JP2003059493A

JP2003059493A - リチウム二次電池

Info

Publication number: JP2003059493A
Application number: JP2001251028A
Authority: JP
Inventors: Kenji Hara; 賢二原; Katsunori Suzuki; 克典鈴木; Kensuke Hironaka; 健介弘中
Original assignee: Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2001-08-22
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2003-02-28
Anticipated expiration: 2021-08-22
Also published as: JP4752154B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電池容量のバラツキの小さい長寿命な電池を
提供する。【解決手段】円筒型リチウムイオン二次電池２０は、
マンガン酸リチウムを含有する正極合剤層をアルミニウ
ム箔１７上に形成した正極Ｐと、非晶質炭素を含有する
負極合剤層を電解銅箔上に形成した負極Ｎと、セパレー
タＳとを捲回した捲回群６を備えている。アルミニウム
箔１７の離型剤層面Ｂの表面粗さをプレス面Ａの表面粗
さより大きく、かつ、プレス面Ａ、離型剤層面Ｂの表面
粗さを１μｍ〜３μｍとし、離型剤層面Ｂを捲回群６の
外面にして捲回した。離型剤層面Ｂと正極合剤層との接
触面積を増加させて密着強度を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム二次電池
に係り、特に、リチウム複合酸化物を含有した正極合剤
層を正極集電体上に形成した正極と、充放電によりリチ
ウムイオンをドープ・脱ドープ可能な炭素材を用いた負
極と、前記リチウムイオンの通過を許容するセパレータ
とを捲回した捲回群を備えるリチウム二次電池に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】リチウム二次電池は、高エネルギー密度
であるメリットを活かして、主にＶＴＲカメラやノート
パソコン、携帯電話等のポータブル機器の電源に使用さ
れている。この電池の内部構造は通常以下に示されるよ
うな捲回式にされる。電極は正負極共に活物質が金属箔
に塗着された帯状であり、セパレータを挟んで正負極が
直接接触しないように断面が渦巻き状に捲回され、捲回
群を形成してる。そして、電池容器となる円筒状の缶に
捲回群が収容され、電解液注液後、封口されている。

【０００３】一般的な円筒型リチウム二次電池の寸法
は、１８６５０型と呼ばれる、直径が１８ｍｍ、高さが
６５ｍｍとなっており、小形民生用リチウム二次電池と
して広く普及している。１８６５０型のリチウム二次電
池の正極活物質には、高容量、長寿命を特徴とするコバ
ルト酸リチウムが主として用いられており、電池容量
は、約１．３Ａｈ〜１．７Ａｈ、出力は約１０Ｗ程度で
ある。

【０００４】一方、自動車産業界においては環境問題に
対応すべく、排出ガスのない、動力源を完全に電池のみ
にした電気自動車（ＥＶ）と、内燃機関エンジンと電池
との両方を動力源とするハイブリッド（電気）自動車
（ＨＥＶ）の開発が加速され、一部実用化の段階にきて
いる。

【０００５】ＥＶ用等の電源となる電池には当然高出
力、高エネルギーが得られる特性が要求され、この要求
にマッチした電池としてリチウム二次電池が注目されて
いる。高出力、高エネルギーな電池を得るために、電極
ディメンジョンの工夫がなされている。

【０００６】リチウム二次電池は、複数個接続した組電
池として多くの用途に用いられており、組電池の高エネ
ルギー密度化への要求が年々厳しくなっている。組電池
を高エネルギー密度化する技術の一つとして、単電池を
円筒型から扁平円筒型又は角型にして、個々の単電池間
に生ずる空間を小さくする試みが活発に検討されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＥＶ用
電源等に用いられるような大型のリチウム二次電池は、
大電流で充電、放電が繰り返され、かつ高出力、高エネ
ルギーを確保するために、正極、負極の対向面積を大き
くしたり、電極の合剤層のかさ密度を大きくして導電ネ
ットワークを強固にして抵抗を小さくする必要があるた
め、電極は長く、捲回回数も多い。大電流で充放電を繰
り返すと正極集電体上に形成された正極合剤層は、膨張
・収縮を繰り返すため、正極集電体と正極合剤層との密
着強度が不十分であると、正極集電体と正極合剤層との
界面で剥離が生じ、電池容量にバラツキが生じ、早期寿
命に至る。特に過放電状態に至ったときには、正極合剤
層の膨張が増大するため、正極集電体と正極合剤層との
界面で剥離のみならず、正極集電体が破断して電池の安
全性を低下させることもある。

