(57)【要約】【課題】セルの一方の電極となる一対の電極層間に介在される主集電層と、積層した複数のセルの主集電層同士を接続するための接続用集電層とを容易に形成できる集電層付き電極の製造方法を提供する。【解決手段】セルの一方の電極となる一対の電極層間に介在される主集電層と、積層した複数のセルの主集電層同士を接続するための接続用集電層とを形成する。電極層の前駆体10Gの片方の平面上に導電性の主面22Pを、前駆体10Gの側面上に導電性の接続面24Pを、これら主面22Pと接続面24Pとが継ぎ目なく連続するように形成する。主面22Pおよび接続面24Pを形成した一対の分割片10Pを、これら主面22P同士が対面し、かつ接続面24P同士が隣接するように接合する。その前駆体10Gを焼結し、接合された一対の主面22Pを主集電層とし、隣接する一対の接続面24Pを接続用集電層とする。【選択図】図２
2010205693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルの一方の電極となる一対の電極層間に介在される主集電層と、積層した複数のセルの主集電層同士を接続するための接続用集電層とを形成する集電層付き電極の製造方法であって、
電極層の片方の平面上に導電性の主面を、電極層の側面上に導電性の接続面を、これら主面と接続面とが継ぎ目なく連続するように形成する工程と、
前記主面および接続面を形成した一対の電極層を、これら主面同士が対面し、かつ接続面同士が隣接するように接合して、接合された一対の主面を主集電層とし、隣接する一対の接続面を接続用集電層とする工程とを含むことを特徴とする集電層付き電極の製造方法。
【請求項２】
平面状の電極層を用意する工程と、
この電極層に凹部を形成する工程とを有し、
前記主面と接続面とを形成する工程は、
前記電極層の片方の平面から凹部の内側面にかけて、主面及び接続面となる導電性流体を塗布する過程と、
凹部の位置で電極層を複数の分割片に分割し、各分割片の片方の平面に主面を、凹部の内側面であった分割片の側面に接続面を生成する過程とを含み、
前記一対の電極層を接合する工程は、
一対の分割片の主面同士が対面し、かつ接続面同士が隣接するように分割片同士を接合することで行うことを特徴とする請求項１に記載の集電層付き電極の製造方法。
【請求項３】
前記凹部を形成する工程では、凹部として電極層の表裏に抜ける貫通孔を形成し、
前記導電性流体を塗布する工程は、前記貫通孔の主面とは反対側から吸引しながら行うことを特徴とする請求項２に記載の集電層付き電極の製造方法。
【請求項４】
セルの一方の電極となる一対の電極層間に介在される主集電層と、積層した複数のセルの主集電層同士を接続するための接続用集電層とを形成する集電層付き電極の製造方法であって、
電極層の前駆体における片方の平面上に導電性の主面を、この前駆体の側面上に導電性の接続面を、これら主面と接続面とが継ぎ目なく連続するように形成する工程と、
前記主面および接続面を形成した一対の前駆体を、これら主面同士が対面し、かつ接続面同士が隣接するように接合して、接合された一対の主面を主集電層とし、隣接する一対の接続面を接続用集電層とする工程と、
前記前駆体を焼結する工程とを含むことを特徴とする集電層付き電極の製造方法。
【請求項５】
平面状の電極層の前駆体を用意する工程と、
この前駆体に凹部を形成する工程とを有し、
前記主面と接続面とを形成する工程は、
前記前駆体の片方の平面から凹部の内側面にかけて、主面及び接続面となる導電性流体を塗布する過程と、
凹部の位置で前駆体を複数の分割片に分割し、各分割片の片方の平面に主面を、凹部の内側面であった分割片の側面に接続面を生成する過程とを含み、
前記一対の前駆体を接合する工程は、
一対の分割片の主面同士が対面し、かつ接続面同士が隣接するように分割片同士を接合することで行うことを特徴とする請求項４に記載の集電層付き電極の製造方法。
【請求項６】
前記凹部を形成する工程では、凹部として前駆体の表裏に抜ける貫通孔を形成し、
前記導電性流体を塗布する工程は、前記貫通孔の主面とは反対側から吸引しながら行うことを特徴とする請求項５に記載の集電層付き電極の製造方法。
【請求項７】
前記前駆体を焼結する工程は、一対の前駆体を接合した後に行うことを特徴とする請求項５または６に記載の集電層付き電極の製造方法。
【請求項８】
前記主面および接続面は、Ag、Cu、NiおよびPdからなる群より選択されたいずれかの金属、またはいずれかの金属を主とする合金を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の集電層付き電極の製造方法。
【請求項９】
セルの一方の電極となる一対の電極層と、これら電極層の間に介在される主集電層と、積層した複数のセルの主集電層同士を接続するための接続用集電層とを備える集電層付き電極であって、
