(57)【要約】      （修正有）【課題】異物の混入が少ない非水電解質二次電池の提供【解決手段】例えば、正極シートと負極シートとからなる電極シート２０６，２０７において、帯状の集電箔２０１と、集電箔２０１に形成された活物質層２０４、２０５とを備えた電極シートが用いられており、ここで、活物質層２０４、２０５は、集電箔２０１のうち幅方向の片側の縁に沿って設けられた露出部２０２、２０３を除いて形成され、活物質層２０４、２０５は、活物質粒子とバインダとを少なくとも含む造粒粒子の粉体が成形された成形体であり、活物質層２０４、２０５の幅方向両側の縁は何れも切断されていない非水電解質二次電池。【選択図】図９
2016018681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の集電箔と、
前記集電箔に形成された活物質層と
を備え、
前記活物質層は、
前記集電箔のうち幅方向の片側の縁に沿って設けられた露出部を除いて形成されており、
活物質粒子とバインダとを少なくとも含む造粒粒子の粉体が成形された成形体であり、
前記活物質層の幅方向両側の縁は何れも切断されていない、
非水電解質二次電池。
【請求項２】
前記集電箔の幅方向において前記露出部が設けられた側の前記集電箔の縁は、前記活物質層が形成された後で切断されている、請求項１に記載された非水電解質二次電池。
【請求項３】
前記集電箔の幅方向において前記活物質層が形成された側における前記集電箔の縁は、前記活物質層が形成される前に切断されている、請求項１または２に記載された非水電解質二次電池。
【請求項４】
帯状の集電箔と、
前記帯状の集電箔の幅方向の中間部に設定された露出部と、
前記露出部を除いて、前記帯状の集電箔の幅方向の両側の領域に、活物質粒子とバインダとを少なくとも含む造粒粒子の粉体が成形された活物質層を備えた電極シート。
【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に関する。ここで、本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充電可能な電池一般をいう。「非水電解質二次電池」とは、電解質塩を溶解した非水溶媒からなる非水電解質が用いられた二次電池をいう。「非水電解質二次電池」の一種である「リチウムイオン二次電池」は、電解質イオンとしてリチウムイオンを利用し、正負極間におけるリチウムイオンに伴う電荷の移動により充放電が実現される二次電池をいう。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特開２００５−３４０１８８号公報には、アノード用の造粒粒子、及び、カソード用の造粒粒子がそれぞれ作成されている。アノード用の造粒粒子は、活物質を含有する粒子を、導電助剤粒子を含む結合剤で結合した造粒粒子である。カソード用の造粒粒子は、活物質を含有する粒子を、導電助剤粒子を含む結合剤で結合してなるカソード用の造粒粒子をそれぞれ作成した造粒粒子である。そして、これらの造粒粒子をアノード用またはカソード用の集電体にそれぞれ積層し、これらの積層体を熱間圧延することによって、アノード用またはカソード用の集電体に、それぞれ活物質層が形成されている。
【０００３】
また、例えば、特開２０１０−２２５２９１号公報に開示されているように、非水電解質二次電池には、正極シートおよび負極シートをそれぞれ帯状の電極シートとし、これに長手方向に沿って活物質層を形成した形態が知られている。かかる形態では、電極シートの幅方向の片側に沿って集電体が露出した露出部が設定されている。そして、当該露出部を除いて、電極シートの幅方向の反対側に沿ってシートの長手方向に活物質層が形成されている。ここで、露出部は、活物質層が形成されない部位であり、活物質層未形成部とも称されうる。また、集電箔のうち活物質層が形成されない領域（露出部として設定される領域）は活物質層未形成領域とも称される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３４０１８８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２５２９１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、非水電解質二次電池では、電極シートは、帯状であり、幅方向の片側に沿って集電体が露出した露出部が設定され、当該露出部を除いて、幅方向の反対側に沿ってシートの長手方向に沿って活物質層が形成された形態がある。かかる形態において、電極シートを作製する際に、例えば、２条分の幅の電極シートが作製され、その後、長手方向にスリット（切断）されて、１条幅の電極シートが２枚作製される。この際、活物質層が切断されると切断粉が異物として、非水電解質二次電池に含まれうる。また、活物質層が粉体成形による場合には、切断されると異物が多く発生する傾向がある。粉体成形によって活物質層を形成することは種々の優位性を有するが、他方で非水電解質二次電池に含まれる異物は出来る限り少ないことが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここで提案される非水電解質二次電池は、帯状の集電箔と、集電箔に形成された活物質層とを備えている。活物質層は、集電箔のうち幅方向の片側の縁に沿って設けられた露出部を除いて形成されている。活物質層は、活物質粒子とバインダとを少なくとも含む造粒粒子の粉体は、成形された成形体である。活物質層の幅方向両側の縁は何れも切断されていない。ここでは、活物質層の幅方向両側の縁は何れも切断されておらず、活物質層が切断されたことに起因する異物が含まれにくい。
