(57)【要約】      （修正有）【課題】常温溶融塩を主成分とする非水電解質を用い、ラミネート製収納ケースを具備し、かつ漏液を抑制した非水電解質電池を提供する。【解決手段】正極と、この正極に隣接して形成されるセパレーターと、常温溶融塩を主成分としこのセパレーターに含浸される非水電解質７と、前記正極と対向し前記セパレーターを介し且つ隣接して形成される負極と、前記正極、前記負極、及び前記セバレーターを収納する外装材とを具備する非水電解質電池において、前記外装材には熱可塑性樹脂層が溶融接着して密閉される封口部分が形成され前記熱可塑性樹脂層の周辺には、ワックスからなる接着面保護層６が形成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と、この正極に隣接して形成されるセパレーターと、常温溶融塩を主成分としこのセパレーターに含浸される非水電解質と、前記正極と対向し前記セパレーターを介し且つ隣接して形成される負極と、前記正極、前記負極、及び前記セバレーターを収納する外装材とを具備する非水電解質電池において、前記外装材には熱可塑性樹脂層が溶融接着して密閉される封口部分が形成され前記熱可塑性樹脂層の周辺には、ワックスからなる接着面保護層が形成されることを特徴とする非水電解質電池。
【請求項２】
前記接着面保護層は、厚さ２０μｍ以上５ｍｍ以下の厚さである事を特徴とする請求項１に記載の非水電解質電池。
【請求項３】
正極、常温溶融塩を主成分とする非水電解質が含浸されるセパレーター、及び負極が順次隣接して形成される電極群を形成する工程と、封口部分の辺に熱可塑性樹脂層が形成された外装材に前記電極群を収納し、前記辺を重ねて圧着することで前記熱可塑性樹脂層を溶融接着して前記電極群を密閉する封口工程とを具備する非水電解質電池の製造方法において、前記封口工程は、ワックスからなる接着面保護層を前記熱可塑性樹脂層の表面に予め形成しておき、この接着面保護層を溶融した状態で前記熱可塑性樹脂層を溶融接着して前記電極群を密閉する事を特徴とする非水電解質電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に常温溶融塩を主成分とする非水電解質と、ラミネート加工されたフィルムないし薄板で形成された収納ケースを具備する非水電解質電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やＰＤＡなどの携帯型情報機器の市場は急速に拡大しつつあり、これらの機器の小型軽量化が進むにつれて、電源にも小型かつ軽量であることが求められるようになってきた。現在、これらの携帯機器には高エネルギー密度であるリチウムイオン二次電池が多用されている。リチウムイオン二次電池は、一般に正極活物質にコバルト酸リチウム、負極に炭素材料を用い、高い電圧を実現するために非水電解質が用いられている。収納容器としては、電池の小型軽量化のため、近年では金属薄膜あるいは薄板を有機高分子でラミネート加工したフィルム、薄板が用いられている。近年注目されているのは、非水電解質として常温溶融塩を用いる試みである。
【０００３】
常温溶融塩はアニオンとカチオンから構成される、室温で液体のイオン性化合物である。蒸気圧が極めて低いため、引火することはなく、中には３００℃以上でも分解せず安定な化合物もある。常温溶融塩を非水電解質として用いる方法は、正極にリチウム金属酸化物を用い、負極にリチウム金属、あるいはリチウム合金、もしくはリチウムイオンを吸蔵・放出する炭素質物を用い、電解液としてリチウム塩とハロゲン化アルミニウムと、ハロゲン化４級アンモニウムからなる常温溶融塩を用いた非水電解質二次電池が、安全性に優れた二次電池として、例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
また、正極と、リチウムイオンを吸蔵・放出する炭素質物を含む負極と、リチウムイオンを具備し、４級アンモニウムイオンと、ホウ素、リンおよび硫黄から選ばれる元素のフッ化物アニオンからなる溶融塩を用いた非水電解質二次電池が、優れた安全性を備え、かつサイクル寿命および放電容量が向上された二次電池として、例えば特許文献２に開示されている。
【０００５】
