(57)【要約】【課題】正極板または負極板の切断面を絶縁体層で被覆する構成とし、正極集電体または負極集電体の切断面に発生するバリによるセパレータの破損やバリの一部が脱落して発生するセパレータの破損もしくは電池内部短絡を抑制することができ、また電極合剤層の一部が脱落し、電極群の内部への混入より発生するセパレータの破損を防止し、正極板および負極板の内部短絡を抑制することが可能であり、発熱による熱暴走を引き起こす事態を回避でき、安全性に優れた非水系二次電池を提供することを目的とする。【解決手段】正極板４または負極板１４の切断面や塗布端面を正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３で被覆する構成としたことにより、捲回または積層された電極群の内部へ切断バリや脱落して発生する異物が混入することやセパレータ５の破損を防止し、正極板４および負極板１４の内部短絡を抑制する。【選択図】図２
2010009818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともリチウム含有複合酸化物よりなる活物質、導電材および結着材を分散媒にて混練分散した正極合剤塗料を正極集電体の両面に塗布して正極合剤層を形成した正極板、または少なくともリチウムを保持しうる材料よりなる活物質および結着材を分散媒にて混練分散した負極合剤塗料を負極集電体の上に塗布して負極合剤層を形成した負極板からなる非水系二次電池用電極板であって、前記正極板または負極板の切断面を絶縁体層で被覆した構成とすることを特徴とする非水系二次電池用電極板。
【請求項２】
前記切断面を前記正極集電体または負極集電体の切断面としたことを特徴とする請求項１に記載の非水系二次電池用電極板。
【請求項３】
前記切断面を前記正極集電体と前記正極合剤層または負極集電体と負極合剤層の切断面としたことを特徴とする請求項１に記載の非水系二次電池用電極板。
【請求項４】
前記正極板における正極合剤層の塗布端面または前記負極板における負極合剤層の塗布端面の少なくともいずれか一方も絶縁体層で被覆する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の非水系二次電池用電極板。
【請求項５】
前記絶縁体層を少なくとも無機添加剤と結着材からなる絶縁性塗料で構成したことを特徴とする請求項１に記載の非水系二次電池用電極板。
【請求項６】
少なくともリチウム含有複合酸化物よりなる活物質、導電材および結着材を分散媒にて混練分散した正極合剤塗料を正極集電体の両面に塗布して正極合剤層を形成した正極板と、少なくともリチウムを保持しうる材料よりなる活物質および結着材を分散媒にて混練分散した負極合剤塗料を負極集電体の両面に塗布して負極合剤層を形成した負極板とをセパレータを介して捲回あるいは積層した電極群と、非水溶媒からなる電解液により構成される非水系二次電池であって、前記正極板または負極板の少なくともいずれか一方に請求項１〜５のいずれかに記載の電極板を用いたことを特徴とする非水系二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池に使用される非水系二次電池用電極板およびこれを用いた非水系二次電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯用電子機器の電源として利用が広がっているリチウムイオン二次電池は、負極にリチウムの吸蔵および放出が可能な炭素質材料等を用い、正極にＬｉＣｏＯ２等の遷移金属とリチウムの複合酸化物を活物質として用いており、これによって高電位で高放電容量の二次電池を実現しているが、近年の電子機器および通信機器の多機能化に伴って、さらなる高容量化が望まれている。これらのリチウムイオン二次電池において、高容量化が進む一方で重視すべきは安全対策であり、特に正極板と負極板とが内部短絡することによる急激な温度上昇を抑止することが極めて重要である。
【０００３】
従来、この対策として一般的には、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）のようなオレフィン系ポリマーを用いてセパレータを構成し、これを正極板と負極板との間に介在させることで、二次電池内に過大な電流が流れることで発生する発熱によりセパレータの微多孔を閉鎖する（シャットダウン機能）ことで安全性を確保している。しかしながら、電極合剤の脱落による内部短絡また電池用電極板として裁断した時に生じる集電体の切断バリ等による内部短絡、さらに電極板を渦巻状に捲回した時あるいは積層状に構成した場合に生じるセパレータの破断による内部短絡が発生するという課題がある。
【０００４】
上述の課題に対し、電極合剤の脱落を抑制する手段として種々の提案がなされており、例えば図１１に示すように正極板４０、負極板４１とがセパレータ４２を間に介在して渦巻状に捲回された電極群と非水溶媒からなる電解液（図示せず）とがケース４４内に密封された非水系二次電池において、正極板４０、負極板４１より幅の広いセパレータ４２の正極板４０および負極板４１に対向しない周辺部分に、電解液に不溶で、且つ、電気絶縁性の物質のエチレンプロピレンターポリマー（ＥＰＤＭ）４３を塗布することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、別の内部短絡の抑制手段として、例えば図１２（ｂ）に示すように、正極板５５、負極板５６、およびそれらの間に介在するセパレータ５８とを積層した電極群およびアルカリ電解液（図示せず）とがケース５７内に密閉されたアルカリ二次電池において、図１２（ａ）に示すように、正極板５５および負極板５６の少なくとも長辺端面５１と短辺端面５３およびリード５０と正極板５５または負極板５６とのリード接合部５４をフッ素樹脂５２で被覆することにより電極合剤の脱落を抑制する手段が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
さらに、別の抑制手段として、例えば図１３（ａ），（ｂ）に示すように、正極集電体６２に正極合剤層６３を形成した正極板７０、負極集電体６９に負極合剤層６８を形成した負極板７１およびそれらの間に介在するセパレータ６４とを渦巻状に捲回した、または積層し、正極板７０および負極板７１の正極集電体露出部６１および負極集電板露出部６７に正極集電板６０および負極集電板６６を接合した電極群およびアルカリ電解液（図示せず）からなるアルカリ二次電池において、少なくとも正極板７０の負極集電板６６側の極板端面および周辺の両側部がポリエチレン樹脂６５で被覆されており、その被覆を正極板７０の両側に配されているセパレータ６４と溶着させることにより、電極合剤の脱落を抑制する手段が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平５−１０９４３５号公報
【特許文献２】特開平１０−６４５３３号公報
【特許文献３】特開２００４−３４２５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に示される従来技術では、負極板４１の周囲のデンドライト発生による内部短絡を想定しており、電極合剤の脱落により生じる電極板の捲回時、あるいは積層時のセパレータ４２の破損については有効に対処できないという課題があった。また、特許文献２に示される従来技術では、正極板５５または負極板５６のリード接合部５４の裏側には被覆がなされず、且つ、リード５０を正極板５５または負極板５６に接合するために成形加工が施されており、リード接合部５４の裏側は電極合剤が脱落しやすく電極群の内部に混入、内部短絡が発生するという課題があった。さらに、特許文献３に示される従来技術では、正極集電板６０側の正極板７０および負極板７１の電極板端面は被覆されていないため、電極合剤の脱落により生じる電極板の捲回時、あるいは積層時のセパレータ６４の破損し、内部短絡が発生するという課題があった。
【０００８】
