(57)【要約】  非水電解質二次電池用電極板は、帯状の芯体と、芯体の少なくとも第１面に形成された第１活物質層とを有し、第１面の長手方向一部の芯体が露出した露出部に集電リードが接続されている。非水電解質二次電池用電極板は、第１面の一部において、露出部に隣接するように配置され、第１活物質層より高導電性の第２活物質層を有する。
2019193882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の芯体と、前記芯体の少なくとも第１面に形成された第１活物質層とを有し、前記第１面の長手方向一部の前記芯体が露出した露出部に集電リードが接続されており、
前記第１面の一部において、前記露出部に隣接するように配置され、前記第１活物質層より高導電性の第２活物質層を有する、
非水電解質二次電池用電極板。
【請求項２】
請求項１に記載の非水電解質二次電池用電極板において、
前記第２活物質層は、前記第１活物質層より単位面積当たりの導電材の量が多い、
非水電解質二次電池用電極板。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の非水電解質二次電池用電極板において、
前記第２活物質層に含まれる導電材は、繊維状であり、
前記第１活物質層に含まれる導電材は、非繊維の粒子状である、
非水電解質二次電池用電極板。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池用電極板において、
前記第２活物質層は、前記第１面の短手方向一部のみに配置される、
非水電解質二次電池用電極板。
【請求項５】
請求項４に記載の非水電解質二次電池用電極板において、
前記第２活物質層は、前記芯体の長手方向に沿って形成される、
非水電解質二次電池用電極板。
【請求項６】
請求項５に記載の非水電解質二次電池用電極板において、
前記第２活物質層は、前記芯体の長手方向における前記露出部を除く全領域に形成される、
非水電解質二次電池用電極板。
【請求項７】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池用電極板において、
前記第２活物質層は、前記芯体の短手方向における前記集電リードの導出側端部に形成される、
非水電解質二次電池用電極板。
【請求項８】
請求項７に記載の非水電解質二次電池用電極板において、
前記第１活物質層は、前記芯体の短手方向における前記集電リードの導出側とは反対側の端部において前記芯体の長手方向全長に形成され、
前記露出部は、前記芯体において、前記集電リードの導出側端部とは反対側端には達しないように形成される、
非水電解質二次電池用電極板。
【請求項９】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池用電極板において、
前記第２活物質層は、前記芯体の短手方向における中間部のみに形成される、
非水電解質二次電池用電極板。
【請求項１０】
少なくとも１つの正極板と少なくとも１つの負極板とがセパレータを介して巻回された電極体と、
前記電極体を収容する外装缶とを備える、非水電解質二次電池であって、
前記正極板と前記負極板との少なくとも一方が、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載された非水電解質二次電池用電極板である、
非水電解質二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、非水電解質二次電池用電極板及び非水電解質二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
円筒形の非水電解質二次電池は、電極板である正極板と負極板とがセパレータを介して渦巻き状に巻回されてなる巻回型の電極体を備え、電極体が外装体に収容されることにより構成される。電極体を構成する正極板及び負極板には、集電リードが接続され、正極板及び負極板は、それぞれ集電リードを介して封口体や、外装缶などに接続されている。【０００３】
特許文献１には、帯状に形成された正極板を形成する際に、第１、第２の塗布ノズルから、集電体（芯体）に、正極活物質と導電材、結着材等を混合してペースト状に調整した合材を吐出して塗布することが記載されている。このとき、集電体は、長手方向に連続走行され、各塗布ノズルは、集電体の幅方向に離れた吐出口を有する。各塗布ノズルは、それぞれで同時に吐出口を開閉制御できるように構成される。塗布ノズルの吐出口が閉じられることで、集電体に合材が塗布されない無地部（芯体露出部）が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１７／０７７６９６号
