(57)【要約】【課題】電極板をギャング刃で切断するとき、切断刃への電極板の挿入角度と電極板の切断後の出口角度を規制することで切断部の電極合剤層の剥がれが防止でき、内部短絡による熱暴走を回避でき、安全性に優れた非水系二次電池を提供することを目的とする。【解決手段】正極板８と切断下刃１２の屈曲角θ１および正極板８と切断上刃１１の屈曲角θ２は各々１７５°以上とすることにより、切断時の極板の屈曲を抑制でき、また、出口角度θ３と出口角度θ４は各々１０°以上にすることにより、切断後の正極板９と正極板１０の切断部同士の接触を防止が可能となり電極合剤層の剥がれが防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともリチウム含有複合酸化物よりなる活物質、導電材および結着剤を分散媒にて混練分散した正極合剤塗料を正極集電体の上に塗布し乾燥させて正極合剤層を形成し所定の厚みまでプレスした正極板または少なくともリチウムを保持しうる材料よりなる活物質および結着剤を分散媒にて混練分散した負極合剤塗料を負極集電体上に塗布し乾燥させて負極合剤層を形成し所定の厚みまでプレスした負極板を所定の寸法に切断して構成した非水系二次電池用電極板であって、前記正極板または負極板の長手方向における正極集電体の正極合剤層の切断面からの剥がれまたは負極集電体の負極合剤層の切断面からの剥がれの長さを前記正極合剤層または負極合剤層の厚み以下としたことを特徴とする非水系二次電池電極板。
【請求項２】
少なくともリチウム含有複合酸化物よりなる活物質、導電材および結着剤を分散媒にて混練分散した正極合剤塗料を正極集電体の上に塗布し乾燥させて正極合剤層を形成した後に所定の厚みまでプレスした正極板または少なくともリチウムを保持しうる材料よりなる活物質および結着剤を分散媒にて混練分散した負極合剤塗料を負極集電体上に塗布し乾燥させて負極合剤層を形成した後に所定の厚みまでプレスした負極板を所定の寸法に切断した前記正極板または負極板をそれぞれ切断後に上下互い違いに振り分けて巻き取る非水系二次電池用電極板の製造方法であって、前記電極板が上下切断刃で切断する場合において、電極板の切断時に屈曲角を１７５°から１８０°とし、また、前記電極板の切断後には隣り合う切断後の電極板を上下互い違いに分離させることを特徴とする非水系二次電池用電極板の製造方法。
【請求項３】
電極板巻出し部と切断部と巻取り部で構成された非水系二次電池用電極板の製造装置であって、入口部では上下切断刃の中央へ挿入させる水平ロールを設置し、出口部では隣り合う切断後の電極板が上下互い違いに分離させる上部走行出口ロールを水平に対して１０°以上、また、下部走行出口ロールを水平に対して１０°以下に設置することを特徴とする非水系二次電池用電極板の製造装置。
【請求項４】
正極板、負極板、セパレータの積層体または巻回体からなる電極群を非水電解質とともにケース内に封入してなる非水系二次電池において、前記正極板および負極板として請求項１記載の電極板を用いたことを特徴とする非水系二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン電池に代表される非水系二次電池用電極板とそれを用いた非水系二次電池およびその製造方法並びに製造装置に関し、特に安全性を高めた非水系二次電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯用電子機器の電源として利用が広がっているリチウム二次電池は、負極板にリチウムの吸蔵および放出が可能な炭素質材料等を用い、正極板にＬｉＣｏＯ２等の遷移金属とリチウムの複合酸化物を活物質として用いており、これによって高電位で高放電容量の非水系二次電池を実現しているが、近年の電子機器および通信機器の多機能化に伴って、さらなる高容量化が望まれている。これらのリチウム二次電池において、高容量化が進む一方で重視すべきは安全対策であり、特に正極板と負極板とが内部短絡することによる急激な温度上昇を抑止することが極めて重要である。
