特許 7099989 二次電池及び二次電池の製造方法

(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】2022-07-04

(45)【発行日】2022-07-12

(54)【発明の名称】二次電池及び二次電池の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/0585 20100101AFI20220705BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20220705BHJP

   H01M 4/13 20100101ALI20220705BHJP

   H01M 4/02 20060101ALI20220705BHJP

   H01M 4/04 20060101ALI20220705BHJP

   H01M 4/139 20100101ALI20220705BHJP

【ＦＩ】

H01M10/0585

H01M10/04 Z

H01M4/13

H01M4/02 Z

H01M4/04 A

H01M4/139

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019096039

(22)【出願日】2019-05-22

(65)【公開番号】P2020191239

(43)【公開日】2020-11-26

【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】▲高▼士 祐輔

【審査官】鈴木 雅雄

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０３９０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０７２０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５０１４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５２９９５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５３２２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０５４００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１３９９９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／０５８５

Ｈ０１Ｍ １０／０４

Ｈ０１Ｍ ４／１３

Ｈ０１Ｍ ４／０２

Ｈ０１Ｍ ４／０４

Ｈ０１Ｍ ４／１３９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

４辺の外周辺を備えた矩形状の第１電極板と、前記第１電極板と電気的に対となる４辺の外周辺を備えた矩形状の第２電極板とがセパレータを介して交互に積層された極板群を有する二次電池であって、
前記第１電極板は、第１基材の一部に第１電極合材層を有するとともに、前記第１電極板の上端に延出された第１集電タブを有し、
前記第２電極板は、第２基材の一部に第２電極合材層を有するとともに、前記第２電極板の上端に延出された第２集電タブを有し、
前記第１基材の板面は、前記第２基材の板面よりも広く、
前記第２電極板を挟む２つの前記第１電極板は、面方向に沿って上下に偏倚して積層されることで積層方向に不一致となる非対応範囲を有するとともに、前記２つの前記第１電極合材層が前記積層方向に一致する重複範囲中に前記２つの前記第１電極板に挟まれる前記第２電極板の前記第２電極合材層の全範囲が含まれる
二次電池。

【請求項2】

３つ以上の前記第１電極板は、前記積層方向から見たとき、各前記第１電極板が同じ方向にずれて偏倚している
請求項１に記載の二次電池。

【請求項3】

前記第１電極板が負極板であり、
前記第２電極板が正極板である
請求項１又は２に記載の二次電池。

【請求項4】

前記第１電極板を挟む２つの前記セパレータは、各外辺が前記積層方向に揃うように積層されている
請求項１～３のいずれか１項に記載の二次電池。

【請求項5】

前記第１電極板を挟む２つの前記セパレータは、前記積層方向に不一致となる非対応範囲を有するように表面が面方向に偏倚して積層されている
請求項１～３のいずれか１項に記載の二次電池。

【請求項6】

前記極板群は、前記積層方向の中央から端部に位置する前記第１電極板が同じ方向にずれて偏倚している
請求項１～５のいずれか１項に記載の二次電池。

【請求項7】

４辺の外周辺を備えた矩形状の第１電極板と、前記第１電極板と電気的に対となる４辺の外周辺を備えた矩形状の第２電極板とがセパレータを介して交互に積層された極板群を有する二次電池の製造方法であって、
前記第１電極板は、第１基材の一部に第１電極合材層を有するとともに、前記第１電極板の上端に延出された第１集電タブを有し、
前記第２電極板は、第２基材の一部に第２電極合材層を有するとともに、前記第２電極板の上端に延出された第２集電タブを有し、
前記第１電極板の板面は、前記第２電極板の板面よりも広く、
前記第２電極板を挟む２つの前記第１電極板を、前記２つの前記第１電極合材層が積層方向に一致する重複範囲中に前記２つの前記第１電極板に挟まれる前記第２電極板の前記第２電極合材層の全範囲を含むようにしつつ、面方向に沿って上下に偏倚させて積層することで前記積層方向に不一致となる非対応範囲を設ける積層工程を備える
二次電池の製造方法。

【請求項8】

前記積層工程はさらに、前記第２電極板、及び、前記セパレータの少なくとも一方を前記２つの前記第１電極板と同じ方向に偏倚させて積層する
請求項７に記載の二次電池の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、充放電により発熱する二次電池及び二次電池の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

