(57)【要約】【課題】セパレーターと電極が一体成形され、且つ常温域においても従来のセパレーターおよび電解液を使用したリチウムイオン二次電池と同等又はより高いエネルギー密度を得ることができ、さらにより高い安全性を備えたリチウムイオン二次電池およびその製造方法を提供する。【解決手段】多孔質材料の表面に凹部を設け、その凹部に正極材料および負極材料を充填することで、正極および負極の位置ズレや崩壊による短絡を防止することができ、また凹部の深さおよび間隔を制御することで、従来のセパレーターを用いた電池に比べ、正極と負極の距離を短絡の危険性なく容易に近づけることが可能である。このため、電池の安全性を向上させながら、従来の電池に比べよりエネルギー損失の少ない電池を提供することが可能である。【選択図】図１
2013200962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の少なくとも一つの面に複数の凹部を設ける第一工程と、
少なくとも一対の正極材料および負極材料を前記凹部に充填する第二工程と、
前記正極材料および負極材料の表面に集電層を形成する第三工程と、
第一工程乃至第三工程によって形成した形成体を、電解液に含浸する第四工程と、
第四工程によって電解液に含浸した前記形成体を、前記集電層の一部が外部に露出するように外装材で封止する第五工程とを含む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】
前記基板が、多孔質材料であることを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
【請求項３】
前記基板が、ポリオレフィン材料であることを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
【請求項４】
第一工程が、前記凹部を機械加工、化学的加工、熱加工、レーザー加工のいずれかの方法またはそれらの組合せによって形成することを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
【請求項５】
第二工程が、前記正極材料および前記負極材料を、インクジェット法、ダイコート法を含む印刷法によって前記凹部に充填することを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
【請求項６】
第三工程が、前記集電層を蒸着法、スパッタリング法を含む薄膜形成法、またはインクジェット法、ダイコート法を含む印刷法のいずれかの方法またはその組合せによって形成することを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載されたリチウムイオン二次電池の製造方法を用いて製造されたことを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項８】
請求項７に記載のリチウムイオン二次電池を電源又は動力源として作動することを特徴とする機器。
【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およびその製造方法ならびにリチウムイオン二次電池を用いた機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、そのエネルギー密度の高さから軽量かつ占有面積の少なさに優位性を持ち、ニッケル−カドミウム電池やニッケル−水素電池に比べてメモリー効果の少ない利点を備えることから、携帯電話やノートパソコンなどのポータブルデバイスに幅広く用いられている。
また、近年では、環境に対する影響から、これまで自動車に用いられてきた石油などの化石燃料に代わる動力源としても用いられることが多くなってきた。さらに、最近では電力供給の一部を担う定置型蓄電池に対する期待も高い。
【０００３】
一般的に用いられているリチウムイオン二次電池は、電極、電解液、セパレーター、集電体、外装体から構成されており、さらに、上記電極は、正極活物質又は負極活物質、導電助材、結着材で構成されている。以降、これらの構成材料を所定の混合比率で混合したものを総じて正極材料および負極材料、正極材料と負極材料を総じて電極材料と呼称する。
【０００４】
上記活物質は、リチウムイオン二次電池の正極および負極においてリチウムイオンの挿入脱離が可能な材料であり、挿入脱離の際に電子の授受を伴うことで電流を流す役割を担う。正極活物質材料としては、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２などの層状化合物、ＬｉＭｎ２Ｏ４に代表されるスピネル型構造化合物、ＬｉＦｅＰＯ４に代表されるオリビン型構造化合物などが挙げられる。
【０００５】