我々は、正極と負極とセパレーターと非水電解質とラミネート加工されたフィルムないし薄板で形成された収納ケースを具備する非水電解質電池において、非水電解質として常温溶融塩を主成分とする溶液を適応する検討を行ってきた。その過程において、前記の構成の非水電解質電池においては、封口部分の強度が充分に得られない場合があり、電池に重量をかけて押しつぶした場合、あるいは高所から落下させた場合などに、封口部分から漏液する確率が高くなることを見出した。
【０００６】
即ち、ラミネート加工されたフィルムないし薄板で形成された収納ケースは、封口する際には封口部分を加熱しながらプレスすることにより接着面の表層部分である熱可塑性樹脂層が軟化・溶融して接着力を発現する。電池に重量をかけて押しつぶした場合、あるいは電池を高所から硬い地面へ落した場合などには、電池内部の圧力上昇が封口部分を引き離す方向へ働くために、漏液し易くなってしまうのである。
【０００７】
また、非水電解質として常温溶融塩を主成分とする溶液を適応した場合に特有な問題があることを発見した。前述した収納ケースの封口工程は、１５０℃から２００℃で行われる。温度が低いと表層部分の樹脂の軟化が充分に起こらないために接着強度が弱くなってしまうし、また、温度が高いと樹脂層が劣化して、容器の強度が弱くなってしまうためである。加熱圧着する接着面の表層部分の熱可塑性樹脂は、接着強度を高めるために、例えばエステル基やカルボン酸基などの強い極性を有する置換基を導入している。そのためカチオンとアニオンの対である常温溶融塩に対する濡れ性が高くなる。電解質の注液、あるいは封口の際に接着面に常温溶融塩が付着すると、常温溶融塩は沸点をもたず分解温度も２００℃以上であるために、封口工程で加熱しても蒸発せずに接着部分に残存し、収納ケースの接着面の表層部分である熱可塑性樹脂同士の混合、あるいは官能基同士の結合を阻害し、そのため接着部分の強度が低下してしまうのである。特に、正極および負極の各電極から電池外部へ延伸する正極タブおよび負極タブの部分において、表面に接着に寄与する樹脂層を有しない場合に接着強度が著しく低下してしまう。
【０００８】
この問題を解決するためには、まず電池内部の圧力上昇が封口部分を引き剥がす方向へ働かないよう、工夫する必要がある。例えば、電池表面で封口処理を行い、熱融着部分を外装材の一部とする方法が考えられる。このような封口方法によれば、内圧上昇が接着面のずれ方向へ働くことになる。しかし、熱融着の際に電極群が加熱されてしまうために、セパレーターや電極の劣化を招き、電池特性低下の要因となる。また、封口部分を折りたたんで強度を増す方法が考えられる。しかし、工程数が増加して不良率と製造コストの上昇の要因となる。
【０００９】
また、前記の問題点を解決するためには、封口の際に常温溶融塩が接着面に付着するのを防ぐ必要がある。例えば加熱して常温溶融塩を蒸発させる方法が考えられるが、常温溶融塩の分解温度は３００℃以上であり、収納ケースの樹脂層が分解してしまう。また、接着部分に付着した常温溶融塩を拭き取る、という方法が考えられる。しかし、封口部分の末端を拭くのは不可能であり、拭き取り工程は製造工程を煩雑にするため実用的ではない。また、接着部分に保護テープを貼って常温溶融塩の付着を防ぐ方法も考えられる。しかし、封口部分すべてを保護することは不可能であり、さらに封口工程では保護テープを除去する必要があり、前述の拭き取り法でも同様であるが、封口直前で常温溶融塩が接着部分に付着した場合には除去することができない。
【特許文献１】特開平４−３４９３６５号公報
【特許文献２】特開平１１−８６９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の常温溶融塩を使用した非水電解質電池は、製造工程で収納ケースの表面に常温溶融塩が付着するため、収納ケースの封口部分を密閉状態にすることができず、また電池内圧の上昇が封口部分を引き剥がす方向へ働くために、電池を押しつぶしたり落とした場合などに漏液を抑制することができないと言う問題があった。