JP4967265B2 - 非水電解液蓄電素子用電極構造体、該電極構造体の製造方法、および非水電解液蓄電素子 - Google Patents
非水電解液蓄電素子用電極構造体、該電極構造体の製造方法、および非水電解液蓄電素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4967265B2 JP4967265B2 JP2005204994A JP2005204994A JP4967265B2 JP 4967265 B2 JP4967265 B2 JP 4967265B2 JP 2005204994 A JP2005204994 A JP 2005204994A JP 2005204994 A JP2005204994 A JP 2005204994A JP 4967265 B2 JP4967265 B2 JP 4967265B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode plate
- negative electrode
- positive electrode
- active material
- material layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Primary Cells (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
本発明は、非水電解液蓄電素子に用いられる電極構造体、当該電極構造体の製造方法、および、それを用いた非水電解液蓄電素子に関する。
リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタに代表される非水電解液蓄電素子は、近年様々な分野で用いられている。非水電解液は水系電解液に比べ高電圧で使用することが可能であるため、一般的にエネルギー密度が高いという利点がある。
一般的な非水電解液蓄電素子は主に正極板、負極板、電極間の電気的接触を防ぐセパレータ、及び非水電解液から構成されているが、非水電解液は抵抗が高いため、鉛蓄電池等に比べると電極は薄く面積が広い設計となっている。
正極板及び負極板としては、金属箔等の集電体の上に充放電可能な活物質と必要に応じて結着剤及び／又は導電剤を含む電極活物質層を形成し、プレスした後、該電極活物質層が形成された集電体を、所定の幅にトリミングし所定の長さにスリットしたもの（後述する捲回型電極構造体に使用される）、又は、所定のサイズ及び形状に打ち抜いたもの（後述する積層型電極構造体に使用される）が用いられている。リチウムイオン二次電池の場合は、正極及び負極に異なる活物質を使用するが、キャパシタの場合は正極及び負極において同じ活物質を使用することが多い。
一般的な非水電解液蓄電素子は主に正極板、負極板、電極間の電気的接触を防ぐセパレータ、及び非水電解液から構成されているが、非水電解液は抵抗が高いため、鉛蓄電池等に比べると電極は薄く面積が広い設計となっている。
正極板及び負極板としては、金属箔等の集電体の上に充放電可能な活物質と必要に応じて結着剤及び／又は導電剤を含む電極活物質層を形成し、プレスした後、該電極活物質層が形成された集電体を、所定の幅にトリミングし所定の長さにスリットしたもの（後述する捲回型電極構造体に使用される）、又は、所定のサイズ及び形状に打ち抜いたもの（後述する積層型電極構造体に使用される）が用いられている。リチウムイオン二次電池の場合は、正極及び負極に異なる活物質を使用するが、キャパシタの場合は正極及び負極において同じ活物質を使用することが多い。
このような正極板及び負極板をセパレータを介して重ねて電極構造体を形成し、該電極構造体を外装容器に入れ、電解液を注入することによって電池が作製される。該電極構造体としては、大別すると捲回タイプ及び積層タイプがある。通常、円筒型電池には円筒状の捲回型電極構造体が使用され、携帯電話などの小型角型電池などには扁平状の捲回型電極構造体が使用され、また、薄型ラミネートタイプや比較的大型で角型の電池には、シート状（枚葉状）の電極板をセパレータを介して重ねた積層型電極構造体が使用される。
近年では特に電気自動車、ハイブリッド自動車、及びロードレベリング（電力負荷平準化）等に用いる高出力及び大容量である中大型電池に向けて非水電解液蓄電素子の開発が進んでいる。
電池の大型化を推進するにあたって、特に自動車及び家庭用ロードレベリング装置等のスペースが限られる用途の電池の場合は、捲回タイプの電極板を使用した時に生じるデッドボリューム（活かされない空間）が問題となる。デッドボリュームとは、例えば、複数の捲回型蓄電素子を互いに接するように積層して組電池とした場合に、捲回型蓄電素子の曲面同士が接し、それらの間に生じる蓄電素子が存在しない空間、又は捲回型電極構造体を矩形状の容器に収納した場合に、該容器の四隅に生じる電極板が存在しない空間をいう。
電池の大型化を推進するにあたって、特に自動車及び家庭用ロードレベリング装置等のスペースが限られる用途の電池の場合は、捲回タイプの電極板を使用した時に生じるデッドボリューム（活かされない空間）が問題となる。デッドボリュームとは、例えば、複数の捲回型蓄電素子を互いに接するように積層して組電池とした場合に、捲回型蓄電素子の曲面同士が接し、それらの間に生じる蓄電素子が存在しない空間、又は捲回型電極構造体を矩形状の容器に収納した場合に、該容器の四隅に生じる電極板が存在しない空間をいう。
一方、積層型電極構造体は、一般的に長さをそろえて裁断した矩形状の電極板（枚葉状電極板ともいう）を積み重ねた直方体であるため、大型化する場合にスペースが限られていても、電極板を効率よく配置することができる。
しかしながら、積層型電極構造体の場合、長尺の電極活物質層が形成された集電体から所定の短い長さの電極板（枚葉状電極板）を打ち抜いて切り出す工程、及びセパレータと該枚葉状電極板を精度良く積み重ねる工程が必要となり、生産性や歩留の向上が難しい。
また、積層型及び捲回型電極構造体には、電流の集中による熱損失などを抑えるために複数の電流取出し端子（リードタブ、リード線等）を設けることが多い。積層型電極構造体の場合、枚葉状電極板の集電体の幅方向の両側縁部若しくは一側縁部に設けられた非形成部に電流取出し端子を取り付けたり、該非形成部をそのまま又は該非形成部から不要部分を切り落とすことで所定形状にトリミングし、電流取出し端子として用いる。一方、捲回型電極構造体の場合、集電体の幅方向の側縁部に存在する集電体の露出部（いわゆる耳部）つまり電極活物質層の長手方向に連続する非形成部に電流取出し端子を取り付ける。該電流取出し端子を接合する際の作業性を考慮して長手方向に連続する非形成部を広くすると、電極板を圧延する際、電極活物質層の形成部と非形成部の長手方向の延び率が異なるため、歪んでシワが生じるなど非形成部が変形し易く、作業性が悪く、安定した生産が困難となる。
また、積層型及び捲回型電極構造体には、電流の集中による熱損失などを抑えるために複数の電流取出し端子（リードタブ、リード線等）を設けることが多い。積層型電極構造体の場合、枚葉状電極板の集電体の幅方向の両側縁部若しくは一側縁部に設けられた非形成部に電流取出し端子を取り付けたり、該非形成部をそのまま又は該非形成部から不要部分を切り落とすことで所定形状にトリミングし、電流取出し端子として用いる。一方、捲回型電極構造体の場合、集電体の幅方向の側縁部に存在する集電体の露出部（いわゆる耳部）つまり電極活物質層の長手方向に連続する非形成部に電流取出し端子を取り付ける。該電流取出し端子を接合する際の作業性を考慮して長手方向に連続する非形成部を広くすると、電極板を圧延する際、電極活物質層の形成部と非形成部の長手方向の延び率が異なるため、歪んでシワが生じるなど非形成部が変形し易く、作業性が悪く、安定した生産が困難となる。
本発明は上記の実状に鑑みて成し遂げられたものであり、その第１の目的は、捲回型の電極板でありながら、捲回した電極板を収納する容器内の容積を効率的に利用できる非水電解液蓄電素子用電極構造体を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、上記電極構造体を用いて、蓄電素子を設置する空間又は容器内の容積を効率的に利用可能な非水電解液蓄電素子を提供することにある。
また、本発明の第３の目的は、上記電極構造体の製造方法を提供することにある。
本発明に係る非水電解液蓄電素子用電極構造体は、セパレータを間に挟んで重ねて捲回した正極板と負極板を備える非水電解液蓄電素子用電極構造体であって、該正極板と該負極板は、集電体と該集電体の少なくとも一面へ所定パターン状に設けられた電極活物質層を備え、該パターンは少なくとも集電体の長手方向へ電極活物質層が間欠的に配置された形成部と、該形成部の間の電極活物質層が存在しない非形成部とからなり、該正極板と該負極板の間にセパレータを挟んで、周回面の平坦な領域と１８０度方向転換する領域とが周回方向へ交互に連なる矩形状に捲回した状態において、該正極板の形成部と該負極板の形成部が周回面の平坦な領域において交互に重なり、該正極板の非形成部と該負極板の非形成部が周回面の１８０度方向転換する領域において交互に重なり、以下ａ）〜ｃ）のいずれかの電流取出し端子を有することを特徴とする。
ａ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の同じ側に引き出されるように、一方の非形成部群（第１の非形成部群）に取り付けられた正極板の電流取出し端子、及び、他方の非形成部群（第２の非形成部群）に取り付けられた負極板の電流取出し端子。
ｂ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の異なる側に引き出されるように、第１の非形成部群に取り付けられた正極板の電流取出し端子、及び、第２の非形成部群に取り付けられた負極板の電流取出し端子。
ｃ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の同じ側に引き出され、且つ、第１及び第２の非形成部群の両方から正極板及び負極板の両方の電流取出し端子が引き出されるように、非形成部群の捲回方向における両端に重ならないようにそれぞれまとめて取り付けられた正極板の電流取出し端子及び負極板の電流取出し端子。
ａ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の同じ側に引き出されるように、一方の非形成部群（第１の非形成部群）に取り付けられた正極板の電流取出し端子、及び、他方の非形成部群（第２の非形成部群）に取り付けられた負極板の電流取出し端子。
ｂ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の異なる側に引き出されるように、第１の非形成部群に取り付けられた正極板の電流取出し端子、及び、第２の非形成部群に取り付けられた負極板の電流取出し端子。
ｃ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の同じ側に引き出され、且つ、第１及び第２の非形成部群の両方から正極板及び負極板の両方の電流取出し端子が引き出されるように、非形成部群の捲回方向における両端に重ならないようにそれぞれまとめて取り付けられた正極板の電流取出し端子及び負極板の電流取出し端子。
