(57)【要約】【課題】捲回電極体の材料設計の幅を狭めることなく極間距離を均一化でき、かつハイレートでのサイクル特性に優れる捲回電極体を製造可能な方法を提供する。【解決手段】ここに開示される捲回電極体の製造方法は、電極集電体と、前記電極集電体上に形成された電極活物質層とを備える長尺状の電極シートを、搬送しながらロールプレスする工程と、前記電極シートと、セパレータシートとを積層しながら捲き取る工程と、を包含する。前記ロールプレスする工程において、前記捲回電極体の外周側に相当する部分における前記電極活物質層の幅方向の一方の端部と他方の端部との厚みの差が、前記捲回電極体の内周側に相当する部分における前記電極活物質層の当該厚みの差よりも大きくなるように、プレスロールの回転軸の水平からの傾きを変化させる。【選択図】図３
2020155233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極集電体と、前記電極集電体上に形成された電極活物質層とを備える長尺状の電極シートを、搬送しながらロールプレスする工程と、
前記電極シートと、セパレータシートとを積層しながら捲き取る工程と、
を包含する捲回電極体の製造方法であって、
前記ロールプレスする工程において、前記捲回電極体の外周側に相当する部分における前記電極活物質層の幅方向の一方の端部と他方の端部との厚みの差が、前記捲回電極体の内周側に相当する部分における前記電極活物質層の当該厚みの差よりも大きくなるように、プレスロールの回転軸の水平からの傾きを変化させる、
ことを特徴とする捲回電極体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、捲回電極体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン二次電池等の非水電解液二次電池は、パソコン、携帯端末等のポータブル電源や、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）等の車両駆動用電源などに好適に用いられている。
【０００３】
非水電解液二次電池は、典型的には、正極、負極、および当該正負極間に介在するセパレータが積層された電極体が、非水電解液とともに電池ケースに収容された構成を有する。この電極体は、正極と負極とセパレータとの積層体が捲回されてなる捲回電極体と、複数の正極、複数の負極、および複数のセパレータが積層された積層型電極体とに大別される。
【０００４】
捲回電極体においては、正極、負極、およびセパレータは、長尺シート状であり、正極および負極は、集電体上に活物質層が設けられた構成を有する。捲回電極体の製造においては、典型的には、密度等を調整するために活物質層をロールプレスする工程と、正極と負極とセパレータとを積層しつつ捲き取る工程とが行われる。捲回電極体においては、内周から外周に向かってテンションが加わるために、外周側においては、正極と負極との間の距離（すなわち極間距離）が相対的に比べて小さくなる。捲回電極体における極間距離の不均一性は、サイクル特性等の電池特性に悪影響を及ぼしえる。
【０００５】
そこで、特許文献１には、セパレータの物性を規定することにより、捲回電極体全体において極間距離を均一化させる技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１９９７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、セパレータの物性を規定することは、捲回電極体の材料設計の幅を狭めるために好ましくない。さらに本発明者らの検討によれば、ハイレートでのサイクル特性に改善の余地があることがわかった。
【０００８】
そこで本発明は、捲回電極体の材料設計の幅を狭めることなく極間距離を均一化でき、かつハイレートでのサイクル特性に優れる捲回電極体を製造可能な方法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】
【０００９】
ここに開示される捲回電極体の製造方法は、電極集電体と、前記電極集電体上に形成された電極活物質層とを備える長尺状の電極シートを、搬送しながらロールプレスする工程と、前記電極シートと、セパレータシートとを積層しながら捲き取る工程と、を包含する。前記ロールプレスする工程において、前記捲回電極体の外周側に相当する部分における前記電極活物質層の幅方向の一方の端部と他方の端部との厚みの差が、前記捲回電極体の内周側に相当する部分における前記電極活物質層の当該厚みの差よりも大きくなるように、プレスロールの回転軸の水平からの傾きを変化させる。
