CN1741215A - 电极的制造方法和电极 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电极的制造方法，其特征是，包括：准备电极素材(100)的准备工序，该电极素材(100)，具备集电体(120)和在该集电体(120)的至少一个面上形成的活性物质含有层(140)，在集电体(120)的上述面的至少一个边缘部，具有不形成活性物质含有层(140)的露出面(120A)，并且，在接近露出面(120A)的一侧的活性物质含有层(140)的边缘部，具有膜厚比活性物质含有层(140)的最大膜厚小的膜厚减少部(140A)；和，利用辊压机对电极素材(100)实施加压处理的辊压工序。由此，可以充分地抑制集电体的层叠部与露出部的分界部位被切断，并且能够得到具有充分的体积容量的电极。

Description

电极的制造方法和电极
技术领域
本发明涉及电极的制造方法和电极，更详细地讲，涉及以双电荷层电容器为代表的电化学电容器和含有以锂离子二次电池为代表的二次电池的电化学装置中所使用的电极的制造方法以及电极。
背景技术
以双电荷层电容器为代表的电化学电容器和以锂离子二次电池为代表的二次电池等电化学装置，因为能够容易实现小型化、轻量化，所以作为例如携带设备(小型电子设备)等的电源或备用电源、面向电动汽车或混合型车的辅助电源等而被期待，为了提高其性能而进行着各种研究。特别是在如电动汽车用电源那样需要有大容量的情况下，希望开发出电极的每单位体积容量(以下称为“体积容量”)高的电化学装置。
在这样的电化学装置中可使用的电极，具有含集电体和活性物质含有层的层叠结构，例如，通过在集电体的表面涂敷含有活性物质含有层的构成材料的涂敷液、并使之干燥而可以制作(例如参照特开2000-106332号公报)。
这里，将涂敷液涂在集电体表面上的涂敷，例如要使得集电体的边缘部等规定区域成为露出的状态。这样，通过在集电体表面的一部分设置露出面，可以将包含该露出面的集电体的露出部用作为与外部进行电连接的外部输出端子。然后，涂敷了涂敷液后、进行干燥，可以得到具有在集电体上形成有活性物质含有层的层叠部和在集电体上不形成活性物质含有层的上述露出部的层叠体(成为电极的层叠体)。
但是，仅仅如上述那样地在集电体表面涂上涂敷液、使之干燥，所形成的活性物质含有层的密度低，难以得到充分的体积容量。因此，为了得到具有充分的体积容量的电极，利用涂敷形成活性物质含有层之后，需要由辊压机等进行加压处理，压缩活性物质含有层，使其密度提高。
但是，对具有上述那样的层叠部和露出部的层叠体进行辊压时，存在层叠体的露出部因辊的剪切应力而容易从层叠部被切断这样的问题。可以认为这是将层叠体从该露出部一侧导入辊间、辊从露出部压上层叠部时，在层叠部与露出部的分界部位加上大的剪切应力、由此而产生切断。而且，因为这样地在层叠部与露出部的分界部位被切断的电极被挑出、废弃，所以存在制造成品率差的问题。另外，以露出部只在层叠体的一个边缘部形成的状态进行辊压时，有从不形成露出部的层叠部一侧将层叠体导入辊间的情况，但这时，辊从层叠部压上露出部时，在层叠部与露出部的分界部位处加上大的剪切应力，由此产生露出部的切断。另外，对以不产生露出部切断程度的低压力进行辊压也作了研究，但此时，活性物质含有层的密度提高变得不充分，难以得到具有充分的体积容量的电极。
发明内容
本发明是鉴于上述现有技术中存在的问题而开发的，其目的在于提供一种能够充分地抑制集电体的层叠部与露出部的分界部位被切断、并且、能够得到具有充分的体积容量的电极的电极的制造方法及电极。
本发明人等，为了达到上述目的而进行了反复深入研究，结果发现：如果是通过辊压具有特定形状的电极素材从而得到电极的电极的制造方法，就能够达到上述目的，至此完成了本发明。
即，本发明提供一种电极的制造方法，其特征是，包括：准备电极素材的准备工序，该电极素材，具备集电体和在该集电体的至少一个面上形成的活性物质含有层，在集电体的上述面的至少一个边缘部，具有不形成活性物质含有层的露出面，并且，在接近所述露出面的一侧的活性物质含有层的边缘部，具有膜厚比活性物质含有层的最大膜厚小的膜厚减少部；和，利用辊压机对电极素材实施加压处理的辊压工序。
在本发明的电极的制造方法中，准备具有形成了上述膜厚减少部的活性物质含有层的电极素材，对该电极素材进行辊压，通过在活性物质含有层形成膜厚减少部，可使集电体中的包含露出面的露出部和在集电体上形成活性物质含有层的层叠部的阶梯差减少，在辊压时能够充分地抑制施加在层叠部与露出部的分界部位的剪切应力。因此，根据本发明的电极的制造方法，能够充分地抑制集电体的层叠部与露出部的分界部位被切断。
而且，因为能够充分地抑制集电体的层叠部与露出部的分界部位被切断，所以可以将辊压时的压力设定得充分高，可充分地压缩活性物质含有层，实现密度的提高。因此，根据本发明的电极的制造方法，可以得到具有充分的体积容量的电极。
另外，在本发明的电极的制造方法中，在上述膜厚减少部，剖面形状优选是，朝向集电体的露出面而膜厚减少的锥形。
在活性物质含有层的膜厚减少部中，通过使其剖面形状成为朝向集电体的露出面而膜厚减少的锥形(以下根据情况称为“剖面锥形”)，在膜厚减少部变得没有阶梯差，能够充分防止剪切应力集中地施加于电极素材的特定部位。由此，在可以充分地抑制集电体的层叠部与露出部的分界部位被切断的同时，可以充分地抑制在活性物质含有层产生缺口和剥落等。
而且，因为能够以更高的压力进行辊压，所以可以更充分地压缩活性物质含有层，使密度更充分地提高，可以得到具有更充分的体积容量的电极。
另外，在本发明的电极的制造方法中，从活性物质含有层的边缘部朝向中央部的方向的膜厚减少部的宽度W1(μm)，优选满足用下述式(1)表示的条件。
(4×D1)≤W1≤(30×D1)     …(1)
[式中，D1表示电极素材中的活性物质含有层的最大膜厚(μm)。]
通过使膜厚减少部的宽度W1满足上述式(1)的条件，可以更充分地抑制由辊压引起的集电体的层叠部与露出部的分界部位被切断。特别是膜厚减少部若具有上述的剖面锥形，就可以更充分地减小相对于该剖面锥形的集电体表面的倾斜角度。因此，可以更充分地抑制辊压时的剪切应力施加于电极素材的特定部位。因此，在辊压时可以充分地抑制集电体的层叠部与露出部的分界部位被切断，同时，可以更充分地抑制在活性物质含有层产生缺口和剥落。另外，能够以更高的压力进行辊压，可以得到具有更充分的体积容量的电极。
而且，最靠近上述露出面的位置的上述膜厚减少部的膜厚D2(μm)，优选满足用下述式(2)表示的条件。
D2≤(0.1×D1)       …(2)
[式中，D1表示电极素材中的活性物质含有层的最大膜厚(μm)。]
通过使上述膜厚D2满足上述式(2)的条件，可充分地减少层叠部和露出部的阶梯差，能够更充分地抑制在辊压时施加于层叠部与露出部的分界部位的剪切应力。由此，能够充分地抑制在辊压时集电体的层叠部与露出部的分界部位被切断。另外，能够以更高的压力进行辊压，可以得到具有更充分的体积容量的电极。
另外，在本发明中，最靠近上述露出面的位置的上述膜厚减少部的膜厚不均匀时，其膜厚中的最小膜厚满足上述式(2)的条件即可。
另外，电极素材优选在集电体的上述面的两边缘部具有露出面、并且在接近露出面的活性物质含有层的两边缘部具有膜厚减少部。
这样，通过在集电体的两边缘部形成露出面，在辊压后进行切断等而得到电极时，首先包含一个露出面地进行切断，可以得到第一个电极，再包含另一个露出面地进行切断，可以得到第二个电极，因此，具有可以使生产率提高的优点。
