特許 7652759 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】2025-03-18

(45)【発行日】2025-03-27

(54)【発明の名称】非水電解質二次電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/058 20100101AFI20250319BHJP

   H01M 10/0525 20100101ALI20250319BHJP

   H01M 10/0587 20100101ALI20250319BHJP

   H01M 50/533 20210101ALI20250319BHJP

   H01M 4/13 20100101ALI20250319BHJP

【ＦＩ】

H01M10/058

H01M10/0525

H01M10/0587

H01M50/533

H01M4/13

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022509364

(86)(22)【出願日】2021-02-08

(86)【国際出願番号】 JP2021004630

(87)【国際公開番号】W WO2021192666

(87)【国際公開日】2021-09-30

【審査請求日】2023-10-11

(31)【優先権主張番号】P 2020055461

(32)【優先日】2020-03-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001889

【氏名又は名称】三洋電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】太田 雅人

(72)【発明者】

【氏名】細川 尚士

【審査官】今井 拓也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１９２５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１１１７４２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１６３９３２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－０１０９７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－３４９４６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２１１９７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１３２５９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１１６８７６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／０５４３１２（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

Ｈ０１Ｍ ４／００ － ４／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

正極板と負極板とを含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収容した角形外装体と、
前記開口を封口した封口板と、
前記封口板に設けられた電極端子と
を備えた非水電解質リチウムイオン二次電池であって、
前記正極板は、正極芯体と該正極芯体の少なくとも一方の面に塗布された正極活物質とを備え、
前記正極芯体上における前記正極活物質の塗布部の周長は、電池の単位容量あたり０．２８ｍ／Ａｈ以下であり、
前記負極板は、負極芯体と該負極芯体に塗布された負極活物質とを備え、
前記電極体においては、セパレータを介して前記正極板と前記負極板とが重ねられており、
前記負極板において前記負極活物質の塗布部のうち、前記正極活物質の塗布部と対向している部分の面積は、前記負極活物質の塗布部の全体面積の８５％以上９５％以下であり、
前記負極活物質は黒鉛であり、
前記正極板の活物質塗布範囲は対向している前記負極板の活物質塗布範囲の内側にあり、
１以上の前記電極体を含み、前記電極体一つあたりの容量は３０Ａｈ以上である、非水電解質リチウムイオン二次電池。

【請求項2】

前記正極芯体上における前記正極活物質の塗布部の周長は、電池の単位容量あたり０．１１ｍ／Ａｈ以下である、請求項１に記載の非水電解質リチウムイオン二次電池。

【請求項3】

前記電極体は前記正極板と前記負極板とを対向させて巻回した形状を有している、請求項１又は２に記載の非水電解質リチウムイオン二次電池。

【請求項4】

前記正極芯体上における前記正極活物質の塗布部の単位面積あたりの電池の容量は、４０Ａｈ／ｍ^２以上である、請求項１から３のいずれか一つに記載の非水電解質リチウムイオン二次電池。

【請求項5】

前記電極体と前記封口板との間に配置され、前記電極端子に接続された第１集電体と、
前記電極体と、前記角形外装体における側壁との間に配置され、前記第１集電体に接続された第２集電体と、
前記電極体から前記側壁側に延出し、前記第２集電体に接続されたタブ群と
を備え、
前記第２集電体は、前記側壁に平行な面を有する平板からなり、
前記タブ群は、前記正極板から延出した正極タブを複数束ねた正極タブ群と前記負極板から延出した負極タブを複数束ねた負極タブ群とを有しているとともに、前記第２集電体との接続部側において、前記側壁に平行に折り曲げられている、請求項１から４のいずれか一つに記載の非水電解質リチウムイオン二次電池。

【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ものである。

【背景技術】

【0002】

リチウムイオン電池等の非水電解質二次電池は、開口を有する外装体に電極体が収容されていて、その開口を封口板が封口している構造を有している。電極体の構造は、正極と負極とがセパレータを介して重ねられているものである。

