電極及び非水電解液電池
【課題】出力特性に優れ、電極集電タブの位置ずれを抑制できる非水電解液電池を形成できる電極、及び上記電極を備えた非水電解液電池を提供する。
【解決手段】電極は、帯状の電極集電部（１２）及び電極集電部の一側縁から突出して形成された複数の電極集電タブ（１３）を有し、金属箔で形成された電極集電体（１１）と、電極集電部に形成された活物質含有層と、を備えている。任意の定数をＸ、円周率をπ、電極の厚み、対となる電極の厚み及びセパレータ総厚みの合計をＴ、１．０１乃至１．１０の範囲内である補正定数をαとした場合、電極群の内周側から数えたｎ周目及びｎ＋１周目の電極集電タブ（１３）間の距離は、Ｘ＋２πＴαｎである。
【解決手段】電極は、帯状の電極集電部（１２）及び電極集電部の一側縁から突出して形成された複数の電極集電タブ（１３）を有し、金属箔で形成された電極集電体（１１）と、電極集電部に形成された活物質含有層と、を備えている。任意の定数をＸ、円周率をπ、電極の厚み、対となる電極の厚み及びセパレータ総厚みの合計をＴ、１．０１乃至１．１０の範囲内である補正定数をαとした場合、電極群の内周側から数えたｎ周目及びｎ＋１周目の電極集電タブ（１３）間の距離は、Ｘ＋２πＴαｎである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電極及び非水電解液電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気自動車として、駆動源として内燃機関と電力走行用モータを併用するハイブリッド型電気自動車が知られている。ハイブリッド型電気自動車には、モータ駆動電源として複数の非水電解液二次電池が搭載されている。
【０００３】
非水電解液二次電池は、大電流での１０秒程度の充放電特性が優れているほど、ハイブリッド型電気自動車の燃費向上に寄与することができる。上記事情により、非水電解液二次電池内に内蔵される電極群はもちろんのこと、電極群と非水電解液二次電池の正・負両極端子とを電気的に結ぶ導電構造に関しても低抵抗が求められる。また、非水電解液二次電池は、体積を小さくすることが望まれ、体積を小さくすることにより、自動車の居住性に寄与することができる。
【０００４】
電極群としては、複数の正極と、複数の負極とが交互に積層され、これらの間にセパレータが介在されて形成された電極群が知られている。この場合、正極及び負極の積層精度によって、正極及び負極が短絡する恐れがある。このため、正極及び負極を積層する際、高精度で位置合わせする必要がある。しかしながら、高精度で位置合わせを行うと、製造コストの高騰を招いてしまう。
【０００５】
また、電極群としては、帯状の正極、負極及びセパレータが捲回して形成された捲回構造の電極群が知られている（例えば、特許文献１参照）。正極は、正極集電体及び正極集電体表面に形成された正極活物質含有層を有している。負極は、負極集電体及び負極集電体表面に形成された負極活物質含有層を有している。電極群の一方の端部には、正極活物質含有層が形成されていない正極集電体が突出し、他方の端部には、負極活物質含有層が形成されていない負極集電体が突出している。しかしながら、この場合、正極活物質含有層から外れた正極集電体及び負極活物質含有層から外れた負極集電体が、電極群の体積の増大を招いてしまう。
【０００６】
そこで、電極群の体積の増大を抑制するため、電極群の一端側に、複数の正極集電タブ及び複数の負極集電タブをそれぞれ取り出して形成された電極群が知られている。正極集電体は複数の正極集電タブを有し、負極集電体は複数の負極集電タブを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−９３２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記複数の正極集電タブ及び複数の負極集電タブを、それぞれ一定の狭い間隔で配置させることにより、大電流での放電が可能な（高出力の）非水電解液二次電池を得ることができる。
【０００９】
ところで、捲回構造の電極群において、複数の正極集電タブ及び複数の負極集電タブをそれぞれ一定の間隔で配置した場合、正極集電タブ同士の位置及び負極集電タブ同士の位置がずれる問題がある。位置ずれが生じた場合、正極集電タブ及び負極集電タブが短絡する恐れがある。このため、正極集電タブや負極集電タブである電極集電タブの位置ずれを抑制できる技術が求められている。
【００１０】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、出力特性に優れ、電極集電タブの位置ずれを抑制できる非水電解液電池を形成できる電極、及び上記電極を備えた非水電解液電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の態様に係る電極は、
セパレータとともに捲回されて電極群を形成する電極において、
帯状の電極集電部及び前記電極集電部の一側縁から突出して形成された複数の電極集電タブを有し、金属箔で形成された電極集電体と、
前記電極集電部に形成された活物質含有層と、を備え、
任意の定数をＸ、円周率をπ、２つの電極の厚みと２つのセパレータの厚みとの合計をＴ、１．０１乃至１．１０の範囲内である補正定数をαとした場合、前記電極群の内周側から数えたｎ周目及びｎ＋１周目の前記電極集電タブ間の距離は、Ｘ＋２πＴαｎであることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の他の態様に係る非水電解液電池は、
帯状の電極集電部及び前記電極集電部の一側縁から突出して形成された複数の電極集電タブを含み、金属箔で形成された電極集電体、並びに前記電極集電部に形成された活物質含有層を具備した電極と、前記電極と対となる帯状の電極と、前記２つの電極とともに捲回された２つの帯状のセパレータと、を有した電極群と、
前記電極群を収容した外装体と、
前記外装体内に収容された非水電解液と、を備え、
任意の定数をＸ、円周率をπ、前記電極の厚み、前記対となる電極の厚み及び前記セパレータ総厚みの合計をＴ、１．０１乃至１．１０の範囲内である補正定数をαとした場合、前記電極群の内周側から数えたｎ周目及びｎ＋１周目の前記電極集電タブ間の距離は、Ｘ＋２πＴαｎであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、出力特性に優れ、電極集電タブの位置ずれを抑制できる非水電解液電池を形成できる電極、及び上記電極を備えた非水電解液電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る非水電解液二次電池を示す斜視図であり、実施例１の非水電解液二次電池を示す図である。
【図２】図１に示した非水電解液二次電池の一部を示す断面図である。
【図３】図２に示した電極群を示す斜視図である。
【図４】図２及び図３に示した電極群を一部展開して示す斜視図である。
【図５】図４の線Ｖ−Ｖに沿って示す正極、負極及びセパレータの断面図である。
【図６】図４及び図５に示した正極の正極集電体の一部を展開して示す平面図である。
【図７】図４及び図５に示した負極の負極集電体の一部を展開して示す平面図である。
【図８】上記実施の形態の実施例１乃至７及び比較例１及び２の、（１）補正定数、（２）非水電解液の粘度、（３）負極活物質の材料、（４）非水電解液二次電池の形状、（５）ＤＯＤ５０％の場合の１０秒間の出力を表で示した図である。
【図９】図８に示した補正定数に対する出力の変化をグラフで示した図である。
【図１０】上記実施の形態の実施例１及び８乃至１２、並びに比較例３及び４の、（１）補正定数、（２）非水電解液の粘度、（３）負極活物質の材料、（４）非水電解液二次電池の形状、（５）ＤＯＤ５０％の場合の１０秒間の出力を表で示した図である。
【図１１】図１０に示した補正定数に対する出力の変化をグラフで示した図である。
【図１２】上記実施の形態の実施例１、１３及び１４の、（１）補正定数、（２）非水電解液の粘度、（３）負極活物質の材料、（４）非水電解液二次電池の形状、（５）ＤＯＤ５０％の場合の１０秒間の出力を表で示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながらこの発明に係る電極及び電極を備えた非水電解液電池を、正極及び負極、並びに正極及び負極を備えた非水電解液二次電池に適用した実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
（実施例１）
図１及び図２に示すように、非水電解液二次電池は、電極群１、ケース２０、封口体３０、及び非水電解液としての非水電解液４０を備えている。非水電解液二次電池の形状は、扁平な角型である。
【００１７】
図２、図３及び図４に示すように、電極群１は、帯状の正極２と、帯状の負極３と、２つの帯状のセパレータ４とを有している。電極群１において、正極２及び負極３が互いに対となる電極であることは言うまでもない。
【００１８】
図３、図４、図５及び図６に示すように、正極２は、電極集電体としての正極集電体１１と、活物質含有層としての正極活物質含有層１４とを有している。
正極集電体１１は、電極集電部としての帯状の正極集電部１２と、正極集電部１２の一側縁から突出して形成された複数の電極集電タブとしての複数の正極集電タブ１３とを有している。正極集電体１１は、金属箔で形成されている。正極集電体１１を形成する材料としては、例えばアルミ二ウムや、アルミ二ウム合金を使用することができる。正極集電タブ１３の幅Ｗ１３は一定である。
【００１９】
正極活物質含有層１４は、正極集電部１２の片面又は両面に帯状に形成されている。ここでは、正極活物質含有層１４は、正極集電部１２の両面に形成されている。正極活物質含有層１４は、正極活物質と、導電剤と、結着剤とを含んでいる。
【００２０】
正極活物質としては、マンガン酸リチウム、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム及び燐酸鉄リチウム、これらの複合酸化物、又は上述した物質の混合物を使用することができる。コストの面において、正極活物質としては、マンガン酸リチウムが好ましいが、マンガン酸リチウム及びコバルト酸リチウムを組合せて使用した方が高い正極電位を得ることができるため好ましい。
【００２１】
図３、図４、図５及び図７に示すように、負極３は、電極集電体としての負極集電体１５と、活物質含有層としての負極活物質含有層１８とを有している。
負極集電体１５は、電極集電部としての帯状の負極集電部１６と、負極集電部１６の一側縁から突出して形成された複数の電極集電タブとしての複数の負極集電タブ１７とを有している。負極集電体１５は、金属箔で形成されている。負極集電体１５を形成する材料としては、例えばアルミ二ウムや、アルミ二ウム合金を使用することができる。負極集電タブ１７の幅Ｗ１７は一定である。
【００２２】
負極活物質含有層１８は、負極集電部１６の片面又は両面に帯状に形成されている。ここでは、負極活物質含有層１８は、負極集電部１６の両面に形成されている。負極活物質含有層１８は、負極活物質と、導電剤と、結着剤とを含んでいる。
【００２３】
