(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外縁部を有する集電体と、
前記集電体の前記外縁部を除いた表面のうちの少なくとも片面に形成され、主面を有する活物質含有層と、
前記活物質含有層の前記主面を被覆し、粒子状絶縁物を含む第１の絶縁層と、
前記集電体の前記外縁部の表面を被覆し、繊維状絶縁物を含む第２の絶縁層と、
前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層が接している連結部と
を含み、
前記活物質含有層の外縁部の表面に前記連結部が位置する、電極。
【請求項２】
前記活物質含有層は四辺形であり、
前記連結部は、前記活物質含有層の四側面に存在する、請求項１に記載の電極。
【請求項３】
前記第２の絶縁層の気孔率は、前記第１の絶縁層の気孔率に比して大きい請求項１又は２に記載の電極。
【請求項４】
前記活物質含有層の前記主面の一端部を被覆する前記第１の絶縁層上に前記第２の絶縁層が形成された部分を前記連結部が含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電極。
【請求項５】
外縁部を有する集電体と、前記集電体の前記外縁部を除いた表面のうちの少なくとも片面に形成され、主面を有する活物質含有層とを含む絶縁層未形成電極を準備する工程と、
前記活物質含有層の前記主面に、粒子状絶縁物及びバインダを含むスラリーを塗布して乾燥することにより第１の絶縁層を得る工程と、
前記第１の絶縁層を得る工程と同時か異なる時期に、前記集電体の前記外縁部の表面に繊維状絶縁物を直接形成することにより、第２の絶縁層を得る工程と
を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電極の製造方法。
【請求項６】
正極と、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電極からなる負極と、
非水電解質と
を含む非水電解質電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電極、電極の製造方法及び非水電解質電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウム二次電池等の二次電池においては、正極と負極との接触を回避するために多孔質のセパレータが用いられている。通常、セパレータは、正極および負極とは別個の自立膜として準備される。セパレータを正極と負極との間に配置して単位構造（電極セル）とし、これを捲回あるいは積層して電池が構成される。
【０００３】
一般的なセパレータとしては、ポリオレフィン系樹脂フィルム製微多孔膜が挙げられる。こうしたセパレータは、例えば、ポリオレフィン系樹脂組成物を含む溶融物をシート状に押出成形し、ポリオレフィン系樹脂以外の物質を抽出除去した後、そのシートを延伸することによって製造される。
【０００４】
樹脂フィルム製のセパレータは、電池の作製時に破断しないよう機械的強度を有する必要があるため、ある程度以上薄くすることが難しい。したがって、特に電池セルが多数積層または捲回されたタイプの電池においては、セパレータの厚みによって、電池の単位容積あたりに収納可能な単位電池層の量が制限されてしまう。これは、電池容量の低下につながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−４１８１７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、絶縁層の厚さに拘らず、電池の自己放電を抑制することが可能な電極及びその製造方法と、自己放電が抑制された非水電解質電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の実施形態によれば、外縁部を有する集電体と、活物質含有層と、第１の絶縁層と、第２の絶縁層と、連結部とを含む電極が提供される。活物質含有層は、集電体の外縁部を除いた表面のうちの少なくとも片面に形成される。また、活物質含有層は、主面を有する。第１の絶縁層は、活物質含有層の主面を被覆する。第１の絶縁層は粒子状絶縁物を含む。第２の絶縁層は、集電体の外縁部の表面を被覆する。また、第２の絶縁層は繊維状絶縁物を含む。連結部は、第１の絶縁層と第２の絶縁層が接している。また、連結部は、活物質含有層の外縁部の表面に位置する。
【０００８】
また、第１の実施形態によれば、絶縁層未形成電極を準備する工程（第１の工程）と、第１の絶縁層を得る工程（第２の工程）と、第２の絶縁層を得る工程（第３の工程）とを含む電極の製造方法が提供される。第１の工程では、外縁部を有する集電体と、集電体の外縁部を除いた表面のうちの少なくとも片面に形成され、主面を有する活物質含有層とを含む絶縁層未形成電極を準備する。第２の工程では、活物質含有層の主面に、粒子状絶縁物及びバインダを含むスラリーを塗布して乾燥することにより第１の絶縁層を得る。第３の工程では、第１の絶縁層を得る工程と同時か異なる時期に、集電体の外縁部の表面に繊維状絶縁物を直接形成することにより、第２の絶縁層を得る。
【０００９】
第２の実施形態によれば、正極と、第１の実施形態の電極からなる負極と、非水電解質とを含む非水電解質電池が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る電極の第一例を示す斜視図。
【図２】第１の実施形態に係る電極の第二例を示す斜視図。
【図３】第１の実施形態に係る電極の第三例を示す斜視図。
【図４】第１の実施形態に係る電極の第四例を示す斜視図。
【図５】図１に示す電極をタブ延出方向に沿って切断した際に得られる断面図。
【図６】図４に示す電極を長辺方向に沿って切断した際に得られる断面図。
【図７】絶縁層未形成の電極をタブ延出方向に沿って切断した際に得られる断面図。
【図８】第２の実施形態に係る非水電解質電池の第一例の部分切欠斜視図。
【図９】電極群をタブ延出方向に沿って切断した断面図。
【図１０】電極群の他の例の構成を示す斜視図。
【図１１】第２の実施形態に係る非水電解質電池の第二例の分解斜視図。
【図１２】第２の実施形態に係る非水電解質電池の第三例に用いられる電極群を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
第１の実施形態によれば、外縁部を有する集電体と、集電体の外縁部を除いた表面の少なくとも一部に形成され、第１の面及び第２の面を有する活物質含有層と、第１の絶縁層と、第２の絶縁層と、連結部とを含む電極が提供される。第１の絶縁層は、活物質含有層の第１の面及び第２の面を被覆し、かつ粒子状絶縁物を含む。第２の絶縁層は、集電体の外縁部の表面を被覆し、かつ繊維状絶縁物を含む。連結部において、第１の絶縁層と第２の絶縁層が接している。第１の絶縁層と第２の絶縁層が接していることは、光学顕微鏡で確認することが可能である。連結部において、第１の絶縁層と第２の絶縁層が一体化していることが望ましい。
