(57)【要約】【課題】出力の低下を抑えつつ、エネルギー密度を向上させた二次電池を実現する、二次電池用電極を提供する。【解決手段】本発明の二次電池用電極１００は、厚み方向Ｔに重ねられた複数の金属多孔板１０１と、金属多孔板１０１を構成する空隙に充填された電極合材１０２と、を有し、隣接する金属多孔板１０１同士が、互いにプレス接合されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み方向に重ねられた複数の金属多孔板と、
前記金属多孔板を構成する空隙に充填された電極合材と、を有し、
隣接する前記金属多孔板同士が、互いにプレス接合されていることを特徴とする二次電池用電極。
【請求項２】
充填された前記電極合材の空隙率が、５％以下であることを特徴とする請求項１に記載の二次電池用電極。
【請求項３】
前記金属多孔板が、発泡金属であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の二次電池用電極。
【請求項４】
前記金属多孔板の表面に、充填された前記電極合材の表面より外側に突出する端部が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の二次電池用電極。
【請求項５】
複数の前記金属多孔板の重なり方向における両端に、保護膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の二次電池用電極。
【請求項６】
正極側の前記保護膜が、正極活物質、固体電解質のうち少なくとも一つを含む物質からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の二次電池用電極。
【請求項７】
負極側の前記保護膜が、負極活物質、固体電解質のうち少なくとも一つを含む物質からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の二次電池用電極。
【請求項８】
前記金属多孔板の主面に平行な方向において、前記電極合材の充填率の標準偏差が、１０％以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の二次電池用電極。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の二次電池用電極の製造方法であって、
複数の金属多孔板のそれぞれの空隙に、電極合材を充填する工程と、
複数の金属多孔板をそれぞれの厚み方向に重ねた状態で、重なり方向に押圧する工程と、を有することを特徴とする二次電池用電極の製造方法。
【請求項１０】
前記電極合材を充填した複数の前記金属多孔板を重ねる前に、それぞれ個別に、厚み方向に押圧する工程をさらに有することを特徴とする請求項９に記載の二次電池用電極の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の二次電池用電極を正極、負極として備え、
前記正極、電解質層またはセパレータ層、前記負極の順に積層してなる積層体を含むことを特徴とする二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池用電極とその製造方法、二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池等の二次電池は、充放電を繰り返すことができ、高いエネルギー密度を有するため、小型携帯機器、電気自動車等の様々な技術分野で応用されている。二次電池は、電解質を介して正極と負極の間でイオンをやりとりするものであるが、これまでに普及している二次電池の電解質は液体であるため、液漏れを防ぐための工夫が求められ、設計の自由度が狭められることが課題となっている。この課題を踏まえ、近年では、電解質が固体材料からなる全固体電池が注目されている。
【０００３】
全固体電池は、液体の電解質を用いる二次電池に比べて、高いエネルギー密度と安全性を兼ね備えており、早期の実用化が期待されている。全固体電池の電極は、金属の集電箔上に、電極活物質、固体電解質、導電助材、バインダーからなる電極合材のスラリーを塗布し、乾燥させることによって形成されている（特許文献１）。固体電解質の強度を維持する上で、バインダーの存在は不可欠であり、バインダーの材料として様々な組成のものが提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５９７５０７２号公報
