JP2006107779A - 電極板の製造方法および電極板 - Google Patents

Abstract

【課題】 薄塗りの活物質層であって面質が良く、膜厚の均一性が高く、導電性、安全性の高いものを形成することができる電極板の製造方法を提供する。また、高出力用途に適した電極板及び非水電解質液二次電池を提供する。
【解決手段】 活物質層用塗工組成物中の活物質の最大粒径（Ｄ_９０）が、ダイヘッド（１ａ）先端と集電体（Ａ）塗工面との間の隙間（Ｇ）未満で且つプレス加工後の活物質層の目標厚み（Ｔ２）未満であると共に、該活物質の中心粒径（Ｄ_５０）が、プレス加工後の活物質層の目標厚みの２分の１以下である活物質層用塗工組成物を用い、活物質層用塗工組成物の固形分塗工量を、正極の場合は１１０ｇ／ｍ^２以下、負極の場合は４０ｇ／ｍ^２以下とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質液二次電池や電気二重層キャパシタ等の正極及び／又は負極として用いられる電極板の製造方法に関する。
また本発明は、電極板、特に好適には上記製造方法により製造される電極板、及び、当該電極板を組み込んだ非水電解質液二次電池に関する。

近年、電子機器や通信機器の小型化および軽量化が急速に進んでおり、これらの駆動用電源として用いられる二次電池に対しても小型化および軽量化が要求されている。このため、従来のアルカリ蓄電池に代わり、高エネルギー密度で高電圧を有する非水電解質液二次電池、代表的にはリチウムイオン二次電池が提案されている。
一般に、非水電解質液二次電池、電気二重層キャパシタ等の電極板は、集電体の少なくとも一面に電極活物質層を所定パターン状に断続的に設けた構成をとる。電極活物質層のパターンが存在しない非塗工部は、端子を取り付ける等の目的のために集電体が露出した部分である。

電極板は、通常、平均粒径が数μｍから数十μｍの活物質粒子と結着材の混合物スラリーを調製し、これを金属箔等の集電体上に塗布することにより活物質層を形成し、乾燥し（コーティング工程）、必要に応じて該活物質層が形成された集電体をプレスし（プレス工程）、該プレスした集電体を必要に応じて所定の幅に切断し（スリット工程）、さらに、必要に応じて所定の長さに切断する（裁断工程）ことにより製造される。

上記のコーティング工程では、活物質層用塗工組成物を塗布した塗工部と塗布していない非塗工部を順次形成する間歇塗布方式や、塗布幅よりも広い集電体に塗工部を連続的に形成し、塗工部の外側に非塗工部を形成する連続塗布方式が広く用いられている。一般的にコンマリバース、コンマダイレクト、ダイコート等の方法により、間歇塗布や連続塗布が行われる。

近年、自動車等の高出力用途の電池として、単位面積当りの活物質量を減らした、いわゆる薄塗りの電極が広く検討されている。薄塗りの電極は、活物質層を広く薄く塗ることで電池の抵抗を小さくし且つ電極板の有効面積を広げ、大電力を取り出せるようにしたものであり、単位面積当りの活物質量は従来の厚さを有する活物質層と比べて少ない。

しかしながら、活物質層を薄く形成するために活物質層用塗工組成物の塗工量を減らすと、ダイヘッド等のコーティングヘッドの先端（吐出孔）と集電体の塗工面との距離を限界まで近づけても塗膜面が粗くなってしまう。この場合には、塗工ライン上で、いわゆる原反切れ（長尺状の集電体が搬送路を走行中に切れる現象）も発生しやすい。
また、活物質層用塗工組成物を薄く塗工した電極板の中間品にプレス加工を行うと、サイズの大きい粒子成分が塗膜面から突出するため、プレス後の膜厚が均一になりにくく、プレスロールを損傷させる問題も発生する。

