WO2018084162A1 - 蓄電素子用電極、蓄電素子、及び蓄電素子用電極の製造方法 - Google Patents

蓄電素子用電極、蓄電素子、及び蓄電素子用電極の製造方法 Download PDF

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村井　哲也
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株式会社Ｇｓユアサ
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Definitions

  • the present invention relates to a storage element electrode, a storage element, and a method for manufacturing a storage element electrode.
  • Non-aqueous electrolyte secondary batteries represented by lithium ion secondary batteries are frequently used in electronic devices such as personal computers and communication terminals, automobiles and the like because of their high energy density.
  • the non-aqueous electrolyte secondary battery generally has a pair of electrodes composed of a sheet-like positive electrode and a negative electrode and a non-aqueous electrolyte interposed between the electrodes, and transfers ions between the electrodes. It is comprised so that it may charge / discharge.
  • capacitors such as lithium ion capacitors and electric double layer capacitors are widely used as power storage elements other than non-aqueous electrolyte secondary batteries.
  • the pair of electrodes usually forms an electrode body that is alternately superimposed by stacking or winding via a separator. Some of the electrodes are provided with a tab for collecting current. In the electrode with tabs, each tab is provided so that the plurality of positive electrode tabs and the plurality of negative electrode tabs overlap with each other in a state where the electrode body having the above structure is formed. In such an electrode body, the laminated state of the electrode and the separator may be displaced due to unexpected vibration or external force. When such an unexpected shift occurs, a short circuit may occur due to the contact of one electrode with the tab of the other electrode. In order to prevent the occurrence of this short circuit, an electrode having an insulating layer provided on the tab surface has been developed (see Patent Document 1).
  • the tabbed electrode provided with the insulating layer as described above is formed by forming the electrode mixture layer and the insulating layer on the surface of the substrate by coating, and then cutting the substrate into the shape of the tabbed electrode. Manufactured. For this reason, the conductive substrate is exposed on the side surface of the tab. There is no problem during normal use due to the design of the storage element, but when the storage element is exposed to an unexpected abnormal situation, in the conventional tabbed electrode, one electrode is connected to the other electrode. There is a concern that the performance of the electricity storage element is deteriorated by electrical contact with the side surface of the tab. In particular, as described above, in the electrode body, a plurality of tabs are stacked for each tab of each pole.
  • the tabs in the stacked state are protected from the adjacent tabs on the front and back surfaces, but project from the main body of the electrode body with the base material exposed on the side surfaces. Therefore, when an unexpected shift occurs in one of the positive electrode and the negative electrode, there is a concern that the shifted electrode is in electrical contact with the side surface of the tab of the other electrode protruding from the main body of the electrode body.
  • the present invention has been made based on the above circumstances, and its object is to suppress electrical contact between the tab portion of one electrode and the other electrode caused by an unexpected stacking deviation or the like. It is an object to provide an electrode for a storage element, a storage element including the electrode for the storage element, and a method for manufacturing the electrode for the storage element.
  • One aspect of the present invention made to solve the above problems includes a conductive electrode base material having a main body portion and one or more plate-like tab portions, and a surface and side surfaces of a base end portion of the tab portion. It is an electrode for electrical storage elements provided with the insulating layer to coat
  • Another embodiment of the present invention is a power storage element including the above power storage element electrode.
  • Another aspect of the present invention is to form an insulating layer that covers the surface and side surfaces of the base end portion of the tab portion in a conductive electrode substrate having a main body portion and one or more plate-like tab portions. It is a manufacturing method of the electrode for electrical storage elements provided with this.
  • an electrode for a storage element that can suppress electrical contact between the tab portion of one electrode and the other electrode caused by an unexpected stacking deviation or the like, and the electrode for a storage element are provided.
  • a power storage element and a method for manufacturing the power storage element electrode can be provided.
  • FIG. 1 is a plan view of an electrode for a storage element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of the electrode for the storage element of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB of the electrode for the storage element of FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view of a nonaqueous electrolyte secondary battery according to an embodiment of the electricity storage device of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of an electrode body provided in the nonaqueous electrolyte secondary battery of FIG.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a power storage device configured by assembling a plurality of power storage elements according to an embodiment of the present invention.
  • An electrode for a storage element covers a conductive electrode base material having a main body portion and one or a plurality of plate-like tab portions, and a surface and side surfaces of a base end portion of the tab portion.
  • An electrode for a power storage element including an insulating layer hereinafter, also simply referred to as “electrode”.
  • the average thickness of the insulating layer covering the side surface of the tab portion is larger than the average thickness of the insulating layer covering the surface of the tab portion. In this way, by forming a thick insulating layer on the side where the electrode is easy to contact, a short circuit due to a conductive burr that may occur at the time of slitting the current collector when forming the tab is prevented, and other electrodes It is possible to prevent electrical contact to the side surface of the tab portion with higher certainty.
  • the average thickness of the insulating layer covering the surface of the tab portion is correlated with the average thickness of the insulating layer covering the side surface of the tab portion. .
  • the thickness of the insulating layer covering the surface of the tab portion can be controlled.
  • the insulating layer preferably contains insulating particles and a binder. By doing in this way, the insulating layer which has favorable insulation can be formed efficiently.
  • the electrode includes an electrode mixture layer laminated on the surface of the body portion, and an average thickness of the insulating layer covering the surface of the tab portion is from the surface of the body portion to the electrode mixture layer. It is preferable that it is below the average height to the surface.
  • the electrode is preferably a positive electrode.
  • the metal foreign matter may elute into the electrolyte and precipitate on the negative electrode, which may cause electrical contact that leads to a decrease in the electrochemical performance of the storage element. is there.
  • the electrode provided with the insulating layer as a positive electrode, it is possible to suppress the performance deterioration of the power storage element due to such a metal foreign object.
  • a power storage device is a power storage device including the electrode. Since the power storage element includes the electrode in which an insulating layer is provided on the surface and side surfaces of the tab portion, electrical contact between the tab portion of one electrode and the other electrode can be suppressed.
  • a method for manufacturing an electrode for a storage element comprising: a main body portion; It is a manufacturing method of the electrode for electrical storage elements provided with forming the insulating layer to coat
  • the insulating layer by dry coating.
  • the thickness of the insulating layer formed on the side surface of the tab portion can be relatively easily increased, and the physical properties of other electrodes on the side surface of the tab portion can be increased. An electrode that can reliably prevent electrical contact during contact can be efficiently produced.
  • the coating amount can be controlled more easily than wet coating, and an insulating layer with high uniformity can be formed.
  • Electrode for power storage element> 1 to 3 includes an electrode substrate 11, an electrode mixture layer 12, and an insulating layer 13 (see particularly FIG. 3).
  • the electrode substrate 11 has a main body portion 14 and a tab portion 15 (see particularly FIG. 1).
  • the electrode mixture layer 12 is laminated on the front and back surfaces of the main body portion 14 except for the edge portion (electrode mixture layer non-formed portion) on the tab portion 15 side, and the insulating layer 13 is formed on the main body portion 14.
  • the electrode composite material layer non-formed portion and the base end portion of the tab portion 15 are stacked.
  • the electrode substrate 11 has conductivity. “Conductive” means that the volume resistivity measured in accordance with JIS-H-0505 (1975) is 10 7 ⁇ ⁇ cm or less.
  • the electrode substrate 11 has a sheet shape.
