(57)【要約】  従来、リチウムイオン二次電池の電極を塗工した上にセパレータとなる絶縁材料を塗工した場合、電極層のエッジ部分で絶縁材料の被覆率が悪くなり、短絡による不良の危険性が高くなるという課題があった。  上記課題を解決するために、本発明は、所定速度で供給された電極基板に、電極材料と、電極基板の供給方向に対して直交する方向の電極材料の両側隣接部に第１の絶縁材料を塗工し、塗工された電極材料と第１の絶縁材料の表面に第２の絶縁材料を塗工し、塗工された電極材料と第１、第２の絶縁材料を乾燥・固着させる。これにより、電極材料による電極層のエッジ部分の絶縁層の被覆率が向上するため、電極層が厚い場合でも短絡不良を低減することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極、負極、および、正極と負極とを電気的に分離するセパレータとを備えたリチウムイオン二次電池の製造方法において、
所定速度で供給された電極基板に、電極材料と、前記電極基板の供給方向に対して直交する方向の前記電極材料の両側隣接部に第１の絶縁材料を塗工し、
前記塗工された電極材料と第１の絶縁材料の表面に第２の絶縁材料を塗工し、
前記塗工された電極材料と第１、第２の絶縁材料を乾燥・固着させ、
前記電極材料が前記正極、負極を構成し、前記第１、第２の絶縁材料が前記セパレータを構成する電極シートを製造することを特徴とするリチウムイオン二次電池の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法であって、
前記第２の絶縁材料の塗工は、前記電極材料と第１の絶縁材料の塗工の下流で行うことを特徴とするリチウムイオン二次電池の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法であって、
前記第１、第２の絶縁材料で構成するセパレータ以外に、さらに別部材でセパレータを設けることを特徴とするリチウムイオン二次電池の製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法であって、
前記第１、第２の絶縁材料で構成するセパレータ以外に、さらに別部材でセパレータを設けることを特徴とするリチウムイオン二次電池の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法であって、
前記第２の絶縁材料の溶剤は、前記電極材料の溶剤と前記第１の絶縁材料の溶剤中のバインダを析出させる溶剤であることを特徴とするリチウムイオン二次電池の製造方法。
【請求項６】
電極基板を所定速度で送り出す電極基板送出機構と、
前記電極基板に、電極材料を塗工するための第１のスリットと、該第１のスリットの両側に設けた第１の絶縁材料を塗工するための第２のスリットを有する第１のダイコータと、
前記第１のスリットよりも長い第３のスリットを有し、前記塗工された電極材料と第１の絶縁材料の表面に第２の絶縁材料を塗工する第２のダイコータと、
前記電極基板に塗工された電極材料と第１、第２の絶縁材料を加熱して、乾燥・固着させる乾燥炉と、
前記電極材料と第１、第２の絶縁材料が固着された前記電極基板を巻き取る巻回機構とを備えることを特徴とするリチウムイオン二次電池の製造装置。
【請求項７】
請求項６に記載のリチウムイオン二次電池の製造装置であって、
前記第１のダイコータと第２のダイコータに代えて、
前記電極基板に電極材料を塗工するための第１のスリットと、該第１のスリットの両側に設けた第１の絶縁材料を塗工するための第２のスリットと、前記第１のスリットと第２のスリットの前記電極基板の送り方向前部に設けた前記塗工された電極材料と第１の絶縁材料の表面に第２の絶縁材料を塗工する第３のスリットを有する第３のダイコータを備えることを特徴とするリチウムイオン二次電池の製造装置。
【請求項８】
請求項６に記載のリチウムイオン二次電池の製造装置であって、
