JP2013131330A - 電池及び電極板 - Google Patents

Abstract

【課題】電極板に湾曲、しわ、波打ち等の不具合が生じるのを防止または抑制すると共に、電池容量が低減するのを防止または抑制できる電池等を提供すること。
【解決手段】電池１００は、帯状でアルミニウム合金からなる電極箔１２２に厚み方向ＧＨに圧縮された活物質層１２３を有する電極板１２１を備える。電極箔１２２は、長手方向ＥＨに帯状に延び、自身の上に活物質層１２３が形成された電極部１２２ｗと、幅方向ＦＨの一方の端部に位置して長手方向ＥＨに帯状に延び、自身が露出する集電部１２２ｍとを有する。そして、集電部１２２ｍのアルミニウムの平均含有率Ｂ（％）を、電極部１２２ｗのアルミニウムの平均含有率Ａ（％）よりも高くしてなる。
【選択図】図６

Description

本発明は、帯状でアルミニウム合金からなる電極箔の幅方向の一部に、自身の厚み方向に圧縮された活物質層（合剤層）を有する電極板を備える電池及び電極板に関する。

従来より、帯状でアルミニウム合金からなる電極箔の幅方向の一部に、電極箔の長手方向に帯状に延びる形態に形成され、自身の厚み方向に圧縮された活物質層を有する帯状の電極板、及び、この電極板を備える電池が知られている。この電極板は、次のようにして形成する。即ち、活物質等を含む活物質ペーストを、電極箔の幅方向の一部に塗布し乾燥させて、電極箔の上に活物質層を形成する。その後、この電極板を加圧ロール等によりプレスして、活物質層を厚み方向に圧縮し、その密度を高める。

その際、電極板のうち、活物質層が形成された部位である塗工部（電極板の電極部）は、加圧ロールによって加圧されるが、活物質層が形成されていない部位である未塗工部（電極板の集電部）は、電極箔のみからなり厚みが薄いため、加圧ロールによって加圧されない。このため、電極箔のうち、その上に活物質層が形成された塗工部をなす部位である電極部（電極箔の電極部）は、プレスにより活物質層と共に圧延されるが、活物質層が形成されていない未塗工部をなす部位である集電部（電極箔の集電部）は、圧延されない。その結果、電極板が湾曲したり、電極板にしわや波打ちなどができる不具合が生じていた。このような不具合が生じると、正負の電極板をセパレータを介して捲回して電極体を形成したときに、巻きズレなどが発生し、電極体を所定形状に形成できなかったり、電池容量が低減するなどの不具合が生じる。

そこでこの問題を解決すべく、いくつかの提案がなされている。
（１）特許文献１，２には、電極箔に活物質層を塗工形成した後、電極板をプレスする前に、電極板の未塗工部（電極箔の集電部）に加熱処理を施すことにより、電極箔の集電部を電極部よりも延び易くすることが記載されている。これにより、電極板をプレスしたときに、電極箔の電極部がプレスにより圧延されるのに伴って、延び易くされた集電部も延ばされる。従って、電極板に湾曲、しわ、波打ち等の不具合が生じるのを防止または抑制できる。
なお、活物質層を塗工形成する前の電極箔単体の状態で、集電部となる部分に予め加熱処理を施しておくことも考えられる。しかし、このようにすると、加熱処理で主に集電部となる部分に波打ち等の変形が生じてしまうので好ましくない。

（２）また、特許文献２には、電極箔のうち集電部となる部分に予め凹凸を設けておくことにより、集電部を電極部よりも延び易くすることも記載されている。これにより、電極板に湾曲、しわ、波打ち等の不具合が生じるのを防止または抑制する。

（３）また、特許文献３には、活物質層を塗工形成する前に、電極箔のうち集電部となる部分に予めテープを貼っておき、活物質層を塗工形成した後の、電極板の塗工部と未塗工部の厚みを等しくする。この状態で電極板をプレスし、その後、テープを剥離して電極箔の集電部を露出させる手法が記載されている。この方法では、プレス時の塗工部と未塗工部の厚みが等しく、電極箔全体（電極部及び集電部）にほぼ均等に圧力が掛かるので、電極板に湾曲、しわ、波打ち等の不具合が生じるのを防止または抑制できる。

特開２００７−２７３３９０号公報 特許第４２３３６７０号公報 特開２０００−１３３２５０号公報

しかしながら、（１）の方法では、電極板の未塗工部（電極箔の集電部）に加熱処理をした際に、この熱が活物質層まで伝わり、活物質層の構造等が変化する。その結果、電池容量が低減してしまう。
また、（２）の方法では、電極箔の集電部となる部分に予め凹凸を設ける際、電極箔に波打ちが生じる。この波打ちが生じた電極箔に活物質層を塗工形成して、これをプレスすると、活物質層に応力が掛かって活物質層の剥離が生じる。その結果、電池容量が低減してしまう。更に、電極箔の集電部となる部分に凹凸を設ける際、電極箔の電極部となる部分にその変形が及ぶことも避け難い。このような変形は、活物質層を塗工形成したときに、活物質層の厚みに変動を生じさせるため、電池容量のバラツキが生じる。
また、（３）の方法では、プレス後にテープを剥離する際に、テープと共に活物質層の端部も剥がれるので、活物質層が剥離した分、電池容量が低減してしまう。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、電極板に湾曲、しわ、波打ち等の不具合が生じるのを防止または抑制すると共に、電池容量が低減するのを防止または抑制できる電池及び電極板を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の一態様は、帯状でアルミニウム合金からなる電極箔の幅方向の一部に、自身の厚み方向に圧縮された活物質層を有する電極板を備える電池であって、前記電極箔は、自身の長手方向に帯状に延び、自身の上に前記活物質層が形成された電極部と、前記幅方向の一方の端部に位置して前記長手方向に帯状に延び、自身が露出する集電部と、を有し、前記集電部のアルミニウムの平均含有率Ｂ（％）を、前記電極部のアルミニウムの平均含有率Ａ（％）よりも高くしてなる電池である。

