非水電解質二次電池
【課題】軽量で出力特性に優れ、かつ外装材からの非水電解質の漏液や水分の侵入を大幅に抑制した非水電解質二次電池を提供する。
【解決手段】正極と、負極と、前記正極と負極の間に配置されるセパレータとを含む積層物を有する電極群と、一端が前記電極群の前記正極に接続され、かつ他端が前記電極群から延出された複数の正極集電リード１１と、同様に他端が前記正極集電リード１１とは反対方向に延出された複数の負極集電リード１３と、前記複数の正極集電リード１１の前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、外装材の封止部を通過して外部に延出された正極端子１２と、同様に外部に延出された負極端子１４とを具備する非水電解質二次電池において、前記積層物は偏平状に捲回された構造を有し、図におけるＬ１，Ｌ２の長さ比Ｌ１／Ｌ２は、０．３以上であることを特徴とする非水電解質二次電池。
【解決手段】正極と、負極と、前記正極と負極の間に配置されるセパレータとを含む積層物を有する電極群と、一端が前記電極群の前記正極に接続され、かつ他端が前記電極群から延出された複数の正極集電リード１１と、同様に他端が前記正極集電リード１１とは反対方向に延出された複数の負極集電リード１３と、前記複数の正極集電リード１１の前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、外装材の封止部を通過して外部に延出された正極端子１２と、同様に外部に延出された負極端子１４とを具備する非水電解質二次電池において、前記積層物は偏平状に捲回された構造を有し、図におけるＬ１，Ｌ２の長さ比Ｌ１／Ｌ２は、０．３以上であることを特徴とする非水電解質二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外装材がラミネートフィルムからなる非水電解質二次電池に係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や携帯型パソコンなどといった電子機器の小型化と需要の増大に伴い、これら電子機器の電源である二次電池に対する高性能化が要求されている。かかる二次電池としては、炭素材料のようなリチウムを吸蔵・放出できる物質を負極材料に用いた非水電解質電池が開発され、携帯電子機器用の電源として普及している。この非水電解質二次電池は、従来の電池と異なり、軽量で、かつ４Ｖ級の高い起電力を有するという特徴があり、その優れた性能が注目されている。
【０００３】
そこで、前記非水電解質二次電池を、電気自動車や電動工具、コードレスクリーナなどの電源として適用することが検討されている。このような用途では、従来の非水電解質二次電池に比べ、より高い出力特性が要求される。
【０００４】
電池を高出力化するには、電池の内部抵抗を極力低減する必要がある。そのためには、電極および電池部材を低抵抗化し、集電効率を高めることが重要である。その方策の一つとして、電極に複数の集電リードを備えた円筒型リチウムイオン二次電池あるいは角型リチウムイオン二次電池の開発が進められており、例えば特開平９−９２３３５号公報（特許文献１）に開示されている。このような構成とすることにより、集電効率が向上し、電池の内部抵抗を低減できるため、出力特性に優れた電池を形成することができる。
【０００５】
しかしながら、このような電池は外装容器として金属容器を用いているため、電池を軽量化するには限界がある。しかも、電気自動車や電動工具、コードレスクリーナなどの電源として用いる際には、単電池を複数個接続した組電池として使用するため、重量の増加が大きな問題となる。そこで、軽量で、高出力な電池が要望されている。
【０００６】
ところで、現在、携帯電話などの携帯機器向けの非水電解質二次電池として、正極と、負極と、前記正極及び前記負極の間に配置されるポリマー電解質層とからなり、電極群、ポリマー電解質からなる電解質および前記電極群が収納される外装材を具備したリチウムイオン二次電池が提案され、開発が進められている。この二次電池は、外装材の厚さを薄くしても正極並びに負極とポリマー電解質層との密着性を確保することができる。このため、外装材として、薄い金属層と高分子フィルムとから構成されたラミネートフィルムを使用することが可能になり、薄型で軽量なリチウムイオン二次電池を形成することができる。また、前記ポリマー電解質は、非水電解液が保持されたゲル状ポリマーである。しかしながら、この二次電池は、液状の非水電解質を備えたリチウムイオン二次電池に比べて電極界面のインピーダンスが大きく、かつリチウムイオン伝導度が低いため、液状の非水電解質を備えたリチウムイオン二次電池に大電流放電特性が劣るという問題がある。
【０００７】
このようなことから、液状の非水電解質を備えたリチウムイオン二次電池を薄型化するための提案が、下記の如くなされている。特開平１０−１７７８６５号の公開公報（特許文献２）の特許請求の範囲には、正極と負極と、電解液を保持した対向面を有するセパレータと、電解質相、電解液を含有する高分子ゲル相および混相からなり、かつ上記セパレータの対向面に上記正極および負極を接合する接着性樹脂層とを備えたリチウムイオン二次電池が記載されている。また、特開平１０−１８９０５４号の公開公報（特許文献３）の特許請求の範囲には、主成分ポリフッ化ビニリデンを溶媒に溶解してなるバインダー樹脂溶液をセパレータに塗布する工程、このセパレータ上に電極を重ね合わせ、密着させたまま乾燥し溶剤を蒸発させて電池積層体を形成する工程、この電池積層体に電解液を含浸させる工程を備えた薄型リチウムイオン二次電池の製造方法が記載されている。さらに、特開平１０−１７２６０６号公報（特許文献４）の特許請求の範囲には、正極と、負極と、前記正極及び負極の間に配置され、リチウムイオンを含む電解液を保持するセパレータと、前記電解液を保持し、前記正極、負極およびセパレータを接合する多孔性の接着性樹脂層とを具備したリチウムイオン二次電池が開示されている。
【０００８】
しかしながら、各公報に開示されたリチウムイオン二次電池は、内部抵抗が高くなるため出力特性が劣るという問題があり、高出力用途としては必ずしも十分ではなかった。
【０００９】
そこで、上記問題点を解決するために、薄型リチウムイオン二次電池において、前述の円筒型リチウムイオン二次電池の如く、複数の集電リードを備えた構造を適用すると、ラミネートフィルムと集電リードとの界面には隙間が生じ易いため、出力特性は向上する一方で、その隙間から非水電解質が外部に漏れたり、水分が内部に侵入したりするという不具合を生じる可能性が高くなる。その結果、放電容量やサイクル特性のような基本特性が損なわれるといった問題点が生じた。
【特許文献１】特開平９−９２３３５号公報
【特許文献２】特開平１０−１７７８６５号公報
【特許文献３】特開平１０−１８９０５４号公報
【特許文献４】特開平１０−１７２６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、軽量で出力特性に優れ、かつ外装材からの非水電解質の漏液や水分の侵入を大幅に抑制した非水電解質二次電池を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る非水電解質二次電池は、正極と、負極と、前記正極と負極の間に配置されるセパレータとを含む積層物を有する電極群と、
前記電極群に保持される非水電解質と、
内面の少なくとも一部が熱可塑性樹脂層から形成されたラミネートフィルムからなり、前記電極群を収納するとともに、前記熱可塑性樹脂層同士をヒートシールして封止部を形成することにより前記電極群を密封するための外装材と、
一端が前記電極群の前記正極に接続され、かつ他端が前記電極群から延出された複数の正極集電リードと、
一端が前記電極群の前記負極に接続され、かつ他端が前記電極群から前記正極集電リードとは反対方向に延出された複数の負極集電リードと、
前記複数の正極集電リードの前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、前記外装材の前記封止部を通過して外部に延出された正極端子と、
前記複数の負極集電リードの前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、前記外装材の前記封止部を通過して外部に延出された負極端子と
を具備する非水電解質二次電池において、
前記積層物は偏平状に捲回された構造を有し、
前記正極端子および負極端子における下記（１）式により算出される長さ比は、０．３以上であることを特徴とする。
【００１２】
Ｌ1／Ｌ2 （１）
但し、（１）式において、Ｌ1は前記正極端子および負極端子における集電リード接続部の辺の長さを示し、Ｌ2は前記電極群における前記集電リード接続部に沿う辺の長さを示す。
【００１３】
また、本発明に係る非水電解質二次電池は、正極と、負極と、前記正極と負極の間に配置されるセパレータとを含む電極群と、
前記電極群に保持される非水電解質と、
内面の少なくとも一部が熱可塑性樹脂層から形成されたラミネートフィルムからなり、前記電極群を収納するとともに、前記熱可塑性樹脂層同士をヒートシールして封止部を形成することにより前記電極群を密封するための外装材と、
一端が前記電極群の前記正極に接続され、かつ他端が前記電極群から延出された複数の正極集電リードと、
一端が前記電極群の前記負極に接続され、かつ他端が前記電極群から前記正極集電リードとは反対方向に延出された複数の負極集電リードと、
前記複数の正極集電リードの前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、前記外装材の前記封止部を通過して外部に延出された正極端子と、
前記複数の負極集電リードの前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、前記外装材の前記封止部を通過して外部に延出された負極端子と
を具備する非水電解質二次電池において、
前記正極端子および負極端子における下記（１）式により算出される長さ比は、０．３以上であり、
前記複数の正極集電リードの前記他端は、前記正極端子の前記集電リード接続部に並んだ状態で接続され、かつ前記複数の負極集電リードの前記他端は、前記負極端子の前記集電リード接続部に並んだ状態で接続されていることを特徴とする。
【００１４】
Ｌ1／Ｌ2 （１）
但し、（１）式において、Ｌ1は前記正極端子および負極端子における集電リード接続部の辺の長さを示し、Ｌ2は前記電極群における前記集電リード接続部に沿う辺の長さを示す。
【００１５】
本発明に係る二次電池において、前記正極端子または前記負極端子の表面の少なくともラミネートフィルムの封止部を通過する部分が、熱可塑性樹脂層で被覆されていることが好ましい。前記熱可塑性樹脂層の厚さは、４０μｍ〜１００μｍであることが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係る二次電池において、前記集電リードの短手方向の断面積は、０．５ｍｍ2〜５ｍｍ2であることが望ましい。この構成によれば、軽量で出力特性に優れた非水電解質二次電池であって、外装材内に収納された非水電解液が外部に漏液したり、水分が内部に侵入したりする不具合が生じることが防止される。
【発明の効果】
【００１７】
以上詳述したように、本発明によれば、軽量で、大電流放電特性に優れた非水電解液二次電池を提供することができる。また、本発明によれば、外装材からの非水電解質の漏液を大幅に抑制した非水電解質二次電池を提供することができる。従って、携帯機器用の電源としては勿論のこと、電気自動車や電動工具、コードレスクリーナなどの電源として極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係わる非水電解液二次電池の一例である薄型リチウムイオン二次電池を図１及び図２を参照として詳細に説明する。但し本発明に係わる非水電解液二次電池は、本発明の範囲にあるものであれば、以下の形態に限定されるものではない。
【００１９】
図１は本発明に係わる非水電解液二次電池（例えば、薄型リチウムイオン二次電池）を示す断面図、図２は図１のA部を示す拡大断面図である。
【００２０】
図１に示すように、例えば多層シートからなる外装材１内には、電極群２が収納されている。電極群２は、正極、セパレータ及び負極からなる積層物が偏平状に捲回された構造を有する。
【００２１】
前記積層物は、図２に示すように、（図の下側から）セパレータ３、正極活物質層４と正極集電体５と正極活物質層４を備えた正極６、セパレータ３、負極活物質層７と負極集電体８と負極活物質層７を備えた負極９、セパレータ３、正極活物質層４と正極集電体５と正極活物質層４を備えた正極６、セパレータ３、負極活物質層７と負極集電体８を備えた負極９がこの順番に積層されたものからなる。図示しない接着層は、前記電極群２の表面と前記外装材１の内面の間に配置されている。非水電解質は、前記外装材１内に収納されている。
【００２２】
前記外装材１内に収納された帯状の複数の正極リード１１は、図３に示すように、それぞれ一端が前記電極群２の前記正極集電体５に接続され、他端が凸型の正極端子１２に接続されている。前記正極端子１２は、前記集電リードの接続部が平板状であり、前記外装材１より突出するように配置されている。前記正極リード１１を前記正極集電体５に接続する方法としては、電極に活物質層を形成しない無地部を設け、スポット溶接機あるいは超音波溶接機などにより前記無地部に溶接する方法が挙げられる。
【００２３】
前記無地部を形成する方法としては、間欠塗布機能を有する塗布装置を用いて間欠塗布を行う方法、集電体の一部または電極端部を連続的に突出させたりすることにより作製する方法等を挙げることができる。
【００２４】
前記正極リード１１としては、厚さが１００μｍ〜５００μｍのアルミニウム箔、アルミニウムリボン、アルミニウム板、ステンレス箔、ステンレスリボン、ステンレス板などを挙げることができる。
【００２５】
前記正極リードの短手方向の断面積は、０．５ｍｍ2〜５ｍｍ2であることが望ましい。このような正極リードを用いることにより、電池の内部抵抗を低減することができ、出力特性を向上させることができる。
【００２６】
前記正極リード１１は、その表面に形成された接着層により前記外装材の内面に接着されていることが望ましい。このような構成にすると、前記正極リード１１の表面に前記外装材１を固定することができるため、前記非水電解質が浸透して漏液するのを防止できる。
【００２７】
前記正極リード１１の表面は、絶縁性保護シートで被覆されていることが更に望ましい。このような構成とすることにより、前記正極リード１１が負極９と接触して内部短絡するのを防止することができる。
【００２８】
前記絶縁性保護シートとしては、液状非水電解質に不溶な有機高分子から形成されることが好ましい。かかる材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂及びポリオレフィン樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも１種類を挙げることができる。ポリイミド樹脂としては、例えばデュポン（ｄｕＰｏｎｔ）社製の商品名がカプトン（Ｋａｐｔｏｎ）を挙げることができる。一方、ポリオレフィン樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂を挙げることができる。また、フッ素樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を挙げることができる。
【００２９】
絶縁性保護シートは、不織布またはフィルムから形成することができる。また、多孔質な絶縁性保護シートを使用すると、電極群への電解液含浸性を高めることができる。さらに、絶縁性保護シートと電極群の間に接着剤が存在しても良い。
【００３０】
前記正極端子１２としては、厚さが１００μｍ〜５００μｍのアルミニウム箔、アルミニウム板、ステンレス箔、ステンレス板などを挙げることができる。
【００３１】
前記正極端子１２は、その表面の少なくともラミネートフィルムの封止部を通過する部分が、熱可塑性樹脂層１０で被覆されていることが望ましい。図４に正極端子部を示す拡大断面図を示す。このような構成にすると、前記熱可塑性樹脂がラミネートフィルムと熱接合により密着するので、前記非水電解質が浸透して漏液するのを防止できる。前記熱可塑性樹脂層１０の厚さは、４０μｍ〜１００μｍであることが望ましい。前記熱可塑性樹脂層１０の厚さの更に好ましい範囲は、６０μｍ〜８０μｍである。
【００３２】
前記熱可塑性樹脂層１０は、１種類の樹脂から形成されていても、あるいは２種類以上の樹脂から形成されていても良い。前記熱可塑性樹脂の融点は、１２０℃以上にすることが好ましく、更に好ましい範囲は１４０℃〜２５０℃の範囲である。前記熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどを挙げることができる。特に、融点が１５０℃以上のポリプロピレンは、ヒートシール部の封止強度を向上することができるため、望ましい。
【００３３】
前記正極端子の形状は、凸形の他、矩形、台形などが挙げられるが、特にその形状は問わない。また、その表面の一部の前記外装材１に収納される部位の厚さと、前記外装材１より外部に延出した部位の厚さは異なっていても良い。その際、前記外装材１に収納される部位の厚さを、前記外装材１より外部に突出した部位の厚さよりも薄くする方が好ましい。
【００３４】
一方、前記外装材１内に収納された帯状の複数の負極リード１３は、図３に示すように、それぞれ前記電極群を介して前記正極リード１１と反対方向に延出するように配置されており、それぞれ一端が前記電極群２の前記負極集電体８に接続され、他端が凸形の負極端子１４に接続されている。前記負極端子１４は、前記集電リードの接続部が平板状であり、前記外装材１より突出するように配置されている。
【００３５】
前記負極リード１３を前記負極集電体８に接続する方法としては、前記正極リード１１を前記正極集電体５に接続する方法と同様な方法が用いられる。
【００３６】
前記負極リード１３としては、厚さが１００μｍ〜５００μｍの銅箔、銅製リボン、銅板、ニッケル箔、ニッケルリボン、ニッケル板、ステンレス箔、ステンレスリボン、ステンレス板などを用いることができる。
【００３７】
前記負極リード１３は、その表面に形成された接着層により前記外装材１の内面に接着されていることが更に望ましい。このような構成にすると、前記負極リード１３の表面に前記外装材１を固定することができるため、前記非水電解質が浸透して漏液するのを防止できる。
【００３８】
また、前記負極リード１３の表面は、前記絶縁性保護シートにより被覆されていることが望ましい。このような構成とすることにより、前記負極リード１３が正極６と接触して内部短絡するのを防止することができる。
【００３９】
前記負極端子１４としては、厚さが１００μｍ〜５００μｍの銅箔、銅板、ニッケル箔、ニッケル板、ステンレス箔、ステンレス板などを用いることができる。
【００４０】
