JP2017084697A - 電極板の製造方法及び二次電池の製造方法 - Google Patents

電極板の製造方法及び二次電池の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】高い充填密度を有し信頼性の高い電極板及びそれを用いた二次電池を提供する。【解決手段】アルミニウム箔からなる正極芯体と、正極活物質を含み正極芯体上に形成された正極活物質層を有する正極板１の製造方法において、上流側において第１正極芯体露出部を第１延伸ローラ２１により延伸し、下流側において第２正極芯体露出部を第２延伸ローラ２２により延伸し、その後、一対の圧縮ローラ３１により正極活物質層１の圧縮処理を行う。【選択図】図３

Description

本発明は、非水電解質二次電池等に用いられる電極板の製造方法及び二次電池の製造方法に関する。
電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ、ＰＨＥＶ）等の駆動用電源において、非水電解質二次電池等の二次電池が使用されている。
これらの二次電池は、金属箔からなる芯体の表面に活物質を含んだ活物質層が形成された正極板及び負極板を備える。電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ、ＰＨＥＶ）等に用いられる二次電池には、更なる体積エネルギー密度の増加が求められている。二次電池の体積エネルギー密度を増加させる方法として、活物質層の充填密度を更に高くする方法が考えられる。これにより、電池ケース内に含まれる活物質の量を増加させ、体積エネルギー密度を向上させることができる。活物質層の充填密度を更に高くする方法としては、例えば、芯体上に活物質層を設けた後、活物質層をロールプレス等により圧縮処理する際、より強い力で圧縮することにより、活物質層の充填密度をより高くすることができる。
しかしながら、芯体上に形成された活物質層をより強い力で圧縮処理した場合、活物質層のみでなく、芯体において活物質層が形成された部分も強く圧縮されるため、芯体が圧延される。ここで、電極板の幅方向の端部に長手方向に沿って活物質層が形成されていない芯体露出部が存在すると、芯体露出部は活物質層が形成された部分に比べ厚みが小さいため、芯体露出部には圧縮処理の加重が加わらない。よって、圧延処理を行った場合、芯体において活物質層が形成された部分は圧延されるものの、芯体露出部は圧延されない。このため、活物質層が形成された部分と芯体露出部では長手方向の長さに差が生じる。そして、芯体における長手方向の長さの差が生じることにより、芯体に皺が発生したり、電極板が湾曲するという課題が存在する。
このような課題を解決するため、下記特許文献１においては、電極板の芯体露出部を予め延伸させた後、電極板をロールプレスする技術が提案されている。
特許第５３９０７２１号公報
本願発明者らは電極板の製造方法について開発を行うなかで、次の課題が存在することを新たに見いたした。帯状の芯体上に長手方向に沿って活物質層が形成され、芯体において活物質層が形成された部分の両側に長手方向に沿って第１芯体露出部と第２芯体露出部が形成されている電極板について、活物質層の圧縮工程の前に予め第１芯体露出部と第２芯体露出部を同時に延伸した場合、第１芯体露出部と第２芯体露出部がそれぞれ意図するような延伸状態とならない場合が生じた。第１芯体露出部と第２芯体露出部がそれぞれ意図した状態に延伸されない場合、活物質層の圧縮工程の前に予め芯体露出部を延伸しておいても、活物質層の圧縮処理により芯体に皺が生じる場合があった。
本願発明は、上記の課題を解決することを目的とし、高い充填密度を有し信頼性の高い
電極板、及び高い体積エネルギー密度を有し信頼性の高い二次電池を提供することを目的とする。
本発明の一様態の電極板の製造方法は、
帯状の芯体と、活物質を含み前記芯体上に形成された活物質層を備えた電極板の製造方法であって、
