(57)【要約】  実施形態によれば、集電体の供給、スラリーの塗布及びスラリーの乾燥を含む電極の製造方法が提供される。電極の製造方法では、外周面に形成された複数の環状突起部を有するバックアップロール上に集電体を供給する。集電体の表面に環状突起部上に配置された部分を除き、活物質を含むスラリーを塗布する。次いで、スラリーを乾燥する。
2013098968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に形成された複数の環状突起部を有するバックアップロール上に集電体を供給し、前記集電体の表面に前記環状突起部上に配置された部分を除き、活物質を含むスラリーを塗布する工程と、
前記スラリーを乾燥する工程と
を備える電極の製造方法。
【請求項２】
前記バックアップロールが下記（１）式を満たす請求項1記載の電極の製造方法。
０．１≦（ｒ−Ｒ）≦１０    （１）
但し、ｒは前記環状突起部の外径（ｍｍ）で、Ｒは前記環状突起部の内径（ｍｍ）である。
【請求項３】
前記バックアップロールが下記（２）式を満たす請求項２記載の電極の製造方法。
５≦ｈ≦５０    （２）
但し、ｈは前記環状突起部の幅（ｍｍ）である。
【請求項４】
前記集電体は、前記バックアップロールの前記環状突起部と下記（３）式を満たすように接する請求項１または２記載の電極の製造方法。
０．０１≦θ≦０．５    （３）
但し、θは、前記バックアップロールの前記環状突起部に前記集電体が接している部分の円弧の長さに対応する円周角（ラジアン）である。
【請求項５】
正極、負極及び非水電解質を備える非水電解質電池の製造方法であって、
前記正極及び前記負極のうち少なくとも一方の電極を、請求項１〜４いずれか１項記載の方法で製造する非水電解質電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電極の製造方法及び非水電解質電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド電気自動車用の電源、また太陽光や風力などの自然エネルギーを使った発電機用の蓄電装置として、非水電解質電池が注目されている。これらの用途では負荷や発電量の時間変化が激しいため、瞬時に大電流を蓄えたり放出したりする能力、すなわち大電流特性の高い二次電池が要求される。【０００３】
そのような大電流特性の高い二次電池は、大電流を流した時にも電圧の低下をできるだけ少なくするために、電池内部の電気抵抗をできるだけ小さくする必要がある。そのためには、集電体上に塗布し乾燥して形成される電極層の厚さを極力薄くすることが有効であることが知られている。【０００４】
一方、非水電解質電池用電極の製造方法は、以下に説明する方法が一般的である。まず、活物質を含む電極材料を有機溶媒または水に分散させてスラリー状にする。また、円柱状のバックアップロール表面に集電体を捲きつける。スラリーを例えばダイヘッドなどのスラリー吐出装置から吐出させて、バックアップロール表面の集電体上に塗布する。その後、スラリーを乾燥させることにより電極を得る。このとき、スラリー吐出装置であるダイヘッドの先端とバックアップロールに裏側から支持された集電体表面の間隔は、塗布する電極の厚さが薄くなればなるほど狭くなり、数十μｍから１００μｍ程度になることがある。この時、スラリー中に含まれる活物質粒子やその他材料の粒子、あるいは活物質粒子やその他材料が凝集した凝集塊の大きさが数十μｍから１００μｍを超えるものが存在すると、このような粒子または凝集塊が塗出装置の先端と集電体の間を通過することができずにそこに挟まる。これをきっかけとして集電体が裂けて電極が不良品になったり、集電体が破断して塗工装置を停止せざるを得なくなることがある。特に集電体が破断して塗工装置の停止を余儀なくされると、破断した電極の除去と新しい集電体の供給に時間を要し、生産性が著しく低下してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３１３３２７号公報
【特許文献２】特開平４−０６１９５９号公報
【特許文献３】特開２００７−０２９７８９号公報