プレス後の活物質層の膜厚が不均一であるか或いは膜面が粗い電極板をセパレータと共に積層又は巻き込んで電池に組み込むと、所定のサイズにおさまらない、或いは、ソフトショートを発生させやすいという問題もある。
さらに、活物質層を薄く形成した場合には、活物質層内に含有される活物質の粒子は活物質層の厚さ方向（深さ方向）に分布しずらくなり、集電体の面方向に沿って単層膜状に分布する傾向が強まるため、活物質粒子同士で接触する確率が低くなり、導電性が低くなりやすい。また、活物質層を薄く形成すると、塗工部中の粒子間に集電体が露出した部分が発生する場合があり、このような塗工部中の露出部分ではデンドライトの析出が起こりやすく、安全性に支障を来たす場合がある。

本発明は、上記の実状に鑑みて成し遂げられたものであり、その第一の目的は、いわゆる薄塗りの活物質層であって面質が良く、膜厚の均一性が高く、導電性、安全性の高いものを形成することができる電極板の好適な製造方法を提供することにある。
また、本発明の第二の目的は、面質が良く、膜厚の均一性が高く、導電性、安全性の高い薄塗りの活物質層を有し、好適には本発明の製造方法により製造される電極板を提供することにある。
また、本発明の第三の目的は、上記電極板を用いて高出力用途に適した非水電解質液二次電池を提供することにある。

本発明により提供される電極板の製造方法は、少なくとも活物質を含有する活物質層用塗工組成物を集電体上に塗工して活物質層を形成する工程、及び、該活物質層が形成された電極板中間品をプレス加工する工程を含む、正極及び負極電極板のうち少なくとも一方を製造する方法であって、
前記活物質層用塗工組成物中の活物質の最大粒径（Ｄ_９０）が、塗工する際のコーティングヘッド先端と集電体塗工面との間の隙間未満で且つプレス加工後の活物質層の目標厚み未満であると共に、該活物質の中心粒径（Ｄ_５０）が、プレス加工後の活物質層の目標厚みの２分の１以下である活物質層用塗工組成物を用い、
集電体上に、前記活物質層用塗工組成物を単位面積当りの固形分塗工量を、正極の場合は１１０ｇ／ｍ^２以下、負極の場合は４０ｇ／ｍ^２以下として塗工することを特徴とする。

前記製造方法においては、活物質層用塗工組成物中に含まれる粒子成分の種類ごとの最大粒径（Ｄ_９０）のうち最も値が大きいもの、及び／又は、粒子成分の種類ごとの中心粒径（Ｄ_５０）のうち最も値が大きいものが、上記活物質に求められるサイズの条件を満たしていることが、好ましい。

前記活物質層用塗工組成物中に含有される固形分全体に占める活物質の割合が８０質量％以上であることが好ましい。
前記製造方法におけるプレス加工後の活物質層の目標厚みが、正極の場合は７０μｍ以下、負極の場合は５０μｍ以下であることが好ましい。

次に、本発明により提供される電極板は、集電体上に、少なくとも活物質を含有する活物質層が設けられた電極板であって、
活物質層の単位面積当りの固形分塗工量が、正極の場合は１１０ｇ／ｍ^２以下、負極の場合は４０ｇ／ｍ^２以下であり、
前記活物質層中の活物質の最大粒径（Ｄ_９０）が活物質層の厚み未満であり、且つ、該活物質層中の活物質の中心粒径（Ｄ_５０）が、活物質層の厚みの２分の１以下であることを特徴とする。

前記電極板においては、活物質層中に含まれる粒子成分の種類ごとの最大粒径（Ｄ_９０）のうち最も値が大きいもの、及び／又は、粒子成分の種類ごとの中心粒径（Ｄ_５０）のうち最も値が大きいものが、上記活物質に求められるサイズの条件を満たしていることが、好ましい。
前記活物質層中に含有される活物質の割合が８０質量％以上であることが好ましい。
前記電極板における活物質層の厚みが、正極の場合は７０μｍ以下、負極の場合は５０μｍ以下であることが好ましい。

本発明によれば、活物質層用塗工組成物中の活物質として、その最大粒径及び中心粒径が上記したサイズ範囲内のものを用いることによって、活物質層を薄く形成する場合でも、活物質層の膜面から大径粒子が突出しないので、塗膜面が粗くなく、且つ、膜厚の均一性が高い活物質層が形成される。
従って、塗工ライン上での原反切れやプレスロールの損傷のような製造過程中の事故や、電池中でのソフトショートのような使用段階での事故を防止することができる。
また、活物質として、活物質の中心粒径（Ｄ_５０）が、プレス加工後の活物質層の目標厚みの２分の１以下であるものを用いることによって、活物質層を薄く形成する場合でも、活物質層内に含有される活物質の粒子が、集電体の面方向に沿って分布するだけでなく、活物質層の厚さ方向に分布しやすくなる。

