知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ 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の特許一覧
(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】P2024166906
(43)【公開日】2024-11-29
(54)【発明の名称】非水電解質二次電池
(51)【国際特許分類】
H01M 10/0587 20100101AFI20241122BHJP
H01M 50/489 20210101ALI20241122BHJP
H01M 50/449 20210101ALI20241122BHJP
H01M 50/103 20210101ALI20241122BHJP
H01M 4/13 20100101ALI20241122BHJP
【ＦＩ】
H01M10/0587
H01M50/489
H01M50/449
H01M50/103
H01M4/13
【審査請求】有
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023083330
(22)【出願日】2023-05-19
(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】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】森川 有紀
(72)【発明者】
【氏名】三田 和隆
(72)【発明者】
【氏名】西出 太祐
【テーマコード（参考）】
5H011
5H021
5H029
5H050
【Ｆターム（参考）】
5H011CC06
5H011DD13
5H011KK01
5H011KK04
5H021AA01
5H021CC04
5H021EE04
5H021EE07
5H021EE08
5H021EE11
5H021EE32
5H021HH02
5H029AJ05
5H029AK01
5H029AK03
5H029AL01
5H029AL02
5H029AL07
5H029AL11
5H029AM03
5H029AM05
5H029AM07
5H029BJ02
5H029BJ14
5H029HJ04
5H029HJ09
5H029HJ15
5H050AA07
5H050BA17
5H050CA01
5H050CA08
5H050CA09
5H050CB01
5H050CB02
5H050CB08
5H050CB11
5H050FA05
5H050HA09
5H050HA15
(57)【要約】
【課題】長期の使用に伴うサイクル特性の低下を抑制し、優れた長期耐久性を有する非水電解質二次電池を提供する。
【解決手段】非水電解質二次電池は、正極、負極、及びセパレータを有する電極体と、電解液と、電池ケースとを備える。電池ケースは外装体及び封口板を有する。正極は、電極体の端部に正極タブを有し、負極は、電極体の端部に負極タブを有する。電極体は、正極タブ及び負極タブを有する端部が封口板と対向するように、電池ケースに収容されている。電池ケースの封口板から底部に向かう方向において、セパレータの長さをＬとするとき、セパレータの封口板側の端部から底部側に向かって０．３Ｌの長さの位置までの第１領域の透気度Ｔ１と、セパレータの底部側の端部から封口板側に向かって０．３Ｌの長さの位置までの第２領域の透気度Ｔ２とは、式（Ｉ）の関係を満たす。
１．０５≦Ｔ２／Ｔ１≦１．４ （Ｉ）
【選択図】図２
【解決手段】非水電解質二次電池は、正極、負極、及びセパレータを有する電極体と、電解液と、電池ケースとを備える。電池ケースは外装体及び封口板を有する。正極は、電極体の端部に正極タブを有し、負極は、電極体の端部に負極タブを有する。電極体は、正極タブ及び負極タブを有する端部が封口板と対向するように、電池ケースに収容されている。電池ケースの封口板から底部に向かう方向において、セパレータの長さをＬとするとき、セパレータの封口板側の端部から底部側に向かって０．３Ｌの長さの位置までの第１領域の透気度Ｔ１と、セパレータの底部側の端部から封口板側に向かって０．３Ｌの長さの位置までの第２領域の透気度Ｔ２とは、式（Ｉ）の関係を満たす。
１．０５≦Ｔ２／Ｔ１≦１．４ （Ｉ）
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
正極、負極、及び、正極と負極との間に介在するセパレータを有する電極体と、
電解液と、
前記電極体及び前記電解液を収容する電池ケースと、を備え、
前記電池ケースは、開口部を有する外装体、及び、前記開口部を封口する封口板を有し、
前記正極は、前記電極体の端部に、前記正極の一部が突出した正極タブを有し、
前記負極は、前記電極体の端部に、前記負極の一部が突出した負極タブを有し、
前記電極体は、前記正極タブ及び前記負極タブを有する前記端部が前記封口板と対向するように、前記電池ケースに収容されており、
前記電池ケースの前記封口板から前記封口板に対向する底部に向かう方向における前記セパレータの長さをＬとするとき、前記セパレータの前記封口板側の端部から前記底部側に向かって０．３Ｌの長さの位置までの第１領域の透気度Ｔ１と、前記セパレータの前記底部側の端部から前記封口板側に向かって０．３Ｌの長さの位置までの第２領域の透気度Ｔ２とは、式（Ｉ）の関係を満たす、非水電解質二次電池。
１．０５≦Ｔ２／Ｔ１≦１．４ （Ｉ）
電解液と、
前記電極体及び前記電解液を収容する電池ケースと、を備え、
前記電池ケースは、開口部を有する外装体、及び、前記開口部を封口する封口板を有し、
前記正極は、前記電極体の端部に、前記正極の一部が突出した正極タブを有し、
