(57)【要約】      （修正有）【課題】優れた歩留まりを達成できる電極構造体を提供する。【解決手段】集電体１１と、活物質層１２と、セパレータ層１３とを含み、活物質層は、集電体の少なくとも一方の面の一部を被覆し、セパレータ層は、活物質層の表面１２１を被覆すると共に、活物質層の第１端面１２２をまたぐようにして集電体の少なくとも一方の面を被覆し、集電体の少なくとも一方の面と接した第１端部１３１を有し、活物質層の第１端面からセパレータ層の第１端部までの距離ａと、活物質層の表面と活物質層の第１端面とが交わる第１辺から、セパレータ層の表面１３０までの距離のうち、集電体の上記面と平行な方向についての距離ｂとの比ｂ／ａが、０．０００１以上０．５以下の範囲内にある、電極構造体１０。【選択図】図２
2018049716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体と、活物質層と、セパレータ層とを含む電極構造体であって、
前記活物質層は、前記集電体の少なくとも一方の面の一部を被覆しており、前記セパレータ層は、前記活物質層の表面を被覆すると共に、前記活物質層の第１端面をまたぐようにして前記集電体の前記少なくとも一方の面を被覆し、前記集電体の前記少なくとも一方の面と接した第１端部を有し、
前記活物質層の前記第１端面から前記セパレータ層の第１端部までの距離ａと、
前記活物質層の前記表面と前記活物質層の前記第１端面とが交わる第１辺から、前記セパレータ層の表面までの距離のうち、前記集電体の前記少なくとも一方の面と平行な方向についての距離ｂとの比ｂ／ａは、０．０００１以上０．５以下の範囲内にある電極構造体。
【請求項２】
前記活物質層は、前記第１端面と対向した第２端面を有し、
前記セパレータ層は、前記活物質層の前記第２端面をまたぐようにして前記集電体の前記少なくとも一方の面を更に被覆しており、
前記集電体の前記少なくとも一方の面と前記活物質層の前記第２端面とが交わる第２辺から、前記セパレータ層の表面までの距離のうち、前記集電体の前記少なくとも一方の面と平行な方向についての距離ｃと、
前記活物質層の前記表面と前記活物質層の前記第２端面とが交わる第３辺から、前記セパレータ層の表面までの距離のうち、前記集電体の前記少なくとも一方の面と平行な方向についての距離ｄとの比ｄ／ｃは、０．６以上１以下の範囲内にある請求項１に記載の電極構造体。
【請求項３】
前記比ｂ／ａは０．００１以上０．１以下の範囲内にある請求項１又は２に記載の電極構造体。
【請求項４】
前記比ｄ／ｃは０．７以上０．９以下の範囲内にある請求項１〜３の何れか１項に記載の電極構造体。
【請求項５】
正極と、
請求項１〜４の何れか１項に記載の電極構造体を含む負極と、
電解質とを含む二次電池。
【請求項６】
請求項５に記載の二次電池を含む電池パック。
【請求項７】
通電用の外部端子と、保護回路とを更に含む請求項６に記載の電池パック。
【請求項８】
複数の前記二次電池を具備し、前記複数の二次電池が、直列、並列、又は直列及び並列を組み合わせて電気的に接続されている請求項６又は７に記載の電池パック。
【請求項９】
請求項６〜８の何れか１項に記載の電池パックを具備した車両。
【請求項１０】
前記電池パックは、前記車両の動力の回生エネルギーを回収するものである請求項９に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電極構造体、二次電池、電池パック及び車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極及び負極を含む非水電解質二次電池は、高エネルギー密度電池として、電気自動車、電力蓄電及び情報機器など様々な分野に広く普及するに至っている。これに伴い、市場からの要求もさらに増し、盛んに研究が進められている。
【０００３】
非水電解質二次電池を、電気自動車用電源の用途で使用するには、エネルギー密度が高いこと、つまり単位重量又は単位体積当たりの放電容量が大きいことが要求される。
【０００４】
その一方で、単位重量又は単位体積当たりの放電容量が大きくなればなるほど、安全性が問題となり、より一層優れた安全性を有する二次電池が要求される。この問題を解決するための一つの答えが全固体二次電池である。全固体二次電池は、文字通りこれまでの非水電解質二次電池、すなわち有機系電解液の代わりに固体電解質を用いる二次電池である。有機系電解液は発火性であるため、有機系電解液を用いた場合の安全性を高めるための技術開発が盛んに行われている。それでも、十分な安全性を確保することは難しい。全固体二次電池は有機系電解液を使用しないため、発火の可能性がない。それ故、全固体二次電池は、極めて安全性の高い二次電池である。
【０００５】
更に、全固体二次電池によると、電解液を使用しないため、集電体の表裏に正極と負極とを形成して得られるバイポーラ構造の電極に対して、その上に固体電解質層をスラリーの塗布により形成してスタックすることで、バイポーラ電池を好適に形成することができる。このようなバイポーラ電池では、セル内部で電圧を高めることが容易である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−０８６１０２号公報
【特許文献２】特開２００８−１３５２８７号公報
【特許文献３】特開２０１０−０３２３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
実施形態は、優れた歩留まりを達成できる電極構造体、この電極構造体を具備した二次電池、この二次電池を具備した電池パック、及びこの電池パックを具備した車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の実施形態によると、電極構造体が提供される。この電極構造体は、集電体と、活物質層と、セパレータ層とを含む。活物質層は、集電体の少なくとも一方の面の一部を被覆している。セパレータ層は、活物質層の表面を被覆すると共に、前記活物質層の第１端面をまたぐようにして前記集電体の前記少なくとも一方の面を被覆し、前記集電体の前記少なくとも一方の面と接した第１端部を有している。活物質層の第１端面からセパレータ層の第１端部までの距離ａと、活物質層の表面と活物質層の第１端面とが交わる第１辺から、セパレータ層の表面までの距離のうち、集電体の上記面と平行な方向についての距離ｂとの比ｂ／ａは、０．０００１以上０．５以下の範囲内にある。
【０００９】
第２の実施形態によると、二次電池が提供される。この二次電池は、第１の実施形態に係る電極構造体を含む。
【００１０】
第３の実施形態によると、電池パックが提供される。この電池パックは、第２の実施形態に係る二次電池を含む。
【００１１】
第４の実施形態によると、車両が提供される。この車両は、第３の実施形態に係る電池パックを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る電極構造体の一例を概略的に示す平面図。
【図２】図１に示す電極構造体のII−II線に沿った断面図。
【図３】図２のＡ部の拡大断面図。
【図４】図２のＡ部の変形例を示す拡大断面図。
【図５】図２のＢ部の拡大断面図。
【図６】図２のＢ部の変形例を示す拡大断面図。
【図７】図１に示す電極構造体のVII−VII線に沿った断面図。
【図８】図７のＣ部の拡大断面図。
【図９】図７のＣ部の変形例を示す拡大断面図。
【図１０】第１の実施形態に係る電極構造体の製造工程の一工程を概略的に示す平面図。
【図１１】第１の実施形態に係る電極構造体の製造工程の他の工程を概略的に示す平面図。
【図１２】第１の実施形態に係る電極構造体の製造工程の送風工程を概略的に示す断面図。
【図１３】第１の実施形態に係る電極構造体の製造工程の乾燥工程を概略的に示す断面図。
【図１４】第１の実施形態に係る電極構造体の製造工程の他の工程を概略的に示す平面図。
【図１５】第２の実施形態に係る二次電池の一例を示す断面図。
【図１６】図１５のＡ部の拡大断面図。
【図１７】第２の実施形態に係る二次電池の他の例を示す斜視図。
【図１８】図１７に係る二次電池が含む積層型電極群の一例を示す断面図。
【図１９】第２の実施形態に係る二次電池が含むバイポーラ型の電極群の一例を示す断面図。
【図２０】第２の実施形態に係る二次電池の他の例を示す断面図。
【図２１】第３の実施形態に係る電池パックの一例を示す分解斜視図。
【図２２】図２１の電池パックの電気回路を示すブロック図。
【図２３】第４の実施形態に係る車両の一例を概略的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は実施の形態の説明とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術とを参酌して、適宜設計変更することができる。
【００１４】
（第１の実施形態）
第１の実施形態によると、電極構造体が提供される。この電極構造体は、集電体と、活物質層と、セパレータ層とを含む。活物質層は、集電体の少なくとも一方の面の一部を被覆している。セパレータ層は、活物質層の表面を被覆すると共に、活物質層の第１端面をまたぐようにして集電体の少なくとも一方の面を被覆し、集電体の少なくとも一方の面と接した第１端部を有している。活物質層の第１端面からセパレータ層の第１端部までの距離ａと、活物質層の表面と活物質層の第１端面とが交わる第１辺から、セパレータ層の表面までの距離のうち、集電体の上記面と平行な方向についての距離ｂとの比ｂ／ａは、０．０００１以上０．５以下の範囲内にある。
【００１５】
従来、集電体の少なくとも一面に活物質層が設けられた電極に対し、更にこの活物質層上に固体セパレータ層を設ける場合、例えば塗布によりセパレータ層を設けている。これら活物質層及び固体セパレータ層を含んだ電極構造体は、例えば、以下のように製造する。まず、集電体表面の一部に活物質層を設け、この活物質層の全面を被覆するように且つ活物質層よりも広い範囲を被覆するようにセパレータ層を設ける。このとき、集電体は、いずれの層も設けられていない部分を含んでいる。その後、この積層体を、上記活物質層及びセパレータ層を含んだ部分、並びに、これら層が設けられていない部分を含むように、金型などで切り出す。このようにして電極構造体を製造している。
【００１６】
このような製造方法の場合、活物質層の上面はセパレータ層により覆われているが、活物質層の側面（端面）はセパレータ層により覆われていない。それ故、この電極構造体を多数積層させて二次電池を構成すると、正極活物質層と負極活物質層とが接触して電気的に短絡する可能性が高い。
【００１７】
また、電極構造体を多数積層させる場合、各電極構造体が有している集電タブは、１つに束ねられる。このとき、集電体の集電タブ部分は折り曲げられるため、折り曲げられている部分に応力が集中する。この結果、複数の集電タブのうち、一枚でも切れてしまうと、タブが切れた電極構造体は電気的に接続されていない状態となる。即ち、電池の容量は、タブが切れた電極構造体があると、その数に比例して低下する。所定の容量に満たない二次電池は、製品として出荷することができない。