この電池では、アルミニウム合金からなる電極箔のうち、活物質層（合剤層）が存在しないで自身が露出する集電部のアルミニウムの平均含有率Ｂ（％）を、自身の上に活物質層が形成された電極部のアルミニウムの平均含有率Ａ（％）よりも高くしている（Ｂ＞Ａ）。アルミニウムの平均含有率が高いと柔らかく延び易いので、この電極箔では、集電部は電極部よりも延び易くなっている。このため、電極箔に活物質層を形成した後、これをプレスして電極板を形成したときに、電極板が湾曲したり、電極板にしわや波打ちなどが生じる不具合を、防止または抑制できる。従って、この電極板を用いた電池では、電極板の巻きズレ等を防止または抑制でき、また、電池容量が低減する不具合を防止または抑制できる。

なお、電極箔の「電極部」及び「集電部」は、それぞれ、単一のアルミニウム合金からなるものでもよいし、複数種のアルミニウム合金をクラッドして形成したものでもよい。なお、本明細書において、「アルミニウム合金」には、後述するように、国際アルミニウム合金名及びＪＩＳ規格における１０００番系のものも含む。

更に、上記の電池であって、前記電極部は、単一の第１アルミニウム合金からなる非クラッド部であり、前記集電部は、前記第１アルミニウム合金に、これよりもアルミニウムの含有率の高い第２アルミニウム合金をクラッドしたクラッド部である電池とすると良い。

このように電極部を単一の第１アルミニウム合金からなる非クラッド部とすると共に、集電部をこの第１アルミニウム合金に、これよりもアルミニウムの含有率の高い第２アルミニウム合金をクラッドしたクラッド部とすることで、集電部のアルミニウムの平均含有率Ｂ（％）が電極部のアルミニウムの平均含有率Ａ（％）よりも高くされた電極箔を容易に形成できる。従って、電極箔及び電極板を安価にすることができ、電池を安価にすることができる。

なお、「第１アルミニウム合金」及び「第２アルミニウム合金」としては、国際アルミニウム合金名及びＪＩＳ規格における、１１００，１Ｎ３０など１０００番系のアルミニウム合金や、２０１７など２０００番系のアルミニウム合金、３００３など３０００番系のアルミニウム合金、４０３２など４０００番系のアルミニウム合金、５０５２など５０００番系のアルミニウム合金、６０６１など６０００番系のアルミニウム合金、７０７５など７０００番系のアルミニウム合金が挙げられる。
また、「集電部」は、第１アルミニウム合金からなる被クラッド材の両面に第２アルミニウム合金からなるクラッド材をクラッドしたものでもよいし、第１アルミニウム合金からなる被クラッド材のいずれか一方の面に第２アルミニウム合金からなるクラッド材をクラッドしたものでもよい。

更に、上記のいずれかに記載の電池であって、前記電極部を圧延したときの前記電極部の延び率Ｃ（％）と、前記集電部を圧延したときの前記集電部の延び率Ｄ（％）とが、０．０９０≦（Ｄ−Ｃ）／Ｄ≦０．６０の関係を満たしてなる電池とすると良い。

電極箔の電極部及び集電部の延び率Ｃ，Ｄをこのような関係にすることで、電極板に湾曲、しわ、波打ち等の不具合が生じるのを、より効果的に防止または抑制できる。
なお、「延び率」とは、電極部のみを単体で（または集電部のみを単体で）加圧ロール等により圧延したときに、圧延前の電極部（または集電部）の長さに対し、圧延によって延ばされた長さの割合を指す。具体的には、長さ１０００ｍｍの電極部（または集電部）を、加圧ロールにより２．０ｔ／ｃｍの線圧で圧延したときに、電極部（または集電部）の長さが１０２０ｍｍとなった場合には、圧延前の長さが１０００ｍｍ、圧延によって延ばされた長さが２０ｍｍであるので、延び率Ｃ（または延び率Ｄ）は２．０％となる。

また、他の態様は、帯状でアルミニウム合金からなる電極箔の幅方向の一部に、自身の厚み方向に圧縮された活物質層を有する、電池用の電極板であって、前記電極箔は、自身の長手方向に帯状に延び、自身の上に前記活物質層が形成された電極部と、前記幅方向の一方の端部に位置して前記長手方向に帯状に延び、自身が露出する集電部と、を有し、前記集電部のアルミニウムの平均含有率Ｂ（％）を、前記電極部のアルミニウムの平均含有率Ａ（％）よりも高くしてなる電極板である。

この電極板では、アルミニウム合金からなる電極箔のうち、集電部のアルミニウムの平均含有率Ｂ（％）を、電極部のアルミニウムの平均含有率Ａ（％）よりも高くしているので、集電部は電極部よりも延び易くなっている。このため、前述したように、電極板に湾曲、しわ、波打ち等の不具合が生じるのを防止または抑制できる。

更に、上記の電極板であって、前記電極部は、単一の第１アルミニウム合金からなる非クラッド部であり、前記集電部は、前記第１アルミニウム合金に、これよりもアルミニウムの含有率の高い第２アルミニウム合金をクラッドしたクラッド部である電極板とすると良い。

このように電極部及び集電部を形成することで、集電部のアルミニウムの平均含有率Ｂ（％）が電極部のアルミニウムの平均含有率Ａ（％）よりも高くされた電極箔を容易に形成できる。従って、電極箔及び電極板を安価にすることができる。

更に、上記のいずれかに記載の電極板であって、前記電極部を圧延したときの前記電極部の延び率Ｃ（％）と、前記集電部を圧延したときの前記集電部の延び率Ｄ（％）とが、０．０９０≦（Ｄ−Ｃ）／Ｄ≦０．６０の関係を満たしてなる電極板とすると良い。

