(57)【要約】  本発明の電極（１００）の製造方法は、集電体層（１０１）と電極活物質層（１０３）とを備える電極の製造方法であって、集電体層（１０１）と、集電体層（１０１）の少なくとも一方の面に設けられ、かつ、少なくとも一辺（１０３Ａ）が凹凸構造（１０３Ｂ）の平面形状を含む電極活物質層（１０３）と、を備える積層体（１５０）を準備する工程（Ａ）と、積層体（１５０）を所定の大きさに切断して電極（１００）を得る工程（Ｂ）と、を含み、積層体（１５０）は、工程（Ｂ）における積層体（１５０）の切断予定部位（１５０Ａ）と、凹凸構造（１０３Ｂ）が形成された一辺（１０３Ａ）と、の交点Ｘを覆うように形成された保護層（１０５）をさらに備える。
2019077931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体層と電極活物質層とを備える電極の製造方法であって、
前記集電体層と、前記集電体層の少なくとも一方の面に設けられ、かつ、少なくとも一辺が凹凸構造の平面形状を含む電極活物質層と、を備える積層体を準備する工程（Ａ）と、
前記積層体を所定の大きさに切断して前記電極を得る工程（Ｂ）と、
を含み、
前記積層体は、前記工程（Ｂ）における前記積層体の切断予定部位と、前記凹凸構造が形成された前記一辺と、の交点を覆うように形成された保護層をさらに備える電極の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電極の製造方法において、
前記工程（Ａ）は、前記電極活物質層を形成するための電極スラリーを、帯状の前記集電体層の長手方向に間欠的に塗工しながら乾燥することによって、前記集電体層の少なくとも一方の面上に前記電極活物質層を間欠的に形成する工程（Ａ１）を含む電極の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の電極の製造方法において、
前記凹凸構造は、前記工程（Ａ１）における塗工終端部の尾引きによって形成される構造である電極の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電極の製造方法において、
前記集電体層が正極集電体層の場合、前記集電体層の厚みが２５μｍ未満であり、
前記集電体層が負極集電体層の場合、前記集電体層の厚みが１５μｍ未満である電極の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電極の製造方法において、
前記電極活物質層が正極活物質層の場合、前記電極活物質層の密度が３．０ｇ／ｃｍ３以上であり、
前記電極活物質層が負極活物質層の場合、前記電極活物質層の密度が１．５ｇ／ｃｍ３以上である電極の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電極の製造方法において、
前記電極がリチウムイオン電池用電極である電極の製造方法。
【請求項７】
集電体層と、
前記集電体層の少なくとも一方の面に設けられ、かつ、少なくとも一辺が凹凸構造の平面形状を含む電極活物質層と、
前記凹凸構造を含む前記一辺の端部を覆うように形成された保護層と、
を備える電極。
【請求項８】
請求項７に記載の電極において、
前記集電体層が正極集電体層の場合、前記集電体層の厚みが２５μｍ未満であり、
前記集電体層が負極集電体層の場合、前記集電体層の厚みが１５μｍ未満である電極。
【請求項９】
請求項７または８に記載の電極において、
前記電極活物質層が正極活物質層の場合、前記電極活物質層の密度が３．０ｇ／ｃｍ３以上であり、
前記電極活物質層が負極活物質層の場合、前記電極活物質層の密度が１．５ｇ／ｃｍ３以上である電極。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれか一項に記載の電極において、
リチウムイオン電池用電極である電極。
【請求項１１】
請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の電極を備える電池。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電極を備える電池において、
リチウムイオン電池である電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極の製造方法、電極および電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池に用いられる電極は、一般的に、電極活物質層と集電体層から主に構成されている。このような電極は、アルミニウム箔や銅箔等の集電体層の表面に、電極活物質を含む電極スラリーを塗布して乾燥することにより作製することができる。
ここで、集電体層の表面に電極スラリーを塗布する方法としては、間欠塗工法が知られている。間欠塗工法は、帯状の集電体層の長手方向に、電極スラリーの塗布部と非塗布部とを交互に形成していく方法である。電極スラリーの非塗布部は、例えば、端子と接続するためのタブとして用いられる。【０００３】
電極の間欠塗工法に関する技術としては、例えば、特許文献１（特開平１１−２６０３５４号公報）に記載のものが挙げられる。【０００４】