【0003】

近年、車載用のリチウムイオン電池の需要が増えている。車載用のリチウムイオン電池、特にＥＶ用のリチウムイオン電池には、大容量、急速充電への対応、高い容量回復率、高度な安全性等のさまざまな特性が求められている。例えば、リチウムイオン電池に充電を行った後、車をある程度の時間稼働させることなく保管していると電池容量が低下してしまうため、この容量低下を防止する特性の向上が必要になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－１６０５８７号公報

【文献】特開２０１２－４３７５２号公報

【発明の概要】

【0005】

長期間の保存による電池容量の低下に対し、従来から材料観点では改善対策が進められてきたが、ＥＶ用のリチウムイオン電池の高性能化に伴い、更なる特性向上が求められるようになってきた。

【0006】

本開示の非水電解質二次電池は、正極板と負極板とを含む電極体と、開口を有し、前記電極体を収容した角形外装体と、前記開口を封口した封口板と、前記封口板に設けられた電極端子とを備えた非水電解質二次電池であって、前記正極板は、正極芯体と該正極芯体の少なくとも片面に塗布された正極活物質とを備え、前記正極芯体上における前記正極活物質の塗布部の周長は、電池の単位容量あたり０．２８ｍ／Ａｈ以下である構成を備えている。前記正極芯体上における前記正極活物質の塗布部の周長は、電池の単位容量あたり０．１１ｍ／Ａｈ以下であるとなおよい。

【0007】

なお、前記正極芯体上における前記正極活物質の塗布部の周長は、正極芯体の両面に正極活物質が塗布されている場合は、両面の周長の合計を意味する。

【0008】

前記電極体は前記正極板と前記負極板とを対向させて巻回した形状を有していてもよい。

【0009】

前記負極板は、負極芯体と該負極芯体に塗布された負極活物質とを備え、前記電極体においては、セパレータを介して前記正極板と前記負極板とが重ねられており、前記負極板において前記負極活物質の塗布部のうち、前記正極活物質の塗布部と対向している部分の面積は、前記負極活物質の塗布部の全体面積の８５％以上９５％以下であってもよい。

【0010】

１以上の前記電極体を含み、前記電極体一つあたりの容量は３０Ａｈ以上であってもよい。

【0011】

前記正極芯体上における前記正極活物質の塗布部の単位面積あたりの電池の容量は、４０Ａｈ／ｍ^２以上であってもよい。正極芯体上における正極活物質の塗布部の面積は、正極芯体の両面に正極活物質が塗布されている場合は、両面の塗布面積の合計を意味する。

【0012】

前記電極体と前記封口板との間に配置され、前記電極端子に接続された第１集電体と、前記電極体と、前記角形外装体における側壁との間に配置され、前記第１集電体に接続された第２集電体と、前記電極体から前記側壁側に延出し、前記第２集電体に接続されたタブ群と備え、前記第２集電体は、前記側壁に平行な面を有する平板からなり、前記タブ群は、前記正極板から延出した正極タブを複数束ねた正極タブ群と前記負極板から延出した負極タブを複数束ねた負極タブ群とを有しているとともに、前記第２集電体との接続部側において、前記側壁に平行に折り曲げられていることが好ましい。

【0013】

本開示の非水電解質二次電池は、正極活物質の塗布部の周長が電池の単位容量あたり０．２８ｍ／Ａｈ以下であるので、充電後の負極板において正極板に対向している領域に存在していたリチウムイオンのうち、保存されている間に正極板とは対向していない領域に拡散する割合を小さくすることができ、それによって電池容量の回復率を大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、本開示の実施形態に係る非水電解質二次電池を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に電池の断面図である。

