非水電解質二次電池、組電池、車両及び組電池搭載機器
【課題】 異常過熱状態となっても、短絡の発生が防止でき、正電位や負電位を集電部材等を用いて適切に導出した非水電解質二次電池を提供する。この非水電解質二次電池を複数備えた組電池、この組電池を備えた車両及び組電池搭載機器を提供する。
【解決手段】 非水電解質二次電池１は、正極対向部２０Ｆと負極対向部３０Ｆとの間にセパレータ４０を介在させ、正極板２０，負極板３０及びセパレータを捲回軸ＡＸに長円形状に捲回してなる扁平捲回型発電要素１０及び電池ケース８０を備え、扁平捲回型発電要素は、平行捲回部１０Ｐと湾曲捲回部１０Ｃとからなり、電池ケースは、平行捲回部を挟む２つの平行壁部８３を有し、セパレータは、湾曲セパレータ部４０Ｃがそれぞれ、捲回軸に沿う第１方向ＤＸ１及び第２方向ＤＸ２のうち少なくとも一方向に、平行セパレータ部４０Ｐよりも膨らんだ形態とされてなる。
【解決手段】 非水電解質二次電池１は、正極対向部２０Ｆと負極対向部３０Ｆとの間にセパレータ４０を介在させ、正極板２０，負極板３０及びセパレータを捲回軸ＡＸに長円形状に捲回してなる扁平捲回型発電要素１０及び電池ケース８０を備え、扁平捲回型発電要素は、平行捲回部１０Ｐと湾曲捲回部１０Ｃとからなり、電池ケースは、平行捲回部を挟む２つの平行壁部８３を有し、セパレータは、湾曲セパレータ部４０Ｃがそれぞれ、捲回軸に沿う第１方向ＤＸ１及び第２方向ＤＸ２のうち少なくとも一方向に、平行セパレータ部４０Ｐよりも膨らんだ形態とされてなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極板のうち負極板と対向する正極対向部と負極板のうち正極板と対向する負極対向部との間全体にセパレータを介在させて、正極板、負極板及びセパレータを捲回した扁平捲回型発電要素を備える非水電解質二次電池、このような非水電解質二次電池を複数備えた組電池、車両及び組電池搭載機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド自動車やノート型パソコン、ビデオカムコーダなどのポータブル電子機器の駆動用電源に、充放電可能なリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池（以下、単に電池ともいう）が利用されている。
このような電池として、セパレータが熱収縮しても、正極板と負極板とが接触し短絡しないように、特許文献１には、いずれも帯状の正極（正極板）、負極（負極板）、及び、正極と負極との間に介在されるセパレータを捲回した電極捲回体（扁平捲回型発電要素）を備える非水電解質電池（非水電解質二次電池）が開示されている。この電池では、セパレータの長辺方向及び短辺方向の長さを、セパレータの熱収縮率を考慮しつつ、正極，負極の長辺方向及び短辺方向の長さよりも大きくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２１７６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電極捲回体の１形態として、捲回軸を中心として扁平な長円形状に捲回してなる扁平捲回型発電要素が挙げられる。この扁平捲回型発電要素は、正極板、負極板及びセパレータが平行に配置された平行捲回部と、この平行捲回部を挟み、正極板、負極板及びセパレータが、それぞれ半円筒状に湾曲して配置された湾曲捲回部とを有する。
【０００５】
ところで、非水電解質二次電池のリチウムイオン二次電池では、充放電に伴って、発電要素をなす正極板及び負極板が膨張・収縮するため、発電要素を収容する電池ケースの寸法が変化する。このような寸法変化に伴う電池性能の変化を抑制すべく、扁平捲回型発電要素を有する電池では、互いに平行に配置され、平行捲回部を挟む２つの平行壁部を有する電池ケースに、扁平捲回型発電要素を収容する。そして、その平行壁部の外側から扁平捲回型発電要素を圧縮して用いることが多い。
この場合、この扁平捲回型発電要素のうち、平行捲回部は、電池ケースの平行壁部を通じて圧縮されるので、この平行捲回部において、セパレータはこれと隣りあう正極板（正極板のうち負極板と対向する正極対向部）及び負極板（負極板のうち正極板と対向する負極対向部）にそれぞれ拘束される。一方、扁平捲回型発電要素のうちの湾曲捲回部には、外部からの押圧力が掛かりにくいので、この湾曲捲回部において、セパレータはこれと隣りあう正極板（正極対向部）及び負極板（負極対向部）に拘束されにくい。
【０００６】
このような扁平捲回型発電要素が、電池ケースの内部で、例えば過充電によって、異常過熱状態（例えば、電池内の温度が１５０℃以上となる状態）になることがある。すると、セパレータは熱収縮しようとするが、なかでも、平行捲回部に位置するセパレータ（後述の平行セパレータ部）に比して、湾曲捲回部に位置するセパレータ（後述の湾曲セパレータ部）は、捲回軸方向に熱収縮し易い。平行捲回部のセパレータは、正極板（正極対向部）と負極板（負極対向部）とに挟まれて拘束され熱収縮するのが妨げられるのに対し、湾曲捲回部のセパレータは、正極板（正極対向部）と負極板（負極対向部）との間に挟んで熱収縮を妨げる摩擦力が生じ難いために、大きく熱収縮してしまうためであると考えられる。
しかるに、湾曲捲回部のセパレータがその幅方向（捲回軸方向）に熱収縮すると、湾曲捲回部のうち幅方向（捲回軸方向）の端部において正極対向部と負極対向部との間（例えば、互いに対向する正極活物質層と負極活物質層との間や、負極活物質層の幅を正極活物質層に比して大きくした場合において、互いに対向する正極集電箔と負極活物質層との間）に一部セパレータが介在しなくなるために、これらが接触し、正極板と負極板とが短絡する虞がある。
【０００７】
これに対し、特許文献１の電池では、セパレータの捲回軸方向（短辺方向）の長さを、セパレータの熱収縮率を考慮しつつ、正極及び負極の捲回軸方向の長さよりも一様に大きくするとしている。しかし、このようにしては、平行捲回部においても、セパレータが正極板や負極板を大きく覆ってしまい、これら正極板や負極板に集電部材（例えば、電池の内部から外部に延出する集電部材）やタブを接続し難くなるなど、平行捲回部で正電位や負電位を取り出す構造が形成しにくくなる。
【０００８】
本発明は、かかる問題点を鑑みてなされたものであって、異常過熱状態となっても、短絡の発生が防止でき、正電位や負電位を集電部材等を用いて適切に導出した非水電解質二次電池を提供することを目的とする。また、このような非水電解質二次電池を複数備えた組電池、この組電池を備えた車両及び組電池搭載機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、帯状の正極集電箔及びこの正極集電箔上に形成された帯状の正極活物質層からなる正極板と、帯状の負極集電箔及びこの負極集電箔上に形成された帯状の負極活物質層からなる負極板と、帯状のセパレータと、を有し、上記正極板のうち上記負極板に対向する正極対向部と上記負極板のうち上記正極板に対向する負極対向部との間全体に上記セパレータを介在させ、上記正極板、上記負極板及び上記セパレータを、捲回軸を中心として横断面が扁平な長円形状に捲回してなる扁平捲回型発電要素、及び、内部に上記扁平捲回型発電要素を収容する電池ケース、を備える非水電解質二次電池であって、上記扁平捲回型発電要素は、上記正極板、上記負極板及び上記セパレータが、互いに平行に配置された平行捲回部と、上記平行捲回部を挟む２つの湾曲捲回部であって、上記正極板、上記負極板及び上記セパレータが、それぞれ半円筒状に湾曲して配置された湾曲捲回部と、からなり、上記電池ケースは、それぞれ平板状で、互いに平行に配置され、上記平行捲回部を挟む２つの平行壁部を有し、上記セパレータは、上記扁平捲回型発電要素の上記湾曲捲回部に位置する湾曲セパレータ部がそれぞれ、上記捲回軸に沿う第１方向及びこれと逆方向の第２方向のうち、少なくとも一方向に、上記平行捲回部に位置する平行セパレータ部よりも膨らんだ形態とされてなる非水電解質二次電池である。
【００１０】
上述の電池では、扁平捲回型発電要素の湾曲捲回部において、セパレータの湾曲セパレータ部が平行セパレータ部よりも、捲回軸に沿う第１方向及び第２方向のうち、少なくとも一方向に膨らんだ形態とされている。このため、平行壁部の外側から押圧するなど、平行捲回部を圧縮した状態において、扁平捲回型発電要素が異常過熱状態となったために、セパレータのうち湾曲セパレータ部が捲回軸方向に熱収縮したとしても、この湾曲セパレータ部のうち捲回軸方向の少なくとも一方向において、平行セパレータ部よりも湾曲セパレータ部を膨らませて形成しておいた分、熱収縮の影響をなくし、正極板の正極対向部と負極板の負極対向部との間に湾曲セパレータ部を介在させ続けることができる。かくして、湾曲セパレータ部が捲回軸方向に熱収縮することによる短絡の発生を防止することができ、信頼性の高い電池とすることができる。
その一方で、平行捲回部では、セパレータのうちの平行セパレータ部が相対的に幅狭となっており、正極板や負極板に集電部材等を接続し易い。このため、平行捲回部において、正電位や負電位を集電部材等を用いて適切に導出した電池とすることができる。
【００１１】
なお、扁平捲回型発電要素としては、例えば、正極板及び負極板の少なくともいずれかに別体のタブを接続したものや、このようなタブを正極板及び負極板に接続しないで集電部材と直接接続したものが挙げられる。また、湾曲セパレータ部の形態としては、捲回軸に沿う第１方向及びこれと逆方向の第２方向のうち、少なくとも一方向に、例えば、矩形状、半円状、三角形状、台形状等に膨らんだ形態が挙げられる。
【００１２】
さらに、上述の非水電解質二次電池であって、前記セパレータは、前記湾曲セパレータ部のうち、前記捲回軸から最も離れた最離隔湾曲セパレータ部が、最も膨らんだ形態とされてなる非水電解質二次電池とすると良い。
【００１３】
扁平捲回型発電要素が異常過熱状態となった際、セパレータの湾曲セパレータ部のうち、捲回軸から最も離れた最離隔湾曲セパレータ部が最も大きく熱収縮すると見込まれる。これは、湾曲セパレータ部のうち、捲回軸から離れた部位ほど、正極板（正極対向部）及び負極板（負極対向部）にそれぞれ拘束されている平行セパレータ部からも離れているので、最離隔湾曲セパレータ部が、正極板（正極対向部）及び負極板（負極対向部）に最も拘束されにくいからである。
これに対し、上述の電池では、セパレータの湾曲セパレータ部のうち、最も熱収縮が生じやすい最離隔湾曲セパレータ部を最も膨らませた形態にしてあるので、扁平捲回型発電要素が異常過熱状態となっても、湾曲捲回部において、正極対向部と負極対向部との間に、最離隔湾曲セパレータ部を含む湾曲セパレータ部を介在させ続けることができる。従って、湾曲セパレータ部が捲回軸方向に熱収縮することによる短絡の発生を適切に防止することができる。
【００１４】
なお、湾曲セパレータ部の形態としては、捲回軸から最も離れた最離隔湾曲セパレータ部が湾曲セパレータ部のうちで最も膨らんだ形態であれば良く、第１方向及び第２方向のうち、少なくとも一方向に、例えば、半円状、三角形状のほか、矩形状、台形状等に膨らんだ形態が挙げられる。なかでも、湾曲セパレータ部の形態が、第１方向及び第２方向のうち、少なくとも一方向に、矩形状又は台形状に膨らんだ形態が、扁平捲回型発電要素を捲回する際に巻きずれが生じても、最離隔湾曲セパレータ部が湾曲セパレータ部のうちで最も膨らんだ形態に維持し易く、より好ましい。
【００１５】
または、前述の非水電解質二次電池であって、前記正極板は、前記正極集電箔がアルミニウムからなり、この正極集電箔のうち、前記第１方向側に帯状に、この正極集電箔が露出する正極箔露出部を設ける形態で、前記正極活物質層が上記正極集電箔上に形成されてなり、前記負極板は、前記負極集電箔が銅からなり、この負極集電箔のうち、前記第２方向側に帯状に、この負極集電箔が露出する負極箔露出部を設ける形態で、前記負極活物質層が上記負極集電箔上に形成されてなり、前記セパレータは、前記湾曲セパレータ部が、上記第１方向及び上記第２方向のうち、少なくとも上記第１方向に膨らんだ形態とされてなる非水電解質二次電池とすると良い。
【００１６】
湾曲セパレータ部における熱収縮の程度は、第１方向と第２方向とで異なることが判ってきた。これは、正極板の正極集電箔と負極板の負極集電箔との熱伝導の違いによるものと考えられる。即ち、正極集電箔をなすアルミニウムの熱伝導率（２３６Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1）は、負極集電箔をなす銅の熱伝導率（３９８Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1）よりも小さい。従って、扁平捲回型発電要素が異常過熱状態となった際に、負極箔露出部に比して熱が伝わり難い正極箔露出部は放熱しづらいので、負極箔露出部よりも高温になりがちである。このため、扁平捲回型発電要素が異常過熱状態となると、湾曲セパレータ部のうち、正極箔露出部に近い第１方向側の部位が、負極箔露出部に近い第２方向側の部位よりも大きく熱収縮すると考えられる。
