多孔質耐熱層の形成方法および多孔質耐熱層の形成装置
【課題】電極の表面に多孔質耐熱層を複数条設ける場合の課題である塗液性状と連動した滲み幅の経時変化を抑止し、各条に分離する際の切断不具合熱を回避できる電池を供給する。
【解決手段】本発明の多孔質耐熱層の形成方法は、活物質を含む合剤層を芯材の上に設けてなる電極を走行させ、周面に溝を設けたグラビアロールを電極と当接させつつその走行方向とは逆向きに回転させることにより、電極の表面に多孔質耐熱層の前駆体である塗液を塗布する工程を含み、グラビアロールを経て電極の表面に塗布された塗液の一部を、電極の表面に当接することにより走行方向と平行に連続除去するための掻き取り部を設け、塗液を連続除去した後に形成される多孔質耐熱層の幅の変動に相応して、掻き取り部を電極に当接させる幅を変化させることを特徴とする。
【解決手段】本発明の多孔質耐熱層の形成方法は、活物質を含む合剤層を芯材の上に設けてなる電極を走行させ、周面に溝を設けたグラビアロールを電極と当接させつつその走行方向とは逆向きに回転させることにより、電極の表面に多孔質耐熱層の前駆体である塗液を塗布する工程を含み、グラビアロールを経て電極の表面に塗布された塗液の一部を、電極の表面に当接することにより走行方向と平行に連続除去するための掻き取り部を設け、塗液を連続除去した後に形成される多孔質耐熱層の幅の変動に相応して、掻き取り部を電極に当接させる幅を変化させることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非水電解液二次電池などの電極の表面に多孔質耐熱層を形成する方法に関し、より詳しくは複数条に設けた多孔質耐熱層の幅を一定にする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器のポータブル化、コードレス化が進むにつれて、軽量でかつ高エネルギー密度を有する非水電解液二次電池への期待は高まりつつある。ただし非水電解液二次電池の活物質は反応性の高いリチウムであり、短絡によって正極と負極とが異常時に直接触れ合うと発熱し、正極と負極とを隔てる樹脂性微多孔膜セパレータが短絡箇所を中心に溶融することにより、短絡箇所が拡大して異常な過熱が発生する。これを防ぐために樹脂性微多孔膜セパレータと併用する形で、耐熱性樹脂や無機酸化物などを主成分とする多孔質耐熱層を配置し、万一短絡が発生しても短絡箇所の拡大による過熱を抑止する技術が展開されつつある。
【０００３】
この多孔質耐熱層は電池の設計容量を損なわぬよう、厚みが２〜１０μｍとなるように正極あるいは負極（以下、単に電極と称す）の表面に設けられる。このような厚みの小さい層を精度よく作製する方法として、多孔質耐熱層の前駆体である塗液を複数条の溝を設けたグラビアロールに転写し、対象物である電極の表面に塗布する方法（以下、グラビア法と略記）を採用するのが好ましい。ここで電極の走行方向とグラビアロールの回転方法を逆向きにすることにより、塗布対象物の表面に設ける層の厚みの精度を高め薄く塗布することができる。
【０００４】
ところで多孔質耐熱層の下地となる電極は、生産性を高める観点から電極自身に対し数倍の幅を有する芯材を用意し、その上に活物質を含む合剤層を複数条設け、その後に各条をスリットなどで分離して加工するのが一般的である。したがって多孔質耐熱層を設ける際も、この電極の形状を配慮して複数条に分ける必要がある。その具体的方法として、芯材表面における合剤層を設けたくない箇所に種々の工夫を凝らしたマスキングテープを貼り付けてあとでこのマスキングテープを除去する方法（例えば特許文献１〜３）を活用し、電極表面における多孔質耐熱層を設けたくない箇所にこの技術を展開することが有効と考えられる。
【特許文献１】特開２００５−１８３１８１号公報
【特許文献２】特開２００５−２１６７２２号公報
【特許文献３】特開２００５−２１６７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１〜３の方法では、マスキングテープを用いることにより製造費用が高くなる上に、マスキングテープを剥がす際に合剤層もまた芯材から剥れることになるので好ましくない。そこで電極の合剤層表面に樹脂片などを当接し、グラビアロールを経て塗布された塗液の一部を走行方向と平行に連続除去することにより、合剤層にダメージを与えることなく、上述したマスキングテープを用いた場合と同様の効果を得ることができると考えられる。
【０００６】
ただし多孔質耐熱層の原材料には、無機酸化物フィラーなど比較的比重が高いものが含まれる場合が多い。このような原材料を含み、かつ２〜１０μｍという薄い層をグラビア法にて形成させるべく粘性を抑制した塗液は、特許文献１〜３に示す合剤層の前駆体としての塗液とは異なってニュートニアン流体であり、経時による沈降性が高い上に作製ロッ
ト毎に性状がばらつく傾向がある。したがって塗液を複数の作製ロットに亘って供給するような長時間の塗布過程においては、塗布開始時と終了時とで塗料性状が数段階に亘って変化する。したがって塗液の滲みをあらかじめ見越して連続除去する幅を一定に設定しても、上述した塗料性状の変化によって塗液の塗布幅は連続的に変化することになる。このような不具合が生じると、電極をスリットなどで各条に分離する際に、切断予定箇所に塗液の一部が流れ込んで多孔質耐熱層を形成してしまい、スリット刃などの分離手段に多孔質耐熱層の一部（特に硬質な無機酸化物フィラーなど）が混入して切れ味を低下させ、切断箇所にバリ（切断方向に連続した突起）を発生させる虞がある。このバリが最終製品である電池に混入すると、電池を内部短絡させることになるので好ましくない。
【０００７】
本発明は上述した課題に基づいてなされたものであり、電極の表面に多孔質耐熱層を複数条設ける場合の課題である塗液性状と連動した滲み幅の経時変化を抑止し、各条に分離する際の切断不具合熱を回避できる電池を供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を鑑みて、本発明の多孔質耐熱層の形成方法は、活物質を含む合剤層を芯材の上に設けてなる電極を走行させ、周面に溝を設けたグラビアロールを電極と当接させつつその走行方向とは逆向きに回転させることにより、電極の表面に多孔質耐熱層の前駆体である塗液を塗布する工程を含み、グラビアロールを経て電極の表面に塗布された塗液の一部を、電極の表面に当接することにより走行方向と平行に連続除去するための掻き取り部を設け、以下に示すように塗液を連続除去した後に形成される多孔質耐熱層の幅の変動に相応して、掻き取り部を電極に当接させる幅を変化させることを特徴とする。
（１）掻き取り部の形状を、塗液を連続除去する幅が変更可能なテーパ形状とし、塗液を連続除去した後に形成される多孔質耐熱層の幅の変動に相応して、掻き取り部を電極に当接させる幅を変化させる。
（２）掻き取り部を複数設けて重ね合わせるとともに、塗液を連続除去した後に形成される多孔質耐熱層の幅の変動に相応して、掻き取り部を重ね合わせる幅を変化させる。
【０００９】
上述した（１）あるいは（２）のように掻き取り部の構成と制御を適正化することにより、塗液性状と連動した滲み幅の経時変化に追従して一定幅で塗液を連続除去できるようになるので、切断予定箇所に塗液の一部が流れ込んで多孔質耐熱層を形成することによる切断不具合熱が回避できるようになる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電極の表面に多孔質耐熱層を複数条形成する際に、塗液性状と連動した滲み幅の経時変化に対応できるので、切断不具合などの課題なく、短絡時の安全性が高い電池（特に非水電解液二次電池）を多量に作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図を用いて説明する。