本発明に係る非水電解液蓄電素子は、断面が矩形状の内部空間を有する容器に前記非水電解液蓄電素子用電極構造体を備えたことを特徴とすることを特徴とする。
本発明に係る非水電解液蓄電素子用電極構造体の製造方法は、該電極構造体の正極板及び負極板を作成する工程において、集電体に電極活物質層を形成する形成部と形成しない非形成部とが集電体の長手方向へ交互に配列し、且つ、該正極板と該負極板の間にセパレータを挟んで、周回面の平坦な領域と１８０度方向転換する領域とが周回方向へ交互に連なる矩形状に捲回する時に、該正極板の形成部と該負極板の形成部が周回面の平坦な領域において交互に重なり、該正極板の非形成部と該負極板の非形成部が周回面の１８０度方向転換する領域において交互に重なるように、電極活物質層のピッチが変化する所定パターン状に、電極活物質層材料を用いて集電体上に電極活物質層を間欠的に形成する工程、及び、以下のいずれかの電流取出し端子を形成する工程を含むことを特徴とする。
ａ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の同じ側に引き出されるように、正極板の電流取出し端子を一方の非形成部群（第１の非形成部群）に取り付け、負極板の電流取出し端子を他方の非形成部群（第２の非形成部群）に取り付ける工程、
ｂ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の異なる側に引き出されるように、正極板の電流取出し端子を第１の非形成部群に取り付け、負極板の電流取出し端子を第２の非形成部群に取り付ける工程、及び、
ｃ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の同じ側に引き出され、且つ、第１及び第２の非形成部群の両方から正極板及び負極板の両方の電流取出し端子が引き出されるように、非形成部群の捲回方向における両端に正極板の電流取出し端子と負極板の電流取出し端子を重ならないようにそれぞれまとめて取り付ける工程。
ａ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の同じ側に引き出されるように、正極板の電流取出し端子を一方の非形成部群（第１の非形成部群）に取り付け、負極板の電流取出し端子を他方の非形成部群（第２の非形成部群）に取り付ける工程、
ｂ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の異なる側に引き出されるように、正極板の電流取出し端子を第１の非形成部群に取り付け、負極板の電流取出し端子を第２の非形成部群に取り付ける工程、及び、
ｃ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の同じ側に引き出され、且つ、第１及び第２の非形成部群の両方から正極板及び負極板の両方の電流取出し端子が引き出されるように、非形成部群の捲回方向における両端に正極板の電流取出し端子と負極板の電流取出し端子を重ならないようにそれぞれまとめて取り付ける工程。
本発明においては、集電体に電極活物質層を設ける際、正極板と負極板の間にセパレータを挟んで重ねて矩形状に捲回した時に、該正極板の形成部と該負極板の形成部が交互に重なり、且つ、該正極板の非形成部と該負極板の非形成部が交互に重なる電極構造体を形成するように、集電体の長手方向の各電極活物質層のピッチが異なる。したがって、このような正極板と負極板を備えた電極構造体によって、該電極構造体を収納する容器内の容積を効率的に利用することができ、該電極構造体を蓄電素子に用いることによって、該蓄電素子を設置する空間又は容器内の容積を効率的に利用することができる。
また、本発明は、電極板を捲回して該電極板が積層した電極構造体を作製するため、従来の積層型電極構造体とは異なり、電極板及びセパレータの打ち抜き及び積層工程が不要である。また、該打ち抜き工程で生じる電極活物質層の剥離及び脱落を回避できるため、該剥離及び脱落による短絡等に起因する不良率を下げることができる。さらに、積層型電極構造体の場合は、積層する枚葉状の各電極板に電流取出し端子を取り付ける必要があるのに対して、本発明の電極構造体は１枚の連続した正極板と負極板を用いる捲回型なので、取り付ける電流取出し端子の数を減らすことができ、電流取出し端子の接合工程の簡略化が図れる。したがって、工程の簡略化及び高速化が可能となり、生産性が向上する。
さらに、本発明は捲回型の電極構造体であるが、従来の捲回型電極構造体とは異なり、集電体の長手方向へ電極活物質層が間欠的に配置されるため、電極板が変形することなく非形成部を設けることができ、作業性がよい。
さらに、本発明は捲回型の電極構造体であるが、従来の捲回型電極構造体とは異なり、集電体の長手方向へ電極活物質層が間欠的に配置されるため、電極板が変形することなく非形成部を設けることができ、作業性がよい。
本発明の非水電解液蓄電素子用電極構造体は、セパレータを間に挟んで重ねて捲回した正極板と負極板を備える非水電解液蓄電素子用電極構造体であって、該正極板と該負極板は、集電体と該集電体の少なくとも一面へ所定パターン状に設けられた電極活物質層を備え、該パターンは少なくとも集電体の長手方向へ電極活物質層が間欠的に配置された形成部と、該形成部の間の電極活物質層が存在しない非形成部とからなり、該正極板と該負極板の間にセパレータを挟んで、周回面の平坦な領域と１８０度方向転換する領域とが周回方向へ交互に連なる矩形状に捲回した状態において、該正極板の形成部と該負極板の形成部が周回面の平坦な領域において交互に重なり、該正極板の非形成部と該負極板の非形成部が周回面の１８０度方向転換する領域において交互に重なり、以下ａ）〜ｃ）のいずれかの電流取出し端子を有することを特徴とする。
ａ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の同じ側に引き出されるように、一方の非形成部群（第１の非形成部群）に取り付けられた正極板の電流取出し端子、及び、他方の非形成部群（第２の非形成部群）に取り付けられた負極板の電流取出し端子。
ｂ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の異なる側に引き出されるように、第１の非形成部群に取り付けられた正極板の電流取出し端子、及び、第２の非形成部群に取り付けられた負極板の電流取出し端子。
ｃ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の同じ側に引き出され、且つ、第１及び第２の非形成部群の両方から正極板及び負極板の両方の電流取出し端子が引き出されるように、非形成部群の捲回方向における両端に重ならないようにそれぞれまとめて取り付けられた正極板の電流取出し端子及び負極板の電流取出し端子。
尚、以下においては、正極又は負極活物質層を形成する方法として、間欠塗工法を代表例として説明するが、本発明において集電体上に間欠的に配置された形成部と非形成部は、他の方法で製造されたものも含む。例えば、集電体の全面に活物質層を形成した後で、その一部の領域から活物質層を除去することによって形成部と非形成部を形成してもよい。
本発明において、活物質層の形成部とは、集電体上の活物質層が形成された領域を意味し、非形成部とは、集電体上の活物質層が形成されていない領域、典型的には集電体の露出面を意味する。
ａ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の同じ側に引き出されるように、一方の非形成部群（第１の非形成部群）に取り付けられた正極板の電流取出し端子、及び、他方の非形成部群（第２の非形成部群）に取り付けられた負極板の電流取出し端子。
ｂ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の異なる側に引き出されるように、第１の非形成部群に取り付けられた正極板の電流取出し端子、及び、第２の非形成部群に取り付けられた負極板の電流取出し端子。
ｃ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の同じ側に引き出され、且つ、第１及び第２の非形成部群の両方から正極板及び負極板の両方の電流取出し端子が引き出されるように、非形成部群の捲回方向における両端に重ならないようにそれぞれまとめて取り付けられた正極板の電流取出し端子及び負極板の電流取出し端子。
尚、以下においては、正極又は負極活物質層を形成する方法として、間欠塗工法を代表例として説明するが、本発明において集電体上に間欠的に配置された形成部と非形成部は、他の方法で製造されたものも含む。例えば、集電体の全面に活物質層を形成した後で、その一部の領域から活物質層を除去することによって形成部と非形成部を形成してもよい。
本発明において、活物質層の形成部とは、集電体上の活物質層が形成された領域を意味し、非形成部とは、集電体上の活物質層が形成されていない領域、典型的には集電体の露出面を意味する。
本発明に用いる正極板は、少なくとも正極活物質を含有する正極用活物質層材料を集電体の少なくとも一面に塗工して、正極活物質層を形成することによって作成される。
一方、負極板は、少なくとも負極活物質を含有する負極用活物質層材料を集電体の少なくとも一面に塗工して、負極活物質層を形成することによって作成される。
一方、負極板は、少なくとも負極活物質を含有する負極用活物質層材料を集電体の少なくとも一面に塗工して、負極活物質層を形成することによって作成される。
前記蓄電素子がリチウムイオン電池の場合、正極活物質としては、従来から非水電解液二次電池の正極活物質として用いられている材料を用いることができ、例えば、ＬｉＭｎ2Ｏ4（マンガン酸リチウム）、ＬｉＣｏＯ2（コバルト酸リチウム）、若しくはＬｉＮｉＯ2（ニッケル酸リチウム）等のリチウム酸化物、又はＴｉＳ2、ＭｎＯ2、ＭｏＯ3、若しくはＶ2Ｏ5等のカルコゲン化合物を例示することができる。
一方、負極活物質としては、従来から非水電解液二次電池の負極活物質として用いられている材料を用いることができ、例えば、天然グラファイト、人造グラファイト、アモルファス炭素、カーボンブラック、又は、これらの成分に異種元素を添加したもののような炭素質材料が好んで用いられる。
負極活物質の粒子形状は特に限定されないが、例えば、鱗片状、塊状、繊維状、球状のものが使用可能である。
一方、負極活物質としては、従来から非水電解液二次電池の負極活物質として用いられている材料を用いることができ、例えば、天然グラファイト、人造グラファイト、アモルファス炭素、カーボンブラック、又は、これらの成分に異種元素を添加したもののような炭素質材料が好んで用いられる。
負極活物質の粒子形状は特に限定されないが、例えば、鱗片状、塊状、繊維状、球状のものが使用可能である。
前記蓄電素子が電気二重層キャパシタの場合、正極及び負極に同じ活物質を使用することが多く、従来から電気二重層キャパシタの活物質として用いられる材料を用いることができる。一般的には、活性炭が好んで用いられる。
これらの活物質は、電極活物質層中に均一に分散させるために、０．１〜１００μｍの範囲の粒径を有し、且つ平均粒径が約１０μｍ以下の粉体であることが好ましい。これらの活物質は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。