然后，通过在活性物质含有层的两边缘部形成膜厚减少部，在对电极素材进行辊压时，首先，辊从电极素材的一个露出部压到层叠部时，可以充分地抑制大的剪切应力施加于层叠部与露出部的分界部位。此后，辊从层叠部压到另一个露出部时，通过在接近该露出部的一侧的活性物质含有层的边缘部也形成膜厚减少部，可以特别充分地抑制在活性物质含有层的该边缘部产生缺口和剥落。另外，此时也可以充分地抑制在层叠部与露出部的分界部位施加大的剪切应力。由此，在辊压时可以充分地抑制集电体两方的层叠部与露出部的分界部位被切断，同时，可以充分地抑制在活性物质含有层的边缘部产生缺口和剥落。另外，能够以更高的压力进行辊压，可以得到具有更充分的体积容量的电极。
另外，本发明的电极的制造方法中的上述准备工序，优选是包括下述这样工序的工序，即，包括：在集电体的上述面上以在该面的至少一个边缘部保留露出面的方式形成应成为活性物质含有层的第一前体层从而得到第一层叠体的第一前体层形成工序；和，在接近露出面的一侧的第一前体层的边缘部形成膜厚减少部从而得到电极素材的膜厚减少部形成工序。
上述准备工序包括上述第一前体层形成工序和上述膜厚减少部形成工序，由此可以有效而确实地得到具备形成了上述膜厚减少部的活性物质含有层的电极素材。而且，在经过这些工序从而得到电极素材的同时，对该电极素材进行辊压，由此，可以充分地抑制集电体的层叠部与露出部的分界部位被切断。而且，能够以更高的压力进行辊压，可以得到具有更充分的体积容量的电极。
另外，上述膜厚减少部形成工序，优选是通过切削第一前体层的上述边缘部从而形成膜厚减少部的工序。由此，可以更有效而确实地形成膜厚减少部。
另外，上述膜厚减少部形成工序，也可以通过加压第一前体层的上述边缘部从而形成膜厚减少部的工序。此时，也可以更有效而确实地形成膜厚减少部。另外，在利用加压来形成膜厚减少部时，就加压来说，优选使用能够加压第一前体层的上述边缘部的辊构件来进行。
另外，本发明的电极的制造方法中的上述准备工序，也可以包括：调制含有电极活性物质、能够粘合该电极活性物质的粘合剂及能够溶解或分散该粘合剂的液体的活性物质含有层形成用涂敷液的涂敷液调制工序；利用具有朝向应形成活性物质含有层的方向伸出并在与集电体之间形成间隙的伸出部的掩模构件、包覆集电体的上述面的至少一个边缘部的包覆工序；在集电体的上述面上涂敷活性物质含有层形成用涂敷液后、除去液体从而形成应成为活性物质含有层的第二前体层、从而得到第二层叠体的第二前体层形成工序；通过从第二层叠体除去掩模构件、在集电体的上述面上形成露出面的同时、在接近露出面的一侧的第二前体层的边缘部形成膜厚减少部、从而得到电极素材的除去工序。
上述准备工序，通过包含上述涂敷液调制工序、上述包覆工序、上述第二前体层形成工序和上述除去工序，可以有效而确实地得到上述结构的电极素材。这里，电极素材中的膜厚减少部，通过在上述掩模构件中的伸出部与集电体的间隙加入活性物质含有层形成用涂敷液、然后除去液体来形成。然后，在经过这些工序得到电极素材的同时，对该电极素材进行辊压，由此，可以充分地抑制集电体的层叠部与露出部的分界部位被切断。而且，能够以更高的压力进行辊压，可以得到具有更充分的体积容量的电极。
而且，本发明的电极的制造方法中的上述准备工序，也可以是下述这样的工序，即，其包括：调制含有电极活性物质、能够粘合该电极活性物质的粘合剂及能够溶解或分散该粘合剂的液体的活性物质含有层形成用涂敷液的涂敷液调制工序；和，在集电体的上述面上以在该面的至少一个边缘部保留露出面的方式涂敷活性物质含有层形成用涂敷液后、除去液体后形成活性物质含有层、从而得到电极素材的活性物质含有层形成工序；并且，在活性物质含有层形成工序中，为了在接近露出面的一侧的活性物质含有层的边缘部形成膜厚减少部，使应形成该膜厚减少部的区域中的活性物质含有层形成用涂敷液的涂敷量减少。
上述准备工序包括上述涂敷液调制工序和上述活性物质含有层形成工序，由此，可以有效而确实地得到上述结构的电极素材。而且，在经过这些工序而得到电极素材的同时，对该电极素材进行辊压，由此，可以更充分地抑制集电体的层叠部与露出部的分界部位被切断。而且，能够以更高的压力进行辊压，可以得到具有更充分的体积容量的电极。
另外，在上述涂敷液调制工序中调制、在上述第二前体层形成工序和上述活性物质含有层形成工序中使用的上述活性物质含有层形成用涂敷液，优选还含有导电助剂。
通过使活性物质含有层形成用涂敷液含有导电助剂，可以容易地进行涂敷液的粘度调整，能够容易地调节涂敷了涂敷液后除去液体时的时间。由此，可容易地进行膜厚减少部形状的调节，例如，可容易地形成上述的剖面锥形的膜厚减少部。另外，因为最终得到的电极中的活性物质含有层中含有导电助剂，所以可以使电极特性变得良好。
另外，本发明提供一种电极，其特征是，具备集电体和在该集电体的至少一个面上形成的活性物质含有层，集电体，在上述面的至少一个边缘部具有不形成活性物质含有层的露出面，活性物质含有层，在接近露出面的一侧的边缘部具有膜厚比活性物质含有层的最大膜厚小的膜厚减少部，对集电体和活性物质含有层实施加压处理。
在这样的电极中，在活性物质含有层上实施加压处理，活性物质含有层具有膜厚减少部，因此集电体的层叠部与露出部的分界部位，在加压处理时难以被切断，使用辊压机等以高压对集电体和活性物质含有层实施加压处理。因此，就本发明的电极来说，活性物质含有层被充分地高密度化，可以得到充分的体积容量。而且，通过使活性物质含有层的边缘部成为膜厚减少部，在使用该电极制造电化学装置时，活性物质含有层的边缘部与其它构件相接触，可以充分地抑制在该活性物质含有层产生缺口和剥落。
另外，在本发明的电极中，在上述膜厚减少部，剖面形状优选是朝向集电体的露出面成为膜厚减少的锥形。
通过使膜厚减少部具有这样的剖面锥形，可以更充分地抑制加压处理时的集电体的层叠部与露出部的分界部位的切断及活性物质含有层的缺口和剥落的产生，使用辊压机等以更高的压力对集电体和活性物质含有层实施加压处理。因此，这样的电极，活性物质含有层被更充分地高密度化，可以得到更充分的体积容量。而且，通过使膜厚减少部成为剖面锥形，在使用该电极制造电化学装置时，活性物质含有层的边缘部与其它构件相接触，可以更充分地抑制在该活性物质含有层产生缺口和剥落。
而且，在本发明的电极中，从活性物质含有层的边缘部向中央部的方向的膜厚减少部的宽度W2(μm)，优选满足用下述式(3)表示的条件。
(4×D3)≤W2≤(30×D3)       …(3)
[式中，D3表示电极中的活性物质含有层的最大膜厚(μm)。]
通过使上述宽度W2满足上述式(3)的条件，可充分地抑制加压处理时的集电体的层叠部与露出部的分界部位的切断和活性物质含有层的缺口和剥落的产生，使用辊压机等以更高的压力对集电体和活性物质含有层实施加压处理。因此，这样的电极，活性物质含有层被更充分地高密度化，可以得到更充分的体积容量。而且，通过使上述宽度W2满足上述式(3)的条件，在使用该电极制造电化学装置时，活性物质含有层的边缘部与其它构件相接触，可以更充分地抑制在该活性物质含有层产生缺口和剥落。
另外，在本发明的电极中，最接近上述露出面的位置的上述膜厚减少部的膜厚D4(μm)，优选满足用下述式(4)表示的条件。
D2≤(0.1×D3)     …(4)
[式中，D3表示电极中的活性物质含有层的最大膜厚(μm)。]
通过使上述膜厚D4满足上述式(4)的条件，可充分地减少层叠部与露出部的阶梯差，在加压处理时，集电体的层叠部与露出部的分界部位难以被切断，可使用辊压机等以更高的压力对集电体和活性物质含有层实施加压处理。因此，这样的电极，活性物质含有层被更充分地高密度化，可以得到更充分的体积容量。而且，通过使上述膜厚D4满足上述式(4)的条件，在使用该电极制造电化学装置时，活性物质含有层的边缘部与其它构件相接触等，可以更充分地抑制在该活性物质含有层产生缺口和剥落。
根据本发明，可以提供一种能够充分地抑制集电体的层叠部与露出部的分界部位被切断、并且能够得到具有充分的体积容量的电极的电极制造方法。另外，根据本发明，可以提供一种具有充分的体积容量、且能够充分地抑制在制造电化学装置时活性物质含有层产生缺口和剥落的电极。
