WO2021065128A1 - 非水電解質二次電池の製造方法及び非水電解質二次電池 - Google Patents

非水電解質二次電池の製造方法及び非水電解質二次電池 Download PDF

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徹也 大門
将史 村岡
友春 新井
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Definitions

  • the present disclosure relates to a method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery and a non-aqueous electrolyte secondary battery, and particularly a method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery including a flat wound electrode body and a non-aqueous electrolyte secondary battery thereof. Regarding.
  • Lithium-ion batteries are expanding to in-vehicle applications such as electric vehicles and hybrid vehicles, in addition to consumer applications such as mobile phones and laptop computers.
  • a square lithium-ion battery having excellent volumetric efficiency when modularized is used, in which a space is provided in the inner peripheral portion as an electrode body in order to increase the capacity, that is, the electrode occupancy rate per volume.
  • a flat, wound and wound electrode body is used.
  • the electrode body When a flat-wound electrode body is used for the electrode body, the electrode body repeatedly expands and contracts during charging and discharging, causing bending due to waviness in the flat portion of the electrode body and reducing the winding tension. As a result, loosening may occur. If the flat wound electrode body bends or loosens, the performance as a secondary battery deteriorates.
  • Patent Document 1 the bending and loosening of the flat wound electrode body in the square lithium ion battery is set so that the length along the winding direction of the flat wound electrode body is L and the thickness is W. It is stated that it can be suppressed by setting L / W) to 1.7 or more and 3.8 or less.
  • Patent Document 2 states that the deflection of the flat wound electrode body in a square lithium ion battery is suppressed by pressing the flat wound electrode body in the thickness direction by a battery case or the like.
  • the ratio of the outer dimension of the "battery case before accommodating the flat wound electrode body” to the outer dimension of the "thickness direction of the flat wound electrode body housed in the battery case at the time of discharge The experimental results of eight examples and four comparative examples are described with the above as the electrode body thickness ratio. If the thickness ratio of the electrode body is smaller than 1.01, sufficient binding force is not applied to the flat wound electrode body at the time of discharge, the flat wound electrode body bends, and the cycle capacity maintenance characteristic deteriorates.
  • the electrode body thickness ratio is preferably in the range of 1.01 to 1.03.
  • Patent Document 3 when the sealed lithium ion battery is first charged, a small amount of water and a part of the electrolyte component contained in the battery member are decomposed on the electrode surface to generate gas, and the internal pressure of the battery is generated. Is pointed out to be higher.
  • pressure is applied to the battery case with a restraining plate or the like when performing the initial charging.
  • a part of the electrolytic solution is decomposed to generate gas, and a film is formed on the surface of the negative electrode active material to stabilize the interface between the negative electrode surface and the electrolytic solution. It is stated that the generated gas can be smoothly released from the electrode surface by the decompression at the time of sealing and the pressure load at the time of initial charging, so that the increase in internal pressure can be suppressed.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-115033 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-082157 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-125650
  • the flat wound electrode body In order to suppress the deformation that may occur due to the expansion and contraction of the flat wound electrode body during charging and discharging in a non-aqueous electrolyte secondary battery, the flat wound electrode body is pressed from the outside of the battery case. However, if the pressing force is too strong, the battery case may be deformed or the pressing jig may be deformed. If the pressure is weak, the bending cannot be effectively suppressed. Therefore, there is a demand for a method for manufacturing a non-aqueous electrolyte secondary battery that can effectively suppress the bending that may occur due to the expansion and contraction of the flat wound electrode body.
  • the method for manufacturing a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present disclosure is a flat wound wound electrode using a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator arranged between the positive electrode plate and the negative electrode plate and having ion permeability.
  • a step of manufacturing a body a step of accommodating an insert including a flat wound electrode body in a battery case having an opening, a step of closing the opening of the battery case using a lid, a non-aqueous electrolyte solution in the battery case.
  • the predetermined pressing region on the outside of the battery case is pressed with a pressing jig, and the flat wound electrode body is pressed in the pressed state of the battery case.
  • the ratio (E1 / T1) of the total thickness E1 of the insert into the battery case including the flat wound electrode body along the direction parallel to the thickness direction and the inner dimension T1 of the battery case is the battery of the insert.
  • the case occupancy rate N1 includes a step of setting a predetermined pressing state of 0.92 ⁇ N1 ⁇ 0.98 and executing a charge / discharge inspection under the predetermined pressing state.
  • the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present disclosure includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a flat wound electrode body provided between the positive electrode plate and the negative electrode plate and having an ion-permeable separator. It is a non-aqueous electrolyte secondary battery that is stored in the battery case together with the electrolyte, and the flat spirally wound electrode body is actually along the locus path of the innermost winding locus connecting both ends of the innermost winding portion.
  • the length is C1
  • the linear distance connecting both ends of the innermost winding locus is S1, and 1.000 ⁇ (C1 / S1) ⁇ 1.001.
  • FIG. 4 (a) is a diagram showing a flat wound electrode body. It is sectional drawing about the flat winding electrode body of FIG. 4 (b). It is an enlarged view of the VI part of FIG. It is sectional drawing of the non-aqueous electrolyte secondary battery.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the pressing direction with respect to FIG. It is a figure which shows the example of measuring the bending of a flat wound electrode body using X-ray CT.
  • FIG. 1 is an external perspective view of the non-aqueous electrolyte secondary battery 10.
  • the non-aqueous electrolyte secondary battery 10 is referred to as a secondary battery 10.
  • the secondary battery 10 is a square lithium-ion battery having a bottomed tubular rectangular parallelepiped battery case 12 having a rectangular opening on the ceiling side and a lid 14 for closing the rectangular opening of the battery case 12.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the internal structure of the secondary battery 10 by separating the battery case 12 and the lid 14.
  • a flat wound electrode body 16 in which a positive electrode and a negative electrode are laminated and wound via a separator and wound flat is included.
  • the flat winding electrode body 16 is referred to as an electrode body 16.
  • a non-aqueous electrolytic solution 18 impregnated in the electrode body 16 and an insulator for electrically insulating the electrode body 16 and the battery case 12 are provided.
  • a certain electrode body holder 20 is included.
  • FIG. 1 shows the first direction, the second direction, and the third direction as the three orthogonal directions.
  • the first direction is a direction from the bottom of the battery case 12 toward the lid 14, and corresponds to the height direction of the battery case 12.
  • the second direction is the direction in which the long side of the rectangular opening of the battery case 12 extends, and corresponds to the width direction of the battery case 12.
  • the third direction is the direction in which the short side of the rectangular opening of the battery case 12 extends, and corresponds to the outer thickness direction of the battery case 12. The same applies to the following figure.
  • the battery case 12 is a square can body having a rectangular opening, and a suitable metal material integrally molded into a predetermined shape is used.
  • the outer dimension height which is the outer dimension of the battery case 12 as a single unit along the first direction, is H12
  • the outer dimension width which is the outer dimension along the second direction, is W12
  • the outer dimension is along the third direction.
  • the outer dimension thickness is shown as D12.
  • the external dimensions of the battery case 12 as a single unit are the external dimensions of the battery case 12 in a state where nothing is housed in a bottomed tubular rectangular parallelepiped having a rectangular opening on the ceiling side.
  • the length of the long side of the rectangular opening of the battery case 12 as a single unit is W12 in the external dimension along the second direction.
  • the length of the short side of the rectangular opening of the battery case 12 is D12 in the external dimension along the third direction.
  • the external dimensions of the five sides of the battery case 12 are (W12 ⁇ H12) for the two sides having the long sides of the rectangular opening and (D12 ⁇ H12) for the two sides having the short sides of the rectangular opening.
  • One side surface composed of the long side and the short side of the rectangular opening is (W12 ⁇ D12).
  • the size of the battery case 12 as a single unit is set according to the battery capacity (Ah) of the secondary battery 10.
  • the wall thickness t12 of each wall portion of the battery case 12 may be appropriately set according to the size of the entire battery case 12, but the electrode body 16 is brought into a predetermined pressing state by the pressing performed during the charge / discharge inspection described later. Therefore, it is necessary to reduce the wall thickness appropriately.
  • Aluminum or an aluminum alloy is often used as the material of the battery case 12 of the vehicle-mounted secondary battery 10, and the wall thickness of each wall portion in that case is set to t12 ⁇ 1.0 mm. The charge / discharge inspection and the predetermined pressing state will be described later.
  • the lid 14 includes a rectangular plate portion 15 having a size capable of closing the rectangular opening of the battery case 12 in a liquid-tight manner.
  • a material that can be integrated with the battery case 12 by joining such as welding is selected.
  • the material of the rectangular plate portion 15 the same material as that of the battery case 12 can be used.
  • the lid 14 has two external terminals, a positive electrode external terminal 22 and a negative electrode external terminal 24, which protrude outward in the first direction of the secondary battery 10 when integrated with the battery case 12, a liquid injection port 26, and a gas.
  • a discharge port 28 is provided in the rectangular plate portion 15.
  • the positive electrode external terminal 22 is electrically insulated from the rectangular plate portion 15 via an insulating member.
  • the negative electrode external terminal 24 is electrically insulated from the rectangular plate portion 15 via an insulating member.
  • the positive electrode external terminal 22 and the negative electrode external terminal 24 are connected to the electrode body positive electrode 34 and the electrode body negative electrode 36 of the electrode body 16 via the positive electrode current collector plate 30 and the negative electrode current collector plate 32, respectively.
  • the lid body 38 with an electrode body is formed in which the electrode body 16 and the lid body 14 are mechanically and electrically integrated.
  • the non-aqueous electrolyte solution 18 is not yet contained in the lid body 38 with an electrode body immediately after being mechanically and electrically integrated.
  • the portion of the electrode body 16 of the lid body 38 with the electrode body does not electrically contact the inner wall portion of the battery case 12.