前記接続用集電層は、一対の電極層の側面に密着され、
前記主集電層と接続用集電層は、同一材質で構成されて、継ぎ目なく連続していることを特徴とする集電層付き電極。
【請求項１０】
複数のセルが積層された電池であって、
各セルは、
請求項９に記載の集電層付き電極と、
この集電層付き電極を備える一方の電極と対になる他方の電極と、
両電極の間に介在される電解質層とを備え、
さらに各セルの接続用集電層同士を接続する連結導体を備えることを特徴とする電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集電層が形成された電池用電極の製造方法、この電池用電極、およびその電極を用いた電池に関するものである。特に、複数のセルを積層した際、各セルにおける一方の電極の集電層を一括して電気的に接続することに適した集電層付き電極を容易に得ることができる集電層付き電極の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池（以下、単にリチウム二次電池と呼ぶ）は、長寿命・高効率・高容量であり、携帯電話、ノートパソコン、デジタルカメラなどの電源に利用されている。
【０００３】
リチウム二次電池は、正極と負極の間で電解質層を介してリチウムイオンをやり取りすることによって、充放電を行う電池である。このリチウム二次電池の一つの構造として、正極と負極、及びこれら正負極間に介在される電解質層を有するセルを積層した積層型のものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
このリチウム二次電池は、次の構成を備える。平面形状が長方形をした正極板と負極板とを直角に交差させて配置すると共に、正極板と負極板の間に電解質を設けた極群を絶縁基板上に配置する。正極板の両端に備える電極取出部を、正極用ストラップ電極を介して絶縁基板に形成した正極端子と接続する。負極板の両端に備える電極取出部を、負極用ストラップ電極を介して絶縁基板に形成した負極端子と接続する。そして、極群を包囲するように蓋体を絶縁基板に接合して封止する。
【０００５】
このリチウム二次電池は、平面視した場合にほぼ正方形状であり、長方形の正極板と負極板とを交差させて配置することで、正極板の電極取出部を負極板に対して正方形の一辺側に突出させ、また負極板の電極取出部を正極板に対して正方形の隣の辺側に突出させている。そのため、正極用ストラップ電極が負極板に接触することがなく、また負極用ストラップ電極が正極板に接触することがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2003-203671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、極群から集電するための電池構成を容易に製造する方法が提案されていない。上記のリチウム二次電池では、積層した極群から集電するためには、正極板や負極板への電極取出部の形成、絶縁基板への正極端子及び負極端子の形成、これら電極取出部と端子同士のストラップ電極を介した接続を行う必要がある。そのため、電池の製造工程が煩雑な上、コスト高となる。
【０００８】
また、複数のセルを積層した電池において、電池サイズの大型化を伴うことなく正極群または負極群から集電するための適切な電極構成が提案されていない。上記のリチウム二次電池では、長方形の正極板と負極板とを直角に交差して積層しているため、正極板の電極取出部は負極板や電解質層から突出し、負極板の電極取出部は正極板や電解質層から突出する。これら電極取出部は電池反応にも寄与せず、電池のサイズは、実際に電池反応が行われる領域である正極板、電解質層、および負極板の重複個所よりもかなり大きくならざるを得ない。その結果、電極取出部やストラップ電極の存在が電池の小型化の障害になる。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、セルの一方の電極となる一対の電極層間に介在される主集電層と、積層した複数のセルの主集電層同士を接続するための接続用集電層とを容易に形成できる集電層付き電極の製造方法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、セルの一方の電極となる一対の電極層の間に介在される主集電層と、積層した複数のセルの主集電層同士を接続するための接続用集電層とを備える集電層付き電極で、小型化でき、かつ主集電層と接続用集電層とが確実に接続される集電層付き電極を提供することにある。
【００１１】
さらに、本発明の別の目的は、本発明の電池用電極を用いて小型化できる電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）本発明の集電層付き電極の製造方法は、セルの一方の電極となる一対の電極層間に介在される主集電層と、積層した複数のセルの主集電層同士を接続するための接続用集電層とを形成する方法に係り、次の工程を備えることを特徴とする。