附图说明
图1是表示本发明的电极的一个优选实施方式的立体图。
图2是沿着图1的I-I线切断图1所示的电极时的剖面示意图。
图3是表示在本发明的电极的制造方法中使用的电极素材的一个例子的立体图。
图4是沿着图3的II-II线切断图3所示的电极素材时的剖面示意图。
图5是用于说明调制活性物质含有层形成用涂敷液的涂敷液调制工序的说明图。
图6是用于说明使用活性物质含有层形成用涂敷液的第一层叠体的形成工序的说明图。
图7是用于说明使用活性物质含有层形成用涂敷液的第一层叠体的形成工序的说明图。
图8(a)～(b)是用于说明使用辊构件形成膜厚减少部的方法的说明图。
图9是用于说明使用辊压机对电极素材进行加压处理的工序的说明图。
图10(a)～(c)是从加压处理后的电极素材形成电极的一系列的工序图。
图11(a)～(b)是表示掩模构件的一个例子的剖面示意图。
图12是用于说明由掩模构件包覆集电体和使用活性物质含有层形成用涂敷液形成涂膜的工序的说明图。
符号说明：10电极，12、120集电体，12A、120A露出面，14、140活性物质含有层，14A、140A膜厚减少部，22、220露出部，24、240层叠部，100电极素材。
具体实施方式
以下，根据情况参照附图对本发明的优选实施方式详细地说明。另外，在以下的说明中，对相同或相当的部分标注相同符号，省略重复说明。
[电极]
图1是表示本发明的电极的一个优选实施方式的立体图，图2是沿着图1的I-I线切断图1所示的电极时的剖面示意图。如图1和图2所示，电极10具备平板状的集电体12和在该集电体12的面上形成的活性物质含有层14，在集电体12的上述面的边缘部具有没有形成活性物质含有层14的露出面12A，并且，在接近于露出面12A的一侧的活性物质含有层14的边缘部，具有与活性物质含有层14的最大膜厚D1相比膜厚小的膜厚减少部14A。另外，在该膜厚减少部14A中，其剖面形状是朝向集电体12的露出面12A膜厚减少的锥形(剖面锥形)。而且，电极10由包含在集电体12上没有形成活性物质含有层14的露出面12A的露出部22和在集电体12上形成活性物质含有层14的层叠部24构成，在使用电极10形成电化学装置时，露出部22被用作与外部进行电连接的外部输出端子。然后，就电极10来说，对集电体12和活性物质含有层14实施加压处理。
这里，就集电体12来说，只要是可以向活性物质含有层14充分地进行电荷移动的良导体，就没有特别的限制，可以使用公知的电化学装置用电极中所使用的集电体。例如，作为集电体12来说，可以列举铝等的金属箔，作为金属箔来说，没有特别限制，可使用蚀刻加工后的金属箔或压延加工后的金属箔等。
该集电体12的膜厚，优选是10～50μm、更优选是15～30μm。集电体12的膜厚若小于上述下限值，与膜厚在上述范围内的情况相比，露出部22容易产生切断，对活性物质含有层14难以以充分高的压力实施加压处理，因此，电极10的体积容量有下降的倾向。另一方面，膜厚若超过上述上限值，则有难以实现小型化和轻量化的倾向。
活性物质含有层14，在集电体12上形成，是有助于电荷的蓄电和放电的层。该活性物质含有层14主要由电极活性物质、导电助剂和粘合剂构成。
电极活性物质因电化学装置的种类而异，例如，在电化学装置是双电荷层电容器的情况下，作为电极活性物质，可以使用有助于电荷的蓄电和放电的具有电子传导性的多孔体粒子。作为多孔体粒子来说，例如可以使用粒状或纤维状的赋活处理后的活性炭等。作为这些活性炭，更具体地讲，可以列举例如苯酚系活性炭、椰子壳活性炭等。另外，在本发明中，“电容器(capacitor)”与“电容器(condenser)”意义相同。
在电化学装置是锂离子二次电池的情况下，电极是阳极时和是阴极时，所使用的电极活性物质不同。在电极是阳极时，作为电极活性物质来说，可使用例如能够吸贮·放出(插入·脱插或掺杂·脱掺杂)锂离子的石墨、难石墨化的碳、易石墨化的碳、低温烧制碳等碳材料；Al、Si、Sn等可以与锂化合的金属；SiO2、SnO2等氧化物为主体的非晶质的化合物；钛酸锂(Li3Ti5O12)等。
另外，在电极是阴极时，作为电极活性物质来说，可使用例如钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、锂锰尖晶石(LiMn2O4)及用通式：LiNixMnyCozO2(x+y+z＝1)表示的复合金属氧化物、锂钒化合物、V2O5、橄榄石型LiMPO4(其中，M表示Co、Ni、Mn或Fe)、钛酸锂(Li3Ti5O12)等。
导电助剂是根据需要而添加的物质。作为该导电助剂来说，只要是能够使电荷在集电体12和活性物质含有层14之间充分地进行移动的具有电子传导性的物质，就没有特别的限制，例如，可以使用碳黑。
作为上述碳黑来说，可以列举例如乙炔碳黑、高导电性碳黑(Ketjenblack)、炉法碳黑等，但本发明中优选使用乙炔碳黑。
就粘合剂来说，只要是能够粘合上述电极活性物质和上述导电助剂的物质，就没有特别的限制，例如，可以列举聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、氟橡胶等。
作为上述氟橡胶来说，例如，可以列举偏氟乙烯-六氟丙烯系氟橡胶(VDF-HFP系氟橡胶)、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯系氟橡胶(VDF-HFP-TFE系氟橡胶)、偏氟乙烯-五氟丙烯系氟橡胶(VDF-PFP系氟橡胶)、偏氟乙烯-五氟丙烯-四氟乙烯系氟橡胶(VDF-PFP-TFE系氟橡胶)、偏氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚-四氟乙烯系氟橡胶(VDF-PFMVE-TFE系氟橡胶)、偏氟乙烯-三氟氯乙烯系氟橡胶(VDF-CTFE系氟橡胶)等，但优选从VDF、HFP和TFE中选择的至少二种共聚而成的氟橡胶，因为具有更提高贴合性和耐药品性的倾向，所以，特别优选上述的三种共聚而成的VDF-HFP-TFE系氟橡胶。
含有这些各种成分的活性物质含有层14的厚度，从实现电极的小型化和轻量化的观点出发，优选是1～300μm，更优选是3～200μm。
电极10具有上述结构，并且，对集电体12和活性物质含有层14实施加压处理，但因为活性物质含有层14具有膜厚减少部14A，所以集电体12的露出部22与层叠部24的分界部位在加压处理时难以被切断，使用辊压机等以高的压力对集电体12及活性物质含有层14实施加压处理。因此，本发明的电极10，活性物质含有层14被充分高密度化，可以得到充分的体积容量。而且，通过使活性物质含有层14的边缘部成为膜厚减少部14A，在使用该电极10制造电化学装置时，活性物质含有层14的边缘部与其它构件相接触等等，可以充分地抑制在该活性物质含有层14产生缺口和剥落。
另外，在电极10中，从活性物质含有层14的边缘部朝向中央部的方向的膜厚减少部14A的宽度W2(μm)，优选满足用下述式(3)表示的条件。
(4×D3)≤W2≤(30×D3)         …(3)
[式中，D3表示电极中的活性物质含有层的最大膜厚(μm)。]
通过使上述宽度W2满足上述式(3)的条件，可充分地抑制加压处理时集电体12的露出部22的切断和活性物质含有层14的缺口和剥落的产生，使用辊压机等以更高的压力对集电体12和活性物质含有层14实施加压处理。因此，这样的电极10，活性物质含有层14被充分地高密度化，可以得到更充分的体积容量。而且，通过使上述宽度W2满足上述式(3)的条件，在使用该电极制造电化学装置时，活性物质含有层14的边缘部与其它构件相接触等等，可以更充分地抑制在该活性物质含有层14产生缺口和剥落。
