二次電池用電極体、二次電池用電極体の製造方法及び二次電池並びに車両
【課題】負極の面積を正極の面積に比べてそれほど大きくせずに、急速充電時における負極でのリチウム析出防止効果を高めることができる二次電池用電極体を提供する。
【解決手段】二次電池用電極体１０は、金属製の集電板１１に正極活物質層１２ａが形成された正極１２と、金属製の集電板１１に粒子状の負極用活物質を含む負極活物質層１３ａが形成された負極１３とがセパレータ１４を挟んだ構成である。負極活物質層１３ａは、一層で構成され、負極活物質層１３ａの表面の算術平均粗さＲａは、セパレータ１４の厚さをｔμｍとすると、ｔ／２μｍ以下、負極用活物質の平均粒径以上である。
【解決手段】二次電池用電極体１０は、金属製の集電板１１に正極活物質層１２ａが形成された正極１２と、金属製の集電板１１に粒子状の負極用活物質を含む負極活物質層１３ａが形成された負極１３とがセパレータ１４を挟んだ構成である。負極活物質層１３ａは、一層で構成され、負極活物質層１３ａの表面の算術平均粗さＲａは、セパレータ１４の厚さをｔμｍとすると、ｔ／２μｍ以下、負極用活物質の平均粒径以上である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池用電極体、二次電池用電極体の製造方法及び二次電池並びに車両に係り、詳しくは負極に特徴を有する二次電池用電極体、二次電池用電極体の製造方法及び二次電池並びにその二次電池を搭載した車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は再充電が可能であり、繰り返し使用することができるため電源として広く利用されている。近年、化石燃料の使用削減（二酸化炭素排出規制）が求められており、電気自動車やハイブリッド車等の主電源や補助電源に使用される二次電池では、大電流での充電及び放電や二次電池の大容量化が要求されるようになっている。
【０００３】
ニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池などの二次電池では、電極として金属箔製の集電板に活物質を塗布（担持）したものが使用されている。そして、集電板に塗布された活物質の量を多くすることにより、二次電池の出力（放電電流に放電電圧を乗じた値）を高くすることができる。
【０００４】
リチウムイオン二次電池では、負極でのリチウム析出防止のため負極と相対する正極は、負極に比べて小さく設計される。しかし、負極の面積を正極の面積に比べてそれほど大きくはできないため、急速充電時には、負極にリチウムが析出する可能性がある。負極の面積を正極の面積に比べてそれほど大きくせずに、急速充電時における負極でのリチウム析出防止効果を高める方法として負極の表面を粗化することが考えられる。
【０００５】
従来、充電時の負極の膨れが抑制されて、サイクル性能が向上する非水電解質二次電池が提案されている（特許文献１参照）。この二次電池は、正極、集電板を備えた負極、及び非水電解質を備え、前記負極の集電板上に炭素粒子を含む炭素粒子含有層が形成され、前記炭素粒子含有層上にケイ素含有層が形成され、前記炭素粒子含有層の前記ケイ素含有層側の面の表面粗さＲａが０．３μｍ≦Ｒａ≦９．０μｍである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−７３４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の二次電池の負極は、結果として負極を構成する活物質層の表面が粗化された状態であるが、活物質層が炭素粒子含有層とケイ素含有層の２層からなり、内層となる炭素粒子含有層の表面粗さを特定の範囲にすることで、充電時の負極の膨れを抑制している。しかし、リチウム析出防止に関することは何ら示唆されていない。
【０００８】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、負極の面積を正極の面積に比べてそれほど大きくせずに、急速充電時における負極でのリチウム析出防止効果を高めることができる二次電池用電極体及び二次電池用電極体の製造方法を提供することにある。また、他の目的はその二次電池用電極体を用いた二次電池及びその二次電池を搭載した車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、金属製の集電板に正極活物質層が形成された正極と、金属製の集電板に粒子状の負極用活物質を含む負極活物質層が形成された負極とがセパレータを挟んだ構成である二次電池用電極体である。そして、前記負極活物質層は、一層あるいは各層が同じ材料で形成された複数層で構成され、前記負極活物質層の表面の算術平均粗さＲａは、前記セパレータの厚さをｔμｍとすると、ｔ／２μｍ以下、前記負極用活物質の平均粒径以上である。
【００１０】
リチウムイオン二次電池では、負極でのリチウム析出防止のため負極と相対する正極は、負極に比べて小さく設計される。しかし、負極の面積を正極の面積に比べてそれほど大きくはできないため、急速充電時には、負極にリチウムが析出する可能性がある。そのため、急速充電といっても充電速度は負極にリチウムが析出しない程度の速度に抑えざるをえない。この発明では、二次電池用電極体の負極を構成する集電板に形成された負極活物質層の表面の算術平均粗さＲａは、セパレータの厚さをｔμｍとすると、ｔ／２μｍ以下、負極用活物質の平均粒径以上である。そのため、表面が粗化されていない負極活物質層に比べてその表面積が大幅に大きくなる。したがって、リチウムイオン二次電池を構成した場合、負極の面積を正極の面積に比べてそれほど大きくせずに、急速充電時における負極でのリチウム析出防止効果を高めることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記負極活物質層は表面の算術平均粗さＲａが前記負極用活物質の粒度分布上限以上である。プレス加工で負極活物質層の表面を粗化する場合、表面粗さＲａを負極活物質の粒度分布上限より小さくするのは難しい。この発明では、表面粗さＲａが負極活物質の粒度分布上限以上であるため、負極活物質層の粗化が容易になる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記負極活物質層は一層である。したがって、負極活物質層が複数層で構成される場合に比べて、製造が簡単になる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、金属製の集電板に正極活物質層が形成された正極と、金属製の集電板に粒子状の負極用活物質を含む負極活物質層が形成された負極とがセパレータを挟んだ構成である二次電池用電極体の製造方法である。そして、前記集電板に対する前記負極用活物質の塗布工程終了後に行われるプレス工程において、前記負極活物質層が形成された集電板を、表面が粗化されたプレスロールを有するロールプレス機でプレスして、前記負極活物質層の表面の粗さを目的の算術平均粗さＲａに粗化する。