このような構成によれば、捲回電極体の材料設計の幅を狭めることなく極間距離を均一化でき、かつハイレートでのサイクル特性に優れる捲回電極体を製造可能な方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る製造方法によって製造される、捲回電極体の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る製造方法のロールプレス工程の開始時の状態を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る製造方法のロールプレス工程において、プレスロールを傾けた状態を示す模式図である。
【図４】正極シートの幅方向に沿った模式断面図である。
【図５】図１の捲回電極体を備えるリチウムイオン二次電池内部構造を模式的に示す断面図である。
【図６】比較例１で得られた捲回電極体の断面のＳＥＭ画像である。一番大きな画像に対して上側と左側にある小さな画像は、当該大きな画像の部分拡大像である。
【図７】実施例１，２および比較例１について、ハイレートでのサイクル特性（抵抗増加率）の評価結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄（例えば、本発明を特徴付けない捲回電極体の一般的な構成および製造プロセス）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚み等）は実際の寸法関係を反映するものではない。
【００１２】
本実施形態に係る捲回電極体の製造方法は、電極集電体と、当該電極集電体上に形成された電極活物質層とを備える長尺状の電極シートを、搬送しながらロールプレスする工程（以下、「ロールプレス工程」ともいう）と、当該電極シートと、セパレータシートとを積層しながら捲き取る工程（以下、「捲き取り工程」ともいう）と、を包含する。当該ロールプレス工程において、当該捲回電極体の外周側に相当する部分における当該電極活物質層の幅方向の一方の端部と他方の端部との厚みの差が、当該捲回電極体の内周側に相当する部分における当該電極活物質層の当該厚みの差よりも大きくなるように、プレスロールの回転軸の水平からの傾きを変化させる。
【００１３】
まず、図１に、本実施形態に係る製造方法によって製造される、捲回電極体の構成を模式的に示す。図示例では、捲回電極体２０は、リチウムイオン二次電池に用いられるもの（すなわち、リチウムイオン二次電池用）として構成されている。捲回電極体２０は、図１に示されるように、長尺状の正極シート５０と、長尺状の負極シート６０と、正極シート５０および負極シート６０の間に介在する長尺状のセパレータシート７０との積層体が、これらのシートの長手方向に捲回されている形態を有する。
なお、本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充放電可能な蓄電デバイス一般をいい、リチウムイオン二次電池等のいわゆる蓄電池ならびに電気二重層キャパシタ等の蓄電素子を包含する用語である。
【００１４】
まず、ロールプレス工程に用いられる電極シートについて説明する。電極シートである、正極シート５０および負極シート６０には、従来のリチウムイオン二次電池に用いられているものと同様のものを特に制限なく使用することができる。典型的な一態様を以下に示す。
【００１５】
正極シート５０は、典型的には、長尺状の正極集電体５２の片面または両面（ここでは両面）に長手方向に沿って正極活物質層５４が形成された構成を有する。正極シート５０には、図１に示すように、正極活物質層非形成部分５２ａ（即ち、正極活物質層５４が形成されずに正極集電体５２が露出した部分）が設けられる。
正極シート５０を構成する正極集電体５２としては、例えばアルミニウム箔等が挙げられる。
正極活物質層５４は、正極活物質を含有する。正極活物質層５４に含まれる正極活物質としては、例えばリチウム遷移金属酸化物（例、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＦｅＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ１．５Ｏ４等）、リチウム遷移金属リン酸化合物（例、ＬｉＦｅＰＯ４等）等が挙げられる。
