電池用電極板およびこれを用いた電池
【課題】集電体の端面におけるリチウム析出やバリによる内部短絡を防止し、正極板の幅の拡大による電池の高容量化を可能とする。
【解決手段】少なくとも活物質および結着材を分散媒にて混練分散した合剤塗料を集電体１３の表面に塗布して活物質層１４を形成して構成される電池用電極板１２において、集電体１３の端面を活物質層１４で被覆することにより、集電体１３の端面の露出を無くし、リチウム析出や集電体１３のバリによる内部短絡を抑制する。
【解決手段】少なくとも活物質および結着材を分散媒にて混練分散した合剤塗料を集電体１３の表面に塗布して活物質層１４を形成して構成される電池用電極板１２において、集電体１３の端面を活物質層１４で被覆することにより、集電体１３の端面の露出を無くし、リチウム析出や集電体１３のバリによる内部短絡を抑制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池用電極板およびこれを用いた電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯用電子機器の電源として利用が広がっているリチウムイオン二次電池は、負極にリチウムの吸蔵および放出が可能な炭素質材料等を用い、正極にＬｉＣｏＯ２等の遷移金属とリチウムの複合酸化物を活物質として用いており、これによって、高電位で高放電容量のリチウムイオン二次電池を実現している。しかし、近年の電子機器および通信機器の多機能化に伴って、更なるリチウム二次電池の高容量化が望まれている。また、これらのリチウムイオン電池において、高容量化が進む一方で重視すべきは安全対策であり、特に正極板と負極板が内部短絡することによる急激な温度上昇を抑止することが極めて重要である。
【０００３】
そこで、図３に示すように、正極板２１の幅方向両端部の集電体２２を露出させ、そこに断面凹形の絶縁部材２３を嵌着することにより、負極板の両端部は充電に直接関与しない部分となりデンドライトの発生を抑制する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、図４に示すように、電極板２４の周端部端面を、１５０℃以上の耐熱温度を持つ耐熱性樹脂を基体とする樹脂膜であってその内部に熱可塑性樹脂を含む絶縁性樹脂膜２５により被覆することで短絡を防止する方法が提案されている。(例えば、特許文献２参照)。
【０００５】
さらに、図５、図６に示すように電極板２６の切断面や塗布端面を絶縁体層２７で被覆することにより、電極群の内部へ切断バリや脱落して発生する異物の混入によるセパレータの破損を防止し、電極板の内部短絡を抑制する方法が提案されている。(例えば、特許文献３参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０３−１２９６７８号公報
【特許文献２】特開２００７−２５７８４８号公報
【特許文献３】特開２０１０−００９８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に示される従来技術では、正極板の幅方向の両端部が絶縁部材の取付けのために集電体のみとなっており、電池容量が低下するという課題を有していた。また、特許文献２に示される従来技術では、正極活物質層の上面も一部被覆されるために、電池容量が樹脂膜被覆分低下するという課題を有していた。さらに、特許文献３に示される従来技術では、電極板の切断面や塗布端面を絶縁層で被覆した場合には、リチウム析出を防止するためには、正極板の幅を負極板の幅以下とする必要があり、電池容量が稼げないという課題を有していた。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を鑑みてなされたもので、集電体の幅方向端面を合剤層で被覆した構成とすることにより、集電体の端面におけるリチウム析出やバリによる内部短絡を防止し、正極板の幅を負極板の幅よりも小さく設計する必要が無くなるので、正極板の幅
の拡大による電池の高容量化が可能とすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の電池用電極板は、少なくとも活物質および結着材を分散媒にて混練分散した合剤塗料を集電体の表面に塗布して合剤層を形成して構成される電池用電極板において、前記集電体の端面を合剤層で被覆した構成とするものである。
【００１０】
本構成によって電極板の端面を合剤層で被覆することにより、電極板の端面部の集電体の露出をなくし、リチウム析出やバリによる内部短絡を防止し、正極板の幅を負極板と同じにでき高電池容量を可能にすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明は、集電体の端面を合剤層で被覆することにより集電体の露出を無くしたことで、集電体の端面部分におけるリチウム析出による短絡を防止することができる。また、集電体の端面部分のリチウム析出を防止したことにより、正極板の幅を負極板の幅よりも小さく設計する必要が無くなるので、正極板の幅の拡大による電池の高容量化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る円筒形の非水系二次電池の一部切欠斜視図
【図２】（ａ）本発明の第１の実施の形態に係る電池用電極板の概略図（ｂ）本発明の第１の実施の形態に係る電池用電極板のＡＡ’断面図
【図３】従来の電極板の断面図
【図４】従来の電極板の断面図
【図５】従来の電極板の概略図
【図６】従来の電極板の概略図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の第一の発明においては、少なくとも活物質および結着材を分散媒にて混練分散した合剤塗料を集電体の表面に塗布して合剤層を形成して構成される電池用電極板において、前記集電体の端面を合剤層で被覆した構成とすることを特徴としたことで、集電体の露出を無くし、集電体の端面部分におけるリチウム析出による短絡を防止することができる。また、集電体の端面部分のリチウム析出を防止したことにより、従来のように、正極板の幅を負極板の幅よりも小さく設計する必要が無くなるので、正極板の幅の拡大による電池の高容量化が可能となる。
【００１４】
本発明の第二の発明においては、合剤層で被覆される集電体の端面が集電体の幅方向および長さ方向の両端面であることを特徴としたことにより、集電体の露出を無くし、集電体のバリによる短絡を防止することができる。
【００１５】
本発明の第三の発明においては、合剤層で被覆される集電体の端面が少なくとも集電体の幅方向であることを特徴としたことにより、幅方向の集電体の露出を無くし、集電体の幅方向端面部分によるリチウム析出を防止し、内部短絡を防ぐことができる。
【００１６】
本発明の第四の発明においては、集電体の端面を被覆する合剤層の厚みを１ｍｍ以下であることを特徴としたことにより、合剤層の崩落を防止することができる。
【００１７】
本発明の第五の発明においては、集電体の端面は合剤層で完全に被覆されたことを特徴としたことにより、集電体の露出を無くし、集電体のバリや集電体部分によるリチウム析出による短絡を防止することができる。
【００１８】
本発明の第六の発明においては、集電体の表面に少なくとも活物質と結着材を含む合剤層を形成した正極板と負極板とをセパレータを介して巻回または積層して構成される電極群を電解液とともに電池外装体内に封入してなる電池において、上記正極板または負極板のすくなくともいずれか一方に第一〜第五の発明のいずれか１つに記載の電池用電極板を用いたことを特徴としたことにより、内部短絡を防止し、安全性の高い電池を提供することができる。
