二次電池とその製造方法および電極板製造装置
【課題】 電極芯材に多層のペースト層を塗工して乾燥させる電極板を作成するとともに，電極板の生産性の高い二次電池の製造方法とその二次電池および電極板製造装置を提供すること。
【解決手段】 負極芯材ＮＢに未乾燥の負極ペースト層ＮＡ１０と負極ペースト層ＮＡ２０とを重ねた状態で塗工する。乾燥炉の内部では，熱風ノズル１３０１から熱風Ｈを未乾燥の上層である負極ペースト層ＮＡ２０に向けて噴き付けることにより負極ペースト層ＮＡ２０を乾燥させる。一方，冷却ローラ１３０２により，負極芯材ＮＢは冷却される。負極ペースト層ＮＡ１０は，負極ペースト層ＮＡ２０から熱を奪うとともに，負極芯材ＮＢに熱を奪われる。そのため，負極ペースト層ＮＡ２０の温度は負極ペースト層ＮＡ１０の温度より高い。これにより，負極ペースト層ＮＡ２０，負極ペースト層ＮＡ１０の順に乾燥する。
【解決手段】 負極芯材ＮＢに未乾燥の負極ペースト層ＮＡ１０と負極ペースト層ＮＡ２０とを重ねた状態で塗工する。乾燥炉の内部では，熱風ノズル１３０１から熱風Ｈを未乾燥の上層である負極ペースト層ＮＡ２０に向けて噴き付けることにより負極ペースト層ＮＡ２０を乾燥させる。一方，冷却ローラ１３０２により，負極芯材ＮＢは冷却される。負極ペースト層ＮＡ１０は，負極ペースト層ＮＡ２０から熱を奪うとともに，負極芯材ＮＢに熱を奪われる。そのため，負極ペースト層ＮＡ２０の温度は負極ペースト層ＮＡ１０の温度より高い。これにより，負極ペースト層ＮＡ２０，負極ペースト層ＮＡ１０の順に乾燥する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，二次電池とその製造方法および電極板製造装置に関する。さらに詳細には，電極芯材に複数のペースト層を乾燥させて結着させた電極板を備える二次電池とその製造方法および電極板製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は，携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器，ハイブリッド車両や電気自動車等の車両など，多岐にわたる分野で利用されている。このような二次電池は，正極板と負極板と電解質とを備えるものである。また，正極板と負極板とそれらを絶縁するセパレータとを積み重ねた電極体を用いることが一般的である。
【０００３】
このように積層された電極体に用いられる電極板（正極板および負極板）は，電極芯材となる金属箔に活物質を含む合材を塗工した後に乾燥させることにより作成される。これらの電極板のうちには，電極芯材に複数層のペースト層を塗工して乾燥させたものがある。このような複数のペースト層を塗工・乾燥した電極板を製造するには，次のような塗工乾燥方式が一般的である。まず，基材となる電極芯材に１層目を塗工した後に乾燥させる。続いて，乾燥済みの１層目の塗工層の上に２層目を塗工して乾燥させるのである。このように，塗工と乾燥とを順次繰り返すのである（特許文献１の段落［０００７］等参照）。
【０００４】
このように塗工と乾燥とを順次繰り返す塗工乾燥方式では，同一の組成の層を複数形成した場合に各層間の接着性が良好であるとされている。また，異なる組成の層を複数形成した場合には，異なる物性を同時に満足させることができるとされている（特許文献１の段落［０００４］等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−０５０８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されている技術では，基材の側から塗工と乾燥とを順次繰り返すことにより，各層の間でペーストが混じり合わないように多層の塗工層を形成することができる。しかし，これらの技術では，塗工と乾燥とを形成する層の数だけ塗工乾燥工程を繰り返す必要がある。つまり，層の数が増えるほど，その工程数が増えることとなる。このような塗工乾燥方式を用いたのでは，電極板の生産性は低い。
【０００７】
本発明は，前述した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，電極芯材に多層のペースト層を塗工して乾燥させる電極板を作成するとともに，電極板の生産性の高い二次電池の製造方法とその二次電池および電極板製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の二次電池の製造方法は，正極芯材または負極芯材にペースト層を塗工する塗工工程と，塗工工程で塗工されたペースト層を乾燥させて正極板または負極板とする乾燥工程と，乾燥工程で乾燥された正極板と負極板とこれらを絶縁するセパレータとを積み重ねて電極体を作成する電極体作成工程と，電極体作成工程で作成された電極体を電池容器に挿入するとともに電池容器に電解液を注入する電池組立工程とを有する二次電池の製造方法である。その塗工工程では，正極芯材および負極芯材の少なくとも一方に２層以上のペースト層をその都度乾燥させることなく重ねて塗工し，乾燥工程では，未乾燥の２層以上のペースト層を乾燥させるに際して，未乾燥の２層以上のペースト層のうち最表層に近い側のペースト層ほど，当該ペースト層の温度を高くし，未乾燥の２層以上のペースト層のうち最表層から遠い側のペースト層ほど，当該ペースト層の温度を低くする。かかる二次電池の製造方法では，未乾燥の２層以上のペースト層を一工程で乾燥することができる。そのため，生産性が高い。また，層間の境界面でペーストが互いに混じり合うおそれがない。
【０００９】
上記に記載の二次電池の製造方法であって，乾燥工程の少なくとも一部では，未乾燥の２層以上のペースト層を乾燥させるに際して，未乾燥の２層以上のペースト層における最表層のペースト層の側のみから最表層のペースト層を加熱するとよい。このようにすると，最表層側のペースト層の温度が高い状態で各ペースト層が乾燥されるからである。
【００１０】
上記に記載の二次電池の製造方法であって，乾燥工程の少なくとも一部では，未乾燥の２層以上のペースト層を乾燥させるに際して，未乾燥の２層以上のペースト層における最表層のペースト層の表側から最表層のペースト層を加熱するとともに，未乾燥の２層以上のペースト層における最表層のペースト層の反対側から最表層の反対側の面を表側からの加熱より弱く加熱するとよい。このようにしても，最表層側のペースト層の温度が高い状態で各ペースト層が乾燥されることに変わりないからである。
【００１１】
上記に記載の二次電池の製造方法であって，乾燥工程の少なくとも一部では，未乾燥の２層以上のペースト層を乾燥させるに際して，未乾燥の２層以上のペースト層における最表層のペースト層の表側から最表層のペースト層を加熱するとともに，未乾燥の２層以上のペースト層における最表層のペースト層の反対側から最表層の反対側の面を冷却するとよい。このようにすると，最表層側のペースト層の温度がより高い状態で各ペースト層が乾燥されるからである。
【００１２】
上記に記載の二次電池の製造方法であって，塗工工程では，２層以上のペースト層をその都度乾燥させることなく重ねて塗工するに際して，２層以上のペースト層のうちの最表層でないペースト層における揮発溶媒として，大気圧下での沸点が当該ペースト層より上層のペースト層における揮発溶媒の大気圧下での沸点以上であるものを用いるとなおよい。より上層に位置するペースト層の乾燥速度がより速くなるからである。これにより，上層のペースト層から順に乾燥するからである。
【００１３】
上記に記載の二次電池の製造方法であって，乾燥工程の少なくとも一部では，未乾燥の２層以上のペースト層を乾燥させるに際して，最表層のペースト層より上方に位置する雰囲気の温度が，正極芯材または負極芯材より下方に位置する雰囲気の温度よりも高いとなおよい。このようにすると，最表層側のペースト層の温度がより高い状態で各ペースト層が乾燥されるからである。
【００１４】
上記に記載の二次電池の製造方法であって，乾燥工程の少なくとも一部では，未乾燥の２層以上のペースト層を乾燥させるに際して，最表層のペースト層より上方に位置する雰囲気の温度が，正極芯材または負極芯材より下方に位置する雰囲気の温度よりも５０℃以上高いとなおよい。より上層に位置するペースト層の乾燥速度がさらに速くなるからである。これにより，上層のペースト層から順に乾燥するからである。
【００１５】
上記に記載の二次電池の製造方法であって，乾燥工程では，乾燥工程の初期ほど，未乾燥のペースト層の最表層の側からの加熱の度合いと，最表層の反対側からの加熱の度合いとの差が大きく，乾燥工程の後期ほど，未乾燥のペースト層の最表層の側からの加熱の度合いと，最表層の反対側からの加熱の度合いとの差が小さいとさらによい。より上層のペースト層から順に乾燥するとともに，下層のペースト層も確実に乾燥させることができるからである。
【００１６】
また，本発明に係る二次電池の製造方法は，正極芯材または負極芯材にペースト層を塗工する塗工工程と，塗工工程で塗工されたペースト層を乾燥させて正極板または負極板とする乾燥工程と，乾燥工程で乾燥された正極板と負極板とこれらを絶縁するセパレータとを積み重ねて電極体を作成する電極体作成工程と，電極体作成工程で作成された電極体を電池容器に挿入するとともに電池容器に電解液を注入する電池組立工程とを有する。そして塗工工程では，２層以上のペースト層をその都度乾燥させることなく重ねて塗工するに際して，２層以上のペースト層のうちの最表層でないペースト層における揮発溶媒として，大気圧下での沸点が当該ペースト層より上層のペースト層における揮発溶媒の大気圧下での沸点より高いものを用いる。かかる二次電池の製造方法では，未乾燥の２層以上のペースト層を一工程で乾燥することができる。そのため，生産性が高い。また，層間の境界面でペーストが互いに混じり合うおそれがない。
【００１７】
また，本発明に係る二次電池は，正極芯材の少なくとも片側の面に正極合材層を塗工された正極板と，負極芯材の少なくとも片側の面に負極合材層を塗工された負極板と，正極板と負極板とを絶縁するセパレータとを積み重ねた積層電極体と，積層電極体を内部に備える電池容器と，電池容器の内部に封入された電解液とを有する。そして，正極板および負極板の少なくとも一方は，２層以上の合材層を形成されたものであり，当該２層以上の合材層では，２層以上の合材層のうちの最表層でない合材層に用いられた揮発溶媒が，大気圧下での沸点が当該合材層より上層の合材層に用いられた揮発溶媒の大気圧下での沸点より高いものである。かかる二次電池は，層間の境界面での荒れがほとんどない。
【００１８】
また，本発明に係る電極板製造装置は，電極芯材を巻き出す巻き出し部と，電極芯材に２層以上のペースト層を未乾燥の状態で重ねて塗工して塗工層とする塗工部と，塗工層を乾燥させる乾燥炉と，塗工層を乾燥された電極芯材を巻き取る巻取り部とを有する。そして，乾燥炉の少なくとも一部では，塗工された電極芯材の搬送経路より上方に，搬送経路に向かって加熱する加熱装置が配置されているとともに，搬送経路より下方に，搬送経路に向かって冷却する冷却装置が配置されている。かかる電極板製造装置は，未乾燥の２層以上のペースト層を一工程で乾燥させることができる。そのため，生産性が高い。また，層間の境界面でペーストが互いに混じり合うおそれがない。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば，電極芯材に多層のペースト層を塗工して乾燥させる電極板を作成するとともに，電極板の生産性の高い二次電池の製造方法とその二次電池および電極板製造装置が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る二次電池の製造方法により製造されるバッテリを説明するための断面図である。
【図２】本発明に係る二次電池の製造方法により製造されるバッテリの捲回電極体を説明するための斜視図である。
【図３】本発明に係る二次電池の製造方法により製造されるバッテリの捲回電極体の捲回構造を説明するための展開図である。
【図４】本発明に係る二次電池の製造方法により製造されるバッテリの正極板の構造を説明するための断面斜視図である。
【図５】第１，第２，第４の実施形態に係る二次電池の製造方法により製造されるバッテリの負極板の構造を説明するための断面斜視図である。
【図６】第１の実施形態に係るペースト層の冷却方法を説明するための概念図である。
【図７】本発明に係るバッテリを製造するのに用いる塗工乾燥装置を説明するための概略構成図である。
【図８】本発明に係る多層ペーストを塗工するための塗液供給装置を説明するための概念図である。
【図９】本発明に係るバッテリを製造するのに用いる捲回装置を説明するための概略構成図である。
【図１０】第１の実施形態に係るペースト層の別の冷却方法を説明するための概念図（その１）である。
【図１１】第１の実施形態に係るペースト層の別の冷却方法を説明するための概念図（その２）である。
【図１２】第２の実施形態に係るバッテリを製造するのに用いる塗工乾燥装置を説明するための概略構成図である。
【図１３】第３の実施形態に係るバッテリを製造するのに用いる塗工乾燥装置における乾燥方法を説明するための概念図である。
【図１４】本発明に係る実施例における乾燥方法を説明するための斜視図である。
【図１５】本発明に係る実施例における負極板の断面を説明するための断面図である。
【図１６】本発明に係る比較例における負極板の断面を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，リチウムイオン二次電池とその製造方法および電極板製造装置について，本発明を具体化したものである。
【００２２】
（第１の実施形態）
１．リチウムイオン二次電池
本実施の形態に係るバッテリは，円筒型のリチウムイオン二次電池である。図１に，本形態のバッテリ１００の断面図を示す。バッテリ１００は，図１に示すように，電池容器１０１および蓋１０２からなる電池ケースにより密閉されている。バッテリ１００には，捲回電極体２００と，正極集電板１１０と，負極集電板１２０とが内蔵されている。また，電池容器１０１の内部には電解液が注入されている。
【００２３】
捲回電極体２００は，電解液中で充放電を繰り返し，発電に直接寄与するものである。正極集電板１１０は，後述する捲回電極体２００の正極芯材と接続された正極集電体である。その材質は，アルミニウムである。負極集電板１２０は，後述する捲回電極体２００の負極芯材と接続された負極集電体である。その材質は，銅である。図１から正極集電板１１０と負極集電板１２０とが接続された捲回電極体２００を抜き出した斜視図を図２に示す。
【００２４】
電池容器１０１の内部に注入された電解液は，有機溶媒に電解質を溶解させたものである。有機溶媒として例えば，プロピレンカーボネート（ＰＣ）やエチレンカーボネート（ＥＣ），ジメチルカーボネート（ＤＭＣ），エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等のエステル系溶媒や，エステル系溶媒にγ−ブチラクトン（γ−ＢＬ），ジエトキシエタン（ＤＥＥ）等のエーテル系溶媒等を配合した有機溶媒が挙げられる。また，電解質である塩として，過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）やホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ４），六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）などのリチウム塩を用いることができる。
【００２５】
図３は，捲回電極体２００の捲回構造を示す展開図である。捲回電極体２００は，図３に示すように，内側から正極板Ｐ，セパレータＳ，負極板Ｎ，セパレータＴの順に積み重ねた状態で捲回されたものである。ここで，セパレータＳとセパレータＴとは同じ材質の絶縁部材である。上記の捲回順の理解のために符号をＳ，Ｔとして区別しただけである。
【００２６】
図３に示すように正極板Ｐには，正極塗工部Ｐ１と，正極非塗工部Ｐ２とがある。正極塗工部Ｐ１は，正極芯材に正極活物質等を塗工した箇所である。正極非塗工部Ｐ２は，正極芯材に正極活物質等を塗工していない箇所である。したがって正極塗工部Ｐ１の厚みは，正極非塗工部Ｐ２の厚みよりも厚い。
【００２７】
負極板Ｎには，負極塗工部Ｎ１と，負極非塗工部Ｎ２とがある。負極塗工部Ｎ１は，負極芯材に負極活物質等を塗工した箇所である。負極非塗工部Ｎ２は，負極芯材に負極活物質等を塗工していない箇所である。したがって負極塗工部Ｎ１の厚みは，負極非塗工部Ｎ２の厚みよりも厚い。
【００２８】
図３中の矢印Ａは，正極板Ｐ，負極板Ｎ，セパレータＳ，Ｔの幅方向（図１でいえば縦方向）を示している。図３中の矢印Ｂは，正極板Ｐ，負極板Ｎ，セパレータＳ，Ｔの長手方向（図１の捲回電極体２００の周方向）を示している。正極塗工部Ｐ１の幅方向の塗工幅は，負極塗工部Ｎ１の幅方向の塗工幅よりもやや狭い。電解液中のリチウムイオンの濃度が高い場合に，負極活物質にリチウムイオンを吸蔵させることによりその濃度の上昇を抑制するためである。電解液中のリチウムイオンの濃度が上昇しすぎると，リチウムがデンドライト状に析出することがある。このような析出が生ずると，電池性能は低下する。
