JP2003123767A

JP2003123767A - 集電体，電極および電池

Info

Publication number: JP2003123767A
Application number: JP2001320465A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Fujishige; 祐介藤重; Tokuo Komaru; 篤雄小丸; Kenichi Kawase; 賢一川瀬
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-10-18
Filing date: 2001-10-18
Publication date: 2003-04-25

Abstract

(57)【要約】【課題】高負荷特性と他の特性とを同時に向上させる
ことができる集電体，電極および電池を提供する。【解決手段】帯状の正極２１と負極２２とがセパレー
タ２３を介して巻回された巻回電極体２０を電池缶の内
部に備える。正極２１は集電体２１ａおよび活物質層２
２ｂを貫通する貫通孔２１ｃを有しており、電解質が十
分に浸透している。または、空隙を有する第１層と、こ
の第１層に設けられ、第１層よりも空隙率が小さい第２
層とを有する集電体を備えており、活物質層との界面抵
抗が小さくなっていると共に、活物質層との物理的な結
着力が強化されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池並びにそれに
用いられる集電体および電極に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子技術のめざましい進歩は、電
子機器の小型化および軽量化を次々に実現させている。
それに伴いポータブル用電源としての電池に対しても、
ますます小型および軽量であり、かつ高エネルギー密度
を有することが要求されている。また、ノート型パーソ
ナルコンピュータ，携帯電話あるいはＰＨＳ（Personal
Handyphone System；簡易型携帯電話システム）などの
頻繁に充放電を繰り返す電子機器、または電気自動車
（Pure Electric Vehicle ；ＰＥＶ），ハイブリッドカ
ー（Hybrid Electric Vehicle ；ＨＥＶ）あるいは電動
自動車などの電源として、エネルギー密度およびサイク
ル特性に優れた電池の開発が要望されている。そこで、
これらの要望に応える二次電池として、正極にリチウム
複合酸化物を用い、負極に炭素材料または合金を用いる
と共に、電解質に非水溶媒を用いたリチウムイオン二次
電池の研究開発が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リチウ
ムイオン二次電池では、高負荷特性と容量または充放電
サイクル特性等の他の特性とを同時に優れたものとする
ことが難しいという問題があった。例えば、高容量化を
図るには、電極の活物質層における活物質の充填密度を
高くし、活物質のインプット量を多くするという方法が
考えられるが、活物質の充填密度を高くすると高負荷特
性が悪化してしまう。これは、活物質間の隙間が減少
し、電解質が電極細部にまで行き渡りにくくなるためで
ある。また、充填性を高くするために高い圧力を加える
と、電極表面の活物質が潰され、表面が平滑化するの
で、電解質が活物質層に浸入しにくくなり、生産性も低
下してしまう。

【０００４】また、優れた充放電サイクル特性を得るに
は、例えば、活物質層に添加するバインダの量を多くし
て、活物質層と集電体との剥離強度を強くする方法が考
えられるが、この方法によると高負荷特性が悪化してし
まう。これは、広く用いられているポリマーバインダの
多くが、電気的に絶縁性を有しているので、添加量を増
やすと内部抵抗が増加してしまうからである。例えば、
活物質を微粉化して高負荷特性を向上しようとしても、
バインダが更に必要となり、電池としての性能を考慮す
ると、そのバランス設定は非常に難しい。

【０００５】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、高負荷特性と他の特性とを同時に向
上させることができる集電体，電極および電池を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による集電体は、
３０％以上１００％未満の空隙率を有する第１層と、こ
の第１層の少なくとも一方の表面に設けられ、５％以下
の空隙率を有する第２層とを備えたものである。

【０００７】本発明による電極は、集電体と活物質層と
が積層されたものであって、集電体および活物質層を貫
通する貫通孔を有するものである。

【０００８】本発明による第１の電池は、正極および負
極と共に電解質を備えたものであって、正極および負極
のうちの少なくと一方は、３０％以上１００％未満の空
隙率を有する第１層と、この第１層の少なくとも一方の
表面に設けられ、５％以下の空隙率を有する第２層とを
備えた集電体を含むものである。

【０００９】本発明による第２の電池は、正極および負
極と共に電解質を備えたものであって、正極および負極
のうちの少なくも一方は、積層された集電体と活物質層
とを有し、これら集電体および活物質層を貫通する貫通
孔が設けられたものである。

【００１０】本発明による集電体では、３０％以上１０
０％未満の空隙率を有する第１層と、この第１層の少な
くとも一方の表面に設けられ、５％以下の空隙率を有す
る第２層とを備えているので、例えば、表面に活物質層
が形成された場合に、活物質層との界面抵抗が低下す
る。また、活物質層との物理的な結着力も強化される。

【００１１】本発明による電極では、集電体および活物
質層を貫通する貫通孔を有しているので、例えば、電解
質を備えた電池に用いられる場合に、電解質が円滑に浸
透する。

【００１２】本発明による第１の電池では、本発明の集
電体を用いているので、優れた高負荷特性および充放電
サイクル特性が得られる。

【００１３】本発明によるの第２の電池では、本発明の
電極を用いているので、高容量かつ優れた高負荷特性が
得られる。

【００１４】

【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。

【００１５】［第１の実施の形態］図１は本発明の第１
の実施の形態に係る二次電池の断面構造を表すものであ
る。この二次電池は、いわゆる円筒型といわれるもので
あり、ほぼ中空円柱状の電池缶１１の内部に、電極であ
る帯状の正極２１と負極２２とがセパレータ２３を介し
て巻回された巻回電極体２０を有している。電池缶１１
は、例えばニッケル（Ｎｉ）のめっきがされた鉄（Ｆ
ｅ）により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が
開放されている。電池缶１１の内部には、巻回電極体２
０を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板１
２，１３がそれぞれ配置されている。

【００１６】電池缶１１の開放端部には、電池蓋１４
と、この電池蓋１４の内側に設けられた安全弁機構１５
および熱感抵抗素子（Positive Temperature Coefficie
nt；ＰＴＣ素子）１６とが、ガスケット１７を介してか
しめられることにより取り付けられており、電池缶１１
の内部は密閉されている。電池蓋１４は、例えば、電池
缶１１と同様の材料により構成されている。安全弁機構
１５は、熱感抵抗素子１６を介して電池蓋１４と電気的
に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱な
どにより電池の内圧が一定以上となった場合にディスク
板１５ａが反転して電池蓋１４と巻回電極体２０との電
気的接続を切断するようになっている。熱感抵抗素子１
６は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限
し、大電流による異常な発熱を防止するものであり、例
えば、チタン酸バリウム系半導体セラミックスにより構
成されている。ガスケット１７は、例えば、絶縁材料に
より構成されており、表面にはアスファルトが塗布され
ている。

