JP2001076712A - 電池用電極ペーストの塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スジ欠陥等の発生が少ない表面が平滑な電極
ペーストの集電体への塗布を可能にする電池用電極ペー
ストの塗布方法を提供する。 【解決手段】 バックアップロール１０、計量ロール２
０の２本のロールを用いたロールコータ方式の塗布方
法、およびバックアップロール１０、アプリケーション
ロール３０、計量ロール２０の３本のロールを用いたリ
バースロールコータ方式の塗布方法において、計量ロー
ル２０を円柱状とし、その計量ロール２０をバックアッ
プロール１０またはアプリケーションロール３０と同方
向に回転させるようにして電極ペースト２を集電体１に
塗布する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池を構成する電
極シートの製造方法であって、活物質を含む電極ペース
トを集電体の表面に塗布する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電池は様々な分野で広く使用され、近年
では、リチウム二次電池を初めとする高エネルギー密度
の電池が利用されるに至っている。例えば、リチウム二
次電池等は、正極、負極の２つのシート状の電極を、捲
回あるいは積層するという構成を採用している。そし
て、このようなシート状の電極では、活物質、結着剤等
を含む電極合材を金属箔製の集電体の表面に層状に形成
することによって構成されている。

【０００３】シート状の電極（以下、電極シートとい
う）は、一般的に、溶剤（分散媒）を添加することでペ
ースト状にされた電極合材（以下、電極ペーストとい
う）を、帯状の集電体の表面に塗布し、その後乾燥して
溶剤を蒸散させ、必要に応じプレス等により電極合材密
度を高め、さらに適当な大きさに裁断する等といった方
法で作製されている。

【０００４】この電極ペーストの集電体への塗布は、生
産性、電極合材の厚さの均一性等に優れるという理由か
ら、一般に、コータと呼ばれる塗工機を用いて行われい
る。コータは、ロールによって集電体を支持搬送し、支
持された集電体の部分と小さな隙間を隔ててコンマロー
ル、ナイフブレード等を配設し、集電体の搬送方向の手
前側より電極ペーストを供給し、隙間より滲み出る電極
ペーストを集電体の表面に塗布する装置である（図４参
照）。そして、コンマロール、ナイフブレード等は、隙
間の大きさを変更することにより集電体に塗布される電
極ペーストの塗布厚を変更することのできるものであ
り、コータにおいて計量器の役割を果たすものとなって
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のコータを用いて
電極ペーストを塗布する場合、塗布された電極ペースト
の表面に、スジ、ブツ、ダマといった欠陥が発生するこ
とが多かった。これは、電極ペーストが粒子状の活物質
を結着剤等と混合したものであることから、粗粒や凝集
塊を含み、これらが引き起こす欠陥である。このような
粗粒、凝集塊は、塗布前に、フィルター等を用いて除去
しているが、完全に取り除くことはできず、また、凝集
塊に至ってはフィルターを通した後にも発生し得る。し
たがって、フィルターという手段では、上記欠陥の発生
は回避することのできないものとなっていた。

【０００６】スジ欠陥は、コンマロール、ナイフブレー
ド等と集電体との隙間に、粗粒、凝集塊等が詰まること
によって発生する欠陥であり、電極ペーストを薄く塗布
するために隙間を小さくする場合に、特に多く発生す
る。電池では、出力密度を向上させる等の目的で、電極
合材層を薄くし面積を大きくした電極シートが好まれる
場合がある。したがって、特に、電極ペーストを薄く塗
布する場合、スジ欠陥の発生を抑制することが強く望ま
れる。また薄く塗布する場合には、スジ欠陥ばかりでな
く、粗粒、凝集塊等が隙間に詰まることによって、集電
体の破損にまでつながる危険性をも有していた。

【０００７】本発明者は、計量器の役割を果たす従来の
コンマロール、ナイフブレード等が固定されたものであ
るが故、電極ペースト中に存在する粗粒、凝集粒の隙間
への詰まりおよび隙間の通過が起こり易いという知見を
得た。本発明は、この知見にづくものであり、隙間を構
成する計量器の部分の機能を改善することにより、スジ
等の欠陥の少ない電極ペーストの塗布方法を提供するこ
とを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の電池用電極ペー
ストの塗布方法は、円柱形状をなし、その円柱側面で帯
状の集電体を支持し、回転することで該集電体を搬送す
るバックアップロールと、円柱形状をなし、前記バック
アップロールに支持される前記集電体の部分と隙間を隔
てた状態で該バックアップロールの前記集電体を挟んだ
反対側に該バックアップロールと平行に位置する計量ロ
ールと、前記集電体の部分と前記計量ロールとの前記隙
間の該集電体の搬送方向における手前側に位置し、該集
電体と該計量ロールとに接触する状態で電極ペーストを
貯溜するペースト溜とを備えたロールコータを用い、前
記集電体の部分と前記計量ロールとの前記隙間より滲出
する前記電極ペーストを該集電体の表面に塗布する電池
用電極ペーストの塗布方法であって、前記計量ロール
を、前記バックアップロールの回転方向と同方向に該バ
ックアップロールの周速度より小さな周速度で回転させ
ることを特徴とする。