周知のように、携帯用の電子機器の電源として、また、電気自動車やハイブリッド自動車などの電源として、リチウムイオン二次電池等の二次電池が用いられている。例えば、リチウムイオン二次電池は、正極板と負極板とがセパレータを介して複数枚積層された極板群を、リチウム含有電解質を含む非水系電解液とともに電池ケースに収納して構成される。

【0003】

こうした、二次電池は、環境温度が高くなることで放熱性が低下したり、大電流での充放電によって発熱量が増加したりすることで電池温度が上昇すると電池性能が低下する。そこで、放熱性の高められた二次電池の一例が特許文献１に記載されている。

【0004】

特許文献１に記載の二次電池は、積層型電池であって、正極板と負極板とがセパレータを介して交互に積層されて構成される極板群（電極積層体）を有している。電池ケース（外装）は、この極板群とともに電解液（電解質）を密封して収納する。極板群は、積層方向において上面側と下面側とを貫通する貫通部を備えている。電池ケースは、収納する極板群の貫通部と対応した位置に、この貫通部の貫通方向へと窪んだ凹部を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００７－１８９１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

近年、車両駆動用の電源は、電池性能として、電池容量の維持・拡大とともに、利用環境の拡大や、大きな充放電が可能であることが求められている。
特許文献１に記載の二次電池等は、放熱性が高められるが、極板群に設けられた貫通孔による電極合材の減少に応じて電池容量が低下するおそれがある。一方、二次電池等は、電池容量を維持させるために貫通孔を小さくしたり、減らしたりすると、放熱性が低下して電池温度の上昇が大きくなり電池性能が低下するおそれがある。

【0007】

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、電池容量を維持しつつ、電池温度の上昇による電池性能の低下を抑制可能な二次電池及び二次電池の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決する二次電池は、第１電極板と、前記第１電極板と電気的に対となる第２電極板とがセパレータを介して交互に積層された極板群を有する二次電池であって、前記第１電極板は、第１基材の一部に第１電極合材層を有し、前記第２電極板は、第２基材の一部に第２電極合材層を有し、前記第１基材の板面は、前記第２基材の板面よりも広く、前記第２電極板を挟む２つの前記第１電極板は、面方向に偏倚して積層されることで積層方向に不一致となる非対応範囲を有するとともに、前記２つの前記第１電極合材層が前記積層方向に一致する重複範囲中に前記２つの前記第１電極板に挟まれる前記第２電極板の前記第２電極合材層の全範囲が含まれる。

【0009】

上記課題を解決する二次電池の製造方法は、第１電極板と、前記第１電極板と電気的に対となる第２電極板とがセパレータを介して交互に積層された極板群を有する二次電池の製造方法であって、前記第１電極板は、第１基材の一部に第１電極合材層を有し、前記第２電極板は、第２基材の一部に第２電極合材層を有し、前記第１電極板の板面は、前記第２電極板の板面よりも広く、前記第２電極板を挟む２つの前記第１電極板を、前記２つの前記第１電極合材層が積層方向に一致する重複範囲中に前記２つの前記第１電極板に挟まれる前記第２電極板の前記第２電極合材層の全範囲を含むようにしつつ、面方向に偏倚させて積層することで前記積層方向に不一致となる非対応範囲を設ける積層工程を備える。

【0010】

通常、極板群において、第１電極板等は外周が積層方向に揃うように積層されることにより、積層方向に略真っ直ぐに積み重ねられる。
これに対し、このような構成又は方法によれば、２つの第１電極板の板面が偏倚して積層されている、つまり、横にずれて積み重ねられる。よって、隣り合う２つの第１電極板は積層方向に不一致となる非対応範囲を有する。この非対応範囲は、積層方向において、板面の少なくとも一方向が他の板面に対向していない開放された範囲となるため、他の板面に対向する範囲に比べて高い放熱性能を有するようになる。よって、電池容量を維持しつつ、電池温度の上昇による電池性能の低下を抑制可能になる。

【0011】

また、２つの第１電極板が横にずれて積層されたとしても、その間に挟まれる第２電極板の第２電極合材層の全範囲が、両方の第１電極板の第１電極合材層に対向するため、第１電極板と第２電極板との間で、従来と同様のイオン移動が可能であるため、電池性能が低下するおそれもない。