従って、活物質層内において活物質粒子同士が接触する確率が高くなり、高い導電性、安全性を確保することができるので、電池の抵抗が小さくなり、大電力を取り出すのに有利になる。
従って本発明によれば、面質が良く、膜厚の均一性が高く、導電性、安全性の高い薄塗りの活物質層を有する高出力用途に適した電極板、及び、非水電解質液二次電池が提供される。

本発明により提供される電極板の製造方法は、少なくとも活物質を含有する活物質層用塗工組成物を集電体上に塗工して活物質層を形成する工程、及び、該活物質層が形成された電極板中間品をプレス加工する工程を含む、正極及び負極電極板のうち少なくとも一方を製造する方法であって、
前記活物質層用塗工組成物中の活物質の最大粒径（Ｄ_９０）が、コーティングヘッド先端（吐出孔）と集電体塗工面との間の隙間未満で且つプレス加工後の活物質層の目標厚み未満であると共に、該活物質の中心粒径（Ｄ_５０）が、プレス加工後の活物質層の目標厚みの２分の１以下である活物質層用塗工組成物を用い、
集電体上に、前記活物質層用塗工組成物を単位面積当りの固形分塗工量を、正極の場合は１１０ｇ／ｍ^２以下、負極の場合は４０ｇ／ｍ^２以下として塗工することを特徴とするものである。

（活物質層用塗工組成物）
本発明に用いられる活物質層用塗工組成物は、活物質と共に、通常は少なくとも結着材（バインダー）を含有し、必要に応じて導電材等の他の成分を含有する。
活物質は、従来から非水電解質液二次電池用、電気二重層キャパシタ用等の活物質として知られている材料を用いることができる。活物質は２種以上を組み合わせて用いても良い。
非水電解質液二次電池の正極用活物質としては、例えば、ＬｉＣｏＯ_２（コバルト酸リチウム）、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４（マンガン酸リチウム）若しくはＬｉＮｉＯ_２（ニッケル酸リチウム）等のリチウム酸化物、又は、ＴｉＳ_２、ＭｎＯ_２、ＭｏＯ_３若しくはＶ_２Ｏ_５等のカルコゲン化合物を例示することができる。特に、ＬｉＣｏＯ_２若しくはＬｉＭｎ_２Ｏ_４を正極用活物質として用い、炭素質材料を負極用活物質として用いることにより、４ボルト程度の高い放電電圧を有するリチウム系二次電池が得られる。

一方、非水電解質液二次電池の負極用活物質としては、例えば、天然グラファイト、人造グラファイト、アモルファス炭素、カーボンブラック、アセチレンブラック又は、これらの成分に異種元素を添加したもののような炭素質材料が好んで用いられる。溶媒が有機系の場合には、金属リチウム又はリチウム合金等のようなリチウム含有金属が好適に用いられる。
電気二重層キャパシタの活物質としては、例えば、活性炭や金属酸化物を用いることができる。

結着材としては従来から知られているもの、例えば、非水電解質液二次電池用電極板であれば、熱可塑性樹脂、より具体的にはポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリビニル樹脂、フッ素系樹脂又はポリイミド樹脂等を使用することができる。
この際、反応性官能基を導入したアクリレートモノマー又はオリゴマーを結着材中に混入させることも可能である。そのほかにも、ゴム系の樹脂や、セルロース樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂、アクリレートモノマー、アクリレートオリゴマー或いはそれらの混合物からなる電離放射線硬化性樹脂、上記各種の樹脂の混合物を使用することもできる。
結着材は２種以上を組み合わせて用いても良い。

活物質層塗工組成物には、導電材を添加しても良い。導電材としては、例えば、非水電解質液二次電池用電極板であれば、グラファイト、カーボンブラック又はアセチレンブラック等の炭素質材料が必要に応じて用いられる。導電材は２種以上を組み合わせて用いても良い。

