JP5130738B2

JP5130738B2 - 非水電解質二次電池

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Publication number: JP5130738B2
Application number: JP2007036075A
Authority: JP
Inventors: 和義本田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-02-16
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2027-02-16
Also published as: JP2007250537A

Description

本発明は、集電体と、集電体の表面に形成された電極活物質層とを有する非水電解質二次電池用電極板、およびそれを用いた非水電解質二次電池に関する。

近年、非水電解質二次電池の高容量化のための電極活物質（以下、活物質ともいう）として、Ｓｉ（ケイ素）やＳｎ（スズ）などの元素を含む電極材料が注目されている。例えば、Ｓｉの理論放電容量は約４１９９ｍＡｈ／ｇであり、黒鉛の理論放電容量の約１１倍である。

しかしながら、これらの活物質は、リチウムイオンを吸蔵する際に構造が大きく変化し、膨張する。その結果、活物質粒子が割れたり、集電体から活物質層が剥がれたりすることによって、活物質と集電体との間の電子伝導性が低下し、結果としてサイクル特性といった電池特性が低下する。

そのため、放電容量が若干低下するがＳｉやＳｎの酸化物、窒化物または酸窒化物を用いることによって膨張収縮を軽減することが試みられている。

また、活物質層に、リチウムイオン吸蔵時の膨張空間をあらかじめ設けておくことが提案されている。

例えば特許文献１には、リチウム（Ｌｉ）とは合金化しない材料からなる集電体上に、Ｌｉと合金化する金属またはこの金属を含有する合金からなる薄膜が形成された非水電解質二次電池用電極板（以下、電極板ともいう）が開示されている。この従来例においては、集電体上に所定のパターンで選択的に凹凸状電極活物質層を形成し、この凹凸状電極物質層の形成にはフォトレジスト法とメッキ技術などを適用している。さらに、柱状に形成された活物質間の空隙が活物質の体積膨張を吸収することによって、活物質の破壊を回避する内容を開示している。また、集電体の上に凹凸状にパターン化されて形成された活物質層を備える電極を用いて、従来の電池と同様にセパレータを介して正極活物質と対向させた非水電解質二次電池が開示されている。

また特許文献２には、Ｌｉ合金メッキ型の電極において、充放電サイクルの繰り返しや捲回時のメッキ電極層のクラックを防止するために、集電体の幅方向の両端部にメッキ層を含まない構成が開示されている。
特開２００４−１２７５６１号公報特開平８−１３０００５号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載の構成を有する電極板は、活物質層を構成する粒子が充放電時に顕著に膨張収縮するために、集電体に働く応力が大きく、集電体の幅方向の端部で破断が生じやすい。また、前記特許文献２に記載の構成を有する電極のように、集電体の幅方向の両端部に活物質層を形成しない部分を設けた場合には、容量の低下が大きい上に、この集電体露出部分の集電体材料が削れやすく、電池組立工程で微粉が発生し、電池性能のバラツキが生じるおそれがある。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、高容量活物質を用い、かつリチウムイオ
ンの吸蔵による膨張収縮時の、集電体箔の幅方向の両端部における応力の低減を、顕著な容量低下なしに実現することが出来る非水電解質二次電池用電極板、およびそれを用いた非水電解質二次電池を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の非水電解質二次電池用電極板は、集電体と、前記集電体上に形成されたリチウムイオンを吸蔵および放出可能な電極活物質を含む電極活物質層と、を有する用電極板であって、
前記電極活物質層は、集電体の中央部に形成された第１の活物質層と、集電体の幅方向の両端部に形成された、第１の活物質層よりも薄い第２の活物質層とからなることを特徴とするものである。

また本発明の電極板は、前記第２の活物質層の厚さが、前記第１の活物質層の厚さの０％以上、５０％以下であること、を特徴とするものである。さらに前記電極活物質層は気相法で作製された層であること、を特徴とするものである。

