特許 7193626 二次電池及びその電極部材

(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】

(24)【登録日】2022-12-12

(45)【発行日】2022-12-20

(54)【発明の名称】二次電池及びその電極部材

(51)【国際特許分類】

   H01M 4/13 20100101AFI20221213BHJP

   H01M 50/538 20210101ALI20221213BHJP

   H01M 4/66 20060101ALI20221213BHJP

【ＦＩ】

H01M4/13

H01M50/538

H01M4/66 A

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021520320

(86)(22)【出願日】2018-11-26

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-13

(86)【国際出願番号】 CN2018117479

(87)【国際公開番号】W WO2020077740

(87)【国際公開日】2020-04-23

【審査請求日】2021-04-13

(31)【優先権主張番号】201811206647.4

(32)【優先日】2018-10-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】513196256

【氏名又は名称】寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ａｍｐｅｒｅｘ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｉｍｉｔｅｄ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．２，Ｘｉｎｇａｎｇ Ｒｏａｄ，Ｚｈａｎｇｗａｎ Ｔｏｗｎ，Ｊｉａｏｃｈｅｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｎｉｎｇｄｅ Ｃｉｔｙ，Ｆｕｊｉａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ ３５２１００

(74)【代理人】

【識別番号】100167689

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 征二

(74)【代理人】

【識別番号】100222106

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 秀紀

(72)【発明者】

【氏名】▲張▼子格

(72)【発明者】

【氏名】李▲偉▼

(72)【発明者】

【氏名】薛▲慶▼瑞

(72)【発明者】

【氏名】李静

(72)【発明者】

【氏名】王鵬翔

(72)【発明者】

【氏名】▲張▼▲揚▼

【審査官】渡部 朋也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１００１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１０２７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０８５９８４９１（ＣＮ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０２１２１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－０２６０５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１８１１１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ４／１３、４／６６

Ｈ０１Ｍ５０／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁基体（１１）と、導電層（１２）と、活物質層（１３）とを備えた二次電池の電極部材であって、
導電層（１２）は、絶縁基体（１１）の表面に設けられており、活物質層（１３）が塗布された本体部１２１と、本体部（１２１）から延びる突部（１２２）とを含み、突部（１２２）には、活物質層（１３）が塗布されておらず、
活物質層（１３）は、第１の部分（１３１）と第２の部分（１３２）とを含み、第１の部分（１３１）は、活物質層（１３）の突部（１２２）から遠い端部に位置しており、第２の部分（１３２）は、第１の部分（１３１）の突部（１２２）に近い側に位置しており、且つ、第１の部分（１３１）の厚みは、第２の部分（１３２）の厚みよりも薄く、
高さ方向（Ｚ）において、第１の部分（１３１）の寸法と活物質層（１３）の全体寸法との比は、３％～２０％であり、
第２の部分（１３２）の密度は、第１の部分（１３１）の密度よりも大きい、
電極部材。

【請求項2】

第１の部分（１３１）の厚さは、突部（１２２）から離れる方向に向かって徐々に減少している、
ことを特徴とする請求項１に記載の電極部材。

【請求項3】

第１の部分（１３１）の厚さと第２の部分（１３２）の厚さとの差は、０．５μｍ～２０μｍである、
ことを特徴とする請求項１に記載の電極部材。

【請求項4】

絶縁基体（１１）と、導電層（１２）と、活物質層（１３）とを備えた二次電池の電極部材であって、
導電層（１２）は、絶縁基体（１１）の表面に設けられており、活物質層（１３）が塗布された本体部１２１と、本体部（１２１）から延びる突部（１２２）とを含み、突部（１２２）には、活物質層（１３）が塗布されておらず、
活物質層（１３）は、第１の部分（１３１）と第２の部分（１３２）とを含み、第１の部分（１３１）は、活物質層（１３）の突部（１２２）から遠い端部に位置しており、第２の部分（１３２）は、第１の部分（１３１）の突部（１２２）に近い側に位置しており、且つ、第１の部分（１３１）の厚みは、第２の部分（１３２）の厚みよりも薄く、
高さ方向（Ｚ）において、第１の部分（１３１）の寸法と活物質層（１３）の全体寸法との比は、３％～２０％であり、
活物質層（１３）は、第３の部分（１３３）をさらに含み、第３の部分（１３３）は、第２の部分（１３２）の突部（１２２）に近い側に位置しており、且つ、第３の部分（１３３）の厚さは第２の部分（１３２）の厚さよりも薄く、
第３の部分（１３３）の厚さは、突部（１２２）に近い方向に向かって徐々に減少している、
ことを特徴とする電極部材。

