リチウムイオン二次電池用電極板の製造方法
【課題】塗工工程、乾燥工程、圧延工程、およびスリット工程を有して構成される、リチウムイオン二次電池用電極板の製造方法であって、スリット工程において活物質の滑落を防ぎつつ、電極板を所定の長さに切断することができ、且つ完成された電極板の電気抵抗の上昇を抑制することが可能な、リチウムイオン二次電池用電極板の製造方法を提供する。
【解決手段】塗工工程Ｓ１０２の実施前に行われるプレコート工程Ｓ１０１を有し、プレコート工程Ｓ１０１は、塗工工程Ｓ１０２によってペースト状の活物質１２の塗工が予定されている平面において、スリット工程Ｓ１０５によって切断が予定されている切断箇所（基材１１の平面上における仮想線Ｃ）に、ペースト状の結着材１３Ａを予め塗工する。
【解決手段】塗工工程Ｓ１０２の実施前に行われるプレコート工程Ｓ１０１を有し、プレコート工程Ｓ１０１は、塗工工程Ｓ１０２によってペースト状の活物質１２の塗工が予定されている平面において、スリット工程Ｓ１０５によって切断が予定されている切断箇所（基材１１の平面上における仮想線Ｃ）に、ペースト状の結着材１３Ａを予め塗工する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池用電極板の製造方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の分野においては、環境問題や資源問題が叫ばれる中、電気自動車やハイブリット自動車の開発が進められており、これら電気自動車やハイブリット自動車の駆動電源として、高い作動電圧と高エネルギー密度を有するリチウムイオン二次電池の需要が広がっている。
ここで、リチウムイオン二次電池に用いられる電極板は、主に帯状のアルミ箔などからなる金属箔の両面あるいは片面に、ペースト状の活物質を塗工することによって製造される。
具体的には、ペースト状の活物質を金属箔の両面あるいは片面に塗工し（塗工工程）、金属箔に塗工された活物質を乾燥炉で乾燥させ（乾燥工程）、その後、乾燥した活物質とともに金属箔を圧延する（圧延工程）。そして、圧延された金属箔を活物質とともに所定の長さに切断（スリット）して（スリット工程：例えば、「特許文献１」を参照。）、電極板が製造されるのである。
【０００３】
ところで、このような工程群（塗工工程・乾燥工程・圧延工程・スリット工程）によって構成される、リチウムイオン二次電池用電極板の塗工設備全体において、設備コストの低減化を図る場合、乾燥工程における活物質の乾燥速度を極力速くすることが重要である。
具体的には、乾燥工程における活物質の乾燥作業は、塗工設備に備えられる乾燥炉内において、ペースト状の活物質が塗工された金属箔を、該金属箔の長手方向に向かって搬送しながら行われるため、活物質の乾燥速度を速くすると、それだけ乾燥炉内における金属箔の滞在時間を短縮でき、乾燥炉の全長を短くすることが可能となって、該乾燥炉を有する塗工設備の設備コストを低減することができるのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３８４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、乾燥工程における活物質の乾燥速度を速めるためには、乾燥炉の炉内温度を、従来の炉内温度に比べて可能な限り高くすることが最も容易である。
しかし、活物質には、金属箔との結着強度を高めるために、予め結着材が含有されているところ、炉内温度が従来に比べて高くなれば、ペースト状の活物質の表面付近に浮上してくる結着材の割合が多くなり、活物質と金属箔との間に存在する結着材の量が減少することとなって活物質と金属箔との結着強度が弱まる。
これにより、乾燥工程の終了後に実施される、活物質が塗布された金属箔を切断するスリット工程において、切断箇所付近に結着されていた活物質は金属箔より滑落し、完成された電極板の品質悪化を引き起こす要因となり得る。
一方、活物質に含有される結着材の量を従来に比べて増量すれば、該活物質と金属箔との結着強度は高められ、該金属箔からの該活物質の滑落を防止することが可能である。
しかし、結着材は非伝導性を有するため、該結着材の量を増量すればするほど、完成された電極板の電気抵抗が上昇することとなり、該電極板の品質悪化を引き起こす要因となり得る。
【０００６】
本発明は、以上に示した現状の問題点を鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、帯状の金属箔の両面あるいは片面に、結着材を含有するペースト状の活物質を塗布する塗工工程と、該塗工工程の終了後に実施され、乾燥炉によって前記活物質を乾燥させる乾燥工程と、該乾燥工程の終了後に実施され、乾燥した前記活物質とともに前記金属箔を圧延する圧延工程と、該圧延工程の終了後に実施され、圧延された前記活物質および金属箔を所定の長さに切断するスリット工程と、を有して構成される、リチウムイオン二次電池用電極板の製造方法であって、スリット工程において活物質の滑落を防ぎつつ、電極板を所定の長さに切断することができ、且つ完成された電極板の電気抵抗の上昇を抑制することが可能な、リチウムイオン二次電池用電極板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、帯状の金属箔の両面あるいは片面に、結着材を含有するペースト状の活物質を塗工する塗工工程と、該塗工工程の終了後に実施され、前記活物質を乾燥させる乾燥工程と、該乾燥工程の終了後に実施され、乾燥した前記活物質とともに前記金属箔を圧延する圧延工程と、該圧延工程の終了後に実施され、圧延された前記活物質および金属箔を所定の幅寸法に切断するスリット工程と、を有して構成される、リチウムイオン二次電池用電極板の製造方法であって、該製造方法は、前記塗工工程の実施前に行われるプレコート工程を有し、該プレコート工程は、前記塗工工程によってペースト状の活物質の塗工が予定されている平面において、前記スリット工程によって切断が予定されている切断箇所に、結着材を予め塗工するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、本発明におけるリチウムイオン二次電池用電極板の製造方法によれば、スリット工程において活物質の滑落を防ぎつつ、電極板を所定の長さに切断することができ、且つ完成された電極板の電気抵抗の上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例に係る、リチウムイオン二次電池用電極板の製造方法を示した図であって、（ａ）はその工程図、（ｂ）は図１（ａ）中の矢印Ｘから見た電極板の断面図。
【図２】従来の一実施例に係る、リチウムイオン二次電池用電極板の製造方法を示した図であって、（ａ）はその工程図、（ｂ）は図２（ａ）中の矢印Ｙから見た電池用電極板の断面図。
【図３】同じく、従来の別実施例に係る、リチウムイオン二次電池用電極板の製造方法を示した図であって、（ａ）はその工程図、（ｂ）は図３（ａ）中の矢印Ｚから見た電極板の断面図。
【図４】本実施例の製造方法によって製造された電極板と、従来の製造方法によって製造された電池用電極板とにおける各々の品質に関する測定結果を示した図であって、（ａ）は滑落幅寸法に関する測定結果をドットによって示した図、（ｂ）は抵抗値に関する測定結果を棒グラフによって示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
