特開 2022-114709 電池およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022114709

(43)【公開日】2022-08-08

(54)【発明の名称】電池およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/058 20100101AFI20220801BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20220801BHJP

   H01M 4/131 20100101ALI20220801BHJP

   H01M 50/409 20210101ALI20220801BHJP

【ＦＩ】

H01M10/058

H01M10/04 Z

H01M4/131

H01M2/16 P

H01M2/16 L

H01M2/16 M

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021011115

(22)【出願日】2021-01-27

(71)【出願人】

【識別番号】520184767

【氏名又は名称】プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】深江 俊秀

(72)【発明者】

【氏名】西田 晶

【テーマコード（参考）】

5H021

5H028

5H029

5H050

【Ｆターム（参考）】

5H021CC04

5H021EE02

5H021EE21

5H021HH05

5H028AA05

5H028BB05

5H028HH03

5H029AJ14

5H029AK03

5H029AL03

5H029AL06

5H029AL07

5H029AL11

5H029AL12

5H029BJ02

5H029BJ12

5H029CJ05

5H029HJ08

5H050AA19

5H050BA08

5H050BA14

5H050BA17

5H050CA07

5H050CA08

5H050CA09

5H050CB03

5H050CB07

5H050CB08

5H050CB11

5H050CB12

5H050FA02

5H050GA07

5H050HA08

(57)【要約】

【課題】セルの膨張が抑制された電池およびその製造方法を提供する。
【解決手段】電池は、正極板、負極板、ならびに正極板および負極板の間に配置されるセパレータを含む電極体を備える。正極板とセパレータとの間に第１の接着層が設けられ、負極板とセパレータとの間に第２の接着層が設けられる。第１の接着層の目付量は、第２の接着層の目付量よりも小さく、第１の接着層の目付量および第２の接着層の目付量の合計が０．０３ｇ／ｍ²以上０．１５ｇ／ｍ²以下である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

正極板、負極板、ならびに前記正極板および前記負極板の間に配置されるセパレータを含む電極体を備え、
前記正極板と前記セパレータとの間に第１の接着層が設けられ、
前記負極板と前記セパレータとの間に第２の接着層が設けられ、
前記第１の接着層の目付量は、前記第２の接着層の目付量よりも小さく、
前記第１の接着層の目付量および前記第２の接着層の目付量の合計が０．０３ｇ／ｍ²以上０．１５ｇ／ｍ²以下である、電池。

【請求項2】

前記第１の接着層の目付量が０．０１ｇ／ｍ²以上０．０５ｇ／ｍ²以下である、請求項１に記載の電池。

【請求項3】

前記セパレータは、樹脂製の基材と、無機粒子およびバインダーを含み、前記基材上に設けられた耐熱層とを含み、
前記第１の接着層を介して前記耐熱層と前記正極板とが対向し、
前記第２の接着層を介して前記基材と前記負極板とが対向する、請求項１または請求項２に記載の電池。

【請求項4】

前記正極板は、リチウム遷移金属複合酸化物を含む正極合材層を有する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電池。

【請求項5】

前記第１の接着層および前記第２の接着層は、アクリル樹脂系接着材、エポキシ樹脂系接着材、スチレンブタジエンゴム系接着材、シリコーンゴム系接着材、およびＰＶｄＦ系接着材からなる群のうち少なくとも１つの接着材を含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電池。

【請求項6】

正極板、負極板、ならびに前記正極板および前記負極板の間に配置され、前記正極板と対向する第１面および前記負極板と対向する第２面を有するセパレータを含む電極体を形成する工程を備え、
前記電極体を形成する工程は、
前記セパレータの前記第１面に第１の接着層を形成し、前記セパレータの前記第２面に第２の接着層を形成することと、
前記第１の接着層を介して前記セパレータと前記正極板とを接着することと、
前記第２の接着層を介して前記セパレータと前記負極板とを接着することとを含み、
前記第１の接着層の目付量は、前記第２の接着層の目付量よりも小さく、
前記第１の接着層の目付量および前記第２の接着層の目付量の合計が０．０３ｇ／ｍ²以上０．１５ｇ／ｍ²以下である、電池の製造方法。