【００１７】巻回電極体２０は、例えば、センターピン
２４を中心に巻回されている。巻回電極体２０の正極２
１にはアルミニウム（Ａｌ）などよりなるリード線２５
が接続されており、負極２２にはニッケルなどよりなる
リード線２６が接続されている。リード線２５は安全弁
機構１５に溶接されることにより電池蓋１４と電気的に
接続されており、リード線２６は電池缶１１に溶接され
電気的に接続されている。

【００１８】図２は図１に示した巻回電極体２０の一部
を拡大して表すものである。正極２１は、例えば、対向
する一対の面を有する集電体２１ａの両面に活物質層２
１ｂが設けられた構造を有している。なお、図示はしな
いが、集電体２１ａの片面のみに活物質層２１ｂを設け
るようにしてもよい。集電体２１ａは、例えば、厚みが
５μｍ〜５０μｍ程度であり、アルミニウム箔，ニッケ
ル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成され
ている。活物質層２１ｂは、例えば、厚みが１０μｍ〜
３００μｍであり、例えば、正極活物質を含んで構成さ
れており、必要に応じて更に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
どのバインダとを含んでいる。なお、活物質層２１ｂの
厚みは、活物質層２１ｂが集電体２１ａの両面に設けら
れている場合には、その合計の厚みである。

【００１９】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などが好まし
く、電池の使用目的に応じてそれらのいずれか１種また
は２種以上が選択される。

【００２０】金属酸化物としては、リチウムを含むリチ
ウム複合酸化物あるいはリチウムを含まないＶ₂Ｏ₅な
どが挙げられる。特にリチウム複合酸化物には、電位の
高いものが存在し、エネルギー密度を高くすることがで
きるので好ましい。このリチウム複合酸化物としては例
えば化学式Ｌｉ_xＭＯ₂で表されるものがある。式中、
Ｍは１種類以上の遷移金属元素を表し、特にコバルト
（Ｃｏ），ニッケルおよびマンガン（Ｍｎ）からなる群
のうちの少なくとも１種が好ましい。ｘの値は電池の充
放電状態によって異なり、通常、０．０５≦ｘ≦１．１
０である。このようなリチウム複合酸化物の具体例とし
ては、ＬｉＣＯ₂，ＬｉＮｉＯ₂，Ｌｉ_yＮｉ_zＣｏ
_1-zＯ₂（ｙおよびｚは電池の充放電状態によって異な
り通常、０＜ｙ＜１、０．７＜ｚ＜１．０２である）あ
るいはスピネル型構造を有するＬｉＭｎ₂Ｏ₄などが挙
げられる。

【００２１】金属硫化物としては、ＴｉＳ₂あるいはＭ
ｏＳ₂などが挙げられ、高分子材料としては、ポリアセ
チレンあるいはポリピロールなどが挙げられる。

【００２２】正極２１は、また、集電体２１ａおよび活
物質層２１ｂを貫通する貫通孔２１ｃを有している。電
解質の浸透性を高めるためである。なお、電解質につい
ては後述する。

【００２３】貫通孔２１ｃは、正極２１の全体に分布し
ていても、一部分に存在していてもよいが、１ｃｍ²あ
たり１個以上２００個以下の範囲内で存在することが好
ましい。また、貫通孔２１ｃの総面積は、活物質層２１
ｂの面積に対して０．１％以上１０％以下の範囲内であ
ることが好ましく、０．５％以上３％以下の範囲内であ
ればより好ましい。貫通孔の数が少なく、総面積が小さ
いと浸透性が低く、また、貫通孔の数が多く、総面積が
大きいと活物質の量が低下し、容量が低下してしまうか
らである。なお、貫通孔２１ｃの総面積は、電極の延在
方向に対して平行な面内における各貫通孔２１ｃの面積
の合計である。

【００２４】貫通孔２１ｃの直径は１０μｍ以上１０ｍ
ｍ以下の範囲内であることが好ましく、１００μｍ以上
１ｍｍ以下の範囲内であればより好ましい。小さいと目
詰まりなどにより浸透性が低く、大きいと活物質の量が
低下し、容量が低下してしまうからである。

【００２５】負極２２は、例えば、正極２１と同様に、
対向する一対の面を有する集電体２２ａの両面に活物質
層２２ｂが設けられた構造を有している。なお、図示は
しないが、集電体２２ａの片面のみに活物質層２２ｂを
設けるようにしてもよい。集電体２２ａは、例えば、厚
みが６μｍ〜４０μｍであり、銅（Ｃｕ）箔，ニッケル
箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されて
いる。活物質層２２ｂは、例えば、厚みが１０μｍ〜３
００μｍであり、例えば、負極活物質であるリチウムを
吸蔵および離脱することが可能な負極材料のいずれか１
種または２種以上を含んで構成されており、必要に応じ
て更にポリフッ化ビニリデンなどのバインダを含んでい
てもよい。なお、活物質層２２ｂの厚みは、活物質層２
２ｂが集電体２２ａの両面に設けられている場合には、
その合計の厚みである。

【００２６】リチウムを吸蔵および離脱することが可能
な負極材料としては、リチウムと合金を形成可能な金属
元素あるいは半金属元素の単体、合金または化合物が挙
げられる。なお本明細書において、合金には２種以上の
金属元素からなるものに加えて、１種以上の金属元素と
１種以上の半金属元素とからなるものも含める。その組
織には固溶体，共晶（共融混合物），金属間化合物ある
いはそれらのうち２種以上が共存するものがある。