【請求項5】

第１の部分（１３１）の厚さは、突部（１２２）から離れる方向に向かって徐々に減少している、
ことを特徴とする請求項４に記載の電極部材。

【請求項6】

第１の部分（１３１）の厚さと第２の部分（１３２）の厚さとの差は、０．５μｍ～２０μｍである、
ことを特徴とする請求項４に記載の電極部材。

【請求項7】

前記電極部材は、突部（１２２）の絶縁基体（１１）から遠い側に設けられており、第３の部分（１３３）に接続された保護層（１４）をさらに備える、
ことを特徴とする請求項４に記載の電極部材。

【請求項8】

絶縁基体（１１）の延性と導電層（１２）の延性との差は、同じ作用力で４％以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載の電極部材。

【請求項9】

絶縁基体（１１）の延性は、１０％未満である、
ことを特徴とする請求項８に記載の電極部材。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか１項に記載の電極部材を含む電極組立体を備える、
ことを特徴とする二次電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池分野に関し、特に、二次電池及びその電極部材に関する。

【背景技術】

【0002】

二次電池の電極部材は、一般的に、集電体と、集電体の表面に塗布された活物質層とを含む。二次電池の安全性能を向上させるために、一部の電極部材は、多層構造の集電体を選択し、図１及び図２を参照して、前記集電体は、絶縁基体１１と、絶縁基体１１の表面に設けられた導電層１２とを含み、活物質層１３は、導電層１２の表面に塗布されている。導電層１２は、活物質層１３が塗布された本体部１２１と、活物質層１３が塗布されていない突部１２２とを備える。活物質層１３と、本体部１２１と、絶縁基体１１の本体部１２１に対応する部分とは電気発生領域Ｐ１を形成しており、突部１２２と、絶縁基体１１の突部１２２に対応する部分とは導電領域Ｐ２を形成しており、導電領域Ｐ２は、二次電池の電極端子に電気的に接続されており、電極端子を介して充放電を行うために用いられている。

【0003】

電極部材の製造過程において、活物質層１３を薄くプレスしてエネルギー密度を高めるために、活物質層１３をロールプレスする必要がある。絶縁基材１１は、柔軟な材質（例えばＰＥＴプラスチック）であり、大きい延性を有する。図２を参照すると、電気発生領域Ｐ１の厚さは導電領域Ｐ２の厚さよりもはるかに大きいため、ローラ９は活物質層１３のみに対し圧力を加え、電気発生領域Ｐ１の絶縁基体１１は大きい延性を有し、展延する過程で電気発生領域Ｐ１の絶縁基体１１は導電領域Ｐ２の絶縁基体１１に対し張力を付与するので、導電領域Ｐ２の絶縁基体１１を展延させる。これに対応して、導電領域Ｐ２の絶縁基体１１は、電気発生領域Ｐ１の絶縁基体１１に対し反力を与えて、電気発生領域Ｐ１の絶縁基体１１の展延が制限される。電気発生領域Ｐ１の厚さが均一である場合には、前記反力は、導電領域Ｐ２から離れる方向に沿って徐々に減少する（即ち、電気発生領域Ｐ１の絶縁基体１１の延性が徐々に増加する）。このため、図３を参照して、電極部材がロールプレスされると、電気発生領域Ｐ１の導電領域Ｐ２から離れた一端の長さは導電領域Ｐ２の長さよりも大きくなり、電極部材の全体が撓んでしまう。

【0004】

二次電池では、正負極性の電極部材が一体に巻かれており、電気発生領域Ｐ１が撓むと、巻いた後の電気発生領域Ｐ１の端部を整列させることができず、負極電極部材の活物質層１３が正極電極部材の活物質層１３を完全に覆うことができず、充電中に、正極電極部材の活物質層１３から放出したリチウムは、負極電極部材の活物質層１３に全て吸蔵することができず、リチウムが析出し、二次電池の性能に影響を及ぼす。

