(57)【要約】少なくとも一方の面側に突出する複数の突出部（１１１）を備える集電体用金属箔（１１０）と、前記集電体用金属箔が埋設されるように前記集電体用金属箔の表面に形成された活物質層（１２０）と、を有し、前記突出部の先端には、開口部（１１２）が形成され、前記活物質層には、前記突出部の周囲に溝（１２１）が形成されていること。
2014192637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の面側に突出する複数の突出部を備える集電体用金属箔と、
前記集電体用金属箔が埋設されるように前記集電体用金属箔の表面に形成された活物質層と、を有し、
前記突出部の先端には、開口部が形成され、
前記活物質層には、前記突出部の周囲に溝が形成されていることを特徴とする非水電解質二次電池用電極。
【請求項２】
前記溝は、少なくともその一部分が前記集電体用金属箔まで到達していることを特徴とする請求項１に記載の非水電解質二次電池用電極。
【請求項３】
前記溝は、前記突出部のそれぞれを取り囲むように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の非水電解質二次電池用電極。
【請求項４】
前記突出部は、前記集電体用金属箔の両面側に突出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池用電極。
【請求項５】
集電体用金属箔の少なくとも一方の面側に突出し、先端に開口部を有する複数の突出部を形成する箔加工工程と、
前記集電体用金属箔を埋設するように前記集電体用金属箔の表面に活物質及び溶媒を含むペーストを塗布して活物質層を形成する塗布工程と、
前記溶媒を乾燥させて前記突出部の周囲の前記活物質層に溝を形成する乾燥・溝形成工程と、を有することを特徴とする非水電解質二次電池用電極の製造方法。
【請求項６】
前記乾燥・溝形成工程において、前記溝の少なくとも一部分を前記集電体用金属箔まで到達させることを特徴とする請求項５に記載の非水電解質二次電池用電極の製造方法。
【請求項７】
前記塗布工程において、前記突出部が形成されていない領域における前記活物質層の層厚を前記突出部が形成された領域における前記活物質層の層厚よりも薄くし、
前記乾燥・溝形成工程において、前記突出部が形成されていない領域における前記活物質層を起点に溝を形成することを特徴とする請求項５又は６に記載の非水電解質二次電池用電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池用電極及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、リチウムイオン二次電池は、携帯電話、ノートパソコン、デジタルカメラ・ビデオ、又は携帯用音楽プレイヤー等の電子・電気機器の電源として幅広く利用されており、近年では、エコカーと呼ばれる自動車（すなわち、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド車（Ｐ−ＨＥＶ））等の交通機関の動力源としての実用化も進められている。それに伴って、リチウムイオン二次電池の更なる高容量化が求められるだけではなく、電池抵抗の低減による大電流充放電特性の向上も求められている。このような要求のために、特許文献１には、正極又は負極に用いられる集電箔に複数の貫通孔を形成し、併せて該貫通孔の周囲が集電箔の少なくとも一方の面側に突出するように加工することで、リチウムイオン二次電池の大容量化とともに大電流充放電特性を向上することができるリチウムイオン二次電池が開示されている。【０００３】
また、特許文献１においては、集電箔に三次元的な形状加工を行うことによって集電箔から活物質層が剥離することを防止し、同時に集電箔が孔を有することによって電子伝導ネットワークが向上し、電極抵抗が低減され、大電流充放電が可能となる旨が開示されている。換言すれば、特許文献１には、集電箔と活物質層との関係を改善することによって、大電流充放電を可能にする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３１１１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したようなエコカー等の交通機関の動力源にリチウムイオン二次電池を用いる場合、より一層の高容量化・大電流充放電特性の向上が求められるため、上述したような集電箔と活物質層との関係改善だけでは要求される特性の向上を十分に図ることが困難である。