(57)【要約】【課題】  金属箔上に形成されたカーボンコート層と活物質層との間で界面剥離が生じるのを抑制できると共に、電池特性を向上させることができる集電箔等を提供すること。【解決手段】  正極集電箔１０は、金属箔１１と、この金属箔１１の箔表面１１ａ上に積層されてなり、カーボン粒子を含むカーボンコート層１３と、このカーボンコート層１３の層表面１３ａ上に積層されてなり、正極活物質を含む正極活物質層１５とを備える。このうち、カーボンコート層１３は、層表面１３ａの表面粗さＲａが０．５μｍ〜１．０μｍとされてなる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属箔と、
前記金属箔の箔表面上に積層されてなり、カーボン粒子を含むカーボンコート層と、
前記カーボンコート層の層表面上に積層されてなり、活物質を含む活物質層と、を備える
集電箔であって、
前記カーボンコート層は、
前記層表面の表面粗さＲａが０．５μｍ〜１．０μｍとされてなる
集電箔。
【請求項２】
請求項１に記載の集電箔であって、
前記カーボンコート層は、
前記集電箔のうち、前記カーボンコート層が形成された層形成領域の単位面積当たりの前記層表面の表面積Ｓａが３０ｍ2／ｍ2 以下とされてなり、かつ、
前記層形成領域の単位面積当たりの前記カーボンコート層の細孔容積Ｖａが５ｃｃ／ｍ2 以下とされてなる
集電箔。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の集電箔を含む発電要素を備える電池。
【請求項４】
請求項３に記載の電池を搭載し、この電池による電気エネルギーを動力源の全部または一部に使用する車両。
【請求項５】
請求項３に記載の電池を搭載し、この電池をエネルギー源の少なくとも１つとして使用する電池使用機器。
【請求項６】
金属箔と、
前記金属箔の箔表面上に積層されてなり、カーボン粒子を含むカーボンコート層と、
前記カーボンコート層の層表面上に積層されてなり、活物質を含む活物質層と、を備える
集電箔の製造方法であって、
前記金属箔の前記箔表面上に、前記層表面の表面粗さＲａが０．５μｍ〜１．０μｍの前記カーボンコート層を形成するカーボンコート層形成工程と、
前記カーボンコート層形成工程後、前記カーボンコート層の前記層表面上に、前記活物質層を形成する活物質層形成工程と、を備える
集電箔の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の集電箔の製造方法であって、
前記カーボンコート層形成工程では、
前記集電箔のうち、前記カーボンコート層が形成された層形成領域の単位面積当たりの前記層表面の表面積Ｓａが３０ｍ2／ｍ2 以下であり、かつ、前記層形成領域の単位面積当たりの前記カーボンコート層の細孔容積Ｖａが５ｃｃ／ｍ2 以下である前記カーボンコート層を形成する
集電箔の製造方法。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の集電箔の製造方法であって、
前記カーボンコート層形成工程は、
前記カーボン粒子を含み、粘度が３０００Ｐａ・ｓ（＠１ｒｐｍ）〜１２０００Ｐａ・ｓ（＠１ｒｐｍ）のカーボンペーストを、前記箔表面上に塗布する塗工工程と、
前記塗工工程後、塗布された前記カーボンペーストを乾燥させて、前記カーボンコート層を形成する乾燥工程と、を有し、
前記乾燥工程を、前記塗工工程終了後、１分間以内に開始する
集電箔の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属箔と、この金属箔上に積層されたカーボンコート層と、このカーボンコート層上に積層された活物質層とを備える集電箔及び集電箔の製造方法に関する。また、この集電箔を含む発電要素を備える電池、この電池を備える車両、及び、この電池を備える電池使用機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、金属箔と、この金属箔上に積層されたカーボンコート層と、このカーボンコート層上に積層された活物質層とを備える集電箔が知られている。例えば特許文献１に、このような集電箔が開示されている。具体的には、正極集電箔として、アルミニウム箔からなる金属箔上に、炭素粉末（カーボン粒子）からなるカーボンコート層が形成され、更にその上に、リチウムイオンを含む遷移金属の複合酸化物からなる活物質層が形成されたものが記載されている。また、カーボンコート層を微粒炭素により形成することで、金属箔の箔表面に不動態被膜が形成されて内部抵抗が増大することを防止できる旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２９８８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１では、上述の集電箔を電池に用いた場合における電池特性が考慮されておらず、また、活物質層がカーボンコート層から剥離するおそれがあることについても考慮されていない。
【０００５】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、金属箔と、この金属箔上に積層されたカーボンコート層と、このカーボンコート層上に積層された活物質層とを備える集電箔において、カーボンコート層と活物質層との間で界面剥離が生じるのを抑制できると共に、電池特性を向上させることができる集電箔及び集電箔の製造方法を提供することを目的とする。また、この集電箔を含む発電要素を備える電池、この電池を備える車両、及び、この電池を備える電池使用機器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】
【０００６】
その解決手段は、金属箔と、前記金属箔の箔表面上に積層されてなり、カーボン粒子を含むカーボンコート層と、前記カーボンコート層の層表面上に積層されてなり、活物質を含む活物質層と、を備える集電箔であって、前記カーボンコート層は、前記層表面の表面粗さＲａが０．５μｍ〜１．０μｍとされてなる集電箔である。
【０００７】
本発明者が鋭意検討した結果、カーボンコート層の層表面の表面粗さＲａが小さ過ぎると、具体的にはＲａ＝０．５μｍよりも小さいと、カーボンコート層と活物質層との間の剥離強度が低く、電池の保存中や充放電サイクル中に、カーボンコート層と活物質層との間に剥離が生じて抵抗が増加する。一方、カーボンコート層の層表面の表面粗さＲａが大き過ぎると、具体的にはＲａ＝１．０μｍよりも大きいと、電流分布に疎密が生じて、電池の充放電サイクル中に（特にハイレート充放電時に）、電流分布の疎密ムラが生じ、電池の劣化が早く生じることが解明された。
【０００８】
これに対し、本発明の集電箔は、カーボンコート層の層表面の表面粗さＲａが０．５μｍ〜１．０μｍとされている。これにより、カーボンコート層と活物質層との間で界面剥離が生じるのを抑制できると共に、電池特性（電池初期特性、サイクル特性、ハイレート充放電サイクル特性等）を向上させることができる。