【０００８】また、正極、負極及びセパレータを捲回し
た捲回群を作製するとき、セパレータへのしわの混入や
電極の位置ずれを防止するために、捲回方向と逆方向に
一定の力で電極及びセパレータを引っ張りながら捲回し
ている。この際、電極の外周面側は延伸されやすく、歪
みが生ずる。特に、扁平型の捲回群では、捲回半径の小
さい部分で大きな歪みを生ずる。歪みは、最も密着強度
の弱い部分、例えば正極集電体と正極合剤層との界面又
は正極合剤層間で剥離を生ずることで小さくなるが、電
池特性は低下する。電極内で部分的に剥離を生ずると電
極反応が不均一となって早期寿命に至るのみでなく、電
流の集中により発熱して電池の安全性を損ねる。

【０００９】本発明は、上記事案に鑑み、電池容量のバ
ラツキの小さい長寿命な電池を提供することを課題とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、リチウム複合酸化物を含有した正極合剤
層を正極集電体上に形成した正極と、充放電によりリチ
ウムイオンをドープ・脱ドープ可能な炭素材を用いた負
極と、前記リチウムイオンの通過を許容するセパレータ
とを捲回した捲回群を備えるリチウム二次電池におい
て、前記正極集電体は、表裏面の表面粗さが異なってお
り、該表面粗さの大きい面が前記捲回群の外面となるよ
うに捲回されていることを特徴とする。

【００１１】本発明では、表裏面の表面粗さの異なる正
極集電体を用いて、表面粗さの大きい面が捲回群の外面
になるように捲回したため、正極集電体の外面と正極合
剤層との接触面積を増加させて密着強度を確保できるの
で、正極集電体からの正極合剤層の剥離を抑制でき、電
池容量のバラツキの小さい長寿命の電池とすることがで
きる。

【００１２】この場合において、正極集電体の表面粗さ
（Ｒｚ）を１乃至３μｍ、表面の粗さの小さい面に対す
る表面の粗さの大きい面の表面粗さの比を１．０５以上
とすることが好ましく、正極集電体は、アルミニウム又
はアルミニウム合金であることが更に好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明をＨ
ＥＶ用の円筒型リチウムイオン二次電池に適用した実施
の形態について説明する。（正極集電体）正極集電体には、最も多く採用されてい
るＡ１０８５のアルミニウム箔、又は電池の高出力化、
高エネルギー化が進むにつれて、近年使用量が増大して
いるＡ３００３のアルミニウム合金箔を用いた。

【００１４】アルミニウム箔を用いる場合、厚さ３ｍｍ
のＡ１０８５のマスタコイル（スカイアルミニウム
（株）製）を冷間圧延機で数回繰り返し圧延して、厚さ
約０．１ｍｍまで製箔した。次に、製箔したアルミニウ
ム箔の一方の表面に離型剤を塗布し離型剤層を形成し
た。更に、離型剤層表面に製箔したアルミニウム箔を重
ねて巻き取った。この巻き取ったものを、更に高い精度
で圧力制御が可能な冷間圧延機で数回繰り返し圧延し
て、全体の厚さが約４０μｍになるまで製箔した。その
後、離型剤層でアルミニウム箔を剥離、洗浄、乾燥させ
て厚さ約２０μｍのアルミニウム箔を２枚得た。

【００１５】アルミニウム箔の表面粗さの小さいプレス
面Ａ（表面粗さの小さい面；図１参照）と、表面粗さの
大きい離型剤層面Ｂ（表面粗さの大きい面）とで、それ
ぞれ表面粗さ（Ｒｚ：十点平均粗さ）が異なるようにし
た。また、表面粗さを１μｍ〜３μｍとして、プレス面
Ａの表面粗さに対する離型剤層面Ｂの表面粗さの比Ｒを
１．０５以上とした。また、アルミニウム合金箔を用い
る場合も同様に作製した。

