(57)【要約】【課題】電極板本体より集電する際に、電極板本体から活物質を剥離するなどして、部分的に活物質を形成しない構成して集電リードと接続させ集電を行うと電極板本体の活物質量が減少し電池の容量低下につながり、また集電体の表面の全体に活物質が担持された電極板本体から電極リードにより集電を行うと、電極板本体と電極リードとの接続部の強度が弱くまた接触抵抗が高くなる課題がある。【解決手段】集電板１１に担持した活物質１２を除去することなく、電極リード１３を電極板１１に重ねあわせた後、電極板１０の表面から裏面に貫通するように電極リード１３の一部分を貫通して、集電板１１の接触部分１５と電極リード１３を接触させ、電極板１０の裏側に貫通した電極リード１３を電極板１０に溶接した溶接部１４で固定して電極板１０と電極リード１３を接続した非水系二次電池用電極板を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属箔からなる集電体の上に少なくとも正極活物質または負極活物質を担持した二次電池用電極板から電極リードにより集電する非水系二次電池用電極板であって、前記電極リードに設けた刃が電極板の表面から裏面に向かって貫通し、前記電極板の裏面で前記電極リードの刃を前記電極板に溶接した溶接部を設けたことを特徴とする非水系二次電池用電極板。
【請求項２】
金属箔からなる集電体の上に少なくとも正極活物質または負極活物質を担持した二次電池用電極板から電極リードにより集電する非水系二次電池用電極板の製造法であって、前記電極板の表面から裏面に向かって前記電極リードに設けた刃を貫通させるのに、予め前記電極リードに塑性変形により形成した刃を前記電極板に押し付けて行い、この貫通した刃を裏面側で前記電極板に溶接することを特徴とする非水系二次電池用電極板の製造法。
【請求項３】
前記電極板の表面から裏面に向かって前記電極リードに設けた刃を貫通させるのに、前記電極リードを前記電極板に重ね合わせてバーリング加工にて行うことを特徴とする請求項２に記載の非水系二次電池用電極板の製造法。
【請求項４】
前記電極板を貫通した電極リードの刃を抵抗溶接により前記電極板に溶接して前記集電体と電極リードを接続することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の非水系二次電池用電極板の製造法。
【請求項５】
前記電極板を貫通した電極リードの刃をレーザ溶接により前記電極板に溶接して前記集電体と電極リードを接合することを特徴とする請求項２〜４に記載の非水系二次電池用電極板の製造法。
【請求項６】
前記電極板を貫通した電極リードの刃をＴＩＧ溶接により前記電極板に溶接して前記集電体と電極リードを接合することを特徴とする請求項２〜４に記載の非水系二次電池用電極板の製造法。
【請求項７】
請求項１に記載の非水系二次電池用電極板を正極板または負極板の少なくともいずれか一方の電極板として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およびその製造方法とこれを用いた非水系二次電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯用電子機器等の小型化、高性能化に伴い、これらの電子機器の電源に使用する二次電池の需要が高まってきている。中でもリチウム二次電池は、高いエネルギー密度、軽量化が見込まれるため盛んに開発がなされ、さらに電子機器の高性能化、高機能化およびコンパクト化が進むに伴い、リチウム二次電池の高容量化が要望されている。
【０００３】
最近、この要望に応えるためケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）あるいはスズ（Ｓｎ）などの活物質を集電体に蒸着して電極板を構成することで、粒子状の活物質およびバインダーなどを含むスラリーを塗布した従来の塗布型電極板に比べて厚みを抑制することができると共に、集電体と活物質とを一体化することができるので、電極板における電子伝導性が極めて良好となり、容量的にもサイクル寿命的にも高性能化が期待されている。また、従来は電極板中に存在した導電材、バインダーおよび空隙などを低減または排除することもできるので、本質的に電極板を高容量化することが可能となる。
