6608596 角形二次電池及びその製造方法

(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】6608596

(24)【登録日】2019年11月1日

(45)【発行日】2019年11月20日

(54)【発明の名称】角形二次電池及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20191111BHJP

   H01M 4/02 20060101ALI20191111BHJP

   H01M 4/04 20060101ALI20191111BHJP

   H01M 2/16 20060101ALI20191111BHJP

   H01M 10/0587 20100101ALN20191111BHJP

【ＦＩ】

   H01M10/04 W

   H01M4/02 Z

   H01M4/04 A

   H01M2/16 L

   H01M2/16 M

   H01M2/16 P

   !H01M10/0587

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-29961(P2015-29961)

(22)【出願日】2015年2月18日

(65)【公開番号】特開2016-152170(P2016-152170A)

(43)【公開日】2016年8月22日

【審査請求日】2017年7月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立オートモティブシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091096

【弁理士】

【氏名又は名称】平木 祐輔

(74)【代理人】

【識別番号】100105463

【弁理士】

【氏名又は名称】関谷 三男

(74)【代理人】

【識別番号】100102576

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 敏章

(72)【発明者】

【氏名】有賀 稔之

【審査官】 青木 千歌子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−００５３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２１６３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１０５３６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ １０／０４

Ｈ０１Ｍ ２／１６

Ｈ０１Ｍ ４／００− ４／６２

Ｈ０１Ｍ １０／０５８７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

正極電極と負極電極の間にセパレータを挟んで捲回した扁平状の捲回群を有する角形二次電池であって、
前記正極電極は、正極金属箔に塗工された正極合剤層と、前記正極金属箔が露出する正極金属箔露出部とを有し、
前記正極金属箔露出部の前記セパレータに対向する位置に、前記正極金属箔露出部と前記セパレータとを接着した接着層が設けられており、
前記接着層は、前記セパレータのシャットダウン温度よりも低い融点を持つ熱可塑性樹脂を有することを特徴とする角形二次電池。

【請求項2】

前記セパレータは、耐熱層を有しており、該耐熱層が前記正極電極に対向して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。

【請求項3】

前記負極電極は、負極金属箔に塗工されて前記正極合剤層よりも幅広の負極合剤層と、前記負極金属箔が露出する負極金属箔露出部とを有し、
前記捲回群は、前記正極金属箔露出部と前記負極金属箔露出部とが捲回軸方向一方側と他方側に分かれて前記正極合剤層よりも前記負極合剤層の方が捲回軸方向両側に突出し、前記負極合剤層よりも前記正極金属箔露出部の方が捲回軸方向外側に突出して配置され、
前記接着層は、前記セパレータを間に介して前記負極合剤層と対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。

【請求項4】

前記接着層は、前記正極合剤層の端部から前記負極合剤層の端部に対向する位置までの間に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の角形二次電池。

【請求項5】

前記正極合剤層と前記接着層との間に重なり部分がある場合に、該重なり部分における前記正極合剤層と前記接着層の厚みの和が前記正極合剤層の最大厚み以下であることを特徴とする請求項４に記載の角形二次電池。

【請求項6】

前記熱可塑性樹脂は、粒子状であることを特徴とした請求項１に記載の角形二次電池。

【請求項7】

正極電極と負極電極の間にセパレータを挟んで巻回された扁平状の捲回群を有する角形二次電池の製造方法であって、
前記正極電極は、正極金属箔露出部の前記セパレータと対向する位置に熱可塑性樹脂を有する接着層が設けられており、
前記正極電極と前記負極電極の間に前記セパレータを挟んで扁平状に捲回する工程と、
該扁平状に捲回した捲回群を前記セパレータのシャットダウン温度よりも低い温度でかつ前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度で扁平厚さ方向に加熱圧縮する工程と、
を含むことを特徴とする角形二次電池の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、角形二次電池及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電気自動車等の動力源として、正極電極と負極電極との間にセパレータを介在させ、これらを捲回して作製した捲回群を備えたエネルギー密度の高い角形二次電池の開発が進められている。また高エネルギー化の一方で、安全性を確保しつつ、高い生産効率の確立が要求されている。

