特許 7600173 負極および該負極を備えた電池

(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】

(24)【登録日】2024-12-06

(45)【発行日】2024-12-16

(54)【発明の名称】負極および該負極を備えた電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/534 20210101AFI20241209BHJP

   H01M 4/66 20060101ALI20241209BHJP

【ＦＩ】

H01M50/534

H01M4/66 A

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022074605

(22)【出願日】2022-04-28

(65)【公開番号】P2023163601

(43)【公開日】2023-11-10

【審査請求日】2023-05-08

(73)【特許権者】

【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】100117606

【弁理士】

【氏名又は名称】安部 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100136423

【弁理士】

【氏名又は名称】大井 道子

(74)【代理人】

【識別番号】100121186

【弁理士】

【氏名又は名称】山根 広昭

(74)【代理人】

【識別番号】100130605

【弁理士】

【氏名又は名称】天野 浩治

(72)【発明者】

【氏名】小笹（平本） 菜摘

【審査官】佐溝 茂良

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１８２９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３５０７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２５５７５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１８３３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１１８５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０３４００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１２６８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０３７１４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／５０ － ５０／５９８

Ｈ０１Ｍ ４／６４ － ４０／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

銅からなる負極集電体と、
該負極集電体の上に形成された負極活物質層と、
を備えた負極であって、
前記負極集電体の周縁の一部には、タブが存在しており、
前記タブの少なくとも片面には、アルミニウムおよびモリブデンからなる群から選択される少なくとも１種から構成されている金属膜が形成されている、負極。

【請求項2】

前記金属膜は、前記タブの両面に形成されている、請求項１に記載の負極。

【請求項3】

所定の領域に負極活物質層を形成して負極を構築するのに用いられる負極集電体用銅箔であって、
前記負極集電体用銅箔の少なくとも片面における周縁の一部には、１μｍ以上の波長のレーザー吸収率が銅よりも高い金属種からなる金属膜が形成されており、
前記金属膜は、前記負極活物質層が形成される領域とは重ならないように若しくは該領域の一部分のみと重なるように形成されている、負極集電体用銅箔。

【請求項4】

所定の領域に負極活物質層を形成して負極を構築するのに用いられる負極集電体用銅箔であって、
１μｍ以上の波長のレーザー吸収率が銅よりも高い金属種からなる金属膜が、前記負極集電体用銅箔の片面または両面の周縁にのみ形成されている、負極集電体用銅箔。

【請求項5】

前記金属膜は、アルミニウム、ニッケル、およびモリブデンからなる群から選択される少なくとも１種から構成されている、請求項３または４に記載の負極集電体用銅箔。

【請求項6】

前記金属膜の幅は５ｍｍ以上である、請求項３または４に記載の負極集電体用銅箔。

【請求項7】

前記金属膜は、前記負極集電体用銅箔の断面視において、
前記負極集電体用銅箔の厚みＴに対する前記金属膜の厚みＳの比（Ｓ／Ｔ）が、０．０５～０．３となるように凸状に形成されている、請求項３または４に記載の負極集電体用銅箔。

【請求項8】

前記金属膜が形成された部分は、タブ形成に用いられる、請求項３または４に記載の負極集電体用銅箔。

【請求項9】

所定の領域に負極活物質層を形成して負極を構築するのに用いられる負極集電体用銅箔の製造方法であって、以下の工程：
銅箔を用意する用意工程；および
前記銅箔の少なくとも片面における周縁の一部に、１μｍ以上の波長のレーザー吸収率が銅よりも高い金属種からなる金属膜を形成する形成工程、ここで前記金属膜は、前記負極活物質層が形成される領域とは重ならないように若しくは該領域の一部分のみと重なるように形成される；
を含む、負極集電体用銅箔の製造方法。

【請求項10】

所定の領域に負極活物質層を形成して負極を構築するのに用いられる負極集電体用銅箔の製造方法であって、以下の工程：
銅箔を用意する用意工程；および
前記銅箔の片面または両面の周縁にのみ、１μｍ以上の波長のレーザー吸収率が銅よりも高い金属種からなる金属膜を形成する形成工程；
を含む、負極集電体用銅箔の製造方法。

【請求項11】

請求項１または２に記載の負極を備えた電池。

【請求項12】

負極集電体用銅箔の所定の領域に負極活物質層を形成して負極を製造する方法であって、以下の工程：
銅箔を用意する工程；および
前記銅箔の少なくとも片面における周縁の一部に、１μｍ以上の波長のレーザー吸収率が銅よりも高い金属種からなる金属膜を形成する工程；
前記金属膜が形成された部分を含む前記周縁の一部に負極タブを形成する工程、ここで該負極タブの形成は、波長１μｍ以上のレーザー照射によって行われる；
を含む、負極製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、負極および該負極を備えた電池に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、リチウムイオン二次電池等の電池は、パソコン、携帯端末等のポータブル電源や、電気自動車（ＢＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）等の車両駆動用電源などに好適に用いられている。かかる電池の負極においては、典型的には、銅からなる負極集電体が用いられている。例えば、下記特許文献１および２には、かかる負極集電体が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－０２２３０６号公報

【文献】特開２００９－１１７２６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、この種の負極集電体としては、集電用のタブが形成された構成が知られている。かかるタブの形成は、例えばレーザー加工によって行われる。そして、かかるレーザー加工には、一般的に１μｍ以上の波長のレーザーが用いられる。一方、本発明者の検討によると、例えば銅からなる負極集電体は、１μｍ以上の波長においてレーザー吸収率が低く加工性が不十分となる傾向にあり、これによって、レーザー加工時にバリが生じ得ることが分かった。そして、例えばかかるバリが剥離した場合、異物として電池に混入し得るため、電池の不具合が生じる原因となり得るため好ましくない。