【００１９】
本発明の第七の発明においては、正極板と負極板の幅方向の寸法を同じ寸法としたことを特徴としたことにより、正極板の幅の拡大による電池の高容量化が可能となる。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る円筒形の非水系二次電池の一部切欠斜視図である。同図において本発明の非水系二次電池１は、正極合剤塗料を正極集電体の上に塗布し、正極集電体の上に正極合剤層を形成した正極板２と、負極合剤塗料を負極集電体の上に塗布し、負極集電体の上に負極合剤層を形成した負極板３との間にセパレータ４を介在させ、渦巻状に捲回して電極群５が構成されている。
【００２１】
電極群５は、有底円筒形の電池ケース６の内部に絶縁板７により電池ケース６とは絶縁されて収容される一方、電極群５の下部より導出した負極リード８が電池ケース６の底部に接続されるとともに、電極群５の上部より導出した正極リード９が封口板１０に接続される。次に、電池ケース６は、所定量の非水溶媒からなる非水系電解液（図示せず）が注液された後、開口部に封口ガスケット１１を周縁に取り付けた封口板１０を挿入し、電池ケース６の開口部を内方向に折り曲げ、かしめ封口される。
【００２２】
なお、この非水系二次電池１を構成する正極板２または負極板３の電池用電極板１２は以下のような構成で形成されている。
【００２３】
図２（ａ）は本発明における電池用電極板１２の概略図であり、図２（ｂ）は本発明の電池電極板１２の断面図である。
【００２４】
本発明の電池用電極板１２は、図２（ａ）に示すように金属箔からなる集電体１３に導電材、結着材、活物質を適切な分散媒中に入れ、プラネタリーミキサー等の分散機により混合分散した塗料を塗布することにより、形成されている。このとき、図２（ｂ）に示すように、集電体１３の幅方向端面を集電体１３が露出しないように活物質層１４が被覆した構成にしたり、または、集電体１３の幅方向端面と長さ方向端面を集電体１３が露出しないように活物質層１４を被覆した構成とすることにより、電池用電極板１２の幅方向端面部分、または、電池用電極板１２の幅方向端面と長さ方向端面におけるリチウム析出やバリによる短絡を防止することにより、安全性が向上し、負極板３と正極板２の幅を同等とすることが可能となり、電池の高容量化が可能となる。また、集電体１３の幅方向端面と長さ方向端面を活物質層１４にて完全に被覆することにより、電池用電極板１２の幅方向端面と長さ方向端面におけるリチウム析出やバリによる短絡を防止することにより、安全性が向上し、負極板３と正極板２の幅を同等とすることが可能となり、電池の高容量化が可能となる。
【００２５】
さらに、集電体１３の端面を被覆する活物質層１４の厚みを１ｍｍ以下にすることにより、電極群５の構成時における端部活物質層１４の崩落を防止することが可能となる。
【００２６】
以下、具体的な実施例について、さらに詳しく説明する。
（実施例１）
まず、正極活物質としてのコバルト酸リチウム、導電材としてのアセチレンブラック、結着材としてのポリフッ化ビニリデンを適量のＮ−メチル−２−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、正極合剤塗料を作製した。この塗料を１５μｍ厚のアルミニウム箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が１７０μｍとなるようにプレスし、正極板２を作製した。
【００２７】
ついで、負極活物質としての人造黒鉛、結着材としてのスチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子分散体、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースを適量の水とともに双腕式練合機にて攪拌し、負極合剤塗料を作製し、１０μｍ厚の銅箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が２００μｍとなるようにプレスし、負極板３を作製した。
【００２８】
このとき、正極板２、負極板３共に幅方向の端面を集電体１３の露出が無いように活物質層１４で被覆し、長さ方向の端面を集電体１３の露出するようにした構成かつ、同じサイズの負極板３と正極板２の形成を行った。このように形成を行った負極板３と正極板２を用いて、図１に示すような円筒形の非水系二次電池１を作製した。より具体的には、正極板２と負極板３とを厚みが２０μｍのポリエチレン微多孔フィルムのセパレータ４を介して渦巻状に捲回した電極群５を作製した。
【００２９】
この電極群５を有底円筒形の電池ケース６の内部に絶縁板７と共に収容し、電極群５の下部より導出した負極リード８を電池ケース６の底部に接続した。次いで、電極群５の上部より導出した正極リード９を封口板１０に接続し、電池ケース６に所定量の非水系電解液（図示せず）を注液した。その後、電池ケース６の開口部に封口ガスケット１１を周縁に取り付けた封口板１０を挿入し、電池ケース６の開口部を内方向に折り曲げて、かしめ封口することにより作製した円筒形の非水系二次電池１を実施例１とした。
（実施例２）
まず、正極活物質としてのコバルト酸リチウム、導電材としてのアセチレンブラック、結着材としてのポリフッ化ビニリデンを適量のＮ−メチル−２−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、正極合剤塗料を作製した。この塗料を１５μｍ厚のアルミニウム箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が１７０μｍとなるようにプレスし、正極板２を作製した。
【００３０】
ついで、負極活物質としての人造黒鉛、結着材としてのスチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子分散体、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースを適量の水とともに双腕式練合機にて攪拌し、負極合剤塗料を作製し、１０μｍ厚の銅箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が２００μｍとなるようにプレスし、負極板３を作製した。
【００３１】
このとき、正極板２、負極板３共に幅方向ならびに長手方向の端面を集電体１３の露出が無いように活物質層１４で被覆した構成かつ、同じサイズの負極板３と正極板２の形成を行った。このように形成を行った負極板３と正極板２を用いて、図１に示すような円筒形の非水系二次電池１を作製した。より具体的には、正極板２と負極板３とを厚みが２０μｍのポリエチレン微多孔フィルムのセパレータ４を介して渦巻状に捲回した電極群５を作製した。
【００３２】
この電極群５を有底円筒形の電池ケース６の内部に絶縁板７と共に収容し、電極群５の下部より導出した負極リード８を電池ケース６の底部に接続した。次いで、電極群５の上部より導出した正極リード９を封口板１０に接続し、電池ケース６に所定量の非水系電解液（図示せず）を注液した。その後、電池ケース６の開口部に封口ガスケット１１を周縁に取り付けた封口板１０を挿入し、電池ケース６の開口部を内方向に折り曲げて、かしめ
封口することにより作製した円筒形の非水系二次電池１を実施例２とした。
（比較例１）