主面と接続面の形成工程：電極層又は電極層の前駆体の片方の平面上に導電性の主面を、電極層又は電極層の前駆体の側面上に導電性の接続面を、これら主面と接続面とが継ぎ目なく連続するように形成する。
電極層又は電極層の前駆体の接合工程：前記主面および接続面を形成した一対の電極層又は電極層の前駆体を、これら主面同士が対面し、かつ接続面同士が隣接するように接合して、接合された一対の主面を主集電層とし、隣接する一対の接続面を接続用集電層とする。
焼結工程：主面と接続面の形成対象を前記前駆体とする場合、前記前駆体を焼結する。
【００１３】
この構成によれば、一対の電極層間に介在される主集電層と、電極層の側面に密着された接続用集電層とを有する集電層付き電極を容易に製造することができる。また、主集電層と接続用集電層は、継ぎ目なく連続的に形成されるため、これらを個別に形成した場合に比べて、両者の電気的接続も確実にできる。
【００１４】
（２）上記本発明の電極の製造方法における一実施形態として、次の構成とすることが好ましい。
平面状の電極層又は電極層の前駆体を用意する工程と、この電極層又は電極層の前駆体に凹部を形成する工程とを有する。
さらに、前記主面と接続面とを形成する工程は、次の過程を含む。
導電性流体の塗布過程：前記電極層又は電極層の前駆体の片方の平面から凹部の内側面にかけて、主面及び接続面となる導電性流体を塗布する。
電極層又は電極層の前駆体の分割過程：凹部の位置で電極層又は電極層の前駆体を複数の分割片に分割し、各分割片の片方の平面に主面を、凹部の内側面であった分割片の側面に接続面を生成する過程。
そして、前記一対の電極層又は電極層の前駆体を接合する工程は、一対の分割片の主面同士が対面し、かつ接続面同士が隣接するように分割片同士を接合することで行う。
【００１５】
この構成によれば、所定領域に導電性流体の塗布された１枚の電極層を複数の分割片に分割し、一対の分割片を接合することで、一対の電極層間に介在される主集電層と、電極層の側面に密着された接続用集電層とを有する集電層付き電極を一層容易かつ効率的に製造することができる。
【００１６】
（３）上記本発明の電極の製造方法における一実施形態として、前記凹部を形成する工程では、凹部として電極層又は電極層の前駆体の表裏に抜ける貫通孔を形成し、前記導電性流体を塗布する工程は、前記貫通孔の主面とは反対側から吸引しながら行うことが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、貫通孔の主面とは反対側から吸引しつつ導電性流体の塗布を行うことで、凹部の内側面に導電性流体を平滑に塗りやすくできる。
【００１８】
（４）上記本発明の電極の製造方法における一実施形態として、主面と接続面の形成対象を前記前駆体とする場合、前記前駆体を焼結する工程は、一対の前駆体を接合した後に行うことが挙げられる。
【００１９】
この構成によれば、上記接合時に前駆体に割れ等の損傷を生じ難く、焼結体からなる集電層付き電極層を容易に形成することができる。このような焼結体からなる電極層を持つ電極は、全固体型の非水電解質電池に好適に利用できる。
【００２０】
（５）上記本発明の電極の製造方法における一実施形態として、前記主面および接続面は、Ag、Cu、NiおよびPdからなる群より選択されたいずれかの金属、またはいずれかの金属を主とする合金を含むことが好ましい。
【００２１】
これらの金属や合金は、主集電層と接続用集電層とを連続させて形成するのに適した材質である。
【００２２】
（６）本発明の集電層付き電極は、セルの一方の電極となる一対の電極層と、これら電極層の間に介在される主集電層と、積層した複数のセルの主集電層同士を接続するための接続用集電層とを備える集電層付き電極に係る。そして、この電極は、前記接続用集電層が一対の電極層の側面に密着され、前記主集電層と接続用集電層が、同一材質で構成されて、継ぎ目なく連続していることを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、電極層の間に主集電層が介在され、その主集電層につながる接続用集電層が電極層の側面上に密着されているため、電極層の側方に接続用集電層が大きく突出することはない。そのため、この集電層付き電極を用いたセルを積層して電池を構成した場合、電池サイズの大型化を回避することができる。また、主集電層と接続用集電層は、継ぎ目なく連続して形成されているため、両集電層の電気的接続を安定的に維持できる。
【００２４】
