非水電解液二次電池
【課題】短絡を防止可能な非水電解液二次電池を提供する。
【解決手段】非水電解液二次電池１０は、捲回体１と蓋体６との間に絶縁部材４を備える。絶縁部材４は、低密度ポリエチレンまたはアイオノマー樹脂からなり、約１００℃の融点を有する。非水電解液二次電池１０の温度が捲回体１のセパレータが縮み始める１００℃に達すると、絶縁部材４は、溶け、捲回体１の正極と負極との間に絶縁物を形成する。その結果、捲回体１の正極は、負極と接触しない。
【解決手段】非水電解液二次電池１０は、捲回体１と蓋体６との間に絶縁部材４を備える。絶縁部材４は、低密度ポリエチレンまたはアイオノマー樹脂からなり、約１００℃の融点を有する。非水電解液二次電池１０の温度が捲回体１のセパレータが縮み始める１００℃に達すると、絶縁部材４は、溶け、捲回体１の正極と負極との間に絶縁物を形成する。その結果、捲回体１の正極は、負極と接触しない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、非水電解液二次電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電池の温度が異常に上昇しても短絡を防止可能な非水系電解液電池が知られている（特許文献１）。
【０００３】
この非水系電解液電池は、正極、負極よびセパレータを捲回または積層して作製された電極体を備える。そして、非水系電解液電池の電池缶の蓋側における電極体の端面から露出したセパレータが短絡防止代として用いられ、短絡防止代としてのセパレータは、絶縁板によって電極体の端面方向へ押し付けられている。また、絶縁板は、セパレータと熱融着する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−７４４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の非水系電解液電池においては、絶縁板は、セパレータと同じ材料からなるので、セパレータが縮み始めると、絶縁板も縮み始める。即ち、セパレータが縮み始めた温度では、絶縁板は、セパレータと熱融着せず、縮む。その結果、電極が露出し、短絡するという問題がある。
【０００６】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、短絡を防止可能な非水電解液二次電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の実施の形態によれば、非水電解液二次電池は、金属缶と、捲回体と、絶縁部材とを備える。電池缶は、金属からなる。捲回体は、電池缶に収納され、正極、負極およびセパレータを含む。絶縁部材は、捲回体と電池缶の蓋体との間に配置され、セパレータが縮み始める第１の温度に達すると溶ける。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の実施の形態による非水電解液二次電池においては、第１の温度に達すると、捲回体のセパレータが縮むが、絶縁部材が溶けてセパレータが縮む部分に達して、捲回体の蓋体側において、正極と負極との間に絶縁物が形成される。その結果、正極は、負極と接触しない。
【０００９】
従って、短絡を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、この発明の実施の形態による非水電解質二次電池の斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す線ＩＩ−ＩＩ間における捲回体の断面図である。
【図３】図３は、１３０℃以上の高温時における捲回体の断面図である。
【図４】図４は、図１に示す非水電解液二次電池の製造方法を示す工程図である。
【図５】図５は、この発明の実施の形態による他の非水電解液二次電池の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１２】
図１は、この発明の実施の形態による非水電解液二次電池の斜視図である。なお、図１においては、正極缶５は、その内部が見えるように図示されている。
【００１３】
図１を参照して、この発明の実施の形態による非水電解液二次電池１０は、捲回体１と、正極タブ２と、負極タブ３と、絶縁部材４と、正極缶５と、蓋体６と、ベント７と、負極端子８と、注入口９とを備える。
【００１４】
なお、非水電解液二次電池１０は、例えば、リチウムイオン電池である。
【００１５】
捲回体１は、正極と負極とをセパレータを介して捲回した構造からなる。また、捲回体１は、概略、平板形状を有し、正極缶５の底面と平行な平面において、運動場のトラックの形状からなる平面形状を有する。そして、捲回体１は、電解液を含み、正極缶５内に収納される。
【００１６】
正極タブ２は、例えば、０．０８ｍｍの厚みを有するアルミニウム（Ａｌ）からなり、短冊形状を有する。正極タブ２は、一方端が捲回体１の正極に溶接される。また、正極タブ２は、他方端側が絶縁部材４の貫通孔４１を介して捲回体１と蓋体６との間に配置される。この場合、正極タブ２は、捲回体１と蓋体６との間で湾曲されて正極缶５内に配置される。そして、正極タブ２は、他方端が蓋体６に溶接される。
【００１７】
負極タブ３は、例えば、０．０８ｍｍの厚みを有するニッケル（Ｎｉ）−銅（Ｃｕ）クラッド鋼板からなり、短冊形状を有する。負極タブ３は、その一方端が捲回体１の負極に溶接される。また、負極タブ３は、他方端側が絶縁部材４の貫通孔４２を介して捲回体１と負極端子８との間に配置される。この場合、負極タブ３は、捲回体１と負極端子８との間で湾曲されて正極缶５内に配置される。そして、負極タブ３は、他方端が負極端子８に溶接される。
【００１８】
絶縁部材４は、例えば、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ：Ｌｏｗ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）またはアイオノマー樹脂からなる。低密度ポリエチレンは、繰り返し単位のエチレンがランダムに分岐を持って結合した結晶性の熱可塑性樹脂に属する合成樹脂である。そして、低密度ポリエチレンは、空気中の酸素または過酸化物等のラジカル開始剤を触媒とし、エチレンを１０００〜４０００気圧、および１００〜３５０℃の環境下で多段ガス圧縮機を用いて重合し、その後、残留モノマーを分離し、冷却することによって製造される。このように、低密度ポリエチレンは、高圧・高温条件下で重合されるため、エチレンが単純な鎖状に結合せず、多くの長鎖分岐や短鎖分岐を持つ。従って、この構造が密度を低める。そして、低密度ポリエチレンは、１００〜１１５℃の融点を有し、実用温度は、最大で９０℃程度である。
