WO2019193882A1 - 非水電解質二次電池用電極板及び非水電解質二次電池 - Google Patents

非水電解質二次電池用電極板及び非水電解質二次電池 Download PDF

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active material
electrolyte secondary
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positive electrode
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鷹則 丸尾
美濃　辰治
元貴 衣川
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to an electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery and a non-aqueous electrolyte secondary battery.
  • a cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery includes a wound electrode body in which a positive electrode plate and a negative electrode plate, which are electrode plates, are wound in a spiral shape via a separator, and the electrode body is accommodated in an exterior body. It is comprised by doing.
  • a current collecting lead is connected to the positive electrode plate and the negative electrode plate constituting the electrode body, and the positive electrode plate and the negative electrode plate are connected to a sealing body, an outer can, and the like via the current collecting leads, respectively.
  • Patent Document 1 when a positive electrode plate formed in a strip shape is formed, a positive electrode active material, a conductive material, a binder, and the like are supplied from the first and second application nozzles to a current collector (core body). It is described that a mixture prepared by mixing into a paste is discharged and applied. At this time, the current collector is continuously run in the longitudinal direction, and each coating nozzle has a discharge port that is separated in the width direction of the current collector. Each application nozzle is configured to be capable of controlling the opening and closing of the discharge port at the same time. By closing the discharge port of the application nozzle, a solid portion (core exposed portion) where the mixture is not applied to the current collector is formed.
  • This disclosure aims to reduce the internal resistance of a battery without excessively reducing the battery capacity in an electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery and a non-aqueous electrolyte secondary battery.
  • An electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery has a strip-shaped core body and a first active material layer formed on at least the first surface of the core body, and a part of the first surface in the longitudinal direction.
  • a current collecting lead is connected to the exposed portion where the core of the second electrode is exposed, and is disposed adjacent to the exposed portion in a part of the first surface, and is more conductive than the first active material layer. It is an electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary batteries which has a layer.
  • a nonaqueous electrolyte secondary battery includes a nonaqueous battery including an electrode body in which at least one positive electrode plate and at least one negative electrode plate are wound via a separator, and an outer can that houses the electrode body.
  • the electrolyte secondary battery is a nonaqueous electrolyte secondary battery in which at least one of the positive electrode plate and the negative electrode plate is an electrode plate for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present disclosure.
  • the internal resistance of the battery can be lowered without excessively reducing the battery capacity.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG. 3.
  • FIG. 3 it is a figure corresponding to Drawing 2 showing the direction in which electricity flows easily on a positive electrode plate.
  • FIG. 2 which has shown the positive electrode plate which is an electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary batteries of another example of embodiment.
  • C section enlarged view of FIG. It is a figure corresponding to FIG.
  • FIG. 7 which has shown the positive electrode plate which is an electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary batteries of another example of embodiment. It is a figure corresponding to FIG. 2 which has shown the positive electrode plate which is an electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary batteries of another example of embodiment. It is a figure corresponding to FIG. 2 which has shown the positive electrode plate which is an electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary batteries of another example of embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the nonaqueous electrolyte secondary battery 10 of the embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing the positive electrode plate 12 that is the electrode plate for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a portion A in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
  • a nonaqueous electrolyte secondary battery may be described as a battery.
  • the battery 10 includes a power generation element including a wound electrode body 11 and a nonaqueous electrolyte (not shown), and an outer can 51.
  • the wound electrode body 11 includes at least one positive electrode plate 12, at least one negative electrode plate 18, and a separator 25, and the positive electrode plate 12 and the negative electrode plate 18 are spirally wound via the separator 25.
  • the positive electrode plate 12 and the negative electrode plate 18 correspond to electrode plates.
  • the positive electrode plate 12 corresponds to a first electrode plate
  • the negative electrode plate 18 corresponds to a second electrode plate.
  • the one axial side of the electrode body 11 may be referred to as “upper” and the other axial direction may be referred to as “lower”.
  • the non-aqueous electrolyte includes a non-aqueous solvent and an electrolyte salt dissolved in the non-aqueous solvent.
  • the non-aqueous electrolyte is not limited to the liquid electrolyte, and may be a solid electrolyte using a gel polymer or the like.
  • the positive electrode plate 12 has a strip-shaped positive electrode core 13 (FIGS. 2 to 4) and a positive electrode lead 17 connected to the positive electrode core 13 by joining.
  • the positive electrode lead 17 is a conductive member for electrically connecting the positive electrode core body 13 and the positive electrode terminal, and extends from the upper end of the electrode group to one side (upward) in the axial direction ⁇ of the electrode body 11.
  • the electrode group means a portion of the electrode body 11 excluding each lead.
  • the positive electrode lead 17 is provided, for example, at a substantially central portion of the electrode body 11 in the radial direction ⁇ . 2 to 4, the short direction of the positive electrode plate 12 and the positive electrode core 13 is indicated by X, and the longitudinal direction is indicated by Y.
  • the negative electrode plate 18 has a strip-shaped negative electrode core and two negative leads 22a and 22b connected to the negative electrode core.
  • Each negative electrode lead 22a, 22b is a conductive member for electrically connecting the negative electrode core and the negative electrode terminal, and extends from the lower end of the electrode group to the other side (downward) in the axial direction ⁇ of the electrode body 11. Yes.
  • one negative electrode lead 22 a of the two negative electrode leads 22 a and 22 b is provided at the winding start side end portion of the electrode body 11, and the other negative electrode lead 22 b is provided at the winding end side end portion of the electrode body 11.
  • the positive electrode lead 17 and the negative electrode leads 22a and 22b correspond to current collecting leads.
  • the positive electrode lead 17 and the negative electrode leads 22a and 22b are band-shaped conductive members having a thickness larger than the corresponding core bodies.
  • the thickness of each lead is, for example, 3 to 30 times the thickness of the core, and is generally 50 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • the constituent material of each lead is not particularly limited.
  • the positive electrode lead 17 is preferably composed of a metal mainly composed of aluminum
  • the negative electrode leads 22a and 22b are each composed of a metal mainly composed of nickel or copper, or a metal including both nickel and copper.
  • One of the negative leads 22a and 22b may be omitted.
  • the outer can 51 and the sealing body 52 constitute a metal battery case that houses the electrode body 11 and the nonaqueous electrolyte.
  • Insulating plates 53 and 54 are respectively provided above and below the electrode body 11.
  • the positive electrode lead 17 extends to the sealing body 52 side through the through hole of the upper insulating plate 53 and is welded to the lower surface of the filter 57 that is the bottom plate of the sealing body 52.
  • a cap 61 that is a top plate of the sealing body 52 electrically connected to the filter 57 serves as a positive electrode terminal.
  • the negative electrode lead 22 a passes through the through hole of the lower insulating plate 54, and the negative electrode lead 22 b passes through the outer side of the lower insulating plate 54 and extends to the bottom side of the outer can 51. Welded.
  • the outer can 51 serves as a negative electrode terminal.
  • the electrode body 11 has a winding structure in which the positive electrode plate 12 and the negative electrode plate 18 are wound in a spiral shape with the separator 25 interposed therebetween as described above.
  • the positive electrode plate 12, the negative electrode plate 18, and the separator 25 are all formed in a band shape, and are wound in a spiral shape to be alternately stacked in the radial direction ⁇ of the electrode body 11.
  • the longitudinal direction Y (FIG. 2) of each electrode plate is the winding direction
  • the short direction X (FIG. 2) of each electrode plate is the axial direction ⁇ .
