(57)【要約】【課題】  捲回型などの電池において体積エネルギー密度ならびに重量エネルギー密度を向上するには、対極との非対向面である極板の最内周内面および最外周外面においては片面のみに活物質層を形成することが有効である。一方、活物質層の密着性を向上するためには金属箔に表面凹凸を形成する必要があり、表面粗さを小さくすることで活物質層を除去することが可能となる。従来の方法では、片面だけの平坦化は困難であった。【解決手段】  （ａ）所定の表面粗さＲａを有する金属箔２に電子ビームを照射することにより、表面粗さが小さくなった第１の領域と、前記電子ビームを照射していない第２の領域とを有する金属箔２を準備する工程と、（ｂ）前記第１領域および前記第２領域上に、活物質層２４を形成する工程と、（ｃ）前記第１領域上に形成された活物質層２４を除去する工程と、を有するリチウム二次電池用電極を形成する方法を用いる。【選択図】  図１
2010040237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウム二次電池用電極の製造方法であって、
（ａ）所定の表面粗さＲａを有する金属箔に電子ビームを照射することにより、表面粗さが小さくなった第１の領域と、前記電子ビームを照射していない第２の領域とを有する集電体箔を準備する工程と、
（ｂ）前記第１領域および前記第２領域上に、活物質層を形成する工程と、
（ｃ）前記第１領域上に形成された前記活物質層を除去する工程と、
を有するリチウム二次電池用電極の製造方法。
【請求項２】
前記電子ビームを照射する際の単位面積当たりの電子ビーム出力が１．０Ｗ／ｃｍ２以上５．０Ｗ／ｃｍ２以下、または、あるいはかつ、電子ビームエネルギーが２．０Ｊ／ｃｍ２以上であることを特徴とする請求項１記載のリチウム電池用電極の製造方法。
【請求項３】
前記第１の領域は、前記電子ビームが照射された面にのみ形成されることを特徴とする請求項１記載のリチウム二次電池用電極の製造方法。
【請求項４】
前記電子ビームが照射された面の反対側を冷却することを特徴とする請求項１記載のリチウム二次電池用電極の製造方法。
【請求項５】
前記金属箔は、表面粗さＲａが０．５μｍ以上３．０μｍ以下の銅箔であることを特徴とする請求項１記載のリチウム二次電池用電極の製造方法。
【請求項６】
前記工程（ｂ）は、真空蒸着法であることを特徴とする請求項1記載のリチウム二次電池用電極の製造方法。
【請求項７】
前記工程（ｂ）は、ロールトゥロール法で行うことを特徴とする請求項１記載のリチウム二次電池用電極の製造方法。
【請求項８】
前記活物質層は、ＳｉＯｘ（０＜ｘ＜２）を主成分とすることを特徴とする請求項１記載のリチウム二次電池用電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウム二次電池用電極の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯機器の小型化や多機能化が進みこれに伴って携帯機器の電源としての電池の高容量化が求められている。小型軽量で高容量を達成可能な電池としてリチウム二次電池があり、中でも極板群を渦巻状にした捲回型の電池が量産化に優れた特長を活かして生産量の多くを占めている。
【０００３】
捲回型電池においては、対極との非対向面である最内周電極の内面および最外周電極の外面にある活物質層は充放電に寄与しないので、体積エネルギー密度ならびに重量エネルギー密度を下げる要因となる。したがって、極板の最内周内面および最外周外面においては片面に活物質層を設けた極板を用いることが望ましい。
【０００４】
ところで、リチウム二次電池における高容量負極活物質として、シリコン（Ｓｉ）を含む材料はリチウムを吸蔵する量が多く有望であり、中でもＳｉと酸素（Ｏ）の化合物であるＳｉＯｘ（０＜ｘ＜２）は数多く検討されている。ＳｉＯｘを集電体に形成する方法には、真空蒸着法や、ＳｉＯｘ粒子をバインダーおよび溶剤と混ぜペーストにし塗工・乾燥・圧延する方法などがある。いずれの方法においても活物質層を密着性良く集電体に形成するためには集電体表面の表面粗さＲａを高くすることが望ましい。
