(57)【要約】【課題】電極に設けられるシール部のシール精度の向上を図ることの可能なリチウムイオン電池及びその製造方法を提供すること。【解決手段】正極集電体と正極電極組成物とを有する正極、及び、負極集電体と負極電極組成物とを有する負極を有し、正極電極組成物及び負極電極組成物がセパレータを介して積層されてなるリチウムイオン電池において、正極集電体及び負極集電体の少なくとも一方の集電体が、導電性フィラーとポリプロピレンとを含む無延伸導電性ポリプロピレンフィルムを有する樹脂集電体であり、樹脂集電体には凹部が形成され、この凹部には集電体と同一極の電極組成物が配置され、正極集電体に形成された凹部及び負極集電体に形成された凹部のうち、少なくとも一方の凹部は、その周縁部に配置された無延伸ポリプロピレンフィルムからなるシール材を介してセパレータにより封止されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極集電体と正極活物質及び電解液を含んでなる正極電極組成物とを有する正極、及び、負極集電体と負極活物質及び電解液を含んでなる負極電極組成物とを有する負極を有し、
前記正極電極組成物及び前記負極電極組成物がセパレータを介して積層されてなるリチウムイオン電池において、
前記正極集電体及び前記負極集電体の少なくとも一方の集電体は、導電性フィラーとポリプロピレンとを含む無延伸導電性ポリプロピレンフィルムを有する樹脂集電体であり、
前記樹脂集電体には凹部が形成され、この凹部には前記集電体と同一極の前記電極組成物が配置され、
前記正極集電体に形成された前記凹部及び前記負極集電体に形成された前記凹部のうち、少なくとも一方の前記凹部は、無延伸ポリプロピレンフィルムからなるシール材を介して前記セパレータにより封止されているリチウムイオン電池。
【請求項２】
請求項１に記載のリチウムイオン電池において、
それぞれの前記正極集電体及び前記負極集電体は、導電性フィラーとポリプロピレンとを含む無延伸導電性ポリプロピレンフィルムを有する樹脂集電体であり、
前記樹脂集電体には前記凹部が形成され、この凹部には前記集電体と同一極の前記電極組成物が配置され、
前記正極集電体に形成された前記凹部及び前記負極集電体に形成された前記凹部のそれぞれは、無延伸ポリプロピレンフィルムからなるシール材を介して前記セパレータによりそれぞれ封止されているリチウムイオン電池。
【請求項３】
前記正極電極組成物及び前記負極電極組成物が、バインダを含まない非結着体である請求項１又は２に記載のリチウムイオン電池。
【請求項４】
請求項１または２記載のリチウムイオン電池を製造する方法であって、
導電性フィラーとポリプロピレンとを含む無延伸導電性ポリプロピレンフィルムに凹部を形成することで前記樹脂集電体を形成する工程と、
前記凹部に前記正極電極組成物又は前記負極電極組成物を配置する工程と、
無延伸導電性ポリプロピレンフィルムからなるシール材により前記樹脂集電体の前記凹部の周縁部とセパレータとを接着してこの凹部を封止する工程を有するリチウムイオン電池の製造方法。
【請求項５】
前記正極電極組成物及び前記負極電極組成物が、バインダを含まない非結着体である請求項４に記載のリチウムイオン電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、リチウムイオン電池及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン（二次）電池は、高容量で小型軽量な二次電池として、近年様々な用途に多用されている。このうち、小型で薄型のリチウムイオン電池として、正極活物質及び電解液を含む正極電極組成物層を正極集電体の表面に形成した正極と、同様に負極活物質及び電解液を含む負極電極組成物層を負極集電体の表面に形成した負極とがセパレータを挾んで積層され、正極、セパレータ及び負極の端部をシール部によりシールしてなる略平板状のリチウム二次単電池を製造し、このリチウム二次単電池を複数層積層して積層型電池モジュールとして構成されていた。（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１５０９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来のリチウムイオン電池では、仮に電極組成物層が非結着体からなる場合、集電体と電極組成物層とを正確に位置決めして電極を形成し、さらに電極及びセパレータの端部をシール部によりシールするための手間がかかっていた。
【０００５】
この結果、シール部のシール精度の低下を招く可能性があり、さらにはシール部から活物質が漏れることも考えられる。
【０００６】
そこで、この発明は、電極に設けられるシール部のシール精度の向上を図ることの可能なリチウムイオン電池及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するため、この発明は、正極集電体と正極活物質及び電解液を含んでなる正極電極組成物とを有する正極、及び、負極集電体と負極活物質及び電解液を含んでなる負極電極組成物とを有する負極を有し、正極電極組成物及び負極電極組成物がセパレータを介して積層されてなるリチウムイオン電池において、正極集電体及び負極集電体の少なくとも一方の集電体が、導電性フィラーとポリプロピレンとを含む無延伸導電性ポリプロピレンフィルムを有する樹脂集電体であり、樹脂集電体には凹部が形成され、この凹部には集電体と同一極の電極組成物が配置され、正極集電体に形成された凹部及び負極集電体に形成された凹部のうち、少なくとも一方の凹部は、無延伸ポリプロピレンフィルムからなるシール材を介してセパレータにより封止されていることを特徴とする。
【０００８】
ここで、それぞれの正極集電体及び負極集電体は、導電性フィラーとポリプロピレンとを含む無延伸導電性ポリプロピレンフィルムを有する樹脂集電体であり、樹脂集電体には凹部が形成され、この凹部には集電体と同一極の電極組成物が配置され、正極集電体に形成された凹部及び負極集電体に形成された凹部のそれぞれは、無延伸ポリプロピレンフィルムからなるシール材を介してセパレータによりそれぞれ封止されているとよい。さらに、正極電極組成物及び負極電極組成物が、バインダを含まない非結着体であるとよい。
【０００９】
また、本発明は、上述の構成を有するリチウムイオン電池の製造方法において、導電性フィラーとポリプロピレンとを含む無延伸導電性ポリプロピレンフィルムに凹部を形成することで樹脂集電体を形成する工程と、凹部に正極電極組成物又は負極電極組成物を配置する工程と、無延伸導電性ポリプロピレンフィルムからなるシール材により樹脂集電体の凹部の周縁部とセパレータとを接着してこの凹部を封止する工程を有することを特徴とする。
【００１０】
ここで、正極電極組成物及び負極電極組成物が、バインダを含まない非結着体であるとよい。
【発明の効果】
【００１１】
このような本発明のリチウムイオン電池は、正極集電体及び負極集電体の少なくとも一方の集電体が、導電性フィラーとポリプロピレンとを含む無延伸導電性ポリプロピレンフィルムを有する樹脂集電体であり、樹脂集電体には凹部が形成され、この凹部には集電体と同一極の電極組成物が配置され、正極集電体に形成された凹部及び負極集電体に形成された凹部のうち、少なくとも一方の凹部は、無延伸ポリプロピレンフィルムからなるシール材を介してセパレータにより封止されている。
【００１２】
上記した構成なので、電極に設けられるシール部のシール精度の向上を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態であるリチウムイオン電池を示す斜視図である。
【図２】一実施形態のリチウムイオン電池を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態であるリチウムイオン電池の製造方法を示す工程図である。
【図４】一実施形態のリチウムイオン電池の製造方法に適用される集電体を示す平面図である。
