CN101512800B - 非水系二次电池用集电体、使用该集电体的非水系二次电池用电极板以及非水系二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供可以确保制作电极板时的集电体的强度，同时在集电体的突起上可以高效地附载活性物质的非水系二次电池用集电体、使用该集电体的非水系二次电池用电极板以及非水系二次电池。本发明涉及一种非水系二次电池用集电体，其由至少附载正极活性物质或负极活性物质的金属箔构成，所述集电体的特征在于：在至少一个面上以预定的排列图案形成有突起；所述突起以至少顶部不被压缩的方式形成；所述排列图案包括：所述突起以等间距排列成直线状的行方向，以及由排列在所述行方向上的一组突起构成的行单元以预定的间隔相互平行地配置的列方向；构成所述行单元的一组突起各自与在所述列方向相邻的其它行单元的突起在行方向的位置是不同的。另外，本发明还涉及使用所述集电体的非水系二次电池用电极板以及非水系二次电池。

Description

非水系二次电池用集电体、使用该集电体的非水系二次电池用电极板以及非水系二次电池 
技术领域
本发明涉及以锂离子二次电池为代表的非水系二次电池用集电体、使用该集电体的非水系二次电池用电极板以及非水系二次电池。
背景技术
近年来，对于作为便携式电子设备的电源而加以广泛利用的锂离子二次电池(以下简称为锂二次电池)，其负极使用能够进行锂的嵌入和脱嵌的碳素材料，正极使用LiCoO2(钴酸锂)等的过渡金属和锂的复合氧化物作为活性物质。由此，可以获得高电位且高放电容量的二次电池。
然而，近年来伴随着电子设备和通信设备的多功能化，人们希望锂二次电池进一步提高性能，尤其希望改善与充放电循环相伴的特性劣化。
一般地说，锂二次电池的发电单元即电极板的构成是：在集电体的单面或双面，涂布在分散介质中混炼分散有正极活性物质或负极活性物质、作为粘结材料的粘结剂、以及根据需要添加的导电材料的合剂涂料并进行干燥，然后对其进行压力加工，从而形成正极合剂层或负极合剂层。
在此，作为与充放电循环相伴的特性劣化的重要原因之一，可以列举出涂布于集电体上的正极合剂层或负极合剂层与集电体的粘结力的下降。这是因为：在与充放电相伴的电极板的膨胀和收缩的作用下，在集电体界面的粘结力减弱，从而正极合剂层或负极合剂层发生脱落。
于是，为了提高正极合剂层或负极合剂层与集电体的粘结力，人们进行了增大与集电体界面的接触面积的研究。在此情况下，一般采用通过电解浸蚀集电体表面的方法、或者通过电沉积使构成金属析出于表面的方法，从而使集电体表面粗面化。
另外，作为使集电体表面粗面化的其它方法，例如已经提出了使微粒高速碰撞作为被处理材料的压延铜箔的表面从而在表面形成微小凹凸 的方法(例如参照专利文献1)。另外，还提出了将激光照射在金属箔上从而形成表面粗糙度以10点平均粗糙度计为0.5～10μm的凹凸的方法(例如参照专利文献2)。
另外，如图27所示，如果为了提高输出密度而减薄电极合剂层的涂布厚度，则面临能量密度降低的两难选择。为避免这样的两难选择，人们提出了增加集电体的表面积从而增大电极合剂层与集电体的接触面积的方案。在图示实例中，用一对导辊62、63夹入由金属箔构成的集电体61，将其表面加工成凹凸状(例如参照专利文献3)。
另外，为了获得活性物质的附载性和电传导性优良的锂二次电池用集电体，如图28所示，人们提出了如下的方案：例如将金属箔设计为具有峰部和谷部的波板状，以便成为当金属箔的一侧的表面凹下去时相反侧的表面突出出来的形状(例如参照专利文献4)。
再者，为了获得容量、输出等的偏差较少、输出特性优良且价格低廉和长寿命的锂二次电池，如图29所示，人们提出了如下的方法：通过压花加工形成凹凸，使其处于活性物质填充在该凹部中而突起的表面露出或突起上附着有活性物质的状态(例如参照专利文献5)。
另一方面，作为制作锂二次电池的电极板的其它方法，为人所知的方法有采用电镀法或真空蒸镀法等形成活性物质薄膜的方法。在该方法中，为获得集电体和活性物质的粘结力稳定的电池也是很重要的。例如以获得放电容量较大且充放电循环特性优良的锂二次电池用电极板为目的，人们提出了在由不会与锂合金化的金属构成的集电体上形成活性物质薄膜、并将(活性物质薄膜的表面粗糙度Ra)-(集电体的表面粗糙度Ra)所得到的值设定为0.1μm以下的方法(例如参照专利文献6)。
采用专利文献1所记载的表面粗化方法，虽然可以形成局部具有随机的凹凸的集电体，但由于从喷嘴喷射的微粒具有不同的速度分布，因而难以在集电体的宽度方向和长度方向均匀地形成凹凸。
根据专利文献2所记载的金属箔粗化方法，通过向金属箔照射激光而使局部加热的金属蒸发，由此形成凹部，这样连续地进行照射便有可能在整个金属箔上形成凹凸。然而，由于用激光进行线性扫描，因而难以防止因局部施加达到金属熔点以上的热而给金属箔带来的波动、皱纹 和翘曲的发生。再者，在锂二次电池的集电体之类的厚度为20μm以下的金属箔上进行激光加工时，往往由激光的输出偏差而引起在金属箔上开孔的不良现象。
在专利文献3和专利文献4的集电体的制造方法中，如果金属箔的表面被设计为凹部，则与其相对置的背面必然成为突起，因而在凹凸形成时，难以防止在金属箔上发生波动、皱纹和翘曲等现象。
在专利文献5所记载的电极的制造方法中，由于采用压花加工在开口率为20％以下的冲孔金属(punching metal)上形成凹凸，因而往往使集电体的强度下降，从而引起电极板断裂的不良现象。
在专利文献6所记载的二次电池用电极中，将(活性物质薄膜的表面粗糙度Ra)-(集电体的表面粗糙度Ra)所得到的值设定为0.1μm以下，藉此稳定集电体与活性物质薄膜的粘结力。然而，在锂嵌入时使活性物质薄膜的膨胀率增大的金属中，集电体与活性物质薄膜的粘结力减弱，从而往往在电极板上产生皱纹，引起充放电循环特性发生劣化的不良现象。
另外，在上述专利文献1～6中，并没有触及任何有关在使用形成有突起的集电体而制作电极板(正极板和负极板)之后，通过隔膜的分隔而将这些电极板进行卷绕，从而制作电极组时的课题。然而，如图30所示，正极板70和负极板72经由隔膜74、75的分隔而卷绕成螺旋状，从而构成电极组。在该电极组的内周侧和外周侧中，正极板70和负极板72的曲率不同。因此，当在正极集电体69或负极集电体71的表面以等间距形成突起时，突起顶端的间距在内周侧增宽，而在外周侧变窄。
再者，当如上述那样构成电极组时，则正极板和负极板发生弯曲，但如图31所示，集电体75表面的突起76顶端的间距在外侧面增宽，而在内侧面变窄。
专利文献1：特开2002-79466号公报
专利文献2：特开2003-258182号公报
专利文献3：特开平8-195202号公报
专利文献4：特开2002-270186号公报
专利文献5：特开2005-32642号公报
专利文献6：特开2002-279972号公报
发明内容
本发明是鉴于上述的问题而完成的，其目的在于提供可以确保制作电极板时的集电体的强度，同时在集电体的突起上可以高效地附载活性物质的非水系二次电池用集电体、使用该集电体的非水系二次电池用电极板以及非水系二次电池。
另外，本发明的目的还在于：提供在将正极和负极的电极板卷绕成螺旋状而制作电极组时，可以抑制因其外周侧和内周侧的曲率的不同以及电极板的外侧面和内侧面的曲率的不同而给集电体强度带来的不良影响，同时在集电体上可以高效地附载活性物质的非水系二次电池用集电体、使用该集电体的非水系二次电池用电极板以及非水系二次电池。
另外，本发明的目的还在于：提供在突起形成于由金属箔构成的集电体的两面的情况下，使对应位置的突起的配置能够得以调整，从而在集电体上形成突起时，防止波动、皱纹和翘曲等的发生，由此提高可靠性的非水系二次电池用集电体、使用该集电体的非水系二次电池用电极板以及非水系二次电池。
为了实现上述的目的，本发明涉及一种非水系二次电池用集电体，其由至少附载正极活性物质或负极活性物质的金属箔构成，所述集电体的特征在于：
在至少一个面上以预定的排列图案形成有突起；
所述突起以至少顶部不被压缩的方式形成；
所述排列图案包括：所述突起以等间距排列成直线状的行方向，以及由排列在所述行方向上的一组突起构成的行单元以预定的间隔相互平行地配置的列方向；
构成所述行单元的一组突起各自与在所述列方向相邻的其它行单元的突起在行方向的位置是不同的。
另外，本发明还涉及一种非水系二次电池用集电体，其由至少附载正极活性物质或负极活性物质的金属箔构成，所述集电体的特征在于：
在至少一个面上以预定的排列图案形成有突起；
所述突起以至少顶部不被压缩的方式形成；
所述排列图案包括：所述突起以等间距排列成锯齿状的行方向，以及由排列在所述行方向上的一组突起构成的行单元以预定的间隔相互平行地配置的列方向；
所述突起各自与所有的同该突起相邻的其它突起的间隔相等。
在此，优选所述集电体呈长条带状，所述集电体的长度方向与所述列方向相一致，而且所述集电体的宽度方向与所述行方向相一致；
从所述集电体的长度方向的一端侧向另一端侧，所述行单元的配置间隔依次缩短。
另外，还优选所述突起形成于所述金属箔的两面；而且对于所述金属箔的一个面的所述突起和所述金属箔的另一个面的所述突起，所设置的相位在行方向是不同的。
另外，还优选所述突起形成于所述金属箔的两面；而且在所述金属箔的一个面上于所述列方向配置所述行单元的间隔比在所述金属箔的另一个面上配置所述行单元的间隔更大。
所述集电体的构成还优选为：所述金属箔在一个面上以所述排列图案形成所述突起，而且另一个面被设计为平滑面；
2片以上的所述金属箔的所述平滑面彼此之间接合在一起。
所述集电体的构成还优选为：所述金属箔在一个面上以所述排列图案形成所述突起，而且另一个面被设计为平滑面；
在预定部位折弯所述金属箔，而且将该折弯的金属箔的所述平滑面彼此之间接合在一起。
根据本发明的非水系二次电池用集电体，由于以预定的排列图案形成至少顶部不被压缩地形成的突起，因而富有耐久性，可以防止在将突起形成于集电体表面的工序、以及将活性物质附载于该突起上的工序中产生的集电体的局部变形或挠曲。同时，在将活性物质附载于集电体的突起上的工序、以及此后纵剪切加工成预定宽度等的后续工序中，也可以抑制活性物质的脱落。因此，使用该集电体可以制作可靠性高的非水系二次电池。
另外，根据本发明的非水系二次电池，可以使由制作非水系二次电 池的电极组时的内周侧和外周侧的电极板的曲率不同引起的施加于电极板的弯曲应力之差得以缓和。另外，还可以使由电极板的外侧面和内侧面中电极板的曲率不同引起的施加于电极板的弯曲应力之差得以缓和。由此，可以抑制在将电极板卷绕成螺旋状而制作电极组的工序中的卷绕偏移和活性物质的脱落。因此，使用该电极板可以制作可靠性高的非水系二次电池。
另外，根据本发明的非水系二次电池用电极板，于电极板的构成单元即集电体上，在一个面上形成许多未被压缩加工的突起，且另一个面设计为平滑面，并将该平滑面彼此之间接合在一起而制作集电体，藉此可以任意调整集电体的一个面和另一个面的突起的相位。由此，可以使电极板的强度特性适合于活性物质的特性。另外，通过使集电体的一个面和另一个面的突起的相位不同，可以获得较大的耐久应力，因而可以防止在将突起形成于集电体表面侧的工序、以及将活性物质附载于集电体的突起上的工序中产生的集电体局部的波动、皱纹和翘曲等现象。另外，通过使集电体的一个面和另一个面的突起的相位相一致，可以提高电极板的柔软性，从而在卷绕电极板而制作的电极组中，可以防止活性物质的剥离。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的集电体的示意构成的俯视图。
图2是制作图1的集电体所使用的辊子的立体图(a)以及将其表面放大的立体图(b)。
图3是表示采用图2的辊子加工集电体的加工方法的一个实例的立体图。
图4是表示使用图1的集电体所制作的非水系二次电池的结构的局部剖视图。
图5是表示本发明的实施方式2的集电体的示意构成的俯视图。
图6是表示本发明的实施方式3的集电体的示意构成的俯视图。
图7是表示本发明的实施方式4的集电体的示意构成的俯视图。
图8是表示本发明的实施方式5的集电体的示意构成的俯视图。
图9是表示本发明的实施方式6的集电体的示意构成的俯视图。
图10是表示本发明的实施方式7的集电体的示意构成的俯视图。
图11是将制作图10的集电体所使用的辊子的表面进行了放大的立体图。
图12是表示本发明的实施方式8的集电体的示意构成的俯视图。
图13是表示本发明的实施方式9的集电体的示意构成的俯视图。
图14是表示本发明的实施方式10的集电体的示意构成的俯视图。
图15是表示本发明的实施方式11的集电体的示意构成的俯视图。
图16是表示本发明的实施方式12的集电体的示意构成的俯视图。
图17是将制作图16的集电体所使用的辊子的表面进行了放大的立体图。
图18是表示本发明的实施方式13的集电体的示意构成的俯视图。
图19是表示本发明的实施方式14的集电体的示意构成的俯视图。
图20是表示本发明的实施方式15的集电体的示意构成的俯视图。
图21是表示本发明的实施方式16的集电体的示意构成的俯视图。
图22是将制作图21的集电体所使用的辊子的表面进行了放大的立体图。
图23是表示本发明的实施方式17的集电体的示意构成的俯视图。
图24是表示本发明的实施方式18的集电体的示意构成的俯视图。
图25是用于评价使用了本发明实施例20的集电体的正极板的装置的示意图(a)及其评价结果的立体图(b)。
图26是表示本发明的非水系二次电池的一个实例即方形电池的电极组的示意构成的主视图。
图27是基于专利文献3的以往的集电体的制造装置的示意图。
图28是表示基于专利文献4的以往的集电体的示意构成的立体图。
图29是表示基于专利文献5的以往的集电体的示意构成的剖视图。
图30是为了说明以往的集电体的问题而作为参照的电极组的横向剖视图。
图31是为了说明以往的集电体的其它问题而作为参照的集电体的剖视图。
具体实施方式
本发明涉及一种非水系二次电池用集电体，其由至少附载正极活性物质或负极活性物质的金属箔构成，其中，在至少一个面上以预定的排列图案形成有突起；突起以至少顶部不被压缩的方式形成；排列图案包括：突起以等间距排列成直线状的行方向、以及由排列在行方向上的一组突起构成的行单元以预定的间隔相互平行地配置的列方向；构成行单元的一组突起各自与在列方向相邻的其它行单元的突起在行方向的位置是不同的。在此，突起的形状是可以至少将其顶部设定为大致呈圆形。
另外，如后所述，上述突起通过采用设置有与突起相对应的凹部的辊子或模具对金属箔进行压缩加工而形成。此时，与没有形成凹部的部分相对置的金属箔区域被压缩，与设置有凹部的部分相对置的金属箔区域向上隆起而产生塑性变形。由此，使突起得以形成。在此，突起由于以其顶端部(顶部)也不与凹部的底面相接触的方式形成，因而处于至少顶部不被压缩的状态。
根据上述突起的排列图案，可以显示出较大的耐久应力，可以防止在将突起形成于集电体表面的工序、以及将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序中产生的集电体的局部变形或挠曲。同时，在将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序、以及此后纵剪切加工成预定宽度等的后续工序中，也可以抑制电极活性物质的脱落。
在此，集电体可以设定为：呈长条带状，而且集电体的长度方向与列方向相一致，同时集电体的宽度方向与行方向相一致，突起的顶部大致呈椭圆形，该椭圆形的长轴与集电体的宽度方向相一致。其结果是，借助于由该突起的排列图案所能显示出的较大的耐久应力，可以防止在将突起形成于集电体表面的工序、以及将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序中产生的集电体的局部变形或挠曲。另外，通过使椭圆形的长轴与集电体的宽度方向相一致，则朝着集电体的长度方向将电极活性物质附载于集电体的突起上时，可以高效地进行附载。再者，在将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序、以及此后纵剪切加工成预定宽度等的后续工序中，也可以抑制电极活性物质的脱落。