【００２７】このような金属元素あるいは半金属元素と
しては、例えば、スズ（Ｓｎ），鉛（Ｐｂ），アルミニ
ウム，インジウム（Ｉｎ），ケイ素（Ｓｉ），亜鉛（Ｚ
ｎ），銅，コバルト，アンチモン（Ｓｂ），ビスマス
（Ｂｉ），カドミウム（Ｃｄ），マグネシウム，ホウ素
（Ｂ），ガリウム（Ｇａ），ゲルマニウム（Ｇｅ），ヒ
素（Ａｓ），銀（Ａｇ），ハフニウム（Ｈｆ），ジルコ
ニウム（Ｚｒ）およびイットリウム（Ｙ）が挙げられ
る。これらの合金あるいは化合物としては、例えば、化
学式Ｍａ_sＭｂ_tＬｉ_u、あるいは化学式Ｍａ_pＭｃ_q
Ｍｄ_rで表されるものが挙げられる。これら化学式にお
いて、Ｍａはリチウムと合金を形成可能な金属元素およ
び半金属元素のうちの少なくとも１種を表し、Ｍｂはリ
チウムおよびＭａ以外の金属元素および半金属元素のう
ちの少なくとも１種を表し、Ｍｃは非金属元素の少なく
とも１種を表し、ＭｄはＭａ以外の金属元素および半金
属元素のうちの少なくとも１種を表す。また、ｓ、ｔ、
ｕ、ｐ、ｑおよびｒの値はそれぞれｓ＞０、ｔ≧０、ｕ
≧０、ｐ＞０、ｑ＞０、ｒ≧０である。

【００２８】中でも、４Ｂ族の金属元素あるいは半金属
元素の単体、合金または化合物が好ましく、特に好まし
いのはケイ素あるいはスズ、またはこれらの合金あるい
は化合物である。これらは結晶質のものでもアモルファ
スのものでもよい。

【００２９】このような合金あるいは化合物について具
体的に例を挙げれば、ＬｉＡｌ、ＡｌＳｂ、ＣｕＭｇＳ
ｂ、ＳｉＢ₄、ＳｉＢ₆、Ｍｇ₂Ｓｉ、Ｍｇ₂Ｓｎ、Ｎ
ｉ₂Ｓｉ、ＴｉＳｉ₂、ＭｏＳｉ₂、ＣｏＳｉ₂、Ｎｉ
Ｓｉ₂、ＣａＳｉ₂、ＣｒＳｉ₂、Ｃｕ₅Ｓｉ、ＦｅＳ
ｉ₂、ＭｎＳｉ₂、ＮｂＳｉ₂、ＴａＳｉ₂、ＶＳ
ｉ ₂、ＷＳｉ₂、ＺｎＳｉ₂、ＳｉＣ、Ｓｉ₃Ｎ₄、Ｓ
ｉ₂Ｎ₂Ｏ、ＳｉＯ_v（０＜ｖ≦２）、ＳｎＯ_w（０＜
ｗ≦２）、ＳｎＳｉＯ₃、ＬｉＳｉＯあるいはＬｉＳｎ
Ｏなどがある。

【００３０】リチウムを吸臓および離脱可能な負極材料
としては、また、炭素材料，金属酸化物あるいは高分子
材料なども挙げられる。炭素材料としては、例えば、難
黒鉛化性炭素，人造黒鉛，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，炭素繊
維，活性炭あるいはカーボンブラック類などが挙げられ
る。このうち、コークス類には、ピッチコークス，ニー
ドルコークスあるいは石油コークスなどがあり、有機高
分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン
樹脂などの高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化し
たものをいう。また、金属酸化物としては、酸化鉄，酸
化ルテニウムあるいは酸化モリブデンなどが挙げられ、
高分子材料としてはポリアセチレンあるいはポリピロー
ルなどが挙げられる。

【００３１】セパレータ２３には液状の電解質である電
解液が含浸されている。この電解液は、例えば溶媒と、
電解質塩であるリチウム塩とを含んで構成されている。
溶媒は、電解質塩を溶解し解離させるものである。溶媒
としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレン
カーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボ
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、
２−メチル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、アニソール、酢酸エステル、酪
酸エステルあるいはプロピオン酸エステルなどの非水溶
媒が好ましく、これらのうちのいずれか１種または２種
以上が混合して用いられる。

【００３２】リチウム塩としては、例えば、ＬｉＢ
Ｆ₄，ＬｉＰＦ₆，ＬｉＡｓＦ₆，ＬｉＣｌＯ₄，Ｌｉ
ＣＦ₃ＳＯ₃，ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂，ＬｉＮ（Ｃ
₂Ｆ₅ＳＯ₂）₂，ＬｉＣ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₃，ＬｉＡ
ｌＣｌ₄およびＬｉＳｉＦ₆が挙げられ、これらのうち
のいずれか１種または２種以上が混合して用いられる。

【００３３】この二次電池は、例えば、次のようにして
製造することができる。

【００３４】まず、例えば、正極活物質と、導電剤と、
バインダとを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤
をＮ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散してペ
ースト状の正極合剤スラリーとする。次いで、例えば、
この正極合剤スラリーを集電体２１ａに塗布し溶剤を乾
燥させたのち、ロールプレス機などにより圧縮成型して
活物質層２１ｂを形成する。そののち、例えば、集電体
２１ａおよび活物質層２１ｂに貫通孔２１ｃを開け、正
極２１を作製する。または、例えば正極合剤スラリーを
集電体２１ａに塗布し溶剤を乾燥させたのち貫通孔２１
ｃを開け、そののちに圧縮形成して活物質層２１ｂを形
成するようにしてもよい。その際、貫通孔２１ｃは、例
えば、針状の突起を持つロールあるいは平板で正極２１
を挟み込むことにより、またはレーザを照射することに
より形成する。

【００３５】次いで、例えば、リチウムを吸蔵・離脱可
能な負極材料と、バインダとを混合して負極合剤を調製
し、この負極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンなどの
溶剤に分散してペースト状の負極合剤スラリーとする。
この負極合剤スラリーを集電体２２ａに塗布し溶剤を乾
燥させたのち、ロールプレス機などにより圧縮成型して
活物質層２２ｂを形成し、負極２２を作製する。

【００３６】続いて、集電体２１ａにリード線２５を溶
接などにより取り付けると共に、集電体２２ａにリード
線２６を溶接などにより取り付ける。そののち、正極２
１と負極２２とをセパレータ２３を介して巻回し、リー
ド線２５の先端部を安全弁機構１５に溶接すると共に、
リード線２６の先端部を電池缶１１に溶接して、巻回し
た正極２１および負極２２を一対の絶縁板１２，１３で
挟み電池缶１１の内部に収納する。正極２１および負極
２２を電池缶１１の内部に収納したのち、電解液を電池
缶１１の内部に注入し、セパレータ２３に含浸させる。
そののち、電池缶１１の開口端部に電池蓋１４，安全弁
機構１５および熱感抵抗素子１６をガスケット１７を介
してかしめることにより固定する。これにより、図１お
よび図２に示した二次電池が形成される。

