二次電池および電極板
【課題】電極板の圧延後の，集電箔の湾曲を抑制する二次電池および二次電池の電極板を提供する。
【解決手段】リチウムイオン二次電池は，正極板６１と負極板とをセパレータを挟んで積層する発電要素を有している。そして，例えば，正極板６１の，正極集電箔６１１には，厚さ方向から見て，正極合剤層６１２が存在する領域である塗工領域Ｐ１と，正極集電箔６１１の幅方向の一方の端部に位置し，正極合剤層６１２が存在しない領域である未塗工領域Ｐ２とがあり，その正極集電箔６１１のうち，塗工領域Ｐ１の厚さＴＡと，未塗工領域Ｐ２の幅方向端部Ｐ４の厚さＴＢとの関係が，ＴＡ＞ＴＢを満たしている。
【解決手段】リチウムイオン二次電池は，正極板６１と負極板とをセパレータを挟んで積層する発電要素を有している。そして，例えば，正極板６１の，正極集電箔６１１には，厚さ方向から見て，正極合剤層６１２が存在する領域である塗工領域Ｐ１と，正極集電箔６１１の幅方向の一方の端部に位置し，正極合剤層６１２が存在しない領域である未塗工領域Ｐ２とがあり，その正極集電箔６１１のうち，塗工領域Ｐ１の厚さＴＡと，未塗工領域Ｐ２の幅方向端部Ｐ４の厚さＴＢとの関係が，ＴＡ＞ＴＢを満たしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，二次電池および二次電池用の電極板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年，リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池は，携帯型ＰＣや携帯電話を始めとする電子機器のみならず，ハイブリッド車や電気自動車の電源として注目されている。例えば，リチウムイオン二次電池は，一般的に，リチウム金属酸化物を含む正極合剤層を有する正極板と，リチウムを吸蔵ないし放出し得る素材を含む負極合剤層を有する負極板とを，セパレータを挟んで積層してなる発電要素を有している。
【０００３】
前記の正極板および負極板は，一般的に次のように製造される。先ず，金属製であり長尺上の集電箔を用意する。また，粉末状の活物質，導電剤，結着剤等を溶媒に分散させた合剤ペーストを生成する。そして，その合剤ペーストを集電箔に塗布し，その集電箔上の合剤ペーストを乾燥させることで，少なくとも一方の面上に合剤層を有する電極板が得られる。その後，その電極板を，ロールプレス等を利用して合剤層が所定の密度になるように圧延する。その後，電極板を所定の寸法となるように切断する。これにより，プレス済の電極板が得られる。
【０００４】
合剤層を有する電極板の構造を開示した文献としては，例えば特許文献１がある。特許文献１では，合剤が塗布された集電箔上には，合剤が塗布された合剤領域（積層部）と合剤が塗布されていない非合剤領域（露出部）とが存在しており，両領域の境界にかかる剪断応力を小さくするため，合剤層の膜厚をその境界に向かって小さくすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２４７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら，前記した従来の電極板には，次のような問題があった。前記したように，集電箔上には，合剤が塗布された塗工領域（合剤領域）と合剤が塗布されていない未塗工領域（非合剤領域）とが存在している。未塗工領域は，集電端子との接続に利用される領域であり，電極板の幅方向の一方の端部に存在する。このような構成の電極板をロールプレスによって圧延すると，集電箔のうち，塗工領域については圧延ロールから強い圧力を受けて延びる。一方，未塗工領域については，圧延ロールから受ける圧力が塗工領域と比較して弱いため，塗工領域と比較して延び難い。
【０００７】
この集電箔の延び易さの違いから，ロールプレス後，電極板が僅かに幅方向の未塗工領域側に湾曲した形状になる。この湾曲した電極板をセパレータを挟んで捲回すると，正極合剤層が負極合剤層よりも外側にはみ出す，いわゆる巻きズレ部分が多くなる。
【０００８】
この巻きズレを回避するためには，負極合剤層の幅を大きくし，正極合剤層のはみ出し量を抑えることが考えられる。しかし，負極合剤層の幅を大きくすると，負極合剤層に正極合剤層と対向しない非反応領域が大きくなり，負極側で固定化されてしまうリチウム量が増える。その結果として，容量劣化を招いてしまう。
【０００９】
また，この集電箔の延び易さの違いから，塗工領域と未塗工領域との境界付近では歪みが発生し易い。例えば，電池の充放電サイクル時の活物質の膨張および収縮によってその境界付近では応力集中が生じ易い。この応力集中が，集電箔内にクラックを発生させる。クラックが発生すると，十分な集電能力を発揮することが困難になり，電池性能の低下を招く。
【００１０】
本発明は，前記した従来の電極板が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，電極板の圧延後の，集電箔の湾曲を抑制する二次電池および二次電池の電極板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題の解決を目的としてなされた二次電池は，金属製の集電箔の少なくとも一方の面の一部に活物質を含む合剤層を有する電極板と，セパレータとを有し，前記電極板と前記セパレータとを交互に挟んで積層してなる発電要素と，前記集電箔と電気的に接続する集電端子とを有する二次電池であって，前記集電箔には，その厚さ方向から見て，前記合剤層が存在する領域である塗工領域と，前記集電箔の幅方向の一方の端部に位置し，前記合剤層が存在しない領域であって前記集電端子と接続する未塗工領域とがあり，前記集電箔のうち，前記塗工領域の厚さＴＡと，前記未塗工領域の前記集電箔の幅方向端部の厚さＴＢとの関係が，ＴＡ＞ＴＢとなることを特徴としている。
【００１２】
本発明では，二次電池に利用される電極板の，集電箔の厚さについて規定している。具体的には，集電箔のうち，合剤層が形成された塗工領域の厚さＴＡと，合剤層が形成されていない未塗工領域の，幅方向の端部の厚さＴＢとを，ＴＡ＞ＴＢの関係を満たす厚さとする。電極板としては，正極板であっても負極板であってもよく，またその両方であってもよい。
【００１３】
すなわち，本発明の二次電池では，電極板を構成する集電箔のうち，未塗工領域の端部の厚さＴＢが塗工領域の厚さＴＡよりも小さい。これにより，未塗工領域が塗工領域よりも延び易くなる。そのため，電極板の圧延の際，未塗工領域の圧延時に受ける圧力が，塗工領域と比較して小さくても，未塗工領域は延び量を確保でき，塗工領域と未塗工領域との延び量の差が小さくなることが期待できる。その結果として，電極板の湾曲量の低減が期待できる。
【００１４】
また，本発明の二次電池は，前記厚さＴＡと前記厚さＴＢとの関係を，１．５≦ＴＡ／ＴＢとするとよい。塗工領域の厚さＴＡを，未塗工領域の端部の厚さＴＢの１．５倍以上とすることで，湾曲量の低減をより確実に図ることができる。
【００１５】
また，本発明の二次電池は，前記厚さＴＡと前記厚さＴＢとの関係を，ＴＡ／ＴＢ≦１５．０とするとよい。未塗工領域の端部の厚さＴＢが小さすぎると，集電性の悪化が懸念される。そこで，未塗工領域の端部の厚さＴＢを，塗工領域の厚さＴＡの１／１５以上とすることで，集電性を確保しつつ湾曲量の低減を図ることができる。
【００１６】
