JP2000106213A - リチウム二次電池およびそれに用いる正極板の製造法 - Google Patents
リチウム二次電池およびそれに用いる正極板の製造法Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電解液の注液時間を短縮し、充放電サイクル
特性を向上させる。 【解決手段】 セパレータ５と接する正極板１の表面に
凹部を形成し、この凹部の面積をセパレータ５の微孔１
個当たりの平均面積の１５０〜１０，０００倍とし、深
さを正極板１の活物質合剤層の厚みの１〜２５％に相当
する範囲とし、凹部の総面積を活物質合剤層の表面積の
３〜８０％に相当する範囲とすることにより、正極板の
表面と電解液との濡れ性、極板群への電解液の含浸性、
正極板とセパレータとの間の保液性が向上される。
特性を向上させる。 【解決手段】 セパレータ５と接する正極板１の表面に
凹部を形成し、この凹部の面積をセパレータ５の微孔１
個当たりの平均面積の１５０〜１０，０００倍とし、深
さを正極板１の活物質合剤層の厚みの１〜２５％に相当
する範囲とし、凹部の総面積を活物質合剤層の表面積の
３〜８０％に相当する範囲とすることにより、正極板の
表面と電解液との濡れ性、極板群への電解液の含浸性、
正極板とセパレータとの間の保液性が向上される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム二次電池
およびそれに用いる正極板の製造法の技術に関するもの
である。
およびそれに用いる正極板の製造法の技術に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話のような通信機器、ノー
ト型パーソナルコンピュータのような電子機器、および
ＡＶ機器のような情報関連機器の駆動用電源として小
型，軽量で高エネルギー密度を有するリチウム二次電池
の需要が大きくなっている。
ト型パーソナルコンピュータのような電子機器、および
ＡＶ機器のような情報関連機器の駆動用電源として小
型，軽量で高エネルギー密度を有するリチウム二次電池
の需要が大きくなっている。
【０００３】従来、このようなリチウム二次電池では、
正極活物質として、ＬｉＣｏＯ2 ，ＬｉＮｉＯ2 ，Ｌｉ
Ｍｎ2Ｏ4 等のようなリチウムに対して４Ｖ級の電位を
示すところのリチウム含有金属酸化物が用いられてい
る。また、負極活物質としては、リチウムをインターカ
レート，デインターカレートできる炭素材料等が実用化
されている。また、電解液としては、高誘電率溶媒であ
る炭酸エチレンや炭酸プロピレン等の環状炭酸エステル
と他の有機溶媒とを混合した非水溶媒に、リチウム塩を
支持塩として溶解させた非水電解液が用いられている。
正極活物質として、ＬｉＣｏＯ2 ，ＬｉＮｉＯ2 ，Ｌｉ
Ｍｎ2Ｏ4 等のようなリチウムに対して４Ｖ級の電位を
示すところのリチウム含有金属酸化物が用いられてい
る。また、負極活物質としては、リチウムをインターカ
レート，デインターカレートできる炭素材料等が実用化
されている。また、電解液としては、高誘電率溶媒であ
る炭酸エチレンや炭酸プロピレン等の環状炭酸エステル
と他の有機溶媒とを混合した非水溶媒に、リチウム塩を
支持塩として溶解させた非水電解液が用いられている。
【０００４】これらの非水電解液に用いる非水溶媒の一
部に、炭酸エチレンや炭酸プロピレン等の環状炭酸エス
テルを用いた場合、水溶液系電解液に比べて非水電解液
の粘度が高く、導電率も低くなる。そして、このように
導電率の低い非水電解液を用いると、水溶液系電解液を
用いた二次電池であるニッケル−カドミウム電池や鉛蓄
電池と比較して、大電流で放電を行った場合に容量の低
下が大きくなる。そのため、非水電解液を用いたリチウ
ム二次電池においては、電極面積を大きくすることによ
り、大電流における放電特性を確保しており、具体的に
は、活物質合剤を集電体としての金属箔に塗着してフィ
ルム状の薄い極板を作製し、これらをポリエチレンのよ
うなポリオレフィン系樹脂の微多孔膜からなるセパレー
タを介して対向させ、渦巻状に巻回した極板群として用
いている。
部に、炭酸エチレンや炭酸プロピレン等の環状炭酸エス
テルを用いた場合、水溶液系電解液に比べて非水電解液
の粘度が高く、導電率も低くなる。そして、このように
導電率の低い非水電解液を用いると、水溶液系電解液を
用いた二次電池であるニッケル−カドミウム電池や鉛蓄
電池と比較して、大電流で放電を行った場合に容量の低
下が大きくなる。そのため、非水電解液を用いたリチウ
ム二次電池においては、電極面積を大きくすることによ
り、大電流における放電特性を確保しており、具体的に
は、活物質合剤を集電体としての金属箔に塗着してフィ
ルム状の薄い極板を作製し、これらをポリエチレンのよ
うなポリオレフィン系樹脂の微多孔膜からなるセパレー
タを介して対向させ、渦巻状に巻回した極板群として用
いている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のリチウム二次電
池にあっては、それに用いる正極板を加工する工程で
は、正極の活物質合剤と金属箔とを密着させ、また合剤
の充填密度を上げるために、正極活物質に導電材および
結着剤を混合してカルボキシメチルセルローズ水溶液等
に懸濁させたペースト状の活物質合剤を金属箔の表面に
塗工して乾燥した後、圧延加工を施している。そして、
この圧延加工によって、負極板と対向する正極板の表面
に配向される正極活物質合剤は、光沢を有する程に平滑
化されているので、正極板表面と粘度が高い非水電解液
との濡れ性が低下するという問題点を有していた。ま
た、電池の組立工程においては、圧延加工によりフィル
ム状に薄くした正極板と負極板との間にポリエチレンの
ようなポリオレフィン系樹脂の微多孔膜からなるセパレ
ータを介在させて渦巻状に複数回巻回させ、極板群を構
成している。その結果、平滑化された正極板の表面とセ
パレータとは非常に密着した状態となるので、粘度が高
い非水電解液を極板群に注液する工程において、電解液
が十分に含浸されるまでに長時間を要するという問題点
を有していた。
池にあっては、それに用いる正極板を加工する工程で
は、正極の活物質合剤と金属箔とを密着させ、また合剤
の充填密度を上げるために、正極活物質に導電材および
結着剤を混合してカルボキシメチルセルローズ水溶液等
に懸濁させたペースト状の活物質合剤を金属箔の表面に
塗工して乾燥した後、圧延加工を施している。そして、
この圧延加工によって、負極板と対向する正極板の表面
に配向される正極活物質合剤は、光沢を有する程に平滑
化されているので、正極板表面と粘度が高い非水電解液
との濡れ性が低下するという問題点を有していた。ま
た、電池の組立工程においては、圧延加工によりフィル
ム状に薄くした正極板と負極板との間にポリエチレンの
ようなポリオレフィン系樹脂の微多孔膜からなるセパレ
ータを介在させて渦巻状に複数回巻回させ、極板群を構
成している。その結果、平滑化された正極板の表面とセ
パレータとは非常に密着した状態となるので、粘度が高
い非水電解液を極板群に注液する工程において、電解液
が十分に含浸されるまでに長時間を要するという問題点
を有していた。
【０００６】さらに、上記の状態では、正極板とセパレ
ータとの間の保液性も低下するので、充放電を繰り返す
うちに正極板とセパレータとの間の電解液の枯渇が進行
し、充放電サイクル特性が劣化し易いという問題点も有
していた。
ータとの間の保液性も低下するので、充放電を繰り返す
うちに正極板とセパレータとの間の電解液の枯渇が進行
し、充放電サイクル特性が劣化し易いという問題点も有
していた。
【０００７】本発明は、このような問題点を解決するも
ので、電池を組立てる際の非水電解液を注液する工程に
おいては、注液時間の短縮を図り、さらに電池の特性面
においては、充放電サイクル特性の向上を図ることがで
きるリチウム二次電池を提供することを目的としてい
る。
ので、電池を組立てる際の非水電解液を注液する工程に
おいては、注液時間の短縮を図り、さらに電池の特性面
においては、充放電サイクル特性の向上を図ることがで
きるリチウム二次電池を提供することを目的としてい