【０００９】つまり、本発明の電池用電極ペーストの塗
布方法は、２本の円柱状のロールを用いて行うロールコ
ータ方式の塗布方法に関するもので、隙間を調整するこ
とで塗布厚を変更できる計量ロールを、バックアップロ
ールと同方向つまり集電体の搬送方向と逆の方向となる
ように回転させるものである。ペースト溜に存在する電
極ペーストに、集電体と計量ロールとの隙間から遠ざか
る流れを発生させることで、電極ペーストに含まれる粗
粒、凝集塊を効率よくその隙間から遠ざけ、その隙間を
通過するあるいは隙間に詰まることを効率よく抑制し、
スジ欠陥等の発生が少ない表面が平滑な電極ペーストの
塗布を可能にしている。

【００１０】またもう一つの本発明の電池用電極ペース
トの塗布方法は、円柱形状をなし、その円柱側面で帯状
の集電体を支持し、回転することで該集電体を搬送する
バックアップロールと、円柱形状をなし、前記バックア
ップロールに支持される前記集電体の部分と近接した状
態で該バックアップロールの前記集電体を挟んだ反対側
に該バックアップロールと平行に位置し、該バックアッ
プロールの回転方向と同方向に該バックアップロールの
周速度より小さな周速度で回転するアプリケーションロ
ールと、円柱形状をなし、前記アプリケーションロール
と隙間を隔てた状態で該アプリケーションロールと平行
に位置する計量ロールと、前記アプリケーションロール
と前記計量ロールとの前記隙間の該アプリケーションロ
ールの回転方向における手前側に位置し、該アプリケー
ションロールと該計量ロールとに接触する状態で電極ペ
ーストを貯溜するペースト溜とを備えたリバースロール
コータを用い、前記アプリケーションロールと前記計量
ロールとの前記隙間より滲出する前記電極ペーストを、
該アプリケーションロールの円柱側面の表面に膜状に供
給し、該供給された電極ペーストを、前記集電体の表面
に転写するように塗布する電池用電極ペーストの塗布方
法であって、前記計量ロールを、前記アプリケーション
ロールの回転方向と同方向に該アプリケーションロール
の周速度より小さな周速度で回転させることを特徴とす
る。

【００１１】つまり、この態様の本発明の電池用電極ペ
ーストの塗布方法は、３本の円柱状のロールを用いるリ
バースロールコータ方式の塗布方法に関するもので、計
量ロールを、アプリケーションロールと同方向つまり集
電体の搬送方向と逆の方向となるように回転させるもの
である。前記態様の塗布方法と同様、ペースト溜に存在
する電極ペーストに、アプリケーションロールと計量ロ
ールとの隙間から遠ざかる流れを発生させることで、前
記塗布方法と同様に良好な表面状態の電極ペーストの塗
布を可能にしている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の電池用電極ペー
ストの塗布方法の実施形態について、図面をも参照しつ
つ、詳細に説明する。説明は、まず、本塗布方法が適用
できる電池の１つであるリチウム二次電池の場合の集電
体、電極ペースト等について行い、次いで、２本のロー
ルを用いるロールコータ方式の塗布方法、３本のロール
を用いるリバースロール方式の塗布方法、他の応用例に
ついてそれぞれ行う。

【００１３】〈リチウム二次電池の場合の集電体、電極
ペースト等〉本発明の塗布方法が適用できる電極の１つ
の例示として、リチウム二次電池の電極を取り上げ、そ
の集電体および電極ペーストについて説明する。ただ
し、本発明の塗布方法は、その適用対象をリチウム二次
電池の電極に限定するわけでなく、箔状または板状の集
電体を有し、その集電体の表面に電極合材を層状あるい
は膜状に形成する形式の電極であれば、いかなる電池の
電極であっても適用できる。

【００１４】リチウム二次電池の正極には、電気化学的
安定性を考慮し、集電体として、アルミニウム箔等を用
いる。集電体にアルミニウム箔を用いる場合、その厚さ
は、１５〜２０μｍを用いるのが一般的である。その大
きさは、電極の面積、コータの性能等に応じて任意のも
のとすることができる。

