電池及び電池の製造方法
【課題】 正極板と負極板との間で短絡が生じた場合に、短絡点の拡大を抑制すると共に、電池の温度の昇温を抑制（緩和）できる電池を提供する。
【解決手段】 電池１は、正極板２０と負極板３０とセパレータ４０とを備え、セパレータの表面４１Ａに形成され、負極板とセパレータとの間に介在し、絶縁性の水分吸着無機粒子５１と結着材５２を含む耐熱層５０を備え、耐熱層の水分吸着無機粒子は、水分吸着無機粒子に含まれる水分量を、カールフィッシャ法で滴定した場合において、水分吸着無機粒子を１２０℃としたときに、これに含まれる第１水分量Ｗ１とし、水分吸着無機粒子を１５０℃としたときに、これに含まれる第２水分量Ｗ２としたとき、第１水分量Ｗ１と第２水分量Ｗ２との差ΔＷ（＝Ｗ１−Ｗ２）が、ΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性を有する。
【解決手段】 電池１は、正極板２０と負極板３０とセパレータ４０とを備え、セパレータの表面４１Ａに形成され、負極板とセパレータとの間に介在し、絶縁性の水分吸着無機粒子５１と結着材５２を含む耐熱層５０を備え、耐熱層の水分吸着無機粒子は、水分吸着無機粒子に含まれる水分量を、カールフィッシャ法で滴定した場合において、水分吸着無機粒子を１２０℃としたときに、これに含まれる第１水分量Ｗ１とし、水分吸着無機粒子を１５０℃としたときに、これに含まれる第２水分量Ｗ２としたとき、第１水分量Ｗ１と第２水分量Ｗ２との差ΔＷ（＝Ｗ１−Ｗ２）が、ΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐熱層を備える電池、及び、この電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド自動車、電気自動車などの車両や、ノート型パソコン、ビデオカムコーダなどのポータブル電子機器の駆動用電源に、充放電可能な二次電池（以下、単に電池ともいう）が利用されている。
この電池として、正極板と負極板との間に、無機酸化物フィラー（無機粒子）を含む一層の多孔質耐熱層（耐熱層）を備える電池がある（例えば、特許文献１）。この電池では、耐熱層自身及びセパレータを貫通して正極板と負極板との間で短絡が生じた場合、耐熱層がその短絡点の拡大を抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９４２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のように耐熱層を備えた電池でも、短絡に起因して電池温度が上昇してしまう場合がある。電池温度が所定温度（例えば、１２０℃）以上となった場合には、セパレータが大きく熱収縮するなど温度上昇に起因する不具合が発生してしまう。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、正極板と負極板との間で短絡が生じた場合に、短絡点の拡大を抑制すると共に、電池の温度の昇温を抑制（緩和）できる電池を提供することを目的とする。また、このような電池の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、正極板と、負極板と、上記正極板と上記負極板との間に介在するフィルム状のセパレータと、を備え、上記正極板と上記セパレータとの間、及び、上記負極板と上記セパレータとの間の少なくともいずれかに介在し、絶縁性の水分吸着無機粒子と結着材を含む耐熱層を備える電池であって、上記耐熱層の上記水分吸着無機粒子は、上記水分吸着無機粒子に含まれる水分量を、カールフィッシャ法で滴定した場合において、上記水分吸着無機粒子を１２０℃としたときに、この水分吸着無機粒子に含まれる第１水分量Ｗ１とし、上記水分吸着無機粒子を１５０℃としたときに、この水分吸着無機粒子に含まれる第２水分量Ｗ２としたとき、上記第１水分量Ｗ１と上記第２水分量Ｗ２との差ΔＷ（＝Ｗ１−Ｗ２）が、ΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性を有する電池である。
【０００７】
上述した電池では、耐熱層の水分吸着無機粒子が、第１水分量Ｗ１と第２水分量Ｗ２との差ΔＷ（＝Ｗ１−Ｗ２）がΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性を有する。このため、電池の昇温等で電池の温度が１２０℃となると、１５０℃に上昇するまでの間に、水分吸着無機粒子から差ΔＷ分の水分を放出させうる。従って、昇温して温度が１２０℃程度となった電池において、水分吸着無機粒子から放出した水分の蒸発により、電池の温度上昇を抑制（緩和）することができる。
【０００８】
なお、カールフィッシャ法とは、ＪＩＳ Ｋ ００６８に規定された手法である。また、絶縁性の水分吸着無機粒子は、例えば、粒径（Ｄ１００）を０．１〜１０μｍ、ＢＥＴ比表面積を１〜２００ｍ2／ｇにするなど表面性状が調整されて、水分を吸着させることで上述の水分保持特性を備えた、例えば、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、シリカ等からなる粒子である。また、結着材としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が挙げられる。
【０００９】
或いは、前述の電池を搭載し、この電池に蓄えた電気エネルギを動力源の全部又は一部に使用する車両である。
車両動力源に用いられる電池は高い入出力を要求されるので、通常、電池の体格が民生用電池よりも大きくなる。電池の体格が大きくなると、電池の放熱性が悪くなってしまう。これに対し、上述の車両は、１２０℃程度の温度からの温度上昇を抑制（緩和）できる電池を搭載しているので、放熱性の悪い電池において、電池の昇温を抑えた車両とすることができる。
【００１０】
さらに、本発明の他の態様は、正極板と、負極板と、上記正極板と上記負極板との間に介在するフィルム状のセパレータと、を備え、上記正極板と上記セパレータとの間、及び、上記負極板と上記セパレータとの間の少なくともいずれかに介在し、絶縁性の水分吸着無機粒子と結着材を含む耐熱層を備え、上記耐熱層の上記水分吸着無機粒子は、上記水分吸着無機粒子に含まれる水分量を、カールフィッシャ法で滴定した場合において、上記水分吸着無機粒子を１２０℃としたときに、この水分吸着無機粒子に含まれる第１水分量Ｗ１とし、上記水分吸着無機粒子を１５０℃としたときに、この水分吸着無機粒子に含まれる第２水分量Ｗ２としたとき、上記第１水分量Ｗ１と上記第２水分量Ｗ２との差ΔＷ（＝Ｗ１−Ｗ２）が、ΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性を有する電池の製造方法であって、水分を吸着させて、上記水分保持特性を有する上記水分吸着無機粒子を得る粒子水分吸着工程と、上記粒子水分吸着工程の後、上記水分吸着無機粒子と上記結着材と溶媒とを混合してペーストを調製するペースト調製工程と、上記正極板、上記負極板及び上記セパレータの少なくともいずれかの上記表面に、上記ペーストを塗布して塗膜を形成するペースト塗布工程と、８０℃以下の温度環境下で、上記塗膜を乾燥させて上記耐熱層を形成する乾燥工程と、を備える電池の製造方法である。
【００１１】
上述した電池の製造方法では、吸着処理前の無機粒子に水分を吸着させて、差ΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性を有する水分吸着無機粒子を得る粒子水分吸着工程と、この粒子水分吸着工程の後、ペーストを調製するペースト調製工程と、８０℃以下の温度環境下で塗膜を乾燥させる乾燥工程とを備える。このため、乾燥工程で、水分吸着無機粒子の水分保持特性の低下を防ぎつつ塗膜を乾燥させて耐熱層を形成できる。これにより、水分吸着無機粒子を含む耐熱層を有する電池を容易に製造できる。
【００１２】
