JP7196283B2 - 電極、電池、及び電池パック - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、電極、電池、及び電池パックに関する。
リチウムイオン電池などの電池に含まれている電極には、該電極および対極（例えば、正極および負極）の間にセパレータなどの電気的絶縁性を示す部材を設け、捲回して得られる捲回型の電極群として電池に含まれているものがある。例えば、電池の製造工程において、次のとおり電極を作製し、作製した電極を加工する。集電箔上に電極塗液（例えば、電極材料を溶媒に懸濁させたスラリー）を、例えば、ダイヘッドを用いたダイコートによって塗工して電極を作製する。作製した電極を裁断することで任意の寸法に揃え、ロールプレスなどにより圧延して所定の密度となるように電極を加工する。加工した電極の間、例えば、正極と負極との間にセパレータを挟み、捲回することで電池用のコイル（捲回型の電極群）を製造できる。
日本国特開２０１５－ ９０８０５号公報
高容量な電池を実現できる電極、高容量な電池、及びこの電池を具備する電池パックを提供することを目的とする。
実施形態によれば、集電体と活物質含有層とを具備する電極が提供される。集電体は、第１方向に沿う第１端部を含む主面を有する。活物質含有層は、集電体の主面の上に設けられ、第１方向に沿う第２端部を有し、電極活物質を含有する。活物質含有層の第２端部の少なくとも一部に、第２端部から内側方向へ延び且つ主面に直交する方向へ向かって凹んでいる複数の溝が設けられている。複数の溝は第１方向に沿って隣接し、且つ内側方向へ向かって減衰している。複数の溝は、第２端部の位置での溝の第１深さに対し、内側方向へ向かって2 mmの位置での溝の第２深さは20 %減衰している。
他の実施形態によれば、正極と負極とを具備する電池が提供される。正極および負極の少なくとも一方は、上記実施形態に係る電極を含む。
更に他の実施形態によれば、上記実施形態に係る電池を具備する電池パックが提供される。
図１は、実施形態に係る一例の電極を概略的に示す平面図である。 図２は、図１に示す電極のII-II線に沿った断面図である。 図３は、図１に示す電極のIII-III線に沿った断面図である。 図４は、実施形態に係る電極の製造の一例を概略的に示す説明図である。 図５は、図４に示すV-V線に沿った断面図である。 図６は、図４に示すVI-VI線に沿った断面図である。 図７は、実施形態に係る電極の製造の変形例を概略的に示す断面図である。 図８は、一例の電極の端部の長尺方向における変位量の測定結果を表す図である。 図９は、図８に示す測定結果における線分Ｌ１に沿うプロファイルを表すグラフである。 図１０は、一例の電極の端部の短尺方向における変位量の測定結果を表す図である。 図１１は、図１０に示す測定結果における線分Ｗ１に平行な方向へのプロファイルを表すグラフである。 図１２は、他の例の電極の端部の長尺方向における変位量の測定結果を表す図である。 図１３は、図１２に示す測定結果における線分Ｌ２に沿うプロファイルを表すグラフである。 図１４は、他の例の電極の端部の短尺方向における変位量の測定結果を表す図である。 図１５は、図１４に示す測定結果における線分Ｗ２に平行な方向へのプロファイルを表すグラフである。 図１６は、実施形態に係る一例の電極群を概略的に示す斜視図である。 図１７は、電極群を部分的に展開した状態を概略的に示す斜視図である 図１８は、実施形態に係る一例の扁平型電池の概略断面図である。 図１９は、図１８のＡ部の拡大断面図である。 図２０は、実施形態に係る一例の電池パックの概略分解斜視図である。 図２１は、図２０の電池パックの電気回路を示すブロック図である。 図２２は、比較例１における電極の製造を概略的に示す説明図である。 図２３は、図２２に示す電極の製造を他の方向から見た概略断面図である。 図２４は、比較例２における電極の製造を概略的に示す説明図である。
実施形態
電池容量を向上させる手段の一つとして、電極の密度を高くすることが挙げられる。一方で電極の密度が高すぎると、電極への電解質（例えば、液状の電解質）の含浸性が低下し得る。電極のうち電解質が浸透していない部分は充放電に寄与しにくいため、電極設計から見積もられる電池の設計容量と比較して、得られる電池の実容量が低下し得る。
また、電極の形状が不適切である場合、捲回することができずにコイル（捲回型の電極群）を形成できない場合がある。コイルを作製できた場合でも、コイルに電解質が含浸しにくいことに起因する容量低下などといった問題が生じる。
以下に、実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は実施の形態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とを参酌して、適宜設計変更することができる。
［第１の実施形態］
第１の実施形態に係る電極は、集電体と活物質含有層とを具備する。集電体は、第１方向に沿う第１端部を含む主面を有する。活物質含有層は、集電体の主面の上に設けられている。活物質含有層は、第１方向に沿う第２端部を有している。活物質含有層は、電極活物質を含有する。活物質含有層の第２端部の少なくとも一部に複数の溝が設けられている。複数の溝は、第２端部から内側方向へ延びている。複数の溝は、主面に直交する方向へ向かって凹んでいる溝である。複数の溝は第１方向に沿って隣接している。複数の溝は、第２端部から内側方向へ向かって減衰している。
上記電極は、電極端部に沿って波形形状の構造を有し、電極端部から内側へ向かって波形形状が徐々に治まり、例えば、平面形状に落ち着く構造体であり得る。このような構造の電極を用いると、捲回によるコイル作製の効率を高くできる。またこのような電極では、電極端部から内側へ減少しながらも続く波形形状に沿って電解質の含浸を促進できる。そのため、電極群への電解質の含浸速度の低下を抑制し、容量低下を低減することができる。
電極は、電池の正極および負極のいずれでもあり得る。つまり電極は、電池用電極であり得る。
集電体は、１以上の主面を有し、例えば、第１の主面とその裏側に位置する第２の主面を有する薄板形状を有し得る。集電体の主面は、第１方向に沿う第１端部を含む。集電体は、例えば、帯状の箔であり得る。アルミニウムを含んだ箔を集電体として用いることが望ましい。アルミニウムを含んだ箔は、例えば、アルミニウムからなる金属箔、又はアルミニウム合金箔を含む。
第１方向は、例えば、帯状の集電体の長尺方向であり得る。第１端部は、帯状の集電体の長尺方向に沿う縁部であり得る。
活物質含有層は、集電体の主面の上に設けられている。例えば、活物質含有層は、薄板形状の集電体の一方の主面の上に設けられ得る。或いは、活物質含有層は、薄板形状の集電体の表裏の両方の主面（第１の主面および第２の主面の両方）の上に設けられ得る。つまり、活物質含有層は、集電体の片面または両面に設けられ得る。
活物質含有層の第２端部は、第１方向に沿っている。第２端部は、集電体の第１端部と重なり得る。例えば、帯状の集電体の上に活物質含有層が設けられてなる帯状の電極では、活物質含有層の第２端部は、帯状の電極の長尺方向に沿う活物質含有層の縁部であり得る。
活物質含有層は、電極活物質を含有する。電極活物質としては、例えば、電池用活物質として用いることのできる化合物を挙げることができる。電極活物質は、例えば、電池における電極およびその対極（例えば、正極およびその対極としての負極、或いは負極およびその対極としての正極）の設計に応じて適宜選択できる。電極活物質（正極活物質、又は負極活物質）の詳細は、後述する。
活物質含有層は、電極活物質に加え、導電剤、結着剤、又は導電剤および結着剤の両方を更に含み得る。
活物質含有層の第２端部の少なくとも一部に複数の溝が設けられている。これらの溝は、第２端部から内側方向へ延びており、且つ、集電体の主面に直交する方向、つまり電極の厚さ方向に向かって凹んでいる溝である。各々の溝は、例えば、第１方向と交差し且つ集電体の主面に平行な第２方向に沿い得る。各々の溝が沿う第２方向は、第１方向に直交する方向であり得る。
集電体の表裏両方の主面の上に活物質含有層が設けられている場合、両方の主面上に各々設けられている両方の活物質含有層のそれぞれの第２端部に複数の溝が設けられていることが望ましい。電極の両面の溝は、集電体へ向かって凹んでいるといえる。集電体は、第１端部にて溝の形状に合わせて起伏を含んだ形状を有し得る。例えば、集電体の第１端部が波形形状を有し、第１端部の波形形状における凹部に各々の溝が配置され得る。
第２端部において複数の溝が設けられている位置は、電極を用いて作製する電極群の設計に応じて適宜調整することが望ましい。例えば、捲回型電極群、即ち電池用コイルを作製する場合は、電極を捲回する際湾曲する部分およびその周辺に複数の溝が配置されることが望ましい。電極が湾曲している部分およびその周辺は、捲回コイルにおいて密度が相対的に高い部位である。そのため、電解質の含浸性を促進させる効果がより顕著に現れる。なお、捲回後の電極において、例えば、円弧を描くように湾曲している部分では、活物質含有層の表面の曲面に対する接面に直交する方向に溝が凹んでいると見なせる。第２端部の全域に亘って溝が設けられていることがより望ましい。
また、複数の溝は第１方向に沿って隣接している。第２端部に設けられているすべての溝が連なっていなくてもよく、第２端部における１以上の部分にて第１方向に沿って隣接している複数の溝の群が１以上存在し得る。例えば、第１方向に沿って隣接している複数の溝の一つの群が第２端部の一部に設けられるとともに、第１方向に沿って隣接している複数の溝の他の一群が第２端部の他の一部に設けられ得る。ここでいう隣接している複数の溝の一つの群とは、一つの溝と第１方向に並んで次に設けられている溝との間に実質的に平坦な部分が存在しない一連の溝を意味する。また、一つの群において、一定の法則をもって複数の溝が配置されて、例えば、波形形状が形成され得る。
各々の溝は、活物質含有層の第２端部から内側方向へ向かって減衰している。各々の溝は第２端部付近で最も深く、端部から離れるにつれ浅くなる。言い換えると各々の溝の底部は、第２端部から出発して活物質含有層の表面へ向かって上る傾斜を形成している。第２端部から内側方向へ一定距離にある位置で溝はなくなり、活物質含有層が実質的に平坦になる。電極端部から内側へ向かって減衰する溝を有する電極は、捲回型電極群の生産性が高い。また、溝によって毛細管現象が発現し電極端部から電解質が吸い上げられるため、電極群への電解質の含浸速度が促進される。そして当該電極は、高容量な電池を実現できる。
溝が減衰しない、例えば、電極の全幅に亘って実質的な深さの変化がない溝を有する電極を用いた場合、電極群への電解質の含浸性が高いものの、捲回することが難しく得られる電極群の寸法や形状にバラツキが多いうえ、容量が高い電池が得られにくい。溝が徐々に減衰するのではなく電極端部の近方にのみ溝が設けられており、例えば、段形状など突然溝がなくなる構造を有する電極の場合でも、捲回することが難しくコイルの生産性が制限される。
活物質含有層の密度が1.5 g/cm3以上4.0 g/cm3以下であることが望ましい。活物質含有層が高い密度を有することで、エネルギー密度に優れた電池を得ることができる。また、電極端部から内側へ向かう複数の溝が設けられているため、密度が高くても活物質含有層への電解質の含浸性が高い。
電極は、集電体の何れの主面にも活物質含有層が設けられていない部分を含み得る。集電体のうち活物質含有層が設けられていない部分は、集電タブとして機能できる。例えば、集電体の一辺に平行に形成された活物質含有層非保持部が集電タブとして機能し得る。集電タブは、集電体における活物質含有層無担持の一辺に限られない。例えば、集電体の一側面から突出した複数の帯状部を集電タブとして使用可能である。集電タブは、集電体と同じ材料から形成されていても良い。または、集電体とは別に集電タブを用意し、これを集電体の少なくとも一端面に溶接等で接続してもよい。
図１－図３を参照して、実施形態に係る電極を説明する。
図１は、実施形態に係る一例の電極を概略的に示す平面図である。ここで示す電極は、正極の例である。図２は、図１に示す電極のII-II線に沿った断面図である。図３は、図１に示す電極のIII-III線に沿った断面図である。
正極４は、正極集電体４ａ及び正極活物質含有層４ｂを含む。正極活物質含有層４ｂは、正極集電体４ａの表裏両面に担持されている。正極集電体４ａは、その一辺において、いずれの表面にも正極活物質含有層４ｂが担持されていない部分にあたる正極集電タブ４ｃを含む。
図２は、正極活物質含有層４ｂの第２端部４ｅ付近における、第２端部４ｅに平行な断面を示す。図２からわかるように、正極集電体４ａの両面の正極活物質含有層４ｂのそれぞれに複数の溝が設けられている。複数の溝は、正極集電体４ａの第１端部４ｄ及び正極活物質含有層４ｂの第２端部４ｅに平行な方向（第１方向）、つまり図１のII-II線に平行な方向に沿って隣接している。正極活物質含有層４ｂの表面が平坦になる部分が各々の溝の間にない。また、複数の溝は、正極集電体４ａの主面に直交する方向、つまり図１にて紙面に直交する方向へ向かって凹んでいる。