前記芯体上に前記芯体の長手方向に沿って前記活物質層を形成し、前記芯体の幅
方向における前記活物質層の両側に前記芯体の長手方向に沿って第１芯体露出部と第２芯体露出部を設ける活物質層形成工程と、
前記活物質層形成工程の後に、前記第１芯体露出部を延伸する第１延伸工程と、
前記第１延伸工程の後に、前記第２芯体露出部を延伸する第２延伸工程と、
第２延伸工程の後に、前記活物質層を圧縮する圧縮工程を有する。
上述のように、第１芯体露出部と第２芯体露出部について個別に延伸処理を行うことにより、第１芯体露出部と第２芯体露出部をより確実に意図する状態に延伸できることを見出した。また、第１芯体露出部と第２芯体露出部がそれぞれ長手方向においてより均一に延伸できる。
前記第１延伸工程において第１延伸ローラを前記第１芯体露出部に押し当てることにより前記第１芯体露出部を延伸し、
前記第２延伸工程において、前記第１延伸ローラと異なる第２延伸ローラを前記第２芯体露出部に押し当てることにより前記第２芯体露出部を延伸することが好ましい。
前記第１延伸ローラと前記第２延伸ローラの間にガイドローラが配置され、
前記ガイドローラにより前記芯体に張力が加わるようにすることが好ましい。
前記芯体が通過する経路において、上流から前記第１延伸ローラ、前記ガイドローラ、前記第２延伸ローラの順に配置することが好ましい。
前記第１延伸ローラは、第１本体部と、前記第１本体部よりも径の大きい第１拡径部を有し、
前記第２延伸ローラは、第２本体部と、前記第２本体部よりも径の大きい第２拡径部を有し、
前記第１拡径部が前記第１芯体露出部を延伸し、
前記第２拡径部が前記第２芯体露出部を延伸することが好ましい。
本発明の一様態の二次電池の製造方法は、
上述のいずれかの方法で製造した電極板を正極板として用い、前記正極板、負極板及びセパレータを含む電極体を作製する工程と、前記電極体及び非水電解質を電池ケース内に配置する工程を有する。
本発明によれば、高い充填密度を有し信頼性の高い電極板を提供することができる。
実施形態に係る圧縮処理前の正極板の平面図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 延伸処理部及び圧縮処理部を示す図である。 延伸ローラ及びガイドローラを示す図である。 延伸ローラと正極板１の接触状態を示す図である。 変形例１に係る延伸ローラと正極板１の接触状態を示す図である。 変形例２に係る延伸ローラと正極板１の接触状態を示す図である。 変形例３に係る圧縮処理前の正極板の平面図である。 図８におけるＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。 変形例３に係る延伸処理部及び圧縮処理部を示す図である。 変形例３に係る延伸ローラ及びガイドローラを示す図である。 角形二次電池の断面図である。
本発明に係る実施形態を非水電解質二次電池の正極板を例に説明する。なお、本発明は以下の形態に限定されない。
［正極活物質層スラリー］
正極活物質としてのリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、導電剤としての炭素材料、及び溶剤としてのＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）をリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物：ＰＶｄＦ：炭素材料の質量比が９７．５：１：１．５となるように混練し、正極活物質層スラリーを作製する。なお、正極活物質層に含まれる正極活物質の正極活物質層に対する質量割合は、９５質量％以上とすることが好ましく、９９質量％以下とすることが好ましい。また、正極活物質層に含まれる結着剤の正極活物質層に対する質量割合は、５質量％未満であることが好ましく、３質量％以下であることがより好ましい。また、正極活物質層に含まれる結着剤の正極活物質層に対する質量割合は、０．５質量％以上とすることが好ましい。