また，本発明は，金属製の集電箔と，前記集電箔の少なくとも一方の面の一部に位置し，活物質を含有する合剤層とを有する二次電池用の電極板であって，前記集電箔には，その厚さ方向から見て，前記合剤層が存在する領域である塗工領域と，前記集電箔の幅方向の一方の端部に位置し，前記合剤層が存在しない領域である未塗工領域とがあり，前記集電箔のうち，前記塗工領域の厚さＴＡと，前記未塗工領域の前記集電箔の幅方向端部の厚さＴＢとの関係が，ＴＡ＞ＴＢとなることを特徴とする電極板を含んでいる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば，電極板の圧延後の，集電箔の湾曲を抑制する二次電池および二次電池の電極板が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態にかかるリチウムイオン二次電池を示す斜視透視図である。
【図２】リチウムイオン二次電池に内蔵される発電要素を構成する積層体を示す展開図である。
【図３】リチウムイオン二次電池に内蔵される発電要素を示す斜視図である。
【図４】発電要素を構成する積層体を示す断面図（図２のＨ１断面）である。
【図５】電極板の端部構成を示す断面図（図２のＨ２断面）である。
【図６】湾曲量の測定方法を示す図である。
【図７】電極板およびリチウムイオン二次電池の評価結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下，本発明にかかる二次電池を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお，以下の形態では，ハイブリッド自動車に車載される車両駆動電源用のリチウムイオン二次電池に本発明を適用する。
【００２０】
［リチウムイオン二次電池の構成］
本形態のリチウムイオン二次電池１００は，図１に示すように，発電要素６０と，発電要素６０を収容し，リチウムイオン二次電池１００の外殻を形成する外装部５０とを有するものである。図１は，外装部５０を透視した状態を示している。
【００２１】
外装部５０は，容器となる電池ケース１０と，電池ケース１０の開口部を封止する封口蓋２０とを有している。電池ケース１０は，アルミニウム，アルミニウム合金，めっき鋼板，ステンレス鋼板等の金属材からなる。封口蓋２０は，アルミニウム，めっき鋼板，ステンレス鋼板等の金属材からなる。電池ケース１０や封口蓋２０に利用する金属材は，成形が容易であって，剛性があるものであればよい。電池ケース１０の内側全面には，不図示の絶縁フィルムが貼付されている。
【００２２】
電池ケース１０は，有底矩形の箱体，すなわち上面が開口した直方体をなしている。電池ケース１０は，発電要素６０を収納しており，矩形板状の封口蓋２０にてその開口部を塞ぐことによって発電要素６０を密封をしている。具体的に，外装部５０は，電池ケース１０と封口蓋２０とがレーザ溶接によって一体となっている。なお，電池ケース１０の外形は一例であって，有底矩形の箱体に限るものではない。例えば，有底円筒形の箱体であってもよい。
【００２３】
封口蓋２０には，封口蓋２０を貫通し，封口蓋２０から外装部５０の外側に向けて突出する正極集電端子３１および負極集電端子３２が取り付けられている。正極集電端子３１の封口蓋２０への取り付け箇所には，樹脂製の絶縁部材３３が介在し，正極集電端子３１と封口蓋２０とを絶縁している。同様に，負極集電端子３２の封口蓋２０への取り付け箇所には，樹脂製の絶縁部材３４が介在し，負極集電端子３２と封口蓋２０とを絶縁している。また，封口蓋２０には，矩形板状の安全弁２３も溶接されている。安全弁２３は，封口蓋２０を貫通する注液孔を封止しており，その注液孔から電解液が注入される。
【００２４】
電池ケース１０内に注入される電解液は，エチレンカーボネート（ＥＣ）と，エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）と，ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とを，体積比でＥＣ：ＥＭＣ：ＤＭＣ＝３：３：４に調整した混合有機溶媒に，溶質として６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）を添加し，リチウムイオンを１．０ｍｏｌ／ｌの濃度とした有機電解液である。リチウムイオン二次電池１００では，電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担う。
【００２５】
発電要素６０は，図２に示すように，長尺状の正極板６１と，同じく長尺状の負極板６２とを，ポリエチレン（ＰＥ）からなるセパレータ６３を挟んで積層した積層体から構成される。正極板６１は，アルミ箔からなる正極集電箔６１１の両面に正極合剤層６１２を担持している。正極合剤層６１２には，例えば，正極活物質のリチウムニッケルコバルトマンガン酸化物（ＮＣＭ）の他，アセチレンブラック，カルボキシルメチルセルロース（ＣＭＣ）等が含まれる。また，負極板６２は，銅箔からなる負極集電箔６２１の両面に負極合剤層６２２を担持している。負極合剤層６２２には，例えば，負極活物質のグラファイトの他，ＣＭＣ，スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等が含まれる。また，セパレータ６３は，ポリプロピレン（ＰＰ）やＰＥ等からなる公知の微多孔質樹脂である。
【００２６】
また，正極板６１の幅方向（図２中のＹ方向）の一方の端部は，正極合剤層６１２が形成されておらず，正極集電箔６１１が露出している。また，負極板６２の幅方向の一方の端部も，負極合剤層６２２が形成されておらず，負極集電箔６２１が露出している。そして，正極板６１の正極集電箔６１１が露出している箇所と，負極板６２の負極集電箔６２１が露出している箇所とが，幅方向において互いに逆側の端部となるように積層される。さらに，正極合剤層６１２と負極合剤層６２２とが厚さ方向から見て重なるように，すなわち正極合剤層６１２と負極合剤層６２２とがセパレータ６３を介して対向するように配置される。
【００２７】
また，セパレータ６３は，幅方向において正極合剤層６１２および負極合剤層６２２を被覆するように，さらに正極板６１の正極集電箔６１１が露出している箇所（未塗工領域）の一部と，負極板６２の負極集電箔６２１が露出している箇所（未塗工領域）の一部を被覆しないように，正極板６１と負極板６２との間に配置される。
【００２８】
発電要素６０は，図２に示したように配置された積層体を捲回し，扁平状にしたものである。図３は，軸線ＡＸ周りにその積層体を捲回し，扁平状にした状態を示している。正極板６１の幅方向の一方の端部は，正極集電箔６１１が露出した状態でセパレータ６３から突出していることから，捲回した状態の発電要素６０では，軸線ＡＸ方向の一方の端部から正極板６１（正極集電箔６１１）が渦巻状をなしてから突出している。一方，負極板６２の幅方向の一方の端部は，負極集電箔６２１が露出した状態でセパレータ６３から突出していることから，捲回した状態の発電要素６０では，軸線ＡＸ方向の他方の端部から負極板６２（負極集電箔６２１）が渦巻状をなして突出している。
【００２９】
また，発電要素６０のうち，正極板６１が突出している箇所は，図１に示したように，クランク状に屈曲した板状の正極集電端子３１と電気的に接合される。一方，負極板６２が突出している箇所は，同じくクランク状に屈曲した板状の負極集電端子３２と電気的に接合される。具体的に，正極集電端子３１は，発電要素６０の幅方向の一方の端部に露出する正極集電箔６１１と接合している。一方，負極集電端子３２は，発電要素６０の幅方向の他方の端部に露出する負極集電箔６２１と接合している。
【００３０】
図４は，発電要素６０を構成する積層体の断面構成（図２のＨ１断面）および積層体の幅方向（電極板の幅方向，図４および図２中のＹ方向）の位置関係を示している。図４中の領域Ａは，正極合剤層６１２，セパレータ６３，および負極合剤層６２２が積層体の厚さ方向（図４中のＺ方向）から見て重なっている領域である反応領域を示しており，リチウムイオン二次電池１００の充放電に利用される領域である。本形態のリチウムイオン二次電池１００では，幅方向の長さに関して，正極合剤層６１２，セパレータ６３，および負極合剤層６２２のうち，正極合剤層６１２が最も短いため，反応領域Ａの幅は，正極合剤層６１２の幅によって規定される。つまり，本形態では，正極板６１にとっての反応領域は，その厚さ方向から見て正極合剤層６１２が形成されている領域全体であり，負極板６２にとっての反応領域は，その厚さ方向から見て負極合剤層６２２が形成されており，かつ正極合剤層６１２とセパレータ６３を介して対向する領域である。
