(57)【要約】【課題】負荷特性や低温特性を高めることのできる蓄電デバイスを提供する【解決手段】リチウムイオン電池１０は、正極シート１３と、負極シート１８と、正極シート１３と負極シート１８との間に設けられたセパレータ１９と、正極シート１３と負極シート１８の間を満たす電解液２０と、を備えたものである。このリチウムイオン電池１０において、正極シート１３、負極シート１８及びセパレータ１９には、それぞれ、規制部３３，３８，３９が形成されている。この規制部３３，３８，３９は、リチウムイオンを伝導可能でかつ電解液２０の面内方向の移動を規制するためのものであり、ポリマーを含んでいる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と、負極と、セパレータと、イオンを伝導する電解液と、を備え、
前記正極、前記負極及び前記セパレータより選ばれる１つ以上の部材は、ポリマーを含み前記電解液の面内方向の移動を規制する規制部が形成された形成領域及び前記規制部によって区画された複数の通過領域を備えており、
前記各部材において、前記通過領域は各々がその部材の機能を有する、
蓄電デバイス。
【請求項２】
前記規制部は、ゲルポリマーで形成されている、
請求項１に記載の蓄電デバイス。
【請求項３】
前記各部材において、前記通過領域の総面積をＡ（ｍｍ2）とし、前記形成領域の総面積をＢ（ｍｍ2）とすると、｛Ａ／（Ａ＋Ｂ）｝×１００で表される通過領域率が４０％以上９９．５％以下である、
請求項１又は２に記載の蓄電デバイス。
【請求項４】
前記通過領域は、前記規制部によってハニカム状に区画され、各区画の面積が０．１ｍｍ2以上３０００ｍｍ2以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電デバイス。
【請求項５】
前記通過領域は、前記規制部によって縞状に区画され、各縞の幅が２ｍｍ以上２０ｍｍ以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電デバイス。
【請求項６】
前記規制部は、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとが共重合したポリマーを含む、
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】
前記正極、前記負極及び前記セパレータはいずれも前記規制部を備えており、前記規制部は、前記正極、前記負極及び前記セパレータを重ねて用いるときに重なり合うように同一形状に形成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の蓄電デバイス。
【請求項８】
前記ポリマーは、熱可塑性を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の蓄電デバイス。
【請求項９】
正極と、負極と、セパレータと、イオンを伝導する電解液と、を備えた蓄電デバイスの製法であって、
前記正極、前記負極及び前記セパレータより選ばれる１つ以上の部材に、前記電解液の面内方向の移動を規制する規制部をポリマーにより形成して、前記規制部が形成された形成領域及び前記規制部によって区画された複数の通過領域を形成する形成工程、
を含む製法。
【請求項１０】
前記正極と前記負極とを前記セパレータを介して積層し、前記電解液を含浸させた後に全体を熱処理して前記ポリマーを前記電解液で膨潤させる膨潤工程、
を含む、請求項９に記載の製法。
【請求項１１】
前記形成工程では、前記各部材において、前記通過領域の総面積をＡ（ｍｍ2）とし、前記形成領域の総面積をＢ（ｍｍ2）とすると、｛Ａ／（Ａ＋Ｂ）｝×１００で表される通過領域率が４０％以上９９．５％以下となるように、前記規制部を形成する、
請求項９又は１０に記載の製法。
【請求項１２】
前記形成工程では、前記通過領域が、前記規制部によってハニカム状に区画され、各区画の面積が０．１ｍｍ2以上３０００ｍｍ2以下となるように、前記規制部を形成する、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の製法。
【請求項１３】
前記形成工程では、前記通過領域が、前記規制部によって縞状に区画され、各縞の幅が２ｍｍ以上２０ｍｍ以下となるように、前記規制部を形成する、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の製法。
【請求項１４】
前記ポリマーは、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとが共重合したポリマーである、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の製法。
【請求項１５】
前記形成工程では、前記正極、前記負極及び前記セパレータの全てに、前記正極、前記負極及び前記セパレータを重ねて用いるときに重なり合うように同一形状に前記規制部を形成する、請求項９〜１４のいずれか１項に記載の製法。
【請求項１６】
前記ポリマーは、熱可塑性を有する、請求項９〜１５のいずれか１項に記載の製法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電デバイス及びその製法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、正極と負極との間に介在する電解質として、固体電解質を用いた蓄電デバイスが知られている。しかしながら、固体電解質は、電極との密着性が良くないことなどに起因して、負荷特性や低温特性が低いという問題がある。こうした問題を解決するために、例えば、固体電解質として、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンのブロック共重合体をマトリクス高分子として含有するものを用いることが提案されている（特許文献１参照）。こうしたものでは、ブロック共重合体の膜が、機械的な強靱性と高い溶媒保持能力を有し、これを固体電解質のマトリクス高分子とすることで、密着強度、負荷特性、低温特性が大幅に改善されるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３１２５３６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、上述した特許文献１のものでは、負荷特性や低温特性をある程度確保可能であるとされているものの、電解液を用いた場合と比較すると、負荷特性や低温特性は低かった。このため、蓄電デバイスにおいて、負荷特性や低温特性の低下を抑制することが望まれていた。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、負荷特性や低温特性の低下をより抑制することのできる蓄電デバイスを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的を達成するために、本発明者らは、正極、負極、セパレータなどを、特許文献１のマトリクス高分子のようなポリマーにより区画し、電解液を注入して蓄電デバイスを作製した。そして、こうした蓄電デバイスでは、負荷特性や低温特性の低下を抑制できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明の蓄電デバイスは、