［保護層スラリー］
アルミナ粉末、導電剤としての黒鉛、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）と溶剤としてのＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を、アルミナ粉末：黒鉛：ＰＶｄＦの質量比が８３：３：１４となるように混練し、保護層スラリーを作製する。なお、保護層中に含まれる結着剤の保護層に対する質量割合は、５質量％以上とすることが好ましく、８質量％以上とすることがより好ましく、１０質量％以上とすることが更に好ましい。保護層は結着剤のみから構成されてもよいが、アルミナ、ジルコニア、チタニア及びシリカ等の無機酸化物を含むことが好ましい。保護層には正極活物質が含まれないことが好ましい。保護層に正極活物質が含まれる場合であっても、保護層に含まれる正極活物質の保護層に対する質量割合は、１０質量％以下とすることが好ましく、５質量％以下とすることがより好ましく、１質量％以下とすることが更に好ましい。
［活物質層形成工程・保護層形成工程］
正極芯体としての厚さ１５μｍの帯状のアルミニウム箔の両面に、正極活物質層スラリー及び保護層スラリーをダイコータにより塗布する。このとき、正極芯体の幅方向の中央に正極活物質層スラリーが塗布され、正極活物質層スラリーが塗布される領域の幅方向の両端に保護層スラリーが塗布されるようにする。なお、一つのダイコータのダイヘッド内部の吐出口近傍において正極活物質層スラリー及び保護層スラリーを合流させ、正極活物質層スラリーと保護層スラリーを同時に正極芯体上に塗布することができる。但し、正極活物質層スラリーと保護層スラリーを同時に正極芯体上に塗布する必要はない。
正極活物質層スラリー及び保護層スラリーが塗布された正極芯体を乾燥させ、スラリー中のＮＭＰを除去する。これにより正極活物質層及び保護層が形成される。
図１は、上述の方法で作製された圧縮処理前の正極板１の平面図である。図２は図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図１に示すように、正極板１の幅方向の中央
部に、正極板１の長手方向に沿って正極活物質層１ｂが形成されている。正極芯体１ａにおいて、正極活物質層１ｂが形成された領域の幅方向の両端部には保護層（第１保護層１ｃ１、第２保護層１ｃ２）が形成されている。そして、正極板１の幅方向の両端部には、正極板１の長手方向に沿って正極芯体露出部（第１正極芯体露出部１ｄ１、第２正極芯体露出部１ｄ２）が形成されている。
図３は、正極板１の正極芯体露出部を延伸するための延伸処理部２０及び正極板１を圧縮処理する圧縮処理部３０を示す図である。帯状の正極板１は、延伸処理部２０において正極芯体露出部が延伸された後、圧縮処理部３０において正極活物質層１ｂが圧縮される。正極活物質層１ｂは圧縮処理されることにより充填密度が上昇する。
図３に示すように延伸処理部２０は、第１延伸ローラ２１、第２延伸ローラ２２、及び３つのガイドローラ２３を有する。図４の（ａ）は第１延伸ローラ２１の平面図であり、図４の（ｂ）は第２延伸ローラ２２の平面図であり、図４の（ｃ）はガイドローラ２３の平面図である。
第１延伸ローラ２１は、本体部２１ａと、本体部２１ａの幅方向の一方端側に設けられた本体部２１ａよりも径が大きい拡径部２１ｂを有する。第２延伸ローラ２２は、本体部２２ａと、本体部２２ａの幅方向の他方端側に設けられた本体部２２ａよりも径が大きい拡径部２２ｂを有する。なお、幅方向（図３においては前後方向、図４においては左右方向）において、第１延伸ローラ２１の拡径部２１ｂは一方の端部側（図３においては手前側）に配置され、第２延伸ローラ２２の拡径部２２ｂは他方の端部側（図３においては奥側）に配置される。