一方、上記負極活物質材料には、球状黒鉛や鱗片状黒鉛、ハードカーボンなどに代表される炭素系材料やシリコン系材料、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２などのチタン酸化物系材料が代表として挙げられる。
上記導電助材は、活物質と活物質との間、および活物質と集電体との間の電子移動を円滑に進めるために電極内部に配置される。上記導電助材としては、主に導電炭素系材料が挙げられる。
【０００６】
上記結着材は、活物質、導電助材、および集電体の密着を高めるために電極内部に配置される。上記結着材の種類は大きく水系溶媒を用いるものと非水系溶媒を用いるものに分かれ、スチレンブタジエンラバーやポリフッ化ビニリデンなどがその代表例として挙げられる。
上記集電体は、活物質にリチウムイオンが挿入脱離する際に伴う電子の移動を、活物質又は上記導電助剤に対して授受し、回路内に電流を生じさせる役割を担う。
【０００７】
上記外装体は、電解液の液漏れ防止および水分に弱いリチウムイオン二次電池を外気から保護することを目的として、主として金属缶とアルミラミネートフィルムの２種類が用いられる。上記外装体としては、取分け放熱性が良好で形状の自由度も高いアルミラミネートフィルムが有利である。
上記セパレーターは、正極と負極の接触による電池の短絡を防止することを目的として、正極と負極との間に配置され、且つ電解液がその中に保持されリチウムイオンを通すことが可能なように多孔質材料が用いられている。一般的に、セパレーターの材料の空孔率は、３０％から５０％程度のものが用いられている。さらに、電解液に耐性のある材料で形成される必要がある。このようなセパレーターの材料としては、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系材料が使用されている。
【０００８】
現在市販されているリチウムイオン二次電池に用いられているセパレーターの一般的な厚みは、およそ２０μｍから４０μｍ程度で形成されている。セパレーターの厚みが薄すぎると、正極と負極がセパレーター内の空孔を通じて接触し、電池の短絡を引き起こす。一方、セパレーターの厚みが厚すぎると、正極と負極の間隔が拡がり、充放電に伴うリチウムイオンの移動距離が長くなるため、電池内部の抵抗が上昇し充放電時の電圧降下あるいは電池容量の低下に繋がる。
【０００９】
また、電池内部で短絡が生じると正極と負極との間での局所的な大電流に起因する発熱により電解液や電極の分解から電池の発火、発熱に至る危険性を伴うため、電池内部でセパレーターを介して短絡が生じた際にはその発熱に伴い、セパレーターの空孔が塞がり短絡を遮断する工夫や設計がなされている。
さらに、一つの外装材パッケージの中にいくつかの単電池を直列または並列に積層させたスタック型電池では、各単電池間の集電体をリードタブでまとめた部分以外の電池間の直接接触を防止するためにも使用されている。一方、単電池を捲回して外装材パッケージ内部に封止した捲回型電池においても同様に、正極および負極が対抗する面だけでなく電極を巻き込んだ際に正極側の集電体が負極側の集電体に接触しないように正極又は負極の裏面（集電体が露出している面）にもセパレーターが使用されている。
【００１０】
このように、セパレーターは電池内部で主として短絡防止および電解液の保液、電池短絡時の発熱・発火防止のために用いられ、セパレーターに求められる機能は、薄さ、保液性、電解液耐性、適正な空孔率、熱耐性および電池内部異常加熱時のシャットダウン機能など多様である。
しかしながら、電池内で重要な役割を示すセパレーターと電極は別々に形成され、電池を作製する際にそれらの部材を重ね合わせるために、電池内部での部材の位置ズレによる短絡の危険性を伴う。
【００１１】
このような問題を解決するために、特許文献１では、同一基板の同一平面上に正極および負極材料を互いが接触しないように構成し、その間に電解液を流し込むことでセパレーターを用いずに電池を作製する技術が開示されている。
さらに、セパレーターを用いない安全な電池の製造方法として、特許文献２及び特許文献３では、セパレーターの機能を兼ね備え且つリチウムイオン伝導性を有した無機または有機固体材料を固体電解質として用いた固体電池の製造方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特公平６−９０９３４号公報
【特許文献２】特公平４−０７０７４６号公報
【特許文献３】特開平８−２０３４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、平面基板上に電極構造体を形成するため、電極構造体が崩壊した際に、正極と負極との接触を引き起こし、且つ接触した際に生じる異常発熱を防止する機能が存在しないため、危険を伴う。
