(57)【要約】【課題】電池素子構成体の製造方法を提供する。【解決手段】帯状の金属集電体と、その一面側に設けられた活物質層と、を備える電極板１０に、活物質層側からエレクトロスピニング法により紡糸して不織布３ａからなるセパレータ３を積層するセパレータ積層工程を備え、セパレータ積層工程では、金属集電体の他面側に、電極板１０より幅広のアース電極４４が配置されるとともに、電極板１０が備える金属集電体とアース電極４４とは電気的に接続されており、電極板１０の側端部１０ｃの外側のアース電極４４上には、絶縁壁４５が配置されている。電極板１０の側端部１０ｃと絶縁壁４５との間に、１〜２０ｍｍの隙間が開けられていることが好ましく、絶縁壁４５とアース電極４４との間に、０．０１〜１０ｍｍの隙間が開けられており、絶縁壁４５は、アース電極４４から浮いた状態とされていることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の金属集電体と、
前記金属集電体の一面側に設けられた活物質層と、を備える電極板に、
前記活物質層側からエレクトロスピニング法により紡糸して不織布からなるセパレータを積層するセパレータ積層工程を備える電池素子構成体の製造方法であって、
前記セパレータ積層工程では、前記金属集電体の他面側に、前記電極板より幅広のアース電極が配置されるとともに、前記金属集電体と前記アース電極とは電気的に接続されており、
前記電極板の側端部の外側の前記アース電極上には、絶縁壁が配置されていることを特徴とする電池素子構成体の製造方法。
【請求項２】
前記電極板の側端部と前記絶縁壁との間に、１〜２０ｍｍの隙間が開けられている請求項１に記載の電池素子構成体の製造方法。
【請求項３】
前記絶縁壁と前記アース電極との間に、０．０１〜１０ｍｍの隙間が開けられており、
前記絶縁壁は、前記アース電極から浮いた状態とされている請求項１又は２に記載の電池素子構成体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電池素子構成体の製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、エレクトロスピニング法により紡糸された樹脂繊維が、電極板上に直接、且つ効率よく堆積されて形成された不織布からなるセパレータを備える電池素子構成体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種の電子機器の小型化、コードレス化に伴って、それらの駆動用電源として用いられる電池の高容量化、軽量化等に対する要求が高まっている。このような状況下、特に二次電池、例えば、リチウムイオン二次電池等が注目されている。このリチウムイオン二次電池は、通常、リチウムイオンのドープと脱ドープとがなされる正極及び負極と、正極と負極との間に介在するセパレータと、リチウム塩を非プロトン性有機溶媒に溶解させてなり、セパレータに含浸されている非水系電解液と、を備える。また、電極は、金属箔等からなる集電体と、この集電体の表面に形成された活物質層とからなり、活物質層は、通常、活物質と、導電剤と、これらの材料を集電体に結着させる結着剤と、により構成されている。
【０００３】
更に、現用のセパレータの多くは、樹脂製の多孔質膜、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂を用いてなる多孔質膜からなり、その他、このような多孔質膜と不織布等との積層体からなるセパレータも提案されている。例えば、網目状シート表面の両面に、所定の繊維径と繊維長とを有する繊維集合体からなるシートが積層されてなるセパレータが知られている（例えば、特許文献１参照。）。そして、この繊維集合体からなるシートは、エレクトロスピニング法によって網目状シートの両面に形成されると説明されている。
【０００４】
特許文献１に記載されているような、樹脂多孔質膜と、エレクトロスピニング法によって形成された繊維集合体とからなるセパレータを有する電池素子は、例えば、図９、１０のような構造を備える。即ち、多数の貫通孔Ｐ１を有する樹脂多孔質膜Ｐと、樹脂多孔質膜Ｐ上に形成された繊維集合体３ｃ（不織布）とからなるセパレータＳが、正極板１１と負極板１２との間に介装されてなる。