【０００５】
これらの工法の中で特に真空蒸着法は、バインダーを含まず高エネルギー密度化に有利な活物質層を得ることが可能なドライプロセスである。
【０００６】
ＳｉＯｘを真空蒸着法で形成する方法として、Ｓｉを蒸発源とし、真空チャンバー内に酸素（Ｏ）を導入する反応性蒸着法がある。生産性を高くするにはＳｉの蒸発速度を大きくすることが有効であり、蒸発源であるＳｉを２０００℃程度に加熱する方法がある。この場合、成膜を行う場所の近傍は高温になるので複雑な機構は導入しにくい。
【０００７】
真空蒸着法において、成膜の際にマスクで集電体の一部を覆ったまま膜形成を行うことで非成膜部を形成する方法がある。しかし、生産性の高い、長尺の集電体に連続して膜形成を行うロールトゥロール方式などでは、集電体の移動に応じて移動する方式のマスクが必要となるなど、装置の構造が複雑になるという課題を有する。
【０００８】
われわれは極板の一部に活物質層の無い領域を設ける方法として、まず集電体箔の一部に機械的な力を加えることにより表面粗さの小さい領域を設け、次いで集電体箔全面に活物質層を形成し、最後に集電体箔の表面粗さを小さくした領域の活物質層を除去する製造方法を提案した。（特許文献１を参照）
【特許文献１】特開２００８−１０４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
捲回型電池において体積エネルギー密度ならびに重量エネルギー密度を向上するには、対極との非対向面である極板の最内周内面および最外周外面においては片面のみに活物質層を形成することが有効である。一方、活物質層の密着性を向上するためには金属箔に表面凹凸を形成する必要があり、表面粗さを小さくすることで活物質層を除去することが可能となる。
【００１０】
前記特許文献１記載の方法によれば、所定の表面粗さを有する集電体箔に機械的な力を加えることで集電体箔の表面粗さを小さくするという平坦化を行っている。集電体箔に対して機械的な力を加えるということで常に両面の平坦化が行われるものであり、片面だけの平坦化は困難である。
【００１１】
本発明は、前記課題を解決するもので、所定の粗さを有する集電体箔に対して片面のみの平坦化を行う方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するために、本発明のリチウム二次電池用電極の製造方法は、
（ａ）所定の表面粗さＲａを有する金属箔に電子ビームを照射することにより、表面粗さが小さくなった第１の領域と、前記電子ビームを照射していない第２の領域とを有する集電体箔を準備する工程と、
（ｂ）前記第１領域および前記第２領域上に、活物質層を形成する工程と、
（ｃ）前記第１領域上に形成された前記活物質層を除去する工程と、
を有する。
【００１３】
ここで、表面粗さＲａは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２００１（製品の幾何特性仕様（ＧＰＳ）−表面性状：輪郭曲線方式−用語、定義及び表面性状パラメータ）に記載の算術平均粗さＲａである。
【００１４】
金属箔はＲａが０．５μｍ以上３．０μｍ以下の銅箔において好ましい。
【００１５】
また、活物質層は望ましくはＳｉまたはＳｉ酸化物である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のリチウム二次電池用電極の製造方法によれば、所定の表面粗さＲａを有する金属箔の所定の領域のみを平坦化し、活物質層を形成し、活物質層を除去することで、対極との非対向面に活物質層を形成しない極板を作製することができる。したがって、捲回型電池において対極との非対向面という不要な活物質を除去することができて、体積エネルギー密度ならびに重量エネルギー密度を向上した電極が提供できる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明のリチウム二次電池用電極の製造プロセスフローチャートである。図1に沿って以下に各工程について説明する。
【００１９】
