JP7247353B2 - 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。
近年、欧州を始め排ガス規制が厳しく、自動車の燃費改善に向けた動きが加速している。その中でも燃費改善効果が大きい48Vマイルドハイブリッドシステムが注目されている。モーターの入出力要求値の増加に伴い、リチウムイオン電池にも優れた入出力性能が求められている。
電池の入出力性能を向上させる方法として、充放電に寄与する正極と負極との対向面積を増やすことが挙げられる。正極と負極とは、電極群を構築した状態で電池に含まれ得るが、正極と負極との短絡を防ぐためにこれら電極の間にセパレータを設けることができる。電極群における正極と負極との対向面積を多くするために、電極やセパレータを薄くすることで電極群内の電極の捲回数または積層数を増やすなどの工夫が行われている。
日本国特開２００９－ ５９６８６号公報
優れた入出力性能と高い安全性とを有する電池を実現できる電極、優れた入出力性能と高い安全性とを有する電池、及びこの電池を含む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、集電体上の活物質含有層とを具備する電極が提供される。電極は、互いに異なる深さを有する複数の溝を活物質含有層の表面に有している。複数の溝は、集電方向と交差している。複数の溝は、集電方向に対し80°以上90°以下の方向に沿う。複数の溝の平均深さは、１μｍ以上８μｍ以下の範囲内にある。電極は、活物質含有層の厚みと集電体の厚みとを合わせて、４０μｍ以上７５μｍ未満の厚みを有する。
他の実施形態によれば、正極と、負極と、電解質とを具備する電池が提供される。正極と負極と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斜視図である。 図２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３は、実施形態に係る一例の電極を概略的に示す断面図である。 図４は、実施形態に係る他の例の電極を概略的に示す一部切欠平面図である。 図５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６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７は、参考例の電極群を概略的に示す部分透過斜視図である。 図８は、参考例の電極におけるＬｉイオン及び電子の移動を概略的に示す平面図である。 図９は、実施形態に係る一例の電極群を概略的に示す部分透過斜視図である。 図１０は、実施形態に係る一例の電極におけるＬｉイオン及び電子の移動を概略的に示す平面図である。 図１１は、従来の電極群におけるセパレータの破断を概略的に表す断面図である。 図１２は、実施形態に係る一例の電極群におけるセパレータの破断を概略的に表す断面図である。 図１３は、実施形態に係る電極の一例の製造方法の一部を概略的に表す断面図である。 図１４は、実施形態に係る一例の電極の集電方向に沿う変位量スペクトルを表すグラフである。 図１５は、実施形態に係る一例の電池の概略断面図である。 図１６は、図１５のＡ部の拡大断面図である。 図１７は、実施形態に係る電池の他の例を示す一部切欠き斜視図である。 図１８は、図１７に示す電池のＢ部の拡大断面図である。 図１９は、実施形態に係るさらに他の例の電池を概略的に示す分解斜視図である。 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。
実施形態
電池に含まれる電極群において、正極と負極との間に介在するセパレータがより薄い方が電池の入出力性能が向上する一方で、セパレータが破断して短絡が生じるリスクが増加する。
また、電極の表面上に電極の長手方向に対して30°～90°に傾斜した複数の均一の溝を設けることでも、入出力性能の向上が図られている。溝を設けることにより電極群への電解液の含浸性を改善し、電解液中のLiイオンの拡散性を向上させることが狙いである。しかし電解液中のLiイオンが拡散する方向に沿って溝を設けると、内部短絡が発生したときに、大電流が流れ続けることになる。その結果、電池が発熱し、最終的には発火したり破裂したりする可能性がある。
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と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、複数の溝をその表面に有する活物質含有層を具備する。活物質含有層の表面に在る複数の溝は、互いに異なる深さを有する。複数の溝は、電極の集電方向と交差しており、集電方向に対し80°以上90°以下の方向に沿っている。
当該電極を電池に適用することで、安全性を確保するとともに、自己放電を抑制することができる。電極表面上に形成されている複数の溝が、互いに異なる深さを有することで電極表面上の電解質中のキャリアイオン（例えばLiイオン）の分布にムラが発生し、電流量が多くなりすぎるのを抑制できる。さらに電極表面上に形成されている溝が集電方向に対して80°以上90°以下の角度で傾斜していることで、電解質中のキャリアイオン（例えば、Liイオン）の集電方向への拡散が阻害される。ここでいう集電方向とは、電池の充放電時にキャリアイオンが移動する方向を指す。集電方向は、電流が流れる方向に対応する。集電方向へのキャリアの移動が阻害されるため、電流量が多くなり過ぎるのを抑制できる。例えば、この電極とセパレータとを含む電極群においてセパレータの破断等による内部短絡が起きたときに、大電流が流れ続けるのを抑制し、安全に収束することができる。上記電極を用いた電池では、短絡以外の要因で生じる過電流も生じにくい。
また、複数の溝を電極表面に有することで、セパレータが破断したときに正極と負極との接触を回避できる場合がある。複数の溝の深さが互いに異なり不均一である方が、均一な深さの溝を設けたときと比較して正極と負極とが接触する可能性が更に大きく低減され、より安全に収束する。セパレータの厚みを薄くした方が電池の入出力性能を高くできる反面、セパレータの破断が生じやすくなる。上記の電極を含む電極群では、セパレータが破断しても内部短絡が生じにくく、優れた入出力性能を維持したまま安全性を高めるとともに自己放電を抑えることができる。
実施形態に係る電極は、例えば、電池の正極であり得る。或いは、実施形態に係る電極は電池の負極であり得る。即ち、当該電極は、電池用の電極であり得る。実施形態に係る電極が含まれ得る電池としては、例えば、リチウムイオン二次電池などといった二次電池を挙げることができる。
電極の活物質含有層は、活物質を含む。該活物質は、例えば、電池用活物質である。正極である電極では、活物質含有層は正極活物質を含む正極活物質含有層であり得る。同様に、負極である電極では、活物質含有層は負極活物質を含む負極活物質含有層であり得る。活物質含有層は、活物質に加え、例えば、結着剤および導電剤をさらに含むことができる。活物質含有層が含むことのできる活物質および他の材料の詳細は、後述する。
電極は、集電体を含み得る。電極の活物質含有層は、集電体上に設けられ得る。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。活物質含有層は、集電体の１以上の主面の上に設けられ得る。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。
集電体は、そ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、集電体の一辺に沿って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。
電極における集電方向は、例えば、集電タブがある側へ向かって進む方向に対応する。電極の具体的な構造の一例として、電極の一辺に沿って集電タブが設けられている構造を挙げることができる。例えば、集電タブは、帯形状の電極の一方の長辺にて活物質含有層と隣接して沿い得る。集電タブと活物質含有層との境界と、この境界に対し反対側にある電極端部、つまり帯形状のもう一方の長辺とを結ぶ最短の線に沿う方向が、この電極の集電方向に対応する。
電極の他の具体的な構造の例として、電極の一辺から集電タブが突出する構造を挙げることができる。例えば、矩形形状の活物質含有層の一辺から外側へ向かって集電タブが延出し得る。この集電タブは、該集電タブが延出する辺の全体に沿わず、当該一辺の一部を境界に活物質含有層と隣接し得る。この境界と、この境界に対し反対側にある電極端部とを結ぶ最短の線に沿う方向が、この電極の集電方向に対応する。集電方向は、集電タブが延出する一辺と交差する、矩形形状の他の辺に対し平行であり得る。
電池に実装する電極には、電極端子が電気的に接続され得る。電極端子は、例えば、直接電極に接続されたり、電極リードを介して電極に接続されたりする。電極端子や電極リードは、例えば、集電タブに電気的に接続され得る。電極において、例えば、電極端子や電極リードの電極との接続点がある側へ向かって進む方向が、集電方向に対応する。具体例として、電極の外周の一辺に電極リードを接続した構造を挙げることができる。この電極リードの接続点から、当該接続点に対し反対側にある電極端部とを結ぶ最短の線に沿う方向が、この電極の集電方向に対応する。
図１は、実施形態に係る一例の電極を概略的に示す斜視図である。図１では、電極の一例として正極である態様を説明する。図１に示す正極４は、正極集電体４ａと正極活物質含有層４ｂとを含む。
正極活物質含有層４ｂは正極活物質を含んでおり、正極集電体４ａの上に設けられている。図１では、正極活物質含有層４ｂは正極集電体４ａの一方の主面にのみ設けられているが、正極活物質含有層４ｂは正極集電体４ａの表裏の両方の主面に設けられていてもよい。正極集電体４ａは、その面上に正極活物質含有層４ｂを担持していない部分を含むことができる。図１では、正極集電体４ａが、その一辺に沿って正極活物質含有層４ｂが担持されていない部分を含む。正極集電体４ａのうち正極活物質含有層４ｂを担持していない部分は、正極集電タブ４ｃとして機能し得る。正極４を含んだ電池の放電時には、電極内部から正極集電タブ４ｃへ向かう方向、つまり集電方向１０４へ電流が流れ、正極集電タブ４ｃが電気的に接続される外部端子から電力を取り出すことができる。正極集電体４ａの一部である正極集電タブ４ｃの代わりに、別の集電タブを正極４に電気的に接続することもできる。例えば、電極から外部端子へ向かって集電タブ、又は電極リードが延びる方向が、その電極の集電方向に対応する。電極端子が直接接続される形態の電極では、電極端子の接続部へ向かう方向が集電方向に対応する。
正極活物質含有層４ｂの表面には、複数の溝４０が形成されている。複数の溝４０の深さは均一ではなく、それぞれの溝４０の深さは互いに異なる。また、各々の溝４０は、集電方向１０４と交差する。
図２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では、複数の溝４０のそれぞれが沿う方向を破線４１で示す。各々の溝４０が沿う方向は、例えば、その溝の長さ方向に対応し得る。具体例として、図２に示すように直線状に延びる溝４０では、当該直線の向きが、その溝４０が沿う方向に対応する。破線４１と集電方向１０４との間の角度θ40は、80°以上90°以下の範囲内に含まれる。
図３は、実施形態に係る一例の電極を概略的に示す断面図である。図３が示すとおり正極活物質含有層４ｂの表面には、互いに異なる深さを有する複数の溝４０が設けられている。図３に示す溝４０の数は１４であるが、図示する正極４は実施形態の一例を模式的に表しているに過ぎず、溝４０の数は図示するものに限られない。複数の溝４０の各々の深さD1乃至D14には、これら深さD1乃至D14の平均深さDAVGの前後10%の範囲を超える値の深さが含まれている。複数の溝４０の深さは、平均深さDAVGを中心値として、中心値から前後10%以上20%未満の範囲で分布していることが望ましい。
正極集電体４ａに面していない正極活物質含有層４ｂの表面から正極集電体４ａへ向かっての、複数の溝４０の深さの平均深さDAVGが１μｍ以上８μｍ以下の範囲内にあることが好ましい。各々の溝の深さの測定方法は後段で詳述するが、溝を谷やクレバスに見立てたときのクレバスの底からクレバスの縁までの高度の差が、その溝の深さに対応する。クレバスの両側で縁の高さが異なる場合は、より高い縁と底との高度差を溝の深さと見なす。
