WO2014003032A1

WO2014003032A1 - 二次電池

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Inventors: 佃　至弘; 武範大西; 山田　和夫
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Description

二次電池

　本発明は、サイクル特性を向上させた二次電池に関するものである。

　近年、電力貯蔵用蓄電池として、リチウムイオン二次電池が注目されている。特に、電気自動車（ＥＶ）、およびハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）等のモータ駆動用電源の用途に供される二次電池として、高エネルギーを有する大型の二次電池が求められている。また、電池製造コストを抑えるためにも、二次電池の大型化が図られている。

　一般的に、リチウムイオン二次電池は、セパレータを挟んで対向する正極板と負極板とから成る積層体を収納ケース内に収納し、その後に非水電解液を注液することにより形成されている。正極板は正極活物質層から成り、負極板は負極活物質層から成る。

　上記構成のリチウムイオン二次電池では、充放電時に、活物質層が膨張収縮するため、活物質層からの活物質の剥離や脱落が発生し、内部短絡の原因となることがある。また、上記活物質層の膨張収縮は、正極板と負極板との乖離を招き、サイクル特性の悪化の原因ともなる。そこで、活物質層の膨張収縮を防ぐために、収納ケース内の積層体を押圧する様々な試みがなされている。

　例えば、特許文献１には、金属ラミネート樹脂フィルムを熱溶着して封口した電池ケースの熱溶着部を用いて、正極板、セパレータおよび負極板を積層して長円渦状に巻回した発電要素を押圧する電池パックが開示されている。

　また、特許文献２には、電極群を収納する外装缶（収納容器）と、この外装缶を封口する封口板とを備え、当該封口板に形成された凸部が当該電極群に押圧力を加えるリチウムイオン二次電池が開示されている。

特開２０００－１００４０４号公報（２０００年４月７日公開）特開２０１１－２３８５０４号公報（２０１１年１１月２４日公開）

　しかしながら、上記従来の構成では、以下のような問題を生じる。

　特許文献１に開示されている技術は、金属ラミネート樹脂フィルムを熱溶着封口した電池ケースの熱溶着部が発電要素を押圧する構成である。従って、発電要素に対して押圧力が加わる部分は、上記熱溶着部の位置する部分に偏らざるを得ない。上記熱溶着部は電池の扁平状面に発電要素の巻回軸と平行して配されるとされるが、扁平状面の全域にわたって熱溶着部を形成することが想定し得ない以上、発電要素を十分な面積にわたって押圧することはできない。

　また、特許文献２に開示されている技術は、封口体および収納容器が、積層方向に、積層体に押圧力を加える構成である。すなわち、封口体と収納容器との間に積層体を挟み込むことによって、面として、積層体に積層方向の押圧力を加える構成である。従って、封口体と収納容器とによって押圧力を加える構成であるため、押圧力を加える機構に対称性がなく、押圧力の強さを制御するのが難しい。

　本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、十分な面積により、適正な押圧力で積層体を積層方向に押圧することができる二次電池を実現することにある。

　上記の課題を解決するために、本発明に係る二次電池は、セパレータを挟んで対向する、正極活物質層を含む正極板と負極活物質層を含む負極板とから成る積層構造の電極群を収納した、略直方体状の二次電池であって、上記略直方体の一面が開口された電池ケースと、該開口を封口する電池蓋とを備え、上記電池ケースは、上記開口の各一辺をそれぞれ形成する４面のうちの対向する一組の２面が、上記電池ケースの内側へ湾曲した形状を有する曲壁面であり、上記対向する２つの曲壁面は、上記電極群を、当該電極群の積層方向に押圧することを特徴としている。

　上記の構成により、電池ケースの開口の各一辺をそれぞれ形成する４面のうちの対向する一組の２面が、電池ケースの内側へ湾曲した形状を有する曲壁面であり、該２つの曲壁面は、電極群を、当該電極群の積層方向に押圧する。すなわち、対向する２つの曲壁面は、電池ケースに収納された電極群を積層方向に押圧する。

