(57)【要約】【課題】電解液に対する電極体の濡れ性を改善する電池の製造方法を提供する。【解決手段】正極及び負極を備える電極体と、該電極体を電解液と共に収容する電池ケースとを備えた電池の製造方法であって、親水化処理された電極体を製造する親水化電極体製造工程（ステップＳ２０）と、該製造した親水化電極体に対して前記電解液を供給する電解液供給工程（ステップＳ３０）とを包含し、ここで少なくとも前記親水化処理から前記電解液の供給までの間、前記親水化電極体を相対湿度１％ＲＨ以下の状態で保つように処置することを特徴とする。【選択図】図３
2009211952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極及び負極を備える電極体と、該電極体を電解液と共に収容する電池ケースとを備えた電池の製造方法であって、
親水化処理された電極体を製造する親水化電極体製造工程と、
前記製造した親水化電極体に対して前記電解液を供給する電解液供給工程と
を包含し、
ここで、少なくとも前記親水化処理から前記電解液の供給までの間、前記親水化電極体を相対湿度１％ＲＨ以下の状態で保つように処置することを特徴とする、電池の製造方法。
【請求項２】
前記電極体は、正極シートと負極シートとがセパレータシートを介して積層されて構築される積層電極体であり、
前記親水化電極体製造工程は、前記積層電極体を構築する前段階における前記正極シート、前記負極シート及び前記セパレータシートのうちの少なくとも一つに対して行う第１の親水化処理を含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記親水化電極体製造工程は、前記電極体を前記電池ケースに収容した後、当該収容した電極体に対して行う第２の親水化処理を含む、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記親水化処理は、プラズマ表面処理である、請求項１から３の何れか一つに記載の製造方法。
【請求項５】
前記電池は、非水電解液型のリチウムイオン二次電池である、請求項１から４の何れか一つに記載の製造方法。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一つに記載の製造方法により製造された電池を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池の製造方法、特に親水化処理された電極体を備えた電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池その他の二次電池は、車両搭載用電源、或いはパソコンおよび携帯端末の電源として重要性が高まっている。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電池は、車両搭載用高出力電源として好ましく用いられるものとして期待されている。
【０００３】
リチウムイオン電池の一つの典型的な構成は、一般に、シート状正極とシート状負極とをシート状セパレータを介して積層し、典型的には当該積層体を更に捲回した捲回タイプの積層電極体（以下、単に「捲回電極体」という。）を備えており、この捲回電極体を電池ケースに収納して蓋体を取り付け、該蓋体の注液口から所定量の電解液が注入される。この種の電池においては、電解液に対する電極体の濡れ性を良好にするために電極体表面に親水性を付与した構造が提案されている。例えば、特許文献１には、正極、負極およびセパレータのうちの少なくとも一つにコロナ放電処理を施した非水電解液二次電池が開示されている。その他の先行技術としては例えば特許文献２が挙げられる。
【特許文献１】特開２０００−２９４２２９号公報
【特許文献２】特開２００７−３５５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１、２に記載の技術では、親水化処理後の電解液の注液条件については一切配慮されておらず、注液前に水分等が混入すると電池性能が反対に低下する場合がある。つまり、親水化処理によって電極体の濡れ性が良好となるため、水分等が混入すると処理前よりも水分付着量が反って増大され得、電極体表面に水分が付着することによる悪影響（例えば電池容量の低下や注液時間の増大など）が生じる虞がある。
【０００５】
