JP7564165B2 - リチウムイオン二次電池 - Google Patents
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Description
本開示は、リチウムイオン二次電池に関するものである。
従来、リチウムイオン二次電池としては、負極板と、正極板と、セパレータと、非水電解液とを備えたものがある。負極板は、負極基材と、負極基材の表面に設けられる負極合材層とを有し、正極板は、正極基材と、正極基材の表面に設けられる正極合材層とを有する。セパレータは、負極板と正極板との間に設けられる。
そして、このようなリチウムイオン二次電池としては、負極板と正極板の厚さを幅方向で異ならせたものがある（例えば、特許文献１参照）。この負極板は、負極の外部端子に電気的に接続されることになる負極接続部を有し、その負極接続部が設けられる方向に向かうほど厚さが厚く形成されている。また、正極板は、正極の外部端子に電気的に接続されることになる正極接続部を有し、その正極接続部が設けられる方向に向かうほど厚さが厚く形成されている。このようなリチウムイオン二次電池では、電流が集中する負極接続部側及び正極接続部側の抵抗が小さくなることによって、リチウムイオン二次電池の入出力特性が向上する。
しかしながら、上記のようなリチウムイオン二次電池では、負極板の抵抗が幅方向で異なるため、例えば、充電時に正極板から負極板に向かう電流が幅方向の一部に集中することがある。よって、電流の集中した箇所でリチウム金属の析出が生じ易かった。このことは、例えば、リチウムイオン二次電池の入出力特性を悪化させる原因となる。なお、例えば充電時の電流を小さく制御することで、リチウム金属の析出を抑えることも可能ではあるが、この場合、入力特性も抑制されてしまう。
本開示の目的は、入出力特性を向上可能としたリチウムイオン二次電池を提供することにある。
上記課題を解決するリチウムイオン二次電池の態様を記載する。
［態様１］負極基材と前記負極基材の両面に設けられる負極合材層とを有する負極板と、正極基材と前記正極基材の両面に設けられる正極合材層とを有する正極板と、前記負極板と前記正極板との間に設けられるセパレータと、非水電解液と、を備え、前記負極基材は、前記負極合材層よりも第１幅方向に突出して、負極外部端子に電気的に接続される負極接続部を有し、前記正極基材は、前記正極合材層よりも前記第１幅方向の反対方向である第２幅方向に突出して、正極外部端子に電気的に接続される正極接続部を有する、リチウムイオン二次電池であって、前記負極板は、前記第１幅方向に向かうほど厚みが厚く形成され、前記正極板は、前記第２幅方向に向かうほど厚みが厚く形成され、前記セパレータは、前記第２幅方向に向かうほど空孔率が大きくなるように構成されている。
［態様１］負極基材と前記負極基材の両面に設けられる負極合材層とを有する負極板と、正極基材と前記正極基材の両面に設けられる正極合材層とを有する正極板と、前記負極板と前記正極板との間に設けられるセパレータと、非水電解液と、を備え、前記負極基材は、前記負極合材層よりも第１幅方向に突出して、負極外部端子に電気的に接続される負極接続部を有し、前記正極基材は、前記正極合材層よりも前記第１幅方向の反対方向である第２幅方向に突出して、正極外部端子に電気的に接続される正極接続部を有する、リチウムイオン二次電池であって、前記負極板は、前記第１幅方向に向かうほど厚みが厚く形成され、前記正極板は、前記第２幅方向に向かうほど厚みが厚く形成され、前記セパレータは、前記第２幅方向に向かうほど空孔率が大きくなるように構成されている。
同構成によれば、負極板は負極接続部が設けられる第１幅方向に向かうほど厚みが厚く形成され、正極板は正極接続部が設けられる第２幅方向に向かうほど厚みが厚く形成されるため、電流が集中する負極接続部側及び正極接続部側の抵抗が小さくなる。よって、リチウムイオン二次電池の入出力特性が向上する。また、負極板は、第２幅方向に向かうほど厚みが薄くなることから、負極板の単体での抵抗は第２幅方向に向かうほど大きくなる。しかし、セパレータは、第２幅方向に向かうほど空孔率が大きくなることで第２幅方向に向かうほど非水電解液の補液量も多くなることから、セパレータと負極板とを合わせた抵抗は幅方向で一定に近づくことになる。よって、例えば、充電時に正極板から負極板に向かう電流が幅方向の一部に集中することが抑制されることになり、ひいては電流の集中に基づくリチウム金属の析出が抑制される。よって、例えば、リチウムイオン二次電池の入出力特性が良好に維持される。