【０００９】
更に、上記の集電箔であって、前記カーボンコート層は、前記集電箔のうち、前記カーボンコート層が形成された層形成領域の単位面積当たりの前記層表面の表面積Ｓａが３０ｍ2／ｍ2 以下とされてなり、かつ、前記層形成領域の単位面積当たりの前記カーボンコート層の細孔容積Ｖａが５ｃｃ／ｍ2 以下とされてなる集電箔とすると良い。
【００１０】
本発明者が鋭意検討した結果、層形成領域の単位面積当たりの層表面の表面積Ｓａ（以下、単に表面積Ｓａとも言う。）が大きいと、具体的には、表面積Ｓａが３０ｍ2／ｍ2 よりも大きいと、電流分布の疎密が生じ、特にハイレートサイクル時に疎密ムラが生じる結果、電池の劣化が早く生じる。また、層形成領域の単位面積当たりのカーボンコート層の細孔容積Ｖａ（以下、単に細孔容積Ｖａとも言う。）が大きいと、具体的には、細孔容積Ｖａが５ｃｃ／ｍ2 よりも大きいと、細孔中への電解液の浸透により、カーボンコート層の膨潤が進行し、抵抗増加を引き起こすことが解明された。
【００１１】
これに対し、本発明の集電箔は、カーボンコート層について、表面積Ｓａが３０ｍ2／ｍ2 以下とされ、細孔容積Ｖａが５ｃｃ／ｍ2 以下とされている。このようにすることで、カーボンコート層内部の電流分布をより均一化でき、また、電解液の浸透によるカーボンコート層の膨潤を抑制できるので、電池初期特性、ハイレート充放電サイクル特性等の電池特性をより一層向上させることができる。
【００１２】
なお、カーボンコート層の平均厚みは、１．５μｍ以上２．５μｍ以下とするのが好ましい。カーボンコート層の平均厚みが１．５μｍよりも小さいと、部分的に下地の金属箔が露出しやすくなり、このムラの影響により、カーボンコート層の抵抗が増加するからである。一方、カーボンコート層の平均厚みが２．５μｍよりも大きいと、この膜厚の影響により、カーボンコート層の抵抗が増加するからである。
【００１３】
また、他の解決手段は、上記のいずれかに記載の集電箔を含む発電要素を備える電池である。
【００１４】
本発明の電池は、前述の集電箔を含む発電要素を備える。従って、集電箔のうちのカーボンコート層と活物質層との間で界面剥離が生じるのを抑制できると共に、電池特性を向上させることができる。
【００１５】
また、他の解決手段は、上記の電池を搭載し、この電池による電気エネルギーを動力源の全部または一部に使用する車両である。
【００１６】
本発明の車両は、上記の電池を搭載し、この電池による電気エネルギーを動力源の全部または一部に使用する。上記の電池は、集電箔のうちのカーボンコート層と活物質層との間で界面剥離が生じるのを抑制できると共に、電池特性を向上させることができるので、信頼性の高い車両とすることができる。
なお、「車両」としては、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、ハイブリッド鉄道車両、フォークリフト、電気車いす、電動アシスト自転車、電動スクータなどが挙げられる。
【００１７】
また、他の解決手段は、前記の電池を搭載し、この電池をエネルギー源の少なくとも１つとして使用する電池使用機器である。
【００１８】
本発明の電池使用機器は、前記の電池を搭載し、この電池をエネルギー源の少なくとも１つとして使用する。前記の電池は、集電箔のうちのカーボンコート層と活物質層との間で界面剥離が生じるのを抑制できると共に、電池特性を向上させることができるので、信頼性の高い電池使用機器とすることができる。
なお、「電池搭載機器」としては、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、電池駆動の電動工具、無停電電源装置など、電池で駆動される各種の家電製品、オフィス機器、産業機器などが挙げられる。
【００１９】
また、他の解決手段は、金属箔と、前記金属箔の箔表面上に積層されてなり、カーボン粒子を含むカーボンコート層と、前記カーボンコート層の層表面上に積層されてなり、活物質を含む活物質層と、を備える集電箔の製造方法であって、前記金属箔の前記箔表面上に、前記層表面の表面粗さＲａが０．５μｍ〜１．０μｍの前記カーボンコート層を形成するカーボンコート層形成工程と、前記カーボンコート層形成工程後、前記カーボンコート層の前記層表面上に、前記活物質層を形成する活物質層形成工程と、を備える集電箔の製造方法である。
【００２０】
本発明の集電箔の製造方法では、カーボンコート層形成工程において、金属箔上に表面粗さＲａが０．５μｍ〜１．０μｍのカーボンコート層を形成し、活物質層形成工程において、更にその上に活物質層を形成する。このようにすることにより、カーボンコート層と活物質層との間で界面剥離が生じるのを抑制できると共に、電池特性（電池初期特性、サイクル特性、ハイレート充放電サイクル特性等）を向上させることができる集電箔を製造できる。
【００２１】
更に、上記の集電箔の製造方法であって、前記カーボンコート層形成工程では、前記集電箔のうち、前記カーボンコート層が形成された層形成領域の単位面積当たりの前記層表面の表面積Ｓａが３０ｍ2／ｍ2 以下であり、かつ、前記層形成領域の単位面積当たりの前記カーボンコート層の細孔容積Ｖａが５ｃｃ／ｍ2 以下である前記カーボンコート層を形成する集電箔の製造方法とすると良い。
【００２２】
本発明の集電箔の製造方法では、カーボンコート層形成工程において、表面積Ｓａが３０ｍ2／ｍ2 以下であり、細孔容積Ｖａが５ｃｃ／ｍ2 以下であるカーボンコート層を形成する。このようにすることにより、カーボンコート層内部の電流分布をより均一化でき、また、電解液の浸透によるカーボンコート層の膨潤を抑制できるので、電池初期特性、ハイレート充放電サイクル特性等の電池特性をより一層向上させることができる集電箔を製造できる。なお、カーボンコート層の平均厚みは、１．５μｍ以上２．５μｍ以下とするのが好ましい。
【００２３】
更に、上記のいずれかに記載の集電箔の製造方法であって、前記カーボンコート層形成工程は、前記カーボン粒子を含み、粘度が３０００Ｐａ・ｓ（＠１ｒｐｍ）〜１２０００Ｐａ・ｓ（＠１ｒｐｍ）のカーボンペーストを、前記箔表面上に塗布する塗工工程と、前記塗工工程後、塗布された前記カーボンペーストを乾燥させて、前記カーボンコート層を形成する乾燥工程と、を有し、前記乾燥工程を、前記塗工工程終了後、１分間以内に開始する集電箔の製造方法とすると良い。
【００２４】
本発明の集電箔の製造方法では、塗工工程において、カーボン粒子を含み、粘度が３０００Ｐａ・ｓ（＠１ｒｐｍ）〜１２０００Ｐａ・ｓ（＠１ｒｐｍ）のカーボンペーストを金属箔上に塗布し、その後、１分間以内に乾燥工程を開始して、塗布されたカーボンペーストを乾燥させ、カーボンコート層を形成する。このようにすることにより、塗工工程で塗布されたカーボンペーストの表面形状を保った状態で、カーボンコート層を形成できる。従って、塗工工程でカーボンペーストの表面に適切な大きさの凹凸を形成することにより、カーボンコート層の層表面にこれに応じた凹凸を形成することができ、例えば、表面粗さＲａが０．５μｍ〜１．０μｍのカーボンコート層を形成できる。
