JP5100441B2 - 非水電解質電池 - Google Patents

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Description

本発明は、非水電解質電池に関する。
従来のリチウムイオン二次電池に代表される非水電解質電池の集電体として用いられるアルミニウム箔には圧延時の圧延油が残留している。集電体であるアルミニウム箔が電極層形成領域と電極層未形成領域を有し、電極層未形成領域をリード取出し部に用いる構造において、圧延油がアルミニウム箔の電極層未形成領域に残留すると、濡れ性が低いために、リード取出し部にリードを溶接する際の溶接性を低下させる。溶接性の低下は、リードと集電体の接触抵抗を増大させて大電流特性の障害になる。
特許文献１には、集電体であるアルミニウム箔の残留圧延油を除去し、電極塗工スラリーとアルミニウム箔の濡れ性を改善することが開示されている。
特開２００５−５０６７９号公報
しかしながら、集電体であるアルミニウム箔が前述したように電極層形成領域と電極層未形成領域を有し、電極層未形成領域をリード取出し部に用いる構造において、特許文献１のように電極塗工スラリーとアルミニウム箔との濡れ性を高めると、本来、電極層未形成領域となる部分にまで電極塗工スラリーが流れ込む。その結果、電極層未形成領域（リード取出し部）に流れ込んだ塗工剤の脱落に起因して短絡またはリード取出し部の抵抗増加を生じる虞がある。
本発明は、塗工剤の脱落に起因する短絡またはリード取出し部の抵抗増大を招くことなく、リード取出し部とリードとの溶接接続性を向上した非水電解質電池を提供することを目的とする。
本発明の第１態様によると、外装材；
前記外装材内に収納され、複数の正極、複数の負極およびこれら正極、負極間に介在されるセパレータを積層した構造の電極群；
前記複数の正極に接続された正極リード；
前記複数の負極に接続された負極リード；
前記外装材に収容された非水電解質
を備え、
前記各正極は、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、集電体本体およびこの本体から一体的に突出したリード取出し部を有する集電体と、この集電体本体の片面もしくは両面に形成された正極活物質を含む正極層とを有し、各リード取出し部が溶接により互いに接合して束ねられ、
前記各正極のリード取出し部は、２０℃の水に対する接触角が４５°以下、前記集電体本体は２０℃の水に対する接触角が４５°を超え、
前記正極リードは、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、前記束ねられた複数の正極のリード取出し部に溶接により接続され、
前記各負極は、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、集電体本体およびこの本体から一体的に突出したリード取出し部を有する集電体と、この集電体本体の片面もしくは両面に形成された負極活物質を含む負極層とを有し、各リード取出し部が溶接により互いに接合して束ねられ、
前記各負極のリード取出し部は、２０℃の水に対する接触角が４５°以下、前記集電体本体は２０℃の水に対する接触角が４５°を超え、かつ
前記負極リードは、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、前記束ねられた複数の負極のリード取出し部に溶接により接続されることを特徴とする非水電解質電池が提供される。
本発明の第２態様によると、外装材；
前記外装材内に収納され、正極、複数の負極およびこれら正極、負極間に介在されるセパレータを渦巻状に捲回した構造の電極群；
前記正極に接続された正極リード；
前記負極に接続された負極リード；
前記外装材に収容された非水電解質
を備え、
前記正極は、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、帯状の集電体本体およびこの集電体本体から一体的に突出した複数のリード取出し部を有する集電体と、この帯状の集電体本体の片面もしくは両面に形成された正極活物質を含む正極層とを備え、各リード取出し部が溶接により互いに接合して束ねられ、
前記正極の各リード取出し部は、２０℃の水に対する接触角が４５°以下、前記集電体本体は２０℃の水に対する接触角が４５°を超え、
前記正極リードは、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、前記正極の束ねられた複数のリード取出し部に溶接により接続され、
前記負極は、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、帯状の集電体本体およびこの集電体本体から一体的に突出した複数のリード取出し部を有する集電体と、この帯状の集電体本体の片面もしくは両面に形成された負極活物質を含む負極層とを備え、各リード取出し部が溶接により互いに接合して束ねられ、
前記負極の各リード取出し部は、２０℃の水に対する接触角が４５°以下、前記集電体本体は２０℃の水に対する接触角が４５°を超え、かつ
前記負極リードは、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、前記負極の束ねられた複数のリード取出し部に溶接により接続されることを特徴とする非水電解質電池が提供される。
本発明の第３態様によると、外装材；
前記外装材内に収納され、正極、複数の負極およびこれら正極、負極間に介在されるセパレータを渦巻状に捲回した構造の電極群；
前記正極に接続された正極リード；
前記負極に接続された負極リード；
前記外装材に収容された非水電解質
を備え、
前記正極は、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、帯状の集電体本体およびこの集電体本体の長手方向に沿う側面に一体的に形成された帯状のリード取出し部を有する集電体と、この帯状の集電体本体の片面もしくは両面に形成された正極活物質を含む正極層とを備え、前記リード取り出し部が前記電極群の一方の渦巻状面に渦巻状に突出し、
前記正極のリード取出し部は、２０℃の水に対する接触角が４５°以下、前記集電体本体は２０℃の水に対する接触角が４５°を超え、
前記正極リードは、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、前記正極の渦巻状に突出したリード取出し部の複数個所に溶接により接続され、かつ溶接により互いに接合して束ねられた複数の中間リードと、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、束ねられた中間リードに溶接により接続された主リードとを備え、
前記負極は、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、帯状の集電体本体およびこの集電体本体の長手方向に沿い前記正極のリード取出し部と反対側の側面に一体的に形成された帯状のリード取出し部を有する集電体と、この帯状の集電体本体の片面もしくは両面に形成された負極活物質を含む負極層とを備え、前記リード取り出し部が前記電極群の他方の渦巻状面に渦巻状に突出し、
前記負極のリード取出し部は、２０℃の水に対する接触角が４５°以下、前記集電体本体は２０℃の水に対する接触角が４５°を超え、
前記負極リードは、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、前記負極の渦巻状に突出したリード取出し部の複数個所に溶接により接続され、かつ溶接により互いに接合して束ねられた複数の中間リードと、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、束ねられた中間リードに溶接により接続された主リードとを備えることを特徴とする非水電解質電池が提供される。
本発明によれば、塗工剤の脱落に起因する短絡またはリード取出し部の抵抗増大を招くことなく、リード取出し部とリードとの溶接接続性を向上した大電流特性の優れた非水電解質電池を提供できる。
以下、本発明の実施形態に係る非水電解液電池を図面を参照して詳細に説明する。なお、各図は発明の説明とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計変更することができる。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る非水電解質電池の断面図、図２の（Ａ）は図１の非水電解質電池に組み込まれる正極の正面図、図２の（Ｂ）は図１の非水電解質電池に組み込まれる負極の正面図、図３は図１の非水電解質電池に組み込まれる電極群の斜視図である。
矩形外装材１は、例えば正極端子を兼ねる矩形（角形）金属缶（例えばアルミニウム缶）２と、この金属缶２の開口部に溶接により気密に取り付けられた例えばアルミニウムからなる蓋体３とから構成されている。ガス抜き穴４は、蓋体３の中心に開口されている。図示しない金属薄膜（例えばアルミニウム薄膜）は、ガス抜き穴４およびその近傍の蓋体３裏面に溶接等により取付けられ、外装材１内のガス圧が一定の値を超えると、破断してガスを外装材１の外部に逃散させる。矩形正極端子５は、ガス抜き穴４から例えば左側に位置する蓋体３に一体的に突起されている。断面Ｔ形の負極端子６は、ガス抜き穴４から例えば右側に位置する蓋体３の矩形絶縁リング７に嵌入して気密に固定されている。
矩形積層電極群８は外装材１の金属缶２内に収納されている。矩形電極群８は、複数の図２の（Ａ）に示す正極９および複数の図２の（Ｂ）に示す負極１０を図３に示すように九十九状に折り込んだセパレータ１１の折り曲げ部に交互に挿入して積層し、セパレータ１１の端部を矩形柱状の積層物の外周側面を覆うように巻装した構造を有する。このような矩形積層電極群８は、九十九状に折り込んだセパレータ１１の面が上下端面になるように前記金属缶２内に挿入して収納される。
正極９は、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金、（例えば純度９９％以上のアルミニウム箔）、からなる集電体１２を有する。集電体１２は、矩形細長の集電体本体１２ａと、この集電体本体１２ａの例えば左上端の一部から一体的に突出したリード取出し部１２ｂとから構成されている。正極活物質を含む正極層（図示せず）は集電体１２の集電体本体１２ｂの片面もしくは両面に形成されている。各正極９において、リード取出し部１２ｂは２０℃の水に対する接触角が４５°以下、集電体本体１２ａは２０℃の水に対する接触角が４５°を超える性状を有する。各正極９は、九十九状に折り込んだセパレータ１１の折り曲げ部に集電体１２のリード取出し部１２ｂが図３に示すように積層方向に配列されるように挿入されている。これらのリード取出し部１２ｂは溶接により互いに接合して束ねられている。
