JP5407327B2 - 電極およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電極およびその製造方法に関する。

近年、環境保護のため二酸化炭素排出量の低減が切に望まれている。自動車業界では、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）の導入による二酸化炭素排出量の低減に期待が集まっており、これらの実用化の鍵を握るモータ駆動用二次電池の開発が鋭意行われている。二次電池としては、高エネルギー密度、高出力密度が達成できるリチウムイオン二次電池に注目が集まっている。

リチウムイオン二次電池は、一般に、バインダを用いて正極または負極活物質等を集電体に塗布して電極を構成する。

このようなリチウムイオン二次電池においては、従来、集電体として金属箔が用いられてきた。近年、金属箔に代わって電池の軽量化を目的として樹脂を含む導電性集電体が用いられるようになっている（例えば、特許文献１参照）。このような樹脂を含む導電性集電体は、金属箔に較べて軽量であり、重量当たりのエネルギー密度の向上が期待される。
特開昭６１−２８５６６４号公報

電極の製造は、通常、活物質、バインダおよび溶媒を含む活物質スラリーを集電体上に塗布し、溶媒を乾燥させることにより行われる。しかしながら、樹脂を含む導電性集電体に活物質スラリーを通常の塗布方法により塗布した場合、活物質スラリーを集電体がはじくため、集電体上に活物質スラリーを良好に塗布することが困難であった。また、得られた電極の集電体および活物質層間の接触抵抗が高くなるという問題があった。

そこで本発明は、集電体および活物質層間の接触抵抗を低減させることを目的とする。

本発明者らは、上記の課題に鑑み鋭意研究を積み重ねた結果、樹脂層を含む集電体の樹脂層表面が溶媒に溶解することにより、集電体中の樹脂層と活物質層とが接着している電極が上記課題を解決し得ることを見出し、本願を完成させた。

本発明の電極は、樹脂層と活物質層とが接着し、集電体中の樹脂層と活物質層との密着性が向上することにより、集電体および活物質層間の接触抵抗が低減する。

まず、本発明の好ましい実施形態である双極型リチウムイオン二次電池用電極について説明するが、以下の実施形態のみには制限されない。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

図１は、本発明の好適な一実施形態（以下、第一実施形態とも称する）である双極型リチウムイオン二次電池用電極を示す概略図である。双極型電極１は、集電体１１の片面に正極（正極活物質層）１３を設け、もう一方の面に負極（負極活物質層）１５を設けた構造を有している。第一実施形態においては、集電体は導電性を有する樹脂層から構成される。そして、集電体１１は、活物質スラリーに用いられる溶媒により溶解することで、正極活物質層および負極活物質層に接着している。活物質スラリーに含まれる溶媒に溶解するのは、集電体中の高分子材料であり、本発明は、活物質スラリーに含まれる溶媒によって溶解する高分子材料を含む集電体を用いることを特徴とするとも言える。集電体が活物質層に接着することで活物質層−集電体間の抵抗を下げることが可能となる。

また、例えばリチウムイオン二次電池では、充電および放電過程において、正極および負極活物質中へのリチウムイオンの吸蔵、放出によって正極および負極活物質層の膨張、収縮が起こり、発生する応力により集電体と活物質層が剥離するという問題があった。本実施形態のように集電体と活物質層とが接着することにより、剥離強度が向上するため、かような問題も解決しうる。

本実施形態の集電体と活物質層との間の接着は、集電体（樹脂層）に含まれる高分子材料が、溶媒により溶解し、その後、溶媒の揮発により固化することによりなされる。

双極型でない通常の電池の集電体は、集電体の端部に取り付けられたタブを通じて電荷の受け渡しが行われ、集電体は負極側で発生した電荷をタブに集める、またはタブから供給された電荷を正極側に伝達する機能を有する。したがって、集電体は、電荷が移動する水平方向（面方向）の電気抵抗が低い必要があり、水平方向の電気抵抗を低減するために、ある程度の厚みを有する金属箔が用いられている。一方、双極型電池の集電体においては、通常の電池と異なり、負極側で発生した電荷は、集電体の反対側に存在する正極に直接供給される。このため、電流が双極型電池の構成要素の積層方向に流れ、水平方向への流れを必要としない。したがって、水平方向の電気抵抗を低減するために、集電体として必ずしも従来のような金属箔を用いなくてもよく、樹脂集電体を有する本発明の電極を好適に用いることができる。さらに、双極型電極に導電性を有する樹脂層を含む集電体、好ましくは導電性を有する樹脂層からなる集電体を適用することによって、電池の軽量化を図ることができる。電極を軽量化することにより、電池に適用した場合に高出力密度化が図れるという点で有利である。また、双極型電池はエネルギ密度が従来の電池に対して２倍以上のエネルギ密度を持っており、異常時に放出するエネルギが大きく、温度上昇が過度に起こりやすいが、金属箔集電体と比較して、樹脂層集電体を適用した場合、かような温度上昇が抑制される。

以上の理由により、本発明の電極は、双極型電極であることが好適である。本発明の電極が双極型電極である場合、電極の体積抵抗率が、０．１〜１．０ｍΩ・ｃｍの範囲であることが好ましい。体積抵抗率がかような範囲にあれば、双極型電池の集電体として適切である。なお、ここでいう体積抵抗率は、電極を一定のサイズに切り出し、抵抗の絶対値を測定し、その値に面積を乗じ、厚みを除することにより算出される。

図１においては、正極および負極活物質層の双方が、溶媒による溶解により集電体と接着している形態を示したが、正極活物質層または負極活物質層の少なくとも一方が、樹脂層と接着している形態も本発明の範囲内である。好ましくは正極活物質層および負極活物質層の双方が接着している形態である。

次に電極を構成する各要素について説明する。

（集電体）
集電体２は、導電性を有する樹脂層を少なくとも１つ含む。樹脂層は、活物質層と接着するために、活物質層と接する側、すなわち集電体の最外層の少なくとも１方が樹脂層となる。集電体は、少なくとも樹脂層を必須に含めばよく、具体的には、１以上の樹脂層からなる集電体、樹脂層および金属箔の積層体等が挙げられる。好ましくは、軽量化の観点から、１以上の樹脂層（単一の樹脂層または２以上の樹脂層の積層体）からなる集電体である。