  • it is a sheet body of an insulator formed into a shape that covers the portion related to the electrode body 16.
  • an electrically insulating resin having resistance to the non-aqueous electrolytic solution 18 is used as the material of the electrode body holder 20.
  • the wall thickness of the electrode body holder 20 is shown as t1.
  • An example of t1 is about 0.15 mm.
  • the portion of the electrode body 16 of the lid body 38 with the electrode body is inserted into the battery case 12 in which the electrode body holder 20 is arranged, and the battery case 12 and the lid body 14 are integrated by welding or the like. After that, it is an opening for injecting the non-aqueous electrolyte solution 18 into the battery case 12.
  • the liquid injection port 26 is sealed, whereby the non-aqueous electrolyte secondary battery 40 before the inspection is formed.
  • the non-aqueous electrolyte secondary battery 40 before the inspection becomes the secondary battery 10 as a commercial product after undergoing a predetermined charge / discharge inspection.
  • the gas discharge port 28 is a gas vent for discharging gas to the outside of the secondary battery 10 when gas is generated when the secondary battery 10 is charged and discharged and the internal pressure of the secondary battery 10 exceeds a predetermined value. It's a hole.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the procedure of the manufacturing method of the secondary battery 10.
  • FIG. 3 it begins with the formation of the wound electrode body 42 (see FIG. 4) (S10).
  • the formed wound-shaped electrode body 42 is flattened and molded by press working to become an electrode body 16 (S12).
  • FIG. 4A shows a perspective view of the wound electrode body 42
  • FIG. 4B shows a developed view of the electrode body 16.
  • the wound electrode body 42 has a thickness of one separator 46, one positive electrode plate 48, one separator 50, and one negative electrode plate 52. It is a winding body that is stacked in this order in the longitudinal direction and wound in a tubular shape around the winding shaft RR.
  • d is the inner diameter dimension of the winding electrode body 42, and corresponds to, for example, the outer diameter dimension of the winding shaft body.
  • the electrode body 16 is obtained by compression molding a tubular wound body of a wound electrode body 42 to a predetermined electrode body thickness M0 by press working.
  • the electrode body 16 applies a press pressure to the wound electrode body 42 in the PP direction perpendicular to the winding shaft RR by using a press working machine to form a tubular shape of the wound electrode body 42. Obtained by molding into a flat shape.
  • the inner diameter d of the wound electrode body 42 is crushed by press working, and the electrode body 16 has a linear innermost wound portion dimension S0 with almost no gap in the inner peripheral portion. ..
  • FIG. 4B shows the RR direction, the PP direction, and the FF direction as three orthogonal directions with respect to the electrode body 16.
  • the RR direction is the winding axis direction
  • the PP direction is the press pressure direction of the press working to make a flat shape.
  • the FF direction is orthogonal to both the RR direction and the PP direction, and is a direction in which a flat flat portion is stretched by press working, and is therefore referred to as a flat direction.
  • the FF direction in the flat direction is parallel to the first direction
  • the RR in the winding axis direction is parallel.
  • the direction is parallel to the second direction
  • the PP direction in the press pressure direction is parallel to the third direction.
  • the state of development on the outermost peripheral side is shown. That is, the outermost circumference is the separator 46, and the positive electrode plate 48 is laminated on the separator 46, the separator 50 is laminated on the positive electrode plate 48, and the negative electrode plate 52 is laminated on the separator 50.
  • the innermost peripheral side is the negative electrode plate 52, but this is an example for explanation, and the outermost peripheral side may be the negative electrode plate 52 and the innermost peripheral side may be the positive electrode plate 48.
  • the positive electrode plate 48 is formed by applying and drying a positive electrode active material mixture layer 48b as a positive electrode slurry on both surfaces of an aluminum-based metal foil 48a which is a positive electrode core as a conductive metal current collecting plate.
  • the positive electrode active material mixture layer 48b has a positive electrode active material.
  • the aluminum-based metal is aluminum or an aluminum alloy mainly composed of aluminum.
  • the positive electrode active material contains a lithium transition metal composite oxide capable of occluding and releasing lithium ions.
  • the negative electrode plate 52 is formed by applying and drying a negative electrode active material mixture layer 52b as a negative electrode slurry on both surfaces of a copper-based metal foil 52a which is a negative electrode core as a conductive metal current collector plate.
  • the negative electrode active material mixture layer 52b has a negative electrode active material.
  • the copper-based metal is copper or a copper alloy mainly composed of copper.
  • the negative electrode active material is a carbonaceous material.
  • the separators 46 and 50 are films arranged between the positive electrode plate 48 and the negative electrode plate 52 and made of an ion-permeable material.
  • FIG. 4B shows the dimensions of the positive electrode plate 48, the negative electrode plate 52, and the separators 46 and 50 along the winding axis direction of the electrode body 16.
  • the width dimension of the aluminum-based metal foil 48a of the positive electrode plate 48 is shown as the positive electrode core body width w48a
  • the width dimension of the positive electrode active material mixture layer 48b is shown as the positive electrode coating width w48b
  • the width dimension of the copper-based metal foil 52a of the negative electrode plate 52 is shown as the negative electrode core body width w52a
  • the width dimension of the negative electrode active material mixture layer 52b is shown as the negative electrode coating width w52b.
  • the width dimension of the separators 46 and 50 is shown as the separator width w4650. These width dimensions are dimensions along the winding axis direction.
  • the positive electrode coating width w48b is set narrower than the positive electrode core body width w48a, and the positive electrode coating width w48b is arranged closer to the other end side of both ends in the width direction of the positive electrode core body width w48a.
  • a width region is formed on one end side along the winding axis direction in which the positive electrode active material mixture layer 48b is not applied and the aluminum-based metal foil 48a is exposed. The width region where the aluminum-based metal foil 48a is exposed is used as the electrode body positive electrode 34 at one end along the winding axis of the electrode body 16.
  • the negative electrode coating width w52b is set narrower than the negative electrode core body width w52a, and the negative electrode coating width w52b is arranged closer to one end side of both ends of the negative electrode core body width w52a in the width direction.
  • a width region is formed on the other end side along the winding axis direction in which the negative electrode active material mixture layer 52b is not applied and the copper-based metal foil 52a is exposed. The width region where the copper-based metal foil 52a is exposed is used as the electrode body negative electrode 36 at the other end portion along the winding axis of the electrode body 16.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the electrode body 16 perpendicular to the winding axis direction.
  • the thickness M0 of the electrode body 16 is a thickness dimension parallel to the press pressure direction, and when the electrode body 16 is housed in the battery case 12, it is parallel to the third direction which is the thickness direction of the battery case 12. Thickness dimension.
  • the total length L0 along the flat direction of the electrode body 16 has a dimension parallel to the first direction, which is the height direction of the battery case 12, when the electrode body 16 is housed in the battery case 12.
  • the dimension F0 in which the flat flat portion of the electrode body 16 extends in the flat direction is shorter than the total length L0 and longer than the dimension S0 of the innermost winding portion along the flat direction. That is, the relationship is L0> F0> S0.
  • FIG. 6 is an enlarged view of the VI portion of FIG.
  • the positive electrode plate 48 is coated with the positive electrode active material mixture layer 48b on both sides of the aluminum metal foil 48a
  • the negative electrode plate 52 is coated with the negative electrode active material mixture layer 52b on both sides of the copper metal leaf 52a.
  • the separators 46 and 50 are arranged between the positive electrode active material mixture layer 48b and the negative electrode active material mixture layer 52b. Since the separators 46 and 50 have ion permeability, when the electrode body 16 is immersed in the non-aqueous electrolytic solution 18, ions can flow between the positive electrode plate 48 and the negative electrode plate 52, and the electrode body 16 is charged and discharged. It will be in a possible state.
  • the lid body 38 with the electrode body is formed (S14).
  • the electrode body 16 has an electrode body positive electrode 34 at one end in the winding direction and an electrode body negative electrode 36 at the other end. Therefore, the electrode body positive electrode 34 of the electrode body 16 is connected to the positive electrode external terminal 22 of the lid 14 via the positive electrode current collector plate 30, and the electrode body negative electrode 36 of the electrode body 16 is connected via the negative electrode current collector plate 32. Then, it is connected to the negative electrode external terminal 24 of the lid body 14 to form the lid body 38 with the electrode body (see FIG. 2).
  • the battery case 12 and the lid 14 are integrated (S16).
  • the electrode body holder 20 is arranged in the rectangular tubular internal space of the battery case 12.
  • the winding axis direction of the electrode body 16 is parallel to the second direction of the battery case 12, and the periphery of the electrode body 16 of the electrode body lid 38 is covered with the electrode body holder 20.
  • the lid 38 with the electrode body is inserted into the internal space of the battery case 12 along the first direction of the battery case 12.
  • the lid 38 with the electrode body covers the ceiling side opening of the battery case 12 and is arranged without a gap
  • the mating portion between the battery case 12 and the lid 14 is connected to the battery by using a joining means such as welding.
  • the case 12 and the lid 14 are integrated.
  • the non-aqueous electrolytic solution 18 having a predetermined injection amount Q is injected using the injection port 26 of the lid 14.
  • ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC), dimethyl carbonate (DMC), or the like is used as a non-aqueous solvent, and lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is added as an electrolyte salt. Is used. This is an example for explanation, and other composition substances can be used according to the specifications of the non-aqueous electrolyte secondary battery 10.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the non-aqueous electrolyte secondary battery 40 before the inspection.
  • a charge / discharge inspection is performed before the non-aqueous electrolyte secondary battery 10 is shipped as a product, but the electrode body 16 is bent by the charge / discharge.
  • the charge / discharge inspection is performed in a predetermined pressing state so as not to prevent the charge / discharge. Therefore, before the charge / discharge inspection, the non-aqueous electrolyte secondary battery 40 is pressed in a predetermined pressing state (S20).