【図3】図３は、本開示の実施形態に係る第２集電体を示す図である。

【図4】図４は、本開示の実施形態に係る正極板の平面図である。

【図5】図５は、本開示の実施形態に係る負極板の平面図である。

【図6】図６は、本開示の実施形態に係る電極体の平面図である。

【図7】図７は、非水電解質二次電池の正極板と負極板とを模式的に表した斜視図である。

【図8】図８は、充電を行った直後の負極板の状態を正極板を不図示として模式的に表した斜視図である。

【図9】図９は、充電後、放電をしないで長時間放置した負極板の状態を正極板を不図示として模式的に表した斜視図である。

【図10】図１０は、図９の状態から放電を行った直後の負極板の状態を正極板を不図示として模式的に表した斜視図である。

【図11】図１１は、図１０の状態からそのまま放置しておいた負極板の状態を正極板を不図示として模式的に表した斜視図である。

【図12】図１２は、タブ群の折り曲げ前において、第２集電体とタブ群との接続部近傍を示す図である。

【図13】図１３は、タブ群の折り曲げ後において、第２集電体とタブ群との接続部近傍を示す図である。

【図14】図１４は、タブ群の折り曲げ前において、第２集電体にタブ群を接続した電極体を示す斜視図である。

【図15】図１５は、複数の電極体を含む電極体群を示す図である。

【図16】図１６は、第１集電体及び第２集電体により互いに接続された複数の電極体群と封口板とを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物あるいはその用途を制限することを意図するものでは全くない。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。

【0016】

＜電池の全体構成＞
図１は、本開示に係る非水電解質二次電池を示す斜視図である。図２は、図１の電池を紙面に平行に切断した断面図である。図１，２に示すように、非水電解質二次電池２０は、開口を有する有底角筒状の角形外装体１と、角形外装体１の開口を封口する封口板２と、からなる電池ケース１００を備える。

【0017】

角形外装体１は、底部１ａと、一対の第１側壁１ｂ，１ｃと、一対の第２側壁１ｄ，１ｅと、を有する。一対の第１側壁１ｂ，１ｃは、互いに対向する向きに配置されている。一対の第２側壁１ｄ，１ｅは、互いに対向する向きに配置されている。一対の第１側壁１ｂ，１ｃは、封口板２の長手方向に垂直であり、一対の第１側壁１ｂ，１ｃの面積は、一対の第２側壁１ｄ、１ｅの面積よりも小さい。

【0018】

角形外装体１内には、正極板４と負極板５とを含む電極体３が電解質と共に収容されている。本実施形態では、電極体３は、正極板４と負極板５とがセパレータを介して巻回された扁平状の電極体である。電極体３の巻回軸は、第１側壁１ｂ，１ｃに対して垂直、且つ、第２側壁１ｄ，１ｅに対して平行に延びる。なお、電極体３は巻回電極体に限定されず、例えば複数の正極板４と負極板５とがセパレータを介して積層された積層電極体でもよい。

【0019】

なお、図２において、符号１０は、封口板２と正極端子８との間に配置された外部側絶縁部材であり、符号１２は、封口板２と負極端子９との間に配置された外部側絶縁部材である。符号１１は、封口板２と第１正極集電体６１との間に配置された内部側絶縁部材であり、符号１３は、封口板２と第１負極集電体７１との間に配置された内部側絶縁部材である。符号１４は、角形外装体１の内部に配置され、電極体３を収容する箱状ないし袋状の絶縁シートである。符号１５は、封口板２に設けられた電解液注液孔である。符号１６は、電解液注液孔１５を封止する封止部材である。符号１７は、封口板２に設けられたガス排出弁である。

【0020】

非水電解質二次電池２０は電極体３の巻回軸が延びる方向において、一方側を正極側、他方側を負極側としている。以下、主に正極側について説明し、負極側については、説明を省略する場合がある。

【0021】

＜電極体の構成＞
正極板４は、図４に示すように長尺の帯状であって、正極芯体（例えばアルミニウム箔）の両面に正極活物質層４ａが形成された領域を有している。正極タブ４ｂは、正極板４の短手方向における一方の端の正極芯体から凸状に複数延出している。正極板４の短手方向における一方の端の及びその近傍における正極芯体は、保護層４ｃにより表面が被覆されている。すなわち、正極板４の長手方向に伸びる一方の辺（端）から正極板４ｃの長手中心軸方向へ一定の幅で保護層４ｃが設けられている。また、正極タブ４ｂにもその付け根部分に保護層が設けられている。保護層４ｃは絶縁物を含んでおり、例えば樹脂製の絶縁層としたり、無機酸化物であるセラミック及び樹脂バインダーを含む層としてもよい。保護層４ｃの一例として、アルミナ粉末と、導電材としての炭素材料と、結着材としてのポリフッ化ビニリデンとを含む層が挙げられる。なお、保護層４ｃは設けなくてもよい。