正極板１が延伸処理部２０を通過するとき、正極板１には各ローラにより張力が掛かった状態となっている。そして、第１延伸ローラ２１の拡径部２１ｂが、正極板１の第１正極芯体露出部１ｄ１を外側に押し広げるため第１正極芯体露出部１ｄ１が延伸される。また、第２延伸ローラ２２の拡径部２２ｂが、正極板１の第２正極芯体露出部１ｄ２外側に押し広げるため第２正極芯体露出部１ｄ２が延伸される。このようにして、圧縮処理を行う前に、正極芯体露出部が延ばされた状態となる。
図５は、第１延伸ローラ２１の拡径部２１ｂが正極板１の第１正極芯体露出部１ｄ１を外側に押し広げる状態を示す図である。第１延伸ローラ２１の拡径部２１ｂが正極板１の第１正極芯体露出部１ｄ１を外側に押し広げる。これにより、第１正極芯体露出部１ｄ１が延伸される。なお、正極板１の第２正極芯体露出部１ｄ２についても同様に、第２延伸ローラ２２の拡径部２２ｂにより外側に押し広げる。
図５においては省略しているが、正極板１の幅方向の中央側において、第１延伸ローラ２１の本体部２１ａは正極板１の正極活物質層１ｂと接するようにされている。第２延伸ローラ２２についても同様である。
正極芯体露出部が延伸された正極板１は、圧縮処理部３０において、一対の圧縮ローラ３１により圧縮され、正極活物質層１ｂの充填密度が上昇する。このとき、正極芯体１ａにおいて正極活物質層１ｂが形成されている領域が圧延され、正極板１の長手方向において延伸される。正極板１の正極芯体露出部は、予め延伸処理により延びた状態となっているため、正極芯体１ａにおいて正極活物質層１ｂが形成されている領域が圧延処理により圧延されても、正極芯体１ａに皺等が生じたり、正極板１が湾曲することを防止できる。
圧縮処理された正極板１は図２におけるＣ−Ｃ線に沿って裁断され、コイル状に巻き取られる。そして、電極体作製時に所定の長さに裁断される。
正極板１では、正極芯体１ａにおいて正極活物質層１ｂの幅方向の端部に保護層１ｃが形成されている。このため、正極板１を圧縮処理する前に正極芯体露出部について延伸処理を行ったとしても、正極活物質層１ｂの崩れ、ないし正極芯体１ａからの正極活物質層１ｂの剥離等を防止できる。なお、保護層は必須の構成ではなく、保護層を設けなくてもよい。
上述の通り、複数の正極芯体露出部をそれぞれ異なる延伸ローラで個別に延伸することが好ましい。このように各正極芯体露出部を個別に延伸することにより、各正極芯体露出部を確実に延伸できると共に、各正極芯体露出部をより均一に延伸することができる。また、必要があれば各正極芯体露出部の延伸度合いを意図する度合いに調整することができる。なお、複数の正極芯体露出部を一つの延伸ローラで同時に延伸することもできる。
図５に示すように、第１延伸ローラ２１の拡径部２１ｂの本体部２１ａからの高さＨを、圧延処理前の正極板１の正極活物質層１ｂが形成された部分の厚みＴよりも十分に大きくすることが好ましい。特に、Ｈ（ｍｍ）／Ｔ（ｍｍ）の値が３以上であることが好ましく、Ｈ（ｍｍ）／Ｔ（ｍｍ）の値が５以上であることがより好ましく、Ｈ（ｍｍ）／Ｔ（ｍｍ）の値が７以上であることが更に好ましい。これにより、より確実に、且つより均一に第１正極芯体露出部１ｄ１を延伸することが可能となる。この場合も、第１延伸ローラ２１の本体部２１ａが正極板１の正極活物質層１ｂと接するようにすることが好ましい。なお、第２延伸ローラ２２の拡径部２２ｂについても、第１延伸ローラ２１の拡径部２１ｂと同様の構成とすることが好ましい。
延伸処理部２０において、正極板１に１００Ｎ〜６００Ｎの張力が掛かる状態とすることが好ましく、正極板１に２００Ｎ〜５００Ｎの張力が掛かる状態とすることがより好ましい。延伸処理部２０における正極板１の進む速度は１０ｍ／ｍｉｎ〜１１０ｍ／ｍｉｎであることが好ましく、３０ｍ／ｍｉｎ〜１００ｍ／ｍｉｎであることがより好ましい。第１延伸ローラ２１、第２延伸ローラ２２及びガイドローラ２３は、それぞれ金属製又は樹脂製であることが好ましい。例えば、ローラの中心軸部が円柱状のＳＵＳ等の金属製部材からなり、その外表面を筒状の樹脂製部材が覆うようにすることができる。このとき、第１延伸ローラ２１において、ローラの中心軸部が円柱状の金属製部材であり、その外表面部は樹脂製部材から構成されるようにする。そして、本体部２１ａの外表面及び拡径部２１ｂが樹脂製となる。