  • the pressing is a side surface perpendicular to the third direction of the battery case 12, including the long side of the rectangular opening of the battery case 12, and the battery case 12 with respect to the two side surfaces 56, 58 having an outer area of (W12 ⁇ H12). It is applied from the outside of the above using the pressing jigs 60 and 62.
  • FIG. 8 shows a state in which the pressing jig 60 is addressed to the side surface 56, the pressing jig 62 is addressed to the side surface 58, and the pressing J is applied in the opposite directions.
  • the pressing jigs 60 and 62 are addressed to predetermined pressing areas on the side surfaces 56 and 58.
  • the predetermined pressing region is set according to the accommodation position of the electrode body 16 in the battery case 12.
  • the length of the predetermined pressing region along the second direction may be the total length of the electrode body 16 along the second direction.
  • the length L1 along the first direction of the predetermined pressing region is set according to the flat winding shape of the electrode body 16.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view cut along the pressing direction of the pressing J of FIG.
  • the setting of the length L1 along the first direction of the predetermined pressing region will be described with reference to FIG.
  • the length of the flat flat portion of the electrode body 16 along the first direction is L2.
  • the total length of the electrode body 16 along the first direction is L3.
  • the length between both ends of the electrode body 16 along the first direction of the innermost winding portion is L4.
  • the length L4 between both ends of the innermost winding portion of the electrode body 16 is such that the position of the bent portion closest to the winding start in the innermost winding portion of the electrode body 16 is the first bending portion A.
  • the position of the first bent portion on the side opposite to the first bent portion A along one direction is defined as the second bent portion B, which is the length between AB.
  • the length L1 along the first direction of the predetermined pressing region is set so as to satisfy L1 ⁇ L2, L1 ⁇ L3, and L1 ⁇ L4.
  • the ratio of the total thickness E1 of the inserts arranged in the battery case 12 to the inner dimension T1 of the battery case 12 is defined as the occupancy rate N1 in the battery case of the inserts, and 0.92 ⁇
  • the pressing J is set so that N1 ⁇ 0.98.
  • T1 and E1 that define N1 are values in the pressed state.
  • FIG. 9 shows the relationship between T1, M0, and t1 in the pressed state.
  • the inner dimension T1 of the battery case 12 is the inner dimension of the opening on the short side of the rectangular opening when the insert and the non-aqueous electrolytic solution 18 are placed in the internal space of the battery case 12 and the pressing J is applied.
  • the inner dimension T1 is different from the inner dimension of the opening on the short side of the rectangular opening in the battery case 12 as a single unit described in FIG.
  • the thickness M0 of the electrode body 16 is the thickness M0 of the electrode body 16 as a simple substance described in FIG. Since the wall thickness t1 of the electrode body holder 20 is smaller than that of T1 and M0, the influence of the non-aqueous electrolytic solution 18 and the pressing J may be ignored.
  • the predetermined charge / discharge inspection can include, for example, an initial charging step, a high temperature aging step, and a characteristic confirmation step.
  • the initial charging step for example, the SOC is charged to 40 to 80% in an environment of 25 ° C.
  • the high temperature aging step is left for 12 to 24 hours in an environment of 60 ° C. or higher, for example.
  • the characteristic confirmation step for example, in an environment of 25 ° C., the SOC is charged to 100% and then discharged to 0%.
  • the non-aqueous electrolyte secondary battery 10 can be shipped as a product (S24).
  • the electrode body 16 immediately after being formed by press working has almost no gap in the inner peripheral portion, and the innermost peripheral winding portion has a state of being linearly stretched in dimension S0.
  • the innermost winding portion is not linear and bends. Deformation from a linear shape to a non-linear shape can be considered as a kind of buckling. Therefore, the bending of the electrode body 16 due to charging / discharging is evaluated using the buckling index value described below.
  • the actual length along the locus path of the innermost winding locus connecting both ends of the innermost winding locus of the electrode body 16 is defined as C1, and the innermost winding locus.
  • S1 be the straight line distance connecting both ends of.
  • (C1 / S1) 1.000, and when bending occurs in the innermost winding portion, C1> S1 and (C1 / S1).
  • (C1 / S1) is used as the buckling index value.
  • the innermost winding locus of the electrode body 16 after the charge / discharge inspection can be measured by using the X-ray CT method.
  • FIG. 10 shows an example of an X-ray CT image of the electrode body 16 after the charge / discharge inspection.
  • images of a plurality of windings of the positive electrode plate 48, the negative electrode plate 52, and the separators 46 and 50 are omitted.
  • the innermost winding locus 70 is considerably bent.
  • the actual length C1 along the locus path of the innermost winding locus 70 is considerably longer than the distance S1 between both ends of the straight line 72 connecting both ends of the innermost winding locus 70, and (C1 / S1) is 1. It is a value well over 000.
  • the contents of various parameters on the vertical axis of Table 1 are arranged as follows from the upper side to the lower side on the paper.
  • the unit of dimension is mm
  • the unit of liquid injection amount is g
  • the unit of battery capacity is Ah.
  • the positive electrode core body width w48a, the positive electrode coating width w48b, the negative electrode core body width w52a, the negative electrode coating width w52b, and the separator width w4650 is the thickness M0 of the electrode body 16 after pressing.
  • the 7th to 10th steps counting from the top step are the outer dimension thickness D12 along the third direction of the battery case 12 as a single unit, the outer dimension width W12 along the second direction, and along the first direction.
  • the outer dimension height is H12, and the wall thickness of the battery case 12 is t12.
  • the eleventh stage counting from the top stage is the injection amount Q of the non-aqueous electrolytic solution 18.
  • the twelfth stage counting from the top stage is the inner dimension T1 along the third direction of the battery case 12 in the pressed state before the charge / discharge inspection.
  • the 14th to 17th steps counted from the top step are the length L1 of the predetermined pressing region along the first direction and the lengths L2, L3, and L4 described in FIG.
  • the 18th row counting from the top row is the buckling index value (C1 / S1).
  • the 19th stage counting from the top stage is the battery capacity.
  • the secondary batteries on the horizontal axis in Table 1 have an outer dimension thickness D12 of less than 17 mm along the third direction of the battery case 12 from the left side to the right side on the paper surface and up to the third from the left side.
  • Example 1, Comparative Example 1, and Example 2 as examples are arranged side by side. From the fourth onward counting from the leftmost side, Comparative Example 2, Example 3, Comparative Example 3, Comparative Example 4, as an example in which the outer dimension thickness D12 along the third direction of the battery case 12 is 17 mm or more and 27 mm or less. Comparative Example 5 and Example 4 were arranged side by side.
  • the detailed contents of these nine secondary batteries are as follows.
  • the battery capacity is 4Ah.
  • the non-aqueous electrolyte secondary battery 40 of Example 1 was subjected to a predetermined charge / discharge inspection. It was pressed by the pressing jigs 60 and 62 before the charge / discharge inspection. Unless otherwise specified, the pressing jigs 60 and 62 used to press the entire surfaces of the side surfaces 56 and 58 of the non-aqueous electrolyte secondary battery 40.
  • the buckling index value (C1 / S1) after the charge / discharge test was 1.0005, which was 1.001 or less.
  • the battery capacity is 5 Ah.
  • a predetermined charge / discharge test was performed on the non-aqueous electrolyte secondary battery 40 of Comparative Example 1. It was pressed by the pressing jigs 60 and 62 before the charge / discharge inspection.
  • the buckling index value (C1 / S1) 1.0171 after the charge / discharge test, which was 1.001 or more.
  • an electrode body holder 20 having a thickness of 0.15 mm
  • the conditions of the battery case 12 are the same as those of Comparative Example 1.
  • the battery capacity is 5 Ah.
  • the non-aqueous electrolyte secondary battery 40 of Example 2 was subjected to a predetermined charge / discharge inspection. It was pressed by the pressing jigs 60 and 62 before the charge / discharge inspection.
  • the buckling index value (C1 / S1) after the charge / discharge test was 1.0006, which was 1.001 or less.
  • the battery capacity is 8 Ah.
  • a predetermined charge / discharge test was performed on the non-aqueous electrolyte secondary battery 40 of Comparative Example 2. It was pressed by the pressing jigs 60 and 62 before the charge / discharge inspection.
  • the buckling index value (C1 / S1) 1.0052 after the charge / discharge test, which was 1.001 or more.
  • the non-aqueous electrolyte secondary battery 40 of Example 3 was subjected to a predetermined charge / discharge inspection. It was pressed by the pressing jigs 60 and 62 before the charge / discharge inspection.
  • L1 ⁇ L2, L1 ⁇ L3, and L1 ⁇ L4. Pressing was performed in this predetermined pressing region, and the occupancy of the insert in the battery case was N1 0.96.
  • the buckling index value (C1 / S1) after the charge / discharge test was 1.0007, which was 1.001 or less.
  • the battery capacity is 25 Ah.
  • a predetermined charge / discharge test was performed on the non-aqueous electrolyte secondary battery 40 of Comparative Example 3. It was pressed by the pressing jigs 60 and 62 before the charge / discharge inspection.
  • the buckling index value (C1 / S1) after the charge / discharge test was 1.0128, which was 1.001 or more.
  • the battery capacity is 35 Ah.
  • a predetermined charge / discharge test was performed on the non-aqueous electrolyte secondary battery 40 of Comparative Example 4. It was pressed by the pressing jigs 60 and 62 before the charge / discharge inspection.
  • the buckling index value (C1 / S1) 1.0148 after the charge / discharge test, which was 1.001 or more.
  • a predetermined charge / discharge test was performed on the non-aqueous electrolyte secondary battery 40 of Comparative Example 5. It was pressed by the pressing jigs 60 and 62 before the charge / discharge inspection.
