(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体と、前記集電体の表面上に設けられる電極活物質層及び絶縁層とを備え、
前記絶縁層が、前記電極活物質層の端部に隣接し、かつ該端部を覆うように設けられるリチウムイオン二次電池用電極であって、
前記絶縁層は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１６１に準拠して測定される引張弾性率が２．０〜７．０ＧＰａであり、かつＪＩＳ  Ｋ  ７１６１に準拠して測定される破断伸びが１５％以上である、リチウムイオン二次電池用電極。
【請求項２】
前記絶縁層が、ポリイミド系樹脂を含む請求項１に記載のリチウムイオン二次電池用電極。
【請求項３】
前記絶縁層が、さらにフッ素樹脂を含む請求項２に記載のリチウムイオン二次電池用電極。
【請求項４】
前記絶縁層における前記ポリイミド系樹脂の含有量が、前記絶縁層全量基準で、４５質量％以上１００質量％以下である請求項２又は３に記載のリチウムイオン二次電池用電極。
【請求項５】
前記絶縁層が、前記集電体の表面及び前記電極活物質層の端部に対して被膜された絶縁コーティング層である請求項１〜４のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池用電極。
【請求項６】
前記集電体が、アルミニウム及びステンレスから選択されるいずれかから形成される請求項１〜５のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池用電極。
【請求項７】
前記絶縁層と前記集電体との間の密着強度が２００Ｎ／ｍ以上である請求項１〜６のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池用電極。
【請求項８】
前記電極活物質層が正極活物質層である請求項１〜７のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池用電極。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池用電極を備えるリチウムイオン二次電池。
【請求項１０】
負極と、正極とを備え、
前記正極が、前記リチウムイオン二次電池用電極である請求項９に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項１１】
正極と、負極とがそれぞれが複数層設けられるように交互に配置され、各層を構成する正極それぞれの集電体の端部が纏められて正極端子に接続され、かつ各層を構成する負極それぞれの集電体の端部が纏められ負極端子に接続されるリチウムイオン二次電池であって、
前記正極、又は前記負極の少なくとも一方が、前記リチウムイオン二次電池用電極により構成され、
前記絶縁層は、前記集電体の纏められた端部側において、前記電極活物質層の端部に隣接するよう配置される請求項９又は１０に記載のリチウムイオン二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極活物質層の端部に隣接し、かつ該端部を覆うように配置された絶縁層を備えるリチウムイオン二次電池用電極、及びリチウムイオン二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、電力貯蔵用の大型定置用電源、電気自動車用等の電源として利用されており、近年では電池の小型化及び薄型化の研究が進展している。リチウムイオン二次電池は、金属箔の表面に電極活物質層を形成した両電極と、両電極の間に配置されるセパレータを備えるものが一般的である。セパレータは、両電極間の短絡防止や電解液を保持する役割を果たす。【０００３】
リチウムイオン二次電池では、特に、集電体上の活物質層の端部近傍で短絡の発生率が高くなる。これに対し、両電極間の短絡をより確実に防止するために、上記短絡の発生率が高い部分を絶縁テープで被覆した非水系二次電池が従来技術として知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の非水系二次電池では、集電体の露出部と正極合剤層の塗布部との境目部分に絶縁テープを貼り付けることにより、内部短絡を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１３４９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リチウムイオン二次電池用電極は、製造時に例えば切断などされることで端部にバリが発生することがある。しかし、積層型電池の場合、電極端部にバリがあると、電極のバリが、その電極に対向する電極に設けられた絶縁テープを突き破って、両電極間の短絡が発生する場合がある。【０００６】
そこで、本発明は、電極にバリがあっても、両電極間の短絡を確実に防止できるリチウムイオン二次電池用電極及びその電極を備えたリチウムイオン二次電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、鋭意検討の結果、電極活物質層の端部に隣接し、かつその端部を覆うように配置された絶縁層を、所定の引張弾性率及び破断伸びとすることにより、上記課題を解決できることを見出し、以下の本発明を完成させた。本発明の要旨は、以下の［１］〜［１１］である。
［１］集電体と、前記集電体の表面上に設けられる電極活物質層及び絶縁層とを備え、
前記絶縁層が、前記電極活物質層の端部に隣接し、かつ該端部を覆うように設けられるリチウムイオン二次電池用電極であって、
前記絶縁層は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１６１に準拠して測定される引張弾性率が２．０〜７．０ＧＰａであり、かつＪＩＳ  Ｋ  ７１６１に準拠して測定される破断伸びが１５％以上である、リチウムイオン二次電池用電極。
［２］前記絶縁層が、ポリイミド系樹脂を含む上記［１］に記載のリチウムイオン二次電池用電極。
［３］前記絶縁層が、さらにフッ素樹脂を含む上記［２］に記載のリチウムイオン二次電池用電極。
［４］前記絶縁層における前記ポリイミド系樹脂の含有量が、前記絶縁層全量基準で、４５質量％以上１００質量％以下である上記［２］又は［３］に記載のリチウムイオン二次電池用電極。
［５］前記絶縁層が、前記集電体の表面及び前記電極活物質層の端部に対して被膜された絶縁コーティング層である上記［１］〜［４］のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池用電極。
［６］前記集電体が、アルミニウム及びステンレスから選択されるいずれかから形成される上記［１］〜［５］のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池用電極。
［７］前記絶縁層と前記集電体との間の密着強度が２００Ｎ／ｍ以上である上記［１］〜［６］のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池用電極。
［８］前記電極活物質層が正極活物質層である上記［１］〜［７］のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池用電極。
［９］上記［１］〜［８］のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池用電極を備えるリチウムイオン二次電池。
