JP2001266943A

JP2001266943A - 電池の製造方法およびそれに用いる塗布装置

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Publication number: JP2001266943A
Application number: JP2000076615A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Shida; 政幸志田; Yukiro Akahira; 幸郎赤平; Takanobu Yoshino; 孝伸吉野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2001-09-28
Anticipated expiration: 2020-03-17
Also published as: JP4524510B2

Abstract

(57)【要約】【課題】生産効率を高めることができる電池の製造方
法およびそれに用いる塗布装置を提供する。【解決手段】帯状正極集電体２５ａの上に複数の正極
反応層２６が間欠的に形成された帯状正極体２１ａの集
電体露出域Ｃから反応層露出域Ｂに変わる境界がセンサ
５６により検出され、その検出タイミングに基づいて、
シャッタ４２が退避し塗布材料溜４１の流路４１ａが開
放され、供給ポンプ５５が駆動される。これにより電解
質Ｅが塗布材料溜４１の吐出口から押し出される。ま
た、センサ５６により反応層露出域Ｂから集電体露出域
Ｃに変わる境界が検出されると、そのタイミングに基づ
いて流路４１ａを開放していたシャッタ４２が流路４１
ａ内に突出して流路４１ａが閉鎖されると共に、供給ポ
ンプ５５の駆動が停止される。これにより電解質Ｅの吐
出が停止する。以上の動作を繰り返すことにより、電解
質層２３が間欠的に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の電池を製造
する場合に好適な電池の製造方法およびそれに用いる塗
布装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯型の電子機器が次々と開発さ
れており、その電源として電池が重要な位置を占めるよ
うになっている。携帯型電子機器には小型でかつ軽量で
あることが要求されているので、それに伴い電池に対し
ても、機器内の収納スペースに応じるために小型であ
り、また機器の重量を極力増やさないように軽量である
ことが求められている。

【０００３】このような要求に応える電池としては、こ
れまで二次電池の主流であった鉛蓄電池やニッケル・カ
ドミウム電池に代わり、これらの電池よりもエネルギー
密度および出力密度が大きなリチウム二次電池あるいは
リチウムイオン二次電池が注目されている。

【０００４】従来、これらのリチウム二次電池あるいは
リチウムイオン二次電池では、イオン伝導を司る物質と
して非水溶媒にリチウム塩を溶解させた液状の電解質
（以下、電解液という。）が用いられてきた。そのた
め、液漏れを防止するために外装を金属製の容器により
構成し、電池内部の気密性を厳重に確保する必要があっ
た。しかし、外装に金属製の容器を用いると、薄くて大
面積のシート型電池，薄くて小面積のカード型電池ある
いは柔軟でより自由度の高い形状の電池などを作製する
ことが極めて困難であった。

【０００５】そこで、電解液に代えて、リチウム塩を含
有する電解液を高分子化合物に保持させたゲル状の電解
質、イオン伝導性を有する高分子化合物にリチウム塩を
分散させた固体状の電解質あるいは固体状の無機伝導体
にリチウム塩を保持させた電解質を用いた二次電池が提
案されている。これらの電池では、液漏れの問題がない
ので外装の金属製容器が不要となり、ラミネートフィル
ムなどを外装部材としてより一層の小型化，軽量化およ
び薄型化を図ることができ、形状の自由度が高いものを
実現することができる。

【０００６】ゲル状の電解質などを用いる場合には、電
極集電体上に形成された電極反応層に例えば以下に述べ
る方法により電解質層が形成される。すなわち、まず、
帯状の電極集電体の上に間欠的に複数の電極反応層を形
成した帯状の電極体を、電解質を貯えたタンク内に通
す。次いで、帯状の電極体をタンクから引き上げて、そ
の両面に付着している電解質を一対のへら（ドクターナ
イフ）で擦り切ることにより帯状の電極体の両面に所定
の厚さの電解質層を形成する。そののち、電極反応層間
で切断して複数のものに分離する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した方法では、電
極集電体上に間欠的に複数の電極反応層が形成された帯
状の電極体をタンク内に浸漬させて電解質層を形成する
ようにしているので、電極反応層が形成されていない領
域においても、電極集電体上に直接電解質が付着する。
しかしながら、この領域には、電極集電体と外部端子と
を接続するためのリード線が取り付けられるため、付着
した電解質の剥離作業が必要になり、生産効率が低下し
てしまうという問題があった。

【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、生産効率を高めることができる電池
の製造方法およびそれに用いる塗布装置を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による電池の製造
方法は、電極体の少なくとも一面側に電解質を間欠的に
塗設することにより複数の電解質層を形成する工程と、
電解質が間欠的に塗設された電極体を複数の電解質層の
層間において切断する工程とを含むものである。

