JP2012243473A - 電極の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電極合材ペーストを乾燥させて形成する電極合材層にひび割れが生じるのを抑制することができる電極の製造方法を提供する。
【解決手段】 第１面１１ｂ及び第２面１１ｃを有する電極集電部材１１の第１面１１ｂに、電極合材ペースト１２を塗工する第１塗工工程（ステップＳ１）と、第１面１１ｂに塗工した電極合材ペースト１２を乾燥させる第１乾燥工程（ステップＳ２）とを備える。第１乾燥工程（ステップＳ２）では、乾燥初期段階において、電極集電部材１１の第１面１１ｂに電極合材ペースト１２が塗工された第１ペースト塗工部材１０Ｂに対し、第１面１１ｂ側から加える熱量よりも第２面１１ｃ側から加える熱量を大きくして、電極合材ペースト１２を乾燥させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電極の製造方法に関する。

近年、電池用電極の製造方法として、様々な方法が提案されている。例えば、特許文献１には、二次電池用電極板の製造方法が開示されている。

特開２０００−１０６１７５号公報

特許文献１には、次のような製造方法が記載されている。具体的には、まず、電極集電部材（アルミニウム箔）の表面（第１面）に、塗着液（電極合材ペースト）を塗着する。次いで、電極集電部材（アルミニウム箔）の両面側（第１面側及び第２面側）に配置されたヒータファンによって、電極集電部材の第１面に塗工した電極合材ペーストを乾燥させる。具体的には、電極集電部材の第１面に電極合材ペーストを塗工したもの（これを第１ペースト塗工部材という）に対し、第１面側に配置された第１ヒータファンから熱風を当てると共に、第２面側に配置された第２ヒータファンからも熱風を当てることによって、電極合材ペーストを乾燥させる。但し、第１ヒータファンと第２ヒータファンとにおいて、送出される熱風の温度及び風量を等しい値としている。

ところが、特許文献１のように、第１ヒータファンと第２ヒータファンとについて、送出される熱風の温度及び風量を等しい値として、電極集電部材の第１面に電極合材ペーストを塗工した第１ペースト塗工部材に対し、第１面側に配置された第１ヒータファンから熱風を当てると共に、第２面側に配置された第２ヒータファンからも熱風を当てることによって、電極合材ペーストを乾燥させると、電極合材層（電極合材ペーストが乾燥して形成される電極合材層）にひび割れが生じることがあった。

本発明者が検討したところ、上述のようにして電極合材ペーストを乾燥させた場合、電極合材ペーストの内部（電極集電部材側）に多量の溶媒が残っている状態で、電極合材ペーストの表面が早期に乾燥する傾向にあった。このため、表面の薄い膜（電極合材ペーストの表面が乾燥して膜になったもの）に収縮応力がかかり、この収縮応力が表面の薄い膜の強度を上回ることにより、ひび割れが発生すると推測される。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、電極合材ペーストを乾燥させて形成する電極合材層にひび割れが生じるのを抑制することができる電極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、第１面及び第２面を有する電極集電部材の上記第１面に、電極合材ペーストを塗工する第１塗工工程と、上記第１面に塗工した上記電極合材ペーストを乾燥させる第１乾燥工程と、を備える電極の製造方法において、上記第１乾燥工程は、乾燥初期段階において、上記電極集電部材の上記第１面に上記電極合材ペーストが塗工された第１ペースト塗工部材に対し、上記第１面側から加える熱量よりも上記第２面側から加える熱量を大きくして、上記電極合材ペーストを乾燥させる電極の製造方法である。

上述の製造方法では、第１乾燥工程の乾燥初期段階において、電極集電部材の第１面に電極合材ペーストが塗工された第１ペースト塗工部材に対し、第１面側から加える熱量よりも第２面側から加える熱量を大きくして、電極合材ペーストを乾燥させる。すなわち、第１面に塗工した電極合材ペーストの乾燥初期段階では、電極合材ペーストを塗工した第１面側よりも、電極合材ペーストを塗工していない第２面側から加える熱量を大きくして、電極合材ペーストを乾燥させる。これにより、電極合材ペーストの内部（電極集電部材側）の乾燥を早めることができ、その結果、電極合材ペーストが乾燥して形成される電極合材層にひび割れが生じるのを抑制することができる。

なお、ひび割れが生じている電極合材層を有する電極を電池に用いた場合、当該電極において反応が不均一となり、電池特性が低下する虞がある。従って、電極合材ペーストを乾燥させて形成した電極合材層にひび割れが生じていることは好ましくない。
また、電極合材ペーストは、溶媒を含む電極合材であり、例えば、活物質とバインダと溶媒を混合させたものである。

さらに、上記の電極の製造方法であって、前記第１乾燥工程は、前記乾燥初期段階において、前記第１ペースト塗工部材に対し、前記第２面側から熱風を当てる電極の製造方法とすると良い。

乾燥初期段階において、第１ペースト塗工部材（電極集電部材の第１面に電極合材ペーストが塗工されたもの）に対し、（第１面側からは熱風を当てることなく）第２面側から熱風を当てることで、第１面側から加える熱量よりも第２面側から加える熱量を大きくして、電極合材ペーストを乾燥させることができる。これにより、電極合材層にひび割れが生じるのを抑制することができる。

あるいは、前記の電極の製造方法であって、前記第１乾燥工程は、前記乾燥初期段階において、前記第１ペースト塗工部材に対し、前記第２面側から赤外線を照射する電極の製造方法とすると良い。

乾燥初期段階において、第１ペースト塗工部材（電極集電部材の第１面に電極合材ペーストが塗工されたもの）に対し、（第１面側からは赤外線を照射することなく）第２面側から赤外線を照射することで、第１面側から加える熱量よりも第２面側から加える熱量を大きくして、電極合材ペーストを乾燥させることができる。これにより、電極合材層にひび割れが生じるのを抑制することができる。

さらに、上記いずれかの電極の製造方法であって、前記第１塗工工程では、前記第１面に塗工する前記電極合材ペーストの目付量を１０ｍｇ／ｃｍ² 以上とし、前記第１乾燥工程では、上記電極合材ペーストの乾燥時間を、［目付量（ｍｇ／ｃｍ² ）／乾燥時間（秒）］≧０．３を満たす時間に設定する電極の製造方法とすると良い。

電気自動車やハイブリッド自動車の駆動用電源として用いる電池では、高容量化が求められている。これに対し、上述の製造方法では、第１塗工工程において、第１面に塗工する電極合材ペーストの目付量を１０ｍｇ／ｃｍ² 以上としている。電極合材ペーストの目付量を１０ｍｇ／ｃｍ² 以上と大きくすることで、電池を高容量にすることができる。

また、上述の製造方法では、第１乾燥工程において、電極合材ペーストの乾燥時間を、［目付量（ｍｇ／ｃｍ² ）／乾燥時間（秒）］≧０．３を満たす時間に設定する。例えば、目付量を２０ｍｇ／ｃｍ² として電極集電部材に塗工した電極合材ペーストを、６６．７秒以内に乾燥させる（乾燥時間を６６．７秒以内とする）。このように、乾燥時
間を短くすることで、電極合材ペーストの目付量を大きくしつつも、電極の生産効率を高くすることができる。なお、電極合材ペーストの乾燥時間を、［目付量（ｍｇ／ｃｍ² ）／乾燥時間（秒）］≧０．３を満たす時間に設定して、電極合材ペーストを適切に乾燥させるためには、乾燥温度を高くする（例えば、１５０℃以上にする）必要がある。

ところで、電極合材ペーストの目付量を１０ｍｇ／ｃｍ² 以上と大きくした場合において、特許文献１のように、第１ヒータファンと第２ヒータファンとについて、送出される熱風の温度及び風量を等しい値として、第１ペースト塗工部材（電極集電部材の第１面に電極合材ペーストを塗工したもの）に対し、第１面側に配置された第１ヒータファンから熱風を当てると共に、第２面側に配置された第２ヒータファンからも熱風を当てることによって、電極合材ペーストを乾燥させた場合には、特にひび割れが生じ易かった。その上、高温で短時間で乾燥させた場合、具体的には、例えば、電極合材ペーストの乾燥時間を、［目付量（ｍｇ／ｃｍ² ）／乾燥時間（秒）］≧０．３を満たす時間に設定し、乾燥温度を１５０℃程度に設定して、電極合材ペーストを乾燥させた場合には、更にひび割れが生じやすくなる傾向にあった。

これに対し、上述の製造方法では、前述のように、第１乾燥工程の乾燥初期段階において、第１ペースト塗工部材に対し、第１面側から加える熱量よりも第２面側から加える熱量を大きくして、電極合材ペーストを乾燥させる。これにより、上述のような目付量及び乾燥時間に設定しても、電極合材層にひび割れが生じるのを抑制することができる。

さらに、上記いずれかの電極の製造方法であって、前記第１乾燥工程の後、前記電極集電部材の前記第２面に電極合材ペーストを塗工する第２塗工工程と、上記第２面に塗工した上記電極合材ペーストを乾燥させる第２乾燥工程と、を備え、上記第２乾燥工程は、乾燥初期段階において、上記電極集電部材の上記第２面に上記電極合材ペーストが塗工された第２ペースト塗工部材に対し、上記第２面側から加える熱量よりも前記第１面側から加える熱量を大きくして、上記電極合材ペーストを乾燥させる電極の製造方法とすると良い。