電極が４０μｍ以上７５μｍ未満の厚みを有することが好ましい。ここでいう電極の厚みは、活物質含有層の厚みと集電体の厚みとを合わせた厚みをいう。例えば、図３に示す正極４については、正極活物質含有層４ｂと正極集電体４ａとの両方を含んだ厚み（複数の溝４０の深さD1乃至D14の沿った深さ方向への厚み）が、４０μｍ以上７５μｍ未満であることが好ましい。集電体の表裏両面に活物質含有層が設けられている電極では、活物質含有層－集電体－活物質含有層の３層の積層方向全体に亘る厚みが、４０μｍ以上７５μｍ未満であることが好ましい。上記範囲の厚みを有する電極は、上述した効果をより発揮することができる。
活物質含有層の表面にある複数の溝の平均幅が、１００μｍ以上８００μｍ以下の範囲内にあることが好ましい。図３に示す例のように複数の溝４０の各々の幅W1乃至W14は均一でなくてもよく、それぞれの溝４０が互いに異なる幅を有し得る。活物質含有層の表面における全ての溝の幅が同等であってもよい。各々の溝の幅の測定方法は後段で詳述するが、溝を谷やクレバスに見立てたときに一方の縁から谷を渡った対岸の縁までの平面距離（トポグラフィーを無視した地図上の距離）が、各溝の幅に対応する。また、ここでいう溝の幅は、電極の集電方向に沿う方向への幅を指す。
電池に含まれている電極において、電解質が活物質含有層の溝に充填され得る。例えば、液状の電解質（電解液）やゲル状の電解質が各々の溝に充填され得る。活物質含有層における溝の部分では、活物質がないためLiイオンは電解液中を泳動することで拡散する。Liイオンが活物質中を拡散する速度に比べて、電解液のみの部分をLiイオンが泳動する速度は低い。電解液のみの部分におけるLiイオンの泳動速度は著しく低くなり得、実質的な移動が得られない場合もある。各々の溝の幅は、活物質含有層の表面においてLiイオンが集電方向へ電解液のみの部分を泳動する距離に対応し得る。例えば、図３の例の正極４では、正極活物質含有層４ｂが有する複数の溝４０の各々に電解液が充填され得る。各々の溝４０の部分には活物質がなく、Liイオンが電極表面を集電方向１０４に沿って移動するには、電解液中を泳動することになる。それぞれの溝４０の上部を通過するうえでLiイオンが集電方向１０４に沿って電極表面を移動する距離が、それぞれの溝４０の幅W1乃至W14に対応する。
活物質含有層の表面における複数の溝の平均ピッチが１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲内にあることが好ましい。ここでいう溝のピッチは、隣合う２つの溝の間の平行距離を指す。溝の間のピッチを測定する方法は後段で詳述するが、溝の縁から溝の外へ向かって隣の溝における近い方の縁までの距離を、それらの溝の間のピッチと見なす。また隣り合う溝については、図２に示したようにそれぞれの溝が沿う方向が平行でない場合もあるが、２つの溝が互いに平行に沿っている簡略化した状態と見なしてピッチを判断できる。例えば、図３に示すように隣り合う２つの溝４０の互いに近い縁同士の間の集電方向１０４に沿う方向への距離をピッチP1乃至P10とそれぞれ捉えることができる。なお、隣り合う溝４０の縁が重なりそれらの間に峰が形成されている２つの溝４０の間には実質的な距離はなく、ピッチをゼロと見なせる。
図４は、実施形態に係る他の例の電極を概略的に示す一部切欠平面図である。ここで、電極の例として一例の正極を図示する。
図４に示す正極４は、正極集電体４ａと、正極集電体４ａの表面に設けられた正極活物質含有層４ｂとを具備する。正極活物質含有層４ｂは、正極集電体４ａの主面上に担持されている。図４は、正極活物質含有層４ｂの表面に在る複数の溝を省略して描いている。
また、正極集電体４ａは、その表面に正極活物質含有層４ｂが設けられていない部分を含んでいる。この部分は、例えば、正極集電タブ４ｃとして働く。図示する例では、正極集電タブ４ｃは、正極活物質含有層４ｂよりも幅の狭い狭小部となっている。正極集電タブ４ｃの幅は、このように正極活物質含有層４ｂの幅より狭くてもよく、或いは、正極活物質含有層４ｂの幅と同じであってもよい。正極集電体４ａの一部である正極集電タブ４ｃの代わりに、別体の導電性の部材を正極４に電気的に接続し、電極集電タブ（正極集電タブ）として用いてもよい。
正極集電タブ４ｃと正極活物質含有層４ｂとの境界と、正極４の反対側の端部との間を最も短い間隔で結ぶ線分Ｉに沿う方向が、集電方向１０４に対応する。このように電極の一つの端部からその反対側の集電タブがある端部へ向かう方向が、その電極の集電方向に対応する。
上記電極を電池に含ませる場合、当該電極を電極群に含ませることができる。以下、電極の一例として、電極群における形態を説明する。
図５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６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５及び図６に示す電極群は、捲回型構造を有する例である。電極群は、例えば、積層型構造（スタック構造）を有し得る。
電極群３は、図６に示すように、扁平形状で、正極４と、負極５と、正極４及び負極５の間に位置するセパレータ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の捲回軸にあたる仮想線Ｃの一方側に正極集電タブ４ｃが負極５の端部及びセパレータ６よりも突出し、かつ他方側に負極集電タブ５ｃが正極４の端部及びセパレータ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、仮想線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の端部が位置する。また、仮想線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の端部が位置する。
図５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。
次に、実施形態に係る電極における継続した大電流の抑制による安全性の向上を、図７乃至図１０を参照しながら説明する。図７は、参考例の電極群を概略的に示す部分透過斜視図である。図８は、参考例の電極におけるＬｉイオン及び電子の移動を概略的に示す平面図である。図９は、実施形態に係る一例の電極群を概略的に示す部分透過斜視図ある。図１０は、実施形態に係る一例の電極におけるＬｉイオン及び電子の移動を概略的に示す平面図ある。
図７に示す電極群３’は、図６を参照しながら説明した電極群３と類似する正極と負極とセパレータとを含んでいる。但し、図７では、正極活物質含有層４ｂ’のうち捲回型構造の最外周に位置する表面が見えるようにその上を覆う部材を省略して描いている。また、正極活物質含有層４ｂ’の表面にある複数の溝４０’は正極集電タブ４ｃ’へ向かっており、それら溝４０’の長さ方向の向きを示す破線４１’は集電方向１０４に沿う方向に延びている。
図８に示すとおり、正極活物質含有層４ｂ’は、正極活物質４５と導電剤４６とを含んでいる。導電剤４６は、省略され得る。また、正極活物質含有層４ｂ’は結着剤を含むこともできるが、図８をより簡潔で明確にするために、結着剤は省略している。
正極活物質含有層４ｂ’の表面では、複数の溝４０’に対応する部分には、正極活物質４５及び導電剤４６がない。しかし、複数の溝４０’の向きが集電方向１０４に沿っているため、それぞれの溝４０’の間の部分では、正極活物質含有層４ｂ’のうち正極集電タブ４ｃ’側の端部から反対方向の端部まで正極活物質４５と導電剤４６とが連続して配置されている。そのため、正極集電タブ４ｃ’へ向かっての正極活物質含有層４ｂ’の幅全体に亘ってLiイオン（Li+）が正極活物質４５及び導電剤４６を通じて速く拡散するとともに、反対方向に電子（e-)が速く拡散することができる。これにより、正極４’の表面に複数の溝４０’が形成されていても、集電方向１０４へ大電流が流れることができる。また、Liイオンが連続して供給され大電流が流れ続けるため、発熱が生じ最終的に発火や破裂に発展する恐れがある。そのため当該電極群３’を用いた電池は、例えば、内部短絡が生じたり過電流が生じたりした際に発熱して危険領域にまで及ぶ可能性がある。
図９に示す電極群３は、図６を参照しながら説明した電極群３と同様の正極と負極とセパレータとを含んでいる。但し、図９では、正極活物質含有層４ｂのうち捲回型構造の最外周に位置する表面が見えるようにその上を覆う部材を省略して描いている。正極活物質含有層４ｂの表面にある複数の溝４０は、集電方向１０４と交差する。図９に示すとおり、各々の溝４０を含む仮想面４２は、集電方向１０４と交差する。仮想面４２と集電方向１０４とが交差する角度は８０°以上９０°以下の範囲に収まる。
図１０に示すとおり、正極活物質含有層４ｂは、正極活物質４５と導電剤４６とを含んでいる。導電剤４６は、省略され得る。また、正極活物質含有層４ｂは結着剤を含むこともできるが、図１０をより簡潔で明確にするために、結着剤は省略している。
正極活物質含有層４ｂの表面では、複数の溝４０に対応する部分には、正極活物質４５及び導電剤４６がない。複数の溝４０の向きが集電方向１０４と交差する方向にあるため、正極活物質含有層４ｂのうち正極集電タブ４ｃ側の端部から反対方向の端部まで正極活物質４５と導電剤４６とが連続して配置されている部分がない。従って、正極活物質含有層４ｂの集電方向１０４への幅を移動するLiイオン（Li+）は、各々の溝４０を渡ることになる。その際、溝４０の部分には正極活物質４５及び導電剤４６がないため、例えば、溝４０に充填されている液状電解質の中を泳動することになり、移動速度が制限される。また、Liイオンの移動方向とは逆方向への電子（e-）の移動速度が制限され、集電方向１０４へ流れることができる電流量が制限される。
このように、複数の溝４０が延びる方向と集電方向１０４、即ち電流が電極を流れる方向とが交差していることで、正極４の表面で大電流が流れにくくなる。従って、例えば、セパレータの破断などに起因して内部短絡が発生して大電流が流れたときも、集電方向１０４と交差する方向に沿う溝を有することによって大電流が流れ続けることを抑制できるので、高い安全性を示すことができる。
一方で、自動車用途や産業用途などの通常使用における電流値の範囲内では、活物質含有層の表面に上記の溝を設けることによるキャリアイオン（Li+等）の拡散性への影響は大きくない。そのため電池の使用目的ごとに設定される通常の作動範囲では、溝の存在によって入出力性能は阻害されず、優れた入出力性能を維持できる。
続いて、実施形態に係る電極を用いた電極群における内部短絡の低減を、図１１及び図１２を参照しながら説明する。図１１は、従来の電極群におけるセパレータの破断を概略的に表す断面図である。図１２は、実施形態に係る一例の電極群におけるセパレータの破断を概略的に表す断面図である。図１２は、電極群３のセパレータ６に破断が生じた場合の、図６におけるXII-XII’線に沿った断面図に対応する。
図１１に示す電極群９３は、正極９４と、負極９５と、セパレータ９６とを含む。正極９４は、帯状の正極集電体９４ａと、正極集電体９４ａの一端部からなる正極集電タブ９４ｃと、正極集電タブ９４ｃの部分を除いて正極集電体９４ａの両面に形成された正極活物質含有層９４ｂとを含む。一方、負極９５は、帯状の負極集電体９５ａと、負極集電体９５ａの一端部からなる負極集電タブ９５ｃと、少なくとも負極集電タブ９５ｃの部分を除いて負極集電体９５ａに形成された負極活物質含有層９５ｂとを含む。
セパレータ９６は、正極９４と負極９５との電気的接触を遮断するべく電極群９３内に配置されているものの、図１１に示す状態では、正極活物質含有層９４ｂと負極活物質含有層９５ｂとの間に在るセパレータ９６に、破断により生じた開口９９が在る。開口９９にて正極活物質含有層９４ｂと負極活物質含有層９５ｂとが接触することによって、正極９４と負極９５との間で短絡が生じる。
図１２に示す電極群３は、図６を参照しながら説明した正極４と負極５とセパレータ６とを含む。但し、図１２に示す状態では、正極活物質含有層４ｂと負極活物質含有層５ｂとの間に在るセパレータ６に、破断により生じた開口９が在る。また、図１２に示すとおり、正極集電体４ａの両側の主面に設けられているそれぞれの正極活物質含有層４ｂには、正極集電体４ａとの接触面に対し反対方向へ向く表面に複数の溝４０が設けられている。正極４の厚み方向への複数の溝４０の深さは一定ではなく、各々の溝４０の間で深さが異なる。