前記負極は、前記電極体の端部に、前記負極の一部が突出した負極タブを有し、
前記電極体は、前記正極タブ及び前記負極タブを有する前記端部が前記封口板と対向するように、前記電池ケースに収容されており、
前記電池ケースの前記封口板から前記封口板に対向する底部に向かう方向における前記セパレータの長さをＬとするとき、前記セパレータの前記封口板側の端部から前記底部側に向かって０．３Ｌの長さの位置までの第１領域の透気度Ｔ１と、前記セパレータの前記底部側の端部から前記封口板側に向かって０．３Ｌの長さの位置までの第２領域の透気度Ｔ２とは、式（Ｉ）の関係を満たす、非水電解質二次電池。
１．０５≦Ｔ２／Ｔ１≦１．４ （Ｉ）
【請求項2】
前記電池ケースは角型である、請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【請求項3】
前記電極体は、巻回型電極体である、請求項１又は２に記載の非水電解質二次電池。
【請求項4】
前記セパレータは、基材と、前記基材の少なくとも片面に形成された機能層と、を有する、請求項１又は２に記載の非水電解質二次電池。
【請求項5】
前記機能層は、接着層を含む、請求項４に記載の非水電解質二次電池。
【請求項6】
前記非水電解質二次電池は、前記正極、前記負極、及び前記セパレータの積層方向に０．０５ＭＰａ以上の拘束圧が付与されている、請求項１又は２に記載の非水電解質二次電池。
【請求項7】
前記第１領域の厚みは、前記第２領域の厚みよりも大きい、請求項１又は２に記載の非水電解質二次電池。
【請求項8】
前記正極及び前記負極において、前記第１領域に対向する領域の厚みは、前記第２領域に対向する領域の厚みよりも小さい、請求項７に記載の非水電解質二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、非水電解質二次電池に関する。
【背景技術】
【0002】
非水電解質二次電池等の電池は、一般に、正極及び負極を有する電極体と、電極体を収容する電池ケースとを備える。電池ケースは、電極体を収容する外装体と、外装体の開口を封口する封口板とを備える。このような電池として、角型（箱形）の外装体を用いた角型電池が知られている。特許文献１には、電池ケースの封口板側に、正極の正極タブ部及び負極の負極タブ部を配置した角型電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１６－１８９２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
正極タブ及び負極タブが封口板側に位置する電池を長期にわたって使用するとサイクル特性が低下することが見出された。
【0005】
本開示は、長期の使用に伴うサイクル特性の低下を抑制し、優れた長期耐久性を有する非水電解質二次電池の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
〔１］ 正極、負極、及び、正極と負極との間に介在するセパレータを有する電極体と、
電解液と、
前記電極体及び前記電解液を収容する電池ケースと、を備え、
前記電池ケースは、開口部を有する外装体、及び、前記開口部を封口する封口板を有し、
前記正極は、前記電極体の端部に、前記正極の一部が突出した正極タブを有し、
前記負極は、前記電極体の端部に、前記負極の一部が突出した負極タブを有し、
前記電極体は、前記正極タブ及び前記負極タブを有する前記端部が前記封口板と対向するように、前記電池ケースに収容されており、
前記電池ケースの前記封口板から前記封口板に対向する底部に向かう方向における前記セパレータの長さをＬとするとき、前記セパレータの前記封口板側の端部から前記底部側に向かって０．３Ｌの長さの位置までの第１領域の透気度Ｔ１と、前記セパレータの前記底部側の端部から前記封口板側に向かって０．３Ｌの長さの位置までの第２領域の透気度Ｔ２とは、式（Ｉ）の関係を満たす、非水電解質二次電池。
１．０５≦Ｔ２／Ｔ１≦１．４ （Ｉ）
〔２〕 前記電池ケースは角型である、〔１〕に記載の非水電解質二次電池。
〔３〕 前記電極体は、巻回型電極体である、〔１〕又は〔２〕に記載の非水電解質二次電池。
〔４〕 前記セパレータは、基材と、前記基材の少なくとも片面に形成された機能層と、を有する、〔１〕～〔３〕のいずれかに記載の非水電解質二次電池。
〔５〕 前記機能層は、接着層を含む、〔４〕に記載の非水電解質二次電池。
〔６〕 前記非水電解質二次電池は、前記正極、前記負極、及び前記セパレータの積層方向に０．０５ＭＰａ以上の拘束圧が付与されている、〔１〕～〔５〕のいずれかに記載の非水電解質二次電池。
〔７〕 前記第１領域の厚みは、前記第２領域の厚みよりも大きい、〔１〕～〔６〕のいずれかに記載の非水電解質二次電池。
〔８〕 前記正極及び前記負極において、前記第１領域に対向する領域の厚みは、前記第２領域に対向する領域の厚みよりも小さい、〔７〕に記載の非水電解質二次電池。
電解液と、
前記電極体及び前記電解液を収容する電池ケースと、を備え、
前記電池ケースは、開口部を有する外装体、及び、前記開口部を封口する封口板を有し、
前記正極は、前記電極体の端部に、前記正極の一部が突出した正極タブを有し、
前記負極は、前記電極体の端部に、前記負極の一部が突出した負極タブを有し、
前記電極体は、前記正極タブ及び前記負極タブを有する前記端部が前記封口板と対向するように、前記電池ケースに収容されており、
前記電池ケースの前記封口板から前記封口板に対向する底部に向かう方向における前記セパレータの長さをＬとするとき、前記セパレータの前記封口板側の端部から前記底部側に向かって０．３Ｌの長さの位置までの第１領域の透気度Ｔ１と、前記セパレータの前記底部側の端部から前記封口板側に向かって０．３Ｌの長さの位置までの第２領域の透気度Ｔ２とは、式（Ｉ）の関係を満たす、非水電解質二次電池。
