(57)【要約】【課題】扁平形状の捲回電極体であって、平坦部および湾曲部の層間剥離が抑制された電極体、および該電極体を備えた非水電解液二次電池の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明によって提供される非水電解液二次電池の製造方法は、液状の充填材を含浸させた後で重ねあわせた正極シート５０と一方のセパレータシート７０、ならびに負極シート６０と他方のセパレータシート７０に対して、それぞれ面圧を印加するとともに、該面圧が印加された状態で前記充填材を凝固させ、次いで凝固点未満の温度条件下において該面圧印加後の正極シート５０およびセパレータシート７０、ならびに負極シート６０およびセパレータシート７０を重ねあわせて捲回して捲回電極体２０を形成した後で、該捲回電極体２０を前記充填材が溶融する温度域までに加温することを包含する。【選択図】図４
2016031784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺な正極シートおよび負極シート、ならびに該正負極シートを電気的に隔離する長尺な２枚のセパレータシートが重ね合わされて長手方向に捲回された扁平な捲回電極体を備える非水電解液二次電池の製造方法であって：
前記正極シート、負極シートおよびセパレータシートのそれぞれに液状の充填材を含浸すること；
前記充填材を含浸させた後の正極シートと一方のセパレータシート、および、前記充填材を含浸させた後の負極シートと他方のセパレータシートを、それぞれ重ね合わせること；
前記重ね合わせた正極シートおよびセパレータシート、ならびに、前記重ね合わせた負極シートおよびセパレータシートに対して、それぞれ、面圧を印加するとともに該面圧が印加された状態で前記充填材を凝固させること；
前記充填材の凝固点未満の温度条件下において、前記面圧印加後の正極シートおよびセパレータシートと、前記面圧印加後の負極シートおよびセパレータシートとを、重ね合わせて捲回することにより捲回電極体を形成すること；および
前記捲回電極体を、前記充填材が溶融する温度域まで加温すること；
を包含する製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水電解液二次電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池（リチウム二次電池）等の非水電解液二次電池は、既存の電池に比べて軽量且つエネルギー密度が高いことから、近年、パソコンや携帯端末等のいわゆるポータブル電源や車両駆動用電源として用いられている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン二次電池は、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）等の車両の駆動用高出力電源として好ましく用いられている。
【０００３】
かかる非水電解液二次電池の一形態として、長尺な正極シート、負極シート、およびセパレータシートを重ね合わせて長手方向に捲回した捲回電極体を有するものが挙げられる。この形態の電池のうち、電池ケースが矩形状であることを特徴とするいわゆる角型電池の場合、上記捲回電極体は、例えば扁平な巻き芯に所定のテンションをかけながら正負極シートおよびセパレータシートを扁平形状に捲回する手法、或いは正負極シートおよびセパレータシートを所定のテンションをかけながらほぼ円筒形状に捲回した捲回体を側面方向から押圧して拉げさせる手法により最終的に扁平形状に成形され、角型電池ケース内に収容される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３０６５６９号公報
【特許文献２】特開２０１３−１３７９４３号公報
【特許文献３】特開２００１−２３６９８４号公報
【特許文献４】特開２０１２−０５９４９１号公報