【特許文献４】特開２００３−１５７８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、スラリーを集電体に塗布する際の集電体の裂け及び破断を防止することが可能な電極の製造方法及び非水電解質電池の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、集電体の供給、スラリーの塗布及びスラリーの乾燥を含む電極の製造方法が提供される。電極の製造方法では、外周面に形成された複数の環状突起部を有するバックアップロール上に集電体を供給する。集電体の表面に環状突起部上に配置された部分を除き、活物質を含むスラリーを塗布する。次いで、スラリーを乾燥する。【０００８】
また、実施形態によれば、正極、負極及び非水電解質を備える非水電解質電池の製造方法が提供される。正極及び前記負極のうち少なくとも一方の電極が、実施形態に係る方法で製造される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態で用いるバックアップロールの一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１のバックアップロールを端部側から見た平面図である。
【図３】図３は、図１のバックアップロールを用いた塗布工程を示す概略図である。
【図４】図４は、図１のバックアップロールにより搬送される集電体を示す斜視図である。
【図５】図５は、片面にスラリーが塗布された集電体を示す斜視図である。
【図６】図６は、両面にスラリーが塗布された集電体を示す斜視図である。
【図７】図７は、実施形態の方法で製造された電極を示す斜視図である。
【図８】図８は、実施形態の方法で製造される電池を示す展開斜視図。
【図９】図９は、図８に示す電池で用いられる電極群の部分展開斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１及び図２に示すように、バックアップロール２１は、芯金２２と、芯金２２上に形成された表層２３と、表層２３の外周面に形成された複数の突起部２４とを有する。突起部２４は、それぞれ、表層２３の外周面を円環状に被覆している。突起部２４の間には間隔Ｗが設けられている。間隔Ｗは、集電体に塗布するスラリーの幅に応じて変更される。
【００１２】
図３に示すように、バックアップロール２１には、集電体供給装置（図示しない）から長尺状の集電体Ｃが供給される。集電体Ｃは、その長手方向（集電体Ｃの搬送方向）Ｘに張力が加わった状態でバックアップロール２１の突起部２４と接する。このため、突起部２４が設けられていない箇所では、集電体Ｃは表層２３から浮いた状態になっており、集電体Ｃと表層２３との間に空間が存在する。すなわち、集電体Ｃは、複数の突起部２４で支持されており、突起部２４間に位置する表層２３との間に隙間が存在する。集電体Ｃには、突起部２４間に位置する表層２３と対応する表面にスラリーが塗布される。
【００１３】
図３に示すように、スラリー塗工装置は、ダイヘッド２５を備える。ダイヘッド２５は、スラリー供給装置（図示しない）からスラリー供給を受ける液溜め部２６と、液溜め部２６に連通したダイスリット２７と、ダイスリット２７の先端に設けられた複数のスラリー吐出口２８とを有する。スラリー吐出口２８は、バックアップロール２１の突起部２４間の表層２３とそれぞれ対向する。スラリー吐出口２８の数は、集電体Ｃに塗布するスラリーの列数に応じて変更することができる。スラリー吐出口２８の数は、複数に限らず、１つでも良い。
【００１４】
スラリーは、例えば、活物質を含む電極材料を有機溶媒または水に分散させてスラリー状にすることにより調製される。活物質は、特に限定されるものではないが、例えば、非水電解質電池の正極活物質あるいは負極活物質を挙げることができる。
【００１５】
集電体Ｃには、例えば、金属または合金からなる箔状のシートを用いることができる。
【００１６】
