６４を、開口６４Ｋに芯材１３を挿通させるようにして蓋部１５に重ね合わせる。その際、絶縁フィルム６２を、蓋部１５に接着等により固定するようにしてもよい。
【0110】
続いて、正極４１と負極４２とをセパレータ４３を介して積層させたのち、図５に示したように、正極４１、負極４２およびセパレータ４３を含む積層体４０Ｓを芯材１３の周囲に巻回させることにより、巻回体４０Ｚ（図４参照）を作製する。巻回体４０Ｚを作製する際には、負極４２の端部を溶接等により芯材１３に接続したのち、正極４１、負極４２およびセパレータ４３を含む積層体４０Ｓを芯材１３に巻き付けるようにする。
【0111】
続いて、開口部１４Ｋから収納部１４の内部に電解液を注入する。そののち、収容部１４の底部Ｍ１に正極リード５１の第２端部を抵抗溶接法などの溶接法により接続したのち、巻回体４０Ｚが開口部１４Ｋから収納部１４の内部に収納されるように、蓋部１５と収容部１４とを重ね合わせる。その際、蓋部１５が開口部１４Ｋを塞ぐようにする。また、底部Ｍ１および正極リード５１と電池素子４０との間に絶縁フィルム６２を載置する。これにより、正極４１、負極４２およびセパレータ４３を含む巻回体４０Ｚに電解液が含浸され、巻回電極体である電池素子４０が作製される。なお、巻回体４０Ｚを収容部１４に収容する前に、あらかじめ巻回体４０Ｚに電解液を含浸させておいてもよい。
【0112】
最後に、レーザー溶接法などの溶接法を用いて収納部１４に蓋部１５を溶接する。これにより、外装缶１０が形成されると共に、外装缶１０の内部に電池素子４０などが収納され、二次電池の組み立てが完了する。こののち、上記第１の実施の形態の二次電池と同様にして充放電を行い、電気化学的に安定化させる。
【0113】
＜２－４．作用および効果＞
このように、本実施の形態の二次電池によれば、電池素子４０を構成する積層体が、蓋部１５に固定された芯材１３の周囲に巻回されている。このため、電池素子４０の巻回状態が安定化され、電池素子４０の巻き緩みや巻き崩れが生じにくい。よって、この二次電池は高い信頼性を得ることができる。
このように、本実施の形態の二次電池によれば、電池素子４０を構成する積層体が、蓋部１５に固定された芯材１３の周囲に巻回されている。このため、電池素子４０の巻回状態が安定化され、電池素子４０の巻き緩みや巻き崩れが生じにくい。よって、この二次電池は高い信頼性を得ることができる。
【0114】
また、本実施の形態の二次電池では、芯材１３が導電性を有し、芯材１３が外装缶１０（蓋部１５）および負極４２とそれぞれ電気的に接続されると共に正極４１と導通する外部端子２０と絶縁されている。そのため、芯材１３を、外装缶１０と負極４２とを繋ぐ負極リードとして利用することができるので、負極リードを別途設けなくて済む。このため、外装缶１０の内部空間を占める電池素子４０の体積比率が向上する。よって、この二次電池は高容量化に適する。また、負極リードを電池素子４０および外装缶１０の各々と接続する工程が省略でき、製造容易性が向上する。また、この二次電池では、負極リードを用いる場合と比較して、電池素子４０と外装缶１０との電気的接続をより安定して維持することができる。
【0115】
また、本実施の形態の二次電池では、芯材１３が固定された蓋部１５の外縁は、側壁部Ｍ３のうち底部Ｍ１と反対側の端部である下端部と溶接されるようにしている。このため、電池素子４０が芯材１３に巻き付けられた状態で、すなわち、芯材１３、電池素子４０、および蓋部１５が一体化された状態で収容部１４に収容し、蓋部１５の外縁を収容部１４の開口部１４Ｋに容易に溶接し、電池素子４０を外装缶１０の内部に密封することができる。
【0116】
＜３．変形例＞
上記した二次電池の構成は、以下で説明するように、適宜、変更可能である。
上記した二次電池の構成は、以下で説明するように、適宜、変更可能である。
【0117】
