特許 5812884 二次電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5812884

(24)【登録日】2015年10月2日

(45)【発行日】2015年11月17日

(54)【発明の名称】二次電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/0585 20100101AFI20151029BHJP

   H01M 4/13 20100101ALI20151029BHJP

   H01M 4/70 20060101ALI20151029BHJP

   H01M 4/64 20060101ALI20151029BHJP

【ＦＩ】

   H01M10/0585

   H01M4/13

   H01M4/70 Z

   H01M4/64 A

【請求項の数】2

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-14335(P2012-14335)

(22)【出願日】2012年1月26日

(65)【公開番号】特開2013-157082(P2013-157082A)

(43)【公開日】2013年8月15日

【審査請求日】2014年8月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】大戸 貴司

【審査官】 結城 佐織

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２７８１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２３１３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０４２８８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２７３３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２５６９５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２０４５１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ １０／０５−１０／０５８７

Ｈ０１Ｍ １０／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の電極、第２の電極および非水電解質を有する積層型の発電要素と、
第１の集電体と、第２の集電体とを備え、
前記第１の集電体に設けられた凹部に前記発電要素および前記第２の集電体が収納され、前記凹部の前記発電要素の積層方向に沿う側面のうち少なくともひとつの側面に開口部が設けられていることを特徴とする二次電池。

【請求項2】

前記第１の電極および前記第２の電極のうち、少なくともいずれか一方が焼結体であることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、二次電池に関するものである。

【背景技術】

【0002】

二次電池は携帯電話やノートＰＣ等の携帯用電子機器に多く使用されており、これらの機器の小型軽量化に伴い、よりエネルギー密度の高い二次電池が求められている。特に、リチウムイオン二次電池は高エネルギー密度であるという理由から、広く普及するに至っている。

【0003】

従来の平板型二次電池は、集電体を電極やセパレータとともに積層した構造であるため、発電要素や電池の組立時に電極同士の位置ずれが発生し、必要な電池容量が得られなかったり、位置ずれ部分の負極に樹枝（デンドライト）状のＬｉ金属が析出して性能を低下させたり、さらにはショートして発火する等の危険性があった。さらに、ラミネートフィルムへ発電要素を組込む場合には、電極同士の位置ずれの発生による封止不良から漏液などが生じ易いという問題点があった。

【0004】

このような位置ずれの発生を抑制する為に、たとえば特許文献１では、正極と負極を互いに近接するように外装体に固定し、外装体を折り曲げて封止した平板型電気化学セルが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００５−０７１６５８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、特許文献１のような構造では、正極と負極との位置合わせを、セパレータを介して正確に行うために高精度な装置を必要としたり、複数の正極と負極と積層する場合に適用できない等の問題があった。

【0007】

本発明は、高精度な装置を必要とせずに正確な正極と負極との位置合わせが可能で、複数の正極と負極とを積層した構造にも適用可能な二次電池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】

【0008】

本発明の二次電池は、第１の電極、第２の電極および非水電解質を有する積層型の発電要素と、第１の集電体と、第２の集電体とを備え、前記第１の集電体に設けられた凹部に前記発電要素および前記第２の集電体が収納され、前記凹部の前記発電要素の積層方向に沿う側面のうち少なくともひとつの側面に開口部が設けられていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、高精度な装置を必要とせずに正確な正極と負極との位置合わせが可能で、複数の正極と負極とを積層した構造にも適用可能な二次電池を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１実施形態である二次電池を模式的に示した（ａ）斜視図、および（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。

【図2】本発明の第２実施形態である二次電池を模式的に示した（ａ）斜視図、および（ｂ）（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。

【図3】図２（ａ）の二次電池をｙ軸正方向側からみた側面図である。

【図4】本発明の第３実施形態である二次電池を模式的に示したｘ軸に垂直な断面図である。

【図5】図４の二次電池をｙ軸正方向側からみた側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の第１実施形態である二次電池を図１に基づいて説明する。本実施形態の二次電池では、第１の電極１、有機電解液を含んだセパレータ３、第２の電極２がこの順に積層された発電要素４が、第１の集電体５に設けられた凹部６に収納され、第２の集電体７が凹部６とその内部に収納された発電要素４を覆うように配置されている。そして、第１の集電体５と第２の集電体７には、それぞれ接続端子８、９が超音波溶接やスポット溶接等により取り付けられている。