＜電子ビーム照射工程および活物質層形成工程＞
図２は本発明の一実施形態に係るリチウム二次電池用電極の製造工程の一部である、電子ビーム照射工程および活物質層形成工程で用いる装置の概要図である。図２に示すようにチャンバー１内には金属箔２を巻いた巻き出しロール３、複数の補助ロール４、５、６、７、８、キャンロール９、巻き取りロール１０、金属箔平坦化用電子ビームユニット１１、スキャンコイル１２、金属箔平坦化用マスク１３、蒸発源、成膜用マスク１４、酸素ノズル１５、冷却ロール２７を配置する。蒸発源は、坩堝１６に蒸発材料１７を入れることで構成し、水冷した銅ハース１８内に配置する。蒸発源は蒸発源加熱用電子ビーム（図示せず）により加熱し、蒸発材料１７にはＳｉを、坩堝１６はカーボン製を用いることが望ましい。酸素ノズル１５からは、酸素ガスボンベ１９からマスフローコントローラ２０
により流量を制御した酸素ガスを導入する。チャンバー１下方には真空配管２１をつなぎ、油拡散ポンプ２２および油回転ポンプ２３によって真空排気する。
【００２０】
本発明の実施の形態１において使用する金属箔２は、活物質層２４との密着性を高くするために、表面粗さＲａは０．５μｍ以上３．０μｍ以下が適している。更に、１．５μｍ以上２．５μｍ以下が望ましく、この範囲であれば、高い密着性を得ることができる。
【００２１】
金属箔２は巻き出しロール３から巻き出し、補助ロール４、冷却ロール２７に沿って移動する。金属箔２は、冷却ロール２７に沿って移動する際に金属箔平坦化用電子ビームユニット１１から放出した電子ビームを照射される。金属箔平坦化用電子ビームユニット１１から放出した電子ビームはスキャンコイル１２で照射方向および範囲を制御する。電子ビーム出力あるいは電子ビームエネルギーを制御することで、金属箔２の電子ビーム照射面のみを表面平坦化し、電子ビーム照射面の反対面には形状を変化させない処理を施すことができる。電子ビームを金属箔２に対して照射しない時は、電子ビームをスキャンコイル１２で制御して金属箔平坦化用マスク１３に照射する、あるいは金属箔平坦化用マスク１３を可動にして、金属箔平坦化用マスク１３が移動することで電子ビーム照射有無を制御することができる。
【００２２】
本発明の実施の形態１において金属箔２へ照射する単位面積当たりの電子ビーム出力および電子ビームエネルギーは、用いる金属箔２の厚みおよび材料により熱伝導度および融点が異なるので、それぞれ適した値がある。電子ビームエネルギーは、電子ビーム出力と電子ビーム照射時間との積である。
【００２３】
単位面積当たりの電子ビーム出力が小さ過ぎれば表面形状を変化することは出来ず、大き過ぎれば照射面のみでなく裏面の表面形状をも平坦化し、さらに大きければ金属箔２に穴を開けてしまう。
【００２４】
電子ビーム照射時間が２秒以上の場合、リチウム二次電池に用いる金属箔２において電子ビーム出力は１．０Ｗ／ｃｍ２以上５．０Ｗ／ｃｍ２以下の範囲が適している。中でも芯材厚み１２μｍの粗化銅箔では２．５Ｗ／ｃｍ２以上３．０Ｗ／ｃｍ２以下が適している。この時、単位面積当たりの電子ビームエネルギーは２．０Ｊ／ｃｍ２以上であり、さらに適しているのは５．０Ｊ／ｃｍ２以上である。電子ビーム照射時間が２秒以上の場合には、それ以上の長時間になっても表面形状の変化は進行しない。したがって、電子ビームエネルギーよりも電子ビーム出力に強く依存すると考えられる。
【００２５】
電子ビーム照射時間が２秒未満の場合、リチウム二次電池に用いる金属箔２において電子ビームエネルギーは２．０Ｊ／ｃｍ２以上１０．０Ｊ／ｃｍ２以下の範囲が適している。中でも芯材厚み１２μｍの粗化銅箔では５．０Ｊ／ｃｍ２以上６．０Ｊ／ｃｍ２以下が適している。この時、単位面積当たりの電子ビーム出力は１．０Ｗ／ｃｍ２以上であり、さらに適しているのは２．５Ｗ／ｃｍ２以上である。電子ビーム照射時間が２秒未満の場合には照射時間に反比例するよう電子ビーム出力を高くすることで適切に表面の平坦化が行える。したがって、電子ビーム出力よりも電子ビームエネルギーに強く依存すると考えられる。
【００２６】
