電池
【課題】溶接性に優れ、かつ、スパッタの発生による内部短絡を抑制することができる電池を提供する。
【解決手段】電池は、正極、および負極を有する巻回電極体と、正極および負極の間に設けられた電解質と、巻回電極体が収容される、鉄または鉄合金を主成分とする外装缶と負極と外装缶とを電気的に接続する第１の負極リードおよび第２の負極リードとを備える。第１の負極リードおよび第２の負極リードは、ニッケル層と銅層とを有するクラッド材であり、第１の負極リードのニッケル層の表面には、複数の凸部が設けられ、第２の負極リードのニッケル層は、外装缶と溶接され、第１の負極リードのニッケル層は、複数の凸部を介して、第２の負極リードの銅層と溶接される。
【解決手段】電池は、正極、および負極を有する巻回電極体と、正極および負極の間に設けられた電解質と、巻回電極体が収容される、鉄または鉄合金を主成分とする外装缶と負極と外装缶とを電気的に接続する第１の負極リードおよび第２の負極リードとを備える。第１の負極リードおよび第２の負極リードは、ニッケル層と銅層とを有するクラッド材であり、第１の負極リードのニッケル層の表面には、複数の凸部が設けられ、第２の負極リードのニッケル層は、外装缶と溶接され、第１の負極リードのニッケル層は、複数の凸部を介して、第２の負極リードの銅層と溶接される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、電池に関する。詳しくは、複数の負極リードを備える電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、軽量であると共に、高電位、高容量、高性能、長寿命などの利点を有することから、携帯機器（例えば、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、電動工具）や、電動移動体（例えば、電動自動車、電動自転車）などの電源として、リチウムイオン二次電池が広く用いられようとしている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池は、通常、正極リードが封口板に設けられた電極端子に接続され、負極リードが電池缶と接続されることにより、電池内部で発生した化学エネルギーを電気エネルギーとして取り出す構造を有している。
【０００４】
このような構造の電池では、負極リードとしては、抵抗溶接し易いニッケルが用いられるが、電気抵抗が高いため、大電流を流すことにより負極リード自身が発熱し、その周囲のセパレータを融解し、正極−負極間でショートが発生するという問題がある。
【０００５】
そこで、このような問題を解決すべく、電気抵抗が低く安価な銅が用いられるが、銅は電気抵抗が低いため、鉄や鉄合金製の電池缶と負極リードとを抵抗溶接すると、電流の逃げが生じて十分な溶接強度が得られない。このため、電池落下などの衝撃が加わった場合には、負極リードと電池缶との溶接が剥がれるという問題がある。
【０００６】
そこで、負極リードとして電気抵抗の高いニッケル層を銅層に積層した２層構造または３層構造のクラッド材を用いることにより、鉄系の電池缶と負極リードとの溶接強度を高める技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。また、電流の取り出し効率を高めるために、負極リードを複数本にする技術が提案されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１２７５９９号公報
【特許文献２】特開２００７−２７３２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の技術では、負極リードの溶性性が低下することがある。また、溶接時にスパッタが発生し、それがセパレータを貫通し、正極−負極間で内部短絡が発生することがある。
【０００９】
したがって、本技術の目的は、溶接性に優れ、かつ、スパッタの発生による内部短絡を抑制することができる電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の課題を解決するために、本技術は、
正極、および負極を有する巻回電極体と、
正極および負極の間に設けられた電解質と、
巻回電極体が収容される、鉄または鉄合金を主成分とする外装缶と
負極と外装缶とを電気的に接続する第１の負極リードおよび第２の負極リードと
を備え、
第１の負極リードおよび第２の負極リードは、ニッケル層と銅層とを有するクラッド材であり、
第１の負極リードのニッケル層の表面には、複数の凸部が設けられ、
第２の負極リードのニッケル層は、外装缶と溶接され、
第１の負極リードのニッケル層は、複数の凸部を介して、第２の負極リードの銅層と溶接され、
ニッケル層の厚さは、１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内であり、
銅層の厚さは、３μｍ以上２１０μｍ以下の範囲内であり、
第１の負極リードおよび第２の負極リードの総厚は、６０μｍ以上２２０μｍ以下の範囲内であり、
第１の負極リードおよび第２の負極リードの幅は、３．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲内であり、
凸部の大きさは、０．１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の範囲内であり
凸部の高さは、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲内であり、
凸部の間隔は、０．６ｍｍ以上２．８ｍｍ以下の範囲内である電池である。
【００１１】
本技術において、第１の負極リードおよび第２の負極リードのうちの一方のリードは、巻回電極体の最内周部の内側表面に溶接された内周側負極リードであり、他方のリードは、巻回電極体の最外周部の外側表面に溶接された外周側負極リードであることが好ましい。より具体的には、第１の負極リードは、巻回電極体の最内周部の内側表面に溶接された内周側負極リードであり、第２の負極リードは、巻回電極体の最外周部の外側表面に溶接された外周側負極リードであることが好ましい。巻回電極体の最内周部および最外周部にはそれぞれ、負極活物質層が形成されず、負極集電体が露出した負極集電体露出部が形成され、これらの露出部にそれぞれ内周側負極リードおよび外周側負極リードが溶接されていることが好ましい。このような構成を有する場合、第１の負極リードおよび第２の負極リードの少なくとも一方のリードが、バリが形成された表面を有するときには、バリが形成された表面が、負極とは反対側に向けられていることが好ましい。
【００１２】
本技術では、第１の負極リードのニッケル層の表面に複数の凸部を形成しているので、第１の負極リードおよび第２の負極リードの溶接時におけるスパッタの発生を抑制することができる。したがって、正極−負極間で内部短絡の発生を抑制できる。
また、本技術では、第１の負極リードおよび第２の負極リードを、ニッケル層と銅層とを有するクラッド材とし、第２の負極リードのニッケル層を外装缶と溶接し、第１の負極リードのニッケル層を、複数の凸部を介して、第１の負極リードの銅層と溶接しているので、第１の負極リードと第２の負極リードとの間の溶接性と、電池缶と第２の負極リードとの間の溶接性とを向上することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本技術によれば、溶接性に優れ、かつ、スパッタの発生による内部短絡を抑制することができる電池を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本技術の一実施形態に係る非水電解質二次電池の構成の一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示した巻回電極体の一部を拡大して表す断面図である。
【図３】図３Ａは、内周側負極リードおよび外周側負極リードの溶接形態および構成の一例を示す断面図である。図３Ｂは、内周側負極リードに設けられたプロジェクションを拡大して表す断面図である。図３Ｃは、プロジェクションの大きさＲの定義を説明するための模式図である。
【図４】図４は、外周リードの溶接性の評価方法を説明するための斜視図である。
【図５】図５Ａは、巻回電極体を両端面に水平な方向で切断したときの断面図である。図５Ｂは、図５ＡのＶＢ−ＶＢ線に沿った断面図である。図５Ｃは、内周側負極リードの溶接部分を拡大して示す断面図である。図５Ｄは、外周側負極リードの溶接部分を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本技術の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
[電池の構成]
図１は、本技術の一実施形態に係る非水電解質二次電池の構成の一例を示す断面図である。この非水電解質二次電池は、負極の容量が、電極反応物質であるリチウム（Ｌｉ）の吸蔵および放出による容量成分により表されるいわゆるリチウムイオン二次電池である。この非水電解質二次電池はいわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶（外装缶）１１の内部に、一対の帯状の正極２１と帯状の負極２２とがセパレータ２３を介して積層し巻回された巻回電極体２０を有している。外装缶である電池缶１１は、ニッケル（Ｎｉ）のめっきがされた鉄（Ｆｅ）または鉄合金により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶１１の内部には、電解液が注入され、セパレータ２３に含浸されている。また、巻回電極体２０を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板１２、１３がそれぞれ配置されている。
【００１７】
電池缶１１の開放端部には、電池蓋１４と、この電池蓋１４の内側に設けられた安全弁機構１５および熱感抵抗素子（Positive Temperature Coefficient；ＰＴＣ素子）１６とが、封口ガスケット１７を介してかしめられることにより取り付けられている。これにより、電池缶１１の内部は密閉されている。電池蓋１４は、例えば、電池缶１１と同様の材料により構成されている。安全弁機構１５は、電池蓋１４と電気的に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合にディスク板１５Ａが反転して電池蓋１４と巻回電極体２０との電気的接続を切断するようになっている。封口ガスケット１７は、例えば、絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。
【００１８】
巻回電極体２０の中心には例えばセンターピン２４が挿入されている。巻回電極体２０の正極２１には、アルミニウム（Ａｌ）などよりなる正極リード２５の一端部が接続されている。正極リード２５の他端部は、安全弁機構１５に溶接されることにより電池蓋１４と電気的に接続されている。
【００１９】
巻回電極体２０の負極２２には、ニッケル層と銅層とが貼り合わされたクラッドリード材からなる内周側負極リード２６および外周側負極リード２７が接続されている。より具体的には、巻回電極体２０の内周側の負極２２に、内周側負極リード２６の一端部が取り付けられ、その他端部が巻回電極体２０から引き出されている。巻回電極体２０の外周側の負極２２に、外周側負極リード２７の一端部が取り付けられ、その他端部が巻回電極体２０から引き出されている。巻回電極体２０から引き出された内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の他端部同士が重ね合わされ、電池缶内側の底面に溶接されて電気的に接続されている。内周側負極リード２６は、例えば、巻回電極体２０の最内周部の内側表面に溶接される。外周側負極リード２７は、例えば、巻回電極体２０の最外周部の外側表面に溶接される。
【００２０】
図２は、図１に示した巻回電極体２０の一部を拡大して表す断面図である。以下、図２を参照しながら、二次電池を構成する正極２１、負極２２、セパレータ２３、および電解液について順次説明する。
【００２１】
（正極）
正極２１は、例えば、正極集電体２１Ａの両面に正極活物質層２１Ｂが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、正極集電体２１Ａの片面のみに正極活物質層２１Ｂを設けるようにしてもよい。正極集電体２１Ａは、例えば帯状の形状を有し、その長手方向の中間部に、正極活物質層２１Ｂに覆われず、正極集電体２１Ａの表面が露出した正極集電体露出部を有している。この正極集電体露出部に対して正極リード２５の一端が溶接される。正極集電体２１Ａは、例えば、アルミニウム箔などの金属箔により構成されている。正極活物質層２１Ｂは、例えば、正極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料の１種または２種以上を含んでおり、必要に応じてグラファイトなどの導電剤およびポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んで構成されている。
【００２２】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、リチウム酸化物、リチウムリン酸化物、リチウム硫化物あるいはリチウムを含む層間化合物などのリチウム含有化合物が適当であり、これらの２種以上を混合して用いてもよい。エネルギー密度を高くするには、リチウムと遷移金属元素と酸素（Ｏ）とを含むリチウム含有化合物が好ましく、中でも、遷移金属元素として、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）および鉄（Ｆｅ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものであればより好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、式（１）、式（２）もしくは式（３）に示した層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式（４）に示したスピネル型の構造を有するリチウム複合酸化物、または式（５）に示したオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩などが挙げられ、具体的には、ＬｉＮｉ0.50Ｃｏ0.20Ｍｎ0.30Ｏ2、ＬｉaＣｏＯ2（ａ≒１）、ＬｉbＮｉＯ2（ｂ≒１）、Ｌｉc1Ｎｉc2Ｃｏ1-c2Ｏ2（ｃ１≒１，０＜ｃ２＜１）、ＬｉdＭｎ2Ｏ4（ｄ≒１）あるいはＬｉeＦｅＰＯ4（ｅ≒１）などがある。
【００２３】
ＬｉfＭｎ(1-g-h)ＮｉgＭ１hＯ(2-j)Ｆk ・・・（１）
（式中、Ｍ１は、コバルト（Ｃｏ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｆ、ｇ、ｈ、ｊおよびｋは、０．８≦ｆ≦１．２、０＜ｇ＜０.５、０≦ｈ≦０.５、ｇ＋ｈ＜１、−０.１≦ｊ≦０.２、０≦ｋ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｆの値は完全放電状態における値を表している。）
【００２４】
ＬｉmＮｉ(1-n)Ｍ２nＯ(2-p)Ｆq ・・・（２）
（式中、Ｍ２は、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｍ、ｎ、ｐおよびｑは、０．８≦ｍ≦１．２、０．００５≦ｎ≦０．５、−０．１≦ｐ≦０．２、０≦ｑ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｍの値は完全放電状態における値を表している。）
【００２５】
ＬｉrＣｏ(1-s)Ｍ３sＯ(2-t)Ｆu ・・・（３）
（式中、Ｍ３は、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｒ、ｓ、ｔおよびｕは、０．８≦ｒ≦１．２、０≦ｓ＜０．５、−０．１≦ｔ≦０．２、０≦ｕ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｒの値は完全放電状態における値を表している。）
【００２６】
ＬｉvＭｎ2-wＭ４wＯxＦy ・・・（４）
（式中、Ｍ４は、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｖ、ｗ、ｘおよびｙは、０．９≦ｖ≦１．１、０≦ｗ≦０．６、３．７≦ｘ≦４．１、０≦ｙ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｖの値は完全放電状態における値を表している。）
【００２７】
ＬｉzＭ５ＰＯ4 ・・・（５）
（式中、Ｍ５は、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、タングステン（Ｗ）およびジルコニウム（Ｚｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｚは、０．９≦ｚ≦１．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｚの値は完全放電状態における値を表している。）
【００２８】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、これらの他にも、ＭｎＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13、ＮｉＳ、ＭｏＳなどのリチウムを含まない無機化合物も挙げられる。
【００２９】
（負極）
負極２２は、例えば、負極集電体２２Ａの両面に負極活物質層２２Ｂが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、負極集電体２２Ａの片面のみに負極活物質層２２Ｂを設けるようにしてもよい。負極集電体２２Ａは、例えば帯状の形状を有し、その長手方向の最内周部の内側表面、および最外周部の外側表面に、負極活物質層２２Ｂに覆われず、負極集電体２２Ａの表面が露出した負極集電体露出部を有している。これらの最内周部および最外周部の負極集電体露出部それぞれに対して、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の一端が溶接される。負極集電体２２Ａは、例えば、銅箔などの金属箔により構成されている。
【００３０】
負極活物質層２２Ｂは、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか１種または２種以上を含んで構成されており、必要に応じて正極活物質層２１Ｂと同様の結着剤を含んで構成されている。
【００３１】
なお、この二次電池では、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料の電気化学当量が、正極２１の電気化学当量よりも大きくなっており、充電の途中において負極２２にリチウム金属が析出しないようになっている。
【００３２】