【００１２】
ここで、活物質含有層の第１の面及び第２の面は、活物質含有層の主たる面であり、また、活物質含有層の中で最大面積を有する面である。
【００１３】
第１の絶縁層は、第２の絶縁層よりも気孔率を小さくすることができるため、薄くて緻密な絶縁層になり得る。その一方で、第１の絶縁層は、バインダ等で活物質含有層表面及び集電体表面に接着されているためにバインダが劣化すると、電極から剥離しやすい。また、第１の絶縁層は、第２の絶縁層に比して集電体との密着性に劣る。
【００１４】
実施形態のように、活物質含有層の第１の面及び第２の面を第１の絶縁層で被覆すると共に集電体の外縁部の表面を第２の絶縁層で被覆し、第１の絶縁層と第２の絶縁層が接する連結部を設けることにより、集電体と絶縁層との密着性を高めると共に、第２の絶縁層を含む電極と第１の絶縁層との接触面積を増やすことができるため、電極からの第１の絶縁層の剥離及び脱落が抑制される。その結果、この電極と第１の絶縁層を介して対向する対向電極とが微小短絡するのを抑制することができるため、電池の自己放電を抑えることができる。また、第２の絶縁層は、電池の製造工程（特に電極群の作製工程）等で集電体の外縁部が対向電極と接した際に内部短絡が生じるのを抑えることができる。
【００１５】
第１の絶縁層の剥離及び脱落の抑制効果は、第１の絶縁層の厚さを薄くしても得られるので、電極群中の第１の絶縁層の占める体積を少なくして体積エネルギー密度を向上することが可能である。
【００１６】
第２の絶縁層で被覆される集電体の外縁部表面は、電極反応への寄与が小さいため、電解液の消費速度が第１の絶縁層よりも遅い。そのため、第２の絶縁層に保持された電解液を連結部を通して第１の絶縁層に供給することができ、第２の絶縁層を電解液のリザーバとして機能させることができる。その結果、第１の絶縁層を薄くしても第１の絶縁層の電解液が枯渇するのを回避することができる。これにより、レート性能、寿命性能等の電池性能を改善し得る。
【００１７】
以上説明した通り、第１の絶縁層及び第２の絶縁層が連結部により一体化されたものをセパレータとして用いることにより、電池の自己放電及び内部短絡を抑制することができると共に、体積エネルギー密度、レート性能、寿命性能等の電池性能を改善し得る。
【００１８】
連結部は、活物質含有層の外縁部付近の表面に位置することが望ましい。活物質含有層の外縁部は、第１の面及び第２の面よりも面積が小さいため、第１の絶縁層との接触面積が少ない。当該連結部は、活物質含有層の外縁部付近の表面を被覆する第１の絶縁層の剥離及び脱落を抑制するため、自己放電の発生率を低くすることができる。
【００１９】
活物質含有層の第１の面及び第２の面の一端部を被覆する第１の絶縁層上に第２の絶縁層が形成されて連結部となっていることが望ましい。このような連結部は、電極群作製のために電極を捲回した際に第１の絶縁層にクラックが生じるのを抑制することができるため、第１の絶縁層の剥離及び脱落を抑えることができる。
【００２０】
第１の実施形態の電極の第一例〜第四例を図１〜図６に示す。
【００２１】
図１に示す第一例の電極１は、四辺形の集電体２と、集電タブ３と、活物質含有層４ａ，４ｂと、第１の絶縁層５ａ，５ｂと、第２の絶縁層６を含む。図７に絶縁層未形成の電極を示す。図７に示すように、集電体２は、第１の面２ａと、第１の面２ａの反対側に位置する第２の面２ｂとを有する。ここで、集電体の第１の面及び第２の面は、集電体の主たる面で、集電体の中で最大面積を有する面である。活物質含有層４ａは、集電体２の第１の面２ａに、活物質含有層４ｂは集電体２の第２の面２ｂに形成されている。活物質含有層４ａは第１の面４ｃを有し、活物質含有層４ｂは第２の面４ｄを有する。活物質含有層４ａ，４ｂの外縁部を４ｅで示す。集電体２は、外縁部２ｃのうちの一辺の中央付近に突出部を有する。突出部には、活物質含有層が保持されておらず、集電タブ３として機能する。
【００２２】
図５に示すように、第１の絶縁層５ａは、活物質含有層４ａの少なくとも第１の面４ｃを被覆している。また、第１の絶縁層５ｂは、活物質含有層４ｂの少なくとも第２の面４ｄを被覆している。第１の絶縁層５ａ，５ｂは、それぞれ、活物質含有層４ａ，４ｂの外縁部４ｅの表面（側面）を被覆していても良い。第２の絶縁層６は、集電体２の少なくとも外縁部２ｃの表面（側面）を被覆する。図５の場合、第２の絶縁層６は、活物質含有層４ａ，４ｂの外縁部４ｅの表面と、集電体２の外縁部２ｃの表面とを被覆する。活物質含有層４ａ，４ｂの外縁部４ｅの表面付近において、第１の絶縁層５ａ，５ｂと第２の絶縁層６が接しており、連結部７が存在している。集電タブ３の表面における、活物質含有層４ａ，４ｂの外縁部４ｅ表面と交差する部分が、第２の絶縁層８で被覆されている。
【００２３】
活物質含有層４ａ，４ｂの外縁部４ｅの表面に連結部７が存在することにより、特に電極１の外縁部付近の第１の絶縁層５ａ，５ｂの剥離及び脱落を抑制することができる。これにより、リーク電流に起因する自己放電を抑制することができる。また、集電タブ３の表面上に第２の絶縁層８を形成することにより、第２の絶縁層と電極との接触面積を増加させることができるため、第２の絶縁層の剥離及び脱落を抑制することができる。従って、集電体の外縁部が対向電極と接する内部短絡を低減することができる。
【００２４】
図２に示す第二の例の電極１は、集電体２の一方の長辺から複数の集電タブ３が突出していること以外は、第一の例と同様な構成を有する。第一の例と同じ部材には、同符号を付して説明を省略する。第二の例に示す通り、電極１は、集電タブ３を複数有することが可能である。
【００２５】
図３に示す第三の例の電極１は、四辺形の集電体２と、集電タブ３と、活物質含有層４ａ，４ｂと、第１の絶縁層５ａ，５ｂと、第２の絶縁層６を含む。集電体２は、外縁部２ｃのうち一方の長辺に突出部を有する。突出部には、活物質含有層が保持されておらず、集電タブ３として機能する。第１の絶縁層５ａは、活物質含有層４ａの少なくとも第１の面４ｃを被覆している。また、第１の絶縁層５ｂは、活物質含有層４ｂの少なくとも第２の面４ｄを被覆している。第１の絶縁層５ａ，５ｂは、それぞれ、活物質含有層４ａ，４ｂの外縁部４ｅの表面（四側面）を被覆していても良い。第２の絶縁層６は、少なくとも、集電体２の外縁部２ｃ表面（側面）を被覆する。図３の場合、第２の絶縁層６は、活物質含有層４ａ，４ｂの外縁部４ｅの表面（四側面）も被覆している。よって、活物質含有層４ａ，４ｂの外縁部４ｅの表面（四側面）において、第１の絶縁層５ａ，５ｂと第２の絶縁層６が接している連結部７が存在する。集電タブ３の表面における活物質含有層４ａ，４ｂの外縁部４ｅ表面と交差する部分が、第２の絶縁層８で被覆されている。
【００２６】