【００１５】正極集電体の表面に形成する正極合材は、
粒子状の活物質および導電材と、これらを結着する結着
剤からなる。正極活物質には、ＬｉＣｏＯ₂、ＬｉＮｉ
Ｏ₂、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄等の粒子粉末を用いることができ
る。導電材としては、黒鉛、カーボンブラック、アセチ
レンブラック等の炭素質の粉末粒子を用いることができ
る。結着剤としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポ
リフッ化ビニリデン、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、ポ
リプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂等を用い
ることができる。活物質の粒子径は、平均粒径で５〜３
０μｍのものを用いるのが一般的であり、本発明の塗布
方法についてもこれに従えばよい。なお、導電材の粒子
は、活物質粒子より小さいものを用いるのが望ましく、
一次粒子が凝集した二次粒子の平均粒径において５〜２
０μｍのものを用いればよい。

【００１６】正極の形成は、上記正極合材をペースト状
のものとし、その正極ペーストを後述する本発明の塗布
方法により上記正極集電体の表面に塗布することによっ
て行う。正極ペーストは、ボールミル、媒体攪拌ミル等
を用いて、活物質と導電材と溶剤で希釈した結着剤とを
充分に混練し、活物質粒子、導電材粒子を結着剤中に均
一に分散させることによって調整する。溶剤としては、
Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の有機溶剤を用いること
ができる。

【００１７】正極ペーストの粘度は、Ｅ型粘度計を用
い、回転円盤の回転速度を０．５ｒｐｍとする条件で測
定した場合、８０００〜１５０００ｍＰａ・ｓとするの
がよい。厚く塗布する場合には比較的高い粘度となるよ
うに、薄く塗布する場合には比較的低い粘度となるよう
に調整すればよい。なお、粘度調整は、溶剤の添加量を
調節すればよい。

【００１８】リチウム二次電池の中でも、負極に炭素物
質を用いるいわゆるリチウムイオン二次電池等の場合
は、負極の形成も正極同様に行うことができる。その場
合集電体として、銅箔等を用いる。集電体に銅箔を用い
る場合、その厚さは、１０〜２０μｍを用いるのが一般
的である。

【００１９】負極集電体の表面に形成する負極合材は、
粒子状の活物質、これを結着する結着剤からなる。負極
活物質には、天然あるいは人造の黒鉛、コークス、難黒
鉛化性非晶質炭素等の炭素物質の粒子粉末を用いること
ができる。結着剤としては、正極の場合と同様、ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、フッ素
ゴム等の含フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン
等の熱可塑性樹脂等を用いることができる。負極活物質
の粒子径は、平均粒径で１０〜３０μｍのものを用いる
のが一般的であり、本発明の塗布方法についてもこれに
従えばよい。

【００２０】負極の形成は、正極の場合と同様、上記負
極合材をペースト状のものとし、その負極ペーストを後
述する本発明の塗布方法により上記負極集電体の表面に
塗布することによって行う。負極ペーストは、媒体攪拌
ミル等を用いて、活物質と溶剤で希釈した結着剤とを充
分に混練し、活物質粒子を結着剤中に均一に分散させる
ことによって調整する。溶剤としては、やはり、Ｎ−メ
チル−２−ピロリドン等の有機溶剤を用いることができ
る。

【００２１】負極ペーストの粘度は、正極ペーストの場
合と同様に、Ｅ型粘度計を用い、回転円盤の回転速度を
０．５ｒｐｍとする条件で測定した場合、８０００〜１
２０００ｍＰａ・ｓとするのがよい。正極の場合と同
様、厚く塗布する場合には比較的高い粘度となるよう
に、薄く塗布する場合には比較的低い粘度となるように
調整すればよい。

【００２２】〈ロールコータ方式の塗布方法〉上記の電
極ペーストを上記集電体表面に塗布する場合の本発明の
塗布方法の内、２本のロールを用いたロール方式の塗布
方法について説明する。図１に、本発明の塗布方法を実
現できるロール方式のコータ（塗布装置)を、模式的に
示す。また、図２に、図１に示すコータの断面を示す。