【００１９】
アイオノマー樹脂は、エチレン−メタクリル酸共重合体またはエチレン−アクリル酸共重合体の分子間をナトリウムや亜鉛等の金属イオンで分子間結合した特殊な構造を有する樹脂である。そして、アイオノマー樹脂は、射出成形用では、９６℃の融点を有し、フィルム用では、８８℃の融点を有する。
【００２０】
このように、絶縁部材４は、約１００℃の融点を有する。また、絶縁部材４は、貫通孔４１，４２を有する。そして、絶縁部材４は、捲回体１と蓋体６との間に配置される。
【００２１】
正極缶５は、例えば、Ａｌからなる。また、正極缶５は、概略、中空の平板形状を有し、底面に平行な平面において、運動場のトラックの形状からなる平面形状を有する。そして、正極缶５は、捲回体１、正極タブ２、負極タブ３および絶縁部材４を収納する。
【００２２】
蓋体６は、例えば、Ａｌからなり、運動場のトラックの形状からなる外形を有する。そして、蓋体６は、正極缶５の開口端に嵌合する。
【００２３】
ベント７は、蓋体６に設けられる。そして、ベント７は、正極缶５内のガスを抜くために用いられる。負極端子８は、絶縁体（図示せず）を介して蓋体６に設けられ、負極タブ３の他方端に接続される。注入口９は、蓋体６に設けられる。そして、注入口９は、捲回体１に電解液を注入するための口である。
【００２４】
図２は、図１に示す線ＩＩ−ＩＩ間における捲回体１の断面図である。図２を参照して、捲回体１は、正極１１と、負極１２と、セパレータ１３とを含む。
【００２５】
負極１２は、正極１１よりも広い幅を有し、セパレータ１３は、負極１２よりも広い幅を有する。正極１１は、両端が負極１２の両端よりも内側に位置するように配置される。負極１２は、両端がセパレータ１３の両端よりも内側に位置するように配置される。捲回体１の最外周には、セパレータ１３が配置される。そして、正極１１および負極１２は、セパレータ１３を介して捲回され、捲回体１が作製される。なお、捲回体１の底面には、テープ２０が貼られている。
【００２６】
正極１１は、正極集電体と、正極活物質層とからなる。正極集電体は、例えば、Ａｌ箔からなり、帯形状を有する。
【００２７】
正極活物質層は、例えば、正極活物質とバインダーとを混合して塗料化したスラリーを正極集電体の表面に塗布し、その塗布したスラリーを乾燥し、次いで、厚み方向にプレスすることによって形成される。スラリーの塗布は、例えば、ドクターブレード法およびスプレー法等によって行なわれる。また、スラリーは、必要に応じて、導電性材料を更に含んでいてもよい。
【００２８】
正極活物質は、例えば、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ、およびＬｉＦｅＰｏ４等のいずれかからなる。
【００２９】
バインダーは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素系樹脂、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）およびエチレンプロピレンジエンマルチブロックポリマー等のゴム系樹脂、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等のセルロース系樹脂等からなる。
【００３０】
導電性材料は、アセチレンブラック（ＡＢ）、ケッチェンブラック（ＫＢ）、黒鉛、および非晶質炭素等の炭素材料からなる。これらの導電性材料は、単独または混合して用いられても良い。
【００３１】
負極１２は、負極集電体と、負極活物質層とからなる。負極集電体は、例えば、Ｃｕ箔からなり、帯形状を有する。
【００３２】
負極活物質層は、例えば、負極活物質とバインダーとを混合して塗料化したスラリーを負極集電体の表面に塗布し、その塗布したスラリーを乾燥し、次いで、厚み方向にプレスすることによって形成される。スラリーの塗布は、上述したドクターブレード法およびスプレー法等によって行なわれる。また、スラリーは、必要に応じて、導電性材料を更に含んでいてもよい。
【００３３】
負極活物質は、例えば、ＳｎおよびＳｉ等のＬｉと合金化可能な金属、金属リチウム、ＬｉＡｌ合金、非晶質炭素、人造黒鉛、天然黒鉛、フラーレン、およびナノチューブ等のリチウム（Ｌｉ）を吸蔵放出可能な炭素系材料、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、およびＬｉ２Ｔｉ３Ｏ７等のＬｉを吸蔵放出可能なチタン酸リチウム等からなる。
【００３４】
バインダーは、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＳＢＲ、およびカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等のいずれかからなる。これらのバインダーは、単独または混合して用いられても良い。
【００３５】
導電性材料は、ＡＢ、ＫＢ、および非晶質炭素等の炭素材料からなる。これらの導電性材料は、単独または混合して用いられても良い。
【００３６】
セパレータ１３については、特に制限は無く、従来、公知のものがセパレータ１３として適用される。例えば、厚みが５〜３０μｍで、開孔率が３０〜７０％の微多孔性ポリエチレンフィルムまたは微多孔性ポリプロピレンフィルム、およびポリエチレンポリプロピレン複合フィルム等がセパレータ１３として好適に用いられる。そして、セパレータ１３は、微多孔性ポリエチレンフィルムからなる場合、１００℃（第１の温度）で縮み始め、１２５〜１３０℃（第２の温度）で第１の温度における収縮率よりも大きい収縮率で縮む。
【００３７】
ここで、第１の温度は、セパレータ１３の収縮率が２％以上５％未満に達するときの温度であり、第２の温度は、セパレータ１３の収縮率が５％以上（＝第１の温度におけるセパレータ１３の収縮率よりも大きい収縮率）に達するときの温度である。
【００３８】
また、収縮率は、次のように定義される。セパレータを、捲回体１の捲回方向×捲回軸方向に、１０ｃｍ×１０ｃｍに切り出して市販の封筒に収め、例えば、Ｔ℃に設定した恒温槽内に１時間放置する。その後、セパレータを恒温槽から取り出し、捲回軸方向の寸法ｘを測定する。そして、その測定した寸法ｘと恒温槽での放置前の寸法とを用いて、収縮率は、次式によって定義される。