樹脂層は、導電性を有し、高分子材料を含む。集電体が導電性を有する具体的な形態としては、１）高分子材料が導電性高分子である形態、２）樹脂層が導電性フィラーを含む形態が挙げられる。

導電性高分子は、導電性を有し、電荷移動媒体として用いられるイオンに関して伝導性を有さない材料から選択される。これらの導電性高分子は、共役したポリエン系がエネルギー帯を形成し伝導性を示すと考えられている。代表的な例としては電解コンデンサなどで実用化が進んでいるポリエン系導電性高分子を用いることができる。具体的には、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリアクリロニトリル、ポリオキサジアゾール、またはこれらの混合物などが好ましい。電子伝導性および電池内で安定に使用できるという観点から、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレンがより好ましい。

導電性フィラーは、導電性を有し、電荷移動媒体として用いられるイオンに関して伝導性を有さない材料から選択される。また、導電性フィラーは、印加される正極電位および負極電位に耐えうる材料から選択される。具体的には、アルミニウム粒子、ＳＵＳ粒子、グラファイトやカーボンブラックなどのカーボン粒子、銀粒子、金粒子、銅粒子、チタン粒子などが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。これらの導電性フィラーは１種単独で用いられてもよいし、２種以上併用してもよい。また、これらの合金粒子が用いられてもよい。導電性フィラーは、前述の形態に限られず、カーボンナノチューブやＶＧＣＦ（気相成長炭素繊維）を用いてもよい。

正極側に用いる導電性フィラーとしては、導電性の観点からアルミニウム粒子、ＳＵＳ粒子、金粒子およびカーボン粒子が好ましく、カーボン粒子がより好ましい。負極に用いる導電性フィラーとしては、導電性の観点から銀粒子、金粒子、銅粒子、チタン粒子、ＳＵＳ粒子、およびカーボン粒子が好ましく、カーボン粒子がより好ましい。カーボンブラックやグラファイトなどのカーボン粒子は電位窓が非常に広く、正極電位および負極電位の双方に対して幅広い範囲で安定であり、さらに導電性に優れている。また、カーボン粒子は非常に軽量なため、質量の増加が最小限になる。さらに、カーボン粒子は、電極の導電助剤として用いられることが多いため、これらの導電助剤と接触しても、同材料であるがゆえに接触抵抗が非常に低くなる。なお、カーボン粒子を導電性フィラーとして用いる場合には、カーボンの表面に疎水性処理を施すことにより電解質のなじみ性を下げ、集電体の空孔に電解質が染み込みにくい状況を作ることも可能である。

導電性フィラーの平均粒子径は、特に限定されるものではないが、通常、２０ｎｍ〜３０μｍである。なお、本明細書中において、「粒子径」とは、活物質粒子の輪郭線上の任意の２点間の距離のうち、最大の距離Ｌを意味する。「平均粒子径」の値としては、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）などの観察手段を用い、数〜数十視野中に観察される粒子の粒子径の平均値として算出される値を採用するものとする。

また、樹脂層が導電性フィラーを含む形態の場合、樹脂層を形成する高分子材料は、当該導電性フィラーを結着させる導電性のない高分子材料を含むことが好ましい。樹脂層の構成材料として高分子材料を用いることで、導電性フィラーの結着性を高め、電池の信頼性を高めることができる。高分子材料は、印加される正極電位および負極電位に耐えうる材料から選択される。

導電性のない高分子材料の例としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）等のポリエステル；ポリイミド（ＰＩ）；ポリアミド（ＰＡ）；ポリアミドイミド；ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）；ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）；スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）；ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）；ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）；ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）；ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などが挙げられる。これらの高分子材料は、１種単独で用いてもよいし、２種併用してもよい。これらの材料は電位窓が非常に広く、正極電位および負極電位の双方に対して幅広い範囲で安定であり、接着性を高めることが可能である。より好ましくは、溶媒に対する溶融性の点から、ポリフッ化ビニリデンである。

樹脂層に含まれる高分子材料と、後述する活物質層に含まれるバインダを構成する材料とは同一であることが好ましい。同一の材料を用いることにより、活物質層中のバインダと樹脂層間の界面がなくなり、剥離強度がより向上し、電極の抵抗が減少する。

なお、同一とは、同一の材料を含めば足り、好適には、集電体を構成する高分子材料の主成分と活物質層に含まれる高分子材料の主成分とが同一であることが好ましい。ここで主成分とは、高分子材料中、６０質量％以上である成分を指し、好ましくは７０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上である。

樹脂層における、高分子材料と導電性フィラーとの比率は、特に限定されないが、好ましくは、高分子材料および導電性フィラーの合計に対して、２〜４０質量％、より好ましくは１０〜３５質量％の導電性フィラーが存在する。十分な量の導電性フィラーを存在させることにより、樹脂層における導電性を十分に確保できる。

上記樹脂層には、導電性フィラーおよび高分子材料の他、他の添加剤を含んでいてもよい。

樹脂層に含まれる導電性フィラーは、樹脂層と活物質層との界面で、活物質層中に突出していることが好ましい。図２を用いて説明すると、集電体２に含まれる導電性フィラー５は、正極活物質３を含む正極活物質層４に突出している。導電性フィラーが活物質層中に突出することにより、接触面積が増加し、活物質層と集電体との接触抵抗がより低減する。なお、図３においては、導電性フィラーを繊維状に記載しているが、形状については特にこれに限定されない。なお、図２のように、導電性フィラーは正極活物質層に突出している形態に限定されず、正極活物質層および負極活物質層の少なくとも１に導電性フィラーが突出している形態であればよい。好ましくは正極および負極活物質層の双方に導電性フィラーが突出している形態である。

集電体の厚さは、特に限定されるものではないが、電池の出力密度を高める上では、薄いほど好ましい。双極型電池においては、正極および負極の間に存在する集電体は、積層方向に水平な方向の電気抵抗が高くてもよいため、集電体の厚さを薄くすることが可能である。具体的には、集電体の厚さは、１００μｍ以下であることが好ましく、０．１〜８０μｍ以下であることが好ましい。

