JP2017201592A - 二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】集電箔を厚膜化させずに正負極間の短絡を防止できる二次電池を得ること。【解決手段】本発明の二次電池は、正極電極２の正極合剤層６と負極電極４の負極合剤層７の少なくとも一方に塗布型セパレータ８が設けられている。正極電極２は、発電要素２０の端部において正極集電箔１が負極電極４に対して突出しており、突出した部分の表面に酸化皮膜５を有し、酸化皮膜５が設けられている部分の正極集電箔１の厚さが、酸化皮膜５が設けられていない部分の正極集電箔１の厚さよりも小さくなっている。そして、酸化皮膜５は、正極電極または負極電極の酸化物またはフッ化物、または樹脂である。【選択図】図２

Description

本発明は、正極電極と負極電極が積層された発電要素を有する二次電池に関する。

リチウムイオン二次電池等の二次電池を車載用や産業用に広く普及させていくためには、電池の出力向上と低コスト化が必須である。

二次電池の高出力化の手段として、正極電極と負極電極との間に介在されるセパレータを薄膜化し、正負極間距離を縮めて抵抗を下げることが考えられる。しかしながら、従来用いられている樹脂セパレータでは、薄膜化していくと機械的強度が低下し、正負極の短絡が起きやすくなる。また、樹脂セパレータは、二次電池の総部材コストに占める割合が大きく、二次電池の低コスト化の妨げとなっている。

そこで、薄膜化しても機械的強度の低下が小さく、かつ材料コストの低減が可能な絶縁材を電極に塗布してセパレータとして用いたリチウムイオン電池（以降、塗布型セパレータ電池）の技術が提案されている（特許文献１）。

特開2015-187943号公報 特開2004-259625号公報 特開2007-258050号公報

塗布型セパレータ電池の正極と負極は、電極表面にセパレータ材料を塗布した後、トリミングにより所定のサイズに成形するため、端部が露出した状態で、積層、捲回されていく。正極電極の正極集電箔と負極電極の負極集電箔は、共に薄い箔により構成されているので、トリミング時に、箔の端部が切断方向に曲がり、積層、捲回によって重なり合う対極と接触して短絡する可能性がある。

このような課題に対する対策として、特許文献２あるいは特許文献３に記載されている、従来の樹脂セパレータ適用電池において集電箔の表面に樹脂層を乾燥塗工や熱溶着により施工して電気絶縁を確保する方法を、塗布型セパレータ電池に適用することが考えられる。すなわち、集電箔の表面に樹脂層を形成し、電極端部の短絡を防止する方法である。

しかしながら、これらの方法では、集電箔の表面に樹脂層が塗布されるので、集電箔の一部が厚膜化する。二次電池の高出力化には、セパレータおよび正極電極と負極電極の薄膜化が必須であるが、集電箔の一部が厚くなることにより、薄膜化ができなくなり、電池の出力向上が望めなくなる。

上記の課題を解決するため、集電箔を厚膜化させずに電極端部の短絡を防止する手段が必要である。本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、集電箔を厚膜化させずに正負極間の短絡を防止できる二次電池を得ることである。

上記課題を解決する本発明の二次電池は、正極集電箔と、該正極集電箔に設けられた正極合剤層とを有する正極電極と、負極集電箔と、該負極集電箔に設けられた負極合剤層とを有する負極電極とが積層された発電要素を有する二次電池であって、前記正極合剤層と前記負極合剤層の少なくとも一方の表面には絶縁性スラリーが塗布されて形成された塗布型セパレータが設けられており、前記正極電極は、前記発電要素の端部において前記正極集電箔が前記負極電極に対して突出しており、該突出した部分の表面に絶縁層を有し、前記絶縁層が設けられている部分の前記正極集電箔の厚さが、前記絶縁層が設けられていない部分の前記正極集電箔の厚さよりも小さく、または、前記負極電極は、前記発電要素の端部において前記負極集電箔が前記正極電極に対して突出しており、該突出した部分の表面に絶縁層を有し、前記絶縁層が設けられている部分の前記負極集電箔の厚さが、前記絶縁層が設けられていない部分の前記負極集電箔の厚さよりも小さく、前記絶縁層は、前記正極電極または前記負極電極の酸化物またはフッ化物、または樹脂であることを特徴とする。