【００２９】
２．電極板
図４は，正極板Ｐの斜視断面図である。図４中の矢印Ａが示す方向は，図３中の矢印Ａが示す方向と同じである。すなわち，正極板Ｐの幅方向である。図４中の矢印Ｂが示す方向は，図３中の矢印Ｂが示す方向と同じである。すなわち，正極板Ｐの長手方向である。
【００３０】
図４に示すように，正極板Ｐは，帯状の正極芯材ＰＢの両面の一部に正極合材層ＰＡが形成されたものである。図４中の左側には，正極板Ｐの正極非塗工部Ｐ２が幅方向に突出している。正極非塗工部Ｐ２は，帯状に形成されている。正極非塗工部Ｐ２は，正極芯材ＰＢの両面ともに正極合材が塗布されていない領域である。したがって正極非塗工部Ｐ２では，正極芯材ＰＢがむき出したままの状態にある。一方，図４中の右側には，正極非塗工部Ｐ２に対応するような突出部はない。正極塗工部Ｐ１では，正極芯材ＰＢの両面に一様の厚みで正極合材層ＰＡが形成されている。
【００３１】
正極合材層ＰＡは，正極芯材ＰＢであるアルミ箔にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極活物質を含む合材を塗布して形成された層である。正極活物質として，ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２），マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ２），コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）等のリチウム複合酸化物などが用いられる。また，合材には，ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），スチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ），ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の結着剤やカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等の増粘剤が含まれている。
【００３２】
図５は，負極板Ｎの斜視断面図である。図５中の矢印Ａが示す方向は，図３中の矢印Ａが示す方向と同じである。すなわち，負極板Ｎの幅方向である。図５中の矢印Ｂが示す方向は，図３中の矢印Ｂが示す方向と同じである。すなわち，負極板Ｎの長手方向である。
【００３３】
図５に示すように，負極板Ｎは，帯状の負極芯材ＮＢの両面の一部に負極合材層ＮＡ１および負極合材層ＮＡ２が形成されたものである。負極合材層ＮＡ１は基材である負極芯材ＮＢの両側の面に形成されている。負極合材層ＮＡ２は，負極合材層ＮＡ１の外側，すなわち表層側に形成されている。したがって負極板Ｎでは，図中の上側から，負極合材層ＮＡ２，負極合材層ＮＡ１，負極芯材ＮＢ，負極合材層ＮＡ１，負極合材層ＮＡ２がこの順に配置されている。
【００３４】
図５中の右側には，負極板Ｎの負極非塗工部Ｎ２が幅方向に突出している。負極非塗工部Ｎ２は，帯状に形成されている。負極非塗工部Ｎ２は，負極芯材ＮＢの両面ともに負極合材が塗布されていない領域である。したがって負極非塗工部Ｎ２では，負極芯材ＮＢがむき出したままの状態にある。一方，図５中の左側には，負極非塗工部Ｎ２に対応するような突出部はない。負極塗工部Ｎ１では，負極芯材ＮＢの両面に一様な厚みで負極合材層ＮＡ１および負極合材層ＮＡ２が形成されている。
【００３５】
負極合材層ＮＡ１は，負極芯材ＮＢである銅箔にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極活物質を含む合材を塗布して形成された層である。負極活物質として，非晶質炭素，難黒鉛化炭素，易黒鉛化炭素，黒鉛等の炭素系物質が用いられる。また，合材には，ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），スチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ），ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の結着剤やカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等の増粘剤が含まれている。
【００３６】
負極合材層ＮＡ２は，耐熱性フィラーを含む合材を塗布して形成された層である。耐熱性フィラーとしてアルミナ，マグネシア，シリカ，チタニアなど（の絶縁性金属酸化物等）が挙げられる。また，結着材は，負極合材層ＮＡ２に用いられるものと同じものを用いることができる。
【００３７】
３．ペースト層の乾燥方法
本発明のバッテリ１００の製造方法に係る複数層のペースト層の乾燥方法について説明する。本形態では，複数層のペースト層を一度の乾燥で一括して乾燥させる。図６は，本発明に係る複数層のペースト層を乾燥させる方法について示す概念図である。負極合材層ＮＡ１，ＮＡ２を形成する際のペースト層の乾燥について説明する。
【００３８】
本形態では，図６に示すように，ペースト層の乾燥に，熱風ノズル１３０１と，冷却ローラ１３０２とを用いる。ここで，熱風ノズル１３０１は，負極ペースト層ＮＡ２０に熱風Ｈを吹き付けるためのものである。冷却ローラ１３０２は，負極芯材ＮＢを支持しつつ搬送するためのものである。また，その搬送に伴って負極芯材ＮＢを冷却する役割も担う冷却装置である。冷却ローラ１３０２は，冷却水により冷却されている。
【００３９】
熱風ノズル１３０１から噴き出す熱風Ｈの温度を，例えば７０℃と設定する。すると，負極ペースト層ＮＡ２０に吹き付けられる熱風Ｈの温度はほぼ７０℃である。負極ペースト層ＮＡ２０より上方の雰囲気の温度もほぼ７０℃である。
【００４０】
一方，冷却ローラ１３０２の温度を，例えば２０℃と設定する。この冷却ローラ１３０２を通過する負極芯材ＮＢの温度はほぼ２０℃である。負極芯材ＮＢより下方であって冷却ローラ１３０２の周囲の雰囲気の温度もほぼ２０℃である。
【００４１】
したがって，負極芯材ＮＢの温度と負極ペースト層ＮＡ２０の温度との温度差は，およそ５０℃である。また，ペースト層ＮＡ２０より上方の雰囲気の温度と，負極芯材ＮＢより下方であって冷却ローラ１３０２の周囲の雰囲気の温度との温度差も，およそ５０℃である。このように，最表層のペースト層の側から最表層のペースト層を加熱するとともに，その反対側から最表層の反対側の面を冷却するのである。
【００４２】
ペーストを塗工された直後，すなわち乾燥前においては，図６に示すように，負極芯材ＮＢの上に負極ペースト層ＮＡ１０，負極ペースト層ＮＡ２０がこの順に配置されている。負極ペースト層ＮＡ１０は，負極活物質を含むペーストの層である。負極ペースト層ＮＡ１０は，未乾燥の層であり，乾燥後には負極合材層ＮＡ１となる層である。負極ペースト層ＮＡ２０は，耐熱性フィラーを含むペーストの層である。負極ペースト層ＮＡ２０は，未乾燥の層であり，乾燥後には負極合材層ＮＡ２となる層である。つまり，負極ペースト層ＮＡ２０は，負極ペースト層ＮＡ１０を乾燥させることなくその上に塗工された層である。負極ペースト層ＮＡ１０および負極ペースト層ＮＡ２０の溶媒はともに水である。したがって，負極ペースト層ＮＡ１０および負極ペースト層ＮＡ２０の揮発溶媒である水の沸点は同じである。
【００４３】
図６では，負極芯材ＮＢは，冷却ローラ１３０２により支持されている。したがって，冷却ローラ１３０２に接触している負極芯材ＮＢは冷却ローラ１３０２により冷却される。より温度の低い冷却ローラ１３０２のほうが負極芯材ＮＢよりも熱容量が十分に大きいからである。
【００４４】
図６において，負極芯材ＮＢおよび負極ペースト層ＮＡ１０および負極ペースト層ＮＡ２０は，熱風ノズル１３０１から噴き出す熱風Ｈにより図中上方から加熱されている。これらのうち，負極ペースト層ＮＡ２０が最もよく加熱される。図中上方から，すなわち負極ペースト層ＮＡ２０，負極ペースト層ＮＡ１０，負極芯材ＮＢの順に配置されているからである。
【００４５】
この乾燥工程において，負極ペースト層ＮＡ２０では，熱風ノズル１３０１から噴き出す熱風Ｈにより熱せられるとともに負極ペースト層ＮＡ１０に熱を奪われる。負極ペースト層ＮＡ１０では，負極ペースト層ＮＡ２０から熱を奪うとともに負極芯材ＮＢに熱を奪われる。したがって，負極ペースト層ＮＡ２０，負極ペースト層ＮＡ１０，負極芯材ＮＢの順に温度が高い。すなわち，未乾燥のペースト層のうち最表層に近いものほどその温度が高い。逆に，未乾燥のペースト層のうち最表層から遠いものほどその温度が低い。そのため，負極ペースト層ＮＡ２０から主に水分が蒸発する。
【００４６】
そのため，負極ペースト層ＮＡ２０のほうが負極ペースト層ＮＡ１０よりも速く乾燥する。つまり，上層である負極ペースト層ＮＡ２０の乾燥速度は，下層である負極ペースト層ＮＡ１０の乾燥速度よりも速い。ここで乾燥速度とは，単位時間当たりに層から揮発する溶媒の分子数のことである。気体では，温度および気圧が同じであれば，体積は分子数にほぼ比例する。また，本形態では，負極ペースト層ＮＡ１０および負極ペースト層ＮＡ２０の溶媒がともに水であるため，本形態における乾燥速度は，単位時間に蒸発する水分の重量に比例する。
【００４７】
したがって，本形態のバッテリの製造方法に係る多層ペースト層の乾燥工程では，次のような乾燥プロセスを辿る。すなわち，まず負極ペースト層ＮＡ２０の温度が上昇する。このとき，負極ペースト層ＮＡ１０の温度はそれほど上昇しない。負極芯材ＮＢを介して冷却ローラ１３０２により冷却されているからである。そのため，負極ペースト層ＮＡ２０が乾燥し始める。この乾燥を続けると，負極ペースト層ＮＡ２０の水分は，ほとんど蒸発する。すなわち，負極ペースト層ＮＡ２０は，ほとんど乾燥し終わっている。
【００４８】
このとき，負極ペースト層ＮＡ１０は，初期に比べればやや乾燥しているものの，まだ十分に水分が残っている状態である。負極ペースト層ＮＡ２０による気化熱が少なくなるので，負極ペースト層ＮＡ１０の温度は，負極ペースト層ＮＡ２０の乾燥後すぐに１００℃近くの温度となる。そして負極ペースト層ＮＡ１０は，乾燥する。ここで，負極ペースト層ＮＡ１０から水分が蒸発する際に，負極ペースト層ＮＡ２０が障害となることはほとんどない。負極ペースト層ＮＡ２０には水蒸気が通過できる程度の微細な孔が開いているからである。そして乾燥を続けると，負極ペースト層ＮＡ１０もほとんど乾燥し終える。
【００４９】
４．二次電池の製造方法
本形態のバッテリ１００の製造方法について説明する。本形態のバッテリ１００の製造方法は，電極板の塗工工程および乾燥工程に特徴があるものである。したがって，塗工工程および乾燥工程を中心に説明する。
【００５０】
図７に本形態の塗工乾燥装置１０００の概略構成図を示す。塗工乾燥装置１０００は，電極板を作成するための電極板製造装置である。塗工乾燥装置１０００は，図７に示すように，巻き出し部１１００と，塗工部１２００と，乾燥炉１３００と，巻取り部１４００とを有している。巻き出し部１１００は，巻き出し軸１１０１を有している。巻き出し軸１１０１は，電極芯材を巻き出すためのものである。したがって，巻き出し軸１１０１は，回転することができるようになっている。
【００５１】
塗工部１２００は，塗液供給部１２１０と，バックアップローラ１２２０とを有している。塗液供給部１２１０は，電極芯材に多層の塗工液を塗工するための塗液供給装置である。バックアップローラ１２２０は，電極芯材を搬送するとともに，塗液供給部１２１０による電極芯材への塗工の際に電極芯材を支持するためのものである。
【００５２】
塗液供給部１２１０は，図８に示すように，第１塗液供給口１２１１と，第２塗液供給口１２１２と，第１塗液保持部１２１３と，第２塗液保持部１２１４とを有している。第１塗液供給口１２１１は，負極ペースト層ＮＡ１０を形成する塗工液を負極芯材ＮＢの上に塗工するためのものである。第１塗液保持部１２１３は，その塗工液を保持するためのたまり部である。第２塗液供給口１２１２は，負極ペースト層ＮＡ２０を形成する塗工液を負極ペースト層ＮＡ１０の上に塗工するためのものである。第２塗液保持部１２１４は，その塗工液を保持するためのたまり部である。なお，正極芯材ＰＢに塗工を行う場合には，第１塗液供給口１２１１もしくは第２塗液供給口１２１２の一方から塗工液を供給するようにすればよい。その場合には，使用しない塗液供給口に塗液を供給しないようにすればよい。または，塗液供給口が１つしかない通常の塗液供給装置を用いることもできる。
【００５３】
乾燥炉１３００は，１以上あるペースト層のすべての層を一度に乾燥させるためのものである。乾燥炉１３００は，図７に示すように，熱風ノズル１３０１と，冷却ローラ１３０２とを有している。熱風ノズル１３０１は，塗工層を加熱し，乾燥させるためのものである。熱風ノズル１３０１は，電極芯材の搬送経路より上方に，その搬送経路に向かって熱風Ｈが噴き出すように配置されている。
【００５４】
冷却ローラ１３０２は，電極芯材に接触した状態で支持するとともに，これを搬送するためのローラである。そして，電極芯材に接触してその間に電極芯材を冷却するための冷却装置である。冷却ローラ１３０２は，電極芯材の搬送経路より下方に，その搬送経路に向かって冷却するように配置されている。なお，既に塗工・乾燥の終わった電極芯材の裏面を塗工・乾燥する際には，その場合の最下層である，乾燥済みの負極合材層ＮＡ２が冷却ローラ１３０２と接触して冷却されることとなる。
【００５５】
巻取り部１４００は，巻取り軸１４０１を有している。巻取り軸１４０１は，塗工層を乾燥させた電極板を巻き取るためのものである。巻取り軸１４０１は，モータ等の動力に接続されるとともに，一定の回転速度で回転することができるようになっている。
【００５６】
したがって，巻き出し軸１１０１にセットされた電極芯材は，図７中の矢印Ｃの向きに塗工部１２００に搬送されてペーストを塗工される。その後，電極芯材は図７中の矢印Ｄの向きに乾燥炉１３００の内部を搬送されつつ，塗工されたペースト層を乾燥させられる。その後，電極芯材は巻取り軸１４０１に図７中の矢印Ｅの向きに巻き取られることとなる。
【００５７】
４−１．正極板の作成
正極板Ｐは，塗工乾燥装置１０００により作成する。塗液供給部１２１０から供給される塗工液は，正極用のものである。ここで，塗工工程について説明する。まず，正極芯材ＰＢを巻き出し軸１１０１から送り出す。次に，塗液供給部１２１０により所定の幅と厚みで正極用の塗工液を正極芯材ＰＢに塗工する。これにより，正極芯材ＰＢの上に正極のペースト層が塗工される。続いて乾燥工程について説明する。乾燥工程では，塗工された正極芯材ＰＢは乾燥炉１３００の内部に搬送される。乾燥炉１３００の内部では，正極のペースト層は，熱風ノズル１３０１から噴き出す熱風Ｈにより乾燥される。そして，正極のペースト層が乾燥した正極板Ｐは，巻取り軸１４０１に巻き取られる。
【００５８】
図７に示した塗工乾燥装置１０００は，電極芯材の片面のみを塗工乾燥する装置である。したがって，両面を塗工するには，片側の面に正極合材層ＰＡを形成した後に，その反対側の面に正極合材層ＰＡを形成することとすればよい。そのため，塗工乾燥装置１０００に正極芯材ＰＢを２回通すこととなる。ただし，図７の塗工乾燥装置１０００の代わりに両面を塗工乾燥する塗工乾燥装置を用いれば，その塗工乾燥装置に正極芯材ＰＢを通す回数は１回でよい。両面塗工乾燥装置は，図７の乾燥炉１３００の下流に塗工面の反対側の面に塗工する塗液供給装置と，その下流に乾燥炉を配置したものである。負極板Ｎについても同様に両面塗工をすることができる。
【００５９】
４−２．負極板の作成
負極板Ｎも，塗工乾燥装置１０００により作成する。ただし，塗液供給部１２１０から供給される塗工液は，負極用のものである。ここで，塗工工程について説明する。まず，塗工乾燥装置１０００の巻き出し部１１００から負極芯材ＮＢを巻き出す。そして，負極芯材ＮＢは，塗工部１２００に搬送される。塗工部１２００では，図８に示した塗液供給部１２１０により，負極芯材ＮＢの上に負極ペースト層ＮＡ１０が，その負極ペースト層ＮＡ１０の上に負極ペースト層ＮＡ２０が塗工される。続いて，塗工液を塗工された負極芯材ＮＢは，乾燥炉１３００の内部に搬送される。
【００６０】
続いて乾燥工程について説明する。乾燥炉１３００の内部では，図６に示したような配置になっている。乾燥炉１３００の内部では，前述したように，負極ペースト層ＮＡ２０が負極ペースト層ＮＡ１０よりも先に乾燥する。負極ペースト層ＮＡ２０の乾燥速度が，負極ペースト層ＮＡ１０の乾燥速度よりも速いからである。負極ペースト層ＮＡ１０，ＮＡ２０の乾燥後，電極芯材ＮＢは巻取り軸１４０１に巻き取られる。このように，本形態では，その都度乾燥させることなく重ねて２層以上のペースト層を塗工して，その２層以上のペースト層を一括して乾燥させるのである。なお，正極板Ｐと負極板Ｎとを作成する順序はどちらが先であっても構わない。