【０００７】
ここで、集電箔の幅方向において露出部が設けられた側の集電箔の縁は、活物質層が形成された後で切断されているとよい。集電箔の幅方向において活物質層が形成された側における集電箔の縁は、活物質層が形成される前に切断されている。また、ここで提案される電極シートは、帯状の集電箔と、帯状の集電箔の幅方向の中間部に設定された露出部と、露出部を除いて、帯状の集電箔の幅方向の両側の領域に、活物質粒子とバインダとを少なくとも含む造粒粒子の粉体が成形された活物質層を備えている。かかる電極シートは、例えば、帯状の集電箔の幅方向の中間部に設定された露出部が幅方向の中央部で切断するとよい。これによって、集電箔の幅方向の片側に露出部が設けられ、かつ、当該露出部を除いて、活物質粒子とバインダとを少なくとも含む造粒粒子の粉体が成形された活物質層を備えた、２条の帯状の電極シートが得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、リチウムイオン二次電池を示す断面図である。
【図２】図２は、リチウムイオン二次電池に内装される電極体を示す図である。
【図３】図３は、活物質粒子を含む合材ペーストを集電箔に塗布する工程を示す図である。
【図４】図４は、集電箔に塗布し、乾燥させた合材ペーストの層（活物質層）をプレスする工程を示す図である。
【図５】図５は、合材ペーストの層（活物質層）が形成された集電箔を切断する工程を示す図である。
【図６】図６は、ここで得られる造粒粒子２４０を模式的に示す模式図である。
【図７】図７は、活物質粒子にバインダ成分が付着した造粒粒子の粉体を集電箔に堆積させた工程を示す図である。
【図８】図８は、集電箔に堆積させた堆積層（活物質層）をプレスする工程を示す図である。
【図９】図９は、堆積層（活物質層）が形成された集電箔を切断する工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、ここで提案される非水電解質二次電池についての一実施形態を説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、各図は模式的に描かれており、例えば、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜に省略または簡略化する。
【００１０】
ここでは、まず非水電解質二次電池としてリチウムイオン二次電池１０を例に挙げ、適用されうるリチウムイオン二次電池１０の構造例を説明する。その後、リチウムイオン二次電池１０について、ここで提案される構造を説明する。
【００１１】
《リチウムイオン二次電池１０》
図１は、リチウムイオン二次電池１０を示す断面図である。図２は、当該リチウムイオン二次電池１０に内装される電極体４０を示す図である。なお、図１および図２に示されるリチウムイオン二次電池１０は、本発明が適用されうるリチウムイオン二次電池の一例を示すものに過ぎず、本発明が適用されうるリチウムイオン二次電池を特段限定するものではない。
【００１２】
リチウムイオン二次電池１０は、図１に示すように、電池ケース２０と、電極体４０（図１では、捲回電極体）とを備えている。
【００１３】
《電池ケース２０》
電池ケース２０は、ケース本体２１と、封口板２２とを備えている。ケース本体２１は、一端に開口部を有する箱形を有している。ここで、ケース本体２１は、リチウムイオン二次電池１０の通常の使用状態における上面に相当する一面が開口した有底直方体形状を有している。この実施形態では、ケース本体２１には、矩形の開口が形成されている。封口板２２は、ケース本体２１の開口を塞ぐ部材である。封口板２２は凡そ矩形のプレートで構成されている。かかる封口板２２がケース本体２１の開口周縁に溶接されることによって、略六面体形状の電池ケース２０が構成されている。
【００１４】
電池ケース２０の材質は、例えば、軽量で熱伝導性の良い金属材料を主体に構成された電池ケース２０が好ましく用いられうる。このような金属製材料としては、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルめっき鋼等が例示される。本実施形態に係る電池ケース２０（ケース本体２１および封口板２２）はアルミニウム若しくはアルミニウムを主体とする合金によって構成されている。
【００１５】
図１に示す例では、封口板２２に外部接続用の正極端子２３（外部端子）および負極端子２４（外部端子）が取り付けられている。封口板２２には、安全弁３０と、注液口３２が形成されている。安全弁３０は、電池ケース２０の内圧が所定レベル（例えば、設定開弁圧０．３ＭＰａ〜１．０ＭＰａ程度）以上に上昇した場合に該内圧を開放するように構成されている。また、図１では、電解液８０が注入された後で、注液口３２が封止材３３によって封止された状態が図示されている。かかる電池ケース２０には、電極体４０が収容されている。
【００１６】