まず、正極活物質としてのコバルト酸リチウム、導電材としてのアセチレンブラック、結着材としてのポリフッ化ビニリデンを適量のＮ−メチル−２−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、正極合剤塗料を作製した。この塗料を１５μｍ厚のアルミニウム箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が１７０μｍとなるようにプレスし、正極板２を作製した。
【００３３】
ついで、負極活物質としての人造黒鉛、結着材としてのスチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子分散体、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースを適量の水とともに双腕式練合機にて攪拌し、負極合剤塗料を作製し、１０μｍ厚の銅箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が２００μｍとなるようにプレスし、負極板３を作製した。
【００３４】
このとき、正極板２、負極板３共に幅方向、長手方向の端面は活物質層１４による被覆を行わず、集電体１３が露出した構成かつ、同じサイズの負極板３と正極板２の形成を行った。このように形成を行った負極板３と正極板２を用いて、図１に示すような円筒形の非水系二次電池１を作製した。より具体的には、正極板２と負極板３とを厚みが２０μｍのポリエチレン微多孔フィルムのセパレータ４を介して渦巻状に捲回した電極群５を作製した。
【００３５】
この電極群５を有底円筒形の電池ケース６の内部に絶縁板７と共に収容し、電極群５の下部より導出した負極リード８を電池ケース６の底部に接続した。次いで、電極群５の上部より導出した正極リード９を封口板１０に接続し、電池ケース６に所定量の非水系電解液（図示せず）を注液した。その後、電池ケース６の開口部に封口ガスケット１１を周縁に取り付けた封口板１０を挿入し、電池ケース６の開口部を内方向に折り曲げて、かしめ封口することにより作製した円筒形の非水系二次電池１を比較例１とした。
【００３６】
上記の条件で作成された非水系二次電池１に対して、充放電を５００サイクル繰り返し、１サイクル目に対する５００サイクル目の放電容量比を５００サイクル後の容量維持率として測定を行った。さらに、充放電サイクルを５００回繰り返した後に電極群５内部でのリチウム析出の状態を観察した。
【００３７】
以上の項目について評価した結果を（表１）に示した。
【００３８】
【表１】
【００３９】
（表１）の結果から明らかなように、正極板２と負極板３を同じサイズにて非水系二次電池１を作成した場合、集電体１３の幅方向の端面または、幅方向と長手方向の端面を活
物質層１４で覆うことで、電極板１２の幅方向の端面または電極板１２の幅方向と長手方向の端面におけるリチウム析出を抑制でき、５００サイクル後の電池容量の維持率は高くなる。一方で、比較例１で示されるように、集電体１３の幅方向、長手方向の端面を活物質層１４で覆わない場合、電極板１２の端面における集電体１３の露出部分でリチウムが析出し、５００サイクル後の電池容量の維持率は低下した。
【００４０】
以上の結果より、活物質層１４で集電体１３の端面を覆うことにより、充放電によるリチウム析出を防止することが可能であることが分かった。
（比較例２）
まず、正極活物質としてのコバルト酸リチウム、導電材としてのアセチレンブラック、結着材としてのポリフッ化ビニリデンを適量のＮ−メチル−２−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、正極合剤塗料を作製した。この塗料を１５μｍ厚のアルミニウム箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が１７０μｍとなるようにプレスし、正極板２を作製した。
【００４１】
ついで、負極活物質としての人造黒鉛、結着材としてのスチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子分散体、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースを適量の水とともに双腕式練合機にて攪拌し、負極合剤塗料を作製し、１０μｍ厚の銅箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が２００μｍとなるようにプレスし、負極板３を作製した。
【００４２】
このとき、正極板２、負極板３共に幅方向、長手方向の端面は活物質層１４による被覆を行わず、集電体１３が露出した構成かつ、リチウムの析出を防止するために、負極板３の幅が正極板２の幅と比較して、２％大きいサイズで形成を行った。このように形成を行った負極板３と正極板２を用いて、図１に示すような円筒形の非水系二次電池１を作製した。より具体的には、正極板２と負極板３とを厚みが２０μｍのポリエチレン微多孔フィルムのセパレータ４を介して渦巻状に捲回した電極群５を作製した。
【００４３】
この電極群５を有底円筒形の電池ケース６の内部に絶縁板７と共に収容し、電極群５の下部より導出した負極リード８を電池ケース６の底部に接続した。次いで、電極群５の上部より導出した正極リード９を封口板１０に接続し、電池ケース６に所定量の非水系電解液（図示せず）を注液した。その後、電池ケース６の開口部に封口ガスケット１１を周縁に取り付けた封口板１０を挿入し、電池ケース６の開口部を内方向に折り曲げて、かしめ封口することにより作製した円筒形の非水系二次電池１を比較例２とした。
【００４４】
比較例２の条件で作成された非水系二次電池１の電池容量を１００％として、上記の実施例１と電池容量の比較を行った結果を（表２）に示した。
【００４５】
【表２】
【００４６】
（表２）の結果から明らかなように、正極板２と負極板３を同じ幅とした構成で非水系二次電池１を作成した場合、リチウム析出の回避を目的とした正極板２を負極板３よりも小さい幅で構成した非水系二次電池１よりも電池容量は大きくなる。
【００４７】
以上の結果より、正極板２と負極板３を同じサイズで構成することにより、従来の正極板２を負極板３よりも小さい幅で構成するよりも電池容量を高容量化することが可能であることが分かった。
（実施例３）
まず、正極活物質としてのコバルト酸リチウム、導電材としてのアセチレンブラック、結着材としてのポリフッ化ビニリデンを適量のＮ−メチル−２−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、正極合剤塗料を作製した。この塗料を１５μｍ厚のアルミニウム箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が１７０μｍとなるようにプレスし、正極板２を作製した。
【００４８】
ついで、負極活物質としての人造黒鉛、結着材としてのスチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子分散体、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースを適量の水とともに双腕式練合機にて攪拌し、負極合剤塗料を作製し、１０μｍ厚の銅箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が２００μｍとなるようにプレスし、負極板３を作製した。
【００４９】
このとき、正極板２、負極板３共に幅方向の端面を集電体１３の露出が無いように０．５ｍｍの厚さにて活物質層１４で被覆した構成かつ、同じサイズの負極板３と正極板２の形成を行った。このように形成を行った負極板３と正極板２を用いて、図１に示すような円筒形の非水系二次電池１を作製した。より具体的には、正極板２と負極板３とを厚みが２０μｍのポリエチレン微多孔フィルムのセパレータ４を介して渦巻状に捲回した電極群５を作製した。