［態様２］［態様１］に記載のリチウムイオン二次電池において、前記負極板は、前記負極合材層が前記第１幅方向に向かうほど厚みが厚く形成され、前記正極板は、前記正極合材層が前記第２幅方向に向かうほど厚みが厚く形成されていることが好ましい。
同構成によれば、負極合材層が第２幅方向に向かうほど厚みが薄くなることで第２幅方向に向かうほど非水電解液の補液量も少なくなることから、負極板の単体での抵抗は第２幅方向に向かうほど大きくなる。しかし、セパレータは、第２幅方向に向かうほど空孔率が大きくなることで第２幅方向に向かうほど非水電解液の補液量も多くなることから、セパレータと負極板とを合わせた抵抗は幅方向で一定に近づくことになる。よって、例えば、充電時に正極板から負極板に向かう電流が幅方向の一部に集中することが抑制されることになり、ひいては電流の集中に基づくリチウム金属の析出が抑制される。よって、例えば、リチウムイオン二次電池の入出力特性が良好に維持される。
［態様３］［態様１］または［態様２］に記載のリチウムイオン二次電池において、前記セパレータの空孔率は、前記第１幅方向の端部に対して前記第２幅方向の端部が１０２％以上であることが好ましい。
同構成によれば、セパレータの空孔率は、第１幅方向の端部に対して第２幅方向の端部が１０２％以上であるため、例えば、リチウムイオン二次電池の入出力特性が良好に維持される。
［態様４］［態様１］から［態様３］のいずれか１つに記載のリチウムイオン二次電池において、前記負極板と前記正極板とは、積層された際の全体の厚みが幅方向に一定となるように設定されていることが好ましい。
同構成によれば、負極板と正極板とは、積層された際の全体の厚みが幅方向に一定となるように設定されているため、例えば、幅方向のいずれか一方の厚みが厚くなって歪んでしまうといったことを回避できる。
本開示のリチウムイオン二次電池によれば、入出力特性を向上できる。
［本実施形態の説明］
以下、リチウムイオン二次電池１０の一実施形態について図１から図３を用いて説明する。
以下、リチウムイオン二次電池１０の一実施形態について図１から図３を用いて説明する。
＜リチウムイオン二次電池１０の全体の構成＞
図１に示すように、リチウムイオン二次電池１０は、セル電池として構成される。リチウムイオン二次電池１０は、電池ケース１１と、蓋体１２とを備える。電池ケース１１は、上側に図示しない開口部を備える。蓋体１２は、開口部を封止する。電池ケース１１は、アルミニウム合金等の金属で構成されている。蓋体１２は、電力の充放電に用いられる負極外部端子１３及び正極外部端子１４を備える。
図１に示すように、リチウムイオン二次電池１０は、セル電池として構成される。リチウムイオン二次電池１０は、電池ケース１１と、蓋体１２とを備える。電池ケース１１は、上側に図示しない開口部を備える。蓋体１２は、開口部を封止する。電池ケース１１は、アルミニウム合金等の金属で構成されている。蓋体１２は、電力の充放電に用いられる負極外部端子１３及び正極外部端子１４を備える。
リチウムイオン二次電池１０は、電極体１５と、負極集電体１６と、正極集電体１７とを備える。電極体１５は、電池ケース１１の内部に収容される。負極集電体１６は、電極体１５の負極と負極外部端子１３とを接続する。正極集電体１７は、電極体１５の正極と正極外部端子１４とを接続する。
リチウムイオン二次電池１０は、非水電解液１８を備える。非水電解液１８は、電池ケース１１内に注入されている。リチウムイオン二次電池１０には、電池ケース１１に蓋体１２が取り付けられることで密閉された電槽が構成される。このように、電池ケース１１は、電極体１５及び非水電解液１８を収容する。
＜電極体１５＞