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、電極体表面への過度な水分付着を防止しつつ電解液に対する電極体の濡れ性の改善を実現することができる電池の製造方法を提供することである。また、そのような製造方法によって得られる高性能（例えば電極活物質の単位質量当たりの容量向上）のリチウムイオン二次電池その他の電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明により提供される製造方法は、正極及び負極を備える電極体と、該電極体を電解液と共に収容する電池ケースとを備えた電池の製造方法である。この方法は、親水化処理された電極体を製造する親水化電極体製造工程と、上記製造した親水化電極体に対して上記電解液を供給する電解液供給工程とを包含する。そして、少なくとも上記親水化処理から上記電解液の供給までの間、上記親水化電極体を相対湿度１％ＲＨ以下の状態で保つように処置することを特徴とする。
【０００７】
ここで開示される上記構成の電池製造方法では、所定の親水化処理が行われた後、親水化された電極体を相対湿度１％ＲＨ以下の状態で保つことによりその親水性を維持したうえで、該電極体に対して電解液を供給する。このため、親水化処理によって除去された水分等が電極体に再付着することを抑制しつつ、電解液に対する電極体の濡れ性を確実に改善することができる。その結果、親水化処理によるメリット（例えば、電極体表面の水分除去による電池性能の向上（例えば容量向上）や電極体の電解液に対する濡れ性向上による注液時間の短縮など）を十分に発揮させることができる。
【０００８】
上記処置における相対湿度は１％ＲＨ以下であればよく、さらに好ましくは露点−３０℃以下に設定され得る。このように相対湿度の上限を設定することにより、電池性能に影響を与えない程度に水分等の再付着を抑制することができる。なお、このような処置は、例えば親水化処理と電解液供給処理の間に行われる各処理作業を相対湿度１％ＲＨ以下のドライルーム内で実施することにより容易に行うことができる。
【０００９】
また、上記親水化処理は、従来公知の処理方法であればよく特に制限されないが、例えば窒素原子を含む化学種（窒素ガス、窒素ラジカル、窒素プラズマ等）を電極体に供給する処理が特に好ましい。このような処理は、例えば窒素源ガス種を含む雰囲気中にて電極体に対して低圧若しくは大気圧プラズマによるプラズマ表面処理等を行うことにより容易に行うことができる。
【００１０】
ここに開示される製造方法の好ましい一態様では、上記電極体は、正極シートと負極シートとがセパレータシートを介して積層（例えば捲回）されて構築される積層電極体（例えば捲回電極体）である。そして、上記親水化電極体製造工程は、上記積層電極体を構築する前段階における上記正極シート、上記負極シート及び上記セパレータシートのうちの少なくとも一つに対して行う第１の親水化処理を含む。
【００１１】
典型的な積層電極体(例えば捲回電極体)では、正極シートと負極シートとがセパレータシートを介して強固に重なり合っているため該積層電極体内部まで親水化することが困難な場合がある。上述した製造方法によれば、積層電極体を構築する前段階における各シートの少なくとも一つに対して親水化処理を行うので、かかる親水化したシート類を使用することによって結果的に積層電極体の表面だけでなくその内部まで一様に親水化することができる。
【００１２】
ここに開示される製造方法の好ましい一態様では、上記親水化電極体製造工程は、上記電極体を上記電池ケースに収容した後、該収容した電極体に対して行う第２の親水化処理を含む。かかる方法によれば、上記第２親水化処理の後、続けて親水化電極体に対して電解液を供給することができ、その間の湿度管理が容易になる。
【００１３】
なお、上記電解液供給工程において、電解液の注入性を向上させるべく電池ケース内の真空引きと大気圧開放とを所定回数繰り返し、更なる真空引き後に電解液を注入してもよい。この場合、大気圧開放時に導入（置換）される空気に代えて上記窒素原子を含む化学種（窒素ガス、窒素ラジカル、窒素プラズマ等）を含有するガスを導入してもよい。これにより、電極体の親水化処理（例えば低圧若しくは大気圧プラズマ表面処理）を効率的に行えるとともに湿度管理がさらに容易になる。
【００１４】