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ため、本発明のリチウム二次電池は、リチウムを含有す
る複合酸化物を活物質とする正極板を用い、負極板との
間に介在させる微多孔性のセパレータと接する正極板の
表面に、所定の大きさの凹部を設けることとしている。
ため、本発明のリチウム二次電池は、リチウムを含有す
る複合酸化物を活物質とする正極板を用い、負極板との
間に介在させる微多孔性のセパレータと接する正極板の
表面に、所定の大きさの凹部を設けることとしている。
【０００９】そして、このように正極板の表面に凹部を
設けることにより、正極板の表面とセパレータとが密着
した状態にならないので、正極板表面と電解液との濡れ
性が良好になり、極板群への電解液の含浸性が向上し、
正極板とセパレータとの間の保液性も向上し、電解液を
注入する時間の短縮を図るとともに充放電サイクル特性
を向上させることができる。
設けることにより、正極板の表面とセパレータとが密着
した状態にならないので、正極板表面と電解液との濡れ
性が良好になり、極板群への電解液の含浸性が向上し、
正極板とセパレータとの間の保液性も向上し、電解液を
注入する時間の短縮を図るとともに充放電サイクル特性
を向上させることができる。
【００１０】また、正極板の表面に凹部を形成するに
は、型押し面を先端に有する型押し部材を多数本備えた
型押し治具を用い、集電体に活物質合剤を塗布し、乾燥
して圧延した後に型押し加工することにより形成するこ
とができる。
は、型押し面を先端に有する型押し部材を多数本備えた
型押し治具を用い、集電体に活物質合剤を塗布し、乾燥
して圧延した後に型押し加工することにより形成するこ
とができる。
【００１１】そして、このように型押し加工すれば、型
押し面が正確に転写されて容易に所定の大きさの凹部を
形成することができる。
押し面が正確に転写されて容易に所定の大きさの凹部を
形成することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明は、各請求項に記載したよ
うな構成で実施することができ、以下にその作用効果を
併記して実施の形態を説明する。
うな構成で実施することができ、以下にその作用効果を
併記して実施の形態を説明する。
【００１３】すなわち、本発明のリチウム二次電池は、
リチウムを含有する複合酸化物を活物質とする正極板と
負極板との間に微多孔性のセパレータを介在させ、この
セパレータと接する正極板の表面に、前記セパレータの
微孔１個当たりの平均面積の１５０倍以上で１０，００
０倍以下の面積を有する凹部を多数設けたものである。
リチウムを含有する複合酸化物を活物質とする正極板と
負極板との間に微多孔性のセパレータを介在させ、この
セパレータと接する正極板の表面に、前記セパレータの
微孔１個当たりの平均面積の１５０倍以上で１０，００
０倍以下の面積を有する凹部を多数設けたものである。
【００１４】また、正極板の表面に設けた凹部の深さ
は、その正極板の活物質合剤層の厚みの１％以上で２５
％以下に相当する範囲が効果的であり、正極板の表面に
設けた凹部の総面積は、その正極板の活物質合剤層の表
面積の３％以上で８０％以下に相当する範囲が効果的で
ある。
は、その正極板の活物質合剤層の厚みの１％以上で２５
％以下に相当する範囲が効果的であり、正極板の表面に
設けた凹部の総面積は、その正極板の活物質合剤層の表
面積の３％以上で８０％以下に相当する範囲が効果的で
ある。
【００１５】そして、正極板の表面に形成された凹部に
より、正極板の表面とセパレータとが密着した状態にな
らないので、正極板の表面と電解液との濡れ性が良好と
なり、また極板群への電解液の含浸性も良好となり、さ
らに正極板とセパレータとの保液性も良好となり、電池
性能面では充放電サイクル特性を向上させることがで
き、電池を組立てる際に電解液を注入する注液工程では
注液時間を短縮することができる。
より、正極板の表面とセパレータとが密着した状態にな
らないので、正極板の表面と電解液との濡れ性が良好と
なり、また極板群への電解液の含浸性も良好となり、さ
らに正極板とセパレータとの保液性も良好となり、電池
性能面では充放電サイクル特性を向上させることがで
き、電池を組立てる際に電解液を注入する注液工程では
注液時間を短縮することができる。
【００１６】なお、凹部の面積は、電解液の含浸性を良
くするにはセパレータの微孔１個当たりの平均面積の１
５０倍以上が必要であり、正極板とセパレータとの間の
保液性を向上させるにはセパレータの微孔１個当たりの
平均面積の１０，０００倍以下が好ましい。また、凹部
の深さは、正極板とセパレータとの間の保液性を向上さ
せるには正極板の活物質合剤層の厚みの１％以上にある
ことが望ましく、活物質合剤が集電体から剥離して脱落
するのを阻止するには正極板の活物質合剤層の厚みの２
５％以下にとどめることが望ましい。また、正極板の表
面に形成する凹部の総面積は、正極板とセパレータとの
間の保液性を向上させるには活物質合剤層の表面積の３
％以上が望ましく、集電体から活物質合剤が剥離して脱
落するのを阻止するには活物質合剤層の表面積の８０％
以下が望ましい。
くするにはセパレータの微孔１個当たりの平均面積の１
５０倍以上が必要であり、正極板とセパレータとの間の
保液性を向上させるにはセパレータの微孔１個当たりの
平均面積の１０，０００倍以下が好ましい。また、凹部
の深さは、正極板とセパレータとの間の保液性を向上さ
せるには正極板の活物質合剤層の厚みの１％以上にある
ことが望ましく、活物質合剤が集電体から剥離して脱落
するのを阻止するには正極板の活物質合剤層の厚みの２
５％以下にとどめることが望ましい。また、正極板の表
面に形成する凹部の総面積は、正極板とセパレータとの
間の保液性を向上させるには活物質合剤層の表面積の３
％以上が望ましく、集電体から活物質合剤が剥離して脱
落するのを阻止するには活物質合剤層の表面積の８０％
以下が望ましい。
【００１７】さらに、その凹部を形成した正極板を製造
するには、リチウムを含有する複合酸化物を主体とする
活物質合剤を、集電体に塗布し、乾燥した後、圧延して
形成した極板の表面に、この極板と接触させる微多孔性
のセパレータの微孔１個当たりの平均面積の１５０〜１
０，０００倍に相当する大きさの型押し面を先端に有
し、前記極板の活物質合剤層の厚みの１〜２５％に相当
する長さの型押し部材を多数本備えた型押し治具により
凹部を形成し、しかも、この凹部の総面積が前記活物質
合剤層の表面積の３〜８０％に相当する範囲になるよう
に形成する方法がある。
するには、リチウムを含有する複合酸化物を主体とする
活物質合剤を、集電体に塗布し、乾燥した後、圧延して
形成した極板の表面に、この極板と接触させる微多孔性
のセパレータの微孔１個当たりの平均面積の１５０〜１
０，０００倍に相当する大きさの型押し面を先端に有
し、前記極板の活物質合剤層の厚みの１〜２５％に相当
する長さの型押し部材を多数本備えた型押し治具により
凹部を形成し、しかも、この凹部の総面積が前記活物質
合剤層の表面積の３〜８０％に相当する範囲になるよう
に形成する方法がある。
【００１８】そして、このようにして凹部を形成すれ
ば、型押し面が正確に転写され、しかも正確な深さに形
成されるので、所望する大きさの凹部を形成することが
できる。また、型押し面の形状により形成される凹部の
形状が電池性能に影響を及ぼすことはないので、型押し
面の形状は、四角状，円状，楕円状，三角状等の任意の
形状にすることにより種々の形状の凹部を形成すること
ができる。
ば、型押し面が正確に転写され、しかも正確な深さに形
成されるので、所望する大きさの凹部を形成することが
できる。また、型押し面の形状により形成される凹部の
形状が電池性能に影響を及ぼすことはないので、型押し
面の形状は、四角状，円状，楕円状，三角状等の任意の
形状にすることにより種々の形状の凹部を形成すること
ができる。
【００１９】なお、本発明のリチウム二次電池に用いる
非水電解液としては、例えば溶媒として高誘電率溶媒で
ある炭酸エチレン，炭酸プロピレン等の環状炭酸エステ
ルを含む混合溶媒を用い、溶質としてＬｉＰＦ6 ，Ｌｉ
ＢＦ4 ，ＬｉＣｌＯ4 ，ＬｉＮ（ＳＯ2Ｃ2Ｆ5）2 等の
