JP2011150961A - 電池 - Google Patents

Abstract

【課題】長寿命の電池を提供する。
【解決手段】負極シート１１と、正極シート１２と、セパレータ２１、２２と、を備え、負極シート１１と正極シート１２とが面方向にずれた状態で、負極シート１１が正極シート１２よりも外側になるように巻回されことで構成されると共に、輪切り断面視において扁平であり、軸方向に延出する負極シート１１の部分を厚さ方向で密着させてなる負極タブ１４と、軸方向に延出する正極シート１２の部分を厚さ方向で密着させてなる正極タブ１５と、を有する巻回体１０と、巻回体１０を収容するケース４０と、を備える二次電池１であって、外側の負極シート１１を巻回体１０の厚さ方向の内向きに押し、外側の負極シート１１とその内側の正極シート１２との距離を短くする押片５１を備え、押片は、扁平である巻回体１０の平面視において、少なくとも正極タブ１５の近傍に配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、二次電池、一次電池等を含む電池に関する。

例えば、電気自動車やハイブリッド車の蓄電池として使用される角型の二次電池１０１は、リチウムイオン型等で構成され、図７に示すように、その内部に巻回体１０（蓄電素子、電極体とも称される）を備えている（特許文献１参照）。巻回体１０は、負極シート１１（第１電極シート）と、正極シート１２（第２電極シート）と、負極シート１１と正極シート１２とを電気的に絶縁する２枚のセパレータ２１、２２とが交互に積層されたものを、一般には、負極シート１１が正極シート１２よりも外側になるように巻回し、扁平にされることで構成される。

詳細には、負極シート１１と正極シート１２とは面方向にずれた状態で積層された後、巻回される。そして、巻回後、巻回体１０の軸方向において延出（突出）する負極シート１１の部分を、扁平である巻回体１０の厚さ方向（図７の左右方向）において、溶接等によって密着させ、負極タブ１４（第１集電タブ）が形成される。一方、軸方向において、前記負極シート１１の部分と反対側に延出する正極シート１２の部分を厚さ方向において密着させ、正極タブ１５（第２集電タブ）が形成される。

特開２００６−２７８１４２号公報

しかしながら、前記したように、正極シート１２の部分を密着させて正極タブ１５を形成すると、その正極タブ１５側で、最外の負極シート１１と最外の正極シート１２との間の極間距離が大きくなってしまう。すなわち、正極タブ１５を形成するために延出する部分を密着させる際、最外の正極シート１２は、最外の負極シート１１よりも内側から、厚さ方向の内向きに引っ張られるので、（１）最外の負極シート１１とセパレータ２２との間や、（２）セパレータ２２と最外の正極シート１２との間に、隙間Ｇが形成されてしまい、正極タブ１５側において負極シート１１と正極シート１２との極間距離が大きくなってしまう（図７参照）。

ここで、巻回体１０は、巻回体１０とこれを収容するケース本体４１とを電気的に絶縁するための絶縁フィルム３１で覆われることが一般的であるが、この絶縁フィルム３１はＰＰ、ＰＰＳ等の比較的に硬質の材料から形成されるので、絶縁フィルム３１自体は殆ど収縮性を有さない。よって、絶縁フィルム３１は、正極タブ１５の形成に伴う巻回体１０の外形の変化に、追従することはできず、負極シート１１を厚さ方向の内向きに押すことはできない。

そして、このように極間距離が大きくなると、その部分における抵抗値（内部抵抗値）が高くなってしまう、つまり、巻回体の軸方向において、正極タブ１５側における抵抗値が大きくなってしまう。そうすると、正極タブ１５側は電流が流れにくくなり、軸方向において、電流密度がばらついてしまい、電流密度が大きくなる負極タブ１４側で、デンドライト状（樹枝状晶）のリチウムが析出しやすくなり、二次電池１０１の寿命が短くなる虞がある。

そこで、本発明は、長寿命の電池を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための手段として、本発明は、第１電極シートと、第２電極シートと、前記第１電極シートと前記第２電極シートとを電気的に絶縁する２枚のセパレータと、を備え、前記第１電極シートと前記第２電極シートとが面方向にずれた状態で、前記第１電極シートが前記第２電極シートよりも外側になるように巻回されることで構成されると共に、輪切り断面視において扁平であり、軸方向に延出する前記第１電極シートの部分を厚さ方向で密着させてなる第１集電タブと、軸方向に延出する前記第２電極シートの部分を厚さ方向で密着させてなる第２集電タブと、を有する巻回体と、前記巻回体を収容するケースと、を備える電池であって、外側の前記第１電極シートを前記巻回体の厚さ方向の内向きに押し、外側の前記第１電極シートとその内側の前記第２電極シートとの距離を短くする押部を備え、前記押部は、扁平である前記巻回体の平面視において、少なくとも前記第２集電タブの近傍に配置されていることを特徴とする電池である。