さらに、他の態様は、正極板と、負極板と、上記正極板と上記負極板との間に介在するフィルム状のセパレータと、を備え、上記正極板と上記セパレータとの間、及び、上記負極板と上記セパレータとの間の少なくともいずれかに介在し、絶縁性の水分吸着無機粒子と結着材を含む耐熱層を備え、上記耐熱層の上記水分吸着無機粒子は、上記水分吸着無機粒子に含まれる水分量を、カールフィッシャ法で滴定した場合において、上記水分吸着無機粒子を１２０℃としたときに、この水分吸着無機粒子に含まれる第１水分量Ｗ１とし、上記水分吸着無機粒子を１５０℃としたときに、この水分吸着無機粒子に含まれる第２水分量Ｗ２としたとき、上記第１水分量Ｗ１と上記第２水分量Ｗ２との差ΔＷ（＝Ｗ１−Ｗ２）が、ΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性を有する電池の製造方法であって、無機粒子と上記結着材と溶媒とを混合してペーストを調製するペースト調製工程と、上記正極板、上記負極板及び上記セパレータの少なくともいずれかの上記表面に、上記ペーストを塗布して塗膜を形成するペースト塗布工程と、上記塗膜を乾燥させて、吸着前耐熱層を形成する乾燥工程と、上記吸着前耐熱層の上記無機粒子に水分を吸着させて、上記無機粒子を上記水分吸着無機粒子を含む上記耐熱層を形成する層水分吸着工程と、を備える電池の製造方法である。
【００１３】
上述した電池の製造方法では、塗膜を乾燥させて吸着前耐熱層を形成する乾燥工程と、この吸着前耐熱層中の無機粒子に水分を吸着させて、差ΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性の水分吸着無機粒子とする層水分吸着工程とを備える。これにより、塗膜を乾燥させる温度に制限を受けることなく、上述の水分保持特性の水分吸着無機粒子を含む耐熱層を有する電池を容易に製造できる。
【００１４】
なお、ペースト調製工程で用いる無機粒子としては、水分を吸着させることで上述の水分保持特性を満たしうるＢＥＴ比表面積などの性状を有していれば良く、ペースト調製時に上述の水分保持特性を有していてもいなくても良い。
【００１５】
さらに、上述の電池の製造方法であって、前記正極板は、リチウム含有複合酸化物の正極活物質粒子を含み、前記負極板は、炭素材料からなる負極活物質粒子を含み、前記セパレータは、絶縁性の樹脂材料からなり、前記ペースト塗布工程は、上記負極板及び上記セパレータの少なくともいずれかの表面に、前記ペーストを塗布する電池の製造方法とするのが好ましい。
【００１６】
リチウム含有複合酸化物は水分と反応して強アルカリ性を示す。このため、正極板上に吸着前耐熱層を形成し、この吸着前耐熱層の無機粒子に水分を吸着させる場合には、水分と正極活物質粒子との反応により正極箔の腐食等が生じる可能性がある。一方、炭素材料や樹脂材料は水分と反応しない。
上述した電池の製造方法のペースト塗布工程では、負極板及びセパレータの少なくともいずれかの表面にペーストを塗布する。このため、正極板にリチウム含有複合酸化物を用いていながらも、腐食等の不具合を生じ難くできる。
【００１７】
なお、正極活物質粒子であるリチウム含有複合酸化物としては、例えば、ＬｉxＣｏＯ2（０＜ｘ≦１．０）、ＬｉxＮｉＯ2（０＜ｘ≦１．０）、ＬｉxＣｏyＮｉzＭｎ(1-y-z)Ｏ2（０＜ｘ≦１．０，０＜ｙ≦１．０，０＜ｚ≦１．０）などの層状酸化物や、ＬｉＭｎ2Ｏ4等のスピネル系酸化物や、ＬｉＦｅＰＯ4等のオリビン系酸化物が挙げられる。また、負極活物質粒子である炭素材料としては、例えば、鱗片状黒鉛、塊状黒鉛などの天然黒鉛や、メソフェーズカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）などの人造黒鉛が挙げられる。また、セパレータをなす絶縁性の樹脂材料としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１，変形形態にかかる電池の斜視図である。
【図２】実施形態１，変形形態の正極板の斜視図である。
【図３】実施形態１，変形形態の負極板の斜視図である。
【図４】実施形態１，変形形態のセパレータ及び耐熱層の斜視図である。
【図５】実施形態１，変形形態にかかる電池の製造方法を示す説明図である。
【図６】実施形態２にかかる車両についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施形態１）
次に、本発明の実施形態１について、図面を参照しつつ説明する。
なお、本実施形態１にかかる電池１について、図１，２を参照しつつ説明する。
この電池１は、いずれも帯状の正極板２０と、負極板３０と、これら正極板２０及び負極板３０との間に介在するセパレータ４０とを扁平形状に捲回した電極体１０を備えるリチウムイオン二次電池である（図１参照）。また、この電池１は、電極体１０において、セパレータ４０の表面（後述する第１表面４１Ａ）に形成され、負極板３０とセパレータ４０との間に介在する耐熱層５０を備える。
なお、電池１は、図１に示すように、電極体１０を電池ケース８０に収容してなる。
【００２０】
この電池ケース８０は、共にアルミニウム製の電池ケース本体８１及び封口蓋８２を有する。このうち電池ケース本体８１は有底矩形箱形であり、この電池ケース８０と電極体１０との間には、樹脂からなり、箱状に折り曲げた絶縁フィルム（図示しない）が介在させてある。また、封口蓋８２は矩形板状であり、電池ケース本体８１の開口を閉塞して、この電池ケース本体８１に溶接されている。この封口蓋８２には、電極体１０と接続している正極集電部材９１及び負極集電部材９２のうち、それぞれ先端に位置する正極端子部９１Ａ及び負極端子部９２Ａが貫通しており、図１中、上方に向く蓋表面８２ａから突出している。これら正極端子部９１Ａ及び負極端子部９２Ａと封口蓋８２との間には、それぞれ絶縁性の樹脂からなる絶縁部材９５が介在し、互いを絶縁している。さらに、この封口蓋８２には矩形板状の安全弁９７も封着されている。
【００２１】
また、電極体１０では、正極板２０及び負極板３０がそれぞれ、上述した正極集電部材９１又は負極集電部材９２と接合している（図１参照）。
この電極体１０を構成する、薄板形状の正極板２０は、帯状のアルミニウム箔２８と、このアルミニウム箔２８の両主面上に、帯状に形成・配置された２つの正極活物質層２１，２１とを有している（図２参照）。
このうち正極活物質層２１は、リチウム含有複合酸化物であるＬｉＣｏＯ2からなる正極活物質粒子２２、アセチレンブラックからなる導電助剤２３、及び、ＰＶＤＦからなる結着材２４を含む（図２参照）。
【００２２】
一方、薄板形状の負極板３０は、帯状で銅製の銅箔３８と、この銅箔３８の両主面上に、それぞれ帯状に形成・配置された２つの負極活物質層３１，３１とを有している（図３参照）。
このうち負極活物質層３１は、黒鉛からなる負極活物質粒子３２、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）からなる増粘剤３３、及び、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）からなる結着材３４を含む（図３参照）。
【００２３】
また、帯状のセパレータ４０は、多孔質状のポリエチレン（ＰＥ）からなるフィルム状である。このセパレータ４０は、電池１（電極体１０）において、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）との混合有機溶媒に溶質（ＬｉＰＦ6）を添加してなる電解液（図示しない）が含浸されている。
【００２４】
なお、このセパレータ４０の一方の表面（第１表面４１Ａ）上に、層厚が４μｍの耐熱層５０が形成されている（図４参照）。この耐熱層５０は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）からなる絶縁性の粒子であって、次述する水分保持特性を満たす水分吸着無機粒子５１と、ＰＶＤＦからなる結着材５２とを含む。なお、この耐熱層５０における、水分吸着無機粒子５１と結着材５２との配合割合は、重量比で、水分吸着無機粒子５１：結着材５２＝４４：２である。
また、この耐熱層５０は、電池１（電極体１０）において、負極板３０とセパレータ４０との間に介在している。従って、電池１（電極体１０）において、この耐熱層５０及びセパレータ４０を貫通して、正極板２０と負極板３０との間で短絡が生じた場合、耐熱層５０がその短絡点の拡大を抑制できる。
【００２５】
この耐熱層５０の水分吸着無機粒子５１は、以下のような水分保持特性と有している。
