JP2002083590A - 電池用電極板とその製造方法及びこれらを用いた非水電解液二次電池 - Google Patents

電池用電極板とその製造方法及びこれらを用いた非水電解液二次電池

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 正極板と負極板の間に存在する絶縁層の面積
を、正極板または負極板と同一にすることにより、電極
板の面積を広く設計できる電池用電極板の製造方法を提
供する。 【解決手段】 正極板または負極板７の絶縁層８として
用いるポリオレフィン系樹脂１に溶媒３を混合する工程
と、前記ポリオレフィン系樹脂１と溶媒３との混合物
を、ポリオレフィン系樹脂１の一部あるいは全体が溶融
する温度で加熱し、全体として粘度の高いゲル化したゲ
ル状溶液５を作製する工程と、ゲル状溶液５を正極板ま
たは負極板７の表面に塗布して絶縁層８を形成する工程
と、絶縁層８を形成した正極板または負極板７を加熱す
る工程とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として非水電解
液二次電池における正、負の電極板を製造する方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＡＶ機器あるいはパソコン等の電
子機器のポータブル化、コードレス化が急速に進んでお
り、これらの駆動用電源として小型、軽量で高エネルギ
ー密度を有する二次電池への要求が高まっている。この
中でリチウムを活物質とするリチウム二次電池に代表さ
れる非水電解液二次電池はとりわけ高電圧、高エネルギ
ー密度を有する電池として期待が大きい。この非水電解
液二次電池の正極板、負極板、セパレータは、それぞれ
独立に構成されており、一般的にセパレータの面積が最
も広く、負極板、正極板の順に狭くする必要がある。従
ってセパレータのみの面積部分が存在する。その結果と
してセパレータの電池容量に関与しない部分が電池空間
を大きく占めることとなり電池の単位体積あたりの放電
容量を低減させることになる。またセパレータはポリエ
チレンやポリプロピレンから製造されている。
【０００３】さらにセパレータ、正極板及び負極板、そ
れぞれが独立に存在しているため、セパレータと正極板
または負極板との間に隙間が生じる。そのため充放電中
の電極板表面と電解液等の反応により発生したガスが、
その隙間に溜まり、電池特性を劣化させることもある。
【０００４】電極板とセパレータが一体化している例に
は熱溶着を用いる場合と、本発明のように電極板上に絶
縁層を塗布する場合がある。熱溶着を用いる例ではポリ
マー電池の工程が挙げられる（米国特許５４６０９０４
号）。ここでは、セパレータと電極板をそれぞれ個別に
作製し熱溶着により、電極板とセパレータを一体化して
いる。さらに、セパレータを多孔性膜とするため、セパ
レータ成膜時に可塑剤を含有させ、熱溶着後に可塑剤を
抽出する工程を有する。そのため、工程が非常に複雑に
なり、生産性の低下やコスト増加で不利となる。
【０００５】一方、電極板上に絶縁層を塗布する例とし
て、特開平１０−５０３４８号公報、特開平１１−２８
８７４１号公報等に記載されるものがある。特開平１０
−５０３４８号公報では、電極板に加熱溶解したポリエ
チレンワックスを塗布し、その後サーマルヘッド等を用
いて孔をあけている。すなわち、この方法では、塗布し
た樹脂層はいずれの場合にも均質膜になり、セパレータ
として機能させるには何らかの方法で孔をあけて多孔膜
とする必要があるからである。当該公報にも孔を何らか
の方法であけることが記載されている。また、特開平１
１−２８８７４１号公報には、高分子材料を溶媒に溶融
させ塗布を行う一般的な高分子フィルム生成法が記載さ
れている。しかしながら、ポリエチレン等のポリオレフ
ィン系樹脂に対し溶解性に富んだ溶媒がなく、このよう
な一般的な方法では絶縁層膜の作製は極めて困難であ
る。そのため、当該公報においても高分子材料としてポ
リオレフィン系樹脂が挙げられていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の課
題に鑑みてなされたもので、比較的安価で、かつ電池に
対し安定な素材であるポリエチレンなどのポリオレフィ