【請求項7】

前記第１の接着層の目付量が０．０１ｇ／ｍ²以上０．０５ｇ／ｍ²以下である、請求項６に記載の電池の製造方法。

【請求項8】

前記セパレータは、樹脂製の基材と、無機粒子およびバインダーを含み、前記基材上に設けられた耐熱層とを含み、
前記電極体を形成する工程は、
前記第１の接着層を介して前記耐熱層と前記正極板とを接着することと、
前記第２の接着層を介して前記基材と前記負極板とを接着することとを含む、請求項６または請求項７に記載の電池の製造方法。

【請求項9】

前記正極板は、リチウム遷移金属複合酸化物を含む正極合材層を有する、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の電池の製造方法。

【請求項10】

前記第１の接着層および前記第２の接着層は、アクリル樹脂系接着材、エポキシ樹脂系接着材、スチレンブタジエンゴム系接着材、シリコーンゴム系接着材、およびＰＶｄＦ系接着材からなる群のうち少なくとも１つの接着材を含む、請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の電池の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、電池およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

正極板、負極板、ならびに正極板および負極板の間に配置されるセパレータを含む電極体を備え、電極板（正極板および負極板）とセパレータとの間に接着層が設けられる電池が従来から知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１８／２０７５３０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電極体において、電極板（特に正極板）とセパレータとの接着力が強すぎると、セルの乾燥工程において電極板間の隙間が十分に開かず、セルからの水分抜けの経路が適切に確保できない場合があり得る。この場合、残留水分と電極活物質とが反応することにより、ガスが発生し、セルが膨張しやすくなる。したがって、乾燥工程時の適度な水分抜けの経路を確保する必要がある。従来の電池は、上記の観点から必ずしも十分な構成を備えたものではない。

【0005】

本技術の目的は、セルの膨張が抑制された電池およびその製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本技術に係る電池は、正極板、負極板、ならびに正極板および負極板の間に配置されるセパレータを含む電極体を備える。正極板とセパレータとの間に第１の接着層が設けられ、負極板とセパレータとの間に第２の接着層が設けられる。第１の接着層の目付量は、第２の接着層の目付量よりも小さく、第１の接着層の目付量および第２の接着層の目付量の合計が０．０３ｇ／ｍ²以上０．１５ｇ／ｍ²以下である。

【0007】

本技術に係る電池の製造方法は、正極板、負極板、ならびに正極板および負極板の間に配置され、正極板と対向する第１面および負極板と対向する第２面を有するセパレータを含む電極体を形成する工程を備える。電極体を形成する工程は、セパレータの第１面に第１の接着層を形成し、セパレータの第２面に第２の接着層を形成することと、第１の接着層を介してセパレータと正極板とを接着することと、第２の接着層を介してセパレータと負極板とを接着することとを含む。第１の接着層の目付量は、第２の接着層の目付量よりも小さく、第１の接着層の目付量および第２の接着層の目付量の合計が０．０３ｇ／ｍ²以上０．１５ｇ／ｍ²以下である。

【0008】

なお、本明細書において、接着層の「目付量」とは、接着面の単位面積あたりの当該接着層に含まれる接着粒子の質量を意味する。「目付量」の理論値は、（単位面積あたりの接着層の面積）×（接着層の厚み）×（接着層の密度）により求められるが、単位面積あたりに含まれる接着粒子の個数を測定することによっても一義的に求めることが可能である。

【発明の効果】

【0009】

本技術によれば、セルの膨張が抑制された電池およびその製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】角形二次電池の斜視図である。

【図2】１つの実施の形態に係る電極体の構造を示す断面図である。

【図3】図２に示す電極体におけるセパレータおよび接着層を示す断面図である。

【図4】変形例に係る電極体の構造を示す断面図である。

【図5】図４に示す電極体におけるセパレータおよび接着層を示す断面図である。

【図6】セパレータ上における接着層の配置の一例を示す平面図である。

【図7】セパレータ上における接着層の配置の他の例を示す平面図である。

【図8】セパレータ上における接着層の配置のさらに他の例を示す平面図である。

【図9】セパレータ上における接着層の配置のさらに他の例を示す平面図である。

【図10】セパレータ両面に形成された接着層の目付量の比とセル膨張率（対標準状態のセル厚み）との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に、本技術の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。