（７）本発明の電池は、複数のセルが積層された電池に係る。この電池において、各セルは、集電層付き電極と、この電極が備える電極層と対になる他方の電極と、両電極間に介在される電解質層とを備える。ここで、前記電池用集電層付き電極は、上記本発明の集電層付き電極とする。そして、各セルの接続用集電層同士を接続する連結導体をさらに備えることを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、本発明の集電層付き電極を用いることで、複数のセルが積層された電池において、小型化でき、かつ主集電層と接続用集電層との電気的接続が確実な電池とすることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の集電層付き電極の製造方法によれば、セルの一方の電極となる一対の電極層間に介在される主集電層と、積層した複数のセルの主集電層同士を接続するための接続用集電層とを有する集電層付き電極を容易に製造することができる。
【００２７】
本発明の集電層付き電極によれば、複数のセルを積層した小型の電池を構成することができる。
【００２８】
本発明の電池によれば、電池サイズの小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に係る集電層付き電極の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る集電層付き電極の製造方法の一例を示す斜視図と断面図で、（A）は電極層の前駆体、（B）は主面と接続面の形成時、（C）は前駆体分割時、（D）は前駆体接合時の各段階を示す。
【図３】（A）は本発明に係る集電層付き電極を用いたセルの一例を示す断面図、（B）は複数のセルを積層した電池を示す部分断面図である。
【図４】本発明の変形例１に係る集電層付き電極の製造方法の一例を示す斜視図と断面図で、（A）は前駆体、（B）は主面と接続面の形成時、（C）は前駆体分割時、（D）は前駆体接合時の各段階を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る集電層付き電極、その電極の製造方法、その電極を用いたセル、及びそのセルを積層した電池の実施形態を図１〜図３に基づいて順次説明する。ここでは、リチウムイオン二次電池の正極となる集電層付き電極を作製する場合を例として、以下の説明を行う。但し、負極となる集電層付き電極についても本発明を同様に適用することができる。
【００３１】
〔集電層付き電極〕
図１に示すように、本発明の集電層付き電極（ここでは正極）100は、一対の電極層10の間に主集電層22が介在され、両電極層10の側面に接続用集電層24が密着された構成である。
【００３２】
一対の電極層10がセルの一方の電極（ここでは正極）を構成する。これら一対の電極層10は、焼結体で構成されることが好適である。電極層10が焼結体であれば、比較的剛性に優れ、この電極層10上に電解質層などの他の電池構成部材を形成することが容易にできる。電極層10（正極層）に含有される活物質としては、LiCoO2や、LiNiO2、LiMnO2、LiMn2O4、LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2などを挙げることができる。これら電極層10には、カーボンブラックなどの導電助材を含んでいても良い。
【００３３】
一方、両電極層10から集電するための集電層20は、主集電層22と接続用集電層24とを有する。主集電層22は、一対の電極層10の間に介在されることで、電極層10の広範囲から効率的に集電を行う。接続用集電層24は、この集電層付き電極100で構成したセルを複数積層した際、各セルの主集電層22同士を電気的に接続するための端子面の機能を有する。主集電層22と接続用集電層24は、Ag、Cu、Ni、Pdなどの導電性に優れる導電材料から構成される。
【００３４】
ここで、主集電層22と接続用集電層24は、同一材質からなり、両集電層22,24が継ぎ目なく連続するように構成されている。これら両集電層22,24を継ぎ目なく連続するように同一材質で構成することで、両集電層22,24の電気的接続を確実にとることができる。特に、主集電層22と接続用集電層24は、各電極層10の片方の平面と側面で構成する稜線を覆うように屈曲してつながっているが、その屈曲個所に継ぎ目がない。そのため、主集電層22と接続用集電層24とを個別に作製して接続した場合に比べて、両集電層22,24は機械的にも電気的にも高い信頼性をもって確実に接続されていると言える。
【００３５】
また、主集電層22は、後述するように、一対の電極層10の各々に設けられた一対の主面を接合して構成される。その一方、接続用集電層24は、一対の電極層10の各々に設けられた一対の接続面を沿面方向に隣接して構成される。そのため、通常、主集電層22の厚さは、接続用集電層24の厚さの約2倍となる。
【００３６】
