非水電解質電池
【課題】電極群における正極及び負極の位置ずれ不良が低減され、かつ急速充電特性に優れる非水電解質電池を提供する。
【解決手段】正極と負極がセパレータを介して交互に積層された電極群１と、前記電極群１の端面同士が交わる四隅を少なくとも被覆する絶縁テープ７1〜７6と、前記電極群の相対する二つの端面のうち一方の端面から引き出された正極端子と、前記電極群の相対する二つの端面のうち他方の端面から引き出された負極端子とを具備する非水電解質電池であって、前記絶縁テープで被覆されている端面の割合を、前記正極端子及び前記負極端子の幅を除いた前記電極群の外周長さに対して１０％以上、５０％以下としたことを特徴とする非水電解質電池。
【解決手段】正極と負極がセパレータを介して交互に積層された電極群１と、前記電極群１の端面同士が交わる四隅を少なくとも被覆する絶縁テープ７1〜７6と、前記電極群の相対する二つの端面のうち一方の端面から引き出された正極端子と、前記電極群の相対する二つの端面のうち他方の端面から引き出された負極端子とを具備する非水電解質電池であって、前記絶縁テープで被覆されている端面の割合を、前記正極端子及び前記負極端子の幅を除いた前記電極群の外周長さに対して１０％以上、５０％以下としたことを特徴とする非水電解質電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水電解質電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リチウム金属、リチウム合金、リチウム化合物または炭素材料を含む負極を備えた非水電解質電池は、高エネルギー密度電池あるいは高出力密度電池として、盛んに研究開発が進められている。これまでに、ＬｉＣｏＯ2またはＬｉＭｎ2Ｏ4を活物質として含む正極とリチウムを吸蔵・放出する炭素材料を含む負極とを具備したリチウムイオン電池が実用化されている。また、負極においては炭素材料に代わる金属酸化物あるいは合金等の検討がなされている。
【０００３】
これらの負極の集電体には、一般に銅箔が使用されている。しかしながら、銅箔からなる集電体を備えた非水電解質電池を過放電状態にすると、負極の電位上昇により銅極の溶解反応が促進され、放電容量が急激に低下する。このため、非水電解質電池には、過放電状態になることを防止するための保護回路が装着されている。しかし、保護回路が装着された非水電解質電池は、エネルギー密度の点から不利であった。
【０００４】
近年、負極にリチウムチタン酸化物を使用した非水電解質電池が開発されている。かかるリチウムチタン酸化物はリチウム吸蔵電位(vs.Li/Li+)が１．５Ｖであり、従来の炭素材料負極に比較して高い電位を有している。このため、電池が過放電状態になっても溶解反応が起きないアルミニウムを負極集電体に用いることが可能となった。比重の軽いアルミニウムを集電体に使用することにより、重量エネルギー密度の観点から有利になった。
【０００５】
さらに、負極集電体のアルミニウムないしアルミニウム合金の平均結晶粒径を５０μｍ以下にすることで、靭性強度が高くなるために高密度プレスが可能となり、単位電極の薄肉化を達成することできる。これにより、低内部抵抗化をすることができ、急速充電特性、高出力特性、サイクル特性を向上することが可能になった。
【０００６】
上記薄肉化が図られた電極を正極及び負極に用いる場合、正極と負極がセパレータを介して積層された積層型電極群においては、正極とセパレータと負極間の密着性を高めるために電極群を固定することが望ましい。また、非水電解液を注液後に減圧含浸を行い、セパレータに均一に含浸させることも急速充電特性を向上させるために要望されており、積層型電極群の固定方法が電池特性に及ぼす影響が大きくなってきている。
【０００７】
特許文献１には、発電要素と外装部材の間に絶縁性の接着層を設けることにより、発電要素と外装部材を接着し、高温保存によりガスが発生した際の外装部材の形状変化を抑えることが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−１５１５１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、電極群における正極及び負極の位置ずれ不良が低減され、かつ急速充電特性に優れる非水電解質電池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】
本発明に係る非水電解質電池は、
正極と負極がセパレータを介して交互に積層された電極群と、
前記電極群の端面同士が交わる四隅を少なくとも被覆する絶縁テープと、
前記電極群の相対する二つの端面のうち一方の端面から引き出された正極端子と、
前記電極群の相対する二つの端面のうち他方の端面から引き出された負極端子と、
を具備する非水電解質電池であって、
前記絶縁テープで被覆されている端面の割合を、前記正極端子及び前記負極端子の幅を除いた前記電極群の外周長さに対して１０％以上、５０％以下としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電極群における正極及び負極の位置ずれ不良が低減され、かつ急速充電特性に優れる非水電解質電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明者らは、相対する二つの端面から正極端子及び負極端子が引き出されている電極群を備えた非水電解質電池において、少なくとも電極群の端面同士が交わる四隅を絶縁テープで被覆し、絶縁テープで被覆されている端面の割合を、正極端子及び負極端子の幅を除いた電極群の外周長さに対して１０％以上、５０％以下とすることにより、セパレータへの非水電解質含浸性を損なうことなく、正極及び負極を薄くした際にも正極とセパレータと負極との密着性を高めることができ、急速充電および高出力放電という条件下においても電池容量特性およびサイクル性能に優れた非水電解質電池を提供できることを見出したのである。なお、急速充電特性の改善は、電池厚さが４ｍｍ以上の大型の非水電解質電池で顕著に表れた。非水電解質電池の面積は、３１．５ｃｍ2以上にすることが望ましい。
【００１２】
正極の厚さが５０μｍ以上、７０μｍ以下で、かつ負極の厚さが６０μｍ以上、８０μｍ以下であることが望ましい。
【００１３】
すなわち、正極の厚さを５０μｍ未満にすると、正極活物質含有層の厚さのばらつきが大きくなる恐れがある。また、正極の厚さが７０μｍを超えると、セパレータへの非水電解質含浸性が良好でも、高い急速充電特性を得られない可能性がある。一方、負極の厚さを６０μｍ未満にすると、負極活物質含有層の厚さのばらつきが大きくなる恐れがある。また、負極の厚さが８０μｍを超えると、セパレータへの非水電解質含浸性が良好でも、高い急速充電特性を得られない可能性がある。これらの理由により、正極の厚さを５０μｍ以上、７０μｍ以下にし、かつ負極の厚さを６０μｍ以上、８０μｍ以下にすることによって、セパレータへの非水電解質含浸性の低下と正負極の活物質含有層の厚さばらつきの問題を招くことなく、急速充電特性を向上することができる。
【００１４】
なお、正極及び負極の厚さは、マイクロメータで測定される。
【００１５】
また、リチウムチタン酸化物を含む負極活物質を用いることにより、急速充電特性と高出力放電特性をさらに向上することができる。
【００１６】
正極端子及び負極端子が引き出された相対する二つの端面の両端部を絶縁テープで被覆し、電極群の端面同士が交わる四隅を固定すると、オーブン加熱・充電試験のような高温での充電時にセパレータが収縮して引き込まれにくくなるため、短絡を少なくすることができる。
【００１７】
正極端子及び負極端子が引き出されていない相対する二つの端面の両端部を絶縁テープで被覆し、電極群の端面同士が交わる四隅を固定すると、正極タブ及び負極タブが引き出されている端面からの非水電解質含浸速度が高まるため、生産タクトタイムを縮めることが可能である。
【００１８】
本発明によれば、車両用スタータ電源として使用されている鉛電池の代替二次電池、電気自動車やハイブリッド車に搭載する車載用二次電池、電力の平準化に使用される電力貯蔵用二次電池として好適な非水電解質電池を提供することが可能になる。
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２０】
図１に示すように、電極群１は、一方の短辺側端面から正極タブ２が引き出されており、かつ他方の短辺側端面から負極タブ３が引き出されている。正極タブ２及び負極タブ３は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金などの導電性材料から形成される。電極群１は、例えば、図３に示すように、セパレータ４が九十九に折られており、重なり合ったセパレータ間にシート状の正極５とシート状の負極６が交互に挿入されている。シート状の正極５は、正極集電体と、正極集電体の片面もしくは両面に積層された正極活物質含有層とを含む。正極タブ２は、図４に示すように、正極集電体の短辺の中央付近が長辺方向に突出したものである。正極タブ２は、各正極５から引き出されており、溶接により一つに束ねられている。一方、シート状の負極６は、負極集電体と、負極集電体の片面もしくは両面に積層された負極活物質含有層とを含む。負極タブ３は、図４に示すように、負極集電体の短辺の中央付近が長辺方向に突出したものである。負極タブ３は、各負極６から引き出されており、溶接により一つに束ねられている。
【００２１】
絶縁テープ７1〜７6は、図１に示すように、電極群１の端面同士が交わる四隅と、長辺側端面の中央付近に貼着されている。絶縁テープ７1〜７2は、図１及び図２に示すように、電極群１の一方の長辺側端面（図１の右側）の両端部を、電極群１の上面と下面とに跨って被覆している。絶縁テープ７5は、電極群１の一方の長辺側端面のうち、絶縁テープ７1と絶縁テープ７2の間に位置する部分を、電極群１の上面と下面とに跨って被覆している。
【００２２】
絶縁テープ７3〜７4は、電極群１の他方の長辺側端面（図１の左側）の両端部を、電極群１の上面と下面とに跨って被覆している。絶縁テープ７6は、電極群１の他方の長辺側端面のうち、絶縁テープ７3と絶縁テープ７4の間に位置する部分を、電極群１の上面と下面とに跨って被覆している。
【００２３】
絶縁テープ７1〜７6で被覆されている端面の割合について説明する。各絶縁テープ７1〜７6で被覆されている端面の幅Ｘを、電極群１の長辺方向に平行な絶縁テープの幅とする。この幅Ｘの合計値（図１の場合、６Ｘ）を、正極タブ２の幅Ｗ1及び負極タブ３の幅Ｗ2を除いた電極群１の外周長さに対して１０％以上、５０％以下とすることが望ましい。ここで、正極タブ２の幅Ｗ1及び負極タブ３の幅Ｗ2は、それぞれ、電極群１の短辺方向に平行な長さである。また、電極群１の外周長さには、電極群の長辺方向の長さ（タブを除く）と短辺方向の長さの合計を２倍した値を使用する。
【００２４】
絶縁テープ７1〜７6で被覆されている端面の割合を１０％未満にすると、正極とセパレータと負極との密着性が低下するため、正極と負極の位置ずれが大きくなる。一方、割合が５０％を超えると、非水電解質のセパレータへの含浸性が損なわれるため、生産タクトタイム上の問題が生じる。より好ましい範囲は、２５％以上、３５％以下である。
【００２５】
図１の電極群では、正極タブ２及び負極タブ３が引き出されている端面と垂直な二つの端面が絶縁テープ７1〜７6により被覆されているため、正極タブ２及び負極タブ３が引き出されている端面からの非水電解質含浸速度が高まるため、生産タクトタイムをより縮めることが可能である。
【００２６】
図１の電極群１が収納される容器を図５に示す。図５に示すように、容器８は、ラミネートフィルムに例えば深絞り加工あるいはプレス加工を施すことにより形成された矩形状の凹部からなる電極群収納部９と、ラミネートフィルムのうちの加工が施されていない平板部からなる矩形状の蓋体１０とを有する。ラミネートフィルムを点線に沿って容器側に折り返すと、電極群収納部９に蓋体１０を被せることができる。蓋体１０の内面は、電極群収納部９の開口部周縁の三辺１１ａ〜１１ｃと例えば熱融着により接合される。図６は、蓋体１０が電極群収納部９の開口部周縁の三辺１１ａ〜１１ｃに接合され、蓋体１０を下にして配置された状態を示している。ラミネートフィルムには、例えば、熱可塑性樹脂層と樹脂層との間に金属層が配置されたラミネートフィルムを使用することができる。熱可塑性樹脂層が電極群収納部９及び蓋体１０の内面に位置することによって、電極群収納部９に蓋体１０を熱融着により接合することができる。熱可塑性樹脂層は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等から形成される。金属層は、アルミニウム箔もしくはアルミニウム合金箔であることが好ましい。また、樹脂層は、金属層を補強するためのものであり、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの高分子から形成することができる。