另外，集电体可以设定为：呈长条带状，而且集电体的长度方向与 列方向相一致，同时集电体的宽度方向与行方向相一致，突起的顶部大致呈长方形，该长方形的长度方向与集电体的宽度方向相一致。其结果是，借助于由该突起的排列图案所能显示出的较大的耐久应力，可以防止在将突起形成于集电体表面的工序、以及将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序中产生的集电体的局部变形或挠曲。同时，通过使长方形的长度方向与集电体的宽度方向相一致，则朝着集电体的长度方向将电极活性物质附载于集电体的突起上时，可以高效地进行附载。再者，在将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序、以及此后纵剪切加工成预定宽度等的后续工序中，也可以抑制电极活性物质的脱落。
另外，集电体还可以设定为：呈长条带状，而且集电体的长度方向与列方向相一致，同时集电体的宽度方向与行方向相一致，突起的顶部大致呈菱形，该菱形的长对角线与集电体的宽度方向相一致。其结果是，借助于由该突起的排列图案所能显示出的较大的耐久应力，可以防止在将突起形成于集电体表面的工序、以及将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序中产生的集电体的局部变形或挠曲。同时，通过使菱形的长轴与集电体的宽度方向相一致，则朝着集电体的长度方向将电极活性物质附载于集电体的突起上时，可以高效地进行附载。再者，在将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序、以及此后纵剪切加工成预定宽度等的后续工序中，也可以抑制电极活性物质的脱落。
另外，集电体可以设定为：呈长条带状，而且集电体的长度方向与列方向相一致，同时集电体的宽度方向与行方向相一致，突起的顶部大致呈正方形，该正方形的1条对角线与集电体的宽度方向相一致。其结果是，借助于由该突起的排列图案所能显示出的较大的耐久应力，可以防止在将突起形成于集电体表面的工序、以及将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序中产生的集电体的局部变形或挠曲。同时，通过使正方形的1条对角线与集电体的宽度方向相一致，则朝着集电体的长度方向将电极活性物质附载于集电体的突起上时，可以高效地进行附载。再者，在将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序、以及此后纵剪切加工成预定宽度等的后续工序中，也可以抑制电极活性物质的脱落。
另外，集电体可以设定为：呈长条带状，而且集电体的长度方向与 列方向相一致，同时集电体的宽度方向与行方向相一致，突起的顶部大致呈正六边形，该正六边形的1组对边与集电体的宽度方向相垂直。其结果是，突起的排列图案成为大致的正六边形处于最紧密填充的蜂窝形状的排列，因而在提高集电体强度的同时，可以显示出对于集电体变形的较大的耐久应力。由此，可以防止在将突起形成于集电体表面的工序、以及将活性物质薄膜沉积形成于集电体的突起上的工序中产生的集电体的局部变形或挠曲。同时，通过使正方形的1条对角线的方向与集电体的宽度方向相一致，则朝着集电体的长度方向将电极活性物质附载于集电体的突起上时，可以高效地进行附载。再者，在将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序、以及此后纵剪切加工成预定宽度等的后续工序中，也可以抑制电极活性物质的脱落。
另外，本发明还涉及一种在上述非水系二次电池用集电体上，至少附载正极活性物质或负极活性物质而得到的非水系二次电池用电极板。根据该构成，借助于由上述突起的排列图案所能显示出的较大的耐久应力，可以防止在将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序中产生的集电体的局部变形或挠曲。同时，在将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序、以及此后纵剪切加工成预定宽度等的后续工序中，也可以抑制电极活性物质的脱落。
另外，本发明还涉及一种非水系二次电池用集电体，其由至少附载正极活性物质或负极活性物质的金属箔构成，其中，在至少一个面上以预定的排列图案形成有突起；突起以至少顶部不被压缩的方式形成；排列图案包括：突起以等间距排列成锯齿状的行方向、以及由排列在所述行方向上的一组突起构成的行单元以预定的间隔相互平行地配置的列方向；突起各自与所有的同该突起相邻的其它突起的间隔相等。在此，突起的形状是可以至少将其顶部设定为大致呈圆形。
根据上述的突起的排列图案，在拉伸应力施加于列方向的情况下，由于该应力施加在排列成锯齿状的各突起上，而且突起各自和与其相邻的所有突起的距离相等，因而施加在各突起上的应力均等。因此，例如在集电体呈长条带状，且其长度方向和上述列方向一致而构成集电体的情况下，切断集电体的力得以降低，从而可以提高集电体的强度。因此， 可以防止在将突起形成于集电体表面的工序、以及将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序中产生的集电体的局部变形或挠曲。同时，在将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序、以及此后纵剪切加工成预定宽度等的后续工序中，也可以抑制电极活性物质的脱落。
另外，集电体可以设定为：呈长条带状，而且集电体的长度方向与列方向相一致，同时集电体的宽度方向与行方向相一致，突起的顶部大致呈正方形，该正方形的1组对边与集电体的宽度方向相垂直。其结果是，在拉伸应力施加于集电体的长度方向的情况下，该应力施加在排列成锯齿状的各突起上，与突起的排列在集电体的宽度方向排成一列的情况相比，施加在各突起上的应力得以分散。因此，切断集电体的力得以降低，从而可以提高集电体的强度。因此，可以防止在将突起形成于集电体表面的工序、以及将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序中产生的集电体的局部变形或挠曲。同时，在将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序、以及此后纵剪切加工成预定宽度等的后续工序中，也可以抑制电极活性物质的脱落。
另外，集电体可以设定为：呈长条带状，而且集电体的长度方向与列方向相一致，同时集电体的宽度方向与行方向相一致，突起的顶部大致呈正方形，该正方形的1条对角线的方向与集电体的宽度方向相一致。其结果是，在拉伸应力施加于集电体的长度方向的情况下，该应力施加在排列成锯齿状的各突起上，与突起的排列在集电体的宽度方向排成一列的情况相比，施加在各突起上的应力得以分散。因此，切断集电体的力得以降低，从而可以提高集电体的强度。因此，可以防止在将突起形成于集电体表面的工序、以及将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序中产生的集电体的局部变形或挠曲。同时，在将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序、以及此后纵剪切加工成预定宽度等的后续工序中，也可以抑制电极活性物质的脱落。
另外，集电体可以设定为：呈长条带状，而且集电体的长度方向与列方向相一致，同时集电体的宽度方向与行方向相一致，突起的顶部大致呈正六边形，该正六边形的最长的对角线之一与集电体的宽度方向相一致。另外，集电体还可以设定为：呈长条带状，而且集电体的长度方 向与列方向相一致，同时集电体的宽度方向与行方向相一致，突起的顶部大致呈具有8以上的任一偶数个角的正多边形，该正多边形的最长的对角线之一的方向与集电体的宽度方向相一致。
根据该构成，在拉伸应力施加于集电体的长度方向的情况下，由于该应力施加在排列成锯齿状的各突起上，而且突起各自和与其相邻的所有突起的距离相等，因而施加在各突起上的应力均等。因此，切断集电体的力得以降低，从而可以提高集电体的强度。因此，可以防止在将突起形成于集电体表面的工序、以及将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序中产生的集电体的局部变形或挠曲。同时，在将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序、以及此后纵剪切加工成预定宽度等的后续工序中，也可以抑制电极活性物质的脱落。
另外，集电体可以设定为：呈长条带状，而且集电体的长度方向与列方向相一致，同时集电体的宽度方向与行方向相一致，突起的顶部大致呈正六边形，该正六边形的1组对边与集电体的宽度方向相垂直。另外，集电体还可以设定为：呈长条带状，而且集电体的长度方向与列方向相一致，同时集电体的宽度方向与行方向相一致，突起的至少顶部大致呈具有8以上的任一偶数个角的正多边形，该正多边形的1组对边与集电体的宽度方向相垂直。
根据该构成，在拉伸应力施加于集电体的长度方向的情况下，由于该应力施加在排列成锯齿状的各突起上，而且突起各自和与其相邻的所 有突起的距离相等，因而施加在各突起上的应力均等。因此，切断集电体的力得以降低，从而可以提高集电体的强度。因此，可以防止在将突起形成于集电体表面的工序、以及将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序中产生的集电体的局部变形或挠曲。同时，在将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序、以及此后纵剪切加工成预定宽度等的后续工序中，也可以抑制电极活性物质的脱落。
另外，本发明还涉及一种在上述任一种非水系二次电池用集电体上，至少附载正极活性物质或负极活性物质而得到的非水系二次电池用电极板。根据该构成，借助于由上述突起的排列图案所能显示出的较大的耐久应力，可以防止在将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序中产生的集电体的局部变形或挠曲。同时，在将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序、以及此后纵剪切加工成预定宽度等的后续工序中，也可以抑制电极活性物质的脱落。
另外，本发明还涉及一种非水系二次电池，其构成是：使隔膜介入根据上述非水系二次电池用电极板的正极板和负极板之间，并将该正极板和负极板进行卷绕或层叠而构成电极组，然后将该电极组与非水电解液一起封入电池壳体内。根据该构成，可以使与非水系二次电池的充放电相伴的、由嵌入锂时的电极活性物质的膨胀以及脱嵌锂时的电极活性物质的收缩引起的体积变化得以缓和。由此，可以获得不会发生由充放电产生的电极板断裂、以及电极活性物质层的脱落等不良现象且高容量和高可靠性的非水系二次电池。
另外，集电体可以设定为：呈长条带状，而且集电体的长度方向与列方向相一致，同时集电体的宽度方向与所述行方向相一致；从集电体的长度方向的一端侧向另一端侧，行单元的配置间隔依次缩短。其结果是，当将使用了上述集电体的电极板卷绕成螺旋状时，通过将行单元的间隔增大者设定为内周侧，则可以使由内周侧和外周侧的曲率不同而产生的不良影响得以缓和。也就是说，可以使由突起的顶部间距在内周侧狭小而在外周侧较大所产生的、施加于电极板的弯曲应力之差得以缓和。由此，可以抑制在由使用了上述集电体的电极板制作电极组的工序中的卷绕偏移和电极活性物质的脱落。
另外，集电体可以设定为：突起形成于金属箔的两面；而且对于金属箔的一个面的突起和金属箔的另一个面的突起，所设置的相位是一致的。其结果是，用在具有相同总厚度的两面形成有突起的集电体来进行比较，则可以使集电体具有更高的柔软性。因此，在卷绕使用了上述集电体的电极板而制作电极组时，不会发生卷绕偏移等不良现象而可以制作均匀的电极组。
另外，集电体可以设定为：突起形成于金属箔的两面；而且对于金属箔的一个面的突起和金属箔的另一个面的突起，所设置的相位在行方向是不同的。其结果是，用在具有相同总厚度的两面形成有突起的集电体来进行比较，则较之于突起的相位相一致的情况可以使集电体的强度更加得以提高。可以更加发挥出如下的效果：在将突起形成于集电体表面的工序、以及将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序中产生的集电体的局部变形或挠曲。
另外，集电体可以设定为：突起形成于所述金属箔的两面；而且在金属箔的一个面上于列方向配置行单元的间隔比在金属箔的另一个面上配置行单元的间隔更大。其结果是，当将使用了上述集电体的电极板卷绕成螺旋状而制作电极组时，可以使由电极板的外侧面和内侧面的曲率不同而产生的不良影响得以缓和。也就是说，可以使由突起的顶部间距在外侧面较大而在内侧面狭小所产生的、施加于电极板的弯曲应力之差得以缓和。由此，可以更加切实地抑制在卷绕电极板制作电极组时的卷绕偏移和电极活性物质的脱落。
另外，金属箔在一个面上以所述排列图案形成突起，而且另一个面被设计为平滑面；集电体可以设定为：是将2片以上的金属箔的平滑面彼此之间接合在一起而构成的。其结果是，能够以任意的相位差设计集电体的一个面的突起和另一个面的突起。由此，在将使用上述集电体的电极板与其它电池构成单元进行卷绕而制作电极组时，可以容易地应对由于以各种曲率弯曲而产生的应力。也就是说，根据上述曲率而调整上述相位，藉此可以具有作为集电体的强度特性和柔软性，而且可以与所要求的极板的功能相对应。另外，即使在1个电极组中也可以部分地调整上述相位，可以增强曲率较大且施加较大应力的集电体的局部区域。 再者，由于只在金属箔的单面形成突起，所以与在金属箔的两面形成突起的情况相比较，可以在更薄的金属箔上形成更高的突起。另外，使用上述集电体的非水系二次电池用电极板可以使正极活性物质或负极活性物质的体积比率自由地变化，可以使卷绕电极板所得到的电极组的内周侧和外周侧的电化学反应的效率变得良好，从而可以增大电池容量。
另外，如果将上述2片以上的金属箔接合在一起，从而使集电体一个面的突起和另一个面的突起的相位不同，则突起的宽度的一部分在两面重叠的区域可以缓和并接收因电极板的卷绕而产生的应力。另一方面，当两面没有形成突起的区域接收应力时，则柔软地发生弯曲。由此，可以使耐久应力与柔软性的平衡变化为任意的状态。因此，可以防止电极板和集电体的龟裂。
另外，如果将上述2片以上的金属箔接合在一起，从而使集电体一个面的突起和另一个面的突起的相位一致，则在两面形成有突起的区域可以接收因卷绕而产生的应力。另一方面，当两面没有形成突起的区域接收应力时，则柔软地发生弯曲。由此，在方形电池等具有电极板曲率部分地增大之类的电极组的电池中，由于电极板优良的柔软性而可以防止活性物质的剥离。
另外，由于上述集电体的构成是将2片以上的上述金属箔的平滑面彼此之间接合在一起，因而可以自由地调整一个面的突起和另一个面的突起的相位。另外，制造工序也能够得以简化。
另外，金属箔在一个面上以所述排列图案形成突起，而且另一个面被设计为平滑面；集电体可以设定为：是在预定部位折弯金属箔，而且将该折弯的金属箔的平滑面彼此之间接合在一起而构成的。其结果是，不必切断集电体，可以抑制因切断所引起的毛刺的发生。另外，通过任意改变1片金属箔的折弯部位，可以调整金属箔两面的突起的相位，因而可以使在进行采用2片以上的金属箔时所必须的切断之后，进行接合的对位的工序得以简化。由此，在能够削减对位工序的制造成本的同时，还可以提高集电体的合格率，从而能够使生产能力得以提高。
由于使隔膜介入上述正极板和负极板之间，并将该正极板和负极板进行卷绕或层叠而构成电极组，然后将该电极组与非水电解液一起封入 电池壳体内而构成非水系二次电池，因而借助于由上述突起的排列图案所能显示出的较大的耐久应力，可以防止在将突起形成于集电体表面的工序、以及将电极活性物质附载于集电体的突起上的工序中产生的集电体的局部变形或挠曲。此外，在以下的各实施方式和各实施例中，本发明就适用于非水系二次电池用集电体、使用该集电体的二次电池用电极板以及二次电池的情况进行了说明，但本发明并不局限于此。例如，也可以将本发明适用于非水系、和非水系以外的一次电池用集电体、使用该集电体的一次电池用电极板以及一次电池，而且也可以适用于非水系以外的二次电池用集电体、使用该集电体的二次电池用电极板以及二次电池。