【０００４】
これらの電極板には集電のために電極リードが接続されるが、この接続方法としては図１５に示すように集電体５１に担持された活物質５２を部分的に剥離して集電体５１の露出部５３を設けるか、部分的に活物質５２を形成しないことで集電体５１の表面に露出部５３を設けて、この露出部５３に電極リード５４を抵抗溶接して、電極リード５４と集電体５１に抵抗接続部５５を形成して接続する電極板５０の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、図１６に示すように集電体５１の表面の露出部５３に抵抗溶接の代わりに超音波溶接することにより超音波接合部５６を形成して電極リード５４を接続し、集電体５１の表面と電極リード５４の表面を直接接触させて接続する電極板５０の製造方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、上記の接合工法の他にも図１７（ａ）に示すように電極リード５４にバリ５７を形成し、図１７（ｂ）に示すように集電体５１の露出部５３にバリ５７を貫通させてかしめ部５８で集電体５１と電極リード５４を接続する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
さらに、図１８（ａ）に示すように電極リード５４と集電体５１の露出部５３を重ね合わせた状態で、バーリング加工具５９により加工を施した後、図１８（ｂ）に示すようにかしめ部６０を形成することで集電体５１と電極リード５４を接続し、電極リード５４の塑性変形により接続する方法が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平０５−１３０６４号公報
【特許文献２】特開平０１−２６５４５２号公報
【特許文献３】特開平０５−６２６６６号公報
【特許文献４】特開２０００−９０９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら特許文献１および特許文献２記載の従来技術では、電極板から活物質を剥離するなどして部分的に活物質を形成しない構成とする必要があるため、電極板の活物質量が減少し電池の容量低下につながる課題があった。
【０００９】
また特許文献３記載および特許文献４記載の従来技術では、集電体の表面の全面に活物質を形成した電極板に対しても電極リードを接続することが可能であるが、活物質の電気抵抗が高い場合や表面に絶縁層が形成されている電極板に関しては、電極リードと集電体間に活物質が挟み込まれるため、電極リードと集電体の電気抵抗が高くなることで電池の内部抵抗が上昇する課題があった。
【００１０】
本発明は上記の課題を鑑みてなされたものであり、活物質の電気抵抗が高い電極板または表面に絶縁層を有する電極板に対しても、電極リードに設けた刃を活物質が担持された電極板の表面から裏面に向かって貫通させて、電極板の裏面で電極リードの刃を電極板に溶接した溶接部を設けたことにより、集電体と電極リードを直接接続し集電体の全面に活物質を形成した非水二次電池用電極板を得ることを可能にするとともに、この非水二次電池用電極板を用いることで高容量な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】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、金属箔からなる集電体の上に少なくとも正極活物質または負極活物質を担持した二次電池用電極板から電極リードにより集電する非水系二次電池用電極板であって、電極リードに設けた刃が電極板の表面から裏面に向かって貫通し電極板の裏面側で電極リードの刃を電極板に溶接した溶接部を設けたことことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、集電体上に部分的に活物質を形成しないで集電体の表面を露出させることなく電極リードを接続することが可能になり、電極板内の活物質量を増加させることで高容量な電池を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の第１の発明においては、金属箔からなる集電体の上に少なくとも正極活物質または負極活物質を担持した二次電池用電極板から電極リードにより集電する非水系二次電池用電極板であって、正極活物質または負極活物質が担持された電極板の表面から裏面に向かって貫通するように電極リードを取り付け、電極板の裏面に貫通した電極リードを電極板に溶接した溶接部を設けたことことにより、集電体に電極リードを接続するための露出部を構成する必要がなくなり集電体の表面の全面に活物質を形成できる高容量の非水二次電池用電極板を構成することが可能になる。