【0012】

好ましい構成として、３つ以上の前記第１電極板は、前記積層方向から見たとき、各前記第１電極板が同じ方向にずれて偏倚している。
このような構成によれば、複数の第１電極板が積層方向から見て一定方向にずれて偏倚する。つまり、第１電極板が横ずれを有してずれて積み重ねられる。これにより、各第１電極板に非対応範囲が確保されて電池温度の上昇が抑えられる。

【0013】

好ましい構成として、前記第１電極板が負極板であり、前記第２電極板が正極板である。
このような構成によれば、正極板よりも負極板が大きい二次電池において、負極板による放熱性が高められるようになる。

【0014】

好ましい構成として、前記第１電極板を挟む２つの前記セパレータは、各外辺が前記積層方向に揃うように積層されている。
このような構成によれば、１つの第１電極板（例えば１つの負極板）と、２つのセパレータとを一組として扱うことができる。例えば、セパレータに収容した第１電極板を、横偏倚を有するように積層させることができる。

【0015】

好ましい構成として、前記第１電極板を挟む２つの前記セパレータは、前記積層方向に不一致となる非対応範囲を有するように表面が面方向に偏倚して積層されている。
このような構成によれば、第１電極板とともにセパレータも偏倚を有するように積層されることで、セパレータの大きさを、セパレータを挟む第１電極板と第２電極板との絶縁の確保に必要である大きさに抑えることができる。

【0016】

好ましい構成として、前記極板群は、前記積層方向の中央から端部に位置する前記第１電極板が同じ方向にずれて偏倚している。
このような構成によれば、極板群が中央から両端にそれぞれ同じ方向に偏倚するかたち、いわゆるＶ字状になる。これにより、極板群の有する偏倚量が中央から端部までの積算となるため、一方の端部から他方の端部に向かって連続する偏倚の積算よりも偏倚量を抑えられるとともに、放熱性能を確保することができる。

【0017】

好ましい方法として、前記積層工程はさらに、前記第２電極板、及び、前記セパレータの少なくとも一方を前記２つの前記第１電極板と同じ方向に偏倚させて積層する。
このような方法によれば、第２電極板及びセパレータの少なくとも一方が第１電極板と同じ方向に偏倚することから、複数の第１電極板を、偏倚を有するように積層させることが容易である。また、積層された極板群の端部の積層方向に対する傾きがなだらかになる。

【発明の効果】

【0018】

この発明によれば、電池容量を維持しつつ、電池温度の上昇による電池性能の低下を抑制可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】二次電池を具体化した一実施形態について、その斜視構造の概略を示す図。

【図2】同実施形態における極板群の構造を説明する模式図。

【図3】同実施形態における二次電池の図１の３－３切断線における断面図。

【図4】同実施形態における極板群の構造を説明する図３の部分断面図。

【図5】同実施形態における極板群の放熱性能を示す図。

【図6】同実施形態における極板群の放熱性能の測定を説明する模式図。

【発明を実施するための形態】

【0020】

図１～図６を参照して、二次電池の一実施形態について説明する。以下では、二次電池をリチウムイオン二次電池に具体化した例について説明する。
図１に示すように、二次電池１１は、開口部を有するケース１２と、ケース１２の開口部を封止する蓋部１３とを備える。ケース１２及び蓋部１３が電池ケースを構成する。ケース１２及び蓋部１３は、金属材料から形成されている。蓋部１３には、正極端子２１を含む正極集電部２０と、負極端子３１を含む負極集電部３０とが設けられている。ケース１２には、直方体状の極板群１４及び電解液が収納されている。蓋部１３には、電池ケースの内圧に応じて電池ケース内の気体を放出する放出部３２と、電解液を注入する注入孔３３とが設けられている。

【0021】

図２に示すように、極板群１４は、複数の正極板１５と複数の負極板１６とが、セパレータ１７を介して交互に積層された積層体である。負極板１６が第１電極板を構成し、正極板１５が負極板１６と電気的に対となる第２電極板を構成する。

【0022】

正極板１５は、矩形状であって４辺の外周辺を有しているとともに、第２基材としての正極基材１８と、正極基材１８の両面の一部に設けられた第２電極合材層を構成する正極合材層１９とを含む。正極基材１８は、金属箔（又は薄い金属板）から形成され、長方形状（矩形状）に成形されている。正極基材１８は、長辺に対応する上端及び下端のうち、上端から延出される正極タブ１８Ａ（集電タブ）を有している。正極タブ１８Ａには、正極合材は設けられていない。正極タブ１８Ａは、上端のうち、長辺の中心から、一側方（図２中左側）に向かって所定距離だけずれた位置に設けられている。