【００６１】
４−３．電極体作成工程
続いて，図９に示す捲回装置２０００を用いて，塗工層を既に乾燥した正極板Ｐおよび負極板Ｎに，セパレータＳ，Ｔを重ねて捲回する。捲回装置２０００は，正極板供給部２００１と，負極板供給部２００２と，セパレータ供給部２００３，２００４と，捲回軸２００５とを有している。ここで，図３に示したように，内側から正極板Ｐ，セパレータＳ，負極板Ｎ，セパレータＴの順番に積層されるように積み重ねて捲回する。捲回軸２００５が図９の矢印Ｆの向きに回転することにより，捲回電極体２００が作成される。
【００６２】
４−４．電池組立工程
続いて，電池容器１０１に捲回電極体２００を挿入する。そして電池容器１０１の内部に電解液を注入して封止する。これにより，バッテリ１００が組み立てられる。この後，コンディショニングやエージングなどの工程や，各種の検査工程を行うとよい。
【００６３】
本実施の形態のバッテリの製造方法は，負極芯材ＮＢに負極合材層ＮＡ１，負極合材層ＮＡ２が順に形成された負極板Ｎを用いるものである。その負極板Ｎの作成にあたって，負極芯材ＮＢに負極ペースト層ＮＡ１０，負極ペースト層ＮＡ２０をその都度乾燥させることなく重ねて塗工した後に，一括して乾燥させる。その際に，基材から遠い負極ペースト層ＮＡ２０から乾燥させるのである。こうすると，負極ペースト層ＮＡ１０で対流等が生じても，負極ペースト層ＮＡ２０と負極ペースト層ＮＡ１０との境界面で両者の塗工液が混合するおそれがないからである。
【００６４】
５．変形例
５−１．乾燥炉内の冷却
ここで，本実施の形態における変形例について説明する。本形態では，図６や図７に示したように，乾燥炉１３００の内部で電極芯材ＮＢの下側に冷却ローラ１３０２を配置することとした。しかし，冷却ローラ１３０２以外のものを用いてもよい。例えば，図１０に示すように，電極芯材の通過する位置の下方にエアノズル１３０３を設けるようにしてもよい。エアノズル１３０３により，電極芯材をフローティングさせるとともに，エアノズル１３０３から噴出す冷風Ｒにより電極芯材を冷却することができるからである。
【００６５】
ここで冷風Ｒは，熱風Ｈよりも低い温度の空気である。したがって，室温より多少高い温度の空気であってもよい。また，室温と同程度の空気であってもよい。また，さらに冷却した空気であってもよい。ただし，熱風Ｈと冷風Ｒとの温度差が大きいほど，本発明の効果は大きい。
【００６６】
また，図１１に示すように，定盤を電極芯材の下側に配置することとしてもよい。定盤の厚みが十分であれば，熱容量も大きいため，電極芯材を十分に冷却することができるからである。なお，定盤に対して電極芯材は摺動して搬送される。
【００６７】
５−２．乾燥炉内の加熱
ここで，別の変形例について説明する。本形態では，電極芯材に塗工したペーストの乾燥に，熱風ノズル１３０１を用いた。しかし，他の加熱装置を用いてもよい。つまり，熱風ノズル１３０１の代わりに，ＩＲ加熱器やその他の加熱器を用いることとしてもよい。ただし，誘導加熱器は用いることができない。ペースト側でなく電極芯材の側から加熱することとなってしまうためである。
【００６８】
５−３．その他
また，冷却ローラ１３０２を，通常のローラとしてもよい。その場合，最表層の負極ペースト層ＮＡ２０の側のみから加熱することとなり，負極ペースト層ＮＡ２０と負極ペースト層ＮＡ１０とで温度差が生じることに変わりないからである。
【００６９】
また，最表層である負極ペースト層ＮＡ２０の反対側から，最表層の側よりも弱く加熱するようにしてもよい。このようにしても，負極ペースト層ＮＡ２０と負極ペースト層ＮＡ１０とで温度差が生じることに変わりないからである。ただし，その場合，本発明の効果はそれほど大きくない。
【００７０】
６．まとめ
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係るバッテリ１００の製造方法は，電極芯材に複数のペースト層を塗工するとともに，複数の塗工層を一度に乾燥させるものである。そしてその際に，基材側からでなく，表層に近い側のペースト層から乾燥させる。下層のペースト層で対流が生じても，上層と下層のペースト層が混合しないようにするためである。これにより，複数層のペースト層を一度に乾燥させることのできるバッテリ１００の製造方法が実現されている。
【００７１】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，バッテリに用いられる電極体は，捲回電極体に限らない。したがって，平積みの電極体を有するバッテリであっても適用することができる。積み重ねて積層された積層電極体を用いる二次電池であれば適用することができる。また，本発明は，円筒形状の電池のみならず，角型電池にも適用することができる。
【００７２】
また，正極合材層ＰＡや負極合材層ＮＡ１，ＮＡ２は，それぞれ正極芯材ＰＢ，負極芯材ＮＢの両側に形成されているとした。しかし，合材層の形成は片面のみになされているものであってもよい。また，正極板に２層以上の合材層が形成されているものであってもよい。その場合には，負極板に形成されている合材層は１層であってもよい。正極板および負極板の少なくとも一方に２層以上の合材層が形成されていれば本発明を適用することができる。そして，１層のみの合材層を形成する場合には，本実施の形態の塗工乾燥装置１０００を用いてもよいし，冷却ローラ１３０２等の冷却装置を有さない従来の塗工乾燥装置を用いてもよい。また，本形態では，図８に示したように同時に２層を塗工する塗液供給部１２１０を用いた。しかし，１層のみを塗工する塗液供給部を２箇所に設置して，１層ずつ独立に塗工することにより，芯材に２層を塗工するようにしてもよい。
【００７３】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。本形態に係るバッテリの製造方法では，乾燥炉を複数のゾーンに分けて，ペーストを塗工された電極芯材を複数の乾燥ゾーンに通過させて乾燥させる方法である。それ以外の点については，第１の実施形態と同様である。したがって，乾燥工程を中心に説明する。
【００７４】
本形態では，図１２に示すように，乾燥炉３３００は，ゾーンＪ，ゾーンＫ，ゾーンＬに分かれている。そしてそれぞれ，異なった乾燥条件が課せられている。図１２では，電極芯材は矢印Ｉの向きに搬送される。従って，電極芯材は塗工された後，ゾーンＪ，ゾーンＫ，ゾーンＬの順に搬送されることとなる。
【００７５】
図１２に示すように，ゾーンＪでは，図１２中の上方に熱風ノズル３３０１が，図１２中の下方に冷却ローラ３３０２が配置されている。熱風ノズル３３０１から噴き出す熱風Ｈの温度は１１０℃である。冷却ローラ３３０２の温度は２０℃である。
【００７６】
ゾーンＫでは，図１２中の上方に熱風ノズル３３０３が，図１２中の下方に送風ノズル３３０４が配置されている。熱風ノズル３３０３から噴き出す熱風Ｈの温度は１３０℃である。送風ノズル３３０４から噴き出す冷風Ｒの温度は３０℃である。
【００７７】
ゾーンＬでは，図１２中の上方に熱風ノズル３３０５が，図１２中の下方に熱風ノズル３３０６が配置されている。熱風ノズル３３０５から噴き出す熱風Ｈの温度は１３０℃である。熱風ノズル３３０６から噴き出す熱風Ｈの温度は１３０℃である。
【００７８】
したがって，この乾燥炉３３００を用いたペースト層の乾燥工程では，乾燥の初期ほど，最表層の側からの加熱の度合いと，その反対側からの加熱の度合いとの差が大きい。一方，乾燥の後期ほど，最表層の側からの加熱の度合いと，その反対側からの加熱の度合いとの差が小さい。
【００７９】
ここで，本形態の負極板Ｎの乾燥工程について説明する。その他の工程については第１の実施形態と同様であるから省略する。負極ペースト層ＮＡ１０および負極ペースト層ＮＡ２０を塗工された負極芯材ＮＢは，まず，ゾーンＪに搬送させる。ゾーンＪでは，負極ペースト層ＮＡ２０が乾燥する。このとき，負極ペースト層ＮＡ１０はほとんど乾燥しない。負極芯材ＮＢを介して冷却ローラ３３０２により冷却されているからである。よって，負極ペースト層ＮＡ２０の温度は，負極ペースト層ＮＡ１０の温度よりも高い。
【００８０】
続いて，負極芯材ＮＢは，ゾーンＫに搬送される。ゾーンＫに搬送された直後では，負極ペースト層ＮＡ２０は半分程度乾燥している。ゾーンＫの途中では，負極ペースト層ＮＡ２０はほとんど乾燥しきった状態となる。そのためそれ以後，負極ペースト層ＮＡ２０は気化熱を奪われない。そして，負極ペースト層ＮＡ１０が乾燥し始める。この段階に至っても，負極ペースト層ＮＡ２０の温度は，負極ペースト層ＮＡ１０の温度よりも高い。負極ペースト層ＮＡ２０は，水分をほとんど失って，水の沸点である１００℃以上の温度に達しているからである。
【００８１】
続いて，負極芯材ＮＢは，ゾーンＬに搬送される。ゾーンＬに搬送された直後では，負極ペースト層ＮＡ１０は半分程度乾燥している。ゾーンＬでは，負極ペースト層ＮＡ２０の側からも負極芯材ＮＢの側からも加熱されるので，負極ペースト層ＮＡ２０および負極ペースト層ＮＡ１０の残りの水分もほとんどが蒸発する。
【００８２】
これにより，負極合材層ＮＡ１と負極合材層ＮＡ２とを形成された負極板Ｎが作成される。この後，第１の実施形態と同様の工程を経て，リチウムイオン二次電池が製造される。本形態のリチウムイオン二次電池の製造方法は，第１の実施形態に係る二次電池の製造方法よりも，負極ペースト層ＮＡ２０，ＮＡ１０から水分を確実に蒸発させることができる。ゾーンＬでは，両面側から加熱しているからである。
【００８３】
なお，両面塗工の場合であっても，負極ペースト層ＮＡ１０，ＮＡ２０の乾燥に問題は生じない。既に乾燥している負極合材層ＮＡ１，ＮＡ２を余分に加熱するのみで，気化熱による熱エネルギーのロスはないからである。
【００８４】
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係るバッテリの製造方法は，電極芯材に複数のペースト層を塗工するとともに，複数の塗工層を一度に乾燥させるものである。そしてその際に，基材側からでなく，表層に近い側のペースト層から乾燥させる。下層のペースト層で対流が生じても，上層と下層のペースト層が混合しないようにするためである。これにより，複数層のペースト層を一度に乾燥させることのできるバッテリの製造方法が実現されている。
【００８５】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，バッテリに用いられる電極体は，捲回電極体に限らない。したがって，平積みの電極体を有するバッテリであっても適用することができる。積み重ねて積層された積層電極体を用いる二次電池であれば適用することができる。また，本発明は，円筒形状の電池のみならず，角型電池にも適用することができる。
【００８６】
また，正極合材層ＰＡや負極合材層ＮＡ１，ＮＡ２は，それぞれ正極芯材ＰＢ，負極芯材ＮＢの両側に形成されているとした。しかし，合材層の形成は片面のみになされているものであってもよい。また，正極板に２層以上の合材層が形成されているものであってもよい。その場合には，負極板に形成されている合材層は１層であってもよい。正極板および負極板の少なくとも一方に２層以上の合材層が形成されていれば本発明を適用することができる。そして，１層のみの合材層を形成する場合には，本実施の形態の乾燥炉３３００を有する塗工乾燥装置を用いてもよいし，冷却ローラ３３０２等の冷却装置を有さない従来の塗工乾燥装置を用いてもよい。
【００８７】
（第３の実施形態）
第３の実施形態について説明する。本形態に係るバッテリの製造方法は，負極芯材ＮＢの上に３層以上のペースト層を塗工し，それらのペースト層を全て一度に乾燥させるものである。それ以外の工程は，第１の実施形態の工程と同様である。したがって，多数のペースト層を塗工する工程と，乾燥する工程を中心に説明する。
【００８８】
本形態では，負極芯材ＮＢに３層以上の多数のペースト層を形成する。図１３は，負極芯材ＮＢにＭ層のペースト層を形成したところを示す概念図である。ここでＭは，３以上の整数である。図１３に示すように，負極芯材の側から，第１層，第２層，…，第Ｍ層まで形成されている。これらの複数のペースト層のうち最表層は，第Ｍ層である。また，これらのペースト層の溶媒は全て水である。
【００８９】
本形態のバッテリの製造方法では，図７に示した塗工乾燥装置１０００で，塗液供給部にＭ個の塗液供給口を配置したものを用いればよい。負極芯材ＮＢにＭ層のペースト層を形成するためである。乾燥炉１３００は，Ｍ層のペースト層の厚み等に応じて炉長を設計するとよい。また，炉内の設定温度や熱風Ｈの設定温度を変更してもよい。
【００９０】
ここで，本形態のバッテリの製造方法について説明する。第１の実施形態と同様に，負極芯材ＮＢを塗工部１２００に搬送する。塗工部１２００では，Ｍ個の塗液供給口によりＭ層のペースト層が負極芯材ＮＢの上に形成される。
【００９１】
続いて，図１３に示すように，Ｍ層のペースト層を最表層である第Ｍ層の側から加熱する。一方，冷却ローラ１３０２により負極芯材ＮＢを冷却する。そのため，第Ｍ層では，熱風ノズル１３０１から送風される熱風Ｈを受ける。第Ｍ層では，熱風Ｈにより加熱されるとともに，第（Ｍ−１）層に熱を奪われる。第（Ｍ−１）層では，第Ｍ層から熱を奪うとともに第（Ｍ−２）層に熱を奪われる。
【００９２】
そして，第２層では，第３層から熱を奪うとともに，第１層に熱を奪われる。第１層では，第２層から熱を奪うとともに，負極芯材ＮＢに熱を奪われる。負極芯材ＮＢは，第１層から熱を奪うとともに，冷却ローラ１３０２により冷却される。
【００９３】
このように，各層の温度の関係は，以下のようになる。
第Ｍ層の温度 ≧ 第（Ｍ−１）層の温度 ≧ 第（Ｍ−２）層の温度
……… ≧ 第２層の温度 ≧ 第１層の温度
すなわち，未乾燥のペースト層のうち上層にあるものほどその温度が高い傾向にある。逆に，未乾燥のペースト層のうち下層にあるものほどその温度が低い傾向にある。
【００９４】
したがって，各層で異なる種類の揮発溶媒を用いた場合には，各層の温度の関係は，以下のようになる。
第Ｍ層の温度 ＞ 第（Ｍ−１）層の温度 ＞ 第（Ｍ−２）層の温度
……… ＞ 第２層の温度 ＞ 第１層の温度
すなわち，未乾燥のペースト層のうち上層にあるものほどその温度が高い。逆に，未乾燥のペースト層のうち下層にあるものほどその温度が低い。
【００９５】
このように，最表層の側から加熱することは第１の実施形態と同様である。そのため，Ｍ層のペースト層の乾燥順は以下のとおりである。すなわち，第Ｍ層，第（Ｍ−１）層，・・・，第２層，第１層の順である。
【００９６】
また，乾燥速度は，以下のとおりである。すなわち，第Ｍ層，第（Ｍ−１）層，・・・，第２層，第１層の順で乾燥速度は速い。
【００９７】
これにより，Ｍ層の負極合材層の形成された負極板Ｎが作成される。この後，第１の実施形態と同様の工程を経て，リチウムイオン二次電池が製造される。本形態のリチウムイオン二次電池の製造方法では，より多層のペースト層を備える電極板を有する二次電池を製造することができる。
【００９８】
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係るバッテリの製造方法は，電極芯材に３層以上のペースト層を塗工するとともに，３層以上の塗工層を一度に乾燥させるものである。そしてその際に，基材側からでなく，表層に近い側のペースト層から乾燥させる。下層のペースト層で対流が生じても，上層と下層のペースト層が混合しないようにするためである。これにより，３層以上のペースト層を一度に乾燥させることのできるバッテリの製造方法が実現されている。
【００９９】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，バッテリに用いられる電極体は，捲回電極体に限らない。したがって，平積みの電極体を有するバッテリであっても適用することができる。積み重ねて積層された積層電極体を用いる二次電池であれば適用することができる。また，本発明は，円筒形状の電池のみならず，角型電池にも適用することができる。
【０１００】
また，正極合材層ＰＡや負極合材層ＮＡ１，ＮＡ２等は，それぞれ正極芯材ＰＢ，負極芯材ＮＢの両側に形成されているとした。しかし，合材層の形成は片面のみになされているものであってもよい。また，正極板に３層以上の合材層が形成されているものであってもよい。その場合には，負極板に形成されている合材層は１層であってもよい。正極板および負極板の少なくとも一方に３層以上の合材層が形成されていれば本発明を適用することができる。そして，１層のみの合材層を形成する場合には，本発明に係る塗工乾燥装置１０００を用いてもよいし，冷却ローラ１３０２等の冷却装置を有さない従来の塗工乾燥装置を用いてもよい。
【０１０１】
（第４の実施形態）
第４の実施形態について説明する。本形態と第１の実施形態との相違点は，負極ペースト層ＮＡ１０と負極ペースト層ＮＡ２０に用いる溶媒の揮発温度である。それ以外については，第１の実施形態とほぼ同様である。したがって，異なる点を中心に説明する。