また、この二次電池は、完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）が、例えば４．２Ｖ以上４．６Ｖ以下、好ましくは４．２５Ｖ以上４．５Ｖ以下の範囲内になるように設計されている。開回路電圧が４．２５Ｖ以上４．５Ｖ以下の範囲内に設計されている場合には、開回路電圧が４．２０Ｖの電池よりも、同じ正極活物質であっても単位質量当たりのリチウムの放出量が多くなるので、それに応じて正極活物質と負極活物質との量が調整される。これにより高いエネルギー密度が得られるようになっている。
【００３３】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維あるいは活性炭などの炭素材料が挙げられる。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスあるいは石油コークスなどがある。有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂などの高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいい、一部には難黒鉛化性炭素または易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。また、高分子材料としてはポリアセチレンあるいはポリピロールなどがある。これら炭素材料は、充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、高い充放電容量を得ることができると共に、良好なサイクル特性を得ることができるので好ましい。特に黒鉛は、電気化学当量が大きく、高いエネルギー密度を得ることができ好ましい。また、難黒鉛化性炭素は、優れた特性が得られるので好ましい。更にまた、充放電電位が低いもの、具体的には充放電電位がリチウム金属に近いものが、電池の高エネルギー密度化を容易に実現することができるので好ましい。
【００３４】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、リチウムを吸蔵および放出することが可能であり、金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を構成元素として含む材料も挙げられる。このような材料を用いれば、高いエネルギー密度を得ることができるからである。特に、炭素材料と共に用いるようにすれば、高エネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるのでより好ましい。この負極材料は金属元素あるいは半金属元素の単体でも合金でも化合物でもよく、またこれらの１種または２種以上の相を少なくとも一部に有するようなものでもよい。なお、本技術において、合金には２種以上の金属元素からなるものに加えて、１種以上の金属元素と１種以上の半金属元素とを含むものも含める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物あるいはそれらのうちの２種以上が共存するものがある。
【００３５】
この負極材料を構成する金属元素あるいは半金属元素としては、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、パラジウム（Ｐｄ）あるいは白金（Ｐｔ）が挙げられる。これらは結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。
【００３６】
中でも、この負極材料としては、短周期型周期表における４Ｂ族の金属元素あるいは半金属元素を構成元素として含むものが好ましく、特に好ましいのはケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）の少なくとも一方を構成元素として含むものである。ケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）は、リチウム（Ｌｉ）を吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。
【００３７】
スズ（Ｓｎ）の合金としては、例えば、スズ（Ｓｎ）以外の第２の構成元素として、ケイ素（Ｓｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）、およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。ケイ素（Ｓｉ）の合金としては、例えば、ケイ素（Ｓｉ）以外の第２の構成元素として、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。
【００３８】
スズ（Ｓｎ）の化合物あるいはケイ素（Ｓｉ）の化合物としては、例えば、酸素（Ｏ）あるいは炭素（Ｃ）を含むものが挙げられ、スズ（Ｓｎ）またはケイ素（Ｓｉ）に加えて、上述した第２の構成元素を含んでいてもよい。
【００３９】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、更に、他の金属化合物あるいは高分子材料が挙げられる。他の金属化合物としては、ＭｎＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13などの酸化物、ＮｉＳ、ＭｏＳなどの硫化物、あるいはＬｉＮ3などのリチウム窒化物が挙げられ、高分子材料としてはポリアセチレン、ポリアニリンあるいはポリピロールなどが挙げられる。
【００４０】
（負極リード）
図３Ａは、内周側負極リードおよび外周側負極リードの溶接形態および構成の一例を示す断面図である。内周側負極リード２６および外周側負極リード２７は、ニッケル層（以下Ｎｉ層という。）３１と銅層（以下Ｃｕ層という。）３２とを貼り合わせた２層構造を有するクラッド材である。内周側負極リード２６のＮｉ層３１の表面には、複数の凸部（以下プロジェクションという。）３１ａが設けられている。これに対して、外周側負極リード２７のＮｉ層３１には、複数のプロジェクション３１ａは設けられておらず、平面状とされている。
【００４１】
外周側負極リード２７のＮｉ層３１が、電池缶１１の缶底１１ａに溶接により取り付けられ、内周側負極リード２６のＮｉ層３１が、複数のプロジェクション３１ａを介して、缶底１１ａに溶接された外周側負極リード２７のＣｕ層２７に溶接されている。内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の電気導電性が１２ｍ／Ω以上であることが好ましい。電気導電性が１２ｍ／Ω未満であると、大電流放電を行ったときに、ジュール熱で内周側負極リード２６および外周側負極リード２７が発熱し、セパレータ２３が融解し、正極−負極間でショートが発生する虞がある。
【００４２】
図５Ａは、巻回電極体を両端面に水平な方向で切断したときの断面図である。図５Ｂは、図５ＡのＶＢ−ＶＢ線に沿った断面図である。図５Ｃは、内周側負極リードの溶接部分を拡大して示す断面図である。図５Ｄは、外周側負極リードの溶接部分を拡大して示す断面図である。内周側負極リード２６を負極集電体２２Ａの最内周部の内側表面Ｓｉに溶接する構成を有するときにおいて、内周側負極リード２６が、バリ４１が形成された表面Ｓを有する場合には、バリ４１が形成された表面Ｓを負極集電体２２Ａとは反対側（溶接する側とは反対側）に向けるようにして、内周側負極リード２６と負極集電体２２Ａとを溶接することが好ましい。これにより、内周側負極リード２６の表面Ｓに形成されたバリ４１が、負極集電体２２Ａに刺さり、負極集電体２２Ａの切れ（例えば箔切れ）や、負極集電体２２Ａとセパレータ２３を貫通して、正極２１と接し内部短絡を起こすことを防止できる。外周側負極リード２７を負極２２の最外周部の外側表面Ｓｏに溶接する構成を有するときにおいて、外周側負極リード２７が、バリ４１が形成された表面Ｓを有する場合には、バリ４１が形成された表面Ｓを負極集電体２２Ａとは反対側（溶接する側とは反対側）に向けるようにして、外周側負極リード２７と負極集電体２２Ａとを溶接することが好ましい。これにより、外周側負極リード２７の表面Ｓに形成されたバリ４１が、負極集電体２２Ａに刺さり、負極集電体２２Ａの切れ（例えば箔切れ）や、負極集電体２２Ａとセパレータ２３を貫通して、正極２１と接し内部短絡を起こすことを防止できる。
【００４３】
なお、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の全体をクラッド材としてもよく、溶接部分のみをクラッド化した部分クラッド材としてもよい。内周側負極リード２６を部分クラッド材とする場合、このクラッド材としては、例えば、外周側負極リード２７と溶接される部分がクラッド化された部分クラッド材が挙げられる。外周側負極リード２７を部分クラッド材とする場合、このクラッド材としては、内周側負極リード２６と溶接される部分と、電池缶１１と溶接される部分がクラッド化された部分クラッド材が挙げられる。
【００４４】
Ｎｉ層３１の材料としては、例えば、純ニッケルのみならず、ニッケル合金を用いることもできる。Ｃｕ層３２の材料としては、純銅のみならず、銅合金を用いることもできる。
【００４５】
内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の構成は、同一の構成（同一の材料、総厚、各層の厚さなど）に限定されるものではなく、異なる構成を採用するようにしてもよい。
【００４６】
図３Ｂは、内周側負極リードに設けられたプロジェクションを拡大して表す断面図である。プロジェクション３１ａとＮｉ層３１とは、例えば、一体成形されており、同一の材料からなる。プロジェクション３１ａの形成方法としては、例えばプレス加工が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００４７】
プロジェクション３１ａの形状としては、錐体状、柱状、半球状、半楕円球状、多角形状などが挙げられるが、これらの形状に限定されるものではなく、他の形状を採用するようにしてもよい。錐体状としては、例えば、頂部が尖った錐体形状、頂部が平坦な錐体形状、頂部に凸状の曲面を有する錐体形状が挙げられるが、これらの形状に限定されるものではない。プロジェクション３１ａの配列形態としては、規則的な配列および不規則的な配列のいずれを採用するようにしてもよい。
【００４８】
（Ｃｕ層の厚さ）
内周側負極リード２６および外周側負極リード２７のＣｕ層３２の厚さｔ2は、３μｍ以上２１０μｍ以下の範囲内にあることが好ましい。Ｃｕ層３２の厚さｔ2が３μｍ未満であると、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の電気抵抗を十分に低減できず、大電流を流したときに内周側負極リード２６および外周側負極リード２７が発熱する。この発熱により、その周囲のセパレータ２３を融解し、正極−負極間でショートが発生するおそれがある。一方、Ｃｕ層３２の厚さｔ2が２１０μｍを超えると、正極２１、負極２２およびセパレータ２３をともに巻回するときに、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７を丸く曲げることが困難になる。その結果、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７が正極２１、負極２２およびセパレータ２３にダメージを与え、ショートを発生させるおそれがある。なお、プロジェクション３１ａが表面に形成されている内周側負極リード２６において、Ｃｕ層３２の厚さｔ2とは、Ｃｕ層側の裏面とＮｉ層３１−Ｃｕ層３２の界面との平坦部間の距離を意味する。ここで、裏面とは、プロジェクション３１ａが形成されたＮｉ層側とは反対側の面、すなわちＣｕ層側の面を意味し、界面とはＮｉ層３１−Ｃｕ層３２の界面を意味する。
【００４９】
（Ｎｉ層の厚さ）
内周側負極リード２６および外周側負極リード２７のＮｉ層３１の厚さｔ1は、１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内であることが好ましい。Ｎｉ層３１の厚さｔ1が１０μｍ未満であると、抵抗溶接時に金属が十分に発熱せず、溶接が確実に行えなくなる。一方、Ｎｉ層３１の厚さｔ1が２００μｍを超えると、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の抵抗を十分に低くすることができなくなる。なお、プロジェクション３１ａが表面に形成されている内周側負極リード２６において、Ｎｉ層３１の厚さｔ1とは、Ｎｉ層側の表面とＮｉ層３１−Ｃｕ層３２の界面との平坦部間の距離を意味する。ここで、表面とは、プロジェクション３１ａが形成されたＮｉ層側の面を意味し、界面とはＮｉ層３１−Ｃｕ層３２の界面を意味する。
【００５０】
（リード総厚）
内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の総厚ｔ（＝ｔ1＋ｔ2）は、６０μｍ以上２２０μｍ以下の範囲内であることが好ましい。内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の総厚ｔが６０μｍ未満であると、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の機械的強度が低下し、衝撃を受けたときに切断されるおそれがある。一方、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の総厚ｔが２２０μｍを超えると、正極２１、負極２２、およびセパレータ２３をともに巻回するときに、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７を丸く曲げることが困難になる。その結果、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７が正極２１、負極２２、およびセパレータ２３にダメージを与え、ショートを発生させるおそれがある。なお、プロジェクション３１ａが表面に形成されている内周側負極リード２６において、総厚ｔとは、Ｎｉ層側の表面とＣｕ層側の裏面との平坦部間の距離を意味する。ここで、表面とは、プロジェクション３１ａが形成されたＮｉ層側の面を意味し、裏面とは、Ｎｉ層側とは反対側の面、すなわちＣｕ層側の面を意味する。
【００５１】
（リード幅）
内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の幅ｗは、３．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の幅ｗが３．５ｍｍ未満であると、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の電気抵抗を十分に低減できず、大電流を流したときに、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７が発熱する。この発熱により、その周囲のセパレータ２３を融解し、正極−負極間でショートが発生するおそれがある。また、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の機械的強度が低下し、衝撃を受けたときに切断されるおそれがある。一方、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の幅ｗが５．０ｍｍを超えると、正極２１、負極２２、およびセパレータ２３をともに巻回するときに、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７を丸く曲げることが困難になる。その結果、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７が正極２１、負極２２、およびセパレータ２３にダメージを与え、ショートを発生されるおそれがあるからである。
【００５２】
（プロジェクションの大きさ）
内周側負極リード２６のプロジェクション３１ａの大きさＲは、０．１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の範囲内であることが好ましく、０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲内であることがより好ましい。プロジェクション３１ａの大きさＲが０．１ｍｍ未満であると抵抗溶接時の加圧により、プロジェクション３１ａがすべて潰れてしまい、溶接強度が低下する。また、抵抗溶接時にスパッタが発生し、それがセパレータ２３を貫通し、正極−負極間で内部短絡が発生する。一方、プロジェクション３１ａの大きさＲが２．５ｍｍを超えると、一つのプロジェクション３１ａに電流が集中して流れ、スパッタが発生してしまう。
【００５３】
ここで、プロジェクションの大きさＲは、図３Ｃに示すように、プロジェクション３１ａの高さＨ/２の位置での幅をいう。例えば、プロジェクション３１ａの底面が楕円形状である場合には、プロジェクション３１ａの大きさＲは高さＨ/２の位置での短軸の長さ（短径）を意味する。また、プロジェクション３１ａの底面が円形状である場合には、プロジェクション３１ａの大きさＲは高さＨ/２の位置での直径を意味する。
【００５４】
（プロジェクションの高さ）
内周側負極リード２６のプロジェクション３１ａの高さＨは、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。プロジェクション３１ａの高さＨが０．１ｍｍ未満であると、抵抗溶接時の加圧により、プロジェクション３１ａがすべて潰れてしまい、溶接強度が低下する。また、また、抵抗溶接時にスパッタが発生し、それがセパレータ２３を貫通し、正極−負極間で内部短絡が発生する。一方、プロジェクション３１ａの高さＨが０．５ｍｍを超えると、溶接時に溶接部分にかかる加圧が不十分になり、溶接強度が低くなる。また、抵抗溶接時にスパッタが発生し、それがセパレータ２３を貫通し、正極−負極間で内部短絡が発生する。
【００５５】
（プロジェクションの間隔）
内周側負極リード２６のプロジェクション３１ａの間隔Ｄは、０．６ｍｍ以上２．８ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。プロジェクション３１ａの間隔Ｄが０．６ｍｍ未満であると、個々のプロジェクション３１ａに電流が集中せず、溶接強度が低下する。一方、プロジェクション３１ａの間隔Ｄが２．８ｍｍを超えると、溶接時に電極棒との接触が不十分になり、スパッタが発生し、それがセパレータ２３を貫通し、正極−負極間で内部短絡が発生する。ここで、プロジェクション３１ａの間隔Ｄは、隣り合うプロジェクション３１ａの頂部間の最短の間隔である。
【００５６】
（セパレータ）
セパレータ２３は、正極２１と負極２２とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるものである。セパレータ２３としてしは、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンまたはポリエチレンなどの合成樹脂製の多孔質膜、またはセラミック製の多孔質膜を単層で、またはそれらを複数積層したもの用いることができる。特に、セパレータ２３としては、ポリオレフィン製の多孔質膜が好ましい。ショート防止効果に優れ、かつシャットダウン効果による電池の安全性向上を図ることができるからである。また、セパレータ２３としては、ポリオレフィンなどの微多孔膜上に、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの多孔性の樹脂層を形成したものを用いてもよい。
