JP2003208899A - 二次電池用の電極およびその製造方法並びに二次電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 集電体がセパレータに引っ掛かったり、突き
破ったりするのを未然に回避しながら電極活物質の担持
量を実用上十分に増加させ得る二次電池用の電極およ
び、製造効率を実用上十分に向上し得る二次電池用の電
極の製造方法並びに、充放電容量を増大化させて高性能
化を図るとともに、内部短絡の発生を防止し得る二次電
池を提供することを課題とする。 【解決手段】 電極活物質と高分子結着材とを有する電
極スラリーを電極層２ｂ、３ｂとして集電体２ａ、３ａ
に担持してなる二次電池用の電極２、３において、上記
集電体２ａ、３ａの周縁部を除く部分に、多数の孔Ｋを
穿設するようにした。また、このような電極２、３の製
造方法において、電極スラリーを集電体２ａ、３ａに塗
布する塗布工程よりも前に、多数の孔Ｋを穿設する穿孔
工程を設けるようにした。さらに、二次電池において、
このような二次電池用の電極を用いるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池用の電極
およびその製造方法並びに二次電池に関し、特にリチウ
ム二次電池用の電極およびその製造方法並びにリチウム
二次電池に適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、充電することにより直流電力
を貯蔵し、必要に応じて放電することにより外部に直流
電流を供給することが可能な電源として、二次電池と呼
ばれる電池が広く使用されている。

【０００３】特に、携帯電話やデジタルカメラ、そして
ノートブック型パーソナルコンピュータなどの電子機器
分野においては、小型化、薄型化、軽量化の促進ととも
にその生産が増加し、また、電源となる二次電池の需要
も急増している。

【０００４】このような状況の中で電源となる二次電池
にも高性能化が求められ、鉛蓄電池やニッケルカドミウ
ム電池に代わる高エネルギー密度電池として、リチウム
二次電池が開発され広く普及してきている。

【０００５】このようなリチウム二次電池は、例えば角
型の電池ケース内に複数の正極電極および負極電極と、
これら正極電極および負極電極の間にそれぞれ配設され
たセパレータと、非水電解液とが収納されて構成され
る。そして、これら正極電極および負極電極は、それぞ
れ正極集電体および負極集電体に正極活物質や負極活物
質等を主成分とした正極電極層および負極電極層が担持
されて形成されている。

【０００６】このようなリチウム二次電池において、例
えば正極活物質は高容量であることが好ましく、少なく
とも100〔mAh/g〕以上の充放電容量を有することが望ま
しいと言われている。

【０００７】そこで、リチウム二次電池の正極活物質に
は、コバルト酸リチウムまたはニッケル酸リチウム等の
層状化合物や、マンガン酸リチウム等のスピネル結晶構
造の複合酸化物が検討されている。コバルト酸リチウム
は、小型のリチウム電池の正極活物質として既に実用化
されている。

【０００８】しかし、このようなリチウム二次電池は、
上述した電子機器向けの小型で小容量のものにとどまら
ず、例えば工場や病院などの非常電源設備や電力貯蔵設
備用として、あるいは電気自動車の動力用として、大型
で大容量のものも開発されている。そして、電気自動車
用や電力貯蔵用の大型の電池を想定した場合には、資源
量が豊富で安価なマンガンを含むマンガン酸リチウム
が、リチウム二次電池の正極活物質として有望であると
考えられている。

【０００９】また、このような従来のリチウム二次電池
においては、正極電極として、例えばアルミニウム（Ａ
ｌ）箔等の正極集電体に正極電極層が担持されてなる電
極が用いられている。かかる正極電極の正極電極層とし
て、正極活物質と高分子結着材と導電助材とから構成さ
れるものがある。

【００１０】正極活物質としては、例えば上述のマンガ
ン酸リチウム等の複合酸化物が用いられ、高分子結着材
としては、例えばポリフッ化ビニリデンが用いられ、導
電助材としては、例えばカーボンブラックが用いられ
る。

【００１１】そして、このような電極は、例えばＮ−メ
チルピロリドン（ＮＭＰ）等の溶媒に、マンガン酸リチ
ウムの粉末と、カーボンブラックと、ポリフッ化ビニリ
デンとを混合して電極スラリーを調製し、この電極スラ
リーをＡｌ箔に塗布した後、この状態で電極スラリーを
加熱してＮＭＰを留去することにより製造される。