【００２７】
電極群１は非水電解質を保持した状態で容器８の電極群収納部９に収納される。正極タブ２は、一つに束ねられた状態で正極リード１２に溶接されている。また、負極タブ３は、一つに束ねられた状態で負極リード１３に溶接されている。正極リード１２及び負極リード１３は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金などの導電性材料から形成される。図６に示すように、正極リード１２は、電極群収納部９の開口部周縁の短辺１１ａと蓋体１０との間から外部に引き出されている。負極リード１３は、電極群収納部９の開口部周縁の反対側の短辺１１ｂと蓋体１０との間から外部に引き出される。電極群収納部９の開口部周縁の長辺１１ｃと蓋体１０は、熱融着により接合された後、ほぼ垂直に折り曲げられている。なお、図６では、正負極タブに正負極リードを溶接し、正負極リードを容器から引き出したが、正負極タブをそのまま容器から引き出すことも可能である。
【００２８】
絶縁テープによる電極群端面の被覆方法は、図１に示す形態に限定されるものではない。例えば、電極群の四隅のみを絶縁テープで被覆することが可能である。また、電極群の四隅を被覆する場合、正極端子または負極端子が引き出されている端面と、正負極端子が引き出されていない端面とを混在させても良い。
【００２９】
他の被覆形態の一例を図７〜図８に示す。絶縁テープ１４1〜１４2は、電極群１の一方の短辺側端面（図７の上側）の両端部を、電極群１の上面と下面とに跨って被覆している。一方、絶縁テープ１４3〜１４4は、電極群１の他方の短辺側端面（図７の下側）の両端部を、電極群１の上面と下面とに跨って被覆している。
【００３０】
絶縁テープ１４5は、電極群１の一方の長辺側端面（図７の右側）のうち、絶縁テープ１４1と絶縁テープ１４3の間に位置する部分を、電極群１の上面と下面とに跨って被覆している。また、絶縁テープ１４6は、電極群１の他方の長辺側端面（図７の左側）のうち、絶縁テープ１４2と絶縁テープ１４4の間に位置する部分を、電極群１の上面と下面とに跨って被覆している。
【００３１】
絶縁テープ１４1〜１４6が被覆している電極群端面の割合は、以下に説明するようにして算出する。絶縁テープ１４5〜１４6それぞれが被覆している端面の幅Ｘは、電極群１の長辺方向に平行な絶縁テープの幅とする。一方、絶縁テープ１４1〜１４4それぞれが被覆している端面の幅Ｙは、電極群１の短辺方向に平行な絶縁テープの幅とする。この幅の合計値（図７の場合、２Ｘ＋４Ｙ）を、正極タブ２の幅Ｗ1及び負極タブ３の幅Ｗ2を除いた電極群１の外周長さに対して１０％以上、５０％以下とする。
【００３２】
図７の電極群では、正極タブ２が引き出されている端面と負極タブ３が引き出されている端面が絶縁テープ１４1〜１４4で被覆されているため、オーブン加熱・充電試験のような高温での充電時にセパレータ４が収縮して引き込まれにくくなるため、短絡を少なくすることができる。
【００３３】
絶縁テープ７，１４の材質は特に限定されるものではないが、例えば、熱硬化性ポリエステルのような耐熱性を有する熱硬化性樹脂が好ましい。
【００３４】
前述した図１〜図７では、帯状のセパレータを九十九折にし、正極と負極の間に介在させたが、シート状のセパレータを複数用意し、１葉ずつ正極と負極の間に介在させることも可能である。
【００３５】
以下、負極、正極、セパレータ及び非水電解質について説明する。
【００３６】
１）負極
この負極は、負極集電体と、負極集電体の片面もしくは両面に担持され、負極活物質、導電剤および結着剤を含む負極活物質含有層とを含む。
【００３７】
負極集電体には、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔を使用することができる。アルミニウム箔及びアルミニウム合金箔の平均結晶粒径は５０μｍ以下にすることが望ましい。平均結晶粒径の範囲が５０μｍ以下であることにより、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の強度を飛躍的に増大させることができる。この負極集電体強度の増大により、物理的および化学的安定性が向上し、負極集電体の断絶が生じにくくなる。特に、４０℃以上の高温環境下での過放電長期サイクルにおいて顕著であった、負極集電体の溶解による劣化を防ぐことができ、電極抵抗の増大を抑制できる。さらに、電極抵抗の増大を抑制することによりジュール熱が低下し、電極の発熱を抑制することができる。また、負極集電体強度の増大により、負極集電体を断絶させずに負極を高密度化することが可能となり、容量密度が向上する。また、負極の高密度化により、熱伝導率が増加し、電極の放熱性を向上できる。さらに、電池の発熱の抑制と電極の放熱性向上の相乗効果により、電池温度の上昇を抑制することが可能になる。なお、より好ましい平均結晶粒径は、３μｍ以下である。これにより上述した効果がさらに高まる。平均結晶粒径が小さいほど、負極集電体の化学的及び物理的強度が高くなるものの、優れた導電性を得るためには微細組織が結晶質であることが望ましいことから、平均結晶粒径の下限値は０．０１μｍにすることが望ましい。
【００３８】
平均結晶粒径の範囲が５０μｍ以下のアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔は、材料組成、加工条件、加熱条件および冷却条件などの因子に複雑に影響され、平均結晶粒径は、製造工程の中で、諸因子を有機的に組み合わせて調整される。なお、負極集電体のアルミニウム箔として、日本製箔製の高性能アルミ箔ＰＡＣＡＬ２１（商品名）を用いてもよい。具体的には、平均結晶粒径が５０μｍ以下のアルミニウム箔は、平均結晶粒径が９０μｍのアルミニウム箔を５０〜２５０℃で焼鈍処理後、室温に冷却することにより作製することができる。一方、平均結晶粒径が５０μｍ以下のアルミニウム合金箔は、平均結晶粒径が９０μｍのアルミニウム合金箔を５０〜２５０℃で焼鈍処理後、室温に冷却することにより作製することができる。あるいは、平均結晶粒径が５０μｍ以下のアルミニウム合金箔は、Ｆｅを０．８〜２重量％含む合金を焼鈍処理することによっても作製可能である。
【００３９】
アルミニウムおよびアルミニウム合金の平均結晶粒径は、以下に説明する方法で測定される。集電体表面の組織を金属顕微鏡観察し、１ｍｍ×１ｍｍの視野内に存在する結晶粒子数ｎを測定し、下記（０）式より平均結晶粒子面積Ｓ（μｍ2）を算出する。
【００４０】
Ｓ＝（１×１０6）／ｎ （０）
ここで、（１×１０6）で表わされる値は１ｍｍ×１ｍｍの視野面積（μｍ2）で、ｎは結晶粒子数である。得られた平均結晶粒子面積Ｓを用いて下記（１）式から平均結晶粒径ｄ（μｍ）を算出した。このような平均結晶粒径ｄの算出を５箇所（５視野）について行ない、その平均値を平均結晶粒径とした。なお、想定誤差は約５％である。
【００４１】
ｄ＝２（Ｓ／π）1/2 （１）
負極集電体の厚さは、高容量化のため、２０μｍ以下が好ましい。より好ましい範囲は１２μｍ以下である。また、負極集電体の厚さの下限値は、３μｍにすることが望ましい。
【００４２】
負極集電体に用いられるアルミニウムの純度は、耐食性の向上および高強度化のため、９９．９９％以上が好ましい。アルミニウム合金としては、アルミニウムの他に、鉄、マグネシウム、亜鉛、マンガン及びケイ素よりなる群から選択される１種類以上の元素を含む合金が好ましい。例えば、Ａｌ−Ｆｅ合金、Ａｌ−Ｍｎ系合金およびＡｌ−Ｍｇ系合金は、アルミニウムよりさらに高い強度を得ることが可能である。一方、アルミニウムおよびアルミニウム合金中のニッケル、クロムなどの遷移金属の含有量は１００ｐｐｍ以下（０ｐｐｍを含む）にすることが好ましい。例えば、Ａｌ−Ｃｕ系合金では、強度は高まるが、耐食性は悪化するので、集電体としては不適である。アルミニウム合金中のアルミニウム含有量は、９５重量％以上、９９．５重量％以下にすることが望ましい。この範囲を外れると、平均結晶粒径を５０μｍ以下にしても十分な強度を得られない恐れがあるからである。より好ましいアルミニウム含有量は、９８重量％以上、９９．５重量％以下である。
【００４３】
負極活物質の平均粒径は１μｍ以下とすることが望ましい。これにより、急速充電性能をさらに向上させることができる。なお、より好ましい平均粒径は、０．３μｍ以下である。但し、平均粒径が小さいと、一次粒子の凝集が起こりやすくなったり、非水電解質の分布が負極に偏って正極での電解質の枯渇を招く恐れがあることから、下限値は０．００１μｍにすることが望ましい。一般に、電極のプレス工程の際には、活物質の平均粒径が小さくなるほど、集電体への負荷は大きくなる。この負極活物質は平均粒径１μｍ以下なので、負極集電体に与える負荷も大きい。けれども、負極集電体として平均結晶粒径の範囲が５０μｍ以下のアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔は、強度が高いために、平均粒径１μｍ以下の粒子に起因する強い負荷にも耐えることができる。
【００４４】
平均粒径１μｍ以下である負極活物質は、活物質原料を反応合成して活物質プリカーサーを作製した後、焼成処理を行い、ボールミルやジェトミルなどの粉砕機を用いて粉砕処理を施すことにより得られる。なお、焼成処理において、活物質プリカーサーの一部は凝集し粒子径の大きい二次粒子に成長することがある。このため、負極活物質に二次粒子を含むことを許容する。粒子径の小さい物質の方が粉砕処理は簡便であるので、活物質プリカーサーは１μｍ以下の粉末であることが好ましい。
【００４５】
負極活物質としては、リチウムを吸蔵放出する物質を使用することができ、例えば、炭素質物、金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、合金などが挙げられる。
【００４６】
炭素質物としては、例えば、黒鉛質材料もしくは炭素質材料（例えば、黒鉛、コークス、炭素繊維、球状炭素、熱分解気相炭素質物、樹脂焼成体など）を挙げることができる。
【００４７】
負極活物質のリチウム吸蔵電位は、リチウム金属の開回路電位に対して開回路電位で０．４Ｖ以上であることが好ましい。これにより、負極集電体のアルミニウム成分とリチウムとの合金化反応の進行および負極集電体の微紛化を抑制できる。さらに、リチウム吸蔵電位は、リチウム金属の開回路電位に対して開回路電位で０．４Ｖ以上、３Ｖ以下の範囲であることが好ましい。これにより、電池電圧を向上させることができる。さらに好ましい電位範囲は、０．４Ｖ以上、２Ｖ以下である。
【００４８】
０．４Ｖ以上、３Ｖ以下の範囲でリチウムを吸蔵することが可能な金属酸化物としては、例えばＴｉＯ2などのチタン酸化物、例えばＬｉ4+xＴｉ5Ｏ12（ｘは−１≦ｘ≦３）やＬｉ2Ｔｉ3Ｏ7などのリチウムチタン酸化物、例えばＷＯ3などのタングステン酸化物、例えばＳｎＢ0.4Ｐ0.6Ｏ3.1などのアモルファススズ酸化物、例えばＳｎＳｉＯ3などのスズ珪素酸化物、例えばＳｉＯなどの酸化珪素などが挙げられる。
【００４９】
０．４Ｖ以上、３Ｖ以下の範囲でリチウムを吸蔵することが可能な金属硫化物としては、例えばＴｉＳ2などの硫化リチウム、例えばＭｏＳ2などの硫化モリブデン、例えばＦｅＳ、ＦｅＳ2、ＬｉxＦｅＳ2などの硫化鉄等が挙げられる。
【００５０】
０．４Ｖ以上、３Ｖ以下の範囲でリチウムを吸蔵することが可能な金属窒化物としては、例えばＬｉxＣｏyＮ（０＜ｘ＜４，０＜ｙ＜０．５）などのリチウムコバルト窒化物等が挙げられる。
【００５１】
負極活物質としては、チタン酸リチウムが好ましい。これは、チタン酸リチウムのリチウム吸蔵電位が約１．５Ｖであり、アルミニウム箔集電体もしくはアルミニウム合金箔集電体に対して電気化学的に安定な材料であるためである。
【００５２】
電子伝導性を高め、集電体との接触抵抗を抑えるための導電剤として、炭素材料を用いることができる。例えば、アセチレンブラック、カーボンブラック、コークス、炭素繊維、黒鉛等を挙げることができる。
【００５３】
活物質と導電剤を結着させるための結着剤としては、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）、フッ素系ゴム、スチレンブタジェンゴムなどが挙げられる。