特許文献１には、集電体と、上記集電体上に間欠的に形成された活物質層とを有する電極を用いて電池を製造するにあたり、電池用活物質、結着剤および有機溶剤を含有する塗料を、上記集電体上に連続的に塗布して活物質層を形成する工程と、上記活物質層の間欠部に対応する部分に非固化領域を形成する工程と、上記非固化領域を除去して上記活物質層に間欠部を形成する工程とを有することを特徴とする電池の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２６０３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者らの検討によれば、間欠塗工法を用いて作製した電極は、その後の切断工程においてバリが発生しやすいことが明らかになった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、バリの発生を抑制できる電極の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、切断工程においてバリが発生してしまう要因について鋭意検討した。その結果、間欠塗工法を用いて作製した電極は、塗工終端部に凹凸構造の尾引きが発生しやすく、その凹凸構造の切断部位でバリが発生しやすいことを知見した。
本発明者らは、上記知見をもとにさらに検討を重ねた。その結果、電極の切断予定部位における上記凹凸構造上に保護層を設けることによって、バリの発生を抑制できることを見出して本発明を完成させた。【０００８】
本発明はこのような知見に基づいて発案されたものである。
すなわち、本発明によれば、以下に示す電極の製造方法、電極および電池が提供される。【０００９】
本発明によれば、
集電体層と電極活物質層とを備える電極の製造方法であって、
上記集電体層と、上記集電体層の少なくとも一方の面に設けられ、かつ、少なくとも一辺が凹凸構造の平面形状を含む電極活物質層と、を備える積層体を準備する工程（Ａ）と、
上記積層体を所定の大きさに切断して上記電極を得る工程（Ｂ）と、
を含み、
上記積層体は、上記工程（Ｂ）における上記積層体の切断予定部位と、上記凹凸構造が形成された上記一辺と、の交点を覆うように形成された保護層をさらに備える電極の製造方法が提供される。【００１０】
また、本発明によれば、
集電体層と、
上記集電体層の少なくとも一方の面に設けられ、かつ、少なくとも一辺が凹凸構造の平面形状を含む電極活物質層と、
上記凹凸構造を含む上記一辺の端部を覆うように形成された保護層と、
を備える電極が提供される。【００１１】
さらに、本発明によれば、
上記電極を備える電池が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、バリの発生が抑制された電極を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。【００１４】
【図１】本発明に係る実施形態の積層体の構成の一例を示す平面図である。
【図２】本発明に係る実施形態の電極の構成の一例を示す平面図である。
【図３】本発明に係る実施形態の積層型電池の構成の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には共通の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは一致していない。また、数値範囲の「Ａ〜Ｂ」は特に断りがなければ、Ａ以上Ｂ以下を表す。
【００１６】
＜電極および電極の製造方法＞
以下、本実施形態に係る電極１００および電極１００の製造方法について説明する。
図１は、本発明に係る実施形態の積層体１５０の構成の一例を示す平面図である。図２は、本発明に係る実施形態の電極１００の構成の一例を示す平面図である。
【００１７】
本実施形態に係る電極１００の製造方法は、集電体層１０１と電極活物質層１０３とを備える電極の製造方法であり、以下の工程（Ａ）および工程（Ｂ）の２つの工程を少なくとも含んでいる。
（Ａ）集電体層１０１と、集電体層１０１の少なくとも一方の面に設けられ、かつ、少なくとも一辺１０３Ａが凹凸構造１０３Ｂの平面形状を含む電極活物質層１０３と、を備える積層体１５０を準備する工程
（Ｂ）積層体１５０を所定の大きさに切断して電極１００を得る工程
そして、積層体１５０は、工程（Ｂ）における積層体１５０の切断予定部位１５０Ａと、凹凸構造１０３Ｂが形成された一辺１０３Ａと、の交点Ｘを覆うように形成された保護層１０５をさらに備える。
【００１８】
また、本実施形態に係る電極１００は、図２に示すように、集電体層１０１と、集電体層１０１の少なくとも一方の面に設けられ、かつ、少なくとも一辺１０３Ａが凹凸構造１０３Ｂの平面形状を含む電極活物質層１０３と、凹凸構造１０３Ｂを含む一辺１０３Ａの端部を覆うように形成された保護層１０５と、を備える。
【００１９】
ここで、本実施形態に係る電極１００は特に限定されないが、例えば、リチウムイオン一次電池やリチウムイオン二次電池等のリチウムイオン電池用電極（正極や負極）である。
【００２０】
前述したように、本発明者らの検討によれば、間欠塗工法を用いて作製した電極は、その後の切断工程においてバリが発生しやすいことが明らかになった。
本発明者らは、切断工程においてバリが発生してしまう要因について鋭意検討した。その結果、間欠塗工法を用いて作製した電極は、塗工終端部に凹凸構造の尾引きが発生しやすく、その凹凸構造の切断部位でバリが発生しやすいことを知見した。
ここで、凹凸構造の切断部位でバリが発生しやすい理由は明らかではないが、以下の理由が考えられる。まず、凹凸構造の尾引き部は電極活物質層の割合が少ないため高圧プレスによって負荷がかかりやすく、電極活物質層を構成する電極活物質粒子が集電体層により深く食い込んでいる。そのため、尾引き部における集電体層の厚みが薄くなり、かつ、尾引き部における集電体層の強度が弱くなっているため、尾引き部における電極活物質層が脱落しやすくなっていると考えられる。その結果、切断時に、尾引き部の凹凸構造の凸部が脱落したバリが出やすいと考えられる。ここで、電極に発生したバリは、電池の不具合の要因になりえるため、バリの発生は抑制する必要がある。