【００１４】
本発明の第２の発明においては、金属箔からなる集電体の上に少なくとも正極活物質または負極活物質を担持した二次電池用電極板から電極リードにより集電する非水系二次電池用電極板の製造法であって、電極板の表面から裏面に向かって電極リードに設けた刃を貫通させるのに、予め電極リードの上に塑性変形により形成した刃を電極板に押し付けて行い、この貫通した刃を裏面側で電極板に溶接することにより、容易に電極板に電極リードを接続することができる。
【００１５】
本発明の第３の発明においては、電極板の表面から裏面に向かって電極リードを貫通させるのに、電極リードを電極板に重ね合わせてバーリング加工にて行うことにより、電極リードに予め加工を施すことなく容易に電極板の表面から裏面に向かって電極リードの刃を貫通させ接続することができる。
【００１６】
本発明の第４の発明においては、電極板を貫通した電極リードの刃を抵抗溶接により溶接して集電体と電極リードを接続することで、集電体と電極リード間の安定した導通を確保することができる。
【００１７】
本発明の第５の発明においては、電極板を貫通した電極リードの刃をレーザ溶接により溶接して集電体と電極リードを接続することで、集電体と電極リード間の安定した導通を確保することができる。
【００１８】
本発明の第６の発明においては、電極板を貫通した電極リードの刃をＴＩＧ溶接により溶接して集電体と電極リードを接続することで、集電体と電極リード間の安定した導通を確保することができる。
【００１９】
本発明の第７の発明においては、本発明の第１の発明における非水系二次電池用電極板を正極板または負極板の少なくともいずれか一方の電極板として用いることで、高容量な電池を提供することが可能になる。
【００２０】
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。図２に示す本発明に用いる非水系二次電池用電極板１０は、導電性金属箔からなる集電体１１の表面に充放電時にもう一方の電極板とリチウムのやり取りをすることができる活物質１２を両面に担持した構成となる。
【００２１】
ここで、一般的に金属箔からなる集電体１１の上に活物質１２を担持して非水系二次電池用電極板１０を作製する手段としては、これらの活物質１２を含有した電極合剤塗料を集電体１１に塗布乾燥させる方法がある。
【００２２】
具体的には、まず正極板については特に限定されないが、正極集電体としてアルミニウムやアルミニウム合金製の箔や不織布等を用いることができ、厚みが５μｍ〜３０μｍを有する正極集電体の片面または両面に正極活物質、導電材、結着材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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
このときの正極用結着材としては、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。
【００２６】
これらの正極活物質と導電材と正極結着材を混ぜ合わせることで正極合剤塗料を作成し、ダイコーターを用い上記のように作製した正極合剤塗料をアルミニウム箔上に塗布し、さらに乾燥後プレスにて所定厚みまで圧縮することで正極板が得られる。
【００２７】
一方、負極板についても特に限定されないが、負極集電体として圧延銅箔、電解銅箔等を用いることができ、厚みが５μｍ〜３５μｍを有する負極集電体の片面または両面に負極活物質、結着材、必要に応じて導電材、増粘剤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。
【００２８】
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。
