(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一枚の金属タブリードと複数枚の電極板とからなる電極を少なくとも一つ有する蓄電デバイスであって、
電極板が、金属箔と、金属箔の片面または両面に形成されたアンダーコート層と、アンダーコート層が形成されている部分の一部表面に形成された活物質層とを有し、
アンダーコート層は炭素材料を含み且つ片面あたりの目付量が０．０５〜３ｇ／ｍ2であり、
複数枚の電極板はアンダーコート層が形成されている部分で且つ活物質層が形成されていない部分にて互いに溶接され、且つ
複数枚の電極板のうちの少なくとも１枚はアンダーコート層が形成されている部分で且つ活物質層が形成されていない部分にて金属タブリードと溶接されている、
蓄電デバイス。
【請求項２】
複数枚の電極板の金属箔の厚さの合計が０．２〜２ｍｍである、請求項１に記載の蓄電デバイス。
【請求項３】
アンダーコート層は、炭素材料１〜６０質量％を含む、請求項１または２に記載の蓄電デバイス。
【請求項４】
アンダーコート層は、炭素材料１００質量部に対し、２０〜３００質量部の結着材を含む、請求項１〜３のいずれかひとつに記載の蓄電デバイス。
【請求項５】
結着材が、キトサンまたはその誘導体である請求項４に記載の蓄電デバイス。
【請求項６】
活物質層の面積が、アンダーコート層が形成されている部分の面積の８０〜９９面積％である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の蓄電デバイス。
【請求項７】
金属タブリードが、アルミニウム、銅およびニッケルからなる群より選ばれる少なくとも一つを含むものである、請求項１〜６のいずれかひとつに記載の蓄電デバイス。
【請求項８】
金属箔が、アルミニウム箔または銅箔である、請求項１〜７のいずれかひとつに記載の蓄電デバイス。
【請求項９】
金属箔の１枚の厚さが５〜７０μｍである、請求項１〜８のいずれかひとつに記載の蓄電デバイス。
【請求項１０】
炭素材料は、黒鉛、導電性カーボンブラック、カーボンナノチューブおよびカーボンナノファイバーからなる群より選ばれる少なくとも一つを含むものである、請求項１〜９のいずれかひとつに記載の蓄電デバイス。
【請求項１１】
リチウムイオン電池である、請求項１〜１０のいずれかひとつに記載の蓄電デバイス。
【請求項１２】
金属箔と、金属箔の片面または両面に形成されたアンダーコート層と、アンダーコート層が形成されている部分の一部表面に形成された活物質層とを有する電極板を複数枚用意する工程、および
複数枚の電極板をアンダーコート層が形成されている部分で且つ活物質層が形成されていない部分にて互いに溶接し、且つ複数枚の電極板のうちの少なくとも１枚をアンダーコート層が形成されている部分で且つ活物質層が形成されていない部分にて金属タブリードと溶接する工程
を含む請求項１〜１１のいずれかひとつに記載の蓄電デバイスの製造方法。
【請求項１３】
溶接する工程がワンショット溶接で行われる、請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
溶接する工程が超音波溶接で行われる、請求項１２または１３に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電デバイスおよびその製造方法に関する。より詳細に、本発明は一枚の金属タブリードと複数枚の電極板とが溶接されてなる電極を含む蓄電デバイスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電デバイスとしては、ニッケル水素電池、ニッカド電池、鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタなどのキャパシタが知られている。これらのうち、リチウムイオン二次電池は、電気自動車やハイブリッド車などに利用されている。また、電気二重層キャパシタは、瞬時停電時のバックアップ電源などとして用いられている。【０００３】
リチウムイオン二次電池は、正極電極板と負極電極板とを少なくとも有する。正極電極板は、アルミニウム箔などの集電体上に正極活物質層を形成して成るものである。正極活物質層には、リチウムを含む遷移金属の酸化物などが正極活物質として用いられる。負極電極板は、銅箔などの負極集電体上に負極活物質層を形成して成るものである。負極活物質層には、黒鉛などの炭素材料が負極活物質として用いられる。正極電極板および負極電極板から電流を取り出す端子として、正極電極板および負極電極板に金属タブリードがそれぞれ溶接される。金属タブリードの溶接は集電体が露出している部分において行われる。【０００４】
電気二重層キャパシタは、一対の電極板を少なくとも有する。該電極板は、アルミニウム箔などの集電体の上に活物質層を形成してなるものである。当該活物質層には、活性炭等の比表面積が大きい炭素材料が活物質として用いられる。電極板から電流を取り出す端子として金属タブリードが電極板に溶接される。金属タブリードの溶接は集電体が露出している部分において行われる。【０００５】
蓄電デバイスは、電気自動車や電動機器などの用途に対応するために高容量化と充放電の高速化が求められている。この要求に応えるための一つの方策として、活物質層と集電体との間にアンダーコート層を配置して、活物質層と集電体との接触界面の抵抗を下げることが提案されている（例えば、特許文献１〜４）。アンダーコート層が配置された電極板においても、金属タブリードの溶接は、集電体が露出している部分、すなわちアンダーコート層および活物質層が形成されていない部分において行われる（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１７０９６５号公報(US 2011/274971 A1)
【特許文献２】特開２００１−３５１６１２号公報
【特許文献３】特開２００８−０９８５９０号公報
【特許文献４】特開２０１２−０７３３９６号公報(US 2012/078629 A1)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
集電体の露出部分を形成する方法としては、集電体上の溶接予定部分にアンダーコート層及び活物質層が形成されないようにする方法がある。溶接予定部分を事前に設けると、集電体の汎用性が低くなるので多品種の電極製造に不便である。別の方法として、集電体上に形成したアンダーコート層及び活物質層の一部を剥がす方法がある。この場合は、アンダーコート層及び活物質層を剥がすための工程が増え、生産性が低下する。【０００８】
高容量の電池を作るために、正極電極板および負極電極板をそれぞれ複数枚重ね合わせて用いることがある。電気二重層キャパシタにおいても容量を増やすために電極板を複数枚重ね合わせて用いることがある。複数枚の電極板を用いる場合には、上記のような集電体露出部分の形成に関する問題がより大きくなる。
本発明の目的は、一枚の金属タブリードと複数枚の電極板とが溶接されてなる電極を含む蓄電デバイスを高い生産性にて製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成するために検討した結果、以下のような態様を含む蓄電デバイスおよびその製造方法を見出した。【００１０】
すなわち、本発明は以下の態様を包含する。
〔１〕  一枚の金属タブリードと複数枚の電極板とからなる電極を少なくとも一つ有する蓄電デバイスであって、
