JP7010192B2 - 電極シートの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電池を構成する電極シートを製造する方法に関する。詳細には、集電箔の表面上に電極合材層を形成した構造の電極シートを製造する方法に関する。

従来、電極シートとして、集電箔の表面上に電極合材層を形成した構造の電極シートが知られている。このような構造の電極シートの製造方法としては、例えば、特許文献１，２に開示されている方法が知られている。具体的には、まず、電極活物質粒子と結着材と溶媒とを混合して造粒した複数の湿潤造粒体からなる電極合材を作製する。次いで、この電極合材を対向する一対のロールの間隙に通すことによって、電極合材を圧縮しつつ膜状にし、膜状にした電極合材を前記集電箔の表面上に付着させて、集電箔の表面上に膜状電極合材を有する膜状電極合材付き集電箔を作製する。

特開２０１３－７７５６０号 特開２０１５－２０１３１８号

より具体的には、集電箔に電極合材を転写するための第２ロールと、これに対向する第１ロールと、からなる一対のロールの間隙に電極合材を通すことによって、電極合材を圧縮しつつ膜状にすると共に、膜状にした電極合材を第２ロールに付着させる。その後、第２ロールに付着している膜状の電極合材を、集電箔の表面上に転写する（付着させる）。その後、集電箔の表面上に付着している膜状の電極合材を乾燥させることで、集電箔の表面上に電極合材層を形成する。

ところで、上述の製造方法では、電極活物質粒子と結着材と溶媒とを混合して造粒した複数の湿潤造粒体からなる電極合材を用いているため、電極合材を乾燥させて溶媒を除去する乾燥工程を設ける必要があった。このため、上述の製造方法では、製造時間が長くなり、コストが高くなっていた。また、溶媒は、最終的には、電極シートの電極合材層に不要なものである。このため、溶媒を用いることなく、適切に、電極シートを製造できる方法が求められていた。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、溶媒を用いることなく、適切に、集電箔の表面上に電極合材層を形成することができる電極シートの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、集電箔の表面上に電極合材層を有する電極シートを製造する電極シートの製造方法において、対向して回転する第１ロールと第２ロールとを有し、前記集電箔を前記第１ロールと前記第２ロールとの間隙に通すようにして前記第２ロールによって前記集電箔を搬送する装置を用いて、溶媒を含むことなく電極活物質の粉体とバインダの粉体とが混合された混合粉体を、前記集電箔の表面に配置する混合粉体配置工程であって、前記第１ロールと、前記第２ロールによって搬送される前記集電箔との間に、電位差を生じさせた状態で、前記第１ロールの外周面に前記混合粉体を連続的に供給して、前記第１ロールの前記外周面に供給された前記混合粉体と、前記集電箔との間に電位差を生じさせ、前記混合粉体と前記集電箔との間に働く静電気力によって、前記混合粉体を、前記第１ロールの前記外周面から前記集電箔の表面へ移動させて、前記第２ロールによって搬送される前記集電箔の表面に前記混合粉体を連続的に配置する混合粉体配置工程と、対向して回転する一対のホットロールの間に、前記混合粉体が配置された前記集電箔を通すことによって、前記混合粉体に含まれる前記バインダを軟化または溶融させつつ、前記混合粉体と前記集電箔とを圧接することで、前記電極活物質と前記バインダとを有する前記電極合材層が前記集電箔の前記表面に接着された前記電極シートを製造するホットプレス工程と、を備え、前記混合粉体配置工程では、前記第１ロールとして、前記外周面が凹凸形状であるグラビアロールを用い、前記グラビアロールの前記外周面の凹部内に前記混合粉体を充填するようにして、前記グラビアロールの前記外周面の前記凹部内に連続的に前記混合粉体を供給して、前記凹部内の前記混合粉体を前記集電箔の前記表面に連続的に移動させる電極シートの製造方法である。