本発明によれば、集電箔を厚膜化させずに正負極間の短絡を防止できる。したがって、二次電池の高出力化と低コスト化の両立ができ、二次電池の普及を促進できる。本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、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。

本発明に係る二次電池の一実施の形態における発電要素の斜視図。 第１実施の形態における発電要素の断面拡大図。 第２実施の形態における発電要素の断面拡大図。 第３実施の形態における発電要素の断面拡大図。 第４実施の形態における発電要素の断面拡大図。 第５実施の形態における発電要素の断面拡大図。

以下、本発明の実施形態について説明する。
［第１実施の形態］
図１は、本発明に係る二次電池の一実施の形態における発電要素の斜視図であり、捲回体の捲き終わり側を展開した状態を示している。そして、図２は、発電要素の断面拡大図である。

二次電池は、正極電極２と負極電極４とが積層された発電要素を有している。発電要素は、帯状の正極電極２と負極電極４とが重ね合わされて捲回された捲回体２０により構成されている。捲回体２０は、図１に示すように、略円柱形状を有している。正極電極２は、正極集電箔１と、正極集電箔１に設けられた正極合剤層６とを有し、負極電極４は、負極集電箔３と、負極集電箔３に設けられた負極合剤層７を有する。正極合剤層６は、捲回軸方向一方側の端部に沿って一定幅で正極集電箔１が露出するように、正極集電箔１の両面に塗工され、負極合剤層７は、捲回軸方向他方側の端部に沿って一定幅で負極集電箔３が露出するように、負極集電箔３の両面に塗工されている。

正極電極２と負極電極４は、正極集電箔１の露出部分と負極集電箔３の露出部分とが捲回軸方向一方側と他方側に分かれて、かつ、正極合剤層６と負極合剤層７とが重なり合うように捲回される。正極合剤層６と負極合剤層７は、負極合剤層７の方が正極合剤層６よりも若干幅広く形成されており、負極合剤層７の両側端部が正極合剤層６の両側端部よりもそれぞれ捲回軸方向外側に突出した位置に配置される。

二次電池は、捲回体２０が塗布型セパレータ８を有する塗布型セパレータ電池を構成する。塗布型セパレータ８は、正極合剤層６と負極合剤層７の少なくとも一方の表面に絶縁性スラリーを塗布して形成されている。絶縁性スラリーは、絶縁性粒子と結着剤を混合して作成した。

正極集電箔１には、絶縁層５Ａ、５Ｂが設けられている。絶縁層５Ａ、５Ｂは、発電要素２０の端部において正極集電箔１が負極電極４に対して突出しており、その突出した部分の表面に設けられている。より具体的には、負極電極４の端部と重なる領域に絶縁層５Ａが設けられ、負極合剤層７から負極集電箔３が露出する境界部分と重なる領域に絶縁層５Ｂが設けられている。絶縁層５Ａ、５Ｂの幅は、１ｍｍから１０ｍｍが好ましく、５ｍｍから１０ｍｍがより好ましい。

正極電極２は、絶縁層５Ａ、５Ｂが設けられている部分の正極集電箔１の厚さが、絶縁層５Ａ、５Ｂが設けられていない部分の正極集電箔１の厚さよりも小さくなっている。絶縁層５Ａ、５Ｂが設けられている部分における絶縁層５Ａ、５Ｂと正極集電箔１との合計厚さは、絶縁層５Ａ、５Ｂを設けていない部分の正極集電箔１の厚さと同一である。

絶縁層５Ａ、５Ｂは、例えば正極集電箔１の酸化皮膜であり、正極集電箔１を酸化処理することによって形成される。酸化皮膜の厚さは、１μｍ以上５μｍ以下が好ましい。正極集電箔は、アルミニウム合金からなるＡｌ集電箔により構成されており、酸化皮膜は、Ａｌ_２Ｏ_３被膜により構成されている。

