本發(fā)明涉及一種非水電解質(zhì)二次電池。

背景技術(shù)：

近來，諸如鋰離子二次電池(鋰二次電池)或鈉離子二次電池的非水電解質(zhì)二次電池已被用作用于PC、便攜設(shè)備等的所謂的便攜電源或被用作用于車輛的驅(qū)動電源。特別地，能夠獲得高能量密度的輕量鋰離子二次電池優(yōu)選被用作用于驅(qū)動諸如電動車輛(EV)、混合動力車輛(HV)或插電式混合動力車輛(PHV)的車輛的高輸出電源。

典型地，非水電解質(zhì)二次電池包括電極體和非水電解液。電池中包括的電極體的構(gòu)型示例包括通過將長形板片狀的正極、長形板片狀的負(fù)極和長形板片狀的隔板卷繞成扁平形狀而獲得的卷繞電極體。典型地，該卷繞電極體包括：兩個(gè)彎曲部，其是與卷繞軸線垂直的方向上的兩個(gè)端部并且其中卷繞電極體的除層疊面以外的外表面是彎曲的；和中央扁平部，其是介于彎曲部之間并具有寬的扁平表面的中央部分。

然而，在上述非水電解質(zhì)二次電池裝設(shè)在諸如汽車的車輛上的情況下，可認(rèn)為裝設(shè)空間有限并且非水電解質(zhì)二次電池在產(chǎn)生振動的狀態(tài)下使用。因此，一般而言，非水電解質(zhì)二次電池在多個(gè)電池被排列并受約束的狀態(tài)(所謂的電池組)下使用。此時(shí)，相當(dāng)大的載荷施加于各電池。

這里，在具有上述構(gòu)型的卷繞電極體的配置有正極、負(fù)極或隔板的終端部(卷繞終端部分)的部分中，可能形成源于終端部的段差。當(dāng)上述壓力施加至卷繞電極體的形成有段差的部分時(shí)，施加至段差部分的壓力和施加至段差部分周圍的周邊部分的壓力之間可能存在差異。施加至卷繞電極 體的壓力的偏差可能導(dǎo)致電池性能(例如，輸入和輸出特性或循環(huán)特性)的下降。作為用于減輕施加至卷繞電極體的壓力的不均勻性的方法之一，日本專利申請公報(bào)No.2008-078008(JP 2008-078008 A)公開了一種技術(shù)，其中正極、負(fù)極或隔板的終端(卷繞終端部分)配置在卷繞電極體的彎曲部處。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

然而，根據(jù)發(fā)明人進(jìn)行的調(diào)查，通過將正極、負(fù)極或隔板的終端部(卷繞終端部分)配置在卷繞電極體的彎曲部處，能減小施加至卷繞電極體的壓力的偏差；然而，視電極體的結(jié)構(gòu)而定，在非水電解質(zhì)二次電池的制造中的時(shí)效處理(典型地，高溫時(shí)效)期間可能發(fā)生微小的短路。本發(fā)明提供了一種非水電解質(zhì)二次電池，其中能減小施加至卷繞電極體的壓力的偏差并減少微小短路的發(fā)生。

發(fā)明人在當(dāng)包括卷繞電極體的非水電解質(zhì)二次電池在充電狀態(tài)下長時(shí)間保存(即，時(shí)效處理；典型地，高溫時(shí)效)時(shí)發(fā)生微小短路的狀況下重復(fù)進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查。發(fā)現(xiàn)卷繞電極體中位于最外周側(cè)的負(fù)極和與負(fù)極對向的正極之間容易發(fā)生微小短路，卷繞電極體被卷繞成使得負(fù)極與正極相比位于卷繞電極體的外周側(cè)，其中正極活性物質(zhì)層和負(fù)極活性物質(zhì)層分別在正極集電體的兩個(gè)面中的每一個(gè)面上和負(fù)極集電體的兩個(gè)面中的每一個(gè)面上沿縱長方向形成為到達(dá)作為正極和負(fù)極的卷繞終端并位于卷繞電極體的外側(cè)的正極卷繞終端和負(fù)極卷繞終端。更具體地，發(fā)現(xiàn)在位于卷繞電極體的最外周側(cè)的正極和負(fù)極中，在其中隔板的過剩部分(所述過剩部分存在于隔板在卷繞方向上的卷繞終端附近并且不接觸正極和負(fù)極)被層疊的部分中容易發(fā)生微小短路。在下文中，除非另外指出，否則“高溫”指約45℃以上(典型地，60℃以上)的溫度范圍。在下文中，位于卷繞電極體的最外周側(cè)的負(fù)極將被稱為“最外周負(fù)極”。隔板的存在于隔板在卷繞方向上的卷繞終端附近并且不接觸正極和負(fù)極的過剩部分也將被稱為“過剩隔板區(qū)域”。

將參照附圖(圖8)適當(dāng)?shù)卣f明發(fā)明人針對為何發(fā)生微小短路的原因所獲得的發(fā)現(xiàn)。圖8示意性地示出電荷載體向最外周負(fù)極的移動。圖中，“Li+”表示電荷載體(典型地，鋰離子)，而箭頭表示電荷載體的移動方向。在圖8中，為了便于理解電荷載體在正極和負(fù)極之間的移動，未示出除正極和負(fù)極以外的部件(例如，隔板)。如圖8所示，一般而言，在電池的充電期間，電荷載體從正極活性物質(zhì)層54移動到與正極活性物質(zhì)層54對向的負(fù)極活性物質(zhì)層64。當(dāng)電荷載體從正極活性物質(zhì)層54的局部被過度提取時(shí)，電荷載體被過度提取的部分的電勢上升為比其它部分高。正極活性物質(zhì)層54的高電勢部分中存在的正極活性物質(zhì)容易變得不穩(wěn)定。當(dāng)在此狀態(tài)下執(zhí)行時(shí)效處理(典型地，高溫時(shí)效處理)時(shí)，構(gòu)成正極活性物質(zhì)的金屬成分從不穩(wěn)定的正極活性物質(zhì)溶出并在與正極活性物質(zhì)層54對向的負(fù)極60的表面上析出。析出在負(fù)極60的表面上的金屬可能引起微小短路。

如圖8所示，在負(fù)極60與正極50相比位于外周上的卷繞電極體中，在最外周負(fù)極60a上，存在與位于負(fù)極集電體62的卷繞內(nèi)周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64b對向的正極活性物質(zhì)層54，但不存在與位于負(fù)極集電體62的卷繞外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64a對向的正極活性物質(zhì)層54。因此，在充電期間，在最外周負(fù)極60a中，如圖中所示，在負(fù)極60的與縱長方向垂直的寬度方向上(即在卷繞電極體的卷繞軸線方向上)的端部中，位于卷繞內(nèi)周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64b中的電荷載體可能移動至位于卷繞外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64a。另外，已移動至位于卷繞外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64a的電荷載體在位于卷繞外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64a內(nèi)沿與負(fù)極60的縱長方向垂直的寬度方向(即，沿卷繞電極體的卷繞軸線方向)擴(kuò)散。此時(shí)，在與最外周負(fù)極60a(典型地，位于最外周負(fù)極60a的卷繞內(nèi)周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64b)對向的正極活性物質(zhì)層54中，電荷載體不僅被提取至與正極活性物質(zhì)層54對向的位于卷繞內(nèi)周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64b，而且被提取至位于卷繞外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64a。結(jié)果，電荷載體可能被過度脫附(解吸，desorb)。特別地，電荷載體容易從與最外周負(fù)極60a (即，位于卷繞內(nèi)周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64b)對向的正極活性物質(zhì)層54的端部過度脫附，該端部是在與正極50的縱長方向垂直的寬度方向上(即，在卷繞電極體的卷繞軸線方向上)的端部。

非水電解液必須浸漬到位于卷繞外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64a內(nèi)以使電荷載體在最外周負(fù)極60a在寬度方向上(即，在卷繞電極體的卷繞軸線方向上)的端部中從位于卷繞內(nèi)周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64b移動到位于卷繞外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64a并且使電荷載體在位于卷繞外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64a內(nèi)擴(kuò)散。在作為兩個(gè)隔板的卷繞終端并位于卷繞電極體的外側(cè)的隔板卷繞終端配置在從位于卷繞電極體外側(cè)的正極的正極卷繞終端和負(fù)極的負(fù)極卷繞終端在卷繞方向上前移的位置處的情況下，隔板的卷繞終端附近存在不接觸正極50和負(fù)極60的過剩隔板區(qū)域。在最外周負(fù)極60a的其中過剩隔板區(qū)域被層疊的部分中，在位于卷繞外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64a的外側(cè)存在過剩量的浸漬到過剩隔板區(qū)域內(nèi)的非水電解液。因此，更大量的電荷載體從與最外周負(fù)極60a的其中過剩隔板區(qū)域被層疊的部分對向的正極活性物質(zhì)層54被提取。特別地，電荷載體從正極活性物質(zhì)層54的作為在與正極50的縱長方向垂直的寬度方向(即，卷繞電極體的卷繞軸線方向)上的端部并與最外周負(fù)極60a的其中過剩隔板區(qū)域被層疊的部分對向的局部被過度提取。