  • the electrode base material 11 (positive electrode base material) is made of a metal such as aluminum, titanium, tantalum, or an alloy thereof. Among these, aluminum and aluminum alloys are preferable from the balance of potential resistance, high conductivity and cost. That is, an aluminum foil is preferable as the positive electrode base material. Examples of aluminum or aluminum alloy include A1085P and A3003P defined in JIS-H-4000 (2014).
  • the electrode base material 11 (negative electrode base material) is made of a metal such as copper, nickel, stainless steel, nickel-plated steel, or an alloy thereof. Is preferred. That is, copper foil is preferable as the negative electrode substrate. Examples of the copper foil include rolled copper foil and electrolytic copper foil.
  • the main body 14 has a shape that is a square shape or a belt shape in plan view. On both main surfaces (front surface and back surface) of the main body portion 14, there are an electrode mixture layer forming portion in which the electrode mixture layer 12 is laminated and an electrode mixture layer non-forming portion in which the electrode mixture layer 12 is not laminated. Exists.
  • the electrode mixture layer non-forming part in the main body part 14 is a band-like region along the end face on the side to which the tab part 15 is connected.
  • the tab portion 15 is formed so as to be connected to the end surface of the main body portion 14 on the long side (the electrode mixture layer non-forming portion side).
  • the tab portion 15 has a plate shape.
  • plate shape means the shape where the side surface which connects between this main surface exists other than a pair of main surface (front surface and back surface).
  • a plurality of tab portions 15 may be provided for one main body portion 14, or only one tab portion 15 may be provided. It may be provided.
  • one electrode substrate 11 When obtaining an electrode body having a structure in which a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes are alternately laminated via separators, one electrode substrate 11 usually has one tab portion 15.
  • one electrode substrate 11 when obtaining an electrode body having a structure in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator are wound, one electrode substrate 11 usually has a plurality of tab portions 15.
  • the shape of the tab portion 15 in plan view is not particularly limited, but usually has a substantially rectangular shape.
  • the “substantially square shape” is a concept including a square with rounded vertices and a square with curved sides.
  • the tip side of the tab portion 15 may be semicircular.
  • the main body portion 14 and the tab portion 15 have substantially the same thickness, and the main body portion 14 and the tab portion 15 form a continuous surface and back surface.
  • the electrode substrate 11 having the main body portion 14 and the tab portion 15 may be obtained by cutting one sheet-like conductive material such as a metal foil such as an aluminum foil or a copper foil.
  • the electrode base 11 may be formed by joining the separate main body 14 and the tab 15.
  • the average thickness of the electrode substrate 11 can be, for example, 5 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less.
  • the “average thickness” means an average value of thicknesses measured at arbitrary ten points.
  • the term “average thickness” is defined in the same manner for other members.
  • the electrode mixture layer 12 is laminated in a region other than the electrode mixture layer non-formation portion on the front surface and the back surface of the main body portion 14 of the electrode substrate 11.
  • the electrode mixture layer 12 includes an active material and optional components such as a conductive agent, a binder (binder), a thickener, and a filler as necessary. Each of these components can be a known component used in a general electrode mixture layer.
  • Li x MO y a composite oxide (layered ⁇ -NaFeO 2 ) represented by Li x MO y (M represents at least one transition metal) is used.
  • Examples of the active material (negative electrode active material) when the electrode 10 is a negative electrode include, for example, metals or metalloids such as Si and Sn; metal oxides or metalloid oxides such as Si oxide and Sn oxide; polyphosphorus
  • Examples of the acid compound include carbon materials such as graphite (graphite) and amorphous carbon (easily graphitizable carbon or non-graphitizable carbon).
  • the average thickness of the electrode mixture layer 12 may be, for example, from 1 ⁇ m to 100 ⁇ m per side.
  • the insulating layer 13 is a layer that covers the electrode mixture layer non-formation part of the main body part 14 and the base end part of the tab part 15.
  • “insulating” in the insulating layer 13 means that the conductivity is lower than that of the electrode substrate 11.
  • the surface resistance value A is measured by pressing a two-probe probe of a resistivity meter (“Loresta-EP MCP-T360” manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech) on the place where the insulating layer is formed.
  • the surface resistance value B of the portion where the insulating layer of the tab portion is not formed is measured. If the value of A is increased by 50 times or more than the value of B, it is determined that it has insulation.
  • the insulating layer 13 covers the front surface, the back surface, and the pair of side surfaces at the base end portion of the tab portion 15. That is, the entire base portion of the tab portion 15 is covered with the insulating layer, and the electrode base material 11 is not exposed. By carrying out like this, the electrical contact between the tab part of one electrode and the other electrode can be suppressed more reliably.
  • the “base end portion” of the tab portion 15 refers to a portion of the tab portion 15 that is connected to the main body portion 14.
  • the insulating layer 13 may also cover the end surface portion in the electrode mixture layer non-forming portion, that is, the end surface on the tab portion 15 side of the main body portion 14. It is preferable that the end face portion of the electrode mixture layer non-forming portion is covered with the insulating layer 13 because the safety of the power storage element is improved.
  • the insulating layer 13 may cover a part of the electrode mixture layer 12.
  • the tip end portion 15 is the side opposite to the base end portion.
  • the insulating layer 13 is not laminated on the tip portion, and the tab portion 15 (electrode substrate 11) is exposed.
  • the tip portion of the tab portion 15 is a portion to which a conductive connecting member (also referred to as a current collecting member) is connected in a state where the electrode body is formed.
  • the lower limit of the length of the region where the insulating layer 13 is laminated is preferably 10% of the length of the tab portion 15 and more preferably 20%.
  • the electrical contact suppressing function can be further enhanced.
  • 70% of the length of the tab part 15 is preferable, and 50% is more preferable.
  • the length of the region where the insulating layer 13 is laminated in the tab portion 15 is the length in the protruding direction of the tab portion 15 with respect to the end side on the base end side connected to the main body portion 14 (up and down in FIG. 1). Direction length).
  • the average thickness (T 1 ) of the insulating layer 13 covering the side surface of the tab portion 15 is preferably larger than the average thickness (T 2 ) of the insulating layer 13 covering the surface of the tab portion 15 (FIG. 2).
  • the side surface of the tab portion 15 has a rougher surface and lower smoothness than the front surface and the back surface of the tab portion 15, so that the average thickness of the insulating layer 13 is T 1 > T 2 , so The electrical contact between the 15 side surfaces can be further suppressed.
  • the average thickness (T 1 ) is preferably more than 1 time and not more than 3 times the average thickness (T 2 ).
  • the lower limit of the average thickness of the insulating layer 13 covering the side surface of the tab portion 15 (T 1) may be 1 [mu] m, 3 [mu] m is preferable, 7 [mu] m is more preferable.
  • the average thickness (T 1 ) of the insulating layer 13 on the side surface is set to or more than the above lower limit, the electrical contact suppressing function when other electrodes are in contact with the side surface of the tab portion 15 can be enhanced.
  • the upper limit of the average thickness (T 1 ) can be set to 100 ⁇ m, for example, 30 ⁇ m, or 20 ⁇ m.
  • the lower limit of the average thickness (T 2 ) of the insulating layer 13 covering the surface of the tab portion 15 may be 1 ⁇ m, preferably 3 ⁇ m, and more preferably 7 ⁇ m.
  • the average thickness (T 1 ) of the insulating layer 13 on the surface may be equal to or more than the above lower limit, a sufficient electrical contact suppressing function can be exhibited.