電極活物質層材料中の活物質の配合割合は、溶剤を除く配合成分を基準（固形分基準）とした時に通常は７０〜９８．５重量％、好ましくは７５〜９６重量％とする。
電極活物質層材料中の活物質の配合割合は、溶剤を除く配合成分を基準（固形分基準）とした時に通常は７０〜９８．５重量％、好ましくは７５〜９６重量％とする。
本発明における電極活物質層材料には、結着材を添加することもできる。結着材としては、非水電解液蓄電素子に使用できるものであれば特に制限はなく、例えば、熱可塑性樹脂、より具体的にはポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリビニル樹脂、フッ素系樹脂またはポリイミド樹脂等を使用することができる。この際、反応性官能基を導入したアクリレートモノマーまたはオリゴマーを結着材中に混入させることも可能である。その他にも、ゴム系の樹脂や、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂、アクリレートモノマー、アクリレートオリゴマー又はこれらの混合物からなる電離放射線硬化性樹脂、上記各種の樹脂の混合物を使用することもできる。これらの樹脂の中で粘度が高いものは増粘剤としても使用可能である。
電極活物質層材料中の結着材の配合割合は、固形分基準で通常は０．５〜１５重量％、好ましくは３〜１０重量％とする。
電極活物質層材料中の結着材の配合割合は、固形分基準で通常は０．５〜１５重量％、好ましくは３〜１０重量％とする。
電極活物質層材料には、導電剤を添加してもよい。導電剤としては、非水電解液蓄電素子に使用できるものであれば特に制限はなく、例えば、グラファイト、カーボンブラック又はアセチレンブラック等の炭素質材料が必要に応じて用いられる。電極活物質層材料中の導電剤の配合割合は、通常、固形分基準で１．０〜１５重量％とする。
また、その他に添加する成分についても特に制限はなく、例えば、電極活物質層の導電性を改善するための導電助剤又はスラリーの塗工適性を改善する増粘剤などを用いることができる。
また、その他に添加する成分についても特に制限はなく、例えば、電極活物質層の導電性を改善するための導電助剤又はスラリーの塗工適性を改善する増粘剤などを用いることができる。
電極活物質層材料を調製する溶剤としては、トルエン、メチルエチルケトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン又はこれらの混合物のような有機溶剤、又はイオン交換水等を用いることができる。塗工組成物中の溶剤の割合は、通常は３０〜６０重量％、好ましくは４５〜５５重量％とし、電極活物質層材料をスラリー状に調製する。
電極活物質層材料は、適宜選択した活物質、必要に応じて結着材、および他の配合成分を適切な溶剤中にいれ、ホモジナイザー、ボールミル、サンドミル、ロールミルまたはプラネタリーミキサー等の分散機により混合分散して、スラリー状に調製できる。
電極活物質層材料は、適宜選択した活物質、必要に応じて結着材、および他の配合成分を適切な溶剤中にいれ、ホモジナイザー、ボールミル、サンドミル、ロールミルまたはプラネタリーミキサー等の分散機により混合分散して、スラリー状に調製できる。
このようにして調製された電極活物質層材料を用いて、基体である集電体の少なくとも一面に正極又は負極活物質層を間欠的に形成する。
リチウムイオン二次電池の正極集電体やキャパシタの集電体としては、通常アルミニウム箔が好ましく用いられる。一方、リチウムイオン二次電池の負極板の集電体としては、電解銅箔又は圧延銅箔等の銅箔が好ましく用いられる。集電体の厚さは捲回工程に支障がない限り特に制限はないが、通常、５〜１００μｍ程度の集電体が用いられ、特に好ましくは、８〜５０μｍ程度の集電体が用いられる。
リチウムイオン二次電池の正極集電体やキャパシタの集電体としては、通常アルミニウム箔が好ましく用いられる。一方、リチウムイオン二次電池の負極板の集電体としては、電解銅箔又は圧延銅箔等の銅箔が好ましく用いられる。集電体の厚さは捲回工程に支障がない限り特に制限はないが、通常、５〜１００μｍ程度の集電体が用いられ、特に好ましくは、８〜５０μｍ程度の集電体が用いられる。
本発明においては、非水電解液蓄電素子用電極構造体の製造方法は、該電極構造体の正極板及び負極板を作成する工程において、集電体に電極活物質層を形成する形成部と形成しない非形成部とが集電体の長手方向へ交互に配列し、且つ、該正極板と該負極板の間にセパレータを挟んで、周回面の平坦な領域と１８０度方向転換する領域とが周回方向へ交互に連なる矩形状に捲回する時に、該正極板の形成部と該負極板の形成部が周回面の平坦な領域において交互に重なり、該正極板の非形成部と該負極板の非形成部が周回面の１８０度方向転換する領域において交互に重なるように、電極活物質層のピッチが変化する所定パターン状に、電極活物質層材料を用いて集電体上に電極活物質層を間欠的に形成する工程、及び、以下のいずれかの電流取出し端子を形成する工程を含むことを特徴とする。
ａ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の同じ側に引き出されるように、正極板の電流取出し端子を一方の非形成部群（第１の非形成部群）に取り付け、負極板の電流取出し端子を他方の非形成部群（第２の非形成部群）に取り付ける工程、
ｂ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の異なる側に引き出されるように、正極板の電流取出し端子を第１の非形成部群に取り付け、負極板の電流取出し端子を第２の非形成部群に取り付ける工程、及び、
ｃ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の同じ側に引き出され、且つ、第１及び第２の非形成部群の両方から正極板及び負極板の両方の電流取出し端子が引き出されるように、非形成部群の捲回方向における両端に正極板の電流取出し端子と負極板の電流取出し端子を重ならないようにそれぞれまとめて取り付ける工程。
ａ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の同じ側に引き出されるように、正極板の電流取出し端子を一方の非形成部群（第１の非形成部群）に取り付け、負極板の電流取出し端子を他方の非形成部群（第２の非形成部群）に取り付ける工程、
ｂ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の異なる側に引き出されるように、正極板の電流取出し端子を第１の非形成部群に取り付け、負極板の電流取出し端子を第２の非形成部群に取り付ける工程、及び、
ｃ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の同じ側に引き出され、且つ、第１及び第２の非形成部群の両方から正極板及び負極板の両方の電流取出し端子が引き出されるように、非形成部群の捲回方向における両端に正極板の電流取出し端子と負極板の電流取出し端子を重ならないようにそれぞれまとめて取り付ける工程。
図１を用いて、間欠塗工法を例に所定パターン状に電極活物質層を形成する工程を説明する。尚、間欠塗工法においては、形成部を塗工部、及び非形成部を非塗工部と表現する。
図１は、本発明の非水電解液蓄電素子用電極板１の一例を模式的に示した図であり、集電体２の少なくとも一面に、集電体２の長手方向へ電極活物質層３が間欠的に、すなわち電極活物質層３と非塗工部４が交互に配置されてなり、集電体２の長手方向の各電極活物質層３のピッチ（５（１）、５（２）、・・・５（ｎ））が異なっている。上記電極活物質層（塗工部）のピッチとは、各電極活物質層（塗工部）の集電体の長手方向（塗工流れ方向）の一辺の長さの起点（又は終点）６と、当該電極活物質層（塗工部）の前又は後に形成された電極活物質層（塗工部）の集電体の長手方向（塗工流れ方向）の同じ側の一辺の長さの起点（又は終点）６との間の距離をいう。
各塗工部のピッチが異なるとは、ランダムに異なることも、所定の規則性を持って異なることも含まれる。
本発明における正極板又は負極板のそれぞれにおいて、電極活物質層は、図２に示すような電極構造体を形成するために、ほぼ同一の長さ及び大きさであることが望ましい。一方、正極板と負極板の電極活物質層の長さ及び大きさはほぼ同一である必要はなく、例えば、リチウムイオン二次電池の場合、過充電が行われた時に負極の非塗工部にリチウムが析出して樹枝状に蓄積し、セパレータを突き抜けて正極に至って内部短絡を引き起こし、これにより発熱、発火を生じさせる恐れがあるため、負極板の形状を正極板の形状よりも大きくすることが一般的である。
図１は、本発明の非水電解液蓄電素子用電極板１の一例を模式的に示した図であり、集電体２の少なくとも一面に、集電体２の長手方向へ電極活物質層３が間欠的に、すなわち電極活物質層３と非塗工部４が交互に配置されてなり、集電体２の長手方向の各電極活物質層３のピッチ（５（１）、５（２）、・・・５（ｎ））が異なっている。上記電極活物質層（塗工部）のピッチとは、各電極活物質層（塗工部）の集電体の長手方向（塗工流れ方向）の一辺の長さの起点（又は終点）６と、当該電極活物質層（塗工部）の前又は後に形成された電極活物質層（塗工部）の集電体の長手方向（塗工流れ方向）の同じ側の一辺の長さの起点（又は終点）６との間の距離をいう。
各塗工部のピッチが異なるとは、ランダムに異なることも、所定の規則性を持って異なることも含まれる。
本発明における正極板又は負極板のそれぞれにおいて、電極活物質層は、図２に示すような電極構造体を形成するために、ほぼ同一の長さ及び大きさであることが望ましい。一方、正極板と負極板の電極活物質層の長さ及び大きさはほぼ同一である必要はなく、例えば、リチウムイオン二次電池の場合、過充電が行われた時に負極の非塗工部にリチウムが析出して樹枝状に蓄積し、セパレータを突き抜けて正極に至って内部短絡を引き起こし、これにより発熱、発火を生じさせる恐れがあるため、負極板の形状を正極板の形状よりも大きくすることが一般的である。
このような電極活物質層を集電体上に形成する際、各電極活物質層のピッチは、該集電体を矩形状に捲回した時に、正極板の形成部と負極板の形成部がほぼ同位置に重なり、正極板の非形成部と負極板の非形成部がほぼ同位置に重なって図２に示すような電極構造体を形成するように、電池１セル分全体で、集電体の長手方向に向かって次第に大きくなるか又は次第に小さくなるように設定する。
電池１セル分９（図１参照）とは、電池１セルに使用する電極板の部分、つまり１つの電極構造体を形成するひとつながりの部分をいい、その長さに特に制限はない。
電池１セル分９（図１参照）とは、電池１セルに使用する電極板の部分、つまり１つの電極構造体を形成するひとつながりの部分をいい、その長さに特に制限はない。
また、矩形状の捲回とは、周回面の平坦な領域（形成部）と１８０度方向転換する領域（非形成部）とが周回方向に向かって交互に連なり、巻き上がった状態の断面が略矩形となるように渦巻き状に捲回することをいう。断面が正円又は楕円となる渦巻き状に捲回する場合には周回面が常に曲面であるのに対して、断面が矩形状となる渦巻き状に捲回する場合には、１周の間に周回面の平坦な領域と１８０度方向転換する領域は交互に２回ずつ出現し、平坦な領域同士が向き合い且つ１８０度方向転換する領域同士が向き合う。典型的な例としては、周回面の１８０度方向転換する領域の捲回方向の長さよりも周回面の平坦な領域の捲回方向の長さの方が長い扁平状の捲回が挙げられる。