　したがって、電極群は、その積層方向に垂直な面を十分な面積にわたって押圧されることになる。その結果、二次電池のサイクル特性が向上する。また、この押圧は、電池ケースの対向する２つの曲壁面によって押圧力を加えるため、押圧力を加える機構に対称性があり、押圧力の強さを制御するのが容易である。

　加えて、上記電池ケースは、曲壁面が電極群に十分な面積にわたって接触していることから、優れた放熱性を確保することが可能となる。そのため、電池ケースは熱効率の高い材質によって形成されることが好ましい。また、上記電池ケースは内側へ湾曲した曲壁面を有する形状であるため、充放電に伴う電池ケース内の圧力変化に対し、高い物理的耐性を示すことができる。

　さらに、本発明に係る二次電池は、上記電池蓋は、上記対向する２つの曲壁面の間に、当該曲壁面の湾曲を押し広げた状態で固定されていることを特徴としている。

　上記の構成により、さらに、電池ケースの開口を封口する電池蓋は、電池ケースの対向する２つの曲壁面の間に、当該曲壁面の湾曲を押し広げた状態で固定される。ここで、電池ケースの曲壁面は湾曲を有しており、その湾曲を変化させることにより、電極群を押圧する面積および押圧力の強さを容易に調整することができる。

　よって、電池蓋を曲壁面の湾曲を押し広げるようにして取り付けることにより、電極群に加える積層方向の押圧力の強さを制御することが可能となる。また、このように、電池蓋が曲壁面を押し広げるように取り付けられるため、電池蓋によって電池ケースの開口を封口する際、容易に二次電池の気密性を確保することができる。

　さらに、本発明に係る二次電池は、上記対向する２つの曲壁面の各湾曲の頂部の間の距離は、上記電池ケースの上記積層方向に平行な辺の長さの０．８倍から１倍の範囲であることを特徴としている。

　上記の構成により、さらに、対向する２つの曲壁面の各湾曲の頂部の間の距離は、電池ケースの電極群の積層方向に平行な辺の長さの０．８倍から１倍の範囲である。すなわち、各曲壁面の湾曲の高さが、電池ケースの電極群の積層方向に平行な辺の長さの０．１倍以下である。

　ここで、電極群を、その積層方向に垂直な面を十分な面積にわたって押圧するためには、曲壁面の湾曲の高さが高い方が有利である。しかし、曲壁面の湾曲の高さが高いと、電池ケースに収納できる電極群の厚みが薄くなり、また、電池ケースの開口を電池蓋によって封口することが困難になる。

　よって、上記の構成とすることにより、電極群を、その積層方向に垂直な面を十分な面積にわたって押圧し、かつ、電池ケースに収納できる電極群の厚みをできるだけ厚くするとともに、電池ケースの開口を電池蓋によって封口することが可能となる。

　さらに、本発明に係る二次電池は、上記電池蓋は、上記電極群の正極板に電気的に接続された正極端子、および、上記電極群の負極板に電気的に接続された負極端子が配設されていることを特徴としている。

　上記の構成により、さらに、電極群の正極板に電気的に接続された正極端子、および、電極群の負極板に電気的に接続された負極端子は、電池蓋に配設されている。

　電池蓋は、曲壁面のように電極群とは接触しておらず、正極端子および負極端子を設けることが容易である。また、電池蓋に正極端子および負極端子を配設すれば、電極群の正極板と電池蓋の正極端子とを接続する正極配線および電極群の負極板と電池蓋の負極端子とを接続する負極配線の配設が容易である。

　以上のように、本発明に係る二次電池は、略直方体の一面が開口された電池ケースと、該開口を封口する電池蓋とを備え、上記電池ケースは、上記開口の各一辺をそれぞれ形成する４面のうちの対向する一組の２面が、上記電池ケースの内側へ湾曲した形状を有する曲壁面であり、上記対向する２つの曲壁面は、上記電極群を、当該電極群の積層方向に押圧する構成である。

　よって、電極群が、その積層方向に垂直な面を十分な面積にわたって押圧されることになるため、二次電池のサイクル特性が向上するという効果を奏する。また、この押圧は、電池ケースの対向する２つの曲壁面によって押圧力を加えるため、押圧力を加える機構に対称性があり、押圧力の強さを制御するのが容易であるという効果を奏する。