【０００３】
従来、この問題の一つとして、正極板および負極板を所定の寸法に切断する際に、活物質が集電体から脱落して集電体が露出するという問題がある。電極板とセパレータを捲回した電極群を電池ケースに挿入し、電解液を注入した後に封口した非水系二次電池においては、充放電の際、特に正極板の集電体が露出している部分と負極板の活物質とが接触したときの内部短絡により熱暴走の原因となる。
【０００４】
前記課題に対し、集電体と活物質の剥がれを抑制する手段として、種々の提案がなされており、例えばギャング刃を用いて切断する際に、図８に示すように上軸６２に取付けた上刃６０および下軸６３に取付けた下刃６１の端面部間のクリアランス６４を２０μｍから６０μｍにすることで電極板の切断部における活物質の脱落を防止することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
さらに、例えば図９に示されるようにギャング刃を用いて切断する際に、上刃７０の側面７２の円周エッジ部にテーパ加工７４と、下刃７１の側面７３の円周エッジ部にテーパ加工７５を施すことで、電極板の切断部における活物質の脱落を防止することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−３１７４９６号公報
【特許文献２】特開２００６−１７２８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非水系二次電池用電極板はアルミニウムの集電体または銅の集電体の両面に活物質を塗工した三層部と活物質を塗工していない未塗工部でできているために、三層部と未塗工部を同じ切断刃で切断することは非常に困難である。上述した特許文献１における活物質の脱落を防止する従来技術においては、活物質の脱落は防止できても、未塗工部の集電体を切断するときにバリが発生し内部短絡を誘発する課題を有していた。また、特許文献２における活物質の脱落を防止する従来技術においては、活物質と集電体の密着強度や電極板の厚み、または電極板の強度で活物質の脱落が左右されるといった課題を有していた。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を鑑みてなされたもので、電極板を切断するとき、切断刃への電極板の挿入角度と電極板の切断後の出口角度を規制することで切断部の活物質の脱落が
防止できる非水系二次電池用電極板であり、内部短絡による熱暴走を回避でき、安全性に優れた非水系二次電池を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記従来の課題を解決するために本発明の非水系二次電池用電極板は、少なくともリチウム含有複合酸化物よりなる活物質、導電材および結着剤を分散媒にて混練分散した正極合剤塗料を正極集電体の上に塗布し乾燥させて正極合剤層を形成し所定の厚みまでプレスした正極板または少なくともリチウムを保持しうる材料よりなる活物質および結着剤を分散媒にて混練分散した負極合剤塗料を負極集電体上に塗布し乾燥させて負極合剤層を形成し所定の厚みまでプレスした負極板を所定の寸法に切断して構成した非水系二次電池用電極板であって、正極板または負極板の長手方向における正極集電体の正極合剤層の切断面からの剥がれまたは負極集電体の負極合剤層の切断面からの剥がれの長さを正極合剤層または負極合剤層の厚み以下としたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の非水系二次電池用電極板によると、正極板または負極板の切断部における活物質の剥がれが防止でき、内部短絡による熱暴走を回避できる。