このような電池によれば、扁平である巻回体の平面視（後記する実施形態では側面視に相当）において、少なくとも第２集電タブ（後記する実施形態では正極タブ）の近傍に配置されている押部が、外側の第１電極シート（後記する実施形態では負極シート）を巻回体の厚さ方向の内向きに押すので、外側の第１電極シートとその内側の第２電極シート（後記する実施形態では正極シート）との距離（極間距離）を短くすることができる。

これにより、巻回体の軸方向において、巻回体の内部抵抗値はバラツキにくく、略均一となり、通電した場合における電流密度も略均一となる。よって、デンドライト状（樹枝状晶）リチウムも析出しにくくなり、電池の寿命は長くなる。

また、前記電池において、前記押部は、扁平である前記巻回体の平面視において、前記第２集電タブの近傍のみに配置されていることを特徴とする。

このような二次電池によれば、押部が、扁平である巻回体の平面視において、第２集電タブの近傍のみに配置されているので、押部で、極間距離の大きくなりやすい第１電極シートの第２集電タブ側を集中的に押すことができる。
また、押部が第２集電タブの近傍のみに配置されるので、軸方向における押部の長さは、軸方向において全体を押す押部の長さよりも短くなる。よって、押部及び電池は軽量化される。

また、前記電池において、前記押部は、前記第２集電タブに近くなるにつれて厚いことを特徴とする。

このような電池によれば、押部が第２集電タブに近くなるにつれて厚いので、第１電極シートを適切に押し、第１電極シートと第２電極シートとの距離をさらに適切にできる。
なお、延出する第２電極シートの部分を厚さ方向で密着させて第２集電タブを構成するので、第２集電タブに近くなるにつれて、外側の第１電極シートと内側の第２電極シートとの極間距離は大きくなりやすい。

また、前記電池において、前記押部は、前記第１電極シート側に膨らむ膨出機構を備えることを特徴とする。

このような電池によれば、膨出機構を備える押部が第１電極シート側に膨み、この膨らんだ押部によって、第１電極シートを好適に押すことができる。なお、膨出機構により押部が膨らむ程度は、第１電極シートを押し、第２電極シートに近づけるべき量、つまり、第１電極シートと第２電極シートとの離れている程度に基づいて設定される。

また、前記電池において、前記膨出機構は、内部に注入される流体（気体、液体の他、ゲルを含む）の量に基づいて、膨らむ量が調整される機構であることを特徴とする。

このような電池によれば、膨出機構は、内部に注入される流体の量に基づいて、膨らむ量が調整される機構であるから、押部による第１電極シートの押し量を容易に調整できる。

また、前記電池において、前記膨出機構に流体を注入するための注入管を備え、前記注入管は、前記押部から前記巻回体の軸方向側に延出していることを特徴とする。

このような電池によれば、注入管を介して、押部の膨出機構に流体を注入できる。
また、注入管は押部から巻回体の軸方向側に延出しているので、注入管が、輪切り断面視で扁平である巻回体の両端部に形成され第１電極シート及び第２電極シートが半円弧状（Ｒ状）に積層してなる折り返し部（コーナー部）を、圧迫することはない。これにより、折り返し部における第１電極シート及び第２電極シートが、完全に折れ曲がることはない。

なお、第１電極シート及び第２電極シートの表面には、電池反応を生じさせるための活物質を主成分とする活物質層が形成されている。そして、前記したように折れ曲がってしまうと、前記活物質層にひび割れ（クラック）が形成されたり、活物質層が剥がれ、電池の出力が低下する虞があるが、本発明の電池ではこのような虞はない。