【００１６】（正極）活物質のリチウム複合酸化物とし
てのマンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）粉末と、導
電材として鱗片状黒鉛（平均粒径：２０μｍ）と、アセ
チレンブラックと、結着剤としてポリフッ化ビニリデン
とを所定混合割合Ｒ_Ｐ（重量％）で混合し正極合剤と
し、これに分散溶媒のＮ−メチル−２−ピロリドン（以
下、ＮＭＰと略称する。）を添加、混練してスラリを得
た。このスラリを、所定表面粗さで上記作製したアルミ
ニウム箔又はアルミニウム合金箔（正極集電体）の両面
に塗布し、乾燥させて、表面温度１２０゜Ｃに設定した
ロールプレス機を用いてプレスして正極合剤層を形成し
た。その後、裁断して幅３００ｍｍ、所定長さ、正極合
剤層（活物質塗布部）の厚さ（集電体の厚さは含まな
い。）が２６０μｍの正極を得た。このとき正極の長手
方向の一側に幅５０ｍｍの未塗布部を残し未塗布部に切
り欠きを入れた。切り欠き残部はリード片とした。隣り
合うリード片は、２０ｍｍ間隔で設けた。またリード片
の幅は１０ｍｍとした。正極合剤層のかさ密度は２．６
５ｇ／ｃｍ^３とした。

【００１７】（負極）活物質の炭素材としての非晶質炭
素である呉羽化学工業株式会社製カーボトロンＰ粉末９
２重量部に、結着剤としてポリフッ化ビニリデン８重量
部を添加し、これに分散溶媒のＮ−メチル−２−ピロリ
ドンを添加、混練してスラリを得た。このスラリを厚さ
１０μｍの負極集電体の電解銅箔の両面に塗布し、乾燥
させて、表面温度１２０゜Ｃに設定したロールプレス機
を用いて線圧３．９×１０^５Ｎ／ｍ、ベント圧３．０×
１０^６Ｐａでプレスして負極合剤層を形成し、裁断して
幅３０５ｍｍ、所定長さ、かさ密度１．００ｇ／ｃ
ｍ^３、負極合剤層（活物質塗布部）の厚さ６０μｍ（集
電体の厚さは含まない。）の負極を得た。このとき負極
の長手方向の一側に幅５０ｍｍの未塗布部を残した。そ
の後、未塗布部に正極と同様に切り欠きを入れた。切り
欠き残部はリード片とした。隣り合うリード片は、２０
ｍｍ間隔で設けた。またリード片の幅は１０ｍｍとし
た。

【００１８】また、正極及び負極への活物質仕込量は、
セパレータを介して対向する単位面積あたりで、正極の
充電終止電位４．５Ｖ（Ｌｉ／Ｌｉ＋基準）までの充電
可能容量と負極の終止電圧０Ｖ（Ｌｉ／Ｌｉ＋基準）ま
での充電可能容量とが同じになるようにした。ちなみ
に、正極活物質ではマンガン酸リチウムの単位活物質重
量あたりの充電可能容量は１０５ｍＡｈ／ｇであり、負
極活物質の充電可能容量は４５０ｍＡｈ／ｇであった。

【００１９】（電池の作製）上記作製した正極及び負極
が直接接触しないように厚さ４０μｍのポリエチレン製
セパレータを介して捲回して捲回群６を作製した。この
とき、図１に示すように、アルミニウム箔１７の離型剤
層面Ｂが捲回群６の外面になるようにした。また、正極
及び負極のリード片９が、それぞれ捲回群６の互いに反
対側の両端面に位置するようにした。正極、負極及びセ
パレータの長さを調整し、捲回群６の外径を６５±０．
１ｍｍとした。また、正極と負極とを捲回したときに、
捲回最内周では捲回方向に正極が負極からはみ出すこと
がなく、また、最外周でも捲回方向に正極が負極からは
み出すことがないように、負極の長さは正極の長さより
も１８ｃｍ長くした。捲回方向に垂直の方向においても
正極合剤層が負極合剤層からはみ出すことがないよう
に、負極合剤層の幅を、正極合剤層の幅よりも５ｍｍ長
くした。

【００２０】正極から導出されているリード片９を変形
させ、その全てを、軸芯１１のほぼ延長線上にある極柱
（正極外部端子１）周囲から一体に張り出している鍔部
７周面付近に集合、接触させた後、リード片９と鍔部７
周面とを超音波溶接してリード片９を鍔部７周面に接続
し固定した。また、負極外部端子１’と負極から導出さ
れているリード片９との接続操作も、正極外部端子１と
正極から導出されているリード片９との接続操作と同様
に行った。