前記第２の絶縁材料の溶剤は、前記電極材料の溶剤と前記第１の絶縁材料の溶剤中のバインダを析出させる溶剤であることを特徴とするリチウムイオン二次電池の製造装置。
【請求項９】
正極、負極、および、正極と負極とを電気的に分離するセパレータとを備えたリチウムイオン二次電池であって、
前記正極および負極はシート状の電極基板上に電極材料からなる電極層で構成され、前記セパレータを構成する絶縁材料からなる絶縁層で前記電極層が覆われて、それぞれ正極電極シート、負極電極シートを構成し、該正極電極シートおよび負極電極シートが巻回されて構成されており、
前記絶縁層は、前記電極基板上の平面内で前記電極層の一方向の両側側面を覆う第１の絶縁層と、前記電極層の前記電極基板に対抗する平面を覆う第２の絶縁層とからなり、
前記第１の絶縁層は、第１のバインダを含む第１の絶縁材料からなり、
前記第２の絶縁層は、第２のバインダを含む第２の絶縁材料からなることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項１０】
請求項９に記載のリチウムイオン二次電池であって、
前記第１のバインダは、ポリフッ化ビニリデンからなるバインダであり、前記第２のバインダは、スチレンブタジエンゴムからなるバインダであることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【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及びその製造方法と製造装置に関し、特に正極、負極及び、正極と負極を電気的に分離するセパレータを塗工により構成するリチウムイオン二次電池及びその製造方法と製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電子機器の発達に伴い、これらの携帯電子機器の電力供給源として、繰り返し充電が可能な小型二次電池が使用されている。中でも、エネルギー密度が高く、サイクルライフが長いとともに、自己放電性が低く、かつ、作動電圧が高いリチウムイオン二次電池が注目されている。リチウムイオン二次電池は、上述した利点を有するため、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機などの携帯電子機器に多用されている。さらに、近年では、電気自動車用電池や電力貯蔵用電池として、高容量、高出力、かつ、高エネルギー密度を実現できる大型のリチウムイオン二次電池の研究開発が進められている。特に、自動車産業においては、環境問題に対応するため、動力源としてモータを使用する電気自動車や、動力源としてエンジン（内燃機関）とモータとの両方を使用するハイブリッド車の開発が進められている。このような電気自動車やハイブリッド車の電源としてもリチウムイオン二次電池が注目されている。ただし、リチウムイオン二次電池は、作動電圧が高く、エネルギー密度が高いがゆえに、内部短絡や外部短絡などによる異常発熱に対する十分な対策が必要とされている。【０００３】
リチウムイオン二次電池は、図１０にその動作原理を示すように、非水電解質二次電池の一種で、電解液中のリチウムイオンが電気伝導を担う二次電池である。正極材料（活物質）にはリチウム金属酸化物を用い、負極材料（活物質）にはグラファイトなどの炭素材を用い、電解液には炭酸エチレンなどの有機溶剤とヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6)といったリチウム塩を用いるのが主流となっている。電池内では充電時にリチウムイオンは正極から出て負極に入り、放電時には逆にリチウムイオンは負極から出て正極に入る。リチウムイオン二次電池の構造は、例えば、正極材料を塗工した正極板と、負極材料を塗工した負極板と、正極板と負極板の接触を防止するポリマフィルムなどのセパレータとを捲回した電極捲回体を備えている。そして、リチウムイオン二次電池では、この電極捲回体が外装缶に挿入されるとともに、外装缶内に電解液が注入されている。つまり、リチウムイオン二次電池では、金属箔に正極材料を塗工した正極板と、金属箔に負極材料を塗工した負極板とが帯状に形成され、帯状に形成された正極板と負極板が直接接触しないように、セパレータを介して断面渦巻状に捲回されて電極捲回体が形成される。【０００４】
