リチウムイオン二次電池
【課題】 電極体の内周部の面圧が極端に低い値となって、電極体に巻きゆるみが発生するのを防止した電池を提供する。
【解決手段】 リチウムイオン二次電池１は、いずれも帯状の正極板４０と負極板５０とを、帯状のセパレータ６０を介して軸線ＡＸの周りに捲回してなる円筒状の電極体３０を備え、電極体の径方向内側に配置され、電極体の径方向内側から径方向外側に向けて、電極体の内周面３１を弾性的に押圧する内側部材１０を備える。
【解決手段】 リチウムイオン二次電池１は、いずれも帯状の正極板４０と負極板５０とを、帯状のセパレータ６０を介して軸線ＡＸの周りに捲回してなる円筒状の電極体３０を備え、電極体の径方向内側に配置され、電極体の径方向内側から径方向外側に向けて、電極体の内周面３１を弾性的に押圧する内側部材１０を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状の捲回型電極体を備えるリチウムイオン二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド自動車、電気自動車などの車両や、ノート型パソコン、ビデオカムコーダなどのポータブル電子機器の駆動用電源に、充放電可能なリチウムイオン二次電池（以下、単に電池ともいう）が利用されている。このような電池として、いずれも帯状の正極板と負極板とを、帯状のセパレータを介して軸線の周りに捲回してなる円筒状の電極体を備える電池がある。
この電池の電極体は、正極板等を芯材の周りに張力をかけつつ巻き付けて製造される。なお、一般に、芯材の周りに巻き付けた部材の面圧の分布は、芯材に近い径方向内側から外側に向かって徐々に小さくなる。これは、径方向内側ほど、捲回による巻き締まりがより強く生じるためであると考えられる。図１において破線で示す、初期充電前の電池の電極体について調査した面圧の径方向の分布も、ほぼ径方向内側から外側に向かって面圧が低下しており、上述の説明と適合している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−４７４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、本発明者らの研究によれば、正極板、負極板及びセパレータを円筒状に捲回した電極体を有する電池において、電極体における面圧の径方向分布は、電極体の充電状態によって変化することが判ってきた。例えば、図１に実線で示す、満充電の電池の電極体では、そのうち、最内周付近（最内周及び最内周から数えて径方向外側に数周程度、以下、内周部ともいう）の面圧、及び、最外周付近（最外周及び最外周から数えて径方向内側に数周程度、以下、外周部ともいう）の面圧がそれぞれ、内周部と外周部との間の中間部の面圧に比べて大きく低下した分布となる。
【０００５】
その理由は以下であると考えられる。電池を充電すると、負極板の負極活物質層の厚みが増えるため、電極体は全体に面圧が上がると共に拡径する。但し、満充電にされた電極体のうち、内周部は他の部分によって径方向内側から径方向外側に向けて押圧されることがない。一方、内周部より径方向外側の部位は拡径する。このため、内周部では面圧が逆に低下すると考えられる。
一方、電極体のうち外周部は、この外周部自身を径方向外側から内側に向けて押圧する部材が径方向外側に存在しないため、もともと面圧が低い。電池が満充電であってもこの点は変わらないので、この外周部の面圧は低いままとなる。
【０００６】
特に、図１において、電極体の内周部について見ると、満充電の電極体における内周部の面圧は、初期充電前の電極体（或いは、この初期充電前の状態に近い、充電状態（ＳＯＣ）の十分低い（例えば、ＳＯＣ０％程度の）電池の電極体）の面圧よりも低下することが判る。さらに、満充電の電極体の内周部における面圧の値が、電極体に捲回ゆるみを生じない面圧の下限値Ｖ１を下回ることがある。このため、この電池について充放電を繰り返すと、電極体の内周部の面圧が下限値Ｖ１を何度も下回り、その内周部から電極体の捲回がゆるんでしまう虞がある。なお、図１に示すように、充電状態の十分低い電池において、電極体のうち中間部が下限値Ｖ１を下回ることがあるが、この中間部付近で面圧分布の変化が小さいため、そこから電極体の捲回ゆるみが生じにくい。
【０００７】
ところで、電池の面圧について考慮した電池に関する技術として、特許文献１が存在するが、この特許文献１は、負極板或いは正極板を巻きつけることによって生じる段差による面圧の違いを問題とするものであり、この問題点もそれに対する解決手法も、前述した本件の課題とは関係がなく、本件の課題を解決することはできない。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、電極体の内周部の面圧が極端に低い値となって、電極体に巻きゆるみが発生するのを防止したリチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、いずれも帯状の正極板と負極板とを、帯状のセパレータを介して軸線の周りに捲回してなる円筒状の電極体を備えるリチウムイオン二次電池であって、上記電極体の径方向内側に配置され、上記電極体の上記径方向内側から上記径方向外側に向けて、上記電極体の内周面を弾性的に押圧する内側部材を備えるリチウムイオン二次電池である。
【０００９】
上述の電池では、電極体の径方向内側から径方向外側に向けて、内側部材が電極体の内周面を弾性的に押圧するため、充電した電極体において、内周部の面圧の大きさが極端に低くなる（このため、内周部の面圧の値が前述した下限値Ｖ１を下回る）のを抑制することができる。これにより、充放電を繰り返しても電極体の巻きゆるみの発生を防止した電池となる。
【００１０】
なお、内側部材の形状としては、中実の円柱形状や、中空の円筒形状や、平板を丸めて１周以上捲回した円筒螺旋形状や、同じく平板を１周に満たないで丸めて横断面をＣ字状とした湾曲形状が挙げられる。
また、内側部材としては、例えば、形状記憶合金や形状記憶樹脂からなる部材や、電解液を吸収して膨潤する、高吸収性ポリマーやセルローススポンジを含む部材が挙げられる。
【００１１】
なお、内側部材を、例えば形状記憶合金（又は形状記憶樹脂）で構成する場合について説明する。形状記憶合金（又は形状記憶樹脂）は、形状記憶温度と、この形状記憶温度よりも低い温度である形状回復温度とを有し、形状記憶合金（又は形状記憶樹脂）の温度が形状記憶温度以上では、そのときの形態を記憶し、形状記憶合金（又は形状記憶樹脂）の温度が形状記憶温度未満、形状回復温度以上の温度範囲では、記憶させた形態に回復しようとする。