電極板が、金属箔と、金属箔の片面または両面に形成されたアンダーコート層と、アンダーコート層が形成されている部分の一部表面に形成された活物質層とを有し、
アンダーコート層は炭素材料を含み且つ片面あたりの目付量が０．０５〜３ｇ／ｍ2であり、
複数枚の電極板はアンダーコート層が形成されている部分で且つ活物質層が形成されていない部分にて互いに溶接され、且つ
複数枚の電極板のうちの少なくとも１枚はアンダーコート層が形成されている部分で且つ活物質層が形成されていない部分にて金属タブリードと溶接されている、
蓄電デバイス。
〔２〕  複数枚の電極板の金属箔の厚さの合計が０．２〜２ｍｍである、〔１〕に記載の蓄電デバイス。
〔３〕  アンダーコート層は、炭素材料１〜６０質量％を含む、〔１〕または〔２〕に記載の蓄電デバイス。【００１１】
〔４〕  アンダーコート層は、炭素材料１００質量部に対し、２０〜３００質量部の結着材を含む、〔１〕〜〔３〕のいずれかひとつに記載の蓄電デバイス。
〔５〕  結着材が、キトサンまたはその誘導体である〔４〕に記載の蓄電デバイス。
〔６〕  活物質層の面積が、アンダーコート層が形成されている部分の面積の８０〜９９面積％である、〔１〕〜〔５〕のいずれか１項に記載の蓄電デバイス。
〔７〕  金属タブリードが、アルミニウム、銅およびニッケルからなる群より選ばれる少なくとも一つを含むものである、〔１〕〜〔６〕のいずれかひとつに記載の蓄電デバイス。【００１２】
〔８〕  金属箔が、アルミニウム箔または銅箔である、〔１〕〜〔７〕のいずれかひとつに記載の蓄電デバイス。
〔９〕  金属箔の１枚の厚さが５〜７０μｍである、〔１〕〜〔８〕のいずれかひとつに記載の蓄電デバイス。
〔１０〕  炭素材料は、黒鉛、導電性カーボンブラック、カーボンナノチューブおよびカーボンナノファイバーからなる群より選ばれる少なくとも一つを含むものである、〔１〕〜〔９〕のいずれかひとつに記載の蓄電デバイス。
〔１１〕  リチウムイオン電池である、〔１〕〜〔１０〕のいずれかひとつに記載の蓄電デバイス。【００１３】
〔１２〕  金属箔と、金属箔の片面または両面に形成されたアンダーコート層と、アンダーコート層が形成されている部分の一部表面に形成された活物質層とを有する電極板を複数枚用意する工程、および
複数枚の電極板をアンダーコート層が形成されている部分で且つ活物質層が形成されていない部分にて互いに溶接し、且つ複数枚の電極板のうちの少なくとも１枚をアンダーコート層が形成されている部分で且つ活物質層が形成されていない部分にて金属タブリードと溶接する工程
を含む〔１〕〜〔１１〕のいずれかひとつに記載の蓄電デバイスの製造方法。
〔１３〕  溶接する工程がワンショット溶接で行われる、〔１２〕に記載の製造方法。
〔１４〕  溶接する工程が超音波溶接で行われる、〔１２〕または〔１３〕に記載の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る製造方法によれば、一枚の金属タブリードと複数枚の電極板とが溶接されてなる電極を含む蓄電デバイスを、簡便な方法で高い生産性にて得ることができる。本発明に係る蓄電デバイスは、容量が高く、内部抵抗が低く、且つ急速充放電におけるサイクル特性が良好である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に用いられる電極板の実施形態例を示す図である。
【図２】図１に示した電極板を矢印方向から見た側面を示す図である。
【図３】本発明に用いられる電極板の実施形態例を示す図である。
【図４】図３に示した電極板を矢印方向から見た側面を示す図である。
【図５】電極板Ｐと電極板Ｎとの重ね合わせの実施形態例を示す図である。
【図６】図５に示した電極板を矢印方向から見た側面を示す図である。
【図７】電極板Ｐ’と電極板Ｎ’との重ね合わせの実施形態例を示す図である。
【図８】図７に示した電極板を矢印方向から見た側面を示す図である。
【図９】電極板Ｐ”と電極板Ｎ”との重ね合わせの実施形態例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［蓄電デバイス］
本発明の一実施形態に係る蓄電デバイスは、一枚の金属タブリードと複数枚の電極板とからなる電極を少なくとも一つ有するものである。蓄電デバイスとしては、例えば、リチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシタなどが挙げられる。これらのうち、本発明に係る蓄電デバイスはリチウムイオン二次電池に好適である。一般的に、一の電極中に在る複数枚の電極板は、他の一の電極中の複数枚の電極板と、一枚づつ互い違いに重ねて、蓄電デバイスの外装内に収納される。
【００１７】
＜電極板＞
一枚の電極板は、金属箔と、金属箔の片面または両面に形成されたアンダーコート層と、アンダーコート層が形成されている部分の一部表面に形成された活物質層とを有するものである。
【００１８】
（金属箔）
本発明に用いられる金属箔は、従来の蓄電デバイスにおいて用いられている公知のものである。金属箔に用いられる材料は、特に制限されず、例えば、ニッケル、アルミニウム、チタン、銅などの金属；ステンレス、ニッケル合金、アルミニウム合金、チタン合金、銅合金などの合金などが挙げられる。
【００１９】
リチウムイオン二次電池の正極に用いる電極板では、金属箔として、好ましくはアルミニウム箔、より好ましくは純アルミニウム箔またはアルミニウムを９５質量％以上含むアルミニウム合金箔が用いられる。純アルミニウム箔の例としては、Ａ１Ｎ３０材やＡ１０８５材が挙げられ、アルミニウム合金箔の例としては、Ａ３００３材（Ｍｎ添加系）が挙げられる。
【００２０】
リチウムイオン二次電池の負極に用いる電極板では、金属箔として、好ましくは銅箔やアルミニウム箔が用いられる。活物質として黒鉛を用いる場合は、金属箔は銅箔が好ましい。好ましい銅箔としては、純度９５質量％以上の圧延銅箔または電解銅箔が挙げられる。好ましいアルミニウム箔としては、リチウムイオン二次電池の正極に用いることができるものと同様のものが挙げられる。
【００２１】
電気二重層キャパシタの電極に用いる電極板では、金属箔として、好ましくはアルミニウム箔が用いられる。好ましいアルミニウム箔としては、リチウムイオン二次電池の正極に用いることができるものと同様のものが挙げられる。
【００２２】
金属箔または電極板の取り扱い易さや、蓄電デバイスの小型化の観点から、金属箔は、一枚あたりの厚さが、好ましくは５μｍ〜７０μｍ、より好ましくは５μｍ〜５０μｍである。
金属箔の面積は、蓄電デバイスの用途に応じて適宜設定することができる。例えば、電気自動車用電源として用いる場合は、金属箔一枚の面積は、好ましくは５０００ｍｍ2〜１００００００ｍｍ2、より好ましくは８０００ｍｍ2〜５０００００ｍｍ2である。
【００２３】
金属箔は、孔の開いていない箔でもよいし、二次元状のメッシュ箔、三次元のネットワーク状の箔やパンチングメタル箔など、孔の開いている箔でもよい。金属箔の表面は公知の表面処理を施されていても良い。表面処理としては、例えば、粗面化処理、エッチング、シランカップリング処理、クロメート処理、陽極酸化、ウォッシュプライマー、コロナ放電、グロー放電などが挙げられる。なお、表面処理によって電気絶縁性の膜が表面に形成される場合は、電極板の集電体としての機能を低下させないように電気絶縁性膜の厚さを調整することが好ましい。