即ち、カールフィッシャ法で滴定した、水分吸着無機粒子５１に含まれる水分量のうち、１２０℃のときの水分吸着無機粒子５１の水分量を第１水分量Ｗ１とし、１５０℃のときの水分吸着無機粒子５１の水分量を第２水分量Ｗ２とする。そして、これら第１水分量Ｗ１と第２水分量Ｗ２との差ΔＷ（＝Ｗ１−Ｗ２）がΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性を有する。
なお、ＪＩＳ Ｋ ００６８に規定のカールフィッシャ法で水分吸着無機粒子５１の第１水分量Ｗ１及び第２水分量Ｗ２をそれぞれ測定した。
【００２６】
具体的には、露点が−５５〜−３５℃のドライボックス内に設置した、水分測定装置（平沼産業（株）製アクアカウンターＡＱ−７）、及び、加熱気化装置（平沼産業（株）製エバポレータユニットＥＶ−６）を用いて、水分吸着無機粒子５１の第１水分量Ｗ１及び第２水分量Ｗ２をそれぞれ測定した。なお、溶液にはハイドラナールＲアクアライトＲＳ−Ａ（ＳＩＧＭＡ−ＡＬＤＩＣＨ社製）を、キャリアガスには高純度窒素（９９．９９％、（株）ダイオー製）をそれぞれ用いた。そして、キャリアガスの流量を０．１５Ｌ／分として３０分間測定を行った（水分量の測定単位はμｇ）。
【００２７】
水分吸着無機粒子５１は、自身の温度が上昇するほど水分を放出して、自身が吸着する水分量が減少すると考えられる。ここで、差ΔＷが２００ｐｐｍ以上であれば、電池温度が１２０℃程度になった電池１が、更に温度上昇した場合に、水分吸着無機粒子５１から確実に水分を放出させうる。これにより、電池１の温度が１２０℃よりも上昇した場合に、昇温時の熱を吸収して水分吸着無機粒子５１が吸着していた水分を蒸発させることができる。逆に、差ΔＷが６００ｐｐｍを超えると、セパレータ４０の抵抗が無視できなくなるため好ましくない。
【００２８】
以上より、本実施形態１にかかる電池１では、耐熱層５０の水分吸着無機粒子５１が、第１水分量Ｗ１と第２水分量Ｗ２との差ΔＷ（＝Ｗ１−Ｗ２）がΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性を有する。このため、電池１の昇温等で電池１の温度が１２０℃となると、１５０℃に上昇するまでの間に、水分吸着無機粒子５１から差ΔＷ分の水分を放出させうる。従って、昇温して、温度が１２０℃程度となった電池１において、水分吸着無機粒子５１から放出した水分の蒸発により、電池１の温度上昇を抑制（緩和）することができる。
【００２９】
次に、本実施形態１にかかる電池１の製造方法について、図面を参照しつつ説明する。
まず、粒子水分吸着工程では、水分を吸着していない吸着前無機粒子５１Ｂを用意する。そして、この吸着前無機粒子５１Ｂを、室温が２５℃、湿度が５０％にそれぞれ管理された恒温恒湿槽内に７２時間置く。
このようにして、吸着前無機粒子５１Ｂに水分を吸着させて、前述の水分保持特性を有する水分吸着無機粒子５１を得る。
【００３０】
次のペースト調製工程では、既知のミキサ１００を用いる（図５参照）。このミキサ１００は、有底円筒形状の混合槽１１０と、この混合槽１１０内において内容物を攪拌するプロペラ形状の攪拌はね１２０とを備える。
このペースト調製工程は、上述の水分吸着無機粒子５１を４４重量部と、結着材５２であるＰＶＤＦを２重量部と、溶媒５３であるＮＭＰを５４重量部とを、ミキサ１００の混合槽１１０内にそれぞれ投入し、混合（混練）する。かくして、耐熱層５０用のペースト５０Ｐを作製した。
【００３１】
次いで、ペースト塗布工程では、図５に示す塗工装置１５０を用いる。この塗工装置１５０は、巻出し部１５１、ダイ１６０、及び巻取り部１５２を備えている。
このうち、ダイ１６０は、ペースト５０Ｐを内部に貯留するペースト貯留部１６１と、このペースト貯留部１６１のペースト５０Ｐをセパレータ４０の表面（第１表面４１Ａ）上に向かって連続的に吐出する吐出口１６２とを有する。このうち吐出口１６２は、スリット状で、セパレータ４０の幅方向（図５中、奥行き方向）に平行に開口している。
このペースト塗布工程では、塗工装置１５０の巻出し部１５１に予め捲回した帯状のセパレータ４０を長手方向ＤＡに移動させ、そのセパレータ４０の第１表面４１Ａ上に、ダイ１６０によりペースト５０Ｐを塗布する。これにより、セパレータ４０の第１表面４１Ａ上に、塗膜５０Ｓが形成される。
【００３２】
続いて、乾燥工程では、図５に示すヒータ１７０を用いて、塗膜５０Ｓ内の溶媒５３を揮発させ、塗膜５０Ｓを乾燥させる。なお、このヒータ１７０は、塗膜５０Ｓの温度が最高でも８０℃以下となるよう、８０℃の熱風で塗膜５０Ｓを乾燥させる。このようにして、セパレータ４０の第１表面４１Ａ上に耐熱層５０を形成した。
この乾燥工程の後、セパレータ４０を巻取り部１５２に巻き取る。
【００３３】
その後、このセパレータ４０を、いずれも帯状の正極板２０及び負極板３０と共に捲回して電極体１０とした。さらに、正極板２０及び負極板３０にそれぞれ正極集電部材９１及び負極集電部材９２を溶接する。その後、電極体１０を電池ケース本体８１に収容し、封口蓋８２で電池ケース本体８１を溶接で封口する。そして、図示しない注液孔から電解液を注液し、その注液孔を封止して、電池１を完成させた（図１参照）。
【００３４】
本実施形態１にかかる電池１の製造方法では、吸着処理前の吸着前無機粒子５１Ｂに水分を吸着させて、差ΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性を有する水分吸着無機粒子５１を得る粒子水分吸着工程と、この粒子水分吸着工程の後、ペースト５０Ｐを調製するペースト調製工程と、８０℃以下の温度環境下で塗膜５０Ｓを乾燥させる乾燥工程とを備える。このため、乾燥工程では、塗膜５０Ｓ中にある水分吸着無機粒子５１の水分保持特性の低下を防ぎつつ、塗膜５０Ｓを乾燥させ耐熱層５０を形成できる。これにより、水分吸着無機粒子５１を含む耐熱層５０を有する電池１を容易に製造できる。
【００３５】
（変形形態）
次に、前述した実施形態１にかかる製造方法の変形形態について、図面を参照しつつ説明する。
なお、実施形態１では、水分吸着無機粒子を得た後、この水分吸着無機粒子を用いてペーストを調製し、８０℃以下の温度環境下で塗膜を乾燥させた。これに対し、本変形形態にかかる電池の製造方法では、塗膜を乾燥させた後、無機粒子に水分を吸着させて水分吸着無機粒子とする点で、実施形態１の製造方法とは異なる。
そこで、実施形態１と異なる点を中心に説明し、実施形態１と同様の部分の説明は省略または簡略化する。なお、実施形態１と同様の部分については同様の作用効果を生じる。また、同内容のものには同番号を付して説明する。
【００３６】
本変形形態にかかる電池１の製造方法について、図５を参照しつつ説明する。
まず、ペースト調製工程では、水分吸着無機粒子５１に代えて吸着前無機粒子５１Ｂを用いるほかは、実施形態１の粒子水分吸着工程と同様にして、結着材５２であるＰＶＤＦ、及び、溶媒５３であるＮＭＰをそれぞれ用いる。そして、前述したミキサ１００を用いて、吸着前無機粒子５１Ｂを４４重量部と、結着材５２を２重量部と、溶媒５３を５４重量部とを混合（混練）して、ペースト２５０Ｐを作製した。
【００３７】
次いで、ペースト塗布工程では、実施形態１と同様の塗工装置１５０（図５参照）を用いて、巻出し部１５１に予め捲回した帯状のセパレータ４０を長手方向ＤＡに移動させ、そのセパレータ４０の第１表面４１Ａ上に、ダイ１６０によりペースト２５０Ｐを塗布する。これにより、セパレータ４０の第１表面４１Ａ上に、塗膜２５０Ｓが形成される（図５参照）。
【００３８】
続いて、乾燥工程では、図５に示すヒータ２７０を用いて、塗膜２５０Ｓ内の溶媒５３を揮発させ、塗膜２５０Ｓを乾燥させる。
但し、このヒータ２７０は、実施形態１で用いたヒータ１７０よりも高温の熱風で塗膜２５０Ｓを乾燥させる点で、実施形態１と異なる。このため、本変形形態では、実施形態１の乾燥工程に比べて、より早い乾燥時間で確実に塗膜２５０Ｓを乾燥させて、吸着前無機粒子５１Ｂと結着材５２とを含む吸着前耐熱層２５０Ｂを形成することができる。
この乾燥工程の後、吸着前耐熱層２５０Ｂと共にセパレータ４０を巻取り部１５２に巻き取る。
【００３９】
