(57)【要約】【課題】  正極活物質表面における皮膜生成を抑制し得る電池用正極の製造方法を提供する。【解決手段】  正極活物質を含む正極合材層が正極集電体に保持された構成のリチウム電池用正極を製造する方法であって、正極活物質を分散媒体に分散させてなる正極合材層形成用スラリーを調製する工程（ステップＳ２０）と、調製した正極合材層形成用スラリーを正極集電体の表面に付与して正極合材層を形成する工程（ステップＳ３０）とを包含し、ここで、正極合材層形成用スラリーの調製工程と正極合材層の形成工程において作業雰囲気中のＣＯ２濃度を測定する若しくはＣＯ２濃度が制御されたガスを作業雰囲気に導入することにより、少なくともスラリー調製工程から正極合材層形成工程までの間の作業雰囲気中におけるＣＯ２濃度を所定値以下に保つことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極活物質を含む正極合材層が正極集電体に保持された構成のリチウム電池用正極を製造する方法であって、
正極活物質を分散媒体に分散させてなる正極合材層形成用スラリーを調製する工程と、
前記調製した正極合材層形成用スラリーを前記正極集電体の表面に付与して前記正極合材層を形成する工程と
を包含し、
ここで、前記正極合材層形成用スラリー調製工程と前記正極合材層形成工程において、作業雰囲気中のＣＯ２濃度を測定する若しくはＣＯ２濃度が制御されたガスを作業雰囲気に導入することにより、少なくとも前記スラリー調製工程から前記正極合材層形成工程までの間の作業雰囲気中におけるＣＯ２濃度を所定値以下に保つことを特徴とする、電池用正極の製造方法。
【請求項２】
前記作業雰囲気中におけるＣＯ２濃度を４００ｐｐｍ以下に保つことを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記正極活物質として、リチウムと一種または二種以上の遷移金属元素とを構成金属元素として含むリチウム遷移金属複合酸化物を使用する、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
さらに、前記正極活物質を原料化合物から合成する工程を包含し、該正極活物質合成工程における作業雰囲気中のＣＯ２濃度を測定する若しくはＣＯ２濃度が制御されたガスを作業雰囲気に導入することにより、少なくとも該正極活物質合成工程から前記正極合材層形成工程までの間の作業雰囲気中におけるＣＯ２濃度を所定値以下に保つことを特徴とする、請求項１から３の何れか一つに記載の電池用正極の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一つに記載の方法により製造された電池用正極を備えるリチウム電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウム電池用電極、特に正極活物質を含む正極合材層が正極集電体に保持された構成の電池用正極の製造方法と該製造方法により得られた電極を備えるリチウム電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン電池等のリチウム二次電池は、車両搭載用電源、或いはパソコンおよび携帯端末の電源として重要性が高まっている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン電池は、車両搭載用高出力電源として好ましく用いられるものとして期待されている。
【０００３】
リチウム二次電池の一つの典型的な構成では、リチウムイオンを可逆的に吸蔵および放出し得る正極活物質が正極集電体の上に形成された構造の正極を備えている。例えば、リチウム・ニッケル系複合酸化物（例えばニッケル酸リチウム）からなる正極活物質を用いたリチウム二次電池がこのようなものの一例として挙げられる。このようなリチウム・ニッケル系複合酸化物からなる正極活物質は、原料化合物、例えば、ニッケル含有化合物（例えば水酸化ニッケル）とリチウム含有化合物（例えば水酸化リチウム）とを空気中で反応させることにより合成され得る。