収縮率（％）＝１００×（１０−ｘ）／１０・・・（１）
なお、温度Ｔは、セパレータ１３を恒温槽内で１時間放置する実験を恒温槽の温度を変えながら繰り返し行ない、セパレータ１３の収縮率が２％以上になるときの温度として検出した温度である。
【００３９】
また、上述した第１の温度（１００℃）および第２の温度（１２５〜１３０℃）は、セパレータ１３が微多孔性ポリエチレンフィルムからなる場合の温度であり、セパレータ１３が微多孔性ポリエチレンフィルム以外の材料からなる場合、第１の温度は、１００℃と異なる温度からなり、第２の温度は、１２５〜１３０℃と異なる温度からなる。しかし、セパレータ１３が微多孔性ポリエチレンフィルム以外の材料からなる場合も、上述した収縮率を用いて、上述した定義に従って第１の温度および第２の温度を決定できる。従って、セパレータ１３は、いかなる材料からなっていても、第１の温度に達すると第１の収縮率（２％以上５％未満の収縮率）で縮み始め、第２の温度に達すると第２の収縮率（５％以上の収縮率）で縮む。
【００４０】
電解液は、例えば、Ｌｉ塩が有機溶媒に溶解されたものからなる。Ｌｉ塩としては、有機溶媒中で解離してＬｉ＋イオンを生成可能であり、電解液を構成要素とする電池の電圧範囲で分解等の副反応を起こさないものが用いられる。
【００４１】
そして、Ｌｉ塩は、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、およびＬｉＣｌＣＯ４等の無機化合物、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）（ＳＯ２Ｃ４Ｆ９）、ＬｉＣ（ＳＯ２ＣＦ２）３、ＬｉＣ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）３、ＬｉＰＦ６−ｎ（Ｃ２Ｆ５）ｎ（ｎは１〜６の整数）、ＬｉＳＯ３ＣＦ３、ＬｉＳＯ３Ｃ２Ｆ５、およびＬｉＳＯ３Ｃ４Ｆ８等の有機化合物等からなる。
【００４２】
有機溶媒は、Ｌｉ塩を溶解でき、電池の電圧範囲で分解等の副反応を起こさないものであれば制限されない。有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、およびビニレンカーボネート等の環状カーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、およびエチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート、γ−ブチロラクトン等の環状エステル、ジメトキシエタン、ジグライム、トリグライム、およびテトラグライム等の鎖状エーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、および２−メチルテトラヒドロフラン等の環状エーテル、アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシプロピオニトリル、およびエトキシプロピオニトリル等のニトリル類等が挙げられる。これらの有機溶媒は、単独又は混合して用いることができる。
【００４３】
これらのうち、有機溶媒は、エチレンカーボネートと鎖状カーボネートとの混合溶媒が好ましい。この混合溶媒を用いれば、高い導電率が得られ、良好な電池特性を実現できる。
【００４４】
電解液には、安全性、サイクル性、高温貯蔵性等の特性を向上する目的で、適宜、ビニレンカーボネート類、１，３−プロパンサルトン、ジフェニルジスルフィド、シクロヘキサン、ビフェニル、フルオロベンゼン、およびｔ−ブチルベンゼン等の添加剤が含まれていてもよい。
【００４５】
また、電解液は、有機溶媒に代えて、エチル−メチルイミダゾリウムトリフルオロメチルスルホニウムイミド、へプチル−トリメチルアンモニウムトリフルオロメチルスルホニウムイミド、ピリジニウムトリフルオロメチルスルホニウムイミド、およびグアジニウムトリフルオロメチルスルホニウムイミド等の常温溶融塩を含んでいてもよい。
【００４６】
更に、電解液は、下記のホストポリマーによりゲル化されていてもよい。ホストポリマーとしては、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、エチレンオキシド−プロピレンオキシド共重合体、主鎖または側鎖にエチレンオキシド鎖を含む架橋ポリマー、光及び熱により架橋可能であり側鎖にオキセタン化合物や脂環式エポキシ化合物を有する（メタ）アクリレート共重合体等が挙げられる。
【００４７】
図３は、１３０℃以上の高温時における捲回体１の断面図である。上述したように絶縁部材４は、約１００℃の融点を有し、セパレータ１３は、約１００℃に達すると第１の収縮率（＝２％以上５％未満の収縮率）で縮み始め、１２５〜１３０℃に達すると第２の収縮率（５％以上の収縮率）で縮む。
【００４８】
従って、非水電解液二次電池１０の温度が１３０℃以上に上昇すると、セパレータ１３は、蓋体６側が縮むが、絶縁部材４が溶けてセパレータ１３が縮む部分に達して、正極１１と負極１２との間に絶縁物２１〜２３を作る。即ち、絶縁部材４は、捲回体１の外周部だけでなく、全領域において、正極１１と負極１２との間に絶縁物２１〜２３を作る。その結果、正極１１は、負極１２と接触しない。従って、短絡を防止できる。
【００４９】
なお、捲回体１の底面には、テープ２０が貼られているので、セパレータ１３は、捲回体１の底面側では、縮まず、捲回体１の底面側では、正極１１および負極１２は、露出しない。従って、捲回体１の底面側では、正極１１および負極１２が露出することに起因する短絡の問題は発生しない。
【００５０】
絶縁部材４は、アイオノマー樹脂からなる場合、８８〜９６℃の融点を有する。従って、絶縁部材４は、アイオノマー樹脂からなる場合、セパレータ１３が縮み始める１００℃に非水電解液二次電池１０の温度が昇温されると、溶け、絶縁物２１〜２３を正極１１と負極１２との間に形成する。その結果、セパレータ１３が縮み始める１００℃においても、短絡を防止できる。
【００５１】
また、絶縁部材４は、低密度ポリエチレンからなる場合、１００〜１１５℃の融点を有する。従って、非水電解液二次電池１０の温度が加熱試験の温度（＝１３０℃）に昇温されると、絶縁部材４は、アイオノマー樹脂および低密度ポリエチレンのいずれから構成されていても、溶け、絶縁物２１〜２３を正極１１と負極１２との間に形成する。その結果、非水電解液二次電池１０の加熱試験時の温度においても、短絡を防止できる。
【００５２】