【００２５】
なお、カーボンペーストの粘度は、４５００Ｐａ・ｓ（＠１ｒｐｍ）〜６０００Ｐａ・ｓ（＠１ｒｐｍ）とするのが更に好ましい。更に、カーボンペーストの粒度分布Ｄ９５は、５．０μｍ〜６．０μｍとするのが好ましい。また、カーボンペーストの水分量は、３０００ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍとするのが好ましい。また、カーボンペーストの固形分率は、９ｗｔ％〜１１ｗｔ％とし、１００℃〜１２０℃の温度範囲で残存ＮＭＰが７．１５μｇ／ｍｇ以下となるように乾燥工程を行うのが好ましい。
【００２６】
更に、上記のいずれかに記載の集電箔の製造方法であって、前記塗工工程では、グラビアロール及びドクターブレードを用い、前記グラビアロールを逆回転させながら塗工するグラビアリバース塗工により、前記カーボンペーストを塗布し、前記グラビアロールは、凹溝の深さが５０μｍ以上で、かつ、隣り合う前記凹溝同士の間隔が０．６ｍｍ〜０．１５ｍｍの版目形状をロール表面に有し、前記ドクターブレードは、曲げ弾性率が７ＧＰａ以下の材質からなり、前記グラビアロールと前記ドクターブレードとの接触角を４５度以下とする集電箔の製造方法とするのが好ましい。このようにすることで、塗工工程において、塗布されたカーボンペーストの表面に適切な大きさの凹凸を容易に形成できるので、これを乾燥させることにより、表面粗さＲａが０．５μｍ〜１．０μｍのカーボンコート層を容易に形成できる。
【００２７】
更に、前記のいずれかに記載の集電箔の製造方法であって、前記塗工工程では、ダイヘッドを用いるダイ塗工により、前記カーボンペーストを塗布し、前記ダイヘッドは、前記カーボンペーストを吐出するダイ先端部のうち、塗工下流側に位置する下流側先端部の表面粗さＲａが、０．８μｍ〜３．２μｍとされてなる集電箔の製造方法とするのが好ましい。このようにすることで、塗工工程において、塗布されたカーボンペーストの表面に適切な大きさの凹凸を容易に形成できるので、これを乾燥させることにより、表面粗さＲａが０．５μｍ〜１．０μｍのカーボンコート層を容易に形成できる。
【００２８】
更に、前記のいずれかに記載の集電箔の製造方法であって、前記カーボンコート層形成工程では、前記塗工工程後、未乾燥の前記カーボンペーストの塗膜に、表面粗さＲａが０．８μｍ〜３．２μｍのロール表面を有するロールを接触させて、前記塗膜の表面に凹凸を形成する集電箔の製造方法とするのが好ましい。このようにすることで、塗工工程において、塗布されたカーボンペーストの表面に適切な大きさの凹凸を容易に形成できるので、これを乾燥させることにより、表面粗さＲａが０．５μｍ〜１．０μｍのカーボンコート層を容易に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態１に係る正極集電箔の部分平面図である。
【図２】実施形態１に係る正極集電箔の部分断面図である。
【図３】実施形態１に係る正極集電箔の製造方法に関し、カーボンコート層形成工程を示す説明図である。
【図４】実施形態１に係る正極集電箔の製造方法に関し、カーボンコート層形成工程のうち、グラビアロール及びドクターブレードを用いた塗工工程を示す説明図である。
【図５】実施形態１に係る正極集電箔の製造方法に関し、塗工工程に用いるグラビアロール及びドクターブレードを示す説明図である。
【図６】実施形態１に係る正極集電箔の製造方法に関し、塗工工程に用いるグラビアロールを示す説明図である。
【図７】実施形態１に係る正極集電箔の製造方法に関し、カーボンコート層形成工程前の金属箔を示す部分断面図である。
【図８】実施形態１に係る正極金属箔の製造方法に関し、カーボンコート層形成工程後の金属箔及びカーボンコート層を示す部分断面図である。
【図９】実施形態２に係る正極集電箔の製造方法に関し、ダイヘッドを用いた塗工工程を示す説明図である。
【図１０】実施形態３に係る正極集電箔の製造方法に関し、ラフロールを用いて、カーボンコート層形成工程を行う様子を示す説明図である。
【図１１】実施形態４に係るリチウム二次電池の側面図である。
【図１２】実施形態４に係るリチウム二次電池の縦断面図である。
【図１３】実施形態５に係る車両を示す説明図である。
【図１４】実施形態６に係るハンマードリルを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（実施形態１）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に、本実施形態１に係る正極集電箔（集電箔）１０の部分平面図を示し、図２に、この正極集電箔１０の部分断面図を示す。
この正極集電箔１０は、実施形態４で後述するように、リチウム二次電池（電池）１００の電極体（発電要素）１２０を構成する正極集電箔である。この正極集電箔１０は、箔表面１１ａ及び箔裏面１１ｂを有する長尺状のアルミニウム箔からなる金属箔１１を有する。この金属箔１１の箔表面１１ａ上には、カーボン粒子を含むカーボンコート層１３が積層されている。更に、このカーボンコート層１３の層表面１３ａ上には、正極活物質（活物質）を含む正極活物質層（活物質層）１５が積層されている。
【００３１】
このうち、金属箔１１は、長さ５０００ｍｍ、幅８５ｍｍ、厚み１５μｍである。
また、カーボンコート層１３は、金属箔１１のうち一方の長辺近傍部分（図１中、上側部分）を避けるようにして、金属箔１１上に形成されている。このカーボンコート層１３は、長さ５０００ｍｍ、幅７０ｍｍ、厚み１．９μｍである。また、このカーボンコート層１３は、層表面１３ａの表面粗さＲａが０．５μｍ〜１．０μｍ、具体的にはＲａ＝０．６７μｍとされている。
【００３２】
また、このカーボンコート層１３は、正極集電箔１０のうち、このカーボンコート層１３が形成された層形成領域１７の単位面積当たりの層表面１３ａの表面積Ｓａが３０ｍ2／ｍ2 以下、具体的にはＳａ＝２６ｍ2／ｍ2 とされている。また、このカーボンコート層１３は、層形成領域１７の単位面積当たりのこのカーボンコート層１３の細孔容積Ｖａが５ｃｃ／ｍ2 以下、具体的にはＶｃ＝４．６ｃｃ／ｍ2 とされている。
【００３３】
なお、「表面粗さＲａ」は、本実施形態１では次のようにして測定した。即ち、「表面粗さＲａ」は、レーザー顕微鏡（株式会社キーエンス社製、製品名：ＶＫ−８５００）を用いて測定した。測定モードは、白黒超深度測定モードにして、正極集電箔１０のＸ方向（長手方向）またはＹ方向（幅方向）に０．１μｍ以下のピッチでスキャンして、その断面形状から算術平均粗さＲａを計算して求めた。
【００３４】