［１０］負極と、正極とを備え、
前記正極が、前記リチウムイオン二次電池用電極である上記［９］に記載のリチウムイオン二次電池。
［１１］正極と、負極とがそれぞれが複数層設けられるように交互に配置され、各層を構成する正極それぞれの集電体の端部が纏められて正極端子に接続され、かつ各層を構成する負極それぞれの集電体の端部が纏められ負極端子に接続されるリチウムイオン二次電池であって、
前記正極、又は前記負極の少なくとも一方が、前記リチウムイオン二次電池用電極により構成され、
前記絶縁層は、前記集電体の纏められた端部側において、前記電極活物質層の端部に隣接するよう配置される請求項９又は１０に記載のリチウムイオン二次電池。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電極端部にバリがあっても、両電極間の短絡を確実に防止できるリチウムイオン二次電池用電極及びその電極を備えたリチウムイオン二次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は、本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池用電極の概略断面図であり、図１（ｂ）は、本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池用電極の概略平面図である。
【図２】絶縁層用原料の塗布に用いるダイヘッドの一例を示す図である。
【図３】絶縁層用原料の塗布を説明するための図である。
【図４】電極活物質層及び絶縁層を形成した集電体の分割を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池用電極の変形例の概略断面図である。
【図６】本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池用電極の変形例の概略断面図である。
【図７】本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池の概略断面図である。
【図８】本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池の変形例の概略断面図である。
【図９】実施例の短絡テストに用いた装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［リチウムイオン二次電池用電極］
以下、図１を参照して本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池用電極について説明する。図１は、本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池用電極の概略断面図である。
図１に示すように、本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池用電極１０は、集電体２０と、集電体２０の両側の表面上に設けられる電極活物質層３０及び絶縁層４０とを備える。各絶縁層４０は、電極活物質層３０の端部３１に隣接し、かつその端部３１を覆うように配置される。これにより、絶縁層４０は、電極活物質層３０の表面と、電極活物質層３０が設けられない集電体２０の表面に跨るように設けられる。また、絶縁層４０は、電極活物質層３０の端部のみを覆うように設けられ、端部以外の箇所は絶縁層４０によって覆われなくてよい。
【００１１】
本発明において、絶縁層４０は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１６１に準拠して測定される引張弾性率が２．０〜７．０ＧＰａであり、かつＪＩＳ  Ｋ  ７１６１に準拠して測定される破断伸びが１５％以上である。
本発明では、電極活物質層３０を所定の引張弾性率と所定の破断伸びを有する絶縁層４０によって覆うことで、電極１０に対向する別の電極の端部にバリがあっても、そのバリが絶縁層４０を突き破りにくくなる。そのため、電極のバリによる両電極間の短絡を防止できる。
【００１２】
（絶縁層）
絶縁層４０は、正極及び負極間の短絡を確実に防止するために設けられた層である。上述したように、絶縁層４０は、電極活物質層３０の端部３１に隣接し、かつその端部３１を覆うように配置される。これにより、対向する電極にバリがある場合、そのバリは、絶縁層４０に当接することになる。そして、そのバリは絶縁層４０を突き抜けにくくなるため、電極のバリに起因する短絡を確実に防止することができる。
【００１３】
絶縁層４０は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１６１に準拠して測定される引張弾性率が２．０〜７．０ＧＰａであり、かつＪＩＳ  Ｋ  ７１６１に準拠して測定される破断伸びが１５％以上である。絶縁層４０の引張弾性率が２．０ＧＰａ未満となり又は７．０ＧＰａより大きくなったり、破断伸びが１５％未満となったりすると、絶縁層４０の強度や柔軟性が不足して、対向する電極のバリにより絶縁層４０が突き抜けられて、バリに起因する短絡が発生しやすくなる。また、密着強度も低下しやすくなる。
【００１４】
短絡の発生をより確実に防止する観点から、引張弾性率は２．５ＧＰａ以上が好ましく、３．０ＧＰａ以上がより好ましく、また、破断伸び、及び集電体との密着強度を一定値以上としやすくする観点から、引張弾性率は６．７ＧＰａ以下が好ましく、６．２ＧＰａ以下がより好ましい。
短絡の発生をより確実に防止し、かつ集電体に対する密着強度を高めやすくする観点から、破断伸びは４０％以上が好ましく、５０％以上がより好ましく、６０％以上がさらに好ましい。また、引張弾性率を所定の範囲内としやすくする観点から、２００％以下が好ましく、１５０％以下がより好ましく、１２０％以下がさらに好ましい。
【００１５】
集電体上に形成された絶縁層の引張弾性率及び破断伸びは、例えば、化学エッチングにより集電体を除去することにより測定することができる。化学エッチングには、例えば、塩化第二鉄水溶液、塩化第二銅水溶液、過酸化水素水／希硫酸溶液などのエッチング溶液を使用することができる。
【００１６】
絶縁層４０と集電体２０との間の密着強度は、好ましくは２００Ｎ／ｍ以上である。密着強度を２００Ｎ／ｍ以上とすると、絶縁層４０の剥がれを防止して、絶縁層４０の信頼性を高めることができる。また、電極のバリによる短絡の発生をより確実に防止できる。これら観点から、上記密着強度は、３００Ｎ／ｍ以上がより好ましく、４３０Ｎ／ｍ以上がさらに好ましい。また、密着強度は、高ければ高いよいが、実用的には、例えば２０００Ｎ／ｍ以下であり、また、１２００Ｎ／ｍ以下であってもよい。
【００１７】
本発明における絶縁層４０は、樹脂により構成されることが好ましい。すなわち、絶縁層４０は、絶縁樹脂層であることが好ましい。絶縁層４０が樹脂により構成されることで、絶縁層の絶縁性を確保しつつ、絶縁層４０の破断伸び、引張弾性率及び密着強度を所定の範囲内に調整しやすくなる。
