(57)【要約】【課題】  フィルター透過時におけるペーストの粘度の急上昇を抑制してペーストを電極芯材に好適に塗工することのできる非水電解質二次電池の製造方法および非水電解質二次電池を提供すること。【解決手段】  負極活物質として，負極活物質の粒度分布が１つのピークをもつものを用いる。さらに，負極活物質の粒度分布は，０．９０≦Ａ／（Ｄ５０）≦２．０および１．３０≦Ｂ／（Ｄ５０）≦３．０を満たす。ここで，（Ｄ５０：メディアン径，Ａ：粒度分布の半値幅，Ｂ：粒度分布の四半値幅）である。この粒度分布の負極活物質と，結着材と，増粘材とを溶媒に投入して，混練して負極用ペーストを作成する。この負極用ペーストを負極芯材ＮＢに塗工して負極板Ｎを作成する。【選択図】図１１
2013069633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負極活物質を含む負極用ペーストをフィルターの透過後に負極芯材に塗工して乾燥させることにより負極板とする負極板作成工程と，
前記負極板と正極板とをこれらの間にセパレータを介して配置することにより電極体とする電極体作成工程と，
電池容器に前記電極体および電解液を注入して封止する電池組立工程とを有する非水電解質二次電池の製造方法であって，
前記負極板作成工程では，
前記負極活物質の粒度分布が１つのピークをもつとともに，次の関係式
０．９０  ≦  Ａ／Ｄ５０  ≦  ２．０
１．３０  ≦  Ｂ／Ｄ５０  ≦  ３．０
Ｄ５０：  メディアン径
Ａ    ：  粒度分布の半値幅
Ｂ    ：  粒度分布の四半値幅
を満たす負極活物質を用いることを特徴とする非水電解質二次電池の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の非水電解質二次電池の製造方法であって，
前記フィルターとして，
負極活物質のメディアン径の２．５〜７倍の孔径であるデプスフィルターを用いることを特徴とする非水電解質二次電池の製造方法。
【請求項３】
正極板と負極板とセパレータとを有する非水電解質二次電池であって，
前記負極板に含まれている負極活物質の粒度分布は，
１つのピークをもつとともに，次の関係式
０．９０  ≦  Ａ／Ｄ５０  ≦  ２．０
１．３０  ≦  Ｂ／Ｄ５０  ≦  ３．０
Ｄ５０：  メディアン径
Ａ    ：  粒度分布の半値幅
Ｂ    ：  粒度分布の四半値幅
を満たすことを特徴とする非水電解質二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，非水電解質二次電池の製造方法および非水電解質二次電池に関する。さらに詳細には，塗工液を電極芯材に好適に塗工することのできる非水電解質二次電池の製造方法および非水電解質二次電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非水電解質二次電池には，リチウムイオン二次電池がある。リチウムイオン二次電池の電極体は，電極芯材に塗工液を塗工して乾燥することにより作成される。塗工液には，正極用ペーストと負極用ペーストとがある。
【０００３】
これらのペーストは，活物質や結着材等を溶媒に投入し，混練機により混練して作成される。このように作成したペーストを，塗布装置から電極芯材に塗工する前にフィルターにより濾過する。ペースト中の未分散の凝集塊を除去するためである。ペーストに凝集塊が含まれていると，ペーストを塗工する際に塗工層に塗工スジを生じることがあるからである。電極体に塗工スジのある電池では，所望の出力を発揮できないことがある。また，そのような電池では，塗工スジの箇所にリチウムが析出するおそれもある。
【０００４】
そこで，塗工液から凝集塊を除去する種々の技術が開発されてきている。例えば，特許文献１には，攪拌翼を備える攪拌装置によりペーストを攪拌するとともに，フィルターを用いて未分散の凝集塊を除去する電池の製造方法が開示されている（特許文献１の請求項１および段落［００１３］および図１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２１３３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで，ペーストがフィルターを透過する際には，メッシュの隙間を抜けるときにせん断力がペーストに加わる。せん断力がペーストに加わると，せん断力が加わっている期間内のみペーストの粘度が変化することがある。ペーストにせん断力が加わっている期間内のみ，ペーストの粘度が上昇することがある。このようにせん断力によりペーストの粘度が上昇する現象をダイラタンシーという。
【０００７】
ペーストの粘度が急激に上昇すると，ペーストがフィルターを透過しにくくなる。つまり，単位時間当たりにフィルターを透過するペーストの量（流量）は，少なくなる。そうすると，塗布装置から流出するペーストの流量も減少する。これにより，電極体の生産性は低下する。また，ペーストの流量の減少により，規程の厚みと幅で塗工することができず，塗工不良となるおそれがある。そのため，ペーストのフィルター透過時における粘度の急上昇を抑制することが好ましい。