正極活物質含有層４ｂの表面に互いに深さが異なる複数の溝４０が在ることで、セパレータ６が破断したときに正極４と負極５とが接触する可能性が減少する。図１２に示すようにセパレータ６に生じた開口９と溝４０とで位置が重なりあえば、正極活物質含有層４ｂと負極活物質含有層５ｂとが接触しないので短絡を生じない。セパレータ６の破断による開口９の生じ方によっては正極活物質含有層４ｂのうち溝４０に対応しない部分と負極活物質含有層５ｂとが接触し得るものの、複数の溝の深さが不均一であることでそれぞれの溝４０の深さが均一である場合と比較して正極４と負極５とが接触する可能性を大きく低減できる。従って、深さが不均一な複数の溝を電極の活物質含有層に設けることで、内部短絡の危険性を限りなく少なくすることができる。
図１２では、正極活物質含有層４ｂの表面に複数の溝４０が設けられている形態を示したが、負極活物質含有層５ｂの表面に同様の複数の溝が設けられていてもよい。正極活物質含有層４ｂと負極活物質含有層５ｂとの少なくとも一方の活物質含有層の表面に複数の溝が設けられていることで、上述した効果が発揮される。正極活物質含有層４ｂと負極活物質含有層５ｂとの両方の表面に複数の溝が設けられていてもよい。
活物質含有層は、上述したとおり電極活物質に加え、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。活物質含有層が含む活物質は、電極が用いられる電池における正極および負極の設計に応じて適宜選択できる。
電極が正極である態様では、正極活物質含有層は正極活物質を含むことができる。正極活物質としては、リチウム含有ニッケルコバルトマンガン酸化物（例えば、LiwNixCoyMnzO2で表され、式中、０＜ｗ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である化合物；又は、Ｌｉ1-sＮｉ1-t-u-vＣｏtＭｎuＭ１vＯ2で表され、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＜ｓ＜０．５，０＜ｔ＜０．５、０＜ｕ＜０．５、０≦ｖ＜０．１、ｔ＋ｕ＋ｖ＜１である化合物）を挙げることができる。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。
電極が負極である態様では、負極活物質含有層は負極活物質を含むことができる。負極活物質として、例えば、金属、金属合金、金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、黒鉛質材料、炭素質材料などを挙げることができる。
金属としては、例えば、アルミニウムやリチウム等を挙げることができる。金属合金としては、例えば、アルミニウム合金、マグネシウム合金、リチウム合金等を挙げることができる。金属以外にも、例えば、シリコンのような半金属を負極活物質として用いることができる。
金属酸化物としては、例えば、チタンを含有する酸化物を挙げることができる。チタンを含有する酸化物の例として、リチウムチタン酸化物（例えば、スピネル型のチタン酸リチウム（Li4Ti5O12等）、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）を挙げることができる。他の例として、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を挙げることができる。その他、例えば、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、ＳｉＯ2等のＳｉ含有化合物といった金属酸化物が挙げられる。
単斜晶型ニオブチタン複合酸化物の例として、ＬｉaＴｉ1-bＭ１bＮｂ2-cＭ２cＯ7+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≦ａ≦５、０≦ｂ＜１、０≦ｃ＜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、ＬｉaＮｂ2ＴｉＯ7（０≦ａ≦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、ＬｉaＴｉ1-bＭ３b+cＮｂ2-cＯ7-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≦ａ≦５、０≦ｂ＜１、０≦ｃ＜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+dＭ４2-eＴｉ6-fＭ５gＯ14+σで表される化合物が挙げられる。ここで、Ｍ４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。Ｍ５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≦ｄ≦６、０≦ｅ＜２、０≦ｆ＜６、０≦ｇ＜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≦ｄ≦６）が挙げられる。
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ＬｉｈＦｅＳ２（添字ｈは、０．９≦ｈ≦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、ＬｉjＣｏkＮ、ここで、０＜ｊ＜４であり、０＜ｋ＜０．５である）などのリチウム窒化物が挙げられる。
黒鉛質材料および炭素質材料としては、例えば、黒鉛（例えば、天然黒鉛、又は人造黒鉛）、コークス、気相成長炭素繊維、メソフェーズピッチ系炭素繊維、球状炭素、樹脂焼成炭素を挙げることができる。
電池の充電および放電に伴って、電極に含まれている活物質は膨張および収縮し得る。例えば、リチウムイオン電池では正極と負極との間をLiイオンが行き来することで充放電が進行するが、このときに電極活物質にLiイオンが挿入および脱離される。電極の活物質の中には、Liイオン等のキャリアイオンが挿入および脱離されるに伴って、膨張収縮する材料がある。このような活物質を用いた電池では、充放電を繰り返すことによって活物質の膨張収縮による電極のよれやシワの発生が助長され得る。その結果、例えば、セパレータが破断して自己放電や内部短絡が生じる頻度が増加する。
先に説明したとおり実施形態に係る電極を用いた電池では、破断による開口がセパレータに生じても短絡が発生しにくい。また、例えば、短絡が生じた場合でも過剰な電流量での電流が抑えられるため、安全性を確保できる。そのため、活物質含有層に含ませる活物質として、キャリアイオンの挿入および脱離に伴い膨張収縮する活物質を好適に用いることができる。膨張収縮が大きい活物質ほど、上述した複数の溝による効果がより発揮されることを期待できる。
キャリアイオンの挿入脱離に伴う膨張収縮率が大きい活物質として、例えば、層状岩塩構造を有するリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（NCM複合酸化物）を挙げることができる。当該複合酸化物の具体例として、一般式LiwNixCoyMnzO2で表されるリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物を挙げることができる。上記一般式における添字wは、“0＜w≦1”の範囲内にある。添字x, y, 及びzは、“x+y+z=1”の関係を満たす。当該NCM複合酸化物の中でも、ニッケル（Ni）の量論組成比が70%以上95%以下である化合物がより好ましい。この、所謂ハイニッケルの化合物は、上記と同様の一般式LiwNixCoyMnzO2で表すとき、添字wが“0＜w≦1”の範囲内にあり添字x, y, 及びzが“x+y+z=1”の関係を満たすとともに、添字xの範囲が不等式0.7≦x≦0.95を満たす。
キャリアイオンの挿入－脱離に伴う膨張－収縮の程度が大きい他の活物質として、例えば、ニオブチタン複合酸化物、炭素材料、及びシリコン（Ｓｉ）含有化合物を挙げることができる。ニオブチタン複合酸化物の具体例として、単斜晶構造を有し一般式LiaTi1-bM1bNb2-cM2cO7+δで表される化合物を挙げることができる。上記一般式において、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。式中、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。各々の添字は、“0≦a≦5”、“0≦b＜1”、“0≦c＜2”、及び“-0.3≦δ≦0.3”の関係をそれぞれ満たす。炭素材料を用いた活物質には、例えば、黒鉛、コークス、気相成長炭素繊維、メソフェーズピッチ系炭素繊維、球状炭素、及び樹脂焼成炭素からなる群より選択される１以上の炭素材料を含むことができる。Ｓｉ含有化合物としては、例えばＳｉ、ＳｉＯ、ＳｉＯ2を挙げることができる。
活物質含有層が含むことのできる導電剤は、電極の集電性能を高め、且つ活物質と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。導電剤としては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、カーボンブラック、グラファイト、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー等を挙げることができる。導電剤として、上記材料のうち１種を選択してもよく、上記材料のうち２種以上を選択してもよい。また、導電剤は、上記した材料に限られない。
活物質含有層が含むことのできる結着剤は、活物質と集電体とを結合させることができる。結着剤の例として、ポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoro ethylene；ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（polyvinylidene fluoride；ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴム、スチレン－ブタジエンゴム（styrene-butadiene rubber；ＳＢＲ）、ポリプロピレン（polypropylene；ＰＰ）、ポリエチレン（polyethylene；ＰＥ）、アクリル系共重合体を主成分とするバインダ、及びカルボキシメチルセルロース（carboxymethyl cellulose；ＣＭＣ）を挙げることができる。結着剤として、上記材料のうち１種を選択してもよく、上記材料のうち２種以上を選択してもよい。また、結着剤は、上記した材料に限られない。
正極としての態様では、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。
負極としての態様では、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２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。
集電体としては、例えば、アルミニウム、及び銅などの金属を含む箔を使用することができる。金属を含む箔には、金属箔の他、例えば、アルミニウム合金からなる箔などの合金箔が含まれる。
＜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、結着剤、及び溶剤を混合してスラリーを調製する。溶剤としては、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。スラリー中の電極活物質、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スラリーを塗布することで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。集電体の一部にスラリーを塗布しない部分を残し、集電タブを得る。
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に対し、例えば、圧延する対称と接触する面にのこぎり状の刃を複数有するロールプレスを用いてプレス成型を実施する。のこぎり状の複数の刃により活物質含有層の表面から一部の電極合剤（活物質含有層、導電剤、及び結着剤等）を削り取ることで、活物質含有層の表面に複数の溝を形成することができる。回転軸に対し放射方向へ突出する長さが異なる複数の刃を有するロールプレスを用いることで、活物質含有層の表面から異なる深さまでをそれぞれの刃で彫らせることができる。つまり、互いに長さが異なる複数の刃を有するロールプレスを用いて活物質含有層の表面を加工することで、互いに深さが異なる複数の溝を形成できる。