【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高容量化・大電流充放電特性の向上を図ることができる非水電解質二次電池用電極、及び非水電解質二次電池用電極の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するため、本発明の非水電解質二次電池用電極は、少なくとも一方の面側に突出する複数の突出部を備える集電体用金属箔と、前記集電体用金属箔が埋設されるように前記集電体用金属箔の表面に形成された活物質層と、を有し、前記突出部の先端には、開口部が形成され、前記活物質層には、前記突出部の周囲に溝が形成されていることを特徴とする。【０００８】
このように、本発明の非水電解質二次電池用電極においては、活物質層の表裏面から集電体用金属箔の表面に向かって延在する溝が、突出部の周囲に形成されているため、非水電解質二次電池用電極の体積抵抗率を従来よりも低減することができる。【０００９】
また、本発明の非水電解質二次電池用電極を用いて非水電解質二次電池を製造すると、当該溝が形成されていることにより、非水電解質二次電池を構成する電解液の拡散性が向上してイオンの移動経路が確保され、非水電解質二次電池の内部抵抗の低減を図ることができる。【００１０】
上述した非水電解質二次電池用電極において、前記溝は、少なくともその一部分が前記集電体用金属箔まで到達していることが好ましい。また、上述したいずれかの非水電解質二次電池用電極において、前記突出部は、前記集電体用金属箔の両面側に突出していることが好ましい。【００１１】
これらの非水電解質二次電池用電極においては、溝の形成による本発明の効果をより良好に奏することが可能となる。すなわち、これらの非水電解質二次電池用電極においては、非水電解質二次電池用電極の体積抵抗率を低減、及び非水電解質二次電池用電極を用いた非水電解質二次電池の内部抵抗の低減をより一層図ることができる。【００１２】
上述した目的を達成するため、本発明の非水電解質二次電池用電極の製造方法は、集電体用金属箔の少なくとも一方の面側に突出し、先端に開口部を有する複数の突出部を形成する箔加工工程と、前記集電体用金属箔を埋設するように前記集電体用金属箔の表面に活物質及び溶媒を含むペーストを塗布して活物質層を形成する塗布工程と、前記溶媒を乾燥させて前記突出部の周囲の前記活物質層に溝を形成する乾燥・溝形成工程と、を有することを特徴とする。【００１３】
このように、本発明の非水電解質二次電池用電極の製造方法においては、活物質層の表裏面から集電体用金属箔の表面に向かって延在する溝を突出部の周囲に形成するため、非水電解質二次電池用電極の体積抵抗率を従来よりも低減することができる。【００１４】
また、本発明の非水電解質二次電池用電極の製造方法により製造された非水電解質二次電池用電極を用いて非水電解質二次電池を製造すると、当該溝が形成されていることにより、非水電解質二次電池を構成する電解液の拡散性が向上してイオンの移動経路が確保され、非水電解質二次電池の内部抵抗の低減を図ることができる。【００１５】
上述した非水電解質二次電池用電極の製造方法において、前記乾燥・溝形成工程において、前記溝の少なくとも一部分を前記集電体用金属箔まで到達させることが好ましい。このような非水電解質二次電池用電極の製造方法においては、溝の形成による本発明の効果をより良好に奏することが可能となる。すなわち、このような非水電解質二次電池用電極の製造方法においては、非水電解質二次電池用電極の体積抵抗率を低減、及び非水電解質二次電池用電極を用いた非水電解質二次電池の内部抵抗の低減をより一層図ることができる。【００１６】
また、上述したいずれかの非水電解質二次電池用電極の製造方法において、前記塗布工程において、前記突出部が形成されていない領域における前記活物質層の層厚を前記突出部が形成された領域における前記活物質層の層厚よりも薄くし、前記乾燥・溝形成工程において、前記突出部が形成されていない領域における前記活物質層を起点に溝を形成することが好ましい。このような製造工程を経ることにより、突出部の周りの（突出部が形成されていない領域における）活物質層に、容易且つ確実に溝を形成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、高容量化・大電流充放電特性の向上を図ることができる非水電解質二次電池用電極、及び非水電解質二次電池用電極の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態であるリチウムイオン二次電池用正極の表面を示す模式図である。