正極板と負極板を捲回した状態で、正極及び負極の塗工部同士をそれぞれ同位置に重ねるためには、本発明のように、巻きの周回距離に合わせて、塗工部と非塗工部を含む活物質層のピッチを調節する必要がある。展開状態の集電体の長手方向に等間隔に塗工部と非塗工部を設ける場合には、捲回した状態で塗工部同士を同位置に重ねることができない。これは、電極板の巻き始めと巻き終わりでは、巻きの一周分の長さが異なるため、電極板を捲回した時に捲きの軸周りにおける塗工部の位置が周回を重ねるごとに次々とずれていくためである。
上記各電極活物質層のピッチの設定は、通常、電極の厚さ、セパレータの厚さ、積層回数、誤差を考慮して設定することができる。この時、各ピッチにおける非塗工部の長さは、図２から分かるように、長さを調節すべき非塗工部を含むピッチよりも内側に捲回される電極板及びセパレータの厚さの合計に近い値である。捲回のための巻き芯が存在する場合は、その厚さを含める。また、捲回時の巻取りテンションの設定によって、該ピッチを微調整することが好ましい。
上記各電極活物質層のピッチの設定は、通常、電極の厚さ、セパレータの厚さ、積層回数、誤差を考慮して設定することができる。この時、各ピッチにおける非塗工部の長さは、図２から分かるように、長さを調節すべき非塗工部を含むピッチよりも内側に捲回される電極板及びセパレータの厚さの合計に近い値である。捲回のための巻き芯が存在する場合は、その厚さを含める。また、捲回時の巻取りテンションの設定によって、該ピッチを微調整することが好ましい。
このようにピッチを設定して集電体に電極活物質層を形成することによって、正極板及び負極板をセパレータを介して矩形状に捲回した時に、図２に示すように、正極板及び負極板の電極活物質層（形成部）をほぼ同位置に重ね、正極板及び負極板の非形成部をほぼ同位置に重ねて電極構造体を形成することができる。
尚、本発明の非水電解液蓄電素子用電極構造体において、正極板及び負極板の集電体の少なくとも一面へ電極活物質層を所定パターン状に設ける際、電極板を捲回した時に捲き始めである捲きの中心部においては、周回面の平坦な領域であっても非形成部としてもよい。この場合、該非形成部の集電体の長手方向の長さは、周回面の平坦な領域の集電体の長手方向の長さの略整数倍となる。また、電極板を捲回した時の最外周においても、周回面の平坦な領域を非形成部としてもよい。
尚、本発明の非水電解液蓄電素子用電極構造体において、正極板及び負極板の集電体の少なくとも一面へ電極活物質層を所定パターン状に設ける際、電極板を捲回した時に捲き始めである捲きの中心部においては、周回面の平坦な領域であっても非形成部としてもよい。この場合、該非形成部の集電体の長手方向の長さは、周回面の平坦な領域の集電体の長手方向の長さの略整数倍となる。また、電極板を捲回した時の最外周においても、周回面の平坦な領域を非形成部としてもよい。
また、本発明の非水電解液蓄電素子用電極構造体において、正極板及び負極板の集電体の少なくとも一面へ電極活物質層を所定パターン状に設ける際、周回面の１８０度方向転換する領域であっても形成部としてもよい。このような周回面の１８０度方向転換する領域の形成部は、例えば、電極板を捲回した時に捲き始めである捲きの中心部に設定される場合がある。つまり、上述したように、各ピッチにおける非形成部の長さは、長さを調節すべき非形成部を含むピッチよりも内側に捲回される電極板及びセパレータの厚さの合計に近い値であるが、捲き始めにおいては、該内側に捲回される電極板及びセパレータの厚さの合計が小さいため、長さの短い非形成部を形成することになる。しかし、そのような短い非形成部を形成するには、短い間隔で塗工組成物の塗工及び非塗工の切り替えを行わなければならないが、短期間に塗工機械の操作切り替えを行うと該塗工機械は精度よく作動できず、塗工の誤差が大きくなる可能性がある。従って、このような場合には周回面の１８０度方向転換する領域であっても形成部を設定することがある。その他にも、電流取出し端子を取り付けることが困難であるような場合などに捲き始めである捲きの中心部に設定される。捲きの中心部において周回面の１８０度方向転換する領域の前後に存在する平坦な領域の形成部同士が該１８０度方向転換する領域の形成部とひとつながりになる場合には、該形成部の集電体の長手方向の長さは、周回面の平坦な領域の集電体の長手方向の長さの略整数倍となる。
上述したように、原則として本発明におけるパターンのピッチは、捲回した状態で形成部同士を同位置に重ねることができるように、各形成部がほぼ同じ大きさになるように設定されるが、このように捲き始めにあたる集電体の箇所において、非形成部の形成を省略した結果、例外的に、一部の形成部が、他の形成部とは異なる集電体の長手方向の長さを有してもよい。
上述したように、原則として本発明におけるパターンのピッチは、捲回した状態で形成部同士を同位置に重ねることができるように、各形成部がほぼ同じ大きさになるように設定されるが、このように捲き始めにあたる集電体の箇所において、非形成部の形成を省略した結果、例外的に、一部の形成部が、他の形成部とは異なる集電体の長手方向の長さを有してもよい。
また、電極活物質層は集電体の片面又は両面に設けることができる。集電体の両面に電極活物質層を設ける場合は、集電体を介して同じパターンで電極活物質層を形成することが好ましい。しかし、特に、上述したような目的のために、パターンの一部に周回面の平坦な領域の非形成部又は周回面の１８０度方向転換する領域の形成部を設ける場合は、集電体の両面が全て同じパターンにならなくてもよく、集電体の片面に周回面の平坦な領域の非形成部又は周回面の１８０度方向転換する領域の形成部を設けることができる。
本発明の電極板は、生産効率を考慮して、一般的には電池１セル分９が複数個提供できるような長尺の電極板であるが、この場合、電池１セル分９毎にピッチの増減は始まる。また、本発明の電極板は、例えば図１に示されるように、電池１セル分９毎の間には、電池作製に使用されない非塗工部（集電体のリード部）を含んでいてもよい。このような電池１セル分９の間の非塗工部は、作業性の向上などのために設けられるが、塗工後又は圧延後、センサー等で電池１セル分の先頭の形成部を検出し、所定の電池１セル分の位置で切断して電極板を得る際、不要な非形成部として排除される。
このように、巻きの周回距離に合わせて、塗工部と非塗工部を含む電極活物質層のピッチを調節することにより、正極板および負極板をセパレータを挟んで重ねて矩形状に捲回した時に、該正極板の塗工部と該負極板の塗工部がほぼ同位置に交互に重なり、該正極板の非塗工部と該負極板の非塗工部がほぼ同位置に交互に重なる電極構造体を形成することができる。したがって、捲回型の電極構造体でありながら、収納空間を効率的に利用できる電極構造体を作製することができる。
また、異なるピッチの塗工部と非塗工部を含む活物質層を形成する際に、電極活物質層材料を集電体の塗工流れ方向に間欠的に塗工することにより、次のような効果が得られる。すなわち、従来の方法においては、集電体の幅方向における少なくとも一方の側縁部に所定の幅を残して電極活物質層材料を塗工し、塗工部の長手方向に沿って非塗工部を形成していた。しかし、このような電極板を圧延する際には、塗工部と非塗工部の長手方向の伸び率が異なるため、電極板が変形してしまう。これに対して、本発明は上述したように集電体の長手方向へ塗工部と非塗工部を交互に設けるため、電極板の圧延の際には、塗工部が長手方向に均一に伸び、電極板が変形することが極めて少ない。
所定パターン状に電極活物質層を形成する方法には特に制限はないが、例えば塗工時にパターンを形成する方法としては、電極活物質層材料をダイヘッドで間欠的に供給するダイコート法を用いて、該電極活物質層材料を集電体に塗布する方法や、電極活物質層材料をダイヘッドへ連続的に供給し、ダイヘッド及び／又は集電体を離間、接近させて、該電極活物質層材料を該集電体に塗布することで、集電体へ塗布する塗布部と塗布しない非塗布部とを集電体の塗布流れ方向へ設ける方法や、電極活物質層材料を第１のロール上へ供給し、コンマヘッドで掻き取って所定量とし、該所定量の電極活物質層材料をコンマリバース法により第２ロール上に沿って走行する集電体へ転移させる際に、第２ロールを第１ロールから離間、接近させることで、前記集電体へ前記電極活物質層材料の塗工部と非塗工部とを設ける方法等を使用できる。電極活物質層の厚さが薄く、電池１セル分９の長さが比較的短い場合には、予めパターンが形成された版を使用するグラビア印刷やスクリーン印刷等の方法も使用可能である。
尚、電極活物質層は、複数回塗工、乾燥を繰り返すことにより形成してもよい。
尚、電極活物質層は、複数回塗工、乾燥を繰り返すことにより形成してもよい。
塗工された電極活物質層材料は、組成物中に含まれる溶剤を除去するために、通常乾燥される。乾燥工程における熱源としては、熱風、赤外線、マイクロ波、高周波、或いはそれらを組み合わせて利用できる。乾燥工程において集電体をサポート又はプレスする金属ローラーや金属シートを加熱して放出させた熱によって乾燥してもよい。また、乾燥後、電子線または放射線を照射することにより、結着材を架橋反応させて電極活物質層を得ることもできる。
上述したように、正極又は負極活物質層を形成する方法は、上記間欠塗工法に限られず、他の方法であってもよい。例えば、電極活物質層材料の塗工及び乾燥により形成された電極活物質層を部分的に除去して集電体の露出部を形成することにより非形成部が形成される方法、集電体の全面に塗布されたインキの一部を乾燥前にふき取る又は吸引することにより非形成部が形成される方法、転写等により集電体上に直接パターン状に電極活物質層を形成する方法、活物質と結着剤を混練及び圧延したシートを集電体に貼り付ける方法、及び集電体上に電極活物質層材料を直接蒸着する方法などが挙げられるが、これらの方法に限定されない。しかし、例えば、前記電極活物質層を部分的に除去して非形成部を形成する方法の場合は、電極活物質層の剥離除去という余分な作業工程を必要とし、除去しきれなかった電極活物質層があった場合、その影響で非塗工部への電流取出し端子の溶接が困難になる可能性があるため、作業性に劣る。これに対して、間欠塗工法では、間欠塗工により非塗工部を設けるため、後に電極活物質層を剥離する必要がなく、作業性の点から好ましい。
更に、得られた電極活物質層をプレス加工することにより、電極活物質層の密度、集電体に対する密着性、均質性を向上させることができる。
プレス加工は、例えば、金属ロール、弾性ロール、加熱ロールまたはシートプレス機等を用いて行う。本発明においてプレス温度は、活物質層の塗工膜を乾燥させる温度よりも低い温度とする限り、室温で行っても良いし又は加温して行っても良いが、通常は室温（室温の目安としては１５〜３５℃である。）で行う。
ロールプレスは、ロングシート状の負極板を連続的にプレス加工できるので好ましい。ロールプレスを行う場合には定位プレス、定圧プレスのいずれを行っても良い。プレスのライン速度は通常、５〜５０ｍ／ｍｉｎ．とする。ロールプレスの圧力を線圧で管理する場合、加圧ロールの直径に応じて調節するが、通常は線圧を４．９Ｎ（０．５ｋｇｆ／ｃｍ）〜９．８ｋＮ（１ｔｆ／ｃｍ）とする。