上述の製造方法では、電極集電部材の第１面のみならず、第２面にも、電極合材ペーストを塗工して乾燥させる。具体的には、第１乾燥工程後の第２塗工工程において、電極集電部材の第２面に電極合材ペーストを塗工する。その後、第２乾燥工程において、第２面に塗工した電極合材ペーストを乾燥させる。

しかも、上述の製造方法では、第２乾燥工程の乾燥初期段階において、第２ペースト塗工部材（電極集電部材の第２面に電極合材ペーストが塗工されたもの）に対し、第２面側から加える熱量よりも第１面側から加える熱量を大きくして、電極合材ペーストを乾燥させる。すなわち、第２面に塗工した電極合材ペーストの乾燥初期段階では、電極合材ペーストを塗工した第２面側よりも、既に電極合材ペーストを乾燥させて電極合材層とした第１面側から加える熱量を大きくして、電極合材ペーストを乾燥させる。これにより、第２面に塗工した電極合材ペーストの内部（電極集電部材側）の乾燥を早めることができ、その結果、電極合材層にひび割れが生じるのを抑制することができる。従って、上述の製造方法では、第１面及び第２面に塗工した両電極合材ペーストを乾燥させて形成される電極合材層について、ひび割れを抑制することができる。

さらに、上記の電極の製造方法であって、前記第２乾燥工程は、前記乾燥初期段階において、前記第２ペースト塗工部材に対し、前記第１面側から熱風を当てる電極の製造方法とすると良い。

乾燥初期段階において、第２ペースト塗工部材（電極集電部材の第２面に電極合材ペーストが塗工されたもの）に対し、（第２面側からは熱風を当てることなく）第１面側から熱風を当てることで、第２面側から加える熱量よりも第１面側から加える熱量を大きくして、電極合材ペーストを乾燥させることができる。これにより、第２面に塗工した電極合材ペーストを乾燥させて形成される電極合材層についても、ひび割れを抑制することができる。

あるいは、前記の電極の製造方法であって、前記第２乾燥工程は、前記乾燥初期段階において、前記第２ペースト塗工部材に対し、前記第１面側から赤外線を照射する電極の製造方法とすると良い。

乾燥初期段階において、第２ペースト塗工部材（電極集電部材の第２面に電極合材ペーストが塗工されたもの）に対し、（第２面側からは赤外線を照射することなく）第１面側から赤外線を照射することで、第２面側から加える熱量よりも第１面側から加える熱量を大きくして、電極合材ペーストを乾燥させることができる。これにより、第２面に塗工した電極合材ペーストを乾燥させて形成される電極合材層についても、ひび割れが生じるのを抑制することができる。

さらに、上記いずれかの電極の製造方法であって、前記第２塗工工程では、前記第２面に塗工する前記電極合材ペーストの目付量を１０ｍｇ／ｃｍ² 以上とし、前記第２乾燥工程では、上記電極合材ペーストの乾燥時間を、［目付量（ｍｇ／ｃｍ² ）／乾燥時間（秒）］≧０．３を満たす時間に設定する電極の製造方法とすると良い。

第２面に塗工する電極合材ペーストの目付量を１０ｍｇ／ｃｍ² 以上と大きくすることで、電池を高容量にすることができる。また、第２乾燥工程において、電極合材ペーストの乾燥時間を、［目付量（ｍｇ／ｃｍ² ）／乾燥時間（秒）］≧０．３を満たす時間に設定することで、電極の生産効率を高くすることができる。

しかも、上述の製造方法では、前述のように、第２乾燥工程の乾燥初期段階において、第２面に電極合材ペーストが塗工された電極集電部材に対し、第２面側から加える熱量よりも第１面側から加える熱量を大きくして、電極合材ペーストを乾燥させる。これにより、上述のような目付量及び乾燥時間に設定しても、電極合材ペーストを乾燥させて形成される電極合材層にひび割れが生じるのを抑制することができる。

実施形態にかかる乾燥装置の概略図である。 同乾燥装置の各ファンの風速を示す図である。 実施形態にかかる電極の製造方法を説明する図であり、正極を製造する工程のフローチャートである。 第１塗工工程の説明図である。 第１乾燥工程の説明図である。 第２塗工工程の説明図である。 第２乾燥工程の説明図である。 圧縮成形工程の説明図である。 変形形態にかかる乾燥装置の概略図である。 比較形態にかかる乾燥装置の概略図である。 比較形態にかかる乾燥試験の結果を示す図である。

次に、本発明の実施形態について説明する。
図１は、実施形態にかかる乾燥装置１の概略図である。乾燥装置１は、正極集電部材１１の第１面１１ｂ（第２面１１ｃ）に塗工された正極合材ペースト１２を乾燥させる装置である。具体的には、乾燥装置１は、図１に示すように、乾燥炉７と、乾燥炉７内の上部に配置された複数の上部ファン２と、乾燥炉７内の下部に配置された複数の下部ファン３と、乾燥炉７内の中央部に配置された複数のローラ５とを備えている。

