JP5168768B2

JP5168768B2 - Electrode structure

Info

Publication number: JP5168768B2
Application number: JP2005250085A
Authority: JP
Inventors: 恭一渡邉; 修嶋村; 崇実齋藤; 英明堀江
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2005-08-30
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2025-08-30
Also published as: JP2007066665A

Description

本発明は、電極表面に溝を有する電極構造体に関する。 The present invention relates to an electrode structure having grooves on the electrode surface.

従来のリチウム電池の電極構造は、電極面を可能な限り平滑に形成するため、電極材が大きな１つの領域を構成していた。この電極材は、たとえば、特開平９−１１５５０４号公報（特許文献１）、特開２００２−０２５５４２号公報（特許文献２）、特開２００２−１６４０４３号公報（特許文献３）などのようにロール型塗工機を用いて、集電体上に一様に塗工されている。このロール型塗工機を用いた電極製造工程では、正極と負極とに別々の塗工機が必要であり、製造ラインが大掛かりで、製造に長時間を要していた。
特開平９−１１５５０４号公報特開２００２−０２５５４２号公報特開２００２−１６４０４３号公報 In the conventional electrode structure of a lithium battery, the electrode surface is formed as smoothly as possible, so that the electrode material constitutes one large region. This electrode material is, for example, a roll as disclosed in JP-A-9-115504 (Patent Document 1), JP-A-2002-025542 (Patent Document 2), JP-A-2002-164043 (Patent Document 3), etc. It is uniformly coated on the current collector using a mold coater. In the electrode manufacturing process using this roll type coating machine, separate coating machines are required for the positive electrode and the negative electrode, the production line is large, and the production takes a long time.
JP-A-9-115504 JP 2002-025542 A JP 2002-164043 A

ところで、従来の電極構造では、電極材が大きな１つの領域を構成していたので、電極の一部に微小短絡が発生すると、電極全体から微小短絡部に電流が集中し、自己放電が促進され、電池寿命が短くなるおそれがあった。 By the way, in the conventional electrode structure, since the electrode material constituted one large region, when a micro short circuit occurs in a part of the electrode, current is concentrated from the entire electrode to the micro short circuit part, and self-discharge is promoted. The battery life may be shortened.

また、電極材が一様に集電体上に塗工されているので、特定部位の振動を低減することが困難であった。 Further, since the electrode material is uniformly coated on the current collector, it is difficult to reduce the vibration of the specific part.

さらに、ロール型塗工機の精度上の制約から、数μｍ程度の極端に薄い電極を製造することは非常に困難であり、たとえば、車両用の高出力型電池のように、高出力を得るために電極厚さを薄くする必要がある電池には対応しえなかった。 Furthermore, it is very difficult to manufacture an extremely thin electrode of about several μm due to the accuracy limitation of the roll type coating machine. For example, a high output is obtained like a high output battery for a vehicle. Therefore, it has not been possible to deal with a battery that requires a thin electrode thickness.

本発明は、以上のような従来の技術の問題点を解消するために成されたものであり、電池の高寿命化を達成することができるとともに、防振性の向上を図ることができる電極構造体の提供を目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the prior art, and can achieve a long battery life and can improve vibration isolation. and an object thereof is to provide a structure.

上記目的を達成するための本発明に係る電極構造体は、少なくとも電極表面側の一部の領域が分割された２以上の領域となるように、基材上に電極活物質が積層され、前記一部の領域は電極表面に電極平均厚さの半分以上の深さの溝を有し、前記電極表面側で前記溝を有する前記一部の領域は、前記電極表面の重心を通る頂点同士を結ぶ線上に沿って位置する形状であるか、前記電極表面の重心を通る中点同士を結ぶ線上に沿って位置する形状であるか、前記電極表面の重心を通る頂点同士及び中点同士を結ぶ線上に沿って位置する形状であり、前記一部の領域は、前記電極表面の一端から他端までは連続していない溝によって形成されることを特徴とする。 Electrode structure according to the present invention for achieving the above object, so that the two or more regions in which a part of the region of at least the electrode surface is divided, the electrode active material is laminated on a substrate, wherein Some areas have grooves with a depth of more than half of the electrode average thickness on the electrode surface, and the some areas having the grooves on the electrode surface side have vertices passing through the center of gravity of the electrode surface. It is a shape located along the connecting line, or a shape located along a line connecting the midpoints passing through the center of gravity of the electrode surface, or connects vertices and midpoints passing through the center of gravity of the electrode surface a shape which is located along the line, the part of the region, from one end to the other end of the electrode surface is characterized Rukoto formed by grooves that are not contiguous.

以上のように構成された本発明に係る電極構造体によれば、少なくとも電極表面側の一部の領域が分割された２以上の領域となるように、基材上に電極活物質が積層され、前記一部の領域は電極表面に電極平均厚さの半分以上の深さの溝を有し、前記電極表面側で前記溝を有する前記一部の領域は、前記電極表面の重心を通る頂点同士を結ぶ線上に沿って位置する形状であるか、前記電極表面の重心を通る中点同士を結ぶ線上に沿って位置する形状であるか、前記電極表面の重心を通る頂点同士及び中点同士を結ぶ線上に沿って位置する形状であり、前記一部の領域は、前記電極表面の一端から他端までは連続していない溝によって形成されるので、微小短絡による電池の自己放電を低減して電池の高寿命化を達成することができるとともに、防振性の向上を図ることができる。 According to the electrode structure according to the present invention configured as described above, the electrode active material is laminated on the base material so that at least a part of the region on the electrode surface side is divided into two or more regions. The partial area has a groove having a depth of more than half of the average electrode thickness on the electrode surface, and the partial area having the groove on the electrode surface side is a vertex passing through the center of gravity of the electrode surface. It is a shape located along a line connecting each other, or a shape located along a line connecting the middle points passing through the center of gravity of the electrode surfaces, or vertices and middle points passing through the center of gravity of the electrode surfaces a shape which is located along a line connecting the portion of the region, said one end of the electrode surface to the other is formed by a groove which is not contiguous Runode, reduced self-discharge of the battery by micro short circuit Battery life can be achieved. It is possible to improve the vibration-proof.

以下に、本発明に係る電極構造体の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。また、電極構造体の製造方法、二次電池、組電池、複合組電池、並びにそれらの電池を搭載した車両の参考実施形態についても図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施の形態で引用する図面では、二次電池を構成する各層の厚みや形状を誇張して描いているが、これは発明の内容の理解を容易にするために行っているものであり、実際の二次電池における各層の厚みや形状と整合しているものではない。 Embodiments of an electrode structure according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. A reference embodiment of a method for manufacturing an electrode structure , a secondary battery, an assembled battery, a composite assembled battery, and a vehicle equipped with these batteries will also be described in detail with reference to the drawings. In the drawings cited in the following embodiments, the thickness and shape of each layer constituting the secondary battery are exaggerated, but this is done to facilitate understanding of the contents of the invention. Therefore, it is not consistent with the thickness and shape of each layer in an actual secondary battery.

図１において、（Ａ）は本実施の形態に係る二次電池の平面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）はその断面図である。二次電池１０は、図に示すように長方形状の扁平な形状を有しており、その両側部からは電力を取り出すための正極タブ２０Ａ、負極タブ２０Ｂが引き出されている。発電要素３０は二次電池１０の外装材（たとえばラミネートフィルム）４０によって包まれ、その周囲は熱融着５０されており、発電要素３０は正極タブ２０Ａ及び負極タブ２０Ｂを引き出した状態で密封されている。 1A is a plan view of a secondary battery according to the present embodiment, FIG. 1B is a side view thereof, and FIG. 1C is a sectional view thereof. As shown in the drawing, the secondary battery 10 has a rectangular flat shape, and a positive electrode tab 20A and a negative electrode tab 20B for taking out electric power are drawn out from both sides thereof. The power generation element 30 is wrapped by an exterior material (for example, a laminate film) 40 of the secondary battery 10, and the periphery thereof is heat-sealed 50. The power generation element 30 is sealed with the positive electrode tab 20A and the negative electrode tab 20B pulled out. ing.

本実施の形態に係る二次電池１０は特に電極の構造に特徴があり、後述するように電極表面に微細な溝を有している。したがって、電極表面に微細な溝を形成する必要から、二次電池１０の発電要素３０を構成する各層のうち、少なくとも負極層および正極層を構成する電極材は、圧電素子の体積変化により、単粒子毎に微細な塗布微粒子を独立に押し出す方法により作製することが好ましい。具体的には、たとえば、インクジェットプリンタ方式を用いて画像を印刷するのと同様に、複数のノズル穴から層形成に必要な材料を間欠的に吐出させる。しかしながら、インクジェットプリンタ方式を用いなくとも、コーター等で電極材を塗布した後、切削機等の２次加工により微細な溝を形成することも可能である。 The secondary battery 10 according to the present embodiment is particularly characterized in the structure of the electrode, and has a fine groove on the electrode surface as will be described later. Therefore, since it is necessary to form a fine groove on the electrode surface, among the layers constituting the power generating element 30 of the secondary battery 10, at least the electrode material constituting the negative electrode layer and the positive electrode layer is simply changed by the volume change of the piezoelectric element. It is preferable that the fine coated fine particles are produced by extruding each particle independently. Specifically, for example, the material necessary for layer formation is intermittently ejected from a plurality of nozzle holes, as in the case of printing an image using an inkjet printer system. However, it is possible to form fine grooves by secondary processing using a cutting machine or the like after applying an electrode material with a coater or the like without using an ink jet printer system.