ン系樹脂をセパレータとして使用しながらも、正極板ま
たは負極板に前記ポリオレフィン系樹脂を塗布して、正
極板または負極板と絶縁層を一体化し、電池内空間に占
めるセパレータのみの体積をなくし、かつ正極板または
負極板と絶縁層の界面接合を向上させることにより電池
特性を向上させることができる電池用電極板の製造方法
を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願第１発明に係る電池用電極板の製造方法は、正
極板または負極板の絶縁層として用いるポリオレフィン
系樹脂に溶媒を混合する工程と、前記ポリオレフィン系
樹脂と溶媒との混合物を、前記ポリオレフィン系樹脂の
一部あるいは全体が溶融する温度で加熱して、全体とし
て粘度の高いゲル化したゲル状溶液を作製する工程と、
前記ゲル状溶液を正極板または負極板の表面に塗布して
絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層を形成した正極板
または負極板を加熱する乾燥工程とを有していることを
特徴としている。
【０００８】この電池用電極板の製造方法では、従来セ
パレータが最も大きな面積を占めていたのに対し、セパ
レータに相当する絶縁層と正極板または負極板の面積を
等しくできるため、セパレータのみが占めていた部分を
利用できるようになり、電池単位体積あたりの放電容量
を向上させることができる。
【０００９】また、絶縁層と正極板または負極板が一体
化しているため、従来のセパレータよりも界面の接合が
改善され、電池特性を向上させることができる。
【００１０】上記発明において、所定の温度に加熱する
ことによって作製したゲル状溶液を、室温以下、例えば
３０℃〜−１７３℃の温度まで急激に冷却（温度差を１
００℃以上にすることが望ましい。）した後に、正極板
または負極板に塗布することが望ましい。これにより、
ゲル状溶液を徐々に冷却した場合には、冷却過程におけ
る冷却時間や温度差などの温度履歴に伴って冷却後のゲ
ル状溶液の品質にばらつきが生じるのに対し、急激に冷
却することによって冷却時のポリオレフィン系樹脂のゲ
ル化状態を一定にして、常に同一品質を確実に維持した
ゲル状溶液を再現性良く得ることができ、実用化に際し
て生産性が向上すると共に、乾燥工程などにおける温度
設定が容易となる。
【００１１】また、上記発明の乾燥工程における加熱温
度を、ゲル状溶液中の溶媒の沸点以上で、かつポリオレ
フィン系樹脂の融点以下に設定することが望ましい。こ
れにより、乾燥時にポリオレフィン系樹脂の表面とその
近傍に一部溶出したポリオレフィン系樹脂が析出する。
これらが相互に結合して多孔質層となり、正極板と負極
板の絶縁層となるとともに熱処理設備を簡単なものとで
きる。
【００１２】さらに上記発明において、絶縁層としてポ
リエチレンを用い、このポリエチレンを溶媒と混合する
と共にポリエチレンが十分に均一に溶解する温度、例え
ば３０℃〜１４０℃の温度に加熱してゲル状溶液を作製
すれば、最も好ましい電極板を作製できることが確認さ
せている。
【００１３】加えて、前記絶縁層として用いるポリエチ
レンの形状が繊維状である場合、正極板または負極板と
の結着性が良く、より好ましい。
【００１４】上記発明を用いて作製した電極板を用いた
電池は、従来の電池よりも極板面積を広く設計できるた
め、セパレータのみが占有していた体積に相当する部分
に活物質を入れられるため電池の単位体積あたりの放電
容量が向上する。
【００１５】また、本願第２発明に係る電池用電極板の
製造方法は、ポリオレフィン系樹脂を溶媒に混合する工
程と、この混合物をポリオレフィン系樹脂の一部あるい
は全体が溶融する温度に加熱して、全体として粘度の高
いゲル状にしたゲル状溶液に作製する工程と、ポリオレ
フィン系樹脂単独状態からゲル状溶液に至る任意の段階
においてポリオレフィン系樹脂にフッ素系樹脂及び／又
はイミド系樹脂を添加する工程と、前記ゲル状溶液を正
極板又は負極板の表面に塗布する工程と、ゲル状溶液が
塗布された正極板又は負極板を加熱してゲル状溶液を正
極板又は負極板の絶縁層に形成する乾燥工程とを有する
ことを特徴とする。
【００１６】この第２発明に係る電極板の製造方法によ
