(57)【要約】【課題】  正負量電極間の短絡問題がなく、電解液の未注入部の形成を防止し、電解液の注入性に優れた電気化学デバイスを提供することである。【解決手段】  正極と負極がセパレータを介して対向した電極群を備える電気化学デバイスであって、前記セパレータは前記正極と前記負極の間に挟持されない波形形状からなるはみ出し部を有し、前記波形形状は周期が０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さが０．４ｍｍ〜１．６ｍｍ、はみ出し長さＬが０．５ｍｍ〜４．０ｍｍ、であることを特徴とする【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と負極がセパレータを介して対向した電極群を備える電気化学デバイスであって、前記セパレータは前記正極と前記負極の間に挟持されない波形形状からなるはみ出し部を有し、前記波形形状は周期が０．５ｍｍ〜２ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さが０．４ｍｍ〜１．６ｍｍ、はみ出し長さＬが０．５ｍｍ〜４ｍｍ、であることを特徴とする電気化学デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気化学デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォン、タブレット型ＰＣ、ノートパソコンなどをはじめとする携帯用電子機器の普及に伴い、小型・軽量で薄く、なおかつ長時間の連続稼動が可能な二次電池などの電気化学デバイスが求められている。この要求に応えるべく積層型非水電解質電池、中でもリチウムイオンのドープ・脱ドープを利用したリチウムイオン二次電池に関して種々の提案がなされている。中でも外装体にアルミラミネートフィルムを用いることにより、より薄く、より軽い二次電池を作ることが有効となっている。
【０００３】
例えば上記リチウムイオン二次電池は、正極集電体の両面に正極活物質を設けた正極と、負極集電体の両面に負極活物質を設けた負極が、セパレータを介して対向して配置されひとつの電極群をなし、その電極群は通常複数積層され、電解液と共に外装体により封入された構造を持つ。
【０００４】
外装体に封入された電極群を作製する方法として、長い電極を巻回する方法と多数枚を積層する方法とがある。
【０００５】
巻回法は円筒型電池の発展型として設備をそのまま流用できるが電池の形状に制限があり、立方体、直方体や円柱型以外の形の電池を作ることが困難である。また、巻きズレにより電極間のショートが起こりやすく、薄い電池を作ろうとした場合、巻きにより電極にクラックが発生したり、切れたりする可能性があるため厚く密度の高い電極を使用できず、エネルギー密度の面でも制約を受ける構造である。
【０００６】
一方、積層法は電池の形状が比較的自由にでき、また巻く必要がないため厚く密度の高い電極が使用でき、より薄く、よりエネルギー密度の高い電池を作ることが可能であるが、積層ズレによる電極間のショートの可能性は少なからず内在している。
【０００７】
その様なことから、積層法でも短絡の可能性を最小限にするため数々の提案がなされてきた。
【０００８】
積層法は、正極集電体の両面に正極活物質を設けた正極と、負極集電体の両面に負極活物質を設けた負極がセパレータを介して対向して配置され、それら三者が交互に複数枚積層され積層体となした構造を持つ。
【０００９】
その構造の中で特にセパレータの配置は、短絡問題に大きく影響するため最も重要である。たとえば正極と負極とがセパレータを介して対向する部分において、両電極よりもセパレータが十分な大きさを有し、かつ両電極をすべて完全に覆っていれば、リチウムイオンが正常にセパレータを通過し、電池の充放電がなされる。
【００１０】
ところが正極および負極がセパレータを超えて対向した場合、正極と負極が直接対向した部分でセパレータを介さないイオンの流れが生じ、短絡あるいは電池の急激な温度上昇などの問題が生じてしまう。
【００１１】
これを改善する手法のひとつに袋工法がある。特許文献１などで開示されているように、一般的には二枚のセパレータの間に電極を挟み、続いて縁端部を熱溶着などの手段により接合し袋状セパレータに収納された電極を作製する。こうすることで、正極と負極の対向する位置決めを行い、電極同士の露出を防ぎ短絡を防止できる。
また、特許文献２では、セパレータのはみ出し部に突起構造を形成し、電極が電極平面と平行な向きに移動することを抑制し電極同士の露出を抑え、短絡を防止している。
また、特許文献３では、セパレータのはみ出し部に耐熱層を形成し、電極が電極平面と平行な向きに移動することを抑制し電極同士の露出を抑え、短絡を防止している。
【００１２】
しかし、これらの従来の構成では、ひとつ問題があった。電解液の注液速度が遅くなってしまうことである。セパレータを袋状に成す場合においては、被包された電極端のそばにセパレータの熱融着部が配置される。熱融着部はセパレータの多孔が閉塞しているため、電解液の浸入ルートが狭まってしまう。また、セパレータはみ出し部に突起構造を形成する場合においては、セパレータの熱可塑性を利用する、あるいはテープを貼るなどの手段が用いられるため、電極端そばのセパレータ多孔が覆われてしまい、電解液浸入ルートが狭まってしまう。セパレータはみ出し部に耐熱層を形成する場合には、セパレータ上に緻密な耐熱コート層が形成されるため、電極端そばのセパレータ多孔が覆われてしまい、電解液浸入ルートが狭まってしまう。
【００１３】
注液速度のみを向上させるだけであれば、例えばセパレータ表面に溝を設けて積層体内部への電解液の浸入を促進する工夫や、セパレータ表面にエンボス（凹凸）加工を施して、電極間にわずかな隙間を設けて電解液の浸入を促進する工夫がある。しかし、このような手法は短絡防止には寄与しない。従って、短絡防止のためには、別途前記のような短絡防止手法と併用した構成としなくてはならず、電解液浸入ルートがせばまることから逃れられない。
【００１４】
このように、短絡防止と注液性向上の両立がこれまでの課題であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平６−３６８０１号公報
【特許文献２】特開２０１２−２０９０７２号公報