［リチウムイオン二次電池］
先ず、本実施例の電極板製造工程Ｓ１００によって製造されたリチウムイオン二次電池用の電極板１を具備する、リチウムイオン二次電池の全体構成について、図１を用いて概説する。
なお、以下の説明においては便宜上、図１における矢印Ａの方向を基材１１の搬送方向と規定して記述する。
【００１３】
リチウムイオン二次電池は、例えば、電気自動車やハイブリット自動車などの駆動電源として用いられるものであって、主に、図示せぬ電極体や電池ケースなどからなる円筒型電池や角型電池として構成される。
具体的には、前記電極体は、正極に帯電されたシート状の電極板１（以下、特に区別する必要がある場合に限り、「正極電極板１Ａ」と記載する）や、負極に帯電されたシート状の電極板１（以下、特に区別する必要がある場合に限り、「負極電極板１Ｂ」と記載する）や、絶縁部材からなるシート状のセパレータ（図示せず）などを有して構成される。
【００１４】
そして、予め所定の形状に裁断された、これら複数の正極電極板１Ａ・１Ａ・・・および負極電極板１Ｂ・１Ｂ・・・が、セパレータを介して交互に積層されることで、電極体は形成される。また、巻回された電極体が、非水電解液によって満たされた電池ケースの内部に収容されることで、リチウムイオン二次電池は構成される。
【００１５】
正極電極板１Ａは、アルミ箔などの金属箔からなる帯状の基材１１の両面あるいは片面に、正極に帯電されたペースト状の活物質１２（以下、特に区別する必要がある場合に限り、「正極活物質１２Ａ」と記載する）が塗工されることによって形成される。
なお、正極活物質１２Ａは、リチウムイオンを吸蔵・脱離できる物質であって、結着材１３（図１（ｂ）を参照）などとともに、ペースト状に調製されて形成される。
【００１６】
負極電極板１Ｂは、基材１１の両面あるいは片面に、負極に帯電されたペースト状の活物質１２（以下、特に区別する必要がある場合に限り、「負極活物質１２Ｂ」と記載する）が塗工されることによって形成される。
なお、負極活物質１２Ｂは、リチウムイオンを充電する際には吸蔵し、且つ放電する際には放出する特性を有する物質であって、結着材１３などとともに、ペースト状に調製されて形成される。
【００１７】
結着材１３は、正極活物質１２Ａや負極活物質１２Ｂを、基材１１に繋ぎとめる役割を果たすものであり、例えばポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂などを用いることができる。
なお、結着材１３は非伝導性を有するため、該結着材１３の含有量が増加すれば、正極活物質１２Ａあるいは負極活物質１２Ｂと、基材１１との結着強度が高められる一方、正極電極板１Ａや負極電極板１Ｂの電気伝導性が低下することとなる。
【００１８】
セパレータは、正極電極板１Ａおよび負極電極板１Ｂを電気的に絶縁するとともに、表面上に形成される無数の微細孔を介して、非水電解液を保持するためのものである。
なお、セパレータを構成する材料としては、例えば、多孔性合成樹脂膜、特にポリオレフィン系高分子（ポリエチレン、ポリプロピレン）などの多孔膜が挙げられる。
【００１９】
このような構成からなる正極電極板１Ａおよび負極電極板１Ｂを、セパレータを介して重畳、あるいは巻回などして電極体を構成し、前記正極電極板１Ａおよび負極電極板１Ｂから外部に通ずる正極端子、および負極端子までの間を、各々集電用リード線によって接続し、これら正極電極板１Ａおよび負極電極板１Ｂの間に非水電解液を充填しつつ、前記電極体を電池ケース内に挿設して密閉することで、リチウムイオン二次電池が構成されるのである。
【００２０】
［電極板製造工程Ｓ１００］
次に、本発明に係るリチウムイオン二次電池用電極板の製造方法を具現化する、電極板製造工程Ｓ１００の構成について、図１乃至図３を用いて説明する。
なお、以下の説明においては便宜上、図２および図３における矢印Ａの方向を基材２１１・３１１の搬送方向と規定して記述する。
【００２１】
図１に示すように、電極板製造工程Ｓ１００は、主に、プレコート工程Ｓ１０１や塗工工程Ｓ１０２や乾燥工程Ｓ１０３や圧延工程Ｓ１０４やスリット工程Ｓ１０５などによって構成される。
前記プレコート工程Ｓ１０１は、後述する塗工工程Ｓ１０２において活物質１２の塗工が予定されている、基材１１の平面上の一部に、ペースト状の結着材１３（以下、活物質１２に含有される結着材１３と区別するために、「ペースト状結着材１３Ａ」と記載する）を、予め塗工するための工程である。
なお、本実施例においては、プレコート工程Ｓ１０１によって塗工される結着材１３をペースト状としているが、これに限定されるものではなく、例えば液体状であってもよい。
【００２２】
プレコート工程Ｓ１０１には、例えば、既知の巻戻し装置（図示せず）などが設けられ、該巻戻し装置によって、ロール状に巻回された基材１１が、該基材１１の長手方向に向かって繰出されつつ搬送され、その後、搬送方向（図１における矢印Ａの方向。以下同じ。）の下流端部にて再びロール状に巻回される。
【００２３】
また、前記巻戻し装置の搬送方向の上流部には、例えばブラシなどの塗布手段（図示せず）が備えられ、該塗布手段によって、ペースト状結着材１３Ａが、搬送される基材１１の両面あるいは片面（本実施例においては片面）の一部に、一定の幅寸法（図１（ａ）における幅寸法ｂ）で塗工されていく。
なお、後述するように、前記幅寸法ｂは、従来の電極板製造工程Ｓ２００によって製造された電極板２０１における、滑落領域２２０の発生範囲に基づいて規定される。
【００２４】
ここで、基材１１の平面上における、ペースト状結着材１３Ａの塗工位置は、後述するスリット工程Ｓ１０５における電極板１（より具体的には基材１１）の切断箇所に基づいて規定される。
具体的には、スリット工程Ｓ１０５による電極板１の切断箇所は、プレコート工程Ｓ１０１における基材１１の平面上にて、仮想線Ｃの位置に想定される。そして、ペースト状結着材１３Ａは、前記仮想線Ｃに沿って基材１１の表面上に塗工されるのである。
【００２５】
次に、塗工工程Ｓ１０２について説明する。
塗工工程Ｓ１０２は、プレコート工程Ｓ１０１の終了後に行われる工程であって、基材１１の平面上の略全体にわたって、ペースト状の活物質１２を塗工するための工程である。
【００２６】
塗工工程Ｓ１０２には、例えば、帯状の薄板を搬送するための既知の第一搬送装置（図示せず）や、該第一搬送装置の搬送方向の上流側に配設される既知の吐出装置（図示せず）などが設けられる。また、前記第一搬送装置の搬送方向の下流側には、後述する乾燥工程Ｓ１０３の乾燥炉が配設される。
【００２７】
そして、ロール状に巻回された基材１１は、前記第一搬送装置によって該基材１１の長手方向に向かって繰出されつつ搬送され、途中、前記吐出装置によって、ペースト状結着材１３Ａが塗工されている平面上に、活物質１２が塗工された後、前記乾燥炉内へと搬入される。
【００２８】
その結果、基材１１の平面上における、仮想線Ｃの近傍、即ちペースト状結着材１３Ａが塗工された箇所については、さらにペースト状の活物質１２が「重ね塗り」されることとなり、該活物質１２における前記仮想線Ｃの近傍は、結着材１３の含有密度が高くなるのである。