【００２９】
このときの負極用結着材としては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。
【００３０】
増粘剤としては、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）やポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などの水溶液として粘性を有する材料であれば特に限定されないが、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）をはじめとするセルロース系樹脂およびその変性体が、合剤塗料の分散性，増粘性の観点から好ましい。
【００３１】
これらの負極活物質と負極結着材と増粘剤を混ぜ合わせることで負極合剤塗料を作成し、ダイコーターを用い上記のように作製した負極合剤塗料を銅箔上に塗布し、さらに乾燥後プレスにて所定厚みまで圧縮することで負極板が得られる。
【００３２】
以上のように集電体１１に活物質１２を塗布して担持させる方法の他にも、集電体１１の表面に活物質の薄膜を形成してもよい。この薄膜を形成する手段としては、真空プロセスであれば特に限定はされないが、蒸着法、スッパッタリング法、ＣＶＤ法などのドライプロセスを用いることができる。このときの電極活物質合剤層としては、例えば負極用活物質としてＳｉ，Ｓｎ，Ｇｅ，Ａｌやこれらの合金，ＳｉＯｘやＳｎＯｘ等の酸化物、ＳｉＳｘやＳｎＳ等を用いることができ非晶質または低結晶性であることが好ましい。
【００３３】
次に、集電体１１の表面に形成する活物質１２の薄膜の厚みとしては、作製する非水系二次電池の要求特性によっても異なるが、５〜３０μｍの範囲が好ましく、さらに１０〜２５μｍの範囲であることがより好ましい。このようにして集電体１１の表面に形成された活物質１２は、一般的に集電体１１に比べて抵抗率が高くなる。
【００３４】
このようにして形成した電極板１０の任意の位置において、図３に示すように集電板１１に担持した活物質１２を除去することなく刃１９を形成した電極リード１３を電極板１１に重ねあわせた後、電極リード１３の刃１９を電極板１０に貫通して図１に示すように集電板１１の接触部分１５と電極リード１３を接触させ、電極板１０の裏側に貫通した電極リード１３の刃１９を電極板１０に溶接した溶接部１４で固定することで電極板１０と電極リード１３を接続して、正極板および負極板を構成した。
【００３５】
さらに、本発明の非水系二次電池としては、例えば図１４に示したように複合リチウム酸化物を電極活物質合剤層とする正極板３４とリチウムを保持しうる材料を電極活物質合剤層とする負極板３６とをセパレータ３８を介して渦巻状に巻回した電極群３３を作製した。
【００３６】
この電極群３３を有底円筒形の電池ケース３０の内部に絶縁板３９と共に収容し、電極群３３の下部より導出した負極リード３７を電池ケース３０の底部に接続し、次いで電極群３３の上部より導出した正極リード３５を封口板３１に接続し、電池ケース３０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３０の開口部に封口ガスケット３２を周縁に取り付けた封口板３１を挿入し電池ケース３０の開口部を内方向に折り曲げてかしめ封口して構成することができる。以下、具体的な実施の形態についてさらに詳しく説明する。
【実施例１】
【００３７】
本発明の非水系二次電池用電極板における実施例１として、図２に示す二次電池用負極板としての電極板１０の集電体１１として厚さ２０μｍの銅箔を用い、真空蒸着により銅箔表面及び裏面にＳｉの酸化物からなる活物質１２を２０μｍ形成した。
【００３８】
そして、図４（ａ）に示すように直径２ｍｍのダイ１６と、先端径がダイ１６の直径に対して電極リード１３の厚みだけ小さくなるようにした直径が１．８ｍｍからなるポンチ１７と、打ち抜き加工する際に電極リード１３を固定するためのストリッパ１８を取り付けたバーリング加工機に、厚さ１００μｍで幅３ｍｍの電極リード１３を固定した。
【００３９】
次に図４（ｂ）に示すように電極リード１３をバーリング加工して、電極リード１３上に電極リードの刃１９を形成した。そして電極板１０に電極リード１３を重ね合わせた状態でプレス加工することで、図５に示すように電極リード１３の刃１９を電極板１０に貫通させた。
