特許 7093733 非水電解質二次電池用極板群及び非水電解質二次電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-22

(45)【発行日】2022-06-30

(54)【発明の名称】非水電解質二次電池用極板群及び非水電解質二次電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/058 20100101AFI20220623BHJP

   H01M 4/13 20100101ALI20220623BHJP

   H01M 10/0587 20100101ALI20220623BHJP

【ＦＩ】

H01M10/058

H01M4/13

H01M10/0587

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019027215

(22)【出願日】2019-02-19

(65)【公開番号】P2020136045

(43)【公開日】2020-08-31

【審査請求日】2021-03-10

(73)【特許権者】

【識別番号】399107063

【氏名又は名称】プライムアースＥＶエナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107249

【弁理士】

【氏名又は名称】中嶋 恭久

(72)【発明者】

【氏名】上田 一輝

【審査官】松岡 徹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１９５４０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２０９４１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／０５－ １０／３９

Ｈ０１Ｍ ４／００－ ４／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

正極板と負極板とがセパレータを挟んで対向配置される非水電解質二次電池用極板群であって、
前記負極板は、金属基板の表面に活物質を含む負極合剤層を有し、
前記負極合剤層は、前記セパレータを挟んで前記正極板の正極合剤層に対向する対向部と前記正極合剤層に対向しない縁部に非対向部とを有し、
前記負極合剤層の前記非対向部の少なくとも一部であって、前記非対向部の長手方向に対する幅が０．５ｍｍ以上で、かつ前記対向部を含まない部分の空隙率は、前記対向部の空隙率に比べて小さい
非水電解質二次電池用極板群。

【請求項2】

前記非対向部は、縁部のうちで二次電池の上下方向に延びている部分の空隙率が前記対向部の空隙率に比べて小さい
請求項１に記載の非水電解質二次電池用極板群。

【請求項3】

複数の前記正極板と複数の前記負極板とがそれぞれ前記セパレータを介して積層されている
請求項２に記載の非水電解質二次電池用極板群。

【請求項4】

長尺の前記正極板と長尺の前記負極板とが長尺の前記セパレータを介して積層されて長尺方向に捲回されている
請求項２に記載の非水電解質二次電池用極板群。

【請求項5】

前記対向部の空隙率と前記非対向部の空隙率との差が５％以上である
請求項１～４のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池用極板群。

【請求項6】

前記非水電解質二次電池は、リチウムイオン二次電池である
請求項１～５のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池用極板群。

【請求項7】

正極板と負極板とがセパレータを挟んで対向配置される極板群を有する非水電解質二次電池であって、
前記極板群が請求項１～６のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池用極板群である
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、充放電が可能である非水電解質二次電池の非水電解質二次電池用極板群、及び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の一つであるリチウムイオン二次電池は、高いエネルギー密度を有し、高容量であることから、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド自動車（ＨＶ）等の駆動用電源として用いられている。リチウムイオン二次電池は、電極基材の両面に電極の活物質を含む電極合剤層を設けた正極板及び負極板をセパレータを介して積層した極板群を有し、正極板と負極板との間にセパレータを介して電解液を保持する。

【0003】

リチウムイオン二次電池は、電極合材層及びセパレータに電解液が浸透しているが、電極合剤層において電解液が偏在すると電流集中を生じさせてリチウムの析出要因となる。そこで、電解液を均一に分布させる技術の一例が特許文献１に記載されている。

【0004】

特許文献１に記載の非水電解質二次電池は、極板群と非水電解質とを備える。極板群は、正極集電体上に所定の幅の正極活物質層が形成されている長尺状の正極板と、負極集電体上に正極活物質層を超える幅の負極活物質層が形成されている長尺状の負極板とが積層され捲回されている。正極活物質層及び負極活物質層の少なくとも一方の空隙率（体積％）は、捲回軸方向の中心を含む中央領域と捲回軸方向の両端部を含む一対の端部領域とで異なっていて、端部領域の空隙率が中央領域の空隙率よりも大きい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１４－２０７２０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