【００２３】図示したコータは、円柱形状をなし、その
円柱側面１１で帯状の集電体１を支持し、回転すること
で集電体１を搬送するバックアップロール１０と、円柱
形状をなし、バックアップロール１０に支持される集電
体１の部分と隙間を隔てた状態でバックアップロール１
０の集電体１を挟んだ反対側にバックアップロール１０
と平行に位置する計量ロール２０と、集電体１の部分と
計量ロール２０との隙間２５の集電体１の搬送方向にお
ける手前側に位置し、集電体１と計量ロール２０とに接
触する状態で電極ペースト２を貯溜するペースト溜４０
とを備えてなる。そして、計量ロール２０は、バックア
ップロール１０の回転方向と同方向にバックアップロー
ル１０の周速度より小さな周速度で回転している。な
お、両ロールの周速度比を適正なものとするには同期制
御するのが望ましいため、図示したコータでは、計量ロ
ール２０とバックアップロール１０とを同期制御してい
る。

【００２４】集電体１は、その長手方向の端部がそれぞ
れ図示していない巻出しロール、巻取りロールにつなが
っており、テンションをかけられながら、巻出しロー
ル、巻取りロール、バックアップロール１０の回転駆動
力によって、張られた状態で搬送される。また、電極ペ
ースト２のペースト溜４０への供給は、図示していない
ポンプによって行われ、供給路の途中にはフィルターが
設置され、著しい粗粒、凝集粒はフィルターによって取
り除かれる。

【００２５】隙間２５からは、電極ペースト２が滲出す
るようになっており、集電体１が搬送されることによ
り、電極ペースト２が集電体１の表面に塗布される。表
現を変えれば、集電体１は、ペースト溜４０の中を電極
ペースト２に接触する状態で搬送され、ペースト溜４０
からの出口である隙間２５を通過することで、その表面
に付着した電極ペースト２は隙間２５の大きさに応じた
所定の厚さの層状のものとされる。

【００２６】なお、ペースト溜４０と通ずる隙間２５の
長さは、集電体１の幅に応じて調整することができ、集
電体１の全幅にわたって電極ペースト２０を塗布するこ
とができるようになっている。さらに、ペースト溜４０
の上方の位置には、計量ロール２０の円柱表面２１に当
接する状態でペースト掻取ブレード５０（図１では省
略）が設けられており、計量ロール２０に付着した電極
ペースト２が、その回転により、隙間２５を通過したつ
まり塗布後の電極ペースト２の表面に重なって付着する
ことを防止している。

【００２７】ペースト溜４０の中の電極ペースト２は、
集電体１の移動および計量ロール２０の回転によって、
図２に示す矢印の方向に流れを生じている。この電極ペ
ースト２の流れの作用によって、粗粒および凝集粒が隙
間２５を通過することおよび隙間２５へ詰まろうとする
ことを阻害される。したがって、隙間２５を通過して集
電体１の表面に塗布された電極ペースト２は、粗粒およ
び凝集粒の存在によるブツ、ダマ等の欠陥の少ない、ま
た、目詰まりによるスジ等の欠陥の少ない、表面状態の
良好なものとなる。特に、電極合材層を薄く形成させた
い場合は、隙間２５を小さくして塗布しなければならな
いが、粗粒等を含む電池用ペーストでは、この場合に隙
間２５への目詰まりの問題は深刻となる。したがって、
本発明の塗布方法は、電極合材を薄く形成させたい場合
に、特に有効な技術となる。

【００２８】ここで、電極合材を薄く形成させるとは、
塗布直後の電極ペーストの塗布厚のみを意味するもので
はない。電極ペーストは溶剤を含み溶剤の蒸散によって
塗布された厚さは変化する。通常は、上記隙間の大きさ
を小さくすれば形成される電極合材層の厚さが薄くなる
が、隙間量と合材層の厚さは、直線的な関係とはならな
い。なお、乾燥後プレス等によって、合材密度を高める
ことを考慮すれば、電極合材層を薄く形成するために
は、単位面積当たりの溶剤を除く電極合材量（目付量）
を小さくすることが望ましい。

【００２９】ロールコータ方式の装置を用いて塗布を行
う場合、計量ロールの直径は、バックアップロールの直
径とほぼ同じかまたはより小さくすることが望ましい。
これは、計量ロールの直径が大きすぎると、隙間２５に
おいて、狭い隙間部分の距離が長くなり過ぎ、隙間２５
の最小隙間間隔部の手前で粗粒物等が目詰まりを起こす
可能性が増すからである。

【００３０】また、計量ロールの周速度は、バックアッ
プロールの周速度の１／２以下とするのが望ましい。こ
れは計量ロールの周速度が大きすぎると、粗粒物等が隙
間２５を通過する可能性が増すからである。なお実験に
よって見出したことであるが、計量ロールの周速度をバ
ックアップロールの周速度に対して０．３〜０．４５と
することが、塗布された電極ペーストの表面状態をより
良好なものとする点でより望ましい。