【0012】

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本技術の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本技術にとって必ずしも必須のものではない。

【0013】

なお、本明細書において、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「有する（ｈａｖｅ）」の記載は、オープンエンド形式である。すなわち、ある構成を含む場合に、当該構成以外の他の構成を含んでもよいし、含まなくてもよい。また、本技術は、本実施の形態において言及する作用効果を必ずしもすべて奏するものに限定されない。

【0014】

本明細書において、「電池」は、リチウムイオン電池に限定されず、ニッケル水素電池など他の電池を含み得る。本明細書において、「電極」は正極および負極を総称し得る。また、「電極板」は正極板および負極板を総称し得る。

【0015】

図１は、角形二次電池１の斜視図である。図１に示すように、角形二次電池１は、電池ケース１００と、電極体２００と、正極端子３００と、負極端子４００と、絶縁部材５００とを含む。

【0016】

電池ケース１００は、開口を有する有底角筒状の角形外装体１１０と、角形外装体１１０の開口を封口する封口板１２０とからなる。角形外装体１１０および封口板１２０は、それぞれ金属製であることが好ましく、アルミニウムまたはアルミニウム合金製とすることが好ましい。

【0017】

電極体２００は、電解液とともに電池ケース１００内に収容されている。正極端子３００および負極端子４００は、樹脂製の絶縁部材５００を介して封口板１２０に各々固定されている。

【0018】

本技術の電池は角形に限定されない。電池ケース１００および電極体２００の形状は特に限定されない。たとえば積層型、扁平型、円筒型の電極体２００とすることができる。好ましくは、電極体２００は、積層型の電極体である。

【0019】

角形二次電池１を製造する際は、電極体２００を角形外装体１１０に収容した後、封口板１２０により角形外装体１１０を封口する。その状態で、電池ケース１００内を乾燥させる乾燥工程が行われる。乾燥工程により、電極体２００の製作時に用いられた接着材に含まれる水分が逃がされる。その後、封口板１２０に設けられた注液孔を介して電解液が電池ケース１００内に注液される。

【0020】

図２は、正極板２１０と、負極板２２０と、セパレータ２３０と、接着層２４０とを含む電極体２００の構造を示す断面図である。図３は、電極体２００におけるセパレータ２３０および接着層２４０を示す断面図である。

【0021】

電極体２００は、正極板２１０、セパレータ２３０、負極板２２０、セパレータ２３０の順で、複数の正極板２１０、複数の負極板２２０、および複数のセパレータ２３０が積層された構造を有する。電極体２００の積層方向の両端の電極板としては、一般的に負極板２２０が配置される。

【0022】

電極体２００は、１枚のセパレータ２３０をつづら折りして正極板２１０と負極板２２０との間に介在させた構造を有していてもよいが、図２の例では、枚葉式のセパレータ２３０が用いられる。

【0023】

正極板２１０は、正極芯体と、正極芯体上に形成された正極合材層とを備える。正極芯体には、たとえばアルミニウムなど、正極板２１０の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルムなどを用いることができる。正極合材層は、正極活物質、導電材、およびバインダーを含み得る。正極合材層は、一般的に正極芯体の両面に形成される。正極板２１０は、正極合材層を正極芯体の両面に形成することにより作製可能である。正極活物質、導電材、およびバインダーなどを含む正極合材スラリーを塗布し、塗膜を乾燥させた後、圧延することにより、正極合材層を正極芯体の両面に形成することができる。

【0024】

正極合材層を形成する正極活物質の例としては、リチウム含有遷移金属酸化物を挙げることができる。リチウム含有遷移金属酸化物を構成する金属元素は、たとえばマグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、タングステン（Ｗ）、鉛（Ｐｂ）、およびビスマス（Ｂｉ）から選択される少なくとも１種である。このうち、コバルト、ニッケル、およびマンガンから選択される少なくとも１種を正極活物質が含むことが好ましい。