【００１２】
図１は本発明の多孔質耐熱層の形成方法の一例を示す概略図である。芯材５の上に活物質を含む合剤層３を設けてなる電極は、駆動部（図示せず）を兼ねるアンコイラーから連続的に供給され、一定方向に走行させられる。一方で多孔質耐熱層４の前駆体である塗液２を収容する塗液槽８の内部には、溝（図示せず）が設けられたグラビアロール１が配置されている。このグラビアロール１を上述した電極（具体的には合剤層３）の表面に当接させ、かつ電極の走行方向とは逆向きに回転させることで、塗液槽８に収容された塗液２がグラビアロール１の溝に沿って電極の表面に塗布される。塗液２の一部は、電極（合剤層３であっても芯材５の露出部であっても構わない）の表面に所望数の掻き取り部７を当接することにより走行方向と平行に連続除去され、乾燥部６を経て多孔質耐熱層４が形成
される。ここで以下の第１〜３の発明に示すように、検知部（図示せず）が検知した多孔質耐熱層４の幅の変動に応じて制御部（図示せず）が動作し、掻き取り部７の構成を適正化して電極の表面に当接する幅を制御することにより、合剤層３が露出する部位の幅の寸法精度を高くできる。
【００１３】
第１の発明は、掻き取り部７の形状を、塗液２を連続除去する幅が変更可能なテーパ形状とし、塗液２を連続除去した後に形成される多孔質耐熱層４の幅の変動に相応して、掻き取り部７を電極に当接させる幅を変化させることを特徴とする。
【００１４】
図４（Ａ）は一般的な掻き取り部７を示す概略図、（Ｂ）は複数本の掻き取り部７を合剤層３に当接させた場合の図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図、（Ｃ）は塗液２の流動性が低い場合の図１のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図、（Ｄ）は塗液２の流動性が高い場合の図１のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図である。上述したように塗液２はニュートニアン流体なので、例えば幅がａである掻き取り部７を合剤層３に当接させても、塗液２が滲むことにより合剤層３が露出する部位の幅はこれより小さい値となる。塗液２の性状が一定していればこの滲み幅を考慮して掻き取り部７の幅を設定できるのだが、実際には図４（Ｃ）および（Ｄ）に示すように、塗液２の流動性に応じて合剤層３が露出する部位の幅も変動する（ｂ＞ｃ）ので、掻き取り部７の幅が自在に変化しない限り合剤層３が露出する部位の幅も一定にできない。
【００１５】
そこで図２（Ａ）に示すように、掻き取り部７の形状を、塗液２を連続除去する幅が変更可能なテーパ形状とし、掻き取り部７があった場所に滲み出した塗液２によって変動する合剤層３が露出する部位の幅に相応して、掻き取り部７を合剤層７に当接させる幅を変化させることにより、この幅を一定にすることができる。具体的な基本動作は以下に示すとおりである。
（１）塗液２の流動性が低い場合には、図２（Ｂ）のように合剤層７に当接させる掻き取り部７の幅をｄとし、図２（Ｃ）のように合剤層３が露出する部位の幅を所望値ａになるようにする（ｄ＞ａ）。
（２）沈降などにより塗液２の流動性が高くなり、検知部が検知した多孔質耐熱層４の幅がａより大きくなった場合には、制御部の制御により掻き取り部７をα１方向（図１における左方向）に移動させることにより、図２（Ｄ）のように合剤層７に当接させる掻き取り部７の幅をｅとし、図２（Ｅ）のように合剤層３が露出する部位の幅が所望値ａに戻るようにする（ｅ＞ｄ＞ａ）。
（３）新たな作製ロットの塗液２を追加するなどして塗液２の流動性が高くなり、検知部が検知した多孔質耐熱層４の幅がａより小さくなった場合には、制御部の制御により掻き取り部７をα２方向（図１における右方向）に移動させることにより、図２（Ｂ）のように合剤層７に当接させる掻き取り部７の幅をｄに戻し、図２（Ｃ）のように合剤層３が露出する部位の幅が所望値ａに戻るようにする。
【００１６】
第２の発明は、図３（Ａ）に示すように、掻き取り部７を複数設けて重ね合わせるとともに、塗液２を連続除去した後に形成される多孔質耐熱層４の幅の変動に相応して、掻き取り部７を重ね合わせる幅を変化させることを特徴とする。これにより、合剤層３が露出する部位の幅を一定にすることができる。具体的な基本動作は以下に示すとおりである。（１）塗液２の流動性が低い場合には、図３（Ｂ）のように合剤層７に当接させる掻き取り部７の幅をｄとし、図２（Ｃ）のように合剤層３が露出する部位の幅を所望値ａになるようにする（ｄ＞ａ）。
（２）沈降などにより塗液２の流動性が高くなり、検知部が検知した多孔質耐熱層４の幅がａより大きくなった場合には、制御部の制御により下方の掻き取り部７をβ１方向（図１における手前方向）に移動させることにより、図３（Ｄ）のように合剤層７に当接させる掻き取り部７の幅がｅになるように重ね合わせる幅を変化させ、図３（Ｅ）のように合
剤層３が露出する部位の幅が所望値ａに戻るようにする（ｅ＞ｄ＞ａ）。
（３）新たな作製ロットの塗液２を追加するなどして塗液２の流動性が高くなり、検知部が検知した多孔質耐熱層４の幅がａより小さくなった場合には、制御部の制御により下方の掻き取り部７をβ２方向（図１における奥方向）に移動させることにより、図３（Ｂ）のように合剤層７に当接させる掻き取り部７の幅がｄになるように重ね合わせる幅を戻し、図３（Ｃ）のように合剤層３が露出する部位の幅が所望値ａに戻るようにする。
【００１７】
第３の発明は、第２の発明において、掻き取り部７の材質を、電極への当接時に変形可能なものとしたことを特徴とする。第２の発明の効果を正確に発揮させるためには、図３（Ｂ）および（Ｄ）のように下方の掻き取り部７が合剤層３に密着できるような、変形が容易な柔軟性の高い材質であるのが好ましい。具体的にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリプロピレンなどの薄膜を挙げることができる。また十分な変形を促しつつ機械的強度を持たせる観点から、掻き取り部７の厚みは１つあたり０．０３〜０．１ｍｍであるのが好ましい。
【００１８】
なお第１〜３の発明は、図２〜４を用いて１条の合剤層３の上に塗液２を複数条塗布する場合を示して説明したが、合剤層３が複数条存在し、これに相応して塗液２を複数条塗布する場合も同様の効果を有することはいうまでもない。またこの際に塗液２が塗布されずに露出する箇所に芯材２を含んでいても、本発明の効果は何ら変わるものではない。ただし掻き取り部７を当接させる箇所に合剤層３の少なくとも一部あるいは端部が掛かっている方が、滲み幅を活用して合剤層３と略同一幅の多孔質耐熱層が形成できるので、ロスが少ない工程設計（条数の増加など）ができるので好ましい。
【００１９】
また図２〜４では合剤層３の幅方向に対し略等間隔に掻き取り部７を４箇所当接させて塗液２を５条塗布した例を示したが、掻き取り部７を略中央に１箇所当接させた場合は塗液２が２条塗布され、掻き取り部７を両端に２箇所当接させた場合は略中央に塗液２が１条塗布されることになる。
【００２０】
第４の発明は、図１および２に示すように、活物質を含む合剤層３を芯材５の上に設けてなる電極の表面に多孔質耐熱層４を形成する多孔質耐熱層の形成装置であって、電極を一定方向に走行させる駆動部と、多孔質耐熱層４の前駆体である塗液２を収容する塗液槽８と、複数条の溝を有しかつ電極の走行方向とは逆向きに回転することで塗液２を溝に沿わせて電極の表面に塗布する機能を有するグラビアロール１と、グラビアロール１を経て電極の表面に塗布された塗液２の一部を電極の表面に当接することにより走行方向と平行に連続除去する機能を有しかつ塗液２を連続除去する幅が変更可能なテーパ形状を有する掻き取り部７と、電極の表面に塗布された塗液２を乾燥させる乾燥部６と、多孔質耐熱層４の幅の変動を検知する検知部と、検知部が検知した多孔質耐熱層３の幅の変動に相応して掻き取り部７を電極に当接させる幅を変化させる制御部とを有することを特徴とする。この多孔質耐熱層の形成装置の効果は第１の発明と同様である。
