(57)【要約】  【課題】  リードタイム、充電滞留時間に影響を与えることなく電解液を十分に染みこませることができる正極を備え、電気容量の低下を防止することができる、非水電解質二次電池及びその製造方法を提供する。  【解決手段】  正極２０は、正極集電体２１の両面に形成された正極合剤層２３とから構成される。溝２３ａは、正極２０の短手方向の一端から他端に向けて連続されて設けられている。電池特性と染み込み性のバランスを考慮すると、溝の深さを数十μｍをとし、溝の間隔が数十ｍｍとすることが好ましい。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と負極とをセパレータを介してなる非水電解質二次電池において、
上記正極は、帯状の正極集電体と上記正極集電体の両面に形成された正極合剤層とを備え、
上記正極合剤層の表面に溝が設けられていることを特徴とする非水電解質二次電池。
【請求項２】
請求項１において、
上記正極合剤層の表面上に設けられた上記溝は、上記正極合剤層の短手方向の一端から他端方向に向けて連続的に設けられていることを特徴とする非水電解質二次電池。
【請求項３】
正極と負極とをセパレータを介してなる非水電解質二次電池の製造方法において、
帯状の正極集電体の上に、正極活物質を少なくとも含むスラリーを一様に塗布し、乾燥する工程と、
表面に溝が設けられたプレス手段により、上記乾燥されたスラリーをプレスする工程と
を備えることを特徴とする非水電解質二次電池の製造方法。
【請求項４】
請求項３において、
上記プレス手段は、柱状を有し、
上記表面に設けられた溝は、上記プレス手段の上面側から底面側に向けて連続的に設けられていることを特徴とする非水電解質二次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、正極と負極とをセパレータを介してなる非水電解質二次電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラ一体型ＶＴＲ（Video Tape Recorder）、携帯電話機器、ノートＰＣ（Personal Computer）等のポータブル電子機器は、小型軽量化が進んでいる。ポータブル電子機器の小型軽量化に伴い、電源として使用される二次電池は、エネルギー密度の向上が求められている。二次電池の中でも、リチウムイオン二次電池は、従来の水系電解液二次電池である鉛電池、ニッケルカドミウム電池と比較して大きなエネルギー密度が得られるため特に有望である。
【０００３】
従来のリチウムイオン二次電池は、例えば、円筒形のものがあり、ＬｉＣｏＯ2からなる正極と、カーボンからなる負極とをセパレータによって隔離し、積層されて巻かれた素子が負極缶に収納される構成をとる。
【０００４】
従来のリチウムイオン二次電池の電極の構成を、図９Ａおよび図９Ｂを参照して説明する。図９Ａは、従来のリチウムイオン二次電池の正極および負極の展開図である。図９Ａにおいて、参照符号１０１は正極を示し、正極１０１は、帯状の形状をとる。参照符号１０４は負極を示し、負極１０４は、正極と同様に帯状の形状をとる。
【０００５】
図９Ｂは、従来のリチウムイオン二次電池の正極および負極の断面図である。正極１０１は、正極集電体１０２の両面に正極合剤層１０３が形成されるように構成されている。また、参照符号１０７は、正極リードを示し、正極リード１０７の一端に正極集電体１０２が接合され、他端は、正極蓋と接合される。同様に、負極１０４も、集電体１０４の両面に負極活物質１０６が形成されるように構成されている。また、参照符号１８は、負極リードを示し、負極リード１０８の一端に負極集電体１０５が接合され、他端は、負極缶と接合される。
【０００６】
正極集電体１０２には、例えば、アルミニウム箔、負極集電体１０５には、銅箔などが用いられる。以下の特許文献１には、従来のリチウムイオン二次電池に好適に使用される集電体の一例が記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２１６９７１号公報
【０００８】
この集電体は、エッチング加工によって貫通孔が所定の連続パターンで形成されており、これを電極に用いることで、電極板の軽量化と薄型化を達成することができる。
【０００９】
図１０を参照して、従来のリチウムイオン二次電池の製造方法について説明する。