本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたもので、正極合剤塗料および負極合剤塗料を塗布した部分の切断面からの電極合剤層が脱落して、捲回または積層された電極群の内部へ電極合剤が混入することやセパレータの破損を防止し、正極板および負極板の内部短絡を抑制する安全性に優れた非水系二次電池用電極板を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の非水系二次電池用電極板は、少なくともリチウム含有複合酸化物よりなる活物質、導電材および非水溶性高分子の結着材を分散媒にて混練分散した正極合剤塗料を正極集電体上に塗布して構成される正極板または少なくともリチウムを保持しうる材料よりなる活物質および非水溶性高分子の結着材を分散媒にて混練分散した負極合剤塗料を負極集電体上に塗布して構成される負極板からなる非水系二次電池用電極板であって、正極板または負極板の切断面を絶縁体層で被覆した構成とすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の非水系二次電池用電極板によると、正極板または負極板の切断面を絶縁体層で被覆した構成とすることにより、正極集電体または負極集電体に発生するバリによるセパレータの破損や、バリの一部が脱落して発生するセパレータの破損もしくは電池内部短絡を抑制することができ、また、正極合剤塗料および負極合剤塗料を塗布した部分の切断面からの電極合剤の一部が脱落し、捲回または積層された電極群の内部への混入より発生するセパレータの破損を防止し、正極板および負極板の内部短絡を抑制することが可能であり、発熱による熱暴走を引き起こす事態を回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の第１の発明においては、少なくともリチウム含有複合酸化物よりなる活物質、導電材および結着材を分散媒にて混練分散した正極合剤塗料を正極集電体上に塗布して構成される正極板、あるいは少なくともリチウムを保持しうる材料よりなる活物質および結着材を分散媒にて混練分散した負極合剤塗料を負極集電体上に塗布して構成される負極板からなる非水系二次電池用電極板であって、正極板または負極板の切断面を絶縁体層で被覆した構成とすることにより、正極合剤塗料および負極合剤塗料を塗布した部分の切断面からの電極合剤が脱落して発生する電極群の内部への混入、セパレータの破損を防止し、正極板および負極板の内部短絡を抑制することが可能である。
【００１２】
本発明の第２の発明においては、切断面を正極集電体または負極集電体の切断面としたことにより、スリットおよび切断時に発生する集電体の切断面からの切断片の脱落、捲回または積層された電極群の内部への混入することによるセパレータの破損を防止し、正極板および負極板の内部短絡を抑制することが可能である。
【００１３】
本発明の第３の発明においては、切断面を正極集電体と正極合剤層または負極集電体と負極合剤層の切断面としたことより、電極板の切断面からの電極合剤の脱落および集電体の切断部からの切断片の脱落、捲回または積層された電極群の内部への混入することによるセパレータの破損を防止する。
【００１４】
本発明の第４の発明においては、正極板における正極合剤層の塗布端面または負極板における負極合剤層の塗布端面の少なくともいずれか一方も絶縁体層で被覆する構成としたことにより、電極板の塗布端面からの正極合剤層または負極合剤層の脱落や捲回または積層時の電極合剤の脱落片が電極群の内部への混入を防止することにより、正極板および負極板の内部短絡を抑制することが可能である。
【００１５】
本発明の第５の発明においては、絶縁体層を少なくとも無機添加剤と結着材からなる絶縁性塗料を塗布乾燥させて形成したことにより、切断面の絶縁体層を容易に形成することができ、脱落部分はともに無機添加剤と結着材からなる絶縁体層で被覆されているため電極板の切断面からの電極合剤の脱落および集電体の切断面からの切断片の脱落、捲回または積層された電極群の内部への混入、セパレータの破損による正極板および負極板の内部短絡を抑制し、発熱を引き起こす事態を回避することが可能である。
【００１６】
本発明の第６の発明においては、少なくともリチウム含有複合酸化物よりなる活物質、導電材および結着材を分散媒にて混練分散した正極合剤塗料を正極集電体の両面に塗布して正極合剤層を形成した正極板と、少なくともリチウムを保持しうる材料よりなる活物質および結着材を分散媒にて混練分散した負極合剤塗料を負極集電体の両面に塗布して負極合剤層を形成した負極板とをセパレータを介して捲回あるいは積層した電極群と、非水溶媒からなる電解液により構成される非水系二次電池であって、正極板または負極板の少なくともいずれか一方に第１から第５の発明のいずれかの電極板を用いたことにより、正極集電体または負極集電体の切断面に発生した切断片によるセパレータの破損や、切断片の一部が脱落して発生するセパレータの破損もしくは電池内部短絡を抑制することができ、また、正極合剤塗料および負極合剤塗料を塗布した部分の切断面からの電極合剤の一部が脱落して、電極群の内部への混入によるセパレータの破損を防止し、正極板および負極板の内部短絡を抑制し発熱による熱暴走を引き起こす事態を回避することが可能である。
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態に係る非水系二次電池における捲回あるいは積層前の電極板の要部を示す斜視図である。図１（ａ）は、電極合剤層および集電体の切断面に絶縁体層を被覆する前の電極板の構成を示している。図１（ｂ）は電極合剤層および集電体の切断面に絶縁体層を被覆した後の電極板の構成を示している。
【００１８】
図１（ａ）において本発明の非水系二次電池用電極板は、正極集電体１の両面に正極合剤塗料を塗布して乾燥させて正極合剤層２を形成し、図１（ｂ）に示すように正極集電体１および正極合剤層２の切断面に正極絶縁体層３を塗布して被覆した正極板４と、また図１（ａ）に示すように負極集電体１１の両面に負極合剤塗料を塗布して乾燥させて負極合剤層１２を形成し、図１（ｂ）に示すように負極集電体１１および負極合剤層１２の切断面に負極絶縁体層１３を塗布して被覆した負極板１４である。
【００１９】
上述した切断面とは、正極集電体１および負極集電体１１の単体を長尺状に連続して切
断した時の切断面、または所定の電池寸法に短冊状に切断したときの切断面を示し、さらに、正極集電体１および負極集電体１１に、連続もしくは間欠塗布された正極合剤層２および負極合剤層１２からなる正極板４および負極板１４を長尺状に連続して切断した時の切断面、または所定の電池寸法に短冊状に切断したときの切断面を示す。これら正極板４と負極板１４を絶縁体であるセパレータ５を介して配置し、捲回あるいは積層して電極群を構成する。
【００２０】
ここで本発明においては、正極板４と負極板１４との内部短絡を抑止するために、上記正極板４または負極板１４の切断面を正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３で被覆する構成としている。以下に上述した本発明の非水系二次電池用電極板について説明する。
【００２１】
図２（ａ），（ｂ）は本発明における非水系二次電池用電極板の他の例で、図２（ａ）は正極板４または負極板１４の４箇所の切断面を、正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３で被覆していることを示す斜視図である。正極板４もしくは負極板１４は、例えば正極集電体１もしくは負極集電体１１に正極合剤層２もしくは負極合剤層１２を両面に塗布、乾燥した長手方向および幅方向を所定の電池サイズに切断して製作する。その切断面は、正極合剤層２と正極集電体１、もしくは負極合剤層１２と負極集電体１１の長手方向の２箇所に成形され、幅方向の２箇所の計４箇所に成形される。正極合剤層２と正極集電体１、もしくは負極合剤層１２と負極集電体１１の切断面に正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３を塗布することで、正極合剤層２と正極集電体１、もしくは負極合剤層１２と負極集電体１１の切断面を正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３で被覆した正極板４もしくは負極板１４を製作できる。
【００２２】