  • the buckling index value (C1 / S1) 1.0079 after the charge / discharge test, which was 1.001 or more.
  • the battery capacity is 25 Ah.
  • the non-aqueous electrolyte secondary battery 40 of Example 4 was subjected to a predetermined charge / discharge inspection. It was pressed by the pressing jigs 60 and 62 before the charge / discharge inspection.
  • the buckling index value (C1 / S1) 1.0004 after the charge / discharge test, which was 1.001 or less.
  • Table 2 shows the relationship between the occupancy rate N1 in the battery case of the insert and the buckling index value (C1 / S1) for 4 Examples and 5 Comparative Examples from Table 1.
  • the outer dimension thickness D12 of each battery case 12 is also shown.
  • the buckling index value (C1 / S1) ⁇ 1.001 is set as the electrode body 16.
  • the acceptance standard value for the deflection of the following can be found.
  • the outer dimension thickness of the battery case 12 is 12 mm or more in order to make the buckling index value (C1 / S1) ⁇ 1.001. If it is less than 17 mm, it is pressed so that 0.92 ⁇ N1 ⁇ 0.98. When the outer dimension thickness of the battery case 12 is 17 mm or more and 27 mm or less, the battery case 12 is pressed so as to have 0.94 ⁇ N1 ⁇ 0.98. In this way, the bending of the electrode body 16 can be effectively suppressed by pressing the insert to occupy the battery case N1 appropriately according to the size of the battery case 12.
  • the insert is pressed from the outside of the battery case 12 so that the occupancy rate N1 in the battery case of the insert is appropriate according to the size of the battery case 12. Then perform a charge / discharge inspection.
  • the occurrence of distortion due to the expansion and contraction of the electrode plate caused by charging and discharging and to suppress the occurrence of bending, which is buckling of the flat spirally wound electrode body 16.
  • the flat wound wound electrode body 16 is bent, the distance between the electrodes increases and the cell resistance increases. In addition, the bending causes a high stress portion, and the reaction force increases.
  • the overvoltage increases, irreversible deterioration such as decomposition of the electrolytic solution, Li precipitation, and elution of the positive electrode active material occurs, and the durability is lowered.
  • the method for producing the non-aqueous electrolyte secondary battery 10 having the above configuration it is possible to provide the non-aqueous electrolyte secondary battery 10 which suppresses these and is excellent in low resistance, low reaction force, and durability.
  • the non-aqueous electrolyte secondary battery 40 by restraining the non-aqueous electrolyte secondary battery 40 before the inspection from the outside during the charge / discharge inspection of the non-aqueous electrolyte secondary battery 40, it is possible to suppress the gas accumulation generated during the charge / discharge inspection, and the charge / discharge can be suppressed. It is possible to shorten the inspection time and improve the accuracy of voltage inspection.

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Abstract

非水電解質二次電池の製造方法は、巻回形電極体を形成し(S10)、プレス加工によって、扁平状巻回形電極体に成形される(S12)。扁平状巻回形電極体と蓋体とを接続し(S14)、電池ケースと蓋体の一体化が行われ(S16)、蓋体の注液口を用いて非水電解液の注液が行われ、注液後に注液口が封口されて検査前の非水電解質二次電池が形成される(S18)。そして、検査前の非水電解質二次電池を所定押圧状態で押圧し(S20)。所定押圧状態の非水電解質二次電池に対して、所定の充放電検査が行われる(S22)。所定の充放電検査において、あらかじめ定めた検査仕様を満たせば、製品として出荷できる非水電解質二次電池となる(S24)。

Description

非水電解質二次電池の製造方法及び非水電解質二次電池
 本開示は、非水電解質二次電池の製造方法及び非水電解質二次電池に係り、特に扁平状巻回形電極体を含む非水電解質二次電池の製造方法及びその非水電解質二次電池に関する。
 リチウムイオン電池は、携帯電話、ノートパソコン等の民生用途に加えて、電気自動車、ハイブリッド車両等への車載用途に広がりつつある。特に、モジュール化した際の体積効率が優れている角形リチウムイオン電池が用いられ、そこでは、高容量化、すなわち体積当たりの電極占有率を上げるために、電極体として、内周部に空間をもたない扁平状巻回形電極体が用いられている。
 電極体に扁平状巻回形電極体を採用すると、充放電の際に電極体が膨張、収縮を繰り返すことで、電極体の平坦部に波打ちによる撓みが発生し、また、巻回張力が低下して巻きがほどける緩みが生じることがある。扁平状巻回形電極体に撓みや緩みが発生すると、二次電池としての性能が低下する。
 特許文献1では、角形リチウムイオン電池における扁平状巻回形電極体の撓みや緩みは、扁平状巻回形電極体の巻回方向に沿った長さをLとし、厚さをWとして、(L/W)が1.7以上3.8以下とすることで抑制できる、と述べている。
 特許文献2では、角形リチウムイオン電池における扁平状巻回形電極体の撓みは、電池ケース等によって扁平状巻回形電極体が厚さ方向に押圧されることで抑制されると述べている。ここでは、「扁平状巻回形電極体を収容する前の電池ケース」の内寸に対する「電池ケースに収容された扁平状巻回形電極体の放電時の厚さ方向」の外寸の比を電極体厚さ比率として、8つの実施例と4つの比較例の実験結果を述べている。電極体厚さ比率が1.01よりも小さいと放電時の扁平状巻回形電極体に十分な拘束力が与えられず扁平状巻回形電極体が撓み、サイクル容量維持特性が低下する。電極体厚さ比率が1.03よりも大きいと、放電時の扁平状巻回形電極体に対する電池ケースの寸法が小さすぎて扁平状巻回形電極体の撓みと電池ケースの膨れが大きくなる。そこで、電極体厚さ比率は1.01から1.03の範囲が好ましいと述べている。
 本開示に関連する技術として、特許文献3では、密閉型リチウムイオン電池で初回充電の際に電池部材に含まれる微量の水分や電解質成分の一部が電極表面で分解されガスが発生し電池内圧が高くなることを指摘している。ここでは、電極体と電解液とを収容した電池ケースを減圧下で封止した後、初回充電を行う際に電池ケースに拘束板等で圧力を加える。これにより、電解液の一部が分解してガスが発生するとともに負極活物質表面に被膜が形成されて負極表面と電解液との界面が安定すると述べている。発生したガスは、封止の際の減圧及び初回充電の際の圧力負荷によって、スムーズに電極表面から抜けるので、内圧の上昇を抑制できる、と述べている。