【００５４】
負極の活物質、導電剤及び結着剤の配合比については、負極活物質は８０重量％以上９５重量％以下、導電剤は３重量％以上１８重量％以下、結着剤は２重量％以上７重量％以下の範囲にすることが好ましい。
【００５５】
負極の密度は、１．５ｇ／ｃｍ3以上、５ｇ／ｃｍ3以下にすることが望ましい。これにより、高い電池容量を得ることができる。さらに好ましい範囲は、２ｇ／ｃｍ3以上、４ｇ／ｃｍ3以下である。
【００５６】
負極は、例えば、負極活物質、導電剤及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し、乾燥し、プレスを施すことにより作製される。
【００５７】
２）正極
この正極は、正極集電体と、正極集電体の片面もしくは両面に担持され、正極活物質、導電剤および結着剤を含む正極活物質含有層とを含む。
【００５８】
正極集電体としては、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔を挙げることができる。アルミニウム箔及びアルミニウム合金箔は、それぞれ、平均結晶粒径が５０μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、３μｍ以下である。これにより、正極集電体の強度が増大し、正極集電体を断絶させずに正極を高密度化することが可能となり、容量密度を向上することができる。平均結晶粒径が小さいほど、ピンポール及びクラックの発生を少なくすることが可能になると共に、正極集電体の化学的強度及び物理的強度を高くすることができる。集電体の微細組織を結晶質を有するものとして適度な硬さを確保するために、平均結晶粒径の下限値は０．０１μｍにすることが望ましい。
【００５９】
正極集電体の厚さは、高容量化のため、２０μｍ以下が好ましい。より好ましい範囲は１５μｍ以下である。また、正極集電体の厚さの下限値は、３μｍにすることが望ましい。
【００６０】
正極活物質としては、酸化物、硫化物、ポリマーなどが挙げられる。酸化物として、例えば、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、例えばＬｉxＭｎ2Ｏ4またはＬｉxＭｎＯ2などのリチウムマンガン複合酸化物、例えばＬｉxＮｉＯ2などのリチウムニッケル複合酸化物、例えばＬｉxＣｏＯ2などのリチウムコバルト複合酸化物、例えばＬｉＮｉ1-yＣｏyＯ2などのリチウムニッケルコバルト複合酸化物、例えばＬｉＭｎyＣｏ1-yＯ2などのリチウムマンガンコバルト複合酸化物、例えばＬｉxＭｎ2-yＮｉyＯ4などのスピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、例えばＬｉxＦｅＰＯ4、ＬｉxＦｅ1-yＭｎyＰＯ4、ＬｉxＣｏＰＯ4などのオリピン構造を有するリチウムリン酸化物、例えばＦｅ2（ＳＯ4）3などの硫酸鉄、例えばＶ2Ｏ5などのバナジウム酸化物などが挙げられる。なお、ｘ、ｙは０〜１の範囲であることが好ましい。
【００６１】
例えば、ポリマーとしては、ポリアニリンやポリピロールなどの導電性ポリマー材料、ジスルフィド系ポリマー材料などが挙げられる。その他に、イオウ（Ｓ）、フッ化カーボンなども使用できる。好ましい正極活物質としては、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、リチウムマンガンコバルト複合酸化物、リチウムリン酸鉄などが挙げられる。これら活物質によると、高い正極電圧が得られる。
【００６２】
電子伝導性を高め、集電体との接触抵抗を抑えるための導電剤としては、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。
【００６３】
活物質と導電剤を結着させるための結着剤としては、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）、フッ素系ゴムなどが挙げられる。
【００６４】
正極活物質、導電剤及び結着剤の配合比については、正極活物質は８０重量％以上９５重量％以下、導電剤は３重量％以上１８重量％以下、結着剤は２重量％以上７重量％以下の範囲にすることが好ましい。
【００６５】
正極は、例えば、正極活物質、導電剤及び結着剤を適当な溶媒に懸濁し、この懸濁物を正極集電体に塗布し、乾燥し、プレスを施すことにより作製される。
【００６６】
３）非水電解質
非水電解質としては、電解質を有機溶媒に溶解することにより調製される液状非水電解質、液状電解質と高分子材料を複合化したゲル状非水電解質、またはリチウム塩電解質と高分子材料を複合化した固体非水電解質が挙げられる。また、リチウムイオンを含有した常温溶融塩（イオン性融体）を非水電解質として使用してもよい。
【００６７】
液状非水電解質は、電解質を０．５〜２ｍｏｌ／Ｌの濃度で有機溶媒に溶解することにより、調製される。
【００６８】
電解質としては、例えば、ＬｉＢＦ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2、ＬｉＮ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2、Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）3Ｃ、ＬｉＢ［（ＯＣＯ）2］2などが挙げられる。使用する電解質の種類は、１種類または２種類以上にすることができる。
【００６９】
有機溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）やエチレンカーボネート（ＥＣ）などの環状カーボネート、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）やジメチルカーボネート（ＤＭＣ）あるいはメチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）などの鎖状カーボネート、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）やジエトエタン（ＤＥＥ）などの鎖状エーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキソラン（ＤＯＸ）などの環状エーテル、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、アセトニトリル（ＡＮ）、スルホラン（ＳＬ）などを挙げることができる。これらの有機溶媒は、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。
【００７０】
高分子材料としては、例えば、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）等を挙げることができる。
【００７１】
また、常温溶融塩（イオン性融体）は、リチウムイオン、有機物カチオンおよび有機物アニオンから構成されることが好ましい。また、常温溶融塩は、１００℃以下、好ましくは室温以下で液体状であることが望ましい。
【００７２】
４）セパレータ
セパレータとしては、例えば、合成樹脂製不織布、ポリエチレン多孔質フィルム、ポリプロピレン多孔質フィルムなどを用いることができる。
【００７３】
５）容器
ラミネートフィルム製容器を構成するラミネートフィルムの厚さは、０．５ｍｍ以下にすることが望ましい。また、ラミネートフィルムの厚さの下限値は、０．０１ｍｍにすることが望ましい。
【００７４】
容器には、前述した図５に例示されるラミネートフィルム製容器の代りに、金属製容器を使用しても良い。金属製容器の厚さは、０．５ｍｍ以下にすることが望ましい。金属製容器の下限値は、０．０５ｍｍにすることが望ましい。
【００７５】
金属製容器は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されていることが望ましい。アルミニウム及びアルミニウム合金それぞれの平均結晶粒径は５０μｍ以下であることが好ましい。平均結晶粒径を５０μｍ以下にすることにより、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属製容器の強度が増大し、容器の肉厚を薄くしても十分な機械的強度を確保することができる。なお、より好ましくは、１０μｍ以下である。また、平均結晶粒径の下限値は０．０１μｍにすることが望ましい。これらの特徴は、高温条件、高エネルギー密度等が求められる電池、例えば、車載用二次電池に好適である。負極集電体と同様の理由で、アルミニウムの純度は９９．９９％以上が好ましい。アルミニウム合金としては、マグネシウム、亜鉛、ケイ素などの元素を含む合金が好ましい。一方、アルミニウム及びアルミニウム合金は、それぞれ、鉄、銅、ニッケル、クロムなどの遷移金属の含有量を１００ｐｐｍ以下にすることが好ましい。金属製容器の封口は、レーザーにより行うことができる。
【００７６】
容器の形状は非水電解質電池の形態に応じたものにする。非水電解質電池の形態としては、扁平型、角型、シート型、電気自動車等に積載される大型電池等が挙げられる。
【００７７】
[実施例]
以下、本発明の実施例について、前述した図面を参照して説明する。なお、本発明の主旨を超えない限り、本発明は以下に掲載される実施例に限定されるものではない。
【００７８】
（実施例１）
＜負極の作製＞
平均粒径３０μｍの粒状黒鉛粉末とポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を、重量比で９２：８となるように混合して、これらをｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶媒に分散してスラリーを調製した。続いて、負極合剤スラリーを厚さ１０μｍの銅箔に均一に塗布して乾燥行い、プレスにて圧延し、厚さが７０μｍの負極を作製した。このときの電極密度は２．４ｇ／ｃｍ3であった。
【００７９】
なお、負極密度の測定方法は以下の通りである。両面にスラリーが塗工された負極を５ｃｍ×５ｃｍの大きさに切り出し、電極の総重量と厚さを測定した。次いで電極の両面から負極活物質含有層をアセトンを用いて剥ぎ取り、集電体の重量と厚さを測定し、以下の（２）式により負極密度ρ（ｇ／ｃｍ3）を計算した。
【００８０】
ρ＝（Ｗ0−Ｗ1）／（（Ｔ0−Ｔ1）×Ｓ） （２）
但し、Ｗ0は電極総重量（ｇ）で、Ｗ1は集電体重量（ｇ）で、Ｔ0は電極厚さ（ｃｍ）で、Ｔ1は集電体厚さ（ｃｍ）で、Ｓは負極面積で、この場合、２５ｃｍ2である。
【００８１】
＜正極の作製＞
活物質としてリチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ2）と、導電材として黒鉛粉末と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを重量比で８７：８：５となるように配合し、これらをｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶媒に分散させてスラリーを調製した。厚さ１５μｍの平均結晶粒径１０μｍのアルミニウム箔（純度９９．９９％）にスラリーを塗布し、乾燥した後、プレスすることにより、厚さが６０μｍ、電極密度３．５ｇ／ｃｍ3の正極を作製した。
【００８２】
容器（外装部材）の形成材料として、厚さが０．１ｍｍのアルミニウム含有ラミネートフィルムを用意した。このアルミニウム含有ラミネートフィルムのアルミニウム層は、膜厚約０．０３ｍｍであり、平均結晶粒径は約１００μｍであった。アルミニウム層を補強する樹脂には、ポリエチレンを使用した。このラミネートフィルムに矩形の凹部を形成することにより、図５に示すような容器（外装部材）を得た。
【００８３】
次いで、正極、負極を縦４６．５ｍｍ、幅３４．５ｍｍとなるように打抜いた。図３に示すように、厚さ２５μｍのポリエチレン製多孔質フィルムからなる連続したセパレータを九十九折にし、重なり合ったセパレータの間に正極と負極を交互に挿入した。この際、九十九折されたセパレータの両方の短辺側から幅１２．５ｍｍの正負極タブを引き出した。
【００８４】
得られた電極群における正負極集電タブが引き出されている端面に対して垂直な二つの端面の３箇所（両端部及び中央付近）を、図１に示すように、幅３．５ｍｍ、長さ２５ｍｍ、厚さ２５μｍの熱硬化性ポリエステルテープからなる絶縁テープで電極群の上下面を跨いで被覆した。絶縁テープで被覆されている端面の割合は、正極タブ及び負極タブの幅を除いた電極群の外周長さに対して１０％とした。