  • the outer can 51 is a bottomed cylindrical metal container.
  • a gasket 62 is provided between the outer can 51 and the sealing body 52 to ensure hermeticity in the battery case.
  • the outer can 51 has an overhanging portion 56 that supports the sealing body 52 formed by pressing a side surface portion from the outside, for example.
  • the overhanging portion 56 is preferably formed in an annular shape along the circumferential direction of the outer can 51, and supports the sealing body 52 on the upper surface thereof.
  • the sealing body 52 closes the opening of the outer can 51.
  • the sealing body 52 includes a filter 57, a lower valve body 58, an insulating member 59, an upper valve body 60, and a cap 61, which are sequentially stacked from the electrode body 11 side.
  • the members constituting the sealing body 52 have, for example, a disk shape or a ring shape, and the members other than the insulating member 59 are electrically connected to each other.
  • the lower valve body 58 and the upper valve body 60 are connected to each other at their center portions, and an insulating member 59 is interposed between the peripheral portions.
  • the lower valve body 58 When the internal pressure of the battery rises due to abnormal heat generation, for example, the lower valve body 58 is broken, whereby the upper valve body 60 swells toward the cap 61 side and is separated from the lower valve body 58, thereby disconnecting the electrical connection therebetween. When the internal pressure further increases, the upper valve body 60 is broken and the gas is discharged from the opening 61 a of the cap 61.
  • the positive electrode plate 12 is a belt-like positive electrode core 13, a first active material layer 14 that is a first positive electrode active material layer formed on the positive electrode core 13, and a second positive electrode active material layer that is a first active material.
  • a second active material layer 15 having higher conductivity than the layer 14. 2 and 3 the first active material layer 14 is indicated by a sandy portion, and the second active material layer 15 is indicated by an oblique lattice portion.
  • the first active material layer 14 is formed on both surfaces of the positive electrode core 13.
  • a metal foil such as aluminum, a film in which the metal is disposed on the surface layer, or the like is used.
  • a suitable positive electrode core 13 is a metal foil mainly composed of aluminum or an aluminum alloy.
  • the thickness of the positive electrode core 13 is, for example, 10 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • the first active material layer 14 excludes a core exposed portion 12a (described later) in the first range C1 in the lateral direction X on the first surface 13a (FIG. 4) which is the surface of the positive electrode core 13 in FIG. It is formed in the entire area.
  • the first active material layer 14 is also formed on the entire area of the second surface 13b (FIG. 4), which is the back surface of the positive electrode core 13 in FIG.
  • the second active material layer 15 is all on the first surface 13a of the positive electrode core body 13 except for a core body exposed portion 12a described later in a second range C2 different from the first active material layer 14 in the lateral direction X. Formed in the region.
  • the second active material layer 15 is not formed on the second surface 13 b (FIG.
  • the second active material layer 15 is disposed so as to be adjacent to a core exposed portion 12a described later.
  • the second active material layer 15 is formed only on a part of the first surface of the positive electrode core 13 in the short direction X, specifically, on the lead-out side end of the positive electrode lead 17 in the short direction X (see FIG. 2 only).
  • the second active material layer 15 is formed along the longitudinal direction Y of the first surface of the positive electrode core 13. Specifically, the second active material layer 15 is formed along the longitudinal direction Y in the entire region excluding the core exposed portion 12 a in the longitudinal direction of the positive electrode core 13.
  • the first active material layer 14 is optimally set in terms of improving the reaction with the negative electrode.
  • the first active material layer 14 includes a positive electrode active material and a binder.
  • the first active material layer 14 may include a conductive material.
  • the second active material layer 15 includes a positive electrode active material and a binder, and further includes a conductive material. Further, the second active material layer 15 is more conductive than the first active material layer 14. For example, the second active material layer 15 has a larger amount of conductive material per unit area than the first active material layer 14. For example, when the amount of the conductive material in the first active material layer 14 is 1% or less, the amount of the conductive material in the second active material layer 15 is equal to or greater than the amount of the conductive material in the first active material layer 14. It is preferable that it is 50% or less.
  • the conductive material contained in the second active material layer 15 is fibrous without increasing the amount of the conductive material per unit area of the second active material layer 15 than that of the first active material layer 14, and the first active material
  • the conductive material included in the layer 14 may be configured to be non-fiber particles.
  • the second active material layer 15 may include carbon nanotubes as a conductive material
  • the first active material layer 14 may not include carbon nanotubes, and may include non-fiber particles such as acetylene black (AB) as a conductive material. Good. According to this configuration, current easily flows toward the positive electrode lead 17 in the second active material layer 15.
  • the use of the second active material layer 15 including a fibrous conductive material causes a cost increase, only a part of the active material layer on the first surface 13a side of the positive electrode plate 12 is used as the second active material layer 15. Therefore, an increase in cost can be suppressed.
  • the second active material layer 15 has a larger amount of conductive material per unit area than the first active material layer 14, and the conductive material contained in the second active material layer 15 is fibrous.
  • the conductive material included in the first active material layer 14 may be configured to be non-fiber particles.
  • the ratio of the length of the second range C2 of the second active material layer 15 to the total length of the positive electrode plate 12 in the short direction X is preferably about 15%.
  • the positive electrode plate 12 is applied by applying the first positive electrode mixture slurry to both surfaces of the positive electrode core 13 and applying the second positive electrode mixture slurry to the first surface 13a of the positive electrode core 13 and then drying and rolling.
  • the first positive electrode mixture slurry includes a positive electrode active material, a binder, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), and the like, and optionally includes a solvent having a conductive material.
  • the second positive electrode mixture slurry includes a positive electrode active material, a binder, a conductive material, and a solvent having N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and the like.
  • the positive electrode active material examples include lithium-containing transition metal oxides containing transition metal elements such as Co, Mn, and Ni.
  • the lithium-containing transition metal oxide is not particularly limited, but has the general formula Li 1 + x MO 2 (wherein ⁇ 0.2 ⁇ x ⁇ 0.2, M includes at least one of Ni, Co, Mn, and Al) It is preferable that it is complex oxide represented by these.
  • Examples of the conductive material included in the first active material layer 14 include carbon materials such as carbon black (CB), ketjen black, and graphite in addition to acetylene black (AB).
  • Examples of the binder include fluorine resins such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyvinylidene fluoride (PVdF), polyacrylonitrile (PAN), polyimide (PI), acrylic resin, polyolefin resin, and the like. It is done. These resins may be used in combination with carboxymethyl cellulose (CMC) or a salt thereof, polyethylene oxide (PEO), and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • CMC carboxymethyl cellulose
  • PEO polyethylene oxide
  • the first surface 13a of the positive electrode plate 12 is provided with a core exposed portion 12a (FIGS. 3 and 4) in which the surface of the metal constituting the positive electrode core 13 is exposed.
  • the core body exposed portion 12 a is a portion to which the positive electrode lead 17 is connected, and the surface of the positive electrode core body 13 is a portion that is not covered with either the first active material layer 14 or the second active material layer 15.
  • the core body exposed portion 12 a is formed wider than the positive electrode lead 17.
  • a core body exposed portion 12 a is provided at the center in the longitudinal direction Y of the positive electrode plate 12 over the entire length in the short direction X of the positive electrode core 13.
  • the core body exposed portion 12a may be formed near the end in the longitudinal direction Y of the positive electrode plate 12, but from the viewpoint of current collection, it is preferably provided at a position approximately equidistant from both ends in the longitudinal direction Y. .