【0005】

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、その主な目的は、信頼性が好適に向上された電池を得るための技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

かかる目的を実現するべく、本開示は、負極集電体用銅箔であって、上記負極集電体用銅箔の少なくとも片面における周縁の一部には、１μｍ以上の波長のレーザー吸収率が銅よりも高い金属種からなる金属膜が形成されている負極集電体用銅箔が提供される。かかる構成の負極集電体用銅箔によると、レーザー加工時のタブの加工性を好適に向上させることができる。これによって、レーザー加工時のバリの生成が好適に抑制されるため、信頼性の高い負極（および該負極を備えた電池）を得ることができる。

【0007】

ここで開示される負極集電体用銅箔の好適な一態様では、上記金属膜は、上記負極集電体用銅箔の両面における周縁の一部に形成されている。かかる構成によると、タブ形成時の作業効率が向上し得るため、好ましい。

【0008】

ここで開示される負極集電体用銅箔の好適な一態様では、上記金属膜は、アルミニウム、ニッケル、およびモリブデンからなる群から選択される少なくとも１種から構成されている。かかる金属種は、１μｍ以上の波長のレーザー吸収率が銅よりも高く、かつ、汎用性が高いため、ここで開示される技術に好ましく用いることができる。

【0009】

ここで開示される負極集電体用銅箔の一態様では、上記金属膜の幅は５ｍｍ以上である。

【0010】

ここで開示される負極集電体用銅箔の好適な一態様では、上記金属膜は、上記負極集電体用銅箔の断面視において、上記負極集電体用銅箔の厚みＴに対する上記金属膜の厚みＳの比（Ｓ／Ｔ）が、０．０５～０．３となるように凸状に形成されている。上記比（Ｓ／Ｔ）を上記範囲内とすることによって、タブの加工性をより好適に向上させることができる。

【0011】

ここで開示される負極集電体用銅箔の一態様では、上記金属膜が形成された部分は、タブ形成に用いることができる。

【0012】

また、他の側面として、本開示は、ここで開示される負極集電体用銅箔の製造方法を提供する。かかる負極集電体用銅箔の製造方法は、以下の工程：銅箔を用意する用意工程；および上記銅箔の少なくとも片面における周縁の一部に、１μｍ以上の波長のレーザー吸収率が銅よりも高い金属種からなる金属膜を形成する形成工程；を含む。かかる製造方法によると、レーザー加工時のタブの加工性を好適に向上させることができる負極集電体用銅箔を得ることができる。

【0013】

また、他の側面として、本開示は、負極を提供する。かかる負極は、銅からなる負極集電体と、該負極集電体の上に形成された負極活物質層と、を備えた負極であって、上記負極集電体の周縁の一部には、タブが存在しており、上記タブの少なくとも片面には、１μｍ以上の波長のレーザー吸収率が銅よりも高い金属種からなる金属膜が形成されている。

【0014】

ここで開示される負極の一態様では、上記金属膜は、前記タブの両面に形成されている。また、ここで開示される負極の一態様では、上記金属膜は、アルミニウム、ニッケル、およびモリブデンからなる群から選択される少なくとも１種から構成されている。

【0015】

また、他の側面として、ここで開示されるいずれかの負極を備えた電池が提供される。かかる電池は、レーザー加工時のバリの生成が好適に抑制された負極を備えている。したがって、信頼性の高い電池を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】一実施形態に係る電池を模式的に示す斜視図である。

【図2】図１のII－II線に沿う模式的な縦断面図である。

【図3】封口板に取り付けられた電極体群を模式的に示す斜視図である。

【図4】１つの電極体を模式的に示す斜視図である。

【図5】電極体の構成を示す模式図である。

【図6】一実施形態に係る負極集電体用銅箔の製造方法を示すフロー図である。

【図7】図５の電極体が備える負極を作製するための負極集電体用銅箔の構成を示す模式図である。

【図8】図７のＶIII－ＶIII線に沿う模式的な断面図である。

【図9】図５の電極体が備える負極の構成を示す模式図である。

【図10】図９のＸ－Ｘ線に沿う模式的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照しながら、ここで開示される技術のいくつかの好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本開示の実施に必要な事柄（例えば、本開示を特徴付けない電池の一般的な構成および製造プロセス）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本開示は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、以下の説明は、ここで開示される技術を以下の実施形態に限定することを意図したものではない。なお、本明細書において範囲を示す「Ａ～Ｂ」の表記は、Ａ以上Ｂ以下の意と共に、Ａを上回りＢを下回る意を包含するものとする。

【0018】

なお、本明細書において「電池」とは、電気エネルギーを取り出し可能な蓄電デバイス全般を指す用語であって、一次電池と二次電池とを包含する概念である。また、本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充放電が可能な蓄電デバイス全般を指す用語であって、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等のいわゆる蓄電池（化学電池）と、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（物理電池）と、を包含する概念である。

【0019】

＜電池の構成＞
図１は、電池１００の斜視図である。図２は、図１のII－II線に沿う模式的な縦断面図である。なお、以下の説明において、図面中の符号Ｌ、Ｒ、Ｆ、Ｒｒ、Ｕ、Ｄは、左、右、前、後、上、下を表し、図面中の符号Ｘ、Ｙ、Ｚは、電池１００の短辺方向、短辺方向と直交する長辺方向、上下方向を、それぞれ表すものとする。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、電池１００の設置形態を何ら限定するものではない。

【0020】

図２に示すように、電池１００は、電池ケース１０と、電極体群２０と、正極端子３０と、負極端子４０と、正極集電部５０と、負極集電部６０と、非水電解液（図示せず）と、を備えている。電池１００は、ここではリチウムイオン二次電池である。

