JP2003051313A

JP2003051313A - 二次電池の製造方法、及び二次電池

Info

Publication number: JP2003051313A
Application number: JP2001239668A
Authority: JP
Inventors: Koji Nishida; 耕次西田; Mikiya Shimada; 幹也嶋田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-08-07
Filing date: 2001-08-07
Publication date: 2003-02-21
Anticipated expiration: 2021-08-07
Also published as: JP4875808B2

Abstract

(57)【要約】【課題】リチウムイオン二次電池などに用いられる正
極用アルミニウム箔へ正極活物質を直接塗布するが乾燥
し、圧延後の密着力は非常に弱かった。【解決手段】塗布し圧延されたアルミニウム箔１と、
正極層５、電解質層６、塗布し圧延された負極層７、及
び銅箔８をこの順に積層することによりリチウムイオン
二次電池を製造する方法であって、アルミニウム箔１の
正極層側の被塗布表面には円錐状ピット２を設けてお
く。この円錐状ピット２処理面に正極活物質塗料を塗布
し圧延によりピット内にまで正極活物質塗料を充填して
塗膜密着力の向上を行う。また、後段工程での塗膜欠落
による不良率解消と、活物質との反応面積の拡大による
電池特性向上と電池寿命を延ばす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン二
次電池等の、正極、電解質層、及び負極を積層すること
によって製造される二次電池と、その製造方法とに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の携帯機器の小型・薄型・軽量化に
対応して、リチウムイオン二次電池においても同様に小
型・薄型・軽量化が強く求められている。薄型・軽量化
を追求する方法のひとつとして、セパレータである電解
質層に有機電解液を吸収保持する多孔性のポリマーを用
いたリチウムポリマー二次電池が注目されている。中で
も電解質層と電極に同一のポリマーを用い接合一体化す
れば、良好な電解質層と電極間の接触が実現でき、電池
自体の薄型・軽量化に有効である。

【０００３】電解質層と電極間が接合一体化されている
例として、米国特許４，８３０，９３９号公報および、
米国特許５，４７８，６６８号公報に記載されているも
のが挙げられる。特に米国特許５，４７８，６６８号公
報の場合、ポリマー材料としてフッ化ビニリデン（ＶＤ
Ｆ）と６フッ化プロピレン（ＨＦＰ）の共重合体（ＰＶ
ＤＦ−ＨＦＰ）を用い、積層電極の正極、負極及びセパ
レータである電解質層を作成した後、セパレータと正極
あるいは負極を熱溶着により一体化させ、その後、さら
に溶着した逆のセパレータ面に溶着した極性と違う正極
あるいは負極を同様に熱溶着させて積層一体化させてい
る。

【０００４】従来の電池構成を図１０に示す。本図に示
す正極用基材には、アルミニウム箔１１を用いている。
負極には、銅箔８を用いている。一般的にこれら箔材は
冷間圧延して製造されているため、箔表面は平滑とな
り、この平滑面に正極層５あるいは負極層７を塗布す
る。それら正極層５や負極層７の塗膜は、平滑な基材上
にあるため、アンカーリングする要素が無いことから密
着性は低い。

【０００５】塗膜乾燥後は、塗料に混合分散するバイン
ダー比によっては、バインダーの収縮などにより塗膜だ
けが剥離してしまい電極構成に至らない場合があった。
リチウムイオン二次電池のエネルギー容量を増大させる
ために正極層５及び負極層７に含まれる活物質の量を増
加させると、相対的にバインダー量が減少することとな
り、アルミニウム箔１１に対する正極層５塗膜の密着
力、および銅箔８に対する負極層７塗膜の密着力は、よ
り一層減少もしくは密着不可能な状態になっていた。