【０１０２】
本形態の製造方法では，図６に示した負極ペースト層ＮＡ１０の揮発溶媒として，Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ，以下ＮＭＰという）を用いる。ＮＭＰの大気圧での沸点は２０２℃である。負極ペースト層ＮＡ２０の溶媒は水である。その大気圧での沸点はもちろん１００℃である。
【０１０３】
つまり本形態では，負極ペースト層ＮＡ２０の溶媒の沸点は，負極ペースト層ＮＡ１０の溶媒の沸点よりも低いのである。そのため，これらの２つのペースト層のうち，まず負極ペースト層ＮＡ２０が乾燥し，続いて負極ペースト層ＮＡ１０が乾燥するのである。この乾燥順については，第１の実施形態と同様である。つまり，負極ペースト層ＮＡ２０の乾燥速度は，負極ペースト層ＮＡ１０の乾燥速度よりも速い。
【０１０４】
本形態では，熱風ノズル１３０１から噴き出す熱風Ｈの温度を２５０℃程度に設定する。ＮＭＰの沸点よりも高い温度でペースト層を乾燥させるためである。つまり，本形態の乾燥で設定する熱風Ｈの温度は，第１の実施形態のものよりも高い。
【０１０５】
続いて，乾燥プロセスについて説明する。２層のペースト層を塗工された負極芯材ＮＢは，乾燥炉１３００の内部に搬送される。まず，最表層である負極ペースト層ＮＡ２０の温度が上昇する。一方，負極ペースト層ＮＡ１０の温度はそれほど上昇しない。負極芯材ＮＢを介して冷却ローラ１３０２により冷却されているからである。つまり，負極ペースト層ＮＡ２０の温度は，負極ペースト層ＮＡ１０の温度よりも高い。ここで負極ペースト層ＮＡ２０の温度は１００℃に満たないので，負極ペースト層ＮＡ１０は，ほとんど乾燥しない。
【０１０６】
このまま乾燥を続けると，負極ペースト層ＮＡ２０はほとんど乾燥する。そうすると，負極ペースト層ＮＡ２０は，水の沸点である１００℃を超えてその温度が上昇する。そしてやがて，ＮＭＰの沸点である２０２℃を超える。それに続いて，負極ペースト層ＮＡ１０の温度もＮＭＰの沸点である２０２℃に達する。その温度付近で，ＮＭＰの大部分が揮発する。ここに至っても，負極ペースト層ＮＡ２０の温度は，負極ペースト層ＮＡ１０の温度よりも高い。
【０１０７】
このように，乾燥の途中においても，未乾燥のペースト層のうち最表層に近いものほどその温度が高い。逆に，未乾燥のペースト層のうち最表層から遠いものほどその温度が低い。この乾燥を続けると，やがて負極ペースト層ＮＡ１０も乾燥する。
【０１０８】
これにより，負極合材層ＮＡ１と負極合材層ＮＡ２とを形成された負極板Ｎが作成される。この後，第１の実施形態と同様の工程を経て，リチウムイオン二次電池が製造される。
【０１０９】
本形態のバッテリの製造方法により製造されたバッテリは，第１の実施形態のバッテリ１００とほぼ同様である。ただし一般的に，正極板および負極板の合材層から完全に溶媒が抜け切るわけではない。また，バッテリとなった後にも，溶媒は合材層中にわずかに残っている。したがって，バッテリを分解してその合材層について適当な分析を行うことにより，その合材層を形成するために用いられた溶媒の種類を特定することは可能である。
【０１１０】
以上詳細に述べたように，本形態は，１）最表層の側から乾燥させること，２）上層の溶媒ほど揮発温度が低いこと，という特徴点を有している。したがって，本形態は，特徴点１）のみを有している第１の実施形態よりも，下層の対流による上層のペースト層と下層のペースト層とが混じり合うことを抑制することができる。
【０１１１】
ここで，本形態の変形例について説明する。本形態では，負極板Ｎを作成するのに塗工乾燥装置１０００を用いた。しかし，負極芯材ＮＢの側から冷却しなくとも，本発明の効果を得ることはできる。したがって，冷却ローラ１３０２を有しない従来の塗工乾燥装置を用いてもよい。ただし，塗工乾燥装置１０００を用いたほうが，より効果的あることはいうまでもない。
【０１１２】
本形態の別の変形例について説明する。本形態では，負極ペースト層ＮＡ２０の溶媒として水を，負極ペースト層ＮＡ１０の溶媒としてＮＭＰを用いた。しかし，他の溶媒の組み合わせを用いてもよい。例えば，負極ペースト層ＮＡ２０の溶媒としてメチルエチルケトン（ＭＥＫ）を用い，負極ペースト層ＮＡ１０の溶媒として水を用いることができる。
【０１１３】
メチルエチルケトンの沸点は７９．５℃である。水の沸点は１００℃である。したがって，負極ペースト層ＮＡ２０の揮発溶媒の温度は，負極ペースト層ＮＡ１０の揮発溶媒の温度よりも低い。
【０１１４】
第２の実施形態のようにＭ層のペースト層を形成するようにしてもよい。その場合には，次のような関係が成り立つ。
第Ｍ層の溶媒の揮発温度 ≦ 第（Ｍ−１）層の溶媒の揮発温度
第（Ｍ−１）層の溶媒の揮発温度 ≦ 第（Ｍ−２）層の溶媒の揮発温度
第２層の溶媒の揮発温度 ≦ 第１層の溶媒の揮発温度
【０１１５】
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係るバッテリの製造方法は，電極芯材に複数のペースト層を塗工するとともに，複数の塗工層を一度に乾燥させるものである。そしてその際に，基材側からでなく，表層に近い側のペースト層から乾燥させる。下層のペースト層で対流が生じても，上層と下層のペースト層が混合しないようにするためである。これにより，複数層のペースト層を塗工の都度乾燥させることなく，一工程で乾燥させることのできるバッテリの製造方法が実現されている。
【０１１６】
また，本実施の形態に係るバッテリは，正極板Ｐと負極板Ｎとそれらの間にセパレータを挟んだ状態で捲回された捲回電極体２００を有するものである。負極板Ｎには，負極芯材ＮＢの両面に２層の負極合材層ＮＡ１，ＮＡ２が形成されたものである。そしてその２層の負極合材層のうち，最表層の負極合材層ＮＡ２にわずかに含まれている溶媒の揮発温度は，その下層に位置する負極合材層ＮＡ１にわずかに含まれている溶媒の揮発温度よりも低い。
【０１１７】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，バッテリに用いられる電極体は，捲回電極体に限らない。したがって，平積みの電極体を有するバッテリであっても適用することができる。積み重ねて積層された積層電極体を用いる二次電池であれば適用することができる。また，本発明は，円筒形状の電池のみならず，角型電池にも適用することができる。
【０１１８】
また，正極合材層ＰＡや負極合材層ＮＡ１，ＮＡ２は，それぞれ正極芯材ＰＢ，負極芯材ＮＢの両側に形成されているとした。しかし，合材層の形成は片面のみになされているものであってもよい。また，正極板に２層以上の合材層が形成されているものであってもよい。その場合には，負極板に形成されている合材層は１層であってもよい。正極板および負極板の少なくとも一方に２層以上の合材層が形成されていれば本発明を適用することができる。そして，１層のみの合材層を形成する場合には，本発明に係る塗工乾燥装置１０００を用いてもよいし，冷却ローラ１３０２等の冷却装置を有さない従来の塗工乾燥装置を用いてもよい。
【実施例】
【０１１９】
ここで，表層の乾燥速度を，下層の乾燥速度よりも速くしたものとそうでないものとを比較した実験について説明する。実施例１では，図１４に示す乾燥方法により乾燥させた。比較例１では，基材である負極芯材の側から加熱して乾燥させた。ここで示した乾燥条件以外の条件に関しては，実施例１も比較例１も同様である。
【０１２０】
本実験で用いたサンプルの材料等について以下に示す。負極芯材は，銅箔である。下層の負極ペースト層（図６の負極ペースト層ＮＡ１０に相当）は，第１の実施形態で説明した負極活物質を含むペーストである。上層の負極ペースト層（図６の負極ペースト層ＮＡ２０に相当）は，第１の実施形態で説明した耐熱性フィラーを含むペーストである。そしてこれらのペーストの溶媒はともに水である。
【０１２１】
実施例１における乾燥方法について図１４により説明する。図１４に示すように，定盤の上にサンプルをおく。定盤の材質はステンレス鋼である。このとき，負極芯材である銅箔が下になるように配置する。このように配置すると，上層の負極ペースト層が最表層となる。そして，ヒートガン３０１により，熱風Ｈを上層の負極ペースト層に当てる。定盤は，十分に大きい。そして，熱風Ｈに比べて十分に温度が低い。
【０１２２】
したがって，熱風Ｈを上層の負極ペースト層に当てている状態では，上層の負極ペースト層，下層の負極ペースト層，定盤の順で温度が高い。つまり，上層の負極ペースト層の乾燥速度は下層の負極ペースト層の乾燥速度よりも速い。
【０１２３】
比較例１における乾燥方法について説明する。比較例１においては，定盤から加熱する。そのため，乾燥途中において，上層の負極ペースト層の温度は下層の負極ペースト層よりも温度が低い。よって，まず下層の負極ペースト層が乾燥する。そして下層の負極ペースト層が乾燥した後に上層の負極ペースト層が乾燥する。したがって，上層の負極ペースト層の乾燥速度は下層の負極ペースト層の乾燥速度よりも遅い。
【０１２４】
図１５は，実施例１における乾燥後の負極板のサンプルの断面を示す断面図である。実施例１では，下層のペースト層の厚みは１００μｍ程度である。上層のペースト層の厚みは２０μｍ程度である。
【０１２５】
図１６は，比較例１における乾燥後の負極板のサンプルの断面を示す断面図である。比較例１では，下層のペースト層の厚みは１００μｍ程度である。上層のペースト層の厚みは６０μｍ程度である。
【０１２６】
実施例１と比較例１とを比較すると，下層のペースト層はともに１００μｍ程度でほぼ同様である。実施例１における上層のペースト層は，比較例１における上層のペースト層よりも薄い。そして，実施例１における上層のペースト層と下層のペースト層との境界面Ｘは，比較例１における上層のペースト層と下層のペースト層との境界面Ｙよりも平坦である。すなわち，凹凸が少ない。境界面Ｘにおける凹凸は１μｍ程度である。境界面Ｙにおける凹凸は１０μｍ程度である。
【符号の説明】
【０１２７】
１００…バッテリ
１１０…正極集電板
１２０…負極集電板
２００…捲回電極体
１０００…塗工乾燥装置
１１００…巻き出し部
１２００…塗工部
１２１０…塗液供給部
１２１１…第１塗液供給口
１２１２…第２塗液供給口
１２２０…バックアップローラ
１３００，３３００…乾燥炉
１３０１，３３０１，３３０３，３３０５，３３０６…熱風ノズル
１３０２，３３０２…冷却ローラ
１３０３…エアノズル
３０４…定盤
１４００…巻取り部
２０００…捲回装置
２００１…正極板供給部
２００２…負極板供給部
２００３，２００４…セパレータ供給部
２００５…捲回軸
Ｐ…正極板
ＰＡ…正極合材層
ＰＢ…正極芯材
Ｐ１…正極塗工部
Ｐ２…正極非塗工部
Ｎ…負極板
ＮＡ１，ＮＡ２…負極合材層
ＮＡ１０，ＮＡ２０…負極ペースト層
ＮＢ…負極芯材
Ｎ１…負極塗工部
Ｎ２…負極非塗工部
Ｓ，Ｔ…セパレータ
Ｘ，Ｙ…境界面
【技術分野】
【０００１】
本発明は，二次電池とその製造方法および電極板製造装置に関する。さらに詳細には，電極芯材に複数のペースト層を乾燥させて結着させた電極板を備える二次電池とその製造方法および電極板製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は，携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器，ハイブリッド車両や電気自動車等の車両など，多岐にわたる分野で利用されている。このような二次電池は，正極板と負極板と電解質とを備えるものである。また，正極板と負極板とそれらを絶縁するセパレータとを積み重ねた電極体を用いることが一般的である。
【０００３】
このように積層された電極体に用いられる電極板（正極板および負極板）は，電極芯材となる金属箔に活物質を含む合材を塗工した後に乾燥させることにより作成される。これらの電極板のうちには，電極芯材に複数層のペースト層を塗工して乾燥させたものがある。このような複数のペースト層を塗工・乾燥した電極板を製造するには，次のような塗工乾燥方式が一般的である。まず，基材となる電極芯材に１層目を塗工した後に乾燥させる。続いて，乾燥済みの１層目の塗工層の上に２層目を塗工して乾燥させるのである。このように，塗工と乾燥とを順次繰り返すのである（特許文献１の段落［０００７］等参照）。
【０００４】
このように塗工と乾燥とを順次繰り返す塗工乾燥方式では，同一の組成の層を複数形成した場合に各層間の接着性が良好であるとされている。また，異なる組成の層を複数形成した場合には，異なる物性を同時に満足させることができるとされている（特許文献１の段落［０００４］等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−０５０８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されている技術では，基材の側から塗工と乾燥とを順次繰り返すことにより，各層の間でペーストが混じり合わないように多層の塗工層を形成することができる。しかし，これらの技術では，塗工と乾燥とを形成する層の数だけ塗工乾燥工程を繰り返す必要がある。つまり，層の数が増えるほど，その工程数が増えることとなる。このような塗工乾燥方式を用いたのでは，電極板の生産性は低い。
【０００７】
本発明は，前述した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，電極芯材に多層のペースト層を塗工して乾燥させる電極板を作成するとともに，電極板の生産性の高い二次電池の製造方法とその二次電池および電極板製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の二次電池の製造方法は，正極芯材または負極芯材にペースト層を塗工する塗工工程と，塗工工程で塗工されたペースト層を乾燥させて正極板または負極板とする乾燥工程と，乾燥工程で乾燥された正極板と負極板とこれらを絶縁するセパレータとを積み重ねて電極体を作成する電極体作成工程と，電極体作成工程で作成された電極体を電池容器に挿入するとともに電池容器に電解液を注入する電池組立工程とを有する二次電池の製造方法である。その塗工工程では，正極芯材および負極芯材の少なくとも一方に２層以上のペースト層をその都度乾燥させることなく重ねて塗工し，乾燥工程では，未乾燥の２層以上のペースト層を乾燥させるに際して，未乾燥の２層以上のペースト層のうち最表層に近い側のペースト層ほど，当該ペースト層の温度を高くし，未乾燥の２層以上のペースト層のうち最表層から遠い側のペースト層ほど，当該ペースト層の温度を低くする。かかる二次電池の製造方法では，未乾燥の２層以上のペースト層を一工程で乾燥することができる。そのため，生産性が高い。また，層間の境界面でペーストが互いに混じり合うおそれがない。
【０００９】
上記に記載の二次電池の製造方法であって，乾燥工程の少なくとも一部では，未乾燥の２層以上のペースト層を乾燥させるに際して，未乾燥の２層以上のペースト層における最表層のペースト層の側のみから最表層のペースト層を加熱するとよい。このようにすると，最表層側のペースト層の温度が高い状態で各ペースト層が乾燥されるからである。
【００１０】
上記に記載の二次電池の製造方法であって，乾燥工程の少なくとも一部では，未乾燥の２層以上のペースト層を乾燥させるに際して，未乾燥の２層以上のペースト層における最表層のペースト層の表側から最表層のペースト層を加熱するとともに，未乾燥の２層以上のペースト層における最表層のペースト層の反対側から最表層の反対側の面を表側からの加熱より弱く加熱するとよい。このようにしても，最表層側のペースト層の温度が高い状態で各ペースト層が乾燥されることに変わりないからである。
【００１１】
上記に記載の二次電池の製造方法であって，乾燥工程の少なくとも一部では，未乾燥の２層以上のペースト層を乾燥させるに際して，未乾燥の２層以上のペースト層における最表層のペースト層の表側から最表層のペースト層を加熱するとともに，未乾燥の２層以上のペースト層における最表層のペースト層の反対側から最表層の反対側の面を冷却するとよい。このようにすると，最表層側のペースト層の温度がより高い状態で各ペースト層が乾燥されるからである。
【００１２】
上記に記載の二次電池の製造方法であって，塗工工程では，２層以上のペースト層をその都度乾燥させることなく重ねて塗工するに際して，２層以上のペースト層のうちの最表層でないペースト層における揮発溶媒として，大気圧下での沸点が当該ペースト層より上層のペースト層における揮発溶媒の大気圧下での沸点以上であるものを用いるとなおよい。より上層に位置するペースト層の乾燥速度がより速くなるからである。これにより，上層のペースト層から順に乾燥するからである。
【００１３】
上記に記載の二次電池の製造方法であって，乾燥工程の少なくとも一部では，未乾燥の２層以上のペースト層を乾燥させるに際して，最表層のペースト層より上方に位置する雰囲気の温度が，正極芯材または負極芯材より下方に位置する雰囲気の温度よりも高いとなおよい。このようにすると，最表層側のペースト層の温度がより高い状態で各ペースト層が乾燥されるからである。