【発明の概要】
【０００５】
上記のように正極板及び負極板に集電リードが接続される場合、電極板と集電リードとの接続面積が小さいので、集電効率が低くなることで、電池の内部抵抗が高くなる可能性がある。特許文献１に記載された構成では、２つの塗布ノズルから異なる合材を吐出するものではなく、得られた電極板を用いた電池の内部抵抗を低くする面から改良の余地がある。一方、電極板に塗布する合材全体の導電性を一律に高くすることにより電池の内部抵抗を低くすることが考えられるが、この場合には、電極板が効率よく電池反応を行えなくなることで電池容量が過度に低下する可能性がある。
【０００６】
本開示は、非水電解質二次電池用電極板及び非水電解質二次電池において、電池容量を過度に低下することなく、電池の内部抵抗を低くすることを目的とする。
【０００７】
本開示に係る非水電解質二次電池用電極板は、帯状の芯体と、芯体の少なくとも第１面に形成された第１活物質層とを有し、第１面の長手方向一部の芯体が露出した露出部に集電リードが接続されており、第１面の一部において、露出部に隣接するように配置され、第１活物質層より高導電性の第２活物質層を有する、非水電解質二次電池用電極板である。
【０００８】
本開示に係る非水電解質二次電池は、少なくとも１つの正極板と少なくとも１つの負極板とがセパレータを介して巻回された電極体と、電極体を収容する外装缶とを備える、非水電解質二次電池であって、正極板と負極板との少なくとも一方が、本開示に係る非水電解質二次電池用電極板である、非水電解質二次電池である。
【０００９】
本開示に係る非水電解質二次電池用電極板及び非水電解質二次電池によれば、電池容量を過度に低下することなく、電池の内部抵抗を低くできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の一例の非水電解質二次電池の断面図である。
【図２】図１から実施形態の非水電解質二次電池用電極板である正極板を取り出して展開状態で示している図である。
【図３】図２のＡ部拡大図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】実施形態の一例において、正極板上で電気が流れやすい方向を示している、図２に対応する図である。
【図６】実施形態の別例の非水電解質二次電池用電極板である正極板を示している、図２に対応する図である。
【図７】図６のＣ部拡大図である。
【図８】実施形態の別例の非水電解質二次電池用電極板である正極板を示している、図７に対応する図である。
【図９】実施形態の別例の非水電解質二次電池用電極板である正極板を示している、図２に対応する図である。
【図１０】実施形態の別例の非水電解質二次電池用電極板である正極板を示している、図２に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本開示に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本開示の理解を容易にするための例示であって、非水電解質二次電池用電極板、または非水電解質二次電池の仕様に合わせて適宜変更することができる。また、以下において「略」なる用語は、例えば、完全に同じである場合に加えて、実質的に同じとみなせる場合を含む意味で用いられる。さらに、以下において複数の実施形態、変形例が含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。
【００１２】
図１は、実施形態の非水電解質二次電池１０の断面図である。図２は、図１から実施形態の非水電解質二次電池用電極板である正極板１２を取り出して展開状態で示している図である。図３は、図２のＡ部拡大図である。図４は、図３のＢ−Ｂ断面図である。以下では、非水電解質二次電池は、電池と記載する場合がある。
【００１３】
図１に例示するように、電池１０は、巻回型の電極体１１及び非水電解質（図示せず）を含む発電要素と、外装缶５１とを備える。巻回型の電極体１１は、少なくとも１つの正極板１２と、少なくとも１つの負極板１８と、セパレータ２５とを有し、正極板１２と負極板１８がセパレータ２５を介して渦巻状に巻回されている。正極板１２及び負極板１８は、電極板に相当する。また、正極板１２は第１極板に相当し、負極板１８は第２極板に相当する。以下では、電極体１１の軸方向一方側を「上」、軸方向他方側を「下」という場合がある。非水電解質は、非水溶媒と、非水溶媒に溶解した電解質塩とを含む。非水電解質は、液体電解質に限定されず、ゲル状ポリマー等を用いた固体電解質であってもよい。