本発明によれば、長寿命の電池を提供することができる。

（ａ）は第１実施形態に係る二次電池の斜視図であり、（ｂ）は巻回体の斜視図である。 （ａ）は第１実施形態に係る二次電池の側面図（図１（ａ）のＸ１−Ｘ１線断面図）であり、（ｂ）は輪切り断面図（図１（ａ）のＸ２−Ｘ２線断面図）である。 第１実施形態に係る二次電池の平断面図（図１（ａ）のＸ３−Ｘ３線断面図）である。 第１実施形態に係る二次電池の製造方法を段階的に示す図であり、（ａ）は負極シート、正極シート、２枚のセパレータを重ねる状態の側面図、（ｂ）は斜視図である。 第１実施形態に係る二次電池の製造方法を段階的に示す図であり、（ａ）は巻芯に負極シート、正極シート、２枚のセパレータを巻回した状態を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ４−Ｘ４線断面図（輪切り断面図）、（ｃ）は巻芯を抜いた状態を示す断面図である。 第１実施形態に係る二次電池の製造方法を段階的に示す図であり、（ａ）は巻芯を抜いた後の巻回体を厚さ方向に押し潰す状況を示す断面図、（ｂ）はリードを接続する状況を示す断面図、（ｃ）は絶縁フィルムで覆う状況を示す断面図、（ｄ）は巻回体をケースに収容する状況を示す断面図、である。 比較例に係る二次電池の平断面図である。 第２実施形態に係る二次電池の側面図（図１（ａ）のＸ１−Ｘ１線断面図に対応）である。 第２実施形態に係る二次電池の製造方法を段階的に示す図であり、（ａ）は巻芯を抜いた後、巻回体を押し潰し、押バックを配置する状況を示す断面図、（ｂ）は絶縁フィルムで覆われた巻回体をケースに収容する状況を示す断面図、（ｃ）は押バックに空気を注入している状況を示す断面図、（ｄ）は押バックが膨らんでいる状況を示す断面図、である。 変形例に係る二次電池の製造方法を段階的に示す図であり、（ａ）はケースに固定された押バック示す断面図、（ｂ）は絶縁フィルムで覆われた巻回体をケースに収容する状況を示す断面図、（ｃ）は押バックに空気を注入している状況を示す断面図、（ｄ）は押バックが膨らんでいる状況を示す断面図、である。

≪第１実施形態≫
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。

≪二次電池の構成≫
図１に示すように、第１実施形態に係る二次電池１は、リチウムイオン型の二次電池であり、その外形は角型、つまり、薄板状を呈している。このような二次電池１は、例えば、その厚さ方向（左右方向）において配列され、例えば、３００〜５００Ｖ程度の高圧バッテリを構成し、この高圧バッテリは、例えば、電気自動車やハイブリッド車の蓄電池として使用される。

図１〜図３に示すように、二次電池１は、巻回体１０と、巻回体１０を覆う絶縁フィルム３１と、巻回体１０を収容するケース４０と、ケース４０内に注入された電解液と、２つの押片５１、５１（押部）と、を備えている。なお、各図において電解液は省略している。

＜巻回体＞
巻回体１０は、負極シート１１（第１電極シート）と、正極シート１２（第２電極シート）と、負極シート１１と正極シート１２とを電気的に絶縁する２枚のセパレータ２１、２２と、を備えている。詳細には、後記する二次電池１の製造方法で説明するように、巻回体１０は、セパレータ２１、負極シート１１、セパレータ２２、正極シート１２の順で積層され、負極シート１１と正極シート１２とが前後方向（面方向）でずれたものを（図４参照）、負極シート１１が正極シート１２よりも外側になるように巻回した後、若干にて押し潰して変形させ、輪切り断面視において扁平としたものである（図４〜図６参照）。このような巻回体１０の左右方向における厚さは、例えば１９ｍｍ程度である。

よって、巻回体１０は、軸方向（前後方向）の中央に、巻回体１０の輪切り断面方向において、外側から中心に向かって、セパレータ２１、負極シート１１、セパレータ２２、正極シート１２、セパレータ２１、負極シート１１、…の順で積層した本体１３を有している（図３参照）。
そして、巻回体１０は、軸方向において、本体１３の前側に負極タブ１４（第１集電タブ）を有しており、本体１３の後側に正極タブ１５（第２集電タブ）を有している。

＜巻回体−負極シート＞
負極シート１１は、導電性を有する負極集電箔１１ａと、負極集電箔１１ａの両面にぞれぞれ形成された負極活物質層１１ｂ、１１ｂと、を備えている（図４（ａ）参照）。
負極集電箔１１ａは、矩形を呈し、例えば銅箔（例えば厚さ１０μｍ）から構成される。

負極活物質層１１ｂは、負極における電池反応を生じさせるための負極活物質を主成分とする層であり、負極活性物質とバインダ（接着剤）との混合物を、負極集電箔１１ａに塗布し、塗布後にプレス加工することで形成される。例えば、塗工幅は１２０ｍｍ、プレス後の負極シート１１の厚さは１００μｍ、負極シート１１の電極密度は１.５ｇ／ｃｍ^３とされる。

なお、負極シート１１は、その前辺側（一辺側）に負極活物質層１１ｂが形成されてなく、負極集電箔１１ａが帯状で露出した未塗工部１１ｃ（未塗布部）を有している（例えば未塗工幅１０ｍｍ）。そして、巻回された後、軸方向（前後方向）において前方に延出する渦巻状の未塗工部１１ｃを、厚さ方向（左右方向）において溶接等よって密着させることで、前記した負極タブ１４が形成されている。