【００２９】
次に、乾燥工程Ｓ１０３について説明する。
乾燥工程Ｓ１０３は、塗工工程Ｓ１０２の終了後に行われる工程であって、基材１１に塗工されたペースト状の活物質１２を乾燥させて、該基材１１に対する活物質１２の固着状態を堅固なものにするための工程である。
【００３０】
乾燥工程Ｓ１０３には、例えば、既知の長尺の乾燥炉（図示せず）などが設けられ、前述したように、塗工工程Ｓ１０２に設けられる前記第一搬送装置の搬送方向の下流部に配設される。
【００３１】
そして、塗工工程Ｓ１０２より搬送されてきた基材１１は、前記乾燥炉内に搬入され、その後、該乾燥炉の長手方向に向かって搬送されつつ、高温の炉内の雰囲気によって加熱され、基材１１に塗工されたペースト状の活物質１２が乾燥されるとともに、乾燥作業が終了した基材１１は、前記第一搬送装置によって、乾燥炉外へと搬出され、再びロール状に巻回されるのである。
【００３２】
次に、圧延工程Ｓ１０４について説明する。
圧延工程Ｓ１０４は、乾燥工程Ｓ１０３の終了後に行われる工程であって、乾燥された活物質１２に押圧力を加えて、該活物質１２の密度を高めるための工程である。
【００３３】
圧延工程Ｓ１０４には、例えば、隣接される既知の二本の圧延ローラー（図示せず）や、帯状の薄板を搬送するための既知の第二搬送装置（図示せず）などが設けられ、該第二搬送装置によって、ロール状に巻回された基材１１が、該基材１１の長手方向に向かって繰出されつつ搬送され、前記二本の圧延ローラーの間隙を通過した後、搬送方向の下流端にて再びロール状に巻回される。
【００３４】
その結果、基材１１が前記圧延ローラーの間隙を通過する際、活物質１２は、該基材１１とともに前記圧延ローラーによって押圧力を加えられ、前記活物質１２の密度が高められるのである。
【００３５】
次にスリット工程Ｓ１０５について説明する。
スリット工程Ｓ１０５は、圧延工程Ｓ１０４の終了後に行われる工程であって、活物質１２の押圧作業が終了した基材１１を、予め定められた所定の幅寸法に切断するための工程である。
【００３６】
スリット工程Ｓ１０５には、例えば、二枚の円盤状の回転刃を備える既知の切断装置（図示せず）や、帯状の薄板を搬送するための既知の第三搬送装置（図示せず）などが設けられる。
前記二枚の回転刃は、互いに回転軸を平行としつつ、縁部に形成された刃部がオーバーラップするようにして、切断装置に備えられる。
また、切断装置は、第三搬送装置の搬送方向下流側において、該第三搬送装置によって搬送される基材１１と、二枚の回転刃とが、前記オーバーラップ部にて交差するようにして配設される。この際、基材１１の平面における、前記二枚の回転刃のオーバーラップ部と交差する箇所は、前述した仮想線Ｃ上となるように設定される。
【００３７】
そして、ロール状に巻回された基材１１は、第三搬送装置によって該基材１１の長手方向に向かって繰出されつつ搬送され、途中、前記二枚の回転刃のオーバーラップ部と交差しながら、予め定められた所定の幅寸法に切断された後、搬送方向の下流端にて各々ロール状に巻回される。
こうして、スリット工程Ｓ１０５が終了することによって、電極板製造工程Ｓ１００は完了し、電極板１が製品として完成されるのである。
【００３８】
ところで、前述したようなリチウムイオン二次電池用の電極板１の塗工設備全体において、設備コストの低減化を図る場合には、乾燥工程Ｓ１０３におけるペースト状の活物質１２の乾燥速度を極力速くする（乾燥速度の高速化を図る）ことが、最も効果的であり重要である。
なぜならば、活物質１２の乾燥速度が速まれば、それだけ乾燥炉内における基材１１の滞在時間を短縮できるため、該乾燥炉の全長を短くすることが可能となり、該乾燥炉を有する塗工設備の設備コストを大幅に低減することが可能になるためである。
【００３９】
ここで、前記乾燥速度を速めるための手段としては、乾燥炉の炉内温度を可能な限り高くすることが、他に設備の改造なども伴わないため、最も容易であり経済的でもある。
しかし、従来の電極板製造工程Ｓ２００・Ｓ３００（図３および図４を参照）においては、このような乾燥速度の高速化に対して十分に対応しきれず、塗工設備全体における設備コストの低減化を図ることが困難であった。
【００４０】
具体的には、図２（ａ）に示すように、従来の電極板製造工程Ｓ２００は、主に、塗工工程Ｓ２０１や乾燥工程Ｓ２０２や圧延工程Ｓ２０３やスリット工程Ｓ２０４などによって構成されていた。
つまり、従来の電極板製造工程Ｓ２００は、本実施例における電極板製造工程Ｓ１００に対して、プレコート工程Ｓ１０１を有しない点において相異している。
【００４１】
このような構成からなる従来の電極板製造工程Ｓ２００において、乾燥工程Ｓ２０２における乾燥炉の炉内温度を、従来に比べて極力高く設定変更すると、図２（ｂ）に示すように、活物質２１２に含有される結着材２１３の大部分が、該活物質２１２の表面付近へと浮上してくるため、基材２１１に対する前記活物質２１２の結着強度が弱まることとなる。
【００４２】
その結果、図２（ａ）に示すように、スリット工程Ｓ２０４において、活物質２１２の押圧作業が終了した基材２１１を切断する際、その切断箇所（基材２１１の平面上における仮想線Ｃ）付近には、活物質２１２の滑落領域２２０が発生することとなり、完成された電極板２０１の品質悪化を引き起こすこととなっていた。
【００４３】
一方、このような滑落領域２２０の発生を防ぐための方策として、従来から電極板製造工程Ｓ３００による製造方法が知られている。
前記電極板製造工程Ｓ３００は、図３（ａ）に示すように、前述した電極板製造工程Ｓ２００と同じく、主に、塗工工程Ｓ３０１や乾燥工程Ｓ３０２や圧延工程Ｓ３０３やスリット工程Ｓ３０４などによって構成される。
そして、電極板製造工程Ｓ３００は、図３（ｂ）に示すように、活物質３１２に含有される結着材３１３の量を、従来に比べて予め増量しておく点において、本実施例における電極板製造工程Ｓ１００や、前述した電極板製造工程Ｓ２００と相異する。
【００４４】
このような構成からなる従来の電極板製造工程Ｓ３００によれば、活物質３１２と基材３１１との結着強度は、十分に高められることから、該活物質３１２の滑落領域２２０の発生を確実に防止することができる。
【００４５】
しかし、前述したように、結着材３１３は非伝導性を有することから、所定の含有量以上に結着材３１３が活物質３１２に含有されると、完成された電極板３０１の電気抵抗が上昇することとなる。
従って、電極板製造工程Ｓ３００による製造方法では、電極板３０１の品質悪化を引き起こす別の要因を誘発し得るため、従来の電極板製造工程Ｓ２００における問題点を完全に克服するまでには至らなかった。
【００４６】
そこで、以上に示したこれらの電極板製造工程Ｓ２００・Ｓ３００における様々な問題点を解決し、製造される電極板１の品質悪化を引き起こすことなく、塗工設備全体の設備コストの低減化を実現するために、本発明者らが鋭意検討を行った結果、本実施例における電極板製造工程Ｓ１００は完成したのである。
【００４７】
具体的には、前述したように、本実施例における電極板製造工程Ｓ１００においては、塗工工程Ｓ１０２の実施前に行われるプレコート工程Ｓ１０１を新たに設け、該プレコート工程Ｓ１０１によって、後のスリット工程Ｓ１０５における切断箇所（基材１１の平面上における仮想線Ｃ）に、予めペースト状結着材１３Ａを塗工することとしている。