【００１０】
図１０は、電極の製造工程の一部である、電極プレス工程を模式的に表す図である。図１１は、従来のプレスローラー１１１の斜視図である。図１１に示すように従来のプレスローラー１１１は、表面が滑らかな円柱形状である。まず、アルミ箔の集電体の両面にドクタブレードなどの塗膜形成器で、正極活物質を溶剤から分散してなるスラリーを塗布して、溶剤を乾燥・除去し固定化する。その後、図１１に示す表面が滑らかな円柱形状の２つのプレスローラー１１１で、加圧する。これにより正極活物質の密度が高められ、一定の厚みに仕上げられた正極合剤層を得られる。
【００１１】
また、負極も同様に、銅箔の集電体の両面にカーボンなどの負極活物質を溶剤に分散してなるスラリーを塗布して、溶剤を乾燥・除去し固定化する。その後、２つのプレスローラー１１１により加圧する。これにより負極活物質の密度が高められ、一定の厚みに仕上げられた負極合剤層が得られる。
【００１２】
さらに、その後、上述した方法により製造した正極１０１および負極１０４をセパレータ１０９を介して巻き取って負極缶に納め、電解液を注入し、ガスケット、安全弁、ＰＴＣ、正極蓋の順に積載されて、最後にクリンプ、密閉する。以上により、従来のリチウムイオン二次電池が得られる。
【００１３】
次に、上述のようにして得られたリチウムイオン二次電池の充電プロセスについて説明する。
【００１４】
一般的に、リチウムイオン二次電池の充電メカニズムは、１回目の初充電で、ＬｉＣｏＯ2（正極）のリチウムのうちｘ分だけがＣy（負極）に移動してＬｉxＣyを形成する。このプロセスを電池反応式で表すと以下の式で表せる。
ＬｉＣｏＯ2＋Ｃy→（初充電）→Ｌｉ1-xＣｏＯ2＋ＬｉxＣy
【００１５】
すなわち、ＬｉＣｏＯ2（正極）からリチウムイオンが脱ドープ（以下、（Ｃ）と適宜称する）され負極カーボンにリチウムイオンがドープ（以下（Ａ）と適宜称する）されることにより、リチウムイオン二次電池は充電される。
【００１６】
上述した製造工程で注入した電解液は、有機溶媒を使用した非水電解液が用いられる。例えば、ＰＣ（プロピレンカーボネート）、ＥＣ（エチレンカーボネート）、ジメチルスルホキシド、γ−ブチルラクトン、スルホランなどの高誘電率溶媒が用いられる。
【００１７】
この電解液の電極への染み込みが不十分であると、正極から脱ドープされた、リチウムイオンが十分に負極にドープできず、負極におけるリチウムイオンの拡散が妨げられ（Ｃ）＞（Ａ）となり、負極の表面上にリチウムの不伝導物質として析出してしまうので、電気容量の低下をもたらす。
【００１８】
例えば、特許文献２には、セパレータおよび電極に有機電解液を十分吸収させることにより放電率特性に優れた電池の製造方法が記載されているが、従来のリチウムイオン二次電池においては、電解液が電極に染み渡るまで長時間を要する。例えば、従来のリチウムイオン二次電池においては、２４ｈの含浸時間を要するもの存在する。
【００１９】
したがって、電解液の染み込みを十分なものとするために、初充電前に相当の時間（充電前時間）を設けている。
【００２０】
【特許文献２】特開平１１−３０７１３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、充電プロセスにおける充電前時間のロスと電池の高容量化に伴い素子密度が高まり、電解液が染み込みにくくなってきている。そこで、充電前時間を延長する必要があるが、充電前時間を延ばす事は、リードタイムに影響を与えてしまう。
【００２２】
また、充電前時間を短縮する対策として、充電時に（Ｃ）＞（Ａ）にならないように充電電流を抑えた充電を行っているが、充電滞留時間が長くなってしまい、充電設備処理能力不足による設備投資を始めとする諸々の問題が生ずる。
【００２３】
したがって、この発明の目的は、リードタイム、充電滞留時間に影響を与えることなく電解液を十分に染みこませることができる正極を備え、電気容量の低下を防止することができる、非水電解質二次電池及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上述した課題を解決するために、この発明の第１の態様は、
正極と負極とをセパレータを介してなる非水電解質二次電池において、
正極は、帯状の正極集電体と正極集電体の両面に形成された正極合剤層とを備え、