スラリー塗工工程について説明する。長尺状の集電体Ｃを集電体供給装置によってバックアップロール２１上に供給する。集電体Ｃには、その長手方向（集電体Ｃの搬送方向）Ｘに張力が加わっているため、集電体Ｃは表層２３との間に隙間が存在する状態で突起部２４と接する。スラリー供給装置から液溜め部２６に供給されたスラリーは、ダイスリット２７を通過した後、スラリー吐出口２８を通して集電体Ｃの表面に供給される。スラリーは、突起部２４間の表層２３に対応する部分の集電体Ｃ表面に供給される。スラリー吐出口２８と集電体Ｃの表面との間には隙間が存在する。隙間の大きさは、集電体Ｃに塗布されるスラリーの厚さに応じて調整され、数十μｍから１００μｍ程度になることがある。スラリーの厚さを薄くすると、スラリー吐出口２８と集電体Ｃとの隙間を通過することが出来ない粒子や凝集塊の割合が多くなるが、集電体Ｃと表層２３との間に隙間が存在するため、粒子または凝集塊に追従して集電体Ｃが表層２３に向かって湾曲することが可能であり、スラリー吐出口２８と集電体Ｃとの隙間を拡大することができる。その結果、粒子または凝集塊がスラリー吐出口２８と集電体Ｃとの隙間を通過し、粒子及び凝集塊が一箇所に留まるのを回避することができるため、集電体が裂けたり、破断したりするのを防止することができる。これにより、集電体が裂けて電極が不良品になったり、集電体が破断して塗工装置を停止せざるを得なくなることを改善することができる。従って、図４に示すように、集電体Ｃの表面のうち、突起部２４と対応する部分を除き、スラリーＳを均一に塗布することができる。スラリーＳが塗布されていない部分は、集電タブとして機能する。
【００１７】
バックアップロール２１は、下記（１）式を満たすことが望ましい。
【００１８】
０．１≦（ｒ−Ｒ）≦１０    （１）
但し、図２に示すように、ｒは突起部２４の外径（ｍｍ）で、Ｒは突起部２４の内径（ｍｍ）である。Ｒはバックアップロール２１の表層２３までの半径と等しい。
【００１９】
（ｒ−Ｒ）を０．１ｍｍ以上にすることによって、バックアップロール２１上の集電体Ｃが変形する余地を十分に取ることができるため、集電体Ｃの裂け及び破断をより少なくすることができる。（ｒ−Ｒ）が大きくなる程、バックアップロール本体の直径が相対的に細くなり、強度が不足する恐れがある。（ｒ−Ｒ）を１０ｍｍ以下にすることによって、バックアップロール本体の強度を十分なものとすることができる。（ｒ−Ｒ）のより好ましい範囲は、０．２≦（ｒ−Ｒ）≦５である。
【００２０】
バックアップロール２１は、下記（２）式を満たすことが望ましい。
【００２１】
５≦ｈ≦５０    （２）
但し、図１に示すように、ｈは、バックアップロール２１の回転軸Ｙと平行な突起部２４の幅（ｍｍ）である。Ｈは、バックアップロール２１の回転軸Ｙと平行な方向の長さ（ｍｍ）である。
【００２２】
ｈを５ｍｍ以上にすることによって、突起部２４の集電体を支持する面積を十分に確保することができるため、集電体Ｃが突起部２４に押し付けられる圧力によって突起部２４の縁付近の集電体Ｃにシワや折り目が付くのを抑えることができる。よって、ｈを５ｍｍ以上にすることによって、製造不良を少なくすることができる。但し、ｈが大きすぎると、塗布できる電極の幅が狭くなってしまい、塗工装置の有効幅が狭くなって生産効率が低下する恐れがあるため、ｈは５０ｍｍ以下であることが好ましい。ｈのより好ましい範囲は、１０≦ｈ≦４０である。
【００２３】
集電体Ｃは、バックアップロール２１の突起部２４と下記（３）式を満たすように接することが望ましい。
【００２４】
０．０１≦θ≦０．５    （３）
但し、θは、図３に示すように、バックアップロール２１の回転軸Ｙから見た端面における、バックアップロール２１の突起部２４に集電体Ｃが接している部分の円弧（回転軸Ｙを中心とする）の長さに対応する円周角（ラジアン）である。
【００２５】
θを０．０１ラジアン以上にすることによって、集電体Ｃを突起部２４に押し付ける圧力を十分なものにすることができるため、集電体Ｃにスラリーを塗布する際に集電体Ｃが突起部２４から浮き上がるのを抑えることができる。その結果、塗布量のムラを少なくすることができる。また、θを０．５ラジアン以下にすることによって、集電体Ｃが突起部２４に押し付けられる圧力によって突起部２４の縁付近の集電体Ｃにシワや折り目が付くのを抑えることができるため、製造不良を少なくすることができる。θのより好ましい範囲は、０．０２≦θ≦０．３である。
【００２６】
以上説明した塗工工程の後に、スラリーを乾燥させる工程を行うことにより、図５に示すように、片面に活物質含有層２９が複数列形成された集電体Ｃを得ることができる。ひきつづき、集電体Ｃの残りの片面に、バックアップロール２１を用いた塗工工程を施した後、スラリーを乾燥させる工程を行うことにより、図６に示すように、両面に活物質含有層２９が複数列形成された集電体Ｃを得ることができる。
【００２７】