正極と、負極と、セパレータと、イオンを伝導する電解液と、を備え、
前記正極、前記負極及び前記セパレータより選ばれる１つ以上の部材は、ポリマーを含み前記電解液の面内方向の移動を規制する規制部が形成された形成領域及び前記規制部によって区画された複数の通過領域を備えており、
前記各部材において、前記通過領域は各々がその部材の機能を有するものである。
【０００８】
この蓄電デバイスでは、負荷特性や低温特性の低下を抑制することができる。このような効果が得られる理由は、以下のように推察される。すなわち、単に特許文献１のマトリクス高分子のようなポリマーに電解液を組み合わせて用いた場合には、電解液やそこに含まれるイオンが、正極、負極、セパレータなどの部材の内部や表面において面内方向で自由に移動する。そうすると、面内方向でイオンの濃度分布が生じるなどして反応が不均一となり、それによって蓄電デバイスの負荷特性や低温特性が低下すると考えられる。これに対して、本発明の蓄電デバイスでは、ポリマーを含む規制部によって電解液の面内方向の移動が規制されるため、電解液の移動に起因する不均一反応などが抑制され、負荷特性や低温特性の低下を抑制することができると考えられる。また、規制部に用いるポリマーは柔軟性を有するため、部材同士の密着性を高めることができ、負荷特性や低温特性の低下を抑制するのに適していると考えられる。また、規制部に用いるポリマーは、比較的容易に形成でき、その形状制御も容易であるため、負荷特性や低温特性の低下を抑制するのに適していると考えられる。
【０００９】
本発明の蓄電デバイスの製法は、
正極と、負極と、セパレータと、イオンを伝導する電解液と、を備えた蓄電デバイスの製法であって、
前記正極、前記負極及び前記セパレータより選ばれる１つ以上の部材に、前記電解液の面内方向の移動を規制する規制部をポリマーにより形成して、前記規制部が形成された形成領域及び前記規制部によって区画された複数の通過領域を形成する形成工程、
を含むものである。
【００１０】
この製法では、上述した蓄電デバイスを比較的容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】リチウムイオン電池１０の概略の一例を示す模式図。
【図２】正極シート１３における規制部の概略の一例を示す模式図。
【図３】負極シート１８における規制部の概略の一例を示す模式図。
【図４】セパレータ１９における規制部の概略の一例を示す模式図。
【図５】各部材における規制部の概略の一例を示す模式図。
【図６】各部材における規制部の概略の一例を示す模式図。
【図７】通過領域率と初期容量×容量維持率／１００との関係を表すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下では、本発明の蓄電デバイスの一実施形態について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態であるリチウムイオン電池１０の概略の一例を示す模式図である。また、図２〜４は、リチウムイオン電池１０の各部材における規制部の概略の一例を示す模式図である。
【００１３】
リチウムイオン電池１０は、正極シート１３と、負極シート１８と、正極シート１３と負極シート１８との間に設けられたセパレータ１９と、正極シート１３と負極シート１８の間を満たす電解液２０と、を備えたものである。このリチウムイオン電池１０において、正極シート１３、負極シート１８及びセパレータ１９には、それぞれ、規制部３３，３８，３９が形成されている。この規制部３３，３８，３９は、電解液２０の面内方向の移動を規制するものであり、ポリマーを含んでいる。このリチウムイオン電池１０は、正極シート１３と負極シート１８との間にセパレータ１９を挟み、これらを複数積層して捲回し円筒ケース２２に挿入し、正極シート１３に接続された正極端子２４と負極シート１８に接続された負極端子２６とを配設して形成されている。
【００１４】
正極シート１３は、集電体１２の表面に、正極活物質を含む活物質層１１が形成されたものである。活物質層１１は、例えば、空孔率が１５％以上５０％以下となるように形成されていてもよい。この正極シート１３は、例えば正極活物質と導電材と結着材とを混合し、適当な溶剤を加えてペースト状の正極合材としたものを、集電体１２の表面に塗布乾燥し、必要に応じて電極密度を高めるべく圧縮して形成してもよい。正極活物質としては、遷移金属元素を含む硫化物や、リチウムと遷移金属元素とを含む酸化物などを用いることができる。具体的には、ＴｉＳ2、ＴｉＳ3、ＭｏＳ3、ＦｅＳ2などの遷移金属硫化物、基本組成式がＬｉ(1-x)ＭｎＯ2（０＜ｘ＜１など、以下同じ）、Ｌｉ(1-x)Ｍｎ2Ｏ4などであるリチウムマンガン複合酸化物、基本組成式がＬｉ(1-x)ＣｏＯ2などであるリチウムコバルト複合酸化物、基本組成式がＬｉ(1-x)ＮｉＯ2などであるリチウムニッケル複合酸化物、基本組成式がＬｉＶ2Ｏ3などであるリチウムバナジウム複合酸化物、Ｖ2Ｏ5などの遷移金属酸化物などを用いることができる。これらのうち、リチウムの遷移金属複合酸化物、例えば、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎＯ2、ＬｉＶ2Ｏ3などが好ましい。なお、基本組成式とは、元素の一部が他の元素で置換されていてもよいし、欠損されていてもよいし、過剰であってもよいことを示す趣旨である。導電材は、正極の電池性能に悪影響を及ぼさない電子伝導性材料であれば特に限定されず、例えば、天然黒鉛（鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛）や人造黒鉛などの黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンウィスカ、ニードルコークス、炭素繊維、金属（銅、ニッケル、アルミニウム、銀、金など）などの１種又は２種以上を混合したものを用いることができる。これらの中で、導電材としては、電子伝導性及び塗工性の観点より、カーボンブラック及びアセチレンブラックが好ましい。結着材は、活物質粒子及び導電材粒子を繋ぎ止める役割を果たすものであり、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、或いはポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、エチレン−プロピレン−ジエンマー（ＥＰＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、天然ブチルゴム（ＮＢＲ）等を単独で、あるいは２種以上の混合物として用いることができる。