(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の導電性芯材と、
前記導電性芯材の表面に配されたカーボン層と、
前記カーボン層の表面に配された活物質層と、
前記活物質層を覆う被覆層と、を有し、
前記カーボン層は、厚さが０．５μｍより大きく、３０μｍ以下であり、かつ導電性炭素材料を含み、
前記活物質層は、厚さ２０〜１２０μｍの少なくとも１つのセラミックス膜を含み、前記セラミックス膜は、リチウムを吸蔵および／または放出可能な遷移金属酸化物の焼結体であり、
前記被覆層は、厚さが０．１μｍより大きく、２０μｍ以下であり、かつイオン伝導性ポリマーを含む、非水電解質電池用電極。
【請求項２】
前記セラミックス膜の厚さが、５０〜１００μｍである、請求項１記載の非水電解質電池用電極。
【請求項３】
前記被覆層の厚さが、１〜２０μｍである、請求項１または２記載の非水電解質電池用電極。
【請求項４】
複数の前記セラミックス膜が、前記カーボン層の表面にランダムに、または規則的に配列されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の非水電解質電池用電極。
【請求項５】
前記複数のセラミックス膜が、前記カーボン層の表面に格子状もしくはタイル状に配列されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の非水電解質電池用電極。
【請求項６】
前記イオン伝導性ポリマーが、フッ素樹脂、エチレンオキサイド単位を含む樹脂、アクリロニトリル単位を含む樹脂およびアクリレート単位を含む樹脂よりなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の非水電解質電池用電極。
【請求項７】
前記フッ素樹脂が、フッ化ビニリデン単位を含む共重合体またはポリフッ化ビニリデンを含む、請求項６記載の非水電解質電池用電極。
【請求項８】
正極、負極、前記正極と前記負極との間に介在するセパレータおよび非水電解質を備え、前記正極、前記負極および前記セパレータが、積層されて電極群を構成しており、前記正極および前記負極の少なくとも一方が、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電極である、非水電解質電池。
【請求項９】
正極、負極、前記正極と前記負極との間に介在するセパレータおよび非水電解質を備え、前記正極、前記負極および前記セパレータが、捲回されて電極群を構成しており、前記正極および前記負極の少なくとも一方が、請求項４または５に記載の電極である、非水電解質電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水電解質電池に関し、特にシート状の導電性芯材と、その表面に配されたセラミックス膜で構成された活物質層とを有し、かつ柔軟性を有する非水電解質電池用電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パソコン、携帯電話などの電子機器のモバイル化が急速に進んでいる。これらの電子機器の電源として、小型で軽量かつ高容量な一次電池や二次電池が必要とされている。また、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）や電気自動車用の電源として、高率充放電特性に優れた二次電池が必要とされている。これらの理由から、高容量で出力特性に優れた非水電解質電池の開発が広く行われている。
【０００３】
非水電解質電池は、正極、負極およびこれらの間に介在するセパレータを備える。電極は、一般に、導電性芯材と、導電性芯材の表面に配された活物質層とを含む。活物質層の主流は合剤層であり、合剤層は、活物質を必須成分として含み、バインダー、導電材などを任意成分として含む。一方、電極の活物質密度を高めるために、バインダーや導電材を含まないセラミックス膜を活物質層として用いる検討も行われている。
【０００４】
セラミックス膜は、焼結が可能な無機系活物質（例えば金属酸化物）の焼結体であり、例えば以下の方法で得られる。
まず、活物質、バインダーおよび分散媒を混合して、活物質スラリーを調製する。次に、活物質スラリーを支持体に塗布し、乾燥させて、活物質グリーンシートを作製する。活物質グリーンシートを所望の厚さになるように積層し、積層体を、例えば５００〜１０００℃で焼成することで、活物質の焼結体であるセラミックス膜が得られる。得られた焼結体を導電性芯材に固定することで、活物質層が得られる。
【０００５】
しかし、上記のように、セラミックス膜を形成した後、これを導電性芯材に固定して活物質層を形成する場合、活物質層と導電性芯材との接触抵抗が大きくなりやすい。活物質層と導電性芯材との接触抵抗が大きくなると、集電効率が低くなり、十分な容量が得られなかったり、出力特性が低下したりする。
【０００６】
一方、導電性芯材とともに活物質グリーンシートを焼成すると、活物質層と導電性芯材との接触抵抗を小さくすることができるが、導電性芯材が劣化しやすい。特にＡｌを含む導電性芯材は耐熱性が低いため、このような劣化が顕著である。
【０００７】
また、セラミックス膜は高密度であり、樹脂バインダーなどを含まないため、柔軟性に乏しい。柔軟性が不十分であると、取り扱いが困難になるとともに、二次電池においては、充放電に伴う応力を緩和することが困難となる。従って、セラミックス膜は、粉砕されやすく、サイクル特性が低下しやすい。
【０００８】
ここで、特許文献１は、活物質層に、スリット状などの溝を形成することにより、活物質層と芯材との密着性を向上させることができると述べている。
また、特許文献２は、焼結体の機械的強度を向上させるために、焼結体の内部に繊維状補強材を分散させることを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−８６７１７号公報
【特許文献２】特開２０００−２４３３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
セラミックス膜により形成された活物質層の導電性芯材との密着性は、特許文献１のように、活物質層に溝を形成することにより、ある程度向上すると考えられる。しかし、セラミックス膜に大きな衝撃や応力が付与されると、その粉砕を防ぐことは困難である。したがって、活物質層に溝を形成しても、活物質層と導電性芯材との接触抵抗を低減することはできない。
【００１１】
特許文献２のように、焼結体の内部に繊維状補強材を分散させると、焼結体の機械的強度は向上すると考えられるが、焼結体の粉砕を抑制する効果は限定的である。また、繊維状補強材の混入により、十分な活物質密度が得られない場合がある。さらに、焼結体の強度を高めても、活物質層と導電性芯材との接触抵抗を低減することはできない。