【００１４】
この発明の二次電池用電極体の製造方法では、通常の二次電池用電極体の製造方法において、負極活物質層が形成された集電板をプレスするプレス工程において、使用するプレスロールとして、表面が負極活物質層の表面粗さを目的の算術平均粗さＲａにするのに適した表面粗さＲａに粗化されたプレスロールを使用する点を変更することで、容易に対応することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記算術平均粗さＲａは、前記セパレータの厚さをｔμｍとすると、ｔ／２μｍ以下、前記負極用活物質の平均粒径以上である。この発明の製造方法で得られた二次電池用電極体は、リチウムイオン二次電池を構成した場合、負極の面積を正極の面積に比べてそれほど大きくせずに、急速充電時における負極でのリチウム析出防止効果を高めることができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の二次電池用電極体を用いた二次電池である。この発明の二次電池は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の二次電池用電極の効果が得られる。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の二次電池を搭載した車両である。したがって、この発明の車両は請求項６に記載の二次電池の効果が得られる。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１〜請求項３に記載の発明によれば、負極の面積を正極の面積に比べてそれほど大きくせずに、急速充電時における負極でのリチウム析出防止効果を高めることができる二次電池用電極体を提供することができる。請求項４及び請求項５に記載の発明によれば、負極の面積を正極の面積に比べてそれほど大きくせずに、急速充電時における負極でのリチウム析出防止効果を高めることができる二次電池用電極体の製造方法を提供することができる。請求項６に記載の発明によれば、前記二次電池用電極体の効果が得られる二次電池を提供することができる。請求項７に記載の発明によれば、前記二次電池の効果が得られる車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）は二次電池用電極体の模式斜視図、（ｂ）は負極の模式平面図。
【図２】（ａ）は負極活物質層を粗化する工程の模式図、（ｂ）はプレスロールの模式斜視図。
【図３】ロールによる転写可能粗さと加圧力との関係を示すグラフ。
【図４】電解液含浸性を示すグラフ。
【図５】（ａ），（ｂ）は粗化部分の異なる別の実施形態の負極の模式平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。
図１（ａ）に示すように、二次電池用電極体１０は、金属製の集電板１１に正極活物質層１２ａが形成された正極１２と、金属製の集電板１１に粒子状の負極用活物質を含む負極活物質層１３ａが形成された負極１３とがセパレータ１４を挟んで複数層に積層された構成、即ち正極１２と負極１３とがセパレータ１４を挟んだ構成である。この実施形態では、正極１２、負極１３及びセパレータ１４はいずれも帯状に形成され、二次電池用電極体１０は、正極１２及び負極１３がセパレータ１４を挟んで複数層に巻回されて長円柱状に形成された構成の巻回型電極体である。二次電池用電極体１０は、その軸方向の一端側に同方向に突出する正極タブ１５及び負極タブ１６を有する。正極タブ１５は正極１２に複数形成された凸部１２ｂが重なる状態で構成され、負極タブ１６は負極１３に複数形成された凸部１３ｂが重なる状態で構成されている。なお、図１（ｂ）は負極１３の部分模式図であるが、凸部１３ｂの図示を省略している。
【００２１】
集電板１１は、例えば帯状の銅箔で形成され、正極活物質層１２ａ及び負極活物質層１３ａは集電板１１の両面にそれぞれ形成され、集電板１１の幅方向の両側に存在する一定幅の活物質非塗布部１７を除いた部分全面に形成されている。
【００２２】
負極活物質層１３ａは一層で構成され、かつ表面が機械的に粗化されている。負極活物質層１３ａの粗さの上限は、負極１３及び正極１２を、セパレータ１４を挟んで積層する時あるいは、巻回する時に負極活物質層１３ａがセパレータ１４を損傷しない値に設定されており、下限は負極用活物質の平均粒径以上となるように設定されている。具体的には、負極活物質層１３ａの算術平均粗さＲａは、セパレータ１４の厚さをｔμｍとすると、１／２μｍ以下、負極用活物質の平均粒径以上である。例えば、セパレータ１４の厚さが２０±２μｍであれば、負極活物質層１３ａの算術平均粗さＲａは、バラツキを考慮して９μｍ以下が望ましい。
【００２３】
また、負極用活物質として平均粒径が２μｍのものを使用する場合、負極活物質層１３ａの算術平均粗さＲａは２μｍ以上になる。また、負極活物質層１３ａは表面の算術平均粗さＲａが負極用活物質の粒度分布上限以上が望ましく、例えば、負極用活物質として粒度分布上限が５μｍ以上のものを使用する場合は、負極活物質層１３ａの表面粗さＲａの下限は５μｍになる。なお、算術平均粗さＲａの測定方法はＪＩＳ規格に記載された算出方法である。
【００２４】
次に前記のように構成された二次電池用電極体１０の製造方法のうち、負極１３の製造方法を説明する。負極１３の製造方法は、負極用活物質の塗布工程終了後に、集電板１１と集電板１１に塗布された負極用活物質の粒子との密着を良好にするために行われるプレス工程が従来と異なり、その他の工程は基本的に同じため、説明を省略する。なお、以下、表面の算術平均粗さＲａを単に表面粗さＲａと記載する場合もある。
【００２５】
負極用活物質の塗布工程で負極用活物質が塗布されて両面に負極活物質層１３ａが形成された集電板１１は、負極活物質層１３ａが乾燥された後、集電板１１に対する負極活物質層１３ａの負極用活物質の粒子との密着を良好にするため、プレス工程でプレスされる。プレス工程では、図２に示すように、一対のプレスロール２１，２２を有するロールプレス機２３でプレスを行う。図３に示すように、プレスロール２１，２２はその表面が、負極活物質層１３ａの表面の粗さを目的の表面粗さＲａ（この実施形態では５μｍ以上９μｍ以下）に粗化するのに適した粗さに粗化されている。プレスロール２１，２２の表面の粗化は、例えば、ショットピーニングやショットブラストで行われる。
【００２６】
図２に示すように、ロールプレス機２３のアンコイラー２４に、負極活物質層１３ａが塗布された帯状の集電板１１がコイル状に巻かれた負極用フープ材２５がセットされる。そして、繰り出し側ガイドロール２６にガイドされながらアンコイラー２４から繰り出された負極用フープ材２５はプレスロール２１，２２でプレスされ、巻き取り側ガイドロール２７を経てコイラー２８に巻き取られる。なお、負極用フープ材２５の移動経路には繰り出し側ガイドロール２６及び巻き取り側ガイドロール２７の他に図示しない張力調整機構やガイドロールが設けられている。