【発明の概要】

【0005】

本発明は、かかる背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電気発生領域の撓みを低減させ、二次電池のリチウムの析出を避けることができる二次電池及びその電極部材を提供することにある。

【0006】

上記目的を達成するために、本発明は、二次電池及びその電極部材を提供する。

【0007】

電極部材は、絶縁基体と、導電層と、活物質層とを備える。導電層は、絶縁基体の表面に設けられており、活物質層が塗布された本体部と、本体部から延びる突部とを含み、突部には、活物質層が塗布されていない。活物質層は、第１の部分と第２の部分とを含み、第１の部分は、活物質層の突部から遠い端部に位置しており、第２の部分は、第１の部分の突部に近い側に位置しており、且つ、第１の部分の厚みは、第２の部分の厚みよりも薄い。

【0008】

第１の部分の厚さは、突部から離れる方向に向かって徐々に減少している。

【0009】

高さ方向において、第１の部分の寸法と活物質層の全体寸法との比は、３％～２０％である。

【0010】

第２の部分の密度は、第１の部分の密度よりも大きい。

【0011】

第１の部分の厚さと第２の部分の厚さとの差は、０．５μｍ～２０μｍである。

【0012】

活物質層は、第３の部分をさらに含み、第３の部分は、第２の部分の突部に近い側に位置しており、且つ、第３の部分の厚さは第２の部分の厚さよりも薄く、第３の部分の厚さは、突部に近づく方向に向かって徐々に減少している。

【0013】

前記電極部材は、突部の絶縁基体から遠い側に設けられており、第３の部分に接続された保護層をさらに備える。

【0014】

絶縁基体の延性と導電層の延性との差は、同じ作用力で４％以下である。

【0015】

絶縁基体の延性は、１０％未満である。

【0016】

二次電池は、前記電極部材を含む電極組立体を備える。

【0017】

本発明の有利な効果は、以下の通りである。第２の部分の厚みが第１の部分の厚みよりも厚いため、ロールプレス加工時に第２の部分が受けるロールプレスの圧力が大きく、第１の部分が受けるロールプレスの圧力は小さく、即ち、電気発生領域の第２の部分に対応する部分の延性は大きく、電気発生領域の第１の部分に対応する部分の延性は小さい。一方、ロールプレス加工時に、導電領域に力がかからず、展延がほとんどないため、ロールプレス後の電極部材の高さ方向に沿った両端の延性は小さく、電極部材の中央部の延性は大きい。本願は、第１の部分の厚みを小さくすることにより、電極部材の高さ方向に沿った両端の長さの差を低減させ、電極部材の全体の撓み変形を小さくし、二次電池のリチウムの析出を避ける。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、従来の電極部材の模式図である。

【図2】図２は、図１の電極部材のロールプレス過程における模式図である。

【図3】図３は、図１の電極部材のロールプレスした後の模式図である。

【図4】図４は、本発明による二次電池の模式図である。

【図5】図５は、本発明による電極組立体の断面図である。

【図6】図６は、本発明による電極部材の巻回後の模式図である。

【図7】図７は、図６の電極部材の展開後の模式図である。

【図8】図８は、図７のＡ－Ａ線に沿った断面図である。

【図9】図９は、図７の電極部材の成形中の模式図である。

【図10】図１０は、図９のＢ－Ｂ線に沿った断面図である。

【図11】図１１は、図９の電極部材のロールプレスした後の模式図である。

【図12】図１２は、本発明による電極部材の別の実施例の模式図である。

【図13】図１３は、図１２のＣ－Ｃ線に沿った断面図である。

【図14】図１４は、本発明による電極部材のさらに別の実施例の模式図である。

【図15】図１５は、図１４のＤ－Ｄ線に沿った断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本願の実施例における技術案については、本願の実施例における図面を参照して明確に且つ完全に説明する。ここで、記載されている実施例は、すべての実施例ではなく、本願の実施例の一部にすぎない。以下の少なくとも１つの例示的な実施例の説明は、実際には単に例示的なものであり、本願及びその用途又は使用を限定するものではない。当業者が本願の実施例に基づいて創造的に働かなく得られる他の全ての実施例は、本願の範囲内に含まれる。