【００３１】
図５は，正極板６１の幅方向の未塗工領域側の端部の断面構成（図２のＨ２断面）の詳細を示している。正極集電箔６１１は，正極合剤層６１２が両面に形成されている塗工領域Ｐ１と，正極合剤層６１２が形成されていない未塗工領域Ｐ２とを有している。正極合剤層６１２は，正極板６１の幅方向において，未塗工領域側と反対側の端部（図４参照）まで塗工されている。そのため，塗工領域Ｐ１は，未塗工領域側と反対側の端部から未塗工領域Ｐ２との境界Ｐ３までの範囲となる。
【００３２】
本形態の正極集電箔６１１は，塗工領域Ｐ１と未塗工領域Ｐ２とで厚さが異なる。具体的に，塗工領域Ｐ１では，幅方向において均一の厚さＴＡになっている。一方，未塗工領域Ｐ２では，塗工領域Ｐ１との境界Ｐ３では塗工領域Ｐ１と同じ厚さＴＡであるが，幅方向の端部Ｐ４に向かって徐々に薄くなり，端部Ｐ４では厚さＴＢ（＜ＴＡ）になっている。そのため，未塗工領域Ｐ２の断面は，端部Ｐ４を頂点とするテーパ形状になっている。この断面テーパ形状の未塗工領域Ｐ２は，正極集電箔６１１の幅方向の一方の端部側に，正極集電箔６１１の長手方向（図２のＸ方向）全域にわたって存在する。
【００３３】
本形態の負極集電箔６２１も，図５に示した正極集電箔６１１と同様の構成であり，未塗工領域Ｐ２の幅方向端部Ｐ４の厚さＴＢは，塗工領域Ｐ１の厚さＴＡよりも小さくなっている。
【００３４】
なお，正極集電箔６１１，正極合剤層６１２，負極集電箔６２１，負極合剤層６２２，電解液に利用される物質や比率は一例であり，一般的にリチウムイオン二次電池に利用されるものを適宜選択すればよい。
【００３５】
［電極板およびリチウムイオン二次電池の評価］
続いて，前述した電極板およびその電極板を用いたリチウムイオン二次電池の評価について説明する。本評価では，発電要素６０を構成する正極板６１について，塗工領域Ｐ１および未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の，厚さがそれぞれ異なる複数の正極集電箔６１１を用意し，各正極集電箔６１１の湾曲量，巻きズレ不良を評価した。また，正極集電箔６１１を利用したリチウムイオン二次電池１００のハイレート充放電試験を実施し，試験後における容量維持率を測定した。
【００３６】
具体的に，本評価では，正極板６１として，幅が５４ｍｍ（このうち未塗工領域Ｐ２の幅が７ｍｍ），長さが６９０ｍｍものを作製した。また，負極板６２として，幅が５８ｍｍ（このうち未塗工領域Ｐ２の幅が６ｍｍ），長さが８７０ｍｍのものを作製した。このうち，正極板６１としては，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さがそれぞれ異なる複数の正極集電箔６１１を用意し，各正極集電箔６１１を利用した複数の正極板６１を作製した。そして，圧延後の各正極板６１の湾曲量を測定した。
【００３７】
正極板６１の湾曲量の測定方法としては，先ず，圧延後の正極板６１を長さ１ｍ分抽出し，抽出した正極板６１を平坦なテーブル上に載置する。そして，図６に示すように，抽出した正極板６１の長さ方向の両端部の，未塗工領域Ｐ２側の角部同士を直線で結び，その直線Ｌに直交する方向のその直線Ｌから正極板６１までの距離が最も長い部分の，その距離Ｄを，正極板６１の湾曲量とした。
【００３８】
また，湾曲量の測定後，正極集電箔６１１の厚さが異なる正極板６１ごとに捲回体を１００個作成し，各捲回体の巻きズレ不良率を求めた。巻きズレ不良率の算出手順としては，先ず，正極板および負極板を積層して捲回する。その後，その捲回体内の正極板６１の合剤層６１２の位置をＸ線透視法によって目視確認し，正極板６１の合剤層６１２が幅方向において負極板６２の合剤層６２２から外側に出ているものを巻きズレ不良とした。そして，１００個の個体についてそれぞれ巻きズレ不良を確認し，巻きズレ不良が生じた個体の数を巻きズレ不良率とした。
【００３９】
さらに，巻きズレ不良が生じていない捲回体について，直径が１８ｍｍで高さが６５０ｍｍの円筒型外装ケースに収納し，電解液を注液し，理論容量１．５Ａｈのリチウムイオン二次電池を作製した。そして，各リチウムイオン二次電池について，ハイレート充放電試験を行った。なお，充放電サイクル条件は，次の通りである。
２Ｃ ＳＯＣ ０〜１００％（４．１〜３．０Ｖ） ６０℃環境
【００４０】
そして，ハイレート充放電試験後の容量を測定し，容量維持率を求めた。具体的には，試験前の電池容量を１００％とし，充放電５００サイクル後の電池容量の，試験前の電池容量に対する割合を，容量維持率とした。そして，複数の個体（巻きズレ不良が発生していない個体）について容量維持率を計測し，その平均を求めた。
【００４１】
本評価の結果を図７に示す。図７中，実施例は評価結果として良好（巻きズレ不良率３％未満かつ容量維持率９０％以上）と判断できるものであり，比較例は評価結果として不良と判断できるものである。各正極板６１のサイズは次の通りである。
【００４２】
実施例１：塗工領域Ｐ１の厚さＴＡが１５μｍ，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢが１μｍ。厚さの比（ＴＡ／ＴＢ）が１５．０。
実施例２：塗工領域Ｐ１の厚さＴＡが２０μｍ，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢが２．５μｍ。厚さの比（ＴＡ／ＴＢ）が８．０。
実施例３：塗工領域Ｐ１の厚さＴＡが７μｍ，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢが１μｍ。厚さの比（ＴＡ／ＴＢ）が７．０。
実施例４：塗工領域Ｐ１の厚さＴＡが１５μｍ，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢが５μｍ。厚さの比（ＴＡ／ＴＢ）が３．０。
実施例５：塗工領域Ｐ１の厚さＴＡが１５μｍ，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢが１０μｍ。厚さの比（ＴＡ／ＴＢ）が１．５。
比較例１：塗工領域Ｐ１の厚さＴＡが１５μｍ，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢが０．５μｍ。厚さの比（ＴＡ／ＴＢ）が３０．０。
比較例２：塗工領域Ｐ１の厚さＴＡが７μｍ，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢが０．３μｍ。厚さの比（ＴＡ／ＴＢ）が２３．３。
比較例３：塗工領域Ｐ１の厚さＴＡが２０μｍ，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢが１μｍ。厚さの比（ＴＡ／ＴＢ）が２０．０。
比較例４：塗工領域Ｐ１の厚さＴＡが７μｍ，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢが６μｍ。厚さの比（ＴＡ／ＴＢ）が１．２。
比較例５：塗工領域Ｐ１の厚さＴＡが２０μｍ，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢが１８μｍ。厚さの比（ＴＡ／ＴＢ）が１．１。
比較例６：塗工領域Ｐ１の厚さＴＡが１５μｍ，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢが１５μｍ。厚さの比（ＴＡ／ＴＢ）が１．０。