図２（ｂ）は、正極合剤層２と正極集電体１、もしくは、負極合剤層１２と負極集電体１１の切断面が４箇所を形成した正極板４もしくは負極板１４である電極板の上面図を示したものである。電極板の長手方向および幅方向の正極合剤層２と正極集電体１もしくは負極合剤層１２と負極集電体１１の切断面の４箇所に正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３を塗布している。
【００２３】
図３（ａ），（ｂ）は本発明における非水系二次電池用電極板の他の例で、図３（ａ）は正極集電体１および正極合剤層２、もしくは、負極集電体１１および負極合剤層１２の４箇所の切断面と、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の塗布端面１５を正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３で被覆していることを示す斜視図である。
【００２４】
正極板４もしくは負極板１４は、例えば正極集電体１もしくは負極集電体１１に、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２を両面に間欠塗布し、乾燥した正極板４もしくは負極板１４の長手方向および幅方向を所定の電池サイズに切断して作製する。その際、切断面の短辺の一方に未塗布部が残るように切断し、正極集電体１と正極合剤層２、もしくは、負極集電体１１と負極合剤層１２の切断面が長手方向に２箇所、幅方向に１箇所の計３箇所に形成され、および正極集電体１もしくは負極集電体１１の切断面が正極合剤層２または負極合剤層１２の未塗布部に３箇所に形成される。また、正極合剤層２または負極合剤層１２には塗布端面１５が設けられる。形成した切断面および塗布端面１５に、正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３を塗布することで、正極板４もしくは負極板１４の切断面および塗布端面１５を正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３で被覆した正極板４もしくは負極板１４を作製する。
【００２５】
図３（ｂ）は、正極集電体１と正極合剤層２、もしくは負極集電体１１と負極合剤層１２の切断面が４箇所を形成した正極板４もしくは負極板１４である電極板であり、その電極板の一方の短辺に正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の未塗布部を形成した電極板の上面図を示したものである。長手方向および幅方向の正極集電体１と正極合剤層２、もし
くは負極集電体１１と負極合剤層１２の切断面および、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の未塗布部の正極集電体１もしくは負極集電体１１の切断面、さらに、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の塗布端面１５に正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３を塗布している。
【００２６】
図４（ａ），（ｂ）は本発明における非水系二次電池用電極板の他の例で、図４（ａ）は正極集電体１および正極合剤層２、もしくは負極集電体１１および負極合剤層１２の４箇所の切断面、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の塗布端面１５を正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３で被覆していることを示す斜視図である。
【００２７】
正極板４もしくは負極板１４は、例えば正極集電体１もしくは負極集電体１１に、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２を両面に間欠塗布し、乾燥した正極板４もしくは負極板１４の長手方向および幅方向を、所定の電池サイズに切断して作製する。その際、短辺の両方が未塗布部である個所を切断し、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２が塗布された正極集電体１もしくは負極集電体１１の切断面が長手方向に２箇所に成形され、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の未塗布部の正極集電体１もしくは負極集電体１１が幅方向に２箇所の計４箇所に切断面が形成される。
【００２８】
正極集電体１および正極合剤層２、もしくは負極集電体１１および負極合剤層１２の切断面と、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の塗布端面１５に、正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３を塗布することで、正極集電体１および正極合剤層２、もしくは負極集電体１１および負極合剤層１２の切断面と、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の塗布端面１５を、正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３で被覆した正極板４もしくは負極板１４を作製する。
【００２９】
図４（ｂ）は、正極集電体１および正極合剤層２、もしくは負極集電体１１および負極合剤層１２の４箇所に切断面が成形され、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の塗布端面１５が２箇所に設けられ、且つ、電極板の両方の短辺に正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の未塗布部を形成した正極板４もしくは負極板１４である電極板の上面図を示したものである。長手方向および幅方向の正極集電体１および正極合剤層２の切断面と、正極合剤層２の塗布端面１５に正極絶縁体層３を塗布し、もしくは負極集電体１１および負極合剤層１２の切断面および負極合剤層１２の塗布端面１５に負極絶縁体層１３を塗布している。
【００３０】
図５（ａ），（ｂ）は本発明における非水系二次電池用電極板の他の例で、図５（ａ）は正極集電体１および正極合剤層２、もしくは負極集電体１１および負極合剤層１２の４箇所の切断面と、正極合剤層２、もしくは負極合剤層１２の塗布端面１５を正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３で被覆していることを示す斜視図である。
【００３１】
正極板４もしくは負極板１４は、例えば正極集電体１もしくは負極集電体１１に正極合剤層２もしくは負極合剤層１２を両面に間欠塗布し、乾燥した正極板４もしくは負極板１４の長手方向および幅方向を、所定の電池サイズに切断して作製する。その際、長手方向両端の少なくとも正極集電体１の片面に正極合剤層２がある部分、もしくは負極集電体１１の片面に負極合剤層１２がある部分を切断する。その時切断面は、正極集電体１もしくは負極集電体１１の長手方向の２箇所に設けられ、幅方向の２箇所の計４箇所に設けられる。正極集電体１および正極合剤層２もしくは、負極集電体１１および負極合剤層１２の切断面と、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の塗布端面１５に正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３を塗布することで、正極集電体１および正極合剤層２、もしくは負極集電体１１および負極合剤層１２の切断面と、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の塗布端面１５を正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３で被覆した正極板４もしくは負極板１
４を製作する。
【００３２】
図５（ｂ）は、正極集電体１および正極合剤層２、もしくは負極集電体１１および負極合剤層１２の切断面が４箇所を成形し、電極板の長手方向両端の少なくとも正極集電体１の片面に正極合剤層２、もしくは負極集電体１１の片面に負極合剤層１２を間欠塗布した正極板４もしくは負極板１４である電極板の上面図を示したものである。長手方向および幅方向の正極集電体１および正極合剤層２の切断面と正極合剤層２の塗布端面１５に正極絶縁体層３を塗布し、あるいは負極集電体１１および負極合剤層１２の切断面と、負極合剤層１２の塗布端面１５に負極絶縁体層１３を塗布している。