【図５】一実施形態のリチウムイオン電池の製造方法に適用されるセパレータを示す平面図である。
【図６】一実施形態のリチウムイオン電池の製造方法の工程の一例を示す工程図である。
【図７】一実施形態のリチウムイオン電池の製造方法の工程の他の例を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（一実施形態）
図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態であるリチウムイオン電池について説明する。図１は本発明の一実施形態であるリチウムイオン電池を示す斜視図、図２は一実施形態のリチウムイオン電池を示す断面図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、本実施形態のリチウムイオン電池Ｌは、正極集電体７及び負極集電体８を備える。正極集電体７及び負極集電体８の一部は、断面略矩形状を有する略同一形状の凸部７ａ、８ａに形成され、これら凸部７ａ、８ａの内部が凹部７ｂ、８ｂとされている。
【００１６】
正極集電体７及び負極集電体８は、その凹部７ｂ、８ｂの周縁部７ｃ、８ｃが、図２の拡大図で示すように、シール材９を介してそれぞれ平板状のセパレータ４ａ、４ｂにより封止されることで、この凹部７ｂ、８ｂがセパレータ４ａ、４ｂ及びシール材９により封止されている。
【００１７】
セパレータ４ａ、４ｂ及びシール材９により凹部７ｂ、８ｂが封止された正極集電体７及び負極集電体８は、それぞれのセパレータ４ａ、４ｂが対向された状態で互いに向き合わされて配置され、その周縁部７ｃ、８ｃで固着されている。これにより、セパレータ４ａ、４ｂの外周部が正極集電体７の周縁部７ｃと負極集電体８の周縁部８ｃとの間に固定され、セパレータ４ａ、４ｂが両極集電体７、８間に固定されている。ここで、周縁部７ｃ、８ｃの外縁を絶縁体で更に封止することが、電解液の漏洩を防止する観点で好ましい。
【００１８】
また、図２においてはセパレータ４ａ、４ｂの外縁と周縁部７ｃ、８ｃとが揃えて配置されて封止されているが、セパレータ４ａ、４ｂの外縁が周縁部７ｃ、８ｃの内縁と外縁との間に位置するように配置しても良い。この場合、電解液の漏洩の観点から、更にセパレータ４ａ、４ｂの外縁に沿ってシール材９を配置することが好ましい。
【００１９】
正極集電体７及び負極集電体８に形成された凹部７ｂ、８ｂ内には、正極活物質及び電解液を含んでなる正極電極組成物５と負極活物質及び電解液を含んでなる負極電極組成物６がそれぞれ配置され、これにより本実施形態のリチウムイオン電池Ｌが形成されている。
【００２０】
ここで、本明細書において、「電極組成物が配置された」とは、正極集電体７及び負極集電体８に形成された凹部に対応する電極組成物が収納されている状態を意味し、好ましくは、正極電極組成物５及び負極電極組成物６が正極集電体７及び負極集電体８の凹部内をそれぞれ満たしている状態を意味する。さらに好ましくは、配置された正極電極組成物５が正極活物質粒子と電解液とが混合された状態であり、負極電極組成物６が負極活物質粒子と電解液とが混合された状態である。
【００２１】
本発明において正極集電体７及び負極集電体８の凹部７ｂ、８ｂ内に正極電極組成物５及び負極電極組成物６が配置された状態にするには、粉体状の正極活物質粒子及び負極活物質粒子を正極集電体７及び負極集電体８の凹部７ｂ、８ｂ内にそれぞれに直接に入れてもよく、正極活物質粒子と電解液とを含んでなる正極スラリー及び負極活物質粒子と電解液とを含んでなる負極スラリーを正極集電体７及び負極集電体８の凹部７ｂ、８ｂ内にそれぞれ入れることで行ってもよい。粉体状の正極活物質粒子及び負極活物質粒子を直接正極集電体７及び負極集電体８の凹部７ｂ、８ｂ内に入れた場合、その後電解液を入れることで正極集電体７及び負極集電体８の凹部７ｂ、８ｂ内のそれぞれに正極電極組成物５及び負極電極組成物６が配置される。
【００２２】
正極活物質粒子又は正極スラリー、及び負極活物質粒子又は負極スラリーを正極集電体７及び負極集電体８の凹部７ｂ、８ｂ内にそれぞれ入れる際には、正極集電体７及び負極集電体８に振動、衝撃を与えることが好ましい。振動、衝撃を与えることで正極活物質粒子又は正極スラリー、及び負極活物質粒子又は負極スラリーを正極集電体７及び負極集電体８の凹部７ｂ、８ｂ内に均一に充填することができるので好ましい。
【００２３】
また、正極活物質粒子又は負極活物質粒子と電解液とを混合した正極スラリー又は負極スラリー（以下、電極スラリーと記載する）は、液体中に活物質粒子が均一に懸濁した流動性のある混合物であるが、正極活物質粒子又は負極活物質粒子と電解液との重量比によってはゲル状や活物質粒子が液体を吸収することによって生じた凝集体や粉体に近い状態になることもある。
【００２４】
そして、正極集電体７及び負極集電体８の凹部７ｂ、８ｂ内にそれぞれ正極電極組成物５及び負極電極組成物６を配置し、次いで、これら正極集電体７及び負極集電体８の凹部７ｂ、８ｂを覆うようにセパレータ４ａ、４ｂを配置し、正極集電体７及び負極集電体８の凹部７ｂ、８ｂ内を減圧脱気しながら、シール材９を用いて正極集電体７及び負極集電体８とセパレータ４ａ、４ｂとを接着、封止し、さらに、セパレータ４ａ、４ｂを互いに対向させた状態で正極集電体７及び負極集電体８と向き合わせて配置した後、凹部７ｂ、８ｂの周縁部を熱溶着等により接合することにより、本実施形態のリチウムイオン電池Ｌの一例を製造することができる。
【００２５】
シール材９は、凹部７ｂ、８ｂの周縁部７ｃ、８ｃに配置しても、セパレータ４ａ、４ｂの外周部に配置してもよいが、シール材９をセパレータ４ａ、４ｂの外周部に配置、接着した後、セパレータ４ａ、４ｂの外周部に配置したシール材９により正極集電体７及び負極集電体８の凹部７ｂ、８ｂの周縁部７ｃ、８ｃとセパレータ４ａ、４ｂの外周部とを接着、封止することが好ましい。特に、シール材９をセパレータ４ａ、４ｂの外周部に先に接着した後で、凹部７ｂ、８ｂの周縁部７ｃ、８ｃと接着、封止するとシール精度が向上して好ましい。
【００２６】
一実施形態であるリチウムイオン電池Ｌは、正極集電体７及び負極集電体８が露出した構造であるため、露出した正極集電体７及び負極集電体８にそれぞれに電流取り出し用端子（銅製端子等）を接続することで電源として使用することができる。また、一実施形態であるリチウムイオン電池Ｌを、絶縁性を有する外殻容器（ラミネートパック及び電池缶等）に格納して用いることもできる。絶縁性を有する外殻容器に格納して用いる場合、電流取り出し用端子は外殻容器の外部に接続されるように設けられる。
【００２７】
正極電極組成物５に含まれる正極活物質粒子としては、リチウムと遷移金属との複合酸化物（例えばＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎＯ２及びＬｉＭｎ２Ｏ４）、遷移金属酸化物（例えばＭｎＯ２及びＶ２Ｏ５）、遷移金属硫化物（例えばＭｏＳ２及びＴｉＳ２）及び導電性高分子（例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリ−ｐ−フェニレン及びポリビニルカルバゾール）等が挙げられる。
【００２８】
また、負極電極組成物６に含まれる負極活物質粒子としては、黒鉛、難黒鉛化性炭素、アモルファス炭素、高分子化合物焼成体（例えばフェノール樹脂及びフラン樹脂等を焼成し炭素化したもの等）、コークス類（例えばピッチコークス、ニードルコークス及び石油コークス等）、炭素繊維、導電性高分子（例えばポリアセチレン及びポリキノリン等）、スズ、シリコン、及び金属合金（例えばリチウム−スズ合金、リチウム−シリコン合金、リチウム−アルミニウム合金及びリチウム−アルミニウム−マンガン合金等）、リチウムと遷移金属との複合酸化物（例えばＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２等）等が挙げられる。
