CN103022410A

CN103022410A - 电池用电极的制造方法以及电池的制造方法

Info

Publication number: CN103022410A
Application number: CN2012102300567A
Authority: CN
Inventors: 寺木邦子; 平松贤太; 松田健; 古市考次; 真田雅和
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2013-04-03
Also published as: JP2013065532A; JP5753042B2; KR20130031191A; US20130071552A1; KR101425714B1

Abstract

本发明涉及在通过涂敷含有活性物质材料的涂敷液来制造电池用电极的技术中，避免图案之间发生接触并以比原来更小的间隔形成条状图案。一边使在X方向上具有多个喷出口的喷嘴（21），沿着Y方向相对于基材（110）进行扫描移动，一边从各喷出口喷出含有活性物质材料的涂敷液并涂敷在基材（110）上。在通过第一次的扫描移动形成的图案（221）之间，通过第二次的扫描移动涂敷新的涂敷液来形成图案（222）。通过使扫描方向（Y方向）上的图案（221、222）的起始端位置相互不同，防止由于图案起始端部的涂敷液的扩散引起的图案之间发生接触的情况。

Description

电池用电极的制造方法以及电池的制造方法

技术领域

本发明涉及一种在基材上涂敷含有活性物质材料的涂敷液来制造电池用电极的方法以及使用该电极来制造电池的方法。

背景技术

例如作为制造如锂离子电池的化学电池的方法，本申请的申请人之前公布了如下的技术，即，在作为集电体的基材的表面呈条状地涂敷含有活性物质材料的涂敷液来形成一个电极，并在该电极上层叠电解质层或另一个电极（参照专利文献1）。在该技术中，通过使具有喷出涂敷液的喷出口的喷嘴相对于基材表面进行扫描移动的喷嘴扫描方式，从沿着规定方向排列有多个喷出口的喷嘴向基材表面涂敷含有活性物质材料的涂敷液，来形成相互平行的多个条状的活性物质图案。

专利文献1：日本特开2011-070788号公报（例如图2）

在一边使喷嘴相对于基材表面进行扫描移动一边喷出涂敷液的喷嘴扫描方式中，在涂敷开始时刻，从喷出口喷出并着落在基材上的涂敷液会向周围扩散，结果图案起始端部分会比其他部分粗。

另外，为了再提高性能，更具体地讲提高电池容量以及充放电特性，也要使活性物质图案高密度化，从而需要使平行的图案间的间隔更小。此时，在上述的现有技术中，由于涂敷开始时涂敷液扩散而可能使相邻的图案彼此接触，因而难以应对这样的图案高密度化的要求。在这一点上，上述的现有技术还有改进的余地。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于在通过涂敷含有活性物质材料的涂敷液来制造电池用电极的技术中提供如下的技术，即，能够避免图案间发生接触，并以比以往更小的间隔来形成条状图案，提高电池性能。

本发明的第一技术方案为一种电池用电极的制造方法，用于制造在基材的表面上配置有相互平行的多个条状的活性物质图案的电池用电极，其特征在于，包括：第一涂敷工序，使喷出含有活性物质材料的涂敷液的喷嘴，沿着规定的扫描方向相对于上述基材的表面进行扫描移动，将上述涂敷液呈条状地涂敷在上述基材的表面，由此形成第一活性物质图案，第二涂敷工序，使喷出含有活性物质材料的涂敷液的喷嘴，沿着上述扫描方向相对于上述基材的表面进行扫描移动，将上述涂敷液呈条状地涂敷在上述基材的表面，由此形成与上述第一活性物质图案相邻的第二活性物质图案；使上述第一活性物质图案的起始端位置与上述第二活性物质图案的起始端位置在上述扫描方向上相互不同。

在如此构成的发明中，相互相邻的第一活性物质图案和第二活性物质图案，使起始端位置在扫描方向上相互不同。因此，即使在第一活性物质图案和第二活性物质图案在各自的起始端部分比原来的图案宽度更宽的情况下，两个图案接触的可能性也比各自的起始端位置在扫描方向上位于相同的位置的情况更小。可以说，相邻的两个活性物质图案彼此仅在起始端部分接触，问题少。但是，实际问题为，若相邻图案在起始端部分接触，则由于喷嘴相对于基材进行相对移动，会以两个图案形成一体的方式形成宽度宽的图案。因此，活性物质图案的形状和表面积会与期望的不同，不能够获得所希望的电池性能。