特開2013-115033号公報 特開2014-082157号公報 特開2013-125650号公報
 非水電解質二次電池において充放電時の際に扁平状巻回形電極体が膨張収縮することで生じ得る撓みを抑制するためには、電池ケースの外側から扁平状巻回形電極体を押圧することが効果的であるが、押圧が強すぎると、電池ケースの変形や押圧治具の変形が生じる。押圧が弱いと、撓みを効果的に抑制できない。そこで、扁平状巻回形電極体が膨張収縮することで生じ得る撓みを効果的に抑制できる非水電解質二次電池の製造方法が要望される。
 本開示に係る非水電解質二次電池の製造方法は、正極板、負極板、及び、正極板と負極板との間に配置されイオン透過性を有するセパレータとを用いて扁平状巻回形電極体を作製する工程、扁平状巻回形電極体を含む挿入物を、開口を有する電池ケースに収容する工程、電池ケースの開口を蓋体を用いて閉じる工程、電池ケース内に非水電解液を注入する工程、を含む非水電解質二次電池の製造工程を経た後、電池ケースの外側の所定押圧領域を押圧治具で押圧し、押圧状態の電池ケースにおいて扁平状巻回形電極体の厚さ方向に平行な方向に沿って扁平状巻回形電極体を含む電池ケース内への挿入物の合計厚さE1と電池ケースの内寸T1の比率(E1/T1)を挿入物の電池ケース内占有率N1として、0.92≦N1<0.98の所定押圧状態とし、所定押圧状態の下で充放電検査を実行する工程を含む。
 本開示に係る非水電解質二次電池は、正極板、負極板、及び、正極板と負極板との間に配置されイオン透過性を有するセパレータを備える扁平状巻回形電極体を、非水電解質と共に電池ケースに収納する非水電解質二次電池であって、扁平状巻回形電極体は、最内周巻回部分の両端を結ぶ最内周巻回軌跡の軌跡経路に沿った実際の長さをC1とし、最内周巻回軌跡の両端を結ぶ直線距離をS1として、1.000<(C1/S1)<1.001である。
 上記構成の非水電解質二次電池の製造方法及び非水電解質二次電池によれば、扁平状巻回形電極体が膨張収縮することで生じ得る撓みを効果的に抑制できる。
実施の形態における非水電解質二次電池の製造方法を用いて製造された非水電解質二次電池の外観図である。 図1の非水電解質二次電池の分解図である。 実施の形態における非水電解質二次電池の製造方法の手順を示すフローチャートである。 巻回形電極体を図4(a)に示し、図4(b)には、扁平状巻回形電極体を示す図である。 図4(b)の扁平状巻回形電極体についての断面図である。 図5のVI部の拡大図である。 非水電解質二次電池の断面図である。 押圧治具を用いて押圧される非水電解質二次電池を示す図である。 図8について押圧方向に沿って切断した断面図である。 X線CTを用いて扁平状巻回形電極体の撓みを測定する例を示す図である。
 以下に図面を用いて、本開示の実施の形態を詳細に説明する。以下で述べる材質、寸法、形状等は説明のための例示であって、非水電解質二次電池の仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
 図1は、非水電解質二次電池10の外観斜視図である。以下では、特に断らない限り、非水電解質二次電池10を、二次電池10と呼ぶ。この二次電池10は、天井側に矩形開口を有する有底筒状の直方体の電池ケース12と、電池ケース12の矩形開口を閉じる蓋体14とを有する角形リチウムイオン電池である。
 図2は、電池ケース12と蓋体14とを分離して、二次電池10の内部構造を示す断面図である。二次電池10の内部には、正極と負極とがセパレータを介して積層巻回されて扁平状に巻回された扁平状巻回形電極体16が含まれる。以下では、特に断らない限り、扁平状巻回形電極体16を、電極体16と呼ぶ。二次電池10の内部には、電極体16の他に、電極体16に含浸された非水電解液18、及び、電極体16と電池ケース12とを電気的に絶縁するための絶縁体である電極体ホルダー20が含まれる。
 図1に、直交する三方向として、第1方向、第2方向、第3方向を示す。第1方向は、電池ケース12の底部から蓋体14に向かう方向であり、電池ケース12の高さ方向に相当する。第2方向は、電池ケース12の矩形開口の長辺が延伸する方向であり、電池ケース12の幅方向に相当する。第3方向は、電池ケース12の矩形開口の短辺が延伸する方向であり、電池ケース12の外形厚さ方向に相当する。以下の図でも同様である。
 電池ケース12は、矩形開口を有する角形の缶体で、適当な金属材料を所定の形状に一体化成形したものが用いられる。電池ケース12の単体としての第1方向に沿った外形寸法である外寸高さをH12、第2方向に沿った外形寸法である外寸幅をW12、第3方向に沿った外形寸法である外寸厚さをD12と示す。電池ケース12の単体としての外形寸法とは、天井側に矩形開口を有する有底筒状の直方体に何も収容されていない状態の電池ケース12の外形寸法である。
 単体としての電池ケース12の矩形開口の長辺の長さは、第2方向に沿った外形寸法でW12である。電池ケース12の矩形開口の短辺の長さは、第3方向に沿った外形寸法でD12である。電池ケース12の5つの側面の外形寸法は、矩形開口の長辺を有する2つの側面が(W12×H12)であり、矩形開口の短辺を有する2つの側面が(D12×H12)であり、矩形開口の長辺と短辺で構成される1つの側面が(W12×D12)である。単体としての電池ケース12の大きさは、二次電池10の電池容量(Ah)に応じて設定される。
 電池ケース12の各壁部の肉厚t12は、電池ケース12全体の大きさに応じて適宜設定してよいが、後述する充放電検査の際に行われる押圧によって電極体16が所定押圧状態となるように、肉厚を適当に薄くする必要がある。車載用の二次電池10の電池ケース12の材質としては、アルミニウムまたはアルミニウム合金が用いられることが多いが、その場合の各壁部の肉厚は、t12≦1.0mmに設定する。充放電検査、所定の押圧状態については後述する。
 蓋体14は、電池ケース12の矩形開口を液密に塞ぐことができる大きさを有する矩形板部15を含む。矩形板部15の材質は、電池ケース12との間で溶接等の接合によって一体化可能な材質が選択される。矩形板部15の材質として、電池ケース12と同じ材質を用いることができる。
 蓋体14は、電池ケース12と一体化された場合に二次電池10の第1方向の外側に突き出す正極外部端子22及び負極外部端子24の2つの外部端子と、注液口26と、ガス排出口28とを矩形板部15に備える。正極外部端子22は、絶縁部材を介して矩形板部15と電気的に絶縁される。負極外部端子24は、絶縁部材を介して矩形板部15と電気的に絶縁される。
 正極外部端子22、負極外部端子24は、それぞれ、正極集電板30、負極集電板32を介して、電極体16の電極体正極34、電極体負極36と接続される。これらの接続によって、電極体16と蓋体14とが機械的電気的に一体化された電極体付蓋体38が形成される。機械的電気的に一体化された直後の電極体付蓋体38には、非水電解液18は、まだ含まれていない。
 電極体ホルダー20は、電極体付蓋体38と電池ケース12とを一体化する際に、電極体付蓋体38の電極体16の部分が電池ケース12の内壁部分と電気的に接触しないように、電極体16に関する部分を覆う形状に成形された絶縁体のシート体である。電極体ホルダー20の材質としては、非水電解液18に耐性を有する電気絶縁性の樹脂が用いられる。図2に、電極体ホルダー20の肉厚をt1と示す。t1の一例は、約0.15mmである。
 注液口26は、電極体ホルダー20が配置された電池ケース12に、電極体付蓋体38の電極体16の部分が挿入され、溶接等で電池ケース12と蓋体14とが一体化された後に、電池ケース12内に非水電解液18を注入するための開口である。非水電解液18が注入されて電極体16が浸漬されると、注液口26は封止され、これによって検査前の非水電解質二次電池40が形成される。検査前の非水電解質二次電池40は、所定の充放電検査を経て、商品としての二次電池10になる。
 ガス排出口28は、二次電池10が充放電する際にガスが発生して二次電池10の内圧が所定値を超える場合に、ガスを二次電池10の外部に放出するためのガス抜き穴である。
 次に、上記構成の二次電池10の製造方法について述べる。図3は、二次電池10の製造方法の手順を示すフローチャートである。
 図3では、巻回形電極体42(図4参照)の形成から始まる(S10)。形成された巻回形電極体42は、プレス加工によって扁平化成形されて、電極体16となる(S12)。
 図4(a)に、巻回形電極体42の斜視図を示し、(b)に電極体16の展開図を示す。図4(b)の展開図を用いて説明すると、巻回形電極体42は、1枚のセパレータ46、1枚の正極板48、1枚のセパレータ50、1枚の負極板52を、厚さ方向にこの順に重ねて、巻回軸R-Rまわりに筒状に巻き取った巻取体である。図4(a)において、dは、巻回形電極体42の内径寸法で、例えば、巻取軸体の外径寸法に相当する。
 電極体16は、巻回形電極体42の筒状の巻取体をプレス加工で所定の電極体厚さM0に圧縮成形したものである。電極体16は、巻回形電極体42に対し、プレス加工機を用い、巻回軸R-Rに垂直なP-P方向にプレス圧を加え、巻回形電極体42の筒状形状を扁平状形状に成形して得られる。図4の例では、巻回形電極体42の内径dはプレス加工によって押しつぶされ、内周部に隙間がほとんどなく、直線状の最内周巻回部分の寸法S0を有する電極体16となる。
 図4(b)に、電極体16に関し、直交する三方向として、R-R方向、P-P方向、及び、F-F方向を示す。図4(a)を参照して、R-R方向は巻回軸方向であり、P-P方向は、扁平状に加工するプレス加工のプレス圧方向である。F-F方向は、R-R方向及びP-P方向のいずれにも直交し、プレス加工によって扁平状の平坦部が延伸する方向であるので、扁平方向と呼ぶ。図2を参照して、二次電池10の電池ケース12内に電極体16を収容する場合には、扁平方向のF-F方向を第1方向に平行とし、巻回軸方向のR-R方向を第2方向に平行とし、プレス圧方向のP-P方向を第3方向に平行として配置される。
 図4の展開図では、最外周側の展開の様子が示される。すなわち、最外周はセパレータ46で、セパレータ46の上に正極板48、正極板48の上にセパレータ50、セパレータ50の上に負極板52が積層される。この例では、最内周側は、負極板52となるが、これは説明のための例示であって、最外周側を負極板52、最内周側を正極板48としてもよい。