また、この際、塗工されるペースト状結着材１３Ａの幅寸法ｂは、従来の電極板製造工程Ｓ２００のスリット工程Ｓ２０４において発生する、滑落領域２２０の滑落幅寸法（図２（ａ）における滑落幅寸法（ｂ１＋ｂ２））に比べて、僅かに大きな値となるように規定される（ｂ＞＞（ｂ１＋ｂ２））。
【００４８】
従って、本実施例の電極板製造工程Ｓ１００によれば、基材１１の仮想線Ｃ付近における、活物質１２中の結着材１３の含有密度が十分に高められることから、該活物質１２と基材１１との結着強度は堅固なものとなり、従来の電極板製造工程Ｓ２００において見られた滑落領域２２０の発生を、効果的に防ぐことができるのである。
また、本実施例の電極板製造工程Ｓ１００によれば、活物質１２中の結着材１３の含有密度が高められる箇所は、プレコート工程Ｓ１０１によって、ペースト状結着材１３Ａが塗工された領域に限定されるため、従来の電極板製造工程Ｓ３００のように、完成された電極板１の電気抵抗が上昇することも無いのである。
【００４９】
［比較検証実験］
次に、本実施例における電極板製造工程Ｓ１００によって製造された電極板１と、従来の電極板製造工程Ｓ２００・Ｓ３００によって製造された電極板１０１・２０１とにおける両者の品質に関して、本発明者らが行った比較検証実験について、図４を用いて説明する。
【００５０】
先ず、本発明者らは、本実施例の電極板製造工程Ｓ１００における、活物質１２の滑落防止効果の有効性を確認するため、前記電極板製造工程Ｓ１００によって製造された電極板１と、従来の電極板製造工程Ｓ２００によって製造された電極板２０１とにおける滑落幅寸法を各々測定した。
なお、本比較検証実験によって測定する滑落幅寸法は、例えば、図２（ｂ）に示すように、活物質２１２の底面部における滑落幅寸法とした。また、この際のサンプル数は、各々３個と規定した。
【００５１】
図４（ａ）は、縦軸に滑落幅寸法（単位［μｍ］）を表すこととして、従来の電極板製造工程Ｓ２００によって製造されることとする「条件Ａ１」、および本実施例の電極板製造工程Ｓ１００によって製造されることとする「条件Ａ２」のそれぞれの場合における、前記滑落幅寸法の測定値をドットによって示した図である。
【００５２】
本図に示すように、「条件Ａ１」によって製造された電極板２０１においては、全てのサンプルに関して、活物質２１２の滑落現象が見られ、その滑落幅寸法は、約２００［μｍ］以内の範囲内にてばらついた。
【００５３】
これに対して、「条件Ａ２」によって製造された電極板１においては、全てのサンプルに関して、活物質２１２の滑落現象が見られず、本実施例の電極板製造工程Ｓ１００における、活物質１２の滑落防止効果の有効性を確認することができた。
【００５４】
次に、本発明者らは、本実施例の電極板製造工程Ｓ１００における、電極板１の電気抵抗の上昇防止効果を確認するため、前記電極板製造工程Ｓ１００によって製造された電極板１と、従来の電極板製造工程Ｓ３００によって製造された電極板３０１とにおける抵抗値を各々測定した。
なお、参考として、従来の電極板製造工程Ｓ２００によって製造された、電極板２０１における抵抗値についても、あわせて測定した。
【００５５】
図４（ｂ）は、縦軸に抵抗値（単位［Ω・ｃｍ２］）を表すこととして、従来の電極板製造工程Ｓ２００によって製造されることとする「条件Ｂ１」、従来の電極板製造工程Ｓ３００によって製造されることとする「条件Ｂ２」、および本実施例の電極板製造工程Ｓ１００によって製造されることとする「条件Ｂ３」のそれぞれの場合における、前記抵抗値の測定値を棒グラフによって示した図である。
【００５６】
本図に示すように、「条件Ｂ２」によって製造された電極板３０１においては、１０［Ω・ｃｍ２］を越す高い抵抗値が見られ、また、品質管理のうえで予め定められている規定値ｒ１［Ω・ｃｍ２］を大きく上回ることが確認された。
【００５７】
これに対して、「条件Ｂ３」によって製造された電極板１においては、略１．０［Ω・ｃｍ２］以下と、僅かな抵抗値しか見られず、また、前記規定値ｒ１［Ω・ｃｍ２］に対して、十分下回ることが確認された。
【００５８】
このような結果から、本実施例の電極板製造工程Ｓ１００における、電極板１の電気抵抗の上昇防止効果を確認することができた。
【００５９】
なお、「条件Ｂ１」によって製造された電極板２０１においては、活物質２１２の滑落現象が見られるものの、電気抵抗の上昇については、１［Ω・ｃｍ２］以内と僅かな抵抗値しか見られず、また前記規定値ｒ１［Ω・ｃｍ２］に対して、十分下回ることが確認された。
【００６０】
以上のように、本発明に係るリチウムイオン二次電池用電極板の製造方法を具現化する、電極板製造工程Ｓ１００は、帯状の基材（金属箔）１１の両面あるいは片面に、結着材１３を含有するペースト状の活物質１２を塗工する塗工工程Ｓ１０２と、該塗工工程Ｓ１０２の終了後に実施され、前記活物質１２を乾燥させる乾燥工程Ｓ１０３と、該乾燥工程Ｓ１０３の終了後に実施され、乾燥した前記活物質１２とともに前記基材（金属箔）１１を圧延する圧延工程Ｓ１０４と、該圧延工程Ｓ１０４の終了後に実施され、圧延された前記活物質１２および基材（金属箔）１１を所定の幅寸法に切断するスリット工程Ｓ１０５と、を有して構成される、リチウムイオン二次電池用の電極板１の製造方法であって、該製造方法は、前記塗工工程Ｓ１０２の実施前に行われるプレコート工程Ｓ１０１を有し、該プレコート工程Ｓ１０１は、前記塗工工程Ｓ１０２によってペースト状の活物質１２の塗工が予定されている平面において、前記スリット工程Ｓ１０５によって切断が予定されている切断箇所（基材１１の平面上における仮想線Ｃ）に、結着材１３Ａを予め塗工することとしている。
【００６１】
このような構成を有することで、本実施例における電極板製造工程Ｓ１００によれば、たとえ乾燥工程Ｓ１０３におけるペースト状の活物質１２の乾燥速度を速めるために、乾燥炉内の温度を上昇させたとしても、スリット工程Ｓ１０５において活物質１２の滑落を防ぎつつ、電極板１を所定の長さに切断することができ、且つ完成された電極板１の電気抵抗の上昇を抑制することができる。
【００６２】
従って、乾燥炉内における基材１１の滞在時間を短縮し、該乾燥炉の全長を短くすることが可能となり、該乾燥炉を有する塗工設備の設備コストを大幅に低減することが可能になるのである。
【符号の説明】
【００６３】
１ 電極板
１１ 基材（金属箔）
１２ 活物質
１３ 結着材
１３Ａ ペースト状結着材
Ｃ 仮想線
Ｓ１００ 電極板製造工程
Ｓ１０１ プレコート工程
Ｓ１０２ 塗工工程
Ｓ１０３ 乾燥工程
Ｓ１０４ 圧延工程
Ｓ１０５ スリット工程
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池用電極板の製造方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の分野においては、環境問題や資源問題が叫ばれる中、電気自動車やハイブリット自動車の開発が進められており、これら電気自動車やハイブリット自動車の駆動電源として、高い作動電圧と高エネルギー密度を有するリチウムイオン二次電池の需要が広がっている。