比較例７：塗工領域Ｐ１の厚さＴＡが１５μｍ，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢが２０μｍ。厚さの比（ＴＡ／ＴＢ）が０．７５。
【００４３】
図７の評価結果が示すように，塗工領域Ｐ１の厚さＴＡと未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢとの比（ＴＡ／ＴＢ）が１．５〜１５．０の範囲内であれば，湾曲量が小さく，巻きズレ不良率および容量維持率が共に良好な結果となった。
【００４４】
上記実施例の結果は，集電箔の未塗工領域Ｐ２の厚さを塗工領域Ｐ１よりも小さくすることで，圧延時の未塗工領域Ｐ２の延び量が大きくなることから，塗工領域Ｐ１の延び量との差が少なくなり，結果として湾曲量が小さくなったものと考えられる。そして，湾曲量が小さくなることで，巻きズレ不良率も低下したものと考えられる。
【００４５】
また，延び量の差が小さくなることで，充放電時に生じる塗工領域Ｐ１と未塗工領域Ｐ２との境界Ｐ３付近の歪みも小さくなったものと考えられる。そのため，クラックの発生が抑制され，結果としてサイクル特性の低下（容量維持率の低下）が抑えられたものと考えられる。
【００４６】
一方，塗工領域Ｐ１の厚さＴＡと未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢとの比（ＴＡ／ＴＢ）が１５．０よりも大きい比較例１，２，３では，集電箔の未塗工領域Ｐ２の厚さが塗工領域Ｐ１よりも非常に小さくなることから，湾曲量については改善される。また，湾曲量が小さいことから，巻きズレ不良率も改善される。しかしながら，集電箔の未塗工領域Ｐ２の厚さが小さくなりすぎると，通電領域が狭くなり，十分な集電性を確保できない可能性が高まる。その結果，サイクル特性が低下したと考えられる。
【００４７】
一方，塗工領域Ｐ１の厚さＴＡと未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢとの比（ＴＡ／ＴＢ）が１．５よりも小さい比較例４，５，６，７では，集電箔の未塗工領域Ｐ２の厚さが塗工領域Ｐ１と同等，あるいは塗工領域Ｐ１よりも大きいことから，湾曲量が大きくなる。そのため，巻きズレ不良率も高くなる。また，巻きズレが発生していなかったとしても，その集電箔を利用したリチウムイオン二次電池の容量維持率は低い結果となった。そこで，ハイレート充放電試験を行った比較例４，５，６，７の電池を解体し，正極板６１を目視確認したところ，塗工領域Ｐ１と未塗工領域Ｐ２との境界Ｐ３付近でクラックが生じているものが多く見つかった。このクラックが容量維持率を低下させたと考えられる。
【００４８】
以上詳細に説明したように本形態のリチウムイオン二次電池１００では，例えば正極集電箔６１１のうち，正極合剤層６１２が塗工された塗工領域Ｐ１の厚さＴＡと，未塗工領域Ｐ２の幅方向端部Ｐ４の厚さＴＢとを，ＴＡ＞ＴＢの関係を満たす厚さとしている。すなわち，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢを塗工領域Ｐ１の厚さＴＡよりも小さくすることで，圧延時に未塗工領域Ｐ２が延び易くなる。このことから，塗工領域Ｐ１と未塗工領域Ｐ２とで圧延時に受ける圧力が異なったとしても，未塗工領域Ｐ２は小さい圧力でも延び量を確保でき，塗工領域Ｐ１と未塗工領域Ｐ２との延び量の差を少なくすることが期待できる。その結果として，湾曲量を低減することが期待できる。
【００４９】
また，湾曲量が小さくなることで，負極合剤層６２２と正極合剤層６１２との幅差を大きくする必要性が低くなる。そのため，負極合剤層６２２と正極合剤層６１２との幅差を小さくでき，その結果として負極側で固定化されるリチウム量が少なく，サイクル特性の低下が抑えられる。
【００５０】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，リチウムイオン二次電池は，車両駆動電源用に限らず，家電製品やパソコンに利用されるものであってもよい。
【００５１】
また，実施の形態では，集電箔の両面に合剤層が形成されているが，一方の面のみであってもよい。また，実施の形態では，正極板および負極板ともに，未塗工領域の端部の厚さを塗工領域の厚さよりも小さくしているが，何れか一方のみであってもよい。
【００５２】
また，実施の形態では，捲回扁平体の発電要素に本発明を適用しているが，これ以外の形状の発電要素であっても適用可能である。例えば，シート状の正極板および負極板をそれぞれ複数枚用意し，さらにその正極板と負極板との間にシート状のセパレータを配置した積層体の発電要素であっても本発明を適用できる。
【００５３】
また，実施の形態では，正極集電箔６１１の未塗工領域Ｐ２の厚さが，塗工領域Ｐ１との境界Ｐ３を始点として徐々に小さくなっているが，厚さが小さくなる始点は厳密に境界Ｐ３である必要はない。すなわち，厚さが小さくなる始点は，境界Ｐ３よりも多少端部Ｐ４側にずれていてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
３１ 正極集電端子
３２ 負極集電端子
６０ 発電要素
６１ 正極板
６１１ 正極集電箔
６１２ 正極合剤層
６２ 負極板
６２１ 負極集電箔
６２２ 負極合剤層
６３ セパレータ
１００ リチウムイオン二次電池
【技術分野】
【０００１】
本発明は，二次電池および二次電池用の電極板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年，リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池は，携帯型ＰＣや携帯電話を始めとする電子機器のみならず，ハイブリッド車や電気自動車の電源として注目されている。例えば，リチウムイオン二次電池は，一般的に，リチウム金属酸化物を含む正極合剤層を有する正極板と，リチウムを吸蔵ないし放出し得る素材を含む負極合剤層を有する負極板とを，セパレータを挟んで積層してなる発電要素を有している。
【０００３】
前記の正極板および負極板は，一般的に次のように製造される。先ず，金属製であり長尺上の集電箔を用意する。また，粉末状の活物質，導電剤，結着剤等を溶媒に分散させた合剤ペーストを生成する。そして，その合剤ペーストを集電箔に塗布し，その集電箔上の合剤ペーストを乾燥させることで，少なくとも一方の面上に合剤層を有する電極板が得られる。その後，その電極板を，ロールプレス等を利用して合剤層が所定の密度になるように圧延する。その後，電極板を所定の寸法となるように切断する。これにより，プレス済の電極板が得られる。
【０００４】
合剤層を有する電極板の構造を開示した文献としては，例えば特許文献１がある。特許文献１では，合剤が塗布された集電箔上には，合剤が塗布された合剤領域（積層部）と合剤が塗布されていない非合剤領域（露出部）とが存在しており，両領域の境界にかかる剪断応力を小さくするため，合剤層の膜厚をその境界に向かって小さくすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２４７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら，前記した従来の電極板には，次のような問題があった。前記したように，集電箔上には，合剤が塗布された塗工領域（合剤領域）と合剤が塗布されていない未塗工領域（非合剤領域）とが存在している。未塗工領域は，集電端子との接続に利用される領域であり，電極板の幅方向の一方の端部に存在する。このような構成の電極板をロールプレスによって圧延すると，集電箔のうち，塗工領域については圧延ロールから強い圧力を受けて延びる。一方，未塗工領域については，圧延ロールから受ける圧力が塗工領域と比較して弱いため，塗工領域と比較して延び難い。