従って、この発明の実施の形態による非水電解液二次電池１０は、セパレータ１３が縮み始める第１の温度（＝１００℃）に達すると溶ける絶縁部材４を備えていてもよく、第１の温度（＝１００℃）よりも高い第２の温度（＝１３０℃）に達すると溶ける絶縁部材４を備えていてもよい。
【００５３】
図４は、図１に示す非水電解液二次電池１０の製造方法を示す工程図である。図４を参照して、非水電解液二次電池１０の製造が開始されると、正極１１、負極１２およびセパレータ１３を作製する（ステップＳ１）。
【００５４】
そして、テープ状のアルミニウム箔の一方端を溶接機を用いて正極１１の正極集電体に溶接し、一方端から所定の長さＬ１の位置でテープ状のアルミニウム箔をカッターで切断する（ステップＳ２）。これによって、正極タブ２が正極１１に接続される。
【００５５】
その後、テープ状のＮｉ−Ｃｕクラッド鋼板の一方端を溶接機を用いて負極１２の負極集電体に溶接し、一方端から所定の長さＬ１の位置でテープ状のＮｉ−Ｃｕクラッド鋼板をカッターで切断する（ステップＳ３）。これによって、負極タブ３が負極１２に接続される。
【００５６】
引き続いて、正極タブ２付き正極１１、セパレータ１３、および負極タブ３付き負極１２を積層し、正極１１および負極１２をセパレータ１３を介して捲回機によって捲回し、捲回体１の底面にテープ２０を貼る（ステップＳ４）。これによって、捲回体１が作製される。
【００５７】
そして、ステップＳ４において作製された捲回体１を正極缶５に収納する（ステップＳ５）。
【００５８】
その後、正極タブ２および負極タブ３がそれぞれ貫通孔４１，４２を通るように、絶縁部材４を正極缶５内の捲回体１の上に設置する（ステップＳ６）。
【００５９】
そうすると、正極缶５に収納された捲回体１の正極１１および負極１２にそれぞれ接続された正極タブ２および負極タブ３の他方端を切り揃え、正極タブ２の他方端を蓋体６に溶接し、負極タブ３の他方端を負極端子８に溶接する（ステップＳ７）。この場合、負極タブ３の銅（Ｃｕ）からなる面が負極端子８に溶接される。これは、負極タブ３は、レーザ溶接によって負極端子８に溶接され、レーザ溶接においては、レーザを銅（Ｃｕ）からなる面に照射することはできず、ニッケル（Ｎｉ）からなる面にレーザを照射する必要があるからである。
【００６０】
その後、蓋体６を正極缶５の開口部に嵌合する（ステップＳ８）。これによって、正極タブ２のうち、捲回体１と蓋体６との間の部分が湾曲され、負極タブ３のうち、捲回体１と蓋体６との間の部分が正極缶５の内壁に接触しないように曲げられる。
【００６１】
そして、電解液を注入口９から捲回体１に注入する（ステップＳ９）。これによって、非水電解液二次電池１０が完成する。
【００６２】
図５は、この発明の実施の形態による他の非水電解液二次電池の概略図である。この発明の実施の形態による非水電解液二次電池は、図５に示す非水電解液二次電池１０Ａであってもよい。
【００６３】
図５を参照して、非水電解液二次電池１０Ａは、図１に示す非水電解液二次電池１０に絶縁板３０を追加したものであり、その他は、非水電解液二次電池１０と同じである。
【００６４】
絶縁板３０は、絶縁部材４の融点よりも高い融点を有し、１３０℃の加熱試験において溶けない。また、絶縁板３０は、貫通孔３０１，３０２を有する。そして、絶縁板３０は、絶縁部材４と蓋体６との間に配置される。
【００６５】
なお、非水電解液二次電池１０Ａにおいては、正極タブ２は、絶縁部材４の貫通孔４１および絶縁板３０の貫通孔３０１を介して蓋体６に接続され、負極タブ３は、絶縁部材４の貫通孔４２および絶縁板３０の貫通孔３０２を介して負極端子８に接続される。
【００６６】
非水電解液二次電池１０Ａの温度が１３０℃に昇温されると、捲回体１のセパレータ１３は、蓋体６側が縮み、絶縁部材４が溶けて、絶縁物２１〜２３が正極１１および負極１２間に形成される。
【００６７】
そして、絶縁板３０は、絶縁部材４が溶けても溶けないので、負極タブ３と正極缶５との接触を抑制する。
【００６８】
従って、非水電解液二次電池１０Ａにおいては、更に、短絡を防止できる。
【００６９】
非水電解液二次電池１０Ａは、図４に示す工程図において、正極タブ２および負極タブ３がそれぞれ貫通孔３０１，３０２を通るように絶縁板３０を絶縁部材４と蓋体６との間に配置するステップをステップＳ６とステップＳ７との間に追加した工程図に従って製造される。
【００７０】
非水電解液二次電池１０Ａのその他の部分についての説明は、上述した非水電解液二次電池１０の説明と同じである。
【００７１】
なお、この発明の実施の形態においては、ラミネート型の非水電解液二次電池においても、絶縁部材４を設けるようにしてもよい。そして、このラミネート型の非水電解液二次電池は、正極および負極がセパレータを介して捲回された捲回体を備えていてもよく、正極および負極がセパレータを介して積層された積層体を備えていてもよい。
【００７２】
また、この発明の実施の形態においては、正極缶５および蓋体６は、「電池缶」を構成する。
【００７３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
この発明は、非水電解液二次電池に適用される。
【符号の説明】
【００７５】
１ 捲回体、２ 正極タブ、３ 負極タブ、４ 絶縁部材、５ 正極缶、６ 蓋体、７ ベント、８ 負極端子、９ 注入口、１０，１０Ａ 非水電解質二次電池、１１ 正極、１２ 負極、１３ セパレータ、２０ テープ、２１〜２３ 絶縁物、３０ 絶縁板、４１，４２，３０１，３０２ 貫通孔。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、非水電解液二次電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電池の温度が異常に上昇しても短絡を防止可能な非水系電解液電池が知られている（特許文献１）。
【０００３】
この非水系電解液電池は、正極、負極よびセパレータを捲回または積層して作製された電極体を備える。そして、非水系電解液電池の電池缶の蓋側における電極体の端面から露出したセパレータが短絡防止代として用いられ、短絡防止代としてのセパレータは、絶縁板によって電極体の端面方向へ押し付けられている。また、絶縁板は、セパレータと熱融着する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−７４４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の非水系電解液電池においては、絶縁板は、セパレータと同じ材料からなるので、セパレータが縮み始めると、絶縁板も縮み始める。即ち、セパレータが縮み始めた温度では、絶縁板は、セパレータと熱融着せず、縮む。その結果、電極が露出し、短絡するという問題がある。