負極活物質としては、例えば、リチウムイオン（ＬＩ^＋）を吸蔵／放出する炭素材料や、リチウム（Ｌｉ）と金属化合物を形成する合金を使用できる。
炭素材料としては、例えば、天然黒鉛、人口黒鉛（例えば粒径２２μｍ）、活性炭、低温炭素体（有機前駆体）を、不活性ガス雰囲気中で熱処理した炭素等を使用できる。低温炭素体（有機前駆体）としては、例えば、ピッチ、メソフェーズピッチ等の易黒鉛性炭素前駆体や、フェノール樹脂、キシレン樹脂、ＰＰＳ（PolyPhenylene Sulfide）、セルロース等の難黒鉛化性炭素前駆体を使用できる。
バインダとしては、例えば、ＰＶＤＦ（PolyVinylidene DiFluoride）を使用できる。

＜巻回体−正極シート＞
正極シート１２は、導電性を有する正極集電箔１２ａと、正極集電箔１２ａの両面にそれぞれ形成された正極活物質層１２ｂ、１２ｂと、を備えている（図４（ａ）参照）。
正極集電箔１２ａは、矩形を呈し、例えばアルミニウム箔（例えば厚さ１２μｍ）から構成される。

正極活物質層１２ｂは、正極における電池反応を生じさせるための正極活性物質を主成分とする層であり、正極活物質と導電性フィラーとバインダ（接着剤）との混合物を、正極集電箔１２ａに塗布しプレス加工することで形成される。例えば、塗工幅は１２０ｍｍ、プレス後の正極シート１２の厚さは１００μｍ、正極シート１２の電極密度は３.８５ｇ／ｃｍ^３とされる。

なお、正極シート１２は、その後辺側（一辺側）に正極活物質層１２ｂが形成されてなく、正極集電箔１２ａが帯状で露出した未塗工部１２ｃ（未塗布部）を有している（例えば未塗工幅１０ｍｍ）。そして、巻回された後、軸方向（前後方向）において後方に延出する渦巻状の未塗工部１２ｃを、厚さ方向（左右方向）において溶接等よって密着させることで、前記した正極タブ１５が形成されている。

正極活物質としては、例えば、平均粒径ｄ５０＝１２μｍである粉末状のリチウム酸化物（ＬｉＮｉ_０．３３Ｍｎ_０．３３Ｃｏ_０．３３Ｏ_２）を使用できる。
導電性フィラーとしては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ＶＧＣＦ（Vapor Grown Carbon Fiber：気相成長炭素繊維）を使用できる。
バインダとしては、例えば、ＰＶＤＦ（PolyVinylidene DiFluoride）を使用できる。

＜巻回体−セパレータ＞
セパレータ２１、２２は、負極シート１１と正極シート１２とを電気的に絶縁するためのシート（例えば厚さ２５μｍ）であると共に、ケース４０内に注入される電解液が含浸されるように多孔質である。
このようなセパレータ２１、２２としては、例えば、ポリオレフィン系（ポリエチレン、ポリプロピレン等）の繊維で構成された不織布を使用できる。

＜絶縁フィルム＞
絶縁フィルム３１は、巻回体１０とケース４０とを電気的に絶縁するためのフィルムであり、巻回体１０の外表面を覆っている。このような絶縁フィルム３１は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンから形成される。

＜ケース＞
ケース４０は、絶縁フィルム３１で覆われた巻回体１０を収容する容器であり、ケース本体４１と、蓋４２とを備えている。

ケース本体４１は、上方が開口し、左右方向に薄い箱体であって、アルミニウム合金、ＳＵＳ（ステンレス）、樹脂等から形成される。特に、アルミニウム合金製であって、インパクト成型や、トランスファープレス加工によって、作製されたものであることが好ましい。このようなケース本体４１は、例えば、肉厚０．８ｍｍ、左右方向の厚さ４０ｍｍ、上下方向の高さ１２０ｍｍ、前後方向の幅１６０ｍｍ、で形成される。

蓋４２は、所定厚さ（例えば２ｍｍ）を有し、ケース本体４１の開口を塞ぐものである。なお、蓋４２とケース本体４１とは、例えば、レーザー溶接によって接合される。

また、蓋４２には、マイナス端子４３と、プラス端子４４とが取り付けられている。マイナス端子４３及びプラス端子４４は、銅、ニッケル、アルミニウム、ＳＵＳ（ステンレス）の等の金属や、これらの合金から形成される。