【特許文献５】特開２００２−００８７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、所定のテンションをかけながら捲回したにすぎない扁平形状の捲回電極体では、充放電の繰り返しによる負極の膨張収縮等が原因となり、当該捲回電極体の各層（正極、負極、セパレータ）の間に隙間が生じる（層間剥離が生じる）虞がある。かかる層間剥離が生じた捲回電極体において層間が広くなった箇所では電荷担体（例えばリチウムイオン二次電池におけるリチウムイオン）の移動距離が長くなるために内部抵抗が増大する虞があり、一方で相対的に層間が狭い箇所には電流が集中するために局所的に温度が上昇する虞がある。そのため、電池性能および安全性の観点から、上記捲回電極体の各層（正極、負極、セパレータ）は互いに密着して積層されることが重要であり、そのことを実現し得る何らかの創意工夫が扁平形状の捲回電極体に求められる。
【０００６】
かかる課題を解決するために、上記捲回電極体の各層（正極、負極、セパレータ）の密着性を向上させる技術が、例えば特許文献１〜５に記載されている。特許文献１には、正負極およびセパレータの間に挟みこんだ接着性材料により正極又は負極とセパレータとを接着する技術が提案され、特許文献２には、扁平形状に形成した捲回電極体を、扁平面に対して垂直な方向にホットプレスして層間の密着性を確保する技術が提案されている。また、特許文献３には正負極およびセパレータを捲回しつつ捲回ロールによって捲回軸に対して直交する方向に加圧する技術、特許文献４には正負極の柔軟性等を調整する技術、特許文献５には電解液中で膨潤するエンベロープ内に電極体を収容する技術が提供されている。
しかし、これら従来技術には、例えば、接着性材料由来の抵抗層が正負極とセパレータ間に形成されるために電池性能が低下する場合があること、捲回電極体の扁平面に対して垂直方向のホットプレスでは捲回電極体の湾曲部（コーナー部もしくはＲ部ともいう。）の層間剥離を抑制することが困難な場合があること等の課題があった。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、平坦部のみでなく、湾曲部（コーナー部、Ｒ部）においても層間剥離が抑制された扁平形状の捲回電極体および該電極体を備えた非水電解液二次電池、および該二次電池の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を実現すべく、本発明により、長尺な正極シートおよび負極シート、ならびに該正負極シートを電気的に隔離する長尺な２枚のセパレータシートが重ね合わされて長手方向に捲回された扁平な捲回電極体を備える非水電解液二次電池の製造方法が提供される。
即ち、ここに開示される非水電解液二次電池の製造方法は、
（ｉ）前記正極シート、負極シートおよびセパレータシートのそれぞれに液状の充填材を含浸すること；
（ｉｉ）前記充填材を含浸させた後の正極シートと一方のセパレータシート、および、前記充填材を含浸させた後の負極シートと他方のセパレータシートを、それぞれ重ね合わせること；
（ｉｉｉ）前記重ね合わせた正極シートおよびセパレータシート、ならびに、前記重ね合わせた負極シートおよびセパレータシートに対して、それぞれ、面圧を印加するとともに該面圧が印加された状態で前記充填材を凝固させること；
（ｉｖ）前記充填材の凝固点未満の温度条件下において、前記面圧印加後の正極シートおよびセパレータシートと、前記面圧印加後の負極シートおよびセパレータシートとを、重ね合わせて捲回することにより捲回電極体を形成すること；および
（ｖ）前記捲回電極体を、前記充填材が溶融する温度域まで加温すること；を包含する。
【０００９】
かかる製造方法は、厚み方向（積層方向）への面圧印加により圧縮した正負極シートおよびセパレータシートが元の厚みに戻ろうとする復元力を、捲回電極体の捲回軸に対して直交する方向に作用する力として利用することで、特に湾曲部における正極シートとセパレータシート、および負極シートとセパレータシートの間（以下、「層間」ともいう）の密着性を向上し、層間剥離を抑制するものである。
そして本製造方法では、予め正負極シートおよびセパレータシート中に含浸しておいた液状の充填材を面圧印加された状態で凝固させることにより、正負極シートおよびセパレータシートを圧縮状態に固定（維持）することができる。そして、充填材の凝固点未満の温度条件下（即ち、充填材が凝固した状態）で上記捲回を行うことで、圧縮状態の正負極シートおよびセパレータシートを捲回して捲回電極体を形成することができる。