【0021】

電池ケース１０は、電極体群２０および非水電解液を収容する筐体である。電池ケース１０は、ここでは扁平かつ有底の直方体形状（角形）の外形を有する。ただし、電池ケース１０は、円筒形状や袋状等であってもよい。電池ケース１０の材質は、従来から使用されているものと同じでよく、特に制限はない。電池ケース１０は、金属製であることが好ましく、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金等からなることがより好ましい。電池ケース１０は、アルミニウムを含む金属層と、樹脂を含む融着層と、を有するアルミラミネートフィルムであってもよい。図２に示すように、電池ケース１０は、開口１２ｈを有する外装体１２と、開口１２ｈを封口する封口板（蓋体）１４と、を備えている。電池ケース１０は、本実施形態のように、開口１２ｈを有する外装体１２と、開口１２ｈを封口する封口板１４と、を備えることが好ましい。

【0022】

外装体１２は、図１に示すように、底壁１２ａと、底壁１２ａから延び相互に対向する一対の長側壁１２ｂと、底壁１２ａから延び相互に対向する一対の短側壁１２ｃと、を備えている。底壁１２ａは、略矩形状である。底壁１２ａは、開口１２ｈと対向している。短側壁１２ｃの面積は、長側壁１２ｂの面積よりも小さい。封口板１４は、外装体１２の開口１２ｈを塞ぐように外装体１２に取り付けられている。封口板１４は、外装体１２の底壁１２ａと対向している。封口板１４は、平面視において略矩形状である。電池ケース１０は、外装体１２の開口１２ｈの周縁に封口板１４が接合（例えば溶接接合）されることによって、一体化されている。電池ケース１０は、気密に封止（密閉）されている。

【0023】

図２に示すように、封口板１４には、注液孔１５と、排出弁１７と、２つの端子引出孔１８、１９と、が設けられている。注液孔１５は、外装体１２に封口板１４を組み付けた後、非水電解液を注液するためのものである。注液孔１５は、封止部材１６により封止されている。排出弁１７は、電池ケース１０内の圧力が所定値以上になったときに破断して、電池ケース１０内のガスを外部に排出するように構成されている。端子引出孔１８、１９は、封口板１４の方向Ｙの両端部にそれぞれ形成されている。端子引出孔１８、１９は、封口板１４を上下方向Ｚに貫通している。端子引出孔１８、１９は、それぞれ、封口板１４に取り付けられる前の（かしめ加工前の）の正極端子３０および負極端子４０を挿通可能な大きさの内径を有する。

【0024】

非水電解液は従来と同様でよく、特に制限はない。非水電解液は、非水溶媒と支持塩（電解質塩）とを含有する。非水電解液は、必要に応じてさらに添加剤を含んでもよい。非水溶媒は、例えば、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等のカーボネート類を含む。非水溶媒は、カーボネート類を含むことが好ましい。特に、環状カーボネートおよび鎖状カーボネートを含むことが好ましい。支持塩は、例えば、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）等のフッ素含有リチウム塩である。

【0025】

正極端子３０は、封口板１４の方向Ｙの一方側の端部（図１、図２の左端部）に配置されている。負極端子４０は、封口板１４の方向Ｙの他方側の端部（図１、図２の右端部）に配置されている。図２に示すように、正極端子３０および負極端子４０は、端子引出孔１８、１９を挿通して封口板１４の内部から外部へと延びている。正極端子３０および負極端子４０は、封口板１４に固定されている。正極端子３０および負極端子４０は、ここでは、かしめ加工により、封口板１４の端子引出孔１８、１９を囲む周縁部分に、かしめられている。正極端子３０および負極端子４０の外装体１２の側の端部（図２の下端部）には、かしめ部３０ｃ、４０ｃが形成されている。

【0026】

図２に示すように、正極端子３０は、外装体１２の内部で、正極集電部５０を介して電極体群２０の正極２２（図５参照）と電気的に接続されている。負極端子４０は、外装体１２の内部で、負極集電部６０を介して電極体群２０の負極２４（図５参照）と電気的に接続されている。正極端子３０は、内部絶縁部材８０およびガスケット９０によって封口板１４と絶縁されている。負極端子４０は、内部絶縁部材８０およびガスケット９０によって封口板１４と絶縁されている。

【0027】

封口板１４の外側の面には、板状の正極外部導電部材３２および負極外部導電部材４２が取り付けられている。正極外部導電部材３２は、正極端子３０と電気的に接続されている。負極外部導電部材４２は、負極端子４０と電気的に接続されている。正極外部導電部材３２および負極外部導電部材４２は、複数の電池１００を相互に電気的に接続する際に、バスバーが付設される部材である。正極外部導電部材３２および負極外部導電部材４２は、外部絶縁部材９２によって封口板１４と絶縁されている。

【0028】

図３は、封口板１４に取り付けられた電極体群２０を模式的に示す斜視図である。電極体群２０は、複数の電極体を有する。電極体群２０は、ここでは３つの電極体２０ａ、２０ｂ、２０ｃを有する。ただし、１つの外装体１２の内部に配置される電極体の数は特に限定されず、例えば１つであってもよいし、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。電極体２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、ここでは並列に電気的に接続されている。電極体２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、短辺方向Ｘに並んで配置されている。電極体２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、それぞれ外形が扁平形状である。電極体２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、ここでは、それぞれ捲回電極体である。電極体２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、それぞれ捲回軸ＷＬ（図５参照）が方向Ｙと略平行になる向きで、電池ケース１０の内部に配置されている。電極体２０ａの捲回軸ＷＬと直交する端面（言い換えれば、正極２２と負極２４とが積層された積層面）は、短側壁１２ｃと対向している。