【００１２】電極スラリー中では、ポリフッ化ビニリデ
ンがＮＭＰに溶解しているが、電極スラリーの塗布後に
ＮＭＰを留去すると、ポリフッ化ビニリデンが析出して
マンガン酸リチウムの表面を被覆する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
正極活物質の材料を検討してみたところで、正極集電体
に担持させ得る正極活物質の担持量には限界があり、ど
のようにすれば正極集電体に対する正極活物質の担持量
を増加させることができ、高容量化が図れるかが、近年
の課題であった。

【００１４】かかる課題を解決する一つの手法として、
近年、このようなリチウム二次電池において、正極集電
体および負極集電体に多数の孔を穿設し、この孔の内部
にまで電極スラリーを含ませることで、接着性の向上や
正極活物質および負極活物質の担持量の増加を図ること
が提案されている。

【００１５】しかしながら、このようにリチウム二次電
池における正極活物質および負極活物質の担持量の増加
を図る目的から、正極集電体および負極集電体に少しで
も多くの孔を穿設しようとして、その端部にまで孔を穿
設すると、この端部に凹凸部分が形成されることに起因
して、リチウム二次電池の製造途中で正極集電体および
負極集電体がセパレータに引っ掛かったり、その完成後
にこれら正極集電体および負極集電体がセパレータを突
き破ったりする未だ不十分な問題があった。

【００１６】そして、このように、正極集電体や負極集
電体がセパレータに引っ掛かったり、セパレータを突き
破ったりした場合、完成したリチウム二次電池において
内部短絡を生じさせるという問題もあった。

【００１７】さらに、このようなリチウム二次電池で
は、非水電解液として有機材料を使用しているため、内
部短絡等によりリチウム二次電池の内部の圧力が上昇し
た場合、このリチウム二次電池が破損する問題があっ
た。

【００１８】例えば、何らかの原因によりリチウム二次
電池が内部短絡を起こすと、その短絡部分が発熱し、こ
の熱によって電解液が分解されてガス化することによ
り、電極を密閉収納する電池ケース内部の圧力が上昇
し、この圧力が所定値以上になると、リチウム二次電池
が爆発したり、この爆発に起因して周辺機器を破損させ
たりするおそれがあった。

【００１９】本発明は、上述したような問題点に鑑みて
なされたもので、集電体がセパレータに引っ掛かった
り、突き破ったりするのを未然に回避しながら電極活物
質の担持量を実用上十分に増加させ得る二次電池用の電
極および、製造効率を実用上十分に向上し得る二次電池
用の電極の製造方法並びに、充放電容量を増加させて高
性能化を図るとともに、内部短絡の発生を防止し得る二
次電池を実現することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、以下の手段を採用した。請求項１
に記載の発明は、電極活物質と高分子結着材とを有する
電極スラリーを電極層として集電体に担持してなる二次
電池用の電極において、上記集電体の周縁部を除く部分
に、多数の孔を穿設することを特徴としている。

【００２１】上述した二次電池用の電極によれば、集電
体の周縁部を除く部分に多数の孔を穿設するようにした
ことにより、集電体の周縁部には凹凸部分が形成される
ことがないため、集電体がセパレータに引っ掛かった
り、突き破ったりするのを未然に回避することができ
る。また、集電体の中心側に穿設した孔の内部にまで電
極スラリー（すなわち電極活物質）が浸透するため、集
電体への電極活物質の担持量を増加させることができ
る。

【００２２】しかも、請求項２に記載の二次電池用の電
極は、請求項１に係る発明において、上記集電体におけ
る上記多数の孔が千鳥状に穿設されてなることを特徴と
している。

【００２３】この二次電池用の電極によれば、集電体に
穿設される多数の孔を千鳥状に穿設するようにしたこと
により、これら孔同士の間隔を極力小さくして高密度で
孔を穿設することが可能なため、集電体に穿設する孔の
数を格段と増加させることができ、その分、集電体への
電極活物質の担持量を増加させることができる。

【００２４】また、請求項３に記載の二次電池用の電極
は、請求項１または２に係る発明において、上記集電体
における上記周縁部と上記多数の孔が穿設される部分と
の間における無孔部の幅が少なくとも0.5〔mm〕でなる
ことを特徴としている。