図２に示すように、電極体１５は、負極板２０と、正極板３０と、セパレータ４０とを備える。電極体１５の長手の方向を「長さ方向Ｚ」という。電極体１５の厚さの方向を「厚み方向Ｄ」という。電極体１５の長さ方向Ｚ及び厚み方向Ｄに交わる方向を「幅方向Ｗ」という。幅方向Ｗのうち一方の方向を「第１幅方向Ｗ１」といい、幅方向Ｗのうち他方の方向を「第２幅方向Ｗ２」という。つまり、第２幅方向Ｗ２は、第１幅方向Ｗ１の反対方向である。
図２に示すように、電極体１５は、負極板２０と、正極板３０と、セパレータ４０とを備える。電極体１５の長手の方向を「長さ方向Ｚ」という。電極体１５の厚さの方向を「厚み方向Ｄ」という。電極体１５の長さ方向Ｚ及び厚み方向Ｄに交わる方向を「幅方向Ｗ」という。幅方向Ｗのうち一方の方向を「第１幅方向Ｗ１」といい、幅方向Ｗのうち他方の方向を「第２幅方向Ｗ２」という。つまり、第２幅方向Ｗ２は、第１幅方向Ｗ１の反対方向である。
電極体１５は、負極板２０と、正極板３０と、セパレータ４０とが積層されてなる。セパレータ４０は、負極板２０と正極板３０との間に設けられる。詳しくは、電極体１５は、セパレータ４０、負極板２０、セパレータ４０、正極板３０の順に積層される。
電極体１５は、負極板２０と、正極板３０と、セパレータ４０とが積層された状態で、幅方向Ｗに沿った軸を中心として捲回されてなる。なお、電極体１５の幅方向Ｗは、捲回される前の状態の帯状の負極板２０や正極板３０やセパレータ４０の幅方向と一致する方向である。電極体１５は、厚み方向Ｄに扁平形状とされている。また、電極体１５は、捲回されることによって、厚み方向Ｄに沿って、セパレータ４０、負極板２０、セパレータ４０、正極板３０が、この順に繰り返し積層された状態となる。
＜負極板２０＞
負極板２０は、リチウムイオン二次電池１０の負極として機能する。
図２及び図３に示すように、負極板２０は、負極基材２１と、負極基材２１の表面に設けられる負極合材層２２とを有する。負極基材２１は、負極の電極基材である。負極合材層２２は、負極の電極合材層であり、負極基材２１の両面に設けられる。
負極板２０は、リチウムイオン二次電池１０の負極として機能する。
図２及び図３に示すように、負極板２０は、負極基材２１と、負極基材２１の表面に設けられる負極合材層２２とを有する。負極基材２１は、負極の電極基材である。負極合材層２２は、負極の電極合材層であり、負極基材２１の両面に設けられる。
負極基材２１は、負極接続部２３を有する。負極接続部２３は、負極基材２１の両面に負極合材層２２が設けられていない領域である。負極接続部２３は、電極体１５の第１幅方向Ｗ１における端部に設けられる。言い換えると、負極接続部２３は、負極合材層２２よりも第１幅方向Ｗ１に突出する。また、負極接続部２３は、正極板３０及びセパレータ４０よりも第１幅方向Ｗ１に突出する。そして、負極接続部２３は、負極集電体１６に接続されることで、負極外部端子１３に電気的に接続されることになる。
本実施形態では、負極基材２１は、Ｃｕ箔から構成されている。負極基材２１は、負極合材層２２の骨材としてのベースとなる。負極基材２１は、負極合材層２２から電気を集電する集電部材の機能を有している。
負極合材層２２は、負極活物質と、負極添加物とを有する。負極板２０は、例えば、負極活物質と負極添加物とを混練し、混練後の負極合材ペーストを負極基材２１に塗布した状態で乾燥させることで作製される。
負極活物質は、負極の活物質であり、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な材料である。負極活物質としては、例えば黒鉛（グラファイト）等からなる粉末状の炭素材料を用いることができる。
負極添加物は、負極の添加物であり、負極溶媒、負極結着材（バインダー）及び負極増粘材を含む。負極溶媒としては、例えば水等を用いることができる。負極結着材としては、例えばスチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等を用いることができる。負極増粘材としては、例えばカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等を用いることができる。負極添加物は、例えば負極導電材等を更に含んでもよい。
＜正極板３０＞