【００１２】
上記のように、セラミックス膜により形成された活物質層と導電性芯材との接触抵抗を低減することは困難であり、セラミックス膜の粉砕を抑制しつつ、電極に柔軟性を付与することも困難である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記に鑑み、本発明の一局面は、シート状の導電性芯材と、前記導電性芯材の表面に配されたカーボン層と、前記カーボン層の表面に配された活物質層と、前記活物質層を覆う被覆層と、を有し、前記カーボン層は、厚さが０．５μｍより大きく、３０μｍ以下であり、かつ導電性炭素材料を含み、前記活物質層は、厚さ２０〜１２０μｍの少なくとも１つのセラミックス膜を含み、前記セラミックス膜は、リチウムを吸蔵および放出可能な遷移金属酸化物の焼結体であり、前記被覆層は、厚さが０．１μｍより大きく、２０μｍ以下であり、かつイオン伝導性ポリマーを含む、非水電解質電池用電極に関する。
【００１４】
本発明の他の局面は、正極、負極、前記正極と前記負極との間に介在するセパレータおよび非水電解質を備え、前記正極、前記負極および前記セパレータが、積層または捲回されて電極群を構成しており、前記正極および前記負極の少なくとも一方が、上記のセラミックス膜を含む電極である、非水電解質電池に関する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高容量な非水電解質電池用電極を得るために、活物質の焼結体であるセラミックス膜を用いる場合に、活物質層と導電性芯材との密着性を向上させることができる。その結果、活物質層と導電性芯材との接触抵抗を低減することができる。また、セラミックス膜が粉砕されにくくなり、さらに、粉砕された場合でも、二次電池のサイクル特性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るセラミックス膜の製造方法の手順を示すフロー図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る非水電解質電池用電極の構造を概念的に示す縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る非水電解質電池用電極の構造を概念的に示す上面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る非水電解質電池の構造を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の非水電解質電池用電極は、シート状の導電性芯材と、導電性芯材の表面に配されたカーボン層と、カーボン層の表面に配された活物質層と、活物質層を覆う被覆層とを有する。活物質層は、少なくとも１つのセラミックス膜を含む。すなわちセラミックス膜は、カーボン層を介して導電性芯材の表面に固定されている。被覆層は、セラミックス膜の導電性芯材への固定を補強している。セラミックス膜は、リチウムを吸蔵および／または放出可能な遷移金属酸化物である活物質の焼結体である。
【００１８】
カーボン層は、導電性炭素材料を含んでおり、集電効率を向上させる機能を有する。導電性炭素材料は、セラミックス膜に比べて柔軟性が高いため、カーボン層は活物質層に加えられる応力を緩和する作用も有する。セラミックス膜を、カーボン層を介さずに導電性芯材の表面に固定する場合、導電性芯材とセラミックス膜との接触面積が小さくなり、活物質層と導電性芯材との接触抵抗が大きくなる。
【００１９】
活物質層を覆う被覆層は、イオン伝導性ポリマーを含んでいる。イオン伝導性ポリマーは粘性を有する。したがって、被覆層の存在により、活物質層と導電性芯材との密着性が飛躍的に向上する。その結果、活物質層と導電性芯材との接触抵抗がさらに低減し、集電効率がさらに向上する。なお、被覆層が存在しない場合、活物質層と導電性芯材との接触抵抗を十分に低減するためには、非常に厚いカーボン層が必要となる。また、厚いカーボン層であっても、セラミックス層を導電性芯材に固定する機能は極めて限定的である。一方、被覆層が存在する場合には、カーボン層が効果的に作用するため、カーボン層が薄くても、活物質層と導電性芯材との接触抵抗が低減しやすい。
【００２０】
活物質層を覆う被覆層には、セラミックス膜自体の強度を補強する効果もある。被覆層により、セラミックス膜が補強されているため、充放電の繰り返しによる応力や大きな衝撃がセラミックス膜に付与された場合でも、その粉砕を抑制することができる。
【００２１】
さらに、被覆層は、セラミックス膜が粉砕された場合に、活物質が導電性芯材から脱落することを防止する。被覆層によるセラミックス膜を導電性芯材に固定する作用により、セラミックス膜が粉砕された場合でも、カーボン層との接触を失いにくい。従って、例えば二次電池の充放電の繰り返しによる応力でセラミックス膜が粉砕されてしまった場合でも、比較的良好なサイクル特性を維持することが可能である。
【００２２】
被覆層には、導電性材料が含まれていてもよい。導電性材料としては、例えば、カーボン層を構成する導電性炭素材料として使用できる材料を用いることができるが、特に限定されない。
【００２３】
本発明の好ましい態様においては、複数のセラミックス膜が、カーボン層の表面にランダムに、または規則的に配列されている。例えば、複数のセラミックス膜は、カーボン層の表面に、格子状もしくはタイル状に配列されていることが好ましい。
【００２４】
被覆層に含まれるイオン伝導性ポリマーは、フッ素樹脂、エチレンオキサイド単位を含む樹脂、アクリロニトリル単位を含む樹脂およびアクリレート単位を含む樹脂よりなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。また、フッ素樹脂は、フッ化ビニリデン単位を含む共重合体またはポリフッ化ビニリデンを含むことが好ましい。これらの樹脂は、単独で用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。
【００２５】
以下、本発明の非水電解質電池用電極の構成について、より詳細に説明する。
［活物質層］
活物質層は、少なくとも１つのセラミックス膜により形成されており、セラミックス膜は、リチウムを吸蔵および／または放出可能な遷移金属酸化物の焼結体である。遷移金属酸化物は、正極活物質として用いられるものでも、負極活物質として用いられるものでもよい。
【００２６】
活物質層（すなわちセラミックス膜）の厚さは、焼結体の利点を活かして、高容量の電極を得る観点からは、少なくとも２０μｍ以上とすることが望まれる。活物質層の厚さが２０μｍ未満であると、電池内部における活物質層の占める割合が過剰に小さくなり、高容量化が困難になる。また、セラミックス膜の強度が小さくなり、粉砕されやすくなる。