れば、ポリオレフィン系樹脂を主体として形成される絶
縁層の耐熱温度を向上させることができる。ポリオレフ
ィン系樹脂は樹脂の中では溶融温度が低く、ユーザの誤
った使用などにより電池がポリオレフィン系樹脂の溶融
温度を越える高温環境下に曝されたときにポリオレフィ
ン系樹脂は溶融して変形滴下する恐れがあるが、溶融温
度の高いフッ素系樹脂及び／又はイミド系樹脂が添加さ
れていることにより樹脂の粒子間が互いに連結された状
態が得られ、溶融していないフッ素系樹脂及び／又はイ
ミド系樹脂によりポリオレフィン系樹脂の変形滴下が防
止される。
【００１７】上記第２発明のポリオレフィン系樹脂にフ
ッ素系樹脂及び／又はイミド系樹脂を添加するには、溶
媒に混合したフッ素系樹脂及び／又はイミド系樹脂を、
ポリオレフィン系樹脂を溶媒に混合した混合物に添加す
る方法、あるいは溶媒に混合したフッ素系樹脂及び／又
はイミド系樹脂を、ゲル状溶液に添加する方法、あるい
はポリオレフィン系樹脂にフッ素系樹脂及び／又はイミ
ド系樹脂を添加し、これを溶媒に混合する方法を採用す
ることができる。
【００１８】また、上記第２発明において、加熱するこ
とによって作製されたゲル状溶液を急激に冷却した後に
正極板または負極板に塗布するのが望ましく、ゲル状溶
液の品質を一定にして再現性よく得ることができ、乾燥
工程における温度設定が容易となる。
【００１９】また、乾燥工程における加熱温度を、ゲル
状溶液中の溶媒の沸点以上で、かつポリオレフィン系樹
脂の融点以下に設定することが望ましく、絶縁層として
必要な多孔性膜の形成に有効となる。
【００２０】また、ポリオレフィン系樹脂としてポリエ
チレンが絶縁層の形成に好適であり、特にその形状を繊
維状にすることにより正極板又は負極板との結着性がよ
く、より好ましい状態が得られる。
【００２１】また、フッ素系樹脂としてはポリフッ化ビ
ニリデン樹脂、イミド系樹脂としてはポリイミド樹脂を
用いるのが好適である。
【００２２】上記第２発明に係る製造方法により作製さ
れた電池用電極板は耐熱温度が高く、これを用いて製作
される非水電解液二次電池は、ユーザの誤った使用ある
いは保管によって高温状態に曝された場合における安全
性を向上させることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照しながら説明する。
【００２４】図１は本発明の電池用電極板の製造方法を
具現化するための製造工程を工程順に示した工程図であ
り、この工程図は、各工程をわかりやすく模式的に図示
したものである。先ず（ａ）の工程では、絶縁層として
用いるゲル状溶液５を作製するのに必要なポリオレフィ
ン系樹脂１として、繊維状のポリエチレン粉末を被加熱
容器２内に入れ、さらにトルエン、デカリン、テトラク
ロロエタン、キシレン、ジクロロベンゼンまたはＮ−メ
チルピロリドンのうちいずれかを有機溶媒３として被加
熱容器２内に入れる。このとき、被加熱容器２内では、
ポリオレフィン系樹脂１が溶媒３に対して溶解するので
はなく混合されるだけである。またポリオレフィン系樹
脂１として用いるポリエチレンは、撥水性および撥油性
が低く、かつ耐薬品性にすぐれていることから有機溶媒
３中でも不活性である。
【００２５】次に（ｂ）に示すように、被加熱容器２
は、ガラス封印された状態で加熱室４内に収納されて、
内部のポリオレフィン系樹脂１および溶媒３が所定の温
度になるまで加熱される。ここでポリオレフィン系樹脂
１は溶媒３の存在によって融点が低下しており、上記所
定の温度はポリオレフィン系樹脂１の融点以下であって
ポリオレフィン系樹脂１の一部又は全体が溶融する温度
に設定される。この所定の温度はポリオレフィン系樹脂
１がポリエチレンである場合に、１４０℃が最も好まし
い。これによりポリオレフィン系樹脂１としてのポリエ
チレンは、その一部又は全体が溶媒３中に溶けだして、
全体として粘度の高い溶液状にゲル化し、ゲル状溶液５
を作製する。
【００２６】続いて、ゲル状溶液５は、例えば（ｃ）に
示すように、被加熱容器２を氷水６に浸漬する急冷手段
により、急激にほぼ０℃の温度に低下するように冷却さ
れる。このようにゲル状溶液５を急激に冷却した場合に
は、冷却時のポリエチレンゲル化状態を均一化して、常
に同一品質を確実に維持したゲル状溶液５を再現性良く