また、シートプレスを行う場合には通常、４９０３〜７３５５０Ｎ／ｃｍ２（５００〜７５００ｋｇｆ／ｃｍ２）、好ましくは２９４２０〜４９０３３Ｎ／ｃｍ２（３０００〜５０００ｋｇｆ／ｃｍ２）の範囲に圧力を調節する。プレス圧力が小さすぎると活物質層の均質性が得られにくく、プレス圧力が大きすぎると集電体を含めて電極板自体が破損してしまう場合がある。活物質層は、一回のプレスで所定の厚さにしてもよく、均質性を向上させる目的で数回に分けてプレスしてもよい。
プレス加工は、例えば、金属ロール、弾性ロール、加熱ロールまたはシートプレス機等を用いて行う。本発明においてプレス温度は、活物質層の塗工膜を乾燥させる温度よりも低い温度とする限り、室温で行っても良いし又は加温して行っても良いが、通常は室温（室温の目安としては１５〜３５℃である。）で行う。
ロールプレスは、ロングシート状の負極板を連続的にプレス加工できるので好ましい。ロールプレスを行う場合には定位プレス、定圧プレスのいずれを行っても良い。プレスのライン速度は通常、５〜５０ｍ／ｍｉｎ．とする。ロールプレスの圧力を線圧で管理する場合、加圧ロールの直径に応じて調節するが、通常は線圧を４．９Ｎ（０．５ｋｇｆ／ｃｍ）〜９．８ｋＮ（１ｔｆ／ｃｍ）とする。
また、シートプレスを行う場合には通常、４９０３〜７３５５０Ｎ／ｃｍ２（５００〜７５００ｋｇｆ／ｃｍ２）、好ましくは２９４２０〜４９０３３Ｎ／ｃｍ２（３０００〜５０００ｋｇｆ／ｃｍ２）の範囲に圧力を調節する。プレス圧力が小さすぎると活物質層の均質性が得られにくく、プレス圧力が大きすぎると集電体を含めて電極板自体が破損してしまう場合がある。活物質層は、一回のプレスで所定の厚さにしてもよく、均質性を向上させる目的で数回に分けてプレスしてもよい。
電極活物質層の厚さについては、捲回工程に支障がない限り、特に制限はない。通常、電極活物質層の厚さ（片面）は、５〜５００μｍ程度であり、好ましくは１０〜２００μｍ程度であるが、蓄電素子の設計や材料の選択によっては上記以外の範囲になることもありうる。
尚、一般的に、プレスによって電極板の寸法（主に電極活物質層の寸法）は変化する。電極活物質層の組成物、塗工量、集電体の種類、目標密度等によってその変化率は異なるが、通常数％程度の寸法変化が起こる。従って、電極板のプレス工程前にパターン形成工程を行う場合、最終的に捲回する電極板における形成部と非形成部の各々の長さ及び電極板の寸法の変化率から、パターン形成時の寸法仕様を決定する必要がある。尚、電極板のプレス工程後にパターンを形成する場合や、プレス工程を含まない場合には、電極寸法の変化率を考慮する必要がない。
電極活物質層の重量については、特に制限はないが、例えば、炭素系の材料を使用する場合、通常、電極活物質層の重量（片面）は、１０〜２００ｇ／ｍ２程度である。また、金属酸化物等の材料を使用する場合は、通常２０〜４００ｇ／ｍ２程度である。蓄電素子の設計や材料の選択によっては上記以外の範囲であってもよい。
尚、一般的に、プレスによって電極板の寸法（主に電極活物質層の寸法）は変化する。電極活物質層の組成物、塗工量、集電体の種類、目標密度等によってその変化率は異なるが、通常数％程度の寸法変化が起こる。従って、電極板のプレス工程前にパターン形成工程を行う場合、最終的に捲回する電極板における形成部と非形成部の各々の長さ及び電極板の寸法の変化率から、パターン形成時の寸法仕様を決定する必要がある。尚、電極板のプレス工程後にパターンを形成する場合や、プレス工程を含まない場合には、電極寸法の変化率を考慮する必要がない。
電極活物質層の重量については、特に制限はないが、例えば、炭素系の材料を使用する場合、通常、電極活物質層の重量（片面）は、１０〜２００ｇ／ｍ２程度である。また、金属酸化物等の材料を使用する場合は、通常２０〜４００ｇ／ｍ２程度である。蓄電素子の設計や材料の選択によっては上記以外の範囲であってもよい。
以上のようにして本発明に係る非水電解液蓄電素子用電極板が得られ、この電極板を用いて非水電解液蓄電素子を作製することができる。
上記電極板を用いて蓄電素子を作製する際には、形成部と非形成部の間の非形成部に適宜、電流取出し端子を取り付けることが好ましい。例えば、図３〜図５に示すように、電流取出し端子を取り付けることができる。電極板の２箇所以上に電流取出し端子を取り付けて、引き出した各電流取出し端子を集約することにより集電抵抗が少なくなり、高出力且つ充放電時の発熱を抑えた電池を得ることが可能になる。電流取出し端子は公知の電流取出し端子でよく、例えば集電体に溶接すること等により固定することができる。
上記電極板を用いて蓄電素子を作製する際には、形成部と非形成部の間の非形成部に適宜、電流取出し端子を取り付けることが好ましい。例えば、図３〜図５に示すように、電流取出し端子を取り付けることができる。電極板の２箇所以上に電流取出し端子を取り付けて、引き出した各電流取出し端子を集約することにより集電抵抗が少なくなり、高出力且つ充放電時の発熱を抑えた電池を得ることが可能になる。電流取出し端子は公知の電流取出し端子でよく、例えば集電体に溶接すること等により固定することができる。
電流取出し端子は、全ての非形成部につける必要はなく、また、正極板と負極板における電流取出し端子の位置は、電流集中による発熱や装置のレイアウト等を考慮しながら任意に選択することができる。正極板と負極板をセパレータを挟んで重ねて略矩形状に捲回した時、該正極板１ａの形成部と該負極板１ｂの形成部が周回面の平坦な領域において交互に重なった１つの形成部群１２と、該正極板１ａの非形成部と該負極板１ｂの非形成部が周回面の１８０度方向転換する領域において交互に重なった1対の対向する非形成部群（第１の非形成部群１３ａと第２の非形成部群１３ｂ）を備えた電極構造体１０が形成される。正極板及び負極板に電流取出し端子を取り付ける方法としては、以下のような場合を例示できる。例えば、図３に示すような、該電極構造体１０から正極板と負極板の電流取出し端子７ａ、７ｂが電極板の幅方向の同じ側に引き出されるように、正極板の電流取出し端子７ａを一方の非形成部群（第１の非形成部群１３ａ）に取り付け、負極板の電流取出し端子７ｂを他方の非形成部群（第２の非形成部群１３ｂ）に取り付ける方法、図４に示すような、該電極構造体１０から正極板と負極板の電流取出し端子７ａ、７ｂが電極板の幅方向の異なる側に引き出されるように、正極板の電流取出し端子７ａを第１の非形成部群１３ａに取り付け、負極板の電流取出し端子７ｂを第２の非形成部群１３ｂに取り付ける方法、及び、図５に示すような、該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子７ａ、７ｂが電極板の幅方向の同じ側に引き出され、且つ、第１及び第２の非形成部群１３ａ、１３ｂの両方から正極板及び負極板の両方の電流取出し端子７ａ、７ｂが引き出されるように、非形成部群１３ａ、１３ｂの捲回方向における両端に正極板の電流取出し端子７ａと負極板の電流取出し端子７ｂを重ならないようにそれぞれまとめて取り付ける方法等が挙げられる。
上述したように電流取出し端子を取り付けた正極板及び負極板の間にセパレータを挟んで重ね、略矩形状に捲回し、該正極板の形成部と該負極板の形成部がほぼ同位置に交互に重なり、該正極板の非形成部と該負極板の非形成部がほぼ同位置に交互に重なる電極構造体を形成する。図３〜図５に、形成した電極構造体１０をテープ８で固定した概略図を示す。
本発明に係る非水電解液蓄電素子は、上記電極構造体を電解液とともに断面が矩形状の内部空間を有する外装容器へ封入したものである。具体的には、本発明においては、小型角型電池などの矩形状の捲回型電極構造体を使用した非水電解液蓄電素子が特に好ましい。
通常、正極板及び負極板を、ポリエチレン製多孔質フィルムのようなセパレータを介して矩形断面を有する渦巻状に捲回し、外装容器の内部空間にフィットする形状及び大きさの電極構造体を作製し、外装容器に挿入する。挿入後、正極板に取り付けられた電流取出し端子を外装容器に設けた正極端子に接続し、一方、負極板に取り付けられた電流取出し端子を外装容器に設けた負極端子に接続し、外装容器に非水電解液を充填し、密封することによって、本発明に係る電極構造体を備えた非水電解液蓄電素子が完成する。外装容器には金属缶やラミネートパックなどの一般的に使用できる外装材が使用可能であり、ラミネート材を使用する場合には電流取出し端子をそのまま外装材の外に出し、電極端子として用いることも可能である。
通常、正極板及び負極板を、ポリエチレン製多孔質フィルムのようなセパレータを介して矩形断面を有する渦巻状に捲回し、外装容器の内部空間にフィットする形状及び大きさの電極構造体を作製し、外装容器に挿入する。挿入後、正極板に取り付けられた電流取出し端子を外装容器に設けた正極端子に接続し、一方、負極板に取り付けられた電流取出し端子を外装容器に設けた負極端子に接続し、外装容器に非水電解液を充填し、密封することによって、本発明に係る電極構造体を備えた非水電解液蓄電素子が完成する。外装容器には金属缶やラミネートパックなどの一般的に使用できる外装材が使用可能であり、ラミネート材を使用する場合には電流取出し端子をそのまま外装材の外に出し、電極端子として用いることも可能である。
リチウム系二次電池を作製する場合には、溶質であるリチウム塩を有機溶媒に溶かした非水電解液が用いられる。リチウム塩としては、例えば、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ等の無機リチウム塩、または、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＣ（ＳＯ２ＣＦ３）３、ＬｉＯＳＯ２ＣＦ３、ＬｉＯＳＯ２Ｃ２Ｆ５、ＬｉＯＳＯ２Ｃ３Ｆ７、ＬｉＯＳＯ２Ｃ４Ｆ９、ＬｉＯＳＯ２Ｃ５Ｆ１１、ＬｉＯＳＯ２Ｃ６Ｆ１３、ＬｉＯＳＯ２Ｃ７Ｆ１５等の有機リチウム塩等が用いられる。
電気二重層キャパシタを作製する場合には、溶質として４級アンモニウム塩等がしばしば使用される。例えば、Ｅｔ４ＮＰＦ６、Ｂｕ４ＮＰＦ６、Ｂｕ４ＮＢＦ４等の４級アンモニウム塩が用いられる。
電気二重層キャパシタを作製する場合には、溶質として４級アンモニウム塩等がしばしば使用される。例えば、Ｅｔ４ＮＰＦ６、Ｂｕ４ＮＰＦ６、Ｂｕ４ＮＢＦ４等の４級アンモニウム塩が用いられる。
溶質である塩を溶解するための有機溶媒としては、環状エステル類、鎖状エステル類、環状エーテル類、鎖状エーテル類等を例示できる。より具体的には、環状エステル類としては、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ビニレンカーボネート、２−メチル−γ−ブチロラクトン、アセチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等を例示できる。
鎖状エステル類としては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルエチルカーボネート、メチルブチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチルブチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、ブチルプロピルカーボネート、プロピオン酸アルキルエステル、マロン酸ジアルキルエステル、酢酸アルキルエステル等を例示できる。
