(57)【要約】【課題】タブとリードとの接続強度が高く、かつ不良率の低い電池を提供する。【解決手段】実施形態によれば、正極６及び負極７を含む電極群５と、電極群５が収納された外装材と、外装材に設けられた正極端子３と、外装材に設けられた負極端子４と、正極６と正極端子３とを電気的に接続するための正極リード１０と、負極７と負極端子４とを電気的に接続するための負極リード１１とを含む電池が提供される。電池は、正極６と正極リード１０とを電気的に接続するためか、負極７と負極リード１１とを電気的接続にするための集電タブ６ｃ，７ｃをさらに含む。集電タブ６ｃ，７ｃは、箔と、箔の表面の少なくとも一部を被覆する厚さが０．０１μｍ以上１０μｍ以下の保護膜６ｂ，７ｂとを含む。【選択図】図１
2017117739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極及び負極を含む電極群と、
前記電極群が収納された外装材と、
前記外装材に設けられた正極端子と、
前記外装材に設けられた負極端子と、
前記正極と前記正極端子とを電気的に接続するための正極リードと、
前記負極と前記負極端子とを電気的に接続するための負極リードと
を含む電池であって、
前記正極と前記正極リードとを電気的に接続するためか、前記負極と前記負極リードとを電気的接続にするための集電タブをさらに含み、
前記集電タブは、箔と、前記箔の表面の少なくとも一部を被覆する厚さが０．０１μｍ以上１０μｍ以下の保護膜とを含む、電池。
【請求項２】
前記集電タブが、前記正極リードか、前記負極リードか、前記正極リード及び前記負極リードの両方と超音波金属溶接により電気的に接続されている、請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記保護膜が有機物成分を含む、請求項２に記載の電池。
【請求項４】
前記保護膜が、有機繊維を含むシートである、請求項２に記載の電池。
【請求項５】
前記有機繊維が、エンジニアリング・プラスチック及びスーパーエンジニアリング・プラスチックのうち少なくとも一方を成分とする、請求項４に記載の電池。
【請求項６】
前記有機繊維の平均繊維径が２μｍ以下である、請求項４又は５に記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車やハイブリッド電気自動車などの車両の普及が著しい。かかる車両では、電源用の電池としてリチウムイオン電池が多用されている。リチウムイオン電池の製造工程は多岐に渡るプロセスから構成されており、生産性の向上が常に求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−８４５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、タブとリードとの接続強度が高く、かつ不良率の低い電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態によれば、正極及び負極を含む電極群と、電極群が収納された外装材と、外装材に設けられた正極端子と、外装材に設けられた負極端子と、正極と正極端子とを電気的に接続するための正極リードと、負極と負極端子とを電気的に接続するための負極リードとを含む電池が提供される。電池は、正極と正極リードとを電気的に接続するためか、負極と負極リードとを電気的接続にするための集電タブをさらに含む。集電タブは、箔と、箔の表面の少なくとも一部を被覆する厚さが０．０１μｍ以上１０μｍ以下の保護膜とを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態に係る非水電解質電池の分解斜視図である。
【図２】図１の電池の外観を示す斜視図。
【図３】図１の電池に用いられる電極群の展開斜視図。
【図４】正極及び負極の平面図。
【図５】図１のＶ−Ｖ線に沿う断面を矢印方向から見た拡大断面図。
【図６】図５に示すタブの一層の拡大断面図。
【図７】図１の電池の製造工程で行われる超音波溶接工程を示す模式図。
【図８】図１の電池に用いられる電極群の別の例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
実施形態の電池を、図面を参照して説明する。
【０００８】
図１及び図３に示す電池は、密閉型の角型非水電解質電池である。非水電解質電池は、外装缶１と、蓋２と、正極外部端子３と、負極外部端子４と、電極群５とを備える。外装缶１と蓋２とから外装材が構成されている。
【０００９】