【図２】図１の線II-IIに沿ったリチウムイオン二次電池用正極の断面図である。
【図３】図１の線III-IIIに沿ったリチウムイオン二次電池用正極の断面図である。
【図４】本発明に係るリチウムイオン二次電池用正極の変形例を示す模式図である。
【図５】本発明に係るリチウムイオン二次電池用正極の変形例を示す模式図である。
【図６】本発明に係る電極の製造工程を示したフロー図である。
【図７】本発明に係る箔加工装置を示す模式図である。
【図８】実施例２のリチウムイオン二次電池用正極の表面のＳＥＭ画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の非水電解質二次電池用電極の好適な実施形態の一つとして、集電体用金属箔の両面に活物質層が形成されたリチウムイオン二次電池用正極を例にして詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施形態の説明に用いる図面は、いずれも本発明による非水電解質二次電池用電極を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、又は省略等を行っており、各構成部分の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。更に、実施形態及び実施例で用いる様々な数値は、いずれも一例を示すものであり、必要に応じて様々に変更することが可能である。
【００２０】
＜リチウムイオン二次電池用正極の構造＞
先ず、図１乃至図３を参照しつつ、本発明の一実施形態であるリチウムイオン二次電池用正極１００の構造について説明する。ここで、図１は、本発明の一実施形態であるリチウムイオン二次電池用正極１００の表面を示す模式図である。また、図２は図１における線II−IIに沿ったリチウムイオン二次電池用正極１００の断面図であり、図３は図１における線III−IIIに沿ったリチウムイオン二次電池用正極１００の断面図である。
【００２１】
図１乃至図３から分かるように、リチウムイオン二次電池用正極１００の内部には集電体用金属箔１１０が埋設されている。集電体用金属箔１１０としては、例えば、アルミニウム箔が好適に用いられる。なお、以下において、リチウムイオン二次電池用正極１００の構造の説明の便宜上、リチウムイオン二次電池用正極１００内に設けられた集電体用金属箔１１０の一方の面側を表面、他方の面側を裏面と表現するが、あくまでも表現上の問題であり、リチウムイオン二次電池用正極１００の表裏を定義したものではない。
【００２２】
また、図１乃至図３から分かるように、集電体用金属箔１１０には、先端に開口部１１２を有する突出部１１１がマトリックス状に複数形成されている。具体的には、集電体用金属箔１１０の表面に表側突出部１１１ａが形成され、集電体用金属箔１１０の裏面に裏側突出部１１１ｂが形成され、表側突出部１１１ａ及び裏側突出部１１１ｂが交互に配置されている。なお、突出部１１１は集電体用金属箔１１０の両面に突出するように形成されているが、必ずしも両面に突出する必要はなく、少なくとも一方の面に突出するように形成されていればよい。また、図３に示されるように、表側突出部１１１ａ及び裏側突出部１１１ｂは交互に配置されているが、突出部１１１の配置はこのような配置に限られるものではない。
【００２３】
また、集電体用金属箔１１０の両面には、活物質層１２０が形成されている。具体的には、集電体用金属箔１１０の表面側に表側活物質層１２０ａが形成され、集電体用金属箔１１０の裏面に裏側活物質層１２０ｂが形成され、集電体用金属箔１１０が表側活物質層１２０ａ及び裏側活物質層１２０ｂに挟まれている。換言すれば、集電体用金属箔１１０は、活物質層１２０内に埋設されていることになる。活物質層１２０は、リチウムイオンを出し入れするための活物質を主材料とし、電子の移動を助ける導電助剤、及び活物質と導電助剤とを密着させるためのバインダーを含有している。活物質としては、例えば、リチウム含有金属酸化物、リチウム含有金属リン酸化合物、又はリチウムイオン含有化合物等を用いることができる。
【００２４】
図１及び図２に示すように、活物質層１２０には、溝１２１が形成されている。より詳しくは、表側活物質層１２０ａにおいては、表側突出部１１１ａを囲むように、その周囲に表側溝１２１ａが形成され、裏側活物質層１２０ｂにおいては、裏側突出部１１１ｂを囲むように、その周囲に裏側溝１２１ｂが形成されている。そして、リチウムイオン二次電池用正極１００の表面側を目視した際には、４つの表側溝１２１ａからなる略正方形の領域の中心に表側突出部１１１ａが位置し、リチウムイオン二次電池用正極１００の裏面側を目視した際には、４つの裏側溝１２１ｂからなる略正方形の領域の中心に裏側突出部１１１ｂが位置している。