正極合剤層の表面に溝が設けられていることを特徴とする非水電解質二次電池である。
この発明の第１の態様では、典型的には、正極合剤層の表面上に設けられた溝は、正極合剤層の短手方向の一端から他端方向に向けて連続的に設けられている。
【００２５】
また、この発明の第２の態様は、
正極と負極とをセパレータを介してなる非水電解質二次電池の製造方法において、
帯状の正極集電体の上に、正極活物質を少なくとも含むスラリーを一様に塗布し、乾燥する工程と、
表面に溝が設けられたプレス手段により、乾燥されたスラリーをプレスする工程と
を備えることを特徴とする非水電解質二次電池の製造方法である。
この発明の第２の態様では、典型的には、プレス手段は、柱状を有し、表面に設けられた溝は、プレス手段の上面側から底面側に向けて連続的に設けられている。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、正極の表面に溝を設けることにより、電解液の染み込み性を改善し、充電前時間を短縮することができる。
【００２７】
また、充電時間を短縮でき、かつ電流値の大電流化が可能になり、充電プロセスが圧縮できる。
【００２８】
さらに、リチウムイオンが正極に効率よくドープ・脱ドープされることで、高容量化およびサイクル特性の向上を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３０】
図１は、この発明の一実施形態による非水電解質二次電池の一構成例を示す断面図である。なお、この一実施形態では、非水電解質二次電池が非水電解液二次電池である場合を例として示す。
【００３１】
図１に示すように、この非水電解質二次電池は、いわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の負極缶１の内部に、渦巻型電極体を有している。この渦巻型電極体は、正極活物質を有する帯状の正極２と負極活物質を有する帯状の負極３とが、イオン透過性を有するセパレータ４を介して多数回巻回されてなる。負極缶１は、例えばニッケルメッキが施された鉄により構成されており、一端部が閉鎖され、他端部が開放されている。また、負極缶１の内部には、巻回型電極体の両端部分を挟み込むように一対のインシュレータ５が配置されている。
【００３２】
負極缶１の開放端部には、正極蓋７と、この正極蓋７の内側に設けられた安全弁８およびポリスイッチ（Positive Temperature Coefficient：以下、ＰＴＣと称する）９とが、ガスケット１０を介してかしめられることにより取り付けられており、負極缶１の内部は密閉されている。正極蓋７は、例えば負極缶１と同様の材料により構成されている。安全弁８は、ＰＴＣ９を介して正極蓋７と電気的に接続されており、内部短絡又は外部からの加熱により電池の内圧が一定以上となった場合に正極蓋７と渦巻型電極体との電気的接続を切断する、いわゆる電流遮断機構を備えている。ＰＴＣ９は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止するものである。ガスケット１０は、例えば絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。
【００３３】
（正極２）
正極２は、帯状の正極集電体２１と、この正極集電体２１の両面に形成された正極合剤層２３とから構成される。正極集電体２１は、例えばアルミニウムなどからなる金属箔である。正極合剤層２３は、例えば正極活物質、導電剤および結着剤（バインダー）から構成される。
【００３４】
正極活物質としては、リチウムイオンをドープ・脱ドープ可能な遷移金属酸化物など公知の正極材料を用いることができ、目的とする電池の種類に応じて、金属酸化物、金属硫化物又は特定のポリマーを用いることができる。具体的には、正極活物質としては、例えば、ＴｉＳ2、ＭｏＳ2、ＮｂＳｅ2、Ｖ2Ｏ5等のリチウムを含有しない金属硫化物あるいは酸化物や、ＬｉｘＭＯ２（式中、Ｍは一種以上の遷移金属を表し、ｘは電池の充放電状態によって異なり、通常０．０５≦ｘ≦１．１０である）を主体とするリチウム複合酸化物等を使用することができる。このリチウム複合酸化物を構成する遷移金属Ｍとしては、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎなどが好ましい。このようなリチウム複合酸化物の具体例としては、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉxＮｉyＣｏ1-yＯ2（式中、ｘ、ｙ、は電池の充放電状態によって異なり、通常０＜ｘ≦１．２、０．７＜ｙ＜１．０２である）、スピネル型構造を有するリチウムマンガン複合酸化物等を挙げることができる。これらリチウム複合酸化物は、高電圧を発生でき、エネルギー密度的に優れた正極活物質である。なお、正極２には、これらの正極活物質の複数種を混合して使用してもよい。