非水電解質二次電池は、負極板に電解液が浸透しているが、充放電に伴って極板群に生じる膨張及び収縮により、例えば高電流負荷時には負極板から電解液が排出される。負極板から排出される電解液の速さや流量は不均一である。このため、負極板内における電解液の不均一化によって塩濃度の不均一が生じて、負極板と正極板との間を流れる電流密度が偏る。この結果、負極板において電流の集中する部分でリチウムが析出して容量劣化が生じたり、電流の流れ難い部分で抵抗が増加したりするおそれがある。

【0007】

例えば、特許文献１に記載の技術は、負極板の端部領域で空隙率が大きいため、極板群の膨張や収縮で電解液が排出されやすく、塩濃度の不均一化による容量劣化や抵抗増加のおそれがある。

【0008】

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、負極板における電解液分布の不均一化を抑制することのできる非水電解質二次電池用極板群、及び非水電解質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】

【0009】

上記課題を解決する非水電解質二次電池用極板群は、正極板と負極板とがセパレータを挟んで対向配置される非水電解質二次電池用極板群であって、前記負極板は、金属基板の表面に活物質を含む負極合剤層を有し、前記負極合剤層は、前記セパレータを挟んで前記正極板の正極合剤層に対向する対向部と前記正極合剤層に対向しない縁部に非対向部とを有し、前記負極合剤層の前記非対向部の少なくとも一部の空隙率は、前記対向部の空隙率に比べて小さい。

【0010】

上記課題を解決する非水電解質二次電池は、正極板と負極板とがセパレータを挟んで対向配置される極板群を有する非水電解質二次電池であって、前記極板群が上記記載の非水電解質二次電池用極板群である。

【0011】

極板群には電解液が保持されているが、極板の膨張によって極板群から電解液が排出されると電解液の分布及び塩濃度の不均一化が生じる。この点、このような構成によれば、高電流負荷時に負極板から電解液が排出されようとしても、空隙率の小さい非対向部が電解液を排出させる流れを堰き止めて、電解液を負極板の対向部に保持させる。これにより、負極板において塩濃度の不均一化、いわゆる電解液分布の不均一化が抑制されるようになる。

【0012】

好ましい構成として、前記非対向部は、縁部のうちで二次電池の上下方向に延びている部分の空隙率が前記対向部の空隙率に比べて小さい。
電解液は、重力の影響を受ける極板群の上側や、電解液に浸かっている極板群の下側からよりも極板群の側面から流出しやすい。この点、このような構成によれば、二次電池の上下方向に延びている非対向部の空隙率を小さくすることで電解液の流出を抑制することができる。

【0013】

好ましい構成として、複数の前記正極板と複数の前記負極板とがそれぞれ前記セパレータを介して積層されている。
積層型は、上側や底部に近接している下側からは電解液が排出され難い。そこで、この構成によるように、二次電池の上下方向に延びている非対向部の空隙率を小さくすることで電解液の流出が抑制される。

【0014】

好ましい構成として、長尺の前記正極板と長尺の前記負極板とが長尺の前記セパレータを介して積層されて長尺方向に捲回されている。
捲回型は、未開放部からは電解液が排出されない。そこで、この構成によるように、二次電池の捲回軸方向に開放部が延びているとき、開放部における非対向部の空隙率を小さくすることで電解液の流出を抑制することができる。

【0015】

好ましい構成として、前記対向部の空隙率と前記非対向部の空隙率との差が５％以上である。
このような構成によれば、非対向部により対向部からの電解液の排出が堰き止められる。よって、対向部に電解液が保持されることで電解液の分布が均一化される。

【0016】

好ましい構成として、前記空隙率の小さい前記非対向部は、前記非対向部の長手方向に対する幅が０．５ｍｍ以上である。
このような構成によれば、非対向部は、対向部からの電解液の排出を堰き止められる。

【0017】

好ましい構成として、前記非水電解質二次電池は、リチウムイオン二次電池である。
このような構成によれば、リチウムイオン二次電池の負極板からの電解液の排出が抑制される。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、負極板における電解液分布の不均一化を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】非水電解質二次電池の極板群及び非水電解質二次電池の一実施形態を示す概略図。