【００１４】
正極板１２は、帯状の正極芯体１３（図２〜図４）と、正極芯体１３に接合されることにより接続された正極リード１７とを有する。正極リード１７は、正極芯体１３と正極端子を電気的に接続するための導電部材であって、電極群の上端から電極体１１の軸方向αの一方側（上方）に延出している。ここで、電極群とは電極体１１において各リードを除く部分を意味する。正極リード１７は、例えば電極体１１の径方向βの略中央部に設けられている。図２〜図４では、正極板１２及び正極芯体１３の短手方向をＸで示し、長手方向をＹで示している。
【００１５】
負極板１８は、帯状の負極芯体と、負極芯体に接続された２つの負極リード２２ａ，２２ｂとを有する。各負極リード２２ａ，２２ｂは、負極芯体と負極端子を電気的に接続するための導電部材であって、電極群の下端から電極体１１の軸方向αの他方側（下方）に延出している。例えば、２つの負極リード２２ａ、２２ｂの一方の負極リード２２ａは電極体１１の巻き始め側端部に設けられ、他方の負極リード２２ｂは電極体１１の巻き終わり側端部に設けられている。
【００１６】
正極リード１７及び各負極リード２２ａ，２２ｂは、集電リードに相当する。正極リード１７及び各負極リード２２ａ，２２ｂは、それぞれに対応する芯体よりも厚みの大きい帯状の導電部材である。各リードの厚みは、例えば芯体の厚みの３倍〜３０倍であって、一般的には５０μｍ〜５００μｍである。各リードの構成材料は特に限定されない。正極リード１７はアルミニウムを主成分とする金属によって、負極リード２２ａ，２２ｂはニッケル又は銅を主成分とする金属によって、または、ニッケル及び銅の両方を含む金属によって、それぞれ構成されることが好ましい。なお、負極リード２２ａ、２２ｂのうち、一方の負極リードは省略されてもよい。
【００１７】
図１に示す例では、外装缶５１と封口体５２によって、電極体１１及び非水電解質を収容する金属製の電池ケースが構成されている。電極体１１の上下には、絶縁板５３，５４がそれぞれ設けられる。正極リード１７は上側の絶縁板５３の貫通孔を通って封口体５２側に延び、封口体５２の底板であるフィルタ５７の下面に溶接される。電池１０では、フィルタ５７と電気的に接続された封口体５２の天板であるキャップ６１が正極端子となる。他方、負極リード２２ａは下側の絶縁板５４の貫通孔を通り、負極リード２２ｂは下側の絶縁板５４の外側を通って、外装缶５１の底部側に延び、外装缶５１の底部内面に溶接される。電池１０では、外装缶５１が負極端子となる。
【００１８】
電極体１１は、上述の通り、正極板１２と負極板１８がセパレータ２５を介して渦巻状に巻回されてなる巻回構造を有する。正極板１２、負極板１８、及びセパレータ２５は、いずれも帯状に形成され、渦巻状に巻回されることで電極体１１の径方向βに交互に積層された状態となる。電極体１１において、各電極板の長手方向Ｙ（図２）が巻き方向となり、各電極板の短手方向Ｘ（図２）が軸方向αとなる。
【００１９】
外装缶５１は、有底円筒形状の金属製容器である。外装缶５１と封口体５２の間にはガスケット６２が設けられ、電池ケース内の密閉性が確保されている。外装缶５１は、例えば側面部を外側からプレスして形成された、封口体５２を支持する張り出し部５６を有する。張り出し部５６は、外装缶５１の周方向に沿って環状に形成されることが好ましく、その上面で封口体５２を支持する。封口体５２は、外装缶５１の開口部を塞ぐ。
【００２０】
封口体５２は、電極体１１側から順に積層された、フィルタ５７、下弁体５８、絶縁部材５９、上弁体６０、及びキャップ６１を有する。封口体５２を構成する各部材は、例えば円板形状又はリング形状を有し、絶縁部材５９を除く各部材は互いに電気的に接続されている。下弁体５８と上弁体６０とは各々の中央部で互いに接続され、各々の周縁部の間には絶縁部材５９が介在している。異常発熱で電池の内圧が上昇すると、例えば下弁体５８が破断し、これにより上弁体６０がキャップ６１側に膨れて下弁体５８から離れることにより両者の電気的接続が遮断される。さらに内圧が上昇すると、上弁体６０が破断し、キャップ６１の開口部６１ａからガスが排出される。
【００２１】