また、「表面積Ｓａ」は、本実施形態１では次のようにして測定した。即ち、「表面積Ｓａ」は、測定機器（株式会社マウンテック社製、製品名：ＭＡＣＳＯＲＢ  Ｈｍｍｏｄｅｌ−１２０８）を用いて、ガス吸着法（ＢＥＴ流動法）により測定した。測定モードは、２００℃でサンプルを３０分間加熱して脱気した後、液体窒素処理及び常温での脱離窒素量から表面積Ｓａを算出した。
【００３５】
また、「細孔容積Ｖａ」は、本実施形態１では次のようにして測定した。即ち、「細孔容積Ｖａ」は、水銀ポロシメータ（ユアサアイオニクス社製、製品名：ＰＯＲＥＭＡＳＴＥＲ−６０）を用いて測定した。測定モードは、低圧側Ｈｇ圧力を３．５ｋＰａ〜０．３５ＭＰａとし、高圧側Ｈｇ圧力を０．１４ＭＰａ〜４２０ＭＰａとして測定を実施し、１０μｍ以下で表される細孔容積を積算して細孔容積Ｖａを求めた。
【００３６】
本実施形態１の正極集電箔１０は、カーボンコート層１３の層表面１３ａの表面粗さＲａが０．５μｍ〜１．０μｍとされている。このような正極集電箔１０を用いて、後述する実施形態４のように電池を構成すると、カーボンコート層１３と正極活物質層１５との間で界面剥離が生じるのを抑制できると共に、電池特性（電池初期特性、サイクル特性、ハイレート充放電サイクル特性等）を向上させることができる。
【００３７】
また、カーボンコート層１３は、単位面積当たりの層表面１３ａの表面積Ｓａが３０ｍ2／ｍ2 以下とされ、単位面積当たりの細孔容積Ｖａが５ｃｃ／ｍ2 以下とされている。これにより、カーボンコート層１３内部の電流分布をより均一化でき、また、電解液の浸透によるカーボンコート層１３の膨潤を抑制できるので、電池初期特性、ハイレート充放電サイクル特性等の電池特性をより一層向上させることができる。
【００３８】
次いで、上記正極集電箔１０の製造方法について説明する。図３に、金属箔１１から正極集電箔１０を製造する過程のうち、カーボンコート層形成工程の概略を示す。また、図４に、カーボンコート層形成工程のうちの塗工工程を示す。また、  図５及び図６に、塗工工程に用いるグラビアロール３１やドクターブレード３３を示す。また、図７に、カーボンコート層形成工程前の金属箔１１の部分断面を示し、図８に、カーボンコート層形成工程後の金属箔１１及びカーボンコート層１３の部分断面を示す。
【００３９】
まず、長尺帯状をなす金属箔１１が捲回された金属箔ロール２０を用意する（図３及び図７参照）。そして、カーボンコート層形成工程において、この金属箔１１の箔表面１１ａ上にカーボンコート層１３を形成する（図３〜図８参照）。具体的には、カーボンコート層１３として、層表面１３ａの表面粗さＲａが０．５μｍ〜１．０μｍ（本実施形態１ではＲａ＝０．６７μｍ）であり、平均厚みが２μｍ以下（本実施形態１では１．９μｍ）であり、単位面積当たりの層表面１３ａの表面積Ｓａが３０ｍ2／ｍ2 以下（本実施形態１ではＳａ＝２６ｍ2／ｍ2 ）であり、単位面積当たりの細孔容積Ｖａが５ｃｃ／ｍ2 以下（本実施形態１ではＶａ＝４．６ｃｃ／ｍ2 ）であるカーボンコート層１３を形成する。
【００４０】
このカーボンコート層形成工程では、まず、塗工工程において、カーボン粒子を含むカーボンペーストＰＰを、金属箔１１の箔表面１１ａ上に塗布する。
このカーボンペーストＰＰは、ＰＶＤＦ（株式会社クレハ社製  ＫＦポリマー＃９１３０）とアセチレンブラック（電気化学工業株式会社製  電化ブラック）とを、７０：３０ｗｔ％の比で混合して作成する。なお、固形分率ＮＶ＝１０％となるようにＮＭＰで希釈し、混錬する。
【００４１】
そして、このカーボンペーストＰＰは、粘度が３０００Ｐａ・ｓ（＠１ｒｐｍ）〜１２０００Ｐａ・ｓ（＠１ｒｐｍ）とされている。また、このカーボンペーストＰＰは、粒度分布Ｄ９５が５．０μｍ〜６．０μｍ（本実施形態１では５．５μｍ）とされ、水分量が３０００ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍ（本実施形態１では７５００ｐｐｍ）とされている。また、このカーボンペーストＰＰの固形分率は、９ｗｔ％〜１１ｗｔ％（本実施形態１では１０ｗｔ％）とされ、後述する乾燥工程において、１００℃〜１２０℃の温度範囲で加熱することにより残存ＮＭＰが７．１５μｇ／ｍｇ以下（具体的には３．４μｇ／ｍｇ）となる。
【００４２】
なお、「粒度分布」は、本実施形態１では次のようにして測定した。即ち、「粒度分布」は、レーザー粒度分布計（日機装株式会社製、製品名：Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ  ＭＴ３３００II）を用いて測定した。測定モードは、ＮＭＰ循環溶液中にて、レーザー透過モード
で測定を行い、屈折率をＮＭＰの屈折率を用いて非球形モードにて測定を数回行って、その平均値を求めた。
【００４３】
また、「水分測定」は、本実施形態１では次のようにして測定した。即ち、カールフィッシャー水分率計（京都電子工業株式会社製、製品名：ＭＫＣ−６１０）を用いて測定した。測定モードは、気化装置（２００℃加熱）にてペーストを気化し、電量滴定方式にて間接的に電解セル中に注入された水分量を測定した。
【００４４】
本実施形態１の塗工工程においては、塗工装置３０によりグラビアリバース塗工を行って、カーボンペーストＰＰを金属箔１１の箔表面１１ａに塗布する。この塗工装置３０は、図４に示すように、金属箔１１にカーボンペーストＰＰを塗布するグラビアロール３１と、このグラビアロール３１から余分なカーボンペーストＰＰを掻き取るドクターブレード３３と、カーボンペーストＰＰが収容されたペースト容器３５と、金属箔１１を搬送する搬送ロール３７，３７とを有する。
【００４５】
このうちグラビアロール３１は、金属箔１１の搬送方向に対して逆回転する。このグラビアロール３１は、回転しながらその一部がペースト容器３５内のカーボンペーストＰＰに漬かって、そのロール表面３１ｈにカーボンペーストＰＰを保持する一方、金属箔１１の箔表面１１ａに接触して、保持したカーボンペーストＰＰを箔表面１１ａに塗布する。このグラビアロール３１のロール表面３１ｈは、多数の凹溝３１ｍ，３１ｍ，…が格子状に設けられた版目形状をなす（図６参照）。各々の凹溝３１ｍの深さａは、５０μｍ以上とされ、隣り合う凹溝３１ｍ，３１ｍ同士の間隔ｂは、０．６ｍｍ〜０．１５ｍｍ（本実施形態１ではｂ＝０．１ｍｍ）とされている。このようなグラビアロール３１を用いることにより、金属箔１１に塗布されたカーボンペーストＰＰの表面には、適切な大きさの凹凸が形成される。
【００４６】
ドクターブレード３３は、グラビアロール３１のロール表面３１ｈに保持されたカーボンペーストＰＰの一部を掻き取って、グラビアロール３１のロール表面３１ｈに保持されるカーボンペーストＰＰを適量に調整する（図４及び図５参照）。このドクターブレード３３は、曲げ弾性率が７ＧＰａ以下の材質（本実施形態１ではＰＰ（ポリプロピレン））からなる。なお、曲げ弾性率は、例えば三点荷重法により測定すればよい。また、このドクターブレード３３のグラビアロール３１との接触角θは４５度以下（本実施形態１ではθ＝２０度）とされている。