<实施方式1>
下面参照图1～图4就本发明的实施方式1进行说明。图1是表示本发明的实施方式1的非水系二次电池用集电体的示意构成的俯视图。
图1的集电体10是非水系二次电池的一个实例即锂离子二次电池(以下也简称为锂二次电池)的电极板所使用的集电体。该集电体10的构成是：在金属箔1的至少一个表面上，以预定的排列图案形成有顶部和横断面大致呈圆形的许多柱状的突起2。在此，突起2以至少顶部不被压缩的方式形成。
在图1的排列图案中，突起2以等间距P1排列在行方向X上，从而使各突起2的中心位于虚线3所示的1条直线上，并且排列在该行方向X上的一组突起2构成行单元4。行单元4以等间距P2相互平行地排列在与行方向X垂直的方向即列方向Y上。另外，构成行单元4的一组突起2各自与在列方向Y相邻的其它行单元4的突起2在行方向X的位置是不同的，相隔与间距P1的二分之一相当的间距P3。此外，该相隔的间距并不局限于与间距P1的二分之一相当的间距，可以适当地进行增减。
图2表示用于在集电体10上形成突起2的辊子的立体图(a)以及将该辊子的表面放大的立体图(b)。
图2的辊子20是：在金属制辊子基材5的表面6上涂覆CrO、WC、TiN等陶瓷后，借助于激光加工等，以与上述排列图案对应的排列图案形 成与突起2对应的凹部7。
也就是说，凹部7在辊子20的轴向上以与间距P1相等的间距P1’排列成直线状而构成行单元，同时该行单元以与间距P2相等的间距P2’相互平行地排列在辊子20的周向上。
另外，在辊子20的周向上相邻的各行单元的凹部7各自在辊子20的轴向上的位置是不同的，相隔与间距P3相等的间距P3’。此外，该相隔的间距并不局限于与间距P1’的二分之一相当，而是可以适当地进行增减。
图3表示使用辊子20在集电体10的表面形成突起2时的加工方法的一个实例。
在图示例中，以预定的间隙在上下配置一对辊子20，以借助于两辊子20挤压金属箔1的两面的方式使长条的金属箔1通过上述间隙，藉此在金属箔1的两面以上述的排列图案形成许多突起2。由此，与没有形成辊子20表面的凹部7的部分相对置的金属箔1的区域被压缩，与设置有凹部7的部分相对置的金属箔1的区域向上隆起而产生塑性变形。由此，使突起2得以形成。在此，正如后述的各实施例所示的那样，突起2由于以其顶端部(顶部)也不与凹部7的底面相接触的方式形成，因而处于至少顶部不被压缩的状态。
此外，在金属箔1的表面形成突起2的方法并不局限于上述的方法。例如，使用模具等代替辊子20，在上模和下模之间夹持着金属箔1而使其进行压缩加工，也有可能在金属箔1的两面形成突起2。
下面就使用集电体10的电极板(正极板和负极板的总称)进行说明。正极板和负极板的构成是在形成有突起2的集电体10的表面附载着电极活性物质(正极活性物质和负极活性物质的总称，以下简称为活性物质)。
作为在集电体10的表面附载活性物质的1种方法，有使含有活性物质的涂料(正极合剂涂料或负极合剂涂料)涂覆在集电体上的方法。
正极合剂涂料是在适当的分散介质中加入正极活性物质、导电材料以及粘结材料，采用行星式混合器等分散机械进行混合分散，一边调整为往集电体10上的涂布所优选的粘度，一边进行混炼而制作。
在此，作为正极活性物质，可以使用钴酸锂及其改性体(在钴酸锂 中固溶有铝或镁的物质等)、镍酸锂及其改性体(用钴置换一部分镍的物质等)、以及锰酸锂及其改性体等复合氧化物。
作为正极用导电材料，也可以单独或组合使用乙炔黑、科琴碳黑、槽法碳黑、炉法碳黑、灯黑以及热裂碳黑等碳黑或各种石墨。
作为正极用粘结材料，可以使用聚偏氟乙烯(PolyVinylideneDiFluoride，PVDF)、聚偏氟乙烯的改性体、聚四氟乙烯(PolyTetraFluoroEthylene，PTFE)、以及具有丙烯酸酯单元的橡胶粒子粘结材料，也可以在粘结材料中混入导入有反应性官能团的丙烯酸酯单体或丙烯酸酯低聚物。
使用模涂布机将如上述那样制作的正极合剂涂料涂布在例如由铝箔构成的金属箔1上，之后进行干燥，进行压力加工将其压缩至预定厚度，然后纵剪切加工成预定的宽度和长度，便得到长条带状的正极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与长条带状的正极板的长度方向一致。
另外，负极合剂涂料是在适当的分散介质中加入负极活性物质、以及粘结材料，采用行星式混合器等分散机械进行混合分散，一边调整为往集电体10上的涂布所优选的粘度，一边进行混炼而制作。
在此，作为负极用活性物质，可以使用各种天然石墨和人造石墨、硅化物等硅系复合材料、以及各种合金组成材料。
作为负极用粘结材料，可以使用聚偏氟乙烯及其改性体。然而，从提高锂离子的接受性的角度考虑，优选并用苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶粒子(SBR)或其改性体和以羧甲基纤维素(carboxymethylcellulose，CMC)为代表的纤维素系树脂等，或者使用在苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶粒子或其改性体中少量添加上述纤维素系树脂所得到的材料。
使用模涂布机将如上述那样制作的负极合剂涂料涂布在例如由铜箔构成的金属箔1上，之后进行干燥，进行压力加工将其压缩至预定厚度，然后纵剪切加工成预定的宽度和长度，便得到长条带状的负极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与长条带状的负极板的长度方向一致。
另外，作为在集电体10上附载正极活性物质或负极活性物质的其它方法，可以使用能够有选择性地将正极活性物质或负极活性物质附载在集电体的特定部位的真空工艺。在采用真空工艺的情况下，优选的是正 极活性物质或负极活性物质主要在突起2的不被压缩的顶部形成为柱状。
这是因为：突起2的顶部由于处在不被压缩的状态下，所以不会受到加工变形等的影响而维持初期的平面精度，故而可以形成高精度的活性物质薄膜。而且因为：通过在各突起2的顶部将活性物质形成为柱状，并在横向上使柱状的各活性物质连续而形成薄膜，也可以期待使嵌入锂时的活性物质薄膜的体积膨胀得以缓和的效果。此时，作为活性物质薄膜的厚度，虽然随所制作的非水系二次电池的要求特性的不同而不同，但优选为大约5～30μm的范围，在最大限度地发挥使上述体积膨胀得以缓和的效果方面，更优选为10～20μm的范围。
在此，作为上述真空工艺，可以使用蒸镀法、溅射法、以及CVD法(CVD：Chemical Vapor Deposition(化学气相沉积))等干式工艺。在采用干式工艺的情况下，作为负极活性物质，可以使用Si、Sn、Ge、Al和它们的合金、SiOx和SnOx等氧化物、以及SiSx和SnS等。另外，在采用干式工艺的情况下，负极活性物质优选的是非晶质或低结晶性的。
下面就使用上述正极板和负极板的非水系二次电池进行说明。图4表示纵向剖切作为非水系二次电池的一个实例的锂二次电池的立体图。
在图4的锂二次电池30中，将以复合锂氧化物为活性物质的正极板31和以能够保持锂的材料为活性物质的负极板32介由隔膜33而卷绕成螺旋状，从而制作出电极组34。
电极组34通过绝缘板36而与电池壳体35绝缘地收纳在有底圆筒形的电池壳体35的内部，另一方面，从电极组34的下部导出的负极引线37与电池壳体35的底部连接，而且从电极组34的上部导出的正极引线38与封口板39连接。
另外，在电池壳体35中注入预定量的由非水溶剂制成的电解液(未图示)之后，将在周边安装有封口垫圈40的封口板39插入开口部，然后朝内向折弯电池壳体35的开口部而进行敛缝封口。
在此，隔膜33只要是能够耐受非水系二次电池的使用范围的组成即可。特别地，优选单独或复合使用聚乙烯、聚丙烯等烯烃类树脂的多孔薄膜。隔膜的厚度以设定为10～25μm为宜。
在电解液中，作为电解质盐，可以使用LiPF6和LiBF4等各种锂化合 物。另外，作为溶剂，可以单独或组合使用碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)以及碳酸甲乙酯(MEC)。另外，为了在正极板或负极板上形成良好的覆盖膜，以及为了保证过充电时的稳定性，优选使用碳酸亚乙烯酯(VEC)、环己基苯(CHB)、以及它们的改性体。
<实施方式2>
下面参照图5就本发明的实施方式2进行说明。图5是表示本发明的实施方式2的非水系二次电池用集电体的示意构成的俯视图。
如图5所示，在实施方式2的集电体10A中，金属箔1上所形成的突起2A的形状与上述实施方式1不同，其顶部和横断面大致呈椭圆形。突起2A形成于金属箔1表面的排列图案与实施方式1相同。
也就是说，突起2A在行方向X上以等间距P4排列成直线状，由排列在该行方向X上的一组突起2A构成的行单元以等间距P5相互平行地排列在列方向Y上。另外，构成上述行单元的一组突起2A各自与在列方向Y相邻的其它行单元的突起2A在行方向X的位置是不同的，相隔与间距P4的二分之一相当的间距P6。此外，该相隔的间距并不局限于与间距P4的二分之一相当的间距，可以适当地进行增减。
除此以外，在本实施方式的排列图案中，顶部和横断面大致呈椭圆形的突起2A被配设为：该椭圆形的长轴与行方向X相一致。
在集电体10A的表面形成突起2A时的加工方法与实施方式1的图3中的同样。另外，也同样可以使用模具等代替辊子以形成突起2A。使用集电体10A制作电极板的方法也与实施方式1同样。另外，使用上述制作的电极板制作非水系二次电池的方法也与实施方式1的图4中的相同。
<实施方式3>
下面参照图6就本发明的实施方式3进行说明。图6是表示本发明的实施方式3的非水系二次电池用集电体的示意构成的俯视图。
如图6所示，在实施方式3的集电体10B中，金属箔1上所形成的突起2B的形状与上述实施方式1不同，其顶部和横断面大致呈长方形。突起2B形成于金属箔1表面的排列图案与实施方式1相同。
也就是说，突起2B在行方向X上以等间距P7排列成直线状，由排 列在该行方向X上的一组突起2B构成的行单元以等间距P8相互平行地排列在列方向Y上。另外，构成上述行单元的一组突起2B各自与在列方向Y相邻的其它行单元的突起2B在行方向X的位置是不同的，相隔与间距P7的二分之一相当的间距P9。此外，该相隔的间距并不局限于与间距P7的二分之一相当的间距，可以适当地进行增减。
除此以外，在本实施方式的排列图案中，顶部和横断面大致呈长方形的突起2B被配设为：该长方形的长度方向与行方向X相一致。
在集电体10B的表面形成突起2B时的加工方法与实施方式1的图3中的同样。另外，也同样可以使用模具等代替辊子以形成突起2B。使用集电体10B制作电极板的方法也与实施方式1同样。另外，使用上述制作的电极板制作非水系二次电池的方法也与实施方式1的图4中的相同。
<实施方式4>
下面参照图7就本发明的实施方式4进行说明。图7是表示本发明的实施方式4的非水系二次电池用集电体的示意构成的俯视图。
如图7所示，在实施方式4的集电体10C中，金属箔1上所形成的突起2C的形状与上述实施方式1不同，其顶部和横断面大致呈菱形。突起2C形成于金属箔1表面的排列图案与实施方式1相同。
也就是说，突起2C在行方向X上以等间距P10排列成直线状，由排列在该行方向X上的一组突起2C构成的行单元以等间距P11相互平行地排列在列方向Y上。另外，构成上述行单元的一组突起2C各自与在列方向Y相邻的其它行单元的突起2C在行方向X的位置是不同的，相隔与间距P10的二分之一相当的间距P12。此外，该相隔的间距并不局限于与间距P10的二分之一相当的间距，可以适当地进行增减。
除此以外，在本实施方式的排列图案中，顶部和横断面大致呈菱形的突起2C被配设为：该菱形的长对角线与行方向X相一致。
在集电体10C的表面形成突起2C时的加工方法与实施方式1的图3中的同样。另外，也同样可以使用模具等代替辊子以形成突起2C。使用集电体10C制作电极板的方法也与实施方式1同样。另外，使用上述制作的电极板制作非水系二次电池的方法也与实施方式1的图4中的相同。
<实施方式5>
下面参照图8就本发明的实施方式5进行说明。图8是表示本发明的实施方式5的非水系二次电池用集电体的示意构成的俯视图。
如图8所示，在实施方式5的集电体10D中，金属箔1上所形成的突起2D的形状与上述实施方式1不同，其顶部和横断面大致呈正方形。突起2D形成于金属箔1表面的排列图案与实施方式1相同。
也就是说，突起2D在行方向X上以等间距P13排列成直线状，由排列在该行方向X上的一组突起2D构成的行单元以等间距P14相互平行地排列在列方向Y上。另外，构成上述行单元的一组突起2D各自与在列方向Y相邻的其它行单元的突起2D在行方向X的位置是不同的，相隔与间距P13的二分之一相当的间距P15。此外，该相隔的间距并不局限于与间距P13的二分之一相当的间距，可以适当地进行增减。
除此以外，在本实施方式的排列图案中，顶部和横断面大致呈正方形的突起2D被配设为：该正方形的1条对角线与行方向X相一致。
在集电体10D的表面形成突起2D时的加工方法与实施方式1的图3中的同样。另外，也同样可以使用模具等代替辊子以形成突起2D。使用集电体10D制作电极板的方法也与实施方式1同样。另外，使用上述制作的电极板制作非水系二次电池的方法也与实施方式1的图4中的相同。
<实施方式6>
下面参照图9就本发明的实施方式6进行说明。图9是表示本发明的实施方式6的非水系二次电池用集电体的示意构成的俯视图。
如图9所示，在实施方式6的集电体10E中，金属箔1上所形成的突起2E的形状与上述实施方式1不同，其顶部和横断面大致呈正六边形。突起2E形成于金属箔1表面的排列图案与实施方式1相同。
也就是说，突起2E在行方向X上以等间距P16排列成直线状，由排列在该行方向X上的一组突起2E构成的行单元以等间距P17相互平行地排列在列方向Y上。另外，构成上述行单元的一组突起2E各自与在列方向Y相邻的其它行单元的突起2E在行方向X的位置是不同的，相隔与间距P16的二分之一相当的间距P18。此外，该相隔的间距并不局限于与间距P16的二分之一相当的间距，可以适当地进行增减。
除此以外，在本实施方式的排列图案中，顶部和横断面大致呈正六 边形的突起2E被配设为：垂直于该正六边形的1组对边的直线与行方向X相一致。
另外，突起的形状并不局限于大致呈正六边形，可以将大致呈具有8以上的任一偶数个角的正多边形的突起以与本实施方式同样的排列图案形成于集电体上。
在集电体10E的表面形成突起2E时的加工方法与实施方式1的图3中的同样。另外，也同样可以使用模具等代替辊子以形成突起2E。使用集电体10E制作电极板的方法也与实施方式1同样。另外，使用上述制作的电极板制作非水系二次电池的方法也与实施方式1的图4中的相同。
实施例1
下面就本发明的实施例进行说明。实施例1～6表示本发明的电极板的实施例，实施例7表示本发明的非水系二次电池的实施例。
作为本发明的正极板的集电体，使用厚度为15μm的铝箔。为了在该铝箔的表面上，以上述的排列图案形成与上述实施方式1的图1相对应且顶部和横断面的形状大致呈圆形的许多突起，制作1对辊子(陶瓷辊子)，该1对辊子以上述的排列图案在表面形成有形状与上述突起相对应的凹部(深度为4μm)。在此，上述间距P3被设定为与上述间距P1的二分之一相当的间距。而且在上述一对辊子之间，一边对上述铝箔进行加压一边使其通过。这样一来，便制作出在两面具有高度为3μm的突起的总厚为18μm的正极板用集电体。