【０００８】
本発明は，前述した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，フィルター透過時におけるペーストの粘度の急上昇を抑制してペーストを電極芯材に好適に塗工することのできる非水電解質二次電池の製造方法および非水電解質二次電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の一態様における非水電解質二次電池の製造方法は，負極活物質を含む負極用ペーストをフィルターの透過後に負極芯材に塗工して乾燥させることにより負極板とする負極板作成工程と，負極板と正極板とをこれらの間にセパレータを介して配置することにより電極体とする電極体作成工程と，電池容器に電極体および電解液を注入して封止する電池組立工程とを有する方法である。そして，負極板作成工程では，負極活物質の粒度分布が１つのピークをもつとともに，次の関係式
０．９０  ≦  Ａ／Ｄ５０  ≦  ２．０
１．３０  ≦  Ｂ／Ｄ５０  ≦  ３．０
Ｄ５０：  メディアン径
Ａ    ：  粒度分布の半値幅
Ｂ    ：  粒度分布の四半値幅
を満たす負極活物質を用いる。かかる非水電解質二次電池の製造方法では，負極用ペーストがフィルターをスムーズに透過する。そのため，塗工に際して，塗工不良が生じにくい。
【００１０】
上記に記載の非水電解質二次電池の製造方法であって，フィルターとして，負極活物質のメディアン径の２．５〜７倍の孔径であるデプスフィルターを用いるとよい。負極用ペーストが，フィルターをよりスムーズに透過するからである。
【００１１】
また，本発明の別の態様における非水電解質二次電池は，正極板と負極板とセパレータとを有し，負極板に含まれている負極活物質の粒度分布は，１つのピークをもつとともに，次の関係式
０．９０  ≦  Ａ／Ｄ５０  ≦  ２．０
１．３０  ≦  Ｂ／Ｄ５０  ≦  ３．０
Ｄ５０：  メディアン径
Ａ    ：  粒度分布の半値幅
Ｂ    ：  粒度分布の四半値幅
を満たすものである。かかる非水電解質二次電池では，負極板の塗工層に塗工ムラがほとんど生じていない。そのため，ロット毎に生じうる電池性能のばらつきが小さい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば，フィルター透過時におけるペーストの粘度の急上昇を抑制してペーストを電極芯材に好適に塗工することのできる非水電解質二次電池の製造方法および非水電解質二次電池が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る組電池の概略構成を説明するための斜視図である。
【図２】実施形態に係る電池の概略構成を説明するための断面図である。
【図３】実施形態に係る電池の捲回電極体を説明するための斜視図である。
【図４】実施形態に係る電池の捲回電極体の捲回構造を説明するための展開図である。
【図５】実施形態に係る電池の正極板（負極板）の断面構造を説明するための斜視断面図である。
【図６】実施形態に係る電池の製造方法に用いられる塗工装置を説明するための概略構成図である。
【図７】実施形態に係る電池の製造方法に用いられるフィルターとその前後の領域におけるペーストの透過速度を説明するための模式図である。
【図８】負極活物質の粒度分布を例示するグラフである。
【図９】負極活物質の粒度分布における半値幅および四半値幅を示すグラフである。
【図１０】実施例に係る実験で用いた実験設備を説明するための概略構成図である。
【図１１】実施例に係る実験で用いた負極活物質の粒度分布を示すグラフである。
【図１２】実施例に係る実験で用いた負極活物質の粒度分布によるフィルターの透過速度の違いを説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，リチウムイオン二次電池の製造方法について，本発明を具体化したものである。
【００１５】
１．電池の構造
１−１．組電池
本形態の組電池ＢＰは，図１に示すように，電池１００を直列に接続した組電池である。電池１００は，角型の単電池である。組電池ＢＰでは，図１に示すように，電池１００の正極端子と，その電池１００に隣り合う電池１００の負極端子とが，バスバー１９０を介して締結されている。この締結は，ボルトとナットによりなされている。
【００１６】
１−２．単電池
電池１００は，リチウムイオン二次電池の単電池である。電池１００の概略構成を図２の断面図に示す。図２は，図１に示した組電池ＢＰから電池１００を取り出して描いたものである。電池容器１１０は，図２に示すように，電池容器本体１２０と，封口板１３０とを備えるものである。電池容器１１０の内部には，捲回電極体１０が配置されている。この捲回電極体１０は，実際に発電に寄与する発電要素である。封口板１３０は，電池容器本体１２０の開口部を塞ぐためのものである。そのため，電池容器本体１２０に接合されている。