【0003】

特許文献１には、角形二次電池において正負極間に耐熱層を有する扁平形状の捲回電極体の捲き弛みを抑制し、缶挿入性の低下による生産効率の低下を回避することを目的として、正極および負極の少なくとも一方とセパレータとの間に、アクリル系バインダとロジンエステル系粘着付与剤を含む耐熱層を配置し、その接着力により、耐熱層を正負の電極および／またはセパレータに密着させる技術が示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開2014-137988号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１記載の場合、セパレータと電極活物質とを間に粘着剤を介して接着させているので、電解液の注液性およびセパレータや電極の細孔への含浸性が低下する懸念がある。この状態で充放電を繰り返されると、電極の膨張収縮による電解液の液回りが不十分となり、寿命特性に悪影響を与える可能性がある。

【0006】

本発明では、捲回群の捲き緩みを抑制しつつ、電解液の注液性/含浸性を確保し、高寿命な角形二次電池及びその製造方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、正極電極と負極電極の間にセパレータを挟んで捲回した扁平状の捲回群を有する角形二次電池であって、前記正極電極は、正極金属箔に塗工された正極合剤層と、前記正極金属箔が露出する正極金属箔露出部とを有し、該正極金属箔露出部の前記セパレータに対向する位置に接着層が設けられていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、接着層によって正極金属箔露出部にセパレータを接着して正極電極とセパレータを一体化することができる。従って、正極電極とセパレータとが離れることに起因する捲回群の捲き弛みが抑制される。そして、正極合剤層の表面とセパレータの表面を接着させていないので、十分な注液性/含浸性を確保できることにより、高寿命な電池を生産することができる。尚、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】角形二次電池の外観斜視図。

【図2】角形二次電池の分解斜視図。

【図3】捲回群の分解斜視図。

【図4】セパレータの構成を説明する図。

【図5】負極電極の構成を説明する図。

【図6】正極電極の構成例を説明する図。

【図7】図６のＣ部を拡大して示す図。

【図8】捲回群の断面を模式的に示す図。

【図9】図８のＤ部を拡大して示す図。

【図10】正極電極の他の構成例を説明する図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施例について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施例では角形二次電池の例としてリチウムイオン二次電池の場合について説明するが、これに限定されるものではなく、正極電極と負極電極を間にセパレータを介して巻回した扁平状の捲回群を有する電池であれば本発明を適用できる。

【0011】

図１は、角形二次電池の外観斜視図、図２は、角形二次電池の分解斜視図である。
角形二次電池１００は、電池缶１および電池蓋６を備える。電池缶１は、相対的に面積の大きい一対の対向する幅広側面１ｂと相対的に面積の小さい一対の対向する幅狭側面１ｃと底面１ｄとを有し、上部に上方に向かって開口する開口部１ａを有する。

【0012】

電池缶１内には、捲回群３が収納され、電池缶１の開口部１ａが電池蓋６によって封止されている。電池蓋６は略矩形平板状であって、電池缶１の開口部１ａを塞ぐように溶接されて電池缶１が封止されている。電池蓋６には、正極外部端子１４と、負極外部端子１２が設けられている。正極外部端子１４と負極外部端子１２を介して捲回群３に充電され、また外部負荷に電力が供給される。

【0013】

電池蓋６には、ガス排出弁１０が一体的に設けられ、電池容器内の圧力が予め設定された値以上まで上昇すると、ガス排出弁１０が開いて内部からガスが排出され、電池容器内の圧力が低減される。これによって、角形二次電池１００の安全性が確保される。

【0014】

電池缶１内には、絶縁保護フィルム２を介して捲回群３が収容されている。捲回群３は、扁平形状に捲回されているため、断面半円形状の互いに対向する一対の湾曲部と、これら一対の湾曲部の間に連続して形成される平面部とを有している。捲回群３は、捲回軸方向が電池缶１の横幅方向に沿うように、一方の湾曲部側から電池缶１内に挿入され、他方の湾曲部側が上部開口側に配置される。