また、特許文献２および特許文献３に開示された固体電池では、固体電解質内又は固体電解質と活物質の界面でのリチウムイオン移動の抵抗が大きく、大電流を流した際に電池エネルギーの損失に繋がる。また、活物質および電解質の双方が固体で形成されているため、両者の接触が従来の液体・固体間の接触に比べて悪く、リチウムイオンを伝導する通路が制限される。
【００１４】
本発明は係る状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、セパレーターと電極が一体成形され、且つ常温域においても従来のリチウムイオン二次電池と同等又はより高いエネルギー密度を得ることができ、さらにより高い安全性を備えたリチウムイオン二次電池およびその製造方法ならびにリチウムイオン二次電池を用いた機器を提供することである。また、その他の目的は、動作の信頼性が向上する機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するための本発明に係るリチウムイオン二次電池の製造方法は、基板上の少なくとも一つの面に複数の凹部を設ける第一工程と、
少なくとも一対の正極材料および負極材料を前記凹部に充填する第二工程と、
前記正極材料および負極材料の表面に集電層を形成する第三工程と、
第一工程乃至第三工程によって形成した上記形成体を、電解液に含浸する第四工程と、
第四工程によって電解液に含浸した形成体を、前記集電層の一部が外部に露出するように外装材で封止する第五工程とを含むことを特徴としている。
【００１６】
また、本発明に係るリチウムイオン二次電池の製造方法においては、上記基板が多孔質材料であることが好ましい。
また、本発明に係るリチウムイオン二次電池の製造方法においては、上記基板がポリオレフィン材料であることが好ましい。
また、本発明に係るリチウムイオン二次電池の製造方法においては、上記凹部を機械加工、化学的加工、熱加工、レーザー加工のいずれかの方法またはその組合せによって形成することが好ましい。
【００１７】
また、本発明に係るリチウムイオン二次電池の製造方法においては、上記正極材料および負極材料を、インクジェット法、ダイコート法を含む印刷法によって前記凹部に充填することが好ましい。
また、本発明に係るリチウムイオン二次電池の製造方法においては、上記集電層を蒸着法、スパッタリング法を含む薄膜形成法、またはインクジェット法、ダイコート法を含む印刷法のいずれかの方法またはその組合せによって形成することが好ましい。
【００１８】
また、上記課題を解決するための本発明に係るリチウムイオン二次電池は、上記リチウムイオン二次電池の製造方法で製造されたことを特徴としている。
また、上記課題を解決するための本発明に係る機器は、上記リチウムイオン二次電池を電源又は動力源として作動することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、多孔質材料の表面に凹部を設け、その凹部に正極材料および負極材料を充填することで、正極および負極の位置ズレや崩壊による短絡を防止することができる。また、凹部の深さおよび間隔を制御することで、従来のリチウムイオン二次電池に比べ、正極と負極の距離を短絡の危険性なく容易に近づけることが可能である。このため、リチウムイオン二次電池の安全性を向上させながら、従来のリチウムイオン二次電池に比べ、よりエネルギー損失の少ないリチウムイオン二次電池を提供することが可能である。また、本発明の機器は、上記リチウムイオン二次電池を電源又は動力源として作動することで動作の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るリチウムイオン二次電池の製造方法の一実施形態における工程を示す断面図であり、（ａ）および（ｂ）は第一工程、（ｃ）は第二工程、（ｄ）は第三工程、（ｅ）は第四工程、（ｆ）は第五工程である。
【図２】本発明に係るリチウムイオン二次電池の製造方法の一実施形態における工程を示す斜視図であり、（ａ）および（ｂ）は第一工程、（ｃ）は第二工程、（ｄ）は第三工程、（ｅ）は第四工程、（ｆ）は第五工程である。
【図３】本発明に係るリチウムイオン二次電池の製造方法の一実施形態における基板上に形成される凹部の形状の例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係るリチウムイオン二次電池およびその製造方法ならびにリチウムイオン二次電池を用いた機器の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（リチウムイオン二次電池の製造方法）
本実施形態のリチウムイオン二次電池の製造方法は、基板上の面に凹部を設ける第一工程と、正極材料および負極材料を充填する第二工程と、集電層を形成する第三工程と、電解液を含浸する第四工程と、形成体を外装材で封止する第五工程とを含む。