從確保正極和負(fù)極之間的絕緣性或卷繞電極體(典型地，最外周負(fù)極)和電池外殼之間的絕緣性的觀點(diǎn)看，優(yōu)選隔板位于卷繞電極體的最外周上(即，位于卷繞電極體的最外周側(cè)的負(fù)極的表面由隔板覆蓋)。因此，隔板的尺寸(在縱長方向上的長度)被典型地設(shè)定為包含考慮了卷繞電極體的制造工序的變動/差異的公差的尺寸(隔板的卷繞終端配置在從正極和負(fù)極的卷繞終端在卷繞方向上前移的位置處的尺寸)。因此，過剩隔板區(qū)域的面積的減小受到限制。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種非水電解質(zhì)二次電池，其包括：卷繞電極體，其中所述卷繞電極體是通過將長形的正極和長形的負(fù)極與介于所述長形的正極和所述長形的負(fù)極之間的兩個(gè)長形的隔板層疊以獲得層疊體并卷繞所 述層疊體而獲得的扁平卷繞電極體，所述正極在正極集電體上包括正極活性物質(zhì)層，且所述負(fù)極在負(fù)極集電體上包括負(fù)極活性物質(zhì)層。在所述非水電解質(zhì)二次電池中，所述正極活性物質(zhì)層在所述正極集電體的兩個(gè)面中的每個(gè)面上沿縱長方向形成為到達(dá)正極卷繞終端，所述正極卷繞終端是構(gòu)成所述卷繞電極體的所述長形的正極的卷繞終端，所述正極卷繞終端位于所述卷繞電極體的外側(cè)。所述負(fù)極活性物質(zhì)層在所述負(fù)極集電體的兩個(gè)面中的每個(gè)面上沿縱長方向形成為到達(dá)負(fù)極卷繞終端，所述負(fù)極卷繞終端是構(gòu)成所述卷繞電極體的所述長形的負(fù)極的卷繞終端，所述負(fù)極卷繞終端位于所述卷繞電極體的外側(cè)。所述卷繞電極體形成為使得所述負(fù)極與所述正極相比位于所述卷繞電極體的外周側(cè)，并具有兩個(gè)彎曲部和一中央扁平部，所述兩個(gè)彎曲部是與卷繞軸線垂直的方向上的兩個(gè)端部并且在所述兩個(gè)彎曲部中所述卷繞電極體的除層疊面以外的外表面是彎曲的，所述中央扁平部是介于所述彎曲部之間的中央部分并具有兩個(gè)寬的扁平表面。所述正極的正極卷繞終端、所述負(fù)極的負(fù)極卷繞終端和隔板卷繞終端在同一所述彎曲部上配置成位于所述兩個(gè)扁平表面在所述卷繞電極體的厚度方向上的內(nèi)側(cè)，所述隔板卷繞終端分別是所述兩個(gè)隔板的卷繞終端，所述隔板卷繞終端位于所述卷繞電極體的外側(cè)(在下文中，也分別簡稱為“正極卷繞終端”、“負(fù)極卷繞終端”和“隔板卷繞終端”)。所述正極卷繞終端、所述負(fù)極卷繞終端和所述兩個(gè)隔板卷繞終端的配置滿足以下條件(i)和(ii)：(i)所述負(fù)極卷繞終端配置在所述負(fù)極卷繞終端與所述正極卷繞終端并列的位置處或從所述正極卷繞終端在卷繞方向上前移的位置處；和(ii)所述隔板卷繞終端中的至少一個(gè)位于從所述負(fù)極卷繞終端在卷繞方向上前移的位置處。當(dāng)從所述負(fù)極卷繞終端到所述兩個(gè)隔板卷繞終端中配置于在卷繞方向上更前移的位置處的一個(gè)隔板卷繞終端的距離用a(mm)表示并且從所述正極卷繞終端到所述負(fù)極卷繞終端的距離用b(mm)表示時(shí)，距離a和距離b滿足以下關(guān)系：0.5≤a×(a+b)≤104且0≤b≤11。

在本說明書中，“非水電解質(zhì)二次電池”是指包含非水電解液(典型地，在非水溶劑(有機(jī)溶劑)中包含支持電解質(zhì)的非水電解液)的二次電 池。這里，“二次電池”是用于能反復(fù)地充放電的一般電池的統(tǒng)稱并且是用于諸如鋰離子二次電池的所謂化學(xué)電池和諸如電氣雙層電容器的所謂物理電池的統(tǒng)稱。

根據(jù)上述構(gòu)型，正極卷繞終端、負(fù)極卷繞終端和隔板卷繞終端配置在彎曲部上并位于兩個(gè)扁平表面在卷繞電極體的厚度方向上的內(nèi)側(cè)。因此，卷繞電極體的扁平表面上未形成源于相應(yīng)卷繞終端的段差。因此，在卷繞電極體的中央扁平部在與中央扁平部的扁平表面垂直的方向上被擠壓的情況下，不太會產(chǎn)生施加至卷繞電極體的壓力的偏差。

在具有上述構(gòu)型的非水電解質(zhì)二次電池中，當(dāng)隔板的隔板卷繞終端配置在從負(fù)極卷繞終端在卷繞方向上前移的位置處時(shí)，隔板的位于前移位置處的部分是不接觸正極和負(fù)極的過剩部分(即，過剩隔板區(qū)域)。隨著距離b減小，正極卷繞終端和過剩隔板區(qū)域之間的距離減小。因此，電荷載體容易從正極卷繞終端供給到位于卷繞電極體的最外周側(cè)的負(fù)極(即，最外周負(fù)極)的位于卷繞外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層的其中過剩隔板區(qū)域被層疊的部分。隨著距離a減小，最外周負(fù)極的位于卷繞外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層的其中過剩隔板區(qū)域被層疊的部分變窄。因此，能減少移動到最外周負(fù)極的位于卷繞外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層的電荷載體的量。根據(jù)發(fā)明人進(jìn)行的調(diào)查，在距離a和距離b滿足上述關(guān)系的情況下，能抑制電荷載體從與最外周負(fù)極的其中過剩隔板區(qū)域被層疊的部分對向的正極活性物質(zhì)層的過度脫附。

如上所述，根據(jù)上述構(gòu)型，能提供一種非電解質(zhì)二次電池，其中，在卷繞電極體的中央扁平部在與中央扁平部的扁平表面垂直的方向上被擠壓的情況下，能減小施加至卷繞電極體的壓力的偏差并減少微小短路的發(fā)生。

在本文中公開的非水電解質(zhì)二次電池的一個(gè)優(yōu)選方面中，所述距離a(mm)和所述距離b(mm)滿足0.5≤a≤8且0.5≤b≤11。優(yōu)選地，所述距離a(mm)和所述距離b(mm)滿足0.5≤a×(a+b)≤50。通過將距離a和距離b控制在上述范圍內(nèi)，能大幅抑制微小短路的發(fā)生。

在本文中公開的非水電解質(zhì)二次電池的一個(gè)優(yōu)選方面中，所述兩個(gè)隔 板卷繞終端中配置于在卷繞方向上更前移的位置處的所述一個(gè)隔板卷繞終端經(jīng)卷繞止動裝置(winding stopper)固定在所述卷繞電極體的外表面上，并且所述卷繞止動裝置在卷繞方向上的兩端在與所述隔板卷繞終端相同的彎曲部上配置成位于所述兩個(gè)扁平表面在所述卷繞電極體的厚度方向上的內(nèi)側(cè)。卷繞止動裝置可以是與正極卷繞終端、負(fù)極卷繞終端和隔板卷繞終端的情況下一樣在卷繞電極體的表面上形成段差的原因。根據(jù)上述構(gòu)型，在卷繞電極體的扁平表面上未形成源于卷繞止動裝置的段差。因此，即使在卷繞電極體的中央扁平部在與中央扁平部的扁平表面垂直的方向上被擠壓的情況下，也不太會產(chǎn)生施加至卷繞電極體的壓力的偏差。

在本文中公開的非水電解質(zhì)二次電池的一個(gè)優(yōu)選方面中，所述兩個(gè)隔板的隔板卷繞終端可配置在彼此并列的位置處。根據(jù)上述構(gòu)型，在上述過剩隔板區(qū)域中存在三個(gè)隔板，且因此儲存了大量的非水電解液。在根據(jù)本發(fā)明的非水電解質(zhì)二次電池中，能抑制電荷載體從與最外周負(fù)極的其中過剩隔板區(qū)域被層疊的部分對向的正極活性物質(zhì)層的過度脫附。因此，即使在兩個(gè)隔板的隔板卷繞終端對齊的情況下，也能大幅抑制微小短路的發(fā)生。

在本文中公開的非水電解質(zhì)二次電池的一個(gè)優(yōu)選方面中，所述正極活性物質(zhì)層可包含鋰過渡金屬復(fù)合氧化物作為正極活性物質(zhì)，所述鋰過渡金屬復(fù)合氧化物包含錳和鎳中的至少一者。在根據(jù)本發(fā)明的非水電解質(zhì)二次電池中，能抑制電荷載體從與最外周負(fù)極對向的正極活性物質(zhì)層的過度脫附。即使在使用鋰過渡金屬復(fù)合氧化物作為正極活性物質(zhì)的情況下，也不太會溶出構(gòu)成正極活性物質(zhì)的金屬成分。即，即使在使用正極活性物質(zhì)的情況下，也能大幅抑制微小短路的發(fā)生。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種電池組，其中多個(gè)單電池彼此電連接。所述電池組包括本文中公開的非水電解質(zhì)二次電池之一作為各個(gè)所述單電池。所述單電池中包括的所述卷繞電極體的所述中央扁平部在與所述中央扁平部的扁平表面垂直的方向上以0.2MPa至10MPa的壓力被擠壓。在本文中公開的非水電解質(zhì)二次電池中，在卷繞電極體的中央扁平部的扁平表面上未形成源于相應(yīng)卷繞終端等的段差。因此，即使在卷繞電極體的中央扁平 部在與中央扁平部的扁平表面垂直的方向上被擠壓的情況下，也不太會產(chǎn)生施加至卷繞電極體的壓力的偏差。所以，通過使用該非水電解質(zhì)二次電池作為構(gòu)成具有上述構(gòu)型的電池組的單電池，能發(fā)揮優(yōu)良的電池特性(例如，輸入和輸出特性或循環(huán)特性)。

附圖說明

下面將參照附圖說明本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)和工業(yè)意義，在附圖中相似的附圖標(biāo)記表示相似的要素，并且其中：

圖1是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的非水電解質(zhì)二次電池的外觀的透視圖；

圖2是示意性地示出沿圖1的線II-II截取的斷面結(jié)構(gòu)的圖；

圖3是示意性地示出收納在與根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的非水電解質(zhì)二次電池有關(guān)的電池外殼中的電極體的縱斷面圖；

