卷绕型电极组及非水电解质电池的制作方法

卷绕型电极组及非水电解质电池的制作方法
【专利摘要】根据一个实施方式，提供一种被卷绕成扁平形状的电极组。该卷绕型电极组包含正极、负极和夹在正极与负极之间的隔膜。负极包含工作电位比1.0V(vs.Li/Li+)高的负极活性物质。正极的端部的两面隔着隔膜与负极相对。负极的端部的两面隔着隔膜与正极相对。卷绕型电极组的最内周包含正极的端部及负极的端部。
【专利说明】
卷绕型电极组及非水电解质电池
技术领域
[0001] 本发明的实施方式设及卷绕型电极组及非水电解质电池。
【背景技术】
[0002] 近年来，在迅速普及的混合动力电动汽车及插电式电动汽车等电动汽车的电源 中，主要使用能够充放电的非水电解质电池、例如裡离子二次电池。裡离子二次电池例如通 过W下的方法来制造。在制作了正极及负极隔着隔膜卷绕而成的电极组之后，将该电极组 收纳到侣或侣合金那样的金属制壳体中。接着，将盖焊接到壳体的开口部，从设置在盖上的 注液口将非水电解液注液到壳体内后，将密封部件焊接到注液口上而制作电池单元。之后， 通过对该电池单元实施初充电或老化处理，得到裡离子二次电池。
[0003] 就该非水电解质电池而言，为了延长电动汽车的续航距离，必须高能量密度化。作 为其对策之一，有电极的部分涂布。其是在被卷绕的电极组的最内周不对电极进行涂布的 方法。在该方法中，若涂布量发生变动则电极长发生变动，所W必须考虑到运个来进行设 计。其结果是，通过该方法，能量密度没有达到最大。因此，期待不使能量密度减少的对策。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本特开平10-12220号公报

【发明内容】

[0007] 发明所要解决的问题
[000引本发明所要解决的问题的目的是提供能够实现可显示高的能量密度及优异的寿 命特性的非水电解质电池的卷绕型电极组及可显示高的能量密度及优异的寿命特性的非 水电解质电池。
[0009] 用于解决问题的手段
[0010] 根据第1实施方式，提供一种卷绕型电极组。该卷绕型电极组包含卷绕成扁平形状 的层叠体。该层叠体包含正极、负极和夹在正极与负极之间的隔膜。正极具有第1端面及第2 端面。正极从第1端面向第2端面延伸。负极包含工作电位比1.0V(vs丄i/Li+)高的负极活性 物质。负极具有第1端面及第2端面。负极从第1端面向第2端面延伸。正极包含与第1端面邻 接的端部。正极的该端部的两面隔着隔膜与负极相对。负极包含与第1端面邻接的端部。负 极的该端部的两面隔着隔膜与正极相对。被卷绕的电极组的最内周包含正极的端部及负极 的端部。
[0011] 根据第2实施方式，提供一种非水电解质电池。该非水电解质电池具备第1实施方 式的卷绕型电极组和非水电解质。
【附图说明】
[0012] 图1是第1实施方式的一个例子的卷绕型电极组的局部展开立体图。
[0013] 图2A是图1中所示的卷绕型电极组的概略截面图。
[0014] 图2B是图1中所示的卷绕型电极组的正极及负极的概略展开截面图。
[0015] 图3是第2实施方式的一个例子的非水电解质电池的概略立体图。
[0016] 图4是图3中所示的非水电解质电池的一个分解立体图。
[0017] 图5是图3中所示的非水电解质电池的进一步分解立体图。
[0018] 图6是实施例2的卷绕型电极组的概略截面图。
[0019] 图7是实施例3的卷绕型电极组的概略截面图。
[0020] 图8是比较例1的卷绕型电极组的概略截面图。
【具体实施方式】
[0021] W下，参照附图对实施方式进行说明。另外，对实施方式中共同的构成标注相同的 符号，并省略重复的说明。此外，各图是促进实施方式的说明和其理解的示意图，其形状或 尺寸、比例等与实际的装置有不同的地方，但它们可W通过参考W下的说明和公知的技术 来适当地进行设计变更。
[0022] (第1实施方式）
[0023] 根据第1实施方式，提供一种卷绕型电极组。该卷绕型电极组包含卷绕成扁平形状 的层叠体。该层叠体包含正极、负极和夹在正极与负极之间的隔膜。正极具有第1端面及第2 端面。正极从第1端面向第2端面延伸。负极包含工作电位比1.0V(vs丄i/Li+)高的负极活性 物质。负极具有第1端面及第2端面。负极从第1端面向第2端面延伸。正极包含与第1端面邻 接的端部。正极的该端部的两面隔着隔膜与负极相对。负极包含与第1端面邻接的端部。负 极的该端部的两面隔着隔膜与正极相对。被卷绕的电极组的最内周包含正极的端部及负极 的端部。
[0024] 例如在W卷绕方式来制作使用工作电位比1.0V(vs丄i/L〇低的材料、例如使用 碳作为负极活性物质的电极组的情况下，若负极端部的两面在最内周与正极端部相对，贝U 通过充放电，金属Li在负极端部析出。析出的金属Li有可能沿刺破隔膜的方向生长，使正极 与负极短路。因此，将工作电位比l.〇V(vs丄i/Li+)低的材料作为负极活性物质使用的卷绕 型的电极组必须按照负极端部的两面不与正极端部相对那样的设计来制作。然而，在运样 的设计中，成为在被卷绕的电极组的最内周负极彼此面对的结构。运样结构的电极组的负 极中的最内周中包含的端部由于在充放电时不进行Li的嵌入脱嵌，所W成为无助于充放电 的部位。其结果是，在设计的阶段能量密度变小，例如在电动汽车中，导致续航距离的降低。
[0025] 在第1实施方式的卷绕型电极组中，正极中的与最内周中包含的第1端面邻接的端 部的两面与负极相对。此外，负极中的与最内周中包含的第1端面邻接的端部的两面与正极 相对。因此，位于电极组的最内周的正极的端部及负极的端部能够有助于充放电。
[0026] 此外，在第1实施方式的卷绕型电极组中，由于负极包含使该负极的工作电位比 1.0V(vs丄i/Li+)高的负极活性物质，所W能够抑制充放电中金属Li在负极端部的析出，进 而能够抑制从正极溶出的金属的析出。因此，即使正极中的与第1端面邻接的端部的两面与 负极相对，也能够防止W充放电中包含Li的金属在负极表面上的析出为原因的正极与负极 的短路。
[0027] 它们的结果是，第1实施方式的卷绕型电极组能够实现可显示高的能量密度及优 异的寿命特性的非水电解质电池。
[0028] 在第1实施方式的卷绕型电极组中，正极可W进一步包含位于最内周的折弯部。正 极的该折弯部可W隔着隔膜与负极的第1端面相对。此外，负极可W进一步包含位于最内周 的折弯部。负极的该折弯部可W隔着隔膜与正极的第1端面相对。进而，隔膜可W在最内周 中包含与正极的第1端面相对的第1折弯部和与负极的第1端面相对的第2折弯部。
[0029] 在运样的情况下，第1实施方式的卷绕型电极组优选满足关系式0.01《（2レLA- 1〇凡《0.8。其中，1^[111111]是隔膜的第1折弯部与第2折弯部之间的距离、即最内周的隔膜的 长度。LA[mm]是负极的第1端面与负极的折弯部之间的距离、即最内周的负极的长度。Lc[mm] 是正极的第1端面与正极的折弯部之间的距离、即最内周的正极的长度。第1实施方式的卷 绕型电极组中的满足上述关系式的电极组能够使正极及负极的最内周中包含的部分中的 可有助于充放电的部分变得更大，同时能够进一步抑制正极与负极之间的短路。其结果是， 运样的卷绕型电极组能够实现可W显示更高的能量密度及更优异的寿命特性的非水电解 质电池。
[0030] 在第1实施方式的卷绕型电极组中，正极可W包含正极集电体和形成于正极集电 体上、具体而言形成于正极集电体的两面或一面上的正极层。同样地，负极可W包含负极集 电体和形成于负极集电体上、具体而言形成于其两面或一面上的负极层。优选的是:正极层 形成于正极集电体的两面上，负极层形成于负极集电体的两面上。运样的卷绕型电极组由 于能够使正极及负极的更大的部分有助于充放电，所W能够实现可发挥更高的能量密度的 非水电解质电池。特别更优选的是:正极层无间断而连续地涂布于正极集电体的两面，负极 层无间断而连续地涂布于负极集电体的两面。
[0031] 第1实施方式的卷绕型电极组可W通过例如W下的步骤来制作。
[0032] 首先，准备一片正极、一片负极及两片隔膜。将它们按照隔膜、负极、隔膜、正极的 顺序层叠，形成层叠体。其中，使与正极的第1端面相邻的端部不与负极相对。接着，将层叠 体转移至卷绕装置中，在此，在将负极折弯前，按照正极中的不与负极相对的部分的至少一 部分与负极相对的方式，将正极与隔膜一起折弯。接着，运次加上负极，将层叠体整体依次 折弯。由此，得到满旋状的卷绕体。通过将如此得到的卷绕体进行压制，可W得到扁平形状 的卷绕型电极组。
[0033] W上对先将正极折弯的步骤进行了说明，但即使通过按照与负极的第1端面相邻 的端部不与正极相对的方式形成层叠体，并先将负极折弯，也可W得到第1实施方式的卷绕 型电极组。
[0034] 接着，对组装到非水电解质电池中的卷绕型电极组中的最内周的隔膜的长度L、最 内周的负极的长度La及最内周的正极的长度Lc的测定方法的例子进行说明。
[0035] 组装到非水电解质电池中的卷绕型电极组中的最内周的隔膜的长度L、最内周的 负极的长度La及最内周的正极的长度U可W通过W下的方法进行测定。
[0036] 首先，将非水电解质电池分解，将电极组取出。接着，将取出的电极组W与卷绕轴 平行的方向切断。在该切断面中，测定最内周的隔膜的长度L、最内周的负极的长度La和最 内周的正极的长度Lc。
[0037] 接着，对第1实施方式的卷绕型电极组的各部件更详细地进行说明。
[003引 （1)正极
[0039] 正极如之前说明的那样，可W包含正极集电体和形成于正极集电体上、具体而言 形成于其两面或一面上的正极层。正极集电体可W包含在表面没有形成正极层的部分，该 部分可W作为正极极耳起作用。
[0040] 正极集电体例如可W由金属锥形成。作为可形成正极集电体的金属锥的材料，例 如可W使用侣或侣合金。
[0041] 正极层可W包含正极活性物质。
[0042] 正极活性物质没有特别限定，但优选使用在充放电中活性物质的体积变化小的正 极活性物质。通过使用运样的正极活性物质，由于能够减轻充放电中的正极的扭曲，所W循 环特性提高。优选包含例如含裡的儀钻儘氧化物(例如Lil-xNil-a-b-cC〇aMnbMlc〇2(式中，Ml为 选自由]\1邑、41、51、1'1、211、2'、〔曰及511构成的组中的至少一种金属，-0.2<义<0.5,0<曰< 0.5、0<6<0.5、0《(3<0.1))。此外，也可^包含各种氧化物、例如含裡的钻氧化物(例如 LiCo〇2)、二氧化儘、裡儘复合氧化物(例如LiMn2〇4、LiMn〇2)、含裡的儀氧化物(例如LiNi〇2)、 含裡的儀钻氧化物(例如LiNio. sCoo. 2化）、含裡的铁氧化物、含裡的饥氧化物、或二硫化铁、 二硫化钢等硫属化合物等。使用的正极活性物质的种类可W设定为一种或两种W上。
[0043] 正极层可W根据需要进一步包含导电剂及粘结剂。
[0044] 导电剂是为了提高集电性能、且抑制正极活性物质与正极集电体的接触电阻而根 据需要配合的。作为正极层中的导电剂，可W使用例如乙烘黑、炭黑、人工石墨、天然石墨 等。
[0045] 粘结剂具有使正极活性物质与正极集电体粘结的作用。作为正极层中的粘结剂， 可W使用例如聚四氣乙締(PTFE)、聚偏氣乙締(PVdF)、将PVdF的氨或氣中的至少一个用其 他取代基取代而成的改性PVdF、偏氣乙締-六氣丙締的共聚物、聚偏氣乙締-四氣乙締-六氣 丙締的Ξ元共聚物等。
[0046] 正极例如可W像W下那样来制造。
[0047] 首先，在适当的溶剂、例如N-甲基化咯烧酬中投入正极活性物质、任意的导电剂及 粘结剂并使其悬浮，调制正极浆料。
[0048] 在调制正极浆料时，正极活性物质、导电剂及粘结剂的配合比例优选设定在正极 活性物质为75~96质量％、导电剂为3~20质量％、粘结剂为1~7质量％的范围内。
[0049] 将如上述那样操作而得到的浆料涂布到正极集电体上。之后，使涂布的浆料干燥， 接着进行例如漉压等压延。
[0050] 如此得到包含正极集电体和形成于正极集电体上的正极层的正极。
[0051] (2)负极
[0052] 负极如之前说明的那样，可W包含负极集电体和形成于负极集电体上、具体而言 形成于其两面或一面上的负极层。负极集电体可W包含在表面没有形成负极层的部分，该 部分可W作为负极极耳起作用。
[0053] 作为负极集电体，优选由在负极层中在产生裡离子的嵌入及脱嵌的电位范围内电 化学稳定的材料形成。在运样的材料的例子中，包含铜、儀、不诱钢、侣及侣合金。侣合金优 选包含选自Mg、Ti、化、Mn、Fe、化及Si中的一种W上的元素。
[0054] 负极层可W包含负极活性物质。负极活性物质包含工作电位比1.0V(vs丄i/Li + ) 高的负极活性物质。该负极活性物质优选Li的嵌入脱嵌电位高于1.0V(vs丄i/L〇且为 2.3V(vs丄i/LOW下。作为运样的负极活性物质，可列举出例如裡铁复合氧化物（例如尖 晶石型的铁酸裡)及单斜晶型二氧化铁。优选包含裡铁复合氧化物。此外，也可W包含10重 量％^下的石墨质材料或碳质材料(例如石墨、焦炭、碳纤维、球状碳、热分解气相碳质物、 树脂烧成体等）、硫属化合物（例如二硫化铁、二硫化钢、砸化妮等）、轻金属（例如侣、侣合 金、儀合金、裡、裡合金等)等。使用的负极活性物质的种类可W设定为一种或两种W上，但 在电池设计上，优选负极的工作电位变得比l.〇V(vs丄i/Li + )高。此外，优选使用在充放电 中电极涂布层的体积增减少的活性物质。通过像运样设定，可W减轻充放电中的负极的扭 曲，其结果是能够提高循环特性。
[0055] 负极层可W根据需要进一步包含导电剂及粘结剂。
[0056] 导电剂是为了提高集电性能、且抑制负极活性物质与负极集电体的接触电阻而根 据需要配合的。作为负极层中的导电剂，可W使用例如碳材料。作为碳材料的例子，可列举 出例如乙烘黑、炭黑、焦炭、碳纤维、石墨等。
[0057] 粘结剂具有使负极活性物质与负极集电体粘结的作用。作为负极材料层中的粘结 剂，可W使用例如聚四氣乙締(PTFE)、聚偏氣乙締(PVdF)、S元乙丙共聚物化PDM)、下苯橡 胶(SBR)、簇甲基纤维素(CMC)等。
[0058] 负极例如可W像W下那样制作。
[0059] 首先，使负极活性物质、粘结剂及在必要的情况下使用的导电剂在通用的溶剂、例 如N-甲基化咯烧酬中悬浮，调制负极制作用浆料。
[0060] 在调制浆料时，负极活性物质、导电剂及粘结剂优选分别W70质量％ W上且96质 量％ W下、2质量％ W上且20质量％ W下及2质量％ W上且10质量％ W下的比例配合。通过 将导电剂的量设定为2质量％^上，能够提高负极合剤层的集电性能。此外，通过将粘结剂 的量设定为1质量％^上，能够提高负极层与负极集电体的粘结性，能够期待优异的循环特 性。另一方面，导电剂及粘结剂分别设定为16质量％ W下在谋求高容量化方面是优选的。
[0061] 将上述那样操作而得到的浆料涂布到负极集电体上。之后，使负极集电体的涂布 的浆料干燥，接着，进行例如漉压等压制。
[0062] 如此得到包含负极集电体和形成于负极集电体上的负极层的负极。
[0063] (3)隔膜
[0064] 隔膜没有特别限定，可W使用例如微多孔性的膜、织布、无纺布、它们中的同一材 料或异种材料的层叠物等。作为形成隔膜的材料，可列举出聚乙締、聚丙締、乙締-丙締共聚 聚合物、乙締-下締共聚聚合物、纤维素等。
[0065] 接着，参照图1、图2A及图2B，对第1实施方式的卷绕型电极组的一个例子进行说 明。
[0066] 图1是第1实施方式的一个例子的卷绕型电极组的局部展开立体图。图2A是图1中 所示的卷绕型电极组的概略截面图。图2B是图1中所示的卷绕型电极组的正极及负极的概 略展开截面图。另外，图2A及图2B是表示将图1中所示的卷绕型电极组1沿着图1中所示的卷 绕方向C-C'切断的概略截面图的图。
[0067] 图1、图2A及图2B中所示的卷绕型电极组1包含一片正极11、一片负极12及两片隔 膜13。另外，图1中，在卷绕型电极组1的被展开的部分1B中，将两片隔膜13的末端省略而记 载。此外，在图2A及图2B中，用粗线表示正极11，用细线表示负极12,用虚线表示两片隔膜 13。进而，在图2A中，为了能够明确地把握正极11、负极12及隔膜13的配置，在正极11、负极 12及隔膜13之间示出间隙。实际上，在W下详细说明的正极11的第1端面111与隔膜13的折 弯部13b之间及负极12的第1端面121与隔膜13的折弯部13a之间，分别如图示那样设置有间 隙。另一方面，除此W外的、相邻的正极11及隔膜13、相邻的负极12及隔膜13W及相邻的隔 膜13彼此实际上接触。
[0068] 如图1中所示的那样，正极11包含带状的正极集电体11a和形成于其两面上的正极 层1化(一个正极层1化未图示）。正极集电体11a包含在表面没有形成正极层1化的部分11c。 该部分11c可W作为正极极耳起作用。
[0069] 正极11包含图2A及图2B中所示的第1端面山和图m及图2A及图2B中所示的第2 端面112。如由图2B表明的那样，正极11从第1端面Ih延伸至第2端面112。换言之，正极11的 第1端面山及第2端面山分别为带状的正极11的短边。此外，虽然没有明确图示，但是图1中 所示的正极极耳11c从正极11的第1端面Ih延伸至第2端面112。
[0070] 同样地，如图1中所示的那样，负极12包含带状的负极集电体12a和形成于其两面 上的负极层12b(-个负极层12b未图示）。负极集电体12a包含在表面没有形成负极层12b的 部分12c。该部分12可W作为负极极耳起作用。
[0071] 负极12包含图2A及图2B中所示的第1端面12i和图m及图2A及图2B中所示的第2 端面122。由图2B表明的那样，负极12从第1端面121延伸至第2端面122。换言之，负极12的第1 端面121及第2端面122分别为带状的负极12的短边。此外，虽然没有明确图示，但是图1中所 示的负极极耳12c从负极12的第1端面121延伸至第2端面122。
[0072] 在卷绕型电极组1中，如图1中所示的那样，隔膜13、负极12、隔膜13及正极11依次 被层叠，形成层叠体1。如图1中所示的那样，在该层叠体1中，正极极耳11c及负极极耳12c彼 此沿相反的方向，从层叠体1伸出。
[0073] 层叠体图1中所示的方向R-R'为卷绕轴，被卷绕成扁平形状，形成卷绕型电极 组1。卷绕型电极组1包含图1及图2A中所示的最内周1A及最外周1B。在图2B中所示的展开图 中，在左端示出位于卷绕型电极组1的最内周1A的正极11的第1端面111和负极12的第1端面 121。另一方面，在右端示出位于卷绕型电极组1的最外周1B的正极11的第2端面112和负极12 的第2端耐22。卷绕型电极组1的最外周1B为图1中被展开的部分。
[0074] 对于卷绕型电极组1中的正极11，通过层叠体1被卷绕成扁平形状，在最内周1A中 形成折弯部lid。同样地，对于负极12,通过层叠体1被卷绕成扁平形状，在最内周1A中形成 折弯部12d。进而，隔膜13通过层叠体1被卷绕成扁平形状，在最内周1A中，形成与负极12的 折弯部12d相接触的第1折弯部13b和与正极11的折弯部lid相接触的第2折弯部13a。即，卷 绕型电极组1的最内周1A包含从正极11中的第1端面Ih到折弯部lid为止的部分11A、从负 极12中的第1端面121到折弯部12d为止的部分12B和隔膜13的一部分13A。另外，在图2A中， 将正极11的折弯部lid及负极12的折弯部12d如同为弯曲部那样示出。然而，实际上，正极11 在折弯部lid中，按照在正极集电体11a上产生折痕的方式被折弯，负极12在折弯部12d中， 按照在负极集电体12a上产生折痕的方式被折弯。
[0075] 如图2A中所示的那样，在卷绕型电极组1的最内周1A中，正极11的第1端面Ih隔着 隔膜13的第1折弯部13b，与负极12的折弯部12d相对。其中，在正极11的第1端面Ih与隔膜 13的第1折弯部13b之间设置有间隙。同样地，在卷绕型电极组1的最内周1A中，负极12的第1 端面12i隔着隔膜13的第2折弯部13a，与正极11的折弯部lid相对。其中，在负极12的第1端 面121与隔膜13的第2折弯部13a之间设置有间隙。
[0076] 图2A中所示的卷绕型电极组1的最内周1A中包含的与正极11的第1端面Ih邻接的 端部lie其两面lle-1及lle-2隔着隔膜13与负极12相对。同样地，与负极12的第1端面12i邻 接的端部其两面12e-l及12e-2隔着隔膜13与正极11相对。
[0077] 如图2A中所示的那样，正极11中的电极组1的最内周1A中包含的部分11A的长度、 即从正极11的第1端面111到正极11的折弯部lid为止的长度为Lc[mm]。此外，负极12中的电 极组1的最内周1A中包含的部分12A的长度、即从负极12的第1端面121到负极12的折弯部 12d为止的长度为LA[mm]。进而，最内周1A的隔膜13的长度、即从隔膜13的折弯部13a到隔膜 13的折弯部13b为止的长度为L[mm]。进而，图及图2A及图2B中所示的卷绕型电极组1的 最内周1A的隔膜13的长度L、正极11的长度Lc及负极12的长度La满足0.01《（2kLA-Lc) /L《 0.8 〇
[0078] 图IW及图2A及图2B中所示的卷绕型电极组1的最外周1B包含含有第2端面112的 正极11的一部分11B和含有第2端面122的负极12的一部分12B。如图2A中所示的那样，负极 12的一部分12B隔着隔膜13与正极11的一部分11B相对，与正极11的一部分11B相比位于外 侧。此外，在负极12的一部分12B的外侧，配置有两片隔膜13的一部分13B。进而，如图2A中所 示的那样，两片隔膜13按照将正极11的第2端面112及负极12的第2端面122包围的方式被卷 绕。
[0079] 根据第1实施方式，提供一种扁平型的卷绕型电极组。该卷绕型电极组包含负极的 工作电位比1. 〇V( VS丄i/Li + )高的负极活性物质。此外，在卷绕型电极组的最内周中，正极 的端部的两面隔着隔膜与负极相对，负极的端部的两面隔着隔膜与正极相对。由于运些，所 W第1实施方式的扁平型的卷绕型电极组能够实现可显示高的能量密度及优异的寿命特性 的非水电解质电池。
[0080] (第2实施方式）
[0081] 根据第2实施方式，提供一种非水电解质电池。该非水电解质电池具备第1实施方 式的卷绕型电极组和非水电解质。
[0082] 第2实施方式的非水电解质电池可W进一步具备容纳了卷绕型电极组和非水电解 质的外包装部件。
[0083] 第2实施方式的非水电解质电池可W进一步具备与卷绕型电极组的正极电连接的 正极端子和与卷绕型电极组的负极电连接的负极端子。正极端子及负极端子各自可W将例 如绝缘部件夹在中间而安装到外包装部件中。
[0084] 接着，对第2实施方式的非水电解质电池中可使用的非水电解质、外包装部件、正 极端子及负极端子W及绝缘部件进行说明。
[0085] (1)非水电解质
[0086] 作为非水电解质，可W使用通过在非水溶剂中溶解电解质(例如裡盐)而调制的非 水电解质。
[0087] 作为非水溶剂，可列举出例如碳酸亚乙醋化C)、碳酸亚丙醋（PC)、碳酸亚下醋 (BC)、碳酸二甲醋(DMC)、碳酸二乙醋(DEC)、碳酸乙甲醋(EMC)、丫-下内醋（丫-化）、环下讽、 乙腊、1,2-二甲氧基乙烧、1,3-二甲氧基丙烷、二甲基酸、四氨巧喃(THF)、2-甲基四氨巧喃 等。非水溶剂可w单独使用，也可w将两种w上混合使用。
[0088] 作为电解质，可列举出例如高氯酸裡化iCl化）、六氣化憐酸裡化iPFs)、四氣化棚酸 裡化iBF4)、六氣化神裡化iAsFs)、^氣甲烧横酸裡化iCF3S〇3)等裡盐。电解质可W单独使 用，也可W将两种W上混合使用。电解质相对于非水溶剂的溶解量优选设定为〇.2mol/L~ 3mol/L。若电解质的浓度过低，则有时无法得到充分的离子导电性。另一方面，若非水溶剂 中的电解质的投入量过高，则有时电解质无法在非水溶剂中完全溶解。
[0089] (2)外包装部件
[0090] 第2实施方式的非水电解质电池由于具备扁平形状的卷绕型电极组，所W外包装 部件优选为方形。然而，第2实施方式的非水电解质电池可具备的外包装部件并不限定于方 形，可W根据用途而使用各种形状的外包装部件。
[0091] 作为外包装部件，可W使用例如金属制的外包装部件。作为外包装部件的材料，可 W使用例如侣、侣合金、铁(Fe)、锻儀(Ni)的铁、不诱钢(SUS)等。
[0092] 或者，外包装部件也可W是例如层压膜制。作为层压膜，可W使用由金属层和将该 金属层夹入的两片树脂层构成的膜。
[0093] (3)正极端子及负极端子
[0094] 正极端子及负极端子例如优选由侣或侣合金形成。
[00M]正极端子与正极的连接例如可W通过正极引线而进行。同样地，负极端子与负极 的连接例如可W通过负极引线而进行。正极引线及负极引线优选由例如侣或侣合金形成。
[0096] (4)绝缘部件
[0097] 作为绝缘部件的材料，可W使用例如树脂。作为绝缘部件中使用的树脂，只要是难 W被电解液侵蚀的树脂则无论怎样的树脂都可W使用，可W使用例如聚乙締、聚丙締、乙締 醋酸乙締醋共聚物、乙締醋酸乙締醇共聚物、乙締-丙締酸共聚物、乙締-丙締酸乙醋共聚 物、乙締-丙締酸甲醋共聚物、乙締-甲基丙締酸醋-丙締酸醋共聚物（ethyl ene- methacirlate-ac巧late copolymer)、乙締-甲基丙締酸甲醋共聚物、离聚物、聚丙締腊、聚 偏氯乙締、聚四氣乙締、聚氯Ξ氣乙締、聚苯酸、聚对苯二甲酸乙二醇醋、聚四氣乙締等，上 述树脂可W单独使用一种，此外，也可W将多种混合使用。其中，优选使用聚丙締或聚乙締。
[0098] 接着，对第2实施方式的非水电解质电池的一个例子参照图3~图5进行详细说明。
[0099] 图3为第2实施方式的一个例子的非水电解质电池的概略立体图。图4为图3中所示 的非水电解质电池的一个分解立体图。图5为图3中所示的非水电解质电池的进一步分解立 体图。
[0100] 该例的非水电解质二次电池100为如图3~图5中所示的那样，具备外包装部件 111、收纳在外包装部件111内的电极组1和浸渗在电极组1中的非水电解液(未图示)的方形 非水电解质电池。
[0101] 电极组1为参照图及图2A及图2B说明的扁平形状的卷绕型电极组1。除电极组1 的正极极耳11c及负极极耳12cW外的部分被绝缘胶带10被覆。
[0102] 如图3~图5中所示的那样，外包装部件111包含具有开口部的有底矩形筒状的金 属制容器Ilia和配置在容器Ilia的开口部的矩形板状的封口体11化。封口体11化通过例如 激光焊接等焊接与容器111a的开口部接合。在封口体11化上开口有两个贯通孔(未图示)和 注入口（未图示）。
[0103] 如图4及图5中所示的那样，该例的非水电解质二次电池100进一步具备正极引线6 及负极引线7。
[0104] 正极引线6含有具有贯通孔6b的连接板6a和从连接板6a叉形分叉而向下方伸出的 集电部6c。负极引线7也同样地含有具有贯通孔7b的连接板7a和从连接板7a叉形分叉而向 下方伸出的集电部7c。
[0105] 如图4及图5中所示的那样，绝缘体8配置在封口体111b的背面。绝缘体8在背面具 有第1凹部8a及第2凹部8b。在第1凹部8a及第2凹部8b上，分别开口有贯通孔8曰'及贯通孔 8b'，各贯通孔8曰'及8b'与封口体mb的贯通孔分别连通。在第1凹部8a内配置有正极引线6 的连接板6a，在第2凹部8b内配置有负极引线7的连接板7曰。此外，在绝缘体8上，开口有与封 口体11化的注入口连通的贯通孔8c。
[0106] 对于正极引线6,在叉形的集电部6c之间夹持电极组1的正极极耳11c的外周而与 其接合。此外，对于负极引线7,在叉形的集电部7c之间夹持电极组2的负极极耳12c的外周 而与其接合。运样，正极引线6与电极组2的正极极耳3b电连接，负极引线7与电极组2的负极 极耳4b电连接。
[0107] 如图4及图5中所示的那样，该例的非水电解质二次电池100具备两个绝缘部件9a。 一个绝缘部件9a将正极引线6与正极极耳11c的接合部分被覆。另一个绝缘部件9a将负极引 线7与负极极耳12c的接合部分被覆。两个绝缘部件9a分别通过对折的绝缘胶带9b被固定在 电极组2上。
[0108] 如图3~图5中所示的那样，该例的非水电解质二次电池100进一步具备正极端子 113及负极端子114。
[0109] 正极端子113包含矩形状的头部113a和从头部113a的背面向下方伸出的轴部 113b。同样地，负极端子114包含矩形的头部114a和从头部114a的背面向下方伸出的轴部 114b。正极端子113及负极端子114分别介由绝缘垫片115而配置在封口体11化的上表面。正 极端子113的轴部113b被插入到绝缘垫片115的贯通孔115a、封口体11化的贯通孔、绝缘体8 的贯通孔8a'、正极引线6的连接板6a的贯通孔6b中，与它们敛缝固定。此外，负极端子114的 轴部114b被插入到绝缘垫片115的贯通孔115a、封口体mb的贯通孔、绝缘体8的贯通孔 8b'、负极引线7的连接板7a的贯通孔7b中，与它们敛缝固定。由此，正极端子113与正极引线 6电连接，负极端子114与负极引线7电连接。
[0110] 在上述构成的非水电解质电池100中，非水电解质的注入可W在将电极组2容纳在 容器11 la内并将封口体11化与容器11 la的开口部接合后，经由封口体11化上被开口的注入 口进行。在注入非水电解质后，如图3中所示的那样，通过在注入口中嵌入金属制的密封塞 123并将其焊接，可W将外包装部件111密封。
[0111] 第2实施方式的非水电解质电池由于具备第1实施方式的扁平型的卷绕型电极组， 所W能够显示高的能量密度及优异的寿命特性。
[0112] 实施例
[0113] W下列举出例子，对本发明进一步详细地说明，但只要不脱离发明的主旨，则本发 明并不限定于W下掲示的实施例。
[0114] (实施例1)
[0115] 实施例1中，制作了具备图及图2A及图2B中所示的卷绕型电极组1的具有与图3 ~图5中所示的非水电解质二次电池100相同的结构的非水电解质二次电池。
[0116] [正极11的制作]
[0117] 首先，作为正极活性物质，准备裡儀钻儘复合氧化物LiNii/3Coi/3Mm/3化和裡钻复 合氧化物LiCo化。将它们按照LiNii/3Coi/3Mm/3化与LiCo化成为2:1的方式混合，得到活性物 质混合物。将该活性物质混合物、作为导电剂的乙烘黑、作为进一步导电剂的石墨和作为粘 结剂的聚偏氣乙締 W质量比为100:2:3:3的比例混合。将如此得到的混合物投入到作为溶 剂的N-甲基-2-化咯烧酬中，将其用行星式混合机混炼及揽拌，制作了正极浆料。
[0118] 接着，准备作为正极集电体的厚度为20μπι的侣锥。该侣锥具有从第1端面延伸至第 2端面的带状的形状。
[0119] 在涂装装置中，在该侣锥的两面上，按照每单位面积的涂布量达到70g/m2的方式， 涂布之前制作的正极浆料。此时，在侣锥的一部分上不涂布正极浆料，残留侣锥的沿从第1 端面向着第2端面的方向延伸的带状的正极浆料未涂布部。
[0120] 接着，使如此得到的涂膜干燥。接着，将干燥后的涂膜及侣锥在漉压机中按照电极 密度成为3.4g/cc的方式进行压延。如此得到包含正极集电体和形成于正极集电体的表面 上的正极层的正极11。
[0121] [负极12的制作]
[0122] 首先，作为负极活性物质，准备铁酸裡Li4Ti5化2。将该活性物质、作为导电剂的石 墨和作为粘结剂的聚偏氣乙締 W质量比为100:15:4的比例混合。将如此得到的混合物投入 到作为溶剂的N-甲基-2-化咯烧酬中，将其用行星式混合机混炼及揽拌，制作了负极浆料。
[0123] 接着，准备作为负极集电体的厚度为20μπι的侣锥。该侣锥具有从第1端面延伸至第 2端面的带状的形状。
[0124] 在涂装装置中，在该侣锥的两面上，按照每单位面积的涂布量成为65g/m2的方式 涂布之前制作的负极浆料。此时，在侣锥的一部分上不涂布负极浆料，残留侣锥的沿从第1 端面向着第2端面的方向延伸的带状的负极浆料未涂布部。
[0125] 接着，使如此得到的涂膜干燥。接着，将干燥后的涂膜及侣锥在漉压机中按照电极 密度成为2.4g/cc的方式进行压延。如此得到包含负极集电体和形成于负极集电体的表面 上的负极层的负极12。
[0126] [卷绕型电极组1的制作]
[0127] 作为隔膜13,准备厚度为30皿的两片隔膜。接着，将一片隔膜13、之前制作的负极 12、另一片隔膜13及之前制作的正极11依次层叠，得到层叠体1。此时，按照正极11中的与正 极11的第1端面111邻接且不与负极12相对的端部lie(正极11的突出部分）的长度达到 70.1mm的方式层叠。
[0128] 接着，将该层叠体1转移到卷绕装置中。在该层叠体1中，首先，将隔膜13和正极11 先折弯。接着，进一步加上负极12,将层叠体整体折弯，卷绕成满旋状。在卷绕时，按照最内 周1A的负极12的长度La达到69.6mm、最内周1A的正极11的长度Lc达到69.7mm的方式调整最 初的卷忍的角度。将如此得到的卷绕体进行压制，得到扁平形状的卷绕型电极组1。
[0129] [电池单元的组装]
[0130] 准备参照图4及图5说明的各部件，通过W下的步骤制作了具有与图3~图5中所示 的非水电解质电池100相同的结构的电池单元100。
[0131] 首先，在侣制的封口体11化的背面配置绝缘体8。接着，将正极端子113的头部113a 介由绝缘垫片115配置在封口体11化的上表面，并且将正极端子113的轴部113b插入到封口 体11化的一个贯通孔及绝缘体8的贯通孔8曰'中。同样地，将负极端子114的头部114a介由绝 缘垫片115配置在封口体11化的上表面，并且将轴部114b插入到封口体11化的另一个贯通 孔及绝缘体8的贯通孔8b'中。如此得到图4及图5中所示那样的封日体mb。
[0132] 接着，将之前制作的卷绕型电极组1的正极极耳11c夹在正极引线6的叉形的集电 部6c之间，在该状态下将正极极耳11c与正极引线6进行焊接。同样地，将卷绕型电极组1的 负极极耳12c夹在负极引线7的叉形的集电部7c之间，在该状态下将负极极耳12c与负极引 线7进行焊接。接着，将正极端子113敛缝固定在正极引线6的连接板6a上。同样地，将负极端 子114敛缝固定在负极引线7的连接板7a上。运样使电极组2与封口体11化成为一体。
[0133] 接着，将一个绝缘部件9a按照将它们固定的方式覆盖到正极引线6及正极极耳11c 上。同样地，将另一个绝缘部件9a按照将它们固定的方式覆盖到负极引线7及负极极耳12c 上。接着，将运些绝缘部件9a分别用绝缘胶带9b固定。
[0134] 将运样被固定的绝缘部件9曰、正极引线6及正极极耳11c的单元bell)和绝缘部件 9a、负极引线7及负极极耳12c的单元插入到侣制的容器Ilia内。接着，将封口体11化通过激 光焊接到容器111a的开口部上，制作了电池单元100。所制作的电池单元100具有宽度为 10mm、高度为10mm、厚度为30mm的长方体的形状。
[0135] [非水电解质的调制]
[0136] 将碳酸亚乙醋和碳酸二甲醋Wl:l混合，调制了非水溶剂。在该非水溶剂中，按照 成为Imol/L的浓度的方式溶解作为电解质的六氣化憐酸裡LiPFs。如此得到非水电解质。
[0137] [非水电解质的注入及非水电解质电池100的完成]
[013引将调制的非水电解质从封口体11化的注液口注入到电池单元100内。注入后，在注 液口中嵌入侣制的密封部件123,将密封部件123的周围焊接到封口体mb上。如此完成实 施例1的非水电解质电池100。
[0139] [初充电]
[0140] 相对于非水电解质电池100进行初充电。初充电在25°C下W0.2C恒电流充电至 2.8V后，W恒电压进行至电流值达到0.01C。
[0141] [容量测定]
[0142] 将进行了初充电的非水电解质电池100在60°C的大气中加溫150小时后，在25°C下 W0.2C恒电流充电至2.8V。之后，将该电池单元100W恒电压充电充电至电流值达到0.01C。 进而，将该电池单元100 W 0.33C放电至电压值达到1.3V，测定放电容量。将测定的放电量作 为实施例1的非水电解质电池100的额定容量。实施例1的非水电解质电池100的额定容量为 22.23Ah。
[0143] [充放电循环试验及储存试验]
[0144] 接着，相对于非水电解质电池100,在40°C气氛下进行1000个循环的充放电循环试 验。在1次充放电循环中，相对于非水电解质电池100, W 1C进行恒电流充电至2.8V，之后进 行恒电压充电至电流值达到0.01C，接着W1C进行恒电流放电至电压达到1.3V。在充电与放 电的间隔，加上30分钟的停止。在进行1000个循环的充放电循环后，相对于非水电解质电池 100，在25°C下W0.2C进行恒电流充电至2.8V，之后，W恒电压充电进行充电至电流值达到 O.OIC，之后，将非水电解质电池100在25°C气氛下储存一个月。将储存后的非水电解质电池 100在25°C气氛中W0.33C放电至电压值达到1.3V，测定放电容量，将该放电容量作为实施 例1的非水电解质电池100的储存后容量。实施例1的非水电解质电池100的容量为19.23Ah。 即，实施例1的非水电解质电池100的因储存引起的自放电量为3.OOAh。
[0145] [解体分析]
[0146] 将评价后的电池解体，观察卷绕型电极组1，结果没有确认到正极11及负极12的扭 曲。此外，通过能量色散型X射线光谱法观察卷绕型电极组1中的金属分布，结果没有确认到 电极表面上的金属的析出。
[0147] [卷绕型电极组1的截面观察]
[0148] 进行实施例1的非水电解质电池100的卷绕型电极组1的截面观察。卷绕型电极组1 的截面具有与图2A中概略示出的结构相同的结构。即，卷绕型电极组1包含含有从正极11的 第1端面Ih到正极11的折弯部lid为止的部分11A、从负极12的第1端面121到负极12的折弯 部12d为止的部分12A和隔膜13中的从与正极11的折弯部lid接触的第2折弯部13a到与负极 12的折弯部12d接触的第1折弯部13b为止的部分13A的最内周1A。在最内周1A中，与正极11 的第1端面111邻接的端部lie的两面lle-1及lle-2隔着隔膜13与负极12相对。同样地，与负 极12的第1端面12i邻接的端部12e的两面12e-l及12e-2隔着隔膜13与正极13相对。此外，在 最内周1A中，正极11的第1端面Ih隔着隔膜13的第1折弯部13b，与负极12的折弯部12d相 对。同样地，在最内周1A中，负极12的第1端面121隔着隔膜13的第2折弯部13a，与正极11的 折弯部lid相对。另一方面，卷绕型电极组1包含含有包含正极11的第2端面112的部分11B、 包含负极12的第2端面122的部分12B和隔膜13的端部13B的最外周1B。在最外周1B中，负极 12的一部分12B隔着隔膜13与正极11的一部分11B相对，与正极11的一部分11B相比位于外 侧。此外，在负极12的一部分12B的外侧，配置有两片隔膜13的一部分13B。进而，两片隔膜13 按照将正极11的第2端面112及负极12的第2端面122包围的方式卷绕。
[0149] 此外，通过之前说明的步骤测定实施例1的非水电解质电池100的卷绕型电极组1 的最内周1A中的正极11的长度Lc、负极12的长度La及隔膜的长度L。将其结果示于W下的表1 中。实施例1的非水电解质电池100的卷绕型电极组1的（2kLA-Lc) /L为0.01。
[0150] [负极12的工作电位的确认]
[0151] 通过W下的步骤来确认负极12的工作电位。
[0152] 将非水电解质电池100满充电后，W0.2C将额定容量放电。之后将电池解体，取出 1cm2的负极12,用碳酸乙甲醋洗涂，制成Ξ极式电池用的负极。在解体时，调查正极11与负 极12的相对面积，结果为1.12m2。将电池100的额定容量除W相对面积1.12m2而得到的值作 为Ξ极式电池的额定容量。另一方面，在氣气氛下制作使工作电极为负极12、对电极为金属 裡、参比电极为金属裡的Ξ极式电池。对该Ξ极式电池测定工作电极与参比电极之间的电 压，同时在工作电极与对电极之间流入0.2C的电流而充电Ξ极式电池的额定容量部分，调 查充电末期的闭路电压。其结果是，闭路电压为1.33V vs.Li/Li +。^该电位作为负极12的 工作电位。另外，将向负极12中嵌入Li的方向定义为充电。
[0153] (实施例2)
[0154] 实施例2中，在形成层叠体1时，按照正极11中的与正极11的第1端面111邻接且不 与负极12相对的端部lie(正极11的突出部分)的长度达到75.0mm的方式层叠;及在卷绕时， 按照最内周ΙΑ的负极12的长度La达到50.0mm、最内周ΙΑ的正极11的长度Lc达到55.0mm的方 式来调整最初的卷忍的角度，除此W外，通过与上述实施例1相同的步骤，构成非水电解质 二次电池100。
[0155] 通过与实施例1中说明的相同的步骤来测定实施例2的非水电解质电池100的额定 容量。实施例2的非水电解质电池100的额定容量为22.12Ah。
[0156] 相对于该非水电解质二次电池100,通过与实施例1相同的步骤进行充放电循环试 验及储存试验。储存后，相对于非水电解质电池100,在25°C气氛中W0.33C进行放电至电压 值达到1.3V，测定放电容量。其结果是，得到19. lOAh的容量。即，关于实施例2的非水电解质 电池100的因储存引起的自放电量为3.02Ah。
[0157] 将评价后的电池解体，观察卷绕型电极组1，结果没有确认到正极11及负极12的扭 曲。此外，通过能量色散型X射线光谱法观察卷绕型电极组1中的金属分布，结果没有确认到 电极表面上的金属的析出。
[0158] 此外，进行实施例2的非水电解质电池100的卷绕型电极1的截面观察。实施例2的 卷绕型电极组1的截面具有与图6中概略示出的结构相同的结构。若将图2A与图6比较，则如 表明的那样，实施例2的卷绕型电极组1在最内周1A中，从正极11的第1端面111到隔膜13的 一个折弯部13b为止的距离大于图2A中所示的卷绕型电极组1、即实施例1的卷绕型电极组1 的该距离。此外，实施例2的卷绕型电极组1在最内周1A中，从负极12的第1端面121到隔膜13 的一个折弯部13a为止的距离大于图2A中所示的卷绕型电极组1、即实施例1的卷绕型电极 组1的该距离。关于其他方面，实施例2的卷绕型电极组1的截面结构与实施例1的截面结构 相同。
[0159] 此外，通过之前说明的步骤来测定实施例2的非水电解质电池100的卷绕型电极组 1的最内周1A中的正极11的长度Lc、负极12的长度La及隔膜的长度L。将其结果示于W下的表 1中。实施例2的非水电解质电池100的卷绕型电极组1的（2kLA-Lc) /L为0.50。
[0160] (实施例3)
[0161] 实施例3中，在形成层叠体1时，按照正极11中的与正极11的第1端面111邻接且不 与负极12相对的端部lie(正极11的突出部分)的长度达到54.0mm的方式层叠;及在卷绕时， 按照最内周1A的负极12的长度La达到50.0mm、最内周1A的正极11的长度Lc达到34.0mm的方 式来调整最初的卷忍的角度，除此W外，通过与上述实施例1相同的步骤，构成非水电解质 二次电池100。
[0162] 通过与实施例1中说明的相同的步骤来测定实施例3的非水电解质电池100的额定 容量。实施例3的非水电解质电池100的额定容量为22.08Ah。
[0163] 相对于该非水电解质二次电池100,通过与实施例1相同的步骤进行充放电循环试 验及储存试验。储存后，相对于非水电解质电池100,在25°C气氛中W0.33C进行放电至电压 值达到1.3V，现憶放电容量。其结果是，得到19.07Ah的容量。即，关于实施例3的非水电解质 电池100的因储存引起的自放电量为3.OlAh。
[0164] 将评价后的电池解体，观察卷绕型电极组1，结果没有确认到正极11及负极12的扭 曲。此外，通过能量色散型X射线光谱法观察卷绕型电极组1中的金属分布，结果没有确认到 电极表面上的金属的析出。
[0165] 此外，进行实施例3的非水电解质电池 100的卷绕型电极1的截面观察。实施例3的 卷绕型电极组1的截面具有与图7中概略示出的结构相同的结构。若将图2A与图6与图7比 较，则如表明的那样，实施例3的卷绕型电极组1在最内周1A中，从正极11的第1端面Ih到隔 膜13的一个折弯部13b为止的距离大于图2A中所示的卷绕型电极组1、即实施例1的卷绕型 电极组1的该距离，进而大于图6中所示的卷绕型电极组1、即实施例2的卷绕型电极组1的该 距离。此外，实施例3的卷绕型电极组1在最内周1A中，从负极12的第1端面121到隔膜13的一 个折弯部13a为止的距离大于实施例1的卷绕型电极组1的该距离，且与实施例2的卷绕型电 极组1的该距离相同。关于其他方面，实施例3的卷绕型电极组1的截面结构与实施例1及实 施例2的截面结构相同。
[0166] 此外，通过之前说明的步骤来测定实施例3的非水电解质电池100的卷绕型电极组 1的最内周1A中的正极11的长度Lc、负极12的长度La及隔膜的长度L。将其结果示于W下的表 1中。实施例3的非水电解质电池100的卷绕型电极组1的（2kLA-Lc) /L为0.80。
[0167] (实施例4)
[0168] 实施例4中，在形成层叠体1时，按照正极11中的与正极11的第1端面111邻接且不 与负极12相对的端部lie(正极11的突出部分)的长度达到66.0mm的方式层叠;及在卷绕时， 按照最内周1A的负极12的长度La达到30.0mm、最内周1A的正极11的长度Lc达到26.0mm的方 式调整最初的卷忍的角度，除此W外，通过与上述实施例1相同的步骤，构成非水电解质二 次电池100。
[0169] 通过与实施例1中说明的相同的步骤来测定实施例4的非水电解质电池100的额定 容量。实施例4的非水电解质电池100的额定容量为22. OlAh。
[0170] 相对于该非水电解质二次电池100,通过与实施例1相同的步骤进行充放电循环试 验及储存试验。储存后，相对于非水电解质电池100,在25°C气氛中W0.33C进行放电至电压 值达到1.3V，现憶放电容量。其结果是，得到19.05Ah的容量。即，关于实施例4的非水电解质 电池100的因储存引起的自放电量为2.96Ah。
[0171] 将评价后的电池解体，观察卷绕型电极组1，结果没有确认到正极11及负极12的扭 曲。此外，通过能量色散型X射线光谱法观察卷绕型电极组1中的金属分布，结果没有确认到 电极表面上的金属的析出。
[0172] 此外，通过之前说明的步骤来测定实施例4的非水电解质电池100的卷绕型电极组 1的最内周1A中的正极11的长度Lc、负极12的长度La及隔膜的长度L。将其结果示于W下的表 1中。实施例4的非水电解质电池100的卷绕型电极组1的(2kLA-Lc)/L为1.20。
[0173] (实施例5)
[0174] 实施例5中，在形成层叠体1时，按照正极11中的与正极11的第1端面111邻接且不 与负极12相对的端部lie(正极11的突出部分)的长度达到75.0mm的方式层叠;及在卷绕时， 按照最内周1A的负极12的长度La达到15.0mm、最内周1A的正极11的长度Lc达到20.0mm的方 式调整最初的卷忍的角度，除此W外，通过与上述实施例1相同的步骤，构成非水电解质二 次电池100。
[0175] 通过与实施例1中说明的相同的步骤来测定实施例5的非水电解质电池100的额定 容量。实施例5的非水电解质电池100的额定容量为22.09Ah。
[0176] 相对于该非水电解质二次电池100,通过与实施例1相同的步骤进行充放电循环试 验及储存试验。储存后，相对于非水电解质电池100,在25°C气氛中W0.33C进行放电至电压 值达到1.3V，现憶放电容量。其结果是，得到19.05Ah的容量。即，关于实施例5的非水电解质 电池100的因储存引起的自放电量为3.04Ah。
[0177] 将评价后的电池解体，观察卷绕型电极组1，结果没有确认到正极11及负极12的扭 曲。此外，通过能量色散型X射线光谱法观察卷绕型电极组1中的金属分布，结果没有确认到 电极表面上的金属的析出。
[0178] 此外，通过之前说明的步骤来测定实施例5的非水电解质电池100的卷绕型电极组 1的最内周1A中的正极11的长度Lc、负极12的长度La及隔膜的长度L。将其结果示于W下的表 1中。实施例5的非水电解质电池100的卷绕型电极组1的(2kLA-Lc)/L为1.50。
[0179] (实施例6)
[0180] 实施例6中，在形成层叠体1时，按照正极11中的与正极11的第1端面111邻接且不 与负极12相对的端部lie(正极11的突出部分)的长度达到70.1mm的方式层叠;及在卷绕时， 按照最内周1A的负极12的长度La达到0.3mm、最内周1A的正极11的长度Lc达到0.4mm的方式 调整最初的卷忍的角度，除此W外，通过与上述实施例1相同的步骤，构成非水电解质二次 电池100。
[0181] 通过与实施例1中说明的相同的步骤来测定实施例6的非水电解质电池100的额定 容量。实施例6的非水电解质电池100的额定容量为22.26Ah。
[0182] 相对于该非水电解质二次电池100,通过与实施例1相同的步骤进行充放电循环试 验及储存试验。储存后，相对于非水电解质电池100,在25°C气氛中W0.33C进行放电至电压 值达到1.3V，现憶放电容量。其结果是，得到19.22Ah的容量。即，关于实施例6的非水电解质 电池100的因储存引起的自放电量为3.04Ah。
[0183] 将评价后的电池解体，观察卷绕型电极组1，结果没有确认到正极11及负极12的扭 曲。此外，通过能量色散型X射线光谱法观察卷绕型电极组1中的金属分布，结果没有确认到 电极表面上的金属的析出。
[0184] 此外，通过之前说明的步骤来测定实施例6的非水电解质电池100的卷绕型电极组 1的最内周1A中的正极11的长度Lc、负极12的长度La及隔膜的长度L。将其结果示于W下的表 1中。实施例6的非水电解质电池100的卷绕型电极组1的(2kLA-Lc)/L为1.99。
[0185] (实施例7)
[0186] 实施例7中，作为负极活性物质使用青铜型氧化铁(Ti〇2(B));及将负极浆料的涂 布按照每单位面积的涂布量达到80g/m2的方式进行调整，除此W外，通过与上述实施例1相 同的步骤，构成非水电解质二次电池100。
[0187] 通过与实施例1中说明的相同的步骤来测定实施例7的非水电解质电池100的额定 容量。实施例7的非水电解质电池100的额定容量为23.86Ah。
[0188] 相对于该非水电解质二次电池100,通过与实施例1相同的步骤进行充放电循环试 验及储存试验。储存后，相对于非水电解质电池100,在25°C气氛中W0.33C进行放电至电压 值达到1.3V，测定放电容量。其结果是，得到20.95Ah的容量。即，关于实施例7的非水电解质 电池100的因储存引起的自放电量为2.91Ah。
[0189] 将评价后的电池解体，观察卷绕型电极组1，结果没有确认到正极11及负极12的扭 曲。此外，通过能量色散型X射线光谱法观察卷绕型电极组1中的金属分布，结果没有确认到 电极表面上的金属的析出。
[0190] 此外，进行实施例7的非水电解质电池100的卷绕型电极组1的截面观察。卷绕型电 极组1的截面具有与图2A中概略示出的结构相同的结构。即，实施例7的卷绕型电极组1的截 面结构与实施例1的截面结构相同。
[0191] 进而，通过之前说明的步骤来测定实施例7的非水电解质电池100的卷绕型电极组 1的最内周1A中的正极11的长度Lc、负极12的长度La及隔膜的长度L。其结果是，如W下的表1 中所示的那样，与实施例1的结果相同。因此，实施例7的非水电解质电池100的卷绕型电极 组1 的（2kLA-Lc)/L 为0.01。
[0192] 进而，通过与实施例1中说明的相同的步骤来测定实施例7的非水电解质电池100 的卷绕型电极组1的负极12的工作电位。其结果是，实施例7的负极12的工作电位为1. IV (VS 丄 i/Li+)。
[0193] (比较例1)
[0194] 比较例1中，在形成层叠体1时，按照正极11中的与正极11的第1端面111邻接且不 与负极12相对的端部lie(正极11的突出部分)的长度达到60.0mm的方式层叠;及在卷绕时， 按照最内周1A的负极12的长度La达到40.0mm、最内周1A的正极11的长度Lc达到30.0mm的方 式调整最初的卷忍的角度，除此W外，通过与上述实施例1相同的步骤，构成非水电解质二 次电池100。
[01M]通过与实施例1中说明的相同的步骤来测定比较例1的非水电解质电池100的额定 容量。比较例1的非水电解质电池100的额定容量为21.89Ah。
[0196] 相对于该非水电解质二次电池100,通过与实施例1相同的步骤进行充放电循环试 验及储存试验。储存后，相对于非水电解质电池100,在25°C气氛中W0.33C进行放电至电压 值达到1.3V，现憶放电容量。其结果是，得到18.92Ah的容量。即，关于比较例1的非水电解质 电池100的因储存引起的自放电量为2.97Ah。
[0197] 将评价后的电池解体，观察卷绕型电极组1，结果没有确认到正极11及负极12的扭 曲。此外，通过能量色散型X射线光谱法观察卷绕型电极组1中的金属分布，结果没有确认到 电极表面上的金属的析出。
[0198] 此外，进行比较例1的非水电解质电池100的卷绕型电极1的截面观察。比较例1的 卷绕型电极组1的截面具有与图8中概略示出的结构相同的结构。如图8中所示的那样，比较 例1的卷绕型电极组1在最内周1A中，正极11的第1端面Ih及负极12的第1端面121的位置在 卷绕方向C-C'及与卷绕轴R-R'垂直的方向N-N'上对齐。因此，如图8中所示的那样，比较例1 的卷绕型电极组1在最内周1A中，与正极11的第1端面Ih邻接的端部lie仅其一面lle-1隔 着隔膜13与负极12相对，另一个面lle-2与正极11的其他部分相对。此外，在最内周1A中，与 负极12的第1端面121邻接的端部12e仅其一面12e-l隔着隔膜13与正极11相对，另一个面 12e-2与负极12的其他部分相对。关于其他方面，比较例1的卷绕型电极组1的截面结构与实 施例1~实施例7的截面结构相同。
[0199] 此外，通过之前说明的步骤来测定比较例1的非水电解质电池100的卷绕型电极组 1的最内周1A中的正极11的长度Lc、负极12的长度La及隔膜的长度L。将其结果示于W下的表 1中。实施例3的非水电解质电池100的卷绕型电极组1的（2kLA-Lc) /L的值为1.00。
[0200] (比较例2)
[0201] 比较例2中，作为负极活性物质使用石墨;及将负极浆料的涂布按照每单位面积的 涂布量达到40g/m2的方式进行调整，除此W外，通过与上述实施例2相同的步骤，构成比较 例1的非水电解质二次电池。
[0202] 通过与实施例1中说明的相同的步骤来测定比较例2的非水电解质电池100的额定 容量。比较例2的非水电解质电池100的额定容量为24.35Ah。
[0203] 相对于该非水电解质二次电池100,通过与实施例1相同的步骤进行充放电循环试 验及储存试验。储存后，相对于非水电解质电池100,在25°C气氛中W0.33C进行放电至电压 值达到1.3V，测定放电容量。其结果是，得到5.24Ah的容量。即，关于比较例2的非水电解质 电池100的因储存引起的自放电量为19. llAh。
[0204] 将评价后的电池解体，观察卷绕型电极组1，结果获知正极11及负极12发生扭曲。 此外，通过能量色散型X射线光谱法观察卷绕型电极组1中的金属分布，结果在负极12的表 面析出Li。
[0205] 此外，进行比较例2的非水电解质电池100的卷绕型电极组1的截面观察。卷绕型电 极组1的截面具有与图6中概略示出的结构相同的结构。即，比较例2的卷绕型电极组1的截 面结构与实施例2的截面结构相同。
[0206] 进而，通过之前说明的步骤来测定比较例2的非水电解质电池100的卷绕型电极组 1的最内周1A中的正极11的长度Lc、负极12的长度La及隔膜的长度L。其结果是，如W下的表1 中所示的那样，与实施例2的结果相同。因此，比较例2的非水电解质电池100的卷绕型电极 组 1 的（2kLA-Lc) /L 的值为0.05。
[0207] 进而，通过与实施例1中说明的相同的步骤来测定比较例2的非水电解质电池100 的卷绕型电极组1的负极12的工作电位。其结果是，比较例2的负极12的工作电位为0.3V (VS 丄 i/Li+)。
[020引
[0209]巧察]
[0210] 由表1中所示的结果获知，实施例1~实施例6的非水电解质电池100与比较例1的 非水电解质电池100相比，额定容量高。比较例1的非水电解质电池100由于在卷绕型电极组 1的最内周1A中，仅正极11的端部lie的一面隔着隔膜13与负极12相对，仅负极12的端部12e 的一面隔着隔膜13与正极11相对，所W与实施例1~6的非水电解质电池100相比，额定容量 变低。
[0211] 进而，实施例1~实施例6的非水电解质电池100与比较例1的非水电解质电池100 同样地抑制了自放电。运是由于，实施例1~6的非水电解质电池在卷绕型电极组1的最内周 1A中，负极12的端部12e的两面隔着隔膜13与正极11相对，但负极12所包含的负极活性物质 的工作电位比l.〇V(vs丄i/Li+)高，因此抑制了负极表面上的金属的析出。该事实如之前叙 述的那样，通过利用能量色散型X射线光谱法来确认电极表面的金属分布得W证明。
[0212] 进而，如由表1中所示的结果表明的那样，实施例7的非水电解质100也与实施例1 ~6的非水电解质电池100同样地抑制了自放电，同时显示了比比较例1的非水电解质电池 100高的额定容量。由该结果证明，即使改变负极活性物质，只要工作电位比1. 〇V(vs丄i/Li +)高，则也可得到相同的效果。
[0213] 另一方面，使用石墨作为负极活性物质的比较例2的非水电解质电池100与实施例 1~7的非水电解质电池100相比，自放电容量显著较高。认为其一个原因是如由利用能量色 散型X射线光谱法来确认电极表面的金属分布所证明的那样，储存后在负极12的表面上析 出金属裡。此外认为，如由电池的解体表明的那样，负极12发生扭曲也是原因之一。认为负 极12的扭曲的原因是通过裡的嵌入及脱嵌而石墨的体积发生较大变化。
[0214](实施例8)
[0215] 实施例8中，除了 W下运点W外，通过与实施例1相同的步骤，构成非水电解质二次 电池100。
[0216] 首先，实施例8中，将正极浆料的每单位面积的涂布量设定为140g/m2。此外，按照 电极密度达到3. Ig/cc的方式进行利用漉压的压延，得到正极11。
[0217] 此外，实施例8中，将负极浆料的每单位面积的涂布量设定为135g/m2。此外，按照 电极密度达到2. Ig/cc的方式进行利用漉压的压延，得到负极12。
[0218] 进而，实施例8中，通过与使正极浆料的涂布量及负极浆料的涂布量大于实施例1 的部分相应地使卷绕装置中的卷绕次数比实施例1减少，由此制作La、Lc及L的值与实施例1 的La、Lc及L的值相同的卷绕型电极组1。
[0219] 通过与实施例1中说明的相同的步骤来测定实施例8的非水电解质电池100的额定 容量。实施例8的非水电解质电池100的额定容量为23.52Ah。
[0220] 相对于该非水电解质二次电池100,通过与实施例1相同的步骤进行充放电循环试 验及储存试验。储存后，相对于非水电解质电池100,在25°C气氛中W0.33C进行放电至电压 值达到1.3V，测定放电容量。其结果是，得到20.48Ah的容量。即，关于实施例8的非水电解质 电池100的因储存引起的自放电量为3.04Ah。
[0221] 将评价后的电池解体，观察卷绕型电极组1，结果没有确认到正极11及负极12的扭 曲。此外，通过能量色散型X射线光谱法观察卷绕型电极组1中的金属分布，结果没有确认到 电极表面上的金属的析出。
[0222] 此外，通过之前说明的步骤来测定实施例8的非水电解质电池100的卷绕型电极组 1的最内周1A中的正极11的长度Lc、负极12的长度La及隔膜的长度L。将其结果示于W下的表 1中。实施例8的非水电解质电池100的卷绕型电极组1的(2kLA-Lc)/L为0.01。
[0223] (实施例9)
[0224] 实施例9中，在形成层叠体1时，按照正极11中的与正极11的第1端面111邻接且不 与负极12相对的端部lie(正极11的突出部分)的长度达到68.0mm的方式层叠;及在卷绕时， 按照最内周1A的负极12的长度La达到67.0mm、最内周1A的正极11的长度Lc达到65.0mm的方 式调整最初的卷忍的角度，除此W外，通过与上述实施例8相同的步骤，构成非水电解质二 次电池100。
[0225] 通过与实施例1中说明的相同的步骤来测定实施例9的非水电解质电池100的额定 容量。实施例8的非水电解质电池100的额定容量为22.17Ah。
[0226] 相对于该非水电解质二次电池100,通过与实施例1相同的步骤进行充放电循环试 验及储存试验。储存后，相对于非水电解质电池100,在25°C气氛中W0.33C进行放电至电压 值达到1.3V，测定放电容量。其结果是，得到19.13Ah的容量。即，关于实施例9的非水电解质 电池100的因储存引起的自放电量为3.04Ah。
[0227] 将评价后的电池解体，观察卷绕型电极组1，结果没有确认到正极11及负极12的扭 曲。此外，通过能量色散型X射线光谱法观察卷绕型电极组1中的金属分布，结果没有确认到 电极表面上的金属的析出。
[0228] 此外，通过之前说明的步骤来测定实施例9的非水电解质电池100的卷绕型电极组 1的最内周1A中的正极11的长度Lc、负极12的长度La及隔膜的长度L。将其结果示于W下的表 1中。实施例9的非水电解质电池100的卷绕型电极组1的（2kLA-Lc) /L为0.11。
[0229] 将实施例8及9的结果汇总到W下的表帥。
[0230]
[02川巧察]
[0232] 如由表1及表2中所示的结果表明的那样，实施例8及9的非水电解质100也与实施 例1~7的非水电解质电池100同样地抑制了自放电，同时显示了比比较例1的非水电解质电 池100高的额定容量。由该结果证明，即使改变正极及负极的涂布量，也可得到相同的效果。
[0233] W上说明的至少一个实施方式及实施例的扁平型的卷绕型电极组包含负极的工 作电位比l.〇V(vs丄i/L〇高的负极活性物质。此外，在卷绕型电极组的最内周中，正极的 端部的两面隔着隔膜与负极相对，负极的端部的两面隔着隔膜与正极相对。由于运些，所W 该卷绕型电极组能够实现可显示高的能量密度及优异的寿命特性的非水电解质电池。
[0234] 对本发明的几个实施方式进行了说明，但运些实施方式是作为例子而示出的，其 意图并非限定发明的范围。运些新颖的实施方式能够w其他各种方式实施，在不脱离发明 的主旨的范围内，可W进行各种省略、置换、变更。运些实施方式和其变形包含于发明的范 围、主旨中，同时包含于权利要求书中记载的发明和其均等的范围内。
[0235] 符号说明
[0236] 1:卷绕型电极组(层叠体）、1A:最内周、1B:最外周、6:正极引线、6a:连接板、6b:贯 通孔、6c:集电部、7:负极引线、7a:连接板、7b:贯通孔、7c:集电部、8:绝缘体、8a:第1凹部、 8a ' ：贯通孔、8b:第2凹部、8b ' ：贯通孔、8c:贯通孔、9a:绝缘部件、9b:绝缘胶带、10:绝缘胶 带、11:正极、11A:正极中的最内周中包含的部分、11B:正极中的最外周中包含的部分、11a: 正极集电体、1化:正极层、11c:正极极耳、lie:端部、lle-1及lle-2:端部的表面、Ih:第1端 面、112:第2端面、12:负极、12A:负极中的最内周中包含的部分、12B:负极中的最外周中包 含的部分、12a:负极集电体、1化：负极层、12c:负极集电极耳、12e:端部、12e-l及12e-2:端 部的表面、121:第1端面、似:第2端面、13:隔膜、13A:隔膜中的最内周中包含的部分、13B:隔 膜中的最外周中包含的部分、13a:第2折弯部、13b:第1折弯部、100:非水电解质电池、111: 外包装部件、111a:容器、mb:封口体、113:正极端子、113a:头部、113b:轴部、114:负极端 子、114a:头部、114b:轴部、115:绝缘垫片、115a:贯通孔、123:密封塞。
【主权项】
1. 一种卷绕型电极组，其特征在于，其是具备下述层叠体、且所述层叠体被卷绕成扁平 形状的电极组， 所述层叠体包含： 具有第1端面及第2端面、且从所述第1端面向所述第2端面延伸的正极、 包含工作电位比l.〇V(vs.Li/Li+)高的负极活性物质、并具有第1端面及第2端面、且从 所述第1端面向所述第2端面延伸的负极、和 夹在所述正极与所述负极之间的隔膜， 其中，所述正极包含与所述第1端面邻接的端部，所述正极的所述端部的两面隔着所述 隔膜与所述负极相对， 所述负极包含与所述第1端面邻接的端部，所述负极的所述端部的两面隔着所述隔膜 与所述正极相对， 被卷绕的所述层叠体的最内周包含所述正极的所述端部及所述负极的所述端部。2. 根据权利要求1所述的卷绕型电极组，其特征在于，所述正极进一步包含位于所述最 内周的折弯部，所述正极的所述折弯部隔着所述隔膜与所述负极的所述第1端面相对， 所述负极进一步包含位于所述最内周的折弯部，所述负极的所述折弯部隔着所述隔膜 与所述正极的所述第1端面相对， 所述隔膜在所述最内周中包含与所述正极的所述第1端面相对的第1折弯部和与所述 负极的所述第1端面相对的第2折弯部， 所述卷绕型电极组满足以下的关系式， 0.01 彡（2L-La-Lc)/L 彡 0.8 式中，所述L为所述隔膜的所述第1折弯部与所述第2折弯部之间的距离，所述La为所述 负极的所述第1端面与所述负极的所述折弯部之间的距离，所述U为所述正极的所述第1端 面与所述正极的所述折弯部之间的距离，所述L、所述La和所述U的单位为mm。3. 根据权利要求2所述的卷绕型电极组，其特征在于，所述正极包含正极集电体和形成 于所述正极集电体的两面上的正极层， 所述负极包含负极集电体和形成于所述负极集电体的两面上的负极层。4. 根据权利要求2所述的卷绕型电极组，其特征在于，所述负极活性物质包含锂钛复合 氧化物和/或单斜型二氧化钛。5. -种非水电解质电池，其特征在于，其具备： 权利要求1所述的卷绕型电极组、和 非水电解质。6. 根据权利要求5所述的非水电解质电池，其特征在于，其进一步包含容纳了所述卷绕 型电极组和所述非水电解质的外包装部件， 所述外包装部件为有底的方形。
【文档编号】H01M4/485GK106063021SQ201580010371
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年1月28日
【发明人】田中政典, 猿渡秀乡
【申请人】株式会社东芝