【００５０】
この電極群５を有底円筒形の電池ケース６の内部に絶縁板７と共に収容し、電極群５の下部より導出した負極リード８を電池ケース６の底部に接続した。次いで、電極群５の上部より導出した正極リード９を封口板１０に接続し、電池ケース６に所定量の非水系電解液（図示せず）を注液した。その後、電池ケース６の開口部に封口ガスケット１１を周縁に取り付けた封口板１０を挿入し、電池ケース６の開口部を内方向に折り曲げて、かしめ封口することにより作製した円筒形の非水系二次電池１を実施例３とした。
（実施例４）
まず、正極活物質としてのコバルト酸リチウム、導電材としてのアセチレンブラック、結着材としてのポリフッ化ビニリデンを適量のＮ−メチル−２−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、正極合剤塗料を作製した。この塗料を１５μｍ厚のアルミニウム箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が１７０μｍとなるようにプレスし、正極板２を作製した。
【００５１】
ついで、負極活物質としての人造黒鉛、結着材としてのスチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子分散体、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースを適量の水とともに双腕式練合機にて攪拌し、負極合剤塗料を作製し、１０μｍ厚の銅箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が２００μｍとなるようにプレスし、負極板３を作製した。
【００５２】
このとき、正極板２、負極板３共に幅方向の端面を集電体１３の露出が無いように１．０ｍｍの厚さにて活物質層１４で被覆した構成かつ、同じサイズの負極板３と正極板２の形成を行った。このように形成を行った負極板３と正極板２を用いて、図１に示すような円筒形の非水系二次電池１を作製した。より具体的には、正極板２と負極板３とを厚みが２０μｍのポリエチレン微多孔フィルムのセパレータ４を介して渦巻状に捲回した電極群５を作製した。
【００５３】
この電極群５を有底円筒形の電池ケース６の内部に絶縁板７と共に収容し、電極群５の下部より導出した負極リード８を電池ケース６の底部に接続した。次いで、電極群５の上
部より導出した正極リード９を封口板１０に接続し、電池ケース６に所定量の非水系電解液（図示せず）を注液した。その後、電池ケース６の開口部に封口ガスケット１１を周縁に取り付けた封口板１０を挿入し、電池ケース６の開口部を内方向に折り曲げて、かしめ封口することにより作製した円筒形の非水系二次電池１を実施例４とした。
（比較例３）
まず、正極活物質としてのコバルト酸リチウム、導電材としてのアセチレンブラック、結着材としてのポリフッ化ビニリデンを適量のＮ−メチル−２−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、正極合剤塗料を作製した。この塗料を１５μｍ厚のアルミニウム箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が１７０μｍとなるようにプレスし、正極板２を作製した。
【００５４】
ついで、負極活物質としての人造黒鉛、結着材としてのスチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子分散体、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースを適量の水とともに双腕式練合機にて攪拌し、負極合剤塗料を作製し、１０μｍ厚の銅箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が２００μｍとなるようにプレスし、負極板３を作製した。
【００５５】
このとき、正極板２、負極板３共に幅方向の端面を集電体１３の露出が無いように１．５ｍｍの厚さにて活物質層１４で被覆した構成かつ、同じサイズの負極板３と正極板２の形成を行った。このように形成を行った負極板３と正極板２を用いて、図１に示すような円筒形の非水系二次電池１を作製した。より具体的には、正極板２と負極板３とを厚みが２０μｍのポリエチレン微多孔フィルムのセパレータ４を介して渦巻状に捲回した電極群５を作製した。
【００５６】
この電極群５を有底円筒形の電池ケース６の内部に絶縁板７と共に収容し、電極群５の下部より導出した負極リード８を電池ケース６の底部に接続した。次いで、電極群５の上部より導出した正極リード９を封口板１０に接続し、電池ケース６に所定量の非水系電解液（図示せず）を注液した。その後、電池ケース６の開口部に封口ガスケット１１を周縁に取り付けた封口板１０を挿入し、電池ケース６の開口部を内方向に折り曲げて、かしめ封口することにより作製した円筒形の非水系二次電池１を実施例５とした。
【００５７】
上記の条件で電極群５を１０個作製し、分解することにより、電極板活物質層１４の崩落有無を確認した結果を（表３）に示した。
【００５８】
【表３】
【００５９】
（表３）の結果から明らかなように、活物質層１４で電極板１２の幅方向の端面を被覆した厚みが１．０ｍｍ以下である実施例３、実施例４では活物質層１４の端部の崩落を抑制できるが、被覆した厚みが１．０ｍｍを超える比較例３では活物質層１４の端部の崩落
が発生している。
【００６０】
以上の結果より、電極板１２の活物質被覆層の厚みを１．０ｍｍ以下にすることにより、活物質層１４の崩落を抑制することが可能となることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明に係る電池用電極板は、端面を活物質層で被覆することにより、集電体におけるバリやリチウム析出を防止することにより、内部短絡を抑制し安全性の高い非水系二次電池を提供することが可能であるため、電子機器および通信機器の多機能化に伴って高容量化が望まれている携帯用電源等として有用である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 非水系二次電池
２ 正極板
３ 負極板
４ セパレータ
５ 電極群
６ 電池ケース
７ 絶縁板
８ 負極リード
９ 正極リード
１０ 封口板
１１ 封口ガスケット
１２ 電極板
１３ 集電体
１４ 活物質層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池用電極板およびこれを用いた電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯用電子機器の電源として利用が広がっているリチウムイオン二次電池は、負極にリチウムの吸蔵および放出が可能な炭素質材料等を用い、正極にＬｉＣｏＯ２等の遷移金属とリチウムの複合酸化物を活物質として用いており、これによって、高電位で高放電容量のリチウムイオン二次電池を実現している。しかし、近年の電子機器および通信機器の多機能化に伴って、更なるリチウム二次電池の高容量化が望まれている。また、これらのリチウムイオン電池において、高容量化が進む一方で重視すべきは安全対策であり、特に正極板と負極板が内部短絡することによる急激な温度上昇を抑止することが極めて重要である。
【０００３】