上述した製造方法は、上記のように親水化処理によるメリットを良好に発揮させ得ることから、非水電解液型のリチウムイオン二次電池に対して好ましく適用され得る。リチウムイオン二次電池では、電極体表面に水分等が付着すると腐食反応が進行して被膜（例えば炭酸リチウム膜など）が形成される場合があり、これによって電気特性が悪化（例えば電池容量が低下）する虞がある。そのため、リチウムイオン二次電池においては、本発明の方法を採用することにより、親水化した電極体表面における水分等の再付着を抑制し得るという本発明の効果が特によく発揮され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。なお、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、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の実施に必要な事柄（例えば、電極活物質の製造方法、電極合材層形成用組成物の調製方法、セパレータや電解質の構成および製法、リチウム二次電池その他の電池の構築に係る一般的技術等）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。
【００１６】
特に限定することを意図したものではないが、以下では主としてリチウムイオン二次電池を例として、図１および図２を参照しつつ、本実施形態に係る電池１００および電極体８０の構成について説明する。図１は本実施形態に係るリチウムイオン二次電池１００の構成を模式的に示す断面図であり、図２は本実施形態に係る電極体８０の構成を模式的に示す説明図である。
【００１７】
図１に示すように、ここで開示される電池１００は、従来のリチウムイオン二次電池と同様、典型的には所定の電池構成材料（正負極それぞれの活物質、正負極それぞれの集電体、セパレータ等）を具備する電極体８０と、該電極体８０および適当な電解液を収容する電池ケース５０とを備える。
【００１８】
電池ケース５０は、電池ケース本体５２と蓋体５４とから構成されている。電池ケース本体５２は、後述する捲回電極体８０を収容し得る形状（ここでは有底円筒形状）を有する。電池ケース本体５２は、少なくとも一端（図では上部）に開口部５３が設けられ、該開口部５３を介して電極体８０を収容可能になっている。また、蓋体５４は、電池ケース本体５２の開口部５３を塞ぐ部材であり、この実施形態では、略円盤状部材を好適に使用している。電池ケース本体５２および蓋体５４の材質は、軽量で熱伝導性が良い金属製材料が好ましく、このような金属製材料として例えばアルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルめっき鋼などが挙げられる。
【００１９】
かかる電池ケース５０には、電極体８０および電解液（図示せず）が収容されている。
電極体８０は、正極シートと負極シートとがセパレータシートを介して積層されてなる積層電極体であり、この実施形態では、通常のリチウムイオン二次電池の電極体と同様、正極シート８２と負極シート８４とが２枚のセパレータシート８６、８８を介して積層され、更には捲回された捲回タイプの積層電極体（捲回電極体）である。なお、捲回電極体８０を構築する前段階における正極シート８２と負極シート８４とセパレータシート８６、８８とをまとめて「電極シート」とも称する。
【００２０】
捲回電極体８０の製造に際しては、正極シート８２と負極シート８４を計２枚のセパレータシート８６、８８と共に重ね合わせ、さらに当該正極シート８２と負極シート８４とを捲回することによって作製する。なお、正極シート８２及び負極シート８４には活物質層が付与されていない集電体露出部分８３、８５が形成されており、この集電体露出部分８３、８５にそれぞれ正極リード端子６０および負極リード端子６２がそれぞれ付設される。そして、正極リード端子６０は、電池ケース５０の蓋体５４に突設された外部接続用の正極端子６４に電気的に接続され、一方、負極リード端子６２は、電池ケース５０の底面が構成する外部接続用の負極端子６６に電気的に接続される。
【００２１】
次に、図３を加えて、本実施形態に係る電池１００の製造方法について説明する。この製造方法を大まかに説明すると、まず、親水化処理された親水化電極体を製造する親水化電極体製造工程を行う。図３の例では、まず、電極体８０を構築し（ステップＳ１０）、次いで構築した電極体８０を親水化するための親水化処理工程を行う（ステップＳ２０）。これにより、親水化された電極体が製造される。
【００２２】
上記電極体８０の構築は、従来公知の方法で行われればよく特に制限されない。例えば、電極体８０が捲回電極体の場合、図２に示すように正極シート８２と負極シート８４を計２枚のセパレータシート８６、８８と共に重ね合わせ、さらに当該正極シート８２と負極シート８４とを捲回することによって構築することができる。
【００２３】