【００１４】
上記に記載の二次電池の製造方法であって，乾燥工程の少なくとも一部では，未乾燥の２層以上のペースト層を乾燥させるに際して，最表層のペースト層より上方に位置する雰囲気の温度が，正極芯材または負極芯材より下方に位置する雰囲気の温度よりも５０℃以上高いとなおよい。より上層に位置するペースト層の乾燥速度がさらに速くなるからである。これにより，上層のペースト層から順に乾燥するからである。
【００１５】
上記に記載の二次電池の製造方法であって，乾燥工程では，乾燥工程の初期ほど，未乾燥のペースト層の最表層の側からの加熱の度合いと，最表層の反対側からの加熱の度合いとの差が大きく，乾燥工程の後期ほど，未乾燥のペースト層の最表層の側からの加熱の度合いと，最表層の反対側からの加熱の度合いとの差が小さいとさらによい。より上層のペースト層から順に乾燥するとともに，下層のペースト層も確実に乾燥させることができるからである。
【００１６】
また，本発明に係る二次電池の製造方法は，正極芯材または負極芯材にペースト層を塗工する塗工工程と，塗工工程で塗工されたペースト層を乾燥させて正極板または負極板とする乾燥工程と，乾燥工程で乾燥された正極板と負極板とこれらを絶縁するセパレータとを積み重ねて電極体を作成する電極体作成工程と，電極体作成工程で作成された電極体を電池容器に挿入するとともに電池容器に電解液を注入する電池組立工程とを有する。そして塗工工程では，２層以上のペースト層をその都度乾燥させることなく重ねて塗工するに際して，２層以上のペースト層のうちの最表層でないペースト層における揮発溶媒として，大気圧下での沸点が当該ペースト層より上層のペースト層における揮発溶媒の大気圧下での沸点より高いものを用いる。かかる二次電池の製造方法では，未乾燥の２層以上のペースト層を一工程で乾燥することができる。そのため，生産性が高い。また，層間の境界面でペーストが互いに混じり合うおそれがない。
【００１７】
また，本発明に係る二次電池は，正極芯材の少なくとも片側の面に正極合材層を塗工された正極板と，負極芯材の少なくとも片側の面に負極合材層を塗工された負極板と，正極板と負極板とを絶縁するセパレータとを積み重ねた積層電極体と，積層電極体を内部に備える電池容器と，電池容器の内部に封入された電解液とを有する。そして，正極板および負極板の少なくとも一方は，２層以上の合材層を形成されたものであり，当該２層以上の合材層では，２層以上の合材層のうちの最表層でない合材層に用いられた揮発溶媒が，大気圧下での沸点が当該合材層より上層の合材層に用いられた揮発溶媒の大気圧下での沸点より高いものである。かかる二次電池は，層間の境界面での荒れがほとんどない。
【００１８】
また，本発明に係る電極板製造装置は，電極芯材を巻き出す巻き出し部と，電極芯材に２層以上のペースト層を未乾燥の状態で重ねて塗工して塗工層とする塗工部と，塗工層を乾燥させる乾燥炉と，塗工層を乾燥された電極芯材を巻き取る巻取り部とを有する。そして，乾燥炉の少なくとも一部では，塗工された電極芯材の搬送経路より上方に，搬送経路に向かって加熱する加熱装置が配置されているとともに，搬送経路より下方に，搬送経路に向かって冷却する冷却装置が配置されている。かかる電極板製造装置は，未乾燥の２層以上のペースト層を一工程で乾燥させることができる。そのため，生産性が高い。また，層間の境界面でペーストが互いに混じり合うおそれがない。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば，電極芯材に多層のペースト層を塗工して乾燥させる電極板を作成するとともに，電極板の生産性の高い二次電池の製造方法とその二次電池および電極板製造装置が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る二次電池の製造方法により製造されるバッテリを説明するための断面図である。
【図２】本発明に係る二次電池の製造方法により製造されるバッテリの捲回電極体を説明するための斜視図である。
【図３】本発明に係る二次電池の製造方法により製造されるバッテリの捲回電極体の捲回構造を説明するための展開図である。
【図４】本発明に係る二次電池の製造方法により製造されるバッテリの正極板の構造を説明するための断面斜視図である。
【図５】第１，第２，第４の実施形態に係る二次電池の製造方法により製造されるバッテリの負極板の構造を説明するための断面斜視図である。
【図６】第１の実施形態に係るペースト層の冷却方法を説明するための概念図である。
【図７】本発明に係るバッテリを製造するのに用いる塗工乾燥装置を説明するための概略構成図である。
【図８】本発明に係る多層ペーストを塗工するための塗液供給装置を説明するための概念図である。
【図９】本発明に係るバッテリを製造するのに用いる捲回装置を説明するための概略構成図である。
【図１０】第１の実施形態に係るペースト層の別の冷却方法を説明するための概念図（その１）である。
【図１１】第１の実施形態に係るペースト層の別の冷却方法を説明するための概念図（その２）である。
【図１２】第２の実施形態に係るバッテリを製造するのに用いる塗工乾燥装置を説明するための概略構成図である。
【図１３】第３の実施形態に係るバッテリを製造するのに用いる塗工乾燥装置における乾燥方法を説明するための概念図である。
【図１４】本発明に係る実施例における乾燥方法を説明するための斜視図である。
【図１５】本発明に係る実施例における負極板の断面を説明するための断面図である。
【図１６】本発明に係る比較例における負極板の断面を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，リチウムイオン二次電池とその製造方法および電極板製造装置について，本発明を具体化したものである。
【００２２】
（第１の実施形態）
１．リチウムイオン二次電池
本実施の形態に係るバッテリは，円筒型のリチウムイオン二次電池である。図１に，本形態のバッテリ１００の断面図を示す。バッテリ１００は，図１に示すように，電池容器１０１および蓋１０２からなる電池ケースにより密閉されている。バッテリ１００には，捲回電極体２００と，正極集電板１１０と，負極集電板１２０とが内蔵されている。また，電池容器１０１の内部には電解液が注入されている。
【００２３】
捲回電極体２００は，電解液中で充放電を繰り返し，発電に直接寄与するものである。正極集電板１１０は，後述する捲回電極体２００の正極芯材と接続された正極集電体である。その材質は，アルミニウムである。負極集電板１２０は，後述する捲回電極体２００の負極芯材と接続された負極集電体である。その材質は，銅である。図１から正極集電板１１０と負極集電板１２０とが接続された捲回電極体２００を抜き出した斜視図を図２に示す。
【００２４】
電池容器１０１の内部に注入された電解液は，有機溶媒に電解質を溶解させたものである。有機溶媒として例えば，プロピレンカーボネート（ＰＣ）やエチレンカーボネート（ＥＣ），ジメチルカーボネート（ＤＭＣ），エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等のエステル系溶媒や，エステル系溶媒にγ−ブチラクトン（γ−ＢＬ），ジエトキシエタン（ＤＥＥ）等のエーテル系溶媒等を配合した有機溶媒が挙げられる。また，電解質である塩として，過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）やホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ４），六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）などのリチウム塩を用いることができる。
【００２５】
図３は，捲回電極体２００の捲回構造を示す展開図である。捲回電極体２００は，図３に示すように，内側から正極板Ｐ，セパレータＳ，負極板Ｎ，セパレータＴの順に積み重ねた状態で捲回されたものである。ここで，セパレータＳとセパレータＴとは同じ材質の絶縁部材である。上記の捲回順の理解のために符号をＳ，Ｔとして区別しただけである。
【００２６】
図３に示すように正極板Ｐには，正極塗工部Ｐ１と，正極非塗工部Ｐ２とがある。正極塗工部Ｐ１は，正極芯材に正極活物質等を塗工した箇所である。正極非塗工部Ｐ２は，正極芯材に正極活物質等を塗工していない箇所である。したがって正極塗工部Ｐ１の厚みは，正極非塗工部Ｐ２の厚みよりも厚い。
【００２７】
負極板Ｎには，負極塗工部Ｎ１と，負極非塗工部Ｎ２とがある。負極塗工部Ｎ１は，負極芯材に負極活物質等を塗工した箇所である。負極非塗工部Ｎ２は，負極芯材に負極活物質等を塗工していない箇所である。したがって負極塗工部Ｎ１の厚みは，負極非塗工部Ｎ２の厚みよりも厚い。
【００２８】
図３中の矢印Ａは，正極板Ｐ，負極板Ｎ，セパレータＳ，Ｔの幅方向（図１でいえば縦方向）を示している。図３中の矢印Ｂは，正極板Ｐ，負極板Ｎ，セパレータＳ，Ｔの長手方向（図１の捲回電極体２００の周方向）を示している。正極塗工部Ｐ１の幅方向の塗工幅は，負極塗工部Ｎ１の幅方向の塗工幅よりもやや狭い。電解液中のリチウムイオンの濃度が高い場合に，負極活物質にリチウムイオンを吸蔵させることによりその濃度の上昇を抑制するためである。電解液中のリチウムイオンの濃度が上昇しすぎると，リチウムがデンドライト状に析出することがある。このような析出が生ずると，電池性能は低下する。
【００２９】
２．電極板
図４は，正極板Ｐの斜視断面図である。図４中の矢印Ａが示す方向は，図３中の矢印Ａが示す方向と同じである。すなわち，正極板Ｐの幅方向である。図４中の矢印Ｂが示す方向は，図３中の矢印Ｂが示す方向と同じである。すなわち，正極板Ｐの長手方向である。
【００３０】
図４に示すように，正極板Ｐは，帯状の正極芯材ＰＢの両面の一部に正極合材層ＰＡが形成されたものである。図４中の左側には，正極板Ｐの正極非塗工部Ｐ２が幅方向に突出している。正極非塗工部Ｐ２は，帯状に形成されている。正極非塗工部Ｐ２は，正極芯材ＰＢの両面ともに正極合材が塗布されていない領域である。したがって正極非塗工部Ｐ２では，正極芯材ＰＢがむき出したままの状態にある。一方，図４中の右側には，正極非塗工部Ｐ２に対応するような突出部はない。正極塗工部Ｐ１では，正極芯材ＰＢの両面に一様の厚みで正極合材層ＰＡが形成されている。
【００３１】
正極合材層ＰＡは，正極芯材ＰＢであるアルミ箔にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極活物質を含む合材を塗布して形成された層である。正極活物質として，ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２），マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ２），コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）等のリチウム複合酸化物などが用いられる。また，合材には，ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），スチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ），ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の結着剤やカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等の増粘剤が含まれている。
【００３２】
図５は，負極板Ｎの斜視断面図である。図５中の矢印Ａが示す方向は，図３中の矢印Ａが示す方向と同じである。すなわち，負極板Ｎの幅方向である。図５中の矢印Ｂが示す方向は，図３中の矢印Ｂが示す方向と同じである。すなわち，負極板Ｎの長手方向である。
【００３３】
図５に示すように，負極板Ｎは，帯状の負極芯材ＮＢの両面の一部に負極合材層ＮＡ１および負極合材層ＮＡ２が形成されたものである。負極合材層ＮＡ１は基材である負極芯材ＮＢの両側の面に形成されている。負極合材層ＮＡ２は，負極合材層ＮＡ１の外側，すなわち表層側に形成されている。したがって負極板Ｎでは，図中の上側から，負極合材層ＮＡ２，負極合材層ＮＡ１，負極芯材ＮＢ，負極合材層ＮＡ１，負極合材層ＮＡ２がこの順に配置されている。
【００３４】
図５中の右側には，負極板Ｎの負極非塗工部Ｎ２が幅方向に突出している。負極非塗工部Ｎ２は，帯状に形成されている。負極非塗工部Ｎ２は，負極芯材ＮＢの両面ともに負極合材が塗布されていない領域である。したがって負極非塗工部Ｎ２では，負極芯材ＮＢがむき出したままの状態にある。一方，図５中の左側には，負極非塗工部Ｎ２に対応するような突出部はない。負極塗工部Ｎ１では，負極芯材ＮＢの両面に一様な厚みで負極合材層ＮＡ１および負極合材層ＮＡ２が形成されている。
【００３５】
負極合材層ＮＡ１は，負極芯材ＮＢである銅箔にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極活物質を含む合材を塗布して形成された層である。負極活物質として，非晶質炭素，難黒鉛化炭素，易黒鉛化炭素，黒鉛等の炭素系物質が用いられる。また，合材には，ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），スチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ），ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の結着剤やカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等の増粘剤が含まれている。
【００３６】
負極合材層ＮＡ２は，耐熱性フィラーを含む合材を塗布して形成された層である。耐熱性フィラーとしてアルミナ，マグネシア，シリカ，チタニアなど（の絶縁性金属酸化物等）が挙げられる。また，結着材は，負極合材層ＮＡ２に用いられるものと同じものを用いることができる。
【００３７】
３．ペースト層の乾燥方法
本発明のバッテリ１００の製造方法に係る複数層のペースト層の乾燥方法について説明する。本形態では，複数層のペースト層を一度の乾燥で一括して乾燥させる。図６は，本発明に係る複数層のペースト層を乾燥させる方法について示す概念図である。負極合材層ＮＡ１，ＮＡ２を形成する際のペースト層の乾燥について説明する。
【００３８】
本形態では，図６に示すように，ペースト層の乾燥に，熱風ノズル１３０１と，冷却ローラ１３０２とを用いる。ここで，熱風ノズル１３０１は，負極ペースト層ＮＡ２０に熱風Ｈを吹き付けるためのものである。冷却ローラ１３０２は，負極芯材ＮＢを支持しつつ搬送するためのものである。また，その搬送に伴って負極芯材ＮＢを冷却する役割も担う冷却装置である。冷却ローラ１３０２は，冷却水により冷却されている。
【００３９】
熱風ノズル１３０１から噴き出す熱風Ｈの温度を，例えば７０℃と設定する。すると，負極ペースト層ＮＡ２０に吹き付けられる熱風Ｈの温度はほぼ７０℃である。負極ペースト層ＮＡ２０より上方の雰囲気の温度もほぼ７０℃である。
【００４０】
一方，冷却ローラ１３０２の温度を，例えば２０℃と設定する。この冷却ローラ１３０２を通過する負極芯材ＮＢの温度はほぼ２０℃である。負極芯材ＮＢより下方であって冷却ローラ１３０２の周囲の雰囲気の温度もほぼ２０℃である。
【００４１】
したがって，負極芯材ＮＢの温度と負極ペースト層ＮＡ２０の温度との温度差は，およそ５０℃である。また，ペースト層ＮＡ２０より上方の雰囲気の温度と，負極芯材ＮＢより下方であって冷却ローラ１３０２の周囲の雰囲気の温度との温度差も，およそ５０℃である。このように，最表層のペースト層の側から最表層のペースト層を加熱するとともに，その反対側から最表層の反対側の面を冷却するのである。
【００４２】
ペーストを塗工された直後，すなわち乾燥前においては，図６に示すように，負極芯材ＮＢの上に負極ペースト層ＮＡ１０，負極ペースト層ＮＡ２０がこの順に配置されている。負極ペースト層ＮＡ１０は，負極活物質を含むペーストの層である。負極ペースト層ＮＡ１０は，未乾燥の層であり，乾燥後には負極合材層ＮＡ１となる層である。負極ペースト層ＮＡ２０は，耐熱性フィラーを含むペーストの層である。負極ペースト層ＮＡ２０は，未乾燥の層であり，乾燥後には負極合材層ＮＡ２となる層である。つまり，負極ペースト層ＮＡ２０は，負極ペースト層ＮＡ１０を乾燥させることなくその上に塗工された層である。負極ペースト層ＮＡ１０および負極ペースト層ＮＡ２０の溶媒はともに水である。したがって，負極ペースト層ＮＡ１０および負極ペースト層ＮＡ２０の揮発溶媒である水の沸点は同じである。
【００４３】
図６では，負極芯材ＮＢは，冷却ローラ１３０２により支持されている。したがって，冷却ローラ１３０２に接触している負極芯材ＮＢは冷却ローラ１３０２により冷却される。より温度の低い冷却ローラ１３０２のほうが負極芯材ＮＢよりも熱容量が十分に大きいからである。