【特許文献２】特開２０１６−２５０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年の電子機器の小型化・薄型化に伴い、電子機器に搭載する二次電池のエネルギー密度について、さらなる向上が求められている。エネルギー密度を向上させる一つの試みとして、電極合材の厚膜化が提案されている。ところが、電極合材を厚くする場合、その強度を維持するためのバインダーの含有量を増加させる必要があり、それに伴って電気抵抗が増大し、二次電池としての出力が低下してしまう。また、電極合材を厚くする場合、集電箔からの距離が長くなる部分が発生することになり、この部分においての電気抵抗の増大も、二次電池としての出力の低下に影響を及ぼす。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、出力の低下を抑えつつ、エネルギー密度を向上させた二次電池を実現する、二次電池用電極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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
【０００８】
（１）本発明の一態様に係る二次電池用電極は、厚み方向に重ねられた複数の金属多孔板と、前記金属多孔板を構成する空隙に充填された電極合材と、を有し、隣接する前記金属多孔板同士が、互いにプレス接合されている。
【０００９】
（２）前記（１）に記載の二次電池用電極において、充填された前記電極合材の空隙率が、５％以下であることが好ましい。
【００１０】
（３）前記（１）または（２）のいずれかに記載の二次電池用電極において、前記金属多孔板が、発泡金属であることが好ましい。
【００１１】
（４）前記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の二次電池用電極において、前記金属多孔板の表面に、充填された前記電極合材の表面より外側に突出する端部が設けられていることが好ましい。
【００１２】
（５）前記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の二次電池用電極において、複数の前記金属多孔板の重なり方向における両端に、保護膜が形成されていることが好ましい。
【００１３】
（６）前記（１）〜（５）のいずれか一つに記載の二次電池用電極において、正極側の前記保護膜が、正極活物質、固体電解質のうち少なくとも一つを含む物質からなることが好ましい。
【００１４】
（７）前記（１）〜（６）のいずれか一つに記載の二次電池用電極において、負極側の前記保護膜が、負極活物質、固体電解質のうち少なくとも一つを含む物質からなることが好ましい。
【００１５】
（８）前記（１）〜（７）のいずれか一つに記載の二次電池用電極において、前記金属多孔板の主面に平行な方向において、前記電極合材の充填率の標準偏差が、１０％以下であることが好ましい。
【００１６】
（９）本発明の一態様に係る二次電池用電極の製造方法は、前記（１）〜（８）のいずれか一つに記載の二次電池用電極の製造方法であって、複数の金属多孔板のそれぞれの空隙に、電極合材を充填する工程と、複数の金属多孔板をそれぞれの厚み方向に重ねた状態で、重なり方向に押圧する工程と、を有する。
【００１７】
（１０）前記（９）に記載の二次電池用電極において、前記電極合材を充填した複数の前記金属多孔板を重ねる前に、それぞれ個別に、厚み方向に押圧する工程をさらに有することが好ましい。
【００１８】
（１１）本発明の一態様に係る二次電池は、前記（１）〜（８）のいずれか一つに記載の二次電池用電極を正極、負極として備え、前記正極、電解質層またはセパレータ層、前記負極の順に積層してなる積層体を含む。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の二次電池用電極では、電極合材（電極合材相）が、金属多孔板を構成する孔に充填された状態で形成されており、孔の内壁に支えられることによって強度を維持している。そのため、金属多孔板を重ねて電極合材を厚く形成する場合であっても、強度を維持させるためにバインダーの含有量を増加させる必要がなく、バインダーによる電気抵抗の増加を抑えることができる。
【００２０】
また、金属多孔板を重ねることにより、集電部が、電極合材の厚み方向に広がって分布することになるため、電極合材を厚く形成した場合であっても、集電部との距離が長くなる電極合材を少なくすることができる。そして、この距離に依存した電気抵抗の増大を抑えることができる。
【００２１】