正極板３０は、リチウムイオン二次電池１０の正極として機能する。
図２及び図３に示すように、正極板３０は、正極基材３１と、正極基材３１の表面に設けられる正極合材層３２とを有する。正極基材３１は、正極の電極基材である。正極合材層３２は、正極の電極合材層であり、正極基材３１の両面に設けられる。
正極板３０は、リチウムイオン二次電池１０の正極として機能する。
図２及び図３に示すように、正極板３０は、正極基材３１と、正極基材３１の表面に設けられる正極合材層３２とを有する。正極基材３１は、正極の電極基材である。正極合材層３２は、正極の電極合材層であり、正極基材３１の両面に設けられる。
正極基材３１は、正極接続部３３を有する。正極接続部３３は、正極基材３１の両面に正極合材層３２が設けられていない領域である。正極接続部３３は、電極体１５の第２幅方向Ｗ２における端部に設けられる。言い換えると、正極接続部３３は、正極合材層３２よりも第２幅方向Ｗ２に突出する。また、正極接続部３３は、負極板２０及びセパレータ４０よりも第２幅方向Ｗ２に突出する。そして、正極接続部３３は、正極集電体１７に接続されることで、正極外部端子１４に電気的に接続されることになる。また、正極合材層３２は、負極合材層２２よりも幅方向Ｗの大きさが小さく形成されている。言い換えると、負極合材層２２は、正極合材層３２よりも第１幅方向Ｗ１及び第２幅方向Ｗ２に突出するように、正極合材層３２よりも幅方向Ｗの大きさが大きく形成されている。
本実施形態では、正極基材３１は、Ａｌ箔やＡｌ合金箔から構成されている。正極基材３１は、正極合材層３２の骨材としてのベースとなる。正極基材３１は、正極合材層３２から電気を集電する集電部材の機能を有している。
正極合材層３２は、正極活物質と、正極添加物とを有する。正極板３０は、例えば、正極活物質と正極添加物とを混練し、混練後の正極合材ペーストを正極基材３１に塗布した状態で乾燥することで作製される。
正極活物質は、正極の活物質であり、リチウムを吸蔵・放出可能な材料である。正極活物質としては、例えば、ニッケル、マンガン及びコバルトを含有する三元系（ＮＭＣ）リチウム含有複合酸化物であり、ニッケルコバルトマンガン酸リチウム（ＬｉＮｉＣｏＭｎＯ２）を用いることができる。正極活物質としては、例えば、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）の何れか一つを用いてもよい。正極活物質としては、例えば、ニッケル、コバルト及びアルミニウム（ＮＣＡ）を含有するリチウム含有複合酸化物を用いてもよい。
正極添加物は、正極の添加物であり、正極溶媒、正極導電材及び正極結着材（バインダー）を含む。正極溶媒としては、例えばＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）溶液等、非水溶媒を用いることができる。正極導電材としては、例えばカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）やカーボンナノファイバ（ＣＮＦ）等の炭素繊維等を用いることができるが、黒鉛（グラファイト）、アセチレンブラック（ＡＢ）、ケッチェンブラック等のカーボンブラック等を用いてもよい。正極結着材としては、例えば負極結着材と同様のものを用いることができる。正極添加物は、例えば正極増粘材等を更に含んでもよい。
＜セパレータ４０＞
セパレータ４０は、負極板２０と正極板３０との間に設けられる。セパレータ４０は、負極合材層２２及び正極合材層３２よりも第１幅方向Ｗ１及び第２幅方向Ｗ２に突出するように、負極合材層２２及び正極合材層３２よりも幅方向Ｗの大きさが大きく形成されている。セパレータ４０は、非水電解液１８を保持する。セパレータ４０は、多孔性樹脂であるポリプロピレン製等の不織布である。セパレータ４０としては、多孔性ポリエチレン膜、多孔性ポリオレフィン膜、および多孔性ポリ塩化ビニル膜等の多孔性ポリマー膜、又は、リチウムイオンもしくはイオン導電性ポリマー電解質膜を、単独、又は組み合わせて使用することもできる。非水電解液１８に電極体１５を浸漬させるとセパレータ４０の端部から中央部に向けて非水電解液１８が浸透する。