【０００５】
また、エレクトロスピニング方法により形成されたナノファイバーを含有した多孔質層よりなるセパレータを、電極表面に接合一体化してなるセパレータ電極一体型蓄電素子も知られており（例えば、特許文献２参照。）、内部抵抗が低く、内部短絡不良率の低い電気化学素子を実現できると説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−９２８２９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２５８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載されている、ポリオレフィン樹脂等を用いてなる多孔質膜は、電解液との親和性が低く、電解液の保持性が十分ではない。そのため、このような多孔質膜をセパレータとして用いたリチウムイオン二次電池は、発電性能が安定しない、セパレータの強度が不十分である、及び高容量化には限界がある等の問題を有する。また、特許文献２に記載されたセパレータは、二次電池のセパレータとして十分に機能するかもしれないが、引用文献２では、セパレータを電極表面に効率よく形成することについては全く言及されていない。
【０００８】
本発明は、上述の従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、エレクトロスピニング法により紡糸された樹脂繊維が、電極板上に直接、且つ効率よく堆積されて形成された不織布からなるセパレータを備える電池素子構成体の製造方法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】
本発明は以下のとおりである。
１．帯状の金属集電体と、
前記金属集電体の一面側に設けられた活物質層と、を備える電極板に、
前記活物質層側からエレクトロスピニング法により紡糸して不織布からなるセパレータを積層するセパレータ積層工程を備える電池素子構成体の製造方法であって、
前記セパレータ積層工程では、前記金属集電体の他面側に、前記電極板より幅広のアース電極が配置されるとともに、前記金属集電体と前記アース電極とは電気的に接続されており、
前記電極板の側端部の外側の前記アース電極上には、絶縁壁が配置されていることを特徴とする電池素子構成体の製造方法。
２．前記電極板の前記側端部と前記絶縁壁との間に、１〜２０ｍｍの隙間が開けられている前記１．に記載の電池素子構成体の製造方法。
３．前記絶縁壁と前記アース電極との間に、０．０１〜１０ｍｍの隙間が開けられており、前記絶縁壁は、前記アース電極から浮いた状態とされている前記１．又は２．に記載の電池素子構成体の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
エレクトロスピニング法では、露出したアース電極上の方が、活物質層を備えた電極板上よりも樹脂繊維が紡糸され易い。本発明の製造方法では、アース電極の露出面のうち、電極板の側端部の外側に位置する部分に絶縁壁を配置している。そのため、アース電極のうち、絶縁壁が配置された部分では樹脂繊維の紡糸が抑制されて、この部分に不要な不織布が形成されることを防止することができる。この結果、樹脂繊維が電極板上に効率よく堆積され、不織布からなるセパレータが効率的に積層される。また、より均一な厚さのセパレータとすることができるとともに、樹脂繊維が電極板上に集中して堆積されるため、セパレータの積層に要する時間を短縮することもできる。
また、電極板の側端部と絶縁壁との間に、１〜２０ｍｍの隙間が開けられている場合は、隙間の部分ではアース電極が露出し、この露出面には樹脂繊維が堆積し、不織布が形成される。これにより、電極板の側端面にもセパレータが積層されることになり、電極板の側端部における短絡を防止することができる。
更に、絶縁壁とアース電極との間に、０．０１〜１０ｍｍの隙間が開けられており、絶縁壁が、アース電極から浮いた状態とされている場合は、アース電極上に電極板を載せ、電極板をアース電極とともに移送させるときに、絶縁壁とアース電極とが接触することがなく、円滑に移送させることができる。また、隙間が大き過ぎると、樹脂繊維が隙間に向かって流れ、アース電極上に堆積されることがあるが、隙間が５ｍｍ以下であれば、そのような問題も抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】アース電極上の電極板に、エレクトロスピニング法により形成された不織布からなるセパレータが積層されている様子を説明するための模式図である。