また、切断後の電極板を連続的に巻取る際に切断部の極板切れを回避でき、製造工程での歩留が向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の第１の発明においては、少なくともリチウム含有複合酸化物よりなる活物質、導電材および結着剤を分散媒にて混練分散した正極合剤塗料を正極集電体の上に塗布し乾燥させて正極合剤層を形成し所定の厚みまでプレスした正極板または少なくともリチウムを保持しうる材料よりなる活物質および結着剤を分散媒にて混練分散した負極合剤塗料を負極集電体上に塗布し乾燥させて負極合剤層を形成し所定の厚みまでプレスした負極板を所定の寸法に切断して構成した非水系二次電池用電極板であって、正極板または負極板の長手方向における正極集電体の正極合剤層の切断面からの剥がれまたは負極集電体の負極合剤層の切断面からの剥がれの長さを正極合剤層または負極合剤層の厚み以下としたことにより、内部短絡による熱暴走を回避でき、非水系二次電池の安全を確保することが可能であり、また、切断後の電極を連続的に巻取る際に切断部の極板切れを回避でき、製造工程での歩留が向上できる。
【００１１】
本発明の第２の発明においては、少なくともリチウム含有複合酸化物よりなる活物質、導電材および結着剤を分散媒にて混練分散した正極合剤塗料を正極集電体の上に塗布し乾燥させて正極合剤層を形成した後に所定の厚みまでプレスした正極板または少なくともリチウムを保持しうる材料よりなる活物質および結着剤を分散媒にて混練分散した負極合剤塗料を負極集電体上に塗布し乾燥させて負極合剤層を形成した後に所定の厚みまでプレスした負極板を所定の寸法に切断した正極板または負極板をそれぞれ切断後に上下互い違いに振り分けて巻き取る非水系二次電池用電極板の製造方法であって、電極板が上下切断刃で切断する場合において、電極板の切断時に屈曲角を１７５°から１８０°とし、また、電極板の切断後には隣り合う切断後の電極板を上下互い違いに分離させることにより、活物質と集電体の密着強度や電極板の厚み、または電極板の強度で活物質の脱落が左右されるといった影響を受けないで切断部の活物質の脱落が防止でき、内部短絡による熱暴走を回避することが可能である。
【００１２】
本発明の第３の発明においては、電極板が上下切断刃で切断する場合において、入口部では上下切断刃の中央および水平へ挿入させる水平ロールを設置し、出口部では隣り合う切断後の電極板が上下互い違いに分離させる出口ロールを各々１０°以上に設置することにより、切断部の活物質の脱落が防止でき、内部短絡による熱暴走を回避することが可能である。
【００１３】
本発明の第４の発明においては、正極板、負極板、セパレータの積層体または巻回体からなる電極群を非水電解質とともにケース内に封入してなる非水系二次電池において、正極板および負極板として請求項１記載の電極板を用いたことにより、内部短絡による熱暴走を回避することが可能である。
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。例えば、図４に示されるように本発明の非水系二次電池では、複合リチウム酸化物を活物質とする正極板１６とリチウムを保持しうる材料を活物質とする負極板１７とをセパレータ１８を介して渦巻状に巻回した電極群２２を作製した後、この電極群２２を有底円筒形の電池ケース１９の内部に絶縁板２５と共に収容し、電極群２２の下部より導出した負極リード２４を電池ケース１９の底部に接続し、次いで電極群２２の上部より導出した正極リード２３を封口板２０に接続し、電池ケース１９に所定量の非水溶媒からなる電解液（図示せず）を注液した後、電池ケース１９の開口部に封口ガスケット２１を周縁に取付けた封口板２０を挿入し、電池ケース１９の開口部を内方向に折り曲げてかしめ封口している。
【００１５】
また、非水系二次電池用の電極群２２は、例えば図２に示したように正極集電体１の両面に正極合剤層２ａ，２ｂを形成した正極板３および負極集電体４の両面に負極合剤層５ａ，５ｂを形成した負極板６とセパレータ７により構成されている。例えば、図３（ａ）に示したように未切断の正極板８が水平ロール１５を経由して、切断上刃１１と切断下刃１２に挿入され、切断上刃１１と切断下刃１２で切断した後、正極板９と正極板１０は、出口角度θ３および出口角度θ４に設置した出口ロール１３と出口ロール１４を経由してフープ状に巻き取られる。