【0015】

捲回群３の正極金属箔露出部３４ｃは、正極集電板４４を介して電池蓋６に設けられた正極外部端子１４と電気的に接続されている。また、捲回群３の負極金属箔露出部３２ｃは、負極集電板２４を介して電池蓋６に設けられた負極外部端子１２と電気的に接続されている。これにより、正極集電板４４および負極集電板２４を介して捲回群３から外部負荷へ電力が供給され、正極集電板４４および負極集電板２４を介して捲回群３へ外部発電電力が供給され充電される。

【0016】

正極集電板４４と負極集電板２４、及び、正極外部端子１４と負極外部端子１２を、それぞれ電池蓋６から電気的に絶縁するために、ガスケット５および絶縁板７が電池蓋６に設けられている。

【0017】

正極外部端子１４および正極集電板４４の形成素材としては、例えばアルミニウム合金が挙げられ、負極外部端子１２および負極集電板２４の形成素材としては、例えば銅合金が挙げられる。また、絶縁板７およびガスケット５の形成素材としては、例えばポリブチレンテレフタレートやポリフェニレンサルファイド、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂等の絶縁性を有する樹脂材が挙げられる。

【0018】

電池蓋６には、電池容器内に電解液を注入するための注液口９が穿設されており、この注液口９は、電解液を電池容器内に注入した後に注液栓１１によって封止される。注液栓１１は、レーザ溶接により電池蓋６に接合されて注液口９を封止し、角形二次電池１００を密閉する。電池容器内に注入される電解液としては、例えばエチレンカーボネート等の炭酸エステル系の有機溶媒に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）等のリチウム塩が溶解された非水電解液を適用することができる。

【0019】

正極接続部１４ａ、負極接続部１２ａは、正極外部端子１４、負極外部端子１２の下面からそれぞれ突出して先端が電池蓋６の正極側貫通孔４６、負極側貫通孔２６に挿入可能な円柱形状を有している。正極接続部１４ａ、負極接続部１２ａは、電池蓋６を貫通して正極集電板４４、負極集電板２４の正極集電板基部４１、負極集電板基部２１よりも電池缶１の内部側に突出しており、先端が“かしめ”られて、正極外部端子１４、負極外部端子１２と、正極集電板４４、負極集電板２４を電池蓋６に一体に固定している。正極外部端子１４、負極外部端子１２と電池蓋６との間には、ガスケット５が介在されており、正極集電板４４、負極集電板２４と電池蓋６との間には、絶縁板７が介在されている。

【0020】

正極集電板４４、負極集電板２４は、電池蓋６の下面に対向して配置される矩形板状の正極集電板基部４１、負極集電板基部２１と、正極集電板基部４１、負極集電板基部２１の側端で折曲されて、電池缶１の幅広側面に沿って底面側に向かって延出し、捲回群３の正極金属箔露出部３４ｃ、負極金属箔露出部３２ｃに対向して重ね合わされた状態で接続される正極側接続端部４２、負極側接続端部２２を有している。正極集電板基部４１、負極集電板基部２１には、正極接続部１４ａ、負極接続部１２ａが挿通される正極側開口穴４３、負極側開口穴２３がそれぞれ形成されている。

【0021】

捲回群３の扁平面に沿う方向でかつ捲回群３の捲回軸方向に直交する方向を中心軸方向として前記捲回群３の周囲には絶縁保護フィルム２が巻き付けられている。絶縁保護フィルム２は、例えばＰＰ（ポリプロピレン）などの合成樹脂製の一枚のシートまたは複数のフィルム部材からなり、捲回群３の扁平面と平行な方向でかつ捲回軸方向に直交する方向を巻き付け中心として少なくとも１周以上巻き付けられる長さを有している。

【0022】

図３は、捲回群の一部を展開した状態を示す分解斜視図である。
捲回群３は、負極電極３２と正極電極３４との間にセパレータ３３、３５を挟んで扁平状に捲回することによって構成されている。捲回群３は、正極合剤層３４ｂと負極合剤層３２ｂとが重なり合い、正極金属箔露出部３４ｃと負極金属箔露出部３２ｃとが捲回軸方向一方側と他方側とに分かれて配置されている。捲回群３は、最外周の電極が負極電極３２であり、さらにその外側にセパレータ３３、３５が捲回される。セパレータ３３、３５は、正極電極３４と負極電極３２との間を絶縁する役割を有している。