【0029】

図４は、電極体２０ａを模式的に示す斜視図である。なお、以下では電極体２０ａを例として詳しく説明するが、電極体２０ｂ、２０ｃについても同様の構成とすることができる。電極体２０ａは、一対の湾曲部（Ｒ部）２０ｒと、一対の湾曲部２０ｒを連結する平坦部２０ｆと、を有している。一方（図４の上側）の湾曲部２０ｒは、封口板１４と対向し、他方（図４の下側）の湾曲部２０ｒは、外装体１２の底壁１２ａと対向している。平坦部２０ｆは、外装体１２の長側壁１２ｂと対向している。短辺方向Ｘに隣り合う電極体２０ａ、２０ｂ、２０ｃでは、平坦部２０ｆ同士が対向している。

【0030】

図５は、電極体２０ａの構成を示す模式図である。電極体２０ａは、正極２２と、負極２４と、セパレータ２６と、を有する。電極体２０ａは、ここでは、帯状の正極２２と、帯状の負極２４とが、帯状のセパレータ２６を介して積層され、捲回軸ＷＬを中心として捲回されて構成されている。なお、捲回軸ＷＬ方向は、方向Ｙと略平行の向きである。ただし、他の実施形態において、電極体２０ａは、複数枚の方形状（例えば矩形状）の正極と、複数枚の方形状（例えば矩形状）の負極とが、絶縁された状態で積み重ねられてなる積層型電極体であってもよい。

【0031】

正極２２は従来と同様でよく、特に制限はない。正極２２は、図５に示すように、正極集電体２２ｃと、正極集電体２２ｃの少なくとも一方の表面上に固着された正極活物質層２２ａおよび正極保護層２２ｐと、を有する。ただし、正極保護層２２ｐは必須ではなく、他の実施形態において省略することもできる。正極集電体２２ｃは、帯状である。正極集電体２２ｃは、金属製であることが好ましく、金属箔からなることがより好ましい。正極集電体２２ｃは、ここではアルミニウム箔である。

【0032】

正極集電体２２ｃの方向Ｙの一方の端部（図５の左端部）には、複数の正極タブ２２ｔが設けられている。複数の正極タブ２２ｔは、方向Ｙの一方側（図５の左側）に向かって突出している。複数の正極タブ２２ｔは、セパレータ２６よりも方向Ｙに突出している。正極タブ２２ｔは、ここでは正極集電体２２ｃの一部であり、金属箔（アルミニウム箔）からなっている。正極タブ２２ｔは、正極集電体２２ｃの正極活物質層２２ａおよび正極保護層２２ｐが形成されていない部分（集電体露出部）を有する。図２～図４に示すように、複数の正極タブ２２ｔは方向Ｙの一方の端部（図２～図４の左端部）で積層され、正極タブ群２３を構成している。正極タブ群２３は、正極集電部５０を介して正極端子３０と電気的に接続されている。正極タブ群２３には、後述する正極第２集電部５２が付設されている。

【0033】

正極活物質層２２ａは、図５に示すように、正極集電体２２ｃの長手方向に沿って、帯状に設けられている。正極活物質層２２ａは、電荷担体を可逆的に吸蔵および放出可能な正極活物質を含んでいる。正極活物質としては、リチウム遷移金属複合酸化物を含むことが好ましい。具体例として、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、リチウムニッケルマンガン複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物等が挙げられる。正極活物質層２２ａは、正極活物質以外の任意成分、例えば、バインダ、導電材、各種添加成分等を含んでいてもよい。バインダとしては、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等を使用し得る。導電材としては、例えばアセチレンブラック（ＡＢ）等の炭素材料を使用し得る。

【0034】

正極保護層２２ｐは、図５に示すように、方向Ｙにおいて正極集電体２２ｃと正極活物質層２２ａとの境界部分に設けられている。正極保護層２２ｐは、正極活物質層２２ａに沿って、帯状に設けられている。正極保護層２２ｐは、無機フィラー（例えば、アルミナ）を含んでいる。正極保護層２２ｐは、無機フィラー以外の任意成分、例えば、導電材、バインダ、各種添加成分等を含んでいてもよい。導電材およびバインダは、正極活物質層２２ａに含み得るとして例示したものと同じであってもよい。

【0035】

続いて、本実施形態に係る負極２４について説明する。図９は、電極体２０ａが備える負極２４の構成を示す模式図である。図１０は、図９の負極のＸ－Ｘ線に沿う模式的な断面図である。図９が示すように、負極２４は、ここでは銅からなる帯状の負極集電体２４ｃと、該負極集電体２４ｃの上に形成された負極活物質層２４ａとを備えている。ここで、「銅からなる」とは、負極集電体２４ｃを構成する成分の全質量を１００質量％としたとき、例えば銅（Ｃｕ）を９０質量％以上、９５質量％以上、あるいは９９質量％以上、９９．５質量％以上（１００質量％であってもよい）含む態様を意味し得る。銅以外の成分としては、例えばニッケル（Ｎｉ）等の他の金属成分が挙げられる。

【0036】

図９に示すように、負極集電体２４ｃは、その周縁（ここでは、一対の短辺および一対の長辺を示す）の一部に、負極タブ２４ｔを有している。負極集電体２４ｃは、その長辺方向（図９のＺ方向）に沿って間欠的に形成された複数の負極タブ２４ｔを備えている。負極集電体２４ｃの方向Ｙの一方の端部（図５の右端部）には、複数の負極タブ２４ｔが設けられている。複数の負極タブ２４ｔは、方向Ｙの一方側（図５の右側）に向かって突出している。複数の負極タブ２４ｔは、セパレータ２６よりも方向Ｙに突出している。複数の負極タブ２４ｔは、セパレータ２６よりも方向Ｙに突出している。負極タブ２４ｔは、ここでは負極集電体２４ｃの一部であり、金属箔（銅箔）からなっている。図２～図４に示すように、複数の負極タブ２４ｔは方向Ｙの一方の端部（図２～図４の右端部）で積層され、負極タブ群２５を構成している。負極タブ群２５は、方向Ｙにおいて正極タブ群２３と対称的な位置に設けられている。負極タブ群２５は、負極集電部６０を介して負極端子４０と電気的に接続されている。負極タブ群２５には、後述する負極第２集電部６２が付設されている。