図３は、複数の溝の一つに沿った断面図を示す。図示するとおり溝は、電極端部（第１端部４ｄ及び第２端部４ｅ）から内側方向へ延びている。また溝の深さＤは、電極端部から内側方向へ向かうにつれて減少する。例えば、第２端部４ｅの位置（0 mm）での溝の深さを第１深さとし、内側方向へ向かって2 mmの位置での溝の深さを第２深さとしたとき、第１深さ（基準100 %）に対して第２深さは20 %減衰した深さであり得る。言い換えると、第２深さは第１深さと比較して80 %の値を有し得る（第２深さ＝［第１深さ－(第１深さ×20 %)］＝［第１深さ×80 %］）。さらに、例えば、第２端部４ｅから内側方向へ向かって4 mmの位置での溝の深さを第３深さとしたとき、第１深さに対して第３深さは50 %減衰した深さであり得る。言い換えると、第３深さは第１深さと比較して50 %の値を有し得る（第３深さ＝［第１深さ－(第１深さ×50 %)］＝［第１深さ×50 %］）。そして、例えば、第２端部４ｅから内側方向へ向かって7 mmの位置での溝の深さを第４深さとしたとき、第１深さに対して第４深さは90 %減衰した深さであり得る。言い換えると、第４深さは第１深さと比較して10 %の値を有し得る（第４深さ＝［第１深さ－(第１深さ×90 %)］＝［第１深さ×10 %］）。第２端部４ｅから内側方向へ8 mmの位置よりも内側では、溝が実質的になくなっている状態にあり得る。
上記説明における溝の深さＤ（例えば、第１深さ、第２深さ、第３深さ、又は第４深さ）とは、実質的な起伏がない本質的には平坦な電極を基準とした深さである。溝の深さは、電極端部に凹部が形成されるように平坦な電極が変形したものと見なし、変形前の電極表面（活物質含有層の表面）に対する移動距離に対応する。例えば、図３に示す例では、正極集電タブ４ｃ付近の正極活物質含有層４ｂは実質的に平坦である。正極集電タブ４ｃ付近の正極活物質含有層４ｂの表面を基準として、溝の深さＤを求める。溝の深さの詳細な測定方法は後述する。
第２端部４ｅにおける複数の溝の深さＤの平均、つまり複数の溝についての上述した第１深さの平均は、0.1 mm以上1.6 mm以下であることが望ましい。第１深さの平均が0.1 mm以上0.4 mm以下であることがより好ましく、0.1 mm以上0.3 mm以下であることがさらに好ましい。第１深さの平均の好ましい範囲は、電極活物質の種類に応じて異なる。
溝が第１方向に沿って隣接して設けられる頻度が高いことが望ましい。例えば、図２に示すように第１方向に平行な電極断面を波形形状として表したときの波のピッチ（周期）Ｐが10 mm以下であることが好ましい。各々の溝についての第１方向への幅が狭く、且つ、溝の配置が密集しているほうが、捲回コイルを作製するうえで好ましい。複数の溝におけるピッチの詳細な測定方法は後述する。
第２端部４ｅにおいて、複数の溝における内壁の高さＨの平均が0.2 mm以下であることが望ましい。第２端部４ｅでの各々の溝の内壁の高さＨは、それぞれの溝の最も低い位置と最も高い位置との高低差に対応する。溝を谷に見立てると、内壁の高さＨは谷の底から谷の縁までの高度の差に対応する。適切な凹み具合の溝が設けられていることで、例えば、コイル作製時に正極と負極との重なりのクリアランスを±2.00 mm以内に収めることができる。そうすることで捲きずれの発生をさらに低減できる。溝の内壁の高さの詳細な測定方法は後述する。
図２の例では、正極集電体４ａとその表裏両面の正極活物質含有層４ｂとが波形形状に形成されている。またこの例では、正極集電体４ａの一方の面にある正極活物質含有層４ｂに設けられている溝の位置と、正極集電体４ａの他方の面（裏面）にある正極活物質含有層４ｂに設けられている溝の位置とが一致していない。実施形態に係る電極における溝の形態は図２に示す構造に限られない。例えば、端部付近の断面形状は、波打ち形状に限られない。また、複数の溝は正極活物質含有層４ｂに設けられていればよく、正極集電体４ａは第１端部４ｄ付近でも実質的な起伏がない形状を有していてもよい。正極集電体４ａの一方の面にある正極活物質含有層４ｂに設けられている溝の位置と、正極集電体４ａの他方の面にある正極活物質含有層４ｂに設けられている溝の位置とが一致していてもよい。
図２は、正極集電体４ａのうち正極集電タブ４ｃとして機能する一辺に平行なII-II線に沿った断面図である。つまり、複数の溝が設けられている端部（第２端部）に沿う方向（第１方向）は、正極集電タブ４ｃがある一辺に平行である。各々の溝は、電極端部（第１端部４ｄ及び第２端部４ｅ）から正極集電タブ４ｃへ向かって延びており、且つ、図３に示したように正極集電タブ４ｃに近づくにつれ減衰している。
複数の溝は他の端部に沿って隣接して設けられてもよく、例えば、正極活物質含有層４ｂにおいて正極集電タブ４ｃである正極集電体４ａの一辺と交差する方向を第１方向とし、この方向に沿う端部を第２端部として複数の溝が設けられ得る。複数の溝が設けられる端部は一辺に限られず、一つの電極にて複数の端部が第２端部であり得る。例えば、集電体が集電タブを含まない電極では、電極の主面の一辺以上の何れの端部にも複数の溝が設けられ得る。
電極が正極である例を説明したが、上述したとおり電極は負極であってもよい。負極である場合は、正極についての正極集電体、正極活物質含有層、及び正極集電タブは、それぞれ負極集電体、負極活物質含有層、及び負極集電タブに対応する。
以下に、正極である形態、及び負極である形態をそれぞれ詳細に説明する。
（正極）
正極は、先に説明したように、正極集電体と、正極集電体上に、具体的にはその両面又は片面に形成された正極活物質含有層とを含むことができる。正極集電体は、表面に正極活物質含有層が形成されていない部分を含むことができ、この部分は正極集電タブとして働くことができる。
正極集電体は、正極活物質含有層から電子を取り込んだり、正極活物質含有層に電子を受け渡したりする。また、正極集電体は電子を移動させる役割を持つ。そのため正極集電体は、電気化学的に安定である材料から形成されることが好ましい。そのような材料の例には、銅、ニッケル、ステンレス、アルミニウム、及びアルミニウム合金が含まれる。アルミニウム合金は、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、及びＳｉからなる群より選択される１以上を含むことが好ましい。
正極活物質含有層は、正極活物質を含むことができる。
正極活物質は、特に限定されるものではないが、充放電において活物質の体積変化が小さいものを用いることが好ましい。このような正極活物質を用いることで、充放電における正極の撚れを軽減することができるため、サイクル性能が向上する。例えば、Li, Fe, Ni, Mn, 及びCoからなる群より選択される１以上を含む化合物を挙げることができる。正極活物質は、リチウム含有ニッケルコバルトマンガン酸化物（例えば、Ｌｉ1-xＮｉ1-a-b-cＣｏaＭｎbＭ１cＯ2（式中、Ｍ１はＭｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃａ及びＳｎからなる群より選択される１以上であり、－０．２＜ｘ＜０．５，０＜ａ＜０．５、０＜ｂ＜０．５、０≦ｃ＜０．１、ａ＋ｂ＋ｃ＜１である））を含むことが好ましい。その他に、種々の酸化物、例えば、リチウム含有コバルト酸化物（例えば、ＬｉＣｏＯ2）、二酸化マンガン、リチウムマンガン複合酸化物（例えば、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＭｎＯ2）、リチウム含有ニッケル酸化物（例えば、ＬｉＮｉＯ2）、リチウム含有ニッケルコバルト酸化物（例えば、ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2Ｏ2）、リチウム含有鉄酸化物、リチウムを含むバナジウム酸化物や、二硫化チタン、二硫化モリブデンなどのカルコゲン化合物などを含んでいてもよい。使用する正極活物質の種類は１種類または２種類以上にすることができる。
正極活物質含有層は、必要に応じて、導電剤及び結着剤を更に含むことができる。
導電剤は、集電性能を高め、且つ正極活物質と正極集電体との接触抵抗を抑えるために必要に応じて配合される。正極活物質含有層における導電剤としては、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、人工黒鉛、天然黒鉛等を用いることができる。
結着剤は、正極活物質と正極集電体とを結着させる働きを有する。正極活物質含有層における結着剤としては、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）、ＰＶｄＦの水素もしくはフッ素のうち少なくとも１つを他の置換基で置換した変性ＰＶｄＦ、フッ化ビニリデン－６フッ化プロピレンの共重合体、ポリフッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレン－６フッ化プロピレンの３元共重合体等を用いることができる。
正極活物質含有層における正極活物質、導電剤及び結着剤の配合割合は、正極活物質７５質量％以上９６質量％以下、導電剤３質量％以上２０質量％以下、結着剤１質量％以上７質量％以下の範囲内にすることが好ましい。
（負極）
負極は、正極と同様に、負極集電体と、負極集電体上に、具体的にはその両面又は片面に形成された負極活物質含有層とを含むことができる。負極集電体は、表面に負極活物質含有層が形成されていない部分を含むことができ、この部分は負極集電タブとして働くことができる。
負極集電体としては、負極活物質含有層においてリチウムイオンの吸蔵及び放出が生じる電位範囲で電気化学的に安定である材料から形成されることが好ましい。そのような材料の例には、銅、ニッケル、ステンレス、アルミニウム、及びアルミニウム合金が含まれる。アルミニウム合金は、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、及びＳｉからなる群より選択される１以上を含むことが好ましい。
負極活物質含有層は、負極活物質を含むことができる。負極活物質は、作動電位が１Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）以上である化合物を含む。この化合物は、Ｌｉの吸蔵放出電位がリチウムの酸化還元電位に対し１．０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）以上２．３Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）以下であることが好ましい。このような負極活物質としては、例えば、リチウムチタン複合酸化物（例えば、Li4Ti5O12等のスピネル型のチタン酸リチウム、単斜晶型ニオブチタン複合酸化物、及び直方晶型(orthorhombic)チタン含有複合酸化物）、及び単斜晶型二酸化チタン等が挙げられる。リチウムチタン複合酸化物を含むことが好ましい。
単斜晶型ニオブチタン複合酸化物の例として、ＬｉxＴｉ1-yＭ１yＮｂ2-zＭ２zＯ7+δで表される化合物が挙げられる。ここで、Ｍ１は、Ｚｒ，Ｓｉ，及びＳｎからなる群より選択される少なくとも１つである。Ｍ２は、Ｖ，Ｔａ，及びＢｉからなる群より選択される少なくとも１つである。組成式中のそれぞれの添字は、０≦ｘ≦５、０≦ｙ＜１、０≦ｚ＜２、－０．３≦δ≦０．３である。単斜晶型ニオブチタン複合酸化物の具体例として、ＬｉxＮｂ2ＴｉＯ7（０≦ｘ≦５）が挙げられる。
単斜晶型ニオブチタン複合酸化物の他の例として、ＬｉxＴｉ1-yＭ３y+zＮｂ2-zＯ7-δで表される化合物が挙げられる。ここで、Ｍ３は、Ｍｇ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｗ，Ｔａ，及びＭｏより選択される少なくとも１つである。組成式中のそれぞれの添字は、０≦ｘ≦５、０≦ｙ＜１、０≦ｚ＜２、－０．３≦δ≦０．３である。
直方晶型チタン含有複合酸化物の例として、Ｌｉ2+aＭ(I)2-bＴｉ6-cＭ(II)dＯ14+σで表される化合物が挙げられる。ここで、Ｍ(I)は、Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｎａ，Ｃｓ，Ｒｂ及びＫからなる群より選択される少なくとも１つである。Ｍ(II)はＺｒ，Ｓｎ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｙ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｎｉ，及びＡｌからなる群より選択される少なくとも１つである。組成式中のそれぞれの添字は、０≦ａ≦６、０≦ｂ＜２、０≦ｃ＜６、０≦ｄ＜６、－０．５≦σ≦０．５である。直方晶型チタン含有複合酸化物の具体例として、Ｌｉ2+aＮａ2Ｔｉ6Ｏ14（０≦ａ≦６）が挙げられる。
その他に、黒鉛質材料もしくは炭素質材料（例えば、黒鉛、コークス、炭素繊維、球状炭素、熱分解気相炭素質物、樹脂焼成体など）、カルコゲン化合物（例えば、二硫化チタン、二硫化モリブデン、セレン化ニオブなど）、軽金属（例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム合金、リチウム、リチウム合金など）等を１０重量パーセント以下含んでいてもよい。使用する負極活物質の種類は１種類又は２種類以上にすることができるが、電池設計上、負極の作動電位が１．０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）より貴になることが好ましい。また、充放電において体積増減が少ない活物質を用いることが好ましい。このようにすることで、充放電における負極の撚れを軽減することができる、その結果サイクル性能を向上させることができる。