【0025】

正極合材層を形成する導電材の例としては、カーボンブラック（ＣＢ）、アセチレンブラック（ＡＢ）、ケッチェンブラック、黒鉛などの炭素材料などが挙げられる。また、バインダーとしては、有機系樹脂、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系、スチレンブタジエンゴム系、シリコーンゴム系、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）系などの素材を用いることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。

【0026】

負極板２２０は、負極芯体と、負極芯体上に形成された負極合材層とを備える。負極芯体には、たとえば銅など、負極板２２０の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルムなどを用いることができる。負極合材層は、負極活物質の他に、バインダーを含む得る。負極合材層は、一般的に負極芯体の両面に形成される。負極板２２０は、負極合材層を負極芯体の両面に形成することにより作製可能である。負極活物質、導電材、およびバインダーなどを含む負極合材スラリーを塗布し、塗膜を乾燥させた後、圧延することにより、負極合材層を負極芯体の両面に形成することができる。

【0027】

負極合材層を形成する負極活物質は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵、放出できるものであれば特に限定されず、たとえば天然黒鉛、人造黒鉛などの炭素材料、ケイ素（Ｓｉ）、錫（Ｓｎ）などのリチウムと合金化する金属、またはケイ素、錫などの金属元素を含む合金、複合酸化物などを用いることができる。負極活物質は、単独で用いられてもよいし、２種類以上が組み合わされて用いられてもよい。負極活物質は、炭素材料、ケイ素材料、またはリチウム金属を含むことが好ましい。負極活物質は、炭素材料が主体であることがさらに好ましい。

【0028】

負極合材層に含まれるバインダーとしては、正極合材層に含まれるものと同じ素材を用いることができる。水系溶媒を用いて負極合材スラリーを調製する場合は、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）またはその塩、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）またはその塩、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などが用いられてもよい。

【0029】

正極板２１０としては、たとえば長辺１００ｍｍ以上（一例として１４０ｍｍ程度）、短辺５０ｍｍｍ以上（一例として高さ７０ｍｍ程度）の大きさを有する比較的大型のものが用いられ得る。正極板２１０と負極板２２０とが、たとえば各５０枚以上（一例として各６０枚程度）積層され得る。

【0030】

セパレータ２３０は、多孔質の基材２３１と、基材２３１の一方の面上に形成された多孔質の耐熱層２３２とで構成される。耐熱層２３２を設けることにより、たとえば混入異物、釘刺しなどによるセパレータ２３０の破断が発生し難くなり、または温度上昇時のセパレータ２３０の収縮を抑制し得る。電極体２００の厚みの増加を抑えつつ、コスト対効果を高めるためには、基材２３１の一方の表面のみに耐熱層２３２を形成することが好ましい。

【0031】

多孔質の基材２３１は、単独でもセパレータとして機能し得るものである。基材２３１は、樹脂層ないし不織布から構成される。基材２３１としては、イオン透過性および電気絶縁性を有する多孔質フィルムが用いられ得る。基材２３１の厚みは、たとえば１μｍ以上２０μｍ以下程度である。基材２３１の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－プロピレンの共重合体、エチレン、プロピレン、その他のαオレフィンとの共重合体などのオレフィン樹脂が例示できる。基材２３１は、ポリオレフィン層から構成されることが好ましい。基材２３１の融点は、一般的に２００℃以下程度である。

【0032】

基材２３１を構成する多孔質フィルムは、リチウムイオンを透過させるための多くの孔を有するが、その表面の凹凸は耐熱層２３２の表面凹凸よりも小さく、耐熱層２３２に比べると表面は平坦である。基材２３１の表面に存在する孔または凹部の大きさ（最大長さ）は、たとえば０．５μｍ未満であり、好ましくは０．３μｍ未満である。

【0033】

耐熱層２３２は、基材２３１を構成する樹脂よりも融点または軟化点の高い樹脂、たとえばアラミド樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミドなどで構成され得る。耐熱層２３２は、好ましくは無機化合物を主成分として構成される。耐熱層２３２は、絶縁性の無機粒子と、当該無機粒子どうし、および当該無機粒子と基材２３１とを結着するバインダーとで構成されることが好ましい。耐熱層２３２は、基材２３１と同様に、イオン透過性と電気絶縁性を有する。耐熱層２３２の厚みは、たとえば１μｍ以上１０μｍ以下程度であり、好ましくは１μｍ以上６μｍ以下程度である。