【００１７】
電池容器１１０の内部には，電解液が注入されている。この電解液は，有機溶媒に電解質を溶解させたものである。有機溶媒として例えば，プロピレンカーボネート（ＰＣ），エチレンカーボネート（ＥＣ），ジメチルカーボネート（ＤＭＣ），ジエチルカーボネート（ＤＥＣ），エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ），１，２−ジメトキシエタン，１，２−ジエトキシエタン，テトラヒドロフラン，２−メチルテトラヒドロフラン，ジオキサン，１，３−ジオキソラン，エチレングリコールジメチルエーテル，ジエチレングリコールジメチルエーテル，アセトニトリル，プロピオニトリル，ニトロメタン，Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド，ジメチルスルホキシド，スルホラン，γ−ブチロラクトン等の非水系溶媒またはこれらを組み合わせた溶媒を用いることができる。
【００１８】
また，電解質である塩として，過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）やホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ４），六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６），六フッ化砒酸リチウム（ＬｉＡｓＦ６），ＬｉＣＦ３ＳＯ３，ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３，ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２，ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３，ＬｉＩなどのリチウム塩を用いることができる。
【００１９】
図２に示すように，電池１００は，正極端子５０と，負極端子６０と，絶縁部材１５０と，絶縁部材１６０とを有している。絶縁部材１５０は，正極端子５０と封口板１３０とを絶縁するための部材である。絶縁部材１６０は，負極端子６０と封口板１３０とを絶縁するための部材である。
【００２０】
図２に示すように，封口板１３０には注液孔１４０が設けられている。注液孔１４０は，封口板１３０を貫通する貫通孔である。注液孔１４０は，電解液を電池容器１１０の内部に注入するためのものである。蓋体１７０は，封口板１３０の注液孔１４０を塞ぐための注液孔用蓋体である。したがって，蓋体１７０は，注液孔１４０の開口部分を覆っている。蓋体１７０は，封口板１３０の外側から封口板１３０にシーム溶接されている。
【００２１】
１−３．捲回電極体の構造
図３は，捲回電極体１０を示す斜視図である。図３に示すように，捲回電極体１０は扁平形状をしている。捲回電極体１０の一方の端部には，正極端部３０が突出している。正極端部３０は，後述するように，正極板の正極芯材が突出している箇所である。捲回電極体１０の他方の端部には，負極端部４０が突出している。負極端部４０は，後述するように，負極板の負極芯材が突出している箇所である。
【００２２】
図４は，捲回電極体１０の捲回構造を示す展開図である。捲回電極体１０は，図４に示すように，内側から正極板Ｐ，セパレータＳ，負極板Ｎ，セパレータＴの順に積み重ねた状態で捲回されたものである。すなわち，捲回電極体１０は，正極板Ｐと負極板Ｎとをこれらの間にセパレータＳ，Ｔを介在させて交互に配置したものである。
【００２３】
正極板Ｐは，正極芯材であるアルミ箔にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極活物質を含む合材を塗布したものである。負極板Ｎは，負極芯材である銅箔にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極活物質を含む合材を塗布したものである。
【００２４】
図４に示すように正極板Ｐには，正極塗工部Ｐ１と，正極非塗工部Ｐ２とがある。正極塗工部Ｐ１は，正極芯材に正極活物質等を含む正極合材層を形成した箇所である。正極非塗工部Ｐ２は，正極芯材に正極合材層を形成していない箇所である。負極板Ｎには，負極塗工部Ｎ１と，負極非塗工部Ｎ２とがある。負極塗工部Ｎ１は，負極芯材に負極活物質等を含む負極合材層を形成した箇所である。負極非塗工部Ｎ２は，負極芯材に負極合材層を形成していない箇所である。
【００２５】
図４中の矢印Ａは，正極板Ｐ，負極板Ｎ，セパレータＳ，Ｔの幅方向（図３でいえば横方向）を示している。図４中の矢印Ｂは，正極板Ｐ，負極板Ｎ，セパレータＳ，Ｔの長手方向（図３の捲回電極体１０の周方向）を示している。
【００２６】