【００２５】この二次電池用の電極によれば、集電体の
無孔部の幅を少なくとも0.5〔mm〕にするようにしたこ
とにより、集電体の周縁部に凹凸部分が形成されること
のない無孔部を必要最低限の大きさで確保して、集電体
がセパレータに引っ掛かったり、突き破ったりするのを
確実に回避する。このため、歩留まりを大幅に向上させ
ることができる。

【００２６】さらに、請求項４に記載の二次電池用の電
極は、請求項３に係る発明において、上記集電体がタブ
を設ける場合、上記集電体の上記無孔部のうちの少なく
とも対向する一対の無孔部の幅が、それぞれ１〔mm〕以
上でなることを特徴としている。

【００２７】この二次電池用の電極によれば、集電体の
無孔部のうちの少なくとも対向する一対の無孔部の幅
を、それぞれ１〔mm〕以上にするようにしたことによ
り、集電体の周縁部に凹凸部分が形成されることのない
無孔部を、タブを設けるために必要最低限な大きさで確
保するから、集電体に対してタブを確実に設けることが
できる。

【００２８】請求項５に記載の発明は、電極活物質を高
分子結着材を溶解させた溶媒に混合して電極スラリーを
調製した後、この電極スラリーを集電体に塗布すること
により、上記集電体上に電極層を積層して電極を形成す
る二次電池用の電極の製造方法において、上記電極スラ
リーを集電体に塗布する塗布工程よりも前に、上記集電
体の周縁部を除く部分に多数の孔を穿設する穿孔工程を
具えることを特徴としている。

【００２９】上述した二次電池用の電極の製造方法によ
れば、塗布工程よりも前に、集電体の周縁部を除く部分
に多数の孔を穿設する穿孔工程を設けるようにしたこと
により、この後の塗布工程において、集電体に穿設した
多数の孔にまで電極スラリー（すなわち電極活物質）が
浸透するため、集電体に対する電極活物質の担持量を格
段と増加させることができる。また、この集電体の周縁
部には凹凸部分を形成しないことから、集電体がセパレ
ータに引っ掛かったり、突き破ったりするのを未然に回
避して、二次電池用の電極の歩留りを大幅に向上するた
め、二次電池用の電極の製造効率を実用上十分に向上す
ることができる。

【００３０】しかも、請求項６に記載の二次電池用の電
極の製造方法は、請求項５に係る発明において、上記穿
孔工程では、上記集電体に上記多数の孔を千鳥状に穿設
することを特徴としている。

【００３１】この二次電池用の電極の製造方法によれ
ば、穿孔工程で集電体に穿設される多数の孔を千鳥状に
穿設するようにしたことにより、これら孔同士の間隔を
極力小さくして高密度で孔を穿設するため、集電体に穿
設する孔の数を格段と増加させる分、塗布工程において
集電体に対する電極活物質の担持量を格段と増加させる
ことができる。

【００３２】また、請求項７に記載の二次電池用の電極
の製造方法は、請求項５または６に係る発明において、
上記集電体が、複数それぞれつながったロール状でな
り、上記塗布工程では、上記ロール状の集電体に上記電
極スラリーを連続的に塗布することを特徴としている。

【００３３】この二次電池用の電極の製造方法によれ
ば、集電体が複数それぞれつながったロール状でなるこ
とから、塗布工程でこのロール状の集電体に対して電極
スラリーを連続的に塗布するようにしたことにより、集
電体ひとつひとつに対して電極スラリーを塗布するのに
比べて格段と容易に電極スラリーを塗布し得るため、集
電体に対する電極スラリーの塗布作業を簡略化して、そ
の作業効率を格段と向上させることができる。

【００３４】さらに、請求項８に記載の二次電池用の電
極の製造方法は、請求項７に係る発明において、上記塗
布工程よりも後に、上記ロール状の集電体を所定寸法毎
に切断する切断工程を具えることを特徴としている。

【００３５】この二次電池用の電極の製造方法によれ
ば、塗布工程よりも後に、ロール状の集電体を所定寸法
毎に切断するようにしたことにより、塗布工程において
このロール状の集電体に対し、電極スラリーを一括して
塗布するため、予め所定寸法ごとに切断されてなる集電
体に、それぞれ電極スラリーを塗布していく場合に比べ
て手間を省くことができる分、塗布工程を簡略化するこ
とができる。

【００３６】さらに、請求項９に記載の二次電池用の電
極の製造方法は、請求項８に係る発明において、上記ロ
ール状の集電体が、上記所定寸法毎に切断用の切れ込み
またはマーキングを有し、上記切断工程では、上記ロー
ル状の集電体を上記切断用の切れ込みまたはマーキング
を利用して上記所定寸法ごとに切断することを特徴とし
ている。