【0034】

耐熱層２３２の主成分となる無機粒子としては、たとえばアルミナ、ベーマイト、水酸化アルミニウム、シリカ、チタニア、およびジルコニアから選択される少なくとも１種を用いることができる。好ましくは、アルミナが無機粒子として用いられる。無機粒子の含有量は、耐熱層２３２の質量に対して、８５質量％以上９９．９質量％以下程度であることが好ましく、９０質量％以上９９．５質量％以下程度であることがより好ましい。

【0035】

無機粒子の形状は特に制限はなく、たとえば球状、四角柱状などの粒子を用いることができる。球状粒子の平均粒径あるいは四角柱状粒子の１辺の平均長さは、０．１μｍ以上１．５μｍ以下程度であることが好ましく、０．５μｍ以上１．２μｍ以下程度であることがより好ましい。無機粒子の粒径が当該範囲内であれば、イオン透過性が良好で耐久性に優れた耐熱層２３２を形成できる。無機粒子の平均粒径や辺の平均長さは、耐熱層２３２の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察することにより測定される。具体的には、耐熱層２３２のＳＥＭ画像中の無機粒子をランダムに１００個選択し、各粒子の外接円の直径または辺の長さを測定して平均化することで算出され得る。

【0036】

耐熱層２３２を構成するバインダーとしては、正極合材層および負極合材層に含まれるバインダーと同じものを使用できる。バインダーの含有量は、耐熱層２３２の質量に対して、０．１質量％以上１５質量％以下程度であることが好ましく、０．５質量％以上１０質量％以下程度であることがより好ましい。耐熱層２３２は、たとえば無機粒子およびバインダーを含有するスラリーを基材２３１を構成する多孔質フィルムの一方の面に塗布し、塗膜を乾燥させることで形成される。

【0037】

このようにして形成される耐熱層２３２は、基材２３１と比較して水分およびイオンの透過性が高い。

【0038】

セパレータ２３０は、接着粒子を含む接着層２４０により、正極板２１０の正極合材層および負極板２２０の負極合材層にそれぞれ接着される。本実施の形態では、図２に示すように、セパレータ２３０の耐熱層２３２と正極板２１０の正極合材層とが接着層２４１（第１の接着層）によって接着され、セパレータ２３０の基材２３１と負極板２２０の負極合材層とが接着層２４２（第２の接着層）によって接着されている。

【0039】

接着層２４０の厚みは、たとえば０．１μｍ以上１μｍ以下程度、または０．２μｍ以上０．９μｍ以下程度である。接着層２４０の厚みは、接着粒子の量と、その粒径などにより決定される。接着層２４０は、たとえば接着粒子を含有するスラリーをセパレータ２３０の表面に塗布し、乾燥させることにより形成される。接着粒子のスラリーには、微小な接着粒子が水中に分散した、いわゆるエマルジョンを使用できる。この場合、両面に接着粒子からなる接着層２４０が形成された接着層２４０付きのセパレータ２３０が得られる。

【0040】

電極体２００は、負極板２２０、接着層２４０付きのセパレータ２３０、正極板２１０、接着層２４０付きのセパレータ２３０の順に積層し、熱プレスすることにより得られる。温度、圧力、および圧力印加時間などの熱プレス条件を変更することにより、セパレータ２３０と電極板（正極板２１０および負極板２２０）との接着力を調整できる。セパレータ２３０と正極板２１０との界面と、セパレータ２３０と負極板２２０との界面とで、熱プレス条件を異ならせることはできない。

【0041】

接着層２４０を構成する接着粒子としては、互いに異なる複数種類の接着粒子を用いてもよいが、生産性などを考慮すると、同じ接着粒子を用いることが好ましい。つまり、セパレータ２３０の基材２３１と正極板２１０との間、セパレータ２３０の耐熱層２３２と負極板２２０との間には、同じ接着粒子が存在することが好ましい。ここで、同じ接着粒子とは、たとえば同じ製品として提供されているものを意味し、製造ロットは異なっていてもよい。