（活物質層）
［正極（正極活物質層）及び負極（負極活物質層）］
活物質層１３または１５は活物質を含み、必要に応じてその他の添加剤をさらに含む。

正極活物質層１３は、正極活物質を含む。正極活物質としては、例えば、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、Ｌｉ（Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍｎ）Ｏ_２およびこれらの遷移金属の一部が他の元素により置換されたもの等のリチウム−遷移金属複合酸化物、リチウム−遷移金属リン酸化合物、リチウム−遷移金属硫酸化合物などが挙げられる。場合によっては、２種以上の正極活物質が併用されてもよい。好ましくは、容量、出力特性の観点から、リチウム−遷移金属複合酸化物が、正極活物質として用いられる。なお、上記以外の正極活物質が用いられてもよいことは勿論である。

負極活物質層１５は、負極活物質を含む。負極活物質としては、例えば、グラファイト、ソフトカーボン、ハードカーボン等の炭素材料、リチウム−遷移金属複合酸化物（例えば、Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２）、金属材料、リチウム合金系負極材料などが挙げられる。場合によっては、２種以上の負極活物質が併用されてもよい。好ましくは、容量、出力特性の観点から、炭素材料またはリチウム−遷移金属複合酸化物が、負極活物質として用いられる。なお、上記以外の負極活物質が用いられてもよいことは勿論である。

各活物質層１３、１５に含まれるそれぞれの活物質の平均粒子径は特に制限されないが、高出力化の観点からは、好ましくは１〜２０μｍである。

正極活物質層１３および負極活物質層１５は、バインダを含む。

活物質層に用いられるバインダとしては、特に限定されないが、例えば、以下の材料が挙げられる。ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアミド、セルロース、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体およびその水素添加物、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体およびその水素添加物などの熱可塑性高分子、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）等のフッ素樹脂、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン系フッ素ゴム（ＶＤＦ−ＨＦＰ系フッ素ゴム）、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム（ＶＤＦ−ＨＦＰ−ＴＦＥ系フッ素ゴム）、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン系フッ素ゴム（ＶＤＦ−ＰＦＰ系フッ素ゴム）、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム（ＶＤＦ−ＰＦＰ−ＴＦＥ系フッ素ゴム）、ビニリデンフルオライド−パーフルオロメチルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム（ＶＤＦ−ＰＦＭＶＥ−ＴＦＥ系フッ素ゴム）、ビニリデンフルオライド−クロロトリフルオロエチレン系フッ素ゴム（ＶＤＦ−ＣＴＦＥ系フッ素ゴム）等のビニリデンフルオライド系フッ素ゴム、エポキシ樹脂等が挙げられる。中でも、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、スチレン・ブタジエンゴム、カルボキシメチルセルロース、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアミドであることがより好ましい。これらの好適なバインダは、耐熱性に優れ、さらに電位窓が非常に広く正極電位、負極電位双方に安定であり活物質層に使用が可能となる。これらのバインダは、１種単独で用いてもよいし、２種併用してもよい。

活物質層中に含まれるバインダ量は、活物質を結着することができる量であれば特に限定されるものではないが、好ましくは活物質層に対して、０．５〜１５質量％であり、より好ましくは１〜１０質量％である。

活物質層に含まれうるその他の添加剤としては、例えば、導電助剤、電解質塩（リチウム塩）、イオン伝導性ポリマー等が挙げられる。

導電助剤とは、正極活物質層または負極活物質層の導電性を向上させるために配合される添加物をいう。導電助剤としては、アセチレンブラック等のカーボンブラック、グラファイト、気相成長炭素繊維などの炭素材料が挙げられる。活物質層が導電助剤を含むと、活物質層の内部における電子ネットワークが効果的に形成され、電池の出力特性の向上に寄与しうる。

電解質塩（リチウム塩）としては、Ｌｉ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２Ｎ、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３等が挙げられる。

イオン伝導性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）系およびポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）系のポリマーが挙げられる。

正極活物質層および負極活物質層中に含まれる成分の配合比は、特に限定されない。配合比は、非水溶媒二次電池についての公知の知見を適宜参照することにより、調整されうる。各活物質層の厚さについても特に制限はなく、電池についての従来公知の知見が適宜参照されうる。一例を挙げると、各活物質層の厚さは、２〜１００μｍ程度である。

以上、本発明の好適な一実施形態である双極型リチウムイオン二次電池用電極について説明したが、本発明の電極は双極型に限定されるものではない。例えば、正極活物質層を集電体の両面に配置した正極、または負極活物質層を集電体の両面に配置した負極に適用してもよい。本発明の効果が顕著に発揮されるのは、上述したように、双極型電極である。

本電極は、樹脂層と活物質層が、溶媒溶解により接着しているため、樹脂層と活物質層との間の剥離強度が向上している。具体的には、樹脂層と活物質層との間の剥離強度は、５０ｍＮ／ｍｍ以上であることが好ましい。剥離強度を５０ｍＮ／ｍｍ以上とすることで、充放電を繰り返しても活物質層と集電体との剥離を抑制することができる。剥離強度は、高ければ高いほど好ましいが、通常は、２００ｍＮ／ｍｍ以下程度であり、好ましくは１５０ｍＮ／ｍｍ以下である。剥離強度の値は、後述する実施例の方法により算出される値を採用する。

（電極の製造方法）
本発明の電極の好適な製造方法（以下、第二実施形態とも称する）は、活物質、バインダおよび溶媒を混合して活物質スラリーを得る工程（以下、第一工程とも称する）と、導電性を有する樹脂層を含む集電体の樹脂層上に前記活物質スラリーを塗布する工程（以下、第二工程とも称する）と、を含み、前記溶媒が、前記樹脂層に含まれる高分子材料を溶解する溶媒である。

上述したように、軽量化の観点からは導電性を有する樹脂層を含む集電体は優れているが、樹脂層に活物質スラリーを塗工しようとすると、活物質スラリーに含まれる溶媒と集電体との親和性が低いため、塗工物のはじきが生じたりする場合があった。また、集電体が樹脂を含むため、強いプレスをかけられないなど、導電性を有する樹脂層を含む集電体を採用した場合、電極を作製することが困難である場合があった。活物質層を形成する際に用いられる活物質スラリーに樹脂層に含まれる高分子材料を溶解する溶媒を用いることにより、樹脂層と活物質層とを接着することができ、簡便な製造方法により、集電体と活物質層との間の剥離強度を向上させることができる。