この種の先行技術として例えば特許文献１が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−５８０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このようなリチウム・ニッケル系複合酸化物（例えばニッケル酸リチウム）からなる正極活物質は、大気中に保持する過程でその表面にリチウムイオンが活物質と電解質との間で移動するのを妨害する（即ち電池抵抗を増大させる）炭酸リチウム等の皮膜を形成する場合がある。このような炭酸リチウム等を主成分とする表面皮膜は、正極活物質の反応抵抗を増大させるなど電池性能の低下を引き起こすため、望ましくない。このような正極活物質表面の皮膜を除去するために、正極活物質をアセトンで洗浄する技術が提案されているが、それらの洗浄プロセスは工程の煩雑さを招きかねず生産性の問題が生じ得ることに加えて、一旦除去した後に新たな皮膜が形成される虞もあり、現実的ではない。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、正極活物質表面における皮膜生成を抑制し得るリチウム電池用正極の製造方法を提供することである。
また、他の目的は、そのような製造方法により製造された正極を備えるリチウム電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、鋭意検討の結果、上記表面皮膜の形成が、雰囲気中の二酸化炭素（ＣＯ２）濃度に依存することを突き止め、本発明を創出するに至った。
即ち、本発明により提供される製造方法は、正極活物質を含む正極合材層が正極集電体に保持された構成の電池用正極を製造する方法である。この方法は、正極活物質を分散媒体に分散させてなる正極合材層形成用スラリーを調製する工程と、上記調製した正極合材層形成用スラリーを上記正極集電体の表面に付与して上記正極合材層を形成する工程とを包含する。そして、上記正極合材層形成用スラリー調製工程と上記正極合材層形成工程において作業雰囲気中のＣＯ２濃度を測定する若しくはＣＯ２濃度が制御されたガスを作業雰囲気に導入することにより、少なくとも上記スラリー調製工程から上記正極合材層形成工程までの間の作業雰囲気中におけるＣＯ２濃度を所定値以下に保つことを特徴とする。
【０００７】
ここで開示される上記構成の正極製造方法によれば、上記正極合材層形成用スラリー調製工程と上記正極合材層形成工程において、作業雰囲気中のＣＯ２濃度を測定し、上記スラリー調製工程から上記正極合材層形成工程までの一連の工程をＣＯ２濃度が所定値以下となるような雰囲気管理下で行っているので、正極合材層形成用スラリーから正極合材層を形成するに際して、該スラリー中に混入するＣＯ２の量を低減させることができ、該スラリー中の正極活物質がＣＯ２を吸着することを抑制することができる。その結果、ＣＯ２の吸着に起因する正極活物質表面における皮膜（例えば炭酸リチウムを主成分とする表面皮膜）の生成を抑制することができ、該表面皮膜の存在による影響（例えば正極活物質表面においてリチウムイオンなどの電荷移動が阻害されることによる反応抵抗の増大など）を回避することができる。すなわち、本発明の製造方法によれば、正極活物質表面における皮膜生成を抑制して電池性能の低下を回避し得る電池用正極を提供することができる。
【０００８】
ここに開示される正極製造方法の好ましい一態様では、上記作業雰囲気中におけるＣＯ２濃度を４００ｐｐｍ以下（例えば３００〜４００ｐｐｍ）に保つことを特徴とする。このようなＣＯ２濃度の上限を設定することにより、電池性能に影響を与えない程度にスラリー中に混入するＣＯ２の量を低減させることができ、正極活物質のＣＯ２吸着（延いては炭酸リチウムなどの表面皮膜の生成）を効果的に抑制することができる。なお、作業雰囲気中のＣＯ２濃度は、例えば市販される種々の機構のＣＯ２センサによって容易に測定することができる。
【０００９】
ここに開示される正極製造方法の好ましい一態様では、上記正極活物質として、リチウムと一種または二種以上の遷移金属元素とを構成金属元素として含むリチウム遷移金属複合酸化物を使用する。上記のリチウム遷移金属複合酸化物は、周囲の水分と反応するとＣＯ２を吸着して炭酸リチウム等からなる表面皮膜を生成しやすい性質がある。したがって、正極活物質が上記リチウム遷移金属複合酸化物である場合、正極活物質表面における皮膜生成を抑制するためにスラリー調製工程から正極合材層形成工程までの間の作業雰囲気中におけるＣＯ２濃度を所定値以下に制御・管理するという本発明の方法を採用することによる効果が特によく発揮され得る。