【００８５】
この電極群をプレスして成形し、容器（外装部材）の凹部内に電極群を挿入した。ＥＣとＧＢＬが体積比（ＥＣ：ＧＢＬ）で１：２の割合で混合された有機溶媒に、リチウム塩のＬｉＢＦ4を１．５ｍｏｌ／Ｌ溶解させ、液状の非水電解質（非水電解液）を調製した。得られた非水電解質を容器内に注液し、前述した図６に示す構造を有し、厚さ４ｍｍ、幅４５ｍｍ、長さ７０ｍｍの扁平型の非水電解質電池を作製した。
【００８６】
（実施例２）
電極群に固定する絶縁テープの幅を１０ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様に電池を作製した。
【００８７】
（実施例３）
電極群に固定する絶縁テープの幅を１７ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様に電池を作製した。
【００８８】
（比較例１）
正負極タブを電極群の同じ端面から引き出し、タブ幅を５ｍｍとしたこと以外は実施例２と同様に電池を作製した。
【００８９】
（比較例２）
電極群に固定する絶縁テープの幅を２．５ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様に電池を作製した。
【００９０】
（比較例３）
電極群に固定する絶縁テープの幅を１８ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様に電池を作製した。
【００９１】
得られた非水電解質電池について、以下に説明する方法でセパレータへの電解液未含浸率、２Ｃ急速充電維持率および電極群移載時の正負極のズレ不良率を測定し、その結果を下記表１に示す。
【００９２】
＜セパレータへの電解液未含浸率の測定＞
オムロン製マイクロスコープにてセパレータの画像を取り込み、未含浸部を選択して面積を計算した。これをセパレータの総面積で除して未含浸率を求めた。
【００９３】
＜２Ｃ急速充電維持率の測定＞
２５℃にて０．２Ｃの充電レートで２．８Ｖまで定電流充電を行い、その後定電圧充電を５時間行った。続いて、０．２Ｃで１．５Ｖまで放電を行った。その後、２５℃にて２Ｃの充電レートで２．８Ｖまで定電流充電を行い、その後定電圧充電を５時間行った。この時の充電容量を０．２Ｃで行った時の充電容量で除して維持率を求めた。
【００９４】
＜電極群移載時の正負極のズレ不良率の測定＞
電極群を投影機に置いて真上から見たときの幅、長さが、電極群の幅、長さの中心値に対して５％以上であるものを電極群ズレ不良とした。それぞれのロットで電池を各２０個作製したときの不良率を求めた。
【表１】
【００９５】
表１から明らかな通りに、絶縁テープの電極群端面を被覆する割合を１０〜５０％とした実施例１〜３の電池は、セパレータへの電解液未含浸率が低く、すなわち電解液の含浸時間が短く、２Ｃ急速充電維持率が高く、電極群移載時の正負極のズレ不良率が少なかった。
【００９６】
これに対し、電極群の同じ端面から正負極タブを引き出した比較例１の電池によると、２Ｃ急速充電維持率が実施例１〜３に比して劣ったものとなった。絶縁テープで被覆されている端面の割合を１０％未満とした比較例２の電池では、電極群移載時の正負極のズレ不良率が実施例１〜３に比して大きかった。一方、絶縁テープで被覆されている端面の割合が５０％を超えている比較例３の電池では、セパレータへの電解液未含浸率が実施例１〜３に比して高く、含浸に長時間を要した。
【００９７】
（実施例４〜１１）
正極及び負極の厚さを下記表２に示すように設定すること以外は実施例１と同様に電池を作製した。
【００９８】
得られた非水電解質電池について、前述したのと同様な条件でセパレータへの電解液未含浸率及び２Ｃ急速充電維持率を測定し、また、正負極の塗布ムラ不良率を以下に説明する方法で測定し、その結果を下記表２に示す。
【００９９】
＜正負極の塗布ムラ不良率の測定＞
オムロン製マイクロスコープにて正極及び負極それぞれの画像を取り込み、未塗布部もしくは未圧延部を選択して面積を計算した。これを正負極電極それぞれの総面積で除して電池当たりの塗布ムラ不良率を求めた。
【表２】
【０１００】
表２における実施例１，４〜１１の比較により、正極の厚さを５０μｍ以上、７０μｍ以下にし、かつ負極の厚さを６０μｍ以上、８０μｍ以下にすることによって、セパレータへの電解液含浸性と正負極の活物質含有層の厚さばらつきの問題を招くことなく、高い２Ｃ急速充電維持率を得られることが理解できる。
【０１０１】
（実施例１２）
活物質として、平均粒径５μｍでＬｉ吸蔵電位が１．５５Ｖ(vs.Li/Li+)のチタン酸リチウム（Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12）粉末と、導電剤として平均粒径０．４μｍの炭素粉末と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを重量比で９０：７：３となるように配合し、これらをｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶媒に分散してスラリーを調製した。一方、厚さ１０μｍで平均結晶粒径５０μｍのアルミニウム箔（純度９９．９９％）を負極集電体として用意した。得られた負極集電体にスラリーを塗布し、乾燥した後、プレスを施すことにより、厚さが７０μｍで、電極密度２．４ｇ／ｃｍ3の負極を作製した。それ以外については実施例１と同様に電池を作製した。
【０１０２】
なお、負極活物質の粒子径の測定には、レーザー回折式粒度分布測定装置（島津製作所 型番ＳＡＬＤ−３００）を用いた。まず、ビーカー等に試料約０．１ｇを入れた後、界面活性剤と１〜２ｍＬの蒸留水を添加して十分に攪拌し、攪拌水槽に注入した。２秒間隔で、６４回光強度分布を測定し、粒度分布データを解析し、累積度数分布が５０％の粒径（Ｄ５０）を平均粒径とした。
【０１０３】
得られた非水電解質電池について、前述したのと同様な条件でセパレータへの電解液未含浸率及び２Ｃ急速充電維持率を測定したところ、セパレータへの電解液未含浸率が０．３％で、２Ｃ急速充電維持率が９４％であった。
【０１０４】
（実施例１３）
シート状のセパレータを用いて、正極、セパレータ、負極を順次積層して電極群を作製したこと以外は実施例１と同様に電池を作製した。
【０１０５】
（実施例１４）
電極群の四隅に固定する絶縁テープの貼り方の向きを変更し、図７に示すように正負極タブが引き出されている端面を被覆すること以外は実施例１と同様に電池を作製した。絶縁テープで被覆されている端面のうち、正負極タブが引き出されている端面の占める割合は、下記表３に示す通りに９１％になった。
【０１０６】
（比較例４）
電極群を絶縁テープで被覆せずに電池を作製したこと以外は実施例１と同様に電池を作製した。
【０１０７】
得られた非水電解質電池について、前述したのと同様な条件でセパレータへの電解液未含浸率、２Ｃ急速充電維持率および電極群移載時の正負極のズレ不良率を測定し、その結果を下記表３に示す。
【表３】
【０１０８】
表３における実施例１３，１４の比較から、正負極タブが引き出されている端面と垂直な端面を絶縁テープで被覆することにより、２Ｃ急速充電維持率が向上されることが理解できる。また、比較例４のように、電極群を絶縁テープで固定しない場合、セパレータへの電解液未含浸率が低くなるものの、２Ｃ急速充電維持率は低くなった。比較例４の電極群の長辺中央付近に絶縁テープを１周させて固定したところ、電極群を容器内に収納する際に電極群の四隅がめくれ上がり、また、充放電サイクルの進行に伴って絶縁テープで被覆していない箇所が膨張して変形した。
【０１０９】
（実施例１５）
正極、負極を縦１３９．５ｍｍ、幅１０３．５ｍｍとなるように打抜いた。厚さ２５μｍのポリエチレン製多孔質フィルムからなる連続したセパレータを九十九折にし、重なり合ったセパレータ間に正極及び負極を交互に挿入した。この際、九十九折されたセパレータの両方の短辺側から幅３７．５ｍｍの正負極タブを引き出した。
【０１１０】
得られた電極群における正負極集電タブが引き出されている端面に対して垂直な二つの端面の３箇所（両端部及び中央付近）を、図１に示すように、幅１０．５ｍｍ、長さ７５ｍｍ、厚さ２５μｍの熱硬化性ポリエステルテープからなる絶縁テープで電極群の上下面を跨ぎつつ被覆した。絶縁テープで被覆されている端面の割合は、正極タブ及び負極タブの幅を除いた電極群の外周長さに対して１０％とした。
【０１１１】
得られた電極群を用いること以外は実施例１と同様にして、厚さ６ｍｍ、幅６８ｍｍ、長さ１０５ｍｍの扁平型の非水電解質電池を作製した。
【０１１２】
（実施例１６）
正極、負極を縦４０ｍｍ、幅３０ｍｍとなるように打抜いた。厚さ２５μｍのポリエチレン製多孔質フィルムからなる連続したセパレータを九十九折にし、重なり合ったセパレータ間に正極及び負極を交互に挿入した。この際、九十九折されたセパレータの両方の短辺側から幅１０ｍｍの正負極タブを引き出した。
【０１１３】
得られた電極群における正負極集電タブが引き出されている端面に対して垂直な二つの端面の３箇所（両端部及び中央付近）を、幅３ｍｍ、長さ２０ｍｍ、厚さ２５μｍの熱硬化性ポリエステルテープからなる絶縁テープで電極群の上下面を跨いで被覆した。絶縁テープで被覆されている端面の割合は、正極タブ及び負極タブの幅を除いた電極群の外周長さに対して１０％とした。
【０１１４】
得られた電極群を用いること以外は実施例１と同様にして、厚さ３ｍｍ、幅３６ｍｍ、長さ５６ｍｍの扁平型の非水電解質電池を作製した。
【０１１５】
得られた非水電解質電池について、前述したのと同様な条件でセパレータへの電解液未含浸率及び２Ｃ急速充電維持率を測定し、その結果を下記表４に示す。なお、表４には、各電池の厚さ、幅及び長さから算出される電池体積を併記する。
【表４】
【０１１６】
表４における実施例１，１５，１６の比較から、電池厚さを４ｍｍ以上にした大型の電池の急速充電特性を改善する効果が高いことを確認することができた。
【０１１７】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の実施形態に係る非水電解質電池に用いられる電極群を示す平面図。
【図２】図１の電極群を正極タブの引き出し方向側から見た側面図。
【図３】図１の電極群の作製方法を説明するための斜視図。
【図４】絶縁テープで固定される前の電極群を示す平面図。
【図５】図１の電極群が収納される容器を示す斜視図。
【図６】本発明の実施形態に係る非水電解質電池を示す斜視図。
【図７】本発明の実施形態に係る非水電解質電池に用いられる電極群の別な例を示す平面図。
【図８】図７の電極群を正負極タブの引き出し方向と垂直な方向から見た側面図。
【符号の説明】
【０１１９】
１…電極群、２…正極タブ、３…負極タブ、４…セパレータ、５…正極、６…負極、７1〜７6，１４1〜１４6…絶縁テープ、８…容器、９…電極群収納部、１０…蓋体、１２…正極リード、１３…負極リード。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水電解質電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リチウム金属、リチウム合金、リチウム化合物または炭素材料を含む負極を備えた非水電解質電池は、高エネルギー密度電池あるいは高出力密度電池として、盛んに研究開発が進められている。これまでに、ＬｉＣｏＯ2またはＬｉＭｎ2Ｏ4を活物質として含む正極とリチウムを吸蔵・放出する炭素材料を含む負極とを具備したリチウムイオン電池が実用化されている。また、負極においては炭素材料に代わる金属酸化物あるいは合金等の検討がなされている。
【０００３】
これらの負極の集電体には、一般に銅箔が使用されている。しかしながら、銅箔からなる集電体を備えた非水電解質電池を過放電状態にすると、負極の電位上昇により銅極の溶解反応が促進され、放電容量が急激に低下する。このため、非水電解質電池には、過放電状態になることを防止するための保護回路が装着されている。しかし、保護回路が装着された非水電解質電池は、エネルギー密度の点から不利であった。
【０００４】
近年、負極にリチウムチタン酸化物を使用した非水電解質電池が開発されている。かかるリチウムチタン酸化物はリチウム吸蔵電位(vs.Li/Li+)が１．５Ｖであり、従来の炭素材料負極に比較して高い電位を有している。このため、電池が過放電状態になっても溶解反応が起きないアルミニウムを負極集電体に用いることが可能となった。比重の軽いアルミニウムを集電体に使用することにより、重量エネルギー密度の観点から有利になった。