電極箔の電極部及び集電部の延び率Ｃ，Ｄをこのような関係にすることで、電極板に湾曲、しわ、波打ち等の不具合が生じるのを、より効果的に防止または抑制できる。

実施形態１に係るリチウムイオン二次電池を示す斜視図である。 実施形態１に係るリチウムイオン二次電池を示す縦断面図である。 実施形態１に係り、電極体を示す斜視図である。 実施形態１に係り、正極板及び負極板をセパレータを介して互いに重ねた状態を示す部分平面図である。 実施形態１に係り、正極板を示す平面図である。 実施形態１に係り、正極板を示す断面図である。 実施形態２に係るハイブリッド自動車を示す説明図である。 実施形態３に係るハンマードリルを示す説明図である。

（実施形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１及び図２に、本実施形態１に係るリチウムイオン二次電池１００（以下、単に電池１００とも言う）を示す。また、図３及び図４に、この電池１００を構成する捲回型の電極体１２０及びこれを展開した状態を示す。また、図５及び図６に、本実施形態１に係る正極板（電極板）１２１を示す。なお、図１及び図２における上方を電池１００の上側、下方を電池１００の下側として説明する。また、電池１００の厚み方向をＢＨ、幅方向をＣＨ、高さ方向をＤＨとして説明する。

この電池１００は、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両や、ハンマードリル等の電池使用機器に搭載される角型電池である。この電池１００は、直方体形状の電池ケース１１０と、この電池ケース１１０内に収容された扁平状捲回型の電極体１２０と、電池ケース１１０に支持された正極端子１５０及び負極端子１６０等から構成されている（図１及び図２参照）。また、電池ケース１１０内には、非水系の電解液１１７が保持されている。

このうち電池ケース１１０は、金属（具体的にはアルミニウム）により形成されている。この電池ケース１１０は、上側のみが開口した箱状のケース本体部材１１１と、このケース本体部材１１１の開口１１１ｈを閉塞する形態で溶接された矩形板状のケース蓋部材１１３とから構成されている（図１及び図２参照）。

ケース蓋部材１１３には、その長手方向（電池１００の幅方向ＣＨでもある）の中央付近に、電池ケース１１０の内圧が所定の作動圧力に達した際に破断する非復帰型の安全弁１１３ｖが設けられている。また、ケース蓋部材１１３のうち、この安全弁１１３ｖの近傍には、電解液１１７を電池ケース１１０内に注入するために用いられる注液孔１１３ｈが設けられている。この注液孔１１３ｈは、封止部材１１５で気密に封止されている。

また、ケース蓋部材１１３のうち、その長手方向の両端近傍には、電池ケース１１０の内部から外部に延出する形態の正極端子（正極端子部材）１５０及び負極端子（負極端子部材）１６０がそれぞれ固設されている。具体的には、これらの端子１５０，１６０は、これらにバスバや圧着端子など電池外の接続端子を締結するためのボルト１５３，１６３と共に、樹脂からなる絶縁部材１５５，１６５を介して、ケース蓋部材１１３に固設されている。

次に、電極体１２０について説明する（図２〜図４参照）。この電極体１２０は、上側のみが開口した袋状の絶縁フィルム包囲体１１９内に収容され、軸線ＡＸ方向が電池１００の幅方向ＣＨと平行となるように横倒しにした状態で、電池ケース１１０内に収容されている（図２参照）。この電極体１２０は、帯状の正極板１２１と帯状の負極板１３１とを、多孔質膜からなる帯状の２枚のセパレータ１４１，１４１を介して互いに重ねて（図４参照）、軸線ＡＸ周りに捲回し、扁平状に圧縮したものである（図３参照）。

このうち正極板（電極板）１２１（図４〜図６参照）は、芯材として、アルミニウム合金からなる帯状の正極電極箔（電極箔）１２２を有する。この正極電極箔１２２は、長さ（長手方向ＥＨの寸法）が６９０ｍｍ、幅（幅方向ＦＨの寸法）が５５ｍｍ、厚さ（厚み方向ＧＨの寸法）が１５μｍである。この正極電極箔１２２の両主面のうち幅方向ＦＨの一端側の一部（図４，図５中、下方）には、それぞれ長手方向ＥＨに帯状に延びる正極活物質層（正極合剤層）１２３，１２３が形成されている。これらの正極活物質層１２３，１２３は、正極活物質と導電剤と結着剤とからなり、後述するように、自身の厚み方向に圧縮されて、それぞれ厚さ１２５μｍ、密度２．８ｇ／ｃｍ³ となっている。

正極電極箔１２２のうち、自身の長手方向ＥＨに幅５０ｍｍの帯状に延び、自身の上に正極活物質層１２３，１２３が形成された部位が、正極箔電極部（電極部）１２２ｗである。一方、自身の幅方向ＦＨの一方の端部（図４，図５中、上方、図６中、右方）に位置して自身の長手方向ＥＨに幅５ｍｍの帯状に延び、自身が露出する部位が、正極箔集電部（集電部）１２２ｍである。

そして、この正極電極箔１２２では、正極箔集電部１２２ｍにおけるアルミニウムの平均含有率Ｂ（具体的には９８．４４％）が、正極箔電極部１２２ｗにおけるアルミニウムの平均含有率Ａ（具体的には９７．２３％）よりも高くされている。
より詳細には、正極箔電極部１２２ｗは、アルミニウムの含有率が９７．２３％の３００３アルミニウム合金ＧＫ１（以下、単に３００３合金とも言う）のみからなり、クラッド化されていない非クラッド部である（図６参照）。

一方、正極箔集電部１２２ｍは、この３００３合金ＧＫ１の両面に、これよりもアルミニウムの含有率の高い、アルミニウムの含有率が９９．６５％の１Ｎ３０アルミニウム合金ＧＫ２（以下、単に１Ｎ３０合金とも言う）が、後述するようにクラッドされたクラッド部である。この正極箔集電部１２２ｍにおける、３００３合金ＧＫ１と１Ｎ３０合金ＧＫ２との割合は、３００３合金：１Ｎ３０合金＝５０：５０である。このため、この正極箔集電部１２２ｍにおけるアルミニウムの平均含有率Ｂは、前述のように、９８．４４％となる。なお、本実施形態１では、３００３合金ＧＫ１が、前述の第１アルミニウム合金に相当し、１Ｎ３０合金ＧＫ２が、前述の第２アルミニウム合金に相当する。