リチウム塩を用いることができる。
非水電解液としては、例えば溶媒として高誘電率溶媒で
ある炭酸エチレン，炭酸プロピレン等の環状炭酸エステ
ルを含む混合溶媒を用い、溶質としてＬｉＰＦ6 ，Ｌｉ
ＢＦ4 ，ＬｉＣｌＯ4 ，ＬｉＮ（ＳＯ2Ｃ2Ｆ5）2 等の
リチウム塩を用いることができる。
【００２０】
【実施例】以下、図１および図２を参照して、実施例に
ついて具体的に説明する。
ついて具体的に説明する。
【００２１】（実施例１）図１に示すような円筒形リチ
ウム二次電池を構成して評価を行い、図１はその円筒形
リチウム二次電池の縦断面図を示している。図１におい
て、１は正極板で、作製方法については後で詳細に説明
する。２は正極板１にスポット溶着しているアルミニウ
ム製の正極リード板、３は負極板、４は負極板３にスポ
ット溶着している負極リード板である。
ウム二次電池を構成して評価を行い、図１はその円筒形
リチウム二次電池の縦断面図を示している。図１におい
て、１は正極板で、作製方法については後で詳細に説明
する。２は正極板１にスポット溶着しているアルミニウ
ム製の正極リード板、３は負極板、４は負極板３にスポ
ット溶着している負極リード板である。
【００２２】負極板３を作製するには、負極材料にメソ
フェーズ小球体を２８００℃の高温で黒鉛化したメソフ
ェーズ黒鉛を用い、このメソフェーズ黒鉛９５重量部
に、結着剤としてスチレンブタジエンゴムを３．５重量
部混合した後、これをメソフェーズ黒鉛と等量の１ｗｔ
％カルボキシメチルセルロース（以下、ＣＭＣとする）
水溶液に懸濁させてペースト状にした負極活物質合剤
を、厚さ２０μｍの銅箔からなる集電体の両面に塗布
し、乾燥した後、圧延ローラーを用いて所定の厚みに圧
延し、所定の寸法に裁断する。
フェーズ小球体を２８００℃の高温で黒鉛化したメソフ
ェーズ黒鉛を用い、このメソフェーズ黒鉛９５重量部
に、結着剤としてスチレンブタジエンゴムを３．５重量
部混合した後、これをメソフェーズ黒鉛と等量の１ｗｔ
％カルボキシメチルセルロース（以下、ＣＭＣとする）
水溶液に懸濁させてペースト状にした負極活物質合剤
を、厚さ２０μｍの銅箔からなる集電体の両面に塗布
し、乾燥した後、圧延ローラーを用いて所定の厚みに圧
延し、所定の寸法に裁断する。
【００２３】５はセパレータで、東燃化学（株）のポリ
エチレン製の微多孔膜を用いており、このセパレータの
表面を３０，０００倍の電子顕微鏡写真により測定する
と、微孔１個当たりの平均面積が０．００８０μｍ2 の
ものであった。このセパレータ５は、正極板１と負極板
３との間に介在させ、全体を渦巻状に巻回して極板群６
を構成している。
エチレン製の微多孔膜を用いており、このセパレータの
表面を３０，０００倍の電子顕微鏡写真により測定する
と、微孔１個当たりの平均面積が０．００８０μｍ2 の
ものであった。このセパレータ５は、正極板１と負極板
３との間に介在させ、全体を渦巻状に巻回して極板群６
を構成している。
【００２４】この極板群６は、その上下それぞれにポリ
プロピレン製の絶縁板７，８を配して鉄にニッケルメッ
キを施したケース９に挿入し、正極リード板２を封口板
１０に、負極リード板４をケース９の底部にそれぞれス
ポット溶接した後、エチレンカーボネートとジメチルカ
ーボネートとを１：１の体積比で混合した溶媒に、電解
質塩としてＬｉＰＦ6 を１モル／リットル溶解させた非
水電解液を３回に分注して注液し、ガスケット１１を介
して電池を封口することにより完成電池を形成してい
る。この完成電池の寸法は、直径１８ｍｍ，高さ６５ｍ
ｍである。なお、１２は完成電池の正極端子で、負極端
子はケース９が兼ねている。
プロピレン製の絶縁板７，８を配して鉄にニッケルメッ
キを施したケース９に挿入し、正極リード板２を封口板
１０に、負極リード板４をケース９の底部にそれぞれス
ポット溶接した後、エチレンカーボネートとジメチルカ
ーボネートとを１：１の体積比で混合した溶媒に、電解
質塩としてＬｉＰＦ6 を１モル／リットル溶解させた非
水電解液を３回に分注して注液し、ガスケット１１を介
して電池を封口することにより完成電池を形成してい
る。この完成電池の寸法は、直径１８ｍｍ，高さ６５ｍ
ｍである。なお、１２は完成電池の正極端子で、負極端
子はケース９が兼ねている。
【００２５】次に、正極板は以下に説明するようにして
作製した。Ｌｉ2ＣＯ3 とＣｏ3Ｏ4 とをモル比で３：２
となるように混合した後、この混合物を９００℃で１０
時間焼成してＬｉＣｏＯ2 を合成した。このようにして
得たＬｉＣｏＯ2 １００重量部に対して、導電剤として
アセチレンブラックを３重量部、結着剤としてポリテト
ラフルオロエチレンを７重量部混合した。次いで、この
混合物をＬｉＣｏＯ2 と等量のＣＭＣ水溶液に懸濁させ
てペースト状の正極活物質合剤とし、このようにして得
られたペースト状の正極活物質合剤を、厚さ２０μｍの
アルミニウム箔からなる集電体の両面に塗布した後、乾
燥した。次いで、圧延ローラーを用いて集電体に塗着し
た正極活物質合剤層の片面の厚みが８０μｍになるよう
に圧延し、その後、これを所定の寸法に裁断して正極板
とした。
作製した。Ｌｉ2ＣＯ3 とＣｏ3Ｏ4 とをモル比で３：２
となるように混合した後、この混合物を９００℃で１０
時間焼成してＬｉＣｏＯ2 を合成した。このようにして
得たＬｉＣｏＯ2 １００重量部に対して、導電剤として
アセチレンブラックを３重量部、結着剤としてポリテト
ラフルオロエチレンを７重量部混合した。次いで、この
混合物をＬｉＣｏＯ2 と等量のＣＭＣ水溶液に懸濁させ
てペースト状の正極活物質合剤とし、このようにして得
られたペースト状の正極活物質合剤を、厚さ２０μｍの
アルミニウム箔からなる集電体の両面に塗布した後、乾
燥した。次いで、圧延ローラーを用いて集電体に塗着し
た正極活物質合剤層の片面の厚みが８０μｍになるよう
に圧延し、その後、これを所定の寸法に裁断して正極板
とした。
【００２６】この所定の寸法に裁断した正極板の表面
に、図２に示すように、先端に四角状の型押し面１３を
有する四角柱状の型押し部材１４を複数本備えた型押し
治具により、型押し加工をして複数個の凹部を形成す
る。なお、凹部の総面積は、活物質合剤層の表面積の４
０％に相当するように型押し加工している。
に、図２に示すように、先端に四角状の型押し面１３を
有する四角柱状の型押し部材１４を複数本備えた型押し
治具により、型押し加工をして複数個の凹部を形成す
る。なお、凹部の総面積は、活物質合剤層の表面積の４
０％に相当するように型押し加工している。
【００２７】また、用いた型押し治具の型押し部材１４
の長さおよび型押し面１３の面積は、表１に示す通りで
あり、例えば、実施例１−１の場合は、型押し面１３の
面積が１．２０μｍ2 でセパレータの微孔１個当たりの
平均面積０．００８０μｍ2の１５０倍とし、型押し部
材１４の長さは８μｍとして活物質合剤層の厚み８０μ
ｍの１０％に相当させているので、面積が１．２０μｍ
2 で深さが８μｍの凹部が形成されていることになる。
の長さおよび型押し面１３の面積は、表１に示す通りで
あり、例えば、実施例１−１の場合は、型押し面１３の
面積が１．２０μｍ2 でセパレータの微孔１個当たりの
平均面積０．００８０μｍ2の１５０倍とし、型押し部
材１４の長さは８μｍとして活物質合剤層の厚み８０μ
ｍの１０％に相当させているので、面積が１．２０μｍ
2 で深さが８μｍの凹部が形成されていることになる。
【００２８】すなわち、実施例１−１の場合は、セパレ
ータの微孔１個当たりの平均面積の１５０倍に相当する
１．２０μｍ2 の面積で、活物質合剤層の厚みの１０％
に相当する８μｍの深さの多数の凹部が、正極板の表面
に、活物質合剤層の表面積の４０％を占めるように均一
に形成されていることになり、実施例１−２の場合は、
セパレータの微孔１個当たりの平均面積の５，０００倍
に相当する４０．００μｍ2 の面積で、活物質合剤層の
厚みの１０％に相当する８μｍの深さの多数の凹部が、
正極板の表面に、活物質合剤層の表面積の４０％を占め
るように均一に形成されていることになり、実施例１−
３の場合は、セパレータの微孔１個当たりの平均面積の
１０，０００倍に相当する８０．００μｍ2 の面積で、