【図2】同実施形態において極板群の断面図。

【図3】同実施形態において負極板の正面図。

【図4】同実施形態において負極板の上面図。

【図5】同実施形態において空隙率の差と、容量維持率との関係を示すグラフ。

【図6】同実施形態において空隙率の差と、抵抗増加率を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0020】

図１～図６に従って、非水電解質二次電池用極板群、及び、非水電解質二次電池の一実施形態を説明する。なお、本実施形態では、非水電解質二次電池はリチウムイオン二次電池である。以下、説明の便宜上、非水電解質二次電池を二次電池と記す。

【0021】

本実施形態の二次電池は、バスバーで複数が接続されることにより組電池を構成する。組電池は、電気自動車もしくはハイブリッド自動車に搭載され、電動モータ等に電力を供給する。二次電池は、外形が直方体形状の密閉式電池である。

【0022】

図１に示すように、二次電池１０は、上側に開口部を有する直方体形状の電池ケース１１と、電池ケース１１の開口部を封止する蓋体１２と、電池ケース１１の内部に収容される非水電解質二次電池用極板群としての極板群２０と、電池ケース１１内に注入された液体状の非水電解質としての電解液２７とを備える。電池ケース１１及び蓋体１２はアルミニウム合金等の金属で構成されている。二次電池１０は、電池ケース１１に蓋体１２を取り付けることで密閉された電槽が構成される。また二次電池１０は、蓋体１２に、電力の充放電に用いられる２つの外部端子１３を備えている。

【0023】

極板群２０は、正極板２１と負極板２２とが交互にそれらの間にセパレータ２３を挟んで積層方向（図１の紙面に垂直な方向）に積層されることで形成されている。本実施形態では、極板群２０は、正極板２１、負極板２２及びセパレータ２３がそれぞれ平面状に維持されたまま積層されることで積層型極板群を構成する。極板群２０は、長手方向の一端側（図１において右側）に正極板２１がはみ出た先端部分としての正極のリード部２１Ａと、同長手方向の他端側（図１において左側）に負極板２２がはみ出た先端部分としての負極のリード部２２Ａとを有する。

【0024】

正極のリード部２１Ａは、極板群２０の長手方向において正極板２１の端部のみが配置されている部分であって、正極板２１の端部が積層方向に機械的及び電気的に集合されている。また、正極のリード部２１Ａは、極板群２０の短手方向に沿って、外部端子１３に接続される集電板１４が溶接されている。

【0025】

負極のリード部２２Ａは、極板群２０の長手方向において負極板２２の端部のみが配置されている部分であって、負極板２２の端部が積層方向に機械的及び電気的に集合されている。また、負極のリード部２２Ａは、極板群２０の短手方向に沿って、外部端子１３に接続される集電板１４が溶接されている。

【0026】

セパレータ２３は、正極板２１及び負極板２２の間に電解液２７を保持するための多孔性ポリオレフィン膜、及び多孔性ポリ塩化ビニル膜等の多孔性ポリマー膜、又は、リチウムイオンもしくはイオン導電性ポリマー電解質膜を、単独、又は組み合わせて使用することもできる。

【0027】

（電解液）
電解液２７は、非水溶媒に支持塩が含有された組成物である。ここで、非水溶媒としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等からなる群から選択された一種または二種以上の材料を用いることができる。また、支持塩としては、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣ_４Ｆ_９ＳＯ_３、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２、ＬｉＣ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３、ＬｉＩ等から選択される一種または二種以上のリチウム化合物（リチウム塩）を用いることができる。

【0028】

（正極板）
図２を参照して、正極板２１は、電極芯体である金属基板としての正極基材２１１の各表面２１１Ａにそれぞれ正極合剤が塗布された正極合剤層２１２を有している。正極基材２１１は、正極板２１の長手方向に長さＬ２１１を有し、導電性の良好な金属からなる導電性材料としてのアルミニウム合金からなる薄膜（箔）である。よって正極板２１は、正極合剤層２１２と、正極合剤が未塗布であるリード部２１Ａとを有している。リード部２１Ａは、正極板２１の長手方向に範囲Ｌ２１２を有している。