以下、各工程について説明する。

１．第一工程
本工程では、所望の活物質、バインダおよび必要に応じて他の成分（例えば、導電助剤、イオン伝導性ポリマー、支持塩（リチウム塩）、重合開始剤、分散剤など）を、溶媒中で混合して、活物質スラリーを調製する。この活物質スラリー中に配合される各成分の具体的な形態については、上記の本発明の電極の構成の欄において説明した通りであるため、ここでは詳細な説明を省略する。

活物質スラリーの溶媒は、樹脂層に用いられる高分子材料に応じて、適宜選択される。好適には、溶媒が樹脂層に用いられる高分子材料を溶解する溶媒である。ここで、高分子材料の溶媒への溶解は、高分子材料と溶媒とのＳＰ値差を考慮する。本発明においては、高分子材料と溶媒とのＳＰ値の差が、３以下の場合に溶解とする。また、ＳＰ値の差は１以下であることが好ましい。ＳＰ値は溶解度パラメータであり、高分子材料のＳＰ値と溶媒のＳＰ値との差が小さいほど、溶媒は高分子材料を溶かしやすい。ただし、高分子材料と溶媒とのＳＰ値との差が小さ過ぎると、乾燥中に高分子材料に穴があく場合があるので、ＳＰ値の差は、０．２以上であることがより好ましい。本発明でいうＳＰ値とは、Ｆｅｄｏｒｓの計算式を用いて求められた溶解度パラメーターを意味する。Ｆｅｄｏｒｓの計算式（Ｒ．Ｆ．Ｆｅｄｏｒｓ．Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ，１４巻、１４７頁、１９７４年）によれば、溶解度パラメーターは、各原子団のモル凝集エネルギーの和を体積で除したものの平方根であって、単位体積当たりの極性を示すものであり、上記溶解度パラメーターが大きいほど極性が高いことになる。

スラリーに用いられる溶媒としては、特に制限されず、電極製造について従来公知の知見が適宜参照されうる。溶媒の一例を挙げると、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）（ＳＰ値；１１．２）、ジメチルホルムアミド（ＳＰ値；１１．９）、ジメチルアセトアミド（ＳＰ値；１０．８）、キシレンなどが用いられうる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上併用して用いてもよい。

なお、スラリーに含まれる溶媒、または高分子材料が、２種以上併用して用いられる場合には、各成分のＳＰ値を組成（質量比）に合わせて内挿（平均化）してＳＰ値を近似的に求める。

このような高分子材料と、溶媒との組合わせは、具体的には以下が例示される（以下、高分子材料、溶媒の順）。ポリフッ化ビニリデン、ＮＭＰ；ポリアミド、ＮＭＰ；スチレンブタジエンゴム、キシレン。

活物質スラリーの固形分率（活物質スラリー１００質量％に対する固形分比率）は、４０質量％以下であることが好ましい。低粘度のスラリーを用いることにより、従来の高粘度のスラリーと比較して塗工が容易になる。通常の製造工程によると、塗工後に面積が広がってしまうような低粘度のスラリーでも、高分子材料を溶解する溶媒を用いることによってスラリーとして適用することができる。これは、スラリーに含まれる溶媒が樹脂層表面に吸収されるためであると考えられる。スラリーの固形分率の下限は、活物質量を考慮すると、２５質量％以上であることが好ましく、３０質量％以上であることがより好ましい。特に後述するように、表面の表面粗さがある程度高い集電体を用いると、より低粘度のスラリーを用いることができる。これは、樹脂層表面の凹凸にスラリーが入り込むことができるためである。このような集電体を用いた場合、スラリーの固形分率は、２０質量％以上であることが好ましく、２５質量％以上であることがより好ましい。

２．第二工程
導電性を有する樹脂層を含む集電体は、従来公知の製造方法により製造可能であり、好ましくはスプレー法、コーティング法、押出成形法等を用いることにより製造可能である。例えば、高分子材料、場合により導電性フィラーおよび溶媒を含むスラリーを調製し、これを塗布し硬化させる手法が挙げられる。あるいは、以下の方法によっても集電体を製造することができる。高分子材料と、場合により導電性フィラーと、更に必要があれば、適当な溶剤とを加えて溶融混錬する。混錬時の温度は、用いられる樹脂により適宜設定されるが、通常２００〜２８０℃程度である。具体的には、例えば、オムニミキサー等の混合機でプレブレンドした後、得られた混合物を押出混錬する方法を採用できる。この場合、押出混練に用いる混練機は、特に限定されるものではなく、例えば、単軸押出機、二軸押出機等の押出機や加圧ニーダー等、例えば、従来公知の混練機を用いることができる。

活物質スラリーを塗布する前の集電体の樹脂層側の表面粗さは、０．３＜Ｒａ＜５μｍかつ３＜Ｒｚ＜３０μｍであることが好ましい。樹脂層の表面粗さを下限値を超える範囲にすると、樹脂層の表面に形成された凹凸にスラリーが入り込むことができ、スラリーの粘度が低粘度であっても用いることができるため、好ましい。表面粗さが上限値未満と設定することにより、集電体の強度が維持され、また強度を維持するために樹脂層の厚さを厚くする必要がないため、好ましい。Ｒａは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２００１）で定められた算術平均高さを表わし、Ｒｚは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２００１）で定められた十点平均粗さを表す。樹脂層の表面粗さを上記好適な範囲内に調整する手法は、特に限定されるものではないが、サンドペーパーにより集電体を加工する方法；ブラスト法等が挙げられる。

樹脂層上に上記活物質スラリーを塗布する際の塗布方法は、特に制限されず、例えば、自走型コータ、ドクターブレード法、スプレー法などの一般に用いられる手段が採用されうる。また、転写により、樹脂層上に活物質スラリーを塗布してもよい。

本発明では、活物質スラリーに含まれる溶媒により、樹脂層が溶解するので、従来の製造方法と比較して活物質スラリーが樹脂層にはじかれることが少ない。

なお、実際に樹脂層に含まれる高分子材料が溶媒に溶解するのは、樹脂層上に活物質スラリーを塗布することにより、（室温で）活物質層中に含まれる溶媒が樹脂層に含まれる高分子材料を溶解する場合もある。また、必ずしもかような形態に限定されず、例えば、電極の製造過程または電池の製造過程、好ましくは電極の製造過程で、熱処理の工程がある場合、熱処理時の熱により活物質層中に含まれる溶媒に樹脂層に含まれる高分子材料が十分に溶解し、活物質層に接着する場合もある。