その後、活物質含有層２９を圧縮するためにプレス成形を施した後、集電体Ｃと活物質含有層２９との境界Ｚに沿って裁断することにより、図７に示す電極３０を得る。得られた電極３０では、集電体Ｃの一方の長辺を除き、活物質含有層２９が形成されている。活物質含有層２９が非形成の長辺は、集電タブ３１として機能する。なお、プレス成形を行う前に裁断を行うことも可能である。
【００２８】
なお、スラリー塗工装置は、ダイヘッドを備えるものに限らず、例えば、アプリケーターロールを用いることができる。
【００２９】
以上説明した第１の実施形態によれば、外周面に形成された複数の環状突起部を有するバックアップロール上に集電体を供給するため、環状突起部間に位置する外周面と集電体との間に隙間を設けることができる。次いで、環状突起部上に配置された部分を除く集電体の表面に、活物質を含むスラリーを塗布することによって、スラリーに混入した大きな粒子や凝集塊の形状に追従して集電体が変形する余地があるため、粒子及び凝集塊が一箇所に留まるのを避けることができる。よって、集電体上に塗布されるスラリー厚さに拘らず、集電体が裂けたり破断したりすることなく電極を製造することができる。
【００３０】
なお、スラリー塗工装置にバックアップロールを対向させず、スラリー塗工装置よりも前段にバックアップロールを配置すると、バックアップロールによる支持のない集電体にスラリーを塗布することとなるため、塗布の際に集電体に弛みや歪みが生じやすく、塗布量のばらつきが大きくなる。
【００３１】
（第２の実施形態）
第２の実施形態によれば、正極と、負極と、非水電解質とを備える電池の製造方法が提供される。正極及び負極のうち少なくとも一方の電極は、第１の実施形態に係る方法で製造される。正極及び負極の製造に用いられるスラリー及び集電体を説明する。
【００３２】
正極用スラリーは、正極活物質、導電剤及び結着剤を含む電極材料を適当な溶媒に懸濁させることにより調製される。溶媒としては例えばＮメチルエチルピロリドンが挙げられる。正極活物質、導電剤、結着剤の総量と溶媒の重量比は５０：５０から８０：２０が望ましい。
【００３３】
正極活物質には、一般的なリチウム遷移金属複合酸化物を使用することができる。例えば、LiCoO2、Li1+a(Mn,Ni,Co)1-aO2（0.0＜a＜0.2）、Li1+bNi1-cMcO2（0.0＜b＜0.2, 0.0＜c＜0.4, MはCo, Al, Feから選ばれる１つ以上）、Li1+dMn2-d-eM’eO4(M’はMg, Al, Fe, Co, Niから選ばれる１つ以上)、ＬｉＭＰＯ4（ＭはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ）などである。
【００３４】
導電剤は、集電性能を高め、集電体との接触抵抗を抑えることができる。導電剤には、例えば、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛等の炭素質物を挙げることができる。
【００３５】
結着剤は、正極活物質と導電剤を結着させることができる。結着剤には、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)、フッ素系ゴム等が挙げられる。
【００３６】
正極活物質、導電剤及び結着剤の配合比については、正極活物質は80重量%以上95重量%以下、正極導電剤は3重量%以上18重量%以下、結着剤は2重量%以上17重量%以下の範囲にすることが好ましい。正極導電剤については、3重量%以上であることにより上述した効果を発揮することができ、18重量%以下であることにより、高温保存下での正極導電剤表面での非水電解質の分解を低減することができる。結着剤については、2重量%以上であることにより十分な電極強度が得られ、17重量%以下であることにより、電極の絶縁体の配合量を減少させ、内部抵抗を減少できる。
【００３７】
正極集電体は、アルミニウム箔若しくはMg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu、Si等の元素を含むアルミニウム合金箔が好ましい。
【００３８】
負極用スラリーは、例えば、負極活物質、導電剤及び結着剤を適当な溶媒に懸濁させることにより調製される。溶媒としては例えばＮメチルエチルピロリドンが挙げられる。負極活物質、導電剤、結着剤の総量と溶媒の重量比は５０：５０から８０：２０が望ましい。