絶縁層４０を構成する樹脂は、絶縁性を確保しつつ、上記した破断伸び及び引張弾性率を所定の範囲内に調整できる限り特に限定されないが、フッ素樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド（ＰＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリ（メタ）アクリル酸、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシエチルセルロース、及びポリビニルアルコール等が挙げられる。これらバインダーは、１種単独で使用されてもよいし、２種以上が併用されてもよい。また、カルボキシメチルセルロース等は、ナトリウム塩等の塩の態様にて使用されていてもよい。
【００１８】
絶縁層を構成する樹脂は、破断伸び、及び引張弾性率を所望の範囲内に調整しやすくする観点から、ポリイミド系樹脂が好ましい。また、ポリイミド系樹脂を使用することで密着強度も向上しやすい。
ポリイミド系樹脂としては、繰り返し単位にイミド結合を含む高分子であり、ポリイミドであってもよいし、イミド結合とアミド結合を有するポリアミドイミド、イミド結合とエーテル結合を有するポリエーテルイミドなどであってもよい。これらのなかでは、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミドが好ましい。
また、ポリイミド系樹脂は、イミド結合により直接結合された芳香族環を有する芳香族ポリイミド系樹脂が好ましい。芳香族ポリイミド系樹脂を使用することで絶縁層の引張弾性率及び破断伸びを上記した所定の範囲内に調整しやすくなる。
ポリイミド系樹脂は、絶縁層の引張弾性率及び破断伸びが所望の範囲になるように、分子量や樹脂の種類を適宜選択して使用すればよい。例えば、絶縁層の弾性率を向上させるために分子骨格中に剛直な分子を導入することにより向上することができる。弾性率を向上させすぎないためには、回転運動の可能なエーテル骨格、イソプロピリデン骨格、脂肪族鎖の導入及び、分子間の自由体積が大きなねじれ骨格を有するベンゾフェノンやスルホニル基の導入が有効である。破断伸び率を向上させるためには分子鎖の絡み合いを向上させることが必要であり、数平均分子量（Ｍｎ）が好ましくは５０００以上、さらに好ましくは１００００以上が好適である。数平均分子量（Ｍｎ）は、その上限が特に限定されず例えば５０万以下であるとよいが、１０万以下でもよい。重量平均分子量は、例えばゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ（ＧＰＣ）を使用しポリスチレン換算で測定できる。破断伸び率を向上させすぎないためには、弾性率を向上させる手段と同様に、分子骨格中に剛直な分子を導入すればよい。
ポリイミド系樹脂は、市販品も使用可能であり、ポリアミドイミドとして例えば東洋紡株式会社製の「バイロマックス」、ポリエーテルイミドとしてＳＡＢＩＣ社製の「ＵＬＴＥＭ」などが挙げられる。
ポリイミド系樹脂は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００１９】
ポリイミド系樹脂を使用する場合、絶縁層を構成する樹脂成分の全量をポリイミド系樹脂で構成してもよいが、ポリイミド系樹脂と他の樹脂成分の両方を使用してもよい。他の樹脂成分を使用することで、絶縁層に種々の機能を付与しやすくなり、例えば、引張弾性率を所定の範囲に維持しつつ、上記した破断伸びを高くしやすくなる。
なお、絶縁層がポリイミド系樹脂を含有しているか否かは後述する実施例で示すように、絶縁層表面の赤外線吸収スペクトルを測定することによって判別できる。
【００２０】
絶縁層におけるポリイミド系樹脂の含有量は、絶縁層全量基準で、３０質量％以上であることが好ましい。３０質量％以上とすることで、引張弾性率及び破断伸びを上記した所定の範囲内に調整しやすくなる。また、ポリイミド系樹脂の含有量は、４５質量％以上がより好ましく、５０質量％以上がさらに好ましい。
絶縁層におけるポリイミド系樹脂の上記含有量は、１００質量％以下であればよいが、ポリイミド系樹脂以外の樹脂を含有する場合には、そのポリイミド系樹脂以外の樹脂を含有させる効果を発揮させるために、９０質量％以下が好ましく、７５質量％以下が好ましく、６０質量％以下がさらに好ましい。
【００２１】
絶縁層を構成する樹脂として、ポリイミド系樹脂と、ポリイミド系樹脂以外の樹脂を併用する場合、ポリイミド系樹脂以外の樹脂としては、フッ素樹脂であることが好ましい。フッ素樹脂を使用することで、絶縁層の絶縁性を確保しつつ、破断伸び、及び集電体や電極活物質層に対する密着強度を良好にしやすくなる。これら観点から、絶縁層がフッ素樹脂を含む場合、フッ素樹脂の含有量は、絶縁層全量基準で、１０質量％以上であることが好ましい。１０質量％以上とすることで、引張弾性率、及び集電体や電極活物質層に対する密着強度を所望の範囲に維持しつつ、破断伸びを良好にしやすくなる。これら観点からフッ素樹脂の含有量は、２５質量％以上がより好ましく、４０質量％以上がさらに好ましい。
また、絶縁層におけるフッ素樹脂の含有量は、引張弾性率、破断伸び、及び集電体や電極活物質層に対する密着強度の観点から、７０質量％以下が好ましく、５５質量％以下がさらに好ましい。
【００２２】
絶縁層において使用するフッ素樹脂は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＶｄＦ−ＨＦＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ素化ポリイミド等を使用できるが、これらのなかでは、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）が好ましい。フッ素樹脂は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２３】
絶縁層は、樹脂成分を膜状にすることで構成される層であり、樹脂成分単独で構成されてもよいし、本発明の効果を奏する限り、適宜添加成分が配合されてもよい。絶縁層における樹脂成分の含有量は、絶縁層全量基準で例えば、例えば７０質量％以上、好ましくは８０質量％以上、さらに好ましくは９０質量％以上である。
【００２４】
絶縁層で使用される添加成分としては、フィラーが挙げられる。また、添加成分としては、フィラー以外にも、ポリイミド系樹脂などの樹脂成分と併用できる公知の添加剤を使用してもよい。
フィラーは、絶縁性を有する絶縁性フィラーである限り特に限定されないが、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ、ベーマイト、チタニア、ジルコニア、窒化ホウ素、酸化亜鉛、二酸化スズ、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、フッ化カリウム、フッ化リチウム、クレイ、ゼオライト、炭酸カルシウム等の無機化合物から構成される無機粒子などが挙げられる。無機粒子は、ニオブ−タンタル複合酸化物、マグネシウム−タンタル複合酸化物等の公知の複合酸化物から構成される粒子であってもよい。また、フィラーは、有機粒子であってもよい。
【００２５】
絶縁層４０は、集電体２０の表面及び電極活物質層３０の端部に対して被膜された絶縁コーティング層であることが好ましい。絶縁コーティング層は、後述するように、液状ないし流動性を有する絶縁層用原料を、集電体に塗布して、その絶縁層用原料を固化ないし硬化させることで、集電体２０の表面及び電極活物質層３０の端部を被膜する。そのため、絶縁層４０は、例えば、絶縁テープのような粘着テープによって集電体に貼付されたものではなく、絶縁層４０の厚さを薄くできる。また、集電体２０及び電極活物質層３０に対する密着強度も高くしやすくなる。
【００２６】
