JP2001068143A - 扁平形非水電解質二次電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】重負荷放電特性が優れた扁平形非水電解質二次
電池を提供すること。 【解決手段】負極端子を兼ねる金属製の負極ケースと、
正極端子を兼ねる金属製の正極ケースが、絶縁ガスケッ
トを介し嵌合され、さらに正極ケースまたは負極ケース
が加締め加工により加締められた封口構造を有し、その
内部に少なくとも正極、セパレータ、負極を含む発電要
素と、非水電解質を内包した扁平形非水電解質二次電池
において、正極及び負極は帯状であって、正極と負極の
間にはセパレータが存在するように捲回され、かつ、前
記電極群内の正負極対向面積の総和が前記絶縁ガスケッ
トの開口面積よりも大きいので、電池サイズが小さく、
生産性に優れると共に、重負荷放電特性も著しく優れて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は扁平形非水電解質二
次電池に係わり、特に、重負荷放電特性を向上した扁平
形非水電解質二次電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、正極作用物質にＭｎＯ₂ やＶ₂ Ｏ
₅ などの金属酸化物、あるいはフッ化黒鉛などの無機化
合物、あるいはポリアニリンやポリアセン構造体などの
有機化合物を用い、負極に金属リチウム、あるいはリチ
ウム合金、あるいはポリアセン構造体などの有機化合
物、あるいはリチウムを吸蔵、放出可能な炭素質材料、
あるいはチタン酸リチウムやリチウム含有珪素酸化物の
ような酸化物を用い、さらに電解質にプロピレンカーボ
ネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネー
ト、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、メ
チルエチルカーボネート、ジメトキシエタン、γ−ブチ
ルラクトンなどの非水溶媒にＬｉＣｌＯ₄ 、ＬｉＰ
Ｆ₆ 、ＬｉＢＦ₄ 、ＬｉＣＦ₃ ＳＯ₃ 、ＬｉＮ（ＣＦ₃
ＳＯ₂ ）₂ 、ＬｉＮ（Ｃ₂ Ｆ₅ ＳＯ₂ ）₂ などの支持塩
を溶解した非水電解質を用いたコイン形やボタン形など
の電池総高に対して電池最外径が長い扁平形非水電解質
二次電池が商品化されており、放電電流が数〜数十μＡ
程度の軽負荷で放電が行われるＳＲＡＭやＲＴＣのバッ
クアップ用電源や電池交換不要腕時計の主電源といった
用途に適用されている。

【０００３】これらのコイン形やボタン形などの扁平形
非水電解質二次電池は、一般に、図２に示したような構
造を有している。すなわち、負極端子を兼ねる金属製の
負極ケース５と、正極端子を兼ねる金属製の正極ケース
１が、絶縁ガスケット６を介し嵌合され、さらに正極ケ
ース１が加締め加工により加締められた封口構造を有
し、その内部に絶縁ガスケット６の開口径より一回り直
径が小さいタブレット状の正極７及び負極９をそれぞれ
１枚づつ非水電解質を含浸させた単層または多層のセパ
レータ８を介し、対向させ配置された構造をなしてい
る。

【０００４】上記したようなコイン形やボタン形などの
扁平形非水電解質二次電池は製造が簡便であり、量産性
に優れ、長期信頼性や安全性に優れるという長所を持っ
ている。また、構造が簡便であることから、これら電池
の最大の特徴としては小型化が可能であることが挙げら
れる。