【特許文献３】特開２０１１−２０４５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、正負両電極間の短絡問題がなく、かつ電解液の注液性に優れた電気化学デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明にかかる電気化学デバイスは、正極と負極がセパレータを介して対向した電極群を備える電気化学デバイスであって、前記セパレータは前記正極と前記負極の間に挟持されない波形形状からなるはみ出し部を有し、前記波形形状は周期が０．５ｍｍ〜２ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さが０．４ｍｍ〜１．６ｍｍ、はみ出し長さＬが０．５ｍｍ〜４ｍｍ、であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、正負量電極間の短絡問題がなく、電解液の注入性に優れ、電解液の未注入部の形成を防止し優れた電池特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本実施形態の電気化学デバイスの構成例を示す平面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ’断面図である
【図３】図３は、電極側面の法線に垂直な面に投影した、セパレータはみ出し部の波形形状を示す側面図である。
【図４】図４は、当該電極の一辺と、電極面と、に垂直な面で切ったセパレータはみ出し部の波形形状を示す断面図である。
【図５】図５は、波形形状を示す断面図である。
【図６】図６は、波形形状を示す断面図である。
【図７】図７は、プレス金型の概念を示す斜視図である。
【図８】図８は、プレス直後のセパレータを示す斜視図である。
【図９】図９は、比較例２を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、比較例３を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、比較例１４を示す投影図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる電気化学デバイスの好適な実施の一例を詳細に説明する。ただし、本発明の電気化学デバイスは、以下の実施形態に限定されるものではない。なお、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００２１】
図１、２は本電気化学デバイスの一実施形態の概略構成を示したものである。図１は本電気化学デバイスにおける積層体の積層方向である上面からの投影した際の平面図であり、また、図２は、図１上Ａ−Ａ’で切断された際の断面図である。なお、本電気化学デバイスは、図１、２に示す積層体を電解液と共に外装体内に封入して作製するが、各図において、電解液及び外装体は省略している。
【００２２】
図１において、積層体２は、正極５と、負極１と、セパレータ３とが交互に積層された構造を有する。
【００２３】
セパレータ３は、その大きさが正極５、および負極１よりも大きいものであり、積層したときに正極５、および負極１の周囲に、図１に示すようなはみ出し部を有している。
【００２４】
図３に示すように、セパレータ３の少なくとも一辺の辺は、次のような波形形状を有している。すなわち、周期は、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは、０．４ｍｍ〜１．６ｍｍ、はみ出し長さＬは、０．５ｍｍ〜４．０ｍｍ、となっている。
【００２５】
ここで、周期とは図５に示すように、電極端面の法線に垂直な面に、セパレータ形状を投影し、その投影図において、はみ出したセパレータ端部がセパレータの厚み方向に最も高くなっている１０点を選び、各点ごとに、左右どちらか一方の最も原点から高い点を求める。そうして得られる両者の距離を計１０か所求めて平均した値である。
【００２６】
ここで、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さとは図６に示すように、電極端面の法線に垂直な面に、セパレータ形状を投影し、その投影図において、はみ出したセパレータ端部がセパレータの厚み方向に最も高くなっている１０点について、原点からの高さを各々求めて、平均した値（ア）と、はみ出したセパレータ端部がセパレータの厚み方向に最も低くなっている１０点について、原点からの高さを各々求めて、平均した値（イ）とを、足した値のことである。
【００２７】
ここで、はみ出し長さＬとは図４に示すように、当該電極の一辺と電極面とに垂直な面で切った断面図において、両電極に挟持されていないセパレータ端部の、サイズの小さい方の電極端から、セパレータと接している電極面を延長した線と、セパレータ先端から垂線を下した交点までの距離のことである。
【００２８】
ここで、原点とは図６に示すように、電極端面の法線に垂直な面に、正極と負極に挟持された領域のセパレータ形状を投影し、その投影図において、セパレータの厚みの中心である任意の二点を結んだ直線のことである。
【００２９】
周期は、小さすぎると電極の表面方向のずれを抑制する力が弱く、また大きすぎるとセパレータが薄く伸びてしまい抑制する力が弱くなる。Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは、小さすぎると電極の表面方向のずれを抑制する力が弱く、また大きすぎるとセパレータが薄く伸びてしまい抑制する力が弱くなる。はみ出し長さＬは、大きすぎると電極の表面方向のずれを抑制する力が弱くなるとともに積層体が無駄に大きくなって体積エネルギー密度を阻害し、小さすぎると電極の表面方向のずれに対するマージン確保が困難になり短絡要因となる。
【００３０】
セパレータの四辺のはみ出し部が、波形形状であることが好ましい。
【００３１】
波形形状は、周期性を持った安定な形状であることが肝要である。電極の、電極表面に平行な方向の移動を抑制するためには、波形形状のセパレータ端部が、電極の移動を受け止める移動抑制体として機能する必要がある。このとき、周期性を持たない、あるいは周期が極端に長い場合にはセパレータの立ち上がりを支持する高さ方向の成分が少ないため、電極の移動を受け止められない。
【００３２】
また、波形形状の形態とした場合、隣接するセパレータの波形形状同士が互いに衝突することなく重なり合うことができ、かつ互いの接触面積を大きくすることができる。この摩擦力の増大効果も電極の移動抑制の一助となる。一方、波形でない不定形な形状とした場合では、隣接するセパレータの不規則な形状同士が衝突し、正常な電極積層を阻害するとともに、互いの接触面積は小さく摩擦力の増大効果を期待できない。
【００３３】
例えば、波形形状のセパレータ端部の一部に、波形形状を施さない領域があっても良い。
【００３４】
波形形状は、金型を作製して、プレス加工をすることで得ることができる。たとえば図７に示すような、金型を作製し、一般的なプレス装置にセットして、プレス加工を行うことで、波形形状を得られることが可能である。ただし、図７は雄型（ポンチ）のみを示し、雌型（ダイ）は示していない。
【００３５】