負極電極４は、所定寸法に調整するために裁断される。負極電極４は、負極端部を裁断した際に、負極集電箔３の端部がその厚さ方向一方側に曲げられてバリ状に突出するおそれがある。したがって、従来は、正極電極と積層したときに、負極集電箔の端部が正極電極の正極集電箔と接触して短絡するおそれがあった。

これに対して、本実施の形態では、正極集電箔１のうち、負極電極４の端部と重なる領域、及び、負極合剤層７から負極集電箔３が露出する境界部分と重なる領域に絶縁層５Ａ、５Ｂが設けられている。したがって、正極電極２と負極電極４を積層した際に、負極集電箔３の端部が正極電極２の正極集電箔１と接触して短絡するのを防ぐことができる。

図２に示す例では、負極集電箔３の端部が図２の上側に向かって曲がるように負極電極４が積層されている。したがって、絶縁層５Ａ、５Ｂは、正極集電箔１の一方面（図２では下側の面）だけに設けられている。ただし、絶縁層５Ａ、５Ｂを正極集電箔１の両面に設けてもよい。

（実施例）
塗布型セパレータ電池の捲回体２０は、正極電極２と正極集電箔１、負極電極４と負極集電箔３から構成され、正極電極２と負極電極４の端部が対極と重なる領域に短絡を防止するための酸化皮膜５Ａ、５Ｂを設けた（図１参照）。捲回体２０は、その断面を図２に示すように、正極合剤層６と負極合剤層７の間に、塗布型セパレータ８が設けられ、正極電極２と負極電極４との間を電気絶縁している。

従来の正極電極は、所定の厚さの正極集電箔の表面に正極合剤を塗布して形成するが、本実施例では、予め正極集電箔１に酸化処理を施して正極集電箔１の表面に酸化皮膜（絶縁層）５Ａ、５Ｂを形成する。酸化皮膜５Ａ、５Ｂは、捲回時に正極電極２が負極電極４の端部と重なる領域（集電箔と合剤層の間）および正極電極２の端部が負極電極４と重なる領域（正極端部）の両方に形成される。

正極集電箔１に酸化皮膜５Ａ、５Ｂを形成する具体的な方法としては、まず、正極電極２の正極集電箔１の酸化皮膜形成が必要な領域以外をカプトン等の絶縁性のシートで覆い、マスキングする。次いで、硫酸やしゅう酸などの電解液が入った電解槽に浸漬させた状態で集電箔に通電して表面を酸化（陽極酸化）させる。アルミニウム合金製の正極集電箔１の表面は、陽極酸化処理により、絶縁性のＡｌ_２Ｏ_３に変化した。これにより、正極集電箔１の酸化皮膜形成が必要な領域の表面に酸化皮膜５Ａ、５Ｂを形成することができる。Ａｌ_２Ｏ_３の酸化皮膜の厚さは１μmで、テスターで測定した酸化皮膜層の抵抗は20MΩ以上であった。

そして、正極集電箔１の表面から絶縁性のシートを除去し、従来と同様に正極集電箔１の表面に正極合剤を塗工し、正極電極２を形成した。正極合剤は、活物質、導電剤、結着剤を所定の割合で混練し、スラリー状にしたものを用いた。正極活物質にはＬｉＮｉＣｏＭｎＯ_２を用いたが、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＭｎＯ_２、ＬｉＣｏＯ_２等のリチウム遷移金属酸化物を用いることもできる。負極はＣｕ箔上に黒鉛と結着剤を混練して作成したスラリーを塗布したものを用いた。正極合剤層あるいは負極合剤層のどちらか一方、または両方の表面に、絶縁性粒子と結着剤を混合させて作成した絶縁性スラリーを塗布して、塗布型セパレータ８を形成した。絶縁性スラリーは正負極の電気絶縁を確保するため、正負極合剤層より広い面積に塗布した。

そして、所定のサイズとなるように正極電極２及び負極電極４を裁断した。正極電極２の露出した正極集電箔１と負極電極４の露出した負極集電箔３とが互いに反対の位置となるように正極電極２と負極電極４を重ねて合わせて捲回した。このとき、負極端部が正極集電箔１の表面に設けたＡｌ_２Ｏ_３の酸化皮膜の領域に重なるように重なり位置を調整した。捲回後の正極電極２と負極電極４との間の抵抗は20MΩ以上で、電気絶縁が良好であることを確認した。

そして、捲回体２０を電池容器にいれて電解液を注液し、充放電運転をした。電解液は非水溶性電解液で、電解質にはＬｉＰＦ_６、溶媒にはＥＣ，ＤＭＣ，ＥＭＣを所定の割合で混合したものを用いた。上記の他に、電解質にはＬｉＢＦ_４、溶媒にはＰＣを用いることができる。Ａｌ_２Ｏ_３皮膜は電解液の溶媒成分に対して不溶であるため、長期間の充放電運転でも皮膜が劣化することがなく、電気絶縁性を維持できる。陽極酸化によるＡｌ_２Ｏ_３被膜の形成は、基材であるＡｌが酸と反応してＡｌ_２Ｏ_３に変化し、膜厚は増加しない。

これに対して、特許文献2および3に記載の従来方法では、絶縁性樹脂を塗工あるいは熱溶着し表面に絶縁層を設ける。このため、絶縁層部分における集電箔全体の厚さは元の集電箔より必ず厚くなる。加えて、塗工あるいは熱溶着によって形成される樹脂の絶縁層の厚さは、現状の技術では均一に数μｍ程度とするのは難しく、数十μm程度の厚膜となり正極合剤層厚さ以上となる可能性が高い。したがって、従来方法では、正極合剤層の厚さが厚くなり電池の出力向上が図れなくなるおそれがある。

二次電池の高出力化は、セパレータと正極電極および負極電極の集電箔を薄膜化することにより可能となるが、特許文献2、3に記載の従来方法では、正極電極の集電箔が厚膜化してしまい電池の出力向上は望めなくなる。これに対して、本発明では、正極の集電箔は厚膜化せず、塗布型セパレータによる電池の高出力化と低コスト化が可能となる。

［第２実施の形態］
図３は、第２実施の形態における発電要素の断面拡大図である。なお、上述の実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。本実施の形態において特徴的なことは、正極集電箔１の表面に、絶縁層９Ａ、９Ｂを設けたことである。

正極集電箔１は、絶縁層９Ａ、９Ｂを設けた領域の正極集電箔１の厚さが絶縁層９Ａ、９Ｂを設けていない領域の正極集電箔１の厚さよりも小さくなっている。正極電極２の絶縁層９Ａ、９Ｂを設けた領域における絶縁層９Ａ、９Ｂと正極集電箔１との合計厚さは、絶縁層９Ａ、９Ｂを設けていない領域における正極集電箔１の厚さと同一となっている。したがって、正極集電箔１の厚膜化を避けつつ、塗布型セパレータ電池の正負極間の電気絶縁を確保することでき、電池の高出力化、低コスト化が可能となる。

正極集電箔１の表面には、正極集電箔１の絶縁層９Ａ、９Ｂが設けられている部分が正極集電箔１の絶縁層９Ａ、９Ｂが設けられていない部分よりも凹んだ凹溝が設けられており、かかる凹溝に絶縁層９Ａ、９Ｂが配置されている。正極集電箔１の凹溝は、正極集電箔１の表面をエッチングして正極集電箔１の厚さを小さくすることにより形成される。

絶縁層９Ａ、９Ｂは、正極集電箔１の凹溝に絶縁物を塗布することによって設けられる。絶縁物は、正極集電箔１の酸化物、フッ化物、または、硫化物、あるいは絶縁性樹脂によって構成される。絶縁層９Ａ、９Ｂは、例えば電気絶縁性の酸化物であるＡｌ_２Ｏ_３の粉末を凹溝の内部に塗布することにより形成される。また、絶縁性樹脂を塗布して形成してもよい。絶縁層９Ａ、９Ｂの厚さは、１μｍ以上１０μｍ以下である。

その結果、絶縁層９Ａ、９Ｂは、第１実施の形態と同様に、正負極の端部が対極と重なる集電極と正極合剤層の間および正極端部に配置される。その後、第１実施の形態と同様に、正極集電箔１に正極合剤層を塗布して正極電極２を構成し、負極電極４と重ね合わせて捲回した。塗布型セパレータ８は、正極合剤層６と負極合剤層７の少なくとも一方に塗布されて設けられている。捲回後の正負極間の絶縁は良好であった。

正極集電箔１に設ける絶縁層９Ａ、９Ｂには、酸化物の他に有機物、フッ化物、硫化物を用いることができる。有機物として、ＰＰ、ＰＥを用いることができる。そして、フッ化物として、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＰＣＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＥＴＦＥ、ＥＣＴＦＥ、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＡｌＦ３、ＹＦ３、ＭｇＦ２、ＧｄＦ３、ＳｍＦ３、ＣｅＦ３、ＮｄＦ３、ＣａＦ２、ＬａＦ３を用いることができる。そして、硫化物として、Ｓ粉末を用いることができる。

酸化物、フッ化物、硫化物は、いずれも電気抵抗が高く、溶媒に不溶であり、長期間の使用でも電気絶縁が保たれる。有機物は電気抵抗が高いが、溶媒と反応して溶解する場合があるので、この点を事前検討した後で用いる必要がある。

［第３実施の形態］
図４は、第３実施の形態における発電要素の断面拡大図である。なお、上述の実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。本実施の形態において特徴的なことは、負極集電箔３の表面に絶縁層９Ａ、９Ｂを設けたことである。

負極集電箔３には、絶縁層９Ａ、９Ｂが設けられている。絶縁層９Ａ、９Ｂは、絶縁層９Ａ、９Ｂは、発電要素２０の端部において負極集電箔３が正極電極２に対して突出しており、その突出した部分の表面に設けられている。より具体的には、正極電極２の端部と重なる領域に絶縁層９Ａが設けられ、正極合剤層６から正極集電箔１が露出する境界部分と重なる領域に絶縁層９Ｂが設けられている。

したがって、正極電極２と負極電極４を積層した際に、正極集電箔１の端部が負極電極４の負極集電箔３と接触して短絡するのを防ぐことができる。図４に示す例では、正極集電箔１の端部が図４の下側に向かって曲がるように正極電極２が積層されている。したがって、絶縁層９Ａ、９Ｂは、負極集電箔３の一方面（図４では上側の面）だけに設けられている。ただし、絶縁層９Ａ、９Ｂを負極集電箔３の両面に設けてもよい。

負極集電箔３は、絶縁層９Ａ、９Ｂを設けた領域の負極集電箔３の厚さが絶縁層９Ａ、９Ｂを設けていない領域の負極集電箔３の厚さよりも小さくなっている。絶縁層９Ａ、９Ｂと負極集電箔３との合計厚さは、絶縁層９Ａ、９Ｂを設けていない領域の負極集電箔３の厚さと同一となっている。したがって、負極集電箔３の厚膜化を避けつつ、塗布型セパレータ電池の正負極間の電気絶縁を確保することでき、電池の高出力化、低コスト化が可能となる。

負極集電箔３の表面には、負極集電箔３の絶縁層９Ａ、９Ｂが設けられている部分が負極集電箔３の絶縁層９Ａ、９Ｂが設けられていない部分よりも凹んだ凹溝が設けられており、かかる凹溝に絶縁層９Ａ、９Ｂが配置されている。負極集電箔３の凹溝は、負極集電箔３の表面をエッチングして負極集電箔３の厚さを小さくすることにより形成される。

絶縁層９Ａ、９Ｂは、負極集電箔３の凹溝に絶縁物を塗布することにより設けられる。絶縁層９Ａ、９Ｂの厚さは、１μｍ以上１０μｍ以下が好ましく、１μｍ以上５μｍ以下がさらに好ましい。