【0023】

負極電極３２の負極合剤層３２ｂは、正極電極３４の正極合剤層３４ｂよりも幅方向に大きく、正極合剤層３４ｂは、必ず負極合剤層３２ｂの間に挟まれるように構成されている。すなわち、負極電極３２は、正極合剤層３４ｂよりも幅広の負極合剤層３２ｂを有しており、負極合剤層３２ｂの捲回軸方向両側の端部が正極合剤層３４ｂの捲回軸方向両側の端部よりもそれぞれ突出するように、正極電極３４と重ね合わされて捲回される。

【0024】

正極金属箔露出部３４ｃ、負極金属箔露出部３２ｃは、平面部分で扁平厚さ方向に束ねられて溶接等により正極集電板４４、負極集電板２４に接続される（図２を参照）。なお、セパレータ３３、３５は幅方向で負極合剤層３２ｂよりも広いが、正極金属箔露出部３４ｃ、負極金属箔露出部３２ｃで端部の金属箔面が露出する位置に捲回されるため、束ねて溶接する場合の支障にはならない。また、必要に応じて、捲回群３の最内周に軸芯を配置することも可能である。軸芯としては例えば、正極金属箔、負極金属箔、セパレータ３３、３５のいずれよりも曲げ剛性の高い樹脂シートを捲回して構成したものを用いることができる。

【0025】

図４は、セパレータ３３の構成を説明する図であり、図４（ａ）は、セパレータ３３の正面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。尚、セパレータ３３と３５は、同じ構成を有しているので図４ではセパレータ３３を示し、セパレータ３５については、かっこ内に示すことにより図示を省略する。セパレータ３３、３５は、軟質な帯状のシート部材からなり、基材となる多孔質のポリオレフィン樹脂層３３ａ、３５ａの一方の面に、無機材料とバインダからなる耐熱層３３ｂ、３５ｂが積層されて設けられている。セパレータ３３、３５は、耐熱層３３ｂ、３５ｂが正極電極３４に対向する向きに配置される（図９を参照）。

【0026】

図５は、負極電極の構成を説明する図であり、図５（ａ）は、負極電極の正面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【0027】

負極電極３２は、負極集電体である負極金属箔の両面に負極活物質を含む負極合剤を塗布して形成された負極合剤層３２ｂが設けられている。そして、負極金属箔の幅方向一方側の端部には、負極合剤が塗布されていない未塗工部である負極金属箔露出部３２ｃが設けられている。すなわち、負極電極３２は、負極金属箔に塗工された負極合剤層３２ｂと、負極金属箔が露出する負極金属箔露出部３２ｃとを有している。負極金属箔露出部３２ｃは、負極合剤層３２ｂから負極金属箔が突出した領域であり、捲回群３では、捲回群３の捲回軸方向の他方側の位置に配置される。

【0028】

負極電極３２に関しては、負極活物質として非晶質炭素粉末１００重量部に対して、結着剤として１０重量部のポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦという。）を添加し、これに分散溶媒としてＮ−メチルピロリドン（以下、ＮＭＰという。）を添加、混練した負極合剤を作製した。この負極合剤を厚さ１０μｍの銅箔（負極金属箔）の両面に溶接部である負極金属箔露出部３２ｃ（負極未塗工部）を残して塗布した。その後、乾燥、プレス、裁断工程を経て、銅箔を含まない負極活物質塗布部の厚さ７０μｍの負極電極３２を得た。

【0029】

なお、本実施例では、負極活物質に非晶質炭素を用いる場合について例示したが、これに限定されるものではなく、リチウムイオンを挿入、脱離可能な天然黒鉛や、人造の各種黒鉛材、コークスなどの炭素質材料やＳｉやＳｎなどの化合物（例えば、ＳｉＯ、ＴｉＳｉ_２等）、またはそれの複合材料でもよく、その粒子形状においても、鱗片状、球状、繊維状、塊状等、特に制限されるものではない。