【0020】

本願の記載において、「第１」、「第２」等の用語を用いて部品を限定するのは、該当部品の区別を容易にするためのものであり、特別の意味がないので、本発明の範囲を限定するものとして理解されるべきではない。

【0021】

本発明の二次電池は、図５を参照して、正極部材２と、負極部材３と、正極部材２と負極部材３との間に設けられたダイアフラム４とを含む電極組立体を備えている。正極部材２、ダイアフラム４及び負極部材３は積層されて扁平状に巻かれている。電極組立体は、二次電池の充放電機能を実現するためのコア部品である。

【0022】

本発明の二次電池は、正極部材２、ダイアフラム４及び負極部材３が巻き付けてなる電極組立体が包装袋内に直接封入されたパウチセルであってもよい。前記包装袋は、アルミプラスチックフィルムであってもよい。

【0023】

もちろん、本願の二次電池は、ハードシェル電池であってもよい。具体的には、図４を参照すると、二次電池は、電極組立体と、ケース５と、上蓋板６と、電極端子７と、コネクタ片８とを主に備えている。

【0024】

ケース５は、六面体形状又は他の形状を有してもよい。ケース５の内部には、電極組立体及び電解液を収容するための中空室が形成されている。ケース５は、一端に開口部を形成しており、電極組立体は、前記開口部を介してケース５の収容室に設けられてもよい。ケース５は、アルミニウムやアルミニウム合金等の導電金属の材料で形成されていてもよいし、プラスチック等の絶縁材料で形成されていてもよい。

【0025】

上蓋板６は、ケース５に設けられており、且つケース５の開口部を覆って、電極組立体をケース５内に閉じ込める。電極端子７は上蓋板６に設けられており、電極端子７の上端は上蓋板６の上側に突出し、下端は上蓋板６を貫通してケース５内に延びている。コネクタ片８は、ケース５内に設けられて電極端子７に固定されている。電極端子７とコネクタ片８はいずれも２つであり、正極部材２は一方のコネクタ片８を介して一方の電極端子７に電気的に接続されており、負極部材３は他方のコネクタ片８を介して他方の電極端子７に電気的に接続されている。

【0026】

二次電池では、正極部材２及び負極部材３の少なくとも一方に、後述する電極部材１が用いられている。

【0027】

図６～図１１は、本発明の電極部材１の第１の実施例を示す模式図である。図６～図１１を参照して、電極部材１は、絶縁基体１１と、導電層１２と、活物質層１３とを含む。

【0028】

絶縁基体１１の材質は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムやＰＰ（ポリプロピレン）フィルムであってもよい。絶縁基体１１の厚さは、１μｍ～２０μｍとすることができる。

【0029】

導電層１２は２層であり、それぞれ絶縁性基体１１の両面に設けられている。具体的には、導電層１２の材料は、金属導電材料、炭素系導電材料のうちの少なくとも１種であり、金属導電材料は、アルミニウム、銅、ニッケル、チタン、銀、ニッケル銅合金、アルミニウム－ジルコニウム合金のうちの少なくとも１種であることが好ましく、前記炭素系導電材料は、黒鉛、アセチレンブラック、グラフェン、カーボンナノチューブの少なくとも１種であることが好ましい。導電層１２は、気相成長法（ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、無電解めっき法（ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ ｐｌａｔｉｎｇ）の少なくとも１つにより絶縁基体１１の表面に形成することができる。その中で、気相成長法は、物理気相成長法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＶＤ）、例えば、熱蒸着法（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）が好ましい。

【0030】

活物質層１３は、電極部材１の極性に応じた活物質を含んでおり、前記活物質は、例えば、電極部材１が正極性である場合に、マンガン酸リチウム又はリン酸鉄リチウムであってもよく、電極部材１が負極性である場合に、黒鉛又はケイ素であってもよい。活物質と、接着剤と、導電剤と、溶媒とをスラリーとした後、スラリーを導電層１２の絶縁基体１１から離れた外表面に塗布し、スラリーを硬化させて活物質層１３を形成することができる。活物質層１３は２つであり、且つ２つの導電層１２にそれぞれ塗布されている。