負極活物質に用いることができるさらに他の例として、例えば、ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｎｂ及びＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素とを含有する金属複合酸化物、ＳｎＢ０．４Ｐ０．６Ｏ３．１等のアモルファススズ酸化物、ＳｎＳｉＯ３等のスズ珪素酸化物、ＷＯ３等のタングステン酸化物といった金属酸化物が挙げられる。他にも、金属硫化物や金属窒化物を負極活物質として用いることができる。
ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｎｂ及びＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素とを含有する金属複合酸化物としては、例えば、ＴｉＯ２－Ｐ２Ｏ５、ＴｉＯ２－Ｖ２Ｏ５、ＴｉＯ２－Ｐ２Ｏ５－ＳｎＯ２、ＴｉＯ２－Ｐ２Ｏ５－ＭｅＯ（Ｍｅは、Ｃｕ、Ｎｉ及びＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素である）などを挙げることができる。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とが共存もしくは、アモルファス相単独で存在したミクロ構造であることが好ましい。このようなミクロ構造であることによりサイクル性能を大幅に向上させることができる。
金属硫化物としては、例えば、ＴｉＳ２のような硫化チタン、ＭｏＳ２のような硫化モリブデン、ＦｅＳ、ＦｅＳ２、及びＬｉｕＦｅＳ２（添字ｕは、０．９≦ｕ≦１．２）のような硫化鉄が挙げられる。
金属窒化物としては、例えば、リチウムコバルト窒化物（例えば、ＬｉvＣｏwＮ、ここで、０＜ｖ＜４であり、０＜ｗ＜０．５である）などのリチウム窒化物が挙げられる。
負極活物質含有層は、必要に応じて、導電剤及び結着剤を更に含むことができる。
導電剤は、集電性能を高め、且つ負極活物質と負極集電体との接触抵抗を抑えるために必要に応じて配合される。負極活物質含有層における導電剤としては、例えば炭素材料を用いることができる。炭素材料の例としては、例えば、アセチレンブラック、カーボンブラック、コークス、炭素繊維、黒鉛等を挙げることができる。
結着剤は、負極活物質と負極集電体とを結着させる働きを有する。負極材料層における結着剤としては、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）、エチレン－プロピレン－ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等を用いることができる。
負極活物質含有層における負極活物質、導電剤及び結着剤は、それぞれ７０質量％以上９６質量％以下、２質量％以上２０質量％以下及び２質量％以上１０質量％以下の割合で配合することが好ましい。導電剤の量を２質量％以上とすることにより、負極活物質含有層の集電性能を向上させることができる。また、結着剤の量を１質量％以上とすることにより、負極活物質含有層と負極集電体との結着性を高めることができ、優れたサイクル性能を期待できる。一方、導電剤及び結着剤はそれぞれ１６質量％以下にすることが高容量化を図る上で好ましい。
＜製造方法＞
以上説明した電極は、例えば、次のようにして作製できる。
集電体を準備する。集電体としては、例えば、先に説明した材料からなる箔を用いることができる。
電極活物質、導電剤、及び結着剤を有機溶媒中に分散させた塗液を調製する。有機溶媒としては、例えば、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）等の汎用されている溶媒を用いることができる。塗液中の電極活物質、導電剤、及び結着剤の配合割合には、活物質含有層（正極活物質含有層、又は負極活物質含有層）について先に説明した電極活物質（正極活物質、又は負極活物質）、導電剤、及び結着剤の配合割合を採用できる。
準備した集電体に調製した塗液を、例えば、ダイヘッドを用いたダイコートによって塗工する。塗工した塗液を乾燥させて活物質含有層を形成する。活物質含有層は、集電体の一方の面に形成してもよく、或いは、集電体の表裏の両面に形成してもよい。また、集電体の一部に塗液を塗工しない部分を残し、集電タブとしての未塗工部を得ることができる。
このようにして得られた集電体と活物質含有層との積層シートを、電池設計に合わせた寸法に裁断する。また、例えば、ロールプレスを用いた圧延を行うことにより、活物質含有層の密度を調整する。このとき、電極の厚さと塗液の目付量から電極密度を算出することができる。
圧延の際、圧延条件を適切に制御することで活物質含有層または活物質含有層および集電体が変形し、任意の電極端部（第２端部）に複数の溝が形成される。例えば、変形させる端部における塗液の目付量を他の部分の目付量と比較して多くし、圧延の際のプレス圧を平面方向に亘って均等にする。或いは、変形させる端部側のプレス圧を他の部分より高くする。その他、例えば、段付きローラーなど突出した圧延部を有するロールプレスを用い、変形させる端部に対しプレス圧を集中させたり、端部のみプレスすることで変形させたりすることができる。また、凹凸部が形成されており放射状に突出した段部を圧延部として有するロールプレスを用い、凹凸部で端部をプレスすることで端部を変形させてもよい。
図４－図６を参照して、段付きローラーを用いた加工により電極端部を変形させる方法の一例を詳細に説明する。
図４は、実施形態に係る電極の製造の一例を概略的に示す説明図である。図５は、図４に示すV-V線に沿った断面図である。図６は、図４に示すVI-VI線に沿った断面図である。ここで、正極を加工する例を説明する。
図４－図６に示すように、加工ローラー４０は、軸方向に沿って並ぶ小径部４１及び大径部４２を有している。小径部４１は、円柱形状を有する。小径部４１は、円柱の側面にあたる退避面４１ａを有する。大径部４２は円柱形状の部分を含む。小径部４１と大径部４２とは、それぞれの円柱形状の同一軸上に連結されている。大径部４２は、円柱の側面にあたる突出面４２ａを有する。大径部４２は、突出面４２ａに加え図示するように逃げ面４３を有し得る。逃げ面４３は、例えば、大径部４２の端面の外周が面取りされて形成された面であり得る。逃げ面４３は、省略してもよい。
小径部４１の径ｒ１と、大径部４２の径ｒ２とは、ｒ１＜ｒ２の関係を満たしている。小径部４１の径ｒ１は、円柱形状の中心軸から退避面４１ａまでの距離に対応する。大径部４２の径ｒ２は、円柱形状の中心軸から突出面４２ａまでの距離に対応する。大径部４２は小径部４１に対し放射方向に突出しており、退避面４１ａよりも突出面４２ａの方が外側の位置にある。大径部４２が突出する高さ、つまり突出面４２ａと退避面４１ａとの段差Ｓは、大径部４２の径ｒ２と小径部４１の径ｒ１との差に等しい（Ｓ＝ｒ２－ｒ１）。
図４－図６では、正極４における正極集電タブ４ｃの反対側にある電極端部（正極集電体４ａの第１端部４ｄ及び正極活物質含有層４ｂの第２端部４ｅ）のみプレスする例を示す。ここでは、図４の縦方向が第１方向に対応する。
加工ローラー４０を用いて正極４の電極端部を変形させる際、加工ローラー４０と正極４との加工ローラー４０の軸方向（図５の横方向）への位置関係を、図５に示すように大径部４２の突出面４２ａと正極活物質含有層４ｂの第２端部４ｅ及びその付近とが重なる位置に調整する。この位置関係でプレスを実施することで、退避面４１ａが正極４に接触せず、正極４のうち大径部４２において突出面４２ａと正極活物質含有層４ｂとが重なる部分の幅Ｗに対応する部分のみプレスできる。
加工ローラー４０の大径部４２における段差Ｓ、大径部４２のうち正極４と重なる幅Ｗ、プレス圧等を適宜調整することで、変形により生じる溝の構造を制御できる。
図７を参照して、段付きローラーを用いた加工により電極端部を変形させる方法の変形例を詳細に説明する。具体的には、図４－図６を参照して説明した方法では加工ローラー４０の大径部４２の断面が円形であったことに対し、加工に用いるローラーが放射状に突出する段部により周縁部分に凹凸部が形成されている圧延部を有する点で当該変形例は異なる。
該変形例における加工ローラー４０は、図６で示した断面形状の代わりに図７に示す断面形状を有する。この軸方向と交差する断面の形状を除き、変形例における加工ローラー４０は先に説明した例における加工ローラー４０と同様の構造を有することができる。つまり、図７を図４に示すVI-VI線に沿った断面図と見なして図４、図５及び図７を参照して変形例の加工ローラー４０を説明できる。
変形例の加工ローラー４０は、図４及び図５に示すように軸方向に沿って並ぶ小径部４１及び大径部４２を有している。先述した例と同様に、加工ローラー４０の小径部４１は円柱形状を有し退避面４１ａを有している。一方で、図７に示すとおり大径部４２の形状は、先の例とは異なる。大径部４２は小径部４１の退避面４１ａよりも外側に位置する突出面４２ａを複数含む。また、大径部４２の周縁には、複数の凹部４２ｂが形成されている。大径部４２の周縁に沿って突出面４２ａ及び凹部４２ｂが交互に配置されて、大径部４２の外周に沿って凹凸形状が形成されている。
大径部４２において、突出面４２ａを結ぶ円の径ｒ２と、凹部４２ｂの底面４２ｃを結ぶ円の径ｒ３とは、ｒ２＞ｒ３の関係を満たしている。径ｒ２は、円柱形状の中心軸から突出面４２ａまでの距離に対応する。径ｒ３は、円柱形状の中心軸から凹部４２ｂの底面４２ｃまでの距離に対応する。図示する例では、中心軸から底面４２ｃまでの径ｒ３と小径部４１の径ｒ１とは等しい。径ｒ３と径ｒ１とは、異なっていてもよい。大径部４２は小径部４１に対し放射状に突出する複数の段部を有しており、各々の段部の上面、即ち突出面４２ａの方が退避面４１ａ及び底面４２ｃよりも外側の位置にある。突出面４２ａが突出する高さ、つまり突出面４２ａと底面４２ｃとの段差Ｓは、突出面４２ａまでの径ｒ２と底面４２ｃまでの径ｒ３との差に等しい（Ｓ＝ｒ２－ｒ３）。
凹部４２ｂを挟んで円周方向に並ぶ突出面４２ａの間の間隔Ｉ１、及び凹部４２ｂの間の突出面４２ａの円周方向の円弧幅Ｉ２は、大径部４２の円周に沿って配置されている凹部４２ｂ及び段部の数、並びに大径部４２における径ｒ２及び径ｒ３を調整することで、適宜変更することができる。間隔Ｉ１は、凹部４２ｂの底面４２ｃの円周方向の円弧幅に対応し得る。
図６に示す断面形状は円形であり図７に示す断面形状は歯車のような形状であるが、加工ローラーの断面形状はこれらの形状に限られない。例えば、断面の周辺が緩やかに波打っている形状の断面形状を有する加工ローラーを用いることもできる。
＜測定方法＞
電極における溝の有無は、レーザー変位計を用いて電極における変位量を測定することにより確認することができる。具体的には、電極における変位量から溝の深さを見積もることができる。
レーザー変位計は、測定対象物にレーザー光を照射し、対象から反射した光を受光レンズで集光して受光素子上で結像する。レーザーの投光部および受光レンズを含んだ部位、例えば、ヘッドと対象物との距離が変わると、集光される反射光の角度が変わり、それに伴って受光素子上の結像位置が変化する。結像位置の変化が対象との距離の変化に比例していることから、距離の変化を算出する。
レーザー変位計のヘッドと測定対象物とを相対的に平行に移動させながら対象にレーザーを照射し対象表面で反射するレーザーをモニタリングする。例えば、5 m/minの速度で測定対象物を移動させながら測定を行う。対象表面における起伏に伴う照射レーザーと反射レーザーの位相差を測定し、対象表面の変位量データを取得する。
０．２ ｍｍ以上の幅に亘る変位量の変化が３０ μｍ以下である領域には、実質的な起伏がないと判断する。このような領域を基準（ゼロ点）とし、溝の深さを測定する。一方で、０．２ ｍｍ以内の幅における変位量の変化が３０ μｍを超える場合は、溝が在ると判断できる。
測定対象の電極が電池に組み込まれている場合は、次のようにして電極を採取する。
先ず、観察対象の電極を含んだ電池を放電する。電池を解体し、電極を取り出す。取り出した電極を適切な溶媒を用いて洗浄する。洗浄に用いる溶媒としては、例えば、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）を挙げることができる。洗浄後、電極を乾燥させる。乾燥後の電極を測定試料とする。
対象の電極が電極群として電池に含まれている場合は、電極群ごと取り出す。取り出した電極群を適切な溶媒を用いて洗浄する。洗浄後、電極群を乾燥させる。乾燥後の電極群を測定試料とする。
測定試料としての電極または電極群に、40 N/mの張力をかけた状態でレーザー変位計による測定に供する。測定時に電極に張力をかけることで、たわみなどの影響を軽減し、電極端部の形状（例えば、波形形状）のみを観察することができる。測定試料が捲回型の電極群、即ちコイルである場合は、コイルに張力をかけることでコイル成形時に電極に生じた形状変化を引き延ばし、電極端部の形状のみを観察することができる。