得ることができ、実用化に際して生産性が向上すると共
に、後述する乾燥工程などにおける温度設定が容易とな
る。これに対し、ゲル状溶液５を徐々に冷却した場合に
は、その冷却過程における冷却時間や温度差などの温度
履歴に伴って冷却後のゲル状溶液５の品質にばらつきが
生じる。
【００２７】上記ゲル状溶液５は（ｄ）に示すように、
一旦常温とされた後に、（ｅ）に示すように正極板また
は負極板７の両側表面上に加圧しながら所定の厚みに塗
着されることにより絶縁層８が形成される。
【００２８】続いて、絶縁層８が形成された正極板また
は負極板７は（ｆ）に示すように、乾燥室９内に収容し
て加熱される。このとき乾燥室９の温度はゲル状溶液５
中の溶媒の融点以上であって、ポリオレフィン系樹脂１
の融点以下に設定される。ゲル状溶液５は、上記温度で
加熱されることにより内部に含有される溶媒が蒸発飛散
するのに伴ってポリオレフィン系樹脂１の表面とその近
傍に一部溶出したポリオレフィン系樹脂が析出する。こ
れらが相互に結合して多孔質となり、多孔性の絶縁層８
を形成することができる。最後に、この電極板を所定の
寸法に打ち抜き、または切断することにより、所定の電
池用電極板となる。
【００２９】上記工程を経て得られた電極板は正極また
は負極がセパレータに相当する絶縁層と一体となってい
るため、極板面積を大きくすることができ、電池単位体
積あたりの放電容量が向上する。
【００３０】また、正極板または負極板と絶縁層との界
面の接合性の向上により、電池特性が向上する。
【００３１】なお、上記実施の形態では、ポリオレフィ
ン系樹脂１としてポリエチレンを用いる場合を例示して
説明したが、このポリオレフィン系樹脂１としてはポリ
エチレン以外の結晶性を有するポリオレフィン系樹脂、
例えばポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリブテ
ンなどを用いても、ゲル化可能な適当な溶媒３を選定す
ることによって上述と同様の効果を得ることができる。
【００３２】次に本発明者らが試みて好ましい結果を得
ることができた実施例について説明する。
【００３３】〔第１の実施例〕ポリオレフィン系樹脂１
として高密度ポリエチレン粉末と、溶媒３としてジクロ
ロベンゼンとを混合し、これらの全体が１１５℃に昇温
するまで加熱してポリエチレンの表面のみが粘性を帯び
た状態のゲル状溶液５を作製した。なお、使用した高密
度ポリエチレンの物性は密度が０．９４ｇ／ｃｍ3 で、
分子量が１２５０００である。上記ゲル状溶液５を０℃
に急冷した後、グラファイトを活物質とした負極板上に
塗布した。この電極板を乾燥した後切断してリチウム二
次電池用の負極板を得た。正極板は活物質にＬｉＣｏＯ
2 を用いた。
【００３４】これらの電極板を用いて電池を作製したと
ころ、通常のセパレータを用いた電池よりも電池単位体
積あたりの放電容量が向上し、高負荷特性にも優れた電
池が得られた。
【００３５】なお、以下に説明する各実施例は上記第１
の実施例における一部のみを変更するものであるため、
以下の各実施例の説明では、第１の実施例に対して変更
した内容のみを列記することにする。
【００３６】〔第２の実施例〕溶媒３としてテトラリン
を用い、この溶媒３とポリエチレン粉末との混合物を、
これらの全体が１０５℃に昇温するまで加熱した。
【００３７】〔第３の実施例〕溶媒３としてデカリンを
用い、この溶媒３とポリエチレン粉末との混合物を、こ
れらの全体が１１０℃に昇温するまで加熱した。
【００３８】〔第４の実施例〕ポリオレフィン系樹脂１
として、低密度ポリエチレン粉末を用い、この低密度ポ
リエチレンと溶媒３の混合物を、これらの全体が９０℃
に昇温するまで加熱した。なお、使用した低密度ポリエ
チレンの物性は、密度が０．９２ｇ／ｃｍ3 で、分子量
が１１５０００である。この実施例において低密度のポ
リエチレンを用いれば９０℃の比較的低温度の加熱でゲ
ル状溶液５が得られるので産業的に有利と思われる。
【００３９】〔第５の実施例〕ポリオレフィン系樹脂１
として、ポリプロピレン粉末（融点１５８〜１６０℃）
を用い、このポリプロピレン粉末と溶媒３の混合物を、
これらの全体が１４０℃に昇温するまで加熱した。
【００４０】〔第６の実施例〕ポリオレフィン系樹脂１
