JP2001266841A - 電池の製造方法 - Google Patents

電池の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産効率を高めることができ、また電池性能
の劣化を防止することが可能な電池の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 帯状正極体２１ａに正極端子１１を取り
付け、その後に電解質層２３を形成する。電解質層２３
を形成した後の製造工程数を少なくすることができ、電
解質中の溶媒が蒸発したり、電解質層２３が水分を吸収
したりすることを効果的に防止できる。よって、電池の
製造歩留りを向上させることができる。また、放電性能
に優れ、安定した電圧を示す電池を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電極上に電解質を
塗設して電解質層を形成する電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯型の電子機器が次々と開発さ
れており、その電源として電池が重要な位置を占めるよ
うになっている。携帯型電子機器には小型かつ軽量であ
ることが要求されているので、それに伴い電池に対して
も、機器内の収納スペースに応じるために小型であり、
また機器の重量を極力増やさないように軽量であること
が求められている。
【０００３】このような要求に応える電池としては、こ
れまで二次電池の主流であった鉛蓄電池やニッケル・カ
ドミウム電池に代わり、これらの電池よりもエネルギー
密度および出力密度が大きなリチウム二次電池あるいは
リチウムイオン二次電池が注目されている。
【０００４】従来、これらのリチウム二次電池あるいは
リチウムイオン二次電池では、イオン伝導を司る物質と
して非水溶媒にリチウム塩を溶解させた液状の電解質
（以下、電解液という。）が用いられてきた。そのた
め、液漏れを防止するために外装を金属製の容器により
構成し、電池内部の気密性を厳重に確保する必要があっ
た。しかし、外装に金属製の容器を用いると、薄くて大
面積のシート型電池，薄くて小面積のカード型電池ある
いは柔軟でより自由度の高い形状の電池などを作製する
ことが極めて困難であった。
【０００５】そこで、電解液に代えて、リチウム塩を含
有する電解液を高分子化合物に保持させたゲル状の電解
質、イオン伝導性を有する高分子化合物にリチウム塩を
分散させた固体状の電解質あるいは固体状の無機伝導体
にリチウム塩を保持させた電解質を用いた二次電池など
が提案されている。これらの電池では、液漏れの問題が
ないので外装の金属製容器が不要となり、ラミネートフ
ィルムなどを外装部材としてより一層の小型化，軽量化
および薄型化を図ることができ、形状の自由度が高いも
のを実現することができる。
【０００６】ゲル状の電解質などを用いる場合には、例
えば以下に述べる方法により電解質層が形成される。す
なわち、まず、図８（Ａ），（Ｂ）に示したように、帯
状電極集電体１２５ａに間欠的に複数の電極反応層１２
６を形成して帯状電極体１２１ａを作製し、この帯状電
極体１２１ａを電解質を貯えたタンク（図示せず）内に
通す。次いで、帯状電極体１２１ａをタンクから引き上
げて、その両面に付着している電解質を一対のへら（ド
クターナイフ）で擦り切ることにより帯状電極体１２１
ａの両面に所定の厚さの電解質層１２３を形成し、電解
質を乾燥させて電解質層１２３が形成された帯状電極体
１２１ａを隔離紙と共に巻き取る。そののち、電極反応
層１２６間で切断して複数のものに分離する。なお、帯
状電極体１２１ａを隔離紙と共に巻き取るのは、電解質
中の溶媒が蒸発したり、電解質層１２３が水分を吸収す
ることを防止するためである。ちなみに、図８（Ｂ）は
図８（Ａ）のVIIIＢ−VIIIＢ線に沿った断面構造に対応
するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した方法では、帯
状電極体１２１ａをタンク内に浸漬させて電解質層１２
３を形成するようにしているので、電極反応層１２６が
形成されていない領域においても、帯状電極集電体１２
５ａ上に直接電解質が付着する。しかしながら、この領
域には、電極集電体と外部端子とを接続するための電極
端子を取り付ける必要があり、図９（Ａ），（Ｂ）に示
したように付着した電解質を剥離し、この電解質剥離領
域に電極端子１１１を取り付けるようにしていた。その
ため、生産効率が低下してしまうという問題があった。
【０００８】また、電解質の剥離作業を行う際に、隔離
紙を一旦剥がさなければならず、電解質中の溶媒が蒸発
してしまい、電池の電圧不良や容量不良が生じてしまう
という不具合が生じていた。
【０００９】更に、帯状電極集電体１２５ａの両面に電
極合剤層１２６を形成する場合、帯状電極集電体１２５
ａの表面側と裏面側とで電極合剤層１２６の形成領域が
異なると、帯状電極体１２１ａの厚さが場所によって異
なってしまい、へらを用いて擦り切る方法では電解質層