【００３５】
結着剤としては、通常この種の電池に使用されている公知の結着剤を用いることができる。この結着剤として、例えばポリフッ化ビニル、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を挙げることができる。
【００３６】
また、正極合剤層２３には、必要に応じて導電剤を含有するようにしてもよい。この導電剤は、上記活物質に適量混合して導電性を付与できるものであれば特に制限されず、例えば、グラファイト、カーボンブラック等の炭素粉末が挙げられる。
【００３７】
正極合剤層２３の形成方法としては、例えば、粉体状の正極活物質を結着剤（バインダー）とともに溶剤と混合し、必要に応じてボールミル、サンドミル、二軸混練機等により分散塗料化した後、正極集電体２１上に塗布して乾燥する方法が好適に用いられる。この場合、用いられる溶剤の種類は、正極集電体２１に対して不活性であり、且つバインダーを溶解しうる限り、特に制限されず、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン等の一般に使用される無機、有機溶剤の何れも使用できる。塗布装置は、特に限定されるものではないが、例えばスライドコーティングやエクストルージョン型のダイコーティング、リバースロール、グラビア、ナイフコーター、キスコーター、マイクログラビア、ロッドコーター、ブレードコーター等を挙げることができる。乾燥方法は特に制限されず、例えば放置乾燥、送風乾燥機、温風乾燥機、赤外線加熱機、遠赤外線加熱機等を挙げることができる。
【００３８】
（負極３）
負極３は、帯状の負極集電体２５と、この負極集電体２５の両面に形成された負極合剤層２７とから構成される。負極集電体２５は、例えば銅などからなる金属箔である。負極合剤層２７は、例えば負極活物質、導電剤および結着剤（バインダー）から構成される。
【００３９】
負極活物質としては対リチウム金属２．０Ｖ以下の電位で電気化学的にリチウムをドープ脱ドープする材料であればいずれも使用することができる。例示するならば難黒鉛化性炭素、人造黒鉛、天然黒鉛、熱分解炭素類、コークス類（ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス等）、グラファイト類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体（フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したもの）、炭素繊維、活性炭、カーボンブラック類等の炭素質材料を使用することができる。またリチウムと合金を形成可能な金属およびその合金や金属間化合物も利用可能である。酸化鉄、酸化ルテニウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化チタン、酸化スズ等の比較的電位が卑な電位でリチウムをドープ脱ドープする酸化物やその他窒化物なども同様に使用可能である。
【００４０】
結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリエチレンなどを用いることができる。
【００４１】
導電剤としては、例えばグラファイト、カーボンブラック等の炭素粉末を用いることができる。
【００４２】
上述の負極３、正極２の作製方法は問わない。材料に公知の結着剤、導電性材料等を添加し溶剤を加えて塗布する方法、材料に公知の結着剤等を添加し加熱して塗布する方法、材料単独あるいは導電性材料さらには結着材と混合して成型等の処理を施して成型体電極を作成する方法がとられるが、それらに限定されるものではない。
【００４３】
例えば、結着材、有機溶剤等と混合されスラリー状にされた後、集電体上に塗布、乾燥して電極を製造することができる。あるいは、結着材の有無にかかわらず、活物質に熱を加えたまま加圧成型することにより強度を有した電極を作成することも可能である。
【００４４】
（セパレータ４）
セパレータ４としては、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微多孔膜を用いることができる。
【００４５】
（電解質）
電解質としては、有機溶媒（非水溶媒）に電解質塩を溶解させた非水電解液を用いることができる。非水電解液は、有機溶媒と電解質とを適宜組み合わせて調製される。有機溶媒としては、この種の電池に用いられるものであればいずれも使用可能である。具体的には、有機溶媒としては、メチルエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、１,２−ジメトキシエタン、１,２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１,３−ジオキソラン、４メチル１,３ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル、アニソール、酢酸エステル、酪酸エステル、プロピオン酸エステル等を挙げることができる。また、これらの有機溶媒を２以上混合して混合溶媒として用いることも可能である。
【００４６】
電解質塩としては、この種の電池に用いられるものであればいずれも使用可能である。例示するならば、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6，ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、ＣＨ3ＳＯ3Ｌｉ、ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉ、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ等を挙げることができる。
【００４７】
（作製方法）
電池の作製方法としては、正負極間にセパレータ４を介して巻芯の周囲に捲回する作製方法、電極とセパレータ４を順次積層する積層方式等が挙げられる。例えば、捲回する作製方式により作製される角形電池に対しても、この発明は適用できる。
【００４８】
以下、図面を参照して、この発明による一実施形態である非電解質電池に用いる電極、特に正極２について、より詳しく説明する。
【００４９】
図２Ａは、この発明の一実施形態である非電解質電池の電極の構成を模式的に表した断面図である。正極２０と負極２４は、セパレータ２８によって、分け隔てられている。正極２０は、正極集電体２１の両面に形成された正極合剤層２３とから構成される。負極２４は、負極集電体２５の両面に形成された負極合剤層２７とから構成される。参照符号２２は正極リード、参照符号２６は負極リードを示す。図１に示すように、正極リード２２は、安全弁８に溶接されることにより正極蓋７と電気的に接続される。負極リード２６は、負極缶１に溶接され電気的に接続される。
【００５０】
図２Ｂは、図２Ａに示す正極２０の断面形状の一部を拡大して表した図である。図２Ｂに示すように、正極合剤層２３の表面には、溝２３ａが設けられる。
【００５１】
溝２３ａは、正極合剤層２３の表面に一定パターンで設けられ、例えば、正極２０の短手方向の一端から他端に向けて形成される。
【００５２】
電池特性と染み込み性のバランスを考慮すると、電極の厚みＤ１、Ｄ２は、例えば約２００μｍであり、セパレータ２８の厚みは、例えば約２５μｍである。一般的な素子構造においては、溝の深さを数十μｍをとし、溝の間隔が数十ｍｍとすることが好ましい。
【００５３】
より具体的には、図２Ｂに示すように、この溝の断面は、例えば、台形状を有する。さらに、この台形の底辺Ｌ１は、例えば２ｍｍに選ばれ、溝の深さｄは、例えば２０μｍに選ばれる。また、溝の間隔Ｌ２は、例えば１０ｍｍに選ばれる。
【００５４】
このように正極合剤層２３の表面上に溝２３ａを設けることにより、電解液は、この溝２３ａを伝わり速やかに素子内部に浸透できる。
【００５５】
また、正極合剤層２３の表面上に溝２３ａが設けられることにより、電解液に接する表面積が増大するので、電解液の染み込み性が向上する。
【００５６】