以下、図２〜図４を用いて、正極板１２について詳しく説明する。正極板１２は、帯状の正極芯体１３と、正極芯体１３上に形成された第１正極活物質層である第１活物質層１４、及び第２正極活物質層であり第１活物質層１４より高導電性の第２活物質層１５とを有する。図２、図３では、第１活物質層１４を砂地部で示し、第２活物質層１５を斜格子部で示している。本実施形態では、正極芯体１３の両面に第１活物質層１４が形成されている。正極芯体１３には、例えばアルミニウムなどの金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等が用いられる。好適な正極芯体１３は、アルミニウム又はアルミニウム合金を主成分とする金属の箔である。正極芯体１３の厚みは、例えば１０μｍ〜３０μｍである。
【００２２】
第１活物質層１４は、正極芯体１３の図２の紙面の表面である第１面１３ａ（図４）において、短手方向Ｘの第１範囲Ｃ１の後述の芯体露出部１２ａを除く全領域に形成される。第１活物質層１４は、正極芯体１３の図２の紙面の裏面である第２面１３ｂ（図４）の全領域にも形成される。一方、第２活物質層１５は、正極芯体１３の第１面１３ａにおいて、短手方向Ｘの第１活物質層１４とは異なる第２範囲Ｃ２における後述の芯体露出部１２ａを除く全領域に形成される。第２活物質層１５は、正極芯体１３の第２面１３ｂ（図４）には形成されていない。また、第２活物質層１５は、後述の芯体露出部１２ａに隣接するように配置される。これにより、第２活物質層１５は、正極芯体１３の第１面の短手方向Ｘの一部にのみ、具体的には、短手方向Ｘにおける正極リード１７の導出側端部（図２の上端部）のみに配置される。また、第２活物質層１５は、正極芯体１３の第１面の長手方向Ｙに沿って形成される。具体的には、第２活物質層１５は、正極芯体１３の長手方向における芯体露出部１２ａを除く全領域に、長手方向Ｙに沿って形成される。
【００２３】
第１活物質層１４は、負極との反応を良好にする面から最適に設定される。第１活物質層１４は、正極活物質、及び結着剤を含む。第１活物質層１４は、導電材を含んでもよい。
【００２４】
一方、第２活物質層１５は、第１活物質層１４と同様に、正極活物質及び結着剤を含み、さらに導電材を含む。さらに、第２活物質層１５は、第１活物質層１４より高導電性である。例えば、第２活物質層１５は、第１活物質層１４より単位面積当たりの導電材の量が多くなっている。例えば、第１活物質層１４のうちの導電材の量が１％以下のときに、第２活物質層１５のうちの導電材の量は、第１活物質層１４の導電材量以上で５０％以下であることが好適である。
【００２５】
第２活物質層１５の単位面積当たりの導電材の量を、第１活物質層１４より多くすることなく、第２活物質層１５に含まれる導電材が繊維状であり、第１活物質層１４に含まれる導電材が非繊維の粒子状である構成としてもよい。例えば、第２活物質層１５は、導電材としてカーボンナノチューブを含み、第１活物質層１４は、カーボンナノチューブを含まず、導電材として、非繊維の粒子、例えばアセチレンブラック（ＡＢ）を含んでもよい。この構成によれば、第２活物質層１５で、正極リード１７に向けて電流が流れやすくなる。繊維状の導電材を含む第２活物質層１５を用いることはコストが上昇する原因となるが、正極板１２の第１面１３ａ側で活物質層の一部のみを第２活物質層１５とするので、コストの上昇を抑制することができる。
【００２６】
また、第２活物質層１５は、第１活物質層１４より単位面積当たりの導電材の量が多くなっており、かつ、第２活物質層１５に含まれる導電材は、繊維状であり、第１活物質層１４に含まれる導電材は、非繊維の粒子状である構成としてもよい。
【００２７】
また、正極板１２の短手方向Ｘの全長に対し第２活物質層１５の第２範囲Ｃ２の長さの割合は、１５％程度とすることが好適である。
【００２８】
正極板１２は、第１正極合材スラリーを正極芯体１３の両面に塗布するとともに、第２正極合材スラリーを正極芯体１３の第１面１３ａに塗布した後、乾燥および圧延することにより作製される。このとき、第１正極合材スラリーは、正極活物質、結着剤、及びＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）等を有し、必要に応じて導電材を有する溶剤を含む。第２正極合材スラリーは、正極活物質、結着剤、導電材、及びＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）等を有する溶剤を含む。正極芯体１３の第１面１３ａに第１及び第２合材スラリーを塗布する場合、後述のように複数の塗布ノズルの吐出口から合材スラリーを吐出させ、第１面１３ａに塗布することができる。