測定により変位量のスペクトルを取得し、次のように解析する。スペクトルから溝の有無、溝の配置、及び溝の形状を確認する。
先に説明した基準（ゼロ点）に基づいて、端部（第２端部）からの各距離での溝の深さ（図３に示す深さＤ）を確認する。例えば、端部の位置（ゼロ距離）における第１深さ、端部から内側方向へ距離2 mmの位置での第２深さ、端部から内側方向へ距離4 mmの位置での第３深さ、端部から内側方向へ距離7 mmの位置での第４深さをそれぞれ確認する。ここで、溝に沿う方向にて測定したスペクトル、例えば、端部から内側方向へ向かう方向へのスペクトルを用いることができる。
具体的には、分析対象の溝における端部から0 mmの位置、2 mmの位置、4 mmの位置、及び7 mmの位置での基準（ゼロ点）に対する変位量を確認する。対象の溝における端部からのそれぞれの距離（0 mm、2 mm、4 mm、及び7 mm）の位置について、各位置での基準（ゼロ点）に対する変位量の最大値を長さに換算し、その溝についての第１深さ、第２深さ、第３深さ、及び第４深さとしてそれぞれ記録する。少なくとも１０箇所の溝について第１乃至第４深さを求め、第１乃至第４深さそれぞれの平均値を算出する。
電極端部（第２端部）からの各距離での溝の平均深さ（第１乃至第４深さのそれぞれについての平均）に基づいて、溝の減衰の仕方を確認できる。複数の溝の第１深さの平均値および第２深さの平均値に基づいて、端部から内側へ向かって2 mmの距離までに溝が減衰した割合、つまり第１深さに対する第２深さの平均減衰率（＝［（第１深さの平均値－第２深さの平均値）／第１深さの平均値］）を算出する。同様に、第１深さに対する第３深さの平均減衰率（＝［（第１深さの平均値－第３深さの平均値）／第１深さの平均値］）、及び第１深さに対する第４深さの平均減衰率（＝［（第１深さの平均値－第４深さの平均値）／第１深さの平均値］）を算出する。
複数の溝の周期、つまり電極端部の断面形状を波として表したときのピッチ（図２に示すピッチＰ）は、次のようにして確認できる。ここで、電極端部（第２端部）に沿うスペクトル、例えば、端部の縁に沿って測定したスペクトルを用いることができる。隣合う溝の位置を確認し、溝の間の距離を求める。具体的には、例えば、変位量が極小値となる位置を記録する。このような極小値がある位置は、溝における最も低い位置に対応し得る。極小値がある一つの位置と、スペクトルにてその次に極小値がある位置との間の距離を求める。こうして、隣り合う二つの溝の間の距離を求めることができる。少なくとも１０組の溝の間の距離を求める。求めた距離の平均値を算出し、複数の溝のピッチを求める。
溝の内壁の高さ（図２に示す高さＨ）は、次のようにして確認できる。ここで、電極端部（第２端部）に沿うスペクトル、例えば、端部の縁に沿って測定したスペクトルを用いることができる。分析対象の溝における最も低い位置と、この最も低い位置を起点に両側にそびえる内壁の頂点にあたる最も高い位置との高さの差（電極の厚み方向への位置の差）を確認する。
具体的には、例えば、対象の溝の両側にて変位量が極大値となる位置を記録する。このような極大値がある位置は、溝の内壁の頂点の位置に対応し得る。両側の位置の極大値に対する、対象の溝における変位量の差の最大値を求める。溝の両側の極大値の間で得られる変位量が異なる場合は、変位量の値がより高くなる方の極大値に基づく値をその溝の内壁の高さとして採用する。少なくとも１０箇所の溝について最大値を求め、求めた最大値の平均値を算出する。算出した平均値を長さに換算して、用いたスペクトルにおける溝の内壁の高さの平均を求める。
図８に、一例の電極の端部の長尺方向（図８の縦方向）における変位量の測定結果を表す図を示す。図９に、図８における線分Ｌ１に沿うプロファイルを表すグラフを示す。つまり図９は、図８に示す線分Ｌ１の位置で電極端部に平行な方向に沿って測定された変位量スペクトルを示す。
図１０に、この例の電極の端部の短尺方向（図１０の横方向）における変位量の測定結果を表す図を示す。図１１に、図１０に示す測定結果における線分Ｗ１に平行な方向へのプロファイルを表すグラフを示す。つまり図１１は、電極端部から内側方向へ向かって測定された変位量スペクトルを示す。図１１に示す複数のスペクトルは、様々な位置で線分Ｗ１に平行な方向に沿って測定した変位を表す。
図９が示すとおり、この例の電極は端部、具体的には図８の線分Ｌ１で示す位置に波形形状を有する。図１１が示すとおり、端部から内側へ進むにつれて波形形状が減少し、溝が浅くなる。
図８－図１１にて測定結果を示した電極は、波形のピッチが10 mm - 30 mm程度、端部（線分Ｌ１の位置）での変位量、即ち溝の深さが２００ μｍ以上で、端部から6 mm - 8 mm程度内側へ進んだ位置まで波形形状が続く例である。
図１２に、他の例の電極の端部の長尺方向における変位量の測定結果を表す図を示す。図１３に、図１２における線分Ｌ２に沿うプロファイルを表すグラフを示す。つまり図１３は、図１２に示す線分Ｌ２の位置で電極端部に平行な方向に沿って測定された変位量スペクトルを示す。
図１４に、この例の電極の端部の短尺方向における変位量の測定結果を表す図を示す。図１５に、図１４に示す測定結果における線分Ｗ２に平行な方向へのプロファイルを表すグラフを示す。つまり図１５は、図１４に示す線分Ｗ２に沿って測定された変位量スペクトルを示す。図１５に示す複数のスペクトルは、様々な位置で線分Ｗ２に平行な方向に沿って測定した変位を表す。
図１３が示すとおり、この例の電極も端部、具体的には図１２の線分Ｌ２で示す位置に波形形状を有する。図１５が示すとおり、端部から内側へ進むにつれて波形形状が減少し、溝が浅くなる。
図１２－図１５にて測定結果を示した電極は、図８－図１１にて説明した電極よりも波形の周期が短く、溝が浅い。詳細には、この例の電極では波形のピッチが10 mm以下で、端部（線分Ｌ２の位置）での変位量、即ち溝の深さが２００ μｍ以下である。図１２－図１５にて説明した電極の方が、捲回時の電極の重なりによる電極ずれが小さくなる。そのため、捲回型電極群に採用する電極としては、図１２－図１５の電極の方が図８－図１１の電極より好ましい。
第１の実施形態に係る電極は、集電体と活物質含有層とを具備する。集電体は、第１方向に沿う第１端部を含む主面を有する。活物質含有層は、集電体の主面の上に設けられ、第１方向に沿う第２端部を有し、電極活物質を含有する。活物質含有層の第２端部の少なくとも一部に複数の溝が設けられている。複数の溝は、第２端部から内側方向へ延びている。複数の溝は、主面に直交する方向へ向かって凹んでいる溝である。複数の溝は第１方向に沿って隣接している。複数の溝は、第２端部から内側方向へ向かって減衰している。当該電極は、高容量な電池を実現できる。
［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る電極群は、正極と負極とを具備している。正極および負極の少なくとも一方は、第１の実施形態に係る電極を含む。
電極群は、セパレータをさらに含むことができる。セパレータは、正極と負極との間に設けられ、正極と負極とを電気的に絶縁することができる。
正極および負極の少なくとも一方として、第１の実施形態に係る電極（それぞれ、正極の形態、及び負極の形態）を用いることで、捲回型電極群（コイル）の作製の際、捲回時の電極の重なりのずれを小さくできる。そして電極端部に設けられた溝により電解質の含浸性が高いため、高い容量を発揮できる。正極および負極の両方が、第１の実施形態に係る電極であることが好ましい。
電極において溝が設けられている端部、即ち第２端部が電極群の端面に位置することが望ましい。例えば、電極群は、正極と負極とを含んだ積層体が、先に説明した第１方向に直交する方向に中心が位置するように捲回されてなる捲回型構造を有し得る。このような捲回型構造を有する電極群では、電極にて溝が設けられている端部が、電極群の捲回中心に直交する端面にて露出し得る。
捲回型電極群を作製するにあたって正極と負極とを含んだ積層体を捲回する際、正極および負極は、例えば、円弧状に湾曲し得る。湾曲した部分およびその周辺では、密度が相対的に高くなる。そのため、それらの部分に溝が配置されていることが望ましい。
電極群は、正極と負極とを含んだ積層体が円弧形状に湾曲している湾曲部と、積層体が平坦である平坦部とを含んだ扁平状捲回型構造を有し得る。湾曲部および平坦部を含んだ電極群では、溝が設けられている電極端部（第２端部）が電極群の端面に位置するとともに、その電極端部のうち少なくとも湾曲部に対応する部分に溝が位置していることが望ましい。湾曲した部分およびその周辺では、平坦な部分に対し密度が相対的に高くなる。そのため、それらの部分に溝が配置されていることが望ましい。平坦部に溝を設けても電極群への電解質の浸透を促進できるため、湾曲部および平坦部を問わず電極端部（第２端部）の全域に亘って溝が設けられていることがより好ましい。
図１６及び図１７を参照して、実施形態に係る電極群を説明する。
図１６は、実施形態に係る一例の電極群を概略的に示す斜視図である。図１７は、電極群を部分的に展開した状態を概略的に示す斜視図である。
電極群３は、図１７に示すように、扁平形状で、正極４と、負極５と、正極４と負極５の間に配置されたセパレータ６とを含む。正極４は、例えば、箔からなる帯状の正極集電体と、正極集電体の長辺に平行な一端部からなる正極集電タブ４ｃと、少なくとも正極集電タブ４ｃの部分を除いて正極集電体に形成された正極活物質含有層４ｂとを含む。一方、負極５は、例えば、箔からなる帯状の負極集電体と、負極集電体の長辺に平行な一端部からなる負極集電タブ５ｃと、少なくとも負極集電タブ５ｃの部分を除いて負極集電体に形成された負極活物質含有層５ｂとを含む。
電極群３は、正極４の正極活物質含有層４ｂと負極５の負極活物質含有層５ｂがセパレータ６を介して対向すると共に、電極群３の捲回軸Ｃの一方側に正極集電タブ４ｃが負極５及びセパレータ６よりも突出し、かつ他方側に負極集電タブ５ｃが正極４及びセパレータ６よりも突出するように、正極４、セパレータ６及び負極５が扁平形状に捲回されたもの、即ち扁平状捲回型電極群である。よって、電極群３において、捲回軸Ｃに直交する第一端面に、扁平の渦巻き状に捲回された正極集電タブ４ｃが位置する。また、捲回軸Ｃに直交する第二端面に、扁平の渦巻き状に捲回された負極集電タブ５ｃが位置する。
正極４の電極端部に溝を設ける場合、例えば、正極集電タブ４ｃに対し反対側の第２端部４ｅに沿って溝を設けることで、電極群３の第二端面に沿って溝を配置させることができる。詳細には、捲回前の正極４の長辺方向を第１方向とし、この第１方向に沿い正極集電タブ４ｃの反対側にある長辺を正極４の第２端部４ｅとする。第２端部４ｅの一部に沿って溝を設けた正極４を用い、正極４と負極５とを含んだ積層体を第１方向に直交し且つ正極集電体の主面に平行な方向に中心が位置するように捲回する、つまり捲回軸Ｃを中心に捲回する。こうして、溝が設けられた第２端部４ｅを電極群３の第二端面側に位置させることができる。
同様に、負極５の電極端部に溝を設ける場合、例えば、負極集電タブ５ｃに対し反対側の第２端部５ｅに沿って溝を設けることで、電極群３の第一端面に沿って溝を配置させることができる。詳細には、捲回前の負極５の長辺方向を第１方向とし、この第１方向に沿い負極集電タブ５ｃの反対側にある長辺を負極５の第２端部５ｅとする。第２端部５ｅの一部に沿って溝を設けた負極５を用い、正極４と負極５とを含んだ積層体を第１方向に直交し且つ負極集電体の主面に平行な方向に中心が位置するように捲回する、つまり捲回軸Ｃを中心に捲回する。こうして、溝が設けられた第２端部５ｅを電極群３の第一端面側に位置させることができる。
図１６に示すように、電極群３を電池に実装する際、正極リード１７及び負極リード１８を電極群３に電気的に接続したり、絶縁シート１０を電極群３に設けたりすることができる。正極リード１７は、正極集電タブ４ｃに電気的に接続される。負極リード１８は、負極集電タブ５ｃに電気的に接続される。絶縁シート１０は、例えば、電極群３の最外周のうち、正極集電タブ４ｃ及び負極集電タブ５ｃを除いた部分を被覆する。なお、電池に実装された電極群３は、電解質（図示しない）を保持し得る。
以上の説明では、捲回型の電極群の一例を詳述したが、実施形態に係る電極群の形態は図示した例に限られない。他の形態としては、例えば、積層型の電極群を挙げることができる。
次に、実施形態に係る電極群を、より詳細に説明する。
［正極および負極］
電極群が含む正極および負極として、第１の実施形態に係る電極の正極としての形態および負極としての形態をそれぞれ用いることができる。説明が重複するため、正極および負極のそれぞれの詳細を省略する。
第２の実施形態に係る電極群は、正極および負極の一方にのみ第１の実施形態の電極を含み、他方の電極は複数の溝が設けられた第２端部を有さない態様も含み得る。第２端部の溝に関する詳細を除き説明が重複するため、他方の電極の詳細を省略する。
［セパレータ］