ローラ５は、乾燥炉７の長手方向（図１において左右方向）にわたって間隔を空けて複数配置されており、正極集電部材１１の第１面１１ｂに正極合材ペースト１２が塗工されたもの（これを第１ペースト塗工部材１０Ｂとする）を、乾燥炉７の入口７ｂから出口７ｃに向けて送る。さらに、正極集電部材１１の第２面１１ｃに正極合材ペースト１２が塗工されたもの（これを第２ペースト塗工部材１０Ｃとする）を、乾燥炉７の入口７ｂから出口７ｃに向けて送る。

なお、本実施形態では、第１乾燥工程において、第１ペースト塗工部材１０Ｂが、正極合材ペースト１２が塗工された第１面１１ｂを上側に向けて（第２面１１ｃを下側に向けて）、乾燥炉７の入口７ｂから出口７ｃに向かって乾燥炉７内を移動する。また、第２乾燥工程において、第２ペースト塗工部材１０Ｃが、正極合材ペースト１２が塗工された第２面１１ｃを上側に向けて（第１面１１ｂを下側に向けて）、乾燥炉７の入口７ｂから出口７ｃに向かって乾燥炉７内を移動する。

上部ファン２は、乾燥炉７内において上方から下方に向けて熱風を送出する装置である。この上部ファン２は、第１乾燥工程において、乾燥炉７内を移動する第１ペースト塗工部材１０Ｂに対し、第１面１１ｂ側（図１において上側）から熱風を当てる。また、第２乾燥工程において、乾燥炉７内を移動する第２ペースト塗工部材１０Ｃに対し、第２面１１ｃ側（図１において上側）から熱風を当てる。

下部ファン３は、乾燥炉７内において下方から上方に向けて熱風を送出する装置である。この下部ファン３は、第１乾燥工程において、乾燥炉７内を移動する第１ペースト塗工部材１０Ｂに対し、第２面１１ｃ側（図１において下側）から熱風を当てる。また、第２乾燥工程において、乾燥炉７内を移動する第２ペースト塗工部材１０Ｃに対し、第１面１１ｂ側（図１において下側）から熱風を当てる。

なお、本実施形態の乾燥装置１では、下部ファン３を、乾燥炉７の入口７ｂから出口７ｃにわたって、合計６個配置している。詳細には、乾燥炉７内を、入口７ｂから出口７ｃに向かって３つのゾーン（第１ゾーン７ｆ、第２ゾーン７ｇ、第３ゾーン７ｈ）に分けたとき、下部ファン３は、各ゾーンに２個ずつ、間隔を空けて配置されている。

これにより、第１乾燥工程では、第１面１１ｂに塗工された正極合材ペースト１２の乾燥初期段階から乾燥終期にわたって、下部ファン３によって、第１ペースト塗工部材１０Ｂに対し、第２面１１ｃ側（図１において下側）から熱風を当てることができる。
同様に、第２乾燥工程では、第２面１１ｃに塗工された正極合材ペースト１２の乾燥初期段階から乾燥終期にわたって、下部ファン３によって、第２ペースト塗工部材１０Ｃに対し、第１面１１ｂ側（図１において下側）から熱風を当てることができる。

なお、本実施形態の乾燥装置１では、下部ファン３から送出する熱風の温度を、１５０℃に設定している。また、下部ファン３から送出する熱風の風速は、図２に示す通りである。具体的には、第１ゾーン７ｆに配置している下部ファン３では、熱風の風速を、７ｍ／ｓｅｃとしている。また、第２ゾーン７ｇに配置している下部ファン３では、熱風の風速を、５ｍ／ｓｅｃとしている。また、第３ゾーン７ｈに配置している下部ファン３では、熱風の風速を、３ｍ／ｓｅｃとしている。なお、図２では、ファンの位置を、乾燥炉７の全長を１００として示している。すなわち、乾燥炉７の入口７ｂの位置を０、
出口の位置を１００として、ファンの位置を示している。

一方、上部ファン２については、合計４個配置しているが、第１ゾーン７ｆには配置しておらず、第２ゾーン７ｇの出口７ｃ寄りの位置に１個、第３ゾーン７ｈに間隔をあけて３個配置している。これにより、本実施形態の第１乾燥工程では、第１面１１ｂに塗工された正極合材ペースト１２の乾燥初期段階において、上部ファン２によって、第１ペースト塗工部材１０Ｂに対し、第１面１１ｂ側（図１において上側）から熱風を当てないようにしている。