【0037】

図１０に示すように、負極タブ２４ｔの少なくとも片面（ここでは、両面）には、金属膜２７が形成されている。また、金属膜２７は、１μｍ以上の波長のレーザー吸収率が銅よりも高い金属種から構成されている。ここで、「金属種から構成されている」とは、金属膜２７を構成する成分の全質量を１００質量％としたとき、例えば金属種を９０質量％以上、９５質量％以上、あるいは９９質量％以上、９９．５質量％以上（１００質量％であってもよい）含む態様を意味し得る。かかる金属種の一例としては、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、炭素銅等が挙げられる。金属膜２７を構成する金属種としては、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、汎用性が高いという観点から、金属膜２７を構成する金属種が、アルミニウム、ニッケル、およびモリブデンのうちの少なくとも１種を含む場合が好ましい。なお、上述したレーザー吸収率は、例えば分光光度計を用いて測定した値を意味し得る。かかる分光光度計としては、市販のものを用いることができ、測定条件は、カタログに準じて決定することができる。上述したように、本実施形態では、負極タブ２４ｔの両面に金属膜２７が形成されている。ただし、他の実施形態では、金属膜２７は負極タブ２４ｔの片面のみに形成されていてもよい。そして、図９に示すように、本実施形態では、負極タブ２４ｔの一部分に金属膜２７が形成されている（換言すると、負極タブ２４ｔは、金属膜２７および負極活物質層２４ａを含んでいる）。ただし、他の実施形態では、金属膜２７は負極タブ２４ｔの全面に形成されていてもよい。

【0038】

図９に示すように、負極タブ２４ｔの突出方向（図９のＹ方向）における幅をＱ、金属膜２７の該突出方向における幅をＲとしたとき、幅Ｑに対する幅Ｒの比（Ｒ／Ｑ）は、概ね０．２～１．０（例えば０．５～０．８）の範囲内とすることができる。ただし、これらに限られるものではない。

【0039】

図９に示すように、負極活物質層２４ａは、負極集電体２４ｃの長辺方向（図９のＺ方向）に沿って帯状に設けられている。負極活物質層２４ａは、電荷担体を可逆的に吸蔵および放出可能な負極活物質を含んでいる。負極活物質としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、ハードカーボン、ソフトカーボン、非晶質炭素等の炭素材料や、シリコン系材料、およびそれらの混合体が挙げられる。負極活物質は、黒鉛を含むことが好ましい。また、図１０に示すように、負極活物質層２４ａは、ここでは金属膜２７の一部分と重なるように形成されている。ただし、他の実施形態においては、負極活物質層２４ａは金属膜２７と重ならないように形成されていてもよい。

【0040】

図１０に示すように、負極活物質層２４ａの厚みをＵ、金属膜２７の厚みをＳとしたとき、厚みＵに対する厚みＳの比（Ｓ／Ｕ）は、概ね０．００１～１．０（好ましくは０．００５～０．０５）とすることができる。ただし、これらに限られるものではない。

【0041】

負極活物質層２４ａは、負極活物質以外の任意成分、例えば、バインダ、増粘剤、分散剤、導電材、各種添加成分等を含んでいてもよい。負極活物質層２４ａは、バインダを含むことが好ましい。バインダとしては、例えばスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のゴム類や、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）等のアクリル系樹脂、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等のセルロール類を使用し得る。なお、ＣＭＣは、増粘剤や分散剤等としても使用し得る。

【0042】

図５に戻り、セパレータ２６は、正極２２と負極２４との間に配置されている。セパレータ２６は、正極２２の正極活物質層２２ａと、負極２４の負極活物質層２４ａと、を絶縁する部材である。セパレータ２６としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン樹脂からなる樹脂製の多孔性シートが好適である。セパレータ２６は、樹脂製の多孔性シートからなる基材層と、基材層の少なくとも一方の表面上に形成され、バインダを含む接着層と、を有していてもよい。この場合、セパレータ２６は、接着層を介して正極２２および負極２４の少なくとも一方と接着されていることが好ましい。

【0043】

図２に示すように、正極集電部５０は、複数の正極タブ２２ｔからなる正極タブ群２３と、正極端子３０とを電気的に接続する導通経路を構成している。正極集電部５０は、正極第１集電部５１と、正極第２集電部５２と、を備えている。正極第１集電部５１および正極第２集電部５２は、正極集電体２２ｃと同じ金属種、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス鋼等の導電性金属からなっていてもよい。

【0044】

正極第１集電部５１は、封口板１４の内側の面に取り付けられている。正極第１集電部５１は、ここでは、かしめ加工によって封口板１４に固定されている。正極第１集電部５１は、封口板１４の内側の表面に沿って水平に広がる第１領域と、第１領域の長辺方向Ｙの一方の端（図２の左端）から外装体１２の短側壁１２ｃに向かって延びる第２領域と、を有する。第１領域において、封口板１４の端子引出孔１８に対応する位置には、上下方向Ｚに貫通した貫通孔（図示せず）が形成されている。第１領域は、かしめ加工により、正極端子３０と電気的に接続されている。第１領域は、内部絶縁部材８０によって封口板１４と絶縁されている。第２領域は、上下方向Ｚに沿って延びている。