 正極板48は、導電性を有する金属集電板としての正極芯体であるアルミニウム系金属箔48aの両面に、正極スラリーとしての正極活物質合剤層48bを塗布乾燥させて形成される。正極活物質合剤層48bは、正極活物質を有する。アルミニウム系金属とは、アルミニウムまたはアルミニウムが主体のアルミニウム合金である。正極活物質は、リチウムイオンの吸蔵と放出が可能なリチウム遷移金属複合酸化物を含有する。
 負極板52は、導電性を有する金属集電板としての負極芯体である銅系金属箔52aの両面に負極スラリーとしての負極活物質合剤層52bを塗布乾燥させて形成される。負極活物質合剤層52bは、負極活物質を有する。銅系金属とは、銅または銅が主体の銅合金である。負極活物質は、炭素質材料である。
 セパレータ46,50は、正極板48と負極板52との間に配置され、イオン透過性の材料で構成されるフィルムである。
 図4(b)に、電極体16の巻回軸方向に沿った正極板48、負極板52、セパレータ46,50の各寸法を示す。正極板48のアルミニウム系金属箔48aの幅寸法は、正極芯体幅w48aと示し、正極活物質合剤層48bの幅寸法は、正極塗布幅w48bと示す。負極板52の銅系金属箔52aの幅寸法は、負極芯体幅w52aと示し、負極活物質合剤層52bの幅寸法は、負極塗布幅w52bと示す。セパレータ46,50の幅寸法は、セパレータ幅w4650と示す。これらの幅寸法は、巻回軸方向に沿った寸法である。
 正極板48においては、正極塗布幅w48bは正極芯体幅w48aより狭く設定され、且つ、正極芯体幅w48aの幅方向両端の他方端側に寄せて正極塗布幅w48bが配置される。図4(b)の例では、正極板48において、巻回軸方向に沿った一方端側に、正極活物質合剤層48bが塗布されずアルミニウム系金属箔48aが露出する幅領域ができる。このアルミニウム系金属箔48aが露出する幅領域は、電極体16の巻回軸に沿った一方端部で電極体正極34として用いられる。
 負極板52においては、負極塗布幅w52bは負極芯体幅w52aより狭く設定され、且つ、負極芯体幅w52aの幅方向両端の一方端側に寄せて負極塗布幅w52bが配置される。図4(b)の例では、負極板52において、巻回軸方向に沿った他方端側に、負極活物質合剤層52bが塗布されず銅系金属箔52aが露出する幅領域ができる。この銅系金属箔52aが露出する幅領域は、電極体16の巻回軸に沿った他方端部で電極体負極36として用いられる。
 図5は、電極体16について、巻回軸方向に垂直な断面図である。電極体16の厚さM0は、プレス圧方向に平行な厚さ寸法で、電極体16が電池ケース12内に収容された場合には、電池ケース12の厚さ方向である第3方向に平行な厚さ寸法となる。電極体16の扁平方向に沿った全長L0は、電極体16が電池ケース12内に収容された場合には、電池ケース12の高さ方向である第1方向に平行な寸法となる。電極体16の扁平状の平坦部が扁平方向に延伸する寸法F0は、全長L0よりも短く、扁平方向に沿った最内周巻回部分の寸法S0よりも長くなる。即ち、L0>F0>S0の関係となる。
 図6は、図5のVI部の拡大図である。正極板48は、アルミニウム系金属箔48aの両面に正極活物質合剤層48bが塗布され、負極板52は、銅系金属箔52aの両面に負極活物質合剤層52bが塗布される。セパレータ46,50は、正極活物質合剤層48bと負極活物質合剤層52bとの間に配置される。セパレータ46,50はイオン透過性を有するので、電極体16が非水電解液18に浸漬されると、正極板48と負極板52の間でイオンの流通が可能となり、電極体16は充放電可能な状態となる。
 図3に戻り、電極体16が成形されると、電極体付蓋体38の形成が行われる(S14)。電極体16は巻回方向の一方端部に電極体正極34を有し、他方端部に電極体負極36を有する。そこで、電極体16の電極体正極34を、正極集電板30を介して、蓋体14の正極外部端子22に接続し、電極体16の電極体負極36を、負極集電板32を介して、蓋体14の負極外部端子24に接続して、電極体付蓋体38を形成する(図2参照)。
 次に、電池ケース12と蓋体14の一体化が行われる(S16)。ここでは、電池ケース12の矩形筒状の内部空間に電極体ホルダー20を配置する。そして、電極体付蓋体38について、電極体16の巻回軸方向を電池ケース12の第2方向に平行とし、電極体付蓋体38の電極体16の周囲が電極体ホルダー20で覆われるように位置決めする。そして、電極体付蓋体38を電池ケース12の第1方向に沿って電池ケース12の内部空間に挿入する。電極体付蓋体38が電池ケース12の天井側開口を覆って隙間なく配置されると、次に、電池ケース12と蓋体14との合わせ部について、溶接等の接合手段を用いて、電池ケース12と蓋体14とが一体化される。
 電池ケース12と蓋体14の一体化が終了すると、蓋体14の注液口26を用いて、所定の注液量Qの非水電解液18の注液が行われる。非水電解液18としては、非水溶媒としてエチレンカーボネート(EC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジメチルカーボネート(DMC)等を用い、これにヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6)を電解質塩として添加したものが用いられる。これは説明のための例示であって、非水電解質二次電池10の仕様により、これ以外の組成物質を用いることができる。注液後、電極体16が非水電解液18に十分浸漬される時間をおいて、仮性充電を行い、注液口26を封口する。これによって、検査前の非水電解質二次電池40が形成される(S18)。図7は、検査前の非水電解質二次電池40の断面図である。
 検査前の非水電解質二次電池40が形成されると、製品としての非水電解質二次電池10として出荷する前に、充放電検査が行われるが、充放電によって電極体16に撓みが発生しないように、所定押圧状態で充放電検査が行われる。そのために、充放電検査の前に、非水電解質二次電池40を所定押圧状態で押圧する(S20)。
 押圧は、電池ケース12の第3方向に垂直な側面で、電池ケース12の矩形開口の長辺を含み、外形面積が(W12×H12)を有する2つの側面56,58に対し、電池ケース12の外側から押圧治具60,62を用いて印加される。図8は、押圧治具60を側面56に宛がい、押圧治具62を側面58に宛がって、対向する方向で押圧Jを印加する状態を示す。
 押圧治具60,62は、側面56,58の所定押圧領域に宛がわれる。所定押圧領域は、電池ケース12内の電極体16の収容位置に合わせて設定される。所定押圧領域の第2方向に沿った長さは、電極体16の第2方向に沿った全長でよい。所定押圧領域の第1方向に沿った長さL1は、電極体16の扁平状巻回形の形状に応じて設定される。
 図9は、図8の押圧Jの押圧方向に沿って切断した断面図である。図9を用いて、所定押圧領域の第1方向に沿った長さL1の設定について説明する。図9において、電極体16の扁平状の平坦部の第1方向に沿った長さがL2である。また、電極体16の第1方向に沿った全体の長さがL3である。そして、電極体16の最内周巻回部分の第1方向に沿った両端部間の長さがL4である。電極体16の最内周巻回部分の両端部間の長さL4は、電極体16の最内周巻回部分における巻始めに最も近い折り曲げ部の位置を第1折曲部Aとし、第1方向に沿って第1折曲部Aとは反対側の最初の折り曲げ部の位置を第2折曲部Bとして、AB間の長さである。上記L2,L3,L4を用いて、所定押圧領域の第1方向に沿った長さL1は、L1≦L2、L1<L3、L1≧L4を満たすように設定される。
 所定押圧状態は、電池ケース12の内寸T1に対する電池ケース12内に配置される挿入物の合計厚さE1の比率を、挿入物の電池ケース内占有率N1と定義して、0.92≦N1<0.98となるように、押圧Jが設定されている状態である。N1を定めるT1,E1は、押圧状態における値である。挿入物の合計厚さE1は、電極体16の厚さM0と、電極体ホルダー20の肉厚t1の2倍との和で、E1=(M0+2×t1)である。図9に、押圧状態におけるT1,M0,t1の関係を示す。
 電池ケース12の内寸T1は、電池ケース12の内部空間に挿入物及び非水電解液18が配置された状態において押圧Jを受けた場合の矩形開口の短辺における開口内側寸法である。内寸T1は、図1で述べた単体としての電池ケース12における矩形開口の短辺における開口内側寸法とは異なる。
 電極体16の厚さM0は、図5で述べた単体としての電極体16の厚さM0である。電極体ホルダー20の肉厚t1は、T1,M0に比較すると小さい値であるので、非水電解液18や、押圧Jの影響を無視してよい。
 図3に戻り、検査前の非水電解質二次電池40が所定押圧状態で押圧されると、所定押圧状態の非水電解質二次電池40に対して、所定の充放電検査が行われる(S22)。所定の充放電検査には、例えば、初期充電工程、高温エージング工程、特性確認工程を含むことができる。初期充電工程は、例えば、25℃の環境下で、SOC40~80%まで充電を行う。高温エージング工程は、例えば、60℃以上の環境下で12~24時間放置する。特性確認工程は、例えば、25℃の環境下で、SOC100%まで充電し、その後0%まで放電する。
 所定の充放電検査において、あらかじめ定めた検査仕様を満たせば、製品として出荷できる非水電解質二次電池10となる(S24)。
 以上が非水電解質二次電池10の製造方法の説明である。次に、所定の充放電検査を所定押圧状態の下で実行することの効果について、実際に9つの二次電池を作成し、所定の充放電検査後に電極体16における撓みの状態を調べた結果について述べる。
 プレス加工で成形した直後の電極体16は、図5に示すように、内周部に隙間がほとんどなく、最内周巻回部分は寸法S0で直線状に延伸している状態を有する。この電極体16を電池ケース12に収納し、非水電解液18に浸漬して充放電すると、最内周巻回部分が直線状でなく、撓みが生じる。直線状から非直線状に変形するのは、一種の座屈と考えることが出来る。そこで、充放電による電極体16の撓みの評価を、以下で述べる座屈指標値を用いて行う。
 所定の充放電検査の実行後において、電極体16の最内周巻回部分の両端を結ぶ最内周巻回軌跡の軌跡経路に沿った実際の長さをC1とし、最内周巻回軌跡の両端を結ぶ直線距離をS1とする。ここで、最内周巻回部分に撓みが全くない場合は、(C1/S1)=1.000になり、最内周巻回部分に撓みが生じると、C1>S1となり、(C1/S1)は1.000を超え、撓みが大きいほど、(C1/S1)は大きくなる。そこで、(C1/S1)を座屈指標値とする。