複数ののこぎり状の刃を有するロールプレスを用いて圧延する際、活物質含有層の厚さを併せて調整することができる。或いは、のこぎり状の刃で溝を削り出す処理とは別に、活物質含有層の厚さ調製を行ってもよい。例えば、のこぎり状の刃を有さないロールプレスを用いて圧延を行ってから、のこぎり状の刃を有するロールプレスを用いて溝を形成してもよい。
その後、電池設計に合わせた寸法に電極を裁断する。
のこぎり状の刃を有するロールプレスを用いた複数の溝の形成の例を、図１３を参照しながら説明する。図１３は、実施形態に係る電極の一例の製造方法の一部を概略的に表す断面図である。図１３では、正極の活物質含有層の表面に溝を形成する例を説明する。負極を製造する場合も、同様の処理を行うことができる。
鋸刃ロール７０は、ロール軸Ｒの方向に沿う側面に複数の鋸刃７１を有する。各々の鋸刃７１は、鋸刃ロール７０の側面から放射状に突出しており、それぞれの鋸刃７１が突出する距離が異なっている。鋸刃ロール７０の側面にある複数の鋸刃７１により正極４の正極活物質含有層４ｂの表面を削って、複数の溝を形成できる。それぞれの鋸刃７１が正極活物質含有層４ｂに入り込む深さが異なっているため、互いに異なる深さを有する複数の溝が正極活物質含有層４ｂの表面に形成される。
図１３に示す例では、正極集電体４ａの片面にのみ正極活物質含有層４ｂが形成されている正極４を用いているが、集電体の両面に活物質含有層が設けられていてもよい。集電体の表裏両方の主面に活物質含有層が設けられている電極に対しては、例えば、当該電極を２つの鋸刃ロールの間を通すことで各主面上の活物質含有層の上下から同時に鋸刃を当てることにより、両方の活物質含有層の表面に複数の溝を同時に形成できる。
＜測定方法＞
活物質含有層の表面上の溝の有無など、電極の詳細を確認する方法を次に説明する。確認の対象の電極が電池に含まれている場合は、電池から電極を取り出して前処理を行う。セパレータについても同様に、電池から取り出して前処理を行う。例えば、非水電解質電池に組み込まれている電極とセパレータに対しては、以下の手順で前処理を行う。
まず、非水電解質電池をアルゴンで満たしたグローブボックス内で分解し、測定対象たる電極およびセパレータを非水電解質電池から取り出す。次いで、取り出した電極およびセパレータを、例えば、メチルエチルカーボネート（methyl ethyl carbonate；ＭＥＣ）でそれぞれ洗浄する。次いで、洗浄した電極およびセパレータを、２５℃及びゲージ圧－９０Ｐａの雰囲気下で乾燥させる。乾燥させた電極を、以下に説明する各分析の対象とする。以下、測定対象の電極を、単に、「電極」と呼ぶ。
（電極の厚み測定）
上記の前処理に供した電極に対し、次のようにして厚み測定を行うことができる。乾燥させた電極をデジタルマイクロゲージで測定する。電極の寸法のうち短手方向に対して任意に9点測定したときの平均値を、電極の厚みとして採用する。例えば、活物質含有層または集電体の主面と直交する方向が、短手方向、即ち厚み方向であり得る。
電極における溝の有無は、走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope；ＳＥＭ）による観察を行うこと及び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、ＳＥＭ観察により電極における溝の角度を測定することができ、電極における変位量から各溝の深さ、各溝の幅、溝の間のピッチを見積もることができる。
（電極上の溝の角度の測定）
電極における溝の角度は、ＳＥＭで測定することができる。具体的には電極表面をＳＥＭで観察する。この時、少なくとも30本の溝を確認することができる視野および倍率で観察する。溝が100本以上観察できるような倍率で測定することがより望ましい。集電タブの位置、電極端子が接続されている位置、又は電極リードが接続されている位置等に基づいて電池内を電流が流れる方向を特定し、電極の集電方向を定める。各々の溝の角度は、集電方向に対する角度として測定する。この際、溝が延びる方向と集電方向との交差角度のうち、小さい方の角度を採用する。つまり、集電方向を平角と見なしたとき、溝の長さ方向と集電方向との交差点には鋭角（0＜θ＜90°）と補角である鈍角（90°＜θ’＜180°）とができるか、又は２つの直角（θ＝90°）ができる。前者の場合は鋭角を確認し、後者の場合は何れかの直角を確認する。30本以上の溝を観察し、集電方向に対するそれぞれの溝の角度を測定する。測定した溝の角度の平均値を算出し、観察した電極の溝の角度として採用する。
（電極上の溝の深さ、幅、及びピッチの測定）
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集電方向へ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。
電極に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、たわみ及びスラリー塗布時のムラなどの影響を軽減することができる。電極にかける張力は、例えば、40 N/m程度が望ましい。
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。スペクトルに基づいて溝の有無、溝の配置、及び溝の形状を確認できる。図１４に、スペクトルの一例を示す。図１４は、実施形態に係る一例の電極の集電方向に沿う変位量スペクトルを表すグラフである。当該グラフは、電極の集電タブへ向かって反対側の端部を始点に変位を測定したスペクトルを表す。グラフの横軸は、測定を開始した側の電極端部からの距離、つまり集電方向へ向かっての移動距離を表す。グラフの縦軸は、基準点に対する変位を表す。
活物質含有層の表面（レーザー光を照射する面）のうち、２ ｍｍ以上の距離に亘る変位の変化が０．５ μｍ未満である領域には、実質的な起伏がないと判断する。一方で、２ ｍｍ以内の幅における変位の変化が０．５ μｍ以上である場合は、溝が在ると判断できる。
複数の溝の深さは、次のようにして確認できる。ここで、集電方向へ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、溝の両側におけ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。例えば、スペクトルにの横軸（集電方向）に沿って変位の極小値および極大値が在る位置並びに実質的な起伏がないと判断する領域がある位置に基づいて、集電方向に沿っての溝の位置および溝の縁の位置を特定する。溝の両側の縁に対する、対象の溝における変位の差の最大値を求める。両側の縁の間で変位が異なる場合は、変位の差がより大きくなる方の縁に基づく値を採用する。少なくとも３０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、溝の平均深さ（DAVG）を求める。
上記のとおり求めた各々の溝についての変位の差の最大値および溝の平均深さに基づいて、活物質含有層の表面に在る複数の溝の深さが均一であるか不均一であるか確認できる。各々の溝についての変位の差の最大値、つまりそれぞれの溝の深さの分布と溝の平均深さとを比較する。平均深さを中心値として、各々の溝の深さが前後10%の範囲を超えて分布しているとき、それぞれの溝の深さが互いに異なっており、深さが不均一な複数の溝が活物質含有層の表面に形成されていると判断する。複数の溝の深さの分布が中心値から前後10%未満の範囲に収まっている場合、それぞれの溝の深さが同程度で均一であると見なす。
複数の溝の幅およびピッチは、スペクトルから特定した集電方向への溝の縁の位置に基づいて求めることができる。上述したように各々溝の両側にある縁について、集電方向にそれぞれが沿う位置を特定する。対象の溝の両側の縁の集電方向への位置の間の距離が、その溝の幅に対応する。少なくとも３０以上の溝の幅を求め、求めた幅の平均値を算出することで、複数の溝の平均幅を得る。ピッチは、次のように確認する。隣り合う溝の縁のうち集電方向に沿った距離が互いに近い位置にある縁の間の、集電方向に沿う距離が、それらの溝の間のピッチに対応する。少なくとも３０対の隣り合う溝の間にピッチを求め、求めたピッチの平均値を算出することで、複数の溝の平均ピッチを得る。
（電極活物質の測定）
活物質含有層に含まれている活物質の組成は、次のように確認できる。上述した前処理において乾燥させた後の電極から、例えば、スパチュラなどを用いて活物質含有層を剥がし取り、粉末状の試料を得る。次いで、誘導結合プラズマ（Inductively Coupled Plasma：ＩＣＰ）発光分光分析を行うことによって、試料を構成する元素を定量化する。
以上説明した第１の実施形態に係る電極は、互いに異なる深さを有する複数の溝をその表面に有する活物質含有層を具備する。活物質含有層の表面に在る複数の溝は、集電方向に対し80°以上90°以下の角度で交差する方向に沿っている。当該電極は、優れた入出力性能と高い安全性とを有する電池を実現できる。
［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。電極群においてセパレータは、正極の正極活物質含有層と負極の負極活物質含有層との間に介在し得る。
電極群の構造は、特に限定されない。例えば、電極群は捲回型構造を有することができる。捲回型構造は、正極と負極とを含んだ積層体が捲回されてなる構造である。或いは、電極群は積層型構造を有してもよい。捲回型構造の曲面部で電極活物質含有層が割れて正負極が接触し短絡する恐れが、平坦な構造におけるそれよりも高い。そのため、捲回型構造を有する捲回型電極群の方が、第１の実施形態に係る電極を含むがより効果的である。
［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活物質含有層を有さない態様も含み得る。複数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、特に限定されるものではなく、例えば、微多孔性の膜、織布、不織布、これらのうち同一材または異種材の積層物などを用いることができる。セパレータが不織布であることが望ましい。セパレータを形成する材料としては、ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィン、エチレン－プロピレン共重合ポリマー、エチレン－ブテン共重合ポリマー、セルロースなどを挙げることができる。
セパレータの厚みは、2 μｍ以上15 μｍ以下であることが望ましい。また、セパレータの空隙率が50%以上80%以下であることが望ましい。不織布であり且つ空隙率が50%以上80%以下であるセパレータがより望ましい。
セパレータの詳細を確認する方法を次に説明する。
電池に含まれているセパレータに対しては、先に説明した手順により前処理を行う。以下、測定対象のセパレータを、単に「セパレータ」と呼ぶ。
（セパレータの厚み測定）
上記の前処理に供したセパレータに対し、次のようにして厚み測定を行うことができる。乾燥させたセパレータをデジタルマイクロゲージで測定する。セパレータの寸法のうち短手方向に対して任意に9点測定したときの平均値を、セパレータの厚みとして採用する。例えば、セパレータの主面と直交する方向が、短手方向、即ち厚み方向であり得る。
（セパレータの空隙率の測定）
セパレータの空隙率は、例えば、水銀圧入法により求めることができる。
測定試料を、測定分析装置に装入する。測定装置としては、例えばマイクロメリティックス社製オートポアＩＶ９５１０が挙げられる。この装置の測定に際しては、この装置の試料セルに、先に説明した前処理が施された測定試料を５０ｍｍ～１００ｍｍ角程度のサイズに裁断したものを折りたたんで入れ込むことで、細孔直径分布を測定することができる。
このような条件で測定を実施した細孔直径分布から、細孔比容積ＶＰ（ｃｍ３／ｇ）を算出し、試料質量Ｗ（ｇ）と試料体積Ｖ（ｃｍ３）（縦×横×厚み）をもとに、空隙率ε（％）を以下の式（１）又は（２）で算出する。
Figure 0007247353000001
Figure 0007247353000002
ここで、試料体積Ｖ（ｃｍ３）は、試料の縦寸法（ｃｍ）、横寸法（ｃｍ）及び厚さ（ｃｍ）から算出される。
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、優れた入出力性能と高い安全性とを有する電池を実現できる。