在本发明中，通过使相邻图案的起始端位置在扫描方向上不同，从而降低发生图案之间发生接触的机率。因此，能够形成避免图案之间发生接触并且由以比原来更小的间隔相邻的多个条状图案形成的活性物质图案。

此外，在本发明中能够防止相互相邻的活性物质图案间发生接触。因此，相邻的活性物质图案并不限定于同一种类的物质，而可以是组成相互不同的图案。例如可以在基材上交替配置正极电极用的活性物质图案和负极电极用的活性物质图案。其含义为，在本发明的第一涂敷工序中使用的涂敷液与在第二涂敷工序中使用的涂敷液并不限于相同的涂敷液。

在本发明中，例如可以在第一涂敷工序中形成相互平行的多个第一活性物质图案，在第二涂敷工序中，在相互相邻的第一活性物质图案之间形成第二活性物质图案。如此，能够形成相互接近且相互不接触的多个活性物质图案，能够制造性能良好的电池用电极。

在本情况中，例如可以在第一涂敷工序和第二涂敷工序中共用具有沿着垂直于扫描方向的方向排列配置的多个喷出口的同一喷嘴，在第一涂敷工序和第二涂敷工序中，使涂敷开始时的喷嘴相对于基材的表面的相对位置，在扫描方向以及与该扫描方向垂直的方向上分别相互不同。若这样，则不必为了形成第一活性物质图案以及第二活性物质图案而分别准备单独的喷嘴。另外，通过使涂敷开始时的喷嘴相对于基材表面的位置，在第一涂敷工序和第二涂敷工序中不同，从而能够简单地形成扫描方向上的起始端位置相互不同且在与扫描方向垂直的方向上相互不同的位置上进行延伸的多个条状图案。

或者，例如可以，喷嘴具有喷出涂敷液来形成第一活性物质图案的第一喷出口和喷出涂敷液来形成第二活性物质图案的第二喷出口，并且，第二喷出口在扫描方向以及与该扫描方向垂直的方向上设置于与第一喷出口的位置不同的位置，通过使该喷嘴相对于基材进行移动，来同时执行第一涂敷工序和第二涂敷工序。通过在喷嘴上设置与扫描方向垂直的方向上的位置不同的喷出口，能够通过喷嘴的一次扫描移动来同时形成多个活性物质图案。此时，若在相邻的喷出口的位置在扫描方向上不同，则相邻图案的图案的起始端位置也不同，从而达到本发明的目的。

在这种情况下，例如可以使喷嘴的第一喷出口以及第二喷出口在与扫描方向垂直的方向上分别排列设置有多个。由此，通过喷嘴的一次扫描移动能够形成更多的图案，并提高形成图案能力。

在这样的发明中，例如可以使第二活性物质图案的起始端位置在扫描方向上位于第一活性物质图案的起始端位置的上游侧。在这情况下，作为第二活性物质图案的涂敷液在起始端部分的扩散结束而宽度稳定了的状态在之前形成的第一活性物质图案之间经过来进行涂敷。因此，作为第二活性物质图案的涂敷液的扩散导致与已形成的第一活性物质图案接触的可能性减小。

另一方面，例如可以使第二活性物质图案的起始端位置在扫描方向上位于第一活性物质图案的起始端位置的下游侧。在这种情况下，由于喷嘴能够从避开了第一活性物质图案的起始端部的扩散的位置开始进行扫描移动，因此能够防止喷嘴前端与已形成的第一活性物质图案接触而破坏图案。

另外，例如使上第一活性物质图案的起始端位置与第二活性物质图案的起始端位置在上述扫描方向上的距离，大于等于第一活性物质图案和与该第一活性物质图案相邻的第二活性物质图案在与扫描方向垂直的方向上的排列间距。在此，第一活性物质图案和与该第一活性物质图案相邻的第二活性物质图案之间的排列间距，能够定义为第一二活性物质图案和第二活性物质图案各自的中心线在与扫描方向垂直的方向上的距离。