【0045】

正極第２集電部５２は、外装体１２の短側壁１２ｃに沿って延びている。図３および図４に示すように、正極第２集電部５２は、電極体２０ａに付設されている。正極第２集電部５２は、正極第１集電部５１の第２領域と電気的に接続される集電板接続部５２ａと、正極タブ群２３に付設され、複数の正極タブ２２ｔと電気的に接続されるタブ接合部５２ｃと、集電板接続部５２ａとタブ接合部５２ｃとを連結する連結部５２ｂと、を有する。

【0046】

集電板接続部５２ａは、上下方向Ｚに沿って延びている。集電板接続部５２ａには、その周囲よりも厚みが薄い凹部５２ｄが設けられている。凹部５２ｄには、短辺方向Ｘに貫通した貫通孔５２ｅが設けられている。貫通孔５２ｅには、正極第１集電部５１との接合部が形成されている。接合部は、例えば、超音波溶接、抵抗溶接、レーザー溶接等の溶接によって形成された溶接接合部である。タブ接合部５２ｃは、上下方向Ｚに沿って延びている。タブ接合部５２ｃには、正極タブ群２３との接合部が形成されている。接合部は、例えば、複数の正極タブ２２ｔを重ねた状態で、超音波溶接、抵抗溶接、レーザー溶接等の溶接によって形成された溶接接合部である。

【0047】

図２に示すように、負極集電部６０は、複数の負極タブ２４ｔからなる負極タブ群２５と、負極端子４０と、を電気的に接続する導通経路を構成している。負極集電部６０は、負極第１集電部６１と、負極第２集電部６２と、を備えている。負極第１集電部６１および負極第２集電部６２は、負極集電体２４ｃと同じ金属種、例えば銅、銅合金、ニッケル、ステンレス鋼等の導電性金属からなっていてもよい。負極第１集電部６１および負極第２集電部６２の構成は、正極集電部５０の正極第１集電部５１および正極第２集電部５２と同等であってよい。

【0048】

負極第２集電部６２は、図４に示すように、負極第１集電部６１と電気的に接続される集電板接続部６２ａと、負極タブ群２５に付設され、複数の負極タブ２４ｔと電気的に接続されるタブ接合部６２ｃと、集電板接続部６２ａとタブ接合部６２ｃとを連結する連結部６２ｂと、を有する。集電板接続部６２ａは、タブ接合部６２ｃと連結される凹部６２ｄを有する。凹部６２ｄには、短辺方向Ｘに貫通した貫通孔６２ｅが設けられている。

【0049】

＜電池の製造方法＞
続いて、電池１００の製造方法の一例について説明する。なお、電池１００の製造方法は、負極２４の製造方法に特徴を有する。そして、負極２４の製造以外に関しては、この種の電池の従来公知の製造方法に従って実施することができる。以下、負極２４の製造方法の一例について説明する。

【0050】

本実施形態に係る負極２４の製造方法は、大まかにいって、負極集電体用銅箔２４Ｃの作製、負極活物質層２４ａの形成、および負極タブ２４ｔの形成を包含する。以下、各工程について説明する。

【0051】

はじめに、負極集電体用銅箔２４Ｃの作製について説明する。ここで、図６は、本実施形態に係る負極集電体用銅箔２４Ｃの製造方法を示すフロー図である。図７は、負極集電体用銅箔２４Ｃの構成を示す模式図である。図８は、図７に示す負極集電体用銅箔２４ＣのＶIII－ＶIII線の沿う模式的な断面図である。図６に示すように、銅箔２４Ａを用意する（用意工程：ステップＳ１）。本実施形態では、帯状の銅箔２４Ａを用意する。続いて、かかる銅箔２４Ａの少なくとも片面（ここでは、両面）における周縁（ここでは、一対の短辺および一対の長辺を示す）の一部に、１μｍ以上の波長のレーザー吸収率が銅よりも高い金属種から構成された金属膜２７を形成する（形成工程；ステップＳ２）。金属膜２７は、上述したような金属種から構成されている。金属膜２７の形成方法としては、例えば、電気めっき法、溶融めっき法、無電解めっき法等のめっき法、スパッタ法、蒸着法等が挙げられる。これら各種の方法は、従来公知の方法に従って実施することができる。このようにして、銅箔２４Ａの少なくともは片面における周縁の一部（ここでは、一対の長辺のうち一方の長辺側）に、１μｍ以上の波長のレーザー吸収率が銅よりも高い金属種からなる金属膜２７が形成されている負極集電体用銅箔２４Ｃを作製することができる。かかる構成の負極集電体用銅箔２４Ｃによると、レーザー加工時のタブの加工性を好適に向上させることができる（換言すると、負極集電体用銅箔２４Ｃは、負極タブ２４ｔの形成に好適に用いることができる）。これによって、レーザー加工時のバリの生成が好適に抑制されるため、信頼性の高い負極２４（および該負極２４を備えた電池１００）を得ることができる。