【００１０】本発明による塗布装置は、塗布材料を塗出
するノズル部と、このノズル部と対向する位置におい
て、被塗布体をノズル部に対して相対的に移動させる移
動手段と、この移動手段により移動中の被塗布体上にノ
ズル部を介して塗布材料を塗布する加圧手段と、ノズル
部内の塗布材料の流路を遮断するための遮断手段と、ノ
ズル部からの塗布材料の吐出が間欠的に行われるよう遮
断手段を間欠的に駆動する制御手段とを備えたものであ
る。

【００１１】本発明による電池の製造方法では、電極体
の少なくとも一面側に電解質が塗設されて、複数の電解
質層が形成される。そののち、電解質層の層間において
電極体が切断され、電極に電解質が設けられた積層体が
連続的に形成される。

【００１２】本発明による塗布装置では、遮断手段が間
欠的に駆動されることにより、加圧手段により加圧され
た塗布材料が、移動中の被塗布体に対してノズル部を介
して間欠的に塗出される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。

【００１４】まず、本発明の一実施の形態に係る電池の
製造方法によって製造される二次電池の構成について説
明する。

【００１５】図３は本発明の一実施の形態に係る電池の
製造方法によって製造された二次電池の外観構造を表す
ものであり、図４は図３に示した二次電池の構造を分解
して表すものである。この二次電池は、正極リード線１
１および負極リード線１２が取り付けられた巻回電極体
２０を外装部材３０により封入したものである。

【００１６】図５は、図４に示した巻回電極体２０のＶ
−Ｖ線に沿った断面構造を表すものである。巻回電極体
２０は、正極２１と負極２２とが例えばゲル状の電解質
層２３を間にして積層されたものであり、これが多数回
巻回されている。正極２１と負極２２との間には電解質
層２３を介してセパレータ２４が挿入されている。な
お、図５では、図面の簡略化のため、１回巻回された巻
回電極体２０を示している。

【００１７】正極２１は、例えば、正極集電体層２５
と、この正極集電体層２５の両面に設けられた正極反応
層２６とを有している。正極集電体層２５の長手方向の
一方の端部においてはその一面が露出している。また、
負極２２は、例えば、負極集電体層２７と、この負極集
電体層２７の両面に設けられた負極反応層２８とを有し
ており、負極集電体層２７の長手方向の一方の端部にお
いてはその一面が露出している。

【００１８】正極リード線１１および負極リード線１２
は、外装部材３０の内部から外部に向かい例えば同一方
向にそれぞれ導出されている。正極リード線１１の一部
は、外装部材３０の内部において正極集電体層２５の露
出部分に接続されている。また、負極リード線１２の一
部は、外装部材３０の内部において負極集電体層２７の
露出部分に接続されている。なお、図３および図４に示
したように、外装部材３０は例えば２枚の矩形状のフィ
ルム３０ａ，３０ｂにより構成されており、正極リード
線１１および負極リード線１２とフィルム３０ａ，３０
ｂとは、例えば密着性向上用のフィルム３１を介して、
外気の侵入が防止されるように十分に密着している。

【００１９】次に、この二次電池の製造方法について説
明する。

【００２０】まず、例えば、帯状正極集電体２５ａ（図
１参照）上に一定の間隔をおいて複数の正極反応層２６
が連続して形成された電極体としての帯状正極体２１ａ
（図１参照）を作製する。なお、この帯状電極２１ａ
は、個々に分離すると上述した正極２１（図５参照）と
なるものである。帯状正極体２１ａの作製は、例えば、
正極活物質と、カーボンブラックあるいはグラファイト
などの導電剤と、ポリフッ化ビニリデンなどの結着剤と
を含有した正極合剤をジメチルホルムアルデヒドあるい
はＮ−メチルピロリドンなどの溶剤に分散して正極合剤
スラリーとしたのち、この正極合剤スラリーをアルミニ
ウム（Ａｌ）箔，ニッケル（Ｎｉ）箔あるいはステンレ
ス箔などの金属箔よりなる帯状正極集電体２５ａに間欠
的に塗布し乾燥させ、圧縮成型することにより行う。

【００２１】その際、正極活物質としては、例えば、金
属酸化物，金属硫化物あるいは特定の高分子材料のうち
のいずれか１種または２種以上を用いることが好まし
い。正極活物質は、電池の使用目的に応じて適宜に選択
可能であるが、エネルギー密度を高くするには、Ｌｉ_x
ＭＯ₂ （但し、ｘの値は電池の充放電状態によって異な
り、通常０．０５≦ｘ≦１．１２である。）を主体とす
るリチウム（Ｌｉ）複合酸化物とすることが好ましい。
この組成式において、Ｍは１種類以上の遷移金属が好ま
しく、コバルト（Ｃｏ），ニッケルおよびマンガン（Ｍ
ｎ）のうちの少なくとも１種がより好ましい。このよう
なリチウム複合酸化物の具体例としては、ＬｉＮｉ_y Ｃ
ｏ_1-y Ｏ₂ （但し、０≦ｙ≦１）あるいはＬｉＭｎ₂ Ｏ
₄ が挙げられる。