冷却ロール２７は、水あるいは東京ファインケミカル製のエタブラインＥＣ-Ｚなどの冷媒（ブライン）を流すことで温度一定にして用いる。冷却ロール２７は金属箔２と接するあるいは近接することで伝熱を促進する。冷却ロール２７は金属箔２の電子ビーム照射面の反対側を冷却する目的で用いられる。金属箔２に対し電子ビームを照射すると金属箔2は加熱されるが、照射面にのみ適切に表面平坦化を行うには、照射面の反対側を冷却することが有効である。電子ビーム出力および電子ビームエネルギーの分布を精度良く制御
しにくい場合には特に有効である。
【００２７】
電子ビーム照射後の金属箔２は補助ロール５、６、７、キャンロール９に沿って移動し、金属箔２が成膜用マスク１４の開口部を移動する間に金属箔２上に活物質層２４を形成する。蒸着する際には、電極設計上の必要に応じて、酸素ノズル１５からＯ２ガスをチャンバー１内に導入することで反応性蒸着を行い、活物質層２４としてＳｉＯｘ膜を形成する。活物質層２４を形成した金属箔２は補助ロール８に沿って移動し、最後に巻き取りロール１０に巻き取る。
【００２８】
金属箔２両面に活物質層２４を形成するために、片面に活物質層２４を形成した金属箔２はチャンバー１を開け取出し、巻き内と巻き外とを巻き換え、巻き出しロール３に取り付ける。その後、同様にして電子ビーム照射工程、活物質層形成工程の順に行い、裏面に活物質層２４を形成する。
【００２９】
本発明の実施の形態１において電子ビーム照射により平坦化する金属箔２は、活物質層除去を容易に行うために、表面粗さＲａは０μｍ以上０．５μｍ以下が適している。更に、０μｍ以上０．４μｍ以下が望ましく、この範囲であれば、容易に活物質層除去ができる。
【００３０】
＜活物質層除去工程＞
金属箔２上の活物質層２４を除去する方法の一例として、テープを貼り付け引き剥がす方法がある。活物質層２４を形成した金属箔２を所定の大きさに切断し、図３に示す極板２５とする。電子ビーム照射工程により表面平坦化を行い、その上に活物質層２４を形成した部位（図３（ａ）に示す右側の領域および裏面の右側の領域）に平坦化した領域と同サイズのテープを貼り付け、貼り付けた周囲を押さえテープを引き剥がすと、活物質層２４を除去した極板２５が得られる。テープにはシリコーン系粘着剤、アクリル系粘着剤などの粘着剤を用いたテープが使用できる。
【００３１】
（活物質除去工程以降の工程）
上記の工程により得られた極板２５に端子２６を接合する方法として、超音波溶接法やスポット溶接法がある。超音波溶接法の場合、極板２５の活物質層２４を剥がした部位に端子２６を重ねて、超音波溶接装置のヘッドで押さえて超音波振動を加えることで極板２５と端子２６を接合できる。スポット溶接法の場合、極板２５の活物質層２４を剥がした部位に端子２６を重ねて、スポット溶接装置の電極間に挿入し、電極で挟み込みながら電流を流すことで極板２５と端子２６を接合できる。
【００３２】
端子２６の付いた極板２５は、それが負極の場合、図４に示すようにセパレータ４２を介して正極４０と対向するように捲回することで、捲回型電池の電極群５０を構成できる。電極群５０は電解質と共に電池缶４７に収容する。
【００３３】
電解質は、溶媒とこれに溶解する溶質を含む。例えばリチウム二次電池の電解質には、溶媒として、エチレンカーボネートなどの環状カーボネート類とジメチルカーボネートなどの鎖状カーボネート類との混合溶媒が好ましく用いられ、溶質として、６フッ化リン酸リチウム、４フッ化ホウ酸リチウムなどが好ましく用いられる。リチウム二次電池の正極４０は、活物質として、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4などを含むことが好ましい。
【００３４】
捲回型リチウム二次電池の構造の一例について、図面を参照しながら説明する。
【００３５】
図４は、本発明に係る円筒型リチウム二次電池の概略断面図である。図４において、帯