負極活物質としては、チタン酸リチウムやグラファイトを使用することができる。負極活物質としては、チタン酸リチウムを使用することが望ましい。特に、チタン酸リチウムとして、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２を使用することが望ましい。チタン酸リチウムが及ぼす静電引力は大きい。負極活物質がチタン酸リチウムである場合、非水電解液４０の保持力は高くなるため、高出力の非水電解液二次電池を得ることができる。さらに、負極活物質としては、０．１μｍ乃至４μｍのメジアン径を持つ物質が液保持性の観点から望ましい。さらに望ましい負極活物質としては、０．１μｍ乃至１μｍのメジアン径を持つ物質である。
【００２４】
図４及び図５に示すように、セパレータ４は、正極２の両側に配置されている。セパレータ４はイオン透過性を有している。セパレータ４を形成する材料としては、液保持性のため、無機材料及びポリオレフィンの混合物を使用することが望ましい。セパレータ４は、無機材料を２０％以上含む材料で形成されている方が望ましい。液保持性のため、セパレータを、セルロース製の不織布で形成することも望ましい。不織布で形成されたセパレータの密度は、０．３０ｇ／ｃｃ乃至０．７０ｇ／ｃｃであるのが望ましい。
【００２５】
図３及び図４に示すように、正極２及び負極３は、２つのセパレータ４とともに円筒状となるように捲回された後、プレス成形され、扁平な電極群１を形成している。プレス成形された状態で、複数の正極集電タブ１３は、ほとんど幅方向にずれることなく互いに対向し、複数の負極集電タブ１７は、ほとんど幅方向にずれることなく互いに対向している。
【００２６】
図１及び図２に示すように、ケース２０は、有底矩形筒状に形成されている。より詳しくは、ケース２０は、矩形枠状であり、一端が開口し、他端が閉塞されている。ケース２０は、電極群１を収容している。ケース２０は、金属で形成されている。このため、ここでは、ケース２０を金属缶と言い換えることができる。ここでは、ケース２０は、アルミニウムで形成されている。なお、図示しないが、ケース２０の他端側であるケース２０の底部の内面に、絶縁体が配置されている。また、絶縁体から外れたケース２０の内面は、絶縁材で被覆されている。
【００２７】
封口体３０は、矩形板状に形成されている。封口体３０は、ケース２０の開口に対応したサイズに形成されている。封口体３０は、アルミ二ウム等の金属で形成されている。封口体３０は、ケース２０の開口に、例えばレーザ溶接により気密に接合されている。封口体３０は、ケース２０の開口を閉塞（封止）するものである。
【００２８】
封口体３０は、一部が開口してなる注入口３１を有している。このため、注入口３１からケース２０内に非水電解液４０を注入することができる。なお、非水電解液４０を注入した後、注入口３１は、封止材３２により封止されている。
【００２９】
封口体３０には、正極端子８及び負極端子９が取付けられている。
正極端子８は、樹脂等の絶縁材３３を介してかしめにより封口体３０に取付けられている。正極端子８は、封口体３０と電気的に絶縁されている。ここで、正極集電タブ１３は、束ねられて正極端子８に接続されている。正極端子８及び正極集電部１２は、正極集電タブ１３を介して電気的に接続されている。なお、正極端子８は、封口体３０にガラス等の絶縁材を介在するハーメチックシールにより取付けられていてもよい。
【００３０】
負極端子９は、封口体３０に直に取付けられている。負極端子９は、封口体３０に電気的に接続されている。ここで、負極集電タブ１７は束ねられて封口体３０に接続されている。負極端子９及び負極集電部１６は、負極集電タブ１７及び封口体３０を介して電気的に接続されている。
【００３１】
安全弁３５は、封口体３０に形成されている。ここでは、安全弁３５は封口体３０の一部を薄くして形成されている。安全弁３５は、非水電解液二次電池内部（ケース２０及び封口体３０で密閉された領域）の圧力によって作動するものであり、非水電解液二次電池内部の圧力が上昇し、圧力が特定値を超えたとき、開裂し、非水電解液二次電池の破裂を防止するものである。
【００３２】
非水電解液４０は、ケース２０内に収納されている。非水電解液４０は、注入口３１からケース２０内に注入されている。非水電解液４０は、電極群１に浸透し、電極群１によって保持されている。非水電解液４０は、非水溶媒に電解質を溶解して調製されている。
上記のように非水電解液二次電池が形成されている。
【００３３】
ここで、上記実施例１の非水電解液二次電池において、電極群１の捲回数は１０である。正極集電タブ１３の個数及び負極集電タブ１７の個数はそれぞれ１０である。正極集電タブ１３及び負極集電タブ１７は、電極群１の各周に１個ずつ設けられている。
【００３４】
図５に示すように、正極集電タブ１３の厚み（正極集電体１１の厚みＴ１１）は、１５μｍである。正極２の厚みをＴ２とする。負極集電タブ１７の厚み（負極集電体１５の厚みＴ１５）は、１５μｍである。負極３の厚みをＴ３とする。各セパレータ４の厚みＴ４は、２０μｍである。
【００３５】
正極２の厚みＴ２、負極３の厚みＴ３、及び２つのセパレータ４の厚み（Ｔ４×２）の合計Ｔは、１８０．６μｍである。円周率をπとすると、２πＴ＝３６１．２×π［μｍ］である。
【００３６】
任意の定数をＸ、補正定数をαとすると、電極群１の内周側から数えたｎ周目及びｎ＋１周目の正極集電タブ１３間の距離、並びに電極群１の内周側から数えたｎ周目及びｎ＋１周目の負極集電タブ１７間の距離は、それぞれＸ＋２πＴαｎである。正極集電タブ１３及び負極集電タブ１７は、上記の規定を満たすよう形成されている。正極集電タブ１３間の距離及び負極集電タブ１７間の距離は、それぞれ不等である。この実施の形態において、上記補正定数αは、１．０１乃至１．１０の範囲内である。
【００３７】
ここで、正極集電タブ１３及び負極集電タブ１７の何れか一方を電極集電タブとする。例えば、電極群１のｎ周目及びｎ＋１周目の電極集電タブ間の距離は、Ｘ＋２πＴα×１＝Ｘ＋２πＴαであり、ｎ＋１周目及びｎ＋２周目の電極集電タブ間の距離は、Ｘ＋２πＴα×２＝Ｘ＋４πＴαである。電極群１のｎ＋１周目及びｎ＋２周目の電極集電タブ間の距離と、ｎ周目及びｎ＋１周目の電極集電タブ間の距離との差は、２πＴαである。
【００３８】
図８に示すように、実施例１において、補正定数αは１．０５である。２０℃での非水電解液４０の粘度は、６ｃｐである。負極活物質の材料は、チタン酸リチウム（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）である。
【００３９】
次に、上記実施例１の非水電解液二次電池の一層詳しい構成を、その製造方法と併せて説明する。以下、正極の作製方法、負極の作製方法、電極群の作製方法、非水電解液二次電池の作製方法について順に説明する。
【００４０】
（正極の作製方法）
まず、正極活物質としてのマンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ２）及びコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）を４：１の重量比となるように混合した混合物を用意する。続いて、用意した混合物と、導電剤としてのアセチレンブラックと、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを１００：５：４の重量比となるように混合した混合ペーストを用意する。次いで、厚さ１５μｍのアルミニウムからなる金属箔の両面に少なくとも片側端部に余白を残すように混合ペーストを塗布・乾燥させる。塗布する際、金属箔に５０ｍｍ幅で帯状に塗布し、塗布量を片面で１００ｇ／ｍ２とした。
【００４１】
塗布した混合ペーストが乾燥した後、金属箔にロールプレスを施す。続いて、金属箔の余白部分に１０個の正極集電タブ１３を形成するよう、金属箔を帯状に分断する。これにより、ｎ周目及びｎ＋１周目の正極集電タブ１３間の距離がＸ＋２πＴαｎとなる帯状の正極２が作製される。正極集電体１１は金属箔により形成されている。正極活物質含有層１４は混合ペーストにより形成されている。作製された正極２の各正極活物質含有層１４の密度は、３．３ｇ／ｃｃであった。
【００４２】
（負極の作製方法）
まず、負極活物質として０．５μｍのメジアン径を持つチタン酸リチウム（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）を用意する。続いて、用意したチタン酸リチウムと、導電剤としての粉末状のグラファイトと、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを１００：５：３の重量比となるように混合した混合ペーストを用意する。次いで、厚さ１５μｍのアルミニウムからなる金属箔の両面に少なくとも片側端部に余白を残すように混合ペーストを塗布・乾燥させる。塗布する際、金属箔に５０ｍｍ幅で帯状に塗布し、塗布量を片面で６０ｇ／ｍ２とした。
【００４３】
塗布した混合ペーストが乾燥した後、金属箔にロールプレスを施す。続いて、金属箔の余白部分に１０個の負極集電タブ１７を形成するよう、金属箔を帯状に分断する。これにより、ｎ周目及びｎ＋１周目の負極集電タブ１７間の距離がＸ＋２πＴαｎとなる帯状の負極３が作製される。負極集電体１５は金属箔により形成されている。負極活物質含有層１８は混合ペーストにより形成されている。作製された負極３の各負極活物質含有層１８の密度は、２．４ｇ／ｃｃであった。
【００４４】
（電極群の作製方法）
図３乃至図５に示すように、まず、それぞれ２０μｍの厚みＴ４を有する２つのセパレータ４を用意する。セパレータ４は、無機材料を２０％含む無機材料及びポリオレフィンの混合物で形成されている。続いて、作製した正極２及び負極３間にセパレータ４を介在させ、円筒状となるよう１０回捲回する。正極集電タブ１３及び負極集電タブ１７は、同一方向に突出させている。
【００４５】
捲回する際、電極集電タブ同士（正極集電タブ１３同士及び負極集電タブ１７同士）が対向するよう捲回する。ｎ周目及びｎ＋１周目の電極集電タブ間の距離は、Ｘ＋２πＴｎではなく、Ｘ＋２πＴαｎであるため、正極２、負極３及びセパレータ４を窮屈に捲回するのではなく、僅かなゆとりをもたせて捲回することができる。
その後、円筒状の電極群１に加熱プレスを施し、絶縁テープで固定する。これにより、扁平な電極群１が作製される。
【００４６】
（非水電解液二次電池の作製方法）
図１及び図２に示すように、まず、正極端子８及び負極端子９が取付けられた封口体３０を用意する。続いて、作製した電極群１の正極集電タブ１３を束ね、レーザ溶接により、正極端子８に固定する。また、電極群１の負極集電タブ１７を束ね、レーザ溶接により、封口体３０に固定する。
【００４７】
次いで、ケース２０を用意し、封口体３０の付いた電極群１をケース２０に挿入し、封口体３０及びケース２０をレーザ溶接により封口する。その後、封口体３０の注入口３１からケース２０内に非水電解液４０を注入する。これにより、非水電解液４０は電極群１に浸透する。非水電解液４０を注入した後、封止材３２により注入口３１を封止する。
これにより、１．５Ａｈの容量を持つ非水電解液二次電池が作製される。
【００４８】