また、この正極電極箔１２２では、正極箔電極部１２２ｗの延び率Ｃが１．０％であり、正極箔集電部１２２ｍの延び率Ｄが１．４％である。従って、（Ｄ−Ｃ）／Ｄ＝０．２９であり、後述する０．０９０≦（Ｄ−Ｃ）／Ｄ≦０．６０の関係を満たしている。

なお、延び率Ｃ，Ｄは、次のように求めた。即ち、長さ（長手方向ＥＨの寸法）１０００ｍｍの正極電極箔１２２を用意し、これを切断して、正極箔電極部１２２ｗと正極箔集電部１２２ｍに分けた。次に、正極箔電極部１２２ｗのみを単体で、加圧ロールにより線圧２．０ｔ／ｃｍで圧延して、圧延後の長さを測定した。圧延後の長さは１０１０ｍｍであったので、圧延によって延ばされた長さは１０ｍｍであり、延び率Ｃは１．０％と求められた。同様に、正極箔集電部１２２ｍのみを単体で加圧ロールにより圧延して、圧延後の長さを測定した。圧延後の長さは１０１４ｍｍであったので、圧延によって延ばされた長さは１４ｍｍであり、延び率Ｄは１．４％と求められた。

また、正極板１２１のうち、自身の厚み方向（正極電極箔１２２の厚み方向ＧＨでもある）に正極電極箔１２２及び正極活物質層１２３，１２３が存在し、自身の長手方向（正極電極箔１２２の長手方向ＥＨでもある）に幅５０ｍｍの帯状に延びる部位（前述の正極箔電極部１２２ｗに対応する部位）が、正極板電極部１２１ｗである。この正極板電極部１２１ｗは、電極体１２０を構成した状態において、その全域がセパレータ１４１を介して、負極板１３１の後述する負極板電極部１３１ｗと対向している（図４参照）。

一方、正極板１２１のうち、自身の厚み方向ＧＨに正極活物質層１２３が存在しないで正極電極箔１２２のみからなり、自身の幅方向ＦＨの他端側の端部（図４及び図５中、上方、図６中、右方）に位置して自身の長手方向ＥＨに幅５ｍｍの帯状に延びる部位（前述の正極箔集電部１２２ｍでもある）が、正極板集電部１２１ｍである。この正極板集電部１２１ｍ（正極箔集電部１２２ｍ）の幅方向ＦＨの一部は、セパレータ１４１から軸線ＡＸ方向（電池１００の幅方向ＣＨ）の一方側ＡＣに渦巻き状をなして突出しており、前述した正極端子（正極端子部材）１５０と接続（溶接）している（図２参照）。

次に、負極板１３１について説明する（図４参照）。負極板１３１は、芯材として、純銅または銅合金からなる帯状の負極電極箔１３２を有する。この負極電極箔１３２の両主面のうち幅方向の一端側の一部（図４中、上方）には、それぞれ長手方向に帯状に延びる負極活物質層（負極合剤層）１３３，１３３が形成されている。これらの負極活物質層１３３は、負極活物質と結着剤と増粘剤とからなり、後述するように自身の厚み方向に圧縮されたものである。

負極板１３１のうち、自身の厚み方向に負極電極箔１３２及び負極活物質層１３３，１３３が存在し、自身の長手方向に帯状に延びる部位が、負極板電極部１３１ｗである。この負極板電極部１３１ｗは、電極体１２０を構成した状態において、その全域がセパレータ１４１と対向している。
一方、負極板１３１のうち、自身の厚み方向に負極活物質層１３３が存在しないで負極電極箔１３２のみからなり、自身の幅方向の他端側の端部（図４中、下方）に位置して自身の長手方向に帯状に延びる部位が、負極板集電部１３１ｍである。この負極板集電部１３１ｍの幅方向の一部は、セパレータ１４１から軸線ＡＸ方向の他方側ＡＤに渦巻き状をなして突出しており、前述した負極端子（負極端子部材）１６０と接続（溶接）している（図２参照）

また、セパレータ１４１，１４１（図４参照）は、いずれも樹脂からなる多孔質膜であり、帯状をなす。

以上で説明したように、本実施形態１に係る電池１００及び正極板１２１では、アルミニウム合金からなる正極電極箔１２２のうち、正極活物質層１２３が存在しないで自身が露出する正極箔集電部１２２ｍのアルミニウムの平均含有率Ｂ（具体的には９８．４４％）を、自身の上に正極活物質層１２３，１２３が形成された正極箔電極部１２２ｗのアルミニウムの平均含有率Ａ（具体的には９７．２３％）よりも高くしている。従って、この正極電極箔１２２では、正極箔集電部１２２ｍは正極箔電極部１２２ｗよりも延び易くなっている。このため、後述するように、正極電極箔１２２に正極活物質層１２３，１２３を形成した後、これをプレスして正極板１２１を形成したときに、正極板１２１が湾曲したり、正極板１２１にしわや波打ちなどが生じる不具合を抑制できる。従って、この正極板１２１を用いた電池１００では、正極板１２１等の巻きズレ等を防止でき、また、電池容量が低減する不具合を防止できる。

更に、本実施形態１では、正極箔電極部１２２ｗを単一の３００３合金ＧＫ１からなる非クラッド部とすると共に、正極箔集電部１２２ｍをこの３００３合金ＧＫ１に、これよりもアルミニウムの含有率の高い１Ｎ３０合金ＧＫ２をクラッドしたクラッド部としている。このようにすることで、正極箔集電部１２２ｍのアルミニウムの平均含有率Ｂ（％）が正極箔電極部１２２ｗのアルミニウムの平均含有率Ａ（％）よりも高くされた正極電極箔１２２を容易に形成できる。従って、正極板１２１及び電池１００を安価にすることができる。

また、本実施形態１では、正極箔電極部１２２ｗの延び率Ｃ（％）と正極箔集電部１２２ｍの延び率Ｄ（％）とが、０．０９０≦（Ｄ−Ｃ）／Ｄ≦０．６０を満たしている。このようにすることで、正極板１２１に湾曲、しわ、波打ち等の不具合が生じるのを、より効果的に抑制できる。