このように例示したプレス加工のほか、セパレータのはみ出し部を有機溶剤によって膨潤させ、当該の辺と平行な方向へ伸びることを利用するなどの手段を用いて波形形状を形成しても良い。セパレータの膨潤率は、有機溶剤の種類や、配合比率を変えることで８％から７０％まで変化させることが可能である。
【００３６】
エチレンカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどの有機溶剤を混合した電解液に、当該の辺と平行な方向の膨潤率１０％のセパレータを浸漬させた。セパレータは、電極同士で挟持された領域では含浸はしても膨潤はせず、電極同士で挟持されないはみ出し部においては当該の辺と平行な方向に膨潤するものを用いた。
【００３７】
その結果、電極端付近において、同じセパレータにおいて当該の辺と平行な方向の寸法に１０％差が生じ、その差を吸収するために、膨潤したはみ出し部は波形形状をとる。
【００３８】
その後、図２のように、負極１と正極５とセパレータとを交互に積み重ね、積層体２が形成される。その積層体２を、図示されていない外装体に電解液と共に封入すれば電気化学デバイスが完成する。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明にかかる電気化学デバイスを実施例、比較例によりさらに詳細に説明する。なお、これらの例に限定されるものではない。
【００４０】
（実施例１）
正極は、ＬｉＣｏＯ２、カーボンブラック、グラファイト、ポリフッ化ビニリデンからなる正極塗膜をドクターブレード法で厚さ１５μｍのアルミニウム箔の両面に塗布・乾操し、作製した。
【００４１】
負極は、グラファイト、カーボンブラック、ポリフッ化ビニリデンからなる負極塗膜をドクターブレード法で厚さ１５μｍの銅箔の両面に塗布・乾燥し作製した。
【００４２】
前記正極を、縦１２０ｍｍｘ横１４０ｍｍで打ち抜いた。前記負極を、縦１２２ｍｍｘ横１４２ｍｍで打ち抜いた。セパレータは厚み２５μｍのポリエチレン製多孔膜フィルムを準備した。
【００４３】
波形形状を作るための金型は以下のものを用いた。金型部内側の平面四角部は、正極の外形と同じ縦１２０ｍｍｘ横１４０ｍｍとした。また、金型部の外形は縦１２８ｍｍｘ横１４８ｍｍとした。プレス加工には、日本オートマチックマシン社製のサーボプレスＳＢＰ−３０５Ｓを用いた。セパレータを縦１４８ｍｍｘ１６８ｍｍにあらかじめ切断し、金型ポンチの上に位置を調整しながら配置し、加工条件は、１．０ｍｍ／ｓｅｃの加工速度にて、加工圧力を２９Ｎとしてプレスを実施した。
【００４４】
図８に示すようなセパレータ形状としたのち、周囲をトリミングし、縦１２８ｍｍｘ横１４８ｍｍなる、波形形状を有するセパレータを得た。このとき波形形状は、金型形状を反映し、周期は２．０ｍｍ、はみ出し長さＬは４．０ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは０．４ｍｍ、であった。
【００４５】
上記の正極３０枚、負極３１枚、セパレータ３０枚を準備し、正極と負極間にセパレータが挿入されるよう交互に重ねあわせ電極群を作製した。このとき正極、負極、セパレータは各々が正しく配置され位置ずれが起こらないよう電極群を作製した。
【００４６】
正極側の複数の集電体タブを束ね、電極リード端子に超音波融着にて接合し一体化した。同様に負極側の複数の集電体タブを束ね、電極リード端子に超音波融着にて接合し一体化した。
【００４７】
この積層体２０個のうち１０個について、意図的に振動を加えた。振動はまず、半径０．６ｍの半円軌道上を３．８ｍ／ｓｅｃの平均速度にて、積層体から引き出された少なくとも一方の電極リード端子が存在する積層体の側面部が半円軌道の中心を向き、半円軌道の接線方向と積層体厚み方向が直角になるように１０回往復させた。続いて、半径０．６ｍの半円軌道上を３．８ｍ／ｓｅｃの平均速度にて、積層体から引き出された少なくとも一方の電極リード端子が存在する積層体の側面部が半円軌道の中心を向き、半円軌道の接線方向と積層体厚み方向が平行になるように１０回往復させた。
【００４８】
１０個については、前記振動を加えなかった。
【００４９】
この積層体をアルミラミネート外装体に挿入し、正負の電極リード端子を外装体の熱融着部を介して外部へと取出し、電解液の比率が、エチレンカーボネート／ジエチルカーボネート＝４／６、ＬｉＰＦ６１Ｍ（ｍｏｌ／Ｌ）なる電解液を注液した。このとき、注液は真空チャンバー内にて、２，０００Ｐａとなるようにポンプで真空環境を作り、電解液を１０ｍＬ／ｍｉｎの速さで行った。また、注液後に１０分間の保持時間を設けた。
【００５０】
注液終了後は封口し、予備充電、エージングを行い、リチウムイオン二次電池を作製し評価した。
【００５１】
あらかじめ振動を加えた積層体で作製した電池について、位置ずれによる短絡への影響を確認するため、充放電サイクル特性を評価した。４５℃において、上限電圧４．１Ｖ、下限電圧２．８Ｖの充放電を繰り返し、初期容量の８０％になるサイクル回数を求めた。位置ずれが大きいほど、サイクル回数は小さくなる。この１０個の電池の平均サイクル回数は９５０回であった。
【００５２】
次に、あらかじめ振動を加えない積層体で作製した電池について、注液速度向上の効果を確認するため、初期放電容量を確認した。上限電圧４．１Ｖとして、規定の電流にて満充電としたのち、下限電圧２．８Ｖとして、規定の電流にて放電を行い、放電容量を確認した。注液速度が速いほど初期放電容量は大きくなる。この１０個の電池の平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００５３】
（実施例２）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は２．０ｍｍ、はみ出し長さＬは２．５ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは０．４ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は１，０４０回であった。また平均初期放電容量は１０．１（Ａｈ）であった。
【００５４】
（実施例３）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は２．０ｍｍ、はみ出し長さＬは０．５ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは０．４ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は９７５回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００５５】