【0042】

接着粒子の平均粒径は、たとえば０．１μｍ以上１μｍ以下程度であり、好ましくは０．５μｍ以上０．７μｍ以下程度である。接着粒子の平均粒径は、耐熱層２３２を構成する無機粒子の平均粒径と同様に、セパレータ２３０の表面をＳＥＭを用いて観察することにより測定される。

【0043】

接着層２４０の接着粒子は、上記熱プレス工程において溶融または軟化し得る。接着粒子が溶融または軟化することで、接着層２４０がセパレータ２３０および電極板（正極板２１０および負極板２２０）の表面に強く密着し、良好な接着性が得られる。接着層２４０は、たとえばガラス転移温度が８０℃以下の樹脂で構成される。接着層２４０は、アクリル樹脂系接着材、エポキシ樹脂系接着材、スチレンブタジエンゴム系接着材、シリコーンゴム系接着材、およびＰＶｄＦ系接着材を含むことが好ましい。このうち、アクリル樹脂系接着材であることがさらに好ましい。

【0044】

上述のとおり、電極体２００においては、負極板２２０の負極合材層と耐熱層２３２との界面における単位面積当たりの接着粒子の質量が、正極板２１０の正極合材層と基材２３１との界面における単位面積当たりの接着粒子の質量よりも多くなっている。

【0045】

換言すると、正極板２１０とセパレータ２３０との間に設けられる接着層２４１（第１の接着層）の目付量が、負極板２２０とセパレータ２３０との間に設けられる接着層２４２（第２の接着層）の目付量よりも小さい。すなわち、図３に示すように、耐熱層２３２（第１面）に形成された接着層２４１（第１の接着層）の目付量が、基材２３１（第２面）に形成された接着層２４２（第２の接着層）の目付量よりも小さい。

【0046】

さらに、電極体２００においては、正極板２１０とセパレータ２３０との間に設けられる接着層２４１（第１の接着層）の目付量と、負極板２２０とセパレータ２３０との間に設けられる接着層２４２（第２の接着層）の目付量との合計が０．０３ｇ／ｍ²以上０．１５ｇ／ｍ²以下程度である。ここで、正極板２１０とセパレータ２３０との間に設けられる接着層２４１（第１の接着層）の目付量は、０．０１ｇ／ｍ²以上０．０５ｇ／ｍ²以下程度であることが好ましい。

【0047】

電極体２００においては、セパレータ２３０の両面の接着層２４０の目付量の合計を０．０３ｇ／ｍ²以上０．１５ｇ／ｍ²以下程度とすることにより、接着層２４０の量を適正化することができる。より具体的には、電極板（正極板２１０および負極板２２０）とセパレータ２３０との接着力が過度に強力なものになることを抑制することができる。この結果、角形二次電池１の製造工程における乾燥工程において、正極板２１０および負極板２２０の間に水分抜けの経路となる隙間が確保しやすくなり、残留水分と電極活物質とが反応することによるガスの発生、およびそのガスに起因する電池ケース１００の膨張を抑制することができる。

【0048】

特に、正極板２１０側に設けられる接着層２４１の目付量を相対的に小さくすることにより、正極板２１０側において水分抜けの経路となる隙間を確保しやすい。これにより、電池ケース１００の膨張をより効果的に抑制できる。さらに、水分の透過性が基材２３１よりも高い耐熱層２３２を正極板２１０側に配置することにより、正極板２１０側における水分抜けの経路をより確保しやすくなる。

【0049】

なお、正極合材層と耐熱層２３２との界面における単位面積当たりの接着粒子の質量は、正極合材層の表面、および耐熱層２３２の表面に付着する接着粒子の数を計測し、粒子の総体積に粒子の比重を乗じて算出可能である。負極合材層と基材２３１との界面における単位面積当たりの接着粒子の質量についても、同様の方法で算出可能である。

【0050】

図４は、変形例に係る電極体２００Ａの構造を示す断面図である。電極体２００Ａは、正極板２１０Ａと、負極板２２０Ａと、セパレータ２３０Ａと、接着層２４０Ａとを含む。図５は、電極体２００Ａにおけるセパレータ２３０Ａおよび接着層２４０Ａを示す断面図である。