次に、上記実施例１及び実施例２乃至７の非水電解液二次電池、並びに比較例１及び２の非水電解液二次電池の構成について説明する。実施例１乃至７の非水電解液二次電池は、出力特性に優れ、プレス成形された扁平な電極群１において電極集電タブ（正極集電タブ１３、負極集電タブ１７）の幅方向の位置ずれを抑制できる非水電解液二次電池の例である。
【００４９】
（実施例１）
まず、実施例１の非水電解液二次電池について説明する。
上述したように、補正定数αは１．０５である。２０℃での非水電解液４０の粘度は６ｃｐである。負極活物質の材料はチタン酸リチウム（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）である。非水電解液二次電池の形状は、扁平な角型である。電極群１のｎ周目及びｎ＋１周目の電極集電タブ間の距離は、Ｘ＋２πＴαｎである。すなわち、正極集電タブ１３及び負極集電タブ１７は、上記の規定を満たすよう形成されている。
【００５０】
（実施例２）
図８に示すように、実施例２の非水電解液二次電池は、補正定数αを１．０３に変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００５１】
（実施例３）
図８に示すように、実施例３の非水電解液二次電池は、補正定数αを１．０７に変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００５２】
（実施例４）
図８に示すように、実施例４の非水電解液二次電池は、補正定数αを１．０９に変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００５３】
（実施例５）
図８に示すように、実施例５の非水電解液二次電池は、補正定数αを１．０２に変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００５４】
（実施例６）
図８に示すように、実施例６の非水電解液二次電池は、補正定数αを１．０１に変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００５５】
（実施例７）
図８に示すように、実施例７の非水電解液二次電池は、補正定数αを１．１０に変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００５６】
（比較例１）
図８に示すように、比較例１の非水電解液二次電池は、補正定数αを１．００に変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００５７】
（比較例２）
図８に示すように、比較例２の非水電解液二次電池は、補正定数αを１．１１に変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００５８】
ここで、本願発明者等は、実施例１乃至７の非水電解液二次電池、並びに比較例１及び２の非水電解液二次電池に対し、放電深度（ＤＯＤ）が５０％の場合の１０秒間の出力を調査（測定）した。
【００５９】
図８に示すように、放電深度（ＤＯＤ）が５０％の場合の１０秒間の出力を調査した結果、実施例１乃至３の非水電解液二次電池では２００Ｗ、実施例４及び５の非水電解液二次電池では１８０Ｗ、実施例６及び７の非水電解液二次電池では１６０Ｗ、比較例１の非水電解液二次電池では８０Ｗ、比較例２の非水電解液二次電池では９０Ｗであった。
【００６０】
図９は、図８に示した補正定数αに対する出力（放電深度が５０％の場合の１０秒間の出力）の変化をグラフで示した図である。
図８及び図９に示すように、比較例１及び２の非水電解液二次電池の調査結果からわかるように、補正定数αが１．００及び１．１１の場合、出力の高い非水電解液二次電池を実現することができなかった。この原因を次に挙げる。
【００６１】
（１）α＝１．００の場合、電極（正極２、負極３）及びセパレータ４を窮屈に捲回するため、電極及びセパレータ４間に隙間をほとんど形成することができない。電極群１に非水電解液４０を浸透できたとしても、活物質含有層（正極活物質含有層１４、負極活物質含有層１８）付近で非水電解液４０の量は不足する。活物質含有層付近でリチウムイオンの量も不足するため、１０秒程度の出力が低下したものと推測される。
【００６２】
（２）α＝１．１１の場合、電極（正極２、負極３）及びセパレータ４を僅かなゆとりをもたせて捲回するため、電極及びセパレータ４間に隙間を形成することができる。活物質含有層は、非水電解液４０を潤沢に保持するため、活物質含有層付近でリチウムイオンの量が不足することはない。しかしながら、正極２及び負極３間の間隔が広がり、インピーダンスが上昇するため、出力が低下したものと推測される。
【００６３】
そこで、実施例１乃至７の調査結果からわかる様に、補正定数αを１．０１乃至１．１０の範囲内とすることにより、出力の高い非水電解液二次電池を実現できることが分かる。補正定数αが１．０１乃至１．１０の範囲内の場合、活物質含有層付近でのリチウムイオンの量の不足を抑制することができ、インピーダンスの上昇を抑制することができる。
【００６４】
好ましい補正定数αは、１．０２乃至１．０９の範囲内であり、より出力の高い非水電解液二次電池を実現することができる。さらに好ましい補正定数αは、１．０３乃至１．０７の範囲内であり、これより、一層出力の高い非水電解液二次電池を実現することができる。
【００６５】
また、本願発明者等は、実施例１乃至７の非水電解液二次電池、並びに比較例１及び２の非水電解液二次電池に対し、電極集電タブのずれ量を調査した。調査する際、工具顕微鏡を用いて電極集電タブ（正極集電タブ１３又は負極集電タブ１７）のずれ量を測定することにより行った。
【００６６】
電極集電タブのずれ量を測定したところ、ずれ量は、実施例１乃至７、並びに比較例１及び２の全てで数十μｍであり、ごく僅かであった。このため、実施例１乃至７、並びに比較例１及び２において、複数の正極集電タブ１３をほとんど幅方向にずれることなく互いに対向させることができた。同様に、複数の負極集電タブ１７をほとんど幅方向にずれることなく互いに対向させることができた。
【００６７】
これは、電極群１の捲回数が増大するとともに電極群１の外周の長さも増大する点を考慮し、電極集電タブ間の距離をＸ＋２πＴαｎと不等としたものである。電極群１の捲回数が増大するとともに、電極集電タブ間の距離も大きくなる。このため、ほとんど幅方向にずれることなく、複数の正極集電タブ１３を互いに対向させることができ、同様に、複数の負極集電タブ１７を互いに対向させることができる。これにより、正極集電タブ１３及び負極集電タブ１７の短絡を抑制することができる。また、電極集電タブを束ねて行う溶接作業性の向上を図ることができる。
【００６８】
次に、上記実施例１及び実施例８乃至１２の非水電解液二次電池、並びに比較例３及び４の非水電解液二次電池の構成について説明する。実施例８乃至１２の非水電解液二次電池は、出力特性に優れ、プレス成形された扁平な電極群１において電極集電タブ（正極集電タブ１３、負極集電タブ１７）の幅方向の位置ずれを抑制できる非水電解液二次電池の例である。
【００６９】
（実施例１）
まず、実施例１の非水電解液二次電池について説明する。
上述したように、補正定数αは１．０５である。２０℃での非水電解液４０の粘度は６ｃｐである。負極活物質の材料はチタン酸リチウム（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）である。非水電解液二次電池の形状は、扁平な角型である。電極群１のｎ周目及びｎ＋１周目の電極集電タブ間の距離は、Ｘ＋２πＴαｎである。
【００７０】
（実施例８）
図１０に示すように、実施例８の非水電解液二次電池は、２０℃での非水電解液４０の粘度を８ｃｐに変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００７１】
（実施例９）
図１０に示すように、実施例９の非水電解液二次電池は、２０℃での非水電解液４０の粘度を４．５ｃｐに変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００７２】
（実施例１０）
図１０に示すように、実施例１０の非水電解液二次電池は、２０℃での非水電解液４０の粘度を１２ｃｐに変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００７３】
（実施例１１）
図１０に示すように、実施例１１の非水電解液二次電池は、２０℃での非水電解液４０の粘度を４ｃｐに変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００７４】
（実施例１２）
図１０に示すように、実施例１２の非水電解液二次電池は、２０℃での非水電解液４０の粘度を２０ｃｐに変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００７５】
（比較例３）
図１０に示すように、比較例３の非水電解液二次電池は、２０℃での非水電解液４０の粘度を２ｃｐに変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００７６】
（比較例４）
図１０に示すように、比較例４の非水電解液二次電池は、２０℃での非水電解液４０の粘度を３０ｃｐに変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００７７】
ここで、本願発明者等は、実施例１及び８乃至１２の非水電解液二次電池、並びに比較例３及び４の非水電解液二次電池に対し、放電深度（ＤＯＤ）が５０％の場合の１０秒間の出力を調査（測定）した。
【００７８】
図１０に示すように、放電深度（ＤＯＤ）が５０％の場合の１０秒間の出力を調査した結果、実施例８の非水電解液二次電池では２０２Ｗ、実施例１の非水電解液二次電池では２００Ｗ、実施例９及び１０の非水電解液二次電池では１８０Ｗ、実施例１１及び１２の非水電解液二次電池では１６０Ｗ、比較例３の非水電解液二次電池では３０Ｗ、比較例４の非水電解液二次電池では１０Ｗであった。
【００７９】
図１１は、図１０に示した非水電解液４０の粘度に対する出力（放電深度が５０％の場合の１０秒間の出力）の変化をグラフで示した図である。
図１０及び図１１に示すように、比較例３及び４の非水電解液二次電池の調査結果からわかるように、非水電解液４０の粘度が２ｃｐ及び３０ｃｐの場合、出力の高い非水電解液二次電池を実現することができなかった。この原因を次に挙げる。
【００８０】
（１）非水電解液４０の粘度が２ｃｐの場合、電極群１への非水電解液４０の浸透を促進することができる。しかしながら、この場合、電極（正極２、負極３）及びセパレータ４間に非水電解液４０を均一に保持させることができない。非水電解液４０の分布にばらつきが生じるため、出力が低下したものと推測される。
【００８１】
（２）非水電解液４０の粘度が３０ｃｐの場合、非水電解液４０が電極群の高さ方向の上部及び下部から電極群１の中央部まで浸透し難い。非水電解液４０が電極群１の中央部まで浸透できなかったため、出力が低下したものと推測される。
【００８２】