続いて、層水分吸着工程では、室温が２５℃、湿度が５０％にそれぞれ管理された恒温恒湿槽内に、吸着前耐熱層２５０Ｂをセパレータ４０と共に、巻取り部１５２から外した（延出した）状態で７２時間置く。このようにして、吸着前耐熱層２５０Ｂ内の吸着前無機粒子５１Ｂに水分を吸着させて、この吸着前無機粒子５１Ｂを前述の水分保持特性を有する水分吸着無機粒子５１とした。
なお、実施形態１と同様、セパレータ４０は水分と反応（化学反応）しないＰＥからなるので、この層水分吸着工程の前後で、セパレータ４０の特性が変化することはない。
この層水分吸着工程の後、実施形態１と同様にして電池１を完成させれば良いので、説明を省略する。
【００４０】
以上より、本変形形態にかかる電池１の製造方法では、塗膜２５０Ｓを乾燥させて吸着前耐熱層２５０Ｂを形成する乾燥工程と、この吸着前耐熱層２５０Ｂ中の吸着前無機粒子５１Ｂに水分を吸着させて、差ΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性の水分吸着無機粒子５１とする層水分吸着工程とを備える。これにより、塗膜２５０Ｓを乾燥させる温度に制限を受けることなく、上述の水分保持特性の水分吸着無機粒子５１を含む耐熱層５０を有する電池１を容易に製造できる。
【００４１】
また、本変形形態では、ペースト塗布工程では、セパレータ４０の第１表面４１Ａにペースト２５０Ｐを塗布した。これと異なり、正極板２０上に吸着前耐熱層２５０Ｂを形成し、この吸着前耐熱層２５０Ｂの吸着前無機粒子５１Ｂに水分を吸着させることも考えられるが、この場合には、水分と正極活物質粒子２１との反応によるアルミニウム箔２８の腐食等が生じる可能性がある。これに対し、本変形形態では、セパレータ４０に吸着前耐熱層２５０Ｂを形成したので、この吸着前耐熱層２５０Ｂの吸着前無機粒子５１Ｂに水分を吸着させても、腐食等の不具合を生じ難くできる。
【００４２】
（実施形態２）
本実施形態２にかかる車両３００は、前述した電池１を複数含むバッテリパック３１０を搭載したものである。具体的には、図６に示すように、車両３００は、エンジン３４０、フロントモータ３２０及びリアモータ３３０を併用して駆動するハイブリッド自動車である。この車両３００は、車体３９０、エンジン３４０、これに取り付けられたフロントモータ３２０、リアモータ３３０、ケーブル３５０、インバータ３６０、及び、矩形箱形状のバッテリパック３１０を有している。
【００４３】
車両動力源に用いられる電池は高い入出力が要求されるので、通常、電池の体格が民生用電池よりも大きくなる。電池の体格が大きくなると、電池の放熱性が悪くなってしまう。これに対し、本実施形態２にかかる車両３００は、１２０℃程度の温度からの温度上昇を抑制（緩和）できる電池１を搭載しているので、放熱性の悪い電池において、電池の昇温を抑えた車両３００とすることができる。
【００４４】
以上において、本発明を実施形態１、実施形態２及び変形形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態１及び変形形態では、セパレータ４０の第１表面４１Ａに耐熱層５０を形成した例を示したが、セパレータに代えて、正極板の表面上に耐熱層５０を形成して、正極板とセパレータとの間に介在させても良い。また、セパレータに代えて、負極板の表面上に耐熱層５０を形成して、負極板とセパレータとの間に介在させても良い。
但し、変形形態にかかる電池の製造方法で電池を製造する場合で、水分と反応して強アルカリ性を示すリチウム含有複合酸化物の正極活物質粒子を含む正極板を用いる場合には、セパレータ及び負極板の少なくともいずれかの表面に塗布するのが好ましい。
また、実施形態１等では、セパレータの片側の表面に耐熱層を形成した例を示したが、セパレータの両方の表面に耐熱層をそれぞれ形成しても良い。
【００４５】
また、実施形態１等では、正極活物質粒子にＬｉＣｏＯ2を用いたが、この他、例えば、ＬｉxＣｏＯ2（０＜ｘ≦１．０）、ＬｉxＮｉＯ2（０＜ｘ≦１．０）、ＬｉxＣｏyＮｉzＭｎ(1-y-z)Ｏ2（０＜ｘ≦１．０，０＜ｙ≦１．０，０＜ｚ≦１．０）などの層状化合物系酸化物や、ＬｉxＭｎ2Ｏ4（０＜ｘ≦１．０）などのスピネル系酸化物や、ＬｉＦｅＰＯ4などのオリビン系酸化物のリチウム含有複合酸化物を用いても良い。
また、ＰＥからなるセパレータを示したが、例えば、ＰＰからなるものや、ＰＥ及びＰＰを積層したものを用いることもできる。
【符号の説明】
【００４６】
１ 電池
２０ 正極板
２２ 正極活物質粒子
３０ 負極板
３２ 負極活物質粒子
４０ セパレータ
４１Ａ 第１表面（表面）
５０ 耐熱層
５０Ｐ，２５０Ｐ ペースト
５０Ｓ，２５０Ｓ 塗膜
５１ 水分吸着無機粒子
５２ 結着材
５３ 溶媒
２５０Ｂ 吸着前耐熱層
３００ 車両
Ｗ１ 第１水分量
Ｗ２ 第２水分量
ΔＷ 差
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐熱層を備える電池、及び、この電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド自動車、電気自動車などの車両や、ノート型パソコン、ビデオカムコーダなどのポータブル電子機器の駆動用電源に、充放電可能な二次電池（以下、単に電池ともいう）が利用されている。
この電池として、正極板と負極板との間に、無機酸化物フィラー（無機粒子）を含む一層の多孔質耐熱層（耐熱層）を備える電池がある（例えば、特許文献１）。この電池では、耐熱層自身及びセパレータを貫通して正極板と負極板との間で短絡が生じた場合、耐熱層がその短絡点の拡大を抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９４２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のように耐熱層を備えた電池でも、短絡に起因して電池温度が上昇してしまう場合がある。電池温度が所定温度（例えば、１２０℃）以上となった場合には、セパレータが大きく熱収縮するなど温度上昇に起因する不具合が発生してしまう。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、正極板と負極板との間で短絡が生じた場合に、短絡点の拡大を抑制すると共に、電池の温度の昇温を抑制（緩和）できる電池を提供することを目的とする。また、このような電池の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、正極板と、負極板と、上記正極板と上記負極板との間に介在するフィルム状のセパレータと、を備え、上記正極板と上記セパレータとの間、及び、上記負極板と上記セパレータとの間の少なくともいずれかに介在し、絶縁性の水分吸着無機粒子と結着材を含む耐熱層を備える電池であって、上記耐熱層の上記水分吸着無機粒子は、上記水分吸着無機粒子に含まれる水分量を、カールフィッシャ法で滴定した場合において、上記水分吸着無機粒子を１２０℃としたときに、この水分吸着無機粒子に含まれる第１水分量Ｗ１とし、上記水分吸着無機粒子を１５０℃としたときに、この水分吸着無機粒子に含まれる第２水分量Ｗ２としたとき、上記第１水分量Ｗ１と上記第２水分量Ｗ２との差ΔＷ（＝Ｗ１−Ｗ２）が、ΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性を有する電池である。
【０００７】
上述した電池では、耐熱層の水分吸着無機粒子が、第１水分量Ｗ１と第２水分量Ｗ２との差ΔＷ（＝Ｗ１−Ｗ２）がΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性を有する。このため、電池の昇温等で電池の温度が１２０℃となると、１５０℃に上昇するまでの間に、水分吸着無機粒子から差ΔＷ分の水分を放出させうる。従って、昇温して温度が１２０℃程度となった電池において、水分吸着無機粒子から放出した水分の蒸発により、電池の温度上昇を抑制（緩和）することができる。
【０００８】