負極１０は、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金、（例えば純度９９％以上のアルミニウム箔）、からなる集電体１３を有する。集電体１３は、矩形細長の集電体本体１３ａと、この集電体本体１３ａの例えば右上端の一部から一体的に突出したリード取出し部１３ｂとから構成されている。負極活物質を含む負極層（図示せず）は集電体１３の集電体本体１３ｂの片面もしくは両面に形成されている。各負極１０において、リード取出し部１３ｂは２０℃の水に対する接触角が４５°以下、集電体本体１３ａは２０℃の水に対する接触角が４５°を超える性状を有する。各負極１０は、九十九状に折り込んだセパレータ１１の折り曲げ部に集電体１３のリード取出し部１３ｂが図３に示すように積層方向に配列されるように挿入されている。これらのリード取出し部１３ｂは溶接により互いに接合して束ねられている。
純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなる正極リード１４は、その下端が複数の正極９の束ねられたリード取出し部１２ｂに溶接により接続され、他端が正極端子５直下の蓋体３下面に溶接により接続されている。
純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなる負極リード１５は、その下端が複数の負極１０の束ねられたリード取出し部１３ｂに溶接により接続され、他端が蓋体３下面に露出した負極端子６の下端面に溶接により接続されている。
なお、第１実施形態でのリード取出し部相互の接続およびリード取出し部とリードの接続等に用いられる溶接は、例えばレーザー溶接、抵抗溶接、超音波溶接が挙げられる。
以下、非水電解質電池の各部材について詳細に説明する。
１）正極
正極は、前述したように純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金から作られる集電体の集電体本体の片面もしくは両面に正極活物質、導電剤および結着剤を含む正極層を形成した構造を有する。
正極活物質は、種々の酸化物、硫化物等を用いることができる。例えば、二酸化マンガン(ＭｎＯ2)、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、リチウムマンガン複合酸化物(例えばＬｉxＭｎ2Ｏ4またはＬｉxＭｎＯ2)、リチウムニッケル複合酸化物(例えばＬｉxＮｉＯ2)、リチウムコバルト複合酸化物(ＬｉxＣｏＯ2)、リチウムニッケルコバルト複合酸化物｛例えばＬｉＮｉ1-y-zＣｏyＭzＯ2（ＭはＡｌ，ＣｒおよびＦｅからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素）、０≦ｙ≦０．５、０≦ｚ≦０．１｝、リチウムマンガンコバルト複合酸化物｛例えばＬｉＭｎ1-ｙ-ｚＣｏyＭzＯ2（ＭはＡｌ，ＣｒおよびＦｅからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素）、０≦ｙ≦０．５、０≦ｚ≦０．１｝、リチウムマンガンニッケル複合化合物｛例えばＬｉＭｎxＮｉxＭ1-2xＯ2(ＭはＣｏ，Ｃｒ，ＡｌおよびＦｅからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素、１／３≦ｘ≦１／２；例えばＬｉＭｎ1/3Ｎｉ1/3Ｃｏ1/3Ｏ2、ＬｉＭｎ1/2Ｎｉ1/2Ｏ2｝、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物（ＬｉxＭｎ2-yＮｉyＯ4）、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物（ＬｉxＦｅＰＯ4、ＬｉxＦｅ1-yＭｎyＰＯ4、ＬｉxＣｏＰＯ4など）、硫酸鉄（Ｆｅ2（ＳＯ4）3）、バナジウム酸化物（例えばＶ2Ｏ5）などが挙げられる。また、ポリアニリンやポリピロールなどの導電性ポリマー材料、ジスルフィド系ポリマー材料、イオウ（Ｓ）、フッ化カーボンなどの有機材料および無機材料も用いることができる。なお、前記化学式においてｘ、ｙ、ｚについて規定がない場合は、それぞれ０以上１以下の範囲であることが好ましい。
より好ましい活物質は、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、リチウムマンガンニッケル複合化合物、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、リチウムマンガンコバルト複合酸化物、リチウムリン酸鉄が挙げられる。これらの活物質を用いることによって、高電圧の非水電解質電池を得ることができる。
導電剤は、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、黒鉛、コークス等を用いることができる。
結着剤は、例えばポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶｄＦ)、フッ素系ゴム等を用いることができる。
活物質、導電剤および結着剤の配合割合は、活物質８０〜９５重量％、導電剤３〜２０重量％、結着剤２〜７重量％の範囲にすることが好ましい。
集電体は、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金の板（例えばアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔）から形成される。集電体は、特にＪＩＳ Ｈ ０００１のアルミニウム箔が好ましい。このようなアルミニウム箔は、硬質で加工時の変形が小さいために、例えば正極およびセパレータと共に捲回して渦巻状の電極群を製作する際の変形を抑制して短絡等の歩留まり低下を低減することが可能になる。
アルミニウム箔およびアルミニウム合金箔の平均結晶粒径は５０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下、更に好ましくは５μｍ以下であることが望ましい。平均結晶粒径を５０μｍ以下にすることによって、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の強度を飛躍的に増大させることができるため、正極を高いプレス圧で高密度化することが可能になり、電池容量を増大させることができる。
平均結晶粒径は次のようにして求められる。集電体表面の組織を光学顕微鏡で組織観察し、１ｍｍ×１ｍｍ内に存在する結晶粒の数ｎを求める。このｎを用いてＳ＝１ｘ１０6／ｎ（μｍ2）から平均結晶粒子面積Ｓを求める。得られたＳの値から下記（Ａ）式により平均結晶粒子径ｄ（μｍ）を算出する。
ｄ＝２（Ｓ／π）1/2 （Ａ）
アルミニウム箔およびアルミニウム合金箔の平均結晶粒径は、材料組織、不純物、加工条件、熱処理履歴、ならびに焼鈍条件など複数の因子から複雑な影響を受けて変化する。結晶粒径は、集電体の製造工程の中で、前記諸因子を組合せて調整することが可能である。
アルミニウム箔およびアルミニウム合金箔の厚さは、２０μｍ以下、より好ましくは１５μｍ以下である。アルミニウム合金は、マグネシウム、亜鉛、ケイ素、などの元素を含む合金が好ましい。一方、前記合金中に鉄、銅、ニッケル、クロムなどの遷移金属を含む場合、その含有量は１重量％以下である。
正極の集電体において、集電体本体（正極層形成領域）は２０℃の水に対する接触角が４５°以下、リード取出し部（正極層未形成領域）は２０℃の水に対する接触角が４５°を超える性状を示す。
ここで、接触角は図１２に示すように集電体であるアルミニウム箔（またはアルミニウム合金箔）６１上に０．１ｍｌの純水（温度２０℃）を落とし、水滴６２とアルミニウム箔６１が接する接点Ｐ１と水滴６２の頂点Ｐ２とを結んだ直線６３を描き、この直線６３とアルミニウム箔６１面とのなす角度θBを測定し、この角度θBの２倍の角度をアルミニウム箔６１面と水滴６２の接線６４とがなす角θA（接触角）を求めることができる。集電体のリード取出し部の接触角は、電池内から正極を取出し、正極から露出したリード取出し部を切り出して測定できる。一方、集電体の集電体本体の接触角は電池内から正極を取り出し、その正極層を除去した後の集電体本体から測定することができる。
集電体のリード取出し部の２０℃の水に対する接触角は、３０°以下、さらに好ましくは２０°以下にすることが望ましい。集電体の集電体本体の２０℃の水に対する接触角は６０°以上、さらに好ましくは９０°以上にすることが望ましい。
このような２０℃の水に対する接触角が４５°以下のリード取出し部および２０℃の水に対する接触角が４５°を超える集電体本体を有する集電体を備えた正極は、例えば次のような方法で作製することができる。
まず、正極活物質、結着剤および導電剤を適当な溶媒に懸濁させて塗工スラリーを調製する。この塗工スラリーを純度９９％以上のアルミニウム箔または純度９９％以上のアルミニウム合金箔からなる集電体のうちの集電体本体、すなわちリード取出し部を除く集電体の片面または両面に塗布し、乾燥して正極層を形成する。つづいて、正極層が形成された集電体を大気圧プラズマ装置のチャンバ内の例えばホルダに設置した後、高周波電力の供給により大気圧雰囲気のチャンバ内にプラズマを発生させる。このとき、集電体の露出したリード取出し部がプラズマに曝されてその表面の圧延油が除去される。
このような方法で得られた正極において、集電体のリード取出し部は圧延油の除去によって２０℃の水に対する接触角が４５°以下の性状、集電体の集電体本体は圧延油が残ったままで、２０℃の水に対する接触角が４５°を超える性状を示す。
３）負極
負極は、既述したように純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金から作られる集電体の集電体本体の片面もしくは両面に負極活物質、結着剤および必要により導電剤を含む負極層を形成した構造を有する。
負極活物質は、制限されないが、リチウムイオンを０．４Ｖ ｖｓ Ｌｉ／Ｌｉ＋以上の電位で吸蔵放出するリチウム化合物が好ましい。