前記負極端子１４は、その表面の少なくともラミネートフィルムの封止部を通過する部分が、熱可塑性樹脂層１０で被覆されていることが望ましい。このような構成にすると、前記熱可塑性樹脂がラミネートフィルムと熱接合により密着するので、前記非水電解質が浸透して漏液するのを防止できる。前記熱可塑性樹脂層１０の厚さは、４０μｍ〜１００μｍであることが望ましい。前記熱可塑性樹脂層１０の厚さの更に好ましい範囲は、６０μｍ〜８０μｍである。
【００４１】
前記熱可塑性樹脂層１０としては、前記正極端子１２に被覆される熱可塑性樹脂層と同様なものを用いることができる。
【００４２】
前記負極端子の形状は、凸形の他、矩形、台形などが挙げられるが、特にその形状は問わない。また、その表面の一部の前記外装材１に収納される部位の厚さと、前記外装材１より外部に延出した部位の厚さは異なっていても良い。その際、前記外装材１に収納される部位の厚さを、前記外装材１より外部に延出した部位の厚さよりも薄くする方が好ましい。
【００４３】
なお、前述した図３においては、正極集電リード１１及び負極集電リード１３は、前記電極群を介してそれぞれ反対方向に延出するように配置されている例を示したが、それぞれ同方向に外装材から延出するように配置されていても良い。この際、正極集電リード１１及び負極集電リード１３を具備した電極群としては、図５に示すように、捲回した時に正負極いずれも複数の集電リードが重なる位置になるように配置された構造の電極群を用いることが好ましい。
【００４４】
また、前述した図３においては、正負極ともに複数からなる集電リードを備えた場合の例を示したが、正極か負極のいずれか一方極が複数の集電リードを備えた構造としても良い。この場合、正極側に複数の集電リードを備えた構造であることが好ましい。
【００４５】
また、前述した図１においては、電極群２の表面全体に接着層を形成したが、電極群２の一部に接着層を形成してもよい。電極群２の一部に接着層を形成する場合、少なくとも電極群２の最外周に相当する面に形成することが好ましい。また、接着層はなくても良い。
【００４６】
また、前述した図１においては、複数の正極及び負極を含む積層物を渦巻き状に捲回した後、径方向に圧縮した構造を有する電極群を用いる例を説明したが、図５に示すように１枚の正極１５および１枚の負極１６をその間にセパレータ１７を介して渦巻き状に捲回した後、径方向に圧縮した構造を有する電極群を用いても良い。
【００４７】
前述した図１においては、正極及び負極をその間にセパレータを介して渦巻き状に捲回した後、径方向に圧縮した構造を有する電極群を用いる例を説明したが、正極及び負極をセパレータを介して折り曲げた構造を有する電極群を用いても良い。この一例を図６に示す。図６に示すように、電極群は、正極１８及び負極１９をその間にセパレータ２０を介し、負極１９同士が接するように複数回（例えば５回）折り曲げた構造を有する。電極群の折り曲げ構造にすることによって電極群の製造を簡素化することができると共に、電極群の機械的強度を向上することができる。
【００４８】
以下、正極、負極、セパレータ、非水電解質および外装材について説明する。
【００４９】
（正極６）
この正極は、正極活物質を含む正極活物質層が正極集電体の片面もしくは両面に担持された構造を有する。
【００５０】
前記正極活物質層の片面の厚さは２５〜１００μｍの範囲である。したがって正極集電体の両面に担持されている場合は正極活物質の合計の厚さは５０μｍ〜２００μｍの範囲となる。片面の厚さのより好ましい範囲は４５〜７０μｍである。この範囲であると大電流放電特性とサイクル寿命特性は大幅に向上する。
【００５１】
前記正極活物質は、正極活物質の他に導電剤を含んでいても良い。また、前記正極活物質層は、接着性を有する高分子９とは別に、正極材料同士を結着する結着剤を含んでも良い。
【００５２】
前記正極活物質としては、種々の酸化物、例えば二酸化マンガン、リチウムマンガン複合酸化物、リチウム含有ニッケル酸化物、リチウム含有コバルト化合物、リチウム含有ニッケルコバルト酸化物、リチウム含有鉄酸化物、リチウムを含むバナジウム酸化物や、二硫化チタン、二硫化モリブデンなどのカルコゲン化合物などを挙げることができる。中でも、リチウム含有コバルト酸化物（例えば、ＬｉＣｏＯ2）、リチウム含有ニッケルコバルト酸化物（ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2Ｏ2）、リチウムマンガン複合酸化物（ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＭｎＯ2）を用いると、高電圧が得られるため好ましい。
【００５３】
また、前記正極活物質としては、リチウム含有ニッケル酸化物とリチウムマンガン複合酸化物との混合物を用いても良い。
【００５４】
前記リチウム含有ニッケル酸化物としては、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＮｉ0.7Ｃｏ0.3Ｏ2、ＬｉＣｏ0.8Ｎｉ0.2Ｏ2、Ｌｉ1.075Ｎｉ0.755Ｃｏ0.17Ｏ1.9Ｆ0.1、Ｌｉ1.10Ｎｉ0.74Ｃｏ0.16Ｏ1.85Ｆ0.15、Ｌｉ1.075Ｎｉ0.705Ｃｏ0.17Ａｌ0.05Ｏ1.9Ｆ0.1、Ｌｉ1.10Ｎｉ0.72Ｃｏ0.16Ｎｂ0.02Ｏ1.85Ｆ0.15、ＬｉＮｉ1-x-yＣｏxＭyＯ2（但し、前記ＭはＡｌ、Ｂ、Ｎｂから選ばれる少なくとも１種の元素、前記ｘ、ｙは０＜ｘ≦０．５、０＜ｙ＜０．５、かつ０＜ｘ＋ｙ≦０．５を示す）で表されるリチウム含有ニッケル酸化物等を挙げることができる。中でも、組成式ＬｉＮｉ1-x-yＣｏxＭyＯ2（但し、前記ＭはＡｌ、Ｂ、Ｎｂから選ばれる少なくとも１種の元素、前記ｘ、ｙは０＜ｘ≦０．５、０＜ｙ＜０．５、かつ０＜ｘ＋ｙ≦０．５を示す）で表されるリチウム含有ニッケル酸化物を用いることが好ましい。具体的には、ＬｉＮｉ1-x-yＣｏxＡｌyＯ2、ＬｉＮｉ1-x-yＣｏxＢyＯ2、ＬｉＮｉ1-x-yＣｏxＮｂyＯ2、ＬｉＮｉ1-a-b-cＣｏaＡｌbＮｂcＯ2等を挙げることができる（前記ｘ、ｙは０＜ｘ≦０．５、０＜ｙ＜０．５、かつ０＜ｘ＋ｙ≦０．５、前記ａ、ｂ、ｃは、０＜ａ≦０．５、０＜ｂ＜０．５、０＜ｃ＜０．５、かつ０＜ａ＋ｂ＋ｃ≦０．５を示す）。このようなリチウム含有ニッケル酸化物は、熱安定性が高く安全性に優れるため好ましい。
【００５５】
前記リチウムマンガン複合酸化物としては、具体的には、Ｌｉ1+aＭｎ2-aＯ4、Ｌｉ1+aＭｎ2-a-bＣｏbＯ4、Ｌｉ1+aＭｎ2-a-bＡｌbＯ4、Ｌｉ1+aＭｎ2-a-bＦｅbＯ4、Ｌｉ1+aＭｎ2-a-bＭｇbＯ4、Ｌｉ1+aＭｎ2-a-bＴｉbＯ4、Ｌｉ1+aＭｎ2-a-bＮｂbＯ4、Ｌｉ1+aＭｎ2-a-bＧｅbＯ4等を挙げることができる（前記ａは０＜ａ、かつ２＞ａ＋ｂを示す）。
【００５６】
前記導電剤としては、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛等を挙げることができる。
【００５７】
前記結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、ポリフッ化ビニリデン（PVdF）、ポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−６フッ化プロピレンの３元共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体（EPDM）等を用いることができる。後述する加熱成形法により正極、負極及びセパレータを一体化させる際には、熱硬化性樹脂を使用することが望ましく、特に好ましいのはＰＶｄＦである。
【００５８】
前記正極活物質、導電剤および結着剤の配合割合は、正極活物質８０〜９５重量％、導電剤３〜２０重量％、結着剤２〜７重量％の範囲にすることが好ましい。
【００５９】
前記集電体としては、多孔質構造の導電性基板か、あるいは無孔の導電性基板を用いることができる。これら導電性基板は、例えば、アルミニウム、ステンレス、またはニッケルから形成することができる。集電体の厚さは１０〜３０μｍであることが好ましい。この範囲であると集電体の低抵抗化と軽量化のバランスがとれるからである。
【００６０】
（負極９）
前記負極は、負極活物質層が負極集電体の片面もしくは両面に担持された構造を有する。前記負極活物質層の片面の厚さは２０〜１００μｍの範囲である。したがって負極集電体の両面に担持されている場合は負極活物質層の合計の厚さは４０〜２００μｍの範囲となる。片面の厚さのより好ましい範囲は３０〜８０μｍである。この範囲であると大電流放電特性とサイクル寿命特性は大幅に向上する。
【００６１】
前記負極活物質層は、リチウムイオンを吸蔵・放出する化合物の他に導電剤を含んでいても良い。また前記負極活物質層は、接着性を有する高分子９とは別に、負極材料を結着する結着剤を含んでいても良い。
【００６２】
リチウムイオンを吸蔵・放出する化合物としては炭素質物が挙げられる。前記炭素質物としては、（Ｉ）黒鉛、コークス、炭素繊維、球状炭素などの黒鉛質材料もしくは炭素質材料や、（II）熱硬化性樹脂、等方性ピッチ、メソフェーズピッチ、メソフェーズピッチ系炭素繊維、メソフェーズ小球体などに５００〜３０００℃で熱処理を施すことにより得られる黒鉛質材料または炭素質材料等を挙げることができる。熱処理が施された炭素質物のうち好ましいのは、メソフェーズピッチ系炭素繊維の黒鉛質材料または炭素質材料、メソフェーズ小球体の黒鉛質材料または炭素質材料、粒状の黒鉛質材料である。かかる炭素質物のうち、以下に説明する炭素質物ａ及び炭素質物ｂが好ましい。
【００６３】
炭素質物aは、熱処理の温度を２０００℃以上にすることにより得られ、（００２）面の面間隔ｄ002が０．３４０ｎｍ以下である黒鉛結晶を有する黒鉛質材料である。この黒鉛質材料の形状は、粒状にすることが好ましい。この炭素質物を含む負極を備えた非水電解液二次電池は、電池容量および大電流放電特性を大幅に向上することができる。前記面間隔ｄ002は、０．３３６ｎｍ以下であることが更に好ましい。
【００６４】
炭素質物bは、２０００℃以上で熱処理が施された繊維状黒鉛質材料及び２０００℃以上で熱処理が施された球状黒鉛質材料から選ばれる１種以上である。中でも、メソフェーズピッチ系炭素繊維の黒鉛質材料や、カーボンウィスカのような気相成長系炭素繊維、メソフェーズ小球体の黒鉛質材料が好ましい。この炭素質物ｂを含む負極は、密度を１．３ｇ／ｃｍ3以上と高くした際にも負極とセパレータ間の界面インピーダンスを小さくすることができるため、二次電池の大電流放電特性及び急速充放電サイクル性能を向上させることができる。
【００６５】
前記炭素質物の形状は、例えば、繊維状、球状、粒状にすることができる。前記負極層が、繊維状炭素質物、球状炭素質物及び球状炭素質物よりなる群から選ばれる1種以上の炭素質物を含むことによって、長期間に亘って負極の界面抵抗を近い値に維持することができるため、充放電サイクル寿命を向上することができる。
【００６６】
前記繊維状炭素質物の平均繊維長は、５〜２００μｍの範囲にすることが好ましい。さらに好ましい範囲は、１０〜５０μｍである。
【００６７】
前記繊維状炭素質物の平均繊維径は、０．１〜２０μｍの範囲にすることが好ましい。さらに好ましい範囲は、１〜１５μｍである。
【００６８】
前記繊維状炭素質物の平均アスペクト比は、１．５〜２００の範囲にすることが好ましい。さらに好ましい範囲は、１．５〜５０である。但し、アスペクト比は、繊維径に対する繊維長（繊維長／繊維径）の比である。
【００６９】
前記球状炭素質物の平均粒径は、１〜１００μｍの範囲内にすることが好ましい。より好ましい範囲は、２〜４０μｍである。
【００７０】
前記球状炭素質物の長径（ｍａｊｏｒ ｒａｄｉｕｓ）に対する短径（ｍｉｎｏｒ ｒａｄｉｕｓ）の比（短径／長径）は、１／１０以上にすることが好ましい。より好ましい範囲は、１／２以上である。
【００７１】
前記粒状炭素質物とは、長径（ｍａｊｏｒ ｒａｄｉｕｓ）に対する短径（ｍｉｎｏｒ ｒａｄｉｕｓ）の比（短径／長径）が、１／１００〜１の範囲にある形状を有する炭素質物粉末を意味する。前記比のより好ましい範囲は、１／１０〜１である。
【００７２】
前記粒状炭素質物の平均粒径は、１〜１００μｍの範囲にあることが好ましい。より好ましい範囲は、２〜５０μｍである。
【００７３】
前記結着剤は、負極材料同士を結着する機能並びに負極材料と負極集電体を結着する機能を有する。かかる結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン（PVdF）、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体（EPDM）、スチレン−ブタジエンゴム（SBR）、カルボキシセルロース（CMC）等を用いることができる。後述する加熱成形法により正極、負極及びセパレータを一体化させる際には、熱硬化性樹脂を使用することが望ましく、特に好ましいのはＰＶｄＦである。
【００７４】
前記炭素質物及び前記結着剤の配合割合は、炭素質物９０〜９８重量％、結着剤２〜２０重量％の範囲であることが好ましい。特に、負極中の炭素質物の含有量は、片面で１０〜８０ｇ／ｍ2の範囲にすることが好ましい。また、充填密度は１．２０〜１．５０ｇ／ｃｍ3の範囲であることが望ましい。
【００７５】
前記集電体としては、多孔質構造の導電性基板か、あるいは無孔の導電性基板を用いることができる。これら導電性基板は、例えば、銅、ステンレス、またはニッケルから形成することができる。集電体の厚さは５〜２０μmであることが望ましい。この範囲であると集電体の低抵抗化と軽量化のバランスがとれるからである。
【００７６】
前記負極活物質層は、前述したリチウムイオンを吸蔵・放出する炭素質物を含むものの他に、アルミニウム、マグネシウム、スズ、けい素等の金属か、金属酸化物か、金属硫化物か、もしくは金属窒化物から選ばれる金属化合物や、リチウム合金を含むものであっても良い。
【００７７】
前記金属酸化物としては、例えば、スズ酸化物、ケイ素酸化物、リチウムチタン酸化物、ニオブ酸化物、タングステン酸化物等を挙げることができる。
【００７８】
前記金属硫化物としては、例えば、リチウムコバルト窒化物、リチウム鉄窒化物、リチウムマンガン窒化物等を挙げることができる。
【００７９】
前記リチウム合金としては、例えばリチウムケイ素合金等を挙げることができる。
【００８０】
（セパレータ３）
セパレータは、多孔質シートから形成される。前記多孔質シートとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を含む多孔質フィルム、合成樹脂製不織布等を用いることができる。中でも、ポリエチレンか、あるいはポリプロピレン、または両者からなる多孔質フィルムは、二次電池の安全性を向上できるため、好ましい。
【００８１】
前記多孔質シートの厚さは、３０μｍ以下にすることが好ましい。厚さが３０μｍを超えると、正負極間の距離が大きくなって内部抵抗が大きくなる恐れがある。また、厚さの下限値は、５μｍにすることが好ましい。厚さを５μｍ未満にすると、セパレータの強度が著しく低下して内部ショートが生じ易くなる恐れがある。厚さの上限値は、２５μｍにすることが好ましく、下限値は１０μｍにすることがより好ましい。
【００８２】
前記多孔質シートは、１２０℃、１時間での存在下の熱収縮率が２０％以下であることが好ましい。前記熱収縮率が２０％を超えると、正負極およびセパレータの密着強度を十分なものにすることが困難になる恐れがある。前記熱収縮率は、１５％以下にすることがより好ましい。
【００８３】
前記多孔質シートは、多孔度が３０〜７０％の範囲にあることが好ましい。これは次のような理由によるものである。多孔度を３０％未満にすると、セパレータにおいて高い電解液保持性を得ることが困難になる恐れがある。一方、多孔度が７０％を超えると、十分なセパレータ強度を得られなくなる恐れがある。多孔度のより好ましい範囲は、３５〜７０％である。
【００８４】
前記多孔質シートは、空気透過率が５００秒／１００ｃｍ3以下であることが好ましい。空気透過率は、１００ｃｍ3の空気が多孔質シートを透過するのに要した時間（秒）を意味する。空気透過率が５００秒／１００ｃｍ3を超えると、セパレータにおいて高いリチウムイオン移動度を得ることが困難になる恐れがある。また、空気透過率の下限値は、３０秒／１００ｃｍ3にすることが好ましい。空気透過率を３０秒／１００ｃｍ3未満にすると、十分なセパレータ強度を得られなくなる恐れがあるからである。空気透過率の上限値は１５０秒／１００ｃｍ3にすることがより好ましく。また、下限値は５０秒／１００ｃｍ3にすることがより好ましい。
【００８５】
後述するように接着性を有する高分子を使用して正極、負極及びセパレータの一体化を行う際、セパレータの短手方向に沿う端部は、負極の短手方向に沿う端部に比べて０．２５ｍｍ〜２ｍｍ延出し、かつ延出したセパレータ端部に接着性を有する高分子が存在していることが望ましい。このような構成とすることによって、セパレータ端部の強度を向上させることができるため、電池に衝撃が加わった際に内部短絡が生じるのを抑制することができる。さらに、電池を１００℃以上の高温環境下で使用した際に、セパレータが熱収縮するのを抑制することができるため、内部短絡を抑制することができ、安全性を向上することができる。
【００８６】
（非水電解質）
この非水電解質は、少なくともセパレータに保持される。特に、非水電解質は、電極群全体に分散されていることが好ましい。この非水電解質としては、電解質が溶解された非水溶媒（以下、非水溶液と称す）からなる液状非水電解質、前記非水溶液が保持された高分子材料、または固体電解質を用いることができる。前記非水容器が保持された高分子材料としては、前記非水溶液がゲル化しているゲル状非水電解質、前記非水溶液が一部がゲル化し、残りが液状のままであるものの、前記非水溶液が液状のまま保持されているものなどを挙げることができる。中でも、液状非水電解質を用いることが好ましい。液状非水電解質は、電極群のイオン伝導度を高くすることができるため、正極とセパレータの界面抵抗並びに負極とセパレータの界面抵抗を小さくすることができる。
【００８７】
前記非水溶液が保持された高分子材料は、例えば、前記非水溶液、高分子及びゲル化剤を混合した後、加熱処理を施してゲル化させることにより調製される。
【００８８】
前記高分子としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）およびポリアクリレート（ＰＭＭＡ）から選ばれる少なくとも１種類の高分子用いることができる。
【００８９】
非水溶媒としては、リチウムイオン二次電池の溶媒として公知の非水溶媒を用いることができ、特に限定はされないが、プロピレンカーボネート（ＰＣ）及びエチレンカーボネート（ＥＣ）よりなる群から選ばれる１種類の第１溶媒と、ＰＣ及びＥＣに比べて低粘度な第２溶媒との混合溶媒を主体とする非水溶媒を用いることが好ましい。特に、第２溶媒は、ドナー数が１６．５以下であることがより好ましい。
【００９０】