（実施例４）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は２．０ｍｍ、はみ出し長さＬは４．０ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．０ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は１，０３９回であった。また平均初期放電容量は１０．１（Ａｈ）であった。
【００５６】
（実施例５）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は２．０ｍｍ、はみ出し長さＬは２．５ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．０ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は１，１２４回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００５７】
（実施例６）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は２．０ｍｍ、はみ出し長さＬは０．５ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．０ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は１，０５５回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００５８】
（実施例７）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は２．０ｍｍ、はみ出し長さＬは４．０ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．６ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は９５５回であった。また平均初期放電容量は１０．１（Ａｈ）であった。
【００５９】
（実施例８）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は２．０ｍｍ、はみ出し長さＬは２．５ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．６ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は１，０４３回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００６０】
（実施例９）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は２．０ｍｍ、はみ出し長さＬは０．５ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．６ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は９７３回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００６１】
（実施例１０）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は１．０ｍｍ、はみ出し長さＬは２．５ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは０．４ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は１，０８０回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００６２】
（実施例１１）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は１．０ｍｍ、はみ出し長さＬは４．０ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．０ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は１，０６７回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００６３】
（実施例１２）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は１．０ｍｍ、はみ出し長さＬは２．５ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．０ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は１，１６９回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００６４】
（実施例１３）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は１．０ｍｍ、はみ出し長さＬは０．５ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．０ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は１，１１１回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００６５】
（実施例１４）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は１．０ｍｍ、はみ出し長さＬは２．５ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．６ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は１，１２６回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００６６】
（実施例１５）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は０．５ｍｍ、はみ出し長さＬは４．０ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは０．４ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は９９２回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００６７】
（実施例１６）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は０．５ｍｍ、はみ出し長さＬは２．５ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは０．４ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は１，０５４回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００６８】