【０００５】
さらに、負極集電体のアルミニウムないしアルミニウム合金の平均結晶粒径を５０μｍ以下にすることで、靭性強度が高くなるために高密度プレスが可能となり、単位電極の薄肉化を達成することできる。これにより、低内部抵抗化をすることができ、急速充電特性、高出力特性、サイクル特性を向上することが可能になった。
【０００６】
上記薄肉化が図られた電極を正極及び負極に用いる場合、正極と負極がセパレータを介して積層された積層型電極群においては、正極とセパレータと負極間の密着性を高めるために電極群を固定することが望ましい。また、非水電解液を注液後に減圧含浸を行い、セパレータに均一に含浸させることも急速充電特性を向上させるために要望されており、積層型電極群の固定方法が電池特性に及ぼす影響が大きくなってきている。
【０００７】
特許文献１には、発電要素と外装部材の間に絶縁性の接着層を設けることにより、発電要素と外装部材を接着し、高温保存によりガスが発生した際の外装部材の形状変化を抑えることが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−１５１５１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、電極群における正極及び負極の位置ずれ不良が低減され、かつ急速充電特性に優れる非水電解質電池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】
本発明に係る非水電解質電池は、
正極と負極がセパレータを介して交互に積層された電極群と、
前記電極群の端面同士が交わる四隅を少なくとも被覆する絶縁テープと、
前記電極群の相対する二つの端面のうち一方の端面から引き出された正極端子と、
前記電極群の相対する二つの端面のうち他方の端面から引き出された負極端子と、
を具備する非水電解質電池であって、
前記絶縁テープで被覆されている端面の割合を、前記正極端子及び前記負極端子の幅を除いた前記電極群の外周長さに対して１０％以上、５０％以下としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電極群における正極及び負極の位置ずれ不良が低減され、かつ急速充電特性に優れる非水電解質電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明者らは、相対する二つの端面から正極端子及び負極端子が引き出されている電極群を備えた非水電解質電池において、少なくとも電極群の端面同士が交わる四隅を絶縁テープで被覆し、絶縁テープで被覆されている端面の割合を、正極端子及び負極端子の幅を除いた電極群の外周長さに対して１０％以上、５０％以下とすることにより、セパレータへの非水電解質含浸性を損なうことなく、正極及び負極を薄くした際にも正極とセパレータと負極との密着性を高めることができ、急速充電および高出力放電という条件下においても電池容量特性およびサイクル性能に優れた非水電解質電池を提供できることを見出したのである。なお、急速充電特性の改善は、電池厚さが４ｍｍ以上の大型の非水電解質電池で顕著に表れた。非水電解質電池の面積は、３１．５ｃｍ2以上にすることが望ましい。
【００１２】
正極の厚さが５０μｍ以上、７０μｍ以下で、かつ負極の厚さが６０μｍ以上、８０μｍ以下であることが望ましい。
【００１３】
すなわち、正極の厚さを５０μｍ未満にすると、正極活物質含有層の厚さのばらつきが大きくなる恐れがある。また、正極の厚さが７０μｍを超えると、セパレータへの非水電解質含浸性が良好でも、高い急速充電特性を得られない可能性がある。一方、負極の厚さを６０μｍ未満にすると、負極活物質含有層の厚さのばらつきが大きくなる恐れがある。また、負極の厚さが８０μｍを超えると、セパレータへの非水電解質含浸性が良好でも、高い急速充電特性を得られない可能性がある。これらの理由により、正極の厚さを５０μｍ以上、７０μｍ以下にし、かつ負極の厚さを６０μｍ以上、８０μｍ以下にすることによって、セパレータへの非水電解質含浸性の低下と正負極の活物質含有層の厚さばらつきの問題を招くことなく、急速充電特性を向上することができる。
【００１４】
なお、正極及び負極の厚さは、マイクロメータで測定される。
【００１５】
また、リチウムチタン酸化物を含む負極活物質を用いることにより、急速充電特性と高出力放電特性をさらに向上することができる。
【００１６】
正極端子及び負極端子が引き出された相対する二つの端面の両端部を絶縁テープで被覆し、電極群の端面同士が交わる四隅を固定すると、オーブン加熱・充電試験のような高温での充電時にセパレータが収縮して引き込まれにくくなるため、短絡を少なくすることができる。
【００１７】
正極端子及び負極端子が引き出されていない相対する二つの端面の両端部を絶縁テープで被覆し、電極群の端面同士が交わる四隅を固定すると、正極タブ及び負極タブが引き出されている端面からの非水電解質含浸速度が高まるため、生産タクトタイムを縮めることが可能である。
【００１８】
本発明によれば、車両用スタータ電源として使用されている鉛電池の代替二次電池、電気自動車やハイブリッド車に搭載する車載用二次電池、電力の平準化に使用される電力貯蔵用二次電池として好適な非水電解質電池を提供することが可能になる。
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２０】
図１に示すように、電極群１は、一方の短辺側端面から正極タブ２が引き出されており、かつ他方の短辺側端面から負極タブ３が引き出されている。正極タブ２及び負極タブ３は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金などの導電性材料から形成される。電極群１は、例えば、図３に示すように、セパレータ４が九十九に折られており、重なり合ったセパレータ間にシート状の正極５とシート状の負極６が交互に挿入されている。シート状の正極５は、正極集電体と、正極集電体の片面もしくは両面に積層された正極活物質含有層とを含む。正極タブ２は、図４に示すように、正極集電体の短辺の中央付近が長辺方向に突出したものである。正極タブ２は、各正極５から引き出されており、溶接により一つに束ねられている。一方、シート状の負極６は、負極集電体と、負極集電体の片面もしくは両面に積層された負極活物質含有層とを含む。負極タブ３は、図４に示すように、負極集電体の短辺の中央付近が長辺方向に突出したものである。負極タブ３は、各負極６から引き出されており、溶接により一つに束ねられている。
【００２１】
絶縁テープ７1〜７6は、図１に示すように、電極群１の端面同士が交わる四隅と、長辺側端面の中央付近に貼着されている。絶縁テープ７1〜７2は、図１及び図２に示すように、電極群１の一方の長辺側端面（図１の右側）の両端部を、電極群１の上面と下面とに跨って被覆している。絶縁テープ７5は、電極群１の一方の長辺側端面のうち、絶縁テープ７1と絶縁テープ７2の間に位置する部分を、電極群１の上面と下面とに跨って被覆している。
【００２２】
絶縁テープ７3〜７4は、電極群１の他方の長辺側端面（図１の左側）の両端部を、電極群１の上面と下面とに跨って被覆している。絶縁テープ７6は、電極群１の他方の長辺側端面のうち、絶縁テープ７3と絶縁テープ７4の間に位置する部分を、電極群１の上面と下面とに跨って被覆している。
【００２３】
絶縁テープ７1〜７6で被覆されている端面の割合について説明する。各絶縁テープ７1〜７6で被覆されている端面の幅Ｘを、電極群１の長辺方向に平行な絶縁テープの幅とする。この幅Ｘの合計値（図１の場合、６Ｘ）を、正極タブ２の幅Ｗ1及び負極タブ３の幅Ｗ2を除いた電極群１の外周長さに対して１０％以上、５０％以下とすることが望ましい。ここで、正極タブ２の幅Ｗ1及び負極タブ３の幅Ｗ2は、それぞれ、電極群１の短辺方向に平行な長さである。また、電極群１の外周長さには、電極群の長辺方向の長さ（タブを除く）と短辺方向の長さの合計を２倍した値を使用する。
【００２４】
絶縁テープ７1〜７6で被覆されている端面の割合を１０％未満にすると、正極とセパレータと負極との密着性が低下するため、正極と負極の位置ずれが大きくなる。一方、割合が５０％を超えると、非水電解質のセパレータへの含浸性が損なわれるため、生産タクトタイム上の問題が生じる。より好ましい範囲は、２５％以上、３５％以下である。
【００２５】
図１の電極群では、正極タブ２及び負極タブ３が引き出されている端面と垂直な二つの端面が絶縁テープ７1〜７6により被覆されているため、正極タブ２及び負極タブ３が引き出されている端面からの非水電解質含浸速度が高まるため、生産タクトタイムをより縮めることが可能である。
【００２６】
図１の電極群１が収納される容器を図５に示す。図５に示すように、容器８は、ラミネートフィルムに例えば深絞り加工あるいはプレス加工を施すことにより形成された矩形状の凹部からなる電極群収納部９と、ラミネートフィルムのうちの加工が施されていない平板部からなる矩形状の蓋体１０とを有する。ラミネートフィルムを点線に沿って容器側に折り返すと、電極群収納部９に蓋体１０を被せることができる。蓋体１０の内面は、電極群収納部９の開口部周縁の三辺１１ａ〜１１ｃと例えば熱融着により接合される。図６は、蓋体１０が電極群収納部９の開口部周縁の三辺１１ａ〜１１ｃに接合され、蓋体１０を下にして配置された状態を示している。ラミネートフィルムには、例えば、熱可塑性樹脂層と樹脂層との間に金属層が配置されたラミネートフィルムを使用することができる。熱可塑性樹脂層が電極群収納部９及び蓋体１０の内面に位置することによって、電極群収納部９に蓋体１０を熱融着により接合することができる。熱可塑性樹脂層は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等から形成される。金属層は、アルミニウム箔もしくはアルミニウム合金箔であることが好ましい。また、樹脂層は、金属層を補強するためのものであり、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの高分子から形成することができる。
【００２７】
電極群１は非水電解質を保持した状態で容器８の電極群収納部９に収納される。正極タブ２は、一つに束ねられた状態で正極リード１２に溶接されている。また、負極タブ３は、一つに束ねられた状態で負極リード１３に溶接されている。正極リード１２及び負極リード１３は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金などの導電性材料から形成される。図６に示すように、正極リード１２は、電極群収納部９の開口部周縁の短辺１１ａと蓋体１０との間から外部に引き出されている。負極リード１３は、電極群収納部９の開口部周縁の反対側の短辺１１ｂと蓋体１０との間から外部に引き出される。電極群収納部９の開口部周縁の長辺１１ｃと蓋体１０は、熱融着により接合された後、ほぼ垂直に折り曲げられている。なお、図６では、正負極タブに正負極リードを溶接し、正負極リードを容器から引き出したが、正負極タブをそのまま容器から引き出すことも可能である。
【００２８】
絶縁テープによる電極群端面の被覆方法は、図１に示す形態に限定されるものではない。例えば、電極群の四隅のみを絶縁テープで被覆することが可能である。また、電極群の四隅を被覆する場合、正極端子または負極端子が引き出されている端面と、正負極端子が引き出されていない端面とを混在させても良い。
【００２９】
他の被覆形態の一例を図７〜図８に示す。絶縁テープ１４1〜１４2は、電極群１の一方の短辺側端面（図７の上側）の両端部を、電極群１の上面と下面とに跨って被覆している。一方、絶縁テープ１４3〜１４4は、電極群１の他方の短辺側端面（図７の下側）の両端部を、電極群１の上面と下面とに跨って被覆している。
【００３０】
絶縁テープ１４5は、電極群１の一方の長辺側端面（図７の右側）のうち、絶縁テープ１４1と絶縁テープ１４3の間に位置する部分を、電極群１の上面と下面とに跨って被覆している。また、絶縁テープ１４6は、電極群１の他方の長辺側端面（図７の左側）のうち、絶縁テープ１４2と絶縁テープ１４4の間に位置する部分を、電極群１の上面と下面とに跨って被覆している。
【００３１】
絶縁テープ１４1〜１４6が被覆している電極群端面の割合は、以下に説明するようにして算出する。絶縁テープ１４5〜１４6それぞれが被覆している端面の幅Ｘは、電極群１の長辺方向に平行な絶縁テープの幅とする。一方、絶縁テープ１４1〜１４4それぞれが被覆している端面の幅Ｙは、電極群１の短辺方向に平行な絶縁テープの幅とする。この幅の合計値（図７の場合、２Ｘ＋４Ｙ）を、正極タブ２の幅Ｗ1及び負極タブ３の幅Ｗ2を除いた電極群１の外周長さに対して１０％以上、５０％以下とする。