絶縁層４０の厚さは、１〜１００μｍが好ましい。絶縁層４０の厚さを１μｍ以上とすることで短絡抑制効果を得やすくなる。また、１００μｍ以下とすることで、電極の端部が厚くなることでリチウムイオン二次電池が部分的に膨れたりすることを防止できる。これら観点から絶縁層４０の厚さは、２〜５０μｍがより好ましい。
なお、絶縁層４０の厚さは、絶縁層４０の活物質層３０に接していない、集電体２０上の絶縁層部分の厚さ（図１の符号ｄ参照）の平均値である。また、ＣＰ（Ｃｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏｎ  Ｐｏｌｉｓｈｅｒ）法やミクロトーム、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ  Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ）法により電極断面を作製し、走査型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）などを用いて、絶縁層４０の厚さを測定する。
【００２７】
対向する電極の積層位置が積層時に想定からズレてバリが絶縁層４０に重ならなかったり、積層状態で予期せぬ外力によりバリが動いて絶縁層４０が突き破られたりすると、電池の安全性の低下につながる。このような事態を防いで電池の安全性を担保するため、絶縁層４０のリチウムイオン二次電池用電極１０における長手方向の長さ（図１の符号Ｌ参照）は電極活物質層３０の高さ（図１（ａ）の符号ｈ参照）の２倍以上であることが好ましく、５倍以上であることがより好ましい。一方、絶縁層４０のリチウムイオン二次電池用電極１０における長手方向の長さの上限値には特に制約はないが、電極の有効面積を確保して電極間のイオン伝導性を担保するためには、絶縁層４０のリチウムイオン二次電池用電極１０における長手方向の長さは広くなりすぎないことが好ましい。一例として、絶縁層のリチウムイオン二次電池用電極１０における長手方向の長さは３ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。なお、図１において、ｘ方向がリチウムイオン二次電池用電極１０における長手方向であり、ｙ方向がリチウムイオン二次電池用電極１０における幅方向であり、ｚ方向がリチウムイオン二次電池用電極１０における厚さ方向である。ｘ方向、ｙ方向及びｚ方向は相互に垂直の方向である。
【００２８】
絶縁層４０が設けられるリチウムイオン二次電池用電極１０は、正極であってもよいし、負極であってもよいが、正極であることが好ましい。正極の電極面積よりも負極の電極面積が通常大きいので、負極のバリが正極の集電体に触れることで短絡が生じやすい。そのため、絶縁層４０を正極に設けることで効果的に短絡を防止できる。
【００２９】
（集電体）
集電体２０を構成する材料には、例えば、銅、アルミニウム、チタン、ニッケル、ステンレス等の導電性を有する金属が挙げられる。これらの中では、集電体２０が正極集電体の場合、アルミニウム、チタン、ニッケル及びステンレスが好ましく、ステンレス、アルミニウムがより好ましく、アルミニウムがさらに好ましい。集電体をステンレス、アルミニウム、特にアルミニウムにすると、例えば絶縁層にポリイミド系樹脂を使用した場合には、密着強度を向上させやすくなる。集電体２０が負極集電体の場合、銅、チタン、ニッケル及びステンレスが好ましく、銅がより好ましい。
なお、リチウムイオン二次電池用電極１０は、上記のとおり、正極であることが好ましく、集電体２０も正極集電体であることが好ましい。したがって、集電体２０は、アルミニウム、チタン、ニッケル及びステンレスから選択される材料で形成されることが好ましく、ステンレス、アルミニウムから選択される材料で形成されることがより好ましく、アルミニウムにより形成されることがさらに好ましい。
集電体２０は、一般的に金属箔からなり、その厚さは、特に限定されないが、１〜５０μｍが好ましく、５〜２０μｍがより好ましい。集電体２０の厚さが１〜５０μｍであると、集電体２０のハンドリングが容易になるとともに、エネルギー密度の低下を抑制できる。
【００３０】
（電極活物質層）
電極活物質層３０は、典型的には、電極活物質と、電極用バインダーとを含む。電極が正極である場合、電極活物質層は正極活物質層となり、電極活物質は正極活物質となる。一方、電極が負極の場合、電極活物質層は負極活物質層となり、電極活物質は負極活物質となる。
リチウムイオン二次電池では、通常、リチウムを保有する正極の正極活物質に比べて、リチウムを受け入れる負極の負極活物質が多めに搭載される。すなわち、正極の正極活物質量に比べて負極活物質量を多くした負極を使用する。これは、充電時に負極がリチウムイオンを受け入れられず、負極上にリチウム金属が析出することを防止するためである。このため、対向する正極と負極とでは、負極活物質量が正極活物質量よりも多く存在するように構成することが好ましい。同様の理由で対向した正極と負極の面積は正極よりも負極を大きく設計することが好ましい。これは位置ずれした場合にも常に負極活物質量が多い状態を維持するためである。そして、負極活物質層に比べて面積の小さい正極活物質層の領域と正極活物質層の形成されていない領域との境界部分に絶縁層を形成することで、バリが対向する電極の集電体などに接触して起こる内部短絡をより確実に防止できる。したがって、絶縁層４０を設ける電極は、上記したように正極であることが好ましく、活物質層３０は好ましくは正極活物質層であり、電極活物質は好ましくは正極活物質である。
【００３１】
電極活物質層３０の厚さは、特に限定されないが、集電体の片面あたり、１０〜１００μｍが好ましく、２０〜８０μｍがより好ましい。なお、断面出し加工した測定試料をＳＥＭで観察するなどの公知の方法によって、電極活物質層３０の厚さを測定する。
【００３２】
＜正極活物質＞
正極活物質層に使用される正極活物質としては、例えば、金属酸リチウム化合物が挙げられる。金属酸リチウム化合物としては、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）等が例示できる。また、正極活物質として、オリビン型リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）等を使用してもよい。さらに、正極活物質として、リチウム以外の金属を複数使用したものを使用してもよく、三元系と呼ばれるＮＣＭ（ニッケルコバルトマンガン）系酸化物、ＮＣＡ（ニッケルコバルトアルミニウム系）系酸化物等を使用してもよい。正極活物質として、これらの物質を１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３３】
＜負極活物質＞
負極活物質層に使用される負極活物質としては、グラファイト、ハードカーボン等の炭素材料、スズ化合物とシリコンと炭素の複合体、リチウム等が挙げられるが、これら中では炭素材料が好ましく、グラファイトがより好ましい。負極活物質として、上記物質を１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３４】
電極活物質の平均粒子径は、特に限定されないが、０．５〜５０μｍであることが好ましく、１〜３０μｍであることがより好ましく、５〜２５μｍであることがさらに好ましい。なお、平均粒子径は、レーザー回折・散乱法によって求めた電極活物質の粒度分布において、体積積算が５０％での粒径（Ｄ５０）を意味する。