活物質層が形成された後、乾燥により溶媒が除去される。活物質層形成後に、電解質を含浸させてもよい。例えば、ゲルポリマー電解質の場合、電解質を活物質層に含浸させた後、乾燥することにより、ゲルポリマー電解質に含まれていた溶媒も一緒に除去することができる。乾燥の際、熱をかけてもよい。この熱処理により、活物質層中に含まれる溶媒に樹脂層に含まれる高分子材料が溶解し、活物質層に接着する場合もある。

次に、第一実施形態の電極を適用した電池について説明する。第一実施形態の電極が適用される電池の種類は、特に制限されず、例えば、非水電解質電池が挙げられ、好ましくはリチウムイオン二次電池である。リチウムイオン二次電池では、セル（単電池層）の電圧が大きく、高エネルギー密度、高出力密度が達成でき、車両の駆動電源用や補助電源用として優れているためである。また、電池の構造・形態で区別した場合には、積層型（扁平型）電池、巻回型（円筒型）電池など特に制限されず、従来公知のいずれの構造にも適用されうる。

非水電解質二次電池内の電気的な接続形態（電極構造）で見た場合、（内部並列接続タイプ）電池および双極型（内部直列接続タイプ）電池のいずれにも適用し得るものである。好適には、上述したように双極型である場合に、本発明の効果が顕著に発揮される。

同様に非水電解質電池の電解質の形態で区別した場合にも、特に制限はない。例えば、非水電解液をセパレータに含浸させた液体電解質型電池、ポリマー電池とも称される高分子ゲル電解質型電池および固体高分子電解質（全固体電解質）型電池のいずれにも適用されうる。高分子ゲル電解質および固体高分子電解質に関しては、これらを単独で使用することもできるし、これら高分子ゲル電解質や固体高分子電解質をセパレータに含浸させて使用することもできる。

以下、好適な実施形態である、双極型リチウムイオン二次電池について説明する。

図３に示す本実施形態の双極型リチウムイオン二次電池１０は、実際に充放電反応が進行する略矩形の発電要素２１が、電池外装材であるラミネートシート２９の内部に封止された構造を有する。

図３に示すように、本実施形態の双極型リチウムイオン二次電池１０の発電要素２１は、複数の双極型電極１を含む。双極型電極１は、集電体１１の片面に正極活物質層１３を設け、他方の面に負極活物質層１５を設けた構造を有している。双極型リチウムイオン二次電池１１は、集電体１１の一方の面上に正極活物質層１３を有し、他方の面上に負極活物質層１５を有する双極型電極１を、電解質層１７を介して複数枚積層した構造の発電要素２１を具備してなるものである。

隣接する正極活物質層１３、電解質層１７および負極活物質層１５は、一つの単電池層（＝電池単位ないし単セル）１９を構成する。したがって、双極型リチウムイオン二次電池１０は、単電池層１９が積層されてなる構成を有するともいえる。また、単電池層１９からの電解液の漏れによる液絡を防止するために単電池層１９の周辺部には絶縁層（シール部）３１が配置されている。絶縁層（シール部）３１を設けることによって、隣接する集電体１１間を絶縁し、隣接する電極（正極１３および負極１５）間の接触による短絡を防止することができる。なお、最外層に位置する集電体は、最外層集電体１１ａおよび１１ｂであり、これには片面にのみ、正極活物質層１３または負極活物質層１５のいずれか一方が形成されている。

この最外層集電体１１ａおよび１１ｂのさらに外側に正極集電板２５、負極集電板２７が設けられている。これら集電板２５、２７はそれぞれ延長されて、電池外装材であるラミネートシート２９から導出し、正極タブおよび負極タブとなっている。また、集電板２５および２７は、集電体１１より厚く形成することで、積層された複数の単電池層１９からの電流を取り出しやすくなるようにしている。

なお、集電板に、別途タブを電気的に接続してもよい。また、集電板に代えて、最外層集電体１１ａおよび１１ｂを、そのまま正極タブおよび負極タブに電気的に接続してもよい。この際、最外層集電体（１１ａ、１１ｂ）とタブとの間を正極端子リード、負極端子リードを介して電気的に接続してもよい。さらに、集電板に代えて、最外層集電体１１ａおよび１１ｂを厚くして、そのままラミネートシート２９の外に延長して正極タブおよび負極タブとしてもよい。また、最外層集電体１１ａおよび１１ｂと集電板２５、２７の間に電極活物質層があってもよい。すなわち、片面にのみ電極活物質を設けた最外層専用の集電体１１ａおよび１１ｂとするのではなく、両面に電極活物質がある集電体１１をそのまま最外層の集電体として用いてもよいのである。

双極型リチウムイオン二次電池は、上記の構成により、縦方向に電流が流れるため、電子伝導のパスが非双極型の積層電池と比べて格段に短くなり、その分、高出力となる。

また、集電体として、高分子材料を含む集電体を用いているため、電池の軽量化を図ることができる。

以下、本実施形態の双極型リチウムイオン二次電池１０を構成する部材について簡単に説明するが、上記双極型リチウムイオン二次電池の構成要素のうち、電極を構成する構成要素については上記に記載した内容と同様であるので、ここでは説明を省略する。

［電解質層］
電解質層１７を構成する電解質としては、充放電時に正負極間を移動するリチウムイオンのキャリアーとしての機能を有するものであれば特に制限されず、液体電解質、ポリマー電解質、無機固体電解質（酸化物系固体電解質、硫化物系固体電解質）等が用いられうる。

液体電解質は、可塑剤である有機溶媒に支持塩であるリチウム塩が溶解した形態を有する。可塑剤として用いられうる有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）等のカーボネート類が例示される。また、支持塩（リチウム塩）としては、Ｌｉ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ、Ｌｉ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２Ｎ、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＴａＦ_６、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３等の電極の活物質層に添加されうる化合物が同様に採用されうる。