活物質合剤層の厚みの１０％に相当する８μｍの深さの
多数の凹部が、正極板の表面に、活物質合剤層の表面積
の４０％を占めるように均一に形成されていることにな
る。
ータの微孔１個当たりの平均面積の１５０倍に相当する
１．２０μｍ2 の面積で、活物質合剤層の厚みの１０％
に相当する８μｍの深さの多数の凹部が、正極板の表面
に、活物質合剤層の表面積の４０％を占めるように均一
に形成されていることになり、実施例１−２の場合は、
セパレータの微孔１個当たりの平均面積の５，０００倍
に相当する４０．００μｍ2 の面積で、活物質合剤層の
厚みの１０％に相当する８μｍの深さの多数の凹部が、
正極板の表面に、活物質合剤層の表面積の４０％を占め
るように均一に形成されていることになり、実施例１−
３の場合は、セパレータの微孔１個当たりの平均面積の
１０，０００倍に相当する８０．００μｍ2 の面積で、
活物質合剤層の厚みの１０％に相当する８μｍの深さの
多数の凹部が、正極板の表面に、活物質合剤層の表面積
の４０％を占めるように均一に形成されていることにな
る。
【００２９】そして、実施例１−１により凹部を形成し
た正極板を用いて作製した極板群を実施例極板群Ａ１と
し、実施例１−２により凹部を形成した正極板を用いて
作製した極板群を実施例極板群Ａ２とし、実施例１−３
により凹部を形成した正極板を用いて作製した極板群を
実施例極板群Ａ３とし、また、実施例極板群Ａ１を備え
た完成電池を実施例電池Ａ１とし、実施例極板群Ａ２を
備えた完成電池を実施例電池Ａ２とし、実施例極板群Ａ
３を備えた完成電池を実施例電池Ａ３としている。
た正極板を用いて作製した極板群を実施例極板群Ａ１と
し、実施例１−２により凹部を形成した正極板を用いて
作製した極板群を実施例極板群Ａ２とし、実施例１−３
により凹部を形成した正極板を用いて作製した極板群を
実施例極板群Ａ３とし、また、実施例極板群Ａ１を備え
た完成電池を実施例電池Ａ１とし、実施例極板群Ａ２を
備えた完成電池を実施例電池Ａ２とし、実施例極板群Ａ
３を備えた完成電池を実施例電池Ａ３としている。
【００３０】（比較例１）比較例１−１は、所定の寸法
に裁断した正極板の表面に凹部を形成しない場合、比較
例１−２は、セパレータの微孔１個当たりの平均面積の
１００倍に相当する０．８０μｍ2 の面積で、活物質合
剤層の厚みの１０％に相当する８μｍの深さの多数の凹
部が、正極板の表面に、活物質合剤層の表面積の４０％
を占めるように均一に形成されている場合、比較例１−
３の場合は、セパレータの微孔１個当たりの平均面積の
１５，０００倍に相当する１２０．００μｍ2 の面積
で、活物質合剤層の厚みの１０％に相当する８μｍの深
さの多数の凹部が、正極板の表面に、活物質合剤層の表
面積の４０％を占めるように均一に形成されている場合
である。
に裁断した正極板の表面に凹部を形成しない場合、比較
例１−２は、セパレータの微孔１個当たりの平均面積の
１００倍に相当する０．８０μｍ2 の面積で、活物質合
剤層の厚みの１０％に相当する８μｍの深さの多数の凹
部が、正極板の表面に、活物質合剤層の表面積の４０％
を占めるように均一に形成されている場合、比較例１−
３の場合は、セパレータの微孔１個当たりの平均面積の
１５，０００倍に相当する１２０．００μｍ2 の面積
で、活物質合剤層の厚みの１０％に相当する８μｍの深
さの多数の凹部が、正極板の表面に、活物質合剤層の表
面積の４０％を占めるように均一に形成されている場合
である。
【００３１】また、比較例１−１における凹部を形成し
ない正極板を用いて作製した極板群を比較例極板群Ｘ１
とし、比較例１−２により凹部を形成した正極板を用い
て作製した極板群を比較例極板群Ｘ２とし、比較例１−
３により凹部を形成した正極板を用いて作製した極板群
を比較例極板群Ｘ３とし、また、比較例極板群Ｘ１を備
えた完成電池を比較例電池Ｘ１とし、比較例極板群Ｘ２
を備えた完成電池を比較例電池Ｘ２とし、比較例極板群
Ｘ３を備えた完成電池を比較例電池Ｘ３としている。
ない正極板を用いて作製した極板群を比較例極板群Ｘ１
とし、比較例１−２により凹部を形成した正極板を用い
て作製した極板群を比較例極板群Ｘ２とし、比較例１−
３により凹部を形成した正極板を用いて作製した極板群
を比較例極板群Ｘ３とし、また、比較例極板群Ｘ１を備
えた完成電池を比較例電池Ｘ１とし、比較例極板群Ｘ２
を備えた完成電池を比較例電池Ｘ２とし、比較例極板群
Ｘ３を備えた完成電池を比較例電池Ｘ３としている。
【００３２】
【表１】
【００３３】なお、実施例１および比較例１により型押
し加工を施した後、各々の正極板の表面および形成した
凹部の断面を電子顕微鏡で観察したところ、活物質合剤
のバックリングや型押し治具に活物質合剤が付着するこ
とによる剥離は確認されず、型押し治具の形状がそのま
ま正極板の表面に転写されていることを確認した。
し加工を施した後、各々の正極板の表面および形成した
凹部の断面を電子顕微鏡で観察したところ、活物質合剤
のバックリングや型押し治具に活物質合剤が付着するこ
とによる剥離は確認されず、型押し治具の形状がそのま
ま正極板の表面に転写されていることを確認した。
【００３４】このようにして作製した実施例極板群Ａ１
〜Ａ３と比較例極板群Ｘ１〜Ｘ３とを各々５個ずつ用い
て非水電解液を注液した。注液方法は、所定量の注液量
を均等に３回に分けて行う分注方法を実施し、各分注後
に５００ｍｍＨｇの減圧処理を４０秒間行い、３回目の
減圧処理が終了した後、目視観察で電解液が完全に極板
群に含浸するまでの時間を調べて表２に示した。
〜Ａ３と比較例極板群Ｘ１〜Ｘ３とを各々５個ずつ用い
て非水電解液を注液した。注液方法は、所定量の注液量
を均等に３回に分けて行う分注方法を実施し、各分注後
に５００ｍｍＨｇの減圧処理を４０秒間行い、３回目の
減圧処理が終了した後、目視観察で電解液が完全に極板
群に含浸するまでの時間を調べて表２に示した。
【００３５】また、電解液が完全に極板群に含浸された
のを確認した後、封口を行って完成させた実施例電池Ａ
１〜Ａ３と比較例電池Ｘ１〜Ｘ３とについて充放電サイ
クル試験を行った。充放電サイクル試験は、試験温度２
０℃で、充電は４．２Ｖの定電圧、１Ｃの制限電流で２
時間充電し、放電は１Ｃの定電流で終止電圧３．０Ｖま
で放電するという条件で行った。各々の電池につての初
期容量に対する残存容量の割合が５０％になるまでのサ
イクル数は表２に示す通りであった。
のを確認した後、封口を行って完成させた実施例電池Ａ
１〜Ａ３と比較例電池Ｘ１〜Ｘ３とについて充放電サイ
クル試験を行った。充放電サイクル試験は、試験温度２
０℃で、充電は４．２Ｖの定電圧、１Ｃの制限電流で２
時間充電し、放電は１Ｃの定電流で終止電圧３．０Ｖま
で放電するという条件で行った。各々の電池につての初
期容量に対する残存容量の割合が５０％になるまでのサ
イクル数は表２に示す通りであった。
【００３６】
【表２】
【００３７】表２より、実施例極板群Ａ１〜Ａ３はいず
れも比較例極板群Ｘ１，Ｘ２に比べて電解液の含浸性が
優れていることが解り、充放電サイクル試験において
は、実施例電池Ａ１〜Ａ３がいずれも比較例電池Ｘ１〜
Ｘ３よりも優れていることが解る。
れも比較例極板群Ｘ１，Ｘ２に比べて電解液の含浸性が
優れていることが解り、充放電サイクル試験において
は、実施例電池Ａ１〜Ａ３がいずれも比較例電池Ｘ１〜
Ｘ３よりも優れていることが解る。
【００３８】充放電サイクル試験において、４００サイ
クル時点で実施例電池Ａ１〜Ａ３、および比較例電池Ｘ
１〜Ｘ３をそれぞれ１個ずつ分解して極板群の観察を行
った。その結果、実施例電池Ａ１〜Ａ３については、正
極板とセパレータとの間に電解液が保持されているのを
確認できたが、比較例電池Ｘ１〜Ｘ３については、正極
板とセパレータとの間で電解液が部分的に枯渇している
のを確認した。これは、正極板とセパレータとの間の保
液性については、正極板の表面に形成した凹部の面積と
セパレータ表面の微孔１個当たりの平均面積との関係が
大きく影響しており、それが大きくても、また小さくて
も保液性は改善されないことが解る。
クル時点で実施例電池Ａ１〜Ａ３、および比較例電池Ｘ
１〜Ｘ３をそれぞれ１個ずつ分解して極板群の観察を行