【0023】

正極基材１８を構成する材料は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金を含む。正極合材を構成する材料は、正極活物質であるリチウム含有複合酸化物や、結着剤や、導電剤等を含む。

【0024】

負極板１６は、矩形状であって４辺の外周辺を有しているとともに、第１基材としての負極基材２３と、負極基材２３の両面の一部に設けられた第１電極合材層を構成する負極合材層２４とを含む。負極基材２３は、金属箔（又は薄い金属板）から形成され、長方形状（矩形状）に成形されている。負極基材２３は、長辺に対応する上端及び下端のうち、上端から延出される負極タブ２３Ａ（集電タブ）を有している。負極タブ２３Ａには、負極合材は設けられていない。負極タブ２３Ａは、上端のうち、長辺の中心から、他側方（図２中右側）に向かって所定距離だけずれた位置に設けられている。

【0025】

負極基材２３を構成する材料は、例えば、銅やニッケルを含む。負極合材を構成する材料は、負極活物質を含む粒子や、結着剤や、導電剤等を含む。負極活物質は、リチウムを吸蔵・放出可能な材料であり、例えば、黒鉛などの炭素、金属リチウム、リチウム合金である。

【0026】

正極板１５は、正極タブ１８Ａの位置を揃えた状態で積層される。つまり、正極タブ１８Ａが、正極基材１８の上端であって且つ幅方向の中央から一側方に寄った位置に配置するように重ねられる。よって、複数の正極板１５の正極タブ１８Ａは、束状に集められて、正極タブ群を構成する。

【0027】

負極板１６は、負極タブ２３Ａの位置を揃えた状態で積層される。つまり、負極タブ２３Ａが、負極基材２３の上端であって且つ幅方向の中央から他側方に寄った位置に配置するように重ねられる。よって、複数の負極板１６の負極タブ２３Ａは、束状に集められて、負極タブ群を構成する。

【0028】

このように、正極タブ群及び負極タブ群を極板群１４の同じ端部に位置させることにより、捲回型の電極体のように集電タブを異なる端部にそれぞれ設けるよりも、正極タブ群及び負極タブ群が占有するスペースを縮小することができる。なお、極板群１４には、正極タブ群及び負極タブ群は含まれない。

【0029】

また、負極板１６の板面は、正極板１５の板面よりも広い。よって、負極基材２３は、正極基材１８よりも大きい外形を有している。また、負極合材層２４は、正極合材層１９よりも広い。

【0030】

セパレータ１７は、絶縁材料からなる矩形状のシートからなる膜であり、４辺の外周辺を有しているとともに、正極板１５及び負極板１６よりも大きい外形を有している。セパレータ１７は、正極板１５及び負極板１６の間に電解液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。セパレータ１７は、極板群１４のうち積層方向における最前の層と最後の層にも配置される。

【0031】

電解液は、リチウム含有電解質を含む非水系電解液であって、非水溶媒に支持塩が含有された組成物である。非水溶媒としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）等を用いることができる。支持塩としては、ＬｉＰＦ_６等のリチウム化合物（リチウム塩）を用いることができる。

【0032】

図３及び図４を参照して、極板群１４の構造について説明する。なお、図３及び図４では、図示の便宜上、正極板１５とセパレータ１７との間、及び、負極板１６とセパレータ１７との間にそれぞれ空間が設けられているが、極板群１４として積層された正極板１５とセパレータ１７と、及び、負極板１６とセパレータ１７とはそれぞれ接している。

【0033】

図３に示すように、極板群１４は、積層方向断面において、下側にケース１２の底面１２１に対向する下端部１４１を備え、上側に蓋部１３に対向する上端部１４５を備える。下端部１４１は、積層方向の中央ＢＣに最下点１４２を有し、中央ＢＣから積層方向の端部に向かって上がる形状Ｌ１１，Ｌ１２、いわゆるＶ字形状を有している。同様に、上端部１４５は、積層方向の中央ＢＣに最下点１４６を有し、中央ＢＣから積層方向の端部に向かって上がる形状Ｌ２１，Ｌ２２、いわゆるＶ字形状を有している。つまり、極板群１４を構成する正極板１５や負極板１６、セパレータ１７は、上方を板面方向に所定のずれ量だけ偏倚して積層されている。また、極板群１４の中央ＢＣから積層方向の端部の間では、変位する方向が同じ方向であるとともに、隣接する２つの負極板１６の偏倚量、隣接する２つの正極板１５の偏倚量、及び隣接する２つのセパレータ１７の偏倚量が同じである。