活物質含有層４ａ，４ｂの外縁部４ｅの表面に連結部７が存在することにより、特に電極１の外縁部付近の第１の絶縁層５ａ，５ｂの剥離及び脱落を抑制することができる。これにより、リーク電流に起因する自己放電を抑制することができる。また、集電タブ３の表面上に第２の絶縁層８を形成することにより、第２の絶縁層と電極との接触面積を増加させることができるため、第２の絶縁層の剥離及び脱落を抑制することができる。従って、集電体の外縁部が対向電極と接する内部短絡を低減することができる。
【００２７】
図４及び図６に示す第四の例の電極１は、活物質含有層４ａの第１の面４ｃの短辺に平行な一端部を被覆する第１の絶縁層５ａ上と、活物質含有層４ｂの第２の面４ｄの短辺に平行な一端部を被覆する第１の絶縁層５ｂ上に第２の絶縁層６ｂを形成すること以外は、第三の例と同様な構成を有する。第１の絶縁層５ａと第２の絶縁層６ｂが接している箇所は連結部７となる。なお、第三の例と同じ部材には、同符号を付して説明を省略する。
【００２８】
第四の例の電極１によると、電極群作製の際、第２の絶縁層６ｂが形成された端部から巻き始めると、この端部の曲率半径が大きくなるが、第１の絶縁層５ａ，５ｂにクラックが生じるのを抑制することができるため、第１の絶縁層５ａ，５ｂの剥離及び脱落を抑えることができる。
【００２９】
以下、電極に含まれる各部材について説明する。
（１）集電体
集電体の例には、導電性材料からなる箔が含まれる。導電性材料の例には、アルミニウム、アルミニウム合金が含まれる。
【００３０】
タブは、集電体と同じ材料から形成されていることが望ましい。集電体のうち活物質含有層が形成されていない箇所をタブとして使用しても良いが、集電体とは別にタブを用意し、これを集電体に溶接等で接続することも可能である。
（２）活物質含有層
活物質含有層は、集電体の両面（第１の面及び第２の面）に形成しても良いが、片面のみ形成することも可能である。
【００３１】
活物質含有層は、活物質以外に、結着剤、導電剤を含んでいても良い。電極は、正極か、負極、または正極及び負極の両方に使用可能である。
【００３２】
電極を負極として使用する場合、負極活物質としては、グラファイトをはじめとした炭素材料、スズ・シリコン系合金材料等を用いることができるが、チタン酸リチウムが好ましい。チタン酸リチウムとしては、例えば、スピネル構造を有するＬｉ4+xＴｉ5Ｏ12（０≦ｘ≦３）や、ラムステライド構造を有するＬｉ2+yＴｉ3Ｏ7（０≦ｙ≦３）が挙げられる。負極活物質の種類は１種類または２種類以上にすることができる。
【００３３】
負極活物質の一次粒子の平均粒径は、０．００１〜１μｍの範囲内であることが好ましい。粒子形状は、粒状、繊維状のいずれであってもよい。繊維状の場合は、繊維径が０．１μｍ以下であることが好ましい。平均粒径１μｍ以下のチタン酸リチウムが負極活物質として用いられる場合には、表面の平坦性の高い負極活物質含有層が得られる。また、チタン酸リチウムが用いられると、一般的なリチウム二次電池と比較して電位が低いものとなるので、リチウム金属の析出は原理的に生じない。チタン酸リチウムを含む負極活物質は、充放電反応に伴う膨張収縮が、小さいため、活物質の結晶構造の崩壊を防止することができる。
【００３４】
負極導電剤としては、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛等を挙げることができる。負極活物質と負極導電剤を結着させるための結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴム、スチレンブタジエンゴム等が挙げられる。
【００３５】
電極を正極として使用する場合、正極活物質としては、一般的なリチウム遷移金属複合酸化物を用いることができる。例えば、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉ1-xＣｏxＯ2（０＜ｘ＜０．３）、ＬｉＭｎxＮｉyＣｏzＯ2（０＜ｘ＜０．５、０＜ｙ＜０．５、０≦ｚ＜０．５）、ＬｉＭｎ2-xＭxＯ4（ＭはＬｉ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ａｌ及びＮｉからなる群より選択される少なくとも１種類の元素、０＜ｘ＜０．２）、ＬｉＭＰＯ4（ＭはＦｅ，Ｃｏ及びＮｉからなる群より選択される少なくとも１種類の元素）などである。
【００３６】
正極導電剤としては、例えば、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛等の炭素質物を挙げることができる。結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、およびフッ素系ゴム等が挙げられる。
（３）第１の絶縁層
第１の絶縁層は、粒子状絶縁物を含む。第１の絶縁層は、例えば、層状の母材に粒子状絶縁物が分散しているもの、粒子状絶縁物の層状集合体、粒子状絶縁物が結着剤で結合された構造を有するものであり得る。粒子状絶縁物としては、例えば酸化物、窒化物等を用いることができる。粒子状絶縁物の種類は、１種類以上にすることができる。
【００３７】
酸化物としては、例えば、Ｌｉ2Ｏ、ＢｅＯ、Ｂ2Ｏ3、Ｎａ2Ｏ、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｐ2Ｏ5、ＣａＯ、Ｃｒ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、ゼオライト（Ｍ2/nＯ・Ａｌ2Ｏ3・ｘＳｉＯ2・ｙＨ2Ｏ（式中、ＭはＮａ、Ｋ、ＣａおよびＢａからなる群より選択される少なくとも１種類の金属原子、ｎは金属陽イオンＭn+の電荷に相当する数、ｘおよびｙは、ＳｉＯ2およびＨ2Ｏのモル数であり２≦ｘ≦１０、２≦ｙ≦１０）などが挙げられる。窒化物としては、例えばＢＮ、ＡｌＮ、Ｓｉ3Ｎ4およびＢａ3Ｎ2等が挙げられる。
【００３８】
さらに、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ジルコン（ＺｒＳｉＯ4）、炭酸塩（例えば、ＭｇＣＯ3およびＣａＣＯ3等）、硫酸塩（例えば、ＣａＳＯ4およびＢａＳＯ4等）、およびこれらの複合体（例えば磁器の一種である、ステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ2）、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ2）および、コージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ2Ｏ3・５ＳｉＯ2））などを粒子状絶縁物として用いることができる。
【００３９】
粒子状絶縁物のうち好ましいのは、二酸化珪素の粒子、酸化アルミニウムの粒子である。これは、副反応を少なくできるからである。