そこで、実施例１及び８乃至１２の調査結果からわかる様に、非水電解液４０の粘度を４．０ｃｐ乃至２０ｃｐの範囲内とすることにより、出力の高い非水電解液二次電池を実現できることが分かる。非水電解液４０の粘度が４．０ｃｐ乃至２０ｃｐの範囲内の場合、電極群１への非水電解液４０の浸透を促進することができ、電極（正極２、負極３）及びセパレータ４間に非水電解液４０を均一に保持させることができる。
【００８３】
好ましい非水電解液４０の粘度は、４．５ｃｐ乃至１２ｃｐの範囲内であり、これより、一層出力の高い非水電解液二次電池を実現することができる。さらに好ましい非水電解液４０の粘度は、６．０ｃｐ乃至８．０ｃｐの範囲内であり、これより、一層出力の高い非水電解液二次電池を実現することができる。
【００８４】
また、本願発明者等は、実施例８乃至１２の非水電解液二次電池、並びに比較例３及び４の非水電解液二次電池に対し、電極集電タブのずれ量を調査した。調査する際、工具顕微鏡を用いて電極集電タブ（正極集電タブ１３又は負極集電タブ１７）のずれ量を測定することにより行った。
【００８５】
電極集電タブのずれ量を測定したところ、ずれ量は、実施例８乃至１２、並びに比較例３及び４の全てで数十μｍであり、ごく僅かであった。このため、実施例８乃至１２、並びに比較例３及び４において、複数の正極集電タブ１３をほとんど幅方向にずれることなく互いに対向させることができた。同様に、複数の負極集電タブ１７をほとんど幅方向にずれることなく互いに対向させることができた。
【００８６】
これは、実施例８乃至１２、並びに比較例３及び４においても、電極群１の捲回数が増大するとともに電極群１の外周の長さも増大する点を考慮し、電極集電タブ間の距離をＸ＋２πＴαｎと不等としたためである。
【００８７】
次に、上記実施例１３及び実施例１４の非水電解液二次電池の構成について説明する。実施例１３及び１４の非水電解液二次電池は、出力特性に優れ、電極集電タブ（正極集電タブ１３、負極集電タブ１７）の幅方向の位置ずれを抑制できる非水電解液二次電池の例である。
【００８８】
（実施例１３）
図１２に示すように、実施例１３の非水電解液二次電池は、形状を円筒型に変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。電極群１は、円筒状に形成され、プレス成形されていない。
【００８９】
（実施例１４）
図１２に示すように、実施例１４の非水電解液二次電池は、負極活物質の材料をグラファイトに変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００９０】
ここで、本願発明者等は、実施例１３及び１４の非水電解液二次電池に対し、放電深度（ＤＯＤ）が５０％の場合の１０秒間の出力を調査（測定）した。
【００９１】
図１２に示すように、放電深度（ＤＯＤ）が５０％の場合の１０秒間の出力を調査した結果、実施例１３の非水電解液二次電池では２００Ｗ、実施例１４の非水電解液二次電池では１４０Ｗであった。
【００９２】
図１２からわかるように、円筒型の非水電解液二次電池（実施例１３）は、角型の非水電解液二次電池（実施例１）と同様の高い出力を得ることができる。すなわち、非水電解液二次電池の形状に関わりなく、出力の高い非水電解液二次電池を実現できることがわかる。
【００９３】
また、チタン酸リチウムに比べ、グラファイトが及ぼす静電引力は小さいものの、グラファイトが及ぼす静電引力は十分大きいため、実施例１４のように、負極活物質の材料がグラファイトであっても、出力の高い非水電解液二次電池を実現できることがわかる。
【００９４】
また、本願発明者等は、実施例８乃至１２の非水電解液二次電池、並びに比較例３及び４の非水電解液二次電池に対し、電極集電タブのずれ量を調査した。調査する際、工具顕微鏡を用いて電極集電タブ（正極集電タブ１３又は負極集電タブ１７）のずれ量を測定することにより行った。
【００９５】
電極集電タブのずれ量を測定したところ、ずれ量は、実施例１４で数十μｍであり、ごく僅かであった。電極群１をプレス成形しない実施例１３において、電極群１がプレス成形される実施例１及び実施例１４等と比べ、電極集電タブのずれ量は、若干大きくなるもののごく僅かであった。このため、実施例１３及び１４において、複数の正極集電タブ１３をほとんど幅方向にずれることなしに互いに対向させることができた。同様に、複数の負極集電タブ１７をほとんど幅方向にずれることなしに互いに対向させることができた。
【００９６】
これは、実施例１３及び１４においても、電極群１の捲回数が増大するとともに電極群１の外周の長さも増大する点を考慮し、電極集電タブ間の距離をＸ＋２πＴαｎと不等としたためである。
【００９７】
以上のように構成された電極（正極２及び負極３）、並びに電極（正極２及び負極３）を備えた非水電解液二次電池によれば、電極は、２つの帯状のセパレータ４間に介在され、対となる電極及び２つのセパレータ４とともに捲回され、対となる電極及び２つのセパレータ４とともに電極群１を形成するものである。
【００９８】
電極は、電極集電体及び活物質含有層を備えている。電極集電体は、帯状の電極集電部及び電極集電部の一側縁から突出して形成された複数の電極集電タブを有し、金属箔で形成されている。活物質含有層は、電極集電部に形成されている。電極群１の内周側から数えたｎ周目及びｎ＋１周目の電極集電タブ間の距離は、Ｘ＋２πＴαｎである。複数の電極集電タブは、上記の規定を満たすよう形成されている。
【００９９】
補正定数αを１．０１乃至１．１０の範囲内とすることにより、電極群１を、僅かなゆとりをもって捲回して形成することができるため、活物質含有層は非水電解液４０を潤沢に保持することができ、活物質含有層付近での非水電解液４０（リチウムイオンの量）の不足を抑制することができ、インピーダンスの上昇を抑制することができる。これより、出力の高い実施例１乃至１４の非水電解液二次電池を実現することができる。
【０１００】
非水電解液４０の粘度を４．０ｃｐ乃至２０ｃｐの範囲内とすることにより、電極群１への非水電解液４０の浸透を促進することができ、電極（正極２、負極３）及びセパレータ４間に非水電解液４０を均一に保持させることができる。これにより、出力の高い非水電解液二次電池を実現することができる。
【０１０１】
電極群１の捲回数が増大するとともに電極群１の外周の長さも増大する点を考慮し、電極集電タブ間の距離がＸ＋２πＴαｎと不等となるよう電極が形成されている。プレス成形された扁平な電極群１及び円筒型の電極群１を問わず、電極集電タブ（正極集電タブ１３及び負極集電タブ１７）の幅方向のずれ量を抑制することができる。これにより、正極集電タブ１３及び負極集電タブ１７の短絡を抑制することができる。また、電極集電タブを束ねて行う溶接作業性の向上を図ることができる。
【０１０２】
上記のことから、出力特性に優れ、電極集電タブの位置ずれを抑制できる電極（正極２及び負極３）、及び電極（正極２及び負極３）を備えた非水電解液二次電池を得ることができる。
【０１０３】
なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【０１０４】
例えば、非水電解液二次電池の形状は、角型が望ましい。角型の場合、電極群１は直線部を持つため、電極集電タブ（正極集電タブ１３及び負極集電タブ１７）の位置ずれを一層抑制することができる。
【０１０５】
図３に示すように、電極集電タブの位置ずれを抑制する場合、電極群１の厚みＴ１が８ｍｍ乃至２０ｍｍ、電極群１の幅Ｗ１が３０ｍｍ乃至３００ｍｍであることが望ましい。特に、幅Ｗ１が５０ｍｍ乃至１００ｍｍであることが望ましい。
【０１０６】
Ｔ１／Ｗ１は、１／１０乃至１／２であることが望ましい。これは、Ｔ１／Ｗ１が１／２を超えると、電極集電タブの位置あわせ精度が大きく要求され、電極群１の製造が難しくなるためである。また、Ｔ１／Ｗ１が１／２未満であると、非水電解液二次電池に占める電極群１の体積密度が低下し、自動車の省スペース要求を満たせなくなるためである。
【０１０７】
電極集電タブは、溶接にて電極集電部に取付けられていてもよい。上述したように、電極集電部及び複数の電極集電タブが同一の金属箔で一体に形成されていた方が、電極集電タブを溶接にて電極集電部に取付けた場合に比べ、電極群１の厚みの増大を抑制することができる。
【０１０８】
電極群１の捲回数は、１０回に限定されるものではなく、種々変形可能である。正極活物質含有層１４及び負極活物質含有層１８を形成する材料は、上述した例に限定されるものではなく、種々変形可能である。
この発明の非水電解液電池は、上記非水電解液二次電池に限らず、各種非水電解液電池に適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１…電極群、２…正極、３…負極、４…セパレータ、８…正極端子、９…負極端子、１１…正極集電体、１２…正極集電部、１３…正極集電タブ、１４…正極活物質含有層、１５…負極集電体、１６…負極集電部、１７…負極集電タブ、１８…負極活物質含有層、２０…ケース、３０…封口体、４０…非水電解液、Ｔ，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ１１，Ｔ１５…厚み、α…補正定数。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電極及び非水電解液電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気自動車として、駆動源として内燃機関と電力走行用モータを併用するハイブリッド型電気自動車が知られている。ハイブリッド型電気自動車には、モータ駆動電源として複数の非水電解液二次電池が搭載されている。
【０００３】
非水電解液二次電池は、大電流での１０秒程度の充放電特性が優れているほど、ハイブリッド型電気自動車の燃費向上に寄与することができる。上記事情により、非水電解液二次電池内に内蔵される電極群はもちろんのこと、電極群と非水電解液二次電池の正・負両極端子とを電気的に結ぶ導電構造に関しても低抵抗が求められる。また、非水電解液二次電池は、体積を小さくすることが望まれ、体積を小さくすることにより、自動車の居住性に寄与することができる。
【０００４】
電極群としては、複数の正極と、複数の負極とが交互に積層され、これらの間にセパレータが介在されて形成された電極群が知られている。この場合、正極及び負極の積層精度によって、正極及び負極が短絡する恐れがある。このため、正極及び負極を積層する際、高精度で位置合わせする必要がある。しかしながら、高精度で位置合わせを行うと、製造コストの高騰を招いてしまう。
【０００５】
また、電極群としては、帯状の正極、負極及びセパレータが捲回して形成された捲回構造の電極群が知られている（例えば、特許文献１参照）。正極は、正極集電体及び正極集電体表面に形成された正極活物質含有層を有している。負極は、負極集電体及び負極集電体表面に形成された負極活物質含有層を有している。電極群の一方の端部には、正極活物質含有層が形成されていない正極集電体が突出し、他方の端部には、負極活物質含有層が形成されていない負極集電体が突出している。しかしながら、この場合、正極活物質含有層から外れた正極集電体及び負極活物質含有層から外れた負極集電体が、電極群の体積の増大を招いてしまう。
【０００６】