圖4是示意性地示出根據(jù)實(shí)施方式的卷繞電極體的構(gòu)型的透視圖；

圖5是示出根據(jù)實(shí)施方式的卷繞電極體的構(gòu)型的示意圖；

圖6是示意性地示出沿圖4的線VI-VI截取的斷面結(jié)構(gòu)的局部縱斷面圖，其中根據(jù)實(shí)施方式的卷繞電極體的主要部分被放大；

圖7是示意性地示出沿圖6的線VII-VII截取的斷面結(jié)構(gòu)的局部斷面圖；

圖8是示意性地示出電荷載體從與最外周負(fù)極對向的正極活性物質(zhì)層和位于卷繞內(nèi)周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層向位于卷繞外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層的移動的圖；

圖9是圖6的卷繞電極體的主要部分被進(jìn)一步放大的局部放大視圖，示意性地示出了電荷載體從正極卷繞終端向最外周負(fù)極的位于卷繞外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層的其中隔板的過剩隔板區(qū)域被層疊的部分的移動；

圖10A是示出未向根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的非水電解質(zhì)二次電池施加壓力的狀態(tài)的斷面示意圖；

圖10B是示出向根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的非水電解質(zhì)二次電池施加壓 力的狀態(tài)的斷面示意圖；

圖10C是示出向多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的非水電解質(zhì)二次電池施加壓力的典型示例的透視圖；

圖11是示出根據(jù)實(shí)施方式的電池組的構(gòu)型的透視圖；

圖12是示出根據(jù)實(shí)施方式的電池組的構(gòu)型的側(cè)視圖；以及

圖13是示出一個(gè)試驗(yàn)例中的正極卷繞終端、負(fù)極卷繞終端和隔板卷繞終端的位置的圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，將在適當(dāng)?shù)貐⒄崭綀D的同時(shí)以根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的鋰離子二次電池作為示例進(jìn)行說明。本發(fā)明中特別地談到的事項(xiàng)以外的實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式所需的事項(xiàng)可以由本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解為基于相關(guān)領(lǐng)域中的相關(guān)技術(shù)的設(shè)計(jì)事項(xiàng)。本發(fā)明可以基于在本說明書中公開的內(nèi)容和相關(guān)領(lǐng)域中的技術(shù)常識來實(shí)施。另外，在以下附圖中，具有相同功能的部件或部分由相同的附圖標(biāo)記表示，并且將不進(jìn)行或?qū)⒑喕渲貜?fù)的說明。在各圖中，尺寸關(guān)系(例如，長度、寬度或厚度)不一定反映實(shí)際的尺寸關(guān)系。鋰離子二次電池是一個(gè)示例，并且本發(fā)明的技術(shù)思想不限于此。例如，可以使用能通過隨同電荷載體在正極和負(fù)極之間的移動一起移動的電荷反復(fù)地充電和放電的各種二次電池作為應(yīng)用對象。具體地，本發(fā)明的技術(shù)思想不僅能應(yīng)用于使用鋰離子作為電荷載體的鋰離子二次電池，而且能應(yīng)用于包含其它電荷載體(例如，鈉離子)的其它二次電池(例如，鈉離子二次電池)。

在本文中公開的鋰離子二次電池100中，簡單地說，如圖1至3所示，扁平卷繞電極體20和電解液(未示出)收納在電池外殼(即，外部容器)30中。電池外殼30包括：盒狀的(即，有底直方體形狀的)外殼本體32，其在一端(在電池的通常使用狀態(tài)下對應(yīng)于上端)具有開口；和蓋體34，其密封外殼本體32的開口。外殼本體32能經(jīng)上部的開口收納卷繞電極體20。如圖1至3所示，外殼本體32包括：一對寬側(cè)面37；與寬側(cè)面37鄰 接的一對窄側(cè)面38；和底面39。如圖中所示，在蓋體34上，用于外部連接的正極端子42和負(fù)極端子44設(shè)置成使得這些端子的一部分從蓋體34向電池100的外部突出。此外，在蓋體34上設(shè)置有用于將從電池外殼30的內(nèi)部產(chǎn)生的氣體排出到電池外殼30的外部的安全閥36和用于將電解液注入到電池外殼中的注液孔(未示出)。優(yōu)選電池外殼30的材質(zhì)是諸如鋁、鋁合金或不銹鋼的金屬材料(由合金形成)，或樹脂材料。

具有上述構(gòu)型的非水電解質(zhì)二次電池(鋰離子二次電池)100能以如下方式構(gòu)成。例如，經(jīng)外殼本體32的開口將卷繞電極體20收納在電池外殼30中，將蓋體34安裝在外殼本體32的開口上，經(jīng)設(shè)置在蓋體34上的注液孔將非水電解液注入到電池外殼30中，然后使用預(yù)定密封部件密封注液孔。結(jié)果，構(gòu)成了非水電解質(zhì)二次電池100。

接下來，將參照附圖詳細(xì)說明根據(jù)實(shí)施方式的卷繞電極體20的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式。

如圖4所示，卷繞電極體20呈扁平形狀并且包括：兩個(gè)彎曲部22(22a，22b)，其是與卷繞軸線方向垂直的方向上的兩個(gè)端部并且其中卷繞電極體20的除層疊面以外的外表面是彎曲的；和中央扁平部24，其是介于彎曲部之間并具有兩個(gè)寬的扁平表面26的中央部分。

盡管未被特別地限制于此，但如圖2和3所示，根據(jù)實(shí)施方式的卷繞電極體20在電池外殼30(即，外殼本體32)中收納成使得與卷繞軸線方向垂直的方向是電池外殼30(外殼本體32)的上下方向(呈卷繞電極體20的卷繞軸線WL橫置的姿勢，即，外殼本體32的開口形成在卷繞電極體20的卷繞軸線WL的法向上)并且兩個(gè)彎曲部22(22a，22b)中的彎曲部22b與電池外殼30的底面39對向。在下文中，卷繞電極體20的與電池外殼的底面39對向的彎曲部22b也將被稱為“下彎曲部”，而另一彎曲部22a，即位于電池外殼30的開口側(cè)的彎曲部22a，也將被稱為“上彎曲部”。在圖中所示的卷繞電極體中，上彎曲部朝上。

如圖5所示，卷繞電極體20在組裝之前的階段中呈長形板片結(jié)構(gòu)(板片狀電極體)。在卷繞電極體20中，長形板片狀的正極50和長形板片狀 的負(fù)極60與兩個(gè)長形板片狀的隔板70(70a，70b)層疊并卷繞。在卷繞電極體20中，從電荷載體的可接受性的觀點(diǎn)看，正極50、負(fù)極60和隔板70(70a，70b)被層疊并卷繞成使得負(fù)極60與正極50相比位于卷繞電極體20的外周側(cè)。從使卷繞電極體20的表面和電池外殼30的內(nèi)壁彼此可靠地絕緣的觀點(diǎn)看，優(yōu)選而言，如圖4所示，隔板70(70a)位于卷繞電極體20的最外周上(即，位于卷繞電極體20的最外周側(cè)的負(fù)極60由隔板70(70a)覆蓋)。

例如，扁平卷繞電極體20能例如通過將正極50、負(fù)極60和隔板70(70a，70b)卷繞在具有與卷繞軸線方向垂直的扁平斷面的芯部周圍以獲得層疊體并卷繞該層疊體或者通過將該層疊體卷繞成圓筒狀并然后從側(cè)面方向擠壓卷繞體以壓扁成扁平形狀而形成。

在正極50中，如圖5所示，在長形板片狀的正極集電體52的兩個(gè)面中的每一個(gè)面上沿板片縱長方向形成有正極活性物質(zhì)層54。在負(fù)極60中，在長形板片狀的負(fù)極集電體62的兩個(gè)面中的每一個(gè)面上沿板片縱長方向形成有負(fù)極活性物質(zhì)層64。正極活性物質(zhì)層54在正極集電體52的兩個(gè)面中的每一個(gè)面上沿縱長方向形成為到達(dá)構(gòu)成卷繞電極體20的長形正極50的卷繞終端(正極卷繞終端56)并且該卷繞終端位于卷繞電極體20的外側(cè)。負(fù)極活性物質(zhì)層64在負(fù)極集電體62的兩個(gè)面中的每一個(gè)面上沿縱長方向形成為到達(dá)構(gòu)成卷繞電極體20的長形負(fù)極60的卷繞終端(負(fù)極卷繞終端66)并且該卷繞終端位于卷繞電極體20的外側(cè)。典型地，關(guān)于負(fù)極活性物質(zhì)層64和正極活性物質(zhì)層54，考慮到電荷載體的可接受性，如圖中所示，在許多情況下，負(fù)極活性物質(zhì)層64在與縱長方向垂直的寬度方向上的尺寸b1大于正極活性物質(zhì)層54在與縱長方向垂直的寬度方向上的尺寸a1(b1＞a1)。此外，為了使正極活性物質(zhì)層54和負(fù)極活性物質(zhì)層64可靠地彼此絕緣，隔板70(70a，70b)在與縱長方向垂直的寬度方向上的尺寸c1、c2大于在寬度方向上的尺寸a1、b1(典型地，負(fù)極活性物質(zhì)層64在寬度方向上的尺寸b1)(典型地，c1、c2＞b1＞a1)。

如圖5所示，正極50、負(fù)極60和隔板70a、70b在長度方向上對齊以 便按下列次序被層疊：正極50、隔板70b、負(fù)極60和隔板70a。典型地，正極50和負(fù)極60在與板片縱長方向垂直的寬度方向上被層疊成使得負(fù)極活性物質(zhì)層64覆蓋正極活性物質(zhì)層54。即，典型地，正極50和負(fù)極60被層疊成使得負(fù)極活性物質(zhì)層64在寬度方向上的兩端位于正極活性物質(zhì)層54在寬度方向上的兩端在卷繞軸線方向上的外側(cè)。換言之，在負(fù)極活性物質(zhì)層64在寬度方向上的兩端中，可存在不與正極活性物質(zhì)層54對向的部分(在下文中，簡稱為“正極活性物質(zhì)層非對向部分68”)。典型地，各部件被層疊成使得隔板70a、70b在與板片縱長方向垂直的寬度方向上覆蓋正極活性物質(zhì)層54和負(fù)極活性物質(zhì)層64。即，優(yōu)選而言，正極50、負(fù)極60和隔板70a、70b被層疊成使得隔板70a、70b在寬度方向上的兩端位于負(fù)極活性物質(zhì)層64在寬度方向上的兩端和正極活性物質(zhì)層54在寬度方向上的兩端在卷繞軸線方向上的外側(cè)。優(yōu)選而言，正極50、負(fù)極60和隔板70a、70b被層疊成使得正極活性物質(zhì)層54在與縱長方向垂直的寬度方向上的中心、負(fù)極活性物質(zhì)層64在與縱長方向垂直的寬度方向上的中心和隔板70在與縱長方向垂直的寬度方向上的中心彼此重合。