セパレータ４０は、負極板２０と正極板３０との間に設けられる。セパレータ４０は、負極合材層２２及び正極合材層３２よりも第１幅方向Ｗ１及び第２幅方向Ｗ２に突出するように、負極合材層２２及び正極合材層３２よりも幅方向Ｗの大きさが大きく形成されている。セパレータ４０は、非水電解液１８を保持する。セパレータ４０は、多孔性樹脂であるポリプロピレン製等の不織布である。セパレータ４０としては、多孔性ポリエチレン膜、多孔性ポリオレフィン膜、および多孔性ポリ塩化ビニル膜等の多孔性ポリマー膜、又は、リチウムイオンもしくはイオン導電性ポリマー電解質膜を、単独、又は組み合わせて使用することもできる。非水電解液１８に電極体１５を浸漬させるとセパレータ４０の端部から中央部に向けて非水電解液１８が浸透する。
＜非水電解液１８＞
非水電解液１８は、非水溶媒に支持塩が含有された組成物である。本実施形態では、非水溶媒としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）を用いることができる。非水溶媒としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等からなる群から選択された一種または二種以上の材料でもよい。
非水電解液１８は、非水溶媒に支持塩が含有された組成物である。本実施形態では、非水溶媒としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）を用いることができる。非水溶媒としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等からなる群から選択された一種または二種以上の材料でもよい。
また、支持塩としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＩ等を用いることができる。またこれらから選択される一種または二種以上のリチウム化合物（リチウム塩）を用いることができる。このように、非水電解液１８は、リチウム化合物を含む。
＜本実施形態の詳細な構成＞
図３に示すように、負極板２０は、第１幅方向Ｗ１に向かうほど厚みが厚く形成されている。詳しくは、負極板２０は、負極合材層２２が第１幅方向Ｗ１に向かうほど厚みが厚く形成されている。なお、本実施形態では負極基材２１は、幅方向Ｗに厚みが一定とされている。
図３に示すように、負極板２０は、第１幅方向Ｗ１に向かうほど厚みが厚く形成されている。詳しくは、負極板２０は、負極合材層２２が第１幅方向Ｗ１に向かうほど厚みが厚く形成されている。なお、本実施形態では負極基材２１は、幅方向Ｗに厚みが一定とされている。
また、正極板３０は、第２幅方向Ｗ２に向かうほど厚みが厚く形成されている。詳しくは、正極板３０は、正極合材層３２が第２幅方向Ｗ２に向かうほど厚みが厚く形成されている。なお、本実施形態では正極基材３１は、幅方向Ｗに厚みが一定とされている。
また、負極板２０と正極板３０とは、積層された際の全体の厚みが幅方向Ｗに一定となるように設定されている。なお、図３では、負極板２０及び正極板３０の厚みを含む形状を模式的に図示している。
そして、セパレータ４０は、第２幅方向Ｗ２に向かうほど空孔率が大きくなるように構成されている。なお、空孔率は、セパレータ４０の外形の体積に対する空隙の体積の割合である。言い換えると、セパレータ４０は、第２幅方向Ｗ２に向かうほど透気度が小さくなるように構成されている。なお、透気度は、一定量の流体が通過するまでにどれだけの時間を要するかを示す度合であって、その値が大きいほど流体が通りにくいことを意味する。
セパレータ４０の空孔率は、第１幅方向Ｗ１の端部に対して第２幅方向Ｗ２の端部が１０２％以上であることが好ましい。本実施形態のセパレータ４０の空孔率は、第１幅方向Ｗ１の端部に対して第２幅方向Ｗ２の端部が１０２％以上とされている。また、セパレータ４０の空孔率は、第１幅方向Ｗ１の端部に対して第２幅方向Ｗ２の端部が１０３％以上とされていてもよいし、１０５％以上とされていてもよい。なお、図３では、空孔率の変化を、模式的にグラデーションを用いて図示している。