【００２５】
なお、本実施形態においては、突出部１１１を中心として、四方に配置されるように溝１２１が形成されているが、溝１２１の形成位置はこのような位置に限られるわけではない。溝１２１は突出部１１１の周囲に形成されていればよく、例えば、図４に示すように、突出部１１１を取り囲むような多角形（八角形）状に形成されていたり、図５に示すように、突出部１１１の一方向に半円状に形成されていたりしてもよい。
【００２６】
また、溝１２１は、活物質層１２０のそれぞれの表面（すなわち、表側活物質層１２０ａ及び裏側活物質層１２０ｂの表面）から集電体用金属箔１１０に向かって延在し、集電体用金属箔１１０に到達している。なお、溝１２１の幅、深さ等は、溝１２１の配置又は活物質層１２０を構成する活物質の種類等の条件によって任意に選択可能であるが、少なくともその一部が集電体用金属箔１１０まで到達していることが好ましい。
【００２７】
＜リチウムイオン二次電池用正極の製造方法＞
次に、上述したリチウムイオン二次電池用正極１００の製造方法について、図６及び図７を参照しつつ説明する。ここで、図６は、本発明に係るリチウムイオン二次電池用正極１００の製造工程のフロー図である。また、図７は、本発明に係るリチウムイオン二次電池用正極１００の製造に用いられる箔加工装置２００を示す模式図である。
【００２８】
先ず、箔加工工程において、集電体用金属箔１１０に先端に開口部１１２を有する突出部１１１を複数形成する（図６：ステップＳ１）。例えば、図７に示すように、箔搬送ローラ２０２によってＬ方向に搬送された集電体用金属箔１１０を、基台２０４に取り付けられ、複数の微細な凸部（例えば、その形状は円錐状である）がマトリックス状に形成された金型２０３で挟み込む。より具体的には、基台２０４を所望のタイミングにてＭ方向に昇降させることで、集電体用金属箔１１０を上下に配置された金型２０３によって挟み込む。ここで、上下に配置された金型２０３の凸部同士は、接触することがなく、当該凸部同士は同一平面上において互い違いに位置している。これにより、集電体用金属箔１１０に先端に開口部１１２を有する突出部１１１をマトリックス状に複数同時に形成することが可能となる。
【００２９】
なお、上述のようないわゆるパンチングプレス加工は、箔加工手段の一例に過ぎず、複数の微細な凸部が表面に形成された一対のロール間に箔を通すことで先端に開口部１１２を有する突出部１１１を形成する、いわゆるロールプレス加工等の他の手段に置き換えてもよい。
【００３０】
次に、塗布工程において、箔加工工程で加工した集電体用金属箔１１０の両面に活物質層形成用ペーストを塗布して活物質層１２０を形成する（図６：ステップＳ２）。ここで、活物質層形成用ペーストは活物質、導電助剤及びバインダーを適当な溶媒（水系溶媒又は非水系溶媒）で混合したものである。集電体用金属箔１１０の両面に活物質層形成用ペーストを塗布する方法としては、従来公知の方法と同様の技法を適宜採用することができる。例えば、スリットコーター、ダイコーター、グラビアコーター、コンマコーター等の適当な塗布装置を用いる方法である。
【００３１】
なお、次工程の乾燥・溝工程において溝１２１を効率よく（すなわち、容易且つ確実に）形成するため、活物質形成用ペーストは、集電体用金属箔１１０に対して、厚く塗布されている部分と薄く塗布されている部分とが生じていることが好ましい。具体的には、塗布工程において、突出部１１１が形成されていない領域における活物質層１２０の層厚を、突出部１１１が形成された領域における活物質層１２０の層厚よりも薄くすることが好ましい。
【００３２】
次に、乾燥・溝形成工程において、塗布工程で活物質層形成用ペーストを塗布された集電体用金属箔１１０から溶媒を乾燥させるとともに、集電体用金属箔１１０に形成された突出部１１１の周囲の活物質層１２０に溝１２１を形成する（図６：ステップＳ３）。溶媒を乾燥する方法としては、自然乾燥、熱風、低温風、真空、赤外線、遠赤外線及び電子線等の従来公知の方法を単独又は複数組み合わせて用いる方法が考えられるが、溝１２１を形成するため、活物質層形成用ペースト表面と内部での乾燥進度が異なる条件となるものを適宜採用することができる。ここで、活物質層形成用ペースト表面と内部での乾燥進度が異なる条件を選択しているのは、活物質層形成用ペースト内部に発生させた応力によって溝が形成されていると考えられるためである。