JP2009163929A - 電気化学デバイス用電極及び電気化学デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】インピーダンスを低減でき、かつ、漏れ電流も低減できる電気化学デバイス用電極及びこれを用いた電気化学デバイスを提供する。
【解決手段】細長い集電体１２と、集電体１２の長手方向の途中に設けられたリード１５と、集電体１２に設けられた活物質層１３Ａ，１３Ｃと、を備え、集電体１２の長手方向の一端１２ａからリード１５までの距離をＬ_ａ［ｍ］、集電体１２の長手方向の他端１２ｂからリード１５までの距離をＬ_ｂ［ｍ］、集電体１２の２５℃における抵抗率をρ［Ωｍ］、Ｌ_opt［ｍ］＝１．９×１０^６ρとした時に、Ｌ_ａ及びＬ_ｂが、それぞれ０．９５Ｌ_opt以上１．０５Ｌ_opt以下である。
【選択図】図１

Description

本発明は電気化学デバイス用電極及び電気化学デバイスに関する。

巻回型の電気化学デバイスは、細長い集電体上に活物質層を形成した電極を、長手方向に巻回することによって形成される。集電体の長手方向の長さが長い場合には、大電流の集中による発熱や分極等を抑制するため、集電体の長手方向に離間して複数のリードを集電体に数設けることがある。（例えば、特許文献１〜９参照）。
特開平７−１９２７１７号公報 特開平１１−２８３８８２号公報 特開平１１−２８３８８３号公報 特開平１１−３１７２１８号公報 特開２０００−１０６１６７号公報 特開２０００−１８２６５６号公報 特開２０００−１１０４５３号公報 特開２００６−２６０８９２号公報 特開２００６−２８６４０４号公報

従来は、例えば、巻回した際に同じ極性のリードがほぼ重なるようにリードが集電体上に配置されており、リードの配置間隔や配置数について特に注意が払われていなかった。ところで、電気化学デバイスを効率よく使用するためには電気化学デバイスをより低インピーダンス化する必要がある。電気化学デバイスを低インピーダンス化するという観点からは、リードの本数をただ増やしてリードの配置間隔を狭めて集電体の抵抗の寄与を小さくすればよいと考えられるが、本発明者等が検討したところ、リードの配置間隔を狭めすぎると、漏れ電流が増加することを見出した。漏れ電流が増加すると、エネルギーのロスにつながり好ましくない。すなわち、リードの配置間隔には適正な範囲があることを本発明者等は見出した。

本発明は、上述の知見に基づいてなされたものであり、インピーダンスを低減でき、かつ、漏れ電流も低減できる電気化学デバイス用電極及びこれを用いた電気化学デバイスを提供することを目的とする。

本発明に係る電気化学デバイス用電極は、細長い集電体と、集電体の長手方向の途中に設けられたリードと、集電体の表面に設けられた活物質層と、を備える。

そして、集電体の長手方向の一端からリードまでの距離をＬ_ａ［ｍ］、集電体の長手方向の他端からリードまでの距離をＬ_ｂ［ｍ］、集電体の２５℃における抵抗率をρ［Ωｍ］、Ｌ_opt［ｍ］＝１．９×１０^６ρとした時に、Ｌ_ａ及びＬ_ｂが、それぞれ０．９５Ｌ_opt以上１．０５Ｌ_opt以下である。

本発明に係る他の電気化学デバイス用電極は、細長い集電体と、集電体に互いに長手方向に離間して設けられたｎ個（ｎは２以上の整数）のリードと、集電体の表面に設けられた活物質層と、を備える。

そして、集電体の長手方向の一端から、集電体の一端に最も近いリードまでの距離をＬ_ａ［ｍ］、集電体の長手方向の他端から、集電体の他端に最も近いリードまでの距離をＬ_ｂ［ｍ］、隣り合うリード間の距離をそれぞれＬ_１、Ｌ_２、．．．、Ｌ_ｎ−１［ｍ］、集電体の２５℃における抵抗率をρ［Ωｍ］、Ｌ_opt［ｍ］＝１．９×１０^６ρとした時に、Ｌ_ａ及びＬ_ｂが、それぞれ０．９５Ｌ_opt以上１．０５Ｌ_opt以下であり、（Ｌ_１／２）、（Ｌ_２／２）、．．．、（Ｌ_ｎ−１／２）が、それぞれ０．９５Ｌ_opt以上１．０５Ｌ_opt以下である。