外装缶１は、有底角筒形状をなし、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄あるいはステンレスなどの金属から形成される。
【００１０】
図３に示すように、偏平型の電極群５は、正極６と負極７がその間にセパレータ８を介して偏平形状に捲回されたものである。正極６は、例えば箔からなる帯状の正極集電体と、正極集電体の長辺に平行な一端部からなる正極集電タブと、少なくとも正極集電タブの部分を除いて正極集電体に形成された正極材料層（正極活物質含有層）６ａとを含む。一方、負極７は、例えば箔からなる帯状の負極集電体と、負極集電体の長辺に平行な一端部からなる負極集電タブと、少なくとも負極集電タブの部分を除いて負極集電体に形成された負極材料層（負極活物質含有層）７ａとを含む。図４に示すように、保護膜６ｂは正極集電タブの主たる表面両方を被覆し、保護膜７ｂは負極集電タブの主たる表面両方を被覆している。正負極集電タブの主たる表面は、超音波金属溶接の接合面となる。保護膜６ｂ，７ｂの厚さは０．０１μｍ以上１０μｍ以下にすることが好ましい。
【００１１】
図３に示すように、負極材料層７ａと正極材料層６ａの間にセパレータ８が位置するように配置し、それぞれの電極の短辺が捲回軸と平行になるようにして渦巻き状に捲回すると、電極群５が得られる。電極群５において、一方の端面から渦巻状に捲回された正極集電タブが突出し、かつ他方の端面から渦巻状に捲回された負極集電タブが突出している。セパレータ８は、正極材料層と負極材料層の間に配置されている。電解液（図示しない）は、電極群５に含浸されている。
【００１２】
正極６及び負極７のうちいずれの電極からも先に捲回することができるが、負極７を正極６よりも先に捲回する、すなわち負極７が最内周に位置する場合、負極７の負極材料層７ａの幅（捲回軸に平行な方向の幅）を正極６の正極材料層６ａのそれよりも広くし、正極材料層６ａ全てがセパレータ８を介して負極材料層７ａと対向できるように配置することが望ましい。正極６を負極７よりも先に捲回する場合、セパレータ８は正極材料層６ａを被覆していることが望ましい。
【００１３】
図５に示すように、渦巻き状に捲回された正極集電タブ６ｃ及び負極集電タブ７ｃは、それぞれ、電極群の捲回中心付近を境にして二つの束に分けられている。導電性の挟持部材９は、略コの字状をした第１，第２の挟持部９ａ，９ｂと、第１の挟持部９ａと第２の挟持部９ｂとを電気的に接続する連結部９ｃとを有する。正負極集電タブ６ｃ，７ｃは、それぞれ、一方の束（積層体）が第１の挟持部９ａによって挟持され、かつ他方の束（積層体）が第２の挟持部９ｂによって挟持される。図６に示すように、正負極集電タブ６ｃ，７ｃは、一層毎に、厚さ方向に対して垂直な両方の表面と、先端面とが、保護膜６ｂ，７ｂで被覆されている。その結果、第１の挟持部９ａ及び第２の挟持部９ｂそれぞれに保持された正負極集電タブ６ｃ，７ｃは、その層間に保護膜６ｂ，７ｂが位置する。
【００１４】
正極リード１０は、略長方形状の支持板１０ａと、支持板１０ａに開口された貫通孔１０ｂと、支持板１０ａから二股に分岐し、下方に延出した短冊状の集電部１０ｃ、１０ｄとを有する。一方、負極リード１１は、略長方形状の支持板１１ａと、支持板１１ａに開口された貫通孔１１ｂと、支持板１１ａから二股に分岐し、下方に延出した短冊状の集電部１１ｃ、１１ｄとを有する。
【００１５】
正負極リード１０，１１および挟持部材９の材質は、特に指定しないが、正負極外部端子３，４と同じ材質にすることが望ましい。正極外部端子３には、例えば、アルミニウムあるいはアルミニウム合金が使用され、負極外部端子４には、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、ニッケル、ニッケルメッキされた鉄などが使用される。例えば、外部端子の材質がアルミニウム又はアルミニウム合金の場合は、リードの材質をアルミニウム、アルミニウム合金にすることが好ましい。また、外部端子が銅の場合は、リードの材質を銅などにすることが望ましい。
【００１６】
矩形板状の蓋２は、外装缶１の開口部に例えばレーザでシーム溶接される。蓋２は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄あるいはステンレスなどの金属から形成される。蓋２と外装缶１は、同じ種類の金属から形成されることが望ましい。正極外部端子３は、正極リード１０の支持板１０ａと電気的に接続され、負極外部端子４は、負極リード１１の支持板１１ａと電気的に接続されている。絶縁ガスケット１２は、正負極外部端子３，４と蓋２との間に配置され、正負極外部端子３，４と蓋２とを電気的に絶縁している。絶縁ガスケット１２は、樹脂成形品であることが望ましい。