リチウム化合物は、例えばリチウム酸化物、リチウム硫化物、リチウム窒化物等を用いることができる。これらの中には、未充電状態ではリチウムを含まないが、充電によりリチウムを含むようになる化合物も含まれる。
リチウム酸化物は、例えばチタン含有金属複合酸化物、ＳｎＢ0.4Ｐ0.6Ｏ3.1などのアモルファススズ酸化物、ＳｎＳｉＯ3などのスズ珪素酸化物、ＳｉＯなどの酸化珪素、ＷＯ3などのタングステン酸化物等を用いることができる。中でも、チタン含有金属複合酸化物が好ましい。
チタン含有金属複合酸化物は、例えばリチウムチタン酸化物、酸化物の合成時はリチウムを含まないチタン系酸化物等を用いることができる。リチウムチタン酸化物は、例えばスピネル構造を有するチタン酸リチウム、ラムスデライト構造を有するチタン酸リチウムなどが挙げられる。スピネル構造を有するチタン酸リチウムは、例えばＬｉ4+xＴｉ5Ｏ12（ｘは充放電反応により−１≦ｘ≦３の範囲で変化する）などが挙げられる。ラムスデライト構造を有するチタン酸リチウムは、例えばＬｉ2+yＴｉ3Ｏ7（ｙは充放電反応により−１≦ｙ≦３の範囲で変化する）などが挙げられる。チタン系酸化物は、例えばＴｉＯ2、ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、ＮｉおよびＦｅからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素を含有する金属複合酸化物などが挙げられる。ＴｉＯ2は、アナターゼ型で熱処理温度が３００〜５００℃の低結晶性のものが好ましい。ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、ＮｉおよびＦｅからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素を含有する金属複合酸化物は、例えばＴｉＯ2−Ｐ2Ｏ5、ＴｉＯ2−Ｖ2Ｏ5、ＴｉＯ2−Ｐ2Ｏ5−ＳｎＯ2、ＴｉＯ2−Ｐ2Ｏ5−ＭｅＯ（ＭｅはＣｕ、ＮｉおよびＦｅからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素）などを用いることができる。この金属複合酸化物は、結晶性が低く、結晶相とアモルファス相が共存、もしくはアモルファス相単独で存在したミクロ構造を有することが好ましい。このようなミクロ構造の金属複合酸化物は、サイクル性能を大幅に向上させることが可能になる。中でも、リチウムチタン酸化物、ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、ＮｉおよびＦｅからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素を含有する金属複合酸化物が好ましい。なお、このような金属複合酸化物において、酸素のモル比は酸素ノンストイキオメトリー等の影響によって値は変化しうる。
硫化物は、例えばＴｉＳ2などの硫化チタン、ＭｏＳ2などの硫化モリブデン、ＦｅＳ、ＦｅＳ2、ＬｉxＦｅＳ2などの硫化鉄などが挙げられる。
窒化物は、例えばリチウムコバルト窒化物（例えば、ＬｉxＣｏyＮ、０＜ｘ＜４，０＜ｙ＜０．５）などが挙げられる。
このような活物質の中でも、特にＬｉ4+xＴｉ5Ｏ12のようなスピネル構造を有するチタン酸リチウム、ＦｅＳ、ＦｅＳ2から選ばれる１つを含むことが好ましく、最も好ましい活物質はスピネル構造を有するチタン酸リチウムである。
結着剤は、例えばポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶｄＦ)、フッ素系ゴム、スチレンブタジエンゴムなどを用いることができる。
導電剤は、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラックのようなカーボンブラック、黒鉛、コークス、炭素繊維、金属粉末等を用いることができる。
活物質、結着剤および導電剤の配合割合は、活物質８０〜９８重量％、結着剤２〜７重量％、導電剤０〜２０重量％の範囲にすることが好ましい。
集電体は、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金の板（例えばアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔）から形成される。集電体は、特にＪＩＳ Ｈ ０００１のアルミニウム箔が好ましい。このようなアルミニウム箔は、硬質で加工時の変形が小さいために、例えば正極およびセパレータと共に捲回して渦巻状の電極群を製作する際の変形を抑制して短絡等の歩留まり低下を低減することが可能になる。
アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔は、平均結晶粒径が５０μｍ以下であることが好ましい。このような平均結晶粒径を持つアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔は、強度を飛躍的に増大できるため、負極を高いプレス圧で高密度化することが可能となり、電池容量を増大させることができる。また、高温環境下（４０℃以上）における過放電サイクルでの集電体の溶解・腐食劣化を防ぐことができるため、負極インピーダンスの上昇を抑制することができる。さらに、出力特性、急速充電、充放電サイクル特性も向上させることができる。より好ましい平均結晶粒径は３０μｍ以下、更に好ましくは５μｍ以下である。平均結晶粒径は、前記正極で説明したのと同様な方法で求められる。
アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の厚さは、２０μｍ以下、より好ましくは１５μｍ以下にすることが望ましい。
負極の集電体において、集電体本体（負極層形成領域）は２０℃の水に対する接触角が４５°以下、リード取出し部（負極層未形成領域）は２０℃の水に対する接触角が４５°を超える性状を示す。
ここで、接触角は前記正極で説明したのと同様な方法で求めることができる。集電体のリード取出し部の接触角は、電池内から負極を取出し、負極から露出したリード取出し部を切り出して測定できる。一方、集電体の集電体本体の接触角は電池内から負極を取り出し、その負極層を除去した後の集電体本体から測定することができる。
集電体のリード取出し部の２０℃の水に対する接触角は、３０°以下、さらに好ましくは２０°以下にすることが望ましい。集電体の集電体本体の２０℃の水に対する接触角は６０°以上、さらに好ましくは９０°以上にすることが望ましい。
このような２０℃の水に対する接触角が４５°以下のリード取出し部および２０℃の水に対する接触角が４５°を超える集電体本体を有する集電体を備えた負極は、例えば次のような方法で作製することができる。
まず、負極活物質、結着剤および必要により導電剤を適当な溶媒に懸濁させて塗工スラリーを調製する。この塗工スラリーを純度９９％以上のアルミニウム箔または純度９９％以上のアルミニウム合金箔からなる集電体のうちの集電体本体、すなわちリード取出し部を除く集電体の片面または両面に塗布し、乾燥して負極層を形成する。つづいて、負極層が形成された集電体を大気圧プラズマ装置のチャンバ内の例えばホルダに設置した後、高周波電力の供給により大気圧雰囲気のチャンバ内にプラズマを発生させる。このとき、集電体の露出したリード取出し部がプラズマに曝されてその表面の圧延油が除去される。
このような方法で得られた負極において、集電体のリード取出し部は圧延油の除去によって２０℃の水に対する接触角が４５°以下の性状、集電体の集電体本体は圧延油が残ったままで、２０℃の水に対する接触角が４５°を超える性状を示す。
４）セパレータ
セパレータは、例えばポリオレフィン、セルロース、ポリエチレンテレフタレート、ビニロン等のポリマーから得られる多孔質フィルムまたは不織布が用いられる。ここでセパレータの材料は１種類もしくは２種類以上の組み合わせから選ばれる。特にポリオレフィン、セルロース、ポリエチレンテレフタレート、ビニロンのいずれかからなる不織布が好ましい。
５）非水電解質
この非水電解質は、非水溶媒と、この非水溶媒に溶解される電解質塩を含む。また、非水溶媒中にはポリマーを含んでもよい。
電解質塩は、例えばＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ（ビストリフルオロメタンスルホニルアミドリチウム；通称ＬｉＴＦＳＩ）、ＬｉＣＦ3ＳＯ3（通称ＬｉＴＦＳ）、Ｌｉ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2Ｎ（ビスペンタフルオロエタンスルホニルアミドリチウム；通称ＬｉＢＥＴＩ）、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ビスオキサラトホウ酸リチウム（ＬｉＢ（Ｃ2Ｏ4）2（通称ＬｉＢＯＢ））、ジフルオロ（トリフルオロ−２−オキシド−２−トリフルオロ−メチルプロピオナト（２−）−０，０）ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ2（ＯＣＯＯＣ（ＣＦ3）2）（通称ＬｉＢＦ2（ＨＨＩＢ）））等のリチウム塩が挙げられる。これらの電解質塩は一種類で使用してもよいし二種類以上を混合して用いてもよい。特にＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4が好ましい。
電解質塩濃度は、１．５Ｍ以上、３Ｍ以下にすることが好ましい。このような電解質濃度の規定によって、電解質塩濃度の上昇による粘度増加の影響を抑えつつ、高負荷電流を流した場合の性能をより向上することが可能になる。
非水溶媒は、特に限定されるものではないが、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン（２−ＭｅＨＦ）、１，３−ジオキソラン、スルホラン、アセトニトリル（ＡＮ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネイト（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネイト（ＭＥＣ）、ジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）等を用いることができる。これらの溶媒は一種類で使用してもよいし二種類以上を混合して用いてもよい。中でもγ−ブチロラクトンが好ましい。また、溶媒を二種類以上組み合わせる場合、すべての溶媒に誘電率が２０以上のものの中から選ぶことが好ましい。