なお、カールフィッシャ法とは、ＪＩＳ Ｋ ００６８に規定された手法である。また、絶縁性の水分吸着無機粒子は、例えば、粒径（Ｄ１００）を０．１〜１０μｍ、ＢＥＴ比表面積を１〜２００ｍ2／ｇにするなど表面性状が調整されて、水分を吸着させることで上述の水分保持特性を備えた、例えば、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、シリカ等からなる粒子である。また、結着材としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が挙げられる。
【０００９】
或いは、前述の電池を搭載し、この電池に蓄えた電気エネルギを動力源の全部又は一部に使用する車両である。
車両動力源に用いられる電池は高い入出力を要求されるので、通常、電池の体格が民生用電池よりも大きくなる。電池の体格が大きくなると、電池の放熱性が悪くなってしまう。これに対し、上述の車両は、１２０℃程度の温度からの温度上昇を抑制（緩和）できる電池を搭載しているので、放熱性の悪い電池において、電池の昇温を抑えた車両とすることができる。
【００１０】
さらに、本発明の他の態様は、正極板と、負極板と、上記正極板と上記負極板との間に介在するフィルム状のセパレータと、を備え、上記正極板と上記セパレータとの間、及び、上記負極板と上記セパレータとの間の少なくともいずれかに介在し、絶縁性の水分吸着無機粒子と結着材を含む耐熱層を備え、上記耐熱層の上記水分吸着無機粒子は、上記水分吸着無機粒子に含まれる水分量を、カールフィッシャ法で滴定した場合において、上記水分吸着無機粒子を１２０℃としたときに、この水分吸着無機粒子に含まれる第１水分量Ｗ１とし、上記水分吸着無機粒子を１５０℃としたときに、この水分吸着無機粒子に含まれる第２水分量Ｗ２としたとき、上記第１水分量Ｗ１と上記第２水分量Ｗ２との差ΔＷ（＝Ｗ１−Ｗ２）が、ΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性を有する電池の製造方法であって、水分を吸着させて、上記水分保持特性を有する上記水分吸着無機粒子を得る粒子水分吸着工程と、上記粒子水分吸着工程の後、上記水分吸着無機粒子と上記結着材と溶媒とを混合してペーストを調製するペースト調製工程と、上記正極板、上記負極板及び上記セパレータの少なくともいずれかの上記表面に、上記ペーストを塗布して塗膜を形成するペースト塗布工程と、８０℃以下の温度環境下で、上記塗膜を乾燥させて上記耐熱層を形成する乾燥工程と、を備える電池の製造方法である。
【００１１】
上述した電池の製造方法では、吸着処理前の無機粒子に水分を吸着させて、差ΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性を有する水分吸着無機粒子を得る粒子水分吸着工程と、この粒子水分吸着工程の後、ペーストを調製するペースト調製工程と、８０℃以下の温度環境下で塗膜を乾燥させる乾燥工程とを備える。このため、乾燥工程で、水分吸着無機粒子の水分保持特性の低下を防ぎつつ塗膜を乾燥させて耐熱層を形成できる。これにより、水分吸着無機粒子を含む耐熱層を有する電池を容易に製造できる。
【００１２】
さらに、他の態様は、正極板と、負極板と、上記正極板と上記負極板との間に介在するフィルム状のセパレータと、を備え、上記正極板と上記セパレータとの間、及び、上記負極板と上記セパレータとの間の少なくともいずれかに介在し、絶縁性の水分吸着無機粒子と結着材を含む耐熱層を備え、上記耐熱層の上記水分吸着無機粒子は、上記水分吸着無機粒子に含まれる水分量を、カールフィッシャ法で滴定した場合において、上記水分吸着無機粒子を１２０℃としたときに、この水分吸着無機粒子に含まれる第１水分量Ｗ１とし、上記水分吸着無機粒子を１５０℃としたときに、この水分吸着無機粒子に含まれる第２水分量Ｗ２としたとき、上記第１水分量Ｗ１と上記第２水分量Ｗ２との差ΔＷ（＝Ｗ１−Ｗ２）が、ΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性を有する電池の製造方法であって、無機粒子と上記結着材と溶媒とを混合してペーストを調製するペースト調製工程と、上記正極板、上記負極板及び上記セパレータの少なくともいずれかの上記表面に、上記ペーストを塗布して塗膜を形成するペースト塗布工程と、上記塗膜を乾燥させて、吸着前耐熱層を形成する乾燥工程と、上記吸着前耐熱層の上記無機粒子に水分を吸着させて、上記無機粒子を上記水分吸着無機粒子を含む上記耐熱層を形成する層水分吸着工程と、を備える電池の製造方法である。
【００１３】
上述した電池の製造方法では、塗膜を乾燥させて吸着前耐熱層を形成する乾燥工程と、この吸着前耐熱層中の無機粒子に水分を吸着させて、差ΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性の水分吸着無機粒子とする層水分吸着工程とを備える。これにより、塗膜を乾燥させる温度に制限を受けることなく、上述の水分保持特性の水分吸着無機粒子を含む耐熱層を有する電池を容易に製造できる。
【００１４】
なお、ペースト調製工程で用いる無機粒子としては、水分を吸着させることで上述の水分保持特性を満たしうるＢＥＴ比表面積などの性状を有していれば良く、ペースト調製時に上述の水分保持特性を有していてもいなくても良い。
【００１５】
さらに、上述の電池の製造方法であって、前記正極板は、リチウム含有複合酸化物の正極活物質粒子を含み、前記負極板は、炭素材料からなる負極活物質粒子を含み、前記セパレータは、絶縁性の樹脂材料からなり、前記ペースト塗布工程は、上記負極板及び上記セパレータの少なくともいずれかの表面に、前記ペーストを塗布する電池の製造方法とするのが好ましい。
【００１６】
リチウム含有複合酸化物は水分と反応して強アルカリ性を示す。このため、正極板上に吸着前耐熱層を形成し、この吸着前耐熱層の無機粒子に水分を吸着させる場合には、水分と正極活物質粒子との反応により正極箔の腐食等が生じる可能性がある。一方、炭素材料や樹脂材料は水分と反応しない。
上述した電池の製造方法のペースト塗布工程では、負極板及びセパレータの少なくともいずれかの表面にペーストを塗布する。このため、正極板にリチウム含有複合酸化物を用いていながらも、腐食等の不具合を生じ難くできる。
【００１７】
なお、正極活物質粒子であるリチウム含有複合酸化物としては、例えば、ＬｉxＣｏＯ2（０＜ｘ≦１．０）、ＬｉxＮｉＯ2（０＜ｘ≦１．０）、ＬｉxＣｏyＮｉzＭｎ(1-y-z)Ｏ2（０＜ｘ≦１．０，０＜ｙ≦１．０，０＜ｚ≦１．０）などの層状酸化物や、ＬｉＭｎ2Ｏ4等のスピネル系酸化物や、ＬｉＦｅＰＯ4等のオリビン系酸化物が挙げられる。また、負極活物質粒子である炭素材料としては、例えば、鱗片状黒鉛、塊状黒鉛などの天然黒鉛や、メソフェーズカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）などの人造黒鉛が挙げられる。また、セパレータをなす絶縁性の樹脂材料としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１，変形形態にかかる電池の斜視図である。
【図２】実施形態１，変形形態の正極板の斜視図である。
【図３】実施形態１，変形形態の負極板の斜視図である。
【図４】実施形態１，変形形態のセパレータ及び耐熱層の斜視図である。
【図５】実施形態１，変形形態にかかる電池の製造方法を示す説明図である。
【図６】実施形態２にかかる車両についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施形態１）
次に、本発明の実施形態１について、図面を参照しつつ説明する。
なお、本実施形態１にかかる電池１について、図１，２を参照しつつ説明する。
この電池１は、いずれも帯状の正極板２０と、負極板３０と、これら正極板２０及び負極板３０との間に介在するセパレータ４０とを扁平形状に捲回した電極体１０を備えるリチウムイオン二次電池である（図１参照）。また、この電池１は、電極体１０において、セパレータ４０の表面（後述する第１表面４１Ａ）に形成され、負極板３０とセパレータ４０との間に介在する耐熱層５０を備える。
なお、電池１は、図１に示すように、電極体１０を電池ケース８０に収容してなる。
【００２０】