【0031】

活物質層１３は、導電層１２の一部の領域のみを覆っている。具体的には、図７及び図８を参照して、導電層１２は、活物質層１３が塗布された本体部１２１と、本体部１２１から延びる突部１２２とを含み、突部１２２に活物質層１３が塗布されていない。

【0032】

説明の便宜のため、活物質層１３と、本体部１２１と、絶縁基体１１の本体部１２１に対応する部分とを電気発生領域Ｐ１と言い、突部１２２と、絶縁基体１１の突部１２２に対応する部分とを導電領域Ｐ２と言う。二次電池の使用において、電気発生領域Ｐ１の活物質層１３と電解液等とは電気化学反応を発生して充放電過程を形成する。導電領域Ｐ２はコネクタ片８に接続されて、二次電池の外部に電流を取り出すことができる。

【0033】

図７を参照して、複数の導電領域Ｐ２は、幅方向Ｘにおいて間隔を開けて配置されておる。二次電池では、正負極性の電極部材１は巻かれて電極組立体が形成されており、図６を参照して、電極部材１が巻かれて成形された後、前記複数の導電領域Ｐ２は、厚さ方向Ｙにおいて積層されて配置され、コネクタ片８に溶接により固定されている。

【0034】

導電層１２が薄いため、切断の過程で導電層１２に発生するバリが小さく、十数μｍのダイアフラム４を突き破ることが困難であるので、短絡を避けて安全性能を向上させることができる。また、異物が二次電池の電極部材１を突き刺さった場合に、導電層１２の厚みが小さいため、導電層１２の異物により突き刺された箇所に発生するバリが小さく、ダイアフラム４を突き破ることが困難である。従って、短絡を避けて安全性能を向上させることができる。

【0035】

前記電極部材１は、さらに、突部１２２の絶縁基体１１から遠い側に設けられ、且つ活物質層１３に接続された保護層１４を含む。保護層１４は、接着剤と、三酸化アルミニウム及びオキシ水酸化アルミニウムの少なくとも一方を含む絶縁材料とを含む。接着剤と、絶縁材料と、溶媒とを混合して、スラリーを調製し、前記スラリーは、突起１２２の表面に塗布し、硬化後に保護層１４を形成する。保護層１４は、導電層１２よりも硬度が大きい。

【0036】

前記電極部材１は、さらに、複数の導電構造１５を含み、各導電構造１５は、突起１２２の保護層１４によって覆われていない領域に溶接されている。図６を参照して、電極部材１が巻き付け成形されると、前記複数の導電構造１５が厚さ方向Ｙにおいて積層されて配置されており、且つ隣接する２つの導電領域Ｐ２ごとの間に何れも導電構造１５が配置されている。前記複数の導電構造１５は、２つの導電層１２の合流出力を達成するために、コネクタ片８に同時に溶接されている。

【0037】

活物質層１３は、突部１２２から遠い端部に位置する第１の部分１３１と、第１の部分１３１の突部１２２に近い側に位置する第２の部分１３２とを有し、且つ第１の部分１３１の厚みは第２の部分１３２の厚みよりも薄い。

【0038】

第１の実施例の電極部材１は、以下のステップで成形することができる。
（１）絶縁基材１１の表面に気相成長法又は無電解めっき法により導電層１２を形成することで、複合テープ材料を作製する。
（２）図９を参照して、導電層１２の表面に活物質層１３と保護層１４とを同時に塗布する。塗布時には、活物質層１３の保護層１４から遠い一端の厚みを薄くさせる。
（３）活物質層１３をロールプレスすることで、活物質層１３を圧密して、密度を高める。
（４）ロールプレス終了後、導電層１２に金属箔材（例えばアルミニウム箔）を溶接した後、前記金属箔材、保護層１４、導電層１２及び絶縁基体１１を同時に切断することで、図７に示す電極部材１を得る。