活物質層用塗工組成物を調製する溶剤としては、例えば、トルエン、メチルエチルケトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン或いはこれらの混合物のような有機溶剤や水を用いることができる。
上記したような活物質層、結着剤、及び必要に応じてその他の成分を溶剤中に投入し、ホモジナイザー、ボールミル、サンドミル又はロールミル等の分散機により溶解又は分散して、スラリー状の活物質層用塗工組成物を調製する。
活物質層用塗工組成物中に含有される活物質の含有割合は特に制限されないが、充分な電池容量を得る観点から、固形分中の質量比で８０質量％以上、特に９０質量％以上であることが好ましい。また、活物質の含有割合が多すぎると結着材の量が相対的に少なくなり活物質層の密着性が不足しやすいことから、活物質層用塗工組成物中に含有される活物質の含有割合は、固形分中の質量比で９９．５質量％以下、特に９８．５質量％以下であることが好ましい。
また、活物質層用塗工組成物中の導電材の含有割合は、例えば、非水電解質液二次電池用電極板であれば、通常、固形分中の質量比で、１．５〜１０重量％とする。
ここで、「固形分」とは、活物質層用塗工組成物中に含有される溶剤以外の全成分であり、該塗工組成物が、例えば、硬化性を有する液状のモノマー成分を含有する場合には、そのような液状成分も固形分に含まれる。
また、本発明においては、活物質層用塗工組成物中に含有される固形分中の活物質の質量比が、完成された活物質層中の活物質の含有割合とみなすことができる。

本発明においては、品質のよい薄塗りの活物質層を形成するために、上記活物質層用塗工組成物中の粒子成分の粒子サイズを選定する。
具体的には、活物質層用塗工組成物中の活物質として、その最大粒径（Ｄ_９０）が、ダイヘッド等のコーティングヘッド先端と集電体塗工面との間の隙間（図１中の符号Ｇで表される距離）未満で且つプレス加工後の活物質層の目標厚み未満であると共に、該活物質の中心粒径（Ｄ_５０）が、プレス加工後の活物質層の目標厚み（図２中の符号Ｔ２で表される厚さ）の２分の１以下であるような活物質、さらに好ましくは５分の２以下、特に好ましくは３分の１以下であるようなサイズの活物質を用いる。

ここで、塗工組成物中の活物質層及びその他の粒子成分の粒径とは、JIS Z8901において説明されている意味であり、その測定方法としては、やはり同JIS Z8901において挙げられている光散乱法等の様々な方法を適用することができる。
また、本発明において粒子の「最大粒径（Ｄ_９０）」とは、粒度分布において、ある粒子径Ｄｎより粒子径の小さい粒子分が占める割合が全粉体の９０質量％に達する時の粒子径Ｄｎを意味する。

また、本発明において粒子の「中心粒径（Ｄ_５０）」とは、粒度分布において、ある粒子径Ｄｎより粒子径の小さい粒子分が占める割合が全粉体の５０質量％に達する時の粒子径Ｄｎを意味する。

活物質層用塗工組成物中の活物質として、その最大粒径（Ｄ_９０）及び中心粒径（Ｄ_５０）が上記したサイズ範囲内のものを用いることによって、活物質層を薄く形成する場合でも、活物質層の膜面から大径粒子が突出しないので、塗膜面が粗くなく、且つ、膜厚の均一性が高い活物質層が形成される。
従って、塗工ライン上での原反切れやプレスロールの損傷のような製造過程中の事故や、電池中でのソフトショートのような使用段階での事故を防止することができる。

また、活物質として、その中心粒径（Ｄ_５０）が、プレス加工後の活物質層の目標厚みの２分の１以下であるものを用いることによって、活物質層を薄く形成する場合でも、活物質層内に含有される活物質の粒子が、集電体の面方向に沿って分布するだけでなく、活物質層の厚さ方向に分布しやすくなる。
従って、活物質層内において活物質粒子同士が接触する確率が高くなり、高い導電性及び安全性を確保することができるので、電池の抵抗が小さくなり、大電力を取り出すのに有利になる。