【００２７】
アンコイラー２４から繰り出された負極用フープ材２５は、プレスロール２１，２２の間を通過する間にプレスロール２１，２２の表面の状態が負極活物質層１３ａ上に転写される。その結果、負極活物質層１３ａは幅及び長さが変わらずに表面積が大きくなる。
【００２８】
プレスロール２１，２２はプレス荷重が調整可能に構成され、同じ表面粗さのプレスロール２１，２２を使用した場合でもプレス荷重とプレス温度によって、負極活物質層１３ａに転写される表面粗さＲａが異なる状態になる。図３にプレスロール２１，２２によるプレス荷重と負極活物質層１３ａに転写される表面粗さＲａの関係を示す。図３において、縦軸は転写された表面粗さＲａを示し、表面粗さＲａが大きな位置に図示されている横線は、プレスに使ったプレスロール２１，２２の表面粗さＲａを表している。横軸はプレス荷重を示す。また、三角印は室温でプレスを行った場合を表し、丸印は高温（１００°以上）でプレスを行った場合を表す。プレス荷重が小さな場合は、プレスにより負極活物質層１３ａの表面に転写される表面粗さＲａは、プレスロール２１，２２の表面粗さＲａより小さく、プレス荷重がある程度以上になると、プレスロール２１，２２の表面粗さＲａが負極活物質層１３ａにそのまま転写される。プレス荷重が小さな場合は、プレスにより負極活物質層１３ａの表面に転写される表面粗さＲａは、高温の方が同じプレス荷重において負極活物質層１３ａに転写される表面粗さＲａが大きくなる。しかし、プレス荷重が大きな場合は室温と高温とで転写される表面粗さＲａは同じになる。
【００２９】
次に前記のように構成された二次電池用電極体１０及び負極１３の作用を説明する。二次電池用電極体１０は、リチウムイオン二次電池の電極体として使用される。リチウムイオン電池の基本的な構成は、金属製の集電板に活物質を塗布（担持）した正極と負極との間に帯状のセパレータを挟んだ積層状態で発電要素（電極体）が構成され、その発電要素が電解液と共に電池ケースに収容されている。リチウムイオン二次電池では、負極でのリチウム析出防止のため負極と相対する正極は、負極に比べて小さく設計される。しかし、負極の面積を正極の面積に比べてそれほど大きくはできないため、急速充電時には、負極にリチウムが析出する可能性がある。そのため、急速充電といっても充電速度は負極にリチウムが析出しない程度の速度に抑えざるをえない。
【００３０】
この実施形態の負極１３は、集電板１１に形成された負極活物質層１３ａは表面粗さＲａの上限が負極１３及び正極１２を、セパレータ１４を挟んで積層する時あるいは、巻回する時に負極活物質層１３ａがセパレータ１４を損傷しない値に設定されており、下限が負極用活物質の平均粒径以上となるように粗化されている。具体的には、負極活物質層１３ａの表面の算術平均粗さＲａは、セパレータ１４の厚さをｔμｍとすると、ｔ／２μｍ以下、負極用活物質の平均粒径以上である。そのため、表面が粗化されていない負極活物質層１３ａに比べてその表面積が大幅に大きくなる。したがって、リチウムイオン二次電池を構成した場合、負極１３の面積を正極１２の面積に比べてそれほど大きくせずに、急速充電時における負極１３でのリチウム析出防止効果を高めることができる。その結果、急速充電の際の充電速度を高めることができる。
【００３１】
また、集電板１１に塗布された負極用活物質の量を多くすることにより、二次電池の出力（放電電流に放電電圧を乗じた値）を高くすることができる。しかし、負極用活物質の量が多くなると、二次電池の製造工程の一工程である、電池ケース内に収容された発電要素を構成する集電板１１に塗布された負極用活物質に電解液を含浸させる工程において、含浸に時間がかかり生産性が悪くなる。この実施形態の負極１３は、集電板１１の両面に塗布された負極活物質層１３ａの表面が粗化されているため、負極活物質層１３ａの表面積が広くなり、広い面積から電解液が含浸するようになるため、電解液の含浸が早くなる。
【００３２】
負極１３を構成する負極活物質層１３ａへの電解液の含浸性に対する表面粗化の効果を確認するため、負極活物質層１３ａが粗化された負極１３（実施例）と、比較例として負極活物質層１３ａが粗化されていない負極を形成した。実施例と比較例の負極について、電解液含浸時間と電極抵抗の関係を調べた。結果を図４に示す。図４において縦軸は電極抵抗を表し、横軸は浸漬時間を表す。
【００３３】
負極に電解液の含浸を開始した時点では電極抵抗はｋΩ（キロオーム）のオーダーであるが、含浸の進行に伴って電極抵抗は低下し、ｍΩ（ミリオーム）のオーダーまで低下して安定化状態（即ちほぼ一定の値）になる。電解液が負極活物質層１３ａ全体に含浸されたことの確認は、電極抵抗がｍΩのオーダーで安定化することで行われる。図４に示すように、実施例の負極は比較例の負極に比べて電極抵抗の低下速度が大きく、安定化に要する時間が短くなった。比較例に比べて実施例では１／４程度の時間で安定化した。
【００３４】
前記の構成の二次電池用電極体１０を用いた二次電池は種々の用途に使用されるが、例えば車両に搭載した状態でも使用される。
この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
【００３５】
（１）二次電池用電極体１０は、金属製の集電板１１に正極活物質層１２ａが形成された正極１２と、金属製の集電板１１に粒子状の負極用活物質を含む負極活物質層１３ａが形成された負極１３とがセパレータ１４を挟んだ構成である。負極活物質層１３ａは、一層で構成され、かつ負極活物質層１３ａの表面の算術平均粗さＲａは、セパレータ１４の厚さをｔμｍとすると、ｔ／２μｍ以下、負極用活物質の平均粒径以上である。したがって、リチウムイオン二次電池を構成した場合、負極１３の面積を正極１２の面積に比べてそれほど大きくせずに、急速充電時における負極１３でのリチウム析出防止効果を高めることができる。また、負極活物質層１３ａの表面積が大きくなるため、二次電池を製造する際に負極活物質層１３ａへの電解液の含浸に要する時間の短縮を図ることができる。また、セパレータ１４の最も薄い部分に負極活物質層１３ａの粗さの粗い部分が対応する状態で二次電池用電極体１０が形成されても、セパレータ１４の損傷が防止される。
【００３６】
（２）負極活物質層１３ａは表面の算術平均粗さＲａが負極用活物質の粒度分布上限以上である。プレス加工で負極活物質層１３ａの表面を粗化する場合、表面の算術平均粗さＲａを活物質の粒度分布上限より小さくするのは難しい。しかし、負極活物質層１３ａの表面の算術平均粗さＲａが活物質の粒度分布上限以上であるため、負極活物質層１３ａの粗化が容易になる。
【００３７】
（３）負極活物質層１３ａは一層である。したがって、負極活物質層１３ａが複数層で構成される場合に比べて、製造が簡単になる。