また、捲回電極体を形成した後で、該捲回電極体を充填材が溶融する温度域（即ち該充填材の凝固点以上の温度域）まで加温することで、充填材を液状に戻す。これにより、正負極シートおよびセパレータシートが圧縮状態から解放されて圧縮前の厚みに戻ろうとする復元力が発生する。
従って、ここで開示の製造方法によると、捲回電極体を充填材が溶融する所定の温度域（典型的には充填材の凝固点（融点）以上の温度域）まで加温するという単純な手法により、正負極シートおよびセパレータシートを圧縮状態から解放するタイミングを容易に制御可能であり、また、確実に復元力を発生させることができる。かかる復元力は、捲回電極体の平坦部および湾曲部に同様に発生するため、捲回電極体全体で層間の密着性を向上可能であり、特に湾曲部における層間剥離を高度に抑制することができる。
また、かかる製造方法より製造された非水電解液二次電池は、層間の密着性に優れ、層間剥離が抑制された捲回電極体（典型的には扁平形状の捲回電極体）を備えることから、電池性能に優れ（典型的には内部抵抗が低く）、安全性および耐久性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池の外形を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面構造を模式的に示す縦断面図である。
【図３】一実施形態に係る捲回電極体の構成を示す模式図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池の製造方法を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、適宜図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態をリチウムイオン二次電池を例として説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明を実施するのに必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施し得る。また、リチウムイオン二次電池は一例であり、本発明の技術思想は、その他の電荷担体（例えばナトリウムイオン）を備える他の非水電解液二次電池（例えばナトリウムイオン二次電池）にも適用される。
【００１２】
以下、特に限定することを意図したものではないが、本発明の非水電解液二次電池の構成を、図１〜３に示すリチウムイオン二次電池（リチウム二次電池）１００を例にして詳細に説明する。
【００１３】
図１および図２に示すリチウムイオン二次電池１００は、扁平形状の捲回電極体２０と非水電解液（図示せず）とが扁平な角形の電池ケース（即ち外装容器）３０に収容されることにより構築される密閉型の電池１００である。電池ケース３０には外部接続用の正極端子４２および負極端子４４と、電池ケース３０の内圧が所定レベル以上に上昇した場合に該内圧を開放するように設定された薄肉の安全弁３６が設けられ、上記正負極端子はそれぞれ正負極集電体（４２ａ、４４ａ）と電気的に接続されている。電池ケース３０の材質としては、例えば、アルミニウム等の軽量で熱伝導性の良い金属材料が用いられる。
【００１４】
捲回電極体２０は、図２および図３に示すように、長尺状の正極集電体５２の片面または両面（ここでは両面）に長手方向に沿って正極活物質層５４が形成された正極シート５０と、長尺状の負極集電体６２の片面または両面（ここでは両面）に長手方向に沿って負極活物質層６４が形成された負極６０とを、２枚の長尺状のセパレータシート７０を介して重ね合わせて長尺方向に捲回されている。なお、捲回電極体２０の捲回軸方向の両端から外方にはみ出すように形成された正極活物質非形成部分５２ａ（即ち、正極活物質層５４が形成されずに正極集電体５２が露出した部分）と負極活物質層非形成部分６２ａ（即ち、負極活物質層６４が形成されずに負極集電体６２が露出した部分）には、それぞれ正極集電板４２ａおよび負極集電板４４ａが接合されている。