本発明者らは、上記知見をもとにさらに検討を重ねた。その結果、工程（Ｂ）における積層体１５０の切断予定部位１５０Ａと、凹凸構造１０３Ｂが形成された一辺１０３Ａと、の交点Ｘを覆うように保護層１０５を設けることによって、切断工程におけるバリの発生を効果的に抑制できることを見出した。
すなわち、本実施形態に係る電極１００の製造方法によれば、積層体１５０の切断予定部位１５０Ａと凹凸構造１０３Ｂが形成された一辺１０３Ａとの交点Ｘ上に、保護層１０５を設けることにより、上記工程（Ｂ）におけるバリの発生を効果的に抑制することができる。
以上のように、本実施形態に係る電極１００の製造方法によれば、バリの発生が抑制された電極を提供することができる。
【００２１】
以下、電極１００の構成および電極１００の製造方法における各工程について詳細に説明する。
【００２２】
はじめに、本実施形態に係る電極活物質層１０３を構成する各成分について説明する。
電極活物質層１０３は、電極活物質を含み、必要に応じてバインダー樹脂、導電助剤、増粘剤等を含む。
【００２３】
本実施形態に係る電極活物質層１０３に含まれる電極活物質は用途に応じて適宜選択される。正極を作製するときは正極活物質を使用し、負極を作製するときは負極活物質を使用する。
【００２４】
正極活物質としてはリチウムイオン電池の正極に使用可能な通常の正極活物質であれば特に限定されない。例えば、リチウム−ニッケル複合酸化物、リチウム−コバルト複合酸化物、リチウム−マンガン複合酸化物、リチウム−ニッケル−マンガン複合酸化物、リチウム−ニッケル−コバルト複合酸化物、リチウム−ニッケル−アルミニウム複合酸化物、リチウム−ニッケル−コバルト−アルミニウム複合酸化物、リチウム−ニッケル−マンガン−コバルト複合酸化物、リチウム−ニッケル−マンガン−アルミニウム複合酸化物、リチウム−ニッケル−コバルト−マンガン−アルミニウム複合酸化物等のリチウムと遷移金属との複合酸化物；ＴｉＳ２、ＦｅＳ、ＭｏＳ２等の遷移金属硫化物；ＭｎＯ、Ｖ２Ｏ５、Ｖ６Ｏ１３、ＴｉＯ２等の遷移金属酸化物、オリビン型リチウムリン酸化物等が挙げられる。
オリビン型リチウムリン酸化物は、例えば、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｍｇ、Ｂ、Ｎｂ、およびＦｅよりなる群のうちの少なくとも１種の元素と、リチウムと、リンと、酸素とを含んでいる。これらの化合物はその特性を向上させるために一部の元素を部分的に他の元素に置換したものであってもよい。
【００２５】
これらの中でも、オリビン型リチウム鉄リン酸化物、リチウム−ニッケル複合酸化物、リチウム−コバルト複合酸化物、リチウム−マンガン複合酸化物、リチウム−ニッケル−マンガン複合酸化物、リチウム−ニッケル−コバルト複合酸化物、リチウム−ニッケル−アルミニウム複合酸化物、リチウム−ニッケル−コバルト−アルミニウム複合酸化物、リチウム−ニッケル−マンガン−コバルト複合酸化物、リチウム−ニッケル−マンガン−アルミニウム複合酸化物、リチウム−ニッケル−コバルト−マンガン−アルミニウム複合酸化物が好ましい。これらの正極活物質は作用電位が高いことに加えて容量も大きく、大きなエネルギー密度を有する。
正極活物質は、一種のみを単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２６】
負極活物質としては、リチウムイオン電池の負極に使用可能な通常の負極活物質であれば特に限定されない。例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、樹脂炭、炭素繊維、活性炭、ハードカーボン、ソフトカーボン等の炭素材料；リチウム金属、リチウム合金等のリチウム系金属材料；シリコン、スズ等の金属材料；ポリアセン、ポリアセチレン、ポリピロール等の導電性ポリマー材料等が挙げられる。これらの中でも炭素材料が好ましく、特に天然黒鉛や人造黒鉛等の黒鉛質材料が好ましい。
負極活物質は１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００２７】
電極活物質の平均粒子径は、充放電時の副反応を抑えて充放電効率の低下を抑える点から、１μｍ以上が好ましく、２μｍ以上がより好ましく、入出力特性や電極作製上の観点（電極表面の平滑性等)から、１００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下がより好ましい。ここで、平均粒径は、レーザ回折散乱法による粒度分布（体積基準)における積算値５０％での粒子径（メジアン径：Ｄ５０）を意味する。
【００２８】
電極活物質の含有量は、電極活物質層１０３の全体を１００質量部としたとき、８５質量部以上９９．８質量部以下であることが好ましい。
【００２９】
本実施形態に係る電極活物質層１０３に含まれるバインダー樹脂は用途に応じて適宜選択される。例えば、溶媒に溶解可能なフッ素系バインダー樹脂や、水に分散可能な水系バインダー等を使用することができる。
【００３０】
フッ素系バインダー樹脂としては電極成形が可能であり、十分な電気化学的安定性を有していれば特に限定されないが、例えば、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、フッ素ゴム等が挙げられる。これらのフッ素系バインダー樹脂は一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、ポリフッ化ビニリデン系樹脂が好ましい。フッ素系バインダー樹脂は、例えば、Ｎ−メチル-ピロリドン（ＮＭＰ）等の溶媒に溶解させて使用することができる。