接着，将作为正极活性物质的用镍和锰置换钴的一部分而得到的100重量份的钴酸锂、作为导电材料的相对于100重量份的活性物质为2重量份的乙炔黑、以及作为粘结材料的相对于100重量份的活性物质为2重量份的聚偏氟乙烯与适量的N-甲基-2-吡咯烷酮一起，用双臂式拌和机进行搅拌和混炼，由此便制作出正极合剂涂料。将该正极合剂涂料涂布在上述制作的集电体的两面上，干燥并进行压力加工，然后将该集电体纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的正极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与正极板的长度方向相一致，使上述行方向X与正极板的宽度方向相一致。
在上述那样制作的集电体中，由于以最紧密填充的排列图案形成大 致呈圆形的突起，所以在集电体和正极板的制造时，对于施加在集电体或正极板的长度方向(上述列方向Y)上的拉伸应力可以显示出较大的耐久应力。因此，在将正极合剂层形成于集电体上而制造正极板时，或者对正极板进行上述纵剪切加工时，可以防止在集电体上产生的局部的变形或挠曲，而且可以抑制正极合剂层的脱落。
实施例2
作为本发明的负极板的集电体，使用厚度为20μm的铜箔。为了在该铜箔的表面上，以上述的排列图案形成与上述实施方式2的图5相对应且顶部和横断面的形状大致呈椭圆形的许多突起，制作1对辊子(陶瓷辊子)，该1对辊子以上述的排列图案在表面形成有形状与上述突起相对应的凹部(深度为13μm)。在此，上述间距P6被设定为与上述间距P4的二分之一相当的间距。而且在上述一对辊子之间，一边对上述铜箔进行加压一边使其通过。这样一来，便制作出在两面具有高度为9μm的突起的总厚为29μm的负极板用集电体。
接着，将作为负极活性物质的纯度为99.9999％的硅用作溅射靶，采用具有电子束加热机构的蒸镀装置，在上述制作的集电体的两面一边导入纯度为99.7％的氧一边进行蒸镀，从而在突起上形成膜厚为23μm的SiO0.5，然后纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的负极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与负极板的长度方向相一致，使上述行方向X与负极板的宽度方向相一致。
如上述那样制作的集电体正如实施方式2所记载的那样，由于以大致呈椭圆形的突起的长轴与集电体的宽度方向(行方向X)相一致的方式形成，所以在朝向集电体的长度方向(列方向Y)蒸镀负极活性物质时，可以将活性物质高效地附着在突起上，而且对于施加在集电体的长度方向上的拉伸应力可以显示出较大的耐久应力。因此，在将负极合剂层蒸镀于集电体上而制造负极板时，或者对负极板进行上述纵剪切加工时，可以防止在集电体上产生的局部的变形或挠曲，而且可以抑制负极合剂层的脱落。
实施例3
作为本发明的负极板的集电体，使用厚度为15μm的铜箔。为了在 该铜箔的表面上，以上述的排列图案形成与上述实施方式3的图6相对应且顶部和横断面的形状大致呈长方形的许多突起，制作1对辊子(陶瓷辊子)，该1对辊子以上述的排列图案在表面形成有形状与上述突起相对应的凹部(深度为7μm)。在此，上述间距P9被设定为与上述间距P7的二分之一相当的间距。而且在上述一对辊子之间，一边对上述铜箔进行加压一边使其通过。这样一来，便制作出在两面具有高度为5μm的突起的总厚为20μm的负极板用集电体。
接着，将作为负极活性物质的纯度为99.9999％的硅用作溅射靶，采用具有电子束加热机构的蒸镀装置，在上述制作的集电体的两面一边导入纯度为99.7％的氧一边进行蒸镀，从而在突起上形成膜厚为15μm的SiO0.5然后纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的负极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与负极板的长度方向相一致，使上述行方向X与负极板的宽度方向相一致。
如上述那样制作的集电体正如实施方式3所记载的那样，由于以大致呈长方形的突起的长度方向与集电体的宽度方向(行方向X)相一致的方式形成，所以在朝向集电体的长度方向(列方向Y)蒸镀负极活性物质时，可以将活性物质高效地附着在突起上，而且对于施加在集电体的长度方向上的拉伸应力可以显示出较大的耐久应力。因此，在将负极合剂层蒸镀于集电体上而制造负极板时，或者对负极板进行上述纵剪切加工时，可以防止在集电体上产生的局部的变形或挠曲，而且可以抑制负极合剂层的脱落。
实施例4
作为本发明的负极板的集电体，使用厚度为18μm的铜箔。为了在该铜箔的表面上，以上述的排列图案形成与上述实施方式4的图7相对应且顶部和横断面的形状大致呈菱形的许多突起，制作1对辊子(陶瓷辊子)，该1对辊子以上述的排列图案在表面形成有形状与上述突起相对应的凹部(深度为10μm)。在此，上述间距P12被设定为与上述间距P10的二分之一相当的间距。而且在上述一对辊子之间，一边对上述铜箔进行加压一边使其通过。这样一来，便制作出在两面具有高度为8μm的突起的总厚为26μm的负极板用集电体。
接着，将作为负极活性物质的纯度为99.9999％的硅用作溅射靶，采用具有电子束加热机构的蒸镀装置，在上述制作的集电体的两面一边导入纯度为99.7％的氧一边进行蒸镀，从而在突起上形成膜厚为20μm的SiO0.5，然后纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的负极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与负极板的长度方向相一致，使上述行方向X与负极板的宽度方向相一致。
如上述那样制作的集电体正如实施方式4所记载的那样，由于以大致呈菱形的突起的长对角线与集电体的宽度方向(行方向X)相一致的方式形成，所以在朝向集电体的长度方向(列方向Y)蒸镀负极活性物质时，可以将活性物质高效地附着在突起上，而且对于施加在集电体的长度方向上的拉伸应力可以显示出较大的耐久应力。因此，在将负极合剂层蒸镀于集电体上而制造负极板时，或者对负极板进行上述纵剪切加工时，可以防止在集电体上产生的局部的变形或挠曲，而且可以抑制负极合剂层的脱落。
实施例5
作为本发明的负极板的集电体，使用厚度为10μm的铜箔。为了在该铜箔的表面上，以上述的排列图案形成与上述实施方式5的图8相对应且顶部和横断面的形状大致呈正方形的许多突起，制作1对辊子(陶瓷辊子)，该1对辊子以上述的排列图案在表面形成有形状与上述突起相对应的凹部(深度为3μm)。在此，上述间距P15被设定为与上述间距P13的二分之一相当的间距。而且在上述一对辊子之间，一边对上述铜箔进行加压一边使其通过。这样一来，便制作出在两面具有高度为2μm的突起的总厚为12μm的负极板用集电体。
接着，将作为负极活性物质的100重量份的人造石墨、作为粘结材料的相对于100重量份的活性物质为2.5重量份(按粘结材料的固体成分换算为1重量份)的苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶粒子分散体(固体成分为40重量％)、以及作为增稠剂的相对于100重量份的活性物质为1重量份的羧甲基纤维素与适量的水一起，用双臂式拌和机进行搅拌，从而制作出负极合剂涂料。将该负极合剂涂料涂布在上述制作的集电体的两面上，干燥并进行压力加工，然后将该集电体纵剪切加工成预定的宽度和长度， 便制作出长条带状的负极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与负极板的长度方向相一致，使上述行方向X与负极板的宽度方向相一致。
在上述那样制作的集电体中，由于以最紧密填充的排列图案形成大致呈正方形的突起，所以在集电体和负极板的制造时，对于施加在集电体或负极板的长度方向(上述列方向Y)上的拉伸应力可以显示出较大的耐久应力。因此，在将负极合剂层形成于集电体上而制造负极板时，或者对负极板进行上述纵剪切加工时，可以防止在集电体上产生的局部的变形或挠曲，而且可以抑制负极合剂层的脱落。
实施例6
作为本发明的正极板的集电体，使用厚度为12μm的铝箔。为了在该铝箔的表面上，以上述的排列图案形成与上述实施方式6的图9相对应且顶部和横断面的形状大致呈正六边形的许多突起，制作1对辊子(陶瓷辊子)，该1对辊子以上述的排列图案在表面形成有形状与上述突起相对应的凹部(深度为3μm)。在此，上述间距P18被设定为与上述间距P16的二分之一相当的间距。而且在上述一对辊子之间，一边对上述铝箔进行加压一边使其通过。这样一来，便制作出在两面具有高度为2μm的突起的总厚为14μm的正极板用集电体。
接着，将作为正极活性物质的100重量份的钴酸锂、作为导电材料的相对于100重量份的活性物质为2重量份的乙炔黑、以及作为粘结材料的相对于100重量份的活性物质为2重量份的聚偏氟乙烯与适量的N-甲基-2-吡咯烷酮一起，用双臂式拌和机进行搅拌和混炼，由此便制作出正极合剂涂料。将该正极合剂涂料涂布在上述制作的集电体的两面上，干燥并进行压力加工，然后将该集电体纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的正极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与正极板的长度方向相一致，使上述行方向X与正极板的宽度方向相一致。
在上述那样制作的集电体中，由于以最紧密填充的排列图案将大致呈正六边形的突起形成为蜂窝状，所以在集电体和正极板的制造时，对于施加在集电体或正极板的长度方向(上述列方向Y)上的拉伸应力可以显示出较大的耐久应力。因此，在将正极合剂层形成于集电体上而制造正极板时，或者对正极板进行上述纵剪切加工时，可以防止在集电体 上产生的局部的变形或挠曲，而且可以抑制正极合剂层的脱落。
实施例7
为了制作本发明的非水系二次电池，与实施例1同样，制作出以上述排列图案在两面形成有高度为3μm的突起的总厚为18μm的正极集电体。
接着，将作为正极活性物质的用镍和锰置换钴的一部分而得到的100重量份的钴酸锂、作为导电材料的相对于100重量份的活性物质为2重量份的乙炔黑、以及作为粘结材料的相对于100重量份的活性物质为2重量份的聚偏氟乙烯与适量的N-甲基-2-吡咯烷酮一起，用双臂式拌和机进行搅拌和混炼，由此便制作出正极合剂涂料。将该正极合剂涂料涂布在上述制作的集电体的两面上，干燥并进行压力加工，然后将该集电体纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的正极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与正极板的长度方向相一致，使上述行方向X与正极板的宽度方向相一致。这样一来，便在上述正极集电体的两面形成单面厚度为57μm的正极合剂层，从而制作出总厚度为126μm的正极板。
另外，与实施例4同样，制作出以上述排列图案在两面形成有高度为8μm的突起的总厚为26μm的负极集电体。
接着，将作为负极活性物质的纯度为99.9999％的硅用作溅射靶，采用具有电子束加热机构的蒸镀装置，在上述制作的集电体的两面一边导入纯度为99.7％的氧一边进行蒸镀，这里，在突起的顶部将负极活性物质层叠成柱状，从而使其在横向上连续地形成25μm厚的SiO0.5的薄膜，然后纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的负极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与负极板的长度方向相一致，使上述行方向X与负极板的宽度方向相一致。
使用如上述那样制作的正极板和负极板，制作如图4所示的锂离子二次电池。更具体地说，使隔膜介入正极板和负极板之间，并将该正极板和负极板卷绕成螺旋状，从而制作出电极组。将该电极组与绝缘板一起收纳在有底圆筒形的电池壳体的内部，将由电极组的下部导出的负极引线与电池壳体的底部连接。接着，将从电极组的上部导出的正极引线 与封口板连接，并在电池壳体中注入预定量的由非水溶剂制成的电解液(未图示)。之后，将在周边安装有封口垫圈的封口板插入电池壳体的开口部，然后朝内向折弯电池壳体的开口部而进行敛缝封口，由此便制作出锂离子二次电池。
在上述的锂离子二次电池中，在制作出卷绕成螺旋状的电极组之后，将该电极组解体而进行观察，结果在正极板和负极板上均没有看到电极板断裂、或活性物质层的脱落等不良现象。再者，虽然对该锂离子二次电池进行了300次的充放电循环，但没有发生循环劣化。另外，在进行了300次的充放电循环之后，将锂离子二次电池和电极组进行解体的结果，没有看到锂的析出或活性物质层的脱落等不良现象。可以认为其原因在于：通过在不被压缩的突起的顶部上将活性物质形成为柱状从而形成薄膜，使得由嵌入锂时的活性物质薄膜的膨胀以及脱嵌锂时的活性物质薄膜的收缩引起的体积变化能够得以缓和，因而可以维持良好的电池特性。
以上正如实施例1～6所示的那样，本发明的非水系二次电池用电极板由于在集电体的表面以上述排列图案形成至少顶部不被压缩的突起，所以通过该突起的排列图案而显示出较大的耐久应力。因此，可以防止在将突起形成于集电体表面的工序、以及将活性物质附载于集电体的突起上的工序中产生的集电体的局部变形或挠曲。同时，在将活性物质附载于集电体的突起上的工序、以及此后纵剪切加工成预定宽度和长度等的后续工序中，也可以抑制活性物质的脱落。
再者，由于集电体的突起的顶部处在不被压缩的状态下，所以不会残留由进行加工所产生的加工变形，而且突起的顶部的表面精度良好，故而可以形成均匀的薄膜。另外，由于实施压缩加工，所以表面粗糙度也不会减少，而是维持着初期的表面粗糙度，故而可以提高与形成为薄膜的活性物质的附着力。从这一观点出发，为了进一步提高突起的平面与活性物质的附着力，事先使加工前的集电体表面变粗是非常有效的。此外，在实施例1～6的突起的排列图案中，在列方向相邻的行单元的突起各自的位置被设定为偏移行单元间距的二分之一，但本发明并不局限于此，使突起的位置偏移的间隔可以任意地设定。
另外，正如实施例7所示的那样，优选的是活性物质主要在突起的不被压缩的顶部形成为柱状。由此，使与非水系二次电池的充放电相伴的、由嵌入锂时的活性物质的膨胀以及脱嵌锂时的活性物质的收缩引起的体积变化得以缓和，从而可以获得不会发生由充放电产生的电极板断裂、以及活性物质层的脱落等不良现象且高容量和高可靠性的非水系二次电池。
<实施方式7>
下面参照图10和图11就本发明的实施方式7进行说明。图10是表示本发明的实施方式7的非水系二次电池用集电体的示意构成的俯视图。
图10的集电体10F是非水系二次电池的一个实例即锂离子二次电池(以下也简称为锂二次电池)的电极板所使用的集电体。该集电体10F的构成是：在金属箔1的至少一个表面上，以预定的排列图案形成有顶部和横断面大致呈圆形的许多柱状的突起2F。在此，突起2F以至少顶部不被压缩的方式形成。
在图10的排列图案中，突起2F正如虚线的折线9所示的那样，在行方向X以等间距配设成锯齿状，在该行方向X上配设成锯齿状的一组突起2F构成行单元4A。行单元4A在与行方向X垂直的方向即列方向Y上相互平行地以等间距排列。另外，构成行单元4A的一组突起2F各自与在列方向Y相邻的其它行单元4A的突起2F在行方向X的位置相一致。另外，任意的突起2F被配设为：和与之相邻的其它所有的突起2F之间的间隔L11、L12、L13、L14、L15、L16相等。
图11表示将用于在集电体上形成突起的辊子的表面进行了放大的立体图。
图11的辊子是：在金属制辊子基材的表面上涂覆CrO、WC、TiN等陶瓷后，借助于激光加工等，以与上述排列图案对应的排列图案形成与突起2F对应的凹部7A。
也就是说，凹部7A正如虚线的折线9A所示的那样，在辊子的轴向上以等间距排列成锯齿状而构成行单元，而且该行单元在辊子的周向上相互平行地以等间距排列。
另外，在辊子的周向上相邻的各行单元的凹部7A各自在辊子的轴向 上的位置是一致的。另外，任意的凹部7A被配设为：和与之相邻的其它所有的凹部7A之间的间隔相等。
使用图11的辊子在集电体10F的表面形成突起2F时的加工方法与实施方式1的图3中的相同。另外，也同样可以使用模具等代替辊子以形成突起2F。另外，使用集电体10F制作电极板的方法也与实施方式1同样。另外，使用上述制作的电极板制作非水系二次电池的方法也与实施方式1的图4中的同样。