《電極体４０（捲回電極体）》
電極体４０は、図２に示すように、帯状の正極（正極シート５０）と、帯状の負極（負極シート６０）と、帯状のセパレータ（セパレータ７２、７４）とを備えている。
【００１７】
《正極シート５０》
正極シート５０は、帯状の正極集電箔５１と正極活物質層５３とを備えている。正極集電箔５１には、正極に適する金属箔が好適に使用され得る。正極集電箔５１には、例えば、所定の幅を有し、厚さが凡そ１５μｍの帯状のアルミニウム箔を用いることができる。正極集電箔５１の幅方向片側の縁部に沿って露出部５２が設定されている。図示例では、正極活物質層５３は、正極集電箔５１に設定された露出部５２を除いて、正極集電箔５１の両面に形成されている。ここで、正極活物質層５３は、正極集電箔５１に保持され、少なくとも正極活物質が含まれている。
【００１８】
正極活物質には、従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。好適例として、リチウムニッケル酸化物（例えばＬｉＮｉＯ２）、リチウムコバルト酸化物（例えばＬｉＣｏＯ２）、リチウムマンガン酸化物（例えばＬｉＭｎ２Ｏ４）等のリチウムと遷移金属元素とを構成金属元素として含む酸化物（リチウム遷移金属酸化物）や、リン酸マンガンリチウム（ＬｉＭｎＰＯ４）、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）等のリチウムと遷移金属元素とを構成金属元素として含むリン酸塩等が挙げられる。正極活物質は、粒子形態で使用され、適宜に、正極活物質粒子と称されうる。
【００１９】
《負極シート６０》
負極シート６０は、図２に示すように、帯状の負極集電箔６１と、負極活物質層６３とを備えている。負極集電箔６１には、負極に適する金属箔が好適に使用され得る。この負極集電箔６１には、所定の幅を有し、厚さが凡そ１０μｍの帯状の銅箔が用いられている。負極集電箔６１の幅方向片側には、縁部に沿って露出部６２が設定されている。負極活物質層６３は、負極集電箔６１に設定された露出部６２を除いて、負極集電箔６１の両面に形成されている。負極活物質層６３は、負極集電箔６１に保持され、少なくとも負極活物質が含まれている。
【００２０】
負極活物質としては、従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。好適例として、グラファイトカーボン、アモルファスカーボン等の炭素系材料、リチウム遷移金属酸化物、リチウム遷移金属窒化物等が挙げられる。負極活物質は、粒子形態で使用され、適宜に、負極活物質粒子と称されうる。上述した正極活物質粒子と負極活物質粒子は、適宜に、活物質粒子と称されうる。また、正極活物質粒子と負極活物質粒子とは、それぞれ適宜に粉体で使用されうる。
【００２１】
ここで、正極活物質層５３や負極活物質層６３には、適宜に導電材やバインダや増粘剤が含まれうる。
【００２２】
〈導電材〉
導電材としては、例えば、カーボン粉末、カーボンファイバーなどのカーボン材料が例示される。このような導電材から選択される一種を単独で用いてもよく二種以上を併用してもよい。カーボン粉末としては、例えば、アセチレンブラック、オイルファーネスブラック、黒鉛化カーボンブラック、カーボンブラック、黒鉛、ケッチェンブラックなどの粉末を用いることができる。
【００２３】
〈バインダ、増粘剤〉
また、バインダは、正極活物質層５３に含まれる正極活物質と導電材の各粒子を接着させたり、これらの粒子と正極集電箔５１とを接着させたりする。かかるバインダとしては、使用する溶媒に溶解または分散可能なポリマーを用いることができる。例えば、水性溶媒においては、フッ素系樹脂（例えば、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−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）など）、ゴム類（スチレンブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、アクリル酸変性ＳＢＲ樹脂（ＳＢＲ系ラテックス）など）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、酢酸ビニル共重合体、アクリレート重合体などの水溶性または水分散性ポリマーを好ましく採用することができる。また、非水溶媒においては、ポリマー（ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）など）を好ましく採用することができる。また、増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）などのセルロース系ポリマーが好適に用いられる。
【００２４】
《セパレータ７２、７４》
セパレータ７２、７４は、図２に示すように、正極シート５０と負極シート６０とを隔てる部材である。この例では、セパレータ７２、７４は、微小な孔を複数有する所定幅の帯状のシート材で構成されている。セパレータ７２、７４には、樹脂製の多孔質膜、例えば、多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成された単層構造のセパレータ或いは積層構造のセパレータを用いることができる。この例では、図２に示すように、負極活物質層６３の幅ｂ１は、正極活物質層５３の幅ａ１よりも少し広い。さらにセパレータ７２、７４の幅ｃ１、ｃ２は、負極活物質層６３の幅ｂ１よりも少し広い（ｃ１、ｃ２＞ｂ１＞ａ１）。