特開２００３−０４５４９１号公報（特許文献１）は、正極電極フィルム、負極電極フィルムを個別に形成して、負極電極フィルムにセパレータフィルムを貼り合わせて、該セパレータ付き負極電極フィルムに前記正極電極フィルムを積層して電極捲回体を形成する従来の電極製造方法では工程数が多い点、及び前記電極捲回体を複数枚積層した集電体内に溶液状の電界物質を均一に注入することは非常に困難で不良品の発生が多い点を改善する技術を開示している。すなわち、特許文献１には、正極シート状物の両面に正極電極物質含有溶液と、電解、絶縁物質含有溶液とを、溶液吐出用スリットを有するダイコータを使用して塗布して、加熱工程を経て正極電極シート状物を形成し、同様に、負極シート状物の両面に負極電極物質含有溶液と、電解、絶縁物質含有溶液とを、ダイコータを使用して塗布し、加熱工程を経て負極電極シート状物を形成し、両電極シート状物を積層して電極捲回体を形成する二次電池製造方法および二次電池製造装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−０４５４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
リチウムイオン二次電池の電極材料の塗工において、特許文献１のようにキャリア材の面に正極や負極の電極材料を塗工した上にセパレータとなる絶縁材料を塗工することで、生産効率の向上、製造装置のコンパクト化を可能とすることができる。しかしながら、電極材料による電極層が厚くなるに従って、電極層のエッジ部分での塗工段差による絶縁層の被覆率が低下する点について考慮されていない。【０００７】
すなわち、電極層が厚くなるに従って、キャリア材の面に正極や負極の電極材料を塗工した上にセパレータとなる絶縁材料を塗工した場合、電極層のエッジ部分での塗工段差による空気の巻き込みにより、被覆率が低下する。その結果、電極層周辺部で絶縁が出来なくなり、短絡不良の危険性が高くなるという問題がある。【０００８】
そこで、本発明は、電極層エッジ部分での絶縁層の被覆率を確保できるリチウムイオン二次電池及びその製造方法と製造装置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】
【０００９】
上記課題を解決するために、例えば請求の範囲に記載の構成を採用する。本発明は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、正極、負極、および、正極と負極とを電気的に分離するセパレータとを備えたリチウムイオン二次電池の製造方法において、所定速度で供給された電極基板に、電極材料と、電極基板の供給方向に対して直交する方向の電極材料の両側隣接部に第１の絶縁材料を塗工し、塗工された電極材料と第１の絶縁材料の表面に第２の絶縁材料を塗工し、塗工された電極材料と第１、第２の絶縁材料を乾燥・固着させ、電極材料が正極、負極を構成し、第１、第２の絶縁材料がセパレータを構成する電極シートを製造する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電極基板の面上に電極材料と絶縁材料とを重ねて塗工して同時に乾燥・固着させる電極シートの製造方法を採用する場合に、電極層のエッジ部分の絶縁層の被覆率が向上するため、電極層が厚い場合でも短絡不良を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】リチウムイオン二次電池が製造されるまでの具体的な工程を模式的に示す図である。
【図２】リチウムイオン二次電池の正極電極シートの片面の製造工程の構成図である。
【図３】絶縁材料を塗工するノズルと電極層、電極基板とのギャップを説明する図である。