この電池ケース８０は、共にアルミニウム製の電池ケース本体８１及び封口蓋８２を有する。このうち電池ケース本体８１は有底矩形箱形であり、この電池ケース８０と電極体１０との間には、樹脂からなり、箱状に折り曲げた絶縁フィルム（図示しない）が介在させてある。また、封口蓋８２は矩形板状であり、電池ケース本体８１の開口を閉塞して、この電池ケース本体８１に溶接されている。この封口蓋８２には、電極体１０と接続している正極集電部材９１及び負極集電部材９２のうち、それぞれ先端に位置する正極端子部９１Ａ及び負極端子部９２Ａが貫通しており、図１中、上方に向く蓋表面８２ａから突出している。これら正極端子部９１Ａ及び負極端子部９２Ａと封口蓋８２との間には、それぞれ絶縁性の樹脂からなる絶縁部材９５が介在し、互いを絶縁している。さらに、この封口蓋８２には矩形板状の安全弁９７も封着されている。
【００２１】
また、電極体１０では、正極板２０及び負極板３０がそれぞれ、上述した正極集電部材９１又は負極集電部材９２と接合している（図１参照）。
この電極体１０を構成する、薄板形状の正極板２０は、帯状のアルミニウム箔２８と、このアルミニウム箔２８の両主面上に、帯状に形成・配置された２つの正極活物質層２１，２１とを有している（図２参照）。
このうち正極活物質層２１は、リチウム含有複合酸化物であるＬｉＣｏＯ2からなる正極活物質粒子２２、アセチレンブラックからなる導電助剤２３、及び、ＰＶＤＦからなる結着材２４を含む（図２参照）。
【００２２】
一方、薄板形状の負極板３０は、帯状で銅製の銅箔３８と、この銅箔３８の両主面上に、それぞれ帯状に形成・配置された２つの負極活物質層３１，３１とを有している（図３参照）。
このうち負極活物質層３１は、黒鉛からなる負極活物質粒子３２、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）からなる増粘剤３３、及び、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）からなる結着材３４を含む（図３参照）。
【００２３】
また、帯状のセパレータ４０は、多孔質状のポリエチレン（ＰＥ）からなるフィルム状である。このセパレータ４０は、電池１（電極体１０）において、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）との混合有機溶媒に溶質（ＬｉＰＦ6）を添加してなる電解液（図示しない）が含浸されている。
【００２４】
なお、このセパレータ４０の一方の表面（第１表面４１Ａ）上に、層厚が４μｍの耐熱層５０が形成されている（図４参照）。この耐熱層５０は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）からなる絶縁性の粒子であって、次述する水分保持特性を満たす水分吸着無機粒子５１と、ＰＶＤＦからなる結着材５２とを含む。なお、この耐熱層５０における、水分吸着無機粒子５１と結着材５２との配合割合は、重量比で、水分吸着無機粒子５１：結着材５２＝４４：２である。
また、この耐熱層５０は、電池１（電極体１０）において、負極板３０とセパレータ４０との間に介在している。従って、電池１（電極体１０）において、この耐熱層５０及びセパレータ４０を貫通して、正極板２０と負極板３０との間で短絡が生じた場合、耐熱層５０がその短絡点の拡大を抑制できる。
【００２５】
この耐熱層５０の水分吸着無機粒子５１は、以下のような水分保持特性と有している。
即ち、カールフィッシャ法で滴定した、水分吸着無機粒子５１に含まれる水分量のうち、１２０℃のときの水分吸着無機粒子５１の水分量を第１水分量Ｗ１とし、１５０℃のときの水分吸着無機粒子５１の水分量を第２水分量Ｗ２とする。そして、これら第１水分量Ｗ１と第２水分量Ｗ２との差ΔＷ（＝Ｗ１−Ｗ２）がΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性を有する。
なお、ＪＩＳ Ｋ ００６８に規定のカールフィッシャ法で水分吸着無機粒子５１の第１水分量Ｗ１及び第２水分量Ｗ２をそれぞれ測定した。
【００２６】
具体的には、露点が−５５〜−３５℃のドライボックス内に設置した、水分測定装置（平沼産業（株）製アクアカウンターＡＱ−７）、及び、加熱気化装置（平沼産業（株）製エバポレータユニットＥＶ−６）を用いて、水分吸着無機粒子５１の第１水分量Ｗ１及び第２水分量Ｗ２をそれぞれ測定した。なお、溶液にはハイドラナールＲアクアライトＲＳ−Ａ（ＳＩＧＭＡ−ＡＬＤＩＣＨ社製）を、キャリアガスには高純度窒素（９９．９９％、（株）ダイオー製）をそれぞれ用いた。そして、キャリアガスの流量を０．１５Ｌ／分として３０分間測定を行った（水分量の測定単位はμｇ）。
【００２７】
水分吸着無機粒子５１は、自身の温度が上昇するほど水分を放出して、自身が吸着する水分量が減少すると考えられる。ここで、差ΔＷが２００ｐｐｍ以上であれば、電池温度が１２０℃程度になった電池１が、更に温度上昇した場合に、水分吸着無機粒子５１から確実に水分を放出させうる。これにより、電池１の温度が１２０℃よりも上昇した場合に、昇温時の熱を吸収して水分吸着無機粒子５１が吸着していた水分を蒸発させることができる。逆に、差ΔＷが６００ｐｐｍを超えると、セパレータ４０の抵抗が無視できなくなるため好ましくない。
【００２８】
以上より、本実施形態１にかかる電池１では、耐熱層５０の水分吸着無機粒子５１が、第１水分量Ｗ１と第２水分量Ｗ２との差ΔＷ（＝Ｗ１−Ｗ２）がΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性を有する。このため、電池１の昇温等で電池１の温度が１２０℃となると、１５０℃に上昇するまでの間に、水分吸着無機粒子５１から差ΔＷ分の水分を放出させうる。従って、昇温して、温度が１２０℃程度となった電池１において、水分吸着無機粒子５１から放出した水分の蒸発により、電池１の温度上昇を抑制（緩和）することができる。
【００２９】
次に、本実施形態１にかかる電池１の製造方法について、図面を参照しつつ説明する。
まず、粒子水分吸着工程では、水分を吸着していない吸着前無機粒子５１Ｂを用意する。そして、この吸着前無機粒子５１Ｂを、室温が２５℃、湿度が５０％にそれぞれ管理された恒温恒湿槽内に７２時間置く。
このようにして、吸着前無機粒子５１Ｂに水分を吸着させて、前述の水分保持特性を有する水分吸着無機粒子５１を得る。
【００３０】
次のペースト調製工程では、既知のミキサ１００を用いる（図５参照）。このミキサ１００は、有底円筒形状の混合槽１１０と、この混合槽１１０内において内容物を攪拌するプロペラ形状の攪拌はね１２０とを備える。
このペースト調製工程は、上述の水分吸着無機粒子５１を４４重量部と、結着材５２であるＰＶＤＦを２重量部と、溶媒５３であるＮＭＰを５４重量部とを、ミキサ１００の混合槽１１０内にそれぞれ投入し、混合（混練）する。かくして、耐熱層５０用のペースト５０Ｐを作製した。
【００３１】
次いで、ペースト塗布工程では、図５に示す塗工装置１５０を用いる。この塗工装置１５０は、巻出し部１５１、ダイ１６０、及び巻取り部１５２を備えている。
このうち、ダイ１６０は、ペースト５０Ｐを内部に貯留するペースト貯留部１６１と、このペースト貯留部１６１のペースト５０Ｐをセパレータ４０の表面（第１表面４１Ａ）上に向かって連続的に吐出する吐出口１６２とを有する。このうち吐出口１６２は、スリット状で、セパレータ４０の幅方向（図５中、奥行き方向）に平行に開口している。
このペースト塗布工程では、塗工装置１５０の巻出し部１５１に予め捲回した帯状のセパレータ４０を長手方向ＤＡに移動させ、そのセパレータ４０の第１表面４１Ａ上に、ダイ１６０によりペースト５０Ｐを塗布する。これにより、セパレータ４０の第１表面４１Ａ上に、塗膜５０Ｓが形成される。
【００３２】
続いて、乾燥工程では、図５に示すヒータ１７０を用いて、塗膜５０Ｓ内の溶媒５３を揮発させ、塗膜５０Ｓを乾燥させる。なお、このヒータ１７０は、塗膜５０Ｓの温度が最高でも８０℃以下となるよう、８０℃の熱風で塗膜５０Ｓを乾燥させる。このようにして、セパレータ４０の第１表面４１Ａ上に耐熱層５０を形成した。
この乾燥工程の後、セパレータ４０を巻取り部１５２に巻き取る。
【００３３】