【0030】

また、負極電極における塗工部の結着剤としてＰＶＤＦを用いる場合について例示したが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレン、アクリル系樹脂などの重合体およびこれらの混合体などを用いることができる。

【0031】

また、負極電極における塗工部の分散溶媒としてＮＭＰを用いる場合について例示したが、これに限られたものではなく、例えばＨ_２Ｏの溶媒に、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を添加したものを用いてもよい。

【0032】

図６は、正極電極の構成例を説明する図であり、図６（ａ）は、正極電極の正面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【0033】

正極電極３４は、正極集電体である正極金属箔の両面に正極活物質を含む正極合剤を塗布して形成された正極合剤層３４ｂが設けられている。そして、正極金属箔の幅方向一方側の端部には、正極合剤が塗布されていない未塗工部である正極金属箔露出部３４ｃが設けられている。すなわち、正極電極３４は、正極金属箔に塗工された正極合剤層３４ｂと、正極金属箔が露出する正極金属箔露出部３４ｃとを有している。正極金属箔露出部３４ｃは、正極合剤層３４ｂから正極金属箔が突出した領域であり、捲回群３では、捲回軸方向の一方側の位置に配置される。

【0034】

そして、正極電極３４は、本発明の特徴的な構成の一つとして、正極金属箔露出部３４ｃに、セパレータ３３、３５との間を接着する接着層５０が設けられている。接着層５０は、正極合剤層３４ｂの端部に沿って一定幅で正極電極３４の長手方向に亘って延在するように設けられている。接着層５０は、捲回群３において正極金属箔露出部３４ｃのセパレータ３３、３５に対向する位置でかつ、間にセパレータ３３、３５を介して負極電極３２に対向する位置に配置される。接着層５０は、加熱前は接着性を有しておらず、一度加熱することによって接着性を発現する構成を有しており、本実施例では、加熱することによって接着性を発現する熱可塑性樹脂を含有する。

【0035】

図７は、図６(ｂ）のＣ部拡大図である。
接着層５０と正極合剤層３４ｂは、導体である正極金属箔に設けられており、互いに接触している。本実施例では、正極合剤層３４ｂを先に塗工し、後で接着層５０を塗工しているので、接着層５０の端部が正極合剤層３４ｂの端部の上に重なっている。このように、正極合剤層３４ｂと接着層５０との間に重なり部分ｗがある場合に、かかる重なり部分ｗにおける正極合剤層３４ｂの厚みｔ_２と接着層５０の厚みｔ_３の和が正極合剤層３４ｂの中央部分の厚みである最大厚みｔ_１以下になるように設定されている（ｔ_１＞ｔ_２＋ｔ_３）。

【0036】

正極電極３４に関しては、正極活物質としてマンガン酸リチウム（化学式ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）１００重量部に対し、導電材として１０重量部の鱗片状黒鉛と、結着剤として１０重量部のＰＶＤＦとを添加し、これに分散溶媒としてＮＭＰを添加、混練してスラリ状の正極合剤を作製した。このスラリ状の正極合剤を厚さ２０μｍのアルミニウム箔（正極金属箔）の両面に溶接部である正極金属箔露出部３４ｃ（正極未塗工部）を残して塗布した。その後、乾燥、プレス、裁断工程を経て、アルミニウム箔を含まない正極合剤層３４ｂの厚さ９０μｍの正極電極３４を得た。

【0037】

接着層５０は、スラリ状の接着材を塗布して乾燥させることにより構成されている。本実施例では、正極合剤を先に塗布して所定時間乾燥させた後に接着材を塗布しているが、正極合剤と同時に接着材を塗布してもよい。接着層５０は、接着材を塗布して乾燥した後に冷間プレスされ、正極合剤層３４ｂと同じ厚さｔ_１に調整される。

【0038】

接着層５０は、加熱することによって接着性を発現する熱可塑性樹脂を含有するので、熱可塑性樹脂の種類あるいは配合等によっては、プレスによる圧縮、特に過熱状態でのプレスにより、接着性が発現し、プレス機等に接着して生産性の低下を招くおそれがある。従って、接着層５０は、常温で乾燥してプレスすることが好ましい。