絶縁層９Ａ、９Ｂを設ける領域は、負極集電箔３が正極端部と重なる領域（集電極と負極合剤層間）及び負極端部が正極合剤層と重なる領域（負極端部）の両方に形成される。絶縁層９Ａ、９Ｂの幅は、１ｍｍから１０ｍｍが好ましく、５ｍｍから１０ｍｍがより好ましい。

負極集電箔３は、銅合金により構成されている。したがって、絶縁層９Ａ、９Ｂを形成する方法として、上述の第１及び第２の実施の形態のようにアルミニウム合金の正極集電箔１で用いた陽極酸化を適用することができない。したがって、負極側で電気絶縁をする場合には、絶縁層９Ａ、９Ｂをあらかじめ設けた負極集電箔３を用いる必要がある。絶縁層９Ａ、９Ｂを設けた領域の総膜厚（絶縁層９Ａ、９Ｂと負極集電箔３との合計膜厚）は、第２実施の形態と同様に、絶縁層９Ａ、９Ｂを設けない領域の負極集電箔３の膜厚と同一とした。これにより、負極集電箔３の厚膜化が避けられ、電池の高出力化・低コスト化が可能となる。

［第４実施の形態］
図５は、第４実施の形態における発電要素の断面拡大図である。なお、上述の実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。本実施の形態において特徴的なことは、正極集電箔１の表面に、樹脂製の絶縁フィルム１０Ａ、１０Ｂを設けたことである。

絶縁フィルム１０Ａ、１０Ｂを設ける領域は、上記した第１及び第２実施の形態において正極集電箔１に酸化皮膜５Ａ、５Ｂ、および絶縁層９Ａ、９Ｂを設けた領域と同一とした。絶縁フィルム１０Ａ、１０Ｂを設けた領域の総膜厚は厚くなるが、絶縁フィルム１０Ａ、１０Ｂの厚さは１μｍ以上１０μｍ以下であり、正極合剤層６の厚さ以下であるので、正極合剤の塗布時に厚さの増加分を吸収でき、正極厚さは増加せず、電池の出力向上が図れる。絶縁フィルム１０Ａ、１０Ｂの材質は、電解液に不溶で安定しているポリプロピレン、ポリエチレン、ＰＴＦＥが有効である。

絶縁フィルム１０Ａ、１０Ｂは、正極集電箔１の表面に貼り付けられる。したがって、酸化皮膜を形成する場合や絶縁物を塗布する場合と比較して、比較的施工が簡単である。

［第５実施の形態］
図６は、第５実施の形態における発電要素の断面拡大図である。なお、上述の実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。本実施の形態において特徴的なことは、塗布型セパレータの代わりに、従来の樹脂セパレータ１１を適用したことである。

従来の樹脂セパレータを用いた二次電池（以下、樹脂セパレータ電池）においても、例えば正極端部のバリまたは負極端部のバリにより、樹脂セパレータを突き抜けて対極と短絡してしまう可能性が有り、電極端部の絶縁対策が必要である。従来の樹脂セパレータ電池では、セパレータの薄膜化による電池の高出力化は困難であるが、正極および負極の薄膜化により電池出力の向上が見込める。本発明を従来の樹脂セパレータ電池に用いることで、電気絶縁性を向上させつつ、電池の高出力化が見込める。

捲回体２０は、正極電極２と負極電極４とを間に樹脂セパレータ１１を介在させて捲回することによって構成されている。正極合剤層６の表面と負極合剤層７の表面には、塗布型セパレータ８は設けられていない。正極集電箔１の表面には、絶縁層９Ａ、９Ｂが設けられている。したがって、正極電極２と負極電極４を積層した際に、負極集電箔３の端部が正極電極２の正極集電箔１と接触して短絡するのを防ぐことができる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態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、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態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。