非水電解質には、添加剤が加えられてもよい。添加剤は、特に限定されるものではないが、ビニレンカーボネイト（ＶＣ）、ビニレンアセテート（ＶＡ）、ビニレンブチレート、ビニレンヘキサネート、ビニレンクロトネート、カテコールカーボネート等が挙げられる。添加剤の濃度は、非水電解質に対して外率で０．１重量％以上、３重量％以下、さらに好ましくは０．５重量％以上、１重量％以下である。
以上、第１実施形態によれば図１〜図３に示す積層電極群８に組み込まれる複数の正極９の純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなる集電体１２において、複数のリード取出し部１２ｂを２０℃の水に対する接触角が４５°以下の性状、つまり高い濡れ性を示す性状にすることによって、各正極９のリード取出し部１２ｂを互いに接合して束ねるための溶接による接続性を向上できる。また、束ねられたリード取出し部１２ｂと正極リード１４との溶接による接続性も向上できる。
同様に積層電極群８に組み込まれる複数の負極１０の純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなる集電体１３において、リード取出し部１３ｂを２０℃の水に対する接触角が４５°以下の性状、つまり高い濡れ性を示す性状にすることによって、複数のリード取出し部１３ｂを互いに接合して束ねるための溶接による接続性、束ねられたリード取出し部１３ｂと負極リード１５との溶接による接続性も向上できる。
したがって、複数の正極９および負極１０にリード１４，１５を接続する構造において、集電体１２，１３のリード取出し部１２ｂ、１３ｂの２０℃の水に対する接触角を４５°以下の性状にすることによって、複数のリード取出し部相互の接続性を向上でき、かつ束ねられたリード取出し部とリード間の接続性を向上できるため、大電流特性の優れた非水電解電池を提供できる。
また、第１実施形態によれば積層電極群８に組み込まれる複数の正極９の純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなる集電体１２において、正極層が形成される集電体本体１２ａを２０℃の水に対する接触角が４５°を超える性状、つまり濡れ性が劣る性状、にすることによって、正極活物質を含む塗工スラリーを集電体本体１２ａに塗布する際、塗工スラリーが集電体１２の正極層未形成領域であるリード取出し部１２ｂへの流れ込み（はみ出し）が抑制または防止できる。
同様に複数の負極１０の純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなる集電体１３において、負極層が形成される集電体本体１３ａを２０℃の水に対する接触角が４５°を超える性状、つまり濡れ性が劣る性状、にすることによって、負極活物質を含む塗工スラリーを集電体本体１３ａに塗布する際、塗工スラリーが集電体１３の負極層未形成領域であるリード取出し部１３ｂへの流れ込み（はみ出し）が抑制または防止できる。
その結果、正極９、負極１０のリード取出し部１２ｂ、１３ｂに流れ込んだ塗工剤の脱落に起因する短絡またはリード取出し部の抵抗増加を防止できるため、非水電解質電池の歩留まり向上に大きく寄与できる。
特に、リチウム吸蔵電位が０．４Ｖ ｖｓ Ｌｉ／Ｌｉ+以上の負極活物質を含む負極層を有する負極１０において、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなる集電体１３のリード取出し部１３ｂをプラズマ雰囲気等に曝して、その表面の残留圧延油を除去して、２０℃の水に対する接触角を４５°以下の性状にすることによって、自己放電を低減した非水電解質電池を得ることができる。
すなわち、従来の非水電解質電池の集電体として用いられるアルミニウム箔には圧延時の圧延油が残留している。この圧延油は、一般的なリチウムイオン二次電池の正極電位では充電時に分解されるが、リチウム吸蔵電位が０．４Ｖ ｖｓ Ｌｉ／Ｌｉ+以上の負極活物質を含む負極では圧延油の分解反応が起こらずそのまま残留する。この残留圧延油がアルミニウム箔の集電体の負極層未形成領域であるリード取出し部に存在すると、自己放電を促進する。このようなことから、集電体１３のリード取出し部１３ｂをプラズマ雰囲気等に曝して、その表面の残留圧延油を除去し、２０℃の水に対する接触角を４５°以下の性状にすることによって、自己放電を低減した高信頼性の非水電解質電池を提供できる。
なお、前述した図１〜図３に示す第１実施形態に係る非水電解質電池において、積層電極群は九十九折りにしたセパレータを用いる形態に限らず、例えば複数枚の矩形形セパレータを複数枚の正極、負極に間に介在して積層してもよい。
（第２実施形態）
図４は、第２実施形態に係る非水電解質電池を示す断面図、第５図の（Ａ）は図４の非水電解質電池に組み込まれる正極の展開図、図５の（Ｂ）は図４の非水電解質電池に組み込まれる負極の展開図、図６は図４の非水電解質電池に組み込まれる電極群の上面図、図７は電極群の直線部に負極のリード取出し部が並んで配列させるための展開した負極の複数のリード取出し部の位置関係を説明する図である。
矩形外装材２１は、例えば正極端子を兼ねる矩形（角形）金属缶（例えばアルミニウム缶）２２と、この金属缶２２の開口部に溶接により気密に取り付けられた例えばアルミニウムからなる蓋体２３とから構成されている。ガス抜き穴２４は、蓋体２３の中心に開口されている。図示しない金属薄膜（例えばアルミニウム薄膜）は、ガス抜き穴２４およびその近傍の蓋体２３裏面に溶接等により取付けられ、外装材２１内のガス圧が一定の値を超えると、破断してガスを外装材２１の外部に逃散させる。矩形正極端子２５は、ガス抜き穴２４から例えば左側に位置する蓋体２３に一体的に突起されている。断面Ｔ形の負極端子２６は、ガス抜き穴２４から例えば右側に位置する蓋体２３の矩形絶縁リング２７に嵌入して気密に固定されている。
扁平渦巻状電極群２８は外装材２１の金属缶２２内に収納されている。扁平渦巻状電極群２８は、図５の（Ａ）に示す帯状の正極２９および図５の（Ｂ）に示す帯状の負極３０を図６に示すように帯状のセパレータ３１を介して渦巻状に捲回し、プレス成形して扁平にした構造を有する。このような扁平渦巻状電極群２８は、渦巻状の面が上下端面になるように金属缶２２内に挿入して収納される。
正極２９は、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金、（例えば純度９９％以上のアルミニウム箔）、からなる集電体３２を有する。集電体３２は、帯状の集電体本体３２ａと、この集電体本体３２ａから一体的に突出した複数の短冊状リード取出し部３２ｂとから構成されている。正極活物質を含む正極層（図示せず）は集電体３２の集電体本体３２ｂの片面もしくは両面に形成されている。正極２９において、複数のリード取出し部３２ｂは２０℃の水に対する接触角が４５°以下、好ましくは３０°以下、さらに好ましくは２０°以下の性状を有する。集電体本体３２ａは、２０℃の水に対する接触角が４５°を超え、好ましくは６０°以上、さらに好ましくは９０°以上の性状を有する。正極２９の各リード取付け部３２ｂは、展開した正極の複数のリード取出し部を後述の位置に設定することにより、図６に示すように扁平渦巻状電極群２８の直線部方向に対して直角方向に並んで配列される。これらのリード取出し部３２ｂは溶接により互いに接合して束ねられている。
負極３０は、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金、（例えば純度９９％以上のアルミニウム箔）、からなる集電体３３を有する。集電体３３は、帯状の集電体本体３３ａと、この集電体本体３３ａから一体的に突出した複数の短冊状リード取出し部３３ｂとから構成されている。負極活物質を含む負極層（図示せず）は集電体３３の集電体本体３３ｂの片面もしくは両面に形成されている。負極３０において、複数のリード取出し部３３ｂは２０℃の水に対する接触角が４５°以下、好ましくは３０°以下、さらに好ましくは２０°以下の性状を有する。集電体本体３３ａは、２０℃の水に対する接触角が４５°を超え、好ましくは６０°以上、さらに好ましくは９０°以上の性状を有する。負極の各リード取付け部３３ｂは、展開した負極の複数のリード取出し部を後述の位置に設定することにより、図６に示すように扁平渦巻状電極群２８の直線部方向に対して直角方向に並んで配列される。これらのリード取出し部３３ｂは溶接により互いに接合して束ねられている。
複数のリード取出し部の位置設定について、次に詳述する。例えば扁平渦巻状電極群２９の直線部方向に対して直角方向に並んで配列される負極３０の複数のリード取出し部３３ｂに着目し、それらの扁平渦巻状電極群２９での巻始めから巻終わりに向かう位置をＳ１、Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５とすると、各リード取出し部３３ｂの位置関係は展開した負極を示す図７から算出することができる。すなわち、複数のリード取出し部３３ｂは扁平渦巻状電極群２９の直線部（長さＬ）に位置させることにすると、直線部の任意の点（Ｌ1、Ｌ2間、ここでＬ1＋Ｌ2＝Ｌ、Ｌ1≠Ｌ2である）位置されることになる。
図７に示すように巻始め側のリード取出し部３３ｂの位置Ｓ１とこれより巻終わり側に隣接するリード取出し部３３ｂの位置Ｓ２との間隔は、Ｌ2＋（Ｄnπ）／２＋Ｌ2の式から算出できる。ここで、Ｄnは負極が巻始めから位置Ｓ２まで捲回したときの総厚さである。位置Ｓ２，Ｓ３の間隔は、Ｌ1＋（Ｄn+1π）／２＋Ｌ1の式、位置Ｓ３，Ｓ４の間隔はＬ2＋（Ｄn+2π）／２＋Ｌ2の式、Ｓ４，Ｓ５の間隔はＬ1＋（Ｄn+3π）／２＋Ｌ1の式から、それぞれ算出できる。ここで、Ｄn+1、Ｄn+2およびＤn+3はそれぞれ負極が巻始めから位置Ｓ３、位置Ｓ４および位置Ｓ５まで捲回したときの総厚さである。
このような式に基づいて帯状の集電体本体３３ａから一体的に突出する複数のリード取出し部３３ｂの位置（それらリード取出し部３３ｂの間隔）を決定することにより、複数のリード取出し部３３ｂを図６に示すように扁平渦巻状電極群２９に直線部方向に対して直角方向に並んで配列させることが可能になる。