上記親水化処理としては、従来公知の一般的な表面処理方法を採用することできる。例えば、所定の形状に構築した電極体８０（ここでは捲回電極体）に、窒素原子を含む化学種（窒素ガス、窒素ラジカル、窒素プラズマ等）を好ましく供給することができる。このような処理は、例えば窒素源ガス種を含む雰囲気中にて電極体８０に対して大気圧プラズマ表面処理（或いは減圧可能なチャンバー内で行う低圧プラズマ表面処理）等を実施することにより容易に且つ典型的には短時間で行うことができる。このようなプラズマ表面処理は、各種表面処理用（表面改質用）として用いられる一般的な市販の大気圧プラズマ装置や低圧プラズマ装置により行うことができる。
【００２４】
なお、上述した例では、電極体８０の構築後に親水化処理を行っているが、その順番が逆でもよい。つまり、捲回の前段階における各シートを親水化処理した後に捲回電極体８０を構築し、これによって親水化電極体を製造してもよい。これについては後で詳細に説明する。
【００２５】
次いで、親水化した電極体８０に電解液を供給する電解液供給処理工程を行う（ステップＳ３０）。電解液の供給は、例えば、親水化した電極体（親水化電極体）が収容されている電池ケース５０に設けられた注液口（図示せず）から電解液を注入することにより容易に行われる。
【００２６】
そして、本実施形態に係る製造方法では、図３の破線「９０」で示すように、少なくとも上記親水化処理から上記電解液の供給までの間（ステップＳ２０〜ステップＳ３０）、親水化した電極体８０を例えば２０〜２５℃程度の室温条件下での相対湿度が１％ＲＨ以下の状態で保つような処置（湿度管理）を実行する。このような処置（湿度管理）は、例えば親水化処理と電解液供給処理との間に行われる各種作業（例えば、電池ケース本体５２と蓋体５４との接合作業や、正極リード端子６０及び負極リード端子６２を電極端子６４、６６に接合する作業など）を相対湿度１％ＲＨ以下の超ドライ環境下（例えばドライルーム等）で実施することにより容易に行うことができる。その後、電池ケース５０に設けられた注液口（図示せず）の封口等の諸作業を経て、ステップＳ４０に示すように電池１００が完成する。
【００２７】
上記製造方法では、親水化処理の後、親水化した電極体８０を例えば２０〜２５℃程度の室温条件下での相対湿度が１％ＲＨ以下の状態で保ち、該電極体８０に対して電解液を供給している。そのため、親水化処理によって除去された水分等が電極体８０に再付着することを抑制することができ、水分付着による不具合を未然に防止しつつ電解液に対する電極体の濡れ性を確実に改善することができる。その結果、親水化処理によるメリット（例えば、電極体８０表面の水分除去による電池性能の向上や電極体８０の電解液に対する濡れ性向上による注液時間の短縮など）を十分に得ることができる。
【００２８】
上記処置（湿度管理）における相対湿度は例えば２０〜２５℃程度の室温条件下で１％ＲＨ以下であればよく、さらに好ましくは露点−３０℃以下に設定され得る。このように相対湿度の上限を設定することにより、電池性能に影響を与えない程度に水分等の再付着を抑制することができる。
【００２９】
また、親水化処理方法は電極体の構成条件などによって適宜変更可能であり、大気圧プラズマ表面処理に限られず、グロー放電を伴う低圧プラズマ処理であってもよい。また、供給する化学種も窒素系（窒素プラズマ処理））に制限されず、例えば酸素を含む化学種（酸素ガス、オゾン、酸化物イオン、酸素ラジカル、酸素プラズマ等）で処理（酸素プラズマ処理）してもあってもよい。
【００３０】
以下、図４を参照しつつ上述した製造方法についてさらに詳しく説明する。図４のフローでは、親水化処理は、第１親水化処理と第２親水化処理との２段階で行われる。すなわち、親水化電極体製造工程において、捲回電極体８０を構築する前段階における正極シート８２、負極シート８４及びセパレータシート８６、８８のうちの少なくとも一つ（好ましくは正極シート及び負極シート、更に好ましくは全てのシート）を親水化する第１の親水化処理（ステップＳ２００）と、捲回電極体８０を電池ケース５０に収容した後、当該収容した捲回電極体８０に対して行う第２の親水化処理（ステップＳ５００）とを含む。
【００３１】
まず、ステップＳ１００に示すように、捲回電極体８０を構築する前段階における電極シート（正極シート８２、負極シート８４及びセパレータシート８６、８８）を用意（作製、購買など）する。例えば、正極シート８２は、正極活物質材料を導電剤および結着材とともに適当な溶媒に分散させて正電極材ペーストを調製し、このペーストを正極集電体（例えばアルミニウム箔）に塗布およびプレスして溶媒を揮発させることにより作製され得る。一方、負極シート８４も同様に、負極活物質材料を結着材とともに適当な溶媒に分散させて負電極材ペーストを調製し、このペーストを負極集電体（例えば銅箔）に塗布およびプレスして溶媒を揮発させることにより作製され得る。
【００３２】