上述の製造方法は、対向して回転する第１ロールと第２ロールとを有する装置であって、集電箔を第１ロールと第２ロールとの間隙に通すようにして第２ロールによって集電箔を搬送する装置を用いて、溶媒を含むことなく電極活物質の粉体とバインダの粉体とが混合された混合粉体を、第２ロールによって搬送される集電箔の表面に配置する混合粉体配置工程を備える。

この混合粉体配置工程では、第１ロールと、第２ロールによって搬送される集電箔との間に、電位差を生じさせた状態で、第１ロールの外周面に混合粉体を連続的に供給して、第１ロールの外周面に供給された混合粉体と、集電箔との間に電位差を生じさせる。この電位差により、第１ロールの外周面に位置する混合粉体と集電箔との間に、静電気力を働かせる。そして、混合粉体と集電箔との間に働く静電気力によって、混合粉体を、第１ロールの表面から集電箔の表面へ移動させて、第２ロールによって搬送される集電箔の表面に混合粉体を連続的に配置する。

さらに、上述の製造方法では、混合粉体配置工程の後、ホットプレス工程において、対向して回転する一対のホットロールの間に、混合粉体が配置された集電箔を通すことによって、混合粉体に含まれるバインダを軟化または溶融させつつ、混合粉体と集電箔とを圧接する。これにより、集電箔の表面に配置されていた混合粉体が、電極合材層となって、バインダを介して集電箔の表面に接着する。これにより、溶媒を有することなく電極活物質とバインダとを有する電極合材層が集電箔の表面に接着された電極シートが製造される。

以上説明したように、上述の製造方法によれば、溶媒を使用することなく、適切に、集電箔の表面上に電極合材層を形成することができる。従って、上述の製造方法法では、溶媒を除去するための乾燥工程を省くことができる。

さらに、上述の製造方法では、混合粉体配置工程において、第１ロールとして、外周面が凹凸形状であるグラビアロールを用い、グラビアロールの外周面の凹部内に混合粉体を充填するようにして、グラビアロールの外周面の凹部内に連続的に混合粉体を供給して、グラビアロールの外周面の凹部内の混合粉体を集電箔の表面に連続的に移動させる。すなわち、第１ロールの外周面に混合粉体を連続的に供給する態様として、グラビアロールの外周面の凹部内に混合粉体を充填するようにして、グラビアロールの外周面の凹部内に連続的に混合粉体を供給する。

このように、第１ロールの外周面に混合粉体を連続的に供給する態様として、グラビアロールの外周面の凹部内に混合粉体を充填するようにして、グラビアロールの外周面の凹部内に連続的に混合粉体を供給することで、第１ロールであるグラビアロールの外周面への混合粉体の供給量を、グラビアロールの外周面の凹部の容積によって決めることができる。従って、決められた量（予め設定した体積）の混合粉体を、集電箔の表面に配置することができる。

より具体的には、グラビアロールの外周面の凹部の容積は、グラビアロールの周方向の単位長さ当たりについて一定（略一定）とされているので、集電箔の単位長さ当たりについて一定量（略一定量）の混合粉体を、集電箔の表面に配置することが可能となる。従って、上述の製造方法によれば、集電箔の表面上に、厚みのバラツキが小さい（厚みが均一な）電極合材層を形成することが可能となる。

なお、グラビアロールの凹部の形態は、いずれの形態であっても良いが、例えば、ディンプル形状の凹部が規則正しくグラビアロールの外周面に配置された形態を挙げることができる。あるいは、直線状の凹部が規則正しく等間隔でグラビアロールの外周面に形成された形態としても良い。

実施形態にかかる電極シート製造装置の概略図である。 同電極シート製造装置に含まれる第１ロールの外周面の拡大図である。 図２のＢ－Ｂ断面図である。 図１のＦ視拡大図である。 図１のＣ部拡大図である。 図１のＤ視拡大図である。 図１のＥ部拡大図である。 図１のＧ部拡大図であって、実施形態にかかる電極シートの側面視拡大図である。