【００１７】
正極リード１０は、集電部１０ｃ、１０ｄの間に挟持部材９を挟む。集電部１０ｃは、挟持部材９の第１の挟持部９ａに配置されている。集電部１０ｄは、第２の挟持部９ｂに配置されている。集電部１０ｃ、１０ｄと、第１，第２の挟持部９ａ，９ｂと、正極集電タブ６ｃとは、例えば超音波金属溶接によって接合される。これにより、電極群５の正極６と正極リード１０が正極集電タブ６ｃを介して電気的に接続される。
【００１８】
負極リード１１は、集電部１１ｃ、１１ｄの間に挟持部材９を挟んでいる。集電部１１ｃは、挟持部材９の第１の挟持部９ａに配置されている。一方、集電部１１ｄは、第２の挟持部９ｂに配置される。集電部１１ｃ、１１ｄと、第１，第２の挟持部９ａ，９ｂと、負極集電タブ７ｃとは、例えば超音波金属溶接によって接合される。これにより、電極群５の負極７と負極リード１１が負極集電タブ７ｃを介して電気的に接続される。
【００１９】
超音波金属溶接の一例を図７に示す。ホーンとアンビルの配置関係は内外どちらでもよいが、図７では、内側にホーン２１、外側にアンビル２２が配置されている。超音波金属溶接による接合界面は、正負極リード１０，１１の集電部１０ｃ，１１ｃと挟持部材９との接触面、挟持部材９内に保持された正負極集電タブ６ｃ，７ｃ同士、および正負極集電タブ６ｃ，７ｃと挟持部材９との接触面となる。正極集電タブ６ｃ及び負極集電タブ７ｃに用いられる箔の例に、アルミニウム箔等の金属箔、アルミニウム合金箔等の合金箔が含まれる。アルミニウム箔、アルミニウム合金箔の表面には酸化皮膜が存在し得る。超音波金属溶接法によると、接合したい金属部品同士をアンビル上にセットし、ホーンを押し当てながら超音波振動を発生させることで、接合界面の酸化皮膜が取り除かれ、結晶粒同士が原子間距離になるまで接近することで、結合が生成する。
【００２０】
正極集電タブ６ｃの層間及び負極集電タブ７ｃの層間それぞれに厚さが０．０１μｍ以上１０μｍ以下の保護膜６ｂ，７ｂが位置する。この保護膜６ｂ，７ｂにより正極集電タブ６ｃ及び負極集電タブ７ｃが補強されるため、超音波接合の際に正極集電タブ６ｃ及び負極集電タブ７ｃに均一に力が加わり、接合強度を高くすることができる。また、正極集電タブ６ｃまたは負極集電タブ７ｃが破れて製品不良となるのを回避することができるため、歩留りを向上することができて生産性を改善することができる。また、集電タブとリードの接合強度の均一性が向上されるため、集電タブとリード間の抵抗を低減することができて放電容量、レート性能等の電池性能を向上することができる。
【００２１】
なお、保護膜６ｂ，７ｂの厚さを０．０１μｍ未満にすると、集電タブを補強できず、超音波接合の際に正極集電タブ６ｃまたは負極集電タブ７ｃが破れて製品不良となる場合が増加する。また、厚さが１０μｍを超えると、抵抗上昇により電池の充放電性能（放電容量、レート性能等）が損なわれる。また、厚さが１０μｍを超える保護膜は、超音波溶接を妨げる。よって、厚さは０．０１μｍ以上１０μｍ以下にすることが好ましい。
【００２２】
保護膜の厚さの測定方法は以下の通りである。箔上の保護膜を、箔ごと厚さ方向に沿ってイオンミリング法で切断し、得られた断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、保護膜の厚さを計測する。
【００２３】
保護膜は、絶縁性であることが望ましい。絶縁性保護膜の例には、アルミナ粒子などの無機物のシート、多孔体や不織布などの有機物のシートが含まれる。保護膜は、有機物成分を含むものが望ましい。有機物成分の例には、エンジニアリング・プラスチック、スーパーエンジニアリング・プラスチック、熱可塑性樹脂（例えばポリビニルアルコール）、無水マレイン酸−イソブチレン共重合体が含まれる。エンジニアリング・プラスチックの例には、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、シンジオタクチック・ポリスチレン、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテルなどが含まれる。また、スーパーエンジニアリング・プラスチックの例には、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、ポリビニリデンフロライド、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、ポリエーテルニトリル、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアレート、ポリエーテルイミド、可塑性ポリイミド、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）などが含まれる。有機物成分の種類は１種類または２種類以上にすることができる。