正極活物質層スラリー及び保護層スラリーを正極芯体１ａ上に塗布する際、保護層スラリーの粘度を正極活物質層スラリーの粘度よりも小さくすることが好ましい。保護層を設けない場合、正極活物質層スラリーを塗布したとき幅方向の端部が波打ち直線的にならない場合がある。このとき、正極芯体露出部の幅にばらつきが生じるため、正極芯体露出部を延伸処理すると、延伸の度合いにばらつきが生じる可能性がある。これに対し、
正極活物質層スラリーの粘度よりも粘度の小さい保護層スラリーを正極芯体に塗布することにより、保護層の端部がより直線的になり、正極芯体露出部の幅にばらつきが生じることを抑制できる。
正極活物質層スラリーの粘度は、１．５０Ｐａ・ｓ以上とすることが好ましく、１．５０〜３．５０Ｐａ・ｓとすることがより好ましく、１．８０〜３．００Ｐａ・ｓとすることが更に好ましい。保護層スラリーの粘度は、０．５０〜１．８Ｐａ・ｓとすることが好ましく、０．６０〜１．５０Ｐａ・ｓとすることがより好ましい。なお、粘度は、スラリー中の結着剤の材質ないし量、あるいは溶媒の量を変化させることにより調整できる。また、正極活物質層スラリーの粘度、及び保護層スラリーの粘度は、スパイラル粘度計（マルコム社製 ＰＣ−１ＴＬ）を用い、回転数４０ｒｐｍ、温度２５℃の条件で測定するこ
とができる。
＜変形例１＞
正極芯体露出部の延伸処理工程において、延伸ローラの拡径部は、正極芯体露出部及び保護層の少なくとも一方に接するようにして、芯体露出部を延伸すればよい。例えば、図６に示すように、第１延伸ローラ２１の拡径部２１ｂが、第１保護層１ｃ１に接するようにしてもよい。拡径部２１ｂを正極板１の第１保護層１ｃ１に当接させ、第１正極芯体露出部１ｄ１を延伸するとともに、第１保護層１ｃ１が形成された部分の正極芯体１ａも延伸することが好ましい。これにより、正極活物質層１ｂを圧縮処理する際に、第１保護層１ｃ１が形成された部分が圧縮処理されない場合であっても、正極芯体露出部に皺が生じたり、正極板１が湾曲したりすることをより確実に防止できる。あるいは、正極活物質層１ｂを圧縮処理した際に、正極芯体１ａにおいて第１保護層１ｃ１が形成された部分の圧延の程度が、正極芯体１ａにおいて正極活物質層１ｂが形成された部分の圧延の程度よりも小さい場合であっても、正極芯体露出部に皺が生じたり、正極板１が湾曲したりすることをより確実に防止できる。
なお、変形例１に示す形態は、保護層に含まれる結着剤の保護層に対する質量割合が、活物質層に含まれる結着剤の活物質層に対する質量割合よりも大きい場合特に有効である。また、変形例１に示す形態は、第１保護層１ｃ１の厚みが正極活物質層１ｂの厚みよりも小さい場合更に効果的である。第１保護層１ｃ１等の保護層が、正極活物質層１ｂ等の活物質層に比べより多くの結着剤を含む場合、保護層は活物質層に比べ柔軟性が高い。したがって、保護層を拡径部２１ｂで押圧しても、保護層が破損する恐れは低い。
第１延伸ローラ２１の拡径部２１ｂは、正極活物質層１ｂと接さないようにすることが好ましい。これにより、正極活物質層１ｂの端部が第１延伸ローラ２１の拡径部２１ｂに接触し、正極活物質層１ｂの端部が崩れることをより確実に防止できる。図６に示すように、第１延伸ローラ２１の拡径部２１ｂと正極活物質層１ｂの間には隙間が形成されるようにすることが好ましい。特に、第１延伸ローラ２１の拡径部２１ｂと正極活物質層１ｂの最短距離が、圧縮処理前の正極芯体１ａの厚みよりも大きくなるようにすることが好ましい。