　加えて、上記電池ケースは、曲壁面が電極群に十分な面積にわたって接触していることから、優れた放熱性を確保することが可能となるという効果を奏する。また、上記電池ケースは内側へ湾曲した曲壁面を有する形状であるため、充放電に伴う電池ケース内の圧力変化に対し、高い物理的耐性を示すことができるという効果を奏する。

本発明の一実施の形態に係る二次電池の構造を示す分解斜視図である。図１に示した二次電池の構造を示す、電極群の積層方向に沿って切断した断面図である。図１に示した二次電池の構造を示す、電極群の電極面に沿って切断した断面図である。図１に示した二次電池の電池ケースの開口および電池蓋の、溶接前の形状の一例を示す拡大断面図である。図４等に示した電池蓋と電池ケースとを接合する際のレーザー溶接用ヘッドの軌跡を示す説明図である。図１に示した二次電池の電池ケースの開口および電池蓋の、溶接前の形状の他の例を示す拡大断面図である。図１に示した二次電池の電池ケースの開口および電池蓋の、溶接前の形状のさらに他の例を示す拡大断面図である。図１に示した二次電池の電池ケースの開口および電池蓋の、溶接前の形状のさらに他の例を示す拡大断面図である。

　図１～図８に基づいて、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、説明の便宜のため、図１～図８においては、二次電池１の形状等を誇張して描いている。

　〔二次電池の概要〕
　図１は、本発明の一実施の形態に係る二次電池１の構造を示す分解斜視図である。

　図１に示すように、リチウムイオン二次電池である二次電池１は、外形が略直方体状である。そして、二次電池１は、積層構造を有する電極群４０と、電極群４０を収納する電池ケース２０と、電池ケース２０に設けられた開口を封口する電池蓋３０とを備えて構成されている。

　電池ケース２０は、一面が開口された略直方体状である。すなわち、電池ケース２０は、電極群４０が載置される底面である載置面から立設された４つの壁面（曲壁面２０１・２０１、壁面２０２・２０２）を有するとともに、電極群４０の積層方向に垂直な開口を有する。電池ケース２０は、上記開口から電極群４０が挿入され、非水電解液が注液された後、当該開口を電池蓋３０によって封口される。

　詳細には、電池ケース２０の上記４つの壁面のうちの１組の対向する曲壁面２０１・２０１は、電池ケース２０の内側へ湾曲した形状を有し、電極群４０を、電極群４０の積層方向に押圧する。他の対向する２つの壁面２０２・２０２は、電極群４０の積層方向に平行である。

　電池蓋３０は、電池ケース２０の上記載置面（底面）と略同一形状の略矩形状である。電池蓋３０は、正極端子４１１および負極端子４２１を有する。正極端子４１１は電極群４０の正極板４１（図２）に電気的に接続し、負極端子４２１は電極群４０の負極板４２（図２）に電気的に接続する。

　図２は、二次電池１の構造を示す、電極群４０の積層方向に沿って切断した断面図である。

　図２に示すように、電極群４０は、正極活物質層を含む正極板４１と負極活物質層を含む負極板４２との間にセパレータ４３を挟んだ積層構造の発電要素である。

　上記のように、二次電池１は、電池ケース２０の開口の各一辺をそれぞれ形成する４面のうちの対向する一組の２面が、電池ケース２０の内側へ湾曲した形状を有する曲壁面２０１・２０１であり、上記対向する２つの曲壁面２０１・２０１は、電極群４０を、当該電極群４０の積層方向に押圧する構造である。そして、電池蓋３０は、上記対向する２つの曲壁面２０１・２０１の間に、当該曲壁面２０１・２０１の湾曲を押し広げた状態で固定されている。さらに、上記対向する２つの曲壁面２０１・２０１の各湾曲の頂部の間の距離は、電池ケース２０の電極群４０の積層方向に平行な辺の長さの０．８倍から１倍の範囲であることが好ましい。また、電極群４０の正極板４１に電気的に接続された正極端子４１１、および、電極群４０の負極板４２に電気的に接続された負極端子４２１は、電池蓋３０に配設されることが好ましい。