【００１８】
以上説明した短絡及びタブの破断が生じると、歩留まりが低下する。実施形態に係る電極構造体によると、短絡及びタブの破断を抑制することができ、その結果、優れた歩留まりを達成することが可能となる。この電極構造体について、以下、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、実施形態に係る電極構造体の一例を示す平面図である。図２は、図１に示す電極構造体のII−II線に沿った断面図である。
【００２０】
なお、以下の説明において、Ｘ方向及びＹ方向は、集電体の主面に対して平行であり且つ互いに交差する方向である。Ｘ方向及びＹ方向は互いに直交している。また、Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向に対して垂直な方向である。即ち、Ｚ方向は、厚さ方向である。
【００２１】
電極構造体１０は、集電体１１と、活物質層１２と、セパレータ層１３とを含んでいる。
【００２２】
図１及び図２では、集電体１１がＸ方向及びＹ方向に伸びた箔の形態である場合を描いている。集電体１１は、多孔体又はメッシュの形態であってもよい。図１に示すように、集電体１１は、例えば、矩形の箔の４辺のうちの１辺において、その一部がＸ方向に突出した形状を有している。集電体１１の形状は、これに限られない。集電体１１の少なくとも一方の面は、活物質層１２及びセパレータ層１３を支持している。図１及び図２では、一例として、集電体１１の片面が活物質層１２及びセパレータ層１３を支持している場合を示している。集電体１１の両面に活物質層１２及びセパレータ層１３が設けられていてもよい。
【００２３】
電極構造体１０は、集電体１１の上記突出した部分に対応した第１部分１０１と、残りの部分に対応した第２部分１０２及び第３部分１０３とを含んでいる。第１部分１０１は、集電体１１及びセパレータ層１３を含んでいる。第２部分１０２は、集電体１１、活物質層１２及びセパレータ層１３を含んでいる。第３部分１０３は、集電体１１及びセパレータ層１３を含んでいる。第３部分１０３は、後述するように、集電体１１を含まなくてもよい。
【００２４】
活物質層１２は、集電体１１の主面を部分的に被覆している。集電体１１の主面のうち、
活物質層１２が被覆している面に対応した部分を第２部分１０２とする。
【００２５】
活物質層１２は、例えば、シート状の層である。活物質層１２は、集電体１１と接している接触面１２０と、この接触面１２０と対向した表面１２１とを含んでいる。活物質層１２は、第１部分１０１と第２部分１０２との境界面に位置する第１端面１２２と、この第１端面１２２と対向した第２端面１２３とを更に含んでいる。
【００２６】
セパレータ層１３は、活物質層１２の表面１２１を被覆している。セパレータ層１３は、活物質層１２の表面１２１の全面を被覆していてもよく、この表面１２１の一部を被覆していてもよい。また、セパレータ層１３は、集電体１１の主面のうち、第１部分１０１の面の一部を被覆している。言い換えると、セパレータ層１３は、一続きの層として、活物質層１２の表面１２１と、第１部分１０１が含んでいる集電体１１の主面の一部とを被覆している。このように、セパレータ層１３が、活物質層１２の表面１２１を被覆すると共に、活物質層１２の第１端面１２２をまたぐようにして集電体１１の主面を被覆していると、活物質層１２の第１端面１２２は露出していない。それ故、このような電極構造体を複数積層させた場合、活物質層が、他の電極構造体が含んでいる活物質層と接触する可能性を低くすることができる。即ち、短絡が生じる可能性を低くすることができ、優れた歩留まりを達成することが可能である。
【００２７】
また、この場合、活物質層１２の第１端面１２２は、その一部がセパレータ層１３により被覆されていてもよく、その全部がセパレータ層１３により被覆されていてもよい。図２では一例として、セパレータ層１３が活物質層１２の第１端面１２２の全面を被覆している場合を示している。この場合、セパレータ層１３と活物質層１２との接着性が高くなり、セパレータ層１３が剥離しにくいため好ましい。
【００２８】
セパレータ層１３は、第１部分１０１において集電体１１と接触している部分のうち、活物質層１２から最も離れた位置である第１端部１３１を有している。そして、セパレータ層１３の表面のうち、集電体１１及び活物質層１２のいずれとも接していない表面１３０は、第１部分１０１と第２部分１０２との境界面の近傍から、第１端部１３１へ向かって傾斜している。
【００２９】
セパレータ層１３の表面１３０が傾斜していることについて、図３及び図４を参照しながら詳細に説明する。図３は、図２のＡ部を拡大して示す断面図である。図４は、図２のＡ部の変形例を示す断面図である。
【００３０】
図３中、ａは、活物質層１２の第１端面１２２から、セパレータ層１３の第１端部１３１までの距離を示している。ｂは、活物質層１２の表面１２１と活物質層１２の第１端面１２２とが交わる第１辺１２４から、セパレータ層１３の表面１３０までの距離のうち、集電体１１の主面と平行な方向についての距離である。距離ａは、距離ｂよりも大きい値である。距離ａに対する距離ｂの比ｂ／ａは、０．０００１以上０．５以下の範囲内にある。距離ａに対する距離ｂの比ｂ／ａは、好ましくは、０．００１以上０．１以下の範囲内にある。
【００３１】
比ｂ／ａが０．０００１以上０．５以下の範囲内にあると、例えば、電極構造体１０を多数積層させて、第１部分１０１、即ち集電タブを束ねた際に集電タブが破断しにくい。これは、電極構造体１０の第１部分１０１においてセパレータ層１３が傾斜して設けられていることにより、集電タブが折り曲げられる際に集電体１１に掛かる応力が分散されるためである。仮に、セパレータ層１３が第１部分１０１に設けられていない場合、集電タブが折り曲げられると、その応力は、活物質層１２及び集電体１１が接触している接触面１２０と、活物質層１２の第１端面１２２とが交わる辺に集中する。そうすると、応力が分散しないため、集電タブが破断しやすい。比ｂ／ａが０．０００１未満であると、第１部分１０１の集電体１１の主面を被覆するセパレータ層１３が広くなるため、集電部にセパレータ層が被り、電気抵抗が上昇する可能性があるため好ましくない。比ｂ／ａが０．５を超えると、集電タブの応力が分散されにくくなり破断しやすくなるため好ましくない。
【００３２】
上述したように、集電体１１は、その両面に活物質層１２及びセパレータ層１３を有していてもよい。集電体１１の両面に活物質層１２及びセパレータ層１３が設けられている場合、集電タブをいずれの方向に折り曲げたとしても、集電タブの破断を抑制することができる。
【００３３】
実施形態に係るセパレータ層において、上記比ｂ／ａを満たしていれば、セパレータ層１３の表面１３０の傾斜の形状は特に限定されない。例えば、図３に示すように、第２部分１０２側から第１部分１０１側へ向かって、Ｚ方向の厚みが徐々に変化する形状であってもよく、図４に示すように、シグモイド曲線のような形状であってもよい。
【００３４】
続いて、図５を参照しながら、図２に示す電極構造体１０の第３部分１０３について説明する。図５は、図２のＢ部を拡大して示す断面図である。
【００３５】
第３部分１０３は、集電体１１を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。図５には、第３部分１０３が集電体１１を含んでいる場合を描いている。この場合、集電体１１は、第３部分に対応した位置でセパレータ層１３の一部を支持している。セパレータ層１３は、一続きの層として、活物質層１２の表面１２１と、集電体１１の主面のうち第３部分１０３に対応した面とを被覆していることが好ましい。このように、セパレータ層１３が、活物質層１２の表面１２１を被覆すると共に、活物質層１２の第２端面１２３をまたぐようにして集電体１１の主面を被覆していると、活物質層１２の第２端面１２３は露出していないため好ましい。このような電極構造体を複数積層させた場合、活物質層が、他の電極構造体が含む活物質層と接触する可能性を低くすることができる。即ち、短絡が生じる可能性を低くすることができ、優れた歩留まりを達成することが可能である。
【００３６】
また、この場合、活物質層１２の第２端面１２３は、その一部がセパレータ層１３により被覆されていてもよく、その全部がセパレータ層１３により被覆されていてもよい。図２及び図５では一例として、セパレータ層１３が活物質層１２の第２端面１２２の全面を被覆している場合を示している。この場合、セパレータ層１３と活物質層１２との接着性が高くなり、セパレータ層１３が剥離しにくいため好ましい。
【００３７】
セパレータ層１３は、第３部分において集電体１１と接触している部分のうち、活物質層１２から最も離れた位置である第２端部１３２を有している。セパレータ層１３の表面１３０は、第２部分１０２と第３部分１０３との境界面の近傍から、セパレータ層１３の第２端部１３２へ向かって傾斜していてもよく、傾斜していなくてもよい。この傾斜について、以下に詳述する。
【００３８】
図５中、ｃは、活物質層１２及び集電体１１の接触面１２０と、活物質層１２の第２端面１２３とが交わる第２辺１２５から、セパレータ層１３の表面１３０までの距離のうち、集電体１１の主面と平行な方向についての距離である。ｄは、活物質層１２の表面１２１と活物質層１２の第２端面１２３とが交わる第３辺１２６から、セパレータ層１３の表面１３０までの距離のうち、集電体１１の主面と平行な方向についての距離である。距離ｃは、距離ｄと同じ値であってもよく、距離ｃの方が距離ｄより大きい値であってもよい。距離ｃに対する距離ｄの比ｄ／ｃは、例えば、０．６以上１以下である。比ｄ／ｃが０．６以上１以下の範囲内にあると、セパレータ層１３と活物質層１２の第２端面１２３との結着性が上がることに加え、セパレータ層１３と集電体１１の主面又は端面１１０との結着性が上がるため、絶縁信頼性が向上する効果を奏する。距離ｃに対する距離ｄの比ｄ／ｃは、好ましくは０．７以上０．９以下の範囲内にある。
【００３９】
図５では一例として、第３部分１０３においてセパレータ層１３の表面１３０が傾斜していない場合、即ち、距離ｃと距離ｄとが等しい場合を示している。
【００４０】
図６は、電極構造体１０の第３部分１０３の変形例を示す図である。  
図６に示す電極構造体１０は、第３部分が集電体１１を含んでおらず、この第３部分には、セパレータ層１３のみが存在している。この電極構造体１０においては、セパレータ層１３が、活物質層１２の表面１２１を被覆すると共に、活物質層１２の第２端面１２３をまたぐようにして集電体１１の端面１１０を被覆している。この場合でも、活物質層１２の第２端面１２３は露出していないため好ましい。セパレータ層１３は、集電体１１の端面１１０の全面を被覆していてもよく、集電体１１の端面１１０の一部を被覆していてもよい。