【００２４】
（アンダーコート層）
アンダーコート層は、金属箔の片面または両面に、好ましくは金属箔の片面または両面に接して形成される。アンダーコート層は、金属箔の一部表面に形成されていてもよいし、全面に形成されていてもよい。金属箔の主面のみならず、端面にも形成されていてもよい。金属箔の一部表面にアンダーコート層を形成する態様としては、金属箔表面のうちの所定の範囲にのみアンダーコート層を形成する態様、金属箔全面にドットパターン、ラインアンドスペースパターンなどのパターン状にアンダーコート層を形成する態様などがある。
【００２５】
アンダーコート層が形成されている部分の面積は、金属箔の面積の９５面積％以上であることが好ましい。なお、アンダーコート層が形成されている部分の面積は、アンダーコート層がパターン状に形成させられている場合、正に形成されているアンダーコート層の面積とパターン状に形成されたアンダーコート層の間に露出する金属箔の面積との合計である。
【００２６】
アンダーコート層の片面あたりの目付量は、０．０５〜３ｇ／ｍ2、好ましくは０．１〜２ｇ／ｍ2、より好ましくは０．１〜０．７ｇ／ｍ2である。このような目付量であると、蓄電デバイスの内部抵抗が低減される。また、電極板どうしの間および電極板と金属タブリードとの間の溶接強度が適正な範囲に保たれる。
【００２７】
アンダーコート層の目付量は、アンダーコート層の面積（アンダーコート層がパターン状に形成されている場合、当該面積はアンダーコート層のみの面積であり、パターン状に形成されたアンダーコート層の間に露出する金属箔の面積を含まない。）に対するアンダーコート層の質量の割合である。アンダーコート層の質量は、例えば、電極板から適当な大きさの試験片を切り出し、その質量Ｗ0を測定し、その後、試験片からアンダーコート層を剥離し、アンダーコート層を剥離した後の質量Ｗ1を測定し、その差（Ｗ0−Ｗ1）から算出することができる。
【００２８】
目付量は、公知の方法で調整することができる。例えば、塗布によりアンダーコート層を形成する場合、アンダーコート層を形成するための塗工液の固形分濃度や塗工機の塗工液投入口のクリアランスなどにより調整できる。
目付量を多くしたい場合は、固形分濃度を高くしたり、クリアランスを大きくしたりする。目付量を少なくしたい場合は、固形分濃度を低くしたり、クリアランスを小さくしたりする。また、所望の目付量になるまで複数回塗工を繰り返してもよい。
【００２９】
前記アンダーコート層は、炭素材料を含むものである。アンダーコート層に用いる炭素材料は、アンダーコート層に導電性を付与できるものが好ましい。炭素材料として、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラックなどの導電性カーボンブラック；人造黒鉛、天然黒鉛などの黒鉛；炭素繊維、気相成長炭素繊維、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーなどが挙げられる。これらのうち、黒鉛、導電性カーボンブラック、カーボンナノチューブおよびカーボンナノファイバーからなる群より選ばれる少なくとも一つが好ましく、導電性カーボンブラックがより好ましい。これらの炭素材料は１種単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３０】
炭素材料は、アンダーコート層中に完全に埋没していてもよいし、アンダーコート層から一部露出した状態で固定化されていてもよい。アンダーコート層に、導電性が付与される状態であれば、アンダーコート層中における炭素材料の分散状態は特に制限されない。また、アンダーコート層から炭素材料が脱落しないことが好ましい。
アンダーコート層中の他の材料や、前述の金属箔あるいは後述の活物質層との結着性が良好になるように、炭素材料の粒径を選定することができる。
アンダーコート層中に含まれる炭素材料の量は、好ましくは１〜６０質量％、より好ましくは２０〜５０質量％である。このような量で炭素材料が含まれていると、アンダーコート層の導電性が向上し、金属箔と活物質層との間の電気抵抗が低下する。
【００３１】
炭素材料の脱落防止、金属箔とアンダーコート層との密着性、または活物質層とアンダーコート層との密着性を高めるために結着剤をアンダーコート層に含有させることができる。アンダーコート層に含ませることができる結着剤の量は、炭素材料１００質量部に対して、好ましくは２０〜３００質量部、より好ましくは３０〜１５０質量部である。結着剤の例としては、アクリル系重合体、ビニル系重合体、ポリフッ化ビニリデン、スチレンブタジエンゴム、多糖類、多糖類誘導体などが挙げられる。これらのうち、アンダーコート層の非水電解液耐性の観点から、多糖類および多糖類誘導体が好ましい。
【００３２】
多糖類の具体例としては、キチン、キトサン、セルロース及びそれらの誘導体が挙げられる。これらのうち、キトサンが好ましい。多糖類誘導体の例としては、ヒドロキシアルキル化された多糖類、カルボキシアルキル化された多糖類、硫酸エステル化された多糖類などが挙げられる。ヒドロキシアルキル化された多糖類は、溶媒への溶解度が高く、アンダーコート層の形成が容易になる点から、好ましい。ヒドロキシアルキル基の例としては、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、グリセリル基などが挙げられる。これらのうち、グリセリル基が好ましい。ヒドロキシアルキル化された多糖類は、公知の方法で製造することができる。これら結着剤は、１種単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。用いられる２種以上の結着剤は、単に混ぜ合わせただけのものであってもよいし、架橋構造、相互貫入ポリマー構造または半相互貫入ポリマー構造を形成させたものであってもよい。これらのうち、架橋構造、相互貫入ポリマー構造または半相互貫入ポリマー構造を形成させたものが好ましい。
【００３３】
アンダーコート層には、必要に応じて公知の各種添加剤が含まれていてもよい。該添加剤としては、分散安定剤、増粘剤、沈降防止剤、皮張り防止剤、消泡剤、静電塗装性改良剤、タレ防止剤、レベリング剤、架橋触媒、ハジキ防止剤などが挙げられる。
【００３４】
アンダーコート層に多糖類または多糖類誘導体を結着剤として含ませた場合は、添加剤として有機酸を含ませることが好ましい。有機酸の添加量は、多糖類または多糖類誘導体１００質量部に対して、好ましくは４０〜１２０質量部、より好ましくは４０〜９０質量部である。当該有機酸としては、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸などが挙げられる。これらのうち、カルボン酸が好ましい。カルボン酸の例としては、２−ホスホノブタン−１，２，４−トリカルボン酸、１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸、およびピロメリット酸などが挙げられる。これら有機酸は、１種単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３５】
金属箔上にアンダーコート層を形成する方法としては、スパッタ法、蒸着法、化学気相成長法などの気相法と、ディップ法、印刷法などの塗布法とが挙げられる。これらのうち、ロールトゥロール方式により連続的に加工でき、低コスト化が可能という観点から塗布法が好ましい。