【００２７】
一方、集電効率や出力特性を確保する観点からは、活物質層の厚さは、１２０μｍ以下とすることが望まれる。厚さが１２０μｍを超えると、電極の柔軟性が不十分になったり、活物質層と導電性芯材との密着性を確保することが困難になったりする。また、活物質層内部へのリチウムイオンの拡散が困難になり、出力特性が低下する。さらに、充放電に伴う膨張収縮の応力により、セラミックス膜が粉砕されやすくなる。
【００２８】
容量、接触抵抗、柔軟性等を優れたバランスで得る観点から、活物質層の厚さの範囲の下限は、２０μｍ、３０μｍまたは５０μｍであってもよい。また、活物質層の厚さの範囲の上限は、１００μｍ、９０μｍまたは８０μｍであってもよい。活物質層の厚さの好ましい範囲は、例えば、５０〜１００μｍ、５０〜８０μｍなどである。
【００２９】
活物質層の厚さは、任意の１０点以上の厚さの平均値として求めればよい。なお、セラミックス膜の２つの主要平坦面が凹凸を有する場合には、それらの面の中心線間の距離がセラミックス膜の厚さになる。
【００３０】
活物質層は、複数のセラミックス膜を含むことができる。複数のセラミックス膜を導電性芯材の面方向に配列させて活物質層を形成する場合、それぞれのセラミックス膜の間には隙間が存在する。従って、柔軟性を有する電極が得られる。複数のセラミックス膜は、カーボン層の表面にランダム（不規則）に配列されていてもよく、規則的に配列されていてもよい。例えば、複数のセラミックス膜は、カーボン層の表面に、格子状もしくはタイル状に配列させることができる。活物質層の均一性や、高容量化の観点からは、複数のセラミックス膜は、規則的に配列していることが好ましく、格子状に配列されていることがより好ましい。このような電極は、特に高容量であり、かつ優れた柔軟性を有する。なお、複数のセラミックス膜の形状は、特に限定されず、全て同じでもよく、それぞれが固有の形状を有してもよい。
【００３１】
導電性芯材の一方の表面を法線方向から見たときに、セラミックス膜がその表面を覆う割合（芯材被覆率Ａ）は、８０〜９８％であることが好ましい。芯材被覆率Ａを８０％以上とすることで、高容量化が容易となる。また、芯材被覆率Ａを９８％以下とすることで、隣接するセラミックス膜同士の間に十分な隙間を形成することができる。よって、高容量かつ柔軟性に優れた電極を設計しやすい。
【００３２】
また、導電性芯材の法線方向から見たときのセラミックス膜の面積（以下、上面面積）は、セラミックス膜１つあたり０．４〜１００ｍｍ2であることが好ましい。セラミックス膜の１つあたりの上面面積は、例えば１０個以上のセラミックス膜の上面面積の平均として求めればよい。セラミックス膜の１つあたりの上面面積を０．４ｍｍ2以上とすることで、セラミックス膜の取り扱いが容易になる。また、セラミックス膜の１つあたりの上面面積を１００ｍｍ2以下とすることで、セラミックス膜がより粉砕されにくくなる。
【００３３】
セラミックス膜の１つあたりの上面面積の好ましい範囲の下限は、０．５ｍｍ2、１ｍｍ2、３ｍｍ2または５ｍｍ2であってもよい。また、好ましい範囲の上限は、８０ｍｍ2、７０ｍｍ2、６０ｍｍ2または２５ｍｍ2であってもよい。これらの下限と上限は任意に組み合わせてよい。
【００３４】
リチウムを吸蔵および／または放出可能な遷移金属酸化物は、リチウムと遷移金属元素Ｍｅとを含む複合酸化物であってもよい。複合酸化物は、層状もしくは六方晶の結晶構造、スピネル構造またはオリビン構造を有することが好ましい。遷移金属元素Ｍｅとしては、例えば、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｔｉなどが挙げられるが、これらに限定されない。例えば、層状もしくは六方晶の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物は、一般的ＬｉxＭＯ2（０．９≦ｘ≦１．１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、Ｍは少なくとも１種の金属元素であり、かつＣｏ、ＮｉおよびＭｎよりなる群から選ばれる少なくとも１種の遷移金属を含む）が挙げられる。金属元素Ｍは、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ等の典型金属元素をその一部として含んでもよい。
【００３５】
遷移金属酸化物の具体例としては、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉ1/2Ｍｎ1/2Ｏ2、ＬｉＮｉ1/2Ｃｏ1/2Ｏ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＮｉ1/3Ｍｎ1/3Ｃｏ1/3Ｏ2、ＬｉＮｉ1/2Ｆｅ1/2Ｏ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＦｅＰＯ4、ＬｉＣｏＰＯ4、ＬｉＭｎＰＯ4、Ｌｉ4/3Ｔｉ5/3Ｏ4等が挙げられる。遷移金属酸化物は１種のみを単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３６】
活物質層を構成するセラミックス膜は、焼結により互いに拡散結合した遷移金属酸化物の粒子の集合体である。従って、拡散結合する前の粒子間の隙間や、焼結の際に焼失する樹脂成分等に由来して、多孔質構造を有する。ここで、セラミックス膜の空隙率は３〜１５％であることが好ましい。セラミックス膜の空隙率は、例えば１０個以上のセラミックス膜の空隙率を水銀ポロシメータにより測定し、それらの平均として求めればよい。空隙率が３％以上であるセラミックス膜は、柔軟性が比較的高いため、粉砕されにくく、二次電池のサイクル特性を低下させにくい。また、空隙率が３％以上であると、十分なイオン伝導性が確保され、出力特性も維持しやすい。一方、セラミックス膜の空隙率を１５％以下とすることで、電池全体に占める活物質の割合を高く維持できるため、十分な高容量化を達成しやすい。
【００３７】
セラミックス膜は、遷移金属酸化物以外の成分を、少量であれば含んでもよい。遷移金属酸化物以外の成分とは、例えば、焼結を促進する金属、樹脂成分の残渣などが挙げられる。これらの成分がセラミックス膜に含まれる場合であっても、活物質層としての機能に大きな影響はない。すなわち、セラミックス膜は、実質的に遷移金属酸化物から構成されていればよい。
【００３８】
［セラミックス膜の製造方法］
次に、セラミックス膜の製造方法について、図１のフロー図を参照しながら説明する。ただし、以下の方法は一例に過ぎず、セラミックス膜の製造方法を限定するものではない。