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、漏液を抑制した常温溶融塩を用いた非水電解質電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、請求項１の非水電解質電池は、正極と、この正極に隣接して形成されるセパレーターと、常温溶融塩を主成分としこのセパレーターに含浸される非水電解質と、前記正極と対向し前記セパレーターを介し且つ隣接して形成される負極と、前記正極、前記負極、及び前記セバレーターを収納する外装材とを具備する非水電解質電池において、前記外装材には熱可塑性樹脂層が溶融接着して密閉される封口部分が形成され前記熱可塑性樹脂層の周辺には、ワックスからなる接着面保護層が形成されることを特徴とする。このワックスは、特に溶融温度が４０℃以上１８０℃以下で、且つ溶融粘度が１０００ｃＰ以下の化合物である事が望ましい。
【００１３】
請求項２の非水電解質電池は、請求項１において、前記接着面保護層は、厚さ２０μｍ以上５ｍｍ以下の厚さである事を特徴とする。
請求項３の非水電解質電池の製造方法は、正極、常温溶融塩を主成分とする非水電解質が含浸されるセパレーター、及び負極が順次隣接して形成される電極群を形成する工程と、封口部分の辺に熱可塑性樹脂層が形成された外装材に前記電極群を収納し、前記辺を重ねて圧着することで前記熱可塑性樹脂層を溶融接着して前記電極群を密閉する封口工程とを具備する非水電解質電池の製造方法において、前記封口工程は、ワックスの接着面保護層を前記熱可塑性樹脂層の表面に予め形成しておき、この接着面保護層を溶融した状態で前記熱可塑性樹脂層を溶融接着して前記電極群を密閉する事を特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上詳述したように本発明によれば、漏液を抑制した常温溶融塩を用いた非水電解質電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明について詳細に説明する。
我々は、前記課題に対し鋭意検討した結果、外装材の封口接着部の電池内側周辺に接着面保護層を配置することにより封口部分の耐漏液性を格段に向上させることができることを見出した。
【００１６】
すなわち、上述した「課題を解決するための手段」では、熱融着した接着面は、電池内部では固化した接着面保護層により覆われている。電池内部の圧力が上昇した場合は、圧力は接着面近傍の接着面保護層に加わり、結果的に接着面の耐圧強度を上昇させることができる。このため、押しつぶしあるいは落下試験など、電池内圧が上昇する際の耐漏液性を向上することが可能となる。
【００１７】
また、溶融温度が４０℃以上１８０℃以下で且つ溶融粘度が１０００ｃＰ以下の化合物からなる接着面保護層を接着部分の熱可塑性樹脂層の表面に予め形成した場合、封口のために加熱圧着を行うと、接着面保護層は温度上昇により軟化あるいは流動化し、プレスにより接着部分からすみやかに押し出され、封口部分の周辺で冷却・固化し、接着面保護層を形成することができる。非水電解質として用いる常温溶融塩が封口部分、すなわち接着面保護層表面に付着した場合、封口のために加熱圧着を行うと、流動化した接着面保護層により常温溶融塩は接着面の外装材あるいは電池部材表面に接触することなく、接着面から除去される。そのため、結果として接着面に不揮発性の常温溶融塩が残存することはなく、封口部分に十分な接着強度が得られる。
【００１８】
接着面保護層には、溶融温度が４０℃以上１８０℃以下で、かつ接着力を持たない化合物を用いることができる。具体的には、常温で固体で、４０℃から２００℃までの範囲で溶融し、溶融粘度の低い化合物を用いることができる。溶融温度が４０℃を下回ると、室温あるいは体温で溶融して流動化し、接着面から脱利してしまう可能性がある。溶融温度が２００℃を上回ると、封口工程の熱圧着時に加熱しても流動化しないため、接着面に保護層が残存し、接着強度が低下してしまう。より好ましい溶融温度は６０℃以上１４０℃以下である。溶融粘度は１０００ｃＰ以下のものを用いることができる。溶融粘度が１０００ｃＰを超えると、封口工程の熱圧着時に接着面保護層の一部が接着面から押し出されずに残存してしまい、接着強度が低下してしまう。より好ましい溶融粘度は７００ｃＰ以下である。接着面保護層自身は、接着力を持たないものを使用することができる。