（４）負極活物質層１３ａは表面が機械的に粗化されている。したがって、負極活物質層１３ａを構成する活物質の粒度を調整して粗化する場合に比べて粗化を簡単に行うことができる。
【００３８】
（５）負極活物質層１３ａは表面が粗化されたプレスロール２１，２２によるロールプレスにより粗化されている。したがって、負極活物質層１３ａの表面を目的の表面粗さＲａに粗化することが、他の方法で粗化する場合に比べて簡単に行うことができる。
【００３９】
（６）負極１３の製造方法は、集電板１１に対する負極用活物質の塗布工程終了後に行われるプレス工程において、負極活物質層１３ａが形成された集電板１１を、表面が粗化されたプレスロール２１，２２を有するロールプレス機でプレスして、負極活物質層１３ａの表面粗さを目的の表面粗さＲａに粗化する。したがって、通常の負極１３の製造方法において、負極活物質層１３ａが形成された集電板１１をプレスするプレス工程において、使用するプレスロールとして、表面が負極活物質層１３ａの表面粗さを目的の表面粗さＲａ（算術平均粗さＲａ）にするのに適した表面粗さＲａに粗化されたプレスロールを使用する点を変更することで、容易に対応することができる。
【００４０】
（７）表面が粗化されたプレスロール２１，２２による粗化は、プレスロール２１，２２の表面の粗化状態が同じであっても、プレス条件としてのプレス荷重及びプレス温度の調整により、負極活物質層１３ａの表面粗さＲａを異なる値にすることができる。したがって、プレスロール２１，２２の表面粗さＲａを変更せずに、目的とする表面粗さＲａが異なる負極活物質層１３ａの粗化に対応することができる。
【００４１】
（８）プレス工程において、負極活物質層１３ａの目的とする表面粗さＲａ（算術平均粗さＲａ）を、セパレータ１４の厚さをｔμｍとした場合に、ｔ／２μｍ以下、かつ負極用活物質の平均粒径以上にすると、セパレータ１４の損傷を防止した状態で二次電池用電極体１０を製造することができる。
【００４２】
（９）前記のように構成された二次電池用電極体１０を用いた二次電池は、二次電池用電極体１０が有する効果を得ることができる。
（１０）前記の二次電池を車両に搭載して使用すると、その車両はその二次電池が有する効果を得ることができる。
【００４３】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 負極活物質層１３ａの表面の粗化は、負極活物質層１３ａの全面を行うのではなく、例えば、図５（ａ）に示すように、集電板１１の長手方向に間欠的に粗化部分１３ｃが存在する状態で行われてもよい。その際、粗化部分１３ｃの間に存在する非粗化部分１３ｄは集電板１１の長手方向と直交する方向に延びる状態でも、図５（ａ）に示すように、集電板１１の長手方向と傾斜する方向に延びる状態のいずれであってもよい。
【００４４】
○ 粗化部分１３ｃは、負極活物質層１３ａの幅と同じ幅で形成される代わりに、負極活物質層１３ａの幅より狭い幅で形成されてもよい。また、図５（ｂ）に示すように、粗化部分１３ｃが間欠的に形成される場合においても、粗化部分１３ｃが負極活物質層１３ａの幅より狭い幅で形成されてもよい。
【００４５】
○ 二次電池用電極体１０は、正極１２と負極１３とがセパレータ１４を挟んだ構成であればよく、帯状に形成された正極１２と、帯状に形成された負極１３とがセパレータ１４を挟んだ積層状態で略長円柱状に巻かれて電極体（発電要素）が構成される巻回型の二次電池に適したものに限らない。例えば、帯状に形成された正極１２と、帯状に形成された負極１３とがセパレータ１４を挟んで円柱状に巻かれて電極体（発電要素）が構成される円筒状の二次電池に適用したり、長方形状の正極、長方形状の負極及びセパレータが複数層に積層されて構成された直方体状の電極体が使用される二次電池に適用したりしてもよい。
【００４６】
○ 負極１３が、長方形状の正極、長方形状の負極及びセパレータが複数層に積層されて構成された直方体状の電極体に使用される場合、負極活物質層１３ａは集電板１１の両面ではなく片面のみに形成されたものであってもよい。
【００４７】
○ 直方体状の電極体に使用される負極１３を製造する場合、帯状の集電板１１の長手方向に間欠的に負極活物質層１３ａを形成したものを、プレス工程で負極活物質層１３ａの表面を粗化した後、帯状の集電板１１を切断して所望の大きさの矩形状の負極１３を製造してもよい。
【００４８】
○ 負極１３は活物質非塗布部１７が集電板１１の幅方向の両側に設けられた構成に限らず、幅方向の片側に設けられた構成であってもよい。
○ 負極活物質層１３ａの粗化はロールプレスに限らず、例えば、表面が粗化されたプレス金型でプレスしてもよい。
【００４９】
○ 負極活物質層１３ａは、一層で構成されたものに限らず、各層が同じ材料で形成された複数層で構成されていてもよい。
○ 正極タブ１５及び負極タブ１６を正極１２あるいは負極１３に複数の凸部１２ｂあるいは凸部１３ｂとして一体形成せずに、別体に形成したタブ用部材を活物質非塗布部１７に接合してもよい。
【００５０】
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記負極活物質層は表面が機械的に粗化されている。
【符号の説明】
【００５１】
１０…二次電池用電極体、１１…集電板、１２…正極、１２ａ…正極活物質層、１３…負極、１３ａ…負極活物質層、１４…セパレータ、２１，２２…プレスロール、２３…ロールプレス機。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池用電極体、二次電池用電極体の製造方法及び二次電池並びに車両に係り、詳しくは負極に特徴を有する二次電池用電極体、二次電池用電極体の製造方法及び二次電池並びにその二次電池を搭載した車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は再充電が可能であり、繰り返し使用することができるため電源として広く利用されている。近年、化石燃料の使用削減（二酸化炭素排出規制）が求められており、電気自動車やハイブリッド車等の主電源や補助電源に使用される二次電池では、大電流での充電及び放電や二次電池の大容量化が要求されるようになっている。
【０００３】
ニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池などの二次電池では、電極として金属箔製の集電板に活物質を塗布（担持）したものが使用されている。そして、集電板に塗布された活物質の量を多くすることにより、二次電池の出力（放電電流に放電電圧を乗じた値）を高くすることができる。
【０００４】
リチウムイオン二次電池では、負極でのリチウム析出防止のため負極と相対する正極は、負極に比べて小さく設計される。しかし、負極の面積を正極の面積に比べてそれほど大きくはできないため、急速充電時には、負極にリチウムが析出する可能性がある。負極の面積を正極の面積に比べてそれほど大きくせずに、急速充電時における負極でのリチウム析出防止効果を高める方法として負極の表面を粗化することが考えられる。