次いで、上記正極板１２１及び電池１００の製造方法について説明する。まず、正極板１２１の製造方法について説明する。なお、正極板１２１（後述する負極板１３１も同様である）は、２枚の正極板１２１，１２１が幅方向ＦＨに繋がった一対の正極板を一挙に製造した後に、これを中央で切断して、個々の正極板１２１，１２１に分ける。

まず、アルミニウム合金からなる帯状の正極電極箔（正極板１２１の２枚分）を形成する。具体的には、３００３合金ＧＫ１からなる帯状の金属板材（被クラッド材）と、１Ｎ３０合金ＧＫ２からなる帯状の金属板材（クラッド材）をそれぞれ用意する。そして、３００３合金ＧＫ１からなる金属板材のうち、幅方向の両端部の表裏面に、それぞれ１Ｎ３０合金ＧＫ２からなる金属板材を重ねてクラッドする。これにより、正極箔電極部１２２ｗとなる部位が単一の３００３合金ＧＫ１のみからなり（非クラッド部）、正極箔集電部１２２ｍとなる部位が３００３合金ＧＫ１に１Ｎ３０合金ＧＫ２がクラッドされた（クラッド部）、２枚分の正極電極箔を、容易に形成できる（図６参照）。

次に、この正極電極箔のうち、一方の主面の幅方向ＦＨの中央部に、正極活物質、導電材及び結着剤を含む正極活物質ペーストを塗布し、熱風により乾燥させて、長手方向ＥＨに帯状に延びる２枚分の正極活物質層を形成する。同様に、正極電極箔のうち、反対側の主面の幅方向ＦＨの中央部にも、上記の正極活物質ペーストを塗布し、熱風により乾燥させて、長手方向ＥＨに帯状に延びる２枚分の正極活物質層を形成する。次に、この正極板を加圧ロールにより線圧２．０ｔ／ｃｍでプレスして、正極活物質層をそれぞれ厚み方向ＧＨに圧縮し、その密度を高める。その後、この正極板を中央で切断すれば、個々の正極板１２１が形成される（図５及び図６参照）。

また別途、負極板１３１を製造する。即ち、純銅または銅合金からなる帯状の負極電極箔（負極板１２１の２枚分）を用意する。そして、この負極電極箔のうち、一方の主面の幅方向の中央部に、負極活物質、結着剤及び増粘剤を含む負極活物質ペーストを塗布し、熱風により乾燥させて、長手方向に帯状に延びる２枚分の負極活物質層を形成する。同様に、負極電極箔１３２のうち、反対側の主面の幅方向の中央部にも、上記の負極活物質ペーストを塗布し、熱風により乾燥させて、長手方向に帯状に延びる２枚分の負極活物質層を形成する。次に、この負極板を加圧ロールによりプレスして、負極活物質層をそれぞれ厚み方向に圧縮し、その密度を高める。その後、この負極板を中央で切断すれば、個々の負極板１３１が形成される（図４参照）。

次に、帯状のセパレータ１４１，１４１を２枚用意し、前述の正極板１２１と負極板１３１とをセパレータ１４１，１４１を介して互いに重ね（図４参照）、巻き芯を用いて軸線ＡＸ周りに捲回する。その後、これを扁平状に圧縮して電極体１２０を形成する（図３参照）。

また別途、ケース蓋部材１１３と正極端子部材１５０と負極端子部材１６０とボルト１５３，１６３とを用意し、これらを射出成形用の金型にセットする。そして、射出成形により絶縁部材１５５，１６５を一体的に成形して、ケース蓋部材１１３に正極端子部材１５０及び負極端子部材１６０を固設しておく（図１及び図２参照）。

次に、正極端子１５０及び負極端子１６０を前述の電極体１２０にそれぞれ接続（溶接）する。その後、ケース本体部材１１１及び絶縁フィルム包囲体１１９を用意し、ケース本体部材１１１内に絶縁フィルム包囲体１１９を介して電極体１２０を収容すると共に、ケース本体部材１１１の開口１１１ｈをケース蓋部材１１３で塞ぐ。そして、ケース本体部材１１１とケース蓋部材１１３とを溶接する（図１及び図２参照）。
その後、電解液１１７を注液孔１１３ｈから電池ケース１１０内に注液し、封止部材１１５で注液孔１１３ｈを気密に封止する。その後は、この電池１００について、初期充電やエージング、各種検査を行う。かくして、電池１００が完成する。

（実施例及び比較例）
次いで、本実施形態１の効果を検証するために行った試験の結果について説明する。実施例１として、実施形態１に係る正極板１２１を製造し、更にこれを用いて実施形態１に係る電池１００を製造した。この正極板１２１及び電池１００では、前述したように、正極電極箔１２２の正極箔電極部１２２ｗは、３００３合金のみからなる非クラッド部（アルミニウムの平均含有率Ａ＝９７．２３％、延び率Ｃ＝１．０％）である。一方、正極箔集電部１２２ｍは、３００３合金：１Ｎ３０合金＝５０：５０からなるクラッド部（アルミニウムの平均含有率Ｂ＝９８．４４％、延び率Ｄ＝１．４％）である。

また、実施例２として、正極箔集電部１２２ｍを、３００３合金：１Ｎ３０合金＝５：９５からなるクラッド部(アルミニウムの平均含有率Ｂ＝９９．５３％、延び率Ｄ＝１．９％)に変更し、それ以外は実施形態１と同様にして正極板及び電池を製造した。
また、実施例３として、正極箔集電部１２２ｍを、３００３合金：１Ｎ３０合金＝９５：５からなるクラッド部（アルミニウムの平均含有率Ｂ＝９７．３５％、延び率Ｄ＝１．１％）に変更し、それ以外は実施形態１と同様にして正極板及び電池を製造した。
また、実施例４として、正極箔集電部１２２ｍを、３００３合金：１０８５合金＝５：９５からなるクラッド部（アルミニウムの平均含有率Ｂ＝９９．８０％、延び率Ｄ＝２．５％）に変更し、それ以外は実施形態１と同様にして正極板及び電池を製造した。