【００４０】
粒子状絶縁物の形状は、特に制限されず、球状、鱗片状、多角状または繊維状等、任意の形状とすることができる。
【００４１】
粒子状絶縁物には、硬度の高いものを用いるのが好ましい。第１の絶縁層に過度の圧力が加えられた場合には、層中の空孔は変形して潰れるおそれがある。粒子状絶縁物は、第１の絶縁層中の空孔の変形等を避けることができる。電解質の含浸性やイオン伝導性が低下することがなく、電池の耐久性が劣化することは避けられる。
【００４２】
粒子状絶縁物の粒径は、平均粒径が５ｎｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。これは、平均粒径が小さいと、第１の絶縁層の透気度の値が大きくなって電解液の含浸性が低下する恐れがあり、一方、平均粒径が大きいと、粒子状絶縁物が第１の絶縁層から脱落しやすくなるからである。平均粒径のより好ましい範囲は５ｎｍ〜１０μｍであり、更に好ましい範囲は５ｎｍ〜１μｍである。こうした範囲内の平均径を有する粒子状絶縁物が、第１の絶縁層の全体積の４０％未満程度で含有されていると、所望の効果を得ることができる。
【００４３】
粒子状絶縁物が含有されることによって、第１の絶縁層の強度が高められる。例えば捲回型とする場合には曲げ性が良好になったり、圧縮耐性が向上され、積層型とする場合においても、打ち抜きの際のエッジ部におけるダメージを軽減することができる。こうして、絶縁層の剛性を保ちつつ、性能を維持することが可能となる。
【００４４】
第１の絶縁層の強度が高められることに加えて、粒子状絶縁物が含有されることによって、熱収縮に対する耐性も高めることができる。特に、粒子状絶縁物の材質としてα−Ａｌ2Ｏ3を用いた場合には、第１の絶縁層の耐熱性は、よりいっそう高められる。
【００４５】
第１の絶縁層の厚さは１２μｍ以下の範囲にすることが望ましい。これによって、セパレータの厚さが低減されて電極の捲回数あるいは積層数を増やすことが可能となるので、高い電池容量を得られる。第１の絶縁層の厚さは薄い方が好ましく、一粒子層からなる第１の絶縁層も使用可能である。
【００４６】
第１の絶縁層の気孔率は、３０％以上７０％以下にすることが望ましい。これにより、第１の絶縁層の厚さを薄くした際にもリーク電流を防止できるため、電池の自己放電抑制効果を高めることができる。
（４）第２の絶縁層
第２の絶縁層は、繊維状絶縁物を含む。第２の絶縁層は、集電体の外縁部の表面あるいはタブの表面に、繊維状絶縁物の原料を供給して直接形成されたものである。また、第２の絶縁層は、繊維状絶縁物の集合体であり得る。
【００４７】
繊維状絶縁物の例に、有機繊維が含まれる。有機繊維を構成する有機材料は、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリエーテル、ポリイミド、ポリケトン、ポリスルホン、セルロース、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）及びポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）からなる群から選択することができる。ポリオレフィンとしては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）およびポリエチレン（ＰＥ）などが挙げられる。ポリイミドおよびＰＶｄＦは、一般的に、繊維状とすることが困難な材料であるとされている。エレクトロスピニング法を採用すると、こうした材料も繊維状として層を形成することが可能である。有機繊維の種類は１種類又は２種類以上にすることができる。好ましいのは、ポリイミド、ポリアミドイミド、セルロース、ＰＶｄＦ、ＰＶＡであり、より好ましいのは、ポリイミド、ポリアミドイミド、セルロース、ＰＶｄＦである。
【００４８】
特に、ポリイミドは、２５０〜４００℃においても不溶・不融であって分解もしないので、耐熱性に優れた第２の絶縁層を得ることができる。
【００４９】
有機繊維は、長さ１ｍｍ以上、太さ１μｍ以下であることが好ましい。こうした有機繊維の層からなる第２の絶縁層は、十分な強度、気孔率、透気度、孔径、耐電解液性、耐酸化還元性等を有するので、セパレータとして良好に機能する。有機繊維の太さは、電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）、ＴＥＭ、ＳＴＥＭ等によって測定することができる。また、有機繊維の長さは、ＳＥＭ観察での測長に基づいて得られる。
【００５０】
イオン透過性および含電解液性の確保が必要であることから、第２の絶縁層を形成している繊維全体の体積の３０％以上は、太さ１μｍ以下の有機繊維であることが好ましい。太さのより好ましい範囲は、３５０ｎｍ以下であり、さらに好ましい範囲は５０ｎｍ以下である。また、太さ１μｍ以下（より好ましくは３５０ｎｍ以下、さらに好ましくは５０ｎｍ以下）の有機繊維の体積は、第２の絶縁層を形成している繊維全体の体積の８０％以上を占めることがより好ましい。こうした状態は、第２の絶縁層のＳＥＭ観察によって確認することができる。太さ４０ｎｍ以下の有機繊維が、第２の絶縁層を形成している繊維全体の体積の４０％以上を占めることがより好ましい。有機繊維の径が小さいことは、リチウムイオンの移動を妨害する影響が小さいことになる。
【００５１】
第２の絶縁層は空孔を有し、空孔の平均孔径５ｎｍ〜１０μｍであることが好ましい。また、気孔率は１０〜９０％であることが好ましい。こうした空孔を備えていれば、リチウムイオンの透過性に優れ、電解質の含浸性も良好なセパレータが得られる。気孔率は、８０％以上であることがより好ましい。空孔の平均孔径および気孔率は、水銀圧入法、体積と密度からの算出、ＳＥＭ観察、ガス脱吸着法によって確認することができる。第２の絶縁層における気孔率が大きいことは、リチウムイオンの移動を妨害する影響が小さいことになる。
【００５２】
第２の絶縁層の気孔率は、第１の絶縁層の気孔率に比して大きいことが望ましい。これにより、第２の絶縁層の非水電解質の保持性能を第１の絶縁層に比して高くすることができる。その結果、第１の絶縁層中の非水電解質が充放電反応等により消費されても、第２の絶縁層中の非水電解質を第１の絶縁層に供給することができるため、第１の絶縁層における非水電解質の枯渇が回避され、非水電解質電池の寿命性能を優れたものにすることができる。
【００５３】
第２の絶縁層の厚さは１２μｍ以下の範囲にすることが望ましい。これによって、第１の絶縁層と第２の絶縁層が接する連結部の厚さを薄くすることができるため、電極を対向電極と共に捲回する際に巻きずれが生じるのを回避することができる。厚さの下限値は、特に限定されないが、１μｍでありえる。
【００５４】