第２溶媒としては、例えば、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、プロピオン酸エチル、γ―ブチロラクトン（ＢＬ）、アセトニトリル（ＡＮ）、酢酸エチル（ＥＡ）、トルエン、キシレン、酢酸メチル（ＭＡ）などが挙げられる。これらの第２溶媒は、単独または２種以上の混合物の形態で用いることができる。
【００９１】
混合溶媒中の第１溶媒の配合量は、体積比率で１０〜８０％であることが好ましい。より好ましい第１溶媒の配合量は体積比率で２０〜７５％である。
【００９２】
前記電解質としては、例えば、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ4）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、トリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム［ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2］などのリチウム塩を挙げることができる。中でもＬｉＰＦ6かあるいはＬｉＢＦ4を用いるのが好ましい。
【００９３】
前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量は、０．５モル／Ｌ〜２．０モル／Ｌの範囲にすることが好ましい。
【００９４】
特に好ましい非水溶液は、γ−ブチロラクトン（BL）を含む混合非水溶媒に電解質（例えば、リチウム塩）を溶解したもので、かつBLの組成比率が混合非水溶媒の２０体積％以上８０体積％以下のものである。前記混合非水溶媒では、ＢＬの組成比率を最も多くすることが好ましい。比率が２０体積％未満であると、高温時にガスが発生し易くなる。また、混合非水溶媒がＢＬ及び環状カーボネートを含むものである場合、環状カーボネートの比率が相対的に高くなるため、溶媒粘度が著しく高くなる恐れがある。溶媒粘度が上昇すると、非水電解質の導電率および浸透性が低下するため、充放電サイクル特性、大電流放電特性及び−２０℃付近での低温環境下での放電特性が低下する。一方、比率が８０体積％を超えると、負極とＢＬとの反応が生じ易くなるため、充放電サイクルが低下する恐れがある。すなわち、負極（例えば、リチウムイオンを吸蔵放出する炭素質物を含むもの）とＢＬとが反応して非水電解質の還元分解が生じると、負極の表面に充放電反応を阻害する被膜が形成される。その結果、負極において電流集中が生じ易くなるため、負極表面にリチウム金属が析出したり、あるいは負極界面のインピーダンスが高くなり、負極の充放電効率が低下し、充放電サイクル特性の低下を招く。より好ましい範囲は、４０体積％以上、７５体積％以下である。この範囲にすることによって、高温貯蔵時のガス発生を抑制する効果をより高くすることができると共に、−２０℃付近の低温環境下での放電容量をより向上することができる。
【００９５】
ＢＬと混合される溶媒としては、環状カーボネートが負極の充放電効率を高める点で望ましい。
【００９６】
前記環状カーボネートとしては、プロピレンカーボネート（PC）、エチレンカーボネート（EC）、ビニレンカーボネート（VC）、トリフロロプロピレンカーボネート（TFPC）等が望ましい。特にBLと混合される溶媒としてECを用いると充放電サイクル特性と大電流放電特性を大幅に向上することができる。また、BLと混合する他の溶媒としては、PC、VC、及びTFPC、ジエチルカーボネート（DEC）、メチルエチルカーボネート（MEC）及び芳香族化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種からなる第３溶媒とECとの混合溶媒であると充放電サイクル特性を高める点で望ましい。
【００９７】
さらに溶媒粘度を低下させる観点から低粘度溶媒を２０体積％以下含んでも良い。低粘度溶媒としては、例えば鎖状カーボネート、鎖状エーテル、環状エーテルなどが挙げられる。
【００９８】
本発明に係る非水溶媒のより好ましい組成は、BLとEC、BLとPC、BLとECとDEC、BLとECとMEC、あるいはBLとECとMECとVCである。このとき、ECの体積比率は５〜４０体積％とすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。ＥＣの比率を５体積％未満にすると、負極表面を保護膜で緻密に覆うことが困難になる恐れがあるため、負極とＢＬとの反応が生じ、充放電サイクル特性を十分に改善することが困難になる可能性がある。一方、ＥＣの体積比率が４０体積％を超えると、非水溶液の粘度が高くなってイオン伝導度が低下する恐れがあるため、充放電サイクル特性、大電流放電特性及び低温放電特性を十分に改善することが困難になる可能性がある。ＥＣの比率の更に好ましい範囲は、１０〜３５体積％である。また、ＤＥＣ、ＭＥＣ及びＶＣから選ばれる少なくとも１種類からなる溶媒の比率は、０．０１〜１０体積％の範囲内にすることが好ましい。
【００９９】
前記電解質としては、前述したものと同様なものを挙げることができる。中でもＬｉＰＦ6かあるいはＬｉＢＦ4を用いるのが好ましい。前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量は、０．５モル／Ｌ〜２．０モル／Ｌの範囲にすることが好ましい。
【０１００】
非水溶液の２０℃における粘度は、３ｃｐ〜２０ｃｐの範囲にすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。前記粘度を３ｃｐ未満にすると、二次電池を高温環境下で貯蔵した際に蒸気圧が上昇するか、あるいはガス発生量が多くなり、外装材が膨張する恐れがある。一方、前記粘度が２０ｃｐを超えると、非水溶液の浸透性が低下するため、内部抵抗が高くなる恐れがある。粘度のより好ましい範囲は、４ｃｐ〜１５ｃｐである。さらに好ましい範囲は、６〜８ｃｐである。
【０１０１】
２０℃における粘度が３ｃｐ〜２０ｃｐの範囲にある非水溶媒の中でも、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、γ−ブチロラクトン（ＢＬ）及びジエチルカーボネート（ＤＥＣ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種類からなる溶媒Ａとエチレンカーボネート（ＥＣ）とを含む非水溶媒に電解質が溶解されたものを用いることが好ましい。
【０１０２】
前記非水溶媒中の溶媒Ａの体積比率は、５０〜９０体積％とすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。体積比率が５０体積％未満であると、低温放電特性が低下する恐れがあると共に、高温時にガスが発生し易くなる恐れがある。非水電解質の還元分解が生じると、負極の表面に充放電反応を阻害する被膜が形成され、負極において電流集中が生じ易くなるため、負極表面にリチウム金属が析出したり、あるいは負極界面のインピーダンスが高くなり、負極の充放電効率が低下し、充放電サイクル特性の低下を招く。より好ましい範囲は、６０体積％以上、８０体積％以下である。
【０１０３】
前記非水溶媒中のＥＣの体積比率は５〜４０体積％とすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。ＥＣの比率を５体積％未満にすると、負極表面を保護膜で緻密に覆うことが困難となって非水電解質の還元分解を生じ易くなるため、充放電サイクル特性を十分に改善することが困難になる可能性がある。一方、ＥＣの比率が４０体積％を超えると、溶媒Ａの比率が相対的に低くなって二次電池を高温貯蔵した際のガス発生量が多くなる恐れがある。ＥＣの比率の更に好ましい範囲は、１０〜３５体積％である。
【０１０４】
また、前記非水溶媒は、さらにビニレンカーボネート（ＶＣ）を含むことが好ましい。非水溶媒中のＶＣの比率は、０．０１〜１０体積％の範囲にすることが好ましい。
【０１０５】
前記電解質としては、前述したものと同様なものを挙げることができる。中でもＬｉＰＦ6かあるいはＬｉＢＦ4を用いるのが好ましい。前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量は、０．５モル／Ｌ〜２．０モル／Ｌの範囲にすることが好ましい。
【０１０６】
前述した各組成を有する液状非水電解質の量は、電池単位容量１００ｍAh当たり０．２〜０．６ｇにすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。液状非水電解液量を０．２ｇ／１００ｍAh未満にすると、正極と負極のイオン伝導度を十分に保つことができなくなる恐れがある。一方、液状非水電解液量が０．６ｇ／１００ｍAhを超えると、電解液量が多量になるため、シート製外装材を用いた際に封止が困難になる恐れがある。液状非水電解液量の好ましい範囲は、０．４〜０．５５ｇ／１００ｍAhである。
【０１０７】
（外装材１）
外装材１は、樹脂層を含む厚さが０．５ｍｍ以下のシートである。外装材１の樹脂層は、例えば、熱可塑性樹脂から形成することができる。前記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等を挙げることができる。
【０１０８】
外装材１としては、例えば、金属層と、前記金属層の両面に形成された樹脂層とからなる多層シートを挙げることができる。
【０１０９】
前記金属層には、例えば、アルミニウム、ステンレス、鉄、銅、ニッケル等を挙げることができる。中でも、軽量で、水分を遮断する機能が高いアルミニウムが好ましい。前記金属層は、１種類の金属から形成しても良いが、２種類以上の金属層を一体化させたものから形成しても良い。
【０１１０】
外装材１の内面となる樹脂層は、ヒートシール面としての機能と、前記金属層が非水電解質により腐食されるのを防止する機能を有する。また、外装材の外面となる樹脂層は、金属層の損傷を防止する役割をなす。各樹脂層は、１種類の樹脂から形成されていても、あるいは２種類以上の樹脂から形成されていても良い。各樹脂層は、熱可塑性樹脂から形成されることが望ましい。外装面の内面となる樹脂層を形成する熱可塑性樹脂の融点は、１２０℃以上にすることが好ましく、更に好ましい範囲は１４０℃〜２５０℃の範囲である。前記熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどを挙げることができる。特に、融点が１５０℃以上のポリプロピレンは、ヒートシール部の封止強度を向上することができるため、望ましい。
【０１１１】
前記外装材１の厚さが０．５ｍｍを超えると、電池の重量当たりの容量及び電池の体積当たりの容量が低下する。外装材１の厚さは０．３ｍｍ以下にすることが好ましく、更に好ましくは０．２５ｍｍ以下で、最も好ましくは０．２ｍｍ以下である。また、厚さが０．０５ｍｍより薄いと、変形や破損し易くなる。このため、厚さの下限値は０．０５ｍｍにすることが好ましい。
【０１１２】
外装材１の厚さは、以下に説明する方法で測定される。すなわち、外装材１のヒートシール封止部を除く領域において、互いに１ｃｍ以上離れて存在する３点を任意に選択し、各点の厚さを測定し、平均値を算出し、この値を外装材の厚さとする。なお、前記外装材の表面に異物（例えば、樹脂）が付着している場合、この異物を除去してから厚さの測定を行う。例えば、前記外装材の表面にＰＶｄＦが付着している場合、前記外装材の表面をジメチルホルムアミド溶液で拭き取ることによりＰＶｄＦを除去した後、厚さの測定を行う。外装材１を多層シートから構成する場合、前記電極群がその表面の少なくとも一部に形成された接着層により前記外装材の内面に接着されていることが望ましい。このような構成にすると、前記電極群の表面に前記外装材を固定することができるため、電解液が電極群と外装材の間に浸透するのを抑えることができる。
【０１１３】
前記接着層は、後述の接着性を有する高分子と同様の材料を使用することができる。前記接着層は、多孔質構造を有していてもよい。多孔質な接着層は、その空隙に非水電解質を保持することができる。
【０１１４】
本発明に係る非水電解質二次電池は、以下に説明する方法により製造される。
【０１１５】
（１）加熱成形法
（第１工程）
以下の（ａ）〜（ｃ）に説明する方法により電極群を作製する。
【０１１６】
（ａ）正極及び負極の間にセパレータとしてセパレータを介在させて渦巻き状に捲回する。
【０１１７】
（ｂ）正極及び負極の間にセパレータとしてセパレータを介在させて渦巻き状に捲回した後、径方向に圧縮する。
【０１１８】
（ｃ）正極及び負極の間にセパレータとしてセパレータを介在させて２回以上折り曲げる。
【０１１９】
前記正極は、例えば、正極活物質に導電剤および結着剤を適当な溶媒に懸濁し、この懸濁物を集電体に塗布、乾燥して薄板状にすることにより作製される。前記正極活物質、導電剤、結着剤および集電体としては、前述した（１）正極の欄で説明したのと同様なものを挙げることができる。
【０１２０】
前記負極は、例えば、リチウムイオンを吸蔵・放出炭素質物と結着剤とを溶媒の存在下で混練し、得られた懸濁物を集電体に塗布し、乾燥した後、所望の圧力で１回プレスもしくは２〜５回多段階プレスすることにより作製される。
【０１２１】
前記炭素質物、結着剤及び集電体としては、前述した（２）負極の欄で説明したのと同様なものを挙げることができる。
【０１２２】
前記セパレータの多孔質シートとしては、前述した（３）セパレータの欄で説明したのと同様なものを挙げることができる。
【０１２３】
（第２工程）
前記電極群を外装材に収納した後、加熱成形を施す。
【０１２４】
加熱成形を行う雰囲気としては、真空を含む減圧雰囲気か、あるいは常圧雰囲気にすることが望ましい。
【０１２５】
加熱温度は、３０℃以上にすることが好ましい。より好ましい範囲は、６０℃〜１００℃である。また、減圧雰囲気で、６０〜１００℃の温度で成形を行うと、成形と同時に電極群の乾燥を行うことができる。
【０１２６】
成形は、前記電極群が前記（ａ）の方法で作製される場合には径方向に、前記電極群が前記（ｂ）または（ｃ）の方法で作製される場合には積層方向に圧縮されるように行うことが望ましい。
【０１２７】
成形は、例えば、プレス成形、あるいは成形型への填め込み等により行うことができる。
【０１２８】
成形時に加える圧力は、０．０１〜２０ｋｇ／ｃｍ2の範囲にすることが好ましい。圧力が２０ｋｇ／ｃｍ2を超えると、内部短絡を生じ易くなる。さらに好ましい範囲は、０．０１〜１５ｋｇ／ｃｍ2の範囲である。圧力を０．０１〜１５ｋｇ／ｃｍ2の範囲にすると、一体化を容易に行うことができる。
【０１２９】
加熱成形時間は、２秒〜１２０分の範囲にすることが好ましい。
【０１３０】
電極群に加熱成形を施すと、前記正極及び前記負極に含まれる結着剤を熱硬化させることができるため、前記正極、前記負極及び前記セパレータを一体化させることができる。加熱成形温度、成形圧力及び成形時間を調節することによって、前記正極、前記負極及び前記セパレータを一体化させつつ、セパレータと負極層との剥離強度を、負極層と負極集電体との剥離強度に比べて低くすることができる。
【０１３１】
（第３工程）
前記外装材内の電極群に液状の非電解質を含浸させ、前記外装材の開口部を封止することにより本発明に係る非水電解質二次電池を得る。
【０１３２】
なお、電極群を外装材内に収納せずに加熱成形を施した後、この電極群を外装材内に収納し、前記外装材内の電極群に液状の非水電解質を含浸させ、封口処理を施すことにより本発明に係る非水電解質二次電池を得ることできる。
【０１３３】
（２）接着性を有する高分子を使用する方法
（第１工程）
正極及び負極の間にセパレータとしてセパレータとして多孔質シートを介在させ電極群を作製する。
【０１３４】
前記電極群は、前述した加熱成形法で説明したのと同様な方法で作製されることが好ましい。このような方法で作製すると、後述する第２工程において、正極、負極及びセパレータに接着性を有する高分子の溶液を浸透させつつ、正極とセパレータの境界及び負極とセパレータの境界全体に前記溶液が浸透するのを防止することができる。その結果、正極、負極及びセパレータに接着性を有する高分子を点在させることが可能になると共に、正極とセパレータの境界及び負極とセパレータの境界に接着性を有する高分子を点在させることができる。
【０１３５】
前記正極及び前記負極は、前述した加熱成形法で説明したのと同様な方法により作製される。前記セパレータの多孔質シートとしては、前述した（３）セパレータの欄で説明したのと同様なものを用いることができる。
【０１３６】
（第２工程）
袋状の外装材内に前記電極群を積層面が開口部から見えるように収納する。溶媒に接着性を有する高分子を溶解させることにより得られた溶液を開口部から前記外装材内の電極群に注入し、前記溶液を前記電極群内に含浸させる。
【０１３７】
前記接着性を有する高分子としては、非水電解質を保持した状態で高い接着性を維持できるものであることが望ましい。さらにかかる高分子は、リチウムイオン伝導性が高いとなお好ましい。具体的には、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリアクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、またはポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）等を挙げることができる。特に、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）が好ましい。ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）は、非水電解質を保持することができ、非水電解質を含むと一部ゲル化を生じるため、正極中のイオン伝導性をより向上することができる。
【０１３８】
前記溶媒には、沸点が２００℃以下の有機溶媒を用いることが望ましい。かかる有機溶媒としては、例えば、ジメチルホルムアミド（沸点１５３℃）を挙げることができる。有機溶媒の沸点が２００℃を超えると、後述する加熱温度を１００℃以下にした際に、乾燥時間が長く掛かる恐れがある。また、有機溶媒の沸点の下限値は、５０℃にすることが好ましい。有機溶媒の沸点を５０℃未満にすると、前記溶液を電極群に注入している間に前記有機溶媒が蒸発してしまう恐れがある。沸点の上限値は、１８０℃にすることがさらに好ましく、また、沸点の下限値は１００℃にすることがさらに好ましい。
【０１３９】
前記溶液中の接着性を有する高分子の濃度は、０．０５〜２．５重量％の範囲にすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。前記濃度を０．０５重量％未満にすると、正負極及びセパレータを十分な強度で接着することが困難になる恐れがある。一方、前記濃度が２．５重量％を超えると、非水電解液を保持できるだけの十分な多孔度を得ることが困難になって電極の界面インピーダンスが著しく大きくなる恐れがある。界面インピーダンスが増大すると、容量および大電流放電特性が大幅に低下する。濃度のより好ましい範囲は、０．１〜１．５重量％である。
【０１４０】