【００２１】その後、正極外部端子１及び負極外部端子
１’の鍔部７周面全周に絶縁被覆８を施した。この絶縁
被覆８は、捲回群６外周面全周にも及ぼした。絶縁被覆
８には、基材がポリイミドで、その片面にヘキサメタア
クリレートからなる粘着剤を塗布した粘着テープを用い
た。この粘着テープを鍔部７周面から捲回群６外周面に
亘って何重にも巻いて絶縁被覆８とした。捲回群６の最
大径部が絶縁被覆８存在部となるように巻き数を調整
し、該最大径をステンレス製の電池容器５の内径よりも
僅かに小さくして、捲回群６を電池容器５内に挿入す
る。電池容器５の外径は６７ｍｍ、内径は６６ｍｍであ
る。

【００２２】そして、アルミナ製で円盤状電池蓋４裏面
と当接する部分の厚さ２ｍｍ、内径１６ｍｍ、外径２５
ｍｍの第２のセラミックワッシャ３’を、先端が正極外
部端子１を構成する極柱、先端が負極外部端子１’を構
成する極柱にそれぞれ嵌め込んだ。また、アルミナ製で
厚さ２ｍｍ、内径１６ｍｍ、外径２８ｍｍの平板状の第
１のセラミックワッシャ３を電池蓋４に載置し、正極外
部端子１、負極外部端子１’をそれぞれ第１のセラミッ
クワッシャ３に通した。その後、電池蓋４周端面を電池
容器５開口部に嵌合し、双方の接触部全域をレーザ溶接
した。このとき、正極外部端子１、負極外部端子１’
は、電池蓋４の中心に形成された穴を貫通して電池蓋４
外部に突出している。そして、第１のセラミックワッシ
ャ３、金属製ナット２底面よりも平滑な金属ワッシャ１
４を、この順に正極外部端子１、負極外部端子１’にそ
れぞれ嵌め込んだ。なお、電池蓋４には電池の内圧上昇
に応じて開裂する開裂弁１０が設けられている。開裂弁
１０の開裂圧は、１．３×１０^６〜１．８×１０^６Ｐａ
とした。

【００２３】次いで、ナット２を正極外部端子１、負極
外部端子１’にそれぞれ螺着し、第２のセラミックワッ
シャ３’、第１のセラミックワッシャ３、金属ワッシャ
１４を介して電池蓋４を鍔部７とナット２の間で締め付
けにより固定した。このときの締め付けトルク値は７Ｎ
・ｍとした。なお、締め付け作業が終了するまで金属ワ
ッシャ１４は回転しなかった。この状態で、電池蓋４裏
面と鍔部７の間に介在させたゴム（ＥＰＤＭ）製Ｏリン
グ１６の圧縮により電池容器５内部の発電要素は外気か
ら遮断される。

【００２４】その後、電池蓋４に設けた注液口１５から
有機電解液を所定量電池容器５内に注入し、その後注液
口１５を封止することにより円筒型リチウムイオン二次
電池２０を完成させた。

【００２５】有機電解液には、エチレンカーボネートと
ジメチルカーボネートとジエチルカーボネートの体積比
１：１：１の混合溶液中へ６フッ化リン酸リチウム（Ｌ
ｉＰＦ_６）を１モル／リットル溶解したものを用いた。
なお、円筒型リチウムイオン電池２０には、電池容器５
の内圧の上昇に応じて電流を遮断する電流遮断機構は設
けられていない。

【００２６】

【実施例】次に、上述した本実施形態に従って作製した
実施例の円筒型リチウムイオン二次電池２０について説
明する。比較のために作製した比較例の電池についても
併記する。

【００２７】（実施例１）下表１に示すように、実施例
１では、正極合剤の混合割合Ｒ_Ｐを８０：８：２：１０
（重量％）とし、正極集電体に厚さ２０μｍ、圧延時に
プレスロールに接触するプレス面Ａの表面粗さ（以下、
Ｒｚａという。）が２．０μｍ、圧延時に離型剤層に接
触する離型剤層面Ｂの表面粗さ（以下、Ｒｚｂとい
う。）が２．１μｍのアルミニウム箔を用いた。表面粗
さの大きい離型剤層面Ｂが捲回群の外面になるように捲
回した捲回群を使用して電池を作製した。なお、アルミ
ニウム箔１７の表面粗さの測定は、ＪＩＳＣ６５１
１１０項に準拠して行った。