以下、本発明を具体化した実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施形態は、リチウムイオン二次電池の負極シートの製造に、本発明を適用したものである。すなわち、本実施形態では、電極シートの製造方法として、負極シートの製造方法を例示する。本実施形態では、集電箔１１０と、この集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）上に形成された負極合材層１２０（電極合材層）と、を有する負極シート１００（電極シート）を製造する（図８参照）。

まず、実施形態にかかる電極シート製造装置１について説明する。本実施形態では、電極シート製造装置１を用いて、負極シート１００（電極シート）を製造する。図１は、実施形態にかかる電極シート製造装置１の側面視概略図である。電極シート製造装置１は、図１に示すように、対向して回転する第１ロール１０及び第２ロール２０と、混合粉体供給装置３０と、対向して回転する第１ホットロール４０及び第２ホットロール５０（一対のホットロール）と、ニップロール７０とを有する。

このうち、第１ロール１０と第２ロール２０とは水平方向（図１において左右方向）に対向して配置されている。なお、第１ロール１０と第２ロール２０とは、わずかに間隔を置いて対面している。また、第１ロール１０と第２ロール２０とは、図１に矢印で示すように、２つのロールの回転方向が同一方向（図１において時計回り）となるようにして、中心軸（図示省略）の周りに回転する。本実施形態の電極シート製造装置１では、集電箔１１０を、第１ロール１０と第２ロール２０との間隙に通すようにして、第２ロール２０等によって、集電箔１１０を搬送方向ＤＭに搬送する（図１参照）。なお、搬送方向ＤＭは、集電箔１１０の長さ方向ＤＬ（図８参照）に一致する。

具体的には、第２ロール２０の外周面２０ｂには、集電箔１１０が掛け渡されている。集電箔１１０は、金属箔（銅箔）であり、第２ロール２０の回転と共に、第１ロール１０と第２ロール２０との対面箇所の間隙を通って、第２ロール２０の右下から右上へと搬送される。なお、第１ロール１０と第２ロール２０との対面箇所には、集電箔１１０が通されている状態で、さらに第１ロール１０と集電箔１１０との間に若干の隙間があるようにされている。すなわち、第１ロール１０と第２ロール２０との間の隙間（集電箔１１０が存在していない状態での隙間）は、集電箔１１０の厚さより少し広い。

また、本実施形態では、図２及び図３に示すように、第１ロール１０として、外周面１０ｂが凹凸形状であるグラビアロールを用いている。具体的には、第１ロール１０の外周面１０ｂには、ディンプル形状の凹部１１が多数形成されている。より具体的には、第１ロール１０は、一定の容積を有するディンプル形状の凹部１１が、規則正しく外周面１０ｂに配置された形態（模様）を有するグラビアロールである。なお、図２は、第１ロール１０の外周面１０ｂの部分拡大図である。図２におけるＡＸ１は、第１ロール１０の中心軸線である。また、図３は、図２のＢ－Ｂ断面図であり、第１ロール１０の拡大断面図（中心軸線ＡＸ１を通る位置で第１ロール１０を径方向に切断した断面図）である。

また、混合粉体供給装置３０は、第１ロール１０の外周面１０ｂに混合粉体１２３を連続的に供給する装置である。具体的には、混合粉体供給装置３０は、グラビアロールである第１ロール１０の外周面１０ｂの凹部１１内に混合粉体１２３を充填するようにして、第１ロール１０の外周面１０ｂの凹部１１内に連続的に混合粉体１２３を供給する。

なお、混合粉体供給装置３０の先端側には、ドクターブレード３１が設けられている。混合粉体供給装置３０は、このドクターブレード３１によって、第１ロール１０の外周面１０ｂに過剰に供給（配置）された混合粉体１２３を掻き取りつつ、適切に、第１ロール１０の外周面１０ｂの凹部１１内に、混合粉体１２３を充填してゆく（図４参照）。すなわち、本実施形態では、第１ロール１０の外周面１０ｂの凹部１１内のみに混合粉体１２３が配置されるようにしている（図４参照）。なお、図４は、図１のＦ視部分拡大図である。