そこで、図３に示すように、正極板２１の幅方向両端部の集電体２２を露出させ、そこに断面凹形の絶縁部材２３を嵌着することにより、負極板の両端部は充電に直接関与しない部分となりデンドライトの発生を抑制する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、図４に示すように、電極板２４の周端部端面を、１５０℃以上の耐熱温度を持つ耐熱性樹脂を基体とする樹脂膜であってその内部に熱可塑性樹脂を含む絶縁性樹脂膜２５により被覆することで短絡を防止する方法が提案されている。(例えば、特許文献２参照)。
【０００５】
さらに、図５、図６に示すように電極板２６の切断面や塗布端面を絶縁体層２７で被覆することにより、電極群の内部へ切断バリや脱落して発生する異物の混入によるセパレータの破損を防止し、電極板の内部短絡を抑制する方法が提案されている。(例えば、特許文献３参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０３−１２９６７８号公報
【特許文献２】特開２００７−２５７８４８号公報
【特許文献３】特開２０１０−００９８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に示される従来技術では、正極板の幅方向の両端部が絶縁部材の取付けのために集電体のみとなっており、電池容量が低下するという課題を有していた。また、特許文献２に示される従来技術では、正極活物質層の上面も一部被覆されるために、電池容量が樹脂膜被覆分低下するという課題を有していた。さらに、特許文献３に示される従来技術では、電極板の切断面や塗布端面を絶縁層で被覆した場合には、リチウム析出を防止するためには、正極板の幅を負極板の幅以下とする必要があり、電池容量が稼げないという課題を有していた。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を鑑みてなされたもので、集電体の幅方向端面を合剤層で被覆した構成とすることにより、集電体の端面におけるリチウム析出やバリによる内部短絡を防止し、正極板の幅を負極板の幅よりも小さく設計する必要が無くなるので、正極板の幅
の拡大による電池の高容量化が可能とすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の電池用電極板は、少なくとも活物質および結着材を分散媒にて混練分散した合剤塗料を集電体の表面に塗布して合剤層を形成して構成される電池用電極板において、前記集電体の端面を合剤層で被覆した構成とするものである。
【００１０】
本構成によって電極板の端面を合剤層で被覆することにより、電極板の端面部の集電体の露出をなくし、リチウム析出やバリによる内部短絡を防止し、正極板の幅を負極板と同じにでき高電池容量を可能にすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明は、集電体の端面を合剤層で被覆することにより集電体の露出を無くしたことで、集電体の端面部分におけるリチウム析出による短絡を防止することができる。また、集電体の端面部分のリチウム析出を防止したことにより、正極板の幅を負極板の幅よりも小さく設計する必要が無くなるので、正極板の幅の拡大による電池の高容量化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る円筒形の非水系二次電池の一部切欠斜視図
【図２】（ａ）本発明の第１の実施の形態に係る電池用電極板の概略図（ｂ）本発明の第１の実施の形態に係る電池用電極板のＡＡ’断面図
【図３】従来の電極板の断面図
【図４】従来の電極板の断面図
【図５】従来の電極板の概略図
【図６】従来の電極板の概略図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の第一の発明においては、少なくとも活物質および結着材を分散媒にて混練分散した合剤塗料を集電体の表面に塗布して合剤層を形成して構成される電池用電極板において、前記集電体の端面を合剤層で被覆した構成とすることを特徴としたことで、集電体の露出を無くし、集電体の端面部分におけるリチウム析出による短絡を防止することができる。また、集電体の端面部分のリチウム析出を防止したことにより、従来のように、正極板の幅を負極板の幅よりも小さく設計する必要が無くなるので、正極板の幅の拡大による電池の高容量化が可能となる。
【００１４】
本発明の第二の発明においては、合剤層で被覆される集電体の端面が集電体の幅方向および長さ方向の両端面であることを特徴としたことにより、集電体の露出を無くし、集電体のバリによる短絡を防止することができる。
【００１５】
本発明の第三の発明においては、合剤層で被覆される集電体の端面が少なくとも集電体の幅方向であることを特徴としたことにより、幅方向の集電体の露出を無くし、集電体の幅方向端面部分によるリチウム析出を防止し、内部短絡を防ぐことができる。
【００１６】
本発明の第四の発明においては、集電体の端面を被覆する合剤層の厚みを１ｍｍ以下であることを特徴としたことにより、合剤層の崩落を防止することができる。
【００１７】
本発明の第五の発明においては、集電体の端面は合剤層で完全に被覆されたことを特徴としたことにより、集電体の露出を無くし、集電体のバリや集電体部分によるリチウム析出による短絡を防止することができる。
【００１８】
本発明の第六の発明においては、集電体の表面に少なくとも活物質と結着材を含む合剤層を形成した正極板と負極板とをセパレータを介して巻回または積層して構成される電極群を電解液とともに電池外装体内に封入してなる電池において、上記正極板または負極板のすくなくともいずれか一方に第一〜第五の発明のいずれか１つに記載の電池用電極板を用いたことを特徴としたことにより、内部短絡を防止し、安全性の高い電池を提供することができる。
【００１９】
本発明の第七の発明においては、正極板と負極板の幅方向の寸法を同じ寸法としたことを特徴としたことにより、正極板の幅の拡大による電池の高容量化が可能となる。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る円筒形の非水系二次電池の一部切欠斜視図である。同図において本発明の非水系二次電池１は、正極合剤塗料を正極集電体の上に塗布し、正極集電体の上に正極合剤層を形成した正極板２と、負極合剤塗料を負極集電体の上に塗布し、負極集電体の上に負極合剤層を形成した負極板３との間にセパレータ４を介在させ、渦巻状に捲回して電極群５が構成されている。
【００２１】
電極群５は、有底円筒形の電池ケース６の内部に絶縁板７により電池ケース６とは絶縁されて収容される一方、電極群５の下部より導出した負極リード８が電池ケース６の底部に接続されるとともに、電極群５の上部より導出した正極リード９が封口板１０に接続される。次に、電池ケース６は、所定量の非水溶媒からなる非水系電解液（図示せず）が注液された後、開口部に封口ガスケット１１を周縁に取り付けた封口板１０を挿入し、電池ケース６の開口部を内方向に折り曲げ、かしめ封口される。
【００２２】
なお、この非水系二次電池１を構成する正極板２または負極板３の電池用電極板１２は以下のような構成で形成されている。
【００２３】
図２（ａ）は本発明における電池用電極板１２の概略図であり、図２（ｂ）は本発明の電池電極板１２の断面図である。
【００２４】