セパレータＳ，Ｔは，ポリエチレンやポリプロピレン等の多孔性フィルムである。セパレータＳ，Ｔの厚みは，１０〜５０μｍ程度である。ここで，セパレータＳとセパレータＴとは同じ材質のものである。上記の捲回順の理解のために符号をＳ，Ｔとして区別しただけである。
【００２７】
１−４．電極板の構造
図５は，正極板Ｐ（もしくは負極板Ｎ）の斜視断面図である。図５中の括弧外の各符号は，正極の場合の各部を，括弧内の各符号は，負極の場合の各部を示している。図５中の矢印Ａが示す方向は，図４中の矢印Ａが示す方向と同じである。すなわち，正極板Ｐ（もしくは負極板Ｎ）の幅方向である。図５中の矢印Ｂが示す方向は，図４中の矢印Ｂが示す方向と同じである。すなわち，正極板Ｐ（もしくは負極板Ｎ）の長手方向である。
【００２８】
図５に示すように，正極板Ｐは，帯状の正極芯材ＰＢの両面の一部に正極合材層ＰＡが形成されたものである。図５中左側には，正極板Ｐの正極非塗工部Ｐ２が幅方向に突出している。正極非塗工部Ｐ２は，帯状に形成されている。正極非塗工部Ｐ２は，正極芯材ＰＢの両面ともに正極活物質が塗布されていない領域である。したがって正極非塗工部Ｐ２では，正極芯材ＰＢがむき出したままの状態にある。一方，図５中右側には，正極非塗工部Ｐ２に対応するような突出部はない。正極塗工部Ｐ１では，正極芯材ＰＢの両面に一様の厚みで正極合材層ＰＡが形成されている。
【００２９】
正極合材層ＰＡは，正極芯材ＰＢであるアルミ箔にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極活物質の他に，導電材，結着材，増粘材を含む合材を塗布して形成された層である。正極活物質として，ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２），マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４），コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２），ＬｉＮｉ1/3Ｃｏ1/3Ｍｎ1/3Ｏ２等のリチウム複合酸化物などが用いられる。
【００３０】
正極用の導電材として，カーボン粉末やカーボンファイバー等のカーボン材料を用いることができる。例えば，アセチレンブラック，ファーネスブラック，ケッチェンブラック等のカーボンブラック，グラファイト粉末，などのカーボン粉末である。
【００３１】
正極用の結着材は，電解液に不溶性（または難溶性）であって，正極用ペーストに用いる溶媒に分散するポリマーであるとよい。例えば，ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ），ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ），テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ），エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等のフッ素系樹脂，酢酸ビニル共重合体，スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ），アクリル酸変性ＳＢＲ樹脂（ＳＢＲ系ラテックス），アラビアゴム等のゴムを用いることができる。または，これらの組み合わせを用いてもよい。結着材は，必ずしも上記のポリマーに限定されない。
【００３２】
正極用の増粘材として，カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ），メチルセルロース（ＭＣ），酢酸フタル酸セルロース（ＣＡＰ），ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ），ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート（ＨＰＭＣＰ）等のセルロースが用いられる。ただし，必ずしも上記したようなセルロースに限らず用いることができる。
【００３３】
溶媒として，水が挙げられる。その他に，Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ，以下ＮＭＰという）を用いてもよい。また，その他の低級アルコールや低級ケトンを用いることもできる。
【００３４】
図５の括弧内の符号で示すように，負極板Ｎは，帯状の負極芯材ＮＢの両面の一部に負極合材層ＮＡが形成されたものである。図５中左側には，負極板Ｎの負極非塗工部Ｎ２が幅方向に突出している。負極非塗工部Ｎ２は，帯状に形成されている。負極非塗工部Ｎ２は，負極芯材ＮＢの両面ともに負極活物質が塗布されていない領域である。したがって負極非塗工部Ｎ２では，負極芯材ＮＢがむき出したままの状態にある。一方，図５中右側には，負極非塗工部Ｎ２に対応するような突出部はない。負極塗工部Ｎ１では，負極芯材ＮＢの両面に一様の厚みで負極合材層ＮＡが形成されている。ただし，図４に示したように，捲回時には，正極非塗工部Ｐ２と負極非塗工部Ｎ２とは，反対側に突出した状態で捲回されることとなる。