【0039】

また、本実施例では、正極活物質にマンガン酸リチウムを用いる場合について例示したが、スピネル結晶構造を有する他のマンガン酸リチウムや一部を金属元素で置換又はドープしたリチウムマンガン複合酸化物や層状結晶構造を有すコバルト酸リチウムやチタン酸リチウムやこれらの一部を金属元素で置換またはドープしたリチウム-金属複合酸化物を用いるようにしてもよい。

【0040】

また、本実施例では、正極合剤における結着剤としてＰＶＤＦを用いる場合について例示したが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレン、アクリル系樹脂などの重合体およびこれらの混合体などを用いることができる。

【0041】

次に、本実施例における接着層５０について説明する。接着層５０は、セパレータのシャットダウン温度（およそ120℃程度）よりも低い融点を持つ熱可塑性樹脂を含有する。例として、低密度ポリエチレン（95℃）、ポリスチレン（100℃）、ポリ塩化ビニル（PVC：85℃）、アクリル樹脂、メタクリル樹脂（90〜105℃）などがある。

【0042】

本実施例では、熱可塑性樹脂として、粒子状のメタクリル樹脂、金属箔結着剤としてＰＶＤＦを含む。これに分散溶媒としてＮＭＰを添加し、分散させたスラリ状の接着材を作製し、目的の箇所に塗布後、室温で乾燥させて分散溶媒を蒸発させることで、接着層５０を形成した。

【0043】

本実施例では、粒子状のメタクリル樹脂は平均粒子径が3〜10μm程度のものを用いた。また、本実施例では、接着層５０の構成として、粒子状のメタクリル樹脂とPVDFを含む、NMP分散溶媒を用いたが、これに限定されるわけではなく、高温化で軟化した、上記樹脂材料を直接、正極金属箔露出部３４ｃに塗布し、冷却させて、接着層５０を得る方法もある。本実施例では、接着層５０の厚みの制御を容易するために、粒子状の樹脂からなる分散溶媒を選択した。粒子状の樹脂を用いると、プレスした際に厚みの調整が容易となり、接着層５０の厚みを正極合剤層３４ｂの厚みと同一に調整する際に、容易に調整することができる。

【0044】

図８は、実施例における捲回群３の断面図、図９は、図８のＤ部拡大図である。
捲回群３は、正極合剤層３４ｂよりも負極合剤層３２ｂの方が捲回群３の捲回軸方向両側に突出している。そして、正極金属箔露出部３４ｃは、負極合剤層３２ｂよりも捲回軸方向外側に突出している。負極合剤層３２ｂの塗工側端部３２ｅは、正極合剤層３４ｂの未塗工側端部３４ｄよりも捲回軸方向外側の位置に配置されている。セパレータ３３、３５は、耐熱層３３ｂ、３５ｂが正極合剤層３４ｂに対向して正極合剤層３４ｂを間に挟み込むように、面の向きが合わせられている。

【0045】

接着層５０は、正極電極３４の正極金属箔露出部３４ｃに設けられており、セパレータ３３、３５に対向する位置でかつ、間にセパレータ３３、３５を介して負極電極３２の負極合剤層３２ｂと対向する位置に配置されている。本実施例では、捲回群３内で接着層５０の端部が負極合剤層３２ｂの塗工側端部３２ｅと揃うように、正極合剤層３４ｂの未塗工側端部３４ｄから負極合剤層３２ｂの塗工側端部３２ｅに対向する位置までの間に亘る塗工幅で配置されている。接着層５０の端部は、セパレータ３３、３５の端部よりも突出しない位置に設定されており、負極金属箔露出部３２ｃを扁平厚さ方向に束ねて負極集電板２４に接続する際に溶接性を損なわないようになっている。

【0046】

次に、上記構成を有する捲回群の製造方法について説明する。
捲回群３の製造方法は、捲回工程Ｓ１と、接着工程Ｓ２とを含む。捲回工程Ｓ１では、上記構成を有する正極電極３４と負極電極３２を間にセパレータ３３、３５を挟んで扁平状に捲回して扁平状に捲回された捲回群３を形成する。