【００１６】
正極板８を切断上刃１１、切断下刃１２に対して水平方向に挿入した場合、正極板８と切断下刃１２の屈曲角θ１および正極板８と切断上刃１１の屈曲角θ２を各々１７５°以上とすることにより、切断時の極板屈曲を抑制でき、また、出口角度θ３と出口角度θ４を各々１０°以上にすることにより、切断後の正極板９と正極板１０の切断部同士の接触を防ぐことが可能となる。このとき、例えば図１（ａ）,（ｂ）に示すように正極集電体１の両面に正極合剤層２ａ，２ｂを形成した正極板３と負極極集電体４の両面に負極合剤層５ａ，５ｂを形成した負極板６において、正極集電体１と正極合剤層２ａ，２ｂの剥がれと負極集電体４と負極合剤層５ａ，５ｂの剥がれが抑制できるが、図３（ａ）に示すように、切断時の電極板の屈折角が大きいことと、切断後に切断部同士の接触を防ぐことにより電極合剤層と集電体の剥離強度が維持されていることが電極合剤層の剥がれを抑制できる理由と考えられる。
【００１７】
例えば、図３（ｂ）に示したように未切断の正極板８が水平ロール１５を経由して、切断上刃１１と切断下刃１２に挿入され、切断上刃１１と切断下刃１２で切断した後、正極板９と正極板１０は、出口角度θ５および出口角度θ６に設置した出口ロール１３と出口ロール１４を経由してフープ状に巻き取られる。正極板８を水平方向に挿入した場合、正極板８と切断下刃１２の屈曲角θ１および正極板８と切断上刃１１の屈曲角θ２は各々１７５°以上とすることにより、切断時の極板の屈曲を抑制できるが、出口角度θ５と出口角度θ６は各々１０°未満にすることにより、切断後の正極板９と正極板１０の切断部同士が接触する。
【００１８】
このとき、例えば図５（ａ）,（ｂ）に示すように正極集電体１の両面に正極合剤層２ａ，２ｂを形成した正極板３と負極極集電体４の両面に負極合剤層５ａ，５ｂを形成した負極板６において、正極集電体１と正極合剤層２ａ，２ｂの剥がれと負極集電体４と負極合剤層５ａ，５ｂの剥がれが発生しやすいが、図３（ｂ）に示すように、切断時の電極板の屈折角が小さいことと、切断後に切断部同士が接触することにより電極合剤層と集電体
の剥離強度が低下したことが電極合剤層の剥がれが発生しやすい理由と考えられる。
【００１９】
例えば、図３（ｃ）に示したように未切断の正極板８が切断上刃１１と切断下刃１２の噛み合わせ高さより下（または上）方向から挿入され、切断上刃１１と切断下刃１２で切断した後の正極板９と正極板１０は、出口角度θ３および出口角度θ４に設置した出口ロール１３と出口ロール１４を経由してフープ状に巻き取られる。
【００２０】
正極板８を切断上刃１１と切断下刃１２の噛み合わせ高さより下（または上）方向から挿入した場合、未切断の正極板８は切断下刃１２に対して接線方向に沿うため、屈曲角θ７は１８０°となり、切断後の正極板９は活物質の剥がれが発生しないが、図３（ｃ）に示すように、切断時の電極板の屈折角が大きいことにより電極合剤層と集電体の剥離強度が維持されていることが電極合剤層の剥がれを抑制できる理由と考えられる。
【００２１】
一方、正極板８が切断上刃１１で切断される場合、未切断の正極板８は切断上刃１１に対して屈曲角θ８が１７０°未満となり、切断後の正極板９は活物質の剥がれが発生しやすいが、図３（ｃ）に示すように、切断後に切断部同士が接触することにより電極合剤層と集電体の剥離強度が低下したことが電極合剤層の剥がれが発生しやすい理由と考えられる。
【００２２】
次に、例えば、図６（ａ）,（ｂ）,（ｃ）,（ｄ）および（ｅ）は、切断上刃２６と切断下刃２７が正極集電体２８の両面に正極合剤層２９ａ，２９ｂを形成した正極板３０に入り込みながら切断される過程について示した。図６は、電極板の切断過程を示す電極板の断面図を示す。図６（ａ）は切断上刃２６と切断下刃２７が正極板３０に入り込む前の状態であり、正極集電体２８と正極合剤層２９ａ，２９ｂに変化はない。図６（ｂ）は切断上刃２６と切断下刃２７が正極板３０に入り込んだ初期状態であり、前記正極板３０の正極集電体２８および正極合剤層２９ａ，２９ｂがせん断により変形を始めた状態である。