本実施形態では、混合粉体１２３として、溶媒を含むことなく、負極活物質１２１（電極活物質）の粉体とバインダ１２２の粉体とが混合された混合粉体１２３を用いている。なお、本実施形態では、負極活物質１２１の粉体として、黒鉛の粉体を用いている。また、バインダ１２２の粉体として、ＰＶｄＦの粉体を用いている。また、本実施形態では、負極活物質１２１の粉体とバインダ１２２の粉体とを、重量比で９５：５の割合で混合して、混合粉体１２３としている。

本実施形態では、ハイスピードミキサ（アーステクニカ製）を用いて、負極活物質１２１の粉体とバインダ１２２の粉体とを混合して、負極活物質１２１の粒子とバインダ１２２の粒子とが複合化された複合粒子（負極活物質１２１の粒子の表面にバインダ１２２の粒子が結合した態様の複合粒子）からなる混合粉体１２３を作製している。すなわち、本実施形態では、混合粉体１２３として、多数の複合粒子を有する混合粉体１２３を用いている。なお、本実施形態では、ハイスピードミキサの回転数を４０００ｒｐｍに設定し、混合時間を１分間として、混合粉体１２３を作製している。

さらに、本実施形態の電極シート製造装置１では、電源６５を有する電気回路６０（図１参照）によって、第１ロール１０と第２ロール２０との間に電位差を生じさせる。これにより、第１ロール１０の外周面１０ｂの凹部１１内に配置されている混合粉体１２３と、第２ロール２０の外周面２０ｂに接触して搬送される集電箔１１０との間に、電位差が生じるため、混合粉体１２３と集電箔１１０との間に静電気力が働くことになる。

ところで、集電箔１１０は、第２ロール２０、ニップロール７０、第１ホットロール４０，及び、第２ホットロール５０等によって、集電箔１１０の長さ方向ＤＬ（搬送方向ＤＭに一致する方向）に張力が付与された状態で保持されている。一方、混合粉体１２３は、第１ロール１０の外周面１０ｂの凹部１１内に配置されているだけである。このため、混合粉体１２３と集電箔１１０との間に働く静電気力によって、混合粉体１２３が、第１ロール１０の外周面１０ｂから集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）に向かって移動（飛翔）する。

従って、本実施形態では、第１ロール１０と、第２ロール２０によって搬送される集電箔１１０との間に、電位差を生じさせた状態で、第１ロール１０の外周面１０ｂの凹部１１内に混合粉体１２３を連続的に供給して、第１ロール１０の凹部１１内に供給された混合粉体１２３と、集電箔１１０との間に電位差を生じさせることで、混合粉体１２３と集電箔１１０との間に働く静電気力によって、混合粉体１２３を、第１ロール１０の外周面１０ｂから集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）へ移動（飛翔）させて、第２ロール２０によって搬送される集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）に混合粉体１２３を連続的に配置することができる。

なお、本実施形態では、前述したように、第１ロール１０として、ディンプル形状の凹部１１が規則正しく外周面１０ｂに配置された形態（模様）を有するグラビアロールを用いており、混合粉体１２３を、第１ロール１０の外周面１０ｂの凹部１１内に充填している。このため、図５及び図６に示すように、第２ロール２０によって搬送される集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）には、球面状（ドーム状）の外表面を有する形状（凹部１１の形状と反対の形状）とされた混合粉体１２３の集合体１２５が、規則正しく等間隔で配置されてゆく。

なお、図５は、図１のＣ部拡大図であり、集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）に配置された混合粉体１２３の集合体１２５の側面視拡大図である。また、図６は、図１のＤ視拡大図であり、集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）に配置された混合粉体１２３の集合体１２５の上面図である。

また、ニップロール７０は、耐熱性を有するニップロール７０であり、集電箔１１０の搬送方向ＤＭについて第２ロール２０よりも下流側の位置で、第１ホットロール４０と対向して配置されている（図１参照）。なお、ニップロール７０と第１ホットロール４０とは、わずかに間隔を置いて対面している。ニップロール７０と第１ホットロール４０との対面箇所の間隙には、混合粉体１２３の集合体１２５が配置された集電箔１１０が通されている。