［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、他方の電極は活物質含有層に複数の溝が形成されていない態様も含み得る。複数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。負極端子は、負極リードを介して負極に接続され得る。正極端子は、正極リードを介して正極に接続され得る。電極リード（正極リード、又は負極リード）は、束ねられた複数の集電タブに接合され得る。
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。
電解質塩には、例えば、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）などのリチウム塩を挙げることができる。電解質塩は単独で使用しても、２種以上混合して使用してもよい。
電解質塩の濃度、つまり有機溶媒に対する電解質塩の溶解量は、０．５ ｍｏｌ／Ｌ以上３ ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましい。電解質塩の濃度が低すぎると十分なイオン伝導性を得ることができない場合がある。一方、濃度が高すぎると電解質塩を完全に溶解できない場合がある。
有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート（ethylene carbonate；ＥＣ）、プロピレンカーボネート（propylene carbonate；ＰＣ）、ブチレンカーボネート（butylene carbonate；ＢＣ）、ジメチルカーボネート（dimethyl carbonate；ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（diethyl carbonate；ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ethyl methyl carbonate；ＥＭＣ）、γ－ブチロラクトン（γ-butyrolactone；γ－ＢＬ）、スルホラン（sulfolane；ＳＬ）、アセトニトリル（acetonitrile；ＡＮ)、１，２－ジメトキシエタン（1,2-dimethoxy ethane）、１，３－ジメトキシプロパン（1,3-dimethoxy propane）、ジメチルエーテル（dimethyl ether）、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）などを挙げることができる。有機溶媒は、単独で使用しても、２種以上混合して使用してもよい。
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）、高分子固体電解質、及び無機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。
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、アルミニウム又はアルミニウム合金等から作られる。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。
負極リードには、負極端子に用いることのできる材料を用いることができる。接触抵抗を低減するために、負極端子、負極リード、及び負極集電体の材料が同様の物であることが好ましい。
［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。
正極リードには、正極端子に用いることのできる材料を用いることができる。接触抵抗を低減するために、正極端子、正極リード、及び正極集電体の材料が同様の物であることが好ましい。
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１５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１６は、図１５のＡ部の拡大断面図である。
図１５及び図１６に示す電池１は、図１５に示す扁平状で捲回型の電極群３を具備している。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の外装部材２内に収納されている。
電極群３は、図１６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ている。負極５のうち最も外側に位置する部分では、図１６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が形成されている。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、外装部材２の開口部から外部に延出されている。
図１５及び図１６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。
実施形態に係る電池の態様は、図１５及び図１６に示すものに限られない。図１７及び図１８を参照して、他の例を説明する。
図１７及び図１８に、電池の他の例として、スタック型の電極群を含む電池を示す。図１７は、実施形態に係る電池の他の例を示す一部切欠き斜視図である。図１８は、図１７に示す電池のＢ部の拡大断面図である。
図１７及び図１８に示す例の電池１は、電極群３と外装部材２と正極端子７と負極端子８とを具備している。
図１７及び図１８に示す電極群３は、複数の正極４と、複数の負極５と、１枚のセパレータ６とを備える。
各正極４は、図１８に示すように、正極集電体４ａと、この正極集電体４ａの両面に形成された正極活物質含有層４ｂとを備えている。また、図１８に示すように、正極集電体４ａは、表面に正極活物質含有層４ｂが形成されていない部分を含んでいる。この部分は、正極集電タブ４ｃとして働く。
各負極５は、負極集電体５ａと、この負極集電体５ａの両面に形成された負極活物質含有層５ｂとを備えている。また、負極集電体５ａは、表面に負極活物質含有層５ｂが形成されていない部分を含んでいる（図示せず）。この部分は、負極集電タブとして働く。
図１８に一部を示すように、セパレータ６は九十九折にされている。九十九折にされたセパレータ６の互いに対向する面によって規定される空間には、正極４又は負極５がそれぞれ配置されている。それにより、正極４と負極５とは、図１８に示すように、正極活物質含有層４ｂと負極活物質含有層５ｂとがセパレータ６を間に介在させて対向するように積層されている。かくして、電極群３が形成されている。
電極群３の正極集電タブ４ｃは、図１８に示すように、正極活物質含有層４ｂ及び負極活物質含有層５ｂのそれぞれの端部よりも外まで延出している。これらの正極集電タブ４ｃは、図１８に示すように、１つにまとめられて、正極端子７に接続されている。また、図示はしていないが、電極群３の負極集電タブも正極活物質含有層４ｂ及び負極活物質含有層５ｂのそれぞれの他方の端部よりも外まで延出している。これらの負極集電タブは、図示していないが、１つにまとめられて、図１７に示す負極端子８に接続されている。
このような電極群３は、図１７及び図１８に示すように、ラミネートフィルム製の外装部材２に収容されている。
外装部材２は、アルミニウム箔２０１とその両面に形成された樹脂フィルム２０２及び２０３とからなるアルミニウム含有ラミネートフィルムから形成されている。外装部材２を形成するアルミニウム含有ラミネートフィルムは、折り曲げ部２ｄを折り目として、樹脂フィルム２０２が内側を向くように折り曲げられて、電極群３を収容している。また、図１７及び図１８に示すように、外装部材２の周縁部２ｂにおいて、樹脂フィルム２０２の互いに向き合った部分が、間に正極端子７を挟み込んでいる。同様に、外装部材２の周縁部２ｃにおいて、樹脂フィルム２０２の互いに向き合った部分が、間に負極端子８を挟み込んでいる。正極端子７及び負極端子８は、外装部材２から、互いに反対の向きに延出している。
正極端子７及び負極端子８を挟み込んだ部分を除く外装部材２の周縁部２ａ、２ｂ及び２ｃにおいて、樹脂フィルム２０２の互いに対向した部分が熱融着されている。
また、電池１では、正極端子７と樹脂フィルム２０２との接合強度を向上させるために、図１８に示すように、正極端子７と樹脂フィルム２０２との間に絶縁フィルム１９が設けられている。また、周縁部２ｂにおいて、正極端子７と絶縁フィルム１９とが熱融着されており、樹脂フィルム２０２と絶縁フィルム１９とが熱融着されている。同様に、図示していないが、負極端子８と樹脂フィルム２０２との間にも絶縁フィルム１９が設けられている。また、周縁部２ｃにおいて、負極端子８と絶縁フィルム１９とが熱融着されており、樹脂フィルム２０２と絶縁フィルム１９とが熱融着されている。すなわち、図１７に示す電池１では、外装部材２の周縁部２ａ、２ｂ及び２ｃの全てがヒートシールされている。
外装部材２は、図示していない電解質を更に収容している。電解質は、電極群３に含浸され得る。
図１７及び図１８に示す電池１では、図１８に示すように、電極群３の最下層に複数の正極集電タブ４ｃをまとめている。同様に、図示していないが、電極群３の最下層に複数の負極集電タブをまとめている。しかしながら、例えば、電極群３の中段付近に複数の正極集電タブ４ｃ及び複数の負極集電タブ５ｃを、それぞれ１つにまとめて、正極端子７及び負極端子８のそれぞれに接続することもできる。
図１９は、実施形態に係るさらに他の例の電池を概略的に示す分解斜視図である。
電池１は、開口部を有する金属製の角型外装部材１２と、角型外装部材１２の開口部に溶接された蓋体（封口板）１３と、角型外装部材１２内に収容された扁平状で捲回型の電極群３と、角型外装部材１２内に収納され且つ電極群３に含浸された電解質（図示しない）とを備えている。
捲回型の電極群３は、一対の長辺を有する帯状の正極４と、一対の長辺を有する帯状の負極５とを備える。図１５及び図１６を参照して説明した電池における電極群３と同様に、正極４及び負極５は、一対の長辺を有する帯状のセパレータ６を間に挟んで捲回されている。正極４、負極５及びセパレータ６は、長辺の方向が合わされた状態で捲回されている。
正極４は、正極集電体４ａと正極集電体４ａの表面に担持された正極活物質含有層４ｂとを含む。正極集電体４ａは、図６に示した電極群３と同様に、その表面に正極活物質含有層４ｂを担持していない帯状の部分にあたる正極集電タブ４ｃを含む。
負極５は、負極集電体５ａと負極集電体５ａの表面に担持された負極活物質含有層５ｂとを含む。負極集電体５ａは、図６に示した電極群３と同様に、その表面に負極活物質含有層５ｂを担持していない帯状の部分にあたる負極集電タブ５ｃを含む。電極群３では、図１９に示すように、一方の端面から渦巻状に捲回された正極集電タブ４ｃが突出し、且つ他方の端面から渦巻状に捲回された負極集電タブ５ｃが突出している。
図１９に示すように、電極群３は、２つの挟持部材１６を有する。挟持部材１６は、第１の挟持部１６ａと、第２の挟持部１６ｂと、この第１および第２の挟持部１６ａおよび１６ｂを連結する連結部１６ｃとを有する。正極集電タブ４ｃおよび負極集電タブ５ｃは、扁平状に捲回されているため、捲回の中心が空間になっている。この空間のうち、正極集電タブ４ｃ内の空間に一方の挟持部材１６の連結部１６ｃが配置されており、負極集電タブ５ｃ内の空間に他方の挟持部材１６の連結部１６ｃが配置されている。このような配置により、正極集電タブ４ｃおよび負極集電タブ５ｃは、それぞれ、連結部１６ｃを境にして、その一部が第１の挟持部１６ａによって挟持され、且つ正極集電タブ４ｃ又は負極集電タブ５ｃ内の空間を挟んで上記一部と向き合う他の一部が第２の挟持部１６ｂによって挟持されている。
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を除いた部分は、絶縁テープ１１により被覆されている。
蓋体１３は、矩形形状を有する。蓋体１３は、図示しない２つの貫通孔を有している。蓋体１３には、例えば液状の電解質を注入するための注液口（図示しない）が更に開口されている。注液口は、電解質の注液後、封止蓋（図示しない）によって封止される。
図１９に示す電池は、正極リード１７と正極端子７と負極リード１８と負極端子８とをさらに備える。
正極リード１７は、正極端子７と電気的に接続するための接続プレート１７ａと、接続プレート１７ａに開口された貫通孔１７ｂと、接続プレート１７ａから二股に分岐し、下方に延出した短冊状の集電部１７ｃとを有する。正極リード１７の２つの集電部１７ｃは、その間に正極集電タブ４ｃを挟持する挟持部材１６と正極集電タブ４ｃとを挟み、溶接によって挟持部材１６に電気的に接続されている。