【０００５】
従来、充電時の負極の膨れが抑制されて、サイクル性能が向上する非水電解質二次電池が提案されている（特許文献１参照）。この二次電池は、正極、集電板を備えた負極、及び非水電解質を備え、前記負極の集電板上に炭素粒子を含む炭素粒子含有層が形成され、前記炭素粒子含有層上にケイ素含有層が形成され、前記炭素粒子含有層の前記ケイ素含有層側の面の表面粗さＲａが０．３μｍ≦Ｒａ≦９．０μｍである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−７３４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の二次電池の負極は、結果として負極を構成する活物質層の表面が粗化された状態であるが、活物質層が炭素粒子含有層とケイ素含有層の２層からなり、内層となる炭素粒子含有層の表面粗さを特定の範囲にすることで、充電時の負極の膨れを抑制している。しかし、リチウム析出防止に関することは何ら示唆されていない。
【０００８】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、負極の面積を正極の面積に比べてそれほど大きくせずに、急速充電時における負極でのリチウム析出防止効果を高めることができる二次電池用電極体及び二次電池用電極体の製造方法を提供することにある。また、他の目的はその二次電池用電極体を用いた二次電池及びその二次電池を搭載した車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、金属製の集電板に正極活物質層が形成された正極と、金属製の集電板に粒子状の負極用活物質を含む負極活物質層が形成された負極とがセパレータを挟んだ構成である二次電池用電極体である。そして、前記負極活物質層は、一層あるいは各層が同じ材料で形成された複数層で構成され、前記負極活物質層の表面の算術平均粗さＲａは、前記セパレータの厚さをｔμｍとすると、ｔ／２μｍ以下、前記負極用活物質の平均粒径以上である。
【００１０】
リチウムイオン二次電池では、負極でのリチウム析出防止のため負極と相対する正極は、負極に比べて小さく設計される。しかし、負極の面積を正極の面積に比べてそれほど大きくはできないため、急速充電時には、負極にリチウムが析出する可能性がある。そのため、急速充電といっても充電速度は負極にリチウムが析出しない程度の速度に抑えざるをえない。この発明では、二次電池用電極体の負極を構成する集電板に形成された負極活物質層の表面の算術平均粗さＲａは、セパレータの厚さをｔμｍとすると、ｔ／２μｍ以下、負極用活物質の平均粒径以上である。そのため、表面が粗化されていない負極活物質層に比べてその表面積が大幅に大きくなる。したがって、リチウムイオン二次電池を構成した場合、負極の面積を正極の面積に比べてそれほど大きくせずに、急速充電時における負極でのリチウム析出防止効果を高めることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記負極活物質層は表面の算術平均粗さＲａが前記負極用活物質の粒度分布上限以上である。プレス加工で負極活物質層の表面を粗化する場合、表面粗さＲａを負極活物質の粒度分布上限より小さくするのは難しい。この発明では、表面粗さＲａが負極活物質の粒度分布上限以上であるため、負極活物質層の粗化が容易になる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記負極活物質層は一層である。したがって、負極活物質層が複数層で構成される場合に比べて、製造が簡単になる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、金属製の集電板に正極活物質層が形成された正極と、金属製の集電板に粒子状の負極用活物質を含む負極活物質層が形成された負極とがセパレータを挟んだ構成である二次電池用電極体の製造方法である。そして、前記集電板に対する前記負極用活物質の塗布工程終了後に行われるプレス工程において、前記負極活物質層が形成された集電板を、表面が粗化されたプレスロールを有するロールプレス機でプレスして、前記負極活物質層の表面の粗さを目的の算術平均粗さＲａに粗化する。
【００１４】
この発明の二次電池用電極体の製造方法では、通常の二次電池用電極体の製造方法において、負極活物質層が形成された集電板をプレスするプレス工程において、使用するプレスロールとして、表面が負極活物質層の表面粗さを目的の算術平均粗さＲａにするのに適した表面粗さＲａに粗化されたプレスロールを使用する点を変更することで、容易に対応することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記算術平均粗さＲａは、前記セパレータの厚さをｔμｍとすると、ｔ／２μｍ以下、前記負極用活物質の平均粒径以上である。この発明の製造方法で得られた二次電池用電極体は、リチウムイオン二次電池を構成した場合、負極の面積を正極の面積に比べてそれほど大きくせずに、急速充電時における負極でのリチウム析出防止効果を高めることができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の二次電池用電極体を用いた二次電池である。この発明の二次電池は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の二次電池用電極の効果が得られる。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の二次電池を搭載した車両である。したがって、この発明の車両は請求項６に記載の二次電池の効果が得られる。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１〜請求項３に記載の発明によれば、負極の面積を正極の面積に比べてそれほど大きくせずに、急速充電時における負極でのリチウム析出防止効果を高めることができる二次電池用電極体を提供することができる。請求項４及び請求項５に記載の発明によれば、負極の面積を正極の面積に比べてそれほど大きくせずに、急速充電時における負極でのリチウム析出防止効果を高めることができる二次電池用電極体の製造方法を提供することができる。請求項６に記載の発明によれば、前記二次電池用電極体の効果が得られる二次電池を提供することができる。請求項７に記載の発明によれば、前記二次電池の効果が得られる車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）は二次電池用電極体の模式斜視図、（ｂ）は負極の模式平面図。
【図２】（ａ）は負極活物質層を粗化する工程の模式図、（ｂ）はプレスロールの模式斜視図。