本発明の電池用電極板１２は、図２（ａ）に示すように金属箔からなる集電体１３に導電材、結着材、活物質を適切な分散媒中に入れ、プラネタリーミキサー等の分散機により混合分散した塗料を塗布することにより、形成されている。このとき、図２（ｂ）に示すように、集電体１３の幅方向端面を集電体１３が露出しないように活物質層１４が被覆した構成にしたり、または、集電体１３の幅方向端面と長さ方向端面を集電体１３が露出しないように活物質層１４を被覆した構成とすることにより、電池用電極板１２の幅方向端面部分、または、電池用電極板１２の幅方向端面と長さ方向端面におけるリチウム析出やバリによる短絡を防止することにより、安全性が向上し、負極板３と正極板２の幅を同等とすることが可能となり、電池の高容量化が可能となる。また、集電体１３の幅方向端面と長さ方向端面を活物質層１４にて完全に被覆することにより、電池用電極板１２の幅方向端面と長さ方向端面におけるリチウム析出やバリによる短絡を防止することにより、安全性が向上し、負極板３と正極板２の幅を同等とすることが可能となり、電池の高容量化が可能となる。
【００２５】
さらに、集電体１３の端面を被覆する活物質層１４の厚みを１ｍｍ以下にすることにより、電極群５の構成時における端部活物質層１４の崩落を防止することが可能となる。
【００２６】
以下、具体的な実施例について、さらに詳しく説明する。
（実施例１）
まず、正極活物質としてのコバルト酸リチウム、導電材としてのアセチレンブラック、結着材としてのポリフッ化ビニリデンを適量のＮ−メチル−２−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、正極合剤塗料を作製した。この塗料を１５μｍ厚のアルミニウム箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が１７０μｍとなるようにプレスし、正極板２を作製した。
【００２７】
ついで、負極活物質としての人造黒鉛、結着材としてのスチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子分散体、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースを適量の水とともに双腕式練合機にて攪拌し、負極合剤塗料を作製し、１０μｍ厚の銅箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が２００μｍとなるようにプレスし、負極板３を作製した。
【００２８】
このとき、正極板２、負極板３共に幅方向の端面を集電体１３の露出が無いように活物質層１４で被覆し、長さ方向の端面を集電体１３の露出するようにした構成かつ、同じサイズの負極板３と正極板２の形成を行った。このように形成を行った負極板３と正極板２を用いて、図１に示すような円筒形の非水系二次電池１を作製した。より具体的には、正極板２と負極板３とを厚みが２０μｍのポリエチレン微多孔フィルムのセパレータ４を介して渦巻状に捲回した電極群５を作製した。
【００２９】
この電極群５を有底円筒形の電池ケース６の内部に絶縁板７と共に収容し、電極群５の下部より導出した負極リード８を電池ケース６の底部に接続した。次いで、電極群５の上部より導出した正極リード９を封口板１０に接続し、電池ケース６に所定量の非水系電解液（図示せず）を注液した。その後、電池ケース６の開口部に封口ガスケット１１を周縁に取り付けた封口板１０を挿入し、電池ケース６の開口部を内方向に折り曲げて、かしめ封口することにより作製した円筒形の非水系二次電池１を実施例１とした。
（実施例２）
まず、正極活物質としてのコバルト酸リチウム、導電材としてのアセチレンブラック、結着材としてのポリフッ化ビニリデンを適量のＮ−メチル−２−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、正極合剤塗料を作製した。この塗料を１５μｍ厚のアルミニウム箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が１７０μｍとなるようにプレスし、正極板２を作製した。
【００３０】
ついで、負極活物質としての人造黒鉛、結着材としてのスチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子分散体、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースを適量の水とともに双腕式練合機にて攪拌し、負極合剤塗料を作製し、１０μｍ厚の銅箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が２００μｍとなるようにプレスし、負極板３を作製した。
【００３１】
このとき、正極板２、負極板３共に幅方向ならびに長手方向の端面を集電体１３の露出が無いように活物質層１４で被覆した構成かつ、同じサイズの負極板３と正極板２の形成を行った。このように形成を行った負極板３と正極板２を用いて、図１に示すような円筒形の非水系二次電池１を作製した。より具体的には、正極板２と負極板３とを厚みが２０μｍのポリエチレン微多孔フィルムのセパレータ４を介して渦巻状に捲回した電極群５を作製した。
【００３２】
この電極群５を有底円筒形の電池ケース６の内部に絶縁板７と共に収容し、電極群５の下部より導出した負極リード８を電池ケース６の底部に接続した。次いで、電極群５の上部より導出した正極リード９を封口板１０に接続し、電池ケース６に所定量の非水系電解液（図示せず）を注液した。その後、電池ケース６の開口部に封口ガスケット１１を周縁に取り付けた封口板１０を挿入し、電池ケース６の開口部を内方向に折り曲げて、かしめ
封口することにより作製した円筒形の非水系二次電池１を実施例２とした。
（比較例１）
まず、正極活物質としてのコバルト酸リチウム、導電材としてのアセチレンブラック、結着材としてのポリフッ化ビニリデンを適量のＮ−メチル−２−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、正極合剤塗料を作製した。この塗料を１５μｍ厚のアルミニウム箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が１７０μｍとなるようにプレスし、正極板２を作製した。
【００３３】
ついで、負極活物質としての人造黒鉛、結着材としてのスチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子分散体、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースを適量の水とともに双腕式練合機にて攪拌し、負極合剤塗料を作製し、１０μｍ厚の銅箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が２００μｍとなるようにプレスし、負極板３を作製した。
【００３４】
このとき、正極板２、負極板３共に幅方向、長手方向の端面は活物質層１４による被覆を行わず、集電体１３が露出した構成かつ、同じサイズの負極板３と正極板２の形成を行った。このように形成を行った負極板３と正極板２を用いて、図１に示すような円筒形の非水系二次電池１を作製した。より具体的には、正極板２と負極板３とを厚みが２０μｍのポリエチレン微多孔フィルムのセパレータ４を介して渦巻状に捲回した電極群５を作製した。
【００３５】
この電極群５を有底円筒形の電池ケース６の内部に絶縁板７と共に収容し、電極群５の下部より導出した負極リード８を電池ケース６の底部に接続した。次いで、電極群５の上部より導出した正極リード９を封口板１０に接続し、電池ケース６に所定量の非水系電解液（図示せず）を注液した。その後、電池ケース６の開口部に封口ガスケット１１を周縁に取り付けた封口板１０を挿入し、電池ケース６の開口部を内方向に折り曲げて、かしめ封口することにより作製した円筒形の非水系二次電池１を比較例１とした。