【００４１】
図６に示す電極構造体１０は、上述した構造を有していることを除いては、図５に示した電極構造体１０と同様の構造を有している。
【００４２】
第３部分１０３の構造が図５に示した構造を有している場合、第３部分１０３の構造が図６に示した構造を有している場合と比較して、より短絡を抑制することができる。
【００４３】
電極構造体１０は、第３部分１０３を有していなくてもよい。つまり、電極構造体１０は第１部分１０１及び第２部分１０２のみを含んでいてもよい。電極構造体１０が第３部分１０３を有していない場合、活物質層１２の第２端面１２３は露出している。活物質層が露出部を含んでいると、電極構造体を積層させた際に短絡を生じる可能性が高くなるため、電極構造体１０は第３部分１０３を含んでいることが好ましい。
【００４４】
上記の距離ａ〜ｄは、例えば、走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope: SEM）を用いて以下のようにして測定することができる。
【００４５】
まず、電池から電極構造体を取り出し、エポキシ樹脂などの樹脂を使用して全体を固める。次に、観察したい部位を回転刃で切り出した後、研磨する。その後、ＳＥＭを用いてこの部位を観察し、ＳＥＭの測長機能を利用して測定する。
【００４６】
このとき、距離ａが、最も短い長さとなるように測定する。例えば、図１に示す電極構造体１０の場合、上記説明では、II−II線に沿った断面の位置で距離ａを決めたが、この断面の位置がＹ方向に沿って移動した場合、距離ａも変化する。従って、或る電極構造体について距離ａを測定する場合、距離ａが最も小さくなるような断面の位置を選択し、その断面の位置における距離ａを測定する。そして、この断面の位置において距離ｂ〜距離ｄのそれぞれを測定する。
【００４７】
図２〜図６を参照して説明した断面図は、図１に示した電極構造体１０のＸ方向に沿った断面のうち、集電タブとしての第１部分１０１を含んでいる部分の断面を示している。続いて、図７〜図９を参照しながら、図１に示した電極構造体１０のＸ方向に沿った断面のうち、第１部分１０１を含んでいない断面の位置における断面図を説明する。
【００４８】
図７は、図１に示す電極構造体１０のVII−VII線に沿った断面図を示している。  
図７には、電極構造体１０が、この断面の位置において、第１部分１０１を含んでおらず、第２部分１０２及び第３部分１０３を含んでいる場合を描いている。
【００４９】
図７に示した電極構造体１０の断面は、第１部分１０１を含んでいないことを除いて、図１〜図６において説明したのと同様の構造を有している。つまり、図７に示す断面の位置において、電極構造体１０の第２部分１０２及び第３部分１０３は、図１〜図６において説明したのと同様の構造を有している。
【００５０】
図８は、図７のＣ部を拡大して示す断面図である。図７に示した電極構造体１０の断面は、第１部分を含んでいないため、活物質層１２の第１端面１２２は図８に示すように露出している。
【００５１】
しかしながら、活物質層１２の第１端面１２２が露出していると、上述したように、複数の電極構造体１０を積層させた際に、活物質層が、他の電極構造体の活物質層と接触することにより短絡する可能性が高まる。それ故、この活物質層１２の第１端面１２２は、セパレータ層１３によって被覆されていることが好ましい。図９に、活物質層１２の第１端面１２２がセパレータ層１３によって被覆されている例を示す。
【００５２】
図９は、図７のＣ部の変形例を拡大して示す断面図である。図９には、図１のVII−VII線における断面の位置において、セパレータ層１３が活物質層１２の第１端面１２２を被覆している場合を描いている。この場合、集電体１１は、活物質層１２の第１端面１２２から、Ｘ方向に突出した部分１１１を含んでいる。
【００５３】
セパレータ層１３は、集電体１１の主面のうち、上記の部分１１１の面の少なくとも一部を被覆している。言い換えると、セパレータ層１３は、一続きの層として、活物質層１２の表面１２１と、集電体１１の主面のうち上記部分１１１の面の少なくとも一部とを被覆している。このように、セパレータ層１３が、活物質層１２の表面１２１を被覆すると共に、活物質層１２の第１端面１２２をまたぐようにして集電体１１の主面を被覆していると、活物質層１２の第１端面１２２は露出していない。それ故、このような電極構造体を複数積層させた場合、活物質層が、他の電極構造体が含んでいる活物質層と接触する可能性を低くすることができる。即ち、短絡が生じる可能性を低くすることができ、優れた歩留まりを達成することが可能である。
【００５４】
また、この場合、活物質層１２の第１端面１２２は、その一部がセパレータ層１３により被覆されていてもよく、その全部がセパレータ層１３により被覆されていてもよい。図９では一例として、セパレータ層１３が活物質層１２の第１端面１２２の全面を被覆している場合を示している。この場合、セパレータ層１３と活物質層１２との接着性が高くなり、セパレータ層１３が剥離しにくいため好ましい。
【００５５】
セパレータ層１３は、集電体１１の上記部分１１１において集電体１１の主面と接触している。セパレータ層１３の表面１３０は、第２部分１０２から、集電体１１の主面に向かって傾斜していてもよく、傾斜していなくてもよい。
【００５６】
図１に示す電極構造体１０は、Ｙ方向の両端部においても活物質層１２が露出していないことが好ましい。この場合、複数の電極構造体を積層させた際の短絡の可能性を更に下げることができる。
【００５７】
次に、実施形態に係る電極構造体が含んでいる集電体、活物質層及びセパレータ層の材料、寸法などを説明する。
【００５８】
集電体は、例えば、アルミニウム箔又はアルミニウム合金箔などの金属箔である。アルミニウム箔及びアルミニウム合金箔の厚さは、２０μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以下であることがより好ましい。これにより、電極の強度を保ちながら軽量化できる。アルミニウム箔の純度は９９質量％以上であることが好ましい。アルミニウム合金としては、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｓｉなどの元素を含む合金が好ましい。一方、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒなどの遷移金属を含む場合、その含有量は１質量％以下であることが好ましい。
【００５９】
活物質層は、例えば、５μｍ〜１００μｍの厚みを有している。
【００６０】
電極構造体を負極として使用する場合には、活物質層は、例えば以下の構成とすることができる。
【００６１】
負極活物質としては、例えば、リチウム金属に対して０．４Ｖ以上の電位においてリチウムイオンの挿入が生じる化合物を用いることができる。このような化合物を用いることにより、電極の表面において金属リチウムが析出することを抑制できる。そのため、大電流で充放電を行ったときに、内部短絡が生じることを防ぐことができる。そのような化合物の例には、金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、及び合金が含まれる。負極活物質としては、例えば、３Ｖ（ｖｓ．  Ｌｉ／Ｌｉ+）以下の電位でリチウムイオンの挿入が生じる化合物を使用することができ、２Ｖ（ｖｓ．  Ｌｉ／Ｌｉ+）以下の電位でリチウムイオンの挿入が生じる化合物を使用することが好ましい。
【００６２】
金属酸化物の例としては、リチウムチタン酸化物、チタン酸化物、ニオブ酸化物、ニオブチタン酸化物、ナトリウムニオブチタン酸化物、シリコン酸化物などを挙げることができる。
【００６３】
リチウムチタン酸化物としては、例えば、スピネル構造のＬｉ4+xＴｉ5Ｏ12（-１≦ｘ≦３）、ラムスデライド構造のＬｉ2+xＴｉ3Ｏ7（０≦ｘ≦１）、Ｌｉ1+xＴｉ2Ｏ4（０≦ｘ≦１）、Ｌｉ1.1+xＴｉ1.8Ｏ4（０≦ｘ≦１）、Ｌｉ1.07+xＴｉ1.86Ｏ4（０≦ｘ≦１）、ＬｉxＴｉＯ2（０≦ｘ≦１）、ＬｉxＭ１1-yＭ２yＴｉ6-zＭ３zＯ14+δ（Ｍ１はＳｒ，Ｂａ，Ｃａ，及びＭｇから選択される少なくとも１種、Ｍ２はＣｓ，Ｋ，及びＮａから選択される少なくとも１種、Ｍ３はＡｌ，Ｆｅ，Ｚｒ，Ｓｎ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，及びＭｏから選択される少なくとも１種、２≦ｘ≦６、０＜ｙ＜１、０＜ｚ≦６、−０．５≦δ≦０．５）、Ｌｉ2+wＮａ2-xＭ１yＴｉ6-zＭ２zＯ14+δ（Ｍ２は、Ｃｓ及びＫから選択される少なくとも１種、Ｍ２は、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＡｌから選択される少なくとも１種、０≦ｗ≦４、０＜ｘ＜２、０≦ｙ＜２、０＜ｚ≦６、δは−０．５≦δ≦０．５）などを用いることができる。これらリチウムチタン酸化物は、リチウム吸蔵放出の際の体積変化が小さいため好ましい。
【００６４】
チタン酸化物としては、例えば、アナターゼ構造ＴｉＯ2、単斜晶系ＴｉＯ2（Ｂ）などを挙げることができる。
【００６５】
ニオブ酸化物としては、例えばＮｂ2Ｏ5を挙げることができる。  
ニオブチタン酸化物としては、例えば、ＬｉaＴｉＭbＮｂ2±βＯ7±σ（０≦ａ≦５、０≦ｂ≦０．３、０≦β≦０．３、０≦σ≦０．３、ＭはＦｅ，Ｖ，Ｍｏ及びＴａよりなる群から選択される少なくとも１種の元素）で表されるものを挙げることができる。具体的には、リチウム吸蔵放出電位が１．０Ｖ（ｖｓ．  Ｌｉ／Ｌｉ+）よりも貴となるＮｂ2ＴｉＯ7などを挙げることができる。
【００６６】
ナトリウムニオブチタン酸化物としては、例えば、一般式Ｌｉ2+vＮａ2-wＭ１xＴｉ6-y-zＮｂyＭ２zＯ14+δ（０≦ｖ≦４、０＜ｗ＜２、０≦ｘ＜２、０＜ｙ＜６、０≦ｚ＜３、−０．５≦δ≦０．５、Ｍ１はＣｓ，Ｋ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａより選択される少なくとも１つを含み、Ｍ２はＺｒ，Ｓｎ，Ｖ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ａｌより選択される少なくとも１つを含む）で表される斜方晶型Ｎａ含有ニオブチタン複合酸化物を挙げることができる。
【００６７】
シリコン酸化物としては、例えば、ＳｉＯ、Ｓｉ−ＳｉＯ複合物などを挙げることができる。
【００６８】
金属硫化物としては、例えば、ＴｉＳ2，ＦｅＳ，ＦｅＳ2，ＮｉＳ、ＭｏＳ2などを挙げることができる。
【００６９】