【図３】ロールによる転写可能粗さと加圧力との関係を示すグラフ。
【図４】電解液含浸性を示すグラフ。
【図５】（ａ），（ｂ）は粗化部分の異なる別の実施形態の負極の模式平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。
図１（ａ）に示すように、二次電池用電極体１０は、金属製の集電板１１に正極活物質層１２ａが形成された正極１２と、金属製の集電板１１に粒子状の負極用活物質を含む負極活物質層１３ａが形成された負極１３とがセパレータ１４を挟んで複数層に積層された構成、即ち正極１２と負極１３とがセパレータ１４を挟んだ構成である。この実施形態では、正極１２、負極１３及びセパレータ１４はいずれも帯状に形成され、二次電池用電極体１０は、正極１２及び負極１３がセパレータ１４を挟んで複数層に巻回されて長円柱状に形成された構成の巻回型電極体である。二次電池用電極体１０は、その軸方向の一端側に同方向に突出する正極タブ１５及び負極タブ１６を有する。正極タブ１５は正極１２に複数形成された凸部１２ｂが重なる状態で構成され、負極タブ１６は負極１３に複数形成された凸部１３ｂが重なる状態で構成されている。なお、図１（ｂ）は負極１３の部分模式図であるが、凸部１３ｂの図示を省略している。
【００２１】
集電板１１は、例えば帯状の銅箔で形成され、正極活物質層１２ａ及び負極活物質層１３ａは集電板１１の両面にそれぞれ形成され、集電板１１の幅方向の両側に存在する一定幅の活物質非塗布部１７を除いた部分全面に形成されている。
【００２２】
負極活物質層１３ａは一層で構成され、かつ表面が機械的に粗化されている。負極活物質層１３ａの粗さの上限は、負極１３及び正極１２を、セパレータ１４を挟んで積層する時あるいは、巻回する時に負極活物質層１３ａがセパレータ１４を損傷しない値に設定されており、下限は負極用活物質の平均粒径以上となるように設定されている。具体的には、負極活物質層１３ａの算術平均粗さＲａは、セパレータ１４の厚さをｔμｍとすると、１／２μｍ以下、負極用活物質の平均粒径以上である。例えば、セパレータ１４の厚さが２０±２μｍであれば、負極活物質層１３ａの算術平均粗さＲａは、バラツキを考慮して９μｍ以下が望ましい。
【００２３】
また、負極用活物質として平均粒径が２μｍのものを使用する場合、負極活物質層１３ａの算術平均粗さＲａは２μｍ以上になる。また、負極活物質層１３ａは表面の算術平均粗さＲａが負極用活物質の粒度分布上限以上が望ましく、例えば、負極用活物質として粒度分布上限が５μｍ以上のものを使用する場合は、負極活物質層１３ａの表面粗さＲａの下限は５μｍになる。なお、算術平均粗さＲａの測定方法はＪＩＳ規格に記載された算出方法である。
【００２４】
次に前記のように構成された二次電池用電極体１０の製造方法のうち、負極１３の製造方法を説明する。負極１３の製造方法は、負極用活物質の塗布工程終了後に、集電板１１と集電板１１に塗布された負極用活物質の粒子との密着を良好にするために行われるプレス工程が従来と異なり、その他の工程は基本的に同じため、説明を省略する。なお、以下、表面の算術平均粗さＲａを単に表面粗さＲａと記載する場合もある。
【００２５】
負極用活物質の塗布工程で負極用活物質が塗布されて両面に負極活物質層１３ａが形成された集電板１１は、負極活物質層１３ａが乾燥された後、集電板１１に対する負極活物質層１３ａの負極用活物質の粒子との密着を良好にするため、プレス工程でプレスされる。プレス工程では、図２に示すように、一対のプレスロール２１，２２を有するロールプレス機２３でプレスを行う。図３に示すように、プレスロール２１，２２はその表面が、負極活物質層１３ａの表面の粗さを目的の表面粗さＲａ（この実施形態では５μｍ以上９μｍ以下）に粗化するのに適した粗さに粗化されている。プレスロール２１，２２の表面の粗化は、例えば、ショットピーニングやショットブラストで行われる。
【００２６】
図２に示すように、ロールプレス機２３のアンコイラー２４に、負極活物質層１３ａが塗布された帯状の集電板１１がコイル状に巻かれた負極用フープ材２５がセットされる。そして、繰り出し側ガイドロール２６にガイドされながらアンコイラー２４から繰り出された負極用フープ材２５はプレスロール２１，２２でプレスされ、巻き取り側ガイドロール２７を経てコイラー２８に巻き取られる。なお、負極用フープ材２５の移動経路には繰り出し側ガイドロール２６及び巻き取り側ガイドロール２７の他に図示しない張力調整機構やガイドロールが設けられている。
【００２７】
アンコイラー２４から繰り出された負極用フープ材２５は、プレスロール２１，２２の間を通過する間にプレスロール２１，２２の表面の状態が負極活物質層１３ａ上に転写される。その結果、負極活物質層１３ａは幅及び長さが変わらずに表面積が大きくなる。
【００２８】
プレスロール２１，２２はプレス荷重が調整可能に構成され、同じ表面粗さのプレスロール２１，２２を使用した場合でもプレス荷重とプレス温度によって、負極活物質層１３ａに転写される表面粗さＲａが異なる状態になる。図３にプレスロール２１，２２によるプレス荷重と負極活物質層１３ａに転写される表面粗さＲａの関係を示す。図３において、縦軸は転写された表面粗さＲａを示し、表面粗さＲａが大きな位置に図示されている横線は、プレスに使ったプレスロール２１，２２の表面粗さＲａを表している。横軸はプレス荷重を示す。また、三角印は室温でプレスを行った場合を表し、丸印は高温（１００°以上）でプレスを行った場合を表す。プレス荷重が小さな場合は、プレスにより負極活物質層１３ａの表面に転写される表面粗さＲａは、プレスロール２１，２２の表面粗さＲａより小さく、プレス荷重がある程度以上になると、プレスロール２１，２２の表面粗さＲａが負極活物質層１３ａにそのまま転写される。プレス荷重が小さな場合は、プレスにより負極活物質層１３ａの表面に転写される表面粗さＲａは、高温の方が同じプレス荷重において負極活物質層１３ａに転写される表面粗さＲａが大きくなる。しかし、プレス荷重が大きな場合は室温と高温とで転写される表面粗さＲａは同じになる。
【００２９】
次に前記のように構成された二次電池用電極体１０及び負極１３の作用を説明する。二次電池用電極体１０は、リチウムイオン二次電池の電極体として使用される。リチウムイオン電池の基本的な構成は、金属製の集電板に活物質を塗布（担持）した正極と負極との間に帯状のセパレータを挟んだ積層状態で発電要素（電極体）が構成され、その発電要素が電解液と共に電池ケースに収容されている。リチウムイオン二次電池では、負極でのリチウム析出防止のため負極と相対する正極は、負極に比べて小さく設計される。しかし、負極の面積を正極の面積に比べてそれほど大きくはできないため、急速充電時には、負極にリチウムが析出する可能性がある。そのため、急速充電といっても充電速度は負極にリチウムが析出しない程度の速度に抑えざるをえない。
【００３０】