【0012】

このように、発電要素４が、第１の電極１および第２の電極２を収納可能な開口部を有する第１の集電体１の凹部６に収納されているため、高精度な装置を用いなくても電極同士の位置合わせが容易となり、二次電池を組み立てる際の位置ずれの可能性も低減できる。なお、セパレータ３は凹部６の開口部よりも大きく、その周縁部が第１の集電体５と第２の電極２との間、および第１の集電体５の凹部６の周縁部と第２の集電体７の周縁部との間に位置することにより、第１の集電体５と、第２の電極および第２の集電体７との電気的絶縁を担っている。

【0013】

なお、第２の電極２が導電性を有する場合は、第２の電極２に直接接続端子９を接続してもよく、この場合第２の集電体７は用いなくてもよい。

【0014】

このとき、第１の集電体５に設けられた凹部６の開口部および底面の形状を第１の電極１および第２の電極２の形状と相似とし、凹部６の底面を第１の電極１および第２電極２の主面よりも若干、たとえばセパレータ３の厚さと同等な２０〜１００μｍ程度の範囲で大きくすることで、第１の電極１、セパレータ３および第２の電極２を凹部６に収納する際、電極同士の位置合わせをより正確に行うことができる。さらに、第２の電極２の大きさを第１の電極１よりも小さくしてもよいが、凹部６の開口部の大きさを凹部６の底面の大きさよりも若干、たとえばセパレータ３の厚さと同等な２０〜１００μｍ程度の範囲で大きくすることにより、第１の電極１と第２の電極２の大きさを同じにしてそれぞれの電極が有する容量を効率よく利用することができる。

【0015】

第１の集電体５の凹部６に第１の電極１のみを収納して、凹部６および第１の電極１を覆うように、凹部６の開口部よりも面積が大きいセパレータ３、第２の電極２および第２の集電体７を配置してもよい。この場合、セパレータ３は、第１の集電体５および第１の電極１と、第２の電極２との間に位置しており、第２の集電体７には接していなくてもよい。なお、セパレータ３の大きさは、第１の集電体５および第２の集電体７の大きさ以上であることが、集電体同士のショート防止という点から好ましい。セパレータ３は、第１の集電体５および第２の集電体７の周縁部から突出していてもかまわない。

【0016】

また、第１の集電体５に凹部６を、第２の集電体７に凹部６’を設け、第１の電極１が収納された凹部６と第２の電極２が収納された凹部６’とが、セパレータ３を介して向かい合うように、第１の集電体５と第２の集電体７とを重ね合わせてもよい。この場合も、それぞれの集電体の凹部同士を位置合わせすることで、容易に電極の位置合わせを行うことができる。

【0017】

なお、凹部６の形状は、所望の電池容量を得るための電極の形状に合わせて適宜設計す
ればよく、たとえば５００×５００ｍｍ、深さ１０ｍｍなどの形状とすることができる。

【0018】

本発明の第２実施形態では、図２に示すように、第２の電極２が両主面に設けられた第２の集電体７が、有機電解液を含んだセパレータ３を介して第１の電極１および１’の２層に挟持されて、第２の集電体７を含む発電要素４を形成している。第１の集電体は、凹部６を有する第１の集電体５と、凹部を有さない第１の集電体５’とからなり、第１の集電体５の凹部６は、その内部に収納される発電要素４の積層方向に沿う側面のひとつに開口部が設けられている。発電要素４は、第２の電極２および第２の集電体７が、第１の集電体５の凹部６の側面に接触しないように凹部６に収納され、さらに第１の集電体５’が凹部６とその内部に収納された発電要素４を覆うように配置され、第１の集電体５の凹部６の周縁部は、直接または導電性材料を介して第１の集電体５’の周縁部と重なり合っている。第１の集電体５または５’および第２の集電体７には、それぞれ接続端子８、９が超音波溶接やスポット溶接等により取り付けられ、第２の集電体７に取り付けられた接続端子９は、第１の集電体５の凹部６の側面に設けられた開口部から外部に引き出されている。