【図２】金属集電体の一面側に活物質層が設けられた電極板の模式的な斜視図である。
【図３】図１の電極板にセパレータが積層されている様子の横断面の模式図である。
【図４】電極板上に不織布からなるセパレータが積層された本発明の電池素子構成体を説明するための模式的な斜視図である。
【図５】絶縁壁の形状を説明するための模式図である。
【図６】絶縁壁の形状を説明するための模式図である。
【図７】絶縁壁の形状を説明するための模式図である。
【図８】絶縁壁の形状を説明するための模式図である。
【図９】樹脂製多孔質膜と、この樹脂製多孔質膜上に、エレクトロスピニング法により積層された繊維集合体からなるセパレータを備える従来の電池素子を説明するための模式的な斜視図である。
【図１０】図９の電池素子の正極板が積層されていない箇所での模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を図１〜８も参照しながら詳しく説明する。
ここで示される事項は例示的なもの及び本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。
【００１３】
［１］セパレータ積層工程を備える電池素子構成体の製造方法
本発明の電池素子構成体１００（図４参照）の製造方法は、帯状の金属集電体１０ａと、この金属集電体１０ａの一面側に設けられた活物質層１０ｂと、を備える電極板１０（図２参照）に、活物質層１０ｂ側からエレクトロスピニング法により紡糸して不織布３ａからなるセパレータ３を積層するセパレータ積層工程を備える（図１のように、紡糸された樹脂繊維が電極板１０上に直接堆積され、不織布３ａからなるセパレータ３が積層される。）。
【００１４】
セパレータ積層工程では、金属集電体１０ａの他面側に、電極板１０より幅広のアース電極４４が配置されるとともに、金属集電体１０ａとアース電極４４とは電気的に接続されている。また、電極板１０の側端部１０ｃの外側のアース電極４４上には、絶縁壁４５が配置されている。尚、電極板１０が正極板であるときも、負極板であるときも、同様にして、各々の活物質層１０ｂ側に不織布３ａからなるセパレータ３を積層させることができる。
【００１５】
（１）アース電極及び絶縁壁
アース電極４４は電極板１０より幅広であり、電極板１０が備える金属集電体１０ａの他面側、即ち、活物質層１０ｂが設けられた面と反対側の面に配置される。これにより、金属集電体１０ａとアース電極４４とが接触し、電気的に接続される。アース電極４４は、その側部が電極板１０からはみ出すように配置される（図３参照）。
【００１６】
アース電極４４の側部が電極板１０からはみ出して露出するように配置されることで、紡糸時、樹脂溶液が電極板１０の幅方向により均等に吐出される（図１の吐出されている樹脂溶液３ｂ参照）。これにより、電極板１０の幅方向により均質であり、且つ厚さのばらつきの少ない不織布３ａ、即ち、セパレータ３を活物質層１０ｂ上に積層させることができる。アース電極４４の形態は特に限定されないが、帯状の金属集電体１０ａの他面側に配置させ、接触させることで電気的に十分に接続させるためには、帯状のシート又は箔等であることが好ましい。更に、アース電極４４の材質も十分な導電性を有する限り、特に限定されないが、金属であることが好ましく、アース電極４４としては、金属シート、金属箔等を使用することができ、例えば、アルミニウム箔等を用いることができる。
【００１７】
電極板１０の側端部１０ｃの外側に露出したアース電極４４上には、絶縁壁４５が配置されている。この絶縁壁４５は、エレクトロスピニング時、吐出された樹脂溶液が導電性の高いアース電極４４の方向に流れてしまい、導電性の低い活物質層１０ｂ上に樹脂繊維が十分に堆積されないことを防止するものである。従って、絶縁壁４５の材質は、電気絶縁性が高ければよく、合成樹脂、合成ゴム等を用いてなる成形体を使用することができる。合成樹脂及び合成ゴムは種類にかかわらず、通常、活物質層１０ｂより十分に絶縁性が高く、各種の合成樹脂及び合成ゴムを用いてなる成形体を絶縁壁４５として使用することができる。