【００３１】
水系バインダーとしては電極成形が可能であり、十分な電気化学的安定性を有していれば特に限定されないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、スチレン・ブタジエン系ゴム、ポリイミド系樹脂等が挙げられる。これらの水系バインダーは一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、スチレン・ブタジエン系ゴムが好ましい。
なお、本実施形態において、水系バインダーとは、水に分散し、エマルジョン水溶液を形成できるものをいう。
水系バインダーを使用する場合は、さらに増粘剤を使用することができる。増粘剤としては特に限定されないが、例えば、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース系ポリマーおよびこれらのアンモニウム塩並びにアルカリ金属塩；ポリカルボン酸；ポリエチレンオキシド；ポリビニルピロリドン；ポリアクリル酸ナトリウム等のポリアクリル酸塩；ポリビニルアルコール；等の水溶性ポリマー等が挙げられる。
【００３２】
バインダー樹脂の含有量は、電極活物質層１０３の全体を１００質量部としたとき、０．１質量部以上１０．０質量部以下であることが好ましい。バインダー樹脂の含有量が上記範囲内であると、電極スラリーの塗工性、バインダーの結着性および電池特性のバランスがより一層優れる。
また、バインダー樹脂の含有量が上記上限値以下であると、電極活物質の割合が大きくなり、電極質量当たりの容量が大きくなるため好ましい。バインダー樹脂の含有量が上記下限値以上であると、電極剥離が抑制されるため好ましい。
【００３３】
本実施形態に係る電極活物質層１０３に含まれる導電助剤としては電極の導電性を向上させるものであれば特に限定されないが、例えば、カーボンブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、天然黒鉛、人工黒鉛、炭素繊維等が挙げられる。これらの導電助剤は１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３４】
導電助剤の含有量は、電極活物質層１０３の全体を１００質量部としたとき、０．１質量部以上５．０質量部以下であることが好ましい。導電助剤の含有量が上記範囲内であると、電極スラリーの塗工性、バインダーの結着性および電池特性のバランスがより一層優れる。
また、導電助剤の含有量が上記上限値以下であると、電極活物質の割合が大きくなり、電極質量当たりの容量が大きくなるため好ましい。導電助剤の含有量が上記下限値以上であると、電極の導電性がより良好になるため好ましい。
【００３５】
本実施形態に係る電極活物質層１０３は、電極活物質層１０３の全体を１００質量部としたとき、電極活物質の含有量は好ましくは８５質量部以上９９．８質量部以下である。また、バインダー樹脂の含有量は好ましくは０．１質量部以上１０．０質量部以下である。また、導電助剤の含有量は好ましくは０．１質量部以上５．０質量部以下である。
電極活物質層１０３を構成する各成分の含有量が上記範囲内であると、電極１００の取扱い性と、得られるリチウムイオン電池の電池特性のバランスが特に優れる。
【００３６】
電極活物質層１０３の密度は特に限定されないが、電極活物質層１０３が正極活物質層の場合は、例えば、２．０ｇ／ｃｍ３以上４．０ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましく、２．４ｇ／ｃｍ３以上３．８ｇ／ｃｍ３以下であることがより好ましく、２．８ｇ／ｃｍ３以上３．６ｇ／ｃｍ３以下であることがさらに好ましい。また、電極活物質層１０３が負極活物質層の場合は、例えば、１．２ｇ／ｃｍ３以上２．０ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましく、１．３ｇ／ｃｍ３以上１．９ｇ／ｃｍ３以下であることがより好ましく、１．４ｇ／ｃｍ３以上１．８ｇ／ｃｍ３以下であることがさらに好ましい。
電極活物質層１０３の密度を上記範囲内とすると、高放電レートでの使用時における放電容量が向上するため好ましい。
【００３７】
ここで、電極活物質層１０３の密度が高いほど、電極活物質層１０３を構成する電極活物質粒子が集電体層１０１により深く食い込むため、尾引き部の集電体層１０１の厚みが薄くなり、かつ、集電体層１０１の強度が弱くなるため、切断工程におけるバリの発生が起きやすくなる傾向にある。しかし、本実施形態に係る電極１００の製造方法によれば、電極活物質層１０３の密度が高くても、切断工程におけるバリの発生を効果的に抑制することができる。
そのため、電極１００のバリの発生を効果的に抑制しつつ、得られるリチウムイオン電池のエネルギー密度をより一層向上させる観点から、正極活物質層の密度は３．０ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましく、３．２ｇ／ｃｍ３以上であることがより好ましく、３．３ｇ／ｃｍ３以上であることが特に好ましく、負極活物質層の密度は１．５ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましく、１．６ｇ／ｃｍ３以上であることがより好ましい。また、高温でのサイクル特性の悪化をより抑制する観点から、正極活物質層の密度は４．０ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましく、３．８ｇ／ｃｍ３以下であることがより好ましく、３．６ｇ／ｃｍ３以下であることがさらに好ましく、そして負極活物質層の密度は２．０ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましく、１．９ｇ／ｃｍ３以下であることがより好ましく、１．８ｇ／ｃｍ３以下であることがさらに好ましい。