前記溶液の注入量は、前記溶液の接着性を有する高分子の濃度が０．０５〜２．５重量％である場合、電池容量１００ｍＡｈ当たり０．１〜２ｍＬの範囲にすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。前記注液量を０．１ｍＬ未満にすると、正極、負極およびセパレータの密着性を十分に高めることが困難になる恐れがある。一方、前記注液量が２ｍＬを超えると、二次電池のリチウムイオン伝導度の低下や、内部抵抗の上昇を招く恐れがあり、放電容量、大電流放電特性及び充放電サイクル特性を改善することが困難になる恐れがある。前記注入量の好ましい範囲は、電池容量１００ｍＡｈ当たり０．１５〜１ｍＬである。
【０１４１】
（第３工程）
加熱成形を施す。
【０１４２】
加熱成形を行う雰囲気は、真空を含む減圧雰囲気か、あるいは常圧雰囲気にすることが望ましい。
【０１４３】
加熱温度は、３０℃以上にすることが好ましい。より好ましい範囲は、６０℃〜１００℃である。また、減圧雰囲気で、６０℃〜１００℃の温度で成形を行うと、成形と同時に電極群の乾燥を行うことができる。
【０１４４】
成形は、前記電極群が前記（ａ）の方法で作製される場合には径方向に、前記電極群が前記（ｂ）または（ｃ）の方法で作製される場合には積層方向に圧縮されるように行うことが望ましい。
【０１４５】
成形は、例えば、プレス成形、あるいは成形型への填め込み等により行うことができる。
【０１４６】
成形時に加える圧力は、０．０１〜２０ｋｇ／ｃｍ2の範囲にすることが好ましい。さらに好ましい範囲は、０．０１〜１５ｋｇ／ｃｍ2の範囲である。
【０１４７】
加熱成形時間は、２秒〜１２０分の範囲にすることが好ましい。
【０１４８】
電極群に加熱成形を施すことによって、前記溶媒を蒸発させることができ、前記正極、前記負極及び前記セパレータを一体化させることができる。この加熱成形の際、接着性高分子量、加熱温度、成形時の圧力及び加熱成形時間を調節することによって、前記正極、前記負極及び前記セパレータを一体化させつつ、セパレータと負極層との剥離強度を、負極層と負極集電体との剥離強度に比べて低くすることができる。
【０１４９】
（第４工程）
前記外装材内の電極群に液状の非水電解質を含浸させ、封口処理を施すことにより本発明に係る非水電解質二次電池を得る。
【０１５０】
また、電極群を外装材に収納する前に、電極群に接着性を有する高分子が溶解された溶液を含浸させ、この電極群に加熱成形を施した後、このような電極群を外装材に収納し、非水電解質を注入し、封口等を行うことにより本発明に係る非水電解質二次電池を得ることができる。さらに、電極群の外周面に接着剤を塗布してから、電極群を外装材内に収納してもよい。それにより外装材の内面に電極群を接着することができる。
【０１５１】
接着性高分子を使用する方法により電池を製造する場合、前記電池に含まれる接着性を有する高分子の総量（後述する接着部に含有されるものを含む）は、電池容量１００ｍＡｈ当たり０．１〜６ｍｇにすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。接着性を有する高分子の総量を１００ｍＡｈ当たり０．１ｍｇ未満にすると、正極、セパレータ及び負極の密着性を十分に向上させることが困難になる恐れがある。一方、前記総量が１００ｍＡｈ当たり６ｍｇを超えると、二次電池のリチウムイオン伝導度の低下や、内部抵抗の上昇を招く恐れがあり、放電容量、大電流放電特性及び充放電サイクル特性を改善することが困難になる恐れがある。接着性を有する高分子の総量のより好ましい範囲は、電池容量１００ｍＡｈ当たり０．２〜１ｍｇである。
【０１５２】
前記接着性高分子を使用する方法により電池を製造する場合、接着性を有する高分子は、正極層、セパレータ、あるいは負極層の空隙に保持されていることが望ましい。また、接着性を有する高分子は、電極群中に点在していると、電池の内部抵抗を減少させることができるため、好ましい。
【０１５３】
前記接着性を有する高分子は、正極、負極、セパレータの空隙内において微細な孔を有する多孔質構造をとることが好ましい。多孔質構造を有する接着性を有する高分子は、非水電解液を多く保持することができる。さらに電極群中に均一に分散し点在していることが望ましい。
【０１５４】
[実施例]
以下に、本発明の実施例を前述した図面を参照して詳細に説明する。
【０１５５】
実施例１
＜正極の作製＞
まず、リチウムコバルト酸化物（ＬｉxＣｏＯ2；但し、ｘは０≦ｘ≦１）粉末９０．５重量％をアセチレンブラック２．５重量％、グラファイト３重量％、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）４重量％と、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）溶液を加えて混合することによりスラリーを調製した。前記スラリーを厚さ１５μｍのアルミニウム箔からなる正極集電体に、電極の長手方向に等間隔で間欠的に塗布し、乾燥後、ロールプレスを行った。
【０１５６】
次いで、前記正極の長手方向の両端部および中央部に形成された正極層の塗布されていない未塗布部に、厚さ０．２ｍｍ×幅５ｍｍ×長さ５０ｍｍのアルミニウムからなる正極リード（短手方向の断面積１ｍｍ2）を計３本溶接し、溶接部を絶縁テープで被覆して正極を作製した。
【０１５７】
得られた正極は、正極集電体の両面に厚さが５０μｍの正極層が担持された構造を有していた。なお、正極層の合計厚さは１００μｍで、充填密度３．３ｇ／ｃｍ3である。
【０１５８】
＜負極の作製＞
炭素質材料として３０００℃で熱処理したメソフェーズピッチ系炭素繊維を用意した。前記炭素繊維は、平均繊維径が８μｍで、平均繊維長が２０μｍで、平均面間隔（ｄ002）が０．３３６０ｎｍであった。前記炭素質物の粉末９３重量％、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）７重量％及びＮＭＰ溶液を混合することによりスラリーを調製した。得られたスラリーを厚さが１２μｍの銅箔からなる負極集電体の両面に電極の長手方向に間欠的に塗布し、乾燥後、ロールプレスした。
【０１５９】
次いで、前記負極を長手方向に４分割した時に、端から１／４及び３／４の長さの位置に形成された負極層の塗布されていない未塗布部に、厚さ０．２ｍｍ×幅５ｍｍ×長さ５０ｍｍのＣｕ製負極リード（短手方向の断面積１ｍｍ2）を計２本溶接し、溶接部を絶縁テープで被覆して負極を作製した。
【０１６０】
電極密度が１．４ｇ／ｃｍ3の負極を作製した。得られた負極は、負極集電体の両面に厚さが４８μｍの負極層が担持された構造を有していた。なお、負極層の合計の厚さは９６μｍである。
【０１６１】
＜電極群の作製＞
厚さが１５μｍ、多孔度が５０％のポリエチレン製セパレータを用意した。前記正極と前記負極をその間にセパレータを介在し、前記正極リードと前記負極リードが反対方向に延出するように渦巻き状に捲回した後、これを径方向に加圧して厚さ２．７ｍｍ、幅１２０ｍｍ、高さ２００ｍｍの偏平形状に成形した。
【０１６２】
正極端子及び負極端子として、凸形で、アルミニウムからなる正極端子（突出部の厚さ０．５ｍｍ、リード接続部の厚さ０．２ｍｍ）及び銅からなる負極端子（突出部の厚さ０．５ｍｍ、リード接続部の厚さ０．２ｍｍ）を用意した。
【０１６３】
次いで、前記正極端子及び負極端子のリード接続部に３本の正極リード及び２本の負極リードをそれぞれ溶接した後、それぞれ突出部のリード接続部側をポリプロピレンで被覆した。ポリプロピレン層の厚さは１００μｍとした。このようにして電極群を作製した。得られた電極群は、集電リード接続部の辺の長さＬ1＝３５．５ｍｍ、電極群の集電リード接続部に沿う辺の長さＬ2＝１２０ｍｍで、Ｌ1／Ｌ2＝０．３であった。
【０１６４】
＜非水電解質の調製＞
エチレンカーボネート（ＥＣ）とγ−ブチロラクトン（ＢＬ）の混合溶媒（混合体積比４０：６０）に四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）を１．５モル／Ｌ溶解して非水電解液（液状の非水電解質）を調製した。
【０１６５】
＜電池組み立て＞
アルミ箔の両面をポリプロピレンで覆った厚さ１００μｍのラミネートフィルムを筒状に成形し、これに前記電極群を収納し、得られたものを電池厚さが２．７ｍｍになるようホルダで挟んだ。接着性を有する高分子であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を有機溶媒であるジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（沸点が１５３℃）に０．３重量％溶解させた。得られた溶液を前記ラミネートフィルム内の電極群に電池容量１００ｍＡｈ当たり０．６ｍＬとなるように注入し、前記溶液を前記電極群の内部に浸透させると共に、前記電極群と、正極リード及び負極リードの表面全体に付着させた。
【０１６６】
次いで、前記ラミネートフィルム内の電極群に８０℃で真空乾燥を１２時間施すことにより前記有機溶媒を蒸発させ、正極、負極及びセパレータの空隙に接着性を有する高分子を保持させて正極、負極及びセパレータが一体化させると共に、前記電極群の表面に多孔質な接着部を形成した。
【０１６７】
次いで、ホルダを解除した。電極群をホルダに挟んでいた時間は１２０分であった。前記ラミネートフィルム内の電極群に前記非水電解液を電池容量１Ａｈ当たりの量が４．１ｇとなるように注入し、前述した図１、２に示す構造を有し、厚さが３ｍｍ、幅が１５０ｍｍ、高さが２５０ｍｍの薄型非水電解液二次電池を組み立てた。
【０１６８】
実施例２
正極端子及び負極端子における集電リード接続部の辺の長さＬ1をそれぞれ６０ｍｍとし、Ｌ1／Ｌ2＝０．５としたこと以外は実施例１と同様にして厚さが３ｍｍ、幅が１５０ｍｍ、高さが２５０ｍｍの薄型非水電解液二次電池を組み立てた。
【０１６９】
実施例３
正極端子及び負極端子における集電リード接続部の辺の長さＬ1をそれぞれ９０ｍｍとし、Ｌ1／Ｌ2＝０．７５としたこと以外は実施例１と同様にして厚さが３ｍｍ、幅が１５０ｍｍ、高さが２５０ｍｍの薄型非水電解液二次電池を組み立てた。
【０１７０】
実施例４
正極端子及び負極端子を被覆するポリプロピレン層の厚さを４０μｍとしたこと以外は、実施例３と同様にして厚さが３ｍｍ、幅が１５０ｍｍ、高さが２５０ｍｍの薄型非水電解液二次電池を組み立てた。
【０１７１】
比較例１
長手方向の一端に形成された活物質層の塗布されていない未塗布部に、アルミニウム製の正極リード及びＣｕ製の負極リードを、それぞれ１本づつ溶接したこと以外は、実施例１と同様にして正極及び負極を作製した。
【０１７２】
前記正極と前記負極をその間に実施例１と同じセパレータを介在し、前記正極リードと前記負極リードが同方向に延出するように渦巻き状に捲回した後、これを径方向に加圧して偏平形状に成形し、厚さ２．７ｍｍ、幅１２０ｍｍ、高さ２００ｍｍの電極群を作製した。この電極群において、前記正極集電体は電極群の最外周に位置していた。また、前記正極集電リードおよび負極集電リードは、正極端子および負極端子には接続しなかった。
【０１７３】
アルミ箔の両面をポリプロピレンで覆った厚さ１００μｍのラミネートフィルムを袋状に成形し、これに前記電極群を収納した。
【０１７４】
以下実施例１と同様にして薄型非水電解液二次電池を組み立てた。
【０１７５】
比較例２
正極端子及び負極端子を接続しなかったこと以外は実施例１と同様にして、薄型非水電解液二次電池を組み立てた。
【０１７６】
比較例３
正極端子及び負極端子における集電リード接続部の辺の長さＬ1をそれぞれ２５ｍｍとし、Ｌ1／Ｌ2＝０．２１とし、前記正極端子及び負極端子を被覆するポリプロピレン層の厚さを３０μｍとしたこと以外は実施例１と同様にして厚さが３ｍｍ、幅が１５０ｍｍ、高さが２５０ｍｍの薄型非水電解液二次電池を組み立てた。
【０１７７】
得られた実施例１〜実施例４及び比較例１〜３の二次電池に対し、初充電工程として以下の処置を施した。まず、４０℃の高温環境下に５ｈ放置した後、その環境下で０．２Ｃ（２Ａ）で４．２Ｖまで定電流・定電圧充電を１０時間行なった。その後０．２Ｃで２．７Ｖまで放電し、さらに２サイクル目も１サイクル目と同様な条件で充電を行い、非水電解液二次電池を得た。
【０１７８】
次に、実施例１〜実施例４及び比較例１〜比較例３の二次電池について、大電流放電特性を測定し、その結果を表１に示す。この大電流放電特性を規定する方法として、ここでは２つの電流値で放電した際に得られる各放電容量の比で規定する方法を採用した。すなわち、電池の公称容量である１０Ａｈを１時間で放電する１０Ａの電流を１Ｃとした時に、０．２Ｃで放電した時の放電容量（０．２Ｃ）、１０Ｃで放電した時の放電容量（１０Ｃ）をそれぞれ測定し、２つの放電容量の比である放電容量（１０Ｃ）／放電容量（０．２Ｃ）の値を大電流放電容量比とし、以下、本文中で使用することとする。
【０１７９】
続いて、実施例１〜実施例４及び比較例１〜比較例３の二次電池をそれぞれ２０個づつ用意し、６０℃の恒温槽内に一定期間保存して、その間に漏液や膨れ等の異常が発生した電池の個数を調べ、その結果を表１に併記する。
【表１】
【０１８０】
表１から明らかなように、実施例１〜実施例４の電池では、漏液や膨れなどの異常が認められた電池の発生率が大幅に抑制されており、特に実施例１から実施例３では皆無であるのに対し、比較例２及び比較例３の電池においては、異常の発生率が高くなっていることがわかる。また比較例１では異常の発生率は低いものの、実施例１〜実施例４に比べて大電流放電比が著しく低下していることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１８１】
【図１】本発明に係わる非水電解質二次電池の一例を示す断面図。
【図２】図１のＡ部を示す拡大断面図。
【図３】図３の非水電解質二次電池の正極端子部を示す拡大断面図。
【図４】図３の非水電解質二次電池。
【図５】図３の非水電解質二次電池に組み込まれる電極群のさらに別な例を示す斜視図。
【図６】図３の非水電解質二次電池に組み込まれる電極群のさらに別な例を示す側面図。
【符号の説明】
【０１８２】
１…外装材、２…電極群、３…セパレータ、４…正極活物質層、５…正極集電体、６…正極、７…負極活物質層、８…負極集電体、９…負極、１０…熱可塑性樹脂層、１１…正極リード、１２…正極端子、１３…負極リード、１４…負極端子、１５…正極、１６…負極、１７…セパレータ、１８…正極、１９…負極、２０…セパレータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外装材がラミネートフィルムからなる非水電解質二次電池に係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や携帯型パソコンなどといった電子機器の小型化と需要の増大に伴い、これら電子機器の電源である二次電池に対する高性能化が要求されている。かかる二次電池としては、炭素材料のようなリチウムを吸蔵・放出できる物質を負極材料に用いた非水電解質電池が開発され、携帯電子機器用の電源として普及している。この非水電解質二次電池は、従来の電池と異なり、軽量で、かつ４Ｖ級の高い起電力を有するという特徴があり、その優れた性能が注目されている。
【０００３】
そこで、前記非水電解質二次電池を、電気自動車や電動工具、コードレスクリーナなどの電源として適用することが検討されている。このような用途では、従来の非水電解質二次電池に比べ、より高い出力特性が要求される。
【０００４】
電池を高出力化するには、電池の内部抵抗を極力低減する必要がある。そのためには、電極および電池部材を低抵抗化し、集電効率を高めることが重要である。その方策の一つとして、電極に複数の集電リードを備えた円筒型リチウムイオン二次電池あるいは角型リチウムイオン二次電池の開発が進められており、例えば特開平９−９２３３５号公報（特許文献１）に開示されている。このような構成とすることにより、集電効率が向上し、電池の内部抵抗を低減できるため、出力特性に優れた電池を形成することができる。
【０００５】
しかしながら、このような電池は外装容器として金属容器を用いているため、電池を軽量化するには限界がある。しかも、電気自動車や電動工具、コードレスクリーナなどの電源として用いる際には、単電池を複数個接続した組電池として使用するため、重量の増加が大きな問題となる。そこで、軽量で、高出力な電池が要望されている。
【０００６】
ところで、現在、携帯電話などの携帯機器向けの非水電解質二次電池として、正極と、負極と、前記正極及び前記負極の間に配置されるポリマー電解質層とからなり、電極群、ポリマー電解質からなる電解質および前記電極群が収納される外装材を具備したリチウムイオン二次電池が提案され、開発が進められている。この二次電池は、外装材の厚さを薄くしても正極並びに負極とポリマー電解質層との密着性を確保することができる。このため、外装材として、薄い金属層と高分子フィルムとから構成されたラミネートフィルムを使用することが可能になり、薄型で軽量なリチウムイオン二次電池を形成することができる。また、前記ポリマー電解質は、非水電解液が保持されたゲル状ポリマーである。しかしながら、この二次電池は、液状の非水電解質を備えたリチウムイオン二次電池に比べて電極界面のインピーダンスが大きく、かつリチウムイオン伝導度が低いため、液状の非水電解質を備えたリチウムイオン二次電池に大電流放電特性が劣るという問題がある。
【０００７】
このようなことから、液状の非水電解質を備えたリチウムイオン二次電池を薄型化するための提案が、下記の如くなされている。特開平１０−１７７８６５号の公開公報（特許文献２）の特許請求の範囲には、正極と負極と、電解液を保持した対向面を有するセパレータと、電解質相、電解液を含有する高分子ゲル相および混相からなり、かつ上記セパレータの対向面に上記正極および負極を接合する接着性樹脂層とを備えたリチウムイオン二次電池が記載されている。また、特開平１０−１８９０５４号の公開公報（特許文献３）の特許請求の範囲には、主成分ポリフッ化ビニリデンを溶媒に溶解してなるバインダー樹脂溶液をセパレータに塗布する工程、このセパレータ上に電極を重ね合わせ、密着させたまま乾燥し溶剤を蒸発させて電池積層体を形成する工程、この電池積層体に電解液を含浸させる工程を備えた薄型リチウムイオン二次電池の製造方法が記載されている。さらに、特開平１０−１７２６０６号公報（特許文献４）の特許請求の範囲には、正極と、負極と、前記正極及び負極の間に配置され、リチウムイオンを含む電解液を保持するセパレータと、前記電解液を保持し、前記正極、負極およびセパレータを接合する多孔性の接着性樹脂層とを具備したリチウムイオン二次電池が開示されている。
【０００８】
しかしながら、各公報に開示されたリチウムイオン二次電池は、内部抵抗が高くなるため出力特性が劣るという問題があり、高出力用途としては必ずしも十分ではなかった。
【０００９】
そこで、上記問題点を解決するために、薄型リチウムイオン二次電池において、前述の円筒型リチウムイオン二次電池の如く、複数の集電リードを備えた構造を適用すると、ラミネートフィルムと集電リードとの界面には隙間が生じ易いため、出力特性は向上する一方で、その隙間から非水電解質が外部に漏れたり、水分が内部に侵入したりするという不具合を生じる可能性が高くなる。その結果、放電容量やサイクル特性のような基本特性が損なわれるといった問題点が生じた。