１２３の厚さを均一にすることが困難であった。
【００１０】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、生産効率を高めることができ、また
電池性能の劣化を防止することが可能な電池の製造方法
を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明による電池の製造
方法は、正極および負極と共に電解質層を備えた電池の
製造方法であって、正極または負極の少なくとも一方の
一面側に端子を取り付ける工程と、端子が取り付けられ
た正極または負極の一面側の端子が取り付けられた領域
を除く他の領域に電解質層を形成する工程とを含むもの
である。
【００１２】本発明による電池の製造方法では、正極ま
たは負極の少なくとも一方の一面側に端子が取り付けら
れ、この端子が取り付けられた正極または負極の一面側
に電解質層が形成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】まず、本発明の一実施の形態に係る電池の
製造方法によって製造される二次電池の構成について説
明する。
【００１５】図１は本発明の一実施の形態に係る電池の
製造方法によって製造された二次電池の外観構造を表
し、図２は図１に示した二次電池を分解して表すもので
ある。この二次電池は、外部と電気的に接続可能な正極
端子１１および負極端子１２が取り付けられた巻回電極
体２０を外装部材３０により封入したものである。
【００１６】図３は、図２に示した巻回電極体２０のＩ
ＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面構造を表すものである。巻
回電極体２０は、正極２１と負極２２とが例えばゲル状
の電解質層２３を間にして積層されたものであり、これ
が多数回巻回されている。正極２１と負極２２との間に
は電解質層２３を介してセパレータ２４が挿入されてい
る。なお、図３では、図面の簡略化のため、１回巻回さ
れた巻回電極体２０を示している。
【００１７】正極２１は、例えば、正極集電体層２５
と、この正極集電体層２５の両面に設けられた正極反応
層２６とを有している。正極集電体層２５は長手方向の
一方の端部において露出している。負極２２は、例え
ば、負極集電体層２７と、この負極集電体層２７の両面
に設けられた負極反応層２８とを有しており、負極集電
体層２７は長手方向の一方の端部において露出してい
る。
【００１８】正極端子１１および負極端子１２は、外装
部材３０の内部から外部に向かい例えば同一方向にそれ
ぞれ導出されている。正極端子１１の一部は、外装部材
３０の内部において正極集電体層２５の露出部分に接続
されている。また、負極端子１２の一部は、外装部材３
０の内部において負極集電体層２７の露出部分に接続さ
れている。なお、外装部材３０は例えば２枚の矩形状の
フィルム３０ａ，３０ｂにより構成されており、正極端
子１１および負極端子１２とフィルム３０ａ，３０ｂと
は、例えば密着性向上用のフィルム３１を介して、外気
の侵入が防止されるように十分に密着している。
【００１９】次に、図４〜図７を参照して、この二次電
池の製造方法について説明する。なお、ここでは複数の
電池を製造する場合について説明する。ちなみに、図５
は図４のＶ−Ｖ線に沿った断面構造に対応するものであ
る。
【００２０】まず、図４および図５に示したように、例
えば、帯状正極集電体２５ａに一定の間隔をおいて複数
の正極反応層２６が連続して形成された電極体としての
帯状正極体２１ａを作製する。なお、この帯状正極体２
１ａは、個々に分離すると上述した正極２１（図３参
照）となるものである。帯状正極体２１ａの作製は、例
えば、正極活物質と、カーボンブラックあるいはグラフ
ァイトなどの導電剤と、ポリフッ化ビニリデンなどの結
着剤とを含有した正極合剤をジメチルホルムアルデヒド
あるいはＮ−メチルピロリドンなどの溶剤に分散して正
極合剤スラリーとしたのち、この正極合剤スラリーをア
ルミニウム（Ａｌ）箔，ニッケル（Ｎｉ）箔あるいはス
テンレス箔などの金属箔（厚さは例えば１５μｍ）より
なる帯状正極集電体２５ａの表面側および裏面側に間欠
的に塗布し（厚さは例えば５０μｍ）乾燥させ、圧縮成
型することにより行う。
【００２１】その際、正極活物質としては、例えば、金
属酸化物，金属硫化物あるいは特定の高分子材料のうち
のいずれか１種または２種以上を用いることが好まし
い。正極活物質は、電池の使用目的に応じて適宜に選択
可能であるが、エネルギー密度を高くするには、Ｌｉx
ＭＯ2 （但し、ｘの値は電池の充放電状態によって異な
り、通常０．０５≦ｘ≦１．１２である。）を主体とす
るリチウム（Ｌｉ）複合酸化物とすることが好ましい。
この組成式において、Ｍは１種類以上の遷移金属が好ま
しく、コバルト（Ｃｏ），ニッケルおよびマンガン（Ｍ
ｎ）のうちの少なくとも１種がより好ましい。このよう
なリチウム複合酸化物の具体例としては、ＬｉＮｉy Ｃ
ｏ1-y Ｏ2 （但し、０≦ｙ≦１）あるいはＬｉＭｎ2 Ｏ
4 が挙げられる。