本実施の形態では、インクジェットプリンタ方式を用いて、二次電池１０の発電要素３０の各層を所定の付着パターンで重ね塗りする場合について説明する。インクジェットプリンタ方式を用いる場合には、１層ずつ絵を描くようにして下の層から順番に層形成していくことによって、発電要素３０を作成することができる。つまり、本実施の形態では箔状の負極集電体１１０上に第１層目から上層へ向けて付着パターンをインクジェットプリンタでカラー画像を形成するときのように順番に重ね塗りして単電池１５０を形成し、この単電池１５０を繰り返し３回積層させるように形成して発電要素３０を形成している。なお、ここでは、発電要素３０を構成する各層について説明し、電極自体の詳細構造については後述する。 In the present embodiment, a case will be described in which each layer of the power generation element 30 of the secondary battery 10 is overcoated with a predetermined adhesion pattern using an inkjet printer system. In the case of using the ink jet printer method, the power generation element 30 can be created by forming layers in order from the lower layer so as to draw a picture layer by layer. In other words, in the present embodiment, the unit cell 150 is overcoated in order from the first layer to the upper layer on the foil-like negative electrode current collector 110 as in the case of forming a color image with an inkjet printer. And the power generation element 30 is formed by repeatedly stacking the unit cells 150 three times. Here, each layer constituting the power generation element 30 will be described, and the detailed structure of the electrode itself will be described later.

すなわち、基材としての負極集電体（導電材）１１０上には、その中央部分に負極材として負極活物質を印刷すると共に、その一部に導電材、その外周部分に絶縁材を印刷する。負極集電体１１０のどの部分に負極活物質、導電材、絶縁材などの材料を印刷するのかといった付着パターンは層ごとにあらかじめ設定しておき、材料の噴射を制御するプリンタはこの付着パターンに応じて導電材や絶縁材をそれぞれの領域において選択的に噴射する。 That is, on the negative electrode current collector (conductive material) 110 as a base material, a negative electrode active material is printed as a negative electrode material in the central portion, a conductive material is printed in a part thereof, and an insulating material is printed in an outer peripheral portion thereof. . An adhesion pattern such as which part of the negative electrode current collector 110 is to be printed with a material such as a negative electrode active material, a conductive material, and an insulating material is set in advance for each layer, and a printer that controls jetting of the material uses this adhesion pattern. In response, a conductive material or an insulating material is selectively sprayed in each region.

第１層目の印刷が終了すると、第２層目の印刷が開始される。第１層の上には、その中央部分にリチウムイオンの交換を行う電解質層１２０としてのイオン伝導材を印刷すると共に、その一部に導電材、その外周部分に絶縁材を印刷する。 When printing of the first layer is completed, printing of the second layer is started. On the first layer, an ion conductive material as an electrolyte layer 120 for exchanging lithium ions is printed at the central portion thereof, and a conductive material is printed on a portion thereof, and an insulating material is printed on the outer peripheral portion thereof.

第２層目の印刷が終了すると、第３層目の印刷が開始される。第２層の上には、その中央部分に正極となる電極層を形成する正極活物質を印刷すると共に、その一部に導電材、その外周部分に絶縁材を印刷する。 When the second layer printing is completed, the third layer printing is started. On the second layer, a positive electrode active material that forms an electrode layer serving as a positive electrode is printed at the central portion thereof, and a conductive material is printed on a part thereof, and an insulating material is printed on an outer peripheral portion thereof.

第３層目の印刷が終了すると第４層目の印刷が開始される。第３層の上にはその全面に正極集電体１３０となる導電材を印刷する。 When printing of the third layer is completed, printing of the fourth layer is started. A conductive material to be the positive electrode current collector 130 is printed on the entire surface of the third layer.

第４層目の印刷が終了すると第５層目の印刷が開始される。第４層の上には、その中央部分にリチウムイオンの交換を行う電解質層１２０としてのイオン伝導材を印刷すると共に、その一部に導電材、その外周部分に絶縁材を印刷する。 When printing of the fourth layer is completed, printing of the fifth layer is started. On the fourth layer, an ion conductive material serving as an electrolyte layer 120 for exchanging lithium ions is printed at the central portion thereof, and a conductive material is printed on a portion thereof and an insulating material is printed on the outer peripheral portion thereof.

第５層目の印刷が終了すると第６層目の印刷が開始される。第５層の上には第６層目の印刷が行われるが、第６層目の印刷は上記の第１層目の印刷と同一である。つまり、第５層の上には、その中央部分に負極層を形成する負極活物質を印刷すると共に、その一部に導電材、その外周部分に絶縁材を印刷する。 When printing of the fifth layer is completed, printing of the sixth layer is started. The sixth layer is printed on the fifth layer, and the sixth layer printing is the same as the first layer printing. That is, on the fifth layer, a negative electrode active material for forming a negative electrode layer is printed at the central portion, a conductive material is printed on a part thereof, and an insulating material is printed on an outer peripheral portion thereof.

その後、第２層目および第３層目と同様にして、第７層目および第８層目を印刷する。 Thereafter, the seventh and eighth layers are printed in the same manner as the second and third layers.

なお、図１において、負極集電体１１０と正極集電体１３０との間の層が単電池１５０となり、１７０はタブと集電体との連結部、１８０は集電体幅、１９０はタブ幅を示している。 In FIG. 1, the layer between the negative electrode current collector 110 and the positive electrode current collector 130 is a unit cell 150, 170 is a connecting portion between the tab and the current collector, 180 is the current collector width, and 190 is the tab. The width is shown.

上記のような単電池１５０ごとの印刷を合計３回繰り返し行って、一組の発電要素３０が形成される。 The printing for each unit cell 150 as described above is repeated three times in total to form a set of power generation elements 30.

ここで、正極を形成する材料としては、正極活物質、導電助剤等がある。正極活物質としては、一般的なリチウムイオン電池の構成材料である遷移金属とリチウムとの複合酸化物（リチウム−遷移金属複合酸化物）が好適に使用される。具体的には、ＬｉＭｎＯ_２やＬｉＭｎ_２Ｏ_４などのＬｉ−Ｍｎ系複合酸化物、ＬｉＣｏＯ_２などのＬｉ−Ｃｏ系複合酸化物、Ｌｉ_２Ｃｒ_２Ｏ_７やＬｉ_２ＣｒＯ_４などのＬｉ−Ｃｒ系複合酸化物、ＬｉＮｉＯ_２などのＬｉ−Ｎｉ系複合酸化物、Ｌｉ_ｘＦｅＯ_ｙやＬｉＦｅＯ_２などのＬｉ−Ｆｅ系複合酸化物、Ｌｉ_ｘＶ_ｙＯ_ｚなどのＬｉ−Ｖ系複合酸化物、およびこれらの遷移金属の一部を他の元素により置換したもの（例えば、ＬｉＮｉ_ｘＣｏ_１−ｘＯ_２（０＜ｘ＜１）等）などが使用できる。このようにＬｉ金属酸化物から選択されるが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。リチウム−遷移金属複合酸化物は、反応性やサイクル耐久性に優れ、低コストな材料である。そのため、これらの材料を電極に用いることにより、出力特性に優れた二次電池を形成することができる点で有利である。この他に、ＬｉＦｅＰＯ_４などの遷移金属とリチウムのリン酸化合物や硫酸化合物（Ｖ_２Ｏ_５、ＭｎＯ_２、ＴｉＳ_２、ＭｏＳ_２）や、ＭｏＯ_３などの遷移金属酸化物や硫化物（ＰｂＯ_２、ＡｇＯ、ＮｉＯＯＨ）などが挙げられる。 Here, examples of the material for forming the positive electrode include a positive electrode active material, a conductive auxiliary agent, and the like. As the positive electrode active material, a composite oxide of lithium and transition metal (lithium-transition metal composite oxide) which is a constituent material of a general lithium ion battery is preferably used. Specifically, Li—Mn composite oxides such as LiMnO ₂ and LiMn ₂ O ₄ , Li—Co composite oxides such as LiCoO _2, and Li—Cr such as Li ₂ Cr ₂ O ₇ and Li ₂ CrO _4. system composite oxide, Li-Ni-based composite oxide such as LiNiO _{_2,} Li x FeO _y and Li-Fe-based composite oxides such as _{_{_{_{LiFeO 2, Li x V y O}}}} z Li-V based composite oxides such as, In addition, those obtained by substituting a part of these transition metals with other elements (for example, LiNi _x Co _1-x O ₂ (0 <x <1), etc.) can be used. Thus, although it selects from Li metal oxide, this invention is not limited to these materials. The lithium-transition metal composite oxide is a low-cost material that is excellent in reactivity and cycle durability. Therefore, the use of these materials for the electrodes is advantageous in that a secondary battery having excellent output characteristics can be formed. In addition, transition metal and lithium phosphate compounds such as LiFePO ₄ , sulfate compounds (V ₂ O ₅ , MnO ₂ , TiS ₂ , MoS ₂ ), transition metal oxides such as MoO ₃ and sulfides (PbO ₂₎ , AgO, NiOOH) and the like.

特に、正極材としてＬｉ−Ｍｎ系複合酸化物を用いると、電圧−ＳＯＣプロファイルを傾けることができるようになる。これより、電圧を計測することで電池の充電状態（ＳＯＣ）が判明するため、電池が特に不安定な過充電、過放電状態を検知し、対処することが可能となり、電池の信頼性を向上させることができる。また、Ｌｉ−Ｍｎ系複合酸化物は過充電、過放電により電池が故障するときにも反応が穏やかであり、異常時の信頼性が高いと言える。 In particular, when a Li—Mn composite oxide is used as the positive electrode material, the voltage-SOC profile can be tilted. As a result, the state of charge (SOC) of the battery can be determined by measuring the voltage, which makes it possible to detect and deal with particularly unstable overcharge and overdischarge conditions, improving battery reliability. Can be made. In addition, it can be said that the Li—Mn-based composite oxide has a mild reaction even when the battery fails due to overcharge and overdischarge, and has high reliability in an abnormal state.