【００５７】
（電解液）
セパレータ２３には、液状の電解質である電解液が含浸されている。この電解液は、溶媒と、この溶媒に溶解された電解質塩とを含んでいる。
【００５８】
溶媒としては、炭酸エチレンあるいは炭酸プロピレンなどの環状の炭酸エステルを用いることができ、炭酸エチレンおよび炭酸プロピレンのうちの一方、特に両方を混合して用いることが好ましい。サイクル特性を向上させることができるからである。
【００５９】
溶媒としては、また、これらの環状の炭酸エステルに加えて、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルあるいは炭酸メチルプロピルなどの鎖状の炭酸エステルを混合して用いることが好ましい。高いイオン伝導性を得ることができるからである。
【００６０】
溶媒としては、更にまた、２，４−ジフルオロアニソールあるいは炭酸ビニレンを含むこと好ましい。２，４−ジフルオロアニソールは放電容量を向上させることができ、また、炭酸ビニレンはサイクル特性を向上させることができるからである。よって、これらを混合して用いれば、放電容量およびサイクル特性を向上させることができるので好ましい。
【００６１】
これらの他にも、溶媒としては、炭酸ブチレン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、３−メトキシプロピロニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルフォルムアミド、Ｎ−メチルピロリジノン、Ｎ−メチルオキサゾリジノン、Ｎ，Ｎ−ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、ジメチルスルフォキシドあるいはリン酸トリメチルなどが挙げられる。
【００６２】
なお、これらの非水溶媒の少なくとも一部の水素をフッ素で置換した化合物は、組み合わせる電極の種類によっては、電極反応の可逆性を向上させることができる場合があるので、好ましい場合もある。
【００６３】
電解質塩としては、例えばリチウム塩が挙げられ、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。リチウム塩としては、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、ＬｉＣＨ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＣ（ＳＯ2ＣＦ3）3、ＬｉＡｌＣｌ4、ＬｉＳｉＦ6、ＬｉＣｌ、ジフルオロ［オキソラト−Ｏ，Ｏ'］ホウ酸リチウム、リチウムビスオキサレートボレート、あるいはＬｉＢｒなどが挙げられる。中でも、ＬｉＰＦ6は高いイオン伝導性を得ることができると共に、サイクル特性を向上させることができるので好ましい。
【００６４】
（作用）
この一実施形態に係る二次電池では、充電を行うと、正極活物質層２１Ｂからリチウムイオンが放出され、電解液を介して、負極活物質層２２Ｂに含まれるリチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料に吸蔵される。次に、放電を行うと、負極活物質層２２Ｂ中のリチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料に吸蔵されたリチウムイオンが放出され、電解液を介して正極活物質層２１Ｂに吸蔵される。
【００６５】
［電池の製造方法］
次に、本技術の一実施形態に係る非水電解質二次電池の製造方法の一例について説明する。
まず、例えば、正極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーを作製する。次に、この正極合剤スラリーを帯状の正極集電体２１Ａに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより正極活物質層２１Ｂを形成し、帯状の正極２１を形成する。この際、帯状の正極集電体２１Ａの長手方向の中間部に、正極活物質層２１Ｂに覆われず、正極集電体２１Ａの表面が露出する正極集電体露出部を形成する。
【００６６】
また、例えば、負極活物質と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーを作製する。次に、この負極合剤スラリーを帯状の負極集電体２２Ａに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより負極活物質層２２Ｂを形成し、帯状の負極２２を作製する。この際、帯状の負極集電体２２Ａの長手方向の両端部に、負極活物質層２２Ｂに覆われず、負極集電体２２Ａの表面が露出する負極集電体露出部を形成する。
【００６７】
次に、帯状の正極２１に形成された正極集電体露出部に正極リード２５を溶接により取り付ける。溶接方法としては、例えば、超音波溶接法、抵抗溶接法を用いることができる。次に、帯状の負極２２の一端部に形成された負極集電体露出部に内周側負極リード２６を溶接により取り付けるとともに、その他端部に形成された負極集電体露出部に外周側負極リード２７を溶接により取り付ける。溶接方法としては、例えば、超音波溶接法、抵抗溶接法を用いることができる。なお、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７としてＣｕ層のみからなるものを使用した場合、抵抗溶接では電極棒と内周側負極リード２６および外周側負極リード２７とが同質金属となってしまうので、高温を発生することができず溶接が困難となる。
【００６８】
次に、正極２１と負極２２とをセパレータ２３を介して巻回する。これにより、中間部から正極リード２５が引き出され、内周側から負極リード２６が引き出され、外周側から外周側負極リード２７が引き出された巻回電極体２０が得られる。
【００６９】
次に、巻回電極体２０から引き出された正極リード２５の先端部を安全弁機構１５に溶接する。次に、巻回電極体２０から引き出された内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の先端部同士を、電池缶１１の内側の缶底表面で、外周側負極リード２７の先端部が下側となり、内周側負極リード２６が上側となるようにして重ね合わせる。この際、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７それぞれのＮｉ層側の表面が、缶底側を向くようにして、両リードの先端部同士を重ね合わせる。次に、重ね合わせた内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の先端部同士と、外周側負極リード２７の先端部と電池缶１１の缶底とを溶接する。溶接方法としては、例えば、超音波溶接法、抵抗溶接法を用いることができる。
【００７０】
次に、巻回電極体２０を一対の絶縁板１２、１３で挟み電池缶１１の内部に収納する。次に、巻回電極体２０を電池缶１１の内部に収納したのち、電解液を電池缶１１の内部に注入し、セパレータ２３に含浸させる。次に、電池缶１１の開口端部に電池蓋１４、安全弁機構１５および熱感抵抗素子１６を、封口ガスケット１７を介してかしめることにより固定する。これにより、図１に示した二次電池が得られる。
【００７１】
本技術の一実施形態に係る非水電解質二次電池は、負極リードを２本備えているので、負極リードを１本備える従来の非水電解質二次電池よりもサイクル特性や高率放電特性を高めることができる。
【００７２】
内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の材料として、電気抵抗が低い銅を使用しているため、大電流を流したときにも、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の発熱を抑制することができる。したがって、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の周囲のセパレータ２３が融解し、正極−負極間でショートが発生することを抑制できる。
【００７３】
内周側負極リード２６および／または外周側負極リード２７にバリ４１がある場合には、このバリ４１を負極集電体２２Ａの最内周部の内側表面Ｓｉおよび／または最外周部の外側表面Ｓｏとは反対側となるようにして、内周側負極リード２６および／または外周側負極リード２７を負極集電体２２Ａに取り付けることが好ましい（図５Ａ〜図５Ｄ参照）。これにより、内周側負極リード２６および／または外周側負極リード２７のバリ４１が、負極集電体２２Ａに刺さり、負極集電体２２Ａの切れ（例えば箔切れ）や、負極集電体２２Ａとセパレータ２３を貫通して、正極２１と接し内部短絡を起こすことを防止できる。
【００７４】
鉄系の電池缶１１と、２層構造クラッド材である外周側負極リード２７のＮｉ層とを抵抗溶接した場合には、十分な溶接強度を得ることができる。
【００７５】
複数のプロジェクション３１ａが形成された内周側負極リード２６のＮｉ層３１と、外周側負極リード２７のＣｕ層３２とを抵抗溶性した場合には、負極リード同士の溶接強度を向上することができる。したがって、リード間の剥がれによる電池性能の低下を抑制することができる。
【００７６】
複数のプロジェクション３１ａを内周側負極リード２６のＮｉ層３１の表面に形成することにより、缶底溶接時におけるスパッタの発生を抑制することができる。したがって、スパッタがセパレータ２３を貫通し、正極−負極間で内部短絡を起こすことを抑制できる。
【実施例】
【００７７】
以下、実施例により本技術を具体的に説明するが、本技術はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００７８】
本実施例において、負極リードの総厚ｔ、Ｎｉ層の厚さｔ1、およびＣｕ層の厚さｔ2は以下のようにして測定したものである。
総厚ｔはミツトヨ製のマイクロメーターにて測定した。Ｎｉ層の厚さｔ1、およびＣｕ層の厚さｔ2は切断して、トプコン製の工具顕微鏡で断面を観察しながらそれぞれの厚みを測定した。表面にプロジェクションが形成されている負極リードについては、プロジェクション形成前の状態にて、負極リードの総厚ｔ、Ｎｉ層の厚さｔ1、およびＣｕ層の厚さｔ2を測定した。
なお、このようにして測定した総厚ｔ、Ｎｉ層の厚さｔ1、およびＣｕ層の厚さｔ2はそれぞれ、プロジェクション形成後の以下の部分の厚さに等しい（図３Ａ参照）。すなわち、負極リードの総厚ｔは、プロジェクション形成後における表面と裏面との平坦部間の距離と等しい。Ｎｉ層の厚さｔ1は、プロジェクション形成後における表面と界面との平坦部間の距離に等しい。Ｃｕ層の厚さｔ2は、プロジェクション形成後における裏面と界面との平坦部間の距離に等しい。ここで、表面とは、負極リードの両主面のうち、プロジェクションが形成された側の面を意味し、裏面とは、それとは反対側の面を意味し、界面とは、Ｎｉ層−Ｃｕ層の界面を意味する。
【００７９】
また、プロジェクションの直径Ｒ、高さＨ、および間隔Ｄは以下のようにして測定したものである。
プロジェクションの直径Ｒ、高さＨ、および間隔Ｄは切断して、トプコン製の工具顕微鏡で断面を観察しながら測定した。
【００８０】
（サンプル１）
（内周側負極リードの作製）
まず、Ｎｉ層とＣｕ層とが貼り合わされたクラッド材を作製した。次に、Ｎｉ層側が凸になるようにプレス加工により複数のプロジェクションを形成した。これにより、以下の構成を有する内周側負極リードが得られた（図３Ａ、図３Ｂ参照）。
Ｎｉ層の厚さｔ1：５μｍ
Ｃｕ層の厚さｔ2：６０μｍ
Ｃｕ層とＮｉ層の総厚ｔ（＝ｔ1＋ｔ2）：６５μｍ
リード幅ｗ：４．０ｍｍ
プロジェクションの形状：略半球状
プロジェクションの直径Ｒ：０．６ｍｍ
プロジェクションの高さＨ：０．２ｍｍ
プロジェクションの間隔Ｄ：０．７５ｍｍ
【００８１】
まず、Ｎｉ層とＣｕ層とが貼り合わされたクラッド材を作製した。これにより、以下の構成を有する外周側負極リードが得られた（図３Ａ参照）。
総厚
Ｎｉ層の厚さｔ1：５μｍ
Ｃｕ層の厚さｔ2：６０μｍ
Ｃｕ層とＮｉ層の総厚ｔ（＝ｔ1＋ｔ2）：６５μｍ
リード幅ｗ：４．０ｍｍ
【００８２】
（サンプル２）
内周側負極リードおよび内周側負極リードの総厚ｔを７０μｍ、Ｎｉ層の厚さｔ1を１０μｍ、Ｃｕ層の厚さｔ2を６０μｍとする以外は、サンプル１と同様にして内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【００８３】
（サンプル３〜７）
内周側負極リードおよび内周側負極リードの総厚ｔを５５μｍ〜２３０μｍ、Ｎｉ層の厚さｔ1を１０μｍ、Ｃｕ層の厚さｔ2を４５〜２２０μｍとする以外は、サンプル１と同様にして内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【００８４】
（サンプル８〜１３）
内周側負極リードおよび外周側負極リードの総厚ｔを６５μｍ〜２４０μｍ、Ｎｉ層の厚さｔ1を２０μｍ、Ｃｕ層の厚さｔ2を４５〜２２０μｍとする以外は、サンプル１と同様にして内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【００８５】
（サンプル１４〜１８）
内周側負極リードおよび外周側負極リードの総厚ｔを２０２μｍ〜２２５μｍ、Ｎｉ層の厚さｔ1を１０μｍ、Ｃｕ層の厚さｔ2を４５〜２２０μｍとする以外は、サンプル１と同様にして内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【００８６】
（サンプル１９〜２１）
サンプル１０と同様にして内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【００８７】
（サンプル２２）
内周側負極リードおよび外周側負極リードをサンプル１０の内周側負極リードと同様にして得た。
【００８８】
（サンプル２３）
まず、内周側負極リードをサンプル１０の外周側負極リードと同様にして得た。次に、外周側負極リードをサンプル１０の内周側負極リードと同様にして得た。
【００８９】
（サンプル２４）
内周側負極リードおよび外周側負極リードをサンプル１０の外周側負極リードと同様にして得た。
【００９０】
（サンプル２５〜２８）
内周側負極リードのＣｕ層表面のプロジェクションの直径Ｒを０．０５ｍｍ〜３．０ｍｍとする以外は、サンプル１０と同様にして内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【００９１】
（サンプル２９〜３２）
内周側負極リードのＣｕ層表面のプロジェクションの高さＨを０．０７ｍｍ〜０．６ｍｍとする以外は、サンプル１０と同様にして内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【００９２】
（サンプル３３〜３６）
内周側負極リードのＣｕ層表面のプロジェクションの間隔Ｄを０．５ｍｍ〜３．０ｍｍとする以外は、サンプル１０と同様にして内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【００９３】
（電気導電性）
上述のようにして得られたサンプル１〜３６の内周側負極リードおよび外周側負極リードの電気導電性を以下の式により求めた。その結果を表２に示す。
電気導電性［ｍ／Ω］＝ニッケルの電気導電率（14300000ｍ-1Ω-1）×幅ｗ（ｍ）×厚みｔ1（ｍ）＋銅の電気導電率（59600000ｍ-1Ω-1）×幅ｗ（ｍ）×厚みｔ2（ｍ）。
なお、この式ではプロジェクションの存在は無視している。
【００９４】
次に、上述のようにして求めた内周側負極リードおよび外周側負極リードの電気導電性を用いて、以下の基準で内周側負極リードおよび外周側負極リードの電気導電性を評価した。その結果を表２に示す。
○：電気導電性が１２ｍ／Ω以上である。
×：電気導電性が１２ｍ／Ω未満である。
なお、電気導電性が１２ｍ／Ω未満であると、大電流放電（環境温度２３℃、電流値６０Ａで８０秒放電）を行ったときに、ジュール熱で内周側負極リードおよび外周側負極リードが発熱し、セパレータが融解し、正極−負極間でショートが発生する虞がある。
【００９５】
（組立性）
上述のようにして得られたサンプル１〜３６の内周側負極リードおよび外周側負極リードの組立性を以下のようにして評価した。
【００９６】
まず、上述のようにして得られたサンプル１〜３６の内周側負極リードおよび外周側負極リードを用いて、巻回電極体を以下のようにして作製した。
【００９７】
正極を以下のようにして作製した。まず、ＬｉＣｏＯ2粉末（正極活物質）９１重量部と黒鉛粉末（導電助剤）６重量部およびポリフッ化ビニルデン（結着剤）３重量部の混合物をＮ−メチル−２−ピロリドンに分散して正極合剤スラリーを作製した。次に、この正極合剤スラリーを、厚さ２０μｍを有する帯状のアルミ箔（正極集電体）に塗布し、乾燥させた後、ローラープレス機によりプレスして帯状の正極とした。この際、帯状のアルミニウム箔の長手方向の中間部に、アルム箔が露出する露出部（集電体露出部）を形成した。次に、アルミニウム箔の露出部に正極リードを超音波溶接で固定した。
【００９８】
負極を以下のようにして作製した。まず、不活性ガス雰囲気中で焼成した後、平均粒径２０μｍに粉砕した炭素材料（負極活物質）を９０重量部とポリフッ化ビニルデン（結着剤）を１０重量部混合し、これをＮ−メチル−２−ピロリドンに分散して負極合剤スラリーを作製した。次に、この負極合剤スラリーを、厚さ１５μｍを有する帯状の銅箔（負極集電体）に塗布し、乾燥後、ローラープレス機によりプレスして帯状の負極とした。この際、帯状の銅箔の長手方向の両端部に、アルム箔が露出する露出部（集電体露出部）を形成した。次に、帯状の銅箔の両端部のうちの一方の露出部に内周側負極リードを超音波溶接により固定し、その他方の露出部に外周側負極リードを超音波溶接により固定した。
【００９９】
次に、正極と、微多孔性ポリプロピレンフィルム（２５μｍ厚）からなるセパレータと、負極とを積層してから渦巻状に多数回巻回させたのち、巻き終わり部分を粘着テープで固定することにより、巻回電極体を形成した。
【０１００】
次に、上述のようにして作製した巻回電極体を解体し、正極、負極、およびセパレータを目視で確認し、以下の基準でダメージを評価して、これを組立性の評価とした。
○：正極、負極、およびセパレータのいずれにも切れが発生していない。
×：正極、負極、およびセパレータのいずれかに切れが発生している。
【０１０１】
（溶接性）
上述のようにして得られたサンプル１〜３６の内周側負極リードと外周側負極リードの溶接性を評価した。具体的には、（ａ）リード間の溶接性、（ｂ）電池缶−リード間の溶接性を以下のようにして評価した。
【０１０２】
まず、缶底（一端面）の側が閉鎖されているのに対してそれとは反対側の上端の側（他端面）が開放されている、円筒形状を有する、両表面にＮｉメッキを施した鉄製の電池缶（φ１８ｍｍ、高さ６７ｍｍ）を準備した。次に、この電池缶内側の缶底中央部で外周側負極リードの一端部と内周側負極リードの一端部とを、外周側負極リードの一端部が下側となり、内周側負極リードの一端部が上側となるようにして重ね合わせた。この際、サンプル１〜１８、２２〜３６では、外周側負極リードおよび内周側負極リードそれぞれのＮｉ層側の表面が、缶底側を向くようにして、両リードの一端部同士を重ね合わせた。サンプル１９では、内周側負極リードのＣｕ層側の表面、および外周側負極リードのＮｉ層側の表面が、缶底側を向くようにして、両リードの一端部同士を重ね合わせた。サンプル２０では、内周側負極リードのＮｉ層側の表面、および外周側負極リードのＣｕ層側の表面が、缶底側を向くようにして、両リードの一端部同士を重ね合わせた。サンプル２１では、外周側負極リードおよび内周側負極リードそれぞれのＣｕ層側の表面が、缶底側を向くようにして、両リードの一端部同士を重ね合わせた。次に、重ね合わせた両リードの一端部同士と、外周側負極リードの一端部と電池缶の缶底とを抵抗溶接により溶接した。