なお、正極についても同様に帯状の集電体本体３２ａから一体的に突出する複数のリード取出し部３２ｂの位置（それらリード取出し部３２ｂの間隔）を決定することにより、複数のリード取出し部３２ｂを図６に示すように扁平渦巻状電極群２９に直線部方向に対して直角方向に並んで配列させることが可能になる。
純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなる正極リード３４は、その下端が正極２９の束ねられた複数のリード取出し部３２ｂに溶接により接続され、他端が正極端子２５直下の蓋体２３下面に溶接により接続されている。
純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなる負極リード３５は、その下端が負極１０の束ねられた複数のリード取出し部３３ｂに溶接により接続され、他端が蓋体２３下面に露出した負極端子２６の下端面に溶接により接続されている。
なお、第２実施形態でのリード取出し部相互の接続およびリード取出し部とリードの接続等に用いられる溶接は、例えばレーザー溶接、抵抗溶接、超音波溶接が挙げられる。
非水電解質電池の各部材の詳細は、第１実施形態で説明したのと同様である。
２０℃の水に対する接触角が４５°以下の複数の短冊状リード取出し部および２０℃の水に対する接触角が４５°を超える帯状の集電体本体を有する集電体を備えた正極は、例えば次のような方法で作製することができる。
まず、正極活物質、結着剤および導電剤を適当な溶媒に懸濁させて塗工スラリーを調製する。この塗工スラリーを純度９９％以上のアルミニウム箔または純度９９％以上のアルミニウム合金箔からなる集電体のうちの帯状の集電体本体、すなわち複数のリード取出し部を除く集電体の片面または両面に塗布し、乾燥して正極層を形成する。つづいて、正極層が形成された集電体を大気圧プラズマ装置のチャンバ内の例えばホルダに設置した後、高周波電力の供給により大気圧雰囲気のチャンバ内にプラズマを発生させる。このとき、集電体の露出した複数のリード取出し部がプラズマに曝されてその表面の圧延油が除去される。
このような方法で得られた正極において、集電体の複数リード取出し部は圧延油の除去によって２０℃の水に対する接触角が４５°以下の性状、集電体の集電体本体は圧延油が残ったままで、２０℃の水に対する接触角が４５°を超える性状を示す。
また、２０℃の水に対する接触角が４５°以下の複数のリード取出し部および２０℃の水に対する接触角が４５°を超える集電体本体を有する集電体を備えた負極は、例えば次のような方法で作製することができる。
まず、負極活物質、結着剤および必要により導電剤を適当な溶媒に懸濁させて塗工スラリーを調製する。この塗工スラリーを純度９９％以上のアルミニウム箔または純度９９％以上のアルミニウム合金箔集電体のうちの帯状の集電体本体、すなわち複数のリード取出し部を除く集電体の片面または両面に塗布し、乾燥して負極層を形成する。つづいて、負極層が形成された集電体を大気圧プラズマ装置のチャンバ内の例えばホルダに設置した後、高周波電力の供給により大気圧雰囲気のチャンバ内にプラズマを発生させる。このとき、集電体の露出した複数のリード取出し部がプラズマに曝されてその表面の圧延油が除去される。
このような方法で得られた負極において、集電体のリード取出し部は圧延油の除去によって２０℃の水に対する接触角が４５°以下の性状、集電体の集電体本体は圧延油が残ったままで、２０℃の水に対する接触角が４５°を超える性状を示す。
以上、第２実施形態によれば図４〜図６に示す扁平渦巻状電極群２８に組み込まれる正極２９の純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなる集電体３２において複数のリード取出し部３２ｂを２０℃の水に対する接触角が４５°以下の性状、つまり高い濡れ性を示す性状にすることによって、正極２９の各リード取出し部１２ｂを互いに接合して束ねるための溶接による接続性を向上できる。また、束ねられたリード取出し部３２ｂと正極リード３４との溶接による接続性も向上できる。
同様に扁平渦巻状電極群２８に組み込まれる負極３０の純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなる集電体３３において、複数のリード取出し部３３ｂを２０℃の水に対する接触角が４５°以下の性状、つまり高い濡れ性を示す性状にすることによって、複数のリード取出し部３３ｂを互いに接合して束ねるための溶接による接続性、束ねられたリード取出し部３３ｂと負極リード３５との溶接による接続性も向上できる。
したがって、正極２９および負極３０の集電体３２，３３において帯状の集電体本体３２ａ，３３ａから複数の短冊状リード取り出し部３２ｂ、３３ｂを一体的に突出させ、リード取出し部にリード３４，３５を接続する多点接続構造において、集電体３２，３３の複数のリード取出し部３２ｂ、３３ｂの２０℃の水に対する接触角を４５°以下の性状にすることによって、複数のリード取出し部相互の接続性を向上でき、かつ束ねられたリード取出し部とリード間の接続性を向上できるため、大電流特性の優れた非水電解電池を提供できる。
また、正極層が形成される集電体本体３２ａおよび負極層が形成される集電体本体３３ｂを２０℃の水に対する接触角が４５°を超える性状にすることによって、第１実施形態で説明したのと同様に、塗工スラリーを塗工する工程での正極２９、負極３０のリード取出し部３２ｂ、３３ｂへの塗工スラリーの流れ込み（はみ出し）を抑制または防止して塗工剤の脱落に起因する短絡またはリード取出し部の抵抗増加を防止できるため、非水電解質電池の歩留まり向上に大きく寄与できる。
特に、リチウム吸蔵電位が０．４Ｖ ｖｓ Ｌｉ／Ｌｉ+以上の負極活物質を含む負極層を有する負極３０において、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなる集電体３３のリード取出し部３３ｂをプラズマ雰囲気等に曝して、その表面の残留圧延油を除去して、２０℃の水に対する接触角を４５°以下の性状にすることによって、第１実施形態で説明したのと同様に、自己放電を低減した非水電解質電池を得ることができる。
（第３実施形態）
図８は、第３実施形態に係る非水電解質電池を示す断面図、第９図の（Ａ）は図８の非水電解質電池に組み込まれる負極の展開図、図９の（Ｂ）は図８の非水電解質電池に組み込まれる正極の展開図、図１０は図８の非水電解質電池に組み込まれる扁平渦巻状電極群の斜視図である。
矩形外装材４１は、例えば正極端子を兼ねる矩形（角形）金属缶（例えばアルミニウム缶）４２と、この金属缶４２の開口部に溶接により気密に取り付けられた例えばアルミニウムからなる蓋体４３とから構成されている。ガス抜き穴４４は、蓋体４３の中心に開口されている。図示しない金属薄膜（例えばアルミニウム薄膜）は、ガス抜き穴４４およびその近傍の蓋体４３裏面に溶接等により取付けられ、外装材４１内のガス圧が一定の値を超えると、破断してガスを外装材４１の外部に逃散させる。矩形正極端子４５は、ガス抜き穴４４から例えば左側に位置する蓋体４３に一体的に突起されている。断面Ｔ形の負極端子４６は、ガス抜き穴４４から例えば右側に位置する蓋体４３の矩形絶縁リング４７に嵌入して気密に固定されている。
扁平渦巻状電極群４８は外装材４１の金属缶４２内に収納されている。扁平渦巻状電極群４８は、図９の（Ｂ）に示す帯状の正極４９および図９の（Ａ）に示す帯状の負極５０を帯状のセパレータ（図示せず）を介して渦巻状に捲回し、プレス成形して扁平にした構造を有する。このような扁平渦巻状電極群４８は、渦巻状の面が上下端面になるように金属缶４２内に挿入して収納される。
正極４９は、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金、（例えば純度９９％以上のアルミニウム箔）、からなる集電体５１を有する。集電体５１は、帯状の集電体本体５１ａと、この集電体本体５１ａの長手方向に沿う側面に一体的に形成された帯状のリード取出し部５１ｂとから構成されている。正極活物質を含む正極層（図示せず）は集電体５１の集電体本体５１ｂの片面もしくは両面に形成されている。リード取出し部５１ｂは、図１０に示すように扁平渦巻状電極群４８の一方の渦巻状の面（金属缶４２に収納された状態で金属缶４２の底側の面）から渦巻状に突出している。正極４９において、渦巻状に突出したリード取出し部５１ｂは２０℃の水に対する接触角が４５°以下、好ましくは３０°以下、さらに好ましくは２０°以下の性状を有する。集電体本体５１ａは、２０℃の水に対する接触角が４５°を超え、好ましくは６０°以上、さらに好ましくは９０°以上の性状を有する。
負極５０は、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金、（例えば純度９９％以上のアルミニウム箔）、からなる集電体５２を有する。集電体５２は、帯状の集電体本体５２ａと、この集電体本体５２ａの長手方向に沿い前記正極４９のリード取出し部５１ｂと反対側の側面に一体的に形成された帯状のリード取出し部５２ｂとから構成されている。負極活物質を含む負極層（図示せず）は集電体５２の集電体本体５２ｂの片面もしくは両面に形成されている。リード取出し部５２ｂは、図１０に示すように扁平渦巻状電極群４８の他方の渦巻状の面（金属缶４２に収納された状態で蓋体４３側の面）から渦巻状に突出している。負極５０において、渦巻状に突出したリード取出し部５２ｂは２０℃の水に対する接触角が４５°以下、好ましくは３０°以下、さらに好ましくは２０°以下の性状を有する。集電体本体５２ａは、２０℃の水に対する接触角が４５°を超え、好ましくは６０°以上、さらに好ましくは９０°以上の性状を有する。
純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなる複数の正極中間リード５３は、正極４９の渦巻状に突出したリード取出し部５１ｂの複数個所に溶接により接続されている。これらの正極中間リード５３は、溶接により互いに接合して束ねられている。純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなる正極主リード５４は、一端が束ねられた正極中間リード５３に抵抗溶接により接続され、他端が金属缶４２の底部内面に溶接により接続されている。このような複数の正極中間リード５３および正極主リード５４により正極リードを構成している。