【００３６】
上記の条件で作成された非水系二次電池１に対して、充放電を５００サイクル繰り返し、１サイクル目に対する５００サイクル目の放電容量比を５００サイクル後の容量維持率として測定を行った。さらに、充放電サイクルを５００回繰り返した後に電極群５内部でのリチウム析出の状態を観察した。
【００３７】
以上の項目について評価した結果を（表１）に示した。
【００３８】
【表１】
【００３９】
（表１）の結果から明らかなように、正極板２と負極板３を同じサイズにて非水系二次電池１を作成した場合、集電体１３の幅方向の端面または、幅方向と長手方向の端面を活
物質層１４で覆うことで、電極板１２の幅方向の端面または電極板１２の幅方向と長手方向の端面におけるリチウム析出を抑制でき、５００サイクル後の電池容量の維持率は高くなる。一方で、比較例１で示されるように、集電体１３の幅方向、長手方向の端面を活物質層１４で覆わない場合、電極板１２の端面における集電体１３の露出部分でリチウムが析出し、５００サイクル後の電池容量の維持率は低下した。
【００４０】
以上の結果より、活物質層１４で集電体１３の端面を覆うことにより、充放電によるリチウム析出を防止することが可能であることが分かった。
（比較例２）
まず、正極活物質としてのコバルト酸リチウム、導電材としてのアセチレンブラック、結着材としてのポリフッ化ビニリデンを適量のＮ−メチル−２−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、正極合剤塗料を作製した。この塗料を１５μｍ厚のアルミニウム箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が１７０μｍとなるようにプレスし、正極板２を作製した。
【００４１】
ついで、負極活物質としての人造黒鉛、結着材としてのスチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子分散体、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースを適量の水とともに双腕式練合機にて攪拌し、負極合剤塗料を作製し、１０μｍ厚の銅箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が２００μｍとなるようにプレスし、負極板３を作製した。
【００４２】
このとき、正極板２、負極板３共に幅方向、長手方向の端面は活物質層１４による被覆を行わず、集電体１３が露出した構成かつ、リチウムの析出を防止するために、負極板３の幅が正極板２の幅と比較して、２％大きいサイズで形成を行った。このように形成を行った負極板３と正極板２を用いて、図１に示すような円筒形の非水系二次電池１を作製した。より具体的には、正極板２と負極板３とを厚みが２０μｍのポリエチレン微多孔フィルムのセパレータ４を介して渦巻状に捲回した電極群５を作製した。
【００４３】
この電極群５を有底円筒形の電池ケース６の内部に絶縁板７と共に収容し、電極群５の下部より導出した負極リード８を電池ケース６の底部に接続した。次いで、電極群５の上部より導出した正極リード９を封口板１０に接続し、電池ケース６に所定量の非水系電解液（図示せず）を注液した。その後、電池ケース６の開口部に封口ガスケット１１を周縁に取り付けた封口板１０を挿入し、電池ケース６の開口部を内方向に折り曲げて、かしめ封口することにより作製した円筒形の非水系二次電池１を比較例２とした。
【００４４】
比較例２の条件で作成された非水系二次電池１の電池容量を１００％として、上記の実施例１と電池容量の比較を行った結果を（表２）に示した。
【００４５】
【表２】
【００４６】
（表２）の結果から明らかなように、正極板２と負極板３を同じ幅とした構成で非水系二次電池１を作成した場合、リチウム析出の回避を目的とした正極板２を負極板３よりも小さい幅で構成した非水系二次電池１よりも電池容量は大きくなる。
【００４７】
以上の結果より、正極板２と負極板３を同じサイズで構成することにより、従来の正極板２を負極板３よりも小さい幅で構成するよりも電池容量を高容量化することが可能であることが分かった。
（実施例３）
まず、正極活物質としてのコバルト酸リチウム、導電材としてのアセチレンブラック、結着材としてのポリフッ化ビニリデンを適量のＮ−メチル−２−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、正極合剤塗料を作製した。この塗料を１５μｍ厚のアルミニウム箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が１７０μｍとなるようにプレスし、正極板２を作製した。
【００４８】
ついで、負極活物質としての人造黒鉛、結着材としてのスチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子分散体、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースを適量の水とともに双腕式練合機にて攪拌し、負極合剤塗料を作製し、１０μｍ厚の銅箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が２００μｍとなるようにプレスし、負極板３を作製した。
【００４９】
このとき、正極板２、負極板３共に幅方向の端面を集電体１３の露出が無いように０．５ｍｍの厚さにて活物質層１４で被覆した構成かつ、同じサイズの負極板３と正極板２の形成を行った。このように形成を行った負極板３と正極板２を用いて、図１に示すような円筒形の非水系二次電池１を作製した。より具体的には、正極板２と負極板３とを厚みが２０μｍのポリエチレン微多孔フィルムのセパレータ４を介して渦巻状に捲回した電極群５を作製した。
【００５０】
この電極群５を有底円筒形の電池ケース６の内部に絶縁板７と共に収容し、電極群５の下部より導出した負極リード８を電池ケース６の底部に接続した。次いで、電極群５の上部より導出した正極リード９を封口板１０に接続し、電池ケース６に所定量の非水系電解液（図示せず）を注液した。その後、電池ケース６の開口部に封口ガスケット１１を周縁に取り付けた封口板１０を挿入し、電池ケース６の開口部を内方向に折り曲げて、かしめ封口することにより作製した円筒形の非水系二次電池１を実施例３とした。
（実施例４）
まず、正極活物質としてのコバルト酸リチウム、導電材としてのアセチレンブラック、結着材としてのポリフッ化ビニリデンを適量のＮ−メチル−２−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、正極合剤塗料を作製した。この塗料を１５μｍ厚のアルミニウム箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が１７０μｍとなるようにプレスし、正極板２を作製した。
【００５１】
ついで、負極活物質としての人造黒鉛、結着材としてのスチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子分散体、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースを適量の水とともに双腕式練合機にて攪拌し、負極合剤塗料を作製し、１０μｍ厚の銅箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が２００μｍとなるようにプレスし、負極板３を作製した。
【００５２】
