特許 7519580 リチウム一次電池

(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】2024-07-11

(45)【発行日】2024-07-22

(54)【発明の名称】リチウム一次電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 6/16 20060101AFI20240712BHJP

   H01M 6/02 20060101ALI20240712BHJP

   H01M 50/531 20210101ALI20240712BHJP

   H01M 50/586 20210101ALI20240712BHJP

   H01M 50/595 20210101ALI20240712BHJP

   H01M 4/78 20060101ALI20240712BHJP

【ＦＩ】

H01M6/16 D

H01M6/02 Z

H01M50/531

H01M50/586

H01M50/595

H01M4/78 Z

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020133397

(22)【出願日】2020-08-05

(65)【公開番号】P2022029853

(43)【公開日】2022-02-18

【審査請求日】2023-07-31

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002745

【氏名又は名称】弁理士法人河崎特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡崎 亨亮

(72)【発明者】

【氏名】高橋 忠義

(72)【発明者】

【氏名】谷川 太志

(72)【発明者】

【氏名】西村 直昭

【審査官】冨士 美香

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－１３４１２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ６／１６

Ｈ０１Ｍ ６／０２

Ｈ０１Ｍ ５０／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

正極と、負極と、がセパレータを介して渦巻状に巻回された電極体と、
前記負極の一部を覆うとともに、前記負極と電気的に接続した負極リードと、
前記負極の一部を覆うように前記負極の内周側の面と前記セパレータの間に介在する帯状部と、を備え、
前記負極リードは、前記負極から突出する第１部分と、前記第１部分の突出方向と反対方向に延びて、前記負極を覆う第２部分と、を有し、
前記負極は、前記負極リードの前記第１部分が突出する第１端と、前記第１端と反対側の第２端、および、前記電極体の巻回の巻き始め側にあって前記第１端と前記第２端とを連結する第３端と、前記第３端と反対側にあって前記第１端と前記第２端とを連結する第４端と、を有し、
前記帯状部が、少なくとも前記第２部分の近傍から前記第３端に向かって、巻回方向に対し斜め方向に延びている、リチウム一次電池。

【請求項2】

前記負極リードの少なくとも前記第２部分および前記第２部分に隣接する前記負極の一部領域は、保護テープで覆われており、
前記帯状部は、少なくとも前記負極の前記一部領域を覆う前記保護テープと重なる部分から前記第３端に向かって、前記巻回方向に対し斜め方向に延びている、請求項１に記載のリチウム一次電池。

【請求項3】

前記帯状部は、前記第３端までの距離が前記負極の巻回方向における長さの２０％以下である位置まで、前記巻回方向に対し斜め方向に延びている、請求項１または２に記載のリチウム一次電池。

【請求項4】

前記帯状部は、さらに、前記第２部分の近傍から前記第４端に向かって、巻回方向に対し斜め方向に延びている、請求項１～３のいずれか１項に記載のリチウム一次電池。

【請求項5】

前記帯状部の前記第２部分の近傍から前記第４端に向かって延びる部分と、前記帯状部の前記第２部分の近傍から前記第３端に向かって延びる部分とは、巻回の軸方向に対し互いに反対方向に延びている、請求項４に記載のリチウム一次電池。

【請求項6】

前記帯状部において、巻回方向において最も巻き始め側の部分と、巻回方向において前記最も巻き始め側の部分から二周だけ巻き終わり側の部分とが、前記巻回の軸方向において重ならない、請求項１～５のいずれか１項に記載のリチウム一次電池。

【請求項7】

前記帯状部の幅をＷとし、
帯状部の巻回方向に対する傾斜角をθとし、
前記電極体において、前記負極が前記第３端から周方向に一周するまでの長さをＬ_１としたとき、
Ｗ／ｓｉｎθ＜２Ｌ_１
を満たす、請求項６に記載のリチウム一次電池。

【請求項8】

複数本の前記帯状部を有し、
前記帯状部の二本が、前記第２部分の近傍から、巻回方向に対し同じ方向で、且つ巻回の軸方向に対し互いに反対方向に延びている、請求項１～７のいずれか１項に記載のリチウム一次電池。

【請求項9】

前記帯状部は、絶縁材料または導電性材料で構成されている、請求項１～８のいずれか１項に記載のリチウム一次電池。

【請求項10】

前記負極リードは、前記負極の巻回方向において、前記第３端までの距離が前記負極の巻回方向における長さの２５％～６０％となる位置に設けられている、請求項１～９のいずれか１項に記載のリチウム一次電池。

【請求項11】

前記負極リードは、前記負極の巻回方向における中央位置よりも巻き始め側に設けられている、請求項１～１０のいずれか１項に記載のリチウム一次電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リチウム一次電池に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、リチウム一次電池を電源とする電子機器の応用範囲が拡大しており、長期に渡る機器の駆動にリチウム一次電池が使用される傾向にある。リチウム一次電池では、負極に金属リチウムまたはリチウム合金の箔（以下、負極箔と称する。）が使用されている。負極箔は、負極活物質と負極集電体の両方の機能を兼ね備えている。放電により負極箔中のリチウムが消費されると、集電体としての機能は次第に低下する。そのため、実際の電池容量が設計容量よりも小さくなる傾向がある。

【0003】

特許文献１には、正極に二酸化マンガン、負極にリチウム負極を使用するリチウム一次電池において、リチウム負極板に絶縁帯層を設けて、負極の利用率の向上を図り放電容量の低下を抑制することが記載されている。絶縁帯層が設けられた部分では負極のリチウムの消耗が抑制されることから、負極板の分断が抑制され、負極板のほぼ全域が充放電反応に寄与できるとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開昭６１－２８１４６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１では、絶縁帯層は負極の巻回方向に対し平行に設けられているため、絶縁帯層が設けられた部分だけ電極体の外径が他の部分よりも大きくなる。この結果、絶縁帯層が設けられた部分では圧力が大きく、絶縁帯層が設けられた部分およびその近傍において優先的にリチウムが消費され易い。結果、負極板の分断を回避できず、放電容量が低下する場合がある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一局面は、正極と、負極と、がセパレータを介して渦巻状に巻回された電極体と、前記負極の一部を覆うとともに、前記負極と電気的に接続した負極リードと、前記負極の一部を覆うように前記負極の内周側の面と前記セパレータの間に介在する帯状部と、を備え、前記負極リードは、前記負極から突出する第１部分と、前記第１部分の突出方向と反対方向に延びて、前記負極を覆う第２部分と、を有し、前記負極は、前記負極リードの前記第１部分が突出する第１端と、前記第１端と反対側の第２端、および、前記電極体の巻回の巻き始め側にあって前記第１端と前記第２端とを連結する第３端と、前記第３端と反対側にあって前記第１端と前記第２端とを連結する第４端と、を有し、前記帯状部が、少なくとも前記第２部分の近傍から前記第３端に向かって、巻回方向に対し斜め方向に延びている、リチウム一次電池に関する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、放電末期においても負極の集電体としての機能が保持され得るリチウム一次電池を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態に係るリチウム一次電池で用いる負極の構成の一例を示す模式図である。

