二次电池及其制造方法与流程

本发明涉及二次电池及其制造方法。特别是，涉及具备正极、负极以及隔膜的二次电池的制造方法，并且也涉及根据该制造方法获得的二次电池。

背景技术：

二次电池是所谓的“蓄电池”，因而能够反复进行充电以及放电，被用于各种用途中。例如，二次电池被用于移动电话、智能电话以及笔记本电脑等移动设备中。

二次电池至少由正极、负极及它们之间的隔膜构成。正极由正极材料层及正极集电体构成，负极由负极材料层及负极集电体构成。二次电池具有包括夹着隔膜的正极及负极的电极结构层相互垒积而成的层叠结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特表2015-536036号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术问题

本申请发明人注意到以往的二次电池中存在应该克服的技术问题，并发现了采取用于其的对策的必要性。具体地，本申请发明人发现了存在以下技术问题。

在壳体内，二次电池的设置空间需要考虑与电路基板及各种部件等其它设备构成部分的兼容。特别是，随着近年来的需求的多样化，由于壳体及在其内部收纳的各种构成部分，二次电池的设置空间存在更加受到制约的趋势，以往的二次电池的形状已经不能充分应对。

二次电池在壳体内多与基板(例如，以印刷基板以及保护电路基板等为代表的电子电路基板)一起使用。在这种基板和二次电池的并用设置中，从有效运用设置空间的角度出发，可以考虑将二次电池的形状设为阶梯状。在这种情况下，本申请发明人们发现，在这样的阶梯状的二次电池中需要更合适地定位电池的外部端子。

另外，二次电池在电池特性以及/或者寿命等方面上，需要具有合适的散热性。在该方面，关于“阶梯状”的二次电池，存在散热性的研究不能说已充分进行的现状。

本发明正是鉴于这种技术问题而完成的。即，本发明的主要目的在于，提供在立体形状具有阶梯的二次电池中更合适地定位其外部端子的技术。另外，另一目的在于，提供在散热性方面更合适的阶梯状的二次电池。

用于解决技术问题的方案

本申请发明人不是在现有技术的延伸上进行应对，而是通过在新的方向上进行应付来尝试上述技术问题的解决。其结果是，实现了达到上述主要目的的“二次电池的制造方法的发明”以及“二次电池的发明”。

本发明涉及的制造方法用于制造二次电池，该二次电池具有包括正极和负极的电极卷绕体，并包含阶梯形状(即，“阶梯部”)作为三维外形，该制造方法的特征在于，隔着隔膜将正极前体和负极前体相互层叠而形成电极前层叠体，并对该电极前层叠体进行卷绕而形成电极卷绕体，电极前层叠体在俯视观察时具有梳齿形状，并且以卷绕的卷绕轴与二次电池的端子部分的延伸方向大致平行的方式进行卷绕，从而使电极卷绕体包含阶梯部。

另外，本发明涉及的二次电池具有电极卷绕体以及包裹该电极卷绕体的外包装体，该电极卷绕体包括正极、负极以及正极和负极之间的隔膜，该二次电池的特征在于，阶梯形状(即，“阶梯部”)被包含作为二次电池的立体形状，电极卷绕体具有正极、负极以及隔膜一体地被卷绕的卷绕结构，二次电池的端子部分的延伸方向与卷绕结构的卷绕轴大致平行。

发明效果

根据本发明，能够在二次电池中的阶梯部(更准确地说，形成“阶梯形状”的电池侧面)更合适地定位电池的外部端子。特别是，在本发明中，能够在更靠近二次电池的阶梯部的状态下定位电池的外部端子。由此，当二次电池在壳体内与基板一起被使用时，能够将该基板安置于二次电池的阶梯部，并且能够使基板和外部端子彼此更邻近。

如果能够使基板和二次电池的外部端子在“阶梯部”处彼此邻近配置，则自基板至外部端子为止的布线变得更容易(例如，可以将该布线设计得更短)。由于这样的布线设计，例如，进一步防止由布线导致的电极损耗的减少，或者减少设计性的降低。另外，这样的电池方式原本就能够关系到电池制造的简单化、降低部件成本。

进而，在本发明中，由于能够与“卷绕”相关联地将外部端子更合适地定位于电池，所以能够提高经由该外部端子的散热效果。也就是说，本发明涉及的二次电池虽然是“阶梯形状”，但能够呈现更合适的散热特性。

附图说明

图1是示例性地示出电极结构层的概念的示意性剖视图。

图2是示出本发明的一实施方式涉及的制造方法中的工艺方式的示意图。

图3是用于说明电极前层叠体的示意性俯视图(图3的(a)：长条程度相对小的电极前层叠体，图3的(b)：长条程度相对大的电极前层叠体)。

图4是用于说明电极前层叠体中的正极引线和负极引线的配置关系的示意图。

图5是用于说明“密封剂材料”以及“非活性物质区域”的电极前层叠体的示意性俯视图。

图6是本发明的一实施方式涉及的二次电池的示意性俯视图。

图7是用于说明本发明的一实施方式涉及的二次电池的示意图。

具体实施方式

下面，对本发明的一实施方式涉及的二次电池及其制造方法进行更详细的说明。虽然根据需要参照附图进行说明，但是附图中的各种构成部分终归仅是为了理解本发明而示意性且示例性地加以示出，外观、尺寸比等可能与实物不同。