次に、ステップＳ２００に示すように、第１親水化処理を実行する。この第１親水化処理は、用意した電極シート（正極シート８２、負極シート８４及びセパレータシート８６、８８）のうちの少なくとも一つに対して行われる。この実施形態では、ドライ環境下（例えば露点が−３０℃またはそれ以下となるようなドライ環境下）において、電極シートのそれぞれに乾燥窒素ガスを数秒間（例えば約１秒間）供給しつつ大気圧プラズマ放電処理を行う。
【００３３】
次に、ステップＳ３００に示すように、親水化した電極シート（正極シート８２、負極シート８４及び／又はセパレータシート８６、８８）を積層して捲回することによって捲回電極体８０を構築する。このようにして構築された捲回電極体８０は、上記第１親水化処理によって親水性が付与される。
【００３４】
なお、捲回電極体の上記捲回と電極シートの上記第１親水化処理とを同期させてもよい。すなわち、インラインにおいて捲回時に捲回動作に伴って連続的に搬送される電極シートのそれぞれに窒素ガスを供給（フロー）しつつ大気圧プラズマ放電処理を行ってもよい。これによって、上記捲回と上記第１親水化処理とを同時に行うことができ、非常に効率的である。
【００３５】
次に、ステップＳ４００に示すように、構築した捲回電極体８０を電池ケース５０に収容する。この実施形態では、電池ケース本体５２の上端開口部５３を介して捲回電極体８０を収容し、該上端開口部５３に蓋体５４を溶接等の手段によって取り付ける（図１参照）。また、電極体の収容に先立ち、集電体露出部分８３、８５には正極リード端子６０および負極リード端子６２をそれぞれ付設し、この正極リード端子６０および負極リード端子６２を正極端子６４および負極端子６６に溶接する。このようにして捲回電極体８０を電池ケース５０に収容する。
【００３６】
次に、ステップＳ５００に示すように、第２親水化処理を実行する。この第２親水化処理は、典型的には電極体８０を電池ケース５０に収容した状態で行うとよい。この実施形態では、ドライ環境下（例えば露点が−７０℃またはそれ以下となるような超ドライ環境下）において、電池ケース５０内を真空引きした後、該電池ケース５０の注液口（図示せず）から大気圧プラズマ放電処理した乾燥窒素ガスを導入（置換）することにより実行することができる。このようにして、第１親水化処理（ステップＳ２００）と、捲回電極体の構築（ステップＳ３００）と、第２親水化処理（ステップＳ５００）とを経て親水化電極体が製造される。
【００３７】
次に、ステップＳ６００に示すように、製造した親水化電極体８０に対して電解液を供給する。この実施形態では、電解液の供給は、電池ケース５０の注液口（図示せず）を介して該ケース内に電解液を注入することにより行われる。また、この実施形態では、電解液の注入性を向上させるため、電解液は、電池ケース５０の真空引きと大気圧開放とを３回繰り返し、さらに真空引きした後に注入される。
【００３８】
なお、電解液の上記注入と電極体の上記第２親水化処理とを同時に行ってもよい。すなわち、真空引き後の大気圧開放時に導入（置換）される空気に代えて、大気圧プラズマ放電処理した乾燥窒素ガス種を導入（置換）してもよい。これによって、上記注入と上記第２親水化処理とを同時に行うことができ非常に効率的である。次いで、ステップＳ７００に示すように、電池ケース５０の注液口に封止栓等を挿入（例えばカシメ固定）して封口し、電池ケースのシール構造を構築する。
【００３９】
そして、図４の破線「９２」で示すように、第１親水化処理から電池ケース封口までの間（ステップＳ２００〜ステップＳ７００）、親水化した電極体８０を例えば２０〜２５℃程度の室温条件下での相対湿度が１％ＲＨ以下の状態で保つ処置（湿度管理）を実行する。この実施形態では、第１親水化処理から電池ケース収容まで（ステップＳ２００〜ステップＳ４００）の各種作業を露点−３０℃であるようなドライルーム内で実施し、第２親水化処理から電池ケース封口まで（ステップＳ５００〜ステップＳ７００）の各種作業を露点−７０℃であるようなチャンバー（例えばグローブボックス）内で実施する。このようにして、ステップＳ８００に示すように、本実施形態に係る電池１００の製造フローが完了する。
【００４０】
上述した製造方法によれば、電極体８０の親水化処理を、第１親水化処理と第２親水化処理の２回行っているので、電解液に対する電極体の濡れ性をさらに効果的に改善することできる。加えて、第１親水化処理以降の各種処理を相対湿度１％ＲＨ以下の環境下にて行っているので、親水化処理によるメリットを十分に発揮させることができる。
【００４１】