【０００６】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、短絡を防止可能な非水電解液二次電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の実施の形態によれば、非水電解液二次電池は、金属缶と、捲回体と、絶縁部材とを備える。電池缶は、金属からなる。捲回体は、電池缶に収納され、正極、負極およびセパレータを含む。絶縁部材は、捲回体と電池缶の蓋体との間に配置され、セパレータが縮み始める第１の温度に達すると溶ける。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の実施の形態による非水電解液二次電池においては、第１の温度に達すると、捲回体のセパレータが縮むが、絶縁部材が溶けてセパレータが縮む部分に達して、捲回体の蓋体側において、正極と負極との間に絶縁物が形成される。その結果、正極は、負極と接触しない。
【０００９】
従って、短絡を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、この発明の実施の形態による非水電解質二次電池の斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す線ＩＩ−ＩＩ間における捲回体の断面図である。
【図３】図３は、１３０℃以上の高温時における捲回体の断面図である。
【図４】図４は、図１に示す非水電解液二次電池の製造方法を示す工程図である。
【図５】図５は、この発明の実施の形態による他の非水電解液二次電池の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１２】
図１は、この発明の実施の形態による非水電解液二次電池の斜視図である。なお、図１においては、正極缶５は、その内部が見えるように図示されている。
【００１３】
図１を参照して、この発明の実施の形態による非水電解液二次電池１０は、捲回体１と、正極タブ２と、負極タブ３と、絶縁部材４と、正極缶５と、蓋体６と、ベント７と、負極端子８と、注入口９とを備える。
【００１４】
なお、非水電解液二次電池１０は、例えば、リチウムイオン電池である。
【００１５】
捲回体１は、正極と負極とをセパレータを介して捲回した構造からなる。また、捲回体１は、概略、平板形状を有し、正極缶５の底面と平行な平面において、運動場のトラックの形状からなる平面形状を有する。そして、捲回体１は、電解液を含み、正極缶５内に収納される。
【００１６】
正極タブ２は、例えば、０．０８ｍｍの厚みを有するアルミニウム（Ａｌ）からなり、短冊形状を有する。正極タブ２は、一方端が捲回体１の正極に溶接される。また、正極タブ２は、他方端側が絶縁部材４の貫通孔４１を介して捲回体１と蓋体６との間に配置される。この場合、正極タブ２は、捲回体１と蓋体６との間で湾曲されて正極缶５内に配置される。そして、正極タブ２は、他方端が蓋体６に溶接される。
【００１７】
負極タブ３は、例えば、０．０８ｍｍの厚みを有するニッケル（Ｎｉ）−銅（Ｃｕ）クラッド鋼板からなり、短冊形状を有する。負極タブ３は、その一方端が捲回体１の負極に溶接される。また、負極タブ３は、他方端側が絶縁部材４の貫通孔４２を介して捲回体１と負極端子８との間に配置される。この場合、負極タブ３は、捲回体１と負極端子８との間で湾曲されて正極缶５内に配置される。そして、負極タブ３は、他方端が負極端子８に溶接される。
【００１８】
絶縁部材４は、例えば、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ：Ｌｏｗ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）またはアイオノマー樹脂からなる。低密度ポリエチレンは、繰り返し単位のエチレンがランダムに分岐を持って結合した結晶性の熱可塑性樹脂に属する合成樹脂である。そして、低密度ポリエチレンは、空気中の酸素または過酸化物等のラジカル開始剤を触媒とし、エチレンを１０００〜４０００気圧、および１００〜３５０℃の環境下で多段ガス圧縮機を用いて重合し、その後、残留モノマーを分離し、冷却することによって製造される。このように、低密度ポリエチレンは、高圧・高温条件下で重合されるため、エチレンが単純な鎖状に結合せず、多くの長鎖分岐や短鎖分岐を持つ。従って、この構造が密度を低める。そして、低密度ポリエチレンは、１００〜１１５℃の融点を有し、実用温度は、最大で９０℃程度である。
【００１９】
アイオノマー樹脂は、エチレン−メタクリル酸共重合体またはエチレン−アクリル酸共重合体の分子間をナトリウムや亜鉛等の金属イオンで分子間結合した特殊な構造を有する樹脂である。そして、アイオノマー樹脂は、射出成形用では、９６℃の融点を有し、フィルム用では、８８℃の融点を有する。
【００２０】
このように、絶縁部材４は、約１００℃の融点を有する。また、絶縁部材４は、貫通孔４１，４２を有する。そして、絶縁部材４は、捲回体１と蓋体６との間に配置される。
【００２１】
正極缶５は、例えば、Ａｌからなる。また、正極缶５は、概略、中空の平板形状を有し、底面に平行な平面において、運動場のトラックの形状からなる平面形状を有する。そして、正極缶５は、捲回体１、正極タブ２、負極タブ３および絶縁部材４を収納する。
【００２２】
蓋体６は、例えば、Ａｌからなり、運動場のトラックの形状からなる外形を有する。そして、蓋体６は、正極缶５の開口端に嵌合する。
【００２３】
ベント７は、蓋体６に設けられる。そして、ベント７は、正極缶５内のガスを抜くために用いられる。負極端子８は、絶縁体（図示せず）を介して蓋体６に設けられ、負極タブ３の他方端に接続される。注入口９は、蓋体６に設けられる。そして、注入口９は、捲回体１に電解液を注入するための口である。
【００２４】
図２は、図１に示す線ＩＩ−ＩＩ間における捲回体１の断面図である。図２を参照して、捲回体１は、正極１１と、負極１２と、セパレータ１３とを含む。
【００２５】