【００１８】
絶縁壁４５の形状も特に限定されない。吐出された樹脂溶液が、電極板１０の側端部１０ｃの外方に露出した導電性の高いアース電極４４の方向に流れてしまうのを抑えるために、アース電極４４の露出部を十分に覆うことができればよい。絶縁壁４５は、例えば、図１のように、電極板１０の側端部１０ｃに沿って、アース電極４４の露出部上に長手方向に配置される壁体とすることができる。絶縁壁４５の形状は特に限定されないが、例えば、図１のような略直方体状、図５のような略円筒状、図６のような略角筒状、図７のような角柱から円柱をくり抜いた筒状、図８のような角柱から円錐台をくり抜いた筒状であってもよい。
【００１９】
また、電極板１０の側端部１０ｃと、絶縁壁４５との間には隙間がなくてもよいが、図３のように隙間Ｓ１が開けられていることが好ましい。適度な隙間が開けられ、アース電極４４がここで露出していれば、吐出された樹脂溶液が、露出した導電性の高いアース電極４４の方向に流れる。その結果、電極板１０の側端部１０ｃ面にも樹脂繊維が堆積されて不織布３ａからなるセパレータ３が積層され、電極板１０の側端部１０ｃにおける短絡が防止される。隙間Ｓ１の寸法は特に限定されないが、１〜２０ｍｍとすることができ、２〜１５ｍｍ、特に５〜１０ｍｍであることが好ましい。
【００２０】
更に、絶縁壁４５とアース電極４４との間も、アース電極４４の移送が妨げられない限り、接触していてもよいが、隙間Ｓ２が開けられていることが好ましい（図３参照）。隙間Ｓ２が開けられて、絶縁壁４５がアース電極４４から浮いた状態とされていれば、絶縁壁４５とアース電極４４との擦れによる損傷、更には破損を防止することができる。隙間Ｓ２の寸法は特に限定されないが、０．０１〜１０ｍｍとすることができ、０．０１〜８ｍｍ、特に０．０１〜５ｍｍであることが好ましい。アース電極４４がアルミニウム箔等の金属箔又は金属シートであり、絶縁壁４５が合成樹脂等を用いてなる成形体であれば、相互に滑り易く、アース電極４４と絶縁壁４５との隙間が０．０１ｍｍと小さくても、アース電極４４の損傷、破損を十分に防止することができる。
【００２１】
（２）エレクトロスピニング法
エレクトロスピニング法では、紡糸可能な樹脂を溶媒に溶解させた樹脂溶液を、ノズルから電極間に形成された静電場に吐出させて紡糸する。すると電極板１０上に樹脂繊維が直接堆積されることにより不織布３ａからなるセパレータ３が積層される。溶媒の多くは、樹脂溶液が電極板１０上に到達するまでに気化し、蒸散するが、必要であれば、加熱下、及び／又は減圧下に溶媒を除去する雰囲気下に紡糸することもできる。
【００２２】
樹脂溶液を静電場に吐出させる方法としては、例えば、樹脂溶液を、容器から静電場に開口するノズルに供給し、吐出させる方法が挙げられる。このように、樹脂溶液を静電場の所定位置に開口させたノズルから吐出させ、電界によって曳糸させることにより樹脂を繊維化させることができる。また、この樹脂溶液の吐出、紡糸時の溶液温度は、室温（２０〜３０℃）から溶媒の沸点までとすることができ、室温でも容易に吐出、紡糸が可能である。一方、相対湿度は特に限定されないが、１０〜７０％であればよく、２０〜６０％であることが好ましい。更に、樹脂溶液の吐出量、電極板の移送速度等により不織布３ａ、即ち、セパレータ３の厚さを容易に調整することができる。
【００２３】
静電場は、図１、３のように、樹脂溶液容器４１及びノズル４２の側を電圧印加側とし、電極板１０を接地側として形成される。また、印加電圧は特に限定されないが、５〜５０ｋＶとすることができ、５〜３５ｋＶ、特に１０〜２５ｋＶであることが好ましい。電圧印加側の電極としては、ノズル４２そのものを用いることもでき、ノズル４２等に付設された電極を使用することもできる。電極は、導電性を有する無機物、有機物により形成することができ、特に金属が用いられることが多い。また、絶縁性の材質からなる成形体の表面に、導電性物質がコーティングされてなる電極であってもよい。
【００２４】
以下、図１、３のエレクトロスピニング装置４を用いて電極板１０上に不織布３ａを堆積させ、セパレータ３を積層させる方法をより具体的に説明する。