したがって、本発明の二次電池用電極によれば、電極合材を厚く形成することにより、エネルギー密度を増加させることができるとともに、二次電池に適用した場合の出力低下の問題を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）本発明の一実施形態に係る二次電池用電極の一側面図である。（ｂ）本発明の第一実施形態に係る二次電池用電極の分解図である。
【図２】図１の二次電池用電極の断面の一部を拡大した図である。
【図３】図１の二次電池用電極の変形例を示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）図１の二次電池用電極の製造過程における被処理体の断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る二次電池用電極を備えた、二次電池の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を適用した実施形態に係る二次電池用電極とその製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００２４】
＜第一実施形態＞
図１（ａ）は、本発明の第一実施形態に係る二次電池用電極１００の一側面図である。二次電池用電極１００は、厚み方向Ｔに重ねられた複数の金属多孔板１０１と、金属多孔板１０１を構成する空隙１０１Ｓに充填された電極合材１０２と、を有する。ここでは、２つの金属多孔板１０１Ａ、１０１Ｂが重ねられている場合について例示している。図１（ｂ）は、電極合材１０２が充填され、重なった二つの金属多孔板１０１を、一つずつに分解した図である。
【００２５】
金属多孔板１０１は、内部に多数の空隙１０１Ｓが内在した、金属あるいは合金の部材（発泡金属等）であって、板状の概形を有する。金属多孔板１０１を構成する材料としては、公知の材料、例えば、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、鉄、銅、銀、パラジウム、金、プラチナ等が挙げられる。
【００２６】
液体の電解質を用いる場合、空隙１０１Ｓは、イオンが伝導する経路となるため、少なくとも金属多孔板の一方の主面から他方の主面まで連通する形状を有する。連通の形状については、発泡金属の気泡のようにランダムな形状であってもよいが、直線に近い形状であれば、イオンが伝導しやすくなるため好ましい。固体の電解質を用いる場合、イオンは電解質内を伝導するため、イオンを伝導させる観点からは、空隙１０１Ｓは無駄なスペースとなり、空隙率は低い方が好ましい。金属多孔板の空隙率は、合材の充填率を高める観点から８０％以上であることが好ましく、また、金属多孔板の強度を維持する観点から９８％以下であることが好ましい。充填された電極合材１０２の空隙率は、５％以下であることが好ましい。
【００２７】
重ねる金属多孔板１０１Ａ、１０１Ｂの主面同士の形状が揃っていればよく、その形状については限定されない。ただし、金属多孔板１０１の厚みは０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。厚みが０．０５ｍｍ未満であると、金属多孔板に充填された電極合材１０２の保持力が不十分となり、充填される電極合材に割れが生じやすくなるため好ましくない。また、厚みが１ｍｍを超えると、プレス接合した際の電極合材１０２の分布が不均一になりやすくなるため、好ましくない。
【００２８】
金属多孔板１０１の側面には、外部電源と接続するための電極引き出し部１０１Ｃが設けられている。複数の金属多孔板１０１同士が、プレス接合によって電気的に接続されているため、電極引き出し部１０１Ｃは、少なくとも一つの金属多孔板１０１に設けられていればよいが、引き出し効率の観点から、それぞれの金属多孔板１０１に設けられている方が好ましい。
【００２９】
図２は、図１（ａ）の金属多孔板１０１Ａの側面の一部Ｒを拡大した図である。金属多孔板１０１の表面には、充填された電極合材の表面１０２ａより、外側（ここでは上側）に突出する端部１０１ｃが設けられている。より詳細には、０．０１〜０．０５ｍｍ程度の高さの凸部が、金属多孔板１０１の表面に沿って並んでいる。ここに示していない他の部分の表面も同様の構造となっている。ここでは、突出する端部１０１ｃが規則的に並んでいる場合を例示しているが、実際には、ランダムに並んでいる場合の方が多い。同じ極に接続される金属多孔板同士の接合では、このような突出する端部１０１ｃがあっても良いが、固体電解質層を挟んで異なる極同士が向き合うような接合においては、この端部が短絡の要因となるため、プレスなどにより平滑化することが好ましい。
【００３０】