【００３３】
図６（ａ），（ｂ）は本発明における非水系二次電池用電極板の他の例で、図６（ａ）は正極集電体１および正極合剤層２、もしくは負極集電体１１および負極合剤層１２の４箇所の切断面と、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の塗布端面１５を正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３で被覆していることを示す斜視図である。
【００３４】
正極板４もしくは負極板１４は、例えば正極集電体１もしくは負極集電体１１に正極合剤層２もしくは負極合剤層１２を両面に間欠塗布し、乾燥した正極板４もしくは負極板１４の長手方向および幅方向を所定の電池サイズに切断して作製する。その際、切断部が長手方向の一辺に正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の未塗布部となるように切断し、正極集電体１および正極合剤層２もしくは負極集電体１１および負極合剤層１２の切断面が長手方向に２箇所に設けられ、幅方向に２箇所の計４箇所に成形される。
【００３５】
正極集電体１および正極合剤層２、もしくは、負極集電体１１および負極合剤層１２の切断面と、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の塗布端面１５に正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３を塗布することで、正極集電体１および正極合剤層２、もしくは負極集電体１１および負極合剤層１２の切断面と、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の塗布端面１５を正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３で被覆した正極板４もしくは負極板１４を作製する。
【００３６】
図６（ｂ）は、正極集電体１もしくは負極集電体１１の切断面を設け、正極集電体１もしくは負極集電体１１の長手方向の一辺に正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の未塗布部を成形した正極板４もしくは負極板１４である電極板の上面図を示したものである。長手方向および幅方向の正極集電体１および正極合剤層２、もしくは負極集電体１１および負極合剤層１２の切断面と、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の塗布端面１５に正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３を塗布している。
【００３７】
図７（ａ），（ｂ）は本発明における非水系二次電池用電極板の他の例で、図７（ａ）は正極集電体１および正極合剤層２、もしくは負極集電体１１および負極合剤層１２の４箇所の切断面を成形し、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の塗布端面１５を正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３で被覆していることを示す斜視図である。
【００３８】
正極板４もしくは負極板１４は、例えば正極集電体１もしくは負極集電体１１に、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２を両面に間欠塗布し、乾燥した正極板４もしくは負極板１４の長手方向および幅方向を所定の電池サイズに切断して作製する。その際、切断部が長手方向の両辺に正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の未塗布部となるように切断すし、正極集電体１および正極合剤層２、もしくは負極集電体１１および負極合剤層１２の切断面が長手方向の２箇所に成形され、幅方向の２箇所の計４箇所に成形される。
【００３９】
正極集電体１および正極合剤層２、もしくは負極集電体１１および負極合剤層１２の切断面と、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の塗布端面１５に正極絶縁体層３または負
極絶縁体層１３を塗布することで、正極集電体１および正極合剤層２、もしくは、負極集電体１１および負極合剤層１２の切断面および、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の塗布端面１５を正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３で被覆した正極板４もしくは負極板１４を作製する。
【００４０】
図７（ｂ）は、正極集電体１および正極合剤層２、もしくは負極集電体１１および負極合剤層１２の切断面の４箇所に成形し、長手方向の両辺に正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の未塗布部を成形した正極板４もしくは負極板１４である電極板の上面図を示したものである。長手方向および幅方向の正極集電体１および正極合剤層２、もしくは負極集電体１１および負極合剤層１２の切断面と、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の塗布端面１５に正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３を塗布している。
【００４１】
図８（ａ），（ｂ）は本発明における非水系二次電池用電極板の他の例で、図８（ａ）は正極集電体１および正極合剤層２、もしくは負極集電体１１および負極合剤層１２の４箇所の切断面と、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の塗布端面１５を正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３で被覆していることを示す斜視図である。
【００４２】
正極板４もしくは負極板１４は、例えば正極集電体１もしくは負極集電体１１に、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２を両面に間欠塗布し、乾燥した正極板４もしくは負極板１４の長手方向および幅方向を所定の電池サイズに切断して作製する。その際、切断部が長手方向の両辺および幅方向の少なくとも一辺に正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の未塗布部となるように切断し、正極集電体１および正極合剤層２もしくは負極集電体１１および負極合剤層１２の切断面が長手方向に２箇所に設けられ、幅方向の２箇所の計４箇所に設けられる。
【００４３】
正極集電体１および正極合剤層２、もしくは負極集電体１１および負極合剤層１２の切断面と、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の塗布端面１５に正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３を塗布することで、正極集電体１および正極合剤層２、もしくは負極集電体１１および負極合剤層１２の切断面と、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の塗布端面１５を正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３で被覆した正極板４もしくは負極板１４を作製する。
【００４４】
図８（ｂ）は、正極集電体１および正極合剤層２、もしくは、負極集電体１１および負極合剤層１２の切断面が４箇所で、正極集電体１および正極合剤層２、もしくは、負極集電体１１および負極合剤層１２の長手方向の両辺および幅方向の少なくとも一辺に、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の未塗布部を成形した正極板４もしくは負極板１４である電極板の上面図を示したものである。長手方向および幅方向の正極集電体１および正極合剤層２、もしくは負極集電体１１および負極合剤層１２の切断面と、正極合剤層２もしくは負極合剤層１２の塗布端面１５に正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３を塗布している。