また、水系バインダーであるセルロース系やスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）の水分散体等を用いることもできる。正極活物質、導電材、結着材を分散させる溶剤としては、例えばＮ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアミン、エチレンオキシド、テトラヒドロフランなどの有機溶剤を用いることができる。また、水に分散剤、増粘剤等を加え、ＳＢＲなどのラテックスで活物質をスラリー化してもよい。増粘剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロースなどの多糖類を単独で、あるいは２種以上の混合物として用いることができる。塗布方法としては、例えば、アプリケータロールなどのローラコーティング、ス���リーンコーティング、ドクターブレイド方式、スピンコーティング、バーコータなどが挙げられ、これらのいずれかを用いて任意の厚さ・形状とすることができる。集電体としては、アルミニウム、チタン、スレンレス鋼、ニッケル、鉄、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラスなどのほか、接着性、導電性及び耐酸化性向上の目的で、アルミニウムや銅などの表面をカーボン、ニッケル、チタンや銀などで処理したものを用いることができる。これらについては、表面を酸化処理することも可能である。集電体の形状については、箔状、フィルム状、シート上、ネット上、パンチ又はエキスパンドされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群の形成体などが挙げられる。集電体の厚さは、例えば１〜５００μｍとすることができる。
【００１５】
負極シート１８は、集電体１７の表面に、負極活物質を含む活物質層１４が形成されたものである。活物質層１４は、例えば、空孔率が１５％以上５０％以下となるように形成されていてもよい。この負極シート１８は、例えば負極活物質と導電材と結着材とを混合し、適当な溶剤を加えてペースト状の負極合材としたものを、集電体１７の表面に塗布乾燥し、必要に応じて電極密度を高めるべく圧縮して形成してもよい。負極活物質としては、リチウム、リチウム合金、スズ化合物などの無機化合物、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素質材料、導電性ポリマーなどが挙げられるが、このうち炭素質材料が安全性の面から見て好ましい。この炭素質材料は、特に限定されるものではないが、コークス類、ガラス状炭素類、グラファイト類、難黒鉛化性炭素類、熱分解炭素類、炭素繊維などが挙げられる。このうち、人造黒鉛、天然黒鉛などのグラファイト類が、金属リチウムに近い作動電位を有し、高い作動電圧での充放電が可能であり電解質塩としてリチウム塩を使用した場合に自己放電を抑え、且つ充電時における不可逆容量を少なくできるため、好ましい。また、負極に用いられる導電材、結着材、溶剤などは、それぞれ正極で例示したものを用いることができる。集電体としては、銅、ニッケル、ステンレス鋼、チタン、アルミニウム、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラス、Ａｌ−Ｃｄ合金などのほか、接着性、導電性及び耐還元性向上の目的で、例えば銅などの表面をカーボン、ニッケル、チタンや銀などで処理したものも用いることができる。これらについては、表面を酸化処理することも可能である。集電体の形状や厚さは、それぞれ正極で例示したものとすることができる。
【００１６】
セパレータ１９は、電池の使用範囲に耐えうる材質であれば特に限定されずに用いることができ、優れたレート特性を示す多孔膜や不織布などを単独又は併用することが好ましい。セパレータ１９は、例えば、空孔率が１０％以上８０％以下であるものとしてもよい。このセパレータ１９は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−パーフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−フルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロアセトン共重合体、フッ化ビニリデン−エチレン共重合体、フッ化ビニリデン−プロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体及びフッ化ビニリデン−エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体などのフッ素系樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエチレンオキシド及びポリプロピレンオキシドなどのポリエーテル類、カルボキシルメチルセルロースやヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類、ポリ（メタ）アクリル酸及びその他のエステル類を主体とする高分子化合物やその誘導体、これらの共重合体や混合物からなるフィルムなどが挙げられる。また、これらは単独で用いてもよいし、複合して用いてもよい。また、これらのフィルムには、例えばイオンの伝導性を高める添加剤や強度・耐食性を高めるような種々の添加剤を添加してもよい。この微多孔フィルムのうち、ポリエチレンやポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホンなどが好ましく用いられる。
【００１７】