【００３９】
負極活物質としては、例えばチタン含有金属複合酸化物を使うことができ、リチウムチタン酸化物、酸化物合成時はリチウムを含まないチタン系酸化物などを挙げることができる。
【００４０】
リチウムチタン酸化物としては、例えばスピネル構造を有するＬｉ4+xＴｉ5Ｏ12（０≦ｘ≦３）や、ラムステライド構造を有するＬｉ2+yＴｉ3Ｏ7（０≦ｙ≦３）が挙げられる。
【００４１】
チタン系酸化物としては、ＴｉＯ2、ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素を含有する金属複合酸化物などが挙げられる。ＴｉＯ2はアナターゼ型で熱処理温度が300〜500℃の低結晶性のものが好ましい。ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素を含有する金属複合酸化物としては、例えば、ＴｉＯ2−Ｐ2Ｏ5、ＴｉＯ2−Ｖ2Ｏ5、ＴｉＯ2−Ｐ2Ｏ5−ＳｎＯ2、ＴｉＯ2−Ｐ2Ｏ5−ＭｅＯ（ＭｅはＣｕ、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素）などを挙げることができる。この金属複合酸化物は、結晶相とアモルファス相が共存もしくは、アモルファス相単独で存在したミクロ構造であることが好ましい。このようなミクロ構造であることによりサイクル性能が大幅に向上することができる。中でも、リチウムチタン酸化物、ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素を含有する金属複合酸化物が好ましい。
【００４２】
導電剤としては、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛等を挙げることができる。
【００４３】
結着剤は、負極活物質と導電剤を結着させることができる。結着剤には、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)、フッ素系ゴム、スチレンブタジェンゴム等が挙げられる。
【００４４】
負極活物質、負極導電剤及び結着剤の配合比については、負極活物質は70重量％以上96重量％以下、負極導電剤は2重量％以上28重量％以下、結着剤は2重量％以上28重量％以下の範囲にすることが好ましい。負極導電剤量が2重量％未満であると、負極層の集電性能が低下し、非水電解質二次電池の大電流特性が低下する。また、結着剤量が2重量％未満であると、負極層と負極集電体の結着性が低下し、サイクル特性が低下する。一方、高容量化の観点から、負極導電剤及び結着剤は各々28重量％以下であることが好ましい。
【００４５】
負極集電体には、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、銅箔等を挙げることができる。好ましい負極集電体は、1.0Vよりも貴である電位範囲において電気化学的に安定であるアルミニウム箔、Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu、Si等の元素を含むアルミニウム合金箔である。
【００４６】
第２の実施形態の方法で製造される非水電解質電池の一例を図８、図９に示す。図８に示す電池は、密閉型の角型非水電解質電池である。非水電解質電池は、外装缶１と、蓋２と、正極出力端子３と、負極出力端子４と、電極群５とを備える。図８に示すように、外装缶１は、有底角筒形状をなし、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄あるいはステンレスなどの金属から形成される。
【００４７】
図９に示すように、偏平型の電極群５は、正極６と負極７がその間にセパレータ８を介して偏平形状に捲回されたものである。正極６は、例えば金属箔からなる帯状の正極集電体と、正極集電体の集電体露出部からなる正極集電タブ６ａと、少なくとも正極集電タブ６ａの部分を除いて正極集電体に形成された正極活物質層６ｂとを含む。一方、負極７は、例えば金属箔からなる帯状の負極集電体と、負極集電体の集電体露出部からなる負極集電タブ７ａと、少なくとも負極集電タブ７ａの部分を除いて負極集電体に形成された負極活物質層７ｂとを含む。
【００４８】