（１）活物質スラリーの調製（Ｓ１１）
まず、活物質である遷移金属酸化物の粉末、バインダーおよび分散媒を混合して、活物質スラリーを調製する。活物質スラリーには、必要に応じて可塑剤等の添加剤を加えてもよい。活物質スラリーに含まれる遷移金属酸化物の粉末の平均粒径（体積基準のメディアン径）は、焼結性を向上させて高密度なセラミックスを得る観点から、０．１〜１０μｍであることが好ましく、０．５〜５μｍであることがより好ましい。
【００３９】
活物質スラリーにおけるバインダーの量は、遷移金属酸化物１００重量部あたり、例えば５〜２０重量部である。活物質スラリーにおける可塑剤の量は、遷移金属酸化物１００重量部あたり、例えば０．５〜１０重量部である。バインダーおよび可塑剤は共に、活物質を焼結させるための焼成時に分解して焼失する樹脂成分であり、セラミックス膜には含まれない。
【００４０】
分散媒としては、例えば、２−プロパノール等のアルコール系溶媒や、酢酸ｎ−ブチル等のエステル系溶媒などが用いられる。活物質スラリーに添加されるバインダーおよび可塑剤は、分散媒に分散されていてもよく、溶解していてもよい。バインダーとしては、例えば、ポリビニルブチラールなどが挙げられる。可塑剤としては、例えば、フタル酸ジブチルなどが挙げられる。可塑剤を用いることで、グリーンシートに適度な柔軟性および弾力性を与えることができる。
【００４１】
（２）グリーンシートの形成（Ｓ１２）
活物質スラリーを、表面に離型剤層を有する支持体に塗布する。塗布した活物質スラリーを乾燥させることで、活物質グリーンシートが得られる。支持体としては、例えば、ポリエステル樹脂を主成分とし、表面に離型剤層を有するフィルムなどを用いることができる。
【００４２】
活物質スラリーを塗布する方法は、薄膜状の活物質グリーンシートを形成可能なスラリーの塗布方法であれば特に限定されない。例えば、ダイコータを用いる方法、ドクターブレード法などが挙げられる。
【００４３】
活物質グリーンシートの厚さは、所望のセラミックス膜の厚さに応じて調整すればよく、例えば３〜５０μｍである。必要であれば、複数の活物質グリーンシートを積層して、積層体を形成してもよい。活物質層の厚さを大きく、例えば５０μｍ以上にする場合、複数の活物質グリーンシートを所望の厚さになるように積層すればよい。
【００４４】
（３）グリーンチップの形成（Ｓ１３）
次に、活物質グリーンシートまたはその積層体を裁断して、所望の上面面積（例えば１〜２５ｍｍ2）を有するグリーンチップを形成する。グリーンチップの形状は、所望のセラミックス膜の形状に応じて決定すればよい。例えば、矩形、菱形、三角形などの多角形のタイル状に裁断すればよい。
【００４５】
（４）グリーンチップの焼成（Ｓ１４）
次に、グリーンチップを焼成して活物質を焼結させる。このとき、焼成を２段階以上に分けて行うことが好ましい。第１段階は、脱バインダー工程であり、バインダーが酸素と反応して十分に燃焼し、除去される。したがって、第２段階では、十分に活物質を焼結させることができ、高密度化させることが容易となる。
【００４６】
第１段階では、所望の大きさに裁断されたグリーンチップを、２００〜４００℃で２〜１０時間、酸素雰囲気下で仮焼成する。この焼成により、グリーンチップに含まれるバインダーや可塑剤は分解され、ガスとしてグリーンチップから放出される。その後、続けて、第２段階の焼成を行う。第２段階では、仮焼成後のグリーンチップを、５００〜１０００℃で１〜５時間、酸素雰囲気下で焼成する。このような２段階の焼成により、遷移金属酸化物の焼結体であるセラミックス膜が得られる。セラミックス膜の空隙率は、温度、時間などの焼成条件を変化させることで制御できる。
【００４７】
［カーボン層］
カーボン層は、導電性芯材と活物質層との間に配されている。カーボン層は、活物質層に加えられる応力を緩和するとともに、セラミックス膜と導電性芯材との接触抵抗を低減する。また、被覆層と一体となって、セラミックス膜を導電性芯材に固定する機能の一部を担っている。カーボン層は、導電性炭素材料と、バインダーとを含むことが好ましい。
【００４８】
生産性の観点からは、導電性芯材の一方の表面を法線方向から見たときに、カーボン層がその表面を覆う割合（芯材被覆率Ｂ）は、７５〜１００％であることが好ましく、例えば７５〜９５％でもよい。すなわち、カーボン層は、導電性芯材の表面を完全に覆っている必要はない。また、上記のような芯材被覆率Ｂが満たされる範囲であれば、各セラミックス膜と導電性芯材との間に、部分的にカーボン層が介在しないところがあってもよい。
【００４９】
カーボン層に含まれる導電性炭素材料としては、充放電の際に化学変化を起こしにくい電子伝導性材料であれば特に限定なく用いられる。たとえば、天然黒鉛（燐片状黒鉛など）、人造黒鉛などの黒鉛類、アセチレンブラック、ケッチェンブラックなどのカーボンブラック類、炭素繊維などが挙げられる。導電性炭素材料の平均粒径（体積基準のメディアン径）は、所望のカーボン層の厚さに応じて選択すればよい。
【００５０】
カーボン層に含まれるバインダーは、特に限定されないが、例えば、フッ素樹脂、アクリルゴム、ニトリルゴムなどが挙げられる。これらのうちでは、電池内での安定性や取り扱い性を考慮すると、フッ素樹脂が好ましく、特にポリフッ化ビニリデンが好ましい。
【００５１】
カーボン層における導電性炭素材料の含有量は、２５〜７０重量％であることが好ましく、３５〜５５重量％であることがより好ましい。導電性炭素材料の含有量を２５重量％以上とすることで、十分な導電性を確保しやすくなる。また、導電性炭素材料の含有量を７０重量％以下とすることで、バインダーの含有量が相対的に多くなり、セラミックス膜と導電性芯材との十分な接触を確保しやすくなる。なお、カーボン層の導電性炭素材料以外の残部は実質的にバインダーで占められるが、カーボン層は、導電性炭素材料とバインダー以外に、少量（例えば１０重量％以下）の各種添加剤を含んでもよい。
【００５２】
カーボン層の厚さは０．５μｍより大きく、３０μｍ以下である。カーボン層の厚さについても任意の１０点以上の厚さの平均値として求めればよい。導電性芯材やカーボン層の表面が凹凸を有する場合には、それらの面の中心線間の距離がカーボン層の厚さになる。カーボン層の厚さが０．５μｍ以下であると、セラミックス膜と導電性芯材との接触抵抗を十分に低減することができない。一方、カーボン層の厚さが３０μｍを超えると、電池内部におけるカーボン層の占める割合が過剰に大きくなり、高容量化が困難になる。カーボン層の厚さ範囲の下限は、１μｍ、３μｍまたは５μｍであってもよい。また、カーボン層の厚さの範囲の上限は、２５μｍ、２０μｍ、１５μｍまたは１０μｍであってもよい。これらの下限と上限は任意に組み合わせてよい。カーボン層の厚さの好ましい範囲は、例えば３〜２０μｍである。