一方、比較例１として、正極箔集電部１２２ｍを、３００３合金のみからなる非クラッド部（アルミニウムの平均含有率Ｂ＝９７．２３％、延び率Ｄ＝１．０％）に変更し、それ以外は実施形態１と同様にして正極板及び電池を製造した。
また、比較例２として、正極箔集電部１２２ｍを、３００３合金のみを用い、これを５０：５０の割合でクラッド化したクラッド部（アルミニウムの平均含有率Ｂ＝９７．２３％、延び率Ｄ＝１．０％）に変更し、それ以外は実施形態１と同様にして正極板及び電池を製造した。

また、比較例３として、正極箔集電部１２２ｍを、３００３合金のみからなる非クラッド部（アルミニウムの平均含有率Ｂ＝９７．２３％、延び率Ｄ＝１．０％）に変更して正極板及び電池を製造した。なお、この比較例３では、正極電極箔に正極活物質層を塗工形成した後、正極板をプレスする前に、正極板集電部（正極箔集電部）に加熱処理（具体的には４００℃で３秒間）を施して、正極箔集電部を正極箔電極部よりも延び易くした。それ以外は実施形態１と同様とした。

また、比較例４として、正極箔集電部１２２ｍを、３００３合金のみからなる非クラッド部（アルミニウムの平均含有率Ｂ＝９７．２３％、延び率Ｄ＝１．０％）に変更して正極板及び電池を製造した。なお、この比較例４では、正極電極箔のうち正極箔集電部となる部分に予め凹凸を設けておくことにより、正極箔集電部を正極箔電極部よりも延び易くした。それ以外は実施形態１と同様とした。

また、比較例５として、正極箔集電部１２２ｍを、３００３合金のみからなる非クラッド部（アルミニウムの平均含有率Ｂ＝９７．２３％、延び率Ｄ＝１．０％）に変更して正極板及び電池を製造した。なお、この比較例５では、正極活物質層を塗工形成する前に、正極電極箔のうち正極箔集電部となる部分に予めテープを貼っておき、正極活物質層を塗工形成した後の、正極板電極部と正極板集電部の厚みを等しくした。そして、この状態で電極板をプレスし、その後、テープを剥離して正極箔集電部を露出させた。それ以外は実施形態１と同様とした。

また、比較例６〜１１では、正極箔電極部１２２ｗを、３００３合金から１Ｎ３０合金のみからなる非クラッド部（アルミニウムの平均含有率Ａ＝９９．６５％、延び率Ｃ＝２．０％）に変更した。
これに加えて、比較例６では、正極箔集電部１２２ｍを、１Ｎ３０合金のみからなる非クラッド部（アルミニウムの平均含有率Ｂ＝９９．６５％、延び率Ｄ＝２．０％）に変更し、それ以外は実施形態１と同様にして正極板及び電池を製造した。
また、比較例７では、正極箔集電部１２２ｍを、１Ｎ３０合金のみを用い、これを５０：５０の割合でクラッド化したクラッド部（アルミニウムの平均含有率Ｂ＝９９．６５％、延び率Ｄ＝２．０％）に変更し、それ以外は実施形態１と同様にして正極板及び電池を製造した。

また、比較例８では、正極箔集電部１２２ｍを、１Ｎ３０合金のみからなる非クラッド部（アルミニウムの平均含有率Ｂ＝９９．６５％、延び率Ｄ＝２．０％）に変更すると共に、比較例３と同様に、正極板集電部（正極箔集電部）に加熱処理を施した。それ以外は実施形態１と同様とした。
また、比較例９では、正極箔集電部１２２ｍを、１Ｎ３０合金のみからなる非クラッド部（アルミニウムの平均含有率Ｂ＝９９．６５％、延び率Ｄ＝２．０％）に変更すると共に、比較例４と同様に、正極箔集電部となる部分に予め凹凸を設けた。それ以外は実施形態１と同様とした。

また、比較例１０では、正極箔集電部１２２ｍを、１Ｎ３０合金のみからなる非クラッド部（アルミニウムの平均含有率Ｂ＝９９．６５％、延び率Ｄ＝２．０％）に変更すると共に、比較例５と同様に、正極箔集電部となる部分に予めテープを貼り、プレス後に破がした。それ以外は実施形態１と同様とした。
また、比較例１１では、正極箔集電部１２２ｍを、１Ｎ３０合金：３００３合金＝５０：５０からなるクラッド部(アルミニウムの平均含有率Ｂ＝９８．４４％、延び率Ｄ＝１．４％)に変更し、それ以外は実施形態１と同様とした。つまり、この比較例１１に係る正極板及び電池では、実施例１〜４に係る正極板及び電池とは逆に、正極箔電極部（延び率Ｃ＝２．０％）の方が正極箔集電部(延び率Ｄ＝１．４％)よりも延び易くなっている。

上述した実施例１〜４及び比較例１〜１１に係る各正極板について、１ｍ当たりの湾曲量（ｍｍ）をそれぞれ測定した。具体的には、製造された正極板を平らな面の上に置き、正極板の長手方向ＥＨの中央における湾曲量（正極板の長手方向ＥＨの両端を結ぶ仮想直線からの距離）を測定した。その結果を表１に示す。
実施例１〜４及び比較例３，４，８，９に係る正極板では、湾曲量が０．４〜１．３ｍｍ／ｍと小さかった。これに対し、比較例５，１０に係る正極板では、湾曲量が１．９〜２．０ｍｍ／ｍとやや大きかった。また、これら以外の比較例１，２，６，７，１１に係る正極板では、湾曲量が６．５〜８．０ｍｍと非常に大きかった。