【０１０３】
次に、電池缶の缶底を固定し、内周側負極リードの両端部のうち、缶底に溶接されていない他端部を缶底に対して垂直の方向に引っ張って（図４中、矢印ａの方向）、内周側負極リードの一端部を外周側負極リードの一端部から引き剥がした。次に、外周側負極リードの両端部のうち、缶底に溶接されていない他端部を缶底に対して垂直の方向に引っ張って（図４中、矢印ｂの方向）、外周側負極リードの一端部を缶底から引き剥がした。
【０１０４】
(ａ)リード間の溶接性
次に、上述のようにして引き剥がした後の内周側負極リードを目視により確認し、以下の基準で内周側−外周側負極リード間の溶接性を評価した。その結果を表２に示す。
○：引き剥がした後の内周側負極リードに穴あき、および破断の少なくとも一方がある。
×：引き剥がした後の内周側負極リードに穴あきも、破断もない。
【０１０５】
（ｂ）電池缶−リード間の溶接性
次に、上述のようにして引き剥がした後の外周側負極リードを目視により確認し、以下の基準で電池缶−外周側負極リード間の溶接性を評価した。その結果を表２に示す。
○：引き剥がした後の外周側負極リードに穴あき、および破断の少なくとも一方がある。
×：引き剥がした後の外周側負極リードに穴あきも、破断もない。
【０１０６】
（スパッタ）
上述のようにして得られたサンプル１〜３６の内周側負極リード、外周側負極リード、および電池缶の間のスパッタ発生の有無を以下のようにして評価した。まず、上述の溶接性の評価と同様にして、電池缶の缶底に内周側負極リードおよび外周側負極リードの一端部を溶接した後、両負極リード間の引き剥がし、および外周側負極リードと電池缶との間の引き剥がしを行った。次に、上述のようにして引き剥がした後の内周側負極リード、外周側負極リード（缶底側の負極リード）、缶底を顕微鏡により確認し、以下の基準でスパッタ発生の有無を評価した。その結果を表２に示す。ここでスパッタとは、溶融金属の飛び散りや爆発、またはその痕跡のことを指す。
○：内周側負極リード、外周側負極リード、缶底いずれの間にもスパッタが発生していない。
×：内周側負極リード、外周側負極リード、缶底いずれかの間にスパッタが発生している。
【０１０７】
表１は、サンプル１〜３６の内周側負極リードおよび外周側負極リードの構成を示す。
【表１】
【０１０８】
表２は、サンプル１〜３６の内周側負極リードおよび外周側負極リードの評価結果を示す。
【表２】
【０１０９】
表１、表２から以下のことがわかる。
サンプル１、２の評価結果から、Ｎｉ層の厚さｔ1が１０μｍ未満であると、リード間の溶接性、および電池缶−リード間の溶接性が低下する傾向にある。
【０１１０】
サンプル３〜７の評価結果から、Ｎｉ層厚みを１０μｍに固定して、Ｃｕ層厚みを変化させた場合、Ｃｕ層厚みが４５μｍのときにリードの電気導電性が１２ｍ／Ω未満となっている。一方、総厚ｔが２２０μｍを超えると、組立性が低下する傾向にある。
【０１１１】
サンプル８〜１３の評価結果から、Ｎｉ層厚みを２０μｍに固定して、Ｃｕ層厚みを変化させた場合、Ｃｕ層厚みが４５μｍのときにリードの電気導電性が１２ｍ／Ω未満となっている。一方、総厚ｔが２２０μｍを超えると、組立性が低下する傾向にある。
【０１１２】
サンプル１４〜１８の評価結果から、Ｎｉ層厚みを２００μｍに固定して、Ｃｕ層厚みを変化させた場合、Ｃｕ層厚みが２μｍのときにリードの電気導電性が１２ｍ／Ω未満となっている。一方、総厚ｔが２２０μｍを超えると、組立性が低下する傾向にある。
【０１１３】
サンプル１９の評価結果から、内周側負極リードの缶底側の層がＣｕ層であると、リード間の溶接性が低下する傾向にある。サンプル２０の評価結果から、外周側負極リードの缶底側の層がＣｕ層であると、缶−リード間の溶性性が低下する傾向にある。サンプル２１の評価結果から、内周側負極リードの缶底側の層がＣｕ層であり、かつ、外周側負極リードの缶底側の層がＣｕ層であると、缶−リード間の溶性性が低下する傾向にある。
【０１１４】
サンプル２２の評価結果から、外周側負極リードにプロジェクションを形成すると、スパッタが発生する傾向にある。サンプル２３の評価結果から、外周側負極リードにプロジェクションを形成すると、内周側負極リードに対するプロジェクション形成の有無に関わらず、リード間の溶接性が低下し、かつ、スパッタが発生する傾向にある。サンプル２４の評価結果から、内周側負極リードにプロジェクションが形成されていないと、リード間の溶接性が低下し、かつ、スパッタが発生する傾向にある。
【０１１５】
サンプル２５〜２８の評価結果から、内周側負極リードのプロジェクションの直径Ｒが０．１ｍｍ未満であると、リード間の溶接性が低下する傾向にある。一方、内周側負極リードのプロジェクションの直径Ｒが２．５ｍｍを超えると、スパッタが発生する傾向にある。
【０１１６】
サンプル２９〜３２の評価結果から、内周側負極リードのプロジェクションの高さＨが０．１ｍｍ未満であると、リード間の溶接性が低下し、かつ、スパッタが発生する傾向にある。一方、内周側負極リードのプロジェクションの高さＨが０．５ｍｍを超えると、リード間の溶接性が低下し、かつ、スパッタが発生する傾向にある。
【０１１７】
サンプル３３〜３６の評価結果から、内周側負極リードのプロジェクションの間隔Ｄが０．６ｍｍ未満であると、リード間の溶接性が低下する傾向にある。一方、内周側負極リードのプロジェクションの高さＨが２．８ｍｍを超えると、リード間の溶接性が低下し、かつ、スパッタが発生する傾向にある。
【０１１８】
以上の評価結果を総合すると、内周側負極リードの構成を以下のようにすることが好ましい。
総厚ｔは、６０μｍ以上２２０μｍ以下の範囲内にすることが好ましい。
Ｎｉ層の厚さｔ1は、１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内にすることが好ましい。
Ｃｕ層の厚さｔ2は、３μｍ以上２１０μｍ以下の範囲内にすることが好ましい。
リードの電気導電性は１２ｍ/Ω以上にすることが好ましい。
内周側負極リードおよび外周側負極リードの缶底側の層は、Ｎｉ層であることが好ましい。
内周側負極リードおよび外周側負極リードのうち、内周側負極リードのみにプロジェクションを形成することが好ましい。
内周側負極リードのプロジェクションの直径Ｒは、０．１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。
内周側負極リードのプロジェクションの高さＨは、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。
内周側負極リードのプロジェクションの間隔Ｄは、０．６ｍｍ以上２．８ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。
【０１１９】
（サンプル３７〜４１）
リードの幅ｗを３．０ｍｍ〜５．５ｍｍの範囲内で変更すること以外は、サンプル１０と同様にしてサンプル３７〜４1の内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【０１２０】
（電気導電性）
上述のようにして得られたサンプル３７〜４１の内周側負極リードと外周側負極リードの電気導電性を、上述のサンプル１〜３６と同様にして測定した。その結果を表３に示す。
【０１２１】
次に、上述のようにして求めたリードの電気導電性を用いて、上述のサンプル１〜３６と同様の基準で内周側負極リードおよび外周側負極リードの電気導電性を評価した。その結果を表３に示す。
【０１２２】
（組立性）
上述のようにして得られたサンプル３７〜４１の内周側負極リードと外周側負極リードの組立性を、上述のサンプル１〜３６と同様にして評価した。その結果を表３に示す。
【０１２３】
表３は、サンプル３７〜４１の内周側負極リードおよび外周側負極リードの構成、ならびに評価結果を示す。
【表３】
【０１２４】
表３から以下のことがわかる。
内周側負極リードおよび外周側負極リードの幅ｗが、３．５ｍｍ未満であると、導電性が低下する傾向にある。一方、内周側負極リードおよび外周側負極リードの幅ｗが、５．０ｍｍを超えると、組立性が低下する傾向にある。
以上により、内周側負極リードおよび外周側負極リードの幅ｗは３．５μｍ以上５．０以下の範囲内であることが好ましい。
【０１２５】
（サンプル４２）
サンプル１０と同様にして内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【０１２６】
（サンプル４３）
まず、総厚ｔを７０μｍ、Ｎｉ層の厚さｔ1を１０μｍ、Ｃｕ層の厚さｔ2を６０μｍとする以外は、サンプル４２と同様にして内周側負極リードを得た。次に、総厚ｔを８０μｍ、Ｎｉ層の厚さｔ1を３０μｍ、Ｃｕ層の厚さｔ2を５０μｍ、幅ｗを５．０ｍｍとする以外は、サンプル４２と同様にして外周側負極リードを得た。
【０１２７】
（サンプル４４）
まず、総厚ｔを１００μｍ、Ｎｉ層の厚さｔ1を５０μｍ、Ｃｕ層の厚さｔ2を５０μｍとする以外は、サンプル４２と同様にして内周側負極リードを得た。次に、総厚ｔを１００μｍ、Ｎｉ層の厚さｔ1を１０μｍ、Ｃｕ層の厚さｔ2を９０μｍとする以外は、サンプル４２と同様にして外周側負極リードを得た。
【０１２８】
（電気導電性）
上述のようにして得られたサンプル４２〜４４の内周側負極リードと外周側負極リードの電気導電性を、上述のサンプル１〜３６と同様にして測定した。その結果を表６に示す。
【０１２９】
次に、上述のようにして求めたリードの電気導電性を用いて、上述のサンプル１〜３６と同様の基準で内周側負極リードおよび外周側負極リードの電気導電性を評価した。その結果を表６に示す。
【０１３０】
（組立性）
上述のようにして得られたサンプル４２〜４４の内周側負極リードと外周側負極リードの組立性（総厚）を、上述のサンプル１〜３６と同様にして評価した。その結果を表６に示す。
【０１３１】
（溶接性）
上述のようにして得られたサンプル４２〜４４の内周側負極リードと外周側負極リードの溶接性を、上述のサンプル１〜３６と同様にして評価した。その結果を表６に示す。
【０１３２】
（スパッタ）
上述のようにして得られたサンプル４２〜４４の内周側負極リードと外周側負極リードのスパッタ発生の有無を、上述のサンプル１〜３６と同様にして評価した。その結果を表６に示す。
【０１３３】
表４は、サンプル４２〜４４の内周側負極リードの構成を示す。
【表４】
【０１３４】
表５は、サンプル４２〜４４の外周側負極リードの構成を示す。
【表５】
【０１３５】
表６は、サンプル４２〜４４の内周側負極リードおよび外周側負極リードの評価結果を示す。
【表６】
【０１３６】
表４〜表６から以下のことがわかる。
総厚ｔを６０μｍ以上２２０μｍ以下、Ｎｉ層の厚さｔ1を１０μｍ以上２００μｍ以下、Ｃｕ層の厚さｔ2を３μｍ以上２１０μｍ以下の範囲内に保持しながら、それらの厚さを内周側負極リードと外周側負極リードとでそれぞれ独立に変化させても、導電性や溶接性などの特性の低下を招くことがない。
【０１３７】
（サンプル４５）
サンプル１０と同様にして内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【０１３８】
（サンプ４６）
Ｃｕ層の表面に厚さ２０μｍのＮｉ層をさらに貼り合わせて、Ｎｉ層、Ｃｕ層、Ｎｉ層の３層構造のクラッドリード材とする以外は、サンプル４５と同様にして正極側負極リードおよび正極側負極リードを得た。
【０１３９】
（サンプル４７）
Ｎｉ層に代えてＡｌ層を用いる以外はサンプル４５と同様にして、内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【０１４０】
（サンプル４８）
Ｃｕ層に代えてＡｌ層を用いる以外はサンプル４５と同様にして、内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【０１４１】
（溶接性）
上述のようにして得られたサンプル４５〜４８の内周側負極リードと外周側負極リードの溶接性を、上述のサンプル１〜３６と同様にして評価した。その結果を表８に示す。
【０１４２】
（スパッタ）
上述のようにして得られたサンプル４５〜４８の内周側負極リードと外周側負極リードのスパッタ発生の有無を、上述のサンプル１〜３６と同様にして評価した。その結果を表８に示す。
【０１４３】
（電極棒の貼り付き）
上述のようにして得られたサンプル４５〜４８の内周側負極リードと外周側負極リードを電池缶に抵抗溶接するときに、電極棒の貼り付きがあるか否かを以下のようにして確認した。
まず、缶底（一端面）の側が閉鎖されているのに対してそれとは反対側の上端の側（他端面）が開放されている、円筒形状を有する、両表面にＮｉメッキを施した鉄製の電池缶（φ１８ｍｍ、高さ６７ｍｍ）を準備した。次に、この電池缶内側の缶底中央部で外周側負極リードの一端部と内周側負極リードの一端部とを、外周側負極リードの一端部が下側となり、内周側負極リードの一端部が上側となるようにして重ね合わせた。この際、外周側負極リードおよび内周側負極リードそれぞれのＮｉ層側の表面が、缶底側を向くようにして、両リードの一端部同士を重ね合わせた。次に、電極棒を内周側負極リードの表面に押し当て、重ね合わせた両リードの一端部同士と、外周側負極リードの一端部と電池缶の缶底とを抵抗溶接により溶接した。この際、内周側負極リードと電極棒との間に貼り付きが発生しているか否かを確認した。その結果を表８に示す。なお、表８中において、「○」印、「×」印は以下の確認結果を示す。
○：内周側負極リードと電極棒との間に貼り付きが発生しなかった。
×：内周側負極リードと電極棒との間に貼り付きが発生した。
【０１４４】
【表７】
【０１４５】
【表８】
【０１４６】
表７、表８から以下のことがわかる。
サンプル４５の評価結果から、内周側負極リードおよび外周側負極リードを、Ｎｉ層およびＣｕ層の２層構造とすることで、優れた溶接性が得られるとともに、スパッタの発生および電極棒の貼り付きも抑えることができる。
サンプル４６の評価結果から、内周側負極リードおよび外周側負極リードを、Ｎｉ層、Ｃｕ層およびＮｉ層の３層構造とすると、電極棒の貼り付きが発生する傾向にある。
サンプル４７の評価結果から、内周側負極リードおよび外周側負極リードを、Ａｌ層、およびＣｕ層の２層構造とすると、リード間、および缶−リード間の溶性性が低下する傾向にある。
サンプル４８の評価結果から、Ｎｉ層、およびＡｌ層の２層構造とすると、リード間の溶性性が低下する傾向にある。
以上により、内周側負極リードおよび外周側負極リードの構造としては、Ｎｉ層およびＣｕ層の２層構造を採用することが好ましい。
【０１４７】
以上、本技術の実施形態について具体的に説明したが、本技術は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０１４８】
例えば、上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。
【０１４９】
また、上述の実施形態の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【０１５０】
上述の実施形態では、２つ負極リードを備える電池の例について説明したが、本技術はこれに限定されるものではなく、３つ以上の負極リードを備える電池、すなわち複数の負極リードを備える電池に本技術は適用可能である。
【０１５１】
また、上述の実施形態では、リチウムイオン電池に対して本技術を適用した例を示したが、本技術は電池の種類に限定されるものではなく、複数の負極リードを備える電池であれば適用可能である。例えば、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、リチウム−二酸化マンガン電池、リチウム−硫化鉄電池などの各種電池に対して本技術を適用可能である。
【０１５２】
また、上述の実施形態では、二次電池に対して本技術を適用した例を示したが、本技術は電池の種類に限定されるものではなく、複数の負極リードを備える電池であれば適用可能であり、一次電池に対しても適用可能である。
【符号の説明】
【０１５３】
１１ 電池缶
１１ａ 缶底
１２、１３ 絶縁板
１４ 電池蓋
１５ 安全弁機構
１５Ａ ディスク板
１６ 熱感抵抗素子
１７ ガスケット
２０ 巻回電極体
２１ 正極
２１Ａ 正極集電体
２１Ｂ 正極活物質層
２２負極
２２Ａ 負極集電体
２２Ｂ 負極活物質層
２３ セパレータ
２４ センターピン
２５ 正極リード
２６ 内周側負極リード
２７ 外周側負極リード
３１ 銅層
３２ ニッケル層
３３ プロジェクション
【技術分野】
【０００１】
本技術は、電池に関する。詳しくは、複数の負極リードを備える電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、軽量であると共に、高電位、高容量、高性能、長寿命などの利点を有することから、携帯機器（例えば、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、電動工具）や、電動移動体（例えば、電動自動車、電動自転車）などの電源として、リチウムイオン二次電池が広く用いられようとしている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池は、通常、正極リードが封口板に設けられた電極端子に接続され、負極リードが電池缶と接続されることにより、電池内部で発生した化学エネルギーを電気エネルギーとして取り出す構造を有している。
【０００４】
このような構造の電池では、負極リードとしては、抵抗溶接し易いニッケルが用いられるが、電気抵抗が高いため、大電流を流すことにより負極リード自身が発熱し、その周囲のセパレータを融解し、正極−負極間でショートが発生するという問題がある。
【０００５】
そこで、このような問題を解決すべく、電気抵抗が低く安価な銅が用いられるが、銅は電気抵抗が低いため、鉄や鉄合金製の電池缶と負極リードとを抵抗溶接すると、電流の逃げが生じて十分な溶接強度が得られない。このため、電池落下などの衝撃が加わった場合には、負極リードと電池缶との溶接が剥がれるという問題がある。
【０００６】
そこで、負極リードとして電気抵抗の高いニッケル層を銅層に積層した２層構造または３層構造のクラッド材を用いることにより、鉄系の電池缶と負極リードとの溶接強度を高める技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。また、電流の取り出し効率を高めるために、負極リードを複数本にする技術が提案されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１２７５９９号公報
【特許文献２】特開２００７−２７３２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の技術では、負極リードの溶性性が低下することがある。また、溶接時にスパッタが発生し、それがセパレータを貫通し、正極−負極間で内部短絡が発生することがある。
【０００９】