合金としては、リチウム合金及びシリコン合金などを使用することができる。リチウム合金は、Ｓｉ，Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｎ及びＩｎからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素を含むことが好ましい。具体例として、Ｌｉ−Ａｌ、Ｌｉ−Ｂｉ−Ｃｄ、Ｌｉ−Ｓｎ−Ｃｄ等を挙げることができる。シリコン合金としては、例えば、Ｓｉ−Ｓｎ，Ｓｉ−Ｌｉなどを挙げることができる。
【００７０】
これら負極活物質は、１種類であってもよく、２種類以上を混合して使用してもよい。
【００７１】
負極活物質は、例えば粒子の形態で負極に含まれている。負極活物質粒子は、単独の一次粒子、一次粒子の凝集体である二次粒子、あるいは、単独の一次粒子と二次粒子の混合物であり得る。粒子の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、球状、楕円形状、扁平形状、繊維状等にすることができる。
【００７２】
導電剤は、集電性能を高め、且つ活物質と集電体との接触抵抗を抑えるために、必要に応じて配合される。導電剤の例には、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、黒鉛及びコークスなどの炭素質物が含まれる。導電剤は、１種類であってもよく、２種類以上を混合して使用してもよい。
【００７３】
結着剤は、活物質、導電剤及び集電体を結着させる作用を有する。結着剤としては、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)、セルロース系部材、例えばカルボキシルメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ）、フッ素系ゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリル樹脂又はその共重合体、ポリアクリル酸及びポリアクリロニトリルからなる群より選ばれる少なくとも１つを用いることができるが、これらに限定されない。結着剤は、１種類であってもよく、２種類以上を混合して使用してもよい。
【００７４】
このような結着剤を用いることにより、集電体と活物質層との接着性が向上される。これにより、電極の強度を向上させることができる。
【００７５】
電極中に含まれるアクリル系ポリマーの総質量は、活物質の総質量に対して０．０１質量％以上１０質量％以下の範囲であることが好ましい。含有量が０．０１質量％以上であることにより、集電体と活物質層との接着性を向上させることができる。含有量が１０質量％以下である場合、電極の導電性を損ないにくい。
【００７６】
負極活物質層における負極活物質、導電剤及び結着剤の配合比は、負極活物質が８２重量％以上９７重量％以下、負極導電剤が２重量％以上１８重量％以下、結着剤が１重量％以上１６重量％以下の範囲であることが好ましい。導電剤が２重量％未満であると、負極活物質層の集電性能が低下し、電池の大電流性能が低下する恐れがある。また、結着剤が１重量％未満であると、負極活物質層と負極集電体との結着性が低下し、サイクル性能が低下する恐れがある。一方、高容量化の観点から、導電剤及び結着剤はそれぞれ１０重量％以下、５重量％以下であることが好ましい。
【００７７】
負極活物質層の密度は、２．０ｇ／ｃｍ3〜３．０ｇ／ｃｍ3の範囲内にあることが好ましい。
【００７８】
電極構造体を正極として使用する場合には、活物質層は、例えば以下の構成とすることができる。
【００７９】
正極活物質には、リチウムを吸蔵放出可能なものが使用され得る。正極は、１種類の正極活物質を含んでいてもよく、２種類以上の正極活物質を含んでいてもよい。正極活物質の例には、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト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複合酸化物、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、リチウムマンガンコバルト複合酸化物、リチウム鉄酸化物、リチウムフッ素化硫酸鉄、オリビン結晶構造のリン酸化合物（例えば、ＬｉxＦｅＰＯ4（０＜ｘ≦１）、ＬｉxＭｎＰＯ4（０＜ｘ≦１））などが含まれる。オリビン結晶構造のリン酸化合物は、熱安定性に優れている。
【００８０】
高い正極電位の得られる正極活物質の例を以下に記載する。例えばスピネル構造のＬｉxＭｎ2Ｏ4（０＜ｘ≦１）、ＬｉxＭｎＯ2（０＜ｘ≦１）などのリチウムマンガン複合酸化物、例えばＬｉxＮｉ1-yＡｌyＯ2（０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１）などのリチウムニッケルアルミニウム複合酸化物、例えばＬｉxＣｏＯ2（０＜ｘ≦１）などのリチウムコバルト複合酸化物、例えばＬｉxＮｉ1-y-zＣｏyＭｎzＯ2（０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１、０≦ｚ＜１）などのリチウムニッケルコバルト複合酸化物、例えばＬｉxＭｎyＣｏ1-yＯ2（０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１）などのリチウムマンガンコバルト複合酸化物、例えばＬｉxＭｎ2-yＮｉyＯ4（０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜２）などのスピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、例えばＬｉxＦｅＰＯ4（０＜ｘ≦１）、ＬｉxＦｅ1-yＭｎyＰＯ4（０＜ｘ≦１、０≦ｙ≦１）、ＬｉxＣｏＰＯ4（０＜ｘ≦１）などのオリビン構造を有するリチウムリン酸化物、フッ素化硫酸鉄（例えばＬｉxＦｅＳＯ4Ｆ（０＜ｘ≦１））が挙げられる。これら正極活物質は、１種類であってもよく、２種類以上を混合して使用してもよい。
【００８１】
正極活物質は、例えば粒子の形態で正極に含まれている。正極活物質粒子は、単独の一次粒子、一次粒子の凝集体である二次粒子、あるいは、単独の一次粒子と二次粒子の混合物であり得る。粒子の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、球状、楕円形状、扁平形状、繊維状等にすることができる。
【００８２】
導電剤は、集電性能を高め、且つ活物質と集電体との接触抵抗を抑えるために、必要に応じて配合される。導電剤の例には、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、黒鉛及びコークスなどの炭素質物が含まれる。導電剤は、１種類であってもよく、２種類以上を混合して使用してもよい。
【００８３】
結着剤としては、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、エチレン−ブタジエンゴム、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアクリルイミド（ＰＡＩ）などが挙げられる。結着剤は、１種類であってもよく、２種類以上を混合して使用してもよい。
【００８４】
正極活物質層における正極活物質、導電剤及び結着剤の配合比は、正極活物質が８０重量％以上９５重量％以下、導電剤が３重量％以上１８重量％以下、結着剤が２重量％以上１７重量％以下の範囲であることが好ましい。導電剤の配合比が３重量％以上であると正極の導電性を良好にすることができ、１８重量％以下であると導電剤表面での電解質の分解を低減することができる。結着剤の配合比が２重量％以上であると十分な電極強度が得られ、１７重量％以下であると電極の絶縁部を減少させることができる。
【００８５】
正極活物質層の密度は、２．５ｇ／ｃｍ3〜４．０ｇ／ｃｍ3の範囲内にあることが好ましい。
【００８６】
セパレータ層は、例えば、１μｍ〜３０μｍの厚みを有している。
【００８７】
セパレータ層は、例えば、無機材料、固体電解質及び結着剤を含んでいる。
【００８８】
無機材料としては、絶縁体及び誘電体材料などを使用することができる。例えば、酸化チタン、水酸化チタン、チタン酸バリウム、アルミナ、酸化鉄、酸化ケイ素、水酸化アルミニウム、ギブサイト、ベーマイト、バイヤライト、酸化マグネシウム、シリカ、酸化ジルコニウム、水酸化マグネシウム、シリカ、チタン酸バリウム、四ホウ酸リチウム、タンタル酸リチウム、雲母、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、及び沸石などを挙げることができる。無機材料として、１種類の化合物のみを使用してもよく、２種類以上の化合物の混合物であってもよい。
【００８９】
固体電解質は、例えば、Ｌｉイオン導電性を有する無機固体粒子などの固体電解質を用いることができる。この固体電解質としては、１種のみを使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。Ｌｉイオン導電性を有する無機固体粒子には、Ｌｉイオン導電性が高く耐還元性のさや、電気化学窓が広い利点があることから、ガーネット型構造の無機固体粒子を用いることが好ましい。ガーネット型構造の無機固体粒子としてＬａ5+xＡxＬａ3-xＭ2Ｏ12（ＡはＣａ，Ｓｒ，及びＢａの少なくとも１種、ＭはＮｂ及びＴａの少なくとも１種）、Ｌｉ3Ｍ2-xＬ2Ｏ12（ＭはＴａ及びＮｂの少なくとも１種、ＬはＺｒを含む）、Ｌｉ7-3xＡｌxＬａ3Ｚｒ3Ｏ12、Ｌｉ7Ｌａ3Ｚｒ2Ｏ12が挙げられる。ｘは０〜０．５の範囲が好ましい。
【００９０】
中でもＬｉ6.25Ａｌ0.25Ｌａ3Ｚｒ3Ｏ12及びＬｉ7Ｌａ3Ｚｒ2Ｏ12はＬｉイオン導電性（イオン伝導性）が高く、電気化学的に安定なため放電性能とサイクル寿命性能に優れるため好ましい。更に、これらの組成を有する無機固体粒子は、後述するように非水電解液の電解質として用いた場合には、微粒子化しても有機溶媒に対して化学的に安定な利点がある。
【００９１】
結着剤（バインダ）は、例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロースプロピル（ＨＰＭＣ）、酢酸セルロース、アンモニア塩セルロース、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、及びスチレン・ブタジエンゴム、ポリアクリル酸化合物、ポリアミドイミド、及びイミド化合物からなる群より選ばれる少なくとも１つである。
【００９２】
このような結着剤を用いることにより、活物質層とセパレータ層との接着性を向上させることができる。これにより、電極の強度を向上させることができる。
【００９３】
セパレータ層に固体電解質を用いた場合、液状の非水電解質を使用しなくてもよい。但し、イオン伝導性をさらに向上させるために、電解質と有機溶媒とを含んだ液状の非水電解質、又は液状非水電解質と高分子材料とを複合化したゲル状非水電解質を用いてもよい。液状非水電解質及び／又はゲル状非水電解質は、例えばセパレータ層に含浸され得る。