 充放電検査後の電極体16における最内周巻回軌跡は、X線CT法を用いて測定できる。図10に、充放電検査後の電極体16についてのX線CT画像の例を示す。ここでは、正極板48、負極板52、セパレータ46,50の複数の巻回の画像を省略した。図10の例では、最内周巻回軌跡70に撓みがかなり発生している。最内周巻回軌跡70の両端を結ぶ直線72の両端距離S1に対し、最内周巻回軌跡70の軌跡経路に沿った実際の長さC1はかなり長く、(C1/S1)は1.000をかなり超える値となる。
 ここで、実施例として4つ、比較例として5つの合計9つの二次電池を作成し、それぞれの各種パラメータと共に、挿入物の電池ケース内占有率N1と、座屈指標値(C1/S1)の関係を表1にまとめた。表1の縦軸には、二次電池における各種パラメータを並べ、横軸には、実施例1から実施例4、比較例1から比較例5を並べた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1の縦軸の各種パラメータの内容は、紙面上における上段側から下段側に向って以下のように並べた。寸法の単位は、mmであり、注液量の単位は、gであり、電池容量の単位は、Ahである。
 最上段から数えて5段目までは、正極芯体幅w48a、正極塗布幅w48b、負極芯体幅w52a、負極塗布幅w52b、セパレータ幅w4650である。最上段から数えて6段目は、プレス後の電極体16の厚さM0である。最上段から数えて7段目から10段目は、単体としての電池ケース12についての第3方向に沿った外寸厚さD12、第2方向に沿った外寸幅W12、第1方向に沿った外寸高さH12、電池ケース12の肉厚t12である。最上段から数えて11段目は、非水電解液18の注液量Qである。
 最上段から数えて12段目は、充放電検査前で押圧状態における電池ケース12の第3方向に沿った内寸T1である。最上段から数えて13段目は、挿入物の電池ケース内占有率N1=(E1/T1)の計算値である。電池ケース12内の挿入物の全厚さE1は、電極体16の厚さM0に、電極体ホルダー20の厚さ(t1=0.15mm)の2倍を加えて計算される。
 最上段から数えて14段目から17段目は、第1方向に沿った所定押圧領域の長さL1と、図9で述べた長さL2,L3,L4である。最上段から数えて18段目は、座屈指標値(C1/S1)である。最上段から数えて19段目は、電池容量である。
 表1の横軸の二次電池は、紙面上における左側から右側に向って、最も左側から数えて3番目までは、電池ケース12の第3方向に沿った外寸厚さD12が17mm未満の例としての実施例1、比較例1、実施例2を並べた。最も左側から数えて4番目以降は、電池ケース12の第3方向に沿った外寸厚さD12が17mm以上27mm以下の例として、比較例2、実施例3、比較例3、比較例4、比較例5、実施例4を並べた。これら9つの二次電池の詳細な内容は以下の通りである。
 実施例1は、正極芯体幅w48a=121mm、正極塗布幅w48b=105mmで正極板48を形成し、負極芯体幅w52a=123mm、負極塗布幅w52b=110mmで負極板52を形成した。そして、セパレータ幅w4650=115mmのセパレータ46,50を用いて、巻回形電極体42を形成し、プレス加工により電極体16を成形した。プレス後の電極体16の厚さM0=11.2mmである。これを厚さ0.15mmの電極体ホルダー20で覆い、外寸厚さD12=13.4mm、外寸幅W12=137mm、外寸高さH12=63.3mm、肉厚t12=0.4mmの電池ケース12に挿入する。そして、注液量Q=50gの非水電解液18を注液して注液口26を閉じて、検査前の非水電解質二次電池40を形成した。電池容量は4Ahである。
 実施例1の非水電解質二次電池40について、所定の充放電検査を行った。充放電検査前に押圧治具60,62で押圧した。なお、以下特記なき限り押圧治具60,62は非水電解質二次電池40の側面56,58の全面を押圧するものを用いた。充放電検査前の押圧時の電池ケース12の内寸T1=12.3mmで、挿入物の電池ケース内占有率N1=0.93である。充放電検査後の座屈指標値(C1/S1)=1.0005であり、1.001以下であった。
 比較例1は、正極芯体幅w48a=105mm、正極塗布幅w48b=90mmで正極板48を形成し、負極芯体幅w52a=107mm、負極塗布幅w52b=95mmで負極板52を形成した。そして、セパレータ幅w4650=100mmのセパレータ46,50を用いて、巻回形電極体42を形成し、プレス加工により電極体16を成形した。プレス後の電極体16の厚さM0=10.3mmである。これを厚さ0.15mmの電極体ホルダー20で覆い、外寸厚さD12=12.5mm、外寸幅W12=120mm、外寸高さH12=85mm、肉厚t12=0.5mmの電池ケース12に挿入する。そして、注液量Q=50gの非水電解液18を注液して注液口26を閉じて、検査前の非水電解質二次電池40を形成した。電池容量は5Ahである。
 比較例1の非水電解質二次電池40について、所定の充放電検査を行った。充放電検査前に押圧治具60,62で押圧した。充放電検査前の押圧時の電池ケース12の内寸T1=11.8mmで、挿入物の電池ケース内占有率N1=0.90である。充放電検査後の座屈指標値(C1/S1)=1.0171であり、1.001以上であった。
 実施例2は、正極芯体幅w48a=105mm、正極塗布幅w48b=90mmで正極板48を形成し、負極芯体幅w52a=107mm、負極塗布幅w52b=95mmで負極板52を形成した。そして、セパレータ幅w4650=100mmのセパレータ46,50を用いて、巻回形電極体42を形成した。これらの条件は比較例1と同じである。そして、プレス加工により電極体16を成形した。プレス後の電極体16の厚さM0=10.6mmである。これを厚さ0.15mmの電極体ホルダー20で覆い、外寸厚さD12=12.5mm、外寸幅W12=120mm、外寸高さH12=85mm、肉厚t12=0.5mmの電池ケース12に挿入した。電池ケース12の条件は比較例1と同じである。そして、注液量Q=60gの非水電解液18を注液して注液口26を閉じて、検査前の非水電解質二次電池40を形成した。電池容量は5Ahである。
 実施例2の非水電解質二次電池40について、所定の充放電検査を行った。充放電検査前に押圧治具60,62で押圧した。充放電検査前の押圧時の電池ケース12の内寸T1=11.8mmで、比較例2と同じであるが、挿入物の電池ケース内占有率N1=0.92である。充放電検査後の座屈指標値(C1/S1)=1.0006であり、1.001以下であった。
 比較例2は、正極芯体幅w48a=127mm、正極塗布幅w48b=108mmで正極板48を形成し、負極芯体幅w52a=130mm、負極塗布幅w52b=113mmで負極板52を形成した。そして、セパレータ幅w4650=119mmのセパレータ46,50を用いて、巻回形電極体42を形成し、プレス加工により電極体16を成形した。プレス後の電極体16の厚さM0=15.5mmである。これを厚さ0.15mmの電極体ホルダー20で覆い、外寸厚さD12=17.5mm、外寸幅W12=148mm、外寸高さH12=65mm、肉厚t12=0.5mmの電池ケース12に挿入する。そして、注液量Q=60gの非水電解液18を注液して注液口26を閉じて、検査前の非水電解質二次電池40を形成した。電池容量は8Ahである。
 比較例2の非水電解質二次電池40について、所定の充放電検査を行った。充放電検査前に押圧治具60,62で押圧した。充放電検査前の押圧時の電池ケース12の内寸T1=16.8mmで、挿入物の電池ケース内占有率N1=0.94である。充放電検査後の座屈指標値(C1/S1)=1.0052であり、1.001以上であった。
 実施例3は、正極芯体幅w48a=127mm、正極塗布幅w48b=108mmで正極板48を形成し、負極芯体幅w52a=130mm、負極塗布幅w52b=113mmで負極板52を形成した。そして、セパレータ幅w4650=119mmのセパレータ46,50を用いて、巻回形電極体42を形成し、プレス加工により電極体16を成形した。プレス後の電極体16の厚さM0=15.5mmである。これを厚さ0.15mmの電極体ホルダー20で覆い、外寸厚さD12=17.5mm、外寸幅W12=148mm、外寸高さH12=65mm、肉厚t12=0.5mmの電池ケース12に挿入する。そして、注液量Q=60gの非水電解液18を注液して注液口26を閉じて、検査前の非水電解質二次電池40を形成した。電池容量は8Ahである。これらは、比較例2と同じ条件である。
 実施例3の非水電解質二次電池40について、所定の充放電検査を行った。充放電検査前に押圧治具60,62で押圧した。充放電検査前の押圧時の電池ケース12の内寸T1=16.42mmであり、挿入物の電池ケース内占有率N1=0.96である。
 ここで、押圧時に電池ケース12の外寸よりも圧縮するための図9で述べた所定押圧領域は、H12=65mm、L1=41.4mm、L2=42.0mm、L3=57.5mm、L4=40.1mmである。ここで、L1≦L2、L1<L3、L1≧L4である。この所定押圧領域で押圧し、挿入物の電池ケース内占有率N1=0.96とした。充放電検査後の座屈指標値(C1/S1)=1.0007であり、1.001以下であった。
 比較例3は、正極芯体幅w48a=132mm、正極塗布幅w48b=117mmで正極板48を形成し、負極芯体幅w52a=134mm、負極塗布幅w52b=122mmで負極板52を形成した。そして、セパレータ幅w4650=127mmのセパレータ46,50を用いて、巻回形電極体42を形成し、プレス加工により電極体16を成形した。プレス後の電極体16の厚さM0=23.0mmである。これらの条件は、実施例1、実施例2、実施例3、比較例1、比較例2のいずれよりも大きい値である。これを厚さ0.15mmの電極体ホルダー20で覆い、外寸厚さD12=26.5mm、外寸幅W12=148mm、外寸高さH12=91mm、肉厚t12=0.7mmの電池ケース12に挿入する。そして、注液量Q=150gの非水電解液18を注液して注液口26を閉じて、検査前の非水電解質二次電池40を形成した。電池容量は25Ahである。
 比較例3の非水電解質二次電池40について、所定の充放電検査を行った。充放電検査前に押圧治具60,62で押圧した。充放電検査前の押圧時の電池ケース12の内寸T1=25.4mmで、挿入物の電池ケース内占有率N1=0.92である。充放電検査後の座屈指標値(C1/S1)=1.0128であり、1.001以上であった。