【００２２】帯状正極体２１ａを作製したのち、図６
（Ａ）にも示したように、例えば、アルミニウム，ニッ
ケルあるいはステンレスなどの金属材料（厚さは例えば
７０μｍ）よりなる正極端子１１を、接着シート（例え
ば、シーラント）４１（図５参照）を用いて帯状正極集
電体２５ａの表面側の集電体露出域にそれぞれ取り付け
る。次いで、接着剤４１を覆うように例えば絶縁材料よ
りなるテープ４２（図５参照）を貼る。なお、このテー
プ４２は、正極端子１１を保護すると共に、正極端子１
１と負極２２または負極端子１２との短絡を防ぎ電気的
な絶縁性を確保するためのものである。ちなみに、図４
および図６では、図面の簡略化のため、接着剤４１およ
びテープ４２を省略している。
【００２３】正極端子１１を取り付けたのち、例えば、
帯状正極集電体２５ａの表面（すなわち、正極端子１１
が取り付けられている面）側の各正極反応層２６の露出
面に、乾燥雰囲気中において後述する方法により電解質
層２３をそれぞれ形成する。なお、帯状正極集電体２５
ａの裏面側の各正極反応層２６の露出面にもそれぞれ電
解質層２３を形成する場合には、例えば、片面ずつ逐次
形成する。
【００２４】図７は、ここで用いる塗布装置の構成例を
表すものである。この塗布装置は、例えば、電解質Ｅを
吐出する電解質吐出機５０と、帯状電極体（ここでは、
帯状正極体２１ａ）を搬送する巻出ロール６１および巻
取ロール６２とを備えている。
【００２５】電解質吐出機５０はノズル５１を有してい
る。電解質吐出機５０は、また、ノズル５１を昇降させ
る昇降機構５８を有している。昇降機構５８は、例え
ば、モータ５８ａ、モータ５８ａの一端に取り付けられ
たスクリュー５８ｂおよびスクリュー５８ｂと螺合して
いる昇降キャリア５８ｃとを含んで構成されており、昇
降キャリア５８ｃにノズル５１が取り付けられている。
ノズル５１には電解質Ｅを充填しておく充填部５１ａが
設けられている。充填部５１ａには供給管５２の一端が
連通しており、供給管５２の他端は電解質Ｅが収容され
たタンク５３に連通している。供給管５２の途中には、
加圧手段としての供給ポンプ５４が配設されている。ノ
ズル５１の電解質Ｅが通過する流路５１ｂの途中には、
この流路５１ｂを開閉可能なシャッタ５５が設けられて
いる。シャッタ５５は図示しない駆動機構によって流路
５１ｂを閉鎖する位置と流路５１ｂを開放する位置のい
ずれかの位置に変移可能となっている。なお、ここで
は、供給ポンプ５４をノズル５１の外部に備えるように
したが、ノズル５１に加圧機構として例えばギヤポンプ
を内蔵するような構成としてもよい。
【００２６】この電解質吐出機５０は、また、ノズル部
５１近傍のノズル５１よりも巻出ロール６１側にセンサ
５６を備えている。このセンサ５６は、搬送中の帯状電
極体の所定の位置を検出するものであり、検出信号を制
御部５７に送るようになっている。制御部５７では、こ
の検出信号を受けてノズル５１，供給ポンプ５４および
シャッタ５５を後述のように制御するようになってい
る。
【００２７】この塗布装置では、帯状電極体２１ａが巻
出ロール６１から水平方向に送り出され、図７に矢印Ａ
で示した方向に一定の速度で搬送され、正極反応層２６
の上に電解質Ｅが塗布されて、巻取ロール６２によって
巻き取られるようになっている。
【００２８】本実施の形態において電解質層２３を形成
する際には、まず、上述した電解質吐出機のタンク５３
に電解質Ｅを収容する。電解質Ｅには、例えば、電解質
塩としてのリチウム塩と、このリチウム塩を溶解する非
水溶媒と、高分子化合物とを含むものを用いる。リチウ
ム塩としては、例えば、ＬｉＰＦ6 ，ＬｉＡｓＦ6 ，Ｌ
ｉＢＦ4 ，ＬｉＣｌＯ4 ，ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 ，Ｌｉ（Ｃ
Ｆ3 ＳＯ2 ）2 ＮあるいはＬｉＣ4 Ｆ9 ＳＯ3 が適当で
あり、これらのうちのいずれか１種または２種類以上を
混合して使用してもよい。
【００２９】非水溶媒としては、例えば、エチレンカー
ボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネ
ート、γ−ブチルラクトン、γ−バレロラクトン、ジエ
トキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラ
ヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、酢酸メチル、プ
ロピオン酸メチル、ジメチルカーボネート、ジエチルカ
ーボネート、エチルメチルカーボネート、２，４−ジフ
ルオロアニソール、２，６−ジフルオロアニソールある
いは４−ブロモベラトロールが適当であり、これらのう
ちのいずれか１種または２種類以上を混合して用いても
よい。なお、外装部材３０として後述するラミネートフ
ィルムを用いる場合には、エチレンカーボネート、プロ
ピレンカーボネート、γ−ブチルラクトン、２，４−ジ
フルオロアニソール、２，６−ジフルオロアニソールあ