在本说明书中直接地或者间接地说明的“厚度”的方向基于构成二次电池的电极材料的层叠方向。例如，对于扁平状电池等“呈板状地具有厚度的二次电池”而言，“厚度”的方向相当于该二次电池的板厚方向。本说明书中使用的所谓“俯视观察”基于的是沿着该厚度的方向从上侧或下侧观察对象物时的示意图。并且，在本说明书中，“剖视观察”基于沿着二次电池的厚度方向剖切而获得的对象物的假想剖面。

进而，在本说明书中直接地或者间接地使用的“上下方向”及“左右方向”分别相当于图中的上下方向及左右方向。只要没有特别说明，则相同的符号或者记号表示相同的部件/部位或者相同的含义内容。在某一优选的方式中，可以理解为，铅直方向朝下(即，重力作用的方向)相当于“向下方向”，其相反方向相当于“向上方向”。

《二次电池的基本结构》

本发明涉及“二次电池”，而且也涉及“二次电池的制造方法”。在本说明书中提及的“二次电池”是指能够反复进行充电/放电的电池。因此，由本发明的制造方法获得的二次电池不过度拘泥于其名称，也可以包括例如“蓄电装置”等作为对象。

二次电池具有电极卷绕体，所述电极卷绕体是由包括正极、负极及隔膜的电极结构层进行层叠而成的。图1中示例了电极卷绕体的概念。如图所示，正极1和负极2隔着隔膜3重叠而构成电极结构层5，该电极结构层5进行卷绕而构成电极卷绕体。在二次电池中，这样的电极卷绕体与电解质(例如非水电解质)一起被封入外包装体中。

正极至少由正极材料层及正极集电体构成。在正极中，在正极集电体的至少一面设有正极材料层，在正极材料层中包含正极活性物质作为电极活性物质。例如，电极卷绕体中的正极既可以分别在正极集电体的两面设有正极材料层，或者也可以仅在正极集电体的一面设有正极材料层。

负极至少由负极材料层及负极集电体构成。在负极中，在负极集电体的至少一面设有负极材料层，在负极材料层中包含负极活性物质作为电极活性物质。例如，电极卷绕体中的负极既可以分别在负极集电体的两面设有负极材料层，或者也可以仅在负极集电体的一面设有负极材料层。

正极以及负极包含的电极活性物质、即正极活性物质以及负极活性物质是在二次电池中直接参与电子授受的物质，是担负充放电、即电池反应的正负极的主要物质。更具体地，由于“正极材料层中所包含的正极活性物质”以及“负极材料层中所包含的负极活性物质”在电解质中产生离子，该离子在正极和负极之间移动，进行电子的授受，从而进行充放电。特别优选正极材料层以及负极材料层是能够嵌入和脱嵌锂离子的层。也就是说，优选形成为锂离子经由非水电解质而在正极和负极之间移动来进行电池的充放电的非水电解质二次电池。在锂离子参与充放电的情况下，本发明涉及的二次电池相当于所谓的“锂离子电池”，正极以及负极具有能够嵌入和脱嵌锂离子的层。

正极材料层的正极活性物质由例如粒状体构成，为了粒子彼此的更充分的接触和形状保持，优选在正极材料层中包含粘合剂。进一步而言，为了使推进电池反应的电子的传递顺畅进行，在正极材料层中还可以包含导电助剂。同样地，负极材料层的负极活性物质也由例如粒状体构成，为了粒子彼此的更充分的接触和形状保持，优选包含粘合剂，为了使推进电池反应的电子的传递顺畅进行，在负极材料层中还可以包含导电助剂。这样，由于是含有多个成分的方式，因而正极材料层及负极材料层分别也能够称为“正极复合材料层”及“负极复合材料层”等。

优选正极活性物质是有助于锂离子的嵌入和脱嵌的物质。从这种角度考虑，优选正极活性物质是例如含锂复合氧化物。更具体地，优选正极活性物质是包含锂、和选自由钴、镍、锰以及铁组成的组中的至少一种过渡金属的锂过渡金属复合氧化物。也就是说，在由本发明的制造方法获得的二次电池的正极材料层中，优选包含这样的锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质。例如，正极活性物质可以是钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、或者以其它金属置换这些过渡金属的一部分而得的物质。这样的正极活性物质虽然可以包含单独一种，但也可以组合包含两种以上。虽然仅是示例，但在由本发明的制造方法获得的二次电池中，正极材料层所包含的正极活性物质可以是钴酸锂。