【００２２】
＜第一工程＞
まず、図１（ａ）、および図２（ａ）に示すように、基板１０を用意し、図１（ｂ）、および図２（ｂ）に示すように、凹部１１の加工を施す。なお、本実施形態では、基板１０の一方の面１０ａに２つの凹部１１，１１を所定の間隔を有して形成し、一方の面１０ａの反対側の他方の面１０ｂに、一方の面１０ａに形成された２つの凹部１１，１１に対応する位置で凹部１１，１１を形成した態様（図３（ｂ）参照）で説明する。
【００２３】
［基板の材料］
基板１０の材料としては、電解液を含浸でき得るものあれば、特に制限されないが、例えば、多孔質材料を用いることが好ましい。多孔質材料を用いることによって、基板１０の電解液保液性が向上し、正極と負極との間のイオン移動が円滑となるため、電池の特性を向上させることができる。特に、ポリオレフィン材料、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンなどを用いることが好適である。ポリオレフィン材料は、電池の電解液に耐性を持つものが多く、また加工性にも優れており、既に市販されている電池に用いられているセパレーターの材質であるため実績もある。また、ポリオレフィン材料は、電池内部で異常加熱が生じた際に溶融し空孔を塞ぐため、安全性を確保する上でも有利である。
【００２４】
［凹部の形状］
また、凹部１１の形状は、特に制限されないが、例えば、図３（ａ）〜（ｃ）に示すような形状を用いても良い。具体的には、図３（ａ）に示すような、基板１０の一方の面１０ａを分断するように平行する複数の凹部１１を基板１０上に形成する態様が挙げられる。また、図３（ｂ）に示すような、矩形をなす複数の凹部１１を基板１０の一方の面１０ａにマトリクス状に形成する態様が挙げられる。また、図３（ｃ）に示すような、円形をなす複数の凹部１１を基板１０の一方の面１０ａに形成する態様が挙げられる。
【００２５】
凹部１１の加工方法としては、所望する形状、寸法に併せて適宜選択することができる。例えば、切削加工や研削加工といった機械加工技術を用いる方法、リソグラフィ技術やエッチング技術といった化学反応を利用した加工技術を用いる方法、金型などを用いて射出成型を施すような熱加工技術を用いる方法、さらにはレーザーによる加工技術などが挙げられる。これらの中でも、微細な形状を手間なく簡便に加工することが可能な研削加工技術が好適である。
【００２６】
また、基板１０に形成する凹部１１の位置および数は特に制限されないが、例えば、図１（ｂ）に示すように、基板１０の両面に複数の凹部１１を形成することができる。このように、基板１０の両面に複数の凹部１１を形成することによって、一つの基板１０内に複数の電池構成を形成することができる。これにより、例えば、基板１０上に１対のみの電池構成を形成する場合に比べて、基板１０上に充填でき得る電極材料の総量は減少するが、凹部１１を形成する間隔によっては、正極材料と負極材料が対向する表面積を増加させることが可能であり、充放電反応を円滑に進めることができる。
【００２７】
＜第二工程＞
次に、図１（ｃ）、および図２（ｃ）に示すように、基板１０上に形成した凹部１１に電極材料として、正極材料１２又は負極材料１３を充填する。
［正極材料］
正極材料１２は、正極活物質、導電助材、および結着材を含む構成材料を所定の混合比率で混合してなる。なお、これらの材料の中から正極材料を混合する際の溶媒種に応じて適宜選択されるもの、これらを電池特性が得られる所望の混合比で構成されたものを使用することができるが、特に限定するものではない。
【００２８】
上記正極活物質としては、例えば、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２，ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＦｅＰＯ４、Ｖ２Ｏ５、ＴｉＯ２、などを含む、リチウムを挿入脱離することが可能な材料又はその組合せで構成されるものを使用することができる。
また、上記導電助材としては、例えば、アセチレンブラックやケッチェンブラックに代表される球状炭素、カーボンナノファイバーに代表される繊維状炭素繊維など、高い電子伝導性を持ち、充放電反応には寄与せず、電気化学的に安定な材料又はその組合せで構成されるものを使用することができる。
また、上記結着材としては、例えば、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、スチレンブタジエンラバー、エチレンブタジエンラバー、ポリテトラフルオロエチレン、エポキシ樹脂などが挙げられる。
【００２９】
［負極材料］