重なった複数の金属多孔板１０１のうち、重なり方向（厚み方向Ｔ）において、隣接する金属多孔板１０１同士（図１では、金属多孔板１０１Ａ、１０１Ｂ）は、互いにプレス接合されている。プレス接合により、接合されるそれぞれの金属多孔板１０１において、接合面を構成する端部１０１ｃ同士が複雑に絡み合い、略一体化された状態となっている。
【００３１】
二次電池用電極１００を正極として用いる場合の電極合材１０２、すなわち正極合材は、主に正極活物質を含み、必要に応じてさらに固体電解質、バインダー、導電助剤を含むことがある。また、二次電池用電極１００を負極として用いる場合の電極合材１０２、すなわち負極合材は、主に負極活物質を含み、必要に応じてさらに固体電解質、バインダー、導電助剤を含むことがある。
【００３２】
正極活物質の材料としては、公知の材料、例えば、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ２）、リチウムマンガンスピネル（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、、オリビン型リチウムリン酸化物（ＬｉＦｅＰＯ４）等のリチウムと遷移金属を含む複合酸化物等やポリアニリン、ポリピロール等の導電性高分子；Ｌｉ２Ｓ、ＣｕＳ、Ｌｉ−Ｃｕ−Ｓ化合物、ＴｉＳ２、ＦｅＳ、ＭｏＳ２、Ｌｉ−Ｍｏ−Ｓ化合物等の硫化物；硫黄とカーボンの混合物等を用いることができる。正極活物質は、上記材料を１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３３】
負極活物質の材料としては、公知の材料、例えば、インジウム、アルミニウム、シリコン、スズ、リチウム等の金属元素およびそれらの合金、無機酸化物（例えば、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）等、カーボン系活物質（例えば、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、高配向性グラファイト（ＨＯＰＧ）、ハードカーボン、ソフトカーボン等）や、ポリアセン、ポリアセチレン、ポリピロール等の導電性ポリマー等を用いることができる。負極活物質は、上記材料を１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３４】
固体電解質としては、リチウムイオンの伝導が可能なものであれば良く、例えば、Ｌａ０．５１Ｌｉ０．３４ＴｉＯ２．９４、Ｌａ０．５Ｌｉ０．５ＴｉＯ３等のペロブスカイト型化合物、Ｌｉ１４Ｚｎ（ＧｅＯ４）４等のリシコン型化合物、Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２等のガーネット型化合物、Ｌｉ１．３Ａｌ０．３Ｔｉ１．７（ＰＯ４）３やＬｉ１．５Ａｌ０．５Ｇｅ１．５（ＰＯ４）３等のナシコン型化合物、Ｌｉ３．２５Ｇｅ０．２５Ｐ０．７５Ｓ４やＬｉ３ＰＳ４等のチオリシコン型化合物、５０Ｌｉ４ＳｉＯ４・５０Ｌｉ３ＢＯ３やＬｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５やＬｉ２Ｏ−Ｌｉ３Ｏ５−ＳｉＯ２等のガラス化合物、Ｌｉ３ＰＯ４やＬｉ３．５Ｓｉ０．５Ｐ０．５Ｏ４やＬｉ２．９ＰＯ３．３Ｎ０．４６等のリン酸化合物、Ｌｉ２．９ＰＯ３．３Ｎ０．４６（ＬＩＰＯＮ）やＬｉ３．６Ｓｉ０．６Ｐ０．４Ｏ４等のアモルファス、Ｌｉ１．０７Ａｌ０．６９Ｔｉ１．４６（ＰＯ４）３やＬｉ１．５Ａｌ０．５Ｇｅ１．５（ＰＯ４）３などのガラスセラミックス、リチウム含有塩等の無機系の固体電解質、ポリエチレンオキシド等のポリマー系の固体電解質、リチウム含有塩やリチウムイオン伝導性のイオン液体を含むゲル系の固体電解質等よりなる群から選択される少なくとも１種を用いることができる。
【００３５】
バインダーとしては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）等のフッ素樹脂や、アクリル酸系重合体、セルロース系重合体、スチレン系重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、酢酸ビニル系重合体、ウレタン系重合体等を用いることができる。バインダーは、上記材料を１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３６】
導電助剤としては、カーボンブラック類等のカーボン粉末、カーボンナノチューブ、炭素材料、銅、ニッケル、ステンレス、鉄等の金属微粉、炭素材料および金属微粉の混合物、ＩＴＯ等の導電性酸化物を用いることができる。導電助剤は、上記材料を１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３７】