【００３１】集電体表面への電極ペーストの塗布厚は、
前述した計量ロールとバックアップロールに支持された
集電体の部分との隙間の大きさを変えることで、任意の
ものとすることができる。リチウム二次電池の場合、電
極ペーストを５０〜７０μｍの厚さ（乾燥後の厚さ）で
塗布する。その場合、電極ペーストの粘度等によっても
異なるものとなるが、隙間の大きさを１００〜１４０μ
ｍとすればよい。

【００３２】集電体に塗布された電極ペーストは、乾燥
炉に搬送され、含んでいる溶剤が蒸散させられることに
より、その厚さを減少し、集電体に緊密に結着させられ
る。さらに、必要に応じ、ロールプレス等により圧縮し
て電極合材密度を高め、電池所定の寸法に裁断されてシ
ート状の電極が完成する。

【００３３】〈リバースロール方式の塗布方法〉前記の
電極ペーストを前記集電体表面に塗布する場合の本発明
の塗布方法の内、３本のロールを用いたリバースロール
方式の塗布方法について説明する。図３に、本発明の塗
布方法を実現できるリバースロール方式のコータを、模
式的に示す。

【００３４】図示したコータは、円柱形状をなし、その
円柱側面１１で帯状の集電体１を支持し、回転すること
で集電体１を搬送するバックアップロール１０と、円柱
形状をなし、バックアップロール１０に支持される集電
体１の部分と近接した状態でバックアップロール１０の
集電体１を挟んだ反対側にバックアップロール１０と平
行に位置し、バックアップロール１０の回転方向と同方
向にバックアップロール１０の周速度より小さな周速度
で回転するアプリケーションロール３０と、円柱形状を
なし、アプリケーションロール３０と隙間２５を隔てた
状態でアプリケーションロール３０と平行に位置する計
量ロール２０と、アプリケーションロール３０と計量ロ
ールとの隙間２５のアプリケーションロール３０の回転
方向における手前側に位置し、アプリケーションロール
３０と計量ロール２０とに接触する状態で電極ペースト
２を貯溜するペースト溜４０とを備えてなる。そして、
計量ロール２０は、アプリケーションロール３０の回転
方向と同方向にアプリケーションロール３０の周速度よ
り小さな周速度で回転している。なお、両ロールの周速
度比を適正なものとするには同期制御するのが望ましい
ため、図示したコータでは、計量ロール２０とアプリケ
ーションロール３０とを同期制御している。

【００３５】集電体１と図示していない巻出しロールお
よび巻取りロールとの関係、電極ペースト２のペースト
溜４０への供給等については、上記ロールコータの場合
と同様である。

【００３６】隙間２５からは、電極ペースト２が滲出す
るようになっており、アプリケーションロール３０が回
転することにより、電極ペースト２がアプリケーション
ロール３０の円柱側面３１に膜状に供給される。表現を
変えれば、アプリケーションロール３０の円柱側面３１
は、ペースト溜４０の中を電極ペースト２に接触する状
態で移動し、ペースト溜４０からの出口である隙間２５
を通過することで、その円柱側面３１に付着した電極ペ
ースト２は隙間２５の大きさに応じた所定の厚さの層状
のものとされる。次いで、アプリケーションロール３０
に供給された電極ペースト２は、バックアップロール１
０に支持された集電体１の部分と近接する箇所で、集電
体１の表面に転写されられるように塗布される。

【００３７】隙間２５のの長さは、上記ロールコータの
場合と同様、集電体１の全幅にわたってと不可能なよう
な長さとなっている。さらに、上記ロールコータの場合
と同様、ペースト溜４０の上方の位置には、計量ロール
２０の円柱表面２１に当接する状態でペースト掻取ブレ
ードが設けられており、また、図示していないが、アプ
リケーションロール３０の背部には、アプリケーション
ロールの円柱側面３１に当接し、転写されずに残った電
極ペースト２を取り除くためのもう一つのペースト掻取
ブレードが設けられている。

【００３８】アプリケーションロール３０および計量ロ
ール２０の回転によるペースト溜４０の中の電極ペース
ト２の流れは、図２に示す上記ロールコータの場合と同
様な状態となり、粗粒および凝集粒が隙間２５を通過す
ることおよび隙間２５へ詰まろうとすることを阻害して
いる。したがって、隙間２５を通過してアプリケーショ
ンロール３０の円柱側面３１に供給された電極ペースト
２は、粗粒および凝集粒が殆ど存在せず、また、目詰ま
りによるスジも殆ど生じず、転写されて集電体１の表面
に塗布される電極ペーストの表面状態も良好なものとな
る。