ここで、リチウムイオン二次電池に用いられる電極板は、主に帯状のアルミ箔などからなる金属箔の両面あるいは片面に、ペースト状の活物質を塗工することによって製造される。
具体的には、ペースト状の活物質を金属箔の両面あるいは片面に塗工し（塗工工程）、金属箔に塗工された活物質を乾燥炉で乾燥させ（乾燥工程）、その後、乾燥した活物質とともに金属箔を圧延する（圧延工程）。そして、圧延された金属箔を活物質とともに所定の長さに切断（スリット）して（スリット工程：例えば、「特許文献１」を参照。）、電極板が製造されるのである。
【０００３】
ところで、このような工程群（塗工工程・乾燥工程・圧延工程・スリット工程）によって構成される、リチウムイオン二次電池用電極板の塗工設備全体において、設備コストの低減化を図る場合、乾燥工程における活物質の乾燥速度を極力速くすることが重要である。
具体的には、乾燥工程における活物質の乾燥作業は、塗工設備に備えられる乾燥炉内において、ペースト状の活物質が塗工された金属箔を、該金属箔の長手方向に向かって搬送しながら行われるため、活物質の乾燥速度を速くすると、それだけ乾燥炉内における金属箔の滞在時間を短縮でき、乾燥炉の全長を短くすることが可能となって、該乾燥炉を有する塗工設備の設備コストを低減することができるのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３８４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、乾燥工程における活物質の乾燥速度を速めるためには、乾燥炉の炉内温度を、従来の炉内温度に比べて可能な限り高くすることが最も容易である。
しかし、活物質には、金属箔との結着強度を高めるために、予め結着材が含有されているところ、炉内温度が従来に比べて高くなれば、ペースト状の活物質の表面付近に浮上してくる結着材の割合が多くなり、活物質と金属箔との間に存在する結着材の量が減少することとなって活物質と金属箔との結着強度が弱まる。
これにより、乾燥工程の終了後に実施される、活物質が塗布された金属箔を切断するスリット工程において、切断箇所付近に結着されていた活物質は金属箔より滑落し、完成された電極板の品質悪化を引き起こす要因となり得る。
一方、活物質に含有される結着材の量を従来に比べて増量すれば、該活物質と金属箔との結着強度は高められ、該金属箔からの該活物質の滑落を防止することが可能である。
しかし、結着材は非伝導性を有するため、該結着材の量を増量すればするほど、完成された電極板の電気抵抗が上昇することとなり、該電極板の品質悪化を引き起こす要因となり得る。
【０００６】
本発明は、以上に示した現状の問題点を鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、帯状の金属箔の両面あるいは片面に、結着材を含有するペースト状の活物質を塗布する塗工工程と、該塗工工程の終了後に実施され、乾燥炉によって前記活物質を乾燥させる乾燥工程と、該乾燥工程の終了後に実施され、乾燥した前記活物質とともに前記金属箔を圧延する圧延工程と、該圧延工程の終了後に実施され、圧延された前記活物質および金属箔を所定の長さに切断するスリット工程と、を有して構成される、リチウムイオン二次電池用電極板の製造方法であって、スリット工程において活物質の滑落を防ぎつつ、電極板を所定の長さに切断することができ、且つ完成された電極板の電気抵抗の上昇を抑制することが可能な、リチウムイオン二次電池用電極板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、帯状の金属箔の両面あるいは片面に、結着材を含有するペースト状の活物質を塗工する塗工工程と、該塗工工程の終了後に実施され、前記活物質を乾燥させる乾燥工程と、該乾燥工程の終了後に実施され、乾燥した前記活物質とともに前記金属箔を圧延する圧延工程と、該圧延工程の終了後に実施され、圧延された前記活物質および金属箔を所定の幅寸法に切断するスリット工程と、を有して構成される、リチウムイオン二次電池用電極板の製造方法であって、該製造方法は、前記塗工工程の実施前に行われるプレコート工程を有し、該プレコート工程は、前記塗工工程によってペースト状の活物質の塗工が予定されている平面において、前記スリット工程によって切断が予定されている切断箇所に、結着材を予め塗工するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、本発明におけるリチウムイオン二次電池用電極板の製造方法によれば、スリット工程において活物質の滑落を防ぎつつ、電極板を所定の長さに切断することができ、且つ完成された電極板の電気抵抗の上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例に係る、リチウムイオン二次電池用電極板の製造方法を示した図であって、（ａ）はその工程図、（ｂ）は図１（ａ）中の矢印Ｘから見た電極板の断面図。
【図２】従来の一実施例に係る、リチウムイオン二次電池用電極板の製造方法を示した図であって、（ａ）はその工程図、（ｂ）は図２（ａ）中の矢印Ｙから見た電池用電極板の断面図。
【図３】同じく、従来の別実施例に係る、リチウムイオン二次電池用電極板の製造方法を示した図であって、（ａ）はその工程図、（ｂ）は図３（ａ）中の矢印Ｚから見た電極板の断面図。
【図４】本実施例の製造方法によって製造された電極板と、従来の製造方法によって製造された電池用電極板とにおける各々の品質に関する測定結果を示した図であって、（ａ）は滑落幅寸法に関する測定結果をドットによって示した図、（ｂ）は抵抗値に関する測定結果を棒グラフによって示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
［リチウムイオン二次電池］
先ず、本実施例の電極板製造工程Ｓ１００によって製造されたリチウムイオン二次電池用の電極板１を具備する、リチウムイオン二次電池の全体構成について、図１を用いて概説する。
なお、以下の説明においては便宜上、図１における矢印Ａの方向を基材１１の搬送方向と規定して記述する。
【００１３】
リチウムイオン二次電池は、例えば、電気自動車やハイブリット自動車などの駆動電源として用いられるものであって、主に、図示せぬ電極体や電池ケースなどからなる円筒型電池や角型電池として構成される。
具体的には、前記電極体は、正極に帯電されたシート状の電極板１（以下、特に区別する必要がある場合に限り、「正極電極板１Ａ」と記載する）や、負極に帯電されたシート状の電極板１（以下、特に区別する必要がある場合に限り、「負極電極板１Ｂ」と記載する）や、絶縁部材からなるシート状のセパレータ（図示せず）などを有して構成される。
【００１４】
そして、予め所定の形状に裁断された、これら複数の正極電極板１Ａ・１Ａ・・・および負極電極板１Ｂ・１Ｂ・・・が、セパレータを介して交互に積層されることで、電極体は形成される。また、巻回された電極体が、非水電解液によって満たされた電池ケースの内部に収容されることで、リチウムイオン二次電池は構成される。
【００１５】
正極電極板１Ａは、アルミ箔などの金属箔からなる帯状の基材１１の両面あるいは片面に、正極に帯電されたペースト状の活物質１２（以下、特に区別する必要がある場合に限り、「正極活物質１２Ａ」と記載する）が塗工されることによって形成される。