【００３７】この二次電池用の電極の製造方法によれ
ば、ロール状の集電体の所定寸法毎に、切断用の切れ込
みまたはマーキングを設け、切断工程において、ロール
状の集電体を、この切断用の切れ込みまたはマーキング
を利用して所定寸法毎に切断するようにしたことによ
り、ロール状の集電体を切断する際に、わざわざ寸法を
測定する煩わしさを省き、この切断作業を格段と容易に
するため、切断工程を簡略化することができ、二次電池
用の電極の製造効率をより一層向上させることができ
る。

【００３８】請求項１０に記載の二次電池は、請求項１
ないし請求項４のいずれかに記載の二次電池用の電極を
具備してなることを特徴としている。すなわち、この二
次電池は、その電極において、集電体の周縁部を除く部
分に多数の孔を穿設するようにし、必要に応じてこれら
多数の孔を千鳥状に設けたり、これら孔が穿設される部
分と周縁部間の凹凸部分が形成されることのない無孔部
の幅を少なくとも0.5〔mm〕にしたり、さらにタブを設
ける場合は、この無孔部の幅を１〔mm〕以上にしたりす
るようにした。

【００３９】上述した二次電池によれば、その電極の集
電体の周縁部を除く部分に穿設される多数の孔の内部に
まで電極スラリー（すなわち電極活物質）を浸透させ
て、集電体への電極活物質の担持量を増加させるため、
充放電容量を増大化させて高性能化を図ることができ
る。これとともに、集電体の周縁部には凹凸部分が形成
されることがないことから、製造時、集電体がセパレー
タに引っ掛かったり、突き破ったりするのを未然に回避
して、これに起因する内部短絡の発生を防止することが
できる。

【００４０】しかも、この二次電池によれば、その電極
の集電体に穿設される多数の孔を千鳥状に穿設すること
により、これら孔同士の間隔を極力小さくして高密度で
孔を穿設するため、集電体に穿設する孔の数を格段と増
加させることができ、集電体への電極活物質の担持量を
より一層増加させ、更なる高性能化を図ることができ
る。

【００４１】また、この二次電池によれば、その電極の
集電体の周縁部に凹凸部分が形成されることのない無孔
部を必要最低限の大きさで確保するため、製造時、集電
体がセパレータに引っ掛かったり、突き破ったりするの
を確実に回避して、この製造時の歩留まりを大幅に向上
させることができる。さらに、集電体がセパレータに引
っ掛かったり、突き破ったりすることに起因する内部短
絡も確実に防止することができる。

【００４２】さらに、この二次電池によれば、その電極
の集電体が、凹凸部分が形成されることがない無孔部
を、タブを設けるために必要最低限な大きさで確実に確
保するため、タブを確実に設けることができ、信頼性を
実用上十分に向上させることができる。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、本発明にお
ける一実施の形態について詳述する。

【００４４】図１は、本発明に係る二次電池であるリチ
ウム二次電池の一実施の形態を示す斜視図である。

【００４５】図１において、１は全体として、いわゆる
角型と呼ばれるリチウム二次電池を示し、複数の正極電
極２・・・と、負極電極３・・・と、これら正極電極２・・・お
よび負極電極３・・・の間にそれぞれ配設されたセパレー
タ４・・・と、非水電解液とを主体として構成されてい
る。

【００４６】正極電極２・・・、負極電極３・・・およびセパ
レータ４・・・並びに非水電解液は、ステンレス等からな
る電池ケース５に収納されている。そして、電池ケース
５の開口部には封口体６が取り付けられている。この電
池ケース５内においては、正極電極２・・・、セパレータ
４・・・および負極電極３・・・が交互に複数重ね合わされて
収納されている。

【００４７】正極電極２・・・の一端には正極タブ１２ａ・
・・が形成され、正極タブ１２ａ・・・の上部には当該正極
タブ１２ａ・・・を連結する正極リード１２ｂが取り付け
られている。そして、正極リード１２ｂの上部には、封
口体６を貫通する正極端子７が取り付けられている。

【００４８】また、負極電極３・・・の一端には負極タブ
１３ａ・・・が形成され、負極タブ１３ａ・・・の上部には当
該負極タブ１３ａ・・・を連結する負極リード１３ｂが取
り付けられている。そして、負極リード１３ｂの上部に
は、封口体６を貫通する負極端子８が取り付けられてい
る。