また、負極を形成する材料としては負極活物質があり、結晶性炭素材や非結晶性炭素材が挙げられる。具体的には、天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラック、活性炭、カーボンファイバー、コークス、ソフトカーボン、およびハードカーボンなどが挙げられる。場合によっては、上記負極活物質の２種以上が併用されてもよい。負極材を結晶性炭素材や非結晶性炭素材にすることで、電圧−ＳＯＣプロファイルを傾けることができるようになる。これより、電圧を計測することで電池の充電状態（ＳＯＣ）が判明するため、電池が特に不安定な過充電、過放電状態を検知し、対処することが可能となり、電池の信頼性を向上させることができる。この効果は非晶質炭素において特に顕著である。 Moreover, as a material which forms a negative electrode, there exists a negative electrode active material, and a crystalline carbon material and an amorphous carbon material are mentioned. Specific examples include natural graphite, artificial graphite, carbon black, activated carbon, carbon fiber, coke, soft carbon, and hard carbon. In some cases, two or more of the negative electrode active materials may be used in combination. By making the negative electrode material a crystalline carbon material or an amorphous carbon material, the voltage-SOC profile can be tilted. As a result, the state of charge (SOC) of the battery can be determined by measuring the voltage, which makes it possible to detect and deal with particularly unstable overcharge and overdischarge conditions, improving battery reliability. Can be made. This effect is particularly remarkable in amorphous carbon.

次に、図２から図１０を用いて、本発明に係る電極構造体について説明する。図２において、（Ａ）は本発明に係る電極構造体の平面図であり、（Ｂ）はＡ−Ａ’線断面図である。図３は、微小短絡時の電子の移動状況を説明する図である。図４は、線膨張係数の歪みの吸収状況を説明する図である。図５は、電極表面の溝の深さを示す模式図である。 Next, the electrode structure according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2A is a plan view of the electrode structure according to the present invention, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line A-A ′. FIG. 3 is a diagram for explaining the state of movement of electrons during a minute short circuit. FIG. 4 is a diagram illustrating a state of absorption of distortion of the linear expansion coefficient. FIG. 5 is a schematic diagram showing the depth of the groove on the electrode surface.

図２に示すように、たとえば、上述のインクジェットプリンタ方式により、少なくとも電極表面側が分割された２以上の領域となるように、箔状の集電体２１０上に電極材２２０としての電極活物質が積層され、電極表面に電極平均厚さの半分よりも深い溝２３０を有する電極２００を形成する。 As shown in FIG. 2, for example, an electrode active material as an electrode material 220 is formed on a foil-like current collector 210 so that at least the electrode surface side is divided into two or more regions by the above-described inkjet printer method. The electrode 200 having a groove 230 that is laminated and deeper than half of the average electrode thickness is formed on the electrode surface.

従来、略均一の厚さを有する電極層は、電極表面上に意識的な凹凸は有さず、平滑であることが望まれている。しかし、外部応力の入力や電極材の一部の剥がれなどにより、微小な短絡が生じると、その微小短絡を起因として、電極全面にチャージされた電子がその部分で徐々に消費され、いずれは電子が無くなり、電池が完全放電してしまう。たとえば、リチウムイオン電池の場合には、０ボルトになると銅が析出し易くなり、電池の機能を喪失するおそれがある。 Conventionally, an electrode layer having a substantially uniform thickness is desired to be smooth without conscious irregularities on the electrode surface. However, if a minute short circuit occurs due to external stress input or peeling of a part of the electrode material, the electrons charged on the entire surface of the electrode are gradually consumed due to the minute short circuit. Will disappear and the battery will be completely discharged. For example, in the case of a lithium ion battery, when it reaches 0 volts, copper is likely to be deposited, and the function of the battery may be lost.

本発明に係る電極構造体では、少なくとも電極表面側が分割された２以上の領域を形成する溝２３０を設定することにより、仮に、電極２００内のある部分で微小短絡が発生した場合でも、その領域内の電子が選択的に消費される。したがって、電極表面全体の電子が無くなるまでに長時間を要することになり、その結果として、微小短絡が発生した場合の電池寿命が延びることになる。これは、従来では電子が移動する際、電極材を移動する経路と、集電体を移動する経路との大きく分けて２経路が存在したが、本発明に係る電極構造体の場合には、図３に示すように、電極表面に微細な溝２３０を有するので、電極材２２０を移動する電子の量が極端に減少するからである。すなわち、図３において、電極２００内のある部分で微小短絡が発生した場合に、（Ａ）のように電極表面の溝２３０が深い方が、（Ｂ）のように電極表面の溝２３０が浅いよりも電極材２２０を通過する電子の量を減少させることができる。 In the electrode structure according to the present invention, by setting the groove 230 that forms at least two regions divided at least on the electrode surface side, even if a micro short circuit occurs in a certain part in the electrode 200, the region The electrons inside are selectively consumed. Therefore, it takes a long time for the electrons on the entire surface of the electrode to disappear, and as a result, the battery life when a micro short circuit occurs is extended. Conventionally, when electrons move, there are roughly two paths, a path for moving the electrode material and a path for moving the current collector, but in the case of the electrode structure according to the present invention, As shown in FIG. 3, since the fine groove 230 is provided on the electrode surface, the amount of electrons moving through the electrode material 220 is extremely reduced. That is, in FIG. 3, when a micro short-circuit occurs in a certain portion in the electrode 200, the groove 230 on the electrode surface is deeper as shown in (A), and the groove 230 on the electrode surface is shallow as shown in (B). As a result, the amount of electrons passing through the electrode material 220 can be reduced.

また、従来の平滑な電極は外部の熱や自己発熱に起因して、集電体と電極材とで線膨張係数が異なるため、電極材と集電体との間で応力が発生する可能性が高かった。しかし、本発明に係る電極構造体によれば、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、電極表面に微細な溝２３０を有しているので、該溝２３０の幅が変化することにより線膨張係数の歪みを吸収することが可能となり、熱膨張し易い集電体２１０の伸びによる歪みを低減することができる。 In addition, the conventional smooth electrode has a different coefficient of linear expansion between the current collector and the electrode material due to external heat and self-heating, which may cause stress between the electrode material and the current collector. Was high. However, according to the electrode structure according to the present invention, as shown in FIGS. 4A and 4B, since the electrode surface has the fine groove 230, the width of the groove 230 changes. The distortion of the linear expansion coefficient can be absorbed, and the distortion due to the elongation of the current collector 210 that easily undergoes thermal expansion can be reduced.

ここで、「電極表面」とは、集電体２１０の上に塗布された電極材２２０としての電極活物質の表面を意味する。また、「分割された２以上の領域」とは、電極表面に１条以上の溝２３０を設定することで、溝２３０により分けられた領域が２以上であることを意味する。 Here, the “electrode surface” means the surface of the electrode active material as the electrode material 220 applied on the current collector 210. Further, “two or more divided areas” means that one or more grooves 230 are set on the electrode surface, so that the areas divided by the grooves 230 are two or more.

微細な溝２３０の深さは、少なくとも電極平均厚さの半分以上の深さを有することが必要である。ここで、「電極の平均厚さ」とは、集電体２１０の上に塗布された電極材２２０の厚さにばらつきがある場合にはその平均値を意味する。これは、この溝２３０以外の電極材部分を電子が移動するため、上述したように、溝２３０が深ければそれだけ電子の移動が制限され、微小短絡発生時の寿命を向上させることができるからである。電極平均厚さの半分未満の深さでは、流れる電流の量があまり変わらず、電池寿命に対する効果が小さくなるからである。また、線膨張係数の違いによる電極２００の応力の低減効果が殆どなくなるからである。 The depth of the fine groove 230 needs to be at least half the average electrode thickness. Here, the “average thickness of the electrode” means the average value when the thickness of the electrode material 220 applied on the current collector 210 varies. This is because electrons move through the electrode material other than the groove 230, and as described above, the deeper the groove 230, the more the movement of electrons is limited, and the life when a micro short circuit occurs can be improved. is there. This is because when the depth is less than half of the average electrode thickness, the amount of flowing current does not change so much and the effect on the battery life is reduced. Further, the effect of reducing the stress of the electrode 200 due to the difference in linear expansion coefficient is almost lost.

より具体的には、溝２３０の深さは電極平均厚さの７０〜１００％であることが好ましい。これは、７０〜１００％の範囲において、微小短絡に起因する電池寿命や、線膨張係数の違いによる耐熱性が更に向上するからである。１００％の場合には、特に微小短絡における電流の流れが集電体２１０のみになるため、電池寿命の向上が著しい。また、集電体２１０上に電極材２２０が載っている状態になるため、線膨張係数の違いによる集電体２１０の伸びがほぼ完全に電極材２２０の挙動として一体に動くので、電極２００の応力の低減効果が大きくなる。図５において、（Ａ）は溝の深さが電極平均厚さの９０％である場合、（Ｂ）は溝の深さが電極平均厚さの７０％である場合、及び（Ｂ）は溝の深さが電極平均厚さの５０％である場合を示しており、これらは全て本発明の条件を満たしているが、（Ａ）及び（Ｂ）の態様が好ましい。 More specifically, the depth of the groove 230 is preferably 70 to 100% of the average electrode thickness. This is because in the range of 70 to 100%, the battery life due to the micro short circuit and the heat resistance due to the difference in linear expansion coefficient are further improved. In the case of 100%, the current flow particularly in the case of a micro short circuit is only the current collector 210, so the battery life is remarkably improved. Further, since the electrode material 220 is placed on the current collector 210, the elongation of the current collector 210 due to the difference in the linear expansion coefficient almost completely moves as the behavior of the electrode material 220. The effect of reducing stress is increased. In FIG. 5, (A) shows the case where the groove depth is 90% of the average electrode thickness, (B) shows the case where the groove depth is 70% of the average electrode thickness, and (B) shows the groove. The case where the depth of the electrode is 50% of the average thickness of the electrode is shown, and these all satisfy the conditions of the present invention, but the embodiments of (A) and (B) are preferred.