【０００５】一方、携帯電話やＰＤＡなどの小型情報端
末を中心に使用機器の小型化が加速されており、主電源
である二次電池についても小型化を図ることが必須とさ
れている。従来、これらの電源には正極作用物質にコバ
ルト酸リチウムなどのリチウム含有酸化物、負極に炭素
質材料を用いたリチウムイオン二次電池や、正極作用物
質にオキシ水酸化ニッケル、負極作用物質に水素吸蔵合
金を用いたニッケル水素二次電池などのアルカリ二次電
池が使用されてきたが、これらの電池は金属箔または金
属ネットからなる集電体に作用物質層を塗布または充填
し電極を形成後、電極中心部にタブ端子を溶接した後、
捲回または積層して電極群とし、さらに電極群の中心部
から取り出したタブ端子を複雑に曲げ加工を行い、安全
素子や封口ピン、電池缶などに溶接して電池を製作して
いた。しかし、これら電池は複雑な製造工程により製作
されているため作業性が劣り、部品の小型化も困難であ
った。また、タブ端子のショート防止に電池内に空間を
設けたり、安全素子などの多数の部品を電池内に組込む
必要があるため、現状では電池の小型化はほぼ限界に達
していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者らは
電池の小型化に際し円筒形や角形のリチウムイオン二次
電池やニッケル水素二次電池の小型化ではなく、前段に
述べた扁平形非水電解質二次電池の高出力化を図ること
を試みた。すなわち、本発明者らは、正極作用物質に高
容量で高電位なコバルト酸リチウムを、負極作用物質に
高容量で電圧平坦性の良好な黒鉛化した炭素質材料をそ
れぞれ使用し、従来の扁平形非水電解質二次電池の製法
及び構造に従い、正極及び負極をガスケットより一回り
小さいタブレット状に成形加工し、電池を作製した。

【０００７】この電池は従来の扁平形非水電解質二次電
池に比べ優れた特性は得られたものの、小型携帯機器の
主電源として要求される大電流で放電した場合の特性は
不十分であり、小型携帯機器の主電源としては到底、満
足できるレベルではなかった。従って、小型の扁平形非
水電解質二次電池の重負荷放電特性を従来にないレベル
まで引上げる技術の開発が求められていた。本発明は、
上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は重負荷放
電特性が格段に優れた扁平形非水電解質二次電池を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前述の扁平
形非水電解質二次電池の重負荷放電特性の向上に関し、
鋭意研究を重ねた結果、従来の扁平形非水電解質二次電
池に比べ電極面積を格段に大きくすることで重負荷放電
特性が飛躍的に向上することを見出した。

【０００９】すなわち、負極端子を兼ねる金属製の負極
ケースと、正極端子を兼ねる金属製の正極ケースが、絶
縁ガスケットを介し嵌合され、さらに正極ケースまたは
負極ケースが加締め加工により加締められた封口構造を
有し、その内部に少なくとも正極、セパレータ、負極を
含む発電要素と、非水電解質を内包した扁平形非水電解
質二次電池において、前記正極及び負極は帯状であっ
て、正極と負極の間にはセパレータが存在するように捲
回され、かつ、前記電極群内の正負極対向面積の総和が
前記絶縁ガスケットの開口面積よりも大きくすることで
重負荷放電特性が著しく優れた扁平形非水電解質二次電
池を提供できることを見出した。

【００１０】重負荷放電特性を向上させるためには電極
面積を増大させることが有効であると推察されるが、従
来の扁平形非水電解質二次電池ではタブレット状の正極
及び負極をそれぞれ１枚づつ絶縁ガスケットに内接する
形で電池内に収容していたため、正負極がセパレータを
介し対向する対向面積はどうしても絶縁ガスケットの開
口面積より一回りほど小さくせざるを得ず、ガスケット
を肉薄にするなどして多少の電極面積の拡大を図ること
は可能でも、ガスケットの開口面積を上回るような対向
面積を持つ電極を電池内に収納することは理論的に不可
能であった。

【００１１】そこで、本発明者らは従来技術からの大胆
な発想の転換を図り、コイン形やボタン形などの非常に
小さな扁平形電池の電池ケース内にセパレータを介した
帯状の正極、及び負極を捲回した電極群を配置すること
で、電極群内の正負極対向面積の総和が絶縁ガスケット
の開口面積より大きな電極群を収納することを可能にし
た。

【００１２】上記した如く円筒形や角形などの大きな二
次電池では数十層を有する電極を収納している例がある
が、これらの電池は前述のように構造が複雑であり、そ
のまま、コイン形やボタン形などの小型の扁平形非水電
解質二次電池にこれらの電池の電極構造を適用すること
は困難であり、また、たとえ適用したとしても小型であ
ることや生産性に優れるといった扁平形非水電解質二次
電池の利点を維持することは不可能となる。そのため、
コイン形やボタン形などの小型の扁平形非水電解質二次
電池に絶縁ガスケットの開口面積よりも大きな正負極の
対向面積を有する電極群を収納しようという取組みは過
去にされなかった。