したがって、本技術の目的は、溶接性に優れ、かつ、スパッタの発生による内部短絡を抑制することができる電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の課題を解決するために、本技術は、
正極、および負極を有する巻回電極体と、
正極および負極の間に設けられた電解質と、
巻回電極体が収容される、鉄または鉄合金を主成分とする外装缶と
負極と外装缶とを電気的に接続する第１の負極リードおよび第２の負極リードと
を備え、
第１の負極リードおよび第２の負極リードは、ニッケル層と銅層とを有するクラッド材であり、
第１の負極リードのニッケル層の表面には、複数の凸部が設けられ、
第２の負極リードのニッケル層は、外装缶と溶接され、
第１の負極リードのニッケル層は、複数の凸部を介して、第２の負極リードの銅層と溶接され、
ニッケル層の厚さは、１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内であり、
銅層の厚さは、３μｍ以上２１０μｍ以下の範囲内であり、
第１の負極リードおよび第２の負極リードの総厚は、６０μｍ以上２２０μｍ以下の範囲内であり、
第１の負極リードおよび第２の負極リードの幅は、３．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲内であり、
凸部の大きさは、０．１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の範囲内であり
凸部の高さは、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲内であり、
凸部の間隔は、０．６ｍｍ以上２．８ｍｍ以下の範囲内である電池である。
【００１１】
本技術において、第１の負極リードおよび第２の負極リードのうちの一方のリードは、巻回電極体の最内周部の内側表面に溶接された内周側負極リードであり、他方のリードは、巻回電極体の最外周部の外側表面に溶接された外周側負極リードであることが好ましい。より具体的には、第１の負極リードは、巻回電極体の最内周部の内側表面に溶接された内周側負極リードであり、第２の負極リードは、巻回電極体の最外周部の外側表面に溶接された外周側負極リードであることが好ましい。巻回電極体の最内周部および最外周部にはそれぞれ、負極活物質層が形成されず、負極集電体が露出した負極集電体露出部が形成され、これらの露出部にそれぞれ内周側負極リードおよび外周側負極リードが溶接されていることが好ましい。このような構成を有する場合、第１の負極リードおよび第２の負極リードの少なくとも一方のリードが、バリが形成された表面を有するときには、バリが形成された表面が、負極とは反対側に向けられていることが好ましい。
【００１２】
本技術では、第１の負極リードのニッケル層の表面に複数の凸部を形成しているので、第１の負極リードおよび第２の負極リードの溶接時におけるスパッタの発生を抑制することができる。したがって、正極−負極間で内部短絡の発生を抑制できる。
また、本技術では、第１の負極リードおよび第２の負極リードを、ニッケル層と銅層とを有するクラッド材とし、第２の負極リードのニッケル層を外装缶と溶接し、第１の負極リードのニッケル層を、複数の凸部を介して、第１の負極リードの銅層と溶接しているので、第１の負極リードと第２の負極リードとの間の溶接性と、電池缶と第２の負極リードとの間の溶接性とを向上することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本技術によれば、溶接性に優れ、かつ、スパッタの発生による内部短絡を抑制することができる電池を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本技術の一実施形態に係る非水電解質二次電池の構成の一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示した巻回電極体の一部を拡大して表す断面図である。
【図３】図３Ａは、内周側負極リードおよび外周側負極リードの溶接形態および構成の一例を示す断面図である。図３Ｂは、内周側負極リードに設けられたプロジェクションを拡大して表す断面図である。図３Ｃは、プロジェクションの大きさＲの定義を説明するための模式図である。
【図４】図４は、外周リードの溶接性の評価方法を説明するための斜視図である。
【図５】図５Ａは、巻回電極体を両端面に水平な方向で切断したときの断面図である。図５Ｂは、図５ＡのＶＢ−ＶＢ線に沿った断面図である。図５Ｃは、内周側負極リードの溶接部分を拡大して示す断面図である。図５Ｄは、外周側負極リードの溶接部分を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本技術の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
[電池の構成]
図１は、本技術の一実施形態に係る非水電解質二次電池の構成の一例を示す断面図である。この非水電解質二次電池は、負極の容量が、電極反応物質であるリチウム（Ｌｉ）の吸蔵および放出による容量成分により表されるいわゆるリチウムイオン二次電池である。この非水電解質二次電池はいわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶（外装缶）１１の内部に、一対の帯状の正極２１と帯状の負極２２とがセパレータ２３を介して積層し巻回された巻回電極体２０を有している。外装缶である電池缶１１は、ニッケル（Ｎｉ）のめっきがされた鉄（Ｆｅ）または鉄合金により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶１１の内部には、電解液が注入され、セパレータ２３に含浸されている。また、巻回電極体２０を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板１２、１３がそれぞれ配置されている。
【００１７】
電池缶１１の開放端部には、電池蓋１４と、この電池蓋１４の内側に設けられた安全弁機構１５および熱感抵抗素子（Positive Temperature Coefficient；ＰＴＣ素子）１６とが、封口ガスケット１７を介してかしめられることにより取り付けられている。これにより、電池缶１１の内部は密閉されている。電池蓋１４は、例えば、電池缶１１と同様の材料により構成されている。安全弁機構１５は、電池蓋１４と電気的に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合にディスク板１５Ａが反転して電池蓋１４と巻回電極体２０との電気的接続を切断するようになっている。封口ガスケット１７は、例えば、絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。
【００１８】
巻回電極体２０の中心には例えばセンターピン２４が挿入されている。巻回電極体２０の正極２１には、アルミニウム（Ａｌ）などよりなる正極リード２５の一端部が接続されている。正極リード２５の他端部は、安全弁機構１５に溶接されることにより電池蓋１４と電気的に接続されている。
【００１９】
巻回電極体２０の負極２２には、ニッケル層と銅層とが貼り合わされたクラッドリード材からなる内周側負極リード２６および外周側負極リード２７が接続されている。より具体的には、巻回電極体２０の内周側の負極２２に、内周側負極リード２６の一端部が取り付けられ、その他端部が巻回電極体２０から引き出されている。巻回電極体２０の外周側の負極２２に、外周側負極リード２７の一端部が取り付けられ、その他端部が巻回電極体２０から引き出されている。巻回電極体２０から引き出された内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の他端部同士が重ね合わされ、電池缶内側の底面に溶接されて電気的に接続されている。内周側負極リード２６は、例えば、巻回電極体２０の最内周部の内側表面に溶接される。外周側負極リード２７は、例えば、巻回電極体２０の最外周部の外側表面に溶接される。
【００２０】
図２は、図１に示した巻回電極体２０の一部を拡大して表す断面図である。以下、図２を参照しながら、二次電池を構成する正極２１、負極２２、セパレータ２３、および電解液について順次説明する。
【００２１】
（正極）
正極２１は、例えば、正極集電体２１Ａの両面に正極活物質層２１Ｂが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、正極集電体２１Ａの片面のみに正極活物質層２１Ｂを設けるようにしてもよい。正極集電体２１Ａは、例えば帯状の形状を有し、その長手方向の中間部に、正極活物質層２１Ｂに覆われず、正極集電体２１Ａの表面が露出した正極集電体露出部を有している。この正極集電体露出部に対して正極リード２５の一端が溶接される。正極集電体２１Ａは、例えば、アルミニウム箔などの金属箔により構成されている。正極活物質層２１Ｂは、例えば、正極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料の１種または２種以上を含んでおり、必要に応じてグラファイトなどの導電剤およびポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んで構成されている。
【００２２】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、リチウム酸化物、リチウムリン酸化物、リチウム硫化物あるいはリチウムを含む層間化合物などのリチウム含有化合物が適当であり、これらの２種以上を混合して用いてもよい。エネルギー密度を高くするには、リチウムと遷移金属元素と酸素（Ｏ）とを含むリチウム含有化合物が好ましく、中でも、遷移金属元素として、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）および鉄（Ｆｅ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものであればより好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、式（１）、式（２）もしくは式（３）に示した層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式（４）に示したスピネル型の構造を有するリチウム複合酸化物、または式（５）に示したオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩などが挙げられ、具体的には、ＬｉＮｉ0.50Ｃｏ0.20Ｍｎ0.30Ｏ2、ＬｉaＣｏＯ2（ａ≒１）、ＬｉbＮｉＯ2（ｂ≒１）、Ｌｉc1Ｎｉc2Ｃｏ1-c2Ｏ2（ｃ１≒１，０＜ｃ２＜１）、ＬｉdＭｎ2Ｏ4（ｄ≒１）あるいはＬｉeＦｅＰＯ4（ｅ≒１）などがある。
【００２３】
ＬｉfＭｎ(1-g-h)ＮｉgＭ１hＯ(2-j)Ｆk ・・・（１）
（式中、Ｍ１は、コバルト（Ｃｏ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｆ、ｇ、ｈ、ｊおよびｋは、０．８≦ｆ≦１．２、０＜ｇ＜０.５、０≦ｈ≦０.５、ｇ＋ｈ＜１、−０.１≦ｊ≦０.２、０≦ｋ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｆの値は完全放電状態における値を表している。）
【００２４】
ＬｉmＮｉ(1-n)Ｍ２nＯ(2-p)Ｆq ・・・（２）
（式中、Ｍ２は、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｍ、ｎ、ｐおよびｑは、０．８≦ｍ≦１．２、０．００５≦ｎ≦０．５、−０．１≦ｐ≦０．２、０≦ｑ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｍの値は完全放電状態における値を表している。）
【００２５】
ＬｉrＣｏ(1-s)Ｍ３sＯ(2-t)Ｆu ・・・（３）
（式中、Ｍ３は、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｒ、ｓ、ｔおよびｕは、０．８≦ｒ≦１．２、０≦ｓ＜０．５、−０．１≦ｔ≦０．２、０≦ｕ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｒの値は完全放電状態における値を表している。）
【００２６】
ＬｉvＭｎ2-wＭ４wＯxＦy ・・・（４）
（式中、Ｍ４は、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｖ、ｗ、ｘおよびｙは、０．９≦ｖ≦１．１、０≦ｗ≦０．６、３．７≦ｘ≦４．１、０≦ｙ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｖの値は完全放電状態における値を表している。）
【００２７】
ＬｉzＭ５ＰＯ4 ・・・（５）
（式中、Ｍ５は、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、タングステン（Ｗ）およびジルコニウム（Ｚｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｚは、０．９≦ｚ≦１．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｚの値は完全放電状態における値を表している。）
【００２８】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、これらの他にも、ＭｎＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13、ＮｉＳ、ＭｏＳなどのリチウムを含まない無機化合物も挙げられる。
【００２９】
（負極）
負極２２は、例えば、負極集電体２２Ａの両面に負極活物質層２２Ｂが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、負極集電体２２Ａの片面のみに負極活物質層２２Ｂを設けるようにしてもよい。負極集電体２２Ａは、例えば帯状の形状を有し、その長手方向の最内周部の内側表面、および最外周部の外側表面に、負極活物質層２２Ｂに覆われず、負極集電体２２Ａの表面が露出した負極集電体露出部を有している。これらの最内周部および最外周部の負極集電体露出部それぞれに対して、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の一端が溶接される。負極集電体２２Ａは、例えば、銅箔などの金属箔により構成されている。
【００３０】
負極活物質層２２Ｂは、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか１種または２種以上を含んで構成されており、必要に応じて正極活物質層２１Ｂと同様の結着剤を含んで構成されている。
【００３１】
なお、この二次電池では、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料の電気化学当量が、正極２１の電気化学当量よりも大きくなっており、充電の途中において負極２２にリチウム金属が析出しないようになっている。
【００３２】
また、この二次電池は、完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）が、例えば４．２Ｖ以上４．６Ｖ以下、好ましくは４．２５Ｖ以上４．５Ｖ以下の範囲内になるように設計されている。開回路電圧が４．２５Ｖ以上４．５Ｖ以下の範囲内に設計されている場合には、開回路電圧が４．２０Ｖの電池よりも、同じ正極活物質であっても単位質量当たりのリチウムの放出量が多くなるので、それに応じて正極活物質と負極活物質との量が調整される。これにより高いエネルギー密度が得られるようになっている。
【００３３】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維あるいは活性炭などの炭素材料が挙げられる。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスあるいは石油コークスなどがある。有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂などの高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいい、一部には難黒鉛化性炭素または易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。また、高分子材料としてはポリアセチレンあるいはポリピロールなどがある。これら炭素材料は、充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、高い充放電容量を得ることができると共に、良好なサイクル特性を得ることができるので好ましい。特に黒鉛は、電気化学当量が大きく、高いエネルギー密度を得ることができ好ましい。また、難黒鉛化性炭素は、優れた特性が得られるので好ましい。更にまた、充放電電位が低いもの、具体的には充放電電位がリチウム金属に近いものが、電池の高エネルギー密度化を容易に実現することができるので好ましい。
【００３４】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、リチウムを吸蔵および放出することが可能であり、金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を構成元素として含む材料も挙げられる。このような材料を用いれば、高いエネルギー密度を得ることができるからである。特に、炭素材料と共に用いるようにすれば、高エネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるのでより好ましい。この負極材料は金属元素あるいは半金属元素の単体でも合金でも化合物でもよく、またこれらの１種または２種以上の相を少なくとも一部に有するようなものでもよい。なお、本技術において、合金には２種以上の金属元素からなるものに加えて、１種以上の金属元素と１種以上の半金属元素とを含むものも含める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物あるいはそれらのうちの２種以上が共存するものがある。
【００３５】
この負極材料を構成する金属元素あるいは半金属元素としては、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、パラジウム（Ｐｄ）あるいは白金（Ｐｔ）が挙げられる。これらは結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。
【００３６】
中でも、この負極材料としては、短周期型周期表における４Ｂ族の金属元素あるいは半金属元素を構成元素として含むものが好ましく、特に好ましいのはケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）の少なくとも一方を構成元素として含むものである。ケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）は、リチウム（Ｌｉ）を吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。
【００３７】