なお、ニップロール７０と第１ホットロール４０との対面箇所の間隙寸法は、集電箔１１０の厚みＴ１よりも大きく、且つ、集電箔１１０の厚みＴ１と集電箔１１０の第１表面１１０ｂに配置された混合粉体１２３の集合体１２５の高さＨとの和（Ｔ１＋Ｈ、図５参照）よりも小さくされている。これにより、混合粉体１２３の集合体１２５が配置された集電箔１１０が、ニップロール７０と第１ホットロール４０との対面箇所の間隙を通過することで、混合粉体１２３の集合体１２５が、集電箔１１０の第１表面１１０ｂ上において均されて、略一定の厚みを有する層（混合粉体層１２７とする）になる。

従って、混合粉体１２３の集合体１２５が配置された集電箔１１０が、ニップロール７０と第１ホットロール４０との対面箇所の間隙を通過することで、図７に示すように、集電箔１１０の第１表面１１０ｂに、混合粉体１２３からなる混合粉体層１２７（略一定の厚みを有する混合粉体層１２７）が形成される。なお、図７は、図１のＥ部拡大図である。

第１ホットロール４０と第２ホットロール５０とは、集電箔１１０の搬送方向ＤＭについてニップロール７０よりも下流側の位置で、垂直方向（図１において上下方向）に対向して配置されている。なお、第１ホットロール４０と第２ホットロール５０とは、間隔を空けて対面している。また、第１ロール１０と第２ロール２０とは、図１に矢印で示すように、２つのロールの回転方向が互いに逆方向となるように、すなわち、対面する２つのロールが互いに順方向回転となるように設定されている。

第１ホットロール４０と第２ホットロール５０との対面箇所の間隙には、混合粉体１２３からなる混合粉体層１２７が第１表面１１０ｂに配置された集電箔１１０が通されている。なお、第１ホットロール４０と第２ホットロール５０との対面箇所の間隙寸法は、集電箔１１０の厚みＴ１と混合粉体層１２７の厚みＴ２との和（Ｔ１＋Ｔ２、図７参照）よりも小さくされている。また、第１ホットロール４０及び第２ホットロール５０の外周面の温度は、混合粉体層１２７に含まれるバインダ１２２が軟化または溶融する温度に設定されている。

従って、混合粉体層１２７が配置された集電箔１１０は、第１ホットロール４０と第２ホットロール５０との対面箇所の間隙を通過することで、その厚み方向にホットプレスされる。より具体的には、混合粉体層１２７が配置された集電箔１１０が、第１ホットロール４０と第２ホットロール５０との対面箇所の間隙を通過することで、混合粉体層１２７と集電箔１１０が厚み方向に圧接される（混合粉体層１２７が集電箔１１０の第１表面１１０ｂに向けて加圧されて、混合粉体層１２７が集電箔１１０の第１表面１１０ｂに圧接する）と共に、混合粉体層１２７に含まれるバインダ１２２が加熱されて軟化または溶融する（これにより、混合粉体層１２７が負極合材層１２０となる）。

これにより、混合粉体層１２７に含まれる負極活物質１２１同士がバインダ１２２を介して接合すると共に、負極活物質１２１とバインダ１２２とからなる負極合材層１２０が、バインダ１２２を介して集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）に接着される。これにより、溶媒を有することなく負極活物質１２１（電極活物質）とバインダ１２２とからなる負極合材層１２０（電極合材層）が集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）に接着された負極シート１００（電極シート）が製造される。

次に、本実施形態にかかる負極シート１００の製造方法について説明する。
まず、混合粉体配置工程において、前述した電極シート製造装置１（図１参照）を用いて、溶媒を含むことなく負極活物質１２１（電極活物質）の粉体とバインダ１２２の粉体とが混合された混合粉体１２３を、集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）に配置する。