【０００７】
この集電箔の延び易さの違いから，ロールプレス後，電極板が僅かに幅方向の未塗工領域側に湾曲した形状になる。この湾曲した電極板をセパレータを挟んで捲回すると，正極合剤層が負極合剤層よりも外側にはみ出す，いわゆる巻きズレ部分が多くなる。
【０００８】
この巻きズレを回避するためには，負極合剤層の幅を大きくし，正極合剤層のはみ出し量を抑えることが考えられる。しかし，負極合剤層の幅を大きくすると，負極合剤層に正極合剤層と対向しない非反応領域が大きくなり，負極側で固定化されてしまうリチウム量が増える。その結果として，容量劣化を招いてしまう。
【０００９】
また，この集電箔の延び易さの違いから，塗工領域と未塗工領域との境界付近では歪みが発生し易い。例えば，電池の充放電サイクル時の活物質の膨張および収縮によってその境界付近では応力集中が生じ易い。この応力集中が，集電箔内にクラックを発生させる。クラックが発生すると，十分な集電能力を発揮することが困難になり，電池性能の低下を招く。
【００１０】
本発明は，前記した従来の電極板が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，電極板の圧延後の，集電箔の湾曲を抑制する二次電池および二次電池の電極板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題の解決を目的としてなされた二次電池は，金属製の集電箔の少なくとも一方の面の一部に活物質を含む合剤層を有する電極板と，セパレータとを有し，前記電極板と前記セパレータとを交互に挟んで積層してなる発電要素と，前記集電箔と電気的に接続する集電端子とを有する二次電池であって，前記集電箔には，その厚さ方向から見て，前記合剤層が存在する領域である塗工領域と，前記集電箔の幅方向の一方の端部に位置し，前記合剤層が存在しない領域であって前記集電端子と接続する未塗工領域とがあり，前記集電箔のうち，前記塗工領域の厚さＴＡと，前記未塗工領域の前記集電箔の幅方向端部の厚さＴＢとの関係が，ＴＡ＞ＴＢとなることを特徴としている。
【００１２】
本発明では，二次電池に利用される電極板の，集電箔の厚さについて規定している。具体的には，集電箔のうち，合剤層が形成された塗工領域の厚さＴＡと，合剤層が形成されていない未塗工領域の，幅方向の端部の厚さＴＢとを，ＴＡ＞ＴＢの関係を満たす厚さとする。電極板としては，正極板であっても負極板であってもよく，またその両方であってもよい。
【００１３】
すなわち，本発明の二次電池では，電極板を構成する集電箔のうち，未塗工領域の端部の厚さＴＢが塗工領域の厚さＴＡよりも小さい。これにより，未塗工領域が塗工領域よりも延び易くなる。そのため，電極板の圧延の際，未塗工領域の圧延時に受ける圧力が，塗工領域と比較して小さくても，未塗工領域は延び量を確保でき，塗工領域と未塗工領域との延び量の差が小さくなることが期待できる。その結果として，電極板の湾曲量の低減が期待できる。
【００１４】
また，本発明の二次電池は，前記厚さＴＡと前記厚さＴＢとの関係を，１．５≦ＴＡ／ＴＢとするとよい。塗工領域の厚さＴＡを，未塗工領域の端部の厚さＴＢの１．５倍以上とすることで，湾曲量の低減をより確実に図ることができる。
【００１５】
また，本発明の二次電池は，前記厚さＴＡと前記厚さＴＢとの関係を，ＴＡ／ＴＢ≦１５．０とするとよい。未塗工領域の端部の厚さＴＢが小さすぎると，集電性の悪化が懸念される。そこで，未塗工領域の端部の厚さＴＢを，塗工領域の厚さＴＡの１／１５以上とすることで，集電性を確保しつつ湾曲量の低減を図ることができる。
【００１６】
また，本発明は，金属製の集電箔と，前記集電箔の少なくとも一方の面の一部に位置し，活物質を含有する合剤層とを有する二次電池用の電極板であって，前記集電箔には，その厚さ方向から見て，前記合剤層が存在する領域である塗工領域と，前記集電箔の幅方向の一方の端部に位置し，前記合剤層が存在しない領域である未塗工領域とがあり，前記集電箔のうち，前記塗工領域の厚さＴＡと，前記未塗工領域の前記集電箔の幅方向端部の厚さＴＢとの関係が，ＴＡ＞ＴＢとなることを特徴とする電極板を含んでいる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば，電極板の圧延後の，集電箔の湾曲を抑制する二次電池および二次電池の電極板が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態にかかるリチウムイオン二次電池を示す斜視透視図である。
【図２】リチウムイオン二次電池に内蔵される発電要素を構成する積層体を示す展開図である。
【図３】リチウムイオン二次電池に内蔵される発電要素を示す斜視図である。
【図４】発電要素を構成する積層体を示す断面図（図２のＨ１断面）である。
【図５】電極板の端部構成を示す断面図（図２のＨ２断面）である。
【図６】湾曲量の測定方法を示す図である。
【図７】電極板およびリチウムイオン二次電池の評価結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下，本発明にかかる二次電池を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお，以下の形態では，ハイブリッド自動車に車載される車両駆動電源用のリチウムイオン二次電池に本発明を適用する。
【００２０】
［リチウムイオン二次電池の構成］
本形態のリチウムイオン二次電池１００は，図１に示すように，発電要素６０と，発電要素６０を収容し，リチウムイオン二次電池１００の外殻を形成する外装部５０とを有するものである。図１は，外装部５０を透視した状態を示している。
【００２１】
外装部５０は，容器となる電池ケース１０と，電池ケース１０の開口部を封止する封口蓋２０とを有している。電池ケース１０は，アルミニウム，アルミニウム合金，めっき鋼板，ステンレス鋼板等の金属材からなる。封口蓋２０は，アルミニウム，めっき鋼板，ステンレス鋼板等の金属材からなる。電池ケース１０や封口蓋２０に利用する金属材は，成形が容易であって，剛性があるものであればよい。電池ケース１０の内側全面には，不図示の絶縁フィルムが貼付されている。
【００２２】
電池ケース１０は，有底矩形の箱体，すなわち上面が開口した直方体をなしている。電池ケース１０は，発電要素６０を収納しており，矩形板状の封口蓋２０にてその開口部を塞ぐことによって発電要素６０を密封をしている。具体的に，外装部５０は，電池ケース１０と封口蓋２０とがレーザ溶接によって一体となっている。なお，電池ケース１０の外形は一例であって，有底矩形の箱体に限るものではない。例えば，有底円筒形の箱体であってもよい。
【００２３】
封口蓋２０には，封口蓋２０を貫通し，封口蓋２０から外装部５０の外側に向けて突出する正極集電端子３１および負極集電端子３２が取り付けられている。正極集電端子３１の封口蓋２０への取り付け箇所には，樹脂製の絶縁部材３３が介在し，正極集電端子３１と封口蓋２０とを絶縁している。同様に，負極集電端子３２の封口蓋２０への取り付け箇所には，樹脂製の絶縁部材３４が介在し，負極集電端子３２と封口蓋２０とを絶縁している。また，封口蓋２０には，矩形板状の安全弁２３も溶接されている。安全弁２３は，封口蓋２０を貫通する注液孔を封止しており，その注液孔から電解液が注入される。
【００２４】
電池ケース１０内に注入される電解液は，エチレンカーボネート（ＥＣ）と，エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）と，ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とを，体積比でＥＣ：ＥＭＣ：ＤＭＣ＝３：３：４に調整した混合有機溶媒に，溶質として６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）を添加し，リチウムイオンを１．０ｍｏｌ／ｌの濃度とした有機電解液である。リチウムイオン二次電池１００では，電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担う。