这里，W2若小于(4×D3)，与W2满足上述条件的情况相比，因为容易产生露出部22与层叠部24的分界部位的切断及活性物质含有层14的缺口和剥落，所以，活性物质含有层14的加压处理变得不充分，电极10的体积容量有下降的倾向。另一方面，W2若超过(30×D3)，与W2满足上述条件时相比，活性物质含有层14的体积有减少的倾向，作为电极10的体积容量有下降的倾向。
而且，在电极10中，最接近露出面12A的位置的膜厚减少部14A的膜厚D4(μm)，优选满足用下述式(4)表示的条件。
D4≤(0.1×D3)     …(4)
[式中，D3表示电极中的活性物质含有层的最大膜厚(μm)。]
通过使上述膜厚D4满足上述式(4)的条件，可充分地减少露出部22与层叠部24的阶梯差(即，相当于D4的阶梯差)，在加压处理时难以切断集电体12的露出部22，使用辊压机等以更高的压力在集电体12和活性物质含有层14上实施加压处理。因此，这样的电极10，活性物质含有层14被更充分地高密度化，可以得到更充分的体积容量。而且，通过使上述膜厚D4满足上述式(4)的条件，在使用该电极10制造电化学装置时，活性物质含有层14的边缘部与其它构件相接触等等，可以更充分地抑制在该活性物质含有层14产生缺口和剥落。
这里，D4若超过(0.1×D3)，与D4满足上述条件的情况相比，因为容易产生露出部22与层叠部24的分界部位的切断，所以，活性物质含有层14的加压处理变得不充分，电极10的体积容量有下降的倾向。
[电极的制造方法]
(第一实施方式)
下面说明用于制造上述的电极10的本发明的电极的制造方法的优选一实施方式(第一实施方式)。
图3是表示在本发明的电极的制造方法中使用的电极素材的一个例子的立体图，图4是沿着图3的II-II线切断图3所示的电极素材时的剖面示意图。如图3和图4所示，电极素材100具备平板状的集电体120和在该集电体120的面上形成的活性物质含有层140，在集电体120的上述面的两边缘部，具有不形成活性物质含有层140的露出面120A，并且，在接近于露出面120A的活性物质含有层140的两边缘部，具有膜厚比活性物质含有层140的最大膜厚D1小的膜厚减少部140A。另外，在该膜厚减少部140A，其剖面形状是朝向集电体120的露出面120A成为膜厚减少的锥形(剖面锥形)。而且，电极素材100，由包含在集电体120上没有形成活性物质含有层140的露出面120A的露出部220和在集电体120上形成活性物质含有层140的层叠部240构成。
在本发明的电极的制造方法中，首先，进行准备上述的电极素材100的准备工序。以下，对该准备工序详细地说明。
图5是用于说明调制活性物质含有层形成用涂敷液的涂敷液调制工序的说明图。
首先，如图5所示，在装入了搅拌子SB1的容器C1中，投入电极活性物质P1、导电助剂P2、粘合剂P3及能够溶解或分散粘合剂P3、同时能够分散电极活性物质P1和导电助剂P2的溶剂S，通过搅拌来调制活性物质含有层形成用涂敷液L1。
这里，作为电极活性物质P1、导电助剂P2及粘合剂P3来说，可以使用在电极说明中例示的电极活性物质、导电助剂及粘合剂。
另外，作为溶剂S来说，可以列举例如甲乙酮(MEK)和甲基异丁基酮(MIBK)等酮类溶剂等。
另外，不调整上述的活性物质含有层形成用涂敷液，例如，在电极活性物质P1中添加导电助剂P2和粘合剂P3混炼而调制混炼物、压延该混炼物、成形为片状来制造应该成为活性物质含有层120的片状的第一前体层也可以。此时，优选电极活性物质P1和导电助剂P2均等地分布、以几乎同样强度并利用粘合剂P3卷上，为此要充分地进行混炼，一般优选纵横地进行反复压延伸出。这样在制造片状的第一前体层时，例如使用导电性粒子使之与集电体120贴合，由此可以在集电体120上形成第一前体层。
接着，使用上述的活性物质含有层形成用涂敷液L1和图6及图7所示那样的装置70、在集电体120上层叠应该成为活性物质含有层140的第一前体层，进行形成第一层叠体77的第一前体层形成工序。这里，图6和图7是用于说明在集电体上涂敷活性物质含有层形成用涂敷液L1后、使之干燥从而得到第一层叠体77的工序的说明图。
图6和图7所示的装置70，主要由第一辊71、第二辊72、在第一辊71和第二辊72之间配置的干燥机73和2个支持辊79构成。第一辊71由圆柱状的卷心74和带状的层叠体片75构成。该层叠体片75的一端连接于卷心74，而且层叠体片75被卷绕在卷心74上。而且层叠体片75具有在基体片B1上层叠了片状的集电体120的结构。这里，作为集电体120来说，可以使用例如金属箔片。
另外，第二辊72，具有连接了上述层叠体片75另一端的圆柱状的卷芯76。而且，在第二辊72的卷芯76连接着用于使该卷芯76旋转的卷芯驱动用电机(未图示)，涂敷活性物质含有层形成用涂敷液L1、再在干燥机73中实施干燥处理后的层叠体片87以规定的速度被卷绕。
首先，当卷芯驱动用电机旋转时，第二辊72的卷芯76旋转，在第一辊71的卷心74上卷绕的层叠体片75从第一辊71上被拉出。其次，在被拉出的层叠体片75的集电体120上，涂敷活性物质含有层形成用涂敷液L1。由此，在集电体120上形成由活性物质含有层形成用涂敷液L1构成的涂膜L2。这里，活性物质含有层形成用涂敷液L1，只在集电体160的中央部涂敷，在集电体120的边缘部形成不形成涂膜L2的露出面120A(参照图7)。
接着，当形成涂膜L2时，层叠体片75通过卷芯驱动用电机的旋转被导入干燥机73中。在干燥机73中，层叠体片75上的涂膜L2被干燥，成为第一前体层78，得到在集电体120上形成第一前体层78的第一层叠体77。该第一前体层78，是制作电极素材100时应该成为活性物质含有层140的层，是形成膜厚减少部14A之前的状态的层。然后，通过卷芯驱动用电机的旋转，在基体片B1上层叠由集电体120和第一前体层78构成的第一层叠体77的层叠体片87，利用支持辊79被导向卷芯76并卷绕在卷芯76上。
接着，在接近第一层叠体77的第一前体层78的上述露出面120A的两边缘部形成膜厚减少部140A，制作片状的电极素材。
这里，膜厚减少部140A，通过切削第一前体层78的边缘部来形成、或通过加压边缘部来形成(膜厚减少部形成工序)。
作为由切削形成膜厚减少部140A的方法，可以列举例如(1)使用刀具等进行切削的方法、(2)使用研磨纸、砂轮、磨光轮等进行磨削的方法、(3)由喷砂处理、蚀刻处理等进行切削的方法等。
另外，在由加压形成膜厚减少部140A时，可以由例如图8(a)～(b)所示的方法来进行。图8(a)～(b)是用于说明通过使用辊构件加压第一前体层78的边缘部形成膜厚减少部140A的方法的说明图。如图8(a)～(b)所示，由加压而进行的膜厚减少部140A的形成，可以由辊构件80a和辊构件80b加压第一前体层78的边缘部来进行。这里，辊构件80a，其外表面与第一前体层78的表面接触，具有与应该形成的膜厚减少部140A的形状相吻合的形状。另外，辊构件80b，其外表面与集电体120的表面接触，其形状只要是能够充分地加压第一前体层78的边缘部的形状，就没有特别的限定。使用这样的辊构件80a和80b，在第一前体层78的边缘部实施加压处理，可以有效而确实地形成膜厚减少部140。
另外，在由加压形成膜厚减少部140A时，利用平面压制而加压第一前体层78的边缘部，也能够形成膜厚减少部140A。这些加压，还可以一边加热一边进行。
这样在第一前体层78的边缘部形成膜厚减少部140A，得到片状的电极素材。
然后，将该片状电极素材切断成规定的大小，完成具有图3和图4所示结构的电极素材100的制作。
接着，对电极素材100，使用辊压机进行实施加压处理的辊压工序。
图9是用于说明使用辊压机对电极素材100进行加压处理的工序的说明图。如图9所示，在辊压机90中，配置着2个圆柱状的滚筒90a和滚筒90b。对滚筒90a和滚筒90b进行配置，将电极素材100插入它们之间。