【図４】従来技術による電極層が厚膜化した場合の電極断面を示す図である。
【図５】実施例１におけるリチウムイオン二次電池の正極電極シートの製造方法の構成図である。
【図６】実施例１におけるダイコータを説明する図である。
【図７】実施例１による電池の電極断面を説明する図である。
【図８】実施例２におけるリチウムイオン二次電池の正極電極シートの製造方法の構成図である。
【図９】実施例２におけるダイコータを説明する図である。
【図１０】リチウムイオン二次電池の動作原理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
まず、本発明に係る、リチウムイオン二次電池が製造されるまでの具体的な工程について、説明する。
【００１３】
図１は、その工程を模式的に示す図である。図１に示すように、リチウムイオン二次電池の製造工程は、正極電極シート製造工程と負極電極シート製造工程と電池セルの組立工程と電池モジュールの組立工程とを含んでいる。
【００１４】
正極電極シート製造工程では、まず、正極材料の原料となる各種材料を混練および調合してスラリー材料（正極材料）を作成する（混練・調合）。そして、フィルム状の金属箔にこのスラリー材料を塗工、乾燥した後（塗工）、スラリー材料が塗工された金属箔に圧縮や切断といった加工を行い（加工）、フィルム状の正極電極シートを製造する。
【００１５】
一方、負極電極シート製造工程では、正極電極シート製造工程とは使用される原料となる各種材料は異なるが、負極電極シートが製造されるまでの手順は同じである。
【００１６】
その後、電池セル組立工程では、捲回と呼ばれる工程で、上記のフィルム状の正極電極シートおよび負極電極シートから、電池セルに必要な大きさの正極および負極を切り出すとともに、これら正極電極シートと負極電極シートを分離するためのフィルム状のセパレータ材料から電池セルに必要な大きさのセパレータを切り出し、正極および負極に、切り出したセパレータを挟んで重ねて捲き合わせる（捲回）。そして、捲き合わせた正極、負極およびセパレータの電極対の群を組み立てて溶接する。その後、溶接したこれら電極対の群を、電解液が注入（注液）された電池缶内に配置した後、電池缶を完全に密閉し（封口）、電池セルを作成する。電池セル検査工程は、セル組立工程にて作成されたリチウムイオン二次電池のセルを繰り返し充放電し（充放電）、この電池セルの性能および信頼性に関する検査（例えば、電池セルの容量や電圧、充電または放電時の電流や電圧等の検査）を行う（単電池検査）。これにより、電池セルが完成し、電池セル組立工程が終了する（単電池）。
【００１７】
次に、電池モジュール組立工程では、電池セルを複数個直列に組み合わせて電池モジュールを構成し、さらに、充／放電制御用コントローラを接続して電池システムを構成する（モジュール組立）。その後、モジュール検査工程において、モジュール組立工程において組み立てられた電池モジュールの性能及び信頼性に関する検査（例えば、電池モジュールの容量や電圧、充電または放電時の電流や電圧等の検査）を行う（モジュール検査）。これにより、電池モジュールが完成する（電池モジュール）。
【００１８】
本発明は、前記正極電極シート製造工程、及び、前記負極電極シート製造工程における塗工工程に係わる製造方法及び製造装置と、それにより製造した電池に関する。
【００１９】
次に、本発明の前提となる、特許文献１に開示されている、正極シート状物、または負極シート状物に電極物質、および電解、絶縁物質を連続して塗工して、乾燥・固着させる一連の製造工程について図面を用いて説明する。特許文献１ではキャリア材（正極シート状物、または負極シート状物）の両面に電極物質、および電解、絶縁物質を塗工しているが、簡単のために、本実施例の比較例として、キャリア材の片面に電極物質、および電解、絶縁物質を塗工する製造工程例の構成図を図２に示す。
【００２０】