【００４４】
図６において，負極芯材ＮＢおよび負極ペースト層ＮＡ１０および負極ペースト層ＮＡ２０は，熱風ノズル１３０１から噴き出す熱風Ｈにより図中上方から加熱されている。これらのうち，負極ペースト層ＮＡ２０が最もよく加熱される。図中上方から，すなわち負極ペースト層ＮＡ２０，負極ペースト層ＮＡ１０，負極芯材ＮＢの順に配置されているからである。
【００４５】
この乾燥工程において，負極ペースト層ＮＡ２０では，熱風ノズル１３０１から噴き出す熱風Ｈにより熱せられるとともに負極ペースト層ＮＡ１０に熱を奪われる。負極ペースト層ＮＡ１０では，負極ペースト層ＮＡ２０から熱を奪うとともに負極芯材ＮＢに熱を奪われる。したがって，負極ペースト層ＮＡ２０，負極ペースト層ＮＡ１０，負極芯材ＮＢの順に温度が高い。すなわち，未乾燥のペースト層のうち最表層に近いものほどその温度が高い。逆に，未乾燥のペースト層のうち最表層から遠いものほどその温度が低い。そのため，負極ペースト層ＮＡ２０から主に水分が蒸発する。
【００４６】
そのため，負極ペースト層ＮＡ２０のほうが負極ペースト層ＮＡ１０よりも速く乾燥する。つまり，上層である負極ペースト層ＮＡ２０の乾燥速度は，下層である負極ペースト層ＮＡ１０の乾燥速度よりも速い。ここで乾燥速度とは，単位時間当たりに層から揮発する溶媒の分子数のことである。気体では，温度および気圧が同じであれば，体積は分子数にほぼ比例する。また，本形態では，負極ペースト層ＮＡ１０および負極ペースト層ＮＡ２０の溶媒がともに水であるため，本形態における乾燥速度は，単位時間に蒸発する水分の重量に比例する。
【００４７】
したがって，本形態のバッテリの製造方法に係る多層ペースト層の乾燥工程では，次のような乾燥プロセスを辿る。すなわち，まず負極ペースト層ＮＡ２０の温度が上昇する。このとき，負極ペースト層ＮＡ１０の温度はそれほど上昇しない。負極芯材ＮＢを介して冷却ローラ１３０２により冷却されているからである。そのため，負極ペースト層ＮＡ２０が乾燥し始める。この乾燥を続けると，負極ペースト層ＮＡ２０の水分は，ほとんど蒸発する。すなわち，負極ペースト層ＮＡ２０は，ほとんど乾燥し終わっている。
【００４８】
このとき，負極ペースト層ＮＡ１０は，初期に比べればやや乾燥しているものの，まだ十分に水分が残っている状態である。負極ペースト層ＮＡ２０による気化熱が少なくなるので，負極ペースト層ＮＡ１０の温度は，負極ペースト層ＮＡ２０の乾燥後すぐに１００℃近くの温度となる。そして負極ペースト層ＮＡ１０は，乾燥する。ここで，負極ペースト層ＮＡ１０から水分が蒸発する際に，負極ペースト層ＮＡ２０が障害となることはほとんどない。負極ペースト層ＮＡ２０には水蒸気が通過できる程度の微細な孔が開いているからである。そして乾燥を続けると，負極ペースト層ＮＡ１０もほとんど乾燥し終える。
【００４９】
４．二次電池の製造方法
本形態のバッテリ１００の製造方法について説明する。本形態のバッテリ１００の製造方法は，電極板の塗工工程および乾燥工程に特徴があるものである。したがって，塗工工程および乾燥工程を中心に説明する。
【００５０】
図７に本形態の塗工乾燥装置１０００の概略構成図を示す。塗工乾燥装置１０００は，電極板を作成するための電極板製造装置である。塗工乾燥装置１０００は，図７に示すように，巻き出し部１１００と，塗工部１２００と，乾燥炉１３００と，巻取り部１４００とを有している。巻き出し部１１００は，巻き出し軸１１０１を有している。巻き出し軸１１０１は，電極芯材を巻き出すためのものである。したがって，巻き出し軸１１０１は，回転することができるようになっている。
【００５１】
塗工部１２００は，塗液供給部１２１０と，バックアップローラ１２２０とを有している。塗液供給部１２１０は，電極芯材に多層の塗工液を塗工するための塗液供給装置である。バックアップローラ１２２０は，電極芯材を搬送するとともに，塗液供給部１２１０による電極芯材への塗工の際に電極芯材を支持するためのものである。
【００５２】
塗液供給部１２１０は，図８に示すように，第１塗液供給口１２１１と，第２塗液供給口１２１２と，第１塗液保持部１２１３と，第２塗液保持部１２１４とを有している。第１塗液供給口１２１１は，負極ペースト層ＮＡ１０を形成する塗工液を負極芯材ＮＢの上に塗工するためのものである。第１塗液保持部１２１３は，その塗工液を保持するためのたまり部である。第２塗液供給口１２１２は，負極ペースト層ＮＡ２０を形成する塗工液を負極ペースト層ＮＡ１０の上に塗工するためのものである。第２塗液保持部１２１４は，その塗工液を保持するためのたまり部である。なお，正極芯材ＰＢに塗工を行う場合には，第１塗液供給口１２１１もしくは第２塗液供給口１２１２の一方から塗工液を供給するようにすればよい。その場合には，使用しない塗液供給口に塗液を供給しないようにすればよい。または，塗液供給口が１つしかない通常の塗液供給装置を用いることもできる。
【００５３】
乾燥炉１３００は，１以上あるペースト層のすべての層を一度に乾燥させるためのものである。乾燥炉１３００は，図７に示すように，熱風ノズル１３０１と，冷却ローラ１３０２とを有している。熱風ノズル１３０１は，塗工層を加熱し，乾燥させるためのものである。熱風ノズル１３０１は，電極芯材の搬送経路より上方に，その搬送経路に向かって熱風Ｈが噴き出すように配置されている。
【００５４】
冷却ローラ１３０２は，電極芯材に接触した状態で支持するとともに，これを搬送するためのローラである。そして，電極芯材に接触してその間に電極芯材を冷却するための冷却装置である。冷却ローラ１３０２は，電極芯材の搬送経路より下方に，その搬送経路に向かって冷却するように配置されている。なお，既に塗工・乾燥の終わった電極芯材の裏面を塗工・乾燥する際には，その場合の最下層である，乾燥済みの負極合材層ＮＡ２が冷却ローラ１３０２と接触して冷却されることとなる。
【００５５】
巻取り部１４００は，巻取り軸１４０１を有している。巻取り軸１４０１は，塗工層を乾燥させた電極板を巻き取るためのものである。巻取り軸１４０１は，モータ等の動力に接続されるとともに，一定の回転速度で回転することができるようになっている。
【００５６】
したがって，巻き出し軸１１０１にセットされた電極芯材は，図７中の矢印Ｃの向きに塗工部１２００に搬送されてペーストを塗工される。その後，電極芯材は図７中の矢印Ｄの向きに乾燥炉１３００の内部を搬送されつつ，塗工されたペースト層を乾燥させられる。その後，電極芯材は巻取り軸１４０１に図７中の矢印Ｅの向きに巻き取られることとなる。
【００５７】
４−１．正極板の作成
正極板Ｐは，塗工乾燥装置１０００により作成する。塗液供給部１２１０から供給される塗工液は，正極用のものである。ここで，塗工工程について説明する。まず，正極芯材ＰＢを巻き出し軸１１０１から送り出す。次に，塗液供給部１２１０により所定の幅と厚みで正極用の塗工液を正極芯材ＰＢに塗工する。これにより，正極芯材ＰＢの上に正極のペースト層が塗工される。続いて乾燥工程について説明する。乾燥工程では，塗工された正極芯材ＰＢは乾燥炉１３００の内部に搬送される。乾燥炉１３００の内部では，正極のペースト層は，熱風ノズル１３０１から噴き出す熱風Ｈにより乾燥される。そして，正極のペースト層が乾燥した正極板Ｐは，巻取り軸１４０１に巻き取られる。
【００５８】
図７に示した塗工乾燥装置１０００は，電極芯材の片面のみを塗工乾燥する装置である。したがって，両面を塗工するには，片側の面に正極合材層ＰＡを形成した後に，その反対側の面に正極合材層ＰＡを形成することとすればよい。そのため，塗工乾燥装置１０００に正極芯材ＰＢを２回通すこととなる。ただし，図７の塗工乾燥装置１０００の代わりに両面を塗工乾燥する塗工乾燥装置を用いれば，その塗工乾燥装置に正極芯材ＰＢを通す回数は１回でよい。両面塗工乾燥装置は，図７の乾燥炉１３００の下流に塗工面の反対側の面に塗工する塗液供給装置と，その下流に乾燥炉を配置したものである。負極板Ｎについても同様に両面塗工をすることができる。
【００５９】
４−２．負極板の作成
負極板Ｎも，塗工乾燥装置１０００により作成する。ただし，塗液供給部１２１０から供給される塗工液は，負極用のものである。ここで，塗工工程について説明する。まず，塗工乾燥装置１０００の巻き出し部１１００から負極芯材ＮＢを巻き出す。そして，負極芯材ＮＢは，塗工部１２００に搬送される。塗工部１２００では，図８に示した塗液供給部１２１０により，負極芯材ＮＢの上に負極ペースト層ＮＡ１０が，その負極ペースト層ＮＡ１０の上に負極ペースト層ＮＡ２０が塗工される。続いて，塗工液を塗工された負極芯材ＮＢは，乾燥炉１３００の内部に搬送される。
【００６０】
続いて乾燥工程について説明する。乾燥炉１３００の内部では，図６に示したような配置になっている。乾燥炉１３００の内部では，前述したように，負極ペースト層ＮＡ２０が負極ペースト層ＮＡ１０よりも先に乾燥する。負極ペースト層ＮＡ２０の乾燥速度が，負極ペースト層ＮＡ１０の乾燥速度よりも速いからである。負極ペースト層ＮＡ１０，ＮＡ２０の乾燥後，電極芯材ＮＢは巻取り軸１４０１に巻き取られる。このように，本形態では，その都度乾燥させることなく重ねて２層以上のペースト層を塗工して，その２層以上のペースト層を一括して乾燥させるのである。なお，正極板Ｐと負極板Ｎとを作成する順序はどちらが先であっても構わない。
【００６１】
４−３．電極体作成工程
続いて，図９に示す捲回装置２０００を用いて，塗工層を既に乾燥した正極板Ｐおよび負極板Ｎに，セパレータＳ，Ｔを重ねて捲回する。捲回装置２０００は，正極板供給部２００１と，負極板供給部２００２と，セパレータ供給部２００３，２００４と，捲回軸２００５とを有している。ここで，図３に示したように，内側から正極板Ｐ，セパレータＳ，負極板Ｎ，セパレータＴの順番に積層されるように積み重ねて捲回する。捲回軸２００５が図９の矢印Ｆの向きに回転することにより，捲回電極体２００が作成される。
【００６２】
４−４．電池組立工程
続いて，電池容器１０１に捲回電極体２００を挿入する。そして電池容器１０１の内部に電解液を注入して封止する。これにより，バッテリ１００が組み立てられる。この後，コンディショニングやエージングなどの工程や，各種の検査工程を行うとよい。
【００６３】
本実施の形態のバッテリの製造方法は，負極芯材ＮＢに負極合材層ＮＡ１，負極合材層ＮＡ２が順に形成された負極板Ｎを用いるものである。その負極板Ｎの作成にあたって，負極芯材ＮＢに負極ペースト層ＮＡ１０，負極ペースト層ＮＡ２０をその都度乾燥させることなく重ねて塗工した後に，一括して乾燥させる。その際に，基材から遠い負極ペースト層ＮＡ２０から乾燥させるのである。こうすると，負極ペースト層ＮＡ１０で対流等が生じても，負極ペースト層ＮＡ２０と負極ペースト層ＮＡ１０との境界面で両者の塗工液が混合するおそれがないからである。
【００６４】
５．変形例
５−１．乾燥炉内の冷却
ここで，本実施の形態における変形例について説明する。本形態では，図６や図７に示したように，乾燥炉１３００の内部で電極芯材ＮＢの下側に冷却ローラ１３０２を配置することとした。しかし，冷却ローラ１３０２以外のものを用いてもよい。例えば，図１０に示すように，電極芯材の通過する位置の下方にエアノズル１３０３を設けるようにしてもよい。エアノズル１３０３により，電極芯材をフローティングさせるとともに，エアノズル１３０３から噴出す冷風Ｒにより電極芯材を冷却することができるからである。
【００６５】
ここで冷風Ｒは，熱風Ｈよりも低い温度の空気である。したがって，室温より多少高い温度の空気であってもよい。また，室温と同程度の空気であってもよい。また，さらに冷却した空気であってもよい。ただし，熱風Ｈと冷風Ｒとの温度差が大きいほど，本発明の効果は大きい。
【００６６】
また，図１１に示すように，定盤を電極芯材の下側に配置することとしてもよい。定盤の厚みが十分であれば，熱容量も大きいため，電極芯材を十分に冷却することができるからである。なお，定盤に対して電極芯材は摺動して搬送される。
【００６７】
５−２．乾燥炉内の加熱
ここで，別の変形例について説明する。本形態では，電極芯材に塗工したペーストの乾燥に，熱風ノズル１３０１を用いた。しかし，他の加熱装置を用いてもよい。つまり，熱風ノズル１３０１の代わりに，ＩＲ加熱器やその他の加熱器を用いることとしてもよい。ただし，誘導加熱器は用いることができない。ペースト側でなく電極芯材の側から加熱することとなってしまうためである。
【００６８】
５−３．その他
また，冷却ローラ１３０２を，通常のローラとしてもよい。その場合，最表層の負極ペースト層ＮＡ２０の側のみから加熱することとなり，負極ペースト層ＮＡ２０と負極ペースト層ＮＡ１０とで温度差が生じることに変わりないからである。
【００６９】
また，最表層である負極ペースト層ＮＡ２０の反対側から，最表層の側よりも弱く加熱するようにしてもよい。このようにしても，負極ペースト層ＮＡ２０と負極ペースト層ＮＡ１０とで温度差が生じることに変わりないからである。ただし，その場合，本発明の効果はそれほど大きくない。
【００７０】
６．まとめ
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係るバッテリ１００の製造方法は，電極芯材に複数のペースト層を塗工するとともに，複数の塗工層を一度に乾燥させるものである。そしてその際に，基材側からでなく，表層に近い側のペースト層から乾燥させる。下層のペースト層で対流が生じても，上層と下層のペースト層が混合しないようにするためである。これにより，複数層のペースト層を一度に乾燥させることのできるバッテリ１００の製造方法が実現されている。
【００７１】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，バッテリに用いられる電極体は，捲回電極体に限らない。したがって，平積みの電極体を有するバッテリであっても適用することができる。積み重ねて積層された積層電極体を用いる二次電池であれば適用することができる。また，本発明は，円筒形状の電池のみならず，角型電池にも適用することができる。
【００７２】
また，正極合材層ＰＡや負極合材層ＮＡ１，ＮＡ２は，それぞれ正極芯材ＰＢ，負極芯材ＮＢの両側に形成されているとした。しかし，合材層の形成は片面のみになされているものであってもよい。また，正極板に２層以上の合材層が形成されているものであってもよい。その場合には，負極板に形成されている合材層は１層であってもよい。正極板および負極板の少なくとも一方に２層以上の合材層が形成されていれば本発明を適用することができる。そして，１層のみの合材層を形成する場合には，本実施の形態の塗工乾燥装置１０００を用いてもよいし，冷却ローラ１３０２等の冷却装置を有さない従来の塗工乾燥装置を用いてもよい。また，本形態では，図８に示したように同時に２層を塗工する塗液供給部１２１０を用いた。しかし，１層のみを塗工する塗液供給部を２箇所に設置して，１層ずつ独立に塗工することにより，芯材に２層を塗工するようにしてもよい。
【００７３】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。本形態に係るバッテリの製造方法では，乾燥炉を複数のゾーンに分けて，ペーストを塗工された電極芯材を複数の乾燥ゾーンに通過させて乾燥させる方法である。それ以外の点については，第１の実施形態と同様である。したがって，乾燥工程を中心に説明する。
【００７４】
本形態では，図１２に示すように，乾燥炉３３００は，ゾーンＪ，ゾーンＫ，ゾーンＬに分かれている。そしてそれぞれ，異なった乾燥条件が課せられている。図１２では，電極芯材は矢印Ｉの向きに搬送される。従って，電極芯材は塗工された後，ゾーンＪ，ゾーンＫ，ゾーンＬの順に搬送されることとなる。
【００７５】
図１２に示すように，ゾーンＪでは，図１２中の上方に熱風ノズル３３０１が，図１２中の下方に冷却ローラ３３０２が配置されている。熱風ノズル３３０１から噴き出す熱風Ｈの温度は１１０℃である。冷却ローラ３３０２の温度は２０℃である。
【００７６】
ゾーンＫでは，図１２中の上方に熱風ノズル３３０３が，図１２中の下方に送風ノズル３３０４が配置されている。熱風ノズル３３０３から噴き出す熱風Ｈの温度は１３０℃である。送風ノズル３３０４から噴き出す冷風Ｒの温度は３０℃である。
【００７７】
ゾーンＬでは，図１２中の上方に熱風ノズル３３０５が，図１２中の下方に熱風ノズル３３０６が配置されている。熱風ノズル３３０５から噴き出す熱風Ｈの温度は１３０℃である。熱風ノズル３３０６から噴き出す熱風Ｈの温度は１３０℃である。
【００７８】
したがって，この乾燥炉３３００を用いたペースト層の乾燥工程では，乾燥の初期ほど，最表層の側からの加熱の度合いと，その反対側からの加熱の度合いとの差が大きい。一方，乾燥の後期ほど，最表層の側からの加熱の度合いと，その反対側からの加熱の度合いとの差が小さい。
【００７９】