本発明の目的を達成する観点からは、活物質の最大粒径及び中心粒径が小さいほど好ましいが、現実に入手できる活物質の粒径、及び、塗工用組成物中での活物質の凝集の問題を考慮すると、実用上は、ある程度以上の粒径のものを用いることが好ましい。
係る観点から、本発明において用いる活物質のサイズは、平均粒径で表したときに、一般的には０．１〜２５μｍ程度の範囲のものであり、好ましくは０．２〜１０μｍ、さらに好ましくは０．５〜４μｍのものである。

活物質層用塗工組成物中の粒子成分は主に活物質であるから、本発明においては、活物質の最大粒径及び中心粒径が上記したサイズ範囲内の条件を満たしていればよいが、活物質層用塗工組成物が、２種類以上の活物質を含有する場合や、或いは、活物質以外にも粒子成分を含有する場合には、活物質層用塗工組成物中に含まれる粒子成分の種類ごとに特定される最大粒径（Ｄ_９０）のうち最も大きい値のもの、及び、活物質層用塗工組成物中に含まれる粒子成分の種類ごとに特定される中心粒径（Ｄ_５０）のうち最も大きい値のものが、上記した活物質に求められるサイズ条件を満たすことが特に好ましい。

すなわち、活物質層用塗工組成物が、２種類以上の活物質を含有する場合や、或いは、活物質以外にも粒子成分を含有する場合には、活物質層用塗工組成物中に含まれる粒子成分の種類ごとに特定される最大粒径（Ｄ_９０）のうち最も大きい値のものが、コーティングヘッド先端と集電体塗工面との間の隙間未満で且つプレス加工後の活物質層の目標厚み未満であることが好ましい。
また、活物質層用塗工組成物が、２種類以上の活物質を含有する場合や、或いは、活物質以外にも粒子成分を含有する場合には、活物質層用塗工組成物中に含まれる粒子成分の種類ごとに特定される中心粒径（Ｄ_５０）のうち最も大きい値のものが、プレス加工後の活物質層の目標厚みの２分の１以下であることが好ましい。
この場合には、さらに、活物質層用塗工組成物中に含まれる粒子成分の種類ごとに特定される平均粒径がいずれも、上記した活物質に求められるサイズ条件を満たすことが特に好ましい。

また、活物質層用塗工組成物が、２種類以上の活物質を含有する場合や、或いは、活物質以外にも粒子成分を含有する場合には、活物質を含む全粒子成分の粒度分布から特定される最大粒径（Ｄ_９０）及び／又は中心粒径（Ｄ_５０）が、上記した活物質に求められるサイズ条件を満たすことが好ましい。
その場合には、さらに、全粒子成分の平均粒径も、上記した活物質に求められるサイズ条件を満たすことが特に好ましい。

（集電体）
本発明においては、従来から電極板の集電体として用いられている金属箔や金属シートを用いることができる。正極板の集電体としては、通常、アルミニウム箔が好ましく用いられる。一方、負極板の集電体としては、通常、電解銅箔や圧延銅箔等の銅箔が好ましく用いられる。
集電体の厚さは、例えば、非水電解質液二次電池用電極板であれば、通常、５〜５０μｍ程度とする。

（電極板の製造）
本発明の電極板製造方法は、集電体を搬送手段によりコーティングマシンのコーティングヘッドの位置を走行、通過させながら、コーティングヘッドの先端から活物質層形成用塗工組成物を集電体表面に塗布し、必要に応じて断続的に吐出とその停止を繰り返して間歇塗工を行うことで活物質層を形成した後、該活物質層をプレスすることによって電極板を製造するものである。集電体としては一般的には長尺状の集電体を用い、走行中の集電体上にダイコーターにより間歇又は無間歇塗工を連続的に行う。

本発明においては、特に薄塗りの電極板を製造するため、活物質層用塗工組成物の塗工量を少量に制限する。具体的な塗工量は、電池の設計に応じて適宜決定され、特に制限されないが、正極の場合であれば、通常は、活物質層用塗工組成物及び完成した活物質層の片面・単位面積当りの固形分塗工量を１１０ｇ／ｍ^２以下とし、さらに１００ｇ／ｍ^２以下とすることが好ましい。一方、負極の場合であれば、通常は、活物質層用塗工組成物及び完成した活物質層の片面・単位面積当りの固形分塗工量を４０ｇ／ｍ^２以下とし、さらに３５ｇ／ｍ^２以下とすることが好ましい。
また、活物質層用塗工組成物又は完成した活物質層の塗工量の下限は、特に限定されないが、実用上、通常は片面・単位面積当りの固形分塗工量を３ｇ／ｍ^２以上とする。