電解液２０は、支持塩を含む非水電解液などを用いることができる。非水電解液の溶媒としては、カーボネート類、エステル類、エーテル類、ニトリル類、フラン類、スルホラン類及びジオキソラン類などが挙げられ、これらを単独又は混合して用いることができる。具体的には、カーボネート類としてエチレンカーボネートやプロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ブチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネートなどの環状カーボネート類や、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチル−ｎ−ブチルカーボネート、メチル−ｔ−ブチルカーボネート、ジ−ｉ−プロピルカーボネート、ｔ−ブチル−ｉ−プロピルカーボネートなどの鎖状カーボネート類、γ−ブチルラクトン、γ−バレロラクトンなどの環状エステル類、ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酪酸メチルなどの鎖状エステル類、ジメトキシエタン、エトキシメトキシエタン、ジエトキシエタンなどのエーテル類、アセトニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル類、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、などのフラン類、スルホラン、テトラメチルスルホランなどのスルホラン類、１，３−ジオキソラン、メチルジオキソランなどのジオキソラン類などが挙げられる。このうち、環状カーボネート類と鎖状カーボネート類との組み合わせが好ましい。この組み合わせによると、充放電の繰り返しでの電池特性を表すサイクル特性が優れているばかりでなく、電解液の粘度、得られる電池の電気容量、電池出力などをバランスの取れたものとすることができる。なお、環状カーボネート類は、比誘電率が比較的高く、電解液の誘電率を高めていると考えられ、鎖状カーボネート類は、電解液の粘度を抑えていると考えられる。支持塩としては、例えば、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2、ＬｉＣ（ＣＦ3ＳＯ2）3、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＳｉＦ6、ＬｉＡｌＦ4、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＣｌ、ＬｉＦ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＡｌＣｌ4などが挙げられる。このうち、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣｌＯ4などの無機塩、及びＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2、ＬｉＣ（ＣＦ3ＳＯ2）3などの有機塩からなる群より選ばれる１種又は２種以上の塩を組み合わせて用いることが電気特性の点から見て好ましい。この電解質塩は、非水電解液中の濃度が０．１ｍｏｌ／Ｌ以上５ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、０．５ｍｏｌ／Ｌ以上２ｍｏｌ／Ｌ以下であることがより好ましい。電解質塩の濃度が０．１ｍｏｌ／Ｌ以上では、十分な電流密度を得ることができ、５ｍｏｌ／Ｌ以下では、電解液をより安定させることができる。また、この非水電解液には、リン系、ハロゲン系などの難燃剤を添加してもよい。
【００１８】
規制部３３は、正極シート１３の内部及び表面に形成されている。具体的には、正極シート１３を断面視すると、図１に示すように、集電体表面１２ａを底とし活物質層表面１１ａからわずかにはみ出して規制部３３が形成されている。また、正極シート１３を活物質層表面１１ａ側から見ると、図２に示すように、活物質層１１をハニカム状に区画するように規制部３３が形成されている。ここでは、規制部３３が形成された領域を形成領域とし、規制部３３によって区画された領域を通過領域とする。通過領域は、活物質層１１で満たされており、単独で正極としての機能を有している。この通過領域において、各区画の形状は、三角形、四角形、五角形、六角形などの多角形としてもよいし、円形や楕円形などとしてもよいし、その他の形状としてもよい。各区画のピッチＬは０．５ｍｍ以上であることが好ましく、１ｍｍ以上であることが好ましく、２ｍｍ以上であることがより好ましい。通過領域の面積をある程度確保できるからである。このピッチＬは、１００ｍｍ以下であることが好ましく、５０ｍｍ以下であることがより好ましく、２０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。電解液の面内方向の移動を十分に規制することができるからである。通過領域の各区画の面積ａは、０．１ｍｍ2以上であることが好ましく、０．５ｍｍ2以上であることがより好ましく、２０ｍｍ2以上であることがより好ましい。この各区画の面積ａは、３０００ｍｍ2以下であることが好ましく、２５００ｍｍ2以下であることがより好ましく、１０００ｍｍ2以下であることがさらに好ましい。負荷特性や低温特性の低下を十分に抑制できるからである。形成領域は、幅Ｄが、０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．２ｍｍ以上であることがより好ましい。電解液の面内方向の移動を規制するのに十分な幅の規制部３３が形成されるからである。この形成領域の幅は、５ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以下であることがより好ましく、２ｍｍ以下であることがさらに好ましい。通過領域の面積をある程度確保できるからである。ここで、通過領域の総面積をＡ（ｍｍ2）とし、形成領域の総面積をＢ（ｍｍ2）とすると、｛Ａ／（Ａ＋Ｂ）｝×１００で表される通過領域率が、４０％以上であることが好ましく、４５％以上であることがより好ましく、８０％以上であることがさらに好ましい。また、この通過領域率は、９９．５％以下であるであることが好ましく、９９．２％以下であることがより好ましく、９９％以下であることがさらに好ましい。低温特性や負荷特性の低下をより抑制できるからである。
【００１９】
この規制部３３は、ポリマーを含むものであればよいが、有機溶媒によって膨潤したゲルポリマーであることが好ましい。ゲルポリマーであれば、セパレータ１９などの他の部材との接着性や密着性をより高めることができるからである。有機溶媒としては、電解液２０で例示した各種溶媒などを用いることができる。この規制部３３は、上述した電解液２０によって膨潤したものであることが好ましい。この規制部３３は、イオン伝導性を有するものとしてもよい。イオン伝導性を有するものであれば、規制部もイオンを伝導する媒体として機能するため、イオン伝導性を有さないものを規制部とした場合に比して、容量や出力を高めることができる。
【００２０】