【００２１】
第５の発明は、図１および３に示すように、活物質を含む合剤層３を芯材５の上に設けてなる電極の表面に多孔質耐熱層４を形成する多孔質耐熱層の形成装置であって、電極を一定方向に走行させる駆動部と、多孔質耐熱層４の前駆体である塗液２を収容する塗液槽８と、複数条の溝を有しかつ電極の走行方向とは逆向きに回転することで塗液２を溝に沿わせて電極の表面に塗布する機能を有するグラビアロール１と、グラビアロール１を経て電極の表面に塗布された塗液２の一部を電極の表面に当接することにより走行方向と平行に連続除去する機能を有する複数の重なり合った掻き取り部７と、電極の表面に塗布された塗液２を乾燥させる乾燥部６と、多孔質耐熱層４の幅の変動を検知する検知部と、検知部が検知した多孔質耐熱層４の幅の変動に相応して複数の掻き取り部を重ね合わせる幅を変化させる制御部とを有することを特徴とする。この多孔質耐熱層の形成装置の効果は第
２の発明と同様である。
【００２２】
第６の発明は、第５の発明において、掻き取り部７の材質を、電極への当接時に変形可能なものとしたことを特徴とする。この多孔質耐熱層の形成装置の好ましい態様および効果は第３の発明と同様である。
【００２３】
本発明の多孔質耐熱層４としては、融点や熱分解温度が２００℃を大きく上回る材料を用いることが好ましい。具体的にはポリテトラフルオロエチレン（以下ＰＴＦＥと略記）、ポリイミド、ポリアミドなどの耐熱性樹脂のほか、アルミナやマグネシアなどの無機酸化物フィラーを用いることができる。ここで塗布対象物である電極との密着性を確保するために、多孔質耐熱層４にポリフッ化ビニリデン（以下ＰＶＤＦと略記）やアクリル単位を有するゴム粒子（日本ゼオン（株）製ＢＭ−５００Ｂ／商品名など）などの結着剤を加えるとより好ましい。上述した結着剤は適度な耐熱性を有するほかに、電解液に対する膨潤性が抑制されているために多孔質耐熱層４内の空隙を保ち、イオン伝導性を維持できるという利点を有する。なお多孔質耐熱層４の前駆体である塗液２を作製する場合、上述した原材料をＮ−メチルピロリドン（以下、ＮＭＰと略記）などの極性有機溶媒に分散あるいは溶解させるのが好ましい。
【００２４】
塗布対象物である電極フープが非水電解液二次電池の負極の前駆体の場合、活物質としては黒鉛などの炭素質材料の他に、理論容量密度が４００ｍＡｈ／ｇ以上のリチウムと合金化可能な元素を含む高容量材料を用いることができる。リチウムと合金化可能な元素としては特に限定されないが、例えばＡｌ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｐｂ等を挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を用いてもよい。なお、吸蔵可能なリチウム量の多い材料が得られ、入手も容易である点で、特にＳｉ、Ｓｎ等がリチウムと合金化可能な元素として好ましい。Ｓｉ、Ｓｎ等を含む材料としては、Ｓｉ単体、Ｓｎ単体等の単体、ＳｉＯx（０＜ｘ＜２）、ＳｎＯx（０＜ｘ≦２）等の酸化物、Ｎｉ−Ｓｉ合金、Ｔｉ−Ｓｉ合金、Ｍｇ−Ｓｎ合金、Ｆｅ−Ｓｎ合金等の遷移金属元素を含む合金等、様々な材料を用いることができる。なお活物質が粒子状であって芯材５の上に塗布する形式を採る場合、結着剤としてＰＶＤＦやスチレン−ブタジエン共重合体（以下ＳＢＲと略記）、アクリル酸系ポリマーの変性体などを用いることができる。水系のペーストを経て塗工する場合には、水溶性の増粘剤としてカルボキシメチルセルロース（以下ＣＭＣと略記）やポリアクリル酸などを用いるとペーストの安定性が高まる。また上述した高容量材料の多くは導電性が乏しいので、人造黒鉛などのグラファイトやアセチレンブラック、ケッチェンブラックなどのカーボンブラック類、炭素繊維などを導電剤として加えるのも好ましい態様の１つである。上述した諸材料を芯材５の上に設けることにより、合剤層３が形成される。なお芯材５には、銅や銅合金などの金属箔や多孔体（ラスメタルや発泡メタルなど）を用いることができる。
【００２５】
塗布対象物である電極フープが非水電解液二次電池の正極の前駆体の場合、活物質としてはＬｉＣｏＯ2やＬｉＮｉxＣｏyＯ2（ｘ＋ｙ＝１）、ＬｉＮｉxＭｎyＣｏzＯ2（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）などを挙げることができる。これら活物質は粒子状であって集電体上に塗布する形式を採るので、結着剤としてＰＶＤＦやＰＴＦＥなどを用いることができる。水系のペーストを経て塗工する場合には、水溶性の増粘剤としてＣＭＣやポリアクリル酸などを用いることができる。また上述した活物質は導電性が乏しいので、人造黒鉛などのグラファイトやアセチレンブラック、ケッチェンブラックなどのカーボンブラック類、炭素繊維などを導電剤として加えるのが好ましい。上述した諸材料を芯材５の上に設けることにより、合剤層３が形成される。なお芯材５には、アルミニウム、アルミニウム合金やニッケルなどの金属箔や多孔体（ラスメタルや発泡メタルなど）を用いることができる。
【００２６】
以下に実施例を示して、本発明をさらに詳細に説明する。
【実施例１】
【００２７】
（実施例１）
図１に示すように、芯材５である厚み１０μｍの銅箔の両面に、黒鉛とＳＢＲとＣＭＣとの重量比が１００：１：１である合剤層３を設けた負極フープ（厚み１５０μｍ、活物質密度１．６ｇ／ｍｌ、全幅２００ｍｍ、うち合剤層幅１８０ｍｍ、両端の芯材１の露出部幅１０ｍｍ／片側、長さ１００ｍ）をコイル状に捲回し、駆動部を兼ねたアンコイラーに装着した。一方で塗液槽８の中に、アルミナ（住友化学工業株式会社製ＡＥＳ−１２）と結着剤であるＰＶＤＦ（呉羽化学株式会社製＃１３２０）と溶媒であるＮＭＰとの重量比を１００：４２：１１３とした塗液２を収容し、この塗液２に一部が浸かるように、溝を周面に有するグラビアロール１（周面幅１８０．５ｍｍ、直径１２０ｍｍ、溝の幅０．２ｍｍ、深さ０．１ｍｍ、平行間隔０．２５ｍｍ、周面の端辺への入角４５°）を設置した。
【００２８】
アンコイラーから３ｍ／分で負極フープを走行させ、グラビアロール１の上端にこの負極フープの下側の合剤層３を当接させた後、乾燥炉６（長さ２ｍ）に導入して１２０℃、で乾燥させることにより、合剤層３の表面に平均厚み４μｍの多孔質耐熱層４を設け、コイラー（図示せず）で再びコイル状に捲回した。なおここで合剤層３とグラビアロール１との間に厚み０．０５ｍｍ、幅７〜２０ｍｍのテーパ形状のＰＥＴフィルム（掻き取り部７）を配置した。また塗液２の滲みをも含めた合剤層３の露出幅の設定値を１０ｍｍとし、この露出幅の変化が設定値に対して±５％を超えたことを乾燥炉６とコイラーとの間に設置したマイクロスコープ（検知部）が検知したときに、そのずれ量に相応して合剤層３に対する掻き取り部７の当接幅を制御部が変化させるようにした。またグラビアロール１の周速は４ｍ/分とし、回転方向は負極の走行方向と逆向きにした。また塗液槽９には、３回に亘って塗液２の補充を行った。これを実施例１とする。
【００２９】
（実施例２）