また、本実施の形態では、図２に示したように、電極表面に縦横に延びる井桁状を呈する複数条の直状溝２３０が形成されている。これらの溝２３０により電極表面に分割される複数の領域は、直方体形状を有することが好ましい。これは、集電体２１０も広い意味で直方体であるため、外部振動や線膨張係数に起因する応力がその直方体を源とする部位に発生する可能性が高いからである。また、仮に領域を曲線により区画した場合には、その曲線部で大きな応力が発生し、耐熱性や防振性が劣る可能性があるからである。耐熱性等が低下すると、その部分で電極の活物質が剥がれ易く、微小短絡の発生原因が生じるからである。 Moreover, in this Embodiment, as shown in FIG. 2, the strip | belt-shaped straight groove | channel 230 which exhibits the cross-beam shape extended vertically and horizontally on the electrode surface is formed. It is preferable that the plurality of regions divided by the grooves 230 on the electrode surface have a rectangular parallelepiped shape. This is because the current collector 210 is also a rectangular parallelepiped in a broad sense, and therefore, there is a high possibility that stress resulting from external vibration or a linear expansion coefficient is generated in a portion that uses the rectangular parallelepiped as a source. Further, if the region is partitioned by a curve, a large stress is generated at the curved portion, and heat resistance and vibration resistance may be deteriorated. This is because, when the heat resistance or the like is lowered, the active material of the electrode is easily peeled off at that portion, and a cause of occurrence of a micro short circuit occurs.

さらに、直方体領域の短辺の長さが１０〜５００μｍの範囲にあることが好ましい。これは、１０μｍ未満では領域を分ける溝２３０の総面積が大きくなり過ぎ、電池の容量低下を無視できなくなるからである。また、５００μｍを越えると、電池寿命の向上度合いが小さくなるからである。 Furthermore, the length of the short side of the rectangular parallelepiped region is preferably in the range of 10 to 500 μm. This is because if the thickness is less than 10 μm, the total area of the grooves 230 that divide the region becomes too large, and a decrease in battery capacity cannot be ignored. Further, if it exceeds 500 μm, the degree of improvement in battery life is reduced.

ここで溝２３０の幅は、領域面積の１／１００から１／１０が望ましく、実質的な幅は１μから１００μｍ程度である。この溝２３０が形成される部分は、電極活物質が少ない部分であるので、電池容量がその分小さくなる。したがって、溝２３０の部分の面積はできるだけ小さい方が望ましい。溝２３０の幅は、溝２３０の製造方法や、電池寿命との兼ね合いにより定まるが、ここでは特に限定されない。 Here, the width of the groove 230 is preferably 1/100 to 1/10 of the area of the region, and the substantial width is about 1 μm to 100 μm. Since the portion where the groove 230 is formed is a portion where the electrode active material is small, the battery capacity is reduced accordingly. Therefore, it is desirable that the area of the groove 230 is as small as possible. The width of the groove 230 is determined by the manufacturing method of the groove 230 and the balance with the battery life, but is not particularly limited here.

微細な溝２３０により分割される領域は、電極表面上に対称に分散されていることが好ましい。また、微細な溝２３０からなる微小領域が、少なく電極表面の重心に位置することが好ましい。さらに、微細な溝２３０からなる微小領域が、少なくとも電極表面の頂点、及び頂点を結ぶ辺の中点を連結する線上に位置することが好ましい。 The regions divided by the fine grooves 230 are preferably distributed symmetrically on the electrode surface. In addition, it is preferable that a minute region including the minute groove 230 is located at the center of gravity of the electrode surface. Furthermore, it is preferable that the minute region including the minute groove 230 is located on a line connecting at least the vertex of the electrode surface and the midpoint of the side connecting the vertex.

図６は、本発明に係る電極構造体の振動減衰効果を説明する図である。この電極構造体における点線部分を節として、該電極構造体が振動することになるため、この点線上にある活物質がその振動の影響を最も受け易くなる。また、この振動の節の点線が集まる点も振動に対して重要であり、特に重心は最も振動入力が強いため、最も振動の影響を受け易くなる。その他、図７において、頂点１〜頂点４は重心の次に振動の影響を受け易く、中点１−２、中点２−３、中点３−４、中点４−１もその次に受け易い部位になる。ここで、この振動の影響を受け易い部分は、その振動により電極材が剥がれる可能性が高いため、微小短絡が起き易い部位になる。したがって、このような部位に微細な溝２３０を設けることにより、その耐振動性が向上し、微小短絡が起き難くなるため、結果として、防振性が向上することになる。 FIG. 6 is a diagram for explaining the vibration damping effect of the electrode structure according to the present invention. Since the electrode structure vibrates with the dotted line portion in the electrode structure as a node, the active material on the dotted line is most susceptible to the vibration. Further, the point where the dotted lines of the vibration nodes gather is also important for vibration, and the center of gravity is particularly susceptible to vibration because the vibration input is strongest. In addition, in FIG. 7, vertex 1 to vertex 4 are susceptible to vibration after the center of gravity, and midpoint 1-2, midpoint 2-3, midpoint 3-4, and midpoint 4-1 are also next. It becomes a part that is easy to receive. Here, the portion that is easily affected by the vibration is likely to cause a minute short circuit because the electrode material is likely to be peeled off by the vibration. Therefore, by providing the minute groove 230 in such a portion, the vibration resistance is improved and a minute short circuit is less likely to occur, and as a result, the vibration isolating property is improved.

図７から図９は、上記の考察に基づいて、微細な溝２３０の設定例を示す模式図である。これらのＡ〜Ｇパターンの電極構造に関しては、振動の影響が大きい部分に微細な溝２３０からなる微小領域を設定することにより、防振性が向上することになる。図７において、Ａ及びＡ’パターンは、頂点１と頂点３とを結んだ線上及び頂点２と頂点３とを結んだ線上に溝２３０を位置させたものである。図７において、Ｂ及びＢ’パターンは、中点１−２と中点３−４とを結んだ線上及び中点４−１と中点２−３とを結んだ線上に溝２３０を位置させたものである。図８において、Ｃ及びＣ’パターンは、頂点１と頂点３とを結んだ線上、頂点２と頂点３とを結んだ線上、及び中点１−２と中点３−４とを結んだ線上に溝２３０を位置させたものである。図８において、Ｄ及びＤ’パターンは、頂点１と頂点３とを結んだ線上、頂点２と頂点３とを結んだ線上、及び中点４−１と中点２−３とを結んだ線上に溝２３０を位置させたものである。図９において、Ｅ及びＥ’パターンは頂点１と頂点３とを結んだ線上、頂点２と頂点３とを結んだ線上、中点１−２と中点３−４とを結んだ線上及び４−１と中点２−３とを結んだ線上に溝２３０を位置させたものである。図９において、Ｆ及びＧパターンは、溝２３０を電極表面の縦横に井桁状に設定したものである。 FIG. 7 to FIG. 9 are schematic views showing setting examples of the fine groove 230 based on the above consideration. With respect to the electrode structures of these A to G patterns, the vibration proof property is improved by setting a minute region including the minute groove 230 in a portion where the influence of vibration is large. In FIG. 7, A and A ′ patterns are obtained by positioning the groove 230 on the line connecting the vertex 1 and the vertex 3 and on the line connecting the vertex 2 and the vertex 3. In FIG. 7, the B and B ′ patterns have grooves 230 positioned on the line connecting the midpoint 1-2 and the midpoint 3-4 and on the line connecting the midpoint 4-1 and the midpoint 2-3. It is a thing. In FIG. 8, the C and C ′ patterns are on the line connecting the vertex 1 and the vertex 3, on the line connecting the vertex 2 and the vertex 3, and on the line connecting the midpoint 1-2 and the midpoint 3-4. The groove 230 is located on the surface. In FIG. 8, D and D ′ patterns are on the line connecting the vertex 1 and the vertex 3, on the line connecting the vertex 2 and the vertex 3, and on the line connecting the middle point 4-1 and the middle point 2-3. The groove 230 is located on the surface. In FIG. 9, E and E ′ patterns are on the line connecting the vertex 1 and the vertex 3, on the line connecting the vertex 2 and the vertex 3, on the line connecting the midpoint 1-2 and the midpoint 3-4, and 4 The groove 230 is positioned on a line connecting -1 and the midpoint 2-3. In FIG. 9, the F and G patterns are obtained by setting the grooves 230 in a grid pattern in the vertical and horizontal directions of the electrode surface.

図１０は、振動のスペクトルを示す説明図であり、微細な溝を有しない電極を従来構造とし、上記Ｄパターンの電極構造を発明構造として表したものである。図示するように、発明構造は振動が大きく減衰することが分かり、それに起因する微小短絡が少なくなる可能性を示唆している。 FIG. 10 is an explanatory diagram showing a vibration spectrum, in which an electrode having no fine groove is a conventional structure, and the electrode structure of the D pattern is an invention structure. As shown in the figure, it can be seen that the inventive structure greatly attenuates the vibration, suggesting the possibility of a small short circuit resulting therefrom.