なお、正極活物質１２Ａは、リチウムイオンを吸蔵・脱離できる物質であって、結着材１３（図１（ｂ）を参照）などとともに、ペースト状に調製されて形成される。
【００１６】
負極電極板１Ｂは、基材１１の両面あるいは片面に、負極に帯電されたペースト状の活物質１２（以下、特に区別する必要がある場合に限り、「負極活物質１２Ｂ」と記載する）が塗工されることによって形成される。
なお、負極活物質１２Ｂは、リチウムイオンを充電する際には吸蔵し、且つ放電する際には放出する特性を有する物質であって、結着材１３などとともに、ペースト状に調製されて形成される。
【００１７】
結着材１３は、正極活物質１２Ａや負極活物質１２Ｂを、基材１１に繋ぎとめる役割を果たすものであり、例えばポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂などを用いることができる。
なお、結着材１３は非伝導性を有するため、該結着材１３の含有量が増加すれば、正極活物質１２Ａあるいは負極活物質１２Ｂと、基材１１との結着強度が高められる一方、正極電極板１Ａや負極電極板１Ｂの電気伝導性が低下することとなる。
【００１８】
セパレータは、正極電極板１Ａおよび負極電極板１Ｂを電気的に絶縁するとともに、表面上に形成される無数の微細孔を介して、非水電解液を保持するためのものである。
なお、セパレータを構成する材料としては、例えば、多孔性合成樹脂膜、特にポリオレフィン系高分子（ポリエチレン、ポリプロピレン）などの多孔膜が挙げられる。
【００１９】
このような構成からなる正極電極板１Ａおよび負極電極板１Ｂを、セパレータを介して重畳、あるいは巻回などして電極体を構成し、前記正極電極板１Ａおよび負極電極板１Ｂから外部に通ずる正極端子、および負極端子までの間を、各々集電用リード線によって接続し、これら正極電極板１Ａおよび負極電極板１Ｂの間に非水電解液を充填しつつ、前記電極体を電池ケース内に挿設して密閉することで、リチウムイオン二次電池が構成されるのである。
【００２０】
［電極板製造工程Ｓ１００］
次に、本発明に係るリチウムイオン二次電池用電極板の製造方法を具現化する、電極板製造工程Ｓ１００の構成について、図１乃至図３を用いて説明する。
なお、以下の説明においては便宜上、図２および図３における矢印Ａの方向を基材２１１・３１１の搬送方向と規定して記述する。
【００２１】
図１に示すように、電極板製造工程Ｓ１００は、主に、プレコート工程Ｓ１０１や塗工工程Ｓ１０２や乾燥工程Ｓ１０３や圧延工程Ｓ１０４やスリット工程Ｓ１０５などによって構成される。
前記プレコート工程Ｓ１０１は、後述する塗工工程Ｓ１０２において活物質１２の塗工が予定されている、基材１１の平面上の一部に、ペースト状の結着材１３（以下、活物質１２に含有される結着材１３と区別するために、「ペースト状結着材１３Ａ」と記載する）を、予め塗工するための工程である。
なお、本実施例においては、プレコート工程Ｓ１０１によって塗工される結着材１３をペースト状としているが、これに限定されるものではなく、例えば液体状であってもよい。
【００２２】
プレコート工程Ｓ１０１には、例えば、既知の巻戻し装置（図示せず）などが設けられ、該巻戻し装置によって、ロール状に巻回された基材１１が、該基材１１の長手方向に向かって繰出されつつ搬送され、その後、搬送方向（図１における矢印Ａの方向。以下同じ。）の下流端部にて再びロール状に巻回される。
【００２３】
また、前記巻戻し装置の搬送方向の上流部には、例えばブラシなどの塗布手段（図示せず）が備えられ、該塗布手段によって、ペースト状結着材１３Ａが、搬送される基材１１の両面あるいは片面（本実施例においては片面）の一部に、一定の幅寸法（図１（ａ）における幅寸法ｂ）で塗工されていく。
なお、後述するように、前記幅寸法ｂは、従来の電極板製造工程Ｓ２００によって製造された電極板２０１における、滑落領域２２０の発生範囲に基づいて規定される。
【００２４】
ここで、基材１１の平面上における、ペースト状結着材１３Ａの塗工位置は、後述するスリット工程Ｓ１０５における電極板１（より具体的には基材１１）の切断箇所に基づいて規定される。
具体的には、スリット工程Ｓ１０５による電極板１の切断箇所は、プレコート工程Ｓ１０１における基材１１の平面上にて、仮想線Ｃの位置に想定される。そして、ペースト状結着材１３Ａは、前記仮想線Ｃに沿って基材１１の表面上に塗工されるのである。
【００２５】
次に、塗工工程Ｓ１０２について説明する。
塗工工程Ｓ１０２は、プレコート工程Ｓ１０１の終了後に行われる工程であって、基材１１の平面上の略全体にわたって、ペースト状の活物質１２を塗工するための工程である。
【００２６】
塗工工程Ｓ１０２には、例えば、帯状の薄板を搬送するための既知の第一搬送装置（図示せず）や、該第一搬送装置の搬送方向の上流側に配設される既知の吐出装置（図示せず）などが設けられる。また、前記第一搬送装置の搬送方向の下流側には、後述する乾燥工程Ｓ１０３の乾燥炉が配設される。
【００２７】
そして、ロール状に巻回された基材１１は、前記第一搬送装置によって該基材１１の長手方向に向かって繰出されつつ搬送され、途中、前記吐出装置によって、ペースト状結着材１３Ａが塗工されている平面上に、活物質１２が塗工された後、前記乾燥炉内へと搬入される。
【００２８】
その結果、基材１１の平面上における、仮想線Ｃの近傍、即ちペースト状結着材１３Ａが塗工された箇所については、さらにペースト状の活物質１２が「重ね塗り」されることとなり、該活物質１２における前記仮想線Ｃの近傍は、結着材１３の含有密度が高くなるのである。
【００２９】
次に、乾燥工程Ｓ１０３について説明する。
乾燥工程Ｓ１０３は、塗工工程Ｓ１０２の終了後に行われる工程であって、基材１１に塗工されたペースト状の活物質１２を乾燥させて、該基材１１に対する活物質１２の固着状態を堅固なものにするための工程である。
【００３０】
乾燥工程Ｓ１０３には、例えば、既知の長尺の乾燥炉（図示せず）などが設けられ、前述したように、塗工工程Ｓ１０２に設けられる前記第一搬送装置の搬送方向の下流部に配設される。
【００３１】
そして、塗工工程Ｓ１０２より搬送されてきた基材１１は、前記乾燥炉内に搬入され、その後、該乾燥炉の長手方向に向かって搬送されつつ、高温の炉内の雰囲気によって加熱され、基材１１に塗工されたペースト状の活物質１２が乾燥されるとともに、乾燥作業が終了した基材１１は、前記第一搬送装置によって、乾燥炉外へと搬出され、再びロール状に巻回されるのである。
【００３２】
次に、圧延工程Ｓ１０４について説明する。
圧延工程Ｓ１０４は、乾燥工程Ｓ１０３の終了後に行われる工程であって、乾燥された活物質１２に押圧力を加えて、該活物質１２の密度を高めるための工程である。
【００３３】
圧延工程Ｓ１０４には、例えば、隣接される既知の二本の圧延ローラー（図示せず）や、帯状の薄板を搬送するための既知の第二搬送装置（図示せず）などが設けられ、該第二搬送装置によって、ロール状に巻回された基材１１が、該基材１１の長手方向に向かって繰出されつつ搬送され、前記二本の圧延ローラーの間隙を通過した後、搬送方向の下流端にて再びロール状に巻回される。
【００３４】
その結果、基材１１が前記圧延ローラーの間隙を通過する際、活物質１２は、該基材１１とともに前記圧延ローラーによって押圧力を加えられ、前記活物質１２の密度が高められるのである。