【0029】

正極合剤は、正極活物質を含む。正極活物質は、遷移金属元素（すなわち、Ｎｉ、Ｃｏ、及びＭｎの少なくとも１種）の他に、付加的に、１種または複数種の元素を含有し得る。

【0030】

また、正極合剤は、導電材を含んでいてもよい。導電材としては、例えばアセチレンブラック（ＡＢ）、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、黒鉛（グラファイト）を用いることができる。

【0031】

正極板２１は、正極活物質、導電材、溶媒、及び結着剤（バインダー）等を混練し、混練後に正極合剤層２１２を含んで生成される電極用スラリーを正極基材２１１に塗布して乾燥された正極合剤層２１２を有して作製される。ここで、溶媒としては、例えばＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）溶液を用いることができる。また、バインダーとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、スチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等を用いることができる。

【0032】

（負極板）
次に、負極板２２は、電極芯体である金属基板としての負極基材２２１の各表面２２１Ａにそれぞれ負極合剤が塗布された負極合剤層２２２を有している。負極基材２２１は、負極板２２の長手方向に長さＬ２２１を有し、従来の二次電池の構成要素と同様の構成要素を用いることができ、導電性の良好な金属からなる導電性材料が好ましく用いられる。例えば、負極基材２２１は、銅やニッケルあるいはそれらの合金からなる薄膜（箔）である。よって負極板２２は、負極合剤層２２２と、負極合剤が未塗布であるリード部２２Ａとを有している。

【0033】

負極合剤は、負極活物質３０（図４参照）を含む。負極活物質３０（図４参照）は、リチウムを吸蔵・放出可能な材料であり、例えば、黒鉛（グラファイト）等からなる粉末状の炭素材料を用いることができる。そして、負極板２２は、負極活物質３０（図４参照）、溶媒、及びバインダー等を正極板２１と同様に混練し、混練後に負極合剤層２２２を含んで生成される電極用スラリーを負極基材２２１に塗布して乾燥された負極合剤層２２２を有して作製される。バインダーは正極板２１と同様の材料を用いることができる。

【0034】

（極板の対向関係）
図２に示すように、極板群２０において、正極板２１は負極板２２よりも右側に突出されるようにリード部２１Ａが積層されており、負極板２２は正極板２１よりも左側に突出されるようにリード部２２Ａが積層される。セパレータ２３は、正極板２１と負極板２２との短絡を防止するように、正極板２１と負極板２２とが直接対向する範囲と同じか、又は広い範囲となるように、正極板２１と負極板２２との間に配置されている。

【0035】

正極板２１と負極板２２とは、対向配置されているが、負極板２２の負極合剤層２２２の範囲Ｌ２２３が、正極板２１の正極合剤層２１２の範囲Ｌ２１３を含み、かつ、それよりも広範囲となるように積層される。

【0036】

よって、負極合剤層２２２の範囲Ｌ２２３は、正極合剤層２１２に対向する範囲Ｌ２２５と、正極合剤層２１２に対向しないリード部２２Ａ側の縁部としての範囲Ｌ２２４と、正極合剤層２１２に対向しないリード部２２Ａの反対側の縁部としての範囲Ｌ２２６とを有している。正極合剤層２１２の範囲Ｌ２１３よりも長く確保される負極合剤層２２２の範囲Ｌ２２３は、負極板２２の範囲Ｌ２２４及び範囲Ｌ２２６の部分にそれぞれ非対向長さ、例えば０．５ｍｍ以上の長さを有する。

【0037】

（負極合剤層の空隙率）
図３及び図４を参照して、負極板２２の負極合剤層２２２の空隙率について説明する。
図３に示すように、負極板２２は、図において左右方向である長手方向に、リード部２２Ａから順に、第１非対向部２２４、対向部２２５、及び第２非対向部２２６を有している。