【0052】

図７に示すように、本実施形態では、負極集電体用銅箔２４Ｃの両面における、一対の長辺のうち一方の長辺側に、金属膜２７が形成されている。かかる構成によると、負極タブ２４ｔの形成時の作業効率が向上し得るため好ましい。あるいは、金属膜２７は、負極集電体用銅箔２４Ｃの一対の長辺の縁部に形成されていてもよい。この場合、銅箔２４Ａの真ん中をカッター等によって切断することで、２枚の負極集電体用銅箔２４Ｃを得ることができる。また、他の実施形態では、負極集電体用銅箔２４Ｃの片面のみに金属膜２７が形成されていてもよい。また、他の実施形態では、金属膜２７は銅箔２４Ａの短辺の縁部に形成されていてもよい。また、図８に示すように、金属膜２７は銅箔２４Ａに対して凸状になるように形成されている。一態様において、金属膜２７の厚みをＳ、銅箔２４Ａの厚みをＴとしたとき、厚みＴに対する厚みＳの比（Ｓ／Ｔ）は、例えば０．０１～１．０とすることができ、負極タブ２４ｔの加工性をより好適に向上させるという観点から、好ましくは０．０２～０．５、より好ましくは０．０５～０．３であり得る。また、図７に示すように、負極集電体用銅箔２４Ｃが備える金属膜２７の方向Ｙにおける幅をＰとしたとき、幅Ｐは例えば５ｍｍ以上であってもよいし、１０ｍｍ以上、２０ｍｍ以上、３０ｍｍ以上、４０ｍｍ以上であってもよい。

【0053】

次に、上記のとおり作製した負極集電体用銅箔２４Ｃの少なくとも片面（ここでは、両面）に、負極活物質層２４ａを形成する。負極活物質層２４ａの形成は、例えば負極集電体用銅箔２４Ｃの所望の領域に負極活物質層形成用スラリーを塗工し、乾燥することによって実施することができる。本実施形態では、図１０に示すように、負極集電体用銅箔２４Ｃの両面に負極活物質層２４ａが形成されている。また、本実施形態では、その一部分が金属膜２７に重なるようにして、負極活物質層２４ａを形成する。ただし、他の実施形態では、金属膜２７および負極活物質層２４ａが重ならないように形成されていてもよい。

【0054】

続いて、負極集電体用銅箔２４Ｃの金属膜２７が形成された部分を含む領域において、負極集電体用銅箔２４Ｃの長辺方向（図７のＺ方向）に沿って複数の負極タブ２４ｔを形成する。負極タブ２４ｔの形成は、レーザー照射等によって実施することができる。負極集電体用銅箔２４Ｃは、特に波長が１μｍ以上であるレーザー（例えば、ＹＡＧレーザーやファイバーレーザー）を用いたレーザー照射に用いる対象として好適である。なお、本実施形態では、負極タブ２４ｔの形成にあたり、金属膜２７が形成されている部分に加えて、金属膜２７および負極活物質層２４ａが重なるようにして形成された重なり部分についてもレーザー照射を行っている。かかる重なり部分は金属膜２７ａを含むため、レーザー加工性に優れている。以上のようにして、図９に示す負極２４を作製することができる。

【0055】

電池１００は各種用途に利用可能であるが、例えば、乗用車、トラック等の車両に搭載されるモータ用の動力源（駆動用電源）として好適に用いることができる。車両の種類は特に限定されないが、例えば、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ；Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ；Hybrid Electric Vehicle）、電気自動車（ＢＥＶ；Battery Electric Vehicle）等が挙げられる。

【0056】

以上のとおり、ここで開示される技術の具体的な態様として、以下の各項（ｉｔｅｍ）に記載のものが挙げられる。
項１：銅からなる負極集電体と、該負極集電体の上に形成された負極活物質層と、を備えた負極であって、上記負極集電体の周縁の一部には、タブが存在しており、上記タブの少なくとも片面には、１μｍ以上の波長のレーザー吸収率が銅よりも高い金属種からなる金属膜が形成されている、負極。
項２：上記金属膜は、上記タブの両面に形成されている、項１に記載の負極。
項３：上記金属膜は、アルミニウム、ニッケル、およびモリブデンからなる群から選択される少なくとも１種から構成されている、項１または項２に記載の負極。
項４：負極集電体用銅箔であって、上記負極集電体用銅箔の少なくとも片面における周縁の一部には、１μｍ以上の波長のレーザー吸収率が銅よりも高い金属種からなる金属膜が形成されている、負極集電体用銅箔。
項５：上記金属膜は、上記負極集電体用銅箔の両面における周縁の一部に形成されている、項４に記載の負極集電体用銅箔。
項６：上記金属膜は、アルミニウム、ニッケル、およびモリブデンからなる群から選択される少なくとも１種から構成されている、項４または項５に記載の負極集電体用銅箔。
項７：上記金属膜の幅は５ｍｍ以上である、項４～項６のいずれか一つに記載の負極集電体用銅箔。
項８：上記金属膜は、上記負極集電体用銅箔の断面視において、上記負極集電体用銅箔の厚みＴに対する上記金属膜の厚みＳの比（Ｓ／Ｔ）が、０．０５～０．３となるように凸状に形成されている、項４～項７のいずれか一つに記載の負極集電体用銅箔。
項９：上記金属膜が形成された部分は、タブ形成に用いられる、項４～項８のいずれか一つに記載の負極集電体用銅箔。
項１０：負極集電体用銅箔の製造方法であって、以下の工程：銅箔を用意する用意工程；および、上記銅箔の少なくとも片面における周縁の一部に、１μｍ以上の波長のレーザー吸収率が銅よりも高い金属種からなる金属膜を形成する形成工程；を含む、負極集電体用銅箔の製造方法。
項１１：項１～項３のいずれか一つに記載の負極を備えた電池。

【0057】

以下、ここで開示される負極に関する試験例について説明するが、本開示をかかる試験例に限定することを意図したものではない。

【0058】

＜例１～５に係る負極集電体用銅箔の作製＞
負極集電体用の銅箔（電解銅箔，縦２００ｍｍ×横２５０ｍｍ×厚み１０μｍ）に対して、電解めっき法によって金属膜（厚み：１．０μｍ）を形成した。ここで、各例に係る金属膜を構成する金属種および金属膜の形成箇所は、表１の該当欄に示すとおりとした。ここで、表１の「端部」とは、銅箔における一対の短辺のうち一方の短辺の端部から６ｍｍの領域を示している。また、金属膜は、銅箔の両面における端部に形成されているものとする。そして、例３に関しては金属膜を形成していないため、「－」と表記している。なお、分光光度計によって測定された１μｍ以上の波長のレーザー吸収率は、ニッケル（Ｎｉ）およびアルミニウム（Ａｌ）は銅（Ｃｕ）よりも高く、銀（Ａｇ）は銅よりも小さいことが分かっている。