負極リード１８は、負極端子８と電気的に接続するための接続プレート１８ａと、接続プレート１８ａに開口された貫通孔１８ｂと、接続プレート１８ａから二股に分岐し、下方に延出した短冊状の集電部１８ｃとを有する。負極リード１８の２つの集電部１８ｃは、その間に負極集電タブ５ｃを挟持する挟持部材１６と負極集電タブ５ｃとを挟み、溶接によって負極集電タブ５ｃに電気的に接続されている。
正極リード１７および負極リード１８を正極集電タブ４ｃおよび負極集電タブ５ｃにそれぞれ電気的に接続する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば超音波溶接やレーザー溶接等の溶接が挙げられる。
正極端子７及び正極リード１７が外部絶縁部材１４及び図示しない内部絶縁部材を介して蓋体１３にかしめ固定されている。このような配置により、正極端子７及び正極リード１７は、互いに電気的に接続されており、かつ蓋体１３から電気的に絶縁されている。負極端子８及び負極リード１８が外部絶縁部材１４及び図示しない内部絶縁部材を介して蓋体１３にかしめ固定されている。このような配置により、負極端子８及び負極リード１８は、互いに電気的に接続されており、かつ蓋体１３から電気的に絶縁されている。
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、入出力性能に優れているとともに、安全性が高い。
［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電気的に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１５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、優れた入出力性能と高い安全性とを示す。
［実施例］
以下、実施例を説明する。
＜非水電解質電池の作製＞
（実施例１）
（正極の作製）
活物質として二次粒子で形成されたリチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2を準備した。仕込みの活物質の平均二次粒子径は7 μmであり、平均一次粒子径は1.0 μmであった。導電剤としてアセチレンブラック、並びに、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを準備した。これら活物質、導電剤、及び結着剤を９０：５：５の重量比でN-メチルピロリドン（ＮＭＰ）に溶解および混合させてペーストを調製した。
ペースト状の分散液を正極塗液として、帯形状のアルミニウム箔からなる集電体の表裏両面に均一に塗布した。アルミニウム箔の厚みは、15 μmであった。正極塗液の塗膜を乾燥させて正極活物質含有層を形成した。乾燥後の帯状体をプレス成型する際に、長さが不均一な複数ののこぎり状の刃を押圧面に取り付けたプレスロールを用いた。この鋸刃を備えたロールの間に電極を通して、電極合剤層（活物質含有層）の表面を鋸刃で削るように圧延した。圧延の際、電極厚みが40μmになるようにプレス圧を調整した。圧延後の電極を所定の寸法に裁断した。そこに集電タブを溶接して正極を得た。裁断および集電タブを溶接する際、圧延時に形成された溝が沿う方向が集電方向に対して80°となるよう、裁断する位置および溶接する位置を調整した。
（負極の作製）
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、導電剤としてグラファイト、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを準備した。これら負極活物質、導電剤、結着剤を９０：５：５の重量比で、NMPに溶解および混合させてペーストを調製した。このペーストを負極塗液として、帯形状のアルミニウム箔からなる負極集電体の表裏両面に均一に塗布した。アルミニウム箔の厚みは、15 μmであった。負極塗液を乾燥させて負極活物質含有層を形成した。乾燥後の帯状体をプレス成型した後、帯状体を所定の寸法に裁断した。電極厚みが50 μmになるように調整した。そこに集電タブを溶接して負極を得た。
（電極群の作製）
セルロースの不織布セパレータを用意した。セパレータの厚みは20 μmであった。また、セパレータの空隙率は60%であった。次に、正極と負極とセパレータとを、セパレータ、正極、セパレータ、及び負極の順で重ねて積層体を形成した。正極と負極とセパレータとを上記順番で複数回重ね続け、最外層にセパレータが位置する積層体を得た。次いで得られた積層体を加熱しながらプレスした。かくして、積層型電極群を作製した。
（非水電解質の調製）
非水溶媒として、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとを体積比１：２で混合した混合溶媒を調製した。この混合溶媒に、電解質塩としてＬｉＰＦ６を濃度が１．０ｍｏｌ／Ｌとなるように溶解させて、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積層型電極群の正極および負極のそれぞれの集電タブに電極端子を電気的に接続した。アルミニウム製の扁平形状の角型容器に電極群を入れた。ここで、図１９に示した角型外装部材１２と同様の形状の容器を使用した。この容器の中に前述の非水電解質を注液し、容器に封をすることで非水電解質電池を得た。なお、非水電解質電池の設計には、公称容量が15 Ahとなる設計を用いた。
（実施例２）
セパレータを、厚みが15 μmであるセルロース不織布セパレータに変更した。それ以外は実施例１と同じ方法で電池を作製した。
（実施例３）
正極の作製時、圧延時に形成された溝が沿う方向が集電方向に対して85°となるよう、圧延後の裁断位置および集電タブの溶接位置を調整した。それ以外は実施例１と同じ方法で電池を作製した。
（実施例４）
実施例１で作製したものと同様の正極および負極を作製した。実施例１で用いたものと同様のセパレータを２枚用意した。次に、一方のセパレータ、正極、他方のセパレータ、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セパレータが最外周に位置するように渦巻き状に捲回した。次いで、巻き芯を抜いた後に加熱しながら捲回体をプレスした。かくして、捲回型電極群を作製した。
この捲回型電極群を積層型電極群の代わりに用いたこと以外は実施例１と同じ方法で電池を作製した。
（実施例５）
実施例３で作製したものと同様の、圧延時に形成された溝が沿う方向が集電方向に対して85°で交差する正極を作製した。この正極を用いたことを除き、実施例４と同じ方法で捲回型電極群を含んだ電池を作製した。
（実施例６）
活物質として二次粒子で形成されたリチウム含有マンガン複合酸化物LiMnO2を準備した。仕込みの活物質の平均二次粒子径は7 μmであり、平均一次粒子径は1.0 μmであった。導電剤としてアセチレンブラック、並びに、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを準備した。これら活物質、導電剤、及び結着剤を９０：５：５の重量比でN-メチルピロリドン（ＮＭＰ）に溶解および混合させてペーストを調製した。
ペースト状の分散液を正極塗液として、帯形状のアルミニウム箔からなる集電体の表裏両面に均一に塗布した。アルミニウム箔の厚みは、15 μmであった。正極塗液の塗膜を乾燥させて正極活物質含有層を形成した。乾燥後の帯状体をプレス成型する際に、長さが不均一な複数ののこぎり状の刃を押圧面に取り付けたプレスロールを用いた。この鋸刃を備えたロールの間に電極を通して、電極合剤層（活物質含有層）の表面を鋸刃で削るように圧延した。圧延の際、電極厚みが65μmになるようにプレス圧を調整した。圧延後の電極を所定の寸法に裁断した。そこに集電タブを溶接して正極を得た。裁断および集電タブを溶接する際、圧延時に形成された溝が沿う方向が集電方向に対して80°となるよう、裁断する位置および溶接する位置を調整した。
この正極を用いたことを除き、実施例１と同じ方法で電池を作製した。
（実施例７）
活物質として二次粒子で形成されたリチウム含有コバルト酸化物LiCoO2を準備した。仕込みの活物質の平均二次粒子径は7 μmであり、平均一次粒子径は1.0 μmであった。導電剤としてアセチレンブラック、並びに、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを準備した。これら活物質、導電剤、及び結着剤を９０：５：５の重量比でN-メチルピロリドン（ＮＭＰ）に溶解および混合させてペーストを調製した。
ペースト状の分散液を正極塗液として、帯形状のアルミニウム箔からなる集電体の表裏両面に均一に塗布した。アルミニウム箔の厚みは、15 μmであった。正極塗液の塗膜を乾燥させて正極活物質含有層を形成した。乾燥後の帯状体をプレス成型する際に、長さが不均一な複数ののこぎり状の刃を押圧面に取り付けたプレスロールを用いた。この鋸刃を備えたロールの間に電極を通して、電極合剤層（活物質含有層）の表面を鋸刃で削るように圧延した。圧延の際、電極厚みが55μmになるようにプレス圧を調整した。圧延後の電極を所定の寸法に裁断した。そこに集電タブを溶接して正極を得た。裁断および集電タブを溶接する際、圧延時に形成された溝が沿う方向が集電方向に対して80°となるよう、裁断する位置および溶接する位置を調整した。
この正極を用いたことを除き、実施例１と同じ方法で電池を作製した。
（実施例８）
正極作製時、プレスロールにのこぎり状の刃を取り付けずにプレス成型を行った。この際、電極厚みが40 μmになるように調整した。鋸刃を使用しなかったことを除き、実施例１と同じ方法で正極を作製した。
負極活物質としてニオブチタン酸化物Nb2TiO7（NTO）、導電剤としてグラファイト、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを準備した。これら負極活物質、導電剤、結着剤を９０：５：５の重量比で、NMPに溶解および混合させてペーストを調製した。このペーストを負極塗液として、帯形状のアルミニウム箔からなる負極集電体の表裏両面に均一に塗布した。アルミニウム箔の厚みは、15 μmであった。負極塗液を乾燥させて負極活物質含有層を形成した。乾燥後の帯状体をプレス成型する際に、長さが不均一な複数ののこぎり状の刃を押圧面に取り付けたプレスロールを用いた。この鋸刃を備えたロールの間に電極を通して、電極合剤層（活物質含有層）の表面を鋸刃で削るように圧延した。圧延の際、電極厚みが40μmになるようにプレス圧を調整した。圧延後の電極を所定の寸法に裁断した。そこに集電タブを溶接して正極を得た。裁断および集電タブを溶接する際、圧延時に形成された溝が沿う方向が集電方向に対して80°となるよう、裁断する位置および溶接する位置を調整した。
これらの正極および負極を用いたことを除き、実施例１と同じ方法で電池を作製した。
（実施例９）
実施例８で作製したものと同様の、鋸刃ロールを使用せずにプレス成型した正極を作製した。
負極活物質としてMCF（メソフェーズピッチ系カーボンファイバー）、導電剤としてグラファイト、結着剤としてSBR（スチレン-ブタジエンゴム）、増粘剤としてCMC(カルボキシメチルセルロース)を準備した。これら負極活物質、導電剤、結着剤、及び増粘剤を８５：１０：３：２の重量比で、水に溶解および混合させてペーストを調製した。このペーストを負極塗液として、帯形状の銅箔からなる負極集電体の表裏両面に均一に塗布した。銅箔の厚みは、15 μmであった。負極塗液を乾燥させて負極活物質含有層を形成した。乾燥後の帯状体をプレス成型する際に、長さが不均一な複数ののこぎり状の刃を押圧面に取り付けたプレスロールを用いた。この鋸刃を備えたロールの間に電極を通して、電極合剤層（活物質含有層）の表面を鋸刃で削るように圧延した。圧延の際、電極厚みが35μmになるようにプレス圧を調整した。圧延後の電極を所定の寸法に裁断した。そこに集電タブを溶接して正極を得た。裁断および集電タブを溶接する際、圧延時に形成された溝が沿う方向が集電方向に対して80°となるよう、裁断する位置および溶接する位置を調整した。
これらの正極および負極を用いたことを除き、実施例１と同じ方法で電池を作製した。
（実施例１０）
実施例８で作製したものと同様の、鋸刃ロールを使用せずにプレス成型した正極を作製した。