【００４５】
以下、上述した正極板４および負極板１４を使用した本発明の非水系二次電池について説明する。図９に示されるように、複合リチウム酸化物を活物質とする正極板２５と、リチウムを保持しうる材料を活物質とする負極板２７とを、セパレータ２９を介して渦巻状に捲回した電極群２４を作製した後、この電極群２４を有底円筒形の電池ケース２１の内部に絶縁板２０と共に収容し、電極群２４の下部より導出した負極リード２８を電池ケース２１の底部に接続し、次いで電極群２４の上部より導出した正極リード２６を封口板２２に接続し、電池ケース２１に所定量の非水溶媒からなる電解液（図示せず）を注液した後、電池ケース２１の開口部に封口ガスケット２３を周縁に取り付けた封口板２２を挿入し、電池ケース２１の開口部を内方向に折り曲げてかしめ封口している。
【００４６】
次に、本発明の非水系二次電池用電極板の作製方法について、図１（ａ），（ｂ）を例に用いて具体的に説明する。まず、正極板４については特に限定されないが、正極集電体１としてはアルミニウムやアルミニウム合金製の箔や不織布等を用いることができ、厚みが５μｍ〜３０μｍを有する正極集電体１の片面または両面に、正極活物質、導電材、結着材とを分散媒中にプラネタリーミキサー等の分散機により混合分散させた正極合剤塗料を塗布、乾燥、圧延して正極合剤層２を形成することにより作製する。
【００４７】
正極活物質としては、例えばコバルト酸リチウムおよびその変性体（コバルト酸リチウムにアルミニウムやマグネシウムを固溶させたものなど）、ニッケル酸リチウムおよびその変性体（一部ニッケルをコバルト置換させたものなど）、マンガン酸リチウムおよびその変性体などの複合酸化物を挙げることができる。
【００４８】
このときの導電材としては、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック、各種グラファイトを単独あるいは組み合わせて用いても良い。また、正極用結着材としては、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリフッ化ビニリデンの変性体、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、アクリレート単位を有するゴム粒子結着材等を用いることができ、この際に反応性官能基を導入したアクリレートモノマー、またはアクリレートオリゴマーを結着材中に混入させることも可能である。
【００４９】
一方、負極板１４についても特に限定されないが、負極集電体１１としては圧延銅箔、電解銅箔、銅繊維の不織布等を用いることができ、厚みが５μｍ〜２５μｍを有する負極集電体１１の片面または両面に、負極活物質、結着材、必要に応じて導電材、増粘剤とを分散媒中にプラネタリーミキサー等の分散機により混合分散させた負極合剤塗料を塗布、乾燥、圧延して負極合剤層１２を形成することにより作製する。
【００５０】
負極用活物質としては、各種天然黒鉛および人造黒鉛、シリサイドなどのシリコン系複合材料および各種合金組成材料を用いることができる。このときの負極用結着材としては、ＰＶｄＦおよびその変性体をはじめ各種バインダーを用いることができるが、リチウムイオン受入れ性向上の観点から、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子（ＳＢＲ）およびその変性体等を用いることもできる。また、増粘剤としては、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）やポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などの水溶液として粘性を有する材料であれば特に限定されないが、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）をはじめとするセルロース系樹脂およびその変性体が、合剤塗料の分散性，増粘性の観点から好ましい。
【００５１】
さらに、電解液については、電解質塩としてＬｉＰＦ６およびＬｉＢＦ４などの各種リチウム化合物を用いることができる。また溶媒として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）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）を単独および組み合わせて用いることができる。また正負極板上に良好な皮膜を形成させる、あるいは過充電時の安定性を保証するために、ビニレンカーボネート（ＶＣ）やシクロヘキシルベンゼン（ＣＨＢ）およびその変性体を用いることも好ましい。
【００５２】
正極板４における正極絶縁体層３として、正極用結着材として用いられる、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリフッ化ビニリデンの変性体、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、アクリレート単位を有するゴム粒子結着材等を用いることができ、この際に反応性官能基を導入したアクリレートモノマー、またはアクリレートオリゴマーを結着材中に混入させることも可能である。
【００５３】
また、負極板１４における負極絶縁体層１３としては、負極用結着材として用いられるＰＶｄＦおよびその変性体をはじめ各種バインダーを用いることができるが、リチウムイオン受入れ性向上の観点から、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子（ＳＢＲ）およびその変性体等を用いることもできる。さらに、無機添加剤による正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３として、シリカ材またはアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）材を用いることができる。
【実施例１】
【００５４】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。まず、正極活物質としてコバルト酸リチウムを１００重量部、導電材としてアセチレンブラックを活物質１００重量部に対して２重量部、結着材としてポリフッ化ビニリデンを活物質１００重量部に対して２重量部とを適量のＮ−メチル−２−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで正極合剤塗料を作製した。
【００５５】
次いで、図２（ａ）に示したように、この塗料を厚みが１５μｍであるアルミニウム箔の正極集電体１の両面に塗布し、乾燥後に片面の正極合剤層２の厚みが１００μｍとなる正極板４を作製した。さらに、この正極板４を総厚が１６５μｍとなるようにプレスすることで、正極合剤層２の片面の厚みが７５μｍとなるように、アルミニウム箔の正極集電体１上に正極合剤層２を形成した後、図９に示した円筒形のリチウムイオン二次電池で規定する幅にスリット加工し、正極板４を作製した。
【００５６】
さらに、正極絶縁体層３として、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を適量のＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解した塗料を、正極板４の切断部およびスリット部に塗布し、乾燥させて正極絶縁体層３の被膜を正極板４のスリット加工面および切断面に形成した正極板４を製作した。このとき、正極絶縁体層３が正極合剤層２の表面上に少量塗布されるが電池特性に問題ない。
【００５７】
一方、負極活物質として人造黒鉛を１００重量部、結着材としてスチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子分散体（固形分４０重量％）を活物質１００重量部に対して２．５重量部（結着材の固形分換算で１重量部）、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースを活物質１００重量部に対して１重量部、および適量の水とともに双腕式練合機にて攪拌し、負極合剤塗料を作製した。