そして、マイナス端子４３は、リード４３ａを介して、巻回体１０の前記した負極タブ１４と電気的に接続されている。リード４３ａは、例えば、幅４５ｍｍ厚さ０．３ｍｍの銅合金板で形成される。なお、リード４３ａと負極タブ１４又はマイナス端子４３とは、例えば超音波溶接によって接続される。

一方、プラス端子４４は、リード４４ａを介して、巻回体１０の正極タブ１５と電気的に接続されている。リード４４ａは、例えば、幅４０ｍｍ厚さ０．５ｍｍのアルミニウム合金板で形成される。なお、リード４４ａと正極タブ１５又はプラス端子４４とは、例えば超音波溶接によって接続される。

リード４３ａ、リード４４ａは、輪切り断面視において、略Ｌ字形で導電性を有する板状片である。なお、リード４３ａと負極タブ１４との接触面積、リード４４ａと正極タブ１５との接触面積は、なるべく大きくし、リード４３ａ、リード４４ａにおける抵抗値を小さくすることが好ましい。

さらに、蓋４２の適所には、電解液を注入するための注入孔４５が形成されている。注入孔４５には、着脱自在に栓（図示しない）が設けられている。

＜電解液＞
電解液は、電池反応により負極シート１１、正極シート１２で生成したイオン（リチウムイオン等）を輸送するための液体であり、溶媒に電解質を溶解させることで調製される。

溶媒のうちの非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、γ−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）、スルホラン、アセトニトリル、１，２−ジメトキシエタン、１，３−ジメトキシプロパン、ジメチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン等を使用できる。
なお、このような非水溶媒は、単独で使用しても、２種以上混合して使用してもよい。

電解質としては、例えば、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ_４）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）、四フッ化ホウ素リチウム（ＬｉＢＦ_４）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ_６）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３）、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム［ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_３）_２］等のリチウム塩を使用できる。
なお、電解質の非水溶媒に対する溶解量は、通常は０．２ｍｏｌ／Ｌ〜２ｍｏｌ／Ｌ程度であることが好ましい。

また、ＬｉＴＦＳＩ（リチウム塩）など種々のイオン性液体を混合してもよい。
さらに、電解液がゲル状で保持されるように、電解質としてゲル電解質を使用してもよい。ゲル電解質としては、例えば、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ビニリデンフロライド、ヘキサフルオロプロピレンの誘導体や共重合体を使用できる。

＜押片＞
押片５１、５１は、図３に示すように、巻回体１０の幅方向（左右方向）において巻回体１０の両外側かつ絶縁フィルム３１よりも内側であって、軸方向（前後方向）において後側の正極タブ１５の近傍のみに配置され、セパレータ２１の上から、外側の負極シート１１を、巻回体１０の厚さ方向（左右方向）の内向きに押し（矢印Ａ１参照）、負極シート１１とその正極シート１２との極間距離を短くする板状の部材である。

ただし、押片５１は板状に限定されず、その他に例えば、軽量化や電解液の含浸を高めるため、パンチング加工して多数のパンチング孔を形成してもよい。また、押片５１を中空構造にして、押片５１に厚さ方向において厚さが可変するばね構造を備えさせ、隙間Ｇ（図７参照）の大きさに対応して、押片５１の厚さが可変する構成でもよい。

すなわち、巻回体１０の正極タブ１５の近傍部分において、負極シート１１と正極シート１２との間に、図７に示す比較例のように、隙間Ｇは形成されず、内部抵抗が部分的に大きくなることはない。つまり、負極シート１１と正極シート１２との極間距離は好適に保持されるので、軸方向における内部抵抗は略等しくなる。よって、軸方向における電流密度も略等しくなり、デンドライト状のリチウムも析出しにくくなる。ゆえに、二次電池１の寿命は長くなる。

このように、押片５１は、巻回体１０の正極タブ１５の近傍部分のみに配置されているので、押片５１が極間距離が大きくなりやすい（隙間Ｇが形成されやすい）本体１３の正極タブ１５側を集中的に押すことができる。すなわち、軸方向における押片５１の長さＬ１は、本体１３全体を押す押片よりも短いので、本体１３全体を押す押片とした場合に比べて、押片５１及び二次電池１は軽量化される。

また、押片５１は、巻回体１０と絶縁フィルム３１との間に配置され、絶縁フィルム３１によって前後方向、上下方向及び左右方向において拘束されている。すなわち、押片５１は、接着剤等を使用せずに位置決めされている。よって、二次電池１は軽量化されると共に、その製造工程は簡単になる。