接着面保護層が接着力を有する場合、封口工程において接着面保護層は、収納ケースの接着面そのものと同じ働きをする。すなわち、封口部分は接着面保護層を介して収納ケースの接着面が相対する構造となる。従って、接着面保護層に常温溶融塩が付着した場合、接着面保護層表面に常温溶融塩が残存し、接着強度が低下してしまう。接着面保護層の厚さは２０μｍ以上５ｍｍ以下で塗布したものを用いることができる。接着面保護層の厚さが２０μｍを下回ると、加熱時に流動化しても付着した常温溶融塩を押し出すだけの体積に満たないために、接着面に常温溶融塩が残存してしまい接着強度が低下してしまう。接着面保護層の厚さが５ｍｍを上回ると、扱い難い上に接着面保護層がブロック状に崩壊して脱落する可能性が高くなる。より好ましい接着面保護層の厚さは、５０μｍ以上１ｍｍ以下である。
【００１９】
接着面保護層を形成する化合物としては、ワックスを使用する。ワックスは、おおまかに天然ワックス、合成ワックス、配合ワックスに分類される。
【００２０】
天然ワックスは、植物性ワックス、動物系ワックス、鉱物系ワックス、石油系ワックスに分類することができる。植物系ワックスとしては、キャンデリラワックス、カルバナワックス、ライスワックス、木ろう、ホホバ油、パームワックス、オウリキュリーワックス、サトウキビワックス、エスパルトワックス、バークワックスなどを挙げることができる。動物系ワックスとしては、蜜ろう、ラノリン、鯨ろうなどを挙げることができる。鉱物系ワックスとしては、モンタンワックス、オゾケライト、セレシンなどを挙げることができる。石油ワックスとしては、パラフィンワックス、マイクルクリスタリンワックス、ペトロラタムなどを挙げることができる。
【００２１】
合成ワックスは、合成炭化水素、変性ワックス、水素化ワックス、その他化学合成ワックスなどに分類することができる。合成炭化水素としては、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックスなどを挙げることができる。変性ワックスとしては、モンタンワックス誘導体、パラフィンワックス誘導体、マイクロクリスタリンワックス誘導体などを挙げることができる。水素化ワックスとしては、硬化ひまし油、硬化ひまし油誘導体などを挙げることができる。その他化学合成ワックスとしては、ヒドリキシステアリン酸などの脂肪酸類、ステア燐酸アミドなどの酸アミド類、フタル酸イミドなどの酸イミド類、エステル類、ケトン類、塩素化炭化水素類などを挙げることができる。
【００２２】
いずれのワックスであっても溶融温度が４０℃以上１８０℃以下であり、かつ溶融粘度が１０００ｃＰ以下であるという条件をみたせば、使用することができる。より好ましいワックスは、極性の官能基の含有量が少ないものである。例えば、天然ワックスの主成分は、脂肪酸とアルコールが結合したエステル類、遊離脂肪酸類、遊離アルコール類、炭化水素類であるが、遊離脂肪酸類、遊離アルコール類の含有量は少ない方が好ましい。より好ましいワックスとしては、合成ワックス類であるパラフィンワックス、ポリエチレンワックス類、エステル類、ケトン類、塩素化炭化水素類などを上げることができる。
【００２３】
次に、非水電解質、正極、負極、収納ケースについて説明する。
【００２４】
１）非水電解質
前述した非水電解質は、常温溶融塩を主成分とする溶液である。常温溶融塩としては、イミダゾリウムイオン、アンモニウムイオンなどのカチオンと、各種アニオンで構成されるものを挙げることができる。
【００２５】
前記カチオンとして具体的には、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルブチルアンモニウムイオン、Ｎ−エチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピルアンモニウムイオン、Ｎ−エチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルブチルアンモニウムイオン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−プロピルブチルアンモニウムイオン、Ｎ−（２−メトキシエチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアンモニウムイオン、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムイオン、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムイオン、１−エチル−３，４−ジメチルイミダゾリウムイオン、１−エチル−２，３，４−トリメチルイミダゾリウムイオン、１−エチル−２，３，５−トリメチルイミダゾリウムイオン、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウムイオン、Ｎ−ブチル−Ｎ−メチルピロリジニウムイオン、Ｎ−ｓｅｃ−ブチル−Ｎ−メチルピロリジニウムイオン、Ｎ−（２−メトキシエチル）−Ｎ−メチルピロリジニウムイオン、Ｎ−（２−エトキシエチル）−Ｎ−メチルピロリジニウムイオン、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウムイオン、Ｎ−ブチル−Ｎ−メチルピペリジニウムイオン、Ｎ−ｓｅｃ−ブチル−Ｎ−メチルピペリジニウムイオン、Ｎ−（２−メトキシエチル）−Ｎ−メチルピペリジニウムイオン、Ｎ−（２−エトキシエチル）−Ｎ−メチルピペリジニウムイオンなどを挙げることができる。
【００２６】
前記アニオンとして具体的には、ＢＦ4-、［Ｂ（ＯＯＣ−ＣＯＯ）2］―、ＰＦ6-、［ＣＦ3ＳＯ3］-、［ＣＦ3（ＣＦ2）3ＳＯ3］-、［（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ］-、［（ＣＦ3ＣＦ2ＳＯ2）2Ｎ］-、［（ＮＣ）2Ｎ］-などを挙げることができる。
【００２７】
非水電解質には前記アニオンとリチウムとの塩を溶解したものを用いることができる。溶融塩のアニオンとリチウム塩のアニオンは、同じであっても異なっていても良い。非水電解質中のリチウム塩の濃度は、０．１〜４モル／Ｌとすることが望ましい。
【００２８】
また、前記非水電解質には、非イオン性の有機溶媒を添加してもよい。有機溶媒を添加することにより粘度が低下し、導電性を向上させることができる。この有機溶媒はリチウム二次電池に用いられる有機溶媒を用いることができ、例えばプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、メチルプロピルカーボネートなどの炭酸エステル類や、プロピオン酸エチル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトンなどのエステル類、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテルなどのエーテル類、および前記化合物にフッ素などの置換器を導入した各種溶媒からなる群より選択される溶媒を用いることができる。有機溶媒の添加は、非水電解質の粘度を低下させるが、同時に非水電解質の可燃性が増大するために、安全性が損なわれてしまう。そのため、有機溶媒の添加量としては、２０体積％以下とすることが望ましい。
【００２９】
２）正極
正極は、例えば、正極活物質、導電剤およびバインダーを混練し、得られた合剤を膜状に成形することにより作製される。
【００３０】
前記正極活物質としては、例えば、リチウムコバルト酸化物（ＬｉxＣｏＯ2）、リチウム鉄酸化物（ＬｉxＦｅＯ2）、リチウムニッケル酸化物（ＬｉxＮｉＯ2）、リチウムニッケルコバルト酸化物（ＬｉxＮｉyＣｏ1-yＯ；０＜ｙ＜１）、リチウムマンガン酸化物（ＬｉxＭｎ2Ｏ4）等のリチウム金属酸化物、マンガン酸化物（ＭｎＯ2）、五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、クロム酸化物（Ｃｒ3Ｏ8，ＣｒＯ2）、三酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）等の金属酸化物を用いることができる。これら金属酸化物を用いることによって、高電圧で、高容量の非水電解質二次電池が得られる。特に、より電圧を高める観点から、ＬｉxＣｏＯ2 、ＬｉxＦｅＯ2 、ＬｉxＮｉＯ2 、ＬｉxＮｉyＣｏ1-yＯ2 （０＜ｙ＜１）、ＬｉＭｎ2Ｏ4 を用いることが望ましい。また、上記化合物において、ｘの範囲は、充放電反応の可逆性を高める観点から、０≦ｘ≦２、好ましくは０＜ｘ＜１．１とすると良い。