【００５８】
次いで、図２（ａ）に示したように、厚みが１０μｍである銅箔の負極集電体１１に塗布し、乾燥後に片面の負極合剤層１２の厚みが１１０μｍとなる負極板１４を作製した。さらに、この負極板１４を総厚が１８０μｍとなるようにプレスすることで、負極合剤層１２の片面の厚みが８５μｍとなるように、負極集電体１１上に負極合剤層１２を形成した後、図９に示した円筒形のリチウムイオン二次電池で規定する幅にスリット加工し、負極板１４を作製した。
【００５９】
次いで、負極絶縁体層１３として、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子（ＳＢＲ）を適量の水に分散した塗料を、図２（ｂ）に示したように、負極板１４のスリット加工面および切断面に塗布し、乾燥させて負極絶縁体層１３の被膜を形成した負極板１４を製作した。このとき、負極絶縁体層１３が負極合剤層１２表面上に少量塗布されるが電池特性に問題ない。
【００６０】
これらの正極板４、負極板１４および厚みが２０μｍであるセパレータ５を捲回して構成し、電池ケース２１内に挿入し、ＥＣ・ＤＭＣ・ＭＥＣ混合溶媒にＬｉＰＦ６を１ＭとＶＣを３重量部溶解させた電解液を、添加して封口し、図９に示すように作製した円筒形のリチウムイオン二次電池を実施例１とした。
【実施例２】
【００６１】
まず、実施例１と同様な正極合剤塗料を用い、実施例１と同様の方法により、図３（ａ）に示したように、この塗料を厚みが１５μｍであるアルミニウム箔の正極集電体１の両面に塗布し、乾燥後に片面の正極合剤層２の厚みが１００μｍとなる正極板４を作製した。さらに、この正極板４を総厚が１６５μｍとなるようにプレスすることで、正極合剤層２の片面の厚みが７５μｍとなるように、アルミニウム箔の正極集電体１上に正極合剤層２を形成した後、図９に示した円筒形のリチウムイオン二次電池で規定する幅にスリット加工し、正極板４を作製した。
【００６２】
次いで、正極絶縁体層３として、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を適量のＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解した塗料を正極板４のスリット加工面および切断面と、正極合剤層２の塗布端面１５に塗布し、乾燥させて正極絶縁体層３の被膜を形成した正極板４を製作した。このとき、正極絶縁体層３が正極合剤層２および正極集電体１の表面上に少量塗布されるが電池特性に問題ない。
【００６３】
一方、実施例１と同様な負極合剤塗料を用い、実施例１と同様の方法により、図３（ａ）に示したように、厚みが１０μｍである銅箔の負極集電体１１に塗布し、乾燥後に片面の負極合剤層１２の厚みが１１０μｍとなる負極板１４を作製した。さらに、この負極板１４を総厚が１８０μｍとなるようにプレスすることで、負極合剤層１２の片面の厚みが８５μｍとなるように、負極集電体１１上に負極合剤層１２を形成した後、図９に示した円筒形のリチウムイオン二次電池で規定する幅にスリット加工し、負極板１４を作製した。
【００６４】
次いで、負極絶縁体層１３として、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子（ＳＢＲ）を適量の水に分散した塗料を、図３（ｂ）に示したように、負極板１４のスリット加工面および切断面と、負極合剤層１２の塗布端面１５に塗布し、乾燥させて負極絶縁体層１３の被膜を形成した負極板１４を製作した。このとき、負極絶縁体層１３が負極合剤層１２および負極集電体１１の表面上に少量塗布されるが電池特性に問題ない。
【００６５】
これらの正極板４、負極板１４および厚みが２０μｍであるセパレータ５を捲回して構成し、電池ケース２１内に挿入し、ＥＣ・ＤＭＣ・ＭＥＣ混合溶媒にＬｉＰＦ６を１ＭとＶＣを３重量部溶解させた電解液を、添加して封口し、図９に示すように作製した円筒形のリチウムイオン二次電池を実施例２とした。
【実施例３】
【００６６】
まず、実施例１と同様な正極合剤塗料を用い、実施例１と同様の方法により、図４（ａ）に示したように、この塗料を厚みが１５μｍであるアルミニウム箔の正極集電体１の両面に塗布し、乾燥後に片面の正極合剤層２の厚みが１００μｍとなる正極板４を作製した。さらに、この正極板４を総厚が１６５μｍとなるようにプレスすることで、正極合剤層２の片面の厚みが７５μｍとなるように、アルミニウム箔の正極集電体１上に正極合剤層２を形成した後、図９に示した円筒形のリチウムイオン二次電池で規定する幅にスリット加工し、正極板４を作製した。
【００６７】
次いで、正極絶縁体層３として、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を適量のＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解した塗料を、正極板４のスリット加工面および切断面と正極合剤層２の塗布端面１５に塗布し、乾燥させて正極絶縁体層３の被膜を形成した正極板４を製作した。このとき、正極絶縁体層３が正極合剤層２および正極集電体１の表面上に少量塗布されるが電池特性に問題ない。
【００６８】
一方、実施例１と同様な負極合剤塗料を用い、実施例１と同様の方法により、図４（ａ
）に示したように、厚みが１０μｍである銅箔の負極集電体１１に塗布し、乾燥後に片面の負極合剤層１２の厚みが１１０μｍとなる負極板１４を作製した。さらに、この負極板１４を総厚が１８０μｍとなるようにプレスすることで、負極合剤層１２の片面の厚みが８５μｍとなるように、負極集電体１１上に負極合剤層１２を形成した後、図９に示した円筒形のリチウムイオン二次電池で規定する幅にスリット加工し、負極板１４を作製した。
【００６９】
次いで、負極絶縁体層１３として、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子（ＳＢＲ）を適量の水に分散した塗料を、図４（ｂ）に示したように、負極板１４のスリット加工面および切断面と、負極合剤層１２の塗布端面１５に塗布し、乾燥させて負極絶縁体層１３の被膜を形成した負極板１４を製作した。このとき、負極絶縁体層１３が負極合剤層１２および負極集電体１１の表面上に少量塗布されるが電池特性に問題ない。
【００７０】
これらの正極板４、負極板１４および厚みが２０μｍであるセパレータ５を捲回構成し、電池ケース２１内に挿入し、ＥＣ・ＤＭＣ・ＭＥＣ混合溶媒にＬｉＰＦ6を１ＭとＶＣを３重量部溶解させた電解液を、添加して封口し、図９に示すように作製した円筒形のリチウムイオン二次電池を実施例３とした。
【実施例４】
【００７１】
まず、実施例１と同様な正極合剤塗料を用い、実施例１と同様の方法により、図５（ａ）に示したように、この塗料を厚みが１５μｍであるアルミニウム箔の正極集電体１の両面に塗布し、乾燥後に片面の正極合剤層２の厚みが１００μｍとなる正極板４を作製した。さらに、この正極板４を総厚が１６５μｍとなるようにプレスすることで、正極合剤層２の片面の厚みが７５μｍとなるように、アルミニウム箔の正極集電体１上に正極合剤層２を形成した後、図９に示した円筒形のリチウムイオン二次電池で規定する幅にスリット加工し、正極板４を作製した。
【００７２】
次いで、正極絶縁体層３として、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を適量のＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解した塗料を正極板４のスリット加工面および切断面と、正極合剤層２の塗布端面１５に塗布し、乾燥させて正極絶縁体層３の被膜を形成した正極板４を製作した。このとき、正極絶縁体層３が正極合剤層２および正極集電体１の表面上に少量塗布されるが電池特性に問題ない。
【００７３】
一方、実施例１と同様な負極合剤塗料を用い、実施例１と同様の方法により、図５（ａ）に示したように、厚みが１０μｍである銅箔の負極集電体１１に塗布し、乾燥後に片面の負極合剤層１２の厚みが１１０μｍとなる負極板１４を作製した。さらに、この負極板１４を総厚が１８０μｍとなるようにプレスすることで、負極合剤層１２の片面の厚みが８５μｍとなるように、負極集電体１１上に負極合剤層１２を形成した後、図９に示した円筒形のリチウムイオン二次電池で規定する幅にスリット加工し、負極板１４を作製した。