より詳細には、集電体用金属箔１１０に対して塗布された活物質層形成用ペーストの厚さ方向への体積変化（乾燥による収縮）を制限することで活物質層形成用ペーストの平面方向への体積変化のみが生じやすくなると同時に、突出部１１１の先端に開口部１１２が形成されていることで、活物質層形成用ペースト内部では、体積変化による応力が一様、または、不規則に発生するのではなく、開口部１１２を中心として（開口部１１２のアンカー効果）開口部１１２の方向に対しての引張応力が強く発生する。その結果、突出部１１１近傍の活物質層１２０ではなく、突出部１１１周囲の活物質層１２０に溝１２１が規則的に形成される。さらに、前工程の塗布工程においては、集電体用金属箔１１０に対して活物質層形成用ペーストが厚く塗られた部分と薄く塗られた部分とを生じさせていたため、薄く塗られた部分を起点として、より効率的に溝を形成することができる。
【００３３】
なお、上述の塗布工程及び乾燥・溝形成工程においては、箔両面同時にペーストを塗布した後、溶媒の乾燥及び活物質層への溝形成を行っているが、箔の一方の面にペーストを塗布した後、溶媒の乾燥及び活物質層への溝形成を行い、さらに他方の面について同様の工程を行ってもよい。また、箔加工工程、塗布工程及び乾燥・溝形成工程は連続的に行われるのが好ましい。
【００３４】
次に、プレス工程が行われる（図６：ステップＳ４）。プレス工程においては、乾燥・溝形成工程によって、溶媒が乾燥し、活物質、導電助剤及びバインダー間に生じた空隙を減少させるため、加圧圧縮を行い、活物質層１２０を形成する。加圧圧縮の方法としては、従来公知のロールプレス法、平板プレス法等の技法を採用することができる。
【００３５】
以上のようなステップＳ１〜ステップＳ４の工程を経て、本発明の一実施形態であるリチウムイオン二次電池用正極１００が完成する。
【００３６】
＜非水電解質二次電池用電極の効果＞
以下、本発明に係る実施例及び比較例（従来の非水電解質二次電池用電極）により、本発明に係る非水電解質二次電池用電極の効果について説明する。
【００３７】
（実施例１）
本発明に係る実施例のリチウムイオン二次電池用正極として、先ず、正極活物質としてのリン酸鉄リチウム（ＬＦＰ）、導電助剤及びバインダーを溶媒で混合し、活物質形成用ペーストを作成した。その後、厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に先端に開口部を有する突出部を加工した後、上記活物質形成用ペーストを片面１４０ｇ／ｍ２の塗布量となるように当該アルミニウム箔の両面に塗布した。続いて、溶媒を乾燥させることで、当該アルミニウム箔に形成された突出部の周囲の活物質層に溝を形成した。そして、上記塗布・乾燥・溝形成を終えたものをプレスして、活物質層の密度を向上させた後、５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形状に裁断して、リチウムイオン二次電池用正極を作製した。
【００３８】
（比較例１）
比較例１としては、実施例のリチウムイオン二次電池用正極とは異なり、活物質層の表裏面に溝が形成されていないものを作製した。従って、比較例１の作成方法としては、活物質層に溝が形成されないように溶媒を乾燥させ、その他の工程は上記実施例と同様の作成方法を採用した。また、溝の発生を防止する観点から、活物質形成用ペーストは、集電体用金属箔に対して、厚く塗布されている部分と薄く塗布されている部分との膜厚差を出来る限り小さくした。すなわち、集電体用金属箔上において、活物質形成用ペーストの塗布量が出来る限り同一となるように調整した。
【００３９】
（比較例２）
比較例２としては、実施例のリチウムイオン二次電池用正極とは異なり、集電体用金属箔として平坦なアルミニウム箔を有し、且つ活物質層の表裏面に溝が形成されていないものを生成した。すなわち、比較例２に係るリチウムイオン二次電池用正極の集電体用金属箔は、実施例のリチウムイオン二次電池用正極のアルミニウム箔とは異なり、突出部が形成されていない。従って、比較例２の作成方法としては、箔加工工程が施されていない平坦なアルミニウム箔を使用し、且つ活物質層に溝が形成されないように溶媒を乾燥させ、その他の工程は上記実施例と同様の作成方法を採用した。また、比較例２のリチウムイオン二次電池用正極においては、集電体用金属箔であるアルミニウム箔が平坦であるため、アルミニウム箔の表裏面に塗布される活物質形成用ペーストを平坦に形成すれば、アルミニウム箔上の活物質形成用ペーストの塗布量が同一となり、その後の乾燥工程において、活物質層に溝が発生することがない。
