特許 7434309 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】2024-02-09

(45)【発行日】2024-02-20

(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 20100101AFI20240213BHJP

   H01M 10/052 20100101ALI20240213BHJP

   H01M 50/531 20210101ALI20240213BHJP

   H01M 50/586 20210101ALI20240213BHJP

   H01M 50/595 20210101ALI20240213BHJP

【ＦＩ】

H01M10/0587

H01M10/052

H01M50/531

H01M50/586

H01M50/595

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021522265

(86)(22)【出願日】2020-05-20

(86)【国際出願番号】 JP2020019923

(87)【国際公開番号】W WO2020241410

(87)【国際公開日】2020-12-03

【審査請求日】2023-03-07

(31)【優先権主張番号】P 2019099055

(32)【優先日】2019-05-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】322003798

【氏名又は名称】パナソニックエナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】崎田 孝文

【審査官】小森 重樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－１０９６６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０７７０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０８９８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０５５９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０７７６９８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／０５－１０／０５８７

Ｈ０１Ｍ １０／３６－１０／３９

Ｈ０１Ｍ ５０／５０－５０／５９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

帯状の正極と帯状の負極とがセパレータを介してそれらの長手方向に沿って巻回された巻回形の電極体と、前記電極体を収容する電池ケースとを備える非水電解質二次電池であって、
前記正極は、
正極集電体と、
前記正極集電体の表面の少なくとも一部に形成された正極合剤層と、
前記正極集電体の表面において前記正極合剤層が形成されていない正極集電体露出部に一端部が接続され、他端部が前記正極集電体から前記正極の短手方向に延出する、導電性の正極タブと、
少なくとも前記正極タブの一端部及び前記正極集電体露出部を覆うように表面に設けられた保護部材と、を有し、
前記保護部材は、前記正極の長手方向の両端部に1つ又は複数の切込を有する、非水電解質二次電池。

【請求項2】

前記切込は、前記正極の厚み方向において前記正極タブに対向していない、請求項１に記載の非水電解質二次電池。

【請求項3】

前記保護部材は、基材部と粘着部とを有する粘着テープである、請求項１又は２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】

本開示は、非水電解質二次電池に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電気自動車や蓄電設備等に使用される非水電解質二次電池の高容量化及び高出力化が進んでいる。電池の高容量化及び高出力化によって、電池が内部短絡した際に発生する熱量が大きくなっており、内部短絡発生のリスクの低減が求められている。電池の正極表面には正極集電体の表面が露出した正極露出部が形成されており、集電用のタブが当該正極露出部に接続されている。特許文献１には、絶縁テープで正極タブを覆うことで内部短絡発生のリスクを低減する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００３－１３２８７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１では、電池が外部から衝撃を受けた場合に電池が受ける影響については検討されていない。具体的には、外部からの衝撃で電池が変形した際に、正極タブに貼り付けられた絶縁テープが電池の変形に追従できずに絶縁テープの端部の段差でセパレータが破断してしまい、その破断部分で内部短絡が発生する可能性がある。

【0005】

本開示の目的は、外部からの衝撃を受けた場合の安全性に優れた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】

【0006】

本開示の一態様である非水電解質二次電池は、帯状の正極と帯状の負極とがセパレータを介してそれらの長手方向に沿って巻回された巻回形の電極体と、電極体を収容する電池ケースとを備える非水電解質二次電池であって、正極は、正極集電体と、正極集電体の表面の少なくとも一部に形成された正極合剤層と、正極集電体の表面において正極合剤層が形成されていない正極露出部に一端部が接続され、他端部が正極集電体から正極の短手方向に延出する、導電性の正極タブと、少なくとも正極タブの一端部及び正極露出部を覆うように表面に設けられた保護部材と、を有し、保護部材は、正極の長手方向の両端部に1
つ又は複数の切込を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本開示に係る非水電解質二次電池によれば、外部からの衝撃を受けた場合の安全性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態の一例である非水電解質二次電池の軸方向断面図である。