【００２３】
図６（ｃ）は切断上刃２６と切断下刃２７がさらに近づくことにより、正極板３３と正極板３６に分離された状態であるが、正極板３３は集電体３１と正極合剤層３２ａおよび正極合剤層３２ｂからなる切断後の状態を示し、正極板３６は集電体３４と正極合剤層３５ａおよび正極合剤層３５ｂからなる切断後の状態を示す。この段階で正極板３３と正極板３６の２つの正極板に分離されたことになるが、正極板３３の切断面と正極板３６の切断面はお互い接触した状態である。
【００２４】
図６（ｄ）は切断上刃２６と切断下刃２７の頂点が噛み合ったときの、正極板３３と正極板３６の状態であるが、正極板３３は集電体３１と正極合剤層３２ａおよび正極合剤層３２ｂからなる切断後の状態を示し、正極板３６は集電体３４と正極合剤層３５ａおよび正極合剤層３５ｂからなる切断後の状態を示すが、この段階で正極板３３の切断面と正極板３６の切断面が完全に分離される。また、図６（ｅ）は切断上刃２６と切断下刃２７を通過したときの正極板３３と正極板３６の状態を示すが、この段階も図６（ｄ）と同様、正極板３３の切断面と正極板３６の切断面が完全に分離される。
【００２５】
例えば、図７は電極板切断装置を示すが、電極板ロール３７から巻出された電極板３８は、水平ロール３９を通過したのち切断上刃４０ａ，４０ｂ，４０ｃと切断下刃４１ａ，４１ｂで所定の切断寸法、所定の列数に切断される。切断寸法と列数は切断上刃および切断下刃の取付け数で切替えが可能である。切断後の電極板３８は、電極板４７ａと電極板４６ａ、電極板４６ａと電極板４７ｂ、電極板４７ｂと電極板４６ｂ、電極板４６ｂと電極板４７ｃのように上下互い違いに分離される。
【００２６】
このとき電極板４６ａ，４６ｂは上部走行出口ロール４２とガイドロール４４を経由して巻取られるが、上部走行出口ロール４２は電極板４６ａ，４６ｂが水平に対して１０°以上の角度になるように設置されており、一方、電極板４７ａ，４７ｂ，４７ｃは下部走行出口ロール４３とガイドロール４５を経由して巻取られるが、下部走行出口ロール４３は電極板４６ａ，４６ｂが水平に対して１０°以下の角度になるように設置されている。以上のように、切断時の電極板の屈折角を大きくすることと、切断後に切断部同士の接触を防ぐことにより電極合剤層と集電体の剥離強度が維持されていることが電極合剤層の剥がれを抑制できると考えられる。
【００２７】
次に、正極板３および負極板６の作製方法について具体的に説明する。まず正極板３については特に限定されないが、アルミニウムまたはアルミニウム合金あるいはニッケルまたはニッケル合金よりなる焼結金属体を用いることができ、厚みが１０μｍ以上４０μｍ以下、気孔率が２０％以上６０％以下、気孔径が１μｍ以上５μｍ以下である正極集電体１の片面または両面に正極活物質、導電材、結着剤とを分散媒中にプラネタリーミキサー等の分散機により混合分散させた正極合剤塗料を塗布、乾燥、圧延して正極合剤層を形成することにより作製される。
【００２８】
正極活物質としては、例えばコバルト酸リチウムおよびその変性体（コバルト酸リチウムにアルミニウムやマグネシウムを固溶させたものなど）、ニッケル酸リチウムおよびその変性体（一部ニッケルをコバルト置換させたものなど）、マンガン酸リチウムおよびその変性体などの複合酸化物を挙げることができる。
【００２９】
このときの導電材としては、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック、各種グラファイトを単独あるいは組み合わせて用いても良い。
【００３０】
このときの正極用結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリフッ化ビニリデンの変性体、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、アクリレート単位を有するゴム粒子結着剤等を用いることができ、この際に反応性官能基を導入したアクリレートモノマー、またはアクリレートオリゴマーを結着剤中に混入させることも可能である。