【００２２】図１は、帯状正極体２１ａに電解質層２３
を形成する際などに用いる塗布装置の構成を表すもので
ある。この塗布装置は、塗布材料（図１においては、電
解質Ｅ）を吐出するノズル部４０と、このノズル部４０
の直下において被塗布体（図１においては、帯状正極体
２１ａ）を移動させるための移動手段としての巻出ロー
ル５１および巻取ロール５２とを備えている。

【００２３】ノズル部４０は、塗布材料を充填しておく
塗布材料溜４１を有している。塗布材料溜４１には供給
管５３の一端が連通しており、供給管５３の他端は塗布
材料が収容されたタンク５４に連通している。供給管５
３の途中には、加圧手段としての供給ポンプ５５が設け
られている。塗布材料溜４１の塗布材料が通過する流路
４１ａの途中には、この流路４１ａを開閉可能な流路遮
断手段としてのシャッタ４２が設けられている。シャッ
タ４２は図示しない駆動機構によって流路４１ａを閉鎖
する位置と流路４１ａを開放する位置のいずれかの位置
に変移可能となっている。なお、ここでは、供給ポンプ
５５をノズル部４０の外部に備えるようにしたが、塗布
材料溜４１に加圧機構として例えばギヤポンプを内蔵す
るような構成としてもよい。

【００２４】この塗布装置は、また、ノズル部４０近傍
のノズル部４０よりも巻出ロール５１側に検出手段とし
てのセンサ５６（例えば、反射型光電スイッチ）を備え
ている。このセンサ５６は、搬送中の被塗布体の所定の
位置を検出するものであり、検出信号を制御部５７に送
るようになっている。制御部５７では、この検出信号を
受けて供給ポンプ５５およびシャッタ４２を後述のよう
に制御するようになっている。

【００２５】この塗布装置では、被塗布体が巻出ロール
５１から水平方向に送り出され、図１に矢印Ａで示した
方向に一定の速度で搬送され、搬送中に被塗布体の上に
シャッタ４２の開閉に応じて塗布材料が間欠的に塗設さ
れて、巻取ロール５２によって巻き取られるようになっ
ている。

【００２６】本実施の形態では、例えばこのような塗布
装置を用いて帯状正極体２１ａの上に電解質層２３を形
成する。

【００２７】具体的には、まず、タンク５４に電解質Ｅ
を収容する。電解質Ｅには、例えば、リチウム塩と、こ
のリチウム塩を溶解する非水溶媒と、高分子化合物とを
含むものを用いる。リチウム塩としては、例えば、Ｌｉ
ＰＦ₆ ，ＬｉＡｓＦ₆ ，ＬｉＢＦ₄ ，ＬｉＣｌＯ₄ ，Ｌ
ｉＣＦ₃ ＳＯ₃ ，Ｌｉ（ＣＦ₃ ＳＯ₂ ）₂ ＮあるいはＬ
ｉＣ₄ Ｆ₉ ＳＯ₃ が適当であり、これらのうちのいずれ
か１種または２種類以上を混合して使用してもよい。な
お、電解質層２３における溶媒に対するリチウム塩の濃
度は、０．１０〜２．０モル／リットルの範囲内である
ことが好ましい。良好なイオン伝導性が得られるからで
ある。

【００２８】非水溶媒としては、例えば、エチレンカー
ボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネ
ート、γ−ブチルラクトン、γ−バレロラクトン、ジエ
トキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラ
ヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、酢酸メチル、プ
ロピオン酸メチル、ジメチルカーボネート、ジエチルカ
ーボネート、エチルメチルカーボネート、２，４−ジフ
ルオロアニソール、２，６−ジフルオロアニソールある
いは４−ブロモベラトロールが適当であり、これらのう
ちのいずれか１種または２種類以上を混合して用いても
よい。なお、外装部材３０として後述するラミネートフ
ィルムを用いる場合には、エチレンカーボネート、プロ
ピレンカーボネート、γ−ブチルラクトン、２，４−ジ
フルオロアニソール、２，６−ジフルオロアニソールあ
るいは４−ブロモベラトロールなどの沸点が１５０℃以
上のものを用いることが好ましい。簡単に気化すると、
外装部材３０（ラミネートフィルム）が膨らみ、外形不
良となるからである。