在電池的充電期間，電荷載體可以從負(fù)極活性物質(zhì)層64的與正極活性物質(zhì)層54對向的部分(在下文中，簡稱為“正極活性物質(zhì)層對向部分69”)向?qū)?yīng)于正極活性物質(zhì)層非對向部分68的負(fù)極活性物質(zhì)層64擴(kuò)散(參照圖8)。因此，電荷載體從與縱長方向垂直的正極活性物質(zhì)層54的端部不僅被提取到與正極活性物質(zhì)層對向的負(fù)極活性物質(zhì)層64(即，正極活性物質(zhì)層對向部分69)，而且被提取到對應(yīng)于正極活性物質(zhì)層非對向部分68的負(fù)極活性物質(zhì)層64。因此，從抑制電荷載體從正極活性物質(zhì)層54的過度脫附的觀點(diǎn)看，優(yōu)選負(fù)極活性物質(zhì)層64的對應(yīng)于正極活性物質(zhì)層非對向部分68的區(qū)域小。例如，正極活性物質(zhì)層非對向部分68的寬向長度(與負(fù)極活性物質(zhì)層64的寬度方向一致的方向上的長度)可被設(shè)定在例如0.5mm至5mm(優(yōu)選地0.5mm至2mm)的范圍內(nèi)。

在位于卷繞電極體20的最外周側(cè)的負(fù)極60(即，最外周負(fù)極60a)中，隨著位于卷繞電極體20的外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64a的容量增大，大量 電荷載體儲存在負(fù)極活性物質(zhì)層64a中(參照圖8)。即，最外周負(fù)極60a具有儲存已從位于卷繞電極體20的內(nèi)周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64b在寬度方向上的端部移動的電荷載體的高容量。即，在最外周負(fù)極60a中，隨著位于卷繞電極體20的外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64a的容量增大，電荷載體更易于從與最外周負(fù)極60a(具體地，負(fù)極的位于卷繞內(nèi)周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64b)對向并位于正極在與縱長方向垂直的寬度方向上的端部中的正極活性物質(zhì)層54過度脫附。所以，優(yōu)選而言，負(fù)極活性物質(zhì)層64的厚度例如在20μm以上(典型地，50μm以上)并且例如在200μm以下(典型地，100μm以下)。優(yōu)選而言，負(fù)極活性物質(zhì)層64在與縱長方向垂直的寬度方向上的尺寸被設(shè)定在典型地80mm至150mm(例如，100mm至120mm)的范圍內(nèi)。優(yōu)選而言，負(fù)極活性物質(zhì)層64的密度例如為0.5g/cm³至2g/cm³(典型地，1g/cm³至1.5g/cm³)。通過將負(fù)極活性物質(zhì)層的特性設(shè)定為處于上述范圍內(nèi)，能抑制電荷載體從與最外周負(fù)極60a(具體地，負(fù)極的位于卷繞內(nèi)周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64b)對向并位于正極在與縱長方向垂直的寬度方向上的端部中的正極活性物質(zhì)層54的過度脫附。

在一個(gè)優(yōu)選方面中，如圖5和7所示，正極集電體52在與板片縱長方向垂直的寬度方向上的一個(gè)端部以正極活性物質(zhì)層54未沿板片縱長方向呈帶狀形成在其上的狀態(tài)露出。同樣，負(fù)極集電體62在與板片縱長方向垂直的寬度方向上的一個(gè)端部以負(fù)極活性物質(zhì)層64未沿板片縱長方向呈帶狀形成在其上的狀態(tài)露出。在下文中，正極集電體52的露出部分也將被稱為“正極集電體露出端部53”，而負(fù)極集電體62的露出部分也將被稱為“負(fù)極集電體露出端部63”。

在一個(gè)優(yōu)選方面中，如圖2、4、5和7所示，正極50、負(fù)極60和隔板70a、70b被層疊并圍繞卷繞軸線WL卷繞成使得正極集電體露出端部53和負(fù)極集電體露出端部63向隔板70a、70b在寬度方向上的相對兩側(cè)突出，即，使得正極集電體露出端部53和負(fù)極集電體露出端部63在卷繞電極體20在卷繞軸線方向上的相對兩側(cè)突出。

如圖7所示，在負(fù)極活性物質(zhì)層64在寬度方向上的端部之中存在負(fù)極 集電體露出端部63的一個(gè)端部中，負(fù)極集電體露出端部63(即，負(fù)極集電體62)用作屏障。因此，位于卷繞內(nèi)周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64b中的電荷載體不太會向位于卷繞外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64a移動。因此，在充電期間的最外周負(fù)極60a中，如圖8所示，在負(fù)極活性物質(zhì)層64在寬度方向上的端部之中不存在負(fù)極集電體露出端部63的一個(gè)端部中，從位于卷繞內(nèi)周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64b向位于卷繞外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64a移動的電荷載體的量易于增加。即，電荷載荷選擇性地從正極活性物質(zhì)層54在寬度方向上的這樣的端部被提取，該端部與最外周負(fù)極60a(即，負(fù)極的位于卷繞內(nèi)周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64b)對向并且是不存在負(fù)極集電體露出端部63的端部(即，存在正極集電體露出端部53的端部)。在根據(jù)本發(fā)明的非水電解質(zhì)電池100中，抑制了電荷載體從與最外周負(fù)極60a(具體地，負(fù)極的位于卷繞內(nèi)周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64b)對向并位于正極在與縱長方向垂直的寬度方向上的端部中的正極活性物質(zhì)層54的過剩脫附。在包括以如下方式卷繞各部件的卷繞電極體的非水電解質(zhì)二次電池中能發(fā)揮上述效果：負(fù)極集電體露出端部63設(shè)置在正極集電體在寬度方向上的端部之一中；正極集電體露出端部53設(shè)置在負(fù)極集電體在寬度方向上的端部之一中；并且正極集電體露出端部53和負(fù)極集電體露出端部63在卷繞電極體20在卷繞軸線方向上的相對兩側(cè)突出。

如圖2所示，正極集電板42a安裝在正極集電體露出端部53上，而負(fù)極集電板44a安裝在負(fù)極集電體露出端部63上。結(jié)果，正極端子42和負(fù)極端子44彼此電連接。

在本文中公開的非水電解質(zhì)二次電池100中所包括的卷繞電極體20中，如圖4和6所示，正極50、負(fù)極60和隔板70a、70b被卷繞成使得，作為正極50的卷繞終端并位于卷繞電極體的外側(cè)的正極卷繞終端56、作為負(fù)極60的卷繞終端并位于卷繞電極體的外側(cè)的負(fù)極卷繞終端66和作為隔板70a、70b的卷繞終端并位于卷繞電極體的外側(cè)的隔板卷繞終端72a、72b位于同一彎曲部22(這里，上彎曲部22a)上。從減小在卷繞電極體20的中央扁平部24被擠壓時(shí)施加至卷繞電極體20的壓力的偏差的觀點(diǎn) 看，優(yōu)選而言，正極卷繞終端56、負(fù)極卷繞終端66和隔板卷繞終端72a、72b位于卷繞電極體20的中央扁平部24的兩個(gè)扁平表面26在卷繞電極體20的厚度方向上的內(nèi)側(cè)。彎曲部22可以是上彎曲部22a或下彎曲部22b。例如，彎曲部22可以是上彎曲部22a。

如圖4、6和9所示，在卷繞電極體20中，負(fù)極卷繞終端66配置在負(fù)極卷繞終端66與正極卷繞終端56并列的位置處，或從正極卷繞終端56在卷繞方向上前移的位置處。從電荷載體的可接受性的觀點(diǎn)看，優(yōu)選而言，負(fù)極卷繞終端66配置在從正極卷繞終端56在卷繞方向上前移的位置處。

如圖4、6和9所示，在卷繞電極體20中，兩個(gè)隔板70a、70b中的至少一個(gè)隔板的隔板卷繞終端(這里，兩個(gè)隔板70a、70b的卷繞終端72a、72b)配置在從負(fù)極卷繞終端66在卷繞方向上前移的位置處。結(jié)果，與正極50和負(fù)極60兩者都不接觸的過剩部分(即，過剩隔板區(qū)域74a、74b)由隔板70的從負(fù)極卷繞終端66在卷繞方向上突出的部分形成。

如圖6和9所示，從確保卷繞電極體20和電池外殼30的內(nèi)壁之間的絕緣性的觀點(diǎn)看，優(yōu)選而言，位于卷繞電極體20的最外周上的隔板70a的隔板卷繞終端72a配置在從負(fù)極卷繞終端66在卷繞方向上前移的位置處。從使正極50和負(fù)極60可靠地彼此絕緣的觀點(diǎn)看，優(yōu)選而言，位于最外周負(fù)極60a和與該負(fù)極對向的正極50之間的隔板70b的隔板卷繞終端72b配置在從負(fù)極卷繞終端66在卷繞方向上前移的位置處。即，更優(yōu)選而言，兩個(gè)隔板70a、70b的隔板卷繞終端72a、72b配置在從負(fù)極卷繞終端66在卷繞方向上前移的位置處。例如，兩個(gè)隔板70a、70b的隔板卷繞終端72a、72b可以配置在沿卷繞方向與隔板卷繞終端72a、72b并列的位置處。即，過剩隔板區(qū)域能以一個(gè)隔板的過剩隔板區(qū)域(這里，隔板70b的過剩隔板區(qū)域74b)被層疊在另一隔板的過剩隔板區(qū)域(這里，隔板70a的過剩隔板區(qū)域74a)的一部分上的狀態(tài)存在于彎曲部22(這里，上彎曲部22a)上。