セパレータ４０は、例えば、製造時にセパレータ４０に加える張力に差を付けることで、幅方向Ｗに空孔率を変化させることができる。また、セパレータ４０は、例えば、製造時にセパレータ４０を加熱する温度や時間等に差を付けることで、幅方向Ｗに空孔率を変化させることができる。
次に、上記実施形態の作用及び効果を以下に記載する。
（１）負極板２０は負極接続部２３が設けられる第１幅方向Ｗ１に向かうほど厚みが厚く形成され、正極板３０は正極接続部３３が設けられる第２幅方向Ｗ２に向かうほど厚みが厚く形成されている。よって、電流が集中する負極接続部２３に近い側及び正極接続部３３に近い側の抵抗が小さくなる。よって、リチウムイオン二次電池１０の入出力特性が向上する。また、負極板２０は、第２幅方向Ｗ２に向かうほど厚みが薄くなることから、負極板２０の単体での抵抗は第２幅方向Ｗ２に向かうほど大きくなる。しかし、セパレータ４０は、第２幅方向Ｗ２に向かうほど空孔率が大きくなることで第２幅方向Ｗ２に向かうほど非水電解液１８の補液量も多くなることから、セパレータ４０と負極板２０とを合わせた抵抗は幅方向Ｗで一定に近づくことになる。よって、例えば、充電時に正極板３０から負極板２０に向かう電流が幅方向Ｗの一部に集中することが抑制されることになり、ひいては電流の集中に基づくリチウム金属の析出が抑制される。よって、例えば、リチウムイオン二次電池１０の入出力特性が良好に維持される。なお、本実施形態のリチウムイオン二次電池１０と、セパレータ４０の空孔率が幅方向Ｗに一定のものとされたリチウムイオン二次電池とを比較した実験では、本実施形態の方が、析出が生じない限界の電流値が１０％大きくなった。
（１）負極板２０は負極接続部２３が設けられる第１幅方向Ｗ１に向かうほど厚みが厚く形成され、正極板３０は正極接続部３３が設けられる第２幅方向Ｗ２に向かうほど厚みが厚く形成されている。よって、電流が集中する負極接続部２３に近い側及び正極接続部３３に近い側の抵抗が小さくなる。よって、リチウムイオン二次電池１０の入出力特性が向上する。また、負極板２０は、第２幅方向Ｗ２に向かうほど厚みが薄くなることから、負極板２０の単体での抵抗は第２幅方向Ｗ２に向かうほど大きくなる。しかし、セパレータ４０は、第２幅方向Ｗ２に向かうほど空孔率が大きくなることで第２幅方向Ｗ２に向かうほど非水電解液１８の補液量も多くなることから、セパレータ４０と負極板２０とを合わせた抵抗は幅方向Ｗで一定に近づくことになる。よって、例えば、充電時に正極板３０から負極板２０に向かう電流が幅方向Ｗの一部に集中することが抑制されることになり、ひいては電流の集中に基づくリチウム金属の析出が抑制される。よって、例えば、リチウムイオン二次電池１０の入出力特性が良好に維持される。なお、本実施形態のリチウムイオン二次電池１０と、セパレータ４０の空孔率が幅方向Ｗに一定のものとされたリチウムイオン二次電池とを比較した実験では、本実施形態の方が、析出が生じない限界の電流値が１０％大きくなった。
（２）本実施形態では、負極合材層２２が第２幅方向Ｗ２に向かうほど厚みが薄くなることで第２幅方向Ｗ２に向かうほど非水電解液１８の補液量も少なくなることから、負極板２０の単体での抵抗は第２幅方向Ｗ２に向かうほど大きくなる。しかし、セパレータ４０は、第２幅方向Ｗ２に向かうほど空孔率が大きくなることで第２幅方向Ｗ２に向かうほど非水電解液１８の補液量も多くなることから、セパレータ４０と負極板２０とを合わせた抵抗は幅方向Ｗで一定に近づくことになる。よって、例えば、充電時に正極板３０から負極板２０に向かう電流が幅方向Ｗの一部に集中することが抑制されることになり、ひいては電流の集中に基づくリチウム金属の析出が抑制される。よって、例えば、リチウムイオン二次電池１０の入出力特性が良好に維持される。
（３）セパレータ４０の空孔率は、第１幅方向Ｗ１の端部に対して第２幅方向Ｗ２の端部が１０２％以上であるため、例えば、リチウムイオン二次電池１０の入出力特性が良好に維持される。