【００２５】
また、セパレータ７２、７４は、正極活物質層５３と負極活物質層６３とを絶縁するとともに、電解質の移動を許容する。図示は省略するが、セパレータ７２、７４は、プラスチックの多孔質膜からなる基材の表面に耐熱層が形成されていてもよい。耐熱層は、フィラーとバインダとからなる。耐熱層は、ＨＲＬ（Heat Resistance Layer）とも称される。
【００２６】
《電極体４０の取り付け》
この実施形態では、電極体４０は、図２に示すように、捲回軸ＷＬを含む一平面に沿って扁平に押し曲げられている。図２に示す例では、正極集電箔５１の露出部５２と負極集電箔６１の露出部６２とは、それぞれセパレータ７２、７４の両側において、らせん状に露出している。図１に示すように、電極体４０は、セパレータ７２、７４からはみ出た正負の露出部５２、６２が、正負の電極端子２３、２４の電池ケース２０の内部に配置された先端部２３ａ、２４ａに溶接されている。
【００２７】
図１に示す形態では、捲回軸ＷＬを含む一平面に沿って扁平な捲回電極体４０が電池ケース２０に収容されている。電池ケース２０には、さらに電解液が注入される。電解液８０は、捲回軸ＷＬ（図２参照）の軸方向の両側から電極体４０の内部に浸入する。
【００２８】
《電解液（液状電解質）》
電解液８０としては、従来からリチウムイオン電池に用いられる非水電解液と同様のものを特に限定なく使用することができる。かかる非水電解液は、典型的には、適当な非水溶媒に支持塩を含有させた組成を有する。上記非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート（以下、適宜に「ＥＣ」という。）、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート（以下、適宜に「ＤＭＣ」という。）、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート（以下、適宜に「ＥＭＣ」という。）、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、１，３−ジオキソラン等からなる群から選択された一種または二種以上を用いることができる。また、上記支持塩としては、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３等のリチウム塩を用いることができる。一例として、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合溶媒（例えば体積比１：１）にＬｉＰＦ６を約１ｍｏｌ／Ｌの濃度で含有させた非水電解液が挙げられる。
【００２９】
なお、図１は、電池ケース２０内に注入される電解液８０を模式的に示しており、電池ケース２０内に注入される電解液８０の量を厳密に示すものではない。また、電池ケース２０内に注入された電解液８０は、捲回電極体４０の内部において、正極活物質層５３や負極活物質層６３の空隙などに十分に染み渡っている。
【００３０】
かかるリチウムイオン二次電池１０の正極集電箔５１と負極集電箔６１は、電池ケース２０を貫通した電極端子２３、２４を通じて外部の装置に電気的に接続される。以下、充電時と放電時のリチウムイオン二次電池１０の動作を説明する。
【００３１】
《充電時の動作》
充電時、リチウムイオン二次電池１０は、正極シート５０と負極シート６０との間に、電圧が印加され、正極活物質層５３中の正極活物質からリチウムイオン（Ｌｉ）が電解液に放出され、正極活物質層５３から電荷が放出される。負極シート６０では電荷が蓄えられるとともに、電解液中のリチウムイオン（Ｌｉ）が、負極活物質層６３中の負極活物質に吸収され、かつ、貯蔵される。これにより、負極シート６０と正極シート５０とに電位差が生じる。
【００３２】
《放電時の動作》
放電時、リチウムイオン二次電池１０は、負極シート６０と正極シート５０との電位差によって、負極シート６０から正極シート５０に電荷が送られるとともに、負極活物質層６３に貯蔵されたリチウムイオンが電解液に放出される。また、正極では、正極活物質層５３中の正極活物質に電解液中のリチウムイオンが取り込まれる。
【００３３】
このようにリチウムイオン二次電池１０の充放電において、正極活物質層５３中の正極活物質や負極活物質層６３中の負極活物質にリチウムイオンが吸蔵されたり、放出されたりする。そして、電解液を介して、正極活物質層５３と負極活物質層６３との間でリチウムイオンが行き来する。
【００３４】
ところで、非水電解質二次電池の正極シートや負極シートは、生産性を向上させるため、また品質を確保するために、例えば、２条のシートに対して、電極活物質層を形成している。そして、当該電極活物質層が形成されたシートを長手方向に沿って切断して、１条のシートを２本得ている。
【００３５】
《合材ペーストを用いた活物質層の製造プロセス》
正極活物質層５３と負極活物質層６３（図２参照）とは、例えば、それぞれ正極活物質粒子または負極活物質粒子と、バインダ、増粘剤などを含む合材ペーストを作製し、これを集電箔に塗布し、乾燥させ、プレスすることによって成形することができる。