また、微細な溝２３０により分割された領域のサイズは、電極表面上において同等であっても、いろいろなサイズが混在してもよい。耐熱性および防振性の効果を考慮すると、できるだけ均一な領域であることが好ましいが、特に限定されるものではない。 In addition, the size of the region divided by the fine groove 230 may be the same on the electrode surface, or various sizes may be mixed. In consideration of the effects of heat resistance and vibration proofing, the region is preferably as uniform as possible, but is not particularly limited.

次に、本発明に係る電極構造体の製造方法をさらに詳しく説明する。 Next, the manufacturing method of the electrode structure according to the present invention will be described in more detail.

上述したように、本発明に係る電極構造体を製造するには、圧電素子の体積変化により、単粒子毎に微細な塗布微粒子を独立に押し出す方法、たとえば、インクジェットプリンタ方式を用い、少なくとも電極表面側が分割された２以上の領域となるように、金属箔からなる集電体２１０上に電極材２２０として電極活物質を積層し、電極表面に電極平均厚さの半分以上の深さの溝２３０を形成する。電極材２２０としての電極活物質を積層する基材は集電体に限らず、高分子フィルムを用いても構わない。電極活物質は分散材をバインダーとして用い、上記インクジェットプリンタ方式に使用するインクとして電極材のスラリーを作製することが可能である。金属箔とは、電池の集電体に適用可能なアルミ箔、銅箔及びステンレス鋼箔（ＳＵＳ箔）などの金属箔を意味する。また、高分子フィルムとは、一般的な電池用のセパレータ材や外装のラミネート材を意味する。これらの基材上に電極活物質をインクジェット塗布することにより、分散性の高いことに起因する低抵抗な電極を得ることができる。さらに、分散材に起因する高い接着性を有するため、振動等の外部応力などに対する信頼性の高い電極を得ることができる。 As described above, in order to manufacture the electrode structure according to the present invention, a method of independently extruding fine coated fine particles for each single particle by a volume change of the piezoelectric element, for example, an ink jet printer method is used. An electrode active material is laminated as the electrode material 220 on the current collector 210 made of metal foil so that the side is divided into two or more regions, and a groove 230 having a depth of more than half of the average electrode thickness is formed on the electrode surface. Form. The base material on which the electrode active material as the electrode material 220 is laminated is not limited to the current collector, and a polymer film may be used. As the electrode active material, a dispersion material is used as a binder, and it is possible to prepare a slurry of the electrode material as ink used in the ink jet printer system. The metal foil means a metal foil such as an aluminum foil, a copper foil, and a stainless steel foil (SUS foil) applicable to a battery current collector. In addition, the polymer film means a general battery separator material or an exterior laminate material. By applying an electrode active material to these substrates by inkjet, a low-resistance electrode resulting from high dispersibility can be obtained. Furthermore, since it has high adhesiveness due to the dispersing material, an electrode with high reliability against external stresses such as vibration can be obtained.

上記塗布微粒子は、１〜１００ピコリットル（ｐＬ）の範囲で所定量ずつ押し出されることが好ましい。１ｐＬ未満では、ミクロマスバネ構造が形成されてもマスが小さ過ぎて、良好な振動低減ができないからである。また１００ｐＬを越えると、ミクロマスバネ構造の橋部分が形成され難くなり、振動低減効果が小さくなる可能性があるからである。さらに、ミクロマスバネ構造の橋部分が形成されても、該橋部分のバネが大きくなり、振動を低減する効果が小さくなるからである。 The coated fine particles are preferably extruded by a predetermined amount in the range of 1 to 100 picoliters (pL). If it is less than 1 pL, even if a micro mass spring structure is formed, the mass is too small and satisfactory vibration reduction cannot be achieved. Moreover, if it exceeds 100 pL, it is difficult to form a bridge portion having a micro mass spring structure, and the vibration reduction effect may be reduced. Furthermore, even if a bridge portion having a micro mass spring structure is formed, the spring of the bridge portion becomes large, and the effect of reducing vibration becomes small.

電極材２２０の層厚については、同一の電極材（電極活物質）をインクジェットプリンタ方式等の同一方法により均一厚さで複数回積層することにより、電極材２２０の総厚を増加させることが好ましい。これは、同一の電極材（電極活物質）を均一厚さで複数回積層することにより、厚塗り電極を製造することができるからである。インクジェットプリンタ方式のメリットは均一厚さで薄塗りができることにあるので、厚塗りに対するメリットが大きいとはいえないが、１〜３０μｍ程度の厚さであればインクジェットプリンタ方式により積層することもできる。 Regarding the layer thickness of the electrode material 220, it is preferable to increase the total thickness of the electrode material 220 by laminating the same electrode material (electrode active material) at a uniform thickness a plurality of times by the same method such as an inkjet printer method. . This is because a thick electrode can be manufactured by laminating the same electrode material (electrode active material) with a uniform thickness multiple times. Since the merit of the ink jet printer method is that thin coating can be performed with a uniform thickness, it cannot be said that the merit with respect to the thick coating is great. However, if the thickness is about 1 to 30 μm, the ink jet printer method can be laminated.

これに限るものではなく、異種の電極材を同一方法により均一厚さで複数回積層することにより、電極材２２０の総厚を増加させることができる。これは、たとえば、全固体バイポーラ電池を製造する場合に、正極材、電解質、負極材、及び金属箔などを順番に塗工することも可能だからである。すなわち、金属箔または高分子フィルムから選ばれる基材上に、正極材、負極材、電解質材及び導電材から選ばれる電極要素材のうち少なくとも１以上を塗布する電極であり、塗布微粒子を略同体積ずつ独立噴出させ、基材上に単独付着させることにより、基材上に電極要素材を略均一厚さに積層することができる。 However, the present invention is not limited to this, and the total thickness of the electrode material 220 can be increased by stacking different types of electrode materials multiple times with a uniform thickness by the same method. This is because, for example, when manufacturing an all-solid-state bipolar battery, a positive electrode material, an electrolyte, a negative electrode material, a metal foil, and the like can be applied in order. That is, an electrode for applying at least one of electrode element materials selected from a positive electrode material, a negative electrode material, an electrolyte material, and a conductive material on a base material selected from a metal foil or a polymer film. The electrode element material can be laminated to a substantially uniform thickness on the base material by independently ejecting each volume and allowing them to adhere independently on the base material.

電極溶媒は、粒子径が０．０１〜１μｍの活物質であることが好ましい。０．０１μｍ未満では、分散材のサイズに比較して活物質のサイズが小さいため、微細孔のサイズと分散材のサイズとが合わなくなり、接着性が低下するからである。また、１μｍを越えると、活物質のサイズが分散材のサイズに比較して大き過ぎ、バインダーとして活物質を保持することが難しくなり、接着性が低下するからである。また、インクジェットプリンタ方式で塗布するには、活物質のサイズは小さい方が好ましいが、１μｍを越えると安定してインク中に活物質を分散しておくのが困難になるからである。 The electrode solvent is preferably an active material having a particle size of 0.01 to 1 μm. If the thickness is less than 0.01 μm, the size of the active material is smaller than the size of the dispersion material, so that the size of the micropores does not match the size of the dispersion material, and the adhesiveness decreases. On the other hand, if it exceeds 1 μm, the size of the active material is too large compared to the size of the dispersion material, and it becomes difficult to hold the active material as a binder, and the adhesiveness is lowered. For application by an ink jet printer method, it is preferable that the size of the active material is small. However, if it exceeds 1 μm, it becomes difficult to stably disperse the active material in the ink.

インクジェットプリンタ方式で塗布するには、電極溶媒の固形分が５〜３０ｗｔ％の範囲にあることが好ましい。５ｗｔ％未満では、数ミクロンの厚さの電極を作成するのに、塗出回数を多くする必要があり、電極塗布の効率が悪くなるからである。また、３０ｗｔ％を越えると、インク中に安定に分散させることが困難となるからである。ここでインクジェットプリンタ方式を用いないでコーター等で塗布する場合は、固形分が多ければ多い程、塗布効率が良い。この場合の固形分は、９０〜９９ｗｔ％の範囲であることが好ましいが、限定されるものではない。 In order to apply by an ink jet printer method, the electrode solvent preferably has a solid content in the range of 5 to 30 wt%. If it is less than 5 wt%, it is necessary to increase the number of times of coating in order to produce an electrode having a thickness of several microns, and the efficiency of electrode coating deteriorates. Further, if it exceeds 30 wt%, it is difficult to stably disperse in the ink. Here, when coating with a coater or the like without using the ink jet printer method, the higher the solid content, the better the coating efficiency. The solid content in this case is preferably in the range of 90 to 99 wt%, but is not limited.