【００３７】この二次電池は次のように作用する。

【００３８】この二次電池では、充電を行うと、例え
ば、正極２１からリチウムイオンが離脱し、セパレータ
２３に含浸された電解液を介して負極２２に吸蔵され
る。放電を行うと、例えば、負極２２からリチウムイオ
ンが離脱し、セパレータ２３に含浸された電解液を介し
て正極２１に吸蔵される。ここでは、正極２１が貫通孔
２１ｃを有しているので、正極２１に電解液が十分に浸
透しており、電極反応が十分に行われる。

【００３９】このように本実施の形態によれば、正極２
１が貫通孔２１ｃを有するようにしたので、正極２１へ
の電解質の浸透性を高くすることができる。よって、例
えば活物質層２１ｂを厚くしても、または高出力放電時
でも、リチウムイオンを円滑に移動させることができ
る。従って、高容量かつ優れた高負荷特性を得ることが
できる。また、生産性を高くすることもできる。

【００４０】特に、貫通孔２１ｃの総面積を、活物質層
２１ｂの面積に対して０．１％以上１０％以下の範囲
内、または貫通孔２１ｃの個数を１ｃｍ²あたり１個以
上２００個以下の範囲内、または貫通孔２１ｃの直径を
１０μｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内とするようにすれば
より高い効果を得ることができる。

【００４１】なお、上記実施の形態では、正極２１に貫
通孔２１ｃを有するようにしたが、負極２２に集電体２
２ａおよび活物質層２２ｂを貫通する貫通孔を有するよ
うにしてもよく、正極２１および負極２２の両方に有す
るようにしてもよい。正極２１および負極２２の両方に
有するようにすれば、より高い効果が得られる。負極２
２に貫通孔を設ける場合、負極における貫通孔の総面
積，数および直径は、上記実施の形態と同様である。

【００４２】［第２の実施の形態］図３は本発明の第２
の実施の形態に係る二次電池における正極の断面構成を
表すものである。この二次電池は、集電体２１ａおよび
活物質層２１ｂに代えて貫通孔２１ｃを有しない他の集
電体４１ａおよび活物質層４１ｂを備えたことを除き、
第１の実施の形態と同様の構成を有している。よって、
ここでは、同一の構成要素には同一の符号を付し、同一
部分についての詳細な説明を省略する。

【００４３】集電体４１ａは、例えば、空隙４１ｄを有
する第１層４０ａと、この第１層４０ａの両面に設けら
れ、第１層４０ａよりも空隙率が小さい第２層４０ｂと
を有している。なお、図示はしないが、第１層４０ａの
片面のみに第２層４０ｂを有するようにしてもよい。す
なわち、集電体４１ａは、内部に空隙４１ｄを有してお
り、外部から力が加えられると容易にくぼみが形成され
るようになっている。よって、図４に示すように、活物
質層４１ｂは成型の際に集電体４１ａに向かって押圧さ
れることにより一部が集電体４１ａにめり込んでおり、
集電体４１ａと３次元的に接触している。また、集電体
４１ａは第１層４０ａよりも空隙率の小さい第２層４０
ｂを有しているので、活物質層４１ｂと集電体４１ａと
の接触面積はより大きくなっている。これにより、集電
体４１ａと活物質層４１ｂとの界面抵抗は小さくなり、
物理的な結着力も強化されている。なお、図４において
は、活物質層４１ｂの構成要素として、正極活物質４１
ｃのみを示し、導電剤およびバインダは省略している。

【００４４】第１層４０ａの空隙率は、３０％以上１０
０％未満、更には５０％以上９０％以下の範囲内である
ことが好ましい。空隙率が低いと成型時のめり込みが小
さくなり、集電体４１ａと活物質層４１ｂとの界面抵抗
は大きくなり、また物理的な結着力も十分に得られず、
反対に大きいと集電体としての強度および導電性が低下
してしまうからである。なお、第２層４０ｂの空隙率は
５％以下であることが好ましく、零でもよい。集電体４
１ａと活物質層４１ｂとの接触面積を十分に確保するた
めである。

【００４５】このような集電体４１ａは、例えばエキス
パンデッドメタル，パンチドメタルあるいは金属不織布
よりなる第１層４０ａに、圧延金属箔を融着積層あるい
は圧着積層したり、または金属蒸着あるいはメッキ処理
を施して第２層４０ｂを形成することにより作製され
る。

【００４６】このように本実施の形態によれば、第１層
４０ａと第２層４０ｂとを有する集電体４１ａを用いる
ようにしたので、集電体４１ａと活物質層４１ｂとの界
面抵抗を小さくすることができると共に、集電体４１ａ
と活物質層４１ｂとの物理的な結着力を強化することが
できる。よって、長期間の使用に際しても界面抵抗の増
加を防止することができ、高負荷特性および充放電サイ
クル特性を向上させることができる。

【００４７】なお、ここでは、正極２１の集電体４１ａ
について説明したが、負極２２の集電体２２ａの方を、
上述したように構成してもよく、正極２１および負極２
２の両方をそのように構成してもよい。正極２１および
負極２２の両方について適用するようにすれば、より高
い効果が得られるので好ましい。

【００４８】［第３の実施の形態］図５は本発明の第３
の実施の形態に係る二次電池における正極の断面構成を
表すものである。この二次電池は、正極の構成が異なる
ことを除き、第１の実施の形態と同様の構成を有し、同
様にして製造される。よって、ここでは同一の構成要素
には同一の符号を付し、同一部分についての詳細な説明
を省略する。

【００４９】正極２１は集電体５１ａが第２の実施の形
態と同様に構成されたことを除き、第１の実施の形態と
同様の構成を有している。すなわち、正極２１には集電
体５１ａおよび活物質層５１ｂを貫通する貫通孔５１ｃ
が設けられており、集電体５１ａは空隙５１ｄを有する
第１層５０ａと、第１層５０ａよりも空隙率が小さい第
２層５０ｂとを有している。よって、本実施の形態によ
れば、第１の実施の形態および第２の実施の形態の両方
の効果を得ることができる。つまり、高負荷特性を向上
させることができると共に、高容量かつ優れた充放電サ
イクル特性を得ることができる。