った。その結果、実施例電池Ａ１〜Ａ３については、正
極板とセパレータとの間に電解液が保持されているのを
確認できたが、比較例電池Ｘ１〜Ｘ３については、正極
板とセパレータとの間で電解液が部分的に枯渇している
のを確認した。これは、正極板とセパレータとの間の保
液性については、正極板の表面に形成した凹部の面積と
セパレータ表面の微孔１個当たりの平均面積との関係が
大きく影響しており、それが大きくても、また小さくて
も保液性は改善されないことが解る。
【００３９】すなわち、電解液の含浸性を向上させるに
は、正極板の表面に形成する凹部の面積が、セパレータ
表面の微孔１個当たりの平均面積の１５０倍以上に相当
することが望ましく、正極板とセパレータとの間の保液
性を向上させるには、正極板の表面に形成する凹部の面
積が、セパレータ表面の微孔１個当たりの平均面積の１
０，０００倍以下にあることが望ましいことが解る。
は、正極板の表面に形成する凹部の面積が、セパレータ
表面の微孔１個当たりの平均面積の１５０倍以上に相当
することが望ましく、正極板とセパレータとの間の保液
性を向上させるには、正極板の表面に形成する凹部の面
積が、セパレータ表面の微孔１個当たりの平均面積の１
０，０００倍以下にあることが望ましいことが解る。
【００４０】（実施例２）実施例１の場合と同様に圧延
した後、所定の寸法に裁断した正極板の表面に、表３に
示した寸法の型押し治具を用いて複数個の凹部を形成
し、凹部の総面積は実施例１の場合と同じく活物質合剤
層の表面積の４０％にして凹部の深さによる影響を試験
した。
した後、所定の寸法に裁断した正極板の表面に、表３に
示した寸法の型押し治具を用いて複数個の凹部を形成
し、凹部の総面積は実施例１の場合と同じく活物質合剤
層の表面積の４０％にして凹部の深さによる影響を試験
した。
【００４１】凹部の面積は、実施例２−１および実施例
２−３の場合が、実施例１−１と同じ１．２０μｍ2 、
実施例２−２および実施例２−４の場合が、実施例１−
３と同じ８０，０００μｍ2 とし、凹部の深さは、実施
例２−１および実施例２−２の場合が活物質合剤層の厚
みの１％に相当する０．８μｍとし、実施例２−３およ
び実施例２−４の場合が活物質合剤層の厚みの２５％に
相当する２０μｍとしている。
２−３の場合が、実施例１−１と同じ１．２０μｍ2 、
実施例２−２および実施例２−４の場合が、実施例１−
３と同じ８０，０００μｍ2 とし、凹部の深さは、実施
例２−１および実施例２−２の場合が活物質合剤層の厚
みの１％に相当する０．８μｍとし、実施例２−３およ
び実施例２−４の場合が活物質合剤層の厚みの２５％に
相当する２０μｍとしている。
【００４２】そして、実施例２−１による正極板を用い
た極板群を実施例極板群Ｂ１、この極板群を用いた完成
電池を実施例電池Ｂ１とし、実施例２−２による正極板
を用いた極板群を実施例極板群Ｂ２、この極板群を用い
た完成電池を実施例電池Ｂ２とし、実施例２−３による
正極板を用いた極板群を実施例極板群Ｂ３、この極板群
を用いた完成電池を実施例電池Ｂ３とし、実施例２−４
による正極板を用いた極板群を実施例極板群Ｂ４、この
極板群を用いた完成電池を実施例電池Ｂ４としている。
た極板群を実施例極板群Ｂ１、この極板群を用いた完成
電池を実施例電池Ｂ１とし、実施例２−２による正極板
を用いた極板群を実施例極板群Ｂ２、この極板群を用い
た完成電池を実施例電池Ｂ２とし、実施例２−３による
正極板を用いた極板群を実施例極板群Ｂ３、この極板群
を用いた完成電池を実施例電池Ｂ３とし、実施例２−４
による正極板を用いた極板群を実施例極板群Ｂ４、この
極板群を用いた完成電池を実施例電池Ｂ４としている。
【００４３】（比較例２）凹部の面積は実施例２と同じ
にし、凹部の深さを比較例２−１および比較例２−２の
場合が活物質合剤層の厚みの０．５％に相当する０．４
μｍとし、比較例２−３および比較例２−４の場合が活
物質合剤層の厚みの３０％に相当する２４μｍとしてい
る。
にし、凹部の深さを比較例２−１および比較例２−２の
場合が活物質合剤層の厚みの０．５％に相当する０．４
μｍとし、比較例２−３および比較例２−４の場合が活
物質合剤層の厚みの３０％に相当する２４μｍとしてい
る。
【００４４】そして、比較例２−１による正極板を用い
た極板群を比較例極板群Ｙ１、この極板群を用いた完成
電池を比較例電池Ｙ１とし、比較例２−２による正極板
を用いた極板群を比較例極板群Ｙ２、この極板群を用い
た完成電池を比較例電池Ｙ２とし、比較例２−３による
正極板を用いた極板群を比較例極板群Ｙ３、この極板群
を用いた完成電池を比較例電池Ｙ３とし、比較例２−４
による正極板を用いた極板群を比較例極板群Ｙ４、この
極板群を用いた完成電池を比較例電池Ｙ４としている。
た極板群を比較例極板群Ｙ１、この極板群を用いた完成
電池を比較例電池Ｙ１とし、比較例２−２による正極板
を用いた極板群を比較例極板群Ｙ２、この極板群を用い
た完成電池を比較例電池Ｙ２とし、比較例２−３による
正極板を用いた極板群を比較例極板群Ｙ３、この極板群
を用いた完成電池を比較例電池Ｙ３とし、比較例２−４
による正極板を用いた極板群を比較例極板群Ｙ４、この
極板群を用いた完成電池を比較例電池Ｙ４としている。
【００４５】
【表３】
【００４６】なお、実施例２および比較例２により型押
し加工を施した後、各々の正極板の表面および形成した
凹部の断面を電子顕微鏡で観察したところ、活物質合剤
のバックリングや型押し治具に活物質合剤が付着するこ
とによる剥離は確認されず、型押し治具の形状がそのま
ま正極板の表面に転写されていることを確認した。
し加工を施した後、各々の正極板の表面および形成した
凹部の断面を電子顕微鏡で観察したところ、活物質合剤
のバックリングや型押し治具に活物質合剤が付着するこ
とによる剥離は確認されず、型押し治具の形状がそのま
ま正極板の表面に転写されていることを確認した。
【００４７】このようにして作製した実施例極板群Ｂ１
〜Ｂ４と比較例極板群Ｙ１〜Ｙ４とを各々５個ずつ用い
て非水電解液の注液を行った。注液方法は、実施例１お
よび比較例１の場合と同様の方法で行い、３回目の減圧
処理終了後に、目視観察で電解液が完全に極板群に含浸
するまでの時間を調べて表４に示した。
〜Ｂ４と比較例極板群Ｙ１〜Ｙ４とを各々５個ずつ用い
て非水電解液の注液を行った。注液方法は、実施例１お
よび比較例１の場合と同様の方法で行い、３回目の減圧
処理終了後に、目視観察で電解液が完全に極板群に含浸
するまでの時間を調べて表４に示した。
【００４８】また、電解液が完全に極板群に含浸された
のを確認した後、封口を行って完成させた実施例電池Ｂ
１〜Ｂ４と比較例電池Ｙ１〜Ｙ４とについて充放電サイ
クル試験を行った。充放電サイクル試験は、実施例１お
よび比較例１の場合と同様の条件で行った。各々の電池
についての初期容量に対する残存容量の割合が５０％に
なるまでのサイクル数は表４に示す通りであった。
のを確認した後、封口を行って完成させた実施例電池Ｂ
１〜Ｂ４と比較例電池Ｙ１〜Ｙ４とについて充放電サイ
クル試験を行った。充放電サイクル試験は、実施例１お
よび比較例１の場合と同様の条件で行った。各々の電池
についての初期容量に対する残存容量の割合が５０％に
なるまでのサイクル数は表４に示す通りであった。
【００４９】
【表４】
【００５０】表４より、実施例極板群Ｂ１〜Ｂ４、およ
び比較例極板群Ｙ１〜Ｙ４のいずれも電解液の含浸性が
優れていることが解る。
び比較例極板群Ｙ１〜Ｙ４のいずれも電解液の含浸性が
優れていることが解る。
【００５１】しかしながら、充放電サイクル試験におい
て、比較例電池Ｙ１〜Ｙ４は、サイクル特性が劣ること
が解り、比較例電池Ｙ１，Ｙ２については４００サイク
ル時点で、電池Ｙ３，Ｙ４については５００サイクル時
点で電池の分解観察を行ったところ、比較例電池Ｙ１，
Ｙ２では正極板とセパレータとの間で電解液が部分的に
枯渇しているのを確認し、比較例電池Ｙ３，Ｙ４では、
活物質合剤が剥離して粉状に脱落しているのを確認し
た。
て、比較例電池Ｙ１〜Ｙ４は、サイクル特性が劣ること
が解り、比較例電池Ｙ１，Ｙ２については４００サイク
ル時点で、電池Ｙ３，Ｙ４については５００サイクル時
点で電池の分解観察を行ったところ、比較例電池Ｙ１，