【００３８】
電極活物質層１０３の厚みは特に限定されるものではなく、所望の特性に応じて適宜設定することができる。例えば、エネルギー密度の観点からは厚く設定することができ、また出力特性の観点からは薄く設定することができる。電極活物質層１０３の厚み（片面の厚み）は、例えば、１０μｍ以上２５０μｍ以下の範囲で適宜設定でき、２０μｍ以上２００μｍ以下が好ましく、３０μｍ以上１５０μｍ以下がより好ましい。
【００３９】
本実施形態に係る集電体層１０１としては特に限定されないが、正極集電体層としては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル、チタンまたはこれらの合金等を用いることができる。その形状としては、例えば、箔、平板状、メッシュ状等が挙げられる。特にアルミニウム箔を好適に用いることができる。
また、負極集電体層８としては、銅、ステンレス鋼、ニッケル、チタンまたはこれらの合金を用いることができる。その形状としては、箔、平板状、メッシュ状が挙げられる。特に銅箔を好適に用いることができる。
【００４０】
正極集電体層の厚みは特に限定されないが、例えば１μｍ以上３０μｍ以下である。また、負極集電体層の厚みは特に限定されないが、例えば１μｍ以上２０μｍ以下である。
ここで、集電体層１０１の厚みが薄いほど、尾引き部の集電体層１０１の強度が弱くなるため、切断工程におけるバリの発生が起きやすい傾向にある。しかし、本実施形態に係る電極１００の製造方法によれば、集電体層１０１の厚みが薄くても、切断工程におけるバリの発生を効果的に抑制することができる。
そのため、電極１００のバリの発生を効果的に抑制しつつ、得られるリチウムイオン電池における集電体層１０１の割合を減らし、リチウムイオン電池をより高エネルギー密度化する観点から、正極集電体層の厚みは２５μｍ未満が好ましく、２０μｍ未満がより好ましく、１８μｍ未満が特に好ましく、そして負極集電体層８の厚みは１５μｍ未満が好ましく、１２μｍ未満がより好ましく、１０μｍ未満が特に好ましい。
【００４１】
（工程（Ａ））
はじめに、集電体層１０１と、集電体層１０１の少なくとも一方の面に設けられ、かつ、少なくとも一辺１０３Ａが凹凸構造１０３Ｂの平面形状を含む電極活物質層１０３と、を備える積層体１５０を準備する。積層体１５０は、工程（Ｂ）における積層体１５０の切断予定部位１５０Ａと、凹凸構造１０３Ｂが形成された一辺１０３Ａと、の交点Ｘを覆うように形成された保護層１０５をさらに備える。
【００４２】
このような積層体１５０は、例えば、電極活物質層１０３を形成するための電極スラリーを、帯状の集電体層１０１の長手方向に間欠的に塗工しながら乾燥することによって、集電体層１０１の少なくとも一方の面上に電極活物質層１０３を間欠的に形成する工程（Ａ１）と、積層体１５０の切断予定部位１５０Ａと、凹凸構造１０３Ｂが形成された一辺１０３Ａと、の交点Ｘを覆うように保護層１０５を形成する工程（Ａ２）と、をおこなうことによって作製することができる。
ここで、凹凸構造１０３Ｂは、例えば、上記工程（Ａ１）における塗工終端部の尾引きによって形成される。
以下、積層体１５０の製造方法について説明する。
【００４３】
はじめに、電極スラリーを調製する。
電極スラリーは、電極活物質と、必要に応じてバインダー樹脂と、導電助剤と、増粘剤と、を混合することにより調製することができる。電極活物質、バインダー樹脂、および導電助剤の配合比率は電極活物質層１０３中の電極活物質、バインダー樹脂、および導電助剤の含有比率と同じため、ここでは説明を省略する。
【００４４】
電極スラリーは、電極活物質と、必要に応じてバインダー樹脂と、導電助剤と、増粘剤と、を溶媒に分散または溶解させたものである。
各成分の混合手順は特に限定されないが、例えば、電極活物質と導電助剤とを乾式混合した後に、バインダー樹脂および溶媒を添加して湿式混合することにより電極スラリーを調製することができる。
このとき、用いられる混合機としては、ボールミルやプラネタリーミキサー等の公知のものが使用でき、特に限定されない。
電極スラリーに用いる溶媒としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）等の有機溶媒や、水を用いることができる。
【００４５】
次いで、得られた電極スラリーを帯状の集電体層１０１の長手方向に間欠的に塗工しながら乾燥し、溶媒を除去することによって、集電体層１０１の少なくとも一方の面上に電極活物質層１０３を間欠的に形成する。
【００４６】
電極スラリーを集電体層１０１上に塗布する方法は、一般的に公知の方法を用いることができる。例えば、リバースロール法、ダイレクトロール法、ドクターブレード法、ナイフ法、エクストルージョン法、カーテン法、グラビア法、バー法、ディップ法およびスクイーズ法等を挙げることができる。これらの中でも、電極スラリーの粘性等の物性および乾燥性に合わせて、良好な塗布層の表面状態を得ることが可能となる点で、ドクターブレード法、ナイフ法、エクストルージョン法が好ましい。
【００４７】
電極スラリーは、集電体層１０１の片面のみに塗布しても両面に塗布してもよい。集電体層１０１の両面に塗布する場合は、片面ずつ逐次でも、両面同時に塗布してもよい。また、集電体層１０１の表面に連続で、あるいは、間欠で塗布してもよい。塗布層の厚さや長さ、幅は、電池の大きさに応じて、適宜決定することができる。