図２は、正極電極シートの片面を製造している製造工程の構成図である。正極基板１は、正極基板送り出しロール２から送り出され、ローラ３に対抗するダイコータ４から供給される正極材料５が塗工され、続いて、ローラ６と対抗した位置のダイコータ７から供給される絶縁材料８が塗工される。そして、乾燥炉９を通過することで乾燥され、ローラ１０を介して、巻き取りロール１１に巻き取られ、正極電極シートが製造される。
【００２１】
以上のように、スラリー状の正極材料と絶縁材料を重ねて塗工した後、乾燥炉による加熱・乾燥工程を経て、両方の塗膜層を同時に乾燥、固着させることが出来て効率がよい。しかし、電極層が厚膜化された場合に問題点がある。以下これについて説明する。
【００２２】
図３は、絶縁材料を塗工するノズルと電極層、電極基板とのギャップを説明する図である。図３において、１２は電極層であり、ローラ６の電極基板１４（正極基板１）の供給方向から見た、絶縁材料が塗工される前の電極層断面を示している。電極材料の塗工による電極層が厚膜化された場合、電極層１２と絶縁材料を塗工するダイコータ７とのギャップ１３と、電極基板１４と絶縁材料を塗工するダイコータ７とのギャップ１５との差が大きくなり、電極層のエッジ部分（図の電極層１２の左右の両側部分）で空気を巻き込み、絶縁層の塗膜の液切れが発生し、被覆率が低下し、絶縁不足となる。
【００２３】
図４に、従来技術による、電極層が厚膜化した場合の電極断面を示す。図４において、電極層１２の上に絶縁材料を塗工することで絶縁層１６が形成されるが、特許文献１には一切記載がないが、同時に、電極層１２の幅（電極基板１４の供給方向に対して直交する方向）よりも広めに絶縁材料を塗工することで電極層１２のエッジ部分（図の電極層１２の左右の両側部分）も絶縁層１６を形成させることが望ましい。しかし、電極層１２のエッジ部分において、絶縁材料の塗工時に空気の巻き込みが発生し、絶縁不良部１７が発生する。これは、絶縁材料の組成によっても変化するが、電極層が５０μｍ以上になると発生し、この状態で電池を製造した場合、絶縁不良部１７で短絡が発生しやすくなる。
【００２４】
よって、これらの問題を解決するために、リチウムイオン二次電池の高容量化や低コスト化に伴い電極層が厚い場合でも電極層エッジ部分での絶縁層の被覆率を向上できる本発明の実施例を、以下、図面を用いて説明する。なお、正極、負極を総称して以降、電極と称す。
【実施例１】
【００２５】
図５は、本実施例のリチウムイオン二次電池の正極電極シートの製造工程の構成図である。図５において、正極基板１は、電極基板送出機構である正極基板送り出しロール２から所定速度で送り出され、ローラ３に対向するダイコータ１８から供給される正極材料５と第１の絶縁材料１９が塗工される。【００２６】
図６に本実施例のダイコータ１８を示す。図６において、正極材料５はスリット２４から吐出され、第１の絶縁材料１９がスリット２４の両側に設けられたスリット２５とスリット２６から吐出される。【００２７】
次いで、図５において、その下流において、第２の絶縁材料２１が、ローラ６に対向するダイコータ２０から供給される。第２の絶縁材料２１は、電極材料の表面層のバインダ成分を析出させる成分を含有しており、それが塗工されることで、電極材料の表面層のバインダが析出することで電極材料の活物質が固定され、電極層の活物質は絶縁材料に混入することが出来なくなる。そして、噴霧ノズル２２より電極材料のバインダを析出させる成分を含有する噴霧液２３を噴霧することで、電極材料内部のバインダが析出することで電極内の活物質が固定され、乾燥炉９を通過することで乾燥され、ローラ１０を介して、巻回機構である巻き取りロール１１に巻き取られ、正極電極シートが製造される。【００２８】