具体的には、第１乾燥工程では、第１面１１ｂに塗工された正極合材ペースト１２の乾燥中期以降だけ、上部ファン２によって、第１ペースト塗工部材１０Ｂに対し、第１面１１ｂ側（図１において上側）から熱風を当るようにしている。同様に、第２乾燥工程において、第２ペースト塗工部材１０Ｃに対して、第２面１１ｃに塗工された正極合材ペースト１２の乾燥初期段階では、第２面１１ｃ側（図１において上側）から熱風を当てないようにし、乾燥中期以降だけ、第２面１１ｃ側（図１において上側）からも熱風を当るようにしている。

このようにして、本実施形態では、第１乾燥工程の乾燥初期段階において、正極集電部材１１の第１面１１ｂに正極合材ペースト１２が塗工された第１ペースト塗工部材１０Ｂに対し、第１面１１ｂ側からは熱風を当てることなく、第２面１１ｃ側から熱風を当てるようにした。さらに、第２乾燥工程の乾燥初期段階において、正極集電部材１１の第２面１１ｃに正極合材ペースト１２が塗工された第２ペースト塗工部材１０Ｃに対し、第２面１１ｃ側からは熱風を当てることなく、第１面１１ｂ側から熱風を当てるようにした。

これにより、本実施形態では、第１乾燥工程の乾燥初期段階において、正極集電部材１１の第１面１１ｂに正極合材ペースト１２が塗工された第１ペースト塗工部材１０Ｂに対し、第１面１１ｂ側から加える熱量よりも第２面１１ｃ側から加える熱量を大きくして、正極合材ペースト１２を乾燥させることができる。すなわち、第１面１１ｂに塗工した正極合材ペースト１２の乾燥初期段階では、正極合材ペースト１２を塗工した第１面１１ｂ側よりも、正極合材ペースト１２を塗工していない第２面１１ｃ側から加える熱量を大きくして、正極合材ペースト１２を乾燥させることができる。これにより、第１乾燥工程において、第１面１１ｂに塗工された正極合材ペースト１２の内部（正極集電部材１１側）の乾燥を早めることができ、その結果、正極合材ペースト１２が乾燥して形成される電極合材層１３にひび割れが生じるのを抑制することができる。

また、第２乾燥工程の乾燥初期段階において、正極集電部材１１の第２面１１ｃに正極合材ペースト１２が塗工された第２ペースト塗工部材１０Ｃに対し、第２面１１ｃ側から加える熱量よりも第１面１１ｂ側から加える熱量を大きくして、正極合材ペースト１２を乾燥させることができる。すなわち、第２面１１ｃに塗工した正極合材ペースト１２の乾燥初期段階では、正極合材ペースト１２を塗工した第２面１１ｃ側よりも、正極合材ペースト１２を塗工していない（既に電極合材層１３が形成されている）第１面１１ｂ側から加える熱量を大きくして、正極合材ペースト１２を乾燥させることができる。これにより、第２乾燥工程においても、第２面１１ｃに塗工された正極合材ペースト１２の内部（正極集電部材１１側）の乾燥を早めることができ、その結果、正極合材ペースト１２を乾燥させて形成される電極合材層１３にひび割れが生じるのを抑制することができる。

なお、本実施形態の乾燥装置１では、上部ファン２から送出する熱風の温度を、１５０℃に設定している。また、上部ファン２から送出する熱風の風速は、図２に示す通りである。具体的には、第２ゾーン７ｇに配置している上部ファン２では、熱風の風速を、５ｍ／ｓｅｃとしている。また、第３ゾーン７ｈに配置している上部ファン２では、
熱風の風速を、３ｍ／ｓｅｃとしている。

次に、実施形態にかかる電極の製造方法について説明する。図３は、実施形態にかかる電極の製造方法を説明する図であり、正極１０を製造する工程のフローチャートである。
まず、ステップＳ１（第１塗工工程）において、第１面１１ｂ及び第２面１１ｃを有する正極集電部材１１の第１面１１ｂに、正極合材ペースト１２を塗工する（図４参照）。具体的には、図示しない塗工装置を用いて、一定速度で送られてくる正極集電部材１１の第１面１１ｂに、正極合材ペースト１２を塗工して、第１ペースト塗工部材１０Ｂを作製する（図４参照）。

なお、本実施形態では、第１面１１ｂに塗工する正極合材ペースト１２の目付量を１０ｍｇ／ｃｍ² 以上（例えば、２０ｍｇ／ｃｍ² ）としている。正極合材ペースト１２の目付量を１０ｍｇ／ｃｍ² 以上と大きくすることで、正極１０を高容量とし、ひいては電池を高容量にすることができる。