【００４８】
集電体層１０１上に塗布した電極スラリーの乾燥方法としては特に限定されないが、例えば、加熱ロールを用いて集電体層１０１側または既に乾燥した電極活物質層１０３側から電極スラリーを間接的に加熱し、電極スラリーを乾燥させる方法；赤外線、遠赤外線・近赤外線のヒーター等の電磁波を用いて電極スラリーを乾燥させる方法；集電体層１０１側または既に乾燥した電極活物質層１０３側から熱風を当てて電極スラリーを間接的に加熱し、電極スラリーを乾燥させる方法等が挙げられる。
【００４９】
次いで、集電体層１０１上に形成した電極活物質層１０３を集電体層１０１とともにプレスしてもよい。プレスの方法としては線圧を高くすることができ、電極活物質層１０３と集電体層１０１との密着性を向上させることができる観点からロールプレスが好ましい。こうすることにより、電極活物質層１０３と集電体層１０１との密着性が向上するとともに、電極活物質層１０３の密度を向上させることができる。
【００５０】
次いで、積層体１５０の切断予定部位１５０Ａと、凹凸構造１０３Ｂが形成された一辺１０３Ａと、の交点Ｘを覆うように保護層１０５を形成する。
ここで、保護層１０５は凹凸構造１０３Ｂの全体を覆うように形成させてもよいが、生産性の観点から、図１に示すように、上記交点Ｘの近傍のみに形成させることが好ましい。
【００５１】
保護層１０５としては、上記交点Ｘの領域を補強し、積層体１５０の切断時に凹凸構造１０３Ｂの脱落を防止できる強度を有するものであれば特に限定されないが、例えば、熱可塑性樹脂層、電離放射線硬化型樹脂層および熱硬化性樹脂層等の樹脂層や、インクにより形成されたインク層等が挙げられる。
【００５２】
熱可塑性樹脂層を形成する熱可塑性樹脂としては特に限定されないが、例えば、ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリエチル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル樹脂；ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂；ポリカーボネート樹脂；塩化ビニル系樹脂；ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）；アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）；アクリロニトリル−スチレン−アクリル酸エステル樹脂；ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂は、１種類単独で使用してもよいし、２種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【００５３】
電離放射線硬化型樹脂層を形成する電離放射線硬化型樹脂としては特に限定されないが、例えば、不飽和ポリエステル系樹脂、アクリレート系樹脂、メタクリレート系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。電離放射線硬化型樹脂は、１種類単独で使用してもよいし、２種類以上を組み合わせて使用してもよい。
ここで、電離放射線硬化型樹脂とは、電離放射線を照射することにより硬化する樹脂である。電離放射線硬化型樹脂層の硬化に用いる電離放射線は特に限定されず、電離放射線硬化型樹脂や、電離放射線硬化型樹脂層に添加された光ラジカル重合開始剤や、増感剤等に作用してこれらを電離（ラジカル化）させ、ラジカル重合反応を開始せしめるに十分なエネルギーを有する電離放射線を用いることが可能である。例えば、可視光線、紫外線、Ｘ線、γ線等の電磁波や、電子線、α線、β線等の荷電粒子線等を用いることができ、感度や硬化能力、照射装置（光源・線源）の簡便性等の観点から、紫外線および電子線が好ましい。
【００５４】
熱硬化性樹脂層を形成する熱硬化性樹脂としては特に限定されないが、例えば、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、尿素系樹脂、エポキシ系樹脂、アミノアルキド系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂は、１種類単独で使用してもよいし、２種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【００５５】
インク層を形成するインクとしては、上記交点Ｘの領域を補強し、積層体１５０の切断時に凹凸構造１０３Ｂの脱落を防止できる強度を有するインク層を形成できるものであれば特に限定されず、公知のインクから適宜選択することができる。
【００５６】
保護層１０５の厚さは上記交点Ｘの領域を補強し、積層体１５０の切断時に凹凸構造１０３Ｂの脱落を防止できる厚さであれば特に限定されないが、例えば、１μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以上３０μｍ以下であることがより好ましい。
【００５７】
保護層１０５は、例えば、樹脂層やインク層を形成するための樹脂組成物やインクを上記交点Ｘの近傍に塗布し、次いで、乾燥および／または硬化させることによって形成することができる。
樹脂組成物やインクの塗工方法は特に限定されないが、例えば、グラビアコート法、ダイコート法、リップコート法、ナイフコート法、エアーナイフコート法、スプレーコート法、フローコート法、ロールコート法、ディップコート法、インクジェット法等の塗工方法を用いることができる。これらの方法は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、上記交点Ｘの近傍のみに保護層１０５を連続的に形成できる点から、インクジェット法が好ましい。