【００２９】高分子化合物としては、ポリフッ化ビニリ
デン，ポリアクリロニトリル，アクリロニトリルブタジ
エンゴム，アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂，
アクリロニトリル塩化ポリエチレンプロピレンジエンス
チレン樹脂，アクリロニトリル塩化ビニル樹脂，アクリ
ロニトリルメタアクリレート樹脂，アクリロニトリルア
クリレート樹脂，ポリエチレンオキサイドあるいはポリ
エーテル変性シロキサンが適当であり、これらのうちの
２種以上を混合して使用してもよい。また、ポリフッ化
ビニリデンと、ヘキサフルオロプロピレンあるいはテト
ラフルオロエチレンとの共重合体を用いることもでき
る。更に、ポリアクリロニトリルと、酢酸ビニル，メタ
クリル酸メチル，メタクリル酸ブチル，アクリル酸メチ
ル，アクリル酸ブチル，イタコン酸，水素化メチルアク
リレート，水素化エチルアクリレート，アクリルアミ
ド，塩化ビニル，フッ化ビニリデンあるいは塩化ビニリ
デンなどのビニル系モノマとの共重合体を用いることも
できる。また、ポリエチレンオキサイドと、ポリプロピ
レンオキサイド，メタクリル酸メチル，メタクリル酸ブ
チル，アクリル酸メチルあるいはアクリル酸ブチルとの
共重合体を用いることもできる。加えて、フッ化ビニリ
デンあるいはエーテル変性シロキサンの共重合体を用い
ることもできる。

【００３０】タンク５４に電解質Ｅを収容したのち、図
２（Ａ），（Ｂ）にも示したように、帯状正極体２１ａ
の正極反応層２６の上に電解質層２３を形成する。な
お、図２（Ａ）は、巻出ロール５１および巻取ロール５
２により矢印Ａで示した方向に移送される帯状正極体２
１ａの反応層露出域Ｂがノズル部４０の吐出口の直下に
位置し、電解質層２３を形成している状態を表してい
る。一方、図２（Ｂ）は、帯状正極体２１ａの集電体露
出域Ｃがノズル部４０の吐出口４１ｂの直下に位置し、
電解質Ｅの供給が停止されている状態を表したものであ
る。

【００３１】ここでは、センサ５６が帯状正極体２１ａ
の集電体露出域Ｃから反応層露出域Ｂに変わる境界を検
出すると、そのタイミングに基づいて、制御部５７の制
御の下にそれまで塗布材料溜４１の流路４１ａを閉鎖し
ていたシャッタ４２が退避し、流路４１ａが開放される
と共に、それまで停止していた供給ポンプ５５が例えば
０．０１ＭＰａ〜０．３ＭＰａ程度の圧力で駆動され
る。これにより図２（Ａ）に示したように、電解質Ｅが
ノズル部４０の吐出口から吐出され、正極反応層２６上
に塗布されて電解質層２３が形成される。

【００３２】そののち、センサ５６が反応層露出域Ｂか
ら集電体露出域Ｃに変わる境界を検出すると、そのタイ
ミングに基づいて流路４１ａを開放していたシャッタ４
２が流路４１ａ内に突出して流路４１ａが閉鎖されると
共に、供給ポンプ５５の駆動が停止される。これにより
電解質Ｅのノズル部４０からの吐出が停止される。よっ
て、図２（Ｂ）に示したように、集電体露出域Ｃでは、
電解質層２３が形成されることはなく、帯状正極集電体
２５ａが露出している状態となる。次に、センサ５６が
再び帯状正極体２１ａの集電体露出域Ｃから反応層露出
域Ｂに変わる境界を検出すると、上記と同様に正極反応
層２６上に電解質層２３が形成される。以下、同様の動
作が繰り返される。なお、塗布材料溜４１から塗出され
る際の電解質Ｅの粘度は、例えば０．００１〜０．０５
Ｐａ・ｓ程度とする。

【００３３】このように本実施の形態では、センサ５６
により集電体露出域Ｃと反応層露出域Ｂとの境界を検出
し、その検出信号に基づいて制御部５７が供給ポンプ５
５およびシャッタ４２を制御するようになっているの
で、帯状正極集電体２５ａ上に一定間隔をおいて形成さ
れた複数の正極反応層２６の上に、電解質層２３が選択
的に形成される。また、供給ポンプ５５が駆動されるこ
とにより塗布材料溜４１から電解質Ｅが押し出されるの
で、電解質層２３の厚さが均一になる。なお、電解質層
２３の厚さは、ノズル部４０を昇降移動させてノズル部
４０の塗出口４１ｂと正極反応層２６との間隔を変える
ことにより調節することが可能である。ちなみに、ここ
では正極反応層２６の全面（すなわち、上面および側
面）を覆うように電解質層２３を形成しているが、正極
反応層２６の側面を除く上面のみに形成するようにして
もよい。