本発明にかかる電気化学デバイスは、一対の電極を備え、いずれの電極とも上述の電気化学デバイス用電極である。

このような電気化学デバイス用電極によれば、インピーダンスが低く、かつ、漏れ電流が低い電気化学デバイスが実現される。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、各図面の寸法比率は、必ずしも実際の寸法比率とは一致していない。

（第１実施形態）
図を参照して第１実施形態に係る電気化学デバイス用電極１０について説明する。この電気化学デバイス用電極１０は、集電体１２、活物質を含有する活物質層１３Ａ、１３Ｃ、及び、リード１５を主として備える。

集電体１２は、矩形の細長板状を呈する導電性部材である。集電体の材質は特に限定されないが、金属材料が好ましく、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル等が挙げられる。例えば、銅、アルミニウム、ニッケルの電気抵抗率ρは、それぞれ、１．６８×１０^−８Ωｍ、２．６５×１０^−８Ωｍ、６．９９×１０^−８Ωｍである。集電体の厚みは特に限定されないが、例えば、１０〜５０μｍとすることができる。また、長手方向の長さＬ_０、長手方向と交差する方向（幅方向）の長さＷ_０はそれぞれ特に限定されないが、例えば、長手方向の長さＬ_０は例えば８０〜１５０ｍｍ、幅方向の長さＷ_０は例えば１２〜１６ｍｍとすることができる。集電体のアスペクト比（Ｌ_０／Ｗ_０）は好ましくは、５〜１０、より好ましくは７．０程度である。

リード１５は、集電体１２に対して電流の入出力端子の役割を果たす導電性部材である。リード１５は矩形板形状をなし、集電体１２の長手方向に対して直交する方向がその長手方向となっている。本実施形態では、リード１５の長手方向の一端面１５ｄは、集電体１２の長手方向と直交する方向（幅方向）の一側面１２ｄまで延びており、リード１５の長手方向の他端面１５ｃは、集電体１２の長手方向と直交する方向（幅方向）の他側面１２ｃを越えて延びている。リード１５の厚みは特に限定されないが、例えば、集電体１２と同程度とすることができる。また、リード１５の長手方向の長さは、リード１５の他端面１５ｃが集電体１２の側面１２ｃより突出するようにされていればリードの使用形態に応じて適宜設定できる。また、リード１５の長手方向と直交する方向の長さＡは集電体１２の長手方向の長さＬ_０よりも十分に短ければよい。例えば、リード１５は、集電体１２の側面１２ｃから１０〜２５ｍｍ程度突出させることができ、リード１５の幅Ａは例えば２〜１０ｍｍとすることができる。

リード１５と集電体１２とは、例えば、導電性の接着剤、ハンダ、溶接等により固定され、電気的に接続されている。また、リード１５の長手方向に伸びる側面１５ａ、１５ｂは、それぞれ、集電体１２の長手方向と直交する端面（一端、他端）１２ａ、１２ｂとそれぞれ平行にされている。

活物質層１３Ａ、１３Ｃは、活物質を含有する層であり、集電体１２の表面及び裏面にそれぞれ設けられている。具体的には、集電体１２においてリード１５が設けられていない面には、ほぼ全面に活物質層１３Ｃが設けられている。一方、集電体においてリード１５が設けられている面には、リード１５が設けられている部分以外に分割して活物質層１３Ａ，１３Ａが設けられている。