【００４０】
このようにして構成した電極板１０と電極リード１３に対して、図６に示すように電極リード１３の表面と電極板１０の裏面に貫通した電極リード１３の刃１９を直径１０ｍｍで銅製の電極棒２０で１ｋＮの力で挟み込み２０００Ａの電流を５０ｍｓ通電させることで、図１に示すように電極板１０の裏面に貫通させた電極リード１３の刃１９を発熱させて溶かすことで、電極リード１３と集電体１１の接触部分１５についても溶接して、電極板１０と電極リード１３の接続を行った電極板１０を実施例１の非水系二次電池用電極板とした。
【実施例２】
【００４１】
本発明の非水系二次電池用電極板における実施例２として、図２に示す二次電池用負極板としての電極板１０の集電体１１として厚さ２０μｍの銅箔を用い、真空蒸着により銅箔表面および裏面にＳｉの酸化物からなる活物質１２を２０μｍ形成した。
【００４２】
そして図４（ａ）に示すように直径２ｍｍのダイ１６と、先端径がダイ１６の直径に対して電極リード１３の厚みだけ小さくなるようにした直径が１．８ｍｍからなるポンチ１７と、打ち抜き加工する際に電極リード１３を固定するためのストリッパ１８を取り付けたバーリング加工機に、厚さ１００μｍで幅３ｍｍの電極リード１３を固定した。
【００４３】
次に図４（ｂ）に示すように電極リード１３をバーリング加工して、電極リード１３上に刃１９を形成した。そして電極板１０に電極リード１３を重ね合わせた状態でプレス加工することで、図５に示すように電極リード１３の刃１９を電極板１０に貫通させた。
【００４４】
このようにして構成した電極板１０と電極リード１３に対して、図７に示すように電極板１０の裏面に貫通した電極リード１３の刃１９の先端部分にレーザ加工機２１からレーザを照射して、図１に示すように電極板１０の裏面に貫通させた電極リード１３の刃１９を発熱させて溶かすことで、電極リード１３と集電体１１の接触部分１５についても溶接して、電極板１０と電極リード１３の接続を行った電極板１０を実施例２の非水系二次電池用電極板とした。
【実施例３】
【００４５】
本発明の非水系二次電池用電極板における実施例３として、図２に示す二次電池用負極板としての電極板１０の集電体１１として厚さ２０μｍの銅箔を用い、真空蒸着により銅箔表面及び裏面にＳｉの酸化物からなる活物質１２を２０μｍ形成した。
【００４６】
そして図４（ａ）に示すように直径２ｍｍのダイ１６と、先端径がダイ１６の直径に対して電極リード１３の厚みだけ小さくなるようにした直径が１．８ｍｍからなるポンチ１７と、打ち抜き加工する際に電極リード１３を固定するためのストリッパ１８を取り付けたバーリング加工機に、厚さ１００μｍで幅３ｍｍの電極リード１３を固定した。
【００４７】
そして図４（ｂ）に示すように電極リード１３をバーリング加工して、電極リード１３上に刃１９を形成した。そして電極板１０に電極リード１３を重ね合わせた状態でプレス加工することで、図５に示すように電極リード１３の刃１９を電極板１０に貫通させた。
【００４８】
このようにして構成した電極板１０と電極リード１３に対して、図８に示すように電極板１０の裏面に貫通した電極リード１３の刃１９にＴＩＧ溶接機２３でＴＩＧ溶接して、図１に示すように電極板１０の裏面に貫通させた電極リード１３の刃１９を発熱させて溶かすことで、電極リード１３と集電体１１の接触部分１５についても溶接して、電極板１０と電極リード１３の接続を行った電極板１０を実施例３の非水系二次電池用電極板とした。
【実施例４】
【００４９】
本発明の非水系二次電池用電極板における実施例４として、図２に示す二次電池用負極板としての電極板１０の集電体１１として厚さ２０μｍの銅箔を用い、真空蒸着により銅箔表面及び裏面にＳｉの酸化物からなる活物質１２を２０μｍ形成した。そして図９（ａ）に示すように電極板１０に厚さ１００μｍで幅３ｍｍの電極リード１３を重ね合わせ、直径２ｍｍのダイ２４と、先端径がダイ２４の直径に対して電極リード１３の厚みだけ小さくなるようにした直径が１．８ｍｍからなるポンチ２５と、打ち抜き加工する際に電極板１０と電極リード１３を重ねた状態で固定するためのストリッパ２６を取り付けたバーリング加工機にセットした。そして図９（ｂ）に示すように電極板１０と電極リード１３を同時にバーリング加工して、電極板１０を貫通するように電極リード１３の刃１９を形成した。