セパレータ層に固体電解質を用いた場合、自己放電の少ないバイポーラ電池を形成することが可能となる。
【００９４】
液状の非水電解質は、電解質を０．５モル／Ｌ以上２．５モル／Ｌ以下の濃度で有機溶媒に溶解したものであることが好ましい。
【００９５】
電解質の例には、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）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、及びビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム（ＬｉＮ(ＣＦ3ＳＯ2)2）のようなリチウム塩、及び、これらの混合物が含まれる。電解質は、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。
【００９６】
有機溶媒の例には、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のような環状カーボネート；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）のような鎖状カーボネート；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）のような環状エーテル；ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、ジエトキシエタン（ＤＥＥ）のような鎖状エーテル；γ-ブチロラクトン（ＧＢＬ）、アセトニトリル（ＡＮ)、及びスルホラン（ＳＬ）が含まれる。これらの有機溶媒は、単独で、又は混合溶媒として用いることができる。
【００９７】
高分子材料の例には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、及びポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）が含まれる。
【００９８】
或いは、非水電解質として、Ｌｉイオンを含有した常温溶融塩（イオン性融体）を用いてもよい。
【００９９】
常温溶融塩（イオン性融体）は、有機物カチオンとアニオンと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得る化合物を指す。常温溶融塩には、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が含まれる。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。
【０１００】
実施形態に係る電極構造体は、例えば、以下のようにして製造することができる。
【０１０１】
実施形態に係る電極構造体の製造方法は、
集電体の少なくとも一つの面に第１のスラリーを塗布する第１の塗布工程と、
前記第１のスラリーを乾燥させて活物質層を形成する第１の乾燥工程と、
前記活物質層の少なくとも一部を被覆するように第２のスラリーを塗布する第２の塗布工程と、
前記第２のスラリーを乾燥させてセパレータ層を形成する第２の乾燥工程と、
前記セパレータ層が、一続きの層として前記集電体及び前記活物質層を被覆している部分を含むように、前記集電体、前記活物質層及び前記セパレータ層を裁断する裁断工程と、
前記集電体、前記活物質層及び前記セパレータ層を含む積層体を、単体で又は複数枚積層させてプレスする工程とを含んでいる。
【０１０２】
また、この製造方法は、前記第２の塗布工程と前記第２の乾燥工程との間に、前記第２のスラリーに風を当てて、前記集電体の前記面を被覆するように延ばす送風工程を更に含む。
【０１０３】
以下、図１０〜図１４を参照しながら、実施形態に係る電極構造体の製造方法を説明する。  
図１０は、集電体１１上に、第１のスラリーＳ１が塗布された直後の積層体１００の平面図の一例を示している。
【０１０４】
集電体１１は、例えば、ロール状に巻かれた状態の箔が、図示しない集電体供給装置から引き出されることにより供給される。図１０では、集電体１１の搬送方向Ｔの端部の図示を省略している。
【０１０５】
集電体供給装置から供給された集電体１１上には、活物質層の材料を含んだ第１のスラリーＳ１が塗布される。第１のスラリーＳ１の塗布は、例えばダイコーター方式により行うことができる。第１のスラリーの塗布は、コンマコーター方式及びリバースロールコーター方式などにより行ってもよい。
【０１０６】
第１のスラリーＳ１は、集電体１１の搬送方向Ｔに沿って塗布される。第１のスラリーＳ１は、集電体１１の主面に、第１のスラリー塗布部Ｓ１とスラリー未塗布部１１とが設けられるように塗布される。
【０１０７】
第１のスラリーＳ１が塗布された積層体１００は、図示しない乾燥炉に搬送され、第１のスラリーＳ１を乾燥するための第１の乾燥工程に供される。第１のスラリーＳ１を乾燥することにより、活物質層１２が形成される。
【０１０８】
図１１は、活物質層１２上に、第２のスラリーＳ２を塗布した直後の積層体１００の一例を示している。集電体１１の主面に形成された活物質層１２上に、セパレータ層の材料を含んだ第２のスラリーＳ２が塗布される。第２のスラリーＳ２の塗布は、例えばグラビア方式により行うことができる。第２のスラリーの塗布は、グラビアオフセット方式及びキスコート方式などにより行ってもよい。
【０１０９】
第２のスラリーＳ２は、集電体１１の搬送方向Ｔに沿って塗布される。第２のスラリーＳ２が塗布される幅は、例えば、先の工程により形成した活物質層１２の幅方向Ｗの寸法と略同一である。第２のスラリーＳ２は、図１１に示すように、第２のスラリー塗布部Ｓ２とスラリー未塗布部１１とが設けられるように塗布される。なお、幅方向Ｗは、搬送方向Ｔと直交する方向である。
【０１１０】
第２のスラリーＳ２が塗布された積層体１００は、再度乾燥炉に搬送される。積層体１００は、例えば、乾燥炉において送風工程に供される。送風工程は、乾燥炉において行われなくてもよい。送風工程について、図１２を参照しながら説明する。図１２は、送風工程における積層体１００の一例を概略的に示す断面図である。図１２は、活物質層１２上に塗布された第２のスラリーＳ２が、面内方向に延ばされている様子を示している。
【０１１１】
送風ノズル９０は、例えば、乾燥炉内に設置されている。送風ノズル９０は、スラリーＳ２の表面より上部に配置されている。送風ノズル９０は、活物質層１２が含む第１辺１２４及び第３辺１２６に向かって風を送ることができる位置に配置されている。送風ノズル９０は、風量、風を送る時間、送風の角度、風を送る範囲及びスラリーＳ２との距離などを適宜変更することができる。活物質層１２上に塗布された第２のスラリーＳ２は、送風ノズル９０から第１辺１２４及び第３辺１２６に向かって送られる風により、集電体１１の主面上に対して、主に送風方向に延ばされ得る。結果として、第２のスラリーＳ２は、活物質層１２の第１端面１２２及び第２端面１２３を被覆する。このように、第２のスラリーＳ２を面内方向に延ばした結果、第２のスラリーＳ２は、一続きの層として活物質層１２の表面上と集電体１１の主面の一部とを被覆し得る。
【０１１２】
上述したように、送風ノズル９０の風量、風を送る時間、送風の角度、風を送る範囲及びスラリーＳ２との距離などは適宜変更することができる。それ故、これらを調節することにより、第２のスラリーＳ２が所望の形状となるように調節することができる。
【０１１３】
第２のスラリーＳ２の形状を調節する送風工程を経た後、積層体１００は、第２の乾燥工程に供される。第２の乾燥工程は、例えば、送風工程を行った乾燥炉と同一の炉内で行われる。図１３は、第２の乾燥工程における積層体１００の一例を概略的に示す断面図である。
【０１１４】
積層体１００は、乾燥炉内に設置された温風ノズルボックス９１から吹き出される温風により乾燥される。第２の乾燥工程によって、第２スラリーＳ２が面内方向に延びた状態で乾燥され、集電体１１と活物質層１２とを一続きの層として被覆したセパレータ層１３が形成される。
【０１１５】
なお、これまでの製造方法の説明では、集電体１１の片面上に活物質層１２及びセパレータ層１３を形成する場合を説明したが、集電体１１の両面上にこれらを形成してもよい。集電体１１の両面上にこれらを形成する場合、例えば、片面に活物質層１２及びセパレータ層１３を形成した後、もう一方の面に活物質層１２及びセパレータ層１３を形成することができる。或いは、集電体１１の両面上に活物質層１２を形成した後に、更に、両面上にセパレータ層１３を形成してもよい。
【０１１６】
図１４は、第２の乾燥工程を経た後の積層体１００の一例を示す図である。セパレータ層１３は、スラリーの状態で送風工程を経たことにより、活物質層１２の表面を被覆すると共に、集電体１１の主面の一部を更に被覆している。この積層体１００は、次いで、裁断工程に供される。
【０１１７】
裁断工程において、積層体１００は、例えば図１４に示す裁断位置Ｐで裁断される。この裁断は、裁断後の積層体１００が、集電体１１及び活物質層１２を、一続きの層として被覆しているセパレータ層１３を含むように行われる。この裁断は、例えば、金型及びスリッターなどを使用して行うことができる。
【０１１８】
図１４に示す裁断位置Ｐで積層体１００を裁断した後、この積層体１００を単体でプレスに供することにより、図１に示す電極構造体１０が得られる。裁断後の積層体は、複数枚を積層させてプレスに供してもよい。
【０１１９】
第１の実施形態に係る電極構造体は、集電体と、活物質層と、セパレータ層とを含み、活物質層が集電体の少なくとも一方の面の一部を被覆しており、セパレータ層が、活物質層の表面を被覆すると共に、活物質層の第１端面をまたぐようにして集電体の少なくとも一方の面を被覆し、集電体の少なくとも一方の面と接した第１端部を有し、活物質層の第１端面からセパレータ層の第１端部までの距離ａと、活物質層の表面と活物質層の第１端面とが交わる第１辺から、セパレータ層の表面までの距離のうち、集電体の上記面と平行な方向についての距離ｂとの比ｂ／ａは、０．０００１以上０．５以下の範囲内にある。それ故、短絡及び集電タブの破断を抑制することができる。その結果、この電極構造体を使用して二次電池を形成する場合、優れた歩留まりを達成することができる。
【０１２０】
（第２の実施形態）
第２の実施形態によると、二次電池が提供される。この二次電池は、第１の実施形態に係る電極構造体を含む。この二次電池は、例えば、負極としての電極構造体と、正極とを含む。二次電池は、外装材、正極端子及び負極端子を更に具備していてもよい。電極構造体を負極又は正極として用いる場合、第１の実施形態において記載した集電体及び活物質を使用することができる。
【０１２１】
（外装材）
外装材としては、例えば、ラミネートフィルム又は金属製容器が用いることができる。
【０１２２】