として、ポリメチルペンテン粉末を用い、このポリメチ
ルペンテン粉末と溶媒３の混合物を、これらの全体が１
５０℃に昇温するまで加熱した。
【００４１】〔第７の実施例〕ポリオレフィン系樹脂１
として、ポリブテン粉末（融点１２６〜１２８℃）を用
い、このポリブテン粉末と溶媒３の混合物を、これらの
全体が１２０℃に昇温するまで加熱した。
【００４２】〔第８の実施例〕上記ゲル状溶液５をＬｉ
ＣｏＯ2 を活物質とする正極板または負極板に塗布し
た。
【００４３】これら各実施例により得られた電池用電極
板を用いた非水電解液二次電池においても、所要の充放
電サイクル寿命を確保でき、かつ良好な保存特性が得ら
れると共に、放電容量が向上したことを確認することが
できた。またいずれの電池においても、ポリエチレン製
のセパレータを用いた場合と比較して安価に作製するこ
とができる。
【００４４】ところで、電池はユーザの手に渡ってしま
うと如何なる環境に置かれるか予測できない。例えば、
電池を装着した携帯電子機器が暖房機や加熱機あるいは
火のそばに置かれていたような場合に、電池としては異
常な高温に曝されることになる。そんなときにも電池が
破裂したり発火したりしないよう安全の確保が要求され
ており、その指針としてＵＬ安全規格があり、厳しい安
全条件が規定されている。「家庭用及び商用バッテリー
に関するＵＬ安全規格（ＵＬ２０５４）」に定められた
環境テストの中に加熱テストがあり、電池を１５０±２
℃の温度環境まで上昇させ、この状態を１０分間維持し
た後でも電池に発火または爆発が生じないことと規定さ
れている。このような電池としては高温の環境下で比較
的長時間にわたって放置された場合においても安全が確
保されるようにするには、前述した絶縁層８の耐熱性を
向上させることが重要となる。
【００４５】本発明の第２及び第３の各実施の形態は、
耐熱性の高い絶縁層を形成するために、第１の実施の形
態で示したポリオレフィン系樹脂に、フッ素系樹脂及び
／又はイミド系樹脂を添加したもので、前記ＵＬ安全規
格に定められた加熱テストをクリアする非水電解液二次
電池を構成することができる。
【００４６】以下、第２及び第３の各実施の形態に係る
電池用電極板の製造方法について説明する。尚、以下に
示す第２及び第３の各実施の形態では、製造方法の工程
手順をフローチャートとして示しているが、混合、加
熱、冷却、乾燥等を実施するための構成は第１の実施の
形態において図１に示した状態と共通する。
【００４７】図２は、第２の実施の形態に係る電池用電
極板の製造工程を示すフローチャートである。まず、第
１の工程（Ｓ１）において、ポリオレフィン系樹脂を溶
媒にを混合する。具体的にはポリオレフィン系樹脂とし
て、粉末状のポリエチレン、ポリプロピレン等、好まし
くは繊維状の粉末を適用することができ、溶媒としては
トルエン、Ｎ−メチルピロリドン等を適用することがで
きる。ここでは繊維状粉末のポリエチレンとＮ−メチル
ピロリドンとの組み合わせを適用した。この工程は第１
の実施の形態において図１（ａ）に示した工程と共通す
る。
【００４８】また、第２の工程（Ｓ２）において、粉末
状のフッ素系樹脂及び／又はイミド系樹脂に溶媒を混合
する。具体的にはフッ素系樹脂としてポリフッ化ビニリ
デン、溶媒としてＮ−メチルピロリドンの組み合わせ、
イミド系樹脂としてポリイミド、溶媒としてアセトンの
組み合わせを適用することができる。これらの組み合わ
せにおける溶媒は樹脂の一部あるいは全体を溶融させる
ものが好適であって、特にその種類を限定するものでは
ない。ここではフッ素系樹脂としてポリフッ化ビニリデ
ン、溶媒としてＮ−メチルピロリドンを適用し、ポリフ
ッ化ビニリデンの表面がＮ−メチルピロリドンにより溶
融した状態の混合物に作製した。尚、ポリオレフィン系
樹脂に対するフッ素系樹脂及び／又はイミド系樹脂の添
加割合は、ポリオレフィン系樹脂の５％以上、好ましく
は１０％以上とする。また、第１及び第２の各工程（Ｓ
１、Ｓ２）は、いずれが先でも平行した作業であっても
よい。
【００４９】次に、第３の工程（Ｓ３）において、上記
第１の工程によって作製されたポリオレフィン系樹脂と
溶媒との混合物に、第２の工程によって作製されたフッ
素系樹脂及び／又はイミド系樹脂と溶媒との混合物を添