そこで、上述の電池では、セパレータのうち湾曲セパレータ部を少なくとも第１方向に膨らんだ形態としてある。このため、扁平捲回型発電要素が異常過熱状態となっても、大きく熱収縮しがちな湾曲捲回部のうち第１方向端部において、正極対向部と負極対向部との間に、セパレータの湾曲セパレータ部を介在させ続けることができる。従って、湾曲セパレータ部が捲回軸方向に熱収縮することによる短絡の発生を適切に防止することができる。
【００１７】
或いは、本発明の他の態様は、前述のいずれかの非水電解質二次電池を、前記平行壁部に直交する積層方向に複数積層し、これらを上記積層方向に圧縮して保持してなる組電池である。
【００１８】
上述の組電池では、前述の電池を、積層方向に複数積層し、これらを積層方向に圧縮して保持してなる。このため、各電池の外部への膨れ（寸法変化）を防止しつつ、少なくとも１つの電池において、扁平捲回型発電要素が異常過熱状態となったために、セパレータのうちの湾曲セパレータ部が捲回軸方向に熱収縮した場合でも、正極対向部と負極対向部との間に、湾曲セパレータ部を介在させ続けることができる。従って、湾曲セパレータ部が捲回軸方向に熱収縮することによる短絡の発生を防止することができ、信頼性の高い組電池とすることができる。
【００１９】
或いは、本発明の他の態様は、前述の組電池を搭載し、この組電池に蓄えた電気エネルギを動力源の全部又は一部に使用する車両である。
【００２０】
上述の車両は、短絡を防止した組電池を搭載しているので、安定して使用できる車両とすることができる。
【００２１】
なお、車両としては、組電池による電気エネルギを動力源の全部又は一部に使用する車両であれば良く、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、ハイブリッド鉄道車両、フォークリフト、電気車いす、電動アシスト自転車、電動スクータが挙げられる。
【００２２】
或いは、本発明の他の態様は、前述の組電池を搭載し、この組電池に蓄えた電気エネルギを駆動エネルギ源の全部又は一部に使用する組電池搭載機器である。
【００２３】
上述の組電池搭載機器は、短絡を防止した組電池を搭載しているので、安定して使用できる組電池搭載機器とすることができる。
【００２４】
なお、組電池搭載機器としては、組電池を搭載し、これをエネルギ源の全部又は一部に使用する機器であれば良く、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、電池（組電池）駆動の電動工具、無停電電源装置など、電池（組電池）で駆動される各種の家電製品、オフィス機器、産業機器が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態１，変形形態１にかかる組電池の部分破断斜視図である。
【図２】実施形態１，変形形態１にかかる組電池の平面図である。
【図３】実施形態１にかかる電池の斜視図である。
【図４】実施形態１，変形形態１にかかる電池の端面図（図３のＡ−Ａ部，図９のＢ−Ｂ部）である。
【図５】実施形態１，変形形態１にかかる捲回前の正極板の斜視図である。
【図６】実施形態１，変形形態１にかかる捲回前の負極板の斜視図である。
【図７】実施形態１にかかる捲回前のセパレータの平面図である。
【図８】実施形態１にかかる扁平捲回型発電要素における正極板、負極板及びセパレータの関係を示す説明図である。
【図９】変形形態１にかかる電池の斜視図である。
【図１０】変形形態１にかかる捲回前のセパレータの平面図である。
【図１１】変形形態１にかかる扁平捲回型発電要素における正極板、負極板及びセパレータの関係を示す説明図である。
【図１２】実施形態２にかかる車両の説明図である。
【図１３】実施形態３にかかる電池搭載機器の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（実施形態１）
次に、本発明の実施形態１について、図面を参照しつつ説明する。
まず、本実施形態１にかかる組電池１００について説明する。図１にこの組電池１００の部分破断斜視図を、図２に組電池１００の平面図をそれぞれ示す。組電池１００は、５０個の電池１，１と、積層された電池１を挟んで、積層方向ＤＬ両端側にそれぞれ配置された２つのエンドプレート（第１エンドプレート１２０，第２エンドプレート１３０）とを有する。なお、この組電池１００は、積層方向ＤＬに２列に列置された複数の電池１，１を組電池ケース１５０内に収容している。また、複数の電池１，１を、銅製で板状のバスバＢＢによって互いに直列に接続している。
このうち、金属製で矩形板状の第１エンドプレート１２０及び第２エンドプレート１３０は、複数の電池１，１の積層方向ＤＬの両端側に配置され、各電池１，１における、積層方向ＤＬの寸法変化を抑制している。具体的には、これら第１エンドプレート１２０及び第２エンドプレート１３０は、これらを積層方向ＤＬに挿通する、図示しない棒状のボルトを複数用いて、積層方向ＤＬに積層した電池１，１を、積層方向ＤＬに所定の圧力で挟持している。このため、充放電による電池１の電池ケース８０の寸法変化を抑制し、これに伴う電池性能の変化を抑制することができる。
【００２７】
次に、電池１について、図面を参照しつつ説明する。この電池１は、いずれも帯状の正極板２０と負極板３０とセパレータ４０とを有し、これらを捲回軸ＡＸを中心として横断面が扁平な長円形状に捲回してなる扁平捲回型発電要素（以下、単に発電要素ともいう）１０、及び、内部にこの発電要素１０を収容する電池ケース８０を備える、非水電解質二次電池のリチウムイオン二次電池である（図３参照）。なお、この電池１は、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）及びエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）の混合有機溶媒（体積比がＥＣ：ＤＭＣ：ＥＭＣ＝３：３：４）に、１ｍｏｌ／ｌの溶質（ＬｉＰＦ6）を添加してなる電解液（図示しない）を密閉して収容している。
【００２８】
この電池１の電池ケース８０は、共にアルミニウム製の電池ケース本体８１及び封口蓋８８を有する。なお、この電池ケース８０と発電要素１０との間には、樹脂からなり、箱状に折り曲げた絶縁フィルム（図示しない）が介在させてある。
このうち封口蓋８８は矩形板状であり、電池ケース本体８１の開口を閉塞して、この電池ケース本体８１に溶接されている。この封口蓋８８には、発電要素１０と接続している正極集電部材９１及び負極集電部材９２のうち、それぞれ先端に位置する正極端子部９１Ａ及び負極端子部９２Ａが貫通しており、図３中、上方に向く蓋表面８８ａから突出している。これら正極端子部９１Ａ及び負極端子部９２Ａと封口蓋８８との間には、それぞれ絶縁性の樹脂からなる絶縁部材９５が介在し、互いを絶縁している。さらに、この封口蓋８８には矩形板状の安全弁９７も封着されている。
【００２９】
また、電池ケース本体８１は有底矩形箱形である。即ち、封口蓋８８と対向する矩形平板状のケース底部８２、及び、このケース底部８２の四方の縁から、このケース底部８２の垂直方向に延出する壁部（次述する第１壁部８３及び第２壁部８４）からなる（図３参照）。この壁部は、発電要素１０の捲回軸ＡＸに平行な位置にある、平板状の２つの第１壁部８３，８３と、捲回軸ＡＸに垂直な位置にある、平板状の２つの第２壁部８４，８４とからなる。
このうち、２つの第１壁部８３，８３は、互いに平行に配置され、発電要素１０の平行捲回部１０Ｐ（後述）を挟む。
【００３０】
また、発電要素１０は、図３、及び、図３の電池１の端面図（Ａ−Ａ部）である図４に示すように、帯状の正極板２０及び負極板３０が、帯状のセパレータ４０を介して、これらを捲回軸ＡＸを中心として横断面が扁平な長円形状に捲回してなる捲回型である。なお、この発電要素１０の最外側及び最内側には、セパレータ４０のみが捲回されている。
【００３１】
この発電要素１０のうち、薄板帯状の正極板２０は、帯状でアルミニウムからなる正極集電箔２８（寸法が３０００ｍｍ×６６ｍｍ）と、この正極集電箔２８のうち、短手方向ＤＢ（捲回軸ＡＸ方向）の第１方向ＤＸ１側に、この正極集電箔２８が露出する正極箔露出部２５（３０００ｍｍ×１６ｍｍ）を帯状に設ける形態で、正極集電箔２８上に偏って形成されてなる正極活物質層２１（３０００ｍｍ×５０ｍｍ）とを有している（図５参照）。このうち、正極活物質層２１は、ＬｉＮｉＣｏＡｌＯ2からなる正極活物質粒子、ＰＶＤＦからなる結着剤、及び、アセチレンブラックからなる導電助剤を含む。
【００３２】
上述の正極板２０は、発電要素１０を形成した場合に、負極板３０（後述する負極対向部３０Ｆ）と対向する正極対向部２０Ｆと、対向しない正極非対向部２０Ｎとに分けられる。なお、上述の正極活物質層２１は、負極活物質層３１よりも幅狭にされている。従って、正極対向部２０Ｆは、図８に示すように、正極活物質層２１全体と正極箔露出部２５の一部（次述する露出対向部２５Ｆ）とからなる。
【００３３】
また、正極板２０の正極箔露出部２５は、発電要素１０を形成した場合に、負極板３０（負極対向部３０Ｆ）と対向する露出対向部２５Ｆと、逆に負極板３０（負極対向部３０Ｆ）とは非対向の露出非対向部２５Ｎとに分けられる（図８参照）。なお、本実施形態１では、露出非対向部２５Ｎは、正極非対向部２０Ｎに一致する。
【００３４】
一方、薄板帯状の負極板３０は、帯状で銅からなる負極集電箔３８（３３００ｍｍ×６９ｍｍ）と、この負極集電箔３８のうち、短手方向ＤＢ（捲回軸ＡＸ方向）の第２方向ＤＸ２側に、この負極集電箔３８が露出する負極箔露出部３５（３３００ｍｍ×１３ｍｍ）を帯状に設ける形態で、負極集電箔３８上に偏って形成されてなる負極活物質層３１（３３００ｍｍ×５６ｍｍ）とを有している（図６参照）。このうち負極活物質層３１は、グラファイトからなる負極活物質粒子、及び、ＰＶＤＦからなる結着剤を含む。
【００３５】
上述の負極板３０は、発電要素１０を形成した場合に、正極板２０（正極対向部２０Ｆ）と対向する負極対向部３０Ｆと、対向しない負極非対向部３０Ｎとに分けられる（図８参照）。なお、前述したように、負極活物質層３１は、正極活物質層２１よりも幅太である（これにより、電池１の使用時（充放電時）に、負極板３０でリチウム金属が析出するのを防止できる）。このため、負極対向部３０Ｆには、図８に示すように、負極活物質層３１の一部（中央部分の活物質層対向部３１Ｆ）が該当する。つまり、負極活物質層３１について見ると、正極対向部２０Ｆ（正極活物質層２１及び露出対向部２５Ｆ）と対向する活物質層対向部３１Ｆと、正極活物質層２１のみならず正極板２０にも対向しない活物質層非対向部３１Ｎとになる（図８参照）。
一方、負極非対向部３０Ｎは、図８に示すように、活物質層非対向部３１Ｎと負極箔露出部３５とからなる。
【００３６】
また、帯状のセパレータ４０は、ポリエチレンを２層のポリプロピレンの間に挟んでなる三層セパレータである。このセパレータ４０は、図７に示すように、このうちの短手方向ＤＢ（捲回軸ＡＸ方向）の両端が、それぞれ方形波状のジグザグに裁断されている。そして、このセパレータ４０は、短手方向ＤＢに第１寸法Ｗ１の平行セパレータ部４０Ｐ、及び、この平行セパレータ部４０Ｐよりも大きな第２寸法Ｗ２の湾曲セパレータ部４０Ｃからなる。このセパレータ４０は、捲回された状態で、正極対向部２０Ｆ（正極活物質層２１）と負極対向部３０Ｆとの間に介在する。つまり、このセパレータ４０は、発電要素１０において、正極対向部２０Ｆと負極対向部３０Ｆとの間全体にわたって介在し、正極板２０及び負極板３０の間での短絡の発生を防止する。
【００３７】
なお、湾曲セパレータ部４０Ｃは、短手方向ＤＢの両方向に、それぞれ平行セパレータ部４０Ｐから突出寸法ｄ１，ｄ２（＝（Ｗ２−Ｗ１）／２）だけ突出している。また、捲回された状態で、湾曲セパレータ部４０Ｃは、発電要素１０の湾曲捲回部１０Ｃ（次述）に、平行セパレータ部４０Ｐは、発電要素１０の平行捲回部１０Ｐ（次述）にそれぞれ位置する。
また、このセパレータ４０を、図７中、左側から捲回して扁平捲回型発電要素１０を作製した場合に、この発電要素１０の湾曲捲回部１０Ｃに、各々の湾曲セパレータ部４０Ｃを位置させるため、このセパレータ４０は、平行セパレータ部４０Ｐの長手方向ＤＡの第４寸法Ｗ４を一定にしつつ、湾曲セパレータ部４０Ｃの長手方向ＤＡの第５寸法Ｗ５を、図７中、右側ほど順に大きくなる形態としてある。