【００３５】
電極活物質層３０における電極活物質の含有量は、電極活物質層全量基準で、６０〜９９質量％が好ましく、８０〜９９質量％がより好ましく、９０〜９８質量％がさらに好ましい。
【００３６】
＜電極用バインダー＞
電極用バインダーの具体例としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＶｄＦ−ＨＦＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等のポリイミド系樹脂、ポリアミド（ＰＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリ（メタ）アクリル酸、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシエチルセルロース、及びポリビニルアルコール等が挙げられる。これらバインダーは、１種単独で使用されてもよいし、２種以上が併用されてもよい。また、カルボキシメチルセルロース等は、ナトリウム塩等の塩の態様にて使用されていてもよい。
【００３７】
電極活物質層３０における電極用バインダーの含有量は、電極活物質層全量基準で、０．５〜２０質量％であることが好ましく、１．０〜１０質量％がより好ましい。
【００３８】
電極活物質層３０に含まれる電極用バインダーの少なくとも１種は、その電極活物質層３０の端部に隣接し、かつ該端部を覆うように設けられる絶縁層４０に含まれる樹脂の少なくとも１種と同じ物質であることが好ましい。これにより、絶縁層４０と電極活物質層３０との間の密着強度を高め、絶縁層４０の信頼性を高めることができる。たとえば、絶縁層４０にポリアミドイミドが含まれるとき、電極活物質層３０にも、ポリアミドイミドが含まれることが好ましい。また、絶縁層４０にポリエーテルイミドが含まれるとき、電極活物質層３０にも、ポリエーテルイミドが含まれることが好ましい。
【００３９】
＜導電助剤＞
電極活物質層３０は、導電助剤をさらに含んでもよく、正極活物質層は、導電助剤を含むことが好ましい。導電助剤は、上記電極活物質よりも導電性が高い材料が使用され、具体的には、ケッチェンブラック、アセチレンブラック（ＡＢ）、カーボンナノチューブ、棒状カーボン等の炭素材料等が挙げられる。導電助剤は１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。電極活物質層３０において、導電助剤が含有される場合、導電助剤の含有量は、電極活物質層全量基準で、０．５〜１５質量％であることが好ましく、１〜１０質量％であることがより好ましい。導電助剤の含有量が０．５〜１５質量％であると、電気抵抗が上昇して出力性能が低下することを抑制できるとともに、導電助剤がバインダーを吸収して粉落ちが発生することを抑制できる。
【００４０】
電極活物質層３０は、本発明の効果を損なわない範囲内において、電極活物質、導電助剤、及び電極用バインダー以外の他の任意成分を含んでもよい。ただし、電極活物質層の総質量のうち、電極活物質、導電助剤、及び電極用バインダーの総含有量は、９０質量％以上であることが好ましく、９５質量％以上であることがより好ましい。
【００４１】
［リチウムイオン二次電池用電極の製造方法］
本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池用電極は、例えば、以下の製造方法により製造することができる。まず、電極活物質層用組成物を集電体上に塗布して集電体上に電極活物質層を形成する（電極活物質層形成工程）。その後、塗布した絶縁層用原料が電極活物質層の端部に隣接し、かつその端部を覆うように絶縁層用原料を塗布して絶縁層を形成する（絶縁層形成工程）。以下、各工程についてより詳細に説明する。
【００４２】
（電極活物質層形成工程）
電極活物質層形成工程においては、まず、電極活物質と、電極用バインダーと、溶媒とを含む電極活物質層用組成物を用意する。電極活物質層用組成物に使用する溶媒には、例えば、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、テトラヒドロフラン、トルエン、イソプロピルアルコール、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、エタノール、水等が挙げられる。電極活物質層用組成物は、必要に応じて配合される導電助剤等のその他成分を含んでもよい。電極活物質、電極用バインダー等の詳細は上記で説明したとおりである。電極活物質層用組成物は通常スラリーの状態である。
【００４３】
電極活物質層は、例えば、公知のコーティング方法で、上記電極活物質層用組成物を集電体の上に塗布し、乾燥することによって形成することができる。上記電極活物質層用組成物を集電体用シートの上に塗布する方法には、例えば、ダイコート法、スリットコート法、コンマコート法、リップコート法、ディップコート法、スプレーコート法、ロールコート法、ドクターブレード法、バーコート法、グラビアコート法、スクリーン印刷法等が挙げられる。
また、集電体の上に塗布した電極活物質層用組成物を乾燥する際の乾燥温度は、上記溶媒を除去できれば特に限定されないが、例えば４０〜１２０℃、好ましくは５０〜９０℃である。また、乾燥時間は、特に限定されないが、例えば、３０秒〜１０分間である。
【００４４】
（絶縁層形成工程）
次に、絶縁層を形成するための絶縁層用原料を塗布する。絶縁層用原料は、絶縁層を形成するための樹脂成分を含む。絶縁層用原料は、集電体に塗布する際に液状ないし流動性を有すればよく、樹脂成分単体から構成されてもよいが、好ましくは樹脂成分に加えて、樹脂成分を希釈するための溶媒を含む。また、樹脂成分は、絶縁層用原料を集電体に塗布し、塗布後に硬化することで絶縁層を構成する樹脂となる樹脂前駆体でもよい。硬化は、例えば、塗布後の乾燥時の加熱などによって行うとよい。
絶縁層用原料における溶媒の具体例としては、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−エチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、及びジメチルホルムアミドから選択される１種又は２種以上が挙げられる。また、絶縁層用原料は、必要に応じて配合されるその他の添加成分を含んでいてもよい。樹脂成分、添加成分の詳細は上記で説明したとおりである。
絶縁層用原料の固形分濃度は、特に限定されないが、例えば５〜５０質量％、好ましくは１０〜３０質量％程度である。
【００４５】
絶縁層は、絶縁層用原料を使用して公知の方法で形成すればよく、例えば、上記絶縁層用原料を集電体の電極活物質層の端部付近に塗布し、適宜乾燥などすることによって形成することができる。絶縁層用原料を集電体の上に塗布する方法は、例えば、ダイコート法、スリットコート法、コンマコート法、リップコート法、ディップコート法、スプレーコート法、ロールコート法、ドクターブレード法、バーコート法、グラビアコート法、スクリーン印刷法等が挙げられる。これらの塗布方法の中で、電極活物質層の端部付近に精度よく絶縁層用原料を塗布できるという観点から、ダイコート法が好ましい。
絶縁層用原料が塗布された集電体を乾燥する際の乾燥温度は、例えば４０〜１５０℃、好ましくは６０〜１３０℃である。また、乾燥時間は、特に限定されないが、例えば、３０秒〜１０分間である。塗布された絶縁層用原料は、乾燥により溶媒が除去されればよい。