【００２９】
正極活物質としては、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ等の遷移金属元素を含有するリチウム含有遷移金属酸化物が例示できる。リチウム含有遷移金属酸化物は、特に限定されないが、一般式Ｌｉ１＋ｘＭＯ２（式中、−０．２＜ｘ≦０．２、ＭはＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌの少なくとも１種を含む）で表される複合酸化物であることが好ましい。
【００３０】
第１活物質層１４に含まれる上記導電材の例としては、アセチレンブラック（ＡＢ）の他、カーボンブラック（ＣＢ）、ケッチェンブラック、黒鉛等の炭素材料などが挙げられる。上記結着剤の例としては、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）等のフッ素系樹脂、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などが挙げられる。また、これらの樹脂と、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）又はその塩、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）等が併用されてもよい。これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３１】
正極板１２の第１面１３ａには、正極芯体１３を構成する金属の表面が露出した芯体露出部１２ａ（図３、図４）が設けられる。芯体露出部１２ａは正極リード１７が接続される部分であって、正極芯体１３の表面が第１活物質層１４及び第２活物質層１５のいずれにも覆われていない部分である。芯体露出部１２ａは、正極リード１７よりも幅広に形成される。図２に示す例では、正極板１２の長手方向Ｙ中央部に、正極芯体１３の短手方向Ｘ全長にわたって芯体露出部１２ａが設けられている。芯体露出部１２ａは、正極板１２の長手方向Ｙ端部寄りに形成されてもよいが、集電性の観点から、好ましくは長手方向Ｙ両端から略等距離の位置に設けられるのが好ましい。このような位置に設けられた芯体露出部１２ａに正極リード１７が接続されることで、電極体１１として巻回されたとき、正極リード１７は、電極体１１の径方向中間位置で軸方向端面から上方に突出して配置される。芯体露出部１２ａは、例えば正極芯体１３の一部に第１及び第２正極合材スラリーを塗布しない間欠塗布により設けられる。
【００３２】
図４に示すように、正極芯体１３の第２面１３ｂにおいて、芯体露出部１２ａとは正極芯体１３の厚み方向の反対側の位置には、第１活物質層１４が配置される。一方、正極芯体１３の第２面１３ｂにおいて正極リード１７が配置される芯体露出部１２ａとは、正極芯体１３の厚み方向の反対側の位置に、活物質層が配置されない構成としてもよい。例えば、正極板１２の正極リード１７とは反対側の第２面１３ｂにおいて、芯体露出部１２ａの幅方向（図４の左右方向）範囲と同じ幅方向範囲（図４の矢印δで示す範囲）に、芯体露出部が形成されてもよい。
【００３３】
図３に示すように、正極リード１７は、例えば、レーザ溶接、超音波溶接等によって芯体露出部１２ａに接合される。このとき、正極リード１７の正極芯体１３から導出する部分と、正極リード１７の正極芯体１３に接続された部分とが、第１テープ３１（図３、図４）及び第２テープ３２により覆われている。
【００３４】
第１テープ３１は、正極リード１７のうち、正極芯体１３から導出する部分と正極芯体１３に重なる部分との周囲に巻かれるように正極リード１７に貼着されている。第２テープ３２は、正極リード１７の第１テープ３１で巻かれた部分を含んだ芯体露出部１２ａに重なった部分と、第１及び第２活物質層１４，１５の一部とを覆うように、正極板１２の厚み方向両側から２枚で挟んでいる。そして、２枚の第２テープ３２が、正極板１２の短手方向Ｘ両端からはみ出た部分で接着されている。これにより、第２テープ３２は、芯体露出部１２ａを覆うように正極板１２に貼着される。第１テープ３１及び第２テープ３２は、絶縁材料により形成される。各テープ３１，３２は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂製である。これらの第１テープ３１及び第２テープ３２によって、正極板１２及び負極板１８間のセパレータ２５が裂けた場合における内部短絡を防止できる。図３では、第１テープ３１及び第２テープ３２を透明状としているが、半透明、または非透明としてもよい。