【0059】

＜レーザー加工性評価＞
上記のとおり作製した各例に係る負極集電体用銅箔を、その長辺方向に沿ってＹＡＧレーザー（波長：１．０６４μｍ）を走査させることによって切断した。そして、切断面においてバリの発生の有無を確認し、バリが確認された場合はその長さを測定した。バリの発生が確認されなかった、あるいは、確認されたとしてもバリの長さが２００μｍ未満であった場合をレーザー加工性「〇」と評価し、バリの長さが２００μｍ以上であった場合をレーザー加工性「×」と評価した。結果を表１の該当欄に示した。

【0060】

＜例１～５に係る評価用リチウムイオン二次電池の作製＞
（負極板の作製）
負極活物質としての黒鉛と、バインダとしてのスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）と、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）とを、負極活物質：バインダ：増粘剤＝１００：１：１の重量比となるように混合し、溶媒としてイオン交換水を適量加え、負極活物質層形成用スラリーを調製した。この負極活物質層形成用スラリーを、上記のとおり作製した各例に係る負極集電体用銅箔上に目付重量７ｍｇ／ｃｍ^２となるように塗布した。ここで、かかる塗工は、塗工端部１ｍｍが金属膜に重なるように行った。その後、乾燥、ロールプレスを行うことによって負極板を得た。続いて、各例に係る負極板における端部に対して、ＹＡＧレーザー（波長：１．０６４μｍ）を走査させることによって、タブを形成した。このようにして、各例に係る負極板を作製した。

【0061】

（正極板の作製）
正極活物質としてのリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（ＬｉＮｉＣｏＭｎＯ_２）と、導電材としてのアセチレンブラック（ＡＢ）と、バインダとしてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）とを、正極活物質：導電材：バインダ＝１００：１：１となるように混合し、溶媒としてＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）を適量加え、正極活物質層形成用スラリーを調製した。この正極活物質層形成用スラリーを、アルミニウム箔製の正極集電体上に目付重量１０ｍｇ／ｃｍ^２となるように塗布した。その後、乾燥、ロールプレスを行い、正極板を得た。続いて、各例に係る正極板に対して、レーザー走査によってタブを形成した。このようにして、各例に係る正極板を作製した。

【0062】

セパレータとして、ＰＥの単層構造を有する厚み１６μｍの微多孔性ポリエチレンシートを用意した。そして、正極板と、負極板とをセパレータが介在するように積層し、積層型電極体を得た。

【0063】

次に、積層型電極体に集電板を溶接した後、かかる積層型電極体をラミネートフィルムに収容し、非水電解液を注液した。なお、非水電解液としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とをＥＣ：ＥＭＣ：ＤＭＣ＝１：１：１の体積比で含む混合溶媒に、支持塩としてＬｉＰＦ_６を１．０ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解させた。その後、ラミネートフィルムを封止することによって、各例に係る評価用リチウムイオン二次電池（容量：１Ａｈ）を得た。

【0064】

＜初期充電およびエージング処理＞
評価用リチウムイオン二次電池を２５℃環境下で、１Ｃの電流値で４．１Ｖまで定電流充電し、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を満充電（ＳＯＣ１００％）とする初期充電処理を行った。次いで、６０℃で２４時間保持するエージング処理を実施した。なお、ここで「１Ｃ」とは、１時間でＳＯＣを０％から１００％とする電流の大きさのことをいう。

【0065】

＜反応抵抗値の測定＞
上記のとおり作製した各例に係る評価用リチウムイオン二次電池のＳＯＣを５０％に調整後、測定温度を２５℃、測定周波数範囲を０．０１Ｈｚ～１０００００Ｈｚ、電流振幅を０．２Ｃとして、交流インピーダンス測定を行った。そして、Ｃｏｌｅ－Ｃｏｌｅプロットの等価回路フィッティングにより算出される電荷移動抵抗（Ｒｃｔ）を反応抵抗とした。ここで、表１には、例１の反応抵抗比を１としたときの、相対値（反応抵抗比）を示した。

【0066】

【表1】

【0067】

表１に示すように、銅箔の端部に１μｍ以上の波長のレーザー吸収率が銅よりも高い金属種からなる金属膜が形成された例１，２では、金属膜が形成されていない例３や、銅箔の端部に１μｍ以上の波長のレーザー吸収率が銅よりも低い金属種からなる金属膜が形成された例４と比較して、レーザー加工性が向上することが確認された。また、例５では例１と比較して、電池抵抗（反応抵抗比）が増加することが分かった。このように電池抵抗が増加した理由としては、特に限定解釈されることを意図したものではないが、以下が考えられる。即ち、例５のように金属膜が銅箔の全面に形成されている場合、負極活物質層と接する領域にも金属膜が形成されていることになる。そして、１μｍ以上の波長においてレーザー吸収率が銅よりも高い金属は、銅よりも電気伝導性が低いため、電池抵抗が増加したものと考えられ得る。

【0068】

以上、ここに開示される技術の具体例について説明した。しかし、上述の説明は例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、上述の説明にて例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

【符号の説明】

【0069】

２０ 電極体群
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 電極体
２２ 正極
２２ａ 正極活物質層
２２ｃ 正極集電体
２４ 負極
２４ａ 負極活物質層
２４ｃ 負極集電体
２７ 金属膜
１００ 電池

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】