【0038】

リード部２２Ａは、負極基材２２１の各表面２２１Ａが露出した部分であり、範囲Ｌ２２２である。第１非対向部２２４は、正極合剤層２１２に対向しない部分であって、負極合剤層２２２の範囲Ｌ２２３のうちの範囲Ｌ２２４である。対向部２２５は、正極合剤層２１２に対向する部分であって、負極合剤層２２２の範囲Ｌ２２３のうちの範囲Ｌ２２５である。第２非対向部２２６は、正極合剤層２１２に対向しない部分であって、負極合剤層２２２の範囲Ｌ２２３のうちの範囲Ｌ２２６である。

【0039】

対向部２２５は、対向する正極板２１の正極合剤層２１２との間でリチウムイオンの授受が行われるため二次電池１０の充放電性能に大きな影響を及ぼす部分である。一方、第１非対向部２２４及び第２非対向部２２６は、対向していない正極板２１の正極合剤層２１２との間でリチウムイオンの授受が行われ難いため二次電池１０の充放電の性能に対する影響が相対的に小さい部分である。

【0040】

図４に示すように、負極合剤層２２２は、対向部２２５の空隙率と、第１非対向部２２４及び第２非対向部２２６の空隙率とが相違する。なお、図示の便宜上、負極合剤層２２２は、負極合剤に含まれる負極活物質３０のみ図示し、バインダー等の他の物質の図示を割愛する。空隙率は、負極合剤層中の単位面積（断面積）当たりの負極合剤の間にある空間（空隙）の割合を示しており、負極合剤の密度が小さいと空隙率が大きくなり、逆に、負極合剤の密度が大きいと空隙率が小さくなる。本実施形態では、対向部２２５の空隙率に対して、第１非対向部２２４及び第２非対向部２２６の空隙率が小さくなっている。例えば、対向部２２５の空隙率と、第１非対向部２２４及び第２非対向部２２６の空隙率との間には、５％以上の差、好ましくは１０％以上の差がある。または、対向部２２５の空隙率は、第１非対向部２２４及び第２非対向部２２６の空隙率に対して０．９倍以下である。

【0041】

例えば、第１非対向部２２４及び第２非対向部２２６は、負極合剤の塗布回数が対向部２２５への塗布回数よりも多くなること、例えば二度塗りすることによって空隙率が小さくなる。

【0042】

本実施形態では、空隙率は、サンプルの断面において５０平方μｍにおける空隙面積の割合と定義した。また、サンプル数は１０とした。つまり、各サンプルにおいて測定した断面ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）の明るさを所定の閾値で二値化することで活物質等の占める面積（物質面積）を取得してから、各空隙率を「（５０平方μｍ－物質面積）／５０平方μｍ×１００％」で算出し、これらの平均を空隙率とした。

【0043】

このように、対向部２２５の空隙率に対して、第１非対向部２２４及び第２非対向部２２６の空隙率を小さくすることによって対向部２２５に浸透している電解液２７の負極板２２からの排出が抑制される。

【0044】

（作用）
詳述すると、負極合剤層２２２は、負極合剤の間の空隙に電解液２７が流動可能に浸透している。空隙率が大きくて負極合剤の配置が疎であると、負極合剤層２２２中の流路が広くなるため電解液２７の流動抵抗が低くなる。逆に、空隙率が小さくて負極合剤の配置が密であると、負極合剤層２２２中の流路が狭くなるため電解液２７の流動抵抗が高くなる。

【0045】

一般に、負極合剤層２２２は、電解液２７の浸透が充分であることが好ましい。しかし、放電による縮小と、充電による膨張とを繰り返す負極合剤層２２２は、膨張による加圧で空隙率が小さくなり浸透している電解液２７が排出される一方、収縮による減圧で空隙率が大きくなり外部の電解液２７が浸透する。このとき、負極合剤層２２２から電解液２７が排出される速度の方が、電解液２７が浸透する速度よりも早いため、電解液２７が排出されるとその後の充電時に電解液２７の分布の不均一や電解液２７の不足を生じる。電解液２７の不足は、電解液２７の浸透に時間を要する負極板２２の中心で大きくなるおそれがある。また、電解液２７の分布の不均一は、電池性能の低下を生じさせたり、電解液２７のあるところに集中する大電流がリチウム析出による短絡を生じさせたりするおそれがある。