【００３９】リバースロールコータ方式の装置を用いて
塗布を行う場合、上記ロールコータ方式の場合と同様の
理由から、計量ロールの直径は、アプリケーションロー
ルの直径とほぼ同じかまたはより小さくすることが望ま
しい。なお、バックアップロールは、アプリケーション
ロールの略同径とするのが望ましい。

【００４０】また、上記ロールコータ方式の場合と同様
の理由から、計量ロールの周速度は、アプリケーション
ロールの周速度の１／２以下とするのが望ましく、計量
ロールの周速度をアプリケーションロールの周速度に対
して０．３〜０．４５とすることがより望ましい。

【００４１】集電体表面への電極ペーストの塗布厚と、
計量ロールとアプリケーションロールとの隙間の関係に
ついては、上記ロールコータ方式の場合と同様である。
バックアップロールに支持される集電体とアプリケーシ
ョンロールは近接させるが、その間隔は、スムーズな転
写を行うため、限りなく０に近づけるのがよい。集電体
および塗布された電極ペーストは、上記ロールコータ方
式の場合と同様の工程に供され、シート状の電極が完成
させられる。

【００４２】〈その他の応用例〉本発明は、円柱状の計
量ロールを有し、その計量ロールをバックアップロール
またはアプリケーションロールの回転方法と同方向に回
転させることにより、粗粒および凝集粒の集電体への塗
布を抑制するものであるが、この計量ロールの作用を逆
手にとって興味ある実施形態とすることもできる。この
実施形態とは、計量ロールを間欠的に回転させるもので
ある。

【００４３】計量ロールをバックアップロールまたはア
プリケーションロールと同方向に回転させる期間と、回
転させないあるいは逆転させる期間とを設けることによ
り、集電体に塗布される電極ペーストは、間欠的に粗粒
および凝集粒を含んだ区間、または、間欠的にスジが形
成される区間有するものとなる。電極シートの表面の一
部を荒らすことにより、例えば、過充電時等に電極表面
で発生するガスの通路が確保できることとなり、電極体
内部に発生するガスの電極体外部への放出を容易なもの
とし、安全性に優れた電池となる。

【００４４】また、図２に示すように、コータは、計量
ロール２０に当接するペースト掻取ブレード５０を備え
ている。このペースト掻取ブレード５０の計量ロール２
０への当接を解除すれば、粗粒および凝集粒を含んだ電
極ペースト２は、隙間２５を通過せずに、計量ロール２
０の回転によって、隙間２５を通過した電極ペースト２
のさらに表面に付着させられることになる。このよう
に、粗粒および凝集粒を隙間２５を通過させずに集電体
表面に塗布できることは、粗粒および凝集粒の目詰まり
を起こすことなく、粗粒、凝集粒をも効率よく塗布する
ことができ、歩留りのよい電極ペーストの塗布を可能と
する。

【００４５】さらに、ペースト掻取ブレード５０と計量
ロール２０との隙間を徐々に大きくしていくことによ
り、電極合材の厚さが徐々に大きくなるような電極シー
トを作製することもでき、また、ペースト掻取ブレード
５０を計量ロール２０に間欠的に当接させることによ
り、間欠的に電極合材の厚さが変化する電極シートを作
製することもできる。

【００４６】

【実施例】上記実施形態に基づき、実際にロールコータ
を用いて電極ペーストの塗布を行った。これを実施例と
して以下に掲げる。また、計量ロールを回転させないで
行った電極ペーストの塗布および従来からのコンマロー
ルを用いて行った電極ペーストの塗布を比較例として掲
げ、それぞれの塗布された電極ペーストの乾燥後の表面
状態を比較することにより、本発明の塗布方法を評価し
た。

【００４７】〈実施例１〉電極ペーストとしてリチウム
イオン二次電池用の負極ペーストを用いた。この電極ペ
ーストは、活物質に平均粒径２５μｍの黒鉛化メソフェ
ーズ小球体（ＭＣＭＢ）を、結着剤としてポリフッ化ビ
ニリデン（ＰＶＤＦ）を、溶剤としてＮ−メチル−２−
ピロリドン（ＮＭＰ）をそれぞれ用い、二軸混練機で充
分に混練して調整した。なお、ＭＣＭＢとＰＶＤＦとの
混合比は重量で９２：８とし、ペーストの粘度が１１２
００ｍＰａ・ｓとなるようにＮＭＰを添加して調整した
ものである。集電体には、１０μｍの厚さで、幅２００
ｍｍの銅箔を用いた。