セパレータは、例えば、ポリエチレン（polyethylene；ＰＥ）、ポリプロピレン（polypropylene；ＰＰ）、セルロース、若しくはポリフッ化ビニリデン（polyvinylidene fluoride；ＰＶｄＦ）を含む多孔質フィルム、又はポリエチレン（polyethylene；ＰＥ）、ポリプロピレン（polypropylene；ＰＰ）、若しくはポリフッ化ビニリデン（polyvinylidene fluoride；ＰＶｄＦ）を含む合成樹脂製不織布、又はセルロースの不織布から形成される。安全性の観点からは、ポリエチレン又はポリプロピレンから形成された多孔質フィルムを用いることが好ましい。これらの多孔質フィルムは、一定温度において溶融し、電流を遮断することが可能なためである。
＜製造方法＞
電極群を製造する方法の一例を説明する。
正極と、負極と、セパレータとを積層させて積層体を得る。正極および負極の少なくとも一方に第１の実施形態に係る電極を用いる。ここで、正極、セパレータ、負極、セパレータの順で重ね合せることで、正極と負極とが直接接しない構造となる。積層体を捲回することで捲回型電極群、つまり電池コイルを作製することができる。また、捲回後の積層体にプレスを施すことで、扁平形状のコイルを作製することができる。
なお、捲回する前の積層体をそのまま積層型の電極群として使用してもよい。
＜測定方法＞
先に説明したとおり、レーザー変位計を用いた測定の測定試料として、電池から取り出して洗浄した電極群を用いることができる。先の説明と重複するため、詳細を省略する。
第２の実施形態に係る電極群は、正極と負極とを具備し、正極および負極の少なくとも一方が第１の実施形態に係る電極を含んでいる。当該電極群は、高容量な電池を実現できる。
［第３の実施形態］
第３の実施形態に係る電池は、正極と負極とを具備している。正極および負極の少なくとも一方は、第１の実施形態に係る電極を含む。第３の実施形態に係る電池は、第２の実施形態に係る電極群を具備し得る。
電池が含む正極および負極として、第１の実施形態に係る電極の正極としての形態および負極としての形態をそれぞれ用いることができる。説明が重複するため、正極および負極のそれぞれの詳細を省略する。
第３の実施形態に係る電池は、正極および負極の一方にのみ第１の実施形態の電極を含み、他方の電極は複数の溝が設けられた第２端部を有さない態様も含み得る。第２端部の溝に関する詳細を除き説明が重複するため、他方の電極の詳細を省略する。
実施形態に係る電池は、電解質を更に具備することができる。電解質は、例えば、電極群に保持され得る。
また、実施形態に係る電池は、例えば、電極群及び電解質を収容する外装部材を更に具備することができる。
さらに、実施形態に係る電池は、負極に電気的に接続された負極端子及び正極に電気的に接続された正極端子を更に具備することができる。
実施形態に係る電池は、例えば、リチウムイオン二次電池であり得る。また、電池は、例えば、電解質として非水電解質を含んだ非水電解質電池を含む。
以下、電解質、外装部材、負極端子及び正極端子について詳細に説明する。
［電解質］
電解質としては、例えば液状非水電解質又はゲル状非水電解質を用いることができる。液状非水電解質は、溶質としての電解質塩を有機溶媒に溶解することにより調製される。電解質塩の濃度は、０．５ ｍｏｌ／Ｌ以上２．５ ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましい。
電解質塩の例には、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、及びビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム（ＬｉＮ(ＣＦ3ＳＯ2)2）のようなリチウム塩、及び、これらの混合物が含まれる。電解質塩は、高電位でも酸化し難いものであることが好ましく、ＬｉＰＦ6が最も好ましい。
有機溶媒の例には、プロピレンカーボネート（propylene carbonate；ＰＣ）、エチレンカーボネート（ethylene carbonate；ＥＣ）、ビニレンカーボネート（vinylene carbonate；ＶＣ）のような環状カーボネート；ジエチルカーボネート（diethyl carbonate；ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（dimethyl carbonate；ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネート（methyl ethyl carbonate；ＭＥＣ）のような鎖状カーボネート；テトラヒドロフラン（tetrahydrofuran；ＴＨＦ）、２メチルテトラヒドロフラン（2-methyl tetrahydrofuran；２ＭｅＴＨＦ）、ジオキソラン（dioxolane；ＤＯＸ）のような環状エーテル；ジメトキシエタン（dimethoxy ethane；ＤＭＥ）、ジエトキシエタン（diethoxy ethane；ＤＥＥ）のような鎖状エーテル；γ-ブチロラクトン（γ-butyrolactone；ＧＢＬ）、アセトニトリル（acetonitrile；ＡＮ)、及びスルホラン（sulfolane；ＳＬ）が含まれる。これらの有機溶媒は、単独で、又は混合溶媒として用いることができる。
ゲル状非水電解質は、液状非水電解質と高分子材料とを複合化することにより調製される。高分子材料の例には、ポリフッ化ビニリデン（polyvinylidene fluoride；ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（polyacrylonitrile；ＰＡＮ）、ポリエチレンオキサイド（polyethylene oxide；ＰＥＯ）、又はこれらの混合物が含まれる。
或いは、非水電解質としては、液状非水電解質及びゲル状非水電解質の他に、リチウムイオンを含有した常温溶融塩（イオン性融体）、及び高分子固体電解質等を用いてもよい。
常温溶融塩（イオン性融体）は、有機物カチオンとアニオンとの組合せからなる有機塩の内、常温（１５℃以上２５℃以下）で液体として存在し得る化合物を指す。常温溶融塩には、単体で液体として存在する常温溶融塩、電解質塩と混合させることで液体となる常温溶融塩、有機溶媒に溶解させることで液体となる常温溶融塩、又はこれらの混合物が含まれる。一般に、二次電池に用いられる常温溶融塩の融点は、２５℃以下である。また、有機物カチオンは、一般に４級アンモニウム骨格を有する。
高分子固体電解質は、電解質塩を高分子材料に溶解し、固体化することによって調製される。
加えて、無機固体電解質等を非水電解質として併せて用いることができる。無機固体電解質は、Ｌｉイオン伝導性を有する固体物質である。
［外装部材］
外装部材としては、例えば、ラミネートフィルムからなる容器、又は金属製容器を用いることができる。
ラミネートフィルムの厚さは、例えば、０．５ ｍｍ以下であり、好ましくは、０．２ ｍｍ以下である。
ラミネートフィルムとしては、複数の樹脂層とこれらの樹脂層間に介在した金属層とを含む多層フィルムが用いられる。樹脂層は、例えば、ポリプロピレン（polypropylene；ＰＰ）、ポリエチレン（polyethylene；ＰＥ）、ナイロン、及びポリエチレンテレフタレート（polyethylene terephthalate；ＰＥＴ）等の高分子材料を含んでいる。金属層は、軽量化のためにアルミニウム箔又はアルミニウム合金箔からなることが好ましい。ラミネートフィルムは、熱融着によりシールを行うことにより、外装部材の形状に成形され得る。
金属製容器の壁の厚さは、例えば、１ ｍｍ以下であり、より好ましくは０．５ ｍｍ以下であり、更に好ましくは、０．２ ｍｍ以下である。
金属製容器は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、又はステンレス等から作られる。アルミニウム合金は、マグネシウム、亜鉛、及びケイ素等の元素を含むことが好ましい。アルミニウム合金は、鉄、銅、ニッケル、及びクロム等の遷移金属を含む場合、その含有量は１００質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。
外装部材の形状は、特に限定されない。外装部材の形状は、例えば、扁平型（薄型）、角型、円筒型、コイン型、又はボタン型等であってもよい。外装部材は、電池寸法や電池の用途に応じて適宜選択することができる。
［負極端子］
負極端子は、上述の負極活物質のＬｉ吸蔵放出電位において電気化学的に安定であり、且つ導電性を有する材料から形成することができる。具体的には、負極端子の材料としては、銅、ニッケル、ステンレス若しくはアルミニウム、又は、Ｍｇ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｕ，及びＳｉからなる群より選択される少なくとも１つを含むアルミニウム合金が挙げられる。負極端子の材料としては、アルミニウム又はアルミニウム合金を用いることが好ましい。負極端子は、負極集電体との接触抵抗を低減するために、負極集電体と同様の材料からなることが好ましい。
［正極端子］
正極端子は、リチウムの酸化還元電位に対し３Ｖ以上４．５Ｖ以下の電位範囲（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）において電気的に安定であり、且つ導電性を有する材料から形成することができる。正極端子の材料としては、アルミニウム、或いは、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ及びＳｉからなる群より選択される少なくとも１つを含むアルミニウム合金が挙げられる。正極端子は、正極集電体との接触抵抗を低減するために、正極集電体と同様の材料から形成されることが好ましい。
次に、実施形態に係る電池について、図面を参照しながらより具体的に説明する。
図１８は、実施形態に係る一例の扁平型電池の概略断面図である。図１９は、図１８のＡ部の拡大断面図である。
図１８及び図１９に示す電池１は、図１８に示す扁平状の捲回型電極群３を具備している。扁平状の捲回型電極群３は、金属層と、これを挟む２枚の樹脂フィルムとを含んだラミネートフィルムからなる袋状外装部材２内に収納されている。
扁平状の捲回型電極群３は、図１８に示すように、外側から負極５、セパレータ６、正極４、セパレータ６の順で積層した積層体を渦巻状に捲回し、プレス成型することにより形成された構造を有している。負極５のうち最も外側に位置する部分は、図１９に示すように負極集電体５ａの内面側の片面上に負極活物質を含む負極活物質含有層５ｂを形成している。負極５のその他の部分では、負極集電体５ａの両面上に負極活物質含有層５ｂが形成されている。正極４については、正極集電体４ａの両面に正極活物質含有層４ｂが形成されている。
捲回型の電極群３の外周端近傍において、負極端子８が、負極５の最外層の部分の負極集電体５ａに接続されており、正極端子７が、内側に位置する正極４の正極集電体４ａに接続されている。これらの負極端子８および正極端子７は、袋状外装部材２の開口部から外部に延出されている。
正極４及び負極５のそれぞれにおいて溝が設けられている第２端部は、捲回型電極群３の捲回軸方向の端部、つまり図１８にて紙面に直交する方向への端部に設けられていることが望ましい。言い換えると、溝が設けられている第２端部は、図１８にて紙面に平行な面内に沿っていることが望ましい。
図１８に示す扁平状の捲回型電極群３は、二つの湾曲部１１と、二つの湾曲部１１の間に位置する平坦部１２とを含む。湾曲部１１では、正極４と負極５とセパレータ６との積層体が円弧形状に湾曲している。平坦部１２では、積層体が平坦な形状を有する。湾曲部１１及び平坦部１２は、捲回型電極群３の捲回軸方向、つまり図１８にて紙面に直交する方向にそれぞれ延びている。先に説明したとおり平坦部１２と比較して、湾曲部１１における密度が相対的に高い。そのため、正極４及び負極５の第２端部のうち、捲回型電極群３の捲回軸方向への端面のうち少なくとも湾曲部１１に対応する部分に溝が設けられていることが望ましい。正極４及び負極５のそれぞれについて、湾曲部１１及び平坦部１２を問わず第２端部の全域に亘って溝が設けられていることがより好ましい。
図１８及び図１９に示す電池１は、図示しない電解質を更に具備する。電解質は、電極群３に含浸された状態で、外装部材２内に収容されている。
第３の実施形態に係る電池は、第１の実施形態に係る電極を含む。そのため、電池の容量が高い。
［第４の実施形態］
第４の実施形態によると、電池パックが提供される。この電池パックは、第３の実施形態に係る電池を具備する。
実施形態に係る電池パックは、複数の電池を備えることもできる。複数の電池は、電気的に直列に接続することもできるし、又は電気的に並列に接続することもできる。或いは、複数の電池を、直列及び並列の組み合わせで接続することもできる。
例えば、電池パックは、第３の実施形態に係る電池を５つ具備することもできる。これらの電池は、直列に接続されることができる。また、直列に接続された電池は、組電池を構成することができる。すなわち、実施形態に係る電池パックは、組電池を具備することもできる。
実施形態に係る電池パックは、複数の組電池を具備することができる。複数の組電池は、直列、並列、又は直列及び並列の組み合わせで接続することができる。
実施形態に係る電池パックを図２０及び図２１を参照して詳細に説明する。単電池には、例えば、図１８及び図１９に示す扁平型電池を使用することができる。