【００３１】
正極活物質として酸素を用いる非水電解質空気電池の場合は、正極活物質を正極に混合する必要が無い。正極は、例えば、炭素質物とバインダーを混練し、得られた合剤を膜状に成形することにより作製される。前記炭素質物としては、例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、カーボンブラック、ファーネスブラック、活性炭、活性炭素繊維、木炭類等を挙げることができる。この炭素質物の表面にコバルトフタロシアニンなどの酸素発生過電圧を低下させる機能を有する微粒子を担持させ、酸素の還元反応の効率を高めることも可能である。また、炭素質物にアセチレンブラックなどの高導電性炭素質物を添加し、正極層の導電性を高めることも可能である。
【００３２】
結着剤は、正極層の形状を保ち、かつ正極層を集電体に接着させる機能を有する。かかる結着剤としては、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）、エチレン−プロピレン−ブタジエンゴム（ＥＰＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）などを用いることができる。
【００３３】
正極の集電体としては、例えば、ステンレス、ニッケル、アルミニウム、鉄、チタンなどからなる基板を挙げることができる。前記集電体は、酸化を抑制するために表面に耐酸化性の金属または合金を被覆しても良い。また、静極活物質に酸素を用いる場合は、酸素の拡散を速やかに行わせるために多孔質の導電性基板（メッシュ、パンチドメタル、エクスパンディドメタル等）を用いることが好ましい。
【００３４】
３）負極
この負極は、負極集電体と、前記負極集電体に担持される負極活物質含有層とを含む。
【００３５】
負極活物質としては、例えば、リチウムイオンを吸蔵放出する材料を用いることができる。
【００３６】
リチウムイオンを吸蔵放出する材料としては、従来よりリチウムイオン電池またはリチウム電池に使用されている材料を使用することができる。中でも、金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、リチウム金属、リチウム合金、リチウム複合酸化物、またはリチウムイオンを吸蔵放出する炭素質物よりなる群から選択される少なくとも１種類の材料を、負極活物質として使用することが好ましい。
【００３７】
リチウムイオンを吸蔵放出する炭素質物としては、例えば黒鉛、コークス、炭素繊維、球状炭素などの黒鉛質材料もしくは炭素質材料、熱硬化性樹脂、等方性ピッチ、メソフェーズピッチ、メソフェーズピッチ系炭素繊維、メソフェーズ小球体などに５００〜３０００℃で熱処理を施すことにより得られる黒鉛質材料または炭素質材料を挙げることができる。
【００３８】
前記金属酸化物としては、例えば、スズ酸化物、ケイ素酸化物、リチウムチタン酸化物、ニオブ酸化物、タングステン酸化物などを挙げることができる。
【００３９】
前記金属硫化物としては、例えば、スズ硫化物、チタン硫化物などを挙げることができる。
【００４０】
前記金属窒化物としては、例えば、リチウムコバルト窒化物、リチウム鉄窒化物、リチウムマンガン窒化物などを挙げることができる。
【００４１】
前記リチウム合金としては、例えば、リチウムアルミニウム合金、リチウムスズ合金、リチウム鉛合金、リチウムケイ素合金などを挙げることができる。
【００４２】
負極集電体としては、例えば、多孔質構造の導電性基板、無孔の導電性基板を用いることができる。これら導電性基板は、例えば、銅、アルミニウム、ステンレス、またはニッケルから形成することができる。多孔質構造の導電性基板としては、メッシュ、パンチドメタル、エクスパンディドメタル等を用いたり、あるいは金属箔に負極活物質含有層を担持させた後、前記金属箔に孔を開けたものを多孔質構造の導電性基板として用いることができる。
【００４３】