【００５０】なお、ここでは、正極２１について説明し
たが、負極２２または正極２１と負極２２との両方をこ
のように構成してもよい。

【００５１】

【実施例】更に、本発明の具体的な実施例について詳細
に説明する。

【００５２】（実施例１−１〜１−３）図１および図２
に示した二次電池を作製した。ここでは、図１および図
２を参照し、同一の符号を用いて説明する。

【００５３】まず、正極活物質であるリチウム・コバル
ト複合酸化物（ＬｉＣｏＯ₂）粉末９５質量部と、炭酸
リチウム（Ｌｉ₂ＣＯ₃）粉末５質量部とを混合し、こ
の混合物の９１質量部を、導電剤である鱗片状黒鉛６質
量部とバインダであるポリフッ化ビニリデン３質量部と
共に混合して正極合剤を調整した。続いて、この正極合
剤を溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させ
て正極合剤スラリーとし、厚み２０μｍの帯状アルミニ
ウム箔よりなる集電体２１ａの両面に均一に塗布して乾
燥させ、圧縮成型して活物質層２１ｂを形成した。活物
質層２１ｂを形成したのち、針状突起を有するロールに
挟み込むことにより直径約３００μｍの貫通孔２１ｃを
設け、正極２１を作製した。その際、１ｃｍ²当たりの
貫通孔２１ｃの数、および活物質層２１ｂに対する貫通
孔２１ｃの総面積を実施例１−１〜１−３で表１に示し
たように変化させた。そののち、集電体２１ａの一端に
アルミニウム製のリード線２５を取り付けた。

【００５４】

【表１】

【００５５】また、負極活物質である黒鉛粉末９０質量
部を、バインダであるポリフッ化ビニリデン１０質量部
と共に混合して負極合剤を調整した。続いて、この負極
合剤を溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドンに分散さ
せて負極合剤スラリーとしたのち、厚み１０μｍの帯状
銅箔よりなる集電体２２ａの両面に均一に塗布して乾燥
させ、圧縮成型して活物質層２２ｂを形成し、負極２２
を作製した。そののち、集電体２２ａの一端にニッケル
製のリード線２６を取り付けた。

【００５６】正極２１および負極２２をそれぞれ作製し
たのち、厚み２５μｍの微多孔性ポリプロピレンフィル
ムよりなるセパレータ２３を用意し、負極２２，セパレ
ータ２３，正極２１，セパレータ２３の順に積層して多
数回巻回し、外径１７．２ｍｍの渦巻型の巻回電極体２
０を作製した。

【００５７】巻回電極体２０を作製したのち、巻回電極
体２０を一対の絶縁板１２，１３で挟み、リード線２６
を電池缶１１に溶接すると共に、リード線２５を安全弁
機構１５に溶接して、巻回電極体２０をニッケルめっき
した鉄製の電池缶１１の内部に収納した。そののち、電
池缶１１の内部に電解液を注入した。電解液には、エチ
レンカーボネート５０体積％とジメチルカーボネート５
０体積％とを混合した溶媒に、リチウム塩としてＬｉＰ
Ｆ₆を１ｍｏｌ／ｄｍ³の濃度で溶解させたものを用い
た。

【００５８】電池缶１１の内部に電解液を注入したの
ち、表面にアスファルトを塗布したガスケット１７を介
して電池蓋１４を電池缶１１にかしめることにより、電
池内の気密性を保持し、実施例１−１〜１−３につい
て、直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの円筒型二次電池を得
た。

【００５９】得られた実施例１−１〜１−３二次電池に
ついて充放電試験を行い、初期放電容量および高負荷容
量維持率を求めた。その際、充電は、４００ｍＡの定電
流で電池電圧が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５時間に達するまで行
った。放電は４００ｍＡ，８００ｍＡ，２Ａまたは５Ａ
の定電流で電池電圧が２．７５Ｖに達するまで行った。
なお、初期放電容量は１サイクル目の放電容量とし、高
負荷容量維持率は４００ｍＡで放電したときの放電容量
に対する５Ａで放電したときの放電容量に対する割合、
すなわち（５Ａで放電したときの放電容量／４００ｍＡ
で放電したときの放電容量）×１００として算出した。
得られた結果を表１に示す。また、図６に放電電流と放
電容量との関係を示し、図７に活物質層２１ｂに対する
貫通孔２１ｃの総面積と高負荷容量維持率および４００
ｍＡで放電したときの放電容量との関係を示す。

【００６０】また、本実施例に対する比較例１−１とし
て、正極に貫通孔を設けなかったことを除き、他は本実
施例と同様にして二次電池を作製した。比較例１−１の
二次電池についても、初期放電容量および高負荷容量維
持率を求めた。それらの結果も表１，図６および図７に
合わせて示す。

【００６１】表１および図６から分かるように、本実施
例の方が比較例１−１よりも大電流放電時の放電容量が
大きく、放電容量の低下も小さかった。また、本実施例
によれば、４００ｍＡで放電したときの放電容量につい
て１３５０ｍＡｈ以上の十分な値が得られた。すなわ
ち、正極２１に貫通孔２１ｃを有するようにすれば、放
電容量を保持しつつ高負荷特性を改善できることが分か
った。

【００６２】また、表１および図７から分かるように、
活物質層２１ｂに対する貫通孔２１ｃの総面積を大きく
すると、高負荷容量維持率は高くなり、放電容量は小さ
くなる傾向が見られた。すなわち、活物質層２１ｂに対
する貫通孔２１ｃの総面積を０．１％以上１０％以下と
すれば、高い放電容量かつ優れた高負荷特性を得られる
ことが分かった。

【００６３】（実施例１−４〜１−７）正極２１に代え
て負極２２に直径約３００μｍの貫通孔を設けたことを
除き、他は実施例１−１と同様にして二次電池を作製し
た。その際、１ｃｍ²当たりの貫通孔の数および活物質
層２２ｂに対する貫通孔の総面積を実施例１−４〜１−
７で表２に示したように変化させた。実施例１−４〜１
−７の二次電池についても、実施例１−１と同様にし
て、初期放電容量および高負荷容量維持率を求めた。得
られた結果を比較例１−１の結果と共に表２，図８およ
び図９に示す。

【００６４】

【表２】

【００６５】表２および図８から分かるように、本実施
例によっても、実施例１−１〜１−３と同様に、比較例
１−１よりも大電流放電時の放電容量を大きく、放電容
量の低下を小さくすることができた。また、４００ｍＡ
で放電した時の放電容量についても１５００ｍＡｈ以上
の十分な値が得られた。すなわち、負極２２に貫通孔を
有するようにしても、放電容量を保持しつつ高負荷特性
を改善できることが分かった。