また、典型的な捲回（積層）電極体では、正極シートと負極シートとがセパレータシートを介して強固に重なり合っているため該積層電極体内部まで親水化処理することが困難となる。これに対して、上述した製造方法によれば、第１親水化処理（ステップＳ２００）において、捲回電極体８０を構築する前段階における電極シートを親水化処理しているので、捲回電極体８０の表面だけでなく、その内部まで一様に親水化することができる。
【００４２】
なお、上述した例では、電極体８０の親水化処理を、第１親水化処理と第２親水化処理の２回行っているが、いずれか一方を選択的に行ってもよい。例えば、第２親水化処理を行わず第１親水化処理のみを行ってもよい。この場合、図４の破線「９２」で示すように、第１親水化処理から電池ケース封口までの間（ステップＳ２００〜ステップＳ７００）、親水化した電極体８０を例えば２０〜２５℃程度の室温条件下での相対湿度が１％ＲＨ以下の状態で保つような処置（例えば湿度管理）を実行すればよい。
【００４３】
或いは、第１親水化処理を行わず第２親水化処理のみを行ってもよい。この場合、図４の破線「９４」で示すように、第２親水化処理から電池ケース封口までの間（ステップＳ５００〜ステップＳ７００）、親水化した電極体８０を相対湿度１％ＲＨ以下の状態で保つような処置（例えば湿度管理）を実行すればよい。
【００４４】
かかる方法によれば、電極シートの作製から電池ケースの収容まで（ステップＳ１００〜ステップＳ４００）の各種作業を一般環境下にて簡易に行うことができる。加えて、親水化処理（ステップＳ５００）の後、続けて親水化した電極体８０に電解液を供給すること（ステップＳ６００）ができ、その間の湿度管理が容易になる。
【００４５】
上述した製造方法は、上記のように親水化処理によるメリットを良好に発揮させ得ることから、非水電解液型のリチウムイオン二次電池に対して好ましく適用され得る。リチウムイオン二次電池では、電極体表面に水分等が付着すると腐食反応が進行して被膜（例えば炭酸リチウム膜など）が形成される場合があり、これによって電気特性が悪化（例えば電池容量が低下）する虞がある。そのため、リチウムイオン二次電池においては、本発明の方法を採用することにより、親水化した電極体表面における水分等の再付着を抑制し得るという本発明の効果が特によく発揮され得る。
【００４６】
以下、ここで開示される本発明の電池製造方法の好適な幾つかの実施例を説明する。すなわち、プラズマ処理環境および湿度環境を相互に異ならせて試験用リチウムイオン二次電池を幾つか構築し、それらの電池容量をそれぞれ測定して評価した。
＜正極シートの作製＞
まず、正極活物質としてのリチウムニッケル酸化物８７質量％を、正極導電剤としてのアセチレンブラック１０質量％および正極結着材としてのＰＴＦＥ（固形分）３質量％とともに適当な溶媒（水）に分散させ、二軸攪拌機にて１時間攪拌して正電極材ペーストを調製した。このペーストを正極集電体（アルミニウム箔）に塗布及びプレスして溶媒を揮発させ、正極集電体の両面に正電極材層（電極密度２．２０ｇ／ｃｍ３）が設けられた正極シートを作製した。なお、正電極材ペーストの塗布はコーターを用いて行い（目付量６．５１ｍｇ／ｃｍ２）、正電極材ペーストのプレスはロールプレス機を用いて行った（線圧７４０ｋｇ／ｃｍ）。
＜負極シートの作製＞
一方、負極活物質としての鱗片状グラファイト９５質量％を、負極結着材としてのＰＶＤＦ（固形分）５質量％とともに適当な溶媒（ＮＭＰ）に分散させ、二軸攪拌機にて１時間攪拌して負電極材ペーストを調製した。このペーストを負極集電体（銅箔）に塗布及びプレスして溶媒を揮発させ、負極集電体の両面に負電極材層（電極密度１．２５ｇ／ｃｍ３）が設けられた負極シートを作製した。なお、負電極材ペーストの塗布はコーターを用いて行い（目付量３．７４ｍｇ／ｃｍ２）、負電極材ペーストのプレスはロールプレス機を用いて行った（線圧２５０ｋｇ／ｃｍ）。
＜捲回電極体の作製＞
そして、厚さ２５μｍの微細多孔質ポリエチレン製の２枚のセパレータシートを介してこれらの正極シートおよび負極シートを積層し、その積層体を捲回して捲回電極体を作製した。
＜捲回前の親水化処理（第１親水化処理）＞
また、上記捲回の際、捲回電極体の捲回動作に伴って搬送される正極シートに乾燥窒素ガスを数秒間（ここでは約１秒間）供給しつつ、一般的なプラズマ放電処理装置を用いて大気圧プラズマ放電処理を行った。プラズマ放電処理条件としては、周波数１００ｋＨｚ、電界強度５０ｋＶ／ｃｍのパルス電圧を用い、露点−３０℃のドライルーム内で実施した。
＜電池ケース収容＞
このようにして得られた捲回電極体をそれぞれ円筒型電池ケース（１８６５０型セル）に収容し、次いで捲回電極体の集電体露出部分に付設された正極リード端子および負極リード端子を正極端子および負極端子にそれぞれ接続（溶接）した。