第１の絶縁層の厚さと第２の絶縁層の厚さは同じであるか、第２の絶縁層の厚さが第１の絶縁層の厚さよりも薄い方が望ましい。これにより、第１の絶縁層と第２の絶縁層が接する連結部と、その他の部分との厚みの差を小さくすることができるため、セパレータの厚さばらつきを小さくして電極の極間距離のばらつきを低減することができる。
【００５５】
第２の絶縁層は、例えば、エレクトロスピニング法で形成される。エレクトロスピニング法を用いることによって、上述したような条件を備えた有機繊維の層からなる第２の絶縁層を電極表面に容易に形成することができる。エレクトロスピニング法は、原理的には連続した１本の繊維を形成するので、曲げによる破断、膜の割れへの耐性を薄膜で確保できる。層を構成する有機繊維が１本であることは、有機繊維層のほつれや一部欠損の確率が低く、自己放電の抑制の点で有利である。
【００５６】
エレクトロスピニングには、有機材料を溶媒に溶解して調製された溶液が原料溶液に用いられる。有機材料の例は、有機繊維を構成する有機材料で挙げたものと同様なものを挙げることができる。有機材料は、例えば５〜６０質量％程度の濃度で溶媒に溶解して用いられる。有機材料を溶解する溶媒は特に限定されず、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ‘ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、水、アルコール類等、任意の溶媒を用いることができる。また、溶解性の低い有機材料に対しては、レーザー等でシート状の有機材料を溶融しながらエレクトロスピニングする。加えて、高沸点有機溶剤と低融点の溶剤とを混合することも許容される。
【００５７】
高圧発生器を用いて紡糸ノズルに電圧を印加しつつ、紡糸ノズルから所定の電極の表面にわたって原料溶液を吐出することによって、有機繊維の層が形成される。印加電圧は、溶媒・溶質種、溶媒の沸点・蒸気圧曲線、溶液濃度、温度、ノズル形状、サンプル−ノズル間距離等に応じて適宜決定され、例えばノズルとワーク間の電位差を０．１〜１００ｋＶとすることができる。原料溶液の供給速度もまた、溶液濃度、溶液粘度、温度、圧力、印可電圧、ノズル形状等に応じて適宜決定される。シリンジタイプの場合には、例えば、１ノズルあたり０．１〜５００μｌ／ｍｉｎ程度とすることができる。また、多ノズルやスリットの場合には、その開口面積に応じて供給速度を決定すればよい。
【００５８】
有機繊維が乾燥状態で電極の表面に直接形成されるので、電極内部に原料溶液の溶媒が浸み込むことは実質的に避けられる。電極内部の溶媒残留量は、ｐｐｍレベル以下と極めて低いものとなる。電極内部の残留溶媒は、酸化還元反応を生じて電池のロスを引き起こし、電池性能の低下につながる。本実施形態によれば、こうした不都合が生じるおそれは極力低減されることから、電池の性能を高めることができる。
【００５９】
有機繊維の層においては、含まれる有機繊維を疎の状態とすれば気孔率が高められるので、例えば気孔率が９０％程度の層を得るのも困難ではない。そのような気孔率の大きな層を粒子で形成するのは、極めて困難である。
【００６０】
有機繊維の層からなる第２の絶縁層は、凹凸、割れやすさ、含電解液性、密着性、曲げ特性、気孔率、イオン透過性の点で、無機繊維の層より有利である。
【００６１】
有機繊維の表面には、カチオン交換基が存在することが好ましい。カチオン交換基によって、セパレータを通過するリチウムイオンの移動が促進されるので、電池の性能が高められる。具体的には、長期にわたって急速充電、急速放電を行なうことが可能となる。カチオン交換基は特に限定されないが、例えばスルホン酸基およびカルボン酸基が挙げられる。カチオン交換基を表面に有する繊維は、例えば、スルホン化された有機材料を用いてエレクトロスピニング法により形成することができる。
【００６２】
電極は、例えば、以下に説明する方法で作製される。
【００６３】
活物質、導電剤および結着剤を含有するスラリーを調製し、得られたスラリーを集電体の両面に塗布して乾燥することにより活物質含有層を形成し、プレス後、必要に応じて所望の寸法に裁断する。また、集電タブについては、集電体の一部にスラリーを塗布せず、この部分を集電タブとして用いるか、集電体に金属板等を溶接して金属板等を集電タブとして用いる。以上のようにして作製した絶縁層未形成の電極に、次の方法で第１の絶縁層と第２の絶縁層を形成する。
（第１の絶縁層の形成方法）
粒子状絶縁物及びバインダが溶媒（例えば水）に分散されたスラリーを電極の活物質含有層上に塗布した後、乾燥させることにより、活物質含有層を第１の絶縁層で被覆する。塗布方法としては、例えば、ダイコータを用いる方法、グラビアコート、スプレーによる噴霧等が挙げられる。ダイコータ、グラビアコートは、原料の利用効率に優れている。また、スプレーは、製造コストの削減に有効である。バインダには、例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリル系バインダー等が挙げられる。
（第２の絶縁層の形成方法）
例えばエレクトロスピニング法が採用される。エレクトロスピニング法では、第２の絶縁層の形成対象である電極をアースしてアース電極とする。紡糸ノズルに印加された電圧により原料溶液が帯電すると共に、原料溶液からの溶媒の揮発により原料溶液の単位体積当たりの帯電量が増加する。溶媒の揮発とそれに伴う単位体積あたりの帯電量の増加が連続して生じることで、紡糸ノズルから吐出された原料溶液は長手方向に延び、ナノサイズの有機繊維として電極に堆積する。有機繊維と電極間には、ノズルと電極間の電位差によりクーロン力が生じる。よって、ナノサイズの有機繊維により電極との接触面積を増加させることができ、この有機繊維をクーロン力により電極上、特に集電体上及びタブ上に堆積することができるため、絶縁層の電極からの剥離強度を高めることが可能となる。剥離強度は、例えば、溶液濃度、サンプル−ノズル間距離等を調節することにより制御することが可能である。なお、集電タブに第２の絶縁層を形成しない場合、集電タブをマスクしてから第２の絶縁層を形成すると良い。
【００６４】
第１の絶縁層の形成と第２の絶縁層の形成は、同時に行うこともできるが、第１の絶縁層の形成後に第２の絶縁層を形成しても、第２の絶縁層の形成後に第１の絶縁層を形成しても良い。電極の表面のうち第１の絶縁層で被覆された部分は、絶縁性が高いため、エレクトロスピニング法による有機繊維がほとんど堆積せず、電極表面に露出している集電体及び集電タブに有機繊維が選択的に堆積され得る。そのため、第１の絶縁層の形成後に第２の絶縁層を形成すると、必要な箇所に第２の絶縁層を選択的に形成することが可能となる。
【００６５】
また、実施形態の電極を用いて電極群を作製後、電極群の表面の少なくとも一部に第２の絶縁層を堆積させることができる。
【００６６】
第１の絶縁層の形成速度は、第２の絶縁層の場合と比較して速い。このため、電極に占める面積割合の大きい活物質含有層の第１の面及び第２の面を第１の絶縁層で被覆することにより、絶縁層の形成速度を速めることができ、電極の製造に要する時間を短縮することが可能である。