【００１３】以下、本発明者らが本発明を如何にして実
現したかについて説明する。まず、正負極対向面積がガ
スケットの開口面積より大きな電極を扁平形非水電解質
二次電池に収納する形態については多数の形態が考えら
れるが、その中でセパレータを介した電極厚さの薄い帯
状の正極、及び負極を捲回し、渦巻状にした電極群を収
納するのが好ましい。なぜなら、優れた重負荷特性を得
るためには、電極面積を極力大きくとることと、部品点
数を極力減らし、小さな電池内のスペースを有効に活用
し、電極群と放電に必要な量の非水電解質を電池内に収
納する必要があり、これは渦巻状にした電極群を収納す
る収納方法により実現できる。また、この収納方法によ
ると電極の作製が容易であり、生産性やコストといった
実用面においても優れており、量産する上でも好まし
い。

【００１４】また、電極を捲回した電極群は扁平形電池
の扁平面に対し、水平方向に正負極対抗部を持つもので
も、垂直方向に正負極対抗部を持つものでもいずれであ
っても良いが、扁平形電池の扁平面に水平な方向の一端
に導電性を有する正極構成材を露出させ、対極の他端に
導電性を有する負極構成材を露出させた形状をもつ電極
群を作製し、各々の電極構成材を正極及び負極の電池ケ
ースに接触させることにより電極群と電池ケースの集電
を確保する構造ができ得る電池の扁平面に対し、水平方
向に正負極対抗部を持つものの方が好ましい。

【００１５】次に、電極群と外部端子を兼ねる電池金属
ケースとの接続方法について説明する。前述のように円
筒形や角形などの比較的大きなリチウムイオン二次電池
では、電極群の中心部や巻き芯部にタブ端子を溶接しそ
れを曲げ加工して安全素子や封口ピンに溶接し集電を行
っている。しかし、曲げ加工は複雑な加工技術であるた
め生産性に劣る上、内部ショートを防止するため電池内
に空間を持たせたり、電極群との間に絶縁板を挿入する
必要があった。また、タブ端子を電極に溶接している部
分に応力が加わるとセパレータを突き破ったり、電極の
変形が起こるため絶縁テープで保護したり、巻き芯部に
空間を設ける必要があり、電池の内容積を有効に使用す
ることはできなかった。そのため、電池の内容積が小さ
なコイン形やボタン形の扁平形非水電解質二次電池では
これらの集電方法は適用できず新たな集電方法を考える
必要があった。

【００１６】そこで、本発明者らは電極群において扁平
形電池の扁平面に水平な方向の一端に導電性を有する正
極構成材を露出させ、対極の他端に導電性を有する負極
構成材を露出させた形状を持つ電極群を作製し、各々の
電極構成材を正極及び負極の電池ケースに接触させるこ
とにより電極群と電池ケースの集電を確保する構造を提
案した。この構造によれば電極群と電池ケース間に無駄
な空間や絶縁板を設ける必要もなく、放電容量を増やす
ことができる。また電池ケースや電極とタブ端子がショ
ートを起こすこともなく安全性や信頼性も優れている。

【００１７】また、本発明のような封口構造を持つ扁平
形電池では電池ケースの加締め加工により負極ケースと
正極ケースの扁平面に対し垂直方向に応力が加わってお
り、電極群と電池ケースの密着性が向上し、充放電を円
滑に行うことができ、電池特性が向上する。なお、電極
群の電極構成材露出部と電極ケースは、直接接していて
もよいし、金属箔や金属ネット、金属粉末、炭素フィラ
ー、導電性塗料などを介し電気的に間接的に接していて
もよい。

【００１８】捲回方式については多数の方式が考えられ
るが、セパレータを介して帯状の正極、及び負極の電極
とを互いに対向させながら捲回する方式がよい。この捲
回方式によると電極巻き始めから終わりにかけて有効に
使用できる。さらに、捲回電極の巻芯中央部に区間がな
いため、扁平状渦巻電極を用いた場合、巻き始めの電極
においても電極が対向しているので、電極を有効利用で
きる。