［変形例１］
図７は、上記第１の実施の形態の変形例１としての二次電池の断面構成を表している。図２の二次電池では、蓋部１２が窪み部１２Ｈを有している。しかしながら、図７に示した変形例１の二次電池のように、本開示の二次電池では、蓋部１２が窪み部１２Ｈを有していなくてもよい。同様に、図６に示した第２の実施の形態の二次電池においても底部Ｍ１が窪み部１２Ｈを有するようにしたが、本開示では底部Ｍ１が窪み部１２Ｈを有しない態様であってもよい。
図７は、上記第１の実施の形態の変形例１としての二次電池の断面構成を表している。図２の二次電池では、蓋部１２が窪み部１２Ｈを有している。しかしながら、図７に示した変形例１の二次電池のように、本開示の二次電池では、蓋部１２が窪み部１２Ｈを有していなくてもよい。同様に、図６に示した第２の実施の形態の二次電池においても底部Ｍ１が窪み部１２Ｈを有するようにしたが、本開示では底部Ｍ１が窪み部１２Ｈを有しない態様であってもよい。
【0118】
＜４．実施例＞
本開示の実施例に関して説明する。
本開示の実施例に関して説明する。
【0119】
（実施例１－１～１－３）
図６に示した二次電池（リチウムイオン二次電池）を作製したのち、その二次電池の体積損失割合を評価した。その結果を表１に示す。
図６に示した二次電池（リチウムイオン二次電池）を作製したのち、その二次電池の体積損失割合を評価した。その結果を表１に示す。
【0120】
【表1】
【0121】
表１に示した「外径D［mm］」および「高さH［mm］」は、図６に図示した通り、外装缶１０の外径Ｄおよび高さＨである。また、表１に示した「外径D40［mm］」および「高さH40［mm］」は、図６に図示した通り、電池素子４０の外径Ｄ４０および高さＨ４０である。また、表１の「D/H［-］」は、高さＨに対する外径Ｄの比である。また、表１の「巻きずれ量h［mm］」は、例えば図８の説明図で示したように、巻回された電池素子４０の最内周部分の高さＨ４０と電池素子４０の最外周部分の高さＨ４０との差分である。また、表１の「h/H40［％］」は、高さＨ４０に対する巻きずれ量ｈの比である。
【0122】
さらに、表１の「体積損失割合ＬＳ［%］」は、以下の式（１）により算出した値である。
ＬＳ［%］＝（Ｈ＋ｈ）／Ｈ－１ ……（１）
ＬＳ［%］＝（Ｈ＋ｈ）／Ｈ－１ ……（１）
【0123】
（比較例１－１～１－３）
芯材１３を有しないことと、底部Ｍ２と負極４２との接続を行う負極リードを設けるようにしたことを除き、他は実施例１－１～１－３と同様にして図６に示した二次電池と同じ構成の二次電池を作製したのち、その二次電池の体積損失割合を評価した。その結果を表１に併せて示す。
芯材１３を有しないことと、底部Ｍ２と負極４２との接続を行う負極リードを設けるようにしたことを除き、他は実施例１－１～１－３と同様にして図６に示した二次電池と同じ構成の二次電池を作製したのち、その二次電池の体積損失割合を評価した。その結果を表１に併せて示す。
【0124】
表１に示したように、実施例１－１～１－３では、比較例１－１～１－３とそれぞれ比較して巻きずれ量ｈ［ｍｍ］が低減され、体積損失割合ＬＳ［％］を低く抑えることができた。したがって、本開示の二次電池によれば、芯材１３を設けるようにしたので、芯材１３の周囲に巻回される電池素子４０の巻きずれが生じにくく、結果として外装缶１０の内部空間を占める電池素子４０の体積比率が向上することが確認できた。
【0125】
（実施例２－１～２－３）
図６に示した二次電池（リチウムイオン二次電池）を作製した。実施例２－１～２－３では、外装缶１０の外径Ｄを１２．０ｍｍとし、電池素子４０の外径Ｄ４０を１１．６ｍｍとし、正極長さを４５０ｍｍとし、負極長さを５００ｍｍとしたことが実施例１－１～１－３とそれぞれ異なっている。実施例１－１～１－３と同様にして、それぞれ作製した二次電池の体積損失割合を評価した。その結果を表２に示す。