【００５０】
このようにして構成した電極板１０と電極リード１３に対して、図１０に示すように電極リード１３の表面と電極板１０の裏面に貫通した電極リード１３の刃１９を直径１０ｍｍで銅製の電極棒２０で1ｋＮの力で挟み込み芯材１１と電極リード１３を接触させた状態で２０００Ａの電流を５０ｍｓ通電させることで、図１１に示すように集電体１１と電極リード１３に形成した刃１９の接触部分２７を発熱させ、電極板１０と電極リード１３の接続を行った電極板１０を実施例４の非水系二次電池用電極板とした。
【実施例５】
【００５１】
本発明の非水系二次電池用電極板における実施例５として、図２に示す二次電池用負極板としての電極板１０の集電体１１として厚さ２０μｍの銅箔を用い、真空蒸着により銅箔表面及び裏面にＳｉの酸化物からなる活物質１２を２０μｍ形成した。
【００５２】
そして図９（ａ）に示すように電極板１０に厚さ１００μｍで幅３ｍｍの電極リード１３を重ね合わせ、直径２ｍｍのダイ２４と、先端径がダイ２４の直径に対して電極リード１３の厚みだけ小さくなるようにした直径が１．８ｍｍからなるポンチ２５と、打ち抜き加工する際に電極板１０と電極リード１３を重ねた状態で固定するためのストリッパ２６を取り付けたバーリング加工機に、セットした。そして図９（ｂ）に示すように電極板１０と電極リード１３を同時にバーリング加工して、電極板１０を貫通するように電極リー
ド１３の刃１９を形成した。
【００５３】
このようにして構成した電極板１０と電極リード１３に対して、図１２に示すように電極板１０の裏面に貫通した電極リード１３の刃１９の先端にレーザ加工機２１からレーザを照射して、図１１に示すように集電体１１と電極リード１３に形成した刃１９の接触部分２７を発熱させ、電極板１０と電極リード１３の接続を行った電極板１０を実施例５の非水系二次電池用電極板とした。
【実施例６】
【００５４】
本発明の非水系二次電池用電極板における実施例６として、図２に示す二次電池用負極板としての電極板１０の集電体１１として厚さ２０μｍの銅箔を用い、真空蒸着により銅箔表面及び裏面にＳｉの酸化物からなる活物質１２を２０μｍ形成した。
【００５５】
そして図９（ａ）に示すように電極板１０に厚さ１００μｍで幅３ｍｍの電極リード１３を重ね合わせ、直径２ｍｍのダイ２４と、先端径がダイ２４の直径に対して電極リード１３の厚みだけ小さくなるようにした直径が１．８ｍｍからなるポンチ２５と、打ち抜き加工する際に電極板１０と電極リード１３を重ねた状態で固定するためのストリッパ２６を取り付けたバーリング加工機に、セットした。そして図９（ｂ）に示すように電極板１０と電極リード１３を同時にバーリング加工して、電極板１０を貫通するように電極リード１３の刃１９を形成した。
【００５６】
このようにして構成した電極板１０と電極リード１３に対して、図１３に示すように電極板１０の裏面に貫通した電極リード１３の刃１９にＴＩＧ溶接機２３でＴＩＧ溶接して、図１１に示すように集電体１１と電極リード１３に形成した刃１９の接触部分２７を発熱させ、電極板１０と電極リード１３の接続を行った電極板１０を実施例６の非水系二次電池用電極板とした。
【００５７】
（比較例１）
本発明の非水系二次電池用電極板における比較例１として、実施例1と同様に図２に示す二次電池用負極板としての電極板１０の集電体１１として厚さ２０μｍの銅箔を用い、真空蒸着により銅箔表面及び裏面にＳｉの酸化物からなる活物質１２を２０μｍ形成した。
【００５８】
そして図１９に示すように、電極板５１に厚さ１００μｍで幅３ｍｍの電極リード５４を重ね合わせた。この状態で電極板５０と電極リード５４を直径１０ｍｍのクロム銅製の電極棒２０で１ｋＮの力で挟み込み、２０００Ａの電流を２０ｍｓ通電させることで、電極板５０と電極リード５４のスポット溶接を行った電極板５０を比較例１の非水系二次電池用電極板とした。
【００５９】
（比較例２）
本発明の非水系二次電池用電極板における比較例２として、実施例1と同様に図２に示す二次電池用負極板としての電極板１０の集電体１１として厚さ２０μｍの銅箔を用い、真空蒸着により銅箔表面及び裏面にＳｉの酸化物からなる活物質１２を２０μｍ形成した。