図７に本実施例による電極の断面図を示す。電極基板１４の上に電極層１２と電極層１２のエッジである両側隣接部（電極基板１４の供給方向に対して直交する方向の電極層の両側隣接部）に第１の絶縁層２７が配置され、第１の絶縁層２７が電極基板上の平面内で電極層の一方向の両側側面を覆うように配置され、電極層１２の上部（電極層の電極基板に対抗する平面）に電極層１２より幅が長くなるように第２の絶縁層１６が配置されている。これにより、絶縁材料の電極材料エッジ部への被覆率が向上し、短絡不良を低減できる。すなわち、図６に示すダイコータ１８のスリット２４から吐出される正極材料５によって、図７の電極層１２が形成され、図６に示すダイコータ１８のスリット２５、２６から吐出される第１の絶縁材料１９によって、図７の第1の絶縁層２７が形成される。言い換えれば、ダイコータ１８は、電極層塗工用のスリットの両側に絶縁層塗工用のスリットを設けている。そして、ダイコータ２０のスリットから吐出される第２の絶縁材料２１によって、図７の第２の絶縁層１６が形成される。よって、ダイコータ２０のスリットの長さは、ダイコータ１８のスリット２４の長さより長くなっており、図７の第２の絶縁層１６は電極層１２より幅が長くなっている。【００２９】
なお、図７において、第２の絶縁層１６は、第1の絶縁層２７の外側まで出ないようにしているが、第1の絶縁層２７の外側まではみ出すようにしてかまわない。これにより、第２の絶縁層１６は、第1の絶縁層２７の外側まではみ出すようにして電極層１２を覆うので、より絶縁層の被覆率は向上する。【００３０】
本実施例では、正極電極シート製造に関して、正極材料５は、ニッケル・コバルト・マンガン酸リチウムからなる活物質と導電助剤としてのカーボンを混合し、ポリフッ化ビニリデンからなる結着材（バインダ）をＮメチルピロリドン（ＮＭＰ）に溶解させた溶液に混練したスラリーを用いた。また、第１の絶縁材料１９は、シリカ（ＳｉＯ２）の粉体をポリフッ化ビニリデンからなる結着材（バインダ）をＮメチルピロリドン（ＮＭＰ）に溶解させた溶液に混練したスラリーを用いた。また、第２の絶縁材料２１は、シリカ（ＳｉＯ２）の粉体をスチレンブタジエンゴムからなる結着材（バインダ）を、正極材料の表面層あるいは第１の絶縁材料のバインダ成分を析出させる成分の一つであるエタノール添加水に溶解させた溶液に混練したスラリーを用いた。すなわち、第２の絶縁材料の溶剤は、電極材料の溶剤と第１の絶縁材料の溶剤中のバインダを析出させる溶剤である。また、噴霧液２３は、正極材料のバインダ成分を析出させる成分の一つであるエタノール添加水を用いた。【００３１】
なお、負極電極シート製造に関して、図５の製造工程と同様となり、負極材料は、炭素材料（カーボン材料）からなる負極活物質と、ポリフッ化ビニリデンからなる結着材（バインダ）をＮメチルピロリドン（ＮＭＰ）に溶解させた溶液に混練したスラリーを用いた。また、第１の絶縁材料、第２の絶縁材料、噴霧液については、正極電極シート製造と同様のものを用いた。【００３２】
本実施例における電極材料層と絶縁材料層の被覆率の評価は、ラミネート型電池を作成し、電解液を注入する前の状態で加圧し、抵抗値の低下の有無で短絡を判断した。その結果を表１にまとめた。【００３３】
【表１】
2015156213.tif 000003
【００３４】
表１において、正極層の膜厚は乾燥後の膜厚を示している。また、比較例は、図５の第１の絶縁材料１９を供給せずに実施した結果である。表１から、正極層の乾燥後膜厚が５０μｍ以上で比較例では短絡が発生しているが、本実施例では短絡は発生していないことがわかる。【００３５】
以上説明したように、本実施例は、正極、負極、および、正極と負極とを電気的に分離するセパレータとを備えたリチウムイオン二次電池の製造方法において、所定速度で供給された電極基板に、電極材料と、電極基板の供給方向に対して直交する方向の電極材料の両側隣接部に第１の絶縁材料を塗工し、塗工された電極材料と第１の絶縁材料の表面に第２の絶縁材料を塗工し、塗工された電極材料と第１、第２の絶縁材料を乾燥・固着させ、第２の絶縁材料の塗工は、電極材料と第１の絶縁材料の塗工の下流で行い、電極材料が正極、負極を構成し、第１、第２の絶縁材料がセパレータを構成する電極シートを製造する。【００３６】