【００７４】
次いで、負極絶縁体層１３として、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子（ＳＢＲ）を適量の水に分散した塗料を図５（ｂ）に示したように、負極板１４のスリット加工面および切断面と、負極合剤層１２の塗布端面１５に塗布し、乾燥させて負極絶縁体層１３の被膜を形成した負極板１４を製作した。このとき、負極絶縁体層１３が負極合剤層１２および負極集電体１１表面上に少量塗布されるが電池特性に問題ない。
【００７５】
これらの正極板４、負極板１４および厚みが２０μｍであるセパレータ５を捲回構成し、電池ケース２１内に挿入し、ＥＣ・ＤＭＣ・ＭＥＣ混合溶媒にＬｉＰＦ６を１ＭとＶＣを３重量部溶解させた電解液を、添加して封口し、図９に示すように作製した円筒形のリ
チウムイオン二次電池を実施例４とした。
【実施例５】
【００７６】
まず、実施例１と同様な正極合剤塗料を用い、実施例１と同様の方法により、図６（ａ）に示したように、この塗料を厚みが１５μｍであるアルミニウム箔の正極集電体１の両面に塗布し、乾燥後に片面の正極合剤層２の厚みが１００μｍとなる正極板４を作製した。さらに、この正極板４を総厚が１６５μｍとなるようにプレスすることで、正極合剤層２の片面の厚みが７５μｍとなるように、アルミニウム箔の正極集電体１上に正極合剤層２を形成した後、図９に示した円筒形のリチウムイオン二次電池で規定する幅にスリット加工し、正極板４を作製した。
【００７７】
次いで、正極絶縁体層３として、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を適量のＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解した塗料を正極板４のスリット加工面および切断面と、正極合剤層２の塗布端面１５に塗布し、乾燥させて正極絶縁体層３の被膜を形成した正極板４を製作した。このとき、正極絶縁体層３が正極合剤層２および正極集電体１の表面上に少量塗布されるが電池特性に問題ない。
【００７８】
一方、実施例１と同様な負極合剤塗料を用い、実施例１と同様の方法により、図６（ａ）に示したように、厚みが１０μｍである銅箔の負極集電体１１に塗布し、乾燥後に片面の負極合剤層１２の厚みが１１０μｍとなる負極板１４を作製した。さらに、この負極板１４を総厚が１８０μｍとなるようにプレスすることで、負極合剤層１２の片面の厚みが８５μｍとなるように、負極集電体１１上に負極合剤層１２を形成した後、図９に示した円筒形のリチウムイオン二次電池で規定する幅にスリット加工し、負極板１４を作製した。
【００７９】
次いで、負極絶縁体層１３としてスチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子（ＳＢＲ）を適量の水に分散した塗料を図６（ｂ）に示したように、負極板１４のスリット加工面および切断面と、負極合剤層１２の塗布端面１５に塗布し、乾燥させて負極絶縁体層１３の被膜を形成した負極板１４を製作した。このとき、負極絶縁体層１３が負極合剤層１２および負極集電体１１の表面上に少量塗布されるが電池特性に問題ない。
【００８０】
これらの正極板４、負極板１４および厚みが２０μｍであるセパレータ５を捲回構成し、電池ケース２１内に挿入し、ＥＣ・ＤＭＣ・ＭＥＣ混合溶媒にＬｉＰＦ６を１ＭとＶＣを３重量部溶解させた電解液を、添加して封口し、図９に示すように作製した円筒形のリチウムイオン二次電池を実施例５とした。
【実施例６】
【００８１】
まず、実施例１と同様な正極合剤塗料を用い、実施例１と同様の方法により、図７（ａ）に示したように、この塗料を厚みが１５μｍであるアルミニウム箔の正極集電体１の両面に塗布し、乾燥後に片面の正極合剤層２の厚みが１００μｍとなる正極板４を作製した。さらに、この正極板４を総厚が１６５μｍとなるようにプレスすることで、正極合剤層２の片面の厚みが７５μｍとなるように、アルミニウム箔の正極集電体１上に正極合剤層２を形成した後、図９に示した円筒形のリチウムイオン二次電池で規定する幅にスリット加工し、正極板４を作製した。
【００８２】
次いで、正極絶縁体層３として、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を適量のＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解した塗料を正極板４のスリット加工面および切断面と、正極合剤層２の塗布端面１５に塗布し、乾燥させて正極絶縁体層３の被膜を形成した正極板４を製作した。このとき、正極絶縁体層３が正極合剤層２および正極集電体１の表面上に少量塗布されるが電池特性に問題ない。
【００８３】
一方、実施例１と同様な負極合剤塗料を用い、実施例１と同様の方法により、図７（ａ）に示したように、厚みが１０μｍである銅箔の負極集電体１１に塗布し、乾燥後に片面の負極合剤層１２の厚みが１１０μｍとなる負極板１４を作製した。さらに、この負極板１４を総厚が１８０μｍとなるようにプレスすることで、負極合剤層１２の片面の厚みが８５μｍとなるように、負極集電体１１上に負極合剤層１２を形成した後、図９に示した円筒形のリチウムイオン二次電池で規定する幅にスリット加工し、負極板１４を作製した。
【００８４】
次いで、負極絶縁体層１３として、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子（ＳＢＲ）を適量の水に分散した塗料を図７（ｂ）に示したように、負極板１４のスリット加工面および切断面、負極合剤層１２の塗布端面１５に塗布し、乾燥させて負極絶縁体層１３の被膜を形成した負極板１４を製作した。このとき、負極絶縁体層１３が負極合剤層１２および負極集電体１１の表面上に少量塗布されるが電池特性に問題ない。
【００８５】
これらの正極板４、負極板１４および厚みが２０μｍであるセパレータ５を捲回構成し、電池ケース２１内に挿入し、ＥＣ・ＤＭＣ・ＭＥＣ混合溶媒にＬｉＰＦ6を１ＭとＶＣを３重量部溶解させた電解液を、添加して封口し、図９に示すように作製した円筒形のリチウムイオン二次電池を実施例６とした。
【実施例７】
【００８６】
まず、実施例１と同様な正極合剤塗料を用い、実施例１と同様の方法により、図８（ａ）に示したように、この塗料を厚みが１５μｍであるアルミニウム箔の正極集電体１の両面に塗布し、乾燥後に片面の正極合剤層２の厚みが１００μｍとなる正極板４を作製した。さらに、この正極板４を総厚が１６５μｍとなるようにプレスすることで、正極合剤層２の片面の厚みが７５μｍとなるように、アルミニウム箔の正極集電体１上に正極合剤層２を形成した後、図９に示した円筒形のリチウムイオン二次電池で規定する幅にスリット加工し、正極板４を作製した。
【００８７】
次いで、正極絶縁体層３として、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を適量のＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解した塗料を正極板４のスリット加工面および切断面と、正極合剤層２の塗布端面１５に塗布し、乾燥させて正極絶縁体層３の被膜を形成した正極板４を製作した。このとき、正極絶縁体層３が正極合剤層２および正極集電体１の表面上に少量塗布されるが電池特性に問題ない。
【００８８】
一方、実施例１と同様な負極合剤塗料を用い、実施例１と同様の方法により、図８（ａ）に示したように、厚みが１０μｍである銅箔の負極集電体１１に塗布し、乾燥後に片面の負極合剤層１２の厚みが１１０μｍとなる負極板１４を作製した。さらに、この負極板１４を総厚が１８０μｍとなるようにプレスすることで、負極合剤層１２の片面の厚みが８５μｍとなるように、負極集電体１１上に負極合剤層１２を形成した後、図９に示した円筒形のリチウムイオン二次電池で規定する幅にスリット加工し、負極板１４を作製した。
【００８９】