作为正极材料层中可以包含的粘合剂，没有特别限制，可以举出选自由聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物以及聚四氟乙烯等组成的组中的至少一种。作为正极材料层中可以包含的导电助剂，没有特别限制，可以举出选自热裂法炭黑、炉黑、槽法炭黑、科琴黑和乙炔炭黑等炭黑、石墨、碳纳米管和气相生长碳纤维等碳纤维、铜、镍、铝和银等金属粉末、以及聚亚苯基衍生物等中的至少一种。例如，正极材料层的粘合剂可以是聚偏二氟乙烯，另外，正极材料层的导电助剂可以是炭黑。虽然仅是示例，但正极材料层的粘合剂及导电助剂可以是聚偏二氟乙烯和炭黑的组合。

优选负极活性物质是有助于锂离子的嵌入和脱嵌的物质。从这种角度考虑，优选负极活性物质是例如各种的碳材料、氧化物、或者锂合金等。

作为负极活性物质的各种碳材料，能够举出石墨(天然石墨、人造石墨)、硬碳、软碳、金刚石状碳等。特别是，以电子传导性高、与负极集电体的粘接性优异的方面等优选石墨。作为负极活性物质的氧化物，能够举出选自由氧化硅、氧化锡、氧化铟、氧化锌及氧化锂等组成的组中的至少一种。负极活性物质的锂合金只要是能够与锂形成合金的金属即可，例如可以是al、si、pb、sn、in、bi、ag、ba、ca、hg、pd、pt、te、zn、la等金属和锂的二元、三元或者其以上的合金。对于这样的氧化物，作为其结构形态优选为非晶。这是因为不容易产生晶界或者缺陷这样的不均匀性所引起的劣化。虽然仅是示例，但在由本发明的制造方法获得的二次电池中，负极材料层的负极活性物质可以为人造石墨。

作为负极材料层中可以包含的粘合剂，没有特别限制，能够举出选自由丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚偏二氟乙烯、聚酰亚胺类树脂及聚酰胺酰亚胺类树脂组成的组中的至少一种。例如，负极材料层中所包含的粘合剂可以是丁苯橡胶。作为负极材料层中能够包含的导电助剂，没有特别限制，能够举出从热裂法炭黑、炉黑、槽法炭黑、科琴黑和乙炔炭黑等炭黑、石墨、碳纳米管和气相生长碳纤维等碳纤维、铜、镍、铝和银等金属粉末、以及聚亚苯基衍生物等中选择的至少一种。需要指出，在负极材料层中还可以包含来源于在制造电池时使用的增粘剂成分(例如羧甲基纤维素)的成分。

虽然仅是示例，但负极材料层中的负极活性物质及粘合剂可以是人造石墨和丁苯橡胶的组合。

正极及负极所使用的正极集电体及负极集电体是有助于对因电池反应而在活性物质中产生的电子进行收集或供给的部件。这样的集电体可以是片状的金属部件，还可以具有多孔或者穿孔的形态。例如，集电体可以是金属箔、冲压金属、网或者多孔金属等。正极所使用的正极集电体优选是由金属箔构成的集电体，例如可以是铝箔，该金属箔包含选自由铝、不锈钢及镍等组成的组中的至少一种。另一方面，负极所使用的负极集电体优选是由金属箔构成的集电体，例如可以是铜箔，该金属箔包含选自由铜、不锈钢及镍等组成的组中的至少一种。

用于正极及负极的隔膜是从防止由正负极的接触而引起的短路以及保持电解质等角度而设置的部件。换言之，隔膜可以说是一边防止正极和负极之间的电子接触，一边使离子通过的部件。优选隔膜是多孔性或者微多孔性的绝缘性部件，因其厚度小而具有膜形态。虽然仅是示例，但可以使用聚烯烃制的微多孔膜作为隔膜。在这一方面，用作隔膜的微多孔膜例如可以仅包含聚乙烯(pe)或者仅包含聚丙烯(pp)作为聚烯烃。进一步而言，隔膜也可以是由“pe制的微多孔膜”和“pp制的微多孔膜”构成的层叠体。隔膜的表面也可以被无机粒子涂层、粘接层等覆盖。隔膜的表面还可以具有粘接性。需要指出，在本发明中，隔膜不应特别受其名称限制，还可以是具有相同功能的固体电解质、凝胶状电解质、绝缘性的无机粒子等。

在本发明涉及的二次电池中，由至少包括正极、负极以及隔膜的电极结构层构成的电极卷绕体与电解质一起被封入外包装体中。在正极及负极具有能够嵌入和脱嵌锂离子的层的情况下，优选电解质是有机电解质/有机溶剂等“非水系”的电解质(即，优选电解质为非水电解质)。在电解质中存在从电极(正极/负极)脱嵌的金属离子，因此电解质辅助电池反应中的金属离子的移动。

非水电解质是包含溶剂和溶质的电解质。作为具体的非水电解质的溶剂，优选至少包含碳酸酯的溶剂。该碳酸酯也可以是环状碳酸酯类和/或链状碳酸酯类。虽然并非特别限制，作为环状碳酸酯类，能够举出选自由碳酸丙烯酯(pc)、碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丁烯酯(bc)以及碳酸亚乙烯酯(vc)组成的组中的至少一种。作为链状碳酸酯类，能够举出选自由碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)以及碳酸二丙酯(dpc)组成的组中的至少一种。虽然仅是示例，作为非水电解质可以使用环状碳酸酯类和链状碳酸酯类的组合，例如使用碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的混合物。另外，作为具体的非水电解质的溶质，例如优选使用lipf6和/或libf4等li盐。