ノズル４２の本数は特に限定されず、図１、３のように、１本でもよく、複数本でもよい。
【００２５】
また、ノズル４２の内径は特に限定されず、繊維径等にもよるが、５〜５００μｍとすることができ、５〜２００μｍ、特に５〜１００μｍであることが好ましい。ノズル４２の内径が５〜５００μｍであれば、樹脂溶液を十分な速度でノズル４２に供給することができ、所定径の樹脂繊維からなる不織布３ａを効率よく形成することができる。ノズル４２の材質も特に限定されず、金属でも非金属でもよいが、金属製であれば、前述のように、電圧印加側の電極として用いることができるため好ましい。ノズル４２が非金属製である場合は、内部に金属等の導電材を配設し、電極として用いることができる。
【００２６】
更に、樹脂溶液容器４１中の樹脂溶液は、溶液供給装置、例えば、定流量ポンプ等（図示せず）により、樹脂溶液容器４１からノズル４２へと移送され、供給される。そして、樹脂溶液は、ノズル４２の開口部から吐出されて、紡糸された樹脂繊維が電極板１０上に直接堆積されて不織布３ａが形成されて、セパレータ３となる。
【００２７】
ノズル４２の開口部と電極板１０との距離は、帯電量、ノズルの内径、樹脂溶液の濃度、樹脂溶液の吐出量等に基づいて設定することが好ましい。例えば、印加電圧が１０ｋＶ程度のときは、５０〜２００ｍｍの距離とすることができる。更に、印加される静電気電位は、前述のように、５〜５０ｋＶとすることができ、５〜３５ｋＶ、特に１０〜２５ｋＶとすることが好ましい。この電位は公知の技術に基づいて設定することができる。
【００２８】
また、樹脂溶液に用いた溶媒は、樹脂溶液が電極板１０に向けて吐出され、紡糸される間に、条件に応じて気化し、蒸散して、樹脂繊維が紡糸され、不織布３ａが形成される。この工程で、雰囲気温度が、例えば、室温（２０〜３０℃）であるときは、通常、樹脂溶液が電極板１０上に到達するまでの間に溶媒は略全量が蒸散する。しかし、溶媒の蒸散が不十分であるときは、不織布３ａを加熱下、及び／又は減圧下に形成することもできる。尚、雰囲気温度は、樹脂溶液の粘度、溶媒の種類等にもよるが、室温（２０〜３０℃）でもよく、加温するときでも５０℃程度に昇温させれば十分である。
【００２９】
更に、本発明の電池素子構成体の製造方法では、電極板１０上に、紡糸された樹脂繊維が直接堆積されて不織布３ａが形成され、これがセパレータ３となる。この場合、電極板１０の活物質層１０ｂが設けられた片面上に紡糸された樹脂繊維が直接堆積されて不織布３ａが形成されてもよく（図１、３参照）、電極板１０の両面上に樹脂繊維が直接堆積されて不織布３ａが形成されてもよい。電極板１０の両面上に不織布３ａが形成される場合、活物質層１０ｂは、通常、電極板１０の両面に設けられるが、片面のみに設けられていてもよい。
【００３０】
（３）電極板
前記「電極板１０」としては、正極板と負極板とがあり、各々の電極板１０は、通常、帯状の金属集電体１０ａと、活物質と、活物質を結着して金属集電体１０ａの表面に活物質層１０ｂを形成するための結着用樹脂とを有する（図２の電極板１０参照）。
【００３１】
金属集電体１０ａとしては、正極用には耐酸化性に優れた材料が用いられ、負極用には耐還元性に優れた材料が用いられる。正極用の金属集電体１０ａとしては、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼等が用いられ、負極用の金属集電体１０ａとしては、例えば、銅、ニッケル、ステンレス鋼等が用いられる。また、金属集電体１０ａは帯状であり、その形態は特に限定されないが、箔及びメッシュが挙げられ、正極用としてはアルミニウム箔、負極用としては銅箔が用いられることが多い。更に、金属集電体１０ａの厚さも特に限定されないが、正極用、負極用ともに、５〜３０μｍとすることができ、５〜２０μｍ、特に７〜１５μｍであることが好ましい。
【００３２】