【００６７】
電池中に含まれる第１，第２の絶縁層の物性（気孔率等）は、電池から以下の方法で取り出した第１，第２の絶縁層に対して行うことができる。電池を完全に放電させた後、もしくはAr等の不活性ガス雰囲気で外装部材（例えば金属製容器、ラミネートフィルム製容器）を開封し、電極構造体（電極群）を取り出す。第１，第２の絶縁層を正極及び負極から剥がした後、第１，第２の絶縁層を溶剤（例えばジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ））で洗浄することにより、第１，第２の絶縁層に付着した非水電解液を除去する。次いで、第１，第２の絶縁層を乾燥し、測定に供する。
【００６８】
第１，第２の絶縁層の厚さは、電池の外装部材（例えば、金属製容器、ラミネートフィルム製容器）から取り出した電極構造体（電極群）に樹脂埋め処理を行った後、測定することができる。
【００６９】
以上説明した第１の実施形態によれば、活物質含有層を被覆し、粒子状絶縁物を含む第１の絶縁層と、集電体の外縁部の表面を被覆し、繊維状絶縁物を含む第２の絶縁層と、第１の絶縁層と第２の絶縁層が接している連結部とを含む電極が提供される。このような電極は、第１の絶縁層の剥離及び脱落を抑制することができるため、電池の自己放電を抑えることができる。
【００７０】
また、第１の実施形態によれば、第１の絶縁層作製工程と、第２の絶縁層作製工程とを含む電極の製造方法が提供される。第１の絶縁層は、活物質含有層の第１の面及び第２の面に、粒子状絶縁物及びバインダを含むスラリーを塗布して乾燥することにより得られる。また、第２の絶縁層は、第１の絶縁層を得る工程と同時か異なる時期に、集電体の外縁部の表面に繊維状絶縁物を直接形成することにより得られる。このような方法によると、第１の絶縁層及び第２の絶縁層が高い強度で密着した電極を得ることができる。
（第２の実施形態）
第２の実施形態によれば、正極と、負極と、非水電解質とを含む非水電解質電池が提供される。第１の実施形態に係る電極は、正極か、負極、あるいは正極と負極に用いることができる。本実施形態に係る非水電解質電池の形態は、特に限定されるものではなく、例えば、積層型、扁平型、薄型、角型、捲回型、円筒型等にすることができる。
【００７１】
非水電解質電池の第一例〜第三例を図８〜図１２に示す。
【００７２】
図８に示す第一例の非水電解質電池１０は、薄型または扁平型と呼ばれるもので、ラミネートフィルム製の外装部材１１と、電極群１２と、正極端子１３と、負極端子１４と、非水電解質（図示しない）を含む。電極群１２は、正極と負極がセパレータを介して交互に積層された積層構造を有する。図９に、積層構造の一例を示す。正極１５は、アルミニウム等の箔からなる正極集電体１５ａと、正極活物質含有層１５ｂと、正極集電タブ１５ｃを有している。正極集電体１５ａは、矩形状の本体部分と、本体部分の一辺から突出した突出部とを有する。正極活物質含有層１５ｂは、正極集電体１５ａの本体部分の主たる両面（第１の面及び第２の面）に形成されている。突出部には、正極活物質含有層が形成されておらず、正極集電タブ１５ｃとして機能する。負極１６は、アルミニウム等の箔からなる負極集電体１６ａと、負極活物質含有層１６ｂと、負極集電タブ１６ｃを有している。負極活物質含有層１６ｂは、負極集電体１６ａの本体部分の主たる両面に形成されている。負極集電体１６ａは、矩形状の本体部分と、本体部分の一辺から突出した突出部とを有する。突出部には、負極活物質含有層が形成されておらず、負極集電タブ１６ｃとして機能する。セパレータは、第１の絶縁層５ａ，５ｂ及び第２の絶縁層６を含むものである。一方の負極活物質含有層１６ｂの主たる面（第１の面）が第１の絶縁層５ａで被覆され、他方の負極活物質含有層１６ｂの主たる面（第２の面）が第１の絶縁層５ｂで被覆されている。第２の絶縁層６は、負極集電体１６ａ及び負極活物質含有層１６ｂそれぞれの外縁部の表面（側面）を被覆している。第１の絶縁層５ａ，５ｂの外縁部に第２の絶縁層６が接しており、その箇所が連結部７である。正極１５と負極１６は、交互に積層され、正極活物質含有層１５ｂと負極活物質含有層１６ｂの間に第１の絶縁層５ａまたは第１の絶縁層５ｂが位置している。非水電解質（図示しない）は、電極群１２に保持あるいは含浸されている。各正極１５の正極集電タブ１５ｃが正極端子１３に電気的に接続され、各負極１６の負極集電タブ１６ｃが負極端子１４に電気的に接続されている。図８に示すように、正極端子１３と負極端子１４は、互いに距離を隔てた状態でそれぞれの先端が外装部材１の外部に突出している。
【００７３】
図８，９に示す積層型の非水電解質電池によれば、負極の外縁部付近における第１の絶縁層の剥離及び脱落が回避されるため、自己放電が抑制される。この電池の封止工程は、ラミネートフィルム製の外装部材に電極群及び非水電解液を収容後、ヒートシールによってなされる。ヒートシールは、外装部材内を真空にした状態でなされる。そのため、電極群のエッジ付近に圧力が加わるが、連結部の存在により、第１の絶縁層の剥離及び脱落が抑制される。その結果、負極と第１の絶縁層を介して対向する正極とが微小短絡するのを抑制することができるため、電池の自己放電を抑えることができる。また、第２の絶縁層は、負極の外縁部又は負極集電タブが正極と接した際に内部短絡が生じるのを抑えることができる。
【００７４】
図８では、正極端子と負極端子の延出方向を同じにしたが、正極端子と負極端子の延出方向は同方向に限定されず、図１０の第二例に例示されるように正極端子１３の延出方向を負極端子１４の延出方向の反対向きにすることも可能である。
【００７５】
図１１に示す第三例の非水電解質電池１０は、角型と呼ばれるもので、金属製容器２０と、捲回型電極群２１と、蓋２２と、正極端子２３と、負極端子２４と、非水電解質（図示しない）とを含む。捲回型電極群２１は、正極２５と絶縁層（セパレータ）一体型の負極２６が扁平の渦巻き状に捲回された構造を有する。絶縁層一体型の負極２６には、図３または図４に示す構造の電極１が使用される。よって、セパレータは、第１の絶縁層及び第２の絶縁層を含むものである。正極２５には、図３または図４に示す構造の電極１を使用しても良いが、第１の絶縁層及び第２の絶縁層を備えていないもの（例えば、絶縁層がないこと以外は図３または図４に示す構造と同様なもの）を使用しても良い。捲回型電極群２１において、扁平の渦巻き状に捲回された正極集電タブが一方の面に位置し、また、扁平の渦巻き状に捲回された負極集電タブが他方の面２７に位置している。正極活物質含有層と負極活物質含有層の間に第１の絶縁層が位置している。非水電解質（図示しない）は、電極群２１に保持あるいは含浸されている。正極リード２８は、正極集電タブと電気的に接続され、かつ正極端子２３とも電気的に接続されている。また、負極リード２９は、負極集電タブと電気的に接続され、かつ負極端子２４とも電気的に接続されている。電極群２１は、正極リード２８及び負極リード２９が電池容器２０の主面側と対向するように容器２０内に配置される。蓋２２は、金属製容器２０の開口部に溶接等により固定されている。正極端子２３と負極端子２４は、絶縁性のハーメチックシール部材（図示せず）を介して蓋２２にそれぞれ取り付けられている。