図２０は、実施形態に係る電池パックの一例を概略的に示す分解斜視図である。図２１は、図２０に示す電池パック２０の電気回路の一例を示すブロック図である。
前述した図１８及び図１９に示す扁平型電池から構成される複数の単電池２１は、外部に延出した負極端子８及び正極端子７が同じ向きに揃えられるように積層され、粘着テープ２２で締結することにより組電池２３を構成している。これらの単電池２１は、図２１に示すように互いに電気的に直列に接続されている。
プリント配線基板２４は、負極端子８及び正極端子７が延出する単電池２１の側面と対向して配置されている。プリント配線基板２４には、図２１に示すようにサーミスタ２５、保護回路２６及び外部機器への通電用端子２７が搭載されている。なお、組電池２３と対向するプリント配線基板２４の面には組電池２３の配線と不要な接続を回避するために絶縁板（図示せず）が取り付けられている。
正極側リード２８は、組電池２３の最下層に位置する正極端子７に接続され、その先端はプリント配線基板２４の正極側コネクタ２９に挿入されて電気的に接続されている。負極側リード３０は、組電池２３の最上層に位置する負極端子８に接続され、その先端はプリント配線基板２４の負極側コネクタ３１に挿入されて電気的に接続されている。これらのコネクタ２９及び３１は、プリント配線基板２４に形成された配線３２及び配線３３を通して保護回路２６に接続されている。
サーミスタ２５は、単電池２１の温度を検出し、その検出信号は保護回路２６に送信される。保護回路２６は、所定の条件で保護回路２６と外部機器への通電用端子２７との間のプラス側配線３４ａ及びマイナス側配線３４ｂを遮断できる。所定の条件とは、例えばサーミスタ２５の検出温度が所定温度以上になったときである。また、所定の条件とは単電池２１の過充電、過放電、過電流等を検出したときである。この過充電等の検出は、個々の単電池２１若しくは組電池２３全体について行われる。個々の単電池２１を検出する場合、電池電圧を検出してもよいし、正極電位もしくは負極電位を検出してもよい。後者の場合、個々の単電池２１中に参照極として用いるリチウム電極が挿入される。図２０及び図２１の場合、単電池２１それぞれに電圧検出のための配線３５を接続し、これら配線３５を通して検出信号が保護回路２６に送信される。
正極端子７及び負極端子８が突出する側面を除く組電池２３の三側面には、ゴムもしくは樹脂からなる保護シート３６がそれぞれ配置されている。
組電池２３は、各保護シート３６およびプリント配線基板２４と共に収納容器３７内に収納される。すなわち、収納容器３７の長辺方向の両方の内側面と短辺方向の内側面それぞれに保護シート３６が配置され、短辺方向の反対側の内側面にプリント配線基板２４が配置される。組電池２３は、保護シート３６およびプリント配線基板２４で囲まれた空間内に位置する。蓋３８は、収納容器３７の上面に取り付けられている。
なお、組電池２３の固定には粘着テープ２２に代えて、熱収縮テープを用いてもよい。この場合、組電池の両側面に保護シートを配置し、熱収縮テープを周回させた後、熱収縮テープを熱収縮させて組電池を結束させる。
図２０及び図２１では単電池２１を直列接続した形態を示したが、電池容量を増大させるためには並列に接続してもよい。組み上がった電池パックを直列及び／又は並列に接続することもできる。
第４の実施形態に係る電池パックは、第３の実施形態に係る電池を含む。そのため、電池パックの容量が高い。
［実施例］
以下、実施例を説明する。
（実施例１）
実施例１では、以下の手順により、非水電解質電池を作製した。
（正極の作製）
正極活物質としてリチウム含有ニッケルコバルトマンガン酸化物ＬｉＮｉ0.4Ｃｏ0.4Ｍｎ0.4Ｏ2粉末（NCM）９０重量％と、カーボンブラック５．０重量％と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）５．０重量％とを、Ｎ－メチルピロリドンに添加して混合し、スラリー（塗液）を調製した。撹拌後に得られた正極スラリーを塗工装置で、厚さ１５ μｍ、幅（第１方向に直交する短尺方向への幅）１００ ｍｍのアルミニウム箔の両面に塗布した。この際、アルミニウム箔の一方の縁にスラリーを塗布しない部分（未塗工部）を幅１０ｍｍ残した。得られた塗膜を、乾燥させたのち、ロールプレス機で電極密度が３．０ g/cm3となるように圧延した。最後に、突出幅（図５に示す段差Ｓ）が０．２ ｍｍであり断面形状が図６に示すように円形である大径部を有する加工ローラーを用い、未塗工部に対し幅方向に反対側にある幅６．０ ｍｍ（図５に示す重なり幅Ｗ）の端部のみを長さ方向の全域に亘って圧延した。
かくして、正極を作製した。
（負極の作製）
負極活物質としてスピネル型構造を有するチタン酸リチウムＬｉ4Ｔｉ5Ｏ12（LTO）粉末９０重量％とカーボンブラック５．０重量％と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）５．０重量％とを、Ｎ－メチルピロリドンに添加して混合し、スラリーを調製した。撹拌後に得られた負極スラリーを、塗工装置で、厚さ１５ μｍ、幅（第１方向に直交する短尺方向への幅）１００ ｍｍのアルミニウム箔の両面に塗布した。この際、アルミニウム箔の一方の縁にスラリーを塗布しない部分（未塗工部）を幅６ ｍｍ残した。得られた塗膜を、乾燥させたのち、ロールプレス機で電極密度が２．０ g/cm3となるように圧延した。
かくして、負極を作製した。
（電極群の作製）
２枚のポリエチレン樹脂製セパレータを用意した。次に、セパレータ、正極、セパレータ及び負極をこの順で重ねて積層体を形成した。次いで、かくして得られた積層体を負極が最外周に位置するように渦巻き状に捲回した。続いて、巻き芯を抜いた後に、捲回後の積層体を加熱しながらプレスした。かくして、捲回型電極群を作製した。
（非水電解質の調製）
エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとを体積比１：２で混合し、非水溶媒を調製した。電解質塩としてＬｉＰＦ６を１．０ ｍｏｌ/Ｌとなるように非水溶媒に溶解させて、非水電解質を調製した。
（電池の組み立て）
上記のようにして得られた捲回型電極群の正極、負極にそれぞれ端子を装着し、ラミネートフィルム製の容器に電極群を入れた。この容器の中に前述の非水電解質を注液し、非水電解質電池を得た。実施例１ではNCM正極の作製に加工ローラー（段差Ｓ＝０．２ ｍｍ）を用い、LTO負極の作製には加工ローラーを用いなかった。
（実施例２）
負極活物質として、スピネル型構造を有するチタン酸リチウムの代わりに単斜晶型ニオブチタン酸化物Ｎｂ2ＴｉＯ7（NTO）を用いたことを除き、実施例１と同様に負極を作製した。
上記の負極を用いたことを除き、実施例１と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例２ではNCM正極の作製に加工ローラー（段差Ｓ＝０．２ ｍｍ）を用い、NTO負極の作製には加工ローラーを用いなかった。
（実施例３）
負極活物質として、スピネル型構造を有するチタン酸リチウムの代わりに直方晶型チタン含有複合酸化物Ｌｉ2Ｎａ1.6Ｔｉ5.6Ｎｂ0.4Ｏ14（LNT）を用いたことを除き、実施例１と同様に負極を作製した。
上記の負極を用いたことを除き、実施例１と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例３ではNCM正極の作製に加工ローラー（段差Ｓ＝０．２ ｍｍ）を用い、LNT負極の作製には加工ローラーを用いなかった。
（実施例４）
正極活物質として、リチウムマンガン酸化物の代わりにコバルト酸リチウムＬｉＣｏＯ２（LCO）を用いたことを除き、実施例１と同様に正極を作製した。
上記の正極を用いたことを除き、実施例１と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例１ではLCO正極の作製に加工ローラー（段差Ｓ＝０．２ ｍｍ）を用い、LTO負極の作製には加工ローラーを用いなかった。
（実施例５）
加工ローラーを用いた圧延を省略したことを除き、実施例１と同様の手順で正極を作製した。
実施例１と同様の手順で負極を作製した。続いて、突出幅（図５に示す段差Ｓ）が０．２ ｍｍである大径部を有する加工ローラーを用い、負極の未塗工部に対し幅方向に反対側にある幅６．０ ｍｍ（図５に示す重なり幅Ｗ）の端部のみを長さ方向の全域に亘って圧延した。
上記の正極および負極を用いたことを除き、実施例１と同様の手順で非水電解質電池を作製した。上述したとおり、実施例５ではNCM正極の作製には加工ローラーを用いず、LTO負極の作製に加工ローラー（段差Ｓ＝０．２ ｍｍ）を用いた。
（実施例６）
負極活物質として、スピネル型構造を有するチタン酸リチウムの代わりに単斜晶型ニオブチタン酸化物Ｎｂ2ＴｉＯ7（NTO）を用いたことを除き、実施例５と同様に負極を作製した。
上記の負極を用いたことを除き、実施例５と同様の手順で非水電解質電池を作製した。上述したとおり、実施例５ではNCM正極の作製には加工ローラーを用いず、NTO負極の作製に加工ローラー（段差Ｓ＝０．２ ｍｍ）を用いた。
（実施例７）
負極活物質として、スピネル型構造を有するチタン酸リチウムの代わりに直方晶型チタン含有複合酸化物Ｌｉ2Ｎａ1.6Ｔｉ5.6Ｎｂ0.4Ｏ14（LNT）を用いたことを除き、実施例５と同様に負極を作製した。
上記の負極を用いたことを除き、実施例５と同様の手順で非水電解質電池を作製した。上述したとおり、実施例５ではNCM正極の作製には加工ローラーを用いず、LNT負極の作製に加工ローラー（段差Ｓ＝０．２ ｍｍ）を用いた。
（実施例８）
正極活物質として、リチウムマンガン酸化物の代わりにコバルト酸リチウムＬｉＣｏＯ２（LCO）を用いたことを除き、実施例５と同様に正極を作製した。
上記の正極を用いたことを除き、実施例５と同様の手順で非水電解質電池を作製した。上述したとおり、実施例５ではLCO正極の作製には加工ローラーを用いず、LTO負極の作製に加工ローラー（段差Ｓ＝０．２ ｍｍ）を用いた。
（実施例９）
実施例５と同様にして負極を作製した。
上記の負極を用いたことを除き、実施例１と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例９では、NCM正極の作製およびLTO負極の作製の両方に加工ローラー（段差Ｓ＝０．２ ｍｍ）を用いた。
（実施例１０）
実施例６と同様にして負極を作製した。
上記の負極を用いたことを除き、実施例１と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例１０では、NCM正極の作製およびLTO負極の作製の両方に加工ローラー（段差Ｓ＝０．２ ｍｍ）を用いた。
（実施例１１）
実施例７と同様にして負極を作製した。
上記の負極を用いたことを除き、実施例１と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例１１では、NCM正極の作製およびLNT負極の作製の両方に加工ローラー（段差Ｓ＝０．２ ｍｍ）を用いた。
（実施例１２）
実施例５と同様にして負極を作製した。
上記の負極を用いたことを除き、実施例４と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例１２では、LCO正極の作製およびLTO負極の作製の両方に加工ローラー（段差Ｓ＝０．２ ｍｍ）を用いた。
（実施例１３）
正極作製に用いた加工ローラーを、突出幅（図５に示す段差Ｓ）が０．３ ｍｍである大径部を有する加工ローラーに変更したことを除き、実施例１と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例１３ではNCM正極の作製に加工ローラー（段差Ｓ＝０．３ ｍｍ）を用い、LTO負極の作製には加工ローラーを用いなかった。
（実施例１４）
正極作製に用いた加工ローラーを、突出幅（図５に示す段差Ｓ）が０．３ ｍｍである大径部を有する加工ローラーに変更したことを除き、実施例２と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例１４ではNCM正極の作製に加工ローラー（段差Ｓ＝０．３ ｍｍ）を用い、NTO負極の作製には加工ローラーを用いなかった。
（実施例１５）
正極作製に用いた加工ローラーを、突出幅（図５に示す段差Ｓ）が０．３ ｍｍである大径部を有する加工ローラーに変更したことを除き、実施例３と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例１５ではNCM正極の作製に加工ローラー（段差Ｓ＝０．３ ｍｍ）を用い、LNT負極の作製には加工ローラーを用いなかった。
（実施例１６）
正極作製に用いた加工ローラーを、突出幅（図５に示す段差Ｓ）が０．３ ｍｍである大径部を有する加工ローラーに変更したことを除き、実施例４と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例１６ではLCO正極の作製に加工ローラー（段差Ｓ＝０．３ ｍｍ）を用い、LTO負極の作製には加工ローラーを用いなかった。
（実施例１７）