起始端部的图案的扩散在扫描方向以及与该方向垂直的方向上都会发生，假设该扩散在两个方向上的程度相同。这样，若扩散了的图案的宽度大于图案的排列间距即本来的图案宽度与图案间隔的相加值，则图案会扩散到应该形成相邻的图案的位置。因此，难以以这样的间隔来排列配置图案。

相反若设定不产生那样问题的排列间距，则只要将在扫描方向上的起始端位置的差设置成为该排列间距以上，就能够大致可靠地避免相邻的图案接触。

另外，本发明的第二技术的电池的制造方法，其特征在于，包括：电极制造工序，利用上述的任一制造方法来制造电极，电解质层形成工序，在上述电极的形成有上述活性物质图案的面上涂敷含有电解质材料的涂敷液，来形成覆盖上述活性物质图案的电解质层。

在这样构成的发明中，如上所述在相邻图案不接触且具有图案之间的间隔小的条状活性物质图案的电极上，通过涂敷来层叠其它的功能层，从而制造电池。即，根据本发明，能够制造具有形成为高密度的条状图案且表面积大的活性物质层的高性能的电池。

根据本发明的电池用电极以及电池的制造方法，能够制造具有相互不接触且接近配置的多个条状活性物质图案的电池用电极。因此，能够提高使用该电极的电池的容量、充放电特性等性能。

附图说明

图1A和图1B是示出利用本发明制造的电池的结构例的图。

图2是示出本实施方式的模块制造方法的流程图。

图3A和图3B是示意性地示出利用喷嘴扫描法涂敷材料的情况的图。

图4A至图4D是用于说明在减小了图案间隔的情况下可能产生的问题的图。

图5A和图5B是示出本实施方式的活性物质图案的例子的图。

图6A和图6B是示出本实施方式的图案形成的第一例以及第二例的图。

图7A和图7B是示出本实施方式的图案形成的第三例的图。

图8A和图8B是示出本实施方式的图案形成的第四例的图。

具体实施方式

图1A和图1B是示出利用本发明制造的电池的结构例的图。更具体地讲，图1A是示出根据本发明的电池的制造方法的一实施方式制造的锂离子电池模块的剖面的概略结构的图。另外，图1B是示出根据本发明的电池用电极的制造方法的一实施方式制造，并在图1A所示的电池模块上使用的电极的概略结构的图。该锂离子电池模块1的结构为在负极集电体11上依次层叠有负极活性物质层12、固体电解质层13、正极活性物质层14以及正极集电体15。在本说明书中如图1A所示那样分别定义X、Y以及Z坐标方向。

图1B是示出在负极集电体11的表面形成负极活性物质层12而形成的负极电极10的结构的立体图。如图1B所示，负极活性物质层12为沿着Y方向延伸的条状的图案120在X方向上隔开一定间隔排列有多个的线与间距（Line and space）结构。另外，固体电解质层13是由固体电解质形成且厚度大致恒定的薄膜。固体电解质层13以追随如上那样在负极集电体11上形成负极活性物质层12而形成的负极电极10表面的凹凸的方式，同样地覆盖该电极10上表面的大致整体。

另外，正极活性物质层14的下表面一侧为沿着固体电解质层13的上表面的凹凸的凹凸结构，但正极活性物质层14的上表面大致平坦。并且，在这样形成为大致平坦的正极活性物质层14的上表面上层叠正极集电体15，来形成锂离子电池模块1。在该锂离子电池模块1上适当地设置双电极或者层叠多个模块来构成锂离子电池。

在此作为构成各层的材料，可以使用作为锂离子电池的构成材料公知的材料，并且作为负极集电体11、正极集电体15例如能够分别使用铜箔、铝箔。另外，作为正极活性物质例如能够使用以LiCoO₂（LCO）为主体的材料，作为负极活性物质例如能够使用以Li₄Ti₅O₁₂（LTO）为主体的材料。另外，作为固体电解质层13例如能够使用聚环氧乙烷和聚苯乙烯的混合物。此外，各功能层的材质并不限定于此。

具有这样结构的锂离子电池模块1薄，且容易弯折。另外，通过将负极活性物质层12形成为如图所示的具有凹凸的立体结构，来使该负极活性物质层12的相对于体积的表面积变大。因此，能够使隔着薄的固体电解质层13与正极活性物质层14相向的表面积增大，实现高效率和大输出。如此，具有上述结构的锂离子电池，小型，并能够获得高性能。

图2是示出本实施方式的模块制造方法的流程图。在该制造方法中，首先准备作为负极集电体11的金属箔，例如铜箔（步骤S101）。由于使用薄的铜箔时搬运和操作困难，所以优选例如通过将一个面粘贴在玻璃板或者树脂薄板等载体上来提高搬运性。

接着，通过喷嘴分配法，尤其是使用于喷出涂敷液的喷嘴相对于涂敷对象表面移动的喷嘴扫描法，在铜箔的一个面上涂敷含有负极活性物质的涂敷液（步骤S102）。作为涂敷液，例如能够使用上述的含有负极活性物质的有机类LTO材料（有机和无机复合材料）。涂敷液中除了负极活性物质之外，还能够混合有作为导电助剂的乙炔黑或者碳黑（Ketjen Black）、作为粘结剂的聚偏氟乙烯(PVDF)、苯乙烯一丁二烯橡胶(SBR）、聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）、聚乙烯醇（PVA）或者聚四氟乙烯（PTFE）、作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）等。此外，作为负极活性材料除了上述的LTO之外，例如能够使用石墨、金属锂、SnO₂、合金类等。

更具体地讲，图3A是从侧面观察利用喷嘴扫描法涂敷的情况的图，图3B是从斜上方观察利用喷嘴扫描法涂敷的情况的图。利用喷嘴扫描法在基材上涂敷涂敷液的技术是公知的，并且在本方法中也可以应用那样的公知技术，因此省略对装置的结构的说明。

在喷嘴扫描法中，将贯穿配设了一个或多个用于喷出涂敷液的喷出口的喷嘴21配置在铜箔11的上方，一边从喷出口喷出恒定量的涂敷液22，一边使喷嘴21沿着箭头方向Ds以恒定速度相对于铜箔11进行扫描移动。这样，在铜箔11上呈沿着Y方向的条状涂敷涂敷液22。如果喷嘴21设置有多个喷出口，则能够通过一次扫描移动形成多个条纹。通过根据需要来反复进行扫描移动，能够在铜箔11的整个表面呈条状地涂敷涂敷液。通过使该涂敷液干燥固化，在铜箔11的上表面形成负极活性物质层12。另外，可以在涂敷液中添加光固化树脂，在涂敷之后进行光照射来使之固化。

此时，成为在大致平坦的铜箔11的表面上形成有负极活性物质层12的状态，这与以仅使上表面平坦的方式涂敷涂敷液情况相比，使活性物质的相对于使用量的表面积增大。因此，能够使与之后形成的正极活性物质相向的面积增大，来获得大输出。

继续说明图2的流程图。通过适当的涂敷方法，例如旋涂法，在这样形成的在铜箔11上层叠负极活性物质层12得到的层叠体（负极电极）10的上表面上涂敷电解质涂敷液（步骤S103）。作为电解质涂敷液，可以使用将上述的高分子电解质材料例如聚环氧乙烷、聚苯乙烯等树脂、作为支持电解质（supporting electrolyte）的例如LiPF₆（六氟磷酸锂）以及作为溶剂的例如碳酸二乙脂（diethylene carbonate）等混合的涂敷液。

利用适当的方法，例如已知的刮涂法，在这样形成的将铜箔11、负极活性物质层12、固体电解质层13层叠得到的层叠体上，涂敷含有正极活性物质的正极活性物质涂敷液，来形成正极活性物质层14（步骤S104）。作为含有正极活性物质的涂敷液例如可以使用将上述的正极活性物质、作为导电助剂的乙炔黑、作为粘结剂的SBR、作为分散剂的羧甲基纤维素（CMC）以及作为溶剂的纯水等混合而成的水类LCO材料。作为正极活性材料除了上述LCO之外，能够使用以LiNiO₂或者LiFePO₄、LiMnPO₄、LiMn₂O₄、还有LiMeO₂（Me=M_XM_YM_Z；Me、M为过渡金属，x+y+z=l）为代表性的化合物，例如LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂、LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂等。另外，作为涂敷方法例如能够适当采用，如刮涂法、条涂法或者旋涂法那样能够使上表面形成平坦的膜的公知的涂敷方法。

通过这样在层叠体上涂敷含有正极活性物质的涂敷液，形成下表面具有沿着固体电解质层13的凹凸的凹凸并且上表面大致平坦的正极活性物质层14。在这样形成的正极活性物质层14的上表面上层叠形成正极集电体15的金属箔，例如铝箔（步骤S105）。此时，优选在前一步骤S104中形成的正极活性物质层14未固化时在正极活性物质层14的上表面重叠正极集电体15。如此，能够使正极活性物质层14和正极集电体15相互紧密地接合。另外，由于正极活性物质层14的上表面是平坦的，因此无空隙地层叠正极集电体15变得容易。通过上述的步骤，能够制造图1A所示的锂离子电池模块1。

上述锂离子电池的制造方法基本与上述专利文献1（日本特开2011-070788号公报）的内容相同。但是，在本实施方式中，为了使多个条状的活性物质图案120的间隔比原来小来使负极活性物质层12的活性物质图案120高密度化，将步骤S102中制造负极活性物质层12的工序如下。

图4A至图4D是用于说明在图案间隔变小时可能产生的问题的图。这里以在基材110上形成两个活性物质图案121、122的情况为例进行说明，但图案数量比这更多时的想法也同样。在通过涂敷来形成两个图案121、122的情况下，优选如图4A所示，具有恒定图案宽度的两个图案121、122隔着恒定的间隔D0相互平行。但是，在从相对于基材110移动的喷嘴21喷出涂敷液来将涂敷液涂敷在基材110上的喷嘴扫描法中，由于开始涂敷时涂敷液在喷嘴21开口处的滞留和扫描移动与开始动作时机间的关系，可能会如图4B所示，图案起始端部Pa的宽度比原来更宽。即，图案起始端部的间隔D1容易小于原来的间隔D0。

在此若考虑进一步减小图案间隔的情况，则会如图4C所示，由于图案起始端部Pa扩大使得相邻的图案121、122接触。因为图案121、122都是锂离子电池的负极集电体上的负极活性物质图案，所以图案121、122仅起始端部Pa接触引起电短路，也不会在电池的动作上导致致命的问题。另外，例如图4C的A-A’虚线所示，若将图案起始端部分与基材110一起切掉而不作为电池来使用，则没有问题。

但是，实际问题是由于涂敷液的表面张力，若图案起始端部一旦接触，则再分离两个图案并不容易。并且，如图4D所示，伴随着喷出与各图案对应的涂敷液的喷嘴进行扫描移动，应该为两个条纹的涂敷液的条纹以成为一体的状态形成图案123。因此，图案宽度和表面积等形状与期望的不同，导致使用该电极的电池的性能发生变动。

图5A以及图5B是示出本实施方式的活性物质图案的例子的图。鉴于上述问题，在本实施方式中，如图5A所示，使各图案在Y方向上的起始端位置不同，以使相互相邻的图案的起始端位置在Y方向上不同。更具体地讲，要在基材110上形成的相互平行的多个活性物质图案P1、P2、P3…中的下标为奇数的隔行的图案P1、P3、P5…，以Y坐标值Y1作为起始端位置来进行涂敷，另一方面下标为偶数的剩余的图案P2、P4、P6…，以与値Y1不同的坐标值Y2作为起始端位置来进行涂敷。由此能够避免由于起始端部的图案扩散而引起的相邻图案间发生接触的情况。

参照图5B来考虑Y方向上的起始端位置在相邻图案之间距离多少。在此假设从喷嘴21着落在基材110上的涂敷液在基材110的表面（X-Y平面）上均匀（从上部观察呈圆形）地扩散的情况。实际上，因涂敷液沿着喷嘴21的移动方向（Y方向）延伸而起始端部的膨胀部在Y方向上延伸，因此在此考虑的是使起始端位置至少分开多少。另外，各图案起始端部的扩散量恒定，用符号Ra表示该扩散的直径。另外，将X方向上的图案的排列间距（图案中心线之间的距离）设为Lp。

图5B示出相邻的两个图案的起始端部彼此接触的情况中的两个图案在Y方向上的起始端位置距离最大的情况。如果两个图案在Y方向上的起始端位置之差△Y（=Y2-Yl）比在图5B中所示的关系更大，则两个图案不接触。即，根据如图5B所示的关系如果△Y﹥SQR（Ra²-Lp²），则相邻图案的起始端彼此不会接触。在上式中，函数SQR（x）表示x的平方根。因此，只要已知起始端部的涂敷液的扩散程度和图案的排列间距，则能够根据上式来设定相邻图案的起始端位置的差。

此外，根据本申请发明者的知识，如果适当地管理涂敷液的粘度、喷嘴21的开口直径以及扫描速度等涂敷条件，则由涂敷液的扩散引起的图案起始端部宽度的增大量最多为20～30%左右。根据这一点，更简单地可以使相邻的图案的起始端位置之差△Y为图案的排列间距Lp以上。

接着，对用于利过喷嘴扫描法形成上述图案的具体方法进行说明。作为用于使起始端部形成为上述的所谓交错配置的状态来形成相互平行的多个图案的方法，例如有如下步骤。

图6A以及图6B是示出本实施方式的图案形成的第一例以及第二例的图。如上所述使起始端位置成为交错配置状态的图案，例如可以应用图3A以及图3B所示的涂敷方法。即，如图3B所示，使在X方向上排列配置有多个喷出涂敷液的喷出口的喷嘴21，沿着Y方向相对于基材110的表面进行扫描移动。由此，能够形成相互平行且沿着Y方向延伸的多个条状图案22（第一涂敷工序）。然后，在如此形成多个图案之后，使喷嘴21相对于基材110的X方向位置，移动已设定的图案在X方向上的排列间距即喷嘴21的喷出口的排列间距的1/2。然后，通过再次沿着Y方向进行扫描移动，能够在已设定的图案之间分别再各形成一条新的图案（第二涂敷工序）。由此，能够以原来的两倍的密度（即1/2的排列间距）形成图案。

此时，通过使涂敷开始时的喷嘴21相对于基材110的Y方向位置不同，能够形成相邻图案在Y方向上的图案起始端位置相互不同的交错配置的图案。此外，通过前后扫描移动分别形成的图案之间的位置关系可以考虑下面的两例。

在图6A所示的第一例中，从喷嘴21的扫描移动方向Ds上的通过第一次扫描形成在基材110的表面上的已设定图案221的起始端位置的上游侧（在图中为左下）的位置，开始第二次涂敷图案222。在这种情况下，第二次扫描涂敷的涂敷液在第一次扫描形成的图案起始端部之间经过并朝向下游侧涂敷。在这样进行涂敷的情况下，第二次扫描涂敷的涂敷液，由于在与已设定图案分离的位置扩散之后，以涂敷宽度稳定的状态在已设定图案之间涂敷，因此能够可靠地防止涂敷液由于扩散而与已设定图案接触。

另一方面，在图6B中所示的第二例中，从喷嘴21的扫描移动方向Ds上的第一次扫描形成于基材110的已设定图案223的起始端位置的下游侧的位置，开始第二次涂敷图案224。在这种进行涂敷的情况下，也能够防止涂敷液与已设定图案接触，另外喷嘴21的前端在已设定图案的起始端部之间经过时不会与已设定图案接触而不会损伤。

图7A以及图7B是示出本实施方式的图案形成的第三例的图。如图7A所示，将设置于喷嘴26的喷出口261、262交错配置。由此，能够通过喷嘴26相对于基材110的一次扫描移动，形成相邻图案的起始端位置交错配置的图案。具体地讲，在喷嘴26的下表面260上设置由在X方向上等间隔地配置一列的多个第一喷出口261形成的第一喷出口列。而且，在喷嘴26的下表面260设置有在Y方向上的位置与第一喷出口列不同并且由在X方向上的开口位置与喷出口261的位置不同的多个第二喷出口262形成的第二喷出口列。