【００２５】
発電要素６０は，図２に示すように，長尺状の正極板６１と，同じく長尺状の負極板６２とを，ポリエチレン（ＰＥ）からなるセパレータ６３を挟んで積層した積層体から構成される。正極板６１は，アルミ箔からなる正極集電箔６１１の両面に正極合剤層６１２を担持している。正極合剤層６１２には，例えば，正極活物質のリチウムニッケルコバルトマンガン酸化物（ＮＣＭ）の他，アセチレンブラック，カルボキシルメチルセルロース（ＣＭＣ）等が含まれる。また，負極板６２は，銅箔からなる負極集電箔６２１の両面に負極合剤層６２２を担持している。負極合剤層６２２には，例えば，負極活物質のグラファイトの他，ＣＭＣ，スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等が含まれる。また，セパレータ６３は，ポリプロピレン（ＰＰ）やＰＥ等からなる公知の微多孔質樹脂である。
【００２６】
また，正極板６１の幅方向（図２中のＹ方向）の一方の端部は，正極合剤層６１２が形成されておらず，正極集電箔６１１が露出している。また，負極板６２の幅方向の一方の端部も，負極合剤層６２２が形成されておらず，負極集電箔６２１が露出している。そして，正極板６１の正極集電箔６１１が露出している箇所と，負極板６２の負極集電箔６２１が露出している箇所とが，幅方向において互いに逆側の端部となるように積層される。さらに，正極合剤層６１２と負極合剤層６２２とが厚さ方向から見て重なるように，すなわち正極合剤層６１２と負極合剤層６２２とがセパレータ６３を介して対向するように配置される。
【００２７】
また，セパレータ６３は，幅方向において正極合剤層６１２および負極合剤層６２２を被覆するように，さらに正極板６１の正極集電箔６１１が露出している箇所（未塗工領域）の一部と，負極板６２の負極集電箔６２１が露出している箇所（未塗工領域）の一部を被覆しないように，正極板６１と負極板６２との間に配置される。
【００２８】
発電要素６０は，図２に示したように配置された積層体を捲回し，扁平状にしたものである。図３は，軸線ＡＸ周りにその積層体を捲回し，扁平状にした状態を示している。正極板６１の幅方向の一方の端部は，正極集電箔６１１が露出した状態でセパレータ６３から突出していることから，捲回した状態の発電要素６０では，軸線ＡＸ方向の一方の端部から正極板６１（正極集電箔６１１）が渦巻状をなしてから突出している。一方，負極板６２の幅方向の一方の端部は，負極集電箔６２１が露出した状態でセパレータ６３から突出していることから，捲回した状態の発電要素６０では，軸線ＡＸ方向の他方の端部から負極板６２（負極集電箔６２１）が渦巻状をなして突出している。
【００２９】
また，発電要素６０のうち，正極板６１が突出している箇所は，図１に示したように，クランク状に屈曲した板状の正極集電端子３１と電気的に接合される。一方，負極板６２が突出している箇所は，同じくクランク状に屈曲した板状の負極集電端子３２と電気的に接合される。具体的に，正極集電端子３１は，発電要素６０の幅方向の一方の端部に露出する正極集電箔６１１と接合している。一方，負極集電端子３２は，発電要素６０の幅方向の他方の端部に露出する負極集電箔６２１と接合している。
【００３０】
図４は，発電要素６０を構成する積層体の断面構成（図２のＨ１断面）および積層体の幅方向（電極板の幅方向，図４および図２中のＹ方向）の位置関係を示している。図４中の領域Ａは，正極合剤層６１２，セパレータ６３，および負極合剤層６２２が積層体の厚さ方向（図４中のＺ方向）から見て重なっている領域である反応領域を示しており，リチウムイオン二次電池１００の充放電に利用される領域である。本形態のリチウムイオン二次電池１００では，幅方向の長さに関して，正極合剤層６１２，セパレータ６３，および負極合剤層６２２のうち，正極合剤層６１２が最も短いため，反応領域Ａの幅は，正極合剤層６１２の幅によって規定される。つまり，本形態では，正極板６１にとっての反応領域は，その厚さ方向から見て正極合剤層６１２が形成されている領域全体であり，負極板６２にとっての反応領域は，その厚さ方向から見て負極合剤層６２２が形成されており，かつ正極合剤層６１２とセパレータ６３を介して対向する領域である。
【００３１】
図５は，正極板６１の幅方向の未塗工領域側の端部の断面構成（図２のＨ２断面）の詳細を示している。正極集電箔６１１は，正極合剤層６１２が両面に形成されている塗工領域Ｐ１と，正極合剤層６１２が形成されていない未塗工領域Ｐ２とを有している。正極合剤層６１２は，正極板６１の幅方向において，未塗工領域側と反対側の端部（図４参照）まで塗工されている。そのため，塗工領域Ｐ１は，未塗工領域側と反対側の端部から未塗工領域Ｐ２との境界Ｐ３までの範囲となる。
【００３２】
本形態の正極集電箔６１１は，塗工領域Ｐ１と未塗工領域Ｐ２とで厚さが異なる。具体的に，塗工領域Ｐ１では，幅方向において均一の厚さＴＡになっている。一方，未塗工領域Ｐ２では，塗工領域Ｐ１との境界Ｐ３では塗工領域Ｐ１と同じ厚さＴＡであるが，幅方向の端部Ｐ４に向かって徐々に薄くなり，端部Ｐ４では厚さＴＢ（＜ＴＡ）になっている。そのため，未塗工領域Ｐ２の断面は，端部Ｐ４を頂点とするテーパ形状になっている。この断面テーパ形状の未塗工領域Ｐ２は，正極集電箔６１１の幅方向の一方の端部側に，正極集電箔６１１の長手方向（図２のＸ方向）全域にわたって存在する。
【００３３】
本形態の負極集電箔６２１も，図５に示した正極集電箔６１１と同様の構成であり，未塗工領域Ｐ２の幅方向端部Ｐ４の厚さＴＢは，塗工領域Ｐ１の厚さＴＡよりも小さくなっている。
【００３４】
なお，正極集電箔６１１，正極合剤層６１２，負極集電箔６２１，負極合剤層６２２，電解液に利用される物質や比率は一例であり，一般的にリチウムイオン二次電池に利用されるものを適宜選択すればよい。
【００３５】
［電極板およびリチウムイオン二次電池の評価］
続いて，前述した電極板およびその電極板を用いたリチウムイオン二次電池の評価について説明する。本評価では，発電要素６０を構成する正極板６１について，塗工領域Ｐ１および未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の，厚さがそれぞれ異なる複数の正極集電箔６１１を用意し，各正極集電箔６１１の湾曲量，巻きズレ不良を評価した。また，正極集電箔６１１を利用したリチウムイオン二次電池１００のハイレート充放電試験を実施し，試験後における容量維持率を測定した。
【００３６】
具体的に，本評価では，正極板６１として，幅が５４ｍｍ（このうち未塗工領域Ｐ２の幅が７ｍｍ），長さが６９０ｍｍものを作製した。また，負極板６２として，幅が５８ｍｍ（このうち未塗工領域Ｐ２の幅が６ｍｍ），長さが８７０ｍｍのものを作製した。このうち，正極板６１としては，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さがそれぞれ異なる複数の正極集電箔６１１を用意し，各正極集電箔６１１を利用した複数の正極板６１を作製した。そして，圧延後の各正極板６１の湾曲量を測定した。
【００３７】
正極板６１の湾曲量の測定方法としては，先ず，圧延後の正極板６１を長さ１ｍ分抽出し，抽出した正極板６１を平坦なテーブル上に載置する。そして，図６に示すように，抽出した正極板６１の長さ方向の両端部の，未塗工領域Ｐ２側の角部同士を直線で結び，その直線Ｌに直交する方向のその直線Ｌから正極板６１までの距離が最も長い部分の，その距離Ｄを，正極板６１の湾曲量とした。