【００３１】
一方、負極板６についても特に限定されないが、銅または銅合金よりなる焼結金属体を用いることができ、厚みが１０μｍ以上４０μｍ以下、気孔率が２０％以上６０％以下、気孔径が１μｍ以上５μｍ以下である負極集電体４の片面または両面に負極活物質、結着剤、必要に応じて導電材、増粘剤とを分散媒中にプラネタリーミキサー等の分散機により混合分散させた負極の合剤塗料を塗布、乾燥、圧延して負極合剤層を形成することにより作製される。
【００３２】
負極用活物質としては、各種天然黒鉛および人造黒鉛、シリサイドなどのシリコン系複合材料および各種合金組成材料を用いることができる。
【００３３】
このときの負極用結着剤としてはＰＶｄＦおよびその変性体をはじめ各種バインダーを用いることができるが、リチウムイオン受入れ性向上の観点から、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子（ＳＢＲ）およびその変性体等を用いることもできる。
【００３４】
次いで、セパレータについてはリチウムイオン二次電池の使用範囲に耐えうる組成であれば特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂の微多孔フィルムを、単一あるいは複合して用いるのが一般的でありまた態様として好ましい。このセパレータの厚みは特に限定されないが、１０〜２５μｍとすれば良い。
【００３５】
さらに、電解液については、電解質塩としてＬｉＰＦ６およびＬｉＢＦ４などの各種リチウム化合物を用いることができる。また溶媒としてエチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）を単独および組み合わせて用いることができる。
【００３６】
また正負極板上に良好な皮膜を形成させる、あるいは過充電時の安定性を保証するために、ビニレンカーボネート（ＶＣ）やシクロヘキシルベンゼン（ＣＨＢ）およびその変性体を用いることも好ましい。以下、本発明の具体的な実施例について図面を参照しながら、さらに詳しく説明する。
【実施例１】
【００３７】
正極合剤層の剥がれと内部短絡および電極群の巻きずれの関係を評価した結果を示す。評価方法は、電極群の製造装置（図示せず）を用いて巻回した電極群を製作し、短絡検査機（図示せず）を用いて内部短絡の発生頻度を評価し、Ｘ線検査機を用いて正極板と負極板の巻きずれを評価した。
【００３８】
内部短絡の評価判定基準としは、電極群に電圧２００ボルトを通電し、電圧降下量が設定基準値より小さい場合を良品、大きい場合を不良品とした。また、Ｘ線検査機の評価判定基準としは、正極板より幅の広い負極板の位置を基準とし、正極板が負極板の幅の中にあれば良品、はみ出れば不良品とした。検査数は１００個とした。実施例１は正極合剤層の剥がれの長さＢを正極合剤層の厚みＡより小さい正極板を使用した。
【００３９】
（比較例１）
実施例１と同じ評価方法で、正極合剤層の剥がれの長さＢを正極合剤層の厚みＡより大きい正極板を使用したものを比較例１とした。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
実施例１の結果では、内部短絡不良の発生は無く、巻きずれ不良は１％発生したのに対して、比較例１では内部短絡不良が１５％、巻きずれ不良は８％発生した。以上の結果から、正極合剤層の剥がれの長さが合剤層の厚み以下であれば内部短絡は防止でき、巻きずれの抑制も可能であることがわかる。また、合剤の剥がれ長さが大きくなるにつれて、内部短絡不良、巻きずれ不良も増加する傾向にあると考えられるので、電極合剤層の剥がれの長さを低減させる取組みが必要となる。
【実施例２】
【００４２】