【００３４】なお、塗布装置の例えば巻取ロール５２の
近傍には、塗布した電解質を乾燥させるための図示しな
い乾燥機が配設されている。形成された電解質層２３が
この乾燥機に対応する位置まで搬送されると電解質が乾
燥し、その後に帯状電極体２１ａと共に例えばプロピレ
ンよりなる図示しないプラスチックフィルムにより覆わ
れ、巻取ロール５２に巻き取られる。このようにプラス
チックフィルムにより覆うのは、電解質層２３中の非水
溶媒が蒸発したり、電解質層２３が湿気を吸収したりす
ることを防止するためである。

【００３５】一方、上述した方法と同様にして、電極体
としての帯状負極体（すなわち、帯状負極集電体上に負
極反応層が間欠的に設けられたもの）に上に電解質層を
間欠的に形成する。なお、帯状負極体の作製は、例え
ば、リチウム金属、リチウム合金（例えば、リチウムと
アルミニウムとの合金）またはリチウムを吸蔵および離
脱することが可能な負極材料とポリフッ化ビニリデンな
どの結着剤とを均一に混合し、これをジメチルホルムア
ルデヒドあるいはＮ−メチルピロリドンなどの溶剤に分
散して負極合剤スラリーとしたのち、この負極合剤スラ
リーを銅（Ｃｕ）箔などの金属箔よりなる帯状負極集電
体に間欠的に塗布し乾燥させ、圧縮成型することにより
行う。

【００３６】リチウムを吸蔵・離脱可能な負極材料とし
ては、例えば、炭素質材料，ケイ素またはケイ素化合
物，金属酸化物あるいは高分子材料のいずれか１種また
は２種以上を含むものを用いることができる。なお、炭
素質材料としては、例えば、熱分解炭素類、ピッチコー
クス，ニードルコークスもしくは石油コークスなどのコ
ークス類、グラファイト類、ガラス状炭素類、有機高分
子化合物焼成体（例えば、セルロース，フェノール樹脂
またはフラン樹脂を適当な温度で焼成したもの）、炭素
繊維あるいは活性炭などが挙げられる。また、ケイ素化
合物としてはＭｇ ₂ Ｓｉなどが挙げられ、酸化物として
はＳｎＯ₂ などが挙げられ、高分子材料としてはポリア
セチレン，ポリアニリン，ポリピロールあるいはジスル
フィド系のポリマなどが挙げられる。

【００３７】帯状正極体２１ａおよび帯状負極体に複数
の電解質層２３を間欠的に形成したのち、巻取ロール５
２から帯状正極体２１ａおよび帯状負極体をそれぞれ引
き出すと共に、帯状正極体２１ａおよび帯状負極体を覆
っているプラスチックフィルムを剥離する。

【００３８】次いで、図６（Ａ）に示したように、正極
反応層２６の層間の帯状正極集電体２５ａが露出してい
る領域に、例えば、アルミニウムよりなる正極リード線
を溶接あるいは接着剤などによって取り付ける。また、
図６（Ｂ）に示したように、負極反応層２８の層間の帯
状負極集電体２７ａが露出している領域に、例えば、銅
よりなる負極リード線を溶接あるいは接着剤などによっ
て取り付ける。

【００３９】続いて、例えばシャーカット（share cut
）することにより、電解質層２３の層間（すなわち、
正極反応層２６の層間）において帯状正極集電体２５ａ
を切断し、個々に分離する。これにより、正極リード線
１１を備え、正極集電体２５上に正極反応層２６および
電解質層２３が順次積層された積層体が複数形成され
る。また、同様にして、電解質層２３の層間（すなわ
ち、負極反応層２８の層間）において帯状負極集電体２
７ａを切断し、個々に分離することにより、負極リード
線１２を備え、負極集電体２７上に負極反応層２８およ
び電解質層２３が順次積層された積層体を形成する。そ
ののち、図４および図５に示したように、各積層体を電
解質層２３同士が向き合うようにセパレータ２４を介し
て張り合わせ、巻回して巻回電極体２０を形成する。な
お、セパレータ２４には、例えばポリプロピレンあるい
はポリエチレンなどのポリオレフィン系の材料を主成分
とする多孔質膜を用いる。ちなみに、このような多孔質
膜を２種以上積層したものを用いるようにしてもよい。

【００４０】巻回電極体２０を形成したのち、例えば、
外装部材３０であるフィルム３０ａ，３０ｂを用意し、
巻回電極体２０をフィルム３０ａとフィルム３０ｂとの
間に挟み込む。なお、各フィルム３０ａ，３０ｂの正極
リード線１１および負極リード線１２が導出される端部
においては、例えば、正極リード線１１および負極リー
ド線１２を挟むようにフィルム３１を配置し、フィルム
３１を介して外装部材３０で正極リード線１１および負
極リード線１２をそれぞれ挟むようにする。

【００４１】フィルム３０ａ，３０ｂとしては、例え
ば、ナイロンフィルム，アルミニウム箔およびポリエチ
レンフィルムをこの順に張り合わせたラミネートフィル
ムを用い、ポリエチレンフィルムと巻回電極体２０とが
対向するように配設する。なお、一方のフィルム３０ａ
は、例えば収納する巻回電極体２０の形状に合わせて、
外縁部を残して膨らみを持たせた形状とする。