【００５８】
（工程（Ｂ））
つづいて、積層体１５０を所定の大きさに切断して電極１００を得ることができる。積層体１５０から電極１００を切り出す方法は特に限定されないが、例えば、積層体１５０の長手方向と平行に切断し、所定幅の複数の電極１００を切り出す方法が挙げられる。さらに用途に応じて所定の寸法に打ち抜いて、電池用の電極１００を得ることができる。
ここで、積層体１５０の切断方法は特に限定されず、例えば金属等からなる刃を用いて積層体１５０を切断することができる。
【００５９】
＜電池＞
図３は、本発明に係る実施形態の積層型電池５０の構成の一例を示す概略図である。
本実施形態に係る電池は、本実施形態に係る電極１００を備える。以下、本実施形態に係る電池について、電池がリチウムイオン電池の積層型電池５０である場合を代表例として説明する。
積層型電池５０は、正極１と負極６とが、セパレータ２０を介して交互に複数層積層された電池要素を備えており、これらの電池要素は電解液（図示せず）とともに可撓性フィルム３０からなる容器に収納されている。電池要素には正極端子１１および負極端子１６が電気的に接続されており、正極端子１１および負極端子１６の一部または全部が可撓性フィルム３０の外部に引き出されている構成になっている。
【００６０】
正極１には正極集電体層３の表裏に、正極活物質の塗布部（正極活物質層２）と未塗布部がそれぞれ設けられており、負極６には負極集電体層８の表裏に、負極活物質の塗布部（負極活物質層７）と未塗布部が設けられている。
【００６１】
正極集電体層３における正極活物質の未塗布部を正極端子１１と接続するための正極タブ１０とし、負極集電体層８における負極活物質の未塗布部を負極端子１６と接続するための負極タブ５とする。
正極タブ１０同士は正極端子１１上にまとめられ、正極端子１１とともに超音波溶接等で互いに接続され、負極タブ５同士は負極端子１６上にまとめられ、負極端子１６とともに超音波溶接等で互いに接続される。そのうえで、正極端子１１の一端は可撓性フィルム３０の外部に引き出され、負極端子１６の一端も可撓性フィルム３０の外部に引き出されている。
【００６２】
正極活物質の塗布部（正極活物質層２）と未塗布部の境界部４には、必要に応じて絶縁部材を形成することができ、当該絶縁部材は境界部４だけでなく、正極タブ１０と正極活物質の双方の境界部付近に形成することができる。
【００６３】
負極活物質の塗布部（負極活物質層７）と未塗布部の境界部９にも同様に、必要に応じて絶縁部材を形成することができ、負極タブ５と負極活物質の双方の境界部付近に形成することができる。
【００６４】
通常、負極活物質層７の外形寸法は正極活物質層２の外形寸法よりも大きく、セパレータ２０の外形寸法よりも小さい。
【００６５】
（リチウム塩を含有する非水電解液）
本実施形態に用いるリチウム塩を含有する非水電解液は、電極活物質の種類やリチウムイオン電池の用途等に応じて公知のものの中から適宜選択することができる。
【００６６】
具体的なリチウム塩の例としては、例えば、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ６、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ＣＯ２、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＢ１０Ｃｌ１０、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＢ（Ｃ２Ｈ５）４、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、低級脂肪酸カルボン酸リチウム等を挙げることができる。
【００６７】
リチウム塩を溶解する溶媒としては、電解質を溶解させる液体として通常用いられるものであれば特に限定されるものではなく、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ），ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）等のカーボネート類；γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等のラクトン類；トリメトキシメタン、１，２−ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン等のエーテル類；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類；１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン等のオキソラン類；アセトニトリル、ニトロメタン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド等の含窒素溶媒；ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等の有機酸エステル類；リン酸トリエステルやジグライム類；トリグライム類；スルホラン、メチルスルホラン等のスルホラン類；３−メチル−２−オキサゾリジノン等のオキサゾリジノン類；１，３−プロパンスルトン、１，４−ブタンスルトン、ナフタスルトン等のスルトン類等が挙げられる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００６８】