【００２９】
本発明のリチウムイオン電池においては、正極活物質粒子又は負極活物質粒子が、その表面の少なくとも一部に被覆用樹脂組成物を含む被覆層を有する被覆正極活物質粒子又は被覆負極活物質粒子であることが好ましい。
【００３０】
活物質粒子の表面が被覆層を有すると、充放電時に生じる電極の体積変化が緩和され、電極の膨脹を抑制することができる。
【００３１】
被覆層が含む被覆用樹脂組成物の例としては、ビニル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート等が挙げられる。これらの中ではビニル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂又はポリアミド樹脂が好ましく、なかでも、ビニル樹脂がより好ましく、電解液に浸漬した際の吸液率が１０％以上であり、飽和吸液状態での引張破断伸び率が１０％以上であるビニル樹脂（Ａ）がより好ましい。
【００３２】
電解液に浸漬した際の吸液率は、電解液に浸漬する前と浸漬した後のビニル樹脂の重量をそれぞれ測定して、以下の式で求められる。
吸液率（％）＝［（電解液浸漬後のビニル樹脂の重量−電解液浸漬前のビニル樹脂の重量）／電解液浸漬前のビニル樹脂の重量］×１００
吸液率を求めるための電解液としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）を体積割合でＥＣ：ＤＥＣ＝３：７で混合した混合溶媒に、電解質としてＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／Ｌの濃度になるように溶解した非水電解液を用いる。
【００３３】
吸液率を求める際の電解液への浸漬は、５０℃、３日間行う。５０℃、３日間の浸漬を行うことにより樹脂が飽和吸液状態となる。なお、飽和吸液状態とは、それ以上電解液に浸漬してもビニル樹脂の重量が増えない状態をいう。
【００３４】
なお、リチウムイオン電池を製造する際に使用する電解液は、上記電解液に限定されるものではなく、他の電解液を使用してもよい。
【００３５】
吸液率が１０％以上であると、ビニル樹脂が充分な量の電解液を吸液することによってリチウムイオンがビニル樹脂を容易に透過することができるため、活物質と電解液の間でのリチウムイオンの移動が良好となり好ましい。吸液率は２０％以上であることが好ましく、３０％以上であることがより好ましい。
【００３６】
また、吸液率の好ましい上限値としては、４００％であり、より好ましい上限値としては３００％である。
【００３７】
飽和吸液状態での引張破断伸び率は、ビニル樹脂をダンベル状に打ち抜き、上記吸液率の測定と同様に電解液への浸漬を５０℃、３日間行ってビニル樹脂を飽和吸液状態として、ＡＳＴＭ  Ｄ６８３（試験片形状ＴｙｐｅＩＩ）に準拠して測定することができる。引張破断伸び率は、引張試験において試験片が破断するまでの伸び率を下記式によって算出した値である。
引張破断伸び率（％）＝［（破断時試験片長さ−試験前試験片長さ）／試験前試験片長さ］×１００
【００３８】
ビニル樹脂の飽和吸液状態での引張破断伸び率が１０％以上であると、ビニル樹脂が適度な柔軟性を有することによって、被覆層が充放電時の活物質の体積変化に追随できるようになり耐久性が良好となり好ましい。
【００３９】
引張破断伸び率は２０％以上であることが好ましく、３０％以上であることがより好ましい。
【００４０】
また、引張破断伸び率の好ましい上限値としては、４００％であり、より好ましい上限値としては３００％である。
【００４１】
ビニル樹脂（Ａ）は、ビニルモノマー（ａ）を必須構成単量体とする重合体（Ａ１）を含んでなる樹脂であり、電解液の吸液率等の観点から、重合体（Ａ１）は、ビニルモノマー（ａ）としてカルボキシル基又は酸無水物基を有するビニルモノマー（ａ１）又は下記一般式（１）で表されるビニルモノマー（ａ２）を含むことが好ましい。
ＣＨ２＝Ｃ（Ｒ１）ＣＯＯＲ２    （１）
［式（１）中、Ｒ１は水素原子又はメチル基であり、Ｒ２は炭素数４〜１２の直鎖又は炭素数４〜３６の分岐アルキル基である。］
【００４２】
カルボキシル基又は酸無水物基を有するビニルモノマー（ａ１）としては、（メタ）アクリル酸（ａ１１）、クロトン酸、桂皮酸等の炭素数３〜１５のモノカルボン酸；（無水）マレイン酸、フマル酸、（無水）イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸等の炭素数４〜２４のジカルボン酸；アコニット酸等の炭素数６〜２４の３価〜４価又はそれ以上の価数のポリカルボン酸等が挙げられる。これらの中でも（メタ）アクリル酸（ａ１１）が好ましく、メタクリル酸がより好ましい。
【００４３】
上記一般式（１）で表されるビニルモノマー（ａ２）において、Ｒ１は水素原子又はメチル基を表す。Ｒ１はメチル基であることが好ましい。
Ｒ２は、炭素数４〜１２の直鎖若しくは分岐アルキル基、又は、炭素数１３〜３６の分岐アルキル基であることが好ましく、それぞれ下記のエステル化合物が挙げられる。
【００４４】
（ａ２１）Ｒ２が炭素数４〜１２の直鎖又は分岐アルキル基であるエステル化合物
炭素数４〜１２の直鎖アルキル基としては、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基が挙げられる。
炭素数４〜１２の分岐アルキル基としては、１−メチルプロピル基（ｓｅｃ−ブチル基）、２−メチルプロピル基、１，１−ジメチルエチル基（ｔｅｒｔ−ブチル基）、１−メチルブチル基、１，１−ジメチルプロピル基、１，２−ジメチルプロピル基、２，２−ジメチルプロピル基（ネオペンチル基）、１−メチルペンチル基、２−メチルペンチル基、３−メチルペンチル基、４−メチルペンチル基、１，１−ジメチルブチル基、１，２−ジメチルブチル基、１，３−ジメチルブチル基、２，２−ジメチルブチル基、２，３−ジメチルブチル基、１−エチルブチル基、２−エチルブチル基、１−メチルヘキシル基、２−メチルヘキシル基、２−メチルヘキシル基、４−メチルヘキシル基、５−メチルヘキシル基、１−エチルペンチル基、２−エチルペンチル基、３−エチルペンチル基、１，１−ジメチルペンチル基、１，２−ジメチルペンチル基、１，３−ジメチルペンチル基、２，２−ジメチルペンチル基、２，３−ジメチルペンチル基、２−エチルペンチル基、１−メチルヘプチル基、２−メチルヘプチル基、３−メチルヘプチル基、４−メチルヘプチル基、５−メチルヘプチル基、６−メチルヘプチル基、１，１−ジメチルヘキシル基、１，２−ジメチルヘキシル基、１，３−ジメチルヘキシル基、１，４−ジメチルヘキシル基、１，５−ジメチルヘキシル基、１−エチルヘキシル基、２−エチルヘキシル基、１−メチルオクチル基、２−メチルオクチル基、３−メチルオクチル基、４−メチルオクチル基、５−メチルオクチル基、６−メチルオクチル基、７−メチルオクチル基、１，１−ジメチルヘプチル基、１，２−ジメチルヘプチル基、１，３−ジメチルヘプチル基、１，４−ジメチルヘプチル基、１，５−ジメチルヘプチル基、１，６−ジメチルヘプチル基、１−エチルヘプチル基、２−エチルヘプチル基、１−メチルノニル基、２−メチルノニル基、３−メチルノニル基、４−メチルノニル基、５−メチルノニル基、６−メチルノニル基、７−メチルノニル基、８−メチルノニル基、１，１−ジメチルオクチル基、１，２−ジメチルオクチル基、１，３−ジメチルオクチル基、１，４−ジメチルオクチル基、１，５−ジメチルオクチル基、１，６−ジメチルオクチル基、１，７−ジメチルオクチル基、１−エチルオクチル基、２−エチルオクチル基、１−メチルデシル基、２−メチルデシル基、３−メチルデシル基、４−メチルデシル基、５−メチルデシル基、６−メチルデシル基、７−メチルデシル基、８−メチルデシル基、９−メチルデシル基、１，１−ジメチルノニル基、１，２−ジメチルノニル基、１，３−ジメチルノニル基、１，４−ジメチルノニル基、１，５−ジメチルノニル基、１，６−ジメチルノニル基、１，７−ジメチルノニル基、１，８−ジメチルノニル基、１−エチルノニル基、２−エチルノニル基、１−メチルウンデシル基、２−メチルウンデシル基、３−メチルウンデシル基、４−メチルウンデシル基、５−メチルウンデシル基、６−メチルウンデシル基、７−メチルウンデシル基、８−メチルウンデシル基、９−メチルウンデシル基、１０−メチルウンデシル基、１，１−ジメチルデシル基、１，２−ジメチルデシル基、１，３−ジメチルデシル基、１，４−ジメチルデシル基、１，５−ジメチルデシル基、１，６−ジメチルデシル基、１，７−ジメチルデシル基、１，８−ジメチルデシル基、１，９−ジメチルデシル基、１−エチルデシル基、２−エチルデシル基等が挙げられる。