＜注液前の親水化処理（第２親水化処理）＞
次いで、電池ケース内を真空引きし、大気圧プラズマ放電処理した乾燥窒素ガスを電池ケース内に導入（置換）し、そのまま１分間放置することを１サイクルとし、これを３サイクル繰り返した。プラズマ放電処理条件としては、周波数１００ｋＨｚ、電界強度５０ｋＶ／ｃｍのパルス電圧を用い、露点−７０℃のグローブボックスで実施した。
＜電解液の注入＞
そして、さらに電池ケース内を真空引きして注入口から電解液を注入した。電解液としてはエチレンカーボネイト（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）との３：７（質量比）混合溶媒に約１ｍｏｌ／リットルのＬｉＰＦ６を溶解させたものを用いた。
＜電池ケース封口＞
その後、電池ケースの注入口を封口した。なお、上記「捲回時の親水化処理」から「電池ケース収容」までを露点−３０℃のドライルーム内で実施し、「注液時の親水化処理」以降の各種作業を露点−７０℃のグローブボックス内で実施した。
【００４７】
このようにして作製した試験用リチウムイオン二次電池を実施例１とした。
【００４８】
また、実施例２、３として、「捲回前の親水化処理（第１親水化処理）」における処理対象の電極シート（実施例１では正極シートのみ処理）を変えて電池を作製した。具体的には、実施例２では負極シートのみに対して大気圧プラズマ処理を行い、実施例３では正極シート、負極シート、セパレータシートのそれぞれに対して大気圧プラズマ処理を行った。なお、「第１親水化処理」における処理対象の電極シートを変えること以外は実施例１と同様の条件にて作製した。
【００４９】
なお、比較例として、電極体に対して「第１親水化処理」および「第２親水化処理」を実施せずに電池を作製した。電極体の親水化処理を実施しなかったこと以外は、実施例１〜３と同様の条件にて作製した。
【００５０】
さらに、親水化処理後の湿度環境の違いによる電池容量を比較するために、上述したドライ環境下ではなく、相対湿度６５％の一般環境下にて作製した電池を用意した。相対湿度６５％の一般環境下で作製したこと以外は実施例１〜３および比較例の電池と同様の条件にて作製した。
【００５１】
さらに、上記「第２親水化処理」を実施せずに作製した電池を用意した。これらの電池は、上記「第１親水化処理」以降の各種作業を露点−３０℃のドライルーム内で行った。それ以外は実施例１〜３および比較例の電池と同様の条件にて作製した。
【００５２】
以上のように作製した実施例１〜３および比較例の試験用電池の電池容量（ＣＣ容量）を測定して評価した。なお、電池容量測定は全て２５℃で実施した。その結果を図５に示す。
【００５３】
図５から明らかなように、実施例１〜３の電池においては、一般環境下（相対湿度６５％）で作製すると、親水化処理を全く行わなかった比較例の電池よりも電池容量が低下することが分かった。これは、親水化処理によって電極体の濡れ性が向上することにより、親水化処理前よりも水分等の付着量が反って増大したからである。
【００５４】
これに対し、上記「第１親水化処理（捲回前の親水化処理）」以降の各種作業を露点−３０℃のドライルーム内で作製した電池では、親水化処理をしなかった比較例の電池よりも電池容量が大きくなることが分かった。このことから、親水化した電極体をドライ環境下（露点−３０℃）で保つことにより、親水化処理によって除去された水分等の電極体への再付着を抑制することができ、親水化処理によるメリットを十分に発揮させ得ることが確認できた。
【００５５】
また、上記「第１親水化処理（捲回前の親水化処理）」に加えて「第２親水化処理（注液前の親水化処理）」を実施し、それ以降の各種作業を露点−７０℃のグローブボックスで作製した電池では、「第１親水化処理」のみを行った電池に比べて電池容量が改善されることが分かった。このことから、親水化処理を上記捲回前の電極シートの何れか１種以上に行い、更に上記注液前の電極体に行うことにより、電解液に対する電極体の濡れ性をより効果的に改善できることが確認された。
【００５６】
以下、本発明の方法を適用して製造されるリチウムイオン二次電池を構成する各種材料などについて説明する。
【００５７】