本構成を有する非水電解質二次電池用電極板を用いた場合には、集電体の幅方向の両端部に対する応力を軽減することが可能となるので、集電体の破断を防止することが出来る。

また、本発明の電池は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極活物質を含む正極板と、本発明の非水電解質二次電池用電極板からなる負極板と、セパレータと、から構成される極板群と、リチウムイオン伝導性を有する電解質と、を含む電池であって、
極板群は、正極板と電極板とをセパレータを介して長さ方向に捲回または折り畳んで構成されていること、を特徴とする。

本構成の非水電解質二次電池は、信頼性の高い非水電解質二次電池用電極板を用いることで、高容量で信頼性の高い非水電解質二次電池とすることが出来る。

本発明の非水電解質二次電池用電極板およびそれを用いた非水電解質二次電池によれば、高容量活物質を用い、かつリチウムイオンの吸蔵による活物質膨張収縮時の集電体端部に対する応力を軽減することで、集電体の破断を防止することが出来る。その結果、高容量で信頼性の高い電池とすることが出来る。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態における電極板の概略平面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ’における断面構造を示す概略断面図である。図１と図２とにおいて、同じ構成要素については同じ符号を用いる。図１および図２において、電極板２０は、集電体２２と、集電体２２の表面上に形成された電極活物質層２４とを有する。図２に示すように集電体２２の両面に電極活物質層２４が形成されていてもよいし、集電体２２の片方の面にのみ電極活物質層２４が形成されていてもよい。電極活物質層２４は、集電体２２の中央部に形成された第１の活物質層２１と、集電体２２の幅方向の両端部に形成され、第１の活物質層よりも薄い第２の活物質層２３と、からなる。第２の活物質層２３は集電体２２の幅方向の両端部に所定の幅Ｗで形成されている。

さらに、第２の活物質層２３の厚さは、第１の活物質層２１の厚さに対して０％より大
きく５０％以下である。ここで、集電体２２の中央部に形成された第１の活物質層２１とは、電池構成時に正極板と対向し、充放電に関与する活物質層を意味し、通常ほぼ均一な厚さで形成されている。また、集電体２２の幅方向の両端部とは、図１に示すようにある程度の面積を有しており、集電体２２の端部断面部を意味するものではない。

従来の電極板においては、電極活物質層が集電体の端部までほぼ均一に設けられているか、あるいは前述した特許文献２に示されるように、集電体の幅方向の両端部において電極活物質層を形成しない領域が設けられていた。

電極活物質層が集電体の幅方向の端部までほぼ均一に設けられている従来の電極板では、充放電による電極活物質層の膨張収縮に伴う応力が、集電体の中央付近と幅方向端部とで同程度に発生する。これに対して集電体の実用的な機械的強度は、集電体中央部付近では集電体材料の引っ張り強度によって規定されるが、集電体の幅方向端部では実用的な機械強度が集電体材料の引き裂き強度によって規定される。例えば集電体材料としてＣｕ箔を用いた場合、電池製造工程時の極板スリットの工程で、集電体の切断面に微小なキズが発生することがあり、充放電による膨張収縮時に前記微小クラック部分を基点にした集電体の破断が生じやすい。

これに対して本発明の電極板２０においては、集電体２２の幅方向端部における電極活物質層（第２の活物質層２３）の厚みは幅方向中央部における電極活物質層（第１の活物質層２１）の厚みに比べて薄く、そのため充放電による膨張収縮による集電体２２への応力が低減できる。そのため充放電を繰り返したときにも、集電体端部を基点とした集電体２２および電極板２０の破断を防止することが出来る。