【００４５】
（ａ２２）Ｒ２が炭素数１３〜３６の分岐アルキル基であるエステル化合物
炭素数１３〜３６の分岐アルキル基としては、１−アルキルアルキル基［１−メチルドデシル基、１−ブチルエイコシル基、１−ヘキシルオクタデシル基、１−オクチルヘキサデシル基、１−デシルテトラデシル基、１−ウンデシルトリデシル基等］、２−アルキルアルキル基［２−メチルドデシル基、２−ヘキシルオクタデシル基、２−オクチルヘキサデシル基、２−デシルテトラデシル基、２−ウンデシルトリデシル基、２−ドデシルヘキサデシル基、２−トリデシルペンタデシル基、２−デシルオクタデシル基、２−テトラデシルオクタデシル基、２−ヘキサデシルオクタデシル基、２−テトラデシルエイコシル基、２−ヘキサデシルエイコシル基等］、３〜３４−アルキルアルキル基（３−アルキルアルキル基、４−アルキルアルキル基、５−アルキルアルキル基、３２−アルキルアルキル基、３３−アルキルアルキル基及び３４−アルキルアルキル基等）、並びに、プロピレンオリゴマー（７〜１１量体）、エチレン／プロピレン（モル比１６／１〜１／１１）オリゴマー、イソブチレンオリゴマー（７〜８量体）及びα−オレフィン（炭素数５〜２０）オリゴマー（４〜８量体）等から得られるオキソアルコールから水酸基を除いた残基のような１又はそれ以上の分岐アルキル基を含有する混合アルキル基等が挙げられる。
【００４６】
重合体（Ａ１）は、炭素数１〜３の１価の脂肪族アルコールと（メタ）アクリル酸とのエステル化合物（ａ３）をさらに含んでいることが好ましい。
エステル化合物（ａ３）を構成する炭素数１〜３の１価の脂肪族アルコールとしては、メタノール、エタノール、１−プロパノール及び２−プロパノール等が挙げられる。
【００４７】
エステル化合物（ａ３）の含有量は、活物質の体積変化抑制等の観点から、重合体（Ａ１）の合計重量に基づいて、１０〜６０重量％であることが好ましく、１５〜５５重量％であることがより好ましく、２０〜５０重量％であることがさらに好ましい。
【００４８】
また、重合体（Ａ１）は、さらに重合性不飽和二重結合とアニオン性基とを有するアニオン性単量体の塩（ａ４）を含有することが好ましい。
重合性不飽和二重結合を有する構造としてはビニル基、アリル基、スチレニル基及び（メタ）アクリロイル基等が挙げられる。
【００４９】
アニオン性基としては、スルホン酸基及びカルボキシル基等が挙げられる。
重合性不飽和二重結合とアニオン性基とを有するアニオン性単量体はこれらの組み合わせにより得られる化合物であり、例えばビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸及び（メタ）アクリル酸が挙げられる。
なお、（メタ）アクリロイル基は、アクリロイル基及び／又はメタクリロイル基を意味する。
【００５０】
アニオン性単量体の塩（ａ４）を構成するカチオンとしては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン及びアンモニウムイオン等が挙げられる。
【００５１】
アニオン性単量体の塩（ａ４）の含有量は、内部抵抗等の観点から、高分子化合物の合計重量に基づいて０．１〜１５重量％であることが好ましく、１〜１５重量％であることがより好ましく、２〜１０重量％であることがさらに好ましい。
【００５２】
重合体（Ａ１）は、（メタ）アクリル酸（ａ１１）、上記一般式（１）で示されるビニルモノマー（ａ２）、炭素数１〜３の１価の脂肪族アルコールと（メタ）アクリル酸とのエステル化合物（ａ３）及び重合性不飽和二重結合とアニオン性基とを有するアニオン性単量体の塩（ａ４）を含んでなる単量体組成物を重合してなり、上記ビニルモノマー（ａ２）と上記（メタ）アクリル酸（ａ１１）の重量比［上記ビニルモノマー（ａ２）／上記（メタ）アクリル酸（ａ１１）］が１０／９０〜９０／１０であることが好ましい。
【００５３】
ビニルモノマー（ａ２）と（メタ）アクリル酸（ａ１１）の重量比が１０／９０〜９０／１０であると、これを重合してなる重合体は、活物質との接着性が良好で剥離しにくくなる。
上記重量比は、３０／７０〜８５／１５であることが好ましく、４０／６０〜７０／３０であることがさらに好ましい。
【００５４】
また、重合体（Ａ１）を構成する単量体には、カルボキシル基又は酸無水物基を有するビニルモノマー（ａ１）、ビニルモノマー（ａ２）、炭素数１〜３の１価の脂肪族アルコールと（メタ）アクリル酸とのエステル化合物（ａ３）及び重合性不飽和二重結合とアニオン性基とを有するアニオン性単量体の塩（ａ４）の他に、活性水素を含有しない他のラジカル重合性ビニルモノマー（ａ５）［アクリルアミド、アクリロニトリル及びスチレン等］が含まれていてもよい。
【００５５】
重合体（Ａ１）の数平均分子量の好ましい下限は３，０００、より好ましくは５０，０００、さらに好ましくは１００，０００、特に好ましくは２００，０００であり、好ましい上限は２，０００，０００、より好ましくは１，５００，０００、さらに好ましくは１，０００，０００、特に好ましくは８００，０００である。
【００５６】
重合体（Ａ１）の数平均分子量は、以下の条件でゲルパーミエーションクロマトグラフィー（以下ＧＰＣと略記）測定により求めることができる。
装置：Ａｌｌｉａｎｃｅ  ＧＰＣ  Ｖ２０００（Ｗａｔｅｒｓ社製）
溶媒：オルトジクロロベンゼン
標準物質：ポリスチレン
検出器：ＲＩ
サンプル濃度：３ｍｇ／ｍｌ
カラム固定相：ＰＬｇｅｌ  １０μｍ、ＭＩＸＥＤ−Ｂ  ２本直列（ポリマーラボラトリーズ社製）
カラム温度：１３５℃
【００５７】
また、重合体（Ａ１）のガラス転移点［以下Ｔｇと略記、測定法：ＤＳＣ（走査型示差熱分析）法］は、電池の耐熱性の観点から好ましくは８０〜２００℃、より好ましくは９０〜１８０℃、さらに好ましくは１００〜１５０℃である。
【００５８】
重合体（Ａ１）は、公知の重合方法（塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合等）により製造することができる。
【００５９】
重合に際しては、公知の重合開始剤｛アゾ系開始剤［２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル等）］、パーオキサイド系開始剤（ベンゾイルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド等）等｝を使用して行なえばよい。
【００６０】
重合体（Ａ１）は、重合体（Ａ１）をポリエポキシ化合物（ａ’１）（ポリグルシジルエーテル等）及び／又はポリオール化合物（ａ’２）（エチレングリコール及びジエチレングリコール等）で架橋してなる架橋重合体であってもよい。
【００６１】
架橋剤（Ａ’）を用いて重合体（Ａ１）を架橋する方法としては、活物質粒子を重合体（Ａ１）で被覆した後に架橋する方法が挙げられ、活物質粒子と重合体（Ａ１）を含む樹脂溶液を混合し脱溶剤することにより、活物質粒子が重合体（Ａ１）で被覆された被覆活物質を製造した後に、架橋剤（Ａ’）を含む溶液を該被覆活物質に混合して加熱することにより、脱溶剤と架橋反応を生じさせて、重合体（Ａ１）を架橋剤（Ａ’）で架橋する反応を活物質粒子の表面で行う方法が挙げられる。
【００６２】