【図2A】本発明の一実施形態に係るリチウム一次電池で用いる負極の構成の他の例を示す模式図である。

【図2B】本発明の一実施形態に係るリチウム一次電池で用いる負極の構成の他の例を示す模式図である。

【図3A】本発明の一実施形態に係るリチウム一次電池で用いる負極の構成のさらに別の例を示す模式図である。

【図3B】本発明の一実施形態に係るリチウム一次電池で用いる負極の構成のさらに別の例を示す模式図である。

【図4】本発明の一実施形態に係るリチウム一次電池の断面模式図である。

【図5】本発明の一実施形態に係るリチウム一次電池で用いる負極の巻き始め部を拡大して示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本実施形態に係るリチウム一次電池は、正極と、負極と、がセパレータを介して渦巻状に巻回された電極体と、負極と電気的に接続した負極リードと、負極の一部を覆うように負極の内周側の面とセパレータの間に介在する帯状部と、を備える。負極リードは、負極の一部を覆うとともに、残部は負極から突出している。すなわち、負極リードは、負極から突出する第１部分と、第１部分の突出方向と反対方向に延びて、負極を覆う第２部分と、を有する。

【0010】

負極は、通常、巻回方向を長手方向とする帯状であり、負極リードの第１部分が突出する第１端と、第１端と反対側の第２端を有する。第１端および第２端は、負極の巻回方向に延びる端部であり、巻回の軸方向において対向している。第１端を跨ぐように、負極リードが負極に取り付けられ、負極リードの第１部分が第１端から突出する。負極リードは、第１部分を介して、リチウム一次電池の負極端子と電気的に接続する。

【0011】

負極は、また、第３端および第４端を有する。第３端および第４端は、それぞれ、第１端および第２端を連結する。第３端および第４端は、負極の巻回の軸方向に延びる端部であり、巻回方向において対向している。第３端および第４端のうち、負極の巻き始め側の端部を第３端とし、巻き終わり側の端部を第４端とする。

【0012】

リチウム一次電池において、負極は、リチウムを含み、放電に伴ってリチウムが負極から溶出する。負極内で放電反応にムラが生じると、リチウムが消費し尽くされた領域と、リチウムが残存する領域と、が生じ、リチウムが消費し尽くされた領域によってリチウムが残存する領域が孤立する場合がある。孤立した領域のリチウムは、負極リードとの電気的接続が絶たれ、放電に寄与しなくなる。

【0013】

帯状部は、放電反応にムラが生じた場合に、リチウムが孤立した領域が生じるのを抑制する役割を有する。帯状部で覆われた領域では、負極と正極との間に帯状部が介在していることにより、放電反応が進行し難く、これによりリチウムが残存し易い。結果、リチウムが残存する帯状の領域が形成され、帯状の領域を介してリチウムの孤立が抑制される。よって、放電末期においても負極の集電体としての機能が維持され、負極リードとの電気的接続を確保できる。

【0014】

帯状部は、負極リードの第２部分の近傍から第３端または第４端に向かって、概ね巻回方向に沿って延びている。しかしながら、帯状部が巻回方向に対し略平行に延びていると、電極体を形成した際に、帯状部の巻回の軸方向における位置が重なる。このため、電極体の外径が軸方向において一定ではなくなり、帯状部が設けられた位置の周辺では電極体の外径が大きくなり、電極体に加わる圧力が大きくなる。これにより、帯状部およびその近傍において放電反応が進行し易くなり、リチウムの消費が促進される場合がある。この結果として、リチウムが消費し尽くされた領域が帯状部またはその近傍に生じて、帯状部による負極リードとの電気的接続を確保する効果が発揮されず、放電容量の低下を抑制できない場合がある。

【0015】

そこで、本実施形態に係るリチウム一次電池では、帯状部を巻回方向に対し斜め方向に延びるように配置する。これにより、帯状部を設けたことによる電極体の外径の変化が抑制され、電極体に加わる圧力が均一になる。よって、帯状部およびその近傍において放電反応が進行し易くなることが抑制され、放電末期においても、帯状部による負極リードとの電気的接続を確保する効果を十分に発揮させることができる。

【0016】

帯状部は、少なくとも負極リードの第２部分の近傍から負極の巻き始め側の第３端に向かって、巻回方向に対し斜め方向に延びている。リチウム一次電池では、通常、集電体である芯材の切断バリの出やすい正極端部と負極との短絡を防ぐために、正極が負極に先行して巻き始められる。このため、電極体の巻き始め側には、最内周において負極と対向しない部分が存在しており、正極過剰となっている。これにより、正極と負極の容量バランスが崩れ、放電ムラが発生し易い。結果、負極内でリチウムが孤立した領域が発生し易く、負極リードとの電気的接続が絶たれることにより放電容量が低下し易い。しかしながら、負極リードよりも巻き始め側の負極の領域に、巻き始め側の第３端に向かって、斜めに延びる帯状部を設けることで、負極であるリチウムと負極リードとの電気的接続を確保でき、高い放電容量を維持できる。

【0017】

負極リードは、通常、負極の巻き始め側および負極の巻き終わり側双方における集電性を考慮し、負極の巻回方向における中央位置に設けられる。しかしながら、リチウムが孤立し易い負極の巻き始め側において負極リードとの電気的接続を維持し易くするため、負極リードを負極の巻回方向における中央位置よりも巻き始め側に片寄らせて配置してもよい。一方で、負極リードを巻き始め側に近づけ過ぎると、負極の巻き終わり側において負極リードとの電気的接続を維持し難くなり、負極利用率が低下する場合がある。負極リードは、負極の巻回方向において、第３端までの距離が負極の巻回方向における長さの２５％～６０％となる位置に設けられ得る。すなわち、負極リードは、負極の巻回方向における長さをＬ_０として、負極の巻き始め側の第３端から０．２５Ｌ_０～０．６Ｌ_０の距離（好ましくは、０．３Ｌ_０～０．５Ｌ_０）となる巻回方向における位置に設けられ得る。

【0018】

帯状部は、負極リードの第２部分にある程度近い位置から、第３端に向かって、巻回方向に対し斜め方向に延びていればよく、負極リードの第２部分と重ならなくてもよい。帯状部の第２部分までの距離が５ｍｍ以下、より望ましくは３ｍｍ以下であれば、帯状部と第２部分との間の領域においてもリチウムが残存し、負極であるリチウムと負極リードとの電気的接続を確保できる。