然后，滚筒90a和滚筒90b，被设置成可以以规定的温度和规定的压力挤压电极素材100并进行热处理。另外。该圆柱状的滚筒90a和滚筒90b具备分别按照电极素材100的移动方向(图中箭头的方向)旋转的旋转结构。
在辊压机90中，当电极素材100按图中箭头的方向移动而插入滚筒90a和90b之间时，滚筒90a的侧面首先与电极素材100的集电体120的露出面120A接触，然后，与活性物质含有层140的膜厚减少部140A的外表面接触。另外，滚筒90b的侧面与集电体120的外表面接触。
此时，因为在电极素材100的活性物质含有层140的两边缘部，形成剖面锥形的膜厚减少部140A，所以，包含集电体的露出面120A的露出部220和在集电体120上形成活性物质含有层140的层叠部240的阶梯差被减小，可充分地抑制施加于其分界部位的剪切力。而且，就集电体100来说，在充分地抑制集电体120的露出部220从层叠部240被切断的状态下，可利用滚筒90a和滚筒90b以充分高的压力进行加压。
接着，将这样实施了加压处理的电极素材，根据需要切断成大小符合要搭载的电化学装置尺度的电极。
图10(a)～(c)是将加压处理后的电极素材切断成规定大小、从而形成电极10的一系列的工序图。将图10(a)所示的加压处理后的电极素材，如图10(b)所示，冲切成符合所制作的电化学电容器尺度的规定大小及形状，得到图10(c)所示的电极10。
如上所述那样，完成了图1和图2所示的本发明的电极10的制作。
所得到的电极10，在上述的辊压工序中，以充分高的压力实施加压处理，因此，活性物质含有层14被充分地高密度化，可以得到充分的体积容量。
在上述的说明中，对电极素材100进行辊压工序后，切断成规定的大小和形状，形成电极10，但也可以与该顺序相反。即，也可以将电极100切断成作为电极所要求的规定大小和形状后，进行辊压工序，形成电极10。
另外，在本发明的电极的制造方法中，从电极素材100中的活性物质含有层140的边缘部朝向中央部的方向的膜厚减少部140A的宽度W1(μm)，优选满足用下述式(1)表示的条件。
(4×D1)≤W1≤(30×D1)     …(1)
[式中，D1表示电极素材中的活性物质含有层的最大膜厚(μm)。]
通过使膜厚减少部140A的宽度W1满足上述式(1)的条件，可以更充分地抑制由辊压引起的集电体120的活性物质含有层140与露出部220的分界部位被切断。特别是，若膜厚减少部140A是剖面锥形，就可以更充分地减小针对集电体120表面的该剖面锥形的倾斜角度θ(°)。因此，可以充分地抑制辊压时的剪切应力施加在电极素材100的特定部位，可以更加充分地抑制集电体120的活性物质含有层140与露出部220的分界部位被切断，同时，可以更加充分地抑制在活性物质含有层140产生缺口和剥落。另外，能够以更高的压力进行辊压，可以得到具有更充分的体积容量的电极10。
这里，W1若小于(4×D1)，与W1满足上述条件时相比，在辊压时，就有容易产生露出部220与层叠部240的分界部位的切断和活性物质含有层140的缺口和剥落的倾向。另一方面，W1若超过(30×D1)，与W1满足上述条件时相比，活性物质含有层140的体积就有减少的倾向，所得到的电极10的容量有下降的倾向。
而且，在本发明的电极的制造方法中，最靠近集电体120的露出面120A的位置的膜厚减少部140A的膜厚D2(μm)，优选满足用下述式(2)表示的条件。
D2≤(0.1×D1)   …(2)
[式中，D1表示电极素材中的活性物质含有层的最大膜厚(μm)。]
通过使上述膜厚D2满足上述式(2)的条件，可以充分地减少露出部220与层叠部240的阶梯差(即，相当于D2的阶梯差)，能够充分地抑制施加在该分界部位的剪切应力。由此，能够充分地抑制集电体120的活性物质含有层140与露出部220的分界部位被切断。另外，能够以更高的压力进行辊压，可以得到具有更充分的体积容量的电极10。
另外，D2若超过(0.1×D1)，与D2满足上述条件时相比，在辊压时，因为容易产生露出部220与层叠部240的分界部位的切断，所以，活性物质含有层140的加压处理变得不充分，电极10的体积容量有下降的倾向。
(第二实施方式)
其次，对本发明的电极的制造方法的第二实施方式加以说明。第二实施方式的电极的制造方法，除了如以下这样地进行准备电极素材100的准备工序以外，其余与第一实施方式的电极的制造方法相同。
在第二实施方式的准备工序中，首先，进行调制活性物质含有层形成用涂敷液L1的涂敷液调制工序。该涂敷液调制工序可以用与第一实施方式中的涂敷液调制工序同样的方法进行。
其次，利用掩模构件进行包覆集电体120的至少一个的面的边缘部的包覆工序，该掩模构件是具有朝向应该形成活性物质含有层140的方向伸出、在与集电体120之间形成间隙的伸出部的掩模构件。
这里，图11(a)～(b)是表示在包覆工序中使用的上述掩模构件的一个例子的剖面示意图。如图11(a)所示，掩模构件68也可以具有例如锥状的伸出部，如图11(b)所示，也可以是层叠宽度不同的2种掩模构件68a和68b的层叠体。在层叠2种掩模构件68a和68b来使用时，首先，在集电体120上层叠宽度小的掩模构件68a后，在该掩模构件68a上、层叠比其宽度大的掩模构件68b。图11(b)所示的掩模构件68不是具有锥形的构件，但通过调节活性物质含有层形成用涂敷液L1的粘度及其干燥条件等，能够形成具有剖面锥形的膜厚减少部140A的活性物质含有层140。
其次，在用掩模构件68包覆的集电体120的应该形成活性物质含有层140的面上涂敷上述活性物质含有层形成用涂敷液L1，此后，进行除去活性物质含有层形成用涂敷液L1中的液体(溶剂S)、形成第二前体层、从而得到第二层叠体的第二前体层形成工序。
这样的工序，在第一实施方式中，能够由使用图6和图7说明的方法来进行。另外，也能够连续地进行上述包覆工序和上述第二前体层形成工序。以下，对连续地进行上述2个工序的情况加以说明。
图12是用于说明由掩模构件68包覆集电体120和使用活性物质含有层形成用涂敷液L1形成涂膜L2的工序的说明图。在图12中，用掩模构件68包覆集电体120的边缘部，同时，在集电体120的应该形成活性物质含有层140的部位，使用涂敷头67涂敷电极形成用涂敷液L1。另外，电极形成用涂敷液L1，也可以在也包含掩模构件68上的集电体120的全部面上涂敷。
此后，由图6和图7所示的装置70进行第二前体层的形成。首先，形成了涂膜L2的层叠体片75，通过卷芯驱动用电机的旋转被导入干燥机73中。接着，在干燥机73中，层叠体片75上的涂膜L2被干燥、成为第二前体层。由此，得到在集电体120上形成第二前体层的第二层叠体。然后，通过卷芯驱动用电机的旋转，在基体片B1上层叠了第二层叠体片的层叠体片，在支持辊79上传递，导向卷芯76，被卷绕在卷芯76上。
接着，通过进行从第二层叠体除去掩模构件68的除去工序，在集电体120的面上形成露出面120A，同时，在活性物质含有层140的边缘部形成膜厚减少部140A，得到片状的电极素材。此后，将片状的电极素材切断成规定的大小和形状，得到具有在图3和图4所示结构的电极素材100。
然后，通过使用该电极素材100进行辊压工序，充分地抑制集电体120的露出部220与层叠部240的分界部位被切断，同时，可以以充分高的压力进行加压。经过这样的辊压工序得到的电极10，充分地抑制集电体12的露出部22的切断，同时，如上述那样地以充分高的压力进行辊压，因此，活性物质含有层14被充分地高密度化，可以得到充分的体积容量。
另外，在第二实施方式的电极的制造方法中，活性物质含有层形成用涂敷液L1，如上述那样地优选含有导电助剂P2。