加して２種混合物を作製する。この２種混合物では、ポ
リエチレンはＮ−メチルピロリドンに溶融せず混合され
ただけの状態、ポリフッ化ビニリデンはその表面が溶融
した状態で混合されている。
【００５０】次に、第４の工程（Ｓ４）において、前記
２種混合物をポリオレフィン系樹脂融点以下であってポ
リオレフィン系樹脂の一部又は全体が溶融する温度に加
熱する。ここではポリオレフィン系樹脂がポリエチレン
であるので、１４０℃が最も好ましい温度である。この
加熱によりポリエチレンはその一部又は全体が溶媒中に
溶けだし、その中に表面が溶融したポリフッ化ビニリデ
ンが混合して、全体として粘度の高い溶液状にゲル化に
なったゲル状溶液となる。
【００５１】次に、第５の工程（Ｓ５）において、ゲル
状溶液を急激にほぼ０℃の温度に低下するように冷却す
る。このようにゲル状溶液を急激に冷却した場合には、
冷却時のポリエチレンゲル化状態を均一化して、常に同
一品質を確実に維持したゲル状溶液を再現性良く得るこ
とができ、実用化に際して生産性が向上すると共に、後
述する乾燥工程などにおける温度設定が容易となる。
【００５２】次に、第６の工程（Ｓ６）において、ゲル
状溶液を一旦常温とした後に、正極板または負極板７の
両側表面上に加圧しながら所定の厚みに塗着する続い
て、第７の工程（Ｓ７）において、ゲル状溶液が塗布さ
れた正極板または負極板を加熱する乾燥工程が実施され
る。このときの加熱温度はゲル状溶液中の溶媒の融点以
上であって、ポリオレフィン系樹脂の融点以下に設定さ
れる。正極板または負極板が前記温度で加熱されること
により、ゲル状溶液は内部に含有される溶媒が蒸発飛散
するのに伴ってポリオレフィン系樹脂の表面とその近傍
に一部溶出したポリオレフィン系樹脂が析出する。これ
らが相互に結合して多孔質となり、多孔性の絶縁層に形
成される。
【００５３】この加熱により溶媒が飛散してフッ素系樹
脂及び／又はイミド系樹脂を含むポリオレフィン系樹脂
が固体状態になった絶縁層が正極板又は負極板上に形成
されるので、この電極板を所定の寸法に打ち抜き、また
は切断することにより、所定の電池用電極板が得られ
る。
【００５４】上記工程を経て得られた電極板は正極また
は負極がセパレータに相当する絶縁層と一体となってい
るため、極板面積を大きくすることができ、電池単位体
積あたりの放電容量が向上する。また、正極板または負
極板と絶縁層との界面の接合性の向上により、電池特性
が向上する。
【００５５】また、上記第２の実施の形態により製造さ
れた電極板は、ポリオレフィン系樹脂にフッ素系樹脂及
び／又はイミド系樹脂が添加されているので耐熱性が向
上し、この電極板を用いて製作された電池が高温に曝さ
れたときの安全性を確保することができる。即ち、少な
くともその表面が溶融したポリオレフィン系樹脂とフッ
素系樹脂及び／又はイミド系樹脂とは互いの溶融した部
分で連結された状態となるので、電池が高温環境に曝さ
れ、その温度がポリオレフィン系樹脂の溶融温度を越え
てポリオレフィン系樹脂が溶融する状態となっても溶融
温度の高いフッ素系樹脂及び／又はイミド系樹脂との連
結により溶融に伴う流動が阻止され、絶縁層が流動する
ことによる内部短絡等が防止される。
【００５６】尚、上記第２の実施形態においては、ポリ
オレフィン系樹脂にフッ素系樹脂及び／又はイミド系樹
脂を添加するのに、各樹脂をそれぞれ溶媒に混合した後
に各混合物を混ぜ合わせているが、各樹脂が粉末の状態
で混合し、その混合物を溶媒に混ぜ合わせるようにして
も、ポリオレフィン系樹脂にフッ素系樹脂及び／又はイ
ミド系樹脂を添加したゲル状溶液を作製することができ
る。
【００５７】次に、本発明の第３の実施の形態に係る電
極板の製造方法について、図３に示すフローチャートを
参照して説明する。尚、第１及び第２の実施形態と共通
する工程については、その説明は概略に止める。
【００５８】図３において、第１の工程（Ｓ１１）から
第３の工程（Ｓ１４）までの手順は第１の実施の形態の
手順と同様である。まず、ポリオレフィン系樹脂を溶媒
に混合し（Ｓ１１）、この混合物を加熱してポリオレフ
ィン系樹脂の一部又は全体が溶融するようにしてゲル状
溶液を作製する（Ｓ１２）。続いて、このゲル状溶液を
急激に冷却して品質の安定化を図る（Ｓ１３）。