【0019】

通常、負極リードの第２部分は、短絡防止のため保護テープで覆われている。また、保護テープを負極リードに貼り付けるための貼り代として、第２部分に隣接する負極の一部領域も、保護テープで覆われている。貼り代の幅は、例えば、負極リードの第１部分の突出方向と反対側（第２端側）において５ｍｍ以下、より望ましくは３ｍｍ以下である。よって、帯状部は、少なくとも保護テープの貼り代と重なる部分から、第３端に向かって巻回方向に対し斜め方向に延びているとよい。

【0020】

保護テープで覆われた領域では、正極と負極との間に保護テープが介在することにより、放電反応が進行し難く、リチウムが残存し易い。結果、帯状部と第２部分との間の領域においてもリチウムが残存し易く、負極であるリチウムと負極リードとの電気的接続の確保が容易である。

【0021】

第３端に向かって延びる帯状部は、第３端に至るまで延びている必要はなく、例えば、第３端までの距離が負極の巻回方向における長さの２０％以下である位置まで、巻回方向に対し斜め方向に延びていればよい。すなわち、巻回方向において、例えば、少なくとも第３端から０．２Ｌ_０（好ましくは、０．１Ｌ_０）離れた位置まで、巻回方向に対し斜めに延びていればよい。これにより、巻き始め側の負極におけるリチウムと負極リードとの電気的接続を確保できる。

【0022】

帯状部の斜め方向に延びる部分は、等幅で一定の傾きを有する直線の帯状であってもよいし、幅が一定の曲線形状であってもよい。あるいは、傾きの異なる直線状の帯を連結した形状（すなわち、折れ線状）であってもよいし、直線と曲線の組み合わせで構成されていてもよい。帯状部の傾きは、巻き始め側において急峻であり、第２部分の近傍に至るほど巻回方向に平行に近づくように構成されていてもよい。また、帯状部の幅は一定でなくてもよく、例えば、負極の巻回方向における位置に応じて変化させてもよい。

【0023】

帯状部は、さらに、負極リードの第２部分の近傍から負極の巻き終わり側の第４端に向かって、巻回方向に対し斜め方向に延びていてもよい。この場合、第４端に向かって延びる帯状部は、巻回方向において、例えば、少なくとも第４端から０．２Ｌ_０（好ましくは、０．１Ｌ_０）離れた位置まで、巻回方向に対し斜め方向に延びていればよい。これにより、巻き終わり側の負極におけるリチウムと負極リードとの電気的接続を確保でき、放電容量の低下を一層抑制できる。

【0024】

帯状部において、第２部分の近傍から第３端に向かって延びる部分と、第２部分の近傍から第４端に向かって延びる部分とは、それぞれが別の２本の帯状部により実現されていてもよいし、第３端の近傍から第２部分の近傍を経由して第４端に向かって延びる一本の連続した帯状部であってもよい。帯状部は、一本だけ設けられていてもよく、複数本設けられていてもよい。

【0025】

複数本の帯状部を有し、これらのうち二本が、第２部分の近傍から、巻回方向に対し同じ方向で、且つ巻回の軸方向に対し互いに反対方向に延びていてもよい。すなわち、二本の帯状部のうち一方は、第２部分の近傍から、第１端に近づくように第３端（または第４端）に向かって斜めに延びている一方、二本の帯状部のうちの他方は、第２部分の近傍から、第２端に近づくように、第３端（または第４端）に向かって斜めに延びている。これにより、巻き始め側および／または巻き終わり側の負極におけるリチウムと負極リードとの電気的接続を確保でき、放電容量の低下を一層抑制できる。

【0026】

帯状部は、絶縁材料または導電性材料を含み得る。帯状部が導電性材料であると、帯状部自体が集電体として機能するため、放電末期においても負極であるリチウムと負極リードとの電気的接続を確実に確保でき、放電容量の低下を一層抑制できる。帯状部に導電性材料を用いる場合、導電性材料は、負極の電位において電気化学反応を伴わない安定な材料であることが好ましい。この点で、導電性材料にはリチウムを実質的に含まないことが好ましい。導電性材料は、例えば、銅を含んでいてもよい。

【0027】

帯状部は、第２部分の近傍から第３端に向かって、巻回方向に対し斜め方向に延びる部分を有する。帯状部は、また、第２部分の近傍から第４端に向かって、巻回方向に対し斜め方向に延びる部分を有してもよい。これらの斜め方向に延びる部分は、幅が一定で直線の帯状であってもよいし、幅が一定の曲線形状であってもよい。あるいは、傾きの異なる直線状の帯を連結した形状（すなわち、折れ線状）であってもよいし、直線と曲線の組み合わせで構成されていてもよい。帯状部の傾きは、巻き始め側において急峻であり、巻き終わり側に至るほど巻回方向に平行に近づくように構成されていてもよい。また、帯状部の幅は一定でなくてもよく、例えば、負極の巻回方向における位置に応じて変化させてもよい。

【0028】

帯状部は、負極が有する２つの主面のうち、巻回して電極体を形成したときに内周側となる主面に配置される。放電に伴い電極体が膨張し、負極は膨張に伴う圧力を受ける。帯状部が外周側の面にある場合、帯状部に覆われた負極の部分では、帯状部によって径方向への移動が妨げられるため、電極体の膨張に追随し難く、圧力が高くなり易い。これにより、帯状部およびその近傍において放電反応が進行し易くなり、放電ムラが発生し易く、リチウム消費にムラが発生し易い。これに対し、帯状部が内周側の面にある場合、帯状部に覆われた負極の部分は、帯状部により妨げられることなく、電極体の膨張に追随して移動できる。結果、帯状部による圧力の上昇が抑制され、帯状部およびその近傍において放電反応が進行し易くなることが抑制される。これにより、放電末期においても、帯状部による負極リードとの電気的接続を確保する効果を十分に発揮させることができる。

【0029】

帯状部の巻回方向に対し斜め方向に延びる部分は、等幅で直線状に延びる部分とした場合、以下の条件１を満たしていることが好ましい。条件１を満たすことにより、放電容量の低下の抑制効果が高く、負極の利用率に優れたリチウム一次電池を実現できる。
（条件１）
帯状部において、巻回方向において最も巻き始め側の部分と、巻回方向において最も巻き始め側の部分から二周だけ巻き終わり側の部分とが、巻回の軸方向において重ならない。
なお、巻回の軸方向において重なる／重ならないとは、帯状部の各部分を巻回の軸方向に平行な直線に投影したときに、投影部分同士が重複する部分を有する／有しないことをいう。

【0030】

巻回方向において最も巻き始め側の部分から一周だけ巻き終わり側に位置する帯状部の部分に着目する。この部分は、電極体を構成した際、巻回方向において最も巻き始め側の部分、および／または、巻回方向において最も巻き始め側の部分から二周だけ巻き終わり側の部分と、巻回の軸方向において部分的に重なり得る。