正極活物質層５４は、活物質以外の成分、例えば導電材やバインダ等を含み得る。導電材としては、例えばアセチレンブラック（ＡＢ）等のカーボンブラックやその他（例、グラファイト等）の炭素材料を好適に使用し得る。バインダとしては、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等を使用し得る。
【００１６】
負極シート６０は、典型的には、長尺状の負極集電体６２の片面または両面（ここでは両面）に長手方向に沿って負極活物質層６４が形成された構成を有する。負極シート６０には、図１に示すように、負極活物質層非形成部分６２ａ（即ち、負極活物質層６４が形成されずに負極集電体６２が露出した部分）が設けられる。
負極シート６０を構成する負極集電体６２としては、例えば銅箔等が挙げられる。
負極活物質層６４は、負極活物質を含有する。負極活物質層６４に含まれる負極活物質としては、例えば黒鉛、ハードカーボン、ソフトカーボン等の炭素材料；チタン酸リチウム（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２：ＬＴＯ）；Ｓｉ；Ｓｎ等を使用し得る。
負極活物質層６４は、活物質以外の成分、例えばバインダや増粘剤等を含み得る。バインダとしては、例えばスチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）等を使用し得る。増粘剤としては、例えばカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等を使用し得る。
【００１７】
正極シート５０および負極シート６０は、公知方法に従い、製造することができる。以下、ロールプレス工程を正極シート５０について行う場合について説明する。なお、本実施形態に係る製造方法のロールプレス工程は、正極シート５０および負極シート６０の一方のみに行えばよく、両方に行ってもよい。
【００１８】
まず、ロールプレス工程に用いる正極シート５０の具体的な作製方法について説明する。正極集電体５２を搬送しながら、正極集電体５２上に、正極活物質、導電材、バインダ、および溶剤（例、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ））を含む正極ペーストを、塗工装置を用いて塗布する。塗工装置には、スリットコーター、ダイコーター、コンマコーター、グラビアコーター、ディップコーター等を用いることができる。正極ペーストの塗工は、ここでは、正極集電体５２の両面について行われる。
塗工は、正極集電体５２の露出部（すなわち、図１における正極活物質層非形成部分５２ａ）が形成されるように、正極集電体５２の一方の端部に沿って正極ペーストを塗布して行われる。しかしながら、正極集電体５２の中央部等に塗工して（このとき、正極集電体５２の両端部に正極集電体５２の露出部が形成される）、ロールプレス工程の前または後に、正極シート５０を長手方向に沿って裁断してもよい。
【００１９】
正極集電体５２の搬送を続け、乾燥炉等の乾燥装置を通過させて、塗布された正極ペースト中の溶媒を除去することにより、正極集電体５２の両面上に正極活物質層５４が形成された正極シート５０を得ることができる。なお、正極集電体５２の片面上に正極活物質層５４が形成された正極シート５０を得るには、正極集電体５２の片面にのみ、正極ペーストを塗工し、乾燥すればよい。
【００２０】
ロールプレス工程では、正極シート５０を搬送しながら、ロールプレスする。具体的には、正極集電体５２上に形成された正極活物質層５４を、プレスロールを用いてプレスする。
【００２１】
図２および図３にロールプレス工程の概略を示す。図２および図３は、正極シート５０の搬送方向の上流側から見た図であり、説明の便宜のため、これらの図では、正極シート５０の片面だけを示している。記載が省略された面についても、以下説明する内容を適用することができる。
【００２２】
図２は、ロールプレス工程の開始時の状態を模式的に示している。プレスロール装置２００は、ロール本体２１０と、軸２２０とを有している。プレスロール装置２００の軸２２０を回転させるための機構については図示を省略している。プレスロール装置２００の回転軸Ｘは水平であり、正極シート５０の主面と平行である。