るいは４−ブロモベラトロールなどの沸点が１５０℃以
上のものを用いることが好ましい。簡単に気化すると、
外装部材３０が膨らみ、外形不良となるからである。
【００３０】高分子化合物としては、ポリフッ化ビニリ
デン，ポリアクリロニトリル，アクリロニトリルブタジ
エンゴム，アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂，
アクリロニトリル塩化ポリエチレンプロピレンジエンス
チレン樹脂，アクリロニトリル塩化ビニル樹脂，アクリ
ロニトリルメタアクリレート樹脂，アクリロニトリルア
クリレート樹脂，ポリエチレンオキサイドあるいはポリ
エーテル変性シロキサンが適当であり、これらのうちの
２種以上を混合して使用してもよい。また、ポリフッ化
ビニリデンと、ヘキサフルオロプロピレンあるいはテト
ラフルオロエチレンとの共重合体を用いることもでき
る。更に、ポリアクリロニトリルと、酢酸ビニル，メタ
クリル酸メチル，メタクリル酸ブチル，アクリル酸メチ
ル，アクリル酸ブチル，イタコン酸，水素化メチルアク
リレート，水素化エチルアクリレート，アクリルアミ
ド，塩化ビニル，フッ化ビニリデンあるいは塩化ビニリ
デンなどのビニル系モノマとの共重合体を用いることも
できる。また、ポリエチレンオキサイドと、ポリプロピ
レンオキサイド，メタクリル酸メチル，メタクリル酸ブ
チル，アクリル酸メチルあるいはアクリル酸ブチルとの
共重合体を用いることもできる。加えて、フッ化ビニリ
デンあるいはエーテル変性シロキサンの共重合体を用い
ることもできる。
【００３１】タンク５３に電解質Ｅを収容したのち、帯
状正極体２１ａの正極反応層２６の露出面に電解質層２
３を形成する。ここでは、例えば、センサ５６が帯状正
極体２１ａの集電体露出域Ｂから反応層露出域Ｃに変わ
る境界を検出すると、そのタイミングに基づいて、制御
部５７の制御の下にそれまでノズル５１の流路５１ｂを
閉鎖していたシャッタ５５が退避し、流路５１ｂが開放
されると共に、それまで停止していた供給ポンプ５４が
例えば０．０１ＭＰａ〜０．３ＭＰａ程度の圧力で駆動
される。これにより、充填部５１ａの電解質Ｅに対して
圧力が均一に付与されて、電解質Ｅがノズル５１の吐出
口から吐出され、正極反応層２６の表面に塗布されて電
解質層２３が形成される。
【００３２】そののち、例えば、センサ５６が反応層露
出域Ｃから集電体露出域Ｂに変わる境界を検出すると、
そのタイミングに基づいて流路５１ｂを開放していたシ
ャッタ５５が流路５１ｂ内に突出して流路５１ｂが閉鎖
されると共に、供給ポンプ５４の駆動が停止される。こ
れにより電解質Ｅの塗布材料溜４１からの吐出が停止さ
れる。
【００３３】更に、例えば、センサ５６が集電体露出域
Ｂから端子露出域Ｄに変わる境界を検出すると、そのタ
イミングに基づいて、制御部５７の制御の下にモータ５
８ａが駆動してノズル５１が例えば帯状電極体と反対側
に退避する。よって、帯状正極集電体２５ａおよび正極
反応層２６の合計の厚みよりも正極端子１１の厚みの方
が大きい場合であっても、ノズル５１と正極端子１１と
が接触することなく帯状電極体が引き続き搬送される。
続いて、例えば、センサ５６が端子露出域Ｄから集電体
露出域Ｂに変わる境界を検出すると、そのタイミングに
基づいて、ノズル５１が元の位置に戻る。次に、センサ
５６が集電体露出域Ｂから反応層露出域Ｃに変わる境界
を検出すると、上記と同様に正極反応層２６上に電解質
層２３が形成される。以下、同様の動作が繰り返され
る。
【００３４】電解質Ｅは、ノズル５１から塗出される
際、粘度が例えば０．００１Ｐａ・ｓ〜０．０５Ｐａ・
ｓ程度であれば流路５１ｂを円滑に通過する。ちなみ
に、電解質Ｅの粘度は、例えば、充填部５１ａの周囲近
傍にオイルバス（図示せず）を設け、オイルバスの内部
において加熱したオイルを循環させて電解質Ｅを加熱す
ることにより調整することができる。また、比較的低沸
点の非水溶媒を加えて調整することもできる。
【００３５】なお、塗布装置の例えば巻取ロール６２の
近傍には、塗布した電解質を乾燥させるための図示しな
い乾燥機が配設されている。形成された電解質層２３が
この乾燥機に対応する位置まで搬送されると電解質が乾
燥し、その後に帯状電極体２１ａと共に例えばプロピレ
ンよりなる図示しないプラスチックフィルムにより覆わ
れ、巻取ロール６２に巻き取られる。このようにプラス
チックフィルムにより覆うのは、電解質層２３中の非水
溶媒が蒸発したり、電解質層２３が水分を吸収したりす
ることを防止するためである。
【００３６】一方、上述した方法と同様にして、図６
（Ｂ）に示したように、電極体としての帯状負極体２２
ａ（すなわち、帯状負極集電体２７ａ上に負極反応層２
８が間欠的に設けられたもの）の帯状負極集電体２７ａ
が露出している領域に負極端子１２を取り付け、そのの
ち、負極反応層２８の例えば露出面全体に電解質層２３
を間欠的に形成する。なお、帯状負極体２２ａの作製
は、例えば、リチウム金属、リチウム合金（例えば、リ
チウムとアルミニウムとの合金）またはリチウムを吸蔵
および離脱することが可能な負極材料とポリフッ化ビニ