純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなる複数の負極中間リード５５は、負極５０の渦巻状に突出したリード取出し部５２ｂの複数個所に溶接により接続されている。これらの負極中間リード５５は、溶接により互いに接合して束ねられている。純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなる負極主リード５６は、一端が束ねられた負極中間リード５５に抵抗溶接により接続され、他端が蓋体４３下面に露出した負極端子４６の下端面に溶接により接続されている。このような複数の負極中間リード５５および負極主リード５６により負極リードを構成している。
なお、第３実施形態でのリード取出し部と中間リードの接続および中間リードと主リードの接続等に用いられる溶接は、例えばレーザー溶接、抵抗溶接、超音波溶接が挙げられる。
非水電解質電池の各部材の詳細は、第１実施形態で説明したのと同様である。
２０℃の水に対する接触角が４５°以下の渦巻状に突出したリード取出し部および２０℃の水に対する接触角が４５°を超える帯状の集電体本体を有する集電体を備えた正極は、例えば次のような方法で作製することができる。
まず、正極活物質、結着剤および導電剤を適当な溶媒に懸濁させて塗工スラリーを調製する。この塗工スラリーを純度９９％以上のアルミニウム箔または純度９９％以上のアルミニウム合金箔からなる集電体のうちの集電体本体、すなわちリード取出し部を除く集電体の片面または両面に塗布し、乾燥して正極層を形成する。つづいて、正極層が形成された集電体を大気圧プラズマ装置のチャンバ内の例えばホルダに設置した後、高周波電力の供給により大気圧雰囲気のチャンバ内にプラズマを発生させる。このとき、集電体の露出したリード取出し部がプラズマに曝されてその表面の圧延油が除去される。
このような方法で得られた正極において、集電体の渦巻状に突出したリード取出し部は圧延油の除去によって２０℃の水に対する接触角が４５°以下の性状、集電体の集電体本体は圧延油が残ったままで、２０℃の水に対する接触角が４５°を超える性状を示す。
また、２０℃の水に対する接触角が４５°以下の渦巻状に突出したリード取出し部および２０℃の水に対する接触角が４５°を超える集電体本体を有する集電体を備えた負極は、例えば次のような方法で作製することができる。
まず、負極活物質、結着剤および必要により導電剤を適当な溶媒に懸濁させて塗工スラリーを調製する。この塗工スラリーを純度９９％以上のアルミニウム箔または純度９９％以上のアルミニウム合金箔集電体のうちの集電体本体、すなわち渦巻状に突出したリード取出し部を除く集電体の片面または両面に塗布し、乾燥して負極層を形成する。つづいて、負極層が形成された集電体を大気圧プラズマ装置のチャンバ内の例えばホルダに設置した後、高周波電力の供給により大気圧雰囲気のチャンバ内にプラズマを発生させる。このとき、集電体の露出したリード取出し部がプラズマに曝されてその表面の圧延油が除去される。
このような方法で得られた負極において、集電体の渦巻状に突出したリード取出し部は圧延油の除去によって２０℃の水に対する接触角が４５°以下の性状、集電体の集電体本体は圧延油が残ったままで、２０℃の水に対する接触角が４５°を超える性状を示す。
以上、第３実施形態によれば図８〜図１０に示す扁平渦巻状電極群４８に組み込まれる正極４９の純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなる集電体５１において渦巻状に突出したリード取出し部５１ｂを２０℃の水に対する接触角が４５°以下の性状、つまり高い濡れ性を示す性状にすることによって、正極４９の渦巻状に突出したリード取出し部５１ｂに複数の正極中間リード５３を溶接する際、高い接続信頼性を達成できる。
同様に扁平渦巻状電極群４８に組み込まれる負極５０の純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなる集電体５２において、渦巻状に突出したリード取出し部５２ｂを２０℃の水に対する接触角が４５°以下の性状、つまり高い濡れ性を示す性状にすることによって、負極５０の渦巻状に突出したリード取出し部５２ｂに負極中間リード５５を溶接する際、高い接続信頼性を達成できる。
したがって、正極４９および負極５０における集電体５１，５２の渦巻状に突出したリード取り出し部５１ｂ、５２ｂに複数の正極中間リード５３、複数の負極中間リード５５をそれぞれ接続する多点接続構造において、集電体５１，５２の渦巻状に突出したリード取出し部５１ｂ、５２ｂを２０℃の水に対する接触角を４５°以下の性状にすることによって、渦巻状に突出したリード取り出し部５１ｂ、５２ｂと複数の中間リード５３，５５間の高い接続信頼性を確保できるため、大電流特性の優れた非水電解電池を提供できる。
また、正極層が形成される集電体本体５１ａおよび負極層が形成される集電体本体５２ｂを２０℃の水に対する接触角が４５°を超える性状にすることによって、第１実施形態で説明したのと同様に、塗工スラリーを塗工する工程での正極４９、負極５０のリード取出し部５１ｂ、５２ｂへの塗工スラリーの流れ込み（せり出し）を抑制または防止して塗工剤の脱落に起因する短絡またはリード取出し部の抵抗増加を防止できるため、非水電解質電池の歩留まり向上に大きく寄与できる。
特に、リチウム吸蔵電位が０．４Ｖ ｖｓ Ｌｉ／Ｌｉ+以上の負極活物質を含む負極層を有する負極５０において、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなる集電体５２のリード取出し部５２ｂをプラズマ雰囲気等に曝して、その表面の残留圧延油を除去して、２０℃の水に対する接触角を４５°以下の性状にすることによって、第１実施形態で説明したのと同様に、自己放電を低減した非水電解質電池を得ることができる。
（第４実施形態）
図１１は、第４実施形態に係る非水電解質電池を示す断面図である。なお。図１１において第３実施形態の説明で用いた図８〜図１０と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。
第４実施形態に係る非水電解質電池は、図１１に示すように外装材４１の金属缶４２内面に有底矩形筒状の絶縁部材５７が設けられている。この絶縁部材は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のような合成樹脂から作られ、例えばコーティング等により金属缶４２内面に形成されている。第３実施形態と同様な構成および構造の扁平渦巻状電極群４８は、外装材４１の金属缶４２内に横置きに収納されている。すなわち、金属缶４２は横長形状を有し、扁平渦巻状電極群４８はその対向する２つの渦巻状の面が金属缶４２の側面側に位置するように金属缶４２内に横置きに収納されている。
純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなる複数の正極中間リード５３および同材質の複数の負極中間リード５５は、扁平渦巻状電極群４８の一方（例えば左側）の渦巻状の面に正極の渦巻状に突出したリード取出し部５１ｂおよび他方（例えば右側）渦巻状の面に負極の渦巻状に突出したリード取出し部５２ｂに扁平渦巻状電極群４８の蓋体４３側（上部側）において軸方向に並ぶように溶接により接続されている。これらの正極、負極の中間リード５３、５５は、溶接により互いに接合して束ねられている。
純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなる正極主リード５４は、一端が束ねられた正極中間リード５３にその側部側から抵抗溶接により接続され、他端が正極端子４５直下の蓋体４３下面に溶接により接続されている。純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなる負極主リード５６は、一端が束ねられた負極中間リード５５にその側部側から抵抗溶接により接続され、他端が蓋体４３下面に露出した負極端子４６の下端面に溶接により接続されている。
なお、第４実施形態でのリード取出し部と中間リードの接続および中間リードと主リードの接続等に用いられる溶接は、例えばレーザー溶接、抵抗溶接、超音波溶接が挙げられる。
以上、第４実施形態によれば前述した第３実施形態と同様に大電流特性の優れた非水電解電池を提供でき、かつ非水電解質電池の歩留まり向上に大きく寄与できる。また、リチウム吸蔵電位が０．４Ｖ ｖｓ Ｌｉ／Ｌｉ+以上の負極活物質を含む負極層を有する負極を備えた非水電解質電池において、自己放電を低減することができる。
さらに、扁平渦巻状電極群４８を外装材４１の金属缶４２内に横置きに収納し、かつ複数の正極中間リード５３および複数の負極中間リード５５を扁平渦巻状電極群４８の正極、負極の渦巻状に突出したリード取出し部５１ｂ、５２ｂにそれぞれ扁平渦巻状電極群４８の蓋体４３側（上部側）において軸方向に並ぶように溶接により接続することによって、負極の主リード５６の他端のみならず正極の主リード５４の他端も比較的肉厚の蓋体４３側に引き出して接続できるため、第３実施形態のように正極の主リード５４を肉薄の金属缶４２底部に接続する場合に比べて組立てが容易になると共に、接続信頼性を向上できる。
以下、本発明の実施例を前述した図面を参照して詳細に説明する。
（実施例１）
＜正極の作製＞
正極活物質であるＬｉＣｏＯ2８９重量％と、導電剤である黒鉛粉末３重量％およびアセチレンブラック３重量％と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）５重量％とをｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）溶媒に分散して正極用途工スラリーを調製した。このスラリーを厚さ１５μｍの純度９９％以上のアルミニウム箔に塗布、乾燥、プレスを行って密度３．３ｇ／ｃｍ3の正極層を形成して正極素材を作製した。
＜負極の作製＞
負極活物質であるＬｉ4Ｔｉ5Ｏ12９１重量％と、導電剤であるグラファイト７重量％と、結着剤であるＰＶｄＦ２重量％とをＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）溶液中で混合することにより負極用塗工スラリーを調製した。このスラリーを厚さ１５μｍの純度９９％以上のアルミニウム箔からなる集電体に塗布し、乾燥し、プレスを行って密度２．１ｇ／ｃｍ3の負極層を形成した負極素材を作製した。
＜非水電解質の調製＞