  • the upper limit of the average thickness (T 2 ) can be set to 100 ⁇ m, for example, 30 ⁇ m, or 20 ⁇ m.
  • the average thickness (T 2 ) of the insulating layer 13 covering the surface of the tab portion 15 is the average height (H 1 ) from the surface of the main body portion 14 (electrode base material 11) to the surface of the electrode mixture layer 12.
  • the “average height” refers to an average value of heights measured at arbitrary ten points. In the electrode 10 of FIG. 3, the average height (H 1 ) is equal to the average thickness of the electrode mixture layer 12.
  • the insulating layer 13 preferably contains insulating particles and a binder.
  • the insulating layer 13 may contain components other than the insulating particles and the binder.
  • the insulating particles may be either inorganic particles or organic particles, but inorganic particles are preferable from the viewpoint of heat resistance.
  • inorganic particles silica, alumina, titania, zirconia, magnesia, ceria, yttria, zinc oxide, inorganic oxides such as iron oxide, inorganic nitrides such as silicon nitride, titanium nitride, boron nitride, others, silicon carbide, carbonic acid Calcium, aluminum sulfate, aluminum hydroxide, potassium titanate, talc, kaolin clay, kaolinite, boehmite, halloysite, pyrophyllite, montmorillonite, sericite, mica, amicite, bentonite, asbestos, aluminosilicate, calcium silicate, Examples thereof include magnesium silicate, diatomaceous earth, silica sand, and glass. Among these, inorganic oxides are preferable, and alumina is more preferable.
  • the binder those which can fix the insulating particles and are electrochemically stable within the range of use are usually used.
  • the binder include thermoplastic resins such as fluororesin (polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), etc.), polyethylene, polypropylene, polyimide; ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), sulfonated EPDM, styrene
  • EPDM ethylene-propylene-diene rubber
  • SBR butadiene rubber
  • fluororubber polysaccharide polymers.
  • a fluororesin is preferable, and PVDF is more preferable.
  • the electrode 10 can be used as either a positive electrode or a negative electrode, but is preferably used as a positive electrode. In addition, the electrode 10 can be employed in both the positive electrode and the negative electrode.
  • the manufacturing method of the said electrode 10 is not specifically limited, For example, it can carry out with the following method. That is, the method for manufacturing the electrode for a storage element includes an insulating layer that covers a surface and side surfaces of a base end portion of the tab portion in a conductive electrode substrate having a main body portion and one or more plate-like tab portions. Forming.
  • the electrode 10 can be obtained by the following steps 1 to 3, for example.
  • Step 1 An electrode mixture layer is laminated on a sheet-like electrode substrate.
  • Step 2 The electrode base material on which the electrode mixture layer is laminated is cut into a shape having a main body portion and one or more plate-like tab portions.
  • Step 3 After cutting, an insulating layer is laminated on the electrode mixture layer non-forming part in the main body part and the base end part in the tab part.
  • the electrode base material may be first cut into a shape having a main body portion and one or more plate-like tab portions, and then an electrode mixture layer may be laminated on the electrode base material. That is, the order of step 1 and step 2 may be reversed. Also, after step 1, an insulating layer is laminated on the electrode mixture layer non-forming portion (step 3), and cut into a shape having a main body portion and one or more plate-like tab portions (step 2). Good. In this case, after cutting into a shape having a tab portion, an insulating layer may be laminated on the side surface of the tab portion again.
  • the lamination of the electrode mixture layer in the above step 1 is performed by coating the electrode mixture on both sides of the sheet-like electrode base material in a strip shape or the like.
  • the electrode mixture is usually a paste containing components such as an active material, a binder, and a dispersion medium.
  • the electrode mixture layer is formed by drying after application of the electrode mixture.
  • the electrode mixture layer may be formed by dry coating. “Dry coating” is a coating method that does not use a solvent, and is also called powder coating or the like. Examples of dry coating include electrostatic coating and fluidized dipping.
  • the cutting of the electrode base material in the above step 2 can be performed by a known method such as laser or punching.
  • a tab part is formed in the electrode compound-material layer non-formation part in a sheet-like electrode base material.
  • the method for laminating the insulating layer in step 3 is not particularly limited, and can be performed by a known method such as coating.
  • a mask is applied to the tip portions of the electrode mixture layer and the tab portion.
  • an insulating layer can be applied to the electrode mixture layer non-formation part in the main body part and the base end part in the tab part.
  • an insulating layer is also formed on the side surface (end surface) of the electrode mixture layer non-forming portion in the main body portion and the side surface of the proximal end portion in the tab portion.
  • insulating layer in the above step 3 may be either wet coating or dry coating, but is preferably performed by dry coating.
  • an insulating layer is formed by applying a powder coating material containing insulating particles and a binder, and then heating to around the melting temperature of the binder.
  • the thickness of the insulating layer formed on the side surface of the tab portion or the like tends to be thicker than the thickness of the insulating layer formed on the surface.
  • the film thickness can be easily controlled, and a highly uniform insulating film can be efficiently formed.
  • dry coating (powder coating) methods include electrostatic coating and fluidized dipping. Among dry coating methods, electrostatic coating is preferred. By the electrostatic coating method, a highly uniform insulating film can be efficiently formed.
  • FIG. 4 shows a schematic diagram of a rectangular nonaqueous electrolyte secondary battery 20 which is an embodiment of the electricity storage device according to the present invention.
  • an electrode body 21 (not shown in FIG. 4) shown in FIG.
  • the electrode body 21 includes a positive electrode 23, a first separator 24, a negative electrode 25, and a second separator 26 each having a long strip shape with a constant width, and is wound in a flat shape. It has been turned.
  • the electrode body 21 is accommodated in the case 22 in such a wound state.
  • the electrode 10 shown in FIGS. 1 to 3 can be used as the positive electrode 23. That is, the positive electrode 23 includes an electrode base material 29 having a main body portion 27 and a tab portion 28, an electrode mixture layer 30 that covers most of both surfaces of the main body portion 27 in a strip shape, and an electrode mixture layer non-layer of the main body portion 27. And an insulating layer 31 covering the base portion of the forming portion and the tab portion 28.
  • the detailed structure of the positive electrode 23 is as described above for the electrode 10.
  • the negative electrode 25 includes an electrode base material 34 having a main body portion 32 and a tab portion 33, and an electrode mixture layer 35 that covers most of the main body portion 32 in a strip shape.
  • the insulating layer may or may not be formed.
  • the negative electrode 25 may have an insulating layer formed only on the front and back surfaces so that the side surface of the tab portion 33 is exposed.
  • a well-known electrical storage element separator can be used.
  • the material of the separator for example, a woven fabric, a nonwoven fabric, a porous resin film, or the like is used. Among these, a porous resin film is preferable.
  • the main component of the porous resin film is preferably a polyolefin such as polyethylene or polypropylene from the viewpoint of strength.
  • a separator in which an inorganic layer is laminated on a porous resin film can also be used.
  • the plurality of tab portions 28 of the positive electrode 23 and the plurality of tab portions 33 of the negative electrode 25 are overlapped with each other. It protrudes from the main body 27, 32, etc.
  • the plurality of tab portions 28 and the plurality of tab portions 33 in the stacked state are joined to a connecting member (also referred to as a current collecting member) by welding or the like, and are electrically connected to the positive terminal 38 or the negative terminal 39. Is done.
  • the case 22 a known aluminum case, a stainless steel case, a resin case, or the like that is usually used as a case of a general nonaqueous electrolyte secondary battery can be used.