さらに、接続用集電層24は、電極層10の側面に密着して形成されているため、接続用集電層24が損傷しにくい構成であることに加え、接続用集電層24の厚み分のみが電極層10の側方に突出するだけである。そのため、この集電層付き電極100を用いて電池を構成した場合、電池サイズの大型化を可及的に抑制できる。
【００３７】
なお、主集電層22は、各電極層10に形成された一対の主面を接合することで構成されるため、主集電層22の厚み方向のほぼ中間部に境界面が認められる場合がある。また、接続用集電層24は、各電極層10に形成された一対の接続面を隣接することで構成されるため、接続用集電層24の沿面方向のほぼ中間部に境界面が認められる場合がある。
【００３８】
〔集電層付き電極の製造方法〕
本発明に係る集電層付き電極の製造方法は、「電極層の前駆体の用意」、「主面と接続面の形成」、「前駆体の接合」、「前駆体の焼結」を主たる工程として備える。
【００３９】
＜電極層の前駆体の用意＞
本発明の電極を得るには、一対の電極層の前駆体10Gが用いられる。この前駆体10Gとしては、グリーンシートを用いることが好適である。グリーンシートは、活物質粉末とバインダの溶液とを混合してスラリーを調製した後、このスラリーをシート状に成形することで得られ、後に焼結されることで電極層となる。スラリーからグリーンシートを成形するには、ドクターブレード、ダイコーター、スキージなどの適宜な手法を用いれば良い。
【００４０】
通常、前駆体10Gは、長方形や正方形のシート状のものが好適に利用されるが、菱形、台形、平行四辺形、三角形、六角形など各種多角形や、円形、楕円などであってもよい。
【００４１】
この一対の電極層の前駆体10Gは、当初より一対の前駆体10Gを用意してもよいし、1枚の前駆体10Gを分割して2枚とする工程を経ることで得ても良い。1枚の前駆体10Gを分割する場合、分割を容易にすると共に、分割後の前駆体（分割片10P）の側面に、接続用集電層となる接続面24Pを形成できるよう、1枚の前駆体10Gには、凹部10Hを形成しておくことが好ましい（図２（Ａ）参照）。ここでの凹部10Hは、図２（Ａ）に示すように前駆体10Gを表裏に抜ける貫通孔とする。その他の凹部10Hとしては、後述する図４（Ａ）に示すように、前駆体10Gの片側に形成した非貫通の窪みが挙げられる。貫通孔、窪みのいずれの構成であっても、凹部10の内側面が分割後の前駆体10Gの側面になる。代表的には、分割前の前駆体10Gとして長方形のものが利用されるため、この長方形の長辺を均等に分割するように、凹部10Hは長方形の短辺に沿って形成することが好ましい。このような凹部10Hを形成すれば、各分割片10Pの大きさを一定にすることができる。また、凹部10Hは、前駆体10Gを分割するときの起点となるため、線状に構成することが好適である。特に、前駆体10Gを偶数の分割片10Pに分割できるように凹部10Hを形成することが好ましい。本発明の電極は、一対の前駆体10Gを用いて製造するため、偶数の分割片10Pが得られれば、一対ごとに分割片10Pを組み合わせることで、前駆体10Gの過不足なく電極を構成できる。
【００４２】
前駆体10Gに凹部10Hを形成するには、グリーンシートを用いる場合、成形したグリーンシートの凹部となる個所だけスラリーを除去したり、グリーンシートの凹部となる個所にスラリーが供給されないように遮蔽してグリーンシートの成形を行うことが挙げられる。
【００４３】
＜主面と接続面の形成＞
前駆体10Gが得られたら、図２（Ｂ）に示すように、その前駆体10Gの片方の平面（上面又は下面）に主集電層になる主面22Pを形成し、前駆体10Gの側面に接続用集電層になる接続面24Pを形成する。この主面22Pと接続面24Pは、継ぎ目なく連続するように形成する。この主面22Pと接続面24Pの形成は、導電性流体を前駆体10Gの所定面上に塗布することが好適である。導電性流体の塗布であれば、一工程により前駆体10Gに主面22Pと接続面24Pとを連続して効率的に形成できる。導電性流体は、導電性のペースト、例えばAg、Cu、Ni、Pdなどを含む金属ペーストが好適に利用できる。
【００４４】
導電性流体の塗布は、スクリーン印刷、ドクターブレード、スキージなどの適宜な方法で行えばよい。
【００４５】
導電性流体を塗布する前駆体10G上の位置は、分割しない1枚の前駆体10Gを用いる場合、前駆体10Gの片方の平面と、その平面に続く側面とする。通常、前駆体10Gの片方の平面に導電性流体を塗布し、その流体を前駆体10Gの外縁にまで広げれば、前駆体10Gの平面から側面にかけて導電性流体が流れ、平面と側面の双方に継ぎ目なく連続して導電性流体を塗布することができる。
【００４６】