【００５９】次に、フッ素系樹脂及び／又はイミド系樹
脂を溶媒に混合する（Ｓ１４）。前述したように溶媒は
フッ素系樹脂及び／又はイミド系樹脂の一部又は全体を
溶融するものが適用され、フッ素系樹脂及び／又はイミ
ド系樹脂は少なくともその表面が溶媒に溶融した状態の
混合物が得られる。
【００６０】次いで、この混合物を前記ゲル状溶液に添
加混合してゲル状混合溶液を作製する（Ｓ１５）。ゲル
状溶液中では第２の工程における加熱によりポリオレフ
ィン系樹脂は、その一部または全体が溶媒に溶融してお
り、一方、そこに添加されたフッ素系樹脂及び／又はイ
ミド系樹脂も、その一部または全体が溶媒に溶融してい
るので、混合されたとき溶融部分で互いに連結された状
態となったゲル状混合溶液が作製される。
【００６１】次に、このゲル状混合溶液を正極板又は負
極板に所定の厚さになるように塗着し（Ｓ１６）、正極
板又は負極板を加熱する乾燥工程により塗着されたゲル
状混合溶液から溶媒を蒸発させて多孔質の絶縁層に形成
する（Ｓ１７）。この加熱により溶媒が飛散してフッ素
系樹脂及び／又はイミド系樹脂を含むポリオレフィン系
樹脂が固体状態になった絶縁層が正極板又は負極板上に
形成されるので、この電極板を所定の寸法に打ち抜き、
または切断することにより、所定の電池用電極板が得ら
れる。
【００６２】上記第３の実施の形態により製造された電
極板は、第２の実施の形態の場合と同様にポリオレフィ
ン系樹脂にフッ素系樹脂及び／又はイミド系樹脂が添加
されているので耐熱性が向上し、この電極板を用いて製
作された電池が高温に曝されたときの安全性を確保する
ことができる。
【００６３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電池用電
極板の製造方法によれば、極板面積を大きくできるの
で、電池単位体積あたりの放電容量を向上させることが
でき、正極板または負極板とセパレータに相当する絶縁
層界面との接合が改良されるため、サイクル特性等の電
池特性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電池用電極板
の製造工程を示す工程図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る電池用電極板
の製造方法の手順を示すフローチャート。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る電池用電極板
の製造方法の手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１ ポリオレフィン系樹脂 ２ 被加熱容器 ３ 溶媒 ４ 加熱室 ５ ゲル状溶液 ６ 氷水 ７ 正極板または負極板 ８ 絶縁層 ９ 乾燥室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芳澤 浩司 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 越名 秀 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） 5H029 AJ03 AJ05 AJ14 AK03 AL07 AM00 AM02 AM16 CJ02 CJ06 CJ08 CJ22 DJ04 DJ15 EJ12 HJ14 5H050 AA07 AA08 AA19 BA18 CA08 CB08 DA13 DA19 EA23 EA24 FA18 GA02 GA08 GA10 GA22 HA14

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 正極板または負極板の絶縁層として用い
    るポリオレフィン系樹脂に溶媒を混合する工程と、 前記ポリオレフィン系樹脂と溶媒との混合物を、前記ポ
    リオレフィン系樹脂の一部あるいは全体が溶融する温度
    で加熱して、全体として粘度の高いゲル化したゲル状溶
    液を作製する工程と、 前記ゲル状溶液を正極板または負極板の表面に塗布して
    絶縁層を形成する工程と、 前記絶縁層を形成した正極板または負極板を加熱する乾
    燥工程とを有していることを特徴とする電池用電極板の