【００３２】
図７の電極群では、正極タブ２が引き出されている端面と負極タブ３が引き出されている端面が絶縁テープ１４1〜１４4で被覆されているため、オーブン加熱・充電試験のような高温での充電時にセパレータ４が収縮して引き込まれにくくなるため、短絡を少なくすることができる。
【００３３】
絶縁テープ７，１４の材質は特に限定されるものではないが、例えば、熱硬化性ポリエステルのような耐熱性を有する熱硬化性樹脂が好ましい。
【００３４】
前述した図１〜図７では、帯状のセパレータを九十九折にし、正極と負極の間に介在させたが、シート状のセパレータを複数用意し、１葉ずつ正極と負極の間に介在させることも可能である。
【００３５】
以下、負極、正極、セパレータ及び非水電解質について説明する。
【００３６】
１）負極
この負極は、負極集電体と、負極集電体の片面もしくは両面に担持され、負極活物質、導電剤および結着剤を含む負極活物質含有層とを含む。
【００３７】
負極集電体には、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔を使用することができる。アルミニウム箔及びアルミニウム合金箔の平均結晶粒径は５０μｍ以下にすることが望ましい。平均結晶粒径の範囲が５０μｍ以下であることにより、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の強度を飛躍的に増大させることができる。この負極集電体強度の増大により、物理的および化学的安定性が向上し、負極集電体の断絶が生じにくくなる。特に、４０℃以上の高温環境下での過放電長期サイクルにおいて顕著であった、負極集電体の溶解による劣化を防ぐことができ、電極抵抗の増大を抑制できる。さらに、電極抵抗の増大を抑制することによりジュール熱が低下し、電極の発熱を抑制することができる。また、負極集電体強度の増大により、負極集電体を断絶させずに負極を高密度化することが可能となり、容量密度が向上する。また、負極の高密度化により、熱伝導率が増加し、電極の放熱性を向上できる。さらに、電池の発熱の抑制と電極の放熱性向上の相乗効果により、電池温度の上昇を抑制することが可能になる。なお、より好ましい平均結晶粒径は、３μｍ以下である。これにより上述した効果がさらに高まる。平均結晶粒径が小さいほど、負極集電体の化学的及び物理的強度が高くなるものの、優れた導電性を得るためには微細組織が結晶質であることが望ましいことから、平均結晶粒径の下限値は０．０１μｍにすることが望ましい。
【００３８】
平均結晶粒径の範囲が５０μｍ以下のアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔は、材料組成、加工条件、加熱条件および冷却条件などの因子に複雑に影響され、平均結晶粒径は、製造工程の中で、諸因子を有機的に組み合わせて調整される。なお、負極集電体のアルミニウム箔として、日本製箔製の高性能アルミ箔ＰＡＣＡＬ２１（商品名）を用いてもよい。具体的には、平均結晶粒径が５０μｍ以下のアルミニウム箔は、平均結晶粒径が９０μｍのアルミニウム箔を５０〜２５０℃で焼鈍処理後、室温に冷却することにより作製することができる。一方、平均結晶粒径が５０μｍ以下のアルミニウム合金箔は、平均結晶粒径が９０μｍのアルミニウム合金箔を５０〜２５０℃で焼鈍処理後、室温に冷却することにより作製することができる。あるいは、平均結晶粒径が５０μｍ以下のアルミニウム合金箔は、Ｆｅを０．８〜２重量％含む合金を焼鈍処理することによっても作製可能である。
【００３９】
アルミニウムおよびアルミニウム合金の平均結晶粒径は、以下に説明する方法で測定される。集電体表面の組織を金属顕微鏡観察し、１ｍｍ×１ｍｍの視野内に存在する結晶粒子数ｎを測定し、下記（０）式より平均結晶粒子面積Ｓ（μｍ2）を算出する。
【００４０】
Ｓ＝（１×１０6）／ｎ （０）
ここで、（１×１０6）で表わされる値は１ｍｍ×１ｍｍの視野面積（μｍ2）で、ｎは結晶粒子数である。得られた平均結晶粒子面積Ｓを用いて下記（１）式から平均結晶粒径ｄ（μｍ）を算出した。このような平均結晶粒径ｄの算出を５箇所（５視野）について行ない、その平均値を平均結晶粒径とした。なお、想定誤差は約５％である。
【００４１】
ｄ＝２（Ｓ／π）1/2 （１）
負極集電体の厚さは、高容量化のため、２０μｍ以下が好ましい。より好ましい範囲は１２μｍ以下である。また、負極集電体の厚さの下限値は、３μｍにすることが望ましい。
【００４２】
負極集電体に用いられるアルミニウムの純度は、耐食性の向上および高強度化のため、９９．９９％以上が好ましい。アルミニウム合金としては、アルミニウムの他に、鉄、マグネシウム、亜鉛、マンガン及びケイ素よりなる群から選択される１種類以上の元素を含む合金が好ましい。例えば、Ａｌ−Ｆｅ合金、Ａｌ−Ｍｎ系合金およびＡｌ−Ｍｇ系合金は、アルミニウムよりさらに高い強度を得ることが可能である。一方、アルミニウムおよびアルミニウム合金中のニッケル、クロムなどの遷移金属の含有量は１００ｐｐｍ以下（０ｐｐｍを含む）にすることが好ましい。例えば、Ａｌ−Ｃｕ系合金では、強度は高まるが、耐食性は悪化するので、集電体としては不適である。アルミニウム合金中のアルミニウム含有量は、９５重量％以上、９９．５重量％以下にすることが望ましい。この範囲を外れると、平均結晶粒径を５０μｍ以下にしても十分な強度を得られない恐れがあるからである。より好ましいアルミニウム含有量は、９８重量％以上、９９．５重量％以下である。
【００４３】
負極活物質の平均粒径は１μｍ以下とすることが望ましい。これにより、急速充電性能をさらに向上させることができる。なお、より好ましい平均粒径は、０．３μｍ以下である。但し、平均粒径が小さいと、一次粒子の凝集が起こりやすくなったり、非水電解質の分布が負極に偏って正極での電解質の枯渇を招く恐れがあることから、下限値は０．００１μｍにすることが望ましい。一般に、電極のプレス工程の際には、活物質の平均粒径が小さくなるほど、集電体への負荷は大きくなる。この負極活物質は平均粒径１μｍ以下なので、負極集電体に与える負荷も大きい。けれども、負極集電体として平均結晶粒径の範囲が５０μｍ以下のアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔は、強度が高いために、平均粒径１μｍ以下の粒子に起因する強い負荷にも耐えることができる。
【００４４】
平均粒径１μｍ以下である負極活物質は、活物質原料を反応合成して活物質プリカーサーを作製した後、焼成処理を行い、ボールミルやジェトミルなどの粉砕機を用いて粉砕処理を施すことにより得られる。なお、焼成処理において、活物質プリカーサーの一部は凝集し粒子径の大きい二次粒子に成長することがある。このため、負極活物質に二次粒子を含むことを許容する。粒子径の小さい物質の方が粉砕処理は簡便であるので、活物質プリカーサーは１μｍ以下の粉末であることが好ましい。
【００４５】
負極活物質としては、リチウムを吸蔵放出する物質を使用することができ、例えば、炭素質物、金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、合金などが挙げられる。
【００４６】
炭素質物としては、例えば、黒鉛質材料もしくは炭素質材料（例えば、黒鉛、コークス、炭素繊維、球状炭素、熱分解気相炭素質物、樹脂焼成体など）を挙げることができる。
【００４７】
負極活物質のリチウム吸蔵電位は、リチウム金属の開回路電位に対して開回路電位で０．４Ｖ以上であることが好ましい。これにより、負極集電体のアルミニウム成分とリチウムとの合金化反応の進行および負極集電体の微紛化を抑制できる。さらに、リチウム吸蔵電位は、リチウム金属の開回路電位に対して開回路電位で０．４Ｖ以上、３Ｖ以下の範囲であることが好ましい。これにより、電池電圧を向上させることができる。さらに好ましい電位範囲は、０．４Ｖ以上、２Ｖ以下である。
【００４８】
０．４Ｖ以上、３Ｖ以下の範囲でリチウムを吸蔵することが可能な金属酸化物としては、例えばＴｉＯ2などのチタン酸化物、例えばＬｉ4+xＴｉ5Ｏ12（ｘは−１≦ｘ≦３）やＬｉ2Ｔｉ3Ｏ7などのリチウムチタン酸化物、例えばＷＯ3などのタングステン酸化物、例えばＳｎＢ0.4Ｐ0.6Ｏ3.1などのアモルファススズ酸化物、例えばＳｎＳｉＯ3などのスズ珪素酸化物、例えばＳｉＯなどの酸化珪素などが挙げられる。
【００４９】
０．４Ｖ以上、３Ｖ以下の範囲でリチウムを吸蔵することが可能な金属硫化物としては、例えばＴｉＳ2などの硫化リチウム、例えばＭｏＳ2などの硫化モリブデン、例えばＦｅＳ、ＦｅＳ2、ＬｉxＦｅＳ2などの硫化鉄等が挙げられる。
【００５０】
０．４Ｖ以上、３Ｖ以下の範囲でリチウムを吸蔵することが可能な金属窒化物としては、例えばＬｉxＣｏyＮ（０＜ｘ＜４，０＜ｙ＜０．５）などのリチウムコバルト窒化物等が挙げられる。
【００５１】
負極活物質としては、チタン酸リチウムが好ましい。これは、チタン酸リチウムのリチウム吸蔵電位が約１．５Ｖであり、アルミニウム箔集電体もしくはアルミニウム合金箔集電体に対して電気化学的に安定な材料であるためである。
【００５２】
電子伝導性を高め、集電体との接触抵抗を抑えるための導電剤として、炭素材料を用いることができる。例えば、アセチレンブラック、カーボンブラック、コークス、炭素繊維、黒鉛等を挙げることができる。
【００５３】
活物質と導電剤を結着させるための結着剤としては、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）、フッ素系ゴム、スチレンブタジェンゴムなどが挙げられる。
【００５４】
負極の活物質、導電剤及び結着剤の配合比については、負極活物質は８０重量％以上９５重量％以下、導電剤は３重量％以上１８重量％以下、結着剤は２重量％以上７重量％以下の範囲にすることが好ましい。
【００５５】
負極の密度は、１．５ｇ／ｃｍ3以上、５ｇ／ｃｍ3以下にすることが望ましい。これにより、高い電池容量を得ることができる。さらに好ましい範囲は、２ｇ／ｃｍ3以上、４ｇ／ｃｍ3以下である。
【００５６】
負極は、例えば、負極活物質、導電剤及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し、乾燥し、プレスを施すことにより作製される。
【００５７】
２）正極
この正極は、正極集電体と、正極集電体の片面もしくは両面に担持され、正極活物質、導電剤および結着剤を含む正極活物質含有層とを含む。
【００５８】
正極集電体としては、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔を挙げることができる。アルミニウム箔及びアルミニウム合金箔は、それぞれ、平均結晶粒径が５０μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、３μｍ以下である。これにより、正極集電体の強度が増大し、正極集電体を断絶させずに正極を高密度化することが可能となり、容量密度を向上することができる。平均結晶粒径が小さいほど、ピンポール及びクラックの発生を少なくすることが可能になると共に、正極集電体の化学的強度及び物理的強度を高くすることができる。集電体の微細組織を結晶質を有するものとして適度な硬さを確保するために、平均結晶粒径の下限値は０．０１μｍにすることが望ましい。
【００５９】
正極集電体の厚さは、高容量化のため、２０μｍ以下が好ましい。より好ましい範囲は１５μｍ以下である。また、正極集電体の厚さの下限値は、３μｍにすることが望ましい。
【００６０】
正極活物質としては、酸化物、硫化物、ポリマーなどが挙げられる。酸化物として、例えば、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、例えばＬｉxＭｎ2Ｏ4またはＬｉxＭｎＯ2などのリチウムマンガン複合酸化物、例えばＬｉxＮｉＯ2などのリチウムニッケル複合酸化物、例えばＬｉxＣｏＯ2などのリチウムコバルト複合酸化物、例えばＬｉＮｉ1-yＣｏyＯ2などのリチウムニッケルコバルト複合酸化物、例えばＬｉＭｎyＣｏ1-yＯ2などのリチウムマンガンコバルト複合酸化物、例えばＬｉxＭｎ2-yＮｉyＯ4などのスピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、例えばＬｉxＦｅＰＯ4、ＬｉxＦｅ1-yＭｎyＰＯ4、ＬｉxＣｏＰＯ4などのオリピン構造を有するリチウムリン酸化物、例えばＦｅ2（ＳＯ4）3などの硫酸鉄、例えばＶ2Ｏ5などのバナジウム酸化物などが挙げられる。なお、ｘ、ｙは０〜１の範囲であることが好ましい。