【００３８】
また，湾曲量の測定後，正極集電箔６１１の厚さが異なる正極板６１ごとに捲回体を１００個作成し，各捲回体の巻きズレ不良率を求めた。巻きズレ不良率の算出手順としては，先ず，正極板および負極板を積層して捲回する。その後，その捲回体内の正極板６１の合剤層６１２の位置をＸ線透視法によって目視確認し，正極板６１の合剤層６１２が幅方向において負極板６２の合剤層６２２から外側に出ているものを巻きズレ不良とした。そして，１００個の個体についてそれぞれ巻きズレ不良を確認し，巻きズレ不良が生じた個体の数を巻きズレ不良率とした。
【００３９】
さらに，巻きズレ不良が生じていない捲回体について，直径が１８ｍｍで高さが６５０ｍｍの円筒型外装ケースに収納し，電解液を注液し，理論容量１．５Ａｈのリチウムイオン二次電池を作製した。そして，各リチウムイオン二次電池について，ハイレート充放電試験を行った。なお，充放電サイクル条件は，次の通りである。
２Ｃ ＳＯＣ ０〜１００％（４．１〜３．０Ｖ） ６０℃環境
【００４０】
そして，ハイレート充放電試験後の容量を測定し，容量維持率を求めた。具体的には，試験前の電池容量を１００％とし，充放電５００サイクル後の電池容量の，試験前の電池容量に対する割合を，容量維持率とした。そして，複数の個体（巻きズレ不良が発生していない個体）について容量維持率を計測し，その平均を求めた。
【００４１】
本評価の結果を図７に示す。図７中，実施例は評価結果として良好（巻きズレ不良率３％未満かつ容量維持率９０％以上）と判断できるものであり，比較例は評価結果として不良と判断できるものである。各正極板６１のサイズは次の通りである。
【００４２】
実施例１：塗工領域Ｐ１の厚さＴＡが１５μｍ，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢが１μｍ。厚さの比（ＴＡ／ＴＢ）が１５．０。
実施例２：塗工領域Ｐ１の厚さＴＡが２０μｍ，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢが２．５μｍ。厚さの比（ＴＡ／ＴＢ）が８．０。
実施例３：塗工領域Ｐ１の厚さＴＡが７μｍ，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢが１μｍ。厚さの比（ＴＡ／ＴＢ）が７．０。
実施例４：塗工領域Ｐ１の厚さＴＡが１５μｍ，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢが５μｍ。厚さの比（ＴＡ／ＴＢ）が３．０。
実施例５：塗工領域Ｐ１の厚さＴＡが１５μｍ，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢが１０μｍ。厚さの比（ＴＡ／ＴＢ）が１．５。
比較例１：塗工領域Ｐ１の厚さＴＡが１５μｍ，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢが０．５μｍ。厚さの比（ＴＡ／ＴＢ）が３０．０。
比較例２：塗工領域Ｐ１の厚さＴＡが７μｍ，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢが０．３μｍ。厚さの比（ＴＡ／ＴＢ）が２３．３。
比較例３：塗工領域Ｐ１の厚さＴＡが２０μｍ，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢが１μｍ。厚さの比（ＴＡ／ＴＢ）が２０．０。
比較例４：塗工領域Ｐ１の厚さＴＡが７μｍ，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢが６μｍ。厚さの比（ＴＡ／ＴＢ）が１．２。
比較例５：塗工領域Ｐ１の厚さＴＡが２０μｍ，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢが１８μｍ。厚さの比（ＴＡ／ＴＢ）が１．１。
比較例６：塗工領域Ｐ１の厚さＴＡが１５μｍ，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢが１５μｍ。厚さの比（ＴＡ／ＴＢ）が１．０。
比較例７：塗工領域Ｐ１の厚さＴＡが１５μｍ，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢが２０μｍ。厚さの比（ＴＡ／ＴＢ）が０．７５。
【００４３】
図７の評価結果が示すように，塗工領域Ｐ１の厚さＴＡと未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢとの比（ＴＡ／ＴＢ）が１．５〜１５．０の範囲内であれば，湾曲量が小さく，巻きズレ不良率および容量維持率が共に良好な結果となった。
【００４４】
上記実施例の結果は，集電箔の未塗工領域Ｐ２の厚さを塗工領域Ｐ１よりも小さくすることで，圧延時の未塗工領域Ｐ２の延び量が大きくなることから，塗工領域Ｐ１の延び量との差が少なくなり，結果として湾曲量が小さくなったものと考えられる。そして，湾曲量が小さくなることで，巻きズレ不良率も低下したものと考えられる。
【００４５】
また，延び量の差が小さくなることで，充放電時に生じる塗工領域Ｐ１と未塗工領域Ｐ２との境界Ｐ３付近の歪みも小さくなったものと考えられる。そのため，クラックの発生が抑制され，結果としてサイクル特性の低下（容量維持率の低下）が抑えられたものと考えられる。
【００４６】
一方，塗工領域Ｐ１の厚さＴＡと未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢとの比（ＴＡ／ＴＢ）が１５．０よりも大きい比較例１，２，３では，集電箔の未塗工領域Ｐ２の厚さが塗工領域Ｐ１よりも非常に小さくなることから，湾曲量については改善される。また，湾曲量が小さいことから，巻きズレ不良率も改善される。しかしながら，集電箔の未塗工領域Ｐ２の厚さが小さくなりすぎると，通電領域が狭くなり，十分な集電性を確保できない可能性が高まる。その結果，サイクル特性が低下したと考えられる。
【００４７】
一方，塗工領域Ｐ１の厚さＴＡと未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢとの比（ＴＡ／ＴＢ）が１．５よりも小さい比較例４，５，６，７では，集電箔の未塗工領域Ｐ２の厚さが塗工領域Ｐ１と同等，あるいは塗工領域Ｐ１よりも大きいことから，湾曲量が大きくなる。そのため，巻きズレ不良率も高くなる。また，巻きズレが発生していなかったとしても，その集電箔を利用したリチウムイオン二次電池の容量維持率は低い結果となった。そこで，ハイレート充放電試験を行った比較例４，５，６，７の電池を解体し，正極板６１を目視確認したところ，塗工領域Ｐ１と未塗工領域Ｐ２との境界Ｐ３付近でクラックが生じているものが多く見つかった。このクラックが容量維持率を低下させたと考えられる。
【００４８】
以上詳細に説明したように本形態のリチウムイオン二次電池１００では，例えば正極集電箔６１１のうち，正極合剤層６１２が塗工された塗工領域Ｐ１の厚さＴＡと，未塗工領域Ｐ２の幅方向端部Ｐ４の厚さＴＢとを，ＴＡ＞ＴＢの関係を満たす厚さとしている。すなわち，未塗工領域Ｐ２の端部Ｐ４の厚さＴＢを塗工領域Ｐ１の厚さＴＡよりも小さくすることで，圧延時に未塗工領域Ｐ２が延び易くなる。このことから，塗工領域Ｐ１と未塗工領域Ｐ２とで圧延時に受ける圧力が異なったとしても，未塗工領域Ｐ２は小さい圧力でも延び量を確保でき，塗工領域Ｐ１と未塗工領域Ｐ２との延び量の差を少なくすることが期待できる。その結果として，湾曲量を低減することが期待できる。
【００４９】
また，湾曲量が小さくなることで，負極合剤層６２２と正極合剤層６１２との幅差を大きくする必要性が低くなる。そのため，負極合剤層６２２と正極合剤層６１２との幅差を小さくでき，その結果として負極側で固定化されるリチウム量が少なく，サイクル特性の低下が抑えられる。