そこで、例えば、一旦、形状記憶温度以上の温度で内側部材を、電極体の内径よりも大きな外径の形態として、この形態を記憶させる。その後、内側部材を形状回復温度よりも低い温度にした上で、その内側部材の外径が電極体の内径よりも小さい形態に変形させる。このようにした内側部材を電極体の径方向内側に挿入（配置）した後、内側部材を形状回復温度以上の温度に上昇させ、内側部材の形態を、記憶されていた、内側部材の外径が電極体の内径より大きい状態に戻す。これにより、内側部材で、電極体の径方向内側から径方向外側に向けて、電極体の内周面を弾性的に押圧させることができる。
【００１２】
また、内側部材を、電解液で膨潤する物質で構成した場合には、膨潤する前の（小体積の）内側部材を電極体の径方向内側に配置した後、その内側部材に電解液を注液して内側部材を膨潤させて、内側部材を径方向に拡径させる。これにより、この内側部材に、電極体の径方向内側から外側に向けて、電極体の内周面を弾性的に押圧させることができる。
【００１３】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池であって、前記電極体を前記径方向外側から取り囲み、上記電極体の上記径方向外側から上記径方向内側に向けて、上記電極体の外周面を弾性的に押圧する外側部材を備えるリチウムイオン二次電池とすると良い。
【００１４】
上述の電池では、外側部材が電極体の径方向外側から径方向内側に向けて、電極体の外周面を弾性的に押圧することで、電極体において、前述の内周部に加えて、外周部においても、その面圧の大きさが極端に低くなる（このため、外周部の面圧の値が前述した下限値Ｖ１を下回る）のを抑制することができる。これにより、外周部においても、巻きゆるみの発生を抑制できる。
【００１５】
なお、外側部材の形状としては、中空の円筒形状や、平板を丸めて１周以上捲回してなる円筒螺旋形状や、同じく平板を１周に満たないで丸めて横断面をＣ字状とした湾曲形状が挙げられる。
また、外側部材としては、内側部材と同様、例えば、形状記憶合金や形状記憶樹脂からなる部材や、電解液を吸収して膨潤する、高吸収性ポリマーやセルローススポンジを含む部材が挙げられる。
【００１６】
なお、外側部材を形状記憶合金（又は形状記憶樹脂）で構成する場合には、例えば、一旦、形状記憶温度以上の温度で外側部材を、電極体の外径よりも小さな内径の形態として、この形態を記憶させる。その後、外側部材を形状回復温度よりも低い温度にした上で、その外側部材の内径が電極体の外径よりも大きい形態に変形させる。このようにした外側部材を電極体の径方向外側に配置した後、外側部材を形状回復温度以上の温度に上昇させ、外側部材の形態を、記憶されていた、外側部材の内径が電極体の外径より小さい状態に戻す。これにより、外側部材で、電極体の径方向外側から径方向内側に向けて、電極体の外周面を弾性的に押圧させることができる。
【００１７】
また、外側部材を、電解液で膨潤する物質で構成した場合には、膨潤する前の（小体積の）外側部材を電池ケース内で電極体の径方向外側（電池ケースと電極体との間）に配置した後、その外側部材に電解液を注液して外側部材を膨潤させて、外側部材を電池ケースに当接させると共に、この外側部材を径方向に縮径させる。これにより、この外側部材に、電極体の径方向外側から内側に向けて、電極体の外周面を弾性的に押圧させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】電極体の径方向における面圧分布を示すグラフである。
【図２】実施形態にかかる電池の斜視図である。
【図３】実施形態にかかる電池の軸線を含む断面図である。
【図４】実施形態にかかる電池の断面図（図２のＡ−Ａ矢視断面）である。
【図５】実施形態の電池における正極板の斜視図である。
【図６】実施形態の電池における負極板の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施形態）
次に、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
まず、本実施形態にかかる電池１について説明する。図２に電池１の斜視図を、図３に軸線ＡＸを含む縦断面図を、図４に断面図（図２のＡ−Ａ矢視断面）をそれぞれ示す。
この電池１は、図２に示すように、略円柱状のリチウムイオン二次電池である。この電池１は、正極板４０、負極板５０及びセパレータ６０を軸線ＡＸの周りに捲回した円筒状の電極体３０と、この電極体３０の径方向内側に配置された内側部材１０と、この電極体３０の径方向外側に配置された外側部材２０とを備える（図２〜４参照）。また、これらのほかに、電極体３０の正極板４０に溶接された正極集電部材７０と、負極板５０に溶接された負極集電部材８０と、電極体３０、正極集電部材７０及び負極集電部材８０を内部に収容する電池ケース９０とを備える（図２，３参照）。
【００２０】
このうち、電池ケース９０は、有底円筒形状をなす金属製の電池ケース本体９１と、円板形状をなす金属製の封口蓋９２とを有する（図３参照）。封口蓋９２は、電池ケース本体９１との間に、絶縁性の樹脂からなる円環状のガスケット９９を介在させて、電池ケース本体９１の開口９１Ｈでかしめられている。これにより、封口蓋９２は、電池ケース本体９１と電気的に絶縁されている。
【００２１】
また、円筒状の電極体３０は、いずれも帯状の正極板４０と負極板５０とを、ポリエチレンとポリプロピレンとを積層してなる帯状のセパレータ６０を介して軸線ＡＸの周りに捲回してなる（図２〜４参照）。この電極体３０は、自身の径方向内側を向く内周面３１と、径方向外側を向く外周面３２とを有する（図３，４参照）。なお、電極体３０の内周面３１を含む内周部は、セパレータ６０のみを捨て巻きした内側捨て巻き部６１である。また、外周面３２を含む外周部は、セパレータ６０のみを捨て巻きした外側捨て巻き部６２である。
また、この電極体３０では、正極板４０の正極集電部４５が軸線方向ＤＸの一方側（図３中、上方側）に、負極板５０の負極集電部５５が軸線方向ＤＸの他方側（図３中、下方側）に、それぞれ渦巻状に配置されている。
【００２２】
この電極体３０をなす、薄板帯状の正極板４０は、帯状でアルミニウムからなるアルミ箔４１と、このアルミ箔４１の両主面上に形成された帯状の正極活物質層４９，４９とを有している（図５参照）。このうち、アルミ箔４１は、幅方向ＤＷ一方の側縁を含み、両面に正極活物質層４９，４９を担持する帯状の担持部４２と、他方の側縁に沿って自身が帯状に露出する正極集電部４５とを有する。