図６に示した二次電池（リチウムイオン二次電池）を作製した。実施例２－１～２－３では、外装缶１０の外径Ｄを１２．０ｍｍとし、電池素子４０の外径Ｄ４０を１１．６ｍｍとし、正極長さを４５０ｍｍとし、負極長さを５００ｍｍとしたことが実施例１－１～１－３とそれぞれ異なっている。実施例１－１～１－３と同様にして、それぞれ作製した二次電池の体積損失割合を評価した。その結果を表２に示す。
【0126】
【表2】
【0127】
（比較例２－１～２－３）
芯材１３を有しないことと、底部Ｍ２と負極４２との接続を行う負極リードを設けるようにしたことを除き、他は実施例２－１～２－３と同様にして図６に示した二次電池と同じ構成の二次電池を作製したのち、その二次電池の体積損失割合を評価した。その結果を表２に併せて示す。
芯材１３を有しないことと、底部Ｍ２と負極４２との接続を行う負極リードを設けるようにしたことを除き、他は実施例２－１～２－３と同様にして図６に示した二次電池と同じ構成の二次電池を作製したのち、その二次電池の体積損失割合を評価した。その結果を表２に併せて示す。
【0128】
表２に示したように、実施例２－１～２－３では、比較例２－１～２－３とそれぞれ比較して巻きずれ量ｈ［ｍｍ］が低減され、体積損失割合ＬＳ［％］を低く抑えることができた。したがって、本開示の二次電池によれば、芯材１３を設けるようにしたので、芯材１３の周囲に巻回される電池素子４０の巻きずれが生じにくく、結果として外装缶１０の内部空間を占める電池素子４０の体積比率が向上することが確認できた。
【0129】
（実施例３－１～３－３）
図６に示した二次電池（リチウムイオン二次電池）を作製した。実施例３－１～３－３では、外装缶１０の外径Ｄを１６．０ｍｍとし、電池素子４０の外径Ｄ４０を１５．６ｍｍとし、正極長さを８２０ｍｍとし、負極長さを８９０ｍｍとしたことが実施例１－１～１－３とそれぞれ異なっている。実施例１－１～１－３と同様にして、それぞれ作製した二次電池の体積損失割合を評価した。その結果を表３に示す。
図６に示した二次電池（リチウムイオン二次電池）を作製した。実施例３－１～３－３では、外装缶１０の外径Ｄを１６．０ｍｍとし、電池素子４０の外径Ｄ４０を１５．６ｍｍとし、正極長さを８２０ｍｍとし、負極長さを８９０ｍｍとしたことが実施例１－１～１－３とそれぞれ異なっている。実施例１－１～１－３と同様にして、それぞれ作製した二次電池の体積損失割合を評価した。その結果を表３に示す。
【0130】
【表3】
【0131】
（比較例３－１～３－３）
芯材１３を有しないことと、底部Ｍ２と負極４２との接続を行う負極リードを設けるようにしたことを除き、他は実施例３－１～３－３と同様にして図６に示した二次電池と同じ構成の二次電池を作製したのち、その二次電池の体積損失割合を評価した。その結果を表３に併せて示す。
芯材１３を有しないことと、底部Ｍ２と負極４２との接続を行う負極リードを設けるようにしたことを除き、他は実施例３－１～３－３と同様にして図６に示した二次電池と同じ構成の二次電池を作製したのち、その二次電池の体積損失割合を評価した。その結果を表３に併せて示す。
【0132】
表３に示したように、実施例３－１～３－３では、比較例３－１～３－３とそれぞれ比較して巻きずれ量ｈ［ｍｍ］が低減され、体積損失割合ＬＳ［％］を低く抑えることができた。したがって、本開示の二次電池によれば、芯材１３を設けるようにしたので、芯材１３の周囲に巻回される電池素子４０の巻きずれが生じにくく、結果として外装缶１０の内部空間を占める電池素子４０の体積比率が向上することが確認できた。
【0133】
以上、一実施形態および実施例を挙げながら本技術に関して説明したが、その本技術の構成は、一実施形態および実施例において説明された構成に限定されず、種々に変形可能である。
【0134】