負極作製に用いた加工ローラーを、突出幅（図５に示す段差Ｓ）が０．３ ｍｍである大径部を有する加工ローラーに変更したことを除き、実施例５と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例１７ではNCM正極の作製に加工ローラーを用いず、LTO負極の作製には加工ローラー（段差Ｓ＝０．３ ｍｍ）を用いた。
（実施例１８）
負極作製に用いた加工ローラーを、突出幅（図５に示す段差Ｓ）が０．３ ｍｍである大径部を有する加工ローラーに変更したことを除き、実施例６と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例１８ではNCM正極の作製に加工ローラーを用いず、NTO負極の作製には加工ローラー（段差Ｓ＝０．３ ｍｍ）を用いた。
（実施例１９）
負極作製に用いた加工ローラーを、突出幅（図５に示す段差Ｓ）が０．３ ｍｍである大径部を有する加工ローラーに変更したことを除き、実施例７と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例１９ではNCM正極の作製に加工ローラーを用いず、LNT負極の作製には加工ローラー（段差Ｓ＝０．３ ｍｍ）を用いた。
（実施例２０）
負極作製に用いた加工ローラーを、突出幅（図５に示す段差Ｓ）が０．３ ｍｍである大径部を有する加工ローラーに変更したことを除き、実施例８と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例２０ではLCO正極の作製に加工ローラーを用いず、LTO負極の作製には加工ローラー（段差Ｓ＝０．３ ｍｍ）を用いた。
（実施例２１）
実施例１３と同様にして正極を作製した。実施例１７と同様にして負極を作製した。
上記の正極および負極を用いたことを除き、実施例１と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例２１では、NCM正極の作製およびLTO負極の作製の両方に加工ローラー（段差Ｓ＝０．３ ｍｍ）を用いた。
（実施例２２）
実施例１４と同様にして正極を作製した。実施例１８と同様にして負極を作製した。
上記の正極および負極を用いたことを除き、実施例１と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例２２では、NCM正極の作製およびNTO負極の作製の両方に加工ローラー（段差Ｓ＝０．３ ｍｍ）を用いた。
（実施例２３）
実施例１５と同様にして正極を作製した。実施例１９と同様にして負極を作製した。
上記の正極および負極を用いたことを除き、実施例１と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例２３では、NCM正極の作製およびLNT負極の作製の両方に加工ローラー（段差Ｓ＝０．３ ｍｍ）を用いた。
（実施例２４）
実施例１６と同様にして正極を作製した。実施例２０と同様にして負極を作製した。
上記の正極および負極を用いたことを除き、実施例１と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例２４では、LCO正極の作製およびLTO負極の作製の両方に加工ローラー（段差Ｓ＝０．３ ｍｍ）を用いた。
（実施例２５）
正極作製に用いた加工ローラーを、突出幅（図５に示す段差Ｓ）が0.7 ｍｍである大径部を有する加工ローラーに変更したことを除き、実施例１と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例２５ではNCM正極の作製に加工ローラー（段差Ｓ＝0.7 ｍｍ）を用い、LTO負極の作製には加工ローラーを用いなかった。
（実施例２６）
正極作製に用いた加工ローラーを、突出幅（図５に示す段差Ｓ）が0.7 ｍｍである大径部を有する加工ローラーに変更したことを除き、実施例２と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例２６ではNCM正極の作製に加工ローラー（段差Ｓ＝0.7 ｍｍ）を用い、NTO負極の作製には加工ローラーを用いなかった。
（実施例２７）
正極作製に用いた加工ローラーを、突出幅（図５に示す段差Ｓ）が0.7 ｍｍである大径部を有する加工ローラーに変更したことを除き、実施例３と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例２７ではNCM正極の作製に加工ローラー（段差Ｓ＝0.7 ｍｍ）を用い、LNT負極の作製には加工ローラーを用いなかった。
（実施例２８）
正極作製に用いた加工ローラーを、突出幅（図５に示す段差Ｓ）が0.7 ｍｍである大径部を有する加工ローラーに変更したことを除き、実施例４と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例２８ではLCO正極の作製に加工ローラー（段差Ｓ＝0.7 ｍｍ）を用い、LTO負極の作製には加工ローラーを用いなかった。
（実施例２９）
負極作製に用いた加工ローラーを、突出幅（図５に示す段差Ｓ）が0.7 ｍｍである大径部を有する加工ローラーに変更したことを除き、実施例５と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例２９ではNCM正極の作製に加工ローラーを用いず、LTO負極の作製には加工ローラー（段差Ｓ＝0.7 ｍｍ）を用いた。
（実施例３０）
負極作製に用いた加工ローラーを、突出幅（図５に示す段差Ｓ）が0.7 ｍｍである大径部を有する加工ローラーに変更したことを除き、実施例６と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例３０ではNCM正極の作製に加工ローラーを用いず、NTO負極の作製には加工ローラー（段差Ｓ＝0.7 ｍｍ）を用いた。
（実施例３１）
負極作製に用いた加工ローラーを、突出幅（図５に示す段差Ｓ）が0.7 ｍｍである大径部を有する加工ローラーに変更したことを除き、実施例７と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例３１ではNCM正極の作製に加工ローラーを用いず、LNT負極の作製には加工ローラー（段差Ｓ＝0.7 ｍｍ）を用いた。
（実施例３２）
負極作製に用いた加工ローラーを、突出幅（図５に示す段差Ｓ）が0.7 ｍｍである大径部を有する加工ローラーに変更したことを除き、実施例８と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例３２ではLCO正極の作製に加工ローラーを用いず、LTO負極の作製には加工ローラー（段差Ｓ＝0.7 ｍｍ）を用いた。
（実施例３３）
実施例２５と同様にして正極を作製した。実施例２９と同様にして負極を作製した。
上記の正極および負極を用いたことを除き、実施例１と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例３３では、NCM正極の作製およびLTO負極の作製の両方に加工ローラー（段差Ｓ＝0.7 ｍｍ）を用いた。
（実施例３４）
実施例２６と同様にして正極を作製した。実施例３０と同様にして負極を作製した。
上記の正極および負極を用いたことを除き、実施例１と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例３４では、NCM正極の作製およびNTO負極の作製の両方に加工ローラー（段差Ｓ＝0.7 ｍｍ）を用いた。
（実施例３５）
実施例２７と同様にして正極を作製した。実施例３１と同様にして負極を作製した。
上記の正極および負極を用いたことを除き、実施例１と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例３５では、NCM正極の作製およびLNT負極の作製の両方に加工ローラー（段差Ｓ＝0.7 ｍｍ）を用いた。
（実施例３６）
実施例２８と同様にして正極を作製した。実施例２９と同様にして負極を作製した。
上記の正極および負極を用いたことを除き、実施例１と同様の手順で非水電解質電池を作製した。実施例３６では、LCO正極の作製およびLTO負極の作製の両方に加工ローラー（段差Ｓ＝0.7 ｍｍ）を用いた。
（比較例１）
正極を作製する際に用いた加工ローラーを、下記設計の溝付き加工ローラーに変更したことを除き、実施例１と同様にして正極を作製した。
図２２及び図２３を参照して、溝付き加工ローラーによる電極の加工を説明する。図２２は、溝付き加工ローラーを用いた正極の製造を概略的に示す説明図である。図２２は、溝付き加工ローラーのロール軸に沿った断面である。図２３は、正極の製造を他の方向から見た概略断面図である。図２３は、溝付き加工ローラーの軸方向に直交する断面を示す。この断面は、溝付き加工ローラーの大径部を含む断面である。
溝付き加工ローラー５０は、軸方向に沿って並ぶ小径部５１及び大径部５２を有していた。図５で説明した加工ローラー４０の小径部４１と同様に、溝付き加工ローラー５０の小径部５１は円柱形状を有し退避面５１ａを有していた。大径部５２が軸方向に沿う幅は、圧延の対象の正極４の未塗工部（正極集電タブ４ｃ）から幅方向に反対側にある端部（第１端部４ｄ及び第２端部４ｅ）までの距離以上に亘っていた。大径部５２は、小径部５１の退避面５１ａよりも外側に位置する突出面５２ａ及び逃げ面５３を有していた。
大径部５２の突出幅（図２２に示す段差Ｓ）は、０．２ ｍｍであった。図２３に示すように大径部５２には、複数の凹部が形成されていた。それぞれの凹部は大径部５２の軸方向の全域に亘っており、それぞれの凹部の部分ではローラー軸に向かって小径部５１の退避面５１ａまで大径部５２がへこんでいた。つまり凹部の部分の径ｒ１は、小径部５１の径ｒ１と等しかった。そして突出面５２ａからロール軸までの距離（径ｒ２）と凹部の部分の径ｒ１との差が大径部５２の突出幅に等しかった（Ｓ＝ｒ２－ｒ１）。凹部を挟んで円周方向に並ぶ突出面５２ａの間の間隔Ｉ１は０．０５ ｍｍであった。また、凹部の間の突出面の円周方向の円弧幅Ｉ２は０．０５ ｍｍであった。
この溝付き加工ローラー５０を用いた際、ローラーの突出面５２ａと正極活物質含有層４ｂとの重なり幅Ｗが、正極活物質含有層４ｂの幅と等しくなるようローラーと正極活物質含有層４ｂとの位置関係を調整した。電極の幅方向への位置関係をこのように調整した状態で、電極端部（第１端部４ｄ及び第２端部４ｅ）及び未塗工部（正極集電タブ４ｃ）の縁に平行な長さ方向の全域に亘って正極４を圧延した。
上記のとおり正極を作製したことを除き、実施例１と同様の手順で非水電解質電池を作製した。なお比較例１では、負極の作製に加工ローラーを用いていない。
（比較例２）
正極を作製する際に用いた加工ローラーを、下記設計の傾斜付きローラーに変更したことを除き、実施例１と同様にして正極を作製した。
図２４を参照して、傾斜付きローラーを用いた電極の加工を説明する。図２４は、傾斜付きローラーを用いた正極の製造を概略的に示す説明図である。図２４は、傾斜付きローラーのロール軸に沿った断面である。
傾斜付きローラー６０は、軸方向に沿って並ぶ小径部６１及び大径部６２を有していた。図５で説明した加工ローラー４０の小径部４１と同様に、傾斜付きローラー６０の小径部６１は円柱形状を有し退避面６１ａを有していた。大径部６２が軸方向に沿う幅は、圧延の対象の正極４の未塗工部（正極集電タブ４ｃ）から幅方向に反対側にある端部（第１端部４ｄ及び第２端部４ｅ）までの距離以上に亘っていた。大径部６２は、小径部６１の退避面６１ａよりも外側に位置する突出面６２ａを有していた。
大径部６２は、一方の端部から他方の端部にかけて傾斜していた。一方の端部にて大径部６２が退避面６１ａから最も突出しており、この部分の突出幅（図２４に示す段差ＳMAX）が０．２ ｍｍであった。ここの突出幅（段差ＳMAX）は、大径部６２の最大径ｒMAXと小径部６１の径ｒ１との差に等しかった。大径部６２の突出幅は他方の端部へ向かって減少していた。この減少の度合いを、基準点での突出幅（図２４に示す段差Ｓ０）に対する距離Ｅを進んだ位置での突出幅（図２４に示す段差Ｓ１）の減衰率（１００％×[Ｓ１－Ｓ０]／Ｓ０）で表すと、１０ ｍｍごとの減衰率が１０％であった。
この傾斜付き加工ローラー６０を用いた際、突出幅が０．２ ｍｍである端部から他方の端部（突出幅が減衰した端部）へ軸方向に沿って向かう向きと、未塗工部（正極集電タブ４ｃ）から正極４の幅方向に沿って未塗工部の反対側の正極端部側（第１端部４ｄ及び第２端部４ｅがある側）へ向かう向きとを揃えた。つまり、大径部６２のうち正極４の未塗工部側に接する部分の方がより大きい直径を有する部分になるよう、加工ローラーの向きを調整した。このように向きを揃えて、正極端部（第１端部４ｄ及び第２端部４ｅ）及び未塗工部（正極集電タブ４ｃ）の縁に平行な長さ方向の全域に亘って正極４を圧延した。このとき、ローラーの突出面と正極活物質含有層４ｂとの重なり幅Ｗが、正極活物質含有層４ｂの幅と等しくなった。
上記のとおり正極を作製したことを除き、実施例１と同様の手順で非水電解質電池を作製した。なお比較例１では、負極の作製に加工ローラーを用いていない。
（比較例３）