一方、薄板帯状の負極板５０は、帯状で銅からなる銅箔５１と、この銅箔５１の両主面上に形成された帯状の負極活物質層５９，５９とを有している（図６参照）。このうち、銅箔５１は、幅方向ＤＷ一方の側縁を含み、両面に負極活物質層５９，５９を担持する帯状の担持部５２と、他方の側縁に沿って、自身が帯状に露出する負極集電部５５とを有する。
【００２３】
円板形状で金属からなる正極集電部材７０は、電極体３０と電池ケース９０の封口蓋９２との間に配置されている（図３参照）。この正極集電部材７０は、電極体３０側（図３中、下方）を向く第１主面７１と、この第１主面７１の裏面であり、封口蓋９２側（図３中、上方）を向く第２主面７２とを有している。この正極集電部材７０は、第１主面７１において、上述した正極板４０の正極集電部４５と、また、第２主面７２において、金属板を波状に屈曲させた金属部材９８とそれぞれ接合している。なお、金属部材９８と封口蓋９２とは接合しているため、正極集電部材７０及び金属部材９８を通じて、正極板４０と封口蓋９２とが電気的に導通している。
【００２４】
また、円板形状で金属からなる負極集電部材８０は、電極体３０と電池ケース９０の電池ケース本体９１との間に配置されている（図３参照）。この負極集電部材８０は、電極体３０側（図３中、上方）を向く第１主面８１と、この第１主面８１の裏面であり、電池ケース本体９１の底部９１Ｂ側（図３中、下方）を向く第２主面８２とを有している。この負極集電部材８０は、第１主面８１において、前述した負極板５０の負極集電部５５と、また、第２主面８２において、電池ケース本体９１の底部９１Ｂと、それぞれ接合（溶接）している。このため、この負極集電部材８０を通じて、電極体３０の負極板５０と電池ケース本体９１とが電気的に導通している。
【００２５】
形状記憶合金（例えば、大同特殊鋼社製のＫＩＯＫＡＬＬＯＹシリーズ）からなる円筒形状の内側部材１０は、電極体３０の径方向内側に配置されている（図３，４参照）。なお、この内側部材１０は、図３に示すように、内側部材１０の軸線方向ＤＸ両側に、絶縁樹脂からなり円柱形状の樹脂部材ＰＭをそれぞれ配置しており、この樹脂部材ＰＭと共に、電極体３０の軸芯をなしている。また、樹脂部材ＰＭが、金属（合金）からなる内側部材１０と、正極集電部材７０又は負極集電部材８０との間を電気的に絶縁している。
【００２６】
上述の内側部材１０は、電極体３０の径方向内側から径方向外側に向けて、電極体３０の内周面３１を弾性的に押圧している。具体的には、電極体３０の内径よりも大きな外径を予め記憶させた内側部材１０について、形状回復温度よりも低い温度で、その内側部材１０の外径を電極体３０の内径よりも小さく変形させる。このようにした内側部材１０を電極体３０の径方向内側に挿入した後、内側部材１０を形状回復温度以上（かつ形状記憶温度未満）の温度に上昇させて、内側部材１０の外径を電極体３０の内径よりも大きな形態に戻す。これにより、電極体３０の内側で内側部材１０自身が拡径し、内側部材１０は、電極体３０の径方向内側から径方向外側に向けて、電極体３０の内周面３１を弾性的に押圧することができる。
【００２７】
また、内側部材１０と同様の形状記憶合金からなる円筒形状の外側部材２０は、電極体３０の径方向外側に配置され、電極体３０の最外周を囲んでいる（図２〜４参照）。
この外側部材２０は、電極体３０の径方向外側から径方向内側に向けて、電極体３０の外周面３２を弾性的に押圧している。具体的には、電極体３０の外径よりも小さな内径を予め記憶させた外側部材２０について、形状回復温度よりも低い温度で、その外側部材２０の内径を電極体３０の外径よりも大きく変形させる。このようにした外側部材２０を電極体３０の径方向外側に配置した後、外側部材２０を形状回復温度以上（かつ形状記憶温度未満）の温度に上昇させて、外側部材２０の内径を電極体３０の外径よりも小さな形態に戻す。これにより、電極体３０の外側で外側部材２０自身が縮径し、外側部材２０は、電極体３０の径方向外側から径方向内側に向けて、電極体３０の外周面３２を弾性的に押圧することができる。
【００２８】
ところで、本発明者らは、捲回型の電極体の径方向における面圧分布について、捲回型の電極体を備える試験電池Ｃ１を用いて調査した。なお、この試験電池Ｃ１は、前述した内側部材１０及び外側部材２０を有しない点で、本実施形態にかかる電池１と異なる。また、この試験電池Ｃ１では、電極体を構成する帯状のセパレータの径方向内側２，１０，２０，３０，４０，５０，６０及び６９周目の位置に、フィルム式圧力センサ（Ｔｅｋｓｃａｎ社製タクタイルセンサ）をセパレータとこれに隣接する電極板（又はセパレータ）との間に挿入している。
この試験電池Ｃ１について、初期充電前の状態、及び、試験電池Ｃ１を充電した満充電の状態における電極体の各部位の面圧をそれぞれ測定した。
【００２９】
図１に、試験電池Ｃ１の電極体のうち、初期充電前の状態における電極体の面圧分布のグラフを破線で示す。初期充電前の状態では、試験電池Ｃ１の電極体（セパレータ）の面圧が、径方向内側から外側に向かって徐々に小さくなっていることが判る。これは、径方向内側ほど、捲回による巻き締まりがより強く生じるためであると考えられる。
【００３０】
次いで、試験電池Ｃ１の電極体のうち、試験電池Ｃ１が満充電の状態における電極体の面圧分布のグラフを、図１中、実線で示す。満充電の状態の電極体では、内周部（前述した内側捨て巻き部）の面圧、及び、外周部（前述した外側捨て巻き部）の面圧がそれぞれ、内周部と外周部との間の中間部（電極体の径方向内側１０周目から６０周ぐらいの部分）の面圧に比べて大きく低下していることが判る。
これは、試験電池Ｃ１を充電すると、負極板の負極活物質層の厚みが増えるため、電極体は全体に面圧が上がると共に拡径する。但し、満充電にされた電極体のうち、内周部は他の部分によって径方向内側から径方向外側に向けて押圧されることがない。一方、内周部より径方向外側の部位は拡径する。このため、内周部では面圧が逆に低下すると考えられる。
一方、電極体のうち外周部は、この外周部自身を径方向外側から内側に向けて押圧する部材が径方向外側に存在しないため、もともと面圧が低い。電池が満充電であってもこの点は変わらないので、この外周部の面圧は低いままとなる。
【００３１】