【図2】図２は、図１に示した非水電解質二次電池の巻回形の電極体の斜視図である。

【図3】図３は、実施形態の一例における、電極体中の正極と負極の対向関係を示す平面展開図である。

【図4】図４は、実施形態の一例における、正極の長手方向断面図である。

【図5】図５（ａ）は、実施形態の一例における、正極タブ周辺を拡大した平面図であり、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、他の実施形態の例における図５（ａ）に対応する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下では、図面を参照しながら、本開示に係る非水電解質二次電池の実施形態の一例について詳細に説明する。以下の説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本開示の理解を容易にするための例示であって、非水電解質二次電池の仕様に合わせて適宜変更することができる。また、以下の説明において、複数の実施形態、変形例が含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。

【0010】

図１は、実施形態の一例である非水電解質二次電池１０の軸方向断面図である。図１に例示するように、非水電解質二次電池１０は、電極体１４及び非水電解質（図示せず）が電池ケース１５に収容されている。非水電解質の非水溶媒（有機溶媒）としては、カーボネート類、ラクトン類、エーテル類、ケトン類、エステル類等を用いることができ、これらの溶媒の２種以上を混合して用いることができる。例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の環状カーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等の鎖状カーボネート、環状カーボネートと鎖状カーボネートの混合溶媒等を用いることができる。非水電解質の電解質塩としては、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３等及びこれらの混合物を用いることができる。非水溶媒に対する電解質塩の溶解量は、例えば０．５～２．０ｍｏｌ／Ｌとすることができる。なお、以下では、説明の便宜上、電池ケース１５の封口体１７側を「上」、外装体１６の底部側を「下」として説明する。

【0011】

外装体１６と封口体１７によって、電池ケース１５が構成されている。電極体１４の上下には、絶縁板１８，１９がそれぞれ設けられる。正極タブ２０は絶縁板１８の貫通孔を通って封口体１７側に延び、封口体１７の底板であるフィルタ２３の下面に溶接される。非水電解質二次電池１０では、フィルタ２３と電気的に接続された封口体１７の天板であるキャップ２７が正極端子となる。他方、負極タブ２１は絶縁板１９の貫通孔を通って、外装体１６の底部側に延び、外装体１６の底部内面に溶接される。非水電解質二次電池１０では、外装体１６が負極端子となる。負極タブ２１が巻外端近傍に設置されている場合は、負極タブ２１は絶縁板１９の外側を通って、外装体１６の底部側に延び、外装体１６の底部内面に溶接される。

【0012】

外装体１６は、有底円筒形状の金属製容器である。外装体１６と封口体１７の間にはガスケット２８が設けられ、電池ケース１５内の密閉性が確保されている。外装体１６は、例えば側面部を外側からプレスして形成された、封口体１７を支持する張り出し部２２を有する。張り出し部２２は、外装体１６の周方向に沿って環状に形成されることが好ましく、その上面で封口体１７を支持する。

【0013】

封口体１７は、電極体１４側から順に積層された、フィルタ２３、下弁体２４、絶縁部材２５、上弁体２６、及びキャップ２７を有する。封口体１７を構成する各部材は、例えば円板形状又はリング形状を有し、絶縁部材２５を除く各部材は互いに電気的に接続されている。下弁体２４と上弁体２６とは各々の中央部で互いに接続され、各々の周縁部の間には絶縁部材２５が介在している。異常発熱で電池の内圧が上昇すると、例えば、下弁体２４が破断し、これにより上弁体２６がキャップ２７側に膨れて下弁体２４から離れることにより両者の電気的接続が遮断される。さらに内圧が上昇すると、上弁体２６が破断し、キャップ２７の開口部からガスが排出される。