Ｙ２では正極板とセパレータとの間で電解液が部分的に
枯渇しているのを確認し、比較例電池Ｙ３，Ｙ４では、
活物質合剤が剥離して粉状に脱落しているのを確認し
た。
【００５２】そこで、正極板とセパレータとの間の保液
性を向上させるには、正極板の表面に形成する凹部の深
さは、正極板の活物質合剤層の厚みの１％以上にするこ
とが望ましく、活物質合剤が剥離して粉状に脱落するの
を防ぐには、正極板の表面に形成する凹部の深さは、正
極板の活物質合剤層の厚みの２５％以下にすることが望
ましいといえる。
性を向上させるには、正極板の表面に形成する凹部の深
さは、正極板の活物質合剤層の厚みの１％以上にするこ
とが望ましく、活物質合剤が剥離して粉状に脱落するの
を防ぐには、正極板の表面に形成する凹部の深さは、正
極板の活物質合剤層の厚みの２５％以下にすることが望
ましいといえる。
【００５３】（実施例３）実施例１の場合と同様に圧延
した後、所定の寸法に裁断した正極板の表面に表５に示
した寸法の型押し治具を用いて複数個の凹部を形成し、
凹部の面積および深さは実施例２の場合と同じにし、凹
部の総面積が活物質合剤層の表面積の２％および８０％
になるように型押し加工を施して凹部の総面積の影響を
試験した。
した後、所定の寸法に裁断した正極板の表面に表５に示
した寸法の型押し治具を用いて複数個の凹部を形成し、
凹部の面積および深さは実施例２の場合と同じにし、凹
部の総面積が活物質合剤層の表面積の２％および８０％
になるように型押し加工を施して凹部の総面積の影響を
試験した。
【００５４】凹部の面積は、実施例３−１，実施例３−
３，実施例３−５および実施例３−７の場合が、実施例
１−１と同じ１．２０μｍ2 、実施例３−２，実施例３
−４，実施例３−６および実施例３−８の場合が、実施
例１−３と同じ８０，０００μｍ2 とし、凹部の深さ
は、実施例３−１，実施例３−２，実施例３−５および
実施例３−６の場合が活物質合剤層の厚みの１％に相当
する０．８μｍとし、実施例３−３，実施例３−４，実
施例３−７および実施例３−８の場合が活物質合剤層の
厚みの２５％に相当する２０μｍとし、凹部の総面積
は、実施例１〜４の場合が活物質合剤層の表面積の３％
とし、実施例５〜８の場合が活物質合剤層の表面積の８
０％としている。
３，実施例３−５および実施例３−７の場合が、実施例
１−１と同じ１．２０μｍ2 、実施例３−２，実施例３
−４，実施例３−６および実施例３−８の場合が、実施
例１−３と同じ８０，０００μｍ2 とし、凹部の深さ
は、実施例３−１，実施例３−２，実施例３−５および
実施例３−６の場合が活物質合剤層の厚みの１％に相当
する０．８μｍとし、実施例３−３，実施例３−４，実
施例３−７および実施例３−８の場合が活物質合剤層の
厚みの２５％に相当する２０μｍとし、凹部の総面積
は、実施例１〜４の場合が活物質合剤層の表面積の３％
とし、実施例５〜８の場合が活物質合剤層の表面積の８
０％としている。
【００５５】そして、実施例３−１による正極板を用い
た極板群を実施例極板群Ｃ１、この極板群を用いた完成
電池を実施例電池Ｃ１とし、実施例３−２による正極板
を用いた極板群を実施例極板群Ｃ２、この極板群を用い
た完成電池を実施例電池Ｃ２とし、実施例３−３による
正極板を用いた極板群を実施例極板群Ｃ３、この極板群
を用いた完成電池を実施例電池Ｃ３とし、実施例３−４
による正極板を用いた極板群を実施例極板群Ｃ４、この
極板群を用いた完成電池を実施例電池Ｃ４とし、実施例
３−５による正極板を用いた極板群を実施例極板群Ｃ
５、この極板群を用いた完成電池を実施例電池Ｃ５と
し、実施例３−６による正極板を用いた極板群を実施例
極板群Ｃ６、この極板群を用いた完成電池を実施例電池
Ｃ６とし、実施例３−７による正極板を用いた極板群を
実施例極板群Ｃ７、この極板群を用いた完成電池を実施
例電池Ｃ７とし、実施例３−８による正極板を用いた極
板群を実施例極板群Ｃ８、この極板群を用いた完成電池
を実施例電池Ｃ８としている。
た極板群を実施例極板群Ｃ１、この極板群を用いた完成
電池を実施例電池Ｃ１とし、実施例３−２による正極板
を用いた極板群を実施例極板群Ｃ２、この極板群を用い
た完成電池を実施例電池Ｃ２とし、実施例３−３による
正極板を用いた極板群を実施例極板群Ｃ３、この極板群
を用いた完成電池を実施例電池Ｃ３とし、実施例３−４
による正極板を用いた極板群を実施例極板群Ｃ４、この
極板群を用いた完成電池を実施例電池Ｃ４とし、実施例
３−５による正極板を用いた極板群を実施例極板群Ｃ
５、この極板群を用いた完成電池を実施例電池Ｃ５と
し、実施例３−６による正極板を用いた極板群を実施例
極板群Ｃ６、この極板群を用いた完成電池を実施例電池
Ｃ６とし、実施例３−７による正極板を用いた極板群を
実施例極板群Ｃ７、この極板群を用いた完成電池を実施
例電池Ｃ７とし、実施例３−８による正極板を用いた極
板群を実施例極板群Ｃ８、この極板群を用いた完成電池
を実施例電池Ｃ８としている。
【００５６】（比較例３）凹部の面積および深さは実施
例３と同じにし、凹部の総面積は、比較例１〜４の場合
が合剤層の表面積の２％とし、比較例５〜８の場合が合
剤層の表面積の８５％としている。
例３と同じにし、凹部の総面積は、比較例１〜４の場合
が合剤層の表面積の２％とし、比較例５〜８の場合が合
剤層の表面積の８５％としている。
【００５７】そして、比較例３−１による正極板を用い
た極板群を比較例極板群Ｚ１、この極板群を用いた完成
電池を比較例電池Ｚ１とし、比較例３−２による正極板
を用いた極板群を比較例極板群Ｚ２、この極板群を用い
た完成電池を比較例電池Ｚ２とし、比較例３−３による
正極板を用いた極板群を比較例極板群Ｚ３、この極板群
を用いた完成電池を比較例電池Ｚ３とし、比較例３−４
による正極板を用いた極板群を比較例極板群Ｚ４、この
極板群を用いた完成電池を比較例電池Ｚ４とし、比較例
３−５による正極板を用いた極板群を比較例極板群Ｚ
５、この極板群を用いた完成電池を比較例電池Ｚ５と
し、比較例３−６による正極板を用いた極板群を比較例
極板群Ｚ６、この極板群を用いた完成電池を比較例電池
Ｚ６とし、比較例３−７による正極板を用いた極板群を
比較例極板群Ｚ７、この極板群を用いた完成電池を比較
例電池Ｚ７とし、比較例３−８による正極板を用いた極
板群を比較例極板群Ｚ８、この極板群を用いた完成電池
を比較例電池Ｚ８としている。
た極板群を比較例極板群Ｚ１、この極板群を用いた完成
電池を比較例電池Ｚ１とし、比較例３−２による正極板
を用いた極板群を比較例極板群Ｚ２、この極板群を用い
た完成電池を比較例電池Ｚ２とし、比較例３−３による
正極板を用いた極板群を比較例極板群Ｚ３、この極板群
を用いた完成電池を比較例電池Ｚ３とし、比較例３−４
による正極板を用いた極板群を比較例極板群Ｚ４、この
極板群を用いた完成電池を比較例電池Ｚ４とし、比較例
３−５による正極板を用いた極板群を比較例極板群Ｚ
５、この極板群を用いた完成電池を比較例電池Ｚ５と
し、比較例３−６による正極板を用いた極板群を比較例
極板群Ｚ６、この極板群を用いた完成電池を比較例電池
Ｚ６とし、比較例３−７による正極板を用いた極板群を
比較例極板群Ｚ７、この極板群を用いた完成電池を比較
例電池Ｚ７とし、比較例３−８による正極板を用いた極
板群を比較例極板群Ｚ８、この極板群を用いた完成電池
を比較例電池Ｚ８としている。
【００５８】
【表５】
【００５９】なお、実施例３および比較例３により型押
し加工を施した後、各々の正極板の表面および形成した
凹部の断面を電子顕微鏡で観察したところ、活物質合剤
のバックリングや型押し治具に活物質合剤が付着するこ
とによる剥離は確認されず、型押し治具の形状がそのま
ま正極板の表面に転写されていることを確認した。
し加工を施した後、各々の正極板の表面および形成した
凹部の断面を電子顕微鏡で観察したところ、活物質合剤
のバックリングや型押し治具に活物質合剤が付着するこ
とによる剥離は確認されず、型押し治具の形状がそのま
ま正極板の表面に転写されていることを確認した。
【００６０】このようにして作製した実施例極板群Ｃ１
〜Ｃ８と比較例極板群Ｚ１〜Ｚ８とを各々５個ずつ用い
て非水電解液の注液を行った。注液方法は、実施例１お
