非水电解液二次电池、非水电解液二次电池的正极板的制造方法、和非水电解液二次电池 ...的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及具有电极卷绕体的非水电解液二次电池及其制造方法，特别是其正极 板的制造方法。更详细而言，涉及防止在电极卷绕体的最外周部分的合剂层的宽度方向端 部的金属成分的溶出的非水电解液二次电池、非水电解液二次电池的正极板的制造方法、 和非水电解液二次电池的制造方法。
【背景技术】
[0002] -直以来，例如专利文献1所记载的非水电解液二次电池中，一般使用将正极板 和负极板隔着隔板反复卷绕而得到的电极卷绕体。这种非水电解液二次电池的电极板，在 集电板（金属箔）形成了电极活性物质的合剂层。将合剂层形成于集电板时，一般使用将 电极活性物质等的合剂层成分的粉末与溶剂一同混炼而得到的合剂糊。即，将作为流体的 合剂糊涂布于集电板，并使其干燥而形成合剂层。
[0003] 在先技术文献
[0004] 专利文献1 :日本特开2009-283270号公报
【发明内容】
[0005] 但是，所述的现有技术中具有以下问题。即，由于合剂糊的流动性和表面张力，在 完成的合剂层的端部不可避免地形成表面倾斜、层厚变薄的薄层区域。由于该薄层区域， 产生无法充分得到非水电解液二次电池的电池容量这样的问题。在该薄层区域中，还会由 于充电时的局部的电位上升使金属元素溶出。金属元素的溶出特别是在正极合剂层的端部 成为问题。这是由于，如图1的截面示意图所示，在这种非水电解液二次电池的电极卷绕体 中，通常负极合剂层21被形成为比正极合剂层31的宽度宽。因此，锂离子向被形成为比正 极合剂层31的宽度宽的负极合剂层21扩散（箭头A)。由此，在端部的薄层区域31R中，每 单位活性物质量的锂离子的脱离量增多。再者，图1中用序号"4"表示隔板。
[0006] 并且，该问题特别是在电极卷绕体的正极板的最外周部分的外面侧成为问题。这 是由于在这种非水电解液二次电池的电极卷绕体中，通常使负极板成为最外周的电极板。 因此，负极板的最外周部分的外面侧的合剂层21E不与正极板的合剂层31相对。即使对于 该部分21E，从正极板的最外周部分的外面侧的正极合剂层31端部的薄层区域31R脱离了 的锂离子，也在负极板迂回扩散（箭头B)。加上该情况的影响，薄层区域31R的电位局部上 升，导致金属元素的溶出。
[0007] 像这样，正极板的合剂层端部，充电时的锂离子的脱离量容易增多。但是，该端部 处成为薄层区域，活性物质的量比合剂层中的端部以外的部位都少。由该情况产生上述的 问题。专利文献1的技术基本上也是要防止由该薄层区域带来的不利影响的技术。但是专 利文献1的技术中，仍然会形成毫米级别宽度的薄层区域。因此，防止由薄层区域带来的不 利影响不充分。
[0008] 本发明是为了解决所述的现有技术具有的问题而完成的。即其课题是提供能够有 效地防止由合剂层端部的薄层区域带来的问题的非水电解液二次电池、非水电解液二次电 池的正极板的制造方法、和非水电解液二次电池的制造方法。
[0009] 本发明的第1方式涉及的非水电解液二次电池，是具有将正极板和负极板隔着隔 板反复卷绕而得到的电极卷绕体的非水电解液二次电池，电极卷绕体中的最外周的电极 板为负极板，在正极板中的最外周部分的外面侧，合剂层的宽度方向端部的截面形状被形 成为陡峭截面形状，所述陡峭截面形状中，厚度为合剂层的宽度方向中央的平坦部厚度的 50%以下的部分的宽度为100ym以下。通过将合剂层的宽度方向端部形成为这样的陡峭 截面形状，能够有效地防止由薄层区域带来的问题。