【００３５】
次にスリット工程Ｓ１０５について説明する。
スリット工程Ｓ１０５は、圧延工程Ｓ１０４の終了後に行われる工程であって、活物質１２の押圧作業が終了した基材１１を、予め定められた所定の幅寸法に切断するための工程である。
【００３６】
スリット工程Ｓ１０５には、例えば、二枚の円盤状の回転刃を備える既知の切断装置（図示せず）や、帯状の薄板を搬送するための既知の第三搬送装置（図示せず）などが設けられる。
前記二枚の回転刃は、互いに回転軸を平行としつつ、縁部に形成された刃部がオーバーラップするようにして、切断装置に備えられる。
また、切断装置は、第三搬送装置の搬送方向下流側において、該第三搬送装置によって搬送される基材１１と、二枚の回転刃とが、前記オーバーラップ部にて交差するようにして配設される。この際、基材１１の平面における、前記二枚の回転刃のオーバーラップ部と交差する箇所は、前述した仮想線Ｃ上となるように設定される。
【００３７】
そして、ロール状に巻回された基材１１は、第三搬送装置によって該基材１１の長手方向に向かって繰出されつつ搬送され、途中、前記二枚の回転刃のオーバーラップ部と交差しながら、予め定められた所定の幅寸法に切断された後、搬送方向の下流端にて各々ロール状に巻回される。
こうして、スリット工程Ｓ１０５が終了することによって、電極板製造工程Ｓ１００は完了し、電極板１が製品として完成されるのである。
【００３８】
ところで、前述したようなリチウムイオン二次電池用の電極板１の塗工設備全体において、設備コストの低減化を図る場合には、乾燥工程Ｓ１０３におけるペースト状の活物質１２の乾燥速度を極力速くする（乾燥速度の高速化を図る）ことが、最も効果的であり重要である。
なぜならば、活物質１２の乾燥速度が速まれば、それだけ乾燥炉内における基材１１の滞在時間を短縮できるため、該乾燥炉の全長を短くすることが可能となり、該乾燥炉を有する塗工設備の設備コストを大幅に低減することが可能になるためである。
【００３９】
ここで、前記乾燥速度を速めるための手段としては、乾燥炉の炉内温度を可能な限り高くすることが、他に設備の改造なども伴わないため、最も容易であり経済的でもある。
しかし、従来の電極板製造工程Ｓ２００・Ｓ３００（図３および図４を参照）においては、このような乾燥速度の高速化に対して十分に対応しきれず、塗工設備全体における設備コストの低減化を図ることが困難であった。
【００４０】
具体的には、図２（ａ）に示すように、従来の電極板製造工程Ｓ２００は、主に、塗工工程Ｓ２０１や乾燥工程Ｓ２０２や圧延工程Ｓ２０３やスリット工程Ｓ２０４などによって構成されていた。
つまり、従来の電極板製造工程Ｓ２００は、本実施例における電極板製造工程Ｓ１００に対して、プレコート工程Ｓ１０１を有しない点において相異している。
【００４１】
このような構成からなる従来の電極板製造工程Ｓ２００において、乾燥工程Ｓ２０２における乾燥炉の炉内温度を、従来に比べて極力高く設定変更すると、図２（ｂ）に示すように、活物質２１２に含有される結着材２１３の大部分が、該活物質２１２の表面付近へと浮上してくるため、基材２１１に対する前記活物質２１２の結着強度が弱まることとなる。
【００４２】
その結果、図２（ａ）に示すように、スリット工程Ｓ２０４において、活物質２１２の押圧作業が終了した基材２１１を切断する際、その切断箇所（基材２１１の平面上における仮想線Ｃ）付近には、活物質２１２の滑落領域２２０が発生することとなり、完成された電極板２０１の品質悪化を引き起こすこととなっていた。
【００４３】
一方、このような滑落領域２２０の発生を防ぐための方策として、従来から電極板製造工程Ｓ３００による製造方法が知られている。
前記電極板製造工程Ｓ３００は、図３（ａ）に示すように、前述した電極板製造工程Ｓ２００と同じく、主に、塗工工程Ｓ３０１や乾燥工程Ｓ３０２や圧延工程Ｓ３０３やスリット工程Ｓ３０４などによって構成される。
そして、電極板製造工程Ｓ３００は、図３（ｂ）に示すように、活物質３１２に含有される結着材３１３の量を、従来に比べて予め増量しておく点において、本実施例における電極板製造工程Ｓ１００や、前述した電極板製造工程Ｓ２００と相異する。
【００４４】
このような構成からなる従来の電極板製造工程Ｓ３００によれば、活物質３１２と基材３１１との結着強度は、十分に高められることから、該活物質３１２の滑落領域２２０の発生を確実に防止することができる。
【００４５】
しかし、前述したように、結着材３１３は非伝導性を有することから、所定の含有量以上に結着材３１３が活物質３１２に含有されると、完成された電極板３０１の電気抵抗が上昇することとなる。
従って、電極板製造工程Ｓ３００による製造方法では、電極板３０１の品質悪化を引き起こす別の要因を誘発し得るため、従来の電極板製造工程Ｓ２００における問題点を完全に克服するまでには至らなかった。
【００４６】
そこで、以上に示したこれらの電極板製造工程Ｓ２００・Ｓ３００における様々な問題点を解決し、製造される電極板１の品質悪化を引き起こすことなく、塗工設備全体の設備コストの低減化を実現するために、本発明者らが鋭意検討を行った結果、本実施例における電極板製造工程Ｓ１００は完成したのである。
【００４７】
具体的には、前述したように、本実施例における電極板製造工程Ｓ１００においては、塗工工程Ｓ１０２の実施前に行われるプレコート工程Ｓ１０１を新たに設け、該プレコート工程Ｓ１０１によって、後のスリット工程Ｓ１０５における切断箇所（基材１１の平面上における仮想線Ｃ）に、予めペースト状結着材１３Ａを塗工することとしている。
また、この際、塗工されるペースト状結着材１３Ａの幅寸法ｂは、従来の電極板製造工程Ｓ２００のスリット工程Ｓ２０４において発生する、滑落領域２２０の滑落幅寸法（図２（ａ）における滑落幅寸法（ｂ１＋ｂ２））に比べて、僅かに大きな値となるように規定される（ｂ＞＞（ｂ１＋ｂ２））。
【００４８】
従って、本実施例の電極板製造工程Ｓ１００によれば、基材１１の仮想線Ｃ付近における、活物質１２中の結着材１３の含有密度が十分に高められることから、該活物質１２と基材１１との結着強度は堅固なものとなり、従来の電極板製造工程Ｓ２００において見られた滑落領域２２０の発生を、効果的に防ぐことができるのである。
また、本実施例の電極板製造工程Ｓ１００によれば、活物質１２中の結着材１３の含有密度が高められる箇所は、プレコート工程Ｓ１０１によって、ペースト状結着材１３Ａが塗工された領域に限定されるため、従来の電極板製造工程Ｓ３００のように、完成された電極板１の電気抵抗が上昇することも無いのである。
【００４９】
［比較検証実験］
次に、本実施例における電極板製造工程Ｓ１００によって製造された電極板１と、従来の電極板製造工程Ｓ２００・Ｓ３００によって製造された電極板１０１・２０１とにおける両者の品質に関して、本発明者らが行った比較検証実験について、図４を用いて説明する。
【００５０】
先ず、本発明者らは、本実施例の電極板製造工程Ｓ１００における、活物質１２の滑落防止効果の有効性を確認するため、前記電極板製造工程Ｓ１００によって製造された電極板１と、従来の電極板製造工程Ｓ２００によって製造された電極板２０１とにおける滑落幅寸法を各々測定した。