被覆層はさらに導電助剤を含んでもよく、導電助剤は導電性を有する材料から選択される。
【００６３】
導電性を有する材料としては、具体的には、金属［アルミニウム、ステンレス（ＳＵＳ）、銀、金、銅及びチタン等］、カーボン［グラファイト、カーボンブラック（アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルランプブラック等）、カーボンナノチューブ（単層、多層及びこれらの混合物等）等］、及びこれらの混合物等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【００６４】
これらの導電助剤は１種単独で用いられてもよいし、２種以上併用してもよい。また、これらの合金又は金属酸化物が用いられてもよい。電気的安定性の観点から、好ましくはアルミニウム、ステンレス、カーボン、銀、金、銅、チタン及びこれらの混合物であり、より好ましくは銀、金、アルミニウム、ステンレス及びカーボンであり、さらに好ましくはカーボンである。またこれらの導電助剤とは、粒子系セラミック材料や樹脂材料の周りに導電性材料（上記した導電助剤の材料のうち金属のもの）をメッキ等でコーティングしたものでもよい。
【００６５】
導電助剤として導電性繊維を用いることも可能である。導電性繊維としては、ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維、合成繊維の中に導電性のよい金属や黒鉛を均一に分散させてなる導電性繊維、ステンレス鋼のような金属を繊維化した金属繊維、有機物繊維の表面を金属で被覆した導電性繊維、有機物繊維の表面を導電性物質を含む樹脂で被覆した導電性繊維等が挙げられる。これらの導電性繊維の中では炭素繊維が好ましい。
【００６６】
被覆活物質粒子が有する被覆層が導電助剤を含んでいる場合、被覆層の重量は、活物質粒子と被覆用樹脂組成物と必要により用いる導電助剤との合計重量に対して、３〜２５重量％であることが好ましい。
【００６７】
被覆活物質粒子は、被覆用樹脂組成物、活物質粒子及び必要により用いる導電助剤を混合することによって製造することができ、被覆用樹脂組成物と必要により用いる導電助剤とを混合して得た被覆剤と活物質粒子とを混合することにより製造してもよく、被覆用樹脂組成物、必要により用いる導電助剤及び活物質粒子を同時に混合することによって製造してもよい。なお、活物質粒子と被覆用樹脂組成物と必要により用いる導電助剤とを混合する場合、混合順序には特に制限はないが、活物質粒子と被覆用樹脂組成物とを混合した後、更に導電剤を加えて更に混合することが好ましい。なお、被覆用樹脂組成物は被覆用樹脂を含む溶液として混合することが好ましく、例えば、活物質粒子を万能混合機に入れて３０〜５００ｒｐｍで撹拌した状態で、被覆用樹脂組成物を含む樹脂溶液を１〜９０分かけて滴下混合し、さらに導電助剤を混合し、撹拌したまま５０〜２００℃に昇温し、０．００７〜０．０４ＭＰａまで減圧した後に１０〜１５０分保持することにより得ることができる。
【００６８】
活物質粒子と電解液とを混合した電極スラリーに用いる電解液としては、リチウムイオン電池の製造に用いられる公知の電解質及び非水溶媒を含有する電解液を使用することができる。
【００６９】
電解質としては、公知の電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＡｓＦ６及びＬｉＣｌＯ４等の無機酸のリチウム塩、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２及びＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３等の有機酸のリチウム塩等が挙げられる。これらの内、電池出力及び充放電サイクル特性の観点から好ましいのはＬｉＰＦ６である。
【００７０】
非水溶媒としては、公知の電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、ラクトン化合物、環状又は鎖状炭酸エステル、鎖状カルボン酸エステル、環状又は鎖状エーテル、リン酸エステル、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホン、スルホラン等及びこれらの混合物を用いることができる。
【００７１】
非水溶媒は１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００７２】
非水溶媒の内、電池出力及び充放電サイクル特性の観点から好ましいのは、ラクトン化合物、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル及びリン酸エステルであり、より好ましいのはラクトン化合物、環状炭酸エステル及び鎖状炭酸エステルであり、さらに好ましいのは環状炭酸エステルと鎖状炭酸エステルの混合液である。特に好ましいのはプロピレンカーボネート(ＰＣ)、またはエチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の混合液である。
【００７３】
電極スラリーは、活物質粒子を電解液に公知の分散装置を用いて混合分散することで得られ、電極スラリーに含まれる活物質粒子の重量は、電解液の重量に基づいて１０〜６０重量％の濃度で分散してスラリー化することにより調製することが好ましい。なお、電極スラリーに含まれる活物質粒子として前記の被覆活物質粒子を用いた場合には、電極スラリーに含まれる活物質粒子の重量は、被覆活物質粒子の重量を用いて計算される。
【００７４】
正極電極組成物５及び負極電極組成物６のうち、少なくとも一方が、被覆活物質粒子が有する被覆層に含まれる導電助剤とは別に、さらに導電助剤を含んでもよい。さらに含む導電助剤としては前記の被覆剤に含まれている導電助剤と同じものをもちいることができ、好ましいものとしては、前記の導電助剤として例示した導電性繊維があげられ、炭素繊維がさらに好ましい。
【００７５】
さらに導電助剤を含む正極電極組成物５及び負極電極組成物６は、活物質粒子、電解液及び導電助剤を混合分散して得られる導電助剤を含む電極スラリーを用いることで形成することができる。導電助剤を含むスラリーを用いて配置された正極電極組成物５及び負極電極組成物６は活物質粒子の間に導電助剤を含有し、それによって電極組成物中での電子移動が良好となる。
【００７６】
本発明において、正極電極組成物５及び負極電極組成物６は非結着体であることが好ましい。非結着体である電極組成物とは活物質と集電体及び活物質粒子同士が結着剤によって不可逆的に固定されていない電極組成物を意味する。不可逆的な固定とは、活物質と集電体及び活物質粒子同士が下記の公知の溶剤乾燥型のリチウムイオン電池用結着剤によって接着固定されていることを意味し、接着固定された活物質と集電体及び活物質粒子同士を分離するためには活物質と集電体との界面及び活物質粒子同士の界面を機械的に破壊する必要がある。一方、正極電極組成物及び負極電極組成物が非結着体である場合は、活物質と集電体及び活物質粒子同士は不可逆的な接着固定がされていないため、活物質と集電体との界面及び活物質粒子同士の界面を機械的に破壊することなく分離することができる。
【００７７】
本発明において、正極電極組成物５及び負極電極組成物６の形成に用いるスラリーには、結着剤（バインダともいう）を含まないことが好ましい。ここでいう結着剤としては、リチウムイオン電池の電極において活物質粒子と集電体との結着及び活物質粒子同士の結着を目的として用いられる公知の溶剤乾燥型結着剤（デンプン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフルオロエチレン、スチレン−ブタジエンゴム、ポリエチレン及びポリプロピレン等の高分子化合物）等が挙げられる。これらの結着剤は溶剤に溶解又は分散して用いられ、溶剤を揮発、留去することで表面が粘着性を示すことなく固体化して、電極活物質同士及び電極活物質と集電体とを強固に固定するものである。