【００４０】
（体積抵抗率の測定１）
実施例、比較例１及び比較例２の評価として、実施例、比較例１及び比較例２で得られたリチウムイオン二次電池用正極について、低抵抗率計（三菱化学アナリテック社製、品名：ロレスターＧＰ、型番：ＭＣＰ−Ｔ６１０）を用いて、それぞれの体積抵抗率の測定を行った。以下の表１にその結果を示す。
【００４１】
【表１】
2014192637.tif 000003
【００４２】
表１に示すように、実施例１のリチウムイオン二次電池用正極の体積抵抗率は、比較例１のリチウムイオン二次電池用正極の体積抵抗率の約４４％であり、比較例２のリチウムイオン二次電池用正極の体積抵抗率の約５７％であった。すなわち、実施例１のリチウムイオン二次電池用正極の体積抵抗率は、従来のリチウムイオン二次電池用正極と比較して、概ね１／２であり、電気抵抗が従来よりも低い電極であることが判明した。
【００４３】
（実施例２）
実施例１とは異なる組成比でリン酸鉄リチウム（ＬＦＰ）、導電助剤及びバインダーを溶媒で混合し、活物質形成用ペーストを作製した。その後、実施例１と同様の工程でリチウムイオン二次電池用正極（５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形状）を作製した。
【００４４】
実施例２で作製したリチウムイオン二次電池用正極の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したものが図８（Ａ）、（Ｂ）である。特に、図８（Ａ）は塗布・乾燥・溝形成後（プレス前）の状態を、図８（Ｂ）プレス後の状態を示している。図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、プレス前及びプレス後の状態においても、溝が規則的に形成されていることが分かった。
【００４５】
（比較例３）
比較例３としては、活物質形成用ペーストとして、実施例２で作製したものを用いた以外は、比較例１と同様の工程で、活物質層の表裏面に溝が形成されていないリチウムイオン二次電池用正極（５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形状）を作製した。
【００４６】
（比較例４）
比較例３としては、活物質形成用ペーストとして、実施例２で作製したものを用いた以外は、比較例２と同様の工程で、集電体用金属箔として平坦なアルミニウム箔を有し、且つ活物質層の表裏面に溝が形成されていないリチウムイオン二次電池用正極（５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形状）を作製した。
【００４７】
（体積抵抗率の測定２）
実施例２、比較例３及び比較例４の評価として、実施例１、比較例１及び比較例２と同様にそれぞれの体積抵抗率の測定を行った。以下の表２にその結果を示す。
【００４８】
【表２】
2014192637.tif 000004
【００４９】
表２に示すように、実施例２のリチウムイオン二次電池用正極の体積抵抗率は、比較例３のリチウムイオン二次電池用正極の体積抵抗率の約１６％であり、比較例４のリチウムイオン二次電池用正極の体積抵抗率の約５２％であった。すなわち、本実施例２のリチウムイオン二次電池用正極の体積抵抗率は、従来のリチウムイオン二次電池用正極と比較して、概ね１／２以下であり、電気抵抗が従来よりも低い電極であることが判明した。
【００５０】
なお、表１に示された値と表２に示された値が１桁異なる原因は、活物質形成用ペーストの組成比が異なる、すなわち、活物質形成用ペーストそのものの体積固有抵抗率が異なるためである。  
【００５１】
（実施例３）
実施例１及び実施例２とは異なる組成比でリン酸鉄リチウム（ＬＦＰ）、導電助剤及びバインダーを溶媒で混合し、活物質形成用ペーストを作製した。その後、活物質形成用ペーストの塗布量が片面１２０ｇ／ｍ２となるようにした以外は実施例１及び実施例２と同様の工程でリチウムイオン二次電池用正極（５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形状）を作製した。
【００５２】
（比較例５）
比較例５としては、活物質形成用ペーストとして、実施例３で作製したものを用い、活物質形成用ペーストの塗布量が片面１２０ｇ／ｍ２となるようにした以外、比較例２及び比較例４と同様の工程で、集電体用金属箔として平坦なアルミニウム箔を有し、且つ活物質層の表裏面に溝が形成されていないリチウムイオン二次電池用正極（５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形状）を作製した。