このような正極６、セパレータ８及び負極７は、正極集電タブ６ａが電極群の捲回軸方向にセパレータ８から突出し、かつ負極集電タブ７ａがこれとは反対方向にセパレータ８から突出するよう、正極６及び負極７の位置をずらして捲回されている。このような捲回により、電極群５は、図９に示すように、一方の端面から渦巻状に捲回された正極集電タブ６ａが突出し、かつ他方の端面から渦巻状に捲回された負極集電タブ７ａが突出している。
【００４９】
電解液（図示しない）は、電極群５に含浸されている。矩形板状の蓋２は、外装缶１の開口部に例えばレーザでシーム溶接される。蓋２は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄あるいはステンレスなどの金属から形成される。蓋２と外装缶１は、同じ種類の金属から形成されることが望ましい。
【００５０】
図８に示すように、蓋２の外面の中央付近に安全弁９が設けられている。安全弁９は、蓋２の外面に設けられた矩形状の凹部９ａと、凹部９ａ内に設けられたＸ字状の溝部９ｂとを有する。溝部９ｂは、例えば、蓋２を板厚方向にプレス成型することにより形成される。注液口１０は、蓋２に開口され、電解液の注液後に封止される。
【００５１】
蓋２の外面には、安全弁９を間に挟んだ両側に正負極出力端子３，４が絶縁ガスケット（図示しない）を介してかしめ固定されている。負極活物質に炭素系材料を使用するリチウムイオン二次電池の場合、正極出力端子３には、例えば、アルミニウムあるいはアルミニウム合金が使用され、負極出力端子４には、例えば、銅、ニッケル、ニッケルメッキされた鉄などの金属が使用される。また、負極活物質にチタン酸リチウムを使用する場合は、上記に加え、負極出力端子４にアルミニウムあるいはアルミニウム合金を使用してもかまわない。
【００５２】
正極リード１１は、一端が、正極出力端子３にかしめ固定あるいは溶接によって電気的に接続され、かつ他端が正極集電タブ６ａに電気的に接続されている。負極リード１２は、一端が、負極出力端子４にかしめ固定あるいは溶接によって電気的に接続され、かつ他端が負極集電タブ７ａに電気的に接続されている。正負極リード１１，１２を正負極集電タブ６ａ，７ａに電気的に接続する方法は、特に限定されるものではないが、例えば超音波溶接やレーザ溶接等の溶接が挙げられる。
【００５３】
このように、正極出力端子３と正極集電タブ６ａとが正極リード１１を介して電気的に接続され、負極出力端子４と負極集電タブ７ａとが負極リード１２を介して電気的に接続されることにより、正負極出力端子３，４から電流を取り出せるようになる。
【００５４】
正負極リード１１，１２の材質は、特に指定しないが、正負極出力端子３，４と同じ材質にすることが望ましい。例えば、出力端子の材質がアルミニウム又はアルミニウム合金の場合は、リードの材質をアルミニウム、アルミニウム合金にすることが好ましい。また、出力端子が銅の場合は、リードの材質を銅などにすることが望ましい。
【００５５】
ここで、セパレータ及び非水電解質について説明する。
【００５６】
（セパレータ）
セパレータとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、またはポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を含む多孔質フィルム、合成樹脂製不織布等を挙げることができる。中でも、ポリエチレン又はポリプロピレンからなる多孔質フィルムは、一定温度において溶融し、電流を遮断することが可能であり、安全性向上の観点から好ましい。また中でも、セルロースからなる多孔質フィルムは空隙率が同じ厚さの他の材質のセパレータに比べてより多くの電解質を含むことができるために電解質中のLiイオン伝導度が相対的に高くでき、大電流を流す必要のある高出力型の非水電解質電池には最もこのましい。
【００５７】
（非水電解質）
非水電解質としては、電解質を有機溶媒に溶解することにより調整される液状非水電解質、液状電解質と高分子材料を複合化したゲル状非水電解質等が挙げられる。
【００５８】
液状非水電解質は、電解質を0.5mol/l以上2.5mol/l以下の濃度で有機溶媒に溶解することにより、調製される。
【００５９】