【００５３】
［被覆層］
活物質層を覆うように形成される被覆層は、イオン伝導性ポリマーを含む。ここで、イオン伝導性ポリマーとは、非水電解質を保持することで、イオン伝導性（特にリチウムイオン伝導性）を発現し得るポリマーを意味する。このようなイオン伝導性を有することから、被覆層で活物質層が覆われていても、イオンの移動はほとんど阻害されない。イオン伝導性ポリマーは、セラミックス膜の表面の他に、隣接する複数のセラミックス膜の間の隙間にも存在していてもよい。このような隙間は、イオン伝導性ポリマーで満たされていてもよく、満たされていなくてもよい。また、各セラミックス膜は、被覆層によって完全に覆われていてもよく、一部が被覆層で覆われずに露出していてもよい。
【００５４】
イオン伝導性ポリマーとカーボン層とを併用する場合には、少量のイオン伝導性ポリマーでも、セラミックス膜を導電性芯材に固定する高い能力を発揮する。また、イオン伝導性ポリマーは電極に柔軟性を付与する。イオン伝導性ポリマーを含む被覆層は、薄く形成することが容易であり、電池に占める被覆層の体積を小さくできるため、電極の高容量化も阻害されない。
【００５５】
非水電解質を保持することでイオン伝導性を発現し得るポリマーは、非水電解質を保持することでゲルを形成するものであることが好ましい。ゲルは、必要に応じて導電助材を含んでいてもよい。ゲルの作用により、外部からの応力によるセラミックス膜の破損や導電性芯材からの活物質の剥がれを抑制する効果が大きくなる。例えば、電極を捲回することにより生じる応力を効果的に緩和でき、充放電に伴う活物質の膨張収縮によりセラミックス膜が粉砕された場合でも、活物質が導電性芯材から剥がれ落ちにくくなる。一方、イオンはゲル中の非水電解質を比較的容易に移動できるため、高電流密度での充放電特性も良好に維持される。
【００５６】
非水電解質を保持することでイオン伝導性を発現し得るポリマーとしては、フッ素樹脂、エチレンオキサイド単位を含む樹脂、アクリロニトリル単位を含む樹脂、アクリレート単位を含む樹脂などが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうちでは、非水電解質を保持する能力が高く、かつ化学的に安定であることから、フッ素樹脂を用いることが好ましい。フッ素樹脂は、フッ化ビニリデン単位を含む共重合体またはポリフッ化ビニリデンを含むことが好ましい。
【００５７】
フッ化ビニリデン（ＶＤＦ）単位を含む共重合体は、例えば、フッ化ビニリデン単位とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）単位とを含む。この場合、共重合体に占めるヘキサフルオロプロピレン単位の含有割合は０．１〜２０モル％であることが好ましい。ヘキサフルオロプロピレン単位の含有割合が大きくなると、非水電解質に対する親和性が高くなることから、イオン伝導性が大きくなる傾向がある。一方、ヘキサフルオロプロピレン単位の含有割合が小さくなると、非水電解質に対する親和性が低くなることから、イオン伝導性ポリマーに保持される非水電解質の量が少なくなる傾向がある。この場合、ポリマーに保持される非水電解質の量は少なくなるが、セラミックス膜との密着性を維持しやすい。ヘキサフルオロプロピレン単位の含有割合を上記のように設定することで、被覆層は、セラミックス膜に対する密着性とイオン伝導性とをバランスよく発揮することができる。
【００５８】
フッ化ビニリデン単位を含む共重合体は、フッ化ビニリデン単位とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）単位の他に、更にテトラフルオロエチレン単位を含んでもよい。共重合体がテトラフルオロエチレン単位を含むことで、イオン伝導性ポリマーの強度が向上する傾向がある。この場合、共重合体全体に占めるヘキサフルオロプロピレン単位の含有割合は３〜２０モル％であることが好ましい。
【００５９】
被覆層の厚さは０．１μｍより大きく、２０μｍ以下である。ここで、被覆層の厚さとは、セラミックス層の主要平坦面からの厚さであり、任意の１０点以上の厚さの平均値を求めればよい。セラミックス層の主要平坦面や被覆層の表面が凹凸を有する場合には、それらの面の中心線間の距離が被覆層の厚さになる。被覆層の厚さが０．１μｍ以下であると、活物質層と導電性芯材との十分な密着性が得られない。また、被覆層の厚さが小さすぎると、活物質層の脱落を十分に抑制できない場合がある。一方、被覆層の厚さが２０μｍを超えると、電池内部における被覆層の占める割合が過剰に大きくなり、高容量化が困難になったり、イオンの移動が阻害されることで出力特性が低下したりする。
【００６０】
被覆層の厚さ範囲の下限は、０．２μｍ、０．５μｍ、１μｍまたは５μｍであってもよい。また、被覆層の厚さの範囲の上限は、１８μｍ、１５μｍまたは１０μｍであってもよい。これらの下限と上限は任意に組み合わせてよい。被覆層の厚さの好ましい範囲は、例えば０．５〜２０μｍ、１〜２０μｍなどである。
【００６１】
なお、電極がカーボン層と被覆層の両方を具備することで、それぞれを単独で具備する場合に比べて、それぞれの作用が効果的に発揮される。すなわち、セラミックス膜と導電性芯材との密着性が大きく向上するとともに、電極の柔軟性も大きくなる。そして、セラミックス膜の破砕が抑制され、サイクル特性の劣化も抑制される。従って、カーボン層と被覆層を併用する場合には、それぞれを薄く形成することができる。例えば、カーボン層を３０μｍ以下に薄くしても、セラミックス膜と導電性芯材との十分な密着性が維持され、それらの間の接触抵抗も小さく維持できる。それゆえ、電極の高容量化を達成することも容易となる。
【００６２】
［導電性芯材］
シート状の導電性芯材は、いわゆる集電体であり、金属箔が好ましく用いられる。金属箔は、圧延により得られたものでもよく、電解により得られたものでもよい。金属箔の材料としては、特に限定されないが、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉなどが好ましい。これらは単独で金属箔を形成していてもよく、複数種が合金となって金属箔を形成していてもよい。正極の導電性芯材としては、特にＡｌ箔または、Ｆｅなどを含むＡｌ合金箔が好適であり、負極の導電性芯材としては、特に銅箔または銅合金箔が好適である。導電性芯材の厚さは、例えば８〜２０μｍである。
【００６３】
なお、Ａｌを含む導電性芯材は、優れた導電性を有するものの耐熱性が低い。そのため、Ａｌを含む導電性芯材に活物質スラリーを塗布し、活物質スラリーの付着した導電性芯材を焼成してセラミックス膜を得ることは困難である。よって、本発明は、Ａｌを含む導電性芯材を用いる場合に大きな効果を発揮する。