【００４６】
以下、ダイコート法を例に挙げて、図２及び図３を参照して絶縁層用原料の塗布方法を詳細に説明する。
図２は、絶縁層用原料の塗布に用いるダイヘッドの一例を示す図である。図２に示すように、ダイヘッド６０には、２つの吐出口６１，６２が設けられている。２つの吐出口６１，６２の位置は、電極活物質層１３０の端部付近の位置にそれぞれ相当する。
図３に示すように、電極活物質層１３０が形成された集電体１２０は、矢印１２１の方向に移動しており、その移動する集電体１２０に対して、ダイヘッド６０から吐出される絶縁層用原料を塗布する。絶縁層用原料は、電極活物質層１３０の端部付近に塗布される。
絶縁層用原料が塗布された集電体１２０は、必要に応じて、乾燥機（図示しない）の中を通過させ、それにより、集電体１２０の上に塗布された絶縁層用原料が乾燥され、絶縁層１４０が形成される。
本方法では、絶縁層用原料が電極活物質層１３０の端部付近に塗布されることで、絶縁層１４０は、電極活物質層１３０の端部１３１に隣接し、かつ端部１３１を覆うように形成される。
絶縁層１４０の形成後、同様な方法で、集電体１２０の反対側の表面上にも絶縁層１４０を形成するとよい。
【００４７】
（加圧プレス工程）
電極活物質層１３０及び絶縁層１４０が形成された集電体１２０は、好ましくは加圧プレスする。加圧プレスは、ロールプレス等により行えばよい。加圧プレスの圧力は、所望の電極密度を達成でき、集電体１２０にシワ等が発生しなければ特に限定されない。加圧プレスの圧力は、例えばロールプレスの場合、線圧で、好ましくは１００〜２０００ｋＮ／ｍ、より好ましくは２００〜１０００ｋＮ／ｍである。
【００４８】
（分割工程）
電極活物質層１３０及び絶縁層１４０が形成された集電体１２０は、例えば、図４に示すように、点線１５０に沿って切断され、複数のリチウムイオン二次電池用電極に分割される。これにより、図１に示す、本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池用電極１０を製造することができる。
【００４９】
以上の本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池用電極１０は、以下のように変形することができる。
（変形例１）
以上の本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池用電極１０は集電体２０の両面上に、電極活物質層３０及び絶縁層４０を形成していた。しかし、図５に示すリチウムイオン二次電池用電極１０Ａのように、集電体２０の一方の面上にのみ、電極活物質層３０及び絶縁層４０を形成してもよい。
【００５０】
（変形例２）
本発明の一実施形態のリチウムイオン二次電池用電極の製造方法の上記一例では、本発明の一実施形態のリチウムイオン二次電池用電極を製造する際、電極活物質層用組成物及び絶縁層用原料を別々に塗布した。しかし、電極活物質層用組成物及び絶縁層用原料を同時に塗布してもよい。
【００５１】
（変形例３）
本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池用電極では、電極活物質層３０の端部３１を覆うが全面は覆わないように、絶縁層４０を形成していた。しかし、図６に示すリチウムイオン二次電池用電極１０Ｂのように、電極活物質層３０の端部３１のみならず全面を覆うように、絶縁層４０Ｂを形成してもよい。また、この場合も、上記変形例１のように、集電体の一方の面上にのみ、電極活物質層及び絶縁層を形成してもよい。
【００５２】
本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池用電極及びその変形例は、本発明のリチウムイオン二次電池用電極の一実施形態にすぎない。したがって、本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池用電極及びその変形例は、本発明のリチウムイオン二次電池用電極を限定しない。
【００５３】
［リチウム二次イオン電池］
本発明のリチウム二次イオン電池は、上記したリチウムイオン二次電池用電極を備える。また、リチウム二次イオン電池は、負極と、正極とを備え、少なくとも正極が、リチウムイオン二次電池用電極であることが好ましい。以下、図７を参照して、本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池を説明する。
図７は、本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池の概略断面図である。図７に示すように、本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池１は、本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池用電極１０を正極及び負極として備える。
【００５４】
本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池１では、正極１０Ｘとしてのリチウムイオン二次電池用電極１０と、負極１０Ｙとしてのリチウムイオン二次電池用電極１０とがそれぞれが複数層設けられるように交互に配置されている。そして、各層を構成する正極１０Ｘとしてのリチウムイオン二次電池用電極１０それぞれの集電体２０の端部が纏められて正極端子２に接続され、かつ各層を構成する負極１０Ｙとしてのリチウムイオン二次電池用電極１０それぞれの集電体２０の端部が纏められ負極端子３に接続されている。さらに、絶縁層４０は、集電体１２０の纏められた端部側において、電極活物質層３０の端部に隣接するよう配置されている。これにより、リチウムイオン二次電池用電極１０にバリがあった場合でも、正極及び負極の間の短絡をより確実に防止することができる。なお、リチウムイオン二次電池は、正極１０Ｘ，負極１０Ｙなどのリチウムイオン二次電池を構成する部材が筐体６，７内に収納される。筐体６，７は、角型、円筒型、ラミネート型等のいずれでもよい。
【００５５】
本発明の一実施形態のおけるリチウムイオン二次電池１は、好ましくは正極１０Ｘ及び負極１０Ｙの間に配置されるセパレータ８をさらに備える。セパレータ８が設けられることで、正極１０Ｘ及び負極１０Ｙの間の短絡がより一層効果的に防止される。また、セパレータ８は、後述する電解質９を保持してもよい。正極１０Ｘ又は負極１０Ｙに設けられる絶縁層４０は、セパレータに接触していてもよいし、接触していなくてもよいが、接触することが好ましい。
【００５６】
セパレータ８としては、多孔性の高分子膜、不織布、ガラスファイバー等が挙げられ、これらの中では多孔性の高分子膜が好ましい。多孔性の高分子膜としては、オレフィン系多孔質フィルムが例示される。セパレータ８は、リチウムイオン二次電池駆動時の発熱により加熱されて熱収縮等することがあるが、そのような熱収縮時でも、上記絶縁層が設けられることで短絡が抑制しやすくなる。
【００５７】
本は発明のリチウムイオン二次電池は、電解質９を備える。電解質は特に限定されず、リチウムイオン二次電池１で使用される公知の電解質９を使用すればよい。電解質９としては例えば電解液を使用する。電解質９は、例えば、積層した電極１０を筐体６，７に収納した後に、筐体６，７の中に充填される。
【００５８】