在存在過剩隔板區(qū)域74a、74b的部分中，與不存在過剩隔板區(qū)域74a、74b的其它部分中相比，更大量的非水電解液儲存在過剩隔板區(qū)域74a、74b 的隔板70a、70b中。在兩個(gè)隔板70a、70b的過剩隔板區(qū)域74a、74b被層疊的過剩隔板區(qū)域74a、74b的部分中，更大量的非水電解液儲存在過剩隔板區(qū)域74a、74b中。因此，在與其中兩個(gè)隔板70a、70b的過剩隔板區(qū)域74a、74b被層疊的部分對向的負(fù)極活性物質(zhì)層64(最外周負(fù)極60a的負(fù)極活性物質(zhì)層64，即位于卷繞電極體20的外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64a)中，電荷載體平順地?cái)U(kuò)散(電荷載體的擴(kuò)散被促進(jìn))。根據(jù)發(fā)明人進(jìn)行的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，通過向位于卷繞外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64a供氧，可促進(jìn)電荷載體在最外周負(fù)極60a在寬度方向上(即，在卷繞電極體的卷繞軸線方向上)的端部中從位于卷繞內(nèi)周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64b向位于卷繞外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64a的移動和位于卷繞外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64a中的電荷載體的擴(kuò)散。電池外殼30的內(nèi)壁和卷繞電極體20的彎曲部22的彎曲面之間存在的氧可以容易地供給至最外周負(fù)極60a的位于卷繞外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64a的其中過剩隔板區(qū)域74a、74b被層疊的部分。由于這些原因，電荷載體選擇性地從與最外周負(fù)極60a的其中過剩隔板區(qū)域74a、74b被層疊的部分對向的正極活性物質(zhì)層54在寬度方向上的端部(典型地，從不存在負(fù)極集電體露出端部63的端部，即存在正極集電體露出端部53的端部)被提取。在根據(jù)本發(fā)明的非水電解質(zhì)電池100中，抑制了電荷載體從與最外周負(fù)極60a(具體地，負(fù)極的位于卷繞內(nèi)周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64b)對向并位于正極在與縱長方向垂直的寬度方向上的端部中的正極活性物質(zhì)層54的過度脫附。因此，也能適當(dāng)?shù)匾种齐姾奢d體從與最外周負(fù)極60a的其中過剩隔板區(qū)域74a、74b被層疊的部分對向的正極活性物質(zhì)層54在寬度方向上的端部的脫附。

這里，如圖6和9所示，當(dāng)從負(fù)極卷繞終端66到兩個(gè)隔板卷繞終端(72a，72b)中配置于在卷繞方向上更前移的位置處的一個(gè)隔板卷繞終端(這里，隔板卷繞終端72a)的距離用a(mm)表示并且從正極卷繞終端56到負(fù)極卷繞終端66的距離用b(mm)表示時(shí)，距離a和距離b滿足以下關(guān)系：0.5≤a×(a+b)≤104且0≤b≤11。

這里，圖9是示出圖6的主要部分(正極卷繞終端56、負(fù)極卷繞終端 66和其中隔板卷繞終端72a、72b被層疊的彎曲部)的放大視圖。圖9示出電荷載體從正極卷繞終端56向最外周負(fù)極60a的位于卷繞外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64a的其中過剩隔板區(qū)域74a、74b被層疊的部分的移動。圖中，“Li+”表示電荷載體(典型地，鋰離子)，而箭頭表示電荷載體的移動方向。在圖8中，為了便于理解電荷載體在正極50和負(fù)極60之間的移動，彎曲部的彎曲面作為平面示出。在圖6中，未示出卷繞止動裝置80。

通過減小距離a，能縮小負(fù)極60的其中過剩隔板區(qū)域74a、74b被層疊的范圍。結(jié)果，在位于卷繞電極體20的最外周側(cè)的負(fù)極60(即，最外周負(fù)極60a)中，能減少向位于卷繞外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64a移動的電荷載體的量。另一方面，從確保正極50和負(fù)極60之間的絕緣性或卷繞電極體20(典型地，最外周負(fù)極60a)和電池外殼30之間的絕緣性的觀點(diǎn)看，優(yōu)選而言，距離a(mm)被設(shè)定為考慮卷繞電極體20的制造工序中可能產(chǎn)生的差異的長度(例如，0.5≤a；典型地，1≤a；一般而言，2≤a)。

如圖9所示，在電池的充電期間，已從正極卷繞終端56的正極活性物質(zhì)層54移動到與正極活性物質(zhì)層54對向的負(fù)極活性物質(zhì)層64的電荷載體可沿不存在與負(fù)極活性物質(zhì)層64對向的正極活性物質(zhì)層54的方向(即，負(fù)極活性物質(zhì)層64的卷繞方向)擴(kuò)散。通過減小距離b，正極卷繞終端56和過剩隔板區(qū)域74a、74b之間的距離減小。電荷載體容易地從正極卷繞終端56供給到最外周負(fù)極60a的位于卷繞外周側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層64a的其中過剩隔板區(qū)域74a、74b被層疊的部分。另一方面，從電荷載體的可接受性的觀點(diǎn)看，優(yōu)選而言，正極卷繞終端56由最外周負(fù)極60a覆蓋，即，負(fù)極卷繞終端66位于從正極卷繞終端56在卷繞方向上前移的位置處(0＜b)。考慮到卷繞電極體20的制造工序中可能產(chǎn)生的差異，距離b(mm)可以處于例如0.5≤b(典型地，1≤b；一般而言，2≤b)的范圍內(nèi)。

因此，優(yōu)選而言，距離a(mm)滿足0.5≤a≤8(例如，1≤a≤8；典型地2≤a≤8)。優(yōu)選而言，距離b(mm)滿足0.5≤b≤11(例如，1≤b≤11；典型地，2≤b≤11)。更優(yōu)選而言，距離a(mm)和距離b(mm)滿足0.5≤a×(a+b)≤50(例如，2≤a×(a+b)≤50；典型地，8≤a×(a+ b)≤50)。

典型地，如圖3、6和7所示，為了防止卷繞電極體20的退繞(卷繞的松動)，隔板70的兩個(gè)隔板卷繞終端72a、72b中位于卷繞電極體的外側(cè)的一個(gè)隔板卷繞終端(這里，隔板卷繞終端72a)經(jīng)卷繞止動裝置80固定在卷繞電極體20的外表面上。優(yōu)選而言，隔板卷繞終端72a固定成使得卷繞止動裝置80在卷繞方向上的兩端位于與隔板卷繞終端72a、72b相同的彎曲部22(例如，上彎曲部22a)上。更優(yōu)選而言，卷繞止動裝置80在卷繞方向上的兩端位于卷繞電極體20的兩個(gè)扁平表面26在卷繞電極體20的厚度方向上的內(nèi)側(cè)。

卷繞止動裝置80不受特別限制，只要隔板卷繞終端72a能固定在卷繞電極體20的外表面上即可。典型地，可以使用單面或雙面膠帶。例如，通過將單面膠帶在覆蓋隔板卷繞終端72a的一部分的同時(shí)附著到卷繞電極體20的外表面上，能將隔板卷繞終端72a固定在卷繞電極體20的外表面上。從減小卷繞止動裝置80在電池外殼30中所占的容積的觀點(diǎn)看，優(yōu)選而言，卷繞止動裝置80的尺寸小。例如，卷繞止動裝置80的厚度可以是約20μm至50μm。關(guān)于卷繞止動裝置80的尺寸，其在當(dāng)卷繞止動裝置80配置在卷繞電極體中時(shí)與卷繞軸線方向一致的方向上的長度可以是約5mm至20mm。

卷繞電極體20的尺寸不受特別限制。例如，在卷繞軸線方向上的長度可以被設(shè)定在典型地80mm至200mm(例如，120mm至150mm)的范圍內(nèi)，彎曲部22的彎曲面的圓弧長度可以被設(shè)定在10mm至40mm的范圍內(nèi)(約20mm)，在與卷繞軸線垂直的方向上的長度(例如，從上彎曲部22a的頂部到下彎曲部22b的頂部的長度)可以被設(shè)定在30mm至100mm的范圍內(nèi)(約60mm)，并且厚度(從一個(gè)扁平表面26到另一扁平表面26的距離)可以被設(shè)定在典型地10mm至25mm的范圍內(nèi)(約12.5mm)。

這里，構(gòu)成卷繞電極體20的材料和部件(例如，構(gòu)成正極50、負(fù)極60和隔板70的材料和部件)以及非水電解質(zhì)(典型地，非水電解液)可以具有與相關(guān)技術(shù)的一般的非水電解質(zhì)二次電池(典型地，鋰離子二次電 池)中相同的構(gòu)型而沒有任何特別的限制。以下將說明典型的構(gòu)型。

作為正極集電體52，可以使用用于相關(guān)技術(shù)中的鋰離子二次電池的正極集電體而沒有任何特別的限制。典型地，優(yōu)選而言，正極集電體52由導(dǎo)電性良好的金屬材料形成，且該金屬材料的示例包括鋁、鎳、鈦和不銹鋼。特別地，優(yōu)選鋁(鋁箔)。正極集電體52的厚度不受特別限制并且考慮到電池的容量密度和集電體的強(qiáng)度之間的平衡優(yōu)選為5μm至50μm且更優(yōu)選8μm至30μm。

形成在正極集電體52上的正極活性物質(zhì)層54至少包含正極活性物質(zhì)。作為正極活性物質(zhì)，可以優(yōu)選地使用包含鋰和一種或兩種以上過渡金屬元件的含鋰化合物(例如，鋰過渡金屬復(fù)合氧化物)，其中含鋰化合物是能夠儲存和放出鋰離子的材料。正極活性物質(zhì)的示例包括鋰鎳復(fù)合氧化物(例如，LiNiO₂)、鋰鈷復(fù)合氧化物(例如，LiCoO₂)、鋰錳復(fù)合氧化物(例如，LiMn₂O₄)和諸如鋰鎳鈷錳復(fù)合氧化物的四元含鋰復(fù)合氧化物(例如，LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂)。另外，作為正極活性物質(zhì)，可以使用由LiMPO₄、LiMVO₄或Li₂MSiO₄的式子(其中M表示從Co、Ni、Mn和Fe之中選擇的至少一種元素)表示的聚陰離子化合物(例如，LiFePO₄、LiMnPO₄、LiFeVO₄、LiMnVO₄、Li₂FeSiO₄、Li₂MnSiO₄或Li₂CoSiO₄)。這些之中，可以單獨(dú)使用一種，或可以相結(jié)合地使用兩種以上。