塗布法によるアンダーコート層の形成は、アンダーコート層を構成する各成分またはその前駆体を含む塗工液を調製し、該塗工液を金属箔に塗布し、乾燥することを含む。
【００３６】
アンダーコート層用塗工液に用いられる液媒体の例としては、Ｎ−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトンなどの非プロトン性極性化合物や、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロピルアルコールなどのプロトン性極性化合物、水などが挙げられる。塗工液の固形分濃度は、アンダーコート層が所望の目付け量になるように、適宜設定する。
【００３７】
アンダーコート層用塗工液を金属箔に塗布する方法は特に制限されず、公知の塗布方法がそのまま採用できる。具体的には、キャスト法、バーコーター法、ディップ法、印刷法などが挙げられる。これらのうち、塗布膜の厚さを制御しやすい点から、バーコート、グラビアコート、グラビアリバースコート、ロールコート、マイヤーバーコート、ブレードコート、ナイフコート、エアーナイフコート、コンマコート、スロットダイヤコート、スライドダイコート、ディップコートが好ましい。金属箔の両面に塗布する場合は、片面ずつ塗布操作を行ってもよいし、両面同時に塗布操作を行ってもよい。
【００３８】
塗布された塗工液の乾燥方法は特に制限されない。乾燥温度は、好ましくは１００〜３００℃、より好ましくは１２０〜２５０℃である。乾燥時間は、好ましくは１０秒間〜１０分間である。このような条件で乾燥すると、アンダーコート層中の各成分が分解することなく、アンダーコート層中の液媒体を完全に除去することができ、表面形状が良好なアンダーコート層をハイスループットで形成することができる。
【００３９】
（活物質層）
活物質層は、アンダーコート層が形成されている部分の一部表面に、好ましくはアンダーコート層が形成されている部分の一部表面に接して形成される。ここで、「アンダーコート層が形成されている部分」は、金属箔表面に正に形成されているアンダーコート層の部分だけでなく、パターン状に形成されたアンダーコート層の間に露出する金属箔の部分も含む。活物質層は、アンダーコート層が形成されている部分の一部が露出するように、好ましくはアンダーコート層が形成されている部分の縁部分が露出するように、形成させる。活物質層の面積は、アンダーコート層が形成されている部分の面積（アンダーコート層がパターン状に形成させられている場合は、正に形成されているアンダーコート層の面積とパターン状に形成されたアンダーコート層の間に露出する金属箔の面積との合計である。）の、好ましくは８０〜９９面積％、より好ましくは９０〜９５面積％である。両面に活物質層を形成させる場合は、アンダーコート層が形成されている部分で且つ活物質層が形成されていない部分を、両面の同じ位置に設けることが好ましい。アンダーコート層が形成されている部分で且つ活物質層が形成されていない部分は、その形状において特に限定されない。
【００４０】
活物質層の厚さが大きいほど、電極板１枚あたりの電気容量が高くなる一方で、蓄電デバイスの内部抵抗が高くなる。よって、活物質層の厚さは、所望の電池容量が得られ且つ所定値以下に内部抵抗を抑えるように適宜設定することができる。活物質層の厚さは、好ましくは１０μｍ〜２００μｍである。
【００４１】
活物質層は、通常、活物質、結着剤、および必要に応じて導電助材や添加剤を含む。いずれの材料についても、蓄電デバイスの種類に応じて、公知のものを用いることができる。
【００４２】
リチウムイオン二次電池の正極に用いる活物質層では、活物質として、例えば、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ2Ｏ4）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ2）、Ｃｏ−Ｍｎ−Ｎｉの３元系リチウム化合物（Ｌｉ（ＣｏxＭｎyＮｉz）Ｏ2）、イオウ系化合物（ＴｉＳ2）、オリビン系化合物（ＬｉＦｅＰＯ4、ＬｉＭｎＰＯ4）などを用いることができる。
【００４３】
リチウムイオン二次電池の負極に用いる活物質層では、活物質として、例えば、人造黒鉛、天然黒鉛などの炭素材料；Ｓｎ、Ｓｉ等の金属材料または半金属材料；チタン酸リチウム、酸化チタンなどの金属酸化物を用いることができる。
リチウムイオン二次電池の充電時には、正極活物質に保持されていたリチウムイオンが脱インターカレートして電解液中に放出され、負極活物質である炭素材料の結晶層間に、電解液中のリチウムイオンが吸蔵されることで進行する。また放電時には、充電時とは逆に、リチウムイオンが負極活物質から放出され、正極活物質に吸蔵されることで進行する。
【００４４】
電気二重層キャパシタの電極に用いる活物質層では、活物質として、例えば、活性炭を用いることができる。活性炭としては、ヤシ殻活性炭、繊維状活性炭などが挙げられる。活性炭は、その賦活方法によって特に限定されず、水蒸気賦活法や薬品賦活法などによって得たものが採用可能である。高容量のキャパシタを得るためには、アルカリ賦活処理を施したもの、すなわちアルカリ賦活炭が好適である。
電気二重層キャパシタは、リチウムイオン二次電池のようなファラデー反応による蓄電システムではない。電気二重層キャパシタは、電解液中の陽イオンと陰イオンのそれぞれが電極中の活物質表面に電気二重層を形成する物理現象を利用した蓄電システムである。
【００４５】
リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタの電極に用いる活物質層では、導電助材として、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラックなどの導電性カーボンブラック；人造黒鉛、天然黒鉛などの黒鉛；炭素繊維、気相成長炭素繊維、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーなどを用いることができる。
リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタの電極に用いる活物質層では、結着剤として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレンコポリマー、エチレンプロピレンターポリマー、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ（メタ）アクリレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリエピクロルヒドリン、ポリフォスファゼン、ポリアクリロニトリルなどを用いることができる。
【００４６】
活物質層の形成方法は特に制限はなく、蓄電デバイスの製造に用いられている公知の方法を採用することができる。例えば、塗布法により活物質層を形成する場合、先ず、活物質と、必要に応じて導電助材や結着材とを、液媒体に均一に分散させて、塗工液を得る。当該液媒体はアンダーコート層を変質させるものでなければ特に制限されない。活物質層用塗工液に用いられる液媒体として、アンダーコート層用塗工液に用いることができる液媒体と同様のものが挙げられる。塗工液の塗布方法および塗布された塗工液の乾燥方法は、アンダーコート層形成の際に採用可能な塗布方法および乾燥方法がそのまま採用できる。乾燥後、プレス処理を行うことが好ましい。プレス処理によって高密度の活物質層を得ることができる。