【００４７】
塗工工程を行った後は、１分間以内に乾燥工程を開始し、金属箔１１に塗布されたカーボンペーストＰＰを乾燥させて、カーボンコート層１３を形成する。塗工工程後、１分間以内に乾燥工程を開始するのは、未乾燥のカーボンペーストＰＰの表面の凹凸がなだらかになってしまう前に、素早くカーボンペーストＰＰを乾燥させて、カーボンコート層１３の表面粗さＲａを適切な値にしたいからである。
【００４８】
この乾燥工程は、乾燥装置４０により行う（図３参照）。具体的には、カーボンペーストＰＰが塗布された金属箔１１を乾燥装置４０内に搬送して、１００℃〜１２０℃の温度範囲（本実施形態１では１１５℃）で加熱することにより、カーボンペーストＰＰを乾燥させて、図８に示すように、カーボンコート層１３を形成する。これにより、前述した物性を有するカーボンコート層１３ができる。その後は、巻き取り部５０により、カーボンコート層１３が形成された金属箔１１を巻き取る。
【００４９】
次に、活物質層形成工程において、カーボンコート層１３の層表面１３ａ上に、正極活物質を有する正極活物質層１５を形成する。具体的には、ニッケル酸リチウムからなる正極活物質と、アセチレンブラック（ＡＢ）（電気化学工業株式会社製  ＨＳ−１００）と、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）と、ルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等を有する正極活物質ペーストを、カーボンコート層１３の層表面１３ａ上に塗布し、これを乾燥させて正極活物質層１５を形成する。
その後、この長尺帯状をなす正極集電箔１０を所定寸法毎に切断する。かくして、図１及び図２に示した正極集電箔１０が完成する。
【００５０】
以上で説明したように、本実施形態１では、カーボンコート層形成工程において、金属箔１１上に表面粗さＲａが０．５μｍ〜１．０μｍのカーボンコート層１３を形成し、活物質層形成工程において、その上に正極活物質層１５を形成する。このようにすることにより、正極集電箔１０を用いて、後述する実施形態４のように電池を構成したときに、カーボンコート層１３と正極活物質層１５との間で界面剥離が生じるのを抑制できると共に、電池特性（電池初期特性、サイクル特性、ハイレート充放電サイクル特性等）を向上させることができる正極集電箔１０を製造できる。
【００５１】
更に、本実施形態１では、カーボンコート層形成工程において、表面積Ｓａが３０ｍ2／ｍ2 以下であり、細孔容積Ｖａが５ｃｃ／ｍ2 以下であるカーボンコート層１３を形成する。このようにすることにより、カーボンコート層１３内部の電流分布をより均一化でき、また、電解液の浸透によるカーボンコート層１３の膨潤を抑制できるので、電池初期特性、ハイレート充放電サイクル特性等の電池特性をより一層向上させることができる正極集電箔１０を製造できる。
【００５２】
また、本実施形態１では、塗工工程において、カーボン粒子を含み、粘度が３０００Ｐａ・ｓ（＠１ｒｐｍ）〜１２０００Ｐａ・ｓ（＠１ｒｐｍ）のカーボンペーストＰＰを、金属箔１１に塗布し、その後、１分間以内に乾燥工程を開始して、塗布されたカーボンペーストＰＰを乾燥させ、カーボンコート層１３を形成する。このようにすることにより、塗工工程で塗布されたカーボンペーストＰＰの表面形状（凹凸形状）を保った状態で、カーボンコート層１３を形成できるので、表面粗さＲａが０．５μｍ〜１．０μｍのカーボンコート層１３を容易に形成できる。
【００５３】
また、本実施形態１に係る塗工工程では、グラビアロール３１及びドクターブレード３３を用い、グラビアロール３１を逆回転させながら塗工するグラビアリバース塗工により、カーボンペーストＰＰを塗布する。このグラビアロール３１は、凹溝３１ｍ，３１ｍ，…の深さａが５０μｍ以上で、かつ、隣り合う凹溝３１ｍ，３１ｍ，…同士の間隔ｂが０．６ｍｍ〜０．１５ｍｍの版目形状をロール表面３１ｈに有する。また、ドクターブレード３３は、曲げ弾性率が７ＧＰａ以下の材質からなり、グラビアロール３１とドクターブレード３３との接触角θを４５度以下としている。このようにすることで、塗工工程において、塗布されたカーボンペーストＰＰの表面に適切な大きさの凹凸を容易に形成できるので、これを乾燥させることにより、表面粗さＲａが０．５μｍ〜１．０μｍのカーボンコート層１３を容易に形成できる。
【００５４】
（実施形態２）
次いで、第２の実施の形態について説明する。本実施形態２に係る正極集電箔１０は、上記実施形態１と同様であるが、正極集電箔１０の製造方法のうちの塗工工程が、上記実施形態１の塗工工程と異なる。それ以外は、基本的に上記実施形態１と同様であるので、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。図９に、カーボンコート層形成工程のうち、本実施形態２に係る、ダイヘッド２３１を用いた塗工工程を示す。
【００５５】
カーボンコート層形成工程の塗工工程で金属箔１１に塗布するカーボンペーストＰＰは、上記実施形態１と同様である。
本実施形態２では、塗工工程は、図９に示す塗工装置２３０によりダイ塗工を行う。この塗工装置２３０は、金属箔１１にカーボンペーストＰＰを塗布するダイヘッド２３１と、金属箔１１を搬送する搬送ロール２３７とを有する。
【００５６】
このうちダイヘッド２３１は、カーボンペーストＰＰを吐出するダイ先端部２３１ｓと、このダイ先端部２３１ｓにカーボンペーストＰＰを供給するダイ本体部２３１ｋとを有する。ダイ先端部２３１ｓは、塗工上流側（図９中、下側）に位置する上流側先端部２３１ｓａと、塗工下流側（図９中、上側）に位置する下流側先端部２３１ｓｂとを有する。上流側先端部２３１ｓａは、なだらかな面とされているのに対し、下流側先端部２３１ｓｂは、表面粗さＲａが０．８μｍ〜３．２μｍ（本実施形態２ではＲａ＝１．６μｍ）の凹凸形状とされている。
【００５７】
このようなダイヘッド２３１により塗工工程を行うと、金属箔１１に塗布されたカーボンペーストＰＰの表面には、上記実施形態１と同様に適切な大きさの凹凸が形成される。
塗工工程後は、上記実施形態１と同様に、１分間以内に乾燥工程を開始し、乾燥装置４０により塗布されたカーボンペーストＰＰを乾燥させて、カーボンコート層１３を形成する（図３参照）。
その後は、活物質層形成工程において、カーボンコート層１３の層表面１３ａ上に、正極活物質層１５を形成する。更に、この長尺帯状をなす正極集電箔１０を所定寸法毎に切断すれば、上記実施形態１と同様な正極集電箔１０が完成する。
【００５８】