環状エーテル類としては、テトラヒドロフラン、アルキルテトラヒドロフラン、ジアルキルテトラヒドロフラン、アルコキシテトラヒドロフラン、ジアルコキシテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、アルキル−１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキソラン等を例示できる。
鎖状エーテル類としては、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、ジエチルエーテル、エチレングリコールジアルキルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、トリエチレングリコールジアルキルエーテル、テトラエチレングリコールジアルキルエーテル等を例示することができる。
（実施例１）
正極用活物質としてＬｉＣｏＯ２粉末を９０重量部と、正極用導電剤としてアセチレンブラックを５重量部と、正極用結着材としてポリフッ化ビニリデンを５重量部と、固形分が組成物中６０重量％になるように溶剤としてＮ−メチル−ピロリドンを用いて、これらをプラネタリーミキサーで混合することにより、正極活物質層材料の調製を行った。
集電体として厚さ２０μｍのアルミ箔を使用し、ダイヘッドで間欠的に供給するダイコート法を用いて、正極活物質層材料を塗工した。一面あたりの塗工量は約２７０ｇ／ｍ２となるようにし、両面に同じパターンで塗工した。電池１セル分において、塗工部の長さは９９ｍｍに固定し、非塗工部の長さは初期値を０．５ｍｍと設定し、各ピッチごとに０．４ｍｍずつ長手方向に長くなるように２０回塗布した。また、各電池１セル分には、捲きの中心部及び最外周として非塗工部を各６００ｍｍ設けた。
また、負極用活物質として人造黒鉛を９７重量部と、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースを１重量部と、負極用結着材としてスチレン−ブタジエンゴムを２重量部と、固形分が組成物中４８重量％になるように溶剤としてイオン交換水を用いて、これらをプラネタリーミキサーで混合することにより、負極活物質層材料の調製を行った。
集電体として厚さ１４μｍの銅箔を使用し、ダイヘッドで間欠的に供給するダイコート法を用いて、負極活物質層材料を塗工した。一面あたりの塗工量は約１２０ｇ／ｍ２となるようにし、両面に同じパターンで塗工した。電池１セル分において、塗工部の長さは１００．５ｍｍに固定し、非塗工部の長さは初期値を０．５ｍｍに設定し、各ピッチごとに０．４ｍｍずつ長手方向に長くなるように２０回塗布した。また、各電池１セル分には、捲きの中心部及び最外周として非塗工部を各６００ｍｍ設けた。
正極用活物質としてＬｉＣｏＯ２粉末を９０重量部と、正極用導電剤としてアセチレンブラックを５重量部と、正極用結着材としてポリフッ化ビニリデンを５重量部と、固形分が組成物中６０重量％になるように溶剤としてＮ−メチル−ピロリドンを用いて、これらをプラネタリーミキサーで混合することにより、正極活物質層材料の調製を行った。
集電体として厚さ２０μｍのアルミ箔を使用し、ダイヘッドで間欠的に供給するダイコート法を用いて、正極活物質層材料を塗工した。一面あたりの塗工量は約２７０ｇ／ｍ２となるようにし、両面に同じパターンで塗工した。電池１セル分において、塗工部の長さは９９ｍｍに固定し、非塗工部の長さは初期値を０．５ｍｍと設定し、各ピッチごとに０．４ｍｍずつ長手方向に長くなるように２０回塗布した。また、各電池１セル分には、捲きの中心部及び最外周として非塗工部を各６００ｍｍ設けた。
また、負極用活物質として人造黒鉛を９７重量部と、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースを１重量部と、負極用結着材としてスチレン−ブタジエンゴムを２重量部と、固形分が組成物中４８重量％になるように溶剤としてイオン交換水を用いて、これらをプラネタリーミキサーで混合することにより、負極活物質層材料の調製を行った。
集電体として厚さ１４μｍの銅箔を使用し、ダイヘッドで間欠的に供給するダイコート法を用いて、負極活物質層材料を塗工した。一面あたりの塗工量は約１２０ｇ／ｍ２となるようにし、両面に同じパターンで塗工した。電池１セル分において、塗工部の長さは１００．５ｍｍに固定し、非塗工部の長さは初期値を０．５ｍｍに設定し、各ピッチごとに０．４ｍｍずつ長手方向に長くなるように２０回塗布した。また、各電池１セル分には、捲きの中心部及び最外周として非塗工部を各６００ｍｍ設けた。
塗工乾燥後、塗工時に形成された集電体の幅方向の両側縁部に位置する非塗工部をトリミングし、ロールプレス機にて、正極及び負極の塗工部の厚さが１７０μｍとなるように圧延した。正極及び負極の塗工部の伸び率はそれぞれ約１％、約０．５％であり、正極の塗工部の長さと負極の塗工部の長さはそれぞれ約１００ｍｍ、約１０１ｍｍとなった。
その後、正極活物質層が形成された集電体の幅が１２０ｍｍ、負極活物質層が形成された集電体の幅が１２５ｍｍとなるようにスリット処理を行い、正極板及び負極板を作成した。
その後、正極活物質層が形成された集電体の幅が１２０ｍｍ、負極活物質層が形成された集電体の幅が１２５ｍｍとなるようにスリット処理を行い、正極板及び負極板を作成した。
リード線を正極板及び負極板の非塗工部の４ピッチ毎に、電極構造体から正極板と負極板のリード線が電極板の幅方向の異なる側で且つ、同じ非形成部群側に引き出されるように、超音波溶接により接続した。リード線の材質としては、正極板にはアルミ、負極板にはニッケルのリード線を用いた。
正極板及び負極板を厚さ３０μｍのセパレータを挟んで重ね、非塗工部を約１００ｍｍの長さまで矩形状に巻き取り、続いて正極板と負極板の塗工部が交互に重なるように２０ピッチ分を巻き取った。外周一周分は非塗工部を更に巻き、ポリイミドテープで固定することで、正極板と負極板の電極活物質層が交互に積層された形状の電極構造体を得た。
正極板及び負極板を厚さ３０μｍのセパレータを挟んで重ね、非塗工部を約１００ｍｍの長さまで矩形状に巻き取り、続いて正極板と負極板の塗工部が交互に重なるように２０ピッチ分を巻き取った。外周一周分は非塗工部を更に巻き、ポリイミドテープで固定することで、正極板と負極板の電極活物質層が交互に積層された形状の電極構造体を得た。
（実施例２）
実施例１と同様に正極活物質層材料の調製を行った。集電体として厚さ２０μｍのアルミ箔を使用し、ダイコート法を用いて、正極活物質層材料を連続塗工した。一面あたりの塗工量は約２７０ｇ／ｍ２となるようにし、両面に塗工した。
また、実施例１と同様に負極活物質層材料の調製を行った。集電体として厚さ１４μｍの銅箔を使用し、ダイコート法を用いて、負極活物質層材料を連続塗工した。一面あたりの塗工量は約１２０ｇ／ｍ２となるようにし、両面に塗工した。
次に、正極板及び負極板において、電極活物質層が形成された集電体上にポリエチレン／ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のラミネートフィルムを重ね、矩形状の熱板で圧着してポリエチレンを電極活物質層に溶融浸透固化した後剥離することにより、電極活物質層を除去し、非塗工部を形成した。該矩形状は、幅は電極活物質層の幅であり、長さは初期値が正極の場合は０．５ｍｍ、負極の場合は０．９ｍｍとし、各ピッチ毎に０．４ｍｍずつ長手方向に長くなるように形成され、電極活物質層の長さは各ピッチにおいて正極の場合は９９ｍｍ、負極の場合は１００．５ｍｍとし、２０ピッチを電池１セル分とした。
このようにして、電池１セル分において、塗工部の長さが９９ｍｍに固定され、非塗工部の長さが初期値０．５ｍｍから各ピッチごとに０．４ｍｍずつ長手方向に長くなるようなパターンが、正極の集電体の両面に形成された。また、電池１セル分において、塗工部の長さが１００．５ｍｍに固定され、非塗工部の長さが初期値０．９ｍｍから各ピッチごとに０．４ｍｍずつ長手方向に長くなるようなパターンが、負極の集電体の両面に形成された。尚、各電池１セル分には、捲きの中心部及び最外周として非塗工部をそれぞれ５０ｍｍ設けた。
実施例１と同様に正極活物質層材料の調製を行った。集電体として厚さ２０μｍのアルミ箔を使用し、ダイコート法を用いて、正極活物質層材料を連続塗工した。一面あたりの塗工量は約２７０ｇ／ｍ２となるようにし、両面に塗工した。
また、実施例１と同様に負極活物質層材料の調製を行った。集電体として厚さ１４μｍの銅箔を使用し、ダイコート法を用いて、負極活物質層材料を連続塗工した。一面あたりの塗工量は約１２０ｇ／ｍ２となるようにし、両面に塗工した。
次に、正極板及び負極板において、電極活物質層が形成された集電体上にポリエチレン／ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のラミネートフィルムを重ね、矩形状の熱板で圧着してポリエチレンを電極活物質層に溶融浸透固化した後剥離することにより、電極活物質層を除去し、非塗工部を形成した。該矩形状は、幅は電極活物質層の幅であり、長さは初期値が正極の場合は０．５ｍｍ、負極の場合は０．９ｍｍとし、各ピッチ毎に０．４ｍｍずつ長手方向に長くなるように形成され、電極活物質層の長さは各ピッチにおいて正極の場合は９９ｍｍ、負極の場合は１００．５ｍｍとし、２０ピッチを電池１セル分とした。
このようにして、電池１セル分において、塗工部の長さが９９ｍｍに固定され、非塗工部の長さが初期値０．５ｍｍから各ピッチごとに０．４ｍｍずつ長手方向に長くなるようなパターンが、正極の集電体の両面に形成された。また、電池１セル分において、塗工部の長さが１００．５ｍｍに固定され、非塗工部の長さが初期値０．９ｍｍから各ピッチごとに０．４ｍｍずつ長手方向に長くなるようなパターンが、負極の集電体の両面に形成された。尚、各電池１セル分には、捲きの中心部及び最外周として非塗工部をそれぞれ５０ｍｍ設けた。
塗工時に形成された集電体の幅方向の両側縁部に位置する非塗工部をトリミングし、ロールプレス機にて、正極および負極の塗工部の厚さが１７０μｍになるように圧延加工を行った。正極及び負極の塗工部の伸び率はそれぞれ約１％、約０．５％であり、正極の塗工部の長さと負極の塗工部の長さはそれぞれ約１００ｍｍ、約１０１ｍｍとなった。
その後、正極活物質層を形成した集電体は幅１２０ｍｍ、負極活物質層を形成した集電体は幅１２５ｍｍとなるようにスリット処理を行い、正極板及び負極板を作成した。
その後、正極活物質層を形成した集電体は幅１２０ｍｍ、負極活物質層を形成した集電体は幅１２５ｍｍとなるようにスリット処理を行い、正極板及び負極板を作成した。
リード線を正極板及び負極板の非塗工部の４ピッチ毎に、電極構造体から正極板と負極板のリード線が電極板の幅方向の異なる側で且つ、異なる非形成部群側に引き出されるように、正極板と負極板のリード線を取り付ける位置を１ピッチ分ずらして超音波溶接により接続した。リード線の材質は正極板をアルミ、負極板はニッケルとした。