活物質層１３Ａ、１３Ｃは、好ましくは、活物質及びバインダーを含む。活物質層１３Ａ、１３Ｃは、より好ましくは、導電助剤を含む。

リチウムイオン二次電池の正極用の活物質としては、リチウムイオンの吸蔵及び放出、リチウムイオンの脱離及び挿入（インターカレーション）、又は、リチウムイオンと該リチウムイオンのカウンターアニオン（例えば、ＣｌＯ_４ ⁻）とのドープ及び脱ドープを可逆的に進行させることが可能であれば特に限定されず、種々の活物質を使用できる。例えば、リチウム含有金属酸化物が挙げられる。リチウム含有金属酸化物としては、例えば、ＬｉＭＯ_２（Ｍは、Ｃｏ、Ｎｉ又はＭｎを示す）、ＬｉＣｏ_ｘＮｉ_１−ｘＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、ＬｉＣｏ_ｘＮｉ_ｙＭｎ_{１−ｘ−ｙ}Ｏ_２（ここで、ｘ、ｙは０を超え１未満である）等のＣｏ、Ｎｉ及びＭｎからなる群から選択される少なくとも１つの金属を含むリチウム酸化物、リチウムバナジウム化合物（ＬｉＶ₂Ｏ₅）、オリビン型ＬｉＭＰＯ₄（ただし、Ｍは、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ又はＦｅを示す）等が挙げられる。

リチウムイオン二次電池の負極用の活物質としては、リチウムイオンの吸蔵及び放出、リチウムイオンの脱離及び挿入、又は、リチウムイオンと、そのリチウムイオンのカウンターアニオン（例えば、ＣｌＯ_４ ⁻）とのドープ及び脱ドープを可逆的に進行させることができれば特に限定されず、種々の材料を使用することができる。例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ、メソカーボンファイバー（ＭＣＦ）、コークス類、ガラス状炭素、有機化合物焼成体等の炭素材料、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｎ等のリチウムと化合することができる金属、ＳｉＯ_２、ＳｎＯ_２等の酸化物を主体とする非晶質の化合物、等が挙げられる。

また、電気二重層キャパシタ用の電極としては、種々の電子伝導性を有する多孔体が挙げられる。例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ、メソカーボンファイバー（ＭＣＦ）、コークス類、ガラス状炭素、有機化合物焼成体等の炭素材料、を好適に用いることができる。

バインダーとしては、上記の活物質、及び好ましくは導電助剤を集電体に固定することができれば特に限定されず、種々の結着剤を使用できる。例えば、ポリフッ化ビニリデン（PVDF）、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）等のフッ素樹脂や、スチレン−ブタジエンゴム（SBR）と水溶性高分子（カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウム、デキストリン、グルテンなど）との混合物等が挙げられる。

導電助剤としては、例えば、カーボンブラック類、銅、ニッケル、ステンレス、鉄等の金属微粉、炭素材料及び金属微粉の混合物、ITO等の導電性酸化物が挙げられる。導電助剤は、活物質層１３Ａ，１３Ｃの電子伝導性を高めるために添加される材料である。導電助剤としては、アセチレンブラックあるいはカーボンブラックを好適に用いることができる。

活物質層１３Ａ、１３Ｃの形成方法は、公知の方法を利用できる。なお、活物質層１３Ａ、１３Ｃは、集電体１２の表裏面のなるべく多くの領域を覆うことが好ましいが、必ずしも全領域を覆う必要は無く、例えば、集電体の縁部等に非被覆領域が有っても構わない。

そして、本実施形態において、集電体１２の長手方向の端面（一端）１２ａとリード１５との距離Ｌ_ａ、及び、集電体１２の長手方向の端面（他端）１２ｂとリード１５との距離Ｌ_ｂは、それぞれ０．９５Ｌ_opt以上１．０５Ｌ_opt以下である。

ここで、Ｌ_opt［ｍ］＝１．９×１０^６ρであり、ρは、集電体１２の２５℃における電気抵抗率ρ［Ωｍ］である。

距離Ｌ_ａ及び距離Ｌ_ｂは、それぞれこの集電体１２を介して活物質層１３Ａ，１３Ｃに対する電流の供給、及び、放電が行われる際に、集電体１２を電流が流れる最大距離と考えることができる。そして、Ｌ_ｏｐｔは、集電体１２の電気抵抗率によって定まるこの最大距離の最適値である。したがって、本実施形態では、距離Ｌ_ａ及び距離Ｌ_ｂが、それぞれ最適値Ｌ_ｏｐｔの９５〜１０５％の範囲内にあることとなる。

このような電極を用いた電気化学デバイスは、インピーダンスが極めて低くなると共に、漏れ電流値も極めて低くなり、特性の向上が図れる。距離Ｌ_ａやＬ_ｂが０．９５Ｌ_opt未満では漏れ電流が増大する傾向がある一方、距離Ｌ_ａやＬ_ｂが１．０５Ｌ_opt超では電気化学デバイスのインピーダンスが増大する傾向がある。