具体的には、対向して回転する第１ロール１０と第２ロール２０とを有し、集電箔１１０を第１ロール１０と第２ロール２０との間隙に通すようにして第２ロール２０によって集電箔１１０を搬送する電極シート製造装置１を用いて、溶媒を含むことなく負極活物質１２１（電極活物質）の粉体とバインダ１２２の粉体とが混合された混合粉体１２３を、第２ロール２０によって搬送される集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）に配置する。

より具体的には、混合粉体配置工程では、グラビアロールである第１ロール１０と、第２ロール２０によって搬送される集電箔１１０との間に、電位差を生じさせた状態で、混合粉体供給装置３０によって、第１ロール１０の外周面１０ｂの凹部１１内に混合粉体１２３を連続的に供給することで、第１ロール１０の凹部１１内に供給された混合粉体１２３と、第２ロール２０によって搬送される集電箔１１０との間に電位差を生じさせると共に、この電位差によって混合粉体１２３と集電箔１１０との間に静電気力を働かせる。

これにより、第１ロール１０と第２ロール２０との対面箇所の間隙において、混合粉体１２３と集電箔１１０との間に働く静電気力によって、混合粉体１２３が、第１ロール１０の外周面１０ｂから集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）へ移動（飛翔）して、第２ロール２０によって搬送される集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）に混合粉体１２３が連続的に配置されてゆく。

なお、本実施形態では、前述したように、第１ロール１０として、ディンプル形状の凹部１１が規則正しく外周面１０ｂに配置された形態（模様）を有するグラビアロールを用いており、混合粉体配置工程において、混合粉体１２３を、第１ロール１０の外周面１０ｂの凹部１１内に充填する。このため、図５及び図６に示すように、第２ロール２０によって搬送される集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）には、球面状（ドーム状）の外表面を有する形状（凹部１１の形状と反対の形状）とされた混合粉体１２３の集合体１２５が、規則正しく等間隔で配置されてゆく。

また、本実施形態では、混合粉体配置工程に先立って、混合粉体作製工程において、負極活物質１２１の粉体とバインダ１２２の粉体とを、重量比で９５：５の割合で混合して、混合粉体１２３を作製している。具体的には、ハイスピードミキサ（アーステクニカ製）を用いて、負極活物質１２１の粉体とバインダ１２２の粉体とを混合して、負極活物質１２１の粒子とバインダ１２２の粒子とが複合化された複合粒子（負極活物質１２１の粒子の表面にバインダ１２２の粒子が結合した態様の複合粒子）からなる混合粉体１２３を作製している。

なお、本実施形態では、ハイスピードミキサの回転数を４０００ｒｐｍに設定し、混合時間を１分間として、混合粉体１２３を作製している。また、本実施形態では、負極活物質１２１の粉体として、黒鉛の粉体を用いている。また、バインダ１２２の粉体として、ＰＶｄＦの粉体を用いている。このようにして作製した混合粉体１２３を、混合粉体配置工程において、集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）に配置している。

次いで、混合粉体均し工程において、集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）に配置されている混合粉体１２３の集合体１２５を、集電箔１１０の第１表面１１０ｂ上で均して、略一定の厚みを有する混合粉体層１２７にする。具体的には、混合粉体１２３の集合体１２５が配置された集電箔１１０が、搬送方向ＤＭに搬送されてゆき、ニップロール７０と第１ホットロール４０との対面箇所の間隙を通過することで、混合粉体１２３の集合体１２５が、集電箔１１０の第１表面１１０ｂ上において均されて、略一定の厚みを有する混合粉体層１２７になる（図１及び図７参照）。

その後、ホットプレス工程において、対向して回転する一対のホットロール（第１ホットロール４０と第２ホットロール５０）の間に、混合粉体１２３からなる混合粉体層１２７が配置された集電箔１１０を通すことによって、混合粉体１２３に含まれるバインダ１２２を軟化または溶融させつつ、混合粉体１２３と集電箔１１０とを圧接する。