　上記構造により、電池ケース２０に収納された電極群４０が、曲壁面２０１・２０１によって積層方向に押圧される。このように、電極群４０が、その積層方向に垂直な面を十分な面積にわたって押圧されているため、二次電池１はサイクル特性を向上させることができる。また、電池ケース２０の対向する２つの曲壁面２０１・２０１によって押圧力を加えるため、押圧力を加える機構に対称性があり、押圧力の強さを制御するのが容易である。

　また、電池ケース２０は、以下のような特徴を有する。

　（１）電池ケース２０は熱効率の高い材質から成る。そのため、曲壁面２０１が電極群４０に十分な面積にわたって接触していることから、優れた放熱性を確保することが可能となる。

　また、（２）電池ケース２０は内側へ湾曲した曲壁面２０１を有する形状である。そのため、充放電に伴う電池ケース２０内の圧力変化に対し、高い物理的耐性を示すことができる。

　また、（３）電池ケース２０の曲壁面２０１の湾曲形状を変化させることにより、電極群４０を押圧する面積および押圧力の強さを容易に調整することができる。そして、電池蓋３０が曲壁面２０１を押し広げるようにして取り付けられるため、電池蓋３０の形状および取り付け方を変更することによって、電池ケース２０が電極群４０に加える積層方向の押圧力の強さを制御することが可能となる。これとともに、電池蓋３０が曲壁面２０１を押し広げるようにして取り付けられるため、電池蓋３０を電池ケース２０の開口に溶接する際、容易に二次電池１の気密性を確保することができる。

　図３は、二次電池１の構造を示す、電極群４０の電極面に沿って切断した断面図である。

　図３に示すように、電極群４０は、正極板４１が電池蓋３０の正極端子４１１と正極配線４１２を介して電気的に接続されており、負極板４２が電池蓋３０の負極端子４２１と負極配線４２２を介して電気的に接続されている。正極配線４１２は、正極板４１から壁面２０２側へ引き出され、電極群４０と壁面２０２との間の空間および電極群４０と電池蓋３０との間の空間を通って、正極端子４１１まで配設されている。負極配線４２２についても同様である。

　（二次電池の形状）
　まず、二次電池１の形状の具体例を挙げれば、以下の通りである。図１および図２において、電池ケース２０および電池蓋３０は、厚さ１ｍｍのアルミニウム板から成る。

　そして、電池ケース２０の２つの曲壁面２０１・２０１の互いの頂点を結んだ距離Ａは３．８ｃｍであり、壁面２０２の積層方向の距離Ｂは４ｃｍである。したがって、電池ケース２０の２つの曲壁面２０１・２０１の互いの頂点を結んだ距離Ａは、壁面２０２の積層方向の距離Ｂの、３．８／４＝０．９５倍である。

　また、２つの壁面２０２・２０２の間の距離Ｃは３５ｃｍである。そして、電池ケース２０の電極群４０を挿入する方向の深さＤは１８ｃｍである。したがって、電池ケース２０の容積は、３５×３．８×１８＝２３９４ｃｍ^３から、３５×４×１８＝２５２０ｃｍ^３の間の値である。

　また、電池蓋３０は、長辺の長さ３５ｃｍ、短辺の長さ４ｃｍの長方形である。

　さらに、電極群４０は、積層方向に垂直な面の長辺の長さが３０ｃｍであり、短辺の長さが１５ｃｍである。よって、電極群４０の積層方向に垂直な面の面積は４５０ｃｍ^２である。

　また、電極群４０は、積層方向の厚みが３．８ｃｍである。したがって、電極群４０は、積層方向を板厚の方向とする、薄い板状である。

　（電池ケースの曲壁面の形状）
　ここで、電池ケース２０の曲壁面２０１の形状について詳細に説明する。

　二次電池１では、内部に収納した電極群４０を積層方向に押圧するために、対向する２つの曲壁面２０１・２０１の各湾曲の頂部の間の距離Ａは、電池ケース２０の積層方向に平行な辺の長さＢの０．６倍から１倍の範囲であればよく、０．８倍から１倍の範囲であることが望ましい。これは、下記の実験結果に基づいている。