よび比較例１の場合と同様の方法で行い、３回目の減圧
処理終了後に、目視観察で電解液が完全に極板群に含浸
するまでの時間を調べて表４に示した。
〜Ｃ８と比較例極板群Ｚ１〜Ｚ８とを各々５個ずつ用い
て非水電解液の注液を行った。注液方法は、実施例１お
よび比較例１の場合と同様の方法で行い、３回目の減圧
処理終了後に、目視観察で電解液が完全に極板群に含浸
するまでの時間を調べて表４に示した。
【００６１】また、電解液が完全に極板群に含浸された
のを確認した後、封口を行って完成させた実施例電池Ｃ
１〜Ｃ８と比較例電池Ｚ１〜Ｚ８とについて充放電サイ
クル試験を行った。充放電サイクル試験は、実施例１お
よび比較例１の場合と同様の条件で行った。各々の電池
について、初期容量に対する残存容量の割合が５０％に
なるまでのサイクル数は表６に示す通りであった。
のを確認した後、封口を行って完成させた実施例電池Ｃ
１〜Ｃ８と比較例電池Ｚ１〜Ｚ８とについて充放電サイ
クル試験を行った。充放電サイクル試験は、実施例１お
よび比較例１の場合と同様の条件で行った。各々の電池
について、初期容量に対する残存容量の割合が５０％に
なるまでのサイクル数は表６に示す通りであった。
【００６２】
【表６】
【００６３】表６より、実施例極板群Ｃ１〜Ｃ８は、い
ずれも比較例極板群Ｚ１〜Ｚ４に比べて電解液の含浸性
が優れていることが解る。しかし、充放電サイクル試験
においては、実施例電池Ｃ１〜Ｃ８はいずれも比較例電
池Ｚ１〜Ｚ８よりも優れていることが解る。
ずれも比較例極板群Ｚ１〜Ｚ４に比べて電解液の含浸性
が優れていることが解る。しかし、充放電サイクル試験
においては、実施例電池Ｃ１〜Ｃ８はいずれも比較例電
池Ｚ１〜Ｚ８よりも優れていることが解る。
【００６４】充放電サイクル試験において、４５０サイ
クル時点で比較例電池Ｚ１〜Ｚ４を、５００サイクル時
点で比較例電池Ｚ５〜Ｚ８をそれぞれ１個ずつ分解して
極板群の観察を行ったところ、比較例電池Ｚ１〜Ｚ４に
ついては正極板とセパレータとの間で電解液が部分的に
枯渇しているのが確認され、比較例電池Ｚ５〜Ｚ８につ
いては活物質合剤が部分的に剥離して脱落しているのを
確認した。
クル時点で比較例電池Ｚ１〜Ｚ４を、５００サイクル時
点で比較例電池Ｚ５〜Ｚ８をそれぞれ１個ずつ分解して
極板群の観察を行ったところ、比較例電池Ｚ１〜Ｚ４に
ついては正極板とセパレータとの間で電解液が部分的に
枯渇しているのが確認され、比較例電池Ｚ５〜Ｚ８につ
いては活物質合剤が部分的に剥離して脱落しているのを
確認した。
【００６５】したがって、正極板とセパレータとの間の
保液性を向上させるには、正極板の表面に形成する凹部
の総面積は、活物質合剤層の表面積の３％以上にするこ
とが望ましく、活物質合剤が剥離して粉状に脱落するの
を防ぐには、正極板の表面に形成する凹部の総面積は、
活物質合剤層の表面積の８０％以下になるようにするこ
とが望ましいことが解る。
保液性を向上させるには、正極板の表面に形成する凹部
の総面積は、活物質合剤層の表面積の３％以上にするこ
とが望ましく、活物質合剤が剥離して粉状に脱落するの
を防ぐには、正極板の表面に形成する凹部の総面積は、
活物質合剤層の表面積の８０％以下になるようにするこ
とが望ましいことが解る。
【００６６】なお、以上の実施例では、正極活物質にＬ
ｉＣｏＯ2 を用いたが、例えば、ＬｉＮｉＯ2 やＬｉＭ
ｎ2Ｏ4 等の他のリチウム含有複合酸化物の場合でも同
様な結果が得られることを確認している。
ｉＣｏＯ2 を用いたが、例えば、ＬｉＮｉＯ2 やＬｉＭ
ｎ2Ｏ4 等の他のリチウム含有複合酸化物の場合でも同
様な結果が得られることを確認している。
【００６７】また、実施例では、セパレータとして東燃
化学（株）のポリエチレン製微多孔膜（セパレータ表面
の微孔１個当たりの平均面積が、０．００８０μｍ2 ）
を用いているが、他の例えば旭化成（株）のポリエチレ
ン製微多孔膜（商品名ハイポア；セパレータ表面の微孔
１個当たりの平均面積が、０．１９６０μｍ2 ）やヘキ
スト・セラニーズのポリプロピレン製微多孔膜（商品名
＃２４００；セパレータ表面の微孔１個当たりの平均面
積が、０．００４８μｍ2 ）等のポリオレフィン系の微
多孔膜でも同様な結果が得られた。
化学（株）のポリエチレン製微多孔膜（セパレータ表面
の微孔１個当たりの平均面積が、０．００８０μｍ2 ）
を用いているが、他の例えば旭化成（株）のポリエチレ
ン製微多孔膜（商品名ハイポア；セパレータ表面の微孔
１個当たりの平均面積が、０．１９６０μｍ2 ）やヘキ
スト・セラニーズのポリプロピレン製微多孔膜（商品名
＃２４００；セパレータ表面の微孔１個当たりの平均面
積が、０．００４８μｍ2 ）等のポリオレフィン系の微
多孔膜でも同様な結果が得られた。
【００６８】また、実施例では、型押し部材の形状が四
角柱形のものを用いたが、他の例えば、円柱，楕円柱，
三角柱のような形状のものでも型押し面の面積が上記範
囲のものなら同様な結果が得られた。
角柱形のものを用いたが、他の例えば、円柱，楕円柱，
三角柱のような形状のものでも型押し面の面積が上記範
囲のものなら同様な結果が得られた。
【００６９】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、セパレータと接する正極板の表面に凹部を設け
ることにより、正極板の表面と電解液との濡れ性を良好
にし、凹部により正極板の表面とセパレータとが密着し
た状態とならないので、極板群への電解液の含浸性が向
上し、正極板とセパレータとの保液性も向上して、電池
組立時の注液工程における注液時間を短縮し、電池特性
面においては充放電サイクル特性の向上を図ることがで
きる効果を奏する。
施され、セパレータと接する正極板の表面に凹部を設け
ることにより、正極板の表面と電解液との濡れ性を良好
にし、凹部により正極板の表面とセパレータとが密着し
た状態とならないので、極板群への電解液の含浸性が向
上し、正極板とセパレータとの保液性も向上して、電池
組立時の注液工程における注液時間を短縮し、電池特性
面においては充放電サイクル特性の向上を図ることがで
きる効果を奏する。
【図１】本発明の実施例における円筒形リチウム二次電
池の縦断面図
池の縦断面図
【図２】本発明の実施例で用いた正極板表面の型押し治
具の形状模式図
具の形状模式図
１ 正極板 ３ 負極板 ５ セパレータ １３ 型押し面 １４ 型押し部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 周作 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 杉本 豊次 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H021 AA06 BB02 BB05 BB12 BB13 CC17 CC20 HH01 HH03 HH04 5H029 AJ00 AJ05 AJ14 AK03 AL07 AM01 AM02 AM04 AM07 BJ02 CJ02 CJ03 CJ06 CJ22 DJ04 DJ07 DJ13 DJ14 HJ04 HJ07
Claims (4)
- 【請求項１】 リチウムを含有する複合酸化物を活物質
とする正極板と負極板との間に微多孔性のセパレータを
介在させ、このセパレータと接する正極板の表面に、前
記セパレータの微孔１個当たりの平均面積の１５０倍以
上で１０，０００倍以下の面積を有する凹部を多数設け
たリチウム二次電池。 - 【請求項２】 正極板の表面に設けた凹部の深さが、そ
の正極板の活物質合剤層の厚みの１％以上で２５％以下
に相当する範囲にある請求項１記載のリチウム二次電
池。 - 【請求項３】 正極板の表面に設けた凹部の総面積が、
その正極板の活物質合剤層の表面積の３％以上で８０％
以下に相当する範囲にある請求項１もしくは２記載のリ
チウム二次電池。 - 【請求項４】 リチウムを含有する複合酸化物を主体と
する活物質合剤を、集電体に塗布し、乾燥した後、圧延
して形成した極板の表面に、この極板と接する微多孔性
のセパレータの微孔１個当たりの平均面積の１５０〜１
０，０００倍に相当する大きさの型押し面を先端に有
し、前記極板の活物質合剤層の厚みの１〜２５％に相当