  • the case 22 has a lid body 36 and a case main body 37.
  • the lid body 36 is provided with a positive terminal 38 and a negative terminal 39.
  • the case 22 in which the electrode body 21 is housed is filled with a nonaqueous electrolyte.
  • a non-aqueous electrolyte a known non-aqueous electrolyte usually used for a non-aqueous electrolyte secondary battery can be used.
  • a non-aqueous electrolyte a non-aqueous solvent in which an electrolyte salt is dissolved can be used.
  • non-aqueous solvent examples include cyclic carbonates such as ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), and butylene carbonate (BC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), and the like.
  • cyclic carbonates such as ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), and butylene carbonate (BC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), and the like.
  • EC ethylene carbonate
  • PC propylene carbonate
  • BC butylene carbonate
  • DEC diethyl carbonate
  • DMC dimethyl carbonate
  • EMC ethyl methyl carbonate
  • a chain carbonate etc. can be mentioned.
  • Examples of the electrolyte salt include lithium salt, sodium salt, potassium salt, magnesium salt, onium salt, and the like, and lithium salt is preferable.
  • Examples of the lithium salt include inorganic lithium salts such as LiPF 6 , LiPO 2 F 2 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiN (SO 2 F) 2 , LiSO 3 CF 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO Fluorohydrocarbon groups such as 2 C 2 F 5 ) 2 , LiN (SO 2 CF 3 ) (SO 2 C 4 F 9 ), LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , LiC (SO 2 C 2 F 5 ) 3 A lithium salt having
  • non-aqueous electrolyte a room temperature molten salt, an ionic liquid, a polymer solid electrolyte, or the like can be used.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in a mode in which various changes and improvements are made in addition to the above-described mode.
  • the electrode 10 of FIG. 1 has a structure in which an electrode mixture layer is laminated directly on the surface of the main body of the electrode substrate, but an intermediate layer is disposed between the electrode substrate and the electrode mixture layer. May be.
  • Such an intermediate layer can be formed by a composition containing, for example, a resin binder and conductive particles.
  • the “average height from the surface of the main body part to the surface of the electrode mixture layer” is the average of the two-layer structure composed of the intermediate layer and the electrode mixture layer. It becomes thickness.
  • the electrode 10 according to the embodiment of the present invention is adopted as the positive electrode, but the electrode 10 may be adopted as the negative electrode.
  • the electrode 10 has a structure in which both side surfaces of the base end portion of the tab portion are covered with the insulating layer, but only one side surface may be covered with the insulating layer. Even in such a case, it is possible to exhibit an excellent electrical contact suppressing ability as compared with a conventional electrode in which the side surface of the tab portion is not covered at all.
  • the electrode body is formed in a state where the positive electrode, the negative electrode, and the separator are wound.
  • the plurality of positive electrodes and the plurality of negative electrodes are alternately stacked via the separator.
  • the electrode body may be formed.
  • another electrical storage element may be sufficient.
  • Examples of other power storage elements include capacitors (electric double layer capacitors, lithium ion capacitors, primary batteries) and the like.
  • the electrical storage element whose electrolyte is aqueous solution may be sufficient.
  • any power storage element by using the electrode for a power storage element of the present invention for at least one of the positive electrode and the negative electrode, electrical connection between the tab portion of one electrode and the other electrode caused by stacking misalignment, etc. Contact can be suppressed.