　距離Ａを長さＢの１倍よりも大きくすると、電池ケース２０は、内部に収納した電極群４０と接触せず、積層方向に押圧することができない。逆に、距離Ａを長さＢの０．６倍よりも小さくすると、電池ケース２０の開口の変形が大きくなり過ぎて、矩形状の電池蓋３０を用いて電極ケース２０の開口を封口することができなくなった。そして、距離Ａが長さＢの０．６倍から１倍の範囲であれば、電池ケース２０の内部に収納した電極群４０への積層方向の押圧が可能であった。しかし、距離Ａが長さＢに対して小さくなる程、電極群４０の厚みが薄くなることになる。すなわち、電極群４０の体積が小さくなって、エネルギー密度が低下するため、好ましくない。

　（電極群の形状）
　電池ケース２０に収納される電極群４０は、積層方向に押圧力を加えられやすいよう、積層方向に薄い平板状の形状であることが望ましい。その一方で、上記エネルギー密度の観点から、積層方向に一定以上の厚みを有していることが望ましい。また、電極群４０を曲壁面２０１・２０１によって積層方向に押圧するため、電極群４０の積層方向の厚みは、曲壁面２０１・２０１の各湾曲の頂部の間の距離Ａよりも少し厚く設定される。

　また、二次電池１は、大きな電池容量、例えば、電池容量が１００Ａｈ以上であることが望ましい。そのため、電極群４０の電極面の面積は４５０ｃｍ^２以上であることが望ましい。また、電極群４０の電極面は、長辺の長さが短辺の長さに対し、１．５倍以上であることが望ましい。なお、電極群４０および電解液の材料については後述する。

　そして、上記のサイズの電極群４０の場合、電池ケース２０は、電極面の面積が４５０ｃｍ^２以上の電極群４０を収納し、容積は２０００ｃｍ^３以上であることが望ましいため、当該電池ケース２０の電極群４０の積層方向に平行な辺の長さＢは４ｃｍ以上であることが望ましい。

　（電池ケースの開口および電池蓋の形状）
　次に、電池ケース２０の開口を電池蓋３０によって封口するための接続について詳細に説明する。

　図４は、電池ケース２０の開口および電池蓋３０の、溶接前の形状の一例を示す拡大断面図である。

　上述の通り、電池ケース２０の開口では、曲壁面２０１が湾曲しているため、曲壁面２０１の頂点を結んだ積層方向の距離Ａが、壁面２０２の積層方向の距離Ｂよりも短くなっている。これに対して、電池蓋３０は、各辺に上記のような湾曲がなく、略矩形状である。そのため、電池蓋３０を電池ケース２０の開口に挿入して、図４において実線矢印で示しているように、曲壁面２０１の湾曲を電池ケース２０の外側へ押し広げるようにして、電池蓋３０を取り付けることになる。ここで、図４の例では、電池蓋３０は端部の４辺に沿って、曲壁面２０１、壁面２０２に沿って屈折して延伸した延伸部３１が形成されている。これは、レーザー溶接による封口を確実にするためのものである。

　通常、レーザー溶接を行う場合、被溶接材同士の界面を狙って溶接用レーザーを照射する。したがって、図４のように、電池蓋３０の上方に電池ケース２０との接合部が露出している場合、点線矢印の方向から溶接用レーザーを照射して溶接する。

　ここで、図５は、電池蓋３０の上方に電池ケース２０との接合部が露出している場合のレーザー溶接用ヘッドの軌跡を示す説明図である。

　図５に示すように、レーザー溶接用ヘッドは、溶接をしながら、Ｓｔａｒｔ点からＥｎｄ点まで移動する。図５の例のように、電池蓋３０が略矩形の場合、レーザー溶接用ヘッドも略矩形の軌跡を移動すればよいため、レーザー溶接用ヘッドの移動の制御が容易である。

　さらに、電池ケース２０の開口および電池蓋３０の接続部の形状の例を説明する。図６～８は、それぞれ、電池ケース２０の開口および電池蓋３０の、溶接前の形状の他の例を示す拡大断面図である。