二次电池的外包装体包裹将包含正极、负极及隔膜的电极结构层层叠而成的电极卷绕体，该外包装体可以为硬壳的形态，或者也可以为软壳的形态。具体地，外包装体也可以是相当于所谓的“金属罐”的硬壳型，或者还可以是相当于由所谓的层压膜构成的“袋”的软壳型。

《关于本发明》

本发明涉及二次电池及其制造方法。为了方便说明，在说明“本发明的制造方法”后对“本发明的二次电池”进行说明。

[本发明的制造方法]

本发明的制造方法的特征在于：制造的电池形状为特殊的形状、电池前体以及对该前体实施的制造手法。其特征尤其在于：考虑到特殊的电池形状以及电池外部端子的电极前层叠体及其卷绕手法。

本发明的制造方法是电池外形中包含阶梯形状的二次电池的制法，将成为电池前体的电极前层叠体卷绕，从而获得阶梯状的二次电池。具体地，在本发明中，涉及制造“具有包括正极和负极的电极卷绕体、并包含阶梯形状作为三维外形的二次电池”的方法，使用隔膜将正极前体和负极前体相互层叠而形成电极前层叠体，并且卷绕电极前层叠体而形成电极卷绕体。特别是在本发明的制造方法中，如图2所示，电极前层叠体10在俯视观察时具有梳齿形状，以用于卷绕的卷绕轴50与二次电池的端子部分60的延伸方向61大致平行的方式进行卷绕，由此使电极卷绕体100’包含阶梯部。也就是说，以使电极卷绕体100’的外形形状包含阶梯部的方式，卷绕梳齿形状的电极前层叠体10。

在本发明的制造方法中，卷绕有助于二次电池的“阶梯形状”，因此，卷绕前的电极前层叠体10至少具有“梳齿形状”。由于“梳齿形状”，电极前层叠体10的俯视观察形状具有窄幅部分11以及宽幅部分12。这里所说的“窄幅部分”意指在俯视观察时，宽度尺寸相对地减小的电极前层叠体的局部部分，另一方面，“宽幅部分”意指在俯视观察时，宽度尺寸相对地增大的电极前层叠体的局部部分(从图示的俯视观察的方式可知，这里所说的“宽度尺寸”实质上意指与因卷绕而逐渐减小的电极前层叠体的尺寸正交的方向的尺寸)。也就是说，电极前层叠体10其宽度尺寸不是一定的，而是具有局部地减小的形态和局部地增大的形态。优选的是，“窄幅部分”以及“宽幅部分”分别设有多个，且优选“窄幅部分”和“宽幅部分”交替连续。在某一优选的方式中，这样的多个的“窄幅部分”相互为大致相同形状/大致相同尺寸，同样地，多个的“宽幅部分”也相互为大致相同形状/大致相同尺寸。换言之，电极前层叠体10可以说优选其宽度尺寸周期性地减小或增大(更具体地，优选沿着因卷绕而尺寸逐渐减小的电极前层叠体的方向观察时，电极前层叠体的宽度尺寸周期性地减小或增大)。在本发明中，通过对这样的具有“梳齿形状”的电极前层叠体10实施合适的卷绕，从而可以获得期望的“阶梯形状”。

例如，如图2所示，当以“梳齿形状”中的窄幅部分和宽幅部分的边界作为卷绕的弯曲位置的方式进行卷绕时，能够更合适地获得期望的“阶梯形状”。也就是说，在某一优选的方式中，以电极前层叠体10的窄幅部分和宽幅部分的边界线(或者其附近)相当于用于卷绕的弯曲线的方式进行卷绕，获得“阶梯形状”的电极卷绕体100’。

与卷绕的弯曲关联使用的“边界”这样的用语在广义上是指电极前层叠体的宽度尺寸显著地增大或显著地减小的非常局部的区域，在狭义上是指在俯视观察的电极前层叠体中窄幅部分以及宽幅部分的各个边缘线/边线(沿着电极前层叠体的宽度方向的边缘线/边线)。这里，本发明中的“边界”可以不是严格的，在卷绕时特别大地弯折的部分位于窄幅部分和宽幅部分的大致边界即可。鉴于本发明的制造方法而言，可以说只要剖视观察时的曲率最大的点相当于窄幅部分和宽幅部分的“大致边界”即可。

在本发明中，获得阶梯形状的二次电池，但这里所说的“阶梯形状”在广义上是指由于电池主面的高度水平不同所带来的台阶状的电池外形，在狭义上是指由相对低水平的电池低面和相对高水平的电池高面构成的“台阶状”的形状。