【００３６】
ここで、図３から図５は、活物質粒子を含む合材ペーストを集電箔に塗布し、乾燥させ、プレスして電極シートを得る場合の製造プロセスを説明する図である。図３は、活物質粒子を含む合材ペーストを集電箔に塗布する工程を示している。図４は、集電箔に塗布し、乾燥させた合材ペーストの層（活物質層）をプレスする工程を示している。図５は、合材ペーストの層（活物質層）が形成された集電箔を切断する工程を示している。
【００３７】
合材ペーストを作製し、これを集電箔に塗布する際に、合材ペーストを集電箔の縁に塗布すると、合材ペーストの縁は、集電箔の縁に向かって厚みが徐々に減少するように傾斜する。つまり、集電箔に塗布された合材ペーストの縁は、ペーストの表面張力によって保たれており、傾斜した厚み形状になる。集電箔の縁に塗布された合材ペーストの縁が、傾斜した厚み形状になると、当該集電箔の縁に形成される活物質層の目付量や密度が設計値から外れる。集電箔の縁に形成される活物質層は、目付量や密度が設計値にできる限り近づけることが望ましい。合材ペーストを塗布して活物質層を形成する場合、集電箔の縁に合材ペーストを塗布するのは、当該部位においける活物質層の目付量や密度を設計値にできる限り近づけるという観点において適切でない。
【００３８】
このため、例えば、図３に示すように、２条分の幅を有する集電箔１０１を用意し、当該集電箔１０１の幅方向の両側部にそれぞれ露出部１０２、１０３を設定する。そして、当該露出部１０２、１０３を除く中間部分に合材ペースト１０４を塗布している。この場合、合材ペースト１０４は、集電箔１０１の幅方向の中間部分に塗布され、集電箔１０１の縁には塗布されない。この場合、合剤ペースト１０４は、露出部１０２、１０３側の縁１０４ａ、１０４ｂを除く中間部分では、適切な厚さで塗布される。なお、合剤ペースト１０４の露出部１０２、１０３側の縁１０４ａ、１０４ｂは、徐々に合剤ペースト１０４の厚みが徐々に減少した傾斜した厚み形状になる。塗布された合材ペースト１０４の層は、乾燥させ、図４に示すようにプレスされて、活物質層１０４が形成される。ここでは、集電箔１０１の片面に活物質層１０４が形成されているが、その後、同様の方法で、集電箔１０１の反対側の面にも活物質層１０４が形成される。そして、図５に示すように、集電箔１０１の幅方向の中心に沿って、集電箔１０１および塗工された活物質層１０４を長さ方向に切断する。これによって、集電箔１０１の幅方向の片側の縁に沿って露出部１０２、１０３が設けられ、かつ、当該露出部１０２、１０３を除いて集電箔１０１の両面に活物質層１０４が形成された、２条の電極シート１０５、１０６が得られる。
【００３９】
このように、合材ペースト１０４を集電箔１０１に塗布し、乾燥させ、プレスして活物質層１０４を形成する場合には、次のような問題点が挙げられる。合材ペースト１０４は、集電箔１０１の幅方向の縁に沿って塗布できない。このため、図３に示すように、集電箔の幅方向の縁に露出部１０２、１０３を設定して、集電箔の幅方向の中央部に合材ペースト１０４が塗布される。この場合、活物質層１０４の縁１０４ｂは、活物質層１０４の厚みが徐々に減少した傾斜形状になる。つまり、活物質層１０４の縁１０４ｂにおいて厚さを凡そ一定に保つことができない。また、合材ペースト１０４を乾燥させるために、多くのエネルギーが必要になる。また、プレス後、形成された活物質層１０４を切断する必要があるために、活物質層１０４由来の異物が発生しやすい。
【００４０】
また、図４に示すように、活物質層１０４が形成された電極シート１００をプレスする際には、例えば、圧延ロール１５１、１５２によって電極シート１００を挟んでプレスする。この場合、活物質層１０４が成形されている部分では、活物質層１０４が形成されていない露出部１０２、１０３に比べてプレス時により大きな力で加圧される。活物質粒子の高密度化を図る場合には、成形された活物質層１０４がより高い圧力でプレスされる。このため、高密度化を図る場合には、活物質層１０４が成形されている部分と、露出部１０２、１０３とで、集電箔１０１の伸びが顕著に異なる場合がある。このため、プレス時に集電箔１０１に生じる応力差に起因して、電極シートに皺が生じる場合がある。かかる皺は、例えば、プレス圧を高くして高密度化を図る場合に顕著になる。
【００４１】
《粉体を用いた活物質層の製造プロセス》
これに対して、本発明者は、かかる非水電解質二次電池について、正極活物質層５３と負極活物質層６３（図２参照）をそれぞれ粉体成形によって成形することを検討している。この場合、活物質粒子とバインダとを含む造粒粒子の粉体を用意する。図６は、ここで得られる造粒粒子２４０を模式的に示している。
【００４２】
ここで用意される造粒粒子２４０は、図６に示すように、活物質粒子２４１と、バインダ２４２とを少なくとも含んでいるとよい。かかる造粒粒子２４０の粉体２２０は、例えば、活物質粒子２４１とバインダ２４２とを溶媒に混ぜ合わせた合剤（懸濁液）を、スプレードライ製法で造粒することによって得られる。スプレードライ製法では、合剤が乾燥雰囲気中に噴霧される。この際、噴霧される液滴に含まれる粒子が概ね１つの塊になって造粒される。このため、液滴の大きさによって、造粒粒子２４０に含まれる固形分量が変わり、造粒粒子２４０の大きさや質量などが変わる。噴霧される液滴には、活物質粒子２４１とバインダ２４２とが少なくとも含まれているとよい。噴霧される液滴には、活物質粒子２４１とバインダ２４２と以外の材料が含まれていてもよく、例えば、導電材や増粘材が含まれていてもよい。ここで用意される造粒粒子２４０は、例えば、平均粒径が凡そ６０μｍ〜１００μｍであるとよい。なお、本明細書中において「平均粒径」とは、特記しない限り、レーザ散乱・回折法に基づく粒度分布測定装置に基づいて測定した粒度分布における積算値５０％での粒径、すなわち５０％体積平均粒子径を意味するものとする。