【００４７】
本発明に用いられる電極板は、金属箔、アンダーコート層および活物質層の他に、耐熱層などの他の部材を有してもよい。耐熱層は、通常、活物質層上に設けられる。
【００４８】
電極板は、その形状によって特に制限されない。例えば、図１に示すような長方形状、図３に示すような切り欠きを有する形状などが挙げられる。
【００４９】
＜金属タブリード＞
金属タブリードは、蓄電デバイスに使用されるものであれば、特に制限されない。金属タブリードは、好ましくは金属箔で構成される。金属タブリードは、厚さが好ましくは０．０５〜１ｍｍ、幅が好ましくは５〜１５０ｍｍ、長さが好ましくは１０〜１００ｍｍである。金属タブリードに用いられる材料は、特に制限されず、例えば、ニッケル、アルミニウム、チタン、銅などの金属；ステンレス、ニッケル合金、アルミニウム合金、チタン合金、銅合金などの合金などが挙げられる。金属タブリード用のアルミニウム箔は、公知の焼き鈍し処理を施したものであることが好ましい。焼き鈍し処理は、不活性又は還元性雰囲気中で行うことが好ましい。処理温度は、好ましくは１００℃〜５００℃である。処理時間は、処理温度によっても異なるが、好ましくは１分間〜１時間程度である。
【００５０】
金属タブリード用の銅箔としては、圧延銅箔や電解銅箔が挙げられる。これらのうち、圧延無酸素銅箔は、溶接しやすく、溶接した部分の耐久性が高いので好ましい。また、当該銅箔として、クロメート処理等の防錆処理やニッケルメッキ処理が施されたものが好ましく用いられる。
金属タブリードは、金属箔表面に金属被覆層が施された積層体箔で構成されていてもよい。金属箔表面に金属被覆層を形成させる場合、主にニッケルを含有する被覆層が選ばれる。ニッケル被覆層の厚さは１〜５μｍに設定されるのが好ましい。
【００５１】
金属タブリードの表面の一部に絶縁フィルムが貼着されていることが好ましい。絶縁フィルムとしてはオレフィン系高分子からなるものが好ましい。電極を外装材に封入し、ヒートシールによって封止する時に、金属タブリード表面に貼着された絶縁フィルムと外装材シーラント部分とが気密に接着され、金属タブリードと外装材との間の絶縁性を確保することができる。
【００５２】
〔電極〕
本発明に用いられる電極は、一枚の金属タブリードと複数枚の電極板とからなるものである。本発明に用いられる電極を構成する複数枚の電極板はアンダーコート層が形成されている部分で且つ活物質層が形成されていない部分にて互いに溶接され、かつ複数枚の電極板のうちの少なくとも１枚はアンダーコート層が形成されている部分で且つ活物質層が形成されていない部分にて金属タブリードと溶接されている。アンダーコート層が形成されている部分で且つ活物質層が形成されていない部分（アンダーコート層がパターン状に形成されている場合、露出するアンダーコート層の部分だけでなく、パターン状に形成されたアンダーコート層の間に露出する金属箔も含む）を、以下、タブリード溶接部と呼ぶことがある。
【００５３】
一群の複数枚の電極板は、タブリード溶接部どうしが同じ位置に配されるように重ね合わせることが好ましい。
該複数枚の電極板は、電極板の形状や、タブリード溶接部の形状が、略同一であることが好ましい。また、金属箔の両面にアンダーコート層および活物質層が形成されている複数枚の電極板においては、それぞれの面のアンダーコート層のパターン形状およびアンダーコート層の露出している箇所のパターン形状が略同一であることが好ましい。このようにすると、電極板のタブリード溶接部が同じ位置に配されるように重ね合わせたときに、電極板の縁が揃い、蓄電デバイスの体積を小さくすることができる。
【００５４】
複数枚の電極板は、金属箔の厚さの合計が、好ましくは０．２〜２ｍｍ、より好ましくは０．３〜１．５ｍｍ、さらに好ましくは０．５〜１．５ｍｍである。金属箔の厚さの合計を大きくすると容量の大きな蓄電デバイスが得られやすい傾向がある。一方、金属箔の厚さの合計を小さくすると、複数枚の電極板を金属タブリードと溶接するために纏めた際に、タブリード溶接部に掛かる曲げ応力が許容範囲内におさまりやすい傾向がある。複数枚の電極板は、例えば、厚さ２０μｍの金属箔であれば好ましくは１０〜１００枚を、厚さ５０μｍの金属箔であれば好ましくは４〜４０枚を用意して重ね合わせる。
【００５５】
一の電極を形成するための一群の複数枚の電極板は、他の一の電極を形成するための他の一群の複数枚の電極板と、一枚ずつ交互に重ねることが好ましい。さらに、一の電極を形成するための電極板と、他の一の電極を形成するための電極板との間にセパレータを挟むことが好ましい。
また電極板と金属タブリードは、電極板のタブリード溶接部に金属タブリードを重ねるようにする。金属タブリードは、複数枚の電極板の最も外側の電極板のタブリード溶接部に重ね合わせてもよいし、該複数枚の電極板のうち、任意の隣接する２枚の電極板のタブリード溶接部間に金属タブリードを挟むようにして重ね合わせてもよい。
【００５６】
例えば、電極板が図３および図４に示すような形状であるとき、複数枚の電極板Ｐと複数枚の電極板Ｎとを図５および図６に示すように重ね合わせ、電極板Ｐのタブリード溶接部３ｐに金属タブリード５ｐを溶接することができ、電極板Ｎのタブリード溶接部３ｎに金属タブリード５ｎを溶接することができる。また、複数枚の電極板Ｐ’と複数枚の電極板Ｎ’とを図７および図８に示すように重ね合わせ、電極板Ｐ’のタブリード溶接部３ｐ’に金属タブリード５ｐ’を溶接することができ、電極板Ｎ’のタブリード溶接部３ｎ’に金属タブリード５ｎ’を溶接することができる。
【００５７】
溶接方法は、金属同士の溶接に用いられる公知の方法が選ばれる。例えば、ＴＩＧ溶接、スポット溶接、レーザー溶接、超音波溶接などが挙げられる。これらのうち、溶接強度の観点から、超音波溶接が好ましい。
【００５８】
溶接は以下の手順で行う。例えば、重ね合わせられた電極板をアンビルとホーンとの間に配置し、タブリード溶接部に金属タブリードを配置して、超音波を掛けて、ワンショット溶接することができる。ワンショット溶接とは、複数枚の電極板と、タブリードとを一枚ずつではなく、一括して溶接することを意味し、一括して処理されている限り、超音波の印加は複数回に分けて行われてもよい。また、電極板どうしを先に溶接し、その後、金属タブリードを溶接することもできる。溶接の際の、圧力、周波数、出力、処理時間を変えることによって溶接の度合いを変えることができる。また、ホーンの先端形状を変えることによって溶接面積を変えることができる。ホーンの先端部としては、例えば、針状、球状などの形状が挙げられる。また、エンボス金型のような凹凸を施して多数の接点を持つようにした形状をホーンの先端部に採用することができる。なお、溶接面積は、金属タブリードと接触し超音波が掛けられる部分の面積である。溶接面積は、タブリード溶接部の形状や面積などに応じて適宜設定することができる。例えば、溶接面積は、タブリード溶接部の片面面積に対して、好ましくは１〜５０％、より好ましくは２〜４０％に設定することができる。
【００５９】
本発明に係る蓄電デバイスでは、前述のような構造を成した電極を正極および負極として用いることもできるし、前述のような構造を成した電極を正極または負極のいずれか一方のものとして用いることができる。また、本発明に係る蓄電デバイスは、一つの電極に前述のような構造を成した電極を用い、別の一つの電極に公知の電極を用いることができる。