【0046】

本実施形態では、対向部２２５の空隙率に対して、第１非対向部２２４及び第２非対向部２２６に配置されている負極合剤の空隙率を小さくした。これにより、電解液２７が対向部２２５から第１非対向部２２４及び第２非対向部２２６への流れを抑制して、負極板２２から電解液２７が排出されることを抑制した。これにより、電解液２７の分布の不均一や電解液２７の不足の発生が抑制されるようになる。

【0047】

図５及び図６を参照して、本実施形態の効果について説明する。
図５を参照して、負極合剤層２２２における対向部２２５の空隙率と第１非対向部２２４及び第２非対向部２２６の空隙率との差である空隙率の差と、二次電池１０の容量維持率との関係について説明する。二次電池１０の容量維持率は、二次電池１０の当初の放電容量に対する、所定の条件で使用後の二次電池１０の放電容量の割合である。ここで所定の条件は、環境温度２０℃において、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：充電状態）０％から１００％まで電流２Ｃで充電し、ＳＯＣ１００％から０％まで電流２Ｃで放電することを１サイクルとし、このサイクルを所定回数、例えば１５００回行うことである。

【0048】

図５のプロットＬ５に示すように、容量維持率の測定結果は、空隙率の差が０．０％のとき８３％であり、空隙率の差が２．６％のとき８７％である。また、容量維持率の測定結果は、空隙率の差が５．０％のとき９５％であり、空隙率の差が５．８％のとき９４％であり、空隙率の差が８．０％のとき９５％である。

【0049】

つまり、容量維持率は、空隙率の差が５．０％以上であるとき、空隙率の差が０．０％である場合に比べて１２％大きく、空隙率の差が２．６％である場合に比べて８％大きい。よって、空隙率が５．０％以上であるとき、容量劣化が抑えられて、容量維持率が大きく維持されるようになる。

【0050】

図６を参照して、空隙率の差と、二次電池１０の抵抗増加率との関係について説明する。なお、二次電池１０の抵抗増加率は、二次電池１０の当初の直流に対する内部抵抗（ＤＣ－ＩＲ）に対する、所定の条件で使用後の二次電池１０の内部抵抗の割合である。ここで所定の条件は、環境温度２０℃において、ＳＯＣ５０％から１０秒間、電流７Ｃの定電流充電（ＣＣ充電）し、充放電しない状態を１０分間維持した後、電流１Ｃで定電流定電圧放電（ＣＣＣＶ放電）し、充放電しない状態を１０分間の維持することを１サイクルとし、このサイクルを所定回数、例えば３００回行うことである。内部抵抗は、二次電池１０の直流電流と直流電圧との測定に基づいて測定される。

【0051】

図６のプロットＬ６に示すように、抵抗増加率の測定結果は、空隙率の差が０．０％のとき１３５％であり、空隙率の差が２．６％のとき１２７％である。また、抵抗増加率の測定結果は、空隙率の差が５．０％のとき１１１％であり、空隙率の差が５．８％のとき１１０％であり、空隙率の差が８．０％のとき１１２％である。

【0052】

つまり、抵抗増加率は、空隙率の差が５．０％以上であるとき、空隙率の差が０．０％である場合に比べて３３％～３５％小さく、空隙率の差が２．６％である場合に比べて２５％～２７％小さい。よって、空隙率が５．０％以上であるとき、抵抗増加率が小さく維持されるようになる。

【0053】

本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
（１）極板群２０には電解液２７が保持されているが、負極板２２の膨張によって極板群２０から電解液２７が排出されると電解液２７の分布及び塩濃度の不均一化が生じる。よって、高電流負荷時に負極板２２から電解液２７が排出されようとしても、空隙率の小さい第１非対向部２２４及び第２非対向部２２６で電解液２７の排出が抑えられ、電解液２７を負極板２２の対向部２２５に保持させる。これにより、負極板２２において塩濃度の不均一化、いわゆる電解液分布の不均一化が抑制されるようになる。