  • the configuration of the power storage device according to the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a cylindrical battery, a square battery (rectangular battery), a flat battery, and the like.
  • the present invention can also be realized as a power storage device including a plurality of the above power storage elements.
  • a power storage device is shown in FIG. In FIG. 6, the power storage device 40 includes a plurality of power storage units 41. Each power storage unit 41 includes a plurality of power storage elements 42 (for example, the nonaqueous electrolyte secondary battery 20 in FIG. 4).
  • the power storage device 40 can be mounted as a power source for vehicles such as an electric vehicle (EV), a hybrid vehicle (HEV), and a plug-in hybrid vehicle (PHEV).
  • EV electric vehicle
  • HEV hybrid vehicle
  • PHEV plug-in hybrid vehicle
  • the present invention can be applied to electronic devices such as personal computers and communication terminals, power storage elements used as power sources for automobiles, and the like, and electrodes for power storage elements provided therein.
  • Electrode 11 Electrode base material 12 Electrode compound layer 13 Insulating layer 14 Main body part 15 Tab part 20 Nonaqueous electrolyte secondary battery 21 Electrode body 22 Case 23 Positive electrode 24 First separator 25 Negative electrode 26 Second separator 27 Main part 28 Tab portion 29 Electrode base material 30 Electrode mixture layer 31 Insulating layer 32 Body portion 33 Tab portion 34 Electrode 35 Electrode mixture layer 36 Cover body 37 Case body 38 Positive electrode terminal 39 Negative electrode terminal 40 Power storage device 41 Power storage unit 42 Power storage element

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Abstract

【課題】予期せぬ積層ズレなどによって生じる一方の電極のタブ部と他方の電極との間の電気的な接触を抑制することができる蓄電素子用電極、この蓄電素子用電極を備える蓄電素子、及びこの蓄電素子用電極の製造方法を提供する。 【解決手段】本発明の一態様は、本体部及び１又は複数の板状のタブ部を有する導電性の電極基材と、上記タブ部の基端部分の表面及び側面を被覆する絶縁性層とを備える蓄電素子用電極である。本発明の他の一態様は、上記蓄電素子用電極を備える蓄電素子である。本発明の他の一態様は、本体部及び１又は複数の板状のタブ部を有する導電性の電極基材における上記タブ部の基端部分の表面及び側面を被覆する絶縁性層を形成することを備える蓄電素子用電極の製造方法である。

Description

蓄電素子用電極、蓄電素子、及び蓄電素子用電極の製造方法
　本発明は、蓄電素子用電極、蓄電素子、及び蓄電素子用電極の製造方法に関する。
　リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池は、エネルギー密度の高さから、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、自動車等に多用されている。上記非水電解質二次電池は、一般的には、シート状の正極及び負極からなる一対の電極と、この電極間に介在する非水電解質とを有し、両電極間でイオンの受け渡しを行うことで充放電するよう構成される。また、非水電解質二次電池以外の蓄電素子として、リチウムイオンキャパシタや電気二重層キャパシタ等のキャパシタも広く普及している。
　上記一対の電極は、通常、セパレータを介して積層又は巻回により交互に重畳された電極体を形成する。また、上記電極には、集電のためのタブが設けられたものがある。このタブ付き電極においては、上記構造の電極体を形成した状態で、正極の複数のタブ同士及び負極の複数のタブ同士がそれぞれ重なり合うように、各タブが設けられている。このような電極体においては、予期せぬ振動や外力などにより、電極及びセパレータの積層状態にズレが生じることがある。このような予期せぬズレが生じた場合、一方の電極の他方の電極のタブへの接触により、短絡が生じるおそれがある。この短絡の発生を防止するために、タブ表面に絶縁層が設けられた電極が開発されている（特許文献１参照）。
特表第２０１５－５１７１８９号公報
　しかし、上記のような絶縁層が設けられたタブ付き電極は、塗工により電極合材層及び絶縁層を基材表面に形成し、その後、基材をタブ付き電極の形状に切断することにより製造される。このため、タブの側面は、導電性の基材が剥き出した状態になっている。蓄電素子の設計上、通常使用時に問題が発生することは無いが、蓄電素子が予期せぬ異常な状況下に曝された場合、従来のタブ付き電極においては、一方の電極が他方の電極のタブの側面に電気的に接触することで、蓄電素子の性能が低下する懸念がある。特に、上述のように、電極体においては複数のタブが各極のタブ毎に積層した状態となっている。このため、この積層状態のタブは、その表裏面は隣接する他のタブで保護されるものの、その側面においては基材が露出した状態で電極体の本体から突出している。従って、正極及び負極の一方の電極に予期せぬズレが生じた場合、電極体の本体から突出している他方の電極のタブの側面に、ずれた電極が電気的に接触する懸念がある。
　本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、予期せぬ積層ズレなどによって生じる一方の電極のタブ部と他方の電極との間の電気的接触を抑制することができる蓄電素子用電極、この蓄電素子用電極を備える蓄電素子、及びこの蓄電素子用電極の製造方法を提供することである。
　上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、本体部及び１又は複数の板状のタブ部を有する導電性の電極基材と、上記タブ部の基端部分の表面及び側面を被覆する絶縁性層とを備える蓄電素子用電極である。
　本発明の他の一態様は、上記蓄電素子用電極を備える蓄電素子である。
　本発明の他の一態様は、本体部及び１又は複数の板状のタブ部を有する導電性の電極基材における上記タブ部の基端部分の表面及び側面を被覆する絶縁性層を形成することを備える蓄電素子用電極の製造方法である。
　本発明によれば、予期せぬ積層ズレなどによって生じる一方の電極のタブ部と他方の電極との間の電気的な接触を抑制することができる蓄電素子用電極、この蓄電素子用電極を備える蓄電素子、及びこの蓄電素子用電極の製造方法を提供することができる。
図１は、本発明の一実施形態に係る蓄電素子用電極の平面図である。 図２は、図１の蓄電素子用電極のＡ－Ａ矢視断面図である。 図３は、図１の蓄電素子用電極のＢ－Ｂ矢視断面図である。 図４は、本発明の蓄電素子の一実施形態に係る非水電解質二次電池の斜視図である。 図５は、図４の非水電解質二次電池に備わる電極体の模式図である。 図６は、本発明の一実施形態に係る蓄電素子を複数個集合して構成した蓄電装置を示す概略図である。