  • the positive electrode lead 17 is connected to the core body exposed portion 12 a provided at such a position, the positive electrode lead 17 is axially positioned at the radial intermediate position of the electrode body 11 when wound as the electrode body 11. It is arranged to protrude upward from the end face.
  • the core body exposed portion 12a is provided by intermittent application that does not apply the first and second positive electrode mixture slurries to a part of the positive electrode core body 13, for example.
  • the first active material layer 14 is disposed at a position opposite to the core body exposed portion 12 a in the thickness direction of the positive electrode core 13.
  • the active material layer may not be disposed at a position opposite to the core body exposed portion 12a where the positive electrode lead 17 is disposed on the second surface 13b of the positive electrode core body 13 in the thickness direction of the positive electrode core body 13.
  • the same width direction range (range indicated by arrow ⁇ in FIG. 4) as the width direction (left-right direction in FIG. 4) range of the core body exposed portion 12a. )
  • a core body exposed portion may be formed.
  • the positive electrode lead 17 is joined to the core exposed portion 12a by, for example, laser welding, ultrasonic welding, or the like. At this time, a portion derived from the positive electrode core 13 of the positive electrode lead 17 and a portion connected to the positive electrode core 13 of the positive electrode lead 17 are formed by the first tape 31 (FIGS. 3 and 4) and the second tape 32. Covered.
  • the first tape 31 is attached to the positive electrode lead 17 so as to be wound around a portion of the positive electrode lead 17 that is led out from the positive electrode core body 13 and a portion that overlaps the positive electrode core body 13.
  • the second tape 32 covers a portion of the positive electrode lead 17 that overlaps the core body exposed portion 12 a including the portion wound by the first tape 31 and a part of the first and second active material layers 14 and 15.
  • the positive electrode plate 12 is sandwiched between two sides in the thickness direction.
  • the first tape 31 and the second tape 32 are made of an insulating material. Each tape 31 and 32 is made of a resin such as polypropylene (PP). The first tape 31 and the second tape 32 can prevent an internal short circuit when the separator 25 between the positive electrode plate 12 and the negative electrode plate 18 is torn. In FIG. 3, the first tape 31 and the second tape 32 are transparent, but may be translucent or non-transparent.
  • PP polypropylene
  • the positive electrode core 13 is moved along the longitudinal direction Y, and the discharge ports of a plurality of application nozzles arranged separately in the first range C1 and the second range C2 in the short direction X of the positive electrode core 13 are provided. Then, the first positive electrode mixture slurry and the second positive electrode mixture slurry are respectively discharged and applied to the respective ranges C1 and C2 of the positive electrode core 13.
  • the plurality of application nozzles may simultaneously discharge the mixture slurry at the same position in the longitudinal direction Y of the positive electrode core 13, but the mixture slurry at a position away from the positive electrode core 13 in the longitudinal direction Y, You may discharge by changing discharge start time.
  • the negative electrode plate 18 has a strip-shaped negative electrode core and a negative electrode active material layer formed on the negative electrode core.
  • the negative electrode active material layers 20 are preferably formed on both surfaces of the negative electrode core.
  • a metal foil such as copper, a film in which the metal is disposed on the surface layer, or the like is used.
  • the thickness of the negative electrode core is, for example, 5 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • the negative electrode active material layer is preferably formed on both sides of the negative electrode core body in the entire area excluding the core body exposed portion of the negative electrode plate 18.
  • the negative electrode active material layer preferably contains a negative electrode active material and a binder.
  • the negative electrode plate is produced, for example, by applying a negative electrode mixture slurry containing a negative electrode active material, a binder, water, and the like to both surfaces of the negative electrode core, followed by drying and rolling.
  • the negative electrode active material is not particularly limited as long as it can reversibly occlude and release lithium ions.
  • carbon materials such as natural graphite and artificial graphite, metals such as Si and Sn, alloys with lithium, or these An alloy, a composite oxide, or the like containing can be used.
  • the binder contained in the negative electrode active material layer for example, the same resin as that of the positive electrode plate 12 is used.
  • SBR styrene-butadiene rubber
  • CMC a salt thereof
  • polyacrylic acid or a salt thereof, polyvinyl alcohol, or the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the negative electrode plate 18 is provided with a core exposed portion where the surface of the metal constituting the negative electrode core is exposed.
  • the core body exposed portion of the negative electrode plate 18 is a portion to which the negative electrode leads 22a and 22b are respectively connected, and is a portion where the surface of the negative electrode core body is not covered with the negative electrode active material layer.
  • the core body exposed portion of the negative electrode plate 18 has a substantially rectangular shape in front view extending long along the width direction of the negative electrode plate 18, and is formed wider than the respective negative electrode leads 22a and 22b.
  • the two negative electrode leads 22a and 22b are joined to the outer peripheral surface of the negative electrode core by, for example, ultrasonic welding or laser welding.
  • the upper end portions of the negative electrode leads 22a and 22b are disposed on the core body exposed portion of the negative electrode plate 18, and the lower end portions extend downward from the lower end of the core body exposed portion.
  • the core exposed portions of the negative electrode plate 18 are provided, for example, at both ends in the longitudinal direction of the negative electrode plate 18 (that is, the winding start side end and the winding end side end) over the entire length in the width direction of the negative electrode core.
  • the negative electrode lead 22 a is provided at the core body exposed portion at the winding start side end portion of the negative electrode plate 18, and the negative electrode lead 22 b is provided at the core body exposed portion at the winding end side end portion of the negative electrode plate 18.
  • the arrangement method of the negative electrode lead is not limited to this, and the negative electrode lead 22 a may be provided only at the end of the negative electrode plate 18 on the winding start side. In this case, it is preferable that the core exposed portion at the end of the winding end is in direct contact with the inner peripheral surface of the outer can 51.
  • Each core exposure part is provided by intermittent application which does not apply the negative electrode mixture slurry to a part of the negative electrode core, for example.
  • a first tape (not shown) is attached to a part of the negative electrode leads 22 a and 22 b, and in a part of the negative electrode plate 18 as in the case of the positive electrode plate 12.
  • a second tape (not shown) is attached so as to cover the core exposed portion.
  • a porous sheet having ion permeability and insulating properties is used as the separator 25 .
  • the porous sheet include a microporous thin film, a woven fabric, and a non-woven fabric.
  • an olefin resin such as polyethylene and polypropylene is preferable.
  • the thickness of the separator 25 is, for example, 10 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the first core 13 is adjacent to the core exposed portion 12a where the positive electrode core 13 is exposed in a part of the first surface 13a of the positive electrode core 13 in the longitudinal direction Y.
  • a second active material layer 15 having higher conductivity than the active material layer 14 is provided.
  • the positive electrode lead 17 is connected from the position far from the positive electrode lead 17 via the second active material layer 15 having a lower electrical resistance. It becomes easier for current to flow toward. For this reason, the internal resistance of the battery 10 can be lowered.
  • the whole of the first surface 13a of the positive electrode plate 12 excluding the core exposed portion is made a highly conductive second active material layer, or instead of the second active material layer.
  • a core exposed region without an active material layer is not formed.
  • FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 2 showing a direction in which electricity easily flows on the positive electrode plate 12 in the example of the embodiment.
  • an arrow P schematically shows a direction in which a battery reaction occurs on the positive electrode plate 12 between the negative electrode plate and the electricity easily flows.
  • On the first surface 13a side of the positive electrode plate 12 (the front side of the paper surface of FIG. 5), current flows from each of the first active material layer 14 and the second active material layer 15 toward the positive electrode lead 17 by a battery reaction.