【００３８】
上述の正極板２０、負極板３０及びセパレータ４０を捲回してなる発電要素１０は、これらが互いに平行に配置された平行捲回部１０Ｐと、この平行捲回部１０Ｐを挟み、正極板２０、負極板３０及びセパレータ４０が、それぞれ半円筒状に湾曲して配置された、２つの湾曲捲回部１０Ｃ，１０Ｃとからなる（図４参照）。なお、この発電要素１０の正極板２０及び負極板３０はそれぞれ、平行捲回部１０Ｐにおいて、正極集電部材９１又は負極集電部材９２と接合している（図３参照）。また、湾曲捲回部１０Ｃでは、セパレータ４０の湾曲セパレータ部４０Ｃがそれぞれ、捲回軸ＡＸに沿う第１方向ＤＸ１及び第２方向ＤＸ２の両方向に、平行捲回部１０Ｐの平行セパレータ部４０Ｐよりも矩形状に突出した（膨らんだ）形態で配置されている（図３参照）。さらに、湾曲セパレータ部４０Ｃのうち、捲回軸ＡＸから最も離れた位置の最離隔湾曲セパレータ部４０ＣＬが、平行セパレータ部４０Ｐから第１方向ＤＸ１及び第２方向ＤＸ２に最も膨らんだ形態、即ち、最離隔湾曲セパレータ部４０ＣＬでそれぞれ最大の突出寸法ｄ１，ｄ２となっている（図３参照）。従って、正極対向部２０Ｆ，負極対向部３０Ｆから第１方向ＤＸ１及び第２方向ＤＸ２に最も突出した形態となっている。
【００３９】
ところで、本発明者らは、本実施形態１にかかる組電池１００の電池１について、この電池１の内部で発電要素１０が異常過熱状態となった際に、正極板２０と負極板３０とが短絡するかどうかを調べた。
具体的には、上述の電池１を用いて加熱試験を実施した。なお、この電池１の正極板２０は、図８に示すように、短手方向ＤＢの寸法が６６ｍｍの正極集電箔２８の両主面上に、短手方向ＤＢの寸法が５０ｍｍの正極活物質層２１をそれぞれ配置してなる。一方、負極板３０は、短手方向ＤＢの寸法が６９ｍｍの負極集電箔３８の両主面上に、短手方向ＤＢの寸法が５６ｍｍの負極活物質層３１をそれぞれ配置してなる。また、セパレータ４０は、第１寸法Ｗ１が６２ｍｍ、第２寸法Ｗ２が８２ｍｍ、及び、突出寸法ｄ１，ｄ２がそれぞれ１０ｍｍである。また、正極対向部２０Ｆ，負極対向部３０Ｆから第１方向ＤＸ１又は第２方向ＤＸ２に延びる湾曲セパレータ部４０Ｃの先端までの距離は、それぞれ１６ｍｍである。
【００４０】
加熱試験では、まず、電池ケース８０の第１壁部８３において、金属製の２枚のエンドプレートを用いて挟持した電池１（充電状態をＳＯＣ８０％に調整済）を恒温槽内に配置して、恒温槽の槽内温度を５℃／分の速度で１６０℃まで昇温させた。そして、槽内温度が１６０℃に達したところで、槽内温度を３０分間保持させた。なお、試験中の電池１の電池温度及び端子間電圧を別途測定した。
なお、この加熱試験において、試料数を５（ｎ＝５）とした。
【００４１】
また、比較例として、第２寸法Ｗ２を、第１寸法Ｗ１と同じ６２ｍｍとし、湾曲捲回部の湾曲セパレータ部が、捲回軸ＡＸ方向に平行セパレータ部から膨らんでいないセパレータを用いた以外は、電池１と同様の比較電池Ｃ１を用意して、電池１と同様にして加熱試験を実施した。なお、比較電池Ｃ１についても、電池１と同様、加熱試験における試料数を５（ｎ＝５）とした。
【００４２】
上述の加熱試験の結果、比較電池Ｃ１については、いずれの試料とも、加熱試験中の端子間電圧が、著しく（１Ｖ以上も）低下した。このことから、加熱試験によって、比較電池Ｃ１で短絡が発生したことが判る。また、試験中の電池温度の最高値が約２１０℃まで上昇し、恒温槽の槽内温度の最高値（１６０℃）よりも高い。このことからも、試験中に短絡が発生して、恒温槽の槽内温度よりも高くなったと考えられる。
一方、電池１については、いずれの試料とも、加熱試験中に端子間電圧の著しい低下は確認できなかった。また、試験中の電池温度の最高値が、恒温槽の温度と同じ１６０℃であった。このことから、加熱試験によって、電池１で短絡が発生しなかったことが判る。
【００４３】
これらから、以下のことが考えられる。即ち、エンドプレートを用いて、電池１及び比較電池Ｃ１の第１壁部８３の外側から発電要素を圧縮した場合、この発電要素のうち、平行捲回部は、電池ケース８０の第１壁部８３を通じて圧縮される。このため、この平行捲回部において、セパレータ（各平行セパレータ部）は、これと隣りあう正極板２０（正極対向部２０Ｆ、更に詳しくは正極活物質層２１及び露出対向部２５Ｆ）と負極板３０（負極対向部３０Ｆ、更に詳しくは活物質層対向部３１Ｆ）との間で圧縮され、それぞれ拘束され変形されにくくなっている。一方、発電要素のうちの湾曲捲回部には、外部から押圧力が掛かりにくいので、この湾曲捲回部において、セパレータ（各湾曲セパレータ部）は、これと隣りあう正極板２０（正極対向部２０Ｆ）及び負極板３０（負極対向部３０Ｆ）に拘束されにくい。
このような発電要素が、電池ケースの内部で、異常過熱状態となると、セパレータは熱収縮しようとするが、なかでも、平行捲回部に位置して拘束されている平行セパレータ部に比して、湾曲捲回部に位置して拘束されにくい湾曲セパレータ部は、捲回軸方向に熱収縮し易い。
【００４４】
しかるに、湾曲捲回部のセパレータがその幅方向（捲回軸方向）に熱収縮すると、湾曲捲回部のうち幅方向（捲回軸方向）の端部において、正極対向部２０Ｆと負極対向部３０Ｆとの間にセパレータ（湾曲セパレータ部）が介在しない部分が生じ、正極板２０と負極板３０とが短絡する虞がある（具体的には、正極箔露出部２５の露出対向部２５Ｆと負極活物質層３１の活物質層対向部３１Ｆとの間で、或いは、正極活物質層２１と活物質層対向部３１Ｆとの間で短絡が生じる虞がある）。
比較電池Ｃ１では、湾曲捲回部の湾曲セパレータ部が、捲回軸ＡＸ方向に平行セパレータ部から膨らんでいない。このため、異常過熱状態で、湾曲セパレータ部が捲回軸方向ＡＸに大きく熱収縮すると、湾曲捲回部において、正極対向部２０Ｆと負極対向部３０Ｆとの間にセパレータが介在しない部分が生じ、短絡に至ったと考えられる。
一方、電池１では、湾曲捲回部の湾曲セパレータ部が、捲回軸ＡＸ方向に平行セパレータ部から膨らませてある。このため、異常過熱状態となって、湾曲セパレータ部が熱収縮しても、湾曲捲回部において、正極対向部２０Ｆと負極対向部３０Ｆとの間全体にわたってセパレータを介在させ続けることができ、熱収縮による短絡の発生を防止できたと考えられる。
【００４５】
このように、電池１では、発電要素１０の湾曲捲回部１０Ｃにおいて、セパレータ４０の湾曲セパレータ部４０Ｃが平行セパレータ部４０Ｐよりも、捲回軸ＡＸに沿う第１方向ＤＸ１及び第２方向ＤＸ２の両方向に膨らんだ形態とした。このため、平行捲回部１０Ｐを圧縮した状態において、発電要素１０が異常過熱状態となり、セパレータ４０のうち湾曲セパレータ部４０Ｃが捲回軸ＡＸ方向に熱収縮したとしても、平行セパレータ部４０Ｐよりも、この湾曲セパレータ部４０Ｃを膨らませて形成しておいた分、熱収縮の影響をなくし、正極対向部２０Ｆと負極対向部３０Ｆとの間に、湾曲セパレータ部４０Ｃを介在させ続けることができる。かくして、湾曲セパレータ部４０Ｃが捲回軸ＡＸ方向に熱収縮することによる短絡の発生を防止することができ、信頼性の高い電池１とすることができる。
【００４６】
また、この電池１では、平行捲回部１０Ｐにおいて、セパレータ４０のうちの平行セパレータ部４０Ｐが相対的に幅狭となっている。このため、平行捲回部１０Ｐにおいて、正極板２０（正極箔露出部２５）に正極集電部材９１、負極板３０（負極箔露出部３５）に負極集電部材９２を接続させ易い。このため、平行捲回部１０Ｐにおいて、正電位や負電位を集電部材９１，９２を用いて適切に導出した電池１とすることができる。
【００４７】
特に、この電池１では、セパレータ４０の湾曲セパレータ部４０Ｃのうち、発電要素１０が異常過熱状態となった場合に、最も大きく収縮すると見込まれる最離隔湾曲セパレータ部４０ＣＬを、最も膨らませた形態としてある。このため、発電要素１０が異常過熱状態となっても、湾曲捲回部１０Ｃにおいて、正極対向部２０Ｆと負極対向部３０Ｆとの間に、最離隔湾曲セパレータ部４０ＣＬを含む湾曲セパレータ部４０Ｃを介在させ続けることができる。従って、湾曲セパレータ部４０Ｃが捲回軸ＡＸ方向に熱収縮することによる短絡の発生を適切に防止することができる。
【００４８】
また、組電池１００では、上述の電池１を、積層方向ＤＬに複数積層し、これらを積層方向ＤＬに圧縮して保持してなる。このため、各電池１，１の外部への膨れ（寸法変化）を防止しつつ、少なくとも１つの電池１において、発電要素１０が異常過熱状態となったために、セパレータ４０のうちの湾曲セパレータ部４０Ｃが捲回軸ＡＸ方向に熱収縮した場合でも、正極対向部２０Ｆと負極対向部３０Ｆとの間に、湾曲セパレータ部４０Ｃを介在させ続けることができる。従って、湾曲セパレータ部４０Ｃが捲回軸ＡＸ方向に熱収縮することによる短絡の発生を防止することができ、信頼性の高い組電池１００とすることができる。
【００４９】
次に、本実施形態１にかかる組電池１００の製造方法について説明する。
まず、組電池１００をなす電池１の、正極板２０を作製する。具体的には、正極活物質粒子、結着剤及び導電助剤を溶媒中で混練してできたペースト（図示しない）を、帯状の正極集電箔２８の両主面に塗布した。なお、両主面とも、この正極集電箔２８の短手方向ＤＢ（捲回軸ＡＸ）の第１方向ＤＸ１側にはペーストを塗布しない。これにより、短手方向ＤＢ（捲回軸ＡＸ）の第１方向ＤＸ１側には正極箔露出部２５ができる（図５参照）。塗布後、ペーストを乾燥させた。
その後、図示しないロールプレスで、正極集電箔２８の両主面上で乾燥させたペーストを圧縮し、正極活物質層２１，２１を有する正極板２０を作製した（図５参照）。
【００５０】
一方、負極板３０を作製する。具体的には、負極活物質粒子及び結着剤を溶媒中で混練してできたペースト（図示しない）を、帯状の負極集電箔３８の両主面に塗布した。なお、両主面とも、この負極集電箔３８の短手方向ＤＢ（捲回軸ＡＸ）の第２方向ＤＸ２側にはペーストを塗布しない。これにより、短手方向ＤＢ（捲回軸ＡＸ）の第２方向ＤＸ２側には負極箔露出部３５ができる（図６参照）。塗布後、ペーストを乾燥させた。
その後、図示しないロールプレスで、負極集電箔３８の両主面上で乾燥させたペーストを圧縮し、負極活物質層３１，３１を有する負極板３０を作製した（図６参照）。
【００５１】
上述のように作製した正極板２０及び負極板３０を、前述した２つのセパレータ４０，４０と共に捲回し、発電要素１０とする。具体的には、捲回軸ＡＸを中心に径方向の外側に向かって、セパレータ４０、負極板３０、セパレータ４０、正極板２０の順に重ねた状態で捲回する。
まず、外径が３０ｍｍの円筒形状の巻芯材（図示しない）の周りに、セパレータ４０を数周、捲回した後、そのセパレータ４０の径方向外側に負極板３０を配置し、セパレータ４０と共に巻芯材の周りに捲回する。次いで、負極板３０の径方向外側にもう１つのセパレータ４０を、さらに、このセパレータ４０の径方向外側に正極板２０をそれぞれ配置し、これらセパレータ４０及び正極板２０を巻芯材の周りに捲回する。なお、セパレータ４０を配置する際に、負極板３０を介して、２つのセパレータ４０，４０の湾曲セパレータ部４０Ｃが、径方向にそれぞれ重なるようにする。また、正極板２０と負極板３０とを配置する際に、負極活物質層３１の短手方向ＤＢ中央に、セパレータ４０を介して、正極活物質層２１が位置するように配置する（図８参照）。
このようにして、正極板２０、負極板３０及びセパレータ４０，４０を、巻芯材の周りに捲回した後、巻芯材を捲回体の中心から抜き外した。そして、セパレータ４０の湾曲セパレータ部４０Ｃが捲回軸ＡＸから最も離れるように、捲回体を押し潰して、扁平な長円形状に捲回してなる捲回型の発電要素１０を製造する（図３，４参照）。
【００５２】
その後は、平行捲回部１０Ｐにおいて、正極板２０の正極箔露出部２５に正極集電部材９１を、負極板３０の負極箔露出部３５に負極集電部材９２をそれぞれ溶接した。なお、電池１の平行捲回部１０Ｐでは、セパレータ４０のうちの平行セパレータ部４０Ｐが相対的に幅狭となっており、正極板２０（正極箔露出部２５）に正極集電部材９１、負極板３０（負極箔露出部３５）に負極集電部材９２を接続し易い。
正極集電部材９１，負極集電部材９２を接続した発電要素１０を電池ケース本体８１に挿入し、前述した電解液を注入後、封口蓋８８で電池ケース本体８１を溶接で封口する。かくして、電池１ができあがる（図３参照）。
【００５３】
上述のようにして作製した複数の電池１，１を、組電池ケース１５０内で積層方向ＤＬに２列に列置して、積層方向ＤＬの両側からこれら電池１，１を挟持しつつ、第１エンドプレート１２０及び第２エンドプレート１３０を配置した。その後、複数の電池１，１が直列に接続するよう、各電池１，１間で端子部（正極端子部９１Ａ，負極端子部９２Ａ）を板状のバスバＢＢを用いて接続した。かくして組電池１００が完成する（図１参照）。