ここで、正極シート５０、負極シート６０およびセパレータシート７０は、従来のリチウムイオン二次電池に用いられるものと同様のものを制限なく使用可能である。典型的な一態様を以下に示す。
【００１５】
正極シート５０を構成する正極集電体５２としては、例えばアルミニウム箔等が挙げられる。正極活物質としては、例えばリチウム遷移金属酸化物（例えば、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＦｅＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ１．５Ｏ４等）や、リチウム遷移金属リン酸化合物（ＬｉＦｅＰＯ４等）が挙げられる。正極活物質層は、活物質以外の成分、例えば導電材やバインダ等を含み得る。導電材としては、アセチレンブラック（ＡＢ）等のカーボンブラックやその他（グラファイト等）の炭素材料を好適に使用し得る。バインダとしては、ＰＶＤＦ等を使用し得る。
【００１６】
負極シート６０を構成する負極集電体６２としては、例えば銅箔等が挙げられる。負極活物質としては、例えば、黒鉛、ハードカーボン、ソフトカーボン等の炭素材料を使用し得る。負極活物質層は、活物質以外の成分、例えばバインダや増粘剤等を含み得る。バインダとしては、スチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）等を使用し得る。増粘剤としては、例えばカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等を使用し得る。
【００１７】
セパレータシート７０としては、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル、セルロース、ポリアミド等の樹脂から成る多孔性シート（フィルム）等を用いることができる。かかる多孔性シートは、単層構造であってもよく、二層以上の積層構造（例えば、ＰＥ層の両面にＰＰ層が積層された三層構造）であってもよい。
【００１８】
また、非水電解液は従来のリチウムイオン二次電池と同様のものを使用可能であり、典型的には有機溶媒（非水溶媒）中に、支持塩を含有させたものを用いることができる。
非水溶媒としては、一般的なリチウムイオン二次電池の電解液に用いられる各種のカーボネート類、エーテル類、エステル類、ニトリル類、スルホン類、ラクトン類等の有機溶媒を、特に限定なく用いることができる。具体例として、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等が例示される。このような非水溶媒は、１種を単独で、あるいは２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
支持塩としては、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４等のリチウム塩（好ましくはＬｉＰＦ６）を好適に用いることができる。支持塩の濃度は、０．７ｍｏｌ／Ｌ以上１．３ｍｏｌ／Ｌ以下（例えば１．０ｍｏｌ／Ｌ）が好ましい。
なお、上記非水電解液中には、本発明の効果を著しく損なわない限りにおいて、上述した非水溶媒、支持塩以外の成分、例えば、ビフェニル（ＢＰ）、シクロヘキシルベンゼン（ＣＨＢ）等のガス発生剤；ホウ素原子および／またはリン原子を含むオキサラト錯体化合物、ビニレンカーボナート（ＶＣ）、フルオロエチレンカーボナート（ＦＥＣ）等の被膜形成剤；分散剤；増粘剤；等の各種添加剤を含み得る。
【００１９】
以下、本発明に係る非水電解液二次電池の製造方法に関し、上述した構成の非水電解液二次電池１００を製造する好適な一実施態様を適宜図面を参照しながら説明する。なお、本発明の非水電解液二次電池の製造方法を以下の実施形態に限定することを意図したものではない。
【００２０】
本実施形態に係る非水電解質二次電池１００の製造方法は、大まかにいって、（１）充填材含浸工程、（２）積層工程、（３）面圧印加工程、（４）捲回工程、（５）加温工程を包含する。各工程について、以下に説明する。
【００２１】