【特許文献１】特開平９−９２３３５号公報
【特許文献２】特開平１０−１７７８６５号公報
【特許文献３】特開平１０−１８９０５４号公報
【特許文献４】特開平１０−１７２６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、軽量で出力特性に優れ、かつ外装材からの非水電解質の漏液や水分の侵入を大幅に抑制した非水電解質二次電池を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る非水電解質二次電池は、正極と、負極と、前記正極と負極の間に配置されるセパレータとを含む積層物を有する電極群と、
前記電極群に保持される非水電解質と、
内面の少なくとも一部が熱可塑性樹脂層から形成されたラミネートフィルムからなり、前記電極群を収納するとともに、前記熱可塑性樹脂層同士をヒートシールして封止部を形成することにより前記電極群を密封するための外装材と、
一端が前記電極群の前記正極に接続され、かつ他端が前記電極群から延出された複数の正極集電リードと、
一端が前記電極群の前記負極に接続され、かつ他端が前記電極群から前記正極集電リードとは反対方向に延出された複数の負極集電リードと、
前記複数の正極集電リードの前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、前記外装材の前記封止部を通過して外部に延出された正極端子と、
前記複数の負極集電リードの前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、前記外装材の前記封止部を通過して外部に延出された負極端子と
を具備する非水電解質二次電池において、
前記積層物は偏平状に捲回された構造を有し、
前記正極端子および負極端子における下記（１）式により算出される長さ比は、０．３以上であることを特徴とする。
【００１２】
Ｌ1／Ｌ2 （１）
但し、（１）式において、Ｌ1は前記正極端子および負極端子における集電リード接続部の辺の長さを示し、Ｌ2は前記電極群における前記集電リード接続部に沿う辺の長さを示す。
【００１３】
また、本発明に係る非水電解質二次電池は、正極と、負極と、前記正極と負極の間に配置されるセパレータとを含む電極群と、
前記電極群に保持される非水電解質と、
内面の少なくとも一部が熱可塑性樹脂層から形成されたラミネートフィルムからなり、前記電極群を収納するとともに、前記熱可塑性樹脂層同士をヒートシールして封止部を形成することにより前記電極群を密封するための外装材と、
一端が前記電極群の前記正極に接続され、かつ他端が前記電極群から延出された複数の正極集電リードと、
一端が前記電極群の前記負極に接続され、かつ他端が前記電極群から前記正極集電リードとは反対方向に延出された複数の負極集電リードと、
前記複数の正極集電リードの前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、前記外装材の前記封止部を通過して外部に延出された正極端子と、
前記複数の負極集電リードの前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、前記外装材の前記封止部を通過して外部に延出された負極端子と
を具備する非水電解質二次電池において、
前記正極端子および負極端子における下記（１）式により算出される長さ比は、０．３以上であり、
前記複数の正極集電リードの前記他端は、前記正極端子の前記集電リード接続部に並んだ状態で接続され、かつ前記複数の負極集電リードの前記他端は、前記負極端子の前記集電リード接続部に並んだ状態で接続されていることを特徴とする。
【００１４】
Ｌ1／Ｌ2 （１）
但し、（１）式において、Ｌ1は前記正極端子および負極端子における集電リード接続部の辺の長さを示し、Ｌ2は前記電極群における前記集電リード接続部に沿う辺の長さを示す。
【００１５】
本発明に係る二次電池において、前記正極端子または前記負極端子の表面の少なくともラミネートフィルムの封止部を通過する部分が、熱可塑性樹脂層で被覆されていることが好ましい。前記熱可塑性樹脂層の厚さは、４０μｍ〜１００μｍであることが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係る二次電池において、前記集電リードの短手方向の断面積は、０．５ｍｍ2〜５ｍｍ2であることが望ましい。この構成によれば、軽量で出力特性に優れた非水電解質二次電池であって、外装材内に収納された非水電解液が外部に漏液したり、水分が内部に侵入したりする不具合が生じることが防止される。
【発明の効果】
【００１７】
以上詳述したように、本発明によれば、軽量で、大電流放電特性に優れた非水電解液二次電池を提供することができる。また、本発明によれば、外装材からの非水電解質の漏液を大幅に抑制した非水電解質二次電池を提供することができる。従って、携帯機器用の電源としては勿論のこと、電気自動車や電動工具、コードレスクリーナなどの電源として極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係わる非水電解液二次電池の一例である薄型リチウムイオン二次電池を図１及び図２を参照として詳細に説明する。但し本発明に係わる非水電解液二次電池は、本発明の範囲にあるものであれば、以下の形態に限定されるものではない。
【００１９】
図１は本発明に係わる非水電解液二次電池（例えば、薄型リチウムイオン二次電池）を示す断面図、図２は図１のA部を示す拡大断面図である。
【００２０】
図１に示すように、例えば多層シートからなる外装材１内には、電極群２が収納されている。電極群２は、正極、セパレータ及び負極からなる積層物が偏平状に捲回された構造を有する。
【００２１】
前記積層物は、図２に示すように、（図の下側から）セパレータ３、正極活物質層４と正極集電体５と正極活物質層４を備えた正極６、セパレータ３、負極活物質層７と負極集電体８と負極活物質層７を備えた負極９、セパレータ３、正極活物質層４と正極集電体５と正極活物質層４を備えた正極６、セパレータ３、負極活物質層７と負極集電体８を備えた負極９がこの順番に積層されたものからなる。図示しない接着層は、前記電極群２の表面と前記外装材１の内面の間に配置されている。非水電解質は、前記外装材１内に収納されている。
【００２２】
前記外装材１内に収納された帯状の複数の正極リード１１は、図３に示すように、それぞれ一端が前記電極群２の前記正極集電体５に接続され、他端が凸型の正極端子１２に接続されている。前記正極端子１２は、前記集電リードの接続部が平板状であり、前記外装材１より突出するように配置されている。前記正極リード１１を前記正極集電体５に接続する方法としては、電極に活物質層を形成しない無地部を設け、スポット溶接機あるいは超音波溶接機などにより前記無地部に溶接する方法が挙げられる。
【００２３】
前記無地部を形成する方法としては、間欠塗布機能を有する塗布装置を用いて間欠塗布を行う方法、集電体の一部または電極端部を連続的に突出させたりすることにより作製する方法等を挙げることができる。
【００２４】
前記正極リード１１としては、厚さが１００μｍ〜５００μｍのアルミニウム箔、アルミニウムリボン、アルミニウム板、ステンレス箔、ステンレスリボン、ステンレス板などを挙げることができる。
【００２５】
前記正極リードの短手方向の断面積は、０．５ｍｍ2〜５ｍｍ2であることが望ましい。このような正極リードを用いることにより、電池の内部抵抗を低減することができ、出力特性を向上させることができる。
【００２６】
前記正極リード１１は、その表面に形成された接着層により前記外装材の内面に接着されていることが望ましい。このような構成にすると、前記正極リード１１の表面に前記外装材１を固定することができるため、前記非水電解質が浸透して漏液するのを防止できる。
【００２７】
前記正極リード１１の表面は、絶縁性保護シートで被覆されていることが更に望ましい。このような構成とすることにより、前記正極リード１１が負極９と接触して内部短絡するのを防止することができる。
【００２８】
前記絶縁性保護シートとしては、液状非水電解質に不溶な有機高分子から形成されることが好ましい。かかる材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂及びポリオレフィン樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも１種類を挙げることができる。ポリイミド樹脂としては、例えばデュポン（ｄｕＰｏｎｔ）社製の商品名がカプトン（Ｋａｐｔｏｎ）を挙げることができる。一方、ポリオレフィン樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂を挙げることができる。また、フッ素樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を挙げることができる。
【００２９】
絶縁性保護シートは、不織布またはフィルムから形成することができる。また、多孔質な絶縁性保護シートを使用すると、電極群への電解液含浸性を高めることができる。さらに、絶縁性保護シートと電極群の間に接着剤が存在しても良い。
【００３０】
前記正極端子１２としては、厚さが１００μｍ〜５００μｍのアルミニウム箔、アルミニウム板、ステンレス箔、ステンレス板などを挙げることができる。
【００３１】
前記正極端子１２は、その表面の少なくともラミネートフィルムの封止部を通過する部分が、熱可塑性樹脂層１０で被覆されていることが望ましい。図４に正極端子部を示す拡大断面図を示す。このような構成にすると、前記熱可塑性樹脂がラミネートフィルムと熱接合により密着するので、前記非水電解質が浸透して漏液するのを防止できる。前記熱可塑性樹脂層１０の厚さは、４０μｍ〜１００μｍであることが望ましい。前記熱可塑性樹脂層１０の厚さの更に好ましい範囲は、６０μｍ〜８０μｍである。
【００３２】
前記熱可塑性樹脂層１０は、１種類の樹脂から形成されていても、あるいは２種類以上の樹脂から形成されていても良い。前記熱可塑性樹脂の融点は、１２０℃以上にすることが好ましく、更に好ましい範囲は１４０℃〜２５０℃の範囲である。前記熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどを挙げることができる。特に、融点が１５０℃以上のポリプロピレンは、ヒートシール部の封止強度を向上することができるため、望ましい。
【００３３】
前記正極端子の形状は、凸形の他、矩形、台形などが挙げられるが、特にその形状は問わない。また、その表面の一部の前記外装材１に収納される部位の厚さと、前記外装材１より外部に延出した部位の厚さは異なっていても良い。その際、前記外装材１に収納される部位の厚さを、前記外装材１より外部に突出した部位の厚さよりも薄くする方が好ましい。
【００３４】
一方、前記外装材１内に収納された帯状の複数の負極リード１３は、図３に示すように、それぞれ前記電極群を介して前記正極リード１１と反対方向に延出するように配置されており、それぞれ一端が前記電極群２の前記負極集電体８に接続され、他端が凸形の負極端子１４に接続されている。前記負極端子１４は、前記集電リードの接続部が平板状であり、前記外装材１より突出するように配置されている。
【００３５】
前記負極リード１３を前記負極集電体８に接続する方法としては、前記正極リード１１を前記正極集電体５に接続する方法と同様な方法が用いられる。
【００３６】
前記負極リード１３としては、厚さが１００μｍ〜５００μｍの銅箔、銅製リボン、銅板、ニッケル箔、ニッケルリボン、ニッケル板、ステンレス箔、ステンレスリボン、ステンレス板などを用いることができる。
【００３７】
前記負極リード１３は、その表面に形成された接着層により前記外装材１の内面に接着されていることが更に望ましい。このような構成にすると、前記負極リード１３の表面に前記外装材１を固定することができるため、前記非水電解質が浸透して漏液するのを防止できる。
【００３８】
また、前記負極リード１３の表面は、前記絶縁性保護シートにより被覆されていることが望ましい。このような構成とすることにより、前記負極リード１３が正極６と接触して内部短絡するのを防止することができる。
【００３９】
前記負極端子１４としては、厚さが１００μｍ〜５００μｍの銅箔、銅板、ニッケル箔、ニッケル板、ステンレス箔、ステンレス板などを用いることができる。
【００４０】
前記負極端子１４は、その表面の少なくともラミネートフィルムの封止部を通過する部分が、熱可塑性樹脂層１０で被覆されていることが望ましい。このような構成にすると、前記熱可塑性樹脂がラミネートフィルムと熱接合により密着するので、前記非水電解質が浸透して漏液するのを防止できる。前記熱可塑性樹脂層１０の厚さは、４０μｍ〜１００μｍであることが望ましい。前記熱可塑性樹脂層１０の厚さの更に好ましい範囲は、６０μｍ〜８０μｍである。
【００４１】
前記熱可塑性樹脂層１０としては、前記正極端子１２に被覆される熱可塑性樹脂層と同様なものを用いることができる。
【００４２】
前記負極端子の形状は、凸形の他、矩形、台形などが挙げられるが、特にその形状は問わない。また、その表面の一部の前記外装材１に収納される部位の厚さと、前記外装材１より外部に延出した部位の厚さは異なっていても良い。その際、前記外装材１に収納される部位の厚さを、前記外装材１より外部に延出した部位の厚さよりも薄くする方が好ましい。
【００４３】
なお、前述した図３においては、正極集電リード１１及び負極集電リード１３は、前記電極群を介してそれぞれ反対方向に延出するように配置されている例を示したが、それぞれ同方向に外装材から延出するように配置されていても良い。この際、正極集電リード１１及び負極集電リード１３を具備した電極群としては、図５に示すように、捲回した時に正負極いずれも複数の集電リードが重なる位置になるように配置された構造の電極群を用いることが好ましい。
【００４４】
また、前述した図３においては、正負極ともに複数からなる集電リードを備えた場合の例を示したが、正極か負極のいずれか一方極が複数の集電リードを備えた構造としても良い。この場合、正極側に複数の集電リードを備えた構造であることが好ましい。
【００４５】
また、前述した図１においては、電極群２の表面全体に接着層を形成したが、電極群２の一部に接着層を形成してもよい。電極群２の一部に接着層を形成する場合、少なくとも電極群２の最外周に相当する面に形成することが好ましい。また、接着層はなくても良い。
【００４６】
また、前述した図１においては、複数の正極及び負極を含む積層物を渦巻き状に捲回した後、径方向に圧縮した構造を有する電極群を用いる例を説明したが、図５に示すように１枚の正極１５および１枚の負極１６をその間にセパレータ１７を介して渦巻き状に捲回した後、径方向に圧縮した構造を有する電極群を用いても良い。
【００４７】
前述した図１においては、正極及び負極をその間にセパレータを介して渦巻き状に捲回した後、径方向に圧縮した構造を有する電極群を用いる例を説明したが、正極及び負極をセパレータを介して折り曲げた構造を有する電極群を用いても良い。この一例を図６に示す。図６に示すように、電極群は、正極１８及び負極１９をその間にセパレータ２０を介し、負極１９同士が接するように複数回（例えば５回）折り曲げた構造を有する。電極群の折り曲げ構造にすることによって電極群の製造を簡素化することができると共に、電極群の機械的強度を向上することができる。
【００４８】
以下、正極、負極、セパレータ、非水電解質および外装材について説明する。
【００４９】
（正極６）
この正極は、正極活物質を含む正極活物質層が正極集電体の片面もしくは両面に担持された構造を有する。
【００５０】
前記正極活物質層の片面の厚さは２５〜１００μｍの範囲である。したがって正極集電体の両面に担持されている場合は正極活物質の合計の厚さは５０μｍ〜２００μｍの範囲となる。片面の厚さのより好ましい範囲は４５〜７０μｍである。この範囲であると大電流放電特性とサイクル寿命特性は大幅に向上する。
【００５１】
前記正極活物質は、正極活物質の他に導電剤を含んでいても良い。また、前記正極活物質層は、接着性を有する高分子９とは別に、正極材料同士を結着する結着剤を含んでも良い。
【００５２】
前記正極活物質としては、種々の酸化物、例えば二酸化マンガン、リチウムマンガン複合酸化物、リチウム含有ニッケル酸化物、リチウム含有コバルト化合物、リチウム含有ニッケルコバルト酸化物、リチウム含有鉄酸化物、リチウムを含むバナジウム酸化物や、二硫化チタン、二硫化モリブデンなどのカルコゲン化合物などを挙げることができる。中でも、リチウム含有コバルト酸化物（例えば、ＬｉＣｏＯ2）、リチウム含有ニッケルコバルト酸化物（ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2Ｏ2）、リチウムマンガン複合酸化物（ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＭｎＯ2）を用いると、高電圧が得られるため好ましい。
【００５３】
また、前記正極活物質としては、リチウム含有ニッケル酸化物とリチウムマンガン複合酸化物との混合物を用いても良い。
【００５４】
前記リチウム含有ニッケル酸化物としては、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＮｉ0.7Ｃｏ0.3Ｏ2、ＬｉＣｏ0.8Ｎｉ0.2Ｏ2、Ｌｉ1.075Ｎｉ0.755Ｃｏ0.17Ｏ1.9Ｆ0.1、Ｌｉ1.10Ｎｉ0.74Ｃｏ0.16Ｏ1.85Ｆ0.15、Ｌｉ1.075Ｎｉ0.705Ｃｏ0.17Ａｌ0.05Ｏ1.9Ｆ0.1、Ｌｉ1.10Ｎｉ0.72Ｃｏ0.16Ｎｂ0.02Ｏ1.85Ｆ0.15、ＬｉＮｉ1-x-yＣｏxＭyＯ2（但し、前記ＭはＡｌ、Ｂ、Ｎｂから選ばれる少なくとも１種の元素、前記ｘ、ｙは０＜ｘ≦０．５、０＜ｙ＜０．５、かつ０＜ｘ＋ｙ≦０．５を示す）で表されるリチウム含有ニッケル酸化物等を挙げることができる。中でも、組成式ＬｉＮｉ1-x-yＣｏxＭyＯ2（但し、前記ＭはＡｌ、Ｂ、Ｎｂから選ばれる少なくとも１種の元素、前記ｘ、ｙは０＜ｘ≦０．５、０＜ｙ＜０．５、かつ０＜ｘ＋ｙ≦０．５を示す）で表されるリチウム含有ニッケル酸化物を用いることが好ましい。具体的には、ＬｉＮｉ1-x-yＣｏxＡｌyＯ2、ＬｉＮｉ1-x-yＣｏxＢyＯ2、ＬｉＮｉ1-x-yＣｏxＮｂyＯ2、ＬｉＮｉ1-a-b-cＣｏaＡｌbＮｂcＯ2等を挙げることができる（前記ｘ、ｙは０＜ｘ≦０．５、０＜ｙ＜０．５、かつ０＜ｘ＋ｙ≦０．５、前記ａ、ｂ、ｃは、０＜ａ≦０．５、０＜ｂ＜０．５、０＜ｃ＜０．５、かつ０＜ａ＋ｂ＋ｃ≦０．５を示す）。このようなリチウム含有ニッケル酸化物は、熱安定性が高く安全性に優れるため好ましい。
【００５５】