スズ（Ｓｎ）の合金としては、例えば、スズ（Ｓｎ）以外の第２の構成元素として、ケイ素（Ｓｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）、およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。ケイ素（Ｓｉ）の合金としては、例えば、ケイ素（Ｓｉ）以外の第２の構成元素として、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。
【００３８】
スズ（Ｓｎ）の化合物あるいはケイ素（Ｓｉ）の化合物としては、例えば、酸素（Ｏ）あるいは炭素（Ｃ）を含むものが挙げられ、スズ（Ｓｎ）またはケイ素（Ｓｉ）に加えて、上述した第２の構成元素を含んでいてもよい。
【００３９】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、更に、他の金属化合物あるいは高分子材料が挙げられる。他の金属化合物としては、ＭｎＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13などの酸化物、ＮｉＳ、ＭｏＳなどの硫化物、あるいはＬｉＮ3などのリチウム窒化物が挙げられ、高分子材料としてはポリアセチレン、ポリアニリンあるいはポリピロールなどが挙げられる。
【００４０】
（負極リード）
図３Ａは、内周側負極リードおよび外周側負極リードの溶接形態および構成の一例を示す断面図である。内周側負極リード２６および外周側負極リード２７は、ニッケル層（以下Ｎｉ層という。）３１と銅層（以下Ｃｕ層という。）３２とを貼り合わせた２層構造を有するクラッド材である。内周側負極リード２６のＮｉ層３１の表面には、複数の凸部（以下プロジェクションという。）３１ａが設けられている。これに対して、外周側負極リード２７のＮｉ層３１には、複数のプロジェクション３１ａは設けられておらず、平面状とされている。
【００４１】
外周側負極リード２７のＮｉ層３１が、電池缶１１の缶底１１ａに溶接により取り付けられ、内周側負極リード２６のＮｉ層３１が、複数のプロジェクション３１ａを介して、缶底１１ａに溶接された外周側負極リード２７のＣｕ層２７に溶接されている。内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の電気導電性が１２ｍ／Ω以上であることが好ましい。電気導電性が１２ｍ／Ω未満であると、大電流放電を行ったときに、ジュール熱で内周側負極リード２６および外周側負極リード２７が発熱し、セパレータ２３が融解し、正極−負極間でショートが発生する虞がある。
【００４２】
図５Ａは、巻回電極体を両端面に水平な方向で切断したときの断面図である。図５Ｂは、図５ＡのＶＢ−ＶＢ線に沿った断面図である。図５Ｃは、内周側負極リードの溶接部分を拡大して示す断面図である。図５Ｄは、外周側負極リードの溶接部分を拡大して示す断面図である。内周側負極リード２６を負極集電体２２Ａの最内周部の内側表面Ｓｉに溶接する構成を有するときにおいて、内周側負極リード２６が、バリ４１が形成された表面Ｓを有する場合には、バリ４１が形成された表面Ｓを負極集電体２２Ａとは反対側（溶接する側とは反対側）に向けるようにして、内周側負極リード２６と負極集電体２２Ａとを溶接することが好ましい。これにより、内周側負極リード２６の表面Ｓに形成されたバリ４１が、負極集電体２２Ａに刺さり、負極集電体２２Ａの切れ（例えば箔切れ）や、負極集電体２２Ａとセパレータ２３を貫通して、正極２１と接し内部短絡を起こすことを防止できる。外周側負極リード２７を負極２２の最外周部の外側表面Ｓｏに溶接する構成を有するときにおいて、外周側負極リード２７が、バリ４１が形成された表面Ｓを有する場合には、バリ４１が形成された表面Ｓを負極集電体２２Ａとは反対側（溶接する側とは反対側）に向けるようにして、外周側負極リード２７と負極集電体２２Ａとを溶接することが好ましい。これにより、外周側負極リード２７の表面Ｓに形成されたバリ４１が、負極集電体２２Ａに刺さり、負極集電体２２Ａの切れ（例えば箔切れ）や、負極集電体２２Ａとセパレータ２３を貫通して、正極２１と接し内部短絡を起こすことを防止できる。
【００４３】
なお、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の全体をクラッド材としてもよく、溶接部分のみをクラッド化した部分クラッド材としてもよい。内周側負極リード２６を部分クラッド材とする場合、このクラッド材としては、例えば、外周側負極リード２７と溶接される部分がクラッド化された部分クラッド材が挙げられる。外周側負極リード２７を部分クラッド材とする場合、このクラッド材としては、内周側負極リード２６と溶接される部分と、電池缶１１と溶接される部分がクラッド化された部分クラッド材が挙げられる。
【００４４】
Ｎｉ層３１の材料としては、例えば、純ニッケルのみならず、ニッケル合金を用いることもできる。Ｃｕ層３２の材料としては、純銅のみならず、銅合金を用いることもできる。
【００４５】
内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の構成は、同一の構成（同一の材料、総厚、各層の厚さなど）に限定されるものではなく、異なる構成を採用するようにしてもよい。
【００４６】
図３Ｂは、内周側負極リードに設けられたプロジェクションを拡大して表す断面図である。プロジェクション３１ａとＮｉ層３１とは、例えば、一体成形されており、同一の材料からなる。プロジェクション３１ａの形成方法としては、例えばプレス加工が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００４７】
プロジェクション３１ａの形状としては、錐体状、柱状、半球状、半楕円球状、多角形状などが挙げられるが、これらの形状に限定されるものではなく、他の形状を採用するようにしてもよい。錐体状としては、例えば、頂部が尖った錐体形状、頂部が平坦な錐体形状、頂部に凸状の曲面を有する錐体形状が挙げられるが、これらの形状に限定されるものではない。プロジェクション３１ａの配列形態としては、規則的な配列および不規則的な配列のいずれを採用するようにしてもよい。
【００４８】
（Ｃｕ層の厚さ）
内周側負極リード２６および外周側負極リード２７のＣｕ層３２の厚さｔ2は、３μｍ以上２１０μｍ以下の範囲内にあることが好ましい。Ｃｕ層３２の厚さｔ2が３μｍ未満であると、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の電気抵抗を十分に低減できず、大電流を流したときに内周側負極リード２６および外周側負極リード２７が発熱する。この発熱により、その周囲のセパレータ２３を融解し、正極−負極間でショートが発生するおそれがある。一方、Ｃｕ層３２の厚さｔ2が２１０μｍを超えると、正極２１、負極２２およびセパレータ２３をともに巻回するときに、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７を丸く曲げることが困難になる。その結果、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７が正極２１、負極２２およびセパレータ２３にダメージを与え、ショートを発生させるおそれがある。なお、プロジェクション３１ａが表面に形成されている内周側負極リード２６において、Ｃｕ層３２の厚さｔ2とは、Ｃｕ層側の裏面とＮｉ層３１−Ｃｕ層３２の界面との平坦部間の距離を意味する。ここで、裏面とは、プロジェクション３１ａが形成されたＮｉ層側とは反対側の面、すなわちＣｕ層側の面を意味し、界面とはＮｉ層３１−Ｃｕ層３２の界面を意味する。
【００４９】
（Ｎｉ層の厚さ）
内周側負極リード２６および外周側負極リード２７のＮｉ層３１の厚さｔ1は、１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内であることが好ましい。Ｎｉ層３１の厚さｔ1が１０μｍ未満であると、抵抗溶接時に金属が十分に発熱せず、溶接が確実に行えなくなる。一方、Ｎｉ層３１の厚さｔ1が２００μｍを超えると、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の抵抗を十分に低くすることができなくなる。なお、プロジェクション３１ａが表面に形成されている内周側負極リード２６において、Ｎｉ層３１の厚さｔ1とは、Ｎｉ層側の表面とＮｉ層３１−Ｃｕ層３２の界面との平坦部間の距離を意味する。ここで、表面とは、プロジェクション３１ａが形成されたＮｉ層側の面を意味し、界面とはＮｉ層３１−Ｃｕ層３２の界面を意味する。
【００５０】
（リード総厚）
内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の総厚ｔ（＝ｔ1＋ｔ2）は、６０μｍ以上２２０μｍ以下の範囲内であることが好ましい。内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の総厚ｔが６０μｍ未満であると、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の機械的強度が低下し、衝撃を受けたときに切断されるおそれがある。一方、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の総厚ｔが２２０μｍを超えると、正極２１、負極２２、およびセパレータ２３をともに巻回するときに、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７を丸く曲げることが困難になる。その結果、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７が正極２１、負極２２、およびセパレータ２３にダメージを与え、ショートを発生させるおそれがある。なお、プロジェクション３１ａが表面に形成されている内周側負極リード２６において、総厚ｔとは、Ｎｉ層側の表面とＣｕ層側の裏面との平坦部間の距離を意味する。ここで、表面とは、プロジェクション３１ａが形成されたＮｉ層側の面を意味し、裏面とは、Ｎｉ層側とは反対側の面、すなわちＣｕ層側の面を意味する。
【００５１】
（リード幅）
内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の幅ｗは、３．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の幅ｗが３．５ｍｍ未満であると、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の電気抵抗を十分に低減できず、大電流を流したときに、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７が発熱する。この発熱により、その周囲のセパレータ２３を融解し、正極−負極間でショートが発生するおそれがある。また、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の機械的強度が低下し、衝撃を受けたときに切断されるおそれがある。一方、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の幅ｗが５．０ｍｍを超えると、正極２１、負極２２、およびセパレータ２３をともに巻回するときに、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７を丸く曲げることが困難になる。その結果、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７が正極２１、負極２２、およびセパレータ２３にダメージを与え、ショートを発生されるおそれがあるからである。
【００５２】
（プロジェクションの大きさ）
内周側負極リード２６のプロジェクション３１ａの大きさＲは、０．１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の範囲内であることが好ましく、０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲内であることがより好ましい。プロジェクション３１ａの大きさＲが０．１ｍｍ未満であると抵抗溶接時の加圧により、プロジェクション３１ａがすべて潰れてしまい、溶接強度が低下する。また、抵抗溶接時にスパッタが発生し、それがセパレータ２３を貫通し、正極−負極間で内部短絡が発生する。一方、プロジェクション３１ａの大きさＲが２．５ｍｍを超えると、一つのプロジェクション３１ａに電流が集中して流れ、スパッタが発生してしまう。
【００５３】
ここで、プロジェクションの大きさＲは、図３Ｃに示すように、プロジェクション３１ａの高さＨ/２の位置での幅をいう。例えば、プロジェクション３１ａの底面が楕円形状である場合には、プロジェクション３１ａの大きさＲは高さＨ/２の位置での短軸の長さ（短径）を意味する。また、プロジェクション３１ａの底面が円形状である場合には、プロジェクション３１ａの大きさＲは高さＨ/２の位置での直径を意味する。
【００５４】
（プロジェクションの高さ）
内周側負極リード２６のプロジェクション３１ａの高さＨは、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。プロジェクション３１ａの高さＨが０．１ｍｍ未満であると、抵抗溶接時の加圧により、プロジェクション３１ａがすべて潰れてしまい、溶接強度が低下する。また、また、抵抗溶接時にスパッタが発生し、それがセパレータ２３を貫通し、正極−負極間で内部短絡が発生する。一方、プロジェクション３１ａの高さＨが０．５ｍｍを超えると、溶接時に溶接部分にかかる加圧が不十分になり、溶接強度が低くなる。また、抵抗溶接時にスパッタが発生し、それがセパレータ２３を貫通し、正極−負極間で内部短絡が発生する。
【００５５】
（プロジェクションの間隔）
内周側負極リード２６のプロジェクション３１ａの間隔Ｄは、０．６ｍｍ以上２．８ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。プロジェクション３１ａの間隔Ｄが０．６ｍｍ未満であると、個々のプロジェクション３１ａに電流が集中せず、溶接強度が低下する。一方、プロジェクション３１ａの間隔Ｄが２．８ｍｍを超えると、溶接時に電極棒との接触が不十分になり、スパッタが発生し、それがセパレータ２３を貫通し、正極−負極間で内部短絡が発生する。ここで、プロジェクション３１ａの間隔Ｄは、隣り合うプロジェクション３１ａの頂部間の最短の間隔である。
【００５６】
（セパレータ）
セパレータ２３は、正極２１と負極２２とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるものである。セパレータ２３としてしは、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンまたはポリエチレンなどの合成樹脂製の多孔質膜、またはセラミック製の多孔質膜を単層で、またはそれらを複数積層したもの用いることができる。特に、セパレータ２３としては、ポリオレフィン製の多孔質膜が好ましい。ショート防止効果に優れ、かつシャットダウン効果による電池の安全性向上を図ることができるからである。また、セパレータ２３としては、ポリオレフィンなどの微多孔膜上に、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの多孔性の樹脂層を形成したものを用いてもよい。
【００５７】
（電解液）
セパレータ２３には、液状の電解質である電解液が含浸されている。この電解液は、溶媒と、この溶媒に溶解された電解質塩とを含んでいる。
【００５８】
溶媒としては、炭酸エチレンあるいは炭酸プロピレンなどの環状の炭酸エステルを用いることができ、炭酸エチレンおよび炭酸プロピレンのうちの一方、特に両方を混合して用いることが好ましい。サイクル特性を向上させることができるからである。
【００５９】
溶媒としては、また、これらの環状の炭酸エステルに加えて、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルあるいは炭酸メチルプロピルなどの鎖状の炭酸エステルを混合して用いることが好ましい。高いイオン伝導性を得ることができるからである。
【００６０】
溶媒としては、更にまた、２，４−ジフルオロアニソールあるいは炭酸ビニレンを含むこと好ましい。２，４−ジフルオロアニソールは放電容量を向上させることができ、また、炭酸ビニレンはサイクル特性を向上させることができるからである。よって、これらを混合して用いれば、放電容量およびサイクル特性を向上させることができるので好ましい。
【００６１】
これらの他にも、溶媒としては、炭酸ブチレン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、３−メトキシプロピロニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルフォルムアミド、Ｎ−メチルピロリジノン、Ｎ−メチルオキサゾリジノン、Ｎ，Ｎ−ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、ジメチルスルフォキシドあるいはリン酸トリメチルなどが挙げられる。
【００６２】
なお、これらの非水溶媒の少なくとも一部の水素をフッ素で置換した化合物は、組み合わせる電極の種類によっては、電極反応の可逆性を向上させることができる場合があるので、好ましい場合もある。
【００６３】
電解質塩としては、例えばリチウム塩が挙げられ、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。リチウム塩としては、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、ＬｉＣＨ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＣ（ＳＯ2ＣＦ3）3、ＬｉＡｌＣｌ4、ＬｉＳｉＦ6、ＬｉＣｌ、ジフルオロ［オキソラト−Ｏ，Ｏ'］ホウ酸リチウム、リチウムビスオキサレートボレート、あるいはＬｉＢｒなどが挙げられる。中でも、ＬｉＰＦ6は高いイオン伝導性を得ることができると共に、サイクル特性を向上させることができるので好ましい。
【００６４】
（作用）
この一実施形態に係る二次電池では、充電を行うと、正極活物質層２１Ｂからリチウムイオンが放出され、電解液を介して、負極活物質層２２Ｂに含まれるリチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料に吸蔵される。次に、放電を行うと、負極活物質層２２Ｂ中のリチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料に吸蔵されたリチウムイオンが放出され、電解液を介して正極活物質層２１Ｂに吸蔵される。
【００６５】
［電池の製造方法］
次に、本技術の一実施形態に係る非水電解質二次電池の製造方法の一例について説明する。
まず、例えば、正極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーを作製する。次に、この正極合剤スラリーを帯状の正極集電体２１Ａに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより正極活物質層２１Ｂを形成し、帯状の正極２１を形成する。この際、帯状の正極集電体２１Ａの長手方向の中間部に、正極活物質層２１Ｂに覆われず、正極集電体２１Ａの表面が露出する正極集電体露出部を形成する。