ロールプレス工程では、プレスロール装置２００のロール本体２１０が、回転しながら正極シート５０の正極活物質層５４に圧力を印加する。これにより、正極活物質層５４が圧縮され、密度等が調整される。
【００２３】
ここで、図４に、正極シート５０の幅方向に沿った断面を模式的に示す。図示するように、正極シート５０の正極集電体５２の露出部側の正極活物質層５４の端部５４ａにおける、正極活物質層５４の厚みをＤａ、反対側の端部５４ｂにおける、正極活物質層５４の厚みをＤｂとする。ここで、これらの両端部５４ａ，５４ｂの厚みの差をΔＤ＝｜Ｄｂ−Ｄａ｜とする。そして、捲回電極体２０の内周側に相当する部分におけるこの厚みの差をΔＤ１、捲回電極体２０の外周側に相当する部分におけるこの厚みの差をΔＤ２とそれぞれ規定する。なお、捲回電極体２０の内周側とは、捲回電極体２０の中心部から最外周までの距離のうち、最内周側から５０％未満（あるいは、３０％以下）の距離にある領域であり得る。また、捲回電極体２０の外周側とは、捲回電極体２０の中心部から最外周までの距離のうち、最外周側から５０％以下（あるいは、３０％以下）の距離にある領域であり得る。
【００２４】
本実施形態においては、捲回電極体２０の外周側に相当する部分における正極活物質層５４の幅方向の一方の端部５４ａと他方の端部５４ｂとの厚みの差ΔＤ２が、捲回電極体２０の内周側に相当する部分における正極活物質層５４の当該厚みの差Ｄ１よりも大きくなるように、プレスロールを図３に示すように傾ける。すなわち、図３に示すように、プレスロール装置２００のロール本体２１０の回転軸Ｘの水平Ｈからの傾きθを変化させる。
【００２５】
例えば、ロールプレス工程開始時に水平であったプレスロール装置２００の回転軸Ｘを、回転軸Ｘの水平Ｈからの傾きθが徐々に大きくなるように、傾きθを連続的に変化させる。あるいは、正極シート５０が所定の長さ搬送されるたびに傾きθを大きくし、傾きθを段階的に変化させる。
このようにすれば、正極活物質層５４の幅方向の両端部５４ａ，５４ｂの厚みの差ΔＤが、長手方向の下流側（すなわち、搬送方向の逆方向）に向けて徐々に大きくなるような正極シート５０を得ることができる。
なお、上記説明している例では、プレスロール装置２００のロール本体２１０の回転軸Ｘが水平な状態からロールプレスを開始しているが、当該回転軸Ｘを最初から傾けておき、その傾きを徐々に大きくしてもよい。
【００２６】
このようにすれば、正極シート５０のロールプレスが先になされた側を、捲回電極体２０の内周側に位置させるようにすることによって、捲回電極体２０の外周側に相当する部分における正極活物質層５４の幅方向の厚みの差ΔＤ２を、捲回電極体２０の内周側に相当する部分における正極活物質層５４の当該厚みの差Ｄ１よりも大きくすることができる。
【００２７】
次に、捲き取り工程について説明する。
長尺状の負極シート６０および２枚の長尺状のセパレータシート７０を用意する。
負極シート６０は、常法に従い負極活物質層６４を形成した後、上記説明した、プレスロールの回転軸の傾きを変化させるロールプレス工程を行ったものであってもよく、プレスロールの回転軸の傾きを変化せない通常のロールプレス工程を行ったものであってもよく、ロールプレスを行わないものであってもよい。
セパレータシート７０としては、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル、セルロース、ポリアミド等の樹脂から成る多孔性シート（フィルム）が挙げられる。かかる多孔性シートは、単層構造であってもよく、二層以上の積層構造（例えば、ＰＥ層の両面にＰＰ層が積層された三層構造）であってもよい。セパレータシート７０の表面には、耐熱層（ＨＲＬ）が設けられていてもよい。
【００２８】
捲き取り装置は、正極シート５０と、負極シート６０と、２枚のセパレータシート７０
とを、正極シート５０と、負極シート６０との間にセパレータシート７０が介在するように、これらを積層しながら、捲き取りを行う。捲き取りは、公知の捲き取り装置を用いることによって容易に行うことができる。あるいは、捲き取り装置を用いずに、手動で行ってもよい。
【００２９】