【００１９】また捲回後の電極群については捲回しただ
けのものを用いてもよいが、セパレータを介した正負極
間同士の密着がよくなるような捲回後加圧を施した扁平
状渦巻電極がよい。しかし、電池の内容積が小さなコイ
ン形やボタン形の扁平形非水電解質二次電池においては
内容積が限られているため、捲回電極の巻芯中央部に空
間がない扁平状渦巻電極ではその分電極が多く積載でき
る。また、セパレータを介した正負極電極同士の密着性
がよくなる。密着性の向上については負極の電極を扁平
形電池の扁平面に対し水平方向に正負極対向部を持つよ
うに折り畳みながら、捲回し加圧した扁平状渦巻電極が
より良好であり、また巻きずれが起こりにくくなるとい
う利点もある。

【００２０】次に、電極については正負極とも従来の顆
粒合剤の成形方式や金属ネットや発泡ニッケルなどの金
属基板に合剤を充填する方法を用いてもよいが、肉薄電
極の作製が行い易いという点で金属箔にスラリー状の合
剤を塗布、乾燥したものがよく、さらにそれを圧延した
ものも用いることもできる。上記のような金属箔に作用
物質を含む合剤層を塗工した電極を用いる場合、電極群
の内部に用いる電極は金属箔の両面に作用物質層を形成
したものを用いるが、容積効率の上から好ましく、電極
群の両端の電池ケースに接触する電極構成材露出部につ
いては作用物質層でも構わないが、接触抵抗を低減させ
るために電極構成材の内、特に金属箔を露出させるのが
好ましい。これに関して、この部分に限り片面にのみ作
用物質層を形成した電極を用いてもよいし、あるいは一
旦、両面に作用物質層を形成した後、片面のみ作用物質
層を除去してもよい。

【００２１】次に、本発明電池は電極を含めた電池の構
造に主点をおいたものであり、正極作用物質については
限定されるものではなく、ＭｎＯ₂ 、Ｖ₂ Ｏ₅ 、Ｎｂ₂
Ｏ₅、ＬｉＴｉ₂ Ｏ₄ 、Ｌｉ₄ Ｔｉ₅ Ｏ₁₂、ＬｉＦｅ₂
Ｏ₄ 、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マン
ガン酸リチウムなどの金属酸化物、あるいはフッ化黒
鉛、ＦｅＳ₂ などの無機化合物、あるいはポリアニリン
やポリアセン構造体などの有機化合物などあらゆるもの
が適用可能である。この中で作動電位が高く、サイクル
特性に優れるという点でコバルト酸リチウム、ニッケル
酸リチウム、マンガン酸リチウムやそれらの混合物やそ
れらの元素の一部を他の金属元素で置換したリチウム含
有酸化物がより好ましく、長期間にわたり使用されるこ
ともある扁平形非水電解質二次電池においては高容量で
電解液や水分との反応性が低く化学的に安定であるとい
う点でコバルト酸リチウムがさらに好ましい。

【００２２】次に、本発明電池の負極作用物質は限定さ
れるものではなく、金属リチウム、あるいはＬｉ−Ａ
ｌ、Ｌｉ−Ｉｎ、Ｌｉ−Ｓｎ、Ｌｉ−Ｓｉ、Ｌｉ−Ｇ
ｅ、Ｌｉ−Ｂｉ、Ｌｉ−Ｐｂなどのリチウム合金、ある
いはポリアセン構造体などの有機化合物、あるいはリチ
ウムを吸蔵、放出可能な炭素質材料、あるいはＮｂ₂ Ｏ
₅、ＬｉＴｉ₂ Ｏ₄ 、Ｌｉ₄ Ｔｉ₅ Ｏ₁₂やＬｉ含有珪素
酸化物やＬｉ含有錫酸化物のような酸化物、Ｌｉ₃ Ｎの
ような窒化物などあらゆるものが適用可能であるが、サ
イクル特性に優れ、作動電位が低く、高容量であるとい
う点でＬｉを吸蔵、放出可能な炭素質材料が好ましく、
特に放電末期においても電池作動電圧の低下が少ないと
いう点で天然黒鉛や人造黒鉛、膨張黒鉛、メソフェーズ
ピッチ焼成体、メソフェーズピッチ繊維焼成体などのｄ
₀₀₂ の面間隔が０．３３８ｎｍ以下の黒鉛構造が発達し
た炭素質材料が好ましい。