<实施方式8>
下面参照图12就本发明的实施方式8进行说明。图12是表示本发明的实施方式8的非水系二次电池用集电体的示意构成的俯视图。
如图12所示，在实施方式8的集电体10G中，金属箔1上所形成的突起2G的排列图案与实施方式7相同，但突起2G的形状与上述实施方式7不同，其顶部和横断面大致呈正方形。
也就是说，突起2G正如折线9B所示的那样，在行方向X以等间距排列成锯齿状，由在该行方向X上排列成锯齿状的一组突起2G构成的行单元在列方向Y上相互平行地以等间距排列。另外，构成行单元的一组突起2G各自与在列方向Y相邻的其它行单元的突起2G在行方向X的位置相一致，且任意的突起2G和与之相邻的其它所有的突起2G之间的间隔相等。
除此以外，在本实施方式的排列图案中，顶部和横断面大致呈正方形的突起2G被配设为：与该正方形的1组对边垂直的直线与行方向X相一致。
在集电体10G的表面形成突起2G时的加工方法与实施方式1的图3中的相同。另外，也同样可以使用模具等代替辊子以形成突起2G。使用集电体10G制作电极板的方法也与实施方式1同样。另外，使用上述制作的电极板制作非水系二次电池的方法也与实施方式1的图4中的同样。
<实施方式9>
下面参照图13就本发明的实施方式9进行说明。图13是表示本发明的实施方式9的非水系二次电池用集电体的示意构成的俯视图。
如图13所示，在实施方式9的集电体10H中，金属箔1上所形成的 突起2H的排列图案与实施方式7相同，且突起2H的形状为与实施方式8同样的大致正方形，但突起2H的方位(orientation)与实施方式8不同。
也就是说，突起2H正如折线9C所示的那样，在行方向X以等间距排列成锯齿状，由在该行方向X上排列成锯齿状的一组突起2H构成的行单元在列方向Y上相互平行地以等间距排列。另外，构成行单元的一组突起2H各自与在列方向Y相邻的其它行单元的突起2H在行方向X的位置相一致，且任意的突起2H和与之相邻的其它所有的突起2H之间的间隔相等。
除此以外，在本实施方式的排列图案中，顶部和横断面大致呈正方形的突起2H被配设为：该正方形的1条对角线与行方向X相一致。
在集电体10H的表面形成突起2H时的加工方法与实施方式1的图3中的相同。另外，也同样可以使用模具等代替辊子以形成突起2H。使用集电体10H制作电极板的方法也与实施方式1同样。另外，使用上述制作的电极板制作非水系二次电池的方法也与实施方式1的图4中的同样。
<实施方式10>
下面参照图14就本发明的实施方式10进行说明。图14是表示本发明的实施方式10的非水系二次电池用集电体的示意构成的俯视图。
如图14所示，在实施方式10的集电体10I中，金属箔1上所形成的突起2I的排列图案与实施方式7相同，但突起2I的形状与上述实施方式7不同，其顶部和横断面大致呈正六边形。
也就是说，突起2I正如折线9D所示的那样，在行方向X以等间距排列成锯齿状，由在该行方向X上排列成锯齿状的一组突起2I构成的行单元在列方向Y上相互平行地以等间距排列。另外，构成行单元的一组突起2I各自与在列方向Y相邻的其它行单元的突起2I在行方向X的位置相一致，且任意的突起2I和与之相邻的其它所有的突起2I之间的间隔相等。
除此以外，在本实施方式的排列图案中，顶部和横断面大致呈正六边形的突起2I被配设为：该正六边形的1条对角线与行方向X相一致。
在集电体10I的表面形成突起2I时的加工方法与实施方式1的图3中的相同。另外，也同样可以使用模具等代替辊子以形成突起2I。使用 集电体10I制作电极板的方法也与实施方式1同样。另外，使用上述制作的电极板制作非水系二次电池的方法也与实施方式1的图4中的同样。
此外，在图14中，突起2I的形状大致呈正六边形，但本发明并不局限于此，也可以将突起的形状设定为大致呈正N边形(其中N：N是6以上的偶数)。在此情况下，各突起也被形成为：正N边形的最长的对角线之一与行方向X相一致，且任意的突起和与之相邻的其它突起之间的间隔均相等。
<实施方式11>
下面参照图15就本发明的实施方式11进行说明。图15是表示本发明的实施方式11的非水系二次电池用集电体的示意构成的俯视图。
如图15所示，在实施方式11的集电体10J中，金属箔1上所形成的突起2J的排列图案与实施方式7相同，且突起2J的形状为与实施方式10同样的大致正六边形，但突起2J的方位与实施方式10不同。
也就是说，突起2J正如折线9E所示的那样，在行方向X以等间距排列成锯齿状，由在该行方向X上排列成锯齿状的一组突起2J构成的行单元在列方向Y上相互平行地以等间距排列。另外，构成行单元的一组突起2J各自与在列方向Y相邻的其它行单元的突起2J在行方向X的位置相一致，且任意的突起2J和与之相邻的其它所有的突起2J之间的间隔相等。
除此以外，在本实施方式的排列图案中，顶部和横断面大致呈正六边形的突起2J被配设为：垂直于该正六边形的1组对边的直线与行方向X相一致。
在集电体10J的表面形成突起2J时的加工方法与实施方式1的图3中的相同。另外，也同样可以使用模具等代替辊子以形成突起2J。使用集电体10J制作电极板的方法也与实施方式1同样。另外，使用上述制作的电极板制作非水系二次电池的方法也与实施方式1的图4中的同样。
此外，在图15中，突起2J的形状大致呈正六边形，但本发明并不局限于此，也可以将突起的形状设定为大致呈正N边形(其中N：N是6以上的偶数)。在此情况下，各突起也被形成为：垂直于正N边形的一组对边的直线与行方向X相一致，且任意的突起和与之相邻的其它突起 之间的间隔均相等。
实施例8
作为负极板的集电体，使用厚度为20μm的铜箔。为了在该铜箔的表面上，以上述的排列图案形成与上述实施方式7的图10相对应且顶部和横断面的形状大致呈圆形的许多突起，制作1对辊子(陶瓷辊子)，该1对辊子以上述的排列图案在表面形成有形状与上述突起相对应的凹部(深度为13μm)。而且在上述一对辊子之间，一边对上述铜箔进行加压一边使其通过。这样一来，便制作出在两面具有高度为9μm的突起的总厚为29μm的负极板用集电体。
接着，将作为负极活性物质的纯度为99.9999％的硅用作溅射靶，采用具有电子束加热机构的蒸镀装置，在上述制作的集电体的两面一边导入纯度为99.7％的氧一边进行蒸镀，从而在突起上形成膜厚为23μm的SiO0.5，然后纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的负极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与负极板或集电体的长度方向相一致，使上述行方向X与负极板的宽度方向相一致。
在如上述那样制作的集电体中，突起被配设为在宽度方向(行方向X)上以等间距排列成锯齿状而构成行单元，而且任意的突起和与之相邻的其它所有的突起之间的间隔相等。由此，在朝向集电体的长度方向(列方向Y)蒸镀负极活性物质时，可以将负极活性物质高效地附着在突起上，而且对于施加在集电体的长度方向上的拉伸应力可以显示出较大的耐久应力。因此，在将负极合剂层蒸镀于集电体上而制造负极板时，或者对负极板进行上述纵剪切加工时，可以防止在集电体上产生的局部的变形或挠曲，而且可以抑制负极合剂层的脱落。
实施例9
作为负极板的集电体，使用厚度为15μm的铜箔。为了在该铜箔的表面上，以上述的排列图案形成与上述实施方式8的图12相对应且顶部和横断面的形状大致呈正方形的许多突起，制作1对辊子(陶瓷辊子)，该1对辊子以上述的排列图案在表面形成有形状与上述突起相对应的凹部(深度为7μm)。而且在上述一对辊子之间，一边对上述铜箔进行加压一边使其通过。这样一来，便制作出在两面具有高度为5μm的突起的 总厚为20μm的负极板用集电体。
接着，将作为负极活性物质的纯度为99.9999％的硅用作溅射靶，采用具有电子束加热机构的蒸镀装置，在上述制作的集电体的两面一边导入纯度为99.7％的氧一边进行蒸镀，从而在突起上形成膜厚为15μm的SiO0.5，然后纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的负极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与负极板或集电体的长度方向相一致，使上述行方向X与负极板的宽度方向相一致。
在如上述那样制作的集电体中，突起被配设为在宽度方向(行方向X)上以等间距排列成锯齿状而构成行单元，而且任意的突起和与之相邻的其它所有的突起之间的间隔相等。由此，在朝向集电体的长度方向(列方向Y)蒸镀负极活性物质时，可以将负极活性物质高效地附着在突起上，而且对于施加在集电体的长度方向上的拉伸应力可以显示出较大的耐久应力。因此，在将负极合剂层蒸镀于集电体上而制造负极板时，或者对负极板进行上述纵剪切加工时，可以防止在集电体上产生的局部的变形或挠曲，而且可以抑制负极合剂层的脱落。
实施例10
作为负极板的集电体，使用厚度为18μm的铜箔。为了在该铜箔的表面上，以上述的排列图案形成与上述实施方式9的图13相对应且顶部和横断面的形状大致呈正方形的许多突起，制作1对辊子(陶瓷辊子)，该1对辊子以上述的排列图案在表面形成有形状与上述突起相对应的凹部(深度为10μm)。而且在上述一对辊子之间，一边对上述铜箔进行加压一边使其通过。这样一来，便制作出在两面具有高度为8μm的突起的总厚为26μm的负极板用集电体。
接着，将作为负极活性物质的纯度为99.9999％的硅用作溅射靶，采用具有电子束加热机构的蒸镀装置，在上述制作的集电体的两面一边导入纯度为99.7％的氧一边进行蒸镀，从而在突起上形成膜厚为20μm的SiO0.5，然后纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的负极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与负极板或集电体的长度方向相一致，使上述行方向X与负极板的宽度方向相一致。
在如上述那样制作的集电体中，大致呈正方形的突起被设置为使对 角线与集电体的宽度方向(行方向X)相一致。因此，在朝向集电体的长度方向(列方向Y)蒸镀负极活性物质时，可以将活性物质高效地附着在突起上，而且对于施加在集电体的长度方向上的拉伸应力可以显示出较大的耐久应力。因此，在将负极合剂层蒸镀于集电体上而制造负极板时，或者对负极板进行上述纵剪切加工时，可以防止在集电体上产生的局部的变形或挠曲，而且可以抑制负极合剂层的脱落。
实施例11
作为负极板的集电体，使用厚度为10μm的铜箔。为了在该铜箔的表面上，以上述的排列图案形成与上述实施方式10的图14相对应且顶部和横断面的形状大致呈正六边形的许多突起，制作1对辊子(陶瓷辊子)，该1对辊子以上述的排列图案在表面形成有形状与上述突起相对应的凹部(深度为3μm)。而且在上述一对辊子之间，一边对上述铜箔进行加压一边使其通过。这样一来，便制作出在两面具有高度为2μm的突起的总厚为12μm的负极板用集电体。
接着，将作为负极活性物质的100重量份的人造石墨、作为粘结材料的相对于100重量份的活性物质为2.5重量份(按粘结材料的固体成分换算为1重量份)的苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶粒子分散体(固体成分为40重量％)、以及作为增稠剂的相对于100重量份的活性物质为1重量份的羧甲基纤维素与适量的水一起，用双臂式拌和机进行搅拌，从而制作出负极合剂涂料。将该负极合剂涂料涂布在上述制作的集电体的两面上，干燥并进行压力加工，然后将该集电体纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的负极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与负极板的长度方向相一致，使上述行方向X与负极板的宽度方向相一致。
在如上述那样制作的集电体中，大致呈正六边形的突起被设置为使最长的对角线之一与集电体的宽度方向(行方向X)相一致。因此，在集电体和负极板的制造时，对于施加在集电体的长度方向上的拉伸应力可以显示出较大的耐久应力。因此，在将负极合剂层形成于集电体上而制造负极板时，或者对负极板进行上述纵剪切加工时，可以防止在集电体上产生的局部的变形或挠曲，而且可以抑制负极合剂层的脱落。
实施例12
作为正极板的集电体，使用厚度为12μm的铝箔。为了在该铝箔的表面上，以上述的排列图案形成与上述实施方式11的图15相对应且顶部和横断面的形状大致呈正六边形的许多突起，制作1对辊子(陶瓷辊子)，该1对辊子以上述的排列图案在表面形成有形状与上述突起相对应的凹部(深度为3μm)。而且在上述一对辊子之间，一边对上述铝箔进行加压一边使其通过。这样一来，便制作出在两面具有高度为2μm的突起的总厚为14μm的正极板用集电体。
接着，将作为正极活性物质的100重量份的钴酸锂、作为导电材料的相对于100重量份的活性物质为2重量份的乙炔黑、以及作为粘结材料的相对于100重量份的活性物质为2重量份的聚偏氟乙烯与适量的N-甲基-2-吡咯烷酮一起，用双臂式拌和机进行搅拌和混炼，由此便制作出正极合剂涂料。将该正极合剂涂料涂布在上述制作的集电体的两面上，干燥并进行压力加工，然后将该集电体纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的正极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与正极板的长度方向相一致，使上述行方向X与正极板的宽度方向相一致。
在如上述那样制作的集电体中，进行设置使垂直于大致正六边形的1组对边的直线与集电体的宽度方向(行方向X)相一致。因此，在集电体和正极板的制造时，对于施加在集电体的长度方向上的拉伸应力可以显示出较大的耐久应力。因此，在将正极合剂层形成于集电体上而制造正极板时，或者对正极板进行上述纵剪切加工时，可以防止在集电体上产生的局部的变形或挠曲，而且可以抑制正极合剂层的脱落。
实施例13
为了制作本发明的非水系二次电池，与实施例1同样，制作出以上述排列图案在两面形成有高度为3μm的突起的总厚为18μm的正极集电体。
接着，将作为正极活性物质的用镍和锰置换钴的一部分而得到的100重量份的钴酸锂、作为导电材料的相对于100重量份的活性物质为2重量份的乙炔黑、以及作为粘结材料的相对于100重量份的活性物质为2重量份的聚偏氟乙烯与适量的N-甲基-2-吡咯烷酮一起，用双臂式拌和机进行搅拌和混炼，由此便制作出正极合剂涂料。将该正极合剂涂料涂布 在上述制作的集电体的两面上，干燥并进行压力加工，然后将该集电体纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的正极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与正极板的长度方向相一致，使上述行方向X与正极板的宽度方向相一致。这样一来，便在上述正极集电体的两面形成单面厚度为57μm的正极合剂层，从而制作出总厚度为126μm的正极板。
另外，与实施例4同样，制作出以上述排列图案在两面形成有高度为8μm的突起的总厚为26μm的负极集电体。
接着，将作为负极活性物质的纯度为99.9999％的硅用作溅射靶，采用具有电子束加热机构的蒸镀装置，在上述制作的集电体的两面一边导入纯度为99.7％的氧一边进行蒸镀，这里，在突起的顶部将活性物质层叠成柱状，从而使其在横向上连续地形成25μm厚的SiO0.5的薄膜，然后纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的负极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与负极板的长度方向相一致，使上述行方向X与负极板的宽度方向相一致。