また、薄塗りの電極板という観点から、プレス加工後の活物質層の目標厚み及び完成した活物質層の厚さは、正極の場合は７０μｍ以下であることが好ましく、負極の場合は５０μｍ以下であることが好ましい。
また、上記活物質層の目標厚み及び完成後厚みの下限は、実用上、通常は３μｍ以上とする。

図１に、本発明に係る電極板の製造方法を実施するためのコーティング装置の一例（コーティング装置１０１）の概略構成を示す。また図２に、本発明に係る電極板の製造方法を実施するためのプレス装置の一例（プレス装置１０２）の概略構成を示す。

図１においてコーティング装置１０１は、少なくとも、被塗工体である集電体Ａを搬送する搬送手段と、塗工手段であるダイコーター１と、乾燥手段２とを備えている。
搬送手段は、集電体Ａを諸工程のために供給し、巻き取るための手段である。図１の例では、電極板供給ロール３を取り付けた供給部４と、電極板巻取りロール５を取り付けた巻取り部６と、搬送路上を移動する集電体Ａを支持するガイドローラ７と、必要に応じてその他の部材から搬送手段が構成される。

集電体Ａは、電極板供給ロール３から繰り出され、搬送路上を走行し、ダイコーター１に到達する。ダイコーター１は、ダイヘッド１ａから塗工材料である活物質層用塗工組成物を吐出して、走行している集電体Ａに間歇塗工し、活物質層Ｂが存在する塗工部Ｃと、非塗工部Ｄとを所定のパターン状に形成する。
ダイヘッド１ａの先端と集電体塗工面との間の隙間（距離）Ｇは、塗膜の塗工量に合わせて適宜決定されるが、薄塗り塗工を行う場合には、通常、３０〜１００μｍ程度とする。
間歇塗工された集電体Ａは、さらに搬送手段により搬送され、乾燥手段２に到達し、やはり走行しながら乾燥される。乾燥工程における熱源としては、熱風、赤外線、遠赤外線、マイクロ波、高周波、或いはそれらを組み合わせて利用できる。乾燥工程において集電体をサポート又はプレスする金属ローラーや金属シートを加熱して放出させた熱によって乾燥してもよい。
乾燥後、塗工が完了した電極板の中間品Ｅは、巻取り部６によって電極板巻取りロール５に巻き取られる。

図２においてプレス装置１０２は、電極板の中間品Ｅを搬送する搬送手段と、プレス手段である一対のプレスロール８（８ａ、８ｂ）とを備えている。
プレス装置１０２の搬送手段は、上記コーティング装置１０１のものと同様であり、図中、共通の符号で表される。プレスロール８は、アッパーロール８ａとアンダーロール８ｂを有し、これらのうち少なくとも一方は、図示していないモーターによって中間品Ｅの搬送速度に合わせて回転駆動される。プレスロールとしては、金属ロール、弾性ロール又は加熱ロールなどの各種ロールを適宜組み合わせて用いる。また、プレスロール以外のプレス手段としては、例えば、シートプレス機等を用いてもよい。

中間品Ｅは、電極板供給ロール３から繰り出され、搬送路上を走行し、一対のプレスロール８の間を通過してプレス加工されて活物質層が完成した電極板Ｆとなり、巻取り部６によって電極板巻取りロール５に巻き取られる。このプレス加工によって、プレス後の活物質層の厚さＴ２はプレス前の厚さＴ１よりも薄くなり、活物質層の密度、集電体に対する密着性、均質性を向上させることができる。
図２の例では塗工工程とは別のラインでプレス加工を行っているが、プレス加工は、上記図１のコーティング装置１０１内において、コーティング工程から連続して行ってもよい。その場合には、乾燥手段２の下流側に図示していないプレス手段を設け、コーティング、乾燥及びプレスを全て行ってから巻取りロール５に巻き取る。