【０００６】前記塗膜の密着力不足により、工程上にお
いては作業性の低下、電池構成における塗膜の欠落によ
り生産歩留まりの低下を招いている。この対応策とし
て、アルミニウム箔１１及び銅箔８の表面をサンドブラ
ストによる粗面化処理、あるいは正極層５及び負極層７
に含まれている同組成のカーボン粉を主成分に結晶性バ
インダーと溶剤とを混合分散した塗料を薄膜にしてカー
ボン層１２として塗布した。１５０℃の乾燥により、カ
ーボン塗膜面の結晶化を行う。結晶化によるカーボン層
１２の表面粗度は、約３〜４μｍの凹凸粗面化が成さ
れ、塗膜の密着力を乾燥後の状態でも向上させる工夫等
も行われている。

【０００７】しかしながら、前記構成で圧延を行うと、
図１１に示すように基材となるアルミニウム箔１１は塗
膜と接している部分で歪みを生じてしまっている。この
歪みは、積層による打ち抜き又は帯状に裁断する際、所
定幅に、外形寸法を変化させる影響があった。積層する
工程には一般的に画像認識などで自動化させているが、
前記歪み影響によって寸法変化の極板を不良と判断し、
歩留低下を招く結果が起きていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、カー
ボン層１２を用いてアルミニウム箔１１と正極層５との
密着性や、銅箔８と負極層７との密着性の向上を図る場
合、カーボン層１２の塗布及び結晶化による塗膜面の粗
面化を行うために、実質的にカーボン塗料製造工程と塗
布工程を別途設ける必要性が出てくる。

【０００９】また、アルミニウム箔１１面へカーボン層
１２を塗布した場合、アルミニウム箔１１表面にアルミ
ニウム箔製造過程で微量に付着した異物の影響を受け、
ダイ塗工方式による長尺塗布では、断続的に塗膜の抜け
スジなど塗布不良が発生する。前記抜けスジなどの塗布
不良があるカーボン層１２面へ正極層５を塗布していく
とカーボン層１２塗膜の欠損が無いところでは、欠落等
の発生が起きない密着力を達成できるものの塗布不良に
よる抜けスジ部分に塗布された正極層５は、極端に密着
力が低下するなどバラツキが大きく発生していた。ま
た、サンドブラストによる箔表面の粗面化による正極層
５塗膜の密着力は向上するものの、アルミニウム箔に対
する正極層５塗膜の密着性は未だ十分では無いため、一
層の改善が求められている。

【００１０】さらに、カーボン層１２を用いると、図１
１を用いて説明したように、アルミニウム箔１１は塗膜
と接している部分で歪みを生じてしまう。したがって、
カーボン層１２を用いずに、アルミニウム箔１１と正極
層５、及び銅箔８と負極層７との密着性の向上を図る必
要がある。

【００１１】リチウムイオン二次電池を例にとって説明
したように、従来は、二次電池を構成する正極板と正極
層との密着性、及び負極板と負極層との密着性が良くな
かった。

【００１２】本発明は、上記従来の課題を考慮し、正極
板と正極層との密着性、及び／又は負極板と負極層との
密着性が良い二次電池と、その製造方法とを提供するこ
とを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】第１の本発明（請求項１
に対応）は、正極板、正極層、電解質層、負極層、及び
負極板をこの順に積層し、圧延することにより二次電池
を製造する方法であって、前記正極板の前記正極層側の
表面には、及び／又は、前記負極板の前記負極層側の表
面には凹部が設けられている二次電池の製造方法であ
る。

【００１４】第２の本発明（請求項２に対応）は、前記
凹部の開口形状が多角形又は円形である第１の本発明に
記載の二次電池の製造方法である。

【００１５】第３の本発明（請求項３に対応）は、前記
凹部は、深さ方向に向かって先細りになる円錐形状若し
くは多角錘形状、又は針状形状、又は開口形状と実質上
同じ断面を有する柱状である第１又は第２の本発明に記
載の二次電池の製造方法である。