（４）負極板２０と正極板３０とは、積層された際の全体の厚みが幅方向Ｗに一定となるように設定されているため、例えば、幅方向Ｗのいずれか一方の厚みが厚くなって歪んでしまうといったことを回避できる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、負極板２０は、負極合材層２２が第１幅方向Ｗ１に向かうほど厚みが厚く形成されるとしたが、これに限定されない。例えば、負極板２０は、負極基材２１が第１幅方向Ｗ１に向かうほど厚みが厚く形成されていてもよい。そして、この場合、負極合材層２２は幅方向Ｗに厚みが一定とされていてもよい。
・上記実施形態では、負極板２０は、負極合材層２２が第１幅方向Ｗ１に向かうほど厚みが厚く形成されるとしたが、これに限定されない。例えば、負極板２０は、負極基材２１が第１幅方向Ｗ１に向かうほど厚みが厚く形成されていてもよい。そして、この場合、負極合材層２２は幅方向Ｗに厚みが一定とされていてもよい。
また、正極板３０は、正極合材層３２が第２幅方向Ｗ２に向かうほど厚みが厚く形成されるとしたが、これに限定されない。例えば、正極板３０は、正極基材３１が第２幅方向Ｗ２に向かうほど厚みが厚く形成されていてもよい。そして、この場合、正極合材層３２は幅方向Ｗに厚みが一定とされていてもよい。
・上記実施形態では、セパレータ４０の空孔率は、第１幅方向Ｗ１の端部に対して第２幅方向Ｗ２の端部が１０２％以上であるとしたが、これに限定されず、第１幅方向Ｗ１の端部に対して第２幅方向Ｗ２の端部が１０２％よりも小さくてもよい。
・上記実施形態では、負極板２０と正極板３０とは、積層された際の全体の厚みが幅方向Ｗに一定となるように設定されるとしたが、これに限定されず、例えば、用途等に応じて、積層された際の全体の厚みが幅方向Ｗに異なるように設定してもよい。
１０ リチウムイオン二次電池
１１ 電池ケース
１２ 蓋体
１３ 負極外部端子
１４ 正極外部端子
１５ 電極体
１６ 負極集電体
１７ 正極集電体
１８ 非水電解液
２０ 負極板
２１ 負極基材
２２ 負極合材層
２３ 負極接続部
３０ 正極板
３１ 正極基材
３２ 正極合材層
３３ 正極接続部
４０ セパレータ
Ｄ 厚み方向
Ｗ 幅方向
Ｗ１ 第１幅方向
Ｗ２ 第２幅方向
Ｚ 長さ方向
１１ 電池ケース
１２ 蓋体
１３ 負極外部端子
１４ 正極外部端子
１５ 電極体
１６ 負極集電体
１７ 正極集電体
１８ 非水電解液
２０ 負極板
２１ 負極基材
２２ 負極合材層
２３ 負極接続部
３０ 正極板
３１ 正極基材
３２ 正極合材層
３３ 正極接続部
４０ セパレータ
Ｄ 厚み方向
Ｗ 幅方向
Ｗ１ 第１幅方向
Ｗ２ 第２幅方向
Ｚ 長さ方向
Claims (4)
- 負極基材と前記負極基材の両面に設けられる負極合材層とを有する負極板と、
正極基材と前記正極基材の両面に設けられる正極合材層とを有する正極板と、
前記負極板と前記正極板との間に設けられるセパレータと、
非水電解液と、を備え、
前記負極基材は、前記負極合材層よりも第１幅方向に突出して、負極外部端子に電気的に接続される負極接続部を有し、
前記正極基材は、前記正極合材層よりも前記第１幅方向の反対方向である第２幅方向に突出して、正極外部端子に電気的に接続される正極接続部を有する、リチウムイオン二次電池であって、
前記負極板は、前記第１幅方向に向かうほど厚みが厚く形成され、
前記正極板は、前記第２幅方向に向かうほど厚みが厚く形成され、
前記セパレータは、前記第２幅方向に向かうほど空孔率が大きくなるように構成されている、
リチウムイオン二次電池。 - 前記負極板は、前記負極合材層が前記第１幅方向に向かうほど厚みが厚く形成され、
前記正極板は、前記正極合材層が前記第２幅方向に向かうほど厚みが厚く形成されている、
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。 - 前記セパレータの空孔率は、前記第１幅方向の端部に対して前記第２幅方向の端部が１０２％以上である、
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。 - 前記負極板と前記正極板とは、積層された際の全体の厚みが幅方向に一定となるように設定されている、
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
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