実施例１に対し、図３に示すように厚み０．０５ｍｍ、幅１０ｍｍのＰＥＴフィルム（掻き取り部７）を重ね合わせるように当接させてこの箇所の塗液２を走行方向と平行に連続除去し、実施例１と同じ条件で同様の多孔質耐熱層４を５条設け、コイラーで再びコイル状に捲回した。なおここで塗液２の滲みをも含めた合剤層３の露出幅の設定値を実施例１と同様に１０ｍｍとし、この露出幅の変化が設定値に対して±０．５％を超えたことを乾燥炉６とコイラーとの間に設置したマイクロスコープ（検知部）が検知したときに、そのずれ量に相応して合剤層３に対する掻き取り部７どうしを重ね合わせる幅を制御部が変化させるようにした。そのほかは実施例１と同様にしたものを実施例２とする。
【００３０】
（比較例１）
実施例１に対し、図４に示すように厚み０．０５ｍｍ、幅１０ｍｍのＰＥＴフィルム（掻き取り部７）を当接させてこの箇所の塗液２を走行方向と平行に連続除去し、実施例１と同じ条件で同様の多孔質耐熱層４を５条設け、コイラーで再びコイル状に捲回した。なおここで塗液２の滲みをも含めた合剤層３の露出幅の設定値を実施例１と同様に１０ｍｍとしたものの、この露出幅の変化の検知および制御は行わなかった。そのほかは実施例１と同様にしたものを比較例１とする。
【００３１】
以上の各例の負極をコイラーから巻き出し、１ｍごとに合剤層３の露出幅を計測し、その平均値とバラツキσとを測定した。結果を（表１）に示す。
【００３２】
【表１】
単純に掻き取り部７を当接させただけで、合剤層３の露出幅の変化の検知および制御を行わなかった比較例１は、塗液２の沈降あるいは補充に伴う性状変化に左右される形で、この露出幅の平均値が設定値から乖離するだけでなく、バラツキも大きい値を示した。
【００３３】
一方で本発明の実施例１〜２は、塗液２の性状変化に追従して掻き取り部７の幅を変化させることができたので、合剤層３の露出幅の平均値はほぼ設定値どおりであり、かつバラツキも小さくできた。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の多孔質耐熱層の形成方法および多孔質耐熱層の形成装置は、電気自動車の補助電源やパーソナルコンピュータの主電源など、大量に生産する必要がありかつ高い安全性が必要とされる電池の電極の上に多孔質耐熱層を形成するのに有用であり、かつその利用可能性は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の多孔質耐熱層の形成方法の一例を示す概略図
【図２】（Ａ）第１の発明の掻き取り部を示す概略図、（Ｂ）塗液の流動性が低い場合の図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図、（Ｃ）塗液の流動性が低い場合の図１のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図、（Ｄ）塗液の流動性が高い場合の図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図、（Ｅ）塗液の流動性が高い場合の図１のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図
【図３】（Ａ）第２の発明の掻き取り部を示す概略図、（Ｂ）塗液の流動性が低い場合の図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図、（Ｃ）塗液の流動性が低い場合の図１のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図、（Ｄ）塗液の流動性が高い場合の図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図、（Ｅ）塗液の流動性が高い場合の図１のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図
【図４】（Ａ）一般的な掻き取り部を示す概略図、（Ｂ）複数本の掻き取り部を合剤層に当接させた場合の図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図、（Ｃ）塗液の流動性が低い場合の図１のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図、（Ｄ）塗液の流動性が高い場合の図１のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図
【符号の説明】
【００３６】
１ グラビアロール
２ 塗液
３ 合剤層
４ 多孔質耐熱層
５ 芯材
６ 乾燥炉
７ 掻き取り部
８ 塗液槽
【技術分野】
【０００１】
本発明は非水電解液二次電池などの電極の表面に多孔質耐熱層を形成する方法に関し、より詳しくは複数条に設けた多孔質耐熱層の幅を一定にする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器のポータブル化、コードレス化が進むにつれて、軽量でかつ高エネルギー密度を有する非水電解液二次電池への期待は高まりつつある。ただし非水電解液二次電池の活物質は反応性の高いリチウムであり、短絡によって正極と負極とが異常時に直接触れ合うと発熱し、正極と負極とを隔てる樹脂性微多孔膜セパレータが短絡箇所を中心に溶融することにより、短絡箇所が拡大して異常な過熱が発生する。これを防ぐために樹脂性微多孔膜セパレータと併用する形で、耐熱性樹脂や無機酸化物などを主成分とする多孔質耐熱層を配置し、万一短絡が発生しても短絡箇所の拡大による過熱を抑止する技術が展開されつつある。
【０００３】
この多孔質耐熱層は電池の設計容量を損なわぬよう、厚みが２〜１０μｍとなるように正極あるいは負極（以下、単に電極と称す）の表面に設けられる。このような厚みの小さい層を精度よく作製する方法として、多孔質耐熱層の前駆体である塗液を複数条の溝を設けたグラビアロールに転写し、対象物である電極の表面に塗布する方法（以下、グラビア法と略記）を採用するのが好ましい。ここで電極の走行方向とグラビアロールの回転方法を逆向きにすることにより、塗布対象物の表面に設ける層の厚みの精度を高め薄く塗布することができる。
【０００４】
ところで多孔質耐熱層の下地となる電極は、生産性を高める観点から電極自身に対し数倍の幅を有する芯材を用意し、その上に活物質を含む合剤層を複数条設け、その後に各条をスリットなどで分離して加工するのが一般的である。したがって多孔質耐熱層を設ける際も、この電極の形状を配慮して複数条に分ける必要がある。その具体的方法として、芯材表面における合剤層を設けたくない箇所に種々の工夫を凝らしたマスキングテープを貼り付けてあとでこのマスキングテープを除去する方法（例えば特許文献１〜３）を活用し、電極表面における多孔質耐熱層を設けたくない箇所にこの技術を展開することが有効と考えられる。
【特許文献１】特開２００５−１８３１８１号公報
【特許文献２】特開２００５−２１６７２２号公報
【特許文献３】特開２００５−２１６７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１〜３の方法では、マスキングテープを用いることにより製造費用が高くなる上に、マスキングテープを剥がす際に合剤層もまた芯材から剥れることになるので好ましくない。そこで電極の合剤層表面に樹脂片などを当接し、グラビアロールを経て塗布された塗液の一部を走行方向と平行に連続除去することにより、合剤層にダメージを与えることなく、上述したマスキングテープを用いた場合と同様の効果を得ることができると考えられる。
【０００６】
ただし多孔質耐熱層の原材料には、無機酸化物フィラーなど比較的比重が高いものが含まれる場合が多い。このような原材料を含み、かつ２〜１０μｍという薄い層をグラビア法にて形成させるべく粘性を抑制した塗液は、特許文献１〜３に示す合剤層の前駆体としての塗液とは異なってニュートニアン流体であり、経時による沈降性が高い上に作製ロッ