【００１６】第４の本発明（請求項４に対応）は、前記
凹部の開口径が０．４〜７．０μｍである第１から第３
のいずれかの本発明に記載の二次電池の製造方法であ
る。

【００１７】第５の本発明（請求項５に対応）は、前記
凹部は貫通していない穴である第１から第４のいずれか
の本発明に記載の二次電池の製造方法である。

【００１８】第６の本発明（請求項６に対応）は、前記
凹部は貫通している孔である第１から第４のいずれかの
本発明に記載の二次電池の製造方法である。

【００１９】第７の本発明（請求項７に対応）は、前記
凹部の前記開口径が１．０〜５．０μｍである第６の本
発明に記載の二次電池の製造方法である。

【００２０】第８の本発明（請求項８に対応）は、前記
正極板の両面に及び／又は前記負極板の両面に凹部が設
けられている第５の本発明に記載の二次電池の製造方法
である。

【００２１】第９の本発明（請求項９に対応）は、正極
板、正極層、電解質層、負極層、及び負極板がこの順に
積層された二次電池であって、前記正極板の前記正極層
側の表面には、及び／又は、前記負極板の前記負極層側
の表面には凹部が設けられている二次電池である。

【００２２】第１０の本発明（請求項１０に対応）は、
前記凹部の開口形状が多角形又は円形である第９の本発
明に記載の二次電池である。

【００２３】第１１の本発明（請求項１１に対応）は、
前記凹部は、深さ方向に向かって先細りになる円錐形状
若しくは多角錘形状、又は針状形状、又は開口形状と実
質上同じ断面を有する柱状である第９又は第１０の本発
明に記載の二次電池である。

【００２４】第１２の本発明（請求項１２に対応）は、
前記凹部の開口径が０．４〜７．０μｍである第９から
第１１のいずれかの本発明に記載の二次電池である。

【００２５】第１３の本発明（請求項１３に対応）は、
前記凹部は貫通していない穴である第９から第１２のい
ずれかの本発明に記載の二次電池である。

【００２６】第１４の本発明（請求項１４に対応）は、
前記凹部は貫通している孔である第９から第１２のいず
れかの本発明に記載の二次電池である。

【００２７】第１５の本発明（請求項１５に対応）は、
前記凹部の前記開口径が１．０〜５．０μｍである第１
４の本発明に記載の二次電池である。

【００２８】第１６の本発明（請求項１６に対応）は、
前記正極板の両面に及び／又は前記負極板の両面に凹部
が設けられている第１３の本発明に記載の二次電池であ
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図を用いて説明する。

【００３０】（実施の形態１）本実施の形態１では、正
極板としてのアルミニウム箔、正極層、電解質層、負極
層、及び負極板としての銅箔がこの順で積層されたリチ
ウムイオン二次電池を例にとって、本発明の二次電池の
製造方法及び二次電池を説明する。

【００３１】まず、厚さ５０μｍの帯状アルミニウム箔
を用意し、この帯状アルミニウム箔を温度９０℃の塩酸
を主成分とする溶液に浸漬し、前記帯状アルミニウム箔
に電流密度０．３５Ａ／ｃｍ²の直流を所定時間、印加
することにより前記帯状アルミニウム箔の片面に平均開
口ピット径５．０μｍ、深さが最大２０．０μｍで平均
的に１３μｍのピット（凹部）を形成した。ピットの深
底部付近の径を平均１．０μｍ以下とし、先細りの円錐
状ピットとした。印加処理条件によっては、直進的でな
く枝分かれしたピットが形成されるが、電流密度、液温
度の管理、印加時間により、本発明のピットを形成でき
る。このような開口ピット処理されたアルミニウム箔の
一部分を抜粋し拡大した断面概要図を図１に示す。

【００３２】次に、図５に示すように、図１に示すピッ
ト処理されたアルミニウム箔へ正極層５を塗布すること
によって、ピット２内へ正極塗料内に含まれる活物質粒
子及びバインダーが適正量で浸透あるいは充填状態とな
る。その後、圧延工程を経ると、図６に示すようにピッ
ト処理された面は厚さ方向に減縮されつつ、ピット２内
へ活物質粒子及びバインダーをさらに充填することにな
る。

【００３３】このように、アルミニウム箔の表面にピッ
トを設けておき、そのピットが設けられている面に正極
層５を塗布すると、正極塗料がピットに浸透するので、
正極層５の密着力は、従来構成である図１１に示した平
滑な面に正極層５を塗布し圧延した後の状態と比べ、塗
膜のアンカーリング効果によって大幅に向上する。ま
た、ピット形成による立体構造化で正極層５とアルミニ
ウム箔１との接地面積は、ピット処理比率に比例して向
上させることができる。また、ピット形状によって、電
池容量と電解液貯留能力をも向上させることができる。

【００３４】なお、アルミニウム箔の表面に設けるピッ
トは、図１に示すような深さ方向に先細りになる円錐状
ピット２に限定するものではない。他のピット形状とし
ては、図２に示す片面からピット処理された円柱状、ま
た、図１と同様のピット形成処理を両面に行い、図４に
示すように基材の芯を残すようにしたものが挙げられ
る。その図４に示した両面にピット処理を行ったアルミ
ニウム箔は、例えば、両面に正極層５を形成した後、両
方の塗膜に接するように負極を積層する場合に用いる。
尚、前記ピットの開口形状と深度方向の形状、そして深
度方向の長さ及びピット数、開口処理を行う面は、溶液
の温度と電流密度と処理時間の条件、さらに電流を負荷
する電極位置を片面、両面に配置することによって容易
に制御することができる。よって、アルミニウム箔の厚
みに影響されずに開口径の大きさ、ピット数等の条件が
限定されるものでない。

【００３５】ここで、開口部の径が０．４〜２．５μｍ
平均であるピットが平均的に分布している中に径３．０
〜７．０μｍの開口部を有するピットを不特定多数点在
させることが好ましい。点在数量は、１平方ｃｍ面積内
に径３．０〜７．０μｍの開口部を有するピットが少な
くとも１つ以上存在していれば良い。図１では、箔表面
から厚さ方向に向かって円錐状のピット２が設けられて
いるが、その円錐状のピット２の開口径が０．０８μｍ
未満であって、そのが主に点在及び分布する場合、正極
塗料に含有する活物質粒子及びバインダー等が前記ピッ
ト内部まで入りにくいため、結果的に乾燥後の正極塗膜
の密着力は低下してしまう。よって、開口処理条件を最
適に調整して、上述したように開口部の径が０．４〜
２．５μｍ平均であるピットが平均的に分布している中
に径３．０〜７．０μｍの開口部を有するピットを不特
定多数点在させるようにした。

【００３６】また、ピットの開口形状は図１では円形と
しているが、処理する塩酸主成分の溶液の液温を任意に
設定、さらに電流密度の設定をすることで、開口形状
は、四角形、もしくは多角形形状に制御することができ
る。つまり、最終形状が円形となるため、円形になる直
前で処理を終えるようにすれば、形状は四角もしくは多
角形で作製することができる。前記開口形状の縁の頂点
に習って深度方向へエッチング処理が行われ、多角錘形
状となる。深度方向の形状は、円錐状、針状、円柱状
と、これらも同様に処理条件で制御することができる。

【００３７】また、Ａｌ箔表面には、エッチングによる
開口処理により、絶縁性酸化皮膜が薄膜に形成され、電
子的には絶縁性であるが、電池用塗料を塗布後圧延によ
り、塗料に含有する活物質粒子が前記絶縁性酸化皮膜を
突き破りＡｌ箔自体と接するため、電子的には導通が行
えるため絶縁性酸化皮膜を敢えて脱膜する必要性は無
い。また、アルミニウム箔の材質については、純度９
９．９９％の純アルミ材質、あるいは数％ほど他の物質
を添加し剛性、耐熱性などを付与した合成アルミ材質で
あってもよく、特に限定するものではない。

【００３８】上述したように、塗布・圧延されたアルミ
ニウム箔と、正極層、電解質層、塗布・圧延された負極
層と、銅箔をこの順に積層することによってリチウムイ
オン二次電池を製造する方法において、アルミニウム箔
の正極層側の表面にピット（凹部）を設けておくと、ア
ルミニウム箔と正極層との密着性が向上する。また、銅
箔の負極層側の表面に上述したピットを設けておくと、
銅箔と負極層との密着性が向上する。塗布・圧延された
アルミニウム箔と、正極層、電解質層、塗布・圧延され
た負極層と、銅箔と、負極層、電解質層、塗布・圧延さ
れた正極層とアルミニウム箔をこの順に積層することに
よりリチウムイオン二次電池を製造する場合では、例え
ば図４に示すように銅箔の両面にピットを設けておいて
も良い。

【００３９】つまり、箔の上に正極層あるいは負極層を
塗布後、乾燥させ圧延した後、正極板と負極板を構成
し、正極層と負極層との間に電解質を設けるようにせき
そう或いは重ね合わせて２次電池を製造する。

【００４０】また、上述した実施の形態では、リチウム
イオン二次電池について説明したが、上述したリチウム
イオン二次電池と同様な、正極板、正極層、電解質層、
負極層、及び負極板をこの順に積層し、圧延することに
より二次電池を製造する方法において、正極板の正極層
側の表面に及び／又は負極板の負極層側の表面に、ピッ
ト（凹部）を設けておくと、正極板と正極層との密着
性、及び／又は負極板と負極層との密着性が向上する。

【００４１】（実施の形態２）図３を用いて、本発明の
実施の形態２について説明する。

【００４２】ピット処理方法は、実施の形態１と同様の
ため省略する。図３に示すように厚さ方向を貫通したピ
ット４を形成する。しかしながら、箔内に貫通したピッ
ト４を多数形成すると基材自体の強度が低下するため、
貫通するピット４は、１平方ｃｍ辺り多くとも５個まで
の点在量に制御して作成する。また、ピットの平均開口
径は、１．０〜５．０μｍ範囲としているため、点在量
を規制する必要性がある。

【００４３】径をこの範囲で規制するのは、活物質の粒
子径が最小３．０μｍということと、１．０μｍ径より
小さいと電解液の注液性あるいは浸透性が低下すること
から規制している。正極層５を塗布した場合、ピット４
内全てを正極層５に含まれる活物質粒子及びバインダー
によって充填する必要性は無い。

【００４４】つまり厚さ方向約１／３程度を前記活物質
粒子及びバインダーが占めているだけで、十分な密着力
は得ることができる。この貫通したピット４の役目は、
図９に示す一例となる積層型の電池構成を用いて説明す
る。この図９では、電解液を注液する一例となる方法を
示している。電解液の注液方法は、本実施の形態２で
は、真空脱気した後、電解液９に着水させて注液を開始
するようにした。アルミニウム箔１が板状であれば注液
速度、浸透性は非常に遅くおよそ６時間程度要していた
が、図３のような貫通ピット４を点在させることによっ
て、電解液注液時間は２時間以内に短縮することができ
た。

【００４５】以上説明した実施の形態２の構成によっ
て、例えば図９に示した積層型電池では、従来構成であ
る図１０のように板状のアルミニウム箔１１を用いた場
合に比べ、電極積層部内全面を真空脱気できるため、脱
気不良による注液不良を解消でき、電解液の注液性ある
いは浸透性時間を大幅に短縮することができる。

【００４６】また、開口されたピット内へ容易に塗料が
流れ込み、圧延によってさらに押し込み充填が行え、ア
ンカーリング効果によって塗膜の密着力は大幅な向上を
図ることができた。