【0022】

負極板５は、図５に示すように長尺の帯状であって、負極芯体（例えば銅箔）の両面に負極活物質層５ａが形成された領域を有している。負極タブ５ｂは、負極板５の短手方向における一方の端の負極芯体から凸状に複数延出している。

【0023】

正極板４と負極板５とは、図６に示すようにセパレータを介して重ねられ、これを巻回することにより電極体３が形成されている。電極体３においては、巻回軸は正極タブ群４０と負極タブ群５０とを結ぶ方向（図６の横方向）に伸びており、巻回軸に垂直な電極体３の端面のうち、一方の端面に正極タブ群４０が位置し、それとは反対側の他方の端面に負極タブ群５０が位置する。このような位置関係により電池内の短絡の防止が容易になる。

【0024】

＜正極板と負極板との関係＞
一般に電池では、安全性の確保及び長寿命化のために負極の活物質の方が正極の活物質よりも容量が大きくなるように設計されている。そして、正極板と負極板とを向かい合わせて重ねるタイプの電池では、負極板の活物質塗布範囲内に正極板の活物質塗布範囲が入るように設計され且つ負極活物質の塗布部分が正極活物質の塗布部分を超える（はみ出す）ように設計されている。

【0025】

図７は、非水電解質二次電池の正極板４４と負極板５５とを模式的に表した図である。正極板４４及び負極板５５のいずれも全面に活物質が設けられている。負極板５５の方が正極板４４よりも面積が大きく、且つ正極板４４の負極板５５に向い合っている面は全面が負極板５５の面に対向しており、負極板５５には正極板４４に対向していない非対向領域５７が存在している。

【0026】

充電を行った直後の負極板５５の状態（正極板４４を不図示としている）を図８に模式的に示す。充電によって正極板４４から負極板５５へとリチウムイオン４８が移動している。リチウムイオン４８の負極板５５内での拡散速度はそれほど大きくはないため、充電直後ではリチウムイオン４８は、正極板４４と対向している対向領域５６にのみ存在している。なお、図８において破線により正極板４４の外周を示す外周線４６を表示しており、対向領域５６はこの外周線４６に囲まれた領域である。

【0027】

充電後に放電を行わず、長時間放置をしておくと、図９（正極板４４を不図示としている）に示すようにリチウムイオン４８は負極板５５内を拡散して、負極板５５のどの部分においてもリチウムイオン４８の存在確率が同じになる。すなわち、対向領域５６および非対向領域５７の両方ともリチウムイオン４８の分布割合は同じになる。

【0028】

充電後に放電を行わず長時間放置をし、その後放電を十分に行った負極板５５の状態を図１０（正極板４４を不図示としている）に示す。放電により対向領域５６に存在していたリチウムイオン４８は全て正極板４４へと移動して、対向領域５６内にはリチウムイオン４８は存在しなくなる。一方、リチウムイオン４８の拡散速度の関係で非対向領域５７に存在していたリチウムイオン４８は放電中に正極板４４にまで移動できないため、そのまま非対向領域５７に残存する。この状態からさらに充放電を行わずに放置をしておくと、図１１（正極板４４を不図示としている）に示すようにリチウムイオン４８の一部は非対向領域５７から対向領域５６内に移動（拡散）していく。