このとき、正極板２、負極板３共に幅方向の端面を集電体１３の露出が無いように１．０ｍｍの厚さにて活物質層１４で被覆した構成かつ、同じサイズの負極板３と正極板２の形成を行った。このように形成を行った負極板３と正極板２を用いて、図１に示すような円筒形の非水系二次電池１を作製した。より具体的には、正極板２と負極板３とを厚みが２０μｍのポリエチレン微多孔フィルムのセパレータ４を介して渦巻状に捲回した電極群５を作製した。
【００５３】
この電極群５を有底円筒形の電池ケース６の内部に絶縁板７と共に収容し、電極群５の下部より導出した負極リード８を電池ケース６の底部に接続した。次いで、電極群５の上
部より導出した正極リード９を封口板１０に接続し、電池ケース６に所定量の非水系電解液（図示せず）を注液した。その後、電池ケース６の開口部に封口ガスケット１１を周縁に取り付けた封口板１０を挿入し、電池ケース６の開口部を内方向に折り曲げて、かしめ封口することにより作製した円筒形の非水系二次電池１を実施例４とした。
（比較例３）
まず、正極活物質としてのコバルト酸リチウム、導電材としてのアセチレンブラック、結着材としてのポリフッ化ビニリデンを適量のＮ−メチル−２−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、正極合剤塗料を作製した。この塗料を１５μｍ厚のアルミニウム箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が１７０μｍとなるようにプレスし、正極板２を作製した。
【００５４】
ついで、負極活物質としての人造黒鉛、結着材としてのスチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子分散体、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースを適量の水とともに双腕式練合機にて攪拌し、負極合剤塗料を作製し、１０μｍ厚の銅箔からなる集電体１３に塗布乾燥し、総厚が２００μｍとなるようにプレスし、負極板３を作製した。
【００５５】
このとき、正極板２、負極板３共に幅方向の端面を集電体１３の露出が無いように１．５ｍｍの厚さにて活物質層１４で被覆した構成かつ、同じサイズの負極板３と正極板２の形成を行った。このように形成を行った負極板３と正極板２を用いて、図１に示すような円筒形の非水系二次電池１を作製した。より具体的には、正極板２と負極板３とを厚みが２０μｍのポリエチレン微多孔フィルムのセパレータ４を介して渦巻状に捲回した電極群５を作製した。
【００５６】
この電極群５を有底円筒形の電池ケース６の内部に絶縁板７と共に収容し、電極群５の下部より導出した負極リード８を電池ケース６の底部に接続した。次いで、電極群５の上部より導出した正極リード９を封口板１０に接続し、電池ケース６に所定量の非水系電解液（図示せず）を注液した。その後、電池ケース６の開口部に封口ガスケット１１を周縁に取り付けた封口板１０を挿入し、電池ケース６の開口部を内方向に折り曲げて、かしめ封口することにより作製した円筒形の非水系二次電池１を実施例５とした。
【００５７】
上記の条件で電極群５を１０個作製し、分解することにより、電極板活物質層１４の崩落有無を確認した結果を（表３）に示した。
【００５８】
【表３】
【００５９】
（表３）の結果から明らかなように、活物質層１４で電極板１２の幅方向の端面を被覆した厚みが１．０ｍｍ以下である実施例３、実施例４では活物質層１４の端部の崩落を抑制できるが、被覆した厚みが１．０ｍｍを超える比較例３では活物質層１４の端部の崩落
が発生している。
【００６０】
以上の結果より、電極板１２の活物質被覆層の厚みを１．０ｍｍ以下にすることにより、活物質層１４の崩落を抑制することが可能となることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明に係る電池用電極板は、端面を活物質層で被覆することにより、集電体におけるバリやリチウム析出を防止することにより、内部短絡を抑制し安全性の高い非水系二次電池を提供することが可能であるため、電子機器および通信機器の多機能化に伴って高容量化が望まれている携帯用電源等として有用である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 非水系二次電池
２ 正極板
３ 負極板
４ セパレータ
５ 電極群
６ 電池ケース
７ 絶縁板
８ 負極リード
９ 正極リード
１０ 封口板
１１ 封口ガスケット
１２ 電極板
１３ 集電体
１４ 活物質層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも活物質および結着材を分散媒にて混練分散した合剤塗料を集電体の表面に塗布して合剤層を形成して構成される電池用電極板において、前記集電体の端面を合剤層で被覆した構成とすることを特徴とする電池用電極板。
【請求項２】
前記合剤層で被覆される集電体の端面が集電体の幅方向および長さ方向の両端面である請求項１に記載の電池用電極板。
【請求項３】
前記合剤層で被覆される集電体の端面が少なくとも集電体の幅方向である請求項１に記載の電池用電極板。
【請求項４】
前記集電体の端面を被覆する合剤層の厚みを１ｍｍ以下とした請求項１に記載の電池用電極板。
【請求項５】
前記集電体の端面は合剤層で完全に被覆された請求項１に記載の電池用電極板。
【請求項６】
集電体の表面に少なくとも活物質と結着材を含む合剤層を形成した正極板と負極板とをセパレータを介して巻回または積層して構成される電極群を電解液とともに電池外装体内に封入してなる電池において、上記正極板または負極板のすくなくともいずれか一方に請求項１〜５のいずれか１つに記載の電池用電極板を用いたことを特徴とする電池。
【請求項７】
前記正極板と負極板の幅方向の寸法を同じ寸法とした請求項６に記載の電池。
【請求項１】
少なくとも活物質および結着材を分散媒にて混練分散した合剤塗料を集電体の表面に塗布して合剤層を形成して構成される電池用電極板において、前記集電体の端面を合剤層で被覆した構成とすることを特徴とする電池用電極板。
【請求項２】
前記合剤層で被覆される集電体の端面が集電体の幅方向および長さ方向の両端面である請求項１に記載の電池用電極板。
【請求項３】
前記合剤層で被覆される集電体の端面が少なくとも集電体の幅方向である請求項１に記載の電池用電極板。
【請求項４】
前記集電体の端面を被覆する合剤層の厚みを１ｍｍ以下とした請求項１に記載の電池用電極板。
【請求項５】
前記集電体の端面は合剤層で完全に被覆された請求項１に記載の電池用電極板。
【請求項６】
集電体の表面に少なくとも活物質と結着材を含む合剤層を形成した正極板と負極板とをセパレータを介して巻回または積層して構成される電極群を電解液とともに電池外装体内に封入してなる電池において、上記正極板または負極板のすくなくともいずれか一方に請求項１〜５のいずれか１つに記載の電池用電極板を用いたことを特徴とする電池。
【請求項７】
前記正極板と負極板の幅方向の寸法を同じ寸法とした請求項６に記載の電池。
【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２０１３−９８０２２（Ｐ２０１３−９８０２２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３９９８８（Ｐ２０１１−２３９９８８）
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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