使用如上述那样制作的正极板和负极板，制作如图4所示的锂离子二次电池。更具体地说，使隔膜介于正极板和负极板之间，并将该正极板和负极板卷绕成螺旋状，从而制作出电极组。将该电极组与绝缘板一起收纳在有底圆筒形的电池壳体的内部，将由电极组的下部导出的负极引线与电池壳体的底部连接。接着，将从电极组的上部导出的正极引线与封口板连接，并在电池壳体中注入预定量的由非水溶剂制成的电解液(未图示)。之后，将在周边安装有封口垫圈的封口板插入电池壳体的开口部，然后朝内向折弯电池壳体的开口部而进行敛缝封口，由此便制作出锂离子二次电池。
在上述的锂离子二次电池中，在制作出卷绕成螺旋状的电极组之后，将该电极组解体而进行观察，结果在正极板和负极板上均没有看到电极板断裂、或活性物质层的脱落等不良现象。再者，虽然对该锂离子二次电池进行了300次的充放电循环，但没有发生循环劣化。另外，在进行了300次的充放电循环之后，将锂离子二次电池和电极组进行解体的结果，没有看到锂的析出或活性物质层的脱落等不良现象。可以认为其原 因在于：通过在突起的不被压缩的顶部上将活性物质形成为柱状从而形成薄膜，使得由嵌入锂时的活性物质薄膜的膨胀以及脱嵌锂时的活性物质薄膜的收缩引起的体积变化能够得以缓和，因而可以维持良好的电池特性。
以上正如实施例8～12所示的那样，本发明的非水系二次电池用电极板由于在集电体的表面以上述排列图案形成至少顶部不被压缩的突起，所以通过该突起的排列图案而显示出较大的耐久应力。因此，可以防止在将突起形成于集电体表面的工序、以及将活性物质附载于集电体的突起上的工序中产生的集电体的局部变形或挠曲。同时，在将活性物质附载于集电体的突起上的工序、以及此后纵剪切加工成预定宽度和长度等的后续工序中，也可以抑制活性物质的脱落。
再者，由于集电体的突起的顶部处在不被压缩的状态下，所以不会残留由进行加工所产生的加工变形，而且突起的平面的表面精度良好，故而可以形成均匀的薄膜。另外，由于实施压缩加工，所以表面粗糙度也不会减少，而是维持着初期的表面粗糙度，故而可以提高与形成为薄膜的活性物质的附着力。从这一观点出发，为了进一步提高突起的平面与活性物质的附着力，事先使加工前的集电体表面变粗是非常有效的。
另外，正如实施例13所示的那样，优选的是活性物质主要在突起的不被压缩的顶部形成为柱状。由此，使与非水系二次电池的充放电相伴的、由嵌入锂时的活性物质的膨胀以及脱嵌锂时的活性物质的收缩引起的体积变化得以缓和，从而可以获得不会发生由充放电产生的电极板断裂、以及活性物质层的脱落等不良现象且高容量和高可靠性的非水系二次电池。
<实施方式12>
下面参照图16和图17就本发明的实施方式12进行说明。图16是表示本发明的实施方式12的非水系二次电池用集电体的示意构成的俯视图(a)及其Z-Z剖视图(b)。
图16的集电体10K是非水系二次电池的一个实例即锂离子二次电池(以下也简称为锂二次电池)的电极板所使用的集电体。该集电体10K的构成是：在金属箔1的至少一个表面上，以预定的排列图案形成有顶 部和横断面大致呈圆形的许多柱状的突起2K。在此，突起2K以至少顶部不被压缩的方式形成。另外，突起2K的形状不必大致呈圆形，例如也可以设定为大致呈椭圆形、大致呈长方形、大致呈菱形、大致呈正方形以及大致呈正N边形(其中N：N是6以上的偶数)。
在图16的排列图案中，突起2K以等间距P19在行方向X上排列成直线状，并且排列在该行方向X上的一组突起2K构成行单元。该行单元以预定的间距P20、P21、P22、P23、P24、…相互平行地排列在与行方向X垂直的方向即列方向Y上。另外，构成上述行单元的一组突起2K各自与在列方向Y相邻的其它行单元的突起2K在行方向X的位置是不同的，相隔与间距P19的二分之一相当的间距。此外，该相隔的间距并不局限于与间距P19的二分之一相当的间距，可以适当地进行增减。
另外，如图16(b)所示，在集电体10K的一个面和另一个面中，在行方向X上设置突起2K的相位是一致的。
在此，上述行单元排列在列方向Y上的间距P20、P21、…被设定为例如满足下述的不等式1。也就是说，在集电体10K的突起2K的排列图案中，关于如图4所示那样卷绕成螺旋状而构成电极组34的长条带状的正极板31和负极板32，其与长度方向相当的列方向Y的间距发生变化。此时，制作正极板31、负极板32以及电极组34，以便使最大的间距P20位于电极组34最内的位置，然后间距依次减少，在电极组34的最外边间距达到最小。
P20＞P21＞P22＞P23＞P24＞…(1)
图17表示将用于在集电体10K上形成突起2K的辊子表面进行了放大的立体图。
图17的辊子是：在金属制辊子基材的表面上涂覆CrO、WC、TiN等陶瓷后，借助于激光加工等，以与上述排列图案对应的排列图案形成与突起2K对应的凹部7B。
也就是说，凹部7B在上述辊子的轴向上以与间距P19相等的间距P19’排列成直线状而构成行单元，同时该行单元以与上述预定的间距P20、P21、…相等的间距P20’、P21’、…相互平行地排列在上述辊子的周向上。
另外，在上述辊子的周向上相邻的各行单元的凹部7B各自在上述辊子的轴向上的位置是不同的，相隔与P19’的二分之一相当的间距。此外，该相隔的间距并不局限于与间距P19’的二分之一相当，而是可以适当地进行增减。
使用图17的辊子在集电体10K的表面形成突起2K时的加工方法与实施方式1的图3中的同样。另外，也同样可以使用模具等代替辊子以形成突起2K。另外，使用集电体10K制作电极板的方法也与实施方式1同样。另外，使用上述制作的电极板制作非水系二次电池的方法也与实施方式1的图4中的相同。
<实施方式13>
下面参照图18就本发明的实施方式13进行说明。图18是表示本发明的实施方式13的非水系二次电池用集电体的示意构成的俯视图(a)及其Z1-Z1剖视图。
如图18所示，实施方式13的集电体10L虽然在两面以与实施方式12同样的排列图案形成有突起2L，但突起2L所设置的相位在集电体10L的一个面和另一个面上不一致这一点上与实施方式12不同。
也就是说，在图18的集电体10L中，大致呈圆形的突起2L在行方向X上以等间距P25排列成直线状而构成行单元，同时该行单元在列方向Y上以依次减小的预定的间距P26、P27、…相互平行地排列。另外，在列方向Y上相邻的各行单元的突起2L各自在行方向X的位置是不同的，相隔与间距P25的二分之一相当的间距。在此，突起2L的形状不必大致呈圆形，例如也可以设定为大致呈椭圆形、大致呈长方形、大致呈菱形、大致呈正方形以及大致呈正N边形(其中N：N是6以上的偶数)。另外，突起2L在行方向X上的位置不同的间距也可以不是与间距P25的二分之一相当的间距，而是可以适当地进行增减。
而且在集电体10L中，突起2L所设置的在行方向X上的相位在一个面和另一个面上相差180°。在此，相位差不必为180°，而是可以适当地进行增减。
此外，在集电体10L的表面形成突起2L时的加工方法与实施方式1的图3中的同样。另外，也同样可以使用模具等代替辊子以形成突起2L。 使用集电体10L制作电极板的方法也与实施方式1同样。另外，使用上述制作的电极板制作非水系二次电池的方法也与实施方式1的图4中的相同。
<实施方式14>
下面参照图19就本发明的实施方式14进行说明。图19是表示本发明的实施方式14的非水系二次电池用集电体的示意构成的俯视图(a)及其Z2-Z2剖视图。
如图19所示，实施方式14的集电体10M虽然在两面以与实施方式12同样的排列图案形成有突起2M，但突起2M所设置的间距在集电体10M的一个面和另一个面上不同这一点上与实施方式12不同。
也就是说，在图19的集电体10M的各个面上，大致呈圆形的突起2M在行方向X上以等间距P61排列成直线状而构成行单元，同时该行单元在列方向Y上以依次减小的预定的间距P62、P63、…相互平行地排列。另外，在列方向Y上相邻的各行单元的突起2M各自在行方向X的位置是不同的，相隔与间距P61的二分之一相当的间距。在此，突起2M的形状不必大致呈圆形，例如也可以设定为大致呈椭圆形、大致呈长方形、大致呈菱形、大致呈正方形以及大致呈正N边形(其中N：N是6以上的偶数)。另外，突起2M在行方向X上的位置不同的间距也可以不是与间距P61的二分之一相当的间距，而是可以适当地进行增减。
而且在集电体10M中，一个面(在图的上侧的面)的在列方向Y上的上述行单元的间距P32、P33、P34、P35、P36不同于另一个面(在图的下侧的面)的在列方向Y上的上述行单元的间距P37、P38、P39、P40、P41。也就是说，正如下述的不等式2所示的那样，另一个面的间距大于一个面的间距。在此，上述的一个面相当于图4的电极组34的外周侧的面，上述的另一个面相当于电极组34的内周侧的面。由此，可以使电极组34的外周侧的面和内周侧的面的曲率之差所产生的影响得以缓和。
P41＞P36，P40＞P35，P39＞P34，P38＞P33，P37＞P32(2)
在此，在集电体10M的表面形成突起2M时的加工方法与实施方式1的图3中的同样。另外，也同样可以使用模具等代替辊子以形成突起2M。使用集电体10M制作电极板的方法也与实施方式1同样。另外，使 用上述制作的电极板制作非水系二次电池的方法也与实施方式1的图4中的相同。
<实施方式15>
下面参照图20就本发明的实施方式15进行说明。图20是表示本发明的实施方式15的非水系二次电池用集电体的示意构成的俯视图(a)及其Z3-Z3剖视图。
如图20所示，实施方式15的集电体10N虽然在两面以与实施方式14同样的排列图案形成有突起2N，但突起的形状与实施方式14不同。
也就是说，在图20的集电体10N的各个面上，大致呈菱形的突起2N在行方向X上以等间距P42排列成直线状而构成行单元，同时该行单元在列方向Y上以依次减小的预定的间距P43、P44、…相互平行地排列。另外，在列方向Y上相邻的各行单元的突起2N各自在行方向X的位置是不同的，相隔与间距P42的二分之一相当的间距。在此，突起2N在行方向X上的位置不同的间距也可以不是与间距P42的二分之一相当的间距，而是可以适当地进行增减。
而且在集电体10N中，一个面(在图的上侧的面)的在列方向Y上的上述行单元的间距P48、P49、P50、P51、P52不同于另一个面(在图的下侧的面)的在列方向Y上的上述行单元的间距P53、P54、P55、P56、P57。也就是说，正如下述的不等式3所示的那样，另一个面的间距大于一个面的间距。在此，上述的一个面相当于图4的电极组34的外周侧的面，上述的另一个面相当于电极组34的内周侧的面。由此，可以使电极组34的外周侧的面和内周侧的面的曲率之差所产生的影响得以缓和。
P57＞P52，P56＞P51，P55＞P50，P54＞P49，P53＞P48(3)
在此，在集电体10N的表面形成突起2N时的加工方法与实施方式1的图3中的同样。另外，也同样可以使用模具等代替辊子以形成突起2N。使用集电体10N制作电极板的方法也与实施方式1同样。另外，使用上述制作的电极板制作非水系二次电池的方法也与实施方式1的图4中的相同。
实施例14
作为正极板的集电体，使用厚度为15μm的铝箔。为了在该铝箔的 表面上，以上述的排列图案形成与上述实施方式12的图16相对应且顶部和横断面的形状大致呈圆形的许多突起，制作1对辊子(陶瓷辊子)，该1对辊子以上述的排列图案在表面形成有形状与上述突起相对应的凹部(深度为4μm)。而且在上述一对辊子之间，一边对上述铝箔进行加压一边使其通过。这样一来，便制作出在两面具有高度为3μm的突起的总厚为18μm的正极板用集电体。
接着，将作为正极活性物质的100重量份的钴酸锂、作为导电材料的相对于100重量份的活性物质为2重量份的乙炔黑、以及作为粘结材料的相对于100重量份的活性物质为2重量份的聚偏氟乙烯与适量的N-甲基-2-吡咯烷酮一起，用双臂式拌和机进行搅拌和混炼，由此便制作出正极合剂涂料。将该正极合剂涂料涂布在上述制作的集电体的两面上，干燥并进行压力加工，然后将该集电体纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的正极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与正极板的长度方向相一致，使上述行方向X与正极板的宽度方向相一致。
在上述那样制作的集电体中，由于以最紧密填充的排列图案形成大致呈圆形的突起，所以在集电体和正极板的制造时，对于施加在集电体或正极板的长度方向(上述列方向Y)上的拉伸应力可以显示出较大的耐久应力。因此，在将正极合剂层形成于集电体上而制造正极板时，或者对正极板进行上述纵剪切加工时，可以防止在集电体上产生的局部的变形或挠曲，而且可以抑制正极合剂层的脱落。
实施例15
作为负极板的集电体，使用厚度为10μm的铜箔。为了在该铜箔的表面上，以上述的排列图案形成与上述实施方式13的图18相对应且顶部和横断面的形状大致呈圆形的许多突起，制作1对辊子(陶瓷辊子)，该1对辊子以上述的排列图案在表面形成有形状与上述突起相对应的凹部(深度为3μm)。而且在上述一对辊子之间，一边对上述铜箔进行加压一边使其通过。这样一来，便制作出在两面具有高度为2μm的突起的总厚为12μm的负极板用集电体。
接着，将作为负极活性物质的100重量份的人造石墨、作为粘结材料的相对于100重量份的活性物质为2.5重量份(按粘结材料的固体成分 换算为1重量份)的苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶粒子分散体(固体成分为40重量％)、以及作为增稠剂的相对于100重量份的活性物质为1重量份的羧甲基纤维素与适量的水一起，用双臂式拌和机进行搅拌，从而制作出负极合剂涂料。将该负极合剂涂料涂布在上述制作的集电体的两面上，干燥并进行压力加工，然后将该集电体纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的负极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与负极板的长度方向相一致，使上述行方向X与负极板的宽度方向相一致。
在上述那样制作的集电体中，由于以最紧密填充的排列图案形成大致呈圆形的突起，所以在集电体和负极板的制造时，对于施加在集电体或负极板的长度方向(上述列方向Y)上的拉伸应力可以显示出较大的耐久应力。因此，在将负极合剂层形成于集电体上而制造负极板时，或者对负极板进行上述纵剪切加工时，可以防止在集电体上产生的局部的变形或挠曲，而且可以抑制负极合剂层的脱落。
实施例16
作为负极板的集电体，使用厚度为15μm的铜箔。为了在该铜箔的表面上，以上述的排列图案形成与上述实施方式14的图19相对应且顶部和横断面的形状大致呈圆形的许多突起，制作1对辊子(陶瓷辊子)，该1对辊子以上述的排列图案在表面形成有形状与上述突起相对应的凹部(深度为8μm)。而且在上述一对辊子之间，一边对上述铜箔进行加压一边使其通过。这样一来，便制作出在两面具有高度为6μm的突起的总厚为21μm的负极板用集电体。
接着，将作为负极活性物质的纯度为99.9999％的硅用作溅射靶，采用具有电子束加热机构的蒸镀装置，在上述制作的集电体的两面一边导入纯度为99.7％的氧一边进行蒸镀，从而在突起上形成膜厚为18μm的SiO0.5，然后纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的负极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与负极板或集电体的长度方向相一致，使上述行方向X与负极板的宽度方向相一致。
在上述那样制作的集电体中，由于以最紧密填充的排列图案形成大致呈圆形的突起，所以在朝向集电体的长度方向(列方向Y)蒸镀负极活性物质时，可以将活性物质高效地附着在突起上，而且对于施加在集 电体的长度方向上的拉伸应力可以显示出较大的耐久应力。因此，在将负极合剂层蒸镀于集电体上而制造负极板时，或者对负极板进行上述纵剪切加工时，可以防止在集电体上产生的局部的变形或挠曲，而且可以抑制负极合剂层的脱落。
实施例17
为了制作本发明的非水系二次电池，与图16的实施例14同样，制作出以上述排列图案在两面形成有高度为3μm的突起的总厚为18μm的正极集电体。