後に分割するために凹部10Hを設けた前駆体10Gを用いる場合、前駆体10Gの片方の平面に導電性流体を塗布することは同様であるが、前駆体10Gの側面に導電性流体を塗布する代わりに、凹部10Hの内側面に導電性流体を塗布する。この凹部10Hの内側面への導電性流体の塗布は、前駆体10Gの平面に塗布した導電性流体を凹部10Hの開口に押し広げれば、凹部10H内に導電性流体が流れ込むことで実現される。凹部10Hの内幅は、導電性流体が凹部10Hの内側面の各々に被覆され、凹部10H内の全域に充填されないように、適度な内幅を選択すればよい。特に、凹部10Hが貫通孔であれば、前駆体10Gの主面22Pを形成する面と反対面から貫通孔を吸引することで、導電性流体を貫通孔内に引き込んで凹部内側面に付着させ、均一な厚みの接続面24Pを形成することができる。
【００４７】
また、凹部10Hのあるなしに関わらず、いずれの前駆体10Gでも、前駆体10Gの片方の平面および側面（凹部内側面）の全面に導電性流体を塗布しても良いし、一部しか塗布しなくても良い。前駆体10Gの側面の全面に接続面を形成すれば、後に複数のセルを積層した場合、接続用集電層24（図１）に接続する連結導体（図３（Ｂ）を参照して後述する）が電極の側面のどこにでも接続できる。一方、前駆体10Gの側面の一部にしか接続面24Pを形成しなければ、正極の連結導体の接続位置は限定されるが、主面と接続面とを備える負極に本例の正極を組み合わせて電池を構成した場合、負極の接続面同士を繋ぐ連結導体と正極の連結導体とを正負極の同一辺に並列して配置できる。つまり、正極側面の接続面がない箇所に負極の連結導体を配置することができる。そのため、両連結導体は、正負極の一辺側にしか突出せず、電池を小型化できる。さらに、正負極の連結導体が正負極の一辺側にまとめて配されているため、一方の連結導体を取り回して他方の連結導体側に近接させる必要がなく、かつ両連結導体に近接して外部機器との接続ユニットを形成できるため、接続ユニットを含む電池構造をも省スペース化できる。
【００４８】
導電性流体を塗布する厚さは、各前駆体10Gの主面22P、接続面24Pのそれぞれで同じ厚さとすることが好ましい。一方の前駆体10G（10P）と他方の前駆体10G（10P）とで導電性流体の厚みが異なると、後に一対の前駆体10Gを接合した際に、接続面24Pに段差ができるためである。
【００４９】
その他、前駆体10Gに用いられる活物質が混合された導電性流体（混合流体）を、上述した前駆体10Gの所定位置に塗布しても良い。例えば、前駆体10Gの所定面上に、混合流体を塗布し、さらに混合流体の層の上に導電性流体を塗布する。このような構成によれば、前駆体10G、活物質と導電性流体の混合層、導電性流体層が順次形成される。つまり、前駆体10Gと導電性流体層との間に、両層を構成する物質が混在した混合層が形成されるため、導電性流体と前駆体10Gとの密着性を高めることができる。この混合流体の塗布時も、貫通孔における主面と反対側から吸引することが好ましい。
【００５０】
＜前駆体の分割＞
1枚の前駆体10Gを分割して複数毎の前駆体を得る場合、前駆体10Gの分割を行う。この分割は、主面22Pと接続面24Pの形成後に、予め前駆体10Gに形成しておいた凹部10Hの位置で行う。分割前に凹部10Hの内側面であった箇所は、分割片10Pの側面、つまり前駆体10Gの側面になる。そのため、1枚の前駆体10Gを分割すれば、片方の平面と、その平面に続く側面に導電性流体が塗布された複数の分割片10Pを得ることができる。主面22Pと接続面24Pの形成された分割片10Pの一例は図２（Ｃ）に示す通りである。
【００５１】
＜前駆体の接合＞
上述の工程により得られた主面22Pおよび接続面24Pを備える前駆体10G（分割片10P）を接合する。この接合は、図２（Ｄ）に示すように、一対の前駆体10G（10P）の主面22P同士が対面し、かつ接続面24P同士が隣接するように各前駆体10G（10P）の向きを合わせて行う。
【００５２】
この接合方法は、互いに主面22P同士を面接触するように配された一対の前駆体10G（10P）を加圧することで行う。その際の圧力は、主面22Pと前駆体10G（10P）及び主面22P同士が十分に密着する程度とすればよく、例えば10〜100MPa程度が好ましい。また、この加圧に加えて、加熱して前駆体10G（10P）同士の接合を行っても良い。加熱しながら加圧することで、主面22Pと前駆体10G（10P）及び主面24P同士を一層十分に一体化することができる。この加熱温度は、例えば40〜80℃程度が挙げられる。
【００５３】
＜前駆体の焼結＞
主面22Pおよび接続面24Pを形成した一対の前駆体10G（10P）を接合したら、これら接合体を焼結する。焼結温度は、前駆体の構成材料などにより異なるが、概ね800〜1100℃×12〜48ｈである。この焼結工程を経ることでグリーンシートは焼結体の電極層となり、図1に示した集電層付き電極100を得ることができる。
【００５４】
また、この焼結に先立って、前駆体10G（10P）中のバインダを除去するための熱処理を行うことが好適である。その熱処理条件としては、300〜500℃×12〜48ｈが挙げられる。