一方、電極活物質層そのもののクラックを防止するために、特許文献２に示されるように集電体の幅方向の両端部において電極活物質層を形成しない領域を設けることが開示されている。特許文献２の場合には、また、電極活物質層が全く形成されていない集電体端部領域と電極活物質層形成領域で集電体にかかる応力の差が大きく、充放電の結果、二つの領域の境界で集電体の損傷が発生しやすい。また、正極板に対向する位置の電極板上に電極活物質層が全く存在しないとリチウムの析出が顕著に発生し、電池の信頼性が低下するため、正極板と電極板の位置あわせに高い精度が要求され、生産性が低下する。さらには集電体の幅方向の両端部の電極活物質層が形成されない領域は集電体箔が露出しており、電池製造工程における電極板のスリットや巻き取りの際に集電体の露出部分が工程設備と摺動接触する可能性が高い。そのため、集電体２２の表面の削り取りや脱落により、集電体材料からなる微粉が発生する場合がある。こうした金属材料の微粉は電池信頼性の低下要因となる。

これに対して本発明の電極板２０の構成においては、集電体２２の幅方向の端部にまで第２の活物質層２３が形成されているので、集電体２２の端部領域と第１の活物質層２２の形成領域とで集電体２２にかかる応力の差は小さい。従って、充放電を繰り返しても、二つの領域の境界における集電体２２の損傷は発生しにくい。また、集電体２２の幅方向端部にまで第２の活物質層２３が形成されているので、正・電極板の位置あわせがずれた場合にもリチウムの析出が軽微であり、電池の信頼性低下を防止できる。さらには、集電体２２は幅方向端部まで第２の活物質層２３に覆われているので、電池製造工程における取扱いを経ても集電体２２材料の削れが生じにくく、金属微粉の発生による電池信頼性の低下を防止できる。

集電体２２の幅方向における、第２の活物質層２３が形成されている領域の幅Ｗは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが望ましい。この幅Ｗが１ｍｍ未満では集電体端部での破断防止の効果が小さく、幅Ｗが１０ｍｍを超えないことが、高エネルギー密度な電池を
得るために望ましい。この幅Ｗは電極板２０の全長に亘って通常一定であるが、本発明の効果を損なわない範囲で有れば、一定である必要はない。また、集電体２２の一方の端部に形成された第２の活物質層２３の幅ともう一方の端部に形成された第２の活物質層２３の幅とが同じでも良く、異なっていても良い。

また、電極活物質層２４（第１の活物質層２１および第２の活物質層２３）に含まれる活物質としては、リチウムと電気化学的に反応するものであれば特に制限はないが、リチウムとの反応性が比較的高く、高容量が期待できるケイ素単体、ケイ素合金、ケイ素と酸素とを含む化合物、ケイ素と窒素とを含む化合物、スズ単体、スズ合金、スズと酸素とを含む化合物、およびスズと窒素とを含む化合物よりなる群から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。本発明による改善度合いが顕著となるからである。

第１の活物質層２１の集電体２２の中央部での厚みは作製する電池の性能によって異なるが、概ね３〜４０μｍの範囲である。第１の活物質層２１の厚さが３μｍ未満になると、電池全体に占める活物質の割合が小さくなり、電池のエネルギー密度が低下する。また、第１の活物質層２１の厚さが４０μｍを超えると、活物質層の剥がれが発生しやすくなったり、充放電時の活物質層の膨張収縮による集電体２２と第１の活物質層２１との界面における応力が大きくなったり、本発明の構成を用いた場合でも集電体の変形などが発生しやすくなる。

リチウムとの反応性の観点からは、活物質は非晶質または低結晶性であることが好ましい。ここでいう低結晶性とは、結晶粒の粒径が５０ｎｍ以下の領域を言う。なお結晶粒の粒径は、Ｘ線回折分析で得られる回折像の中で最も強度の大きなピークの半価幅から、Ｓｃｈｅｒｒｅｒの式によって算出される。また非晶質とは、Ｘ線回折分析で得られる回折像において、２θ＝１５〜４０°の範囲にブロードなピークを有することを言う。