【００４９】このような構成により、正極端子７および
負極端子８を介して、正極電極２・・・および負極電極３・
・・からの電流を取り出せるように構成されている。ま
た、封口体６のほぼ中央には、安全弁９が設けられてい
る。

【００５０】かかる構成のリチウム二次電池１において
は、図１との対応部分に同一符号を付した図２に示すよ
うに、正極電極２が、例えば厚さ20〔μm〕、幅100〔m
m〕、長さ100〔mm〕程度のアルミニウム（Ａｌ）箔等か
らなる正極集電体（集電体）２ａと、この正極集電体２
ａに担持された正極電極層（電極層）２ｂとから構成さ
れている。正極集電体２ａの一端には、正極タブ１２ａ
が突出して形成されている。

【００５１】正極電極層２ｂは、正極活物質と、導電性
高分子材料と、高分子結着材と、導電助材とから構成さ
れている。正極活物質としては、例えばマンガン酸リチ
ウム等の複合酸化物が用いられ、高分子結着材として
は、例えばポリフッ化ビニリデンが用いられ、導電助材
としては、例えばカーボンブラックが用いられる。

【００５２】また、負極電極３は、銅（Ｃｕ）箔等から
なる負極集電体３ａと、この負極集電体３ａに担持され
た負極電極層３ｂとから構成されている。負極集電体３
ａの一端には、負極タブ１３ａが突出して形成されてい
る。

【００５３】負極電極層３ｂは、負極活物質であるカー
ボン材料と、高分子結着材とから構成されている。な
お、負極電極層３ｂに黒鉛等の導電助材が添加される場
合もある。そして、これら正極電極層２ｂと負極電極層
３ｂとが、セパレータ４を介して対向している。

【００５４】なお、図２においては、正極集電体２ａお
よび負極集電体３ａの片面のみに、それぞれ正極電極層
２ｂおよび負極電極層３ｂが担持されているが、本発明
はその限りではなく、正極集電体２ａおよび負極集電体
３ａの両面に、それぞれ正極電極層２ｂおよび負極電極
層３ｂが担持されていてもよい。

【００５５】かかる構成に加えて本実施の形態の場合、
これら正極集電体２ａおよび負極集電体３ａには、その
周縁部を除く中心側に多数の孔Ｋが穿設されている。な
お、図２においては、正極電極２に関し、正極集電体２
ａを正極電極層２ｂが担持された面側から見た状態で示
しているため、穿設されている多数の孔Ｋが示されてい
ない。

【００５６】実際上、これら孔Ｋは、正極集電体２ａお
よび負極集電体３ａの周縁部から少なくとも0.5〔mm〕
程度の幅でなる無孔部Ｎを介した中心側に穿設されてい
る。また、正極集電体２ａおよび負極集電体３ａが正極
タブ１２ａおよび負極タブ１３ａを有する場合、これら
正極タブ１２ａおよび負極タブ１３ａ用のとり代とし
て、正極タブ１２ａおよび負極タブ１３ａを設ける側の
無孔部Ｎを１〔mm〕以上の幅で形成するのが好ましい。

【００５７】このように、このリチウム二次電池１で
は、正極集電体２ａおよび負極集電体３ａの無孔部Ｎを
介した中心側に、多数の孔Ｋを穿設するようにしたこと
により、これら孔Ｋの内部にまで電極スラリーを浸透さ
せることができるため、正極集電体２ａおよび負極集電
体３ａに担持される正極電極層２ｂおよび負極電極層３
ｂの各電極活物質の担持量を、孔Ｋが穿設されない場合
と比較して格段と増加させることができる。

【００５８】因みに、正極集電体２ａの孔Ｋを、後述す
るロール状の正極集電体２ａを示す図３のように、例え
ば千鳥状に穿設するようにすることにより、これら孔Ｋ
同士の隙間を極力減少させて高密度で孔Ｋを穿設するこ
とができるため、正極集電体２ａに穿設する孔Ｋの数を
格段と増加させることができ、その分、正極集電体２ａ
への正極活物質の担持量を増加させることができる。こ
のことは、負極集電体３ａにおいても同様である。