ト毎に性状がばらつく傾向がある。したがって塗液を複数の作製ロットに亘って供給するような長時間の塗布過程においては、塗布開始時と終了時とで塗料性状が数段階に亘って変化する。したがって塗液の滲みをあらかじめ見越して連続除去する幅を一定に設定しても、上述した塗料性状の変化によって塗液の塗布幅は連続的に変化することになる。このような不具合が生じると、電極をスリットなどで各条に分離する際に、切断予定箇所に塗液の一部が流れ込んで多孔質耐熱層を形成してしまい、スリット刃などの分離手段に多孔質耐熱層の一部（特に硬質な無機酸化物フィラーなど）が混入して切れ味を低下させ、切断箇所にバリ（切断方向に連続した突起）を発生させる虞がある。このバリが最終製品である電池に混入すると、電池を内部短絡させることになるので好ましくない。
【０００７】
本発明は上述した課題に基づいてなされたものであり、電極の表面に多孔質耐熱層を複数条設ける場合の課題である塗液性状と連動した滲み幅の経時変化を抑止し、各条に分離する際の切断不具合熱を回避できる電池を供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を鑑みて、本発明の多孔質耐熱層の形成方法は、活物質を含む合剤層を芯材の上に設けてなる電極を走行させ、周面に溝を設けたグラビアロールを電極と当接させつつその走行方向とは逆向きに回転させることにより、電極の表面に多孔質耐熱層の前駆体である塗液を塗布する工程を含み、グラビアロールを経て電極の表面に塗布された塗液の一部を、電極の表面に当接することにより走行方向と平行に連続除去するための掻き取り部を設け、以下に示すように塗液を連続除去した後に形成される多孔質耐熱層の幅の変動に相応して、掻き取り部を電極に当接させる幅を変化させることを特徴とする。
（１）掻き取り部の形状を、塗液を連続除去する幅が変更可能なテーパ形状とし、塗液を連続除去した後に形成される多孔質耐熱層の幅の変動に相応して、掻き取り部を電極に当接させる幅を変化させる。
（２）掻き取り部を複数設けて重ね合わせるとともに、塗液を連続除去した後に形成される多孔質耐熱層の幅の変動に相応して、掻き取り部を重ね合わせる幅を変化させる。
【０００９】
上述した（１）あるいは（２）のように掻き取り部の構成と制御を適正化することにより、塗液性状と連動した滲み幅の経時変化に追従して一定幅で塗液を連続除去できるようになるので、切断予定箇所に塗液の一部が流れ込んで多孔質耐熱層を形成することによる切断不具合熱が回避できるようになる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電極の表面に多孔質耐熱層を複数条形成する際に、塗液性状と連動した滲み幅の経時変化に対応できるので、切断不具合などの課題なく、短絡時の安全性が高い電池（特に非水電解液二次電池）を多量に作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図を用いて説明する。
【００１２】
図１は本発明の多孔質耐熱層の形成方法の一例を示す概略図である。芯材５の上に活物質を含む合剤層３を設けてなる電極は、駆動部（図示せず）を兼ねるアンコイラーから連続的に供給され、一定方向に走行させられる。一方で多孔質耐熱層４の前駆体である塗液２を収容する塗液槽８の内部には、溝（図示せず）が設けられたグラビアロール１が配置されている。このグラビアロール１を上述した電極（具体的には合剤層３）の表面に当接させ、かつ電極の走行方向とは逆向きに回転させることで、塗液槽８に収容された塗液２がグラビアロール１の溝に沿って電極の表面に塗布される。塗液２の一部は、電極（合剤層３であっても芯材５の露出部であっても構わない）の表面に所望数の掻き取り部７を当接することにより走行方向と平行に連続除去され、乾燥部６を経て多孔質耐熱層４が形成
される。ここで以下の第１〜３の発明に示すように、検知部（図示せず）が検知した多孔質耐熱層４の幅の変動に応じて制御部（図示せず）が動作し、掻き取り部７の構成を適正化して電極の表面に当接する幅を制御することにより、合剤層３が露出する部位の幅の寸法精度を高くできる。
【００１３】
第１の発明は、掻き取り部７の形状を、塗液２を連続除去する幅が変更可能なテーパ形状とし、塗液２を連続除去した後に形成される多孔質耐熱層４の幅の変動に相応して、掻き取り部７を電極に当接させる幅を変化させることを特徴とする。
【００１４】
図４（Ａ）は一般的な掻き取り部７を示す概略図、（Ｂ）は複数本の掻き取り部７を合剤層３に当接させた場合の図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図、（Ｃ）は塗液２の流動性が低い場合の図１のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図、（Ｄ）は塗液２の流動性が高い場合の図１のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図である。上述したように塗液２はニュートニアン流体なので、例えば幅がａである掻き取り部７を合剤層３に当接させても、塗液２が滲むことにより合剤層３が露出する部位の幅はこれより小さい値となる。塗液２の性状が一定していればこの滲み幅を考慮して掻き取り部７の幅を設定できるのだが、実際には図４（Ｃ）および（Ｄ）に示すように、塗液２の流動性に応じて合剤層３が露出する部位の幅も変動する（ｂ＞ｃ）ので、掻き取り部７の幅が自在に変化しない限り合剤層３が露出する部位の幅も一定にできない。
【００１５】
そこで図２（Ａ）に示すように、掻き取り部７の形状を、塗液２を連続除去する幅が変更可能なテーパ形状とし、掻き取り部７があった場所に滲み出した塗液２によって変動する合剤層３が露出する部位の幅に相応して、掻き取り部７を合剤層７に当接させる幅を変化させることにより、この幅を一定にすることができる。具体的な基本動作は以下に示すとおりである。
（１）塗液２の流動性が低い場合には、図２（Ｂ）のように合剤層７に当接させる掻き取り部７の幅をｄとし、図２（Ｃ）のように合剤層３が露出する部位の幅を所望値ａになるようにする（ｄ＞ａ）。
（２）沈降などにより塗液２の流動性が高くなり、検知部が検知した多孔質耐熱層４の幅がａより大きくなった場合には、制御部の制御により掻き取り部７をα１方向（図１における左方向）に移動させることにより、図２（Ｄ）のように合剤層７に当接させる掻き取り部７の幅をｅとし、図２（Ｅ）のように合剤層３が露出する部位の幅が所望値ａに戻るようにする（ｅ＞ｄ＞ａ）。
（３）新たな作製ロットの塗液２を追加するなどして塗液２の流動性が高くなり、検知部が検知した多孔質耐熱層４の幅がａより小さくなった場合には、制御部の制御により掻き取り部７をα２方向（図１における右方向）に移動させることにより、図２（Ｂ）のように合剤層７に当接させる掻き取り部７の幅をｄに戻し、図２（Ｃ）のように合剤層３が露出する部位の幅が所望値ａに戻るようにする。
【００１６】
第２の発明は、図３（Ａ）に示すように、掻き取り部７を複数設けて重ね合わせるとともに、塗液２を連続除去した後に形成される多孔質耐熱層４の幅の変動に相応して、掻き取り部７を重ね合わせる幅を変化させることを特徴とする。これにより、合剤層３が露出する部位の幅を一定にすることができる。具体的な基本動作は以下に示すとおりである。（１）塗液２の流動性が低い場合には、図３（Ｂ）のように合剤層７に当接させる掻き取り部７の幅をｄとし、図２（Ｃ）のように合剤層３が露出する部位の幅を所望値ａになるようにする（ｄ＞ａ）。
（２）沈降などにより塗液２の流動性が高くなり、検知部が検知した多孔質耐熱層４の幅がａより大きくなった場合には、制御部の制御により下方の掻き取り部７をβ１方向（図１における手前方向）に移動させることにより、図３（Ｄ）のように合剤層７に当接させる掻き取り部７の幅がｅになるように重ね合わせる幅を変化させ、図３（Ｅ）のように合