  • a current easily flows from the position far from the positive electrode lead 17 toward the positive electrode lead 17 through the second active material layer 15 having a low electric resistance.
  • the electrical resistance is lowered in the current passage paths in many portions of the positive electrode plate 12 on the first surface 13a side, so that the internal resistance of the battery 10 can be lowered. Furthermore, since it is not necessary to increase the core exposed portion, it is possible to prevent the battery capacity from being excessively reduced.
  • FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 2 and showing a positive electrode plate 19 which is a battery electrode plate of another example of the embodiment.
  • FIG. 7 is an enlarged view of a portion C in FIG.
  • the first surface 13a of the positive electrode core 13 includes a portion on the opposite side to the lead-out side of the positive electrode lead 17a in the short direction X (the lower end portion in FIGS. 6 and 7).
  • the first active material layer 14 is formed over the entire length in the longitudinal direction Y. Further, the core exposed portion 12b reaches the end (the lower end in FIGS. 6 and 7) of the positive electrode core 13 opposite to the lead-out end (the upper end in FIGS. 6 and 7) of the positive electrode lead 17.
  • the positive electrode lead 17a is connected to the core body exposed portion 12b.
  • the second tape 32 a is attached so as to cover only a part of the positive electrode plate 19 in the short direction X, including the connection portion of the positive electrode lead 17 a with the positive electrode plate 19.
  • the second active material layer 15 is formed in the same range as the range of the core exposed portion 12 b in the short direction X of the positive electrode core 13.
  • the core body exposed portion 12 b can be formed by intermittent application using an application nozzle that discharges the second mixture slurry.
  • the application nozzle that discharges the first mixed material slurry performs continuous application in the entire longitudinal direction Y of the positive electrode plate 12.
  • the battery capacity can be increased.
  • other configurations and operations are the same as those in FIGS. 1 to 5.
  • FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 7 and showing a positive electrode plate 19a which is a battery electrode plate of another example of the embodiment.
  • the core body exposed portion 12c is larger in the lateral direction X than the configurations of FIGS. 6 and 7, and the core body exposed portion 12c is the lateral direction in which the first active material layer 14 is disposed. It is also formed in part of X.
  • intermittent application is performed by an application nozzle that discharges the second mixture slurry.
  • the application nozzle that discharges the first mixed material slurry has a first discharge port that performs continuous discharge and a second discharge port that performs intermittent discharge, and the first mixed material slurry is intermittently supplied from the second discharge port. Intermittent application is performed by discharging. Thereby, the core exposed portion 12c can be formed.
  • other configurations and operations are the same as the configurations in FIGS. 1 to 5 or the configurations in FIGS.
  • FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 2 and showing a positive electrode plate 19b which is a battery electrode plate of another example of the embodiment.
  • the second active material layer 15 is in the longitudinal direction Y excluding the core exposed part 12 a only in the middle part in the short direction X of the positive electrode core 13. It is formed in the whole area. Accordingly, the first active material layer 14 is formed on both sides of the second active material layer 15 in the lateral direction X of the first surface 13 a of the positive electrode core 13.
  • FIG. 10 is a view corresponding to FIG. 2 and showing a positive electrode plate 19c which is a battery electrode plate of another example of the embodiment.
  • the second active material layer 15 is formed on each of both sides in the longitudinal direction Y across the core body exposed portion 12 a on the first surface of the positive electrode core 13.