図３は、図１の二次電池用電極１００の変形例を示す図である。上述したように、金属多孔板１０１の表面には突出する端部１０１ｃが設けられており、この直上に電解質の層を形成した場合、この端部１０１ｃが電解質の層に接触しやすく、二次電極の電極として動作させた際にショートする虞がある。そこで、図３に示すように、金属多孔板１０１の露出面の端部１０１ｃは、ショート防止膜（保護膜）１０３で覆われていることが好ましい。ここでの金属多孔板１０１の露出面には、主面だけでなく、側面が含まれることもある。ショート防止膜１０３の厚みは、０．０１〜０．１０μｍ程度とすることが好ましい。ショート防止膜１０３としては、電解質が液体である場合にはセパレータのようなものが用いられ、固体である場合には固体電解質が用いられる。二次電池用電極において、正極側に形成する保護膜は、正極活物質、固体電解質のうち少なくとも一つを含む物質からなることが好ましい。また、二次電池用電極において、負極側に形成する保護膜は、負極活物質、固体電解質のうち少なくとも一つを含む物質からなることが好ましい。
【００３８】
図４（ａ）〜（ｃ）は、二次電池用電極１００の製造過程における被処理体の断面図である。二次電池用電極１００は、主に、次の手順によって製造することができる。
【００３９】
まず、所定の数の金属多孔板１０１を準備し、それぞれの空隙に活物質１０２を充填する（含浸させる）。準備する金属多孔板１０１の数は、最終的に得ようとしている二次電池用電極１００の厚みを考慮して決定する。ここで、図４（ａ）に示すように、活物質を充填した複数の金属多孔板１０１を重ねる前に、それぞれ個別に、厚み方向Ｔ（矢印の方向）において両側から押圧することが好ましい。この押圧によって、金属多孔板全体における、電極合材の充填率の均一性を高めることができる。
【００４０】
次に、押圧後の複数の金属多孔板１０１を、それぞれの厚み方向Ｔに重ねた状態で、図４（ｂ）に示すように重なり方向（矢印の方向）に押圧することにより、重ねた複数の金属多孔板１０１同士をプレス接合することができ、二次電池用電極１００を得ることができる。この押圧により、上述したように、それぞれの金属多孔板１０１の接合面を構成する、突出した端部１０１ｃ同士が複雑に絡み合い、略一体化された状態となる。押圧の強さは、二次電池用電極１００の最終的な厚みが、４０〜２０００μｍ程度になるように調整することが好ましい。
【００４１】
なお、プレス接合されている複数の金属多孔板１０１のうち、重なり方向の両端（図４では上端および下端）に位置するものにおいては、突出した端部１０１ｃが露出している。そのため、上述した理由により、図４（ｃ）に示すように、この端部１０１ｃを覆うショート防止膜１０３をさらに形成することが好ましい。
【００４２】
図５は、本実施形態の二次電池用電極１００を用いて形成することが可能な、二次電池２００の断面図である。二次電池２００は、二次電池用電極１００として、正極合材を用いて作製した正極１００αと、負極合材を用いて作製した負極１００βと、それらの間に挟まれた電解質２０１と、を備えている。正極１００α、負極１００βの表面は、それぞれショート防止膜１０３α、１０３βで覆われている。両極のショート防止膜同士が、電解質２０１を介して互いに対向するように重なっている。
【００４３】
電解質２０１の材料としては、アニオンまたはカチオン伝導性があればよく、電子の伝導性が小さく、リチウムイオンの伝導性が高いものであればよい。本実施形態の電解質２０１は、固体であってもよいし、液体であってもよい。
【００４４】
固体の電解質としては、Ｌａ０．５１Ｌｉ０．３４ＴｉＯ２．９４、Ｌａ０．５Ｌｉ０．５ＴｉＯ３等のペロブスカイト型化合物、Ｌｉ１４Ｚｎ（ＧｅＯ４）４等のリシコン型化合物、Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２等のガーネット型化合物、Ｌｉ１．３Ａｌ０．３Ｔｉ１．７（ＰＯ４）３やＬｉ１．５Ａｌ０．５Ｇｅ１．５（ＰＯ４）３等のナシコン型化合物、Ｌｉ３．２５Ｇｅ０．２５Ｐ０．７５Ｓ４やＬｉ３ＰＳ４等のチオリシコン型化合物、５０Ｌｉ４ＳｉＯ４・５０Ｌｉ３ＢＯ３やＬｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５やＬｉ２Ｏ−Ｌｉ３Ｏ５−ＳｉＯ２等のガラス化合物、Ｌｉ３ＰＯ４やＬｉ３．５Ｓｉ０．５Ｐ０．５Ｏ４やＬｉ２．９ＰＯ３．３Ｎ０．４６等のリン酸化合物、Ｌｉ２．９ＰＯ３．３Ｎ０．４６（ＬＩＰＯＮ）やＬｉ３．６Ｓｉ０．６Ｐ０．４Ｏ４等のアモルファス、Ｌｉ１．０７Ａｌ０．６９Ｔｉ１．４６（ＰＯ４）３やＬｉ１．５Ａｌ０．５Ｇｅ１．５（ＰＯ４）３などのガラスセラミックス、リチウム含有塩等の無機系の固体電解質、ポリエチレンオキシド等のポリマー系の固体電解質、リチウム含有塩やリチウムイオン伝導性のイオン液体を含むゲル系の固体電解質等よりなる群から選択される少なくとも１種を用いることができる。