負極活物質としてSiO2、導電剤としてグラファイト、結着剤としてSBR（スチレン-ブタジエンゴム）、増粘剤としてCMC(カルボキシメチルセルロース)を準備した。これら負極活物質、導電剤、結着剤、及び増粘剤を８５：１０：６：４の重量比で、水に溶解および混合させてペーストを調製した。このペーストを負極塗液として、帯形状の銅箔からなる負極集電体の表裏両面に均一に塗布した。銅箔の厚みは、15 μmであった。負極塗液を乾燥させて負極活物質含有層を形成した。乾燥後の帯状体をプレス成型する際に、長さが不均一な複数ののこぎり状の刃を押圧面に取り付けたプレスロールを用いた。この鋸刃を備えたロールの間に電極を通して、電極合剤層（活物質含有層）の表面を鋸刃で削るように圧延した。圧延の際、電極厚みが30μmになるようにプレス圧を調整した。圧延後の電極を所定の寸法に裁断した。そこに集電タブを溶接して正極を得た。裁断および集電タブを溶接する際、圧延時に形成された溝が沿う方向が集電方向に対して80°となるよう、裁断する位置および溶接する位置を調整した。
これらの正極および負極を用いたことを除き、実施例１と同じ方法で電池を作製した。
（実施例１１）
正極の活物質として二次粒子で形成されたリチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2を準備した。仕込みの活物質の平均二次粒子径は12 μmであり、平均一次粒子径は0.5 μmであった。この活物質をLiNi0.6Co0.2Mn0.2O2の代わりに用いたことを除き、実施例１と同様の方法で正極塗液を調製した。また、鋸刃ロールを用いたプレス成型の際、電極厚みが35μmになるようにプレス圧を調整した。これらを除き、実施例１と同様の方法で正極を作製した。
この正極を用いたことを除き、実施例１と同じ方法で電池を作製した。
（実施例１２）
正極作製時、実施例１でプレスロールに取り付けた鋸刃よりもロール軸からの放射方向への刃の長さが短い鋸刃を代わりに用いた。全体として刃の長さがより短いものの、複数の鋸刃の長さは互いに異なり、均一でなかった。短めの不均一な鋸刃を取り付けたプレスロールを用いてプレス成型を行った。この際、電極厚みが40 μmになるように調整した。それ以外は実施例１と同じ方法で電池を作製した。
（実施例１３）
正極作製時、実施例１でプレスロールに取り付けた鋸刃よりもロール軸からの放射方向への刃の長さが長い鋸刃を代わりに用いた。全体として刃の長さがより長く、且つ複数の鋸刃の長さは互いに異なり、均一でなかった。長めの不均一な鋸刃を取り付けたプレスロールを用いてプレス成型を行った。この際、電極厚みが40 μmになるように調整した。それ以外は実施例１と同じ方法で電池を作製した。
（実施例１４）
正極作製時、実施例１でプレスロールに取り付けた鋸刃よりも各々の刃が薄く、ロール軸に沿う方向へ亘ってのそれぞれの刃の幅が短い鋸刃を代わりに用いた。細めの不均一な鋸刃を取り付けたプレスロールを用いてプレス成型を行った。この際、電極厚みが40 μmになるように調整した。それ以外は実施例１と同じ方法で電池を作製した。
（実施例１５）
正極作製時、実施例１でプレスロールに取り付けた鋸刃よりも各々の刃が厚く、ロール軸に沿う方向へ亘ってのそれぞれの刃の幅が長い鋸刃を代わりに用いた。厚めの不均一な鋸刃を取り付けたプレスロールを用いてプレス成型を行った。この際、電極厚みが40 μmになるように調整した。それ以外は実施例１と同じ方法で電池を作製した。
（実施例１６）
正極作製時、実施例１でプレスロールに取り付けた鋸刃よりもロール軸に沿う方向において狭い間隔でそれぞれの刃が配置されている鋸刃を代わりに用いた。密集した不均一な鋸刃を取り付けたプレスロールを用いてプレス成型を行った。この際、電極厚みが40 μmになるように調整した。それ以外は実施例１と同じ方法で電池を作製した。
（実施例１７）
正極作製時、実施例１でプレスロールに取り付けた鋸刃よりもロール軸に沿う方向において広い間隔でそれぞれの刃が配置されている鋸刃を代わりに用いた。まばらで不均一な鋸刃を取り付けたプレスロールを用いてプレス成型を行った。この際、電極厚みが40 μmになるように調整した。それ以外は実施例１と同じ方法で電池を作製した。
（比較例１）
正極作製時、ロール軸からの放射方向への刃の長さが不均一である鋸刃の代わりに、すべての刃の長さが揃っている鋸刃を代わりに用いた。長さが均一な鋸刃を取り付けたプレスロールを用いてプレス成型を行った。この際、電極厚みが40 μmになるように調整した。それ以外は実施例１と同じ方法で電池を作製した。
（比較例２）
セパレータを、厚みが15 μmであるセルロース不織布セパレータに変更した。それ以外は比較例１と同じ方法で電池を作製した。
（比較例３）
正極の作製時、圧延時に形成された溝が沿う方向が集電方向に対して10°となるよう、圧延後の裁断位置および集電タブの溶接位置を調整した。それ以外は実施例１と同じ方法で電池を作製した。
（比較例４）
比較例１と同様の、刃の長さが均一な鋸刃を取り付けたプレスロールでプレス成型した正極を作製した。
２枚のポリエチレン樹脂製セパレータを用意した。セパレータの厚みは何れも20 μmであった。また、セパレータの空隙率は何れも50%であった。次に、一方のセパレータ、上記正極、他方のセパレータ、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セパレータが最外周に位置するように渦巻き状に捲回した。次いで、巻き芯を抜いた後に加熱しながら捲回体をプレスした。かくして、捲回型電極群を作製した。
この捲回型電極群を積層型電極群の代わりに用いたこと以外は比較例１と同じ方法で電池を作製した。
（比較例５）
正極作製時、比較例１と同様の刃の長さが均一な鋸刃を取り付けたプレスロールでプレス成型を行った。この際、電極厚みが40 μmになるように調整した。また、圧延時に形成された溝が沿う方向が集電方向に対して85°となるよう、圧延後の裁断位置および集電タブの溶接位置を調整して、正極を作製した。
比較例４で用いたものと同様のセパレータを２枚用意した。次に、一方のセパレータ、正極、他方のセパレータ、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セパレータが最外周に位置するように渦巻き状に捲回した。次いで、巻き芯を抜いた後に加熱しながら捲回体をプレスした。かくして、捲回型電極群を作製した。
この捲回型電極群を積層型電極群の代わりに用いたこと以外は比較例１と同じ方法で電池を作製した。
（比較例６）
実施例６と同じ方法で、正極の活物質としてリチウム含有マンガン複合酸化物LiMnO2を用いた正極塗液を準備した。この正極塗液を用いて正極を作製する際、比較例１と同様の刃の長さが均一な鋸刃を取り付けたプレスロールでプレス成型を行った。この際、電極厚みが65 μmになるように調整した。また、圧延時に形成された溝が沿う方向が集電方向に対して0°となるよう、圧延後の裁断位置および集電タブの溶接位置を調整して、正極を作製した。それ以外は実施例６と同じ方法で電池を作製した。
（比較例７）
実施例７と同じ方法で、正極の活物質としてリチウム含有コバルト酸化物LiCoO2を用いた正極塗液を準備した。この正極塗液を用いて正極を作製する際、比較例１と同様の刃の長さが均一な鋸刃を取り付けたプレスロールでプレス成型を行った。この際、電極厚みが55 μmになるように調整した。また、圧延時に形成された溝が沿う方向が集電方向に対して0°となるよう、圧延後の裁断位置および集電タブの溶接位置を調整して、正極を作製した。それ以外は実施例７と同じ方法で電池を作製した。
（比較例８）
実施例８で作製したものと同様の、鋸刃ロールを使用せずにプレス成型した正極を作製した。
NTO負極作製時、プレスロールにのこぎり状の刃を取り付けずにプレス成型を行った。この際、電極厚みが40 μmになるように調整した。鋸刃を使用しなかったことを除き、実施例８と同じ方法で負極を作製した。
これらの正極および負極を用いたことを除き、実施例１と同じ方法で電池を作製した。
（比較例９）
実施例８で作製したものと同様の、鋸刃ロールを使用せずにプレス成型した正極を作製した。
MCF負極作製時、プレスロールにのこぎり状の刃を取り付けずにプレス成型を行った。この際、電極厚みが35 μmになるように調整した。鋸刃を使用しなかったことを除き、実施例９と同じ方法で負極を作製した。
これらの正極および負極を用いたことを除き、実施例１と同じ方法で電池を作製した。
（比較例１０）
実施例８で作製したものと同様の、鋸刃ロールを使用せずにプレス成型した正極を作製した。
SiO2負極作製時、プレスロールにのこぎり状の刃を取り付けずにプレス成型を行った。この際、電極厚みが30 μmになるように調整した。鋸刃を使用しなかったことを除き、実施例１０と同じ方法で負極を作製した。
これらの正極および負極を用いたことを除き、実施例１と同じ方法で電池を作製した。
＜電極およびセパレータの確認＞
上記の各実施例および各比較例で作製した電池に含まれている電極およびセパレータについて、先に説明した方法により測定を行った。具体的には、正極および負極のそれぞれについて、電極の厚み、電極表面の溝の有無、集電方向に対する溝の角度、溝の深さの均一性（複数の溝が互いに異なるか否か）、溝の深さの平均値、溝の幅の平均値、溝のピッチの平均値、セパレータの厚み、及びセパレータの空隙率を確認した。得られた結果を下記表１－４にまとめる。電極活物質およびセパレータの材料、並びに電極群の構造の詳細も併せて掲載する。詳細には、表１及び表２に、正極および負極のそれぞれについての活物質、電極厚み、溝の深さの均一性、及び溝の角度をまとめる。表３に、正極および負極のそれぞれについての溝の深さの平均値、溝の幅の平均値、及び溝のピッチの平均値をまとめる。表４に、セパレータの材質、セパレータの厚み、セパレータの空隙率、及び電極群の形状をまとめる。
Figure 0007247353000003
Figure 0007247353000004
Figure 0007247353000005
Figure 0007247353000006
＜非水電解質電池の評価＞
（入出力性能の測定試験）
上記の各実施例および各比較例で作製した電池について下記のとおり放電抵抗を測定し、入出力性能を評価した。
作製した電池を充電し、SOC（State Of Charge）50％に調整した。続いて１時間待機し、その時のＯＣＶ（開回路電圧）を記録した。その後、１０Ｃの電流値で放電したときの、電圧降下を測定した。１０Ｃ放電したときの電圧降下の値から上記ＯＣＶの値を引き、得られた値を１０Ｃの電流値で割ったときの値を、この電池の放電抵抗値[ｍΩ]とした。
（自己放電による電圧降下の測定試験）
各々の電池に対し下記ΔOCV測定を実施して、自己放電による電圧降下を確認した。
各電池を充電してSOC 50％の状態にした。この状態の電池の開回路電圧を確認した。このときの開回路電圧をV0とする。各電池をそのまま常温環境下で放置し、２日後に開回路電圧を再度確認した。２日放置した後の開回路電圧をV2とする。２日間放置する前後の差、つまりV2-V0の値を自己放電による電圧降下（ΔOCV）とする。
（釘刺し試験）
各々の電池に対し下記釘刺し試験を実施して、安全性を評価した。
各電池を充電してSOC 100％の状態にした。この状態の電池を、電気的に絶縁した台の上に、倒れることなく安定するよう平らに置いた。詳細には、電池容器の扁平形状の主面にあたる側面が台の上面と接面するように電池を置いた。台に接面する主面に対し反対側の主面、つまり台の上に接地した電池の上面の中心を釘が貫通するように釘をセットした。セットした釘で、1 mm/minの速度で電池を貫通させた。釘を貫通させたときの電池の状態変化を確認した。確認した状態変化を、“変化なし”、“電解液噴出”、“発火・破裂”の３段階で分類分けした。
上記試験の結果を下記表５にまとめる。即ち、入出力性能の測定試験、自己放電による電圧降下の測定試験、及び釘刺し試験のそれぞれの結果を、表５にまとめる。
Figure 0007247353000007
表１及び表２が示すとおり実施例１－５及び１１－１７、並びに比較例１－５で作製した各々の電池では、正極活物質としてリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物を用い、負極活物質としてスピネル構造のチタン酸リチウムを用いた。実施例１－５及び１１－１７では、比較例１，２，４，及び５に対して、それぞれの電池が同等の入出力性能を維持しつつ、自己放電による電圧降下が大きく低減した。また安全性を評価する釘刺し試験においても、優れた安全性を有することを確認した。比較例３では、実施例１－５及び１１－１７と同等の入出力性能および電圧降下が確認された。一方で、比較例３では、釘刺し試験にて電池を釘で貫通させた際に電池が発火および破裂し、安全性が認められなかった。比較例１，２，４，及び５についても、安全な電池が得られなかったことを釘刺し試験の結果が示している。これらの結果から実施形態に係る電極を用いた電池では、より優れた入出力性能と向上した安全性とを達成できることがわかる。