【００６６】また、表２および図９から分かるように、
活物質層２２ｂに対する貫通孔の総面積と高負荷容量維
持率および放電容量との関係についても、実施例１−１
〜１−３と同様の傾向が見られた。すなわち、活物質層
２２ｂに対する貫通孔の総面積を０．１％以上１０％以
下とすれば、高い放電容量かつ優れた高負荷特性を得ら
れることが分かった。

【００６７】（実施例２−１）内部に空隙を有する集電
体を用いて正極を作製し、その特性を調べた。まず、正
極活物質として平均粒径２０μｍのスピネル構造を有す
るリチウム・マンガン複合酸化物（ＬｉＭｎ₂Ｏ₄）を
用い、このリチウム・マンガン複合酸化物９２質量％
と、バインダであるポリフッ化ビニリデン５質量％と、
導電剤であるカーボンブラック１質量％および鱗片状人
造黒鉛２質量％とを混合して正極合剤を調整した。続い
て、この正極合剤を溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリ
ドンに分散させて正極合剤スラリーとした。また、集電
体として、アルミニウムよりなる不織布をプレスし、こ
れにアルミニウムよりなる薄膜を熱融着した厚み４０μ
ｍの多孔性アルミニウム箔を用意し、この集電体の片面
に正極合剤スラリーを均一に塗布して乾燥させ、弾性ロ
ールプレス機で圧縮成型して活物質層を形成し、正極と
した。

【００６８】作製した実施例２−１の正極について剥離
強度を測定した。剥離強度は、活物質層の表面にテープ
を貼り付け、これを引張強度試験機で定速で引っ張るこ
とにより測定した。その結果を表３に示す。次いで、正
極を直径１５ｍｍの円形状に打ち抜き、これを作用極と
して図１０に示したコイン型セルを作製した。このコイ
ン型セルは、集電体６１ａおよび活物質層６１ｂからな
る本実施例の作用極６１と、リチウム金属よりなる対極
６２とをセパレータ６３を介して積層し、電解液６４を
注入したものである。セパレータ６３には、厚み２５μ
ｍのポリプロピレン製フィルムを用いた。電解液６４に
はエチレンカーボネート５０体積％とプロピレンカーボ
ネート５０体積％とを混合した溶媒にリチウム塩として
ＬｉＰＦ ₆を１．０ｍｏｌ／ｄｍ³の濃度で溶解させた
ものを用いた。これら作用極６１および対極６２などは
外装缶６５および外装カップ６６の内部に収容し、外装
缶６５と外装カップ６６とはガスケット６７を介してか
しめることにより密閉した。

【００６９】

【表３】

【００７０】作製したコイン型セルについて、充放電試
験を行い、高負荷特性を調べた。その結果を図１１に示
す。図１１において横軸は放電電流密度（ｍＡ／ｃ
ｍ²）を示し、縦軸は高負荷容量維持率（％）を示して
いる。なお、充電は、１ｍＡの定電流で電池電圧が４．
２Ｖに達するまで行ったのち、４．２Ｖの定電圧で電流
値が０．０１ｍＡとなるまで行った。放電は０．５ｍＡ
／ｃｍ²，３．０ｍＡ／ｃｍ²，６．０ｍＡ／ｃｍ²ま
たは１２．０ｍＡ／ｃｍ²の定電流密度で電池電圧が
２．８Ｖに達するまで行った。高負荷容量維持率は０．
５ｍＡ／ｃｍ²で放電したときの放電容量に対する各放
電電流密度で放電したときの放電容量の割合として算出
した。

【００７１】また、作製した未使用のコイン型セルにつ
いて、充放電試験を行い、充放電サイクル特性を調べ
た。その結果を図１２に示す。図１２において横軸は充
放電サイクル数（回）を示し、縦軸は容量維持率（％）
を示している。なお、充放電条件は、上述した高負荷特
性測定時と同様とし、放電時の電流密度は３．０Ａ／ｃ
ｍ²とした。容量維持率は初期放電容量（１サイクル目
の放電容量）に対する各サイクル目の放電容量の割合と
して算出した。

【００７２】本実施例に対する比較例２−１として厚み
３０μｍのアルミニウム箔よりなる集電体を用いて正極
を作製し、本実施例と同様にして正極における活物質層
の剥離強度を調べた。その結果を表３に合わせて示す。
また作製した比較例２−１の正極を用い、本実施例と同
様にしてコイン型セルを作製し、高負荷特性および充放
電サイクル特性を調べた。図１１および図１２にそれら
の結果を合わせて示す。

【００７３】表３から分かるように、本実施例によれ
ば、単位幅当たりの剥離強度が比較例２−１の約７倍で
あった。すなわち、内部に空隙を有する集電体を用いる
ようにすれば、集電体と活物質層との界面結着性を向上
させることができることが分かった。

【００７４】また、図１１から分かるように、本実施例
の方が比較例２−１よりも高負荷容量維持率の劣化が小
さかった。更に、図１２から分かるように本実施例の方
が比較例２−１によりも充放電サイクルによる容量の劣
化も小さかった。すなわち、内部に空隙を有する集電体
を用いるようにすれば、高負荷特性および充放電サイク
ル特性を向上できることが分かった。

【００７５】（実施例２−２）正極に代えて、内部に空
隙を有する集電体を用いた負極を作製し、その特性を調
べた。まず、負極活物質として平均粒径１５μｍの塊状
人造黒鉛を用い、この塊状人造黒鉛９５質量％と、バイ
ンダであるポリフッ化ビニリデン５質量％とを混合して
負極合剤を調整した。続いて、この負極合剤を溶剤であ
るＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させて負極合剤ス
ラリーとした。また、集電体として、銅よりなる不織布
をプレスし、これに銅よりなる薄膜を熱融着した厚み３
０μｍの多孔性銅箔を用意し、この集電体の片面に負極
合剤スラリーを均一に塗布して乾燥させ、弾性ロールプ
レス機で圧縮成型して活物質層を形成し、負極とした。

【００７６】作製した実施例２−２の負極について実施
例２−１と同様にして剥離強度を測定した。その結果を
表４に示す。次いで、この負極を直径１５ｍｍの円形状
に打ち抜き、これを作用極として実施例２−１と同様に
して図１０に示したコイン型セルを作製した。なお、対
極にはリチウム金属を用いた。