このような結果を生じた理由は、以下であると考えられる。即ち、実施例１〜４に係る正極板では、正極箔集電部をクラッド部とし、正極箔集電部のアルミニウムの平均含有率Ｂ（％）を、正極箔電極部のアルミニウムの平均含有率Ａ（％）よりも高くして、正極箔集電部を正極箔電極部よりも延び易くしている。また、比較例３，８に係る正極板では、加熱処理により、正極箔集電部を正極箔電極部よりも延び易くしている。また、比較例４，９に係る正極板では、凹凸を設けることにより、正極箔集電部を正極箔電極部よりも延び易くしている。つまり、これらの正極板では、いずれも、正極箔集電部が正極箔電極部よりも延び易くなっている。このため、正極電極箔に正極活物質層を塗工形成した後、正極板をプレスしたときに、電極箔電極部がプレスにより正極活物質層と共に圧延されるのに伴って、延び易くされた電極集電部も延ばされた。その結果、正極板の湾曲量が抑制されたと考えられる。

また、比較例５，１０に係る正極板では、正極箔集電部となる部分に予めテープを貼ることで、正極板をプレスしたときに、正極電極箔全体（電極部及び集電部）にほぼ均等に圧力が掛かる。このため、プレスにより電極箔電極部と共に電極集電部も延ばされた。その結果、正極板の湾曲量がある程度抑制されたと考えられる。

これらに対し、比較例１，２，６，７に係る正極板では、いずれも、正極箔電極部と正極集電部の延び率Ｃ，Ｄが等しくなっている。或いは、比較例１１に係る正極板では、正極箔電極部の延び率Ｃが正極箔集電部の延び率Ｄよりも大きくなっている。前述したように、正極板をプレスする際、正極板電極部は加圧ロールによって加圧されるが、正極板集電部は、正極電極箔のみからなり厚みが薄いため、加圧ロールによって加圧されない。このため、正極電極箔のうち、正極箔電極部はプレスにより正極活物質層と共に圧延されるが、正極箔集電部は圧延されない。その結果、正極板の湾曲量が大きくなったと考えられる。

また、前述した実施例１〜４及び比較例１〜１１に係る各正極板について、正極活物質層に剥離が生じているか否かをそれぞれ調べた。具体的には、正極活物質層のうち、幅方向ＦＨの正極板集電部側の端部（図４，図５中、上方、図６中、右方）において、正極活物質層が剥離しているか否かを目視で調査した。その結果を表１に示す。
実施例１〜４及び比較例１〜４，６〜９，１１に係る正極板では、正極活物質層の端部に剥離が生じていなかった。これに対し、比較例５，１０に係る正極板では、正極活物質層の端部に剥離が生じていた。このような剥離が生じた理由は、比較例５，１０に係る正極板では、正極板をプレスした後、テープを剥がす際に、テープと共に正極活物質層の端部も剥がれてしまったからである。

また、前述した実施例１〜４及び比較例１〜１１に係る各電池について、電池容量をそれぞれ測定した。その結果を表１に示す。実施例１〜４及び比較例１，２，６，７，１１に係る電池では、電池容量が１．５１〜１．５４Ａｈと大きかった。これに対し、比較例３〜５，８〜１０に係る電池では、電池容量が１．４３〜１．４６Ａｈと小さくなっていた。

実施例１〜４及び比較例１，２，６，７，１１に係る電池に比して、比較例３〜５，８〜１０に係る電池で電池容量が低下した理由は、以下であると考えられる。即ち、比較例３，８に係る電池では、正極箔集電部に加熱処理を行った際に、その熱が正極活物質層まで伝わり、正極活物質層の構造等が変化した。その結果、電池容量が低減したと考えられる。

また、比較例４，９に係る電池では、電極箔集電部となる部分に予め凹凸を設けた際、正極電極箔に波打ちが生じた。そして、この波打ちが生じた正極電極箔に正極活物質層を塗工形成して、これをプレスしたときに、正極活物質層に応力が掛かって正極活物質層の剥離が生じた。その結果、電池容量が低減したと考えられる。なお、電極箔集電部となる部分に凹凸を設けた際、電極箔電極部となる部分にもその変形が及び、正極活物質層を塗工形成したときに、正極活物質層の厚みに変動を生じた。このため、これらの電池では、電池容量のバラツキも生じ易い。

また、比較例５，１０に係る電池では、プレス後にテープを剥離した際に、テープと共に正極活物質層の端部も剥がれてしまった。その結果、正極活物質層が剥離した分、電池容量が低減したと考えられる。

以上の結果より、正極箔集電部のアルミニウムの平均含有率Ｂ（％）を、正極箔電極部のアルミニウムの平均含有率Ａ（％）よりも高くして、正極箔集電部を正極箔電極部よりも延び易くすることで、正極板の湾曲量を抑制できる共に、電池容量の低減を防止できることが判る。特に、正極箔電極部の延び率Ｃ（％）と正極箔集電部の延び率Ｄ（％）とが、０．０９０≦（Ｄ−Ｃ）／Ｄ≦０．６０の関係を満たすことで、正極板の湾曲量を効果的に抑制できることが判る。

（実施形態２）
次いで、第２の実施の形態について説明する。本実施形態２に係るハイブリッド自動車（車両）７００（以下、単に自動車７００とも言う）は、実施形態１に係る電池１００を搭載し、この電池１００に蓄えた電気エネルギを、駆動源の駆動エネルギの全部または一部として使用するものである（図７参照）。

この自動車７００は、電池１００を複数組み合わせた組電池７１０を搭載し、エンジン７４０、フロントモータ７２０及びリアモータ７３０を併用して駆動するハイブリッド自動車である。具体的には、この自動車７００は、その車体７９０に、エンジン７４０と、フロントモータ７２０及びリアモータ７３０と、組電池７１０（電池１００）と、ケーブル７５０と、インバータ７６０とを搭載する。そして、この自動車７００は、組電池７１０（電池１００）に蓄えられた電気エネルギを用いて、フロントモータ７２０及びリアモータ７３０を駆動できるように構成されている。
前述したように、電池１００は、正極板１２１等の巻きズレ等を防止でき、また、電池容量が低減する不具合を防止できるので、これを搭載する自動車７００の性能及び信頼性を特に高くできる。