【００５９】また、このリチウム二次電池１では、この
ように多数の孔Ｋを穿設してなる正極集電体２ａおよび
負極集電体３ａが、それぞれ周縁部に無孔部Ｎを有する
（すなわち凹凸部分が形成されていない）ことから、そ
の製造途中で正極集電体２ａおよび負極集電体３ａがセ
パレータ４に引っ掛かったり、その完成後にこれら正極
集電体２ａおよび負極集電体３ａがセパレータ４を突き
破ったりするのを未然に回避することができ、これらに
起因して完成したリチウム二次電池１において、内部短
絡が生じるのを防止することができる。

【００６０】従って、このような内部短絡によるリチウ
ム二次電池１の爆発等の破損や、この爆発に起因する周
辺機器の破損をも未然に防止することができる。

【００６１】ここで、このようなリチウム二次電池１用
の電極の製造方法を、正極電極２を例にとって説明す
る。この場合、正極集電体２ａとして図３に示すような
厚さ20〔μm〕、幅100〔mm〕程度のロール状のものを用
いるようにするが、本発明はこれに限るものではない。

【００６２】この正極電極２の製造方法は、電極スラリ
ーを調製する電極スラリー調製工程と、この電極スラリ
ーを正極集電体２ａに塗布する塗布工程と、この電極ス
ラリーを加熱して溶媒を留去する電極形成工程と、ロー
ル状の正極集電体２ａを切断する切断工程とからなる。

【００６３】まず、電極スラリー調製工程では、マンガ
ン酸リチウム等の複合酸化物の粉末とカーボンブラック
等の導電助材とポリフッ化ビニリデン等の高分子結着材
とを混合して溶媒に溶解し、電極スラリーを調製する。
溶媒としては、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）等を用
いるのが好ましい。

【００６４】次に、塗布工程では、例えばいわゆるドク
ターブレード法等の手法を用いて電極スラリーをロール
状の正極集電体２ａに塗布する。そして、次の電極形成
工程で、電極スラリー中の溶媒を常圧加熱または減圧加
熱することにより留去し、この後、ローラープレスする
ことにより、正極集電体２ａ上に正極電極層２ｂが担持
されてなる正極電極２が形成される。

【００６５】最後に切断工程で、このように正極電極２
として正極電極層２ｂを担持するロール状の正極集電体
２ａを所定寸法毎に切断することにより、正極電極２が
得られる。このとき、ロール状の正極集電体２ａに、予
め所定寸法毎に切り込みやマーキングを設けておくよう
にすれば、このような切断作業を容易にすることがで
き、この切断工程を格段と簡略化することができる。

【００６６】このように、このリチウム二次電池用の電
極の製造方法では、正極集電体２ａおよび負極集電体３
ｂがロール状でなることから、塗布工程でこれらロール
状の正極集電体２ａおよび負極集電体３ａに対して電極
スラリーを連続的に塗布することができる。このため、
集電体ひとつひとつに対して電極スラリーを塗布する場
合に比べて格段と容易に電極スラリーを塗布することが
でき、正極集電体２ａおよび負極集電体３ａに対する電
極スラリーの塗布作業を簡略化して、リチウム二次電池
用の電極の製造効率を実用上十分に向上させることがで
きる。

【００６７】なお、本発明は上述した実施の形態に限定
されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲に
おいて、種々の変更を加えることが可能である。例えば
本実施の形態では、角型のリチウム二次電池について説
明したが、本発明はこれに限らず、正極電極とセパレー
タと負極電極とを渦巻き状に巻回して電池ケースに挿入
してなる円筒型電池等に適用してもよい。

【００６８】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、二次電池
用の電極において、集電体の周縁部を除く部分に多数の
孔を穿設するようにしたことにより、集電体の周縁部に
は凹凸部分が形成されることがないため、集電体がセパ
レータに引っ掛かったり、突き破ったりするのを未然に
回避することができるとともに、集電体に穿設する孔の
内部にまで電極スラリー（すなわち電極活物質）を浸透
させることができ、かくして集電体への電極活物質の担
持量を実用上十分に増加させることができる二次電池用
の電極を実現することができる。

【００６９】しかも、この二次電池用の電極によれば、
集電体に穿設される多数の孔を千鳥状に穿設するように
したことにより、これら孔同士の間隔を極力小さくして
高密度で孔を穿設することが可能なため、集電体に穿設
する孔の数を格段と増加させることができ、その分、集
電体への電極活物質の担持量を増加させることができ
る。