炭素質物のような負極活物質を含む負極は、例えば、負極活物質と結着剤とを溶媒の存在下で混練し、得られた懸濁物を集電体に塗布し、乾燥した後、所望の圧力で１回プレスもしくは２〜５回多段階プレスすることにより作製することができる。
【００４４】
前記結着剤としては、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）、エチレンープロピレンーブタジエンゴム（ＥＰＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）などを用いることができる。
【００４５】
前記炭素質物および前記結着剤の配合割合は、炭素質物８０〜９８重量％、結着剤２〜２０重量％の範囲であることが好ましい。
【００４６】
また、負極活物資として、リチウムイオンやリチウム合金などの金属材料を使用すれば、これらの金属材料は単独でもシート形状に加工することが可能なため、結着剤を使用せずに負極活物質層を形成することができる。また、これらの金属材料で形成された負極活物質層は直接負極端子に接続することもできる。
【００４７】
なお、本発明の非水電解質電池を一次電池として使用する際には、負極活物質としては、金属イオンの放出能のみ有していれば良い。
【００４８】
４）容器（収納ケース）
この容器は、例えば、金属板、樹脂層を有するシート等から形成することができる。
【００４９】
前記金属板は、例えば、鉄、ステンレス、アルミニウムから形成することができる。
【００５０】
前記シートとしては、金属層と、前記金属層を被覆する樹脂層とから構成されることが好ましい。前記金属層は、アルミニウム箔から形成することが好ましい。一方、前記樹脂層は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルなどの熱可塑性樹脂から形成することができる。前記樹脂層は、単層もしくは多層構造にすることができる。
【００５１】
本発明に係る非水電解質電池の一例を図１に示す。この図１は、電池に非水電解質を注液後、封口する前の状態を示したものである。
【００５２】
図１で、例えばラミネート加工されたフィルムないし薄板で形成された収納ケース１内には、電極群２が収納されている。
【００５３】
電極群２は、例えば多孔性導電性基板からなる正極集電体に正極層が担持された構造を有する正極と、例えば導電性基板からなる負極集電体に負極活物質層が担持された構造を有する負極と、正極及び負極の間に介在するセパレーターから構成される。なお、常温溶融塩を主成分とする非水電解質非水電解液は、正極とセパレーターと負極に保持されている。
【００５４】
正極集電体および負極集電体には、それぞれ正極端子３および負極端子４の一端が接続されており、正極端子３および負極端子４の他端は、それぞれ収納ケース１外部へ延出されている。
【００５５】
図１で示される非水電解質電池は、電極群２を収納ケース１へ収納し、非水電解質を注液した後に封口部分を封口する。図２に封口工程における封口部分の拡大図を示した。封口部分の接着面５には、接着面保護層６が塗布してある。非水電解液７が接着面保護層に付着した場合、封口時に加熱圧着すると流動化した接着面保護層とともに接着面から押し出される。
【実施例】
【００５６】
以下、本発明の実施例を図面を参照してさらに詳細に説明する。
【００５７】
（実施例１）
３方を閉じた袋型のラミネート製収納ケースを準備した。封口部分の接着面には、接着面保護層として、あらかじめパラフィンワックスを厚さ０．５±０．２ｍｍとなるように塗布した。用いたパラフィンワックスは、融点６５℃、融点付近での粘度１４５ｃＰであった。Ｎ−ブチル−Ｎ−メチルピロリジニウムビストリフルオロメチルスルホニルアミドに０．５モル／ＬのＬｉ［Ｎ（ＣＦ3ＳＯ2）2］を溶解させることにより非水電解質を調製した。
【００５８】
また、正極活物質としてリチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ2 ）を用い、これに導電剤として正極全体に対し８重量％の割合となるように黒鉛粉末、バインダーとして正極全体に対し５重量％の割合となるようにポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）のＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶液に配合し、得られた溶液を正極集電体であるアルミ箔に塗布し、乾燥することで正極を得た。