前記リチウムマンガン複合酸化物としては、具体的には、Ｌｉ1+aＭｎ2-aＯ4、Ｌｉ1+aＭｎ2-a-bＣｏbＯ4、Ｌｉ1+aＭｎ2-a-bＡｌbＯ4、Ｌｉ1+aＭｎ2-a-bＦｅbＯ4、Ｌｉ1+aＭｎ2-a-bＭｇbＯ4、Ｌｉ1+aＭｎ2-a-bＴｉbＯ4、Ｌｉ1+aＭｎ2-a-bＮｂbＯ4、Ｌｉ1+aＭｎ2-a-bＧｅbＯ4等を挙げることができる（前記ａは０＜ａ、かつ２＞ａ＋ｂを示す）。
【００５６】
前記導電剤としては、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛等を挙げることができる。
【００５７】
前記結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、ポリフッ化ビニリデン（PVdF）、ポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−６フッ化プロピレンの３元共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体（EPDM）等を用いることができる。後述する加熱成形法により正極、負極及びセパレータを一体化させる際には、熱硬化性樹脂を使用することが望ましく、特に好ましいのはＰＶｄＦである。
【００５８】
前記正極活物質、導電剤および結着剤の配合割合は、正極活物質８０〜９５重量％、導電剤３〜２０重量％、結着剤２〜７重量％の範囲にすることが好ましい。
【００５９】
前記集電体としては、多孔質構造の導電性基板か、あるいは無孔の導電性基板を用いることができる。これら導電性基板は、例えば、アルミニウム、ステンレス、またはニッケルから形成することができる。集電体の厚さは１０〜３０μｍであることが好ましい。この範囲であると集電体の低抵抗化と軽量化のバランスがとれるからである。
【００６０】
（負極９）
前記負極は、負極活物質層が負極集電体の片面もしくは両面に担持された構造を有する。前記負極活物質層の片面の厚さは２０〜１００μｍの範囲である。したがって負極集電体の両面に担持されている場合は負極活物質層の合計の厚さは４０〜２００μｍの範囲となる。片面の厚さのより好ましい範囲は３０〜８０μｍである。この範囲であると大電流放電特性とサイクル寿命特性は大幅に向上する。
【００６１】
前記負極活物質層は、リチウムイオンを吸蔵・放出する化合物の他に導電剤を含んでいても良い。また前記負極活物質層は、接着性を有する高分子９とは別に、負極材料を結着する結着剤を含んでいても良い。
【００６２】
リチウムイオンを吸蔵・放出する化合物としては炭素質物が挙げられる。前記炭素質物としては、（Ｉ）黒鉛、コークス、炭素繊維、球状炭素などの黒鉛質材料もしくは炭素質材料や、（II）熱硬化性樹脂、等方性ピッチ、メソフェーズピッチ、メソフェーズピッチ系炭素繊維、メソフェーズ小球体などに５００〜３０００℃で熱処理を施すことにより得られる黒鉛質材料または炭素質材料等を挙げることができる。熱処理が施された炭素質物のうち好ましいのは、メソフェーズピッチ系炭素繊維の黒鉛質材料または炭素質材料、メソフェーズ小球体の黒鉛質材料または炭素質材料、粒状の黒鉛質材料である。かかる炭素質物のうち、以下に説明する炭素質物ａ及び炭素質物ｂが好ましい。
【００６３】
炭素質物aは、熱処理の温度を２０００℃以上にすることにより得られ、（００２）面の面間隔ｄ002が０．３４０ｎｍ以下である黒鉛結晶を有する黒鉛質材料である。この黒鉛質材料の形状は、粒状にすることが好ましい。この炭素質物を含む負極を備えた非水電解液二次電池は、電池容量および大電流放電特性を大幅に向上することができる。前記面間隔ｄ002は、０．３３６ｎｍ以下であることが更に好ましい。
【００６４】
炭素質物bは、２０００℃以上で熱処理が施された繊維状黒鉛質材料及び２０００℃以上で熱処理が施された球状黒鉛質材料から選ばれる１種以上である。中でも、メソフェーズピッチ系炭素繊維の黒鉛質材料や、カーボンウィスカのような気相成長系炭素繊維、メソフェーズ小球体の黒鉛質材料が好ましい。この炭素質物ｂを含む負極は、密度を１．３ｇ／ｃｍ3以上と高くした際にも負極とセパレータ間の界面インピーダンスを小さくすることができるため、二次電池の大電流放電特性及び急速充放電サイクル性能を向上させることができる。
【００６５】
前記炭素質物の形状は、例えば、繊維状、球状、粒状にすることができる。前記負極層が、繊維状炭素質物、球状炭素質物及び球状炭素質物よりなる群から選ばれる1種以上の炭素質物を含むことによって、長期間に亘って負極の界面抵抗を近い値に維持することができるため、充放電サイクル寿命を向上することができる。
【００６６】
前記繊維状炭素質物の平均繊維長は、５〜２００μｍの範囲にすることが好ましい。さらに好ましい範囲は、１０〜５０μｍである。
【００６７】
前記繊維状炭素質物の平均繊維径は、０．１〜２０μｍの範囲にすることが好ましい。さらに好ましい範囲は、１〜１５μｍである。
【００６８】
前記繊維状炭素質物の平均アスペクト比は、１．５〜２００の範囲にすることが好ましい。さらに好ましい範囲は、１．５〜５０である。但し、アスペクト比は、繊維径に対する繊維長（繊維長／繊維径）の比である。
【００６９】
前記球状炭素質物の平均粒径は、１〜１００μｍの範囲内にすることが好ましい。より好ましい範囲は、２〜４０μｍである。
【００７０】
前記球状炭素質物の長径（ｍａｊｏｒ ｒａｄｉｕｓ）に対する短径（ｍｉｎｏｒ ｒａｄｉｕｓ）の比（短径／長径）は、１／１０以上にすることが好ましい。より好ましい範囲は、１／２以上である。
【００７１】
前記粒状炭素質物とは、長径（ｍａｊｏｒ ｒａｄｉｕｓ）に対する短径（ｍｉｎｏｒ ｒａｄｉｕｓ）の比（短径／長径）が、１／１００〜１の範囲にある形状を有する炭素質物粉末を意味する。前記比のより好ましい範囲は、１／１０〜１である。
【００７２】
前記粒状炭素質物の平均粒径は、１〜１００μｍの範囲にあることが好ましい。より好ましい範囲は、２〜５０μｍである。
【００７３】
前記結着剤は、負極材料同士を結着する機能並びに負極材料と負極集電体を結着する機能を有する。かかる結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン（PVdF）、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体（EPDM）、スチレン−ブタジエンゴム（SBR）、カルボキシセルロース（CMC）等を用いることができる。後述する加熱成形法により正極、負極及びセパレータを一体化させる際には、熱硬化性樹脂を使用することが望ましく、特に好ましいのはＰＶｄＦである。
【００７４】
前記炭素質物及び前記結着剤の配合割合は、炭素質物９０〜９８重量％、結着剤２〜２０重量％の範囲であることが好ましい。特に、負極中の炭素質物の含有量は、片面で１０〜８０ｇ／ｍ2の範囲にすることが好ましい。また、充填密度は１．２０〜１．５０ｇ／ｃｍ3の範囲であることが望ましい。
【００７５】
前記集電体としては、多孔質構造の導電性基板か、あるいは無孔の導電性基板を用いることができる。これら導電性基板は、例えば、銅、ステンレス、またはニッケルから形成することができる。集電体の厚さは５〜２０μmであることが望ましい。この範囲であると集電体の低抵抗化と軽量化のバランスがとれるからである。
【００７６】
前記負極活物質層は、前述したリチウムイオンを吸蔵・放出する炭素質物を含むものの他に、アルミニウム、マグネシウム、スズ、けい素等の金属か、金属酸化物か、金属硫化物か、もしくは金属窒化物から選ばれる金属化合物や、リチウム合金を含むものであっても良い。
【００７７】
前記金属酸化物としては、例えば、スズ酸化物、ケイ素酸化物、リチウムチタン酸化物、ニオブ酸化物、タングステン酸化物等を挙げることができる。
【００７８】
前記金属硫化物としては、例えば、リチウムコバルト窒化物、リチウム鉄窒化物、リチウムマンガン窒化物等を挙げることができる。
【００７９】
前記リチウム合金としては、例えばリチウムケイ素合金等を挙げることができる。
【００８０】
（セパレータ３）
セパレータは、多孔質シートから形成される。前記多孔質シートとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を含む多孔質フィルム、合成樹脂製不織布等を用いることができる。中でも、ポリエチレンか、あるいはポリプロピレン、または両者からなる多孔質フィルムは、二次電池の安全性を向上できるため、好ましい。
【００８１】
前記多孔質シートの厚さは、３０μｍ以下にすることが好ましい。厚さが３０μｍを超えると、正負極間の距離が大きくなって内部抵抗が大きくなる恐れがある。また、厚さの下限値は、５μｍにすることが好ましい。厚さを５μｍ未満にすると、セパレータの強度が著しく低下して内部ショートが生じ易くなる恐れがある。厚さの上限値は、２５μｍにすることが好ましく、下限値は１０μｍにすることがより好ましい。
【００８２】
前記多孔質シートは、１２０℃、１時間での存在下の熱収縮率が２０％以下であることが好ましい。前記熱収縮率が２０％を超えると、正負極およびセパレータの密着強度を十分なものにすることが困難になる恐れがある。前記熱収縮率は、１５％以下にすることがより好ましい。
【００８３】
前記多孔質シートは、多孔度が３０〜７０％の範囲にあることが好ましい。これは次のような理由によるものである。多孔度を３０％未満にすると、セパレータにおいて高い電解液保持性を得ることが困難になる恐れがある。一方、多孔度が７０％を超えると、十分なセパレータ強度を得られなくなる恐れがある。多孔度のより好ましい範囲は、３５〜７０％である。
【００８４】
前記多孔質シートは、空気透過率が５００秒／１００ｃｍ3以下であることが好ましい。空気透過率は、１００ｃｍ3の空気が多孔質シートを透過するのに要した時間（秒）を意味する。空気透過率が５００秒／１００ｃｍ3を超えると、セパレータにおいて高いリチウムイオン移動度を得ることが困難になる恐れがある。また、空気透過率の下限値は、３０秒／１００ｃｍ3にすることが好ましい。空気透過率を３０秒／１００ｃｍ3未満にすると、十分なセパレータ強度を得られなくなる恐れがあるからである。空気透過率の上限値は１５０秒／１００ｃｍ3にすることがより好ましく。また、下限値は５０秒／１００ｃｍ3にすることがより好ましい。
【００８５】
後述するように接着性を有する高分子を使用して正極、負極及びセパレータの一体化を行う際、セパレータの短手方向に沿う端部は、負極の短手方向に沿う端部に比べて０．２５ｍｍ〜２ｍｍ延出し、かつ延出したセパレータ端部に接着性を有する高分子が存在していることが望ましい。このような構成とすることによって、セパレータ端部の強度を向上させることができるため、電池に衝撃が加わった際に内部短絡が生じるのを抑制することができる。さらに、電池を１００℃以上の高温環境下で使用した際に、セパレータが熱収縮するのを抑制することができるため、内部短絡を抑制することができ、安全性を向上することができる。
【００８６】
（非水電解質）
この非水電解質は、少なくともセパレータに保持される。特に、非水電解質は、電極群全体に分散されていることが好ましい。この非水電解質としては、電解質が溶解された非水溶媒（以下、非水溶液と称す）からなる液状非水電解質、前記非水溶液が保持された高分子材料、または固体電解質を用いることができる。前記非水容器が保持された高分子材料としては、前記非水溶液がゲル化しているゲル状非水電解質、前記非水溶液が一部がゲル化し、残りが液状のままであるものの、前記非水溶液が液状のまま保持されているものなどを挙げることができる。中でも、液状非水電解質を用いることが好ましい。液状非水電解質は、電極群のイオン伝導度を高くすることができるため、正極とセパレータの界面抵抗並びに負極とセパレータの界面抵抗を小さくすることができる。
【００８７】
前記非水溶液が保持された高分子材料は、例えば、前記非水溶液、高分子及びゲル化剤を混合した後、加熱処理を施してゲル化させることにより調製される。
【００８８】
前記高分子としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）およびポリアクリレート（ＰＭＭＡ）から選ばれる少なくとも１種類の高分子用いることができる。
【００８９】
非水溶媒としては、リチウムイオン二次電池の溶媒として公知の非水溶媒を用いることができ、特に限定はされないが、プロピレンカーボネート（ＰＣ）及びエチレンカーボネート（ＥＣ）よりなる群から選ばれる１種類の第１溶媒と、ＰＣ及びＥＣに比べて低粘度な第２溶媒との混合溶媒を主体とする非水溶媒を用いることが好ましい。特に、第２溶媒は、ドナー数が１６．５以下であることがより好ましい。
【００９０】
第２溶媒としては、例えば、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、プロピオン酸エチル、γ―ブチロラクトン（ＢＬ）、アセトニトリル（ＡＮ）、酢酸エチル（ＥＡ）、トルエン、キシレン、酢酸メチル（ＭＡ）などが挙げられる。これらの第２溶媒は、単独または２種以上の混合物の形態で用いることができる。
【００９１】
混合溶媒中の第１溶媒の配合量は、体積比率で１０〜８０％であることが好ましい。より好ましい第１溶媒の配合量は体積比率で２０〜７５％である。
【００９２】
前記電解質としては、例えば、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ4）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、トリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム［ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2］などのリチウム塩を挙げることができる。中でもＬｉＰＦ6かあるいはＬｉＢＦ4を用いるのが好ましい。
【００９３】
前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量は、０．５モル／Ｌ〜２．０モル／Ｌの範囲にすることが好ましい。
【００９４】
特に好ましい非水溶液は、γ−ブチロラクトン（BL）を含む混合非水溶媒に電解質（例えば、リチウム塩）を溶解したもので、かつBLの組成比率が混合非水溶媒の２０体積％以上８０体積％以下のものである。前記混合非水溶媒では、ＢＬの組成比率を最も多くすることが好ましい。比率が２０体積％未満であると、高温時にガスが発生し易くなる。また、混合非水溶媒がＢＬ及び環状カーボネートを含むものである場合、環状カーボネートの比率が相対的に高くなるため、溶媒粘度が著しく高くなる恐れがある。溶媒粘度が上昇すると、非水電解質の導電率および浸透性が低下するため、充放電サイクル特性、大電流放電特性及び−２０℃付近での低温環境下での放電特性が低下する。一方、比率が８０体積％を超えると、負極とＢＬとの反応が生じ易くなるため、充放電サイクルが低下する恐れがある。すなわち、負極（例えば、リチウムイオンを吸蔵放出する炭素質物を含むもの）とＢＬとが反応して非水電解質の還元分解が生じると、負極の表面に充放電反応を阻害する被膜が形成される。その結果、負極において電流集中が生じ易くなるため、負極表面にリチウム金属が析出したり、あるいは負極界面のインピーダンスが高くなり、負極の充放電効率が低下し、充放電サイクル特性の低下を招く。より好ましい範囲は、４０体積％以上、７５体積％以下である。この範囲にすることによって、高温貯蔵時のガス発生を抑制する効果をより高くすることができると共に、−２０℃付近の低温環境下での放電容量をより向上することができる。
【００９５】
ＢＬと混合される溶媒としては、環状カーボネートが負極の充放電効率を高める点で望ましい。
【００９６】
前記環状カーボネートとしては、プロピレンカーボネート（PC）、エチレンカーボネート（EC）、ビニレンカーボネート（VC）、トリフロロプロピレンカーボネート（TFPC）等が望ましい。特にBLと混合される溶媒としてECを用いると充放電サイクル特性と大電流放電特性を大幅に向上することができる。また、BLと混合する他の溶媒としては、PC、VC、及びTFPC、ジエチルカーボネート（DEC）、メチルエチルカーボネート（MEC）及び芳香族化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種からなる第３溶媒とECとの混合溶媒であると充放電サイクル特性を高める点で望ましい。
【００９７】
さらに溶媒粘度を低下させる観点から低粘度溶媒を２０体積％以下含んでも良い。低粘度溶媒としては、例えば鎖状カーボネート、鎖状エーテル、環状エーテルなどが挙げられる。
【００９８】
本発明に係る非水溶媒のより好ましい組成は、BLとEC、BLとPC、BLとECとDEC、BLとECとMEC、あるいはBLとECとMECとVCである。このとき、ECの体積比率は５〜４０体積％とすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。ＥＣの比率を５体積％未満にすると、負極表面を保護膜で緻密に覆うことが困難になる恐れがあるため、負極とＢＬとの反応が生じ、充放電サイクル特性を十分に改善することが困難になる可能性がある。一方、ＥＣの体積比率が４０体積％を超えると、非水溶液の粘度が高くなってイオン伝導度が低下する恐れがあるため、充放電サイクル特性、大電流放電特性及び低温放電特性を十分に改善することが困難になる可能性がある。ＥＣの比率の更に好ましい範囲は、１０〜３５体積％である。また、ＤＥＣ、ＭＥＣ及びＶＣから選ばれる少なくとも１種類からなる溶媒の比率は、０．０１〜１０体積％の範囲内にすることが好ましい。
【００９９】
前記電解質としては、前述したものと同様なものを挙げることができる。中でもＬｉＰＦ6かあるいはＬｉＢＦ4を用いるのが好ましい。前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量は、０．５モル／Ｌ〜２．０モル／Ｌの範囲にすることが好ましい。
【０１００】
非水溶液の２０℃における粘度は、３ｃｐ〜２０ｃｐの範囲にすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。前記粘度を３ｃｐ未満にすると、二次電池を高温環境下で貯蔵した際に蒸気圧が上昇するか、あるいはガス発生量が多くなり、外装材が膨張する恐れがある。一方、前記粘度が２０ｃｐを超えると、非水溶液の浸透性が低下するため、内部抵抗が高くなる恐れがある。粘度のより好ましい範囲は、４ｃｐ〜１５ｃｐである。さらに好ましい範囲は、６〜８ｃｐである。
【０１０１】
２０℃における粘度が３ｃｐ〜２０ｃｐの範囲にある非水溶媒の中でも、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、γ−ブチロラクトン（ＢＬ）及びジエチルカーボネート（ＤＥＣ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種類からなる溶媒Ａとエチレンカーボネート（ＥＣ）とを含む非水溶媒に電解質が溶解されたものを用いることが好ましい。
【０１０２】