【0031】

しかしながら、条件１を満す場合、一周だけ巻き終わり側の部分には、最も巻き始め側の部分、または、二周だけ巻き終わり側の部分のいずれとも、巻回の軸方向において重ならない領域が存在する。この重ならない領域では、リチウムの消費が促進されず、リチウムが残存し易いため、放電末期においても集電体として機能し、負極リードとの電気的接続を確保することが容易である。

【0032】

次に、一周を超えて巻き終わり側に位置する帯状部の部分に着目する。この部分は、電極体を構成した際、その位置から巻回の一周分だけ巻き終わり側（外周側）に位置する部分、および／または、その位置から巻回の一周分だけ巻き始め側（内周側）に位置する部分と、部分的に重なり得る。しかしながら、周長がより長くなるため、これらの部分は、巻回の軸方向における間隔がより広がって配置され得る。
よって、条件１を満たす帯状部が最も巻き始め側から二周以降も同じ傾きで斜めに延びている場合、一周を超えて巻き終わり側に位置する部分は、その位置から巻回の一周分だけ巻き終わり側（外周側）に位置する部分、および、その位置から巻回の一周分だけ巻き始め側（内周側）に位置する部分のいずれとも、巻回の軸方向において重ならない領域が存在する。よって、条件１を満たす限り、重ならない領域が巻回方向を斜めに延びるように存在し、帯状部の全長に渡って、重ならない領域における負極を集電体として機能させることができる。これにより、放電末期においても、重ならない領域を介して負極リードとの電気的接続を確保することが容易である。

【0033】

これに対し、条件１を満たさない場合、最も巻き始め側の部分から一周だけ巻き終わり側の帯状部の部分は、最も巻き始め側の部分、または、二周だけ巻き終わり側の部分のいずかと、巻回の軸方向において重なり、いずれとも重ならない領域が存在しない。この場合、径方向において帯状部が重なる部分では圧力が高くなり易く、リチウム消費が促進され得る。条件１を満たさない場合、帯状部が重なる領域においてリチウム消費を抑制する効果が減殺され、放電末期においても負極リードとの電気的接続を確保する効果が低下する場合がある。

【0034】

帯状部は、巻回方向において最も巻き始め側の部分から二周を超えて巻き終わり側に位置する部分では、その傾きが最も巻き始め側から二周まで巻き終わり側の部分の傾きよりも緩やかで巻回方向に平行に近づくように、曲線状にまたは折れ曲がった直線状に構成されていてもよい。

【0035】

図５は、本実施形態のリチウム一次電池で用いることのできる負極の巻き始め部分を拡大して示す模式図である（負極の全体構成については、図１参照）。負極２０２に、帯状部２５０が配置されている。帯状部は、負極リード２１０（図１参照）の第２部分の近傍から、第２端Ｅ_２に近づくように、第３端Ｅ_３に向かって傾斜して延びている。

【0036】

図５において、電極体を作製する際の負極の巻回方向をＸ方向とする。巻回の軸方向をＹ方向とする。巻回方向に対して傾斜した帯状部の幅をＷとする。帯状部の巻回方向（Ｘ方向）に対する傾斜角をθとする。図５では、帯状部において、第２端Ｅ_２までの距離が最短となる巻き始めの位置が第１の位置Ｐ_１として示されている。

【0037】

第１の位置Ｐ_１から巻回方向に距離Ｌだけ離れ、巻回の軸方向（Ｙ方向）に平行な直線が、帯状部の第２端Ｅ_２側の輪郭と交わる位置を第２の位置Ｐ_２とし、第１端Ｅ_１側の輪郭と交わる位置を第３の位置Ｐ_３とする。第１の位置Ｐ_１を通り巻回の軸方向（Ｙ方向）に平行な直線が、帯状部の第１端Ｅ_１側の輪郭と交わる位置を第４の位置Ｐ_４とする。

【0038】

条件１は、距離Ｌを第１の位置Ｐ_１から巻回の二周分に相当する長さとしたときに、Ｐ_１からＰ_４に向かう直線と、Ｐ_２からＰ_３に向かう直線が、Ｙ方向において同じ位置にないことを意味する。すなわち、条件１は、距離Ｌを第１の位置Ｐ_１から巻回の二周分に相当する長さとしたときに、位置Ｐ_２が、位置Ｐ_４よりも第１端Ｅ_１側にあるということを意味する。位置Ｐ_４と位置Ｐ_１との間の距離は、Ｗ／ｃｏｓθであるので、条件１は、下記式１で表すことができる。
（式１）
Ｈ＞Ｗ／ｃｏｓθ

【0039】

ｔａｎθ＝Ｈ／Ｌより、式１から式２および式３が得られる。
（式２）
Ｈ＞Ｗ（１＋（Ｈ／Ｌ）^２）^１／２
（式３）
Ｗ／ｓｉｎθ＜Ｌ

【0040】

負極を巻回したときに、負極が第３端Ｅ_３から周方向に一周するまでの長さをＬ_１とすると、位置Ｐ_１は第３端Ｅ_３よりも外周側にあるため、Ｌ＞２Ｌ_１である。よって、下記の式４を満たす場合には、式３も満たされ、条件１は満たされる。
（式４）
Ｗ／ｓｉｎθ＜２Ｌ_１

【0041】

なお、上記は、帯状部が第３端Ｅ_３に近づくほど第１端Ｅ_１から遠ざかり第２端Ｅ_２に近づくように、第３端Ｅ_３に向かって傾斜して延びている場合の例である。帯状部が第３端Ｅ_３に近づくほど第１端Ｅ_１に近づき第２端Ｅ_２から遠ざかるように、第３端Ｅ_３に向かって傾斜して延びている場合も、上記の説明において第１端Ｅ_１と第２端Ｅ_２とを入れ替えることで、式（１）～式（４）が成立する。

【0042】

帯状部の巻回方向に対する傾斜角θは、例えば、５°～５０°の範囲であり、好ましくは１５°～４５°である。

【0043】

以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、本実施形態はこれに限定されるものではない。なお、以下の図示例において、同じ機能を有する部材には、同じ符号を付している。

【0044】

（負極）
負極には、金属リチウムや、Ｌｉ－Ａｌ、Ｌｉ－Ｓｎ、Ｌｉ－ＮｉＳｉ、Ｌｉ－Ｐｂなどのリチウム合金が用いられる。これらは、シート状に成形された状態で負極板としてそのまま用いることができる。リチウム合金の中では、Ｌｉ－Ａｌ合金が好ましい。リチウム合金に含まれるリチウム以外の金属元素の含有量は、放電容量の確保や内部抵抗の安定化の観点から、０．０５～１５質量％とすることが好ましい。金属リチウムまたはリチウム合金は、リチウム一次電池の形状、寸法、規格性能などに応じて、任意の形状および厚さに成形される。

【0045】

図１は、本実施形態のリチウム一次電池に用いられる巻回前の負極（負極部材）の構成を示す模式図である。負極２０２に、負極リード２１０、および帯状部２５０が配置されている。以下において、負極に負極リードおよび帯状部が取り付けられた部材を負極部材と呼ぶことがある。