実施例６では比較例６に対して、実施例７では比較例７に対して、実施例８では比較例８に対して、実施例９では比較例９に対して、実施例１０では比較例１０に対して、それぞれの電池が同等の入出力性能を維持しつつ、自己放電による電圧降下も大きく低減した。また安全性を評価する釘刺し試験においても、優れた安全性を有することを確認した。
以上の結果から、実施例１－５及び１１－１７と異なりリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物以外の活物質を用いた場合でも、同様の効果を発揮することが確認された。
以上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、表面に複数の溝を有する活物質含有層を具備する。活物質含有層の表面に在る複数の溝は、互いに異なる深さを有する。各々の溝は、集電方向に対し80°以上90°以下の角度で交差する方向に沿っている。当該電極は、優れた入出力性能と高い安全性とを有する電池、並びに優れた入出力性能と高い安全性とを有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］ 活物質含有層を具備し、
互いに異なる深さを有する複数の溝を前記活物質含有層の表面に有し、前記複数の溝は集電方向と交差しており、前記複数の溝は前記集電方向に対し80°以上90°以下の方向に沿う、電極。
［２］ 前記複数の溝の平均深さは１μｍ以上８μｍ以下の範囲内にある、［１］に記載の電極。
［３］ 前記複数の溝の平均幅は１００μｍ以上８００μｍ以下の範囲内にある、［１］又は［２］に記載の電極。
［４］ 前記複数の溝の平均ピッチは１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲内にある、［１］乃至［３］の何れか１つに記載の電極。
［５］ ４０μｍ以上７５μｍ未満の厚みを有する、［１］乃至［４］の何れか１つに記載の電極。
［６］ 前記活物質含有層は、キャリアイオンの挿入および脱離に伴い膨張収縮する活物質を含有している、［１］乃至［５］の何れか１つに記載の電極。
［７］ 前記活物質は、Li w Ni x Co y Mn z O 2 で表され0＜w≦1及びx+y+z=1であるリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物を含む、［６］に記載の電極。
［８］ 前記活物質は、Li w Ni x Co y Mn z O 2 で表され0＜w≦1、x+y+z=1、及び0.7≦x≦0.95であるリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物を含む、［６］に記載の電極。
［９］ 前記活物質は、Li a Ti 1-b M1 b Nb 2-c M2 c O 7+δ で表され、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つであり、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つであり、0≦a≦5、0≦b＜1、0≦c＜2、-0.3≦δ≦0.3であるニオブチタン複合酸化物を含む、［６］に記載の電極。
［１０］ 前記活物質は、黒鉛、コークス、気相成長炭素繊維、メソフェーズピッチ系炭素繊維、球状炭素、及び樹脂焼成炭素からなる群より選択される１以上の炭素材料を含む、［６］に記載の電極。
［１１］ 前記活物質は、Ｓｉ含有化合物を含む、［６］に記載の電極。
［１２］ 正極と、
負極と、
電解質とを具備し、
前記正極と前記負極との少なくとも一方は［１］乃至［５］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の間に位置するセパレータをさらに具備する、［１２］に記載の電池。
［１４］ 前記セパレータの厚みは２μｍ以上１５μｍ以下である、［１３］に記載の電池。
［１５］ 前記セパレータは、５０％以上８０％以下の空隙率を有する不織布である、［１３］又は［１４］に記載の電池。
［１６］ 前記正極と前記負極とを含んだ積層体が捲回されてなる捲回型構造を有する電極群を含む、［１２］乃至［１５］の何れか１つに記載の電池。
［１７］ 前記正極と前記負極とを含んだ積層体からなる積層型構造を有する電極群を含む、［１２］乃至［１５］の何れか１つに記載の電池。
［１８］ ［１２］乃至［１７］の何れか１つに記載の電池を具備する、電池パック。

Claims (16)

  1. 集電体と、
    前記集電体上の活物質含有層とを具備し、
    互いに異なる深さを有する複数の溝を前記活物質含有層の表面に有し、前記複数の溝は集電方向と交差しており、前記複数の溝は前記集電方向に対し80°以上90°以下の方向に沿い、前記複数の溝の平均深さは１μｍ以上８μｍ以下の範囲内にあり、前記活物質含有層の厚みと前記集電体の厚みとを合わせて４０μｍ以上７５μｍ未満の厚みを有する、電極。
  2. 前記複数の溝の平均幅は１００μｍ以上８００μｍ以下の範囲内にある、請求項１に記載の電極。
  3. 前記複数の溝の平均ピッチは１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲内にある、請求項１又は２に記載の電極。
  4. 前記活物質含有層は、キャリアイオンの挿入および脱離に伴い膨張収縮する活物質を含有している、請求項１乃至３の何れか１項に記載の電極。
  5. 前記活物質は、LiwNixCoyMnzO2で表され0＜w≦1及びx+y+z=1であるリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物を含む、請求項４に記載の電極。
  6. 前記活物質は、LiwNixCoyMnzO2で表され0＜w≦1、x+y+z=1、及び0.7≦x≦0.95であるリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物を含む、請求項４に記載の電極。
  7. 前記活物質は、LiaTi1-bM1bNb2-cM2cO7+δで表され、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つであり、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つであり、0≦a≦5、0≦b＜1、0≦c＜2、-0.3≦δ≦0.3であるニオブチタン複合酸化物を含む、請求項４に記載の電極。
  8. 前記活物質は、黒鉛、コークス、気相成長炭素繊維、メソフェーズピッチ系炭素繊維、球状炭素、及び樹脂焼成炭素からなる群より選択される１以上の炭素材料を含む、請求項４に記載の電極。
  9. 前記活物質は、Ｓｉ含有化合物を含む、請求項４に記載の電極。
  10. 正極と、
    負極と、
    電解質とを具備し、
    前記正極と前記負極との少なくとも一方は請求項１乃至３の何れか１項に記載の電極を含む、電池。
  11. 前記正極と前記負極との間に位置するセパレータをさらに具備する、請求項１０に記載の電池。
  12. 前記セパレータの厚みは２μｍ以上１５μｍ以下である、請求項１１に記載の電池。
  13. 前記セパレータは、５０％以上８０％以下の空隙率を有する不織布である、請求項１１又は１２に記載の電池。
  14. 前記正極と前記負極とを含んだ積層体が捲回されてなる捲回型構造を有する電極群を含む、請求項１０乃至１３の何れか１項に記載の電池。
  15. 前記正極と前記負極とを含んだ積層体からなる積層型構造を有する電極群を含む、請求項１０乃至１３の何れか１項に記載の電池。
  16. 請求項１０乃至１５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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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112968148B (zh) * 2021-03-29 2023-07-14 欣旺达惠州动力新能源有限公司 一种锂离子电池负极片和锂离子电池
EP4336580A1 (en) * 2021-05-08 2024-03-13 Ningde Amperex Technology Limited Battery cell and electrical device
CN116864783B (zh) * 2023-09-05 2023-12-05 欣旺达动力科技股份有限公司 单体电池及电池模块

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001176558A (ja) 1999-12-20 2001-06-29 Toshiba Corp 非水電解液二次電池
JP2004006275A (ja) 2002-04-12 2004-01-08 Toshiba Corp 非水電解液二次電池
JP2006286404A (ja) 2005-03-31 2006-10-19 Dainippon Printing Co Ltd 非水電解液二次電池用電極板の正極板と負極板の組み合わせ、その正極板と負極板の製造方法、および非水電解液二次電池
JP2009218185A (ja) 2008-03-13 2009-09-24 Panasonic Corp 非水系二次電池用電極板およびその製造方法とその電極板を用いた非水系二次電池
JP2013134894A (ja) 2011-12-26 2013-07-08 Toyota Industries Corp 電極、蓄電装置、車両、及び電極の製造方法
JP2018092857A (ja) 2016-12-07 2018-06-14 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池用負極及び非水電解質二次電池

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009013889A1 (ja) * 2007-07-20 2009-01-29 Panasonic Corporation 電池用電極板、電池用極板群、リチウム二次電池、電池用電極板の製造方法、及び電池用電極板の製造装置
JP4362539B2 (ja) 2007-07-20 2009-11-11 パナソニック株式会社 電池用電極板、電池用極板群、リチウム二次電池、電池用電極板の製造方法、及び電池用電極板の製造装置
US9276247B2 (en) * 2011-04-06 2016-03-01 Lg Chem, Ltd. Separator and electrochemical device comprising the same
JP5860012B2 (ja) * 2012-09-19 2016-02-16 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン二次電池の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001176558A (ja) 1999-12-20 2001-06-29 Toshiba Corp 非水電解液二次電池
JP2004006275A (ja) 2002-04-12 2004-01-08 Toshiba Corp 非水電解液二次電池
JP2006286404A (ja) 2005-03-31 2006-10-19 Dainippon Printing Co Ltd 非水電解液二次電池用電極板の正極板と負極板の組み合わせ、その正極板と負極板の製造方法、および非水電解液二次電池
JP2009218185A (ja) 2008-03-13 2009-09-24 Panasonic Corp 非水系二次電池用電極板およびその製造方法とその電極板を用いた非水系二次電池
JP2013134894A (ja) 2011-12-26 2013-07-08 Toyota Industries Corp 電極、蓄電装置、車両、及び電極の製造方法
JP2018092857A (ja) 2016-12-07 2018-06-14 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池用負極及び非水電解質二次電池

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