【００３５】
負極合材層ＮＡは，負極芯材ＮＢである銅箔に負極活物質，結着材，増粘材を含む合材を塗布して乾燥させた層である。負極活物質は，リチウムイオンを吸蔵・放出可能な物質である。負極活物質として，少なくとも一部にグラファイト構造を含む炭素系物質が用いられる。例えば，非晶質炭素，難黒鉛化炭素（ハードカーボン），易黒鉛化炭素（ソフトカーボン），黒鉛（グラファイト），またはこれらを組み合わせた構造を有する炭素材料を用いることができる。
【００３６】
負極用の結着材は，電解液に不溶性（または難溶性）であって，負極用ペーストに用いる溶媒に分散するポリマーであるとよい。例えば，ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ），ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ），テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ），エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等のフッ素系樹脂，酢酸ビニル共重合体，スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ），アクリル酸変性ＳＢＲ樹脂（ＳＢＲ系ラテックス），アラビアゴム等のゴムを用いることができる。または，これらの組み合わせを用いてもよい。結着材は，必ずしも上記のポリマーに限定されない。
【００３７】
負極用の増粘材として，カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ），メチルセルロース（ＭＣ），酢酸フタル酸セルロース（ＣＡＰ），ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ），ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート（ＨＰＭＣＰ）等のセルロースが用いられる。ただし，必ずしも上記したようなセルロースに限らず用いることができる。
【００３８】
溶媒として，水が挙げられる。ＮＭＰを用いてもよい。また，その他の低級アルコールや低級ケトンを用いることもできる。
【００３９】
２．塗工装置
続いて，本形態の電池の製造方法に用いられる塗工装置１０００について説明する。塗工装置１０００は，正極板Ｐの作成および負極板Ｎの作成のいずれにも用いることができるものである。ここでは，説明のために，負極板Ｎを例に挙げて説明する。本形態の塗工装置１０００を図６に示す。図６に示すように，塗工装置１０００は，混練装置１１００と，第１フィルター１２００と，バッファタンク１３００と，第２フィルター１４００と，弁１５００と，ポンプ１６００と，第３フィルター１７００と，塗工用ダイ１８００と，バックアップローラー１９００とを有している。
【００４０】
混練装置１１００は，前述した，溶媒に，負極活物質と，結着材と，増粘材とを混入して混練することで負極用ペーストを作成するためのものである。第１フィルター１２００は，混練した負極用ペーストから凝集塊を除去するためのものである。バッファタンク１３００は，負極用ペーストを一時的に保管しておくためのものである。
【００４１】
第２フィルター１４００は，バッファタンク１３００から送り出される負極用ペーストから凝集塊を除去するためのものである。弁１５００は，負極用ペーストの流路の開閉を調整するためのものである。ポンプ１６００は，負極用ペーストの流量を調整するためのものである。第３フィルター１７００は，塗工用ダイ１８００による塗工を行う前に，負極用ペーストから凝集塊を除去するためのものである。
【００４２】
塗工用ダイ１８００は，負極芯材ＮＢに負極用ペーストを塗工するためのものである。バックアップローラー１９００は，塗工用ダイ１８００による塗工に際して，負極芯材ＮＢに塗工する面の反対側の面から負極芯材ＮＢを支持しつつ，負極芯材ＮＢを搬送するためのものである。
【００４３】
第１フィルター１２００と，第２フィルター１４００と，第３フィルター１７００とは，同じ種類のフィルターである。これらは，デプスフィルターであるとよい。また，スクリーンフィルターであってもよい。そして，フィルターの孔径は，負極活物質のメディアン径の２．５〜７倍程度であるとよい。特に，負極活物質のメディアン径の３〜５倍程度であるとなおよい。メディアン径については，後述する。
【００４４】
３．負極用ペーストの粘度の上昇