まず、上記（１）充填材含浸工程について説明する。かかる工程では、正極シート５０、負極シート６０および２枚のセパレータシート７０に液状の充填材を含浸する。液状の充填材を各部材に含浸させる手法としては、シート状の材料に液状の材料を含浸させる手法として公知な手法を特に制限なく採用することができる。例えば、上記シート材料を液状の充填材中に浸漬する手法、液状の充填材を上記シート材料に塗布する或いは噴霧（スプレー）する手法等を採用し得る。
【００２２】
液状の充填材としては、化学的、物理的に安定したポリマー（即ち他の化学物質や紫外線等に対して容易に化学反応しないポリマー）であって、例えば、凝固点が常温（典型的には２０℃±１５℃）よりも低い材料、即ち、例えば凝固点が１５℃未満（好ましくは１０℃以下、より好ましくは０℃以下、さらに好ましくは−５℃以下）のポリマー材料が好ましい。このような凝固点（或いは融点）を有するポリマー材料は、後述する加温工程において常温に放置することで容易に充填材を溶融し得るため好ましい。
また、非水電解液の構成成分（特に非水電解液の溶媒成分）として使用可能なポリマー材料であれば、該充填材が非水電解液中に混入しても抵抗成分となり難いため好ましい。
また、凝固点（或いは融点）が非水電解液二次電池を通常使用する温度域より低い材料を充填材として用いると、正負極シートおよびセパレータシートが、非水電解液二次電池の通常使用温度域での状態よりも収縮した状態で、後述の（４）捲回工程を行うことができる。即ち、正負極シートおよびセパレータシートの熱膨張による体積変化を、捲回電極体の層間の密着性向上（面圧増大）に利用し得るため好ましい。特に、セパレータシートに用いる材料は一般的に熱膨張係数が大きいため、高い層間密着性向上効果を発揮し得る。
本発明の実施に好適な充填材として、例えばポリエチレングリコール（ＰＥＧ）が挙げられる。ＰＥＧは分子量によって凝固点が異なるポリマーであり、平均分子量２００のＰＥＧの凝固点は−６０℃〜−５０℃程度、平均分子量３００のＰＥＧの凝固点は−１５℃〜−１０℃程度、平均分子量４００のＰＥＧの凝固点は−６℃〜８℃程度、平均分子量６００のＰＥＧの凝固点は１７℃〜２２℃程度である。特に、平均分子量が２００以上４００以下（例えば２００以上３００以下）のＰＥＧは、凝固点が低いため好適である。
【００２３】
次に、上記（２）積層工程について説明する。かかる工程では、図４に示すように、上記（１）充填材含浸工程において液状の充填材を含浸させた正極シート５０と一方のセパレータシート７０、および負極シート６０と他方のセパレータシート７０を、それぞれ重ね合わせる。このとき、図２および図３に示すように、捲回電極体２０を構築したときに、該捲回電極体２０の一方（図では左側）の端部に正極シート５０の正極活物質層非形成部分（即ち、正極活物質層５４が形成されずに正極集電体５２が露出した部分）５２ａの一部が突出するように幅方向で互いにずらして、正極シート５０の一方の面に一枚のセパレータシート７０を重ね合わせ、また、捲回電極体２０のもう一方（図では右側）の端部に負極シート６０の負極活物質層非形成部分（即ち、負極活物質層６４が形成されずに負極集電体６２が露出した部分）６２ａの一部が突出するように幅方向で互いにずらして、負極シート６０の一方の面にもう一枚のセパレータシート７０を重ね合わせる。
【００２４】
次に、上記（３）面圧印加工程について説明する。かかる工程では、上記（２）積層工程で重ね合わせた正極シート５０とセパレータシート７０、および、それとは別途に重ね合わせた負極シート６０とセパレータシート７０に対し、それぞれ面圧を印加する。このとき、上述の工程で正負極シートおよびセパレータシートに含浸させた充填材の凝固点未満の温度条件下でかかる面圧印加を行う。
【００２５】
上記充填材の凝固点未満の温度は、充填材として用いる材料によって適宜設定することができ、例えば０℃以下（好ましくは−１０℃以下、より好ましくは−２０℃以下、さらに好ましくは−３０℃以下）に設定することができる。上記充填材の凝固点未満の温度の下限は、後述の加温工程後（非水電解液二次電池の使用温度に戻したとき）の正負極シートおよびセパレータシートが性能および構造を保ち得る温度であれば特に限定されないが、例えば−６０℃以上（好ましくは−５０℃以上）と設定することができる。