（実施例１７）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は０．５ｍｍ、はみ出し長さＬは０．５ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは０．４ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は１，０２２回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００６９】
（実施例１８）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は０．５ｍｍ、はみ出し長さＬは４．０ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．０ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は１，０６７回であった。また平均初期放電容量は１０．１（Ａｈ）であった。
【００７０】
（実施例１９）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は０．５ｍｍ、はみ出し長さＬは２．５ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．０ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は１，０２８回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００７１】
（実施例２０）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は０．５ｍｍ、はみ出し長さＬは０．５ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．０ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は１，０９９回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００７２】
（実施例２１）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は０．５ｍｍ、はみ出し長さＬは４．０ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．６ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は１，００９回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００７３】
（実施例２２）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は０．５ｍｍ、はみ出し長さＬは２．５ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．６ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は１，１０５回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００７４】
（実施例２３）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は０．５ｍｍ、はみ出し長さＬは０．５ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．６ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は１，０６５回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００７５】
（比較例１）
二枚のセパレータの間に負極を配置し、負極の周囲からはみ出したセパレータの四辺を熱融着によって袋状となした以外は、すべて実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製し評価した。
評価の結果、平均サイクル回数は８００回であった。また平均初期放電容量は８．５（Ａｈ）であった。
【００７６】
（比較例２）
縦１２８ｍｍｘ横１４８ｍｍとなるセパレータの周縁部付近に、その内側に正極が隙間なく納まるような、図９に示すような移動抑制体を作製した。材料は、熱可塑性の樹脂シートを用いた。セパレータ上に所定形状の樹脂シートを配置したのち、１８０℃まで加熱された金属片を上から垂直に押し当て、移動抑制体と樹脂シートを接合し一体化させた。移動抑制体の厚みは隣り合ったセパレータと衝突しないよう、１００μｍとした。
【００７７】
それ以外はすべて実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は９５０回であった。また平均初期放電容量は８．９（Ａｈ）であった。
【００７８】
（比較例３）
縦１２８ｍｍｘ横１４８ｍｍとなるセパレータの外周３．０ｍｍの幅の領域に、図１０に示すような耐熱性被覆層を形成した。耐熱性被覆層を形成するための塗料については、平均粒径が０．５μｍのアルミナ粒子を５０ｗ％、アクリロニトリル変性ゴム５ｗ％、Ｎ−メチルーピロリドン４５ｗ％の液体を作製してよく撹拌し、セパレータに塗布した。得られた塗膜を８０℃の熱風で乾燥した。耐熱性被覆層の厚みは１０μｍであった。
【００７９】
それ以外はすべて実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は９２０回であった。また平均初期放電容量は９．０（Ａｈ）であった。
【００８０】
（比較例４）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は２．２ｍｍ、はみ出し長さＬは２．５ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．０ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は７５５回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００８１】