また、正極集電部材１１として、厚さ１５μｍのアルミニウム箔を用いている。また、正極合材ペースト１２として、正極活物質（ＬｉＮｉ_1/3Ｃｏ_1/3Ｍｎ_1/3Ｏ₂）と導電材（アセチレンブラック）とバインダ（ＰＶＤＦ）とを、正極溶媒（ＮＭＰ）中に分散させてペースト状にした正極合材ペーストを用いている。正極合材ペースト１２の固形分率は、６０ｗｔ％である。また、正極活物質と導電材とバインダとの混合比は、９１：６：３（重量比）としている。

次いで、ステップＳ２（第１乾燥工程）に進み、正極集電部材１１の第１面１１ｂに塗工した正極合材ペースト１２を乾燥させる。具体的には、正極集電部材１１の第１面１１ｂに正極合材ペースト１２を塗工した第１ペースト塗工部材１０Ｂを、一定速度で送りつつ、前述した乾燥装置１の乾燥炉７内を通過させることにより、正極合材ペースト１２を乾燥させる。これにより、正極合材ペースト１２から正極溶媒（ＮＭＰ）を取り除いて（蒸発させて）、正極集電部材１１の第１面１１ｂに正極合材層１３を形成する（図５参照）。

前述のように、ステップＳ２（第１乾燥工程）の乾燥初期段階では、第１ペースト塗工部材１０Ｂに対し、第１面１１ｂ側から加える熱量よりも第２面１１ｃ側から加える熱量を大きくして、正極合材ペースト１２を乾燥させる。すなわち、乾燥初期段階では、正極合材ペースト１２を塗工した第１面１１ｂ側よりも、正極合材ペースト１２を塗工していない第２面１１ｃ側から加える熱量を大きくして、正極合材ペースト１２を乾燥させる。これにより、第１乾燥工程において、第１面１１ｂに塗工された正極合材ペースト１２の内部（正極集電部材１１側）の乾燥を早めることができ、その結果、正極合材ペースト１２を乾燥させて形成される電極合材層１３にひび割れが生じるのを抑制することができる。

また、本実施形態では、第１乾燥工程において、正極合材ペースト１２の乾燥時間を、［目付量（ｍｇ／ｃｍ² ）／乾燥時間（秒）］≧０．３を満たす時間に設定する。例えば、正極集電部材１１の第１面１１ｂに塗工した正極合材ペースト１２の目付量を２０ｍｇ／ｃｍ² とした場合、正極合材ペースト１２の乾燥時間を６６．７秒以内とする。具体的には、正極合材ペースト１２の目付量を２０ｍｇ／ｃｍ² とした場合、第１ペースト塗工部材１０Ｂが、乾燥装置１の乾燥炉７の入口７ｂを通過してから、出口７ｃに到達するまでの時間が６６．７秒以内となるように、第１ペースト塗工部材１０Ｂの送り速度を設定する。

このように、乾燥時間を短くすることで、正極合材ペースト１２の目付量を大きくしつつも、正極１０の生産効率を高くすることができる。なお、正極合材ペースト１２の乾燥時間を、［目付量（ｍｇ／ｃｍ² ）／乾燥時間（秒）］≧０．３を満たす時間に短くするにも拘わらず、正極合材ペースト１２を適切に乾燥させるために、本実施形態では、乾燥温度（熱風の温度）を１５０℃と高くしている。

ところで、正極合材ペーストの目付量を１０ｍｇ／ｃｍ² 以上と大きくした場合において、特許文献１のように、第１ヒータファン（上部ファン）と第２ヒータファン（下部ファン）とについて、送出される熱風の温度及び風量を等しい値として、第１ペースト塗工部材に対し、第１面側に配置された第１ヒータファン（上部ファン）から熱風を当てると共に、第２面側に配置された第２ヒータファン（下部ファン）からも熱風を当てることによって、正極合材ペーストを乾燥させた場合には、電極合材層にひび割れが生じ易かった。その上、高温で短時間で乾燥させた場合、具体的には、例えば、［目付量（ｍｇ／ｃｍ² ）／乾燥時間（秒）］≧０．３を満たす乾燥時間で、乾燥温度を１５０℃程度に設定して、正極合材ペーストを乾燥させた場合には、特にひび割れが生じやすくなる傾向にあった。

これに対し、本実施形態では、前述のように、第１乾燥工程の乾燥初期段階において、第１ペースト塗工部材１０Ｂに対し、正極集電部材１１の第１面１１ｂ側から加える熱量よりも第２面１１ｃ側から加える熱量を大きくして、正極合材ペースト１２を乾燥させる。すなわち、乾燥初期段階では、正極合材ペースト１２を塗工した第１面１１ｂ側よりも、正極合材ペースト１２を塗工していない第２面１１ｃ側から加える熱量を大きくして、正極合材ペースト１２を乾燥させる。これにより、上述のような目付量及び乾燥時間に設定しても、正極合材ペースト１２を乾燥させて形成される電極合材層１３にひび割れが生じるのを抑制することができる。