【0034】

例えば、二次電池１１の製造工程では、正極板１５を挟むように２つの負極板１６を積層させることで極板群１４が製造される（積層工程）。
詳述すると、積層工程では、正極板１５を挟む２つの負極板１６を、２つの負極合材層２４が積層方向に一致する重複範囲を有するように偏倚させて積層する。また、重複範囲中には、２つの負極板１６に挟まれる正極板１５の正極合材層１９の全範囲を含むようにする。これにより、２つの負極板１６で積層方向に不一致となる非対応範囲を設ける。非対応範囲は、負極基材２３のうち負極合材層２４の設けられていない部分であると好ましい。

【0035】

また、この積層工程では、正極板１５及びセパレータ１７を、２つの負極板１６と同じ方向に偏倚させて積層する。
図４は、極板群１４の一部を拡大したものである。説明の便宜上、図４の左から右方向へ順に、第１正極板１５１、第１セパレータ１７１、第１負極板１６１、第２セパレータ１７２、第２正極板１５２、第３セパレータ１７３、第２負極板１６２とする。よって、第１セパレータ１７１を介して第１正極板１５１と第１負極板１６１とが積層され、第２セパレータ１７２を介して第１負極板１６１と第２正極板１５２とが積層され、第３セパレータ１７３を介して第２正極板１５２と第２負極板１６２とが積層されている。例えば、極板群１４は、２つの負極板１６としての第１負極板１６１及び第２負極板１６２が、第２正極板１５２を挟む構造を有している。

【0036】

第１正極板１５１及び第２正極板１５２は、ラインＬ１２Ｐに沿う下端の配置位置と、ラインＬ２２Ｐに沿う上端の配置位置とを有する。ラインＬ１２Ｐは、極板群１４の下端部１４１に平行、かつ、上方に設けられている。ラインＬ２２Ｐは、極板群１４の上端部１４５に平行、かつ、下方に設けられている。第１正極板１５１と第２正極板１５２とは、縦方向に同じ長さである。つまり、第２正極板１５２の下端Ｐ１２が第１正極板１５１の下端Ｐ１１に対して正極ずれ量ＰＳだけ上方にずれて積層されている。同様に、第２正極板１５２の上端Ｐ２２が第１正極板１５１の上端Ｐ２１に対して正極ずれ量ＰＳだけ上方にずれて積層されている。

【0037】

第１負極板１６１及び第２負極板１６２は、ラインＬ１２Ｍに沿う下端の配置位置と、ラインＬ２２Ｍに沿う上端の配置位置とを有する。ラインＬ１２Ｍは、極板群１４の下端部１４１に平行、かつ、上方に設けられている。ラインＬ２２Ｍは、極板群１４の上端部１４５に平行、かつ、下方に設けられている。第１負極板１６１と第２負極板１６２とは、縦方向に同じ長さである。つまり、第２負極板１６２の下端Ｍ１２が第１負極板１６１の下端Ｍ１１に対して負極ずれ量ＭＳだけ上方にずれて積層されている。同様に、第２負極板１６２の上端Ｍ２２が第１負極板１６１の上端Ｍ２１に対して負極ずれ量ＭＳだけ上方にずれて積層されている。

【0038】

なお、負極ずれ量ＭＳは、正極ずれ量ＰＳと同じである。
第１負極板１６１は、下端右側が右隣の第２負極板１６２の下端に対して負極ずれ量ＭＳだけずれているとともに、右にある他の負極板１６の下端にも積層方向に重ならない。よって、第１負極板１６１は、下端に負極ずれ量ＭＳに対応する非対応範囲を有する。第２負極板１６２の下端についても同様に非対応範囲が設けられている。非対応範囲は、２つの第１負極板１６１及び第２負極板１６２の間において、偏倚して積層されることで積層方向に不一致となる範囲である。

【0039】

第２負極板１６２は、上端左側が左隣の第１負極板１６１の上端に対して負極ずれ量ＭＳだけずれているとともに、左にある他の負極板１６の上端にも積層方向に重ならない。よって、第２負極板１６２は、上端に負極ずれ量ＭＳに対応する非対応範囲を有する。第１負極板１６１の上端についても同様に非対応範囲が設けられている。

【0040】

ところで、非対応範囲は、第１負極板１６１や第２負極板１６２の板面の少なくとも一方向が他の負極板１６の板面に対向していない開放された範囲となる。開放された範囲は、両面が他の負極板１６の板面に対向している開放されていない範囲に比べて高い放熱性能を有する。

【0041】

また、極板群１４は、第１負極板１６１の負極合材層２４及び第２負極板１６２の負極合材層２４が積層方向に一致する重複範囲を有する。また、極板群１４は、この積層方向に一致する重複範囲中に、第１負極板１６１及び第２負極板１６２に挟まれる第２正極板１５２の正極合材層１９の全範囲が含まれている。

【0042】

第１セパレータ１７１～第３セパレータ１７３は、下端の配置位置が極板群１４の下端部１４１の形状Ｌ１２に沿い、上端の配置位置が極板群１４の上端部１４５の形状Ｌ２２に沿う。第１セパレータ１７１～第３セパレータ１７３は、縦方向に同じ長さである。つまり、第２セパレータ１７２が第１セパレータ１７１に対してセパレータずれ量ＳＳ１だけ上方にずれて積層されているとともに、第３セパレータ１７３が第２セパレータ１７２に対してセパレータずれ量ＳＳ２だけ上方にずれて積層されている。第１セパレータ１７１の下端のセパレータずれ量ＳＳ１が非対応範囲を構成し、第２セパレータ１７２の下端のセパレータずれ量ＳＳ２が非対応範囲を構成する。ここでの非対応範囲は、２つのセパレータ１７の間において、偏倚して積層されることで積層方向に不一致となる範囲である。

【0043】

セパレータずれ量ＳＳ１とセパレータずれ量ＳＳ２とを加算した長さは、正極ずれ量ＰＳや負極ずれ量ＭＳと同じ長さである。例えば、セパレータずれ量ＳＳ１の長さとセパレータずれ量ＳＳ２の長さとの比が１：１であれば、それぞれが正極ずれ量ＰＳの半分の長さである。なお、セパレータずれ量ＳＳ１の長さとセパレータずれ量ＳＳ２の長さとの比は、正極板１５の厚さと負極板１６の厚さとの比を考慮して変更してもよい。

【0044】

図５及び図６を参照して、極板群１４の温度について説明する。
極板群１４は、充放電によって温度が上昇するが、放熱性能が高ければ温度が低く維持され、放熱性能が低ければ温度が高く維持される。このとき、極板群１４の放熱性能が、第１負極板１６１や第２負極板１６２が積層されたときの偏倚量、いわゆる、ずらし幅によって変化することが見出された。

【0045】

図４に示すように、ずらし幅は、負極ずれ量ＭＳに対応し、放熱性能が高く確保される負極板１６の非対応範囲の広さを規定する。極板群１４は、ずらし幅が大きくなれば、非対応範囲が広くなることに応じて放熱性能が高くなり、逆に、ずらし幅が小さくなれば、非対応範囲が狭くなることに応じて放熱性能が低くなる。

【0046】

図５を参照して、ずらし幅が「０ｍｍ」のとき、負極板１６を偏倚させずに積層させた極板群１４であり、いわゆる従来の極板群１４である。ずらし幅が「０ｍｍ」である負極板１６は、負極板１６の下端や上端が積層方向に揃っている。ずらし幅が「０．５ｍｍ」のとき、負極板１６が「０．５ｍｍ」ずつ偏倚して積層された極板群１４であり、負極板１６の下端や上端が板面方向に「０．５ｍｍ」ずつ偏倚している。ずらし幅が「１．０ｍｍ」のとき、負極板１６が「１．０ｍｍ」ずつ偏倚して積層された極板群１４であり、負極板１６の下端や上端が板面方向に「１．０ｍｍ」ずつ偏倚している。

【0047】

そして、ずらし幅の相違する各極板群１４について、高温環境に保管した後、低温環境に所定時間おいた後の温度の測定結果を得た。
図５に示すように、「１５分後温度」の温度測定結果として、ずらし幅が「０ｍｍ」のとき、「３５．２℃」、ずらし幅が「０．５ｍｍ」のとき、「３４．６℃」、ずらし幅が「１．０ｍｍ」のとき、「３４．１℃」が得られた。

【0048】

これによれば、「１５分後温度」は、ずらし幅「０．５ｍｍ」のとき、ずらし幅「０ｍｍ」に対して「０．６℃」低くなり、相対温度差に対して「２％」の温度低下となった。換言すると、放熱性能が相対温度差に対して「２％」高くなった。

【0049】

また、「１５分後温度」は、ずらし幅「１．０ｍｍ」のとき、ずらし幅「０ｍｍ」に対して「１．１℃」低くなり、相対温度差に対して「３．７％」の温度低下となった。換言すると、放熱性能が相対温度差に対して「３．７％」高くなった。

【0050】

図６を参照して、測定方法について詳述する。
１枚の負極板１６の左右に、それぞれ一組の極板を配置して温度測定用の極板群１４を作成した。なお一組の極板とは、セパレータ１７、正極板１５、セパレータ１７、及び負極板１６を積層させたものである。

【0051】

そして、温度測定用の極板群１４をナイロン袋４０に収容する。ナイロン袋４０に収容した温度測定用の極板群１４を、まず、５５℃の恒温槽５０内で３０分間にわたって保管した。続いて、相対温度差が３０℃である２５℃の恒温槽５０内で１５分後にわたって保管したときの温度を、温度測定用の極板群１４の積層方向中央３６で測定し、これを温度測定結果として得た。

【0052】

本実施形態の効果について説明する。
（１）２つの負極板１６の板面が偏倚して積層されている、つまり、横にずれて積み重ねられる。よって、隣り合う２つの負極板１６は積層方向に不一致となる非対応範囲を有する。この非対応範囲は、積層方向において、板面の少なくとも一方向が他の板面に対向していない開放された範囲となるため、他の板面に対向する範囲に比べて高い放熱性能を有する。よって、電池容量を維持しつつ、電池温度の上昇による電池性能の低下を抑制可能になる。

【0053】

また、２つの負極板１６が横にずれて積層されたとしても、その間に挟まれる正極板１５の正極合材層１９の全範囲が、両方の負極板１６の負極合材層２４に対向するため、負極板１６と正極板１５との間で、従来と同様のイオン移動が可能であるため、電池性能が低下するおそれもない。

【0054】

（２）複数の負極板１６が積層方向から見て一定方向にずれて偏倚する。つまり、負極板１６が横ずれを有してずれて積み重ねられる。これにより、各負極板１６に非対応範囲が確保されて電池温度の上昇が抑えられる。

【0055】

（３）正極板１５よりも負極板１６が大きい二次電池１１において、負極板１６による放熱性が高められるようになる。
（４）負極板１６とともにセパレータ１７も偏倚を有するように積層されることで、セパレータ１７の大きさを、セパレータ１７を挟む負極板１６と正極板１５との絶縁の確保に必要である大きさに抑えることができる。

【0056】

（５）極板群１４が、中央ＢＣから両端にそれぞれ同じ方向に偏倚するかたち、いわゆるＶ字状になる。これにより、極板群１４の有する偏倚量が中央ＢＣから端部までの積算となるため、一方の端部から他方の端部に向かって連続する偏倚の積算よりも偏倚量を抑えられるとともに、放熱性能を確保することができる。

【0057】

（６）正極板１５及びセパレータ１７の少なくとも一方が負極板１６と同じ方向に偏倚することから、複数の負極板１６を、偏倚を有するように積層させることが容易である。また、積層された極板群１４の端部の積層方向に対する傾きがなだらかになる。

【0058】

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本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。
・上記実施形態では、積層工程では、正極板１５、及び、セパレータ１７を２つの負極板１６と同じ方向に偏倚させて積層する場合について例示した。しかしこれに限らず、正極板、及び、セパレータの少なくとも一方が積層されるとき、一部の積層で負極板と同じ方向に偏倚されない場合があってもよい。

【0059】

・上記実施形態では、極板群１４が積層方向の中央ＢＣから端部に向かって負極板１６が上方に偏倚している場合について例示した。しかしこれに限らず、極板群が積層方向の一方の端部から他方の端部に向かって負極板が上方に偏倚してもよい。

【0060】

・上記実施形態では、極板群１４が積層方向の中央ＢＣから端部に向かって負極板１６が上向に偏倚している場合について例示した。しかしこれに限らず、極板群は、中央から端部の間で負極板の偏倚する方向が１回以上変化してもよい。例えば、極板群は、中央から端部の間で下端部の形状が上下方向にぎざぎざになってもよい。

【0061】

・上記実施形態では、第１セパレータ１７１～第３セパレータ１７３は下端の配置位置が極板群１４の下端部１４１の形状Ｌ１２に沿っている場合について例示した。しかし、これに限らず、負極板を挟む２つのセパレータは、相互に偏倚していないため、当該負極板を挟んだ外辺が積層方向に揃う態様で積層されていてもよい。このとき、負極板を挟む２つのセパレータは非対応範囲を有さない一方、隣の負極板を挟む２つのセパレータとの間には、２つの負極板が有している負極ずれ量に対応する非対応範囲を有するようになる。

【0062】

これにより、１つの電極板（例えば１つの負極板）と、２つのセパレータとを一組として扱うことができる。例えば、袋状のセパレータに収容した負極板を、負極板の位置を基準として偏倚を有するように積層させることができる。

【0063】

・上記実施形態では、負極板１６が第１電極板を構成し、正極板１５が第２電極板を構成する場合について例示した。しかし、これに限らず、負極板の板面よりも正極板の板面が広ければ、第１電極板が正極板であって、第２電極板が負極板であってもよい。

【0064】

・上記実施形態では、複数の負極板１６が同じ負極ずれ量ＭＳで偏倚している場合について例示した。しかしこれに限らず、適切な放熱性能が得られるのであれば、負極ずれ量が積層方向の位置に応じて相違していてもよい。

【0065】

・上記実施形態では、極板群１４の下端部１４１の全域で負極板１６が偏倚して積層されている場合について例示した。しかしこれに限らず、極板群の下端部の一部の範囲で負極板が偏倚してもよい。これによっても、極板群からの放熱性能が高められる。例えば、熱の放熱しづらい中央部を偏倚させるようにしてもよい。

【0066】

・極合剤は、基材の少なくとも一つの面に位置すればよく、基材の片面のみに位置することも可能である。
・上記実施形態では、正極板１５、負極板１６、及びセパレータ１７が長方形状である場合について例示した。しかしこれに限らず、正極板、負極板、及びセパレータは、二次電池の電極板を構成することができればよく、正方形状等のその他の矩形状であってもよい。

【0067】

・正極タブ１８Ａや負極タブ２３Ａの形状は、非水系電池の形状などに応じて適宜設定されるものであり、他の形状に変更可能である。
・上記実施形態では、二次電池１１を、ケース１２内に１つの極板群１４を有する構造としたが、ケース１２内に複数の極板群を有する構造としてもよい。例えば複数の極板群は、ケース１２内で直列に接続される。

【0068】

・上記実施形態では、二次電池１１がリチウムイオン二次電池である場合について例示した。しかし、これに限らず、二次電池は、その他の非水系電解質の二次電池であってもよいし、ニッケル水素二次電池等の水系電解質の二次電池であってもよい。例えばニッケル水素二次電池は、ニッケル金属等からなる基材に水酸化ニッケル等を含む正極合剤を備えた正極板と、金属材からなる基材に水素吸蔵合金を含む負極合剤を備えた負極板とをセパレータを介して積層した極板群を有する。

【0069】

・二次電池１１は、電気自動車、ハイブリッド自動車、ガソリン自動車やディーゼル自動車等の車両やその他の移動体に用いられてもよい。又は、固定設置されてもよい。

【符号の説明】

【0070】

１１…二次電池、１２…ケース、１３…蓋部、１４…極板群、１５…正極板、１６…負極板、１７…セパレータ、１８…正極基材、１８Ａ…正極タブ、１９…正極合材層、２０…正極集電部、２１…正極端子、２３…負極基材、２３Ａ…負極タブ、２４…負極合材層、３０…負極集電部、３１…負極端子、３２…放出部、３３…注入孔、３６…積層方向中央、４０…ナイロン袋、５０…恒温槽、１２１…底面、１４１…下端部、１４２…最下点、１４５…上端部、１４６…最下点、１５１…第１正極板、１５２…第２正極板、１６１…第１負極板、１６２…第２負極板、１７１…第１セパレータ、１７２…第２セパレータ、１７３…第３セパレータ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】