【００６０】
（セパレータ）
短絡を防止するために正極電極板と負極電極板との間にセパレータＳが設置される。セパレータとしては、例えば、不織布、織布、多孔質フィルムなどの多孔質絶縁性材料から成るものが挙げられる。多孔質フィルムの例としては、ポリエチレンやポリプロピレン製のマイクロポーラスフィルムなどが挙げられる。またセパレータには、無機酸化物粒子を含む耐熱層が設けられていてもよい。
【００６１】
上記のようにセパレータを間に挟んだ正極および負極を、金属缶やラミネート袋などの外装材の中に収納する。そして、電解質を投入し、電解質を正極および負極に含浸させるとともに水分を除去し、最後に外装材を真空シールすることによって蓄電デバイスを得ることができる。なお、電解質としてゲル状または固体状のものを用いる場合は、セパレータは省略することができる。
【００６２】
（電解質）
電解質として、リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタなどの蓄電デバイスに使用されている公知の材料を用いることが可能である。
リチウムイオン二次電池用の電解質としては、例えば、非水電解質液、ポリマー電解質、無機固体電解質、溶融塩電解質などを挙げることができる。
【００６３】
非水電解質液は、電解質塩を非水性有機溶媒に溶解させてなる溶液である。電解質塩としては、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）などの含フッ素リチウム塩が挙げられる。非水性有機溶媒としてはエチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）などが挙げられる。
【００６４】
ポリマー電解質としては、ポリエチレンオキサイド誘導体及び該誘導体を含む重合体、ポリプロピレンオキサイド誘導体及び該誘導体を含む重合体、リン酸エステル重合体、ポリカーボネート誘導体及び該誘導体を含む重合体等に上記の電解質塩を含有させたものが挙げられる。
【００６５】
無機固体電解質としては、硫化物系ガラスを主成分としたものが挙げられる。例えば、硫化リチウムと、硫化ケイ素、硫化ゲルマニウム、硫化リンおよび硫化ホウ素からなる群より選ばれる少なくとも一つとを組み合わせて成るガラスセラミックスが挙げられる。これらのうち、硫化リチウムと硫化リンとを組み合わせて成るガラスセラミックスは、イオン伝導率が高いので、好ましく用いられる。
【００６６】
溶融塩電解質としては、例えば、メチルプロピルイミダゾリウムビスフルオロスルホニルアミドと、リチウムビストリフルオロメタンスルホン酸アミドとを組み合わせたものを挙げることができる。
【００６７】
電気二重層キャパシタ用の電解質としては、例えば、水溶性電解液、非水溶媒電解液などが挙げられる。水溶性電解液としては、硫酸水溶液、硫酸ナトリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液などが挙げられる。また非水溶媒電解液は、陽イオン電解質や陰イオン電解質を非水溶媒に溶解してなる溶液である。陽イオン電解質としては、テトラエチルアンモニウム塩などが挙げられる。陰イオン電解質としては四フッ化ホウ酸イオン（ＢＦ4-）やビストリフルオロメチルスルホニルイミド（（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ-）などが挙げられる。非水溶媒としてはエチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）などが挙げられる。
【００６８】
（外装材）
外装材は蓄電デバイスに使用されている公知の外装材を選ぶことができ、好ましくはラミネート包材である。ラミネート包材の構成は特に限定されないが、アルミニウム箔の両側にポリマー層を有するものが挙げられる。例えば、蓄電デバイスの外側になるポリマー層には、耐熱性、突き刺し強度、滑性、印刷性などの観点からポリアミドや、ポリアミドにポリエステルを積層したものなどが用いられる。内側のポリマー層には、ヒートシーラントとして熱可塑性ポリオレフィンなどが用いられる。
【実施例】
【００６９】
次に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお本発明は、本実施例によってその範囲が制限されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することができる。【００７０】
実施例１
＜アンダーコート層用の塗工液の調製＞
アセチレンブラック（電気化学工業（株）製、商品名デンカブラック（ＨＳ−１００））１０質量部、ジヒドロキシプロピルキトサン（脱アセチル化度８６ｍｏｌ％、重量平均分子量９．０×１０4）５質量部、無水ピロメリット酸５質量部、およびＮ−メチル−２−ピロリドン（工業用グレード）を混合し、ディゾルバータイプの撹拌機にて回転数３００ｒｐｍで１０分間混ぜ合わせた。次いで、ホモジナイザー（家田貿易（株）製、製品名ＰＲＯ２００）を用いて２００００ｒｐｍで３０秒間処理し、固形分濃度７質量％のアンダーコート層用塗工液を得た。【００７１】
＜アンダーコート層の形成＞
厚さ２０μｍのアルミニウム箔（Ａ１Ｎ３０材）の片面全面に、アンダーコート層用塗工液をバーコーター法によって塗工した。その後、１８０℃にて３分間熱処理し乾燥させた。次いで別の片面にも同様に塗工し、両面にアンダーコート層が形成されたアルミニウム箔（以下、Ａｌ集電部材ということがある。）を得た。アンダーコート層の片面あたりの目付量は０．５ｇ／ｍ2であった。片面あたりの目付量の測定は、Ａｌ集電部材から正確に１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさの小薄片を切り出し、該小薄片の片面を剥離剤（三彩化工（株）製、商品名ネオリバー＃３４６）で処理して、小薄片の片面からアンダーコート層を剥離し、剥離前後の質量差に基づいて算出した。【００７２】
＜正極電極板の製造＞
Ａｌ集電部材から１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさの小薄片（以下、Ａｌ集電体ということがある。）を切り出した。
コバルト酸リチウム（日本化学工業（株）製、商品名セルシードＣ）９５質量部、アセチレンブラック（電気化学工業（株）製、商品名デンカブラック（粉状品））２質量部、ポリフッ化ビニリデン（（株）クレハ製、商品名ＫＦポリマー＃１１２０）３質量部、およびＮ−メチル−２−ピロリドン（工業用グレード）９５質量部を混合してスラリーを得た。
Ａｌ集電体の一辺から幅１０ｍｍ×長さ１００ｍｍの縁部を除いて、Ａｌ集電体の両面にドクターブレード法にて前記スラリーを塗布した。その後、乾燥させ、プレスして幅９０ｍｍ×長さ１００ｍｍ×厚さ５０μｍの正極活物質層をＡｌ集電体の両面にそれぞれ形成させた。これを正極電極板Ｐ”とした。アンダーコート層が露出し、正極活物質層を形成させなかった、幅１０ｍｍ×長さ１００ｍｍの縁部をタブリード溶接部３ｐ”とした。【００７３】
＜負極電極版の製造＞