具体的には、外装缶が溶接缶（クリンプレス缶）である場合に関して説明したが、その外装缶の構成は、特に限定されないため、加締め加工されたクリンプ缶でもよい。このクリンプ缶では、互いに分離された収納部および蓋部がガスケットを介して互いに加締められている。
【0135】
さらに、電極反応物質がリチウムである場合に関して説明したが、その電極反応物質は、特に限定されない。このため、電極反応物質は、上記したように、ナトリウムおよびカリウムなどの他のアルカリ金属でもよいし、ベリリウム、マグネシウムおよびカルシウムなどのアルカリ土類金属でもよい。この他、電極反応物質は、アルミニウムなどの他の軽金属でもよい。
【0136】
本明細書中に記載された効果はあくまで例示であり、本開示の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されない。よって、本開示に関して、他の効果が得られてもよい。
【0137】
さらに、本開示は、以下の態様を取り得る。
＜１＞
第１方向に延びる芯材と、
第１電極と第２電極とを含む積層体が前記芯材の周囲に巻回されてなる電池素子と、
前記第１方向に貫通する貫通口が設けられた蓋部と、前記第１方向に前記電池素子を挟んで前記蓋部と対向する底部と、前記蓋部と前記底部とを繋ぐと共に前記電池素子を取り囲む側壁部とを有し、前記電池素子を収容する外装部材と、
前記蓋部から見て前記底部と反対側であって前記第１方向に前記貫通口と重なる位置に設けられた外部端子と
を備え、
前記芯材は、前記外部端子に固定されており、
前記蓋部の外縁は、前記側壁部のうち前記底部と反対側の端部と溶接されている
二次電池。
＜２＞
第１方向に延びる芯材と、
第１電極と第２電極とを含む積層体が前記芯材の周囲に巻回されてなる電池素子と、
前記第１方向に貫通する貫通口が設けられた蓋部と、前記第１方向に前記電池素子を挟んで前記蓋部と対向する底部と、前記蓋部と前記底部とを繋ぐと共に前記電池素子を取り囲む側壁部とを有し、前記電池素子を収容する外装部材と、
前記蓋部から見て前記底部と反対側であって前記第１方向に前記貫通口と重なる位置に設けられた外部端子と
を備え、
前記芯材は、前記底部に固定されており、
前記底部の外縁は、前記側壁部のうち前記蓋部と反対側の端部と溶接されている
二次電池。
＜３＞
前記芯材は導電性を有し、前記芯材は前記外部端子および前記第１電極の各々と電気的に接続されると共に前記底部と絶縁されており、
前記底部は前記第２電極と電気的に接続されている
＜１＞記載の二次電池。
＜４＞
前記芯材は導電性を有し、前記芯材は前記底部および前記第２電極の各々と電気的に接続されると共に前記外部端子と絶縁されており、
前記外部端子は前記第１電極と電気的に接続されている
＜２＞記載の二次電池。
＜５＞
前記底部と前記側壁部とが一体化して収容部を構成している
＜１＞から＜４＞のいずれか１つに記載の二次電池。
＜６＞
前記蓋部と前記外部端子との間に設けられた絶縁体をさらに備える
＜１＞から＜５＞のいずれか１つに記載の二次電池。
＜７＞
前記蓋部と前記電池素子との間に設けられた第１絶縁部材をさらに備え、
前記第１絶縁部材は、前記第１方向に前記貫通口と対応する位置に設けられた第１開口を有し、
前記芯材は、前記貫通口および前記第１開口に挿通されている
＜１＞，＜３＞，＜５＞または＜６＞に記載の二次電池。
＜８＞
前記底部と前記電池素子との間に設けられた第２絶縁部材をさらに備え、
前記第２絶縁部材は、前記第１方向に前記貫通口と対応する位置に設けられた第２開口を有し、
前記芯材は、前記第２開口に挿通されている
＜２＞，＜４＞，＜５＞または＜６＞に記載の二次電池。
＜９＞
前記外装部材の前記第１方向の高さよりも、前記外装部材の前記第１方向と直交する第２方向の外径が大きい
＜１＞から＜８＞のいずれか１つに記載の二次電池。
＜１０＞