【００４２】巻回電極体２０をフィルム３０ａ，３０ｂ
で挟んだのち、例えば減圧雰囲気中において外装部材３
０を巻回電極体２０に圧着させると共に、各フィルム３
０ａ，３０ｂの外縁部同士を熱融着などにより密着させ
る。これにより、図３に示した電池が完成する。

【００４３】このようにして製造される二次電池では、
充電を行うと、例えば、正極反応層２６からリチウムが
イオンとなって離脱し、電解質層２３およびセパレータ
２４を介して負極反応層２８に吸蔵される。また、放電
を行うと、例えば、負極反応層２８からリチウムがイオ
ンとなって離脱し、電解質層２３およびセパレータ２４
を介して正極反応層２６に吸蔵される。

【００４４】次に、図７（Ａ），（Ｂ）を参照して、電
解質層２３を間欠的に形成することによる作用について
説明する。

【００４５】図７（Ａ）は、上述した方法により帯状正
極体２１ａに電解質層２３を間欠的に形成した後の状態
を表したものである。これに対して、図７（Ｂ）は、従
来の方法により、帯状正極集電体１２５ａの両面に複数
の正極反応層１２６が間欠的に形成された帯状正極体１
２１ａの全面に電解質層１２３を形成した後の状態を表
したものである。すなわち、電解質層１２３は、電解質
を貯えたタンク内に帯状正極集電体１２５ａを通して、
帯状正極集電体１２５ａの両面に付着した電解質を一対
のヘラ（ドクターナイフ）で擦り切って形成したもので
ある。

【００４６】図７（Ｂ）に示した従来の方法では、帯状
正極体１２１ａ（具体的には、帯状正極集電体１２５
ａ）に対して正極リード線１１（図６（Ａ）参照）を電
気的に接続させるためには、正極リード線取付域１１ａ
に形成された電解質を剥離し、その部分に正極リード線
１１を取り付ける必要がある。

【００４７】一方、本実施の形態の帯状正極体２１ａで
は、電解質層２３が正極反応層２６側のみに形成されて
おり、正極リード線取付域１１ａに電解質が付着してい
ないので、上述したような剥離作業が不要であり、直ち
に正極リード線取付域１１ａに正極リード線１１を取り
付けることができる。

【００４８】このように本実施の形態に係る電池の製造
方法によれば、帯状電極集電体（帯状正極集電体２５ａ
および帯状負極集電体２７ａ）の上に複数の電極反応層
（正極反応層２６および負極反応層２８）を間欠的に形
成し、その上に集電体層２３を形成したのち、帯状電極
集電体を切断するようにしたので、リード線取付域に電
解質が付着するおそれがない。よって、従来行っていた
電解質の剥離作業が不要となり、生産効率を高めること
ができる。また、不要な部分に電解質が塗布されること
がないので、製造コストを低減することができる。

【００４９】更に、電解質層２３を形成する際に本実施
の形態に係る塗布装置を用いるようにしたので、センサ
５６により反応層露出域Ｂと集電体露出域Ｃとの境界を
検出し、その検出信号に基づいて制御部５７が供給ポン
プ５５およびシャッタ４２を制御することができる。よ
って、電解質の間欠塗布を容易に行うことができ、この
点においても電池の生産効率を高めることができる。

【００５０】加えて、供給ポンプ５５を駆動させて塗布
材料溜４１から電解質Ｅを押し出すようにしたので、幅
方向においても長手方向においても厚さが均一な電解質
層２３を形成することができる。

【００５１】なお、電解質層２３を形成する際、図１に
示した塗布装置に代えて、例えば図８に示した塗布装置
を用いることもできる。以下の説明では、図１に示した
塗布装置と同一の構成要素には同一の符号を付し、その
詳細な説明を省略する。

【００５２】図８に示した塗布装置のノズル部６０で
は、塗布材料溜４１の流路４１ａの途中に断面が円形状
の軸受部が設けられ、この軸受部に開閉軸６１が回転可
能に装着されている。開閉軸６１はその一部が切り欠か
れている（切欠き部６１ａ）。開閉軸６１は図示しない
駆動機構により塗布材料の塗布，未塗布のタイミング
（すなわちセンサ５６による検出タイミング）に合わせ
て駆動され、塗布時には切欠き部６１ａが流路４１ａの
壁面と例えば平行に位置し、未塗布時には切欠き部６１
ａが流路４１ａを横断するようになっている。これによ
り、塗布時には流路４１ａが開放されて切欠き部６１ａ
を通過した電解質が塗出口４１ｂから塗出される。一
方、未塗布時には流路４１ａが閉鎖される。