【００２８】

【表１】

【００２９】（実施例２、３）表１に示すように、実施
例２及び実施例３では、正極集電体にＲｚａ＝２．０μ
ｍ、Ｒｚｂがそれぞれ２．５μｍ、３．０μｍのアルミ
ニウム箔を用いた以外は実施例１と同様に電池を作製し
た。

【００３０】（比較例１〜５）表１に示すように、比較
例１〜比較例５では、正極集電体にＲｚａ及びＲｚｂが
同じで、それぞれ０．８μｍ、１．０μｍ、２．０μ
ｍ、３．０μｍ、３．５μｍのアルミニウム箔を用いた
以外は実施例１と同様に電池を作製した。

【００３１】（比較例６）表１に示すように、比較例６
では、正極集電体にＲｚａ＝２．０μｍ、Ｒｚｂ＝３．
５μｍのアルミニウム箔を用いた以外は実施例１と同様
に電池を作製した。

【００３２】（比較例７）表１に示すように、比較例７
では、正極集電体にＲｚａ＝２．５μｍ、Ｒｚｂ＝２．
０μｍのアルミニウム箔を用い、表面粗さの小さい離型
剤層面Ｂを捲回群の外面になるようにして捲回した捲回
群を使用した以外は実施例１と同様に電池を作製した。

【００３３】（比較例８）表１に示すように、比較例８
では、正極集電体にＲｚａ＝３．０μｍ、Ｒｚｂ＝２．
０μｍのアルミニウム箔を用い、表面粗さの小さい離型
剤層面Ｂを捲回群の外面になるようにして捲回した捲回
群を使用した以外は実施例１と同様に電池を作製した。

【００３４】（試験・評価）次に、以上のように作製し
た実施例及び比較例の電池について、下記要領にて電池
の寿命を判定するサイクル寿命試験を行った。

【００３５】＜サイクル寿命試験＞作製した各電池を、
室温で充電した後放電し、放電容量を測定した。充電条
件は、４．２Ｖ定電圧、制限電流８０Ａ、３．５時間と
した。放電条件は、２０Ａ定電流、終止電圧２．５Ｖと
した。その後、作製した電池を５０゜Ｃに設定した恒温
槽内で、上記同様の充放電を繰り返し、初期容量の７０
％に至った時点を寿命と判断した。下表２にサイクル寿
命試験の試験結果を示す。

【００３６】

【表２】

【００３７】表１に示すように、正極集電体の表面粗さ
（Ｒｚ）が１μｍ未満又は３μｍを超えた比較例１、比
較例５及び比較例６の電池では、正極集電体と正極合剤
層との密着強度が低下し、正極集電体と正極合剤層との
界面で剥離が生じ、捲回組立時に正負極端部から正負極
合剤が剥離、落下して貫通短絡が発生する。表２に示す
ように、サイクル寿命試験でも、表面粗さ（Ｒｚ）が１
μｍ〜３μｍの正極集電体を用いた電池に比べて、サイ
クル数が２００サイクル以下と早期に寿命に至ってい
る。寿命後の電池を解体しても、正極合剤層が正極集電
体界面で剥離していることが観察された。従って、正極
集電体の表面粗さ（Ｒｚ）を１μｍ〜３μｍとすること
で、良好なサイクル寿命特性の電池を実現することがで
きる。

【００３８】表２に示すように、正極集電体の表面粗さ
（Ｒｚ）の大きい面が捲回群の内面になるように捲回し
た比較例７及び比較例８の電池は、捲回群の巻き締まり
により、正極合剤層が部分的に正極集電体から剥離して
おり、その結果電池容量及びサイクル寿命特性が低下し
た。

【００３９】これに対して、正極集電体の表面粗さ（Ｒ
ｚ）の大きい面が捲回群の外面になるように捲回した実
施例１〜実施例３の電池は、良好なサイクル寿命特性を
示し、特に表面粗さ（Ｒｚ）が１μｍ〜３μｍ、Ｒｚａ
に対するＲｚｂの比Ｒが１．０５以上の場合、４５０サ
イクル以上のサイクル寿命特性を示し、良好である。ま
た、４５０サイクル経過後の電池を解体しても、正極合
剤層と正極集電体との剥離は全く見られなかった。従っ
て、正極集電体の表面粗さ（Ｒｚ）の大きい面が捲回群
の外面になるように捲回し、表面粗さ（Ｒｚ）が１μｍ
〜３μｍ、Ｒｚａに対するＲｚｂの比Ｒを１．０５以上
とすることで、良好なサイクル寿命特性の電池を実現す
ることができる。