【0029】

以上の説明から、充電後に放置して電池を保存しておいた場合、電池容量は充電直後に比較して減少してしまうことが理解できる。このような電池容量の減少の割合を小さくして、容量回復率を大きくするためには電池の単位容量あたりの外周線４６の長さ（より正確には、正極板において、正極芯体上における正極活物質の塗布部の周長）を小さくすることが必要になる。すなわち、図８から図９へと移る際に、電池の単位容量あたりの外周線４６が短ければ非対向領域５７に移動するリチウムイオン４８の数が減少するので、容量回復率が大きくなるのである。

【0030】

具体的には、正極芯体上における正極活物質の塗布部の周長は電池の単位容量あたり０．２８ｍ／Ａｈ以下であると、ＥＶ用電池として実用的に十分な容量回復率となる。正極芯体上における正極活物質の塗布部の周長が電池の単位容量あたり０．１１ｍ／Ａｈ以下であると、更なる容量回復率の向上が期待できる。また、負極板５５において、対向領域／（対向領域＋非対向領域）の面積割合は８５％以上９５％以下であることが好ましい。なお、対向領域／（対向領域＋非対向領域）の面積割合とは、より正確には、負極活物質の塗布部の全体面積に対する正極活物質の塗布部と対向している部分の負極活物質の塗布部の面積の割合である。本開示の単位容量あたりの正極活物質の塗布部の周長に加え、負極板５５において対向領域／（対向領域＋非対向領域）の面積割合を８５％以上９５％以下とすることで、図９に示す長時間放置中のリチウムイオンの拡散領域を抑制でき、容量回復率を向上させることができる。

【0031】

電極体一つあたりの容量は３０Ａｈ以上であることが好ましい。また、正極芯体上における正極活物質の塗布部の単位面積あたりの電池の容量は４０Ａｈ／ｍ^２以上であることが好ましい。本開示の目的である容量回復率の改善は、ＥＶ用のリチウムイオン電池で特に求められており、さらにこれらの電池においては、前記のような構成とすることでエネルギー密度が向上し、ＥＶ走行距離の延長につながる。

【0032】

なお、特許文献１では、電池容量が８．４Ａｈ、正極活物質の塗布幅が１１．０ｃｍ、正極板の長さが４４０ｃｍの電池が開示されており、この電池では単位容量あたりの正極活物質塗布部の周長が１．０７ｍ／Ａｈである。また特許文献２では、電池容量が４．６Ａｈ、正極活物質の塗布幅が５０ｍｍ、正極板の長さが３０００ｍｍの電池が開示されており、この電池では単位容量あたりの正極活物質塗布部の周長が１．３３ｍ／Ａｈである。

【0033】

＜電極体からの集電の構造＞
封口板２には、外部への電極端子としての正極端子８及び負極端子９が設けられている。正極端子８は、正極集電体６を介して正極タブ群４０に電気的に接続されており、正極集電体６は、第１正極集電体６１及び第２正極集電体６２で構成されている。負極端子９は、負極集電体７を介して負極タブ群５０に電気的に接続されており、負極集電体７は、第１負極集電体７１及び第２負極集電体７２で構成されている。

【0034】

第１正極集電体６１は、断面略Ｌ字状であり、電極体３と封口板２との間に配置されている。具体的には、第１正極集電体６１は、封口板２に沿って配置された第１領域と、第１領域の端部から折り曲げられた第２領域とを有する。第２領域は第１側壁１ｂに沿って底部１ａ側へ延びる。第１正極集電体６１は正極端子８に接続されている。負極側も同様の構成である。

【0035】

第２正極集電体６２は、電極体３と角形外装体１における第１側壁１ｂとの間に配置されている。具体的には、第２正極集電体６２は、第１側壁１ｂに平行な面を有する平板からなり、第１側壁１ｂに沿って底部１ａ側へ延びている。第２正極集電体６２は第１正極集電体６１に接続されている。負極側も同様の構成である。

【0036】

図３は、第２正極集電体６２を示す。第２正極集電体６２は、略矩形状の平板の一部を屈曲させた構造を有し、集電体接続部６２ａと傾斜部６２ｂとタブ接続部６２ｃとを有する。集電体接続部６２ａは、第１正極集電体６１に接続される。タブ接続部６２ｃには、正極タブ群４０が接続される。傾斜部６２ｂは、集電体接続部６２ａとタブ接続部６２ｃとを連結しており、両者に対して傾斜している。