【００７６】
図１１に示す捲回型の非水電解質電池によれば、電極群の内周側に位置する負極から第１の絶縁層が剥離及び脱落するのが回避されるため、自己放電が抑制される。電極群の内周側の方が正極及び負極の曲率半径が大きいため、内周側に位置する第１の絶縁層にクラックが生じやすいが、連結部の存在により、第１の絶縁層の剥離及び脱落が抑制される。その結果、負極と第１の絶縁層を介して対向する正極とが微小短絡するのを抑制することができるため、電池の自己放電を抑えることができる。また、第２の絶縁層は、負極の外縁部又は負極集電タブが正極と接した際に内部短絡が生じるのを抑えることができる。
【００７７】
また、負極に図４に示す構造の電極を使用し、第２の絶縁層６ｂで被覆されている負極活物質含有層４ａ、４ｂの短辺方向の端部から巻き始めることにより、曲率半径の大きい内周側で第１の絶縁層５ａ，５ｂにクラックが発生するものの、その部分に第２の絶縁層６ｂが積層されているため、第１の絶縁層５ａ，５ｂの剥離及び脱落を回避することができる。
【００７８】
第１の絶縁層の剥離及び脱落を回避するため、第２の絶縁層は、第１の絶縁層の少なくとも主たる面上と、活物質含有層の外縁部とを被覆していることが望ましい。より好ましいのは、集電タブの先端部を除いた電極表面を第２の絶縁層で被覆するものである。
【００７９】
なお、図１２に示すように、電極群２１の渦巻き状に捲回された端面を第２の絶縁層３０で被覆しても良い。これにより、電極群の端面におけるショートの発生は回避され、電池としての安全性を高めることができる。
【００８０】
実施形態の非水電解質電池に用いられる非水電解質について、説明する。非水電解質としては、電解質を有機溶媒に溶解することにより調整される液状非水電解質、液状電解質と高分子材料を複合化したゲル状非水電解質等が挙げられる。液状非水電解質は、例えば電解質を０．５ｍｏｌ／ｌ以上、２．５ｍｏｌ／ｌ以下の濃度で有機溶媒に溶解することによって、調製することができる。
【００８１】
電解質としては、例えば、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム［ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2］等のリチウム塩、あるいはこれらの混合物を挙げることができる。高電位でも酸化し難いものであることが好ましく、ＬｉＰＦ6が最も好ましい。
【００８２】
有機溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ビニレンカーボネート等の環状カーボネートや、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）等の鎖状カーボネートや、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２メチルテトラヒドロフラン（２ＭｅＴＨＦ）、ジオキソラン（ＤＯＸ）等の環状エーテルや、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、ジエトエタン（ＤＥＥ）等の鎖状エーテルや、γ-ブチロラクトン（ＧＢＬ）、アセトニトリル（ＡＮ）、およびスルホラン（ＳＬ）等が挙げられる。こうした有機溶媒は、単独でも２種以上の混合物として用いてもよい。
【００８３】
高分子材料としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）等を挙げることができる。
【００８４】
なお、非水電解質として、リチウムイオンを含有した常温溶融塩（イオン性融体）、高分子固体電解質、無機固体電解質等を用いてもよい。
【００８５】
以上説明した第２の実施形態の非水電解質電池は、第１の実施形態に係る電極を正極及び負極のうちの少なくとも一方に用いる。そのため、電池の自己放電及び内部短絡を抑えることができる。
【実施例】
【００８６】
以下、実施例を示す。
（実施例１）
負極として、アルミニウム箔からなる集電体の両面（第１の面及び第２の面）に、チタン酸リチウムを含む負極活物質含有層が設けられた電極を用意した。チタン酸リチウムの一次粒子の平均粒径は０．５μｍであった。また、集電体の長辺方向に平行な一端部には負極活物質含有層を形成せず、この箇所を負極集電タブとした。
【００８７】
平均粒径が１μｍのＡｌ2Ｏ3粒子（粒子状絶縁物）を１００重量部と、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を１重量部と、アクリル系バインダーを４重量部とを水に分散させ、スラリーを調製した。得られたスラリーを負極活物質含有層それぞれの主たる面（第１の面及び第２の面）にスプレーで塗布し、乾燥させることにより、厚さが１０μｍで、気孔率が６０％の第１の絶縁層を形成した。
【００８８】
この負極上に、エレクトロスピニング法によって有機繊維（繊維状絶縁物）の層を形成した。
【００８９】
有機材料としては、ポリイミドを用いた。このポリイミドを、溶媒としてのＤＭＡｃに２０質量％の濃度で溶解して、有機繊維の層を形成するための原料溶液を調製した。得られた原料溶液を、定量ポンプを使用して５μｌ／ｍｉｎの供給速度で紡糸ノズルから負極の側面に供給した。高電圧発生器を用いて、紡糸ノズルに２０ｋＶの電圧を印加し、この紡糸ノズル１本で１００×２００ｍｍの範囲を動かしながら負極側面に有機繊維の層を形成した。なお、負極集電タブの表面のうち負極側面との境界から１０ｍｍの部分を除き、負極集電タブの表面をマスクした状態でエレクトロスピニング法を実施して図３に示す構造の負極を得た。負極側面の活物質含有層の外縁部表面において、第１の絶縁層と第２の絶縁層が接して連結部（第１の連結部）が設けられていた。
【００９０】
ＳＥＭによる観察の結果、形成された有機繊維の層の厚さは、１０μｍであり、有機繊維の太さは５０ｎｍ以下であり、第２の絶縁層を形成する繊維全体の体積の４０％は径５０ｎｍ程度であることが確認された。また、気孔率は９０％であることが、水銀圧入法により確認された。ＳＥＭによる測長と繊維膜形成時の観察から、有機繊維の長さは少なくとも１ｍｍ以上であることが推測される。
【００９１】
次に、作製された負極を用いて簡易セルを作製して電池性能を評価した。
【００９２】
正極としては、アルミニウム箔からなる集電体上に、コバルト酸リチウムを含む正極活物質含有層が設けられた電極を用意した。