【００３５】
正極板１２において、正極芯体１３に第１及び第２活物質層１４，１５を形成する際には、次のようにして行う。例えば、正極芯体１３を長手方向Ｙに沿って移動させるとともに、正極芯体１３の短手方向Ｘの第１範囲Ｃ１と第２範囲Ｃ２とにそれぞれ分かれて配置した複数の塗布ノズルの吐出口から、第１正極合材スラリーと第２正極合材スラリーとをそれぞれ吐出させて、正極芯体１３のそれぞれの範囲Ｃ１，Ｃ２に塗布する。このとき、複数の塗布ノズルは正極芯体１３の長手方向Ｙにおける同じ位置で同時に合材スラリーを吐出してもよいが、正極芯体１３の長手方向Ｙに離れた位置で合材スラリーを、吐出開始時間を変えて吐出してもよい。
【００３６】
図１に戻って、負極板１８は、帯状の負極芯体と、負極芯体上に形成された負極活物質層とを有する。負極芯体の両面に負極活物質層２０が形成されることが好ましい。負極芯体には、例えば銅などの金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等が用いられる。負極芯体の厚みは、例えば５μｍ〜３０μｍである。
【００３７】
負極活物質層は、負極芯体の両面において、負極板１８の芯体露出部を除く全域に形成されることが好適である。負極活物質層は、負極活物質及び結着剤を含むことが好ましい。負極板は、例えば負極活物質、結着剤、及び水等を含む負極合材スラリーを負極芯体の両面に塗布した後、乾燥および圧延することにより作製される。
【００３８】
負極活物質としては、リチウムイオンを可逆的に吸蔵、放出できるものであれば特に限定されず、例えば天然黒鉛、人造黒鉛等の炭素材料、Ｓｉ、Ｓｎ等のリチウムと合金化する金属、又はこれらを含む合金、複合酸化物などを用いることができる。負極活物質層に含まれる結着剤には、例えば正極板１２の場合と同様の樹脂が用いられる。水系溶媒で負極合材スラリーを調製する場合は、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ＣＭＣ又はその塩、ポリアクリル酸又はその塩、ポリビニルアルコール等を用いることができる。これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３９】
負極板１８には、負極芯体を構成する金属の表面が露出した芯体露出部が設けられる。負極板１８の芯体露出部は、負極リード２２ａ、２２ｂがそれぞれ接続される部分であって、負極芯体の表面が負極活物質層に覆われていない部分である。負極板１８の芯体露出部は、負極板１８の幅方向に沿って長く延びた正面視略矩形形状であり、各負極リード２２ａ、２２ｂよりも幅広に形成される。
【００４０】
本実施形態では、２つの負極リード２２ａ，２２ｂは、負極芯体の外周側の表面に例えば超音波溶接、レーザ溶接等により接合されている。各負極リード２２ａ、２２ｂの上端部は負極板１８の芯体露出部上に配置され、下端部は芯体露出部の下端から下方に延出している。
【００４１】
負極板１８の芯体露出部は、例えば、負極板１８の長手方向両端部（すなわち、巻き始め側端部及び巻き終わり側端部）に、負極芯体の幅方向全長にわたってそれぞれ設けられる。負極リード２２ａは負極板１８の巻き始め側端部の芯体露出部に設けられ、負極リード２２ｂは負極板１８の巻き終わり側端部の芯体露出部に設けられている。このように負極リード２２ａ，２２ｂを負極板１８の長手方向両端部に設けることで、集電性が向上する。負極リードの配置方法はこれに限定されるものではなく、負極板１８の巻き始め側端部だけに負極リード２２ａを設けてもよい。この場合、巻き終わり側端部の芯体露出部を外装缶５１の内周面に直接に接触させる構成とするのが好ましい。各芯体露出部は、例えば負極芯体の一部に負極合材スラリーを塗布しない間欠塗布により設けられる。
【００４２】
負極リード２２ａ、２２ｂの一部にも、正極板１２の場合と同様に、第１テープ（図示せず）が貼着され、負極板１８の一部にも、正極板１２の場合と同様に、芯体露出部を覆うように、第２テープ（図示せず）が貼着される。
【００４３】
セパレータ２５には、イオン透過性及び絶縁性を有する多孔性シートが用いられる。多孔性シートの具体例としては、微多孔薄膜、織布、不織布などが挙げられる。セパレータ２５の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン樹脂が好ましい。セパレータ２５の厚みは、例えば１０μｍ〜５０μｍである。