次に、ステップＳ３（第２塗工工程）に進み、正極合材ペースト１２を、正極集電部材１１の第２面１１ｃにも塗工する。具体的には、図示しない塗工装置を用いて、ステップＳ１，Ｓ２を経て第１面１１ｂに正極合材層１３が形成された正極集電部材１１の第２面１１ｃに、正極合材ペースト１２を塗工して、第２ペースト塗工部材１０Ｃを作製する（図６参照）。

なお、本実施形態では、第２面１１ｃに塗工する正極合材ペースト１２の目付量を１０ｍｇ／ｃｍ² 以上（例えば、２０ｍｇ／ｃｍ² ）としている。正極合材ペースト１２の目付量を１０ｍｇ／ｃｍ² 以上と大きくすることで、正極１０を高容量とし、ひいては電池を高容量にすることができる。

次いで、ステップＳ４（第２乾燥工程）に進み、正極集電部材１１の第２面１１ｃに塗工した正極合材ペースト１２を乾燥させる。具体的には、正極集電部材１１の第２面１１ｃに正極合材ペースト１２を塗工した第２ペースト塗工部材１０Ｃを、一定速度で送りつつ、前述した乾燥装置１の乾燥炉７内を通過させることにより、正極合材ペースト１２を乾燥させる。これにより、正極合材ペースト１２から正極溶媒（ＮＭＰ）を取り除いて（蒸発させて）、正極集電部材１１の第２面１１ｃにも正極合材層１３を形成する（図７参照）。

前述のように、ステップＳ４（第２乾燥工程）の乾燥初期段階では、第２ペースト塗工部材１０Ｃに対し、第２面１１ｃ側から加える熱量よりも第１面１１ｂ側から加える熱量を大きくして、正極合材ペースト１２を乾燥させる。すなわち、乾燥初期段階では、正極合材ペースト１２を塗工した第２面１１ｃ側よりも、正極合材ペースト１２を塗工していない（既に、正極合材層１３が形成されている）第１面１１ｂ側から加える熱量を大きくして、正極合材ペースト１２を乾燥させる。これにより、第２乾燥工程においても、第２面１１ｃに塗工された正極合材ペースト１２の内部（正極集電部材１１側）の乾燥を早めることができ、その結果、正極合材ペースト１２を乾燥させて形成される電極合材層１３にひび割れが生じるのを抑制することができる。

また、本実施形態では、第１乾燥工程と同様に、第２乾燥工程においても、正極合材ペースト１２の乾燥時間を、［目付量（ｍｇ／ｃｍ² ）／乾燥時間（秒）］≧０．３を満たす時間に設定する。例えば、正極集電部材１１の第２面１１ｃに塗工した正極合材ペースト１２の目付量を２０ｍｇ／ｃｍ² とした場合、正極合材ペースト１２の乾燥時間を６６．７秒以内とする。具体的には、正極合材ペースト１２の目付量を２０ｍｇ／ｃｍ² とした場合、第２ペースト塗工部材１０Ｃが、乾燥装置１の乾燥炉７の入口７ｂを通過してから、出口７ｃに到達するまでの時間が６６．７秒以内となるように、第２ペースト塗工部材１０Ｃの送り速度を設定する。

その後、ステップＳ５（圧縮成形工程）に進み、正極集電部材１１の第１面１１ｂ及び第２面１１ｃに形成した正極合材層１３を圧縮成形することで、正極板１０が完成する（図８参照）。このような製造方法によれば、電極合材層１３にひび割れが生じるのを抑制することができる。
上述のようにして製造した正極１０は、例えば、リチウムイオン二次電池の正極として用いることができる。

（比較形態）
次に、比較形態について説明する。図１０は、比較形態にかかる乾燥装置３０１の概略図である。乾燥装置３０１は、実施形態の乾燥装置１と比較して、上部ファン２を第１ゾーン７ｆにも設け、第２ゾーン７ｇにも増設している点が異なる。また、上部ファン２と下部ファン３から送出される熱風の風速を全て等しく（具体的には、全て３ｍ／秒）している点も異なる。その他については実施形態の乾燥装置１と同様である。

従って、比較形態の乾燥装置３０１では、第１乾燥工程において、第１面１１ｂに塗工された正極合材ペースト１２の乾燥初期段階から乾燥終期にわたって、第１ペースト塗工部材１０Ｂに対し、下部ファン３によって第２面１１ｃ側（図１０において下側）から熱風を当てると共に、上部ファン２によって第１面１１ｂ側（図１０において上側）からも熱風を当てるようにしている。第２乾燥工程においても同様である。このような乾燥方法は、前述の特許文献１と同様である。