【0037】

集電体接続部６２ａには凹部６２ｄが設けられている。凹部６２ｄには貫通孔６２ｅが設けられている。凹部６２ｄにおいて、集電体接続部６２ａが第１正極集電体６１に接合される。さらに第２正極集電体６２にはヒューズ部６６が設けられている。

【0038】

次に、正極タブ群４０の折り曲げ及び正極タブ群４０と第２正極集電体６２との接続について説明する。なお、負極側に関しては正極側とほぼ同じ構成・構造であるので、以下正極側のみの説明を行う。図１２は、正極タブ群４０の折り曲げ前において、第２正極集電体６２と正極タブ群４０との接続部近傍を示す。図１４は、正極タブ群４０及び負極タブ群５０の折り曲げ前において、第２正極集電体６２に正極タブ群４０を接続し、第２負極集電体７２に負極タブ群５０を接続した電極体３を示す。

【0039】

正極タブ群４０は、第２正極集電体６２におけるタブ接続部６２ｃに接続されている。具体的には、図１２に示すように、正極タブ群４０の折り曲げ前において、第２正極集電体６２におけるタブ接続部６２ｃ上に正極タブ群４０を配置した状態で、タブ接続部６２ｃと正極タブ群４０とを接合（溶接）することによって、接続部６３が形成されている。

【0040】

ここで、正極タブ群４０は、図１２に示すように、第２正極集電体６２を構成する平板の幅方向の一方側（図１２における右側）に寄って、第２正極集電体６２におけるタブ接続部６２ｃに接続されている。すなわち、正極タブ群４０とタブ接続部６２ｃとの接続部６３は、平板の幅方向における正極タブ群４０の根本側（幅方向一方側、図９における右側）に寄っている。これにより、正極タブ群４０を折り曲げた際、より確実に正極タブ群４０の根本近傍に安定的に湾曲形状を形成することができる。

【0041】

図１３は、正極タブ群４０の折り曲げ後における、第２正極集電体６２と正極タブ群４０との接続部近傍を示す図である。電極体３の第１主面３ａ及び第２主面３ｂに対して略平行に配置されていた（図１２，１４参照）第２正極集電体６２におけるタブ接続部６２ｃを、正極タブ群４０を折り曲げることによって、電極体３の巻回軸に対して略垂直な向きとする。すなわち、正極タブ群４０は、第２正極集電体６２との接続部６３側において、第１側壁１ｂに平行に折り曲げられる。折り曲げられた状態の正極タブ群４０は、テープ８０によって電極体３に固定される。

【0042】

このような構成により、第２正極集電体６２を折り曲げることなく、正極タブ群４０を折り曲げることができる。これにより、簡単な方法によって、体積エネルギー密度の高い非水電解質二次電池を作製することができる。

【0043】

なお、上述の通り負極側も正極側と同様の構成であり、図１４において、７２ａは集電体接続部、７２ｂは傾斜部、７２ｃはタブ接続部である。

【0044】

本実施形態に係る非水電解質二次電池は、正極タブ群４０及び負極タブ群５０を折り曲げることにより、第２集電体６２，７２を折り曲げずに体積エネルギー密度の高い電池とすることができ、負極板５の一方の端５ｅを正極板４の保護層４ｃに対向させた位置に配置しているので、電池内での短絡を防ぐことができる。

【0045】

（実施例）
＜実施例１＞
［正極板の作製］
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、結着材としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、導電材としての炭素材料、及び分散媒としてのＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）をリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物：ＰＶｄＦ：炭素材料の質量比が９７．５：１：１．５となるように混練し、正極活物質層スラリーを作製した。

【0046】

アルミナ粉末、導電材としての炭素材料、結着材としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）と分散媒としてのＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）を、アルミナ粉末：炭素材料：ＰＶｄＦの質量比が８３：３：１４となるように混練し、保護層スラリーを作製した。