【００７８】
被覆活物質粒子ではない活物質粒子を用いるリチウムイオン電池用電極においては、結着剤で活物質粒子を電極内に固定することで導電経路を維持する必要がある。しかし、被覆活物質粒子を用いる場合は、被覆用樹脂の働きによって活物質粒子を電極内に固定することなく導電経路を維持することができるため、結着剤を添加する必要がない。結着剤を添加しないことによって、活物質粒子が電極内に固定化されないため活物質粒子の体積変化に対する緩和能力が良好となる。
【００７９】
セパレータ４としては、公知のリチウムイオン電池用セパレータを用いることができ、ポリエチレン、ポリプロピレン等、ポリオレフィン製の微多孔膜フィルム、多孔性のポリエチレンフィルムとポリプロピレンとの多層フィルム、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等からなる不織布、及びそれらの表面にシリカ、アルミナ、チタニア等のセラミック微粒子を付着させたもの等が挙げられる。
【００８０】
正極集電体７及び負極集電体８は一対の集電体であり、特に、本発明の正極集電体７及び負極集電体８は、導電性樹脂層を含んでなる樹脂集電体である。樹脂集電体を用いることで、集電体を軽量化でき電池の高容量化が容易になり好ましい。
【００８１】
導電性樹脂層を含んでなる樹脂集電体は、導電性を有する高分子材料からなる導電性層を含んでなる集電体であり、導電性樹脂層は導電性を有する高分子材料を公知の方法でシート状に成形することで得ることができる。導電性樹脂層のみで樹脂集電体を構成しても良いが、本発明のリチウムイオン電池には、導電性を有する高分子材料を公知の方法でシート状に成形することで得た導電性樹脂層に更に別の導電性層（金属層または他の導電性樹脂層）が積層されて集電体を構成していてもよい。
【００８２】
本発明では、樹脂集電体が含む導電性樹脂層を構成する導電性を有する高分子材料として、導電性を有さない高分子に導電性フィラーを混合することで導電性を付与した高分子材料を用いるが、正極集電体及び負極集電体の少なくとも一方の集電体は、導電性フィラーとポリプロピレンとを含む無延伸導電性ポリプロピレンフィルムを導電性樹脂層として有する樹脂集電体である。
【００８３】
導電性を有さない高分子材料としては、脂肪族ポリオレフィン［ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリイソブチレン、ポリブタジエン及びポリメチルペンテン（ＰＭＰ）並びにこれらの共重合体等］、脂環式ポリオレフィン［ポリシクロオレフィン（ＰＣＯ）等］、ポリエステル樹脂［ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等］、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、合成ゴム［スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等］、アクリル樹脂［ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）及びポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等］、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂及びこれらの混合物等が挙げられる。
【００８４】
特に、本発明では、正極集電体及び負極集電体の少なくとも一方の集電体が有する導電性樹脂層に、導電性を有さない高分子材料としてポリプロピレン（ＰＰ）を用いて導電性フィラーと混合したものを用いており、しかも、このポリプロピレンと導電性フィラーとの混合物を延伸せずにシート状に成形した無延伸導電性ポリプロピレンフィルムを用いている。なお、一方の導電性樹脂層のみに無延伸導電性ポリプロピレンフィルムを用いる場合、他方の導電性樹脂層には電気的安定性の観点から、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）及びポリシクロオレフィン（ＰＣＯ）を用いることが好ましく、さらに好ましくはポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）及びポリメチルペンテン（ＰＭＰ）である。
【００８５】
導電性樹脂層を構成する高分子としては、ポリプロピレンに極性官能基を導入した変性ポリオレフィンを併用することが好ましい。変性ポリオレフィンを含むと極性官能基が導電性フィラーと相互作用することにより、導電性樹脂層中に導電性フィラーを分散させる分散剤として機能し好ましい。なお、変性ポリオレフィンを含む場合、変性ポリオレフィンの含有量は、高分子材料と導電性フィラーとの合計質量に対して１〜２５質量％が好ましく使用できる。
【００８６】
ポリプロピレンに極性官能基を導入した変性ポリオレフィン樹脂は、樹脂用分散剤、樹脂改質剤及び相溶化剤等として市販されており、三洋化成工業株式会社製ユーメックスシリーズ及び三井化学株式会社製アドマーシリーズ等として入手可能である。
【００８７】
導電性フィラーは、導電性を有する材料から選択される。好ましくは、集電体内のイオン透過を抑制する観点から、電荷移動媒体として用いられるイオンに関して伝導性を有さない材料を用いるのが好ましい。具体的には、カーボン材料、アルミニウム、金、銀、銅、鉄、白金、クロム、スズ、インジウム、アンチモン、チタン、ニッケルなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００８８】
これらの導電性フィラーは１種単独で用いられてもよいし、２種以上併用してもよい。また、ステンレス（ＳＵＳ）等のこれらの合金材が用いられてもよい。耐食性の観点から、好ましくはアルミニウム、ステンレス、カーボン材料、ニッケル、より好ましくはカーボン材料である。また、これらの導電性フィラーは、粒子系セラミック材料や樹脂材料の周りに、上記で示される金属をメッキ等でコーティングしたものであってもよい。
【００８９】
導電性樹脂層は、特開２０１２−１５０９０５号公報及び国際公開番号ＷＯ２０１５／００５１１６号等に記載の樹脂集電体と同様に公知の方法で得ることができ、具体例としては、ポリプロピレンに導電性フィラーとしてアセチレンブラックを５〜２０部分散させた後、熱プレス機で圧延したものが挙げられる。また、その厚みも特に制限されず、公知のものと同様、あるいは適宜変更して適用することができる。
【００９０】
シール材９を構成する材料としては、本発明では、シール材９によるシール性能を向上する観点から、無延伸ポリプロピレンフィルムをシール材９として用いる。
【００９１】
シール材９は、テープ状のシール材（無延伸ポリプロピレンフィルムをテープ状に切断した部材等）を用いることができ、無延伸ポリプロピレン層を有する多層構造のシールフィルム等も用いることができる。シールフィルムはインパルスシーラー等の公知のシール装置を用いて加熱圧着することでシールすることができる。
【００９２】
次に、図３〜図７を参照して、本実施形態のリチウムイオン電池の製造方法について説明する。
【００９３】
まず、図３（ａ）及び図４に示すような、平面視及び断面視ともに略矩形状である複数の凹部７ｂ、８ｂがグリッド状に形成された平板状の正極集電体７及び負極集電体８を形成する。正極集電体７及び負極集電体８に凹部７ｂ、８ｂを形成する手法に限定はなく、集電体７、８の材質に応じて凹部７ｂ、８ｂを形成する手法を適宜選択すればよく、シート状の樹脂集電体を凹部７ｂ、８ｂを軟化点以上に加熱した成形型を用いて熱成形する手法、及び導電性を有する高分子材料の溶融体を所定の形状を有する型に入れて一体に成形する方法が挙げられる。
【００９４】
熱成型により正極集電体７及び負極集電体８に凹部７ｂ、８ｂを形成する手法の具体例として、真空成型による例が挙げられる。真空成型には、雌型を用いて所定の形状に成型するストレート成型法と、雄型を用いて所定の形状に成型するドレープ成型法とがある。