リデンなどの結着剤とを均一に混合し、これをジメチル
ホルムアルデヒドあるいはＮ−メチルピロリドンなどの
溶剤に分散して負極合剤スラリーとしたのち、この負極
合剤スラリーを銅（Ｃｕ）箔などの金属箔よりなる帯状
負極集電体２７ａに間欠的に塗布し乾燥させ、圧縮成型
することにより行う。
【００３７】リチウムを吸蔵・離脱可能な負極材料とし
ては、例えば、炭素質材料，ケイ素またはケイ素化合
物，金属酸化物あるいは高分子材料のいずれか１種また
は２種以上を含むものを用いることができる。なお、炭
素質材料としては、例えば、熱分解炭素類、ピッチコー
クス，ニードルコークスもしくは石油コークスなどのコ
ークス類、グラファイト類、ガラス状炭素類、有機高分
子化合物焼成体（例えば、セルロース，フェノール樹脂
またはフラン樹脂を適当な温度で焼成したもの）、炭素
繊維あるいは活性炭などが挙げられる。また、ケイ素化
合物としてはＭｇ 2 Ｓｉなどが挙げられ、酸化物として
はＳｎＯ2 などが挙げられ、高分子材料としてはポリア
セチレン，ポリアニリン，ポリピロールあるいはジスル
フィド系のポリマなどが挙げられる。
【００３８】正極端子１１が取り付けられた帯状正極体
２１ａおよび負極端子１２が取り付けられた帯状負極体
２２ａに複数の電解質層２３をそれぞれ間欠的に形成し
たのち、巻取ロール６２から帯状正極体２１ａおよび帯
状負極体２２ａをそれぞれ引き出すと共に、帯状正極体
２１ａおよび帯状負極体２２ａを覆っているプラスチッ
クフィルムを剥離する。
【００３９】続いて、例えばシャーカット（share cut
）することにより、電解質層２３と正極端子１１との
間（図４および図５においては、Ｘ−Ｘ線）において帯
状正極集電体２５ａを切断し、個々に分離する。これに
より、正極端子１１を備え、正極集電体２５上に正極反
応層２６および電解質層２３が順次積層された積層体が
複数形成される。また、同様にして、電解質層２３と負
極端子１２との間において帯状負極集電体２７ａを切断
し、個々に分離することにより、負極端子１２を備え、
負極集電体２７上に負極反応層２８および電解質層２３
が順次積層された積層体を形成する。そののち、図２お
よび図３に示したように、各積層体を電解質層２３同士
が向き合うようにセパレータ２４を介して張り合わせ、
巻回して巻回電極体２０を形成する。なお、セパレータ
２４には、例えばポリプロピレンあるいはポリエチレン
などのポリオレフィン系の材料を主成分とする多孔質膜
を用いる。ちなみに、このような多孔質膜を２種以上積
層したものを用いるようにしてもよい。
【００４０】巻回電極体２０を形成したのち、例えば、
外装部材３０であるフィルム３０ａ，３０ｂを用意し、
巻回電極体２０をフィルム３０ａとフィルム３０ｂとの
間に挟み込む。なお、各フィルム３０ａ，３０ｂの正極
端子１１および負極端子１２が導出される端部において
は、例えば、正極端子１１および負極端子１２を挟むよ
うにフィルム３１を配置し、フィルム３１を介して外装
部材３０で正極端子１１および負極端子１２をそれぞれ
挟むようにする。
【００４１】フィルム３０ａ，３０ｂとしては、例え
ば、ナイロンフィルム，アルミニウム箔およびポリエチ
レンフィルムをこの順に張り合わせたラミネートフィル
ムを用い、ポリエチレンフィルムと巻回電極体２０とが
対向するように配設する。なお、一方のフィルム３０ａ
は、例えば収納する巻回電極体２０の形状に合わせて、
外縁部を残して膨らみを持たせた形状とする。
【００４２】巻回電極体２０をフィルム３０ａ，３０ｂ
で挟んだのち、例えば減圧雰囲気中において外装部材３
０を巻回電極体２０に圧着させると共に、各フィルム３
０ａ，３０ｂの外縁部同士を熱融着などにより密着させ
る。これにより、図３に示した電池が完成する。
【００４３】このようにして製造される二次電池では、
充電を行うと、例えば、正極反応層２６からリチウムが
イオンとなって離脱し、電解質層２３およびセパレータ
２４を介して負極反応層２８に吸蔵される。また、放電
を行うと、例えば、負極反応層２８からリチウムがイオ
ンとなって離脱し、電解質層２３およびセパレータ２４
を介して正極反応層２６に吸蔵される。
【００４４】このように本実施の形態に係る電池の製造
方法によれば、帯状正極体２１ａ（帯状負極体２２ａ）
に正極端子１１（負極端子１２）を取り付け、その後に
電解質層２３を形成するようにしたので、電解質層２３
を形成した後の製造工程数を少なくすることができ、電
解質中の溶媒が蒸発したり、電解質層２３が水分を吸収
したりすることを効果的に防止できる。よって、電池の
製造歩留りを向上させることができる。また、放電性能
に優れ、安定した電圧を示す電池を得ることができる。
【００４５】更に、帯状正極集電体２５ａ（帯状負極集
電体２７ａ）の上に複数の正極反応層２６（負極反応層
２８）を間欠的に形成し、その上に電解質層２３を形成
したのち、帯状正極集電体２５ａ（帯状負極集電体２７
ａ）を切断するようにしたので、正極端子１１（負極端
子１２）取付域に電解質が付着するおそれがない。よっ