【００４８】コータは、図１および図２に示す形式のも
ので、直径１２０ｍｍφの鋼製のバックアップロール
と、直径９０ｍｍφの鋼製の計量ロールとを有するもの
を用いた。バックアップロールの周速度を３ｍ／ｍｉ
ｎ、計量ロールの周速度を１ｍ／ｍｉｎとし、計量ロー
ルのバックアップロールに対する周速度比を０．３３と
した。バックアップロールに支持された集電体の部分と
計量ロールとの隙間を、それぞれ１２３μｍ、１００μ
ｍ、３０μｍとして３種類の塗布を行った。

【００４９】〈実施例２〉電極ペーストおよび集電体、
ロールコータは実施例１の場合と同様のものを用いた。
バックアップロールの周速度を３ｍ／ｍｉｎ、計量ロー
ルの周速度を１．３ｍ／ｍｉｎとし、計量ロールのバッ
クアップロールに対する周速度比を０．４３とした。バ
ックアップロールに支持された集電体の部分と計量ロー
ルとの隙間を１２３μｍとして電極ペーストの塗布を行
った。

【００５０】〈実施例３〉電極ペーストおよび集電体、
ロールコータは実施例１の場合と同様のものを用いた。
バックアップロールの周速度を３ｍ／ｍｉｎ、計量ロー
ルの周速度を０．３ｍ／ｍｉｎとし、計量ロールのバッ
クアップロールに対する周速度比を０．１とした。バッ
クアップロールに支持された集電体の部分と計量ロール
との隙間を１２３μｍとして電極ペーストの塗布を行っ
た。

【００５１】〈比較例１〉実施例１の場合と同様のロー
ルコータを用いた塗布であるが、計量ロールを回転させ
ずに行った。電極ペーストおよび集電体については実施
例１のものと同様とした。バックアップロールに支持さ
れた集電体の部分と計量ロールとの隙間を１２３μｍと
して電極ペーストの塗布を行った。

【００５２】〈比較例２〉円柱状の計量ロールに代え、
従来から用いられているコンマロールを用いたコータ
（図４(ｂ)参照）にて電極ペーストの塗布を行った。コ
ンマロールは回転をしない。またコンマロールは、その
外径が実施例１の場合の計量ロールと同様に９０ｍｍφ
のものを用いた。バックアップロールに支持された集電
体の部分とコンマロールとの隙間を、それぞれ８０μ
ｍ、６０μｍとして電極ペーストの塗布を行った。

【００５３】〈評価〉実施例、比較例のそれぞれの電極
ペースト塗布結果を、下記表１に示す。結果として、表
１には、それぞれ、コータの種類、バックアップロール
の周速度に対する計量ロールの周速度比、隙間の大き
さ、塗布乾燥後の電極合材層の厚さ、単位面積当たりの
電極合材量（目付量）、電極合材層密度、電極合材表面
の状態、および判定について掲げた。

【００５４】

【表１】

【００５５】上記表１から明らかなように、計量ロール
を回転させて行うロールコータ方式の塗布を行った実施
例は、いずれの場合もスジ欠陥が発生せず、比較的良好
な塗布面となることが判る。

【００５６】ただし、バックアップロールの周速度に対
する計量ロールの周速度比を０．１とした実施例３の場
合は、塗布面の一部に波打ちを生じた。これは、計量ロ
ールの周速度が小さいため、両ロールの回転のアンバラ
ンスの影響を受けたためと考えられる。このことから、
計量ロールの周速度は、バックアップロールの周速度の
０．３〜０．４５とするのがより適切であることが確認
できる。

【００５７】これに対して、計量ロールを回転させてい
ない比較例１の場合は、スジ状の欠陥を生じた。したが
って、このことから、計量ロールの回転作用は、必須で
あることが確認できる。

【００５８】コンマロールを用いて行った比較例２の場
合は、合材層厚が薄く、目付量が小さいときには、スジ
欠陥が生じている。したがって、コンマロールは、電極
合材層を薄く形成しようとする場合、目付量が小さくな
るように塗布する場合には、適さない塗布方法であるこ
とが確認できる。

【００５９】

【発明の効果】本発明の電池用電極ペーストの塗布方法
は、２本のロールを用いたロールコータ方式の塗布方
法、および３本のロールを用いたリバースロールコータ
方式の塗布方法において、計量ロールを円柱状とし、そ
の計量ロールをバックアップロールまたはアプリケーシ
ョンロールと同方向に回転させるようにして電極ペース
トを塗布するものである。