【００６１】
例えば、ポリマーとしては、ポリアニリンやポリピロールなどの導電性ポリマー材料、ジスルフィド系ポリマー材料などが挙げられる。その他に、イオウ（Ｓ）、フッ化カーボンなども使用できる。好ましい正極活物質としては、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、リチウムマンガンコバルト複合酸化物、リチウムリン酸鉄などが挙げられる。これら活物質によると、高い正極電圧が得られる。
【００６２】
電子伝導性を高め、集電体との接触抵抗を抑えるための導電剤としては、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。
【００６３】
活物質と導電剤を結着させるための結着剤としては、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）、フッ素系ゴムなどが挙げられる。
【００６４】
正極活物質、導電剤及び結着剤の配合比については、正極活物質は８０重量％以上９５重量％以下、導電剤は３重量％以上１８重量％以下、結着剤は２重量％以上７重量％以下の範囲にすることが好ましい。
【００６５】
正極は、例えば、正極活物質、導電剤及び結着剤を適当な溶媒に懸濁し、この懸濁物を正極集電体に塗布し、乾燥し、プレスを施すことにより作製される。
【００６６】
３）非水電解質
非水電解質としては、電解質を有機溶媒に溶解することにより調製される液状非水電解質、液状電解質と高分子材料を複合化したゲル状非水電解質、またはリチウム塩電解質と高分子材料を複合化した固体非水電解質が挙げられる。また、リチウムイオンを含有した常温溶融塩（イオン性融体）を非水電解質として使用してもよい。
【００６７】
液状非水電解質は、電解質を０．５〜２ｍｏｌ／Ｌの濃度で有機溶媒に溶解することにより、調製される。
【００６８】
電解質としては、例えば、ＬｉＢＦ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2、ＬｉＮ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2、Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）3Ｃ、ＬｉＢ［（ＯＣＯ）2］2などが挙げられる。使用する電解質の種類は、１種類または２種類以上にすることができる。
【００６９】
有機溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）やエチレンカーボネート（ＥＣ）などの環状カーボネート、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）やジメチルカーボネート（ＤＭＣ）あるいはメチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）などの鎖状カーボネート、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）やジエトエタン（ＤＥＥ）などの鎖状エーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキソラン（ＤＯＸ）などの環状エーテル、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、アセトニトリル（ＡＮ）、スルホラン（ＳＬ）などを挙げることができる。これらの有機溶媒は、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。
【００７０】
高分子材料としては、例えば、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）等を挙げることができる。
【００７１】
また、常温溶融塩（イオン性融体）は、リチウムイオン、有機物カチオンおよび有機物アニオンから構成されることが好ましい。また、常温溶融塩は、１００℃以下、好ましくは室温以下で液体状であることが望ましい。
【００７２】
４）セパレータ
セパレータとしては、例えば、合成樹脂製不織布、ポリエチレン多孔質フィルム、ポリプロピレン多孔質フィルムなどを用いることができる。
【００７３】
５）容器
ラミネートフィルム製容器を構成するラミネートフィルムの厚さは、０．５ｍｍ以下にすることが望ましい。また、ラミネートフィルムの厚さの下限値は、０．０１ｍｍにすることが望ましい。
【００７４】
容器には、前述した図５に例示されるラミネートフィルム製容器の代りに、金属製容器を使用しても良い。金属製容器の厚さは、０．５ｍｍ以下にすることが望ましい。金属製容器の下限値は、０．０５ｍｍにすることが望ましい。
【００７５】
金属製容器は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されていることが望ましい。アルミニウム及びアルミニウム合金それぞれの平均結晶粒径は５０μｍ以下であることが好ましい。平均結晶粒径を５０μｍ以下にすることにより、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属製容器の強度が増大し、容器の肉厚を薄くしても十分な機械的強度を確保することができる。なお、より好ましくは、１０μｍ以下である。また、平均結晶粒径の下限値は０．０１μｍにすることが望ましい。これらの特徴は、高温条件、高エネルギー密度等が求められる電池、例えば、車載用二次電池に好適である。負極集電体と同様の理由で、アルミニウムの純度は９９．９９％以上が好ましい。アルミニウム合金としては、マグネシウム、亜鉛、ケイ素などの元素を含む合金が好ましい。一方、アルミニウム及びアルミニウム合金は、それぞれ、鉄、銅、ニッケル、クロムなどの遷移金属の含有量を１００ｐｐｍ以下にすることが好ましい。金属製容器の封口は、レーザーにより行うことができる。
【００７６】
容器の形状は非水電解質電池の形態に応じたものにする。非水電解質電池の形態としては、扁平型、角型、シート型、電気自動車等に積載される大型電池等が挙げられる。
【００７７】
[実施例]
以下、本発明の実施例について、前述した図面を参照して説明する。なお、本発明の主旨を超えない限り、本発明は以下に掲載される実施例に限定されるものではない。
【００７８】
（実施例１）
＜負極の作製＞
平均粒径３０μｍの粒状黒鉛粉末とポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を、重量比で９２：８となるように混合して、これらをｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶媒に分散してスラリーを調製した。続いて、負極合剤スラリーを厚さ１０μｍの銅箔に均一に塗布して乾燥行い、プレスにて圧延し、厚さが７０μｍの負極を作製した。このときの電極密度は２．４ｇ／ｃｍ3であった。
【００７９】
なお、負極密度の測定方法は以下の通りである。両面にスラリーが塗工された負極を５ｃｍ×５ｃｍの大きさに切り出し、電極の総重量と厚さを測定した。次いで電極の両面から負極活物質含有層をアセトンを用いて剥ぎ取り、集電体の重量と厚さを測定し、以下の（２）式により負極密度ρ（ｇ／ｃｍ3）を計算した。
【００８０】
ρ＝（Ｗ0−Ｗ1）／（（Ｔ0−Ｔ1）×Ｓ） （２）
但し、Ｗ0は電極総重量（ｇ）で、Ｗ1は集電体重量（ｇ）で、Ｔ0は電極厚さ（ｃｍ）で、Ｔ1は集電体厚さ（ｃｍ）で、Ｓは負極面積で、この場合、２５ｃｍ2である。
【００８１】
＜正極の作製＞
活物質としてリチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ2）と、導電材として黒鉛粉末と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを重量比で８７：８：５となるように配合し、これらをｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶媒に分散させてスラリーを調製した。厚さ１５μｍの平均結晶粒径１０μｍのアルミニウム箔（純度９９．９９％）にスラリーを塗布し、乾燥した後、プレスすることにより、厚さが６０μｍ、電極密度３．５ｇ／ｃｍ3の正極を作製した。
【００８２】
容器（外装部材）の形成材料として、厚さが０．１ｍｍのアルミニウム含有ラミネートフィルムを用意した。このアルミニウム含有ラミネートフィルムのアルミニウム層は、膜厚約０．０３ｍｍであり、平均結晶粒径は約１００μｍであった。アルミニウム層を補強する樹脂には、ポリエチレンを使用した。このラミネートフィルムに矩形の凹部を形成することにより、図５に示すような容器（外装部材）を得た。
【００８３】
次いで、正極、負極を縦４６．５ｍｍ、幅３４．５ｍｍとなるように打抜いた。図３に示すように、厚さ２５μｍのポリエチレン製多孔質フィルムからなる連続したセパレータを九十九折にし、重なり合ったセパレータの間に正極と負極を交互に挿入した。この際、九十九折されたセパレータの両方の短辺側から幅１２．５ｍｍの正負極タブを引き出した。
【００８４】
得られた電極群における正負極集電タブが引き出されている端面に対して垂直な二つの端面の３箇所（両端部及び中央付近）を、図１に示すように、幅３．５ｍｍ、長さ２５ｍｍ、厚さ２５μｍの熱硬化性ポリエステルテープからなる絶縁テープで電極群の上下面を跨いで被覆した。絶縁テープで被覆されている端面の割合は、正極タブ及び負極タブの幅を除いた電極群の外周長さに対して１０％とした。
【００８５】
この電極群をプレスして成形し、容器（外装部材）の凹部内に電極群を挿入した。ＥＣとＧＢＬが体積比（ＥＣ：ＧＢＬ）で１：２の割合で混合された有機溶媒に、リチウム塩のＬｉＢＦ4を１．５ｍｏｌ／Ｌ溶解させ、液状の非水電解質（非水電解液）を調製した。得られた非水電解質を容器内に注液し、前述した図６に示す構造を有し、厚さ４ｍｍ、幅４５ｍｍ、長さ７０ｍｍの扁平型の非水電解質電池を作製した。
【００８６】
（実施例２）
電極群に固定する絶縁テープの幅を１０ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様に電池を作製した。
【００８７】
（実施例３）
電極群に固定する絶縁テープの幅を１７ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様に電池を作製した。
【００８８】
（比較例１）
正負極タブを電極群の同じ端面から引き出し、タブ幅を５ｍｍとしたこと以外は実施例２と同様に電池を作製した。
【００８９】
（比較例２）
電極群に固定する絶縁テープの幅を２．５ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様に電池を作製した。
【００９０】
（比較例３）
電極群に固定する絶縁テープの幅を１８ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様に電池を作製した。
【００９１】
得られた非水電解質電池について、以下に説明する方法でセパレータへの電解液未含浸率、２Ｃ急速充電維持率および電極群移載時の正負極のズレ不良率を測定し、その結果を下記表１に示す。
【００９２】
＜セパレータへの電解液未含浸率の測定＞
オムロン製マイクロスコープにてセパレータの画像を取り込み、未含浸部を選択して面積を計算した。これをセパレータの総面積で除して未含浸率を求めた。
【００９３】
＜２Ｃ急速充電維持率の測定＞
２５℃にて０．２Ｃの充電レートで２．８Ｖまで定電流充電を行い、その後定電圧充電を５時間行った。続いて、０．２Ｃで１．５Ｖまで放電を行った。その後、２５℃にて２Ｃの充電レートで２．８Ｖまで定電流充電を行い、その後定電圧充電を５時間行った。この時の充電容量を０．２Ｃで行った時の充電容量で除して維持率を求めた。
【００９４】
＜電極群移載時の正負極のズレ不良率の測定＞
電極群を投影機に置いて真上から見たときの幅、長さが、電極群の幅、長さの中心値に対して５％以上であるものを電極群ズレ不良とした。それぞれのロットで電池を各２０個作製したときの不良率を求めた。
【表１】
【００９５】
表１から明らかな通りに、絶縁テープの電極群端面を被覆する割合を１０〜５０％とした実施例１〜３の電池は、セパレータへの電解液未含浸率が低く、すなわち電解液の含浸時間が短く、２Ｃ急速充電維持率が高く、電極群移載時の正負極のズレ不良率が少なかった。