【００５４】
（変形形態１）
次に、本発明の変形形態１にかかる組電池２００について、図１，２，４，９〜１１を参照しつつ説明する。
この組電池２００は、湾曲捲回部において、セパレータ２４０の湾曲セパレータ部２４０Ｃがそれぞれ、捲回軸ＡＸに沿う第１方向ＤＸ１のみ、平行捲回部２１０Ｐの平行セパレータ部２４０Ｐよりも矩形状に延出した（膨らんだ）形態とされている電池を備えている点で、前述の実施形態１にかかる組電池１００と異なり、それ以外は同様である。
そこで、実施形態１にかかる組電池１００と異なる点を中心に説明し、同様の部分の説明は省略または簡略化する。なお、同様の部分については同様の作用効果を生じる。また、同内容のものには同番号を付して説明する。
【００５５】
この組電池２００は、５０個の電池２０１，２０１と、実施形態１の組電池１００と同様、積層された電池２０１を挟んで、積層方向ＤＬ両端側にそれぞれ配置された２つのエンドプレート（第１エンドプレート１２０，第２エンドプレート１３０）とを有する（図１，２参照）。
【００５６】
このうち、電池２０１は、帯状のセパレータ２４０と、実施形態１の電池１と同様の、いずれも帯状の正極板２０及び負極板３０とを有し、これらを捲回軸ＡＸを中心として横断面が扁平な長円形状に捲回してなる扁平捲回型発電要素（発電要素）２１０、及び、実施形態１の電池１と同様の電池ケース８０を備えるリチウムイオン二次電池である（図９参照）。
このうち、発電要素２１０に用いている、帯状のセパレータ２４０は、実施形態１の電池１と同じ、ポリエチレンを２層のポリプロピレンの間に挟んでなる三層セパレータである。但し、このセパレータ２４０は、図１０に示すように、このうちの短手方向ＤＢ（捲回軸ＡＸ方向）のうちの第１方向ＤＸ１側の端縁のみが、方形波状のジグザグに裁断され、第２方向ＤＸ２側の端縁は直線状にされている点で、実施形態１とは異なる。
このセパレータ２４０は、短手方向ＤＢが第１寸法Ｗ１の平行セパレータ部２４０Ｐ、及び、この平行セパレータ部２４０Ｐよりも大きな第３寸法Ｗ３の湾曲セパレータ部２４０Ｃからなる。なお、実施形態１と同様に、湾曲セパレータ部２４０Ｃは発電要素２１０の湾曲捲回部２１０Ｃに、平行セパレータ部２４０Ｐは、発電要素２１０の平行捲回部２１０Ｐにそれぞれ位置している。
【００５７】
発電要素２１０は、正極板２０、負極板３０及びセパレータ２４０が互いに平行に配置された平行捲回部２１０Ｐと、この平行捲回部２１０Ｐを挟み、正極板２０、負極板３０及びセパレータ２４０が、それぞれ半円筒状に湾曲して配置された、２つの湾曲捲回部２１０Ｃ，２１０Ｃとからなる（図９参照）。なお、湾曲捲回部２１０Ｃには、セパレータ２４０の各湾曲セパレータ部２４０Ｃが位置しており、それぞれ平行捲回部２１０Ｐの平行セパレータ部２４０Ｐよりも捲回軸ＡＸに沿う第１方向ＤＸ１に突出している（図９参照）。また、実施形態１と同様、湾曲セパレータ部２４０Ｃのうち、捲回軸ＡＸから最も離れた位置の最離隔湾曲セパレータ部２４０ＣＬが、平行セパレータ部２４０Ｐから第１方向ＤＸ１に最も膨らんだ形態とされている（図９参照）。
【００５８】
ところで、実施形態１における比較電池Ｃ１を加熱試験後に解体して、セパレータのうち、湾曲捲回部に位置していた部位を観察すると、このうち、第１方向ＤＸ１側の端縁が、第２方向ＤＸ２側の端縁よりも、大きく熱収縮していることが判った。
これは、正極板２０の正極集電箔２８と負極板３０の負極集電箔３８との熱伝導の違いによるものと考えられる。即ち、正極集電箔２８をなすアルミニウムの熱伝導率（２３６Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1）は、負極集電箔３８をなす銅の熱伝導率（３９８Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1）よりも小さい。従って、発電要素が異常過熱状態となった際に、負極箔露出部３５に比して熱が伝わり難い正極箔露出部２５は放熱しづらいので、負極箔露出部３５よりも高温になりがちである。このため、第１方向ＤＸ１側に正極箔露出部２５、第２方向ＤＸ２側に負極箔露出部３５をそれぞれ設けた、比較電池Ｃ１の発電要素が異常過熱状態になると、湾曲セパレータ部のうち、正極箔露出部２５に近い第１方向ＤＸ１側の部位が、負極箔露出部３５に近い第２方向ＤＸ２側の部位よりも大きく熱収縮したと考えられる。この結果から、セパレータの湾曲セパレータ部を、少なくとも第１方向ＤＸ１側に膨らませた形態とすることで、効果的に短絡の発生を防止できると考えられた。
【００５９】
そこで、本発明者らは、本変形形態１にかかる組電池２００の電池２０１について、電池１と同様にして、加熱試験を実施した（ｎ＝５）。
なお、この電池２０１の正極板２０は、図１１に示すように、短手方向ＤＢの寸法が６６ｍｍの正極集電箔２８の両主面上に、短手方向ＤＢの寸法が５０ｍｍの正極活物質層２１をそれぞれ配置してなる。一方、負極板３０は、短手方向ＤＢの寸法が６９ｍｍの負極集電箔３８の両主面上に、短手方向ＤＢの寸法が５６ｍｍの負極活物質層３１をそれぞれ配置してなる。また、セパレータ２４０は、第１寸法Ｗ１が６２ｍｍ、第３寸法Ｗ３が７２ｍｍ、及び突出寸法ｄ１が１０ｍｍである。
【００６０】
上述の加熱試験の結果、電池２０１では、いずれの試料とも、加熱試験中、端子間電圧の著しい低下は確認できなかった。また、試験中の電池温度の最高値が、恒温槽の温度と同じ１６０℃であった。このことから、加熱試験によって、電池２０１で短絡が発生しなかったことが判る。
【００６１】
かくして、本変形形態１の電池２０１では、セパレータ２４０のうち湾曲セパレータ部２４０Ｃが第１方向ＤＸ１に膨らんだ形態としてある。このため、発電要素２１０が異常過熱状態となっても、大きく熱収縮しがちな湾曲捲回部２１０Ｃのうち第１方向ＤＸ１端部において、正極対向部２０Ｆと負極対向部３０Ｆとの間に、セパレータ２４０の湾曲セパレータ部２４０Ｃを介在させ続けることができる。従って、湾曲セパレータ部２４０Ｃが捲回軸ＡＸ方向に熱収縮することによる短絡の発生を適切に防止することができる。
【００６２】
次に、本変形形態１にかかる組電池２００の製造方法について説明する。
まず、実施形態１の電池１と同様、正極板２０及び負極板３０を作製する。その後、これら正極板２０及び負極板３０を、前述した２つのセパレータ２４０，２４０と共に捲回し、発電要素２１０とする。具体的には、捲回軸ＡＸを中心に径方向の外側に向かって、セパレータ２４０、負極板３０、セパレータ２４０、正極板２０の順に重ねた状態で捲回する。なお、正極板２０又は負極板３０を介して、２つのセパレータ２４０，２４０の湾曲セパレータ部２４０Ｃ同士が、発電要素２１０の径方向にそれぞれ重なるように、２つのセパレータ２４０，２４０を配置する。また、正極板２０と負極板３０とを配置する際に、負極活物質層３１の短手方向ＤＢ中央に、セパレータ２４０を介して、正極活物質層２１が位置するように配置する（図１１参照）。
以降は、実施形態１と同様にして、扁平な長円形状に捲回してなる捲回型の発電要素２１０ができあがる（図４，９参照）。
【００６３】
その後、平行捲回部２１０Ｐにおいて、正極板２０の正極箔露出部２５に正極集電部材９１を、負極板３０の負極箔露出部３５に負極集電部材９２をそれぞれ溶接した。そして、実施形態１と同様にして、発電要素２１０を電池ケース本体８１に挿入し、前述した電解液を注入後、かくして電池２０１ができあがる（図９参照）。
さらに、上述のようにして作製した複数の電池２０１，２０１を、実施形態１と同様にして、組電池２００が完成する（図１参照）。
【００６４】
（実施形態２）
本実施形態２にかかる車両３００は、前述した組電池１００，２００を搭載したものである。具体的には、図１２に示すように、車両３００は、エンジン３４０、フロントモータ３２０及びリアモータ３３０を併用して駆動するハイブリッド自動車である。この車両３００は、車体３９０、エンジン３４０、これに取り付けられたフロントモータ３２０、リアモータ３３０、ケーブル３５０、インバータ３６０、及び、組電池１００，２００を有している。
【００６５】
本実施形態２にかかる車両３００は、短絡を防止した組電池１００，２００を搭載しているので、安定して使用できる車両３００とすることができる。
【００６６】
（実施形態３）
また、本実施形態３のハンマードリル４００は、前述した組電池１００，２００を搭載したものであり、図１３に示すように、本体４２０を有する電池搭載機器である。なお、組電池１００，２００はハンマードリル４００の本体４２０のうち底部４２１に脱着可能に収容されている。
【００６７】
本実施形態３にかかるハンマードリル４００は、短絡を防止した組電池１００，２００を搭載しているので、安定して使用できるハンマードリル４００とすることができる。
【００６８】
以上において、本発明を実施形態１〜３及び変形形態１に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態１，変形形態１では、湾曲セパレータ部の形態を矩形状としたが、例えば、半円状、三角形状のほか、台形状等に膨らんだ形態としても良い。なお、湾曲セパレータ部の形態を台形状に膨らんだ形態とした場合には、矩形状と同様、扁平捲回型発電要素を捲回する際に巻きずれが生じても、最離隔湾曲セパレータ部が湾曲セパレータ部のうちで最も膨らんだ形態に維持し易く、より好ましい。
【符号の説明】
【００６９】
１，２０１ 電池（非水電解質二次電池）
１０，２１０ 発電要素（扁平捲回型発電要素）
１０Ｃ，２１０Ｃ 湾曲捲回部
１０Ｐ，２１０Ｐ 平行捲回部
２０ 正極板
２１ 正極活物質層
２０Ｆ 正極対向部
２５ 正極箔露出部
２８ 正極集電箔
３０ 負極板
３１ 負極活物質層
３０Ｆ 負極対向部
３５ 負極箔露出部
３８ 負極集電箔
４０，２４０ セパレータ
４０Ｃ，２４０Ｃ 湾曲セパレータ部
４０ＣＬ，２４０ＣＬ 最離隔湾曲セパレータ部
４０Ｐ，２４０Ｐ 平行セパレータ部
８０ 電池ケース
８３ 第１壁部（平行壁部）
１００，２００ 組電池
３００ 車両
４００ ハンマードリル（組電池搭載機器）
ＡＸ 捲回軸
ＤＬ 積層方向
ＤＸ１ 第１方向
ＤＸ２ 第２方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極板のうち負極板と対向する正極対向部と負極板のうち正極板と対向する負極対向部との間全体にセパレータを介在させて、正極板、負極板及びセパレータを捲回した扁平捲回型発電要素を備える非水電解質二次電池、このような非水電解質二次電池を複数備えた組電池、車両及び組電池搭載機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド自動車やノート型パソコン、ビデオカムコーダなどのポータブル電子機器の駆動用電源に、充放電可能なリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池（以下、単に電池ともいう）が利用されている。
このような電池として、セパレータが熱収縮しても、正極板と負極板とが接触し短絡しないように、特許文献１には、いずれも帯状の正極（正極板）、負極（負極板）、及び、正極と負極との間に介在されるセパレータを捲回した電極捲回体（扁平捲回型発電要素）を備える非水電解質電池（非水電解質二次電池）が開示されている。この電池では、セパレータの長辺方向及び短辺方向の長さを、セパレータの熱収縮率を考慮しつつ、正極，負極の長辺方向及び短辺方向の長さよりも大きくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２１７６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電極捲回体の１形態として、捲回軸を中心として扁平な長円形状に捲回してなる扁平捲回型発電要素が挙げられる。この扁平捲回型発電要素は、正極板、負極板及びセパレータが平行に配置された平行捲回部と、この平行捲回部を挟み、正極板、負極板及びセパレータが、それぞれ半円筒状に湾曲して配置された湾曲捲回部とを有する。
【０００５】
ところで、非水電解質二次電池のリチウムイオン二次電池では、充放電に伴って、発電要素をなす正極板及び負極板が膨張・収縮するため、発電要素を収容する電池ケースの寸法が変化する。このような寸法変化に伴う電池性能の変化を抑制すべく、扁平捲回型発電要素を有する電池では、互いに平行に配置され、平行捲回部を挟む２つの平行壁部を有する電池ケースに、扁平捲回型発電要素を収容する。そして、その平行壁部の外側から扁平捲回型発電要素を圧縮して用いることが多い。