負極材料１３は、負極活物質、導電助材、および結着材を含む構成材料を所定の混合比率で混合してなる。なお、負極材料１３に関しても、これらの材料の中から正極材料を混合する際の溶媒種に応じて適宜選択されるもの、これらを電池特性が得られる所望の混合比で構成されたものを使用することができるが、特に限定するものではない。
【００３０】
上記負極活物質としては、例えば、ハードカーボン、アモルファスカーボン、黒鉛、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、シリコン、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２などを含むリチウムを挿入脱離することが可能な材料またはその組合せで構成されるものが挙げられる。
上記導電助材および結着材としては、正極材料に用いられる導電助材および結着材と同様の材料またはその組合せで構成されるものが挙げられる。
【００３１】
また、電極材料を混合するための溶媒種としては、水、水に増粘材としてカルボキシメチルセルロースを適宜混合したもの、ｎ−メチル−２−ピロリドン、アセトニトリルなどが挙げられるが、電極材料に応じて適宜選択することができ、特に限定されるものではない。
また、充填する電極材料（正極材料１２、負極材料１３）の位置は、特に制限されないが、例えば、図１（ｃ）のように、一方の面１０ａ上に隣り合わせに正極材料１２と負極材料１３とを配置し、一方の面１０ａの反対側の他方の面１０ｂに、一方の面１０ａ上の正極材料１２と負極材料１３の配置と逆になるように各電極材料を配置することが好適である。これによって、図１（ｃ）に示したＡ方向だけでなくＢ方向にもイオンの移動が可能となり、結果として、電池反応の進行が可能となり、より効率的に充放電を行うことができる。
【００３２】
［電極材料の充填方法］
正極材料１２および負極材料１３の凹部１１内への充填方法としては、所望する形状、寸法に併せて適宜選択することができる。例えば、インクジェット法やダイコート法、スクリーン印刷法などが挙げられる。
また、電池の性能、すなわち活物質の能力を十分に引き出すためには、電極材料は凹部１１内に隙間なく密に充填することが好適である。
さらに、電極材料を混合するための溶媒は、電極内部のイオン移動の妨げや、充電又は放電時に分解を起こす恐れがあるため、電極材料を凹部１１内に充填した後に加熱乾燥を施し、溶媒を揮発除去することが必要である。
【００３３】
＜第三工程＞
次に、図１（ｄ）、および図２（ｄ）に示すように、正極材料１２又は負極材料１３の表面部に、集電層１４，１５を形成する。集電層１４，１５の形成には、蒸着法やスパッタリング法などの金属薄膜形成法や金属粉末と結着樹脂を混合したインクをスピンコーティング、スプレーコーティング、スクリーン印刷、凸版印刷、凹版印刷などの手法で塗布する印刷法を適宜用いることができる。
集電層１４，１５は、活物質内にリチウムイオンの挿入脱離に伴う電子の移動を円滑に行うため、前述で配置した電極材料（正極材料１２，負極材料１３）の露出面が全て覆われるように形成され、且つ正極材料１２側に形成した集電層１５と負極材料１３側に形成した集電層１４が接触しないことが重要である。
【００３４】
さらに、正極材料１２側に形成した集電層１５には、アルミニウムを含有した材料を用いることが好適であり、負極材料１３側に形成した集電層１４には銅又はニッケルを含有した材料を用いることが好適である。アルミニウムは、正極の電位に耐えられる材料であり、且つ安価で一般的なリチウムイオン二次電池の正極材料として使用されている。一方、銅又はニッケルは負極の電位に耐えられる材料であり、且つリチウムとの合金を形成しないため、正極と同様にリチウムイオン二次電池の一般的な負極材料として使用されている。また、形成した集電層１４，１５の電子伝導性を向上させ、且つ外部端子との接続を可能にするために、集電層１４，１５に金属板または金属箔を接着しても良い。
【００３５】
＜第四工程＞
次に、図１（ｅ）、および図２（ｅ）に示すように、第一工程乃至第三工程で形成した形成体２０を電解液１６に含浸する。電解液１６には、一般的なリチウムイオン二次電池に用いられているものを使用してよい。例えば、エチレンカーボネイト、プロピレンカーボネイト、ジメチルカーボネイト、ジエチルカーボネイト、エチルメチルカーボネイトなどの溶媒またはそれらを組み合わせた溶媒にＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２、ＬｉＣＦ３ＳＯ３などの塩またはそれらを組合せたものを所望量溶解させたものを使用して良い。
【００３６】
＜第五工程＞