【0019】

このとき、第１の集電体５に設けられた凹部６の開口部および底面の形状を第１の電極１、１’および第２の電極２と相似形とし、凹部６の底面を第１の電極１および第２電極２の主面よりも若干、たとえばセパレータ３の厚さと同等な２０〜１００μｍ程度の範囲で大きくすることで、第１の電極１、１’、セパレータ３および第２の電極２が両主面に設けられた第２の集電体７を凹部６に収納する際、第１実施形態と同様に高精度な装置を用いなくても電極同士の位置合わせをより正確に行うことができる。このとき、第２の電極２が両主面に設けられた第２の集電体７は、凹部６の側面に接触しないようセパレータ３で周囲を覆われた状態、あるいは袋状のセパレータ３に挿入された状態で凹部６に収納されることが好ましい。また、セパレータ３は凹部６の側面に設けられた開口部から突出していてもよいが、第１の電極１、１’および第２の電極２は、凹部６の側面に設けられた開口部から突出しないことが好ましい。

【0020】

本発明の第３実施形態では、第２実施形態における第１の集電体５の凹部６に第２の集電体７および発電要素４が収納されたものを複数積み重ね、そのうち最も端に位置する第１の集電体５の、他の第１の集電体５で覆われていない凹部６の開口部とその内部に収納された発電要素４とを覆うように、凹部を有さない第１の集電体５’を配置したものである。

【0021】

このとき、接続端子９は、それぞれの第２の集電体７または発電要素４の第２の電極２に個別に接続端子９を接続し、その接続端子９群を第１の集電体５の凹部６の側面に設けられた開口部からそれぞれ引き出し、束ねて、超音波溶着やスポット溶接で接続すればよい。また、接続端子８は、発電要素４および第２の集電体７が収納されたそれぞれの第１の集電体５に個別に接続端子８を接続し、その接続端子８群を束ねて超音波溶着やスポット溶接で接続してもよいし、互いに電気的に接続された第１の集電体５および５’のいずれか１ヶ所に接続端子８を接続してもよい。

【0022】

これら第１〜第３実施形態において示したような、集電体および接続端子付きの発電要素４を、外装体である缶やラミネートフィルムに収納し、必要に応じて非水電解質溶液を注入し、外装体を密閉することで二次電池となる。

【0023】

なお、いずれの実施形態においても、第１の集電体５側と、第２の集電体７または第１の集電体５’側の両方から圧力を加えることで、それぞれの集電体と電極との接触性が向上するとともに、第１の電極１（および１’）と第２の電極２の電極間距離が小さくなり、電極間の電気的抵抗が低減され、電池性能が向上する。これは、第１の電極１（および
１’）と第２の電極２のいずれか一方または両方に、活物質を含む焼結体を用いた場合に特に有効となる。活物質を含む焼結体を電極とした場合、焼結体と集電体との間の導電性を向上させるため、焼結体の集電体との接触部分に、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｌ等を蒸着したり、導電性接着剤を塗布するなどしてもよい。

【0024】

凹部６は、集電体となる金属箔や導電性材料をプレス成形するなどして形成すればよい。特に金属箔を用いることが、導電性や、凹部６の形成が容易な点から好ましい。

【0025】

発電要素４の正極側に配する集電体の材料としては、正極の電位において溶解などの反応が発生しない耐食性を有する金属、たとえばアルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、金、白金等を含む材料を用いることができる。その中でもアルミニウム、金、白金は耐食性に優れ、容易に入手できるため好ましい。特にアルミニウムは、表面に酸化被膜を形成して不動態化し、高い電位においても耐食性に優れる点から好ましい。

【0026】

また、負極側に配する集電体の材料としては、負極の電位においてイオン伝導体である金属（Ｌｉなど）との合金化などの副反応が発生しない金属、たとえば、銅、ニッケル、真鍮、亜鉛、アルミニウム、ステンレス、タングステン、金、白金等を含む材料を用いればよく、箔として用いた時の強度が高いステンレス、銅、金、白金などが好ましい。特に、導電性が高く比較的安価な点から、銅またはニッケルを用いることが好ましい。

【0027】

第１の集電体５（および５’）、第２の集電体７の厚さは、電池作製工程において損傷なくハンドリングが可能であればよく、たとえば５μｍ〜１００μｍの範囲とすればよい。

【0028】

電極と集電体との電気的接続確保のため、導電性接着剤を用いる場合は、たとえば、金、銀、ニッケル、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム、酸化チタン、チタン酸化カリム等の導電性フィラーと、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、シリコン系樹脂、ポリアミド系樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド系樹脂等の高分子粘着材とからなる混合物を用いることができる。導電性接着剤の厚さは、二次電池として充分なエネルギー密度を得られるだけの発電要素４の厚さを確保し、導電性接着剤による電気抵抗を最小限に抑えるために、１０μｍ以下とすることが望ましい。