一边从如此配置的喷出口261、262分别喷出涂敷液，一边使喷嘴26沿着扫描方向Ds（Y方向）相对于基材110进行扫描移动。由此，如图7B所示，在基材110上同时形成相互平行且相邻图案的起始端位置在Y方向上不同的多个条状图案271、272。更具体地讲，从第一喷出口261喷出的涂敷液形成图案271，另外从第二喷出口262喷出的涂敷液形成图案272。也就是说，在本例中同时执行本发明的“第一涂敷工序”和“第二涂敷工序”。也能够通过这样的涂敷方法来制造具有期望的结构的电极100。

图8A以及图8B是示出本实施方式的图案形成的第四例的图。在上述各例中，利用在X方向上排列有多个喷出口的喷嘴来形成多个图案。但是，利用具有一个喷出口的喷嘴也能够制造具有同样结构的电极100。即，如图8A所示，通过以恒定的进给间距改变具有一个喷出口的喷嘴28相对于基材110的X方向位置，在每次改变时使喷嘴28沿着Y方向进行扫描移动，来形成相互平行且沿着Y方向延伸的多个图案291（第一涂敷工序）。

然后，如图8B所示，将喷嘴28移动到第一次形成的图案2911与第二次形成的图案2912之间且Y方向位置与这两个图案的起始端位置不同的位置。然后，以与上述相同的进给间距改变喷嘴28相对于基材110的X方向位置，在每次改变间距后使喷嘴28沿着Y方向进行扫描移动（第二涂敷工序）。由此，能够在已设定图案291之间形成新的图案292。与前例一样，能够使新的图案292的起始端位置在扫描移动方向Ds上的已设定图案291的起始端位置的上游侧或者下游侧。

此外，在这些涂敷例中，并不限定图案的终端位置，可以将在Y方向上的相同位置作为终端。在涂敷结束位置不会产生与开始位置同样的图案明显扩散的情况，另外即使图案因扩散而发生接触，接触也仅限该位置，不会如图4D所示那样相邻图案形成一体。

如上所述，在本实施方式中，在基材上涂敷含有活性物质的涂敷液来形成相互平行的多个条状图案。此时，为了防止由图案起始端部的扩散引起的图案之间的接触，使相邻的图案的图案起始端位置在图案延伸方向（喷嘴扫描移动方向）上不同。由此，能够防止在图案起始端部与相邻的图案接触而引起的图案形状的杂乱，从而能够以比原来更小的间隔来形成活性物质图案。其结果，在本实施方式中，能够制造用于制造容量以及充放电特性良好的电池的电池用电极。

如上所述，在本实施方式中，图6A中的图案221、图6B中的图案223、图7B中的图案271、图8A中的图案291等相当于本发明的“第一活性物质图案”。另外，图6A中的图案222、图6B中的图案224、图7B中的图案272、图8B中的图案292等相当于本发明的“第二活性物质图案”。

此外，本发明并不限定于上述实施方式，只要在不脱离其宗旨能够进行上述方式之外的各种变形。例如，上述实施方式中，将本发明应用到在通过说明的方法形成的负极电极10上依次层叠固体电解质层、正极活性物质层以及正极集电体来制造全固体电池的方法。但是，不仅这样的使用固体电解质的技术中，在制造具有由电解液形成的电解质层的电池的技术以及制造该电池的电极的技术中也能够应用本发明。

另外，在上述实施方式中，相互相邻的活性物质图案的组成相同，但并不限定于此，作为由具有立体结构的活性物质图案形成的电池，除上述以外，还提出了沿着基材表面交替排列正负活性物质的电池（例如参照日本特开2006-147210号公报）。在制造在这样的电池中使用的电极时，也能够采用本发明。另外，在上述实施方式中，将本发明应用到制造负极电极时，但当然也可以将本发明应用于制造正极电极。

另外，在上述实施方式中例示的集电体、活性物质、电解质等材料示出了一例，并不限定于此。在使用用作锂离子电池的构成材料的其它材料来制造锂离子电池的情况下，也能够适于采用本发明的制造方法。另外，并不限定于锂离子电池，而能够将本发明应用到使用其它材料的化学电池的制造以及用于电池的电极的全部制造。

在上述说明中，为了容易理解发明原理，例示了使喷嘴相对于基材进行扫描移动的情况，但基材和喷嘴的相对移动能够通过使喷嘴、基材中的某一个进行移动来实现。从防止由于喷嘴振动引起的涂敷杂乱的观点来说，优选使喷嘴固定而使基材进行移动的结构。

本发明能够适用于使用活性物质的电池用电极以及使用该电极的电池的制造技术，尤其能够提供在基材上高密度地形成多个条状的活性物质图案而使容量以及充放电特性良好的电池。

Claims

1.一种电池用电极的制造方法，用于制造在基材的表面上配置有相互平行的多个条状的活性物质图案的电池用电极，其特征在于，

包括：

第一涂敷工序，使喷出含有活性物质材料的涂敷液的喷嘴，沿着规定的扫描方向相对于上述基材的表面进行扫描移动，将上述涂敷液呈条状地涂敷在上述基材的表面，由此形成第一活性物质图案，

第二涂敷工序，使喷出含有活性物质材料的涂敷液的喷嘴，沿着上述扫描方向相对于上述基材的表面进行扫描移动，将上述涂敷液呈条状地涂敷在上述基材的表面，由此形成与上述第一活性物质图案相邻的第二活性物质图案；

使上述第一活性物质图案的起始端位置与上述第二活性物质图案的起始端位置在上述扫描方向上相互不同。

2.根据权利要求1所述的电池用电极的制造方法，其特征在于，

在上述第一涂敷工序中，形成相互平行的多个上述第一活性物质图案，

在上述第二涂敷工序中，在相互相邻的上述第一活性物质图案之间形成上述第二活性物质图案。

3.根据权利要求2所述的电池用电极的制造方法，其特征在于，

在上述第一涂敷工序和上述第二涂敷工序中共用具有沿着垂直于上述扫描方向的方向排列配置的多个喷出口的上述喷嘴，

在上述第一涂敷工序和上述第二涂敷工序中，使涂敷开始时的上述喷嘴相对于上述基材的表面的相对位置，在上述扫描方向以及与上述扫描方向垂直的方向上分别相互不同。

4.根据权利要求1所述的电池用电极的制造方法，其特征在于，

上述喷嘴具有喷出上述涂敷液来形成上述第一活性物质图案的第一喷出口和喷出上述涂敷液来形成上述第二活性物质图案的第二喷出口，并且，上述第二喷出口在上述扫描方向上以及与该扫描方向垂直的方向上设置于与上述第一喷出口的位置不同的位置，

通过使上述喷嘴相对于上述基材移动，来同时执行上述第一涂敷工序和上述第二涂敷工序。

5.根据权利要求4所述的电池用电极的制造方法，其特征在于，上述喷嘴的上述第一喷出口以及上述第二喷出口在与上述扫描方向垂直的方向上分别排列设置有多个。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电池用电极的制造方法，其特征在于，使上述第二活性物质图案的起始端位置在上述扫描方向上位于上述第一活性物质图案的起始端位置的上游侧。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的电池用电极的制造方法，其特征在于，使上述第二活性物质图案的起始端位置在上述扫描方向上位于上述第一活性物质图案的起始端位置的下游侧。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的电池用电极的制造方法，其特征在于，使上述第一活性物质图案的起始端位置与上述第二活性物质图案的起始端位置在上述扫描方向上的距离，大于等于上述第一活性物质图案和与该第一活性物质图案相邻的上述第二活性物质图案在与上述扫描方向垂直的方向上的排列间距。

9.一种电池的制造方法，其特征在于，包括：

电极制造工序，利用权利要求1至5中任一项所述的电池用电极的制造方法来制造电极，

电解质层形成工序，在上述电极的形成有上述活性物质图案的面上涂敷含有电解质材料的涂敷液，来形成覆盖上述活性物质图案的电解质层。