【００７０】また、この二次電池用の電極によれば、集
電体の無孔部の幅を少なくとも0.5〔mm〕にするように
したことにより、集電体の周縁部に凹凸部分が形成され
ることのない無孔部を必要最低限の大きさで確保して、
集電体がセパレータに引っ掛かったり、突き破ったりす
るのを確実に回避するため、歩留まりを大幅に向上させ
ることができる。

【００７１】さらに、この二次電池用の電極によれば、
集電体の無孔部のうちの少なくとも対向する一対の無孔
部の幅を、それぞれ１〔mm〕以上にするようにしたこと
により、集電体の周縁部に凹凸部分が形成されることの
ない無孔部を、タブを設けるために必要最低限な大きさ
で確保するから、集電体に対してタブを確実に設けるこ
とができ、信頼性を向上することができる。

【００７２】上述のように本発明によれば、塗布工程よ
りも前に、集電体の周縁部を除く部分に多数の孔を穿設
する穿孔工程を設けるようにしたことにより、この後の
塗布工程において、集電体に穿設した多数の孔にまで電
極スラリー（すなわち電極活物質）が浸透するため、集
電体に対する電極活物質の担持量を格段と増加させるこ
とができる。また、この集電体の周縁部には凹凸部分を
形成しないことから、集電体がセパレータに引っ掛かっ
たり、突き破ったりするのを未然に回避して、二次電池
用の電極の歩留りを大幅に向上するため、二次電池用の
電極の製造効率を実用上十分に向上することができる。

【００７３】しかも、この二次電池用の電極の製造方法
によれば、穿孔工程で集電体に穿設される多数の孔を千
鳥状に穿設するようにしたことにより、これら孔同士の
間隔を極力小さくして高密度で孔を穿設するため、集電
体に穿設する孔の数を格段と増加させる分、塗布工程に
おいて集電体に対する電極活物質の担持量を格段と増加
させることができる。

【００７４】また、この二次電池用の電極の製造方法に
よれば、集電体が複数それぞれつながったロール状でな
ることから、塗布工程でこのロール状の集電体に対して
電極スラリーを連続的に塗布するようにしたことによ
り、集電体ひとつひとつに対して電極スラリーを塗布す
るのに比べて格段と容易に電極スラリーを塗布し得るた
め、集電体に対する電極スラリーの塗布作業を簡略化し
て、その作業効率を格段と向上させることができる。

【００７５】さらに、この二次電池用の電極の製造方法
によれば、塗布工程よりも後に、ロール状の集電体を所
定寸法毎に切断するようにしたことにより、塗布工程に
おいてこのロール状の集電体に対し、電極スラリーを一
括して塗布するため、予め所定寸法ごとに切断されてな
る集電体に、それぞれ電極スラリーを塗布していく場合
に比べて手間を省くことができる分、塗布工程を簡略化
することができる。また、このように電極スラリーを塗
布したロール状の集電体を順次切断して集電体を得るた
め、格段と容易に二次電池用の電極を製造することがで
き、このような二次電池用の電極の製造効率を実用上十
分に向上させることができる。

【００７６】さらに、この二次電池用の電極の製造方法
によれば、ロール状の集電体の所定寸法毎に、切断用の
切れ込みまたはマーキングを設け、切断工程において、
ロール状の集電体を、この切断用の切れ込みまたはマー
キングを利用して所定寸法毎に切断するようにしたこと
により、ロール状の集電体を切断する際に、わざわざ寸
法を測定する煩わしさを省き、この切断作業を格段と容
易にするため、切断工程を簡略化することができ、二次
電池用の電極の製造効率をより一層向上させることがで
きる。

【００７７】上述のように本発明によれば、二次電池に
おいて、その電極の集電体の周縁部を除く部分に穿設さ
れる多数の孔の内部にまで電極スラリー（すなわち電極
活物質）を浸透させて、集電体への電極活物質の担持量
を増加させるため、充放電容量を増大化させて高性能化
を図ることができる。これとともに、集電体の周縁部に
は凹凸部分が形成されることがないことから、製造時、
集電体がセパレータに引っ掛かったり、突き破ったりす
るのを未然に回避して、これに起因する内部短絡の発生
を防止することができる二次電池を実現することができ
る。

【００７８】しかも、この二次電池によれば、その電極
の集電体に穿設される多数の孔を千鳥状に穿設すること
により、これら孔同士の間隔を極力小さくして高密度で
孔を穿設するため、集電体に穿設する孔の数を格段と増
加させることができ、集電体への電極活物質の担持量を
より一層増加させ、更なる高性能化を図ることができ
る。