活物質も特に限定されず、電池の種類によって公知の活物質を用いることができる。例えば、リチウムイオン二次電池の場合には、正極活物質としては、各種のリチウム含有遷移金属酸化物を用いることができる。このリチウム含有遷移金属酸化物としては、例えば、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＮｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４等が挙げられる。また、負極活物質としては、リチウムイオンをドープ・脱ドープ可能な炭素材料を用いることができる。この炭素材料としては、例えば、ポリアクリロニトリル、フェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂、セルロース等の樹脂を焼結させた材料、及び人造黒鉛、天然黒鉛等が挙げられる。この負極活物質としては、チタン酸リチウム、リチウム合金等を用いることもできる。形成される活物質層１０ｂの厚さも特に限定されないが、正極及び負極の活物質層１０ｂともに、１０〜５０μｍ、特に１５〜３５μｍとすることができる。
【００３３】
更に、正極には、人造黒鉛、ニッケル粉末等の導電助剤を含有させることが好ましい。この場合、導電助剤の含有量は特に限定されないが、正極活物質を１００質量部としたときに、１０質量部以下、特に５〜１０質量部とすることができる。一方、負極には導電助剤を含有させる必要はないが、含有させてもよい。
【００３４】
また、結着用樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンとヘキサフロロプロピレン、パーフロロメチルビニルエーテル、テトラフロロエチレン等とのフッ素系共重合体、及びポリテトラフロロエチレン等のフッ素系樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体等のスチレン系共重合樹脂等の他、カルボキシメチルセルロース、ポリイミドなどを用いることができる。これらの結着用樹脂は１種のみ用いてもよく、２種以上を併用してもよい。結着用樹脂の使用量は特に限定ないが、正極活物質及び負極活物質を１００質量部としたときに、３〜３０質量部、特に７〜２５質量部とすることができる。
【００３５】
（４）紡糸に用いる樹脂等
紡糸可能な樹脂は特に限定されない。この樹脂としては、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキシド、ポリビニリデンクロライド、セルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。また、樹脂としては、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン等が好ましい。更に、これらの樹脂は、１種のみ用いてもよく、共通の良溶媒があれば、２種以上を併用することもできる。
【００３６】
また、樹脂を溶解させるための溶媒も特に限定されないが、樹脂を十分に溶解させることができ、且つ樹脂溶液が吐出され電極板上に到達する間に容易に気化し、蒸散して、可能な限り樹脂繊維に残留しない溶媒が好ましい。このような溶媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、アセトン、メチルエチルケトン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ピリジン、アセトニトリル、Ｎ‐メチルピロリドン等が挙げられる。溶媒としては、極性溶媒が好ましく、特にＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒が好ましい。これらの溶媒は１種のみ用いてもよく、２種以上を併用した混合溶媒として用いることもできる。
【００３７】
樹脂溶液における樹脂の含有量も特に限定されないが、樹脂溶液を１００質量％とした場合に、樹脂の含有量は２〜２０質量％とすることができ、４〜１５質量％、特に６〜１０質量％であることが好ましい。樹脂の含有量が２〜２０質量％であれば、所定径且つ所要量の樹脂繊維を容易に形成することができる。また、含有量が高過ぎることにより溶液粘度が上昇し、樹脂溶液が吐出し難く、紡糸が困難になることもない。
【００３８】
セパレータ３となる不織布３ａの厚さは特に限定されず、１０〜５０μｍとすることができ、１０〜４０μｍ、特に１５〜３５μｍであることが好ましい。更に、不織布３ａを構成する樹脂繊維の径も特に限定されず、１００〜１０００ｎｍであればよく、１５０〜８００ｎｍ、特に２５０〜６００ｎｍであることが好ましい。また、不織布３ａの目付も特に限定されず、１〜１０ｇ／ｍ２であればよく、１〜６ｇ／ｍ２、特に２〜５ｇ／ｍ２であることが好ましい。尚、繊維径は、不織布３ａの複数箇所（例えば、１０箇所）を光学顕微鏡により観察し、各々の視野において複数本（例えば、１０本）の樹脂繊維の径を測定し、平均値を算出することにより求めることができる。