状の正極４０と前記極板２５である負極４１とは、それらの間に配置された、両電極よりも幅広な帯状のセパレータ４２とともに捲回され、電極群５０を形成している。正極４０にはアルミニウムなどからなる正極端子４３が接続され、その一端は周縁にポリプロピレンなどからなる絶縁パッキン４９が配された封口板４８に接続されている。負極４１にはニッケルなどからなる前記端子２６である負極端子４４が接続され、その一端は電極群５０を収容する電池缶４７に接続されている。電極群５０の上下には、それぞれ上部絶縁リング４５および下部絶縁リング４６が配されている。電極群５０には、リチウムイオン伝導性を有する電解質（図示せず）が含浸されている。電池缶４７の開口は、封口板４８で塞がれている。
【００３６】
円筒型以外にも角形等の様々な形状の電池が製造可能であり、高容量で優れた電池を得ることができる。
【００３７】
なお、蒸発材料にＳｎを用い、活物質層としてＳｎＯｘを形成しても構わない。Ｓｉの場合と同様に高容量の電極を作製することができる。
【００３８】
次に本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００３９】
（実施例１）
以下、リチウム二次電池用電極の製造方法を具体的に説明する。
【００４０】
図２に示す装置を用い、電子ビーム照射工程および活物質層形成工程を行った。金属箔２として古河サーキットフォイル（株）製の粗化銅箔（表面粗さＲａ＝２．０μｍ、芯材厚み１２μｍ、トップトゥートップ厚み２４μｍ）を用いた。金属箔２は巻き出しロール３から巻き出し、補助ロール４、冷却ロール２７、補助ロール５、６、７、キャンロール９、補助ロール８に沿って移動し、巻き取りロール１０に巻き取った。金属箔２の送り速度は１ｃｍ／分で行った。
【００４１】
チャンバー１内は５×１０−３Ｐａの真空度まで真空引きした上で以下の工程を行った。
【００４２】
金属箔２が巻き出しロール３から巻き出され、補助ロール４と補助ロール５との間の冷却水で２０℃一定に制御した冷却ロール２７に沿った金属箔平坦化用電子ビームユニット１１の前に来た時に金属箔２の平坦化を行った。金属箔平坦化用電子ビームユニット１１から、電極設計上の金属箔２の平坦化を行う領域に電子ビームを照射した。電子ビーム条件は加速電圧−８．５ｋＶ、エミッション電流５ｍＡ、連続照射で、スキャンコイル１２を制御して長さ２０ｍｍ×幅８０ｍｍの範囲に照射した。したがって、単位面積当たりの電子ビーム出力は２．７W/cm2であり、送り速度は１ｃｍ／分なので電子ビーム照射時間は２分であり、単位面積当たりの電子ビームエネルギーは３１９Ｊ／ｃｍ２であった。一方、電極設計上の金属箔２の平坦化を行わない領域については、スキャンコイル１２を制御して電子ビームの向きを変えることで、電子ビームは金属箔平坦化用マスク１３上に当て、金属箔２には当たらないようにした。金属箔２の電子ビームを照射された領域は照射面のみ平坦化され、裏面は平坦化されていないことを確認した。
【００４３】
高純度化学（株）製のＳｉ（純度６Ｎ）を蒸発材料１７に用い、カーボン製の坩堝１６に入れることで蒸発源とした。蒸発源を銅ハース１８内に配置し、冷却しながら、蒸発源加熱用電子ビーム（図示せず）で加熱した。蒸発源加熱用の電子ビーム条件は加速電圧−１３ｋＶ、エミッション電流１Ａで、蒸発源に照射した。したがって投入した電子ビーム出力は１３ｋWであった。
【００４４】
成膜時に、酸素を１００ｓｃｃｍで酸素ノズル１５から金属箔２に吹き付ける向きで導入した。金属箔２がマスク１４開口部を通過する際に、金属箔２上にＳｉとＯが飛来し、活物質層２４としてＳｉＯｘ膜が形成され、巻き取りロール１０に巻き取った。
【００４５】
金属箔２の両面に活物質層２４を形成するために、片面に活物質層２４を形成した金属箔２はチャンバー１を開け、取り出し、巻き内と巻き外とを巻き換え、巻き出しロール３に取り付けた。その後、同様にして電子ビーム照射および、活物質層形成の順に行った。
【００４６】
得られたＳｉＯｘ膜片面の膜厚は約２０μｍであった。ＳｉＯｘ膜を、Ｓｉ量はＩＣＰ発光分光分析で分析し、Ｏ量はＪＩＳ  Ｚ２６１３  赤外線吸収法で分析した結果、ｘを表すＯ／Ｓｉのモル比は０．６であった。
【００４７】