また、リチウムイオン二次電池の製造装置において、電極基板を所定速度で送り出す電極基板送出機構と、電極基板に、電極材料を塗工するための第１のスリットと、第１のスリットの両側に設けた第１の絶縁材料を塗工するための第２のスリットを有する第１のダイコータと、第１のスリットよりも長い第３のスリットを有し、塗工された電極材料と第１の絶縁材料の表面に第２の絶縁材料を塗工する第２のダイコータと、電極基板に塗工された電極材料と第１、第２の絶縁材料を加熱して、乾燥・固着させる乾燥炉と、電極材料と第１、第２の絶縁材料が固着された電極基板を巻き取る巻回機構とを備える構成とする。【００３７】
また、正極、負極、および、正極と負極とを電気的に分離するセパレータとを備えたリチウムイオン二次電池であって、正極および負極はシート状の電極基板上に電極材料からなる電極層で構成され、セパレータを構成する絶縁材料からなる絶縁層で前記電極層が覆われて、それぞれ正極電極シート、負極電極シートを構成し、正極電極シートおよび負極電極シートが巻回されて構成されており、絶縁層は、電極基板上の平面内で電極層の一方向の両側側面を覆う第１の絶縁層と、電極層の電極基板に対抗する平面を覆う第２の絶縁層とからなり、第１の絶縁層は、ポリフッ化ビニリデンからなる第１のバインダを含む第１の絶縁材料からなり、第２の絶縁層は、スチレンブタジエンゴムからなる第２のバインダを含む第２の絶縁材料からなるリチウムイオン二次電池とする。【００３８】
これにより、絶縁材料の電極層エッジ部への被覆率が向上し、短絡不良を低減できるという効果がある。
【実施例２】
【００３９】
本実施例は、実施例1において、正極材料５と第１の絶縁材料１９を供給するダイコータ１８と、第２の絶縁材料２１を供給するダイコータ２０を、1つのダイコータで行う実施例について説明する。【００４０】
図８は、本実施例のリチウムイオン二次電池の正極電極シートの製造工程の構成図である。図８において、正極基板１は、電極基板送出機構である正極基板送り出しロール２から所定速度で送り出され、ローラ３に対向するダイコータ２８から供給される正極材料５と第１の絶縁材料１９と第２の絶縁材料２１が塗工される。【００４１】
図９に本実施例のダイコータ２８を示す。図９において、正極材料５はスリット２９から吐出され、第１の絶縁材料１９がスリット２９の両側に設けられたスリット３０とスリット３１から吐出される。そして、第２の絶縁材料２１がスリット３２から吐出される。すなわち、ダイコータ２８は、スリット２９、３０、３１から吐出される正極材料５と第１の絶縁材料１９の表面に第２の絶縁材料２１を塗工するために、スリット２９、３０、３１の上部、言い換えれば正極基板の送り方向前部、にスリット３２を設けている。他は、実施例１と同様であり、正極電極シートが製造される。【００４２】
図９に示すダイコータ２８のスリット２９から吐出される正極材料５によって、図７の電極層１２が形成され、図９に示すダイコータ２８のスリット３０、３１から吐出される第１の絶縁材料１９によって、図７の第1の絶縁層２７が形成される。そして、図９に示すダイコータ２８のスリット３２から吐出される第２の絶縁材料２１によって、図７の第２の絶縁層１６が形成される。よって、ダイコータ２８のスリット３２の長さは、スリット２９の長さより長くなっており、図７の第２の絶縁層１６は電極層１２より幅が長くなっている。【００４３】
なお、図９において、ダイコータ２８のスリット３２の長さは、スリット２９、３０、３１を足した長さよりも短くなっているが、長くても良い。これにより、図７における、第２の絶縁層１６は、第1の絶縁層２７の外側まではみ出すようにして電極層１２を覆うので、より絶縁層の被覆率は向上する。【００４４】
本実施例における電極材料層と絶縁材料層の被覆率の評価は、ラミネート型電池を作成し、電解液を注入する前の状態で加圧し、抵抗値の低下の有無で短絡を判断した。その結果を表２にまとめた。【００４５】
【表２】
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【００４６】