【００６４】
［電極の製造方法］
次に、本発明の非水電解質電池用電極の製造方法について、図２を参照しながら説明する。
（i）カーボン層の形成
まず、導電性炭素材料、バインダーおよび分散媒を所定の割合で混合し、導電性ペーストを調製する。導電性ペーストを、シート状の導電性芯材の一方または両方の表面に塗布し、６０〜１２０℃で乾燥させて、カーボン層を形成する。バインダーには、フッ素樹脂などを用いればよく、分散媒には、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどを用いればよい。
【００６５】
（ii）活物質層の作製
複数のセラミックス膜を、カーボン層の表面に配置し、活物質層を形成する。このとき、セラミックス膜を規則的に配列させることが好ましい。セラミックス膜をカーボン層の表面に搭載する方法としては、特に限定されないが、例えば、半導体素子などを基板に搭載するときに用いられる素子搭載装置を用いれば容易に搭載することができる。このような搭載装置は、少なくとも１つの吸引ノズルを有する搭載ヘッドを具備している。搭載ヘッドは、所定の供給位置に供給されるセラミックス膜を１つまたは複数同時にピックアップした後、導電性芯材の所望の位置に移動し、その位置でセラミックス膜をリリースする。このような動作により、複数のセラミックス膜をカーボン層の表面に短時間で配置することができる。なお、カーボン層がバインダーを含むことで粘着性を有する場合、セラミックス膜のリリースおよび導電性芯材への固定が容易であり、セラミックス膜の位置ずれも防止しやすい。
【００６６】
（iii）被覆層の形成
イオン伝導性ポリマーと溶媒とを混合し、被覆層形成用ペーストを調製する。このとき、溶媒としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどを用いてもよく、非水電解質を用いてもよい。得られた被覆層形成用ペーストを活物質層の表面に塗布し、得られた塗膜を６０〜１００℃で乾燥させる。
【００６７】
被覆層の形成においては、被覆層形成用ペーストを、例えば、ダイコータ、ドクターブレード、ディップコートなどを用いて活物質層の表面に塗布すればよい。また、被覆層形成用ペーストの粘度を調整して、カーボン層を介して活物質層が配置された導電性芯材を、被覆層形成用ペーストに浸漬してもよい。
【００６８】
被覆層形成用ペーストの溶媒として非水電解質を用いる場合には、上記プロセスを経た時点で、イオン導電性ポリマーを含む被覆層が形成される。一方、被覆層形成用ペーストの溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドンなどの電解質ではない溶媒を用いる場合には、その後、乾燥塗膜が液状の非水電解質と接触させることにより、イオン導電性ポリマーを含む被覆層が形成される。
【００６９】
図２は、セラミックス膜からなる活物質層を備える電極の構造の一例を概念的に示す縦断面図であり、図３は、同電極の上面図である。図２は図３のII−II線断面図に相当する。
【００７０】
電極１０は、シート状の導電性芯材１１と、導電性芯材１１の両面に配されたカーボン層１２と、カーボン層の表面に配された活物質層１３と、活物質層を覆う被覆層１４とを具備する。図２では、カーボン層１２、活物質層１３および被覆層１４が導電性芯材１１の両面に形成されているが、本発明の電極はこのような構造に限られず、カーボン層１２、活物質層１３および被覆層１４を導電性芯材１１の片面だけに形成することもできる。
【００７１】
活物質層１３は、複数の実質的に同じ形状のセラミックス膜１３ａからなり、これらのセラミックス膜１３ａは格子状もしくはタイル状に配列されている。ただし、セラミックス膜の形状や配列の仕方はこれに限定されない。
【００７２】
隣接するセラミックス膜同士の間の隙間（図３のＧ１およびＧ２）は、０．０５ｍｍ〜１ｍｍであることが望ましい。隙間をこのような範囲に設定すれば、芯材被覆率Ａを上記範囲に設定することが容易となる。
【００７３】
［電池］
本発明の非水電解質電池は、正極、負極、正極と負極との間に介在するセパレータおよび非水電解質を備え、正極、負極およびセパレータが、積層または捲回されて電極群を構成しており、正極および負極の少なくとも一方が、上記のセラミックス膜を含む電極である、非水電解質電池に関する。上記のセラミックス膜を含む電極は、高容量であり、かつ屈曲に対する耐性が高いことから、積層型の電極群に限らず、捲回型の電極群の作製にも適している。
図４は、電極１０を備えた積層型の電極群を具備する非水電解質電池の構造の一例を概念的に示す縦断面図である。なお、図４は、本発明の電池の一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。
【００７４】
図４においては、第１電極１０と、第１電極１０を挟持する一対の第２電極２０と、第１電極１０と第２電極２０との間に介在する微多孔性のセパレータ３０とが、積層型の電極群を形成している。第１電極１０は、第１導電性芯材１１とその両面に形成された複数のセラミックス膜１３ａからなる第１活物質層１３とを具備する。第２電極２０は、第２導電性芯材２１と、その片面に付着させた第２活物質層２３とを具備する。図４では、第２活物質層２３は、一枚のシート状に描写されているが、第１電極１０と同じように、複数のセラミックス膜により第２活物質層を形成してもよい。第２活物質層はセパレータ３０を介して第１活物質層と対向するように配置されている。電極群には、図示しない非水電解質が含浸されている。
【００７５】
非水電解質は、液状であることが好ましい。液状の非水電解質は、第１電極１０の表面を被覆する被覆層１４を形成するポリマーに保持されるほか、セパレータ３０、セラミックス膜１３ａなどにも含浸される。液状の非水電解質は、セラミックス膜の空隙にも容易に侵入することができる。液状の非水電解質は、液状の非水溶媒と、これに溶解する溶質（リチウム塩等）とを含む。
【００７６】
電極群は、非水電解質とともに、フレキシブルなシートからなる封筒状の外装体４０に収容される。ただし、第１電極１０に接続された第１リード１５と、第２電極２０に接続された第２リード２５が、外装体４０の開口から外部に導出される。外装体４０の開口端部と各リードとの間に封止樹脂４１を介在させることで、開口を密封することが容易となる。封筒状の外装体を構成するフレキシブルなシートには、例えば、水蒸気に対するバリア層とその両面に貼り付けられた樹脂膜とのラミネートフィルムを用いることができる。バリア層としては、Ａｌ箔が好ましい。
【００７７】