【００６６】
また、例えば、負極活物質と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーを作製する。次に、この負極合剤スラリーを帯状の負極集電体２２Ａに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより負極活物質層２２Ｂを形成し、帯状の負極２２を作製する。この際、帯状の負極集電体２２Ａの長手方向の両端部に、負極活物質層２２Ｂに覆われず、負極集電体２２Ａの表面が露出する負極集電体露出部を形成する。
【００６７】
次に、帯状の正極２１に形成された正極集電体露出部に正極リード２５を溶接により取り付ける。溶接方法としては、例えば、超音波溶接法、抵抗溶接法を用いることができる。次に、帯状の負極２２の一端部に形成された負極集電体露出部に内周側負極リード２６を溶接により取り付けるとともに、その他端部に形成された負極集電体露出部に外周側負極リード２７を溶接により取り付ける。溶接方法としては、例えば、超音波溶接法、抵抗溶接法を用いることができる。なお、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７としてＣｕ層のみからなるものを使用した場合、抵抗溶接では電極棒と内周側負極リード２６および外周側負極リード２７とが同質金属となってしまうので、高温を発生することができず溶接が困難となる。
【００６８】
次に、正極２１と負極２２とをセパレータ２３を介して巻回する。これにより、中間部から正極リード２５が引き出され、内周側から負極リード２６が引き出され、外周側から外周側負極リード２７が引き出された巻回電極体２０が得られる。
【００６９】
次に、巻回電極体２０から引き出された正極リード２５の先端部を安全弁機構１５に溶接する。次に、巻回電極体２０から引き出された内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の先端部同士を、電池缶１１の内側の缶底表面で、外周側負極リード２７の先端部が下側となり、内周側負極リード２６が上側となるようにして重ね合わせる。この際、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７それぞれのＮｉ層側の表面が、缶底側を向くようにして、両リードの先端部同士を重ね合わせる。次に、重ね合わせた内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の先端部同士と、外周側負極リード２７の先端部と電池缶１１の缶底とを溶接する。溶接方法としては、例えば、超音波溶接法、抵抗溶接法を用いることができる。
【００７０】
次に、巻回電極体２０を一対の絶縁板１２、１３で挟み電池缶１１の内部に収納する。次に、巻回電極体２０を電池缶１１の内部に収納したのち、電解液を電池缶１１の内部に注入し、セパレータ２３に含浸させる。次に、電池缶１１の開口端部に電池蓋１４、安全弁機構１５および熱感抵抗素子１６を、封口ガスケット１７を介してかしめることにより固定する。これにより、図１に示した二次電池が得られる。
【００７１】
本技術の一実施形態に係る非水電解質二次電池は、負極リードを２本備えているので、負極リードを１本備える従来の非水電解質二次電池よりもサイクル特性や高率放電特性を高めることができる。
【００７２】
内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の材料として、電気抵抗が低い銅を使用しているため、大電流を流したときにも、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の発熱を抑制することができる。したがって、内周側負極リード２６および外周側負極リード２７の周囲のセパレータ２３が融解し、正極−負極間でショートが発生することを抑制できる。
【００７３】
内周側負極リード２６および／または外周側負極リード２７にバリ４１がある場合には、このバリ４１を負極集電体２２Ａの最内周部の内側表面Ｓｉおよび／または最外周部の外側表面Ｓｏとは反対側となるようにして、内周側負極リード２６および／または外周側負極リード２７を負極集電体２２Ａに取り付けることが好ましい（図５Ａ〜図５Ｄ参照）。これにより、内周側負極リード２６および／または外周側負極リード２７のバリ４１が、負極集電体２２Ａに刺さり、負極集電体２２Ａの切れ（例えば箔切れ）や、負極集電体２２Ａとセパレータ２３を貫通して、正極２１と接し内部短絡を起こすことを防止できる。
【００７４】
鉄系の電池缶１１と、２層構造クラッド材である外周側負極リード２７のＮｉ層とを抵抗溶接した場合には、十分な溶接強度を得ることができる。
【００７５】
複数のプロジェクション３１ａが形成された内周側負極リード２６のＮｉ層３１と、外周側負極リード２７のＣｕ層３２とを抵抗溶性した場合には、負極リード同士の溶接強度を向上することができる。したがって、リード間の剥がれによる電池性能の低下を抑制することができる。
【００７６】
複数のプロジェクション３１ａを内周側負極リード２６のＮｉ層３１の表面に形成することにより、缶底溶接時におけるスパッタの発生を抑制することができる。したがって、スパッタがセパレータ２３を貫通し、正極−負極間で内部短絡を起こすことを抑制できる。
【実施例】
【００７７】
以下、実施例により本技術を具体的に説明するが、本技術はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００７８】
本実施例において、負極リードの総厚ｔ、Ｎｉ層の厚さｔ1、およびＣｕ層の厚さｔ2は以下のようにして測定したものである。
総厚ｔはミツトヨ製のマイクロメーターにて測定した。Ｎｉ層の厚さｔ1、およびＣｕ層の厚さｔ2は切断して、トプコン製の工具顕微鏡で断面を観察しながらそれぞれの厚みを測定した。表面にプロジェクションが形成されている負極リードについては、プロジェクション形成前の状態にて、負極リードの総厚ｔ、Ｎｉ層の厚さｔ1、およびＣｕ層の厚さｔ2を測定した。
なお、このようにして測定した総厚ｔ、Ｎｉ層の厚さｔ1、およびＣｕ層の厚さｔ2はそれぞれ、プロジェクション形成後の以下の部分の厚さに等しい（図３Ａ参照）。すなわち、負極リードの総厚ｔは、プロジェクション形成後における表面と裏面との平坦部間の距離と等しい。Ｎｉ層の厚さｔ1は、プロジェクション形成後における表面と界面との平坦部間の距離に等しい。Ｃｕ層の厚さｔ2は、プロジェクション形成後における裏面と界面との平坦部間の距離に等しい。ここで、表面とは、負極リードの両主面のうち、プロジェクションが形成された側の面を意味し、裏面とは、それとは反対側の面を意味し、界面とは、Ｎｉ層−Ｃｕ層の界面を意味する。
【００７９】
また、プロジェクションの直径Ｒ、高さＨ、および間隔Ｄは以下のようにして測定したものである。
プロジェクションの直径Ｒ、高さＨ、および間隔Ｄは切断して、トプコン製の工具顕微鏡で断面を観察しながら測定した。
【００８０】
（サンプル１）
（内周側負極リードの作製）
まず、Ｎｉ層とＣｕ層とが貼り合わされたクラッド材を作製した。次に、Ｎｉ層側が凸になるようにプレス加工により複数のプロジェクションを形成した。これにより、以下の構成を有する内周側負極リードが得られた（図３Ａ、図３Ｂ参照）。
Ｎｉ層の厚さｔ1：５μｍ
Ｃｕ層の厚さｔ2：６０μｍ
Ｃｕ層とＮｉ層の総厚ｔ（＝ｔ1＋ｔ2）：６５μｍ
リード幅ｗ：４．０ｍｍ
プロジェクションの形状：略半球状
プロジェクションの直径Ｒ：０．６ｍｍ
プロジェクションの高さＨ：０．２ｍｍ
プロジェクションの間隔Ｄ：０．７５ｍｍ
【００８１】
まず、Ｎｉ層とＣｕ層とが貼り合わされたクラッド材を作製した。これにより、以下の構成を有する外周側負極リードが得られた（図３Ａ参照）。
総厚
Ｎｉ層の厚さｔ1：５μｍ
Ｃｕ層の厚さｔ2：６０μｍ
Ｃｕ層とＮｉ層の総厚ｔ（＝ｔ1＋ｔ2）：６５μｍ
リード幅ｗ：４．０ｍｍ
【００８２】
（サンプル２）
内周側負極リードおよび内周側負極リードの総厚ｔを７０μｍ、Ｎｉ層の厚さｔ1を１０μｍ、Ｃｕ層の厚さｔ2を６０μｍとする以外は、サンプル１と同様にして内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【００８３】
（サンプル３〜７）
内周側負極リードおよび内周側負極リードの総厚ｔを５５μｍ〜２３０μｍ、Ｎｉ層の厚さｔ1を１０μｍ、Ｃｕ層の厚さｔ2を４５〜２２０μｍとする以外は、サンプル１と同様にして内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【００８４】
（サンプル８〜１３）
内周側負極リードおよび外周側負極リードの総厚ｔを６５μｍ〜２４０μｍ、Ｎｉ層の厚さｔ1を２０μｍ、Ｃｕ層の厚さｔ2を４５〜２２０μｍとする以外は、サンプル１と同様にして内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【００８５】
（サンプル１４〜１８）
内周側負極リードおよび外周側負極リードの総厚ｔを２０２μｍ〜２２５μｍ、Ｎｉ層の厚さｔ1を１０μｍ、Ｃｕ層の厚さｔ2を４５〜２２０μｍとする以外は、サンプル１と同様にして内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【００８６】
（サンプル１９〜２１）
サンプル１０と同様にして内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【００８７】
（サンプル２２）
内周側負極リードおよび外周側負極リードをサンプル１０の内周側負極リードと同様にして得た。
【００８８】
（サンプル２３）
まず、内周側負極リードをサンプル１０の外周側負極リードと同様にして得た。次に、外周側負極リードをサンプル１０の内周側負極リードと同様にして得た。
【００８９】
（サンプル２４）
内周側負極リードおよび外周側負極リードをサンプル１０の外周側負極リードと同様にして得た。
【００９０】
（サンプル２５〜２８）
内周側負極リードのＣｕ層表面のプロジェクションの直径Ｒを０．０５ｍｍ〜３．０ｍｍとする以外は、サンプル１０と同様にして内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【００９１】
（サンプル２９〜３２）
内周側負極リードのＣｕ層表面のプロジェクションの高さＨを０．０７ｍｍ〜０．６ｍｍとする以外は、サンプル１０と同様にして内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【００９２】
（サンプル３３〜３６）
内周側負極リードのＣｕ層表面のプロジェクションの間隔Ｄを０．５ｍｍ〜３．０ｍｍとする以外は、サンプル１０と同様にして内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【００９３】
（電気導電性）
上述のようにして得られたサンプル１〜３６の内周側負極リードおよび外周側負極リードの電気導電性を以下の式により求めた。その結果を表２に示す。
電気導電性［ｍ／Ω］＝ニッケルの電気導電率（14300000ｍ-1Ω-1）×幅ｗ（ｍ）×厚みｔ1（ｍ）＋銅の電気導電率（59600000ｍ-1Ω-1）×幅ｗ（ｍ）×厚みｔ2（ｍ）。
なお、この式ではプロジェクションの存在は無視している。
【００９４】
次に、上述のようにして求めた内周側負極リードおよび外周側負極リードの電気導電性を用いて、以下の基準で内周側負極リードおよび外周側負極リードの電気導電性を評価した。その結果を表２に示す。
○：電気導電性が１２ｍ／Ω以上である。
×：電気導電性が１２ｍ／Ω未満である。
なお、電気導電性が１２ｍ／Ω未満であると、大電流放電（環境温度２３℃、電流値６０Ａで８０秒放電）を行ったときに、ジュール熱で内周側負極リードおよび外周側負極リードが発熱し、セパレータが融解し、正極−負極間でショートが発生する虞がある。
【００９５】
（組立性）
上述のようにして得られたサンプル１〜３６の内周側負極リードおよび外周側負極リードの組立性を以下のようにして評価した。
【００９６】
まず、上述のようにして得られたサンプル１〜３６の内周側負極リードおよび外周側負極リードを用いて、巻回電極体を以下のようにして作製した。
【００９７】
正極を以下のようにして作製した。まず、ＬｉＣｏＯ2粉末（正極活物質）９１重量部と黒鉛粉末（導電助剤）６重量部およびポリフッ化ビニルデン（結着剤）３重量部の混合物をＮ−メチル−２−ピロリドンに分散して正極合剤スラリーを作製した。次に、この正極合剤スラリーを、厚さ２０μｍを有する帯状のアルミ箔（正極集電体）に塗布し、乾燥させた後、ローラープレス機によりプレスして帯状の正極とした。この際、帯状のアルミニウム箔の長手方向の中間部に、アルム箔が露出する露出部（集電体露出部）を形成した。次に、アルミニウム箔の露出部に正極リードを超音波溶接で固定した。
【００９８】
負極を以下のようにして作製した。まず、不活性ガス雰囲気中で焼成した後、平均粒径２０μｍに粉砕した炭素材料（負極活物質）を９０重量部とポリフッ化ビニルデン（結着剤）を１０重量部混合し、これをＮ−メチル−２−ピロリドンに分散して負極合剤スラリーを作製した。次に、この負極合剤スラリーを、厚さ１５μｍを有する帯状の銅箔（負極集電体）に塗布し、乾燥後、ローラープレス機によりプレスして帯状の負極とした。この際、帯状の銅箔の長手方向の両端部に、アルム箔が露出する露出部（集電体露出部）を形成した。次に、帯状の銅箔の両端部のうちの一方の露出部に内周側負極リードを超音波溶接により固定し、その他方の露出部に外周側負極リードを超音波溶接により固定した。
【００９９】
次に、正極と、微多孔性ポリプロピレンフィルム（２５μｍ厚）からなるセパレータと、負極とを積層してから渦巻状に多数回巻回させたのち、巻き終わり部分を粘着テープで固定することにより、巻回電極体を形成した。
【０１００】
次に、上述のようにして作製した巻回電極体を解体し、正極、負極、およびセパレータを目視で確認し、以下の基準でダメージを評価して、これを組立性の評価とした。
○：正極、負極、およびセパレータのいずれにも切れが発生していない。
×：正極、負極、およびセパレータのいずれかに切れが発生している。
【０１０１】
（溶接性）
上述のようにして得られたサンプル１〜３６の内周側負極リードと外周側負極リードの溶接性を評価した。具体的には、（ａ）リード間の溶接性、（ｂ）電池缶−リード間の溶接性を以下のようにして評価した。
【０１０２】
まず、缶底（一端面）の側が閉鎖されているのに対してそれとは反対側の上端の側（他端面）が開放されている、円筒形状を有する、両表面にＮｉメッキを施した鉄製の電池缶（φ１８ｍｍ、高さ６７ｍｍ）を準備した。次に、この電池缶内側の缶底中央部で外周側負極リードの一端部と内周側負極リードの一端部とを、外周側負極リードの一端部が下側となり、内周側負極リードの一端部が上側となるようにして重ね合わせた。この際、サンプル１〜１８、２２〜３６では、外周側負極リードおよび内周側負極リードそれぞれのＮｉ層側の表面が、缶底側を向くようにして、両リードの一端部同士を重ね合わせた。サンプル１９では、内周側負極リードのＣｕ層側の表面、および外周側負極リードのＮｉ層側の表面が、缶底側を向くようにして、両リードの一端部同士を重ね合わせた。サンプル２０では、内周側負極リードのＮｉ層側の表面、および外周側負極リードのＣｕ層側の表面が、缶底側を向くようにして、両リードの一端部同士を重ね合わせた。サンプル２１では、外周側負極リードおよび内周側負極リードそれぞれのＣｕ層側の表面が、缶底側を向くようにして、両リードの一端部同士を重ね合わせた。次に、重ね合わせた両リードの一端部同士と、外周側負極リードの一端部と電池缶の缶底とを抵抗溶接により溶接した。
【０１０３】
次に、電池缶の缶底を固定し、内周側負極リードの両端部のうち、缶底に溶接されていない他端部を缶底に対して垂直の方向に引っ張って（図４中、矢印ａの方向）、内周側負極リードの一端部を外周側負極リードの一端部から引き剥がした。次に、外周側負極リードの両端部のうち、缶底に溶接されていない他端部を缶底に対して垂直の方向に引っ張って（図４中、矢印ｂの方向）、外周側負極リードの一端部を缶底から引き剥がした。
【０１０４】
(ａ)リード間の溶接性
次に、上述のようにして引き剥がした後の内周側負極リードを目視により確認し、以下の基準で内周側−外周側負極リード間の溶接性を評価した。その結果を表２に示す。
○：引き剥がした後の内周側負極リードに穴あき、および破断の少なくとも一方がある。
×：引き剥がした後の内周側負極リードに穴あきも、破断もない。
【０１０５】
（ｂ）電池缶−リード間の溶接性
次に、上述のようにして引き剥がした後の外周側負極リードを目視により確認し、以下の基準で電池缶−外周側負極リード間の溶接性を評価した。その結果を表２に示す。
○：引き剥がした後の外周側負極リードに穴あき、および破断の少なくとも一方がある。
×：引き剥がした後の外周側負極リードに穴あきも、破断もない。
【０１０６】
（スパッタ）
上述のようにして得られたサンプル１〜３６の内周側負極リード、外周側負極リード、および電池缶の間のスパッタ発生の有無を以下のようにして評価した。まず、上述の溶接性の評価と同様にして、電池缶の缶底に内周側負極リードおよび外周側負極リードの一端部を溶接した後、両負極リード間の引き剥がし、および外周側負極リードと電池缶との間の引き剥がしを行った。次に、上述のようにして引き剥がした後の内周側負極リード、外周側負極リード（缶底側の負極リード）、缶底を顕微鏡により確認し、以下の基準でスパッタ発生の有無を評価した。その結果を表２に示す。ここでスパッタとは、溶融金属の飛び散りや爆発、またはその痕跡のことを指す。
○：内周側負極リード、外周側負極リード、缶底いずれの間にもスパッタが発生していない。
×：内周側負極リード、外周側負極リード、缶底いずれかの間にスパッタが発生している。
【０１０７】
表１は、サンプル１〜３６の内周側負極リードおよび外周側負極リードの構成を示す。
【表１】
【０１０８】
表２は、サンプル１〜３６の内周側負極リードおよび外周側負極リードの評価結果を示す。
【表２】
【０１０９】
表１、表２から以下のことがわかる。
サンプル１、２の評価結果から、Ｎｉ層の厚さｔ1が１０μｍ未満であると、リード間の溶接性、および電池缶−リード間の溶接性が低下する傾向にある。
【０１１０】
サンプル３〜７の評価結果から、Ｎｉ層厚みを１０μｍに固定して、Ｃｕ層厚みを変化させた場合、Ｃｕ層厚みが４５μｍのときにリードの電気導電性が１２ｍ／Ω未満となっている。一方、総厚ｔが２２０μｍを超えると、組立性が低下する傾向にある。
【０１１１】
サンプル８〜１３の評価結果から、Ｎｉ層厚みを２０μｍに固定して、Ｃｕ層厚みを変化させた場合、Ｃｕ層厚みが４５μｍのときにリードの電気導電性が１２ｍ／Ω未満となっている。一方、総厚ｔが２２０μｍを超えると、組立性が低下する傾向にある。
【０１１２】
サンプル１４〜１８の評価結果から、Ｎｉ層厚みを２００μｍに固定して、Ｃｕ層厚みを変化させた場合、Ｃｕ層厚みが２μｍのときにリードの電気導電性が１２ｍ／Ω未満となっている。一方、総厚ｔが２２０μｍを超えると、組立性が低下する傾向にある。
【０１１３】