【００５３】なお、この塗布装置は、ノズル部６０の下
方に図８に矢印Ｄで示した方向に回転可能な支持ロール
６２を備えている。従って、被塗布体（例えば、帯状正
極体２１ａ）はこの支持ロール６２により案内されつつ
巻出ロール５１（図１参照）から巻取ロール５２（図１
参照）へと搬送されるようになっている。また、この塗
布装置では、塗布材料溜４１の周囲近傍に図示しないオ
イルバスが設けられている。これにより、オイルバスの
内部において加熱したオイルを循環させ、塗布材料溜４
１を加熱して例えばゲル状の電解質を温めることによ
り、その粘度を低下させるようになっている。その結
果、電解質は流路４１ａを円滑に通過する。

【００５４】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態で
は、塗布装置を用いて電解質層２３を間欠的に形成する
例について説明したが、帯状電極集電体上に電極反応層
を形成する際にも、上述した塗布装置を用いることがで
きる。その場合には、タンク５４に上述した正極合剤ス
ラリーあるいは負極合剤スラリーを収容して、被塗布体
としての電極集電体上に正極反応層２６あるいは負極反
応層２８を形成すればよい。更に、電極反応層形成用の
塗布装置と電解質層形成用の塗布装置とを並設すること
により、電極反応層および電解質層を連続して間欠的に
形成するようにしてもよい。また、本発明の塗布装置
は、外装部材３０の端部と巻回電極体２０との間の空隙
に樹脂を充填する場合などにおいても用いることができ
る。

【００５５】更に、上記実施の形態では、図１または図
８に示した塗布装置を用いて電解質層２３を間欠的に形
成する場合について説明したが、必ずしもこのような塗
布装置を用いる必要はなく、他の手段により電解質層２
３を間欠的に形成するようにしてもよい。

【００５６】また、上記実施の形態では、ゲル状の電解
質層２３を形成するようにしたが、イオン伝導性を有す
る高分子化合物に電解質塩を分散させた固体状の電解質
あるいは固体状の無機電解質などよりなる電解質層とし
てもよい。このような固体状の電解質層は、電極反応層
上に流動性のある電解質を塗布したのち、非水溶媒を完
全に蒸発させることにより得ることができる。

【００５７】更に、上記実施の形態では、電極反応層を
帯状電極集電体の両面に形成する場合について説明した
が、電極反応層を帯状電極集電体の片面のみに形成する
場合についても適用できる。また、電解質層を帯状電極
体の両面に形成するようにしたが、各々片面のみに形成
するようにしてもよい。

【００５８】更に、上記実施の形態では、リード線（正
極リード線１１および負極リード線１２）を帯状電極集
電体に取り付けた後に帯状電極集電体を切断するように
したが、帯状電極集電体を切断した後にリード線を取り
付けるようにしてもよい。また、上記実施の形態では、
電解質層２３を形成した後にリード線を取り付けるよう
にしたが、リード線を取り付けた後に電解質層２３を形
成するようにしてもよい。

【００５９】更に、上記実施の形態では、巻回電極体２
０がラミネートフィルムの内部に封入された構造の電池
を例に挙げて説明したが、本発明は、いわゆるコイン
型，ボタン型あるいは円筒型などの他の形状の電池を製
造する際にも同様に適用することができる。

【００６０】また、上記実施の形態では、電池反応種が
リチウムである電池について説明したが、本発明は、電
池反応種がナトリウム（Ｎａ）あるいはカルシウム（Ｃ
ａ）などの他の種である電池を製造する際にも同様に適
用することができる。その場合、電解質塩としてリチウ
ム塩に代えてナトリウム塩あるいはカルシウム塩などを
用いると共に、正極活物質には適宜の金属酸化物あるい
は金属硫化物などを用いるようにする。

【００６１】加えて、上記実施の形態では、二次電池を
製造する場合について説明したが、本発明は、一次電池
を製造する際にも適用することができる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１ないし請求
項３のいずれか１項に記載の電池の製造方法によれば、
電極体の側に電解質を間欠的に塗布することにより複数
の電解質層を形成し、電解質層の層間において電極体を
切断するようにしたので、電解質層が形成されていない
領域にリード線を取り付けることにより生産効率を高め
ることができるという効果を奏する。

【００６３】また、請求項４ないし請求項８のいずれか
１項に記載の塗布装置によれば、塗布材料を塗出するノ
ズル部と、このノズル部と対向する位置において、被塗
布体をノズル部に対して相対的に移動させる移動手段
と、この移動手段により移動中の被塗布体上にノズル部
を介して塗布材料を塗布する加圧手段と、ノズル部内の
塗布材料の流路を遮断するための遮断手段と、ノズル部
からの塗布材料の吐出が間欠的に行われるよう遮断手段
を間欠的に駆動する制御手段とを備えるようにしたの
で、本発明の電池の製造方法を容易に実現することがで
き、電池の製造時間を著しく短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る塗布装置の概略を
表す構成図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係る電池の製造方法を
説明するための断面図である。