【００９５】
ストレート成型法を用いて凹部７ｂ、８ｂを形成する場合、例えば、正極集電体７での例を図６（ａ）に示すように、吸気口２０ａが底部に形成された、凸部７ａに対応する形状を有する雌型２０の上面にクランプ２１を用いて平板状の正極集電体７及び負極集電体８を固定する。
【００９６】
次いで、正極集電体７での例を図６（ｂ）に示すように、固定された正極集電体７を上方からヒーター２２で加熱して軟化させる。
【００９７】
さらに、正極集電体７での例を図６（ｃ）に示すように、吸気口２０ａから雌型２０内の空気を吸引して正極集電体７を雌型２０内面に押し付けて、この雌型２０の内面に沿った形に成型する。
【００９８】
その後、正極集電体７での例を図６（ｄ）に示すように、吸気口２０ａからの吸引を止め、クランプ２１による固定を外して、正極集電体７を離型させる。
【００９９】
一方、ドレープ成型法を用いて凹部７ｂ、８ｂを形成する場合、例えば、正極集電体７での例を図７（ａ）に示すように、吸気口２３ａが外面に形成され、凹部７ｂに対応する形状を有し、図略のチャンバ内に配置された雄型２３の上方にクランプ２１を用いて平板状の正極集電体７を固定する。
【０１００】
次いで、正極集電体７での例を図７（ｂ）に示すように、固定された正極集電体７を上方からヒーター２２で加熱して軟化させる。
【０１０１】
さらに、正極集電体７での例を図７（ｃ）に示すように、吸気口２３ａからチャンバ内の空気を脱気しつつ、雄型２３を図中上方に上昇させて正極集電体７を雄型２３外面に押し付けて、図７（ｄ）に示すように、正極集電体７を雄型２３の外面に沿った形に成型する。
【０１０２】
その後、吸気口２３ａからの吸引を止め、クランプ２１による固定を外して、正極集電体７を離型させる。
【０１０３】
なお、図６及び図７に示した例は正極集電体７についてであったが、負極集電体８についても図６及び図７に示した手法を好適に適用できることは言うまでもない。
【０１０４】
このような、ストレート成型法による成型の場合、凸部７ａ、８ａの寸法精度を良好にできる利点がある。一方、ドレープ成型法による成型の場合、凹部７ｂ、８ｂの寸法精度を良好にできる利点がある。
【０１０５】
いずれの凹部７ｂ、８ｂの形成手法を採用した場合でも、凹部７ｂ、８ｂの内面、好ましくは底面にエンボス加工等の凹凸加工を行う一方、凸部７ａ、８ａの外面（表面）を円滑に形成することが好ましい。凹部７ｂ、８ｂが凹凸に形成されることで、この凹部７ｂ、８ｂに配置される正極電極組成物５及び負極電極組成物６と正極集電体７及び負極集電体８との密着性が向上してこれらの間の界面抵抗が低減でき、電池特性のさらなる向上を図ることができる。一方、凸部７ａ、８ａの表面が円滑に形成されることで、リチウムイオン電池Ｌを直列方向、言い換えれば隣り合うリチウムイオン電池Ｌの正極集電体７と負極集電体８とが接する方向に積層した場合、これら正極集電体７と負極集電体８との間の密着性が向上して、リチウムイオン電池Ｌ間の抵抗値を低減でき、積層された状態での電池特性の向上を図ることができる。
【０１０６】
次いで、図３（ｂ）に示すように、正極集電体７及び負極集電体８の凹部７ｂ、８ｂに正極電極組成物５及び負極電極組成物６をそれぞれ配置する。正極電極組成物５及び負極電極組成物６を正極集電体７及び負極集電体８の凹部７ｂ、８ｂに配置する手法に限定はなく、一例として、正極スラリー及び負極スラリーがそれぞれ格納されたタンクからノズル２４を介して凹部７ｂ、８ｂに正極スラリー及び負極スラリーを充填する手法や、インクジェット装置により正極集電体７及び負極集電体８の凹部７ｂ、８ｂに正極スラリー及び負極スラリーを充填する手法等の周知の手法が好適に適用される。
【０１０７】
なお、正極集電体７及び負極集電体８の凹部７ｂ、８ｂ内に配置される正極電極組成物５及び負極電極組成物６の量は、少なくとも凹部７ｂ、８ｂがこれら正極電極組成物５及び負極電極組成物６により満たされる量であり、好ましくは、正極電極組成物５及び負極電極組成物６が、正極集電体７及び負極集電体８が有する凹部７ｂ、８ｂの周縁部７ｃ、８ｃから若干盛り上がる程度の量であることが好ましい。
【０１０８】
本発明において凹部７ｂ、８ｂにそれぞれ配置した正極電極組成物５及び負極電極組成物６は乾燥等して溶媒を除去することなく次工程でセパレータによって封止される。
【０１０９】
次いで、図５に示すように、正極集電体７及び負極集電体８に配置された際に、その凹部７ｂ、８ｂの周縁部７ｃ、８ｃに相当する位置にシール材９が配置されたセパレータ４（４ａ、４ｂ）を用意する。
【０１１０】
次いで、図３（ｃ）に示すように、正極集電体７及び負極集電体８の図中上面に、シール材９が正極集電体７及び負極集電体８に対向する向きで、真空チャック２５等を用いて平板状のセパレータ４を搬送し、この真空チャック２５等を図中下降させることで、凹部７ｂ、８ｂ内に配置された正極電極組成物５又は負極電極組成物６の上面をセパレータ４で覆う。
【０１１１】
次いで、図３（ｄ）に示すように、シール材９及び凹部７ｂ、８ｂの形状に対応する形状に形成された治具２６を用いて、セパレータ４、シール材９及び正極集電体７及び負極集電体８の周縁部７ｃ、８ｃを加熱して熱溶着する。この際、図略の脱気手段等を用いて、凹部７ｂ、８ｂを減圧脱気しながら熱溶着を行うとよい。これにより、凹部７ｂ、８ｂの周縁部に配置したシール材９を用いて正極集電体７及び負極集電体８とセパレータ４ａ、４ｂとを接着、封止することができる。
【０１１２】
次いで、図３（ｅ）に示すように、いずれかの正極及び負極集電体７、８を上下逆転させてから、セパレータ４ａ、４ｂを向き合わせて配置する。
【０１１３】
次いで、図３（ｆ）に示すように、凹部７ｂ、８ｂの周縁部を熱溶着等により固着、接合し、図３（ｇ）に示すように、凹部７ｂ、８ｂが封止された状態凹部の周縁部７ｃ、８ｃをカッター２７等で切断することで、図３に示すようなリチウムイオン電池Ｌの単セルを得ることができる。
【０１１４】
本実施形態のリチウムイオン電池Ｌによれば、正極集電体７及び負極集電体８が、導電性フィラーとポリプロピレンとを含む無延伸導電性ポリプロピレンフィルムを有する樹脂集電体であり、樹脂集電体には凹部７ｂ、８ｂが形成され、この凹部７ｂ、８ｂには正極集電体７及び負極集電体８と同一極の正極電極組成物５及び負極電極組成物６が配置され、この凹部７ｂ、８ｂは、その周縁部７ｃ、８ｃに配置された無延伸ポリプロピレンフィルムからなるシール材９を介してセパレータ４（４ａ、４ｂ）により封止されている。
【０１１５】
従って、凹部７ｂ、８ｂに正極電極組成物５及び負極電極組成物６を配置するだけで、これら正極及び負極電極組成物５、６の位置決めを容易に行うことができる。しかも、凹部７ｂ、８ｂに正極及び負極電極組成物５、６を配置して、無延伸導電性ポリプロピレンフィルムからなるシール材９により凹部７ｂ、８ｂの周縁部７ｃ、８ｃとセパレータ４ａ、４ｂとを接着してこの凹部７ｂ、８ｂを封止しているので、凹部７ｂ、８ｂから電極組成物が漏れ出す可能性を極めて低減させることができる。
【０１１６】
よって、本実施例によれば、電極に設けられるシール部のシール精度の向上を図ることの可能なリチウムイオン電池及びその製造方法を実現することができる。
【０１１７】
また、本実施形態のリチウムイオン電池Ｌでは、正極集電体７及び負極集電体８が、導電性フィラーとポリプロピレンとを含む無延伸導電性ポリプロピレンフィルムを有する樹脂集電体であり、無延伸導電性ポリプロピレンフィルムは成形性に優れるので、平板状に形成した正極集電体７及び負極集電体８に凹部７ｂ、８ｂを容易に形成することができ、凹部７ｂ、８ｂの形成工程を簡易なものとすることができる。
【０１１８】
しかも、本実施形態のリチウムイオン電池Ｌでは、シール材９を、正極集電体７及び負極集電体８が有する導電性樹脂層を構成する無延伸導電性ポリプロピレンフィルムと同じ材質で形成しているので、シール材９によるシール強度を高めることができる。