【0029】

第１の電極１（および１’）、第２の電極２としては、正極活物質または負極活物質の粒子を結着材で固めたものや、正極活物質または負極活物質からなる圧粉体および焼結体を用いることができる。特に、発電に直接かかわらない導電助剤や結着材、固体電解質などを含まず、正極活物質および負極活物質の充填率をより高めることができ、よりエネルギー密度の高い二次電池が得られることから、焼結体を使用することが好ましい。

【0030】

焼結体を電極として用いる場合、以下のような手順で作製すればよい。正極活物質や負極活物質の原料粉末と、ブチラール等のバインダーとを、必要に応じて分散剤、可塑剤を加えた水、またはトルエン等の有機溶剤を溶媒として周知の方法でそれぞれ混合し、スラリーを作製する。このスラリーをポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製フィルム等の基材フィルム上に周知の方法で塗工、乾燥して所望の厚さのグリーンシートを作製する。このとき、スラリーを乾燥造粒し、ロールプレスによりグリーンシートを作製したり、所望の形状にプレス成形してもよい。得られたグリーンシートを所望の形状に打ち抜き、必要に応じて脱脂処理を行った後、焼成することで、緻密な焼結体が得られる。焼成温度は原料粉末である活物質の焼結性に応じて適宜選択すればよい。

【0031】

第１の電極１（および１’）、第２の電極２の厚さは、それぞれ２０μｍ〜２００μｍとすることが好ましい。これにより、電池容量を得るために必要な活物質の絶対量が確保
できるとともに、良好な充放電特性の二次電池が得られる。また、第１の電極１（および１’）や第２の電極２として焼結体を用いる場合も、上記厚みとすることで、ハンドリング性がよく取り扱いが容易な電極となる。

【0032】

正極活物質としては、リチウムイオン二次電池の場合、リチウムを含む遷移金属の複合酸化物、たとえばリチウムコバルト複合酸化物、リチウムマンガン複合酸化物、二酸化マンガン、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、リチウムバナジウム複合酸化物などが挙げられる。このうち、特にリチウムコバルト複合酸化物は電子伝導性が高く、出力特性に優れた二次電池とすることができる。また、リチウムニッケルマンガン複合酸化物（ＬｉＮｉ_ｘＭｎ_ｙＯ_４（ｘ＝０．１〜０．５、ｙ＝１．５〜１．９））は、他の材料に比べ電位が高く、起電力の高い二次電池とすることが出来る。なお、正極は相対密度の高い焼結体として用いることが好ましく、その相対密度は８５％以上、さらには９０％以上であることが好ましい。

【0033】

負極活物質としては、例えば、黒鉛、難黒鉛化性炭素、ガラス状炭素などの炭素質材料、金属ケイ素およびその合金、ケイ素と酸素や窒素とを含む化合物等のケイ素含有材料、酸化チタン、酸化ニオブ、リチウムチタン複合酸化物などが挙げられる。なかでもリチウムチタン複合酸化物は、相対密度が８５％以上、さらには９０％以上の焼結体として用いた場合も、充放電における負極の体積変化を小さくすることができ、サイクル特性の良い二次電池とすることが出来る。

【0034】

また、金属ケイ素およびその合金、ケイ素と酸素や窒素とを含む化合物等は、高容量を得られるという点から好ましい。このようなケイ素含有材料は、その粒子と、炭素とを含む塗膜や焼結体として用いればよい。なお、ケイ素を含む粒子は充放電時に体積変化するが、焼結体として用いる場合でも、気孔率を１０〜６０％の範囲とすることにより、体積変化により発生した応力を焼結体内部に存在する気孔で吸収することができる。ケイ素含有材料を含む焼結体は、ケイ素含有材料の原料粉末と、熱処理により炭化して炭素質材料となる炭素前駆体とを混合し、所望の形状に成形、乾燥して、非酸化雰囲気で熱処理を行うことで得られる。炭素前駆体としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フラン樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、キシレン樹脂等の熱硬化性樹脂、ナフタレン、アセナフチレン、フェナントレン、アントラセン、トリフェニレン、ピレン、ペリレン、ペンタフェン、ペンタセン等の縮合系多環炭化水素化合物またはその誘導体、あるいはその混合物を主成分とするピッチ等の有機材料が挙げられる。なお、熱処理により炭化して炭素質材料となる炭素前駆体には、さらに上述した黒鉛、難黒鉛化性炭素等の炭素質材料の粒子を加えてもよい。また、気孔を形成するために、熱処理時に消失して気孔となる樹脂材料等を造孔剤として添加してもよい。なお、正極及び負極の相対密度や気孔率は、アルキメデス法、水銀圧入法、電極断面写真の画像解析等の手法を用いて算出すればよい。