次に、図１（ｆ）、および図２（ｆ）に示すように、第四工程を経た形成体２０を外装体１７で封止する。このように第一工程乃至第五工程を経て、本実施形態のリチウムイオン二次電池が作製される。外装体１７には、一般的なリチウムイオン二次電池に用いられているものを使用してよい。より好適には、放熱性および形状自由度の高いアルミラミネートフィルムを外装体１７として用いると良い。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態のリチウムイオン二次電池およびその製造方法によれば、常温域においても従来のセパレーターおよび電解液を使用したリチウムイオン二次電池と同等又はより高いエネルギー密度を得ることができ、さらにより高い安全性を備えたリチウムイオン二次電池およびその製造方法を提供する。また、本実施形態の機器は、上記リチウムイオン二次電池を電源又は動力源として作動することで動作の信頼性が向上する。なお、本発明のリチウムイオン二次電池、およびその製造方法は、上記実施の形態に限定されず、各工程において類推することのできるほかの公知の方法をも含むものとする。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明のリチウムイオン二次電池、およびその製造方法の実施例について説明する。
（実施例１）
まず、基板として、厚み１００μｍ、空孔率が３５％の多孔質ポリプロピレンの板を用意した。
【００３９】
次に、ダイシングブレードを用い、多孔質ポリプロピレンの表面に二本の直線状の凹部を形成した。凹部の幅は５ｃｍ、凹部の深さは４５μｍ、凹部と凹部の間隔を１０μｍとした。また、表面と対向する面にも表面と対向する位置に二本の直線状の凹部を形成した。裏面の凹部の幅、深さ、凹部と凹部の間隔は表面に形成したものと同様とした。
次に、形成した凹部に正極材料および負極材料を充填した。充填方法には、ドクターブレードを用いた塗工方法を使用した。この際、ドクターブレードと基材の間隔を０として、凹部のみに電極材料が充填されるようにした。正極材料には活物質としてＬｉＣｏＯ２、導電助材としてアセチレンブラック、結着材としてポリフッ化ビニリデンをそれぞれ９０対４対６の割合で混合し、ｎ−メチル−２−ピロリドンを溶媒とした。負極材料には、活物質としてメソカーボンマイクロビーズ、導電助材としてアセチレンブラック、結着材としてスチレンブタジエンラバーをそれぞれ９５対２対３の割合で混合し、水とカルボキシメチルセルロースを９８対２の割合で混合したものを溶媒とした。
【００４０】
次に、加熱乾燥によって溶媒を除去した。乾燥条件は８０℃で２４時間の加熱を減圧下で実施した。また、加熱乾燥処理以降の工程は電極内への水分の混入を避けるため露点温度−６０℃のドライルーム内で実施した。
次に、充填した電極材料の表面に集電層を形成した。集電層の形成には、正極側にはアルミニウム粉末とエポキシ樹脂を、負極側には銅粉末とエポキシ樹脂をそれぞれ金属粉末とエポキシ樹脂の割合が９０対１０となるように混合して、電極材料上にバーコート法で塗工した。また、その際に電極材料以外の部分に集電層が付着しないように、電極材料以外の部分をプラスチックフィルムでマスクした。その後、樹脂を硬化させるために６０℃で１時間加熱処理を実施した。ここまでの工程で形成したものを形成体とした。
【００４１】
次に、形成体に電解液を含浸した。電解液にはエチレンカーボネイトとジエチルカーボネイトの溶媒を１対１で混合した溶媒にＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解させたものを使用した。電解液の含浸は形成体を電解液浴に浸漬するディップ法を用いた。
次に、電解液を含浸した形成体を外装体で封止した。外装体には、アルミラミネートフィルムを使用した。アルミラミネートフィルムは、集電層の一部が外部に露出するように加工した。また、封止の際に集電層が露出するように加工したアルミラミネートフィルムの開口端部の集電層と接する部分をシール材で接着し、外周部分は熱ラミネート処理を施した。
以上より、セパレーターと電極が一体となったリチウムイオン二次電池を形成することができた。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の電池の製造方法は、リチウムイオン二次電池分野のみならず、二種類の電極の接触を防止する機構を必要とする全ての分野に適用可能であり、例えば、燃料電池や太陽電池の分野にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０  基板
１１  凹部
１２  正極材料
１３  負極材料
１４  集電層
１５  集電層
１６  電解液
１７  外装体
Ａ  イオンの移動方向
Ｂ  イオンの移動方向
【図１】
2013200962.tif 000003
【図２】
2013200962.tif 000004
【図３】
2013200962.tif 000005