１．０５≦Ｔ２／Ｔ１≦１．４ （Ｉ）
〔２〕 前記電池ケースは角型である、〔１〕に記載の非水電解質二次電池。
〔３〕 前記電極体は、巻回型電極体である、〔１〕又は〔２〕に記載の非水電解質二次電池。
〔４〕 前記セパレータは、基材と、前記基材の少なくとも片面に形成された機能層と、を有する、〔１〕～〔３〕のいずれかに記載の非水電解質二次電池。
〔５〕 前記機能層は、接着層を含む、〔４〕に記載の非水電解質二次電池。
〔６〕 前記非水電解質二次電池は、前記正極、前記負極、及び前記セパレータの積層方向に０．０５ＭＰａ以上の拘束圧が付与されている、〔１〕～〔５〕のいずれかに記載の非水電解質二次電池。
〔７〕 前記第１領域の厚みは、前記第２領域の厚みよりも大きい、〔１〕～〔６〕のいずれかに記載の非水電解質二次電池。
〔８〕 前記正極及び前記負極において、前記第１領域に対向する領域の厚みは、前記第２領域に対向する領域の厚みよりも小さい、〔７〕に記載の非水電解質二次電池。
【発明の効果】
【0007】
本開示の非水電解質二次電池は、長期の使用に伴うサイクル特性の低下が抑制されており、優れた長期耐久性を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
【0010】
本実施形態の非水電解質二次電池（以下、「本電池」ともいう。）１は、例えば、リチウムイオンの吸蔵及び放出により充放電を行うリチウムイオン二次電池である。図１及び図２に示すように、本電池１は、電極体２００と、電解液と、電極体２００及び電解液を収容する電池ケース１００と、を備える。
【0011】
電池ケース１００は、開口部を有する外装体１１０と、外装体１１０の開口部を封口する封口板１２０とを有する。本電池１は、好ましくは電池ケースが角型（箱形）である角型電池である。外装体１１０は、電極体及び電解液を収容する空間を有することができ、角型（箱形）であることができる。外装体１１０は、封口板１２０に対向する底部１１５を有する。封口板１２０は、外装体１１０内に電極体２００を収容した後に、外装体１１０の開口部を塞ぐように外装体に取り付けることができる。封口板１２０は、外装体１１０の開口部の周縁に溶接接合等により接合することによって、外装体１１０に取り付けることができる。封口板１２０は、電解液を注液するための注液孔１２１、注液孔１２１を封止する封止部材１２２、及び、電池ケース１００内の圧力が所定値以上になった際に破断するガス排出弁１２３を有していてもよい。
【0012】
電極体２００は、正極、負極、及び、正極と負極との間に介在するセパレータを有する。図２では、紙面に直交する方向に、正極、負極、及びセパレータ２５０が積層されている。電極体２００は、正極、負極、及びセパレータを積層した積層体を巻回した巻回型電極体であってもよく、正極、負極、及びセパレータが積層された積層型電極体であってもよい。巻回型電極体は、積層体の巻回後にプレスされた扁平状であってもよい。積層型電極体は、その平面視形状が四角形であってもよく、好ましくは正方形又は長方形であり、より好ましくは長方形である。
【0013】
正極は、電極体２００の端部２０１に、正極の一部が突出した正極タブ２１０Ａを有する（図２）。正極タブ２１０Ａは、本電池１の外部端子である正極端子４００と正極とを電気的に接続する接続部であることができる。正極は、正極集電体と、正極集電体上に形成された正極活物質層とを有することができる。この場合、正極タブ２１０Ａは、正極活物質層が形成されていない領域の正極集電体によって形成することができ、正極集電体の正極活物質層が形成されている領域から外側に向かって突出するように設けることができる。
【0014】
負極は、電極体２００の端部２０１に、負極の一部が突出した負極タブ２１０Ｂを有する（図２）。負極タブ２１０Ｂは、本電池１の外部端子である負極端子５００と負極とを電気的に接続する接続部であることができる。負極は、負極集電体と、負極集電体上に形成された負極活物質層とを有することができる。この場合、負極タブ２１０Ｂは、負極活物質層が形成されていない領域の負極集電体によって形成することができ、負極集電体の負極活物質層が形成されている領域から外側に向かって突出するように設けることができる。
【0015】
正極タブ２１０Ａ及び負極タブ２１０Ｂが設けられる電極体２００の端部２０１は通常、同じ端部である（図２）。電極体２００が巻回型電極体である場合、巻回軸に平行な方向における電極体２００の端部の一方に正極タブ２１０Ａ及び負極タブ２１０Ｂを有することが好ましい。電極体２００が積層型電極体であり、積層型電極体の平面視が四角形である場合、四角形の同じ一辺に正極タブ２１０Ａ及び負極タブ２１０Ｂを有することが好ましい。積層型電極体の平面視が長方形である場合、長方形の１つの長辺に正極タブ２１０Ａ及び負極タブ２１０Ｂを有していてもよい。
【0016】
図２に示すように、電極体２００は、正極タブ２１０Ａ及び負極タブ２１０Ｂを有する端部２０１が封口板１２０と対向するように、電池ケース１００に収容されている。このとき、端部２０１は、電極体２００において端部２０１に対向する位置にある端部２０２よりも、封口板１２０側に配置される。電極体２００を電池ケース１００に収容したときに、正極タブ２１０Ａ及び負極タブ２１０Ｂが突出する方向（図２において上下方向）は、封口板１２０の面に直交する方向であってもよい。例えば、電極体２００が巻回型電極体である場合、巻回型電極体の巻回軸に平行な方向における端部の一方に正極タブ２１０Ａ及び負極タブ２１０Ｂを設け、この端部が封口板１２０と対向し、かつ、巻回型電極体の巻回軸が封口板１２０に直交するように、電池ケース１００に電極体２００を収容すればよい。
【0017】