変形例１の方法により、第１正極芯体露出部１ｄ１及び第２正極芯体露出部１ｄ２について、正極板１の長手方向において０．３％延伸させた後、正極活物質層１ｂの充填密度が２．９ｇ／ｃｍ３となるように正極板１について圧縮処理を行った。このとき、正極板１に問題となる皺や湾曲等が生じないことを確認した。
＜変形例２＞
図７は変形例２に係る正極板の図５に対応する図である。図７に示すように、正極活物質層１ｂの幅方向における端部の端面１ｘは正極芯体１ａに対して傾斜（傾斜角が９０°未満）しており、第１保護層１ｃ１の一部が正極活物質層１ｂの端面１ｘ上に位置するようにすることができる。これにより、正極板を圧縮処理する前に正極芯体露出部について延伸処理を行ったとしても、正極活物質層１ｂの崩れ、ないし正極芯体１ａからの剥離等をより効果的に防止できる。
＜変形例３＞
図８は、変形例３に係る圧縮処理前の正極板１００の平面図である。図９は、図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。正極板１００では、正極芯体１００ａ上に長手方向に沿って２列の正極活物質層（第１正極活物質層１００ｂ１、第２正極活物質層１００ｂ２）が設けられている。第１正極活物質層１００ｂ１の幅方向の端部には、それぞれ正極板１００の長手方向に沿って延びる第１保護層１００ｃ１、第２保護層１００ｃ２が形成さ
れている。第２正極活物質層１００ｂ２の幅方向の端部には、それぞれ正極板１００の長手方向に沿って延びる第３保護層１００ｃ３、第４保護層１００ｃ４が形成されている。正極板１００は、幅方向においてそれぞれ離間して配置されそれぞれ正極板１００の長手方向に延びる第１正極芯体露出部１００ｄ１、第２正極芯体露出部１００ｄ２、第３正極芯体露出部１００ｄ３を有する。
図１０は、変形例３に係る延伸処理部２００及び圧縮処理部３０を示す図である。図１１は、変形例３に係る延伸処理部２００における第１延伸ローラ２１０、第２延伸ローラ２２０、第３延伸ローラ２３０を示す図である。
第１延伸ローラ２１０は、本体部２１０ａと、本体部２１０ａの幅方向の一方端側に設けられた本体部２１０ａよりも径が大きい拡径部２１０ｂを有する。第２延伸ローラ２２０は、本体部２２０ａと、本体部２２０ａの幅方向の他方端側に設けられた本体部２２０ａよりも径が大きい拡径部２２０ｂを有する。第３延伸ローラ２３０は、本体部２３０ａと、本体部２３０ａの幅方向における中央部に設けられた本体部２３０ａよりも径が大きい拡径部２３０ｂを有する。
図１０において、第１延伸ローラ２１０の拡径部２１０ｂは手前側、第２延伸ローラ２２０の拡径部２１０ｂは奥側、第３延伸ローラ２３０の拡径部２３０ｂは中央側に配置される。これにより、圧縮処理前の正極板１００は、第１正極芯体露出部１００ｄ１、第３正極芯体露出部１００ｄ３、第２正極芯体露出部１００ｄ２の順で延伸される。その後、正極板１００は、圧縮処理部３０において圧縮処理され、正極活物質層１００ｂが圧縮され充填密度が上昇する。その後、図９におけるＣ−Ｃ線に沿って裁断され、コイル状に巻き取られる。そして、電極体作製時に所定の長さに裁断される。
［角形二次電池］
上述の方法で作製した正極板を用いた二次電池の構成を、図１２に示す角形二次電池５０を用いて説明する。
［負極板の作製］
負極活物質としての黒鉛、結着剤としてのスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、及び水を含む負極活物質層スラリーを作製する。この負極活物質層スラリーを、負極芯体としての厚さ８μｍの帯状の銅箔の両面に塗布する。そして、これを乾燥させることにより、負極活物質層スラリー中の水を取り除き、負芯体上に負極活物質層を形成する。その後、負極活物質層を所定厚みになるように圧縮処理を行う。このようにして得られた負極板を、幅方向の端部に長手方向に沿って負極芯体露出部５を有する帯状になるように裁断する。
［電極体の作製］