【００４３】
〈活物質粒子２４１〉
ここで提案される電極の製造方法は、種々の電極に適用できる。例えば、リチウムイオン二次電池では、正極用の電極および負極用の電極の何れにも適用できる。造粒粒子２４０に含まれる活物質粒子２４１は、作製される電極によって異なる。例えば、活物質粒子２４１には、リチウムイオン二次電池の正極用の電極を製造する場合には、当該正極に用いられる活物質粒子が用いられる。また、リチウムイオン二次電池の負極用の電極を製造する場合には、当該負極に用いられる活物質粒子が用いられる。
【００４４】
そして、このような造粒粒子の粉体を集電箔の上に堆積させ、成形し、これをプレスすることによって、集電箔の上に付着した活物質粒子の層（電極活物質層）を成形することができる。また、他の方法として、当該粉体をローラの上に堆積させて、これを集電箔に転写することによって、集電箔の上に付着した活物質粒子の層（電極活物質層）を成形することができる。造粒粒子の粉体から成形するプロセスでは、かかる乾燥工程が不要あるいは簡素化でき、製造設備を簡素化できる。また乾燥工程で要する燃料コストが抑えられるので、製造コストを低く抑えることができる。
【００４５】
《新規構造の提案》
ここでは、かかる粉体成形を用いた非水電解質二次電池の新規構造を提案する。
【００４６】
ここで提案される非水電解質二次電池は、帯状の集電箔と、集電箔に形成された活物質層とを備えている。集電箔は、幅方向の片側の縁に沿って設けられた露出部を除いて、活物質層が形成されている。活物質層は、活物質粒子とバインダとを含む造粒粒子の粉体が成形された成形体であり、活物質層の幅方向の両側の縁は切断されていない。
【００４７】
《電極シートの新規製造プロセス》
図７から図９は、ここで提案される非水電解質二次電池の電極シート（正極シートおよび負極シート）の製造プロセスを説明する図である。図７は、活物質粒子とバインダとを含む造粒粒子の粉体を集電箔に堆積させた工程を示している。図８は、集電箔に堆積させた堆積層（活物質層）をプレスする工程を示している。図９は、堆積層（活物質層）が形成された集電箔を切断する工程を示している。
【００４８】
ここで提案される非水電解質二次電池の電極シートの製造プロセスでは、図７に示すように、２条分の幅を有する集電箔２０１を用意する。ここで、集電箔２０１は、２条分の幅を有する集電箔２０１を用意する。また、別途、活物質層（堆積層２０４、２０５）を成形する際に用いる造粒粒子の粉体を用意する。ここでは、例えば、活物質粒子とバインダとを少なくとも含む造粒粒子の粉体が用意される。
【００４９】
例えば、ここでは、電極シートとして、非水電解質二次電池の捲回電極体４０に用いられる正極シート５０または負極シート６０（図１または図２参照）が作製されうる。正極シート５０を作製する場合、活物質粒子として、正極活物質粒子とバインダとを少なくとも含む造粒粒子の粉体が用意される。また、負極シート６０を作製する場合、活物質粒子として、負極活物質粒子とバインダとを少なくとも含む造粒粒子の粉体が用意される。ここで用意される造粒粒子の粉体には、適宜に、導電材の粒子が含まれていてもよい。
【００５０】
当該集電箔２０１の幅方向の中央部分において、それぞれ電極シート２００の露出部２０２、２０３に相当する領域に活物質層を形成しない領域（活物質層非形成領域）を設定する。そして、当該活物質層非形成領域（２０２、２０３）を除く、集電箔２０１の幅方向の両側にそれぞれ堆積層２０４、２０５を形成する。堆積層２０４、２０５には、造粒粒子の粉体をそれぞれ所定の厚さで堆積させる。
【００５１】
次に、集電箔２０１の幅方向の両側に形成された堆積層２０４、２０５（活物質層）をプレスする。この際、図８に示すように、堆積層２０４、２０５の縁にはガイド２６１〜２６３を設けた状態で、堆積層２０４、２０５をプレスするとよい。図８に示す形態では、圧延ロール２５１、２５２のうち、一方の圧延ロール２５１に、堆積層２０４、２０５の縁を支持するガイド２６１〜２６３が設けられている。ここで、ガイド２６１〜２６３は、図８に示すように、圧延ロール２５１の軸方向の予め定められた位置（堆積層２０４、２０５の縁に応じた位置）において、圧延ロール２５１の外周面から盛り上がっている。
【００５２】