集電体２２には銅、ニッケルなどを含む金属箔を用いることが出来る。強度、電池としての体積効率、取り扱いの容易性などの観点から集電体２２の厚みは４〜３０μｍが好ましく、より好ましくは５〜１０μｍである。集電体２２の表面は平滑であってもよいが、電極活物質層２４との付着強度を高めるために、Ｒａ＝０．１〜４μｍ程度の凹凸があってもよい。集電体表面の凹凸は電極活物質層２４を構成する粒子間に空隙を形成する効果を併せ持つ。付着力、コストなどの点から、より好ましくはＲａ＝０．４〜２．５μｍである。

本実施の形態における電極板２０は、例えば以下に示す方法によって作製可能である。図３および図４は、本実施の形態における電極板２０を構成するための製造装置の一例を示す概略図であり、図４は後述する遮蔽体移動機構の一例を示す概略斜視図である。図３において、真空槽２内は排気ポンプ１で排気されている。真空槽２中で巻き出しロール８から巻き出された集電体２２は、搬送ローラ５および円筒状の第１キャン６および第２キャン７の周面に沿って走行し、巻き取りロール３に巻き取られる。ここで使用する集電体２２は銅、ニッケルなどからなるシート状の箔である。活物質付与源９には、ケイ素またはスズが坩堝などに入れられている。活物質付与源９は電子ビームなどの加熱装置（図示せず）により加熱され、ケイ素またはスズが蒸発する。

遮蔽板１０の開口部において、集電体２２が第１キャン６に沿った状態で活物質付与源９から飛来するケイ素やスズなどにさらされることにより、集電体２２上にケイ素やスズの第１の活物質層２１（図示せず）が形成される。次に第２キャン７に沿った状態で集電体２２が活物質付与源９から飛来するケイ素やスズなどにさらされることにより、もう一方の面にもケイ素やスズの第１の活物質層２１（図示せず）が形成される。この際、第１キャン６および第２キャン７に近接して、集電体２２の走行方向に平行な線状遮蔽体４１
が、集電体２２や活物質層から所定の距離を保って、多条に設置される。蒸発源から飛来する活物質材料の一部は、線状遮蔽体４１により集電体２２上への付着を阻害される。そのため線状遮蔽体４１に相対する位置では、集電体２２上に形成される活物質層の厚みを薄くすることで、第２の活物質層２３が出来る。なお、第２の活物質層２３の形成に影響が出ない程度に線状遮蔽体４１の一部が集電体２２や活物質層に接触していても良い。

線状集電体４１の上への活物質材料の堆積量が多くなると、活物質層が薄くなる領域が広がってくる。そこで、長時間の成膜を行う際には、遮蔽体移動機構により、線状遮蔽体４１を移動させることが望ましい。この遮蔽体移動機構は、線状遮蔽体４１を送出リール４４と回収リール４５とで移動させる遮蔽体移動機構４２Ｂのような方式であっても良いし、線状遮蔽体４１を巡回する遮蔽体移動機構４２Ａのような方式であっても良い。遮蔽体移動機構が遮蔽体移動機構４２Ｂのように送出リール４４と回収リール４５を有する場合には、常に新しい線状遮蔽体４１が供出されるので、線状遮蔽体４１による対向部の活物質層厚み低減度合いが一定となる。また、遮蔽体移動機構が遮蔽体移動機構４２Ａのよう巡回方式である場合には、図４に示すように、途中に高屈曲部４３を設けることにより、線状遮蔽体４１に付着した活物質材料の大半を脱落させ、それによって線状遮蔽体４１による対向部の活物質層厚み低減度合いを一定とすることが出来る。

線状遮蔽体４１にはステンレスなどの金属線や金属帯、ポリイミドなどの耐熱性樹脂からなる線状長尺体を用いることが出来る。線状遮蔽体４１の直径あるいは幅は、作製する第２の活物質層２３の幅や、作製する電池の形状によって異なるが、後述するスリットの際に第２の活物質層２３の幅Ｗを確保できる幅で有ればよい。