活物質層除去工程を以下に説明する。両面にＳｉＯｘ膜を形成した金属箔２を、所定の部分で５０ｍｍ×４００ｍｍの大きさに切断した。電子ビームを照射することで金属箔２表面を平坦化した部分の上にＳｉＯｘ膜を形成した部分に対して、日東電工（株）製のノーメックス粘着テープＮｏ．４０３ＦＰ（シリコーン系粘着剤）を貼り付けた。充分に接着してから、テープ周囲を押さえ、引き剥がすとＳｉＯｘ膜がきれいに剥がれた。裏面を同様にしてＳｉＯｘ膜を引き剥がし、図３に示す極板２５を得た。
【００４８】
極板２５のＳｉＯｘ膜を剥がした部分、およびテープに付着した引き剥がしたＳｉＯｘ膜を、ＳＥＭにより観察した結果、剥がれた場所は金属箔２とＳｉＯｘ膜の界面であることが分かった。
【００４９】
図３に示す極板２５右側の端子接合部にニッケル製の端子２６を重ねて、超音波溶接法で極板２５と端子２６との接合を試みた結果、容易に接合することができた。極板２５と端子２６との接合強度を、端子を引っ張ることで測定した結果、平均１２Ｎの引張強度があった。したがって、接合強度は充分であった。
【００５０】
金属箔２に電子ビームを照射することで、表面を平坦化した金属箔２の表面形状を（株）キーエンス製の超深度顕微鏡ＶＫ−８５００で観察した結果を図５（ａ）に示し、電子ビームを照射していない金属箔２の表面形状を図５（ｂ）に示す。図５に示すように、元々凹凸があり表面粗さＲａが２．０μｍであった表面形状が電子ビーム照射により表面粗さ０．４μｍへ平坦化したことが分かった。
【００５１】
電子ビームを照射することで電子ビーム照射面を平坦化した金属箔２の裏面の表面形状は変化せず、表面粗さRaは２．０μｍであった。
【００５２】
（実施例２）
図６に示す装置を用い、電子ビーム照射工程および活物質層形成工程を行った。活物質層形成工程は実施例１と同じであり、電子ビーム照射工程について説明する。
【００５３】
金属箔２が巻き出しロール３と補助ロール４との間を移動する間に、金属箔２の平坦化を行う領域については、金属箔平坦化用電子ビームユニット１１から金属箔２に向けて電子ビームを照射した。電子ビーム条件は加速電圧−１３ｋＶ、エミッション電流１０ｍＡで、スキャンコイル１２を制御して長さ３０ｍｍ×幅１５０ｍｍの範囲に照射した。したがって、単位面積当たりの電子ビーム出力は２．９W/cm2であり、送り速度は１ｃｍ／分なので電子ビーム照射時間は３分であり、単位面積当たりの電子ビームエネルギーは５２０Ｊ／ｃｍ２であった。一方、集電体箔２の平坦化を行わない領域が電子ビーム照射範囲に入る時には、集電体平坦化用マスク１３を移動して電子ビームが集電体箔２に当たらな
いよう制御した。
【００５４】
その後は実施例１と同様に活物質層形成工程を行った。
【００５５】
引き続き、両面にＳｉＯｘ膜を形成した金属箔２を、所定の部分で５０ｍｍ×４００ｍｍの大きさに切断した。電子ビームを照射することで金属箔２表面を平坦化した部分の上にＳｉＯｘ膜を形成した部分に対して、日東電工（株）製のノーメックス粘着テープＮｏ．４０３ＦＰ（シリコーン系粘着剤）を貼り付けた。充分に接着してから、テープ周囲を押さえ、引き剥がすとＳｉＯｘ膜がきれいに剥がれた。裏面を同様にしてＳｉＯｘ膜を引き剥がし、図３に示す極板２５を得た。
【００５６】
図３に示す極板２５右側の端子接合部にニッケル製の端子２６を重ねて、超音波溶接法で極板２５と端子２６との接合を試みた結果、容易に接合することができた。極板２５と端子２６との接合強度を、端子を引っ張ることで測定した結果、平均１２Ｎの引張強度があった。したがって、接合強度は充分であった。
【００５７】
金属箔２に電子ビームを照射することで、表面を平坦化した金属箔２の表面形状および電子ビームを照射していない金属箔２の表面形状を実施例１と同様に観察した結果、実施例１と同様に元々凹凸があり表面粗さＲａが２．０μｍであった表面形状が電子ビーム照射により表面粗さ０．４μｍへ平坦化したことが分かった。電子ビームを照射することで電子ビーム照射面を平坦化した金属箔２の裏面の表面形状は変化せず、表面粗さRaは２．０μｍであった。
【００５８】
（比較例）
図６に示す装置を用い、電子ビーム照射を行わずに活物質層形成工程を行った。
【００５９】