【００５５】
〔セル〕
上記の方法により得られた集電層付き電極を用いて、セルを構成する。セルは、電池反応を行う最小単位であり、図３（Ａ）に示すように、正極100、負極200、及び両電極間に介在される電解質層300を備える。
【００５６】
＜電解質層＞
電解質層300は、図１に示す電極を構成する一対の電極層10のうち、少なくとも一方の電極層10の表面に形成すればよい。この電解質層300は、例えば、Li-P-O-Nや、Li-P-S-O、Li2SとP2S5とからなるLi-P-S、Li-La-Ti-O、Li-La-Zr-Oのアモルファス膜あるいは多結晶膜などで構成することができる。この電解質層300の厚さは、1〜10μm程度とすると良い。また、電解質層10の形成には、固相法（粉末焼結法）や気相法（例えば、PVD法やCVD法）を利用できる。
【００５７】
＜他方電極＞
上述した集電層付き電極100（図１）は、正極として機能するため、その対極として負極200を形成する。負極200は、電解質層300の上に形成すればよい。この負極200は、例えば、Li金属及びLi金属と合金を形成することのできる元素よりなる群より選ばれる１つ、若しくはこれらの混合物又は合金が好適に使用できる。Liと合金を形成することのできる元素としては、AlやSi、Sn、Bi、In、Agなどを挙げることができる。これら負極200は、負極200自体に集電層としての機能を持たせることができる。この負極200の厚さは、0.5〜50μm程度とすると良い。また、負極200の形成には、例えば気相法を利用することができる。もちろん、負極200とは別に集電層（図示略）を用いても良い。
【００５８】
〔電池〕
上述したセルを複数積層することで、図３（Ｂ）に示すように、電池を構成する。
【００５９】
＜セルの積層＞
得られた複数のセルを積層する。その際、セルの上面には負極200が、セルの下面には電解質層300が設けられているため、同一構成のセルを複数積層すれば、多数のセルが直列に接続された組電池とできる。
【００６０】
＜連結導体の取り付け＞
そして、積層された各セルの側面に形成される接続用集電層24を連結導体400で連結し、電気的に接続する。正極となる電極100の側面には接続用集電層24が形成されているため、これらの接続用集電層24に連結導体400を接合すればよい。連結導体400には、銅やアルミニウムなどの導電性に優れる金属テープが好適に利用できる。薄いテープ状の連結導体400を用いれば、セルを構成する電極層10の側面に突出するものは、接続用集電層24と連結導体400だけとなり、電極層10の側面から電池構成部材が突出する量を極力小さくできる。それに伴い、電池の大型化を抑制できる。また、連結導体400と接続用集電層24との接合には、導電性接着剤などを利用すればよい。
【００６１】
連結導体400により、各セルの主集電層22からの電気を、接続用集電層24を介して連結導体で出力できる。連結導体400の先端は、例えば、図示しないタブリードに接続される。
【００６２】
＜変形例１＞
上述した図２に記載の方法では、グリーンシートに形成する凹部として貫通孔を設けたが、貫通孔の代わりに、非貫通の窪みを凹部としても良い。この変形例を図４に示す。図４では、図２と共通する部材には同一の符号を付している。この場合、まず、凹部10Hとして、グリーンシートの表裏に貫通しない溝状の窪みを形成する。次に、グリーンシートにおける窪みの開口側表面に導電性流体を塗布し、凹部10Hの内側面にも導電性流体が塗布されるようにすれば良い。以下の工程は、図２の場合と同様に、凹部10Hの箇所でグリーンシートを分割し、各分割片10Pを接合して焼結する。
【００６３】
＜変形例２＞
上述した図２、図４に記載の方法では、導電性流体の塗布対象としてグリーンシートを用いたが、その代わりに、焼結体からなる電極層、仮焼結体からなる電極層の前駆体又は圧粉成形体からなる電極層の前駆体を用いても良い。
【００６４】
焼結体からなる電極層を導電性流体の塗布対象とする場合、例えば、導電性流体を塗布する前に凹部を形成したグリーンシートを焼結し、この焼結体の表面に導電性流体を塗布することが挙げられる。勿論、平板状のグリーンシートを焼結体としてから凹部を形成し、その焼結体の表面に導電性流体を塗布してもよい。
【００６５】
仮焼結体からなる電極層の前駆体を導電性流体の塗布対象とする場合、例えば、グリーンシートや圧粉成形体を仮焼結して仮焼結体とし、その仮焼結体に導電性流体を塗布する。この塗布対象に凹部を形成する場合、凹部の形成時は、仮焼結前後のいずれでもよい。導電性流体を塗布した一対の仮焼結体は、図２や図４の（Ｄ）のように接合し、その後に本焼結すればよい。
【００６６】