  • the core body exposed portion 12a side end portion in the longitudinal direction Y is formed only.
  • the second active material layer 15 does not reach both ends of the positive electrode plate 19c in the longitudinal direction Y.
  • the second active material layer 15 is formed only in a partial region in the longitudinal direction excluding the core exposed portion 12 a of the positive electrode core 13.
  • the second active material layer 15 is formed only in the intermediate portion in the lateral direction X of the positive electrode core 13 on the first surface 13 a of the positive electrode core 13 as in the configuration of FIG. 9. It can also be applied to configurations.
  • the second active material layer 15 is not limited to be formed in the longitudinal direction Y on the first surface of the positive electrode core 13, but is inclined with respect to the longitudinal direction of the positive electrode core 13. You can also
  • the negative electrode lead connection side of a negative electrode plate with the positive electrode plate or instead of a positive electrode plate A second active material layer may be formed on the first surface.
  • the second active material layer formed on the negative electrode plate is more conductive than the first active material layer formed on the negative electrode plate. This also makes it possible to reduce the internal resistance of the battery without excessively reducing the battery capacity, as in the case of the positive electrode plate.
  • the second active material layer is formed only on the first surface on the positive electrode lead connection side of the positive electrode plate has been described as an example, but only the second surface opposite to the first surface on the positive electrode lead connection side.
  • the second active material layer may be formed, or the second active material layer may be formed on both the first surface and the second surface.
  • a negative electrode plate or a negative electrode lead may be used instead of the positive electrode plate or the positive electrode lead.

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Abstract

非水電解質二次電池用電極板は、帯状の芯体と、芯体の少なくとも第１面に形成された第１活物質層とを有し、第１面の長手方向一部の芯体が露出した露出部に集電リードが接続されている。非水電解質二次電池用電極板は、第１面の一部において、露出部に隣接するように配置され、第１活物質層より高導電性の第２活物質層を有する。

Description

非水電解質二次電池用電極板及び非水電解質二次電池
　本開示は、非水電解質二次電池用電極板及び非水電解質二次電池に関する。
　円筒形の非水電解質二次電池は、電極板である正極板と負極板とがセパレータを介して渦巻き状に巻回されてなる巻回型の電極体を備え、電極体が外装体に収容されることにより構成される。電極体を構成する正極板及び負極板には、集電リードが接続され、正極板及び負極板は、それぞれ集電リードを介して封口体や、外装缶などに接続されている。
　特許文献１には、帯状に形成された正極板を形成する際に、第１、第２の塗布ノズルから、集電体（芯体）に、正極活物質と導電材、結着材等を混合してペースト状に調整した合材を吐出して塗布することが記載されている。このとき、集電体は、長手方向に連続走行され、各塗布ノズルは、集電体の幅方向に離れた吐出口を有する。各塗布ノズルは、それぞれで同時に吐出口を開閉制御できるように構成される。塗布ノズルの吐出口が閉じられることで、集電体に合材が塗布されない無地部（芯体露出部）が形成される。
国際公開第２０１７／０７７６９６号
　上記のように正極板及び負極板に集電リードが接続される場合、電極板と集電リードとの接続面積が小さいので、集電効率が低くなることで、電池の内部抵抗が高くなる可能性がある。特許文献１に記載された構成では、２つの塗布ノズルから異なる合材を吐出するものではなく、得られた電極板を用いた電池の内部抵抗を低くする面から改良の余地がある。一方、電極板に塗布する合材全体の導電性を一律に高くすることにより電池の内部抵抗を低くすることが考えられるが、この場合には、電極板が効率よく電池反応を行えなくなることで電池容量が過度に低下する可能性がある。
　本開示は、非水電解質二次電池用電極板及び非水電解質二次電池において、電池容量を過度に低下することなく、電池の内部抵抗を低くすることを目的とする。
　本開示に係る非水電解質二次電池用電極板は、帯状の芯体と、芯体の少なくとも第１面に形成された第１活物質層とを有し、第１面の長手方向一部の芯体が露出した露出部に集電リードが接続されており、第１面の一部において、露出部に隣接するように配置され、第１活物質層より高導電性の第２活物質層を有する、非水電解質二次電池用電極板である。
　本開示に係る非水電解質二次電池は、少なくとも１つの正極板と少なくとも１つの負極板とがセパレータを介して巻回された電極体と、電極体を収容する外装缶とを備える、非水電解質二次電池であって、正極板と負極板との少なくとも一方が、本開示に係る非水電解質二次電池用電極板である、非水電解質二次電池である。
　本開示に係る非水電解質二次電池用電極板及び非水電解質二次電池によれば、電池容量を過度に低下することなく、電池の内部抵抗を低くできる。
実施形態の一例の非水電解質二次電池の断面図である。 図１から実施形態の非水電解質二次電池用電極板である正極板を取り出して展開状態で示している図である。 図２のＡ部拡大図である。 図３のＢ－Ｂ断面図である。 実施形態の一例において、正極板上で電気が流れやすい方向を示している、図２に対応する図である。 実施形態の別例の非水電解質二次電池用電極板である正極板を示している、図２に対応する図である。 図６のＣ部拡大図である。 実施形態の別例の非水電解質二次電池用電極板である正極板を示している、図７に対応する図である。 実施形態の別例の非水電解質二次電池用電極板である正極板を示している、図２に対応する図である。 実施形態の別例の非水電解質二次電池用電極板である正極板を示している、図２に対応する図である。
　以下に、本開示に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本開示の理解を容易にするための例示であって、非水電解質二次電池用電極板、または非水電解質二次電池の仕様に合わせて適宜変更することができる。また、以下において「略」なる用語は、例えば、完全に同じである場合に加えて、実質的に同じとみなせる場合を含む意味で用いられる。さらに、以下において複数の実施形態、変形例が含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。