このとき、正極シート５０のロールプレスが先になされた側から捲き取りを行うことにより、捲回電極体２０の外周側部分における正極活物質層５４の幅方向の厚みの差ΔＤ２が、捲回電極体２０の内周側部分における正極活物質層５４の当該厚みの差Ｄ１よりも大きい、捲回電極体２０を得ることができる。
【００３０】
本実施形態の製造方法の変形例として、ロールプレス工程を、プレスロール装置２００の回転軸Ｘの水平Ｈからの傾きθを予め大きくしておき、傾きθを徐々に小さくなるように実施し、正極シート５０のロールプレスが後になされた側から捲き取りを行うことにより、捲回電極体２０の外周側部分における正極活物質層５４の幅方向の厚みの差ΔＤ２が、捲回電極体２０の内周側部分における正極活物質層５４の当該厚みの差Ｄ１よりも大きい、捲回電極体２０を作製してもよい。この変形例は、正極シート５０を、一端捲き取ってロールの形態としておいて、当該ロールから正極シート５０を繰り出して、捲き取り工程に供する場合に有利である。
【００３１】
本実施形態に係る製造方法では、プレスロールの傾きを変化させることによって、極間距離の均一化がなされるため、捲回電極体の材料設計の幅を狭めることがない。
また、上述のように、従来一般的な捲回電極体においては、内周から外周に向かってテンションが加わるために、外周側部分においては、極間距離が小さくなる。しかしながら、上記のように製造し、捲回電極体２０の外周側における正極活物質層５４の幅方向の厚みの差ΔＤ２が、捲回電極体２０の内周側における正極活物質層５４の当該厚みの差Ｄ１よりも大きい、捲回電極体２０によれば、従来一般的な捲回電極体に比べ外周側部分の極間距離が大きくなる。このため、従来は極間距離が小さいがために非水電解液が含浸し難かった捲回電極体の外周側部分に、非水電解液が含浸し易くなる。その結果、ハイレートでのサイクル特性が向上する。また、同時に、従来一般的な捲回電極体に比べて内周側部分の極間距離が小さくなることも起こり得る。これにより、捲回電極体２０全体における極間距離が均一化され、捲回電極体２０内全体で反応が均一化される。これによって、ハイレートでのサイクル特性がさらに向上する。
【００３２】
そこで、本実施形態に係る製造方法によって得られる捲回電極体２０を用いた非水電解液二次電池の構成について、以下、扁平角型のリチウムイオン二次電池を例にして詳細に説明する。
【００３３】
図５に示すリチウムイオン二次電池１００は、扁平形状の捲回電極体２０と非水電解液（図示せず）とが扁平な角形の電池ケース（即ち外装容器）３０に収容されることにより構築される密閉型のリチウムイオン二次電池１００である。電池ケース３０には外部接続用の正極端子４２および負極端子４４と、電池ケース３０の内圧が所定レベル以上に上昇した場合に該内圧を開放するように設定された薄肉の安全弁３６が設けられている。また、電池ケース３０には、非水電解液を注入するための注入口（図示せず）が設けられている。正極端子４２は、正極集電板４２ａと電気的に接続されている。負極端子４４は、負極集電板４４ａと電気的に接続されている。電池ケース３０の材質としては、例えば、アルミニウム等の軽量で熱伝導性の良い金属材料が用いられる。
【００３４】
捲回電極体２０の捲回軸方向（即ち、上記長手方向に直交するシート幅方向）の両端から外方にはみ出すように形成された正極活物質層非形成部分５２ａと負極活物質層非形成部分６２ａには、それぞれ正極集電板４２ａおよび負極集電板４４ａが接合されている。
【００３５】
非水電解液は従来のリチウムイオン二次電池と同様のものを使用可能であり、典型的には有機溶媒（非水溶媒）中に、支持塩を含有させたものを用いることができる。非水溶媒としては、一般的なリチウムイオン二次電池の電解液に用いられる各種のカーボネート類、エーテル類、エステル類、ニトリル類、スルホン類、ラクトン類等の有機溶媒を、特に限定なく用いることができる。具体例として、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、モノフルオロエチレンカーボネート（ＭＦＥＣ）、ジフルオロエチレンカーボネート（ＤＦＥＣ）、モノフルオロメチルジフルオロメチルカーボネート（Ｆ−ＤＭＣ）、トリフルオロジメチルカーボネート（ＴＦＤＭＣ）等が例示される。このような非水溶媒は、１種を単独で、あるいは２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。支持塩としては、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４等のリチウム塩（好ましくはＬｉＰＦ６）を好適に用いることができる。支持塩の濃度は、０．７ｍｏｌ／Ｌ以上１．３ｍｏｌ／Ｌ以下が好ましい。