【００２４】
有機物成分はファイバーで形成されていることが好ましい。保護膜は、有機繊維を含むシートであることが望ましい。有機繊維は、前述の有機物成分の繊維であり得、エンジニアリング・プラスチック及びスーパーエンジニアリング・プラスチックのうち少なくとも一方を成分とすることが好ましい。エンジニアリング・プラスチック及びスーパーエンジニアリング・プラスチックの例には、前述したものが含まれる。有機繊維の成分の種類は１種類または２種類以上にすることができる。有機繊維を構成する成分の中で好ましいのは、ポリアミドイミドである。
【００２５】
有機繊維を含むシートは、繊維径１０μｍの１本以上の繊維から形成されたものであり得る。繊維径は、集電タブ上の保護膜の任意箇所を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した際に撮影された繊維の繊維径である。
【００２６】
有機繊維の平均繊維径は、２μｍ以下にすることが望ましい。これにより、保護膜を薄くて緻密なものにすることができる。また、保護膜が超音波溶接に及ぼす影響を小さくすることができる。より好ましい範囲は１μｍ以下である。有機繊維の繊維径は、電子顕微鏡（走査電子顕微鏡；ＳＥＭ）観察、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）、走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）等によって測定することができる。また、有機繊維の長さは、ＳＥＭ観察での測長に基づいて得られる。
【００２７】
図１では、正極集電タブ及び負極集電タブの双方を保護膜で被覆したが、正極集電タブ及び負極集電タブのうちのいずれか一方のみを保護膜で被覆した場合にも、接合強度の向上と生産性の向上とを期待することができる。
【００２８】
また、図１では、正極集電タブ及び負極集電タブそれぞれの両面を保護膜で被覆したが、片面の場合にも接合強度の向上と生産性の向上とを期待することができる。両面を被覆する場合、片面を被覆する場合、いずれの場合にもタブの層間に位置する保護膜の厚さを０．０１μｍ以上１０μｍ以下の範囲にすることが望ましい。
【００２９】
図１では、正極の一辺に正極集電タブ、負極の一辺に負極集電タブを設けた。これらの代わりに、複数の箔を正極集電タブまたは負極集電タブとし、少なくとも一つの箔の少なくとも片面に保護膜を設けることができる。
【００３０】
以下、セパレータ、負極、正極、非水電解質、外装材について説明する。
（１）セパレータ
セパレータは、例えば、多孔質膜の構造を採ることもできるし、又は不織布の構造を採ることもできる。セパレータは、Ｌｉイオンが直線的に移動できる不織布構造を有することが、より好ましい。セパレータは、例えば、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリオレフィン、セルロース、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、及びアラミドからなる群より選択される１種以上の材料を含むことができる。セパレータは、２０μｍ以下の厚さを有することができる。この厚さが２０μｍ以下である実施形態に係る非水電解質電池は、より高いエネルギー密度を提供することができ且つ内部抵抗の上昇をより抑えることができる。内部短絡を考慮すると厚さは１μｍ以上が好ましい。
【００３１】
セパレータは、図３に例示されるような正極及び負極から独立した自立膜であっても、あるいは正極または負極あるいは両方の電極と一体となったものでも良い。電極に一体化されたセパレータを含む電極群の一例を図８に示す。図８に示す電極群５では、負極７の負極材料層７ａの両面、負極集電タブ７ｃの片面、負極集電タブ７ｃが突出している負極端面、この負極端面と反対側に位置する負極端面とに絶縁層２３が一体化されている。負極集電タブ７ｃは、負極集電体７ｄの一辺に平行な一端部からなり、その片面に一体化された絶縁層２３が保護膜７ｂとして機能する。一方、正極６の正極集電タブ６ｃは、正極集電体６ｄの一辺に平行な一端部からなり、その片面に一体化された絶縁層２３が保護膜６ｂとして機能する。絶縁層２３は、有機繊維を含むシートであり得る。
（２）負極
負極に含まれる負極集電体及び負極材料層について、説明する。