ここで，本形態の負極板Ｎの乾燥工程について説明する。その他の工程については第１の実施形態と同様であるから省略する。負極ペースト層ＮＡ１０および負極ペースト層ＮＡ２０を塗工された負極芯材ＮＢは，まず，ゾーンＪに搬送させる。ゾーンＪでは，負極ペースト層ＮＡ２０が乾燥する。このとき，負極ペースト層ＮＡ１０はほとんど乾燥しない。負極芯材ＮＢを介して冷却ローラ３３０２により冷却されているからである。よって，負極ペースト層ＮＡ２０の温度は，負極ペースト層ＮＡ１０の温度よりも高い。
【００８０】
続いて，負極芯材ＮＢは，ゾーンＫに搬送される。ゾーンＫに搬送された直後では，負極ペースト層ＮＡ２０は半分程度乾燥している。ゾーンＫの途中では，負極ペースト層ＮＡ２０はほとんど乾燥しきった状態となる。そのためそれ以後，負極ペースト層ＮＡ２０は気化熱を奪われない。そして，負極ペースト層ＮＡ１０が乾燥し始める。この段階に至っても，負極ペースト層ＮＡ２０の温度は，負極ペースト層ＮＡ１０の温度よりも高い。負極ペースト層ＮＡ２０は，水分をほとんど失って，水の沸点である１００℃以上の温度に達しているからである。
【００８１】
続いて，負極芯材ＮＢは，ゾーンＬに搬送される。ゾーンＬに搬送された直後では，負極ペースト層ＮＡ１０は半分程度乾燥している。ゾーンＬでは，負極ペースト層ＮＡ２０の側からも負極芯材ＮＢの側からも加熱されるので，負極ペースト層ＮＡ２０および負極ペースト層ＮＡ１０の残りの水分もほとんどが蒸発する。
【００８２】
これにより，負極合材層ＮＡ１と負極合材層ＮＡ２とを形成された負極板Ｎが作成される。この後，第１の実施形態と同様の工程を経て，リチウムイオン二次電池が製造される。本形態のリチウムイオン二次電池の製造方法は，第１の実施形態に係る二次電池の製造方法よりも，負極ペースト層ＮＡ２０，ＮＡ１０から水分を確実に蒸発させることができる。ゾーンＬでは，両面側から加熱しているからである。
【００８３】
なお，両面塗工の場合であっても，負極ペースト層ＮＡ１０，ＮＡ２０の乾燥に問題は生じない。既に乾燥している負極合材層ＮＡ１，ＮＡ２を余分に加熱するのみで，気化熱による熱エネルギーのロスはないからである。
【００８４】
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係るバッテリの製造方法は，電極芯材に複数のペースト層を塗工するとともに，複数の塗工層を一度に乾燥させるものである。そしてその際に，基材側からでなく，表層に近い側のペースト層から乾燥させる。下層のペースト層で対流が生じても，上層と下層のペースト層が混合しないようにするためである。これにより，複数層のペースト層を一度に乾燥させることのできるバッテリの製造方法が実現されている。
【００８５】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，バッテリに用いられる電極体は，捲回電極体に限らない。したがって，平積みの電極体を有するバッテリであっても適用することができる。積み重ねて積層された積層電極体を用いる二次電池であれば適用することができる。また，本発明は，円筒形状の電池のみならず，角型電池にも適用することができる。
【００８６】
また，正極合材層ＰＡや負極合材層ＮＡ１，ＮＡ２は，それぞれ正極芯材ＰＢ，負極芯材ＮＢの両側に形成されているとした。しかし，合材層の形成は片面のみになされているものであってもよい。また，正極板に２層以上の合材層が形成されているものであってもよい。その場合には，負極板に形成されている合材層は１層であってもよい。正極板および負極板の少なくとも一方に２層以上の合材層が形成されていれば本発明を適用することができる。そして，１層のみの合材層を形成する場合には，本実施の形態の乾燥炉３３００を有する塗工乾燥装置を用いてもよいし，冷却ローラ３３０２等の冷却装置を有さない従来の塗工乾燥装置を用いてもよい。
【００８７】
（第３の実施形態）
第３の実施形態について説明する。本形態に係るバッテリの製造方法は，負極芯材ＮＢの上に３層以上のペースト層を塗工し，それらのペースト層を全て一度に乾燥させるものである。それ以外の工程は，第１の実施形態の工程と同様である。したがって，多数のペースト層を塗工する工程と，乾燥する工程を中心に説明する。
【００８８】
本形態では，負極芯材ＮＢに３層以上の多数のペースト層を形成する。図１３は，負極芯材ＮＢにＭ層のペースト層を形成したところを示す概念図である。ここでＭは，３以上の整数である。図１３に示すように，負極芯材の側から，第１層，第２層，…，第Ｍ層まで形成されている。これらの複数のペースト層のうち最表層は，第Ｍ層である。また，これらのペースト層の溶媒は全て水である。
【００８９】
本形態のバッテリの製造方法では，図７に示した塗工乾燥装置１０００で，塗液供給部にＭ個の塗液供給口を配置したものを用いればよい。負極芯材ＮＢにＭ層のペースト層を形成するためである。乾燥炉１３００は，Ｍ層のペースト層の厚み等に応じて炉長を設計するとよい。また，炉内の設定温度や熱風Ｈの設定温度を変更してもよい。
【００９０】
ここで，本形態のバッテリの製造方法について説明する。第１の実施形態と同様に，負極芯材ＮＢを塗工部１２００に搬送する。塗工部１２００では，Ｍ個の塗液供給口によりＭ層のペースト層が負極芯材ＮＢの上に形成される。
【００９１】
続いて，図１３に示すように，Ｍ層のペースト層を最表層である第Ｍ層の側から加熱する。一方，冷却ローラ１３０２により負極芯材ＮＢを冷却する。そのため，第Ｍ層では，熱風ノズル１３０１から送風される熱風Ｈを受ける。第Ｍ層では，熱風Ｈにより加熱されるとともに，第（Ｍ−１）層に熱を奪われる。第（Ｍ−１）層では，第Ｍ層から熱を奪うとともに第（Ｍ−２）層に熱を奪われる。
【００９２】
そして，第２層では，第３層から熱を奪うとともに，第１層に熱を奪われる。第１層では，第２層から熱を奪うとともに，負極芯材ＮＢに熱を奪われる。負極芯材ＮＢは，第１層から熱を奪うとともに，冷却ローラ１３０２により冷却される。
【００９３】
このように，各層の温度の関係は，以下のようになる。
第Ｍ層の温度 ≧ 第（Ｍ−１）層の温度 ≧ 第（Ｍ−２）層の温度
……… ≧ 第２層の温度 ≧ 第１層の温度
すなわち，未乾燥のペースト層のうち上層にあるものほどその温度が高い傾向にある。逆に，未乾燥のペースト層のうち下層にあるものほどその温度が低い傾向にある。
【００９４】
したがって，各層で異なる種類の揮発溶媒を用いた場合には，各層の温度の関係は，以下のようになる。
第Ｍ層の温度 ＞ 第（Ｍ−１）層の温度 ＞ 第（Ｍ−２）層の温度
……… ＞ 第２層の温度 ＞ 第１層の温度
すなわち，未乾燥のペースト層のうち上層にあるものほどその温度が高い。逆に，未乾燥のペースト層のうち下層にあるものほどその温度が低い。
【００９５】
このように，最表層の側から加熱することは第１の実施形態と同様である。そのため，Ｍ層のペースト層の乾燥順は以下のとおりである。すなわち，第Ｍ層，第（Ｍ−１）層，・・・，第２層，第１層の順である。
【００９６】
また，乾燥速度は，以下のとおりである。すなわち，第Ｍ層，第（Ｍ−１）層，・・・，第２層，第１層の順で乾燥速度は速い。
【００９７】
これにより，Ｍ層の負極合材層の形成された負極板Ｎが作成される。この後，第１の実施形態と同様の工程を経て，リチウムイオン二次電池が製造される。本形態のリチウムイオン二次電池の製造方法では，より多層のペースト層を備える電極板を有する二次電池を製造することができる。
【００９８】
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係るバッテリの製造方法は，電極芯材に３層以上のペースト層を塗工するとともに，３層以上の塗工層を一度に乾燥させるものである。そしてその際に，基材側からでなく，表層に近い側のペースト層から乾燥させる。下層のペースト層で対流が生じても，上層と下層のペースト層が混合しないようにするためである。これにより，３層以上のペースト層を一度に乾燥させることのできるバッテリの製造方法が実現されている。
【００９９】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，バッテリに用いられる電極体は，捲回電極体に限らない。したがって，平積みの電極体を有するバッテリであっても適用することができる。積み重ねて積層された積層電極体を用いる二次電池であれば適用することができる。また，本発明は，円筒形状の電池のみならず，角型電池にも適用することができる。
【０１００】
また，正極合材層ＰＡや負極合材層ＮＡ１，ＮＡ２等は，それぞれ正極芯材ＰＢ，負極芯材ＮＢの両側に形成されているとした。しかし，合材層の形成は片面のみになされているものであってもよい。また，正極板に３層以上の合材層が形成されているものであってもよい。その場合には，負極板に形成されている合材層は１層であってもよい。正極板および負極板の少なくとも一方に３層以上の合材層が形成されていれば本発明を適用することができる。そして，１層のみの合材層を形成する場合には，本発明に係る塗工乾燥装置１０００を用いてもよいし，冷却ローラ１３０２等の冷却装置を有さない従来の塗工乾燥装置を用いてもよい。
【０１０１】
（第４の実施形態）
第４の実施形態について説明する。本形態と第１の実施形態との相違点は，負極ペースト層ＮＡ１０と負極ペースト層ＮＡ２０に用いる溶媒の揮発温度である。それ以外については，第１の実施形態とほぼ同様である。したがって，異なる点を中心に説明する。
【０１０２】
本形態の製造方法では，図６に示した負極ペースト層ＮＡ１０の揮発溶媒として，Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ，以下ＮＭＰという）を用いる。ＮＭＰの大気圧での沸点は２０２℃である。負極ペースト層ＮＡ２０の溶媒は水である。その大気圧での沸点はもちろん１００℃である。
【０１０３】
つまり本形態では，負極ペースト層ＮＡ２０の溶媒の沸点は，負極ペースト層ＮＡ１０の溶媒の沸点よりも低いのである。そのため，これらの２つのペースト層のうち，まず負極ペースト層ＮＡ２０が乾燥し，続いて負極ペースト層ＮＡ１０が乾燥するのである。この乾燥順については，第１の実施形態と同様である。つまり，負極ペースト層ＮＡ２０の乾燥速度は，負極ペースト層ＮＡ１０の乾燥速度よりも速い。
【０１０４】
本形態では，熱風ノズル１３０１から噴き出す熱風Ｈの温度を２５０℃程度に設定する。ＮＭＰの沸点よりも高い温度でペースト層を乾燥させるためである。つまり，本形態の乾燥で設定する熱風Ｈの温度は，第１の実施形態のものよりも高い。
【０１０５】
続いて，乾燥プロセスについて説明する。２層のペースト層を塗工された負極芯材ＮＢは，乾燥炉１３００の内部に搬送される。まず，最表層である負極ペースト層ＮＡ２０の温度が上昇する。一方，負極ペースト層ＮＡ１０の温度はそれほど上昇しない。負極芯材ＮＢを介して冷却ローラ１３０２により冷却されているからである。つまり，負極ペースト層ＮＡ２０の温度は，負極ペースト層ＮＡ１０の温度よりも高い。ここで負極ペースト層ＮＡ２０の温度は１００℃に満たないので，負極ペースト層ＮＡ１０は，ほとんど乾燥しない。
【０１０６】
このまま乾燥を続けると，負極ペースト層ＮＡ２０はほとんど乾燥する。そうすると，負極ペースト層ＮＡ２０は，水の沸点である１００℃を超えてその温度が上昇する。そしてやがて，ＮＭＰの沸点である２０２℃を超える。それに続いて，負極ペースト層ＮＡ１０の温度もＮＭＰの沸点である２０２℃に達する。その温度付近で，ＮＭＰの大部分が揮発する。ここに至っても，負極ペースト層ＮＡ２０の温度は，負極ペースト層ＮＡ１０の温度よりも高い。
【０１０７】
このように，乾燥の途中においても，未乾燥のペースト層のうち最表層に近いものほどその温度が高い。逆に，未乾燥のペースト層のうち最表層から遠いものほどその温度が低い。この乾燥を続けると，やがて負極ペースト層ＮＡ１０も乾燥する。
【０１０８】
これにより，負極合材層ＮＡ１と負極合材層ＮＡ２とを形成された負極板Ｎが作成される。この後，第１の実施形態と同様の工程を経て，リチウムイオン二次電池が製造される。
【０１０９】
本形態のバッテリの製造方法により製造されたバッテリは，第１の実施形態のバッテリ１００とほぼ同様である。ただし一般的に，正極板および負極板の合材層から完全に溶媒が抜け切るわけではない。また，バッテリとなった後にも，溶媒は合材層中にわずかに残っている。したがって，バッテリを分解してその合材層について適当な分析を行うことにより，その合材層を形成するために用いられた溶媒の種類を特定することは可能である。
【０１１０】
以上詳細に述べたように，本形態は，１）最表層の側から乾燥させること，２）上層の溶媒ほど揮発温度が低いこと，という特徴点を有している。したがって，本形態は，特徴点１）のみを有している第１の実施形態よりも，下層の対流による上層のペースト層と下層のペースト層とが混じり合うことを抑制することができる。
【０１１１】
ここで，本形態の変形例について説明する。本形態では，負極板Ｎを作成するのに塗工乾燥装置１０００を用いた。しかし，負極芯材ＮＢの側から冷却しなくとも，本発明の効果を得ることはできる。したがって，冷却ローラ１３０２を有しない従来の塗工乾燥装置を用いてもよい。ただし，塗工乾燥装置１０００を用いたほうが，より効果的あることはいうまでもない。
【０１１２】
本形態の別の変形例について説明する。本形態では，負極ペースト層ＮＡ２０の溶媒として水を，負極ペースト層ＮＡ１０の溶媒としてＮＭＰを用いた。しかし，他の溶媒の組み合わせを用いてもよい。例えば，負極ペースト層ＮＡ２０の溶媒としてメチルエチルケトン（ＭＥＫ）を用い，負極ペースト層ＮＡ１０の溶媒として水を用いることができる。
【０１１３】
メチルエチルケトンの沸点は７９．５℃である。水の沸点は１００℃である。したがって，負極ペースト層ＮＡ２０の揮発溶媒の温度は，負極ペースト層ＮＡ１０の揮発溶媒の温度よりも低い。
【０１１４】
第２の実施形態のようにＭ層のペースト層を形成するようにしてもよい。その場合には，次のような関係が成り立つ。
第Ｍ層の溶媒の揮発温度 ≦ 第（Ｍ−１）層の溶媒の揮発温度
第（Ｍ−１）層の溶媒の揮発温度 ≦ 第（Ｍ−２）層の溶媒の揮発温度
第２層の溶媒の揮発温度 ≦ 第１層の溶媒の揮発温度
【０１１５】
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係るバッテリの製造方法は，電極芯材に複数のペースト層を塗工するとともに，複数の塗工層を一度に乾燥させるものである。そしてその際に，基材側からでなく，表層に近い側のペースト層から乾燥させる。下層のペースト層で対流が生じても，上層と下層のペースト層が混合しないようにするためである。これにより，複数層のペースト層を塗工の都度乾燥させることなく，一工程で乾燥させることのできるバッテリの製造方法が実現されている。
【０１１６】
また，本実施の形態に係るバッテリは，正極板Ｐと負極板Ｎとそれらの間にセパレータを挟んだ状態で捲回された捲回電極体２００を有するものである。負極板Ｎには，負極芯材ＮＢの両面に２層の負極合材層ＮＡ１，ＮＡ２が形成されたものである。そしてその２層の負極合材層のうち，最表層の負極合材層ＮＡ２にわずかに含まれている溶媒の揮発温度は，その下層に位置する負極合材層ＮＡ１にわずかに含まれている溶媒の揮発温度よりも低い。
【０１１７】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，バッテリに用いられる電極体は，捲回電極体に限らない。したがって，平積みの電極体を有するバッテリであっても適用することができる。積み重ねて積層された積層電極体を用いる二次電池であれば適用することができる。また，本発明は，円筒形状の電池のみならず，角型電池にも適用することができる。
【０１１８】
また，正極合材層ＰＡや負極合材層ＮＡ１，ＮＡ２は，それぞれ正極芯材ＰＢ，負極芯材ＮＢの両側に形成されているとした。しかし，合材層の形成は片面のみになされているものであってもよい。また，正極板に２層以上の合材層が形成されているものであってもよい。その場合には，負極板に形成されている合材層は１層であってもよい。正極板および負極板の少なくとも一方に２層以上の合材層が形成されていれば本発明を適用することができる。そして，１層のみの合材層を形成する場合には，本発明に係る塗工乾燥装置１０００を用いてもよいし，冷却ローラ１３０２等の冷却装置を有さない従来の塗工乾燥装置を用いてもよい。
【実施例】
【０１１９】
ここで，表層の乾燥速度を，下層の乾燥速度よりも速くしたものとそうでないものとを比較した実験について説明する。実施例１では，図１４に示す乾燥方法により乾燥させた。比較例１では，基材である負極芯材の側から加熱して乾燥させた。ここで示した乾燥条件以外の条件に関しては，実施例１も比較例１も同様である。
【０１２０】
本実験で用いたサンプルの材料等について以下に示す。負極芯材は，銅箔である。下層の負極ペースト層（図６の負極ペースト層ＮＡ１０に相当）は，第１の実施形態で説明した負極活物質を含むペーストである。上層の負極ペースト層（図６の負極ペースト層ＮＡ２０に相当）は，第１の実施形態で説明した耐熱性フィラーを含むペーストである。そしてこれらのペーストの溶媒はともに水である。