（第２実施形態）
続いて、図２を参照して、第２実施形態に係る電気化学デバイス用電極１０について説明する。本実施形態にかかる電気化学デバイス用電極１０が、第１実施形態にかかる電気化学デバイス用電極と異なる点は、リード１５の形状であるのでこの点のみ説明する。第２実施形態に係るリード１５は、端面１５ｄが、集電体１２の側面１２ｄまで突出しておらず、集電体１２の表面１２ｅ上に位置する点である。このような電気化学デバイス用電極１０においても、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

（第３実施形態）
続いて、図３を参照して、第３実施形態に係る電気化学デバイス用電極１０について説明する。本実施形態にかかる電気化学デバイス用電極１０が、第１実施形態にかかる電気化学デバイス用電極と異なる点は、リード１５の形状であるのでこの点のみ説明する。第２実施形態に係るリード１５は、集電体１２の表面又は裏面に設けられているのではなく、集電体１２の側面１２ｄに設けられている。これにより、活物質層１３Ａは、活物質層１３Ｃと同様に分割されずに一体となっている。このようなリード１５は、集電体１とリード１５とを一枚の導電性板から切り出すことにより容易に形成できる。このような電気化学デバイス用電極１０においても、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

（第４実施形態）
続いて、図４を参照して、第４実施形態に係る電気化学デバイス用電極１０について説明する。本実施形態にかかる電気化学デバイス用電極１０は、第１実施形態の電気化学デバイス用電極１０に比べて集電体１２の長手方向の長さが長くなっている。そして、リード１５が集電体１２の長手方向に離間してｎ個設けられている。ここで、ｎは２以上の整数である。ここで、ｎ個のリードを図５の左側から順に、１５_１、１５_２、…、１５_ｎと呼ぶ。なお、距離Ｌ_ａ、Ｌ_ｂについては、第１実施形態と同様に定義されると共に、第１実施形態と同様の範囲に規定されている。好ましいｎの個数は、例えば、ｎ＝４程度である。

さらに、隣り合うリード１５_１、１５_２間の距離をＬ_１、隣り合うリード１５_２、１５_３間の距離をＬ_２、．．．、隣り合うリード１５_ｎ−１、１５_ｎ間の距離をＬ_ｎ−１とする。そして、本実施形態では、各距離Ｌ_１，Ｌ_２，…、Ｌ_ｎ−１は、（Ｌ_１／２），（Ｌ_２／２），…、（Ｌ_ｎ−１／２）が、いずれも、０．９５Ｌ_opt以上１．０５Ｌ_optを満たすように設定されている。

（Ｌ_１／２），（Ｌ_２／２），…、（Ｌ_ｎ−１／２）は、第１実施形態のＬ_ａ，Ｌ_ｂと同様に、この電極１０に電流の供給、及び、充電が行われる際に、集電体１２を電流が流れる各部分における最大距離と考えることができる。そして、Ｌ_ｏｐｔは、この最大距離の最適値であり、本実施形態では、距離Ｌ_１及び距離Ｌ_２、に加えて、各（Ｌ_１／２），（Ｌ_２／２），…、（Ｌ_ｎ−１／２）もが、それぞれ最適値の９５〜１０５％にあることとなる。

このような電気化学デバイス用電極１０においても、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。なお、第２実施形態や第３実施形態の電極を、第４実施形態のように複数の電極を有するものとしてもよいことは言うまでも無い。

（電気化学デバイス）
続いて、図５、及び、図６を参照して、上述の電極１０を用いた電気化学デバイスについて説明する。ここでは、第１実施形態の電気化学デバイス用電極を用いた場合について説明するが、他の実施形態の電気化学デバイス用電極を用いても同様である。

図５、図６に示す電気化学デバイス１００は、ケース５０、巻回体３０、及び、図示は省略するがケース内に収容され巻回体３０内に含浸された電解質溶液を備える。

ケース５０は、巻回体３０を密封し、ケース内部へ空気や水分が進入するのを防止するものである。ケース５０の材質としては、例えば、エポキシ樹脂等の合成樹脂や、アルミニウム等の金属シートを樹脂ラミネートしたものを使用することができる。ケース５０からは巻回体３０のリード１５が突出している。