また、初期充電前の状態における電極体の面圧分布と、満充電の状態における電極体の面圧分布とを比較すると、電極体の内周部について、満充電の電極体における内周部の面圧は、初期充電前の電極体（或いは、この初期充電前の状態に近い、充電状態（ＳＯＣ）の十分低い電池の電極体）の面圧よりも低下することが判る。
さらに、満充電の状態の電極体の内周部における面圧の値が、電極体に捲回ゆるみを生じない面圧の下限値Ｖ１を下回ることがある。このため、試験電池Ｃ１について充放電を繰り返すと、電極体の内周部の面圧が下限値Ｖ１を何度も下回り、その内周部から電極体の捲回がゆるんでしまう。
【００３２】
これに対し、本実施形態にかかる電池１では、電極体３０の径方向内側から径方向外側に向けて、内側部材１０が電極体３０の内周面３１を弾性的に押圧するため、充電した電極体３０において、内周部の面圧の大きさが極端に低くなる（このため、内周部の面圧の値が上述した下限値Ｖ１を下回る）のを抑制することができる。これにより、充放電を繰り返しても電極体３０の巻きゆるみの発生を防止した電池１となる。
【００３３】
また、この電池１では、外側部材２０が電極体３０の径方向外側から径方向内側に向けて、電極体３０の外周面３２を弾性的に押圧することで、電極体３０において、内周部に加えて、外周部においても、その面圧の大きさが極端に低くなる（このため、外周部の面圧の値が前述した下限値Ｖ１を下回る）のを抑制することができる。これにより、外周部においても、巻きゆるみの発生を抑制できる。
【００３４】
次いで、本実施形態にかかる電池１の製造方法について、図面を参照しつつ説明する。
まず、電極体３０をなす正極板４０及び負極板５０を公知の方法で作製する。
続いて、正極板４０及び負極板５０を、前述した２つの帯状のセパレータ６０，６０と共に捲回して電極体２０とした。具体的には、円筒形状の芯部材（図示しない）の周りに、径方向外側に向けて、セパレータ６０、負極板５０、セパレータ６０、正極板４０の順に重ねた状態で捲回（具体的には、芯部材の周りに正極板４０を７０周捲回）した。なお、これら正極板４０、負極板５０及びセパレータ６０を捲回する前に、芯部材の周りにセパレータ６０のみを数周捲回して内側捨て巻き部６１を形成しておく。また、正極板４０、負極板５０及びセパレータ６０を捲回した後、さらにセパレータ６０のみを数周捲回して、外側捨て巻き部６２を形成する。
かくして、正極板４０と負極板５０とをセパレータ６０を介して軸線ＡＸの周りに捲回した捲回型の電極体３０を製造した（図２〜４参照）。
【００３５】
次いで、電極体３０に内側部材１０及び外側部材２０をそれぞれ配置する。なお、内側部材１０として、電極体３０の内径よりも大きな外径を予め記憶させてあり、かつ、形状回復温度よりも低い温度で、外径を電極体３０の内径よりも小さく変形させたものを用意する。
また、外側部材２０として、電極体３０の外径よりも小さな内径を予め記憶させてあり、かつ、形状回復温度よりも低い温度で、内径を電極体３０の外径よりも大きく変形させたものを用意する。
このような内側部材１０を電極体３０の径方向内側に挿入すると共に、外側部材２０をその電極体３０の径方向外側に配置する。そして、これら内側部材１０及び外側部材２０を、図示しないヒータを用いて電極体３０と共に加熱して、内側部材１０及び外側部材２０の温度を、形状回復温度以上（かつ形状記憶温度未満）にする。すると、内側部材１０が電極体３０の内側で拡径し、また、外側部材２０が電極体３０の外側で縮径する。かくして、内側部材１０は、電極体３０の径方向内側から径方向外側に向けて、電極体３０の内周面３１を弾性的に押圧し、外側部材２０は、電極体３０の径方向外側から径方向内側に向けて、電極体３０の外周面３２を弾性的に押圧する。
【００３６】
その後、内側部材１０の軸線方向両側に樹脂部材ＰＭをそれぞれ配置する。そして、電極体３０の正極板４０の正極集電部４５に、円板形状の正極集電部材７０を、また、電極体３０の負極板５０の負極集電部５５に、円板形状の負極集電部材８０を、公知の手法でそれぞれ溶接する。さらに、正極集電部材７０及び負極集電部材８０をそれぞれ溶接した電極体３０を、図示しない電解液と共に電池ケース本体９１内に収容する。そして、公知のかしめ法で、電池ケース本体９１の開口９１Ｈを、封口蓋９２及びガスケット９９を用いて封口した。なお、このとき、封口蓋９２と正極集電部材７０との間に金属部材９８を配置する。
かくして、本実施形態にかかる電池１ができあがる。
【００３７】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態では、内側部材の形状を中空の円筒形状としたが、例えば、中実の円柱形状や、平板を丸めて１周以上捲回した円筒螺旋形状や、同じく平板を１周に満たないで丸めて横断面をＣ字状とした湾曲形状としても良い。また、内側部材として形状記憶合金からなる部材を用いたが、例えば、形状記憶樹脂からなる部材や、電解液を吸収して膨潤する、高吸収性ポリマーやセルローススポンジを含む部材を用いても良い。
また、外側部材の形状を中空の円筒形状としたが、例えば、平板を丸めて１周以上捲回してなる円筒螺旋形状や、同じく平板を１周に満たないで丸めて横断面をＣ字状とした湾曲形状としても良い。また、外側部材として形状記憶合金からなる部材を用いたが、例えば、形状記憶樹脂からなる部材や、電解液を吸収して膨潤する、高吸収性ポリマーやセルローススポンジを含む部材を用いても良い。
また、実施形態では、内側部材の材質と外側部材の材質とを同様としたが、内側部材の材質と内側部材の材質を異ならせても良い。また、内側部材の材質と外側部材の材質とを同じ形状記憶合金としたが、特性（例えば、形状回復温度）の異なる形状記憶合金を用いても良い。
【符号の説明】
【００３８】
１ リチウムイオン二次電池
１０ 内側部材
２０ 外側部材
３０ 電極体
３１ 内周面
３２ 外周面
４０ 正極板
５０ 負極板
６０ セパレータ
ＡＸ 軸線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状の捲回型電極体を備えるリチウムイオン二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド自動車、電気自動車などの車両や、ノート型パソコン、ビデオカムコーダなどのポータブル電子機器の駆動用電源に、充放電可能なリチウムイオン二次電池（以下、単に電池ともいう）が利用されている。このような電池として、いずれも帯状の正極板と負極板とを、帯状のセパレータを介して軸線の周りに捲回してなる円筒状の電極体を備える電池がある。