【０１２１】
実施例１における乾燥方法について図１４により説明する。図１４に示すように，定盤の上にサンプルをおく。定盤の材質はステンレス鋼である。このとき，負極芯材である銅箔が下になるように配置する。このように配置すると，上層の負極ペースト層が最表層となる。そして，ヒートガン３０１により，熱風Ｈを上層の負極ペースト層に当てる。定盤は，十分に大きい。そして，熱風Ｈに比べて十分に温度が低い。
【０１２２】
したがって，熱風Ｈを上層の負極ペースト層に当てている状態では，上層の負極ペースト層，下層の負極ペースト層，定盤の順で温度が高い。つまり，上層の負極ペースト層の乾燥速度は下層の負極ペースト層の乾燥速度よりも速い。
【０１２３】
比較例１における乾燥方法について説明する。比較例１においては，定盤から加熱する。そのため，乾燥途中において，上層の負極ペースト層の温度は下層の負極ペースト層よりも温度が低い。よって，まず下層の負極ペースト層が乾燥する。そして下層の負極ペースト層が乾燥した後に上層の負極ペースト層が乾燥する。したがって，上層の負極ペースト層の乾燥速度は下層の負極ペースト層の乾燥速度よりも遅い。
【０１２４】
図１５は，実施例１における乾燥後の負極板のサンプルの断面を示す断面図である。実施例１では，下層のペースト層の厚みは１００μｍ程度である。上層のペースト層の厚みは２０μｍ程度である。
【０１２５】
図１６は，比較例１における乾燥後の負極板のサンプルの断面を示す断面図である。比較例１では，下層のペースト層の厚みは１００μｍ程度である。上層のペースト層の厚みは６０μｍ程度である。
【０１２６】
実施例１と比較例１とを比較すると，下層のペースト層はともに１００μｍ程度でほぼ同様である。実施例１における上層のペースト層は，比較例１における上層のペースト層よりも薄い。そして，実施例１における上層のペースト層と下層のペースト層との境界面Ｘは，比較例１における上層のペースト層と下層のペースト層との境界面Ｙよりも平坦である。すなわち，凹凸が少ない。境界面Ｘにおける凹凸は１μｍ程度である。境界面Ｙにおける凹凸は１０μｍ程度である。
【符号の説明】
【０１２７】
１００…バッテリ
１１０…正極集電板
１２０…負極集電板
２００…捲回電極体
１０００…塗工乾燥装置
１１００…巻き出し部
１２００…塗工部
１２１０…塗液供給部
１２１１…第１塗液供給口
１２１２…第２塗液供給口
１２２０…バックアップローラ
１３００，３３００…乾燥炉
１３０１，３３０１，３３０３，３３０５，３３０６…熱風ノズル
１３０２，３３０２…冷却ローラ
１３０３…エアノズル
３０４…定盤
１４００…巻取り部
２０００…捲回装置
２００１…正極板供給部
２００２…負極板供給部
２００３，２００４…セパレータ供給部
２００５…捲回軸
Ｐ…正極板
ＰＡ…正極合材層
ＰＢ…正極芯材
Ｐ１…正極塗工部
Ｐ２…正極非塗工部
Ｎ…負極板
ＮＡ１，ＮＡ２…負極合材層
ＮＡ１０，ＮＡ２０…負極ペースト層
ＮＢ…負極芯材
Ｎ１…負極塗工部
Ｎ２…負極非塗工部
Ｓ，Ｔ…セパレータ
Ｘ，Ｙ…境界面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極芯材または負極芯材にペースト層を塗工する塗工工程と，
前記塗工工程で塗工されたペースト層を乾燥させて正極板または負極板とする乾燥工程と，
前記乾燥工程で乾燥された前記正極板と前記負極板とこれらを絶縁するセパレータとを積み重ねて電極体を作成する電極体作成工程と，
前記電極体作成工程で作成された前記電極体を電池容器に挿入するとともに前記電池容器に電解液を注入する電池組立工程とを有する二次電池の製造方法において，
前記塗工工程では，
前記正極芯材および前記負極芯材の少なくとも一方に２層以上のペースト層をその都度乾燥させることなく重ねて塗工し，
前記乾燥工程では，
未乾燥の２層以上のペースト層を乾燥させるに際して，
未乾燥の２層以上のペースト層のうち最表層に近い側のペースト層ほど，
当該ペースト層の温度を高くし，
未乾燥の２層以上のペースト層のうち最表層から遠い側のペースト層ほど，
当該ペースト層の温度を低くすることを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の二次電池の製造方法であって，
前記乾燥工程の少なくとも一部では，
未乾燥の２層以上のペースト層を乾燥させるに際して，
未乾燥の２層以上のペースト層における最表層のペースト層の側のみから前記最表層のペースト層を加熱することを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の二次電池の製造方法であって，
前記乾燥工程の少なくとも一部では，
未乾燥の２層以上のペースト層を乾燥させるに際して，
未乾燥の２層以上のペースト層における最表層のペースト層の表側から前記最表層のペースト層を加熱するとともに，
未乾燥の２層以上のペースト層における最表層のペースト層の反対側から前記最表層の反対側の面を前記表側からの加熱より弱く加熱することを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の二次電池の製造方法であって，
前記乾燥工程の少なくとも一部では，
未乾燥の２層以上のペースト層を乾燥させるに際して，
未乾燥の２層以上のペースト層における最表層のペースト層の表側から前記最表層のペースト層を加熱するとともに，
未乾燥の２層以上のペースト層における最表層のペースト層の反対側から前記最表層の反対側の面を冷却することを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載の二次電池の製造方法であって，
前記塗工工程では，
２層以上のペースト層をその都度乾燥させることなく重ねて塗工するに際して，
２層以上のペースト層のうちの最表層でないペースト層における揮発溶媒として，
大気圧下での沸点が当該ペースト層より上層のペースト層における揮発溶媒の大気圧下での沸点以上であるものを用いることを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれかに記載の二次電池の製造方法であって，
前記乾燥工程の少なくとも一部では，
未乾燥の２層以上のペースト層を乾燥させるに際して，
前記最表層のペースト層より上方に位置する雰囲気の温度が，前記正極芯材または前記負極芯材より下方に位置する雰囲気の温度よりも高いことを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の二次電池の製造方法であって，
前記乾燥工程の少なくとも一部では，
未乾燥の２層以上のペースト層を乾燥させるに際して，
前記最表層のペースト層より上方に位置する雰囲気の温度が，前記正極芯材または前記負極芯材より下方に位置する雰囲気の温度よりも５０℃以上高いことを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれかに記載の二次電池の製造方法であって，
前記乾燥工程では，
前記乾燥工程の初期ほど，
未乾燥のペースト層の最表層の側からの加熱の度合いと，前記最表層の反対側からの加熱の度合いとの差が大きく，
前記乾燥工程の後期ほど，
未乾燥のペースト層の最表層の側からの加熱の度合いと，前記最表層の反対側からの加熱の度合いとの差が小さいことを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項９】
正極芯材または負極芯材にペースト層を塗工する塗工工程と，
前記塗工工程で塗工されたペースト層を乾燥させて正極板または負極板とする乾燥工程と，
前記乾燥工程で乾燥された前記正極板と前記負極板とこれらを絶縁するセパレータとを積み重ねて電極体を作成する電極体作成工程と，
前記電極体作成工程で作成された前記電極体を電池容器に挿入するとともに前記電池容器に電解液を注入する電池組立工程とを有する二次電池の製造方法において，
前記塗工工程では，
２層以上のペースト層をその都度乾燥させることなく重ねて塗工するに際して，
２層以上のペースト層のうちの最表層でないペースト層における揮発溶媒として，
大気圧下での沸点が当該ペースト層より上層のペースト層における揮発溶媒の大気圧下での沸点より高いものを用いることを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項１０】
正極芯材の少なくとも片側の面に正極合材層を塗工された正極板と，負極芯材の少なくとも片側の面に負極合材層を塗工された負極板と，前記正極板と前記負極板とを絶縁するセパレータとを積み重ねた積層電極体と，
前記積層電極体を内部に備える電池容器と，
前記電池容器の内部に封入された電解液とを有する二次電池において，
前記正極板および前記負極板の少なくとも一方は，２層以上の合材層を形成されたものであり，
当該２層以上の合材層では，
２層以上の合材層のうちの最表層でない合材層に用いられた揮発溶媒が，
大気圧下での沸点が当該合材層より上層の合材層に用いられた揮発溶媒の大気圧下での沸点より高いものであることを特徴とする二次電池。
【請求項１１】
電極芯材を巻き出す巻き出し部と，
前記電極芯材に２層以上のペースト層を未乾燥の状態で重ねて塗工して塗工層とする塗工部と，
前記塗工層を乾燥させる乾燥炉と，
前記塗工層を乾燥された前記電極芯材を巻き取る巻取り部とを有する電極板製造装置において，
前記乾燥炉の少なくとも一部では，
塗工された前記電極芯材の搬送経路より上方に，前記搬送経路に向かって加熱する加熱装置が配置されているとともに，
前記搬送経路より下方に，前記搬送経路に向かって冷却する冷却装置が配置されていることを特徴とする電極板製造装置。
【請求項１】
正極芯材または負極芯材にペースト層を塗工する塗工工程と，
前記塗工工程で塗工されたペースト層を乾燥させて正極板または負極板とする乾燥工程と，
前記乾燥工程で乾燥された前記正極板と前記負極板とこれらを絶縁するセパレータとを積み重ねて電極体を作成する電極体作成工程と，
前記電極体作成工程で作成された前記電極体を電池容器に挿入するとともに前記電池容器に電解液を注入する電池組立工程とを有する二次電池の製造方法において，
前記塗工工程では，
前記正極芯材および前記負極芯材の少なくとも一方に２層以上のペースト層をその都度乾燥させることなく重ねて塗工し，
前記乾燥工程では，
未乾燥の２層以上のペースト層を乾燥させるに際して，
未乾燥の２層以上のペースト層のうち最表層に近い側のペースト層ほど，
当該ペースト層の温度を高くし，
未乾燥の２層以上のペースト層のうち最表層から遠い側のペースト層ほど，
当該ペースト層の温度を低くすることを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の二次電池の製造方法であって，
前記乾燥工程の少なくとも一部では，
未乾燥の２層以上のペースト層を乾燥させるに際して，
未乾燥の２層以上のペースト層における最表層のペースト層の側のみから前記最表層のペースト層を加熱することを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の二次電池の製造方法であって，
前記乾燥工程の少なくとも一部では，
未乾燥の２層以上のペースト層を乾燥させるに際して，
未乾燥の２層以上のペースト層における最表層のペースト層の表側から前記最表層のペースト層を加熱するとともに，
未乾燥の２層以上のペースト層における最表層のペースト層の反対側から前記最表層の反対側の面を前記表側からの加熱より弱く加熱することを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の二次電池の製造方法であって，
前記乾燥工程の少なくとも一部では，
未乾燥の２層以上のペースト層を乾燥させるに際して，
未乾燥の２層以上のペースト層における最表層のペースト層の表側から前記最表層のペースト層を加熱するとともに，
未乾燥の２層以上のペースト層における最表層のペースト層の反対側から前記最表層の反対側の面を冷却することを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載の二次電池の製造方法であって，
前記塗工工程では，
２層以上のペースト層をその都度乾燥させることなく重ねて塗工するに際して，
２層以上のペースト層のうちの最表層でないペースト層における揮発溶媒として，
大気圧下での沸点が当該ペースト層より上層のペースト層における揮発溶媒の大気圧下での沸点以上であるものを用いることを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれかに記載の二次電池の製造方法であって，
前記乾燥工程の少なくとも一部では，
未乾燥の２層以上のペースト層を乾燥させるに際して，
前記最表層のペースト層より上方に位置する雰囲気の温度が，前記正極芯材または前記負極芯材より下方に位置する雰囲気の温度よりも高いことを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の二次電池の製造方法であって，
前記乾燥工程の少なくとも一部では，
未乾燥の２層以上のペースト層を乾燥させるに際して，
前記最表層のペースト層より上方に位置する雰囲気の温度が，前記正極芯材または前記負極芯材より下方に位置する雰囲気の温度よりも５０℃以上高いことを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれかに記載の二次電池の製造方法であって，
前記乾燥工程では，
前記乾燥工程の初期ほど，
未乾燥のペースト層の最表層の側からの加熱の度合いと，前記最表層の反対側からの加熱の度合いとの差が大きく，
前記乾燥工程の後期ほど，
未乾燥のペースト層の最表層の側からの加熱の度合いと，前記最表層の反対側からの加熱の度合いとの差が小さいことを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項９】
正極芯材または負極芯材にペースト層を塗工する塗工工程と，
前記塗工工程で塗工されたペースト層を乾燥させて正極板または負極板とする乾燥工程と，
前記乾燥工程で乾燥された前記正極板と前記負極板とこれらを絶縁するセパレータとを積み重ねて電極体を作成する電極体作成工程と，
前記電極体作成工程で作成された前記電極体を電池容器に挿入するとともに前記電池容器に電解液を注入する電池組立工程とを有する二次電池の製造方法において，
前記塗工工程では，
２層以上のペースト層をその都度乾燥させることなく重ねて塗工するに際して，
２層以上のペースト層のうちの最表層でないペースト層における揮発溶媒として，
大気圧下での沸点が当該ペースト層より上層のペースト層における揮発溶媒の大気圧下での沸点より高いものを用いることを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項１０】
正極芯材の少なくとも片側の面に正極合材層を塗工された正極板と，負極芯材の少なくとも片側の面に負極合材層を塗工された負極板と，前記正極板と前記負極板とを絶縁するセパレータとを積み重ねた積層電極体と，
前記積層電極体を内部に備える電池容器と，
前記電池容器の内部に封入された電解液とを有する二次電池において，
前記正極板および前記負極板の少なくとも一方は，２層以上の合材層を形成されたものであり，
当該２層以上の合材層では，
２層以上の合材層のうちの最表層でない合材層に用いられた揮発溶媒が，
大気圧下での沸点が当該合材層より上層の合材層に用いられた揮発溶媒の大気圧下での沸点より高いものであることを特徴とする二次電池。
【請求項１１】
電極芯材を巻き出す巻き出し部と，
前記電極芯材に２層以上のペースト層を未乾燥の状態で重ねて塗工して塗工層とする塗工部と，
前記塗工層を乾燥させる乾燥炉と，
前記塗工層を乾燥された前記電極芯材を巻き取る巻取り部とを有する電極板製造装置において，
前記乾燥炉の少なくとも一部では，
塗工された前記電極芯材の搬送経路より上方に，前記搬送経路に向かって加熱する加熱装置が配置されているとともに，
前記搬送経路より下方に，前記搬送経路に向かって冷却する冷却装置が配置されていることを特徴とする電極板製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−２１０４７８（Ｐ２０１１−２１０４７８Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７５８８８（Ｐ２０１０−７５８８８）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【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２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]