電解質としては、例えば、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、トリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、ビストリフルオロメチルスルホニルイミトリチウム［ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2］等のリチウム塩、あるいはこれらの混合物を挙げることができる。高電位でも酸化し難いものであることが好ましく、ＬｉＰＦ6が最も好ましい。
【００６０】
有機溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ビニレンカーボネート等の環状カーボネートや、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）等の鎖状カーボネートや、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２メチルテトラヒドロフラン（２ＭｅＴＨＦ）、ジオキソラン（ＤＯＸ）等の環状エーテルや、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、ジエトエタン（ＤＥＥ）等の鎖状エーテルや、γ-ブチロラクトン（ＧＢＬ）、アセトニトリル（ＡＮ）、スルホラン（ＳＬ）等の単独若しくは混合溶媒を挙げることができる。
【００６１】
高分子材料としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（PVdF）、ポリアクリロニトリル（PAN）、ポリエチレンオキサイド（PEO）等を挙げることができる。
【００６２】
なお、非水電解質として、リチウムイオンを含有した常温溶融塩（イオン性融体）、高分子固体電解質、無機固体電解質等を用いてもよい。
【００６３】
常温溶融塩（イオン性融体）は、有機物カチオンとアニオンの組合せからなる有機塩の内、常温（15℃〜25℃）で液体として存在しうる化合物を指す。常温溶融塩としては、単体で液体として存在する常温溶融塩、電解質と混合させることで液体となる常温溶融塩、有機溶媒に溶解させることで液体となる常温溶融塩等が挙げられる。なお、一般に、非水電解質電池に用いられる常温溶融塩の融点は、25℃以下である。また、有機物カチオンは、一般に、４級アンモニウム骨格を有する。
【００６４】
高分子固体電解質は、電解質を高分子材料に溶解し固体化し調製する。
【００６５】
無機固体電解質は、リチウムイオン伝導性を有する固体物質である。
【００６６】
図８及び図９では、電池の外装部材に外装缶を用いた例を説明したが、外装部材として用いることが可能なものは外装缶に限らず、例えば、ラミネートフィルム製容器を使用することができる。ラミネートフィルムは、金属層と金属層を被覆する樹脂層とからなる多層フィルムである。軽量化のために、金属層はアルミニウム箔若しくはアルミニウム合金箔が好ましい。樹脂層は、金属層を補強するためのものであり、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の高分子を用いることができる。ラミネートフィルムは、熱融着によりシールを行うことにより成形する。
【００６７】
電池の形状は、図８及び図９に示す角型電池に限らず、例えば、扁平型、円筒型、コイン型、ボタン型、シート型、積層型等が挙げられる。なお、無論、携帯用電子機器等に積載される小型電池の他、二輪乃至四輪の自動車等に積載される大型電池にも実施形態の電池は適用可能である。
【００６８】
以上説明した第２の実施形態によれば、正極または負極を、第１の実施形態の方法で製造するため、集電体上に塗布されるスラリー厚さに拘らず、集電体が裂けたり破断したりすることなく正極または負極を製造することができる。
【実施例】
【００６９】
以下に実施例を説明するが、実施形態の主旨を超えない限り、実施形態は以下に掲載される実施例に限定されるものでない。【００７０】
（実施例１）
正極活物質ＬｉＣｏＯ2、正極導電剤としてアセチレンブラックと黒鉛、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）をＮメチルエチルピロリドンに分散させて正極スラリーを作った。このスラリーを１００μｍと１５０μｍの目開きのふるいにかけたところ、１００〜１５０μｍの粒子または凝集体を含んでいた。【００７１】