この実施形態の負極１３は、集電板１１に形成された負極活物質層１３ａは表面粗さＲａの上限が負極１３及び正極１２を、セパレータ１４を挟んで積層する時あるいは、巻回する時に負極活物質層１３ａがセパレータ１４を損傷しない値に設定されており、下限が負極用活物質の平均粒径以上となるように粗化されている。具体的には、負極活物質層１３ａの表面の算術平均粗さＲａは、セパレータ１４の厚さをｔμｍとすると、ｔ／２μｍ以下、負極用活物質の平均粒径以上である。そのため、表面が粗化されていない負極活物質層１３ａに比べてその表面積が大幅に大きくなる。したがって、リチウムイオン二次電池を構成した場合、負極１３の面積を正極１２の面積に比べてそれほど大きくせずに、急速充電時における負極１３でのリチウム析出防止効果を高めることができる。その結果、急速充電の際の充電速度を高めることができる。
【００３１】
また、集電板１１に塗布された負極用活物質の量を多くすることにより、二次電池の出力（放電電流に放電電圧を乗じた値）を高くすることができる。しかし、負極用活物質の量が多くなると、二次電池の製造工程の一工程である、電池ケース内に収容された発電要素を構成する集電板１１に塗布された負極用活物質に電解液を含浸させる工程において、含浸に時間がかかり生産性が悪くなる。この実施形態の負極１３は、集電板１１の両面に塗布された負極活物質層１３ａの表面が粗化されているため、負極活物質層１３ａの表面積が広くなり、広い面積から電解液が含浸するようになるため、電解液の含浸が早くなる。
【００３２】
負極１３を構成する負極活物質層１３ａへの電解液の含浸性に対する表面粗化の効果を確認するため、負極活物質層１３ａが粗化された負極１３（実施例）と、比較例として負極活物質層１３ａが粗化されていない負極を形成した。実施例と比較例の負極について、電解液含浸時間と電極抵抗の関係を調べた。結果を図４に示す。図４において縦軸は電極抵抗を表し、横軸は浸漬時間を表す。
【００３３】
負極に電解液の含浸を開始した時点では電極抵抗はｋΩ（キロオーム）のオーダーであるが、含浸の進行に伴って電極抵抗は低下し、ｍΩ（ミリオーム）のオーダーまで低下して安定化状態（即ちほぼ一定の値）になる。電解液が負極活物質層１３ａ全体に含浸されたことの確認は、電極抵抗がｍΩのオーダーで安定化することで行われる。図４に示すように、実施例の負極は比較例の負極に比べて電極抵抗の低下速度が大きく、安定化に要する時間が短くなった。比較例に比べて実施例では１／４程度の時間で安定化した。
【００３４】
前記の構成の二次電池用電極体１０を用いた二次電池は種々の用途に使用されるが、例えば車両に搭載した状態でも使用される。
この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
【００３５】
（１）二次電池用電極体１０は、金属製の集電板１１に正極活物質層１２ａが形成された正極１２と、金属製の集電板１１に粒子状の負極用活物質を含む負極活物質層１３ａが形成された負極１３とがセパレータ１４を挟んだ構成である。負極活物質層１３ａは、一層で構成され、かつ負極活物質層１３ａの表面の算術平均粗さＲａは、セパレータ１４の厚さをｔμｍとすると、ｔ／２μｍ以下、負極用活物質の平均粒径以上である。したがって、リチウムイオン二次電池を構成した場合、負極１３の面積を正極１２の面積に比べてそれほど大きくせずに、急速充電時における負極１３でのリチウム析出防止効果を高めることができる。また、負極活物質層１３ａの表面積が大きくなるため、二次電池を製造する際に負極活物質層１３ａへの電解液の含浸に要する時間の短縮を図ることができる。また、セパレータ１４の最も薄い部分に負極活物質層１３ａの粗さの粗い部分が対応する状態で二次電池用電極体１０が形成されても、セパレータ１４の損傷が防止される。
【００３６】
（２）負極活物質層１３ａは表面の算術平均粗さＲａが負極用活物質の粒度分布上限以上である。プレス加工で負極活物質層１３ａの表面を粗化する場合、表面の算術平均粗さＲａを活物質の粒度分布上限より小さくするのは難しい。しかし、負極活物質層１３ａの表面の算術平均粗さＲａが活物質の粒度分布上限以上であるため、負極活物質層１３ａの粗化が容易になる。
【００３７】
（３）負極活物質層１３ａは一層である。したがって、負極活物質層１３ａが複数層で構成される場合に比べて、製造が簡単になる。
（４）負極活物質層１３ａは表面が機械的に粗化されている。したがって、負極活物質層１３ａを構成する活物質の粒度を調整して粗化する場合に比べて粗化を簡単に行うことができる。
【００３８】
（５）負極活物質層１３ａは表面が粗化されたプレスロール２１，２２によるロールプレスにより粗化されている。したがって、負極活物質層１３ａの表面を目的の表面粗さＲａに粗化することが、他の方法で粗化する場合に比べて簡単に行うことができる。
【００３９】
（６）負極１３の製造方法は、集電板１１に対する負極用活物質の塗布工程終了後に行われるプレス工程において、負極活物質層１３ａが形成された集電板１１を、表面が粗化されたプレスロール２１，２２を有するロールプレス機でプレスして、負極活物質層１３ａの表面粗さを目的の表面粗さＲａに粗化する。したがって、通常の負極１３の製造方法において、負極活物質層１３ａが形成された集電板１１をプレスするプレス工程において、使用するプレスロールとして、表面が負極活物質層１３ａの表面粗さを目的の表面粗さＲａ（算術平均粗さＲａ）にするのに適した表面粗さＲａに粗化されたプレスロールを使用する点を変更することで、容易に対応することができる。
【００４０】
（７）表面が粗化されたプレスロール２１，２２による粗化は、プレスロール２１，２２の表面の粗化状態が同じであっても、プレス条件としてのプレス荷重及びプレス温度の調整により、負極活物質層１３ａの表面粗さＲａを異なる値にすることができる。したがって、プレスロール２１，２２の表面粗さＲａを変更せずに、目的とする表面粗さＲａが異なる負極活物質層１３ａの粗化に対応することができる。
【００４１】
（８）プレス工程において、負極活物質層１３ａの目的とする表面粗さＲａ（算術平均粗さＲａ）を、セパレータ１４の厚さをｔμｍとした場合に、ｔ／２μｍ以下、かつ負極用活物質の平均粒径以上にすると、セパレータ１４の損傷を防止した状態で二次電池用電極体１０を製造することができる。
【００４２】
（９）前記のように構成された二次電池用電極体１０を用いた二次電池は、二次電池用電極体１０が有する効果を得ることができる。
（１０）前記の二次電池を車両に搭載して使用すると、その車両はその二次電池が有する効果を得ることができる。
【００４３】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 負極活物質層１３ａの表面の粗化は、負極活物質層１３ａの全面を行うのではなく、例えば、図５（ａ）に示すように、集電板１１の長手方向に間欠的に粗化部分１３ｃが存在する状態で行われてもよい。その際、粗化部分１３ｃの間に存在する非粗化部分１３ｄは集電板１１の長手方向と直交する方向に延びる状態でも、図５（ａ）に示すように、集電板１１の長手方向と傾斜する方向に延びる状態のいずれであってもよい。