この電池の電極体は、正極板等を芯材の周りに張力をかけつつ巻き付けて製造される。なお、一般に、芯材の周りに巻き付けた部材の面圧の分布は、芯材に近い径方向内側から外側に向かって徐々に小さくなる。これは、径方向内側ほど、捲回による巻き締まりがより強く生じるためであると考えられる。図１において破線で示す、初期充電前の電池の電極体について調査した面圧の径方向の分布も、ほぼ径方向内側から外側に向かって面圧が低下しており、上述の説明と適合している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−４７４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、本発明者らの研究によれば、正極板、負極板及びセパレータを円筒状に捲回した電極体を有する電池において、電極体における面圧の径方向分布は、電極体の充電状態によって変化することが判ってきた。例えば、図１に実線で示す、満充電の電池の電極体では、そのうち、最内周付近（最内周及び最内周から数えて径方向外側に数周程度、以下、内周部ともいう）の面圧、及び、最外周付近（最外周及び最外周から数えて径方向内側に数周程度、以下、外周部ともいう）の面圧がそれぞれ、内周部と外周部との間の中間部の面圧に比べて大きく低下した分布となる。
【０００５】
その理由は以下であると考えられる。電池を充電すると、負極板の負極活物質層の厚みが増えるため、電極体は全体に面圧が上がると共に拡径する。但し、満充電にされた電極体のうち、内周部は他の部分によって径方向内側から径方向外側に向けて押圧されることがない。一方、内周部より径方向外側の部位は拡径する。このため、内周部では面圧が逆に低下すると考えられる。
一方、電極体のうち外周部は、この外周部自身を径方向外側から内側に向けて押圧する部材が径方向外側に存在しないため、もともと面圧が低い。電池が満充電であってもこの点は変わらないので、この外周部の面圧は低いままとなる。
【０００６】
特に、図１において、電極体の内周部について見ると、満充電の電極体における内周部の面圧は、初期充電前の電極体（或いは、この初期充電前の状態に近い、充電状態（ＳＯＣ）の十分低い（例えば、ＳＯＣ０％程度の）電池の電極体）の面圧よりも低下することが判る。さらに、満充電の電極体の内周部における面圧の値が、電極体に捲回ゆるみを生じない面圧の下限値Ｖ１を下回ることがある。このため、この電池について充放電を繰り返すと、電極体の内周部の面圧が下限値Ｖ１を何度も下回り、その内周部から電極体の捲回がゆるんでしまう虞がある。なお、図１に示すように、充電状態の十分低い電池において、電極体のうち中間部が下限値Ｖ１を下回ることがあるが、この中間部付近で面圧分布の変化が小さいため、そこから電極体の捲回ゆるみが生じにくい。
【０００７】
ところで、電池の面圧について考慮した電池に関する技術として、特許文献１が存在するが、この特許文献１は、負極板或いは正極板を巻きつけることによって生じる段差による面圧の違いを問題とするものであり、この問題点もそれに対する解決手法も、前述した本件の課題とは関係がなく、本件の課題を解決することはできない。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、電極体の内周部の面圧が極端に低い値となって、電極体に巻きゆるみが発生するのを防止したリチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、いずれも帯状の正極板と負極板とを、帯状のセパレータを介して軸線の周りに捲回してなる円筒状の電極体を備えるリチウムイオン二次電池であって、上記電極体の径方向内側に配置され、上記電極体の上記径方向内側から上記径方向外側に向けて、上記電極体の内周面を弾性的に押圧する内側部材を備えるリチウムイオン二次電池である。
【０００９】
上述の電池では、電極体の径方向内側から径方向外側に向けて、内側部材が電極体の内周面を弾性的に押圧するため、充電した電極体において、内周部の面圧の大きさが極端に低くなる（このため、内周部の面圧の値が前述した下限値Ｖ１を下回る）のを抑制することができる。これにより、充放電を繰り返しても電極体の巻きゆるみの発生を防止した電池となる。
【００１０】
なお、内側部材の形状としては、中実の円柱形状や、中空の円筒形状や、平板を丸めて１周以上捲回した円筒螺旋形状や、同じく平板を１周に満たないで丸めて横断面をＣ字状とした湾曲形状が挙げられる。
また、内側部材としては、例えば、形状記憶合金や形状記憶樹脂からなる部材や、電解液を吸収して膨潤する、高吸収性ポリマーやセルローススポンジを含む部材が挙げられる。
【００１１】
なお、内側部材を、例えば形状記憶合金（又は形状記憶樹脂）で構成する場合について説明する。形状記憶合金（又は形状記憶樹脂）は、形状記憶温度と、この形状記憶温度よりも低い温度である形状回復温度とを有し、形状記憶合金（又は形状記憶樹脂）の温度が形状記憶温度以上では、そのときの形態を記憶し、形状記憶合金（又は形状記憶樹脂）の温度が形状記憶温度未満、形状回復温度以上の温度範囲では、記憶させた形態に回復しようとする。
そこで、例えば、一旦、形状記憶温度以上の温度で内側部材を、電極体の内径よりも大きな外径の形態として、この形態を記憶させる。その後、内側部材を形状回復温度よりも低い温度にした上で、その内側部材の外径が電極体の内径よりも小さい形態に変形させる。このようにした内側部材を電極体の径方向内側に挿入（配置）した後、内側部材を形状回復温度以上の温度に上昇させ、内側部材の形態を、記憶されていた、内側部材の外径が電極体の内径より大きい状態に戻す。これにより、内側部材で、電極体の径方向内側から径方向外側に向けて、電極体の内周面を弾性的に押圧させることができる。
【００１２】
また、内側部材を、電解液で膨潤する物質で構成した場合には、膨潤する前の（小体積の）内側部材を電極体の径方向内側に配置した後、その内側部材に電解液を注液して内側部材を膨潤させて、内側部材を径方向に拡径させる。これにより、この内側部材に、電極体の径方向内側から外側に向けて、電極体の内周面を弾性的に押圧させることができる。
【００１３】
さらに、上述のリチウムイオン二次電池であって、前記電極体を前記径方向外側から取り囲み、上記電極体の上記径方向外側から上記径方向内側に向けて、上記電極体の外周面を弾性的に押圧する外側部材を備えるリチウムイオン二次電池とすると良い。