【００３９】
セパレータ３となる不織布３ａの空孔率も特に限定されず、５０〜８５％とすることができ、５５〜８５％、特に６０〜８０％、更に６５〜８０％であることが好ましい。空孔率が５０〜８５％、特に６５〜８０％であれば、十分な強度及び高イオン伝導性等を有するセパレータ３とすることができる。尚、空孔率は下記の式に基づいて算出することができる。
空孔率（％）＝１００−｛目付／（不織布３ａの形成に用いた樹脂の密度×不織布の厚さ）｝×１００
（但し、不織布３ａの目付の単位はｇ／ｍ２、樹脂の密度の単位はｇ／ｃｍ３、不織布３ａの厚さの単位はμｍである）
【００４０】
［２］電池
本発明の方法により製造された電池素子構成体は二次電池、特にリチウムイオン二次電池の電池素子用として有用であり、以下、電池の例としてリチウムイオン二次電池について説明する。
電極板１０は、前述のように、通常、金属集電体１０ａと、活物質と、活物質を結着して集電体の表面に活物質層１０ｂを形成するための結着用樹脂とを有する。
【００４１】
また、セパレータ３に含浸される電解質としては、各種のリチウム塩が用いられる。このリチウム塩としては、過塩素酸リチウム、六フッ化リン酸リチウム、ホウフッ化リチウム、六フッ化砒酸リチウム、トリフロロスルホン酸リチウム、リチウムパーフロロメチルスルホニルイミド、リチウムパーフロロエチルスルホニルイミド等が挙げられる。これらのリチウム塩は１種のみ用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００４２】
電解質である各種のリチウム塩は、通常、非水系溶媒に溶解させ、非水系電解液として用いられる。非水系溶媒としては、リチウムイオン二次電池に一般的に用いられる炭素数１０以下の極性有機溶媒を特に限定されることなく用いることができる、この極性有機溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、１，２-ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、スルフォラン、アセトニトリル等、及びこれらの溶媒が混合された混合溶媒が挙げられる。非水系電解液におけるリチウム塩の濃度は、０．２〜２モル濃度であることが好ましい。
【００４３】
電池は、例えば、電池がリチウムイオン二次電池である場合、正極板１１と負極板１２とがセパレータ３を介して積層されてなる電池素子を外装材内に収納し、非水系電解液を注入し、その後、開口部を封止することにより製造することができる。また、非水系電解液の注入方法は、真空注入法が好ましいが、特にこの方法に限定はされない。更に、外装材内に収納する前の電池素子に、非水系電解液を予め含浸させておいてもよく、非水系電解液を含浸させた電池素子を外装材内に収納した後、必要に応じて非水系電解液を注入してもよい。
【００４４】
また、外装材としてアルミラミネートフィルム等の柔軟な積層材を用いた、所謂、フィルム外装電池では、電極板１０とセパレータ３とは接着されて一体化されていることが好ましい。この場合、通常、電極板１０とセパレータ３とは、熱圧着法により融着されるが、本発明の方法により製造された電池素子構成体では、セパレータ３となる不織布３ａがエレクトロスピニング法により電極板１０上に直接形成されており、電極板１０とセパレータ３とは十分強固に一体化されている。そのため、特に熱圧着しなくてもよいが、熱圧着してより強固に一体化することもできる。
【００４５】
更に、外装材は特に限定されないが、前述のアルミラミネートフィルム等の柔軟な積層材の他、スチール缶、アルミニウム缶等が挙げられる。また、リチウムイオン二次電池の外形も特に限定されず、外装材の種類により定まる面もあるが、円筒型、角形（図６の電池８１、８２参照）等の扁平型及びボタン型等であることが多い。
【実施例】
【００４６】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。