電極体が有するセパレータ２５０は、基材を有し、基材の少なくとも片面に機能層を有していてもよい。機能層は、基材の両面に形成されていてもよい。機能層は、接着層及び耐熱層等であることができる。機能層は、接着層及び耐熱層のうちの一方又は両方を含むことができる。セパレータ２５０は、好ましくは基材と、機能層としての接着層とを含む。
【0018】
図３に示すように、セパレータ２５０は、電池ケース１００における封口板１２０から封口板１２０に対向する底部１１５に向かう方向において、Ｌの長さを有する。セパレータ２５０は、封口板１２０側の端部から底部１１５側に向かって０．３Ｌの長さの位置までの第１領域２５１を有し、底部１１５側の端部から封口板１２０側に向かって０．３Ｌの長さの位置までの第２領域２５２を有する。第１領域２５１の透気度Ｔ１と、第２領域２５２の透気度Ｔ２とは、下記式（Ｉ）の関係を満たす。
１．０５≦Ｔ２／Ｔ１≦１．４ （Ｉ）
１．０５≦Ｔ２／Ｔ１≦１．４ （Ｉ）
【0019】
図３は、電池ケース１００に収容された電極体２００に含まれるセパレータ２５０を、電池ケース１００の正面からみたとき（図２のようにみたとき）の形状を示している。したがって、セパレータ２５０の長さＬは、電池ケース１００に収容された電極体２００を、正極、負極、及びセパレータ２５０が積層された方向からみたときのセパレータ２５０の長さ（図２における上下方向の長さ）である。
【0020】
透気度Ｔ１及び透気度Ｔ２は、一定量の気体が透過するまでの時間を表し、その値が大きいほど気体が透過しにくいことを表す。第１領域２５１及び第２領域２５２における透気度Ｔ１及び透気度Ｔ２は、正極と負極との間にあるセパレータ２５０であって、電極体２００の正極、負極、及びセパレータの積層方向において最も外側に配置された部分の平坦部について測定するものとし、後述する実施例に記載の方法によって測定することができる。
【0021】
本電池１は通常、図１に示すように、封口板１２０側が上面となり、底部１１５側が下面となるように設置されて使用される。そのため、本電池１の満充電時の電解液の液面は通常、電極体２００の封口板１２０側の端部よりも低い位置にある。このような状態で、セパレータ２５０が上記式（Ｉ）の関係を満たさない二次電池を長期にわたって使用すると、電池ケース１００の底部１１５側に電解液が溜まり、封口板１２０側では電解液が不足する傾向にある。電解液が不足した封口板１２０側ではサイクル特性が低下するため、二次電池の長期耐久性が低下すると考えられる。これに対し、本電池１は、セパレータ２５０が上記式（Ｉ）の関係を満たす。そのため、電池の充放電に伴う負極の膨張収縮により負極から押し出された電解液は、第２領域２５２では相対的にセパレータ２５０を通過しにくい。一方、第１領域２５１の透気度Ｔ１は、第２領域２５２の透気度Ｔ２よりも小さいため、電解液が第２領域２５２側から第１領域２５１側へとセパレータ２５０内を移動しやすくなっている。これにより、電池ケース１００の底部１１５側から封口板１２０側に電解液が供給されやすくなるため、封口板１２０側での電解液不足を抑制することができる。その結果、本電池１を長期にわたって使用した場合にも、サイクル特性が低下することを抑制し、優れた長期耐久性を得ることができる。
【0022】
透気度Ｔ１及び透気度Ｔ２の比（Ｔ２／Ｔ１）は、１．１以上１．３以下であってもよく、１．１以上１．２以下であってもよい。上記比（Ｔ２／Ｔ１）が小さくなると、封口板１２０側で電解液不足が生じ、サイクル特性が低下する傾向にある。比（Ｔ２／Ｔ１）が大きくなると、底部１１５側で電解液不足が生じ、サイクル特性が低下する傾向にある。
【0023】
第１領域２５１の透気度Ｔ１は、第２領域２５２の透気度Ｔ２よりも小さければ特に制限されないが、５０秒以上４００秒以下であってもよく、８０秒以上３００秒以下であってもよく、１２０秒以上２５０秒以下であってもよい。第２領域２５２の透気度Ｔ２は、第１領域２５１の透気度Ｔ１よりも大きければ特に制限されないが、８０秒以上５００秒以下であってもよく、１００秒以上４００秒以下であってもよく、１５０秒以上３５０秒以下であってもよい。
【0024】
セパレータ２５０の第１領域２５１と第２領域２５２との間の中間領域の透気度は、好ましくは、Ｔ１よりも大きく、Ｔ２よりも小さい。
【0025】
セパレータ２５０の第１領域２５１及び第２領域２５２における透気度Ｔ１及び透気度Ｔ２は、セパレータ２５０を構成する基材及び機能層の多孔性の程度、密度、及び厚み、機能層の有無、機能層の種類、並びにこれらの組み合わせによって調節することができる。透気度の異なる第１領域２５１及び第２領域２５２を形成する方法としては、例えば次の方法が挙げられる。
［ａ］セパレータ２５０として、部分的に圧縮された部分と圧縮されていない部分とを有する基材を用い、厚み及び密度を異ならせる方法。
［ｂ］基材を加熱し、基材の多孔性の程度を異ならせる方法。
［ｃ］セパレータ２５０の基材の表面に形成される機能層の有無、種類、及び塗布量のうちの少なくとも１つを調整する方法。
［ｄ］上記［ａ］～［ｃ］のうちの２以上の組み合わせ。
［ａ］セパレータ２５０として、部分的に圧縮された部分と圧縮されていない部分とを有する基材を用い、厚み及び密度を異ならせる方法。
［ｂ］基材を加熱し、基材の多孔性の程度を異ならせる方法。
［ｃ］セパレータ２５０の基材の表面に形成される機能層の有無、種類、及び塗布量のうちの少なくとも１つを調整する方法。
［ｄ］上記［ａ］～［ｃ］のうちの２以上の組み合わせ。
【0026】