ここで、圧延ロール２５１の軸方向の両側に設けられたガイド２６１、２６３の縁２６１ａ、２６３ａは、集電箔の幅方向の両側縁に沿った堆積層２０４、２０５の外側の縁２０４ｂ、２０５ｂを支持している。より具体的には、ガイド２６１、２６３の縁２６１ａ、２６３ａは、堆積層２０４、２０５の外側の縁２０４ｂ、２０５ｂの側面を支持している。また、圧延ロール２５１の軸方向の両側に設けられたガイド２６２の縁２６２ａ、２６２ｂは、集電箔の幅方向の中間部分に沿った堆積層２０４、２０５の内側の縁２０４ａ、２０５ａを支持している。より具体的には、ガイド２６２の縁２６２ａ、２６２ｂは、堆積層２０４、２０５の内側の縁２０４ａ、２０５ａの側面を支持している。また、当該ガイド２６１〜２６３の間には堆積層２０４、２０５が収まっており、当該圧延ロール２５１と他方の圧延ロール２５２との間でプレスされる。このように、造粒粒子の粉体を体積させて堆積層２０４、２０５を成形する場合には、縁２０４ａ、２０４ｂ、２０５ａ、２０５ｂについても、側面を支持しつつプレス成形することによって、堆積層２０４、２０５の縁２０４ａ、２０４ｂ、２０５ａ、２０５ｂにおいて厚さを凡そ一定に保つことができる。
【００５３】
かかるプレス工程によって、堆積層２０４、２０５がプレスされる。堆積層２０４、２０５がプレスされると、堆積層２０４、２０５に含まれるバインダによって、活物質粒子同士および活物質粒子と集電箔とが接着される。これにより、集電箔２０１の中央部分（活物質層未形成領域２０２、２０３）を除いて、その両側に活物質層２０４、２０５が形成される。
【００５４】
この場合、集電箔２０１の幅方向の両側に設けられた堆積層２０４、２０５（活物質層）がプレスされると、堆積層２０４、２０５（活物質層）が形成された部位の集電箔２０１も応力を受けて伸ばされる。さらに、これに応じて集電箔１０１の中間部分の活物質層未形成領域２０２、２０３も両側の堆積層２０４、２０５（活物質層）が形成された部位の集電箔２０１に引っ張られて伸びる。この場合、集電箔２０１が凡そ一様に伸ばされるので、プレス後のシートに皺が生じにくい。
【００５５】
図７および図８では、集電箔２０１の片面に活物質層２０４、２０５が形成される工程が示されている。ここでは、同様の方法で、集電箔２０１の反対側の面にも活物質層２０４、２０５が形成され、集電箔２０１の両面に活物質層２０４、２０５が形成される。
【００５６】
集電箔２０１の両面に活物質層２０４、２０５が形成された後、図９に示すように、集電箔２０１の幅方向の中心に沿って、集電箔２０１を長さ方向に切断する。これによって、２条の電極シート２０６、２０７が得られる。ここで得られる２条の電極シート２０６、２０７は、集電箔２０１の幅方向の片側の縁に沿って露出部２０２、２０３が設けられている。さらに、２条の電極シート２０６、２０７は、当該露出部２０２、２０３を除いて集電箔２０１に活物質層２０４、２０５が形成されている。また、かかる電極シート２０６、２０７では、図８に示すように、堆積層２０４、２０５（活物質層）が形成された部位と、堆積層２０４、２０５（活物質層）が成形されていない活物質層未形成領域２０２、２０３とで、プレス時に集電箔２０１の伸びの差が小さい。このため、プレス圧を高くして高密度化を図る場合でも、電極シート２０６、２０７に皺が生じにくい。
【００５７】
ここで、電極シート２０６、２０７として、非水電解質二次電池の捲回電極体４０に用いられる正極シート５０または負極シート６０（図１または図２参照）を作製することができる。この際、正極シート５０を作製する際には、堆積層２０４、２０５を作製する際に、正極活物質粒子とバインダとを含む造粒粒子の粉体を用いるとよい。また、負極シート６０を作製する際には、堆積層２０４、２０５を作製する際に、負極活物質粒子とバインダとを含む造粒粒子の粉体を用いるとよい。
【００５８】
以上のとおり、ここで提案される非水電解質二次電池によれば、例えば、正極シート５０と負極シート６０（図１および図２参照）において、図９に示すように、帯状の集電箔２０１と、集電箔２０１に形成された活物質層２０４、２０５とを備えている。活物質層２０４、２０５は、集電箔２０１のうち幅方向の片側の縁に沿って設けられた露出部２０２、２０３（活物質層未形成部）を除いて形成されている。ここでは、活物質層２０４、２０５は、活物質粒子とバインダとを含む造粒粒子の粉体が成形された成形体であり、バインダによって、活物質粒子同士が互いに付着し、かつ、集電箔２０１に付着している。そして、活物質層２０４、２０５の幅方向両側の縁は何れも切断されていない。このように非水電解質二次電池は、活物質層２０４、２０５が粉体成形で作製されているが、活物質層２０４、２０５の幅方向両側の縁は何れも切断されていない。このため、活物質層２０４、２０５が切断されたことに起因して生じる異物が少ない。
【００５９】
この場合、集電箔２０１の幅方向において露出部２０２、２０３が設けられた側の縁は切断されていてもよい。また、集電箔２０１の幅方向において活物質層２０４、２０５が形成された側の縁は切断されていてもよい。例えば、図７のように、圧延された幅広の箔の素材から２条分の集電箔２０１が用意される場合には、用意される２条分の集電箔２０１においてその両側の縁は切断されている。このため、当該集電箔２０１の幅方向において活物質層２０４、２０５が形成された側の縁は切断されている。このような場合でも、集電箔２０１の幅方向において活物質層２０４、２０５が形成された側の縁は切断されているが、活物質層２０４、２０５の当該側の縁は切断されていない。
【００６０】