【００３２】
負極集電体としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅などの箔を使用することができる。
【００３３】
負極材料層は、負極活物質に加えて、負極導電助剤及び結着剤を更に含むこともできる。負極活物質は、リチウムチタン複合酸化物を含む。リチウムチタン複合酸化物の例としては、チタン酸リチウムが挙げられる。チタン酸リチウムの例としては、スピネル構造を有するチタン酸リチウムＬｉ4+xＴｉ3Ｏ12（０≦ｘ≦３）が挙げられる。負極活物質は、１種又は複数種のリチウムチタン複合酸化物を含むことができる。
【００３４】
負極材料層は、リチウムチタン複合酸化物以外の１種又は複数種の更なる負極活物質を含むこともできる。更なる負極活物質としては、例えば、グラファイト等の炭素材料、並びにスズ及びシリコン系合金材料が挙げられる。
【００３５】
負極活物質の一次粒子の平均粒子径は、０．００１〜１μｍの範囲内であることが好ましい。
【００３６】
負極材料層に含まれ得る負極導電助剤としては、例えば、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、黒鉛などを挙げることができる。
【００３７】
負極材料層に含まれ得る結着剤は、負極活物質と負極導電助剤とを結着させることができる。結着剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）などを挙げることができる。
（３）正極
正極は、正極集電体及びこの正極集電体の両面又は片面に形成された正極材料層を備えることができる。正極集電体は、表面に正極材料層が形成されていない部分を含むことができ、この部分は正極集電タブとして働くことができる。
【００３８】
正極集電体としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金などの箔を使用することができる。
【００３９】
正極材料層は、負極に含まれるチタン酸リチウムとの組み合わせにより充放電が可能な正極活物質を含むことができる。また、正極材料層は、正極活物質に加えて、正極導電助剤及び結着剤を更に含むこともできる。
【００４０】
正極材料層に含まれ得る正極活物質としては、例えば、リチウム遷移金属複合酸化物を用いることができる。リチウム遷移金属複合酸化物の例としては、例えば、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉ1-xＣｏxＯ2（０＜ｘ＜０．５）、ＬｉＭｎxＮｉyＣｏzＯ2（０＜ｘ＜０．５、０＜ｙ＜０．５、０＜ｚ＜０．５）、ＬｉＭｎ2-ｘＭxＯ4（ＭはＬｉ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ａｌ及びＮｉよりなる群から選択される少なくとも１種であり、０＜ｘ＜０．２）、ＬｉＭＰＯ4（ＭはＦｅ、Ｃｏ及びＮｉよりなる群から選択される少なくとも１種である）などを挙げることができる。
【００４１】
正極材料層に含まれ得る正極導電助剤としては、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、黒鉛などを挙げることができる。
【００４２】
正極材料層に含まれ得る結着剤は、正極活物質と正極導電助剤とを結着させることができる。結着剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）などを挙げることができる。
【００４３】
正極材料層は、例えば、正極活物質、正極導電助剤及び結着剤を含むスラリーを上記正極集電体上に塗布し、これを乾燥させることによって形成することができる。
（４）非水電解質
非水電解質は、例えば、負極、セパレータ及び正極で構成された電極群に含浸され得る。
【００４４】
非水電解質は、非水溶媒と、この非水溶媒中に溶解された電解質塩とを含むことができる。或いは、非水電解質は、非水溶媒中に溶解されたポリマーを含んでもよい. 
非水溶媒は、特に限定されるものではないが、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン（２−ＭｅＨＦ）、１，３−ジオキソラン、スルホラン、アセトニトリル（ＡＮ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネイト（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）等が挙げられる。これらの溶媒は一種類で使用してもよいし２種類以上を混合して用いてもよい.