負極１２は、正極１１よりも広い幅を有し、セパレータ１３は、負極１２よりも広い幅を有する。正極１１は、両端が負極１２の両端よりも内側に位置するように配置される。負極１２は、両端がセパレータ１３の両端よりも内側に位置するように配置される。捲回体１の最外周には、セパレータ１３が配置される。そして、正極１１および負極１２は、セパレータ１３を介して捲回され、捲回体１が作製される。なお、捲回体１の底面には、テープ２０が貼られている。
【００２６】
正極１１は、正極集電体と、正極活物質層とからなる。正極集電体は、例えば、Ａｌ箔からなり、帯形状を有する。
【００２７】
正極活物質層は、例えば、正極活物質とバインダーとを混合して塗料化したスラリーを正極集電体の表面に塗布し、その塗布したスラリーを乾燥し、次いで、厚み方向にプレスすることによって形成される。スラリーの塗布は、例えば、ドクターブレード法およびスプレー法等によって行なわれる。また、スラリーは、必要に応じて、導電性材料を更に含んでいてもよい。
【００２８】
正極活物質は、例えば、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ、およびＬｉＦｅＰｏ４等のいずれかからなる。
【００２９】
バインダーは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素系樹脂、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）およびエチレンプロピレンジエンマルチブロックポリマー等のゴム系樹脂、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等のセルロース系樹脂等からなる。
【００３０】
導電性材料は、アセチレンブラック（ＡＢ）、ケッチェンブラック（ＫＢ）、黒鉛、および非晶質炭素等の炭素材料からなる。これらの導電性材料は、単独または混合して用いられても良い。
【００３１】
負極１２は、負極集電体と、負極活物質層とからなる。負極集電体は、例えば、Ｃｕ箔からなり、帯形状を有する。
【００３２】
負極活物質層は、例えば、負極活物質とバインダーとを混合して塗料化したスラリーを負極集電体の表面に塗布し、その塗布したスラリーを乾燥し、次いで、厚み方向にプレスすることによって形成される。スラリーの塗布は、上述したドクターブレード法およびスプレー法等によって行なわれる。また、スラリーは、必要に応じて、導電性材料を更に含んでいてもよい。
【００３３】
負極活物質は、例えば、ＳｎおよびＳｉ等のＬｉと合金化可能な金属、金属リチウム、ＬｉＡｌ合金、非晶質炭素、人造黒鉛、天然黒鉛、フラーレン、およびナノチューブ等のリチウム（Ｌｉ）を吸蔵放出可能な炭素系材料、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、およびＬｉ２Ｔｉ３Ｏ７等のＬｉを吸蔵放出可能なチタン酸リチウム等からなる。
【００３４】
バインダーは、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＳＢＲ、およびカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等のいずれかからなる。これらのバインダーは、単独または混合して用いられても良い。
【００３５】
導電性材料は、ＡＢ、ＫＢ、および非晶質炭素等の炭素材料からなる。これらの導電性材料は、単独または混合して用いられても良い。
【００３６】
セパレータ１３については、特に制限は無く、従来、公知のものがセパレータ１３として適用される。例えば、厚みが５〜３０μｍで、開孔率が３０〜７０％の微多孔性ポリエチレンフィルムまたは微多孔性ポリプロピレンフィルム、およびポリエチレンポリプロピレン複合フィルム等がセパレータ１３として好適に用いられる。そして、セパレータ１３は、微多孔性ポリエチレンフィルムからなる場合、１００℃（第１の温度）で縮み始め、１２５〜１３０℃（第２の温度）で第１の温度における収縮率よりも大きい収縮率で縮む。
【００３７】
ここで、第１の温度は、セパレータ１３の収縮率が２％以上５％未満に達するときの温度であり、第２の温度は、セパレータ１３の収縮率が５％以上（＝第１の温度におけるセパレータ１３の収縮率よりも大きい収縮率）に達するときの温度である。
【００３８】
また、収縮率は、次のように定義される。セパレータを、捲回体１の捲回方向×捲回軸方向に、１０ｃｍ×１０ｃｍに切り出して市販の封筒に収め、例えば、Ｔ℃に設定した恒温槽内に１時間放置する。その後、セパレータを恒温槽から取り出し、捲回軸方向の寸法ｘを測定する。そして、その測定した寸法ｘと恒温槽での放置前の寸法とを用いて、収縮率は、次式によって定義される。
収縮率（％）＝１００×（１０−ｘ）／１０・・・（１）
なお、温度Ｔは、セパレータ１３を恒温槽内で１時間放置する実験を恒温槽の温度を変えながら繰り返し行ない、セパレータ１３の収縮率が２％以上になるときの温度として検出した温度である。
【００３９】
また、上述した第１の温度（１００℃）および第２の温度（１２５〜１３０℃）は、セパレータ１３が微多孔性ポリエチレンフィルムからなる場合の温度であり、セパレータ１３が微多孔性ポリエチレンフィルム以外の材料からなる場合、第１の温度は、１００℃と異なる温度からなり、第２の温度は、１２５〜１３０℃と異なる温度からなる。しかし、セパレータ１３が微多孔性ポリエチレンフィルム以外の材料からなる場合も、上述した収縮率を用いて、上述した定義に従って第１の温度および第２の温度を決定できる。従って、セパレータ１３は、いかなる材料からなっていても、第１の温度に達すると第１の収縮率（２％以上５％未満の収縮率）で縮み始め、第２の温度に達すると第２の収縮率（５％以上の収縮率）で縮む。
【００４０】
電解液は、例えば、Ｌｉ塩が有機溶媒に溶解されたものからなる。Ｌｉ塩としては、有機溶媒中で解離してＬｉ＋イオンを生成可能であり、電解液を構成要素とする電池の電圧範囲で分解等の副反応を起こさないものが用いられる。
【００４１】
そして、Ｌｉ塩は、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、およびＬｉＣｌＣＯ４等の無機化合物、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）（ＳＯ２Ｃ４Ｆ９）、ＬｉＣ（ＳＯ２ＣＦ２）３、ＬｉＣ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）３、ＬｉＰＦ６−ｎ（Ｃ２Ｆ５）ｎ（ｎは１〜６の整数）、ＬｉＳＯ３ＣＦ３、ＬｉＳＯ３Ｃ２Ｆ５、およびＬｉＳＯ３Ｃ４Ｆ８等の有機化合物等からなる。