（容器）
本実施形態において容器には公知の部材を用いることができ、電池の軽量化の観点からは可撓性フィルム３０を用いることが好ましい。可撓性フィルム３０は、基材となる金属層の表裏面に樹脂層が設けられたものを用いることができる。金属層には電解液の漏出や外部からの水分の侵入を防止する等のバリア性を有するものを選択することができ、アルミニウム、ステンレス鋼等を用いることができる。金属層の少なくとも一方の面には変性ポリオレフィン等の熱融着性の樹脂層が設けられ、可撓性フィルム３０の熱融着性の樹脂層同士を電池要素を介して対向させ、電池要素を収納する部分の周囲を熱融着することで外装体を形成する。熱融着性の樹脂層が形成された面と反対側の面となる外装体表面にはナイロンフィルム、ポリエステルフィルム等の樹脂層を設けることができる。
【００６９】
（端子）
本実施形態において、正極端子１１にはアルミニウムやアルミニウム合金で構成されたもの、負極端子１６には銅や銅合金あるいはそれらにニッケルメッキを施したもの等を用いることができる。それぞれの端子は容器の外部に引き出されるが、それぞれの端子における外装体の周囲を熱溶着する部分に位置する箇所には熱融着性の樹脂をあらかじめ設けることができる。
【００７０】
（絶縁部材）
活物質の塗布部と未塗布部の境界部４、９に絶縁部材を形成する場合には、ポリイミド、ガラス繊維、ポリエステル、ポリプロピレンあるいはこれらを構成中に含むものを用いることができる。これらの部材に熱を加えて境界部４、９に溶着させるか、または、ゲル状の樹脂を境界部４、９に塗布、乾燥させることで絶縁部材を形成することができる。
【００７１】
（セパレータ）
本実施形態に係るセパレータ２０は、耐熱性樹脂を主成分として含む樹脂層を備えることが好ましい。
ここで、上記樹脂層は主成分である耐熱性樹脂により形成されている。ここで、「主成分」とは、樹脂層中における割合が５０質量％以上であることをいい、好ましくは７０質量％以上であり、さらに好ましくは９０質量％以上であり、１００質量％であってもよいことを意味する。
本実施形態に係るセパレータ２０を構成する樹脂層は、単層であっても、二種以上の層であってもよい。
【００７２】
上記樹脂層を形成する耐熱性樹脂としては、例えば、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、ポリエチレンナフタレート、ポリ−ｍ−フェニレンテレフタレート、ポリ−ｐ−フェニレンイソフタレート、ポリカーボネート、ポリエステルカーボネート、脂肪族ポリアミド、全芳香族ポリアミド、半芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリイミド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、フッ素系樹脂、ポリエーテルニトリル、変性ポリフェニレンエーテル等から選択される一種または二種以上を挙げることができる。
【００７３】
これらの中でも、耐熱性や機械的強度、伸縮性、価格等のバランスに優れる観点から、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、ポリエチレンナフタレート、脂肪族ポリアミド、全芳香族ポリアミド、半芳香族ポリアミドおよび全芳香族ポリエステルから選択される一種または二種以上が好ましく、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、脂肪族ポリアミド、全芳香族ポリアミドおよび半芳香族ポリアミドから選択される一種または二種以上がより好ましく、ポリエチレンテレフタレートおよび全芳香族ポリアミドから選択される一種または二種以上がさらに好ましく、ポリエチレンテレフタレートがより好ましい。
【００７４】
本実施形態に係るセパレータ２０を構成する樹脂層は多孔性樹脂層であることが好ましい。これにより、リチウムイオン電池に異常電流が発生し、電池の温度が上昇した場合等に多孔性樹脂層の微細孔が閉塞して電流の流れを遮断することができ、電池の熱暴走を回避することができる。
【００７５】
上記多孔性樹脂層の空孔率は、機械的強度およびリチウムイオン伝導性のバランスの観点から、２０％以上８０％以下が好ましく、３０％以上７０％以下がより好ましく、４０％以上６０％以下が特に好ましい。
空孔率は、下記式から求めることができる。
ε＝｛１−Ｗｓ／（ｄｓ・ｔ）｝×１００
ここで、ε：空孔率（％）、Ｗｓ：目付（ｇ／ｍ２）、ｄｓ：真密度（ｇ／ｃｍ３）、ｔ：膜厚（μｍ）である。
【００７６】
本実施形態に係るセパレータ２０の平面形状は、特に限定されず、電極や集電体の形状に合わせて適宜選択することが可能であり、例えば、矩形とすることができる。
【００７７】
本実施形態に係るセパレータ２０の厚みは、機械的強度およびリチウムイオン伝導性のバランスの観点から、好ましくは５μｍ以上５０μｍ以下である。
【００７８】
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
また、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００７９】
この出願は、２０１７年１０月１９日に出願された日本出願特願２０１７−２０２７１７号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2019077931.tif 000007
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