そこで、電極群の体積の増大を抑制するため、電極群の一端側に、複数の正極集電タブ及び複数の負極集電タブをそれぞれ取り出して形成された電極群が知られている。正極集電体は複数の正極集電タブを有し、負極集電体は複数の負極集電タブを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−９３２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記複数の正極集電タブ及び複数の負極集電タブを、それぞれ一定の狭い間隔で配置させることにより、大電流での放電が可能な（高出力の）非水電解液二次電池を得ることができる。
【０００９】
ところで、捲回構造の電極群において、複数の正極集電タブ及び複数の負極集電タブをそれぞれ一定の間隔で配置した場合、正極集電タブ同士の位置及び負極集電タブ同士の位置がずれる問題がある。位置ずれが生じた場合、正極集電タブ及び負極集電タブが短絡する恐れがある。このため、正極集電タブや負極集電タブである電極集電タブの位置ずれを抑制できる技術が求められている。
【００１０】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、出力特性に優れ、電極集電タブの位置ずれを抑制できる非水電解液電池を形成できる電極、及び上記電極を備えた非水電解液電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の態様に係る電極は、
セパレータとともに捲回されて電極群を形成する電極において、
帯状の電極集電部及び前記電極集電部の一側縁から突出して形成された複数の電極集電タブを有し、金属箔で形成された電極集電体と、
前記電極集電部に形成された活物質含有層と、を備え、
任意の定数をＸ、円周率をπ、２つの電極の厚みと２つのセパレータの厚みとの合計をＴ、１．０１乃至１．１０の範囲内である補正定数をαとした場合、前記電極群の内周側から数えたｎ周目及びｎ＋１周目の前記電極集電タブ間の距離は、Ｘ＋２πＴαｎであることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の他の態様に係る非水電解液電池は、
帯状の電極集電部及び前記電極集電部の一側縁から突出して形成された複数の電極集電タブを含み、金属箔で形成された電極集電体、並びに前記電極集電部に形成された活物質含有層を具備した電極と、前記電極と対となる帯状の電極と、前記２つの電極とともに捲回された２つの帯状のセパレータと、を有した電極群と、
前記電極群を収容した外装体と、
前記外装体内に収容された非水電解液と、を備え、
任意の定数をＸ、円周率をπ、前記電極の厚み、前記対となる電極の厚み及び前記セパレータ総厚みの合計をＴ、１．０１乃至１．１０の範囲内である補正定数をαとした場合、前記電極群の内周側から数えたｎ周目及びｎ＋１周目の前記電極集電タブ間の距離は、Ｘ＋２πＴαｎであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、出力特性に優れ、電極集電タブの位置ずれを抑制できる非水電解液電池を形成できる電極、及び上記電極を備えた非水電解液電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る非水電解液二次電池を示す斜視図であり、実施例１の非水電解液二次電池を示す図である。
【図２】図１に示した非水電解液二次電池の一部を示す断面図である。
【図３】図２に示した電極群を示す斜視図である。
【図４】図２及び図３に示した電極群を一部展開して示す斜視図である。
【図５】図４の線Ｖ−Ｖに沿って示す正極、負極及びセパレータの断面図である。
【図６】図４及び図５に示した正極の正極集電体の一部を展開して示す平面図である。
【図７】図４及び図５に示した負極の負極集電体の一部を展開して示す平面図である。
【図８】上記実施の形態の実施例１乃至７及び比較例１及び２の、（１）補正定数、（２）非水電解液の粘度、（３）負極活物質の材料、（４）非水電解液二次電池の形状、（５）ＤＯＤ５０％の場合の１０秒間の出力を表で示した図である。
【図９】図８に示した補正定数に対する出力の変化をグラフで示した図である。
【図１０】上記実施の形態の実施例１及び８乃至１２、並びに比較例３及び４の、（１）補正定数、（２）非水電解液の粘度、（３）負極活物質の材料、（４）非水電解液二次電池の形状、（５）ＤＯＤ５０％の場合の１０秒間の出力を表で示した図である。
【図１１】図１０に示した補正定数に対する出力の変化をグラフで示した図である。
【図１２】上記実施の形態の実施例１、１３及び１４の、（１）補正定数、（２）非水電解液の粘度、（３）負極活物質の材料、（４）非水電解液二次電池の形状、（５）ＤＯＤ５０％の場合の１０秒間の出力を表で示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながらこの発明に係る電極及び電極を備えた非水電解液電池を、正極及び負極、並びに正極及び負極を備えた非水電解液二次電池に適用した実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
（実施例１）
図１及び図２に示すように、非水電解液二次電池は、電極群１、ケース２０、封口体３０、及び非水電解液としての非水電解液４０を備えている。非水電解液二次電池の形状は、扁平な角型である。
【００１７】
図２、図３及び図４に示すように、電極群１は、帯状の正極２と、帯状の負極３と、２つの帯状のセパレータ４とを有している。電極群１において、正極２及び負極３が互いに対となる電極であることは言うまでもない。
【００１８】
図３、図４、図５及び図６に示すように、正極２は、電極集電体としての正極集電体１１と、活物質含有層としての正極活物質含有層１４とを有している。
正極集電体１１は、電極集電部としての帯状の正極集電部１２と、正極集電部１２の一側縁から突出して形成された複数の電極集電タブとしての複数の正極集電タブ１３とを有している。正極集電体１１は、金属箔で形成されている。正極集電体１１を形成する材料としては、例えばアルミ二ウムや、アルミ二ウム合金を使用することができる。正極集電タブ１３の幅Ｗ１３は一定である。
【００１９】
正極活物質含有層１４は、正極集電部１２の片面又は両面に帯状に形成されている。ここでは、正極活物質含有層１４は、正極集電部１２の両面に形成されている。正極活物質含有層１４は、正極活物質と、導電剤と、結着剤とを含んでいる。
【００２０】
正極活物質としては、マンガン酸リチウム、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム及び燐酸鉄リチウム、これらの複合酸化物、又は上述した物質の混合物を使用することができる。コストの面において、正極活物質としては、マンガン酸リチウムが好ましいが、マンガン酸リチウム及びコバルト酸リチウムを組合せて使用した方が高い正極電位を得ることができるため好ましい。
【００２１】
図３、図４、図５及び図７に示すように、負極３は、電極集電体としての負極集電体１５と、活物質含有層としての負極活物質含有層１８とを有している。
負極集電体１５は、電極集電部としての帯状の負極集電部１６と、負極集電部１６の一側縁から突出して形成された複数の電極集電タブとしての複数の負極集電タブ１７とを有している。負極集電体１５は、金属箔で形成されている。負極集電体１５を形成する材料としては、例えばアルミ二ウムや、アルミ二ウム合金を使用することができる。負極集電タブ１７の幅Ｗ１７は一定である。
【００２２】
負極活物質含有層１８は、負極集電部１６の片面又は両面に帯状に形成されている。ここでは、負極活物質含有層１８は、負極集電部１６の両面に形成されている。負極活物質含有層１８は、負極活物質と、導電剤と、結着剤とを含んでいる。
【００２３】
負極活物質としては、チタン酸リチウムやグラファイトを使用することができる。負極活物質としては、チタン酸リチウムを使用することが望ましい。特に、チタン酸リチウムとして、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２を使用することが望ましい。チタン酸リチウムが及ぼす静電引力は大きい。負極活物質がチタン酸リチウムである場合、非水電解液４０の保持力は高くなるため、高出力の非水電解液二次電池を得ることができる。さらに、負極活物質としては、０．１μｍ乃至４μｍのメジアン径を持つ物質が液保持性の観点から望ましい。さらに望ましい負極活物質としては、０．１μｍ乃至１μｍのメジアン径を持つ物質である。
【００２４】
図４及び図５に示すように、セパレータ４は、正極２の両側に配置されている。セパレータ４はイオン透過性を有している。セパレータ４を形成する材料としては、液保持性のため、無機材料及びポリオレフィンの混合物を使用することが望ましい。セパレータ４は、無機材料を２０％以上含む材料で形成されている方が望ましい。液保持性のため、セパレータを、セルロース製の不織布で形成することも望ましい。不織布で形成されたセパレータの密度は、０．３０ｇ／ｃｃ乃至０．７０ｇ／ｃｃであるのが望ましい。
【００２５】
図３及び図４に示すように、正極２及び負極３は、２つのセパレータ４とともに円筒状となるように捲回された後、プレス成形され、扁平な電極群１を形成している。プレス成形された状態で、複数の正極集電タブ１３は、ほとんど幅方向にずれることなく互いに対向し、複数の負極集電タブ１７は、ほとんど幅方向にずれることなく互いに対向している。
【００２６】
図１及び図２に示すように、ケース２０は、有底矩形筒状に形成されている。より詳しくは、ケース２０は、矩形枠状であり、一端が開口し、他端が閉塞されている。ケース２０は、電極群１を収容している。ケース２０は、金属で形成されている。このため、ここでは、ケース２０を金属缶と言い換えることができる。ここでは、ケース２０は、アルミニウムで形成されている。なお、図示しないが、ケース２０の他端側であるケース２０の底部の内面に、絶縁体が配置されている。また、絶縁体から外れたケース２０の内面は、絶縁材で被覆されている。
【００２７】
封口体３０は、矩形板状に形成されている。封口体３０は、ケース２０の開口に対応したサイズに形成されている。封口体３０は、アルミ二ウム等の金属で形成されている。封口体３０は、ケース２０の開口に、例えばレーザ溶接により気密に接合されている。封口体３０は、ケース２０の開口を閉塞（封止）するものである。
【００２８】
封口体３０は、一部が開口してなる注入口３１を有している。このため、注入口３１からケース２０内に非水電解液４０を注入することができる。なお、非水電解液４０を注入した後、注入口３１は、封止材３２により封止されている。
【００２９】
封口体３０には、正極端子８及び負極端子９が取付けられている。
正極端子８は、樹脂等の絶縁材３３を介してかしめにより封口体３０に取付けられている。正極端子８は、封口体３０と電気的に絶縁されている。ここで、正極集電タブ１３は、束ねられて正極端子８に接続されている。正極端子８及び正極集電部１２は、正極集電タブ１３を介して電気的に接続されている。なお、正極端子８は、封口体３０にガラス等の絶縁材を介在するハーメチックシールにより取付けられていてもよい。
【００３０】