前述したように，これらのフィルター１２００，１４００，１７００を負極用ペーストが透過する際に負極用ペーストの粘度が急激に上昇すると，フィルター１２００，１４００，１７００を透過する負極用ペーストの透過量は少ない。特に，第３フィルター１７００を透過する負極用ペーストの量が不足すると，狙いとする塗工幅および塗工厚で負極用ペーストを塗工することは困難である。また，塗工ムラ等の原因となることもある。したがって，フィルター１２００，１４００，１７００を透過する際に粘度がそれほど上昇しないような負極用ペーストを作成することが好ましい。
【００４５】
ここでいうダイラタンシー，すなわち急激な粘度の上昇とは，可逆的な粘度の変化のことである。ペーストがフィルターを透過する際に，せん断が加わる。このせん断が加わっている間のみ，ペーストの粘度は上昇するのである。そのため，フィルターを透過した後のペーストの粘度は，フィルターを透過させる前のペーストの粘度とほぼ等しい。このように，フィルターを透過するときのみ，粘度が上昇しているのである。なお，このダイラタンシー，すなわちフィルター透過時における粘度の急激な上昇は，ペースト中の固形分率が高いほど生じやすい。
【００４６】
フィルター透過時におけるペーストの様子を図７に示す。図７は，フィルターのメッシュとその周辺を模式的に示す図である。実際には，フィルターは，メッシュのある箇所とない箇所とが交互に表れる多層構造を有している。図７からも明らかなように，フィルターのメッシュのある箇所（領域Ｒ２）では，粒子（負極活物質等）の通り道１２０１は狭い。フィルターのメッシュの前後の箇所（領域Ｒ１，Ｒ３）では，粒子が透過するのに障害となるものはない。
【００４７】
ここで，ペーストがフィルターのメッシュを透過する前の領域Ｒ１におけるペーストの平均速度をＶ１とする。ペーストがフィルターのメッシュを透過している最中の領域Ｒ２におけるペーストの平均速度をＶ２とする。ペーストがフィルターのメッシュを透過した後の領域Ｒ３におけるペーストの平均速度をＶ３とする。すると，次の関係式が成り立つ。
Ｖ２  ＞＞  Ｖ１
Ｖ３  ≒    Ｖ１
【００４８】
ここで，粒子は，フィルターのメッシュを透過する領域Ｒ２において，せん断力を受ける。そのせん断力を受けて，領域Ｒ２では粒子は速い平均速度Ｖ２で移動する。これらの原因により，ペーストの粘度は上昇する。前述のとおり，この粘度の上昇は，フィルター透過時にのみ生ずる。ペーストがフィルターを透過した後のペーストの粘度は，フィルターを透過する前のペーストの粘度とほぼ同じである。そして後述するように，負極活物質の粒度分布が異なっていると，この粘度の上昇の度合いも異なる。本形態では，ペーストの粘度がそれほど上昇しない粒度分布の負極活物質を用いるところに特徴点を有する。
【００４９】
４．負極用ペーストの製造方法
本形態に係るリチウムイオン二次電池の製造方法は，負極用ペーストの製造方法に特徴のある方法である。そこで，負極用ペーストの製造方法について説明する。
【００５０】
本形態では，用いる負極活物質の粒径に特徴がある。本形態では，粒度分布に１つのピークがある負極活物質を用いる。例えば，図８では，粒度分布Ｘ１，Ｘ２がこの条件を満たす。図８の粒度分布Ｘ３のように，粒度分布にダブルピークのある負極活物質を用いたペーストは，後述するように，フィルターを透過できない。
【００５１】
そしてさらに，本形態における負極活物質の粒度分布は，次式（１），（２）を満たす。
０．９０  ≦  Ａ／Ｄ５０  ≦  ２．０      ………（１）
１．３０  ≦  Ｂ／Ｄ５０  ≦  ３．０      ………（２）
Ｄ５０：  メディアン径
Ａ    ：  粒度分布の半値幅
Ｂ    ：  粒度分布の四半値幅
ここでメディアン径とは，粒子の粒径を小さい順に並べた場合に，粒子の累積個数が全体の個数の半分（５０％）となる径である。粒度分布の半値幅Ａおよび四半値幅Ｂを図９に示す。図９に示すように，半値幅Ａは，粒度分布のピーク値Ｈの半分の値Ｈ／２であるときの粒度分布の幅である。四半値幅Ｂは，ピーク値Ｈの１／４の値Ｈ／４であるときの粒度分布の幅である。
【００５２】
本形態で用いる負極活物質は，次の条件を満たすものを用いる。
条件１：  粒度分布のピークが１つであること
条件２：  式（１），（２）を満たすこと
図８に示した粒度分布のうち，粒度分布Ｘ１が，条件１および条件２を満たしている。粒度分布Ｘ２は，条件１を満たすものの条件２を満たさない。そして，粒度分布Ｘ３は，ダブルピークであり，条件１すら満たしていない。
【００５３】
本形態では，条件１および条件２を満たす負極活物質を用いる。詳細については実施例の項で後述するが，粒度分布がダブルピークをもつものを用いると，負極用ペーストはフィルター１２００，１４００，１７００を透過することができない。そして，粒度分布が狭いシングルピークをもつもの，すなわち粒度の揃った負極活物質を用いると，負極用ペーストがフィルター１２００，１４００，１７００を透過する際に，負極用ペーストの粘度が急激に上昇する。
【００５４】