【００６０】このような方式を採用することにより、本
発明の塗布方法は、電極合材層を薄く形成する場合であ
っても、電極ペーストに含まれる粗粒および凝集塊が計
量ロールと集電体あるいはアプリケーションロールとの
隙間を通過することおよび隙間に詰まることを効率よく
抑制し、スジ欠陥等の発生が少ない表面が平滑な電極ペ
ーストの塗布を可能にしている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 計量ロール、バックアップロールの２本のロ
ールを使用する本発明のロールコータ方式の塗布方法に
よって、電極ペーストが集電体の表面に塗布される様子
を示す。

【図２】 図１に示す塗布の様子を断面にて示す。

【図３】 計量ロール、アプリケーションロール、バッ
クアップロールの３本のロールを使用する本発明のリバ
ースロールコータ方式の塗布方法によって、電極ペース
トが集電体の表面に塗布される様子を示す。

【図４】 従来からのナイフブレード、コンマロールを
用いた電極ペーストの塗布の方式を示す。

【符号の説明】

１：集電体 ２：電極ペースト １０：バックアップロール １１：円柱側面 ２０：計量ロール ２１：円柱側面 ２５：隙間 ３０：アプリケーションロール ３１：円柱側面 ４０：ペースト溜 ５０：ナイフブレード ６０：コンマロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河合 泰明 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 正木 英之 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 井上 俊彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 安達 紀和 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 4D075 AC26 AC28 AC29 AC34 AC94 DA03 DC19 EA31 4F040 AA02 AB05 AC01 BA24 CB16 CB21 CB26 CB33 5H014 AA04 BB05 BB08 BB17 CC01 HH00 HH06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円柱形状をなし、その円柱側面で帯状の
   集電体を支持し、回転することで該集電体を搬送するバ
   ックアップロールと、 円柱形状をなし、前記バックアップロールに支持される
   前記集電体の部分と隙間を隔てた状態で該バックアップ
   ロールの前記集電体を挟んだ反対側に該バックアップロ
   ールと平行に位置する計量ロールと、 前記集電体の部分と前記計量ロールとの前記隙間の該集
   電体の搬送方向における手前側に位置し、該集電体と該
   計量ロールとに接触する状態で電極ペーストを貯溜する
   ペースト溜とを備えたロールコータを用い、 前記集電体の部分と前記計量ロールとの前記隙間より滲
   出する前記電極ペーストを該集電体の表面に塗布する電
   池用電極ペーストの塗布方法であって、 前記計量ロールを、前記バックアップロールの回転方向
   と同方向に該バックアップロールの周速度より小さな周
   速度で回転させることを特徴とする電池用電極ペースト
   の塗布方法。
2. 【請求項２】 前記計量ロールは、前記バックアップロ
   ールと略同径かあるいは該バックアップロールよりも小
   径であり、前記計量ロールの周速度は、前記バックアッ
   プロールの周速度の１／２以下である請求項１に記載の
   電池用電極ペーストの塗布方法。
3. 【請求項３】 円柱形状をなし、その円柱側面で帯状の
   集電体を支持し、回転することで該集電体を搬送するバ
   ックアップロールと、 円柱形状をなし、前記バックアップロールに支持される
   前記集電体の部分と近接した状態で該バックアップロー
   ルの前記集電体を挟んだ反対側に該バックアップロール
   と平行に位置し、該バックアップロールの回転方向と同
   方向に該バックアップロールの周速度より小さな周速度
   で回転するアプリケーションロールと、 円柱形状をなし、前記アプリケーションロールと隙間を
   隔てた状態で該アプリケーションロールと平行に位置す
   る計量ロールと、 前記アプリケーションロールと前記計量ロールとの前記
   隙間の該アプリケーションロールの回転方向における手
   前側に位置し、該アプリケーションロールと該計量ロー
   ルとに接触する状態で電極ペーストを貯溜するペースト
   溜とを備えたリバースロールコータを用い、 前記アプリケーションロールと前記計量ロールとの前記
   隙間より滲出する前記電極ペーストを、該アプリケーシ
   ョンロールの円柱側面の表面に膜状に供給し、 該供給された電極ペーストを、前記集電体の表面に転写
   するように塗布する電池用電極ペーストの塗布方法であ
   って、 前記計量ロールを、前記アプリケーションロールの回転
   方向と同方向に該アプリケーションロールの周速度より
   小さな周速度で回転させることを特徴とする電池用電極
   ペーストの塗布方法。
4. 【請求項４】 前記計量ロールは、前記アプリケーショ
   ンロールと略同径かあるいは該アプリケーションロール
   よりも小径であり、前記計量ロールの周速度は、前記ア
   プリケーションロールの周速度の１／２以下である請求
   項３に記載の電池用電極ペーストの塗布方法。