剤層３が露出する部位の幅が所望値ａに戻るようにする（ｅ＞ｄ＞ａ）。
（３）新たな作製ロットの塗液２を追加するなどして塗液２の流動性が高くなり、検知部が検知した多孔質耐熱層４の幅がａより小さくなった場合には、制御部の制御により下方の掻き取り部７をβ２方向（図１における奥方向）に移動させることにより、図３（Ｂ）のように合剤層７に当接させる掻き取り部７の幅がｄになるように重ね合わせる幅を戻し、図３（Ｃ）のように合剤層３が露出する部位の幅が所望値ａに戻るようにする。
【００１７】
第３の発明は、第２の発明において、掻き取り部７の材質を、電極への当接時に変形可能なものとしたことを特徴とする。第２の発明の効果を正確に発揮させるためには、図３（Ｂ）および（Ｄ）のように下方の掻き取り部７が合剤層３に密着できるような、変形が容易な柔軟性の高い材質であるのが好ましい。具体的にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリプロピレンなどの薄膜を挙げることができる。また十分な変形を促しつつ機械的強度を持たせる観点から、掻き取り部７の厚みは１つあたり０．０３〜０．１ｍｍであるのが好ましい。
【００１８】
なお第１〜３の発明は、図２〜４を用いて１条の合剤層３の上に塗液２を複数条塗布する場合を示して説明したが、合剤層３が複数条存在し、これに相応して塗液２を複数条塗布する場合も同様の効果を有することはいうまでもない。またこの際に塗液２が塗布されずに露出する箇所に芯材２を含んでいても、本発明の効果は何ら変わるものではない。ただし掻き取り部７を当接させる箇所に合剤層３の少なくとも一部あるいは端部が掛かっている方が、滲み幅を活用して合剤層３と略同一幅の多孔質耐熱層が形成できるので、ロスが少ない工程設計（条数の増加など）ができるので好ましい。
【００１９】
また図２〜４では合剤層３の幅方向に対し略等間隔に掻き取り部７を４箇所当接させて塗液２を５条塗布した例を示したが、掻き取り部７を略中央に１箇所当接させた場合は塗液２が２条塗布され、掻き取り部７を両端に２箇所当接させた場合は略中央に塗液２が１条塗布されることになる。
【００２０】
第４の発明は、図１および２に示すように、活物質を含む合剤層３を芯材５の上に設けてなる電極の表面に多孔質耐熱層４を形成する多孔質耐熱層の形成装置であって、電極を一定方向に走行させる駆動部と、多孔質耐熱層４の前駆体である塗液２を収容する塗液槽８と、複数条の溝を有しかつ電極の走行方向とは逆向きに回転することで塗液２を溝に沿わせて電極の表面に塗布する機能を有するグラビアロール１と、グラビアロール１を経て電極の表面に塗布された塗液２の一部を電極の表面に当接することにより走行方向と平行に連続除去する機能を有しかつ塗液２を連続除去する幅が変更可能なテーパ形状を有する掻き取り部７と、電極の表面に塗布された塗液２を乾燥させる乾燥部６と、多孔質耐熱層４の幅の変動を検知する検知部と、検知部が検知した多孔質耐熱層３の幅の変動に相応して掻き取り部７を電極に当接させる幅を変化させる制御部とを有することを特徴とする。この多孔質耐熱層の形成装置の効果は第１の発明と同様である。
【００２１】
第５の発明は、図１および３に示すように、活物質を含む合剤層３を芯材５の上に設けてなる電極の表面に多孔質耐熱層４を形成する多孔質耐熱層の形成装置であって、電極を一定方向に走行させる駆動部と、多孔質耐熱層４の前駆体である塗液２を収容する塗液槽８と、複数条の溝を有しかつ電極の走行方向とは逆向きに回転することで塗液２を溝に沿わせて電極の表面に塗布する機能を有するグラビアロール１と、グラビアロール１を経て電極の表面に塗布された塗液２の一部を電極の表面に当接することにより走行方向と平行に連続除去する機能を有する複数の重なり合った掻き取り部７と、電極の表面に塗布された塗液２を乾燥させる乾燥部６と、多孔質耐熱層４の幅の変動を検知する検知部と、検知部が検知した多孔質耐熱層４の幅の変動に相応して複数の掻き取り部を重ね合わせる幅を変化させる制御部とを有することを特徴とする。この多孔質耐熱層の形成装置の効果は第
２の発明と同様である。
【００２２】
第６の発明は、第５の発明において、掻き取り部７の材質を、電極への当接時に変形可能なものとしたことを特徴とする。この多孔質耐熱層の形成装置の好ましい態様および効果は第３の発明と同様である。
【００２３】
本発明の多孔質耐熱層４としては、融点や熱分解温度が２００℃を大きく上回る材料を用いることが好ましい。具体的にはポリテトラフルオロエチレン（以下ＰＴＦＥと略記）、ポリイミド、ポリアミドなどの耐熱性樹脂のほか、アルミナやマグネシアなどの無機酸化物フィラーを用いることができる。ここで塗布対象物である電極との密着性を確保するために、多孔質耐熱層４にポリフッ化ビニリデン（以下ＰＶＤＦと略記）やアクリル単位を有するゴム粒子（日本ゼオン（株）製ＢＭ−５００Ｂ／商品名など）などの結着剤を加えるとより好ましい。上述した結着剤は適度な耐熱性を有するほかに、電解液に対する膨潤性が抑制されているために多孔質耐熱層４内の空隙を保ち、イオン伝導性を維持できるという利点を有する。なお多孔質耐熱層４の前駆体である塗液２を作製する場合、上述した原材料をＮ−メチルピロリドン（以下、ＮＭＰと略記）などの極性有機溶媒に分散あるいは溶解させるのが好ましい。
【００２４】
塗布対象物である電極フープが非水電解液二次電池の負極の前駆体の場合、活物質としては黒鉛などの炭素質材料の他に、理論容量密度が４００ｍＡｈ／ｇ以上のリチウムと合金化可能な元素を含む高容量材料を用いることができる。リチウムと合金化可能な元素としては特に限定されないが、例えばＡｌ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｐｂ等を挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を用いてもよい。なお、吸蔵可能なリチウム量の多い材料が得られ、入手も容易である点で、特にＳｉ、Ｓｎ等がリチウムと合金化可能な元素として好ましい。Ｓｉ、Ｓｎ等を含む材料としては、Ｓｉ単体、Ｓｎ単体等の単体、ＳｉＯx（０＜ｘ＜２）、ＳｎＯx（０＜ｘ≦２）等の酸化物、Ｎｉ−Ｓｉ合金、Ｔｉ−Ｓｉ合金、Ｍｇ−Ｓｎ合金、Ｆｅ−Ｓｎ合金等の遷移金属元素を含む合金等、様々な材料を用いることができる。なお活物質が粒子状であって芯材５の上に塗布する形式を採る場合、結着剤としてＰＶＤＦやスチレン−ブタジエン共重合体（以下ＳＢＲと略記）、アクリル酸系ポリマーの変性体などを用いることができる。水系のペーストを経て塗工する場合には、水溶性の増粘剤としてカルボキシメチルセルロース（以下ＣＭＣと略記）やポリアクリル酸などを用いるとペーストの安定性が高まる。また上述した高容量材料の多くは導電性が乏しいので、人造黒鉛などのグラファイトやアセチレンブラック、ケッチェンブラックなどのカーボンブラック類、炭素繊維などを導電剤として加えるのも好ましい態様の１つである。上述した諸材料を芯材５の上に設けることにより、合剤層３が形成される。なお芯材５には、銅や銅合金などの金属箔や多孔体（ラスメタルや発泡メタルなど）を用いることができる。
【００２５】