【００１４】
上述の電池では、外側部材が電極体の径方向外側から径方向内側に向けて、電極体の外周面を弾性的に押圧することで、電極体において、前述の内周部に加えて、外周部においても、その面圧の大きさが極端に低くなる（このため、外周部の面圧の値が前述した下限値Ｖ１を下回る）のを抑制することができる。これにより、外周部においても、巻きゆるみの発生を抑制できる。
【００１５】
なお、外側部材の形状としては、中空の円筒形状や、平板を丸めて１周以上捲回してなる円筒螺旋形状や、同じく平板を１周に満たないで丸めて横断面をＣ字状とした湾曲形状が挙げられる。
また、外側部材としては、内側部材と同様、例えば、形状記憶合金や形状記憶樹脂からなる部材や、電解液を吸収して膨潤する、高吸収性ポリマーやセルローススポンジを含む部材が挙げられる。
【００１６】
なお、外側部材を形状記憶合金（又は形状記憶樹脂）で構成する場合には、例えば、一旦、形状記憶温度以上の温度で外側部材を、電極体の外径よりも小さな内径の形態として、この形態を記憶させる。その後、外側部材を形状回復温度よりも低い温度にした上で、その外側部材の内径が電極体の外径よりも大きい形態に変形させる。このようにした外側部材を電極体の径方向外側に配置した後、外側部材を形状回復温度以上の温度に上昇させ、外側部材の形態を、記憶されていた、外側部材の内径が電極体の外径より小さい状態に戻す。これにより、外側部材で、電極体の径方向外側から径方向内側に向けて、電極体の外周面を弾性的に押圧させることができる。
【００１７】
また、外側部材を、電解液で膨潤する物質で構成した場合には、膨潤する前の（小体積の）外側部材を電池ケース内で電極体の径方向外側（電池ケースと電極体との間）に配置した後、その外側部材に電解液を注液して外側部材を膨潤させて、外側部材を電池ケースに当接させると共に、この外側部材を径方向に縮径させる。これにより、この外側部材に、電極体の径方向外側から内側に向けて、電極体の外周面を弾性的に押圧させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】電極体の径方向における面圧分布を示すグラフである。
【図２】実施形態にかかる電池の斜視図である。
【図３】実施形態にかかる電池の軸線を含む断面図である。
【図４】実施形態にかかる電池の断面図（図２のＡ−Ａ矢視断面）である。
【図５】実施形態の電池における正極板の斜視図である。
【図６】実施形態の電池における負極板の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施形態）
次に、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
まず、本実施形態にかかる電池１について説明する。図２に電池１の斜視図を、図３に軸線ＡＸを含む縦断面図を、図４に断面図（図２のＡ−Ａ矢視断面）をそれぞれ示す。
この電池１は、図２に示すように、略円柱状のリチウムイオン二次電池である。この電池１は、正極板４０、負極板５０及びセパレータ６０を軸線ＡＸの周りに捲回した円筒状の電極体３０と、この電極体３０の径方向内側に配置された内側部材１０と、この電極体３０の径方向外側に配置された外側部材２０とを備える（図２〜４参照）。また、これらのほかに、電極体３０の正極板４０に溶接された正極集電部材７０と、負極板５０に溶接された負極集電部材８０と、電極体３０、正極集電部材７０及び負極集電部材８０を内部に収容する電池ケース９０とを備える（図２，３参照）。
【００２０】
このうち、電池ケース９０は、有底円筒形状をなす金属製の電池ケース本体９１と、円板形状をなす金属製の封口蓋９２とを有する（図３参照）。封口蓋９２は、電池ケース本体９１との間に、絶縁性の樹脂からなる円環状のガスケット９９を介在させて、電池ケース本体９１の開口９１Ｈでかしめられている。これにより、封口蓋９２は、電池ケース本体９１と電気的に絶縁されている。
【００２１】
また、円筒状の電極体３０は、いずれも帯状の正極板４０と負極板５０とを、ポリエチレンとポリプロピレンとを積層してなる帯状のセパレータ６０を介して軸線ＡＸの周りに捲回してなる（図２〜４参照）。この電極体３０は、自身の径方向内側を向く内周面３１と、径方向外側を向く外周面３２とを有する（図３，４参照）。なお、電極体３０の内周面３１を含む内周部は、セパレータ６０のみを捨て巻きした内側捨て巻き部６１である。また、外周面３２を含む外周部は、セパレータ６０のみを捨て巻きした外側捨て巻き部６２である。
また、この電極体３０では、正極板４０の正極集電部４５が軸線方向ＤＸの一方側（図３中、上方側）に、負極板５０の負極集電部５５が軸線方向ＤＸの他方側（図３中、下方側）に、それぞれ渦巻状に配置されている。
【００２２】
この電極体３０をなす、薄板帯状の正極板４０は、帯状でアルミニウムからなるアルミ箔４１と、このアルミ箔４１の両主面上に形成された帯状の正極活物質層４９，４９とを有している（図５参照）。このうち、アルミ箔４１は、幅方向ＤＷ一方の側縁を含み、両面に正極活物質層４９，４９を担持する帯状の担持部４２と、他方の側縁に沿って自身が帯状に露出する正極集電部４５とを有する。
一方、薄板帯状の負極板５０は、帯状で銅からなる銅箔５１と、この銅箔５１の両主面上に形成された帯状の負極活物質層５９，５９とを有している（図６参照）。このうち、銅箔５１は、幅方向ＤＷ一方の側縁を含み、両面に負極活物質層５９，５９を担持する帯状の担持部５２と、他方の側縁に沿って、自身が帯状に露出する負極集電部５５とを有する。
【００２３】
円板形状で金属からなる正極集電部材７０は、電極体３０と電池ケース９０の封口蓋９２との間に配置されている（図３参照）。この正極集電部材７０は、電極体３０側（図３中、下方）を向く第１主面７１と、この第１主面７１の裏面であり、封口蓋９２側（図３中、上方）を向く第２主面７２とを有している。この正極集電部材７０は、第１主面７１において、上述した正極板４０の正極集電部４５と、また、第２主面７２において、金属板を波状に屈曲させた金属部材９８とそれぞれ接合している。なお、金属部材９８と封口蓋９２とは接合しているため、正極集電部材７０及び金属部材９８を通じて、正極板４０と封口蓋９２とが電気的に導通している。
【００２４】