この規制部３３に含まれるポリマーの種類は特に限定されるものではないが、例えば、フッ素系のポリマーが挙げられる。フッ素系のポリマーとしては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）や、ＰＶｄＦ系共重合体、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ＰＴＦＥ系共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）などが挙げられる。ＰＶｄＦ系共重合体としては、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（Ｐ（ＶＤＦ−ＨＦＰ））、フッ化ビニリデン−パーフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−フルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロアセトン共重合体、フッ化ビニリデン−エチレン共重合体、フッ化ビニリデン−プロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体及びフッ化ビニリデン−エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体などが挙げられる。ＰＴＦＥ系の共重合体としては、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）などが挙げられる。こうしたフッ素系のポリマーのうち、部分的にフッ素化されたフッ化物系のポリマーは、耐薬品性、耐溶剤性、耐熱性などに優れており、変質しにくいため好ましい。また、ＰＶｄＦやＰＶｄＦ系共重合体は、微孔を有しているが、膨潤性が高いためゲルポリマーを形成しやすく、ゲル化によって微孔が塞がれるなどして、電解液の面内方向の移動を規制するという規制部の機能をより高めることができる。また、ＰＶｄＦやＰＶｄＦ系共重合体は、熱可塑性であるため、形成が容易であるし、加熱によって部材同士の密着性を容易に高めることができる。なかでもＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）が好適であり、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとがブロック共重合したものであることがより好ましい。規制部３３に含まれるポリマーの種類は、上述したフッ素系のポリマーのほか、例えば、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリアクリルアミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）及びポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）などのポリエーテル類、カルボキシルメチルセルロースやヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類、ポリ（メタ）アクリル酸及びその他のエステル類を主体とする高分子化合物やその誘導体、これらの共重合体や混合物としてもよい。また、規制部に含まれるポリマーは、シリカ粒子などを添加して、強度を高めてもよい。
【００２１】
この規制部３３に含まれるポリマーは、例えば、正極の結着材を構成する化合物の構造の一部を含むものとしてもよい。例えば、正極シート１３において、結着材としてＰＶｄＦを用いたものである場合、ＰＶｄＦやＰＶｄＦ系共重合体を含むものとしてもよい。こうしたものでは、正極シート１３との親和性が高く、正極シート１３の規制部３３の形成を容易にすることができる。このとき、活物質層１１のポリマー濃度（ＣA）に対する規制部３３が形成されている部分のポリマー濃度（ＣB）の比である濃度比（ＣB／ＣA）は、１．４以上であることが好ましい。ここで、濃度比は、例えば、電極の断面についてＥＰＭＡでフッ素の濃度を測定し、そのときのフッ素濃度の比として求めるものとしてもよい。
【００２２】
この規制部３３は、正極シート１３に規制部のもととなる液体を接触させて形成されたものとしてもよい。こうしたものでは、比較的容易に規制部を形成することができる。規制部のもととなる液体は、特に限定されるものではないが、例えば、規制部に含まれるポリマーを溶媒に溶解したものとしてもよい。溶媒は、ゲルポリマーを構成する有機溶媒としてもよい。また、規制部のもととなる液体は、ポリマーが熱可塑性のものである場合には、加温して粘度を低下させたものとしてもよい。規制部を形成する際には、規制部のもととなる液体を各部材の表面に塗布したり滴下して表面から接触させるものとしてもよい。また、接触後、減圧下に部材を載置したり、塗布面とは反対側の面から吸引したりすることによって、部材の内部まで規制部のもととなる液体を各部材の内部に含浸させるものとしてもよい。
【００２３】
規制部３８は、負極シート１８の内部及び表面に形成されている。具体的には、負極シート１８を断面視すると、図１に示すように、集電体表面１７ａを底とし活物質層表面１４ａからわずかにはみ出して規制部３８が形成されている。また、負極シート１８を活物質層表面１４ａ側から見ると、図３に示すように、活物質層１４をハニカム状に区画するように規制部３８が形成されている。ここでは、規制部３８が形成された領域を形成領域とし、規制部３８によって区画された領域を通過領域とする。通過領域は、活物質層１４で満たされており、単独で負極としての機能を有している。ここで、通過領域における各区画の形状、ピッチＬ、面積ａや、形成領域の幅Ｄ、通過領域率については、規制部３３について例示したものとすることができる。
【００２４】
この規制部３８は、ポリマーを含むものであればよいが、有機溶媒によって膨潤したゲルポリマーであることが好ましい。ゲルポリマーであれば、セパレータ１９などの他の部材との接着性や密着性をより高めることができるからである。有機溶媒としては、電解液２０で例示した各種溶媒などを用いることができる。この規制部３８は、上述した電解液２０によって膨潤したものであることが好ましい。この規制部３８は、イオン伝導性を有するものとしてもよい。イオン伝導性を有するものであれば、規制部もイオンを伝導する媒体として機能するため、イオン伝導性を有さないものを規制部とした場合に比して、容量や出力を高めることができる。
【００２５】
この規制部３８に含まれるポリマーの種類は特に限定されるものではないが、規制部３３において例示したもの等が挙げられる。この規制部３８に含まれるポリマーは、例えば、負極の結着材を構成する化合物の構造の一部を含むものとしてもよい。例えば、負極シート１８において、結着材としてＰＶｄＦを用いたものである場合、ＰＶｄＦやＰＶｄＦ系共重合体を含むものとしてもよい。こうしたものでは、負極シート１８との親和性が高く、負極シート１８の規制部３８の形成を容易にすることができる。このとき、活物質層１４のポリマー濃度（ＣA）に対する規制部３８が形成されている部分のポリマー濃度（ＣB）の比である濃度比（ＣB／ＣA）は、１．４以上であることが好ましい。ここで、濃度比は、例えば、電極断面についてＥＰＭＡでフッ素の濃度を測定し、そのときのフッ素濃度の比として求めるものとしてもよい。
【００２６】
この規制部３８は、負極シート１８に規制部のもととなる液体を接触させて形成されたものとしてもよい。こうしたものでは、比較的容易に規制部を形成することができる。規制部のもととなる液体や、その形成方法については、規制部３３で例示したものとすることができる。
【００２７】