まず、切断刃入口の屈曲角θ１を変化させることで、切断後の正極板２０における電極合剤層の剥がれ箇所と電極合剤層の脱落および群電極群構成時における電極合剤層の脱落を評価した結果を示す。評価用の装置は、図３（ａ）に示すように正極板１９を切断上刃２２と切断下刃２３で切断する装置を用い、評価用の正極板２０は、長さ２００ｍｍのものを使用した。正極板１９の切断刃入口の屈曲角θ１を１７５°に設定して切断したものを実施例１の正極板とした。
【実施例３】
【００４３】
実施例２と同じ切断方法を用いて、正極板１９の切断刃入口の屈曲角θ１を１８０°に
設定したものを実施例３とした。
【００４４】
（比較例２）
実施例２と同じ切断方法を用いて、正極板１９の切断刃入口の屈曲角θ１を１７０°に設定したものを比較例２とした。
【００４５】
【表２】
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【００４６】
実施例２の結果では、正極板１９の切断刃入口の屈曲角θ１を１７５°にした場合、電極合剤層の剥がれは２箇所発生したが、切断後の電極合剤層の脱落は無く、電極群構成後の電極合剤層の脱落も無かった。また、実施例３の結果では、切断刃入口の屈曲角θ１を１８０°にした場合、電極合剤層の剥がれは１箇所発生したが、切断後の電極合剤層の脱落は無く、電極群構成後の電極合剤層の脱落も無かった。
【００４７】
一方切断刃入口の屈曲角θ１を１７０°にした場合、電極合剤層の剥がれは４７箇所発生し、切断後の電極合剤層の脱落と電極群構成後の電極合剤層の脱落も有った。電極合剤層の剥がれ箇所が多い場合に切断後および電極群構成後の電極合剤層の脱落が発生することがわかる。比較例２に示す電極合剤層の脱落の原因としては、正極板１９が切断後に切断下刃２３に沿って走行するが、切断下刃２３で分離した瞬間に正極板１９が折り曲げられ、その屈曲角θ１が大きい場合に電極合剤層が脱落すると考えられる。
【００４８】
以上の結果から、正極板１９の切断刃入口の屈曲角θ１およびθ２は１７５°以上が電極合剤層の脱落対策として良好であると言える。
【実施例４】
【００４９】
次に、切断後の正極板２０の出口角度θ３を変化させることで、切断後の正極板２０における電極合剤層の剥がれ箇所と電極合剤層の脱落および電極群構成時における電極合剤層の脱落を評価した結果を示す。
【００５０】
評価用の装置は、図３（ａ）に示すように正極板１９を切断上刃２２と切断下刃２３で切断する装置を用い、評価用の正極板２０は、長さ２００ｍｍのものを使用した。実施例１の結果から、正極板１９の切断刃入口の屈曲角θ１は１７５°に設定した。正極板１９の切断刃入口の屈曲角θ３を１０°に設定したものを実施例４とした。
【実施例５】
【００５１】
実施例４と同じ切断方法を用いて、切断後の正極板２０の出口角度θ３を１５°に設定したものを実施例５とした。
【００５２】
（比較例３）
実施例４と同じ切断方法を用いて、切断後の正極板２０の出口角度θ３を５°に設定したものを比較例３とした。
【００５３】
【表３】
2009176650.tif 000005
【００５４】
実施例４の結果では、切断後の正極板２０の出口角度θ３を１０°にした場合、電極合剤層の剥がれは３箇所発生したが、切断後の電極合剤層の脱落は無く、電極群構成後の電極合剤層の脱落も無かった。また、実施例５の結果では、切断刃入口の屈曲角θ３を１５°にした場合、電極合剤層の剥がれは３箇所発生したが、切断後の電極合剤層の脱落は無く、電極群構成後の電極合剤層の脱落も無かった。
【００５５】
一方切断刃入口の屈曲角θ３を５°にした場合、電極合剤層の剥がれは２１箇所発生し、切断後の電極合剤層の脱落と電極群構成後の電極合剤層の脱落も有った。電極合剤層の剥がれ箇所が多い場合に切断後および電極群構成後の電極合剤層の脱落が発生することがわかる。
【００５６】
比較例３に示す電極合剤層の脱落の原因としては、出口角度θ３切断後の正極板２０と正極板２１の切断部同士が接触するためであって、その出口角度θ３が小さい場合に切断部同士が接触しやすくなるために電極合剤層が脱落すると考えられる。
【００５７】