負極を作製する際に用いた加工ローラーを、比較例１で用いた溝付きローラーに変更したことを除き、実施例５と同様にして負極を作製した。この溝付き加工ローラーを用いた際、ローラーの突出面と活物質含有層との重なり幅（Ｗ）が、活物質含有層の幅と等しくなるよう、ローラーと活物質含有層との位置関係を調整した。電極の幅方向への位置関係をこのように調整した状態で、電極端部および未塗工部の縁に平行な長さ方向の全域に亘って電極を圧延した。
上記のとおり負極を作製したことを除き、実施例５と同様の手順で非水電解質電池を作製した。なお比較例３では、正極の作製に加工ローラーを用いていない。
（比較例４）
負極を作製する際に用いた加工ローラーを、比較例２で用いた傾斜付きローラーに変更したことを除き、実施例５と同様にして負極を作製した。この傾斜付き加工ローラーを用いた際、突出幅が０．２ ｍｍである端部から他方の端部（突出幅が減衰した端部）へ軸方向に沿って向かう向きと、未塗工部から電極の幅方向に沿って未塗工部の反対側の電極端部側へ向かう向きとを揃えた。このように向きを揃えて、電極端部および未塗工部の縁に平行な長さ方向の全域に亘って電極を圧延した。このとき、ローラーの突出面と活物質含有層との重なり幅（Ｗ）が、活物質含有層の幅と等しくなった。
上記負極を用いたことを除き、実施例５と同様の手順で非水電解質電池を作製した。なお比較例４では、正極の作製に加工ローラーを用いていない。
（比較例５）
正負極ともに加工ローラーを用いたロールプレス処理をしなかったことを除き、実施例１と同様の手順で非水電解質電池を作製した。
＜変位量の測定＞
各々の実施例および比較例で作製した正極および負極に対し、先に説明したとおりレーザー変位計を用いて測定を行った。測定結果を下記表１－表６に示す。具体的には、正極について、電極活物質の組成、溝が電極端部から内側へ向かって減衰するか否か又は溝の有無、第２端部での溝の深さ（図３で示した深さＤ）つまり第１深さの平均、先に説明した第１深さに対する第２乃至第４深さのそれぞれの減衰率の平均、溝の第１方向へのピッチ、並びに第２端部での溝の内壁の高さ（図２で示した高さＨ）の平均を表１－３にまとめる。負極について、電極活物質の組成、溝が電極端部から内側へ向かって減衰するか否か、第１深さの平均、先に説明した第１深さに対する第２乃至第４深さのそれぞれの減衰率の平均、溝の第１方向へのピッチ、並びに第２端部での溝の内壁の高さの平均を表４－６にまとめる。なお、表における「－」という記号は、対象の項目に“該当しない”ことを意味する。
Figure 0007196283000001
Figure 0007196283000002
Figure 0007196283000003
Figure 0007196283000004
Figure 0007196283000005
Figure 0007196283000006
＜評価＞
（初充電）
各々の非水電解質電池に対し、初充電を行った。初充電は、２５℃で２．８Ｖまで０．２Ｃで定電流充電後、電流値が０．０１Ｃとなるまで定電圧で行った。
（容量測定）
初充電を行った各々の非水電解質電池を、６０℃の大気中で１５０時間加温した後、２５℃で２．８Ｖまで０．２Ｃで定電流充電した。その後、各電池を、定電圧充電で電流値が０．０１Ｃとなるまで充電した。さらに、各電池を０．２Ｃで電圧値が１．３Ｖになるまで放電し、放電容量を測定した。
測定した放電容量を実容量として表７及び８に示す。また、表７及び８には、各電池についての基準容量、並びに基準容量と実用量との差（差＝（実用量－基準容量）／基準容量×１００％）を示す。ここでいう基準容量は、活物質の種類などに基づいて求められた理論容量をいう。
Figure 0007196283000007
Figure 0007196283000008
実施例１，５，９，１３，１７，２１，２５，２９，及び３３で作製した非水電解質電池では、各々正極活物質としてリチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物ＬｉＮｉ0.4Ｃｏ0.4Ｍｎ0.4Ｏ2（NCM）を用い、負極活物質としてスピネル構造を有するチタン酸リチウムＬｉ4Ｔｉ5Ｏ12（LTO）を用いた。比較例１から５で作製した非水電解質電池についても同様の正極活物質および負極活物質の組み合わせを用いた。これらの実施例および比較例で作製した非水電解質電池では、基準容量が22 Ahであった。
これらのNCM正極とLTO負極との組み合わせを用いた非水電解質電池のうち、実施例で作製した非水電解質電池では、比較例における非水電解質電池よりも高い実用量が得られた。実施例における非水電解質電池では、正極および負極の少なくとも一方が、電極端部から内部へ向かって減衰する複数の溝を有していた。このような電極を用いることで、実施例の非水電解質電池は高い実用量を発揮したと考えられる。
これに対し比較例１では正極が溝を有していたものの、この溝が電極端部から未塗工部までの全域の幅に亘って減衰せずに存在していた。同様に比較例３では負極が溝を有していたものの、この溝が電極端部から未塗工部までの全域の幅に亘って減衰せずに存在していた。比較例２では正極が溝を有していたものの、この溝の深さが電極端部から未塗工部に向かって増加していた。同様に比較例４では、負極が溝を有していたものの、この溝の深さが電極端部から未塗工部に向かって増加していた。これらの比較例の非水電解質電池では、電極群の作製時に捲きずれが生じて、それにより実容量が低下してしまったと考えられる。
比較例５では、正極および負極の何れも溝を有していなかった。この比較例の非水電解質電池では、電極群への電解質の含浸が促進されなかった結果高い容量が得られなかったと考えられる。
実施例２，６，１０，１４，１８，２２，２６，３０，及び３４で作製した非水電解質電池では、各々正極活物質として上記NCMを用い、負極活物質として単斜晶型ニオブチタン酸化物Ｎｂ2ＴｉＯ7（NTO）を用いた。これらの実施例で作製した非水電解質電池では、基準容量が22 Ahであった。これらの実施例では、NCM正極とLTO負極との組み合わせが用いられていた上述の実施例と同程度の実容量が得られた。
実施例３，７，１１，１５，１９，２３，２７，３１，及び３５で作製した非水電解質電池では、各々正極活物質として上記NCMを用い、負極活物質として直方晶型チタン含有複合酸化物Ｌｉ2Ｎａ1.6Ｔｉ5.6Ｎｂ0.4Ｏ14（LNT）を用いた。これらの実施例で作製した非水電解質電池では、基準容量が10 Ahであった。これらの実施例では、良好な実容量を維持できた。
実施例４，８，１２，１６，２０，２４，２８，３２，及び３６で作製した非水電解質電池では、各々正極活物質としてコバルト酸リチウムＬｉＣｏＯ2（LCO）を用い、負極活物質として上記LTOを用いた。これらの実施例で作製した非水電解質電池では、基準容量が14 Ahであった。これらの実施例では、良好な実容量を維持できた。
以上に説明した少なくとも一つの実施形態および実施例に係る電極は、集電体と活物質含有層とを具備する。集電体は、第１方向に沿う第１端部を含む主面を有する。活物質含有層は、集電体の主面の上に設けられている。活物質含有層は、第１方向に沿う第２端部を有している。活物質含有層は、電極活物質を含有する。活物質含有層の第２端部の少なくとも一部に複数の溝が設けられている。複数の溝は、第２端部から内側方向へ延びている。複数の溝は、主面に直交する方向へ向かって凹んでいる溝である。複数の溝は第１方向に沿って隣接している。複数の溝は、第２端部から内側方向へ向かって減衰している。当該電極は、高容量な電池、及びこの電池を具備する電池パックを実現できる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ 第１方向に沿う第１端部を含む主面を有する集電体と、
前記集電体の前記主面の上に設けられ、前記第１方向に沿う第２端部を有し、電極活物質を含有する活物質含有層と
を具備し、
前記活物質含有層の前記第２端部の少なくとも一部に前記第２端部から内側方向へ延び且つ前記主面に直交する方向へ向かって凹んでいる複数の溝が設けられており、複数の前記溝は前記第１方向に沿って隣接し、且つ前記内側方向へ向かって減衰している電極。
［２］ 複数の前記溝は、前記第２端部の位置での前記溝の第１深さに対し、前記内側方向へ向かって2 mmの位置での前記溝の第２深さは20 %減衰している、［１］に記載の電極。
［３］ 複数の前記溝は、前記第１深さに対し、前記内側方向へ向かって4 mmの位置での前記溝の第３深さは50 %減衰している、［２］に記載の電極。
［４］ 複数の前記溝は、前記第１深さに対し、前記内側方向へ向かって7 mmの位置での前記溝の第４深さは90 %減衰している、［３］に記載の電極。
［５］ 複数の前記溝の前記第１方向へのピッチは10 mm以下である、［１］乃至［４］の何れか１つに記載の電極。
［６］ 前記第２端部での複数の前記溝の内壁の高さの平均は0.2 mm以下である、［１］乃至［５］の何れか１つに記載の電極。
［７］ 前記集電体はアルミニウムを含む箔である、［１］乃至［６］の何れか１つに記載の電極。
［８］ 前記電極活物質は、リチウムの酸化還元電位に対し1 V以上の電位でリチウムを吸蔵および放出する化合物を含む、［１］乃至［７］の何れか１つに記載の電極。
［９］ 前記電極活物質は、リチウムチタン複合酸化物を含む、［１］乃至［７］の何れか１つに記載の電極。
［１０］ 前記電極活物質は、Li, Fe, Ni, Mn, 及びCoからなる群より選択される１以上を含む、［１］乃至［７］の何れか１つに記載の電極。
［１１］ 前記電極活物質は、一般式Li 1-x Ni 1-a-b-c Co a Mn b M1 c O 2 で表され、前記一般式においてM1はMg, Al, Si, Ti, Zn, Zr, Ca, 及びSnからなる群より選択される１以上であり、－０．２＜ｘ＜０．５、０＜ａ＜０．５、０＜ｂ＜０．５、０≦ｃ＜０．１、ａ＋ｂ＋ｃ＜１であるリチウム含有ニッケルコバルトマンガン酸化物を含む、［１］乃至［７］の何れか１つに記載の電極。
［１２］ 正極と、
負極と
を具備し、
前記正極および前記負極の少なくとも一方が［１］乃至［１１］の何れか１つに記載の電極を含む、電池。
［１３］ 前記正極と前記負極とを含んだ積層体が前記第１方向に直交する方向に中心が位置するように捲回されてなる捲回型構造を有する、［１２］に記載の電池。
［１４］ 電解質を更に具備する、［１３］に記載の電池。
［１５］ ［１２］乃至［１４］の何れか１つに記載の電池を具備する、電池パック。

Claims (14)

  1. 第１方向に沿う第１端部を含む主面を有する集電体と、
    前記集電体の前記主面の上に設けられ、前記第１方向に沿う第２端部を有し、電極活物質を含有する活物質含有層と
    を具備し、
    前記活物質含有層の前記第２端部の少なくとも一部に前記第２端部から内側方向へ延び且つ前記主面に直交する方向へ向かって凹んでいる複数の溝が設けられており、複数の前記溝は前記第１方向に沿って隣接し、且つ前記内側方向へ向かって減衰しており、前記第２端部の位置での前記溝の第１深さに対し、前記内側方向へ向かって2 mmの位置での前記溝の第２深さは20 %減衰している電極。
  2. 複数の前記溝は、前記第１深さに対し、前記内側方向へ向かって4 mmの位置での前記溝の第３深さは50 %減衰している、請求項１に記載の電極。
  3. 複数の前記溝は、前記第１深さに対し、前記内側方向へ向かって7 mmの位置での前記溝の第４深さは90 %減衰している、請求項２に記載の電極。
  4. 複数の前記溝の前記第１方向へのピッチは10 mm以下である、請求項１乃至３の何れか１項に記載の電極。
  5. 前記第２端部での複数の前記溝の内壁の高さの平均は0.2 mm以下である、請求項１乃至４の何れか１項に記載の電極。
  6. 前記集電体はアルミニウムを含む箔である、請求項１乃至５の何れか１項に記載の電極。
  7. 前記電極活物質は、リチウムの酸化還元電位に対し1 V以上の電位でリチウムを吸蔵および放出する化合物を含む、請求項１乃至６の何れか１項に記載の電極。
  8. 前記電極活物質は、リチウムチタン複合酸化物を含む、請求項１乃至６の何れか１項に記載の電極。
  9. 前記電極活物質は、Li, Fe, Ni, Mn, 及びCoからなる群より選択される１以上を含む、請求項１乃至６の何れか１項に記載の電極。
  10. 前記電極活物質は、一般式Li1-xNi1-a-b-cCoaMnbM1cO2で表され、前記一般式においてM1はMg, Al, Si, Ti, Zn, Zr, Ca, 及びSnからなる群より選択される１以上であり、－０．２＜ｘ＜０．５、０＜ａ＜０．５、０＜ｂ＜０．５、０≦ｃ＜０．１、ａ＋ｂ＋ｃ＜１であるリチウム含有ニッケルコバルトマンガン酸化物を含む、請求項１乃至６の何れか１項に記載の電極。
  11. 正極と、
    負極と
    を具備し、
    前記正極および前記負極の少なくとも一方が請求項１乃至１０の何れか１項に記載の電極を含む、電池。
  12. 前記正極と前記負極とを含んだ積層体が前記第１方向に直交する方向に中心が位置するように捲回されてなる捲回型構造を有する、請求項１１に記載の電池。
  13. 電解質を更に具備する、請求項１２に記載の電池。
  14. 請求項１１乃至１３の何れか１項に記載の電池を具備する、電池パック。
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