て、従来行っていた電解質の剥離作業が不要となり、生
産効率を高めることができる。また、不要な部分に電解
質が塗布されることがないので、製造コストを低減する
ことができる。
【００４６】更に、供給ポンプ５４を用いて電解質Ｅに
対して圧力を均一に付与し、ノズル５１から電解質Ｅを
押し出すようにしたので、所望の量の電解質を吐出させ
ることができる。よって、薄くて幅方向においても長手
方向においても厚さが均一である電解質層２３を形成す
ることができ、各電池における電解質の含有量を均一に
することができる。また、電極体の搬送中に何らかの異
常が発生した場合においても、供給ポンプ５４の駆動を
停止すれば電解質は吐出されないので、塗布不良を抑制
することができると共に、電解質層形成工程において工
程管理を容易に行うことができる。
【００４７】
【実施例】次に、本発明の具体的な実施例について、詳
細に説明する。
【００４８】実施例１〜５として、以下に述べる方法に
より、それぞれ１００個の二次電池を作製した。
【００４９】すなわち、まず、正極活物質としてのＬｉ
ＣｏＯ2 １００質量部と、導電剤としてのカーボンブラ
ック５質量部と、バインダとしてのポリフッ化ビニリデ
ン１０質量部とを溶媒としてのＮ−メチルピロリドンに
分散して正極合剤スラリーとし、厚さ１５μｍのアルミ
ニウム箔よりなる帯状正極集電体の両面に間欠的に５０
μｍの厚さ（乾燥後の厚さ）になるように塗布して正極
反応層を形成したのち、乾燥させ圧縮成型して帯状正極
体を作製した。このとき、帯状正極集電体の両面に１０
０対の正極反応層を形成した。次いで、厚さ７０μｍの
アルミニウム箔よりなる正極端子を帯状正極集電体の表
面側の集電体露出域にそれぞれ溶接し、この正極端子を
覆うように厚さ１００μｍの絶縁テープを貼り付けた。
【００５０】続いて、図７に示した塗布装置と同様の装
置を用いて、正極集電体両面側の各正極反応層の露出面
に電解質層を形成し、電解質を乾燥させ、電解質層が形
成された帯状正極体をポリプロピレンフィルムで覆いロ
ール状に巻き取った。そののち、このロール状に巻き取
った帯状正極体を乾燥空気雰囲気の容器の内部において
密閉保管した。
【００５１】その際、電解質には、エチレンカーボネー
ト，プロピレンカーボネートおよびγ−ブチルラクトン
を混合した溶媒に、高分子材料としてフッ化ビニリデン
とヘキサフルオロプロピレンとの共重合体を溶解させ、
更に電解質塩としてＬｉＰＦ 6 を溶解させたものを用い
た。また、電解質吐出機のノズルの吐出口と正極反応層
との距離を８０μｍとし、ノズルの吐出口と正極端子と
が対向する際には、ノズルを帯状正極集電体から４００
μｍ程度遠ざけるようにした。
【００５２】また、リチウムを挿入・離脱可能な負極材
料としての黒鉛１００質量部と、バインダとしてのポリ
フッ化ビニリデン１５質量部とを溶媒としてのＮ−メチ
ルピロリドンに分散して負極合剤スラリーとし、厚さ１
５μｍの銅箔よりなる帯状負極集電体の両面に間欠的に
５０μｍの厚さ（乾燥後の厚さ）になるように塗布して
負極反応層を形成したのち、乾燥させ圧縮成型して帯状
負極体を作製した。このとき、帯状負極集電体の両面に
１００対の負極反応層を形成した。次いで、厚さ７０μ
ｍの銅箔よりなる負極端子を帯状負極集電体の表面側の
集電体露出域にそれぞれ溶接し、この負極端子を覆うよ
うに厚さ１００μｍの絶縁テープを貼り付けた。
【００５３】続いて、帯状正極体と同様にして、電極集
電体両面側の各負極反応層の露出面に電解質層を形成
し、電解質を乾燥させ、電解質層が形成された帯状負極
体をポリプロピレンフィルムで覆いロール状に巻き取っ
た。そののち、このロール状に巻き取った帯状負極体を
乾燥空気雰囲気の容器の内部において密閉保管した。
【００５４】端子および電解質層が形成された帯状正極
体および帯状負極体をそれぞれ得たのち、帯状正極体お
よび帯状負極体を覆っているプラスチックフィルムを剥
離した。次いで、電解質層と正極端子との間において帯
状正極集電体を切断し、帯状正極体を１００個の正極に
分離した。また、電解質層と負極端子との間において帯
状負極集電体を切断し、帯状負極体を１００個の負極に
分離した。
【００５５】帯状正極体および帯状負極体をそれぞれ分
離したのち、端子および電解質層が形成された正極と負
極とをセパレータを介して多数回巻回し、巻回電極体を
１００個作製した。
【００５６】そののち、各巻回電極体について、ナイロ
ンフィルム，アルミニウム箔およびポリエチレンフィル
ムをこの順に張り合わせたラミネートフィルムを２枚用
意し、巻回電極体を２枚のラミネートフィルムの間に挟
み込んだ。なお、正極端子および負極端子が導出される
端部においては各端子をそれぞれ挟むように密着性向上
用のフィルムを配置した。続いて、ラミネートフィルム
を巻回電極体に圧着させると共に、各ラミネートフィル
ムの外縁部同士を熱融着することより、１００個の二次
電池を得た。すなわち、実施例１〜５で１ロット１００
個の二次電池を５ロット作製した。ちなみに、得られた
各電池の外寸は、それぞれ厚さ３．８ｍｍ，幅３５ｍ