この場合、この扁平捲回型発電要素のうち、平行捲回部は、電池ケースの平行壁部を通じて圧縮されるので、この平行捲回部において、セパレータはこれと隣りあう正極板（正極板のうち負極板と対向する正極対向部）及び負極板（負極板のうち正極板と対向する負極対向部）にそれぞれ拘束される。一方、扁平捲回型発電要素のうちの湾曲捲回部には、外部からの押圧力が掛かりにくいので、この湾曲捲回部において、セパレータはこれと隣りあう正極板（正極対向部）及び負極板（負極対向部）に拘束されにくい。
【０００６】
このような扁平捲回型発電要素が、電池ケースの内部で、例えば過充電によって、異常過熱状態（例えば、電池内の温度が１５０℃以上となる状態）になることがある。すると、セパレータは熱収縮しようとするが、なかでも、平行捲回部に位置するセパレータ（後述の平行セパレータ部）に比して、湾曲捲回部に位置するセパレータ（後述の湾曲セパレータ部）は、捲回軸方向に熱収縮し易い。平行捲回部のセパレータは、正極板（正極対向部）と負極板（負極対向部）とに挟まれて拘束され熱収縮するのが妨げられるのに対し、湾曲捲回部のセパレータは、正極板（正極対向部）と負極板（負極対向部）との間に挟んで熱収縮を妨げる摩擦力が生じ難いために、大きく熱収縮してしまうためであると考えられる。
しかるに、湾曲捲回部のセパレータがその幅方向（捲回軸方向）に熱収縮すると、湾曲捲回部のうち幅方向（捲回軸方向）の端部において正極対向部と負極対向部との間（例えば、互いに対向する正極活物質層と負極活物質層との間や、負極活物質層の幅を正極活物質層に比して大きくした場合において、互いに対向する正極集電箔と負極活物質層との間）に一部セパレータが介在しなくなるために、これらが接触し、正極板と負極板とが短絡する虞がある。
【０００７】
これに対し、特許文献１の電池では、セパレータの捲回軸方向（短辺方向）の長さを、セパレータの熱収縮率を考慮しつつ、正極及び負極の捲回軸方向の長さよりも一様に大きくするとしている。しかし、このようにしては、平行捲回部においても、セパレータが正極板や負極板を大きく覆ってしまい、これら正極板や負極板に集電部材（例えば、電池の内部から外部に延出する集電部材）やタブを接続し難くなるなど、平行捲回部で正電位や負電位を取り出す構造が形成しにくくなる。
【０００８】
本発明は、かかる問題点を鑑みてなされたものであって、異常過熱状態となっても、短絡の発生が防止でき、正電位や負電位を集電部材等を用いて適切に導出した非水電解質二次電池を提供することを目的とする。また、このような非水電解質二次電池を複数備えた組電池、この組電池を備えた車両及び組電池搭載機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、帯状の正極集電箔及びこの正極集電箔上に形成された帯状の正極活物質層からなる正極板と、帯状の負極集電箔及びこの負極集電箔上に形成された帯状の負極活物質層からなる負極板と、帯状のセパレータと、を有し、上記正極板のうち上記負極板に対向する正極対向部と上記負極板のうち上記正極板に対向する負極対向部との間全体に上記セパレータを介在させ、上記正極板、上記負極板及び上記セパレータを、捲回軸を中心として横断面が扁平な長円形状に捲回してなる扁平捲回型発電要素、及び、内部に上記扁平捲回型発電要素を収容する電池ケース、を備える非水電解質二次電池であって、上記扁平捲回型発電要素は、上記正極板、上記負極板及び上記セパレータが、互いに平行に配置された平行捲回部と、上記平行捲回部を挟む２つの湾曲捲回部であって、上記正極板、上記負極板及び上記セパレータが、それぞれ半円筒状に湾曲して配置された湾曲捲回部と、からなり、上記電池ケースは、それぞれ平板状で、互いに平行に配置され、上記平行捲回部を挟む２つの平行壁部を有し、上記セパレータは、上記扁平捲回型発電要素の上記湾曲捲回部に位置する湾曲セパレータ部がそれぞれ、上記捲回軸に沿う第１方向及びこれと逆方向の第２方向のうち、少なくとも一方向に、上記平行捲回部に位置する平行セパレータ部よりも膨らんだ形態とされてなる非水電解質二次電池である。
【００１０】
上述の電池では、扁平捲回型発電要素の湾曲捲回部において、セパレータの湾曲セパレータ部が平行セパレータ部よりも、捲回軸に沿う第１方向及び第２方向のうち、少なくとも一方向に膨らんだ形態とされている。このため、平行壁部の外側から押圧するなど、平行捲回部を圧縮した状態において、扁平捲回型発電要素が異常過熱状態となったために、セパレータのうち湾曲セパレータ部が捲回軸方向に熱収縮したとしても、この湾曲セパレータ部のうち捲回軸方向の少なくとも一方向において、平行セパレータ部よりも湾曲セパレータ部を膨らませて形成しておいた分、熱収縮の影響をなくし、正極板の正極対向部と負極板の負極対向部との間に湾曲セパレータ部を介在させ続けることができる。かくして、湾曲セパレータ部が捲回軸方向に熱収縮することによる短絡の発生を防止することができ、信頼性の高い電池とすることができる。
その一方で、平行捲回部では、セパレータのうちの平行セパレータ部が相対的に幅狭となっており、正極板や負極板に集電部材等を接続し易い。このため、平行捲回部において、正電位や負電位を集電部材等を用いて適切に導出した電池とすることができる。
【００１１】
なお、扁平捲回型発電要素としては、例えば、正極板及び負極板の少なくともいずれかに別体のタブを接続したものや、このようなタブを正極板及び負極板に接続しないで集電部材と直接接続したものが挙げられる。また、湾曲セパレータ部の形態としては、捲回軸に沿う第１方向及びこれと逆方向の第２方向のうち、少なくとも一方向に、例えば、矩形状、半円状、三角形状、台形状等に膨らんだ形態が挙げられる。
【００１２】
さらに、上述の非水電解質二次電池であって、前記セパレータは、前記湾曲セパレータ部のうち、前記捲回軸から最も離れた最離隔湾曲セパレータ部が、最も膨らんだ形態とされてなる非水電解質二次電池とすると良い。
【００１３】
扁平捲回型発電要素が異常過熱状態となった際、セパレータの湾曲セパレータ部のうち、捲回軸から最も離れた最離隔湾曲セパレータ部が最も大きく熱収縮すると見込まれる。これは、湾曲セパレータ部のうち、捲回軸から離れた部位ほど、正極板（正極対向部）及び負極板（負極対向部）にそれぞれ拘束されている平行セパレータ部からも離れているので、最離隔湾曲セパレータ部が、正極板（正極対向部）及び負極板（負極対向部）に最も拘束されにくいからである。
これに対し、上述の電池では、セパレータの湾曲セパレータ部のうち、最も熱収縮が生じやすい最離隔湾曲セパレータ部を最も膨らませた形態にしてあるので、扁平捲回型発電要素が異常過熱状態となっても、湾曲捲回部において、正極対向部と負極対向部との間に、最離隔湾曲セパレータ部を含む湾曲セパレータ部を介在させ続けることができる。従って、湾曲セパレータ部が捲回軸方向に熱収縮することによる短絡の発生を適切に防止することができる。
【００１４】
なお、湾曲セパレータ部の形態としては、捲回軸から最も離れた最離隔湾曲セパレータ部が湾曲セパレータ部のうちで最も膨らんだ形態であれば良く、第１方向及び第２方向のうち、少なくとも一方向に、例えば、半円状、三角形状のほか、矩形状、台形状等に膨らんだ形態が挙げられる。なかでも、湾曲セパレータ部の形態が、第１方向及び第２方向のうち、少なくとも一方向に、矩形状又は台形状に膨らんだ形態が、扁平捲回型発電要素を捲回する際に巻きずれが生じても、最離隔湾曲セパレータ部が湾曲セパレータ部のうちで最も膨らんだ形態に維持し易く、より好ましい。
【００１５】
または、前述の非水電解質二次電池であって、前記正極板は、前記正極集電箔がアルミニウムからなり、この正極集電箔のうち、前記第１方向側に帯状に、この正極集電箔が露出する正極箔露出部を設ける形態で、前記正極活物質層が上記正極集電箔上に形成されてなり、前記負極板は、前記負極集電箔が銅からなり、この負極集電箔のうち、前記第２方向側に帯状に、この負極集電箔が露出する負極箔露出部を設ける形態で、前記負極活物質層が上記負極集電箔上に形成されてなり、前記セパレータは、前記湾曲セパレータ部が、上記第１方向及び上記第２方向のうち、少なくとも上記第１方向に膨らんだ形態とされてなる非水電解質二次電池とすると良い。
【００１６】
湾曲セパレータ部における熱収縮の程度は、第１方向と第２方向とで異なることが判ってきた。これは、正極板の正極集電箔と負極板の負極集電箔との熱伝導の違いによるものと考えられる。即ち、正極集電箔をなすアルミニウムの熱伝導率（２３６Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1）は、負極集電箔をなす銅の熱伝導率（３９８Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1）よりも小さい。従って、扁平捲回型発電要素が異常過熱状態となった際に、負極箔露出部に比して熱が伝わり難い正極箔露出部は放熱しづらいので、負極箔露出部よりも高温になりがちである。このため、扁平捲回型発電要素が異常過熱状態となると、湾曲セパレータ部のうち、正極箔露出部に近い第１方向側の部位が、負極箔露出部に近い第２方向側の部位よりも大きく熱収縮すると考えられる。
そこで、上述の電池では、セパレータのうち湾曲セパレータ部を少なくとも第１方向に膨らんだ形態としてある。このため、扁平捲回型発電要素が異常過熱状態となっても、大きく熱収縮しがちな湾曲捲回部のうち第１方向端部において、正極対向部と負極対向部との間に、セパレータの湾曲セパレータ部を介在させ続けることができる。従って、湾曲セパレータ部が捲回軸方向に熱収縮することによる短絡の発生を適切に防止することができる。
【００１７】
或いは、本発明の他の態様は、前述のいずれかの非水電解質二次電池を、前記平行壁部に直交する積層方向に複数積層し、これらを上記積層方向に圧縮して保持してなる組電池である。
【００１８】
上述の組電池では、前述の電池を、積層方向に複数積層し、これらを積層方向に圧縮して保持してなる。このため、各電池の外部への膨れ（寸法変化）を防止しつつ、少なくとも１つの電池において、扁平捲回型発電要素が異常過熱状態となったために、セパレータのうちの湾曲セパレータ部が捲回軸方向に熱収縮した場合でも、正極対向部と負極対向部との間に、湾曲セパレータ部を介在させ続けることができる。従って、湾曲セパレータ部が捲回軸方向に熱収縮することによる短絡の発生を防止することができ、信頼性の高い組電池とすることができる。
【００１９】
或いは、本発明の他の態様は、前述の組電池を搭載し、この組電池に蓄えた電気エネルギを動力源の全部又は一部に使用する車両である。
【００２０】
上述の車両は、短絡を防止した組電池を搭載しているので、安定して使用できる車両とすることができる。
【００２１】
なお、車両としては、組電池による電気エネルギを動力源の全部又は一部に使用する車両であれば良く、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、ハイブリッド鉄道車両、フォークリフト、電気車いす、電動アシスト自転車、電動スクータが挙げられる。
【００２２】
或いは、本発明の他の態様は、前述の組電池を搭載し、この組電池に蓄えた電気エネルギを駆動エネルギ源の全部又は一部に使用する組電池搭載機器である。
【００２３】
上述の組電池搭載機器は、短絡を防止した組電池を搭載しているので、安定して使用できる組電池搭載機器とすることができる。
【００２４】
なお、組電池搭載機器としては、組電池を搭載し、これをエネルギ源の全部又は一部に使用する機器であれば良く、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、電池（組電池）駆動の電動工具、無停電電源装置など、電池（組電池）で駆動される各種の家電製品、オフィス機器、産業機器が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態１，変形形態１にかかる組電池の部分破断斜視図である。
【図２】実施形態１，変形形態１にかかる組電池の平面図である。
【図３】実施形態１にかかる電池の斜視図である。
【図４】実施形態１，変形形態１にかかる電池の端面図（図３のＡ−Ａ部，図９のＢ−Ｂ部）である。
【図５】実施形態１，変形形態１にかかる捲回前の正極板の斜視図である。
【図６】実施形態１，変形形態１にかかる捲回前の負極板の斜視図である。
【図７】実施形態１にかかる捲回前のセパレータの平面図である。
【図８】実施形態１にかかる扁平捲回型発電要素における正極板、負極板及びセパレータの関係を示す説明図である。
【図９】変形形態１にかかる電池の斜視図である。
【図１０】変形形態１にかかる捲回前のセパレータの平面図である。