前記外装部材の前記蓋部は、前記第１方向に沿って前記電池素子に向けて窪んだ窪み部を有し、
前記貫通口は、前記窪み部に設けられている
＜１＞から＜９＞のいずれか１つに記載の二次電池。
＜１＞
第１方向に延びる芯材と、
第１電極と第２電極とを含む積層体が前記芯材の周囲に巻回されてなる電池素子と、
前記第１方向に貫通する貫通口が設けられた蓋部と、前記第１方向に前記電池素子を挟んで前記蓋部と対向する底部と、前記蓋部と前記底部とを繋ぐと共に前記電池素子を取り囲む側壁部とを有し、前記電池素子を収容する外装部材と、
前記蓋部から見て前記底部と反対側であって前記第１方向に前記貫通口と重なる位置に設けられた外部端子と
を備え、
前記芯材は、前記外部端子に固定されており、
前記蓋部の外縁は、前記側壁部のうち前記底部と反対側の端部と溶接されている
二次電池。
＜２＞
第１方向に延びる芯材と、
第１電極と第２電極とを含む積層体が前記芯材の周囲に巻回されてなる電池素子と、
前記第１方向に貫通する貫通口が設けられた蓋部と、前記第１方向に前記電池素子を挟んで前記蓋部と対向する底部と、前記蓋部と前記底部とを繋ぐと共に前記電池素子を取り囲む側壁部とを有し、前記電池素子を収容する外装部材と、
前記蓋部から見て前記底部と反対側であって前記第１方向に前記貫通口と重なる位置に設けられた外部端子と
を備え、
前記芯材は、前記底部に固定されており、
前記底部の外縁は、前記側壁部のうち前記蓋部と反対側の端部と溶接されている
二次電池。
＜３＞
前記芯材は導電性を有し、前記芯材は前記外部端子および前記第１電極の各々と電気的に接続されると共に前記底部と絶縁されており、
前記底部は前記第２電極と電気的に接続されている
＜１＞記載の二次電池。
＜４＞
前記芯材は導電性を有し、前記芯材は前記底部および前記第２電極の各々と電気的に接続されると共に前記外部端子と絶縁されており、
前記外部端子は前記第１電極と電気的に接続されている
＜２＞記載の二次電池。
＜５＞
前記底部と前記側壁部とが一体化して収容部を構成している
＜１＞から＜４＞のいずれか１つに記載の二次電池。
＜６＞
前記蓋部と前記外部端子との間に設けられた絶縁体をさらに備える
＜１＞から＜５＞のいずれか１つに記載の二次電池。
＜７＞
前記蓋部と前記電池素子との間に設けられた第１絶縁部材をさらに備え、
前記第１絶縁部材は、前記第１方向に前記貫通口と対応する位置に設けられた第１開口を有し、
前記芯材は、前記貫通口および前記第１開口に挿通されている
＜１＞，＜３＞，＜５＞または＜６＞に記載の二次電池。
＜８＞
前記底部と前記電池素子との間に設けられた第２絶縁部材をさらに備え、
前記第２絶縁部材は、前記第１方向に前記貫通口と対応する位置に設けられた第２開口を有し、
前記芯材は、前記第２開口に挿通されている
＜２＞，＜４＞，＜５＞または＜６＞に記載の二次電池。
＜９＞
前記外装部材の前記第１方向の高さよりも、前記外装部材の前記第１方向と直交する第２方向の外径が大きい
＜１＞から＜８＞のいずれか１つに記載の二次電池。
＜１０＞
前記外装部材の前記蓋部は、前記第１方向に沿って前記電池素子に向けて窪んだ窪み部を有し、
前記貫通口は、前記窪み部に設けられている
＜１＞から＜９＞のいずれか１つに記載の二次電池。
【符号の説明】
【0138】
１０…外装缶、Ｍ１，Ｍ２…底部、Ｍ３…側壁部、１１，１４…収納部、１１Ｋ，１４Ｋ…開口部、１２，１５…蓋部、１２Ｈ…窪み部、１２Ｋ…貫通口、１２Ｒ…周辺部、１３…芯材、２０…外部端子、３０…ガスケット、４０…電池素子、４１…正極、４１Ａ…正極集電体、４１Ｂ…正極活物質層、４２…負極、４２Ａ…負極集電体、４２Ｂ…負極活物質層、４３…セパレータ、５１…正極リード、５２…負極リード、６２，６４…絶縁フィルム、ＰＣ…中心線。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】