規制部３９は、セパレータ１９の内部及び表面に形成されている。具体的には、セパレータ１９を断面視すると、図１に示すように、セパレータを貫通し、セパレータ表面１９ａからわずかにはみ出して規制部３９が形成されている。また、セパレータ１９をセパレータ表面１９ａ側から見ると、図４に示すように、セパレータ１９をハニカム状に区画するように規制部３９が形成されている。ここでは、規制部３９が形成された領域を形成領域とし、規制部３９によって区画された領域を通過領域とする。通過領域は、セパレータ１９の材質で満たされており、単独でセパレータとしての機能を有している。ここで、通過領域における区画の形状、ピッチＬ、面積ａや、形成領域の幅Ｄ、通過領域率については、規制部３３について例示したものとすることができる。
【００２８】
この規制部３９は、ポリマーを含むものであればよいが、有機溶媒によって膨潤したゲルポリマーであることが好ましい。ゲルポリマーであれば、正極シート１３や負極シート１８などの他の部材との接着性や密着性をより高めることができるからである。有機溶媒としては、電解液２０で例示した各種溶媒などを用いることができる。この規制部３９は、上述した電解液２０によって膨潤したものであることが好ましい。この規制部３９は、イオン伝導性を有するものとしてもよい。イオン伝導性を有するものであれば、規制部もイオンを伝導する媒体として機能するため、イオン伝導性を有さないものを規制部とした場合に比して、容量や出力を高めることができる。規制部３９に含まれるポリマーの種類は、規制部３３について例示したものとすることができる。
【００２９】
この規制部３９は、セパレータ１９に規制部のもととなる液体を接触させて形成されたものとしてもよい。こうしたものでは、比較的容易に規制部を形成することができる。規制部のもととなる液体や、その形成方法については、規制部３３で例示したものとすることができる。
【００３０】
規制部３３，３８，３９は、正極シート１３、負極シート１８、セパレータ１９を重ねて用いるときに重なり合うように同一形状に形成することが好ましい。こうすれば、イオンの面内方向の移動を効率的に抑制でき、それに起因する負荷特性や低温特性の低下をより抑制できる。
【００３１】
このリチウムイオン電池１０では、ポリマーを含む規制部３３，３８，３９によって電解液の面内方向の移動が規制されるため、電解液の移動に起因する不均一反応などが抑制され、負荷特性（特にハイレート耐久性）や低温特性の低下を抑制することができる。また、規制部に用いるポリマーは柔軟性を有するため、部材同士の密着性を高めることができ、負荷特性や低温特性の低下を抑制するのに適している。また、規制部に用いるポリマーは、比較的容易に形成でき、その形状制御も容易であるため、負荷特性や低温特性の低下を抑制するのに適している。
【００３２】
次に、リチウム電池１０の製造方法について説明する。この製造方法は、（ａ）ポリマーを含む規制部を形成する形成工程と、（ｂ）ポリマーを電解液で膨潤させる膨潤工程とを含むものである。
【００３３】
（ａ）形成工程
この工程では、正極シート１３、負極シート１８及びセパレータ１９に、それぞれ、面内方向の移動を規制する規制部をポリマーにより形成して、規制部が形成された形成領域及び規制部によって区画された複数の通過領域を形成する。規制部は、例えば、ポリマーを含む液体を各部材に接触させて形成してもよい。ポリマーを含む液体は、特に限定されるものではないが、例えば、規制部を形成するポリマーを溶媒に溶解したものとしてもよい。溶媒は、上述したゲルポリマーを構成する有機溶媒としてもよいし、その他のものとしてもよい。また、ポリマーを含む液体は、ポリマーが熱可塑性のものである場合には、加温して粘度を低下させたものとしてもよい。規制部を形成する際には、ポリマーを含む液体を各部材の表面に塗布したり滴下して表面から接触させるものとしてもよい。また、接触後、減圧下に部材を載置したり、塗布面とは反対側の面から吸引したりすることによって、部材の内部まで規制部のもととなる液体を各部材の内部に含浸させるものとしてもよい。
【００３４】
この形成工程で形成する規制部の材質や、形成領域や通過領域の形状、寸法などは、リチウムイオン電池１０について例示したものを採用することができる。例えば、この形成工程では、各部材において、通過領域の総面積をＡ（ｍｍ2）とし、形成領域の総面積をＢ（ｍｍ2）とすると、｛Ａ／（Ａ＋Ｂ）｝×１００で表される通過領域率が４０％以上９９．５％以下となるように、規制部を形成することが好ましい。また、通過領域が、規制部によってハニカム状に区画され、各区画の面積が０．１ｍｍ2以上３０００ｍｍ2以下となるように、規制部を形成することが好ましい。また、規制部を形成するポリマーは、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとが共重合したポリマーであることが好ましい。また、正極シート１３、負極シート１８及びセパレータ１９の全てに、正極シート１３、負極シート１８及びセパレータ１９を重ねて用いるときに重なり合うように同一形状に規制部３３，３８，３９を形成することが好ましい。また、規制部を形成するポリマーは、熱可塑性を有することが好ましい。
【００３５】
（ｂ）膨潤工程
この工程では、ポリマーを形成した正極シート１３と負極シート１８とをセパレータ１９を介して積層し、電解液２０を含浸させた後に全体を熱処理してポリマーを電解液２０で膨潤させる。熱処理温度は、膨潤に適した温度であればよく、例えば、７０℃以上１００℃以下とすることができる。
【００３６】
この製造方法では、ポリマーを用いて規制部を形成し、これに電解液を含浸させてゲル化することによって規制部を形成する。このため、比較的容易に規制部を形成することができる。また、膨潤に際して熱処理することにより、正極シート１３とセパレータ１９との間や負極シート１８とセパレータ１９との間の接着性や密着性を高めることができる。
【００３７】
ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の正極シート１３が本発明の正極に相当し、負極シート１８が負極に相当し、セパレータ１９がセパレータに相当し、電解液２０が電解液に相当し、規制部３３，３８，３９が規制部に相当する。
【００３８】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００３９】
例えば、上述した実施形態では、蓄電デバイスは、リチウムイオン電池としたが、これに限定されない。例えば、電解液を用いた電池であれば、稼働イオン種を問わない。例えば、ナトリウムイオンやカリウムイオンなどのアルカリ金属イオン電池としてもよいし、カルシウムイオンやマグネシウムイオンなどのアルカリ土類金属イオン電池としてもよい。また、Ｎｉ−ＭＨ電池などに適用してもい。また、電池に限定されず、例えば、キャパシタなどとしてもよい。また、上述した実施形態では、蓄電デバイスは、捲回型のものとしたが、コイン型、ボタン型、シート型、積層型、円筒型、偏平型、角型などとしてもよい。また、電気自動車等に用いる大型のものなどに適用してもよい。