両面にＳｉＯｘ膜を形成した金属箔２を、所定の部分で５０ｍｍ×４００ｍｍの大きさに切断し、活物質層２４を除去したい部分に対して、日東電工（株）製のノーメックス粘着テープＮｏ．４０３ＦＰ（シリコーン系粘着剤）を貼り付けた。充分に接着してから、テープ周囲を押さえ、引き剥がそうとするが、活物質層２４と粘着テープとの界面で剥がれてしまい、活物質層２４を除去することは出来なかった。
【００６０】
＜効果の試算：エネルギー密度の向上＞
体積エネルギー密度ならびに重量エネルギー密度を比較するために、図７（ａ）に示す本発明で作製した極板と、端子取り付け部の両面の活物質層２４のみを除去した図７（ｂ）に示す極板の体積および重量を測定した。図７（ａ）に示す極板では、体積は１．２２ｃｍ３で、重量は３．６３ｇであり一方、図７（ｂ）に示す極板では、体積は１．２６ｃｍ３で、重量は３．６８ｇであった。
【００６１】
電池の設計によるが、厚みが薄く高さおよび幅の大きな角形電池など、電極群の最外周および最内周での電極面積が大きな電池であれば、本発明の効果は更に高くなる。
【００６２】
前記のように極板の体積を低減できれば、元々の電池寸法を小さく設計することや、あるいは、同じ設計寸法の電池に多くの活物質を入れることが可能になるなど、体積エネルギー密度を向上できる。極板の重量を低減できれば、元々の電池重量を軽く設計することや、あるいは、同じ設計重量の電池に多くの活物質を入れることが可能となるなど、重量エネルギー密度を向上できる。
【００６３】
したがって極板の体積および重量を低減することができ、体積エネルギー密度ならびに重量エネルギー密度を向上することができた。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明のリチウム二次電池用電極の製造方法は、高容量である活物質材料を用いたリチウム二次電池用電極の製造方法として特に有用である。形状については特に限定されず円筒型および角形等など電極群を渦巻状にした捲回型電極を用いるタイプであり、端子を接合して用いるリチウム二次電池に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態におけるリチウム二次電池用電極の製造プロセスフローチャート
【図２】本発明の実施の形態１におけるリチウム二次電池用電極の製造装置の概要図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１におけるリチウム二次電池用電極の上面図、（ｂ）断面図
【図４】本発明の実施の形態１における円筒形リチウム二次電池の断面概要図
【図５】（ａ）本発明の実施例１における表面を平坦化した金属箔の表面形状を示す図、（ｂ）表面を平坦化していない金属箔の表面形状を示す図
【図６】本発明の実施例２におけるリチウム二次電池用電極の製造装置の概要図
【図７】（ａ）本発明の実施例における対極との非対向部活物質層を除去した極板の断面図、（ｂ）非対向部活物質層を除去していない極板の断面図
【符号の説明】
【００６６】
１  真空チャンバー
２  金属箔
３  巻き出しロール
４  補助ロール
５  補助ロール
６  補助ロール
７  補助ロール
８  補助ロール
９  キャンロール
１０  巻き取りロール
１１  金属箔平坦化用電子ビームユニット
１２  スキャンコイル
１３  金属箔平坦化用マスク
１４  成膜用マスク
１５  酸素ノズル
１６  坩堝
１７  蒸発材料
１８  銅ハース
１９  酸素ガスボンベ
２０  マスフローコントローラ
２１  真空配管
２２  油拡散ポンプ
２３  油回転ポンプ
２４  活物質層
２５  極板
２６  端子
２７  冷却ロール
４０  正極
４１  負極
４２  セパレータ
４３  正極端子
４４  負極端子
４５  上部絶縁リング
４６  下部絶縁リング
４７  電池缶
４８  封口板
４９  絶縁パッキン
５０  電極群
【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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