通过使活性物质含有层形成用涂敷液L1含有导电助剂P2，可容易调整该涂敷液L1的粘度，能够容易调节涂敷了涂敷液L1后除去液体(溶剂S)时的时间。由此，可容易调节膜厚减少部14A的形状，能够容易地形成如图3和图4所示那样的剖面锥形的膜厚减少部14A。另外，由于在最终得到的电极10中的活性物质含有层14中含有导电助剂P2，所以可以使电极特性变得良好。
(第三实施方式)
其次，对本发明的电极的制造方法的第三实施方式加以说明。第三实施方式的电极的制造方法，除了如以下这样地进行准备电极素材100的准备工序以外，其余与第一实施方式的电极的制造方法相同。
在第三实施方式的准备工序中，首先，进行调制活性物质含有层形成用涂敷液L1的涂敷液调制工序。该涂敷液调制工序，可以用与第一实施方式中的涂敷液调制工序同样的方法来进行。
接着，以在集电体120的至少一个面的边缘部保留露出面120A的方式涂敷了活性物质含有层形成用涂敷液L1后，进行除去液体(溶剂S)、形成活性物质含有层14、得到电极素材100的活性物质含有层形成工序。
上述活性物质含有层形成工序，除了如以下这样地进行涂敷活性物质含有层形成用涂敷液L1的涂敷以外，其余可以与在第一实施方式中使用图6和图7说明的方法同样地进行。即，活性物质含有层形成用涂敷液L1的涂敷，如下这样来进行：使应该形成该膜厚减少部140A的区域的活性物质含有层形成用涂敷液L1的涂敷量减少，以便在接近集电体120的露出面120A的一侧的活性物质含有层140的边缘部形成膜厚减少部140A。
这样的涂敷，可以利用例如挤压复合法、进行流动(压力损失)计算并调节涂敷量来进行。更具体地讲，例如可以使用下述这样的方法，即：使用图12所示那样的涂敷头67，使其两端部的狭缝的内部阻力增加、使在两端部的涂敷液的吐出量减少的方法，或者，使两端部的槽内压减少、使两端部的涂敷液的吐出量减少的方法等。
另外，在利用凹版涂敷机进行涂敷时，通过减少两端部的凹版容量，或者，在利用逆转辊进行涂敷时，通过调整间隙量，可以分别地使应该形成膜厚减少部140A的区域的涂敷液的涂敷量减少。
由这样的工序，可以得到在活性物质含有层140形成膜厚减少部140A的片状的电极素材。此后，将片状电极素材切断成规定的大小和形状，得到具有图3和图4所示结构的电极素材100。
然后，通过使用该电极素材100进行辊压工序，可充分地抑制集电体120的露出部220与层叠部240的分界部位被切断，同时，可以以充分高的压力进行加压。经过这样的辊压工序得到的电极10，充分地抑制了集电体12的露出部22的切断，同时，如上述那样地以充分高的压力进行辊压，因此，活性物质含有层14被充分地高密度化，可以得到充分的体积容量。
另外，在第三实施方式的电极的制造方法中，活性物质含有层形成用涂敷液L1，如上所述那样优选含有导电助剂P2。
通过使活性物质含有层形成用涂敷液L1含有导电助剂P2，可以容易地调整该涂敷液L1的粘度，可以容易地调节涂敷了涂敷液L1后除去液体(溶剂S)时的时间。由此，可以容易地调节膜厚减少部14A的形状，可以容易地形成图3和图4所示那样的剖面锥形的膜厚减少部14A。另外，由于在最终所得到的电极10的活性物质含有层14中含有导电助剂P2，所以可以使电极特性变得良好。
以上，详细地说明了本发明的电极及电极的制造方法的优选实施方式，但本发明不被 上述实施方式所限定。
例如，在上述电极的制造方法中，连续地制作片状的电极素材，从该片切出规定大小和形状的电极素材100，但在本发明的电极的制造方法中，也可以使用在预先切断成规定大小和形状的集电体120上形成活性物质含有层140的方法。
或者，作为第二实施方式的应用，在集电体120上通过涂敷而形成活性物质含有层14时，不仅沿着集电体120的纵向方向贴附掩模构件68，为了使活性物质含有层14成为规定的大小和形状，在任意区域贴附掩模构件68也可以。例如，在与集电体120的纵向方向垂直的方向贴附掩模构件68，进行涂敷工序，以在用掩模构件68形成的相当于露出部220的部分切断的方式进行冲切也可以。
另外，上述电极10具有在集电体12的一个面上形成了活性物质含有层14的结构，但也可以在集电体12其它面上形成活性物质含有层14。此时，在至少一个活性物质含有层14形成膜厚减少部14A即可，但优选的是在两个活性物质含有层14形成膜厚减少部14A。
如以上那样地得到的本发明的电极10，可以用作双电荷层电容器等的电化学电容器以及锂离子二次电池等二次电池等的电化学装置的电极。
在使用电极10构成电化学装置的情况下，作为现有公知的电化学装置的电极使用上述电极10即可，但在构成例如双电荷层电容器的情况下，首先，作为阳极和阴极，至少准备2个电极，将它们对向配置，使互相的活性物质含有层成为互相对置的状态。接着，在阳极和阴极之间配置隔膜，将它们与电解质溶液一起以密闭状态装入能够装入的壳体内，制成电化学装置。此时，电极10中的集电体12的露出部22，突出到壳体的外部，可以用作外部输出端子。
通过在上述双电荷层电容器等电化学装置中使用本发明的电极10，电化学装置可以得到充分的体积容量。
[实施例]
以下，基于实施例和比较例更具体地说明本发明，但本发明不受以下的实施例所限定。
(活性物质含有层形成用涂敷液的调制)
将赋活处理后的活性碳材料(クラレケミカル社制、商品名：BP-20)、粘合剂(氟橡胶、デユポン社制、商品名：Viton-GF)、导电助剂(乙炔碳黑、电气化学工业社制、商品名：DENKABLACK)，以它们的质量比为碳材料∶粘合剂∶导电助剂＝90∶1∶9的比例进行配合，将它们投入至作为溶剂的MIBK(甲基异丁酮)中，进行混炼，由此调制了活性物质含有层形成用涂敷液。
[实施例1]
利用挤压复合法在作为集电体的铝箔(膜厚：20μm)的一面上涂敷上述活性物质含有层形成用涂敷液。此时，以在铝箔的上述面的两边缘部保留露出面的方式进行涂敷。涂敷时，在挤压涂敷器(挤压复合法中的涂敷装置)的狭缝喷嘴中，使喷嘴两端部分的阻力比喷嘴中央部分高，使来自狭缝喷嘴两端部分的涂敷液的吐出量减少，由此，形成了接近于露出面的活性物质含有层的边缘部的涂敷量比中央部分少的涂膜。此后，以120℃、使该涂膜干燥5分钟，除去MIBK，制成在铝箔上形成膜厚(D1)为190μm的活性物质含有层的层叠体，得到了片状的电极素材。
所得到的片状电极素材的膜厚减少部，具有宽度W1是2000μm、最接近集电体的露出面的位置的膜厚减少部的膜厚D2是0μm(测定界限是3μm以下)、相对于与集电体表面平行的面的倾斜角度是5.4°、D2/D1是0、W1/D1是11的剖面锥形。
接着，将所得到的片状电极素材进行冲切，在两边缘部设置纵20mm×横100mm大小的露出面，整体大小为纵150mm×横100mm，得到了电极素材。
接着，从该电极素材的一个露出面一侧，使用辊压机进行5次加压处理，得到具有膜厚(D3)为125μm的活性物质含有层的实施例1的电极。加压处理时的压力设为线压1000kgf/cm。此时，确认了集电体的层叠部与露出部的分界部位没有切断或损伤、或者、活性物质含有层没有缺口和剥落。
另外，所得到的电极中的活性物质含有层的膜厚减少部，具有宽度W2是2000μm、最接近集电体露出面的位置的膜厚减少部的膜厚D4是0μm(测定界限是3μm以下)、相对于与集电体表面平行的面的倾斜角度是3.6°、D4/D3是0、W2/D3是16的剖面锥形。测定所得到的电极的电池(cell)容量，得到了目标容量值±5％以内的值。
另外，宽度W1、W2和膜厚D1、D2、D3、D4，使用由光学显微镜从剖面照片(×100)上测定的数值，倾斜角度，由上述数值使用三角函数算出。
[实施例2]
除了将狭缝喷嘴中的喷嘴两端部分的阻力和喷嘴中央部分阻力之差设定为与实施例1不同的值以外，其余与实施例1同样，得到了实施例2的电极。
实施例2的电极，具有与实施例1的电极不同的膜厚减少部的形状。即，在电极素材的状态中，活性物质含有层的膜厚D1是190μm，膜厚减少部具有宽度W1是700μm、最接近集电体露出面的位置的膜厚减少部的膜厚D2是0μm(测定界限是3μm以下)、相对于与集电体表面平行的面的倾斜角度是15.2°、D2/D1是0、W1/D1是4的剖面锥形。