[0010] 并且，本发明的第2方式涉及的非水电解液二次电池的正极板的制造方法，所述 非水电解液二次电池具有将正极板和负极板隔着隔板反复卷绕而得到的电极卷绕体，所述 制造方法具有将正极合剂糊涂布于集电板而形成合剂层的涂布工序，将下述方法作为适用 对象：至少在电极卷绕体中成为外面侧的那面侧的最外周区域，使涂布工序中形成的合剂 层的宽度方向端部的截面形状成为陡峭截面形状，所述陡峭截面形状中，厚度为合剂层的 宽度方向中央的平坦部厚度的50%以下的部分的宽度为100ym以下。
[0011] 在此，本发明的第2方式涉及的非水电解液二次电池的正极板的第1制造方法， 在涂布工序之前进行润湿性调整处理，所述润湿性调整处理中，在集电板的长度方向上，至 少在电极卷绕体中成为最外周的范围即最外周区域的外面侧，将成为非涂布部的宽度方向 端部的润湿性值NA与成为涂布部的宽度方向中央部的润湿性值NB之比NA/NB调整为0. 5 <NA/NB< 1。通过该润湿性调整处理，实现上述的合剂层的宽度方向端部的陡峭截面形 状。这是由于正极合剂糊在润湿性高的涂布部均匀地涂布，但正极合剂糊在润湿性低的非 涂布部被排斥。
[0012] 在润湿性调整处理中，进行降低集电板的宽度方向端部的润湿性的处理、和提高 集电板的宽度方向中央部的润湿性的处理中的至少一种处理。作为进行降低润湿性的处理 的情况下的该降低处理，可举出涂油处理或防水剂涂布处理。作为进行提高润湿性的处理 的情况下的该提高处理，可举出电晕放电处理、粗糙化处理、使用溶剂的洗涤处理。润湿性 调整处理，可以遍及集电板的整个长度方向进行，也可以仅对集电板的整个长度方向之中、 电极卷绕体中成为最外周的范围进行。
[0013] 本发明的第2方式涉及的非水电解液二次电池的正极板的第2制造方法，在涂布 工序中，使用20°C下的剪切速率为2s4时的粘度与剪切速率为IOOjT1时的粘度之比即TI值 在1. 7~4. 6的范围内的正极合剂糊。由此，实现上述的合剂层的宽度方向端部的陡峭截 面形状。这是由于在剪切速度快的涂布时正极合剂糊的粘度低，在剪切速度慢的涂布后正 极合剂糊的粘度高。
[0014] 本发明的第2方式涉及的非水电解液二次电池的正极板的制造方法，期望进行使 涂布工序中形成的合剂层干燥的干燥工序。并且，期望在干燥工序的进入侧，使合剂层的宽 度方向端部比宽度方向中央部的温度低。这是因为，由此可抑制由合剂层的宽度方向端部 的升温导致的粘度下降、并且使干燥进展。因此，将涂布工序后的集电板的背面侧用承载辊 承载，并且，作为承载辊可以使用端部冷却辊，所述端部冷却辊在宽度方向端部具有冷却区 间且所述冷却区间之间为非冷却区间。或者，作为承载辊也可以使用中央部加热辊，所述中 央部加热辊在宽度方向中央部具有加热区间且两端为非加热区间。
[0015] 本发明的非水电解液二次电池的制造方法，将采用上述的任一制造方法制造的正 极板、与负极板和隔板一同使用，进行将正极板和负极板隔着隔板反复卷绕而形成电极卷 绕体的卷绕工序。在卷绕工序中，使电极卷绕体的最外周的电极板为负极板，在正极板中的 至少最外周部分的外面侧，配置使合剂层的宽度方向端部成为了陡峭截面形状的部分。
[0016] 根据本技术方案，可提供能够有效防止由合剂层端部的薄层区域带来的问题的非 水电解液二次电池、非水电解液二次电池的正极板的制造方法、和非水电解液二次电池的 制造方法。
【附图说明】
[0017] 图1是说明锂离子从合剂层端部的薄层区域脱离的截面示意图。
[0018] 图2是表示实施方式涉及的电池的立体图。
[0019] 图3是表示实施方式涉及的电极卷绕体的截面示意图。
[0020] 图4是表示实施方式涉及的正极板的合剂层的形状的截面图。
[0021] 图5是表示成为正极板的集电板中润湿性差异区分的俯视图。
[0022] 图6是将在图5的集电板形成了合剂层的状态与其切口处一同表示的俯视图。
[0023] 图7是表示成为正极板的集电板中润湿性差异区分的另一例的俯视图。
[0024] 图8是将在图7的集电板形成了合剂层的状态与其切口处一同表示的俯视图。
[0025] 图9是表示图8的正极板的、与1个电极卷绕体相应的部分的俯视图。