以上の結果から、切断後の正極板２０の出口角度θ３およびθ４は１０°以上が電極合剤層の脱落対策として良好であると言える。本実験結果から、電極合剤層の脱落を抑制するためには、切断刃入口の屈曲角と切断後の出口角度の両方を規制することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係る非水系二次電池用電極板は、少なくともリチウム含有複合酸化物よりなる活物質、導電材および結着剤を分散媒にて混練分散した正極合剤塗料を正極集電体の上に塗布し乾燥させて正極合剤層を形成し所定の厚みまでプレスした正極板または少なくともリチウムを保持しうる材料よりなる活物質および結着剤を分散媒にて混練分散した負極合剤塗料を負極集電体上に塗布し乾燥させて負極合剤層を形成し所定の厚みまでプレスした負極板を所定の寸法に切断して構成した非水系二次電池用電極板であって、正極板または負極板の長手方向における正極集電体からの正極合剤層の切断面からの剥がれまたは負極集電体からの負極合剤層の切断面からの剥がれの長さを正極合剤層または負極合剤層の厚み以下としたことにより、内部短絡による熱暴走を回避でき、安全性に優れているため電子機器および通信機器の多機能化に伴って高容量化が望まれている携帯用電源等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】（ａ）本発明における一実施の形態に係る合剤層の剥がれの無い正極板を示す断面図、（ｂ）同合剤層の剥がれの無い負極板を示す断面図
【図２】本発明における一実施の形態に係る電極群の断面を示す模式図
【図３】（ａ）本発明における電極板の切断方法を示す摸式図、（ｂ）同電極板の切断方法を示す摸式図、（ｃ）本発明における別の実施の形態に係る電極板の切断方法を示す摸式図
【図４】本発明の一実施の形態に係る円筒形二次電池の一部切欠斜視図
【図５】（ａ）従来例における合剤層の剥がれの有る正極板を示す断面図、（ｂ）同合剤層の剥がれの有る負極板を示す断面図
【図６】（ａ）本発明における電極板の切断過程を示す電極板の断面図、（ｂ）同電極板の切断過程を示す電極板の断面図、（ｃ）同電極板の切断過程を示す電極板の断面図、（ｄ）同電極板の切断過程を示す電極板の断面図、（ｅ）同電極板の切断過程を示す電極板の断面図
【図７】本発明における一実施の形態に係る電極板切断装置を示す模式図
【図８】従来例における電極板切断装置を示す模式図
【図９】従来例における切断装置を示す模式図
【符号の説明】
【００６０】
１  正極集電体
２ａ，２ｂ  正極合剤層
３  正極板
４  負極集電体
５ａ，５ｂ  負極合剤層
６  負極板
７  セパレータ
８  正極板
９  正極板
１０  正極板
１１  切断上刃
１２  切断下刃
１３  出口ロール
１４  出口ロール
１５  水平ロール
１６  正極板
１７  負極板
１８  セパレータ
１９  電池ケース
２０  封口板
２１  封口ガスケット
２２  電極群
２３  正極リード
２４  負極リード
２５  絶縁板
２６  切断上刃
２７  切断下刃
２８  正極集電体
２９ａ，２９ｂ  正極合剤層
３０  正極板
３１  集電体
３２ａ，３２ｂ  正極合剤層
３３  正極板
３４  集電体
３５ａ，３５ｂ  正極合剤層
３６正極板
３７  電極板ロール
３８  電極板
３９  水平ロール
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ  切断上刃
４１ａ，４１ｂ  切断下刃
４２  上部走行出口ロール
４３  下部走行出口ロール
４４  ガイドロール
４５  ガイドロール
４６ａ，４６ｂ  電極板
４７ａ，４７ｂ，４７ｃ  電極板
Ａ  正極合剤層の厚み
Ｂ  正極合剤層の剥がれの長さ
【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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