したがって，条件１および条件２を満たす負極活物質を用いると，フィルターを透過するとともに，フィルター透過時に急激なペーストの粘度上昇を抑制し，塗工用ダイ１８００から適量のペーストを送出させることができる。もちろん，ペーストから凝集塊を除去することができる。これにより，生産性の高い電池の製造方法を実現することができる。
【００５５】
５．電池の製造方法
本形態のリチウムイオン二次電池の製造方法には，前述の負極用ペーストの製造方法を採用することに特徴がある。そして，本形態のリチウムイオン二次電池の製造方法は，次に示す製造工程を有する。
（Ａ）正極板作成工程
（Ｂ）負極板作成工程
（Ｃ）電極体作成工程
（Ｄ）電池組立工程
【００５６】
５−１．（Ａ）正極板作成工程
正極活物質と，導電材と，増粘材と，結着材とを，溶媒に混入し，混練して正極用ペーストを作成する。ここで用いる正極活物質等の各材料については，上記に示したものを用いればよい。
【００５７】
そして，塗工装置１０００を用いて正極芯材ＰＢに正極用ペーストを塗工して正極用ペースト層とする。正極用ペースト層とは，正極合材層ＰＡの乾燥前の層のことである。次に，正極用ペースト層の形成された正極芯材ＰＢを乾燥炉の内部に搬送しつつその正極用ペースト層を乾燥させる。これにより，正極芯材ＰＢに正極合材層ＰＡが形成される。ここで，正極芯材ＰＢの両面に正極合材層ＰＡを形成することが好ましい。これにより，正極板Ｐが作成される。なお，正極板Ｐに適宜ロールプレス工程やスリット工程を施してもよい。
【００５８】
５−２．（Ｂ）負極板作成工程
負極活物質と，結着材と，増粘材とを，溶媒に混入し，混練して負極用ペーストを作成する。ここで用いる負極活物質は，前述のとおり，条件１および条件２を満たすものである。そしてその他の材料については，前述したものを用いればよい。
【００５９】
そして，塗工装置１０００を用いて負極芯材ＮＢに負極用ペーストを塗工する。そのため，負極用ペーストを第３フィルター１７００の透過後に，負極芯材ＮＢに塗工することとなる。そして，乾燥炉内で負極用ペースト層を乾燥させることで，負極板Ｎが作成される。
【００６０】
５−３．（Ｃ）電極体作成工程
続いて，捲回電極体１０を作成する。その際に，図４に示したように，正極板Ｐおよび負極板Ｎに，これらの間にセパレータＳ，Ｔを介在させて積み重ねた状態で捲回する。これにより，正極板Ｐおよび負極板Ｎの間にセパレータＳ，Ｔを介して配置した，円筒形状の捲回電極体が作成される。この円筒形状の捲回電極体を円筒の径方向から圧縮することにより，図３に示したような扁平形状の捲回電極体１０が作成される。
【００６１】
５−４．（Ｄ）電池組立工程
次に，捲回電極体１０を電池容器本体１２０に収容する。また，封口板１３０を電池容器本体１２０に接合する。この接合にレーザ溶接を用いるとよい。もちろん，その他の接合方法を用いてもよい。そして，注液孔１４０から電池容器本体１２０の内部に電解液を注入する。次に，蓋体１７０を封口板１３０に接合することで封止する。これにより，電池１００が組み立てられる。
【００６２】
５−５．その他の工程
電池容器１１０の内部に電解液を注入した後，電解液は捲回電極体１０の正極合材層ＰＡおよび負極合材層ＮＡに徐々に含浸していく。この電解液の含浸後に，初期充電工程や高温エージング工程等を施すこととするとよい。また，その他の各種の検査工程を行ってもよい。以上の工程を経ることにより，組電池ＢＰが製造される。
【００６３】
６．製造された電池
本形態の電池の製造方法により製造された電池１００の負極板Ｎの塗工層を分解すると，負極板Ｎに含まれている負極活物質の粒度分布は，前述の式（１），（２）を満たすはずである。そして，本形態の電池の製造方法により製造された電池１００では，電極芯材に塗工層が好適に塗工されており，塗工不良がほとんどない。塗工の段階で，電極芯材に好適にペーストが供給されているからである。また，塗工スジもほとんどみられない。
【００６４】
７．まとめ
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係る電池の製造方法は，比較的広いシングルピークをもつ負極活物質を用いる方法である。つまり，負極活物質の粒度分布は，式（１），（２）を満たす。このような粒度分布の負極活物質を用いることで，固形分率を高いペーストを用いたとしても，好適に塗工することのできる非水電解質二次電池の製造方法および非水電解質二次電池が実現されている。
【００６５】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，電池であれば，二次電池に限らず，一次電池にも適用することができる。また，もちろん，電極体の形状によらない。
【実施例】
【００６６】
Ａ．実験方法