なお、本比較検証実験によって測定する滑落幅寸法は、例えば、図２（ｂ）に示すように、活物質２１２の底面部における滑落幅寸法とした。また、この際のサンプル数は、各々３個と規定した。
【００５１】
図４（ａ）は、縦軸に滑落幅寸法（単位［μｍ］）を表すこととして、従来の電極板製造工程Ｓ２００によって製造されることとする「条件Ａ１」、および本実施例の電極板製造工程Ｓ１００によって製造されることとする「条件Ａ２」のそれぞれの場合における、前記滑落幅寸法の測定値をドットによって示した図である。
【００５２】
本図に示すように、「条件Ａ１」によって製造された電極板２０１においては、全てのサンプルに関して、活物質２１２の滑落現象が見られ、その滑落幅寸法は、約２００［μｍ］以内の範囲内にてばらついた。
【００５３】
これに対して、「条件Ａ２」によって製造された電極板１においては、全てのサンプルに関して、活物質２１２の滑落現象が見られず、本実施例の電極板製造工程Ｓ１００における、活物質１２の滑落防止効果の有効性を確認することができた。
【００５４】
次に、本発明者らは、本実施例の電極板製造工程Ｓ１００における、電極板１の電気抵抗の上昇防止効果を確認するため、前記電極板製造工程Ｓ１００によって製造された電極板１と、従来の電極板製造工程Ｓ３００によって製造された電極板３０１とにおける抵抗値を各々測定した。
なお、参考として、従来の電極板製造工程Ｓ２００によって製造された、電極板２０１における抵抗値についても、あわせて測定した。
【００５５】
図４（ｂ）は、縦軸に抵抗値（単位［Ω・ｃｍ２］）を表すこととして、従来の電極板製造工程Ｓ２００によって製造されることとする「条件Ｂ１」、従来の電極板製造工程Ｓ３００によって製造されることとする「条件Ｂ２」、および本実施例の電極板製造工程Ｓ１００によって製造されることとする「条件Ｂ３」のそれぞれの場合における、前記抵抗値の測定値を棒グラフによって示した図である。
【００５６】
本図に示すように、「条件Ｂ２」によって製造された電極板３０１においては、１０［Ω・ｃｍ２］を越す高い抵抗値が見られ、また、品質管理のうえで予め定められている規定値ｒ１［Ω・ｃｍ２］を大きく上回ることが確認された。
【００５７】
これに対して、「条件Ｂ３」によって製造された電極板１においては、略１．０［Ω・ｃｍ２］以下と、僅かな抵抗値しか見られず、また、前記規定値ｒ１［Ω・ｃｍ２］に対して、十分下回ることが確認された。
【００５８】
このような結果から、本実施例の電極板製造工程Ｓ１００における、電極板１の電気抵抗の上昇防止効果を確認することができた。
【００５９】
なお、「条件Ｂ１」によって製造された電極板２０１においては、活物質２１２の滑落現象が見られるものの、電気抵抗の上昇については、１［Ω・ｃｍ２］以内と僅かな抵抗値しか見られず、また前記規定値ｒ１［Ω・ｃｍ２］に対して、十分下回ることが確認された。
【００６０】
以上のように、本発明に係るリチウムイオン二次電池用電極板の製造方法を具現化する、電極板製造工程Ｓ１００は、帯状の基材（金属箔）１１の両面あるいは片面に、結着材１３を含有するペースト状の活物質１２を塗工する塗工工程Ｓ１０２と、該塗工工程Ｓ１０２の終了後に実施され、前記活物質１２を乾燥させる乾燥工程Ｓ１０３と、該乾燥工程Ｓ１０３の終了後に実施され、乾燥した前記活物質１２とともに前記基材（金属箔）１１を圧延する圧延工程Ｓ１０４と、該圧延工程Ｓ１０４の終了後に実施され、圧延された前記活物質１２および基材（金属箔）１１を所定の幅寸法に切断するスリット工程Ｓ１０５と、を有して構成される、リチウムイオン二次電池用の電極板１の製造方法であって、該製造方法は、前記塗工工程Ｓ１０２の実施前に行われるプレコート工程Ｓ１０１を有し、該プレコート工程Ｓ１０１は、前記塗工工程Ｓ１０２によってペースト状の活物質１２の塗工が予定されている平面において、前記スリット工程Ｓ１０５によって切断が予定されている切断箇所（基材１１の平面上における仮想線Ｃ）に、結着材１３Ａを予め塗工することとしている。
【００６１】
このような構成を有することで、本実施例における電極板製造工程Ｓ１００によれば、たとえ乾燥工程Ｓ１０３におけるペースト状の活物質１２の乾燥速度を速めるために、乾燥炉内の温度を上昇させたとしても、スリット工程Ｓ１０５において活物質１２の滑落を防ぎつつ、電極板１を所定の長さに切断することができ、且つ完成された電極板１の電気抵抗の上昇を抑制することができる。
【００６２】
従って、乾燥炉内における基材１１の滞在時間を短縮し、該乾燥炉の全長を短くすることが可能となり、該乾燥炉を有する塗工設備の設備コストを大幅に低減することが可能になるのである。
【符号の説明】
【００６３】
１ 電極板
１１ 基材（金属箔）
１２ 活物質
１３ 結着材
１３Ａ ペースト状結着材
Ｃ 仮想線
Ｓ１００ 電極板製造工程
Ｓ１０１ プレコート工程
Ｓ１０２ 塗工工程
Ｓ１０３ 乾燥工程
Ｓ１０４ 圧延工程
Ｓ１０５ スリット工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の金属箔の両面あるいは片面に、結着材を含有するペースト状の活物質を塗工する塗工工程と、
該塗工工程の終了後に実施され、前記活物質を乾燥させる乾燥工程と、
該乾燥工程の終了後に実施され、乾燥した前記活物質とともに前記金属箔を圧延する圧延工程と、
該圧延工程の終了後に実施され、圧延された前記活物質および金属箔を所定の幅寸法に切断するスリット工程と、
を有して構成される、リチウムイオン二次電池用電極板の製造方法であって、
該製造方法は、前記塗工工程の実施前に行われるプレコート工程を有し、
該プレコート工程は、前記塗工工程によってペースト状の活物質の塗工が予定されている平面において、
前記スリット工程によって切断が予定されている切断箇所に、
結着材を予め塗工する、
ことを特徴とするリチウムイオン二次電池用電極板の製造方法。
【請求項１】
帯状の金属箔の両面あるいは片面に、結着材を含有するペースト状の活物質を塗工する塗工工程と、
該塗工工程の終了後に実施され、前記活物質を乾燥させる乾燥工程と、
該乾燥工程の終了後に実施され、乾燥した前記活物質とともに前記金属箔を圧延する圧延工程と、
該圧延工程の終了後に実施され、圧延された前記活物質および金属箔を所定の幅寸法に切断するスリット工程と、
を有して構成される、リチウムイオン二次電池用電極板の製造方法であって、
該製造方法は、前記塗工工程の実施前に行われるプレコート工程を有し、
該プレコート工程は、前記塗工工程によってペースト状の活物質の塗工が予定されている平面において、
前記スリット工程によって切断が予定されている切断箇所に、
結着材を予め塗工する、
ことを特徴とするリチウムイオン二次電池用電極板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−８０６３０（Ｐ２０１３−８０６３０Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２０２８３（Ｐ２０１１−２２０２８３）
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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