【００４２】
有機溶媒は、Ｌｉ塩を溶解でき、電池の電圧範囲で分解等の副反応を起こさないものであれば制限されない。有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、およびビニレンカーボネート等の環状カーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、およびエチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート、γ−ブチロラクトン等の環状エステル、ジメトキシエタン、ジグライム、トリグライム、およびテトラグライム等の鎖状エーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、および２−メチルテトラヒドロフラン等の環状エーテル、アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシプロピオニトリル、およびエトキシプロピオニトリル等のニトリル類等が挙げられる。これらの有機溶媒は、単独又は混合して用いることができる。
【００４３】
これらのうち、有機溶媒は、エチレンカーボネートと鎖状カーボネートとの混合溶媒が好ましい。この混合溶媒を用いれば、高い導電率が得られ、良好な電池特性を実現できる。
【００４４】
電解液には、安全性、サイクル性、高温貯蔵性等の特性を向上する目的で、適宜、ビニレンカーボネート類、１，３−プロパンサルトン、ジフェニルジスルフィド、シクロヘキサン、ビフェニル、フルオロベンゼン、およびｔ−ブチルベンゼン等の添加剤が含まれていてもよい。
【００４５】
また、電解液は、有機溶媒に代えて、エチル−メチルイミダゾリウムトリフルオロメチルスルホニウムイミド、へプチル−トリメチルアンモニウムトリフルオロメチルスルホニウムイミド、ピリジニウムトリフルオロメチルスルホニウムイミド、およびグアジニウムトリフルオロメチルスルホニウムイミド等の常温溶融塩を含んでいてもよい。
【００４６】
更に、電解液は、下記のホストポリマーによりゲル化されていてもよい。ホストポリマーとしては、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、エチレンオキシド−プロピレンオキシド共重合体、主鎖または側鎖にエチレンオキシド鎖を含む架橋ポリマー、光及び熱により架橋可能であり側鎖にオキセタン化合物や脂環式エポキシ化合物を有する（メタ）アクリレート共重合体等が挙げられる。
【００４７】
図３は、１３０℃以上の高温時における捲回体１の断面図である。上述したように絶縁部材４は、約１００℃の融点を有し、セパレータ１３は、約１００℃に達すると第１の収縮率（＝２％以上５％未満の収縮率）で縮み始め、１２５〜１３０℃に達すると第２の収縮率（５％以上の収縮率）で縮む。
【００４８】
従って、非水電解液二次電池１０の温度が１３０℃以上に上昇すると、セパレータ１３は、蓋体６側が縮むが、絶縁部材４が溶けてセパレータ１３が縮む部分に達して、正極１１と負極１２との間に絶縁物２１〜２３を作る。即ち、絶縁部材４は、捲回体１の外周部だけでなく、全領域において、正極１１と負極１２との間に絶縁物２１〜２３を作る。その結果、正極１１は、負極１２と接触しない。従って、短絡を防止できる。
【００４９】
なお、捲回体１の底面には、テープ２０が貼られているので、セパレータ１３は、捲回体１の底面側では、縮まず、捲回体１の底面側では、正極１１および負極１２は、露出しない。従って、捲回体１の底面側では、正極１１および負極１２が露出することに起因する短絡の問題は発生しない。
【００５０】
絶縁部材４は、アイオノマー樹脂からなる場合、８８〜９６℃の融点を有する。従って、絶縁部材４は、アイオノマー樹脂からなる場合、セパレータ１３が縮み始める１００℃に非水電解液二次電池１０の温度が昇温されると、溶け、絶縁物２１〜２３を正極１１と負極１２との間に形成する。その結果、セパレータ１３が縮み始める１００℃においても、短絡を防止できる。
【００５１】
また、絶縁部材４は、低密度ポリエチレンからなる場合、１００〜１１５℃の融点を有する。従って、非水電解液二次電池１０の温度が加熱試験の温度（＝１３０℃）に昇温されると、絶縁部材４は、アイオノマー樹脂および低密度ポリエチレンのいずれから構成されていても、溶け、絶縁物２１〜２３を正極１１と負極１２との間に形成する。その結果、非水電解液二次電池１０の加熱試験時の温度においても、短絡を防止できる。
【００５２】
従って、この発明の実施の形態による非水電解液二次電池１０は、セパレータ１３が縮み始める第１の温度（＝１００℃）に達すると溶ける絶縁部材４を備えていてもよく、第１の温度（＝１００℃）よりも高い第２の温度（＝１３０℃）に達すると溶ける絶縁部材４を備えていてもよい。
【００５３】
図４は、図１に示す非水電解液二次電池１０の製造方法を示す工程図である。図４を参照して、非水電解液二次電池１０の製造が開始されると、正極１１、負極１２およびセパレータ１３を作製する（ステップＳ１）。
【００５４】
そして、テープ状のアルミニウム箔の一方端を溶接機を用いて正極１１の正極集電体に溶接し、一方端から所定の長さＬ１の位置でテープ状のアルミニウム箔をカッターで切断する（ステップＳ２）。これによって、正極タブ２が正極１１に接続される。
【００５５】
その後、テープ状のＮｉ−Ｃｕクラッド鋼板の一方端を溶接機を用いて負極１２の負極集電体に溶接し、一方端から所定の長さＬ１の位置でテープ状のＮｉ−Ｃｕクラッド鋼板をカッターで切断する（ステップＳ３）。これによって、負極タブ３が負極１２に接続される。
【００５６】
引き続いて、正極タブ２付き正極１１、セパレータ１３、および負極タブ３付き負極１２を積層し、正極１１および負極１２をセパレータ１３を介して捲回機によって捲回し、捲回体１の底面にテープ２０を貼る（ステップＳ４）。これによって、捲回体１が作製される。
【００５７】
そして、ステップＳ４において作製された捲回体１を正極缶５に収納する（ステップＳ５）。
【００５８】
その後、正極タブ２および負極タブ３がそれぞれ貫通孔４１，４２を通るように、絶縁部材４を正極缶５内の捲回体１の上に設置する（ステップＳ６）。
【００５９】