集電体上２２に電極活物質層２４を形成した後、電池製造工程のためにスリットを行う。スリットは線状遮蔽体４１の対向位置、すなわち第２の活物質層２３に沿って行われる。これによって集電体２２の幅方向の両端部において第２の活物質層２３を有する電極板２０を形成することが出来る。

第２の活物質層２３の形成状態は、線状遮蔽体４１の厚さ、直径や幅、線状遮蔽体４１と集電体２２との距離、活物質付与源９と集電体２２との距離などによって、第２の活物質層２３の幅と厚さとを調整することが出来る。線状遮蔽体４１と集電体２２とは一部接触していても良く、両者の距離は０〜８０ｍｍ程度であることが第２の活物質層２３の幅を限定する上で望ましい。線状遮蔽体４１と集電体２２との距離は、線状遮蔽体４１の直径あるいは幅の４倍以下であることが、線状遮蔽体４１の効果により第２の活物質層２３を設ける上で望ましい。活物質付与源９と集電体２２との距離は真空蒸着法などの気相法を用いる場合には１００〜６００ｍｍ程度であることが、膜厚分布や材料利用効率の点から望ましい。

ケイ素と酸素とを含む化合物、ケイ素と窒素とを含む化合物、スズと酸素とを含む化合物、またはスズと窒素とを含む化合物の活物質層を形成する場合には、酸素ガスや窒素ガスをガス導入管１１から導入し、これらのガス雰囲気下や、そのイオン化雰囲気下で活物質付与源９からケイ素やスズを蒸発させることにより、本発明の電極板２０が得られる。ガスをイオン化する場合には高周波の印加やイオン銃の使用等がガスの反応性向上に有効である。

本発明の構成を持つ電極活物質層２４の作製方法は、本発明の構造を得ることが出来るものであれば特に限定されないが、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などの気相法（ドライプロセス）を用いることが好ましい。上述した製造方法のように、気相法を用いると、電極活物質層２４（第１の活物質層２１および第２の活物質層２３）の形成厚さや幅、形成位置などの制御が、他の製法と比較して容易だからである。

こうした手法により得られた電極板２０は、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４などといった一般的に使用される正極活物質を含む正極板と、微多孔性フィルムなどからなるセパレータと、６フッ化リン酸リチウムなどをエチレンカーボネートやプロピレンカーボネートなどの環状カーボネート類に溶解した、一般に知られている組成のリチウムイオン伝導性を有する電解液と共に用いることで、非水電解質二次電池を作製出来る。

また、本発明の電極は様々な形状の非水電解質二次電池に適用可能であり、電池の形状や封止形態は特に限定されないが、本発明は特に折り畳み型や捲回型の二次電池に対して有効である。捲回型非水電解質二次電池に適用する場合には、以下に示す構成を有することが好ましい。図面を参照しながら説明する。

図５は、本発明の捲回型非水電解質二次電池の概略断面図である。図５において、正極３１と本発明の帯状の電極板２０とは、それらの間に配置された、両極板よりも幅広な帯状のセパレータ３３とともに捲回され、極板群３２を形成している。正極３１にはアルミニウムなどからなる正極リード３４が接続され、その一端は周縁にポリプロピレンなどからなる絶縁パッキン４０が配された封口板３９に接続されている。電極板２０には銅などからなる電極リード３５が接続され、その一端は極板群３２を収容する電池缶３８に接続されている。電極リード３５は、例えば第２の活物質層２３の一部を剥離して集電体２２を露出させ、そこに溶接などにより電気的接続がされている。また、予め集電体２２に、わずかに露出部を形成しておき、そこに電極リード３５を接続しても良い。極板群３２の上下には、それぞれ上部絶縁リング３６および下部絶縁リング３７が配されている。極板群３２には、前述したリチウムイオン伝導性を有する電解質（図示せず）が含浸されている。電池缶３８の開口は、封口板３９で塞がれている。