【００５０】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，リチウムイオン二次電池は，車両駆動電源用に限らず，家電製品やパソコンに利用されるものであってもよい。
【００５１】
また，実施の形態では，集電箔の両面に合剤層が形成されているが，一方の面のみであってもよい。また，実施の形態では，正極板および負極板ともに，未塗工領域の端部の厚さを塗工領域の厚さよりも小さくしているが，何れか一方のみであってもよい。
【００５２】
また，実施の形態では，捲回扁平体の発電要素に本発明を適用しているが，これ以外の形状の発電要素であっても適用可能である。例えば，シート状の正極板および負極板をそれぞれ複数枚用意し，さらにその正極板と負極板との間にシート状のセパレータを配置した積層体の発電要素であっても本発明を適用できる。
【００５３】
また，実施の形態では，正極集電箔６１１の未塗工領域Ｐ２の厚さが，塗工領域Ｐ１との境界Ｐ３を始点として徐々に小さくなっているが，厚さが小さくなる始点は厳密に境界Ｐ３である必要はない。すなわち，厚さが小さくなる始点は，境界Ｐ３よりも多少端部Ｐ４側にずれていてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
３１ 正極集電端子
３２ 負極集電端子
６０ 発電要素
６１ 正極板
６１１ 正極集電箔
６１２ 正極合剤層
６２ 負極板
６２１ 負極集電箔
６２２ 負極合剤層
６３ セパレータ
１００ リチウムイオン二次電池
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の集電箔の少なくとも一方の面の一部に活物質を含む合剤層を有する電極板と，セパレータとを有し，前記電極板と前記セパレータとを交互に挟んで積層してなる発電要素と，前記集電箔と電気的に接続する集電端子とを有する二次電池において，
前記集電箔には，その厚さ方向から見て，
前記合剤層が存在する領域である塗工領域と，
前記集電箔の幅方向の一方の端部に位置し，前記合剤層が存在しない領域であって前記集電端子と接続する未塗工領域と，
があり，
前記集電箔のうち，前記塗工領域の厚さＴＡと，前記未塗工領域の前記集電箔の幅方向端部の厚さＴＢとの関係が，
ＴＡ＞ＴＢ
となることを特徴とする二次電池。
【請求項２】
請求項１に記載する二次電池において，
前記厚さＴＡと前記厚さＴＢとが，
１．５≦ＴＡ／ＴＢ
の関係を満たすことを特徴とする二次電池。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する二次電池において，
前記厚さＴＡと前記厚さＴＢとが，
ＴＡ／ＴＢ≦１５．０
の関係を満たすことを特徴とする二次電池。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載する二次電池において，
前記集電箔の前記未塗工領域の厚さは，前記塗工領域と前記未塗工領域との境界から前記集電箔の幅方向の前記端部に向かうほど小さいことを特徴とする二次電池。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載する二次電池において，
前記二次電池は，電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担うリチウムイオン二次電池であることを特徴とする二次電池。
【請求項６】
金属製の集電箔と，前記集電箔の少なくとも一方の面の一部に位置し，活物質を含有する合剤層とを有する二次電池用の電極板において，
前記集電箔には，その厚さ方向から見て，
前記合剤層が存在する領域である塗工領域と，
前記集電箔の幅方向の一方の端部に位置し，前記合剤層が存在しない領域である未塗工領域と，
があり，
前記集電箔のうち，前記塗工領域の厚さＴＡと，前記未塗工領域の前記集電箔の幅方向端部の厚さＴＢとの関係が，
ＴＡ＞ＴＢ
となることを特徴とする電極板。
【請求項７】
請求項６に記載する電極板において，
前記厚さＴＡと前記厚さＴＢとが，
１．５≦ＴＡ／ＴＢ
の関係を満たすことを特徴とする電極板。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載する電極板において，
前記厚さＴＡと前記厚さＴＢとが，
ＴＡ／ＴＢ≦１５．０
の関係を満たすことを特徴とする電極板。
【請求項１】
金属製の集電箔の少なくとも一方の面の一部に活物質を含む合剤層を有する電極板と，セパレータとを有し，前記電極板と前記セパレータとを交互に挟んで積層してなる発電要素と，前記集電箔と電気的に接続する集電端子とを有する二次電池において，
前記集電箔には，その厚さ方向から見て，
前記合剤層が存在する領域である塗工領域と，
前記集電箔の幅方向の一方の端部に位置し，前記合剤層が存在しない領域であって前記集電端子と接続する未塗工領域と，
があり，
前記集電箔のうち，前記塗工領域の厚さＴＡと，前記未塗工領域の前記集電箔の幅方向端部の厚さＴＢとの関係が，
ＴＡ＞ＴＢ
となることを特徴とする二次電池。
【請求項２】
請求項１に記載する二次電池において，
前記厚さＴＡと前記厚さＴＢとが，
１．５≦ＴＡ／ＴＢ
の関係を満たすことを特徴とする二次電池。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する二次電池において，
前記厚さＴＡと前記厚さＴＢとが，
ＴＡ／ＴＢ≦１５．０
の関係を満たすことを特徴とする二次電池。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載する二次電池において，
前記集電箔の前記未塗工領域の厚さは，前記塗工領域と前記未塗工領域との境界から前記集電箔の幅方向の前記端部に向かうほど小さいことを特徴とする二次電池。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載する二次電池において，
前記二次電池は，電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担うリチウムイオン二次電池であることを特徴とする二次電池。
【請求項６】
金属製の集電箔と，前記集電箔の少なくとも一方の面の一部に位置し，活物質を含有する合剤層とを有する二次電池用の電極板において，
前記集電箔には，その厚さ方向から見て，
前記合剤層が存在する領域である塗工領域と，
前記集電箔の幅方向の一方の端部に位置し，前記合剤層が存在しない領域である未塗工領域と，
があり，
前記集電箔のうち，前記塗工領域の厚さＴＡと，前記未塗工領域の前記集電箔の幅方向端部の厚さＴＢとの関係が，
ＴＡ＞ＴＢ
となることを特徴とする電極板。
【請求項７】
請求項６に記載する電極板において，
前記厚さＴＡと前記厚さＴＢとが，
１．５≦ＴＡ／ＴＢ
の関係を満たすことを特徴とする電極板。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載する電極板において，
前記厚さＴＡと前記厚さＴＢとが，
ＴＡ／ＴＢ≦１５．０
の関係を満たすことを特徴とする電極板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−２６１２３（Ｐ２０１３−２６１２３Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６１８９４（Ｐ２０１１−１６１８９４）
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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