【0046】

負極２０２は、巻回方向を長手方向とする長方形の帯状であり、４つの辺で構成された端部（第１端Ｅ_１～第４端Ｅ_４）を有する。負極リード２１０は、負極２０２の巻回方向において中央となる位置に設けられ、負極の第１端Ｅ_１から突出する第１部分２１１と、第１部分２１１の突出方向と反対方向に延びて、負極２０２を覆う第２部分２１２と、を有する。保護テープ２４０が、第２部分２１２および第２部分２１２に隣接する負極２０２の一部領域を覆っている。帯状部２５０は、第２部分２１２の第２端Ｅ_２側の近傍である保護テープ２４０で覆われた領域から、巻き始め側の第３端Ｅ_３に向かって、第２端Ｅ_２に近づくように、巻回方向に対し斜め方向に延びている。

【0047】

図２Ａおよび図２Ｂに、本実施形態のリチウム一次電池に用いられる巻回前の負極（負極部材）の構成の他の例を示す。図２Ａでは、帯状部２５０は、さらに、第２部分２１２の第２端Ｅ_２側の近傍である保護テープ２４０で覆われた領域から、巻き終わり側の第４端Ｅ_４に向かって、巻回方向に対し斜め方向に延びている。帯状部２５０の第３端Ｅ_３に向かって延びる部分は、第１端Ｅ_１と反対側の第２端Ｅ_２に近づくように、巻回方向に対し斜め方向に延びており、帯状部２５０の第４端Ｅ_４に向かって延びる部分は、第１端Ｅ_１に近づくように、巻回方向に対し斜め方向に延びている。

【0048】

帯状部２５０の第３端Ｅ_３に向かって延びる部分と、第４端Ｅ_４に向かって延びる部分とは、第２部分２１２の近傍である保護テープ２４０で覆われた領域を介して連続し、全体で一本の直線状の帯状部２５０を形成している。帯状部２５０は、図２Ａの例では、第３端Ｅ_３（巻き始め側）の近傍から第４端Ｅ_４（巻き終わり側）に向かうに従って第２端Ｅ_２から遠ざかり且つ第１端Ｅ_１に近づくように、負極２０２の対角線方向を延びている。

【0049】

図２Ｂでは、図２Ａと同様、帯状部２５０は、第２部分２１２の近傍である保護テープ２４０で覆われた領域から巻き始め側の第３端Ｅ_３に向かって延びる部分と、巻き終わり側の第４端Ｅ_４に向かって延びる部分とが連続し、全体で一本の直線状となっている。帯状部２５０は、第３端Ｅ_３（巻き始め側）の近傍から第４端Ｅ_４（巻き終わり側）に向かうに従って第１端Ｅ_１から遠ざかり且つ第２端Ｅ_２に近づくように、負極２０２の対角線方向を延びている。つまり、図２Ｂの例では、帯状部２５０は、図２Ａと異なる対角線の方向を延びている。

【0050】

図３Ａおよび図３Ｂに、本実施形態のリチウム一次電池に用いられる巻回前の負極（負極部材）の構成のまた別の例を示す。図３Ａでは、２本の帯状部２５０が、第２部分２１２の第２端Ｅ_２側の近傍である保護テープ２４０で覆われた領域から巻き始め側の第３端Ｅ_３に向かって延びている。２本の帯状部２５０のうちの一本は、第３端Ｅ_３に向かうに従い第２端Ｅ_２から遠ざかり且つ第１端Ｅ_１に近づくように、第３端Ｅ_３に向かって巻回方向に対して斜めに延び、他の一本は、第３端Ｅ_３に向かうに従い第２端Ｅ_２から遠ざかり且つ第１端Ｅ_１に近づくように、第３端Ｅ_３に向かって巻回方向に対して斜めに延びている。

【0051】

図３Ｂでは、２本の帯状部２５０が、巻き始め側の第３端Ｅ_３の近傍から、第２部分２１２の第２端Ｅ_２側の近傍である保護テープ２４０で覆われた領域を経由して、巻き終わり側の第４端Ｅ_４に向かって延びている。２本の帯状部２５０のうちの一本は、第３端Ｅ_３（巻き始め側）の近傍から第４端Ｅ_４（巻き終わり側）に向かうに従って第２端Ｅ_２から遠ざかり且つ第１端Ｅ_１に近づくように、負極２０２の対角線方向を延び、他の一本は、第３端Ｅ_３（巻き始め側）の近傍から第４端Ｅ_４（巻き終わり側）に向かうに従って第１端Ｅ_１から遠ざかり且つ第２端Ｅ_２に近づくように、負極２０２の対角線方向に延びている。

【0052】

（帯状部）
帯状部は、基材層を有する。基材層は、絶縁材料または導電材料を含む。

【0053】

基材層の絶縁材料は、樹脂基材であってもよい。樹脂基材としては、例えば、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートなどを用いることができる。中でもポリオレフィンが好ましく、ポリプロピレンがより好ましい。絶縁材料は、電解液に安定な絶縁性の塗料を固化させて形成したものであってもよい。

【0054】

基材層の導電材料は、金属基材であってもよい。これにより、帯状部は導電性を有し、リチウムが枯渇する放電末期においても負極の集電体としての機能を代替することができる。金属基材としては、特に限定されないが、例えば、銅箔などの金属箔が挙げられる。導電材料は、電解液に安定な導電性の塗料を固化させて形成したものであってもよい。

【0055】

帯状部は、基材層に加えて粘着性を有する粘着層を有してもよい。帯状部は、例えば、基材層に粘着層が形成された長尺のテープであってもよい。
粘着層は、例えば、ゴム成分、シリコーン成分およびアクリル樹脂成分からなる群より選択される少なくとも１種の成分を含む。具体的には、ゴム成分としては、合成ゴムや、天然ゴムなどを用い得る。合成ゴムとしては、ブチルゴム、ブタジエンゴム、スチレン－ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ネオプレン、ポリイソブチレン、アクリロニトリル－ブタジエンゴム、スチレン－イソプレンブロック共重合体、スチレン－ブタジエンブロック共重合体、スチレン－エチレン－ブタジエンブロック共重合体などが挙げられる。シリコーン成分としては、ポリシロキサン構造を有する有機化合物、シリコーン系ポリマー等を用い得る。シリコーン系ポリマーとしては、過酸化物硬化型シリコーン、付加反応型シリコーン等が挙げられる。アクリル樹脂成分としては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルなどのアクリル系モノマーを含む重合体を用いることができ、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、メタクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸オクチル、メタクリル酸オクチル、アクリル酸２－エチルヘキシル、メタクリル酸２－エチルヘキシルなどのアクリル系モノマーの単独または共重合体などが挙げられる。なお、粘着層には、架橋剤、可塑剤、粘着付与剤が含まれていてもよい。