 比較例4は、正極芯体幅w48a=132mm、正極塗布幅w48b=117mmで正極板48を形成し、負極芯体幅w52a=134mm、負極塗布幅w52b=122mmで負極板52を形成した。そして、セパレータ幅w4650=127mmのセパレータ46,50を用いて、巻回形電極体42を形成した。これらの条件は、比較例3と同じである。プレス加工により電極体16を成形し、プレス後の電極体16の厚さM0=23.1mmであり、比較例3より厚い。これを厚さ0.15mmの電極体ホルダー20で覆い、外寸厚さD12=26.5mm、外寸幅W12=148mm、外寸高さH12=91mm、肉厚t12=0.7mmの電池ケース12に挿入し、注液量Q=150gの非水電解液18を注液した。これらの条件は比較例3と同じである。そして、注液口26を閉じて、検査前の非水電解質二次電池40を形成した。電池容量は35Ahである。
 比較例4の非水電解質二次電池40について、所定の充放電検査を行った。充放電検査前に押圧治具60,62で押圧した。充放電検査前の押圧時の電池ケース12の内寸T1=25.4mmで、挿入物の電池ケース内占有率N1=0.92である。これらは、比較例3と同じである。充放電検査後の座屈指標値(C1/S1)=1.0148であり、1.001以上であった。
 比較例5は、正極芯体幅w48a=132mm、正極塗布幅w48b=117mmで正極板48を形成し、負極芯体幅w52a=134mm、負極塗布幅w52b=122mmで負極板52を形成した。そして、セパレータ幅w4650=127mmのセパレータ46,50を用いて、巻回形電極体42を形成した。これらの条件は、比較例3、比較例4と同じである。プレス加工により電極体16を成形し、プレス後の電極体16の厚さM0=23.3mmであり、比較例3、比較例4よりも厚い。これを厚さ0.15mmの電極体ホルダー20で覆い、外寸厚さD12=26.5mm、外寸幅W12=148mm、外寸高さH12=91mm、肉厚t12=0.7mmの電池ケース12に挿入した。これらの条件は比較例3、比較例4と同じである。そして、注液量Q=150gの非水電解液18を注液した。これは比較例3、比較例4と同じである。そして注液口26を閉じて、検査前の非水電解質二次電池40を形成した。電池容量は30Ahである。
 比較例5の非水電解質二次電池40について、所定の充放電検査を行った。充放電検査前に押圧治具60,62で押圧した。充放電検査前の押圧時の電池ケース12の内寸T1=25.4mmであり、挿入物の電池ケース内占有率N1=0.93である。これは、比較例3、比較例4より大きい。充放電検査後の座屈指標値(C1/S1)=1.0079であり、1.001以上であった。
 実施例4は、正極芯体幅w48a=132mm、正極塗布幅w48b=117mmで正極板48を形成し、負極芯体幅w52a=134mm、負極塗布幅w52b=122mmで負極板52を形成した。そして、セパレータ幅w4650=127mmのセパレータ46,50を用いて、巻回形電極体42を形成した。これらの条件は、比較例3、比較例4、比較例5と同じである。プレス加工により電極体16を成形し、プレス後の電極体16の厚さM0=24.0mmであり、比較例3、比較例4、比較例5よりも厚い。これを厚さ0.15mmの電極体ホルダー20で覆い、外寸厚さD12=26.5mm、外寸幅W12=148mm、外寸高さH12=91mm、肉厚t12=0.7mmの電池ケース12に挿入し、注液量Q=150gの非水電解液18を注液した。これらの条件は比較例3~比較例5と同じである。そして、注液口26を閉じて、検査前の非水電解質二次電池40を形成した。電池容量は25Ahである。
 実施例4の非水電解質二次電池40について、所定の充放電検査を行った。充放電検査前に押圧治具60,62で押圧した。充放電検査前の押圧時の電池ケース12の内寸T1=25.4mmであり、挿入物の電池ケース内占有率N1=0.96である。これは、比較例3、比較例4、比較例5のいずれよりも大きい。充放電検査後の座屈指標値(C1/S1)=1.0004であり、1.001以下であった。
 表1から、4つの実施例、5つの比較例について、挿入物の電池ケース内占有率N1と、座屈指標値(C1/S1)の関係を抜き出して表2に示す。ここで、それぞれの電池ケース12の外寸厚さD12も併せて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 電池ケース12の外寸厚さが12mm以上27mm以下の範囲における4つの実施例、5つの比較例についての図12の結果について、座屈指標値(C1/S1)≦1.001を電極体16の撓みについての合格基準値とすると、次のことが分かる。
 所定押圧状態を示す値として、挿入物の電池ケース内占有率N1を用いると、座屈指標値(C1/S1)≦1.001とするには、電池ケース12の外寸厚さが12mm以上17mm未満の場合には、0.92≦N1<0.98となるように押圧する。電池ケース12の外寸厚さが17mm以上27mm以下の場合には、0.94<N1<0.98となるように押圧する。このように、電池ケース12の大きさに応じて、挿入物の電池ケース内占有率N1を適切になるように押圧することで、電極体16の撓みを効果的に抑制できる。
 上記構成の非水電解質二次電池10の製造方法によれば、電池ケース12の大きさに応じて、挿入物の電池ケース内占有率N1が適切になるように、電池ケース12の外部から押圧して充放電検査を行う。これによって、充放電によって生じる極板の膨張収縮に伴う歪みの発生を抑制し、扁平状巻回形電極体16についての座屈である撓みの発生を抑制することができる。扁平状巻回形電極体16に撓みが発生すると、極間距離が増加し、セル抵抗が増加する。加えて、撓みにより高応力部が発生し、反力が増加する。また、撓みによる極間距離の増加により、過電圧が増加し、電解液の分解、Li析出、正極活物質の溶出などの不可逆劣化が起き、耐久性が低下する。上記構成の非水電解質二次電池10の製造方法によれば、これらを抑制し、低抵抗、低反力、耐久性に優れた非水電解質二次電池10を提供することができる。さらに、非水電解質二次電池40の充放電検査時に、検査前の非水電解質二次電池40を外部から拘束することで、充放電検査時に発生するガス溜りを抑制することができ、充放電検査の時間短縮、電圧検査の精度向上が可能になる。
 10 (非水電解質)二次電池
 12 電池ケース
 14 蓋体
 15 矩形板部
 16 (扁平状巻回形)電極体
 18 非水電解液
 20 電極体ホルダー(絶縁体)
 22 正極外部端子
 24 負極外部端子
 26 注液口
 28 ガス排出口
 30 正極集電板
 32 負極集電板
 34 電極体正極
 36 電極体負極
 38 電極体付蓋体
 40 (検査前の)非水電解質二次電池
 42 巻回形電極体
 46,50 セパレータ
 48 正極板
 48a アルミニウム系金属箔
 48b 正極活物質合剤層
 52 負極板
 52a 銅系金属箔
 52b 負極活物質合剤層
 56,58 側面
 60,62 押圧治具
 70 最内周巻回軌跡
 72 直線

Claims (7)

  1.  正極板、負極板、及び、前記正極板と前記負極板との間に配置されイオン透過性を有するセパレータとを用いて扁平状巻回形電極体を作製する工程、
     前記扁平状巻回形電極体を含む挿入物を、開口を有する電池ケースに収容する工程、
     前記電池ケースの前記開口を蓋体を用いて閉じる工程、
     前記電池ケース内に非水電解液を注入する工程、
     を含む非水電解質二次電池の製造工程を経た後、
     前記電池ケースの外側の所定押圧領域を押圧治具で押圧し、
     押圧状態の前記電池ケースにおいて前記扁平状巻回形電極体の厚さ方向に平行な方向に沿って前記扁平状巻回形電極体を含む前記電池ケース内への挿入物の合計厚さE1と前記電池ケースの内寸T1の比率(E1/T1)を前記挿入物の電池ケース内占有率N1として、0.92≦N1<0.98の所定押圧状態とし、
     前記所定押圧状態の下で充放電検査を実行する工程を含む、非水電解質二次電池の製造方法。
  2.  前記電池ケースの外寸厚さは、12mm以上27mm以下であり、
     前記所定押圧状態は、
     前記電池ケースの外寸厚さが12mm以上17mm未満の場合には、0.92≦N1<0.98であり、
     前記電池ケースの外寸厚さが17mm以上27mm以下の場合には、0.94<N1<0.98である、請求項1に記載の非水電解質二次電池の製造方法。
  3.  前記扁平状巻回形電極体において巻回軸方向に垂直で且つ扁平状の平坦部が延伸する方向を第1方向として、
     前記扁平状巻回形電極体の扁平状の前記平坦部の前記第1方向に沿った長さをL2とし、
     前記扁平状巻回形電極体の前記第1方向に沿った全体の長さをL3とし、
     前記扁平状巻回形電極体の最内周巻回部分の前記第1方向に沿った両端部間の長さをL4として、
     前記所定押圧領域の前記第1方向に沿った長さL1は、L1≦L2,L1<L3,L1≧L4に設定されている、請求項1に記載の非水電解質二次電池の製造方法。
  4.  前記電池ケースは、アルミニウム、またはアルミニウム合金で構成され、
     前記電池ケースにおける前記所定押圧領域に対応する部分の肉厚は1.00mm以下である、請求項1に記載の非水電解質二次電池の製造方法。
  5.  所定の前記充放電検査の実行後において、前記扁平状巻回形電極体の最内周巻回部分の両端を結ぶ最内周巻回軌跡の軌跡経路に沿った実際の長さをC1とし、前記最内周巻回軌跡の両端を結ぶ直線距離をS1として、1.000<(C1/S1)<1.001である、請求項1に記載の非水電解質二次電池の製造方法。
  6.  前記挿入物は、前記扁平状巻回形電極体、及び、前記電池ケースと前記扁平状巻回形電極体との間の電極体ホルダーを備え、
     前記扁平状巻回形電極体は、厚さがM0であり、
     前記電極体ホルダーは、肉厚がt1であり、
     前記扁平状巻回形電極体を含む前記電池ケース内への前記挿入物の合計厚さC1は(M0+2×t1)であり、
     前記挿入物の前記電池ケース内占有率N1は、N1=(M0+2×t1)/T1である、請求項1に記載の非水電解質二次電池の製造方法。
  7.  正極板、負極板、及び、前記正極板と前記負極板との間に配置されイオン透過性を有するセパレータを備える扁平状巻回形電極体を、非水電解質と共に電池ケースに収納する非水電解質二次電池であって、
     前記扁平状巻回形電極体は、最内周巻回部分の両端を結ぶ最内周巻回軌跡の軌跡経路に沿った実際の長さをC1とし、前記最内周巻回軌跡の両端を結ぶ直線距離をS1として、1.000<(C1/S1)<1.001である、非水電解質二次電池。
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