さらに、後記する巻芯６１が厚くなると、巻芯６１を抜いた後、左右方向において押し潰した場合、巻回体１０の表面はその中央に近づくにつれて大きく凹んだ凹曲面となるから（図６参照）、押片５１の巻回体１０側の面は、これに対応した凸曲面、つまり、円弧状（扇形）であってもよい。
さらにまた、押片５１で負極シート１１を押したとしても、負極シート１１の負極活物質層１１ｂが損傷しないように、押片５１の上下両端は、面取りされた角Ｒ形状であることが好ましい。

＜押片−長さＬ１＞
押片５１の軸方向における長さＬ１は、本体１３の長さＬ１１以下とすることにより（Ｌ１≦Ｌ１１）、極間距離を短くでき、特に、長さＬ１は長さＬ１１の１／２以下であることが好ましい（Ｌ１≦Ｌ１１×１／２）。ここで、本体１３の長さＬ１１は、負極活物質層１１ｂの長さ（塗工幅）、正極活物質層１２ｂの長さ（塗工幅）に等しい（図４、図５参照）。

＜押片−長さＬ２＞
押片５１の高さ方向における長さＬ２は、高さ方向における巻回体１０の長さＬ１２から、巻回体１０の上下両端部にそれぞれ形成される折り返し部１６（コーナー部）の半径Ｌ１３を２倍したものを差し引いた長さ以下であることが好ましい（Ｌ２≦Ｌ１２−Ｌ１３×２）。つまり、押片の長さＬ２は、巻回体１０の幅方向（高さ方向）において、折り返し部１６、１６の間に形成される中央部１７の長さ以下であることが好ましい。
なお、各折り返し部１６において、負極シート１１及び正極シート１２は、半円弧状（Ｒ状）で積層している（図５（ｃ）参照）。

押片５１の長さＬ２がこのような長さであって、高さ方向（上下方向）において、押片５１が巻回体１０に対して中央に配置されているので、巻回体１０の厚さ方向（左右方向）において、押片５１が折り返し部１６を圧迫することはない。つまり、半円弧状で積層する負極シート１１及び正極シート１２が、押片５１で圧迫されず、完全に折れ曲がることはない。よって、負極シート１１の負極活物質層１１ｂや、正極シート１２の正極活物質層１２ｂにひび割れ等は形成されず、また、負極活物質層１１ｂ等が剥がれることもない。ゆえに、二次電池１の出力が低下することもない。

＜押片−厚さＬ３＞
押片５１の厚さＬ３は、後記するように、セパレータ２１、負極シート１１、セパレータ２２、正極シート１２が積層されたものを巻回する際に使用する扁平形状の巻芯６１（図５（ｂ）参照）の厚さＬ３１の１／２以上であることが好ましい（Ｌ３≧Ｌ３１×１／２）。

これにより、巻芯６１を巻回体１０から抜いた後、その軸線上に、厚さＬ３１である扁平の空洞６２が形成されるが、巻回体１０を両側から押す押片５１の厚さＬ３が厚さＬ３１の１／２以上であるので、負極シート１１を適切に押し、負極シート１１と正極シート１２との極間距離を適切にできる。
なお、第１実施形態では、後記するように、押片５１は正極タブ１５に近づくにつれて厚くなっているが、この場合における押片５１の厚さＬ３は、例えば、前後方向の中間位置で設計される。

また、押片５１は、巻回体１０の軸方向において、正極タブ１５に近づくにつれて、徐々に厚くなっている。なぜなら、正極タブ１５に近づくにつれて、隙間Ｇが大きくなりやすいからである。このように、正極タブ１５に近づくにつれて、押片５１が徐々に厚いので、負極シート１１を適切に押し、負極シート１１と正極シート１２との極間距離を適切にできる。
この他、二次電池１の容量を大きくするため巻回体１０の巻き回数が多くなると、また、負極活物質層１１ｂ及び／又は正極活物質層１２ｂが厚くなると、隙間Ｇ（図７参照）が大きくなりやすいので、これに対応して、押片５１の厚さＬ３を設計してもよい。

＜押片−材質＞
このような押片５１は、ケース４０内に封入される電解液に対して耐液性を有する剛体又は弾性体であることが好ましい。具体的には、押片５１は、例えば、ＰＰ、ＰＰＳ等の樹脂や、アルミニウム合金、銅合金、ＳＵＳ（ステンレス）等の金属から形成される。

≪二次電池の作用効果≫
このような二次電池１によれば、次の作用効果を得る。
正極タブ１５に近づくにつれて徐々に厚い押片５１、５１が、隙間Ｇの形成されやすい正極タブ１５の近傍で負極シート１１を内向きに押し、負極シート１１と正極シート１２との極間距離を短くし、適切にするので、巻回体１０の内部抵抗が部分的に大きくなることはない。これにより、軸方向において、電流密度は略均一になり、そして、デンドライト状（樹枝状晶）リチウムも析出しにくくなるので、二次電池１の寿命を長くできる。