これら正極板及び負極板を厚さ３０μｍ及び幅１３０ｍｍのセパレータを挟んで重ね、捲き芯となる幅１００ｍｍ×高さ１３０ｍｍ、厚さ約０．５ｍｍのＰＰ（ポリプロピレン）板に、正極板、セパレータ、負極板、セパレータの順に重なるようにしてポリイミドテープで固定し、非塗工部を約１００ｍｍの長さまで矩形状に巻き取り、続いて正極板と負極板の塗工部が交互に積層するように電極活物質層２０ピッチ分を巻き取った。外周であるＰＰ板はポリイミドテープで固定し、正極板と負極板の電極活物質層が交互に積層した電極構造体を得た。
これら正極板及び負極板を厚さ３０μｍ及び幅１３０ｍｍのセパレータを挟んで重ね、捲き芯となる幅１００ｍｍ×高さ１３０ｍｍ、厚さ約０．５ｍｍのＰＰ（ポリプロピレン）板に、正極板、セパレータ、負極板、セパレータの順に重なるようにしてポリイミドテープで固定し、非塗工部を約１００ｍｍの長さまで矩形状に巻き取り、続いて正極板と負極板の塗工部が交互に積層するように電極活物質層２０ピッチ分を巻き取った。外周であるＰＰ板はポリイミドテープで固定し、正極板と負極板の電極活物質層が交互に積層した電極構造体を得た。
（比較例１）
実施例２と同様に集電体上に正極活物質層、及び負極活物質層を連続塗工した。塗工の際、塗工時に形成された集電体の幅方向の両側縁に位置する非塗工部は、いずれか一の側縁部をリード線溶接部として使用する目的でそれぞれ７ｍｍ幅とした。
上記正極及び負極の集電体をロールプレス機にて、正極および負極の塗工部厚さが１７０μｍとなるように圧延し、打ち抜き機（トムソン刃タイプ）で正極の集電体を１２５×１００ｍｍ（塗工部１２０×１００ｍｍ及び集電体の幅方向の一側縁の非塗工部５×１００ｍｍを含む）の大きさの矩形状に２０回打ち抜き、同様に、負極の集電体を１３０×１０１ｍｍ（塗工部１２５×１０１ｍｍ及び集電体の幅方向の一側縁の非塗工部５×１０１ｍｍを含む）の大きさの矩形状に２０回打ち抜き、２０枚の正極板及び２０枚の負極板を得た。
打ち抜いた正極板及び負極板の全ての非塗工部にリード線を溶接し、同様に打ち抜いた厚さ３０μｍ、１３０×１０５ｍｍのセパレータを挟んで正極板と負極板を交互に積層した。
積層する時に、正極板、負極板、及びセパレータの大きさが全て異なるため、安定して精度良く積み重ねることが困難であり、生産性は著しく悪かった。また、電極板を打ち抜いた後に電極板の切断面からの電極活物質層の脱落粉を除去する工程及び専用の装置が必要であった。
実施例２と同様に集電体上に正極活物質層、及び負極活物質層を連続塗工した。塗工の際、塗工時に形成された集電体の幅方向の両側縁に位置する非塗工部は、いずれか一の側縁部をリード線溶接部として使用する目的でそれぞれ７ｍｍ幅とした。
上記正極及び負極の集電体をロールプレス機にて、正極および負極の塗工部厚さが１７０μｍとなるように圧延し、打ち抜き機（トムソン刃タイプ）で正極の集電体を１２５×１００ｍｍ（塗工部１２０×１００ｍｍ及び集電体の幅方向の一側縁の非塗工部５×１００ｍｍを含む）の大きさの矩形状に２０回打ち抜き、同様に、負極の集電体を１３０×１０１ｍｍ（塗工部１２５×１０１ｍｍ及び集電体の幅方向の一側縁の非塗工部５×１０１ｍｍを含む）の大きさの矩形状に２０回打ち抜き、２０枚の正極板及び２０枚の負極板を得た。
打ち抜いた正極板及び負極板の全ての非塗工部にリード線を溶接し、同様に打ち抜いた厚さ３０μｍ、１３０×１０５ｍｍのセパレータを挟んで正極板と負極板を交互に積層した。
積層する時に、正極板、負極板、及びセパレータの大きさが全て異なるため、安定して精度良く積み重ねることが困難であり、生産性は著しく悪かった。また、電極板を打ち抜いた後に電極板の切断面からの電極活物質層の脱落粉を除去する工程及び専用の装置が必要であった。
（比較例２）
実施例２と同様に正極活物質層、及び負極活物質層を連続塗工した。塗工の際、塗工時に形成された集電体の幅方向の両側縁に位置する非塗工部は、そのまま電流取出し端子として利用できるようにそれぞれ５０ｍｍ幅とした。正極及び負極の活物質層が形成された集電体をロールプレス機にて、正極および負極の塗工部の厚さが１７０μｍとなるように圧延したところ、塗工部の延びによって集電体の幅方向の両側縁に位置する非塗工部付近にシワが入り、先の工程に進むことはできなかった。
実施例２と同様に正極活物質層、及び負極活物質層を連続塗工した。塗工の際、塗工時に形成された集電体の幅方向の両側縁に位置する非塗工部は、そのまま電流取出し端子として利用できるようにそれぞれ５０ｍｍ幅とした。正極及び負極の活物質層が形成された集電体をロールプレス機にて、正極および負極の塗工部の厚さが１７０μｍとなるように圧延したところ、塗工部の延びによって集電体の幅方向の両側縁に位置する非塗工部付近にシワが入り、先の工程に進むことはできなかった。
１…非水電解液二次電池用電極板
１ａ…負極板
１ｂ…正極板
２（２ａ，ｂ）…集電体
３（３ａ，３ｂ）…電極活物質層
４（４ａ，４ｂ）…非塗工部
５（１）、５（２）、・・５（ｎ）…各電極活物質層のピッチ
６…各電極活物質層の集電体の長手方向の一辺の長さの起点又は終点
７（７ａ，７ｂ）…電流取出し端子
８…テープ
９…電池１セル分
１０…電極構造体
１１（１１ａ，１１ｂ）…セパレータ
１２…形成部群
１３ａ…第１の非形成部群
１３ｂ…第２の非形成部群
１ａ…負極板
１ｂ…正極板
２（２ａ，ｂ）…集電体
３（３ａ，３ｂ）…電極活物質層
４（４ａ，４ｂ）…非塗工部
５（１）、５（２）、・・５（ｎ）…各電極活物質層のピッチ
６…各電極活物質層の集電体の長手方向の一辺の長さの起点又は終点
７（７ａ，７ｂ）…電流取出し端子
８…テープ
９…電池１セル分
１０…電極構造体
１１（１１ａ，１１ｂ）…セパレータ
１２…形成部群
１３ａ…第１の非形成部群
１３ｂ…第２の非形成部群
Claims (3)
- セパレータを間に挟んで重ねて捲回した正極板と負極板を備える非水電解液蓄電素子用電極構造体であって、該正極板と該負極板は、集電体と該集電体の少なくとも一面へ所定パターン状に設けられた電極活物質層を備え、該パターンは少なくとも集電体の長手方向へ電極活物質層が間欠的に配置された形成部と、該形成部の間の電極活物質層が存在しない非形成部とからなり、該正極板と該負極板の間にセパレータを挟んで、周回面の平坦な領域と１８０度方向転換する領域とが周回方向へ交互に連なる矩形状に捲回した状態において、該正極板の形成部と該負極板の形成部が周回面の平坦な領域において交互に重なり、該正極板の非形成部と該負極板の非形成部が周回面の１８０度方向転換する領域において交互に重なり、以下ａ）〜ｃ）のいずれかの電流取出し端子を有することを特徴とする、非水電解液蓄電素子用電極構造体。
ａ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の同じ側に引き出されるように、一方の非形成部群（第１の非形成部群）に取り付けられた正極板の電流取出し端子、及び、他方の非形成部群（第２の非形成部群）に取り付けられた負極板の電流取出し端子。
ｂ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の異なる側に引き出されるように、第１の非形成部群に取り付けられた正極板の電流取出し端子、及び、第２の非形成部群に取り付けられた負極板の電流取出し端子。
ｃ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の同じ側に引き出され、且つ、第１及び第２の非形成部群の両方から正極板及び負極板の両方の電流取出し端子が引き出されるように、非形成部群の捲回方向における両端に重ならないようにそれぞれまとめて取り付けられた正極板の電流取出し端子及び負極板の電流取出し端子。 - 断面が矩形状の内部空間を有する容器に前記請求項１に記載の非水電解液蓄電素子用電極構造体を備えたことを特徴とする、非水電解液蓄電素子。
- 非水電解液蓄電素子用電極構造体の製造方法であって、該電極構造体の正極板及び負極板を作成する工程において、集電体に電極活物質層を形成する形成部と形成しない非形成部とが集電体の長手方向へ交互に配列し、且つ、該正極板と該負極板の間にセパレータを挟んで、周回面の平坦な領域と１８０度方向転換する領域とが周回方向へ交互に連なる矩形状に捲回する時に、該正極板の形成部と該負極板の形成部が周回面の平坦な領域において交互に重なり、該正極板の非形成部と該負極板の非形成部が周回面の１８０度方向転換する領域において交互に重なるように、電極活物質層のピッチが変化する所定パターン状に、電極活物質層材料を用いて集電体上に電極活物質層を間欠的に形成する工程、及び、以下のいずれかの電流取出し端子を形成する工程を含むことを特徴とする、非水電解液蓄電素子用電極構造体の製造方法。
ａ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の同じ側に引き出されるように、正極板の電流取出し端子を一方の非形成部群（第１の非形成部群）に取り付け、負極板の電流取出し端子を他方の非形成部群（第２の非形成部群）に取り付ける工程、
ｂ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の異なる側に引き出されるように、正極板の電流取出し端子を第１の非形成部群に取り付け、負極板の電流取出し端子を第２の非形成部群に取り付ける工程、及び、
ｃ）該電極構造体から正極板と負極板の電流取出し端子が電極板の幅方向の同じ側に引き出され、且つ、第１及び第２の非形成部群の両方から正極板及び負極板の両方の電流取出し端子が引き出されるように、非形成部群の捲回方向における両端に正極板の電流取出し端子と負極板の電流取出し端子を重ならないようにそれぞれまとめて取り付ける工程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005204994A JP4967265B2 (ja) | 2005-07-13 | 2005-07-13 | 非水電解液蓄電素子用電極構造体、該電極構造体の製造方法、および非水電解液蓄電素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005204994A JP4967265B2 (ja) | 2005-07-13 | 2005-07-13 | 非水電解液蓄電素子用電極構造体、該電極構造体の製造方法、および非水電解液蓄電素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007026786A JP2007026786A (ja) | 2007-02-01 |
| JP4967265B2 true JP4967265B2 (ja) | 2012-07-04 |
Family
ID=37787318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005204994A Expired - Fee Related JP4967265B2 (ja) | 2005-07-13 | 2005-07-13 | 非水電解液蓄電素子用電極構造体、該電極構造体の製造方法、および非水電解液蓄電素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4967265B2 (ja) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4941245B2 (ja) | 2007-11-19 | 2012-05-30 | 三菱電機株式会社 | 電力貯蔵デバイスセルおよび電力貯蔵デバイスモジュール |