なお、リチウムイオン二次電池における、充電過程においては、正極から脱ドープしたリチウムイオンが負極層間にドープするので、一部でも負極密度が大きくなると、リチウムイオンが負極層間にドープしにくくなり、不伝導物質として析出してしまう。したがって、電池特性を考慮すると、負極表面上には溝を設けないほうが好ましい。
【００５７】
図３は、この発明の一実施形態である非水電解質電池の正極２０の一例の展開平面図である。図３に示すように、溝２３ａは、正極２０の短手方向の一端から他端に向けて連続されて設けられている。
【００５８】
図４は、この発明による非水電解質電池の正極２０の他の例の展開平面図である。図４に示すように、正極合剤層２３には、正極２０の短手方向の一端から他端方向に、一パターンの溝２３ａと、溝２３ａと対称的な他のパターンの溝２３ｂとが連続されて設けられている。
【００５９】
正極合剤層２３に設けられる、溝２３ａの単位形状、溝の間隔、パターンは、図３または図４に示すものに限定されるものではない。
【００６０】
図５は、この発明による正極２０の製造方法における、プレス工程を模式的に表した図である。図５に示すように、正極２０は、２つのプレスローラー３０により加圧されることにより密度が高められ、一定の厚みに仕上げられる。プレスローラー３０には、図１０に示す表面が滑らかな平面である従来のプレスローラー１１１とは異なり、例えば、プレスローラー１１１の周方向に、数１０μｍ単位の溝形状に応じた凸凹の型が直線的に一定パターンで連続されて設けられている。
【００６１】
図６Ａは、図５に示すプレスローラー３０の一例を示す斜視図である。図６Ｂは、図６Ａに示すプレスローラー３０ａの一部を拡大して表した断面図である。図６Ａに示すように、プレスローラー３０ａの表面には、凸凹の型がプレスローラー３０ａの周方向に１パターンで直線的に連続されて設けられている。
【００６２】
また、図６Ｂに示すように、プレスローラー３０ａは、図１１に示す表面が滑らかな平面である従来のプレスローラー１１１とは異なり、表面に１パターンの凸凹の型が設けられている。したがって、このプレスローラー３０ａを使用することにより、正極２０の両面に形成された正極合剤層２３に、所望の１パターンの溝を形成させることができる。
【００６３】
図７は、図５に示すプレスローラー３０の他の例を示す斜視図である。図７に示すように、プレスローラー３０ｂの表面には、凸凹の型がプレスローラー３０ｂの周方向に直線的に２パターンで連続されて設けられている。
【００６４】
このプレスローラー３０ｂを使用することにより、正極２０の両面に形成された正極合剤層２３に、所望の２パターンの溝を形成させることができる。
【００６５】
この発明の一実施形態によれば以下の効果が得ることできる。この発明の一実施形態による効果としては、リチウムイオン二次電池の製造プロセスおける充電前時間を短縮できる。
【００６６】
また、充電時間を短縮することができ、電流値の大電流化が可能となり、充電プロセスを圧縮できる。
【００６７】
さらに、また、電解液の染み込み性の改善により、リチウムイオンが正極に効率よくドープ・脱ドープされることにより、容量を増大することができる。さらに、また、サイクル特性を向上できる。
【実施例】
【００６８】
以下、実施例によりこの発明を具体的に説明するが、この発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
【００６９】
＜実施例＞
正極活物質としてＬｉＣｏＯ2（９４ｗｔ％）と、導電剤としてケッチェンブラック（３ｗｔ％）と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（３ｗｔ％）を混合して正極合剤を調整した後に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン中に分散させて正極合剤スラリーとした。そして、この正極合剤スラリーをアルミニウムからなる正極集電体２１上に塗布して乾燥させ、図６に示す表面に凸凹が設けられたローラープレス３０ａにより一定圧力で圧縮成型した後、正極合剤層２３に一定のパターンの溝２３ａが設けられた厚さ１８０μｍを有する帯状の正極が得られた。また、このときの溝２３ａの断面形状は、台形状であり、底辺Ｌ１は２ｍｍに選ばれ、溝の深さｄは２０μｍに選ばれ、溝の間隔Ｌ２は１０ｍｍに選ばれた。
【００７０】