このように本実施形態２では、塗工工程において、ダイヘッド２３１を用いるダイ塗工により、カーボンペーストＰＰを塗布する。ダイヘッド２３１は、カーボンペーストＰＰを吐出するダイ先端部２３１ｓのうち、塗工下流側に位置する下流側先端部２３１ｓｂの表面粗さＲａが、０．８μｍ〜３．２μｍとされている。このようなダイ塗工を行うことにより、塗布されたカーボンペーストＰＰの表面に適切な大きさの凹凸を容易に形成できるので、これを乾燥させることにより、表面粗さＲａが０．５μｍ〜１．０μｍのカーボンコート層１３を容易に形成できる。その他、上記実施形態１と同様な部分は、上記実施形態１と同様な作用効果を奏する。
【００５９】
（実施形態３）
次いで、第３の実施の形態について説明する。本実施形態３に係る正極集電箔１０は、上記実施形態１，２と同様であるが、正極集電箔１０の製造方法のうち、カーボンコート層形成工程が、上記実施形態１，２のカーボンコート層形成工程と異なる。それ以外は、基本的に上記実施形態１または２と同様であるので、上記実施形態１または２と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。図１０に、本実施形態３に係るカーボンコート層形成工程を示す。
【００６０】
カーボンコート層形成工程で金属箔１１に塗布するカーボンペーストＰＰは、上記実施形態１，２と同様である。
本実施形態３に係るカーボンコート層形成工程のうち、塗工工程においては、塗工装置３３０によりダイ塗工を行って、カーボンペーストＰＰを金属箔１１の箔表面１１ａに塗布する。この塗工装置３３０のダイヘッド（不図示）は、ダイ先端部の上流側先端部も下流側先端部も、共になだらかな面とされている。従って、この塗工工程により金属箔１１に塗布されるカーボンペーストＰＰの表面も、凹凸がなく、平坦に形成される。なお、本実施形態３では、ダイ塗工により塗工工程と行うが、塗工方法はこれに限定されず、例えばグラビア塗工やグラビアリバース塗工により塗工工程を行ってもよい。
【００６１】
次に、本実施形態３では、未乾燥のカーボンペーストＰＰの塗膜に、表面粗さＲａが０．８μｍ〜３．２μｍ（本実施形態３ではＲａ＝０．８μｍ）のロール表面３３５ｈを有するラフロール（ロール）３３５を接触させて、塗膜の表面に凹凸を形成する。
なお、ラフロール３３５に付着したカーボンペーストＰＰを掻き落として回収するようにしてもよい。このようにすることで、ラフロール３３５に付着するカーボンペーストＰＰの量が一定となるので、塗膜（金属箔１１上のカーボンペーストＰＰ）の厚みバラツキや塗工幅バラツキを抑制でき、塗膜を均一に保つことが容易にできる。
【００６２】
その後は、上記実施形態１，２と同様、塗工工程終了後から１分間以内に乾燥装置４０による乾燥工程を開始し、塗布されたカーボンペーストＰＰを乾燥させて、カーボンコート層１３を形成する。
その後、活物質層形成工程において、カーボンコート層１３の層表面１３ａ上に正極活物質層１５を形成する。更に、この長尺帯状をなす正極集電箔１０を所定寸法毎に切断すれば、上記実施形態１，２と同様な正極集電箔１０が完成する。
【００６３】
このように本実施形態３では、塗工工程後、未乾燥のカーボンペーストＰＰの塗膜に、表面粗さＲａが０．８μｍ〜３．２μｍのロール表面３３５ｈを有するラフロール３３５を接触させて、塗膜の表面に凹凸を形成する。このようにすることで、表面粗さＲａが０．５μｍ〜１．０μｍのカーボンコート層１３を容易に形成できる。その他、上記実施形態１または２と同様な部分は、上記実施形態１または２と同様な作用効果を奏する。
【００６４】
（実施形態４）
次いで、第４の実施の形態について説明する。本実施形態４に係るリチウム二次電池（電池）１００は、上記実施形態１等の正極集電箔１０を有する電極体（発電要素）１２０を備える。図１１に、本実施形態４に係るリチウム二次電池１００の側面図を示し、図１２に、リチウム二次電池１００の縦断面図を示す。なお、図１１及び図１２における上方をリチウム二次電池１００の上側、下方をリチウム二次電池１００の下側として説明する。
【００６５】
このリチウム二次電池１００は、ハイブリッドカー、電気自動車等の車両や、ハンマードリル等の電池使用機器に搭載される角型電池である。リチウム二次電池１００は、角型の電池ケース１１０、この電池ケース１１０内に収容された電極体１２０、この電極体１２０を包囲しつつ電池ケース１１０内に収容された絶縁フィルム包囲体１２５、電池ケース１１０に支持された２つの電極端子部材１３０，１４０、電池ケース１１０と電極端子部材１３０，１４０との間を絶縁する３種類の絶縁部材１５０，１６０，１７０等から構成されている。また、電池ケース１１０の内部には、電解液が注入されている。
【００６６】
このうち、電池ケース１１０は、金属（具体的には純アルミニウム）からなり、直方体状に形成されている。この電池ケース１１０は、上側のみが開口した箱状（有底四角筒状）をなし、後述する電極体１２０及び絶縁フィルム包囲体１２５を収容するケース本体部材１１１と、このケース本体部材１１１の開口１１１ｈを閉塞する形態で溶接された矩形板状のケース蓋部材１１３とから構成されている。
【００６７】
ケース蓋部材１１３は矩形板状をなし、その長手方向（図１１及び図１２中、左右方向）の両端近傍の所定位置には、後述する正極電極端子部材１３０及び負極電極端子部材１４０が固設されている。ケース蓋部材１１３の長手方向中央には、安全弁部１１３ｊが設けられている。この安全弁部１１３ｊ上には、ＰＰＳ樹脂からなる薄膜状の樹脂膜１１５が被着形成されている。また、ケース蓋部材１１３の長手方向中央よりも負極電極端子部材１４０側の所定位置には、電解液を電池ケース１１０内に注入する為の注液口部１１３ｍが設けられている。
【００６８】
電池ケース１１０の内部には、自身の軸方向に（図１２中、左右方向）に直交する横断面が長円形状をなす捲回型の電極体１２０が、横倒しにした状態で、即ち、電極体１２０の軸方向が、ケース本体部材１１１の２つのケース側壁部と直交する状態で、収容されている。この電極体１２０の軸方向の両端には、正極電極端子部材１３０の要素接続部材１３１及び負極電極端子部材１４０の要素接続部材１３１が接続されている。
【００６９】
この電極体１２０は、上記実施形態１等の正極集電箔１０と、負極集電箔６０とをセパレータ７０を介して重ねて捲回し、扁平状に圧縮したものである。負極集電箔６０は、長尺状の銅箔からなる金属箔６１の箔表面６１ａに、負極活物質を含む負極活物質層（図示外）が積層形成されたものである。セパレータ７０は、多孔質のポリプロピレン樹脂シートからなる。
【００７０】
この電極体１２０は、上側のみが開口した箱状（有底四角筒状）をなす絶縁フィルム包囲体１２５に、自身の上側を除いて全体的に包囲されている。この絶縁フィルム包囲体１２５は、電極体１２０と電池ケース１１０（電池ケース本体部材１１１）との間に介在して両者を絶縁している。
【００７１】
次に、正極他電極端子部材１３０及び負極電極端子部材１４０について説明する。正極電極端子部材１３０と負極電極端子部材１４０は、基本的に同様な構成であるため、これらを構成する各部材には、正極電極端子部材１３０と負極電極端子部材１４０とで同一の符号を付して説明する。