また、円板形状で金属からなる負極集電部材８０は、電極体３０と電池ケース９０の電池ケース本体９１との間に配置されている（図３参照）。この負極集電部材８０は、電極体３０側（図３中、上方）を向く第１主面８１と、この第１主面８１の裏面であり、電池ケース本体９１の底部９１Ｂ側（図３中、下方）を向く第２主面８２とを有している。この負極集電部材８０は、第１主面８１において、前述した負極板５０の負極集電部５５と、また、第２主面８２において、電池ケース本体９１の底部９１Ｂと、それぞれ接合（溶接）している。このため、この負極集電部材８０を通じて、電極体３０の負極板５０と電池ケース本体９１とが電気的に導通している。
【００２５】
形状記憶合金（例えば、大同特殊鋼社製のＫＩＯＫＡＬＬＯＹシリーズ）からなる円筒形状の内側部材１０は、電極体３０の径方向内側に配置されている（図３，４参照）。なお、この内側部材１０は、図３に示すように、内側部材１０の軸線方向ＤＸ両側に、絶縁樹脂からなり円柱形状の樹脂部材ＰＭをそれぞれ配置しており、この樹脂部材ＰＭと共に、電極体３０の軸芯をなしている。また、樹脂部材ＰＭが、金属（合金）からなる内側部材１０と、正極集電部材７０又は負極集電部材８０との間を電気的に絶縁している。
【００２６】
上述の内側部材１０は、電極体３０の径方向内側から径方向外側に向けて、電極体３０の内周面３１を弾性的に押圧している。具体的には、電極体３０の内径よりも大きな外径を予め記憶させた内側部材１０について、形状回復温度よりも低い温度で、その内側部材１０の外径を電極体３０の内径よりも小さく変形させる。このようにした内側部材１０を電極体３０の径方向内側に挿入した後、内側部材１０を形状回復温度以上（かつ形状記憶温度未満）の温度に上昇させて、内側部材１０の外径を電極体３０の内径よりも大きな形態に戻す。これにより、電極体３０の内側で内側部材１０自身が拡径し、内側部材１０は、電極体３０の径方向内側から径方向外側に向けて、電極体３０の内周面３１を弾性的に押圧することができる。
【００２７】
また、内側部材１０と同様の形状記憶合金からなる円筒形状の外側部材２０は、電極体３０の径方向外側に配置され、電極体３０の最外周を囲んでいる（図２〜４参照）。
この外側部材２０は、電極体３０の径方向外側から径方向内側に向けて、電極体３０の外周面３２を弾性的に押圧している。具体的には、電極体３０の外径よりも小さな内径を予め記憶させた外側部材２０について、形状回復温度よりも低い温度で、その外側部材２０の内径を電極体３０の外径よりも大きく変形させる。このようにした外側部材２０を電極体３０の径方向外側に配置した後、外側部材２０を形状回復温度以上（かつ形状記憶温度未満）の温度に上昇させて、外側部材２０の内径を電極体３０の外径よりも小さな形態に戻す。これにより、電極体３０の外側で外側部材２０自身が縮径し、外側部材２０は、電極体３０の径方向外側から径方向内側に向けて、電極体３０の外周面３２を弾性的に押圧することができる。
【００２８】
ところで、本発明者らは、捲回型の電極体の径方向における面圧分布について、捲回型の電極体を備える試験電池Ｃ１を用いて調査した。なお、この試験電池Ｃ１は、前述した内側部材１０及び外側部材２０を有しない点で、本実施形態にかかる電池１と異なる。また、この試験電池Ｃ１では、電極体を構成する帯状のセパレータの径方向内側２，１０，２０，３０，４０，５０，６０及び６９周目の位置に、フィルム式圧力センサ（Ｔｅｋｓｃａｎ社製タクタイルセンサ）をセパレータとこれに隣接する電極板（又はセパレータ）との間に挿入している。
この試験電池Ｃ１について、初期充電前の状態、及び、試験電池Ｃ１を充電した満充電の状態における電極体の各部位の面圧をそれぞれ測定した。
【００２９】
図１に、試験電池Ｃ１の電極体のうち、初期充電前の状態における電極体の面圧分布のグラフを破線で示す。初期充電前の状態では、試験電池Ｃ１の電極体（セパレータ）の面圧が、径方向内側から外側に向かって徐々に小さくなっていることが判る。これは、径方向内側ほど、捲回による巻き締まりがより強く生じるためであると考えられる。
【００３０】
次いで、試験電池Ｃ１の電極体のうち、試験電池Ｃ１が満充電の状態における電極体の面圧分布のグラフを、図１中、実線で示す。満充電の状態の電極体では、内周部（前述した内側捨て巻き部）の面圧、及び、外周部（前述した外側捨て巻き部）の面圧がそれぞれ、内周部と外周部との間の中間部（電極体の径方向内側１０周目から６０周ぐらいの部分）の面圧に比べて大きく低下していることが判る。
これは、試験電池Ｃ１を充電すると、負極板の負極活物質層の厚みが増えるため、電極体は全体に面圧が上がると共に拡径する。但し、満充電にされた電極体のうち、内周部は他の部分によって径方向内側から径方向外側に向けて押圧されることがない。一方、内周部より径方向外側の部位は拡径する。このため、内周部では面圧が逆に低下すると考えられる。
一方、電極体のうち外周部は、この外周部自身を径方向外側から内側に向けて押圧する部材が径方向外側に存在しないため、もともと面圧が低い。電池が満充電であってもこの点は変わらないので、この外周部の面圧は低いままとなる。
【００３１】
また、初期充電前の状態における電極体の面圧分布と、満充電の状態における電極体の面圧分布とを比較すると、電極体の内周部について、満充電の電極体における内周部の面圧は、初期充電前の電極体（或いは、この初期充電前の状態に近い、充電状態（ＳＯＣ）の十分低い電池の電極体）の面圧よりも低下することが判る。
さらに、満充電の状態の電極体の内周部における面圧の値が、電極体に捲回ゆるみを生じない面圧の下限値Ｖ１を下回ることがある。このため、試験電池Ｃ１について充放電を繰り返すと、電極体の内周部の面圧が下限値Ｖ１を何度も下回り、その内周部から電極体の捲回がゆるんでしまう。
【００３２】
これに対し、本実施形態にかかる電池１では、電極体３０の径方向内側から径方向外側に向けて、内側部材１０が電極体３０の内周面３１を弾性的に押圧するため、充電した電極体３０において、内周部の面圧の大きさが極端に低くなる（このため、内周部の面圧の値が上述した下限値Ｖ１を下回る）のを抑制することができる。これにより、充放電を繰り返しても電極体３０の巻きゆるみの発生を防止した電池１となる。
【００３３】
また、この電池１では、外側部材２０が電極体３０の径方向外側から径方向内側に向けて、電極体３０の外周面３２を弾性的に押圧することで、電極体３０において、内周部に加えて、外周部においても、その面圧の大きさが極端に低くなる（このため、外周部の面圧の値が前述した下限値Ｖ１を下回る）のを抑制することができる。これにより、外周部においても、巻きゆるみの発生を抑制できる。
【００３４】