なお、温度を調節する（典型的には冷却する方法）は特に限定されず、例えば、空冷方式、接触方式等の従来公知の方法を採用し得る。
【００２６】
面圧印加工程で付与する圧力は、該工程において圧縮した正極シート５０、負極シート６０、セパレータシート７０が、後述の（５）加温工程において面圧印加前の厚さに復元しようとする際に、層間の密着力を向上する（典型的には層間剥離を抑制する）のに十分な復元力を発揮し得る圧縮状態まで圧縮可能な圧力以上の圧力とする。かかる圧力は、正負極シートおよびセパレータシートの材質および構成や捲回電極体の捲回数やサイズ等によって異なり得るが、例えば０．５ＭＰａ以上（典型的には３．０ＭＰａ以上）であって１０ＭＰａ以下（例えば５．０ＭＰａ以下）に設定するのが好ましい。
【００２７】
面圧を付与する方法は、従来公知の適当な圧縮（プレス）方法、例えば、ロールプレス法、平板プレス法等を採用することができる。かかる方法に用いる平板やロールを上記充填材の凝固点未満の温度に調整（典型的には冷却）しながらプレスすると、温度調整と圧縮（プレス）処理を同時にできるため好ましい。
例えば、図４に示すように、調温（典型的には冷却）したロール２００Ａ，２００Ｂを用いたロールプレス法は、生産性の観点から好適である。
【００２８】
次に、上記（４）捲回工程について説明する。かかる工程では、図４に示すように、上記面圧印加後の正極シート５０とセパレータシート７０、および負極シート６０とセパレータシート７０を、充填材の凝固点未満の温度条件下で捲回軸（巻き芯）に捲回する。例えば、図４に示すような扁平形状の捲回軸２１０を用いることで、所定のテンションをかけつつ扁平形状の捲回電極体２０を容易に形成することができる。図４に示すように、正極シート５０と負極シート６０との間にセパレータシート７０が介在するように、上記面圧印加後の正極シート５０およびセパレータシート７０、ならびに、負極シート６０およびセパレータシート７０をそれぞれ重ね合わせて捲回する。このとき、図２および図３に示すように、正極シート５０は、捲回電極体２０の一方（図では左側）の端部に正極シート５０の正極活物質層非形成部分５２ａの一部が突出するように、負極シート６０は他方（図では右側）の端部に負極シート６０の負極活物質層非形成部分６２ａの一部が突出するように、幅方向で互いにずらして重ね合わせる。
なお、生産性の観点からは、図４に示すように、上記（２）積層工程、上記（３）面圧印加工程、上記（４）捲回工程を連続して進行することが好ましい。
【００２９】
次に、上記（５）加温工程について説明する。かかる工程では、上記捲回工程で形成した捲回電極体２０を、上記充填材の凝固点以上の温度に加温することで、正負極シートおよびセパレータシート内に含浸した充填材を溶融して液状に戻す。なお、かかる工程において溶融した充填材の一部は、捲回電極体２０の外部に染み出て排出される。
【００３０】
上記充填材の凝固点以上（換言すれば融点以上）の温度としては、用いる充填材の種類によって適宜設定することができ、例えば０℃以上（好ましくは１０℃以上、より好ましくは１５℃以上）とすることができる。かかる温度が高すぎると、例えばセパレータシート７０が変形又は溶融する虞、或いは捲回電極体の捲回状態にムラが生じる虞等がある。そのため、例えば１００℃以下（好ましくは８０℃以下、より好ましくは６０℃以下）と設定し得る。通常、２０℃±１５℃の範囲（即ち常温）に設定することが好ましい。捲回電極体を加温する方法は特に限定されず、例えば、熱風加熱、接触（伝導）加熱、遠赤外線加熱等の方法、或いは所定の温度条件下に調整した空間に放置する方法等、従来公知の加熱方法を採用し得る。
【００３１】
なお、上述した工程以外の工程（例えば、捲回電極体を電池ケース内に挿入して電池組立体を構築する工程等）は、従来の非水電解液二次電池の製造工程と同様の方法を採用し得る。かかる工程は本発明を特徴づけるものではないため、ここでは詳細な説明を割愛する。
【００３２】