あるいは、次のように、電極体２００の製造時にセパレータ２５０に透気度の異なる第１領域２５１及び第２領域２５２を形成してもよい。電極体２００は、正極、負極、及びセパレータ２５０を積層した積層体をプレスすることによって製造することがある。電極体２００としたときに、セパレータ２５０の第１領域２５１に対向する領域の厚みが小さく、第２領域２５２に対向する領域の厚みを大きくなるように、厚みの異なる領域を有する正極及び負極を準備する。このような厚みの異なる正極及び負極とセパレータとを積層した積層体をプレスすると、セパレータ２５０は、正極及び負極の厚みに対応するように厚みの異なる領域が形成され、第１領域２５１の厚みを第２領域２５２の厚みよりも大きくすることができる。その結果、セパレータ２５０の第１領域２５１及び第２領域２５２の厚み及び密度を異ならせることができ、透気度の異なる第１領域２５１及び第２領域２５２を形成することができる。
【0027】
電極体２００が巻回型電極体である場合、電解液は巻回型電極体の巻回軸に平行な方向の両端から電極体２００内に入り込むことになる。一方、積層型電極体では平面視における各辺の位置から電極体２００内に電解液が入り込む。そのため、巻回型電極体では、積層型電極体に比較すると電極体２００内に電解液が入り込みにくいため、電解液不足に伴うサイクル特性の低下が生じやすい。しかし、本電池１のようにセパレータ２５０が上記式（Ｉ）の関係を満たすことにより、巻回型電極体を備える場合であっても、封口板１２０側での電解液不足に伴うサイクル特性の低下を抑制し、優れた長期耐久性を得ることができる。
【0028】
セパレータ２５０は、正極と負極との間に介在して配置される。セパレータ２５０が接着層を含む場合、接着層によりセパレータ２５０と正極及び負極とを近づけて配置することができ、負極及び正極との距離（極板間距離）を小さくできる。このような極板間距離の小さい電極体を備える電池では、極板間距離が相対的に大きい電極体を備える電池に比較すると、電解液を、セパレータ２５０の第２領域２５２側から第１領域２５１側へと移動させやすいため、長期耐久性をより一層向上することができる。
【0029】
本電池１は、正極、負極、及びセパレータ２５０の積層方向に０．０５ＭＰａ以上の拘束圧が付与されていてもよい。拘束圧は、０．１ＭＰａ以上であってもよく、０．５ＭＰａ以上であってもよく、０．５ＭＰａ以上５ＭＰａ以下であってもよく、０．５ＭＰａ以上４ＭＰａ以下であってもよく、０．５ＭＰａ以上３ＭＰａ以下であってもよい。拘束圧は、タクタイルセンサによって測定することができる。拘束圧が付与された本電池１では、極板間距離を小さくすることができるため、電解液を、セパレータ２５０の第２領域２５２側から第１領域２５１側へと移動させやすい。それゆえ、上記の拘束圧が付与された本電池１は、長期耐久性をより一層向上することができる。
【0030】
セパレータ２５０の上記長さＬは、例えば５０ｍｍ以上であり、８０ｍｍ以上であってもよく、１００ｍｍ以上であってもよく、通常１２０ｍｍ以下である。セパレータ２５０の上記長さＬが大きい場合、封口板１２０側での電解液不足に伴うサイクル特性の低下が生じやすい。本電池１のようにセパレータ２５０が上記式（Ｉ）の関係を満たすことにより、上記長さＬが大きい場合であっても、優れた長期耐久性を有する本電池１を得ることができる。
【0031】
上記したように、正極板は、正極集電体と、正極集電体上に形成された正極活物質層とを有することができる。正極集電体は、例えば、アルミニウム及びアルミニウム合金等のアルミニウム材料を用いて構成された金属箔である。正極活物質層は、正極活物質を含む。正極活物質としては例えば、層状系又はスピネル系等のリチウム遷移金属酸化物（例えば、ＬｉＮｉＣｏＭｎＯ２、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＦｅＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＮｉ0.5Ｍｎ1.5Ｏ4、ＬｉＣｒＭｎＯ4、ＬｉＦｅＰＯ4、ＬｉＮｉ1/3Ｃｏ1/3Ｍｎ1/3Ｏ2）が挙げられる。リチウム遷移金属酸化物は、好ましくはリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（ＮＣＭ）である。
【0032】
正極活物質層は、正極活物質以外に結着材及び導電助剤のうちの一方又は両方を含むことができる。結着材としては、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が挙げられる。導電助剤としては、繊維状炭素、カーボンブラック（アセチレンブラック、ケッチェンブラック等）、コークス、活性炭等の炭素材料が挙げられる。繊維状炭素としては、カーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴ」ともいう。）が挙げられる。ＣＮＴは、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）であってもよく、２層カーボンチューブ（ＤＷＣＮＴ）等の多層カーボンナノチューブであってもよい。
【0033】
上記したように、負極集電体と、負極集電体上に形成された負極活物質層とを有することができる。負極集電体は、例えば、銅及び銅合金等の銅材料を用いて構成された金属箔である。負極活物質層は、負極活物質を含む。負極活物質としては例えば、黒鉛（グラファイト）等の炭素（Ｃ）原子を含む炭素系活物質；ケイ素（Ｓｉ）、錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）からなる群から選択される元素を含む金属単体又は金属酸化物等の金属元素を含む金属系活物質が挙げられる。負極活物質層は、金属系活物質としてケイ素元素を含むＳｉ系活物質を含んでいてもよい。Ｓｉ系活物質としては、ケイ素単体、ＳｉＣ（ケイ素及び炭素の複合材料であり、例えば、多孔質炭素粒子内にケイ素のナノ粒子が分散されたもの等）、ＳｉＯｘ、ＬｉｘＳｉｙＯｚ等が挙げられる。