その後、このセパレータ４０を、いずれも帯状の正極板２０及び負極板３０と共に捲回して電極体１０とした。さらに、正極板２０及び負極板３０にそれぞれ正極集電部材９１及び負極集電部材９２を溶接する。その後、電極体１０を電池ケース本体８１に収容し、封口蓋８２で電池ケース本体８１を溶接で封口する。そして、図示しない注液孔から電解液を注液し、その注液孔を封止して、電池１を完成させた（図１参照）。
【００３４】
本実施形態１にかかる電池１の製造方法では、吸着処理前の吸着前無機粒子５１Ｂに水分を吸着させて、差ΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性を有する水分吸着無機粒子５１を得る粒子水分吸着工程と、この粒子水分吸着工程の後、ペースト５０Ｐを調製するペースト調製工程と、８０℃以下の温度環境下で塗膜５０Ｓを乾燥させる乾燥工程とを備える。このため、乾燥工程では、塗膜５０Ｓ中にある水分吸着無機粒子５１の水分保持特性の低下を防ぎつつ、塗膜５０Ｓを乾燥させ耐熱層５０を形成できる。これにより、水分吸着無機粒子５１を含む耐熱層５０を有する電池１を容易に製造できる。
【００３５】
（変形形態）
次に、前述した実施形態１にかかる製造方法の変形形態について、図面を参照しつつ説明する。
なお、実施形態１では、水分吸着無機粒子を得た後、この水分吸着無機粒子を用いてペーストを調製し、８０℃以下の温度環境下で塗膜を乾燥させた。これに対し、本変形形態にかかる電池の製造方法では、塗膜を乾燥させた後、無機粒子に水分を吸着させて水分吸着無機粒子とする点で、実施形態１の製造方法とは異なる。
そこで、実施形態１と異なる点を中心に説明し、実施形態１と同様の部分の説明は省略または簡略化する。なお、実施形態１と同様の部分については同様の作用効果を生じる。また、同内容のものには同番号を付して説明する。
【００３６】
本変形形態にかかる電池１の製造方法について、図５を参照しつつ説明する。
まず、ペースト調製工程では、水分吸着無機粒子５１に代えて吸着前無機粒子５１Ｂを用いるほかは、実施形態１の粒子水分吸着工程と同様にして、結着材５２であるＰＶＤＦ、及び、溶媒５３であるＮＭＰをそれぞれ用いる。そして、前述したミキサ１００を用いて、吸着前無機粒子５１Ｂを４４重量部と、結着材５２を２重量部と、溶媒５３を５４重量部とを混合（混練）して、ペースト２５０Ｐを作製した。
【００３７】
次いで、ペースト塗布工程では、実施形態１と同様の塗工装置１５０（図５参照）を用いて、巻出し部１５１に予め捲回した帯状のセパレータ４０を長手方向ＤＡに移動させ、そのセパレータ４０の第１表面４１Ａ上に、ダイ１６０によりペースト２５０Ｐを塗布する。これにより、セパレータ４０の第１表面４１Ａ上に、塗膜２５０Ｓが形成される（図５参照）。
【００３８】
続いて、乾燥工程では、図５に示すヒータ２７０を用いて、塗膜２５０Ｓ内の溶媒５３を揮発させ、塗膜２５０Ｓを乾燥させる。
但し、このヒータ２７０は、実施形態１で用いたヒータ１７０よりも高温の熱風で塗膜２５０Ｓを乾燥させる点で、実施形態１と異なる。このため、本変形形態では、実施形態１の乾燥工程に比べて、より早い乾燥時間で確実に塗膜２５０Ｓを乾燥させて、吸着前無機粒子５１Ｂと結着材５２とを含む吸着前耐熱層２５０Ｂを形成することができる。
この乾燥工程の後、吸着前耐熱層２５０Ｂと共にセパレータ４０を巻取り部１５２に巻き取る。
【００３９】
続いて、層水分吸着工程では、室温が２５℃、湿度が５０％にそれぞれ管理された恒温恒湿槽内に、吸着前耐熱層２５０Ｂをセパレータ４０と共に、巻取り部１５２から外した（延出した）状態で７２時間置く。このようにして、吸着前耐熱層２５０Ｂ内の吸着前無機粒子５１Ｂに水分を吸着させて、この吸着前無機粒子５１Ｂを前述の水分保持特性を有する水分吸着無機粒子５１とした。
なお、実施形態１と同様、セパレータ４０は水分と反応（化学反応）しないＰＥからなるので、この層水分吸着工程の前後で、セパレータ４０の特性が変化することはない。
この層水分吸着工程の後、実施形態１と同様にして電池１を完成させれば良いので、説明を省略する。
【００４０】
以上より、本変形形態にかかる電池１の製造方法では、塗膜２５０Ｓを乾燥させて吸着前耐熱層２５０Ｂを形成する乾燥工程と、この吸着前耐熱層２５０Ｂ中の吸着前無機粒子５１Ｂに水分を吸着させて、差ΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性の水分吸着無機粒子５１とする層水分吸着工程とを備える。これにより、塗膜２５０Ｓを乾燥させる温度に制限を受けることなく、上述の水分保持特性の水分吸着無機粒子５１を含む耐熱層５０を有する電池１を容易に製造できる。
【００４１】
また、本変形形態では、ペースト塗布工程では、セパレータ４０の第１表面４１Ａにペースト２５０Ｐを塗布した。これと異なり、正極板２０上に吸着前耐熱層２５０Ｂを形成し、この吸着前耐熱層２５０Ｂの吸着前無機粒子５１Ｂに水分を吸着させることも考えられるが、この場合には、水分と正極活物質粒子２１との反応によるアルミニウム箔２８の腐食等が生じる可能性がある。これに対し、本変形形態では、セパレータ４０に吸着前耐熱層２５０Ｂを形成したので、この吸着前耐熱層２５０Ｂの吸着前無機粒子５１Ｂに水分を吸着させても、腐食等の不具合を生じ難くできる。
【００４２】
（実施形態２）
本実施形態２にかかる車両３００は、前述した電池１を複数含むバッテリパック３１０を搭載したものである。具体的には、図６に示すように、車両３００は、エンジン３４０、フロントモータ３２０及びリアモータ３３０を併用して駆動するハイブリッド自動車である。この車両３００は、車体３９０、エンジン３４０、これに取り付けられたフロントモータ３２０、リアモータ３３０、ケーブル３５０、インバータ３６０、及び、矩形箱形状のバッテリパック３１０を有している。
【００４３】
車両動力源に用いられる電池は高い入出力が要求されるので、通常、電池の体格が民生用電池よりも大きくなる。電池の体格が大きくなると、電池の放熱性が悪くなってしまう。これに対し、本実施形態２にかかる車両３００は、１２０℃程度の温度からの温度上昇を抑制（緩和）できる電池１を搭載しているので、放熱性の悪い電池において、電池の昇温を抑えた車両３００とすることができる。
【００４４】
以上において、本発明を実施形態１、実施形態２及び変形形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態１及び変形形態では、セパレータ４０の第１表面４１Ａに耐熱層５０を形成した例を示したが、セパレータに代えて、正極板の表面上に耐熱層５０を形成して、正極板とセパレータとの間に介在させても良い。また、セパレータに代えて、負極板の表面上に耐熱層５０を形成して、負極板とセパレータとの間に介在させても良い。
但し、変形形態にかかる電池の製造方法で電池を製造する場合で、水分と反応して強アルカリ性を示すリチウム含有複合酸化物の正極活物質粒子を含む正極板を用いる場合には、セパレータ及び負極板の少なくともいずれかの表面に塗布するのが好ましい。
また、実施形態１等では、セパレータの片側の表面に耐熱層を形成した例を示したが、セパレータの両方の表面に耐熱層をそれぞれ形成しても良い。
【００４５】
また、実施形態１等では、正極活物質粒子にＬｉＣｏＯ2を用いたが、この他、例えば、ＬｉxＣｏＯ2（０＜ｘ≦１．０）、ＬｉxＮｉＯ2（０＜ｘ≦１．０）、ＬｉxＣｏyＮｉzＭｎ(1-y-z)Ｏ2（０＜ｘ≦１．０，０＜ｙ≦１．０，０＜ｚ≦１．０）などの層状化合物系酸化物や、ＬｉxＭｎ2Ｏ4（０＜ｘ≦１．０）などのスピネル系酸化物や、ＬｉＦｅＰＯ4などのオリビン系酸化物のリチウム含有複合酸化物を用いても良い。
また、ＰＥからなるセパレータを示したが、例えば、ＰＰからなるものや、ＰＥ及びＰＰを積層したものを用いることもできる。
【符号の説明】
【００４６】
１ 電池
２０ 正極板
２２ 正極活物質粒子
３０ 負極板
３２ 負極活物質粒子
４０ セパレータ
４１Ａ 第１表面（表面）
５０ 耐熱層
５０Ｐ，２５０Ｐ ペースト
５０Ｓ，２５０Ｓ 塗膜
５１ 水分吸着無機粒子
５２ 結着材
５３ 溶媒
２５０Ｂ 吸着前耐熱層
３００ 車両
Ｗ１ 第１水分量
Ｗ２ 第２水分量
ΔＷ 差
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板と、
負極板と、