ここで開示される製造方法によると、上述のとおり、扁平形状の捲回電極体であって、平坦部のみでなく、湾曲部においても層間剥離が抑制された捲回電極体、およびかかる捲回電極体を有する非水電解液二次電池を製造可能である。したがって、ここで開示される製造方法により製造された非水電解液二次電池は、電池性能に優れ（典型的には内部抵抗が低く）、耐久性および安全性に優れた非水電解液二次電池であることを特徴とする。従って、かかる特徴を活かして、例えばプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）等の車両に搭載される駆動用電源として好適に利用し得る。
【００３３】
以下、本発明に関する試験例を説明するが、本発明の技術範囲をかかる試験例で説明したものに限定することを意図したものではない。
【００３４】
以下の材料、プロセスによって、例１および例２に係る捲回電極体および該電極体を有するリチウムイオン二次電池（非水電解液二次電池）を構築した。
【００３５】
正極の作製は以下の手順で行った。正極活物質粉末としてのＬｉＮｉ０．３３Ｃｏ０．３３Ｍｎ０．３３Ｏ２（ＬＮＣＭ）と、導電材としてのＡＢと、バインダとしてのＰＶＤＦとを、ＬＮＣＭ：ＡＢ：ＰＶＤＦ＝９２：５：３の質量比でＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）と混合し、正極活物質層形成用スラリーを調製した。このスラリーを、長尺状のアルミニウム箔（正極集電体）の両面に帯状に塗布して乾燥、プレスすることにより、正極の平均総厚みが７０μｍの正極を作製した。
【００３６】
負極の作製は以下の手順で行った。負極活物質としての黒鉛（Ｃ）と、バインダとしてのＳＢＲと、増粘剤としてのＣＭＣとを、Ｃ：ＳＢＲ：ＣＭＣ＝９８：１：１の質量比でイオン交換水と混合して、負極活物質層形成用スラリーを調製した。このスラリーを、長尺状の銅箔（負極集電体）の両面に帯状に塗布して乾燥、プレスすることにより、負極の平均総厚みが８５μｍの負極を作製した。
【００３７】
充填材としての平均分子量３００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ３００、凝固点は凡そ−１５℃）を該ＰＥＧ３００の凝固点（融点）以上の温度条件下（ここでは常温下、具体的には凡そ２５℃の温度条件下）に保温して液状に保ち、上述のとおりに作製した正極シートおよび負極シート、並びに２枚のセパレータシート（平均厚み３０μｍの多孔性ポリオレフィンシート）を該液状のＰＥＧ３００中に浸漬することで、各シート中にＰＥＧ３００を含浸した。
次に、図４に示すように、ＰＥＧ３００を含浸させた正極シート５０と一方のセパレータシート７０、ならびにＰＥＧ３００を含浸させた負極シート６０と他方のセパレータシート７０とを重ね合わせた状態で、それぞれ−３０℃に冷却したロール２００Ａ，２００Ｂを用いて３．０ＭＰａの圧力でプレスした。そして、プレス後の各シート５０，６０，７０を、充填材としてのＰＥＧ３００が凝固した状態で平巻用の巻き芯（典型的には扁平形状の捲回軸２１０）に巻き取って扁平形状の捲回電極体、即ち、例１（実施例）にかかる捲回電極体を作製した。そして、上述のとおりに作製した捲回電極体を、常温（典型的には２５℃）に放置し、捲回電極体中のＰＥＧ３００を溶融した（液状に戻した）。
【００３８】
ここで、プレス後捲回前において、例１に係る捲回電極体を構成する正負極シートおよびセパレータシートの各平均厚みを測定したところ、正極シートの平均厚みは６９．３μｍ、負極シートの平均厚みは８３．４μｍ、各セパレータシートの平均厚みはいずれも２９．６μｍであった。即ち、プレス後捲回前の正負極シートおよびセパレータシートはいずれもプレスにより圧縮された状態であることを確認した。換言すると、プレス後捲回前における正負極シートと２枚のセパレータシートの各平均厚みの和は、プレス前のそれの約９８．６％であり、全体としてプレス前よりも１．４％圧縮された状態であることを確認した。
また、常温に放置してＰＥＧ３００を溶融した後の例１に係る捲回電極体について、正負極シートおよびセパレータシートの各平均厚みを測定したところ、それぞれプレス前の各シートの平均厚みと同じ厚さに復元することを確認した。即ち、ＰＥＧ３００が溶融した後の正負極シートと２枚のセパレータシートの平均厚みの和は、捲回時のそれの約１０１．５％に増大したことを確認した。