サンプル１９の評価結果から、内周側負極リードの缶底側の層がＣｕ層であると、リード間の溶接性が低下する傾向にある。サンプル２０の評価結果から、外周側負極リードの缶底側の層がＣｕ層であると、缶−リード間の溶性性が低下する傾向にある。サンプル２１の評価結果から、内周側負極リードの缶底側の層がＣｕ層であり、かつ、外周側負極リードの缶底側の層がＣｕ層であると、缶−リード間の溶性性が低下する傾向にある。
【０１１４】
サンプル２２の評価結果から、外周側負極リードにプロジェクションを形成すると、スパッタが発生する傾向にある。サンプル２３の評価結果から、外周側負極リードにプロジェクションを形成すると、内周側負極リードに対するプロジェクション形成の有無に関わらず、リード間の溶接性が低下し、かつ、スパッタが発生する傾向にある。サンプル２４の評価結果から、内周側負極リードにプロジェクションが形成されていないと、リード間の溶接性が低下し、かつ、スパッタが発生する傾向にある。
【０１１５】
サンプル２５〜２８の評価結果から、内周側負極リードのプロジェクションの直径Ｒが０．１ｍｍ未満であると、リード間の溶接性が低下する傾向にある。一方、内周側負極リードのプロジェクションの直径Ｒが２．５ｍｍを超えると、スパッタが発生する傾向にある。
【０１１６】
サンプル２９〜３２の評価結果から、内周側負極リードのプロジェクションの高さＨが０．１ｍｍ未満であると、リード間の溶接性が低下し、かつ、スパッタが発生する傾向にある。一方、内周側負極リードのプロジェクションの高さＨが０．５ｍｍを超えると、リード間の溶接性が低下し、かつ、スパッタが発生する傾向にある。
【０１１７】
サンプル３３〜３６の評価結果から、内周側負極リードのプロジェクションの間隔Ｄが０．６ｍｍ未満であると、リード間の溶接性が低下する傾向にある。一方、内周側負極リードのプロジェクションの高さＨが２．８ｍｍを超えると、リード間の溶接性が低下し、かつ、スパッタが発生する傾向にある。
【０１１８】
以上の評価結果を総合すると、内周側負極リードの構成を以下のようにすることが好ましい。
総厚ｔは、６０μｍ以上２２０μｍ以下の範囲内にすることが好ましい。
Ｎｉ層の厚さｔ1は、１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内にすることが好ましい。
Ｃｕ層の厚さｔ2は、３μｍ以上２１０μｍ以下の範囲内にすることが好ましい。
リードの電気導電性は１２ｍ/Ω以上にすることが好ましい。
内周側負極リードおよび外周側負極リードの缶底側の層は、Ｎｉ層であることが好ましい。
内周側負極リードおよび外周側負極リードのうち、内周側負極リードのみにプロジェクションを形成することが好ましい。
内周側負極リードのプロジェクションの直径Ｒは、０．１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。
内周側負極リードのプロジェクションの高さＨは、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。
内周側負極リードのプロジェクションの間隔Ｄは、０．６ｍｍ以上２．８ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。
【０１１９】
（サンプル３７〜４１）
リードの幅ｗを３．０ｍｍ〜５．５ｍｍの範囲内で変更すること以外は、サンプル１０と同様にしてサンプル３７〜４1の内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【０１２０】
（電気導電性）
上述のようにして得られたサンプル３７〜４１の内周側負極リードと外周側負極リードの電気導電性を、上述のサンプル１〜３６と同様にして測定した。その結果を表３に示す。
【０１２１】
次に、上述のようにして求めたリードの電気導電性を用いて、上述のサンプル１〜３６と同様の基準で内周側負極リードおよび外周側負極リードの電気導電性を評価した。その結果を表３に示す。
【０１２２】
（組立性）
上述のようにして得られたサンプル３７〜４１の内周側負極リードと外周側負極リードの組立性を、上述のサンプル１〜３６と同様にして評価した。その結果を表３に示す。
【０１２３】
表３は、サンプル３７〜４１の内周側負極リードおよび外周側負極リードの構成、ならびに評価結果を示す。
【表３】
【０１２４】
表３から以下のことがわかる。
内周側負極リードおよび外周側負極リードの幅ｗが、３．５ｍｍ未満であると、導電性が低下する傾向にある。一方、内周側負極リードおよび外周側負極リードの幅ｗが、５．０ｍｍを超えると、組立性が低下する傾向にある。
以上により、内周側負極リードおよび外周側負極リードの幅ｗは３．５μｍ以上５．０以下の範囲内であることが好ましい。
【０１２５】
（サンプル４２）
サンプル１０と同様にして内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【０１２６】
（サンプル４３）
まず、総厚ｔを７０μｍ、Ｎｉ層の厚さｔ1を１０μｍ、Ｃｕ層の厚さｔ2を６０μｍとする以外は、サンプル４２と同様にして内周側負極リードを得た。次に、総厚ｔを８０μｍ、Ｎｉ層の厚さｔ1を３０μｍ、Ｃｕ層の厚さｔ2を５０μｍ、幅ｗを５．０ｍｍとする以外は、サンプル４２と同様にして外周側負極リードを得た。
【０１２７】
（サンプル４４）
まず、総厚ｔを１００μｍ、Ｎｉ層の厚さｔ1を５０μｍ、Ｃｕ層の厚さｔ2を５０μｍとする以外は、サンプル４２と同様にして内周側負極リードを得た。次に、総厚ｔを１００μｍ、Ｎｉ層の厚さｔ1を１０μｍ、Ｃｕ層の厚さｔ2を９０μｍとする以外は、サンプル４２と同様にして外周側負極リードを得た。
【０１２８】
（電気導電性）
上述のようにして得られたサンプル４２〜４４の内周側負極リードと外周側負極リードの電気導電性を、上述のサンプル１〜３６と同様にして測定した。その結果を表６に示す。
【０１２９】
次に、上述のようにして求めたリードの電気導電性を用いて、上述のサンプル１〜３６と同様の基準で内周側負極リードおよび外周側負極リードの電気導電性を評価した。その結果を表６に示す。
【０１３０】
（組立性）
上述のようにして得られたサンプル４２〜４４の内周側負極リードと外周側負極リードの組立性（総厚）を、上述のサンプル１〜３６と同様にして評価した。その結果を表６に示す。
【０１３１】
（溶接性）
上述のようにして得られたサンプル４２〜４４の内周側負極リードと外周側負極リードの溶接性を、上述のサンプル１〜３６と同様にして評価した。その結果を表６に示す。
【０１３２】
（スパッタ）
上述のようにして得られたサンプル４２〜４４の内周側負極リードと外周側負極リードのスパッタ発生の有無を、上述のサンプル１〜３６と同様にして評価した。その結果を表６に示す。
【０１３３】
表４は、サンプル４２〜４４の内周側負極リードの構成を示す。
【表４】
【０１３４】
表５は、サンプル４２〜４４の外周側負極リードの構成を示す。
【表５】
【０１３５】
表６は、サンプル４２〜４４の内周側負極リードおよび外周側負極リードの評価結果を示す。
【表６】
【０１３６】
表４〜表６から以下のことがわかる。
総厚ｔを６０μｍ以上２２０μｍ以下、Ｎｉ層の厚さｔ1を１０μｍ以上２００μｍ以下、Ｃｕ層の厚さｔ2を３μｍ以上２１０μｍ以下の範囲内に保持しながら、それらの厚さを内周側負極リードと外周側負極リードとでそれぞれ独立に変化させても、導電性や溶接性などの特性の低下を招くことがない。
【０１３７】
（サンプル４５）
サンプル１０と同様にして内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【０１３８】
（サンプ４６）
Ｃｕ層の表面に厚さ２０μｍのＮｉ層をさらに貼り合わせて、Ｎｉ層、Ｃｕ層、Ｎｉ層の３層構造のクラッドリード材とする以外は、サンプル４５と同様にして正極側負極リードおよび正極側負極リードを得た。
【０１３９】
（サンプル４７）
Ｎｉ層に代えてＡｌ層を用いる以外はサンプル４５と同様にして、内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【０１４０】
（サンプル４８）
Ｃｕ層に代えてＡｌ層を用いる以外はサンプル４５と同様にして、内周側負極リードおよび外周側負極リードを得た。
【０１４１】
（溶接性）
上述のようにして得られたサンプル４５〜４８の内周側負極リードと外周側負極リードの溶接性を、上述のサンプル１〜３６と同様にして評価した。その結果を表８に示す。
【０１４２】
（スパッタ）
上述のようにして得られたサンプル４５〜４８の内周側負極リードと外周側負極リードのスパッタ発生の有無を、上述のサンプル１〜３６と同様にして評価した。その結果を表８に示す。
【０１４３】
（電極棒の貼り付き）
上述のようにして得られたサンプル４５〜４８の内周側負極リードと外周側負極リードを電池缶に抵抗溶接するときに、電極棒の貼り付きがあるか否かを以下のようにして確認した。
まず、缶底（一端面）の側が閉鎖されているのに対してそれとは反対側の上端の側（他端面）が開放されている、円筒形状を有する、両表面にＮｉメッキを施した鉄製の電池缶（φ１８ｍｍ、高さ６７ｍｍ）を準備した。次に、この電池缶内側の缶底中央部で外周側負極リードの一端部と内周側負極リードの一端部とを、外周側負極リードの一端部が下側となり、内周側負極リードの一端部が上側となるようにして重ね合わせた。この際、外周側負極リードおよび内周側負極リードそれぞれのＮｉ層側の表面が、缶底側を向くようにして、両リードの一端部同士を重ね合わせた。次に、電極棒を内周側負極リードの表面に押し当て、重ね合わせた両リードの一端部同士と、外周側負極リードの一端部と電池缶の缶底とを抵抗溶接により溶接した。この際、内周側負極リードと電極棒との間に貼り付きが発生しているか否かを確認した。その結果を表８に示す。なお、表８中において、「○」印、「×」印は以下の確認結果を示す。
○：内周側負極リードと電極棒との間に貼り付きが発生しなかった。
×：内周側負極リードと電極棒との間に貼り付きが発生した。
【０１４４】
【表７】
【０１４５】
【表８】
【０１４６】
表７、表８から以下のことがわかる。
サンプル４５の評価結果から、内周側負極リードおよび外周側負極リードを、Ｎｉ層およびＣｕ層の２層構造とすることで、優れた溶接性が得られるとともに、スパッタの発生および電極棒の貼り付きも抑えることができる。
サンプル４６の評価結果から、内周側負極リードおよび外周側負極リードを、Ｎｉ層、Ｃｕ層およびＮｉ層の３層構造とすると、電極棒の貼り付きが発生する傾向にある。
サンプル４７の評価結果から、内周側負極リードおよび外周側負極リードを、Ａｌ層、およびＣｕ層の２層構造とすると、リード間、および缶−リード間の溶性性が低下する傾向にある。
サンプル４８の評価結果から、Ｎｉ層、およびＡｌ層の２層構造とすると、リード間の溶性性が低下する傾向にある。
以上により、内周側負極リードおよび外周側負極リードの構造としては、Ｎｉ層およびＣｕ層の２層構造を採用することが好ましい。
【０１４７】
以上、本技術の実施形態について具体的に説明したが、本技術は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０１４８】
例えば、上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。
【０１４９】
また、上述の実施形態の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【０１５０】
上述の実施形態では、２つ負極リードを備える電池の例について説明したが、本技術はこれに限定されるものではなく、３つ以上の負極リードを備える電池、すなわち複数の負極リードを備える電池に本技術は適用可能である。
【０１５１】
また、上述の実施形態では、リチウムイオン電池に対して本技術を適用した例を示したが、本技術は電池の種類に限定されるものではなく、複数の負極リードを備える電池であれば適用可能である。例えば、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、リチウム−二酸化マンガン電池、リチウム−硫化鉄電池などの各種電池に対して本技術を適用可能である。
【０１５２】
また、上述の実施形態では、二次電池に対して本技術を適用した例を示したが、本技術は電池の種類に限定されるものではなく、複数の負極リードを備える電池であれば適用可能であり、一次電池に対しても適用可能である。
【符号の説明】
【０１５３】
１１ 電池缶
１１ａ 缶底
１２、１３ 絶縁板
１４ 電池蓋
１５ 安全弁機構
１５Ａ ディスク板
１６ 熱感抵抗素子
１７ ガスケット
２０ 巻回電極体
２１ 正極
２１Ａ 正極集電体
２１Ｂ 正極活物質層
２２負極
２２Ａ 負極集電体
２２Ｂ 負極活物質層
２３ セパレータ
２４ センターピン
２５ 正極リード
２６ 内周側負極リード
２７ 外周側負極リード
３１ 銅層
３２ ニッケル層
３３ プロジェクション
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極、および負極を有する巻回電極体と、
上記正極および上記負極の間に設けられた電解質と、
上記巻回電極体が収容される、鉄または鉄合金を主成分とする外装缶と
上記負極と上記外装缶とを電気的に接続する第１の負極リードおよび第２の負極リードと
を備え、
上記第１の負極リードおよび上記第２の負極リードは、ニッケル層と銅層とを有するクラッド材であり、
上記第１の負極リードのニッケル層の表面には、複数の凸部が設けられ、
上記第２の負極リードのニッケル層は、上記外装缶と溶接され、
上記第１の負極リードのニッケル層は、上記複数の凸部を介して、上記第２の負極リードの銅層と溶接され、
上記ニッケル層の厚さは、１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内であり、
上記銅層の厚さは、３μｍ以上２１０μｍ以下の範囲内であり、
上記第１の負極リードおよび上記第２の負極リードの総厚は、６０μｍ以上２２０μｍ以下の範囲内であり、
上記第１の負極リードおよび上記第２の負極リードの幅は、３．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲内であり、
上記凸部の大きさは、０．１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の範囲内であり
上記凸部の高さは、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲内であり、
上記凸部の間隔は、０．６ｍｍ以上２．８ｍｍ以下の範囲内である電池。
【請求項２】
上記第１の負極リードおよび上記第２の負極リードのうちの一方は、上記巻回電極体の最内周部の内側表面に溶接された内周側負極リードであり、他方は、上記巻回電極体の最外周部の外側表面に溶接された外周側負極リードであり、
上記第１の負極リードおよび上記第２の負極リードの少なくとも一方が、バリが形成された表面を有する場合、
上記バリが形成された表面が、上記負極とは反対側に向けられている請求項１記載の電池。
【請求項３】
上記第１の負極リードおよび上記第２の負極リードの一端部同士が、重ね合わされて外装缶の内側底面に溶接されている請求項１記載の電池。
【請求項４】
上記第２の負極リードのニッケル層と、上記外装缶との溶接、および、上記第１の負極リードのニッケル層と、上記第２の負極リードの銅層との溶接は、抵抗溶接である請求項１記載の電池。
【請求項５】
上記第１の負極リードは、上記巻回電極体の内周側の負極に取り付けされた内周側負極リードであり、
上記第２の負極リードは、上記巻回電極体の外周側の負極に取り付けられた外周側負極リードである請求項１記載の電池。
【請求項６】
上記第１の負極リードおよび上記第２の負極リードの電気導電性が、１２ｍ／Ω以上である請求項１記載の電池。
【請求項１】
正極、および負極を有する巻回電極体と、
上記正極および上記負極の間に設けられた電解質と、
上記巻回電極体が収容される、鉄または鉄合金を主成分とする外装缶と
上記負極と上記外装缶とを電気的に接続する第１の負極リードおよび第２の負極リードと
を備え、
上記第１の負極リードおよび上記第２の負極リードは、ニッケル層と銅層とを有するクラッド材であり、
上記第１の負極リードのニッケル層の表面には、複数の凸部が設けられ、
上記第２の負極リードのニッケル層は、上記外装缶と溶接され、
上記第１の負極リードのニッケル層は、上記複数の凸部を介して、上記第２の負極リードの銅層と溶接され、
上記ニッケル層の厚さは、１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内であり、
上記銅層の厚さは、３μｍ以上２１０μｍ以下の範囲内であり、
上記第１の負極リードおよび上記第２の負極リードの総厚は、６０μｍ以上２２０μｍ以下の範囲内であり、
上記第１の負極リードおよび上記第２の負極リードの幅は、３．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲内であり、
上記凸部の大きさは、０．１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の範囲内であり
上記凸部の高さは、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲内であり、
上記凸部の間隔は、０．６ｍｍ以上２．８ｍｍ以下の範囲内である電池。
【請求項２】
上記第１の負極リードおよび上記第２の負極リードのうちの一方は、上記巻回電極体の最内周部の内側表面に溶接された内周側負極リードであり、他方は、上記巻回電極体の最外周部の外側表面に溶接された外周側負極リードであり、
上記第１の負極リードおよび上記第２の負極リードの少なくとも一方が、バリが形成された表面を有する場合、
上記バリが形成された表面が、上記負極とは反対側に向けられている請求項１記載の電池。
【請求項３】
上記第１の負極リードおよび上記第２の負極リードの一端部同士が、重ね合わされて外装缶の内側底面に溶接されている請求項１記載の電池。
【請求項４】
上記第２の負極リードのニッケル層と、上記外装缶との溶接、および、上記第１の負極リードのニッケル層と、上記第２の負極リードの銅層との溶接は、抵抗溶接である請求項１記載の電池。
【請求項５】
上記第１の負極リードは、上記巻回電極体の内周側の負極に取り付けされた内周側負極リードであり、
上記第２の負極リードは、上記巻回電極体の外周側の負極に取り付けられた外周側負極リードである請求項１記載の電池。
【請求項６】
上記第１の負極リードおよび上記第２の負極リードの電気導電性が、１２ｍ／Ω以上である請求項１記載の電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１６３２８（Ｐ２０１３−１６３２８Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４７６６８（Ｐ２０１１−１４７６６８）
【出願日】平成２３年７月１日（２０１１．７．１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１日（２０１１．７．１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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