ｍ，高さ６２ｍｍであった。
【００５７】なお、実施例１〜５に対する比較例１〜５
として、帯状正極体および帯状負極体を電解質を貯えた
タンク内にそれぞれ通し、タンクから引き上げたのち、
その両面に付着している電解質をドクターナイフで擦り
切ることにより電解質層を形成すると共に、正極端子お
よび負極端子の取付域に付着した電解質を剥離して各端
子を取り付けたことを除き、他は実施例１〜５と同様に
して、１ロット１００個の二次電池を５ロット作製し
た。
【００５８】このようにして得られた実施例および比較
例の各二次電池について、充放電を行って放電容量をそ
れぞれ測定した。その際、充電は２５０ｍＡの定電流密
度で電池電圧が４．２Ｖに達するまで行ったのち、４．
２Ｖの定電圧で充電時間の総計が４時間に達するまで行
った。一方、放電は１００ｍＡの定電流密度で電池電圧
が３に達するまで行った。各二次電池について、得られ
た放電容量が５００ｍＡｈ以上のものを良品として各実
施例および比較例毎に良品の割合を調べた。その結果を
表１に示す。
【００５９】
【表１】
【００６０】表１から分かるように、比較例１〜５の良
品率は６７〜７５％であったの対して、実施例の良品率
は７９〜８７％となっており、実施例１〜５の方が比較
例１〜５よりも良品率（歩留り）が高かった。すなわ
ち、電極体に端子を取り付けた後に電解質層を間欠的に
形成し、切断することにより得られる正極および負極を
用いて二次電池を形成すれば、優れた放電性能を有する
電池を安定して得られることが分かった。
【００６１】以上、実施の形態および実施例を挙げて本
発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施
例に限定されるものではなく、種々変形可能である。例
えば、上記実施の形態および実施例では、複数の電池を
同時に製造する場合について具体的に説明したが、本発
明は、個別に電地を製造する場合においても適用するこ
とができる。
【００６２】また、上記実施の形態および実施例では、
図７に示した電解質吐出機５０を用いて電解質層２３を
形成する場合について説明したが、必ずしもこのような
電解質吐出機を用いる必要はなく、他の手段により電解
質層２３を形成するようにしてもよい。
【００６３】更に、上記実施の形態では、帯状電極集電
体に電極端子を取り付ける際、接着剤４１により接着す
るようにしたが、実施例１〜５においても述べたように
溶接により取り付けるようにしてもよい。
【００６４】また、上記実施の形態および実施例では、
ゲル状の電解質層２３を形成するようにしたが、イオン
伝導性を有する高分子化合物に電解質塩を分散させた固
体状の電解質あるいは固体状の無機電解質などよりなる
電解質層としてもよい。このような固体状の電解質層
は、電極反応層上に流動性のある電解質を塗布したの
ち、非水溶媒を完全に蒸発させることにより得ることが
できる。
【００６５】更に、上記実施の形態では、電極反応層を
帯状電極集電体の両面に形成する場合について説明した
が、電極反応層を帯状電極集電体の片面のみに形成する
ようにしてもよい。また、上記実施の形態では、電解質
層を帯状電極集電体の片面に形成する場合について説明
したが、実施例１〜５においても述べたように両面に形
成するようにしてもよい。
【００６６】更に、上記実施の形態および実施例では、
巻回電極体２０がラミネートフィルムの内部に封入され
た構造の電池を例に挙げて説明したが、本発明は、いわ
ゆる円筒型などの他の形状の電池を製造する際にも同様
に適用することができる。
【００６７】また、上記実施の形態および実施例では、
電池反応種がリチウムである電池について説明したが、
本発明は、電池反応種がナトリウム（Ｎａ）あるいはカ
ルシウム（Ｃａ）などの他の種である電池を製造する際
にも同様に適用することができる。その場合、電解質塩
としてリチウム塩に代えてナトリウム塩あるいはカルシ
ウム塩などを用いると共に、正極活物質には適宜の金属
酸化物あるいは金属硫化物などを用いるようにする。
【００６８】加えて、上記実施の形態では、二次電池を
製造する場合について説明したが、本発明は、一次電池
を製造する際にも適用することができる。
【００６９】
【発明の効果】以上説明したように請求項１ないし請求
項６のいずれか１項に記載の電池の製造方法によれば、
正極または負極の少なくとも一方の一面側に端子を取り
付け、この端子が取り付けられた正極または負極の一面
側の端子が取り付けられた領域を除く他の領域に電解質
層を形成するようにしたので、電解質層を形成した後の
製造工程数を少なくすることができ、電池の製造歩留り
を向上させることができる。また、優れた特性を有する
電池を得ることができる。更に、電極端子取付域に電解
質が付着するおそれがないので、従来行っていた電解質
の剥離作業が不要となり、生産効率を高めることができ
る。
【００７０】特に、請求項４または請求項５記載の電池
の製造方法によれば、加圧手段により電解質を電極体の
側に押し出して電解質層を形成するようにしたので、所