（比較例５）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は２．０ｍｍ、はみ出し長さＬは２．５ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは０．３ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は７３６回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００８２】
（比較例６）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は２．０ｍｍ、はみ出し長さＬは４．２ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．０ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は７５８回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００８３】
（比較例７）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は２．０ｍｍ、はみ出し長さＬは０．４ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．０ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は７８３回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００８４】
（比較例８）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は２．０ｍｍ、はみ出し長さＬは２．５ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．８ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は７８０回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００８５】
（比較例９）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は０．５ｍｍ、はみ出し長さＬは２．５ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは０．３ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は７３２回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００８６】
（比較例１０）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は０．５ｍｍ、はみ出し長さＬは４．２ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．０ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は７５５回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００８７】
（比較例１１）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は０．５ｍｍ、はみ出し長さＬは０．４ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．０ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は７８４回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００８８】
（比較例１２）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は０．５ｍｍ、はみ出し長さＬは２．５ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．８ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は７７９回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００８９】
（比較例１３）
金型を変更し、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は０．４ｍｍ、はみ出し長さＬは２．５ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．０ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は７８９回であった。また平均初期放電容量は１０．０（Ａｈ）であった。
【００９０】
（比較例１４）
任意の折り目をフリーハンドにて形成し図１１に示すように、セパレータの形状を、はみ出し部の周期は１１．３ｍｍ、はみ出し長さＬは４．０ｍｍ、Ｐｅａｋ−Ｐｅａｋ高さは１．０ｍｍ、とした以外はすべて実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し評価した。評価の結果、平均サイクル回数は５５８回であった。また平均初期放電容量は１０．１（Ａｈ）であった。
【００９１】
実施例１〜２３、および比較例１〜１３の結果を、表１に示す。
【００９２】
【表１】
2019061879.tif 000003
【００９３】
表１に示すリチウムイオン二次電池の諸特性の結果から、上記実施例は正負両電極間の短絡問題がなく、かつ電解液の注液性に優れていることが明らかな構成であることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明は、リチウムイオン二次電池のみならずＥＤＬＣ等のセパレータを有する電気化学デバイスに広く応用可能である。
【符号の説明】
【００９５】
１    負極
１ａ    負極集電体タブ
２    積層体
３    セパレータ
４    はみ出し部
５    正極
５ａ    正極集電体タブ
６    金型（ポンチ）
７    移動抑制体
８    耐熱性被覆層
【図１】
2019061879.tif 000004
【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】
2019061879.tif 000010
【図８】
2019061879.tif 000011
【図９】
2019061879.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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