【００４４】
上記の正極板１２及び電池１０によれば、正極芯体１３の第１面１３ａの長手方向Ｙの一部に、正極芯体１３が露出した芯体露出部１２ａに隣接するように、第１活物質層１４より高導電性の第２活物質層１５を有する。これにより、第２活物質層１５より導電性が低い第１活物質層１４において、正極リード１７から遠い位置からは、電気抵抗が低い近くの第２活物質層１５を介して、正極リード１７に向けて電流が流れやすくなる。このため、電池１０の内部抵抗を低くできる。また、電池１０の内部抵抗を低くするために、正極板１２の第１面１３ａの芯体露出部を除く全体を導電性の高い第２活物質層としたり、第２活物質層の代わりに活物質層がない芯体露出領域を形成することはしない。これにより、正極板１２が多くの部分で効率よく電池反応を行えるので、正極板１２を用いた電池１０において、電池容量が過度に低下することを防止できる。
【００４５】
図５は、実施形態の一例において、正極板１２上で電気が流れやすい方向を示している、図２に対応する図である。図５において、矢印Ｐは、正極板１２上で負極板との間で電池反応が生じて電気が流れやすい方向を模式的に示している。正極板１２の第１面１３ａ側（図５の紙面の表側）では、第１活物質層１４及び第２活物質層１５のそれぞれから電池反応により正極リード１７に向けて電流が流れる。このとき、第１活物質層１４において、正極リード１７から遠い位置からは、電気抵抗が低い近くの第２活物質層１５を介して、正極リード１７に向けて電流が流れやすくなる。これにより、正極板１２の第１面１３ａ側の多くの部分における電流通過経路で電気抵抗が低くなるので、電池１０の内部抵抗を低くできる。さらに、芯体露出部を多くする必要がないので、電池容量が過度に低下することを防止できる。
【００４６】
また、電池１０の内部抵抗を低くするために正極リードの数を多くする必要もないので、コスト低減を図れるとともに、部品点数の低減を図れる。
【００４７】
図６は、実施形態の別例の電池用電極板である正極板１９を示している、図２に対応する図である。図７は、図６のＣ部拡大図である。本例の構成では、正極芯体１３の第１面１３ａにおいて、短手方向Ｘにおける正極リード１７ａの導出側とは反対側の端部（図６、図７の下端部）を含む部分に、長手方向Ｙの全長に第１活物質層１４が形成される。また、芯体露出部１２ｂは、正極芯体１３において、正極リード１７の導出側端部（図６、図７の上端部）とは反対側端（図６、図７の下端）には達しないように、短手方向Ｘの一部のみに形成される。正極リード１７ａは、この芯体露出部１２ｂに接続される。このため、第２テープ３２ａは、正極リード１７ａの正極板１９との接続部分を含んで、正極板１９の短手方向Ｘの一部のみを覆うように貼着される。
【００４８】
さらに、第２活物質層１５は、正極芯体１３の短手方向Ｘにおける芯体露出部１２ｂの範囲と同じ範囲に形成される。このような構成では、正極芯体１３に第２活物質層１５を形成する際に、第２合材スラリーを吐出する塗布ノズルで間欠塗布を行うことにより芯体露出部１２ｂを形成できる。このとき、第１合材スラリーを吐出する塗布ノズルは、正極板１２の長手方向Ｙの全体で連続塗布を行う。
【００４９】
上記の構成によれば、正極芯体１３の第１面１３ａにおける第１活物質層１４の面積を、図１〜図５の構成より多くできるので、電池容量を高くできる。本例において、その他の構成及び作用は、図１〜図５の構成と同様である。
【００５０】
図８は、実施形態の別例の電池用電極板である正極板１９ａを示している、図７に対応する図である。本例の構成では、図６、図７の構成よりも、芯体露出部１２ｃが短手方向Ｘに大きくなり、芯体露出部１２ｃは、第１活物質層１４が配置される短手方向Ｘの一部にも形成される。このような構成では、正極芯体１３に第２活物質層１５を形成する際に、第２合材スラリーを吐出する塗布ノズルで間欠塗布を行う。これとともに、第１合材スラリーを吐出する塗布ノズルが連続吐出を行う第１吐出口と、間欠吐出を行う第２吐出口とを有する構成とし、第２吐出口から第１合材スラリーを間欠吐出することで間欠塗布を行う。これによって、芯体露出部１２ｃを形成できる。本例において、その他の構成及び作用は、図１〜図５の構成、または図６、図７の構成と同様である。
【００５１】