例如，即使在根據(jù)實(shí)施方式的電池100以充電至高電勢的狀態(tài)在高溫下保存(高溫時(shí)效)，也可抑制金屬成分從正極活性物質(zhì)的溶出。例如，在使用包含易于在高溫下溶出的錳(Mn)和鎳(Ni)中的任一者或兩者的鋰過渡金屬復(fù)合氧化物作為正極活性物質(zhì)的電池中，能發(fā)揮上述效果。所以，在本文中公開的電池100中，優(yōu)選而言，使用包含錳和鎳中的至少一者的鋰過渡金屬復(fù)合氧化物作為正極活性物質(zhì)，這是因?yàn)槟艹浞植⒚鞔_地發(fā)揮該效果。鋰過渡金屬復(fù)合氧化物的示例包括鋰鎳復(fù)合氧化物(例如，LiNiO₂)、鋰錳復(fù)合氧化物(例如，LiMn₂O₄)和鋰鎳鈷錳復(fù)合氧化物(例如，LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂)。

除正極活性物質(zhì)之外，可選地，正極活性物質(zhì)層54還可以包括諸如導(dǎo) 電材料和粘接劑的可選成分。作為導(dǎo)電材料和粘接劑，可以適當(dāng)?shù)夭捎迷谙嚓P(guān)技術(shù)中的鋰離子二次電池的正極50中使用的導(dǎo)電材料和粘接劑。作為導(dǎo)電材料，例如，可以優(yōu)選地使用諸如炭黑(例如，乙炔黑(AB))或石墨的碳材料。作為粘接劑，例如，可以使用聚偏氟乙烯(PVDF)。

首先，將正極活性物質(zhì)和其它可選材料分散在適當(dāng)?shù)娜軇?例如，N-甲基-2-吡咯烷酮)中以調(diào)制糊狀(漿狀)組分。接下來，將適量的該組分施加至正極集電體52的表面并然后干燥。結(jié)果，可形成正極50。通過可選地執(zhí)行合適的擠壓處理，能調(diào)節(jié)正極活性物質(zhì)層54的特性(例如，平均厚度、密度和孔隙率)。

擠壓之后的正極活性物質(zhì)層54的厚度例如在20μm以上(典型地，50μm以上)并且例如在200μm以下(典型地，100μm以下)。正極活性物質(zhì)層54的密度不受特別限制，但例如在1.5g/cm³以上(典型地，2g/cm³以上)并且例如在4.5g/cm³以下(典型地，4.2g/cm³以下)。具有上述構(gòu)型的正極活性物質(zhì)層54能實(shí)現(xiàn)高電池性能(例如，高能量密度和輸出密度)。

作為負(fù)極集電體62，可以使用用在相關(guān)技術(shù)中的鋰離子二次電池中的負(fù)極集電體而沒有任何特別的限制。典型地，優(yōu)選而言，負(fù)極集電體62由導(dǎo)電性良好的金屬形成，并且該材料的示例包括銅和包含銅作為主要成分的合金。負(fù)極集電體62的厚度不受特別限制并且考慮到電池的容量密度和集電體的強(qiáng)度之間的平衡優(yōu)選為5μm至50μm且更優(yōu)選8μm至30μm。

形成在負(fù)極集電體62上的負(fù)極活性物質(zhì)層64至少包含負(fù)極活性物質(zhì)。作為負(fù)極活性物質(zhì)，可沒有任何特別限制地使用從用在相關(guān)技術(shù)中的鋰離子二次電池中的材料之中選擇的一種材料或兩種以上材料。負(fù)極活性物質(zhì)的示例包括至少部分地包含石墨結(jié)構(gòu)(層狀結(jié)構(gòu))的顆粒狀(球狀或薄片狀)的碳材料、鋰過渡金屬復(fù)合氧化物(例如，諸如Li₄Ti₅O₁₂的鋰鈦復(fù)合氧化物)和鋰過渡金屬復(fù)合氮化物。碳材料的示例包括天然石墨、人造石墨、難石墨化碳(硬碳)和易石墨化碳(軟碳)?；蛘?，可以使用通過用非晶質(zhì)碳材料涂覆作為芯部的石墨顆粒所獲得的碳顆粒。

除負(fù)極活性物質(zhì)之外，可選地，負(fù)極活性物質(zhì)層64還可以包含諸如粘接劑和增粘劑的可選成分。作為粘接劑和增粘劑，可以適當(dāng)?shù)夭捎迷谙嚓P(guān)技術(shù)的鋰離子二次電池的負(fù)極中使用的粘接劑和增粘劑。作為粘接劑，例如，可以適當(dāng)?shù)厥褂枚”较鹉z(SBR)。作為增粘劑，例如，可以適當(dāng)?shù)厥褂敏燃谆w維素(CMC)。

例如，可使用包括以下步驟的方法形成負(fù)極60：將負(fù)極活性物質(zhì)和其它可選材料分散在適當(dāng)?shù)娜軇?例如，離子交換水)中以調(diào)制糊狀(漿狀)組分；將適量的該組分施加至負(fù)極集電體62的表面；以及使該組分干燥以除去溶劑。通過可選地執(zhí)行合適的擠壓處理，能調(diào)節(jié)負(fù)極活性物質(zhì)層64的特性(例如，平均厚度、密度和孔隙率)。

作為長形板片狀的隔板70a和70b，可以使用相關(guān)技術(shù)的公知的微多孔板片而沒有任何特別的限制。隔板70的示例包括由諸如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酯、纖維素或聚酰胺的樹脂形成的多孔樹脂板片(例如，膜或無紡布)。多孔樹脂板片可以具有單層結(jié)構(gòu)或包括兩層或更多層的多層結(jié)構(gòu)(例如，PP層被層疊在PE層的兩個(gè)面中的每一個(gè)面上的三層結(jié)構(gòu))。在多孔樹脂板片的單個(gè)面或兩個(gè)面(典型地，一個(gè)面)上可設(shè)置有多孔耐熱層。例如，該耐熱層可以是包含無機(jī)填充劑和粘接劑的層。作為無機(jī)填充劑，例如，可以優(yōu)選地采用氧化鋁、勃姆石或二氧化硅。優(yōu)選而言，隔板的厚度被設(shè)定在例如10μm至40μm的范圍內(nèi)。

作為非水電解液，例如，典型地可以使用在有機(jī)溶劑(非水溶劑)中包含支持電解質(zhì)的非水電解液。非水溶劑的示例包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)。在這些之中，可以使用一種，或可以相結(jié)合地適當(dāng)使用兩種以上(例如，以3:4:3的體積比包含EC、EMC和DMC的混合溶劑)。作為支持電解質(zhì)，例如，可以使用諸如LiPF₆、LiBF₄或LiClO₄的鋰鹽(優(yōu)選地，LiPF₆)。例如，支持電解質(zhì)的濃度為0.7mol/L至1.3mol/L(優(yōu)選地約1.1mol/L)。

即使當(dāng)具有上述構(gòu)型的非水電解質(zhì)二次電池100以充電狀態(tài)在高溫下 (典型地，45℃以上；例如，60℃以上)保存時(shí)，也能將自行放電量抑制為低而不發(fā)生微小短路。所以，例如，在構(gòu)成并初始充電(調(diào)制處理)之后，電池100能適當(dāng)?shù)啬褪苤T如高溫時(shí)效處理的高溫保存。即，例如，能在短時(shí)間內(nèi)適當(dāng)?shù)貓?zhí)行以下初始充電(調(diào)制處理)和高溫時(shí)效處理。

[初始充電(調(diào)制處理)]

初始充電(調(diào)制處理)是為了穩(wěn)定電池性能而進(jìn)行的充放電，且其條件不受特別限制。例如，在適當(dāng)?shù)碾娏髅芏认?，能?zhí)行充放電一次或多次。

[高溫時(shí)效處理]

在高溫時(shí)效處理中，典型地，電池在調(diào)制處理之后或在不執(zhí)行調(diào)制處理的情況下被保持在高溫范圍內(nèi)(典型地，45℃以上；例如，60℃以上)。在高溫時(shí)效處理中，典型地，首先，將電池充電以使得正極電勢高于作為溶解對象的不可避免地混入的金屬異物的氧化還原電位，并將其保持在該充電狀態(tài)下預(yù)定時(shí)間。例如，在銅(Cu)作為金屬異物被溶解的情況下，能將電池電壓控制為作為Cu的氧化還原電勢的3.8V以上。例如，考慮到時(shí)效處理中的電壓降，能將電池電壓控制為3.9V以上。通過將時(shí)效處理的溫度控制為例如45℃以上(優(yōu)選地，60℃以上)，可以預(yù)期在時(shí)效處理期間進(jìn)行的反應(yīng)被促進(jìn)。例如，能適當(dāng)?shù)卮龠M(jìn)混入卷繞電極體20中的金屬異物的溶解反應(yīng)，并且能縮短處理時(shí)間并降低制造成本。時(shí)效處理的溫度可以在45℃以上，并且例如在50℃以上，優(yōu)選在60℃以上(例如，高于65℃)。此外，時(shí)效處理的溫度可以在70℃以上(例如，高于70℃；可約為80℃)。時(shí)效處理的溫度的上限不受特別限制并且例如在約85℃以下以維持非水電解質(zhì)二次電池100的穩(wěn)定?？梢钥紤]時(shí)效處理的目的、要制造的非水電解質(zhì)二次電池100的構(gòu)型(尺寸)等適當(dāng)?shù)卦O(shè)定時(shí)效處理的時(shí)間。例如，也可以考慮電池的尺寸、作為溶解對象的金屬異物的特性(例如，大小或在電解液中的溶解性)等。這樣，盡管其可變化，但時(shí)效處理的時(shí)間可以是在例如低于50℃的溫度范圍內(nèi)執(zhí)行的相關(guān)技術(shù)的時(shí)效處理所需的時(shí)間的約1/2至1/10并且可以參考相關(guān)技術(shù)中的時(shí)效處理的時(shí)間來設(shè)定。