非水電解質を構成する非水溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどの環状カーボネート類と、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどの鎖状カーボネート類との混合溶媒が好ましい。また、カーボネート類は、その他の様々な従来から用いられている溶媒と併用することができる。
【００７８】
リチウム塩としては、無機リチウムフッ化物、リチウムイミド化合物などが挙げられる。無機リチウムフッ化物としては、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4等が挙げられる。リチウムイミド化合物としては、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2等が挙げられる。
【００７９】
第２活物質層は、合剤層、気相法（蒸着など）により形成される堆積膜、セラミックス膜、金属箔等のいずれにより形成してもよい。合剤層とは、リチウムイオンを吸蔵および／または放出可能な第２活物質を必須成分として含み、バインダー、増粘剤、導電材などを任意成分として含む混合物の層である。
【００８０】
第２活物質は、第１活物質として用いられるセラミックス膜の種類や、用途に応じて選択すればよい。例えば、黒鉛粒子などの炭素材料、Ｓｉを含む材料、Ｓｎを含む材料などが挙げられる。黒鉛粒子としては、天然黒鉛、人造黒鉛、黒鉛化メソフェーズカーボン粒子などが挙げられる。Ｓｉを含む材料としては、Ｓｉ単体、Ｓｉ合金、ＳｉＯx（０＜ｘ＜２）などが挙げられる。Ｓｎを含む材料としては、Ｓｎ単体、Ｓｎ合金、ＳｎＯx（０＜ｘ＜２）などが挙げられる。第２活物質は、１種のみを単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００８１】
上記のような第２活物質を用いる場合、第２導電性芯材としては、例えば、銅箔、銅合金箔、ニッケル箔などが用いられる。
【００８２】
合剤層を構成するバインダーとしては、様々な樹脂材料が用いられる。例えば、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ゴム粒子などが挙げられる。増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等が挙げられる。導電材としては、カーボンブラック、カーボンナノチューブなどが挙げられる。
【００８３】
セパレータとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどからなる微多孔性膜が一般に用いられている。セパレータの厚みは、例えば５〜３０μｍである。
【００８４】
以下、実施例および比較例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるわけではない。
【００８５】
《実施例１》
（i）セラミックス膜の作製
［第１工程］
活物質である平均粒径１μｍのＬｉＮｉ0.80Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2の粉末１００重量部に、バインダーとしてポリビニルブチラール１６重量部、可塑剤としてフタル酸ジブチル７．５重量部、分散媒として酢酸ｎ−ブチルを加え、ジルコニアボールと共にボールミルで２４時間混合して、活物質スラリーを調製した。
【００８６】
［第２工程］
表面に離型剤層を有するポリエステル樹脂製のキャリアフィルムに、活物質スラリーをドクターブレード法により塗布した。その後、塗布したスラリーを乾燥させ、活物質グリーンシート（厚さ５μｍ）を形成した。
【００８７】
［第３工程］
グリーンシートの積層を行った。具体的には、支持台の上に両面に接着剤層を有するポリエステルフィルムを貼り付け、その接着剤層にグリーンシートを貼り付け、キャリアフィルムの上から、８０℃で１００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で熱プレスを行った。熱プレス後、キャリアフィルムを剥がした。さらに、支持台に固定されているグリーンシート上に、別のグリーンシートを乗せて、同様に熱プレスを行った。この操作を繰り返して、所望の厚さを有する積層体とした後、積層体をポリエステルフィルムから剥離し、７ｍｍ×７ｍｍの大きさに裁断する切れ目を入れて、グリーンチップを作製した。グリーンチップは２枚のアルミナ製セラミック板に挟み込んだ。
【００８８】
［第４工程］
セラミック板に挟み込まれたグリーンチップを焼成装置に導入し、酸素雰囲気中において、昇温速度４００℃／ｈで３５０℃まで昇温し、３５０℃で５時間保持して、バインダーなどの有機成分を焼失させた。その後、続けて、酸素雰囲気下で、昇温速度１０００℃／ｈで７８０℃まで昇温し、そのまま１時間保持して活物質粉末を焼結させた。こうして厚さ８０μｍ、サイズ７ｍｍ×７ｍｍ（図３のＬ１＝７ｍｍ、Ｌ２＝７ｍｍ）のセラミックス膜を作製した。
【００８９】
（ii）正極の作製
［カーボン層の形成］
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ、（株）クレハ製の＃７２００）とアセチレンブラックを８０：１００の重量割合で混合して、Ｎ−メチル−２−ピロリドンとともに混合して、導電性ペーストを調製した。この導電性ペーストを、Ａｌ箔からなる導電性芯材（厚さ１５μｍ）の片面にドクターブレード法により塗布し、１００℃で乾燥させた。こうして厚さ１５μｍのカーボン層を形成した。カーボン層により覆われる導電性芯材の表面の割合（芯材被覆率Ｂ）は１００％とした。
【００９０】
［活物質層の形成］
カーボン層の表面に、セラミックス膜を格子状（横１０個×縦１０個の行列状）に配列して正極活物質層とした後、６０℃で真空乾燥させた。隣接するセラミックス膜同士の隙間の幅は０．５ｍｍとし、セラミックス膜により覆われる導電性芯材の表面の割合（芯材被覆率Ａ）は９６％とした。
【００９１】
［被覆層の形成］
フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体（ヘキサフルオロプロピレン単位の含有割合：０．２モル％、数平均分子量：３０万、以下「ＶＤＦ−ＨＦＰ共重合体」）をＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解し、ＶＤＦ−ＨＦＰ共重合体を３重量％含むＮ−メチル−２−ピロリドン溶液を調製した。ＶＤＦ−ＨＦＰ共重合体が下記の非水電解質を含浸したときの膨潤度（重量増加率）は２０％である。この溶液（液温２５℃）に、上記で得られた活物質層を浸漬して、その表面に塗布し、１１０℃で３０分間乾燥させ、厚さ５μｍの被覆層を形成した。