【0054】

（２）電解液２７は、重力の影響を受ける極板群２０の上側や、電解液に浸かっている極板群２０の下側からよりも極板群２０の側面から流出しやすい。よって、二次電池１０の上下方向に延びている第１非対向部２２４及び第２非対向部２２６の空隙率を小さくすることで電解液２７の流出を抑制することができる。

【0055】

（３）積層型は、上側や底部に近接している下側からは電解液２７が排出され難い。そこで、二次電池１０の上下方向に延びている第１非対向部２２４及び第２非対向部２２６の空隙率を小さくすることで電解液２７の流出が抑制される。

【0056】

（４）対向部２２５の空隙率と第１非対向部２２４及び第２非対向部２２６の空隙率との差を５％以上とすることで、第１非対向部２２４及び第２非対向部２２６により対向部２２５からの電解液２７の排出が堰き止められる。よって、対向部２２５には電解液２７が保持されることで電解液２７の分布が均一化される。

【0057】

（５）第１非対向部２２４及び第２非対向部２２６は、第１非対向部２２４及び第２非対向部２２６の長手方向に対する幅が０．５ｍｍ以上であるので、対向部２２５からの電解液２７の排出を堰き止められる。

【0058】

（６）リチウムイオン二次電池の負極板２２からの電解液２７の排出が抑制される。
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0059】

・上記実施形態では、極板群２０は、正極板２１及び負極板２２をセパレータ２３を介して積層した積層型の構造である場合について例示した。しかしこれに限らず、二次電池の形状や使用目的に応じて適宜変更してもよい。例えば、長尺の正極板及び長尺の負極板を長尺のセパレータを介して扁平に捲回した捲回型の構造であってもよい。扁平に捲回された極板群は、四方のうち、捲回される正極板等の長尺方向は電極基材で覆われている未開放部なので電解液は排出されず、積層断面が開放されている捲回軸方向両端の開放部から電解液が排出される。よって、負極板の捲回軸方向両端になる非対向部の空隙率を小さくすることで負極板からの電解液の流出を抑制し、電解液分布の不均一化を抑制することができる。

【0060】

・上記実施形態では、第１非対向部２２４の空隙率と、第２非対向部２２６の空隙率とが同じである場合について例示したが、これに限らず、空隙率は、対向部の空隙率よりも小さければ、相違していてもよい。

【0061】

・上記実施形態では、第１非対向部２２４の空隙率や、第２非対向部２２６の空隙率が一定である場合について例示したが、これに限らず、対向部２２５の空隙率に比べて小さければ、第１非対向部において複数の空隙率があったり、第２非対向部において複数の空隙率があったりしてもよい。

【0062】

・上記実施形態では、第１非対向部２２４の空隙率や、第２非対向部２２６の空隙率が対向部２２５の空隙率よりも小さい場合について例示したが、これに限らず、第１非対向部の一部の空隙率や第２非対向部の一部の空隙率が対向部２２５の空隙率に比べて小さくてもよい。

【0063】

・上記実施形態では、第１非対向部２２４の空隙率、及び第２非対向部２２６の空隙率が対向部２２５の空隙率よりも小さい場合について例示したが、これに限らず、第１非対向部の空隙率及び第２非対向部の空隙率のいずれか一方の空隙率のみが対向部の空隙率より小さくてもよい。

【0064】

・二次電池１０は、電気自動車もしくはハイブリッド自動車に搭載されなくてもよい。例えば、二次電池１０は、ガソリン自動車やディーゼル自動車等の車両に搭載されてもよい。また二次電池１０は、鉄道、船舶、及び航空機等の移動体や、ロボットや、情報処理装置等の電気製品の電源として用いられてもよい。

【符号の説明】

【0065】

１０…二次電池、１１…電池ケース、１２…蓋体、１３…外部端子、１４…集電板、２０…極板群、２１…正極板、２１Ａ…リード部、２２…負極板、２２Ａ…リード部、２３…セパレータ、２７…電解液、３０…負極活物質、２１１…正極基材、２１１Ａ…表面、２１２…正極合剤層、２２１…負極基材、２２１Ａ…表面、２２２…負極合剤層、２２４…第１非対向部、２２５…対向部、２２６…第２非対向部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】