【図１１】変形形態１にかかる扁平捲回型発電要素における正極板、負極板及びセパレータの関係を示す説明図である。
【図１２】実施形態２にかかる車両の説明図である。
【図１３】実施形態３にかかる電池搭載機器の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（実施形態１）
次に、本発明の実施形態１について、図面を参照しつつ説明する。
まず、本実施形態１にかかる組電池１００について説明する。図１にこの組電池１００の部分破断斜視図を、図２に組電池１００の平面図をそれぞれ示す。組電池１００は、５０個の電池１，１と、積層された電池１を挟んで、積層方向ＤＬ両端側にそれぞれ配置された２つのエンドプレート（第１エンドプレート１２０，第２エンドプレート１３０）とを有する。なお、この組電池１００は、積層方向ＤＬに２列に列置された複数の電池１，１を組電池ケース１５０内に収容している。また、複数の電池１，１を、銅製で板状のバスバＢＢによって互いに直列に接続している。
このうち、金属製で矩形板状の第１エンドプレート１２０及び第２エンドプレート１３０は、複数の電池１，１の積層方向ＤＬの両端側に配置され、各電池１，１における、積層方向ＤＬの寸法変化を抑制している。具体的には、これら第１エンドプレート１２０及び第２エンドプレート１３０は、これらを積層方向ＤＬに挿通する、図示しない棒状のボルトを複数用いて、積層方向ＤＬに積層した電池１，１を、積層方向ＤＬに所定の圧力で挟持している。このため、充放電による電池１の電池ケース８０の寸法変化を抑制し、これに伴う電池性能の変化を抑制することができる。
【００２７】
次に、電池１について、図面を参照しつつ説明する。この電池１は、いずれも帯状の正極板２０と負極板３０とセパレータ４０とを有し、これらを捲回軸ＡＸを中心として横断面が扁平な長円形状に捲回してなる扁平捲回型発電要素（以下、単に発電要素ともいう）１０、及び、内部にこの発電要素１０を収容する電池ケース８０を備える、非水電解質二次電池のリチウムイオン二次電池である（図３参照）。なお、この電池１は、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）及びエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）の混合有機溶媒（体積比がＥＣ：ＤＭＣ：ＥＭＣ＝３：３：４）に、１ｍｏｌ／ｌの溶質（ＬｉＰＦ6）を添加してなる電解液（図示しない）を密閉して収容している。
【００２８】
この電池１の電池ケース８０は、共にアルミニウム製の電池ケース本体８１及び封口蓋８８を有する。なお、この電池ケース８０と発電要素１０との間には、樹脂からなり、箱状に折り曲げた絶縁フィルム（図示しない）が介在させてある。
このうち封口蓋８８は矩形板状であり、電池ケース本体８１の開口を閉塞して、この電池ケース本体８１に溶接されている。この封口蓋８８には、発電要素１０と接続している正極集電部材９１及び負極集電部材９２のうち、それぞれ先端に位置する正極端子部９１Ａ及び負極端子部９２Ａが貫通しており、図３中、上方に向く蓋表面８８ａから突出している。これら正極端子部９１Ａ及び負極端子部９２Ａと封口蓋８８との間には、それぞれ絶縁性の樹脂からなる絶縁部材９５が介在し、互いを絶縁している。さらに、この封口蓋８８には矩形板状の安全弁９７も封着されている。
【００２９】
また、電池ケース本体８１は有底矩形箱形である。即ち、封口蓋８８と対向する矩形平板状のケース底部８２、及び、このケース底部８２の四方の縁から、このケース底部８２の垂直方向に延出する壁部（次述する第１壁部８３及び第２壁部８４）からなる（図３参照）。この壁部は、発電要素１０の捲回軸ＡＸに平行な位置にある、平板状の２つの第１壁部８３，８３と、捲回軸ＡＸに垂直な位置にある、平板状の２つの第２壁部８４，８４とからなる。
このうち、２つの第１壁部８３，８３は、互いに平行に配置され、発電要素１０の平行捲回部１０Ｐ（後述）を挟む。
【００３０】
また、発電要素１０は、図３、及び、図３の電池１の端面図（Ａ−Ａ部）である図４に示すように、帯状の正極板２０及び負極板３０が、帯状のセパレータ４０を介して、これらを捲回軸ＡＸを中心として横断面が扁平な長円形状に捲回してなる捲回型である。なお、この発電要素１０の最外側及び最内側には、セパレータ４０のみが捲回されている。
【００３１】
この発電要素１０のうち、薄板帯状の正極板２０は、帯状でアルミニウムからなる正極集電箔２８（寸法が３０００ｍｍ×６６ｍｍ）と、この正極集電箔２８のうち、短手方向ＤＢ（捲回軸ＡＸ方向）の第１方向ＤＸ１側に、この正極集電箔２８が露出する正極箔露出部２５（３０００ｍｍ×１６ｍｍ）を帯状に設ける形態で、正極集電箔２８上に偏って形成されてなる正極活物質層２１（３０００ｍｍ×５０ｍｍ）とを有している（図５参照）。このうち、正極活物質層２１は、ＬｉＮｉＣｏＡｌＯ2からなる正極活物質粒子、ＰＶＤＦからなる結着剤、及び、アセチレンブラックからなる導電助剤を含む。
【００３２】
上述の正極板２０は、発電要素１０を形成した場合に、負極板３０（後述する負極対向部３０Ｆ）と対向する正極対向部２０Ｆと、対向しない正極非対向部２０Ｎとに分けられる。なお、上述の正極活物質層２１は、負極活物質層３１よりも幅狭にされている。従って、正極対向部２０Ｆは、図８に示すように、正極活物質層２１全体と正極箔露出部２５の一部（次述する露出対向部２５Ｆ）とからなる。
【００３３】
また、正極板２０の正極箔露出部２５は、発電要素１０を形成した場合に、負極板３０（負極対向部３０Ｆ）と対向する露出対向部２５Ｆと、逆に負極板３０（負極対向部３０Ｆ）とは非対向の露出非対向部２５Ｎとに分けられる（図８参照）。なお、本実施形態１では、露出非対向部２５Ｎは、正極非対向部２０Ｎに一致する。
【００３４】
一方、薄板帯状の負極板３０は、帯状で銅からなる負極集電箔３８（３３００ｍｍ×６９ｍｍ）と、この負極集電箔３８のうち、短手方向ＤＢ（捲回軸ＡＸ方向）の第２方向ＤＸ２側に、この負極集電箔３８が露出する負極箔露出部３５（３３００ｍｍ×１３ｍｍ）を帯状に設ける形態で、負極集電箔３８上に偏って形成されてなる負極活物質層３１（３３００ｍｍ×５６ｍｍ）とを有している（図６参照）。このうち負極活物質層３１は、グラファイトからなる負極活物質粒子、及び、ＰＶＤＦからなる結着剤を含む。
【００３５】
上述の負極板３０は、発電要素１０を形成した場合に、正極板２０（正極対向部２０Ｆ）と対向する負極対向部３０Ｆと、対向しない負極非対向部３０Ｎとに分けられる（図８参照）。なお、前述したように、負極活物質層３１は、正極活物質層２１よりも幅太である（これにより、電池１の使用時（充放電時）に、負極板３０でリチウム金属が析出するのを防止できる）。このため、負極対向部３０Ｆには、図８に示すように、負極活物質層３１の一部（中央部分の活物質層対向部３１Ｆ）が該当する。つまり、負極活物質層３１について見ると、正極対向部２０Ｆ（正極活物質層２１及び露出対向部２５Ｆ）と対向する活物質層対向部３１Ｆと、正極活物質層２１のみならず正極板２０にも対向しない活物質層非対向部３１Ｎとになる（図８参照）。
一方、負極非対向部３０Ｎは、図８に示すように、活物質層非対向部３１Ｎと負極箔露出部３５とからなる。
【００３６】
また、帯状のセパレータ４０は、ポリエチレンを２層のポリプロピレンの間に挟んでなる三層セパレータである。このセパレータ４０は、図７に示すように、このうちの短手方向ＤＢ（捲回軸ＡＸ方向）の両端が、それぞれ方形波状のジグザグに裁断されている。そして、このセパレータ４０は、短手方向ＤＢに第１寸法Ｗ１の平行セパレータ部４０Ｐ、及び、この平行セパレータ部４０Ｐよりも大きな第２寸法Ｗ２の湾曲セパレータ部４０Ｃからなる。このセパレータ４０は、捲回された状態で、正極対向部２０Ｆ（正極活物質層２１）と負極対向部３０Ｆとの間に介在する。つまり、このセパレータ４０は、発電要素１０において、正極対向部２０Ｆと負極対向部３０Ｆとの間全体にわたって介在し、正極板２０及び負極板３０の間での短絡の発生を防止する。
【００３７】
なお、湾曲セパレータ部４０Ｃは、短手方向ＤＢの両方向に、それぞれ平行セパレータ部４０Ｐから突出寸法ｄ１，ｄ２（＝（Ｗ２−Ｗ１）／２）だけ突出している。また、捲回された状態で、湾曲セパレータ部４０Ｃは、発電要素１０の湾曲捲回部１０Ｃ（次述）に、平行セパレータ部４０Ｐは、発電要素１０の平行捲回部１０Ｐ（次述）にそれぞれ位置する。
また、このセパレータ４０を、図７中、左側から捲回して扁平捲回型発電要素１０を作製した場合に、この発電要素１０の湾曲捲回部１０Ｃに、各々の湾曲セパレータ部４０Ｃを位置させるため、このセパレータ４０は、平行セパレータ部４０Ｐの長手方向ＤＡの第４寸法Ｗ４を一定にしつつ、湾曲セパレータ部４０Ｃの長手方向ＤＡの第５寸法Ｗ５を、図７中、右側ほど順に大きくなる形態としてある。
【００３８】
上述の正極板２０、負極板３０及びセパレータ４０を捲回してなる発電要素１０は、これらが互いに平行に配置された平行捲回部１０Ｐと、この平行捲回部１０Ｐを挟み、正極板２０、負極板３０及びセパレータ４０が、それぞれ半円筒状に湾曲して配置された、２つの湾曲捲回部１０Ｃ，１０Ｃとからなる（図４参照）。なお、この発電要素１０の正極板２０及び負極板３０はそれぞれ、平行捲回部１０Ｐにおいて、正極集電部材９１又は負極集電部材９２と接合している（図３参照）。また、湾曲捲回部１０Ｃでは、セパレータ４０の湾曲セパレータ部４０Ｃがそれぞれ、捲回軸ＡＸに沿う第１方向ＤＸ１及び第２方向ＤＸ２の両方向に、平行捲回部１０Ｐの平行セパレータ部４０Ｐよりも矩形状に突出した（膨らんだ）形態で配置されている（図３参照）。さらに、湾曲セパレータ部４０Ｃのうち、捲回軸ＡＸから最も離れた位置の最離隔湾曲セパレータ部４０ＣＬが、平行セパレータ部４０Ｐから第１方向ＤＸ１及び第２方向ＤＸ２に最も膨らんだ形態、即ち、最離隔湾曲セパレータ部４０ＣＬでそれぞれ最大の突出寸法ｄ１，ｄ２となっている（図３参照）。従って、正極対向部２０Ｆ，負極対向部３０Ｆから第１方向ＤＸ１及び第２方向ＤＸ２に最も突出した形態となっている。
【００３９】
ところで、本発明者らは、本実施形態１にかかる組電池１００の電池１について、この電池１の内部で発電要素１０が異常過熱状態となった際に、正極板２０と負極板３０とが短絡するかどうかを調べた。
具体的には、上述の電池１を用いて加熱試験を実施した。なお、この電池１の正極板２０は、図８に示すように、短手方向ＤＢの寸法が６６ｍｍの正極集電箔２８の両主面上に、短手方向ＤＢの寸法が５０ｍｍの正極活物質層２１をそれぞれ配置してなる。一方、負極板３０は、短手方向ＤＢの寸法が６９ｍｍの負極集電箔３８の両主面上に、短手方向ＤＢの寸法が５６ｍｍの負極活物質層３１をそれぞれ配置してなる。また、セパレータ４０は、第１寸法Ｗ１が６２ｍｍ、第２寸法Ｗ２が８２ｍｍ、及び、突出寸法ｄ１，ｄ２がそれぞれ１０ｍｍである。また、正極対向部２０Ｆ，負極対向部３０Ｆから第１方向ＤＸ１又は第２方向ＤＸ２に延びる湾曲セパレータ部４０Ｃの先端までの距離は、それぞれ１６ｍｍである。
【００４０】
加熱試験では、まず、電池ケース８０の第１壁部８３において、金属製の２枚のエンドプレートを用いて挟持した電池１（充電状態をＳＯＣ８０％に調整済）を恒温槽内に配置して、恒温槽の槽内温度を５℃／分の速度で１６０℃まで昇温させた。そして、槽内温度が１６０℃に達したところで、槽内温度を３０分間保持させた。なお、試験中の電池１の電池温度及び端子間電圧を別途測定した。
なお、この加熱試験において、試料数を５（ｎ＝５）とした。
【００４１】
また、比較例として、第２寸法Ｗ２を、第１寸法Ｗ１と同じ６２ｍｍとし、湾曲捲回部の湾曲セパレータ部が、捲回軸ＡＸ方向に平行セパレータ部から膨らんでいないセパレータを用いた以外は、電池１と同様の比較電池Ｃ１を用意して、電池１と同様にして加熱試験を実施した。なお、比較電池Ｃ１についても、電池１と同様、加熱試験における試料数を５（ｎ＝５）とした。
【００４２】
上述の加熱試験の結果、比較電池Ｃ１については、いずれの試料とも、加熱試験中の端子間電圧が、著しく（１Ｖ以上も）低下した。このことから、加熱試験によって、比較電池Ｃ１で短絡が発生したことが判る。また、試験中の電池温度の最高値が約２１０℃まで上昇し、恒温槽の槽内温度の最高値（１６０℃）よりも高い。このことからも、試験中に短絡が発生して、恒温槽の槽内温度よりも高くなったと考えられる。
一方、電池１については、いずれの試料とも、加熱試験中に端子間電圧の著しい低下は確認できなかった。また、試験中の電池温度の最高値が、恒温槽の温度と同じ１６０℃であった。このことから、加熱試験によって、電池１で短絡が発生しなかったことが判る。