【0047】

正極芯体としてアルミニウム箔の両面に、上述の方法で作製した正極活物質層スラリー及び正極保護層スラリーをダイコータにより塗布した。このとき、正極芯体の幅方向の中央に正極活物質層スラリーが塗布された。また、正極活物質層スラリーが塗布される領域の幅方向の端部に正極保護層スラリーが塗布された。

【0048】

正極活物質層スラリー及び正極保護層スラリーが塗布された正極芯体を乾燥させ、正極活物質層スラリー及び正極保護層スラリーに含まれるＮＭＰを除去した。これにより正極活物質層及び正極保護層が形成された。その後、正極活物質層を圧縮して正極原板とする。この正極原板を活物質層塗布部が幅８８ｍｍ、長さ４６００ｍｍの長方形となるように切断し、正極板とした。なお正極板の切断は、レーザー等のエネルギー線の照射、金型、あるいはカッター等により行うことができた。

【0049】

［負極板の作製］
負極活物質としての黒鉛、結着材としてのスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）及びカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、及び分散媒としての水を、黒鉛：ＳＢＲ：ＣＭＣの質量比が９８：１：１となるように混練し、負極活物質層スラリーを作製した。

【0050】

負極芯体として銅箔の両面に、上述の方法で作製した負極活物質層スラリーをダイコータにより塗布した。

【0051】

負極活物質層スラリーが塗布された負極芯体を乾燥させ、負極活物質層スラリーに含まれる水を除去する。これにより負極活物質層が形成された。その後、負極活物質層を圧縮して負極原板とした。この負極原板を活物質層塗布部が幅９２ｍｍ、長さ４９００ｍｍとなるように切断し、負極板とした。なお負極原板の切断は、レーザー等のエネルギー線の照射、金型、あるいはカッター等により行うことができた。

【0052】

［電極体の作製］
上述の方法で作製した帯状の正極板及び帯状の負極板を、ポリオレフィン製の帯状のセパレータを介して巻回し、扁平状の巻回型の電極体を作製する。電極体は中央に扁平状の領域を有し、扁平状の領域の両端に湾曲部を有する。

【0053】

電極体の巻回軸が延びる方向における一方の端部には複数の正極タブが積層された正極タブ群が設けられている。電極体の巻回軸が延びる方向における他方の端部には複数の負極タブが積層された負極タブ群が設けられている。なお、電極体の巻回軸が延びる方向に対して垂直な方向で、且つ電極体の厚み方向に対して垂直な方向において、正極タブ群の中心及び負極タブ群の中心は、巻回軸から一方にずれて配置されている。

【0054】

[電池の作製]
図１４に示すように、正極タブ群４０には第２正極集電体６２を、負極タブ群５０には第２正極集電体７２を接合する。さらに、図１５，１６に示すように、正極タブ群４０及び負極タブ群５０がそれぞれ折り曲げられて状態の２つの電極体３を積層し、テープ９０で固定する。各正極タブ群４０は同じ側に配置され、各負極タブ群５０は同じ側に配置される。また、各電極体３において、正極タブ群４０はそれぞれ同じ方向に折り曲げられている。各電極体３において、負極タブ群５０はそれぞれ同じ方向に折り曲げられている。

【0055】

電極体３の積層方向において、各電極体３に取り付けられた第２正極集電体６２は間隔を置いて並べられて第１正極集電体６１の第２領域６１ｂ上に接続されている。各第２負極集電体７２についても同様である。

【0056】

これら２つの電極体３を角形外装体１内に挿入する。そして、封口板２を角形外装体１に接合し、角形外装体１の開口を封口板２により封口する。封口板２に設けられた電解液注液孔１５から電解液を注液し、封止部材１６で電解液注液孔１５を封止する。これにより非水電解質二次電池２０とする。

【0057】

[初回充電放電条件]
作製した前記の非水電解質二次電池を０．５Ｃで充電及び放電を行い、ＳＯＣ２０％以下に調整することで出荷可能な状態になる。これを実施例１の電池とした。