接着，将作为正极活性物质的100重量份的钴酸锂、作为导电材料的相对于100重量份的活性物质为2重量份的乙炔黑、以及作为粘结材料的相对于100重量份的活性物质为2重量份的聚偏氟乙烯与适量的N-甲基-2-吡咯烷酮一起，用双臂式拌和机进行搅拌和混炼，由此便制作出正极合剂涂料。将该正极合剂涂料涂布在上述制作的集电体的两面上，干燥并进行压力加工，然后将该集电体纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的正极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与正极板的长度方向相一致，使上述行方向X与正极板的宽度方向相一致。
另外，与图19的实施例16同样，制作出以上述排列图案在两面形成有高度为6μm的突起的总厚为21μm的负极集电体。
接着，将作为负极活性物质的纯度为99.9999％的硅用作溅射靶，采用具有电子束加热机构的蒸镀装置，在上述制作的集电体的两面一边导入纯度为99.7％的氧一边进行蒸镀，这里，在突起的顶部将负极活性物质层叠成柱状，从而使其在横向上连续地形成25μm厚的SiO0.5的薄膜，然后纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的负极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与负极板的长度方向相一致，使上述行方向X与负极板的宽度方向相一致。
使用如上述那样制作的正极板和负极板，制作如图4所示的电极组34(另参照图28)。更具体地说，使隔膜介于正极板和负极板之间，并将该正极板和负极板卷绕成螺旋状，从而制作出圆筒形的电极组。此时，对两极板进行卷绕，从而使集电体在长度方向(列方向Y)上的间距较宽的一侧(图的上侧)处在电极组的内周侧，而间距较窄的一侧(图的 下侧)处在电极组的外周侧。
在上述制作的电极组中，没有看到电极组的卷绕偏移、以及在卷绕电极组的期间的正极活性物质和负极活性物质的脱落。另外，在制作出电极组之后，解体该电极组而对正极板和负极板进行了观察，结果没有观察到正极合剂层和负极合剂层的脱落等不良现象。
再者，如图4所示，将该电极组与绝缘板一起收纳在有底圆筒形的电池壳体的内部，将由电极组的下部导出的负极引线与电池壳体的底部连接。接着，将从电极组的上部导出的正极引线与封口板连接，并在电池壳体中注入预定量的由非水溶剂制成的电解液(未图示)。之后，将在周边安装有封口垫圈的封口板插入电池壳体80的开口部，然后朝内向折弯电池壳体的开口部而进行敛缝封口，由此便制作出作为非水系二次电池的锂二次电池。
对该锂离子二次电池进行了500次的充放电循环之后，取出电极组并将其解体，结果没有看到锂的析出、以及正极合剂层和负极合剂层的脱落等不良现象。
实施例18
作为负极板的集电体，使用厚度为18μm的铜箔。为了在该铜箔的表面上，以上述的排列图案形成与图20的实施方式15相对应且顶部和横断面的形状大致呈菱形的许多突起，制作1对辊子(陶瓷辊子)，该1对辊子以上述的排列图案在表面形成有形状与上述突起相对应的凹部(深度为10μm)。而且在上述一对辊子之间，一边对上述铜箔进行加压一边使其通过。这样一来，便制作出在两面具有高度为8μm的突起的总厚为26μm的负极板用集电体。
接着，将作为负极活性物质的纯度为99.9999％的硅用作溅射靶，采用具有电子束加热机构的蒸镀装置，在上述制作的集电体的两面一边导入纯度为99.7％的氧一边进行蒸镀，从而在突起上形成膜厚为25μm的SiO0.5然后纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的负极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与负极板或集电体的长度方向相一致，使上述行方向X与负极板的宽度方向相一致。
在上述那样制作的集电体中，由于以最紧密填充的排列图案形成大 致呈圆形的突起，所以在朝向集电体的长度方向(列方向Y)蒸镀负极活性物质时，可以将活性物质高效地附着在突起上，而且对于施加在集电体的长度方向上的拉伸应力可以显示出较大的耐久应力。因此，在将负极合剂层蒸镀于集电体上而制造负极板时，或者对负极板进行上述纵剪切加工时，可以防止在集电体上产生的局部的变形或挠曲，而且可以抑制负极合剂层的脱落。
实施例19
为了制作本发明的非水系二次电池，与图16的实施例14同样，制作出以上述排列图案在两面形成有高度为3μm的突起的总厚为18μm的正极集电体。
接着，将作为正极活性物质的100重量份的钴酸锂、作为导电材料的相对于100重量份的活性物质为2重量份的乙炔黑、以及作为粘结材料的相对于100重量份的活性物质为2重量份的聚偏氟乙烯与适量的N-甲基-2-吡咯烷酮一起，用双臂式拌和机进行搅拌和混炼，由此便制作出正极合剂涂料。将该正极合剂涂料涂布在上述制作的集电体的两面上，干燥并进行压力加工，然后将该集电体纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的正极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与正极板的长度方向相一致，使上述行方向X与正极板的宽度方向相一致。
另外，与图20的实施例18同样，制作出以上述排列图案在两面形成有高度为8μm的突起的总厚为26μm的负极集电体。
接着，将作为负极活性物质的纯度为99.9999％的硅用作溅射靶，采用具有电子束加热机构的蒸镀装置，在上述制作的集电体的两面一边导入纯度为99.7％的氧一边进行蒸镀，这里，在突起的顶部将活性物质层叠成柱状，从而使其在横向上连续地形成25μm厚的SiO0.5的薄膜，然后纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的负极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与负极板的长度方向相一致，使上述行方向X与负极板的宽度方向相一致。
使用如上述那样制作的正极板和负极板，制作如图4所示的电极组34(另参照图28)。更具体地说，使隔膜介于正极板和负极板之间，并将该正极板和负极板卷绕成螺旋状，从而制作出圆筒形的电极组。此时， 对两极板进行卷绕，从而使集电体在长度方向(列方向Y)上的间距较宽的一侧(图的上侧)处在电极组的内周侧，而间距较窄的一侧(图的下侧)处在电极组的外周侧。
在上述制作的电极组中，没有看到电极组的卷绕偏移、以及在卷绕电极组的期间的正极活性层和负极活性层的脱落。另外，在制作出电极组之后，解体该电极组而对正极板和负极板进行了观察，结果没有观察到正极合剂层和负极合剂层的脱落等不良现象。
再者，如图4所示，将该电极组与绝缘板一起收纳在有底圆筒形的电池壳体的内部，将由电极组的下部导出的负极引线与电池壳体的底部连接。接着，将从电极组的上部导出的正极引线与封口板连接，并在电池壳体中注入预定量的由非水溶剂制成的电解液(未图示)。之后，将在周边安装有封口垫圈的封口板插入电池壳体80的开口部，然后朝内向折弯电池壳体的开口部而进行敛缝封口，由此便制作出作为非水系二次电池的锂二次电池。
对该锂离子二次电池进行了500次的充放电循环之后，取出电极组并将其解体，结果没有看到锂的析出、以及正极合剂层和负极合剂层的脱落等不良现象。
以上正如实施例14～16以及18所示的那样，本发明的非水系二次电池用电极板由于在集电体的表面以上述排列图案形成至少顶部不被压缩的突起，所以通过该突起的排列图案而显示出较大的耐久应力。因此，可以防止在将突起形成于集电体表面的工序、以及将活性物质附载于集电体的突起上的工序中产生的集电体的局部变形或挠曲。同时，在将活性物质附载于集电体的突起上的工序、以及此后纵剪切加工成预定宽度和长度等的后续工序中，也可以抑制活性物质的脱落。
另外，正如实施例17以及19所示的那样，可以使由制作电极组时的内外周的曲率的不同、以及内周侧的面和外周侧的面的曲率的不同所引起的施加于电极板上的弯曲应力的不同得以缓和。另外，还使与非水系二次电池的充放电相伴的、由嵌入锂时的活性物质的膨胀以及脱嵌锂时的活性物质的收缩引起的体积变化得以缓和，由此可以获得不会发生由充放电产生的电极板断裂、以及活性物质层的脱落等不良现象且高容 量和高可靠性的非水系二次电池。
<实施方式16>
下面参照图21和图22就本发明的实施方式16进行说明。图21是表示本发明的实施方式16的非水系二次电池用集电体的示意构成的3种剖视图(a)、(b)以及(c)和俯视图(d)。
图21的集电体10P是非水系二次电池的一个实例即锂离子二次电池(以下也简称为锂二次电池)的电极板所使用的集电体。该集电体10P的构成是：在金属箔1的一个表面上，以预定的排列图案形成有顶部和横断面大致呈圆形的许多柱状的、且至少顶部不被压缩的突起2P；而金属箔1的另一个表面被设计为平滑面，并且将2片金属箔1的平滑面彼此之间接合在一起。
在图21(d)的排列图案中，突起2P以等间距在行方向X上排列成直线状，并且排列在该行方向X上的一组突起2P构成行单元。行单元以等间距相互平行地排列在与行方向X垂直的方向即列方向Y上。另外，构成行单元的一组突起2P各自与在列方向Y相邻的其它行单元的突起2P在行方向X的位置是不同的。
而且如图21(a)、(b)以及(c)所示，集电体10P的构成是：将2片金属箔1的平滑面彼此之间接合在一起，从而使突起2P的相位产生各种偏移。也就是说，在图21(a)中，突起2P的相位在行方向X或列方向Y上偏移与突起2P的直径的二分之一相当的长度L1。在图21(b)中，相位偏移与突起2P的直径的三分之一相当的长度L2。在图21(c)中，相位偏移与突起2P的直径的四分之一相当的长度L3。
图22表示将用于在集电体上形成突起的辊子的表面进行了放大的立体图。
图22的辊子是：在金属制辊子基材的表面上涂覆CrO、WC、TiN等陶瓷后，借助于激光加工等，以与上述排列图案对应的排列图案形成与突起2P对应的凹部7D。
也就是说，凹部7D在辊子的轴向上以等间距P58排列成直线状而构成行单元，同时该行单元以等间距P59相互平行地排列在辊子的周向上。
另外，在辊子的周向上相邻的各行单元的凹部7D各自在辊子的轴向 上的位置是不同的，相隔与间距P58的二分之一相当的间距P60。此外，该相隔的间距并不局限于与间距P58的二分之一相当，而是可以适当地进行增减。
而且以预定的间隙在上下配置有以图22的排列图案在表面形成有凹部7D的辊子和表面粗糙度Ra(粗糙度算术平均偏差值)为25μm以下的平滑辊，使长尺寸的金属箔1在上述的间隙中通过，从而利用两辊子使金属箔1的两面受到挤压。由此，在金属箔1的一个面上以上述的排列图案形成许多突起2P，而且金属箔1的另一个面被设计为平滑面，从而制作出集电体10P。
在此，集电体10P的制作方法并不局限于上述的方法。例如，使用模具等代替辊子，将金属箔1夹持在以上述的排列图案形成有凹部7D的上模和作为平滑面的下模之间而使其进行压缩加工，也有可能制作集电体10P。另外，2片金属箔1的平滑面彼此之间的接合可以采用高温辊子压接、超声波焊接、扩散接合、钎焊以及导电性接合(conductive bonding)等来进行。此时，将金属箔1的温度设定为350℃、并施加400MPa以上的面压来进行接合。
在此，使用集电体10P制作电极板的方法与实施方式1同样。另外，使用上述制作的电极板制作非水系二次电池的方法也与实施方式1的图4中的相同。
<实施方式17>
下面参照图23就本发明的实施方式17进行说明。图23是表示本发明的实施方式17的非水系二次电池用集电体的示意构成的剖视图(a)以及俯视图(b)。
如图23所示，实施方式17的集电体10Q虽然与实施方式16的集电体10P同样地进行制作，但在集电体10Q的两面上所设置的突起2Q的相位不一致这一点上与实施方式16不同。
在此，金属箔1的平滑面彼此之间的接合方法与实施方式16相同。在集电体10Q的表面形成突起2Q时的加工方法也与实施方式16中的同样。另外，也同样可以使用模具等代替辊子以形成突起2Q。使用集电体10Q制作电极板的方法也与实施方式1同样。另外，使用上述制作的电 极板制作非水系二次电池的方法也与实施方式1的图4中的相同。
<实施方式18>
下面参照图24就本发明的实施方式18进行说明。图24是表示本发明的实施方式18的非水系二次电池用集电体的示意构成的、在制作途中的剖视图(a)以及制作结束时的剖视图(b)。
如图24所示，实施方式18的集电体10R在由包括形成有突起的一个面和被设定为平滑面的另一个面的金属箔1构成这一点上与实施方式16同样，但在其构成是折弯1片金属箔1、使其平滑面彼此之间接合在一起这一点上与实施方式16不同。
在图示实例中，集电体10R两面的突起2R的相位虽然一致，但通过调整金属箔1的折弯位置，可以如实施方式16的图21(a)、(b)、(c)一样，使集电体10R两面的突起2R的相位不同。
然而，如图24所示，通过使突起2R位于金属箔1的折线端部，便可以防止在折线端部产生龟裂，从而使集电体10R的强度得以提高。
在此，金属箔1的平滑面彼此之间的接合方法与实施方式16相同。在集电体10Q的表面形成突起2Q时的加工方法也与实施方式16中的同样。另外，也同样可以使用模具等代替辊子以形成突起2Q。使用集电体10Q制作电极板的方法也与实施方式1同样。另外，使用上述制作的电极板制作非水系二次电池的方法也与实施方式1的图4中的相同。
实施例20
作为正极板集电体，使用厚度为7.5μm的铝箔。为了在该铝箔的表面上，以上述的排列图案形成如实施方式16的图21(d)所示的、且顶部和横断面的形状大致呈圆形的许多突起，制作辊子(陶瓷辊子)，该辊子以上述的排列图案在表面形成有形状与上述突起相对应的凹部(深度为4μm)。而且在用于将突起形成于上述表面的辊子和表面粗糙度Ra(粗糙度算术平均偏差值)为25μm以下的平滑辊之间，一边对上述铝箔进行加压一边使其通过。这样一来，便在金属箔1的一个面上形成高度为3μm的突起，在预定部位折弯该金属箔1而使金属箔1的平滑面彼此之间接合在一起，便制作出与图21(a)、(b)、(c)相对应的3种在两面具有高度为3μm的突起的、总厚为18μm的正极板用集电体。
接着，将作为活性物质的100重量份的钴酸锂、作为导电材料的相对于100重量份的活性物质为2重量份的乙炔黑、以及作为粘结材料的相对于100重量份的活性物质为2重量份的聚偏氟乙烯与适量的N-甲基-2-吡咯烷酮一起，用双臂式拌和机进行搅拌和混炼，由此便制作出正极合剂涂料。将该正极合剂涂料涂布在上述制作的集电体的两面上，干燥并进行压力加工，然后将该集电体纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的正极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与正极板的长度方向相一致，使上述行方向X与正极板的宽度方向相一致。
使用由实施例20所制作的集电体而制作了电极组，结果在一个面和另一个面的突起重叠而断面积较大的区域，受到因电极板的卷绕而产生的应力，而在除此以外的区域则柔软地弯曲，从而可以防止集电体的波动、皱纹和翘曲。
为了评价使用上述集电体的正极板，进行了如下的行走试验：即如图25(a)所示，以使正极板31A迂回的方式配置辊子20A，以模拟正极板制造工序中的辊子的卷绕。在此，正极板31A有8处卷绕在辊子20A上，以20m/分的速度行走。而且如图25(b)所示，以从集电体10P所附载的正极合剂层79上脱落的正极合剂层80的重量，比较了正极合剂层从集电体上脱落的状态。
其结果是，使用由实施例20所制作的集电体的正极板与在两面的表面粗糙度为100μm以下的平滑的集电体上附载正极合剂层的正极板相比较，正极合剂层的脱落量为5％以下，可知集电体和正极合剂层的附着力优良。