負極端子９は、封口体３０に直に取付けられている。負極端子９は、封口体３０に電気的に接続されている。ここで、負極集電タブ１７は束ねられて封口体３０に接続されている。負極端子９及び負極集電部１６は、負極集電タブ１７及び封口体３０を介して電気的に接続されている。
【００３１】
安全弁３５は、封口体３０に形成されている。ここでは、安全弁３５は封口体３０の一部を薄くして形成されている。安全弁３５は、非水電解液二次電池内部（ケース２０及び封口体３０で密閉された領域）の圧力によって作動するものであり、非水電解液二次電池内部の圧力が上昇し、圧力が特定値を超えたとき、開裂し、非水電解液二次電池の破裂を防止するものである。
【００３２】
非水電解液４０は、ケース２０内に収納されている。非水電解液４０は、注入口３１からケース２０内に注入されている。非水電解液４０は、電極群１に浸透し、電極群１によって保持されている。非水電解液４０は、非水溶媒に電解質を溶解して調製されている。
上記のように非水電解液二次電池が形成されている。
【００３３】
ここで、上記実施例１の非水電解液二次電池において、電極群１の捲回数は１０である。正極集電タブ１３の個数及び負極集電タブ１７の個数はそれぞれ１０である。正極集電タブ１３及び負極集電タブ１７は、電極群１の各周に１個ずつ設けられている。
【００３４】
図５に示すように、正極集電タブ１３の厚み（正極集電体１１の厚みＴ１１）は、１５μｍである。正極２の厚みをＴ２とする。負極集電タブ１７の厚み（負極集電体１５の厚みＴ１５）は、１５μｍである。負極３の厚みをＴ３とする。各セパレータ４の厚みＴ４は、２０μｍである。
【００３５】
正極２の厚みＴ２、負極３の厚みＴ３、及び２つのセパレータ４の厚み（Ｔ４×２）の合計Ｔは、１８０．６μｍである。円周率をπとすると、２πＴ＝３６１．２×π［μｍ］である。
【００３６】
任意の定数をＸ、補正定数をαとすると、電極群１の内周側から数えたｎ周目及びｎ＋１周目の正極集電タブ１３間の距離、並びに電極群１の内周側から数えたｎ周目及びｎ＋１周目の負極集電タブ１７間の距離は、それぞれＸ＋２πＴαｎである。正極集電タブ１３及び負極集電タブ１７は、上記の規定を満たすよう形成されている。正極集電タブ１３間の距離及び負極集電タブ１７間の距離は、それぞれ不等である。この実施の形態において、上記補正定数αは、１．０１乃至１．１０の範囲内である。
【００３７】
ここで、正極集電タブ１３及び負極集電タブ１７の何れか一方を電極集電タブとする。例えば、電極群１のｎ周目及びｎ＋１周目の電極集電タブ間の距離は、Ｘ＋２πＴα×１＝Ｘ＋２πＴαであり、ｎ＋１周目及びｎ＋２周目の電極集電タブ間の距離は、Ｘ＋２πＴα×２＝Ｘ＋４πＴαである。電極群１のｎ＋１周目及びｎ＋２周目の電極集電タブ間の距離と、ｎ周目及びｎ＋１周目の電極集電タブ間の距離との差は、２πＴαである。
【００３８】
図８に示すように、実施例１において、補正定数αは１．０５である。２０℃での非水電解液４０の粘度は、６ｃｐである。負極活物質の材料は、チタン酸リチウム（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）である。
【００３９】
次に、上記実施例１の非水電解液二次電池の一層詳しい構成を、その製造方法と併せて説明する。以下、正極の作製方法、負極の作製方法、電極群の作製方法、非水電解液二次電池の作製方法について順に説明する。
【００４０】
（正極の作製方法）
まず、正極活物質としてのマンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ２）及びコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）を４：１の重量比となるように混合した混合物を用意する。続いて、用意した混合物と、導電剤としてのアセチレンブラックと、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを１００：５：４の重量比となるように混合した混合ペーストを用意する。次いで、厚さ１５μｍのアルミニウムからなる金属箔の両面に少なくとも片側端部に余白を残すように混合ペーストを塗布・乾燥させる。塗布する際、金属箔に５０ｍｍ幅で帯状に塗布し、塗布量を片面で１００ｇ／ｍ２とした。
【００４１】
塗布した混合ペーストが乾燥した後、金属箔にロールプレスを施す。続いて、金属箔の余白部分に１０個の正極集電タブ１３を形成するよう、金属箔を帯状に分断する。これにより、ｎ周目及びｎ＋１周目の正極集電タブ１３間の距離がＸ＋２πＴαｎとなる帯状の正極２が作製される。正極集電体１１は金属箔により形成されている。正極活物質含有層１４は混合ペーストにより形成されている。作製された正極２の各正極活物質含有層１４の密度は、３．３ｇ／ｃｃであった。
【００４２】
（負極の作製方法）
まず、負極活物質として０．５μｍのメジアン径を持つチタン酸リチウム（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）を用意する。続いて、用意したチタン酸リチウムと、導電剤としての粉末状のグラファイトと、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを１００：５：３の重量比となるように混合した混合ペーストを用意する。次いで、厚さ１５μｍのアルミニウムからなる金属箔の両面に少なくとも片側端部に余白を残すように混合ペーストを塗布・乾燥させる。塗布する際、金属箔に５０ｍｍ幅で帯状に塗布し、塗布量を片面で６０ｇ／ｍ２とした。
【００４３】
塗布した混合ペーストが乾燥した後、金属箔にロールプレスを施す。続いて、金属箔の余白部分に１０個の負極集電タブ１７を形成するよう、金属箔を帯状に分断する。これにより、ｎ周目及びｎ＋１周目の負極集電タブ１７間の距離がＸ＋２πＴαｎとなる帯状の負極３が作製される。負極集電体１５は金属箔により形成されている。負極活物質含有層１８は混合ペーストにより形成されている。作製された負極３の各負極活物質含有層１８の密度は、２．４ｇ／ｃｃであった。
【００４４】
（電極群の作製方法）
図３乃至図５に示すように、まず、それぞれ２０μｍの厚みＴ４を有する２つのセパレータ４を用意する。セパレータ４は、無機材料を２０％含む無機材料及びポリオレフィンの混合物で形成されている。続いて、作製した正極２及び負極３間にセパレータ４を介在させ、円筒状となるよう１０回捲回する。正極集電タブ１３及び負極集電タブ１７は、同一方向に突出させている。
【００４５】
捲回する際、電極集電タブ同士（正極集電タブ１３同士及び負極集電タブ１７同士）が対向するよう捲回する。ｎ周目及びｎ＋１周目の電極集電タブ間の距離は、Ｘ＋２πＴｎではなく、Ｘ＋２πＴαｎであるため、正極２、負極３及びセパレータ４を窮屈に捲回するのではなく、僅かなゆとりをもたせて捲回することができる。
その後、円筒状の電極群１に加熱プレスを施し、絶縁テープで固定する。これにより、扁平な電極群１が作製される。
【００４６】
（非水電解液二次電池の作製方法）
図１及び図２に示すように、まず、正極端子８及び負極端子９が取付けられた封口体３０を用意する。続いて、作製した電極群１の正極集電タブ１３を束ね、レーザ溶接により、正極端子８に固定する。また、電極群１の負極集電タブ１７を束ね、レーザ溶接により、封口体３０に固定する。
【００４７】
次いで、ケース２０を用意し、封口体３０の付いた電極群１をケース２０に挿入し、封口体３０及びケース２０をレーザ溶接により封口する。その後、封口体３０の注入口３１からケース２０内に非水電解液４０を注入する。これにより、非水電解液４０は電極群１に浸透する。非水電解液４０を注入した後、封止材３２により注入口３１を封止する。
これにより、１．５Ａｈの容量を持つ非水電解液二次電池が作製される。
【００４８】
次に、上記実施例１及び実施例２乃至７の非水電解液二次電池、並びに比較例１及び２の非水電解液二次電池の構成について説明する。実施例１乃至７の非水電解液二次電池は、出力特性に優れ、プレス成形された扁平な電極群１において電極集電タブ（正極集電タブ１３、負極集電タブ１７）の幅方向の位置ずれを抑制できる非水電解液二次電池の例である。
【００４９】
（実施例１）
まず、実施例１の非水電解液二次電池について説明する。
上述したように、補正定数αは１．０５である。２０℃での非水電解液４０の粘度は６ｃｐである。負極活物質の材料はチタン酸リチウム（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）である。非水電解液二次電池の形状は、扁平な角型である。電極群１のｎ周目及びｎ＋１周目の電極集電タブ間の距離は、Ｘ＋２πＴαｎである。すなわち、正極集電タブ１３及び負極集電タブ１７は、上記の規定を満たすよう形成されている。
【００５０】
（実施例２）
図８に示すように、実施例２の非水電解液二次電池は、補正定数αを１．０３に変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００５１】
（実施例３）
図８に示すように、実施例３の非水電解液二次電池は、補正定数αを１．０７に変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００５２】
（実施例４）
図８に示すように、実施例４の非水電解液二次電池は、補正定数αを１．０９に変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００５３】
（実施例５）
図８に示すように、実施例５の非水電解液二次電池は、補正定数αを１．０２に変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００５４】
（実施例６）
図８に示すように、実施例６の非水電解液二次電池は、補正定数αを１．０１に変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００５５】
（実施例７）
図８に示すように、実施例７の非水電解液二次電池は、補正定数αを１．１０に変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００５６】
（比較例１）
図８に示すように、比較例１の非水電解液二次電池は、補正定数αを１．００に変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００５７】
（比較例２）
図８に示すように、比較例２の非水電解液二次電池は、補正定数αを１．１１に変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００５８】
ここで、本願発明者等は、実施例１乃至７の非水電解液二次電池、並びに比較例１及び２の非水電解液二次電池に対し、放電深度（ＤＯＤ）が５０％の場合の１０秒間の出力を調査（測定）した。
【００５９】
図８に示すように、放電深度（ＤＯＤ）が５０％の場合の１０秒間の出力を調査した結果、実施例１乃至３の非水電解液二次電池では２００Ｗ、実施例４及び５の非水電解液二次電池では１８０Ｗ、実施例６及び７の非水電解液二次電池では１６０Ｗ、比較例１の非水電解液二次電池では８０Ｗ、比較例２の非水電解液二次電池では９０Ｗであった。
【００６０】