【００４０】
上述した実施形態では、正極シート１３、負極シート１８、セパレータ１９の全てに規制部が設けられているものとしたが、これらのうち少なくとも１つに規制部が設けられていればよい。また、正極シート１３や負極シート１８、セパレータ１９の内部及び表面に規制部が設けられているものとしたが、内部だけに規制部が設けられていてもよいし、表面のみに規制部が設けられていてもよい。こうしても、負荷特性や低温特性を向上することができる。
【００４１】
上述した実施形態では、通過領域は、規制部３３，３８，３９によってハニカム状に区画されたものとしたが、これに限定されない。例えば、図５に示すような縦縞状や、図６に示すような横縞状に区画されたものとしてもよい。このとき、各縞のピッチＬは、０．５ｍｍ以上であることが好ましく、１ｍｍ以上であることが好ましく、２ｍｍ以上であることがより好ましい。通過領域の幅をある程度確保できるからである。このピッチＬは、１００ｍｍ以下であることが好ましく、５０ｍｍ以下であることがより好ましく、２０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。電解液の面内幅方向の移動を規制することができるからである。各縞の幅ｂは、ピッチＬと形成領域の幅Ｄの差から求めることができるが、例えば、各縞の幅ｂは、２ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。なお、通過領域における形成領域の幅Ｄや通過領域率については、ハニカム状の場合と同様にすることができる。
【００４２】
上述した実施形態では、リチウムイオン電池１０の製造方法は、形成工程と膨潤工程とを含むものとしたが、こうしたものに限定されない。例えば、膨潤工程を省略してもよい。こうしても、ポリマーが規制部としての機能を果たすことができる。また、膨潤性の高いポリマーを用いた場合には、膨潤工程（特に熱処理）を省略しても、リチウムイオン電池１０の電解液によってポリマーが膨潤される。また、ポリマー形成工程において、正極シート１３、負極シート１８及びセパレータ１９の全てにポリマーを形成するものとしたが、このうち１つ以上にポリマーを形成すればよい。
【実施例】
【００４３】
［実施例１］
（供試電池）
正極活物質として、ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2の層状構造リチウムニッケル複合酸化物を用いた。この正極活物質を８５質量％、導電材としてカーボンブラックを１０質量％、結着材としてポリフッ化ビニリデンを５質量％混合し、分散材としてＮ−メチル−２−ピロリドンを適量添加、分散してスラリー状正極合材とした。スラリー状正極合材を２０μｍ厚のアルミニウム箔集電体の両面に塗布し、乾燥させた。その後、ロールプレスで正極合材部の密度を２．５ｇ／ｃｍ3に高密度化し、５４ｍｍ幅×４５０ｍｍ長の形状に切り出したものを正極シートとした。なお、正極活物質の片面当たりの付着量は、７ｍｇ／ｃｍ2程度であった。また、この電極について、膜厚・合材部重量・組成比・各真密度によって空孔率を測定したところ、空孔率は約４０％であった。この正極シート電極の両面に、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体（Ｐ（ＶｄＦ−ＨＦＰ））をジメチルカーボネート（ＤＭＣ）で加熱溶解させた溶液を図１の形成領域に塗布した。未塗布部面積／電極面積の面積比率（通過領域率）は９２．３％であった。塗布時は電極シートをホットプレート上に配置し、塗布後には減圧下に配置させて、Ｐ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）を電極膜厚方向深部にまで浸透させた。乾燥後にはＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）は正極シート表面から１μｍ程度凸状に盛り上がった形状であった。また、電極断面観察の結果、電極の奥部までＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）は正方形模様に分布していた。
【００４４】
負極活物質として球状天然黒鉛を用いた。上記負極活物質を９５質量％、結着材としてポリフッ化ビニリデンを５質量％混合し、分散材としてＮ−メチル−２−ピロリドンを適量添加、分散してスラリー状負極合材とした。スラリー状負極合材を１０μｍ厚の銅箔集電体の両面に塗布し、乾燥させた。その後、ロールプレスで負極合材密度を１．５ｇ／ｃｍ3に高密度化し、５６ｍｍ幅×５００ｍｍ長の形状に切り出したものを負極シートとした。なお、負極活物質の付着量は、片面当たり５ｍｇ／ｃｍ2程度である。この電極の空孔率は約４０％である。この負極シートの両面には、正極と同じようにＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）溶液を図２のように塗布、乾燥させた。
【００４５】
上記の正極シートと負極シートを５８ｍｍ幅で２５μｍ厚の空孔率４０％の多孔質ポリエチレン製セパレータを挟んで捲回しロール状電極体を作製した。このセパレータとしては、正負極と同じようにＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）溶液を図３のように塗布、乾燥させたものを用いた。なお、セパレータの場合は片側からのみの塗布とした。
【００４６】
このロール状電極体を１８６５０型円筒ケースに挿入し、非水電解液を含浸させた後に密閉して円筒型リチウムイオン二次電池を作製した。非水電解液には、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートを３０：７０体積％で混合した混合溶媒に、ＬｉＰＦ6を１Ｍの濃度で溶解したものを用いた。含浸後にはＣｕの溶出を防止するため速やかに充電し、セル電圧が３Ｖを示した時点で、一旦充電を停止して電池全体を８０℃に昇温して、電極、セパレータ中のＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）を電解液で膨潤させたのち室温に戻して、電極、セパレータ中のＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）をゲル電解質にした。
【００４７】
（充放電サイクル試験）
充放電サイクル試験は、０℃の温度条件下で、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ2（１０Ｃ相当のハイレート）の定電流で充電上限電圧４．１Ｖまで充電を行い、次いで電流密度１０ｍＡ／ｃｍ2の定電流で放電下限電圧３．０Ｖまで放電を行う充放電を１サイクルとし、このサイクルを合計２００サイクル行うものとした。そして、１サイクル目の放電容量を初期容量として、｛２００サイクル後の放電容量／初期放電容量｝×１００％という式を用いて、２００サイクル後の容量維持率を計算した。