　本発明の一実施形態に係る蓄電素子用電極は、本体部及び１又は複数の板状のタブ部を有する導電性の電極基材と、上記タブ部の基端部分の表面及び側面を被覆する絶縁性層とを備える蓄電素子用電極（以下、単に「電極」ともいう。）である。
　当該電極においては、タブ部の側面も絶縁性層に被覆されているため、他の電極がタブ部側面へ接触した場合も電気的接触が生じ難い。従って、当該電極によれば、予期せぬ積層ズレなどによって生じる一方の電極のタブ部と他方の電極との間の電気的接触を抑制することができる。
　上記タブ部の側面を被覆する上記絶縁性層の平均厚さが、上記タブ部の表面を被覆する上記絶縁性層の平均厚さよりも大きいことが好ましい。このように、電極が接しやすい側面の絶縁性層を厚く形成することで、タブを形成する際の集電体のスリット時に発生する場合がある導電性のバリによる短絡を防止し、他の電極のタブ部側面への電気的接触をより確実性高く防止することができる。また、絶縁性層の形成を乾式塗工等によって行う場合、タブ部の表面を被覆する絶縁性層の平均厚さは、タブ部の側面を被覆する絶縁性層の平均厚さと相関関係にある。そのため、巻ずれやバリ検査のために行われることがあるタブ部の形状観察の際に、タブ部の側面を被覆する相対的に厚く測定が容易な絶縁性層の平均厚さを測定することによって、タブ部の表面を被覆する絶縁性層の厚さ管理をすることもできる。
　上記絶縁性層が、絶縁性粒子及びバインダーを含むことが好ましい。このようにすることで、良好な絶縁性を有する絶縁性層を効率的に形成することなどができる。
　当該電極は、上記本体部の表面に積層される電極合材層を備え、上記タブ部の表面を被覆する上記絶縁性層の平均厚さが、上記本体部の表面から上記電極合材層の表面までの平均高さ以下であることが好ましい。このようにすることで、積層又は巻回構造の電極体において、タブ部が積層された部分が厚くなることが抑制され、蓄電素子の小型化を図ることなどができる。
　当該電極は、正極であることが好ましい。例えば、使用中に正極に金属異物が付着すると、この金属異物が電解質中に溶出して負極上で析出することにより、蓄電素子の電気化学的性能低下に繋がるような電気的接触を引き起こす場合がある。そこで、上記絶縁性層を設けた電極を正極に用いることで、このような金属異物による蓄電素子の性能低下を抑制することができる。
　本発明の一実施形態に係る蓄電素子は、当該電極を備える蓄電素子である。当該蓄電素子は、タブ部の表面及び側面に絶縁性層が設けられた当該電極を備えるため、一方の電極のタブ部と他方の電極との間の電気的接触を抑制することができる。
　本発明の一実施形態に係る蓄電素子用電極の製造方法は、本体部及び１又は複数の板状のタブ部を有する導電性の電極基材における上記タブ部の基端部分の表面及び側面を被覆する絶縁性層を形成することを備える蓄電素子用電極の製造方法である。当該製造方法によれば、予期せぬ積層ズレなどによって生じる一方の電極のタブ部と他方の電極との間の電気的接触を抑制することができる電極を得ることができる。
　上記絶縁性層の形成を乾式塗工により行うことが好ましい。乾式塗工により絶縁性層の形成を行うことで、タブ部側面に形成される絶縁性層の厚さを相対的に容易に厚くすることができ、タブ部側面への他の電極の物理的接触の際の電気的接触を確実性高く防止することができる電極を効率的に製造することができる。また、乾式塗工によれば、湿式塗工等に比べて塗工量の制御が容易であり、均一性の高い絶縁性層を形成することができる。
　以下、本発明の一実施形態に係る電極及びその製造方法、並びに蓄電素子について詳説する。
＜蓄電素子用電極＞
　図１～３の電極１０（蓄電素子用電極）は、電極基材１１、電極合材層１２及び絶縁性層１３を備える（特に、図３参照）。電極基材１１は、本体部１４とタブ部１５とを有する（特に、図１参照）。また、電極合材層１２は、本体部１４の表裏面上に、タブ部１５側の縁部分（電極合材層非形成部）を残して積層され、絶縁性層１３は、本体部１４の電極合材層非形成部及びタブ部１５の基端部分上に積層されている。
　電極基材１１は導電性を有する。なお、「導電性」を有するとは、ＪＩＳ－Ｈ－０５０５（１９７５年）に準拠して測定される体積抵抗率が１０７Ω・ｃｍ以下であることを意味する。また、電極基材１１は、シート状の形状を有する。
　当該電極１０が正極である場合、電極基材１１（正極基材）の材質としては、アルミニウム、チタン、タンタル等の金属又はそれらの合金が用いられる。これらの中でも、耐電位性、導電性の高さ及びコストのバランスからアルミニウム及びアルミニウム合金が好ましい。つまり、正極基材としてはアルミニウム箔が好ましい。なお、アルミニウム又はアルミニウム合金としては、ＪＩＳ－Ｈ－４０００（２０１４年）に規定されるＡ１０８５Ｐ、Ａ３００３Ｐ等が例示できる。一方、当該電極１０が負極である場合、電極基材１１（負極基材）の材質としては、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属又はそれらの合金が用いられ、銅又は銅合金が好ましい。つまり、負極基材としては銅箔が好ましい。銅箔としては、圧延銅箔、電解銅箔等が例示される。
　本体部１４は、平面視が方形状又は帯状である形状を有する。本体部１４の両主面（表面及び裏面）には、電極合材層１２が積層された電極合材層形成部と、電極合材層１２が積層されていない電極合材層非形成部が存在する。本体部１４における上記電極合材層非形成部は、タブ部１５が接続する側の端面に沿った帯状の領域である。
　タブ部１５は、本体部１４の長辺側（電極合材層非形成部側）の端面に接続するよう形成されている。タブ部１５は、板状の形状を有する。なお、「板状」とは、一対の主面（表面及び裏面）以外に、この主面間を連結する側面が存在する形状をいう。なお、図１においては、一つのタブ部１５のみを図示しているが、一つの本体部１４に対して、複数のタブ部１５が設けられていてもよいし、一つのタブ部１５のみが設けられていてもよい。なお、複数の正極及び複数の負極がセパレータを介して交互に積層されてなる構造の電極体を得る場合、通常、一つの電極基材１１は一つのタブ部１５を有する。一方、正極、負極及びセパレータが巻回された構造の電極体を得る場合、通常、一つの電極基材１１は複数のタブ部１５を有する。
　タブ部１５の平面視形状としては、特に限定されないが、通常、略方矩形状を有する。なお、「略方形状」とは、頂点が丸みを帯びた方形や、各辺が湾曲している方形などを含む概念である。タブ部１５の先端側は、半円状などであってもよい。
　本体部１４とタブ部１５とは、実質的に同じ厚さを有し、本体部１４とタブ部１５とは連続した表面及び裏面を形成する。本体部１４とタブ部１５とを有する電極基材１１は、アルミニウム箔、銅箔等の金属箔などの１のシート状導電性材料を切断することによって得られるものであってよい。また、別体の本体部１４とタブ部１５とを接合することで電極基材１１を形成してもよい。
　電極基材１１の平均厚さとしては、例えば５μｍ以上３０μｍ以下とできる。なお、「平均厚さ」とは、任意の十点において測定した厚さの平均値をいう。以下において他の部材等に対して「平均厚さ」という場合にも同様に定義される。
　電極合材層１２は、電極基材１１の本体部１４の表面及び裏面の電極合材層非形成部以外の領域に積層されている。電極合材層１２は、活物質、及び必要に応じて導電剤、バインダー（結着剤）、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む。これらの各成分は、一般的な電極合材層に用いられる公知の成分を用いることができる。
　当該電極１０が正極である場合の上記活物質（正極活物質）としては、例えばＬｉｘＭＯｙ（Ｍは少なくとも一種の遷移金属を表す）で表される複合酸化物（層状のα―ＮａＦｅＯ２型結晶構造を有するＬｉｘＣｏＯ２，ＬｉｘＮｉＯ２，ＬｉｘＭｎＯ３，ＬｉｘＮｉαＣｏ（１－α）Ｏ２，ＬｉｘＮｉαＭｎβＣｏ（１－α－β）Ｏ２，Ｌｉ１＋ｗＮｉαＭｎβＣｏ（１－α－β－ｗ）Ｏ２等、スピネル型結晶構造を有するＬｉｘＭｎ２Ｏ４，ＬｉｘＮｉαＭｎ（２－α）Ｏ４等）、ＬｉｗＭｅｘ（ＡＯｙ）ｚ（Ｍｅは少なくとも一種の遷移金属を表し、Ａは例えばＰ、Ｓｉ、Ｂ、Ｖ等を表す）で表されるポリアニオン化合物（ＬｉＦｅＰＯ４，ＬｉＭｎＰＯ４，ＬｉＮｉＰＯ４，ＬｉＣｏＰＯ４，Ｌｉ３Ｖ２（ＰＯ４）３，Ｌｉ２ＭｎＳｉＯ４，Ｌｉ２ＣｏＰＯ４Ｆ等）が挙げられる。これらの化合物中の元素又はポリアニオンは、他の元素又はアニオン種で一部が置換されていてもよい。電極合材層においては、これら化合物の１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
　当該電極１０が負極である場合の上記活物質（負極活物質）としては、例えばＳｉ、Ｓｎ等の金属又は半金属；Ｓｉ酸化物、Ｓｎ酸化物等の金属酸化物又は半金属酸化物；ポリリン酸化合物；黒鉛（グラファイト）、非晶質炭素（易黒鉛化性炭素又は難黒鉛化性炭素）等の炭素材料等が挙げられる。
　電極合材層１２の平均厚さとしては、例えば片面当たり１μｍ以上１００μｍ以下とすることができる。