另外，对于上述电极素材，使用辊压机进行5次加压处理，得到了电极。此时，确认了集电体的层叠部与露出部的分界部位没有切断或损伤、或者活性物质含有层没有缺口和剥落。
另外，在所得到的电极中，活性物质含有层的膜厚D3是125μm，膜厚减少部具有宽度W2是700μm、最接近集电体露出面的位置的膜厚减少部的膜厚D4是0μm(测定界限是3μm以下)、相对于与集电体表面平行的面的倾斜角度是10.1°、D4/D3是0、W2/D3是6的剖面锥形。测定了所得到的电极的电池容量，结果是，得到了目标容量值±5％以内的值。
[实施例3]
除了将狭缝喷嘴中的喷嘴两端部分的阻力和喷嘴中央部分阻力之差设定为与实施例1不同的值以外，其余与实施例1同样，得到了实施例3的电极。
实施例3的电极，具有与实施例1的电极不同的膜厚减少部的形状。即，在电极素材的形状中，活性物质含有层的膜厚D1是190μm，膜厚减少部具有宽度W1是3500μm、最接近集电体露出面的位置的膜厚减少部的膜厚D2是0μm(测定界限是3μm以下)、相对于与集电体表面平行的面的倾斜角度是3.1°、D2/D1是0、W1/D1是18的剖面锥形。
另外，对于电极素材，使用辊压机进行5次加压处理，得到了电极，此时，确认了集电体的层叠部与露出部的分界部位没有切断或损伤、或者活性物质含有层没有缺口和剥落。
另外，在所得到的电极中，活性物质含有层的膜厚D3是125μm，膜厚减少部具有宽度W2是3500μm、最接近集电体露出面的位置的膜厚减少部的膜厚D4是0μm(测定界限是3μm以下)、相对于与集电体表面平行的面的倾斜角度是2.0°、D4/D3是0、W2/D3是28的剖面锥形。测定了所得到的电极的电池容量，结果是比目标容量值稍低的值(-5％)，但得到了实际应用上没有问题的容量值。
[实施例4]
在铝箔(膜厚20μm)的应该形成活性物质含有层的面上的应该形成露出面的区域，贴附膜厚0.5mm、宽度8mm的第一掩模带，再在该第一掩模带上贴附膜厚0.5mm、宽度9mm的第二掩模带，如图11(b)所示，形成向应该形成活性物质含有层的方向伸出、在与集电体之间形成间隙的伸出部。
在由掩模带包覆表面的一边缘部的铝箔上，以挤压复合法涂敷上述活性物质含有层形成用涂敷液。此后，以120℃进行5分钟的干燥处理，剥离第一和第二掩模带。由此，在铝箔上的贴附了第一掩模带的区域上形成露出面，并且，在接近该露出面的一侧的活性物质含有层的边缘部形成了膜厚减少部。这样，得到了在铝箔上形成膜厚(D1)为190μm的活性物质含有层、并且在该活性物质含有层的边缘部形成了膜厚减少部的片状电极素材。这里，膜厚减少部具有宽度W1是1000μm、最接近集电体露出面的位置的膜厚减少部的膜厚D2是10μm、相对于与集电体表面平行的面的倾斜角度是10.2°、D2/D1是0.05、W1/D1是5的剖面锥形。
接着，将所得到的片状电极素材进行冲切，包括露出面，为纵150mm×横100mm(露出面：纵20mm×横100mm)，得到了电极素材。
接着，从该电极素材的露出面一侧，使用辊压机进行5次加压处理，得到了具有膜厚(D3)为125μm的活性物质含有层的实施例4的电极。加压处理时的压力设定为线压1000kgf/cm。此时，确认了集电体的层叠部与露出部的分界部位没有切断或损伤、或者活性物质含有层没有缺口和剥落。
另外，所得到的电极中的活性物质含有层的膜厚减少部，具有宽度W2是1000μm、最接近集电体露出面的位置的膜厚减少部的膜厚D4是8μm、相对于与集电体表面平行的面的倾斜角度是6.7°、D4/D3是0.06、W2/D3是8的剖面锥形。测定了所得到的电极的电池容量，结果是，得到了目标容量值±5％以内的值。
[实施例5]
除了以下述的顺序形成膜厚减少部以外，其余与实施例4同样，得到了实施例5的电极。
即，在铝箔上形成活性物质含有层时，通过调整、变更来自喷嘴的活性物质含有层形成用涂敷液的供给量，来变更膜厚减少部的形状。由此得到的电极素材中，活性物质含有层的膜厚D1是190μm，膜厚减少部具有宽度W1是1000μm、最接近集电体露出面的位置的膜厚减少部的膜厚D2是17μm、相对于与集电体表面平行的面的倾斜角度是9.8°、D2/D1是0.09、W1/D1是5的剖面锥形。
另外，对于电极素材，使用辊压机进行5次加压处理，得到了电极，此时，确认了集电体的层叠部与露出部的分界部位没有切断或损伤、或者活性物质含有层没有缺口和剥落。
另外，在所得到的电极中，活性物质含有层的膜厚D3是125μm，活性物质含有层的膜厚减少部具有宽度W2是1000μm、最接近集电体露出面的位置的膜厚减少部的膜厚D4是8μm、相对于与集电体表面平行的面的倾斜角度是6.7°、D4/D3是0.06、W2/D3是8的剖面锥形。测定了所得到的电极的电池容量，结果是，得到了目标容量值±5％以内的值。
[实施例6]
除了以下述的顺序形成膜厚减少部以外，其余与实施例4同样，得到了实施例6的电极。
即，在铝箔上形成具有膜厚减少部的活性物质含有层的与实施例4同样的电极素材中，再用研磨膜(#1000)切削形成着膜厚减少部的活性物质含有层的边缘部，由此在层叠部与露出部之间形成没有阶梯差的膜厚减少部。由此，得到了活性物质含有层的膜厚D1是190μm的实施例6的电极素材。在该电极素材中，膜厚减少部具有宽度W1是2000μm、最接近集电体露出面的位置的膜厚减少部的膜厚D2是0μm(测定界限是3μm以下)、相对于与集电体表面平行的面的倾斜角度是5.4°、D2/D1是0、W1/D1是11的剖面锥形。
另外，对于电极素材，使用辊压机进行5次加压处理，得到了电极，此时，确认了集电体的层叠部与露出部的分界部位没有切断或损伤、或者活性物质含有层没有缺口和剥落。
另外，在所得到的电极中，活性物质含有层的膜厚D3是125μm，膜厚减少部具有宽度W2是2000μm、最接近集电体露出面的位置的膜厚减少部的膜厚D4是0μm(测定界限是3μm以下)、相对于与集电体表面平行的面的倾斜角度是3.6°、D4/D3是0、W2/D3是16的剖面锥形。测定了所得到的电极的电池容量，结果是，得到了目标容量值±5％以内的值。
[实施例7]
除了以下述的顺序形成膜厚减少部以外，其余与实施例4同样，得到了实施例7的电极。
即，在铝箔上形成具有膜厚减少部的活性物质含有层的与实施例4同样的电极素材中，对于形成膜厚减少部的活性物质含有层的边缘部，再用平面热压机(加压时温度190℃、加压时间30秒、负荷4kgf/cm2)进行加压压制成形，在层叠部与露出部之间形成没有阶梯差的膜厚减少部。由此，得到了活性物质含有层的膜厚D1是190μm的实施例7的电极素材。在该电极素材中，膜厚减少部具有宽度W1是2000μm、活性物质含有层的膜厚D1是190μm、最接近集电体露出面的位置的膜厚减少部的膜厚D2是0μm(测定界限是3μm以下)、相对于与集电体表面平行的面的倾斜角度是5.4°、D2/D1是0、W1/D1是11的剖面锥形。
另外，对于电极素材，使用辊压机进行5次加压处理，得到了电极，此时，确认了集电体的层叠部与露出部的分界部位没有切断或损伤、或者活性物质含有层没有缺口和剥落。
另外，在所得到的电极中，活性物质含有层的膜厚D3是125μm，膜厚减少部具有宽度W2是2000μm、最接近集电体露出面的位置的膜厚减少部的膜厚D4是0μm(测定界限是3μm以下)、相对于与集电体表面平行的面的倾斜角度是3.6°、D4/D3是0、W2/D3是16的剖面锥形。测定了所得到的电极的电池容量，结果是，得到了目标容量值±5％以内的值。
[比较例1]