【0014】

以下、図２を参照しながら、電極体１４について説明する。図２は、図１に示した非水電解質二次電池１０の巻回形の電極体１４の斜視図である。電極体１４は、正極１１と負極１２とが、セパレータ１３を介して巻回された巻回形の構造を有する。正極１１、負極１２、セパレータ１３はいずれも帯状に形成され、巻回軸の周囲に渦巻状に巻回されることで電極体１４の径方向βに交互に積層された状態となる。以下において、巻内側とは径方向βにおける巻回軸側を意味し、巻外側とは径方向βにおける電極体１４の外側を意味する。本実施形態では、電極体１４において、正極１１及び負極１２の長手方向が巻回方向γとなり、正極１１及び負極１２の短手方向が巻回軸方向αとなる。なお、以下において、正極１１及び負極１２の長手方向を長手方向γといい、正極１１及び負極１２の短手方向を短手方向αという場合がある。正極タブ２０は電極体１４の本体部から巻回軸方向αの上方に延出し、また、負極タブ２１は電極体１４の本体部から巻回軸方向αの下方に延出する。

【0015】

セパレータ１３には、イオン透過性及び絶縁性を有する多孔膜を用いることができる。多孔膜の具体例としては、微多孔薄膜、織布、不織布などが挙げられる。セパレータ１３の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂を使用することができる。セパレータ１３の厚みは、例えば８μｍ～５０μｍであり、好ましくは１０μｍ～２０μｍである。セパレータ１３は、例えば１３０℃～１８０℃程度の融点を有する。また、セパレータ１３は、耐熱性等を向上させるために、表面にアラミドコート等を形成していてもよい。

【0016】

次に、図３を参照しながら、正極１１及び負極１２について説明する。図３は、実施形態の一例における、電極体１４中の正極１１と負極１２の対向関係を示す平面展開図である。左右方向に正極１１及び負極１２が展開されており、右方向が巻内側を示し、左方向が巻外側を示す。負極１２は、充電時のリチウムの析出防止の観点から、長手方向γ及び短手方向αにおいて正極１１より大きくなっている。

【0017】

先ず、正極１１について説明する。正極１１は、帯状の正極集電体３０と、正極合剤層３２と、導電性の正極タブ２０と、鎖線で示す保護部材３６と、を有する。正極合剤層３２は正極集電体３０の表面の少なくとも一部に形成され、正極集電体３０は表面に正極合剤層３２が形成されていない正極露出部３４を有する。正極合剤層３２は、電池の高容量化の観点から、正極集電体３０の両面に形成されていることが好ましい。正極集電体３０には、例えば、アルミニウムなどの金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等を用いることができる。好適な正極集電体３０は、アルミニウム又はアルミニウム合金を主成分とする金属の箔である。正極集電体３０の厚みは、例えば１０μｍ～３０μｍである。

【0018】

正極合剤層３２は、正極活物質、導電剤、及び結着剤を含むことが好ましい。正極合剤層３２は、例えば、正極活物質、導電剤、結着剤、及びＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）等の溶剤を含む正極スラリーを正極集電体３０の両面に塗布した後、塗膜を乾燥および圧縮することにより作製される。

【0019】

正極活物質としては、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ等の遷移金属元素を含有するリチウム含有複合酸化物が例示できる。リチウム含有複合酸化物は、特に限定されないが、一般式Ｌｉ_１＋ｘＭＯ_２（式中、－０．２＜ｘ≦０．２、ＭはＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎの少なくとも１種を含む）で表される複合酸化物であることが好ましい。リチウム含有複合酸化物は、遷移金属元素を含有する複合酸化物に水酸化リチウム等のリチウム源を混合し、焼成することで得ることができる。

【0020】

導電剤の例としては、カーボンブラック（ＣＢ）、アセチレンブラック（ＡＢ）、ケッチェンブラック、黒鉛等の炭素材料などが挙げられる。結着剤の例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等のフッ素系樹脂、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などが挙げられる。また、これらの樹脂と、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）又はその塩、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）等が併用されてもよい。これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。

【0021】

次に、正極タブ２０は、一端部２０ａが正極露出部３４に接続され、他端部２０ｂが正極集電体３０の短手方向αに延出する。一端部２０ａは、例えば、超音波溶接によって正極露出部３４に接合することができる。正極タブ２０の構成材料は導電性があれば、特に限定されないが、アルミニウムを主成分とする金属によって構成されることが好ましい。