人造黒鉛（昭和電工（株）製、商品名ＳＣＭＧ−ＡＲ）９４質量部、アセチレンブラック（電気化学工業（株）製、商品名デンカブラック（粉状品））１質量部、ポリフッ化ビニリデン（（株）クレハ製、商品名ＫＦポリマー＃９１３０）５質量部、およびＮ−メチル−２−ピロリドン（工業用グレード）９４質量部を混合してスラリーを得た。
幅１００ｍｍ×長さ１００ｍｍ×厚さ１０μｍの電解銅箔を用意した。
電解銅箔の一辺から幅１０ｍｍ×長さ１００ｍｍの縁部を除いて、電解銅箔の両面にドクターブレード法にてスラリーを塗布した。その後、乾燥させ、プレスして幅９０ｍｍ×長さ１００ｍｍ×厚さ５５μｍの負極活物質層を電解銅箔の両面にそれぞれ形成させた。これを負極電極板Ｎ”とした。銅箔が露出し、負極活物質層を形成させなかった、幅１０ｍｍ×長さ１００ｍｍの縁部をタブリード溶接部３ｎ”とした。【００７４】
図９に示すように、タブリード溶接部３ｐ”および３ｎ”が反対方向に引き出されるように正極電極板１５枚と負極電極板１６枚を一枚づつ交互に重ね、正極電極板と負極電極板との間にセパレータ（ＰＯＬＹＰＯＲＥ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．製、商品名Ｃｅｌｇａｒｄ２５００）を挿入して、負極電極板が最外層となる電極板積層体を得た。【００７５】
次いで、正極タブリード（Ａ１Ｎ３０−Ｈ（アルミニウム）製、厚さ０．５ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ３０ｍｍ）５ｐ”を準備した。正極タブリード５ｐ”  １枚と、電極板積層体の正極電極板のタブリード溶接部３ｐ”  １５枚を、超音波溶接機で接合した。溶接は、ホーンの先端角度９０度、圧力０．３ＭＰａ、周波数２０ｋＨｚおよび０．３秒間の条件で行った。ホーンの先端は２ｍｍ×１２ｍｍの長方形で、溶接面積は２４ｍｍ2であった。【００７６】
負極タブリード（無酸素銅製、厚さ０．２ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ３０ｍｍ、ニッケル被覆１μｍ）５ｎ”を準備した。負極タブリード５ｎ”  １枚と電極板積層体の負極電極板のタブリード溶接部３ｎ”  １６枚を、超音波溶接機で接合した。溶接は、ホーンの先端角度９０度、圧力０．３ＭＰａ、周波数２０ｋＨｚおよび０．３秒間の条件で行った。ホーンの先端は２ｍｍ×１２ｍｍの長方形で、溶接面積は２４ｍｍ2であった。【００７７】
この電極板積層体を正極タブリードおよび負極タブリードがそれぞれはみ出た状態にてアルミラミネート包材で覆い、３辺をシールして、１辺が開口された袋状にした。６０℃の真空乾燥機で水分を除去した。その後、有機電解液としてＬｉＰＦ6溶液（キシダ化学製）を注入し、真空雰囲気下で２４時間含浸させた。アルミラミネート包材の開口部を真空シーラーでシールして評価試験用のリチウムイオン二次電池を製造した。【００７８】
＜リチウムイオン二次電池の評価試験＞
（タブリード溶接強度の測定）
測定は卓上型材料試験機（（株）オリエンテック製、ＳＴＡ−１１５０）にて引張試験モードにて行った。評価試験用リチウムイオン二次電池の正極タブリードと電池本体部とを各々チャックに挟んで固定し、５ｍｍ／ｍｉｎの速度で反対方向に引っ張り、破断するまでの最大荷重を測定し、それを溶接強度とした。なお、チャック間距離５０ｍｍとし、タブリード溶接部がチャック間の中央に配置されるようにセットした。数値が大きいほど溶接強度が高いことを示す。結果を表１に示す。【００７９】
（内部抵抗の測定）
評価試験用リチウムイオン二次電池の内部抵抗を、インピーダンスメーター（日置電機（株）製、型式３５３２−８０）を用いてＡＣインピーダンス法で測定周波数１ｋＨｚにて測定した。なお、ＳＯＣ（充電状態）１００％の状態の値をもって内部抵抗値とした。電池製造後の内部抵抗値を「初期値」として、結果を表１に示す。【００８０】
（サイクル試験）
充放電装置（東洋システム株式会社製）を用いて、評価試験用リチウムイオン二次電池に、電流レート１０Ｃにて、充放電を２００サイクル行った。その後、内部抵抗を測定した。なお、カット電圧は２．７〜４．２Ｖで、ＳＯＣは１００％として測定した。２００サイクル充放電後の内部抵抗値を「２００サイクル後」として、結果を表１に示す。【００８１】
実施例２
正極電極板の枚数を３０枚に、負極電極板の枚数を３１枚に変えた他は、実施例１と同じ手法にてリチウムイオン二次電池を製造し、評価を行った。結果を表１に示す。【００８２】
実施例３
正極電極板の枚数を５０枚に、負極電極板の枚数を５１枚に変えた他は、実施例１と同じ手法にてリチウムイオン二次電池を製造し、評価を行った。結果を表１に示す。【００８３】
実施例４
正極電極板の枚数を８０枚に、負極電極板の枚数を８１枚に変えた他は、実施例１と同じ手法にてリチウムイオン二次電池を製造し、評価を行った。結果を表１に示す。【００８４】
実施例５
アルミニウム箔一枚の厚さを３０μｍに変えた他は、実施例１と同じ手法にてリチウムイオン二次電池を製造し、評価を行った。結果を表１に示す。【００８５】
実施例６
アルミニウム箔一枚の厚さを５０μｍに変えた他は、実施例１と同じ手法にてリチウムイオン二次電池を製造し、評価を行った。結果を表１に示す。【００８６】
実施例７
アンダーコート層用塗工液の固形分濃度を調整して片面あたりの目付量を１．２ｇ／ｍ2に変えた他は、実施例１と同じ手法にてリチウムイオン二次電池を製造し、評価を行った。結果を表１に示す。【００８７】
実施例８
アンダーコート層用塗工液の固形分濃度を調整して片面あたりの目付量を２．７ｇ／ｍ2に変えた他は、実施例１と同じ手法にてリチウムイオン二次電池を製造し、評価を行った。結果を表１に示す。【００８８】
実施例９
正極電極板の製造においてＡｌ集電体の代わりに厚さ２０μｍのアルミニウム箔（Ａ１Ｎ３０材）を用い、負極電極板の製造において電解銅箔の代わりに下記の方法で得られたＣｕ集電体を用いた他は、実施例２と同じ手法にてリチウムイオン二次電池を製造し、評価を行った。結果を表１に示す。
なお、タブリード溶接強度の測定は、正極タブリードが溶接された部分の代わりに負極タブリードが溶接された部分にて行った以外は実施例２と同じ手法で行った。【００８９】
＜Ｃｕ集電体の製造＞
厚さ１０μｍの電解銅箔の片面全面に、実施例１で調製したアンダーコート層用塗工液をバーコーター法によって塗工した。その後、１８０℃にて３分間熱処理し乾燥させた。次いで別の片面にも同様に塗工し、両面にアンダーコート層が形成された銅箔（以下、Ｃｕ集電部材ということがある。）を得た。アンダーコート層の片面あたりの目付量は０．５ｇ／ｍ2であった。片面あたりの目付量の測定は、Ｃｕ集電部材から正確に１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさの小薄片を切り出し、該小薄片の片面を剥離剤（三彩化工（株）製、商品名ネオリバー＃３４６）で処理して、小薄片の片面からアンダーコート層を剥離し、剥離前後の質量差に基づいて算出した。Ｃｕ集電部材から１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさの小薄片を切り出した。この小薄片をＣｕ集電体とした。【００９０】
実施例１０
アンダーコート層用塗工液の調製において、アセチレンブラックを黒鉛（Ｔｉｍｃａｌ  Ｌｔｄ製、商品名Ｃ−ＮＥＲＧＹ  ＫＳ６Ｌ）に変えた他は、実施例１と同じ手法にてリチウムイオン二次電池を製造し、評価を行った。結果を表１に示す。【００９１】
実施例１１