典型地，初始充電(調(diào)制處理)和高溫時(shí)效處理可以在收納于電池外 殼30內(nèi)的卷繞電極體20的中央扁平部24在與中央扁平部24的扁平表面26垂直的方向上以預(yù)定壓力被擠壓的狀態(tài)下執(zhí)行。即，初始充電(調(diào)制處理)和高溫時(shí)效處理可以在對收納卷繞電極體20的電池外殼30的寬側(cè)面37沿與寬側(cè)面37垂直的方向施加壓力的狀態(tài)下執(zhí)行。通過擠壓卷繞電極體20(通過對電池外殼30施加壓力)以減小正極50和負(fù)極60之間的距離，能有效地執(zhí)行時(shí)效處理?？梢詫⒆畹土康姆撬娊庖航n到卷繞電極體20中。在本文中公開的非水電解質(zhì)二次電池100在被約束的同時(shí)使用的情況下，能通過在以與使用期間相同的條件約束電池的同時(shí)執(zhí)行初始充電(調(diào)制處理)和高溫時(shí)效處理來促進(jìn)與實(shí)際使用期間相當(dāng)?shù)碾姵胤磻?yīng)。在根據(jù)本發(fā)明的電池100中，抑制了由于將正極卷繞終端56、負(fù)極卷繞終端66或隔板卷繞終端72a、72b配置在卷繞電極體20的扁平表面26上而引起的段差的形成。因此，即使在卷繞電極體20的中央扁平部24在以預(yù)定壓力被擠壓的同時(shí)使用的情況下，也能以大致均勻的壓力擠壓中央扁平部24(即，不太會產(chǎn)生施加至卷繞電極體20的壓力的偏差)。

可以利用相關(guān)技術(shù)的一種方法或兩種以上方法對電池100(收納在電池外殼中的卷繞電極體20)施加壓力。例如，可采用壓力施加方法，該方法包括：如圖10A所示將電池100介設(shè)在一對約束板92之間；然后如圖10B所示壓擠約束板92。壓擠方法的示例包括：使用螺栓或約束帶的方法；使用諸如空氣壓力機(jī)或液壓壓力機(jī)的壓力機(jī)的方法；使用重力的方法，其中，例如，將具有適當(dāng)重量的重量單元放置在電池外殼上；以及利用真空爐等減壓的方法。在壓力施加期間，典型地，優(yōu)選使用適當(dāng)?shù)膴A具(例如，約束板92)。例如，能適當(dāng)?shù)厥褂迷趯㈦姵?00介設(shè)在約束板92之間的同時(shí)對電池100的一對寬側(cè)面37施加壓力的方法。通過使用約束板92，能比較均勻地對電池外殼30的全部區(qū)域(具體地，該外殼內(nèi)的卷繞電極體20)施加壓力。另外，例如，當(dāng)對多個(gè)電池100施加壓力時(shí)，能優(yōu)選地使用采用圖10C所示的螺旋彈簧的約束夾具90。在使用約束夾具90的情況下，例如，將非水電解質(zhì)二次電池100收納在約束板92之間，然后轉(zhuǎn)動旋鈕部94以調(diào)節(jié)螺旋彈簧。結(jié)果，對電池100的一對寬側(cè)面施加了任意壓力。 能利用公知的壓力測量方法(例如，使用載荷傳感器或應(yīng)變儀的方法)來獲得所施加的壓力的大小(值)。另外，壓力施加可以一次性執(zhí)行或可以通過例如兩個(gè)以上步驟分步執(zhí)行。電池外殼30的寬側(cè)面37被約束的范圍(即，約束板92的尺寸)與卷繞電極體20的中央扁平部24相當(dāng)(例如，大小與電池外殼30的寬側(cè)面37相同)。

施加至非水電解質(zhì)二次電池100(具體地，該電池中包括的卷繞電極體20)的壓力不受特別限制。所施加的壓力極高是不優(yōu)選的，這是因?yàn)殡姵赝鈿?0可能過度變形，電極體20(典型地，正極50、負(fù)極60或隔板70)內(nèi)存在的空隙(小孔)可能塌陷，或可能不利地影響電池性能。因此，該壓力可被設(shè)定為處于0.2MPa以上(優(yōu)選地，0.5MPa以上)和10MPa以下(優(yōu)選地，5MPa以下)的范圍內(nèi)。本說明書中所述的“壓力”是指關(guān)于大氣壓的相對壓力，即通過將實(shí)際壓力(絕對壓力)減去大氣壓(約0.1MPa)而獲得的壓力值。

接下來將說明電池組200的一個(gè)示例(典型地，多個(gè)單電池彼此串聯(lián)連接的電池組)，其中使用非水電解質(zhì)二次電池(鋰離子二次電池)100作為單電池，并且設(shè)置了多個(gè)單電池。如圖11和12所示，在電池組200中，在多個(gè)(典型地10個(gè)以上且優(yōu)選地約10至30個(gè)；例如20個(gè))非水電解質(zhì)二次電池(單電池)100之中，每隔一個(gè)單電池進(jìn)行反轉(zhuǎn)以使得正極端子42和負(fù)極端子44交替地配置并且配置在電池外殼30的寬側(cè)面37彼此對向的方向上，即電池外殼30中的扁平卷繞電極體20的中央扁平部24彼此對向的方向上。具有預(yù)定形狀的間隔板(間隔件)110介設(shè)于相排列的各單電池100之間。優(yōu)選而言，間隔板110由這樣的材料形成和/或具有這樣的形狀，即該材料和/或形狀能使其用作用于在使用期間有效地消散各單電池100中產(chǎn)生的熱的散熱部件。例如，間隔板100具有可供冷卻流體(典型地，空氣)導(dǎo)入各單電池100之間的形狀(例如，在矩形冷卻板的表面上設(shè)置有從冷卻板的一端垂直地延伸到其相對端的多個(gè)平行溝槽的形狀)。冷卻板優(yōu)選由導(dǎo)熱性良好的金屬、輕量的硬質(zhì)聚丙烯或其它合成樹脂形成。

在包括單電池100和間隔板110的排列體的兩個(gè)端部處配置有一對端板(約束板)120。相排列的單電池100、間隔板110、端板120由約束帶130約束成使得預(yù)定約束壓力沿各單電池的排列方向施加，約束帶130安裝成跨接在兩個(gè)端板120之間。即，單電池被約束成使得約束壓力沿與中央扁平部24的扁平表面26垂直的方向施加至各單電池中包括的扁平卷繞電極體20的中央扁平部24。具體地，通過利用螺釘155將約束帶130的端部緊固并固定在端板120上，各單電池等被約束成使得預(yù)定的約束壓力沿排列方向施加。在實(shí)施方式中，間隔板110配置在相鄰的單電池100之間。因此，電池外殼30的寬側(cè)面37的與間隔板110鄰接的部分由間隔板110擠壓。間隔板110的與單電池的電池外殼30鄰接的寬側(cè)面(約束面)的大小能被設(shè)定為與相應(yīng)單電池100中包括的卷繞電極體20的中央扁平部24的大小相同(例如，與電池外殼30的寬側(cè)面37的大小相同)。在相鄰的兩個(gè)單電池100中，一個(gè)單電池的正極端子42經(jīng)連接部件(匯流條)140與另一個(gè)單電池的負(fù)極端子44電連接。通過將各單電池100彼此串聯(lián)連接，構(gòu)成了具有期望電壓的電池組200。

使相應(yīng)單電池被約束的約束壓力不受特別限制。例如，約束壓力可被設(shè)定為使得單電池100中包括的卷繞電極體20的中央扁平部24以0.2MPa以上(優(yōu)選地，0.5MPa以上)且10MPa以下(優(yōu)選地，5MPa以下)的壓力沿與中央扁平部24的扁平表面26垂直的方向(即，沿各單電池的排列方向)被擠壓。在根據(jù)本發(fā)明的各單電池100中，抑制了由于將正極卷繞終端56、負(fù)極卷繞終端66或隔板卷繞終端72a、72b配置在卷繞電極體20的扁平表面26上而引起的段差的形成。因此，即使在各單電池100中包括的卷繞電極體20的中央扁平部24在以預(yù)定壓力被擠壓的同時(shí)使用的情況下，也能以大致均勻的壓力擠壓中央扁平部24(即，不太會產(chǎn)生施加至卷繞電極體20的壓力的偏差)。所以，本文中公開的非水電解質(zhì)二次電池(典型地，鋰離子二次電池)100適用于包括單電池的電池組200并適合作為構(gòu)成其中各單電池被約束成使得單電池中包括的卷繞電極體20的中央扁平部24沿與中央扁平部24的扁平表面26垂直的方向被擠壓的電池 組的各單電池100。

在本文中公開的非水電解質(zhì)二次電池中，在卷繞電極體的中央扁平部沿與中央扁平部的扁平表面垂直的方向被擠壓的情況下，能減小施加至卷繞電極體的壓力的偏差并減少微小短路的發(fā)生。所以，由于其特性，本文中公開的二次電池能被優(yōu)選地用作裝設(shè)在諸如插電式混合動力車輛(PHV)、混合動力車輛(HV)或電動車輛(EV)的車輛中的驅(qū)動電源。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種包括本文中公開的二次電池優(yōu)選地作為動力源(典型地，其中多個(gè)二次電池彼此電連接的電池組)的車輛。

在下文中，將說明與本發(fā)明有關(guān)的多個(gè)實(shí)施例(試驗(yàn)例)，但這些實(shí)施例(試驗(yàn)例)并非旨在限制本發(fā)明。