ここで、電極板２０として形成された、集電体２２上の幅方向の両端部に形成された第２の活物質層２３の厚みは、集電体２２上の中央部に形成された第１の活物質層２１の厚みに対して０％を超えて５０％以下の領域を有する。これによって充放電による電極活物質層２４が膨張収縮を繰り返しても集電体２２端部を基点とした破断を防止することが出来る。なお、電極板２０の全長にわたって第２の活物質層２３の厚みが第１の活物質層２１の厚みに対して０％を超えて５０％以下である必要は必ずしもなく、電池設計や工程上の都合で極板の一部に限って、上記の範囲から逸することは本発明の主旨を損なうものではない。

以下では本発明を具体的な実施例により説明する。

（実施例１）
古河サーキットホイル（株）製の粗面化銅箔（３５ミクロン厚、第１の面はＲａ＝２ミクロン、第２の面はＲａ＝１ミクロン）を集電体とし、第１の面上に真空蒸着法によって電極活物質層を形成し、電極を作製した。電極活物質層は、０．００５Ｐａまで真空槽を排気後、日本電子（株）製の２７０度偏向型電子銃を用いてシリコンを酸素導入雰囲気中（流量３０ｓｃｃｍ）で加熱することによって蒸発させ、集電体上に堆積させることによって行った。第１の活物質層は２０ｎｍ／秒の堆積速度で集電体上に堆積させて形成し、第２の活物質層の厚みが第１の活物質層の厚みの２５％程度となるように遮蔽部の位置を集電体から２０ｍｍ程度にして調整した。なお電極物質層は、集電体の幅方向に第１の活物質層が約５８ｍｍ継続した後、第２の活物質層が２ｍｍ程度形成されるような繰り返し構造とした。次に第２の活物質層の中央線付近に沿ってカミソリ刃を用いて切断し、集電体の中央部に形成された第１の活物質層と、集電体の幅方向の端部に形成された第２の活物質層と、からなる電極を得た。研磨断面のＳＥＭ観察では、第２の活物質層の厚さは５ミクロン、第１の活物質層の厚さは２０ミクロンであった。

作製した電極（６０ｍｍ幅、４ｍ長）を、活物質層が石英製四角柱の高さ方向の角に接するように、張力１．２ｋｇ、折れ角１６０度（鈍角）で押しつけて、速度２ｍ／分で走行させた。電極を１ｍ走行させた後の石英製四角柱の、電極が摺動した角を光学顕微鏡観察した。図６はその結果である。図６において、白い部分が石英製四角柱の表面であり、黒い部分は空間である。図６に示すとおり、石英製四角柱の、電極が摺動した角付近の表面には、電極から微粉が剥離したことに起因する汚れはほとんど無かった（図６）。また、電極上の活物質層表面には、石英製四角柱の角との摺動により発生する摺動痕は、目視では確認できなかった。

（比較例１）
実施例1と同様の集電体の上に真空蒸着法によって電極活物質層を形成し、電極を作製した。電極活物質層は、実施例１と同様の方法および条件でシリコンを酸素導入雰囲気気で蒸発させ、集電体上に堆積させることによって行った。また、電極活物質層は、集電体の中央部に形成し、集電体の長さ方向に別のテープ形状の銅箔であらかじめマスキングすることによって、活物質層が形成されない領域を設けた。なお電極物質層は、集電体の幅方向に第１の活物質層が約５８ｍｍ継続した後、活物質層が形成されずに銅箔露出する部分が２ｍｍ程度形成されるような繰り返し構造とした。次に銅箔露出部分の長さ方向に沿って両端を、カミソリ刃を用いて切断し、集電体の幅方向両端部に第２の活物質層を形成せずに、銅箔を露出させた電極（６０ｍｍ幅、４ｍ長）を得た。研磨断面のＳＥＭ観察より、第１の活物質層の厚さは２０ミクロンであった。