　図１は、実施形態の非水電解質二次電池１０の断面図である。図２は、図１から実施形態の非水電解質二次電池用電極板である正極板１２を取り出して展開状態で示している図である。図３は、図２のＡ部拡大図である。図４は、図３のＢ－Ｂ断面図である。以下では、非水電解質二次電池は、電池と記載する場合がある。
　図１に例示するように、電池１０は、巻回型の電極体１１及び非水電解質（図示せず）を含む発電要素と、外装缶５１とを備える。巻回型の電極体１１は、少なくとも１つの正極板１２と、少なくとも１つの負極板１８と、セパレータ２５とを有し、正極板１２と負極板１８がセパレータ２５を介して渦巻状に巻回されている。正極板１２及び負極板１８は、電極板に相当する。また、正極板１２は第１極板に相当し、負極板１８は第２極板に相当する。以下では、電極体１１の軸方向一方側を「上」、軸方向他方側を「下」という場合がある。非水電解質は、非水溶媒と、非水溶媒に溶解した電解質塩とを含む。非水電解質は、液体電解質に限定されず、ゲル状ポリマー等を用いた固体電解質であってもよい。
　正極板１２は、帯状の正極芯体１３（図２～図４）と、正極芯体１３に接合されることにより接続された正極リード１７とを有する。正極リード１７は、正極芯体１３と正極端子を電気的に接続するための導電部材であって、電極群の上端から電極体１１の軸方向αの一方側（上方）に延出している。ここで、電極群とは電極体１１において各リードを除く部分を意味する。正極リード１７は、例えば電極体１１の径方向βの略中央部に設けられている。図２～図４では、正極板１２及び正極芯体１３の短手方向をＸで示し、長手方向をＹで示している。
　負極板１８は、帯状の負極芯体と、負極芯体に接続された２つの負極リード２２ａ，２２ｂとを有する。各負極リード２２ａ，２２ｂは、負極芯体と負極端子を電気的に接続するための導電部材であって、電極群の下端から電極体１１の軸方向αの他方側（下方）に延出している。例えば、２つの負極リード２２ａ、２２ｂの一方の負極リード２２ａは電極体１１の巻き始め側端部に設けられ、他方の負極リード２２ｂは電極体１１の巻き終わり側端部に設けられている。
　正極リード１７及び各負極リード２２ａ，２２ｂは、集電リードに相当する。正極リード１７及び各負極リード２２ａ，２２ｂは、それぞれに対応する芯体よりも厚みの大きい帯状の導電部材である。各リードの厚みは、例えば芯体の厚みの３倍～３０倍であって、一般的には５０μｍ～５００μｍである。各リードの構成材料は特に限定されない。正極リード１７はアルミニウムを主成分とする金属によって、負極リード２２ａ，２２ｂはニッケル又は銅を主成分とする金属によって、または、ニッケル及び銅の両方を含む金属によって、それぞれ構成されることが好ましい。なお、負極リード２２ａ、２２ｂのうち、一方の負極リードは省略されてもよい。
　図１に示す例では、外装缶５１と封口体５２によって、電極体１１及び非水電解質を収容する金属製の電池ケースが構成されている。電極体１１の上下には、絶縁板５３，５４がそれぞれ設けられる。正極リード１７は上側の絶縁板５３の貫通孔を通って封口体５２側に延び、封口体５２の底板であるフィルタ５７の下面に溶接される。電池１０では、フィルタ５７と電気的に接続された封口体５２の天板であるキャップ６１が正極端子となる。他方、負極リード２２ａは下側の絶縁板５４の貫通孔を通り、負極リード２２ｂは下側の絶縁板５４の外側を通って、外装缶５１の底部側に延び、外装缶５１の底部内面に溶接される。電池１０では、外装缶５１が負極端子となる。
　電極体１１は、上述の通り、正極板１２と負極板１８がセパレータ２５を介して渦巻状に巻回されてなる巻回構造を有する。正極板１２、負極板１８、及びセパレータ２５は、いずれも帯状に形成され、渦巻状に巻回されることで電極体１１の径方向βに交互に積層された状態となる。電極体１１において、各電極板の長手方向Ｙ（図２）が巻き方向となり、各電極板の短手方向Ｘ（図２）が軸方向αとなる。
　外装缶５１は、有底円筒形状の金属製容器である。外装缶５１と封口体５２の間にはガスケット６２が設けられ、電池ケース内の密閉性が確保されている。外装缶５１は、例えば側面部を外側からプレスして形成された、封口体５２を支持する張り出し部５６を有する。張り出し部５６は、外装缶５１の周方向に沿って環状に形成されることが好ましく、その上面で封口体５２を支持する。封口体５２は、外装缶５１の開口部を塞ぐ。
　封口体５２は、電極体１１側から順に積層された、フィルタ５７、下弁体５８、絶縁部材５９、上弁体６０、及びキャップ６１を有する。封口体５２を構成する各部材は、例えば円板形状又はリング形状を有し、絶縁部材５９を除く各部材は互いに電気的に接続されている。下弁体５８と上弁体６０とは各々の中央部で互いに接続され、各々の周縁部の間には絶縁部材５９が介在している。異常発熱で電池の内圧が上昇すると、例えば下弁体５８が破断し、これにより上弁体６０がキャップ６１側に膨れて下弁体５８から離れることにより両者の電気的接続が遮断される。さらに内圧が上昇すると、上弁体６０が破断し、キャップ６１の開口部６１ａからガスが排出される。
　以下、図２～図４を用いて、正極板１２について詳しく説明する。正極板１２は、帯状の正極芯体１３と、正極芯体１３上に形成された第１正極活物質層である第１活物質層１４、及び第２正極活物質層であり第１活物質層１４より高導電性の第２活物質層１５とを有する。図２、図３では、第１活物質層１４を砂地部で示し、第２活物質層１５を斜格子部で示している。本実施形態では、正極芯体１３の両面に第１活物質層１４が形成されている。正極芯体１３には、例えばアルミニウムなどの金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等が用いられる。好適な正極芯体１３は、アルミニウム又はアルミニウム合金を主成分とする金属の箔である。正極芯体１３の厚みは、例えば１０μｍ～３０μｍである。
　第１活物質層１４は、正極芯体１３の図２の紙面の表面である第１面１３ａ（図４）において、短手方向Ｘの第１範囲Ｃ１の後述の芯体露出部１２ａを除く全領域に形成される。第１活物質層１４は、正極芯体１３の図２の紙面の裏面である第２面１３ｂ（図４）の全領域にも形成される。一方、第２活物質層１５は、正極芯体１３の第１面１３ａにおいて、短手方向Ｘの第１活物質層１４とは異なる第２範囲Ｃ２における後述の芯体露出部１２ａを除く全領域に形成される。第２活物質層１５は、正極芯体１３の第２面１３ｂ（図４）には形成されていない。また、第２活物質層１５は、後述の芯体露出部１２ａに隣接するように配置される。これにより、第２活物質層１５は、正極芯体１３の第１面の短手方向Ｘの一部にのみ、具体的には、短手方向Ｘにおける正極リード１７の導出側端部（図２の上端部）のみに配置される。また、第２活物質層１５は、正極芯体１３の第１面の長手方向Ｙに沿って形成される。具体的には、第２活物質層１５は、正極芯体１３の長手方向における芯体露出部１２ａを除く全領域に、長手方向Ｙに沿って形成される。
　第１活物質層１４は、負極との反応を良好にする面から最適に設定される。第１活物質層１４は、正極活物質、及び結着剤を含む。第１活物質層１４は、導電材を含んでもよい。
　一方、第２活物質層１５は、第１活物質層１４と同様に、正極活物質及び結着剤を含み、さらに導電材を含む。さらに、第２活物質層１５は、第１活物質層１４より高導電性である。例えば、第２活物質層１５は、第１活物質層１４より単位面積当たりの導電材の量が多くなっている。例えば、第１活物質層１４のうちの導電材の量が１％以下のときに、第２活物質層１５のうちの導電材の量は、第１活物質層１４の導電材量以上で５０％以下であることが好適である。
　第２活物質層１５の単位面積当たりの導電材の量を、第１活物質層１４より多くすることなく、第２活物質層１５に含まれる導電材が繊維状であり、第１活物質層１４に含まれる導電材が非繊維の粒子状である構成としてもよい。例えば、第２活物質層１５は、導電材としてカーボンナノチューブを含み、第１活物質層１４は、カーボンナノチューブを含まず、導電材として、非繊維の粒子、例えばアセチレンブラック（ＡＢ）を含んでもよい。この構成によれば、第２活物質層１５で、正極リード１７に向けて電流が流れやすくなる。繊維状の導電材を含む第２活物質層１５を用いることはコストが上昇する原因となるが、正極板１２の第１面１３ａ側で活物質層の一部のみを第２活物質層１５とするので、コストの上昇を抑制することができる。
　また、第２活物質層１５は、第１活物質層１４より単位面積当たりの導電材の量が多くなっており、かつ、第２活物質層１５に含まれる導電材は、繊維状であり、第１活物質層１４に含まれる導電材は、非繊維の粒子状である構成としてもよい。
　また、正極板１２の短手方向Ｘの全長に対し第２活物質層１５の第２範囲Ｃ２の長さの割合は、１５％程度とすることが好適である。
　正極板１２は、第１正極合材スラリーを正極芯体１３の両面に塗布するとともに、第２正極合材スラリーを正極芯体１３の第１面１３ａに塗布した後、乾燥および圧延することにより作製される。このとき、第１正極合材スラリーは、正極活物質、結着剤、及びＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）等を有し、必要に応じて導電材を有する溶剤を含む。第２正極合材スラリーは、正極活物質、結着剤、導電材、及びＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）等を有する溶剤を含む。正極芯体１３の第１面１３ａに第１及び第２合材スラリーを塗布する場合、後述のように複数の塗布ノズルの吐出口から合材スラリーを吐出させ、第１面１３ａに塗布することができる。