電解液としては、有機溶媒と、電解質塩を含む電解液が例示できる。有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、スルホラン、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、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、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、メチルアセテート等の極性溶媒、又はこれら溶媒の２種類以上の混合物が挙げられる。
電解質塩としては、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＣＦ３ＣＯ２、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＣＯＣＦ３）２及びＬｉＮ（ＣＯＣＦ２ＣＦ３）２、リチウムビスオキサレートボラート（ＬｉＢ（Ｃ２Ｏ４）２等のリチウムを含む塩が挙げられる。また、有機酸リチウム塩−三フッ化ホウ素錯体、ＬｉＢＨ４等の錯体水素化物等の錯体が挙げられる。これらの塩又は錯体は、１種単独で使用してもよいが、２種以上の混合物であってもよい。
また、電解質９は、上記電解液にさらに高分子化合物を含むゲル状電解質であってもよい。高分子化合物としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系ポリマー、ポリ（メタ）アクリル酸メチル等のポリアクリル系ポリマーが挙げられる。なお、ゲル状電解質は、セパレータとして使用されてもよい。
【００５９】
以上の本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池は以下のように変形することができる。
（変形例１）
本発明の上記一実施形態におけるリチウムイオン二次電池は、正極及び負極として、集電体の両面に活物質層及び絶縁層を備える、本発明の一実施形態のリチウムイオン二次電池用電極１０を備えていたが、正極及び負極として本発明の変形例１のリチウムイオン二次電池用電極１０Ａを備えてもよい。すなわち、正極及び負極の少なくとも一部を、集電体の片面のみに活物質層及び絶縁層を備えるリチウムイオン二次電池用電極１０Ａとしてもよい。また、正極及び負極として本発明の変形例３のリチウムイオン二次電池用電極１０Ｂを備えてもよい。
【００６０】
（変形例２）
本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池は、正極及び負極として本発明の一実施形態のリチウムイオン二次電池用電極１０を備えていたが、正極及び負極のいずれか一方の電極として本発明の一実施形態のリチウムイオン二次電池用電極１０を備えていればよい。また、正極及び負極のいずれか一方の電極として、本発明の変形例１０Ａの一実施形態のリチウムイオン二次電池用電極１０Ａもしくは本発明の変形例１０Ｂの一実施形態のリチウムイオン二次電池用電極１０Ｂを備えてもよい。
なお、上述したように、負極よりも正極の方が通常、電極面積が小さいので、絶縁層４０は、負極よりも正極に設けるほうが内部短絡をより確実に防止できる。したがって、本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池は、少なくとも正極が上記した本発明のリチウムイオン二次電池用電極１０（又は１０Ａもしくは１０Ｂ）であることが好ましい。
例えば、図８に示すリチウムイオン二次電池１Ａのように、正極１０Ｘのみに本発明の一実施形態のリチウムイオン二次電池用電極１０を使用し、負極１０Ｙには絶縁層が形成されていない電極１０Ｃを使用してもよい。なお、この場合、正極にバリがあっても、正極のバリが負極の集電体に直接触れることを負極活物質層が抑制するので、短絡が生じにくい。
【００６１】
本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池及びその変形例は、本発明のリチウムイオン二次電池の一実施形態にすぎない。したがって、本発明の一実施形態におけるリチウムイオン二次電池及びその変形例は、本発明のリチウムイオン二次電池を限定しない。
【実施例】
【００６２】
以下に実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。【００６３】
得られたリチウムイオン二次電池用電極は、以下の方法により物性を測定し、また性能評価を行った。
（引張弾性率及び破断伸び）
絶縁層を有する正極から化学エッチングにより集電体を除去し、測定用の絶縁層を得た。この絶縁層について、ＪＩＳ  Ｋ  ７１６１に準拠した方法により、引張り開始直後の弾性率を引張弾性率とし、破断したときの伸びを破断伸びとして測定した。なお、化学エッチングには過酸化水素水／希硫酸溶液を用いた。
【００６４】
（絶縁層の厚さ）
イオンミリング方式で、アルミニウム箔上に形成された絶縁層の断面を露出させた。次に、露出させた絶縁層の断面を、ＦＥ−ＳＥＭ（電界放出型走査型電子顕微鏡）を用いて、絶縁層全体が観察できる倍率で観察し、絶縁層の画像を得た。得られたＳＥＭ画像から絶縁層の厚さを測定し、その平均値を絶縁層の厚さとした。【００６５】
（絶縁層の正極集電体に対する密着強度）
集電体の絶縁層を形成した部分を幅５ｍｍの帯状に切り出し、帯状試料を作製した。ローラを用いて強粘着テープを帯状試料の絶縁層に貼り付けた。そして、強粘着テープを貼り付けた帯状試料について、オートグラフを用いて、室温（２５℃）の下、１０ｍｍ／秒の剥離試験速度で、１８０°方向の剥離試験を行った。なお、剥離試験では、絶縁層と集電体との間で、強粘着テープは集電体から剥離した。【００６６】
（ポリイミド系樹脂の有無）
フーリエ変換赤外分光光度計（日本分光株式会社製「ＦＴ／ＩＲ６２０」）を用い、ＡＴＲ反射法にて、絶縁層表面の赤外線吸収スペクトルを測定することによって、絶縁層がポリイミド系樹脂を含有するか否かを判別した。具体的な判別方法としては、１７２０ｃｍ-1（Ｃ＝０伸縮振動）、１３８０ｃｍ-1  （Ｃ−Ｎ伸縮）、１３００〜１１００ｃｍ-1（Ｃ−Ｏ結合に属する吸収帯）の吸収帯を全て満たすものをポリイミド系樹脂とした。【００６７】
（短絡テスト）
図９に示す試験装置を用いて、短絡テストを実施した。試験装置は、押圧治具８１と、受け板８２を備える。図９に示すように、受け板８２の上に、正極７５、ニッケル小片７３、セパレータ７２、及び両面に負極活物質層が形成された負極７１をこの順に配置した。正極７５及び負極７１は、各実施例、比較例で作製したものであった。したがって、正極７５は、正極集電体の一方の面（上面）に絶縁層７４が形成されたものであった。セパレータ７２としてはポリエチレン製多孔質フィルムを使用した。ニッケル小片７３として、ＪＩＳ  Ｃ  ８７１４：２００７の強制内部短絡の試験で用いるニッケル小片を用いた。押圧治具８１は、負極７１と正極７５とが互いに接近する方向に圧力を印加する治具である。
押圧治具８１を下降させて負極７１を正極７５に押し付ける圧力を増大させると、ニッケル小片７３がセパレータ７２及び絶縁層７４を貫通して導通（短絡）が生じる。短絡テストは、負極７１と正極７５との間に２Ｖの電圧を印加し、押圧治具８１を下降させながら正極７５と負極７１との間の抵抗値を測定し、抵抗値が１０Ω以下になったとき、導通したと判断した。２０個以上の試料について、３０Ｎ加圧した際、導通しなかった確率に基づいて、以下のように評価した。
Ａ：９５％以上
Ｂ：８０％以上９５％未満
Ｃ：８０％未満【００６８】
［実施例１］