　絶縁性層１３は、本体部１４の電極合材層非形成部及びタブ部１５の基端部分を被覆する層である。なお、絶縁性層１３における「絶縁性」とは、電極基材１１よりも導電性が低いことをいう。具体的には、絶縁性層が形成されている箇所に抵抗率計（三菱化学アナリテック製「Ｌｏｒｅｓｔａ－ＥＰ　ＭＣＰ－Ｔ３６０」）の二探針プローブを押し当て、表面抵抗値Ａを測定する。同様に、タブ部の絶縁性層が形成されていない部分の表面抵抗値Ｂを測定する。Ａの値がＢの値よりも５０倍以上増加していれば、絶縁性を有すると判断する。
　絶縁性層１３は、タブ部１５の基端部分における表面、裏面及び一対の側面を被覆している。すなわち、タブ部１５の基端部分は、全面が絶縁性層で被覆されており、電極基材１１が露出していない。こうすることで、より確実に一方の電極のタブ部と他方の電極との間の電気的接触を抑制することができる。ここでタブ部１５の「基端部分」とは、タブ部１５において、本体部１４と連結している側の部分を指す。
　また、絶縁性層１３は、電極合材層非形成部における端面部分、すなわち本体部１４のタブ部１５側端面も被覆していてもよい。電極合材層非形成部における端面部分が絶縁性層１３に覆われていることで、蓄電素子の安全性が向上するので好ましい。なお、絶縁性層１３は、電極合材層１２の一部を被覆していてもよい。
　タブ部１５において、基端部分と反対側が先端部分である。この先端部分には、絶縁性層１３が積層されておらず、タブ部１５（電極基材１１）が露出した状態になっている。後述するように、このタブ部１５の先端部分は、電極体を形成した状態で、導電性の接続部材（集電部材等とも称される）が接続される箇所となる。
　タブ部１５において、絶縁性層１３が積層される領域の長さの下限としては、タブ部１５の長さの１０％が好ましく、２０％がより好ましい。タブ部１５における絶縁性層積層領域の長さを上記下限以上とすることで、電気的接触抑制機能をより高めることができる。また、この長さの上限としては、タブ部１５の長さの７０％が好ましく、５０％がより好ましい。タブ部１５における絶縁性層積層領域の長さを上記上限以下とすることで、接続部材との接続領域を十分に確保することなどができる。なお、このタブ部１５における絶縁性層１３が積層される領域の長さとは、本体部１４と接続する基端側の端辺を基準としたタブ部１５の突出方向長さ（図１における上下方向長さ）をいう。
　タブ部１５の側面を被覆する絶縁性層１３の平均厚さ（Ｔ１）は、タブ部１５の表面を被覆する絶縁性層１３の平均厚さ（Ｔ２）よりも大きいことが好ましい（図２参照）。タブ部１５の側面は、タブ部１５の表面及び裏面よりも表面が粗く平滑性が低いので、絶縁性層１３の平均厚さをＴ１＞Ｔ２とすることで、他の電極とタブ部１５の側面との間の電気的接触を一層抑制することができる。例えば、上記平均厚さ（Ｔ１）は上記平均厚さ（Ｔ２）の１倍超３倍以下が好ましい。
　タブ部１５の側面を被覆する絶縁性層１３の平均厚さ（Ｔ１）の下限としては、１μｍであってもよいが、３μｍが好ましく、７μｍがより好ましい。側面の絶縁性層１３の平均厚さ（Ｔ１）を上記下限以上とすることで、他の電極がタブ部１５の側面に接触した場合における電気的接触抑制機能を高めることができる。一方、この平均厚さ（Ｔ１）の上限としては、例えば１００μｍとすることができ、３０μｍであってよく、２０μｍであってもよい。
　タブ部１５の表面を被覆する絶縁性層１３の平均厚さ（Ｔ２）の下限としては、１μｍであってもよいが、３μｍが好ましく、７μｍがより好ましい。表面の絶縁性層１３の平均厚さ（Ｔ１）を上記下限以上とすることで、十分な電気的接触抑制機能を発揮することができる。一方、この平均厚さ（Ｔ２）の上限としては、例えば１００μｍとすることができ、３０μｍであってよく、２０μｍであってもよい。
　タブ部１５の表面を被覆する絶縁性層１３の平均厚さ（Ｔ２）が、本体部１４（電極基材１１）の表面から電極合材層１２の表面までの平均高さ（Ｈ１）以下であることが好ましい（図３参照）。なお、「平均高さ」とは、任意の十点において測定した高さの平均値をいう。図３の電極１０においては、上記平均高さ（Ｈ１）は、電極合材層１２の平均厚さと等しい。
　絶縁性層１３は、絶縁性粒子及びバインダーを含むことが好ましい。絶縁性層１３は、絶縁性粒子及びバインダー以外の他の成分が含有されていてもよい。
　上記絶縁性粒子としては、無機粒子及び有機粒子のいずれであってもよいが、耐熱性などの点からは無機粒子が好ましい。無機粒子としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、マグネシア、セリア、イットリア、酸化亜鉛、酸化鉄等の無機酸化物、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等の無機窒化物、その他、シリコンカーバイド、炭酸カルシウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、チタン酸カリウム、タルク、カオリンクレー、カオリナイト、ベーマイト、ハロイサイト、パイロフィライト、モンモリロナイト、セリサイト、マイカ、アメサイト、ベントナイト、アスベスト、アルミノシリケート、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ藻土、ケイ砂、ガラス等を挙げることができる。これらの中でも、無機酸化物が好ましく、アルミナがより好ましい。
　上記バインダーは、絶縁性粒子を固定でき、かつ使用範囲で電気化学的に安定であるものが、通常用いられる。上記バインダーとしては、フッ素樹脂（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）等）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド等の熱可塑性樹脂；エチレン－プロピレン－ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、フッ素ゴム等のエラストマー；多糖類高分子等が挙げられる。これらの中でも、耐熱性等の観点から、フッ素樹脂が好ましく、ＰＶＤＦがより好ましい。
　当該電極１０は、正極及び負極のいずれにも採用することができるが、正極として用いることが好ましい。また、正極及び負極の双方において、当該電極１０を採用することもできる。
＜蓄電素子用電極の製造方法＞
　当該電極１０の製造方法は特に限定されないが、例えば以下の方法により行うことができる。すなわち、当該蓄電素子用電極の製造方法は、本体部及び１又は複数の板状のタブ部を有する導電性の電極基材における上記タブ部の基端部分の表面及び側面を被覆する絶縁性層を形成することを備える。
　より具体的には、例えば以下の工程１～３により当該電極１０を得ることができる。
（工程１）シート状の電極基材に電極合材層を積層する。
（工程２）上記電極合材層が積層された電極基材を、本体部及び１又は複数の板状のタブ部を有する形状に切断する。
（工程３）切断後、本体部における電極合材層非形成部と、タブ部における基端部分とに絶縁性層を積層する。
　なお、先に電極基材を本体部及び１又は複数の板状のタブ部を有する形状に切断し、その後、電極基材に電極合材層を積層しても良い。すなわち、工程１と工程２の順序を逆にしても良い。また、工程１の後に、電極合材層非形成部に絶縁性層を積層し（工程３）、本体部及び１又は複数の板状のタブ部を有する形状に切断する（工程２）手順でもよい。この場合、タブ部を有する形状に切断した後に、再度、タブ部の側面に絶縁性層を積層してもよい。
　上記工程１における電極合材層の積層は、シート状の電極基材両面へ電極合材を帯状に塗工すること等により行われる。上記電極合材は、通常、活物質、バインダー等の成分、及び分散媒を含むペーストである。電極合材の塗布後、乾燥させることで、電極合材層が形成される。なお、電極合材層は、乾式塗工によって形成してもよい。「乾式塗工」とは、溶媒を用いない塗工方法であり、粉体塗工等とも呼ばれる。乾式塗工としては、静電塗装、流動浸漬法等が挙げられる。
　上記工程２における電極基材の切断は、例えばレーザーや打抜きなど、公知の方法により行うことができる。なお、タブ部は、シート状の電極基材における電極合材層非形成部に形成されることになる。
　上記工程３における絶縁性層の積層方法としては、特に限定されず、塗工などの公知の方法により行うことができる。塗工の際は、電極合材層及びタブ部における先端部分にはマスクをして行う。これにより、本体部における電極合材層非形成部と、タブ部における基端部分とに絶縁性層を塗工することができる。なお、この際、本体部における電極合材層非形成部の側面（端面）、及びタブ部における基端部分の側面にも絶縁性層が形成される。
　上記工程３における絶縁性層の塗工は、湿式塗工でも乾式塗工でもよいが、乾式塗工により行うことが好ましい。例えば絶縁性粒子及びバインダーを含む粉体塗料を塗工し、その後、バインダーの溶融温度付近まで加熱することで、絶縁性層が形成される。塗工、特に乾式塗工により絶縁性層を形成することで、タブ部等の側面に形成される絶縁性層の厚さが、表面に形成される絶縁性層の厚さよりも厚くなりやすい。また、膜厚の制御が容易であり、均一性の高い絶縁性膜を効率的に形成することができる。乾式塗工（粉体塗工）の方法としては、静電塗装法や流動浸漬法等を挙げることができる。乾式塗工の中でも、静電塗装法が好ましい。静電塗装法により、均一性の高い絶縁性膜を効率的に形成することができる。