（実施形態３）
次いで、第３の実施の形態について説明する。本実施形態３のハンマードリル８００は、実施形態１に係る電池１００を搭載した電池使用機器である（図８参照）。このハンマードリル８００は、本体８２０の底部８２１に、電池１００を含むバッテリパック８１０が収容されており、このバッテリパック８１０を、ドリルを駆動するためのエネルギー源として利用している。
前述したように、電池１００は、正極板１２１等の巻きズレ等を防止でき、また、電池容量が低減する不具合を防止できるので、これを搭載するハンマードリル８００の性能及び信頼性を特に高くできる。

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態１〜３に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態１では、「正極箔電極部」を単一のアルミニウム合金からなる非クラッド部とし、「正極箔集電部」を２種類のアルミニウム合金をクラッド化したクラッド部としたが、「正極箔電極部」及び「正極箔集電部」の形態はこれに限られない。

例えば、正極箔集電部だけでなく、正極箔電極部も２種類のアルミニウム合金をクラッド化したクラッド部とし、正極箔集電部と正極箔電極部で２種類のアルミニウム合金の比率を変えることにより、正極箔集電部のアルミニウムの平均含有率Ｂを、正極箔電極部のアルミニウムの平均含有率Ａよりも高くしてもよい。また、正極箔電極部を２種類のアルミニウム合金をクラッド化したクラッド部とする一方、正極箔集電部を単一のアルミニウム合金からなる非クラッド部とし、正極箔集電部のアルミニウムの平均含有率Ｂが、正極箔電極部のアルミニウムの平均含有率Ａよりも高くなるようにしてもよい。また、正極箔電極部及び正極箔集電部は、それぞれ３種類以上のアルミニウム合金をクラッドすることにより形成してもよい。

また、実施形態１では、電極板として、正極電極箔１２２の両主面にそれぞれ正極活物質層１２３，１２３を形成した正極板１２１を例示したが、これに限られない。例えば、電極板を、電極箔の一方の主面のみに活物質層を形成したものとすることができる。

また、実施形態２では、本発明に係る電池１００を搭載する車両として、ハイブリッド自動車７００を例示したが、車両はこれに限られない。車両としては、例えば、電気自動車、プラグインハイブリッド自動車、ハイブリッド鉄道車両、フォークリフト、電気車いす、電動アシスト自転車、電動スクータなどが挙げられる。
また、実施形態３では、本発明に係る電池１００を搭載する電池使用機器して、ハンマードリル８００を例示したが、電池使用機器はこれに限られない。電池使用機器としては、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、電池駆動の電動工具、無停電電源装置など、電池で駆動される各種の家電製品、オフィス機器、産業機器などが挙げられる。

１００ リチウムイオン二次電池（電池）
１１０ 電池ケース
１２０ 電極体
１２１ 正極板（電極板）
１２１ｗ 正極板電極部
１２１ｍ 正極板集電部
１２２ 正極電極箔（電極箔）
１２２ｗ 正極箔電極部（電極部）
１２２ｍ 正極箔集電部（集電部）
１２３ 正極活物質層（正極合剤層）
１３１ 負極板
１３１ｗ 負極板電極部
１３１ｍ 負極板集電部
１３２ 負極電極箔
１３３ 負極活物質層（負極合剤層）
１４１ セパレータ
１５０ 正極端子（正極端子部材）
１６０ 負極端子（負極端子部材）
７００ ハイブリッド自動車（車両）
７１０ 組電池
８００ ハンマードリル（電池使用機器）
８１０ バッテリパック
ＥＨ （正極電極箔の）長手方向
ＦＨ （正極電極箔の）幅方向
ＧＨ （正極電極箔の）厚み方向

Claims (6)

1. 帯状でアルミニウム合金からなる電極箔の幅方向の一部に、自身の厚み方向に圧縮された活物質層を有する電極板を備える電池であって、
   前記電極箔は、
   自身の長手方向に帯状に延び、自身の上に前記活物質層が形成された電極部と、
   前記幅方向の一方の端部に位置して前記長手方向に帯状に延び、自身が露出する集電部と、を有し、
   前記集電部のアルミニウムの平均含有率Ｂ（％）を、前記電極部のアルミニウムの平均含有率Ａ（％）よりも高くしてなる
   電池。
2. 請求項１に記載の電池であって、
   前記電極部は、単一の第１アルミニウム合金からなる非クラッド部であり、
   前記集電部は、前記第１アルミニウム合金に、これよりもアルミニウムの含有率の高い第２アルミニウム合金をクラッドしたクラッド部である
   電池。
3. 請求項１または請求項２に記載の電池であって、
   前記電極部を圧延したときの前記電極部の延び率Ｃ（％）と、前記集電部を圧延したときの前記集電部の延び率Ｄ（％）とが、
   ０．０９０≦（Ｄ−Ｃ）／Ｄ≦０．６０
   の関係を満たしてなる
   電池。
4. 帯状でアルミニウム合金からなる電極箔の幅方向の一部に、自身の厚み方向に圧縮された活物質層を有する、電池用の電極板であって、
   前記電極箔は、
   自身の長手方向に帯状に延び、自身の上に前記活物質層が形成された電極部と、
   前記幅方向の一方の端部に位置して前記長手方向に帯状に延び、自身が露出する集電部と、を有し、
   前記集電部のアルミニウムの平均含有率Ｂ（％）を、前記電極部のアルミニウムの平均含有率Ａ（％）よりも高くしてなる
   電極板。
5. 請求項４に記載の電極板であって、
   前記電極部は、単一の第１アルミニウム合金からなる非クラッド部であり、
   前記集電部は、前記第１アルミニウム合金に、これよりもアルミニウムの含有率の高い第２アルミニウム合金をクラッドしたクラッド部である
   電極板。
6. 請求項４または請求項５に記載の電極板であって、
   前記電極部を圧延したときの前記電極部の延び率Ｃ（％）と、前記集電部を圧延したときの前記集電部の延び率Ｄ（％）とが、
   ０．０９０≦（Ｄ−Ｃ）／Ｄ≦０．６０
   の関係を満たしてなる
   電極板。

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