【００５３】
（体積抵抗率の測定３及び反応抵抗の測定）
実施例３及び比較例５の評価として、実施例１並びに実施例２及び比較例１乃至比較例４と同様にそれぞれの体積抵抗率の測定を行った。また、交流インピーダンス法を用いて、反応抵抗の測定も行った。以下の表３にその結果を示す。
【００５４】
【表３】
2014192637.tif 000005
【００５５】
表３に示すように、実施例３のリチウムイオン二次電池用正極の体積抵抗率は、比較例５のリチウムイオン二次電池用正極の体積抵抗率の約８７％であり、また、実施例３のリチウムイオン二次電池用正極の反応抵抗は、比較例５のリチウムイオン二次電池用正極の反応抵抗の約６３％であり、どちらの要素ともに従来のリチウムイオン二次電池用正極と比較して低い値を示していることから、実施例３のリチウムイオン二次電池用正極は、電気抵抗が従来よりも低い電極であり、また、リチウムイオン二次電池の内部抵抗の低減をより一層図ることが可能な電極であることが判明した。
【００５６】
上述した結果が得られる理由としては、活物質層に形成した溝が影響していると考えられる。より詳細には、活物質層においては、形成された溝の分だけ活物質がより密になる（活物質の密度がより高くなる）部分が生じ、活物質がより密になった部分においては、電子が移動しやすくなり、その結果としてリチウムイオン二次電池用正極の体積抵抗率が低くなると考えられる。
【００５７】
このように、電気抵抗が従来製品の約１／２となる実施例のリチウムイオン二次電池用正極を使用してリチウムイオン二次電池を製造すれば、高容量化・大電流充放電特性の向上を十分に図ることができるリチウムイオン二次電池を提供することが可能になる。
【００５８】
また、活物質層に上述したような溝を形成することにより、リチウムイオン二次電池を構成する電解液と活物質層との接触面積が増加し、当該電界液と集電体用金属箔との距離が短くなり、当該電解液の拡散性を向上させることができる。これにより、リチウムイオン二次電池を構成する電解液の拡散性が向上してイオンの移動経路が確保され、リチウムイオン二次電池の内部抵抗の低減を図ることができる。
【００５９】
更に、上述した実施形態及び実施例のリチウムイオン二次電池用正極１００において、溝１２１は、少なくともその一部分が集電体用金属箔１１０まで到達している。また、突出部１１１は、集電体用金属箔１１０の両面側に突出している。このような溝１２１の構成により、リチウムイオン二次電池用正極１００の体積抵抗率を低減、及びリチウムイオン二次電池用正極１００を用いたリチウムイオン二次電池の内部抵抗の低減をより一層図ることができる。
【００６０】
なお、上述した実施形態及び実施例においては、非水電界質二次電池用の電極として、正極を一例として説明したが、負極についても同様の構成とすることができる。この場合、負極を構成する活物質層及び集電体用金属箔の材料が正極と異なることもあるが、正極と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の電極は、特に内部抵抗が低いため、例えば、エコカー等の動力源など、大電流充放電が必要とされる二次電池に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００６２】
１００    リチウムイオン二次電池用正極（非水分解質二次電池用電極）
１１０    集電体用金属箔
１１１    突出部
１１１ａ  表側突出部
１１１ｂ  裏側突出部
１１２    開口部
１２０    活物質層
１２０ａ  表側活物質層
１２０ｂ  裏側活物質層
１２１    溝
１２１ａ  表側溝
１２１ｂ  裏側溝
２００    箔加工装置
２０２    箔搬送ローラ
２０３    金型
２０４    基台
【図１】
2014192637.tif 000006
【図２】
2014192637.tif 000007
【図３】
2014192637.tif 000008
【図４】
2014192637.tif 000009
【図５】
2014192637.tif 000010
【図６】
2014192637.tif 000011
【図７】
2014192637.tif 000012
【図８】
2014192637.tif 000013
【国際調査報告】
2014192637.tif 000014
2014192637.tif 000015
2014192637.tif 000016
2014192637.tif 000017