エチレンカーボネート（ＥＣ）：プロピレンカーボネート（ＰＣ）：γーブチロラクトン（ＧＢＬ）を体積比で１：１：４の割合で混合した混合溶媒に２ＭのＬｉＢＦ4を混合して非水電解質を調製した。
＜電池の組み立て＞
前記正極素材を打ち抜いて正極を作製した。この打ち抜き片（正極）は、前述した図２の（Ａ）に示すようにアルミニウム箔の集電体が矩形形状の集電体本体と、この集電体本体から一体的に突出された短冊状リード取出し部とを有し、集電体本体に正極層が形成された構造を有する。この正極を大気圧プラズマ装置のチャンバ内のホルダに設置し、高周波電力の供給により大気圧雰囲気のチャンバ内にプラズマを発生させて集電体の露出したリード取出し部をプラズマに曝した。リード取出し部は、この処理により２０℃の水に対する接触角が２０°の性状になった。
同様に、前記負極素材を打ち抜いて正極を作製した。この打ち抜き片（負極）は、前述した図２の（Ｂ）に示すようにアルミニウム箔の集電体が矩形形状の集電体本体と、この集電体本体から一体的に突出された短冊状リード取出し部とを有し、集電体本体に負極層が形成された構造を有する。負極を大気圧プラズマ装置のチャンバ内のホルダに設置し、高周波電力の供給により大気圧雰囲気のチャンバ内にプラズマを発生させて集電体の露出したリード取出し部をプラズマに曝した。リード取出し部は、この処理により２０℃の水に対する接触角が２０°の性状になった。
なお、正極の正極層で覆われた集電体本体および負極の負極層で覆われた集電体本体は、２０℃の水に対する接触角が１０５°であった。
次いで、矩形形状の正極および負極をそれぞれ九十九状に折り込んだセルロースの不織布からなるセパレータの折り曲げ部に交互に挿入して積層し、セパレータの端部を矩形柱状の積層物の外周側面を覆うように巻装し、プレス成形して前述した図３に示す矩形積層電極群を作製した。つづいて、電極群の複数の正極および複数の負極のリード取出し部をそれぞれレーザー溶接により接合して束ねた後、束ねられた各リード取出し部にアルミニウムからなる正極、負極のリードをそれぞれレーザー溶接により接合して接続した。ひきつづき、前述した図１に示すガス抜き穴、正極端子および負極端子を有するアルミニウムからなる蓋体を用意し、電極群から延びる正極リードを正極端子直下の蓋体下面にレーザー溶接により接合して接続し、負極リードを蓋体下面に露出した負極端子の下端面にレーザー溶接により接合して接続した。蓋体が接続された電極群を厚さ０．５ｍｍの矩形アルミニウム缶に挿入し、電解液を注液した後、蓋体をアルミニウム缶の開口部に嵌合させ、レーザー溶接により蓋体を缶に接合して気密に封止することにより電池容量が１Ａｈの前述した図１に示す構造の角形非水電解質電池を組み立てた。
（実施例２）
実施例１の正極素材を打ち抜いて正極を作製した。この打ち抜き片（正極）は、前述した図５の（Ａ）に示すようにアルミニウム箔の集電体が帯状の集電体本体と、この集電体本体から一体的に突出された複数の短冊状リード取出し部とを有し、帯状の集電体本体に正極層が形成された構造を有する。この正極を大気圧プラズマ装置のチャンバ内のホルダに設置し、高周波電力の供給により大気圧雰囲気のチャンバ内にプラズマを発生させて集電体の露出した複数のリード取出し部をプラズマに曝した。複数のリード取出し部は、この処理により２０℃の水に対する接触角が２０°の性状になった。
同様に、実施例１の負極素材を打ち抜いて負極を作製した。この打ち抜き片（負極）は、前述した図５の（Ｂ）に示すようにアルミニウム箔の集電体が帯状の集電体本体と、この集電体本体から一体的に突出された複数の短冊状リード取出し部とを有し、帯状の集電体本体に負極層が形成された構造を有する。この負極を大気圧プラズマ装置のチャンバ内のホルダに設置し、高周波電力の供給により大気圧雰囲気のチャンバ内にプラズマを発生させて集電体の露出した複数のリード取出し部をプラズマに曝した。複数のリード取出し部は、この処理により２０℃の水に対する接触角が２０°の性状になった。
なお、正極層で覆われた集電体本体および負極層で覆われた集電体本体は、２０℃の水に対する接触角が１０５°であった。
また、正極および負極の複数のリード取出し部の位置（間隔）は前述した第２実施形態および図６、図７に従い、セパレータと共に渦巻状に捲回し、プレス成形して得られた扁平渦巻状電極群の直線部にその直線部に対して直角方向に正極、負極の複数のリード取出し部がそれぞれ配列するように設定した。
次いで、得られた正極および負極の間にセルロース不織布からなる帯状のセパレータを介して捲回し、プレス成形して図６に示すように正極、負極の複数のリード取出し部が直線部に対して直角方向にそれぞれ配列された扁平渦巻状電極群を作製した。つづいて、電極群の正極および負極の複数のリード取出し部をそれぞれレーザー溶接により接合して束ねた後、束ねられた各リード取出し部にアルミニウムからなる正極、負極のリードをそれぞれレーザー溶接により接合して接続した。ひきつづき、前述した図４に示すガス抜き穴、正極端子および負極端子を有するアルミニウムからなる蓋体を用意し、電極群から延びる正極リードを正極端子直下の蓋体下面にレーザー溶接により接合して接続し、負極リードを蓋体下面に露出した負極端子の下端面にレーザー溶接により接合して接続した。蓋体が接続された電極群を厚さ０．５ｍｍの矩形アルミニウム缶に挿入し、実施例１と同様な電解液を注液した後、蓋体をアルミニウム缶の開口部に嵌合させ、レーザー溶接により蓋体を缶に接合して気密に封止することにより電池容量が１Ａｈの前述した図４に示す構造の角形非水電解質電池を組み立てた。
（実施例３）
実施例１の正極素材を打ち抜いて正極を作製した。この打ち抜き片（正極）は、前述した図９の（Ｂ）に示すようにアルミニウム箔の集電体が帯状の集電体本体と、この集電体本体の長手方向に沿う側面に一体的に形成された帯状のリード取出し部とを有し、帯状の集電体本体に正極層が形成された構造を有する。この正極を大気圧プラズマ装置のチャンバ内のホルダに設置し、高周波電力の供給により大気圧雰囲気のチャンバ内にプラズマを発生させて集電体の露出した帯状のリード取出し部をプラズマに曝した。帯状のリード取出し部は、この処理により２０℃の水に対する接触角が２０°の性状になった。
同様に、実施例１の負極素材を打ち抜いて正極を作製した。この打ち抜き片（負極）は、前述した図９の（Ａ）に示すようにアルミニウム箔の集電体が帯状の集電体本体とこの集電体本体の長手方向に沿う側面に一体的に形成された帯状のリード取出し部とを有し、帯状の集電体本体に負極層が形成された構造を有する。この負極を大気圧プラズマ装置のチャンバ内のホルダに設置し、高周波電力の供給により大気圧雰囲気のチャンバ内にプラズマを発生させて集電体の露出した帯状のリード取出し部をプラズマに曝した。帯状のリード取出し部は、この処理により２０℃の水に対する接触角が２０°の性状になった。
なお、正極層で覆われた集電体本体および負極層で覆われた集電体本体は、２０℃の水に対する接触角が１０５°であった。
次いで、得られた正極および負極の間にセルロース不織布からなる帯状のセパレータを介して捲回し、プレス成形して扁平渦巻状電極群を作製した。負極のリード取出し部は、前述した図１０に示すように電極群上側の渦巻面から渦巻状に突出している。正極のリード取出し部は、図１０に示すように電極群下側の渦巻面から渦巻状に突出している。つづいて、前述した図１０に示すように電極群の正極および負極の渦巻状に突出したリード取出し部の複数個所にアルミニウムからなる複数の中間リードをそれぞれレーザー溶接により接続した後、それら正極、負極の複数の中間リードをレーザー溶接により接合して束ねた。束ねられた各中間リードにアルミニウムからなる主リードをそれぞれレーザー溶接により接合して接続した。ひきつづき、前述した図８に示すガス抜き穴、正極端子および負極端子を有するアルミニウムからなる蓋体を用意し、電極群から延びる負極の主リードを蓋体下面に露出した負極端子の下端面にレーザー溶接により接合して接続した。蓋体が接続された電極群を厚さ０．５ｍｍの矩形アルミニウム缶に挿入し、電極群の正極から延びる主リードをアルミニウム缶の底部内面にレーザー溶接により接合して接続し、実施例１と同様な電解液を注液した後、蓋体をアルミニウム缶の開口部に嵌合させ、レーザー溶接により蓋体を缶に接合して気密に封止することにより電池容量が１Ａｈの前述した図４に示す構造の角形非水電解質電池を組み立てた。
（実施例４）
実施例３と同様な正極および負極の中間リードを接続した扁平渦巻状電極群を厚さ０．５ｍｍの角形アルミニウム缶にその渦巻面が缶の内側面に対向するように横置きに収納した以外、実施例３と同様な方法で電池容量が１Ａｈの前述した図１１に示す構造の角形非水電解質電池を組み立てた。
（比較例１）
正極および負極の集電体の短冊状リード取出し部へのプラズマ照射を行わない以外、実施例１と同様の非水電解質電池を組み立てた。なお、これらのリード取出し部は２０℃の水に対する接触角が１０５°であった。
（比較例２）
正極および負極の集電体の複数の短冊状リード取出し部へのプラズマ照射を行わない以外、実施例２と同様の非水電解質電池を組み立てた。なお、これらのリード取出し部は２０℃の水に対する接触角が１０５°であった。
（比較例３）
正極および負極の集電体の帯状のリード取出し部へのプラズマ照射を行わない以外、実施例３と同様の非水電解質電池を組み立てた。なお、これらのリード取出し部は２０℃の水に対する接触角が１０５°であった。
（比較例４）
正極および負極の集電体の帯状のリード取出し部へのプラズマ照射を行わない以外、実施例４と同様の非水電解質電池を組み立てた。なお、これらのリード取出し部は２０℃の水に対する接触角が１０５°であった。
得られた実施例１〜４および比較例１〜４の非水電解質電池について、下記方法により電池抵抗および大電流放電特性を評価した。
＜電池抵抗の評価＞
得られた電池を満充電の状態まで充電した後、０．５Ａｈ分の放電を行い放電深度５０％の状態とした。放電深度５０％の電池の開回路電圧（Ｖ１）を測定した。この電池を４０Ａの電流値で放電を行ったときの５秒後の電圧値（Ｖ２）を測定した。これらの測定結果から４０Ａ、５秒放電時の電池抵抗を次式（１）により求めた。
電池抵抗（Ω）＝（Ｖ１−Ｖ２）／４０ …（１）
例えば、実施例１ではＶ１が２．３６８Ｖ、Ｖ２が２．１２１Ｖであり、これらの電圧値を前記式（１）に代入することにより電池抵抗が約０．００６１８Ω（約６．１８ｍΩ）であることが求められる。
＜大電流放電特性の評価＞