外装材の形状は、扁平型（薄型）、角型、円筒型、コイン型、ボタン型、シート型及び積層型等が挙げられる。外装材は、電池寸法に応じた大きさを有していてもよい。外装材は、例えば、携帯用電子機器等に積載される小型電池、二輪乃至四輪の自動車等の車両に積載される大型電池に使用される寸法を有している。
【０１２３】
ラミネートフィルムは、樹脂フィルム間に金属層を介在させた多層フィルムが用いられる。ラミネートフィルムの厚さは、０．２ｍｍ以下であることが好ましい。金属層は、軽量化のためにアルミニウム箔もしくはアルミニウム合金箔が好ましい。樹脂フィルムは、例えばポリプロピレン（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）等の高分子材料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って外装材の形状に成形することができる。
【０１２４】
金属製容器は、厚さ０．５ｍｍ以下であることが好ましく、厚さ０．２ｍｍ以下であることがより好ましい。
【０１２５】
金属製容器は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金等から形成される。アルミニウム合金は、マグネシウム、亜鉛、ケイ素等の元素を含むことが好ましい。合金中に鉄、銅、ニッケル、クロム等の遷移金属を含む場合、その含有量は１００ｐｐｍ以下にすることが好ましい。これにより、高温環境下での長期信頼性、放熱性を飛躍的に向上させることができる。
【０１２６】
（正極端子）
正極端子は、例えば、リチウムに対する電位が３Ｖ〜４．５Ｖ（ｖｓ  Ｌｉ／Ｌｉ+）の範囲内にある電気的安定性と導電性とを備える材料から形成することができる。具体的には、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｉ等の元素を含むアルミニウム合金、アルミニウムが挙げられる。接触抵抗を低減するために、正極集電体と同様の材料が好ましい。
【０１２７】
（負極端子）
負極端子は、例えば、リチウムに対する電位が０．４Ｖ〜３Ｖ（ｖｓ  Ｌｉ／Ｌｉ+）の範囲内にある電気的安定性と導電性とを備える材料から形成することができる。具体的には、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｉ等の元素を含むアルミニウム合金、アルミニウムが挙げられる。接触抵抗を低減するために、負極集電体と同様の材料が好ましい。
【０１２８】
次に、図面を参照しながら、本実施形態に係る二次電池の幾つかの例を説明する。  
まず、図１５及び図１６を参照しながら、本実施形態に係る二次電池の一例である、扁平型二次電池について説明する。
【０１２９】
図１５は、本実施形態に係る扁平型二次電池の一例を示す断面模式図である。図１６は、図１５のＡ部の拡大断面図である。
【０１３０】
図１５及び図１６に示す二次電池５０は、扁平状の捲回電極群１を具備する。
【０１３１】
扁平状の捲回電極群１は、図１６に示すように、電極構造体としての負極３及び正極５を備える。このような扁平状の捲回電極群１は、負極３及び正極５を積層して形成した積層物を、図１６に示すように負極３を外側にして渦巻状に捲回し、プレス成型することにより形成できる。
【０１３２】
負極３は、負極集電体３ａと負極活物質層３ｂと負極セパレータ層３ｃとを含む。ここでは、負極集電体３ａの両面に、負極活物質層３ｂ及び負極セパレータ層３ｃがこの順に形成されている。正極５は、正極集電体５ａ及び正極活物質層５ｂを含む。正極集電体５ａの両面に、正極活物質層５ｂが形成されている。
【０１３３】
図１５及び図１６に示すように、捲回電極群１の外周端近傍において、負極端子６が最外殻の負極３の負極集電体３ａに接続され、正極端子７が内側の正極５の正極集電体５ａに接続されている。
【０１３４】
捲回型電極群１は、２枚の樹脂層の間に金属層が介在したラミネートフィルムからなる袋状容器２内に収納されている。
【０１３５】
負極端子６及び正極端子７は、袋状容器２の開口部から外部に延出されている。例えば、液状非水電解質が袋状容器２内に収納されている。液状非水電解質は、袋状容器２の開口部から注入され得る。
【０１３６】
袋状容器２の開口部を負極端子６及び正極端子７を挟んでヒートシールすることにより、捲回型電極群１及び液状非水電解質が完全密封されている。
【０１３７】
次に、図１７及び図１８を参照しながら、本実施形態に係る二次電池の積層型二次電池の例について説明する。
【０１３８】
図１７は、本実施形態に係る二次電池の他の例を模式的に示す斜視図である。図１８は、図１７に係る二次電池が含んでいる積層型電極群１を示す模式図である。
【０１３９】
図１７及び図１８に示す二次電池５０は、積層型電極群１を具備する。積層型電極群１は、２枚の樹脂フィルムの間に金属層を介在したラミネートフィルムからなる外装材１２内に収納されている。図１８に示すように、積層型電極群１は、正極１０ａと負極１０ｂとが交互に積層した構造を有する。ここでは、正極１０ａは複数枚存在し、それぞれが正極集電体と、正極集電体の両面に担持された正極活物質層とを備えている。電極構造体としての負極１０ｂは複数枚存在する。それぞれの負極１０ｂは負極集電体、負極活物質層及び負極セパレータ層を備えている。負極活物質層及び負極セパレータ層は、負極集電体の両面にこの順で担持されている。
【０１４０】
複数の正極１０ａの集電タブは、超音波溶接によって１つに束ねられた上で、挟持部材２３ａにより保持されている。また、複数の負極１０ａの集電タブは、超音波溶接によって１つに束ねられた上で、挟持部材２３ｂにより保持されている。挟持部材２３ａ及び２３ｂには、それぞれ正極端子２１及び負極端子２２が電気的に接続されている。帯状の負極端子２２の先端は、外装材１２から外部に引き出されている。また、帯状の正極端子２１の先端は、負極端子２２とは反対側に位置し、外装材１２の辺から外部に引き出されている。
【０１４１】
本実施形態に係る二次電池は、別の態様として、図１９に示すバイポーラ電極構造を有する電極体２１０を含んでいてもよい。
【０１４２】
電極体２１０は、以下のように構成されている。電極体２１０は、集電体１４の一方の面に正極活物質層５ｂが形成され、他方の面に負極活物質層３ｂが形成された第１の積層体を含む。電極体２１０は、第１の積層体の両面上に、更にセパレータ層１３が形成された第２の積層体を含む。第２の積層体の両面に形成されているセパレータ層１３は、いずれも比ｂ／ａが０．０００１以上０．５以下を満たすものである。
【０１４３】
電極体２１０は、複数の第１の積層体及び複数の第２の積層体が交互に積層されている。この結果、複数の第１の積層体及び複数の第２の積層体が直列に接続される。これらを積層させる数は、電池の形状及び大きさの設計に応じて適宜変更することができる。
【０１４４】
電極体２１０の両端に位置する積層体においては、例えば、図１９の上部及び下部に示すように、集電体１４の片面にのみ活物質層（及びセパレータ層）が積層されている。
【０１４５】
バイポーラ電極構造を有する電極体２１０によると、正極活物質層５ｂ、セパレータ層１３及び負極活物質層３ｂをそれぞれ密着させて薄型にすることができる。それ故、これらを多数積層することで、コンパクト且つ高容量であり、寿命性能、熱安定性及び電気化学的安定性に優れた二次電池を得ることができる。
【０１４６】
図２０に、バイポーラ型二次電池の一例を概略的に示す断面模式図を示す。図２０に示す二次電池５０は、図１９を参照しながら説明した電極体２１０を含んでいる。電極体２１０は、２枚の樹脂フィルムの間に金属層を介在したラミネートフィルムからなる外装材１５内に収納されている。そして、図２０の上部に位置する最も端の集電体１４には、これと電気的に接続された正極端子２１が設けられている。また、図２０の下部に位置する最も端の集電体１４には、これと電気的に接続された負極端子２２が設けられている。図２０では図示していないが、上記正極端子２１及び負極端子２２は、外装材１５から外部に引き出されている。
【０１４７】
第２の実施形態に係る二次電池は、第１の実施形態に係る電極構造体を含んでいる。それ故、短絡及び集電タブの破断を抑制することができ、優れた歩留まりを達成することができる。
【０１４８】
（第３の実施形態）
第３の実施形態によれば、電池パックが提供される。この電池パックは、第２の実施形態に係る二次電池と、二次電池の充放電を制御するための回路部を具備している。
【０１４９】
本実施形態に係る電池パックは、１個の二次電池を備えてもよく、複数個の二次電池を備えてもよい。電池パックに含まれ得る複数の二次電池は、電気的に直列、並列、又は直列及び並列を組み合わせて接続されることができる。複数の二次電池は、電気的に接続されて組電池を構成することもできる。電池パックは、複数の組電池を含んでいてもよい。
【０１５０】
電池パックは、保護回路を更に具備することができる。保護回路は、二次電池の充放電を制御するものである。或いは、電池パックを電源として使用する装置（例えば、電子機器、自動車等）に含まれる回路を、電池パックの保護回路として使用することができる。
【０１５１】
また、電池パックは、通電用の外部端子をさらに具備することもできる。通電用の外部端子は、二次電池からの電流を外部に出力するため、及び／又は、二次電池に電流を入力するためのものである。言い換えれば、電池パックを電源として使用する際、電流が通電用の外部端子を通して外部に供給され得る。また、電池パックを充電する際、充電電流（自動車などの動力の回生エネルギーを含む）は通電用の外部端子を通して電池パックに供給され得る。
【０１５２】
回路部は、電池パックが自動車等の車両又は電子機器に搭載される時点より前に、二次電池に接続されていてもよい。或いは、自動車等の車両が備える回路部を、電池パックが備えている二次電池に接続してもよい。実施形態の電池パックは、何れの形態も包含する。
【０１５３】
次に、本実施形態に係る電池パックの一例を、図面を参照しながら説明する。  
図２１は、本実施形態に係る電池パックの一例を示す分解斜視図である。図２２は、図２１に示す電池パックの電気回路を示すブロック図である。
【０１５４】
図２１に示す電池パック２０は、図１５〜図２０を参照しながら説明した二次電池５０を複数個含んでいる。
【０１５５】
複数個の二次電池５０は、外部に延出した負極端子２２及び正極端子２１が同じ向きに揃えられるように積層され、粘着テープ２４で締結されており、それにより組電池２５を構成している。これらの二次電池５０は、図２２に示すように互いに電気的に直列に接続されている。
【０１５６】
プリント配線基板２６が、複数の二次電池５０の負極端子２２及び正極端子２１が延出している側面に対向して配置されている。プリント配線基板２６には、図２２に示すサーミスタ２７、保護回路２８及び外部機器への通電用端子２９が搭載されている。プリント配線基板２６の組電池２５と対向する面には、組電池２５の配線との不要な接続を回避するために絶縁板（図示せず）が取り付けられている。