【0034】
負極活物質層は、負極活物質以外に結着材及び導電助剤のうちの一方又は両方を含むことができる。結着材としては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、メチルセルロース（ＭＣ）、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース系結着材；スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が挙げられる。導電助剤としては、上記したものが挙げられる。
【0035】
セパレータが有する基材は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、セルロース、ポリアミド等の樹脂からなるフィルム及び不織布等の多孔質シートであることができる。基材は、単層構造又は多層構造を有していてもよい。セパレータが有する接着層は、接着剤によって形成することができる。基材と接着層とを有するセパレータは、例えば、基材に接着剤を塗布して形成してもよく、離型シート等に接着剤を塗布して接着層を形成し、基材に接着層を積層した後に離型シートを剥離することによって形成してもよい。接着剤としては、ホットメルト接着剤、紫外線硬化型接着剤、熱硬化型接着剤等が挙げられる。接着剤のベース樹脂としては、例えばアクリル樹脂、ウレタン樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、エポキシ樹脂、及びフッ素樹脂からなる群より選択される１種以上の樹脂が挙げられる。セパレータが有する耐熱層は、フィラーを含み、さらにバインダー等を含んでいてもよい。フィラーとしては例えば、アルミナ、ベーマイト、水酸化アルミニウム、シリカ、マグネシア、チタニア、窒化ケイ素、及び窒化チタンからなる群より選ばれる１種以上であるセラミック粒子が挙げられる。バインダーとしては例えば、アクリル樹脂等のアクリル系バインダー、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素ポリマー系バインダー、及びスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）からなる群より選ばれる１種以上が挙げられる。
【0036】
電解液は通常、非水電解液であり、好ましくは有機溶媒等の非水溶媒中に支持塩を含有させたものである。支持塩としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＦＳＯ３、ＬｉＢＯＢ（リチウムビス（オキサラト）ボレート）等が挙げられる。電解液は、これらのうちの１種又は２種以上の支持塩を含んでいてもよい。非水溶媒としては、例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、及びジエチルカーボネート（ＤＥＣ）等が挙げられる。電解液は、これらのうちの１種又は２種以上の非水溶媒を含むことができる。電解液は、上記した支持塩及び非水溶媒以外の添加剤等を含んでいてもよい。
【0037】
電池ケース１００を構成する外装体１１０及び封口板１２０は、好ましくは金属製であり、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、又は鉄合金等を用いて形成でき、例えばアルミニウムラミネートフィルムを用いて形成することができる。
【実施例0038】
以下、実施例及び比較例を示して本開示をさらに具体的に説明する。
〔実施例１〕
（正極の作製）
正極活物質としてのリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（ＮＣＭ）、導電助剤としてのアセチレンブラック（ＡＢ）、及び、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を、ＮＣＭ：ＡＢ：ＰＶｄＦ＝９７：２：１（質量比）で用い、これをＮ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）と混合して正極合剤スラリーを得た。正極集電体としての厚み１５μｍのアルミニウム箔上に、正極集電体の幅方向の端部（側縁部）が露出した露出部（１）が形成されるように正極合剤スラリーを塗布して乾燥した。続いて、ローラーを用いて、正極集電体に塗布した正極合剤スラリーを、一対のローラーを用いて圧縮することにより、正極集電体上に正極活物質層を形成して正極原反を得た。正極原反は、正極集電体上に正極活物質層が形成された領域と、正極活物質層が形成されておらず正極集電体が露出している露出部（１）とを有する。正極活物質層は、露出部（１）側となる領域の正極合剤スラリーの塗布量を、当該領域以外の他の領域における正極合剤スラリーの塗布量よりも少なくし、一対のローラーのギャップを調節して圧縮することにより、露出部（１）側の正極活物質の厚みを相対的に小さくした。その後、一定の間隔をあけて正極タブが繰り返し形成されるように正極原反を裁断することによって正極を得た。正極タブは露出部（１）の領域から形成した。
〔実施例１〕
（正極の作製）