スラリーを塗布する支持体ともなる正極集電体には厚さ１２μｍ、幅６００ｍｍのアルミニウム箔を使った。【００７２】
バックアップロールには、芯金と、芯金を被覆する金属製表層と、表層の外周面に形成された環状突起部とを有するものを使用した。表層までの直径が２００ｍｍ（Ｒが１００ｍｍ）で、長さＨが８００ｍｍであった。突起部は４つ設けた。各突起部の幅ｈは２０ｍｍ、各突起部の外径ｒは１００．２５ｍｍであった。突起部の同士の間隔は総て１５０ｍｍの等間隔とした。よって、（ｒ−Ｒ）の値は０．２５ｍｍであった。【００７３】
集電体を円周角θが０．２ラジアンとなるようにバックアップロール上に供給した。また、集電体は、バックアップロールの４つ総ての突起部と接するようにバックアップロール上を走行させた。【００７４】
スラリーはダイヘッドを用いて塗布した。ダイヘッドと集電体との間隔をスラリーを塗布する前に計測したところ、９０μｍであった。集電体の表面のうち、突起部と重ならない部分、すなわち突起部間に位置する３箇所の表層と重なる部分にそれぞれ幅１４５ｍｍでスラリーをダイヘッドを用いて塗工した。塗布したスラリーの乾燥前の厚さは６０μｍであった。【００７５】
２０００ｍの塗工を行ったが、スラリーに含まれる１００〜１５０μｍの粒子または凝集体がダイヘッドのスラリー吐出口と集電体との間に挟まって集電体を破ったり破断させたりしたことは発生しなかった。【００７６】
（実施例２〜７）
（ｒ−Ｒ）、ｈ及びθの値を下記表１に示すように変更すること以外は、実施例と同じようにして２０００ｍの塗工を行った。集電体の破れまたは破断の不良が発生した回数を下記表１に示す。【００７７】
（比較例）
突起部の無い直径２００ｍｍ（Rが１００ｍｍ）の円柱状のバックアップロールを用いたことを除けば、実施例と同じようにして２０００ｍの塗工を行った。【００７８】
この時、スラリーに含まれる１００〜１５０μｍの粒子または凝集体がダイヘッドのスラリー吐出口と集電体の間に挟まって集電体を破断させたりしたことが３回発生した。そのたびごとに塗工を停止し、復旧作業を実施した。復旧作業は先ず破断によって乾燥前のスラリーが付着したバックアップロールや乾燥炉内部のサポートロールの拭き取り清掃、破断した集電体の除去を行った。その後、集電体をつなぎ合わせた。この作業の間、作業員による乾燥炉内部の清掃や集電体の再供給のために炉の温度を作業に安全な温度まで下げる必要があった。このような炉の冷却と再加熱にも相当の時間を要した。
【表１】
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【００７９】
表１から明らかなように、実施例１〜７の方法によると、塗工中の集電体の破れ及び破断を少なくすることができる。これに対し、突起部のないバックアップロールを用いた比較例によると、塗工中の集電体の破れ及び破断が実施例１〜７に比して多かった。【００８０】
以上説明した少なくとも一つの実施形態の電極の製造方法によれば、外周面に形成された複数の環状突起部を有するバックアップロール上に集電体を供給し、環状突起部上に配置された部分を除く集電体の表面に、活物質を含むスラリーを塗布するため、集電体上に塗布されるスラリー厚さに拘らず、集電体が裂けたり破断したりすることなく電極を製造することができる。【００８１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８２】
１…外装缶、２…蓋、３…正極出力端子、４…負極出力端子、５…電極群、６…正極、６ａ…正極集電タブ、６ｂ…正極活物質含有層、７…負極、７ａ…負極集電タブ、７ｂ…負極活物質含有層、８…セパレータ、９…安全弁、９ａ…凹部、９ｂ…溝部、１０…注液口、１１…正極リード、１２…負極リード、２１…バックアップロール、２２…芯金、２３…表層、２４…突起部、Ｃ…集電体、２５…ダイヘッド、２６…液溜め部、２７…ダイスリット、２８…スラリー吐出口、２９…活物質含有層、３０…電極、３１…集電タブ。
【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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【国際調査報告】
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