インクジェットプリンタ方式で塗布するには、電極活物質の分散材が０．１〜５ｗｔ％の範囲にあることが好ましい。０．１ｗｔ％未満では、分散性が悪化して長時間の保管等に耐えることができない可能性があるからである。また、５ｗｔ％を越えると、活物質の相対量が減少し、電極を作成するのに効率が悪いからである。分散材は単一の材料を用いても、複数の材料を用いてもよい。また、インク溶媒としてはＮＭＰを使用することができるが、限定されるものではない。インクの塗布後、加熱処理により揮発等し、且つ活物質や分散材と相溶性が高い性質を有し、活物質と分散材等を良好に混合できるものであれば、発明の目的を達成する。他方、インクジェットプリンタ方式を用いないでコーター等で塗布する場合には、分散材の量はは少なければ少ない程、塗布効率がよく、電極の活物質量を増やすことが可能となる。 In order to apply by an ink jet printer system, the electrode active material dispersion is preferably in the range of 0.1 to 5 wt%. This is because if the content is less than 0.1 wt%, the dispersibility deteriorates and it may not be able to withstand long-term storage. On the other hand, if it exceeds 5 wt%, the relative amount of the active material decreases, and the efficiency for producing the electrode is poor. The dispersion material may be a single material or a plurality of materials. Further, NMP can be used as the ink solvent, but is not limited thereto. The invention achieves the object of the present invention as long as it has properties such as volatilization by heat treatment after application of the ink, and high compatibility with the active material and the dispersion material, and the active material and the dispersion material can be mixed well. . On the other hand, when coating with a coater or the like without using an ink jet printer method, the smaller the amount of the dispersing material, the better the coating efficiency and the amount of the active material of the electrode can be increased.

以上のようにして作成される本発明に係る電極構造体によれば、少なくとも電極表面側が分割された２以上の領域となるように、集電体２１０等の基材上に電極材２２０としての電極活物質が積層され、電極表面に電極平均厚さの半分以上の深さの溝２３０が存在するように形成したので、仮に微小短絡が起きた場合には、その微小短絡に起因する自己放電量を低減することができ、かつ、微細な溝２３０により集電体２１０と電極材２２０との線膨張係数の違いに起因する熱付加時の伸びによる電極の構造劣化を抑制し、更には微細な溝２３０により分割された領域を電極表面に制御しつつ形成することで、振動入力時の電極材２２０の物理的な劣化を低減することができるものである。上述したように、本発明に係る電極構造体を製造するには、圧電素子の体積変化により、単粒子毎に微細な塗布微粒子を独立に押し出す方法、たとえば、インクジェットプリンタ方式を用いることが望ましく、この方式を用いることにより、電極表面に微細な溝２３０を有しながら極薄の電極を作成することができるので、高出力で信頼性の高い二次電池１０を得ることができる。 According to the electrode structure according to the present invention created as described above, the electrode material 220 is formed on the base material such as the current collector 210 so that at least the electrode surface side is divided into two or more regions. Since the electrode active material is laminated and formed so that the groove 230 having a depth more than half of the average electrode thickness exists on the electrode surface, if a micro short-circuit occurs, self-discharge caused by the micro short-circuit occurs. The amount of the electrode can be reduced, and the fine groove 230 suppresses the deterioration of the electrode structure due to the elongation during heat application due to the difference in the coefficient of linear expansion between the current collector 210 and the electrode material 220. By forming the region divided by the groove 230 on the electrode surface while controlling it, physical deterioration of the electrode material 220 at the time of vibration input can be reduced. As described above, in order to manufacture the electrode structure according to the present invention, it is desirable to use a method of extruding fine coated fine particles independently for each single particle by a volume change of the piezoelectric element, for example, an inkjet printer method, By using this method, an extremely thin electrode can be formed while having a fine groove 230 on the electrode surface, and therefore, the secondary battery 10 with high output and high reliability can be obtained.

上記二次電池１０は、図１１に示すように、複数、直列に又は並列に接続して組電池２５０を形成し、端子２６０を導出した状態で外部ケース２７０内に収納して組電池モジュール２８０を構成することができる。また、この組電池モジュール２８０をさらに複数、直列に又は並列に接続して、複合組電池３００を形成することができる。 As shown in FIG. 11, a plurality of the secondary batteries 10 are connected in series or in parallel to form an assembled battery 250 and are housed in an external case 270 in a state where the terminals 260 are led out, and are assembled battery modules 280. Can be configured. Further, a plurality of the assembled battery modules 280 may be connected in series or in parallel to form the composite assembled battery 300.

図１２は、複合組電池３００の平面図（図Ａ）、正面図（図Ｂ）、側面図（図Ｃ）を示しているが、作成した組電池モジュール２８０は、バスバーのような電気的な接続手段を用いて相互に接続し、組電池モジュール２８０は接続治具３１０及び固定ネジ３２０を用いて複数段積層される。何個の二次電池１０を接続して組電池モジュール２８０を作成するか、また、何段の組電池モジュール２８０を積層して複合組電池３００を作成するかは、搭載される車両（電気自動車）の電池容量や出力に応じて決めればよい。なお、図１２において、３３０は外部クッション材である。 FIG. 12 shows a plan view (FIG. A), a front view (FIG. B), and a side view (FIG. C) of the composite assembled battery 300, but the assembled battery module 280 is an electrical device such as a bus bar. The battery module 280 is connected to each other using the connecting means, and the assembled battery module 280 is stacked in a plurality of stages using the connecting jig 310 and the fixing screw 320. How many secondary batteries 10 are connected to create the assembled battery module 280 and how many assembled battery modules 280 are stacked to create the composite assembled battery 300 depend on the vehicle (electric vehicle) ) Can be determined according to the battery capacity and output. In FIG. 12, reference numeral 330 denotes an external cushion material.

このように、組電池モジュール２８０を複数直並列接続されてなる組電池３００は、高容量、高出力を得ることができ、一つ一つの組電池モジュール２８０の信頼性が高いことから、複合組電池３００としての長期的な信頼性の維持が可能である。また一部の組電池モジュール２８０が故障しても、その故障部分を交換するだけで修理が可能になる。 Thus, the assembled battery 300 in which a plurality of assembled battery modules 280 are connected in series and parallel can obtain a high capacity and high output, and the reliability of each assembled battery module 280 is high. Long-term reliability of the battery 300 can be maintained. Even if some of the assembled battery modules 280 fail, the repair can be performed by simply replacing the failed part.

複合組電池３００を、電気自動車４００に搭載するには、図１３に示すように、電気自動車４００の車体中央部の座席下に搭載する。座席下に搭載すれば、車内空間およびトランクルームを広く取ることができるからである。なお、複合組電池３００を搭載する場所は、座席下に限らず、後部トランクルームの下部でもよいし、車両前方のエンジンルームでも良い。以上のような複合組電池３００を用いた電気自動車４００は高い耐久性を有し、長期間使用しても十分な出力を提供しうる。さらに、燃費、走行性能に優れた電気自動車、ハイブリッド自動車を提供できる。 In order to mount the composite battery pack 300 on the electric vehicle 400, it is mounted under the seat at the center of the vehicle body of the electric vehicle 400 as shown in FIG. This is because if it is installed under the seat, the interior space and the trunk room can be widened. The place where the composite battery pack 300 is mounted is not limited to the position under the seat, but may be a lower part of the rear trunk room or an engine room in front of the vehicle. The electric vehicle 400 using the composite assembled battery 300 as described above has high durability and can provide sufficient output even when used for a long period of time. Furthermore, it is possible to provide electric vehicles and hybrid vehicles that are excellent in fuel efficiency and running performance.

なお、本発明では、複合組電池３００だけではなく、使用用途によっては、組電池モジュール２８０のみを搭載するようにしてもよいし、これら複合組電池３００と組電池モジュール２８０を組み合わせて搭載するようにしてもよい。また、本発明の組電池または組電池モジュールを搭載することのできる車両としては、上記の電気自動車やハイブリッドカーが好ましいが、これらに制限されるものではない。たとえば、電車のような他の車両であっても適用は可能である。 In the present invention, not only the composite battery pack 300 but also only the battery pack module 280 may be mounted depending on the usage, or the composite battery pack 300 and the battery pack module 280 may be mounted in combination. It may be. Further, as the vehicle on which the assembled battery or the assembled battery module of the present invention can be mounted, the above-described electric vehicle and hybrid car are preferable, but are not limited thereto. For example, the present invention can be applied to other vehicles such as trains.

以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited to these examples.

下記実施例１〜１７においては、特に限定する旨の記載がない限り、二次電池の発電要素を構成する高分子電解質原料、リチウム塩、正極活物質、負極活物質、及び光重合開始剤として、以下の材料を用いる。 In the following Examples 1 to 17, unless otherwise specified, as a polymer electrolyte raw material, a lithium salt, a positive electrode active material, a negative electrode active material, and a photopolymerization initiator constituting a power generation element of a secondary battery The following materials are used.

（１）高分子電解質原料：エチレンオキシドとプロピレンオキシドとのマクロマー
（２）リチウム塩：ＬｉＮ（ＳＯ_２Ｃ_２Ｆ_５）_２（以下、「ＢＥＴＩ」と称する。）
（３）正極活物質：スピネル型ＬｉＭｎ_２Ｏ_４（正極１：平均粒子径０．２μｍ、正極２：１μｍ）。ここで、正極２は平均粒径１μｍを出発物質とし、湿式粉砕法により粉砕して平均粒径の材料を得た。 (1) Polymer electrolyte raw material: Macromer of ethylene oxide and propylene oxide (2) Lithium salt: LiN (SO ₂ C ₂ F ₅ ) ₂ (hereinafter referred to as “BETI”)
(3) Positive electrode active material: spinel type LiMn ₂ O ₄ (positive electrode 1: average particle diameter 0.2 μm, positive electrode 2: 1 μm). Here, the positive electrode 2 was pulverized by a wet pulverization method using an average particle diameter of 1 μm as a starting material to obtain a material having an average particle diameter.