上述の方法で作製した帯状の正極板１と負極板を、ポリオレフィン製のセパレータを介して巻回し、扁平状にプレス成形する。得られた扁平状の巻回電極体２は、巻回軸方向における一方の端部に巻回された正極芯体露出部１ｄを有し、他方の端部に巻回された負極芯体露出部５を有する。
図１２に示すように、巻回電極体２は、開口を有する角形筒状の金属製の外装体３の内部に電解質と共に配置され、外装体３の開口は金属製の封口板４により封止される。巻回電極体２と外装体３の間には樹脂製の絶縁シート１４が配置される。
巻回電極体２の正極芯体露出部１ｄに接続された金属製の正極集電体６は、封口板４に取り付けられた正極端子７に電気的に接続されている。正極集電体６と封口板４の間、正
極端子７と封口板４の間はそれぞれ樹脂製の絶縁部材１０、１１により絶縁されている。巻回電極体２の負極芯体露出部５に接続された金属製の負極集電体８は、封口板４に取り付けられた負極端子９に電気的に接続されている。負極集電体８と封口板４の間、負極端子９と封口板４の間はそれぞれ樹脂製の絶縁部材１２、１３により絶縁されている。
封口板４には注液孔１５が設けられており、注液孔１５からリチウム塩等の電解質塩及びカーボネート等の非水溶媒を含む電解液が注液される。注液後、注液孔１５は封止栓１６により封止される。封口板４には、電池内部の圧力が所定値以上となったときに破断し、電池内部のガスを外部へ排出するガス排出弁１７が設けられている。なお、正極板１と正極端子７の間の導電経路又は負極板と負極端子９の間の導電経路に、電流遮断機構を設けることができる。電流遮断機構は、電池内部の圧力が所定値以上となったときに作動し、導電経路を切断するものが好ましい。なお、電流遮断機構の作動圧は、ガス排出弁の作動圧よりも低く設定する。
＜その他＞
本願に記載の発明は、正極板及び負極板のいずれに対しても適用可能である。但し、本願に記載の発明は正極板に適用することが特に有効である。また、圧縮処理後の充填密度が２．７ｇ／ｃｍ３以上、特に２．８５ｇ／ｃｍ３以上の正極活物質層を有する正極板に適用することが特に有効である。
本願に記載の発明により作製した電極板は、巻回電極体あるいは積層型電極体の何れにも用いることができるが、巻回電極体に用いる場合特に有効である。
正極活物質としては、リチウム遷移金属複合酸化物が好ましい。特にニッケル、コバルト及びマンガンの少なくとも一種を含有するリチウム遷移金属複合酸化物が好ましい。
負極活物質としてはリチウムイオンの吸蔵・放出が可能な炭素材料を用いることができる。リチウムイオンの吸蔵・放出が可能な炭素材料としては、黒鉛、難黒鉛性炭素、易黒鉛性炭素、繊維状炭素、コークス及びカーボンブラック等が挙げられる。非炭素系材料としては、シリコン、スズ、及びそれらを主とする合金や酸化物などが挙げられる。
電極板の活物質層及び保護層に含まれる結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アラミド樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミイミド、ポリアクリルニトリル、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ヘキシル、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ヘキシル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン、ポリエーテル、ポリエーテルサルフォン、ヘキサフルオロポリプロピレン、スチレンブタジエンゴム、カルボキシメチルセルロース、アクリルゴム、アクリレート系結着剤（アクリル酸のエステル又は塩）等を用いることができる。なお、これらを単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。活物質層に含まれる結着剤と保護層に含まれる結着剤は同じであってもよいし、異なるものであっても良い。また、結着剤は樹脂製であることが好ましい。