そうすると、正極缶５に収納された捲回体１の正極１１および負極１２にそれぞれ接続された正極タブ２および負極タブ３の他方端を切り揃え、正極タブ２の他方端を蓋体６に溶接し、負極タブ３の他方端を負極端子８に溶接する（ステップＳ７）。この場合、負極タブ３の銅（Ｃｕ）からなる面が負極端子８に溶接される。これは、負極タブ３は、レーザ溶接によって負極端子８に溶接され、レーザ溶接においては、レーザを銅（Ｃｕ）からなる面に照射することはできず、ニッケル（Ｎｉ）からなる面にレーザを照射する必要があるからである。
【００６０】
その後、蓋体６を正極缶５の開口部に嵌合する（ステップＳ８）。これによって、正極タブ２のうち、捲回体１と蓋体６との間の部分が湾曲され、負極タブ３のうち、捲回体１と蓋体６との間の部分が正極缶５の内壁に接触しないように曲げられる。
【００６１】
そして、電解液を注入口９から捲回体１に注入する（ステップＳ９）。これによって、非水電解液二次電池１０が完成する。
【００６２】
図５は、この発明の実施の形態による他の非水電解液二次電池の概略図である。この発明の実施の形態による非水電解液二次電池は、図５に示す非水電解液二次電池１０Ａであってもよい。
【００６３】
図５を参照して、非水電解液二次電池１０Ａは、図１に示す非水電解液二次電池１０に絶縁板３０を追加したものであり、その他は、非水電解液二次電池１０と同じである。
【００６４】
絶縁板３０は、絶縁部材４の融点よりも高い融点を有し、１３０℃の加熱試験において溶けない。また、絶縁板３０は、貫通孔３０１，３０２を有する。そして、絶縁板３０は、絶縁部材４と蓋体６との間に配置される。
【００６５】
なお、非水電解液二次電池１０Ａにおいては、正極タブ２は、絶縁部材４の貫通孔４１および絶縁板３０の貫通孔３０１を介して蓋体６に接続され、負極タブ３は、絶縁部材４の貫通孔４２および絶縁板３０の貫通孔３０２を介して負極端子８に接続される。
【００６６】
非水電解液二次電池１０Ａの温度が１３０℃に昇温されると、捲回体１のセパレータ１３は、蓋体６側が縮み、絶縁部材４が溶けて、絶縁物２１〜２３が正極１１および負極１２間に形成される。
【００６７】
そして、絶縁板３０は、絶縁部材４が溶けても溶けないので、負極タブ３と正極缶５との接触を抑制する。
【００６８】
従って、非水電解液二次電池１０Ａにおいては、更に、短絡を防止できる。
【００６９】
非水電解液二次電池１０Ａは、図４に示す工程図において、正極タブ２および負極タブ３がそれぞれ貫通孔３０１，３０２を通るように絶縁板３０を絶縁部材４と蓋体６との間に配置するステップをステップＳ６とステップＳ７との間に追加した工程図に従って製造される。
【００７０】
非水電解液二次電池１０Ａのその他の部分についての説明は、上述した非水電解液二次電池１０の説明と同じである。
【００７１】
なお、この発明の実施の形態においては、ラミネート型の非水電解液二次電池においても、絶縁部材４を設けるようにしてもよい。そして、このラミネート型の非水電解液二次電池は、正極および負極がセパレータを介して捲回された捲回体を備えていてもよく、正極および負極がセパレータを介して積層された積層体を備えていてもよい。
【００７２】
また、この発明の実施の形態においては、正極缶５および蓋体６は、「電池缶」を構成する。
【００７３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
この発明は、非水電解液二次電池に適用される。
【符号の説明】
【００７５】
１ 捲回体、２ 正極タブ、３ 負極タブ、４ 絶縁部材、５ 正極缶、６ 蓋体、７ ベント、８ 負極端子、９ 注入口、１０，１０Ａ 非水電解質二次電池、１１ 正極、１２ 負極、１３ セパレータ、２０ テープ、２１〜２３ 絶縁物、３０ 絶縁板、４１，４２，３０１，３０２ 貫通孔。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属からなる電池缶と、
前記電池缶に収納され、正極、負極およびセパレータを含む捲回体と、
前記捲回体と前記電池缶の蓋体との間に配置され、前記セパレータが縮み始める第１の温度に達すると溶ける絶縁部材とを備える非水電解液二次電池。
【請求項２】
前記絶縁部材は、前記第１の温度よりも高い第２の温度に達すると溶ける、請求項１に記載の非水電解液二次電池。
【請求項３】
前記第２の温度は、前記セパレータの収縮率が前記第１の温度における前記セパレータの第１の収縮率よりも大きい第２の収縮率に達する温度である、請求項２に記載の非水電解液二次電池。
【請求項４】
前記絶縁部材の融点よりも高い融点を有するとともに、前記絶縁部材と前記蓋体との間に配置され、前記負極に接続された負極タブを通す貫通穴を有する絶縁板を更に備える、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の非水電解液二次電池。
【請求項１】
金属からなる電池缶と、
前記電池缶に収納され、正極、負極およびセパレータを含む捲回体と、
前記捲回体と前記電池缶の蓋体との間に配置され、前記セパレータが縮み始める第１の温度に達すると溶ける絶縁部材とを備える非水電解液二次電池。
【請求項２】
前記絶縁部材は、前記第１の温度よりも高い第２の温度に達すると溶ける、請求項１に記載の非水電解液二次電池。
【請求項３】
前記第２の温度は、前記セパレータの収縮率が前記第１の温度における前記セパレータの第１の収縮率よりも大きい第２の収縮率に達する温度である、請求項２に記載の非水電解液二次電池。
【請求項４】
前記絶縁部材の融点よりも高い融点を有するとともに、前記絶縁部材と前記蓋体との間に配置され、前記負極に接続された負極タブを通す貫通穴を有する絶縁板を更に備える、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の非水電解液二次電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１５１０３２（Ｐ２０１２−１５１０３２Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９８４８（Ｐ２０１１−９８４８）
【出願日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【出願人】（５１１０８４５５５）日立マクセルエナジー株式会社 (212)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【出願人】（５１１０８４５５５）日立マクセルエナジー株式会社 (212)
【Ｆターム（参考）】
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