【００９６】
これに対し、電極群の同じ端面から正負極タブを引き出した比較例１の電池によると、２Ｃ急速充電維持率が実施例１〜３に比して劣ったものとなった。絶縁テープで被覆されている端面の割合を１０％未満とした比較例２の電池では、電極群移載時の正負極のズレ不良率が実施例１〜３に比して大きかった。一方、絶縁テープで被覆されている端面の割合が５０％を超えている比較例３の電池では、セパレータへの電解液未含浸率が実施例１〜３に比して高く、含浸に長時間を要した。
【００９７】
（実施例４〜１１）
正極及び負極の厚さを下記表２に示すように設定すること以外は実施例１と同様に電池を作製した。
【００９８】
得られた非水電解質電池について、前述したのと同様な条件でセパレータへの電解液未含浸率及び２Ｃ急速充電維持率を測定し、また、正負極の塗布ムラ不良率を以下に説明する方法で測定し、その結果を下記表２に示す。
【００９９】
＜正負極の塗布ムラ不良率の測定＞
オムロン製マイクロスコープにて正極及び負極それぞれの画像を取り込み、未塗布部もしくは未圧延部を選択して面積を計算した。これを正負極電極それぞれの総面積で除して電池当たりの塗布ムラ不良率を求めた。
【表２】
【０１００】
表２における実施例１，４〜１１の比較により、正極の厚さを５０μｍ以上、７０μｍ以下にし、かつ負極の厚さを６０μｍ以上、８０μｍ以下にすることによって、セパレータへの電解液含浸性と正負極の活物質含有層の厚さばらつきの問題を招くことなく、高い２Ｃ急速充電維持率を得られることが理解できる。
【０１０１】
（実施例１２）
活物質として、平均粒径５μｍでＬｉ吸蔵電位が１．５５Ｖ(vs.Li/Li+)のチタン酸リチウム（Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12）粉末と、導電剤として平均粒径０．４μｍの炭素粉末と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを重量比で９０：７：３となるように配合し、これらをｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶媒に分散してスラリーを調製した。一方、厚さ１０μｍで平均結晶粒径５０μｍのアルミニウム箔（純度９９．９９％）を負極集電体として用意した。得られた負極集電体にスラリーを塗布し、乾燥した後、プレスを施すことにより、厚さが７０μｍで、電極密度２．４ｇ／ｃｍ3の負極を作製した。それ以外については実施例１と同様に電池を作製した。
【０１０２】
なお、負極活物質の粒子径の測定には、レーザー回折式粒度分布測定装置（島津製作所 型番ＳＡＬＤ−３００）を用いた。まず、ビーカー等に試料約０．１ｇを入れた後、界面活性剤と１〜２ｍＬの蒸留水を添加して十分に攪拌し、攪拌水槽に注入した。２秒間隔で、６４回光強度分布を測定し、粒度分布データを解析し、累積度数分布が５０％の粒径（Ｄ５０）を平均粒径とした。
【０１０３】
得られた非水電解質電池について、前述したのと同様な条件でセパレータへの電解液未含浸率及び２Ｃ急速充電維持率を測定したところ、セパレータへの電解液未含浸率が０．３％で、２Ｃ急速充電維持率が９４％であった。
【０１０４】
（実施例１３）
シート状のセパレータを用いて、正極、セパレータ、負極を順次積層して電極群を作製したこと以外は実施例１と同様に電池を作製した。
【０１０５】
（実施例１４）
電極群の四隅に固定する絶縁テープの貼り方の向きを変更し、図７に示すように正負極タブが引き出されている端面を被覆すること以外は実施例１と同様に電池を作製した。絶縁テープで被覆されている端面のうち、正負極タブが引き出されている端面の占める割合は、下記表３に示す通りに９１％になった。
【０１０６】
（比較例４）
電極群を絶縁テープで被覆せずに電池を作製したこと以外は実施例１と同様に電池を作製した。
【０１０７】
得られた非水電解質電池について、前述したのと同様な条件でセパレータへの電解液未含浸率、２Ｃ急速充電維持率および電極群移載時の正負極のズレ不良率を測定し、その結果を下記表３に示す。
【表３】
【０１０８】
表３における実施例１３，１４の比較から、正負極タブが引き出されている端面と垂直な端面を絶縁テープで被覆することにより、２Ｃ急速充電維持率が向上されることが理解できる。また、比較例４のように、電極群を絶縁テープで固定しない場合、セパレータへの電解液未含浸率が低くなるものの、２Ｃ急速充電維持率は低くなった。比較例４の電極群の長辺中央付近に絶縁テープを１周させて固定したところ、電極群を容器内に収納する際に電極群の四隅がめくれ上がり、また、充放電サイクルの進行に伴って絶縁テープで被覆していない箇所が膨張して変形した。
【０１０９】
（実施例１５）
正極、負極を縦１３９．５ｍｍ、幅１０３．５ｍｍとなるように打抜いた。厚さ２５μｍのポリエチレン製多孔質フィルムからなる連続したセパレータを九十九折にし、重なり合ったセパレータ間に正極及び負極を交互に挿入した。この際、九十九折されたセパレータの両方の短辺側から幅３７．５ｍｍの正負極タブを引き出した。
【０１１０】
得られた電極群における正負極集電タブが引き出されている端面に対して垂直な二つの端面の３箇所（両端部及び中央付近）を、図１に示すように、幅１０．５ｍｍ、長さ７５ｍｍ、厚さ２５μｍの熱硬化性ポリエステルテープからなる絶縁テープで電極群の上下面を跨ぎつつ被覆した。絶縁テープで被覆されている端面の割合は、正極タブ及び負極タブの幅を除いた電極群の外周長さに対して１０％とした。
【０１１１】
得られた電極群を用いること以外は実施例１と同様にして、厚さ６ｍｍ、幅６８ｍｍ、長さ１０５ｍｍの扁平型の非水電解質電池を作製した。
【０１１２】
（実施例１６）
正極、負極を縦４０ｍｍ、幅３０ｍｍとなるように打抜いた。厚さ２５μｍのポリエチレン製多孔質フィルムからなる連続したセパレータを九十九折にし、重なり合ったセパレータ間に正極及び負極を交互に挿入した。この際、九十九折されたセパレータの両方の短辺側から幅１０ｍｍの正負極タブを引き出した。
【０１１３】
得られた電極群における正負極集電タブが引き出されている端面に対して垂直な二つの端面の３箇所（両端部及び中央付近）を、幅３ｍｍ、長さ２０ｍｍ、厚さ２５μｍの熱硬化性ポリエステルテープからなる絶縁テープで電極群の上下面を跨いで被覆した。絶縁テープで被覆されている端面の割合は、正極タブ及び負極タブの幅を除いた電極群の外周長さに対して１０％とした。
【０１１４】
得られた電極群を用いること以外は実施例１と同様にして、厚さ３ｍｍ、幅３６ｍｍ、長さ５６ｍｍの扁平型の非水電解質電池を作製した。
【０１１５】
得られた非水電解質電池について、前述したのと同様な条件でセパレータへの電解液未含浸率及び２Ｃ急速充電維持率を測定し、その結果を下記表４に示す。なお、表４には、各電池の厚さ、幅及び長さから算出される電池体積を併記する。
【表４】
【０１１６】
表４における実施例１，１５，１６の比較から、電池厚さを４ｍｍ以上にした大型の電池の急速充電特性を改善する効果が高いことを確認することができた。
【０１１７】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の実施形態に係る非水電解質電池に用いられる電極群を示す平面図。
【図２】図１の電極群を正極タブの引き出し方向側から見た側面図。
【図３】図１の電極群の作製方法を説明するための斜視図。
【図４】絶縁テープで固定される前の電極群を示す平面図。
【図５】図１の電極群が収納される容器を示す斜視図。
【図６】本発明の実施形態に係る非水電解質電池を示す斜視図。
【図７】本発明の実施形態に係る非水電解質電池に用いられる電極群の別な例を示す平面図。
【図８】図７の電極群を正負極タブの引き出し方向と垂直な方向から見た側面図。
【符号の説明】
【０１１９】
１…電極群、２…正極タブ、３…負極タブ、４…セパレータ、５…正極、６…負極、７1〜７6，１４1〜１４6…絶縁テープ、８…容器、９…電極群収納部、１０…蓋体、１２…正極リード、１３…負極リード。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と負極がセパレータを介して交互に積層された電極群と、
前記電極群の端面同士が交わる四隅を少なくとも被覆する絶縁テープと、
前記電極群の相対する二つの端面のうち一方の端面から引き出された正極端子と、
前記電極群の相対する二つの端面のうち他方の端面から引き出された負極端子と、
を具備する非水電解質電池であって、
前記絶縁テープで被覆されている端面の割合を、前記正極端子及び前記負極端子の幅を除いた前記電極群の外周長さに対して１０％以上、５０％以下としたことを特徴とする非水電解質電池。
【請求項２】
前記正極の厚さが５０μｍ以上、７０μｍ以下で、前記負極の厚さが６０μｍ以上、８０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
【請求項３】
前記負極は、活物質として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または２記載の非水電解質電池。
【請求項４】
前記正極端子及び前記負極端子が引き出された相対する二つの端面の両端部を、前記絶縁テープで被覆することにより、前記電極群の端面同士が交わる四隅を被覆す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電池。
【請求項５】
前記正極端子及び前記負極端子が引き出されていない相対する二つの端面の両端部を、前記絶縁テープで被覆することにより、前記電極群の端面同士が交わる四隅を被覆す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電池。
【請求項６】
電池厚さが４ｍｍ以上である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電池。
【請求項１】
正極と負極がセパレータを介して交互に積層された電極群と、
前記電極群の端面同士が交わる四隅を少なくとも被覆する絶縁テープと、
前記電極群の相対する二つの端面のうち一方の端面から引き出された正極端子と、
前記電極群の相対する二つの端面のうち他方の端面から引き出された負極端子と、
を具備する非水電解質電池であって、
前記絶縁テープで被覆されている端面の割合を、前記正極端子及び前記負極端子の幅を除いた前記電極群の外周長さに対して１０％以上、５０％以下としたことを特徴とする非水電解質電池。
【請求項２】
前記正極の厚さが５０μｍ以上、７０μｍ以下で、前記負極の厚さが６０μｍ以上、８０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
【請求項３】
前記負極は、活物質として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または２記載の非水電解質電池。
【請求項４】
前記正極端子及び前記負極端子が引き出された相対する二つの端面の両端部を、前記絶縁テープで被覆することにより、前記電極群の端面同士が交わる四隅を被覆す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電池。
【請求項５】
前記正極端子及び前記負極端子が引き出されていない相対する二つの端面の両端部を、前記絶縁テープで被覆することにより、前記電極群の端面同士が交わる四隅を被覆す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電池。
【請求項６】
電池厚さが４ｍｍ以上である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電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−３３５３０７（Ｐ２００７−３３５３０７Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６７７４５（Ｐ２００６−１６７７４５）
【出願日】平成１８年６月１６日（２００６．６．１６）
【出願人】（０００００３５３９）東芝電池株式会社 (109)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１６日（２００６．６．１６）
【出願人】（０００００３５３９）東芝電池株式会社 (109)
【Ｆターム（参考）】
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