另外，由于具有充分的耐久应力，所以即使在将突起2P形成于集电体表面的工序、将活性物质附载于该集电体的突起2P上的工序、以及此后纵剪切加工成预定宽度等的后续工序中，也由于在突起的表面2～4μm在表面产生伴随着再结晶的加工硬化，因而使集电体表面的晶体粒径微细化，局部的变形或挠曲可以减轻30％以上，从而可以降低正极合剂层的脱落，上述以前的正极合剂层从正极板上的脱落量可以抑制为8％以下。
另外，在将菱形形状的突起以30μm的间距形成于集电体的两面、 然后采用蒸镀将活性物质层形成于突起的顶部而制造极板的方法中，在与集电体表面成某一角度而进行局部蒸镀的情况下，利用突起的阴影而故意制作出不被蒸镀的表面，可以避免与相邻活性物质层的接触。在反复进行充放电的过程中，即使活性物质产生膨胀和收缩，也可以防止相邻活性物质之间的接触，防止集电体的变形或挠曲龟裂，由此可以将正极合剂层的脱落量抑制为12％以下。
再者，就使用上述集电体的电极板与卷绕该电极板所得到的尺寸之间的关系进行了研究。在直径为18mm以下的圆筒形二次电池使用上述电极板的情况下，使用图21(a)所示的相位的偏移为二分之一的集电体的电极板可以最大程度地抑制正极合剂层的脱落量。在直径为18mm～32mm的圆筒形二次电池中，使用图21(b)的相位的偏移为三分之一的集电体的电极板可以最大程度地抑制正极合剂层的脱落量。在直径为32mm以上的圆筒形二次电池使用上述电极板的情况下，使用图21(c)所示的相位的偏移为四分之一的集电体的电极板可以最大程度地抑制正极合剂层的脱落量。
另外，如图26所示，方形电池的电极组34B采取具有电极板的曲率较大的2个端部81、82的结构，在所有尺寸的方形电池中，各端部81、82的正极合剂层的脱落量为最大。于是，使用因图23所示的两面的突起的相位相一致而使柔软性优良的集电体43，由此可以抑制正极合剂层的脱落量，从而与图21(a)的相位偏移二分之一的集电体的情况相比较，可以减少约26％的正极合剂层的脱落量。
实施例21
作为负极板的集电体，使用厚度为10μm的铜箔。为了在该铜箔的表面上，以上述的排列图案形成与上述实施方式16的图21(d)所示的、且顶部和横断面的形状大致呈圆形的许多突起，制作辊子(陶瓷辊子)，该辊子以上述的排列图案在表面形成有形状与上述突起相对应的凹部(深度为13μm)。而且在用于将突起形成于上述表面的辊子和表面平滑的辊子之间，一边对上述铜箔进行加压一边使其通过。这样一来，便在金属箔1的一个面上形成高度为9μm的突起，在预定部位折弯该金属箔1而使金属箔1的平滑面彼此之间接合在一起，便制作出总厚为29μm 的负极板用集电体，该集电体在两面具有与图23相对应、突起的相位没有偏移、且高度为9μm的突起。
接着，将作为负极活性物质的纯度为99.9999％的硅用作溅射靶，采用具有电子束加热机构的蒸镀装置，在上述制作的集电体的两面一边导入纯度为99.7％的氧一边进行蒸镀，从而在突起上形成膜厚为23μm的SiO0.5，然后纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的负极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与负极板或集电体的长度方向相一致，使上述行方向X与负极板的宽度方向相一致。
在上述那样制作的集电体中，由于以最紧密填充的排列图案形成大致呈圆形的突起，所以在朝向集电体的长度方向(列方向Y)蒸镀负极活性物质时，可以将活性物质高效地附着在突起上。
另外，由于在进行过压缩加工的金属箔1的基础面1a和突起11的表面2～4μm处、于表面侧和背面侧的对称位置产生加工硬化，所以对于施加在集电体的长度方向(列方向Y)上的拉伸应力可以在金属箔1的两面显示出均匀的耐久应力。因此，在将负极合剂层蒸镀于集电体上而制造负极板时，或者将负极板纵剪切加工成预定的宽度时，可以防止在集电体上产生的局部的变形或挠曲，而且可以抑制负极合剂层的脱落。
另外，在电极组34B如图26所示那样具有直线部83的方形电池中，在进行500次的充放电循环之后，从电池壳体中取出电极组34B，放开电极板的卷绕而使电极板伸展开来。
其结果是，负极板的直线部83即使受到施加在长度方向(列方向Y)上的拉伸应力，构成负极板的集电体的伸长也集中于厚度较薄的进行过压缩加工的基础面1a之间的范围。因此，可以使由集电体的伸长产生的集电体和负极合剂层的界面的剪切应力仅集中于进行过压缩加工的基础面1a上。因此，这具有在集电体的突起和负极合剂层的界面使剪切应力得以缓和的作用，可以缓和负极板的整个面积约一半的剪切应力，从而可以抑制集电体和负极合剂层的界面剥离。
另外，对于施加在集电体的长度方向(列方向Y)上的拉伸应力可以显示出充分的耐久应力，从而即使在将突起11形成于集电体表面的工序、将负极活性物质附载于该集电体的突起11上的工序、以及此后纵剪 切加工成预定宽度等的后续工序中，也可以防止局部的波动、皱纹和翘曲等变形或挠曲。
实施例22
为了制作本发明的非水系二次电池，作为负极板的集电体，使用厚度为8μm的铜箔。为了在该铜箔的表面上，以上述的排列图案形成如图21(d)所示的、且顶部和横断面的形状大致呈圆形的许多突起，制作辊子(陶瓷辊子)，该辊子以上述的排列图案在表面形成有形状与上述突起相对应的凹部(深度为13μm)。而且在用于将突起形成于上述表面的辊子和表面粗糙度Ra(粗糙度算术平均偏差值)为25μm以下的平滑辊之间，一边对上述铜箔进行加压一边使其通过。这样一来，便在金属箔1的一个面上形成高度为4μm的突起，而且在另一个面上将表面粗糙度Ra设定为6.3μm。在预定部位折弯该金属箔1而使金属箔1的平滑面彼此之间接合在一起，便制作出总厚为18μm的负极板用集电体，该集电体在两面具有与图21(a)相对应、突起的相位的偏移为二分之一、且高度为4μm的突起。
接着，将作为负极活性物质的纯度为99.9999％的硅用作溅射靶，采用具有电子束加热机构的蒸镀装置，在上述制作的集电体的两面一边导入纯度为99.7％的氧一边进行蒸镀，从而在突起上形成膜厚为23μm的SiO0.5，然后纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的负极板。这时，进行纵剪切加工使上述列方向Y与负极板或集电体的长度方向相一致，使上述行方向X与负极板的宽度方向相一致。
另外，作为正极板的集电体，与实施例1同样，制作出以上述排列图案在两面形成有高度为3μm的突起的总厚为18μm的正极集电体。
接着，将作为正极活性物质的用镍和锰置换钴的一部分而得到的100重量份的钴酸锂、作为导电材料的相对于100重量份的活性物质为2重量份的乙炔黑、以及作为粘结材料的相对于100重量份的活性物质为2重量份的聚偏氟乙烯与适量的N-甲基-2-吡咯烷酮一起，用双臂式拌和机进行搅拌和混炼，由此便制作出正极合剂涂料。将该正极合剂涂料涂布在上述制作的集电体的两面上，干燥并进行压力加工，然后将该集电体纵剪切加工成预定的宽度和长度，便制作出长条带状的正极板。这时， 进行纵剪切加工使上述列方向Y与正极板的长度方向相一致，使上述行方向X与正极板的宽度方向相一致。这样一来，便在上述正极集电体的两面形成单面厚度为57μm的正极合剂层，从而制作出总厚度为126μm的正极板。
使用如上述那样制作的正极板和负极板，制作如图4所示的锂离子二次电池。更具体地说，使隔膜介于正极板和负极板之间，并将该正极板和负极板卷绕成螺旋状，从而制作出电极组。将该电极组与绝缘板一起收纳在有底圆筒形的电池壳体的内部，将由电极组的下部导出的负极引线与电池壳体的底部连接。接着，将从电极组的上部导出的正极引线与封口板连接，并在电池壳体中注入预定量的由非水溶剂制成的电解液(未图示)。之后，将在周边安装有封口垫圈的封口板插入电池壳体的开口部，然后朝内向折弯电池壳体的开口部而进行敛缝封口，由此便制作出锂离子二次电池。
在上述的锂离子二次电池中，在制作出卷绕成螺旋状的电极组之后，将该电极组解体而进行观察，结果在正极板和负极板上均没有看到电极板断裂、或活性物质层的脱落等不良现象。再者，虽然对该锂离子二次电池进行了300次的充放电循环，但没有发生循环劣化。另外，在进行了300次的充放电循环之后，将锂离子二次电池和电极组进行解体的结果，没有看到锂的析出或活性物质层的脱落等不良现象。可以认为其原因在于：通过在至少顶部不被压缩的突起的上表面将活性物质形成为柱状从而形成薄膜，使得由嵌入锂时的活性物质薄膜的膨胀以及脱嵌锂时的活性物质薄膜的收缩引起的体积变化能够得以缓和，因而可以维持良好的电池特性。
以上正如实施例22～23所示的那样，本发明的非水系二次电池用电极板由于在集电体的表面以上述排列图案形成至少顶部不被压缩的突起，所以通过该突起的排列图案而显示出较大的耐久应力。因此，可以防止在将突起形成于集电体表面的工序、以及将活性物质附载于集电体的突起上的工序中产生的集电体的局部变形或挠曲。同时，在将活性物质附载于集电体的突起上的工序、以及此后纵剪切加工成预定宽度和长度等的后续工序中，也可以抑制活性物质的脱落。
再者，由于集电体的突起的顶部处在不被压缩的状态下，所以不会残留由进行加工所产生的加工变形，而且突起的平面的表面精度良好，故而可以形成均匀的薄膜。另外，由于实施压缩加工，所以表面粗糙度也不会减少，而是维持着初期的表面粗糙度，故而可以提高与形成为薄膜的活性物质的附着力。从这一观点出发，为了进一步提高突起的平面与活性物质的附着力，事先使加工前的集电体表面变粗是非常有效的。此外，在实施例1～6的突起的排列图案中，在列方向相邻的行单元的突起各自的位置被设定为偏移行单元间距的二分之一，但本发明并不局限于此，使突起的位置偏移的间隔可以任意地设定。
另外，正如实施例23所示的那样，优选的是活性物质主要在突起的不被压缩的顶部形成为柱状。由此，使与非水系二次电池的充放电相伴的、由嵌入锂时的活性物质的膨胀以及脱嵌锂时的活性物质的收缩引起的体积变化得以缓和，从而可以获得不会发生由充放电产生的电极板断裂、以及活性物质层的脱落等不良现象且高容量和高可靠性的非水系二次电池。
本发明的非水系二次电池用集电体、使用该集电体的非水系二次电池用电极板以及非水系二次电池作为希望伴随着电子设备和通信设备的多功能化而高容量化的便携式电源等是有用的。

Claims (22)

1.一种非水系二次电池用集电体，其由至少附载正极活性物质或负极活性物质的金属箔构成，所述集电体的特征在于：
在至少一个面上以预定的排列图案形成有突起；
所述突起以至少顶部不被压缩的方式形成；
所述排列图案包括：所述突起以等间距排列成直线状的行方向，以及由排列在所述行方向上的一组突起构成的行单元以预定的间隔相互平行地配置的列方向；
构成所述行单元的一组突起各自与在所述列方向相邻的其它行单元的突起在行方向的位置是不同的。
2.一种非水系二次电池用集电体，其由至少附载正极活性物质或负极活性物质的金属箔构成，所述集电体的特征在于：
在至少一个面上以预定的排列图案形成有突起；
所述突起以至少顶部不被压缩的方式形成；
所述排列图案包括：所述突起以等间距排列成锯齿状的行方向，以及由排列在所述行方向上的一组突起构成的行单元以预定的间隔相互平行地配置的列方向；
所述突起各自与所有的同该突起相邻的其它突起的间隔相等。
3.根据权利要求1所述的非水系二次电池用集电体，其中，
所述集电体呈长条带状，所述集电体的长度方向与所述列方向相一致，而且所述集电体的宽度方向与所述行方向相一致；
从所述集电体的长度方向的一端侧向另一端侧，所述行单元的配置间隔依次缩短。
4.根据权利要求3所述的非水系二次电池用集电体，其中，
所述突起形成于所述金属箔的两面；而且
对于所述金属箔的一个面的所述突起和所述金属箔的另一个面的所述突起，所设置的相位是一致的。
5.根据权利要求3所述的非水系二次电池用集电体，其中，
所述突起形成于所述金属箔的两面；而且
对于所述金属箔的一个面的所述突起和所述金属箔的另一个面的所述突起，所设置的相位在行方向是不同的。
6.根据权利要求3所述的非水系二次电池用集电体，其中，
所述突起形成于所述金属箔的两面；而且
在所述金属箔的一个面上于所述列方向配置所述行单元的间隔比在所述金属箔的另一个面上配置所述行单元的间隔更大。
7.根据权利要求1所述的非水系二次电池用集电体，其构成为：
所述金属箔在一个面上以所述排列图案形成所述突起，而且另一个面被设计为平滑面；
2片以上的所述金属箔的所述平滑面彼此之间接合在一起。
8.根据权利要求1所述的非水系二次电池用集电体，其构成为：
所述金属箔在一个面上以所述排列图案形成所述突起，而且另一个面被设计为平滑面；
在预定部位折弯所述金属箔，而且将该折弯的金属箔的所述平滑面彼此之间接合在一起。
9.根据权利要求1所述的非水系二次电池用集电体，其中，所述突起的顶部大致呈圆形。
10.根据权利要求1所述的非水系二次电池用集电体，其中，
所述集电体呈长条带状，所述集电体的长度方向与所述列方向相一致，而且所述集电体的宽度方向与所述行方向相一致；
所述突起的顶部大致呈椭圆形，该椭圆形的长轴的方向与所述集电体的宽度方向相一致。
11.根据权利要求1所述的非水系二次电池用集电体，其中，
所述集电体呈长条带状，所述集电体的长度方向与所述列方向相一致，而且所述集电体的宽度方向与所述行方向相一致；
所述突起的顶部大致呈长方形，该长方形的长度方向与所述集电体的宽度方向相一致。
12.根据权利要求1所述的非水系二次电池用集电体，其中，
所述集电体呈长条带状，所述集电体的长度方向与所述列方向相一致，而且所述集电体的宽度方向与所述行方向相一致；
所述突起的顶部大致呈菱形，该菱形的长对角线的方向与所述集电体的宽度方向相一致。
13.根据权利要求1所述的非水系二次电池用集电体，其中，
所述集电体呈长条带状，所述集电体的长度方向与所述列方向相一致，而且所述集电体的宽度方向与所述行方向相一致；
所述突起的顶部大致呈正方形，该正方形的1条对角线的方向与所述集电体的宽度方向相一致。
14.根据权利要求1所述的非水系二次电池用集电体，其中，
所述集电体呈长条带状，所述集电体的长度方向与所述列方向相一致，而且所述集电体的宽度方向与所述行方向相一致；
所述突起的顶部大致呈正方形，该正方形的1组对边与所述集电体的宽度方向相垂直。
15.根据权利要求1所述的非水系二次电池用集电体，其中，
所述集电体呈长条带状，所述集电体的长度方向与所述列方向相一致，而且所述集电体的宽度方向与所述行方向相一致；
所述突起的顶部大致呈正六边形，该正六边形的最长的对角线之一的方向与所述集电体的宽度方向相一致。
16.根据权利要求1所述的非水系二次电池用集电体，其中，
所述集电体呈长条带状，所述集电体的长度方向与所述列方向相一致，而且所述集电体的宽度方向与所述行方向相一致；
所述突起的顶部大致呈正六边形，该正六边形的1组对边与所述集电体的宽度方向相垂直。
17.根据权利要求1所述的非水系二次电池用集电体，其中，
所述集电体呈长条带状，所述集电体的长度方向与所述列方向相一致，而且所述集电体的宽度方向与所述行方向相一致；
所述突起的顶部大致呈具有8以上的任一偶数个角的正多边形，该正多边形的最长的对角线之一的方向与所述集电体的宽度方向相一致。
18.根据权利要求1所述的非水系二次电池用集电体，其中，
所述集电体呈长条带状，所述集电体的长度方向与所述列方向相一致，而且所述集电体的宽度方向与所述行方向相一致；
所述突起的顶部大致呈具有8以上的任一偶数个角的正多边形，该正多边形的1组对边与所述集电体的宽度方向相垂直。
19.一种非水系二次电池用电极板，其是在权利要求1所述的非水系二次电池用集电体上，至少附载正极活性物质或负极活性物质而成的。
20.一种非水系二次电池，其构成是：使隔膜介于根据权利要求19所述的非水系二次电池用电极板的正极板和负极板之间，并将该正极板和负极板进行卷绕或层叠而构成电极组，然后将该电极组与非水系电解液一起封入电池壳体内。
21.根据权利要求5所述的非水系二次电池用集电体，其中，所述相位相差为180°。
22.根据权利要求19所述的非水系二次电池用电极板，所述正极活性物质或负极活性物质沉积在所述突起上。
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