【0022】

正極タブ２０は、例えば、集電性の観点から、正極１１の長手方向γの中央部に設けることができる。この場合、長手方向γの中央部に設けられた正極露出部３４に正極タブ２０が接続されおり、電極体１４として巻回された際に、正極タブ２０は、図２に示すように電極体１４の径方向βの中間位置で巻回軸方向αの端面から突出して配置される。また、正極露出部３４は、長手方向γの中央部以外に形成されてもよく、例えば、長手方向γの端部寄りに形成されてもよい。正極露出部３４は、例えば、正極集電体３０の一部に正極スラリーを塗布しない間欠塗布により設けられる。

【0023】

正極タブ２０は、巻内側及び巻外側のいずれの正極露出部３４に接続されてもよい。また、正極タブ２０は、１つであっても複数であってもよい。また、正極露出部３４は、１つであっても複数であってもよく、正極タブ２０が接続されていない正極露出部３４があってもよい。正極タブ２０が接続される正極露出部３４に対応する位置において、正極集電体３０の径方向βの反対側の面に、正極露出部３４が設けられていることが好ましい。

【0024】

図３に示すように、保護部材３６は、少なくとも正極タブ２０の一端部２０ａ及び正極露出部３４を覆うように表面に設けられる。保護部材３６は、正極タブ２０のうち少なくともセパレータ１３を介して負極１２に対向する部分を覆うことがより好ましい。保護部材３６は、セパレータ１３が破れた場合に、正極タブ２０及び正極タブ２０周辺の正極露出部３４が、対向する負極合剤層４２と内部短絡しないようにするための絶縁性の部材である。保護部材３６は、正極１１の長手方向γで、正極タブ２０及び正極タブ２０周辺の正極露出部３４を跨ぐように正極合剤層３２の表面に設けることが好ましい。また、保護部材３６は、正極１１の短手方向αで、正極１１よりも長いことが好ましい。

【0025】

保護部材３６は、例えば、基材部と、当該基材部の一方の表面に形成される粘着部とを有する粘着テープである。基材部と粘着部の間には、例えば、金属酸化物などの無機粒子を含む耐熱層を設けることができる。基材部は、絶縁性の樹脂であればよく、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等を用いることができる。基材部の厚みは、例えば５μｍ以上５０μｍ以下であり、好ましくは１０μｍ以上３０μｍ以下である。

【0026】

粘着部は、保護部材３６を正極１１の表面に接着するための部位である。粘着部の厚みは、例えば１μｍ以上３０μｍ以下であり、好ましくは５μｍ以上２５μｍ以下である。粘着部は、ゴム系ポリマー、アクリル系ポリマーのうち少なくとも１つを含むことができる。ゴム系ポリマー、アクリル系ポリマーは粘着性を有するので、保護部材３６を正極１１の表面に接着することができる。粘着部は、例えばシリコーン系ポリマーをさらに添加してもよい。

【0027】

保護部材３６は、正極１１の長手方向γの両端部に1つ又は複数の切込３８を有する。
切込３８によって、長手方向γの両端部に柔軟性を持たせることができるので、外部から衝撃が加わって電池が変形する際にも、保護部材３６が正極１１に追従して変形し易くなる。これにより、保護部材３６の両端部の段差に起因したセパレータ１３の破断が生じづらくなり、内部短絡を抑制することができる。切込３８は、正極１１の表面に貼り付けられる部分に少なくとも設けられていることが好ましく、正極１１の表面に貼り付けられていない部分にも設けられてもよい。