【００４５】
液体の電解質（非水電解液）としては、カチオンとアニオンとを含む塩であって、例えば、カチオンが、リチウム、テトラエチルアンモニウム，トリエチルメチルアンモニウム，スピロ−（１、１’）−ビピロリジニウム若しくはジエチルメチル−２−メトキシエチルアンモニウム（ＤＥＭＥ）等の４級アンモニウム又は１、３−ジアルキルイミダゾリウム，１、２、３−トリアルキルイミダゾリウム，１−エチル−３−メチルイミダゾリウム（ＥＭＩ）若しくは１、２−ジメチル−３−プロピルイミダゾリウム（ＤＭＰＩ）等のイミダゾリウムであり、アニオンが、ＢＦ４−、ＰＦ６−、ＣｌＯ４−、ＡｌＣｌ４−またはＣＦ３ＳＯ３−であるものや、ＬｉＴＦＳｉ等のイオン液体を用いることができる。
【００４６】
これらの溶媒としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、アセトニトリル（ＡＮ）、プロピオニトリル、γ−ブチロラクトン（ＢＬ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、ジメトキシメタン（ＤＭＭ）、スルホラン（ＳＬ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、エチレングリコール、プロピレングリコール、メチルセルソルブなどの有機溶媒等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を任意の割合で混合して用いてもよい。
【００４７】
本実施形態に係る二次電池用電極１００では、電極合材１０２が、金属多孔板を構成する孔に充填された状態で形成されており、孔の内壁に支えられることによって強度を維持している。そのため、金属多孔板１０１を重ねて電極合材を厚く形成する場合であっても、強度を維持させるためにバインダーの含有量を増加させる必要がなく、バインダーによる電気抵抗の増加を抑えることができる。
【００４８】
また、金属多孔板１０１を重ねることにより、集電部が、電極合材の厚み方向に広がって分布することになるため、電極合材を厚く形成した場合であっても、集電部との距離が長くなる電極合材１０２を少なくすることができる。そして、この距離に依存した電気抵抗の増大を抑えることができる。
【００４９】
したがって、本実施形態の二次電池用電極１００によれば、電極合材１０２を厚く形成することにより、エネルギー密度を増加させることができるとともに、本実施形態の二次電池用電極を正極、負極として備え、正極、電解質層またはセパレータ層、負極の順に積層してなる積層体を含む二次電池に適用した場合の出力低下の問題を回避することができる。
【００５０】
本実施形態の二次電池用電極１００は、電極合材１０２が個別に充填された薄型の金属多孔板１０１を複数重ねたものである。つまり、電極合材１０２の充填は、一つ一つの薄型の電極合材１０２に対して個別に行われるため、充填容積が狭い範囲に限られることになり、充填率のばらつきを抑えることができる。より詳細には、金属多孔板１０１の主面に平行な方向（厚み方向Ｔと略垂直な方向）において、電極合材１０２の充填率の標準偏差は、１０％以下に抑えられ、ほぼ一様な充填状態を得ることができる。複数の金属多孔板で構成する場合と同等の厚さを有する、一体化された厚型の金属多孔板１０１に対し、電極合材１０２を充填した場合、充填率のばらつきを同程度に抑えることは難しい。
【符号の説明】
【００５１】
１００・・・二次電池用電極
１００α・・・正極
１００β・・・負極
１０１、１０１Ａ、１０１Ｂ・・・金属多孔板
１０１ｃ・・・端部
１０１Ｄ・・・電極引き出し部
１０１Ｓ・・・空隙
１０２・・・電極合材
１０２ａ・・・電極合材の表面
１０３、１０３α、１０３β・・・ショート防止膜（保護膜）
１０４・・・
２００・・・二次電池
２０１・・・電解質
【図１】
2020181705.tif 000003
【図２】
2020181705.tif 000004
【図３】
2020181705.tif 000005
【図４】
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【図５】
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