　図６に示す例では、電池蓋３０の端部が階段状になっており、曲壁面２０１・２０１の間に嵌入する嵌入部３２と、曲壁面２０１の上端に当接する当接部３３が形成されている。この形状では、嵌入部３２を電池ケース２０の開口に挿入することにより、図６に実線矢印で示しているように、曲壁面２０１の湾曲を電池ケース２０の外側へ押し広げる。そして、当接部３３が曲壁面２０１の上端に当接している位置を、点線矢印の方向から溶接用レーザーを照射して溶接する。

　ここで、当接部３３の厚みを調整すれば、図６の実線矢印のようにレーザーを照射して、当接部３３を貫通させながら溶接することができる。このようにすれば、レーザー溶接用ヘッドを電池ケース２０の側方ではなく、上方を移動させることができるため、レーザー溶接用ヘッドの移動の制御が容易であり、かつ、作業スペースが小さくて済む。

　また、図７に示す例のように、挿入された嵌入部３２を受ける受部２１が、曲壁面２０１および壁面２０２の上端の内側に形成されていてもよい。受部２１は、当接部３３が曲壁面２０１の上端に当接するときに、嵌入部３２と当接するように形成されることが望ましい。このような形状とすることにより、レーザー溶接による封口をより確実にすることができる。

　図８に示す例では、電池蓋３０の端部に、斜めに切断された傾斜部３４が形成されている。この形状では、傾斜部３４が電池ケース２０の外側の位置ほど、対向する傾斜部３４・３４の間の距離が広がっている。そのため、電池蓋３０を電池ケース２０の開口に押し込むにことにより、図８に実線矢印で示しているように、曲壁面２０１の湾曲が電池ケース２０の外側へ押し広げられることになる。そして、傾斜部３４が曲壁面２０１の上端に当接している位置を、点線矢印の方向から溶接用レーザーを照射して溶接する。

　また、図６と同様に、傾斜部３４の厚みを調整すれば、図７の実線矢印のようにレーザーを照射して、傾斜部３４を貫通させながら溶接することができる。

　上記のように、電池ケース２０の開口を電池蓋３０によって封口するための形状は様々なものが可能である。そして、いずれの形状によっても、二次電池１を密閉して、電極群４０に積層方向の押圧力を加えることができる。しかし、それぞれの形状は、曲壁面２０１の湾曲を電池ケース２０の外側へ押し広げる距離（すなわち、押圧力を調整できる幅）や溶接用レーザーの照射の仕方等の点で特徴があり、用途に応じて選択することが可能である。ただし、電池ケース２０の開口を電池蓋３０によって封口するための形状は、上記の例に限られるものではない。

　（二次電池の材質）
　次に、二次電池１の材質について説明する。

　二次電池１の電池ケース２０および電池蓋３０は、アルミニウムによって形成されている。ただし、これに限らず、電池ケース２０および電池蓋３０の材質としては、例えば、鉄、ニッケル、ＳＵＳ（Steel Use Stainless、ステンレス鋼）、あるいはこれらの合金を含む、電池缶に一般的に使用される金属材料を使用することができる。また、Ｎｉメッキ鋼板など、上記金属材料にメッキ処理を施したものを用いてもよい。

　ここで、電池ケース２０、特に曲壁面２０１は、熱効率の高い材質であることが好ましい。電池ケース２０の曲壁面２０１は、電極群４０の積層方向に垂直な面と、十分な面積にわたって接触している。よって、曲壁面２０１が熱効率の高い金属材料によって形成されることにより、二次電池１は優れた放熱性を有することになる。

　また、二次電池１は、正極端子４１１および負極端子４２１以外の部分がポリエチレンを材料とする熱収縮フィルムで覆われ、絶縁加工が施されている。上記熱収縮フィルムとしては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリオレフィン（ＰＯ）を含む材料を好適に使用することができる。

　なお、本実施の形態では、電池ケース２０と電池蓋３０とは共に厚さ１ｍｍのアルミニウム板から成るものとするが、これに限られない。電池ケース２０を形成する板は、電池蓋３０を形成する板の厚み以上の厚みを有していればよい。電池ケース２０のみによって、電池ケース２０内に収納した電極群４０を積層方向に押圧するため、電池ケース２０には、電池蓋３０以上の物理的強度が求められるためである。