【0028】

ここで、図４を参照しながら、正極タブ２０周辺に生じる段差について説明する。図４は、実施形態の一例における、長手方向γの断面図である。保護部材３６の両端部は、正極合剤層３２の上にあるため、段差Ａとなる。また、正極タブ２０の角は、段差Ｂになるが、保護部材３６で覆われている。上述したように、セパレータ１３が何らかの原因で破れた場合に正極タブ２０及びその周辺の正極露出部３４を保護するために、保護部材３６は一定の厚さと硬さを有する必要がある。一方、外部から衝撃が加わった際には、保護部材３６の両端部が電池の変形に追従しないと、セパレータ１３を強く押して破断してしまう。したがって、保護部材３６で正極タブ２０及びその周辺の正極露出部３４を保護しつつ、保護部材３６の両端部に切込３８を設けることで保護部材３６の両端部に柔軟性を持たせて外部からの衝撃に耐えることができる。

【0029】

次に、図５を参照しながら、切込３８について説明する。図５（ａ）は、実施形態の一例における、正極タブ周辺を拡大した平面図であり、図５（ｂ）～（ｃ）は、他の実施形態の例における図５（ａ）に対応する図である。図５（ａ）に示す切込３８は、保護部材３６の正極１１の長手方向γの両端にそれぞれ１１本ずつ設けられている。いずれの切込３８も、正極タブ２０に対向しない範囲で保護部材３６の両端から延伸しており、切込３８の長さＬは一定である。また、切込３８は、正極１１の短手方向αに間隔Ｐで並んでいる。

【0030】

図５（ｂ）に示す切込３８は図５（ａ）の切込３８よりも長いので、保護部材３６の両端部の柔軟性がより高くなり、外部から衝撃が加わった際に段差Ａ（図４参照）でセパレータを破断しにくい。その一方で、図５（ｂ）に示す切込３８は、正極タブ２０に対向しているので、外部から衝撃が加わった際に、正極タブ２０の端部の段差Ｂ（図４参照）が保護部材３６を破り、さらにセパレータ１３も破断する可能性がある。したがって、切込３８は、正極タブ２０に対向していないことが好ましい。

【0031】

図５（ｃ）に示す切込３８は、一端が保護部材３６の両端まで伸びていない。この場合でも、保護部材３６の両端に柔軟性を持たせることができる。

【0032】

切込３８は、図５（ａ）～（ｃ）に示した例に限定されず、本数、長さＬ、間隔Ｐ、等を適宜変更することができる。保護部材３６の両端で切込３８の本数、長さＬ、間隔Ｐ、等が異なっていてもよい。また、切込３８の長さＬ及び間隔Ｐは一定でなくてもよい。また、切込３８は、連続した線には限定されず、破線でもよい。

【0033】

本実施形態における負極１２は、例えば以下の通りである。

【0034】

負極１２は、帯状の負極集電体４０と、負極合剤層４２と、導電性の負極タブ２１と、を有する。負極合剤層４２は負極集電体４０の表面の少なくとも一部に形成され、負極集電体４０は表面に負極合剤層４２が形成されていない負極露出部４４を有する。負極合剤層４２は、電池の高容量化の観点から、負極集電体４０の両面に形成されていることが好ましい。負極集電体４０には、例えば、銅などの金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等が用いられる。好適な負極集電体４０は、銅又は銅合金を主成分とする金属の箔である。負極集電体４０の厚みは、例えば５μｍ～３０μｍである。

【0035】

負極合剤層４２は、負極活物質及び結着剤を含むことが好ましい。負極合剤層４２は、例えば、負極活物質、結着剤、及び水等を含む負極スラリーを負極集電体４０の両面に塗布した後、塗膜を乾燥および圧縮することにより作製される。

【0036】

負極活物質としては、リチウムイオンを可逆的に吸蔵、放出できるものであれば特に限定されず、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛等の炭素材料、Ｓｉ、Ｓｎ等のリチウムと合金化する金属、又はこれらを含む合金、酸化物などを用いることができる。負極合剤層４２に含まれる結着剤には、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等のフッ素系樹脂、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などが用いられる。水系溶媒で負極スラリーを調製する場合は、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ＣＭＣ又はその塩、ポリアクリル酸又はその塩、ポリビニルアルコール等を用いることができる。これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。