塗布対象物である電極フープが非水電解液二次電池の正極の前駆体の場合、活物質としてはＬｉＣｏＯ2やＬｉＮｉxＣｏyＯ2（ｘ＋ｙ＝１）、ＬｉＮｉxＭｎyＣｏzＯ2（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）などを挙げることができる。これら活物質は粒子状であって集電体上に塗布する形式を採るので、結着剤としてＰＶＤＦやＰＴＦＥなどを用いることができる。水系のペーストを経て塗工する場合には、水溶性の増粘剤としてＣＭＣやポリアクリル酸などを用いることができる。また上述した活物質は導電性が乏しいので、人造黒鉛などのグラファイトやアセチレンブラック、ケッチェンブラックなどのカーボンブラック類、炭素繊維などを導電剤として加えるのが好ましい。上述した諸材料を芯材５の上に設けることにより、合剤層３が形成される。なお芯材５には、アルミニウム、アルミニウム合金やニッケルなどの金属箔や多孔体（ラスメタルや発泡メタルなど）を用いることができる。
【００２６】
以下に実施例を示して、本発明をさらに詳細に説明する。
【実施例１】
【００２７】
（実施例１）
図１に示すように、芯材５である厚み１０μｍの銅箔の両面に、黒鉛とＳＢＲとＣＭＣとの重量比が１００：１：１である合剤層３を設けた負極フープ（厚み１５０μｍ、活物質密度１．６ｇ／ｍｌ、全幅２００ｍｍ、うち合剤層幅１８０ｍｍ、両端の芯材１の露出部幅１０ｍｍ／片側、長さ１００ｍ）をコイル状に捲回し、駆動部を兼ねたアンコイラーに装着した。一方で塗液槽８の中に、アルミナ（住友化学工業株式会社製ＡＥＳ−１２）と結着剤であるＰＶＤＦ（呉羽化学株式会社製＃１３２０）と溶媒であるＮＭＰとの重量比を１００：４２：１１３とした塗液２を収容し、この塗液２に一部が浸かるように、溝を周面に有するグラビアロール１（周面幅１８０．５ｍｍ、直径１２０ｍｍ、溝の幅０．２ｍｍ、深さ０．１ｍｍ、平行間隔０．２５ｍｍ、周面の端辺への入角４５°）を設置した。
【００２８】
アンコイラーから３ｍ／分で負極フープを走行させ、グラビアロール１の上端にこの負極フープの下側の合剤層３を当接させた後、乾燥炉６（長さ２ｍ）に導入して１２０℃、で乾燥させることにより、合剤層３の表面に平均厚み４μｍの多孔質耐熱層４を設け、コイラー（図示せず）で再びコイル状に捲回した。なおここで合剤層３とグラビアロール１との間に厚み０．０５ｍｍ、幅７〜２０ｍｍのテーパ形状のＰＥＴフィルム（掻き取り部７）を配置した。また塗液２の滲みをも含めた合剤層３の露出幅の設定値を１０ｍｍとし、この露出幅の変化が設定値に対して±５％を超えたことを乾燥炉６とコイラーとの間に設置したマイクロスコープ（検知部）が検知したときに、そのずれ量に相応して合剤層３に対する掻き取り部７の当接幅を制御部が変化させるようにした。またグラビアロール１の周速は４ｍ/分とし、回転方向は負極の走行方向と逆向きにした。また塗液槽９には、３回に亘って塗液２の補充を行った。これを実施例１とする。
【００２９】
（実施例２）
実施例１に対し、図３に示すように厚み０．０５ｍｍ、幅１０ｍｍのＰＥＴフィルム（掻き取り部７）を重ね合わせるように当接させてこの箇所の塗液２を走行方向と平行に連続除去し、実施例１と同じ条件で同様の多孔質耐熱層４を５条設け、コイラーで再びコイル状に捲回した。なおここで塗液２の滲みをも含めた合剤層３の露出幅の設定値を実施例１と同様に１０ｍｍとし、この露出幅の変化が設定値に対して±０．５％を超えたことを乾燥炉６とコイラーとの間に設置したマイクロスコープ（検知部）が検知したときに、そのずれ量に相応して合剤層３に対する掻き取り部７どうしを重ね合わせる幅を制御部が変化させるようにした。そのほかは実施例１と同様にしたものを実施例２とする。
【００３０】
（比較例１）
実施例１に対し、図４に示すように厚み０．０５ｍｍ、幅１０ｍｍのＰＥＴフィルム（掻き取り部７）を当接させてこの箇所の塗液２を走行方向と平行に連続除去し、実施例１と同じ条件で同様の多孔質耐熱層４を５条設け、コイラーで再びコイル状に捲回した。なおここで塗液２の滲みをも含めた合剤層３の露出幅の設定値を実施例１と同様に１０ｍｍとしたものの、この露出幅の変化の検知および制御は行わなかった。そのほかは実施例１と同様にしたものを比較例１とする。
【００３１】
以上の各例の負極をコイラーから巻き出し、１ｍごとに合剤層３の露出幅を計測し、その平均値とバラツキσとを測定した。結果を（表１）に示す。
【００３２】
【表１】
単純に掻き取り部７を当接させただけで、合剤層３の露出幅の変化の検知および制御を行わなかった比較例１は、塗液２の沈降あるいは補充に伴う性状変化に左右される形で、この露出幅の平均値が設定値から乖離するだけでなく、バラツキも大きい値を示した。
【００３３】
一方で本発明の実施例１〜２は、塗液２の性状変化に追従して掻き取り部７の幅を変化させることができたので、合剤層３の露出幅の平均値はほぼ設定値どおりであり、かつバラツキも小さくできた。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の多孔質耐熱層の形成方法および多孔質耐熱層の形成装置は、電気自動車の補助電源やパーソナルコンピュータの主電源など、大量に生産する必要がありかつ高い安全性が必要とされる電池の電極の上に多孔質耐熱層を形成するのに有用であり、かつその利用可能性は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の多孔質耐熱層の形成方法の一例を示す概略図
【図２】（Ａ）第１の発明の掻き取り部を示す概略図、（Ｂ）塗液の流動性が低い場合の図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図、（Ｃ）塗液の流動性が低い場合の図１のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図、（Ｄ）塗液の流動性が高い場合の図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図、（Ｅ）塗液の流動性が高い場合の図１のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図
【図３】（Ａ）第２の発明の掻き取り部を示す概略図、（Ｂ）塗液の流動性が低い場合の図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図、（Ｃ）塗液の流動性が低い場合の図１のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図、（Ｄ）塗液の流動性が高い場合の図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図、（Ｅ）塗液の流動性が高い場合の図１のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図
【図４】（Ａ）一般的な掻き取り部を示す概略図、（Ｂ）複数本の掻き取り部を合剤層に当接させた場合の図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図、（Ｃ）塗液の流動性が低い場合の図１のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図、（Ｄ）塗液の流動性が高い場合の図１のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図
【符号の説明】
【００３６】
１ グラビアロール
２ 塗液
３ 合剤層
４ 多孔質耐熱層
５ 芯材
６ 乾燥炉
７ 掻き取り部
８ 塗液槽
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活物質を含む合剤層を芯材の上に設けてなる電極を走行させ、周面に溝を設けたグラビアロールを前記電極と当接させつつその走行方向とは逆向きに回転させることにより、前記電極の表面に多孔質耐熱層の前駆体である塗液を塗布する工程を含む多孔質耐熱層の形成方法であって、