【0047】

接着工程Ｓ２では、扁平状に捲回された捲回群３を、セパレータ３３、３５のシャットダウン温度よりも低い融点でかつ、接着層５０を構成する熱可塑性樹脂の融点以上の温度で数秒間、扁平厚さ方向に加熱圧縮する。これにより、接着層５０に接着性を発現させ、接着層５０をセパレータ３３、３５の耐熱層３３ｂ、３５ｂに接着させる。したがって、正極電極３４とセパレータ３３、３５とが互いに一体化される。

【0048】

接着層５０は、間にセパレータ３３、３５を介して負極電極３２の負極合剤層３２ｂと対向する位置に配置されているので、加熱圧縮の際に扁平厚さ方向に圧力を加えることができ、セパレータ３３、３５に対して確実に押圧して接着することができる。したがって、正極電極３４とセパレータ３３、３５とが離れることに起因する捲き弛みを抑制することができる。また、電解液の注液に関しても、電極活物質表面とセパレータとの間を接着していないので、十分な注液性/含浸性を確保でき、その結果、ＤＣＲの上昇を抑制することができる。

【0049】

本実施例によれば、捲回群３において接着層５０の端部の位置が負極合剤層３２ｂの塗工側端部３２ｅの位置と厚さ方向に揃うように接着層５０の塗工幅が設定されているので、捲回群３を加熱圧縮した際に、接着層５０をその塗工幅全体に亘ってセパレータ３３、３５に押圧することができ、セパレータ３３、３５に確実に接着することができる。

【0050】

本実施例のようにセパレータ３３、３５が耐熱層３３ｂ、３５ｂを有する場合、正極合剤層３４ｂとの摩擦係数が小さいので、接着層５０がない場合には特に捲き弛みが発生しやすい。この課題に対して、本発明では、正極金属箔露出部３４ｃに接着層５０を設けて、セパレータ３３、３５を接着しているので、捲き弛みの発生を防ぐことができ、かつ特許文献１に記載の技術のように正極合剤層との間に粘着剤を介在させて接着する場合と比較して、電解液の注液性およびセパレータや電極の細孔への含浸性が低下するおそれがなく、ＤＣＲの上昇を抑制して電池の高寿命化を図ることができる。

【0051】

なお、本実施例では、セパレータ３３、３５が耐熱層３３ｂ、３５ｂを有する場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、セパレータが耐熱層を有していない構造にも適用できる。

【0052】

図１０は、正極電極の他の構成例を説明する図であり、図１０（ａ）は、正極電極の正面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【0053】

接着層５０は、正極合剤層３４ｂに接触していなくてもよく、隙間３４ｅを有していてもよい。例えば図７に示すように、正極合剤層３４ｂと接着層５０との間に重なり部分ｗがある場合には、その重なり部分ｗの厚み（ｔ_２＋ｔ_３）を正極合剤層３４ｂの最大厚さｔ_１以下に制御する必要がある。

【0054】

仮に、重なり部分ｗの厚みが正極合剤層３４ｂの最大厚みｔ_１（図７を参照）よりも大きいと、捲回した際に重なり部分ｗが突出して径方向に嵩高となり、正極金属箔の耐久性や捲回群３の缶挿入性に影響を与えるおそれがある。

【0055】

本構成例では正極合剤層３４ｂと接着層５０との間に隙間３４ｅを設けているので、重なり部分ｗの厚みを正極合剤層３４ｂの最大厚みｔ_１以下に制御する必要がなく、正極電極３４の製造が容易となる。

【0056】

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、前記の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。さらに、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【符号の説明】

【0057】

１ 電池缶
３ 捲回群
３２ 負極電極
３２ｂ 負極合剤層
３２ｃ 負極金属箔露出部
３３ セパレータ
３４ 正極電極
３４ａ 正極合剤層
３４ｂ 正極金属箔露出部
３５ セパレータ
５０ 接着層
１００ 角形二次電池

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】