利用挤压复合法，在与实施例1同样的铝箔的一个面上涂敷了上述活性物质含有层形成用涂敷液。此时，以在铝箔的上述面的两边缘部保留露出面的方式进行涂敷。此后，以120℃干燥5分钟除去MIBK，得到了在铝箔上形成膜厚(D1)为190μm的活性物质含有层的片状电极素材。
所得到的层叠体中的接近露出面的活性物质含有层的边缘部，确认有起因于涂料表面张力的端部的平缓的隆起形状。具体地讲，最接近集电体露出面的区域的膜厚D2的最高部位是200μm。也可以确认是相对于与集电体表面平行的面的倾斜角度是约90°、部分地形成90°以上(所谓“悬伸(overhang)”形状)的部位。
接着，将所得到的片状电极素材进行冲切，在两边缘部设置纵20mm×横100mm大小的露出面，整体大小为纵150mm×横100mm，得到了电极素材。
接着，从该电极素材的一个露出面一侧，使用辊压机进行5次加压处理，得到了具有膜厚(D3)为125μm的活性物质含有层的比较例1的电极。加压处理时的压力设定为1000线压kgf/cm。此时，集电体的层叠部与露出部的分界部位被切断，不能制成可以评价的电极。
[比较例2]
在与实施例1同样的铝箔的应该形成活性物质含有层的面上，贴附实施例4的第一掩模带，利用挤压复合法在铝箔的贴附了掩模带的面上涂敷了上述活性物质含有层形成用涂敷液。此后，以120℃干燥5分钟除去MIBK后，从铝箔上剥离掩模带，得到了膜厚(D1)为190μm的形成了活性物质含有层的片状电极素材。
将剥离了掩模带的部分作为集电体的露出面。在层叠体中的接近露出面的活性物质含有层的边缘部，确认了相对露出面成为几乎垂直的形状。具体地讲，最接近集电体的露出面的区域的膜厚D2是190μm。相对于与集电体表面平行的面的倾斜角度是约90°。
接着，将所得到的片状电极素材进行冲切，在两边缘部设置纵20mm×横100mm大小的露出面(剥离了掩模的面)，整体大小为纵150mm×横100mm，得到了电极素材。
接着，从该电极素材的一个露出面一侧，使用辊压机进行5次加压处理，得到了具有膜厚(D3)为125μm的活性物质含有层的实施例1的电极。加压处理时的压力设定为1000线压kgf/cm。此时，在集电体的活性物质含有层的露出部附近部分，在整个面被切断，不能制成可以评价的电极。
由以上的结果可知，根据本发明的电极的制造方法，在电极素材辊压时，可以充分地抑制集电体的层叠部与露出部的分界部位被切断，这已被确认了。另外，由于可以充分地抑制集电体的层叠部与露出部的分界部位被切断，所以能够将辊压时的压力设定得充分高，可以充分地压缩活性物质含有层，能够实现密度的提高。因此，根据本发明的电极的制造方法，可以得到具有充分的体积容量的电极。

Claims (16)

1.一种电极的制造方法，其特征在于：包括：
准备电极素材的准备工序，该电极素材，具备集电体和在该集电体的至少一个面上形成的活性物质含有层，在所述集电体的所述面的至少一个边缘部，具有不形成所述活性物质含有层的露出面，并且，在接近所述露出面的一侧的所述活性物质含有层的边缘部，具有膜厚比所述活性物质含有层的最大膜厚小的膜厚减少部；和
利用辊压机对所述电极素材实施加压处理的辊压工序。
2.如权利要求1所述的电极的制造方法，其特征在于：在所述膜厚减少部中，剖面形状成为朝向所述集电体的所述露出面而膜厚减少的锥形。
3.如权利要求1或2所述的电极的制造方法，其特征在于：
从所述活性物质含有层的边缘部朝向中央部的方向的所述膜厚减少部的宽度W1(μm)，满足用下述式(1)表示的条件，
(4×D1)≤W1≤(30×D1)    …(1)
式中，D1表示电极素材中的活性物质含有层的最大膜厚(μm)。
4.如权利要求1或2所述的电极的制造方法，其特征在于：
最靠近所述露出面的位置的所述膜厚减少部的膜厚D2(μm)，满足用下述式(2)表示的条件，
D2≤(0.1×D1)            …(2)
式中，D1表示电极素材中的活性物质含有层的最大膜厚(μm)。
5.如权利要求1或2所述的电极的制造方法，其特征在于：
所述电极素材，在所述集电体的所述面的两边缘部具有所述露出面，并且，在接近所述露出面的所述活性物质含有层的两边缘部具有所述膜厚减少部。
6.如权利要求1或2所述的电极的制造方法，其特征在于：
所述准备工序包括：
在所述集电体的所述面上、以在该面的至少一个边缘部保留所述露出面的方式形成应该成为所述活性物质含有层的第一前体层、得到第一层叠体的第一前体层形成工序；和
在接近所述露出面的一侧的所述第一前体层的边缘部形成所述膜厚减少部、得到电极素材的膜厚减少部形成工序。
7.如权利要求6所述的电极的制造方法，其特征在于：
所述膜厚减少部形成工序是通过切削所述第一前体层的所述边缘部形成所述膜厚减少部的工序。
8.如权利要求6所述的电极的制造方法，其特征在于：
所述膜厚减少部形成工序是通过加压所述第一前体层的所述边缘部形成所述膜厚减少部的工序。
9.如权利要求8所述的电极的制造方法，其特征在于：所述加压，使用能够加压所述第一前体层的所述边缘部的辊构件来进行。
10.如权利要求1或2所述的电极的制造方法，其特征在于：
所述准备工序包括：
调制含有电极活性物质、能够粘合该电极活性物质的粘合剂及能够溶解或分散该粘合剂的液体的活性物质含有层形成用涂敷液的涂敷液调制工序；
利用具有朝向应该形成所述活性物质含有层的方向伸出并且在与所述集电体之间形成间隙的伸出部的掩模构件、包覆所述集电体的所述面的至少一个边缘部的包覆工序；
在所述集电体的所述面上涂敷所述活性物质含有层形成用涂敷液后、除去所述液体形成应该成为所述活性物质含有层的第二前体层、得到第二层叠体的第二前体层形成工序；和
通过从所述第二层叠体除去所述掩模构件、在所述集电体的所述面上形成所述露出面的同时、在接近所述露出面的一侧的所述第二前体层的边缘部形成所述膜厚减少部、得到所述电极素材的除去工序。
11.如权利要求1或2所述的电极的制造方法，其特征在于：
所述准备工序包括：调制含有电极活性物质、能够粘合该电极活性物质的粘合剂及能够溶解或分散该粘合剂的液体的活性物质含有层形成用涂敷液的涂敷液调制工序；和
在所述集电体的所述面上、以在该面的至少一个边缘部保留所述露出面的方式涂敷所述活性物质含有层形成用涂敷液后、除去所述液体形成所述活性物质含有层、得到所述电极素材的活性物质含有层形成工序，
在所述活性物质含有层形成工序中，使应该形成所述膜厚减少部的区域中的所述活性物质含有层形成用涂敷液的涂敷量减少，以便在接近所述露出面的一侧的所述活性物质含有层的边缘部形成所述膜厚减少部。
12.如权利要求10所述的电极的制造方法，其特征在于：所述活性物质含有层形成用涂敷液还含有导电助剂。
13.一种电极，其特征在于：
具备集电体和在该集电体的至少一个面上形成的活性物质含有层，
所述集电体，在所述面的至少一个边缘部具有不形成所述活性物质含有层的露出面，
所述活性物质含有层，在接近所述露出面的一侧的边缘部具有膜厚比所述活性物质含有层的最大膜厚小的膜厚减少部，
对所述集电体和所述活性物质含有层实施加压处理。
14.如权利要求13所述的电极，其特征在于：在所述膜厚减少部中，剖面形状成为朝向所述集电体的所述露出面而膜厚减少的锥形。
15.如权利要求13或14所述的电极，其特征在于：
从所述活性物质含有层的边缘部朝向中央部的方向的所述膜厚减少部的宽度W2(μm)，满足用下述式(3)表示的条件，
(4×D3)≤W2≤(30×D3)      …(3)
式中，D3表示电极中的活性物质含有层的最大膜厚(μm)。
16.如权利要求13或14所述的电极，其特征在于：
最接近所述露出面的位置的所述膜厚减少部的膜厚D4(μm)，满足用下述式(4)表示的条件，
D4≤(0.1×D3)              …(4)
式中，D3表示电极中的活性物质含有层的最大膜厚(μm)。
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