【０１１９】
また、本実施例のチウムイオン電池の製造方法は、凹部７ｂ、８ｂの周縁部７ｃ、８ｃに対応する位置に無延伸導電性ポリプロピレンフィルムからなるシール材９が付着されたセパレータ４ａ、４ｂを、このシール材９により正極集電体７，負極集電体８の凹部７ｂ、８ｂの周縁部７ｃ、８ｃに接着してこの凹部７ｂ、８ｂを封止する工程を有するので、セパレータ４ａ、４ｂにより正極電極組成物５及び負極電極組成物６が凹部７ｂ、８ｂ内に封止された状態で、これらセパレータ４ａ、４ｂを対向させた状態で正極集電体７及び負極集電体８を配置してその周縁部７ｃ、８ｃを固着、接合することができる。
【０１２０】
従って、正極電極組成物５及び負極電極組成物６の正極集電体７及び負極集電体８に対する相対的位置を固定した状態で正極集電体７または負極集電体８の一方の反転作業を行うことができ、正極電極組成物５等の凹部７ｂからの漏れ出し等に留意することなく作業を行うことができるので、製造工程を簡易なものにすることができる。
【実施例１】
【０１２１】
次に本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明の主旨を逸脱しない限り本発明は実施例に限定されるものではない。なお、特記しない限り部は重量部、％は重量％を意味する。
【０１２２】
（被覆用樹脂溶液の作製）
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロート及び窒素ガス導入管を付した４つ口フラスコにＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（以下、ＤＭＦと記載する）４０７．９部を仕込み７５℃に昇温した。次いで、メタクリル酸２４２．８部、メチルメタクリレート９７．１部、２−エチルヘキシルメタクリレート２４２．８部、及びＤＭＦ１１６．５部を配合したモノマー配合液と、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）１．７部及び２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）４．７部をＤＭＦ５８．３部に溶解した開始剤溶液とを４つ口フラスコ内に窒素を吹き込みながら、撹拌下、滴下ロートで２時間かけて連続的に滴下してラジカル重合を行った。滴下終了後、７５℃で反応を３時間継続した。次いで８０℃に昇温し反応を３時間継続し樹脂濃度５０％の共重合体溶液を得た。これにＤＭＦを７８９．８部加えて、樹脂固形分濃度３０重量％である被覆用樹脂溶液を得た。
【０１２３】
（被覆正極活物質粒子の作製）
ＬｉＣｏＯ２粉末［日本化学工業（株）製  セルシードＣ−８Ｇ］９６重量部を万能混合機に入れ、室温、１５０ｒｐｍで撹拌した状態で、被覆用樹脂溶液（樹脂固形分濃度３０重量％）を樹脂固形分として２重量部になるように６０分かけて滴下混合し、さらに３０分撹拌した。
【０１２４】
次いで、撹拌した状態でアセチレンブラック［電気化学工業（株）製  デンカブラック（登録商標）］２重量部を３回に分けて混合し、３０分撹拌したままで７０℃に昇温し、１００ｍｍＨｇまで減圧し３０分保持した。上記操作により被覆正極活物質粒子を得た。
【０１２５】
（被覆負極活物質粒子の作製）
難黒鉛化性炭素［（株）クレハ・バッテリー・マテリアルズ・ジャパン製  カーボトロン（登録商標）ＰＳ（Ｆ）］９０重量部を万能混合機に入れ、室温、１５０ｒｐｍで撹拌した状態で、被覆用樹脂溶液（樹脂固形分濃度３０重量％）を樹脂固形分として５重量部になるように６０分かけて滴下混合し、さらに３０分撹拌した。
【０１２６】
次いで、撹拌した状態でアセチレンブラック［電気化学工業（株）製  デンカブラック（登録商標）］５重量部を３回に分けて混合し、３０分撹拌したままで７０℃に昇温し、０．０１ＭＰａまで減圧し３０分保持した。上記操作により被覆負極活物質粒子を得た。
【０１２７】
（電解液の作製）
エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の混合溶媒（体積比率１：１）に、ＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／Ｌの割合で溶解させてリチウムイオン電池用電解液を作製した。
【０１２８】
（正極スラリーの製造）
被覆正極活物質６７重量部、炭素繊維［大阪ガスケミカル（株）製  ドナカーボ・ミルド  Ｓ−２４３：平均繊維長５００μｍ、平均繊維径１３μｍ］１重量部、上記電解液３２重量部を混合して、正極スラリーを作製した。
【０１２９】
（負極スラリーの製造）
被覆負極活物質粒子５２重量部、正極スラリーの製造で使用したものと同じ炭素繊維１重量部、上記電解液４７重量部を混合して、負極スラリーを作製した。
【０１３０】
（樹脂集電体の製造）
２軸押出機にて、ポリプロピレン（ＰＰ）［商品名「サンアロマーＰＬ５００Ａ」、サンアロマー（株）製］７５質量％、アセチレンブラック（ＡＢ）（デンカブラックＮＨ−１００）２０質量％、樹脂集電体用分散剤として変性ポリオレフィン樹脂（三洋化成工業（株）製ユーメックス１００１）５質量％を１８０℃、１００ｒｐｍ、滞留時間１０分の条件で溶融混練して樹脂集電体用材料を得た。得られた樹脂集電体用材料を、シート状に押し出し、冷却ロールで約６０℃まで冷却することによって樹脂集電体用材料の無延伸シートである樹脂集電体（２０％ＡＢ−ＰＰ）を得た。その後、金型を用いて図３（ａ）及び図４の形状を有する樹脂集電体を成型した。
【０１３１】
（セパレータの作製）
上記で成型した樹脂集電体のシール材の形状（図５参照）に合わせて、市販の厚さ２０μｍの無延伸ポリプロピレンフィルム（ＣＰＰフィルム）を切断した。二次電池用ポリプロピレンセパレータ（セルガード［登録商標］２４００）と、上記で切断した無延伸ポリプロピレンフィルムを重ねて加熱ローラー間を通し、ＰＰセパレータにＣＰＰフィルムを熱融着させたＣＰＰ付ＰＰセパレータを作製した。
【０１３２】
（単セルの作製）
凹部を形成した前記の正極集電体の凹部内に前記正極スラリーを注入してプレスし、正極活物質層を形成した正極を作製した。続いて、凹部を形成した前記の負極集電体の凹部内に前記負極スラリーを注入してプレスし、負極活物質層を形成した負極を作製した。活物質が注入された成型集電体と、前記ＣＰＰ付ＰＰセパレータとを積層し、シール部をヒートシールすることにより、正極及び／または負極を製造した。正極集電体と負極集電体の凹部の周縁部同士がセパレータを介して重なるようにかぶせた、周縁部とセパレータとの間を市販のエポキシ樹脂接着剤で封止し単セルを製造した。
【０１３３】
（リチウムイオン電池の実施例）
上記単セルの正極・負極集電体それぞれに容器外部へ繋がるリード部分（電流取り出し用端子）を導電性接着剤で接続した後、アルミラミネートで覆い真空下でシールしてリチウムイオン電池を製造した。
【０１３４】
電池としての動作を確認するため、集電体からのリード部分に充放電試験機を接続し、充放電試験を実施した。充放電が可能であり、リチウムイオン二次電池として機能することを確認した。
【符号の説明】
【０１３５】
Ｌ    リチウムイオン電池
４（４ａ、４ｂ）  セパレータ
５    正極電極組成物
６    負極電極組成物
７    正極集電体
８    負極集電体
７ｂ、８ｂ    凹部
７ｃ、８ｃ    周縁部
９          シール材
【図１】
2019009116.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2019009116.tif 000007
【図６】
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【図７】
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