【００３６】
なお、上記非水電解液は、例えば、ビフェニル（ＢＰ）、シクロヘキシルベンゼン（ＣＨＢ）等のガス発生剤；ホウ素原子および／またはリン原子を含むオキサラト錯体化合物、ビニレンカーボネート（ＶＣ）等の被膜形成剤；分散剤；増粘剤等の各種添加剤を含み得る。
【００３７】
以上のようにして構成されるリチウムイオン二次電池１００は、各種用途に利用可能である。好適な用途としては、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）等の車両に搭載される駆動用電源が挙げられる。リチウムイオン二次電池１００は、典型的には複数個を直列および／または並列に接続してなる組電池の形態でも使用され得る。
【００３８】
なお、一例として扁平形状の捲回電極体２０を備える角形のリチウムイオン二次電池１００について説明した。リチウムイオン二次電池は、円筒形リチウムイオン二次電池、ラミネート型リチウムイオン二次電池として構成することもできる。また、ここに開示される技術は、リチウムイオン二次電池以外の非水電解液二次電池にも適用可能である。
【００３９】
以下、本発明に関する実施例を説明するが、本発明をかかる実施例に示すものに限定することを意図したものではない。
【００４０】
＜捲回電極体の構成部材の作製＞
正極活物質粉末としてのＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２（ＬＮＣＭ）と、導電材としてのＡＢと、バインダとしてのＰＶＤＦとを、ＬＮＣＭ：ＡＢ：ＰＶＤＦ＝１００：１０：３の重量比でＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）と混合し、正極活物質層形成用ペーストを調製した。このペーストを、ダイコーターを用いて厚み２０μｍのアルミニウム箔の両面の中央部に帯状に塗布し、乾燥して長尺状の正極シートを得た。
負極活物質としての平均粒子径（Ｄ５０）＝２０μｍの黒鉛（Ｃ）と、増粘剤としてのＣＭＣと、バインダとしてのＳＢＲとを、Ｃ：ＣＭＣ：ＳＢＲ＝１００：１：１の重量比でイオン交換水と混合して、負極活物質層形成用ペーストを調製した。このペーストを、ダイコーターを用いて厚み１０μｍの銅箔の両面の中央部に帯状に塗布し、乾燥して、長尺状の負極シートを得た。
ＰＰ／ＰＥ／ＰＰの３層構造を有する厚み２０μｍの多孔質シートをセパレータシートとして準備した。
【００４１】
＜捲回電極体の製造＞
上記作製した正極シートをプレスロールによりプレス処理した。プレス処理の際、実施例１および実施例２では、プレスロールに傾きがない状態から、プレスロールの傾きを徐々に大きくしていった。プレスロールの傾きは、実施例１の方が実施例２よりも大きくなるようにした。比較例１では、プレスロールを実施例１の最終的なプレスロールの傾きと同じ角度で傾けて、この傾きを変化させずに保ったまま、プレス処理を実施した。比較例２では、プレスロールを実施例２の最終的なプレスロールの傾きと同じ角度で傾けて、この傾きを変化させずに保ったまま、プレス処理を実施した。比較例３では、プレスロールに傾きがない状態を保ったまま、プレス処理を実施した。
この正極シートの幅方向の中心を、長手方向に沿って裁断し、裁断して得られる２つのシートのうち、下流側から見て左側のもの（実施例１、２および比較例１、２では、正極活物質層が薄い側のものとなる）を残した。
負極シートは、プレスロールにより、プレスロールに傾きがない状態を保ったまま、プレス処理した。この負極シートの幅方向の中心を、長手方向に沿って裁断して、下流側から見て左側のものを残した。
上記の正極シートと、負極シートと、２枚のセパレータシートとを、捲き取り機を用いて、正極シートと、負極シートとの間にセパレータシートが介在するように積層しながら捲き取り、捲回電極体を作製した。このとき、正極シートのロールプレスが先になされた側から捲き取りを行うようにした。
【００４２】
＜正極活物質層の幅方向の両端部の厚みの差評価＞
捲回電極体の最外周部における正極活物質層の幅方向の両端部の厚みの差と、最内周部における正極活物質層の幅方向の両端部の厚みの差をそれぞれ求めた。結果を下記の表１に示す。