前記グラビアロールを経て前記電極の表面に塗布された前記塗液の一部を、前記電極の表面に当接することにより走行方向と平行に連続除去するための掻き取り部を設け、
この掻き取り部を、前記塗液を連続除去する幅が変更可能なテーパ形状とし、かつ前記塗液を連続除去した後に形成される前記多孔質耐熱層の幅の変動に相応して、前記掻き取り部を前記電極に当接させる幅を変化させることを特徴とする多孔質耐熱層の形成方法。
【請求項２】
活物質を含む合剤層を芯材の上に設けてなる電極を走行させ、周面に溝を設けたグラビアロールを前記電極と当接させつつその走行方向とは逆向きに回転させることにより、前記電極の表面に多孔質耐熱層の前駆体である塗液を塗布する工程を含む多孔質耐熱層の形成方法であって、
前記グラビアロールを経て前記電極の表面に塗布された前記塗液の一部を、前記電極の表面に当接することにより走行方向と平行に連続除去するための複数の掻き取り部を設け、これらの掻き取り部を重ね合わせるとともに、前記塗液を連続除去した後に形成される前記多孔質耐熱層の幅の変動に相応して、前記掻き取り部を重ね合わせる幅を変化させることを特徴とする多孔質耐熱層の形成方法。
【請求項３】
前記掻き取り部の材質を、前記電極への当接時に変形可能なものとしたことを特徴とする、請求項２記載の多孔質耐熱層の形成方法。
【請求項４】
活物質を含む合剤層を芯材の上に設けてなる電極の表面に多孔質耐熱層を形成する多孔質耐熱層の形成装置であって、
前記電極を一定方向に走行させる駆動部と、
前記多孔質耐熱層の前駆体である塗液を収容する塗液槽と、
複数条の溝を有し、かつ前記電極の走行方向とは逆向きに回転することで、前記塗液槽に収容された前記塗液をこの溝に沿わせて前記電極の表面に塗布する機能を有するグラビアロールと、
前記グラビアロールを経て前記電極の表面に塗布された前記塗液の一部を、前記電極の表面に当接することにより走行方向と平行に連続除去する機能を有し、かつ前記塗液を連続除去する幅が変更可能なテーパ形状を有する掻き取り部と、
前記電極の表面に塗布された前記塗液を乾燥させる乾燥部と、
前記多孔質耐熱層の幅の変動を検知する検知部と、
前記検知部が検知した前記多孔質耐熱層の幅の変動に相応して、前記掻き取り部を前記電極に当接させる幅を変化させる制御部と、
を有することを特徴とする多孔質耐熱層の形成装置。
【請求項５】
活物質を含む合剤層を芯材の上に設けてなる電極の表面に多孔質耐熱層を形成する多孔質耐熱層の形成装置であって、
前記電極を一定方向に走行させる駆動部と、
前記多孔質耐熱層の前駆体である塗液を収容する塗液槽と、
複数条の溝を有し、かつ前記電極の走行方向とは逆向きに回転することで、前記塗液槽に収容された前記塗液をこの溝に沿わせて前記電極の表面に塗布する機能を有するグラビアロールと、
前記グラビアロールを経て前記電極の表面に塗布された前記塗液の一部を、前記電極の表面に当接することにより走行方向と平行に連続除去する機能を有する複数の重なり合った
掻き取り部と、
前記電極の表面に塗布された前記塗液を乾燥させる乾燥部と、
前記多孔質耐熱層の幅の変動を検知する検知部と、
前記検知部が検知した前記多孔質耐熱層の幅の変動に相応して、前記複数の掻き取り部を重ね合わせる幅を変化させる制御部と、
を有することを特徴とする多孔質耐熱層の形成装置。
【請求項６】
前記掻き取り部の材質を、前記電極への当接時に変形可能なものとしたことを特徴とする、請求項５記載の多孔質耐熱層の形成装置。
【請求項１】
活物質を含む合剤層を芯材の上に設けてなる電極を走行させ、周面に溝を設けたグラビアロールを前記電極と当接させつつその走行方向とは逆向きに回転させることにより、前記電極の表面に多孔質耐熱層の前駆体である塗液を塗布する工程を含む多孔質耐熱層の形成方法であって、
前記グラビアロールを経て前記電極の表面に塗布された前記塗液の一部を、前記電極の表面に当接することにより走行方向と平行に連続除去するための掻き取り部を設け、
この掻き取り部を、前記塗液を連続除去する幅が変更可能なテーパ形状とし、かつ前記塗液を連続除去した後に形成される前記多孔質耐熱層の幅の変動に相応して、前記掻き取り部を前記電極に当接させる幅を変化させることを特徴とする多孔質耐熱層の形成方法。
【請求項２】
活物質を含む合剤層を芯材の上に設けてなる電極を走行させ、周面に溝を設けたグラビアロールを前記電極と当接させつつその走行方向とは逆向きに回転させることにより、前記電極の表面に多孔質耐熱層の前駆体である塗液を塗布する工程を含む多孔質耐熱層の形成方法であって、
前記グラビアロールを経て前記電極の表面に塗布された前記塗液の一部を、前記電極の表面に当接することにより走行方向と平行に連続除去するための複数の掻き取り部を設け、これらの掻き取り部を重ね合わせるとともに、前記塗液を連続除去した後に形成される前記多孔質耐熱層の幅の変動に相応して、前記掻き取り部を重ね合わせる幅を変化させることを特徴とする多孔質耐熱層の形成方法。
【請求項３】
前記掻き取り部の材質を、前記電極への当接時に変形可能なものとしたことを特徴とする、請求項２記載の多孔質耐熱層の形成方法。
【請求項４】
活物質を含む合剤層を芯材の上に設けてなる電極の表面に多孔質耐熱層を形成する多孔質耐熱層の形成装置であって、
前記電極を一定方向に走行させる駆動部と、
前記多孔質耐熱層の前駆体である塗液を収容する塗液槽と、
複数条の溝を有し、かつ前記電極の走行方向とは逆向きに回転することで、前記塗液槽に収容された前記塗液をこの溝に沿わせて前記電極の表面に塗布する機能を有するグラビアロールと、
前記グラビアロールを経て前記電極の表面に塗布された前記塗液の一部を、前記電極の表面に当接することにより走行方向と平行に連続除去する機能を有し、かつ前記塗液を連続除去する幅が変更可能なテーパ形状を有する掻き取り部と、
前記電極の表面に塗布された前記塗液を乾燥させる乾燥部と、
前記多孔質耐熱層の幅の変動を検知する検知部と、
前記検知部が検知した前記多孔質耐熱層の幅の変動に相応して、前記掻き取り部を前記電極に当接させる幅を変化させる制御部と、
を有することを特徴とする多孔質耐熱層の形成装置。
【請求項５】
活物質を含む合剤層を芯材の上に設けてなる電極の表面に多孔質耐熱層を形成する多孔質耐熱層の形成装置であって、
前記電極を一定方向に走行させる駆動部と、
前記多孔質耐熱層の前駆体である塗液を収容する塗液槽と、
複数条の溝を有し、かつ前記電極の走行方向とは逆向きに回転することで、前記塗液槽に収容された前記塗液をこの溝に沿わせて前記電極の表面に塗布する機能を有するグラビアロールと、
前記グラビアロールを経て前記電極の表面に塗布された前記塗液の一部を、前記電極の表面に当接することにより走行方向と平行に連続除去する機能を有する複数の重なり合った
掻き取り部と、
前記電極の表面に塗布された前記塗液を乾燥させる乾燥部と、
前記多孔質耐熱層の幅の変動を検知する検知部と、
前記検知部が検知した前記多孔質耐熱層の幅の変動に相応して、前記複数の掻き取り部を重ね合わせる幅を変化させる制御部と、
を有することを特徴とする多孔質耐熱層の形成装置。
【請求項６】
前記掻き取り部の材質を、前記電極への当接時に変形可能なものとしたことを特徴とする、請求項５記載の多孔質耐熱層の形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−２７３１２５（Ｐ２００７−２７３１２５Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９４００５（Ｐ２００６−９４００５）
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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