【００４７】

【実施例】（実施例１）次に本発明の実施例１につい
て、図１に示す円錐状ピット２処理を行ったアルミニウ
ム箔１への正極層５の形成について説明する。図５に正
極層５を塗布乾燥後の断面構成図を示す。図５に引用し
たピット２の形状は円錐状としているが、図２に示す円
柱状、また、図４に示すように基材の両面に形成し、基
材の芯厚を残す構成を用いても良い。後段工程での圧延
後の断面を図６に示す。圧延により、正極層５内活物質
粒子及びバインダーは、前記ピット２内に押し込み充填
される。この時、ピット形成されたアルミニウム箔１面
は、正極層５の圧延影響により、元の総厚より若干厚み
の減少が起きるが、ピット構成上及び塗膜強度への影響
は無い。

【００４８】図８に塗布乾燥後、圧延後の塗膜強度を、
従来のアルミニウム箔の場合Ａ、Ａ’とカーボン層１２
を形成したアルミニウム箔１１の場合Ｂ、Ｂ’と、本発
明の実施例のアルミニウム箔１の場合Ｃ、Ｃ’として、
９０°方向剥離強度評価結果をグラフにして示す。

【００４９】尚、測定方法は、図７に示す方法で行っ
た。測定サンプル数は、ｎ＝１０で行い、その数値の平
均をグラフ化している。カーボン層１２を塗布したアル
ミニウム箔１１へ正極層５を塗布し圧延したＢ’の剥離
強度２４３ｇｆに比較して、本発明の実施例の開口処理
が施されたアルミニウム箔１に正極層５を塗布した圧延
前塗膜Ｃの強度は、ほぼ同等の２４７ｇｆを実現するこ
とができた。また、圧延後の塗膜Ｃ’は、さらに５０％
程度の強度アップを図ることができた。圧延後塗膜Ｃ’
の剥離強度が従来Ａ’及びＢ’と比べ、３５５ｇｆと大
幅に高いが、この強度レベルにより、後段工程での組立
では、塗膜の欠落不良などを解消でき、生産歩留まりを
向上させることができた。

【００５０】以上のアルミニウム箔の構成により、ピッ
ト内まで正極層５が充填されているため、集電体の役目
となるアルミニウム箔との接地面積は、ピット形成によ
る立体構造化により、従来の平面と比べ、大幅に増え、
電子的導通と電池容量の向上が見込める。また、このピ
ット構成により、極板へ電解液を注液するとピット内に
まで電解液は浸透し、貯留効果が生まれ、電解液量の低
下による劣化を防ぎ、電池寿命を従来比約３０％延ばす
ことができた。

【００５１】（実施例２）本発明の実施例２について、
図３の円錐状貫通ピット４をアルミニウム箔１に形成し
正極層５を塗布した内容について説明する。

【００５２】ピットは、温度６０℃の塩酸を主成分とす
る溶液にアルミニウム箔を浸漬し、帯状アルミニウム箔
に電流密度０．３５Ａ／ｃｍ²の直流を所定時間、印加
することによって形成した。前記帯状アルミニウム箔の
厚みは２０μｍであり、片面側に電極を配置して開孔を
行った。この時の開孔平均径は５．０μｍ、深さは２
０．０μｍ平均とし、結果的に貫通した円錐状ピット４
が点在するように製造した。

【００５３】この製造に注意するべき点は、図３に示す
ように厚さ方向に貫通したピット４形状を箔内に多数形
成すると基材自体の強度が低下するため、貫通するピッ
ト４は、１平方ｃｍ辺り多くとも５個までの点在量にな
るように電極位置、電流密度を細かに制御して行う点で
ある。正極層５を、この処理面上に塗布した場合、ピッ
ト４内全てを正極層５に含まれる活物質粒子及びバイン
ダーによって充填する必要性は無い。つまり厚さ方向約
１／３程度を前記活物質粒子及びバインダーが占めてい
るだけで、十分な密着力は得ることができた。