【００６０】
そして図１９に示すように、電極板５０に厚さ１００μｍで幅３ｍｍの電極リード５４を重ね合わせた。この状態で電極板５０と電極リード５４を超音波溶接用のアンビルとホーンで挟み込み超音波溶接することで、電極板５０と電極リード５４の溶接を行った電極板５０を比較例２の非水系二次電池用電極板とした。
【００６１】
（比較例３）
本発明の非水系二次電池用電極板における比較例３として、実施例1と同様に図２に示す二次電池用負極板としての電極板１０の集電体１１として厚さ２０μｍの銅箔を用い、真空蒸着により銅箔表面及び裏面にＳｉの酸化物からなる活物質１２を２０μｍ形成した。
【００６２】
そして図９（ａ）に示すように電極板１０に厚さ１００μｍで幅３ｍｍの電極リード１３を重ね合わせ、直径２ｍｍのダイ２４と、先端径がダイ２４の直径に対して電極リード１３の厚みだけ小さくなるようにした直径が１．８ｍｍからなるポンチ２５と、打ち抜き加工する際に電極板１０と電極リード１３を重ねた状態で固定するためのストリッパ２６を取り付けたバーリング加工機にセットした。
【００６３】
そしてこれらを図９（ｂ）に示すようにバーリング加工した後にかしめ加工を施すことで、図２０に示すように電極板５０を加工した電極リード５４をかしめて電極板５０と電極リード５４を接続した電極板５０を比較例３の非水系二次電池用電極板とした。
【００６４】
このようにして構成した実施例１〜６、比較例１〜３の非水系二次電池用負極板をそれぞれ１０００個生産し、電極板１０と電極リード１３間の接触抵抗及び引張り強度と、電極板と電極リードの接合部の厚みを測定し求めた平均値を（表１）に示す。
【００６５】
【表１】
2009037896.tif 000003
【００６６】
（表１）の結果から明らかなように、実施例１〜６の方法により電極板と電極リードを接続することで、低い接触抵抗で電極板と電極リードを接続することが可能になる。これは電極リードと集電体が直接溶接されて接続されているためである。
【００６７】
また実施例３で用いたＴＩＧ溶接は電極板の裏面に貫通した電極リードを広範囲にわたって溶かすことができるため、接触抵抗をより低下させることができると共に引張り強度が強く、また接続部分の厚みも薄くできる特徴がある。
【００６８】
これに対し比較例１の方法により電極板と電極リードを接続した場合は、電極板の活物質の抵抗値が大きく溶接電流が流れないため溶融接合することができず電極板と電極リード間の導通を得ることができない。
【００６９】
同様に比較例２の方法により電極板と電極リードを接続した場合についても、超音波接合で電極板の表面の活物質と電極リード間の接合をすることができないため、電極板と電極リード間の導通を得ることができない。
【００７０】
比較例３の方法により電極板と電極リードを接続した場合は、図２０に示すように電極リード５４で電極板５０をかしめることで、強い引張り強度を得ることができるが、電極リード５４と集電体５１の間には活物質５２が存在するため、接触抵抗が大きくなってしまう欠点がある。
【００７１】
以上、実施例１〜６においては二次電池用負極板について説明してきたが、本発明の非水系二次電池用電極板の製造方法は負極板に限定されるものではなく、正極板に適応しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【実施例７】
【００７２】
実施例７として、正極活物質にコバルト酸リチウムを用い、導電材としてアセチレンブラックを用い、正極用結着材として、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を用いて、これらを混ぜ合わせて正極合剤塗料を作成し、厚さ２０μｍのアルミニウム箔の集電体両面に塗布し、さらに乾燥後プレスにて１００μｍみまで圧縮することで正極板としての電極板を構成した。その後、厚み１００μのアルミニウム板からなる電極リードと電極板に対し、実施例１と同様の加工により電極板に電極リードを接続した。
【００７３】
そして図１４に示すように正極板３４と実施例１〜６および比較例1〜３で作成した負極板３６とをセパレータ３８を介して渦巻状に巻回した電極群３３を作製した。
【００７４】