次に、負極活物質としてグラファイト（９５ｗｔ％）、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（５ｗｔ％）をＮ−メチル−２−ピロリドン中に分散させて負極合剤スラリーとした。そして、この負極合剤スラリーを負極集電体１２ａとなる厚さ１５μmの帯状銅箔に均一に塗布して乾燥させ、一定圧力で圧縮成型した後、帯状の負極１２を作成した。
【００７１】
上述のようにして作製した帯状の厚さ１８０μｍを有する正極２０と帯状の厚さ１８０μｍを有する負極２４とを、厚さ２５μｍを有する微多孔性ポリエチレンフィルムからなるセパレータを介して、負極２４、セパレータ２８、正極２０、セパレータ２８の順に積層した後に多数回巻き回すことで、外径１７．１ｍｍである渦巻型の巻回電極体を作成した。
【００７２】
次に、この巻回電極体を、ニッケルメッキを施した鉄製の電池缶に収納した。そして、巻回電極体の上下両面に絶縁板を配設し、アルミニウム製の正極リードを正極集電体から導出して電池蓋に溶接し、ニッケル製の負極リードを負極集電体から導出して電池缶に溶接した。
【００７３】
次に、電池缶の中に、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートを１対１で混合した溶液にＬｉＰＦ6を１７．０ｗｔ％となるように調整した電解液を注入した。次いで、アスファルトで表面を塗布したガスケットを介して電池缶をかしめることにより、電流遮断機構を有する安全弁機構、ＰＴＣ素子並びに電池蓋を固定し、電池内の機密性を保持させ、直径１８．１ｍｍ、高さ６４．９ｍｍである円筒型のリチウムイオン二次電池を作製した。
【００７４】
＜比較例＞
比較例として、従来のリチウムイオン二次電池を上述した実施例と同様の方法で作製した。
【００７５】
＜特性評価＞
上述した方法で作製した実施例と比較例との放電容量を２３℃雰囲気０．５Ｃの定電流放電にて容量を測定した。
【００７６】
上記測定結果を図８に示すように、グラフに表した。このグラフに表されるように、従来例と比較して容量が２％増大したことがわかる。
【００７７】
また、染み込み時間、充電時間およびサイクル特性についても、さらに、検討を行った。
【００７８】
検討の結果、比較例では、染み込み時間が１時間であったのに対して、実施例では、染み込み時間は１時間であることがわかった。すなわち、実施例では、比較例に比して、染み込み時間を大幅に短縮できることがわかった。
【００７９】
また、比較例では、充電時間が５ｈであったのに対して、実施例では、充電時間が３ｈであった。すなわち、実施例では、比較例に比して、充電時間を大幅に短縮できることがわかった。
【００８０】
さらに、また、サイクル特性に関しても、リチウムイオンが効率良くドープ・脱ドープされることで、サイクル特性を向上できることがわかった。
【００８１】
この発明は、上述したこの発明の実施形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】この発明によるリチウムイオン二次電池の斜視図である。
【図２】この発明による正極の展開断面図である。
【図３】この発明による正極の第１の例の展開平面図である。
【図４】この発明による負極の第２の例の展開平面図である。
【図５】正極のプレス工程を示す模式図である。
【図６】正極のプレス工程に使用されるプレスローラーの第１の例の模式図である。
【図７】正極のプレス工程に使用されるプレスローラーの第２の例の模式図である。
【図８】この発明の実施例と比較例の放電容量を表したグラフである。
【図９】従来の正極の展開断面図である。
【図１０】正極の従来のプレス工程を示す模式図である。
【図１１】従来のプレスローラーの斜視図である。
【符号の説明】
【００８３】
１・・・負極缶
２・・・正極
３・・・負極
４・・・セパレータ
５・・・インシュレータ
６・・・正極リード
７・・・正極蓋
８・・・安全弁
９・・・ポリスイッチ（ＰＴＣ）
１０・・・ガスケット
１１・・・負極リード
２１・・・正極集電体
２３・・・正極合剤層
２５・・・負極集電体
２７・・・負極合剤層
【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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