（４）負極活物質：粉砕したグラファイト（平均粒径：０．２μｍ）
（５）光重合開始剤：ベンジルジメチルケタール
なお、高分子電解質原料は、特開２００２−１１０２３９号公報記載の方法に準じて合成した。また、負極インク、正極インクおよび電解質インクの調製、印刷、電池の組み立ては、露点−３０℃以下の乾燥雰囲気下で行った。 (4) Negative electrode active material: pulverized graphite (average particle size: 0.2 μm)
(5) Photopolymerization initiator: benzyl dimethyl ketal In addition, the polymer electrolyte raw material was synthesize | combined according to the method of Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-110239. Moreover, preparation, printing, and battery assembly of the negative electrode ink, the positive electrode ink, and the electrolyte ink were performed in a dry atmosphere with a dew point of −30 ° C. or less.

（実施例１）
７質量％の正極活物質、導電材として２質量％のアセチレンブラック、及び１質量％の分散材をＮＭＰ溶媒に溶かした。十分な攪拌の後数時間放置し、沈殿物以外をフィルターでろ過し、正極インクとしてのスラリーを調整した。この正極インクの粘度は約０．５Ｐｓであった。 Example 1
7% by mass of a positive electrode active material, 2% by mass of acetylene black as a conductive material, and 1% by mass of a dispersant were dissolved in an NMP solvent. After sufficient stirring, the mixture was allowed to stand for several hours, and other than the precipitate was filtered with a filter to prepare a slurry as a positive electrode ink. The viscosity of this positive electrode ink was about 0.5 Ps.

９質量％の負極活物質、１質量％の分散材１をＮＭＰ溶媒に溶かした。十分な攪拌の後数時間放置し、沈殿物以外をフィルターでろ過し、負極インクとしてのスラリーを調整した。この負極インクの粘度は約０．３Ｐｓであった。 9% by mass of the negative electrode active material and 1% by mass of Dispersant 1 were dissolved in an NMP solvent. After sufficient stirring, the mixture was allowed to stand for several hours, and other than the precipitate was filtered with a filter to prepare a slurry as a negative electrode ink. This negative electrode ink had a viscosity of about 0.3 Ps.

調製したインクおよび市販のインクジェットプリンタを用いて、以下の手順に基づいて、正極を作成した。なお、上記のインクを使用した場合、溶媒であるアセトニトリルがインクジェットプリンタのインク導入部分にあるプラスチック部品を軟化させてしまう問題が生じた。そこで、インク導入部分にある部品を金属製の部品と交換し、インク溜部から直接金属部品にインクを供給させた。また、インクの活物質が沈殿する懸念があったので、インク溜りを常に回転翼を用いて攪拌した。 A positive electrode was prepared based on the following procedure using the prepared ink and a commercially available ink jet printer. When the above ink was used, there was a problem that acetonitrile as a solvent softened the plastic part in the ink introduction part of the ink jet printer. Therefore, the parts in the ink introduction part were replaced with metal parts, and ink was supplied directly from the ink reservoir to the metal parts. Further, since there was a concern that the active material of the ink was precipitated, the ink reservoir was always stirred using a rotary blade.

インクジェットプリンタは、市販のコンピューターおよびソフトウェアによって制御した。正極層を作製する際に、上記の正極インクを用いた。正極層は、インクジェットプリンタを用いて、コンピューター上で作成した上記Ａ〜Ｇパターンの電極構造（図７〜図９参照）を印刷することによって作製した。なお、金属箔を直接プリンタに供給することは困難であったので、Ａ４版上質紙にこれらを貼り付け、これをプリンタに供給し、印刷を行った。 The inkjet printer was controlled by a commercially available computer and software. When producing the positive electrode layer, the above positive electrode ink was used. The positive electrode layer was produced by printing the electrode structure of the said A-G pattern (refer FIGS. 7-9) produced on the computer using the inkjet printer. In addition, since it was difficult to supply metal foil directly to a printer, these were affixed on the A4 quality paper and supplied to the printer for printing.

Ｆパターンの電極構造（図９参照）は、短辺を５０μｍ、長辺を１００μｍ、溝深さを厚さの７０％、溝幅を約１μｍに設定した。 In the electrode structure of the F pattern (see FIG. 9), the short side was set to 50 μm, the long side was set to 100 μm, the groove depth was set to 70% of the thickness, and the groove width was set to about 1 μm.

上記のような工夫を施したインクジェットプリンタに正極インクを導入し、集電体としての厚さ２０μｍのアルミ箔上に、コンピューター上で作成したパターン構造を印刷した。インクジェットプリンタから噴出される正極インクの粒子の体積は、約２ピコリットル（ｐＬ）であった。同一面に正極インクを複数回印刷することにより、所望の厚さを有する正極層を形成した。それぞれの電極材の厚さは、約１０μｍとなった。印刷後、溶媒を乾燥させるために６０℃の真空オーブン中で２時間の乾燥を行った。 The positive electrode ink was introduced into the ink-jet printer having the above-described devices, and a pattern structure created on a computer was printed on an aluminum foil having a thickness of 20 μm as a current collector. The volume of positive ink ink particles ejected from the ink jet printer was about 2 picoliters (pL). A positive electrode layer having a desired thickness was formed by printing the positive ink several times on the same surface. The thickness of each electrode material was about 10 μm. After printing, in order to dry the solvent, drying was performed in a vacuum oven at 60 ° C. for 2 hours.

同様の作業を、集電体の正極層と反対側の面にも施すことによって、集電体の両面に正極層が形成された正極を得た。その後、正極は、所定の電池サイズになるようにカットされた。 The same operation was performed on the surface of the current collector opposite to the positive electrode layer, whereby a positive electrode having a positive electrode layer formed on both surfaces of the current collector was obtained. Thereafter, the positive electrode was cut to a predetermined battery size.

その後、同様にして負極電極を作成した。 Thereafter, a negative electrode was prepared in the same manner.

このようにして得られたＦパターンの電極構造の正極２枚、及び負極３枚を重ね、ラミネート材を外装として電池を構成した。電解液はＥＣ＋ＰＣの１：１溶液を用いた。同様にして、前述のゲルポリマーを用いることにより、電池を構成した。 A battery was configured with two positive electrodes and three negative electrodes having an F-pattern electrode structure obtained in this manner, and a laminate material as an exterior. As the electrolytic solution, a 1: 1 solution of EC + PC was used. Similarly, a battery was constructed by using the aforementioned gel polymer.

（実施例２）
電極表面の溝深さを電極平均厚さの５０％とした以外は、実施例１と同様にして電極を作成した。 (Example 2)
An electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the groove depth on the electrode surface was 50% of the average electrode thickness.

（実施例３）
電極表面の溝深さを電極平均厚の１００％とした以外は、実施例１と同様にして電極を作成した。 (Example 3)
An electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the groove depth on the electrode surface was set to 100% of the average electrode thickness.

（実施例４）
微細な溝によって分割された直方体形状の領域の短辺を１０μｍ、長辺を２０μｍとした以外は、実施例１と同様にして電極を作成した。 Example 4
An electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the rectangular parallelepiped region divided by the fine grooves had a short side of 10 μm and a long side of 20 μm.

（実施例５）
微細な溝によって分割された直方体形状の領域の短辺を２００μｍ、長辺を２００μｍ、溝幅を約１０μｍとした以外は、実施例１と同様にして電極を作成した。 (Example 5)
An electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the rectangular parallelepiped-shaped region divided by the fine grooves had a short side of 200 μm, a long side of 200 μm, and a groove width of about 10 μm.

（実施例６）
微細な溝によって分割された直方体形状の領域の短辺を５００μｍ、長辺を５００μｍとした以外は、実施例１と同様にして電極を作成した。 (Example 6)
An electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the rectangular parallelepiped region divided by the fine grooves had a short side of 500 μm and a long side of 500 μm.

（実施例７）
Ａパターンの電極構造（図７参照）を用いた以外は、実施例１と同様にして電極を作成した。 (Example 7)
An electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the A-pattern electrode structure (see FIG. 7) was used.

（実施例８）
Ａ’パターンの電極構造（図７参照）を用いた以外は、実施例１と同様にして電極を作成した。 (Example 8)
An electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the electrode structure of A ′ pattern (see FIG. 7) was used.

（実施例９）
Ｂパターンの電極構造（図７参照）を用いた以外は、実施例１と同様にして電極を作成した。 Example 9
An electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the B-pattern electrode structure (see FIG. 7) was used.

（実施例１０）
Ｂ’パターンの電極構造（図７参照）を用いた以外は、実施例１と同様にして電極を作成した。 (Example 10)
An electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the electrode structure having the B ′ pattern (see FIG. 7) was used.

（実施例１１）
Ｃパターンの電極構造（図８参照）を用いた以外は、実施例１と同様にして電極を作成した。 (Example 11)
An electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the C-pattern electrode structure (see FIG. 8) was used.

（実施例１２）
Ｃ’パターンの電極構造（図８参照）を用いた以外は、実施例１と同様にして電極を作成した。 (Example 12)
An electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the C ′ pattern electrode structure (see FIG. 8) was used.

（実施例１３）
Ｄパターンの電極構造（図８参照）を用いた以外は、実施例１と同様にして電極を作成した。 (Example 13)
An electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the D-pattern electrode structure (see FIG. 8) was used.

（実施例１４）
Ｄ’パターンの電極構造（図８参照）を用いた以外は、実施例１と同様にして電極を作成した。 (Example 14)
An electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the D ′ pattern electrode structure (see FIG. 8) was used.

（実施例１５）
Ｅパターンの電極構造（図９参照）を用いた以外は、実施例１と同様にして電極を作成した。 (Example 15)
An electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the E-pattern electrode structure (see FIG. 9) was used.

（実施例１６）
Ｅ’パターンの電極構造（図９参照）を用いた以外は、実施例１と同様にして電極を作成した。 (Example 16)
An electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the E ′ pattern electrode structure (see FIG. 9) was used.