本実験では，粒度分布の異なる負極活物質を用いて負極用ペーストを作成した。この実験に際して，負極活物質として，天然黒鉛を用いた。増粘材として，カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を用いた。結着材として，スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を用いた。これらの粉体の混合比率は，重量パーセントで，負極活物質：ＣＭＣ：ＳＢＲ＝９８：１：１である。そして，最終的に得られたペーストの固形分率を重量比で５４％とした。
【００６７】
実験に際して用いた装置を図１０に示す。図１０に示すように，混練した負極用ペーストを第１タンク２１００から第２タンク２３００に移動させる。その際に，フィルター２２００を透過させる。フィルターとして，負極活物質のメディアン径の３〜６倍の孔径であるデプスフィルターを用いた。このとき，第１タンク２１００には，０．１３ＭＰａの圧力を加圧する。この圧力の値は，実施形態で説明した塗工装置１０００においても，各フィルターの透過前に加えられる圧力の値と同じである。
【００６８】
Ｂ．評価項目
本実験における評価項目は，前述のように，負極用ペーストがフィルター２２００を透過する際の透過速度である。フィルター２２００透過後における透過速度，すなわち負極用ペーストの流量（単位時間当たりに流れる負極用ペーストの量：ｇ／ｓｅｃ）を測定する。このために，第２タンク２３００の重量の時間変化を測定した。また，流量計を用いても測定することは可能である。
【００６９】
Ｃ．実験結果
本実験では，図１１のグラフに示すような粒度分布を持つ負極活物質を用いた。実施例１は，前述の条件１および条件２を満たす。比較例１は，条件１を満たすが，条件２を満たさない。比較例２は，ダブルピークを持つものであり，条件１すら満たさない。
【００７０】
Ｃ−１．実施例１
表１に示すように，実施例１の場合における粒度分布の半値幅をＹとした。そのため，実施例１の四半値幅や下記の比較例では，この半値幅Ｙを基準としている。実施例１の四半値幅は，１．４８Ｙである。実施例１では，ペーストがフィルターを透過する速度（以下，「フィルター透過速度」という）は，２１．７ｇ／ｓｅｃであった。この透過速度は，十分な値である。フィルター透過時にせん断が加わるが，ペーストの粘度がそれほど上昇していないと考えられる。
【００７１】
Ｃ−２．比較例１
表１に示すように，比較例１の場合における粒度分布の半値幅は０．７２Ｙであった。比較例１の半値幅は，実施例１の半値幅Ｙの７割程度である。つまり，実施例１に比べて，粒度分布のピークは狭い。比較例１の四半値幅は，１．１５Ｙであった。比較例１の四半値幅も，実施例１の四半値幅より狭い。比較例１では，フィルター透過速度は，５．８ｇ／ｓｅｃであった。フィルター透過時にせん断が加わることにより，ペーストの粘度が急上昇し，透過速度が低いものとなっていると考えられる。
【００７２】
Ｃ−３．比較例２
表１に示すように，比較例２では，二重粒径の粒度分布の負極活物質を用いた。比較例２では，ペーストはフィルターを透過しなかった。フィルターに目詰まり等が生じており，ペーストがフィルターを透過できなかったと考えられる。
【００７３】
【表１】
2013069633.tif 000003
【００７４】
そこで，図１２に示すように，フィルター透過速度が１０ｇ／ｓｅｃ以上であれば，良品であると判断することとする。フィルター透過速度が１０ｇ／ｓｅｃ未満であれば，不良品であると判断することとする。図１２より，実施例１，比較例１，比較例２のうち，実施例１のみが，上記の条件を満たす。
【００７５】
したがって，実施例１の粒度分布の負極活物質を用いれば，塗布装置によりペーストを好適に電極芯材に塗工できる。なお，表１に示したように，いずれの粒径分布の負極活物質を用いたとしても，せん断速度を速くするとペーストの粘度は低くなる傾向を示している。
【符号の説明】
【００７６】
１０…捲回電極体
３０…正極端部
４０…負極端部
５０…正極端子
６０…負極端子
１００…電池
１１０…電池容器
１２０…電池容器本体
１３０…封口板
１４０…注液孔
１５０…絶縁部材
１６０…絶縁部材
１７０…蓋体
１０００…塗工装置
１１００…混練装置
１２００…第１フィルター
１３００…バッファタンク
１４００…第２フィルター
１５００…弁
１６００…ポンプ
１７００…第３フィルター
１８００…塗工用ダイ
１９００…バックアップローラー
ＢＰ…組電池
Ｐ…正極板
Ｐ１…正極塗工部
Ｐ２…正極非塗工部
Ｎ…負極板
Ｎ１…負極塗工部
Ｎ２…負極非塗工部
Ｓ，Ｔ…セパレータ
【図１】
2013069633.tif 000004
【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】
2013069633.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2013069633.tif 000013
【図１１】
2013069633.tif 000014
【図１２】
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