電解質溶液（図示せず）はケース５０の内部空間に充填され、その一部は、電極１０、電極２０、及びセパレータ２０の内部に含有されている。

電解質溶液としては、例えば、リチウムイオン二次電池では、例えば、リチウム塩を有機溶媒に溶解した非水電解質溶液が使用される。リチウム塩としては、例えば、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣＦ_３ＣＦ_２ＳＯ_３、ＬｉＣ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＣＦ_２ＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）（Ｃ_４Ｆ_９ＳＯ_２）、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＣＦ_２ＣＯ）_２等の塩が使用される。

また、電気２重層キャパシタの場合には、例えば、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート（ＴＥＡ^＋ＢＦ_４ ⁻）、トリエチルモノメチルアンモニウムテトラフルオロボレート（ＴＥＭＡ^＋ＢＦ_４ ⁻）等の４級アンモニウム塩を有機溶媒に溶解させた電解液が使用される。

なお、これらの塩は１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。また、電解質溶液は、高分子等を添加することによりゲル状としてもよい。

また、有機溶媒としては、公知の電気化学デバイスに使用されている溶媒を使用することができる。例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、及び、ジエチルカーボネート等が好ましく挙げられる。これらは単独で使用してもよく、２種以上を任意の割合で混合して使用してもよい。

巻回体３０は、上述の一対の電気化学デバイス用電極１０、１０を、電気化学デバイス用電極１０、１０間にセパレータ２０が介在するようにして長手方向に巻回したものである。

具体的には、例えば、電極１０／セパレータ２０／電極１０／セパレータ２０を重ねた積層体を、積層体の端部から円筒状に巻き回すことにより、図５に示す、断面略円筒状の巻回体３０が得られる。一方、上述の積層体を、端部から、平坦部ができるように折り曲げながら、複数回巻き回すことにより、図６に示す、断面略楕円状に積層体が巻きまわされた巻回体３０が得られる。

リード１５の突出する位置は、図６に示すように電極間で同一方向でもよいし、図５に示すように電極間で互いに逆方向でもよい。

セパレータ２０は、電気化学デバイス用電極１０、１０間を電気的に絶縁するものであって、電気絶縁性の多孔体である。セパレータの材料は特に限定されず、種々のセパレータ材料を使用することができる。例えば、電気絶縁性の多孔体としては、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリオレフィンからなるフィルムの単層体、積層体や上記樹脂の混合物の延伸膜、或いは、セルロース、ポリエステル及びポリプロピレンからなる群より選択される少なくとも１種の構成材料からなる繊維不織布が挙げられる。

このような電気化学デバイスにおいて、両方の電極において、上述のようにＬ_ａ及びＬ_ｂ、又は、Ｌ_ａ，Ｌ_ｂ、（Ｌ_１／２），（Ｌ_２／２），…、及び、（Ｌ_ｎ−１／２）が定められた電気化学デバイス用電極を用いる必要がある。このような電気化学デバイスは、インピーダンスが低く、かつ、漏れ電流も少ない。

本発明は上記実施形態に限られずさまざまな変形態様が可能である。例えば、上記実施形態では、集電体は細長い板状であるが、細長いすなわち長手方向を有するものであればよく、例えば、細長い線状のものでも構わない。

また、電気化学デバイスは、リチウムイオン二次電池等の電池や、電気２重層キャパシタに限定されず、例えば、電解コンデンサ等も実施可能である。

（電気２重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）：実施例Ａ１〜Ａ３、比較例Ａ１、Ａ２）
活物質として活性炭粒子を、バインダとしてＰＶＤＦを用い、活物質：バインダ＝７０：３０となるようにこれらを混合し、得られた混合物にＮ−メチルピロリドンを加えて混練することにより、塗料を調製した。この塗料をドクターブレード法で３０μｍのアルミ箔の両面上に、リード設置予定領域以外の部分に塗布した後、塗膜を乾燥させた。次いで、塗膜が形成されたアルミ箔を長方形状に打ち抜き、幅Ａが２ｍｍ、長さ２５ｍｍ、厚み０．１ｍｍのリードを図１のように集電体の未塗布部に超音波溶接し、電気二重層キャパシタ用の一対の電極を得た。各実施例、比較例において、集電体の長手方向の長さＬ_０、集電体各端部からリードまでの距離Ｌ_ａ、Ｌ_ｂは、それぞれ図７となるように設定した。また、集電体の幅Ｗ_０は１０ｍｍとした。