【００４０】本実施例の電池は、電池容量のバラツキの
小さい長寿命な電池とすることができ、特に電気自動車
の電源等に用いられる大型のリチウム二次電池に適した
電池である。

【００４１】なお、上記実施形態では、製箔するとき
に、２枚のアルミニウム箔を重ねて圧延した例を示した
が、１枚のまま圧延を繰り返してもよい。圧延方向の厚
さのバラツキを小さくできると共に箔の歪みも小さくで
きるので、２枚以上箔を重ねて製箔するのが効果的であ
る。特に、アルミニウム箔の薄膜化やアルミニウム合金
を材質とする場合は、製箔時の圧延回数が増大し、圧延
方向の厚さのバラツキが大きくなると共にアルミニウム
箔やアルミニウム合金箔の歪みも大きくなるので、より
有効である。

【００４２】また、圧延機の上下プレスロールの表面粗
さを変更することで、表面粗さの異なるアルミニウム箔
又はアルミニウム合金を得てもよい。更に、表裏面の表
面粗さの同じアルミニウム箔又はアルミニウム合金を予
め製箔し、一面のみを薬品処理したり、研磨などして表
面粗さを変えてもよい。

【００４３】更に、上記実施形態では、表面粗さ（Ｒ
ｚ）が表裏面で異なるアルミニウム箔又はアルミニウム
合金を用いた例を示したが、算術平均粗さＲａの大きい
面が捲回群の外面になるように捲回した電池でも同様の
効果が確認されている。

【００４４】更にまた、上記実施形態では、離型剤層面
Ｂの表面粗さが、プレス面Ａの表面粗さより大きいアル
ミニウム箔の例を示したが、離型剤層面Ｂの表面粗さが
プレス面Ａの表面粗さより小さくても、プレス面Ａが捲
回群の外面になるように捲回すればよい。

【００４５】更に、上記実施形態では、電気自動車用電
源等に用いられる大型の二次電池について例示したが、
電池の用途や大きさ及び電池容量に限定されるものでな
いことはいうまでもない。また、有底筒状容器（缶）に
電池上蓋がカシメによって封口されている構造の円筒型
リチウムイオン電池にも本発明の適用が可能である。し
かしながら、電気自動車には比較的高容量、高出力の電
池が要求されるので、本発明を適用した上記実施形態の
電池の搭載が特に好ましい。

【００４６】また、上記実施形態では、電流遮断機構を
備えない円筒型リチウムイオン二次電池について例示し
たが、本発明は電流遮断機構を備えた電池に適用するよ
うにしてもよい。このようにすれば、車両衝突事故等の
異常時に電気系の電流遮断機構が作動しなくても機械系
の開裂弁１０が作動するので、車載電池のより高い安全
性が確保される。

【００４７】更に、上記実施形態では、絶縁被覆８に、
基材がポリイミドで、その片面にヘキサメタアクリレー
トからなる粘着剤を塗布した粘着テープを用いたが、こ
れに限定されるものではなく、例えば、基材がポリプロ
ピレンやポリエチレン等のポリオレフィンで、その片面
又は両面にヘキサメタアクリレートやブチルアクリレー
ト等のアクリル系粘着剤を塗布した粘着テープや、粘着
剤を塗布しないポリオレフィンやポリイミドからなるテ
ープ等を好適に使用することができる。

【００４８】また更に、上記実施形態では、リチウムイ
オン電池用の正極にマンガン酸リチウム、負極に非晶質
炭素、電解液にエチレンカーボネートとジメチルカーボ
ネートとジエチルカーボネートの体積比１：１：１の混
合液中へ６フッ化リン酸リチウムを１モル／リットル溶
解したものを用いたが、本発明の電池の製造方法には特
に制限はなく、また、負極活物質、非水電解液も通常用
いられているいずれのものも使用可能である。電気自動
車用途向け高容量、高出力の電池で、かつ安全性を確実
に確保するためには、正極活物質としてリチウム・コバ
ルト複合酸化物やリチウム・ニッケル複合酸化物を用い
るよりも、リチウムマンガン複酸化物であるマンガン酸
リチウムを用いることがより望ましい。また、導電補助
材としてアセチレンブラックを例示したが、他の導電補
助材を使用するようにしてもよく、また、導電補助材を
使用しなくてもよい。