【０１５７】
組電池２５の最下層に位置する二次電池５０の正極端子２１に正極側リード３０が接続されており、その先端は、プリント配線基板２６の正極側コネクタ３１に挿入されて電気的に接続されている。組電池２５の最上層に位置する二次電池５０の負極端子２２に負極側リード３２が接続されており、その先端は、プリント配線基板２６の負極側コネクタ３３に挿入されて電気的に接続されている。これらのコネクタ３１及び３３は、プリント配線基板２６に形成された配線３４及び３５をそれぞれ通して保護回路２８に接続されている。
【０１５８】
サーミスタ２７は、二次電池５０の各々の温度を検出し、その検出信号を保護回路２８に送信する。保護回路２８は、所定の条件で保護回路２８と外部機器への通電用端子２９との間のプラス側配線３６ａ及びマイナス側配線３６ｂを遮断することができる。所定の条件の例は、サーミスタ２７から、二次電池５０の温度が所定温度以上であるとの信号を受信したときである。また、所定の条件の他の例は、二次電池５０の過充電、過放電、過電流等を検出したときである。この過充電等の検出は、個々の二次電池５０又は組電池２５について行われる。個々の二次電池５０を検出する場合、電池電圧を検出してもよく、正極電位又は負極電位を検出してもよい。後者の場合、参照極として用いるリチウム電極を個々の二次電池５０に挿入する。図２１及び図２２の電池パック２０では、二次電池５０それぞれに電圧検出のための配線３７が接続されており、これら配線３７を通して検出信号が保護回路２８に送信される。
【０１５９】
組電池２５の四側面のうち、正極端子２１及び負極端子２２が突出している側面を除く三側面には、ゴム又は樹脂からなる保護シート３８がそれぞれ配置されている。
【０１６０】
組電池２５は、各保護シート３８及びプリント配線基板２６と共に収納容器３９内に収納されている。上記保護シート３８は、収納容器３９の長辺方向の両方の内側面と、短辺方向の内側面の一方とに配置されている。収納容器３９の短辺方向の内側面の他の一方に、プリント配線基板２６が配置されている。組電池２５は、保護シート３８及びプリント配線基板２６で囲まれた空間内に位置している。蓋４０は、収納容器３９の上面に取り付けられている。
【０１６１】
なお、組電池２５の固定には、粘着テープ２４に代えて、熱収縮テープを用いてもよい。この場合、組電池２５の両側面に保護シートを配置し、熱収縮テープを周回させた後、熱収縮テープを熱収縮させて組電池を結束させる。
【０１６２】
図２１に示した電池パック２０は複数の二次電池５０を備えているが、電池パック２０は、１つの二次電池５０を備えるものでもよい。
【０１６３】
また、電池パックの実施形態は用途により適宜変更される。本実施形態に係る電池パックは、大電流を取り出したときに寿命特性が優れていることが要求される用途に好適に用いられる。具体的には、例えば、デジタルカメラの電源として、又は、二輪乃至四輪のハイブリッド電気自動車、二輪乃至四輪の電気自動車、及び、アシスト自転車の車両の車載用電池として用いられる。特に、車載用電池として好適に用いられる。
【０１６４】
本実施形態に係る電池パックを搭載した自動車等の車両において、電池パックは、例えば車両の動力の回生エネルギーを回収するものである。
【０１６５】
第３の実施形態に係る電池パックは、第２の実施形態に係る二次電池を備えている。それ故、短絡及び集電タブの破断を抑制することができ、二次電池を形成する場合に優れた歩留まりを達成することができる。
【０１６６】
（第４の実施形態）
第４の実施形態によると、車両が提供される。この車両は、第３の実施形態に係る電池パックを具備する。
【０１６７】
図２３に、第３の実施形態に係る電池パックを具備した車両の一例を示す。
【０１６８】
図２３に示す自動車４１は、車体前方のエンジンルーム内に、電池パック４２を搭載している。自動車における電池パックの搭載位置は、エンジンルームに限られない。例えば、電池パックは、自動車の車体後方又は座席の下に搭載されていてもよい。
【０１６９】
［実施例］
以下に実施例を説明するが、実施形態は、以下に記載される実施例に限定されるものではない。
【０１７０】
（実施例１）
＜電極構造体の作製＞
次のようにして、負極としての電極構造体を作製した。
【０１７１】
まず、負極活物質として、平均粒子径が５μｍであるＮｂ2ＴｉＯ7を用意した。負極活物質層の材料としては、この負極活物質と、導電材としてアセチレンブラック粉末及び黒鉛粉末と、結着剤としてカルボキシメチルセルロースアンモニウム塩粉末及びスチレン・ブタジエンゴムとを用いた。また、これら負極材料の配合比は、重量比にて９３：１．５：３．５：１：１とした。負極材料は、次の順番で混合した。まず、カルボキシメチルセルロースアンモニウム塩を純水に溶解させ、そこへアセチレンブラックを分散させ、次に黒鉛を分散させ、そこへＮｂ2ＴｉＯ7を分散させ、最後にスチレン・ブタジエンゴムを混合した。このようにして得られたスラリーを、厚さが１５μｍ、平均結晶粒子径が３０μｍである、集電体としてのアルミニウム箔の両面に塗布した。塗布したスラリーを乾燥炉にて乾燥させて、アルミニウム箔の両面に負極活物質層を形成した。
【０１７２】
続いて、両面に形成した負極活物質層の上面に、次のようにして、無機材料、固体電解質及びバインダからなるセパレータ層を形成した。無機材料としては酸化チタンを、固体電解質の材料としては、一次粒子サイズ（平均粒径）１μｍのＬｉ7Ｌａ3Ｚｒ2Ｏ12粒子を、バインダとしては酢酸セルロース及びポリフッ化ビニリデンを用いた。セパレータ層におけるこれら材料の配合比は、重量比にて４９：４９：１：１とした。これら材料は、次の順番で混合した。まず、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に酢酸セルロースを溶解させ、酸化チタンとＬｉ7Ｌａ3Ｚｒ2Ｏ12粒子を分散させ、最後にポリフッ化ビニリデンを混合した。これにより得られたスラリーを、負極活物質層の上にグラビア方式にて塗布した。スラリーを塗布した後、この積層体を乾燥炉に搬送した。そして、負極活物質層上に塗布されたスラリーに対して、パーカーコーポレーション社製の送風ノズル（ポータブル熱風機ＰＨＳ９型）を使用して、負極活物質層が含んでいる対向した２辺に向かって、スラリーが集電体の主面を被覆する方向に延びるように温風を吹きかけた。これにより、負極活物質層上に塗布されたスラリーを延ばして、集電体のスラリー未塗布部をこのスラリーにより被覆させた。このように面内方向にスラリーを延ばすことにより、スラリーが負極活物質層の表面と集電体の面の一部とを一続きの層として被覆している状態とした。次いで、この積層体を当該乾燥炉内で十分に乾燥させ、集電体の両面上にセパレータ層を形成した。その後、金型を使用して積層体を適切な形状に裁断した。
【０１７３】
乾燥して得られた積層体をプレスに供することで、負極としての電極構造体を作製した。ここで、電極構造体全体の密度が２．６ｇ／ｃｍ3の間に入るよう、プレス圧を調整した。
【０１７４】
作製した電極構造体について、集電タブ部分のセパレータ層の傾斜状態を観察するために、第１の実施形態で説明した方法でＳＥＭによる測定を行った。その結果、距離ａは１００００μｍであり、距離ｂは１μｍであった。従って、比ｂ／ａは０．０００１であった。
【０１７５】
この電極構造体の集電タブとは反対側の端部についてもＳＥＭによる観察を行ったところ、この端部の構造は、上記図６の構造であった。また、この端部における距離ｃは１０μｍであり、距離ｄは７μｍであった。従って、比ｄ／ｃは０．７であった。
【０１７６】
＜ラミネートセルの作製＞
以下に説明する方法でラミネートセルを作製した。  
まず、上記電極構造体の対極としての正極を、以下のようにして作製した。
【０１７７】
正極活物質粒子として、平均粒子径Ｄaが４μｍであるリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（ＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.2Ｍｎ0.3Ｏ2：ＮＣＭ）の粉末（Ｄ10＝２μｍ、Ｄ50＝４μｍ（＝Ｄa）、Ｄ90＝１０μｍ、粒子径の範囲：０．５μｍ〜５０μｍ）を用意した。正極活物質層の材料としては、この正極活物質と、導電剤としての黒鉛粉末（平均粒子径が６μｍ）と、結着材としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを用いた。
【０１７８】
上記準備した材料を、ＮＣＭ：黒鉛：ＰＶｄＦ＝１００：５：３の質量比で、次の順番で混合した。まず、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）にＰＶｄＦを溶解させ、そこに黒鉛を入れて分散させ、分散体を得た。次いで、この分散体に、ＮＣＭの粉末を混合分散し、混合物を得た。その後、溶媒としてＮＭＰを用いて固形分濃度を６０％に調整し、正極材料のスラリーを得た。
【０１７９】
このようにして得られたスラリーを、厚さが１５μｍで、平均結晶粒子径が３０μｍである正極集電体としてのアルミニウム箔の両方の表面に塗布した。
【０１８０】
次いで、塗膜を乾燥させて積層体を得た。更に、この積層体をプレスに供して正極を得た。正極集電体は、正極活物質層を担持していない正極タブを含んでいた。正極活物質層の密度は、３．０ｇ／ｃｍ3であった。
【０１８１】
作製した負極としての電極構造体及び対極としての正極のそれぞれを、集電タブとしての集電部以外のサイズが１０ｃｍ×５ｃｍの大きさとなるように、集電部を残して切り出した。これらを、それぞれ１０枚ずつ合計２０枚重ねた。このとき、負極及び正極のそれぞれの集電部は互いに反対向きとなるように重ねた。複数の負極集電部及び複数の正極集電部をそれぞれまとめて、超音波溶着により外部端子へ溶着させた。この電極群をラミネートカップに収納し、開口部として１ヶ所残して周囲を熱溶着した。このラミネートセルを、２４時間に亘り、１００℃で乾燥させた。
【０１８２】
次に、以下のようにして電解液を準備した。  
グローブボックス内でエチレンカーボネートとジエチルカーボネートを１：２の体積比で混合した溶媒に、１ｍｏｌ／Ｌの六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）を溶解させて電解液を調製した。
【０１８３】
この電解液をラミネートセルに２５ｍＬ注ぎ、電極群に電解液を含浸させた。その後、ラミネートセルの開口部を熱溶着して密閉し、図１８に示す構造を有する、実施例１に係る非水電解質二次電池を作製した。
【０１８４】
＜歩留まりの評価＞
以上で記載したのと同様の方法により、実施例１に係る非水電解質二次電池を１００個作製した。作製した１００個の電池それぞれについて抵抗測定を行い、抵抗値が１ＭΩ以上であったものを良品として、１ＭΩ未満であったものを不良品として歩留まりをカウントした。