【0039】

図１１は、電極部材１のステップ（３）によるロールプレス加工後の形状を示している。第２の部分１３２の厚さは第１の部分１３１の厚さよりも厚いため、ロールプレス加工時に第２の部分１３２が受けるロールプレスの圧力は大きく、第１の部分１３１が受けるロールプレスの圧力は小さい。即ち、電気発生領域Ｐ１の第２の部分１３２に対応する部分の延性は大きく、電気発生領域Ｐ１の第１の部分１３１に対応する部分の延性は小さい。一方、ロールプレス加工中、導電領域Ｐ２が力を受けず、ほとんど展延しないため、図１１を参照して、ロールプレスした後、電極部材１の高さ方向Ｚに沿った両端の延性が小さく、電極部材１の中央部の延性が大きい。本願では、第１の部分１３１の厚みを薄くさせることにより、電極部材１の高さ方向Ｚに沿った両端の長さの差を低減させ、電極部材１全体の撓み変形を小さくして、二次電池のリチウムの析出を避ける。

【0040】

絶縁基体１１の弾性率が小さいため、電気発生領域Ｐ１をロールプレスするときに、電気発生領域Ｐ１の絶縁基体１１が突部１２２の内側に展延して、突部１２２の内側の絶縁基体１１が膨らんで変形し、突部１２２が絶縁基体１１の作用力によって破断しやすい。本願において、保護層１４は高い強度を有しており、電極部材１をロールプレスする過程で突部１２２に支持力を付与し、突部１２２の変形を規制し、突部１２２にクラックの発生する確率を低減し、電極部材１の過電流能力を向上させることができる。

【0041】

二次電池の作動時には、振動等により突部１２２が外れることがある。好ましくは、保護層１４を活物質層１３に接続することにより、保護層１４を活物質層１３に固定し、保護層１４の電極部材１への結合力を大きくして耐震性を高め、保護層１４が突部１２２とともに外れることを避ける。また、突部１２２は、活物質層１３の根元付近（即ち、突部１２２と本体領域１２１との境界）で最もクラックを発生しやすいので、保護層１４と活物質層１３とを接続する際に、突部１２２の破断を防止し、電極部材１の過電流能力を向上させることができる。

【0042】

高さ方向Ｚに沿って、第１の部分１３１の寸法と活物質層１３の全体寸法との比は、３％～２０％である。絶縁基体１１の弾性率が小さいため、ロールプレス加工時に第２の部分１３２に対応する絶縁基体１１が第１の部分１３１に対応する絶縁基体１１に対し作用力を加えて、第１の部分１３１に対応する絶縁基体１１を展延させ、前記作用力は、導電領域Ｐ２から離れる方向に向かって徐々に減少する。第１の部分１３１の寸法と活物質層１３の全体寸法との比が３％未満であると、電気発生領域Ｐ１の導電領域Ｐ２から遠い一端は、前記作用力によって依然として大きく展延され、電極部材１の高さ方向Ｚに沿った両端の長さの差を小さくする効果は制限される。一方、第１の部分１３１の寸法と活物質層１３の全体寸法との比が２０％を超えると、活物質層１３の容量を低減させ、エネルギー密度に影響を及ぼす。

【0043】

ロールプレス加工時には、第２の部分１３２が受けるロールプレスの圧力が最大となるため、圧密した後の第２の部分１３２の密度は、第１の部分１３１の密度よりも大きい。

【0044】

第１の部分１３１の厚さと第２の部分１３２の厚さとの差は、０．５μｍ～２０μｍである。前記厚さの差が０．５μｍ未満であると、第１の部分１３１は依然として大きなロールプレスの圧力を受け、電気発生領域Ｐ１の導電領域Ｐ２から遠い一端は依然として大きく展延し、電極部材１の高さ方向Ｚに沿った両端の長さの差を小さくする効果は制限される。前記厚みの差が２０μｍを超えると、活物質層１３の容量を低減させ、エネルギー密度に影響を及ぼす。

【0045】

一般的に、絶縁基材１１の延性は導電層１２の延性よりも大きいため、ロールプレス加工時に絶縁基材１１は導電層１２に対し作用力を加えて導電層１２を展延させる。絶縁基体１１の延性と導電層１２の延性との差が大きすぎると、前記作用力によって導電層１２が破断しやすくなり、導電層１２の過電流能力に影響を及ぼす。従って、同じ作用力で、絶縁基体１１の延性と導電層１２の延性との差が４％以下であることが好ましい。なお、前記延性とは、一定の圧力において、材料の元の長さに対する伸び量の百分率を意味する。