図９は、図８に示した補正定数αに対する出力（放電深度が５０％の場合の１０秒間の出力）の変化をグラフで示した図である。
図８及び図９に示すように、比較例１及び２の非水電解液二次電池の調査結果からわかるように、補正定数αが１．００及び１．１１の場合、出力の高い非水電解液二次電池を実現することができなかった。この原因を次に挙げる。
【００６１】
（１）α＝１．００の場合、電極（正極２、負極３）及びセパレータ４を窮屈に捲回するため、電極及びセパレータ４間に隙間をほとんど形成することができない。電極群１に非水電解液４０を浸透できたとしても、活物質含有層（正極活物質含有層１４、負極活物質含有層１８）付近で非水電解液４０の量は不足する。活物質含有層付近でリチウムイオンの量も不足するため、１０秒程度の出力が低下したものと推測される。
【００６２】
（２）α＝１．１１の場合、電極（正極２、負極３）及びセパレータ４を僅かなゆとりをもたせて捲回するため、電極及びセパレータ４間に隙間を形成することができる。活物質含有層は、非水電解液４０を潤沢に保持するため、活物質含有層付近でリチウムイオンの量が不足することはない。しかしながら、正極２及び負極３間の間隔が広がり、インピーダンスが上昇するため、出力が低下したものと推測される。
【００６３】
そこで、実施例１乃至７の調査結果からわかる様に、補正定数αを１．０１乃至１．１０の範囲内とすることにより、出力の高い非水電解液二次電池を実現できることが分かる。補正定数αが１．０１乃至１．１０の範囲内の場合、活物質含有層付近でのリチウムイオンの量の不足を抑制することができ、インピーダンスの上昇を抑制することができる。
【００６４】
好ましい補正定数αは、１．０２乃至１．０９の範囲内であり、より出力の高い非水電解液二次電池を実現することができる。さらに好ましい補正定数αは、１．０３乃至１．０７の範囲内であり、これより、一層出力の高い非水電解液二次電池を実現することができる。
【００６５】
また、本願発明者等は、実施例１乃至７の非水電解液二次電池、並びに比較例１及び２の非水電解液二次電池に対し、電極集電タブのずれ量を調査した。調査する際、工具顕微鏡を用いて電極集電タブ（正極集電タブ１３又は負極集電タブ１７）のずれ量を測定することにより行った。
【００６６】
電極集電タブのずれ量を測定したところ、ずれ量は、実施例１乃至７、並びに比較例１及び２の全てで数十μｍであり、ごく僅かであった。このため、実施例１乃至７、並びに比較例１及び２において、複数の正極集電タブ１３をほとんど幅方向にずれることなく互いに対向させることができた。同様に、複数の負極集電タブ１７をほとんど幅方向にずれることなく互いに対向させることができた。
【００６７】
これは、電極群１の捲回数が増大するとともに電極群１の外周の長さも増大する点を考慮し、電極集電タブ間の距離をＸ＋２πＴαｎと不等としたものである。電極群１の捲回数が増大するとともに、電極集電タブ間の距離も大きくなる。このため、ほとんど幅方向にずれることなく、複数の正極集電タブ１３を互いに対向させることができ、同様に、複数の負極集電タブ１７を互いに対向させることができる。これにより、正極集電タブ１３及び負極集電タブ１７の短絡を抑制することができる。また、電極集電タブを束ねて行う溶接作業性の向上を図ることができる。
【００６８】
次に、上記実施例１及び実施例８乃至１２の非水電解液二次電池、並びに比較例３及び４の非水電解液二次電池の構成について説明する。実施例８乃至１２の非水電解液二次電池は、出力特性に優れ、プレス成形された扁平な電極群１において電極集電タブ（正極集電タブ１３、負極集電タブ１７）の幅方向の位置ずれを抑制できる非水電解液二次電池の例である。
【００６９】
（実施例１）
まず、実施例１の非水電解液二次電池について説明する。
上述したように、補正定数αは１．０５である。２０℃での非水電解液４０の粘度は６ｃｐである。負極活物質の材料はチタン酸リチウム（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）である。非水電解液二次電池の形状は、扁平な角型である。電極群１のｎ周目及びｎ＋１周目の電極集電タブ間の距離は、Ｘ＋２πＴαｎである。
【００７０】
（実施例８）
図１０に示すように、実施例８の非水電解液二次電池は、２０℃での非水電解液４０の粘度を８ｃｐに変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００７１】
（実施例９）
図１０に示すように、実施例９の非水電解液二次電池は、２０℃での非水電解液４０の粘度を４．５ｃｐに変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００７２】
（実施例１０）
図１０に示すように、実施例１０の非水電解液二次電池は、２０℃での非水電解液４０の粘度を１２ｃｐに変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００７３】
（実施例１１）
図１０に示すように、実施例１１の非水電解液二次電池は、２０℃での非水電解液４０の粘度を４ｃｐに変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００７４】
（実施例１２）
図１０に示すように、実施例１２の非水電解液二次電池は、２０℃での非水電解液４０の粘度を２０ｃｐに変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００７５】
（比較例３）
図１０に示すように、比較例３の非水電解液二次電池は、２０℃での非水電解液４０の粘度を２ｃｐに変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００７６】
（比較例４）
図１０に示すように、比較例４の非水電解液二次電池は、２０℃での非水電解液４０の粘度を３０ｃｐに変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００７７】
ここで、本願発明者等は、実施例１及び８乃至１２の非水電解液二次電池、並びに比較例３及び４の非水電解液二次電池に対し、放電深度（ＤＯＤ）が５０％の場合の１０秒間の出力を調査（測定）した。
【００７８】
図１０に示すように、放電深度（ＤＯＤ）が５０％の場合の１０秒間の出力を調査した結果、実施例８の非水電解液二次電池では２０２Ｗ、実施例１の非水電解液二次電池では２００Ｗ、実施例９及び１０の非水電解液二次電池では１８０Ｗ、実施例１１及び１２の非水電解液二次電池では１６０Ｗ、比較例３の非水電解液二次電池では３０Ｗ、比較例４の非水電解液二次電池では１０Ｗであった。
【００７９】
図１１は、図１０に示した非水電解液４０の粘度に対する出力（放電深度が５０％の場合の１０秒間の出力）の変化をグラフで示した図である。
図１０及び図１１に示すように、比較例３及び４の非水電解液二次電池の調査結果からわかるように、非水電解液４０の粘度が２ｃｐ及び３０ｃｐの場合、出力の高い非水電解液二次電池を実現することができなかった。この原因を次に挙げる。
【００８０】
（１）非水電解液４０の粘度が２ｃｐの場合、電極群１への非水電解液４０の浸透を促進することができる。しかしながら、この場合、電極（正極２、負極３）及びセパレータ４間に非水電解液４０を均一に保持させることができない。非水電解液４０の分布にばらつきが生じるため、出力が低下したものと推測される。
【００８１】
（２）非水電解液４０の粘度が３０ｃｐの場合、非水電解液４０が電極群の高さ方向の上部及び下部から電極群１の中央部まで浸透し難い。非水電解液４０が電極群１の中央部まで浸透できなかったため、出力が低下したものと推測される。
【００８２】
そこで、実施例１及び８乃至１２の調査結果からわかる様に、非水電解液４０の粘度を４．０ｃｐ乃至２０ｃｐの範囲内とすることにより、出力の高い非水電解液二次電池を実現できることが分かる。非水電解液４０の粘度が４．０ｃｐ乃至２０ｃｐの範囲内の場合、電極群１への非水電解液４０の浸透を促進することができ、電極（正極２、負極３）及びセパレータ４間に非水電解液４０を均一に保持させることができる。
【００８３】
好ましい非水電解液４０の粘度は、４．５ｃｐ乃至１２ｃｐの範囲内であり、これより、一層出力の高い非水電解液二次電池を実現することができる。さらに好ましい非水電解液４０の粘度は、６．０ｃｐ乃至８．０ｃｐの範囲内であり、これより、一層出力の高い非水電解液二次電池を実現することができる。
【００８４】
また、本願発明者等は、実施例８乃至１２の非水電解液二次電池、並びに比較例３及び４の非水電解液二次電池に対し、電極集電タブのずれ量を調査した。調査する際、工具顕微鏡を用いて電極集電タブ（正極集電タブ１３又は負極集電タブ１７）のずれ量を測定することにより行った。
【００８５】
電極集電タブのずれ量を測定したところ、ずれ量は、実施例８乃至１２、並びに比較例３及び４の全てで数十μｍであり、ごく僅かであった。このため、実施例８乃至１２、並びに比較例３及び４において、複数の正極集電タブ１３をほとんど幅方向にずれることなく互いに対向させることができた。同様に、複数の負極集電タブ１７をほとんど幅方向にずれることなく互いに対向させることができた。
【００８６】
これは、実施例８乃至１２、並びに比較例３及び４においても、電極群１の捲回数が増大するとともに電極群１の外周の長さも増大する点を考慮し、電極集電タブ間の距離をＸ＋２πＴαｎと不等としたためである。
【００８７】
次に、上記実施例１３及び実施例１４の非水電解液二次電池の構成について説明する。実施例１３及び１４の非水電解液二次電池は、出力特性に優れ、電極集電タブ（正極集電タブ１３、負極集電タブ１７）の幅方向の位置ずれを抑制できる非水電解液二次電池の例である。
【００８８】
（実施例１３）
図１２に示すように、実施例１３の非水電解液二次電池は、形状を円筒型に変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。電極群１は、円筒状に形成され、プレス成形されていない。
【００８９】
（実施例１４）
図１２に示すように、実施例１４の非水電解液二次電池は、負極活物質の材料をグラファイトに変えた以外、実施例１の非水電解液二次電池と同様に形成されている。
【００９０】
ここで、本願発明者等は、実施例１３及び１４の非水電解液二次電池に対し、放電深度（ＤＯＤ）が５０％の場合の１０秒間の出力を調査（測定）した。
【００９１】
図１２に示すように、放電深度（ＤＯＤ）が５０％の場合の１０秒間の出力を調査した結果、実施例１３の非水電解液二次電池では２００Ｗ、実施例１４の非水電解液二次電池では１４０Ｗであった。
【００９２】
図１２からわかるように、円筒型の非水電解液二次電池（実施例１３）は、角型の非水電解液二次電池（実施例１）と同様の高い出力を得ることができる。すなわち、非水電解液二次電池の形状に関わりなく、出力の高い非水電解液二次電池を実現できることがわかる。
【００９３】
また、チタン酸リチウムに比べ、グラファイトが及ぼす静電引力は小さいものの、グラファイトが及ぼす静電引力は十分大きいため、実施例１４のように、負極活物質の材料がグラファイトであっても、出力の高い非水電解液二次電池を実現できることがわかる。
【００９４】