【００５４】この時の密着強度は、９０°剥離強度で評
価したところ、２５３ｇｆを実現できた。圧延により、
さらに強度は３７４ｇｆを実現できた。圧延によってア
ルミニウム箔１の厚みは、約２０％薄く１６μｍになる
が、ピット内に活物質及びバインダーが充填されるた
め、箔自体の強度は、正極層５を塗布する前に比べ、若
干向上することになる。また、この貫通したピット４の
役目は、図９に一例として示す積層型の電池構成を用い
て説明する。

【００５５】この図９では、電解液を注液する一例の方
法を示している。電解液の注液方法は、本実施例では、
真空脱気した後、電解液９に着水させて注液を開始する
ようにした。アルミニウム箔１が板状であれば、活物質
内に含まれるガスあるいは空気を完全に脱気することが
できず、そのため、注液速度及び浸透性は非常に遅くな
る。電解液の粘性を下げて浸透性を上げる狙いとして、
積層型電池ともに４０〜５０℃ぐらいまで加温した後、
注液を行い、電解液の注液速度を少しでも向上させる工
夫を成されるが、それでも注液完了時間が、およそ６時
間程度要し、生産性が悪い状況下にある。そこで、本実
施例で示すように貫通ピット４をアルミニウム箔１に点
在させることによって、積層面全面に塗布され形成され
た活物質内に存在するガス等を完全に脱気することがで
き、積層面積・外形サイズにも左右されるが、平均的に
電解液注液時間は、２時間以内に短縮することができ
た。

【００５６】以上の構成によって、例えば図９に示した
積層型電池では、従来構成である図１０のように板状の
アルミニウム箔１１を用いた場合に比べ、積層面中央の
活物質内に含まれるガスあるいは空気を真空脱気によ
り、短時間且つ完全に脱気することができる。そのた
め、従来ガス残留による注液不良などを解消でき、電解
液の注液性あるいは浸透性時間を大幅に短縮することが
でき、生産性を従来比３倍に増強することが可能とな
る。また、開孔されたピット内へ容易に塗料が流れ込
み、圧延によってさらに押し込み充填を行うことによっ
て、塗膜は、基材の厚み方向へ多数のくさび状に充填さ
れるため（アンカーリング効果）、塗膜の密着力を後段
工程での組立で塗膜欠落を防止でき、不良率を大幅に削
減することができた。

【００５７】以上述べたように、リチウムイオン二次電
池の正極用集電体であるアルミニウム箔に開口したピッ
トを点在して製造されたものを用い、前記ピット面に正
極塗料を塗布することで、塗膜の密着力向上を図ること
ができるものである。従来、アルミニウム箔の被塗布面
をサンドブラストで荒す、または、カーボン粉とバイン
ダーの混合溶液を薄膜に塗布して、塗膜の密着力を向上
するなどの工夫を行っていたが、十分な密着強度を得る
ものではなかった。

【００５８】上述した開口ピットが形成されたアルミニ
ウム箔を用いることによって、容易に塗膜密着強度を向
上させることができ、さらに、接地面積を向上すること
で集電率はピット数に比例して向上することとなる。こ
のピット構成により、極板へ電解液を注液するとピット
内にまで電解液は浸透し、貯留効果が生まれ、電解液量
の低下による劣化を防ぎ、電池寿命を従来比約３０％延
ばすことができる。

【００５９】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明は、正極板と正極層との密着性、及び／又は負極
板と負極層との密着性が良い二次電池と、その製造方法
とを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のアルミニウム箔の一部
抜粋立体断面を示した概略図である。