[0026] 图10是表示成为正极板的集电板中润湿性差异区分的另一例的俯视图。
[0027] 图11是将在图10的集电板形成了合剂层的状态与其切口处一同表示的俯视图。
[0028] 图12是表示使集电板存在润湿性的差异、涂布合剂层的装置的构成的主视图。
[0029] 图13是表示电晕放电处理部的掩模的俯视图。
[0030] 图14是表示使集电板存在润湿性的差异、涂布合剂层的装置的另一构成的主视 图。
[0031] 图15是表示粗糙化处理部的粗糙化辊的立体图。
[0032] 图16是表示正极活性物质的合剂糊的剪切速度与粘度的关系的图。
[0033] 图17是表示正极活性物质的合剂糊的温度与粘度的关系的图。
[0034] 图18是表示本方式中使用的承载辊的结构的截面图。
[0035] 图19是表示本方式中使用的另一承载辊的结构的截面图。
[0036] 图20是将表示在宽度方向上制造温度差而进行干燥的装置的结构的主视图、与 表示被干燥的电极板的温度和溶剂量的履历的图结合表示的图。
[0037] 图21是表示在宽度方向上制造温度差而进行干燥的干燥炉的结构的截面图。
[0038] 图22是表示正极活性物质的合剂糊的TI值与合剂层的截面形状的端部区域的尺 寸的关系的图。
【具体实施方式】
[0039] 以下，一边参照附图一边对将本发明具体化了的实施方式进行详细说明。本方式 将本发明应用于如图2所示的电池1的正极板。电池1是锂离子二次电池。图2的电池1 将电极卷绕体3收纳在了电池容器2中。电池容器2是形成电池1的外形的构件。另外， 电池容器2由容器主体24和盖构件5构成。在盖构件5安装有外部端子板6、7。通过外 部端子板6、7固定有螺栓8、9。在外部端子板6、7与盖构件5之间配置有绝缘构件10、15。 除了上述以外，在电池1的盖构件5还设有注液口 23。
[0040] 电极卷绕体3是将正极板、负极板和隔板重叠卷绕而成的。并且电极卷绕体3中浸 渗有电解液。该电极卷绕体3是电池1的发电元件。在电极卷绕体3的与卷绕轴方向平行 的方向的两端，设有仅存在负极板的区域20、和仅存在正极板的区域30。区域20与外部端 子板6通过集电构件13而连接。另外，区域30与外部端子板7通过集电构件12而连接。
[0041] 进一步对电极卷绕体3进行说明。如图3的截面示意图所示，电极卷绕体3是将 负极板22与正极板32反复卷绕而成的。再者，在实际的电极卷绕体3中，隔板也与正极板 32、负极板22-同反复卷绕，但图3中将隔板省略来描绘电极卷绕体3。在实际的电极卷 绕体3中，图1所示的隔板4必须介于负极板22与正极板32之间，使正极板32、负极板22 不会直接接触。
[0042] 由图3可知，正极板32、负极板22之中，位于电极卷绕体3的最外周的是负极板 22。再者，电极卷绕体3的实际的最外层是隔板，但在此提到"最外周"时，不考虑隔板，只 考虑正极板32、负极板22。将正极板32之中，从最外端32A到最外端32A的1周内侧的部 位32B为止的部分称为正极板32的最外周部分32C。这是由于在比最外周部分32C更靠外 侧不存在正极板32。正极板32的最外周部分32C，存在于负极板22之中最外周1周的部 分的临近的内侧。
[0043] 再者，图1所示的截面示意图相当于图3中的C-C位置的截面图。正极板32、负极 板22都是如后所述，通过糊的涂布将电极活性物质的合剂层形成于集电板（金属箔）。本 方式的电极卷绕体3中，负极板22的合剂层比正极板32的合剂层的宽度宽这一点与图1 是同样的。只是其宽度稍有差异。电极卷绕体3的合剂层的宽度是合剂层的图2中左右方 向上的尺寸。
[0044] 将本方式的正极板32的截面图示于图4。图4是正极板32的图3中C-C方向上 的截面图。图4中的左右方向相当于图2中的左右方向。正极板32是在铝制的集电板33 的表面上形成了正极合剂层31而成的。图4中仅在集电板33的一面描