　（電極群および電解液の材料）
　次に、電極群４０および電解液の材料について説明する。

　正極板４１は、正極活物質としての９０ｗｔ％のＬｉＦｅＰＯ_４と、導電材としての５ｗｔ％のアセチレンブラックと、バインダーとしての３ｗｔ％スチレンブタジエンゴムと、増粘材としての２ｗｔ％のカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ；CarboxyMethylCellulose）とから成る。

　負極板４２は、負極活物質としての９８ｗｔ％天然黒鉛負極と、バインダーとしての１ｗｔ％のスチレンブタジエンゴムと、増粘材としての１ｗｔ％のカルボキシメチルセルロースと、集電体としての厚さ１６μｍのＣｕとから成る。

　セパレータ４３は、厚さ２０μｍのポリエチレン板である。

　電解液はＥＣ（Ethylene Carbonate）とＤＥＣ（Diethyl Carbonate）との比が３対７の有機溶媒に、１モル濃度のＬｉＰＦ_６が溶けた溶液を用いることができる。

　しかし、二次電池の電極群および電解液の材料については、上記のものに限られるものではなく、二次電池に用いられる一般的な材料を用いることができる。

　例えば、リチウムイオン二次電池である場合、正極板４１としては、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＭｎＯ_２などのリチウムを含む酸化物粉末と、主にカーボンブラックなどの導電性黒鉛と、ＰＶｄＦなどの結着材とを含む正極板を用いることができる。

　電解液としては、ＥＣ、ＰＣ（Propylene Carbonate）、ＤＥＣ、ＤＭＣ（Dimethyl Carbonate）などの有機溶媒にＬｉＰＦ_６を溶かした溶液を用いることができる。

　負極板４２およびセパレータ４３についても、同様に、一般的な二次電池に用いられている負極板およびセパレータを用いることができる。

　（その他）
　本実施の形態では、曲壁面２０１・２０１による押圧力を、電池蓋３０によって曲壁面２０１・２０１の湾曲形状を押し広げることによって調整する場合について説明したが、これに限らず、挿入する電極群４０の厚みを変更することで調整してもよい。また、その両方によって、押圧力を調整してもよい。

　また、電池ケース２０が内部に収納する電極群４０を積層方向に押圧するために有する曲壁面２０１は、１つの面であってもよい。つまり、当該曲壁面２０１に対向する壁面は平面であってもよい。

　本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

　本発明は、高サイクル特性を有する二次電池を実現するものであるため、二次電池全般に広く利用できるものであり、特に、モータ駆動用電源や家庭用蓄電池の用途に供される大型のリチウムイオン二次電池に好適に利用できる。

　　１　　二次電池
　２０　　電池ケース
　３０　　電池蓋
　４０　　電極群
　４１　　正極板
　４２　　負極板
　４３　　セパレータ
２０１　　曲壁面
４１１　　正極端子
４２１　　負極端子

Claims

　セパレータを挟んで対向する、正極活物質層を含む正極板と負極活物質層を含む負極板とから成る積層構造の電極群を収納した、略直方体状の二次電池であって、
　上記略直方体の一面が開口された電池ケースと、該開口を封口する電池蓋とを備え、
　上記電池ケースは、上記開口の各一辺をそれぞれ形成する４面のうちの対向する一組の２面が、上記電池ケースの内側へ湾曲した形状を有する曲壁面であり、
　上記対向する２つの曲壁面は、上記電極群を、当該電極群の積層方向に押圧することを特徴とする二次電池。
　上記電池蓋は、上記対向する２つの曲壁面の間に、当該曲壁面の湾曲を押し広げた状態で固定されていることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
　上記対向する２つの曲壁面の各湾曲の頂部の間の距離は、上記電池ケースの上記積層方向に平行な辺の長さの０．８倍から１倍の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の二次電池。
　上記電池蓋は、上記電極群の正極板に電気的に接続された正極端子、および、上記電極群の負極板に電気的に接続された負極端子が配設されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の二次電池。