【００４４】
○ 粗化部分１３ｃは、負極活物質層１３ａの幅と同じ幅で形成される代わりに、負極活物質層１３ａの幅より狭い幅で形成されてもよい。また、図５（ｂ）に示すように、粗化部分１３ｃが間欠的に形成される場合においても、粗化部分１３ｃが負極活物質層１３ａの幅より狭い幅で形成されてもよい。
【００４５】
○ 二次電池用電極体１０は、正極１２と負極１３とがセパレータ１４を挟んだ構成であればよく、帯状に形成された正極１２と、帯状に形成された負極１３とがセパレータ１４を挟んだ積層状態で略長円柱状に巻かれて電極体（発電要素）が構成される巻回型の二次電池に適したものに限らない。例えば、帯状に形成された正極１２と、帯状に形成された負極１３とがセパレータ１４を挟んで円柱状に巻かれて電極体（発電要素）が構成される円筒状の二次電池に適用したり、長方形状の正極、長方形状の負極及びセパレータが複数層に積層されて構成された直方体状の電極体が使用される二次電池に適用したりしてもよい。
【００４６】
○ 負極１３が、長方形状の正極、長方形状の負極及びセパレータが複数層に積層されて構成された直方体状の電極体に使用される場合、負極活物質層１３ａは集電板１１の両面ではなく片面のみに形成されたものであってもよい。
【００４７】
○ 直方体状の電極体に使用される負極１３を製造する場合、帯状の集電板１１の長手方向に間欠的に負極活物質層１３ａを形成したものを、プレス工程で負極活物質層１３ａの表面を粗化した後、帯状の集電板１１を切断して所望の大きさの矩形状の負極１３を製造してもよい。
【００４８】
○ 負極１３は活物質非塗布部１７が集電板１１の幅方向の両側に設けられた構成に限らず、幅方向の片側に設けられた構成であってもよい。
○ 負極活物質層１３ａの粗化はロールプレスに限らず、例えば、表面が粗化されたプレス金型でプレスしてもよい。
【００４９】
○ 負極活物質層１３ａは、一層で構成されたものに限らず、各層が同じ材料で形成された複数層で構成されていてもよい。
○ 正極タブ１５及び負極タブ１６を正極１２あるいは負極１３に複数の凸部１２ｂあるいは凸部１３ｂとして一体形成せずに、別体に形成したタブ用部材を活物質非塗布部１７に接合してもよい。
【００５０】
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記負極活物質層は表面が機械的に粗化されている。
【符号の説明】
【００５１】
１０…二次電池用電極体、１１…集電板、１２…正極、１２ａ…正極活物質層、１３…負極、１３ａ…負極活物質層、１４…セパレータ、２１，２２…プレスロール、２３…ロールプレス機。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の集電板に正極活物質層が形成された正極と、金属製の集電板に粒子状の負極用活物質を含む負極活物質層が形成された負極とがセパレータを挟んだ構成である二次電池用電極体であって、
前記負極活物質層は、一層あるいは各層が同じ材料で形成された複数層で構成され、前記負極活物質層の表面の算術平均粗さＲａは、前記セパレータの厚さをｔμｍとすると、ｔ／２μｍ以下、前記負極用活物質の平均粒径以上であることを特徴とする二次電池用電極体。
【請求項２】
前記負極活物質層は表面の算術平均粗さＲａが前記負極用活物質の粒度分布上限以上である請求項１に記載の二次電池用電極体。
【請求項３】
前記負極活物質層は一層である請求項１又は請求項２に記載の二次電池用電極体。
【請求項４】
金属製の集電板に正極活物質層が形成された正極と、金属製の集電板に粒子状の負極用活物質を含む負極活物質層が形成された負極とがセパレータを挟んだ構成である二次電池用電極体の製造方法であって、
前記集電板に対する前記負極用活物質の塗布工程終了後に行われるプレス工程において、前記負極活物質層が形成された集電板を、表面が粗化されたプレスロールを有するロールプレス機でプレスして、前記負極活物質層の表面の粗さを目的の算術平均粗さＲａに粗化することを特徴とする二次電池用電極体の製造方法。
【請求項５】
前記算術平均粗さＲａは、前記セパレータの厚さをｔμｍとすると、ｔ／２μｍ以下、前記負極用活物質の平均粒径以上である請求項４に記載の二次電池用電極体の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の二次電池用電極体を用いた二次電池。
【請求項７】
請求項６に記載の二次電池を搭載した車両。
【請求項１】
金属製の集電板に正極活物質層が形成された正極と、金属製の集電板に粒子状の負極用活物質を含む負極活物質層が形成された負極とがセパレータを挟んだ構成である二次電池用電極体であって、
前記負極活物質層は、一層あるいは各層が同じ材料で形成された複数層で構成され、前記負極活物質層の表面の算術平均粗さＲａは、前記セパレータの厚さをｔμｍとすると、ｔ／２μｍ以下、前記負極用活物質の平均粒径以上であることを特徴とする二次電池用電極体。
【請求項２】
前記負極活物質層は表面の算術平均粗さＲａが前記負極用活物質の粒度分布上限以上である請求項１に記載の二次電池用電極体。
【請求項３】
前記負極活物質層は一層である請求項１又は請求項２に記載の二次電池用電極体。
【請求項４】
金属製の集電板に正極活物質層が形成された正極と、金属製の集電板に粒子状の負極用活物質を含む負極活物質層が形成された負極とがセパレータを挟んだ構成である二次電池用電極体の製造方法であって、
前記集電板に対する前記負極用活物質の塗布工程終了後に行われるプレス工程において、前記負極活物質層が形成された集電板を、表面が粗化されたプレスロールを有するロールプレス機でプレスして、前記負極活物質層の表面の粗さを目的の算術平均粗さＲａに粗化することを特徴とする二次電池用電極体の製造方法。
【請求項５】
前記算術平均粗さＲａは、前記セパレータの厚さをｔμｍとすると、ｔ／２μｍ以下、前記負極用活物質の平均粒径以上である請求項４に記載の二次電池用電極体の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の二次電池用電極体を用いた二次電池。
【請求項７】
請求項６に記載の二次電池を搭載した車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１０５５８５（Ｐ２０１３−１０５５８５Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４７６６５（Ｐ２０１１−２４７６６５）
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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