本发明的制造方法以卷绕轴与二次电池的端子部分的延伸方向大致平行的方式进行电极前层叠体的卷绕。也就是说，电极前层叠体被卷绕的方向(即，因卷绕而电极前层叠体的尺寸逐渐减小的方向)优选与端子部分的延伸方向大致正交。这里所说的“大致平行”以及“大致垂直”这样的用语分别包含对于本领域技术人员而言可以认知为大概平行以及大概垂直的程度的容许范围(即，也可以不是完全地“平行”或“垂直”，也包含稍微与其偏离的方式)。例如，“大致平行”包含从完全平行至±20°为止的范围、例如至±10°为止的范围，同样地，“大致垂直”包含从完全垂直至±20°为止的范围、例如至±10°为止的范围。需要指出，从图2所示的方式可知，本发明中所说的“卷绕轴”也可以理解为在进行卷绕时的电极前层叠体的“弯曲线”或“弯折线”等。

在本发明的制造方法中，如上所述，“端子部分的延伸方向”和“卷绕轴”具有合适的对应关系。本发明中的“端子部分(element)”在广义上意指供与外部电连接的电池部分/电池部件，在狭义上包括所谓的电池的外部端子并意指供其与电极卷绕体连接(特别是电连接)的“引线”以及/或者“集电体接片”等电池连接部件。在引线以及/或者“集电体接片”作为二次电池的端子部分使用的情况下(例如在引线已安装于电极前层叠体上的状态下进行卷绕的情况下)，在与该引线的延伸方向大致平行的卷绕轴的条件下进行电极前层叠体的卷绕。这样的电极前层叠体的卷绕有助于基板(例如，以印刷基板以及保护电路基板等为代表的电子电路基板)和电池外部端子的合适的邻近配置。

本发明的制造方法中供卷绕的电极前层叠体10优选具有整体上呈带状的长的形态。优选以将在一方向上相对长地延伸的“带状的电极前层叠体”折叠的方式进行卷绕，并且优选使用于该卷绕的卷绕轴与二次电池的端子部分的延伸方向大致平行。也就是说，在某一优选的方式中，电极前层叠体具有长条形状，且该长条形状的长边方向与端子部分的延伸方向相互大致正交。由此，可以提供在外部端子的设置方面合适的“阶梯形状的二次电池”的制造方法。这里所说的“大致正交”包含对于本领域技术人员而言可以认知为大概正交的程度的容许范围，例如，包含从完全正交至±20°为止的范围、例如至±10°为止的范围。

需要指出，电极前层叠体10其本身至少由正极前体1’、负极前体2’以及隔膜3’构成(参照图3)，它们相互层叠。正极前体1’实质上相当于在《二次电池的基本结构》中说明的“正极”，因此，由如上所述的正极材料层以及正极集电体构成。同样地，负极前体2’实质上相当于在《二次电池的基本结构》中说明的“负极”，因此，由如上所述的负极材料层以及负极集电体构成。这里，在本发明的制造方法中，电极前层叠体10通过至少隔着隔膜3’使正极前体1’和负极前体2’相互层叠而获得。根据需要，为了使层叠状态更稳定，也可以实施冲压处理。在本发明中，电极前层叠体具有“梳齿形状”，并优选那些构成部分在宏观上具有相同形状/同样形状。也就是说，在某一优选的方式中，正极前体1’、负极前体2’以及隔膜3’分别具有梳齿形状(参照图3)，在电极前层叠体的形成中，使梳齿形状的窄幅部分以及宽幅部分各自在正极前体、负极前体和隔膜之间相互实质上对齐。由此，可以合适地获得供卷绕的电极前层叠体。

在某一优选的方式中，使电极卷绕体的整体立体形状为扁平状。例如，可以以折叠电极前层叠体的方式进行“卷绕”，由此使电极卷绕体的外观的立体形状为扁平状。优选的是，以将电极前层叠体的“梳齿形状”中的窄幅部分和宽幅部分的边界弯折的方式进行卷绕。由此，能够使整体立体形状为扁平状，而且还能更合适地获得“阶梯形状”的二次电池。这里所说的“折叠”/“弯折”并非特别意指明确地产生折痕那样的卷绕，而是意指电极前层叠体以相互垒积起来的方式被较大地弯曲的卷绕方式。另外，在本说明书中，“扁平状”优选意指二次电池中至少厚度尺寸比其它的尺寸(特别是形成俯视观察形状的尺寸)小，简单地说，意指电池的整体外观形状为“板状”或者“薄板状”。

在本发明的制造方法中，优选以端子部分的区域相当于卷绕起点的方式卷绕电极前层叠体。更具体地，如图2及图3所示，优选以定位端子部分60的电极前层叠体10的端部作为卷绕的起点的方式进行卷绕。这实质上意味着，将电极前层叠体的端部定位为“外部端子部”，从这样被定位的“外部端子部”开始卷绕电极前层叠体。也就是说，可以说端子部分位于电极前层叠体的端部，以该端部作为卷绕的起点的方式进行卷绕。由此，在最终获得的二次电池中，可以合适地获得二次电池的端子部分从卷绕起点的区域延伸的卷绕结构。因此，在二次电池的电极卷绕体中外部端子设于卷绕体中央/中心部(基于剖视观察)，实现经由该外部端子的合适的散热。