（実施例１７）
当初は電極パターンを作成せず、インクジェットプリンタにより電極材を塗布した後、溝幅約２００μｍのマイクロカッターで電極表面を削り、短辺２０ｍｍ、長辺４０ｍｍ、溝幅１００％となるＧパターンの電極構造を後加工で作成した以外は、実施例１と同様にして電極を作成した。 (Example 17)
Initially, an electrode pattern was not formed, but after applying an electrode material by an ink jet printer, the electrode surface was shaved with a microcutter having a groove width of about 200 μm, and a G pattern electrode having a short side of 20 mm, a long side of 40 mm, and a groove width of 100% An electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the structure was prepared by post-processing.

（比較例）
上記のインクスラリーを用い、金属箔上にバーコーターで約１０μｍ厚さに塗布して、電極表面が平滑な電極を作成した。 (Comparative example)
The ink slurry was applied to a metal foil with a bar coater to a thickness of about 10 μm to produce an electrode having a smooth electrode surface.

以上の実施例１〜１７及び比較例（従来例）について、自己放電改善率（％）、平均減衰率（％）、及び加熱後減衰率（％）の測定を行った。その結果を下記表１に示す。 About the above Examples 1-17 and a comparative example (conventional example), the self-discharge improvement rate (%), the average decay rate (%), and the decay rate after heating (%) were measured. The results are shown in Table 1 below.

〔自己放電改善率〕
比較例（従来例）で得られた電池を４．２Ｖに充電した後、室温で放置した。約１ヶ月後に測定した電圧を基準電圧とした。その後、各実施例で作成した電池を同様に測定し、基準電圧に対する差を改善％とした。したがって、たとえば自己放電改善率３５％とは、基準の電極の電圧低下率を１００％とした場合に、６５％までしか電圧が低下しなかったことを意味する。すなわち、実施例１〜１７によれば、表１に示すように、自己放電の割合が低減されたことを確認できる。 [Self-discharge improvement rate]
The battery obtained in the comparative example (conventional example) was charged to 4.2 V and then left at room temperature. The voltage measured after about one month was used as the reference voltage. Thereafter, the batteries prepared in each Example were measured in the same manner, and the difference with respect to the reference voltage was defined as% improvement. Therefore, for example, the self-discharge improvement rate of 35% means that the voltage has decreased only to 65% when the voltage decrease rate of the reference electrode is 100%. That is, according to Examples 1-17, as shown in Table 1, it can confirm that the ratio of the self-discharge was reduced.

〔平均低減率〕
上記の各実施例の方法によって得られた電池の略中央部に加速度ピックアップを設定し、インパルスハンマによってハンマリングしたときの加速度ピックアップの振動スペクトルを測定した。設定方法は、ＪＩＳＢ０９０８（振動及び衝撃ピックアップの校正方法・基本概念）に準拠した。測定スペクトルは、ＦＦＴ分析器により解析し、周波数と加速度の次元に変換した。この得られた周波数に関して平均化とスムージングを行い、振動伝達率スペクトルを得た。この加速度スペクトルの第一ピークの面積比を従来例の比較基準に対して示したものを平均減衰率とした。数値が大きいほど、振動が低減されたことを意味する。すなわち、実施例１〜１７によれば、表１に示すように、良好な減衰特性を示している。 [Average reduction rate]
An acceleration pickup was set at a substantially central portion of the battery obtained by the method of each of the above embodiments, and the vibration spectrum of the acceleration pickup when hammered by an impulse hammer was measured. The setting method conformed to JIS B0908 (vibration and impact pickup calibration method / basic concept). The measured spectrum was analyzed by an FFT analyzer and converted to frequency and acceleration dimensions. The obtained frequency was averaged and smoothed to obtain a vibration transmissibility spectrum. The area ratio of the first peak of this acceleration spectrum with respect to the comparative example of the conventional example was taken as the average attenuation rate. A larger value means that vibration is reduced. That is, according to Examples 1 to 17, as shown in Table 1, good attenuation characteristics are shown.

〔加熱後減衰率〕
ＪＩＳＣ５９６１に既定する熱サイクル試験に従い、−２５℃（１時間）と−６０℃（１時間）とを１００サイクル実施した後、平均減衰率の計測を行った。すなわち、実施例１〜１７によれば、表１に示すように、良好な加熱後減衰特性を示している。 [Attenuation rate after heating]
In accordance with the thermal cycle test defined in JIS C5961, 100 cycles of −25 ° C. (1 hour) and −60 ° C. (1 hour) were performed, and then the average attenuation rate was measured. That is, according to Examples 1 to 17, as shown in Table 1, good post-heating attenuation characteristics are shown.

本発明によれば、電極表面に電極平均厚さの半分よりも深い溝を形成して少なくとも電極表面側が分割された２以上の領域を設定することにより、電池の高寿命化を達成することができるとともに、防振性の向上を図ることができるので、バイポーラ電池等の二次電池の信頼性向上に大いに役立つ。 According to the present invention, it is possible to achieve a long battery life by forming a groove deeper than half of the average electrode thickness on the electrode surface and setting two or more regions divided at least on the electrode surface side. In addition, the vibration isolation can be improved, which is very useful for improving the reliability of secondary batteries such as bipolar batteries.

本実施の形態に係る二次電池の平面図、側面図、断面図である。It is a top view, a side view, and a cross-sectional view of the secondary battery according to the present embodiment. 本発明に係る電極構造体の平面図、Ａ−Ａ’線断面図である。It is a top view of an electrode structure concerning the present invention, and an A-A 'line sectional view. 微小短絡時の電子の移動状況を説明する図である。It is a figure explaining the movement state of the electron at the time of a micro short circuit. 線膨張係数の歪みの吸収状況を説明する図である。It is a figure explaining the absorption condition of distortion of a linear expansion coefficient. 電極表面の溝の深さを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the depth of the groove | channel on the electrode surface. 本発明に係る電極構造体の振動減衰効果を説明する図である。It is a figure explaining the vibration damping effect of the electrode structure which concerns on this invention. 微細な溝の設定例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of a setting of a fine groove | channel. 微細な溝の設定例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of a setting of a fine groove | channel. 微細な溝の設定例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of a setting of a fine groove | channel. 振動のスペクトルを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the spectrum of a vibration. 組電池の概略構成図である。It is a schematic block diagram of an assembled battery. 複合組電池の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a composite assembled battery. 組電池が車両に搭載された状態を示す図である。It is a figure which shows the state with which the assembled battery was mounted in the vehicle.

符号の説明Explanation of symbols

１０二次電池、
２０Ａ正極タブ、
２０Ｂ負極タブ、
３０発電要素、
４０外装材、
５０熱融着、
１１０負極集電体、
１２０電解質層、
１３０正極集電体、
１５０単電池、
１７０タブと集電体との連結部、
１８０集電体幅、
１９０タブ幅、
２００電極、
２１０集電体、
２２０電極材、
２３０溝、
２５０組電池、
２６０端子、
２７０外部ケース、
２８０組電池モジュール、
３００複合組電池、
３１０接続治具、
３２０固定ネジ、
３３０外部クッション、
４００電気自動車。 10 Secondary battery,
20A positive electrode tab,
20B negative electrode tab,
30 power generation elements,
40 exterior materials,
50 heat fusion,
110 negative electrode current collector,
120 electrolyte layer,
130 positive electrode current collector,
150 cells,
170 Connection between the tab and the current collector,
180 current collector width,
190 tab width,
200 electrodes,
210 current collector,
220 electrode material,
230 grooves,
250 battery packs,
260 terminals,
270 outer case,
280 battery module,
300 composite battery pack,
310 connection jig,
320 fixing screw,
330 external cushion,
400 Electric car.

Claims

少なくとも電極表面側の一部の領域が分割された２以上の領域となるように、基材上に電極活物質が積層され、前記一部の領域は電極表面に電極平均厚さの半分以上の深さの溝を有し、前記電極表面側で前記溝を有する前記一部の領域は、前記電極表面の重心を通る頂点同士を結ぶ線上に沿って位置する形状であるか、前記電極表面の重心を通る中点同士を結ぶ線上に沿って位置する形状であるか、前記電極表面の重心を通る頂点同士及び中点同士を結ぶ線上に沿って位置する形状であり、前記一部の領域は、前記電極表面の一端から他端までは連続していない溝によって形成されることを特徴とする電極構造体。 The electrode active material is laminated on the substrate so that at least a partial region on the electrode surface side is divided into two or more regions, and the partial region has at least half of the average electrode thickness on the electrode surface. The partial region having a groove having a depth and having the groove on the electrode surface side has a shape located along a line connecting vertices passing through the center of gravity of the electrode surface, or is formed on the electrode surface. It is a shape located along the line connecting the middle points passing through the center of gravity, or a shape located along the line connecting the vertices and the middle points passing through the center of gravity of the electrode surface, and the partial area is , electrode structure from one end to the other end of the electrode surface is characterized Rukoto formed by grooves that are not contiguous.

前記一部の領域において溝により分割される各領域が直方体形状を有することを特徴とする請求項１に記載の電極構造体。 Electrode structure according to claim 1 in which each area divided by the groove in the part of the region is characterized by having a rectangular parallelepiped shape.

前記直方体領域の短辺の長さが１０〜２００μｍの範囲にあることを特徴とする請求項２項に記載の電極構造体。 3. The electrode structure according to claim 2, wherein a length of a short side of the rectangular parallelepiped region is in a range of 10 to 200 μm.

前記溝の深さが電極平均厚さの７０〜１００％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電極構造体。 The depth of the said groove | channel is 70 to 100% of electrode average thickness, The electrode structure of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.