電解質塩としては、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ（ビストリフルオロメタンスルホニルアミドリチウム；通称ＬｉＴＦＳＩ）、ＬｉＣＦ3ＳＯ3（通称ＬｉＴＦＳ）、Ｌｉ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2Ｎ（ビスペンタフルオロエタンスルホニルアミドリチウム；通称ＬｉＢＥＴＩ）、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ビスオキサラトホウ酸リチウム（ＬｉＢ（Ｃ2Ｏ4）2（通称ＬｉＢＯＢ））、ジフルオロ（トリフルオロ−２−オキシド−２−トリフルオロ−メチルプロピオナト（２−）−０，０）ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ2（ＯＣＯＯＣ（ＣＦ3）2）（通称ＬｉＢＦ2（ＨＨＩＢ）））などのリチウム塩が挙げられる。これらの電解質塩は１種類で使用してもよいし、又は２種類以上を混合して用いてもよい。特に、ＬｉＰＦ6又はＬｉＢＦ4を用いることが好ましい. 
電解質塩濃度は, １Ｍ以上３Ｍ以下の範囲内とすることが好ましい。これにより、高負荷電流を流した場合の性能を向上することができる。
【００４５】
また、非水電解質は、添加剤を更に含むことができる。添加剤としては、特に限定されるものではないが、ビニレンカーボネイト（ＶＣ）、ビニレンアセテート（ＶＡ）、ビニレンブチレート、ビニレンヘキサネート、ビニレンクロトネート、カテコールカーボネート、プロパンスルトンなどが挙げられる。添加剤の濃度は、非水電解質１００重量％に対して０．１重量％以上３重量％以下の範囲内にあることが好ましい。更に好ましい範囲は、０．５重量％以上１重量％以下である。
（５）外装材
実施形態に係る非水電解質電池は、上記電極群及び非水電解液を収容するための外装材を更に具備することができる。
【００４６】
外装材としては、例えば図１に示すように、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、ステンレスなどから形成された外装缶を使用することができる。容器の板厚は０．５ｍｍ以下が好ましく、さらに好ましい範囲は０．２ｍｍ以下である。
【００４７】
或いは、外装材としては、外装缶の代わりに、ラミネートフィルムから形成された外装容器を使用することも可能である。ラミネートフィルムには、箔とこれを被覆する樹脂フィルムとで構成された多層フィルムを使用することが好ましい。樹脂としてポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの高分子を用いることができる。箔の例には、アルミニウム、アルミニウム合金が含まれる。ラミネートフィルムの厚さは０．２ｍｍ以下にすることが望ましい。
【００４８】
なお、外装材の形状は、角型、円筒型、薄型、コイン型など、用途に応じて様々なものを採用することができる。
【００４９】
また、実施形態に係る非水電解質電池は、上記電極群に電気的に接続されたリードを更に具備することができる。例えば、実施形態に係る非水電解質電池は、２つのリードを具備することもできる。一方のリードは、正極集電タブに電気的に接続することができる。他方のリードは、負極集電タブに電気的に接続することができる。
【００５０】
リードの材料は、特に限定されないが、例えば、正極集電体及び負極集電体と同じ材料を用いることができる。
【００５１】
実施形態に係る非水電解質電池は、上記リードに電気的に接続され、上記外装材から引き出された端子を更に具備することもできる。例えば、実施形態に係る非水電解質電池は、２つの端子を具備することができる。一方の端子は、正極集電タブに電気的に接続されたリードに接続することができる。他方の端子は、負極集電タブに電気的に接続されたリードに接続することができる。
【００５２】
端子の材料は、特に限定されないが、例えば、正極集電体及び負極集電体と同じ材料を用いることができる。
【００５３】
電極群の構造は、扁平状の渦巻きに捲回されたものに限定されず、例えば、円筒状の渦巻きに捲回されたもの、積層構造にすることができる。
【００５４】