【0037】

負極露出部４４は負極タブ２１が接続される部分であって、負極集電体４０の表面が負極合剤層４２に覆われていない部分である。負極タブ２１は、例えば、超音波溶接によって負極露出部４４に接合される。負極タブ２１の構成材料は導電性があれば、特に限定されない。負極タブ２１はニッケル又は銅を主成分とする金属によって、または、ニッケル及び銅の両方を含む金属によって、構成されることが好ましい。

【0038】

負極露出部４４は、例えば、負極１２の長手方向γの巻内側端部に設けられる。この場合、図２に示すように、負極タブ２１は電極体１４の径方向βの中心部で巻回軸方向αの端面から突出して配置される。負極タブ２１の表面には、保護部材３６が貼り付けられていてもよい。負極露出部４４は、例えば、負極集電体４０の一部に負極スラリーを塗布しない間欠塗布により設けることができる。負極タブ２１の配置位置は図２に示す例に限定されるものではなく、負極１２の巻外側端部に負極タブ２１を設けてもよい。また、負極タブ２１を巻内側端部及び巻外側端部の両方に設けてもよい。この場合、集電性が向上する。負極１２の巻外側端部の露出部を外装体１６の内周面に接触させることにより、負極タブ２１を用いることなく負極１２の巻外側端部を外装体１６に電気的に接続してもよい。

【実施例】

【0039】

以下、実施例により本開示をさらに説明するが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下において、正極タブ、正極露出部、保護部材、負極タブ、及び負極露出部の幅とは、正極及び負極の長手方向γの長さをいう。

【0040】

＜実施例１＞
[正極の作製]
Ｎｉ_０．８２Ｃｏ_０．１５Ａｌ_０．０３Ｏ_２で表されるニッケルコバルトアルミニウム複合酸化物の金属元素の総モル量に対してリチウム元素が１．０２５の割合になるように水酸化リチウムを混合し、酸素雰囲気下で７５０℃、１８時間焼成することで、ＬｉＮｉ_０．８２Ｃｏ_０．１５Ａｌ_０．０３Ｏ_２で表されるニッケルコバルトアルミニウム酸リチウムを得た。

【0041】

次に、１００質量部のＬｉＮｉ_０．８２Ｃｏ_０．１Ａｌ_０．０３Ｏ_２と、１．０質量部のアセチレンブラック（ＡＢ）と、０．９質量部のポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを混合し、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）を適量加えて、正極スラリーを調製した。当該正極スラリーをアルミニウム箔からなる長尺状の正極集電体の両面に間欠塗布し、正極集電体の両面に、正極合剤層と、正極集電体の長手方向略中央に幅７ｍｍの正極露出部とを形成した。その後、塗膜を乾燥させ、塗膜を圧縮した後に、所定の電極サイズに切断した。

【0042】

その後、正極露出部にアルミニウム製で幅３．５ｍｍの正極タブの一端部を超音波溶接により貼り付けた。さらに、正極タブ及び正極露出部の上に、両端部から長さが１ｍｍ、間隔が１ｍｍの切込が入った幅１１ｍｍの保護部材を貼り付けることで正極を作製した。切込は、正極合剤層の上で収まり、正極タブに対向していなかった。

【0043】

［負極の作製］
９７質量部の人造黒鉛と、１．５質量部のカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）と、１．５質量部のスチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）と、を混合し、水を適量加えて、負極スラリーを調製した。次に、当該負極スラリーを銅箔からなる長尺状の負極集電体の両面に間欠塗布し、負極集電体の表面に負極合剤層と幅７ｍｍの負極露出部とを形成した。その後、塗膜を乾燥させ、塗膜を圧縮した後に、所定の電極サイズに切断した。さらに、負極露出部にニッケル製で幅３．５ｍｍの負極タブを超音波溶接で貼り付けることで負極を作製した。