この電極群３３を有底円筒形の電池ケース３０の内部に絶縁板３９と共に収容し、電極群３３の下部より導出した負極リード３７を電池ケース３０の底部に接続し、次いで電極群３３の上部より導出した正極リード３５を封口板３１に接続し、電池ケース３０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３０の開口部に封口ガスケット３２を周縁に取り付けた封口板３１を挿入し電池ケース３０の開口部を内方向に折り曲げてかしめ封口して非水系二次電池を構成した。
【００７５】
実施例７で構成した非水系二次電池において、実施例１〜６により構成した負極板を用いた電池は、不具合なく充放電できたのに対し、比較例1〜３で構成した負極板を用いた電池は、充電及び放電時に電流が流れなかった。
【００７６】
これは、（表１）に示したように比較例で作成した負極板は電極リードと集電体間の接触抵抗が大きいために電流を流すことができないことに起因していると考えられる。
【００７７】
次いで、上記実施例１〜６の非水系二次電池を３００サイクル充放電したが、良好な電池特性を示し、サイクル劣化などの不具合は認められなかった。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明の電極板と電極リードの接続法を用いることで、集電体全面に活物質を担持した高容量な電極板に対しても低抵抗かつ強固な接続を行うことが可能になるため、高容量で信頼性の高い非水系二次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の非水系二次電池用電極板の電極板と電極リードの断面図
【図２】同実施例の電極板の断面図
【図３】電極板に刃を形成した電極リードを接続する状態を示す斜視図
【図４】（ａ）電極リードにバーリング加工をする工程を説明する断面図、（ｂ）電極リードに形成した刃を説明する断面図
【図５】電極板に電極リードの刃を貫通させた状態の断面図
【図６】電極板に貫通した電極リードを抵抗溶接する工程を説明する断面図
【図７】電極板に貫通した電極リードをレーザ溶接する工程を説明する断面図
【図８】電極板に貫通した電極リードをＴＩＧ溶接する工程を説明する断面図
【図９】（ａ）電極リードと電極板にバーリング加工をする工程を説明する断面図、（ｂ）電極リードと電極板にバーリング加工した後の断面図
【図１０】電極板と電極リードにバーリング加工した部分を抵抗溶接する工程を説明する断面図
【図１１】電極板と電極リードにバーリング加工した部分を溶接した後の断面図
【図１２】電極板と電極リードにバーリング加工した部分をレーザ溶接する工程を説明する断面図
【図１３】電極板と電極リードにバーリング加工した部分をＴＩＧ溶接する工程を説明する断面図
【図１４】非水系二次電池の内部構造を説明する図
【図１５】抵抗溶接で電極リードと集電体を抵抗溶接した状態を示す断面図
【図１６】超音波溶接で電極リードと集電体を超音波溶接した状態を示す断面図
【図１７】（ａ）電極リードに形成した刃を集電体に押し当てる前の状態の断面図、（ｂ）電極リードに形成した刃で集電体をかしめた状態の断面図
【図１８】（ａ）電極リードと集電体をバーリング加工している状態の断面図、（ｂ）バーリング加工で電極リードに形成した刃で集電体をかしめた状態の断面図
【図１９】全面に活物質を担持した極板上に電極リードを置いた状態の断面図
【図２０】バーリング加工により電極リードに形成した刃で集電体をかしめた状態の断面図
【符号の説明】
【００８０】
１０  電極板
１１  集電体
１２  活物質
１３  電極リード
１４  溶接部
１５  集電体と電極リードの溶融接合部
１６  ダイ
１７  ポンチ
１８  ストリッパ
１９  刃
２０  電極棒
２１  レーザ加工機
２３  ＴＩＧ溶接機
２４  ダイ
２５  ポンチ
２６  ストリッパ
２７  溶融接合部
３０  電池ケース
３１  封口板
３２  封口ガスケット
３３  電極群
３４  正極板
３５  正極リード
３６  負極板
３７  負極リード
３８  セパレータ
３９  絶縁板
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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