【００４３】
これらから、以下のことが考えられる。即ち、エンドプレートを用いて、電池１及び比較電池Ｃ１の第１壁部８３の外側から発電要素を圧縮した場合、この発電要素のうち、平行捲回部は、電池ケース８０の第１壁部８３を通じて圧縮される。このため、この平行捲回部において、セパレータ（各平行セパレータ部）は、これと隣りあう正極板２０（正極対向部２０Ｆ、更に詳しくは正極活物質層２１及び露出対向部２５Ｆ）と負極板３０（負極対向部３０Ｆ、更に詳しくは活物質層対向部３１Ｆ）との間で圧縮され、それぞれ拘束され変形されにくくなっている。一方、発電要素のうちの湾曲捲回部には、外部から押圧力が掛かりにくいので、この湾曲捲回部において、セパレータ（各湾曲セパレータ部）は、これと隣りあう正極板２０（正極対向部２０Ｆ）及び負極板３０（負極対向部３０Ｆ）に拘束されにくい。
このような発電要素が、電池ケースの内部で、異常過熱状態となると、セパレータは熱収縮しようとするが、なかでも、平行捲回部に位置して拘束されている平行セパレータ部に比して、湾曲捲回部に位置して拘束されにくい湾曲セパレータ部は、捲回軸方向に熱収縮し易い。
【００４４】
しかるに、湾曲捲回部のセパレータがその幅方向（捲回軸方向）に熱収縮すると、湾曲捲回部のうち幅方向（捲回軸方向）の端部において、正極対向部２０Ｆと負極対向部３０Ｆとの間にセパレータ（湾曲セパレータ部）が介在しない部分が生じ、正極板２０と負極板３０とが短絡する虞がある（具体的には、正極箔露出部２５の露出対向部２５Ｆと負極活物質層３１の活物質層対向部３１Ｆとの間で、或いは、正極活物質層２１と活物質層対向部３１Ｆとの間で短絡が生じる虞がある）。
比較電池Ｃ１では、湾曲捲回部の湾曲セパレータ部が、捲回軸ＡＸ方向に平行セパレータ部から膨らんでいない。このため、異常過熱状態で、湾曲セパレータ部が捲回軸方向ＡＸに大きく熱収縮すると、湾曲捲回部において、正極対向部２０Ｆと負極対向部３０Ｆとの間にセパレータが介在しない部分が生じ、短絡に至ったと考えられる。
一方、電池１では、湾曲捲回部の湾曲セパレータ部が、捲回軸ＡＸ方向に平行セパレータ部から膨らませてある。このため、異常過熱状態となって、湾曲セパレータ部が熱収縮しても、湾曲捲回部において、正極対向部２０Ｆと負極対向部３０Ｆとの間全体にわたってセパレータを介在させ続けることができ、熱収縮による短絡の発生を防止できたと考えられる。
【００４５】
このように、電池１では、発電要素１０の湾曲捲回部１０Ｃにおいて、セパレータ４０の湾曲セパレータ部４０Ｃが平行セパレータ部４０Ｐよりも、捲回軸ＡＸに沿う第１方向ＤＸ１及び第２方向ＤＸ２の両方向に膨らんだ形態とした。このため、平行捲回部１０Ｐを圧縮した状態において、発電要素１０が異常過熱状態となり、セパレータ４０のうち湾曲セパレータ部４０Ｃが捲回軸ＡＸ方向に熱収縮したとしても、平行セパレータ部４０Ｐよりも、この湾曲セパレータ部４０Ｃを膨らませて形成しておいた分、熱収縮の影響をなくし、正極対向部２０Ｆと負極対向部３０Ｆとの間に、湾曲セパレータ部４０Ｃを介在させ続けることができる。かくして、湾曲セパレータ部４０Ｃが捲回軸ＡＸ方向に熱収縮することによる短絡の発生を防止することができ、信頼性の高い電池１とすることができる。
【００４６】
また、この電池１では、平行捲回部１０Ｐにおいて、セパレータ４０のうちの平行セパレータ部４０Ｐが相対的に幅狭となっている。このため、平行捲回部１０Ｐにおいて、正極板２０（正極箔露出部２５）に正極集電部材９１、負極板３０（負極箔露出部３５）に負極集電部材９２を接続させ易い。このため、平行捲回部１０Ｐにおいて、正電位や負電位を集電部材９１，９２を用いて適切に導出した電池１とすることができる。
【００４７】
特に、この電池１では、セパレータ４０の湾曲セパレータ部４０Ｃのうち、発電要素１０が異常過熱状態となった場合に、最も大きく収縮すると見込まれる最離隔湾曲セパレータ部４０ＣＬを、最も膨らませた形態としてある。このため、発電要素１０が異常過熱状態となっても、湾曲捲回部１０Ｃにおいて、正極対向部２０Ｆと負極対向部３０Ｆとの間に、最離隔湾曲セパレータ部４０ＣＬを含む湾曲セパレータ部４０Ｃを介在させ続けることができる。従って、湾曲セパレータ部４０Ｃが捲回軸ＡＸ方向に熱収縮することによる短絡の発生を適切に防止することができる。
【００４８】
また、組電池１００では、上述の電池１を、積層方向ＤＬに複数積層し、これらを積層方向ＤＬに圧縮して保持してなる。このため、各電池１，１の外部への膨れ（寸法変化）を防止しつつ、少なくとも１つの電池１において、発電要素１０が異常過熱状態となったために、セパレータ４０のうちの湾曲セパレータ部４０Ｃが捲回軸ＡＸ方向に熱収縮した場合でも、正極対向部２０Ｆと負極対向部３０Ｆとの間に、湾曲セパレータ部４０Ｃを介在させ続けることができる。従って、湾曲セパレータ部４０Ｃが捲回軸ＡＸ方向に熱収縮することによる短絡の発生を防止することができ、信頼性の高い組電池１００とすることができる。
【００４９】
次に、本実施形態１にかかる組電池１００の製造方法について説明する。
まず、組電池１００をなす電池１の、正極板２０を作製する。具体的には、正極活物質粒子、結着剤及び導電助剤を溶媒中で混練してできたペースト（図示しない）を、帯状の正極集電箔２８の両主面に塗布した。なお、両主面とも、この正極集電箔２８の短手方向ＤＢ（捲回軸ＡＸ）の第１方向ＤＸ１側にはペーストを塗布しない。これにより、短手方向ＤＢ（捲回軸ＡＸ）の第１方向ＤＸ１側には正極箔露出部２５ができる（図５参照）。塗布後、ペーストを乾燥させた。
その後、図示しないロールプレスで、正極集電箔２８の両主面上で乾燥させたペーストを圧縮し、正極活物質層２１，２１を有する正極板２０を作製した（図５参照）。
【００５０】
一方、負極板３０を作製する。具体的には、負極活物質粒子及び結着剤を溶媒中で混練してできたペースト（図示しない）を、帯状の負極集電箔３８の両主面に塗布した。なお、両主面とも、この負極集電箔３８の短手方向ＤＢ（捲回軸ＡＸ）の第２方向ＤＸ２側にはペーストを塗布しない。これにより、短手方向ＤＢ（捲回軸ＡＸ）の第２方向ＤＸ２側には負極箔露出部３５ができる（図６参照）。塗布後、ペーストを乾燥させた。
その後、図示しないロールプレスで、負極集電箔３８の両主面上で乾燥させたペーストを圧縮し、負極活物質層３１，３１を有する負極板３０を作製した（図６参照）。
【００５１】
上述のように作製した正極板２０及び負極板３０を、前述した２つのセパレータ４０，４０と共に捲回し、発電要素１０とする。具体的には、捲回軸ＡＸを中心に径方向の外側に向かって、セパレータ４０、負極板３０、セパレータ４０、正極板２０の順に重ねた状態で捲回する。
まず、外径が３０ｍｍの円筒形状の巻芯材（図示しない）の周りに、セパレータ４０を数周、捲回した後、そのセパレータ４０の径方向外側に負極板３０を配置し、セパレータ４０と共に巻芯材の周りに捲回する。次いで、負極板３０の径方向外側にもう１つのセパレータ４０を、さらに、このセパレータ４０の径方向外側に正極板２０をそれぞれ配置し、これらセパレータ４０及び正極板２０を巻芯材の周りに捲回する。なお、セパレータ４０を配置する際に、負極板３０を介して、２つのセパレータ４０，４０の湾曲セパレータ部４０Ｃが、径方向にそれぞれ重なるようにする。また、正極板２０と負極板３０とを配置する際に、負極活物質層３１の短手方向ＤＢ中央に、セパレータ４０を介して、正極活物質層２１が位置するように配置する（図８参照）。
このようにして、正極板２０、負極板３０及びセパレータ４０，４０を、巻芯材の周りに捲回した後、巻芯材を捲回体の中心から抜き外した。そして、セパレータ４０の湾曲セパレータ部４０Ｃが捲回軸ＡＸから最も離れるように、捲回体を押し潰して、扁平な長円形状に捲回してなる捲回型の発電要素１０を製造する（図３，４参照）。
【００５２】
その後は、平行捲回部１０Ｐにおいて、正極板２０の正極箔露出部２５に正極集電部材９１を、負極板３０の負極箔露出部３５に負極集電部材９２をそれぞれ溶接した。なお、電池１の平行捲回部１０Ｐでは、セパレータ４０のうちの平行セパレータ部４０Ｐが相対的に幅狭となっており、正極板２０（正極箔露出部２５）に正極集電部材９１、負極板３０（負極箔露出部３５）に負極集電部材９２を接続し易い。
正極集電部材９１，負極集電部材９２を接続した発電要素１０を電池ケース本体８１に挿入し、前述した電解液を注入後、封口蓋８８で電池ケース本体８１を溶接で封口する。かくして、電池１ができあがる（図３参照）。
【００５３】
上述のようにして作製した複数の電池１，１を、組電池ケース１５０内で積層方向ＤＬに２列に列置して、積層方向ＤＬの両側からこれら電池１，１を挟持しつつ、第１エンドプレート１２０及び第２エンドプレート１３０を配置した。その後、複数の電池１，１が直列に接続するよう、各電池１，１間で端子部（正極端子部９１Ａ，負極端子部９２Ａ）を板状のバスバＢＢを用いて接続した。かくして組電池１００が完成する（図１参照）。
【００５４】
（変形形態１）
次に、本発明の変形形態１にかかる組電池２００について、図１，２，４，９〜１１を参照しつつ説明する。
この組電池２００は、湾曲捲回部において、セパレータ２４０の湾曲セパレータ部２４０Ｃがそれぞれ、捲回軸ＡＸに沿う第１方向ＤＸ１のみ、平行捲回部２１０Ｐの平行セパレータ部２４０Ｐよりも矩形状に延出した（膨らんだ）形態とされている電池を備えている点で、前述の実施形態１にかかる組電池１００と異なり、それ以外は同様である。
そこで、実施形態１にかかる組電池１００と異なる点を中心に説明し、同様の部分の説明は省略または簡略化する。なお、同様の部分については同様の作用効果を生じる。また、同内容のものには同番号を付して説明する。
【００５５】
この組電池２００は、５０個の電池２０１，２０１と、実施形態１の組電池１００と同様、積層された電池２０１を挟んで、積層方向ＤＬ両端側にそれぞれ配置された２つのエンドプレート（第１エンドプレート１２０，第２エンドプレート１３０）とを有する（図１，２参照）。
【００５６】
このうち、電池２０１は、帯状のセパレータ２４０と、実施形態１の電池１と同様の、いずれも帯状の正極板２０及び負極板３０とを有し、これらを捲回軸ＡＸを中心として横断面が扁平な長円形状に捲回してなる扁平捲回型発電要素（発電要素）２１０、及び、実施形態１の電池１と同様の電池ケース８０を備えるリチウムイオン二次電池である（図９参照）。
このうち、発電要素２１０に用いている、帯状のセパレータ２４０は、実施形態１の電池１と同じ、ポリエチレンを２層のポリプロピレンの間に挟んでなる三層セパレータである。但し、このセパレータ２４０は、図１０に示すように、このうちの短手方向ＤＢ（捲回軸ＡＸ方向）のうちの第１方向ＤＸ１側の端縁のみが、方形波状のジグザグに裁断され、第２方向ＤＸ２側の端縁は直線状にされている点で、実施形態１とは異なる。
このセパレータ２４０は、短手方向ＤＢが第１寸法Ｗ１の平行セパレータ部２４０Ｐ、及び、この平行セパレータ部２４０Ｐよりも大きな第３寸法Ｗ３の湾曲セパレータ部２４０Ｃからなる。なお、実施形態１と同様に、湾曲セパレータ部２４０Ｃは発電要素２１０の湾曲捲回部２１０Ｃに、平行セパレータ部２４０Ｐは、発電要素２１０の平行捲回部２１０Ｐにそれぞれ位置している。
【００５７】
発電要素２１０は、正極板２０、負極板３０及びセパレータ２４０が互いに平行に配置された平行捲回部２１０Ｐと、この平行捲回部２１０Ｐを挟み、正極板２０、負極板３０及びセパレータ２４０が、それぞれ半円筒状に湾曲して配置された、２つの湾曲捲回部２１０Ｃ，２１０Ｃとからなる（図９参照）。なお、湾曲捲回部２１０Ｃには、セパレータ２４０の各湾曲セパレータ部２４０Ｃが位置しており、それぞれ平行捲回部２１０Ｐの平行セパレータ部２４０Ｐよりも捲回軸ＡＸに沿う第１方向ＤＸ１に突出している（図９参照）。また、実施形態１と同様、湾曲セパレータ部２４０Ｃのうち、捲回軸ＡＸから最も離れた位置の最離隔湾曲セパレータ部２４０ＣＬが、平行セパレータ部２４０Ｐから第１方向ＤＸ１に最も膨らんだ形態とされている（図９参照）。
【００５８】
ところで、実施形態１における比較電池Ｃ１を加熱試験後に解体して、セパレータのうち、湾曲捲回部に位置していた部位を観察すると、このうち、第１方向ＤＸ１側の端縁が、第２方向ＤＸ２側の端縁よりも、大きく熱収縮していることが判った。