表２において、正極層の膜厚は乾燥後の膜厚を示している。また、比較例は、図５の第１の絶縁材料を供給せずに実施した結果である。表２から、正極層の乾燥後膜厚が５０μｍ以上で比較例では短絡が発生しているが、本実施例では短絡は発生していないことがわかる。【００４７】
以上、説明した実施例は、正極基板の片面に正極材料、および第１、第２の絶縁材料を塗工して、正極電極シートを製造する例を記載した。正極基板の両面に正極材料、および第１、第２の絶縁材料を塗工する場合には、巻き取りロールに巻き取られた正極電極シートを反転させて、再度同一の工程を経て裏面を塗工することで実現できる。また、負極電極シートを製造する場合も、同様の工程で実現できる。【００４８】
また、第２の絶縁材料２１にポリプロピレンやポリエチレンの微粒子を混合したスラリーを用いることで、ショート等による温度上昇時のシャットダウン性を持たせることもできる。また、このシャットダウン性を持たせる部材を別部材のセパレータとして追加することもできる。なお、この別部材のセパレータはシャットダウン性を持たせるためのセパレータであるので、第２の絶縁材料によるセパレータよりも薄くすることが可能である。【００４９】
また、前記実施例では、リチウムイオン二次電池を例に挙げて説明したが、本発明の技術的思想は、リチウムイオン二次電池に限定されるものではなく、正極、負極、および、正極と負極とを電気的に分離するセパレータとを備える蓄電デバイス（例えば、電池やキャパシタなど）に幅広く適用することができる。【００５０】
以上説明したように、本実施例は、正極、負極、および、正極と負極とを電気的に分離するセパレータとを備えたリチウムイオン二次電池の製造方法において、所定速度で供給された電極基板に、電極材料と、電極基板の供給方向に対して直交する方向の前記電極材料の両側隣接部に第１の絶縁材料を塗工し、塗工された電極材料と第１の絶縁材料の表面に第２の絶縁材料を塗工し、塗工された電極材料と第１、第２の絶縁材料を乾燥・固着させ、電極材料が前記正極、負極を構成し、第１、第２の絶縁材料がセパレータを構成する電極シートを製造する。【００５１】
また、第１、第２の絶縁材料で構成するセパレータ以外に、さらに別部材でセパレータを設ける構成とする。【００５２】
また、リチウムイオン二次電池の製造装置において、電極基板を所定速度で送り出す電極基板送出機構と、電極基板に電極材料を塗工するための第１のスリットと第１のスリットの両側に設けた第１の絶縁材料を塗工するための第２のスリットと第１のスリットと第２のスリットの電極基板の送り方向前部に設けた前記塗工された電極材料と第１の絶縁材料の表面に第２の絶縁材料を塗工する第３のスリットを有するダイコータと、電極基板に塗工された電極材料と第１、第２の絶縁材料を加熱して、乾燥・固着させる乾燥炉と、電極材料と第１、第２の絶縁材料が固着された電極基板を巻き取る巻回機構とを備える構成とする。【００５３】
これにより、絶縁材料の電極層エッジ部への被覆率が向上し、短絡不良を低減できるという効果がある。【００５４】
以上説明したように、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。  
【符号の説明】
【００５５】
１：正極基板
２：正極基板送り出しロール
３，６，１０：ローラ
４，７，１８，２０，２８：ダイコータ
５：正極材料
８：絶縁材料
９：乾燥炉
１１：巻き取りロール
１２：電極層
１３：電極層とダイコータとのギャップ
１４：電極基板
１５：電極基板とダイコータとのギャップ
１６：第２の絶縁層
１７：絶縁不良部
１９：第１の絶縁材料
２１：第２の絶縁材料
２２：噴霧ノズル
２３：噴霧液
２４，２５，２６，２９，３０，３１，３２：スリット
２７：第1の絶縁層
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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