【００３９】
次に、例２（比較例）に係る捲回電極体として、充填材としてのＰＥＧ３００を用いないこと、冷却したローラを用いたプレス処理を行わないこと、および２５℃の温度環境下において正負極シートおよびセパレータシートの巻き取りを行ったこと以外は例１と同様の材料およびプロセスにて、例２に係る捲回電極体を作製した。
【００４０】
ここで、上記例１および例２に係る各捲回電極体について面圧を測定したところ、例１に係る捲回電極体の面圧は０．０６ＭＰａであり、例２に係る捲回電極体の面圧は０．０１ＭＰａであった。例１に係る捲回電極体の面圧は例２に係る捲回電極体の面圧よりも０．０５ＭＰａ増大した、或いは、例１に係る捲回電極体の面圧は、例２に係る捲回電極体の面圧の６倍に増大したことを確認した。
このことは、ここに開示する製造方法によると、捲回電極体において、正極シートおよびセパレータシート、並びに負極シートおよびセパレータシートの各層間の密着性を向上可能であることを示している。即ち、ここで開示する製造方法によると、扁平形状の捲回電極体であって、平坦部および湾曲部のいずれにおいても層間の密着性に優れ、層間剥離が抑制された捲回電極体、および該捲回電極体を備えた非水電解液二次電池を製造可能であることを確認した。
【００４１】
次いで、上記例１および例２にかかる捲回電極体を電池ケースの内部に収容し、電池ケースの開口部から非水電解液を注入し、当該開口部を気密に封止して例１および例２にかかる非水電解液二次電池を作成した。上記非水電解液としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とをＥＣ：ＤＭＣ：ＥＭＣ＝１：１：１の体積比で含む混合溶媒に、支持塩としてのＬｉＰＦ６を１．０ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解させたものを用いた。
【００４２】
上記のとおり構築した例１および例２にかかる各電池の内部抵抗（ＩＶ抵抗）を測定した。即ち、２５℃の温度条件下、１ＣでＳＯＣ６０％の充電状態に調整した後、１Ｃで１０秒間の定電流放電を行い、この時の電流（Ｉ）−電圧（Ｖ）プロット地の一次曲線の傾きからＩＶ抵抗を求めた。
その結果、例１（実施例）に係る非水電解液二次電池の内部抵抗は、例２（比較例）に係る非水電解液二次電池の内部抵抗の０．９５倍（即ち、５％の抵抗減少）であった。このことは、例１に係る非水電解液二次電池では、捲回電極体において、正極シートおよびセパレータシート、ならびに、負極シートとセパレータシートの各層間の密着性が向上して正負極間の距離が短くなったことで、リチウムイオンの移動距離が短縮されたために内部抵抗が低減したと考えられる。特に、ここに開示する方法によると、扁平形状の捲回電極体の湾曲部も平坦部と同様に層間の密着性が向上し得ることが、上記内部抵抗の低減に大きく貢献したと考えられる。
【００４３】
上述のとおり、ここで開示される技術によれば、扁平形状の捲回電極体であって、平坦部のみでなく、湾曲部においても層間剥離が抑制された電極体および該電極体を備えた非水電解液二次電池、ならびに該二次電池の製造方法を提供することができる。
【００４４】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【符号の説明】
【００４５】
２０    捲回電極体
３０    電池ケース
３６    安全弁
４２    正極端子
４２ａ  正極集電板
４４    負極端子
４４ａ  負極集電板
５０    正極シート（正極）
５２    正極集電体
５２ａ  正極活物質層非形成部分
５４    正極活物質層
６０    負極シート（負極）
６２    負極集電体
６２ａ  負極活物質層非形成部分
６４    負極活物質層
７０    セパレータシート（セパレータ）
１００  非水電解液二次電池（リチウムイオン二次電池）
２００Ａ，２００Ｂ  ロール
２１０  捲回軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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