【０１８５】
その結果、実施例１に係る非水電解質電池の歩留まりは８１であった。以上の結果を下記表１にまとめる。なお、表１には、後述する実施例２〜２０及び比較例１〜９の結果も記載している。
【０１８６】
（実施例２〜１６及び比較例１〜５）
比ｂ／ａ、比ｄ／ｃ及び集電タブ部分と反対の端部の構造を、表１に示すように変更したことを除いて、実施例１で説明したのと同様の方法により非水電解質電池を作製した。また、これら非水電解質電池について歩留まりを評価した。
【０１８７】
なお、表１における「反対側の構造」の列は、負極として作製した電極構造体において、集電タブ部分と反対側の端部の構造が、実施形態において説明した図面のうちのどの図面の形態になっているかを示している。
【０１８８】
また、表１中、「送風無し」は、電極構造体を作製する際に、活物質層上に塗布したスラリーに対して送風工程を行わなかったため、セパレータ層が活物質層の端面を被覆していないことを示している。比較例１〜５に係る電極構造体は、集電タブ部分と反対側の端部に対して送風工程が行われなかった。それ故、これら電極構造体の集電タブ部分と反対側の端部においては、活物質層の端面がセパレータ層で被覆されていなかった。表１中、「被覆せず」は、集電タブ部分と反対側の端部において、活物質層の端面がセパレータ層で被覆されていなかったことを示している。
【０１８９】
各例の電極構造体についての比ｂ／ａは、下記表２に示すように送風ノズルの風量（Ｌ／ｍｉｎ）、風を当てる時間（秒）、及び、送風ノズルとスラリーとの距離（ｃｍ）を変更することにより調整した。また、各例の電極構造体についての比ｄ／ｃは、下記表３に示すように送風ノズルの風量（Ｌ／ｍｉｎ）、風を当てる時間（秒）、及び、送風ノズルとスラリーとの距離（ｃｍ）を変更することにより調整した。表２及び表３において、「時間」の列は、送風ノズルを使用して風を当てた時間を示している。「距離」の列は、送風ノズルとスラリーとの距離を示している。
【０１９０】
（実施例１７）
以下のようにしてバイポーラ型電池を作製した。  
実施例１に記載した方法に従って、集電体の片面上に負極活物質層を形成した。次に、電解質材料として、平均粒子径Ｄaが０．７μｍであるＬＬＺ（Ｌｉ7Ｌａ3Ｚｒ2Ｏ12）の粉末と、結着材としてのＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）粉末とを用意した。
【０１９１】
上記準備した材料を、ＬＬＺ：ＰＶｄＦ＝１００：２の質量比で、次の順番で混合した。まず、ＰＶｄＦ粉末をＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解させ、この分散液にＬＬＺを分散させ、電解質材料のスラリーを得た。得られたスラリーを、先に形成した負極活物質層上に塗布し、この積層体を乾燥炉に搬送した。そして、負極活物質層上に塗布されたスラリーに対して、パーカーコーポレーション社製の送風ノズル（ポータブル熱風機ＰＨＳ９型）を使用して、負極活物質層が含んでいる対向した２辺に向かって、スラリーが集電体の主面を被覆する方向に延びるように温風を吹きかけた。これにより、負極活物質層上に塗布されたスラリーを延ばして、集電体のスラリー未塗布部をこのスラリーにより被覆させた。このように面内方向にスラリーを延ばすことにより、スラリーが負極活物質層の表面と集電体の面の一部とを一続きの層として被覆している状態とした。次いで、この積層体を当該乾燥炉内で十分に乾燥させ、集電体の片面上に負極活物質層及びセパレータ層を形成した。
【０１９２】
次いで、実施例１に記載した正極活物質層の材料を用いて、集電体のもう一方の面上に、正極活物質層を形成した。この正極活物質層上にも、負極活物質層上に形成したのと同様のセパレータ層を形成した。このようにして、集電体の一方の面上に負極活物質層及びセパレータ層がこの順で形成され、もう一方の面上に正極活物質層及びセパレータ層がこの順で形成された電極構造体を作製した。
【０１９３】
作製した電極構造体について、集電タブ部分のセパレータ層の傾斜状態を観察するために、第１の実施形態で説明した方法でＳＥＭによる測定を行った。その結果、距離ａは１００００μｍであり、距離ｂは１μｍであった。従って、比ｂ／ａは０．０００１であった。
【０１９４】
この電極構造体の集電タブとは反対側の端部についてもＳＥＭによる観察を行ったところ、この端部の構造は、上記図６の構造であった。また、この端部における距離ｃは１０μｍであり、距離ｄは７μｍであった。従って、比ｄ／ｃは０．７であった。
【０１９５】
また、セパレータ層を形成しないことを除いて、上記電極構造体と同様の方法により電極ユニットを作製した。即ち、この電極ユニットは、集電体の一方の面上に負極活物質層が形成され、もう一方の面上に正極活物質層が形成されたものである。
【０１９６】
これら電極構造体及び電極ユニットを、それぞれ１０枚ずつ交互に重ね、図１９に示す電極体を作製した。この電極体を、２枚の樹脂フィルムの間に金属層を介在したラミネートフィルムからなる外装材に収納し、バイポーラ型電池を作製した。
【０１９７】
＜歩留まりの評価＞
以上で記載したのと同様の方法により、実施例１７に係るバイポーラ型電池を１００個作製した。作製した１００個の電池それぞれについて抵抗測定を行い、抵抗値が１ＭΩ以上であったものを良品として、１ＭΩ未満であったものを不良品として歩留まりをカウントした。
【０１９８】
その結果、実施例１７に係るバイポーラ型電池の歩留まりは９８であった。以上の結果を下記表１にまとめる。
【０１９９】
（実施例１８〜２０及び比較例６〜９）
比ｂ／ａ、比ｄ／ｃ及び集電タブ部分と反対の端部の構造を、表１に示すように変更したことを除いて、実施例１７で説明したのと同様の方法によりバイポーラ型電池を作製した。また、これらバイポーラ型電池について歩留まりを評価した。
【０２００】
【表１】
2018049716.tif 000003
【０２０１】
【表２】
2018049716.tif 000004
【０２０２】
【表３】
2018049716.tif 000005
【０２０３】
表１によると、電池の種類に関わらず、比ｂ／ａが０．０００１以上０．５以下であると、送風工程を行わなかったことに起因して活物質層の端面が被覆されていない場合と比較して、顕著に優れた歩留まりを達成できたことがわかる。また、比ｂ／ａが０．００１以上０．１以下であると、より優れた歩留まり、すなわち短絡による抵抗上昇と集電体の破断を抑制することを達成できたことがわかる。
【０２０４】
また、電極構造体の集電タブ部分と反対側の端部の構造が、図５に示した構造であると、図６に示した構造である場合と比較してより優れた歩留まりを達成できたことがわかる。
【０２０５】
送風工程を全く行わなかった比較例１及び比較例６に係る電池は、活物質層の端面が全く被覆されていなかったため、歩留まりが顕著に低かった。
【０２０６】
以上述べた少なくとも１つの実施形態によれば、電極構造体が集電体、活物質層及びセパレータ層を含み、活物質層は、集電体の少なくとも一方の面の一部を被覆しており、セパレータ層は、活物質層の表面を被覆すると共に、活物質層の第１端面をまたぐようにして集電体の少なくとも一方の面を被覆し、集電体の少なくとも一方の面と接した第１端部を有し、活物質層の第１端面からセパレータ層の第１端部までの距離ａと、活物質層の表面と活物質層の第１端面とが交わる第１辺から、セパレータ層の表面までの距離のうち、集電体の少なくとも一方の面と平行な方向についての距離ｂとの比ｂ／ａは、０．０００１以上０．５以下の範囲内にあるため、短絡及び集電体の破断を抑制することができ、優れた歩留まりを達成することができる。
【０２０７】
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、発明の趣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同時に、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ものである。
【符号の説明】
【０２０８】
１…電極群、２…容器、３…負極、３ａ…負極集電体、３ｂ…負極活物質層、３ｃ…負極セパレータ層、５…正極、５ａ…正極集電体、５ｂ…正極活物質層、１０…電極構造体、１１及び１４…集電体、１２…活物質層、１３…セパレータ層、１５…外装材、２０及び４２…電池パック、２１…正極端子、２２…負極端子、２３…挟持部材、２４…粘着テープ、２５…組電池、２６…プリント配線基板、２７…サーミスタ、２８…保護回路、２９…通電用の外部端子、３０…正極側リード、３１…正極側コネクタ、３２…負極側リード、３３…負極側コネクタ、３４及び３５…配線、３６ａ…プラス側配線、３６ｂ…マイナス側配線、３７…電圧検出のための配線、３８…保護シート、３９…収納容器、４０…蓋、４１…自動車、５０…二次電池、９０…送風ノズル、９１…温風ノズルボックス、１００…積層体、１０１…第１部分、１０２…第２部分、１０３…第３部分、１１０…集電体の端面、１１１…集電体の一部、１２０…活物質層と集電体との接触面、１２１…活物質層の表面、１２２…活物質層の第１端面、１２３…活物質層の第２端面、１２４…活物質層の第１辺、１２５…活物質層の第２辺、１２６…活物質層の第３辺、１３０…セパレータ層の表面、１３１…セパレータ層の第１端部、１３２…セパレータ層の第２端部、Ｐ…裁断位置、Ｓ１…第１のスラリー、Ｓ２…第２のスラリー、Ｔ…搬送方向、Ｗ…幅方向。
【図１】
2018049716.tif 000006
【図２】
2018049716.tif 000007
【図３】
2018049716.tif 000008
【図４】
2018049716.tif 000009
【図５】
2018049716.tif 000010
【図６】
2018049716.tif 000011
【図７】
2018049716.tif 000012
【図８】
2018049716.tif 000013
【図９】
2018049716.tif 000014
【図１０】
2018049716.tif 000015
【図１１】
2018049716.tif 000016
【図１２】
2018049716.tif 000017
【図１３】
2018049716.tif 000018
【図１４】
2018049716.tif 000019
【図１５】
2018049716.tif 000020
【図１６】
2018049716.tif 000021
【図１７】
2018049716.tif 000022
【図１８】
2018049716.tif 000023
【図１９】
2018049716.tif 000024
【図２０】
2018049716.tif 000025
【図２１】
2018049716.tif 000026
【図２２】
2018049716.tif 000027
【図２３】
2018049716.tif 000028