捲回電極体８０を構成する材料および部材自体は、従来のリチウムイオン電池の電極体と同様でよく、特に制限はない。例えば、正極シート８２は長尺状の正極集電体の上にリチウムイオン電池用正極活物質層が付与されて形成され得る。正極集電体にはアルミニウム箔（本実施形態）その他の正極に適する金属箔が好適に使用される。正極活物質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することなく使用することができる。好適例として、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２等が挙げられる。
【００５８】
一方、負極シート８４は長尺状の負極集電体の上にリチウムイオン電池用負極活物質層が付与されて形成され得る。負極集電体には銅箔（本実施形態）その他の負極に適する金属箔が好適に使用される。負極活物質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すること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、リチウム含有遷移金属酸化物や遷移金属窒化物等が挙げられる。
【００５９】
また、セパレータシート８６、８８としては多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成されたものが挙げられる。なお、電池ケース５０内に収容する電極体は上記捲回タイプに限定されない。例えば正極シートと負極シートをセパレータ（或いはセパレータとしても機能し得る固体またはゲル状電解質）と共に交互に積層して成る積層タイプの電極体であってもよい。
【００６０】
電解液としては、非水溶媒に電解質を溶解した非水電解液を使用することができる。非水溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、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。
【００６１】
電解質（支持塩）としては、フッ素を構成元素とする各種リチウム塩から選択される一種または二種以上を用いることができる。例えば、ＬｉＰＦ６，ＬｉＢＦ４，ＬｉＡｓＦ６，ＬｉＣＦ３ＳＯ３，ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３，ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２，ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３等からなる群から選択される一種または二種以上を用いることができる。
【００６２】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、電池の種類は上述したリチウムイオン二次電池に限られず、電極体構成材料や電解質が異なる種々の内容の電池、例えばニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池であってもよい。
【００６３】
なお、本実施形態の製造方法によって製造された電池は、上述したように電池特性に優れているため、特に自動車等の車両に搭載されるモーター（電動機）用電源として好適に使用し得る。すなわち、上記電池を単電池として所定の方向に配列し、当該単電池をその配列方向に拘束することによって組電池を構築し、かかる組電池を電源として備える車両（典型的には自動車、特にハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車のような電動機を備える自動車）を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】一実施形態に係る電極体の構成を模式的に示す説明図である。
【図３】一実施形態に係る電池の製造フローを示す図である。
【図４】一実施形態に係る電池の製造フローを示す図である。
【図５】親水化処理後の湿度管理環境が電池容量に与える影響を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
５０    電池ケース
５２    電池ケース本体
５３    開口部
５４    蓋体
６０    正極リード端子
６２    負極リード端子
６４    正極端子
６６    負極端子
８０    電極体
８２    正極シート
８３    正極集電体露出部分
８４    負極シート
８５    負極集電体露出部分
８６、８８    セパレータシート
１００  リチウムイオン二次電池
【図１】
2009211952.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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