【００４３】
【表１】
2020155233.tif 000003
【００４４】
表１の結果より、ロールプレス処理の際にプレスロールの傾きを変化させることにより、最外周部における正極活物質層の幅方向の両端部の厚みの差が、最内周部における正極活物質層の幅方向の両端部の厚みの差よりも大きくなっていることがわかる。
【００４５】
＜捲回電極体の極間距離評価＞
実施例１および比較例１で得られた捲回電極体の断面のＳＥＭ画像を取得した。ＳＥＭ画像の中から、観察箇所を５箇所選択し、この観察箇所において、極間距離の指標として、正極集電体であるアルミニウム箔間の距離を測定した。参考として、比較例１で得られた捲回電極体のＳＥＭ画像を図６に示す。また、図６において選択した観察箇所を枠で示す。
この観察箇所について、内周側から外周側に向けて、順に１〜５とした。アルミニウム箔間の距離の測定結果を下記の表２に示す。
【００４６】
【表２】
2020155233.tif 000004
【００４７】
表２の結果より、プレスロールの傾きを変化させた実施例１において得られた捲回電極体では、外周側の極間距離が大きくなっていることがわかる。また、内周側の極間距離が小さくなっていることがわかる。そして、実施例１では、捲回電極体全体において、極間距離が均一化されていることがわかる。
【００４８】
＜ハイレート試験＞
実施例１，２および比較例２の捲回電極体のそれぞれに、端子類を取り付けてアルミニウム製の角型電池ケースに収容した。続いて、電池ケースの開口部から非水電解液を注入し、当該開口部を気密に封止して評価用電池であるリチウムイオン二次電池を作製した。なお、非水電解液には、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とをＥＣ：ＤＭＣ：ＥＭＣ＝１：１：１の体積比で含む混合溶媒に、支持塩としてのＬｉＰＦ６を１．０ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解させたものを用いた。
上記作製した評価用二次電池を、３．７Ｖになるまで充電し、２５℃の環境下に置いた。２０Ｃの電流値で１０秒間の放電を行い、放電開始から１０秒後の電圧値を測定し、ＩＶ抵抗（電池抵抗）を算出した。これを初期抵抗とした。
この評価用二次電池を、３．７Ｖになるまで充電し、２５℃の環境下に置いた。３０Ｃの電流値で１０秒間充電、１０秒間休止、１Ｃの電流値で３００秒間放電、１０秒間休止を１サイクルとする充放電を繰り返した。１００サイクルごとに上記の方法で電池抵抗を測定し、抵抗増加率を求めた。
結果を図７に示す。
【００４９】
図７の結果より、実施例１および実施例２で得られた捲回電極体を用いたリチウムイオン二次電池は、比較例１で得られた捲回電極体を用いたリチウムイオン二次電池よりも、サイクルに伴う抵抗増加が小さいことがわかる。すなわち、正極シートのロールプレス処理の際に、プレスロールの傾きを変化させることによって、サイクルに伴う抵抗増加を抑制できることがわかる。
以上のことから、本実施形態に係る製造方法によれば、特別な材料を使用する必要がないため、捲回電極体の材料設計の幅を狭めることがなく極間距離を均一化できることがわかる。さらに、ハイレートでのサイクル特性に優れる捲回電極体を提供できることがわかる。
【００５０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【符号の説明】
【００５１】
２０    捲回電極体
３０    電池ケース
３６    安全弁
４２    正極端子
４２ａ  正極集電板
４４    負極端子
４４ａ  負極集電板
５０    正極シート（正極）
５２    正極集電体
５２ａ  正極活物質層非形成部分
５４    正極活物質層
５４ａ，５４ｂ  正極活物質層端部
６０    負極シート（負極）
６２    負極集電体
６２ａ  負極活物質層非形成部分
６４    負極活物質層
７０    セパレータシート（セパレータ）
１００  リチウムイオン二次電池
２００  プレスロール装置
２１０  ロール本体
２２０  軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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