つまり、図９に示すように、ここで提案される非水電解質二次電池によれば、集電箔２０１の幅方向において活物質層２０４、２０５が形成された側の縁は切断されている場合でも、活物質層２０４、２０５の当該側の縁は切断されていない。このため、異物の発生が少ない。また、活物質層２０４、２０５をプレスする際に、集電箔１０１が概ね一様に伸ばされるので皺も少ない。このため、ここで提案される非水電解質二次電池によれば、非水電解質二次電池の品質を向上させることができる。
【００６１】
つまり、粉体成形を用いる場合でも、図３に示すように、合材ペーストを用いた製造プロセスと同様のプロセスで電極シート１０５、１０６を得ることはできる。この場合、図３に示すように、２条の集電箔１０１が用意され、当該集電箔１０１の幅方向の中間部分に活物質層１０４が形成する。そして、図５に示すように、集電箔１０１の幅方向の中央において、長手方向に沿って切断して電極シート１０５、１０６が得られる。しかし、この場合には、図５に示すように、電極シート１０５、１０６では、集電箔１０１の幅方向において活物質層１０４が形成された側の縁は切断されており、さらに、活物質層１０４の縁も切断されてしまう。かかる活物質層１０４が粉体成形で成形されていれば、切断によって、活物質粒子が欠落やすい。
【００６２】
また、図４に示されているように、プレス時に起因して、活物質層１０４が成形されている部分で集電箔１０１が伸ばされても、露出部１０２、１０３では集電箔１０１が伸びにくい。このため、部分的に集電箔１０１の伸びの差が顕著に生じ、そのため皺が発生しやすい。つまり、集電箔２０１の幅方向において活物質層２０４、２０５が形成された側の縁は切断されているが、活物質層２０４、２０５の当該側の縁は切断されていない電極シート２０６、２０７は、集電箔の中間部分に活物質層１０４形成する、図３〜図５のような製造プロセスでは作成しえない。
【００６３】
これに対して、ここで提案される非水電解質二次電池によれば、集電箔２０１の幅方向において活物質層２０４、２０５が形成された側の縁は切断されているが、活物質層２０４、２０５の当該側の縁は切断されていない。このため、活物質層２０４、２０５の縁から活物質粒子が欠落することに起因する異物の発生は少なく抑えられる。ここで提案される非水電解質二次電池によれば、集電箔１０１に生じる皺も小さく抑えられる。例えば、活物質層２０４、２０５が形成された部位と露出部２０２、２０３との、集電箔２０１の伸び率の差は、小さいほど良い。かかる集電箔２０１の伸び率の差は、例えば、１０％以下であるとよく、また、より好ましくは８％以下、さらに好ましくは５％以下、さらに好ましくは３％以下、さらに好ましくは１％以下であると良い。
【００６４】
以上、本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池を説明したが、ここで提案される非水電解質二次電池は、上述した実施形態に限定されない。
【００６５】
ここで提案される非水電解液二次電池（典型的にはリチウムイオン二次電池）は各種用途に利用可能であるが、活物質層が低抵抗であり、高い電池性能を有している。したがって、高いエネルギー密度や出力密度が要求される用途で好ましく用いることができる。かかる用途としては、例えば車両に搭載されるモーター用の動力源（駆動用電源）が挙げられる。車両の種類は特に限定されないが、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）、電気トラック、原動機付自転車、電動アシスト自転車、電動車いす、電気鉄道等が挙げられる。なお、かかる非水電解液二次電池は、それらの複数個を直列および／または並列に接続してなる組電池の形態で使用されてもよい。
【００６６】
例えば、ここで提案される非水電解質二次電池は、車両に搭載される車両駆動用電池として特に好適である。ここで、車両駆動用電池は、上述した非水電解質二次電池（典型的には、リチウムイオン二次電池）を複数個直列に接続して形成される組電池の形態であり得る。かかる車両駆動用電池を電源として備える車両には、典型的には自動車、特にハイブリッド自動車（プラグインハイブリッド車を含む）、電気自動車のような電動機を備える自動車が含まれる。また、ここで、他の非水電解質二次電池としては、例えば、ナトリウムイオン二次電池が挙げられる。
【符号の説明】
【００６７】
１０  リチウムイオン二次電池
２０  電池ケース
２１  ケース本体
２２  封口板
２３  正極端子
２４  負極端子
３０  安全弁
３２  注液口
３３  封止材
４０  捲回電極体
５０  正極シート
５１  正極集電箔
５２  露出部
５３  正極活物質層
６０  負極シート
６１  負極集電箔
６２  露出部
６３  負極活物質層
７２、７４  セパレータ
８０  電解液
１００  電極シート（２条幅）
１０１  集電箔
１０２、１０３  露出部
１０４  活物質層（塗布された合材ペースト）
１０５、１０６  電極シート（１条幅）
１５１、１５２  圧延ロール
２００  電極シート（２条幅）
２０１  集電箔
２０２、２０３  露出部（活物質層未形成領域）
２０４、２０５  活物質層（堆積層）
２０６、２０７  電極シート（１条幅）
２５１、２５２  圧延ロール
２６１〜２６３  ガイド
【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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