　正極活物質としては、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ等の遷移金属元素を含有するリチウム含有遷移金属酸化物が例示できる。リチウム含有遷移金属酸化物は、特に限定されないが、一般式Ｌｉ１＋ｘＭＯ２（式中、－０．２＜ｘ≦０．２、ＭはＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌの少なくとも１種を含む）で表される複合酸化物であることが好ましい。
　第１活物質層１４に含まれる上記導電材の例としては、アセチレンブラック（ＡＢ）の他、カーボンブラック（ＣＢ）、ケッチェンブラック、黒鉛等の炭素材料などが挙げられる。上記結着剤の例としては、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）等のフッ素系樹脂、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などが挙げられる。また、これらの樹脂と、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）又はその塩、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）等が併用されてもよい。これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
　正極板１２の第１面１３ａには、正極芯体１３を構成する金属の表面が露出した芯体露出部１２ａ（図３、図４）が設けられる。芯体露出部１２ａは正極リード１７が接続される部分であって、正極芯体１３の表面が第１活物質層１４及び第２活物質層１５のいずれにも覆われていない部分である。芯体露出部１２ａは、正極リード１７よりも幅広に形成される。図２に示す例では、正極板１２の長手方向Ｙ中央部に、正極芯体１３の短手方向Ｘ全長にわたって芯体露出部１２ａが設けられている。芯体露出部１２ａは、正極板１２の長手方向Ｙ端部寄りに形成されてもよいが、集電性の観点から、好ましくは長手方向Ｙ両端から略等距離の位置に設けられるのが好ましい。このような位置に設けられた芯体露出部１２ａに正極リード１７が接続されることで、電極体１１として巻回されたとき、正極リード１７は、電極体１１の径方向中間位置で軸方向端面から上方に突出して配置される。芯体露出部１２ａは、例えば正極芯体１３の一部に第１及び第２正極合材スラリーを塗布しない間欠塗布により設けられる。
　図４に示すように、正極芯体１３の第２面１３ｂにおいて、芯体露出部１２ａとは正極芯体１３の厚み方向の反対側の位置には、第１活物質層１４が配置される。一方、正極芯体１３の第２面１３ｂにおいて正極リード１７が配置される芯体露出部１２ａとは、正極芯体１３の厚み方向の反対側の位置に、活物質層が配置されない構成としてもよい。例えば、正極板１２の正極リード１７とは反対側の第２面１３ｂにおいて、芯体露出部１２ａの幅方向（図４の左右方向）範囲と同じ幅方向範囲（図４の矢印δで示す範囲）に、芯体露出部が形成されてもよい。
　図３に示すように、正極リード１７は、例えば、レーザ溶接、超音波溶接等によって芯体露出部１２ａに接合される。このとき、正極リード１７の正極芯体１３から導出する部分と、正極リード１７の正極芯体１３に接続された部分とが、第１テープ３１（図３、図４）及び第２テープ３２により覆われている。
　第１テープ３１は、正極リード１７のうち、正極芯体１３から導出する部分と正極芯体１３に重なる部分との周囲に巻かれるように正極リード１７に貼着されている。第２テープ３２は、正極リード１７の第１テープ３１で巻かれた部分を含んだ芯体露出部１２ａに重なった部分と、第１及び第２活物質層１４，１５の一部とを覆うように、正極板１２の厚み方向両側から２枚で挟んでいる。そして、２枚の第２テープ３２が、正極板１２の短手方向Ｘ両端からはみ出た部分で接着されている。これにより、第２テープ３２は、芯体露出部１２ａを覆うように正極板１２に貼着される。第１テープ３１及び第２テープ３２は、絶縁材料により形成される。各テープ３１，３２は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂製である。これらの第１テープ３１及び第２テープ３２によって、正極板１２及び負極板１８間のセパレータ２５が裂けた場合における内部短絡を防止できる。図３では、第１テープ３１及び第２テープ３２を透明状としているが、半透明、または非透明としてもよい。
　正極板１２において、正極芯体１３に第１及び第２活物質層１４，１５を形成する際には、次のようにして行う。例えば、正極芯体１３を長手方向Ｙに沿って移動させるとともに、正極芯体１３の短手方向Ｘの第１範囲Ｃ１と第２範囲Ｃ２とにそれぞれ分かれて配置した複数の塗布ノズルの吐出口から、第１正極合材スラリーと第２正極合材スラリーとをそれぞれ吐出させて、正極芯体１３のそれぞれの範囲Ｃ１，Ｃ２に塗布する。このとき、複数の塗布ノズルは正極芯体１３の長手方向Ｙにおける同じ位置で同時に合材スラリーを吐出してもよいが、正極芯体１３の長手方向Ｙに離れた位置で合材スラリーを、吐出開始時間を変えて吐出してもよい。
　図１に戻って、負極板１８は、帯状の負極芯体と、負極芯体上に形成された負極活物質層とを有する。負極芯体の両面に負極活物質層２０が形成されることが好ましい。負極芯体には、例えば銅などの金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等が用いられる。負極芯体の厚みは、例えば５μｍ～３０μｍである。
　負極活物質層は、負極芯体の両面において、負極板１８の芯体露出部を除く全域に形成されることが好適である。負極活物質層は、負極活物質及び結着剤を含むことが好ましい。負極板は、例えば負極活物質、結着剤、及び水等を含む負極合材スラリーを負極芯体の両面に塗布した後、乾燥および圧延することにより作製される。
　負極活物質としては、リチウムイオンを可逆的に吸蔵、放出できるものであれば特に限定されず、例えば天然黒鉛、人造黒鉛等の炭素材料、Ｓｉ、Ｓｎ等のリチウムと合金化する金属、又はこれらを含む合金、複合酸化物などを用いることができる。負極活物質層に含まれる結着剤には、例えば正極板１２の場合と同様の樹脂が用いられる。水系溶媒で負極合材スラリーを調製する場合は、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ＣＭＣ又はその塩、ポリアクリル酸又はその塩、ポリビニルアルコール等を用いることができる。これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
　負極板１８には、負極芯体を構成する金属の表面が露出した芯体露出部が設けられる。負極板１８の芯体露出部は、負極リード２２ａ、２２ｂがそれぞれ接続される部分であって、負極芯体の表面が負極活物質層に覆われていない部分である。負極板１８の芯体露出部は、負極板１８の幅方向に沿って長く延びた正面視略矩形形状であり、各負極リード２２ａ、２２ｂよりも幅広に形成される。
　本実施形態では、２つの負極リード２２ａ，２２ｂは、負極芯体の外周側の表面に例えば超音波溶接、レーザ溶接等により接合されている。各負極リード２２ａ、２２ｂの上端部は負極板１８の芯体露出部上に配置され、下端部は芯体露出部の下端から下方に延出している。
　負極板１８の芯体露出部は、例えば、負極板１８の長手方向両端部（すなわち、巻き始め側端部及び巻き終わり側端部）に、負極芯体の幅方向全長にわたってそれぞれ設けられる。負極リード２２ａは負極板１８の巻き始め側端部の芯体露出部に設けられ、負極リード２２ｂは負極板１８の巻き終わり側端部の芯体露出部に設けられている。このように負極リード２２ａ，２２ｂを負極板１８の長手方向両端部に設けることで、集電性が向上する。負極リードの配置方法はこれに限定されるものではなく、負極板１８の巻き始め側端部だけに負極リード２２ａを設けてもよい。この場合、巻き終わり側端部の芯体露出部を外装缶５１の内周面に直接に接触させる構成とするのが好ましい。各芯体露出部は、例えば負極芯体の一部に負極合材スラリーを塗布しない間欠塗布により設けられる。
　負極リード２２ａ、２２ｂの一部にも、正極板１２の場合と同様に、第１テープ（図示せず）が貼着され、負極板１８の一部にも、正極板１２の場合と同様に、芯体露出部を覆うように、第２テープ（図示せず）が貼着される。
　セパレータ２５には、イオン透過性及び絶縁性を有する多孔性シートが用いられる。多孔性シートの具体例としては、微多孔薄膜、織布、不織布などが挙げられる。セパレータ２５の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン樹脂が好ましい。セパレータ２５の厚みは、例えば１０μｍ～５０μｍである。
　上記の正極板１２及び電池１０によれば、正極芯体１３の第１面１３ａの長手方向Ｙの一部に、正極芯体１３が露出した芯体露出部１２ａに隣接するように、第１活物質層１４より高導電性の第２活物質層１５を有する。これにより、第２活物質層１５より導電性が低い第１活物質層１４において、正極リード１７から遠い位置からは、電気抵抗が低い近くの第２活物質層１５を介して、正極リード１７に向けて電流が流れやすくなる。このため、電池１０の内部抵抗を低くできる。また、電池１０の内部抵抗を低くするために、正極板１２の第１面１３ａの芯体露出部を除く全体を導電性の高い第２活物質層としたり、第２活物質層の代わりに活物質層がない芯体露出領域を形成することはしない。これにより、正極板１２が多くの部分で効率よく電池反応を行えるので、正極板１２を用いた電池１０において、電池容量が過度に低下することを防止できる。