得られた一方の電極の両面をセパレータとしての再生セルロース製不織布（厚み３０μｍ）で覆ってから他方の電極と対向させ、この積層体を端部から円筒状に巻回し、アルミラミネートフイルム製のケースに入れ、開口部からリードを取り出し、リード部を挟んでラミネートフィルムの開口部を熱圧着した。積層体が入ったアルミラミネート外装袋の最後に残った開口部から積層体に対して電気二重層キャパシタ用電解液を注入し、真空熱圧着により残った開口部をシールし、エージングした後、それぞれ電気二重層キャパシタを得た。電解液は、電解質としてのテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート（ＴＥＡ^＋ＢＦ_４ ⁻）を、有機溶媒としてのプロピレンカーボネート（ＰＣ）に溶解したものであり、電解液中の電解質濃度は１．０ｍｏｌ／Ｌとした。

（電気２重層キャパシタ：実施例Ａ４〜Ａ５、比較例Ａ３、Ａ４）
集電体材料として、アルミ箔に変えて、厚み１７μｍの銅箔を用い、Ｌ_０、Ｌ_ａ、Ｌ_ｂを図７のように設定した以外は、実施例１と同様にして電気二重層キャパシタを得た。

（リチウムイオン二次電池（ＬＩＢ）：実施例Ｂ１〜Ｂ３、比較例Ｂ１〜Ｂ４）
カソード電極を以下の手順により作製した。まず、正極活物質としてＬｉＣｏＯ_２、導電助剤としてアセチレンブラック、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を用意し、これらの重量比が正極活物質：導電助剤：結着剤＝９０：６：４となるようにプラネタリーミキサで混合分散した後、これに溶媒としてのＮＭＰを適量混合して粘度調整し、スラリー状のカソード用塗布液（スラリー）を調整した。

続いて、集電体としてアルミニウム箔（厚さ２０μｍ）を用意し、そのアルミニウム箔にカソード用塗布液をドクターブレード法により活物質担持量が１．０ｍｇ／ｃｍ^２となるように、リード溶接予定領域以外の部分に両面塗布して乾燥させた。次に、塗布した活物質層の空孔率が２８％となるようにカレンダーロールによってプレスし、これを長方形状に打ち抜いてカソード電極とした。Ｌ_０、Ｌ_ａ、Ｌ_ｂを図７のように設定し、幅Ｗ_０は１０ｍｍとした。

続いて、アノード電極を以下の手順により作製した。まず、負極活物質として、天然黒鉛、結着剤としてＰＶｄＦを用意し、これらの重量比が負極活物質：結着剤＝９５：５となるように配合してプラネタリーミキサで混合分散した後、これに溶媒としてＮＭＰを適量投入して粘度調節することにより、スラリー状のアノード用塗布液を調整した。次に、銅箔（厚さ：１７μｍ）を用意し、アノード用塗布液をアノード電極の活物質担持量が３．０ｍｇ／ｃｍ^２となるようにドクターブレード法により、リード溶接予定領域以外の部分に両面塗布して乾燥させた。その後、アノード電極の活物質層の空孔率が３０％となるようにカレンダーロールを用いてプレスし、長方形状に打ち抜いて、アノード電極を得た。Ｌ_０、Ｌ_ａ、Ｌ_ｂを図７のように設定し、幅Ｗ_０は１０ｍｍとした。

得られた一方の電極の両面を、セパレータとしての単層ポリエチレン多孔膜（厚み１２μｍ）で覆ってから他方の電極と対向させ、積層体を端部から円筒状に巻回し、アルミラミネートフイルム製のケースに入れ、開口部からリードを取り出し、リード部を挟んでラミネートフィルムの開口部を熱圧着した。積層体が入ったアルミラミネート外装袋の最後に残った開口部から積層体に対してリチウムイオン二次電池用電解液を注入し、真空熱圧着により残った開口部をシールし、エージングした後、それぞれリチウムイオン二次電池を得た。