このようにして、本発明に係る正極用又は負極用電極板が得られる。本発明の電極板は、集電体上の片面又は両面に、少なくとも活物質を含有する活物質層が設けられた正極及び負極いずれかの電極板であって、
活物質層の単位面積当りの固形分塗工量が、正極の場合は１１０ｇ／ｍ^２以下、負極の場合は４０ｇ／ｍ^２以下であり、
前記活物質層中の活物質の最大粒径（Ｄ_９０）が活物質層の厚み未満であり、且つ、該活物質層中の活物質の中心粒径（Ｄ_５０）が、活物質層の厚みの２分の１以下であることを特徴とするものである。

（実施例１）
負極活物質としてＭＣＭＢ（メソカーボンマイクロビーズ）、バインダーとしてＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）を用い、固形分量が５０質量％の負極用スラリーを定法により作製した。また、集電体として１４μｍの圧延銅箔を用いた。
ＭＣＭＢは、事前に粒径２０μｍ以上のものを分離除去し、且つ、前記分離除去後の平均粒径（この場合は中心粒径でもある）が６μｍのものを用いた。
上記の負極用スラリーを、乾燥後の塗工量が３０ｇ／ｍ^２となるように集電体上にダイコーターで塗布し、乾燥させて電極板の中間品を得た。この時、ダイヘッド先端と集電体表面の間の距離は７０μｍだった。この塗布工程は、何ら支障なく行うことができた。
次に、電極板の中間品を、活物質層の厚みが２５μｍとなるようにプレスした。このプレス工程も何ら支障なく行うことができた。

（実施例２）
正極活物質としてコバルト酸リチウム、導電材としてアセチレンブラック、バインダーとしてＰＶＤＦを用い、固形分量が７０質量％の正極用スラリーを定法により作製した。また、集電体として１５μｍのアルミニウム箔を用いた。
コバルト酸リチウムは、事前に粒径２５μｍ以上のものを分離除去し、且つ、前記分離除去後の平均粒径（この場合は中心粒径でもある）が５μｍのものを用いた。
上記の正極用スラリーを、乾燥後の塗工量が１００ｇ／ｍ^２となるように集電体上にダイコーターで塗布し、乾燥させて電極板の中間品を得た。この時、ダイヘッド先端と集電体表面の間の距離は７０μｍだった。この塗布工程は、何ら支障なく行うことができた。
次に、電極板の中間品を、活物質層の厚みが３４μｍとなるようにプレスした。このプレス工程も何ら支障なく行うことができた。

（比較例１）
負極活物質としてＭＣＭＢ、バインダーとしてＰＶＤＦを用い、固形分量が５０質量％の負極用スラリーを定法により作製した。また、集電体として１４μｍの圧延銅箔を用いた。ＭＣＭＢは、最大粒径が８０μｍであり、且つ、平均粒径が６μｍのものを用いた。
上記の負極用スラリーを、乾燥後の塗工量が３０ｇ／ｍ^２となるように集電体上にダイコーターで塗布し、乾燥させて電極板の中間品を得た。この時、ダイヘッド先端と集電体表面の間の距離は８０μｍだった。
この比較例は、上記塗布工程において塗膜の膜面にスジが多発してしまった。

（比較例２）
正極活物質としてコバルト酸リチウム、導電材としてアセチレンブラック、バインダーとしてＰＶＤＦを用い、固形分量が５０質量％の正極用スラリーを定法により作製した。また、集電体として１５μｍのアルミニウム箔を用いた。コバルト酸リチウムは、最大粒径が１００μｍであり、且つ、平均粒径が５μｍのものを用いた。
上記の正極用スラリーを、乾燥後の塗工量が１００ｇ／ｍ^２となるように集電体上にダイコーターで塗布し、乾燥させて電極板の中間品を得た。この時、ダイヘッド先端と集電体表面の間の距離は７０μｍだった。この塗布工程において、塗膜の膜面に若干スジが発生した。
次に、電極板の中間品を、活物質層の厚みが３４μｍとなるようにプレスした。このプレス工程において、光沢のある粒状の塊が現れ、プレスロールにエンボス状の跡がついてしまった。また、得られた塗膜も均一ではなく、所々に１００μｍ程度の厚みになる部分が観測された。