以上説明した第１の実施形態によれば、電極とリードとを電気的に接続するための集電タブが、箔と、箔の表面の少なくとも一部を被覆する厚さが０．０１μｍ以上１０μｍ以下の保護膜とを含む。保護膜は、集電タブを補強する。同時に、保護膜は、集電タブとリードを超音波金属溶接する際の妨げとならない。その結果、超音波金属溶接の力が集電タブに均等に加わるため、集電タブが破れたり、千切れたりする等の不良を低減することができる。また、集電タブとリードの接合強度の均一性が向上されるため、集電タブとリード間の抵抗を低減することができて放電容量、レート性能等の電池性能を向上することができる。
【実施例】
【００５５】
以下、実施例を図面を参照して説明する。
（実施例１）
まず、スピネル型構造を有するチタン酸リチウムＬｉ4Ｔｉ5Ｏ12の粉末を準備した。このチタン酸リチウムの平均粒径は０．５μｍであった。このチタン酸リチウム粉末を、導電剤としてのグラファイトと、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）と共に、溶媒であるＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）に投入した。この際、チタン酸リチウム粉末：グラファイト：ＰＶｄＦの重量比を１００：５：５とした。混合物を十分に撹拌することにより、負極作製用スラリーを調製した。
【００５６】
次に、この負極作製用スラリーを、帯状のアルミニウム箔の両面に長手方向に平行な一端部を除いて塗布した。塗布の際の目付量を、片面５０ｇ／ｍ2とした。
【００５７】
続いて、塗膜を乾燥させ、５０ｋＮでプレスした。かくして、アルミニウム箔である負極集電体と、その上に形成された負極材料層とを具備する負極が得られた。
【００５８】
続いて、この負極の負極材料層の表面上に、エレクトロスピニング法により、有機繊維からなるセパレータを形成し、負極材料層及び負極集電タブの表面に一体化させた。形成条件は以下のとおりである。
【００５９】
有機繊維の材料には、絶縁性、耐熱性、耐溶剤性に優れるポリアミドイミド（ＰＡＩ）を用いた。溶媒にはジメチルアセトアミド（ＤＭＡc）を用いた。この溶媒に、ポリアミドイミドを１５重量％溶解させて、原料溶液を調製した。この原料溶液を、５μＬ／ｍｉｎの供給速度で、紡糸ノズルから負極表面に供給した。この際、高電圧発生器を用いて紡糸ノズルに４０ｋＶの電圧を印加した。また、供給は、この紡糸ノズルを一本用いて行い、この紡糸ノズルを１００ｍｍ幅で動かしながら行った。更に、原料溶液の供給は、負極を、紡糸ノズルの動作方向に対して垂直な方向に５０ｍｍ／ｍｉｎで搬送しながら行った。有機繊維からなるセパレータを負極上に連続的に形成した。絶縁層を形成後、裁断し、１００ｍｍ幅の負極を１ｋＮの加重でプレス加工し、負極を作製した。
【００６０】
得られた負極において、セパレータは、負極材料層の両面を被覆していた。一方の負極材料層を被覆しているセパレータと、他方の負極材料層を被覆しているセパレータが連続して繋がっていて、負極長辺（負極集電タブでない長辺）に平行な端面を被覆していた。また、セパレータは、負極集電タブの両方の表面を被覆していた。負極集電タブの両表面を被覆するセパレータは、保護膜として機能する。セパレータ及び保護膜の厚さは、１０μｍであった。保護膜を構成する有機繊維の平均繊維径は０．９μｍであった。
【００６１】
正極活物質として、リチウム含有ニッケルマンガンコバルト複合酸化物ＬｉＭｎ0.3Ｎｉ0.3Ｃｏ0.3Ｏ2の粉末を準備した。このリチウム含有ニッケルマンガンコバルト複合酸化物を、導電剤としてのグラファイトと、結着剤としてのＰＶｄＦと共に、溶媒であるＮＭＰに投入した。この際、リチウム含有ニッケルマンガンコバルト複合酸化物：グラファイト：ＰＶｄＦの重量比を１００：５：５とした。混合物を十分に撹拌することにより、正極作製用スラリーを調製した。
【００６２】
次に、この正極作製用スラリーを、矩形状のアルミニウム箔の両面に長辺方向に平行な一端部を除いて塗布した。塗布の際の目付量を、片面５０ｇ／ｍ2とした。塗布の際、アルミニウム箔の一部に、スラリーを塗布しない部分を残した。
【００６３】
続いて、塗膜を乾燥させ、５０ｋＮでプレスした。かくして、アルミニウム箔である正極集電体と、その上に形成された正極材料層とを具備する正極が得られた。
【００６４】
その後、正極の正極集電タブの表面上にエレクトロスピニング法により、有機繊維からなる保護膜を形成し、正極集電タブの両方の表面に一体化させた。形成条件は、負極の場合と同様とした。