【００２３】なお、上記した本発明電池では主としてコ
イン形やボタン形などの電池総高に対して電池最外径が
長い扁平形電池について説明したが、本発明電池はこれ
のみに限定するものではなく、小判形や角形などの特殊
形状を有する扁平形電池にも本発明と同様に適用でき
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例及び比較例
について詳細に説明する。 （実施例１）図１は本発明の実施例１の電池の断面図で
ある。

【００２５】以下、実施例１の電池の製造方法を具体的
に説明する。まず、ＬｉＣｏＯ₂ １００重量部に対し導
電剤としてアセチレンブラック５重量部と黒鉛粉末５重
量部を加え、結着剤としてポリフッ化ビニリデン５重量
部を加え、Ｎ−メチルピロリドンで希釈、混合し、スラ
リー状の正極合剤を得た。次に、この正極合剤を、正極
集電体である厚さ０．０２ｍｍのアルミ箔の片面にドク
ターブレード法により塗工、乾燥を行い、アルミ箔表面
に正極作用物質含有層２を形成した。以後、正極作用物
質含有層の塗膜厚さが両面で０．１５ｍｍとなるまで塗
工、乾燥を繰り返し、両面塗工正極を作製した。次に、
この電極体の片面の端から１０ｍｍ部分の作用物質含有
層を除去し、アルミ層を剥き出して通電部とし、幅１５
ｍｍ、長さ１２０ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍの長さに切り
出した正極板を作製した。

【００２６】次に、黒鉛化メソフェーズピッチ炭素繊維
粉末１００重量部に結着剤としてスチレンブタジエンゴ
ム（ＳＢＲ）とカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）
をそれぞれ２．５重量部を添加し、イオン交換水で希
釈、混合し、スラリー状の負極合剤を得た。得られた負
極合剤を負極集電体である厚さ０．０２ｍｍの銅箔に作
用物質含有層４の厚さが０．１５ｍｍとなるように正極
の場合と同様に塗工、乾燥を繰り換えし実施し両面塗工
負極を作製した。次に、この電極体の片面の端から１０
ｍｍ部分の作用物質含有層を除去し、銅層を剥き出して
通電部とし、幅１５ｍｍ、長さ１２０ｍｍ、厚さ０．１
５ｍｍの長さに切り出した正極板を作製した。

【００２７】次に、正負極通電部面を外周巻き終わり側
とし、これら正極と負極の間に厚さ２５μｍのポリエチ
レン微多孔膜からなるセパレータ３を介しさせて渦巻状
に捲回し、扁平形電池の扁平面に対し水平方向に正負極
対向部を持つように一定方向に捲回電極の中心部の空間
がなくなるまで加圧した。この電池のセパレータを介し
た正負極対向面積の総和は１８ｃｍ² である。

【００２８】作製した電極群を８５℃で１２ｈ乾燥した
後、開口径が２０ｍｍであり、開口面積が３．１４ｃｍ
² である絶縁ガスケット６を一体化した負極金属ケース
５の内底面に電極群の片面塗工負極板の未塗工側が接す
るように配置し、エチレンカーボネートとメチルエチル
カーボネートを体積比１：１の割合で混合した溶媒に支
持塩としてＬｉＰＦ₆ を１ｍｏｌ／ｌの割合で溶解せし
めた非水電解質を注液し、さらに電極群の片面塗工正極
板の未塗工側に接するようにステンレス製の正極ケース
１を嵌合し、上下反転後、正極ケースに加締め加工を実
施して封口し、厚さ３ｍｍ、直径φ２４．５ｍｍの実施
例１の扁平形非水電解質二次電池を製作した。

【００２９】（実施例２）セパレータを介した帯状の正
極、及び負極の電極群を扁平形電池の扁平面に対し水平
方向に正負極対向部を持つように一定距離で折り畳みな
がら、捲回した電極群である以外は実施例１と同様に電
池を作製した。

【００３０】（比較例１）ＬｉＣｏＯ₂ １００重量部に
対し導電剤としてアセチレンブラック５重量部と黒鉛粉
末５重量部を加え、結着剤としてポリ４フッ化エチレン
５重量部を加え、混合後、粉砕し、顆粒状の正極合剤を
得た。次にこの正極顆粒合剤を、直径１９ｍｍ、厚さ
１．１５ｍｍに加圧成形を行い、正極タブレットとし
た。次に黒鉛化メソフェーズピッチ炭素繊維粉末１００
重量部に結着剤としてスチレンブタジエンゴム（ＳＢ
Ｒ）とカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）をそれぞ
れ２．５重量部を添加、混合、乾燥後、さらに粉砕し顆
粒状の負極合剤を得た。この負極顆粒合剤を、直径１９
ｍｍ、厚さ１．１５ｍｍに加圧形成を行い、負極タブレ
ットとした。