これは、正極板２０の正極集電箔２８と負極板３０の負極集電箔３８との熱伝導の違いによるものと考えられる。即ち、正極集電箔２８をなすアルミニウムの熱伝導率（２３６Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1）は、負極集電箔３８をなす銅の熱伝導率（３９８Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1）よりも小さい。従って、発電要素が異常過熱状態となった際に、負極箔露出部３５に比して熱が伝わり難い正極箔露出部２５は放熱しづらいので、負極箔露出部３５よりも高温になりがちである。このため、第１方向ＤＸ１側に正極箔露出部２５、第２方向ＤＸ２側に負極箔露出部３５をそれぞれ設けた、比較電池Ｃ１の発電要素が異常過熱状態になると、湾曲セパレータ部のうち、正極箔露出部２５に近い第１方向ＤＸ１側の部位が、負極箔露出部３５に近い第２方向ＤＸ２側の部位よりも大きく熱収縮したと考えられる。この結果から、セパレータの湾曲セパレータ部を、少なくとも第１方向ＤＸ１側に膨らませた形態とすることで、効果的に短絡の発生を防止できると考えられた。
【００５９】
そこで、本発明者らは、本変形形態１にかかる組電池２００の電池２０１について、電池１と同様にして、加熱試験を実施した（ｎ＝５）。
なお、この電池２０１の正極板２０は、図１１に示すように、短手方向ＤＢの寸法が６６ｍｍの正極集電箔２８の両主面上に、短手方向ＤＢの寸法が５０ｍｍの正極活物質層２１をそれぞれ配置してなる。一方、負極板３０は、短手方向ＤＢの寸法が６９ｍｍの負極集電箔３８の両主面上に、短手方向ＤＢの寸法が５６ｍｍの負極活物質層３１をそれぞれ配置してなる。また、セパレータ２４０は、第１寸法Ｗ１が６２ｍｍ、第３寸法Ｗ３が７２ｍｍ、及び突出寸法ｄ１が１０ｍｍである。
【００６０】
上述の加熱試験の結果、電池２０１では、いずれの試料とも、加熱試験中、端子間電圧の著しい低下は確認できなかった。また、試験中の電池温度の最高値が、恒温槽の温度と同じ１６０℃であった。このことから、加熱試験によって、電池２０１で短絡が発生しなかったことが判る。
【００６１】
かくして、本変形形態１の電池２０１では、セパレータ２４０のうち湾曲セパレータ部２４０Ｃが第１方向ＤＸ１に膨らんだ形態としてある。このため、発電要素２１０が異常過熱状態となっても、大きく熱収縮しがちな湾曲捲回部２１０Ｃのうち第１方向ＤＸ１端部において、正極対向部２０Ｆと負極対向部３０Ｆとの間に、セパレータ２４０の湾曲セパレータ部２４０Ｃを介在させ続けることができる。従って、湾曲セパレータ部２４０Ｃが捲回軸ＡＸ方向に熱収縮することによる短絡の発生を適切に防止することができる。
【００６２】
次に、本変形形態１にかかる組電池２００の製造方法について説明する。
まず、実施形態１の電池１と同様、正極板２０及び負極板３０を作製する。その後、これら正極板２０及び負極板３０を、前述した２つのセパレータ２４０，２４０と共に捲回し、発電要素２１０とする。具体的には、捲回軸ＡＸを中心に径方向の外側に向かって、セパレータ２４０、負極板３０、セパレータ２４０、正極板２０の順に重ねた状態で捲回する。なお、正極板２０又は負極板３０を介して、２つのセパレータ２４０，２４０の湾曲セパレータ部２４０Ｃ同士が、発電要素２１０の径方向にそれぞれ重なるように、２つのセパレータ２４０，２４０を配置する。また、正極板２０と負極板３０とを配置する際に、負極活物質層３１の短手方向ＤＢ中央に、セパレータ２４０を介して、正極活物質層２１が位置するように配置する（図１１参照）。
以降は、実施形態１と同様にして、扁平な長円形状に捲回してなる捲回型の発電要素２１０ができあがる（図４，９参照）。
【００６３】
その後、平行捲回部２１０Ｐにおいて、正極板２０の正極箔露出部２５に正極集電部材９１を、負極板３０の負極箔露出部３５に負極集電部材９２をそれぞれ溶接した。そして、実施形態１と同様にして、発電要素２１０を電池ケース本体８１に挿入し、前述した電解液を注入後、かくして電池２０１ができあがる（図９参照）。
さらに、上述のようにして作製した複数の電池２０１，２０１を、実施形態１と同様にして、組電池２００が完成する（図１参照）。
【００６４】
（実施形態２）
本実施形態２にかかる車両３００は、前述した組電池１００，２００を搭載したものである。具体的には、図１２に示すように、車両３００は、エンジン３４０、フロントモータ３２０及びリアモータ３３０を併用して駆動するハイブリッド自動車である。この車両３００は、車体３９０、エンジン３４０、これに取り付けられたフロントモータ３２０、リアモータ３３０、ケーブル３５０、インバータ３６０、及び、組電池１００，２００を有している。
【００６５】
本実施形態２にかかる車両３００は、短絡を防止した組電池１００，２００を搭載しているので、安定して使用できる車両３００とすることができる。
【００６６】
（実施形態３）
また、本実施形態３のハンマードリル４００は、前述した組電池１００，２００を搭載したものであり、図１３に示すように、本体４２０を有する電池搭載機器である。なお、組電池１００，２００はハンマードリル４００の本体４２０のうち底部４２１に脱着可能に収容されている。
【００６７】
本実施形態３にかかるハンマードリル４００は、短絡を防止した組電池１００，２００を搭載しているので、安定して使用できるハンマードリル４００とすることができる。
【００６８】
以上において、本発明を実施形態１〜３及び変形形態１に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態１，変形形態１では、湾曲セパレータ部の形態を矩形状としたが、例えば、半円状、三角形状のほか、台形状等に膨らんだ形態としても良い。なお、湾曲セパレータ部の形態を台形状に膨らんだ形態とした場合には、矩形状と同様、扁平捲回型発電要素を捲回する際に巻きずれが生じても、最離隔湾曲セパレータ部が湾曲セパレータ部のうちで最も膨らんだ形態に維持し易く、より好ましい。
【符号の説明】
【００６９】
１，２０１ 電池（非水電解質二次電池）
１０，２１０ 発電要素（扁平捲回型発電要素）
１０Ｃ，２１０Ｃ 湾曲捲回部
１０Ｐ，２１０Ｐ 平行捲回部
２０ 正極板
２１ 正極活物質層
２０Ｆ 正極対向部
２５ 正極箔露出部
２８ 正極集電箔
３０ 負極板
３１ 負極活物質層
３０Ｆ 負極対向部
３５ 負極箔露出部
３８ 負極集電箔
４０，２４０ セパレータ
４０Ｃ，２４０Ｃ 湾曲セパレータ部
４０ＣＬ，２４０ＣＬ 最離隔湾曲セパレータ部
４０Ｐ，２４０Ｐ 平行セパレータ部
８０ 電池ケース
８３ 第１壁部（平行壁部）
１００，２００ 組電池
３００ 車両
４００ ハンマードリル（組電池搭載機器）
ＡＸ 捲回軸
ＤＬ 積層方向
ＤＸ１ 第１方向
ＤＸ２ 第２方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の正極集電箔及びこの正極集電箔上に形成された帯状の正極活物質層からなる正極板と、帯状の負極集電箔及びこの負極集電箔上に形成された帯状の負極活物質層からなる負極板と、帯状のセパレータと、を有し、上記正極板のうち上記負極板に対向する正極対向部と上記負極板のうち上記正極板に対向する負極対向部との間全体に上記セパレータを介在させ、上記正極板、上記負極板及び上記セパレータを、捲回軸を中心として横断面が扁平な長円形状に捲回してなる扁平捲回型発電要素、及び、
内部に上記扁平捲回型発電要素を収容する電池ケース、を備える
非水電解質二次電池であって、
上記扁平捲回型発電要素は、
上記正極板、上記負極板及び上記セパレータが、互いに平行に配置された平行捲回部と、
上記平行捲回部を挟む２つの湾曲捲回部であって、
上記正極板、上記負極板及び上記セパレータが、それぞれ半円筒状に湾曲して配置された湾曲捲回部と、からなり、
上記電池ケースは、
それぞれ平板状で、互いに平行に配置され、上記平行捲回部を挟む２つの平行壁部を有し、
上記セパレータは、
上記扁平捲回型発電要素の上記湾曲捲回部に位置する湾曲セパレータ部がそれぞれ、上記捲回軸に沿う第１方向及びこれと逆方向の第２方向のうち、少なくとも一方向に、上記平行捲回部に位置する平行セパレータ部よりも膨らんだ形態とされてなる
非水電解質二次電池。
【請求項２】
請求項１に記載の非水電解質二次電池であって、
前記セパレータは、
前記湾曲セパレータ部のうち、前記捲回軸から最も離れた最離隔湾曲セパレータ部が、最も膨らんだ形態とされてなる
非水電解質二次電池。
【請求項３】
請求項１に記載の非水電解質二次電池であって、
前記正極板は、
前記正極集電箔がアルミニウムからなり、
この正極集電箔のうち、前記第１方向側に帯状に、この正極集電箔が露出する正極箔露出部を設ける形態で、前記正極活物質層が上記正極集電箔上に形成されてなり、
前記負極板は、
前記負極集電箔が銅からなり、
この負極集電箔のうち、前記第２方向側に帯状に、この負極集電箔が露出する負極箔露出部を設ける形態で、前記負極活物質層が上記負極集電箔上に形成されてなり、
前記セパレータは、
前記湾曲セパレータ部が、上記第１方向及び上記第２方向のうち、少なくとも上記第１方向に膨らんだ形態とされてなる
非水電解質二次電池。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池を、前記平行壁部に直交する積層方向に複数積層し、これらを上記積層方向に圧縮して保持してなる組電池。
【請求項５】
請求項４に記載の組電池を搭載し、この組電池に蓄えた電気エネルギを動力源の全部又は一部に使用する車両。
【請求項６】
請求項４に記載の組電池を搭載し、この組電池に蓄えた電気エネルギを駆動エネルギ源の全部又は一部に使用する組電池搭載機器。
【請求項１】
帯状の正極集電箔及びこの正極集電箔上に形成された帯状の正極活物質層からなる正極板と、帯状の負極集電箔及びこの負極集電箔上に形成された帯状の負極活物質層からなる負極板と、帯状のセパレータと、を有し、上記正極板のうち上記負極板に対向する正極対向部と上記負極板のうち上記正極板に対向する負極対向部との間全体に上記セパレータを介在させ、上記正極板、上記負極板及び上記セパレータを、捲回軸を中心として横断面が扁平な長円形状に捲回してなる扁平捲回型発電要素、及び、
内部に上記扁平捲回型発電要素を収容する電池ケース、を備える
非水電解質二次電池であって、
上記扁平捲回型発電要素は、
上記正極板、上記負極板及び上記セパレータが、互いに平行に配置された平行捲回部と、
上記平行捲回部を挟む２つの湾曲捲回部であって、
上記正極板、上記負極板及び上記セパレータが、それぞれ半円筒状に湾曲して配置された湾曲捲回部と、からなり、
上記電池ケースは、
それぞれ平板状で、互いに平行に配置され、上記平行捲回部を挟む２つの平行壁部を有し、
上記セパレータは、
上記扁平捲回型発電要素の上記湾曲捲回部に位置する湾曲セパレータ部がそれぞれ、上記捲回軸に沿う第１方向及びこれと逆方向の第２方向のうち、少なくとも一方向に、上記平行捲回部に位置する平行セパレータ部よりも膨らんだ形態とされてなる
非水電解質二次電池。
【請求項２】
請求項１に記載の非水電解質二次電池であって、
前記セパレータは、
前記湾曲セパレータ部のうち、前記捲回軸から最も離れた最離隔湾曲セパレータ部が、最も膨らんだ形態とされてなる
非水電解質二次電池。
【請求項３】
請求項１に記載の非水電解質二次電池であって、
前記正極板は、
前記正極集電箔がアルミニウムからなり、
この正極集電箔のうち、前記第１方向側に帯状に、この正極集電箔が露出する正極箔露出部を設ける形態で、前記正極活物質層が上記正極集電箔上に形成されてなり、
前記負極板は、
前記負極集電箔が銅からなり、
この負極集電箔のうち、前記第２方向側に帯状に、この負極集電箔が露出する負極箔露出部を設ける形態で、前記負極活物質層が上記負極集電箔上に形成されてなり、
前記セパレータは、
前記湾曲セパレータ部が、上記第１方向及び上記第２方向のうち、少なくとも上記第１方向に膨らんだ形態とされてなる
非水電解質二次電池。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池を、前記平行壁部に直交する積層方向に複数積層し、これらを上記積層方向に圧縮して保持してなる組電池。
【請求項５】
請求項４に記載の組電池を搭載し、この組電池に蓄えた電気エネルギを動力源の全部又は一部に使用する車両。
【請求項６】
請求項４に記載の組電池を搭載し、この組電池に蓄えた電気エネルギを駆動エネルギ源の全部又は一部に使用する組電池搭載機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−２０４６５２（Ｐ２０１１−２０４６５２Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７３６４０（Ｐ２０１０−７３６４０）
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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