【0046】

絶縁基体１１の延性が大きいほど、電極部材１の高さ方向Ｚに沿った両端の長さの差が大きくなり、同時に、導電層１２をロールプレス加工中に引き切り易くなるので、絶縁基体１１の延性は１０％未満であることが好ましい。さらに、絶縁基体１１の延性は、１％～３％であることが好ましい。

【0047】

次に、他の２つの実施例について説明する。説明を簡単にさせるために、以下では、他の２つの実施例の、第１の実施例と異なる部分のみを主に説明し、説明していない部分については第１実施例を参照して理解することができる。

【0048】

図１２及び図１３は、本発明の電極部材の第２の実施例を示す模式図である。図１２及び図１３を参照して、第２の実施例では、第１の部分１３１の厚さは、突部１２２から離れる方向に向かって徐々に減少している。電極部材１の高さ方向Ｚに沿った両端の長さの差を小さくするためには、電気発生領域Ｐ１の導電領域Ｐ２から遠い一端の延性を小さくする必要がある。従って、第１の部分１３１では、電極部材１の高さ方向Ｚに沿った両端の長さの差を小さくするために、突部１２２から遠いほど、その厚さを薄くする必要がある。

【0049】

図８を参照して、第１の実施例では、第１の部分１３１が均一に塗布されているため、第１の部分１３１と第２の部分１３２との境界部の厚さの差が大きくなり、ロールプレス加工時には、第１の部分１３１と第２の部分１３２との境界に応力が集中するため、応力によって導電層１２が破断しやすく、過電流能力に影響を及ぼす。一方、第２の実施例では、第１の部分１３１が突部１２２から離れる方向に向かって徐々に薄くなり、第１の部分１３１と第２の部分１３２との境界でのスムーズな連結が実現され、さらに応力が分散されて応力集中が低減され、応力による導電層１２の切断を避ける。

【0050】

図１４及び図１５は、本発明の電極部材の第３の実施例を示す模式図である。図１４及び図１５を参照して、第３の実施例では、活物質層１３は、第２の部分１３２の突部１２２に近い側に位置する第３の部分１３３をさらに含み、第３の部分１３３の厚みは第２の部分１３２の厚みよりも薄い。第３の部分１３３は、活物質層１３の突部１２２に近い一端に位置している。

【0051】

ロールプレス加工中、本体部１２１はロールプレスの圧力を受けるが、突部１２２はロールプレスの圧力を受けないため、両者の境界に応力が集中する。図１３を参照して、第２の実施例では、突部１２２が第２の部分１３２に直接隣接し、第２の部分１３２の厚みが大きいため、本体部１２１と突部１２２との境界における応力が大きくなり、本体部１２１と突部１２２とが容易に分離してクラックが形成され、過電流能力に影響を及ぼす。第３の実施例では、第３の部分１３３の厚さを薄くすることにより、本体部１２１と突部１２２との境界における応力を低減させ、クラックの発生する確率を小さくすることができる。

【0052】

また、第３の部分１３３の厚さは、突部１２２に近づく方向に向かって徐々に減少している。第３の部分１３３は、突部１２２に近づく方向に向かって徐々に薄くなり、第１の部分１３１と第３の部分１３３との境界でのスムーズな連結が実現され、さらに応力が分散されて応力集中が低減され、応力による導電層１２の切断を回避する。

【0053】

突部１２２は第３の部分１３３に隣接しているので、保護層１４は第３の部分１３３に接続されている。

【符号の説明】

【0054】

なお、符号は以下のように説明する。
１電極部材、Ｐ２導電領域、１１絶縁基体、２正極部材、１２導電層、３負極部材、１２１本体部、４ダイアフラム、１２２突部、５ケース、１３活物質層、６上蓋板、１３１第１の部分、７電極端子、１３２第２の部分、８コネクタ片、１３３第３の部分、９ローラ、１４保護層、Ｘ幅方向、１５導電構造、Ｙ厚み方向、Ｐ１電気発生領域、Ｚ高さ方向。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】