また、本願発明者等は、実施例８乃至１２の非水電解液二次電池、並びに比較例３及び４の非水電解液二次電池に対し、電極集電タブのずれ量を調査した。調査する際、工具顕微鏡を用いて電極集電タブ（正極集電タブ１３又は負極集電タブ１７）のずれ量を測定することにより行った。
【００９５】
電極集電タブのずれ量を測定したところ、ずれ量は、実施例１４で数十μｍであり、ごく僅かであった。電極群１をプレス成形しない実施例１３において、電極群１がプレス成形される実施例１及び実施例１４等と比べ、電極集電タブのずれ量は、若干大きくなるもののごく僅かであった。このため、実施例１３及び１４において、複数の正極集電タブ１３をほとんど幅方向にずれることなしに互いに対向させることができた。同様に、複数の負極集電タブ１７をほとんど幅方向にずれることなしに互いに対向させることができた。
【００９６】
これは、実施例１３及び１４においても、電極群１の捲回数が増大するとともに電極群１の外周の長さも増大する点を考慮し、電極集電タブ間の距離をＸ＋２πＴαｎと不等としたためである。
【００９７】
以上のように構成された電極（正極２及び負極３）、並びに電極（正極２及び負極３）を備えた非水電解液二次電池によれば、電極は、２つの帯状のセパレータ４間に介在され、対となる電極及び２つのセパレータ４とともに捲回され、対となる電極及び２つのセパレータ４とともに電極群１を形成するものである。
【００９８】
電極は、電極集電体及び活物質含有層を備えている。電極集電体は、帯状の電極集電部及び電極集電部の一側縁から突出して形成された複数の電極集電タブを有し、金属箔で形成されている。活物質含有層は、電極集電部に形成されている。電極群１の内周側から数えたｎ周目及びｎ＋１周目の電極集電タブ間の距離は、Ｘ＋２πＴαｎである。複数の電極集電タブは、上記の規定を満たすよう形成されている。
【００９９】
補正定数αを１．０１乃至１．１０の範囲内とすることにより、電極群１を、僅かなゆとりをもって捲回して形成することができるため、活物質含有層は非水電解液４０を潤沢に保持することができ、活物質含有層付近での非水電解液４０（リチウムイオンの量）の不足を抑制することができ、インピーダンスの上昇を抑制することができる。これより、出力の高い実施例１乃至１４の非水電解液二次電池を実現することができる。
【０１００】
非水電解液４０の粘度を４．０ｃｐ乃至２０ｃｐの範囲内とすることにより、電極群１への非水電解液４０の浸透を促進することができ、電極（正極２、負極３）及びセパレータ４間に非水電解液４０を均一に保持させることができる。これにより、出力の高い非水電解液二次電池を実現することができる。
【０１０１】
電極群１の捲回数が増大するとともに電極群１の外周の長さも増大する点を考慮し、電極集電タブ間の距離がＸ＋２πＴαｎと不等となるよう電極が形成されている。プレス成形された扁平な電極群１及び円筒型の電極群１を問わず、電極集電タブ（正極集電タブ１３及び負極集電タブ１７）の幅方向のずれ量を抑制することができる。これにより、正極集電タブ１３及び負極集電タブ１７の短絡を抑制することができる。また、電極集電タブを束ねて行う溶接作業性の向上を図ることができる。
【０１０２】
上記のことから、出力特性に優れ、電極集電タブの位置ずれを抑制できる電極（正極２及び負極３）、及び電極（正極２及び負極３）を備えた非水電解液二次電池を得ることができる。
【０１０３】
なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【０１０４】
例えば、非水電解液二次電池の形状は、角型が望ましい。角型の場合、電極群１は直線部を持つため、電極集電タブ（正極集電タブ１３及び負極集電タブ１７）の位置ずれを一層抑制することができる。
【０１０５】
図３に示すように、電極集電タブの位置ずれを抑制する場合、電極群１の厚みＴ１が８ｍｍ乃至２０ｍｍ、電極群１の幅Ｗ１が３０ｍｍ乃至３００ｍｍであることが望ましい。特に、幅Ｗ１が５０ｍｍ乃至１００ｍｍであることが望ましい。
【０１０６】
Ｔ１／Ｗ１は、１／１０乃至１／２であることが望ましい。これは、Ｔ１／Ｗ１が１／２を超えると、電極集電タブの位置あわせ精度が大きく要求され、電極群１の製造が難しくなるためである。また、Ｔ１／Ｗ１が１／２未満であると、非水電解液二次電池に占める電極群１の体積密度が低下し、自動車の省スペース要求を満たせなくなるためである。
【０１０７】
電極集電タブは、溶接にて電極集電部に取付けられていてもよい。上述したように、電極集電部及び複数の電極集電タブが同一の金属箔で一体に形成されていた方が、電極集電タブを溶接にて電極集電部に取付けた場合に比べ、電極群１の厚みの増大を抑制することができる。
【０１０８】
電極群１の捲回数は、１０回に限定されるものではなく、種々変形可能である。正極活物質含有層１４及び負極活物質含有層１８を形成する材料は、上述した例に限定されるものではなく、種々変形可能である。
この発明の非水電解液電池は、上記非水電解液二次電池に限らず、各種非水電解液電池に適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１…電極群、２…正極、３…負極、４…セパレータ、８…正極端子、９…負極端子、１１…正極集電体、１２…正極集電部、１３…正極集電タブ、１４…正極活物質含有層、１５…負極集電体、１６…負極集電部、１７…負極集電タブ、１８…負極活物質含有層、２０…ケース、３０…封口体、４０…非水電解液、Ｔ，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ１１，Ｔ１５…厚み、α…補正定数。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータとともに捲回されて電極群を形成する電極において、
帯状の電極集電部及び前記電極集電部の一側縁から突出して形成された複数の電極集電タブを有し、金属箔で形成された電極集電体と、
前記電極集電部に形成された活物質含有層と、を備え、
任意の定数をＸ、円周率をπ、２つの電極の厚みと２つのセパレータの厚みとの合計をＴ、１．０１乃至１．１０の範囲内である補正定数をαとした場合、前記電極群の内周側から数えたｎ周目及びｎ＋１周目の前記電極集電タブ間の距離は、Ｘ＋２πＴαｎであることを特徴とする電極。
【請求項２】
帯状の電極集電部及び前記電極集電部の一側縁から突出して形成された複数の電極集電タブを含み、金属箔で形成された電極集電体、並びに前記電極集電部に形成された活物質含有層を具備した電極と、前記電極と対となる帯状の電極と、前記２つの電極とともに捲回された２つの帯状のセパレータと、を有した電極群と、
前記電極群を収容した外装体と、
前記外装体内に収容された非水電解液と、を備え、
任意の定数をＸ、円周率をπ、前記電極の厚み、前記対となる電極の厚み及び前記セパレータ総厚みの合計をＴ、１．０１乃至１．１０の範囲内である補正定数をαとした場合、前記電極群の内周側から数えたｎ周目及びｎ＋１周目の前記電極集電タブ間の距離は、Ｘ＋２πＴαｎであることを特徴とする非水電解液電池。
【請求項３】
前記補正定数αは、１．０２乃至１．０９の範囲内であることを特徴とする請求項２に記載の非水電解液電池。
【請求項４】
前記補正定数αは、１．０３乃至１．０７の範囲内であることを特徴とする請求項２に記載の非水電解液電池。
【請求項５】
前記非水電解液の２０℃での粘度は、４．０ｃｐ乃至２０ｃｐの範囲内であることを特徴とする請求項２に記載の非水電解液電池。
【請求項６】
前記電極は、負極であり、
前記活物質含有層は、負極活物質であるチタン酸リチウム及び結着剤を含む材料で形成された負極活物質含有層であることを特徴とする請求項２に記載の非水電解液電池。
【請求項７】
前記電極群は、扁平な形状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の非水電解液電池。
【請求項８】
前記セパレータは、無機材料を２０％以上含む材料で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の非水電解液電池。
【請求項１】
セパレータとともに捲回されて電極群を形成する電極において、
帯状の電極集電部及び前記電極集電部の一側縁から突出して形成された複数の電極集電タブを有し、金属箔で形成された電極集電体と、
前記電極集電部に形成された活物質含有層と、を備え、
任意の定数をＸ、円周率をπ、２つの電極の厚みと２つのセパレータの厚みとの合計をＴ、１．０１乃至１．１０の範囲内である補正定数をαとした場合、前記電極群の内周側から数えたｎ周目及びｎ＋１周目の前記電極集電タブ間の距離は、Ｘ＋２πＴαｎであることを特徴とする電極。
【請求項２】
帯状の電極集電部及び前記電極集電部の一側縁から突出して形成された複数の電極集電タブを含み、金属箔で形成された電極集電体、並びに前記電極集電部に形成された活物質含有層を具備した電極と、前記電極と対となる帯状の電極と、前記２つの電極とともに捲回された２つの帯状のセパレータと、を有した電極群と、
前記電極群を収容した外装体と、
前記外装体内に収容された非水電解液と、を備え、
任意の定数をＸ、円周率をπ、前記電極の厚み、前記対となる電極の厚み及び前記セパレータ総厚みの合計をＴ、１．０１乃至１．１０の範囲内である補正定数をαとした場合、前記電極群の内周側から数えたｎ周目及びｎ＋１周目の前記電極集電タブ間の距離は、Ｘ＋２πＴαｎであることを特徴とする非水電解液電池。
【請求項３】
前記補正定数αは、１．０２乃至１．０９の範囲内であることを特徴とする請求項２に記載の非水電解液電池。
【請求項４】
前記補正定数αは、１．０３乃至１．０７の範囲内であることを特徴とする請求項２に記載の非水電解液電池。
【請求項５】
前記非水電解液の２０℃での粘度は、４．０ｃｐ乃至２０ｃｐの範囲内であることを特徴とする請求項２に記載の非水電解液電池。
【請求項６】
前記電極は、負極であり、
前記活物質含有層は、負極活物質であるチタン酸リチウム及び結着剤を含む材料で形成された負極活物質含有層であることを特徴とする請求項２に記載の非水電解液電池。
【請求項７】
前記電極群は、扁平な形状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の非水電解液電池。
【請求項８】
前記セパレータは、無機材料を２０％以上含む材料で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の非水電解液電池。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−７０９１６（Ｐ２０１１−７０９１６Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２０８８５（Ｐ２００９−２２０８８５）
【出願日】平成２１年９月２５日（２００９．９．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２５日（２００９．９．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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