使用以下材料和工序來構(gòu)建根據(jù)表1所示的例1至15的卷繞電極體。

<例1>

正極的制作按以下程序進(jìn)行。對作為正極活性物質(zhì)粉末的LiNi_0.33Co_0.33Mn_0.33O₂(LNCM)、作為導(dǎo)電材料的AB和作為粘接劑的PVDF以90:8:2的質(zhì)量比(LNCM:AB:PVDF)進(jìn)行稱量。將這些稱量好的材料與NMP混合以調(diào)制漿狀的形成正極活性物質(zhì)層的組分。將該組分呈帶狀涂覆至厚度為15μm的長形鋁箔(正極集電體)的兩個(gè)面，干燥，并擠壓。結(jié)果，制成了正極板片。形成正極活性物質(zhì)層的組分的涂覆量和擠壓條件被調(diào)節(jié)成使得正極的平均厚度為65μm(每個(gè)單層的正極活性物質(zhì)層的平均厚度為約25μm)。

負(fù)極的制作按以下程序進(jìn)行。首先，準(zhǔn)備表面涂覆有非晶質(zhì)碳的石墨(C)作為負(fù)極活性物質(zhì)粉末。對石墨(C)、作為粘接劑的丁苯橡膠(SBR)和作為增粘劑的CMC以98:1:1的質(zhì)量比(C:SBR:CMC)進(jìn)行稱量。將稱量好的材料與離子交換水混合。結(jié)果，調(diào)制成漿狀的形成負(fù)極活性物質(zhì)層的組分。將該組分呈帶狀涂覆至厚度為10μm的長形銅箔(負(fù)極集電體)的兩個(gè)面，干燥，并擠壓。結(jié)果，制成了負(fù)極板片。形成負(fù)極活性物質(zhì)層的組分的涂覆量和擠壓條件被調(diào)節(jié)成使得負(fù)極的平均厚度為80μm(每個(gè)單層的負(fù)極活性物質(zhì)層的平均厚度為約35μm)。

通過在多孔聚乙烯層的兩個(gè)面上形成多孔聚丙烯層并且還在其中一個(gè)聚丙烯層的表面上形成包含氧化鋁顆粒和粘接劑的層(所謂的耐熱層)來制作具有四層結(jié)構(gòu)的兩個(gè)隔板。在兩個(gè)隔板介于正極和負(fù)極之間的狀態(tài)下將如上所述制作的正極和負(fù)極層疊在縱長方向上層疊并卷繞30次(即，卷繞次數(shù)為30)。卷繞體(卷繞之后的正極、負(fù)極和隔板)被擠壓而在與卷繞軸線垂直的方向上被壓扁。結(jié)果，制得了扁平卷繞電極體。

這里，在該試驗(yàn)例中，正極卷繞終端、負(fù)極卷繞終端和隔板卷繞終端配置在滿足以下條件(I)至(IV)的位置處：

(I)正極卷繞終端、負(fù)極卷繞終端和隔板卷繞終端配置在同一彎曲部(這里，上彎曲部)上并位于兩個(gè)扁平表面在卷繞電極體的厚度方向上的內(nèi)側(cè)。

(II)負(fù)極卷繞終端配置在從正極卷繞終端在卷繞方向上前移的位置處。

(III)兩個(gè)隔板的隔板卷繞終端在卷繞方向上彼此并列并配置在從負(fù)極卷繞終端在卷繞方向上前移的位置處。

(IV)當(dāng)隔板卷繞終端和負(fù)極卷繞終端之間的距離用a(mm)表示并且正極卷繞終端和負(fù)極卷繞終端之間的距離用b(mm)表示時(shí)，距離a為0.5mm，而距離b為0.5mm。

在卷繞電極體中，厚度為12.5mm，在卷繞軸線方向上的長度為130mm，并且上彎曲部的頂部和下彎曲部的頂部之間的長度為62.5mm。

<例2至13>

除以下事項(xiàng)外，根據(jù)例2至13的卷繞電極體是使用與例1中相同的材料和工序制作的：距離a(mm)如表1的“距離a(mm)”欄所示地變化；并且距離b(mm)如表1的“距離b(mm)”欄所示地變化。

<例14>

除了正極卷繞終端、負(fù)極卷繞終端和隔板卷繞終端配置在圖13中的A、B和C處外，根據(jù)例14的卷繞電極體是使用與例1中相同的材料和工序制作的。具體地，正極卷繞終端配置在中央扁平部和上彎曲部之間的邊 界A處。負(fù)極卷繞終端配置在作為上彎曲部和中央扁平部之間的邊界并與邊界A不同的邊界B處。隔板卷繞終端配置在作為中央扁平部和下彎曲部之間的邊界并與邊界B配置在同一平面上的邊界C處。

<例15>

除正極卷繞終端、負(fù)極卷繞終端和隔板卷繞終端的配置如下所述地變化外，根據(jù)例15的卷繞電極體是使用與例1中相同的材料和工序制作的。即，正極卷繞終端和負(fù)極卷繞終端配置在下彎曲部上，而隔板卷繞終端配置在上彎曲部上。距離a(mm)為65mm，且距離b(mm)為10mm。

關(guān)于根據(jù)各例的卷繞電極體，確定卷繞電極體的兩個(gè)扁平表面上是否形成了段差。將觀察到段差的卷繞電極體評價(jià)為“不良”，并且將未觀察到段差的卷繞電極體評價(jià)為“良好”。結(jié)果在表1的“段差”欄中示出。

將正極和負(fù)極引線端子焊接在如上所述制作的根據(jù)各例的卷繞電極體上，并且將卷繞電極體收納在形狀與卷繞電極體對應(yīng)的盒狀的鋁質(zhì)外殼中。將電解液經(jīng)開口注入到電池外殼內(nèi)，并且將開口氣密地密封。結(jié)果，制得了根據(jù)各例的鋰離子二次電池。作為電解液，使用其中作為支持電解質(zhì)的LiPF₆以1.1mol/L的濃度溶解在混合溶劑中的溶液，該混合溶劑以30:30:40的體積比(EC:EMC:DMC)包含EC、EMC和DMC。

[初始充電]

將如上所述構(gòu)成的根據(jù)各例的各電池充電(初始充電)。這里，在25℃的溫度條件下，電池以1C(4A)的恒定電流被充電至4.1V而處于為額定容量的大致100％的100％充電(SOC 100％)狀態(tài)?！?C”是指能在一小時(shí)內(nèi)充至從理論容量推定的電池容量(Ah)的電流值。例如，當(dāng)電池容量為24Ah時(shí)，1C指24A。

[高溫時(shí)效]

接下來，在如上所述進(jìn)行初始充電之后，將各電池放入80℃的恒溫室中，并執(zhí)行高溫時(shí)效20小時(shí)。在自高溫時(shí)效完成時(shí)起一天和四天之后，測量各電池的開路電壓(OCV)。接下來，將電池在自高溫時(shí)效時(shí)起一天之后的開路電壓(一天之后的電壓)和電池在自高溫時(shí)效時(shí)起四天之后的開 路電壓(四天之后的電壓)之差(一天之后的電壓-四天之后的電壓)設(shè)定為電壓下降量。將電壓下降量比根據(jù)例1的電池高0.5mV以上的電池評價(jià)為發(fā)生了微小短路的電池。在OCV測量之后，拆卸各電池，并通過熒光X射線分析確定位于扁平卷繞電極體的最外周層上的隔板的負(fù)極對向面上是否存在析出物。在高溫時(shí)效之后，按三個(gè)等級評價(jià)各電池。結(jié)果在表1的“微小短路”欄中示出。

非常好：未發(fā)生微小短路(電壓下降量比根據(jù)例1的電池的電壓下降量低0.5mV以下)并且未觀察到在隔板表面上析出的金屬的電池。

良好：未發(fā)生微小短路(電壓下降量比根據(jù)例1的電池的電壓下降量低0.5mV以下)并且觀察到在隔板表面上析出的金屬的電池。

不良：發(fā)生了微小短路(電壓下降量比根據(jù)例1的電池的電壓下降量低0.5mV以上)的電池。

[表1]

如表1所示，在根據(jù)例1至11的卷繞電極體中，在卷繞電極體的扁平表面上未形成段差。在包括根據(jù)例1至11的卷繞電極體的電池(例如，根據(jù)例1至11的電池)中，在高溫時(shí)效期間未發(fā)生微小短路。另一方面，在根據(jù)例12和13的電池中所包括的卷繞電極體中，卷繞電極體的扁平表面上未形成段差，但在高溫時(shí)效期間發(fā)生了微小短路。從以上結(jié)果發(fā)現(xiàn)，從抑制微小短路的發(fā)生的觀點(diǎn)看，優(yōu)選而言，距離a(mm)和距離b(mm)之間的關(guān)系a×(a+b)為0.5至104。即，根據(jù)本發(fā)明，能提供一種非水電解質(zhì)二次電池，其中，在扁平卷繞電極體沿與卷繞電極體的中央扁平部的扁平表面垂直的方向被擠壓的情況下，能減小施加至卷繞電極體的壓力的偏差并減少微小短路的發(fā)生。

特別地，在例14中，負(fù)極卷繞終端與卷繞電極體的扁平表面相比存在于卷繞電極體在厚度方向上的外側(cè)。因此，卷繞電極體的扁平表面上未形成源于負(fù)極卷繞終端的段差。在根據(jù)例15的電池中，距離a大，即，隔板的不接觸正極和負(fù)極的過剩部分寬。因此，在充電期間，電荷載體從與負(fù)極的位于卷繞電極體的最外周側(cè)并且其中隔板的過剩部分被層疊的部分對向的正極活性物質(zhì)層過度脫附。因此，認(rèn)為發(fā)生了微小短路。

在根據(jù)例1至6的電池中，未觀察到在高溫時(shí)效之后在隔板上析出的金屬。然而，在根據(jù)例7至11的電池中，觀察到了在高溫時(shí)效之后在隔板上析出的金屬。當(dāng)在負(fù)極表面上析出的金屬包埋隔板的小孔并到達(dá)正極活性物質(zhì)層時(shí)，可能發(fā)生微小短路。因此發(fā)現(xiàn)，從發(fā)揮以高水平抑制微小短路的效果的觀點(diǎn)看，更優(yōu)選而言，距離a(mm)和距離b(mm)之間的關(guān)系a×(a+b)在50以下。

以上已詳細(xì)說明了本發(fā)明的具體示例。然而，上述實(shí)施方式和示例僅為示例性的且不限制權(quán)利要求。在權(quán)利要求中記載的技術(shù)包括上述具體示例的各種變型和變更。