前記非水溶媒中の溶媒Ａの体積比率は、５０〜９０体積％とすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。体積比率が５０体積％未満であると、低温放電特性が低下する恐れがあると共に、高温時にガスが発生し易くなる恐れがある。非水電解質の還元分解が生じると、負極の表面に充放電反応を阻害する被膜が形成され、負極において電流集中が生じ易くなるため、負極表面にリチウム金属が析出したり、あるいは負極界面のインピーダンスが高くなり、負極の充放電効率が低下し、充放電サイクル特性の低下を招く。より好ましい範囲は、６０体積％以上、８０体積％以下である。
【０１０３】
前記非水溶媒中のＥＣの体積比率は５〜４０体積％とすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。ＥＣの比率を５体積％未満にすると、負極表面を保護膜で緻密に覆うことが困難となって非水電解質の還元分解を生じ易くなるため、充放電サイクル特性を十分に改善することが困難になる可能性がある。一方、ＥＣの比率が４０体積％を超えると、溶媒Ａの比率が相対的に低くなって二次電池を高温貯蔵した際のガス発生量が多くなる恐れがある。ＥＣの比率の更に好ましい範囲は、１０〜３５体積％である。
【０１０４】
また、前記非水溶媒は、さらにビニレンカーボネート（ＶＣ）を含むことが好ましい。非水溶媒中のＶＣの比率は、０．０１〜１０体積％の範囲にすることが好ましい。
【０１０５】
前記電解質としては、前述したものと同様なものを挙げることができる。中でもＬｉＰＦ6かあるいはＬｉＢＦ4を用いるのが好ましい。前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量は、０．５モル／Ｌ〜２．０モル／Ｌの範囲にすることが好ましい。
【０１０６】
前述した各組成を有する液状非水電解質の量は、電池単位容量１００ｍAh当たり０．２〜０．６ｇにすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。液状非水電解液量を０．２ｇ／１００ｍAh未満にすると、正極と負極のイオン伝導度を十分に保つことができなくなる恐れがある。一方、液状非水電解液量が０．６ｇ／１００ｍAhを超えると、電解液量が多量になるため、シート製外装材を用いた際に封止が困難になる恐れがある。液状非水電解液量の好ましい範囲は、０．４〜０．５５ｇ／１００ｍAhである。
【０１０７】
（外装材１）
外装材１は、樹脂層を含む厚さが０．５ｍｍ以下のシートである。外装材１の樹脂層は、例えば、熱可塑性樹脂から形成することができる。前記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等を挙げることができる。
【０１０８】
外装材１としては、例えば、金属層と、前記金属層の両面に形成された樹脂層とからなる多層シートを挙げることができる。
【０１０９】
前記金属層には、例えば、アルミニウム、ステンレス、鉄、銅、ニッケル等を挙げることができる。中でも、軽量で、水分を遮断する機能が高いアルミニウムが好ましい。前記金属層は、１種類の金属から形成しても良いが、２種類以上の金属層を一体化させたものから形成しても良い。
【０１１０】
外装材１の内面となる樹脂層は、ヒートシール面としての機能と、前記金属層が非水電解質により腐食されるのを防止する機能を有する。また、外装材の外面となる樹脂層は、金属層の損傷を防止する役割をなす。各樹脂層は、１種類の樹脂から形成されていても、あるいは２種類以上の樹脂から形成されていても良い。各樹脂層は、熱可塑性樹脂から形成されることが望ましい。外装面の内面となる樹脂層を形成する熱可塑性樹脂の融点は、１２０℃以上にすることが好ましく、更に好ましい範囲は１４０℃〜２５０℃の範囲である。前記熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどを挙げることができる。特に、融点が１５０℃以上のポリプロピレンは、ヒートシール部の封止強度を向上することができるため、望ましい。
【０１１１】
前記外装材１の厚さが０．５ｍｍを超えると、電池の重量当たりの容量及び電池の体積当たりの容量が低下する。外装材１の厚さは０．３ｍｍ以下にすることが好ましく、更に好ましくは０．２５ｍｍ以下で、最も好ましくは０．２ｍｍ以下である。また、厚さが０．０５ｍｍより薄いと、変形や破損し易くなる。このため、厚さの下限値は０．０５ｍｍにすることが好ましい。
【０１１２】
外装材１の厚さは、以下に説明する方法で測定される。すなわち、外装材１のヒートシール封止部を除く領域において、互いに１ｃｍ以上離れて存在する３点を任意に選択し、各点の厚さを測定し、平均値を算出し、この値を外装材の厚さとする。なお、前記外装材の表面に異物（例えば、樹脂）が付着している場合、この異物を除去してから厚さの測定を行う。例えば、前記外装材の表面にＰＶｄＦが付着している場合、前記外装材の表面をジメチルホルムアミド溶液で拭き取ることによりＰＶｄＦを除去した後、厚さの測定を行う。外装材１を多層シートから構成する場合、前記電極群がその表面の少なくとも一部に形成された接着層により前記外装材の内面に接着されていることが望ましい。このような構成にすると、前記電極群の表面に前記外装材を固定することができるため、電解液が電極群と外装材の間に浸透するのを抑えることができる。
【０１１３】
前記接着層は、後述の接着性を有する高分子と同様の材料を使用することができる。前記接着層は、多孔質構造を有していてもよい。多孔質な接着層は、その空隙に非水電解質を保持することができる。
【０１１４】
本発明に係る非水電解質二次電池は、以下に説明する方法により製造される。
【０１１５】
（１）加熱成形法
（第１工程）
以下の（ａ）〜（ｃ）に説明する方法により電極群を作製する。
【０１１６】
（ａ）正極及び負極の間にセパレータとしてセパレータを介在させて渦巻き状に捲回する。
【０１１７】
（ｂ）正極及び負極の間にセパレータとしてセパレータを介在させて渦巻き状に捲回した後、径方向に圧縮する。
【０１１８】
（ｃ）正極及び負極の間にセパレータとしてセパレータを介在させて２回以上折り曲げる。
【０１１９】
前記正極は、例えば、正極活物質に導電剤および結着剤を適当な溶媒に懸濁し、この懸濁物を集電体に塗布、乾燥して薄板状にすることにより作製される。前記正極活物質、導電剤、結着剤および集電体としては、前述した（１）正極の欄で説明したのと同様なものを挙げることができる。
【０１２０】
前記負極は、例えば、リチウムイオンを吸蔵・放出炭素質物と結着剤とを溶媒の存在下で混練し、得られた懸濁物を集電体に塗布し、乾燥した後、所望の圧力で１回プレスもしくは２〜５回多段階プレスすることにより作製される。
【０１２１】
前記炭素質物、結着剤及び集電体としては、前述した（２）負極の欄で説明したのと同様なものを挙げることができる。
【０１２２】
前記セパレータの多孔質シートとしては、前述した（３）セパレータの欄で説明したのと同様なものを挙げることができる。
【０１２３】
（第２工程）
前記電極群を外装材に収納した後、加熱成形を施す。
【０１２４】
加熱成形を行う雰囲気としては、真空を含む減圧雰囲気か、あるいは常圧雰囲気にすることが望ましい。
【０１２５】
加熱温度は、３０℃以上にすることが好ましい。より好ましい範囲は、６０℃〜１００℃である。また、減圧雰囲気で、６０〜１００℃の温度で成形を行うと、成形と同時に電極群の乾燥を行うことができる。
【０１２６】
成形は、前記電極群が前記（ａ）の方法で作製される場合には径方向に、前記電極群が前記（ｂ）または（ｃ）の方法で作製される場合には積層方向に圧縮されるように行うことが望ましい。
【０１２７】
成形は、例えば、プレス成形、あるいは成形型への填め込み等により行うことができる。
【０１２８】
成形時に加える圧力は、０．０１〜２０ｋｇ／ｃｍ2の範囲にすることが好ましい。圧力が２０ｋｇ／ｃｍ2を超えると、内部短絡を生じ易くなる。さらに好ましい範囲は、０．０１〜１５ｋｇ／ｃｍ2の範囲である。圧力を０．０１〜１５ｋｇ／ｃｍ2の範囲にすると、一体化を容易に行うことができる。
【０１２９】
加熱成形時間は、２秒〜１２０分の範囲にすることが好ましい。
【０１３０】
電極群に加熱成形を施すと、前記正極及び前記負極に含まれる結着剤を熱硬化させることができるため、前記正極、前記負極及び前記セパレータを一体化させることができる。加熱成形温度、成形圧力及び成形時間を調節することによって、前記正極、前記負極及び前記セパレータを一体化させつつ、セパレータと負極層との剥離強度を、負極層と負極集電体との剥離強度に比べて低くすることができる。
【０１３１】
（第３工程）
前記外装材内の電極群に液状の非電解質を含浸させ、前記外装材の開口部を封止することにより本発明に係る非水電解質二次電池を得る。
【０１３２】
なお、電極群を外装材内に収納せずに加熱成形を施した後、この電極群を外装材内に収納し、前記外装材内の電極群に液状の非水電解質を含浸させ、封口処理を施すことにより本発明に係る非水電解質二次電池を得ることできる。
【０１３３】
（２）接着性を有する高分子を使用する方法
（第１工程）
正極及び負極の間にセパレータとしてセパレータとして多孔質シートを介在させ電極群を作製する。
【０１３４】
前記電極群は、前述した加熱成形法で説明したのと同様な方法で作製されることが好ましい。このような方法で作製すると、後述する第２工程において、正極、負極及びセパレータに接着性を有する高分子の溶液を浸透させつつ、正極とセパレータの境界及び負極とセパレータの境界全体に前記溶液が浸透するのを防止することができる。その結果、正極、負極及びセパレータに接着性を有する高分子を点在させることが可能になると共に、正極とセパレータの境界及び負極とセパレータの境界に接着性を有する高分子を点在させることができる。
【０１３５】
前記正極及び前記負極は、前述した加熱成形法で説明したのと同様な方法により作製される。前記セパレータの多孔質シートとしては、前述した（３）セパレータの欄で説明したのと同様なものを用いることができる。
【０１３６】
（第２工程）
袋状の外装材内に前記電極群を積層面が開口部から見えるように収納する。溶媒に接着性を有する高分子を溶解させることにより得られた溶液を開口部から前記外装材内の電極群に注入し、前記溶液を前記電極群内に含浸させる。
【０１３７】
前記接着性を有する高分子としては、非水電解質を保持した状態で高い接着性を維持できるものであることが望ましい。さらにかかる高分子は、リチウムイオン伝導性が高いとなお好ましい。具体的には、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリアクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、またはポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）等を挙げることができる。特に、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）が好ましい。ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）は、非水電解質を保持することができ、非水電解質を含むと一部ゲル化を生じるため、正極中のイオン伝導性をより向上することができる。
【０１３８】
前記溶媒には、沸点が２００℃以下の有機溶媒を用いることが望ましい。かかる有機溶媒としては、例えば、ジメチルホルムアミド（沸点１５３℃）を挙げることができる。有機溶媒の沸点が２００℃を超えると、後述する加熱温度を１００℃以下にした際に、乾燥時間が長く掛かる恐れがある。また、有機溶媒の沸点の下限値は、５０℃にすることが好ましい。有機溶媒の沸点を５０℃未満にすると、前記溶液を電極群に注入している間に前記有機溶媒が蒸発してしまう恐れがある。沸点の上限値は、１８０℃にすることがさらに好ましく、また、沸点の下限値は１００℃にすることがさらに好ましい。
【０１３９】
前記溶液中の接着性を有する高分子の濃度は、０．０５〜２．５重量％の範囲にすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。前記濃度を０．０５重量％未満にすると、正負極及びセパレータを十分な強度で接着することが困難になる恐れがある。一方、前記濃度が２．５重量％を超えると、非水電解液を保持できるだけの十分な多孔度を得ることが困難になって電極の界面インピーダンスが著しく大きくなる恐れがある。界面インピーダンスが増大すると、容量および大電流放電特性が大幅に低下する。濃度のより好ましい範囲は、０．１〜１．５重量％である。
【０１４０】
前記溶液の注入量は、前記溶液の接着性を有する高分子の濃度が０．０５〜２．５重量％である場合、電池容量１００ｍＡｈ当たり０．１〜２ｍＬの範囲にすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。前記注液量を０．１ｍＬ未満にすると、正極、負極およびセパレータの密着性を十分に高めることが困難になる恐れがある。一方、前記注液量が２ｍＬを超えると、二次電池のリチウムイオン伝導度の低下や、内部抵抗の上昇を招く恐れがあり、放電容量、大電流放電特性及び充放電サイクル特性を改善することが困難になる恐れがある。前記注入量の好ましい範囲は、電池容量１００ｍＡｈ当たり０．１５〜１ｍＬである。
【０１４１】
（第３工程）
加熱成形を施す。
【０１４２】
加熱成形を行う雰囲気は、真空を含む減圧雰囲気か、あるいは常圧雰囲気にすることが望ましい。
【０１４３】
加熱温度は、３０℃以上にすることが好ましい。より好ましい範囲は、６０℃〜１００℃である。また、減圧雰囲気で、６０℃〜１００℃の温度で成形を行うと、成形と同時に電極群の乾燥を行うことができる。
【０１４４】
成形は、前記電極群が前記（ａ）の方法で作製される場合には径方向に、前記電極群が前記（ｂ）または（ｃ）の方法で作製される場合には積層方向に圧縮されるように行うことが望ましい。
【０１４５】
成形は、例えば、プレス成形、あるいは成形型への填め込み等により行うことができる。
【０１４６】
成形時に加える圧力は、０．０１〜２０ｋｇ／ｃｍ2の範囲にすることが好ましい。さらに好ましい範囲は、０．０１〜１５ｋｇ／ｃｍ2の範囲である。
【０１４７】
加熱成形時間は、２秒〜１２０分の範囲にすることが好ましい。
【０１４８】
電極群に加熱成形を施すことによって、前記溶媒を蒸発させることができ、前記正極、前記負極及び前記セパレータを一体化させることができる。この加熱成形の際、接着性高分子量、加熱温度、成形時の圧力及び加熱成形時間を調節することによって、前記正極、前記負極及び前記セパレータを一体化させつつ、セパレータと負極層との剥離強度を、負極層と負極集電体との剥離強度に比べて低くすることができる。
【０１４９】
（第４工程）
前記外装材内の電極群に液状の非水電解質を含浸させ、封口処理を施すことにより本発明に係る非水電解質二次電池を得る。
【０１５０】
また、電極群を外装材に収納する前に、電極群に接着性を有する高分子が溶解された溶液を含浸させ、この電極群に加熱成形を施した後、このような電極群を外装材に収納し、非水電解質を注入し、封口等を行うことにより本発明に係る非水電解質二次電池を得ることができる。さらに、電極群の外周面に接着剤を塗布してから、電極群を外装材内に収納してもよい。それにより外装材の内面に電極群を接着することができる。
【０１５１】
接着性高分子を使用する方法により電池を製造する場合、前記電池に含まれる接着性を有する高分子の総量（後述する接着部に含有されるものを含む）は、電池容量１００ｍＡｈ当たり０．１〜６ｍｇにすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。接着性を有する高分子の総量を１００ｍＡｈ当たり０．１ｍｇ未満にすると、正極、セパレータ及び負極の密着性を十分に向上させることが困難になる恐れがある。一方、前記総量が１００ｍＡｈ当たり６ｍｇを超えると、二次電池のリチウムイオン伝導度の低下や、内部抵抗の上昇を招く恐れがあり、放電容量、大電流放電特性及び充放電サイクル特性を改善することが困難になる恐れがある。接着性を有する高分子の総量のより好ましい範囲は、電池容量１００ｍＡｈ当たり０．２〜１ｍｇである。
【０１５２】
前記接着性高分子を使用する方法により電池を製造する場合、接着性を有する高分子は、正極層、セパレータ、あるいは負極層の空隙に保持されていることが望ましい。また、接着性を有する高分子は、電極群中に点在していると、電池の内部抵抗を減少させることができるため、好ましい。
【０１５３】
前記接着性を有する高分子は、正極、負極、セパレータの空隙内において微細な孔を有する多孔質構造をとることが好ましい。多孔質構造を有する接着性を有する高分子は、非水電解液を多く保持することができる。さらに電極群中に均一に分散し点在していることが望ましい。
【０１５４】
[実施例]
以下に、本発明の実施例を前述した図面を参照して詳細に説明する。
【０１５５】
実施例１
＜正極の作製＞
まず、リチウムコバルト酸化物（ＬｉxＣｏＯ2；但し、ｘは０≦ｘ≦１）粉末９０．５重量％をアセチレンブラック２．５重量％、グラファイト３重量％、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）４重量％と、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）溶液を加えて混合することによりスラリーを調製した。前記スラリーを厚さ１５μｍのアルミニウム箔からなる正極集電体に、電極の長手方向に等間隔で間欠的に塗布し、乾燥後、ロールプレスを行った。
【０１５６】
次いで、前記正極の長手方向の両端部および中央部に形成された正極層の塗布されていない未塗布部に、厚さ０．２ｍｍ×幅５ｍｍ×長さ５０ｍｍのアルミニウムからなる正極リード（短手方向の断面積１ｍｍ2）を計３本溶接し、溶接部を絶縁テープで被覆して正極を作製した。
【０１５７】
得られた正極は、正極集電体の両面に厚さが５０μｍの正極層が担持された構造を有していた。なお、正極層の合計厚さは１００μｍで、充填密度３．３ｇ／ｃｍ3である。
【０１５８】
＜負極の作製＞
炭素質材料として３０００℃で熱処理したメソフェーズピッチ系炭素繊維を用意した。前記炭素繊維は、平均繊維径が８μｍで、平均繊維長が２０μｍで、平均面間隔（ｄ002）が０．３３６０ｎｍであった。前記炭素質物の粉末９３重量％、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）７重量％及びＮＭＰ溶液を混合することによりスラリーを調製した。得られたスラリーを厚さが１２μｍの銅箔からなる負極集電体の両面に電極の長手方向に間欠的に塗布し、乾燥後、ロールプレスした。
【０１５９】
次いで、前記負極を長手方向に４分割した時に、端から１／４及び３／４の長さの位置に形成された負極層の塗布されていない未塗布部に、厚さ０．２ｍｍ×幅５ｍｍ×長さ５０ｍｍのＣｕ製負極リード（短手方向の断面積１ｍｍ2）を計２本溶接し、溶接部を絶縁テープで被覆して負極を作製した。
【０１６０】