【００１０】
ここに開示される正極製造方法の好ましい一態様では、さらに、上記正極活物質を原料化合物から合成する工程を包含する。そして、該正極活物質合成工程における作業雰囲気中のＣＯ２濃度を測定する若しくはＣＯ２濃度が制御されたガスを作業雰囲気に導入することにより、少なくとも上記正極活物質合成工程から上記正極合材層形成工程までの間の作業雰囲気中におけるＣＯ２濃度を所定値以下（好ましくは４００ｐｐｍ以下）に保つことを特徴とする。かかる態様によれば、正極合材層形成用スラリー中に混入したＣＯ２の存在に起因する正極活物質表面皮膜の生成を抑制するだけでなく、正極活物質の合成作業雰囲気中（典型的には外気中）のＣＯ２の存在に起因する正極活物質表面皮膜の生成も抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【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。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。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。また、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、電極活物質の製造方法、セパレータや電解質の構成および製法、電池その他の電池の構築に係る一般的技術等）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。
【００１２】
特に限定することを意図したものではないが、以下では主としてリチウムイオン電池を例として、図１および図２を参照しつつ、本実施形態に係る電池１００および電極体８０の構成について説明する。図１は本実施形態に係るリチウムイオン電池１００の構成を模式的に示す断面図であり、図２は本実施形態に係る電極体８０の構成を模式的に示す説明図である。
【００１３】
図１に示すように、ここで開示される電池１００は、従来のリチウムイオン二次電池と同様、典型的には所定の電池構成材料（正負極それぞれの活物質、正負極それぞれの集電体、セパレータ等）を具備する電極体８０と、該電極体８０および適当な電解液を収容する電池ケース５０とを備える。
【００１４】
電池ケース５０は、電池ケース本体５２と蓋体５４とから構成されている。電池ケース本体５２は、後述する捲回電極体８０を収容し得る形状（ここでは箱型状）を有する。電池ケース本体５２は、少なくとも一端に開口部（図では上端開口部）が設けられ、該開口部を介して電極体８０を収容可能になっている。蓋体５４は、電池ケース本体５２の開口部を塞ぐ部材である。電池ケース本体５２および蓋体５４の材質は、軽量で熱伝導性が良い金属製材料が好ましく、このような金属製材料として例えばアルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルめっき鋼などが挙げられる。
【００１５】
かかる電池ケース５０には、電極体８０および電解液（図示せず）が収容されている。電極体８０は、正極１０と負極２０とがセパレータ３０を介して積層されてなる積層電極体である。この実施形態では、通常のリチウムイオン二次電池の電極体と同様、正極シート１０と負極シート２０とが２枚のセパレータシート３０ａ、３０ｂを介して積層され、更には捲回された捲回タイプの積層電極体（捲回電極体）である。
【００１６】
正極シート１０は、長尺シート状の箔状の正極集電体１２の両面に正極活物質を含む正極合材層１４が形成されている。ただし、正極合材層１４はシート幅方向の端辺に沿う一方の側縁（図では下側の側縁部分）には付着されず、正極集電体１２を一定の幅にて露出させた集電体露出部分１６が形成されている。
【００１７】