对本发明中能够取得的“更合适的散热特性”进行详细说明。包括电池的外部端子等的端子部分通常传热性高，可以使二次电池产生的热向外部散逸。也就是说，包括外部端子等的端子部分能够有助于在电池使用时形成散热路径。这里，当端子部分设于卷绕体中央/中心部时，特别是以剖视观察来理解的情况下，端子部分定位于距电池内部区域的任意位置(简而言之，任意的电池发热区域)都实质上大致相等的距离的位置。当端子部分像这样地定位于相等的距离的位置时，电池散热的不均减少，作为结果，能够实现更高效的散热。也就是说，通过在二次电池的卷绕体的内部中央/中心部设置外部端子，可以更合适地形成“用于使热向外部散逸的散热路径”。

在这样的散热方面而优选的卷绕结构相当于电极前层叠体中最先弯入的部分成为“端子部分的区域”的卷绕结构。供卷绕的电极前层叠体能够在外侧具备正极前体或负极前体，但可以是任意的一方相对于另一方相对地位于卷绕内侧的卷绕。也就是说，既可以是以正极前体相对地位于内侧而被“折叠”或“弯折”的方式卷绕，或者，也可以是以负极前体相对地位于内侧而被“折叠”或“弯折”的方式卷绕。

在本发明的制造方法中，在获得电极卷绕体后，将其与电解质一起封入外包装体中。由此，可以获得期望的二次电池。也就是说，使用“硬壳型的所谓‘金属罐’”或者“软壳型的由所谓的层压膜构成的‘袋’”等电池外包装体包裹电极卷绕体，向该电池外包装体的内部注入电解质并进行密封，从而能够获得期望的二次电池(需要指出，对于端子部分，为了提供电池的外部端子，可以适当地做必要的处理)。

本发明的制造方法可以以各种的方式实现。以下对此进行详述。

(优选的端子部分的设置方式)

在本发明的制造方法中，关于电极前层叠体，与电极外部端子直接地连接的部分也可以是任意位置。也就是说，在电极前层叠体中端子部分可以设于任意位置。因此，关于“梳齿形状”，端子部分可以设于多个窄幅部分中的任一个，或者，端子部分可以设于多个宽幅部分中的任一个。由于电极的外部端子在正极以及负极分别有一个就足矣，所以用于正极的端子部分可以设于电极前层叠体的正极前体的任意的位置，用于负极的端子部分同样地也可以设于电极前层叠体的负极前体的任意位置。

然而，依照在“阶梯形状”的二次电池中更合适地定位外部端子的角度而言，优选端子部分的配置位置是层叠体的窄幅部分。也就是说，如图2及图3所示，优选在电极前层叠体中端子部分设于“梳齿形状”的窄幅部分。当端子部分设于“梳齿形状”的窄幅部分时，能够在最终获得的二次电池中在更邻近“阶梯部”的状态下定位外部端子。换言之，可以说将端子部分设于窄幅部分关系到在“形成阶梯部的电池侧面”设置外部端子(也就是说，使得外部端子从形成阶梯部的电池侧面延伸或者突出)。特别是，通过为了得到端子部分的延伸方向与卷绕的卷绕轴相互大致平行的条件而将端子部分定位于窄幅部分，从而能够合适地将外部端子定位在“形成阶梯部的电池侧面”。

(引线的设置方式)

在本发明的制造方法中，可以包含引线作为端子部分。也就是说，供与电池外部的电连接的“作为电池构成部件的导电性的引线”可以设于电极前层叠体，可以在卷绕轴与引线的延伸方向大致平行的条件下进行卷绕。例如，可以将引线设置于电极前层叠体的“窄幅部分”。另外，在电极前层叠体具有长条形状的情况下，可以以与该长条形状的长边方向大致正交的方式设置引线。

本说明书使用的“引线”这样的用语在广义上意指供电连接的电池部件，在狭义上意指供电池的外部端子与电极前层叠体/电极组合体之间的电连接的电池部件。引线是具有导电性的部件，例如由金属构成，优选具有薄壁形态以及/或者长条形态(也就是说，优选的是，以在俯视观察时电极前层叠体的长条形状的长边方向与引线的长条形态的长边方向相互大致正交的方式设置引线)。引线本身可以是常规用于二次电池(例如，锂二次电池)中的引线。

优选的是，引线定位于卷绕起点。也就是说，在本发明的某一优选的方式中，包含引线作为端子部分，并且该引线设于电极前层叠体的端部。由此，在最终获得的二次电池中，引线及与其电连接的外部端子从卷绕结构中的卷绕起点的区域合适地延伸。也就是说，在二次电池的电极卷绕体中在卷绕体中央/中心部(基于剖视观察)设置外部端子，更合适地实现经由外部端子的散热特性。