【００９２】
（iii）負極の作製
負極活物質である平均粒径２０μｍの球状人造黒鉛と、バインダーであるスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）と、水とを混合して、負極合剤ペーストを調製した。ＳＢＲの量は、人造黒鉛粒子１００重量部あたり１重量部とした。 負極合剤ペーストを、負極導電性芯材である電解銅箔（厚さ８μｍ）の方面に塗布した後、１１０℃で乾燥させた。その後、圧延を行って負極を得た。
【００９３】
（iv）非水電解質の調製
非水溶媒に対して、溶質であるＬｉＰＦ6を１．２５ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解させて、非水電解質を調製した。非水溶媒は、エチレンカーボネート（ＥＣ）と、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）と、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）との体積割合１：１：８の混合溶媒であり、これに添加剤として４体積％のビニレンカーボネート（ＶＣ）を添加した。
【００９４】
（v）電池の作製
正極および負極にそれぞれリードを接続した後、正極活物質層と負極活物質層とがセパレータを介して対向するように、これらを積層し、電極群を得た。電極群は、バリア層としてＡｌ箔を有するラミネートフィルムからなる封筒状の外装体に挿入し、続いて、非水電解質を注液して、電極群に非水電解質を真空含浸させた。その後、各リードを外部に導出させた状態で外装体の開口を封止した。
【００９５】
（vi）電気化学評価
［初期容量］
２５℃環境下で、電池電圧が４．２Ｖになるまで０．５Ｃのレートで定電流充電を行い、引き続き４．２Ｖの定電圧で０．０５Ｃになるまで充電を行い、その後、０．２Ｃの定電流で２．５Ｖになるまで放電を行い、初度の放電容量を求めた。
【００９６】
［サイクル特性］
上記と同じ条件で充放電を２０サイクル繰り返し、２０サイクル目に得られた放電容量の初期容量に対する割合を百分率で求めた。
【００９７】
［レート特性］
２５℃環境下で、初度の電池を電池電圧が４．２Ｖになるまで０．５Ｃのレートで定電流充電を行い、引き続き４．２Ｖの定電圧で０．０５Ｃになるまで充電を行い、その後、１Ｃの定電流で２．５Ｖになるまで放電を行い、初度の放電容量を求めた。
１Ｃでの放電容量の０．２Ｃでの放電容量に対する割合（１Ｃ／０．２Ｃ）を百分率で求めた。
評価結果を表１に示す。
【００９８】
《実施例２》
セラミックス膜の厚さを２０μｍとしたこと以外、実施例１と同様にして電池を作製し、同様に評価した。
《実施例３》
セラミックス膜の厚さを１２０μｍとしたこと以外、実施例１と同様にして電池を作製し、同様に評価した。
【００９９】
《実施例４》
カーボン層の厚さを１μｍとしたこと以外、実施例１と同様にして電池を作製し、同様に評価した。
《実施例５》
カーボン層の厚さを３０μｍとしたこと以外、実施例１と同様にして電池を作製し、同様に評価した。
【０１００】
《実施例６》
被覆層の厚さを０．５μｍとしたこと以外、実施例１と同様にして電池を作製し、同様に評価した。
《実施例７》
被覆層の厚さを２０μｍとしたこと以外、実施例１と同様にして電池を作製し、同様に評価した。
【０１０１】
《比較例１》
セラミックス膜の厚さを１３０μｍとしたこと以外、実施例１と同様にして電池を作製し、同様に評価した。
《比較例２》
カーボン層の厚さを０．５μｍとしたこと以外、実施例１と同様にして電池を作製し、同様に評価した。
【０１０２】
《比較例３》
カーボン層の厚さを４０μｍとしたこと以外、実施例１と同様にして電池を作製し、同様に評価した。
《比較例４》
被覆層の厚さを０．１μｍとしたこと以外、実施例１と同様にして電池を作製し、同様に評価した。
【０１０３】
《比較例５》
被覆層の厚さを２５μｍとしたこと以外、実施例１と同様にして電池を作製し、同様に評価した。
実施例２〜７および比較例１〜４の評価結果を表１に示す。
【０１０４】
【表１】
0005775444.tif 000002
【０１０５】
実施例１〜７の電池では、良好でバランスの良い電気化学特性が得られた。一方、比較例１〜５ではバランスの良好な電気化学特性を得ることができなかった。
【０１０６】
比較例１では、セラミックス膜の厚さが１３０μｍと厚かったため、導電性芯材とセラミックス膜との十分な密着性を確保することができなかったと考えられる。また、セラミックス膜内部でのリチウムイオンの拡散が遅くなり、レート特性が低下したと推測される。
【０１０７】
比較例２では、カーボン層が０．５μｍと薄かったため、十分な導電性を確保できず、放電容量、サイクル特性およびレート特性が低下したと推測される。
【０１０８】
比較例３では、カーボン層が４０μｍと厚かったため、レート特性が低下したと推測される。
【０１０９】
比較例４では、被覆層が０．１μｍと薄かったため、導電性芯材とセラミックス膜との十分な密着性を確保することができず、サイクル特性およびレート特性が低下したと推測される。
【０１１０】
比較例５では、被覆層が２５μｍと厚かったため、電極間におけるリチウムイオンの拡散が遅くなり、レート特性が低下したと推測される。
【０１１１】
次に、実施例１〜７の正極を、直径４ｍｍの巻き芯を中心に捲回したところ、セラミックス膜の剥離は見られなかった。一方、比較例２、３、５の正極ではセラミックス膜の剥れが見られた。
【０１１２】
なお、正極活物質をＬｉＣｏＯ2に変更し、上記実施例１〜７および比較例１〜５と同様の電池を作製して同様に評価したところ、類似の結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明によれば、非水電解質電池用電極を高容量化しつつ、活物質層と導電性芯材との密着性や屈曲に対する耐性を確保できる。本発明の非水電解質電池は、例えば、パソコン、携帯電話などの電子機器、ハイブリッド自動車、電気自動車等の電源として有用である。
【符号の説明】
【０１１４】
１０：電極（第１電極）、１１：導電性芯材（第１導電性芯材）、１２：カーボン層、１３：活物質層（第１活物質層）、１３ａ：セラミックス膜、１４：被覆層、１５：第１リード、２０：第２電極、３０：セパレータ、２１：第２導電性芯材、２３：第２活物質層、２５：第２リード、４０：外装体、４１：封止樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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