一方、ポリマー電解質は、電解液を含むゲル電解質と、電解液を含まない真性（全固体）ポリマー電解質に分類される。

ゲルポリマー電解質は、マトリックスポリマー（ホストポリマー）に、上記の液体電解質が注入されてなる構成を有する。電解質としてゲルポリマー電解質を用いることで電解質の流動性がなくなり、集電体層への電解質の流出をおさえ、各層間のイオン伝導性を遮断することが容易になる点で優れている。マトリックスポリマー（ホストポリマー）としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体（ＰＶｄＦ−ＨＦＰ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）およびこれらの共重合体等が挙げられる。

真性ポリマー電解質としては、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）等のポリエーテル系ポリマー電解質が挙げられる。通常、真性ポリマー電解質に支持塩（リチウム塩）が溶解してなる構成を有しており、可塑剤である有機溶媒を含まない。したがって、電解質として真性ポリマー電解質を用いることで電解質の流動性がなくなり、集電体層への電解質の流出をおさえ、各層間のイオン伝導性を遮断することが容易になる。

ゲルポリマー電解質や真性ポリマー電解質のマトリックスポリマーは、架橋構造を形成することによって、優れた機械的強度を発現しうる。架橋構造を形成させるには、適当な重合開始剤を用いて、高分子電解質形成用の重合性ポリマー（例えば、ＰＥＯやＰＰＯ）に対して熱重合、紫外線重合、放射線重合、電子線重合等の重合処理を施せばよい。

なお、電解質層が液体電解質やゲル電解質から構成される場合には、電解質層にセパレータを用いてもよい。セパレータの具体的な形態としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンからなる微多孔膜が挙げられる。

［最外層集電体]
最外層集電体としては、例えば、アルミニウム箔、ステンレス（ＳＵＳ）箔、ニッケルとアルミニウムのクラッド材、銅とアルミニウムのクラッド材、あるいはこれらの金属の組み合わせのめっき材などが挙げられるが、中でも正極、負極両電位に耐えうる集電体とするためには、アルミニウム箔、ステンレス箔が好ましい。最外層集電体として、上記高分子材料を含む集電体を用いてもよい。なお、集電板２５、２７についても、集電体と同様の材料で形成することができる。

［タブ（正極タブおよび負極タブ）］
電池外部に電流を取り出す目的で、各集電体に電気的に接続されたタブ（正極タブ２５および負極タブ２７）が電池外装材の外部に取り出されている。

タブ（正極タブ２５および負極タブ２７）を構成する材料は、特に制限されず、リチウムイオン二次電池用のタブとして従来用いられている公知の高導電性材料が用いられうる。タブの構成材料としては、例えば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、これらの合金等の金属材料が好ましく、より好ましくは軽量、耐食性、高導電性の観点からアルミニウム、銅などが好ましい。なお、正極タブ２５と負極タブ２７とでは、同一の材質が用いられてもよいし、異なる材質が用いられてもよい。また、最外層集電体１１ａおよび１１ｂを延長することにより正極タブ２５および負極タブ２７としてもよいし、別途準備した正極タブ２５および負極タブ２７を最外層集電体１１ａおよび１１ｂに接続してもよい。

［正極および負極端子リード］
正極端子リードおよび負極端子リードに関しても、必要に応じて使用する。例えば、最外層集電体１１ａおよび１１ｂから出力電極端子となる正極タブ２５および負極タブ２７を直接取り出す場合には、正極端子リードおよび負極端子リードは用いなくてもよい。

正極端子リードおよび負極端子リードの材料は、公知のリチウムイオン二次電池で用いられる端子リードを用いることができる。なお、電池外装材２９から取り出された部分は、周辺機器や配線などに接触して漏電したりして製品（例えば、自動車部品、特に電子機器等）に影響を与えないように、耐熱絶縁性の熱収縮チューブなどにより被覆するのが好ましい。

［電池外装材］
電池外装材２９としては、公知の金属缶ケースを用いることができるほか、発電要素（電池要素）を覆うことができる、アルミニウムを含むラミネートフィルムを用いた袋状のケースが用いられうる。該ラミネートフィルムには、例えば、ＰＰ、アルミニウム、ナイロンをこの順に積層してなる３層構造のラミネートフィルム等を用いることができるが、これらに何ら制限されるものではない。高出力化や冷却性能に優れ、ＥＶ、ＨＥＶ用の大型機器用電池に好適に利用することができるラミネートフィルムが望ましい。

以上、本発明の好適な実施形態である双極型リチウムイオン二次電池について説明したが、非双極型のリチウムイオン二次電池であってもよいことは勿論である。非双極型のリチウムイオン二次電池の一例としては、正極集電体の両面に正極活物質層が形成されてなる正極と、電解質層と、負極集電体の両面に負極活物質層が形成されてなる負極とが複数積層された構成が挙げられる。この際、一の正極の片面の正極活物質層と前記一の正極に隣接する一の負極とが、電解質層を介して向き合うように、正極、電解質層、負極がこの順に積層されている。そして、上記双極型と同様に、各電極（正極および負極）と導通される正極タブおよび負極タブが、正極端子リードおよび負極端子リードを介して各電極の正極集電体および負極集電体に超音波溶接や抵抗溶接等により取り付けられている。これにより正極タブおよび負極タブは、ラミネートフィルムの周辺部の熱融着にて接合された部位より上記の電池外装材の外部に露出される構造を有している。

本発明の電池は、上記電極を用いることに特徴があること以外は、従来公知の製造方法により作製することができる。

［電池の外観構成］
図４は、本発明に係る電池の代表的な実施形態である積層型の扁平な非双極型あるいは双極型のリチウムイオン二次電池の外観を表した斜視図である。

図４に示すように、積層型の扁平なリチウムイオン二次電池５０では、長方形状の扁平な形状を有しており、その両側部からは電力を取り出すための正極タブ５８、負極タブ５９が引き出されている。発電要素（電池要素）５７は、リチウムイオン二次電池５０の電池外装材５２によって包まれ、その周囲は熱融着されており、発電要素（電池要素）５７は、正極タブ５８及び負極タブ５９を外部に引き出した状態で密封されている。ここで、発電要素（電池要素）５７は、先に説明した図３に示す双極型のリチウムイオン二次電池１０の発電要素（電池要素）２１に相当するものである。また、正極（正極活物質層）１３、電解質層１７および負極（負極活物質層）１５で構成される単電池層（単セル）１９が複数積層されたものである。なお、図３に示すような積層型の扁平な形状のものに制限されるものではない。巻回型のリチウムイオン電池では、円筒型形状のものであってもよいし、こうした円筒型形状のものを変形させて、長方形状の扁平な形状にしたようなものであってもよい。上記円筒型の形状のものでは、その外装材に、ラミネートフィルムを用いてもよいし、従来の円筒缶（金属缶）を用いてもよいなど、特に制限されるものではない。