作製した電極を、実施例１と同様の配置で石英製の角柱に相対させ、幅方向あたりの張力２００ｇ／ｃｍで２ｍ／分の速度で摺動した。１ｍ走行後、実施例１と同様の手法により石英製四角柱の、電極が摺動した角を光学顕微鏡観察した。図７において、白い部分が石英製四角柱の表面であり、黒い部分は空間である。図７に示すとおり、集電体から剥がれ落ちた銅粉が、石英製四角柱の、電極が摺動した角付近の表面に白い点として観察された。一方、電極の銅箔露出部分の表面には、石英製四角柱の角との摺動により発生した摺動痕が目視で確認できた。

本発明にかかる非水電解質二次電池用電極板、およびそれを用いた非水電解質二次電池は、高容量活物質を用い、かつ表面が粗面化した集電体を用いても電池組立時等の集電体の削れを軽減することができ、電池の信頼性が向上するので、非水電解質二次電池用電極、およびそれを用いた非水電解質二次電池として有用である。

また電気二重層キャパシタの一方の電極の活物質を、カーボンブラックからグラファイトに変更し、電解液をリチウムイオン含有の非水電解液へ変更することによりエネルギー密度を向上させた電気化学キャパシタが検討されている。本発明の電極板を、このような電気化学キャパシタのグラファイト電極に代えて使用することにより、電気化学キャパシタの信頼性を向上させることができる。

本発明の実施の形態における電極板の概略平面図本発明の実施の形態における電極板の概略断面図本発明の実施の形態における製造装置の一例を示す概略図本発明の実施の形態における遮蔽体移動機構の一例を示す概略斜視図本発明の実施の形態における捲回型非水電解質二次電池の概略断面図本発明の実施例における石製製角柱の表面顕微鏡写真比較例における石製製角柱の表面顕微鏡写真

符号の説明

１排気ポンプ
２真空槽
３巻き取りロール
５搬送ローラ
６第１キャン
７第２キャン
８巻き出しロール
９活物質付与源
１０遮蔽板
１１ガス導入管
２０電極板
２１第１の活物質層
２２集電体
２３第２の活物質層
２４電極活物質層
３１正極板
３２極板群
３３セパレータ
３４正極リード
３５電極リード
３６上部絶縁リング
３７下部絶縁リング
３８電池缶
３９封口板
４０絶縁パッキン
４１線状遮蔽体
４２Ａ、４２Ｂ遮蔽体移動機構
４３高屈曲部
４４送出リール
４５回収リール

Claims

リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極活物質を含む正極板と、
Ｒａ＝０．１〜４μｍの凹凸を有する集電体と、前記集電体上に形成されたリチウムイオンを吸蔵および放出可能な電極活物質を含む電極活物質層と、を有する非水電解質二次電池用電極板からなる負極と、セパレータと、から構成される極板群と、
リチウムイオン伝導性を有する電解質と、を含む非水電解質二次電池であって、
前記電極活物質層は、前記集電体の中央部に形成された第１の活物質層と、前記正極の正極活物質と対向しない電極部分である前記集電体の幅方向の端部に、長さ方向端部以外の幅方向の両端部において前記集電体の面が露出しないように形成され、前記第１の活物質層よりも薄い第２の活物質層とからなり、
前記第２の活物質層の厚さは、前記第１の活物質層の厚さの０％より大きく５０％以下であることを特徴とする非水電解質二次電池。
前記正極の正極活物質と対向する電極部分の電極活物質層は、第１の活物質層のみからなる請求項１に記載の非水電解質二次電池。
前記電極活物質層は気相法で作製された層であること、を特徴とする請求項１に記載の非水電解質二次電池。
前記極板群は、前記正極板と前記非水電解質二次電池用電極板とを前記セパレータを介して長さ方向に捲回または折り畳んで構成されていること、を特徴とする請求項１に記載の非水電解質二次電池。