【0044】

［電極体の作製］
上記正極及び上記負極を、ポリエチレン製微多孔膜からなるセパレータを介して巻回することにより、電極体を作製した。

【0045】

［非水電解質の調製］
エチレンカーボネート（ＥＣ）と、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とからなる混合溶媒（１気圧２５℃における体積比でＥＣ：ＤＭＣ＝３０：７０）に１．５モル／Ｌの濃度になるようにＬｉＰＦ_６を溶解させて、非水電解質を調製した。

【0046】

［衝撃試験１］
上記電極体の上と下とに絶縁板をそれぞれ配置し、当該電極体を電池ケースに収容した。次いで、負極タブを電池ケースの底部に溶接するとともに、正極タブを内圧作動型の安全弁を有する封口体に溶接した。その後、電池ケースの内部に電解液を減圧方式により注入した後、電池ケースの開口端部を、ガスケットを介して封口体にかしめるように電池ケースの開口端部を封口して、円筒形二次電池を作製した。

【0047】

次に、作製した電池を使用して衝突試験を行った。２５℃雰囲気において０．３Ｃの定電流充電にて４．２Ｖまで充電を行った。その後、ＵＮ輸送試験条件のＴ６衝突試験（電池中央に直径１５．８ｍｍの金属製の丸棒を置き、９．１ｋｇの重りを６１ｃｍの高さから落下）に沿って試験を行い、試験後の電池の発火の有無を確認した。発火しなかった電池については、内部短絡の有無も確認した。

【0048】

［衝撃試験２］
電池ケースの内部に電解液を注入しなかった以外は、上記衝撃試験１と同様にして試験用電池を作製した。その後、ＵＮ輸送試験条件のＴ６衝突試験に沿って試験を行い、試験後の試験用電池内部のセパレータの保護部材の両端部に対向する部分の破断の有無を確認した。

【0049】

＜実施例２～６＞
保護部材の切込の長さ及び間隔を表１のように変更した以外は、実施例１と同様にして、衝撃試験及びセパレータ耐久試験を行った。実施例２～５では、実施例１と同様に、切込が正極タブに対向していなかった。一方、実施例６では、切込が正極タブに対向していた。

【0050】

＜比較例＞
保護部材に切込を設けなかったこと以外は、実施例１と同様にして、衝撃試験及びセパレータ耐久試験を行った。

【0051】

実施例１～６及び比較例についての評価結果を表１に示す。

【0052】

【表1】

【0053】

実施例１～５では、衝撃試験１において短絡及び発火は無かった。実施例６では、衝撃試験１において発火は無かったものの、内部短絡の発生が確認された。実施例６では、衝撃試験２において実施例１～５と同様に保護部材の両端に起因するセパレータの破断は生じなかったが、実施例１～５とは異なり、切込が正極タブに対向するように保護部材に形成されていた。そのため、実施例６では、発火には至らなかったものの、正極タブによるセパレータの破断によって内部短絡が生じたと考えられる。このように、切込が正極タブに対向していても電池の安全性は確保されるものの、内部短絡の抑制という観点から切込は正極タブに対向しないことが好ましい。一方、比較例では、衝撃試験１において発火が生じた。また、比較例では衝撃試験２において保護部材の段差に起因してセパレータが破断していた。

【0054】

このように、本実施形態の非水電解質二次電池によれば、外部からの衝撃を受けた場合の電池の安全性が優れていることが確認された。

【符号の説明】

【0055】

１０ 非水電解質二次電池、１１ 正極、１２ 負極、１３ セパレータ、１４ 電極体、１５ 電池ケース、１６ 外装体、１７ 封口体、１８，１９ 絶縁板、２０ 正極タブ、２０ａ 一端部、２０ｂ 他端部、２１ 負極タブ、２２ 張り出し部、２３ フィルタ、２４ 下弁体、２５ 絶縁部材、２６ 上弁体、２７ キャップ、２８ ガスケット、３０ 正極集電体、３２ 正極合剤層、３４ 正極露出部、３６ 保護部材、３８ 切込、４０ 負極集電体、４２ 負極合剤層、４４ 負極露出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】