正極活物質としてのリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（ＮＣＭ）、導電助剤としてのアセチレンブラック（ＡＢ）、及び、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を、ＮＣＭ：ＡＢ：ＰＶｄＦ＝９７：２：１（質量比）で用い、これをＮ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）と混合して正極合剤スラリーを得た。正極集電体としての厚み１５μｍのアルミニウム箔上に、正極集電体の幅方向の端部（側縁部）が露出した露出部（１）が形成されるように正極合剤スラリーを塗布して乾燥した。続いて、ローラーを用いて、正極集電体に塗布した正極合剤スラリーを、一対のローラーを用いて圧縮することにより、正極集電体上に正極活物質層を形成して正極原反を得た。正極原反は、正極集電体上に正極活物質層が形成された領域と、正極活物質層が形成されておらず正極集電体が露出している露出部（１）とを有する。正極活物質層は、露出部（１）側となる領域の正極合剤スラリーの塗布量を、当該領域以外の他の領域における正極合剤スラリーの塗布量よりも少なくし、一対のローラーのギャップを調節して圧縮することにより、露出部（１）側の正極活物質の厚みを相対的に小さくした。その後、一定の間隔をあけて正極タブが繰り返し形成されるように正極原反を裁断することによって正極を得た。正極タブは露出部（１）の領域から形成した。
【0039】
（負極の作製）
負極活物質としての黒鉛、結着材としてのカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）及びスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を、黒鉛：ＣＭＣ：ＳＢＲ＝１００：１：１（質量比）で用い、これを水と混合して撹拌造粒機を用いて混練することにより、負極合剤スラリーを得た。負極集電体としての厚み１０μｍの銅箔上に、負極集電体の幅方向の端部（側縁部）が露出した露出部（２）が形成されるように負極合剤スラリーを塗布して乾燥した。続いて、一対のローラーを用いて、負極集電体に塗布した負極合剤スラリーを圧縮することにより、負極集電体上に負極活物質層を形成して負極原反を得た。負極原反は、負極集電体上に負極活物質層が形成された領域と、負極活物質層が形成されておらず負極集電体が露出している露出部（２）とを有する。負極活物質層は、露出部（２）側となる領域の負極合剤スラリーの塗布量を、当該領域以外の他の領域における負極合剤スラリーの塗布量よりも少なくし、一対のローラーのギャップを調節して圧縮することにより、露出部（２）側の負極活物質の厚みを相対的に小さくした。その後、一定の間隔をあけて負極タブが繰り返し形成されるように負極原反を裁断することによって負極を得た。負極タブは露出部（２）の領域から形成した。
負極活物質としての黒鉛、結着材としてのカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）及びスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を、黒鉛：ＣＭＣ：ＳＢＲ＝１００：１：１（質量比）で用い、これを水と混合して撹拌造粒機を用いて混練することにより、負極合剤スラリーを得た。負極集電体としての厚み１０μｍの銅箔上に、負極集電体の幅方向の端部（側縁部）が露出した露出部（２）が形成されるように負極合剤スラリーを塗布して乾燥した。続いて、一対のローラーを用いて、負極集電体に塗布した負極合剤スラリーを圧縮することにより、負極集電体上に負極活物質層を形成して負極原反を得た。負極原反は、負極集電体上に負極活物質層が形成された領域と、負極活物質層が形成されておらず負極集電体が露出している露出部（２）とを有する。負極活物質層は、露出部（２）側となる領域の負極合剤スラリーの塗布量を、当該領域以外の他の領域における負極合剤スラリーの塗布量よりも少なくし、一対のローラーのギャップを調節して圧縮することにより、露出部（２）側の負極活物質の厚みを相対的に小さくした。その後、一定の間隔をあけて負極タブが繰り返し形成されるように負極原反を裁断することによって負極を得た。負極タブは露出部（２）の領域から形成した。
【0040】
（電極体の作製）
基材を有し接着層を有していないセパレータ（１）を準備した。正極と負極とをセパレータ（１）を介して積層して積層体を得た。このとき、正極タブと負極タブとが、積層体の積層方向で互いに重ならないように正極及び負極を積層した。積層体を巻回してプレスすることにより、扁平状の巻回型電極体を得た。巻回した積層体のプレスにより、セパレータ（１）が正極（正極活物質層）及び負極（負極活物質層）の厚みに応じて圧縮され、セパレータ（１）には厚みの異なる領域が形成された。
基材を有し接着層を有していないセパレータ（１）を準備した。正極と負極とをセパレータ（１）を介して積層して積層体を得た。このとき、正極タブと負極タブとが、積層体の積層方向で互いに重ならないように正極及び負極を積層した。積層体を巻回してプレスすることにより、扁平状の巻回型電極体を得た。巻回した積層体のプレスにより、セパレータ（１）が正極（正極活物質層）及び負極（負極活物質層）の厚みに応じて圧縮され、セパレータ（１）には厚みの異なる領域が形成された。
【0041】
（非水電解質二次電池の作製）
支持塩としてＬｉＰＦ６を用い、非水溶媒としてエチレンカーボネート（ＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）の混合溶媒（ＥＣ：ＥＭＣ：ＤＭＣ＝３０：４０：４０（体積比））を用い、ＬｉＰＦ６の濃度が１ｍｏｌ／Ｌとなるように、ＬｉＰＦ６及び混合溶媒を混合して電解液を調製した。外装体及び封口板を有する角型の電池ケースに、図２に示すように、電極体の正極タブ及び負極タブを有する端部が封口板側と対向するように電極体及び電解液を収容することにより、電池を得た。電池ケースに収容された電極体において、セパレータは、封口板側の厚みが大きく、底部側の厚みが小さくなっており、正極及び負極は、封口板側の厚みが小さく、底部側の厚みが大きくなっていた。電極体の巻回軸に平行である電池の２つの面（すなわち、電極体の正極、負極、及びセパレータの積層方向に直交する２つの面）のそれぞれに拘束板を配置し、この２枚の拘束板で挟み込むことにより、電池に０．０５ＭＰａ以上の拘束圧を付与した。拘束圧は、タクタイルセンサによって測定した。