具体的には、混合粉体層１２７を有する集電箔１１０が、搬送方向ＤＭに搬送されてゆき、第１ホットロール４０と第２ホットロール５０との対面箇所の間隙を通過することで、混合粉体層１２７と集電箔１１０が厚み方向に圧接される（混合粉体層１２７が集電箔１１０の第１表面１１０ｂに向けて加圧されて、混合粉体層１２７が集電箔１１０の第１表面１１０ｂに圧接する）と共に、混合粉体層１２７に含まれるバインダ１２２が加熱されて軟化または溶融する。

これにより、混合粉体層１２７に含まれる負極活物質１２１同士がバインダ１２２を介して結合すると共に、負極活物質１２１とバインダ１２２とからなる負極合材層１２０が、バインダ１２２を介して集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）に接着される。これにより、溶媒を有することなく負極活物質１２１（電極活物質）とバインダ１２２とからなる負極合材層１２０（電極合材層）が集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）に接着された負極シート１００（電極シート）が製造される（図８参照）。

以上説明したように、本実施形態の製造方法によれば、溶媒を使用することなく、適切に、集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）上に負極合材層１２０（電極合材層）を形成することができる。従って、本実施形態の製造方法によれば、溶媒を除去するための乾燥工程を省くことができるので、製造時間を短縮することができ、且つ、低コストとなる。

さらに、本実施形態の製造方法では、前述したように、混合粉体配置工程において、第１ロール１０として、外周面１０ｂが凹凸形状であるグラビアロールを用い（図２及び図３参照）、グラビアロールである第１ロール１０の外周面１０ｂの凹部１１内に混合粉体１２３を充填するようにして、グラビアロールである第１ロール１０の外周面１０ｂの凹部１１内に連続的に混合粉体１２３を供給する（図４参照）。そして、第１ロール１０の外周面１０ｂの凹部１１内に充填された混合粉体１２３を、集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）に連続的に移動（飛翔）させるようにしている（図５及び図６参照）。

すなわち、本実施形態の製造方法では、第１ロール１０の外周面１０ｂに混合粉体１２３を連続的に供給する態様として、グラビアロールである第１ロール１０の外周面１０ｂの凹部１１内に混合粉体１２３を充填するようにして、グラビアロールである第１ロール１０の外周面１０ｂの凹部１１内に連続的に混合粉体１２３を供給する。なお、各々の凹部１１の容積は、一定値とされている。

このようにすることで、グラビアロールである第１ロール１０の外周面１０ｂへの混合粉体１２３の供給量（配置量）を、グラビアロールである第１ロール１０の外周面１０ｂの凹部１１の容積によって決めることができる。従って、本実施形態の製造方法によれば、決められた量（予め設定した体積）の混合粉体１２３を、集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）に配置することができる。

より具体的には、グラビアロールである第１ロール１０の外周面１０ｂに形成されている凹部１１の容積は、第１ロール１０の周方向の単位長さ当たりについて一定（略一定）とされているので、本実施形態の混合粉体配置工程では、集電箔１１０の単位長さ当たりについて一定量（略一定量）の混合粉体１２３（集合体１２５）を、集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）に配置することが可能となる。

これにより、混合粉体均し工程において、集電箔１１０の第１表面１１０ｂ上に、厚みのバラツキが小さい（厚みが均一な）混合粉体層１２７を形成することができる。さらには、ホットプレス工程において、集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）上に、厚みのバラツキが小さい（厚みが均一な）負極合材層１２０を形成することができる。従って、本実施形態の製造方法によれば、厚みのバラツキが小さい（厚みが均一な）負極合材層１２０（電極合材層）を有する負極シート１００（電極シート）を製造することができる。

上述のようにして作製した負極シート１００は、その後、正極シート及びセパレータと組み合わされて、電極体を形成する。次いで、この電極体に端子部材を取り付けた後、電池ケース内に電極体及び電解液を収容する。これにより、リチウムイオン二次電池が完成する。