上記正極板と上記負極板との間に介在するフィルム状のセパレータと、を備え、
上記正極板と上記セパレータとの間、及び、上記負極板と上記セパレータとの間の少なくともいずれかに介在し、絶縁性の水分吸着無機粒子と結着材を含む耐熱層を備える
電池であって、
上記耐熱層の上記水分吸着無機粒子は、
上記水分吸着無機粒子に含まれる水分量を、カールフィッシャ法で滴定した場合において、
上記水分吸着無機粒子を１２０℃としたときに、この水分吸着無機粒子に含まれる第１水分量Ｗ１とし、
上記水分吸着無機粒子を１５０℃としたときに、この水分吸着無機粒子に含まれる第２水分量Ｗ２としたとき、
上記第１水分量Ｗ１と上記第２水分量Ｗ２との差ΔＷ（＝Ｗ１−Ｗ２）が、ΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性を有する
電池。
【請求項２】
正極板と、
負極板と、
上記正極板と上記負極板との間に介在するフィルム状のセパレータと、を備え、
上記正極板と上記セパレータとの間、及び、上記負極板と上記セパレータとの間の少なくともいずれかに介在し、絶縁性の水分吸着無機粒子と結着材を含む耐熱層を備え、
上記耐熱層の上記水分吸着無機粒子は、
上記水分吸着無機粒子に含まれる水分量を、カールフィッシャ法で滴定した場合において、
上記水分吸着無機粒子を１２０℃としたときに、この水分吸着無機粒子に含まれる第１水分量Ｗ１とし、
上記水分吸着無機粒子を１５０℃としたときに、この水分吸着無機粒子に含まれる第２水分量Ｗ２としたとき、
上記第１水分量Ｗ１と上記第２水分量Ｗ２との差ΔＷ（＝Ｗ１−Ｗ２）が、ΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性を有する
電池の製造方法であって、
水分を吸着させて、上記水分保持特性を有する上記水分吸着無機粒子を得る粒子水分吸着工程と、
上記粒子水分吸着工程の後、上記水分吸着無機粒子と上記結着材と溶媒とを混合してペーストを調製するペースト調製工程と、
上記正極板、上記負極板及び上記セパレータの少なくともいずれかの上記表面に、上記ペーストを塗布して塗膜を形成するペースト塗布工程と、
８０℃以下の温度環境下で、上記塗膜を乾燥させて上記耐熱層を形成する乾燥工程と、を備える
電池の製造方法。
【請求項３】
正極板と、
負極板と、
上記正極板と上記負極板との間に介在するフィルム状のセパレータと、を備え、
上記正極板と上記セパレータとの間、及び、上記負極板と上記セパレータとの間の少なくともいずれかに介在し、絶縁性の水分吸着無機粒子と結着材を含む耐熱層を備え、
上記耐熱層の上記水分吸着無機粒子は、
上記水分吸着無機粒子に含まれる水分量を、カールフィッシャ法で滴定した場合において、
上記水分吸着無機粒子を１２０℃としたときに、この水分吸着無機粒子に含まれる第１水分量Ｗ１とし、
上記水分吸着無機粒子を１５０℃としたときに、この水分吸着無機粒子に含まれる第２水分量Ｗ２としたとき、
上記第１水分量Ｗ１と上記第２水分量Ｗ２との差ΔＷ（＝Ｗ１−Ｗ２）が、ΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性を有する
電池の製造方法であって、
無機粒子と上記結着材と溶媒とを混合してペーストを調製するペースト調製工程と、
上記正極板、上記負極板及び上記セパレータの少なくともいずれかの上記表面に、上記ペーストを塗布して塗膜を形成するペースト塗布工程と、
上記塗膜を乾燥させて、吸着前耐熱層を形成する乾燥工程と、
上記吸着前耐熱層の上記無機粒子に水分を吸着させて、上記無機粒子を上記水分吸着無機粒子を含む上記耐熱層を形成する層水分吸着工程と、を備える
電池の製造方法。
【請求項１】
正極板と、
負極板と、
上記正極板と上記負極板との間に介在するフィルム状のセパレータと、を備え、
上記正極板と上記セパレータとの間、及び、上記負極板と上記セパレータとの間の少なくともいずれかに介在し、絶縁性の水分吸着無機粒子と結着材を含む耐熱層を備える
電池であって、
上記耐熱層の上記水分吸着無機粒子は、
上記水分吸着無機粒子に含まれる水分量を、カールフィッシャ法で滴定した場合において、
上記水分吸着無機粒子を１２０℃としたときに、この水分吸着無機粒子に含まれる第１水分量Ｗ１とし、
上記水分吸着無機粒子を１５０℃としたときに、この水分吸着無機粒子に含まれる第２水分量Ｗ２としたとき、
上記第１水分量Ｗ１と上記第２水分量Ｗ２との差ΔＷ（＝Ｗ１−Ｗ２）が、ΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性を有する
電池。
【請求項２】
正極板と、
負極板と、
上記正極板と上記負極板との間に介在するフィルム状のセパレータと、を備え、
上記正極板と上記セパレータとの間、及び、上記負極板と上記セパレータとの間の少なくともいずれかに介在し、絶縁性の水分吸着無機粒子と結着材を含む耐熱層を備え、
上記耐熱層の上記水分吸着無機粒子は、
上記水分吸着無機粒子に含まれる水分量を、カールフィッシャ法で滴定した場合において、
上記水分吸着無機粒子を１２０℃としたときに、この水分吸着無機粒子に含まれる第１水分量Ｗ１とし、
上記水分吸着無機粒子を１５０℃としたときに、この水分吸着無機粒子に含まれる第２水分量Ｗ２としたとき、
上記第１水分量Ｗ１と上記第２水分量Ｗ２との差ΔＷ（＝Ｗ１−Ｗ２）が、ΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性を有する
電池の製造方法であって、
水分を吸着させて、上記水分保持特性を有する上記水分吸着無機粒子を得る粒子水分吸着工程と、
上記粒子水分吸着工程の後、上記水分吸着無機粒子と上記結着材と溶媒とを混合してペーストを調製するペースト調製工程と、
上記正極板、上記負極板及び上記セパレータの少なくともいずれかの上記表面に、上記ペーストを塗布して塗膜を形成するペースト塗布工程と、
８０℃以下の温度環境下で、上記塗膜を乾燥させて上記耐熱層を形成する乾燥工程と、を備える
電池の製造方法。
【請求項３】
正極板と、
負極板と、
上記正極板と上記負極板との間に介在するフィルム状のセパレータと、を備え、
上記正極板と上記セパレータとの間、及び、上記負極板と上記セパレータとの間の少なくともいずれかに介在し、絶縁性の水分吸着無機粒子と結着材を含む耐熱層を備え、
上記耐熱層の上記水分吸着無機粒子は、
上記水分吸着無機粒子に含まれる水分量を、カールフィッシャ法で滴定した場合において、
上記水分吸着無機粒子を１２０℃としたときに、この水分吸着無機粒子に含まれる第１水分量Ｗ１とし、
上記水分吸着無機粒子を１５０℃としたときに、この水分吸着無機粒子に含まれる第２水分量Ｗ２としたとき、
上記第１水分量Ｗ１と上記第２水分量Ｗ２との差ΔＷ（＝Ｗ１−Ｗ２）が、ΔＷ＝２００〜６００ｐｐｍとなる水分保持特性を有する
電池の製造方法であって、
無機粒子と上記結着材と溶媒とを混合してペーストを調製するペースト調製工程と、
上記正極板、上記負極板及び上記セパレータの少なくともいずれかの上記表面に、上記ペーストを塗布して塗膜を形成するペースト塗布工程と、
上記塗膜を乾燥させて、吸着前耐熱層を形成する乾燥工程と、
上記吸着前耐熱層の上記無機粒子に水分を吸着させて、上記無機粒子を上記水分吸着無機粒子を含む上記耐熱層を形成する層水分吸着工程と、を備える
電池の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２２１７９５（Ｐ２０１２−２２１７９５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８７３４９（Ｐ２０１１−８７３４９）
【出願日】平成２３年４月１１日（２０１１．４．１１）
【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２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１１日（２０１１．４．１１）
【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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