正極集電体１２にはアルミニウム箔その他の正極に適する金属箔が好適に使用される。正極活物質は従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定することなく使用することができる。好適例として、リチウムと一種または二種以上の遷移金属元素とを構成金属元素として含むリチウム遷移金属複合酸化物を主成分とするものが好ましく用いられる。かかるリチウム遷移金属複合酸化物の好ましい代表例として、リチウム・ニッケル系複合酸化物、リチウム・コバルト系複合酸化物およびリチウムマンガン系複合酸化物が挙げられる。この実施形態では、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）である。例えば、集電体としての長尺状アルミニウム箔の表面の所定領域にリチウム遷移金属複合酸化物を主体とする正極合材層１４を形成することによって好適な正極シート１０が得られる。正極合材層１４は、必要に応じて使用される他の正極合材層形成成分（例えば、導電材やバインダ等）を含んでいてもよい。
【００１８】
負極シート２０も正極シート１０と同様に、長尺シート状の箔状の負極集電体２２の両面に負極活物質を含む負極合材層２４が形成されている。ただし、負極合材層２４はシート幅方向の端辺に沿う一方の側縁（図では上側の側縁部分）には付着されず、負極集電体２２を一定の幅にて露出させた集電体露出部分２６が形成されている。
【００１９】
負極集電体２２には銅箔その他の負極に適する金属箔が好適に使用される。負極活物質は従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定することなく使用することができる。好適例として、グラファイトカーボン、アモルファスカーボン等の炭素系材料、リチウム遷移金属複合酸化物（リチウムチタン複合酸化物等）、リチウム遷移金属複合窒化物等が挙げられる。例えば、集電体としての長尺状銅箔の表面の所定領域に常法によって黒鉛を主体とする負極合材層２４を形成することによって好適な負極シート２０が得られる。
【００２０】
捲回電極体８０の製造に際しては、正極シート１０と負極シート２０を計２枚のセパレータシート３０ａ、３０ｂと共に重ね合わせ、さらに当該正極シート１０と負極シート２０とを捲回することによって作製する。このとき、セパレータシート３０ａ、３０ｂは、正極シート１０および負極シート２０の集電体露出部分１６、２６が外方にはみ出るように（即ち正極合材層１４とセパレータシート３０ａ、３０ｂと負極合材層２４とが対向するように）重ね合せられる。そして、集電体露出部分１６、２６にそれぞれ正極リード端子４２ａおよび負極リード端子４２ｂがそれぞれ付設される。そして、正極リード端子４２ａおよび負極リード端子４２ｂは、電池ケース５０の蓋体５４に突設された外部接続用の正極端子４０ａおよび負極端子４０ｂに電気的に接続される。このようにして、本実施形態に係る電池１００が構築され得る。
【００２１】
次に、図３を加えて、本実施形態に係る正極シート１０および該正極シート１０を備えた電池１００の製造方法について説明する。
【００２２】
本実施形態に係る正極シート１０は、上述のように、正極活物質を含む正極合材層１４が正極集電体１２に保持された構成を有している。この電池用正極１０の製造方法について説明する。
【００２３】
まず、ステップＳ１０において、電池用正極に用いる正極活物質を用意する。ここでは、正極活物質を原料化合物から合成する。正極活物質を合成する方法としては、従来公知の一般的な正極活物質合成方法を適宜採用することができる。この実施形態では、正極活物質としてニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）を合成する。なお、電池用正極に用いる正極活物質を例えば外部の製造メーカーから購入してもよい。
【００２４】
次いで、ステップＳ２０において、合成した正極活物質を分散媒体に分散させてなる正極合材層形成用スラリーを調製する。この実施形態では、正極活物質（ＬｉＮｉＯ２）の粉末と、必要に応じて使用される他の正極合材層形成成分（例えば導電材やバインダ等）とを適当な分散媒体に分散（典型的には溶解）させて混練することにより、ペースト状の正極合材層形成用スラリーを調製する。分散媒体は、水または水を主体とする混合溶媒であってもよいし、非水系媒体の有機系媒体（例えばＮ−メチルピロリドン）であってもよい。正極合材層形成用スラリーの分散・混練は、例えば薄膜旋回型混合機（薄膜旋回型ミキサー）を用いて行うことができる。