作为引线，可以使用用于正极的正极引线以及用于负极的负极引线。在本发明的制造方法中，它们可以具有对于“阶梯形状”的二次电池而言令人满意的配置关系。具体地，如图4所示，在电极前层叠体10中，优选正极引线65a和负极引线65b具有在电极前层叠体10的层叠方向上彼此不相对、且在电极前层叠体10的俯视观察时彼此相邻(或者横向并排)的位置关系。由此，在最终获得的二次电池中，能够使正极以及负极的外部端子彼此相邻，能够使外部端子实质上定位于“一个位置”。例如，如图4所示，正极引线65a以及负极引线65b尽管在电极前层叠体10的层叠方向上彼此不相对(彼此没有互相重叠)，但可以设为在“梳齿形状”的窄幅部分11上彼此相邻。该情况下，在最终获得的二次电池中，能够在更邻近“阶梯部”的状态下使正极以及负极的外部端子集中地局部存在。特别是，正极以及负极各自的外部端子能够彼此相邻地设置于二次电池的同一面上，更具体地，能够在“形成阶梯部的电池侧面”使正极以及负极的外部端子彼此相邻。

在本发明的制造方法中包含引线作为端子部分的情况下，也可以对引线设置所谓的“密封剂”。也就是说，可以预先在引线上设置供与外包装体的密封的密封剂材料。例如，如图5所示，可以使具备密封剂材料70的引线65设于电极前层叠体10。由此，能够进行也瞄准与外包装体(特别是，软壳型的由所谓的层压膜构成的“袋”)的密封操作的期望的电池制造。

在本发明的制造方法中，引线优选地设置于电极前层叠体，特别是可以设置于电极材料层，或者，也可以设置于集电体。在特别重视电池散热性的情况下，优选将引线直接地设置于集电体。具体地，优选正极引线直接地设置于正极集电体，负极引线直接地设置于负极集电体。这是因为，“用于使热向外部散逸的散热路径”中的电阻减小，从而实现更高效的散热特性。

例如，可以在电极集电体形成不设置活性物质(即，“正极活性物质”以及/或者“负极活性物质”)的局部区域，在该局部区域连接引线。也就是说，可以通过在正极前体1’以及/或者负极前体2’的至少一方的电极前体中局部地不向电极集电体提供电极活性物质而形成非活性物质区域80，并将引线65(正极引线65a及负极引线65b)连接于该非活性物质区域80(参照图5)。由此，在电池使用时经由非活性物质区域80形成更有效果的散热路径，能够形成更优异的散热特性的二次电池。

[本发明的二次电池]

接着，对于本发明的二次电池进行说明。本发明的二次电池相当于由上述的制造方法获得的电池。因此，本发明的二次电池的特征在于，与特殊的电池形状以及外部端子的设置位置相关联的特殊的电极卷绕结构。

本发明的二次电池100具有电极卷绕体100’以及包裹电极卷绕体100’的外包装体，所述电极卷绕体100’包括正极、负极以及正极和负极之间的隔膜，并且在整体的电池外形中设有阶梯(参照图6及图7)。也就是说，本发明的二次电池的电极层叠体具有卷绕结构，并且该二次电池包含阶梯形状作为电池的三维外形。换言之，可以说缘于“阶梯形状”，二次电池在其外形中具有阶梯部(例如由与电池的厚度方向平行地延伸的电池侧面构成的阶梯部)。

本发明的二次电池中的电极卷绕体的特征在于，具有由正极、负极以及隔膜一体卷绕而成的卷绕结构，二次电池的端子部分的延伸方向与卷绕结构的卷绕轴大致平行。也就是说，引线以及与其电连接的外部端子与电极卷绕结构的实质上的卷绕轴大致平行。如上所述，这样的构成有助于提高电池的散热特性(经由外部端子散热)。

如图7所示，本发明的二次电池100其整体的立体形状为扁平状。也就是说，二次电池的外观形状为“板状”或“薄板状”。这样的“扁平状”对于移动设备等的壳体内的受限制的电池设置空间而言至少是优选的。在“扁平状”的情况下，电极卷绕体的卷绕优选的是使电极层(包括正极、负极以及隔膜的层)折叠。也就是说，可以说缘于电极前层叠体的折叠而得到的电极卷绕体形成为“扁平状”。

在某一优选的方式中，端子部分从卷绕结构的卷绕起点的区域延伸。也就是说，端子部分设置于对应于卷绕的起点的区域。例如，供外部端子和电极卷绕体连接的“引线”设置于卷绕起点或其附近区域，因此，外部端子定位于电极卷绕体的卷绕起点或其附近区域。该方式缘于上述本发明的制造方法，缘于进行了以定位端子部分的电极前层叠体的端部作为卷绕的起点的方式的卷绕。在该方式中，在二次电池的电极卷绕体中外部端子设置于卷绕体中央/中心部(基于剖视观察)，在电池使用时能够经由外部端子进行更有效果的散热。

在某一优选的方式中，缘于端子部分设置于对应于卷绕的起点的区域，端子部分定位于二次电池的厚度的中间水平。例如，在相当于电极卷绕体的厚度的大致正中间的位置对电极卷绕体设置引线，因此，外部端子定位在相当于二次电池的厚度的大致正中间的位置。特别是以剖视观察来看时，这样的“中间水平”的定位意味着端子部分/外部端子被定位于距电池内部区域的任意位置(简而言之，任意的电池发热区域)都大约相等的距离的位置，因此，能够减少电池散热的不均，呈现更高效的散热特性。