【００９３】
得られた第１，第２の絶縁層一体化負極に、正極を正極活物質含有層が第１の絶縁層を介して負極活物質含有層と対向するように配置し、これらを偏平形状に捲回した後にプレスすることにより、扁平の渦巻き状をした電極群を得た。室温で一晩真空乾燥した後、露点−８０℃以下のグローブボックス内に１日放置した。
【００９４】
これを、電解液とともに金属製容器に収容して、実施例１の非水電解質電池を得た。用いた電解液は、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）にＬｉＰＦ6を溶解させたものである。また、実施例１の非水電解質電池は、図１１に示す構造を有するものであった。
（実施例２）
負極活物質含有層の第１の面及び第２の面の短辺から幅１ｍｍまでを被覆する第１の絶縁層上に、実施例１と同様な方法で第２の絶縁層を堆積させて第２の連結部を形成すること以外は、実施例１と同様な構成の負極を作製した。負極を第２の連結部がある方から捲回すること以外は、実施例１と同様にして電極群を作製した。得られた電極群を用いて実施例１と同様にして非水電解質電池を製造した。
（実施例３〜６）
粒子状絶縁物及び繊維状絶縁物の種類を下記表１に示すように変更すること以外は、実施例１と同様にして非水電解質電池を製造した。
（比較例１）
第２の絶縁層を形成する代わりに、厚さが２０μｍの絶縁テープで負極側面を被覆すること以外は、実施例１と同様にして電極群を作製したところ、負極の外縁部の厚さが厚くなったために電極群の厚さが規格値よりも厚くなり、電極群を金属製容器に収納することができなかった。このため、電池を製造することができなかった。
（比較例２）
負極表面全体（負極集電タブの表面を除く）に実施例１と同様な条件でのエレクトロスピニング法により有機繊維の層を形成しつつ、実施例１と同様な組成のＡｌ2Ｏ3粒子含有スラリーをスプレーで塗布して乾燥させることにより、負極表面全体（負極集電タブの表面を除く）を、Ａｌ2Ｏ3粒子を含む有機繊維の層で被覆した。有機繊維の層の厚さは１０μｍで、気孔率は６０％であった。得られた負極を用いて実施例１と同様にして非水電解質電池を製造した。
【００９５】
実施例１〜６及び比較例２の電池について、絶縁検査により電圧が０Ｖの不良品を除いた後、ポテンショスタットを用いた測定により自己放電量（ｍＡｈ／ｄａｙ）を測定した。測定条件は、以下の通りである。貯蔵前のＳＯＣ（充電状態）が１００％で、電池電圧が２．７Ｖで、貯蔵温度が２５℃で、貯蔵時間が７日間であった。貯蔵後の電池電圧が２Ｖ未満のものを不良品として良品率を測定し、その結果を下記表１に示す。
【００９６】
【表１】
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【００９７】
表１から明らかなように、実施例１〜６は、良品率が比較例２に比して高い。これは、第１の絶縁層に剥離や脱落がなく、リーク電流による自己放電が抑制されたためである。実施例２の良品率が最も高いのは、負極を巻き始める端部を被覆する第１の絶縁層上に第２の絶縁層を堆積させたためである。
【００９８】
一方、有機繊維の層に絶縁性粒子を含有させた比較例２では、有機繊維の層の気孔率が第１の絶縁層よりも高かったため、実施例よりも自己放電の進行が速く、良品率が低くなった。また、エレクトロスピニング法による有機繊維の層の形成速度は数１０μｌ／ｍｉｎ程度であり、これに対し、スラリー塗布による第１の第１の絶縁層の形成速度は１００μｌ／ｍｉｎ程度と大きい。そのため、比較例２のセパレータ形成速度は、実施例１〜６よりも遅く、実施例１〜６の電極製造方法は生産性に優れていると言える。
【００９９】
以上述べた少なくとも一つの実施形態及び実施例の電極によれば、活物質含有層の第１の面及び第２の面を被覆し、かつ粒子状絶縁物を含む第１の絶縁層と、集電体の外縁部の表面を被覆し、かつ繊維状絶縁物を含む第２の絶縁層と、第１の絶縁層と第２の絶縁層が接する連結部とを含むため、電池の自己放電を抑制することができる。
【０１００】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
外縁部を有する集電体と、
前記集電体の前記外縁部を除いた表面の少なくとも一部に形成され、第１の面及び第２の面を有する活物質含有層と、
前記活物質含有層の前記第１の面及び前記第２の面を被覆し、粒子状絶縁物を含む第１の絶縁層と、
前記集電体の前記外縁部の表面を被覆し、繊維状絶縁物を含む第２の絶縁層と、
前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層が接している連結部と
を含む、電極。
［２］
前記活物質含有層の外縁部の表面に前記連結部が位置する、［１］に記載の電極。
［３］
前記活物質含有層の前記第１の面及び前記第２の面それぞれの一端部を被覆する前記第１の絶縁層上に前記第２の絶縁層が形成された部分を前記連結部が含む、［１］又は［２］に記載の電極。
［４］
外縁部を有する集電体と、前記集電体の前記外縁部を除いた表面の少なくとも一部に形成され、第１の面及び第２の面を有する活物質含有層とを含む絶縁層未形成電極を準備する工程と、
前記活物質含有層の前記第１の面及び前記第２の面に、粒子状絶縁物及びバインダを含むスラリーを塗布して乾燥することにより第１の絶縁層を得る工程と、
前記第１の絶縁層を得る工程と同時か異なる時期に、前記集電体の前記外縁部の表面に繊維状絶縁物を直接形成することにより、第２の絶縁層を得る工程と
を含む、［１］〜［３］のいずれか１に記載の電極の製造方法。
［５］
正極と、
［１］〜［３］のいずれか１に記載の電極からなる負極と、
非水電解質と
を含む非水電解質電池。
【符号の説明】
【０１０１】
１…電極、２…集電体、３…集電タブ、４ａ，４ｂ…活物質含有層、５ａ，５ｂ…第１の絶縁層、６，６ａ，６ｂ，８…第２の絶縁層、７…連結部、１０…電池、１１…外装部材、１２…電極群、１３…正極端子、１４…負極端子、１５…正極、１５ａ…正極集電体、１５ｂ…正極活物質含有層、１５ｃ…正極集電タブ、１６…負極、１６ａ…負極集電体、１６ｂ…負極活物質含有層、１６ｃ…負極タブ、２０…容器、２１…電極群、２２…蓋、２３…正極端子、２４…負極端子、２５…正極、２６…負極、２７…負極集電タブ、２８…正極リード、２９…負極リード、３０…有機繊維の層。
【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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【図１１】
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【図１２】
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