次いで、負極絶縁体層１３として、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子（ＳＢＲ）を適量の水に分散した塗料を図８（ｂ）に示したように、負極板１４のスリット加工面および切断面と、負極合剤層１２の塗布端面１５に塗布し、乾燥させて負極絶縁体層１３の被膜を形成した負極板１４を製作した。このとき、負極絶縁体層１３が負極合剤層１２および負極集電体１１表面上に少量塗布されるが電池特性に問題ない。
【００９０】
これらの正極板４、負極板１４および厚みが２０μｍであるセパレータ５を捲回構成し
、電池ケース２１内に挿入し、ＥＣ・ＤＭＣ・ＭＥＣ混合溶媒にＬｉＰＦ６を１ＭとＶＣを３重量部溶解させた電解液を、添加して封口し、図９に示すように作製した円筒形のリチウムイオン二次電池を実施例７とした。
【００９１】
（比較例１）
まず、実施例１と同様な正極合剤塗料を用い、実施例１と同様の方法により、図１０に示したように、この塗料を厚みが１５μｍであるアルミニウム箔の正極集電体１の両面に塗布し、乾燥後に片面の正極合剤層２の厚みが１００μｍとなる正極板４を作製した。さらに、この正極板４を総厚が１６５μｍとなるようにプレスすることで、正極合剤層２の片面の厚みが７５μｍとなるように、アルミニウム箔の正極集電体１上に正極合剤層２を形成した後、図９に示した円筒形のリチウムイオン二次電池で規定する幅にスリット加工し、正極板４を作製した。
【００９２】
一方、実施例１と同様な負極合剤塗料を用い、実施例１と同様の方法により、図１０に示したように、厚みが１０μｍである銅箔の負極集電体１１に塗布し、乾燥後に片面の負極合剤層１２の厚みが１１０μｍとなる負極板１４を作製した。さらに、この負極板１４を総厚が１８０μｍとなるようにプレスすることで、負極合剤層１２の片面の厚みが８５μｍとなるように、負極集電体１１上に負極合剤層１２を形成した後、図９に示した円筒形のリチウムイオン二次電池で規定する幅にスリット加工し、負極板１４を作製した。
【００９３】
これらの正極板４、負極板１４および厚みが２０μｍであるセパレータ５を捲回構成し、電池ケース２１内に挿入し、ＥＣ・ＤＭＣ・ＭＥＣ混合溶媒にＬｉＰＦ６を１ＭとＶＣを３重量部溶解させた電解液を、添加して封口し、図９に示すように作製した円筒形のリチウムイオン二次電池を比較例１とした。
【００９４】
上記の条件で作製された電極板について、以下の内容で評価を行った。正極板、負極板およびセパレータを捲回して電極群を構成した後、電極群を解体し正極板および負極板の合剤脱落の発生率について評価を行った。また、電極板を用いて作製したリチウムイオン二次電池の内部短絡の発生率について評価を行った。評価の結果を（表１）に示す。
【００９５】
【表１】
2010009818.tif 000003
【００９６】
（表１）の結果より正極集電体１または負極集電体１１の少なくともいずれか一方の切断面を、正極絶縁体層３または負極絶縁体層１３で被覆せずに製作した電極板で捲回した電極群およびその電極群を用いて製作した比較例１に比べ、正極集電体１または負極集電体１１の少なくともいずれか一方の切断面を絶縁体層で被覆する構成とした実施例１〜７の電極群およびそれを用いて製作したリチウムイオン二次電池は、捲回して電極群を構成した時の正極合剤層２または負極合剤層１２の脱落を抑止し、電池内部短絡を抑制できる
。
【００９７】
これは、実施例１〜７の正極板４または負極板１４は図２（ａ）に示したように、正極集電体１または負極集電体１１の少なくともいずれか一方の切断面を正極絶縁体層３および負極絶縁体層１３で被覆する構成としたことにより、正極集電体１または負極集電体１１に発生する切断片によるセパレータ５の破損や、切断片の一部が脱落して発生するセパレータ５の破損もしくは、電池内部短絡を抑制することができ、また、正極合剤塗料および負極合剤塗料を塗布した部分の切断面からの正極合剤層２または負極合材層１２の一部が脱落し、捲回または積層された電極群の内部への混入より発生するセパレータ５の破損を防止し、正極板４および負極板１４の内部短絡を抑制していると思われる。
【００９８】
以上の結果から、正極集電体１または負極集電体１１に発生する切断片によるセパレータ５の破損や、切断片の一部が脱落して発生するセパレータ５の破損もしくは電池内部短絡を抑制することができ、また、正極合剤塗料および負極合剤塗料を塗布した部分の切断面からの電極合剤の一部が脱落し、捲回または積層された電極群の内部への混入より発生するセパレータ５の破損を防止し、正極板４および負極板１４の内部短絡を抑制することができる電極板およびそれを用いた非水系二次電池の製作が実現可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明に係る非水系二次電池は、正極板または負極板の少なくともいずれか一方の切断面を絶縁体層で被覆する構成としたことにより、正極集電体または負極集電体に発生するバリによるセパレータの破損や、バリの一部が脱落して発生するセパレータの破損もしくは電池内部短絡を抑制することができ、また、正極合剤塗料および負極合剤塗料を塗布した部分の塗布端面または切断面からの電極合剤の一部が脱落し、捲回または積層された電極群の内部への混入より発生するセパレータの破損を防止し正極板および負極板の内部短絡を抑制することが可能であり、発熱による熱暴走を引き起こす事態を回避でき、安全性に優れているため電子機器および通信機器の多機能化に伴って高容量化が望まれている携帯用電源等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】（ａ）本発明の一実施の形態における絶縁体層塗布前の電極群の一部を示す斜視図、（ｂ）本発明の一実施の形態における絶縁体層塗布後の電極群の一部を示す斜視図
【図２】（ａ）本発明の一実施の形態における絶縁体層塗布後の状態の電極板を示す斜視図、（ｂ）本発明の一実施の形態における絶縁体層塗布後の状態を示す電極板の上面図
【図３】（ａ）本発明における別の実施の形態における絶縁体層塗布後の状態の電極板を示す斜視図、（ｂ）本発明における別の実施の形態における絶縁体層塗布後の状態を示す電極板の上面図
【図４】（ａ）本発明における別の実施の形態における絶縁体層塗布後の状態の電極板を示す斜視図、（ｂ）本発明における別の実施の形態における絶縁体層塗布後の状態を示す電極板の上面図
【図５】（ａ）本発明における別の実施の形態における絶縁体層塗布後の状態の電極板を示す斜視図、（ｂ）本発明における別の実施の形態における絶縁体層塗布後の状態を示す電極板の上面図
【図６】（ａ）本発明における別の実施の形態における絶縁体層塗布後の状態の電極板を示す斜視図、（ｂ）本発明における別の実施の形態における絶縁体層塗布後の状態を示す電極板の上面図
【図７】（ａ）本発明における別の実施の形態における絶縁体層塗布後の状態の電極板を示す斜視図、（ｂ）本発明における別の実施の形態における絶縁体層塗布後の状態を示す電極板の上面図
【図８】（ａ）本発明における別の実施の形態における絶縁体層塗布後の状態の電極板を示す斜視図、（ｂ）本発明における別の実施の形態における絶縁体層塗布後の状態を示す電極板の上面図
【図９】本発明の一実施の形態に係る円筒形二次電池の一部切欠斜視図
【図１０】比較例１における電極板を示す斜視図
【図１１】従来例における電池を示す摸式図
【図１２】（ａ）従来例における電極板を示す斜視図、（ｂ）従来例における電池を示す断面図
【図１３】（ａ）従来例における電極群を示す断面図、（ｂ）従来例における電極板端部の拡大断面図
【符号の説明】
【０１０１】
１  正極集電体
２  正極合剤層
３  正極絶縁体層
４  正極板
５  セパレータ
１１  負極集電体
１２  負極合剤層
１３  負極絶縁体層
１４  負極板
１５  塗布端面
２０  絶縁板
２１  電池ケース
２２  封口板
２３  封口ガスケット
２４  電極群
２５  正極板
２６  正極リード
２７  負極板
２８  負極リード
２９  セパレータ
【図１】
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【図２】
2010009818.tif 000005
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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