需要指出，这里所说的“中间水平”相当于在剖视观察时电池或电极卷绕体的厚度方向的中央点。不一定必须是严格的“中央点”，也包含稍微与其偏离的范围。例如，当将电池或电极卷绕体的厚度尺寸设为“t”时，中间水平可以是以电池底侧主面为起点，从该起点开始在厚度方向上为“t/2～t/2±0.3×t”、优选为“t/2～t/2±0.2×t”、更优选为“t/2～t/2±0.1×t”的水平。

本发明的二次电池中的电极卷绕体终归是通过电极前层叠体的卷绕而获得的。因此，用于电极卷绕体的正极、负极以及隔膜各自在非卷绕的状态下具有“梳齿形状”。这意味着用于电极卷绕体的正极、负极以及隔膜各自在非卷绕的状态(俯视观察)中具有“窄幅部分”以及“宽幅部分”。换言之，可以说用于电极卷绕体的正极、负极以及隔膜各自在非卷绕的状态下其宽度尺寸不是一定的，而是具有局部地减小的形态或者局部地增大的形态。另外，由于电极卷绕体是通过电极前层叠体的卷绕而获得的，因此电池的电极卷绕体是在与厚度方向正交的平面方向上实质上没有接缝的结构(连续体结构)。进一步而言，可以说电池的电极卷绕体是尽管具有阶梯部、但在厚度方向上也实质上没有接缝的结构(连续体结构)。也就是说，本发明的二次电池其电极卷绕体虽然是具有阶梯部的特殊形状，但却具有整体没有接缝的结构、即连续体结构。另外，根据卷绕条件，也存在电池或电极卷绕体的阶梯的高度尺寸(即，构成阶梯的“相对低水平的电池低面”和“相对高水平的电池高面”之差)是电池或电极卷绕体的厚度尺寸的大体二分之一的情况。

在某一优选的方式中，正极以及负极各自的外部端子90(正极侧的外部端子90a、负极侧的外部端子90b)彼此相邻地设于二次电池的同一面。也就是说，在本发明的二次电池中，优选的是外部端子实质上定位于“一个位置”。该方式缘于本发明的制造方法中的电极前层叠体的引线配置。具体地，缘于在电极前层叠体中，正极引线65a和负极引线65b具有在电极前层叠体10的层叠方向上彼此不相对、且在电极前层叠体10的俯视观察中彼此相邻的位置关系(参照图4)。像这样，当外部端子彼此相邻地设于电池的同一面时，可以提供对于“阶梯形状”的二次电池而言令人满意的电池设计。例如，如图6及图7所示，外部端子90能够更合适地定位于二次电池100中的阶梯部(更准确地，形成阶梯部的电池侧面)。特别是，在本发明中能够将外部端子90定位于形成“阶梯部”的电池侧面，更优选地，能够将外部端子90定位于阶梯部/电池侧面的更低水平侧。当以俯视观察来看时，在由阶梯部实现的电池低面上端子部分从“形成该阶梯部的电池侧面”延伸。由此，本发明的二次电池在壳体内与基板一起被使用的情况下，当将该基板安置于二次电池的“阶梯部”(更具体地，由阶梯部实现的电池低面)时，能够使这样安置的基板与外部端子彼此更邻近地配置。

需要指出，在形成阶梯部的电池侧面上设置外部端子的方式中，正极以及负极各自的外部端子彼此相邻地设置的二次电池的同一面相当于“电池阶梯的侧面”。由于将外部端子合适地设于这样的特殊的电池侧面，因此在本发明中可以更合适地实现鉴于“阶梯形状”的特殊形状的外部端子的配置设计。

本发明的二次电池相关的更加详细、更加具体的方式等以及其它的事项由于在上述的[本发明的制造方法]中已经进行说明，所以为了避免重复省略了这里的说明。

以上，对于本发明的实施方式进行了说明，但仅示例了典型例子。因此，本领域技术人员容易理解到，本发明不仅限于此，还可以考虑各种方式。

工业实用性

本发明涉及的二次电池能够用于设想为蓄电的各个领域。虽然仅是示例，但二次电池能够应用于如下用途：使用移动设备等的电气/信息/通信领域(例如移动电话、智能电话、笔记本电脑、数码照相机、活动量计、arm计算机及电子纸等移动设备领域)、家庭/小型工业用途(例如电动工具、高尔夫车、家庭用/护理用/工业用机器人领域)、大型工业用途(例如叉车、电梯、港口起重机领域)、交通系统领域(例如混合动力车、电动汽车、公交车、电车、电动助力自行车、电动两轮车等领域)、电力系统用途(例如各种发电、负荷调节器、智能电网、普通家庭设置型蓄电系统等领域)、iot领域、太空/深海用途(例如空间探测器、潜水考察船等领域)等。

附图标记说明

1正极

2负极

3隔膜

5电极结构层

10电极前层叠体

11窄幅部分

12宽幅部分

50卷绕轴

60端子部分

61延伸方向(端子部分的长边方向)

65引线

65a正极引线

65b负极引线

70密封剂材料

80非活性物质区域

90外部端子

100’电极卷绕体

100二次电池