【００７７】

【表４】

【００７８】作製したコイン型セルについて、充放電試
験を行い、高負荷特性を調べた。その結果を図１３に示
す。図１３において横軸は放電電流密度（ｍＡ／ｃ
ｍ²）を示し、縦軸は高負荷容量維持率（％）を示して
いる。なお、充電は、１ｍＡの定電流で電池電圧が４．
２Ｖに達するまで行ったのち、４．２Ｖの定電圧で電流
値が０．０１ｍＡとなるまで行った。放電は０．５ｍＡ
／ｃｍ²，３．０ｍＡ／ｃｍ²，６．０ｍＡ／ｃｍ²ま
たは１２．０ｍＡ／ｃｍ²の定電流密度で電池電圧が
２．８Ｖに達するまで行った。高負荷容量維持率は０．
５ｍＡ／ｃｍ²で放電したときの放電容量に対する各放
電電流密度で放電したときの放電容量の割合として算出
した。

【００７９】また、作製した未使用のコイン型セルにつ
いて充放電試験を行い、充放電サイクル特性を調べた。
その結果を図１４に示す。図１４において横軸は充放電
サイクル数（回）を示し、縦軸は容量維持率（％）を示
している。なお、充放電条件は、上述した高負荷特性測
定時と同様とし、放電時の電流密度は３．０Ａ／ｃｍ ²
とした。容量維持率は初期放電容量（１サイクル目の放
電容量）に対する各サイクル目の放電容量の割合として
算出した。

【００８０】本実施例に対する比較例２−２として厚み
２０μｍの銅箔よりなる集電体を用いて負極を作製し、
本実施例と同様にして負極における集電体と活物質層と
の剥離強度を調べた。その結果を表４に合わせて示す。
また作製した比較例２−２の負極を用い、本実施例と同
様にしてコイン型セルを作製し、高負荷特性および充放
電サイクル特性を調べた。図１３および図１４にそれら
の結果を合わせて示す。

【００８１】表４から分かるように、本実施例によれ
ば、単位幅当たりの剥離強度が比較例２−２の約５倍で
あった。すなわち、正極と同様に負極においても内部に
空隙を有する集電体を用いるようにすれば、集電体と活
物質層との界面結着性を向上させることができることが
分かった。

【００８２】また、図１３から分かるように、本実施例
の方が比較例２−２よりも高負荷容量維持率の劣化が小
さかった。更に、図１４から分かるように本実施例の方
が比較例２−２によりも充放電サイクルによる容量の劣
化も小さかった。すなわち、正極と同様に負極において
も内部に空隙を有する集電体を用いるようにすれば、高
負荷特性および充放電サイクル特性を向上できることが
分かった。

【００８３】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、集電体の両面
に設けられた活物質層を貫通するように貫通孔を設ける
ようにしたが、活物質層の片方のみを貫通するよう設け
てもよい。

【００８４】また、上記実施の形態および実施例では、
集電体２２ａを構成する金属箔あるいは合金箔の材料お
よび作製方法について具体的に例を挙げて説明したが、
集電体には他の材料よりなる金属箔あるいは合金箔を用
いてもよく、他の作製方法により得られた金属箔あるい
は合金箔を用いてもよい。

【００８５】更に、上記実施の形態および実施例では、
溶媒に液状の電解質である電解液を用いる場合について
説明したが、電解液に代えて、他の電解質を用いるよう
にしてもよい。他の電解質としては、例えば、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
性を有する固体電解質、固体電解質と電解液とを混合し
たもの、あるいは固体電解質とゲル状の電解質とを混合
したものが挙げられる。

【００８６】加えて、ゲル状の電解質には電解液を吸収
してゲル化するものであれば種々の高分子化合物を用い
ることができる。そのような高分子化合物としては、例
えば、ポリビニリデンフルオライドあるいはビニリデン
フルオライドとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体
などのフッ素系高分子化合物、ポリエチレンオキサイド
あるいはポリエチレンオキサイドを含む架橋体などのエ
ーテル系高分子化合物、またはポリアクリロニトリルな
どが挙げられる。特に、酸化還元安定性の点からは、フ
ッ素系高分子化合物が望ましい。

【００８７】固体電解質には、例えば、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有機固体電
解質、またはイオン伝導性ガラスあるいはイオン性結晶
などよりなる無機固体電解質を用いることができる。こ
のとき、高分子化合物としては、例えば、ポリエチレン
オキサイドあるいはポリエチレンオキサイドを含む架橋
体などのエーテル系高分子化合物、ポリメタクリレート
などのエステル系高分子化合物、アクリレート系高分子
化合物を単独あるいは混合して、または分子中に共重合
させて用いることができる。また、無機固体電解質とし
ては、窒化リチウムあるいはヨウ化リチウムなどを用い
ることができる。

【００８８】更にまた、上記実施の形態および実施例に
おいては、巻回構造を有する円筒型またはコイン型の二
次電池について説明したが、本発明は、巻回構造を有す
る楕円型あるいは多角形型の二次電池、または正極およ
び負極を折り畳んだりあるいは積み重ねた構造を有する
二次電池についても同様に適用することができる。加え
て、いわゆるボタン型あるいはカード型などの二次電池
についても適用することができる。また、二次電池に限
らず、一次電池についても適用することができる。

【００８９】加えてまた、上記実施の形態および実施例
では、電極反応にリチウムを用いる場合を説明したが、
ナトリウム（Ｎａ）あるいはカリウム（Ｋ）などの他の
アルカリ金属，またはマグネシウムあるいはカルシウム
（Ｃａ）などのアルカリ土類金属、またはアルミニウム
などの他の軽金属、またはリチウムあるいはこれらの合
金を用いる場合についても、本発明を適用することがで
き、同様の効果を得ることができる。その場合、正極活
物質，負極活物質および電解質塩は、その軽金属に応じ
て適宜選択される。他は上記実施の形態と同様に構成す
ることができる。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の集電
体、または請求項５ないし請求項７のいずれか１に記載
の電池によれば、３０％以上１００％未満の空隙率を有
する第１層と、この第１層の少なくとも一方の表面に設
けられ、５％以下の空隙率を有する第２層とを備えるよ
うにしたので、活物質層との界面抵抗を小さくすること
ができると共に、活物質層との物理的な結着力を強化す
ることができる。よって、長期間の使用に際しても界面
抵抗の増加を防止することができ、高負荷特性および充
放電サイクル特性を向上させることができる。