    製造方法。
  2. 【請求項２】 所定の温度に加熱することによって作製
    したゲル状溶液を、急激に冷却した後に、正極板または
    負極板に塗布し、電極板と絶縁層が一体化するようにし
    た請求項１に記載の電池用電極板の製造方法。
  3. 【請求項３】 乾燥工程における加熱温度を、ゲル状溶
    液中の溶媒の沸点以上で、かつポリオレフィン系樹脂の
    融点以下に設定した請求項１または２に記載の電池用電
    極板の製造方法。
  4. 【請求項４】 絶縁層としてポリエチレンを用い、この
    ポリエチレンを溶媒と混合すると共にポリエチレンが十
    分に均一に溶解する温度に加熱してゲル状溶液を作製す
    るようにした請求項１〜３いずれか一項に記載の電池用
    電極板の製造方法。
  5. 【請求項５】 絶縁層に用いるポリエチレンの形状が繊
    維状であることを特徴とする請求項４に記載の電池用電
    極板の製造方法。
  6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の製造方
    法により作製された電池用電極板。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載の電池用電極板を備えた
    非水電解液二次電池。
  8. 【請求項８】 ポリオレフィン系樹脂を溶媒に混合する
    工程と、 この混合物をポリオレフィン系樹脂の一部あるいは全体
    が溶融する温度に加熱して、全体として粘度の高いゲル
    状にしたゲル状溶液に作製する工程と、 ポリオレフィン系樹脂単独状態からゲル状溶液に至る任
    意の段階において、ポリオレフィン系樹脂にフッ素系樹
    脂及び／又はイミド系樹脂を添加する工程と、前記ゲル
    状溶液を正極板又は負極板の表面に塗布する工程と、 ゲル状溶液が塗布された正極板又は負極板を加熱してゲ
    ル状溶液を正極板又は負極板の絶縁層に形成する乾燥工
    程とを有することを特徴とする電池用電極板の製造方
    法。
  9. 【請求項９】 溶媒に混合したフッ素系樹脂及び／又は
    イミド系樹脂を、ポリオレフィン系樹脂を溶媒に混合し
    た混合物に添加する請求項８に記載の電池用電極板の製
    造方法。
  10. 【請求項１０】 溶媒に混合したフッ素系樹脂及び／又
    はイミド系樹脂を、ゲル状溶液に添加する請求項８に記
    載の電池用電極板の製造方法。
  11. 【請求項１１】 ポリオレフィン系樹脂にフッ素系樹脂
    及び／又はイミド系樹脂を添加し、これを溶媒に混合す
    る請求項８に記載の電池用電極板の製造方法。
  12. 【請求項１２】 加熱することによって作製されたゲル
    状溶液を急激に冷却した後に正極板または負極板に塗布
    するようにした請求項８〜１１いずれか一項に記載の電
    池用電極板の製造方法。
  13. 【請求項１３】 乾燥工程における加熱温度を、ゲル状
    溶液中の溶媒の沸点以上で、かつポリオレフィン系樹脂
    の融点以下に設定した請求項８〜１２いずれか一項に記
    載の電池用電極板の製造方法。
  14. 【請求項１４】 ポリオレフィン系樹脂としてポリエチ
    レンを用いた請求項８〜１３いずれか一項に記載の電池
    用電極板の製造方法。
  15. 【請求項１５】 ポリエチレンの形状が繊維状であるこ
    とを特徴とする請求項１４に記載の電池用電極板の製造
    方法。
  16. 【請求項１６】 フッ素系樹脂としてポリフッ化ビニリ
    デン樹脂を用いる請求項８〜１５いずれか一項に記載の
    電池用電極板の製造方法。
  17. 【請求項１７】 イミド系樹脂としてポリイミド樹脂を
    用いる請求項８〜１５いずれか一項に記載の電池用電極
    板の製造方法。
  18. 【請求項１８】 請求項８〜１７のいずれかに記載の製
    造方法により作製された電池用電極板。
  19. 【請求項１９】 請求項１８に記載の電池用電極板を備
    えた非水電解液二次電池。
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