１ 正極集電箔
２ 正極電極
３ 負極集電箔
４ 負極電極
５ 酸化皮膜（絶縁層）
６ 正極合剤層
７ 負極合剤層
８ 塗布型セパレータ
９ 酸化物層（絶縁層）
１０ 絶縁フィルム（絶縁層）
１１ 樹脂セパレータ
２０ 捲回体（発電要素）

Claims (10)

1. 正極集電箔と、該正極集電箔に設けられた正極合剤層とを有する正極電極と、負極集電箔と、該負極集電箔に設けられた負極合剤層とを有する負極電極とが積層された発電要素を有する二次電池であって、
   前記正極合剤層と前記負極合剤層の少なくとも一方の表面には絶縁性スラリーが塗布されて形成された塗布型セパレータが設けられており、
   前記正極電極は、前記発電要素の端部において前記正極集電箔が前記負極電極に対して突出しており、該突出した部分の表面に絶縁層を有し、前記絶縁層が設けられている部分の前記正極集電箔の厚さが、前記絶縁層が設けられていない部分の前記正極集電箔の厚さよりも小さく、または、
   前記負極電極は、前記発電要素の端部において前記負極集電箔が前記正極電極に対して突出しており、該突出した部分の表面に絶縁層を有し、前記絶縁層が設けられている部分の前記負極集電箔の厚さが、前記絶縁層が設けられていない部分の前記負極集電箔の厚さよりも小さく、
   前記絶縁層は、前記正極電極または前記負極電極の酸化物またはフッ化物、または樹脂であることを特徴とする二次電池。
2. 前記正極電極に設けられる絶縁層は、前記負極電極の端部と重なる領域に形成され、
   前記負極電極に設けられる絶縁層は、前記正極電極の端部と重なる領域に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
3. 前記正極電極に設けられる絶縁層は、前記負極合剤層から前記負極集電箔が露出する境界部分と重なる領域に形成され、
   前記負極電極に設けられる絶縁層は、前記正極合剤層から前記正極集電箔が露出する境界部分と重なる領域に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
4. 前記正極集電箔に設けられる絶縁層は、前記正極集電箔に形成された酸化皮膜であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の二次電池。
5. 前記酸化皮膜の厚さは、１μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の二次電池。
6. 前記正極集電箔は、前記負極電極よりも突出した部分の表面に凹溝を有しており、該凹溝の内部に前記正極電極の絶縁層が設けられており、
   前記負極集電箔は、前記正極電極よりも突出した部分の表面に凹溝を有しており、該凹溝の内部に前記負極電極の絶縁層が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の二次電池。
7. 前記負極電極の絶縁層は、前記凹溝に塗布された絶縁物、または、前記凹溝に貼り付けられた絶縁フィルムにより形成されていることを特徴とする請求項６に記載の二次電池。
8. 前記絶縁物または前記絶縁フィルムの膜厚は１μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載の二次電池。
9. 前記絶縁フィルムの材質はポリプロピレン、ポリエチレン、ＰＴＦＥのいずれかであることを特徴とする請求項７に記載の二次電池。
10. 正極集電箔と、該正極集電箔に設けられた正極合剤層とを有する正極電極と、負極集電箔と、該負極集電箔に設けられた負極合剤層とを有する負極電極とが、間にセパレータを介在させて積層された発電要素を有する二次電池であって、
    前記正極電極は、前記発電要素の端部において前記正極集電箔が前記負極電極に対して突出しており、該突出した部分の表面に絶縁層を有し、前記絶縁層が設けられている部分の前記正極集電箔の厚さが、前記絶縁層が設けられていない部分の前記正極集電箔の厚さよりも小さく、または、
    前記負極電極は、前記発電要素の端部において前記負極集電箔が前記正極電極に対して突出しており、該突出した部分の表面に絶縁層を有し、前記絶縁層が設けられている部分の前記負極集電箔の厚さが、前記絶縁層が設けられていない部分の前記負極集電箔の厚さよりも小さく、
    前記絶縁層は、前記正極電極または前記負極電極の酸化物またはフッ化物、または樹脂であることを特徴とする二次電池。

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