【００７９】また、この二次電池によれば、その電極の
集電体の周縁部に凹凸部分が形成されることのない無孔
部を必要最低限の大きさで確保するため、製造時、集電
体がセパレータに引っ掛かったり、突き破ったりするの
を確実に回避して、この製造時の歩留まりを大幅に向上
させることができる。さらに、集電体がセパレータに引
っ掛かったり、突き破ったりすることに起因する内部短
絡も確実に防止することができる。

【００８０】さらに、この二次電池によれば、その電極
の集電体が、凹凸部分が形成されることがない無孔部
を、タブを設けるために必要最低限な大きさで確実に確
保するため、タブを確実に設けることができ、信頼性を
実用上十分に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る二次電池であるリチウム二次電
池の一実施の形態を示す斜視図である。

【図２】 本発明のリチウム二次電池の要部を示す要部
斜視図である。

【図３】 本発明のリチウム二次電池に用いるロール状
の集電体を示す概略全体構成図である。

【符号の説明】

１ リチウム二次電池 ２ 正極電極 ２ａ 正極集電体 ２ｂ 正極電極層 ３ 負極電極 ３ａ 負極集電体 ３ｂ 負極電極層 ４ セパレータ ５ 電池ケース Ｋ 孔 Ｎ 無孔部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H017 AA03 AS02 BB00 BB15 CC05 EE01 HH03 HH05 5H029 AJ02 AJ03 AJ12 AK03 AL08 BJ02 CJ00 CJ04 CJ08 CJ22 DJ07 EJ01 HJ04 5H050 AA02 AA08 AA15 BA17 CA09 CB07 DA04 FA15 FA17 GA04 GA10 GA22 HA04 HA12

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極活物質と高分子結着材とを有する電
   極スラリーを電極層として集電体に担持してなる二次電
   池用の電極において、 上記集電体の周縁部を除く部分に、多数の孔を穿設する
   ことを特徴とする二次電池用の電極。
2. 【請求項２】 上記集電体における上記多数の孔が千鳥
   状に穿設されてなることを特徴とする請求項１に記載の
   二次電池用の電極。
3. 【請求項３】 上記集電体における上記周縁部と上記多
   数の孔が穿設される部分との間における無孔部の幅が少
   なくとも0.5〔mm〕でなることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の二次電池用の電極。
4. 【請求項４】 上記集電体がタブを設ける場合、 上記集電体の上記無孔部のうちの少なくとも対向する一
   対の無孔部の幅が、それぞれ１〔mm〕以上でなることを
   特徴とする請求項３に記載の二次電池用の電極。
5. 【請求項５】 電極活物質を高分子結着材を溶解させた
   溶媒に混合して電極スラリーを調製した後、この電極ス
   ラリーを集電体に塗布することにより、上記集電体上に
   電極層を積層して電極を形成する二次電池用の電極の製
   造方法において、 上記電極スラリーを集電体に塗布する塗布工程よりも前
   に、上記集電体の周縁部を除く部分に多数の孔を穿設す
   る穿孔工程を具えることを特徴とする二次電池用の電極
   の製造方法。
6. 【請求項６】 上記穿孔工程では、上記集電体に上記多
   数の孔を千鳥状に穿設することを特徴とする請求項５に
   記載の二次電池用の電極の製造方法。
7. 【請求項７】 上記集電体が、複数それぞれつながった
   ロール状でなり、 上記塗布工程では、上記ロール状の集電体に上記電極ス
   ラリーを連続的に塗布することを特徴とする請求項５ま
   たは６に記載の二次電池用の電極の製造方法。
8. 【請求項８】 上記塗布工程よりも後に、上記ロール状
   の集電体を所定寸法毎に切断する切断工程を具えること
   を特徴とする請求項７に記載の二次電池用の電極の製造
   方法。
9. 【請求項９】 上記ロール状の集電体が、上記所定寸法
   毎に切断用の切れ込みまたはマーキングを有し、 上記切断工程では、上記ロール状の集電体を上記切断用
   の切れ込みまたはマーキングを利用して上記所定寸法ご
   とに切断することを特徴とする請求項８に記載の二次電
   池用の電極の製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし請求項４のいずれかに
    記載の二次電池用の電極を具備してなることを特徴とす
    る二次電池。