【0058】

[高温保存試験条件]
前記の出荷可能な非水電解質二次電池をＳＯＣ９０％まで充電した時点を保存日数０日とし、６０℃環境下で５６日間、３００日間、夫々放置した時の放電容量確認を行い、保存前の放電容量を１００％としたときの比率を保存後の容量回復率とした。

【0059】

＜実施例２＞
１つの電極体における、正極板の活物質層塗布部が幅２６２ｍｍ、長さ２９００ｍｍ、また負極板の活物質層塗布部が幅２７２ｍｍ、長さ３１００ｍｍになるようにしたこと以外は、実施例１と同様にして電池を作製し、高温保存試験を実施した。これを実施例２とした。

【0060】

＜比較例＞
１つの電極体における、正極板の活物質層塗布部が幅７６ｍｍ、長さ４６００ｍｍ、また負極板の活物質層塗布部が幅８０ｍｍ、長さ４９００ｍｍになるようにしたこと以外は、実施例１及実施例２と同様にして電池を作製し、高温保存試験を実施した。これを比較例とした。

【0061】

以下、本開示に係る実施例について、表１を用いて詳細に説明する。

【0062】

【表1】

【0063】

表１は、前記の実施例１および２、比較例の非水電解質二次電池の電池単位容量あたりの正極活物質塗布部の周長、負極活物質塗布部の全体面積に対する正極活物質塗布部と対向している部分の面積の割合、電極体一つあたりの容量、正極活物質の塗布部の単位面積あたりの容量、および高温保存試験後の容量回復率を示す。

【0064】

実施例１のように電池単位容量あたりの正極活物質塗布部の周長を０．２８ｍ／Ａｈ以下とすれば、３００日保存後でも容量回復率８０％が維持できることが判明した。なお、６０℃環境下で３００日保存しても容量回復率８０％を超えることがＥＶ用電池としては好適とされる。また、実施例２のように電池単位容量あたりの正極活物質塗布部の周長を０．１１ｍ／Ａｈ以下とすれば、３００日保存後でも容量回復率が８６％となり、より保存耐性が向上した。

【0065】

一方で、比較例のように電池単位容量あたりの正極活物質塗布部の周長が０．２８ｍ／Ａｈより大きい場合、３００日保存後の容量回復率は７８％まで低下しており、ＥＶ用電池として必要とされる性能水準を満足できていない。

【0066】

（その他の実施形態）
上述の実施形態は本願発明の例示であって、本願発明はこれらの例に限定されず、これらの例に周知技術や慣用技術、公知技術を組み合わせたり、一部置き換えたりしてもよい。また当業者であれば容易に思いつく改変発明も本願発明に含まれる。

【0067】

非水電解質二次電池２０は、電極体３を複数備えていてもよい。この場合、電極体一つあたりの容量は３０Ａｈ以上であることが好ましい。図１５は、複数の電極体３を含む電極体群３００を示した図である。図１５に示すように、非水電解質二次電池２０は、電極体３を複数（２つ）備える。各電極体３の正極タブ群４０には、それぞれ第２集電体６２が接続されている。複数の電極体３、３を配列し、テープ９０で纏めて固定することで、電極体群３００が形成される。図１６は、第１正極集電体６１及び第２正極集電体６２により互いに接続された電極体群３００と封口板２とを示した図である。

【符号の説明】

【0068】

１ 角形外装体
１ｂ 第１側壁（側壁）
１ｃ 第１側壁（側壁）
２ 封口板
３ 電極体
４ 正極板
４ｂ 正極タブ
５ 負極板
５ｂ 負極タブ
８ 正極端子（電極端子）
９ 負極端子（電極端子）
２０ 非水電解質二次電池
４０ 正極タブ群（タブ群）
５０ 負極タブ群（タブ群）
６１ 第１正極集電体（第１集電体）
６２ 第２正極集電体（第２集電体）
７１ 第１負極集電体（第１集電体）
７２ 第２負極集電体（第２集電体）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】