また、図４に示すタブ５８、５９の取り出しに関しても、特に制限されるものではない。正極タブ５８と負極タブ５９とを同じ辺から引き出すようにしてもよいし、正極タブ５８と負極タブ５９をそれぞれ複数に分けて、各辺から取り出しようにしてもよいなど、図４に示すものに制限されるものではない。また、巻回型のリチウムイオン電池では、タブに変えて、例えば、円筒缶（金属缶）を利用して端子を形成すればよい。

［組電池］
本発明の組電池は、本発明の電池を複数個接続して構成した物である。詳しくは少なくとも２つ以上用いて、直列化あるいは並列化あるいはその両方で構成されるものである。直列、並列化することで容量および電圧を自由に調節することが可能になる。なお、本発明の組電池では、非双極型リチウムイオン二次電池と双極型リチウムイオン二次電池を用いて、これらを直列に、並列に、または直列と並列とに、複数個組み合わせて、組電池を構成することもできる。

また、図５は、本発明に係る組電池の代表的な実施形態の外観図であって、図５Ａは組電池の平面図であり、図５Ｂは組電池の正面図であり、図５Ｃは組電池の側面図である。

図５に示すように、本発明に係る組電池３００は、双極型リチウムイオン二次電池が複数、直列に又は並列に接続して装脱着可能な小型の組電池２５０を形成する。この装脱着可能な小型の組電池２５０をさらに複数、直列に又は並列に接続して、高体積エネルギー密度、高体積出力密度が求められる車両駆動用電源や補助電源に適した大容量、大出力を持つ組電池３００を形成することもできる。図５Ａは、組電池の平面図、図５Ｂは正面図、図５は側面図を示しているが、作成した装脱着可能な小型の組電池２５０は、バスバーのような電気的な接続手段を用いて相互に接続し、この組電池２５０は接続治具３１０を用いて複数段積層される。何個のリチウムイオン二次電池を接続して組電池２５０を作製するか、また、何段の組電池２５０を積層して組電池３００を作製するかは、搭載される車両（電気自動車）の電池容量や出力に応じて決めればよい。

［車両］
本発明の車両は、本発明の電池またはこれらを複数個組み合わせてなる組電池を搭載したことを特徴とするものである。本発明の電池は高い出力であるから、電池を搭載するとＥＶ走行距離の長いプラグインハイブリッド電気自動車や、一充電走行距離の長い電気自動車を構成できる。言い換えれば、本発明の非水電解質二次電池またはこれらを複数個組み合わせてなる組電池は、車両の駆動用電源として用いられうる。車両としては、例えば、自動車ならばハイブリッド車、燃料電池車、電気自動車（いずれも四輪車（乗用車、トラック、バスなどの商用車、軽自動車など）のほか、二輪車（バイク）や三輪車を含む）が挙げられる。ただし、用途が自動車に限定されるわけではなく、他の車両、例えば、電車などの移動体の各種電源であっても適用は可能であるし、無停電電源装置などの載置用電源として利用することも可能である。

図６は、本発明の組電池を搭載した車両の概念図である。

図６に示したように、組電池３００を電気自動車４００のような車両に搭載するには、電気自動車４００の車体中央部の座席下に搭載する。座席下に搭載すれば、車内空間およびトランクルームを広く取ることができるからである。なお、組電池３００を搭載する場所は、座席下に限らず、後部トランクルームの下部でもよいし、車両前方のエンジンルームでも良い。以上のような組電池３００を用いた電気自動車４００は十分な出力を提供しうる。

本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。
（実施例１）
１．負極電極スラリーの調製
負極活物質として、人造黒鉛（ＭＡＧ−Ｄ、日立化成株式会社製）（９０質量％）、およびバインダとしてポリイミド（ＰＩ）粉末（１０質量％）の混合物に対し、スラリー粘度調整溶媒であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を固形分５０質量％となるように添加して、負極電極スラリーを調製した。ポリイミドのＳＰ値は、１６．９であり、ＮＭＰのＳＰ値は１１．２であった。

２．集電体の作製
ＰＶＤＦ樹脂のペレットを２３０℃で溶融させながら混練し、混練中に少量ずつアセチレンブラックを１５質量％になるまで混ぜ込んだ。アセチレンブラック導入後、スリットから樹脂を押し出し、水冷し、厚み約５０μｍのシートにした。このシートのＲａは０．１μｍ、Ｒｚは０．８μｍであった。なお、表面粗さの測定には、表面粗さ計（型番ＳＵＲＦＣＯＭ５７５Ａ−３ＤＦ（株式会社東京精密社製））を用いた。

３．電極の作製
１．で作製したスラリーを、上記集電体の両面に塗布し、８０℃で５分間乾燥することにより膜厚２０μｍの電極を作製した。

（実施例２）
負極活物質として、人造黒鉛（ＭＡＧ−Ｄ、日立化成株式会社製）（９０質量％）、およびバインダとしてＰＶＤＦ（１０質量％）の混合物に対し、スラリー粘度調整溶媒であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を固形分５０質量％となるように添加して、負極電極スラリーを調製した。このスラリーを用いたこと以外は、実施例１と同様にして電極を作製した。ＰＶＤＦのＳＰ値は、９．１であった。

（実施例３）
負極活物質として、人造黒鉛（ＭＡＧ−Ｄ、日立化成株式会社製）（９０質量％）、およびバインダとしてＰＶＤＦ（１０質量％）の混合物に対し、スラリー粘度調整溶媒であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を固形分３０質量％となるように添加して、負極電極スラリーを調製した。このスラリーを用いたこと以外は、実施例１と同様にして電極を作製した。

（実施例４）
１．負極電極スラリーの調製
負極活物質として、人造黒鉛（ＭＡＧ−Ｄ、日立化成株式会社製）（９０質量％）、およびバインダとしてＰＶＤＦ（１０質量％）の混合物に対し、スラリー粘度調整溶媒であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を固形分２５質量％となるように添加して、負極電極スラリーを調製した。このスラリーを用いたこと以外は、実施例１と同様にして電極を作製した。