| US8372313B2 (en) | 2007-11-19 | 2013-02-12 | Mitsubishi Electric Corporation | Electrical-discharge surface-treatment electrode and metal coating film formed using the same |
| JP4352349B2 (ja) * | 2008-01-23 | 2009-10-28 | トヨタ自動車株式会社 | 電極および電極製造方法 |
| JP5252691B2 (ja) * | 2008-04-28 | 2013-07-31 | 日立マクセル株式会社 | 円筒形非水電解液一次電池およびその製造方法 |
| JP4744617B2 (ja) * | 2008-05-22 | 2011-08-10 | パナソニック株式会社 | 二次電池用電極群およびこれを用いた二次電池 |
| JP2012146480A (ja) * | 2011-01-12 | 2012-08-02 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 電極の製造方法、電池用電極および電池 |
| DE102011017613A1 (de) * | 2011-04-27 | 2012-10-31 | Robert Bosch Gmbh | Zellwickel eines Lithium-Ionen-Akkumulators sowie Verfahren zur Herstellung eines Zellwickels |
| JP5699868B2 (ja) * | 2011-09-04 | 2015-04-15 | 株式会社豊田自動織機 | 電池 |
| CN103477490B (zh) * | 2011-12-23 | 2015-12-02 | 株式会社Lg化学 | 用活性材料以图案涂布的卷绕型电极组件及包含其的二次电池 |
| JP5572676B2 (ja) * | 2012-07-30 | 2014-08-13 | Ｃｋｄ株式会社 | 捲回装置 |
| JP2014045001A (ja) * | 2012-08-24 | 2014-03-13 | Jsr Corp | 蓄電デバイス用電極板，蓄電デバイス用電極群及び蓄電デバイス |
| JP6019395B2 (ja) * | 2012-08-24 | 2016-11-02 | Jsr株式会社 | 蓄電デバイス用電極群及び蓄電デバイス |
| DE102013201572A1 (de) * | 2013-01-31 | 2014-08-14 | Robert Bosch Gmbh | Neuartiger Aufbau einer Jelly Roll-Batteriezelle |
| JP6020929B2 (ja) * | 2013-09-09 | 2016-11-02 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解液二次電池 |
| KR101650417B1 (ko) * | 2013-10-31 | 2016-08-23 | 주식회사 엘지화학 | 양극 집전체에 간헐적 무지부가 형성된 젤리 롤 형태 전극 조립체를 가진 이차전지 |
| JP6101328B2 (ja) * | 2015-09-10 | 2017-03-22 | Ckd株式会社 | 捲回装置及び捲回素子の製造方法 |
| JP6624439B2 (ja) * | 2015-12-28 | 2019-12-25 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池 |
| WO2017208509A1 (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 株式会社村田製作所 | 蓄電デバイス及びその製造方法 |
| DE102016222003A1 (de) * | 2016-11-09 | 2018-05-09 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Elektrodenwickel |
| CN112272877B (zh) * | 2018-04-11 | 2022-12-06 | 宁德新能源科技有限公司 | 电芯以及电池 |
| CN111886739A (zh) * | 2018-06-01 | 2020-11-03 | 积水化学工业株式会社 | 叠层型电池和叠层型电池的制造方法 |
| JP6626557B1 (ja) * | 2018-11-14 | 2019-12-25 | セイコーインスツル株式会社 | 電気化学セル |
| JP2020173955A (ja) * | 2019-04-10 | 2020-10-22 | 本田技研工業株式会社 | 電池用電極群、該電極群を備える巻回型電池および電池用電極群の製造方法 |
| JP7229212B2 (ja) * | 2020-09-17 | 2023-02-27 | プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 | 二次電池 |
| US20220209303A1 (en) * | 2020-12-30 | 2022-06-30 | Solaredge Technologies Ltd. | Winding Stacked Secondary Cells |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2522410B2 (ja) * | 1989-09-29 | 1996-08-07 | 新神戸電機株式会社 | 固体電解質集合電池 |
| JP2527838Y2 (ja) * | 1990-04-27 | 1997-03-05 | 株式会社リコー | 筒状ポリマー電池 |
| JP3381070B2 (ja) * | 1992-03-31 | 2003-02-24 | ソニー株式会社 | 積層電池の製造方法 |
| JP3397351B2 (ja) * | 1992-12-18 | 2003-04-14 | キヤノン株式会社 | 角型あるいはシート型電池及びその製造方法 |
| JPH07153490A (ja) * | 1993-11-26 | 1995-06-16 | Haibaru:Kk | 電 池 |
| JPH1079329A (ja) * | 1996-09-03 | 1998-03-24 | Toyota Motor Corp | 積層型電気二重層キャパシタ |
| JP2001035484A (ja) * | 1999-05-19 | 2001-02-09 | Nec Corp | 非水電解液二次電池 |
-
2005
- 2005-07-13 JP JP2005204994A patent/JP4967265B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2007026786A (ja) | 2007-02-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4967265B2 (ja) | 非水電解液蓄電素子用電極構造体、該電極構造体の製造方法、および非水電解液蓄電素子 | |
| KR101848577B1 (ko) | 비수전해질 이차 전지의 제조 방법 | |
| JP7329803B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
| JP5070680B2 (ja) | 非水電解液二次電池用電極板、その製造方法、および非水電解液二次電池 | |
| JP2006260892A (ja) | 非水電解液二次電池用電極板、その製造方法、及び非水電解液二次電池 | |
| CN1167151C (zh) | 非水电解质蓄电池 | |
| US7854773B2 (en) | Method of producing an electrode plate for a nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| WO2011155060A1 (ja) | リチウム二次電池およびその製造方法 | |
| JP2008021614A (ja) | 電池用電極 | |
| WO2013098970A1 (ja) | 電極の製造方法及び非水電解質電池の製造方法 | |
| JP2006286404A (ja) | 非水電解液二次電池用電極板の正極板と負極板の組み合わせ、その正極板と負極板の製造方法、および非水電解液二次電池 | |
| JP2012059396A (ja) | 蓄電デバイス用負極及び蓄電デバイス並びにそれらの製造方法 | |
| JP5214172B2 (ja) | 電極の製造方法、および蓄電デバイスの製造方法 | |
| JP2011048967A (ja) | 積層型二次電池および製造方法 | |
| JP2000208129A (ja) | リチウム二次電池 | |
| WO2012127991A1 (ja) | 蓄電デバイス | |
| JP5200329B2 (ja) | 非水電解液二次電池用電極板及びその製造方法並びに非水電解液二次電池 | |
| JP6610692B2 (ja) | 電極及び蓄電素子 | |
| WO2021192645A1 (ja) | リチウム二次電池 | |
| JP4245429B2 (ja) | 渦巻状電極群を備えた電池 | |
| JP2009081066A (ja) | 電池及びタブ付き電極の製造方法 | |
| JP4368119B2 (ja) | 非水電解質二次電池の製造方法 | |
| JP7003775B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
| JP6962231B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| WO2013098969A1 (ja) | 電極の製造方法及び非水電解質電池の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080307 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101221 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110215 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110415 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120306 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120319 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150413 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |