JP2000331673A - ポリマーリチウム二次電池の製造方法 - Google Patents

ポリマーリチウム二次電池の製造方法

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JP2000331673A
JP2000331673A JP11143231A JP14323199A JP2000331673A JP 2000331673 A JP2000331673 A JP 2000331673A JP 11143231 A JP11143231 A JP 11143231A JP 14323199 A JP14323199 A JP 14323199A JP 2000331673 A JP2000331673 A JP 2000331673A
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positive electrode
aqueous electrolyte
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Koji Kano
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 正負極のうち少なくとも一方の電極を非水電
解液を保持する機能を有するポリマーおよび活物質を含
むペーストを多孔質基板に塗布する工程を具備する方法
により作製するポリマーリチウム二次電池の製造方法に
おいて、高負荷で放電した際の放電容量を向上すること
が可能なポリマーリチウム二次電池の製造方法を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 正極および負極のうち少なくとも一方の
電極は、非水電解液を保持する機能を有するポリマーお
よび活物質を含むペーストＰをペースト回り込み防止シ
ートの上面に配置された多孔質基板に塗布する工程を具
備する方法により作製されることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリマーリチウム
二次電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の発達にともない、小型
で軽量、かつエネルギー密度が高く、更に繰り返し充放
電が可能な非水電解液二次電池の開発が要望されてい
る。このような二次電池としては、リチウムまたはリチ
ウム合金を活物質とする負極と、モリブデン、バナジウ
ム、チタンあるいはニオブなどの酸化物、硫化物もしく
はセレン化物を活物質として含む正極と、非水電解液と
を具備したリチウム二次電池が知られている。
【０００３】また、最近では負極に例えばコークス、黒
鉛、炭素繊維、樹脂焼成体、熱分解気相炭素のようなリ
チウムイオンを吸蔵放出する炭素質材料を含むものを用
い、正極としてリチウムコバルト酸化物やリチウムマン
ガン酸化物を含むものを用いるリチウムイオン二次電池
の開発、商品化が活発に行われている。
【０００４】一方、二次電池のさらなる軽量化及び小型
化を目的として、例えば米国特許公報第５，２９６，３
１８号に開示されているように、ポリマーリチウム二次
電池が開発されている。ポリマーリチウム二次電池は、
以下に説明する方法で製造される。すなわち、非水電解
液を保持する機能を有するポリマー及び活物質を含む非
水電解液未含浸の正極層が導電性基板に担持された構造
の正極と、非水電解液を保持する機能を有するポリマー
及び活物質を含む非水電解液未含浸の負極層が導電性基
板に担持された構造の負極と、非水電解液を保持する機
能を有するポリマーを含むセパレータとを作製する。得
られた正負極の間にセパレータを配置し、例えば加熱加
圧により一体化し、積層物を得る。次いで、積層物中の
可塑剤を除去する操作を必要に応じて行った後、非水電
解液を含浸させ、外装材により密封することにより二次
電池が得られる。
【０００５】このポリマーリチウム二次電池は、非水電
解液がポリマーに保持されていることから実質的に液体
成分を含まず、かつ正負極及びセパレータが一体化され
ているため、外装材にラミネートフィルムのような簡易
なものを用いることができる。このため、前記二次電池
は、薄形、軽量で、かつ安全性に優れるという特長を有
する。
【０００６】ところで、前記二次電池の非水電解液未含
浸の正負極は、（ａ）非水電解液を保持する機能を有す
るポリマー及び活物質を含むペーストを導電性基板に塗
布し、これをスリットに通過させることにより塗布厚さ
を調節した後、乾燥させ、加熱加圧を施すことにより作
製されるか、あるいは（ｂ）非水電解液を保持する機能
を有するポリマーおよび活物質を含むペーストを製膜し
て得られたシートを導電性基板に積層し、これらに加熱
加圧を施すことにより作製される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法で正極または負極を作製するポリマーリチウム
二次電池において、積層物への電解液浸透速度を高める
ために正極および負極のうち少なくとも一方極の導電性
基板としてエキスパンドメタルのような多孔質構造を有
するものを用いると、以下に説明するような問題点が生
じる。
【０００８】すなわち、前述した（ａ）の方法により非
水電解液未含浸の正極または負極を作製すると、ペース
トを多孔質基板に塗布した際にペーストが多孔質基板中
の孔を伝って反対側の面に回り込み、塗布面のペースト
厚さがその分薄くなるため、ペースト塗布厚さにむらが
生じる。その結果、正極または負極の活物質充填密度が
不均一になるため、高負荷で放電した際に電池反応が極
所的に生じて高い放電容量を得られなくなる。
【０００９】一方、前述した（ｂ）の方法により非水電
解液未含浸の正極または負極を作製すると、シートと多
孔質基板とを均一に密着させることが困難であるため、
高負荷放電特性のみならず、サイクル寿命が低下する。
【００１０】本発明は、正負極のうち少なくとも一方の
電極を非水電解液を保持する機能を有するポリマーおよ
び活物質を含むペーストを多孔質基板に塗布する工程を
具備する方法により作製するポリマーリチウム二次電池
の製造方法において、高負荷で放電した際の放電容量を
向上することが可能なポリマーリチウム二次電池の製造
方法を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係るポリマーリ
チウム二次電池の製造方法は、正極および負極のうち少
なくとも一方の電極は、非水電解液を保持する機能を有
するポリマーおよび活物質を含むペーストをペースト回
り込み防止シートの上面に配置された多孔質基板に塗布
する工程を具備する方法により作製されることを特徴と
するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るポリマーリチ
ウム二次電池の製造方法を図１〜図３を参照して説明す
る。
【００１３】図１は本発明に係るポリマーリチウム二次
電池の製造方法における塗布・乾燥工程を示す側面図、
図２は図１のＡ部を示す拡大断面図、図３は図１のＢ部
を示す拡大断面図である。
【００１４】（第１工程）非水電解液未含浸の正極、負
極およびセパレータを作製する。
【００１５】非水電解液未含浸の正極および負極は、以
下に説明する方法で作製される。
【００１６】（１）非水電解液を保持する機能を有する
ポリマーおよび活物質を含むペーストをペースト回り込
み防止シートの上面に配置された多孔質基板に塗布した
後、乾燥させる。
【００１７】まず、この工程で用いられる乾燥炉付きの
塗工装置を説明する。
【００１８】図１に示すように、塗工手段としてのナイ
フコーターは、バックロール１と、前記バックロール１
の上方に配置され、上下動することにより前記バックロ
ール１とのギャップが調整されるドクターブレード２
と、巻きだし側フリーローラ３と、巻き取り側フリーロ
ーラ４とを備える。また、前記ナイフコーターは、巻き
取り側駆動部で走行速度を調整するようになっている。
ペースト収容容器５は、前記バックロール１の手前に前
記バックロール１と近接するように配置されている。乾
燥炉６は、前記バックロール１と前記巻き取り側フリー
ローラ４との間に配置されている。
【００１９】このような装置を用いての塗布及び乾燥工
程を説明する。
【００２０】ペースト収容容器５にペーストＰを供給す
ると共に、図２に示すようにペースト回り込み防止シー
ト７上面に多孔質基板８が密接に配置されたものからな
る帯状積層物９を巻きだし側ローラ３からバックロール
１に搬送する。帯状積層物９が前記ペースト収容容器５
まで搬送されると、前記帯状積層物９の多孔質基板８上
に前記ペーストＰが付着する。ペーストＰは、流動性を
有するために前記多孔質基板８の貫通孔１０に流れ込む
ものの、前記多孔質基板８の下面に密接に配置されたペ
ースト回り込み防止シート７で堰き止められるため、ペ
ーストＰが前記多孔質基板８の下面に付着するのが防止
される。ペーストＰが付着した帯状積層物９がバックロ
ール１とドクターブレード２とにより形成されたスリッ
トを通過すると、図３に示すように前記多孔質基板８の
上面に付着したペーストＰの厚さが所望の値に揃えられ
る。このペースト塗布済の帯状積層物９は、乾燥炉６に
おいて乾燥され、非水電解液未含浸の正極層（もしくは
負極層）が片面に保持された多孔質基板として巻き取り
側フリーローラ４により次工程へ搬送される。
【００２１】（２）前述した（１）の工程を経た多孔質
基板に加熱加圧を施すことによって、非水電解液未含浸
の正極および負極が得られる。
【００２２】また、多孔質基板の両面に非水電解液未含
浸の正極層（もしくは負極層）が保持されたものを非水
電解液未含浸の正負極とする場合には、前述した（１）
の工程を経た多孔質基板の正極層（もしくは負極層）未
形成の面に前述したペーストを塗布し、乾燥させた後、
加熱加圧を施すことにより得ることができる。ここで
は、片面に正極層（もしくは負極層）が既に形成された
多孔質基板にペーストを塗布するため、塗布の際にペー
スト回り込み防止シートを使用する必要はない。
【００２３】以下、ペーストの組成、多孔質基板および
ペースト回り込み防止シートについて説明する。
【００２４】正極用ペーストは、例えば、活物質、非水
電解液を保持する機能を有するポリマー、導電材料及び
可塑剤をアセトンなどの有機溶媒中で混合して調製され
る。
【００２５】前記活物質としては、種々の酸化物（例え
ばＬｉＭｎ2 Ｏ4 などのリチウムマンガン複合酸化物、
二酸化マンガン、例えばＬｉＮｉＯ2 などのリチウム含
有ニッケル酸化物、例えばＬｉＣｏＯ2 などのリチウム
含有コバルト酸化物、リチウム含有ニッケルコバルト酸
化物、リチウムを含む非晶質五酸化バナジウムなど）
や、カルコゲン化合物（例えば、二硫化チタン、二硫化
モリブテンなど）等を挙げることができる。中でも、リ
チウムマンガン複合酸化物、リチウム含有コバルト酸化
物、リチウム含有ニッケル酸化物を用いるのが好まし
い。
【００２６】前記ポリマーは、非水電解液を保持する機
能の他に結着機能を有していることが望ましい。かかる
ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンオキサイド誘
導体、ポリプロピレンオキサイド誘導体、前記誘導体を
含むポリマー、ポリテトラフルオロプロピレン、ビニリ
デンフロライド（ＶｄＦ）とヘキサフルオロプロピレン
（ＨＦＰ）との共重合体、ポリビニリデンフロライド
（ＰＶｄＦ）等を用いることができる。前記ポリマーに
は、前記種類のものから選ばれる１種または２種以上を
用いることができる。中でも、ＶｄＦ―ＨＦＰ共重合体
が好ましい。
【００２７】前記導電性材料としては、例えば、人造黒
鉛、カーボンブラック（例えばアセチレンブラックな
ど）、ニッケル粉末等を挙げることができる。前記導電
性材料には、前記種類のものから選ばれる１種または２
種以上を用いることができる。
【００２８】前記可塑剤としては、例えば、フタル酸ジ
ブチル（ＤＢＰ）、フタル酸ジメチル（ＤＭＰ）、エチ
ルフタリルエチルグリコレート（ＥＰＥＧ）等を挙げる
ことができる。前記可塑剤には、前記種類のものから選
ばれる１種または２種以上を用いることができる。
【００２９】正極用の多孔質基板としては、二次元構造
の多孔質基板を用いることが好ましい。具体的には、メ
ッシュ、エキスパンドメタル、パンチドメタル等を用い
ることができる。前記多孔質基板は、例えば、アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金から形成することが望まし
い。
【００３０】一方、負極用ペーストは、例えば、活物
質、非水電解液を保持する機能を有するポリマー及び可
塑剤をアセトンなどの有機溶媒中で混合して調製され
る。
【００３１】前記活物質としては、リチウムイオンを吸
蔵・放出する炭素質材料を挙げることができる。かかる
炭素質材料としては、例えば、有機高分子化合物（例え
ば、フェノール樹脂、ポリアクリロニトリル、セルロー
ス等）を焼成することにより得られるもの、コークス
や、メソフェーズピッチを焼成することにより得られる
もの、人造グラファイト、天然グラファイト等に代表さ
れる炭素質材料を挙げることができる。中でも、アルゴ
ンガスや窒素ガスのような不活性ガス雰囲気において、
５００℃〜３０００℃の温度で、常圧または減圧下にて
前記メソフェーズピッチを焼成して得られる炭素質材料
を用いるのが好ましい。
【００３２】前記ポリマーおよび前記可塑剤としては、
前述した正極で説明したのと同様なものを用いることが
できる。
【００３３】前記負極ペーストは、負極の導電性を向上
させる観点から、前述した正極で説明したのと同様な導
電性材料を含むことが望ましい。
【００３４】負極用多孔質基板としては、二次元構造の
多孔質基板を用いることが好ましい。具体的には、メッ
シュ、エキスパンドメタル、パンチドメタル等を用いる
ことができる。前記多孔質基板は、例えば、銅または銅
合金から形成することが望ましい。
【００３５】前記ペースト回り込み防止シートは、例え
ば、アルミニウムなどの金属、ポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）などの合成樹脂から形成することができ
る。かかるシートは、１種類の材料から形成されていて
も良いが、２種類以上のシートを積層した多層構造にし
ても良い。
【００３６】前記非水電解液未含浸のセパレータは、例
えば、非水電解液を保持する機能を有するポリマー及び
可塑剤をアセトンなどの有機溶媒中で混合して調製され
たペーストを製膜することにより作製される。
【００３７】前記ポリマーおよび前記可塑剤としては、
前述した正極で説明したのと同様なものを用いることが
できる。
【００３８】前記セパレータは、強度を更に向上させる
観点から、電解質中に有機フィラー、あるいは酸化硅素
粉末のような無機フィラーを添加しても良い。
【００３９】（第２工程）非水電解液未含浸の正極と非
水電解液未含浸の負極の間に非水電解液未含浸のセパレ
ータを配置し、これらを例えば加熱加圧により一体化
し、積層物を得る。
【００４０】（第３工程）前記積層物から可塑剤を除去
する。
【００４１】（第４工程）前記積層物に非水電解液を含
浸させると共に、外装材で密封する。
【００４２】前記非水電解液は、非水溶媒に電解質を溶
解することにより調製される。
【００４３】前記非水溶媒としては、エチレンカーボネ
ート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチ
レンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（Ｄ
ＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチ
ルカーボネート（ＥＭＣ）、γ−ブチロラクトン（γ−
ＢＬ）、スルホラン、アセトニトリル、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（ＴＨＦ）、２−メチルテ
トラヒドロフラン等を挙げることができる。前記非水溶
媒は、単独で使用しても、２種以上混合して使用しても
良い。
【００４４】前記電解質としては、例えば、過塩素酸リ
チウム（ＬｉＣｌＯ4 ）、六フッ化リン酸リチウム（Ｌ
ｉＰＦ6 ）、ホウ四フッ化リチウム（ＬｉＢＦ4 ）、六
フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ6 ）、トリフルオロメ
タンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 ）等のリチ
ウム塩を挙げることができる。前記電解質は、単独で使
用しても、２種以上混合して使用しても良い。
【００４５】前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量
は、０．２ｍｏｌ／ｌ〜２ｍｏｌ／ｌとすることが望ま
しい。
【００４６】前記外装材は、水分に対してバリア機能を
有することが望ましい。かかる外装材としては、例え
ば、少なくとも封止部に熱融着性樹脂が配され、かつ内
部にアルミニウム（Ａｌ）のような金属薄膜が介在され
たラミネートフィルムを挙げることができる。具体的に
は、封止部側から外面に向けて積層した酸変性ポリプロ
ピレン（ＰＰ）／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）／Ａｌ箔／ＰＥＴのラミネートフィルム；酸変性Ｐ
Ｅ／ナイロン／Ａｌ箔／ＰＥＴのラミネートフィルム；
アイオノマー／Ｎｉ箔／ＰＥ／ＰＥＴのラミネートフィ
ルム；エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）／ＰＥ／Ａ
ｌ箔／ＰＥＴのラミネートフィルム；アイオノマー／Ｐ
ＥＴ／Ａｌ箔／ＰＥＴのラミネートフィルム等を用いる
ことができる。ここで、封止部側の酸変性ＰＥ、酸変性
ＰＰ、アイオノマー、ＥＶＡ以外のフィルムは防湿性、
耐通気性、耐薬品性を担っている。
【００４７】なお、本発明に係るポリマーリチウム二次
電池の製造方法は、非水電解液未含浸の正極を前述した
ペースト回り止め防止シートを用いる方法で作製する場
合、非水電解液未含浸の負極を、銅箔のような金属箔に
負極用ペーストを塗布し、乾燥し、加熱加圧を施すこと
により作製するか、あるいは負極用ペーストを製膜する
ことにより得られる非水電解液未含浸の負極層を前記金
属箔に積層し、これらに加熱加圧を施すことにより作製
することを許容する。また、本発明に係るポリマーリチ
ウム二次電池の製造方法は、非水電解液未含浸の負極を
前述したペースト回り止め防止シートを用いる方法で作
製する場合、非水電解液未含浸の正極を、アルミニウム
箔のような金属箔に正極用ペーストを塗布し、乾燥し、
加熱加圧を施すことにより作製するか、あるいは正極用
ペーストを製膜することにより得られる非水電解液未含
浸の正極層を前記金属箔に積層し、これらに加熱加圧を
施すことにより作製することを許容する。
【００４８】以上詳述したように本発明に係わるポリマ
ーリチウム二次電池の製造方法によれば、正極および負
極のうち少なくとも一方の電極を、非水電解液を保持す
る機能を有するポリマーおよび活物質を含むペーストを
ペースト回り込み防止シートの上面に配置された多孔質
基板に塗布する工程を具備する方法により作製する。
【００４９】多孔質基板にペーストを塗布すると、ペー
ストが流動性を有するために多孔質基板の孔に流れ込む
ものの、多孔質基板の下面に配置されたペースト回り込
み防止シートで堰き止められるため、ペーストが多孔質
基板の塗布面と反対側の面に付着するのを防止すること
ができ、ペーストの塗布厚さを均一にすることができ
る。その結果、活物質充填密度を均一にすることができ
るため、高負荷での放電容量を向上することができる。
【００５０】
【実施例】以下、本発明に係わる実施例を図面を参照し
て詳細に説明する。
【００５１】（実施例） ＜非水電解液未含浸の正極の作製＞活物質として組成式
がＬｉＭｎ2 Ｏ4 で表されるリチウムマンガン複合酸化
物５６重量％と、カーボンブラックを５重量％と、非水
電解液を保持する機能を有するポリマーとしてビニリデ
ンフロライド−ヘキサフルオロプロピレン（ＶｄＦ−Ｈ
ＦＰ）の共重合体粉末を１７重量％と、フタル酸ジブチ
ル（ＤＢＰ）２２重量％をアセトン中で混合し、ペース
トを調製した。
【００５２】前述した図１に示す乾燥炉付き塗布装置の
ペースト収容容器５に前記ペーストＰを供給すると共
に、前述した図２に示すようにペースト回り込み防止シ
ート７としての厚さが５０μｍのポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）シートの上面に多孔質基板８としてア
ルミニウムエキスパンドメタル（厚さが２０μｍで、開
孔率が６０％）が密接に配置されたものからなる帯状積
層物９を巻きだし側ローラ３からバックロール１に搬送
し、前記帯状積層物９の多孔質基板８上に前記ペースト
Ｐを付着させた。ペーストＰは、流動性を有するために
前記多孔質基板８の貫通孔１０に流れ込むものの、前記
多孔質基板８の下面に密接に配置されたペースト回り込
み防止シート７で堰き止められるため、ペーストＰが前
記多孔質基板８の下面に付着するのが防止された。次い
で、前記ペーストＰが付着した帯状積層物９をバックロ
ール１とドクターブレード２とにより形成されたスリッ
トに通過させることによって、前記多孔質基板８の上面
に付着したペーストＰの厚さを２００μｍと均一な厚さ
にした。このペースト塗布済の帯状積層物９を乾燥炉６
において乾燥し、非水電解液未含浸の正極層が片面に保
持された多孔質基板として巻き取り側フリーローラ４に
より次工程へ搬送した。
【００５３】次いで、前記多孔質基板の正極層未形成の
面に前記ペーストを乾燥後の厚さが２００μｍになるよ
うに塗布した後、乾燥させた。ひきつづき、熱ロールで
プレスすることにより非水電解液未含浸の正極を作製し
た。
【００５４】＜非水電解液未含浸の負極の作製＞活物質
としてメソフェーズピッチ炭素繊維５８重量％と、非水
電解液を保持する機能を有するポリマーとしてＶｄＦ−
ＨＦＰ共重合体粉末を１７重量％と、フタル酸ジブチル
（ＤＢＰ）２５重量％をアセトン中で混合し、ペースト
を調製した。
【００５５】前述した図１に示す乾燥炉付き塗布装置の
ペースト収容容器５に前記ペーストＰを供給すると共
に、前述した図２に示すようにペースト回り込み防止シ
ート７としての厚さが５０μｍのポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）シートの上面に多孔質基板８として銅
製エキスパンドメタル（厚さが３０μｍで、開孔率が６
０％）が密接に配置されたものからなる帯状積層物９を
巻きだし側ローラ３からバックロール１に搬送し、前記
帯状積層物９の多孔質基板８上に前記ペーストＰを付着
させた。ペーストＰは、流動性を有するために前記多孔
質基板８の貫通孔１０に流れ込むものの、前記多孔質基
板８の下面に密接に配置されたペースト回り込み防止シ
ート７で堰き止められるため、ペーストＰが前記多孔質
基板８の下面に付着するのが防止された。次いで、前記
ペーストＰが付着した帯状積層物９をバックロール１と
ドクターブレード２とにより形成されたスリットに通過
させることによって、前記多孔質基板８の上面に付着し
たペーストＰの厚さを２００μｍと均一な厚さにした。
このペースト塗布済の帯状積層物９を乾燥炉６において
乾燥し、非水電解液未含浸の負極層が片面に保持された
多孔質基板として巻き取り側フリーローラ４により次工
程へ搬送した。
【００５６】次いで、前記多孔質基板の負極層未形成の
面に前記ペーストを乾燥後の厚さが２００μｍになるよ
うに塗布した後、乾燥させた。ひきつづき、熱ロールで
プレスすることにより非水電解液未含浸の負極を作製し
た。
【００５７】＜非水電解液未含浸のセパレータの作製＞
非水電解液を保持する機能を有するポリマーとしてＶｄ
Ｆ−ＨＦＰ共重合体粉末を２２．２重量部と、フタル酸
ジブチル（ＤＢＰ）４４．５重量部と、酸化珪素粉末３
３．３重量部をアセトン中で混合し、ペーストを調製し
た。前記ペーストをＰＥＴフィルム上に塗布し、乾燥さ
せることにより厚さが１００μｍの非水電解液未含浸の
セパレータを作製した。
【００５８】＜非水電解液の調製＞エチレンカーボネー
ト（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）が体積比
で２：１の割合で混合された非水溶媒に電解質としての
ＬｉＰＦ6 をその濃度が１ｍｏｌ／ｌになるように溶解
させて非水電解液を調製した。
【００５９】＜電池組立＞非水電解液未含浸の正極を２
枚、非水電解液未含浸の負極を１枚及び非水電解液未含
浸のセパレータを２枚用意し、これらを前記正極及び前
記負極の間に前記セパレータが介在されるように積層
し、加熱した剛性ロールで加熱加圧を施すことにより一
体化した。得られた積層物からＤＢＰを除去し、乾燥さ
せた後、前記組成の非水電解液を含浸させ、最外層から
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、アル
ミニウム箔及び熱融着性樹脂フィルムの順番に積層され
たラミネートフィルムからなる外装材で密封することに
より、図４および図５に示す構造を有し、理論容量が１
１０ｍＡｈのポリマーリチウム二次電池を製造した。
【００６０】すなわち、ポリマーリチウム二次電池は、
正極２１と、負極２２と、前記正極２１及び前記負極２
２の間に配置されるセパレータ２３とが一体化されたも
のを主体とする発電要素を備える。前記正極２１は、多
孔質基板２４と、前記多孔質基板２４の両面に接着され
た正極層２５とからなる。一方、前記負極２２は、多孔
質基板２６と、前記多孔質基板２６の両面に接着された
負極層２７とからなる。帯状の正極端子２８は、前記各
正極２１の多孔質基板２４を帯状に延出したものであ
る。一方、帯状の負極端子２９は、前記負極２２の多孔
質基板２６を帯状に延出したものである。例えば帯状ア
ルミニウム板からなる正極リード３０は、前記２つの正
極端子２８と接続されている。例えば帯状銅板からなる
負極リード３１は、前記負極端子２９と接続されてい
る。このような構成の発電要素は、水分に対してバリア
機能を有する外装材３２内に前記正極リード３０及び前
記負極リード３１が前記外装材３２から延出した状態で
密封されている。
【００６１】（比較例） ＜非水電解液未含浸の正極の作製＞乾燥炉付き塗布装置
のペースト収容容器に前述した実施例で説明したのと同
様なペーストを供給すると共に、前述した実施例で説明
したのと同様な多孔質基板のみを巻きだし側ローラから
バックロールに搬送し、前記多孔質基板上に前記ペース
トを付着させた。ペーストは、流動性を有するために前
記多孔質基板の貫通孔を伝って前記多孔質基板の下面に
付着した。次いで、前記ペーストが付着した多孔質基板
をバックロールとドクターブレードとにより形成された
スリットに通過させたところ、ペーストが付着していな
い下面に対応する箇所のペースト塗布厚さは２００μｍ
になったものの、ペーストが付着した下面に対応する箇
所のペースト塗布厚さは２００μｍより薄くなった。こ
のペースト塗布済の多孔質基板を乾燥炉において乾燥
し、非水電解液未含浸の正極層が片面に保持された多孔
質基板として巻き取り側フリーローラにより次工程へ搬
送した。
【００６２】次いで、前記多孔質基板の正極層未形成の
面に前記ペーストを厚さが２００μｍになるように塗布
した後、乾燥させた。ひきつづき、熱ロールでプレスす
ることにより非水電解液未含浸の正極を作製した。
【００６３】＜非水電解液未含浸の負極の作製＞乾燥炉
付き塗布装置のペースト収容容器に前述した実施例で説
明したのと同様なペーストを供給すると共に、前述した
実施例で説明したのと同様な多孔質基板のみを巻きだし
側ローラからバックロールに搬送し、前記多孔質基板上
に前記ペーストを付着させた。ペーストは、流動性を有
するために前記多孔質基板の貫通孔を伝って前記多孔質
基板の下面に付着した。次いで、前記ペーストが付着し
た多孔質基板をバックロールとドクターブレードとによ
り形成されたスリットに通過させたところ、ペーストが
付着していない下面に対応する箇所のペースト塗布厚さ
は２００μｍになったものの、ペーストが付着した下面
に対応する箇所のペースト塗布厚さは２００μｍより薄
くなった。このペースト塗布済の多孔質基板を乾燥炉に
おいて乾燥し、非水電解液未含浸の負極層が片面に保持
された多孔質基板として巻き取り側フリーローラにより
次工程へ搬送した。
【００６４】次いで、前記多孔質基板の負極層未形成の
面に前記ペーストを厚さが２００μｍになるように塗布
した後、乾燥させた。ひきつづき、熱ロールでプレスす
ることにより非水電解液未含浸の負極を作製した。
【００６５】＜電池組立＞非水電解液未含浸の正極を２
枚、非水電解液未含浸の負極を１枚及び前述した実施例
で説明したのと同様な非水電解液未含浸のセパレータを
２枚用意し、これらを前記正極及び前記負極の間に前記
セパレータが介在されるように積層し、加熱した剛性ロ
ールで加熱加圧を施すことにより一体化した。得られた
積層物からＤＢＰを除去し、乾燥させた後、前述した実
施例で説明したのと同様な組成の非水電解液を含浸さ
せ、前述した実施例で説明したのと同様な外装材で密封
することにより、前述した図４および図５に示す構造を
有し、理論容量が１１０ｍＡｈのポリマーリチウム二次
電池を製造した。
【００６６】得られた実施例および比較例の二次電池に
ついて、０．２Ｃの電流で４．５Ｖまで充電した後、各
レート（０．２Ｃ、０．５Ｃまたは１．０Ｃ）の電流で
３．０Ｖまで放電した際の放電容量を測定し、その結果
を０．２Ｃの放電容量を１００として表し、下記表１に
示す。
【００６７】
【表１】
【００６８】表１から明らかなように、ペースト回り止
めシート上面に配置された多孔質基板にペーストを塗布
する工程を具備する方法により正極および負極を作製す
る実施例の二次電池は、ペースト回り止めシートを使用
せずに多孔質基板にペーストを塗布する工程を具備する
方法により正極および負極を作製する比較例の二次電池
に比べて高レート（高負荷）で放電した際の放電容量の
低下を抑制できることがわかる。
【００６９】なお、前述した実施例においては、正極、
電解質層、負極、電解質層及び正極がこの順番に積層さ
れた５層構造の発電要素を用いる例を説明したが、これ
に限らず、例えば、正極、電解質層及び負極からなる３
層構造の発電要素を用いても良い。
【００７０】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、正
極及び負極のうち少なくとも一方の電極を多孔質基板に
ペーストを塗布する工程を具備する方法により作製する
ポリマーリチウム二次電池の製造方法において、高負荷
での放電容量を向上することができる等の顕著な効果を
奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るポリマーリチウム二次電池の製造
方法における塗布・乾燥工程を示す側面図。
【図２】図１のＡ部を示す拡大断面図。
【図３】図１のＢ部を示す拡大断面図。
【図４】実施例のポリマーリチウム二次電池を示す平面
図。
【図５】図４のポリマーリチウム二次電池を示す断面
図。
【符号の説明】
１…バックロール、 ２…ドクターブレード、 ３…巻きだし側フリーローラ、 ４…巻き取り側フリーローラ、 ５…ペースト収容容器、 ６…乾燥炉、 ９…帯状積層物。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 正極および負極のうち少なくとも一方の
    電極は、 非水電解液を保持する機能を有するポリマーおよび活物
    質を含むペーストをペースト回り込み防止シートの上面
    に配置された多孔質基板に塗布する工程を具備する方法
    により作製されることを特徴とするポリマーリチウム二
    次電池の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005294168A (ja) * 2004-04-02 2005-10-20 Nissan Motor Co Ltd 電極およびこれを用いてなる電池
JP2016062654A (ja) * 2014-09-12 2016-04-25 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン二次電池用電極の製造方法

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