（負極の作製）
負極活物質としてグラファイト（平均粒子径１０μｍ）１００質量部と、負極用バインダーとしてカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）のナトリウム塩を１．５質量部及びスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）１．５質量部と、溶媒として水とを混合し、固形分５０質量％に調整した負極活物質層用スラリーを得た。この負極活物質層用スラリーを、負極集電体としての厚さ１２μｍの銅箔の両面に塗布して１００℃で真空乾燥した。その後、両面に負極活物質層用スラリーを塗布した負極集電体を、３００ｋＮ／ｍの線圧でローラにより加圧プレスし、さらに電極寸法の１１０ｍｍ×２１０ｍｍ角に打ち抜いて、両面に負極活物質層を有する負極とした。該寸法のうち、負極活物質が塗布された面積は１１０ｍｍ×１９０ｍｍであった。なお、両面に形成された負極活物質層の厚さは、片面あたり５０μｍであった。また、負極には絶縁層を形成しなかった。【００６９】
（絶縁層の形成）
正極集電体としての厚さ１５μｍのアルミニウム箔に、絶縁層用原料として、ポリアミドイミドのＮＭＰ溶液（商品名「バイロマックス  ＨＲ−１１ＮＮ」、東洋紡株式会社製、固形分濃度１５質量％、数平均分子量：１５０００）を塗布した。そして、その塗膜を１２０℃で１０分間乾燥することによって、アルミニウム箔に絶縁層を形成した。その後、絶縁層を形成したアルミニウム箔を、４００ｋＮ／ｍの線圧でローラにより加圧プレスし、さらに電極寸法の１００ｍｍ×２００ｍｍ角に打ち抜いて、絶縁層を有する正極とした。なお、絶縁層の厚さは５μｍであった。この絶縁層を有する正極を用いて、密着強度を測定するとともに、短絡テストを行って絶縁層の性能を評価した。また、絶縁層を剥離して、剥離した絶縁層の引張弾性率、破断伸びを測定し、さらにはポリイミド系樹脂の有無も判別した。【００７０】
［実施例２］
絶縁層用原料として、ポリアミドイミドのＮＭＰ溶液（商品名「バイロマックス  ＨＲ−１６ＮＮ」、東洋紡株式会社製、固形分濃度１４質量％、数平均分子量：３００００）を使用した以外は、実施例１と同様に実施した。【００７１】
［実施例３］
絶縁層原料としてポリエーテルイミド（商品名「ＵＬＴＥＭ」、ＳＡＢＩＣ社製）のペレットをＮＭＰに溶解させ固形分濃度１５質量％のワニスとした。その後実施例１と同様に実施した。【００７２】
［実施例４］
絶縁層用原料として、ポリアミドイミドのＮＭＰ溶液（商品名「バイロマックス  ＨＲ−１６ＮＮ」、東洋紡株式会社製、固形分濃度１４質量％、数平均分子量：３００００）と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）のＮＭＰ溶液（商品名「クレハＫＦポリマー  Ｌ＃１１２０」、株式会社クレハ・バッテリー・マテリアルズ・ジャパン製、固形分濃度１２質量％）とをポリアミドイミドとＰＶｄＦの割合が固形分基準で５０：５０（質量比）となるように、混合して得た混合物を使用した以外は、実施例１と同様に実施した。【００７３】
［実施例５］
絶縁層用原料として、ポリアミドイミドのＮＭＰ溶液（商品名「バイロマックス  ＨＲ−１１ＮＮ」、東洋紡株式会社製、固形分濃度１５質量％、数平均分子量：１５０００）と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）のＮＭＰ溶液（商品名「クレハＫＦポリマー  Ｌ＃１１２０」、株式会社クレハ・バッテリー・マテリアルズ・ジャパン製、固形分濃度１２質量％）とをポリアミドイミドとＰＶｄＦの割合が固形分基準で５０：５０（質量比）となるように、混合して得た混合物を使用した以外は、実施例１と同様に実施した。【００７４】
［実施例６］
絶縁層用原料として、ポリアミドイミドのＮＭＰ溶液（商品名「バイロマックス  ＨＲ−１６ＮＮ」、東洋紡株式会社製、固形分濃度１４質量％、数平均分子量：３００００）と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）のＮＭＰ溶液（商品名「クレハＫＦポリマー  Ｌ＃１１２０」、株式会社クレハ・バッテリー・マテリアルズ・ジャパン製、固形分濃度１２質量％）とをポリアミドイミドとＰＶｄＦの割合が固形分基準で６５：３５（質量比）となるように、混合して得た混合物を使用した以外は、実施例１と同様に実施した。【００７５】
［実施例７］
絶縁層用原料として、ポリアミドイミドのＮＭＰ溶液（商品名「バイロマックス  ＨＲ−１１ＮＮ」、東洋紡株式会社製、固形分濃度１５質量％、数平均分子量：１５０００）と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）のＮＭＰ溶液（商品名「クレハＫＦポリマー  Ｌ＃１１２０」、株式会社クレハ・バッテリー・マテリアルズ・ジャパン製、固形分濃度１２質量％）とをポリアミドイミドとＰＶｄＦの割合が固形分基準で６５：３５（質量比）となるように、混合して得た混合物を使用した以外は、実施例１と同様に実施した。【００７６】
［比較例１］
絶縁層用原料として、ポリイミド系樹脂（ポリアミドイミド）のＮＭＰ溶液（商品名「バイロマックス  ＨＲ−１７ＮＮ」、東洋紡株式会社製、固形分濃度３５質量％）を使用した以外は、実施例１と同様に実施した。【００７７】
［比較例２］
絶縁層用原料として、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸溶液（商品名「ユピア  Ｕ−ワニスＳ」、宇部興産株式会社製）を使用し、１２０℃で１０分乾燥後に３００℃で３０分真空中にて硬化化処理を行った以外は実施例１と同様に実施した。【００７８】
［比較例３］
絶縁層用原料として、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）のＮＭＰ溶液（商品名「クレハＫＦポリマー  Ｌ＃１１２０」、株式会社クレハ・バッテリー・マテリアルズ・ジャパン製、固形分濃度１２質量％）を使用した以外は実施例１と同様に実施した。【００７９】
測定結果及び評価結果を以下の表１に示す。
【表１】
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※表１の樹脂１、２欄に示した質量％は、絶縁層全量基準の各樹脂の含有量を示す。【００８０】
実施例及び比較例に示すように、絶縁層の引張弾性率及び破断伸びを所定の範囲内に調整することにより、短絡を確実に防止することができた。
【符号の説明】
【００８１】
１，１Ａ  リチウムイオン二次電池
２  正極端子
３  負極端子
６，７  筐体
８  セパレータ
９  電解質
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  リチウムイオン二次電池用電極
１０Ｘ  正極
１０Ｙ  負極
２０，１２０  集電体
３０，１３０  電極活物質層
３１，１３１  端部
４０，４０Ｂ，１４０  絶縁層
５０，６０  ダイヘッド
５１，６１，６２  吐出口
７１  負極
７２  セパレータ
７３  ニッケル小片
７４  絶縁層
７５  正極
８１  押圧治具
８２  受け板
【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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