＜蓄電素子＞
　図４に、本発明に係る蓄電素子の一実施形態である矩形状の非水電解質二次電池２０の概略図を示す。非水電解質二次電池２０は、図５に示す電極体２１（図４においては図示しない）がケース２２に収納されている。
　図５に示すように、電極体２１は、いずれも一定幅の長尺な帯状形状を有する正極２３、第１のセパレータ２４、負極２５、及び第２のセパレータ２６が重ね合わされ、扁平状に巻回されたものである。電極体２１は、このような巻回状態で、ケース２２に収容されている。
　正極２３は、図１～３の電極１０を採用することができる。すなわち、正極２３は、本体部２７及びタブ部２８を有する電極基材２９と、本体部２７の両面の大部分を帯状に被覆する電極合材層３０と、本体部２７の電極合材層非形成部及びタブ部２８の基端部分を被覆する絶縁性層３１とを備える。この正極２３の詳細な構造は、電極１０として上述したとおりである。
　また、負極２５は、本体部３２及びタブ部３３を有する電極基材３４と、本体部３２の大部分を帯状に被覆する電極合材層３５とを備える。負極２５においては、絶縁性層は形成されていても、形成されていなくともよい。また、負極２５は、タブ部３３の側面は露出するように、表裏面のみに絶縁性層が形成されたものであってもよい。
第１のセパレータ２４及び第２のセパレータ２６としては、特に限定されず、公知の蓄電素子用セパレータを用いることができる。上記セパレータの材質としては、例えば織布、不織布、多孔質樹脂フィルム等が用いられる。これらの中でも多孔質樹脂フィルムが好ましい。多孔質樹脂フィルムの主成分としては、強度の観点から例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンが好ましい。また、これらの樹脂とアラミドやポリイミド等の樹脂とを複合した多孔質樹脂フィルムを用いてもよい。多孔質樹脂フィルムに無機層が積層されたセパレータを用いることもできる。
　正極２３、第１のセパレータ２４、負極２５、及び第２のセパレータ２６を巻回した状態において、正極２３の複数のタブ部２８、及び負極２５の複数のタブ部３３は、それぞれ重ね合わされた状態で本体部２７、３２等から突出している。これらの積層状態の複数のタブ部２８及び複数のタブ部３３は、それぞれ溶接等により接続部材（集電部材等とも称される）と接合され、正極端子３８又は負極端子３９に電気的に接続される。
　ケース２２としては、一般的な非水電解質二次電池のケースとして通常用いられる公知のアルミニウムケース、ステンレスケース、樹脂ケース等を用いることができる。ケース２２は、蓋体３６及びケース本体３７を有する。また、蓋体３６には、正極端子３８及び負極端子３９が設けられている。
　電極体２１が収納されたケース２２内には、非水電解質が充填される。上記非水電解質としては、非水電解質二次電池に通常用いられる公知の非水電解質が使用できる。上記非水電解質は、非水溶媒に電解質塩が溶解されたものを用いることができる。
　上記非水溶媒としては、例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）等の環状カーボネート、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等の鎖状カーボネートなどを挙げることができる。
　上記電解質塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、オニウム塩等を挙げることができるが、リチウム塩が好ましい。上記リチウム塩としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＰＯ２Ｆ２、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｆ）２等の無機リチウム塩、ＬｉＳＯ３ＣＦ３、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）（ＳＯ２Ｃ４Ｆ９）、ＬｉＣ（ＳＯ２ＣＦ３）３、ＬｉＣ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）３等のフッ化炭化水素基を有するリチウム塩などを挙げることができる。
　また、上記非水電解質として、常温溶融塩、イオン液体、ポリマー固体電解質などを用いることもできる。
＜その他の実施形態＞
　本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。例えば、図１の電極１０においては、電極基材の本体部の表面に直接電極合材層を積層した構造としたが、電極基材と電極合材層との間に中間層を配設してもよい。このような中間層は、例えば樹脂バインダー及び導電性粒子を含有する組成物により形成することができる。なお、当該電極がこのような中間層を有する場合、「本体部の表面から電極合材層の表面までの平均高さ」は、中間層と電極合材層とからなる２層構造体の平均厚さとなる。
　また、図４、５の蓄電素子（非水電解質二次電池）においては、正極に本発明の一実施形態に係る電極１０を採用したが、負極に電極１０を採用してもよい。また、当該電極１０においては、タブ部の基端部分における両側面を絶縁性層で被覆した構造としているが、一方の側面のみを絶縁性層で被覆してもよい。このような場合であっても、タブ部の側面が全く被覆されていない従来の電極と比べて優れた電気的接触抑制能を発揮することができる。
　また、上記実施の形態の蓄電素子においては、正極、負極及びセパレータが巻回された状態で電極体を形成しているが、複数の正極及び複数の負極がセパレータを介して交互に積層されることにより形成され電極体であってもよい。また、上記実施の形態においては、蓄電素子が非水電解質二次電池である形態を中心に説明したが、その他の蓄電素子であってもよい。その他の蓄電素子としては、キャパシタ（電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、一次電池）等が挙げられる。さらに、電解質が水溶液である蓄電素子であってもよい。いずれの蓄電素子であっても、本発明の蓄電素子用電極を正極及び負極の少なくとも一方に採用することで、積層ズレなどによって生じる一方の電極のタブ部と他方の電極との間の電気的接触を抑制することができる。
　本発明に係る蓄電素子の構成については特に限定されるものではなく、円筒型電池、角型電池（矩形状の電池）、扁平型電池等が一例として挙げられる。本発明は、上記の蓄電素子を複数備える蓄電装置としても実現することができる。蓄電装置の一実施形態を図６に示す。図６において、蓄電装置４０は、複数の蓄電ユニット４１を備えている。それぞれの蓄電ユニット４１は、複数の蓄電素子４２（例えば、図４の非水電解質二次電池２０）を備えている。上記蓄電装置４０は、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）等の自動車用電源として搭載することができる。
　本発明は、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、自動車等の電源として使用される蓄電素子、及びこれに備わる蓄電素子用電極等に適用できる。
１０　電極
１１　電極基材
１２　電極合材層
１３　絶縁性層
１４　本体部
１５　タブ部
２０　非水電解質二次電池
２１　電極体
２２　ケース
２３　正極
２４　第１のセパレータ
２５　負極
２６　第２のセパレータ
２７　本体部
２８　タブ部
２９　電極基材
３０　電極合材層
３１　絶縁性層
３２　本体部
３３　タブ部
３４　電極
３５　電極合材層
３６　蓋体
３７　ケース本体
３８　正極端子
３９　負極端子
４０　蓄電装置
４１　蓄電ユニット
４２　蓄電素子

Claims (8)

  1. 　本体部及び１又は複数の板状のタブ部を有する導電性の電極基材と、
    　上記タブ部の基端部分の表面及び側面を被覆する絶縁性層と
    　を備える蓄電素子用電極。
  2. 　上記タブ部の側面を被覆する上記絶縁性層の平均厚さが、上記タブ部の表面を被覆する上記絶縁性層の平均厚さよりも大きい請求項１の蓄電素子用電極。
  3. 　上記絶縁性層が、絶縁性粒子及びバインダーを含む請求項１又は請求項２の蓄電素子用電極。
  4. 　上記本体部の表面に積層される電極合材層を備え、
    　上記タブ部の表面を被覆する上記絶縁性層の平均厚さが、上記本体部の表面から上記電極合材層の表面までの平均高さ以下である請求項１、請求項２又は請求項３の蓄電素子用電極。
  5. 　正極である請求項１から請求項４のいずれか１項の蓄電素子用電極。
  6. 　請求項１から請求項５のいずれか１項の蓄電素子用電極を備える蓄電素子。
  7. 　本体部及び１又は複数の板状のタブ部を有する導電性の電極基材における上記タブ部の基端部分の表面及び側面を被覆する絶縁性層を形成することを備える蓄電素子用電極の製造方法。
  8. 　上記絶縁性層の形成を乾式塗工により行う請求項７の蓄電素子用電極の製造方法。
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