【００４８】
［実施例２〜１０］
通過領域率が表１に示す値となるように規制部を形成した以外は、実施例１と同様にして実施例２〜１０の電池を作製し、充放電サイクル試験を行った。
【００４９】
［実施例１１〜１４］
正極シートのみに規制部を形成した以外は、実施例１と同様にして実施例１１の電池を作製し、充放電試験を行った。負極シートのみに規制部を形成した以外は、実施例１と同様にして実施例１２の電池を作製し、充放電試験を行った。セパレータのみに規制部を形成した以外は、実施例１と同様にして実施例１３の電池を作製し、充放電試験を行った。セパレータ表面のみに規制部を形成した以外は、実施例１と同様にして実施例１４の電池を作製し、充放電試験を行った。
【００５０】
［実施例１５，１６］
正極シート、負極シート、セパレータに設けた規制部の形状を図５に示すようにした以外は、実施例１と同様にして実施例１５の電池を作製し、充放電試験を行った。正極シート、負極シート、セパレータに設けた規制部の形状を図６に示すようにした以外は、実施例１と同様にして実施例１６の電池を作製し、充放電試験を行った。
【００５１】
［比較例１］
正極シート、負極シート、セパレータのいずれにも規制部を形成しなかった以外は、実施例１と同様にして比較例１の電池を作製し、充放電試験を行った。
【００５２】
［比較例２］
正極シート、負極シート、セパレータの全面に規制部を形成した以外は、実施例１と同様にして比較例２の電池を作製し、充放電試験を行った。
【００５３】
［実験結果］
各電池を０℃の温度条件下で２００サイクル充放電したときの、正極活物質当たりの初期容量及び容量維持率を表１に示した。また、表１には、初期容量×容量維持率／１００で表される値を示した。また、図７に通過領域率と、初期容量×容量維持率／１００の値との関係を示した。表１及び図７より、以下のことが分かった。通常の液系電池である比較例１では、初期容量が高いが、低温のハイレートサイクル充放電による容量劣化が大きかった。また、セパレータ全体にゲルを含浸させた比較例２では、低温のハイレート充電そのものができなかった。一方、電極やセパレータの一部にゲルを含浸させた実施例１〜１６では、初期容量と容量維持率を高いレベルで両立できた。ゲル含浸の模様は、縞状よりもハニカム状が好適であった。これは、電解液の液流れがハニカム状に区画された区画内で留まることに起因すると推察された。したがって、各区画の形状は、四角形でなくてもよく、例えば、三角形や五角形、六角形などの多角形でもよいし、円形や楕円形でもよいと推察された。また、通過領域率が４０％以上９９．５％以下であれば、初期容量×容量維持率／１００の値が６０ｍＡｈ／ｇ以上と好適であり、通過領域率が４５％以上９９．２％以下であれば、初期容量×容量維持率／１００の値が７０ｍＡｈ／ｇ以上とより好適であり、通過領域率が８０％以上９９％以下であれば初期容量×容量維持率／１００の値が９０ｍＡｈ／ｇ以上とさらに好適であることがわかった。また、通過領域率が同じである場合、各区画面積ａは、小さいほうが、初期容量と容量維持率をより高いレベルで両立できた。また、ゲルの塗布は、正極、負極、セパレータの全てに施すことが好ましいが、正極のみ、負極のみ、セパレータのみ、セパレータ表面のみとした場合でも、初期容量と容量維持率を高いレベルで両立する効果が得られた。このことから、充放電時に電解液が面内方向に流れる部位が、正極内、負極内、セパレータ内及びセパレータと電極界面であることに起因し、これらのどれか一つでも流れを抑制することができれば、初期容量と容量維持率を高いレベルで両立する効果が得られることがわかった。
【００５４】
【表１】
2014229544.tif 000003
【００５５】
また、ゲルを塗布した電極／セパレータ界面は、ピールテストによる接着強度評価において、電極／セパレータ界面では剥離せず、電極／集電箔界面で剥離した。このことから、ゲルにより強固に接着していることがわかった。従ってゲルを用いることで、加圧拘束しなくとも、良好な充放電が可能であることがわかった。また、今回は、ゲルポリマーで効果を検証したが、本質的には、電解液と活物質との反応をなるべく阻害せず、電解液の流れを抑制することができれば、同様の効果が得られるため、Ｐ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）以外のゲルポリマーでも良く、ゲルポリマー以外のポリマー単体でもよいと推察された。
【００５６】
また、正極及び負極は、活物質、導電材を集電体に結着させるためにポリマーをバインダとして使用している。そのために、電極中には２〜５質量％程度のポリマーが分散している。今回はこの電極中にゲルポリマーを局部的に配置させて電解液の流動を抑制した。ゲルポリマーは電解液を９０〜９８％程度含んだ膨潤状態のポリマーである。したがって、電極中のポリマー濃度分布という観点から電極中のゲル塗布部と未塗布部を分別すると、ゲル未塗布部のポリマー濃度（ＣA）に対するゲル塗布部のポリマー濃度（ＣB）の比である濃度比（ＣB／ＣA）は１．４以上ということになる。なお、このことは、ＥＰＭＡでフッ素濃度を測定し、その時のフッ素濃度の比を求めることによって確認した。
【００５７】
また、今回は、リチウムイオン電池について検証したが、電解液を用いた電池であれば、稼働イオン種を問わず、同様の効果が得られると推察された。従って、Ｎｉ−ＭＨ電池や、現在検討されているナトリウム電池やマグネシウム電池においても、同様の効果が得られると推察された。
【００５８】
また、電極やセパレータにゲルポリマー、あるいはポリマーを塗布する方法については、電極に塗布してセパレータに転写してもよいし、セパレータに塗布して電極に転写してもよく、その方法に依存しないと推察された。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、電池産業の分野などに利用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  リチウムイオン電池、１１  活物質層、１１ａ  活物質層表面、１２  集電体、１２ａ  集電体表面、１３  正極シート、１４活物質層、１４ａ  活物質層表面、１７  集電体、１７ａ  集電体表面、１８  負極シート、１９  セパレータ、２０  電解液、２２  円筒ケース、２４  正極端子、２６  負極端子、３３，３８，３９  規制部。
【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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