支持塩としてＬｉＰＦ６を用い、非水溶媒としてエチレンカーボネート（ＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）の混合溶媒（ＥＣ：ＥＭＣ：ＤＭＣ＝３０：４０：４０（体積比））を用い、ＬｉＰＦ６の濃度が１ｍｏｌ／Ｌとなるように、ＬｉＰＦ６及び混合溶媒を混合して電解液を調製した。外装体及び封口板を有する角型の電池ケースに、図２に示すように、電極体の正極タブ及び負極タブを有する端部が封口板側と対向するように電極体及び電解液を収容することにより、電池を得た。電池ケースに収容された電極体において、セパレータは、封口板側の厚みが大きく、底部側の厚みが小さくなっており、正極及び負極は、封口板側の厚みが小さく、底部側の厚みが大きくなっていた。電極体の巻回軸に平行である電池の２つの面（すなわち、電極体の正極、負極、及びセパレータの積層方向に直交する２つの面）のそれぞれに拘束板を配置し、この２枚の拘束板で挟み込むことにより、電池に０．０５ＭＰａ以上の拘束圧を付与した。拘束圧は、タクタイルセンサによって測定した。
【0042】
〔実施例２～４、比較例１～３〕
正極合剤スラリー及び負極合剤スラリーの塗布量、正極集電体に塗布した正極合剤スラリーの圧縮量、並びに、負極集電体に塗布した負極合剤スラリーの圧縮量を調整することにより、セパレータの第１領域及び第２領域の透気度を表１の関係となるように調整して電極体を作製した。この電極体を用いたこと以外は、実施例１と同じ手順で拘束圧が付与された電池を得た。
正極合剤スラリー及び負極合剤スラリーの塗布量、正極集電体に塗布した正極合剤スラリーの圧縮量、並びに、負極集電体に塗布した負極合剤スラリーの圧縮量を調整することにより、セパレータの第１領域及び第２領域の透気度を表１の関係となるように調整して電極体を作製した。この電極体を用いたこと以外は、実施例１と同じ手順で拘束圧が付与された電池を得た。
【0043】
〔実施例５〕
基材の両面に接着層を有するセパレータ（２）を準備した。セパレータ（２）を用いたこと以外は、実施例１と同じ手順で、電極体を得、拘束圧が付与された電池を得た。
基材の両面に接着層を有するセパレータ（２）を準備した。セパレータ（２）を用いたこと以外は、実施例１と同じ手順で、電極体を得、拘束圧が付与された電池を得た。
【0044】
［透気度の測定］
電極体が有するセパレータのうち、正極と負極との間にあるセパレータであって、巻回型電極体の最も外側（外周側）に配置された部分について、電池ケースにおける封口板から底部に向かう方向の長さをＬとしたときに、封口板側の端部から底部側に向かって０．３Ｌの長さの位置までを第１領域とし、底部側の端部から封口板側に向かって０．３Ｌの長さの位置までを第２領域とした。第１領域内及び第２領域内のそれぞれにおいて、巻回型電極体の平坦部の各領域内の透気度が満遍なく測定されるように互いに異なる位置の３カ所以上の位置を設定した。この設定した位置を、王研式試験機の測定ヘッド部の直下に位置するように固定して透気度を測定して、その算術平均を算出した。これを、第１領域の透気度Ｔ１及び第２領域の透気度Ｔ２とし、その比（Ｔ２／Ｔ１）を算出した。結果を表１に示す。
電極体が有するセパレータのうち、正極と負極との間にあるセパレータであって、巻回型電極体の最も外側（外周側）に配置された部分について、電池ケースにおける封口板から底部に向かう方向の長さをＬとしたときに、封口板側の端部から底部側に向かって０．３Ｌの長さの位置までを第１領域とし、底部側の端部から封口板側に向かって０．３Ｌの長さの位置までを第２領域とした。第１領域内及び第２領域内のそれぞれにおいて、巻回型電極体の平坦部の各領域内の透気度が満遍なく測定されるように互いに異なる位置の３カ所以上の位置を設定した。この設定した位置を、王研式試験機の測定ヘッド部の直下に位置するように固定して透気度を測定して、その算術平均を算出した。これを、第１領域の透気度Ｔ１及び第２領域の透気度Ｔ２とし、その比（Ｔ２／Ｔ１）を算出した。結果を表１に示す。
【0045】
［サイクル試験］
２５℃の環境下において、電池を０．３３Ｃの電流値で４．１Ｖｃｃｃｖ（定電流・定電圧）まで充電し（カットオフ電流：０．０５Ｃ）、０．３３Ｃの電流値で３Ｖの電位まで放電する充放電を１サイクルとして、充放電を繰り返し行った。下記式にしたがって、１サイクル目の放電容量Ｗ１に対する２００サイクル目の放電容量Ｗ２００の維持率を容量維持率［％］として算出した。結果を表１に示す。
容量維持率［％］＝（Ｗ２００／Ｗ１）×１００
２５℃の環境下において、電池を０．３３Ｃの電流値で４．１Ｖｃｃｃｖ（定電流・定電圧）まで充電し（カットオフ電流：０．０５Ｃ）、０．３３Ｃの電流値で３Ｖの電位まで放電する充放電を１サイクルとして、充放電を繰り返し行った。下記式にしたがって、１サイクル目の放電容量Ｗ１に対する２００サイクル目の放電容量Ｗ２００の維持率を容量維持率［％］として算出した。結果を表１に示す。
容量維持率［％］＝（Ｗ２００／Ｗ１）×１００
【0046】
【表1】
【符号の説明】
【0047】
１ 非水電解質二次電池、１００ 電池ケース、１１０ 外装体、１１５ 底部、１２０ 封口板、１２１ 注液孔、１２２ 封止部材、１２３ ガス排出弁、２００ 電極体、２０１，２０２ 端部、２１０Ａ 正極タブ、２５０ セパレータ、２５１ 第１領域、２５２ 第２領域、４００ 正極端子、５００ 負極端子。
【図1】
【図2】
【図3】