≪二次電池の製造方法≫
次に、二次電池１の製造方法について、図４〜図６を参照して説明する。
図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、上から下に向かって、セパレータ２１、負極シート１１、セパレータ２２、正極シート１２の順で積層する。

ここで、負極シート１１の表面には、未塗工部１１ｃを除いて、負極活物質層１１ｂ、１１ｂが形成されている。一方、正極シート１２の表面には、未塗工部１２ｃを除き、正極活物質層１２ｂ、１２ｂが形成されている。
そして、負極シート１１と正極シート１２とは面方向においてずれた状態で配置、つまり、負極シート１１の未塗工部１１ｃと正極シート１２の未塗工部１２ｃとが逆向きで延出するように配置される。
また、セパレータ２１及びセパレータ２２は、負極活物質層１１ｂと正極活物質層１２ｂとが接触しないように配置される。

次いで、図４（ｂ）に示すように、負極シート１１等が積層されたものを、断面が扁平の巻芯６１を利用して、所定回数にて巻芯６１に巻回し、巻回体１０を得る（図５（ａ）、図５（ｂ）参照）。なお、このように巻芯６１を使用することで、容易に巻回できる。
その後、巻回体１０から巻芯６１を抜くと、その部分に空洞６２が形成される（図５（ｃ）参照）。

次いで、空洞６２が小さくなるように、巻回体１０を厚さ方向において押し潰す（図６（ａ）参照）。
そして、前方に延出する負極シート１１の未塗工部１１ｃを、溶接等によって厚さ方向において密着させ、負極タブ１４を形成する。一方、後方に延出する正極シート１２の未塗工部１２ｃを、同様に密着させ、正極タブ１５を形成する。その後、負極タブ１４にリード４３ａを溶接し、正極タブ１５にリード４４ａを溶接する（図６（ｂ）参照）。

次いで、押片５１、５１を巻回体１０の両外側であって、正極タブ１５の近傍に配置した後、本体１３及び押片５１、５１を絶縁フィルム３１で覆う（図６（ｃ）参照）。これにより、押片５１、５１が位置決めされる。

次いで、絶縁フィルム３１で覆われた巻回体１０をケース本体４１内に収容する（図６（ｄ）参照）。
その後、蓋を４２をケース本体４１に取り付けると共に、リード４３ａとマイナス端子４３とを、リード４４ａとプラス端子４４とを、それぞれ接続する。

次いで、グローブボックス内でケース４０内を減圧した後、蓋４２の注入孔４５から電解液（例えば、ＬｉＰＦ_６／（ＥＣ＋ＤＭＣ＋ＥＭＣ））をケース４０内に注入し、セパレータ２１、２２に電解液を含浸させる。その後、脱泡し、注入孔４５に栓をする。
そうすると、二次電池１を得ることができる。

≪変形例≫
以上、本発明の第１実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、後記する実施形態と適宜に組み合わせたり、例えば、次のように変更できる。

前記した第１実施形態では、電池が二次電池１である構成を例示したが、その他に例えば、一次電池でもよい。また、リチウムイオン型にも限定されず、その他種類の電池でもよい。

前記した第１実施形態では、負極シート１１が正極シート１２よりも外側となるように巻回された構成を例示したが、逆の構成、つまり、正極シート１２が負極シート１１よりも外側となるように巻回された構成でもよい。この構成の場合、負極タブ１４側に隙間Ｇが形成されるので、押片５１、５１は、負極タブ１４側に配置される。

前記した第１実施形態では、１つのケース４０内に１つの巻回体１０が収容される構成を例示したが、その他に例えば、１つのケース４０内に２つ以上の巻回体１０が収容される構成でもよい。この構成の場合、絶縁フィルム３１は、一の巻回体１０と、ケース４０及び／又は他の巻回体１０とを絶縁することになる。

前記した第１実施形態では、押片５１が独立した部品である構成を例示したが、その他に例えば、絶縁フィルム３１の内周面に、押片５１に相当する押部が一体成形された構成でもよい。

≪第２実施形態≫
次に、本発明の第２実施形態について、図８〜図９を参照して説明する。

≪二次電池の構成≫
図８、図９（ｄ）に示すように、第２実施形態に係る二次電池２は、押片５１、５１に代えて、押バック５２、５２（押部）を備えており、巻回体１０と絶縁フィルム３１との間に配置されている（図９（ａ）〜図９（ｄ）参照）。このような押バック５２は、その内部に気体、液体、ゲル等の流体が注入されると、その体積が大きくなる袋体であり、例えば、ゴム製で構成される。つまり、押バック５２は、負極シート１１（第１電極シート）側に膨らみ、負極シート１１を正極シート１２（第２電極シート）側に押す膨出機構として機能している。
なお、側面視における押バック５２の大きさは、押片５１と同程度であることが好ましい（図８、図２参照）。