正極電極端子部材１３０は、電池ケース１１０の内部において電極体１２０の正極集電箔１０の金属箔１１と電気的かつ機械的に接続する一方、電池ケース１１０（ケース蓋部材１１３）を貫通して、電池ケース１１０の外部（ケース蓋部材１１３上）に延出している。また、負極電極端子部材１４０は、電池ケース１１０の内部において電極体１２０の負極集電箔６０の金属箔６１と電気的かつ機械的に接続する一方、電池ケース１１０（ケース蓋部材１１３）を貫通して、電池ケース１１０の外部（ケース蓋部材１１３上）に延出している。
【００７２】
これらの電極端子部材１３０，１４０は、それぞれ、電池ケース１１０の内部からケース蓋部材１１３上に延出する要素接続部材１３１と、この要素接続部材１３１に接続し、Ｚ字状（段状）をなし、ケース蓋部材１１３上に位置する外部配置端子部材１３３と、この外部配置端子部材１３３に接続し、ケース蓋部材１１３上に配置された締結部材１３５とからなる。これら要素接続部材１３１、外部配置端子部材１３３及び締結部材１３５は、いずれも金属から形成されている。なお、正極電極端子部材１３０の要素接続部材１３１は、電極体１２０の正極集電箔１０の金属箔１１（アルミニウム箔）との溶接を考慮して、純アルミニウムにより形成されており、負極電極端子部材１４０の要素接続部材１３１は、電極体１２０の負極集電箔６０の金属箔６１（銅箔）との溶接を考慮して、純銅により形成されている。
【００７３】
ケース蓋部材１１３には、電極端子部材１３０，１４０と共に外部絶縁部材１５０，１５０が固定されている。この外部絶縁部材１５０は、電極端子部材１３０，１４０とケース蓋部材１１３との間に配置されて、電極端子部材１３０，１４０とケース蓋部材１１３とが接触して短絡することを防止している。この外部絶縁部材１５０は、樹脂製、具体的にはＰＰＳ樹脂から形成されている。
【００７４】
また、ケース蓋部材１１３には、電極端子部材１３０，１４０と共にシールゴム１６０，１６０が固定されている。このシールゴム１６０は、樹脂からなり、ケース蓋部材１１３と要素接続部材１３１との間に、厚み方向に圧縮された状態で狭持されている。このシールゴム１６０は、円環板状をなし、その内側には、要素接続部材１３１が挿通されている。このシールゴム１６０により、ケース蓋部材１１３と要素接続部材１３１との間の絶縁及びシールが行われている。
【００７５】
また、ケース蓋部材１１３には、電極端子部材１３０，１４０と共に内部絶縁部材１７０，１７０が固定されている。この内部絶縁部材１７０は、樹脂製、具体的には、ＰＰＳ樹脂から形成されている。この内部絶縁部材１７０は、シールゴム１６０の径方向外側に配置されると共に、ケース蓋部材１１３と要素接続部材１３１との間に配置されている。これにより、ケース蓋部材１１３と要素接続部材１３１との間を絶縁できると共に、シールゴム１６０の厚みを所定の厚みに規制できる。また、この内部絶縁部材１７０の一部は、ケース蓋部材１１３と電極体１２０との間に配置されて、ケース蓋部材１１３と電極体１２０とが接触することを確実に防止している。
【００７６】
以上で説明したように、本実施形態１のリチウム二次電池１００は、上記実施形態１〜３に記載の正極集電箔１０を含む電極体１２０を備える。従って、前述したように、正極集電箔１０のうちのカーボンコート層１３と正極活物質層１５０との間で界面剥離が生じるのを抑制できると共に、電池特性（電池初期特性、サイクル特性、ハイレート充放電サイクル特性等）を向上させることができる。
【００７７】
次いで、上記リチウム二次電池１００の製造方法について説明する。
電極体１２０と要素接続部材１３１，１３１をそれぞれ用意する。そして、電極体１２０の軸方向の両端に、正極用の要素接続部材１３１と負極用の要素接続部材１３１を溶接する。その後、各要素接続部材１３１，１３１にそれぞれシールゴム１６０，１６０を配置する。また、各シールゴム１６０，１６０の径方向外側にそれぞれ内部絶縁部材１７０，１７０を配置する。更に、各内部絶縁部材１７０，１７０の上に、ケース蓋部材１１３を配置する。次に、このうちのケース蓋部材１１３上に、外部絶縁部材１５０，１５０を配置し、更にその上に、外部配置端子部材１３３，１３３と締結部材１３５，１３５を配置して、電極体１２０、電極端子部材１３０，１４０、ケース蓋部材１１３及び各絶縁部材１５０，１６０，１７０を互いに固定する。
【００７８】
次に、このうちの電極体１２０を、絶縁フィルム包囲体１２５内に収容し、更に、これらをケース本体部材１１１内に挿入する。その後、ケース蓋部材１１３をケース本体部材１１１の開口１１１ｈ上に配置し、ケース蓋部材１１３の周縁とケース本体部材１１１の開口周縁とをレーザ溶接する。その後、ケース蓋部材１１３の注液口部１１３ｍから電池ケース１１０内に電解液を注入し、この注液口部１１３ｍを封止する。かくして、リチウム二次電池１００が完成する。
【００７９】
（実施例）
次いで、本発明の効果を検証するために行った試験の結果について説明する。
（試験１）
本発明の実施例及び比較例として、上記実施形態４のリチウム二次電池１００において、正極集電箔１０のカーボンコート層１３の表面粗さＲａを様々に変更したリチウム二次電池を用意した。具体的には、下記表１にも示すように、実施例１は、カーボンコート層１３の表面粗さＲａを０．６７μｍとした。また、実施例２は、カーボンコート層１３の表面粗さＲａを０．８２μｍとした。また、比較例１は、カーボンコート層１３の表面粗さＲａを０．２０μｍとした。また、比較例２は、カーボンコート層１３の表面粗さＲａを０．３８μｍとした。また、比較例３は、カーボンコート層１３の表面粗さＲａを１．２６μｍとした。また、比較例４は、カーボンコート層１３の表面粗さＲａを１．７０μｍとした。
【００８０】
【表１】
2010212167.tif 000003
【００８１】
そして、各々の試験サンプルについて、カーボンコート層１３と正極活物質層１５との間の剥離強度を測定した（表１参照）。その結果、比較例１，２では、剥離強度が低かった。これに対し、実施例１，２及び比較例３，４では、剥離強度が十分に高かった。
【００８２】
また、各々の試験サンプルについて、電池の初期出力を測定して評価した。具体的には、一定出力放電（ＣＰ放電）をした際に、１０秒間、下限電圧（３．０Ｖ）を下回らずに放電できる電力を測定して評価した（表１参照）。その結果、比較例３，４では、電池の初期出力が低かった（評価×）。これに対し、実施例１，２及び比較例１，２では、電池の初期出力が十分に高く、電池初期出力特性が良好であった（評価○）。
【００８３】