【００２５】
次いで、ステップＳ３０において、調製した正極合材層形成用スラリーを正極集電体１２の表面に付与して正極合材層１４を形成する。
【００２６】
この実施形態では、まず、ステップＳ３２において、調製したペースト状の正極合材層形成用スラリーを正極集電体１２の上に塗布する。正極合材層形成用スラリーの塗布は、例えば、適当な塗布装置（スリットコーター、ダイコーター、コンマコーター等）を使用して、上記正極集電体１２の上から所定量の正極合材層形成用スラリーを均一な厚さにコーティングすることにより行うことができる。
【００２７】
次に、ステップＳ３４において、適当な乾燥手段で正極合材層形成用スラリーを乾燥（典型的には７０〜２００℃）することによって、正極合材層形成用スラリー中の分散媒体を除去する。正極合材層形成用スラリーから分散媒体を除去することによって、正極活物質を含む正極合材層１４が形成される。
【００２８】
そして、ステップＳ３６において、乾燥後、必要に応じて適当なプレス処理（例えばロールプレス処理）を施すことによって、正極合材層１４の厚みや密度を適宜調製する。このようにして、ステップＳ４０において、正極集電体１２の表面に正極合材層１４が保持された正極シート（電池用正極）１０を得ることができる。
【００２９】
ここで、本実施形態においては、正極合材層形成用スラリーの調製工程（ステップＳ２０）と正極合材層の形成工程（ステップＳ３０）において作業雰囲気中のＣＯ２濃度を測定し、少なくともスラリー調製工程（ステップＳ２０）から正極合材層形成工程（ステップＳ３０）までの間の作業雰囲気中におけるＣＯ２濃度を（典型的には該測定値に基づいて）所定値以下に保つような処置（ＣＯ２濃度管理）を実行する。このような処置（ＣＯ２濃度管理）は、例えば正極合材層形成用スラリーの調製工程（ステップＳ２０）から正極合材層形成工程（ステップＳ３０）までの間に行われる各種作業を、ＣＯ２ガス濃度が制御されたガスが導入されたチャンバー内（例えばグローブボックスやドライルーム内）で実施することにより容易に行うことができる。この実施形態では、正極合材層形成用スラリーの分散・混練工程（ステップＳ２０）から正極合材層形成用スラリーの塗布・乾燥工程（ステップＳ３４）までの各種作業をＣＯ２ガス濃度が所定値以下に制御されたガスが導入されたグローブボックス内で実施し、正極合材層に対してプレス処理を施す工程（ステップＳ３６）の各種作業をＣＯ２ガス濃度が制御されたドライルーム内で実施する。
作業雰囲気中のＣＯ２濃度を測定する方法としては特に制限されず、例えば市販される種々の炭酸ガス濃度計（ＣＯ２センサ）を用いて容易に行うことができる。また、測定値に基づいて作業雰囲気中におけるＣＯ２濃度を所定値以下に保つような制御方法としては、作業雰囲気中におけるＣＯ２濃度を制御するための従来公知の方法を適宜採用することができる。例えば、作業雰囲気中におけるＣＯ２濃度が高すぎる場合には、一般的な脱炭酸ガス処理方法を用いて作業雰囲気中におけるＣＯ２ガスを適当量だけ除去すればよい。ＣＯ２ガスを除去する方法としては、例えば作業雰囲気ガスを希ガス（例えばＡｒガス）などで置換する方法や、ＣＯ２ガスを物理的に吸収する吸収材（例えばゼオライト、アルミナなどのセラミック材料）を作業雰囲気中に設置する方法や、ＣＯ２ガスを化学的に吸着する吸着材（例えばメチルアミン、アニリン、トルイジン、ベンジジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパン−２−アミンなどの有機液体）を作業雰囲気中に設置する方法などを適宜採用すればよい。
【００３０】
この実施形態では、正極活物質合成工程（ステップＳ１０）の作業雰囲気中におけるＣＯ２濃度も所定値以下となるように制御する。すなわち、正極活物質合成工程における作業雰囲気中のＣＯ２濃度を測定し、該測定値に基づいて少なくとも正極活物質合成工程から正極合材層形成工程までの間の作業雰囲気中におけるＣＯ２濃度を所定値以下に保つような処置（ＣＯ２濃度管理）を実行する。このような処置（ＣＯ２濃度管理）は、例えば正極活物質の合成時に行われる各種作業（例えば、原料化合物を秤量しそれらを混合して焼成する作業など）を、ＣＯ２ガス濃度が制御されたチャンバー内（例えばグローブボックス）で実施することにより容易に行うことができる。