１・・・正極板
１ａ・・・正極芯体
１ｂ・・・正極活物質層
１ｃ１・・・第１保護層 １ｃ２・・・第２保護層
１ｄ１・・・第１正極芯体露出部 １ｄ２・・・第２正極芯体露出部
１ｘ・・・端面

２０・・・延伸処理部
２１・・・第１延伸ローラ
２１ａ・・・本体部 ２１ｂ・・・拡径部
２２・・・第２延伸ローラ
２２ａ・・・本体部 ２２ｂ・・・拡径部
２３・・・ガイドローラ

３０・・・圧縮処理部
３１・・・圧縮ローラ

１００・・・正極板
１００ａ・・・正極芯体
１００ｂ１・・・第１正極活物質層 １００ｂ２・・・第２正極活物質層
１００ｃ１・・・第１保護層 １００ｃ２・・・第２保護層
１００ｃ３・・・第３保護層 １００ｃ４・・・第４保護層
１００ｄ１・・・第１正極芯体露出部
１００ｄ２・・・第２正極芯体露出部
１００ｄ３・・・第３正極芯体露出部

２００・・・延伸処理部
２１０・・・第１延伸ローラ
２１０ａ・・・本体部 ２１０ｂ・・・拡径部
２２０・・・第２延伸ローラ
２２０ａ・・・本体部 ２２０ｂ・・・拡径部
２３０・・・第３延伸ローラ
２３０ａ・・・本体部 ２３０ｂ・・・拡径部

５０・・・・角形二次電池
２・・・巻回電極体
３・・・外装体
４・・・封口板
５・・・負極芯体露出部
６・・・正極集電体
７・・・正極端子
８・・・負極集電体
９・・・負極端子
１０、１１、１２、１３・・・絶縁部材
１４・・・絶縁シート
１５・・・注液孔
１６・・・封止栓
１７・・・ガス排出弁

Claims (6)

  1. 帯状の芯体と、活物質を含み前記芯体上に形成された活物質層を備えた電極板の製造方法であって、
    前記芯体上に前記芯体の長手方向に沿って前記活物質層を形成し、前記芯体の幅方向における前記活物質層の両側に前記芯体の長手方向に沿って第１芯体露出部と第２芯体露出部を設ける活物質層形成工程と、
    前記活物質層形成工程の後に、前記第１芯体露出部を延伸する第１延伸工程と、
    前記第１延伸工程の後に、前記第２芯体露出部を延伸する第２延伸工程と、
    第２延伸工程の後に、前記活物質層を圧縮する圧縮工程を有する電極板の製造方法。
  2. 前記第１延伸工程において第１延伸ローラを前記第１芯体露出部に押し当てることにより前記第１芯体露出部を延伸し、
    前記第２延伸工程において、前記第１延伸ローラと異なる第２延伸ローラを前記第２芯体露出部に押し当てることにより前記第２芯体露出部を延伸する請求項１に記載の電極板の製造方法。
  3. 前記第１延伸ローラと前記第２延伸ローラの間にガイドローラが配置され、
    前記ガイドローラにより前記芯体に張力が加わるようにした請求項１又は２に記載の電極板の製造方法。
  4. 前記芯体が通過する経路において、上流から前記第１延伸ローラ、前記ガイドローラ、前記第２延伸ローラの順に配置された請求項３に記載の電極板の製造方法。
  5. 前記第１延伸ローラは、第１本体部と、前記第１本体部よりも径の大きい第１拡径部を有し、
    前記第２延伸ローラは、第２本体部と、前記第２本体部よりも径の大きい第２拡径部を有し、
    前記第１拡径部が前記第１芯体露出部を延伸し、
    前記第２拡径部が前記第２芯体露出部を延伸する請求項１〜４のいずれかに記載の電極板の製造方法。
  6. 請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法により製造した電極板を正極板として用い、
    前記正極板、負極板及びセパレータを含む電極体を作製する工程と、
    前記電極体及び非水電解質を電池ケース内に配置する工程を有する二次電池の製造方法。
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