図９は、実施形態の別例の電池用電極板である正極板１９ｂを示している、図２に対応する図である。本例の構成では、正極芯体１３の第１面１３ａにおいて、第２活物質層１５が、正極芯体１３の短手方向Ｘにおける中間部のみに、芯体露出部１２ａを除く長手方向Ｙの全領域に形成される。これに伴って、正極芯体１３の第１面１３ａの短手方向Ｘにおける第２活物質層１５の両側には、第１活物質層１４が形成される。
【００５２】
上記の構成によれば、短手方向Ｘに離れた２つの第１活物質層１４から第２活物質層１５を介して電流が流れやすくなる。図９の矢印Ｑは、電流の流れやすい方向を示している。このとき、それぞれの第１活物質層１４の短手方向Ｘの長さが小さくなるので、電池の内部抵抗をより低くできる可能性がある。本例において、その他の構成及び作用は、図１〜図５の構成と同様である。
【００５３】
図１０は、実施形態の別例の電池用電極板である正極板１９ｃを示している、図２に対応する図である。本例の構成では、図１〜図５の構成と異なり、正極芯体１３の第１面において、第２活物質層１５が、芯体露出部１２ａを挟んだ長手方向Ｙの両側のそれぞれで、長手方向Ｙにおける芯体露出部１２ａ側端部のみに形成される。これにより、第２活物質層１５は、正極板１９ｃの長手方向Ｙ両端には達しない。このため、第２活物質層１５は、正極芯体１３の芯体露出部１２ａを除く長手方向の一部の領域のみに形成される。これに伴って、正極芯体１３における第２活物質層１５の長手方向Ｙの外側には第１活物質層１４の一部が形成される。本例において、その他の構成及び作用は、図１〜図５の構成と同様である。図１０の構成は、図９の構成のように、正極芯体１３の第１面１３ａにおいて、第２活物質層１５が、正極芯体１３の短手方向Ｘにおける中間部のみに形成される構成に適用することもできる。
【００５４】
なお、図示は省略するが、第２活物質層１５は、正極芯体１３の第１面において長手方向Ｙに形成するものに限定せず、正極芯体１３の長手方向に対し傾斜して形成することもできる。
【００５５】
また、上記では、正極板の正極リード接続側の第１面に第２活物質層１５を形成する場合を説明したが、正極板とともに、または正極板の代わりに、負極板の負極リード接続側の第１面に第２活物質層を形成してもよい。このとき、負極板に形成される第２活物質層は、負極板に形成される第１活物質層より高導電性である。これによっても、正極板の場合と同様に、電池容量を過度に低下することなく、電池の内部抵抗を低くできる。
【００５６】
また、上記では、正極板の正極リード接続側の第１面のみに第２活物質層を形成する場合を例に説明したが、正極リード接続側の第１面の反対側の第２面のみに第２活物質層を形成する構成でもよいし、第１面と第２面の両面に第２活物質層を形成してもよい。更にこの場合、正極板や正極リードの代わりに、負極板や負極リードとしてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１０  電池
１１  電極体
１２  正極板
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  芯体露出部
１３  正極芯体
１４  第１活物質層
１５  第２活物質層
１７，１７ａ  正極リード
１８  負極板
１９，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ  正極板
２２ａ，２２ｂ  負極リード
２５  セパレータ
３１  第１テープ
３２，３２ａ  第２テープ
５１  外装缶
５２  封口体
５３，５４  絶縁板
５６  張り出し部
５７  フィルタ
５８  下弁体
５９  絶縁部材
６０  上弁体
６１  キャップ
６２  ガスケット
【図１】
2019193882.tif 000003
【図２】
2019193882.tif 000004
【図３】
2019193882.tif 000005
【図４】
2019193882.tif 000006
【図５】
2019193882.tif 000007
【図６】
2019193882.tif 000008
【図７】
2019193882.tif 000009
【図８】
2019193882.tif 000010
【図９】
2019193882.tif 000011
【図１０】
2019193882.tif 000012
【国際調査報告】
2019193882.tif 000013
2019193882.tif 000014
2019193882.tif 000015
2019193882.tif 000016