　図５は、実施形態の一例において、正極板１２上で電気が流れやすい方向を示している、図２に対応する図である。図５において、矢印Ｐは、正極板１２上で負極板との間で電池反応が生じて電気が流れやすい方向を模式的に示している。正極板１２の第１面１３ａ側（図５の紙面の表側）では、第１活物質層１４及び第２活物質層１５のそれぞれから電池反応により正極リード１７に向けて電流が流れる。このとき、第１活物質層１４において、正極リード１７から遠い位置からは、電気抵抗が低い近くの第２活物質層１５を介して、正極リード１７に向けて電流が流れやすくなる。これにより、正極板１２の第１面１３ａ側の多くの部分における電流通過経路で電気抵抗が低くなるので、電池１０の内部抵抗を低くできる。さらに、芯体露出部を多くする必要がないので、電池容量が過度に低下することを防止できる。
　また、電池１０の内部抵抗を低くするために正極リードの数を多くする必要もないので、コスト低減を図れるとともに、部品点数の低減を図れる。
　図６は、実施形態の別例の電池用電極板である正極板１９を示している、図２に対応する図である。図７は、図６のＣ部拡大図である。本例の構成では、正極芯体１３の第１面１３ａにおいて、短手方向Ｘにおける正極リード１７ａの導出側とは反対側の端部（図６、図７の下端部）を含む部分に、長手方向Ｙの全長に第１活物質層１４が形成される。また、芯体露出部１２ｂは、正極芯体１３において、正極リード１７の導出側端部（図６、図７の上端部）とは反対側端（図６、図７の下端）には達しないように、短手方向Ｘの一部のみに形成される。正極リード１７ａは、この芯体露出部１２ｂに接続される。このため、第２テープ３２ａは、正極リード１７ａの正極板１９との接続部分を含んで、正極板１９の短手方向Ｘの一部のみを覆うように貼着される。
　さらに、第２活物質層１５は、正極芯体１３の短手方向Ｘにおける芯体露出部１２ｂの範囲と同じ範囲に形成される。このような構成では、正極芯体１３に第２活物質層１５を形成する際に、第２合材スラリーを吐出する塗布ノズルで間欠塗布を行うことにより芯体露出部１２ｂを形成できる。このとき、第１合材スラリーを吐出する塗布ノズルは、正極板１２の長手方向Ｙの全体で連続塗布を行う。
　上記の構成によれば、正極芯体１３の第１面１３ａにおける第１活物質層１４の面積を、図１～図５の構成より多くできるので、電池容量を高くできる。本例において、その他の構成及び作用は、図１～図５の構成と同様である。
　図８は、実施形態の別例の電池用電極板である正極板１９ａを示している、図７に対応する図である。本例の構成では、図６、図７の構成よりも、芯体露出部１２ｃが短手方向Ｘに大きくなり、芯体露出部１２ｃは、第１活物質層１４が配置される短手方向Ｘの一部にも形成される。このような構成では、正極芯体１３に第２活物質層１５を形成する際に、第２合材スラリーを吐出する塗布ノズルで間欠塗布を行う。これとともに、第１合材スラリーを吐出する塗布ノズルが連続吐出を行う第１吐出口と、間欠吐出を行う第２吐出口とを有する構成とし、第２吐出口から第１合材スラリーを間欠吐出することで間欠塗布を行う。これによって、芯体露出部１２ｃを形成できる。本例において、その他の構成及び作用は、図１～図５の構成、または図６、図７の構成と同様である。
　図９は、実施形態の別例の電池用電極板である正極板１９ｂを示している、図２に対応する図である。本例の構成では、正極芯体１３の第１面１３ａにおいて、第２活物質層１５が、正極芯体１３の短手方向Ｘにおける中間部のみに、芯体露出部１２ａを除く長手方向Ｙの全領域に形成される。これに伴って、正極芯体１３の第１面１３ａの短手方向Ｘにおける第２活物質層１５の両側には、第１活物質層１４が形成される。
　上記の構成によれば、短手方向Ｘに離れた２つの第１活物質層１４から第２活物質層１５を介して電流が流れやすくなる。図９の矢印Ｑは、電流の流れやすい方向を示している。このとき、それぞれの第１活物質層１４の短手方向Ｘの長さが小さくなるので、電池の内部抵抗をより低くできる可能性がある。本例において、その他の構成及び作用は、図１～図５の構成と同様である。
　図１０は、実施形態の別例の電池用電極板である正極板１９ｃを示している、図２に対応する図である。本例の構成では、図１～図５の構成と異なり、正極芯体１３の第１面において、第２活物質層１５が、芯体露出部１２ａを挟んだ長手方向Ｙの両側のそれぞれで、長手方向Ｙにおける芯体露出部１２ａ側端部のみに形成される。これにより、第２活物質層１５は、正極板１９ｃの長手方向Ｙ両端には達しない。このため、第２活物質層１５は、正極芯体１３の芯体露出部１２ａを除く長手方向の一部の領域のみに形成される。これに伴って、正極芯体１３における第２活物質層１５の長手方向Ｙの外側には第１活物質層１４の一部が形成される。本例において、その他の構成及び作用は、図１～図５の構成と同様である。図１０の構成は、図９の構成のように、正極芯体１３の第１面１３ａにおいて、第２活物質層１５が、正極芯体１３の短手方向Ｘにおける中間部のみに形成される構成に適用することもできる。
　なお、図示は省略するが、第２活物質層１５は、正極芯体１３の第１面において長手方向Ｙに形成するものに限定せず、正極芯体１３の長手方向に対し傾斜して形成することもできる。
　また、上記では、正極板の正極リード接続側の第１面に第２活物質層１５を形成する場合を説明したが、正極板とともに、または正極板の代わりに、負極板の負極リード接続側の第１面に第２活物質層を形成してもよい。このとき、負極板に形成される第２活物質層は、負極板に形成される第１活物質層より高導電性である。これによっても、正極板の場合と同様に、電池容量を過度に低下することなく、電池の内部抵抗を低くできる。
　また、上記では、正極板の正極リード接続側の第１面のみに第２活物質層を形成する場合を例に説明したが、正極リード接続側の第１面の反対側の第２面のみに第２活物質層を形成する構成でもよいし、第１面と第２面の両面に第２活物質層を形成してもよい。更にこの場合、正極板や正極リードの代わりに、負極板や負極リードとしてもよい。
　１０　電池
　１１　電極体
　１２　正極板
　１２ａ，１２ｂ，１２ｃ　芯体露出部
　１３　正極芯体
　１４　第１活物質層
　１５　第２活物質層
　１７，１７ａ　正極リード
　１８　負極板
　１９，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ　正極板
　２２ａ，２２ｂ　負極リード
　２５　セパレータ
　３１　第１テープ
　３２，３２ａ　第２テープ
　５１　外装缶
　５２　封口体
　５３，５４　絶縁板
　５６　張り出し部
　５７　フィルタ
　５８　下弁体
　５９　絶縁部材
　６０　上弁体
　６１　キャップ
　６２　ガスケット

Claims (10)

  1. 　帯状の芯体と、前記芯体の少なくとも第１面に形成された第１活物質層とを有し、前記第１面の長手方向一部の前記芯体が露出した露出部に集電リードが接続されており、
    　前記第１面の一部において、前記露出部に隣接するように配置され、前記第１活物質層より高導電性の第２活物質層を有する、
    　非水電解質二次電池用電極板。
  2. 　請求項１に記載の非水電解質二次電池用電極板において、
    　前記第２活物質層は、前記第１活物質層より単位面積当たりの導電材の量が多い、
    　非水電解質二次電池用電極板。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の非水電解質二次電池用電極板において、
    　前記第２活物質層に含まれる導電材は、繊維状であり、
    　前記第１活物質層に含まれる導電材は、非繊維の粒子状である、
    　非水電解質二次電池用電極板。
  4. 　請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池用電極板において、
    　前記第２活物質層は、前記第１面の短手方向一部のみに配置される、
    　非水電解質二次電池用電極板。
  5. 　請求項４に記載の非水電解質二次電池用電極板において、
    　前記第２活物質層は、前記芯体の長手方向に沿って形成される、
    　非水電解質二次電池用電極板。
  6. 　請求項５に記載の非水電解質二次電池用電極板において、
    　前記第２活物質層は、前記芯体の長手方向における前記露出部を除く全領域に形成される、
    　非水電解質二次電池用電極板。
  7. 　請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池用電極板において、
    　前記第２活物質層は、前記芯体の短手方向における前記集電リードの導出側端部に形成される、
    　非水電解質二次電池用電極板。
  8. 　請求項７に記載の非水電解質二次電池用電極板において、
    　前記第１活物質層は、前記芯体の短手方向における前記集電リードの導出側とは反対側の端部において前記芯体の長手方向全長に形成され、
    　前記露出部は、前記芯体において、前記集電リードの導出側端部とは反対側端には達しないように形成される、
    　非水電解質二次電池用電極板。
  9. 　請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池用電極板において、
    　前記第２活物質層は、前記芯体の短手方向における中間部のみに形成される、
    　非水電解質二次電池用電極板。
  10. 　少なくとも１つの正極板と少なくとも１つの負極板とがセパレータを介して巻回された電極体と、
    　前記電極体を収容する外装缶とを備える、非水電解質二次電池であって、
    　前記正極板と前記負極板との少なくとも一方が、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載された非水電解質二次電池用電極板である、
    　非水電解質二次電池。
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