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、実施形態では、負極合材層１２０を、集電箔１１０の片面（第１表面１１０ｂ）のみに形成する例を示したが、集電箔１１０の両面（第１表面１１０ｂと第２表面１１０ｃ）に形成するようにしても良い。集電箔１１０の両面（第１表面１１０ｂと第２表面１１０ｃ）に負極合材層１２０を形成する場合は、前述のようにして集電箔１１０の片面（第１表面１１０ｂ）に負極合材層１２０を形成した後、集電箔１１０のうち負極合材層１２０を形成していない第２表面１１０ｃに対し、同様の工程（混合粉体配置工程、混合粉体均し工程、及びホットプレス工程）を行うようにすれば良い。

また、実施形態では、電極シートの製造方法として、負極シート１００の製造方法を例示した。しかしながら、本発明は、負極シートのみならず、正極シートの製造方法にも適用することができる。

また、実施形態では、グラビアロールである第１ロールの凹部の形態（模様）を、第１ロール１０の外周面１０ｂにディンプル形状の凹部１１が規則正しく配置された形態としたが、グラビアロールである第１ロールの凹部の形態（模様）は、いずれの形態（模様）であっても良い。例えば、グラビアロールである第１ロールの外周面に、直線状の凹部が規則正しく等間隔で形成された形態としても良い。

１ 電極シート製造装置
１０ 第１ロール（グラビアロール）
１０ｂ 外周面
１１ 凹部
２０ 第２ロール
３０ 混合粉体供給装置
３１ ドクターブレード
４０ 第１ホットロール
５０ 第２ホットロール
６０ 電気回路
６５ 電源
７０ ニップロール
１００ 負極シート（電極シート）
１１０ 集電箔
１１０ｂ 第１表面
１２０ 負極合材層（電極合材層）
１２１ 負極活物質（電極活物質）
１２２ バインダ
１２３ 混合粉体
１２５ 混合粉体の集合体
１２７ 混合粉体層
ＤＬ 集電箔の長さ方向
ＤＭ 搬送方向

Claims (1)

1. 集電箔の表面上に電極合材層を有する電極シートを製造する電極シートの製造方法において、
   対向して回転する第１ロールと第２ロールとを有し、前記集電箔を前記第１ロールと前記第２ロールとの間隙に通すようにして前記第２ロールによって前記集電箔を搬送する装置を用いて、溶媒を含むことなく電極活物質の粉体とバインダの粉体とが混合された混合粉体を、前記集電箔の表面に配置する混合粉体配置工程であって、前記第１ロールと、前記第２ロールによって搬送される前記集電箔との間に、電位差を生じさせた状態で、前記第１ロールの外周面に前記混合粉体を連続的に供給して、前記第１ロールの前記外周面に供給された前記混合粉体と、前記集電箔との間に電位差を生じさせ、前記混合粉体と前記集電箔との間に働く静電気力によって、前記混合粉体を、前記第１ロールの前記外周面から前記集電箔の表面へ移動させて、前記第２ロールによって搬送される前記集電箔の表面に前記混合粉体を連続的に配置する混合粉体配置工程と、
   対向して回転する一対のホットロールの間に、前記混合粉体が配置された前記集電箔を通すことによって、前記混合粉体に含まれる前記バインダを軟化または溶融させつつ、前記混合粉体と前記集電箔とを圧接することで、前記電極活物質と前記バインダとを有する前記電極合材層が前記集電箔の前記表面に接着された前記電極シートを製造するホットプレス工程と、を備え、
   前記混合粉体配置工程では、
   前記第１ロールとして、前記外周面が凹凸形状であるグラビアロールを用い、
   前記グラビアロールの前記外周面の凹部内に前記混合粉体を充填するようにして、前記グラビアロールの前記外周面の前記凹部内に連続的に前記混合粉体を供給して、前記凹部内の前記混合粉体を前記集電箔の前記表面に連続的に移動させる
   電極シートの製造方法。

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