リチウムイオン二次電池用電解液としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）を、体積比がこの順に、２：１：７となるように混合した溶媒に、ＬｉＰＦ_６を濃度が１．５ｍｏｌ／ｄｍ^３となるように溶かし、さらに、この溶液１００重量部に対して１，３−プロパンスルトンを３重量部加えたものを用いた。

＜電気二重層キャパシタ及びリチウムイオン二次電池の特性評価＞
各実施例及び各比較例の電気二重層キャパシタ及びリチウムイオン二次電池について、インピーダンス及び漏れ電流を測定した。それぞれの値を図７に示す。なお、電気２重層キャパシタについては、インピーダンスは放電状態のものを測定し、漏れ電流は４Ｖで１時間充電後のものについて測定した。リチウムイオン二次電池については、インピーダンスは３Ｖまで放電後の状態のものを測定し、漏れ電流は４Ｖで１時間充電後のものを測定した。

アルミニウム製の集電体を用いた電気２重層キャパシタに関する実施例Ａ１〜Ａ３では、１００ｍΩ未満のインピーダンス、銅製の集電体を用いた電気２重層キャパシタに関する実施例Ａ４，Ａ５では６０ｍΩ未満のインピーダンス、リチウムイオン二次電池に関する実施例Ｂ１〜Ｂ３では、１３０ｍΩ未満のインピーダンスが実現された。また、これらの実施例では、漏れ電流が２０ｍＡ／ｈ以下が実現された。

図１は、第１実施形態に係る電気化学デバイス用電極の概略斜視図である。 図２は、第２実施形態に係る電気化学デバイス用電極の概略斜視図である。 図３は、第３実施形態に係る電気化学デバイス用電極の概略斜視図である。 図４は、第４実施形態に係る電気化学デバイス用電極の概略斜視図である。 図５は、本発明の実施形態に係る電気化学デバイスの一の例を示す一部破断概略斜視図である。 図６は、本発明の実施形態に係る電気化学デバイスの他の例を示す一部破断概略斜視図である。 実施例及び比較例の条件及び結果を示す表である。

符号の説明

１０…電気化学デバイス用電極、１２…集電体、１２ａ、１２ｂ…端面（一端、他端）、１５…リード、１３Ａ，１３Ｃ…活物質層、１００…電気化学デバイス。

Claims (3)

1. 細長い集電体と、前記集電体の長手方向の途中に設けられたリードと、前記集電体に設けられた活物質層と、を備え、
   前記集電体の長手方向の一端からリードまでの距離をＬ_ａ［ｍ］、
   前記集電体の長手方向の他端からリードまでの距離をＬ_ｂ［ｍ］、
   前記集電体の２５℃における抵抗率をρ［Ωｍ］、
   Ｌ_opt［ｍ］＝１．９×１０^６ρとした時に、
   Ｌ_ａ及びＬ_ｂが、それぞれ０．９５Ｌ_opt以上１．０５Ｌ_opt以下である電気化学デバイス用電極。
2. 細長い集電体と、互いに前記集電体の長手方向に離間して前記集電体に設けられたｎ個（ｎは２以上の整数）のリードと、前記集電体に設けられた活物質層と、を備え、
   前記集電体の長手方向の一端から、前記集電体の前記一端に最も近いリードまでの距離をＬ_ａ［ｍ］、
   前記集電体の長手方向の他端から、前記集電体の前記他端に最も近いリードまでの距離をＬ_ｂ［ｍ］、
   隣り合う前記リード間の距離をそれぞれＬ_１、Ｌ_２、．．．、Ｌ_ｎ−１［ｍ］、
   前記集電体の２５℃における抵抗率をρ［Ωｍ］、
   Ｌ_opt［ｍ］＝１．９×１０^６ρとした時に、
   Ｌ_ａ及びＬ_ｂが、それぞれ０．９５Ｌ_opt以上１．０５Ｌ_opt以下であり、
   （Ｌ_１／２）、（Ｌ_２／２）、．．．、（Ｌ_ｎ−１／２）が、それぞれ０．９５Ｌ_opt以上１．０５Ｌ_opt以下である電気化学デバイス用電極。
3. 一対の電極を備え、いずれの電極とも請求項１又は２の電気化学デバイス用電極である電気化学デバイス。

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