【００６５】
先のようにして作製した正極及び負極を用い、負極を正極よりも先に捲回して負極が52周、正極が51周となるように、図１及び図３に示す電極群を作製した。負極の負極材料層の幅（捲回軸に平行な方向の幅）を正極の正極材料層のそれよりも広くし、正極材料層全てがセパレータを介して負極材料層と対向できるように配置した。電極群の全長は１０ｍとした。
【００６６】
続いて、正極集電タブ及び負極集電タブそれぞれに挟持部材を配置した。挟持部材の第１，第２の挟持部により保持された正極集電タブと、厚さ３ｍｍのアルミニウム板からなる正極リードとを図７に示すように超音波溶接した。また、挟持部材の第１，第２の挟持部により保持された負極集電タブと、厚さ３ｍｍのアルミニウム板からなる負極リードとを図７に示すように超音波溶接した。
【００６７】
以上説明した正負極リードに接合された電極群を１０００個作製した。
（実施例２，３）
保護膜の厚さ及び有機繊維の平均繊維径を下記表１に示す値に変更すること以外は、実施例１と同様にして正負極リードに接合された電極群を１０００個作製した。
（実施例４）
保護膜を構成する有機繊維の種類、保護膜の厚さ及び有機繊維の平均繊維径を下記表１に示す値に変更すること以外は、実施例１と同様にして正負極リードに接合された電極群を１０００個作製した。
（比較例１）
保護膜を形成しないこと以外は、実施例１と同様にして正負極リードに接合された電極群を１０００個作製した。
（比較例２）
エレクトロスピニング法により形成されたセパレータ及び保護膜を用いる代わりに、厚さ２０μｍのセルロース不織布からなるセパレータで正負極材料層及び正負極集電タブを被覆すること以外は、実施例１と同様にして正負極リードに接合された電極群を１０００個作製した。
【００６８】
実施例及び比較例それぞれで作製した１０００個の電極群において、箔が破れ、箔から溶接したものが剥がれたものを不良とした。電極群１０００個中の不良率を表１に示す。また、不良とならないものの溶接部分に引っ張り試験を行い、引っ張り強度を表１に示す。引っ張り試験の条件を以下に示す。
【００６９】
島津製作所社製の島津オートグラフAG 10kNXを用いた。正負極リードに接合された電極群のリード部の溶接部をニッパー等で20mmの幅で切断し取り出す。切り出すサンプルが負極の場合26枚ずつ上下のチャック部に、正極の場合、上のチャック部に26枚かつ下のチャック部に25枚挟む。この状態から1m/minの引張り速度で引張り試験を行い、応力歪み曲線の最大値の応力値を引張り強度とする。
【００７０】
【表１】
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【００７１】
表１からわかるように集電タブ上に有機繊維のシートを形成した実施例１〜４の電池は、いずれも比較例１，２に比べて引っ張り強度が高く、不良率も低い。このことから集電タブ上に０．０１μｍ〜１０μｍの保護膜を形成することは超音波金属溶接の強度を上げ、不良率の低減する上で極めて有効であることがわかった。
【００７２】
以上説明した実施形態及び実施例のうち少なくとも一つによれば、電極とリードとを電気的に接続するための集電タブが、箔と、箔の表面の少なくとも一部を被覆する厚さが０．０１μｍ以上１０μｍ以下の保護膜とを含む。これにより、集電タブとリードの接続不良が低減されると共に、集電タブとリードの接合強度が向上されるため、集電タブとリード間の抵抗を低減することができて放電容量、レート性能等の電池性能を向上することができる。
【００７３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７４】
１…外装缶、２…蓋、３…正極外部端子、４…負極外部端子、５…電極群、６…正極、６ａ…正極材料層、６ｂ、７ｂ…保護膜、６ｃ…正極集電タブ、６ｄ…正極集電体、７…負極、７ａ…負極材料層、７ｃ…負極集電タブ、７ｄ…負極集電体、８…セパレータ、９…挟持部材、１０…正極リード、１１…負極リード、１２…絶縁ガスケット、２１…ホーン、２２…アンビル、２３…絶縁層。
【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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