【0051】

図４に示すように、電極体２００Ａにおいては、正極板２１０Ａとセパレータ２３０Ａとの間に設けられる接着層２４１Ａの目付量が、負極板２２０Ａとセパレータ２３０Ａとの間に設けられる接着層２４２Ａの目付量よりも小さい。すなわち、図５に示すように、基材２３１Ａに形成された接着層２４１Ａの目付量が、耐熱層２３２Ａに形成された接着層２４２Ａの目付量よりも小さい。

【0052】

図４，図５に示す変形例においても、セパレータ２３０Ａの両面の接着層２４０Ａの目付量の合計は０．０３ｇ／ｍ²以上０．１５ｇ／ｍ²以下程度とされている。これにより、接着層２４０Ａの量が適正化され、乾燥工程における水分抜けの経路となる隙間が確保されやすい。

【0053】

図６～図９は、セパレータ２３０上における接着層２４０の配置の例を示す平面図である。接着層２４０は、図６に示すように、ドット状に配置されてもよいし、図７に示すように、ストライプ状に配置されてもよいし、図８に示すように、全面に配置されてもよいし、図９に示すように、島状に配置されてもよい。セパレータ２３０の両面において、互いに同じ平面配置としてもよいし、互いに異なる平面配置としてもよい。セパレータ２３０の両面において、接着層２４０の厚みが互いに同じであってもよいし、互いに異なってもよい。水分の抜けの経路を確保する観点からは、接着層２４０は、セパレータ２３０上において部分的に配置される（図６，図７，図９の例）ことが好ましい。

【0054】

図１０は、電極体２００におけるセパレータ２３０の両面に形成された接着層２４０の目付量の比（正極側／両面）とセル膨張率（対標準状態のセル厚み）との関係を示す図である。また、表１は、図１０に示される各サンプルの数値を示すものである。

【0055】

【表1】

【0056】

図１０および表１に示すように、正極側の目付量の比率を０．５よりも小さくする、すなわち正極側の目付量を負極側の目付量よりも小さくすることにより、電池ケース１００の膨張率（図１０および表１中の「セル厚み」）を抑制することができる。

【0057】

なお、本願発明者らは、表２に示される比較例Ａないし比較例Ｅにおいて、表１に示す結果と比較して、電池ケース１００の膨張率が著しく増大することを確認している。なお、比較例Ａないし比較例Ｅにおいては、図４，図５に示すように、セパレータ２３０Ａの基材２３１Ａを正極側に配置し、耐熱層２３２Ａを負極側に配置している。

【0058】

【表2】

【0059】

表２に示す比較例Ａないし比較例Ｅにおいて電池ケース１００の膨張率が著しく増大した主な原因は、接着層２４０Ａの目付量がセパレータ２３０Ａの両面の合計で０．５ｇ／ｍ²以上と大きいこと、および、耐熱層２３２Ａと比較すると水分抜け通路の確保がし難い基材２３１Ａが正極側に配置されていることであると考えられる。

【0060】

これに対し、表１に示す実施例１ないし実施例１１においては、接着層２４０の目付量がセパレータ２３０の両面の合計で０．１５ｇ／ｍ²以下と小さいこと、特に正極側の目付量が小さいこと、および、基材２３１と比較すると水分抜け通路の確保がしやすい耐熱層２３２が正極側に配置されていることにより、電池ケース１００の膨張率を効果的に抑制できていることが理解できる。

【0061】

以上、本技術の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本技術の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0062】

１ 角形二次電池、１００ 電池ケース、１１０ 角形外装体、１２０ 封口板、２００，２００Ａ 電極体、２１０，２１０Ａ 正極板、２２０，２２０Ａ 負極板、２３０，２３０Ａ セパレータ、２３１，２３１Ａ 基材、２３２，２３２Ａ 耐熱層、２４０，２４０Ａ，２４１，２４１Ａ，２４２，２４２Ａ 接着層、３００ 正極端子、４００ 負極端子、５００ 絶縁部材。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】