【0056】

帯状部の幅Ｗは、０．５ｍｍ以上であればよいが、帯状部で覆われているリチウムの放電消費を適度に抑制し、リチウムと負極リードとの電気的接続を確保するする観点から、１ｍｍ以上が好ましく、１．５ｍｍ以上がより好ましい。また、帯状部の幅Ｗは、５ｍｍ以下であればよいが、電池の放電容量（出力容量）の低下を十分に抑える観点から、３ｍｍ以下が好ましく、２．５ｍｍ以下がより好ましい。

【0057】

（正極）
正極活物質は、マンガン酸化物およびフッ化黒鉛からなる群より選択される少なくとも１種を含む。正極活物質は、二酸化マンガンを単独で用いてもよく、マンガン酸化物やフッ化黒鉛などと混合して用いてもよい。二酸化マンガンを含む電池は、比較的高電圧を発現し、パルス放電特性に優れている。二酸化マンガンとしては、アンモニア、ナトリウム、リチウムなどで中和処理された電解二酸化マンガンを使用することが好ましい。更に焼成した焼成電解二酸化マンガンを使用することが好ましい。具体的には、電解二酸化マンガンを空気中または酸素中で３００～４５０℃で６～１２時間程度焼成することが好ましい。二酸化マンガンに含まれるマンガンの酸化数は、代表的に４価であるが、４価に限定されず、多少の減少が許容される。使用可能な二酸化マンガンとして、ＭｎＯ、Ｍｎ_３Ｏ_４、Ｍｎ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２などが挙げられ、一般には、二酸化マンガンを主成分として用いられる。二酸化マンガンは、複数種の結晶状態を含む混晶状態であってもよい。また、未焼成の電解二酸化マンガンを使用する際は、電解合成時の条件により結晶化度を挙げて、比表面積を小さくした二酸化マンガンが好ましい。また、少量であれば化学二酸化マンガンなどを添加することは可能である。

【0058】

正極は、正極活物質を含む正極合剤層と、正極合剤層が付着する正極集電体とを具備する。正極合剤層は、例えばシート状の正極集電体（例えば、ステンレス鋼製のエキスパンドメタル、ネット、パンチングメタル等）の片面もしくは両面に、正極集電体を埋設するように形成される。正極集電体としては、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、チタンなどを用いることができる。正極合剤層は、正極活物質の他に、フッ素樹脂などの樹脂材料を結着剤として含み得る。正極合剤層は、炭素材料などの導電性材料を導電剤として含んでもよい。

【0059】

結着剤としては、例えば、フッ素樹脂、ゴム粒子、アクリル樹脂等が用いられる。フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニリデンが用いられる。ゴム粒子としては、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、変性アクリロニトリルゴムが用いられる。アクリル樹脂としては、エチレン－アクリル酸共重合体などが挙げられる。正極合剤に含まれる結着剤の量は、１～１０質量％がより好ましく、２～８質量％がさらに好ましく、３～７質量％がより一層好ましい。結着剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【0060】

導電剤には、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラック、炭素繊維などを用いることができる。カーボンブラックとしては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。正極合剤に含まれる導電剤の量は、正極活物質１００質量部あたり、例えば１～３０質量部である。

【0061】

正極は、例えば、以下のようにして作製される。
まず、二酸化マンガン、導電剤および結着剤を混合して正極合剤を調製する。二酸化マンガン、導電剤および結着剤の混合方法は、特に限定されないが、例えば、二酸化マンガン、導電剤および結着剤を乾式または湿式で混合した合剤を、集電体のステンレス鋼のエキスパンドメタルに充填し、ローラでプレスした後、所定の寸法に切断すれば、正極が得られる。

【0062】

（セパレータ）
セパレータとしては、リチウム一次電池の内部環境に対して耐性を有する絶縁性材料で形成された多孔質シートを使用すればよい。具体的には、合成樹脂製の不織布や、合成樹脂製の微多孔膜などが挙げられる。不織布に用いられる合成樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレートなどが挙げられる。これらの中でも、ポリフェニレンサルファイドやポリブチレンテレフタレートは、耐高温性、耐溶剤性および保液性に優れている。微多孔膜に用いられる合成樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－プロピレン共重合体などのポリオレフィン樹脂などが挙げられる。微多孔膜、必要により、無機粒子を含有してもよい。セパレータの厚みは例えば５μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。

【0063】

（非水電解質）
非水電解質は、非水溶媒に溶質としてリチウム塩を溶解させたものが用いられる。必要に応じて、添加剤が含められる。非水溶媒は、リチウム一次電池の非水電解質に一般的に用いられ得る有機溶媒、例えば、ジメチルエーテル、γ－ブチルラクトン、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、１，２－ジメトキシエタンなどを用いることができる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。リチウム一次電池の放電特性を向上させる観点から、非水溶媒は、沸点が高い環状炭酸エステルと、低温下でも低粘度である鎖状エーテルとを含んでいることが好ましい。環状炭酸エステルは、プロピレンカーボネート（ＰＣ）およびエチレンカーボネート（ＥＣ）よりなる群から選択される少なくとも１種を含むことが好ましく、ＰＣが特に好ましい。鎖状エーテルは、２５℃において、１ｍＰａ・ｓ以下の粘度を有することが好ましく、特にジメトキシエタン（ＤＭＥ）を含むことが好ましい。ここで、非水溶媒の粘度は、レオセンス社製微量サンプル粘度計ｍ－ＶＲＯＣを用い、２５℃温度下、せん断速度１００００（１／ｓ）による測定で求められる。

【0064】

溶質は、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＲａＳＯ_３（Ｒａは炭素数１～４のフッ化アルキル基）、ＬｉＦＳＯ₃、ＬｉＮ（ＳＯ_２Ｒｂ）（ＳＯ_２Ｒｃ）（ＲｂおよびＲｃはそれぞれ独立に炭素数１～４のフッ化アルキル基）、ＬｉＮ（ＦＳＯ₂）₂、ＬｉＰＯ_２Ｆ_２などのリチウム塩を含むことができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。非水電解質に含まれるリチウム塩の合計濃度は、０．２～２．０ｍｏｌ／Ｌが好ましく、０．３～１．５ｍｏｌ／Ｌでもよく、０．４～１．２ｍｏｌ／Ｌでもよい。

【0065】

非水電解質は、既に述べた材料の他に、例えば、プロパンスルトン、ビニレンカーボネートなどの添加剤を含み得る。添加剤の水素基の一部は、水酸基、ハロゲン基、アルキル基等で置換されていてもよい。添加剤は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。非水電解質に含まれる添加剤の合計濃度は、０．００３～５ｍｏｌ／Ｌが好ましく、０．００３～３ｍｏｌ／Ｌがより好ましい。