電池抵抗を測定した後の電池を満充電の状態まで充電した後、１Ｃの放電電流で電池電圧が２Ｖに達するまで放電を行ったときの放電容量（Ｃ1）を測定した。さらに、再び電池を満充電の状態まで充電した後、２０Ｃの放電電流で電池電圧が２Ｖに達するまでの放電を行ったときの放電容量（Ｃ20）を測定した。これらの測定結果から１Ｃ放電容量に対する２０Ｃ放電容量の維持率を次式（２）により求めた。
放電容量維持率＝（Ｃ20／Ｃ1）×１００ …（２）
例えば実施例１ではＣ1が１００３ｍＡｈ、Ｃ20が８０４ｍＡｈであり、これらの放電容量を前記式（２）に代入することにより放電容量維持率が約８０．１６％であることが求められる。
このような実施例１〜４および比較例１〜４の電池の電池抵抗および大電流放電特性を下記表１に示す。
Figure 0005100441
前記表１から明らかなように実施例１〜４の電池は、これら実施例１に対応する比較例１〜４の電池に比べて電池抵抗および大電流放電特性がいずれも優れていることがわかる。
（比較例５）
アルミニウム箔からなる負極集電体を大気圧プラズマ装置のチャンバ内のホルダに設置し、高周波電力の供給により大気圧雰囲気のチャンバ内にプラズマを発生させて集電体全面をプラズマに曝した。この処理により集電体は２０℃の水に対する接触角が２０°の性状になった。得られた負極集電体を用いて実施例１と同様な方法により負極素材を作製し、打ち抜き加工により前述した図２の（Ｂ）に示す形状の負極を作製した。この負極を用いた以外、実施例１と同様な電池容量が１Ａｈの前述した図１に示す構造の角形非水電解質電池を組み立てた。
得られた比較例５および前記実施例１の５００個の非水電解質電池について、下記方法により歩留まり（不良電池個数）を調べた。
＜歩留りの評価＞
比較例５および実施例１の方法で５００個の電池を組立て、これらの電池を満充電の状態で２５℃環境下３０日間放置した後、再び満充電状態になるように追充電を実施し、その際の充電容量が電池容量の１０％以上であれば電池内部に短絡部分が存在すると判断し不良判定した。
その結果、実施例１では不良電池が５００個中１個であるのに対し、比較例５では不良電池が５００個中６個と歩留まりが低いことが確認された。
本発明の第１実施形態に係る非水電解質電池を示す断面図。 図１の非水電解質電池に組み込まれる正極、負極を示す正面図。 図１の非水電解質電池に組み込まれる電極群の斜視図。 本発明の第２実施形態に係る非水電解質電池を示す断面図。 図４の非水電解質電池に組み込まれる正極、負極の展開図。 図４の非水電解質電池に組み込まれる電極群の上面図。 電極群の直線部に負極のリード取出し部が並んで配列させるための展開した負極の複数のリード取出し部の位置関係を説明する図。 本発明の第３実施形態に係る非水電解質電池を示す断面図。 図８の非水電解質電池に組み込まれる負極、正極の展開図。 図８の非水電解質電池に組み込まれる扁平渦巻状電極群の斜視図。 本発明の第４実施形態に係る非水電解質電池を示す断面図。 ２０℃の水に対する接触角を説明するための図。
符号の説明
１，２１，４１…外装材、２，２２，４２…金属缶（アルミニウム缶）、３，２３，４３…蓋体、６，２６，４６…負極端子、８，２８，４８…電極群、９，２９，４９…正極、１０，３０，５０…負極、１１，３１…セパレータ、１２，３２，５１…正極の集電体、１２ａ，３２ａ，５１ａ…集電体本体、１２ｂ，３２ｂ，５１ｂ…リード取出し部、１３，３３，５２…負極の集電体、１３ａ，３３ａ，５２ａ…集電体本体、１３ｂ，３３ｂ，５２ｂ…リード取出し部、１４，３４…正極リード、１５，３５…負極リード、５３…正極中間リード、５４…正極主リード、５５…負極中間リード、５６…負極主リード。

Claims (4)

  1. 外装材；
    前記外装材内に収納され、複数の正極、複数の負極およびこれら正極、負極間に介在されるセパレータを積層した構造の電極群；
    前記複数の正極に接続された正極リード；
    前記複数の負極に接続された負極リード；
    前記外装材に収容された非水電解質
    を備え、
    前記各正極は、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、集電体本体およびこの本体から一体的に突出したリード取出し部を有する集電体と、この集電体本体の片面もしくは両面に形成された正極活物質を含む正極層とを備え、各リード取出し部が溶接により互いに接合して束ねられ、
    前記各正極のリード取出し部は、２０℃の水に対する接触角が４５°以下、前記集電体本体は２０℃の水に対する接触角が４５°を超え、
    前記正極リードは、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、前記束ねられた複数の正極のリード取出し部に溶接により接続され、
    前記各負極は、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、集電体本体およびこの本体から一体的に突出したリード取出し部を有する集電体と、この集電体本体の片面もしくは両面に形成された負極活物質を含む負極層とを有し、各リード取出し部が溶接により互いに接合して束ねられ、
    前記各負極のリード取出し部は、２０℃の水に対する接触角が４５°以下、前記集電体本体は２０℃の水に対する接触角が４５°を超え、かつ
    前記負極リードは、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、前記束ねられた複数の負極のリード取出し部に溶接により接続されることを特徴とする非水電解質電池。
  2. 外装材；
    前記外装材内に収納され、正極、負極およびこれら正極、負極間に介在されるセパレータを渦巻状に捲回した構造の電極群；
    前記正極に接続された正極リード；
    前記負極に接続された負極リード；
    前記外装材に収容された非水電解質
    を備え、
    前記正極は、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、帯状の集電体本体およびこの集電体本体から一体的に突出した複数のリード取出し部を有する集電体と、この帯状の集電体本体の片面もしくは両面に形成された正極活物質を含む正極層とを備え、各リード取出し部が溶接により互いに接合して束ねられ、
    前記正極の各リード取出し部は、２０℃の水に対する接触角が４５°以下、前記集電体本体は２０℃の水に対する接触角が４５°を超え、
    前記正極リードは、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、前記正極の束ねられた複数のリード取出し部に溶接により接続され、
    前記負極は、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、帯状の集電体本体およびこの集電体本体から一体的に突出した複数のリード取出し部を有する集電体と、この帯状の集電体本体の片面もしくは両面に形成された負極活物質を含む負極層とを備え、各リード取出し部が溶接により互いに接合して束ねられ、
    前記負極の各リード取出し部は、２０℃の水に対する接触角が４５°以下、前記集電体本体は２０℃の水に対する接触角が４５°を超え、かつ
    前記負極リードは、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、前記負極の束ねられた複数のリード取出し部に溶接により接続されることを特徴とする非水電解質電池。
  3. 外装材；
    前記外装材内に収納され、正極、負極およびこれら正極、負極間に介在されるセパレータを渦巻状に捲回した構造の電極群；
    前記正極に接続された正極リード；
    前記負極に接続された負極リード；
    前記外装材に収容された非水電解質
    を備え、
    前記正極は、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、帯状の集電体本体およびこの集電体本体の長手方向に沿う側面に一体的に形成された帯状のリード取出し部を有する集電体と、この帯状の集電体本体の片面もしくは両面に形成された正極活物質を含む正極層とを備え、前記リード取り出し部が前記電極群の一方の渦巻状面に渦巻状に突出し、
    前記正極のリード取出し部は、２０℃の水に対する接触角が４５°以下、前記集電体本体は２０℃の水に対する接触角が４５°を超え、
    前記正極リードは、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、前記正極の渦巻状に突出したリード取出し部の複数個所に溶接により接続され、かつ溶接により互いに接合して束ねられた複数の中間リードと、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、束ねられた中間リードに溶接により接続された主リードとを備え、
    前記負極は、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、帯状の集電体本体およびこの集電体本体の長手方向に沿い前記正極のリード取出し部と反対側の側面に一体的に形成された帯状のリード取出し部を有する集電体と、この帯状の集電体本体の片面もしくは両面に形成された負極活物質を含む負極層とを備え、前記リード取り出し部が前記電極群の他方の渦巻状面に渦巻状に突出し、
    前記負極のリード取出し部は、２０℃の水に対する接触角が４５°以下、前記集電体本体は２０℃の水に対する接触角が４５°を超え、
    前記負極リードは、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、前記負極の渦巻状に突出したリード取出し部の複数個所に溶接により接続され、かつ溶接により互いに接合して束ねられた複数の中間リードと、純度９９％以上のアルミニウムまたは純度９９％以上のアルミニウム合金からなり、束ねられた中間リードに溶接により接続された主リードとを備えることを特徴とする非水電解質電池。
  4. 前記正極および負極の集電体は、ＪＩＳ Ｈ ０００１のアルミニウム箔であることを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の非水電解質電池。
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