【００３１】次に、これらの正負極タブレットを８５℃
で１２ｈ乾燥した後、開口面積３．１４ｃｍ₂ の絶縁ガ
スケットを一体化した負極ケースに負極タブレット、ポ
リプロピレンからなる厚さ０．２ｍｍのポリプロピレン
不織布、正極タブレットの順に配置し、エチレンカーボ
ネートとメチルエチルカーボネートを体積比１：１の割
合で混合した溶媒に支持塩としてＬｉＰＦ₆ を１ｍｏｌ
／ｌの割合で溶解せしめた非水電解質を注液し、さらに
ステンレス製の正極ケースを嵌合し、上下反転後、正極
ケースに加締め加工を実施し、厚さ３ｍｍ、直径φ２
４．５ｍｍの比較例１の扁平形非水電解質二次電池を製
作した。この電池のセパレータを介した正負極対向面積
の総和は２．８ｃｍ₂ である。

【００３２】以上の通り作製した本実施例及び比較例の
電池について、４．２Ｖ、３ｍＡの定電流定電圧で４８
ｈ初充電を実施した。その後、１ｍＡの定電流で３．０
Ｖまで放電を実施し放電容量を求めた。その結果を表１
の放電容量１として示す。同様に３０ｍＡの定電流で放
電を実施したものを放電容量２とする。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１より明らかであるが本発明の実施例の
電池は比較例１の従来の顆粒合剤成形法により作製した
タブレット状の電極を用いた正負極の対向面積がガスケ
ットの開口面積よりも小さい電池に比べ、１ｍＡの軽負
荷の場合には同等の容量が得られるが、３０ｍＡの重負
荷放電時の放電においては著しく容量が大きい。また、
捲回方式の違いにおいては実施例２のような電極を折り
畳みながら捲回する方式の方が電極層間の集電がよく、
重負荷特性が良くなる。

【００３５】なお、上記した各実施例は、非水電解質に
非水溶媒を用いた扁平形非水電解質二次電池を用いて説
明したが、本発明は非水電解質にポリマー電解質を用い
たポリマ二次電池や、固体電解質を用いた固体電解質二
次電池についても当然、適用可能であり、樹脂製セパレ
ータの代わりにポリマー薄膜や固体電解質膜を用いるこ
とも可能である。また、電池形状については正極ケース
の加締め加工により封口するコイン形非水電解質をもと
に説明したが、本発明は正負極電極を入れ替え、負極ケ
ースの加締め加工により封口することも可能である。さ
らに、本発明は電池形状についてもコイン形である必要
はなく小判形や角形などの特殊形状を有する扁平形非水
電解質二次電池にも適用可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば扁
平形電池の持つ電池サイズが小さく、かつ、生産性に優
れるという利点を維持したまま、重負荷放電時の放電容
量が従来の電池に対し格段に向上した工業的価値の非常
に大きな優れた扁平形非水電解質二次電池を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例電池の断面図。

【図２】比較例電池の断面図。

【符号の説明】

１…正極ケース、２…正極作用物質含有層（塗工電
極）、３…セパレータ、４…負極作用物質含有層（塗工
電極）、５…負極ケース、６…絶縁ガスケット、７…正
極（タブレット電極）、８…セパレータ、９…負極（タ
ブレット電極）。

フロントページの続き (72)発明者 宇田川 和男 東京都品川区南品川３丁目４番10号 東芝 電池株式会社内 (72)発明者 志子田 将貴 東京都品川区南品川３丁目４番10号 東芝 電池株式会社内 (72)発明者 依田 清人 東京都品川区南品川３丁目４番10号 東芝 電池株式会社内 Ｆターム(参考） 5H003 AA01 AA04 BB01 BB05 BC06 5H014 AA04 AA06 CC07 EE08 EE10 HH06 5H028 AA01 AA07 BB04 BB07 CC02 CC05 CC13 CC24 FF02 HH06 5H029 AJ02 AJ14 AK02 AK03 AK05 AK07 AK16 AL01 AL02 AL06 AL07 AL12 AL16 AM03 AM05 AM07 BJ03 BJ14 CJ03 CJ07 DJ02 DJ05 DJ17 HJ07

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負極端子を兼ねる金属製の負極ケース
   と、正極端子を兼ねる金属製の正極ケースが、絶縁ガス
   ケットを介し嵌合され、さらに前記正極ケースまたは負
   極ケースが加締め加工により加締められた封口構造を有
   し、その内部に少なくとも正極、セパレータ、負極を含
   む発電要素と、非水電解質を内包した扁平形非水電解質
   二次電池において、前記正極及び負極は帯状であって、
   正極と負極の間にはセパレータが存在するように捲回さ
   れ、かつ、前記電極群内の正負極対向面積の総和が前記
   絶縁ガスケットの開口面積よりも大きいことを特徴とす
   る扁平形非水電解質二次電池。
2. 【請求項２】 セパレータを介した帯状の正極、及び負
   極の電極を捲回した電極群は、扁平形電池の扁平面に対
   し水平方向に正負極対向部を持つように扁平形電池の扁
   平面に垂直な方向に加圧された扁平状渦巻電極である請
   求項１記載の扁平形非水電解質二次電池。
3. 【請求項３】 セパレータを介した帯状の正極、及び負
   極の電極を捲回した電極群は、扁平形電池の扁平面に対
   し水平方向に正負極対向部を持つよう扁平形電池の扁平
   面に垂直な方向に加圧され、当該捲回電極の巻芯部に空
   間がなく、巻芯部の対向する電極同士セパレータを介し
   て密接している扁平状渦巻電極である請求項１記載の扁
   平形非水電解質二次電池。
4. 【請求項４】 セパレータを介した帯状の正極、及び負
   極の電極を扁平形電池の扁平面に対し水平方向に正負極
   対向部を持つように折り畳みながら捲回した電極群の扁
   平状渦巻電極であり、前記電極が電池内に収納されてい
   る請求項１記載の扁平形非水電解質二次電池。
5. 【請求項５】 少なくとも正極、セパレータ、負極を含
   む電極群から、扁平形電池の扁平面に水平な方向の一方
   の外面に導電性を有する正極構成材を露出させ、その正
   極構成材を直接、あるいは電気的に正極ケースに接続
   し、かつ、電極群の扁平形電池の扁平面に水平な方向の
   もう一方の外面から導電性を有する負極構成材を露出さ
   せ、直接、あるいは電気的に負極ケースに接続して外部
   端子を兼ねる電池ケースを有する請求項２乃至請求項４
   のいずれかの請求項記載の扁平形非水電解質二次電池。
6. 【請求項６】 正極及び負極は金属箔の両面に作用物質
   含有層を形成し、かつ、金属ケースと直接、あるいは電
   気的に接触される面の作用物質層があらかじめ塗られて
   いないか、あるいは塗布後に除去された構造を有する請
   求項２乃至請求項４のいずれかの請求項記載の扁平形非
   水電解質二次電池。
7. 【請求項７】 正極は少なくとも正極作用物質を含有し
   たスラリー状の正極合剤を金属箔に塗布、乾燥した電極
   である請求項２乃至請求項６のいずれかの請求項記載の
   扁平形非水電解質二次電池。
8. 【請求項８】 負極は少なくとも負極作用物質を含有し
   たスラリー状の負極合剤を金属箔に塗布、乾燥した電極
   である請求項２乃至請求項６のいずれかの請求項記載の
   扁平形非水電解質二次電池。
9. 【請求項９】 正極作用物質はリチウム含有酸化物であ
   る請求項１乃至請求項７のいずれかの請求項記載の扁平
   形非水電解質二次電池。
10. 【請求項１０】 正極作用物質はコバルト酸リチウムで
    ある請求項９記載の扁平形非水電解質二次電池。
11. 【請求項１１】 負極作用物質は炭素質材料である請求
    項１乃至請求項６または請求項８のいずれかの請求項記
    載の扁平形非水電解質二次電池。
12. 【請求項１２】 負極作用物質はｄ₀₀₂ 面の面間隔が
    ０．３３８ｎｍ以下の炭素質材料である請求項１１記載
    の扁平形非水電解質二次電池。