【００３１】
本実施形態に係る正極製造方法によれば、上記正極合材層形成用スラリーの調製工程と上記正極合材層の形成工程において作業雰囲気中のＣＯ２濃度を測定し、該測定値に基づいて上記スラリー調製工程から上記正極合材層形成工程までの一連の工程をＣＯ２濃度が所定値以下となるような雰囲気管理下で行っているので、正極合材層形成用スラリーから正極合材層を形成するに際して、該スラリー中に混入するＣＯ２の量を低減させることができ、該スラリー中の正極活物質がＣＯ２を吸着することを抑制することができる。その結果、ＣＯ２の吸着に起因する正極活物質表面における皮膜（例えば炭酸リチウムを主成分とする表面皮膜）の生成を抑制することができ、該表面皮膜の存在による影響（例えば正極活物質表面においてリチウムイオンなどの電荷移動が阻害されることによる反応抵抗の増大など）を回避することができる。すなわち、本実施形態の製造方法によれば、正極活物質表面における皮膜生成を抑制して電池性能の低下を回避し得る電池用正極を提供することができる。
【００３２】
上述したＣＯ２濃度管理下においては、ＣＯ２濃度を４００ｐｐｍ以下に保つことが好ましく、さらに好ましくは２００ｐｐｍ以下に設定され得る。このようなＣＯ２濃度の上限を設定することにより、電池性能に影響を与えない程度にスラリー中に混入するＣＯ２の量を低減させることができ、正極活物質のＣＯ２吸着（延いては炭酸リチウムなどの表面皮膜の生成）を効果的に抑制することができる。
【００３３】
なお、この実施形態では、正極活物質として、リチウムと一種または二種以上の遷移金属元素とを構成金属元素として含むリチウム遷移金属複合酸化物（ここではニッケル酸リチウム）を使用している。これらのリチウム複合酸化物は、周囲の水分と反応するとＣＯ２を吸着して炭酸リチウム等からなる表面皮膜を生成しやすい性質がある。したがって、正極活物質が上記リチウム遷移金属複合酸化物である場合、正極活物質表面における皮膜生成を抑制するためにスラリー調製工程から正極合材層形成工程までの間の作業雰囲気中におけるＣＯ２濃度を制御するという本実施形態の方法を採用することによる効果が特によく発揮され得る。
【００３４】
また、この実施形態では、スラリー調製工程から正極合材層形成工程までの間の作業雰囲気中におけるＣＯ２濃度を制御するだけでなく、さらに正極活物質合成工程（ステップＳ１０）の作業雰囲気中におけるＣＯ２濃度も所定値以下となるように制御する。かかる態様によれば、正極合材層形成用スラリー中に混入したＣＯ２の存在に起因する正極活物質表面皮膜の生成を抑制するだけでなく、正極活物質の合成作業雰囲気中（典型的には外気中）のＣＯ２の存在に起因する正極活物質表面皮膜の生成も抑制することができる。
【００３５】
続いて、図１および図４を参照しつつ、ステップＳ４０で得られた電池用正極（ここでは正極シート）１０を用いて電池を構築する工程について説明する。
【００３６】
まず、ステップＳ５０において、ステップＳ４０で得られた正極シート１０を用いて電極体８０を作製する。この実施形態では、まず、ステップＳ５２において、得られた正極シート１０と、別途作製した負極シート２０とを２枚のセパレータシート３０ａ、３０ｂを介して共に重ね合わせて捲回することにより捲回体を作製し、次いで、ステップＳ５４において、得られた捲回体を側面方向から押しつぶして拉げさせる（扁平状となるようにプレスする）ことによって扁平状の捲回電極体８０を作製する。
【００３７】
次いで、ステップＳ６０において、作製した電極体８０を電池ケース５０に収容して電池１００を構築する。この実施形態では、まず、ステップＳ６２において、ステップＳ５０で作製した捲回電極体８０の集電体露出部分１６、２６に正極リード端子４２ａおよび負極リード端子４２ｂをそれぞれ付設し、この正極リード端子４２ａおよび負極リード端子４２ｂを蓋体５４の正極端子４０ａおよび負極端子４０ｂに溶接する。次に、ステップＳ６４において、捲回電極体８０を電池ケース５０に収容する。この実施形態では、電池ケース本体５２の上端開口部を介して捲回電極体８０を収容し、該上端開口部に蓋体５４を溶接等の手段によって取り付ける。次に、ステップＳ６６において、捲回電極体８０に電解液を供給する。この実施形態では、電解液の供給は、蓋体５４の注液口５８から電解液を注入することにより行われる。その後、電池ケース５０の注液口５８に封止栓５６等で封口することにより、本実施形態に係る電池１００の製造フローが完了する（ステップＳ７０）。