【００９１】また、請求項２ないし請求項４のいずれか
１に記載の電極、または請求項８ないし請求項１２のい
ずれか１に記載の電池によれば、集電体および活物質層
を貫通する貫通孔を有するようにしたので、電解質の浸
透性を高くすることができる。よって、例えば活物質層
を厚くしても、または高出力放電時でも、リチウムイオ
ンを円滑に移動させることができる。従って、高容量か
つ優れた高負荷特性を得ることができる。また、生産性
を高くすることもできる。

【００９２】特に、請求項３記載の電極、または請求項
９記載の電池によれば、貫通孔の総面積を、活物質層の
面積に対して０．１％以上１０％以下の範囲内とするよ
うにしたので、より高い効果を得ることができる。

【００９３】また、請求項４記載の電極、または請求項
１２記載の電池によれば、集電体の内部に空隙を有する
ようにしたので、高負荷特性を向上させることができる
と共に、高容量かつ優れた充放電サイクル特性を得るこ
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二次電池の構
成を表す断面図である。

【図２】図１に示した巻回電極体の一部を拡大して表す
断面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る正極の構成を
表す断面図である。

【図４】図３に示した集電体と活物質層との界面の様子
を模式的に表す断面図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態に係る正極の構成を
表す断面図である。

【図６】本発明の実施例１−１〜１−３に係る放電電流
と放電容量との関係を比較例１−１と比較して表す特性
図である。

【図７】本発明の実施例１−１〜１−３に係る正極にお
ける活物質層に対する貫通孔の総面積と、高負荷容量維
持率および４００ｍＡの定電流で放電したときの放電容
量との関係を比較例１−１と比較して表す特性図であ
る。

【図８】本発明の実施例１−４〜１−７に係る放電電流
と放電容量との関係を比較例１−１と比較して表す特性
図である。

【図９】本発明の実施例１−４〜１−７に係る負極にお
ける活物質層に対する貫通孔の総面積と、高負荷容量維
持率および４００ｍＡの定電流で放電したときの放電容
量との関係を比較例１−１と比較して表す特性図であ
る。

【図１０】本発明の実施例において作製したコイン型セ
ルの構成を表す断面図である。

【図１１】本発明の実施例２−１に係る放電電流密度と
高負荷容量維持率との関係を比較例２−１と比較して表
す特性図である。

【図１２】本発明の実施例２−１に係る充放電サイクル
数と容量維持率との関係を比較例２−１と比較して表す
特性図である。

【図１３】本発明の実施例２−２に係る放電電流密度と
高負荷容量維持率との関係を比較例２−２と比較して表
す特性図である。

【図１４】本発明の実施例２−２に係る充放電サイクル
数と容量維持率との関係を比較例２−２と比較して表す
特性図である。

【符号の説明】

１１…電池缶、１２，１３…絶縁板、１４…電池蓋、１
５…安全弁機構、１５ａ…ディスク板、１６…熱感抵抗
素子、１７，６７…ガスケット、２０…巻回電極体、２
１…正極、２１ａ，２２ａ，４１ａ，５１ａ，６１ａ…
集電体、２１ｂ，２２ｂ，４１ｂ，５１ｂ，６１ｂ…活
物質層、２１ｃ，５１ｃ…貫通孔、２２…負極、２３，
６３…セパレータ，２４…センターピン、２５，２６…
リード線、４０ａ，５０ａ…第１層、４０ｂ，５０ｂ…
第２層、４１ｃ…正極活物質、４１ｄ，５１ｄ…空隙、
６１…作用極、６２…対極、６４…電解液、６５…外装
缶、６６…外装カップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川瀬賢一東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 5H017 AA03 AS02 BB06 CC01 CC05 DD03 DD08 EE00 EE05 HH02 HH04 5H029 AJ02 AK02 AK03 AK05 AK16 AL06 AL12 AL16 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 BJ02 BJ14 DJ07 DJ12 DJ13 DJ14 EJ01 HJ01 HJ09 5H050 AA02 AA15 CA02 CA07 CA11 CA20 CB02 CB07 CB12 CB20 DA07 DA08 FA05 FA10 FA12 FA13 HA01 HA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３０％以上１００％未満の空隙率を有す
る第１層と、この第１層の少なくとも一方の表面に設けられ、５％以
下の空隙率を有する第２層とを備えたことを特徴とする
集電体。
【請求項２】集電体と活物質層とが積層された電極で
あって、前記集電体および前記活物質層を貫通する貫通孔を有す
ることを特徴とする電極。
【請求項３】前記貫通孔の総面積は、前記活物質層の
面積に対して０．１％以上１０％以下の範囲内であるこ
とを特徴とする請求項２記載の電極。
【請求項４】前記集電体は内部に空隙を有することを
特徴とする請求項２記載の電極。
【請求項５】正極および負極と共に電解質を備えた電
池であって、前記正極および前記負極のうちの少なくと一方は、３０
％以上１００％未満の空隙率を有する第１層と、この第
１層の少なくとも一方の表面に設けられ、５％以下の空
隙率を有する第２層とを備えた集電体を含むことを特徴
とする電池。
【請求項６】前記正極は前記集電体を含み、前記集電
体はアルミニウム（Ａｌ）よりなることを特徴とする請
求項５記載の電池。
【請求項７】前記負極は前記集電体を含み、前記集電
体は銅（Ｃｕ）よりなることを特徴とする請求項５記載
の電池。
【請求項８】正極および負極と共に電解質を備えた電
池であって、前記正極および前記負極のうちの少なくも一方は、積層
された集電体と活物質層とを有し、これら集電体および
活物質層を貫通する貫通孔が設けられたことを特徴とす
る電池。
【請求項９】前記貫通孔の総面積は、前記活物質層の
面積に対して０．１％以上１０％以下の範囲内であるこ
とを特徴とする請求項８記載の電池。
【請求項１０】前記電解質は、非水溶媒と、この非水
溶媒に溶解された電解質塩とを含むことを特徴とする請
求項８記載の電池。
【請求項１１】前記電解質は、高分子化合物と、この
高分子化合物に保持された非水溶媒および電解質塩とを
含むことを特徴とする請求項８記載の電池。
【請求項１２】前記集電体は内部に空隙を有すること
を特徴とする請求項８記載の電池。