２．集電体の作製
ＰＶＤＦ樹脂のペレットを２３０℃で溶融させながら混練し、混練中に少量ずつアセチレンブラックを１５質量％になるまで混ぜ込んだ。アセチレンブラック導入後、スリットから樹脂を押し出し、水冷し、厚み約５０μｍのシートにした。得られたシートの両面をサンドペーパーで粗くした。このシートのＲａは３．５μｍ、Ｒｚは２２μｍであった。

３．電極の作製
１．で作製したスラリーを、上記集電体の両面に塗布し、８０℃で５分間乾燥することにより膜厚２１μｍの電極を作製した。

（実施例５）
１．正極スラリーの調製
正極活物質として、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４（８４質量％）、導電助剤としてアセチレンブラック（３質量％）、気相成長炭素繊維（ＶＧＣＦ（登録商標）；昭和電工株式会社製）（３質量％）、およびバインダとしてＰＶＤＦ（１０質量％）の混合物に対し、スラリー粘度調整溶媒であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を固形分３５質量％となるように添加して、正極電極スラリーを調製した。

負極電極スラリーおよび集電体を実施例４と同様に調製した。集電体の片面に、負極スラリーを塗布した。集電体のもう一方の面も、同様にサンドペーパーで粗くした（Ｒａ２．９μｍ、Ｒｚ１９μｍ）。正極スラリーをドクターブレードで粗くした集電体面に塗布した後、８０℃で５分間乾燥した。乾燥後の負極膜厚は、１９μｍ、正極膜厚は、２２μｍであった。

（比較例１）
負極活物質として、人造黒鉛（ＭＡＧ−Ｄ、日立化成株式会社製）（９０質量％）、およびバインダとしてＳＢＲ（３質量％）、増粘剤としてＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）（３質量％）の混合物に対し、スラリー粘度調整溶媒である水を固形分５０質量％となるように添加して、負極電極スラリーを調製した。このスラリーを用いたこと以外は、実施例１と同様にして電極を作製した。ＳＢＲのＳＰ値は８．４、水のＳＰ値は２３．４であった。

（比較例２）
負極活物質として、人造黒鉛（ＭＡＧ−Ｄ、日立化成株式会社製）（９０質量％）、およびバインダとしてＳＢＲ（３質量％）、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）（３質量％）の混合物に対し、スラリー粘度調整溶媒である水を固形分３０質量％となるように添加して、負極電極スラリーを調製した。このスラリーを用いたこと以外は、実施例１と同様にして電極を作製した。しかしながら、比較例２は樹脂がスラリーをはじくことにより、スラリーが塗工不可能であったため（塗布、乾燥後電極として維持できない）、下記抵抗値および剥離強度を測定することができなかった。

（評価例１：電池の内部抵抗）
実施例１〜５および比較例１、２で得られた電極を１０×１０ｃｍ^２にカットし、同面積のＡｌ板で挟み、Ａｌ板間の抵抗を測定した。結果を表１に示す。

（評価例２：剥離強度試験）
実施例１〜４および比較例１、２で得られた電極の剥離強度試験を行った。剥離強度試験は、剥離強度試験方法：１８０°、引張速度：５０ｍｍ／ｍｉｎにより行った。
結果を表２に示す。

以上の結果から、実施例１〜４の電極は、比較例１および２の電極と比較して、内部抵抗が減少し、また剥離強度が向上していることがわかる。

本発明の双極型電極の構造を示す概念図である。 本発明の双極型電極の構造を示す模式図である。 本発明の双極型電池を示す模式図である。 本発明の双極型電池の外観図である。 本発明の組電池の外観図である。 本発明の組電池を搭載した車両の概念図である。

符号の説明

１ 双極型電極、

３ 正極活物質、
５ 導電性フィラー、
１０ 双極型リチウムイオン二次電池、
２、１１ 集電体、
１１ａ 正極側の最外層集電体、
１１ｂ 負極側の最外層集電体、
４、１３ 正極活物質層、
１５ 負極活物質層、
１７ 電解質層、
１９ 単電池層、
２１、５７ 発電要素（電池要素；積層体）、
２５ 正極集電板、
２７ 負極集電板、
２９、５２ 外装材（たとえばラミネートシート）、
３１ 絶縁層、
５０ リチウムイオン二次電池、
５８ 正極タブ、
５９ 負極タブ、
２５０ 小型の組電池、
３００ 組電池、
３１０ 接続治具、 ４００ 電気自動車。

Claims (9)

1. 導電性を有する樹脂層を含む集電体と、前記樹脂層上に形成されてなり、活物質を含む活物質層と、を有し、前記樹脂層は、活物質スラリーに含まれる溶媒によって溶解する高分子材料を含み、前記溶媒に溶解することにより前記樹脂層表面が前記活物質層に接着されてなり、前記樹脂層と活物質層との剥離強度が５０ｍＭ／ｍｍ以上である、電極。
2. 前記樹脂層は導電性フィラーを含み、前記樹脂層と前記活物質層との界面で、前記導電性フィラーが前記活物質層中に突出している、請求項１に記載の電極。
3. 双極型である、請求項１または２に記載の電極。
4. 体積抵抗率が０．１〜１．０ｍΩ・ｃｍである、請求項３に記載の電極。
5. 前記活物質層中に含まれるバインダを構成する材料と、前記樹脂層に含まれる高分子材料とが、同一である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電極。
6. 活物質、バインダおよび溶媒を混合して活物質スラリーを得る工程と、
   導電性を有する樹脂層を含む集電体の樹脂層上に前記活物質スラリーを塗布する工程と、を含み、
   前記溶媒が、前記樹脂層に含まれる高分子材料を溶解する溶媒であり、前記活物質スラリーの固形分率が５０質量％以下である、電極の製造方法。
7. 活物質スラリーを塗布する際の集電体の樹脂層側の表面粗さが０．３＜Ｒａ＜５μｍ、かつ３＜Ｒｚ＜３０μｍである、請求項６に記載の電極の製造方法。
8. 前記活物質スラリーの固形分率が４０質量％以下である、請求項６または７に記載の電極の製造方法。
9. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の電極、または請求項６〜８のいずれか１項に記載の電極の製造方法により得られる電極を用いる電池。

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