【0066】

（リチウム一次電池）
図４に、本発明の一実施形態に係るリチウム一次電池の一部を断面にした正面図を示す。
リチウム一次電池１０は、有底円筒形の電池缶１００と、電池缶１００に収容された巻回式の電極体２００と、電池缶１００の開口を塞ぐ封口板３００と、を具備する。封口板３００は、溶接により電池缶１００の開口近傍に固定されている。封口板３００の中央には開口部が形成されており、この開口部には外部端子３３０が配されている。外部端子３３０と封口板３００との間には、絶縁性のガスケット３１０が配されている。電極体２００は、非水電解質（図示せず）とともに、電池缶１００の内部に収納されている。内部短絡防止のために、電極体２００の上部および下部には、それぞれ上部絶縁板２３０Ａおよび下部絶縁板２３０Ｂが配置されている。

【0067】

電極体２００は、シート状の正極２０１とシート状の負極２０２とをシート状のセパレータ２０３を介してスパイラル状に巻回することにより構成されている。負極２０２には内部リード２１０（負極リード）が接続されている。内部リード２１０は、外部端子３３０に溶接等により接続される。正極２０１には、別の内部リード２２０が接続されている。内部リード２２０は、電池缶１００の内面に溶接等により接続される。

【0068】

以下、本発明を実施例および比較例に基づいて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【0069】

《実施例１》
（１）正極の作製
正極活物質である二酸化マンガン１００質量部に対し、導電剤であるケッチェンブラックを５質量部と、結着剤であるポリテトラフルオロエチレン５質量部とを混合し、正極合剤を調製した。

【0070】

次に、正極合剤を、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４４４）製の厚み０．１ｍｍのエキスパンドメタルからなる正極集電体とともに、等速回転を行う３本の回転ロール間に通過させ、エキスパンドメタルの細孔に正極合剤を充填し、乾燥させ、ロールプレスにより厚みが０．５ｍｍになるまで圧延し、所定寸法（幅４０ｍｍ、長さ１８９ｍｍ）に裁断し、正極板を得た。正極板の一部から正極合剤を剥がして正極集電体を露出させ、その露出部に正極リードを溶接した。正極リード上部には短絡防止を目的としたリード保護テープを施した。

【0071】

（２）負極の作製
厚み０．２５ｍｍの金属リチウム板を、所定寸法（幅３６ｍｍ、長さ１５３ｍｍ）に裁断して負極板として用いた。負極板には負極リードを接続した。負極リードの負極との接続部分（第２部分）を覆うように、短絡防止を目的とした保護テープを貼り付けた。保護テープは、第２部分を超えて負極の一部を覆うように貼り代を設けた。貼り代の幅は、巻回方向において７ｍｍ（片側で３．５ｍｍ）、巻回の軸方向において３ｍｍとした。負極の電極体において内周側となる面に、帯状部として幅２ｍｍのテープを貼り付けた。テープの樹脂基材はポリプロピレン製であり、粘着層の主成分はゴムである。

【0072】

帯状部は、負極リードの第２部分の第２端側の近傍であって保護テープで覆われた負極の領域から、負極の巻き始め側の端部（第３端）に向かって延びて、且つ、第３端に近づくほど負極リードと反対側の負極の端部（第２端）に近づくように、傾斜させて負極に配置し、図１に示すような帯状部の配置を有する負極を作製した。帯状部は、第３端からの距離が４ｍｍとなる位置まで延在させた。帯状部の巻回方向に対する傾斜角θは、θ＝３０°とした。

【0073】

（３）電解質の調製
プロピレンカーボネート（ＰＣ）と、エチレンカーボネート（ＥＣ）と、１，２－ジメトキシエタン（ＤＭＥ）とを、体積比２：１：２で混合した非水溶媒に、リチウム塩としてトリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３）を０．５モル／リットルの濃度で溶解させ、電解質を調製した。

【0074】

（４）電極体の作製
正極の一部から正極合剤を剥がして正極集電体を露出させ、その露出部にステンレス鋼製の正極タブリードを溶接した。負極の所定箇所にニッケル製の負極タブリードを溶接した。正極と負極とを、これらの間に厚み２５μｍのセパレータを介在させて、渦巻状に捲回し、柱状の電極体（直径１６ｍｍ、内径４ｍｍ）を構成した。セパレータには、ポリエチレン製の微多孔膜を用いた。

【0075】

（５）円筒型電池の組み立て
得られた電極体を、その底部にリング状の下部絶縁板を配した状態で、有底円筒型の電池ケースの内部に挿入した。上部絶縁板を電極体の上に配置し、その後、負極板に接続された負極リードを封口板の内面に接続し、正極板の正極集電体に接続された正極リードを電池ケースの内底面に接続した。

【0076】

次に、非水電解質を電池ケースの内部に注液し、その後、電池ケースの開口近傍に封口板を挿入して、電池ケースの開口端部と封口板の周縁部とをレーザ溶接して、直径１７ｍｍ、高さ４５ｍｍの円筒形リチウム一次電池を完成させた。本電池の負極の仕込み容量は２８３４ｍＡｈであり、負極利用率が８５％以上のとき、容量２４００ｍＡｈが達成される。

【0077】

このようにして、図４に示す構造を有する密閉型の円筒形リチウム一次電池Ａ１を１０個作製した。

【0078】

［評価］
作製した電池を室温において定抵抗放電（１ｋΩ）させて、２．０Ｖまでの放電容量を測定し、仕込み容量に対する実際の放電容量の割合を求め、１０個の平均値を算出し、負極利用率とした。

【0079】

《実施例２》
負極の作製において、帯状部を、負極の巻き始め側の端部（第３端）近傍から巻き終わり側の端部（第４端）に向かい、且つ負極リードの第２部分の近傍であって保護テープで覆われた負極の領域を通過するように、負極の対角線方向に沿って配置した。帯状部は、第４端に近づくほど、第１端に近づき第２端から遠ざかるように傾斜させて配置し、図２Ａに示すような帯状部の配置を有する負極を作製した。帯状部は、第３端からの距離および第４端からの距離がともに４ｍｍとなる位置まで延在させた。

【0080】

上記の負極を用いたこと以外は実施例１と同様にして、密閉型の円筒形リチウム一次電池Ａ２を１０個作製し、同様に評価した。

【0081】

《実施例３》
負極の作製において、帯状部を、負極の巻き始め側の端部（第３端）近傍から巻き終わり側の端部（第４端）近傍に向かい、且つ負極リードの第２部分の近傍であって保護テープで覆われた負極の領域を通過するように、負極の対角線方向に沿って配置した。帯状部は、第４端に近づくほど、第２端に近づき第１端から遠ざかるように傾斜させて配置し、図２Ｂに示すような帯状部の配置を有する負極を作製した。帯状部は、第３端からの距離および第４端からの距離がともに４ｍｍとなる位置まで延在させた。