電極密度が１．４ｇ／ｃｍ3の負極を作製した。得られた負極は、負極集電体の両面に厚さが４８μｍの負極層が担持された構造を有していた。なお、負極層の合計の厚さは９６μｍである。
【０１６１】
＜電極群の作製＞
厚さが１５μｍ、多孔度が５０％のポリエチレン製セパレータを用意した。前記正極と前記負極をその間にセパレータを介在し、前記正極リードと前記負極リードが反対方向に延出するように渦巻き状に捲回した後、これを径方向に加圧して厚さ２．７ｍｍ、幅１２０ｍｍ、高さ２００ｍｍの偏平形状に成形した。
【０１６２】
正極端子及び負極端子として、凸形で、アルミニウムからなる正極端子（突出部の厚さ０．５ｍｍ、リード接続部の厚さ０．２ｍｍ）及び銅からなる負極端子（突出部の厚さ０．５ｍｍ、リード接続部の厚さ０．２ｍｍ）を用意した。
【０１６３】
次いで、前記正極端子及び負極端子のリード接続部に３本の正極リード及び２本の負極リードをそれぞれ溶接した後、それぞれ突出部のリード接続部側をポリプロピレンで被覆した。ポリプロピレン層の厚さは１００μｍとした。このようにして電極群を作製した。得られた電極群は、集電リード接続部の辺の長さＬ1＝３５．５ｍｍ、電極群の集電リード接続部に沿う辺の長さＬ2＝１２０ｍｍで、Ｌ1／Ｌ2＝０．３であった。
【０１６４】
＜非水電解質の調製＞
エチレンカーボネート（ＥＣ）とγ−ブチロラクトン（ＢＬ）の混合溶媒（混合体積比４０：６０）に四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）を１．５モル／Ｌ溶解して非水電解液（液状の非水電解質）を調製した。
【０１６５】
＜電池組み立て＞
アルミ箔の両面をポリプロピレンで覆った厚さ１００μｍのラミネートフィルムを筒状に成形し、これに前記電極群を収納し、得られたものを電池厚さが２．７ｍｍになるようホルダで挟んだ。接着性を有する高分子であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を有機溶媒であるジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（沸点が１５３℃）に０．３重量％溶解させた。得られた溶液を前記ラミネートフィルム内の電極群に電池容量１００ｍＡｈ当たり０．６ｍＬとなるように注入し、前記溶液を前記電極群の内部に浸透させると共に、前記電極群と、正極リード及び負極リードの表面全体に付着させた。
【０１６６】
次いで、前記ラミネートフィルム内の電極群に８０℃で真空乾燥を１２時間施すことにより前記有機溶媒を蒸発させ、正極、負極及びセパレータの空隙に接着性を有する高分子を保持させて正極、負極及びセパレータが一体化させると共に、前記電極群の表面に多孔質な接着部を形成した。
【０１６７】
次いで、ホルダを解除した。電極群をホルダに挟んでいた時間は１２０分であった。前記ラミネートフィルム内の電極群に前記非水電解液を電池容量１Ａｈ当たりの量が４．１ｇとなるように注入し、前述した図１、２に示す構造を有し、厚さが３ｍｍ、幅が１５０ｍｍ、高さが２５０ｍｍの薄型非水電解液二次電池を組み立てた。
【０１６８】
実施例２
正極端子及び負極端子における集電リード接続部の辺の長さＬ1をそれぞれ６０ｍｍとし、Ｌ1／Ｌ2＝０．５としたこと以外は実施例１と同様にして厚さが３ｍｍ、幅が１５０ｍｍ、高さが２５０ｍｍの薄型非水電解液二次電池を組み立てた。
【０１６９】
実施例３
正極端子及び負極端子における集電リード接続部の辺の長さＬ1をそれぞれ９０ｍｍとし、Ｌ1／Ｌ2＝０．７５としたこと以外は実施例１と同様にして厚さが３ｍｍ、幅が１５０ｍｍ、高さが２５０ｍｍの薄型非水電解液二次電池を組み立てた。
【０１７０】
実施例４
正極端子及び負極端子を被覆するポリプロピレン層の厚さを４０μｍとしたこと以外は、実施例３と同様にして厚さが３ｍｍ、幅が１５０ｍｍ、高さが２５０ｍｍの薄型非水電解液二次電池を組み立てた。
【０１７１】
比較例１
長手方向の一端に形成された活物質層の塗布されていない未塗布部に、アルミニウム製の正極リード及びＣｕ製の負極リードを、それぞれ１本づつ溶接したこと以外は、実施例１と同様にして正極及び負極を作製した。
【０１７２】
前記正極と前記負極をその間に実施例１と同じセパレータを介在し、前記正極リードと前記負極リードが同方向に延出するように渦巻き状に捲回した後、これを径方向に加圧して偏平形状に成形し、厚さ２．７ｍｍ、幅１２０ｍｍ、高さ２００ｍｍの電極群を作製した。この電極群において、前記正極集電体は電極群の最外周に位置していた。また、前記正極集電リードおよび負極集電リードは、正極端子および負極端子には接続しなかった。
【０１７３】
アルミ箔の両面をポリプロピレンで覆った厚さ１００μｍのラミネートフィルムを袋状に成形し、これに前記電極群を収納した。
【０１７４】
以下実施例１と同様にして薄型非水電解液二次電池を組み立てた。
【０１７５】
比較例２
正極端子及び負極端子を接続しなかったこと以外は実施例１と同様にして、薄型非水電解液二次電池を組み立てた。
【０１７６】
比較例３
正極端子及び負極端子における集電リード接続部の辺の長さＬ1をそれぞれ２５ｍｍとし、Ｌ1／Ｌ2＝０．２１とし、前記正極端子及び負極端子を被覆するポリプロピレン層の厚さを３０μｍとしたこと以外は実施例１と同様にして厚さが３ｍｍ、幅が１５０ｍｍ、高さが２５０ｍｍの薄型非水電解液二次電池を組み立てた。
【０１７７】
得られた実施例１〜実施例４及び比較例１〜３の二次電池に対し、初充電工程として以下の処置を施した。まず、４０℃の高温環境下に５ｈ放置した後、その環境下で０．２Ｃ（２Ａ）で４．２Ｖまで定電流・定電圧充電を１０時間行なった。その後０．２Ｃで２．７Ｖまで放電し、さらに２サイクル目も１サイクル目と同様な条件で充電を行い、非水電解液二次電池を得た。
【０１７８】
次に、実施例１〜実施例４及び比較例１〜比較例３の二次電池について、大電流放電特性を測定し、その結果を表１に示す。この大電流放電特性を規定する方法として、ここでは２つの電流値で放電した際に得られる各放電容量の比で規定する方法を採用した。すなわち、電池の公称容量である１０Ａｈを１時間で放電する１０Ａの電流を１Ｃとした時に、０．２Ｃで放電した時の放電容量（０．２Ｃ）、１０Ｃで放電した時の放電容量（１０Ｃ）をそれぞれ測定し、２つの放電容量の比である放電容量（１０Ｃ）／放電容量（０．２Ｃ）の値を大電流放電容量比とし、以下、本文中で使用することとする。
【０１７９】
続いて、実施例１〜実施例４及び比較例１〜比較例３の二次電池をそれぞれ２０個づつ用意し、６０℃の恒温槽内に一定期間保存して、その間に漏液や膨れ等の異常が発生した電池の個数を調べ、その結果を表１に併記する。
【表１】
【０１８０】
表１から明らかなように、実施例１〜実施例４の電池では、漏液や膨れなどの異常が認められた電池の発生率が大幅に抑制されており、特に実施例１から実施例３では皆無であるのに対し、比較例２及び比較例３の電池においては、異常の発生率が高くなっていることがわかる。また比較例１では異常の発生率は低いものの、実施例１〜実施例４に比べて大電流放電比が著しく低下していることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１８１】
【図１】本発明に係わる非水電解質二次電池の一例を示す断面図。
【図２】図１のＡ部を示す拡大断面図。
【図３】図３の非水電解質二次電池の正極端子部を示す拡大断面図。
【図４】図３の非水電解質二次電池。
【図５】図３の非水電解質二次電池に組み込まれる電極群のさらに別な例を示す斜視図。
【図６】図３の非水電解質二次電池に組み込まれる電極群のさらに別な例を示す側面図。
【符号の説明】
【０１８２】
１…外装材、２…電極群、３…セパレータ、４…正極活物質層、５…正極集電体、６…正極、７…負極活物質層、８…負極集電体、９…負極、１０…熱可塑性樹脂層、１１…正極リード、１２…正極端子、１３…負極リード、１４…負極端子、１５…正極、１６…負極、１７…セパレータ、１８…正極、１９…負極、２０…セパレータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と、負極と、前記正極と負極の間に配置されるセパレータとを含む積層物を有する電極群と、
前記電極群に保持される非水電解質と、
内面の少なくとも一部が熱可塑性樹脂層から形成されたラミネートフィルムからなり、前記電極群を収納するとともに、前記熱可塑性樹脂層同士をヒートシールして封止部を形成することにより前記電極群を密封するための外装材と、
一端が前記電極群の前記正極に接続され、かつ他端が前記電極群から延出された複数の正極集電リードと、
一端が前記電極群の前記負極に接続され、かつ他端が前記電極群から前記正極集電リードとは反対方向に延出された複数の負極集電リードと、
前記複数の正極集電リードの前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、前記外装材の前記封止部を通過して外部に延出された正極端子と、
前記複数の負極集電リードの前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、前記外装材の前記封止部を通過して外部に延出された負極端子と
を具備する非水電解質二次電池において、
前記積層物は偏平状に捲回された構造を有し、
前記正極端子および負極端子における下記（１）式により算出される長さ比は、０．３以上であることを特徴とする非水電解質二次電池。
Ｌ1／Ｌ2 （１）
但し、（１）式において、Ｌ1は前記正極端子および負極端子における集電リード接続部の辺の長さを示し、Ｌ2は前記電極群における前記集電リード接続部に沿う辺の長さを示す。
【請求項２】
正極と、負極と、前記正極と負極の間に配置されるセパレータとを含む電極群と、
前記電極群に保持される非水電解質と、
内面の少なくとも一部が熱可塑性樹脂層から形成されたラミネートフィルムからなり、前記電極群を収納するとともに、前記熱可塑性樹脂層同士をヒートシールして封止部を形成することにより前記電極群を密封するための外装材と、
一端が前記電極群の前記正極に接続され、かつ他端が前記電極群から延出された複数の正極集電リードと、
一端が前記電極群の前記負極に接続され、かつ他端が前記電極群から前記正極集電リードとは反対方向に延出された複数の負極集電リードと、
前記複数の正極集電リードの前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、前記外装材の前記封止部を通過して外部に延出された正極端子と、
前記複数の負極集電リードの前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、前記外装材の前記封止部を通過して外部に延出された負極端子と
を具備する非水電解質二次電池において、
前記正極端子および負極端子における下記（１）式により算出される長さ比は、０．３以上であり、
前記複数の正極集電リードの前記他端は、前記正極端子の前記集電リード接続部に並んだ状態で接続され、かつ前記複数の負極集電リードの前記他端は、前記負極端子の前記集電リード接続部に並んだ状態で接続されていることを特徴とする非水電解質二次電池。
Ｌ1／Ｌ2 （１）
但し、（１）式において、Ｌ1は前記正極端子および負極端子における集電リード接続部の辺の長さを示し、Ｌ2は前記電極群における前記集電リード接続部に沿う辺の長さを示す。
【請求項３】
前記正極端子または前記負極端子の表面の少なくとも前記封止部を通過する部分が、熱可塑性樹脂層で被覆されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の非水電解質二次電池。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂層の厚さは、４０μｍ〜１００μｍであることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の非水電解質二次電池。
【請求項５】
前記集電リードの短手方向の断面積は、０．５ｍｍ2〜５ｍｍ2であることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の非水電解質二次電池。
【請求項６】
前記負極は、リチウムチタン酸化物を含むことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の非水電解質二次電池。
【請求項７】
前記正極端子及び前記負極端子の厚さは１００μｍ〜５００μｍであることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の非水電解質二次電池。
【請求項８】
前記正極は、リチウム含有ニッケル酸化物とリチウムマンガン複合酸化物との混合物を含むことを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載の非水電解質二次電池。
【請求項９】
前記外装材の厚さは、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１〜８いずれか１項記載の非水電解質二次電池。
【請求項１】
正極と、負極と、前記正極と負極の間に配置されるセパレータとを含む積層物を有する電極群と、
前記電極群に保持される非水電解質と、
内面の少なくとも一部が熱可塑性樹脂層から形成されたラミネートフィルムからなり、前記電極群を収納するとともに、前記熱可塑性樹脂層同士をヒートシールして封止部を形成することにより前記電極群を密封するための外装材と、
一端が前記電極群の前記正極に接続され、かつ他端が前記電極群から延出された複数の正極集電リードと、
一端が前記電極群の前記負極に接続され、かつ他端が前記電極群から前記正極集電リードとは反対方向に延出された複数の負極集電リードと、
前記複数の正極集電リードの前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、前記外装材の前記封止部を通過して外部に延出された正極端子と、
前記複数の負極集電リードの前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、前記外装材の前記封止部を通過して外部に延出された負極端子と
を具備する非水電解質二次電池において、
前記積層物は偏平状に捲回された構造を有し、
前記正極端子および負極端子における下記（１）式により算出される長さ比は、０．３以上であることを特徴とする非水電解質二次電池。
Ｌ1／Ｌ2 （１）
但し、（１）式において、Ｌ1は前記正極端子および負極端子における集電リード接続部の辺の長さを示し、Ｌ2は前記電極群における前記集電リード接続部に沿う辺の長さを示す。
【請求項２】
正極と、負極と、前記正極と負極の間に配置されるセパレータとを含む電極群と、
前記電極群に保持される非水電解質と、
内面の少なくとも一部が熱可塑性樹脂層から形成されたラミネートフィルムからなり、前記電極群を収納するとともに、前記熱可塑性樹脂層同士をヒートシールして封止部を形成することにより前記電極群を密封するための外装材と、
一端が前記電極群の前記正極に接続され、かつ他端が前記電極群から延出された複数の正極集電リードと、
一端が前記電極群の前記負極に接続され、かつ他端が前記電極群から前記正極集電リードとは反対方向に延出された複数の負極集電リードと、
前記複数の正極集電リードの前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、前記外装材の前記封止部を通過して外部に延出された正極端子と、
前記複数の負極集電リードの前記他端が接続された平板状の集電リード接続部を有し、前記外装材の前記封止部を通過して外部に延出された負極端子と
を具備する非水電解質二次電池において、
前記正極端子および負極端子における下記（１）式により算出される長さ比は、０．３以上であり、
前記複数の正極集電リードの前記他端は、前記正極端子の前記集電リード接続部に並んだ状態で接続され、かつ前記複数の負極集電リードの前記他端は、前記負極端子の前記集電リード接続部に並んだ状態で接続されていることを特徴とする非水電解質二次電池。
Ｌ1／Ｌ2 （１）
但し、（１）式において、Ｌ1は前記正極端子および負極端子における集電リード接続部の辺の長さを示し、Ｌ2は前記電極群における前記集電リード接続部に沿う辺の長さを示す。
【請求項３】
前記正極端子または前記負極端子の表面の少なくとも前記封止部を通過する部分が、熱可塑性樹脂層で被覆されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の非水電解質二次電池。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂層の厚さは、４０μｍ〜１００μｍであることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の非水電解質二次電池。
【請求項５】
前記集電リードの短手方向の断面積は、０．５ｍｍ2〜５ｍｍ2であることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の非水電解質二次電池。
【請求項６】
前記負極は、リチウムチタン酸化物を含むことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の非水電解質二次電池。
【請求項７】
前記正極端子及び前記負極端子の厚さは１００μｍ〜５００μｍであることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の非水電解質二次電池。
【請求項８】
前記正極は、リチウム含有ニッケル酸化物とリチウムマンガン複合酸化物との混合物を含むことを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載の非水電解質二次電池。
【請求項９】
前記外装材の厚さは、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１〜８いずれか１項記載の非水電解質二次電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−２９３９８２（Ｐ２００８−２９３９８２Ａ）
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５５５２４（Ｐ２００８−１５５５２４）
【出願日】平成２０年６月１３日（２００８．６．１３）
【分割の表示】特願２０００−２２９７７３（Ｐ２０００−２２９７７３）の分割
【原出願日】平成１２年７月２８日（２０００．７．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１３日（２００８．６．１３）
【分割の表示】特願２０００−２２９７７３（Ｐ２０００−２２９７７３）の分割
【原出願日】平成１２年７月２８日（２０００．７．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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