また、二次電池２は、押バック５２に流体を注入するための略Ｌ字形の注入管５３を備えている。注入管５３は、押バック５２の後端から軸方向の後向きで延出した後、上方に折れ曲がり、二次電池２の外部に開口している。
このように、注入管５３は、ケース４０内でスペースのある正極タブ１５側に延出しているので、流体の注入時に注入管５３が仮に膨張したとしても、巻回体１０の上下に形成される折り返し部１６（図２（ｂ）参照）を圧迫することはない。よって、折り返し部１６を構成する負極シート１１や正極シート１２が折れ曲がることはない。

さらに、押バック５２と注入管５３との接続部には、流体の注入のみを許容する逆止弁５４（１ウェイ弁）が設けられている。これにより、流体が外部に流出することはなく、押バック５２が開いた状態で、つまり、巻回体１０を押した状態で保持されるようになっている。

ここで、注入される流体について、気体としては、例えば、空気や、アルゴン、窒素等の希ガスを使用できる。特に、空気を注入した場合、二次電池２の充放電に伴う負極シート１１及び正極シート１２に対応して、押バック５２が膨張／収縮しやすくなる。
液体としては、ケース４０内に注入されるＥＣ、ＤＭＣ、ＤＥＣ等の電解液を使用できる。
ゲルとしては、例えば、ＰＭＭＡ等の固体電解質を使用できる。

≪二次電池の作用効果≫
このような二次電池２によれば、次の作用効果を得る。
隙間Ｇ（図７参照）の大きさに対応して、押バック５２に注入する流体の量を調整することにより、押バック５２の押し力を容易に調整し、巻回体１０を適切に押すことができる。
また、隙間Ｇの形状に対応して、押バック５２を膨らますこともできる。
さらに、ケース４０に収容するまでは、押バック５２に流体を注入せず、押バック５２を収縮させることにより、二次電池２の組み立てが容易となる（図９（ａ）〜図９（ｄ）参照）。

≪変形例≫
以上、本発明の第２実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、次のように変更できる。

前記した第２実施形態では、押バック５２が、巻回体１０と絶縁フィルム３１との間に配置された構成を例示したが、その他に例えば、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）に示すように、押バック５２が、ケース本体４１の内側面に接着剤等で固定された構成でもよい。

１、２ 二次電池
１０ 巻回体
１１ 負極シート（第１電極シート）
１２ 正極シート（第２電極シート）
１４ 負極タブ（第１集電タブ）
１５ 正極タブ（第２集電タブ）
２１、２２ セパレータ
３１ 絶縁フィルム
４０ ケース
５１ 押片（押部）
５２ 押バック（押部、膨出機構）
５３ 注入管
５４ 逆止弁

Claims (6)

1. 第１電極シートと、第２電極シートと、前記第１電極シートと前記第２電極シートとを電気的に絶縁する２枚のセパレータと、を備え、前記第１電極シートと前記第２電極シートとが面方向にずれた状態で、前記第１電極シートが前記第２電極シートよりも外側になるように巻回されることで構成されると共に、輪切り断面視において扁平であり、軸方向に延出する前記第１電極シートの部分を厚さ方向で密着させてなる第１集電タブと、軸方向に延出する前記第２電極シートの部分を厚さ方向で密着させてなる第２集電タブと、を有する巻回体と、
   前記巻回体を収容するケースと、
   を備える電池であって、
   外側の前記第１電極シートを前記巻回体の厚さ方向の内向きに押し、外側の前記第１電極シートとその内側の前記第２電極シートとの距離を短くする押部を備え、
   前記押部は、扁平である前記巻回体の平面視において、少なくとも前記第２集電タブの近傍に配置されている
   ことを特徴とする電池。
2. 前記押部は、扁平である前記巻回体の平面視において、前記第２集電タブの近傍のみに配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電池。
3. 前記押部は、前記第２集電タブに近くなるにつれて厚い
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電池。
4. 前記押部は、前記第１電極シート側に膨らむ膨出機構を備える
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電池。
5. 前記膨出機構は、内部に注入される流体の量に基づいて、膨らむ量が調整される機構である
   ことを特徴とする請求項４に記載の電池。
6. 前記膨出機構に流体を注入するための注入管を備え、
   前記注入管は、前記押部から前記巻回体の軸方向側に延出している
   ことを特徴とする請求項５に記載の電池。

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