する長さの型押し部材を備えた型押し治具により凹部を
形成し、この凹部の総面積は前記活物質合剤層の表面積
の３〜８０％に相当する範囲とするリチウム二次電池に
用いる正極板の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10277208A JP2000106213A (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | リチウム二次電池およびそれに用いる正極板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10277208A JP2000106213A (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | リチウム二次電池およびそれに用いる正極板の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000106213A true JP2000106213A (ja) | 2000-04-11 |
Family
ID=17580327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10277208A Pending JP2000106213A (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | リチウム二次電池およびそれに用いる正極板の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000106213A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007042386A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Nissan Motor Co Ltd | 電池用電極およびその製造方法 |
| JP2007042385A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Nissan Motor Co Ltd | 電池用電極 |
| JP2011253820A (ja) * | 2000-10-20 | 2011-12-15 | Massachusetts Institute Of Technology | 網目状で、制御された有孔率の電極を有する電池 |
| JP2013033746A (ja) * | 2012-10-02 | 2013-02-14 | Nissan Motor Co Ltd | 電池用電極およびその製造方法 |
| JP2013051209A (ja) * | 2012-11-06 | 2013-03-14 | Nissan Motor Co Ltd | 電池用電極 |
| KR101397823B1 (ko) | 2011-03-24 | 2014-05-20 | 가부시끼가이샤 도시바 | 이차 전지 및 이차 전지의 제조 방법 |
| US8999571B2 (en) | 2007-05-25 | 2015-04-07 | Massachusetts Institute Of Technology | Batteries and electrodes for use thereof |
| US9065093B2 (en) | 2011-04-07 | 2015-06-23 | Massachusetts Institute Of Technology | Controlled porosity in electrodes |
| US10569480B2 (en) | 2014-10-03 | 2020-02-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Pore orientation using magnetic fields |
| US10675819B2 (en) | 2014-10-03 | 2020-06-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Magnetic field alignment of emulsions to produce porous articles |
| CN113794038A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-12-14 | 大连中比动力电池有限公司 | 一种改善钢壳全极耳圆柱电芯注液浸润的方法 |
-
1998
- 1998-09-30 JP JP10277208A patent/JP2000106213A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011253820A (ja) * | 2000-10-20 | 2011-12-15 | Massachusetts Institute Of Technology | 網目状で、制御された有孔率の電極を有する電池 |
| JP2012182141A (ja) * | 2000-10-20 | 2012-09-20 | Massachusetts Institute Of Technology | 網目状で、制御された有孔率の電極を有する電池 |
| JP2007042386A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Nissan Motor Co Ltd | 電池用電極およびその製造方法 |
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| US8999571B2 (en) | 2007-05-25 | 2015-04-07 | Massachusetts Institute Of Technology | Batteries and electrodes for use thereof |
| KR101397823B1 (ko) | 2011-03-24 | 2014-05-20 | 가부시끼가이샤 도시바 | 이차 전지 및 이차 전지의 제조 방법 |
| US9065093B2 (en) | 2011-04-07 | 2015-06-23 | Massachusetts Institute Of Technology | Controlled porosity in electrodes |
| US10164242B2 (en) | 2011-04-07 | 2018-12-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Controlled porosity in electrodes |
| JP2013033746A (ja) * | 2012-10-02 | 2013-02-14 | Nissan Motor Co Ltd | 電池用電極およびその製造方法 |
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| US10569480B2 (en) | 2014-10-03 | 2020-02-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Pore orientation using magnetic fields |
| US10675819B2 (en) | 2014-10-03 | 2020-06-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Magnetic field alignment of emulsions to produce porous articles |
| CN113794038A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-12-14 | 大连中比动力电池有限公司 | 一种改善钢壳全极耳圆柱电芯注液浸润的方法 |
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