【0035】

本実施形態ではいずれも、第１の電極１（および１’）と第２の電極２との少なくともいずれか一方を活物質の焼結体で構成した場合に特に有効である。なお、他方の電極は塗膜電極、すなわち、活物質とバインダーを含む塗液を集電体上に塗布し、乾燥又は熱処理して集電体に接合させた塗膜を電極として用いてもよい。

【0036】

特にリチウムを含む遷移金属の複合酸化物は焼結体化が容易で、活物質充填率の高い正極とすることができるため、正極として、リチウムを含む遷移金属の複合酸化物の焼結体を用いることが好ましい。第１の実施形態においては、第２の電極２を正極とし、第１の電極１を負極として、第１の集電体５の凹部６に負極活物質の粒子等を含む炭素前駆体を塗布し、必要に応じて熱処理して負極を形成した後に、負極が形成された凹部６内部にセパレータ３および正極活物質の焼結体である正極を収納し、それを覆うように第２の集電
体７を配置することで、焼結体である正極の位置ズレを抑制できる。

【0037】

第２、第３の実施形態においても同様に、第２の電極２を正極とし、負極が形成された第１の集電体５の凹部６の内部に、セパレータ３で周囲を覆われた第２の集電体７および正極を収納して、凹部６と、セパレータ３で周囲を覆われた第２の集電体７および正極とを、さらに負極が形成された第１の集電体５’の負極が形成された面で覆うように配置してもよいし、別の第１の集電体５の凹部６の底面の裏側に負極を形成して積み重ねてもよい。なお、この場合、負極は第１の集電体５および５’の両面全面に形成されていてもよい。

【0038】

非水電解質としては、有機電解液、高分子固体電解質、無機固体電解質、イオン液体等のいずれも用いることができる。

【0039】

有機電解液を用いる場合は、正極と負極との間にセパレータ３を配する。有機電解液は、有機溶媒と電解質塩によって構成され、必要に応じて、電極表面への固体電解質層の形成抑制、過充電防止、難燃性の付与等を目的とした添加剤を加えてもよい。

【0040】

有機溶媒としては、高誘電率を有し、低粘性、低蒸気圧のものが好適に用いられ、このような材料としては、たとえば、エチレンカーボネイト、プロピレンカーボネイト、ブチレンカーボネイト、γ−ブチロラクトン、スルホラン、１，２−ジメトキシエタン、１，３−ジメトキシプロパン、ジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、メチルエチルカーボネイト、ジメチルカーボネイト、ジエチルカーボネイトなどから選ばれる１種もしくは２種以上を混合した溶媒が挙げられる。

【0041】

電解質塩としては、例えばＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＮ(ＣＦ_３ＳＯ_２)_２、ＬｉＮ(Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２)_２などのリチウム塩があげられる。

【0042】

セパレータ３には、有機樹脂繊維の不織布や、無機繊維の不織布、セラミックの多孔質材料などを用いることができるが、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィンを主成分とした有機多孔質膜にセラミック粒子を混合したものや、セラミックフィラーを含む多孔質膜を接着したもの、無機繊維の不織布、有機材料と無機材料の複合多孔質膜、セラミックの多孔質材料を用いることが好ましい。これらは耐熱性が高く、二次電池の熱暴走に対する安全性を高めることができる。

【0043】

高分子固体電解質、無機固体電解質を用いる場合は、第１〜第３実施形態におけるセパレータ３に替えて、高分子固体電解質のシートを用いたり、第２の電極２の表面に固体電解質層を形成して被覆すればよい。第１実施形態においては、第１の集電体５と第２の集電体７とは絶縁材を介して重ね合わせればよく、絶縁性接着剤を用いて第１の集電体５と第２の集電体７の周縁部を接着することもできる。