次いで、本実施形態にかかる電池１の製造方法について、図面を参照しつつ説明する。
まず、電極体３０をなす正極板４０及び負極板５０を公知の方法で作製する。
続いて、正極板４０及び負極板５０を、前述した２つの帯状のセパレータ６０，６０と共に捲回して電極体２０とした。具体的には、円筒形状の芯部材（図示しない）の周りに、径方向外側に向けて、セパレータ６０、負極板５０、セパレータ６０、正極板４０の順に重ねた状態で捲回（具体的には、芯部材の周りに正極板４０を７０周捲回）した。なお、これら正極板４０、負極板５０及びセパレータ６０を捲回する前に、芯部材の周りにセパレータ６０のみを数周捲回して内側捨て巻き部６１を形成しておく。また、正極板４０、負極板５０及びセパレータ６０を捲回した後、さらにセパレータ６０のみを数周捲回して、外側捨て巻き部６２を形成する。
かくして、正極板４０と負極板５０とをセパレータ６０を介して軸線ＡＸの周りに捲回した捲回型の電極体３０を製造した（図２〜４参照）。
【００３５】
次いで、電極体３０に内側部材１０及び外側部材２０をそれぞれ配置する。なお、内側部材１０として、電極体３０の内径よりも大きな外径を予め記憶させてあり、かつ、形状回復温度よりも低い温度で、外径を電極体３０の内径よりも小さく変形させたものを用意する。
また、外側部材２０として、電極体３０の外径よりも小さな内径を予め記憶させてあり、かつ、形状回復温度よりも低い温度で、内径を電極体３０の外径よりも大きく変形させたものを用意する。
このような内側部材１０を電極体３０の径方向内側に挿入すると共に、外側部材２０をその電極体３０の径方向外側に配置する。そして、これら内側部材１０及び外側部材２０を、図示しないヒータを用いて電極体３０と共に加熱して、内側部材１０及び外側部材２０の温度を、形状回復温度以上（かつ形状記憶温度未満）にする。すると、内側部材１０が電極体３０の内側で拡径し、また、外側部材２０が電極体３０の外側で縮径する。かくして、内側部材１０は、電極体３０の径方向内側から径方向外側に向けて、電極体３０の内周面３１を弾性的に押圧し、外側部材２０は、電極体３０の径方向外側から径方向内側に向けて、電極体３０の外周面３２を弾性的に押圧する。
【００３６】
その後、内側部材１０の軸線方向両側に樹脂部材ＰＭをそれぞれ配置する。そして、電極体３０の正極板４０の正極集電部４５に、円板形状の正極集電部材７０を、また、電極体３０の負極板５０の負極集電部５５に、円板形状の負極集電部材８０を、公知の手法でそれぞれ溶接する。さらに、正極集電部材７０及び負極集電部材８０をそれぞれ溶接した電極体３０を、図示しない電解液と共に電池ケース本体９１内に収容する。そして、公知のかしめ法で、電池ケース本体９１の開口９１Ｈを、封口蓋９２及びガスケット９９を用いて封口した。なお、このとき、封口蓋９２と正極集電部材７０との間に金属部材９８を配置する。
かくして、本実施形態にかかる電池１ができあがる。
【００３７】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態では、内側部材の形状を中空の円筒形状としたが、例えば、中実の円柱形状や、平板を丸めて１周以上捲回した円筒螺旋形状や、同じく平板を１周に満たないで丸めて横断面をＣ字状とした湾曲形状としても良い。また、内側部材として形状記憶合金からなる部材を用いたが、例えば、形状記憶樹脂からなる部材や、電解液を吸収して膨潤する、高吸収性ポリマーやセルローススポンジを含む部材を用いても良い。
また、外側部材の形状を中空の円筒形状としたが、例えば、平板を丸めて１周以上捲回してなる円筒螺旋形状や、同じく平板を１周に満たないで丸めて横断面をＣ字状とした湾曲形状としても良い。また、外側部材として形状記憶合金からなる部材を用いたが、例えば、形状記憶樹脂からなる部材や、電解液を吸収して膨潤する、高吸収性ポリマーやセルローススポンジを含む部材を用いても良い。
また、実施形態では、内側部材の材質と外側部材の材質とを同様としたが、内側部材の材質と内側部材の材質を異ならせても良い。また、内側部材の材質と外側部材の材質とを同じ形状記憶合金としたが、特性（例えば、形状回復温度）の異なる形状記憶合金を用いても良い。
【符号の説明】
【００３８】
１ リチウムイオン二次電池
１０ 内側部材
２０ 外側部材
３０ 電極体
３１ 内周面
３２ 外周面
４０ 正極板
５０ 負極板
６０ セパレータ
ＡＸ 軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
いずれも帯状の正極板と負極板とを、帯状のセパレータを介して軸線の周りに捲回してなる円筒状の電極体を備える
リチウムイオン二次電池であって、
上記電極体の径方向内側に配置され、上記電極体の上記径方向内側から上記径方向外側に向けて、上記電極体の内周面を弾性的に押圧する内側部材を備える
リチウムイオン二次電池。
【請求項２】
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池であって、
前記電極体を前記径方向外側から取り囲み、上記電極体の上記径方向外側から上記径方向内側に向けて、上記電極体の外周面を弾性的に押圧する外側部材を備える
リチウムイオン二次電池。
【請求項１】
いずれも帯状の正極板と負極板とを、帯状のセパレータを介して軸線の周りに捲回してなる円筒状の電極体を備える
リチウムイオン二次電池であって、
上記電極体の径方向内側に配置され、上記電極体の上記径方向内側から上記径方向外側に向けて、上記電極体の内周面を弾性的に押圧する内側部材を備える
リチウムイオン二次電池。
【請求項２】
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池であって、
前記電極体を前記径方向外側から取り囲み、上記電極体の上記径方向外側から上記径方向内側に向けて、上記電極体の外周面を弾性的に押圧する外側部材を備える
リチウムイオン二次電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１８５９２５（Ｐ２０１２−１８５９２５Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４６４５７（Ｐ２０１１−４６４５７）
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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