アンダーコート層用塗工液の調製において、アセチレンブラックをカーボンナノチューブ（昭和電工（株）製、商品名ＶＧＣＦ−Ｈ）に変えた他は、実施例１と同じ手法にてリチウムイオン二次電池を製造し、評価を行った。結果を表１に示す。【００９２】
比較例１
アンダーコート層用塗工液の固形分濃度を調整して片面あたりの目付量を４．８ｇ／ｍ2に変えた他は、実施例１と同じ手法にてリチウムイオン二次電池を製造し、評価を行った。結果を表１に示す。【００９３】
比較例２
アンダーコート層用塗工液の固形分濃度を調整して片面あたりの目付量を８．９ｇ／ｍ2に変えた他は、実施例１と同じ手法にてリチウムイオン二次電池を製造し、評価を行った。結果を表１に示す。【００９４】
比較例３
正極電極板の製造においてＡｌ集電体の代わりに厚さ２０μｍのアルミニウム箔（Ａ１Ｎ３０材）を用いた他は、実施例１と同じ手法にてリチウムイオン二次電池を製造し、評価を行った。結果を表１に示す。【００９５】
【表１】
0005468714.tif 000002
【００９６】
実施例１２
＜電気二重層キャパシタの製造＞
活性炭（クラレケミカル（株）製、商品名ＹＰ−５０Ｆ）１００質量部、アセチレンブラック（電気化学工業（株）製、商品名デンカブラック（粉状品））５質量部、スチレンブタジエンゴム（日本エイアンドエル（株）製、商品名ナルスターＳＲ−１０３）７．５質量部、カルボキシメチルセルロース（ダイセルファインケム（株）製、商品名ＣＭＣ  ＤＮ−１０Ｌ）２質量部、および純水２００質量部を混合してペーストを得た。Ａｌ集電体の一辺から幅１０ｍｍ×長さ１００ｍｍの縁部を除いて、Ａｌ集電体の両面にドクターブレード法にて前記ペーストを塗布した。その後、乾燥させ、プレスして、幅９０ｍｍ×長さ１００ｍｍ×厚さ８０μｍの電極層（活物質層）をＡｌ集電体の両面にそれぞれ形成させた。これを電気二重層キャパシタ用の電極板とした。アンダーコート層が露出し、電極層を形成させなかった、幅１０ｍｍ×長さ１００ｍｍの縁部をタブリード溶接部とした。【００９７】
電極板３１枚を用意し、１５枚を正極として、１６枚を負極として、図９に示すように一枚づつ交互に重ね、正極電極板と負極電極板との間にセパレータ（ニッポン高度紙工業（株）製、商品名ＴＦ４０）を挿入して、負極電極板が最外層となる電極板積層体を得た。【００９８】
次いで、アルミニウム製タブリード（Ａ１Ｎ３０−Ｈ製、厚さ０．５ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ３０ｍｍ）２枚を準備した。一枚のアルミニウム製タブリード（正極タブリード）と、電極板積層体の正極電極板のタブリード溶接部１５枚とを、超音波溶接機で接合した。溶接は、ホーンの先端角度９０度、圧力０．３ＭＰａ、周波数２０ｋＨｚおよび０．３秒間の条件で行った。ホーンの先端は２ｍｍ×１２ｍｍの長方形で、溶接面積は２４ｍｍ2であった。
別の一枚のアルミニウム製タブリード（負極タブリード）と、電極板積層体の負極電極板のタブリード溶接部１６枚とを、超音波溶接機で接合した。溶接は、ホーンの先端角度９０度、圧力０．３ＭＰａ、周波数２０ｋＨｚおよび０．３秒間の条件で行った。ホーンの先端は２ｍｍ×１２ｍｍの長方形で、溶接面積は２４ｍｍ2であった。【００９９】
得られた電極板積層体を正極タブリードおよび負極タブリードがそれぞれはみ出た状態にてアルミラミネート包材で覆い、３辺をシールして、１辺が開口された袋状にした。６０℃の真空乾燥機で水分を除去した。その後、有機電解液（富山薬品工業（株）製商品名ＬＩＰＡＳＴＥ−Ｐ／ＥＡＦＩＮ（１モル／リットル））を注ぎ入れ、真空雰囲気下で２４時間含浸させた。アルミラミネート包材の開口部を真空シーラーでシールして評価試験用の電気二重層キャパシタを製造した。【０１００】
＜電気二重層キャパシタの評価＞
（溶接強度の測定）
測定は卓上型材料試験機（（株）オリエンテック製、ＳＴＡ−１１５０）にて引張試験モードにて行った。評価試験用電気二重層キャパシタの正極タブリードとキャパシタ本体部とを各々チャックに挟んで固定し、５ｍｍ／ｍｉｎの速度で反対方向に引っ張り、破断するまでの最大荷重を測定し、それを溶接強度とした。なお、チャック間距離は５０ｍｍとし、タブリード溶接部がチャック間の中央に配置されるようにセットした。数値が大きいほど溶接強度が高いことを示す。結果を表２に示す。【０１０１】
（内部抵抗の測定）
評価試験用電気二重層キャパシタの内部抵抗は、インピーダンスメーター（日置電機（株）製、型式３５３２−８０）を用いてＡＣインピーダンス法で測定周波数１ｋＨｚにて測定した。なお、ＳＯＣ（充電状態）１００％の状態の値をもって内部抵抗とした。キャパシタ製造後の内部抵抗値を「初期値」として、結果を表２に示す。【０１０２】
（サイクル試験）
充放電装置（東洋システム株式会社製）を用いて、評価試験用電気二重層キャパシタに、電流密度１．５９ｍＡ／ｃｍ2にて、０〜２．５Ｖで充放電を５００サイクル行った。その後、内部抵抗を測定した。５００サイクル充放電後の内部抵抗値を「５００サイクル後」として、結果を表２に示す。【０１０３】
実施例１３
アンダーコート層用塗工液の固形分濃度を調整して片面あたりの目付量を１．２ｇ／ｍ2に変えた他は、実施例１２と同じ手法にて電気二重層キャパシタを製造し、評価を行った。結果を表２に示す。【０１０４】
実施例１４
アンダーコート層用塗工液の固形分濃度を調整して片面あたりの目付量を２．７ｇ／ｍ2に変えた他は、実施例１２と同じ手法にて電気二重層キャパシタを製造し、評価を行った。結果を表２に示す。【０１０５】
比較例４
アンダーコート層用塗工液の固形分濃度を調整して片面あたりの目付量を４．８ｇ／ｍ2に変えた他は、実施例１２と同じ手法にて電気二重層キャパシタを製造し、評価を行った。結果を表２に示す。【０１０６】
比較例５
アンダーコート層用塗工液の固形分濃度を調整して片面あたりの目付量を８．９ｇ／ｍ2に変えた他は、実施例１２と同じ手法にて電気二重層キャパシタを製造し、評価を行った。結果を表２に示す。【０１０７】
【表２】
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【符号の説明】
【０１０８】
１、１’  ：  電極板
２、２’  ：  金属箔
３、３’  ：  アンダーコート層
４、４’、４”  ：  活物質層
５ｎ、５ｎ’、５ｎ”  ：  負極タブリード
３ｎ、３ｎ’、３ｎ”  ：  負極のタブリード溶接部
５ｐ、５ｐ’、５ｐ”  ：  正極タブリード
３ｐ、３ｐ’、３ｐ”  ：  正極のタブリード溶接部
Ｓ、Ｓ’  ：  セパレータ
Ｎ、Ｎ’、Ｎ”  ：  負極
Ｐ、Ｐ’、Ｐ”  ：  正極
【要約】
一枚の金属タブリードと複数枚の電極板とからなる電極を少なくとも一つ有し、前記電極板が、金属箔と、金属箔の片面または両面に形成されたアンダーコート層と、アンダーコート層の表面に形成された活物質層とを有し、前記アンダーコート層は、炭素材料を含み且つ片面あたりの目付量が０．０１〜３ｇ／ｍ2であり、前記複数枚の電極板は、金属箔の厚さの合計が０．２〜２ｍｍで且つアンダーコート層が形成されている部分にて電極板どうしでおよび金属タブリードと溶接されている、蓄電デバイス。【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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