圧粉成形体からなる電極層の前駆体を導電性流体の塗布対象とする場合、例えば、図２や図４の（Ａ）に示すような凹部を有する圧粉成形体を作製し、この成形体に導電性流体を塗布すればよい。圧粉成形体は、活物質粉末を成形型に充填して加圧することで作製される。凹部を有する圧粉成形体を得るには、成形型のダイヤパンチに凹部に対応する凸部を形成しておけばよい。
【００６７】
＜変形例３＞
上述した図２、図４に記載の方法では、主面と接続面を形成した一対のグリーンシートの分割片を接合してから焼結を行っているが、先に焼結を行ってから分割片同士の接合を行っても良い。この場合であっても、同様に図１に示すような本発明の電極を得ることができる。
【実施例１】
【００６８】
図１に示す集電層付き電極、及び図３（Ａ）に示すセルを図２に記載の方法で作製し、さらにセルを複数積層して図３（Ｂ）に示す電池を作製した。
【００６９】
まず、以下のバインダを溶剤に溶かし、その溶液に正極活物質を混合してスラリーを調整した。
正極活物質：平均粒径2μmのLiCoO2
バインダ：PVB（ポリビニルブチラール）、DBP（フタル酸ジブチル）
溶剤：トルエン
【００７０】
次に、得られたスラリーを、ドクターブレードを用いてシート状に成形し、正極の電極層10となる長方形のグリーンシートを得る。
【００７１】
このグリーンシートの長辺を二等分する位置に、一対の四角溝（凹部10H）を形成する。これら一対の四角溝は、グリーンシートの短辺に沿って間隔をあけて直線状に設けられる。四角溝は、グリーンシートの表裏に抜ける貫通孔である。
【００７２】
次に、四角溝を設けたグリーンシートの表面にAgペースト（導電性流体）をスクリーン印刷により塗布する。その際、四角溝におけるグリーンシートの裏面から吸引し、Agペーストが四角溝の内側面も覆うように塗布を行う。但し、２つある四角溝のうち、その内側面にまでAgペーストを塗布するのは、一方の四角溝のみである。このAgペーストの塗布により、グリーンシートの表面には主集電層になる主面22Pが、四角溝の内側面には接続用集電層になる接続面24Pが形成される。
【００７３】
次に、四角溝を設けた箇所で、グリーンシートを２つの分割片10Pに分割する。この分割により、グリーンシートの平面上のほぼ全面に主面22Pが、一つの側面の一部に接続面24Pが形成された一対の分割片10Pが得られる。
【００７４】
次に、主面22Pと接続面24Pを形成した一対のグリーンシートを接合する。その際、各グリーンシートの主面22Pが対面し、接続面24Pが隣接する向きに分割片10Pの向きを調整する。
【００７５】
積層した一対のグリーンシートは、50℃、40MPaの条件で加圧して、上下のグリーンシートとAgペーストとを一体に接合する。
【００７６】
続いて、接合後のグリーンシートに、大気雰囲気中で600℃×5hの熱処理を行って、バインダを除去する。
【００７７】
そして、バインダ除去の熱処理後のグリーンシートを900℃×3hの条件で焼結し、焼結体の電極層10を有する集電層付き電極100（正極）を得る（図３（Ａ）参照）。各電極層10の厚さは50μm、主集電層層22の厚さは10μm、接続用集電層24の厚さは20μmであった。
【００７８】
正極となる集電層付き電極100が得られたら、この電極層10の上面と下面に固体電解質層300を形成する。ここでは、パルスレーザーデポジション法によりLi2S-P2S5からなる固体電解質層300を厚さ5μmに形成した。
【００７９】
さらに、一方の固体電解質層300の表面に負極200を形成する。ここでは、抵抗加熱蒸着法によりＬｉ金属からなる負極200を厚さ20μmに形成した。ここまでの工程により、セルが構成される。
【００８０】
次に、上記のようにして作製したセルを複数積層する。
【００８１】
そして、積層されたセルの側面、つまり正極となる電極100の側面には接続用集電層24が形成されているため、これらの接続用集電層24を連結するように、テープ状の連結導体400を接続用集電層24に接合する。連結導体400には銅テープを用い、連結導体400と接続用集電層24との接合には、導電性接着剤を用いた。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の集電層付き電極の製造方法は、電池の製造分野に好適に利用できる。また、本発明の集電層付き電極や電池は、リチウムイオン二次電池などとして好適に利用できる。
【符号の説明】
【００８３】
100  集電層付き電極（正極）
10  電極層  10G  前駆体  10H  凹部  10P  分割片
20  集電層  22  主集電層  24  接続用集電層  22P  主面  24P  接続面
200  負極
300  固体電解質層
400  連結導体
【図１】
2010205693.tif 000003
【図２】
2010205693.tif 000004
【図３】
2010205693.tif 000005
【図４】
2010205693.tif 000006