【００５９】
また、負極活物質としてチタン酸リチウムを用い、これに導電材として負極全体に対し１０重量％の割合となるようにアセチレンブラック、バインダーとして負極全体に対し６重量％の割合となるようにＰＶｄＦのＮＭＰ溶液に配合し、得られた溶液を正極集電体であるアルミ箔に塗布し、乾燥することで負極を得た。
【００６０】
セパレータとしてはポリエチレン製多孔質フィルムを用い、正極、セパレータ、負極の順に重ねて捲回し、扁平コイル状の電極群を作製した。
【００６１】
作製した電極群を収納ケースへ収納した。封口部分から延伸した負極端子と正極端子のうち、収納ケースの接着面に相対する部分には、前述のパラフィンワックスを厚さ０．５ｍｍ±０．２ｍｍとなるように塗布した。
【００６２】
作製した非水電解質を収納ケースの封口部分から注射器で注液した。非水電解質の一部を、接着面上の接着面保護層へ付着させた。封口部分は、１８０℃の加圧プレス機により封口し、厚さ３ｍｍ、縦４０ｍｍ、横３０ｍｍの非水電解質電池を作製した。作製した非水電解質電池のひとつを切断し、封口部分の断面を観察したところ、接着面は最大厚さ１ｍｍのパラフィンワックスにより覆われていた。
【００６３】
（実施例２）
接着面保護層としてポリエチレンワックスを用い、塗布厚を１．０±０．５ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様の手法により非水電解質電池を作製した。用いたポリエチレンワックスは、融点１１０℃、融点付近での粘度は３５０ｃＰであった。作製した非水電解質電池のひとつを切断し、封口部分の断面を観察したところ、接着面は最大厚さ３ｍｍのパラフィンワックスにより覆われていた。
【００６４】
（実施例３）
接着面保護層として蜜蝋を用い、塗布厚を０．１±０．０５ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様の手法により非水電解質電池を作製した。用いた蜜蝋は、融点６５℃、融点付近での粘度は９０ｃＰであった。作製した非水電解質電池のひとつを切断し、封口部分の断面を観察したところ、接着面は最大厚さ０．５ｍｍの蜜蝋により覆われていた。
【００６５】
（実施例４）
接着面保護層として蜜蝋を用い、塗布厚を０．１±０．０５ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様の手法により非水電解質電池を作製した。用いた蜜蝋は、融点６５℃、融点付近での粘度は９０ｃＰであった。作製した非水電解質電池のひとつを切断し、封口部分の断面を観察したところ、接着面は最大厚さ０．５ｍｍの蜜蝋により覆われていた。
【００６６】
（比較例１）
接着面保護層を用いないこと以外は実施例１と同様の手法により、非水電解質電池を作製した。
【００６７】
実施例１、２および比較例１の非水電解質電池は、各々１０個作製した。得られた電池を扁平面から１００ｋｇの重量を３０分間加え、漏液する個数を数えた。
その結果、実施例１、２の非水電解質電池においては漏液数は０であったが、比較例１の電池においては漏液数が５であった。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係る非水電解質電池の一例を示す断面図。
【図２】本発明に係る非水電解質電池の製造工程の一例を示す図。
【図３】本発明に係る非水電解質電池の製造工程の一例を示す図。
【図４】本発明に係る非水電解質電池の製造工程の一例を示す図。
【図５】本発明に係る非水電解質電池の効果を示す図。
【符号の説明】
【００６９】
１…収納ケース、
２…電極群、
３…正極端子、
４…負極端子、
５…接着面、
６…接着面保護層、
７…非水電解質。
【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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