実施例１
図１、３に記載の装置を使用し、電極板１０上に樹脂繊維を堆積させ、不織布３ａからなるセパレータ３を積層させた。
電極板１０としては、銅箔（金属集電体１０ａ）に活物質として人造黒鉛が結着された（活物質層１０ｂが形成される。）幅５６ｍｍの負極板１２を使用した。また、樹脂溶液としては、ポリアクリロニトリルのジメチルホルムアミド溶液（溶液を１００質量％とした場合に、樹脂の含有量は６．０質量％）を用いた。更に、ノズル４２側を電圧印加側とし、負極板１２側を接地側として、２０ｋＶの電圧を印加し、静電場を形成した。
【００４７】
また、負極板１２の銅箔の下面には幅２００ｍｍのアルミニウム箔からなるアース電極４４を、各々の長手方向の中心線を一致させて配置させた。その結果、負極板１２の幅方向の両側にはアース電極４４が露出した。その後、アース電極４４上であり、且つノズル４２の側方に、合成樹脂製の絶縁壁４５を配置させた。尚、負極板１２の側端部と絶縁壁４５との間には１０ｍｍの隙間を開けるとともに、絶縁壁４５の底面とアース電極４４の表面との間には５ｍｍの隙間を開けた。このようにして、負極板１２とアース電極４４とを移送させ、負極板１２上に、紡糸された樹脂繊維を直接堆積させた結果、平均径２５０ｎｍの繊維からなり、厚さ２５μｍの不織布３ａたるセパレータ３が積層された。
【００４８】
本実施例では、アース電極４４の露出面のうち、電極板１０の側端部の外側に位置する部分に絶縁壁４５を配置した。そのため、アース電極４４のうち、絶縁壁４５が配置された部分では樹脂繊維の紡糸が抑制されて、この部分に不要な不織布３ａが形成されることを防止することができた。この結果、樹脂繊維が電極板上に効率よく堆積され、不織布３ａからなるセパレータ３が効率的に積層された。また、より均一な厚さのセパレータ３とすることができるとともに、樹脂繊維が電極板１０上に集中して堆積されるため、セパレータ３の積層に要する時間を短縮することもできた。
【００４９】
更に、より均一な厚さのセパレータ３が形成されたので、不均一厚みに起因した応力の集中がなくなり、セパレータ３の強度が従来に比べて高くなった。このように、セパレータ３を厚くしなくてもセパレータ３の強度を大きくできるため、セパレータ３を厚くすることによる不利益の影響も少なくなると予想される。すなわち、セパレータ３を厚くすることにより、イオン伝導性が低くなり、エネルギー密度が低下するという問題も少ない。更に、セパレータ３の補強等を目的として、イオン伝導性が低い樹脂製多孔質膜を併用する必要がなくなる。
【００５０】
尚、前述の記載は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施態様を挙げて説明したが、本発明の記述及び図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく、説明的および例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その態様において本発明の範囲又は精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料及び実施態様を参照したが、本発明をここにおける開示事項に限定することを意図するものではなく、寧ろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、電池、特にリチウムイオン二次電池等の二次電池の技術分野において利用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１００；電池素子構成体、１０；電極板、１０ａ；金属集電体、１０ｂ；活物質層、１０ｃ；電極板の側端部、３；セパレータ、３ａ；不織布、３ｂ；吐出されている樹脂溶液、３ｃ；繊維集合体、４；エレクトロスピニング装置、４１；樹脂溶液容器、４２；ノズル、４３；高電圧発生装置、４４；アース電極、４５；絶縁壁、Ｐ；樹脂多孔質膜、Ｐ１；貫通孔、Ｓ；セパレータ。
【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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