【0082】

上記の負極を用いたこと以外は実施例１と同様にして、密閉型の円筒形リチウム一次電池Ａ３を１０個作製し、同様に評価した。

【0083】

《実施例４》
負極の作製において、二本の帯状部を、負極リードの第２部分の近傍であって保護テープで覆われた負極の領域から、負極の巻き始め側の端部（第３端）に向かうように傾斜させて配置した。二本の帯状部のうち一本は、第３端に近づくほど負極リード側の負極の端部（第１端）に近づくように傾斜させて配置し、他の一本は、第３端に近づくほど負極リードと反対側の負極の端部（第２端）に近づくように傾斜させて負極に配置し、図３Ａに示すような帯状部の配置を有する負極を作製した。帯状部は、それぞれ、第３端からの距離が４ｍｍとなる位置まで延在させた。

【0084】

上記の負極を用いたこと以外は実施例１と同様にして、密閉型の円筒形リチウム一次電池Ａ４を１０個作製し、同様に評価した。

【0085】

《実施例５》
負極の作製において、二本の帯状部を、負極の巻き始め側の端部（第３端）近傍から巻き終わり側の端部（第４端）近傍に向かい、且つ負極リードの第２部分の近傍であって保護テープで覆われた負極の領域を通過するように配置した。二本の帯状部は、それぞれ、負極の異なる対角線方向に沿って傾斜させて配置し、図３Ｂに示すような帯状部の配置を有する負極を作製した。帯状部は、第３端からの距離および第４端からの距離がともに４ｍｍとなる位置まで延在させた。

【0086】

上記の負極を用いたこと以外は実施例１と同様にして、密閉型の円筒形リチウム一次電池Ａ５を１０個作製し、同様に評価した。

【0087】

《実施例６～１０》
負極の作製において、帯状部として、幅２ｍｍの銅箔を用いた。銅箔は、負極に圧接した。

【0088】

これ以外については実施例１と同様にして、密閉型の円筒形リチウム一次電池Ａ６を１０個作製し、同様に評価した。

【0089】

また、これ以外については実施例２と同様にして、密閉型の円筒形リチウム一次電池Ａ７を１０個作製し、同様に評価した。
また、これ以外については実施例３と同様にして、密閉型の円筒形リチウム一次電池Ａ８を１０個作製し、同様に評価した。
また、これ以外については実施例４と同様にして、密閉型の円筒形リチウム一次電池Ａ９を１０個作製し、同様に評価した。
また、これ以外については実施例５と同様にして、密閉型の円筒形リチウム一次電池Ａ１０を１０個作製し、同様に評価した。

【0090】

《比較例１》
負極の作製において、帯状部を設けなかった。
これ以外については、実施例１と同様にして、密閉型の円筒形リチウム一次電池Ｂ１を１０個作製し、同様に評価した。

【0091】

《比較例２》
負極の作製において、一本の帯状部を、負極の巻き始め側の端部（第３端）近傍から、且つ負極リードの第２部分の近傍であって保護テープで覆われた負極の領域を通過した後、巻き終わり側の端部（第４端）近傍に向かうように配置した。ただし、帯状部は、負極の第１端および第２端に平行に、負極の巻回方向に対して略平行に延びるように配置した。帯状部は、第３端からの距離および第４端からの距離がともに４ｍｍとなる位置まで延在させた。
上記の負極を用いたこと以外は実施例１と同様にして、密閉型の円筒形リチウム一次電池Ｂ２を１０個作製し、同様に評価した。

【0092】

《比較例３》
負極の作製において、帯状部として、幅２ｍｍの銅箔を用い、銅箔を負極に圧接したこと以外は比較例２と同様にして、密閉型の円筒形リチウム電池Ｂ３を１０個作製し、同様に評価した。

【0093】

《比較例４》
負極の作製において、帯状部を、負極リードの第２部分から離れた位置から、負極の巻き始め側の端部（第３端）に向かって延びるように傾斜させて配置した。帯状部は、第３端に近づくほど負極リードと反対側の負極の端部（第２端）に近づくように傾斜させて配置し、負極リードの第２部分から１０ｍｍ離れた位置から、第３端からの距離が４ｍｍとなる位置まで延在させた。

【0094】

これ以外については、実施例１と同様にして、密閉型の円筒形リチウム一次電池Ｂ４を１０個作製し、同様に評価した。

【0095】

《比較例５》
負極の作製において、一本の帯状部を、負極リードの第２部分の近傍であって保護テープで覆われた負極の領域から、負極の巻き終わり側の端部（第４端）に向かって延びるように傾斜させて配置した。帯状部は、第４端に近づくほど負極リードの負極の端部（第１端）に近づくように傾斜させて配置した。帯状部は、第４端からの距離が４ｍｍとなる位置まで延伸させた。

【0096】

これ以外については、実施例１と同様にして、密閉型の円筒形リチウム一次電池Ｂ５を１０個作製し、同様に評価した。

【0097】

表１に、負極利用率の評価結果を示す。表１では、各電池で用いた帯状部の配置と、帯状部の基材層の材質が併せて示されている。

【0098】

【表1】

【0099】

表１に示すように、巻回方向に対し平行に延びるように配置した比較例２および比較例３の電池は、比較例１の電池と比べると、負極利用率の若干の改善が見られるものの、改善度合いは十分ではない。また、帯状部を負極リードから離間した位置に配置した場合（比較例４）、あるいは、帯状部を負極リードに対して巻き終わり側に配置し、巻き始め側に配置しない場合（比較例５）も、比較例１の電池と比べると負極利用率の若干の改善が見られるものの、負極利用率の改善効果は十分ではない。

【0100】

これに対し、帯状部を、少なくとも負極リードの第２部分の近傍から、巻き始め側の端部〈第３端〉に向かって、巻回方向に対し斜めに延びるように配置した実施例１～１０では、比較例１と比べて負極利用率の改善効果が顕著であり、負極利用率を高く維持できた。

【0101】

実施例５において負極利用率が実施例１～４と比べて僅かに低下した理由、および、実施例１０において負極利用率が実施例６～９と比べて僅かに低下した理由は、電極体の外径が大きく、圧力が大きくなり、放電反応にムラが生じ易いためと考えられる。

【産業上の利用可能性】

【0102】

本発明に係るリチウム一次電池は、長期間機器を駆動する用途に適している。本発明に係るリチウム一次電池は、例えば、ガス、水道などのメーター計などに適用可能である。

【符号の説明】

【0103】

１０ リチウム一次電池
１００ 電池缶
２００ 電極体
２０１ 正極
２０２ 負極
２０３ セパレータ
２１０ 内部リード（負極リード）
２１１ 第１部分
２１２ 第２部分
２２０ 内部リード（正極リード）
２３０Ａ：上部絶縁板
２３０Ｂ：下部絶縁板
２４０ 保護テープ
２５０ 帯状部
３００：封口板
３１０：絶縁性のガスケット
３３０：外部端子

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】