【００３８】
ここで、本実施形態においては、電極体作製工程（ステップＳ５０）と電池構築工程（ステップＳ６０）において作業雰囲気中のＣＯ２濃度を測定し、該測定値に基づいて少なくとも電極体作製工程（ステップＳ５０）から電池構築工程（ステップＳ６０）までの間の作業雰囲気中におけるＣＯ２濃度を所定値以下に保つような処置（ＣＯ２濃度管理）を実行する。このような処置（ＣＯ２濃度管理）は、例えば電極体作製工程（ステップＳ５０）から電解液注液工程（ステップＳ６６）の間に行われる各種作業を、ＣＯ２濃度が制御されたドライルーム内（この実施形態ではＣＯ２濃度が４００ｐｐｍ以下で、かつ露点−３０℃となるドライ環境下）で実施することにより容易に行うことができる。
【００３９】
このように電池用正極製造工程の作業雰囲気中におけるＣＯ２濃度を制御するだけでなく、後工程である電極体作製工程（ステップＳ５０）や電池構築工程（ステップＳ６０）の間の作業雰囲気中におけるＣＯ２濃度も所定値以下となるように制御することにより、電極体作製中あるいは電池構築中のＣＯ２の存在に起因する正極活物質表面皮膜の生成も抑制することができ、電池性能への影響を確実に回避することができる。
【００４０】
以下、ここで開示される電池製造方法の好適な幾つかの実施例を説明する。すなわち、作業雰囲気中のＣＯ２ガス濃度を相互に異ならせて試験用正極を幾つか作製し、それらを用いた試験用リチウムイオン電池を構築した。そして、各試験用電池についての交流インピーダンス測定を行い、それらの反応抵抗を評価した。なお、試験用リチウムイオン電池は、以下のようにして作製した。
【００４１】
＜試験用正極の作製＞
まず、正極活物質としてのニッケル酸リチウム８７質量％を、正極導電剤としてのアセチレンブラック１０質量％および正極結着材としてのＰＴＦＥ（固形分）３質量％とともに適当な溶媒（水）に分散させ、二軸攪拌機にて１時間攪拌してペースト状の正極合材層形成用スラリーを調製した。このペースト状スラリーを正極集電体（アルミニウム箔）に塗布及びプレスして溶媒を揮発させ、正極集電体の片面に正極合材層が設けられた試験用正極を作製した。この試験用正極の作製は、ＣＯ２ガス濃度が１６４ｐｐｍに管理されたチャンバー内で実施した。
【００４２】
＜負極の作製＞
一方、負極活物質としての鱗片状グラファイト９５質量％を、負極結着材としてのＰＶＤＦ（固形分）５質量％とともに適当な溶媒（ＮＭＰ）に分散させ、二軸攪拌機にて１時間攪拌してペースト状の負極合材層形成用スラリーを調製した。このスラリーを負極集電体（銅箔）に塗布及びプレスして溶媒を揮発させ、負極集電体の片面に負極合材層が設けられた負極を作製した。
【００４３】
＜試験用電池の構築＞
次いで、微細多孔質ポリエチレン製のセパレータを介してこれらの試験用正極および負極を積層して電極体を作製した。次いで、このようにして得られた積層電極体を電池ケースに収容し、該電池ケースに電解液を注入して試験用電池を構築した。電解液としてはエチレンカーボネイトとジエチルカーボネートとの１：１（質量比）混合溶媒に約１ＭのＬｉＰＦ６を溶解させたものを使用した。この試験用電池の作製は、ＣＯ２ガス濃度が１６４ｐｐｍに管理されたドライルーム内で実施した。このようにして作製したリチウムイオン電池を試験例１とした。
【００４４】
また、試験例２〜５として、作業雰囲気中のＣＯ２ガス濃度を相互に異ならせてリチウムイオン二次電池を作製した。具体的には、試験例２〜５の順にＣＯ２ガス濃度をそれぞれ３９１ｐｐｍ、４５２ｐｐｍ、６１５ｐｐｍ、８８２ｐｐｍに変えて試験用電池を作製した。ＣＯ２ガス濃度を変えたこと以外は試験例１と同様の条件にて作製した。
【００４５】
＜交流インピーダンス測定＞