【００４９】また、上記実施形態ではポリフッ化ビニリ
デンを結着剤として使用したが、リチウムイオン電池用
極板活物質結着剤としては、テフロン（登録商標）、ポ
リエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチルゴ
ム、ニトリルゴム、スチレン／ブタジエンゴム、多硫化
ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、各
種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ
化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレン
等の重合体及びこれらの混合体等を用いることができ
る。しかしながら、上述したようにフッ素樹脂を用いる
ことが好ましい。

【００５０】更にまた、上記実施形態に示した以外のリ
チウム二次電池用正極活物質としては、リチウムを挿入
・脱離可能な材料であり、予め十分な量のリチウムを挿
入したリチウムマンガン複酸化物が好ましく、スピネル
構造を有したマンガン酸リチウムや、結晶中のマンガン
やリチウムの一部をそれら以外の元素で置換又はドープ
した材料を使用するようにしてもよい。

【００５１】また、上記実施形態に示した以外のリチウ
ムイオン電池用負極活物質には、例えば、天然黒鉛や、
人造の各種黒鉛材、コークスなどの炭素質材料等がある
が、これらを使用するようにしてもよく、その粒子形状
においても、鱗片状、球状、繊維状、塊状等、特に本発
明が制限されるものではない。

【００５２】更に、電解液としては、一般的なリチウム
塩を電解質とし、これを有機溶媒に溶解した電解液を使
用してもよく、リチウム塩や有機溶媒にも特に制限され
るものではない。例えば、電解質としては、ＬｉＣｌＯ
_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＰＦ _６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＢ
（Ｃ_６Ｈ_５）_４、ＣＨ_３ＳＯ_３Ｌｉ、ＣＦ_３ＳＯ_３Ｌｉ
等やこれらの混合物を用いることができる。

【００５３】また更に、上記実施形態以外の非水電解液
有機溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレン
カーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジ
エトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフ
ラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジ
オキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルス
ルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル等又はこ
れら２種類以上の混合溶媒を用いることができ、更に、
混合配合比についても限定されるものではない。

【００５４】そして、上記実施形態では、種々の寸法等
について例示したが、本発明はこれらに限定されるもの
ではなく、上述した特許請求の範囲において種々の態様
を採ることができる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
表裏面の表面粗さの異なる正極集電体を用いて、表面粗
さの大きい面が捲回群の外面になるように捲回したた
め、正極集電体の外面と正極合剤層との接触面積を増加
させて密着強度を確保できるので、正極集電体からの正
極合剤層の剥離を抑制でき、電池容量のバラツキの小さ
い長寿命の電池とすることができる、という効果を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用可能な実施形態の円筒型リチウム
イオン二次電池の断面図である。

【符号の説明】

Ａプレス面（表面粗さが小さい面）Ｂ離型剤層面（表面粗さが大きい面）Ｐ正極Ｎ負極１７アルミニウム箔（正極集電体）２０円筒型リチウムイオン二次電池（リチウム二次電
池）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者弘中健介東京都中央区日本橋本町二丁目８番７号新神戸電機株式会社内Ｆターム(参考） 5H017 AA03 AS02 AS10 CC01 DD01 EE05 HH03 5H029 AJ11 AJ14 AK03 AL06 AM03 AM05 AM07 BJ02 BJ14 DJ07 DJ12 EJ01 HJ04 5H050 AA14 AA19 BA17 CA09 CB07 DA02 DA08 FA05 FA12 FA15 HA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リチウム複合酸化物を含有した正極合剤
層を正極集電体上に形成した正極と、充放電によりリチ
ウムイオンをドープ・脱ドープ可能な炭素材を用いた負
極と、前記リチウムイオンの通過を許容するセパレータ
とを捲回した捲回群を備えるリチウム二次電池におい
て、前記正極集電体は、表裏面の表面粗さが異なってお
り、該表面粗さの大きい面が前記捲回群の外面となるよ
うに捲回されていることを特徴とするリチウム二次電
池。
【請求項２】前記正極集電体は、表面粗さ（Ｒｚ）が
１μｍ乃至３μｍであり、表面粗さの小さい面に対する
前記表面粗さの大きい面の表面粗さの比が１．０５以上
であることを特徴とする請求項１に記載のリチウム二次
電池。
【請求項３】前記正極集電体は、アルミニウム又はア
ルミニウム合金であることを特徴とする請求項１又は請
求項２に記載のリチウム二次電池。