また、各々の試験サンプルについて、サイクル試験を行い、電池の耐久性（サイクル特性）を評価した。具体的には、６０℃、３．０Ｖ〜４．１Ｖの条件で２Ｃサイクル（５０００サイクル）行い、試験前に対する試験後の抵抗増加率を測定して評価した（表１参照）。その結果、比較例１，２では、抵抗増加率が高かった（評価×）。これに対し、実施例１，２及び比較例３，４では、抵抗増加率が十分に低く、サイクル特性が良好であった（評価○）。
【００８４】
また、各々の試験サンプルについて、ハイレートサイクル試験を行い、電池の耐久性（ハイレート充放電サイクル特性）を評価した。具体的には、６０℃、３．０Ｖ〜４．１Ｖの条件で３０Ｃサイクル（５０００サイクル）行い、試験前に対する試験後の抵抗増加率を測定して評価した（表１参照）。その結果、いずれの比較例１〜４も、抵抗増加率が高かった（評価×）。これに対し、実施例１，２では、抵抗増加率が十分に低く、ハイレートサイクル特性が良好であった（評価○）。
【００８５】
以上のような試験を行って検討した結果、カーボンコート層１３の表面粗さＲａを０．５μｍ〜１．０μｍとすることにより、カーボンコート層１３と正極活物質層１５０との間で界面剥離が生じるのを抑制できると共に、電池特性（電池初期特性、サイクル特性、ハイレート充放電サイクル特性等）を向上させ得ることが判った。
【００８６】
（試験２）
次に、本発明の実施例として、上記実施形態４のリチウム二次電池１００において、正極集電箔１０のカーボンコート層１３について、表面積Ｓａ（ｍ2／ｍ2 ）及び細孔容積Ｖａ（ｃｃ／ｍ2 ）を様々に変更したリチウム二次電池を用意した。
【００８７】
具体的には、下記表２にも示すように、実施例３は、表面積Ｓａを１８．６ｍ2／ｍ2 、細孔容積Ｖａを２．１ｃｃ／ｍ2 とした。また、実施例４は、表面積Ｓａを２１．２ｍ2／ｍ2 、細孔容積Ｖａを３．２ｃｃ／ｍ2 とした。また、実施例５は、表面積Ｓａを２６．０ｍ2／ｍ2 、細孔容積Ｖａを４．６ｃｃ／ｍ2 とした。また、実施例６は、表面積Ｓａを３１．０ｍ2／ｍ2 、細孔容積Ｖａを５．８ｃｃ／ｍ2 とした。また、実施例７は、表面積Ｓａを４３．０ｍ2／ｍ2 、細孔容積Ｖａを７．３ｃｃ／ｍ2 とした。
【００８８】
【表２】
2010212167.tif 000004
【００８９】
そして、各々の試験サンプルについて、上記試験１と同様に、電池の初期出力を測定して評価した。その結果、実施例１〜３では、電池の初期出力が十分に高く、電池初期出力特性が大変良好であった（評価◎）。また、実施例４，５では、実施例１〜３に比べれば劣るものの、電池の初期出力が高く、電池初期出力特性が良好であった（評価○）。
【００９０】
また、各々の試験サンプルについて、上記試験１と同様に、ハイレートサイクル試験を行い、電池の耐久性（ハイレート充放電サイクル特性）を評価した。その結果、実施例１〜３では、抵抗増加率が十分に低く、ハイレート充放電サイクル特性が大変良好であった（評価◎）。また、実施例４，５では、実施例１〜３に比べれば劣るものの、抵抗増加率が低く、ハイレート充放電サイクル特性が良好であった（評価○）。
【００９１】
以上のような試験を行って検討した結果、カーボンコート層１３の平均厚みを２μｍ以下とした上で、表面積Ｓａを３０ｍ2／ｍ2 以下とし、かつ、細孔容積Ｖａを５ｃｃ／ｍ2 以下とすることにより、電池初期特性、ハイレート充放電サイクル特性等の電池特性をより一層向上させ得ることが判った。
【００９２】
（実施形態５）
次いで、第５の実施の形態について説明する。本実施形態５に係る車両７００は、上記実施形態４のリチウム二次電池（電池）１００を複数搭載したものである。具体的には、図１３に示すように、この車両７００は、エンジン７４０、フロントモータ７２０及びリアモータ７３０を併用して駆動するハイブリッド自動車である。この車両７００は、車体７９０、エンジン７４０、これに取り付けられたフロントモータ７２０、リアモータ７３０、ケーブル７５０、インバータ７６０を備える。更に、この車両７００は、複数のリチウム二次電池１００を自身の内部に有する組電池７１０を備え、この組電池７１０による電気エネルギーを、フロントモータ７２０及びリアモータ７３０の駆動に利用している。
【００９３】
前述したように、リチウム二次電池１００は、正極集電箔１０のうちのカーボンコート層１３と正極活物質層１５との間で界面剥離が生じるのを抑制できると共に、電池特性を向上させることができる。従って、このリチウム二次電池１００を搭載する車両７００の信頼性を向上させることができる。
【００９４】
（実施形態６）
次いで、第６の実施の形態について説明する。本実施形態６のハンマードリル８００は、上記実施形態４のリチウム二次電池（電池）１００を含むバッテリパック８１０を搭載した電池使用機器である。図１４に示すように、このハンマードリル８００は、本体８２０の底部８２１に、バッテリパック８１０が収容されており、このバッテリパック８１０を、ドリルを駆動するためのエネルギー源として利用している。
【００９５】
前述したように、リチウム二次電池１００は、正極集電箔１０のうちのカーボンコート層１３と正極活物質層１５との間で界面剥離が生じるのを抑制できると共に、電池特性を向上させることができる。従って、このリチウム二次電池１００を搭載するハンマードリル８００の信頼性を向上させることができる。
【００９６】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態１〜６限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、上記実施形態４〜６では、捲回型の電極体１２０を有する電池１００を例示したが、積層型の電極体を有する電池などにも、本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００９７】
１０  正極集電箔（集電箔）
１１  金属箔
１１ａ  箔表面
１１ｂ  箔裏面
１３  カーボンコート層
１３ａ  層表面
１５  正極活物質層（活物質層）
３０，２３０，３３０  塗工装置
３１  グラビアロール
３３  ドクターブレード
４０  乾燥装置
６０  負極集電箔
２３１  ダイヘッド
３３５  ラフロール（ロール）
１００  リチウム二次電池（電池）
１２０  電極体（発電要素）
ＰＰ  カーボンペースト
７００  車両
７１０  組電池（電池）
８００  ハンマードリル（電池使用機器）
８１０  バッテリパック（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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【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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【図１４】
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