以上のように作製した試験例１〜５の試験用電池の交流インピーダンスを測定し、それらの反応抵抗を評価した。交流インピーダンスの測定条件については、交流印加電圧２５０ｍＶ、周波数範囲１０μＨｚ〜１ＭＨｚとした。なお、上記インピーダンス測定は、全て６０℃、１０日保存した試験用電池について実施した。その結果を図５および表１に示す。なお、図５中の横軸は作業雰囲気中のＣＯ２濃度（ｐｐｍ）を表し、縦軸はインピーダンス測定結果から得られた反応抵抗値（ｍΩ）を表す。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
試験例１、２と試験例３、４、５との比較から明らかなように、作業雰囲気中のＣＯ２ガス濃度が４００ｐｐｍ付近を下回ると、反応抵抗が小さくなることが分かった。これは、作業雰囲気中のＣＯ２ガスを減らすことにより、ＣＯ２吸着に起因する正極活物質表面の皮膜生成を抑制することができたためと考えられる。以上のことから、スラリー調製工程から正極合材層形成工程までの間の作業雰囲気中におけるＣＯ２濃度を４００ｐｐｍ以下に保つことにより、正極活物質表面の皮膜生成による電池性能の低下を抑制し得ることが確認された。
【００４８】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、ここまでは主としてリチウムイオン二次電池を例として本発明に係る電池用正極の製造方法について説明してきたが、本発明を適用可能な電池はリチウムイオン二次電池に限らない。例えば、本発明の製造方法を適用してリチウムイオン一次電池用の正極を好ましく製造することができる。
【００４９】
本実施形態に係る電池用正極を備えた電池は、上述したように正極活物質表面における皮膜生成による電池性能の低下を抑制し得るため、特に自動車等の車両に搭載されるモーター（電動機）用電源として好適に使用し得る。すなわち、上記電池を単電池として所定の方向に配列し、当該単電池をその配列方向に拘束することによって組電池を構築し、かかる組電池を電源として備える車両（典型的には自動車、特にハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車のような電動機を備える自動車）を提供することができる。
【００５０】
なお、上述した特許文献１（特開２０００−５８０５３号公報）には、空気中のＣＯ２ガスが正極活物質（リチウムニッケル系複合酸化物）の原料である水酸化リチウムと反応して炭酸リチウムなどの不純物を生じることを抑制するため、ＣＯ２ガス濃度を規定する技術が開示されている。しかし、特許文献１は合成時の作業雰囲気中での二酸化炭素ガス濃度を規定しているにすぎず、本発明の構成、すなわち正極合材層形成用スラリーの調製工程と正極合材層の形成工程において作業雰囲気中のＣＯ２濃度を測定し、該測定値に基づいて少なくともスラリー調製工程から正極合材層形成工程までの間の作業雰囲気中におけるＣＯ２濃度を所定値以下に保つことについては、開示も示唆もなされていない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係る電池の構成を模式的に示す断面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る電極体の構成を模式的に示す説明図。
【図３】本発明の一実施形態に係る電池用正極の製造フローを示す図
【図４】本発明の一実施形態に係る電池の製造フローを示す図
【図５】ＣＯ２濃度と反応抵抗との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５２】
１０    正極
１２    正極集電体
１４    正極合材層
１６    集電体露出部分
２０    負極
２２    負極集電体
２４    負極合材層
２６    集電体露出部分
３０ａ、３０ｂ  セパレータ
４０ａ  正極端子
４０ｂ  負極端子
４２ａ  正極リード端子
４２ｂ  負極リード端子
５０    電池ケース
５２    電池ケース本体
５４    蓋体
５６    封止栓
５８    注液口
８０    電極体
１００  電池
【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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