【0044】

接続端子８、９の材質は、負極側ではＮｉまたはＣｕを用いることが、負極の電位において電解液中のイオン伝導体である金属（Ｌｉなど）との合金化などの副反応が発生しない点、導電性が高く比較的安価な点から好ましく、正極側ではＡｌを用いることが、表面に酸化皮膜を形成して不動態化し、高い電位においても耐酸化性に優れている点から好ましい。

【実施例】

【0045】

本発明の実施例として、まず、正極を以下のようにして作製した。正極活物質としてコバルト酸リチウムを用い、その原料粉末に、成形助剤、可塑剤、分散剤、溶剤を加えて混
合し、スラリーを調整した。このスラリーを、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上にドクターブレード法にて塗布した後乾燥させて、グリーンシートを作製した。作製したグリーンシートを、焼成後の寸法が４０×５０ｍｍになるように打ち抜き、大気中にて９７５℃で焼成し、相対密度８５％、厚さ３５μｍの焼結体である正極を作製した。

【0046】

負極活物質としては、フェノール樹脂の熱処理により得られる炭素質材料を用いた。
市販のフェノール樹脂を溶剤であるテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶解した濃度３５質量％のフェノール樹脂溶液を、厚さ１０μｍのＣｕ箔の一方の表面上に、ドクターブレード法により塗布し乾燥した後、窒素雰囲気中にて最高温度９００℃で１０分間熱処理することにより、Ｃｕ箔上に炭素質材料を結着させ、４１×５１ｍｍ、厚さ５６μｍの負極を形成した。

【0047】

負極を結着したＣｕ箔を、４５×５５ｍｍの四辺形の中央部に負極が位置するとともに、一方の短辺側に幅５ｍｍ、長さ２０ｍｍのタブを有する形状にカットした。なお、タブの位置は、短辺を二等分した一方の領域の中央付近とした。

【0048】

Ｃｕ箔の負極が形成された面にセパレータとしてポリエチレン製の不織布（４５×５８ｍｍ、厚さ１６μｍ）を重ね合わせ、プレス機を用いてＣｕ箔に４１×５１ｍｍ、深さ９０μｍの凹部を形成した。なお、プレスの際には負極が凹部の底面に位置するように調整した。

【0049】

作製した正極の一方の主面にＰｔを蒸着し、他方の主面が凹部内のセパレータと対向するようにＣｕ箔の凹部内に正極を収納した。さらに、４５×５５ｍｍの四辺形で、一方の短辺側に幅５ｍｍ、長さ２０ｍｍのタブを有する形状にカットした、厚さ１０μｍのＡｌ箔を、Ｃｕ箔の凹部と凹部内に収納した正極のＰｔを蒸着した面を覆うように重ね合わせた。なお、このときＣｕ箔のタブとＡｌ箔のタブとが重ならないようにＡｌ箔を配置した。

【0050】

Ｃｕ箔のタブにＮｉリード線を、Ａｌ箔のタブにＡｌリード線を接続端子としてスポット溶接で接続した後、これら発電要素と集電体からなる極群を外装体である袋状のアルミラミネートフィルムに挿入し、有機電解液としてエチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）を体積比３:７の比で混合した溶媒に、ヘキサフルオロリン酸
リチウムＬｉＰＦ_６を１ｍｏｌ／Ｌで溶解させたものを注入して、リード線のみを外装体の開口部から引き出した状態で外装体の開口部を熱溶着により密閉し、二次電池とした。

【0051】

作製した二次電池１０個について、以下の条件で５００サイクルの充放電試験を行った。

【0052】

充電レート：１．０Ｃ
放電レート：０．２Ｃ
充放電電圧：３．０Ｖ−４．２Ｖ
測定温度 ：３０℃
充放電試験の結果、作製した二次電池のいずれも顕著な容量劣化は確認されなかった。また、充放電試験後の二次電池を解体して観察した結果、電極の位置ずれやデンドライト状Ｌｉ金属の析出はみられなかった。

【符号の説明】

【0053】

１、１’ ：第１の電極
２ ：第２の電極
３ ：セパレータ
４ ：発電要素
５、５’ ：第１の集電体
６ ：凹部
７ ：第２の集電体
８、９ ：接続端子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】