【図２】本発明の実施の形態１のアルミニウム箔の一部
抜粋立体断面を示した概略図である。

【図３】本発明の実施の形態２のアルミニウム箔の一部
抜粋立体断面を示した概略図である。

【図４】本発明の実施の形態１のアルミニウム箔の一部
抜粋立体断面を示した概略図である。

【図５】本発明の実施の形態１のアルミニウム箔へ正極
層を塗布した状態の断面図である。

【図６】本発明の実施の形態１のアルミニウム箔へ正極
層を塗布・圧延した状態の断面図である。

【図７】本発明の実施例１及び２における塗膜の９０°
剥離強度評価方法の説明図である。

【図８】本発明の実施例１及び２において、９０°剥離
強度評価結果をまとめたグラフである。

【図９】本発明の実施の形態２に示したアルミニウム箔
を用いた電池構成及び電解液注液方法の説明図である。

【図１０】従来の電池の断面図である。

【図１１】従来方法によるアルミニウム箔へ正極を塗布
・圧延した状態の断面図である。

【符号の説明】

１アルミニウム箔２円錐状ピット３円柱状ピット４円錐状貫通ピット５正極層６高分子電解質層７負極層８銅箔９電解液１０電解液貯留容器１１アルミニウム箔１２カーボン層１３接着剤層１４測定用基板１５回転式サンプル固定ロッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H017 AA01 AA02 AA03 AS02 BB06 BB08 BB13 BB14 BB16 CC03 DD01 DD08 EE01 EE05 HH03 HH10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極板、正極層、電解質層、負極層、及
び負極板をこの順に積層し、圧延することにより二次電
池を製造する方法であって、前記正極板の前記正極層側
の表面には、及び／又は、前記負極板の前記負極層側の
表面には凹部が設けられている二次電池の製造方法。
【請求項２】前記凹部の開口形状が多角形又は円形で
ある請求項１に記載の二次電池の製造方法。
【請求項３】前記凹部は、深さ方向に向かって先細り
になる円錐形状若しくは多角錘形状、又は針状形状、又
は開口形状と実質上同じ断面を有する柱状である請求項
１又は２に記載の二次電池の製造方法。
【請求項４】前記凹部の開口径が０．４〜７．０μｍ
である請求項１から３のいずれかに記載の二次電池の製
造方法。
【請求項５】前記凹部は貫通していない穴である請求
項１から４のいずれかに記載の二次電池の製造方法。
【請求項６】前記凹部は貫通している孔である請求項
１から４のいずれかに記載の二次電池の製造方法。
【請求項７】前記凹部の前記開口径が１．０〜５．０
μｍである請求項６に記載の二次電池の製造方法。
【請求項８】前記正極板の両面に及び／又は前記負極
板の両面に凹部が設けられている請求項５に記載の二次
電池の製造方法。
【請求項９】正極板、正極層、電解質層、負極層、及
び負極板がこの順に積層された二次電池であって、前記
正極板の前記正極層側の表面には、及び／又は、前記負
極板の前記負極層側の表面には凹部が設けられている二
次電池。
【請求項１０】前記凹部の開口形状が多角形又は円形
である請求項９に記載の二次電池。
【請求項１１】前記凹部は、深さ方向に向かって先細
りになる円錐形状若しくは多角錘形状、又は針状形状、
又は開口形状と実質上同じ断面を有する柱状である請求
項９又は１０に記載の二次電池。
【請求項１２】前記凹部の開口径が０．４〜７．０μ
ｍである請求項９から１１のいずれかに記載の二次電
池。
【請求項１３】前記凹部は貫通していない穴である請
求項９から１２のいずれかに記載の二次電池。
【請求項１４】前記凹部は貫通している孔である請求
項９から１２のいずれかに記載の二次電池。
【請求項１５】前記凹部の前記開口径が１．０〜５．
０μｍである請求項１４に記載の二次電池。
【請求項１６】前記正極板の両面に及び／又は前記負
極板の両面に凹部が設けられている請求項１３に記載の
二次電池。