望の量の電解質を電極体の側に押し出すことができる。
よって、電解質層の厚さを均一にすることができ、各電
池における電解質の含有量を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電池の製造方法を
用いて製造された電池の構成を表す斜視図である。
【図２】図１に示した電池を分解して表す分解斜視図で
ある。
【図３】図２に示した巻回電極体のＩＩＩ−ＩＩＩ線に
沿った断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る電池の製造方法を
説明するための斜視図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る電池の製造方法を
説明するための平面図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る電池の製造方法に
用いる塗布装置の概略構成を表す部分断面図である。
【図８】（Ａ）は従来の電池の製造方法を説明するため
の斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のVIIIB −VIIIB 線に
沿った断面図である。
【図９】（Ａ）は図８に続く製造工程を説明するための
斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のIXB −IXB 線に沿った
断面図である。
【符号の説明】
１１…正極端子、１２…負極端子、２０…巻回電極体、
２１…正極、２１ａ…帯状正極体、２２…負極、２２ａ
…帯状負極体、２３…電解質層、２４…セパレータ、２
５…正極集電体層、２５ａ…帯状正極集電体、２６…正
極反応層、２７…負極集電体層、２７ａ…帯状負極集電
体、２８…負極反応層、３０…外装部材、３０ａ，３０
ｂ，３１…フィルム、４１…接着剤、４２…テープ、５
０…電解質吐出機、５１…ノズル、５１ａ…充填部、５
１ｂ…流路、５２…供給管、５３…タンク、５４…定量
ポンプ、５５…シャッタ、５６…センサ、５７…制御
部、５８…昇降機構、５８ａ…モータ、５８ｂ…スクリ
ュー、５８ｃ…昇降キャリア、６１…巻出ロール、６２
…巻取ロール、Ｅ…電解質
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H022 AA09 BB02 CC12 CC20 5H029 AJ14 AK03 AK18 AL01 AL02 AL06 AL07 AL08 AL12 AL16 AL18 AM02 AM03 AM05 AM07 AM16 BJ04 BJ14 CJ04 CJ12 CJ22 CJ28 CJ30 DJ05 DJ07 DJ09 EJ12 EJ14 HJ12

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 正極および負極と共に電解質層を備えた
    電池の製造方法であって、 正極または負極の少なくとも一方の一面側に端子を取り
    付ける工程と、 前記端子が取り付けられた正極または負極の一面側の端
    子が取り付けられた領域を除く他の領域に電解質層を形
    成する工程とを含むことを特徴とする電池の製造方法。
  2. 【請求項２】 前記端子を取り付ける工程では正極体ま
    たは負極体の少なくとも一方の一面側に複数の端子を間
    欠的に取り付け、前記電解質層を形成する工程では複数
    の電解質層を間欠的に形成し、更に、前記複数の電解質
    層が形成された正極体または負極体を端子と電解質層と
    の間において切断する工程を含むことを特徴とする請求
    項１記載の電池の製造方法。
  3. 【請求項３】 前記複数の端子を取り付ける工程に先立
    ち、集電体の少なくとも一面側に反応層を間欠的に形成
    することにより前記正極体または負極体を作製する工程
    を更に含み、前記正極体または負極体のうち前記集電体
    が露出している領域に端子を取り付けることを特徴とす
    る請求項２記載の電池の製造方法。
  4. 【請求項４】 加圧手段を有する吐出機を用いて、前記
    吐出機から前記正極または負極の側に電解質を押し出し
    て電解質層を形成することを特徴とする請求項１記載の
    電池の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記端子が取り付けられた正極または負
    極を搬送させつつ電解質層を形成すると共に、前記正極
    または負極の端子が取り付けられている領域が前記吐出
    機の吐出口と対向する位置に到達したときに、前記吐出
    口を退避させることを特徴とする請求項４記載の電池の
    製造方法。
  6. 【請求項６】 前記電解質として、電解質塩と高分子化
    合物とを含む電解質を用いることを特徴とする請求項１
    記載の電池の製造方法。
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