【図３】本発明の一実施の形態に係る電池の製造方法を
用いて作製された電池の構成を表す斜視図である。

【図４】図３に示した電池を分解して表す分解斜視図で
ある。

【図５】図４に示した巻回電極体の・−・線に沿った断
面図である。

【図６】本発明の一実施の形態に係る電池の製造方法を
説明するための平面図である。

【図７】（Ａ）は本発明の方法によって作製された帯状
正極を表す断面図であり、（Ｂ）は従来の方法によって
作製された帯状正極の断面図である。

【図８】図１に示した塗布装置の変形例に係る塗布装置
の概略を表す構成図である。

【符号の説明】１１…正極リード線、１２…負極リード線、２０…巻回
電極体、２１…正極、２１ａ…帯状正極体、２２…負
極、２３…電解質層、２４…セパレータ、２５…正極集
電体層、２５ａ…帯状正極集電体、２６…正極反応層、
２７…負極集電体層、２８…負極反応層、３０…外装部
材、３０ａ，３０ｂ，３１…フィルム、４０，６０…ノ
ズル部、４１…塗布材料溜、４１ａ…流路、４１ｂ…塗
出口、４２…シャッタ、５１…巻出ロール、５２…巻取
ロール、５３…供給管、５４…タンク、５５…ポンプ、
５６…センサ、５７…制御部、６１…開閉軸、６１ａ…
切欠き部、６２…支持ロール、Ｅ…電解質

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｍ 10/04 Ｈ０１Ｍ 10/04 Ｚ (72)発明者吉野孝伸福島県郡山市日和田町高倉字下杉下１番地の１株式会社ソニー・エナジー・テック内Ｆターム(参考） 4D075 AC04 AC72 AC84 AC93 DA03 DC19 EA05 4F041 AA02 AB01 BA05 BA22 BA35 BA56 5H028 AA01 AA05 BB03 BB04 BB14 BB17 CC02 EE04 EE06 EE08 5H029 AJ14 AK02 AK03 AK05 AK16 AL06 AL07 AL08 AL12 AL13 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 BJ02 BJ14 CJ04 CJ22 CJ30 DJ07 DJ12 5H050 AA19 BA16 BA17 BA18 CA02 CA08 CA09 CA11 CA20 CA29 CB07 CB08 CB09 CB12 DA04 FA05 FA08 GA04 GA22 GA29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極体の少なくとも一面側に電解質を間
欠的に塗設することにより複数の電解質層を形成する工
程と、前記電解質が間欠的に塗設された電極体を前記複数の電
解質層の層間において切断する工程とを含むことを特徴
とする電池の製造方法。
【請求項２】前記複数の電解質層を形成する工程に先
立ち、電極集電体の少なくとも一面側に電極反応層を間
欠的に形成することにより前記電極体を作製する工程を
含み、前記電極体のうち前記電極反応層に対応させて前
記複数の電解質層を形成することを特徴とする請求項１
記載の電池の製造方法。
【請求項３】前記電解質として、リチウム塩と高分子
化合物とを含む電解質を用いることを特徴とする請求項
１記載の電池の製造方法。
【請求項４】塗布材料を塗出するノズル部と、このノズル部と対向する位置において、被塗布体を前記
ノズル部に対して相対的に移動させる移動手段と、この移動手段により移動中の前記被塗布体上に前記ノズ
ル部を介して塗布材料を塗布する加圧手段と、前記ノズル部内の塗布材料の流路を遮断するための遮断
手段と、前記ノズル部からの塗布材料の吐出が間欠的に行われる
よう前記遮断手段を間欠的に駆動する制御手段とを備え
たことを特徴とする塗布装置。
【請求項５】前記塗布材料を電解質とすると共に前記
被塗布体を電極体として、前記電極体上に複数の電解質
層を間欠的に形成することを特徴とする請求項４記載の
塗布装置。
【請求項６】前記電極体として電極集電体に複数の電
極反応層が間欠的に形成された電極体を用いると共に、
前記電極反応層上に前記電解質層を形成することを特徴
とする請求項５記載の塗布装置。
【請求項７】間欠的に形成された前記電極反応層の到
達を検出する検出手段を更に備え、この検出手段による
検出タイミングに基づいて、前記制御手段が前記加圧手
段および前記遮断手段の動作を制御することを特徴とす
る請求項６記載の塗布装置。
【請求項８】電極反応種を吸蔵および離脱することが
可能な材料を含む合剤を前記塗布材料とすると共に前記
被塗布体を電極集電体として、前記電極集電体上に前記
合剤よりなる複数の電極反応層を間欠的に形成すること
を特徴とする請求項４記載の塗布装置。