本発明に係る電極板の製造方法を実施し得るコーティング装置の一例の概略構成を模式的に示す図である。 本発明に係る電極板の製造方法を実施し得るプレス装置の一例の概略構成を模式的に示す図である。

符号の説明

１０１：コーティング装置
１０２：プレス装置
Ａ：集電体
Ｂ：塗工層又は活物質層
Ｃ：塗工部
Ｄ：非塗工部
Ｅ：電極板の中間品
Ｆ：電極板
１：ダイコーター
１ａ：ダイヘッド
２：乾燥手段
３：電極板供給ロール
４：供給部
５：電極板巻取りロール
６：巻取り部
７：ガイドローラ
８（８ａ、８ｂ）：プレスロール

Claims (11)

1. 少なくとも活物質を含有する活物質層用塗工組成物を集電体上に塗工して活物質層を形成する工程、及び、該活物質層が形成された電極板中間品をプレス加工する工程を含む、正極及び負極電極板のうち少なくとも一方を製造する方法であって、
   前記活物質層用塗工組成物中の活物質の最大粒径（Ｄ_９０）が、塗工する際のコーティングヘッド先端と集電体塗工面との間の隙間未満で且つプレス加工後の活物質層の目標厚み未満であると共に、該活物質の中心粒径（Ｄ_５０）が、プレス加工後の活物質層の目標厚みの２分の１以下である活物質層用塗工組成物を用い、
   集電体上に、前記活物質層用塗工組成物を単位面積当りの固形分塗工量を、正極の場合は１１０ｇ／ｍ^２以下、負極の場合は４０ｇ／ｍ^２以下として塗工することを特徴とする、電極板の製造方法。
2. 前記活物質層用塗工組成物中に含まれる粒子成分の種類ごとの最大粒径（Ｄ_９０）のうち最も大きい値のものが、コーティングヘッド先端と集電体塗工面との間の隙間未満で且つプレス加工後の活物質層の目標厚み未満である、請求項１に記載の電極板の製造方法。
3. 前記活物質層用塗工組成物中に含まれる粒子成分の種類ごとの中心粒径（Ｄ_５０）のうち最も大きい値のものが、プレス加工後の活物質層の目標厚みの２分の１以下である、請求項１又は２に記載の電極板の製造方法。
4. 前記活物質層用塗工組成物中に含有される固形分全体に占める活物質の割合が８０質量％以上である、請求項１乃至３のいずれかに記載の電極板の製造方法。
5. プレス加工後の活物質層の目標厚みが、正極の場合は７０μｍ以下、負極の場合は５０μｍ以下である、請求項１乃至４のいずれかに記載の電極板の製造方法。
6. 集電体上に、少なくとも活物質を含有する活物質層が設けられた電極板であって、
   活物質層の単位面積当りの固形分塗工量が、正極の場合は１１０ｇ／ｍ^２以下、負極の場合は４０ｇ／ｍ^２以下であり、
   前記活物質層中の活物質の最大粒径（Ｄ_９０）が活物質層の厚み未満であり、且つ、該活物質層中の活物質の中心粒径（Ｄ_５０）が、活物質層の厚みの２分の１以下であることを特徴とする電極板。
7. 前記活物質層中に含まれる粒子成分の種類ごとの最大粒径（Ｄ_９０）のうち最も大きい値のものが、活物質層の厚み未満である、請求項６に記載の電極板。
8. 前記活物質層中に含まれる粒子成分の種類ごとの中心粒径（Ｄ_５０）のうち最も大きい値のものが、活物質層の厚みの２分の１以下である、請求項６又は７に記載の電極板。
9. 前記活物質層中に含有される活物質の割合が８０質量％以上である、請求項６乃至８のいずれかに記載の電極板。
10. 活物質層の厚みが、正極の場合は７０μｍ以下、負極の場合は５０μｍ以下である、請求項６乃至９のいずれかに記載の電極板。
11. 前記請求項６乃至１０のいずれかに記載の電極板を備えることを特徴とする、非水電解質液二次電池。

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