（乾燥試験）
ここで、比較形態の乾燥装置３０１を用いて行った、乾燥試験の結果について説明する。この乾燥試験では、正極集電部材１１の第１面１１ｂに塗工する正極合材ペースト１２の目付量Ｗ（ｍｇ／ｃｍ²）を、５．８５、１２．５、２０、の３種類に異ならせた
サンプルを作製し、それぞれのサンプルについて、乾燥装置３０１による乾燥時間Ｔ（秒）を変動させて、正極合材ペースト１２を乾燥させて形成される正極合材層のひび割れの有無を調査した。この結果を図１１に示す。なお、図１１では、ひび割れが生じたものを×、ひび割れが生じなかったものを○で示している。また、図１１で破線で示す直線は、目付量Ｗ（ｍｇ／ｃｍ²）／乾燥時間Ｔ（秒）＝０．３の関係を満たす直線である。

図１１に示すように、正極合材ペースト１２の目付量Ｗを５．８５ｍｇ／ｃｍ² とした場合は、乾燥装置３０１による乾燥時間を１８秒として正極合材ペースト１２を乾燥させても、ひび割れは発生しなかった。すなわち、目付量Ｗ（ｍｇ／ｃｍ²）／乾燥時間Ｔ（秒）＝５．８５／１８＝０．３２５≧０．３としても、正極合材ペースト１２を乾燥させた塗膜（正極合材層）にひび割れは発生しなかった。

ところが、正極合材ペースト１２の目付量Ｗを１２．５ｍｇ／ｃｍ² と増大させた場合は、乾燥装置３０１による乾燥時間を３８．５秒として正極合材ペースト１２を乾燥させたとき、ひび割れが発生した。すなわち、正極合材ペースト１２の目付量Ｗを１２．５ｍｇ／ｃｍ² とした場合において、目付量Ｗ（ｍｇ／ｃｍ²）／乾燥時間Ｔ（秒）＝１２．５／３８．５＝０．３２５≧０．３に設定して、正極合材ペースト１２を乾燥させたところ、正極合材ペースト１２を乾燥させた塗膜（正極合材層）にひび割れが発生してしまった。さらに、乾燥時間を徐々に長くしてゆき、ひび割れが生じることなく正極合材ペースト１２を乾燥させることができる乾燥時間を調査した。その結果、乾燥時間を１８０秒以上と長い時間をかけて乾燥させることで、ひび割れが生じることなく正極合材ペースト１２を乾燥させることができることがわかった。

さらに、正極合材ペースト１２の目付量Ｗを２０ｍｇ／ｃｍ² と増大させた場合は、乾燥装置３０１による乾燥時間を６１．５秒として正極合材ペースト１２を乾燥させたとき、ひび割れが発生した。すなわち、正極合材ペースト１２の目付量Ｗを２０ｍｇ／ｃｍ² とした場合において、目付量Ｗ（ｍｇ／ｃｍ²）／乾燥時間Ｔ（秒）＝１２．５／
６１．５＝０．３２５≧０．３に設定して、正極合材ペースト１２を乾燥させたところ、正極合材ペースト１２を乾燥させた塗膜（正極合材層）にひび割れが発生してしまった。さらに、乾燥時間を徐々に長くしてゆき、ひび割れが生じることなく正極合材ペースト１２を乾燥させることができる乾燥時間を調査した。その結果、乾燥時間を４５０秒以上と長い時間をかけて乾燥させることで、ひび割れが生じることなく正極合材ペースト１２を乾燥させることができることがわかった。

これに対し、実施形態の乾燥装置１を用いて、上述の乾燥試験を行ったところ、正極合材ペースト１２の目付量Ｗを５．８５ｍｇ／ｃｍ² とした場合は、乾燥時間を１８秒として正極合材ペースト１２を乾燥させたとき、ひび割れは発生しなかった。すなわち、目付量Ｗ（ｍｇ／ｃｍ²）／乾燥時間Ｔ（秒）＝５．８５／１８＝０．３２５≧０．３としても、正極合材ペースト１２の塗膜（正極合材層）にひび割れは発生しなかった。

さらに、実施形態の乾燥装置１を用いて、正極合材ペースト１２の目付量Ｗを１２．５ｍｇ／ｃｍ² と増大させたサンプルについて、乾燥時間を３８．５秒として正極合材ペースト１２を乾燥させたときも、ひび割れは発生しなかった。すなわち、正極合材ペースト１２の目付量Ｗを１２．５ｍｇ／ｃｍ² とした場合において、目付量Ｗ（ｍｇ／ｃｍ²）／乾燥時間Ｔ（秒）＝１２．５／３８．５＝０．３２５≧０．３に設定して、正極合材ペースト１２を乾燥させた場合でも、正極合材ペースト１２を乾燥させた塗膜（正極合材層）にひび割れは発生しなかった。

さらに、実施形態の乾燥装置１を用いて、正極合材ペースト１２の目付量Ｗを２０ｍｇ／ｃｍ² と増大させたサンプルについて、乾燥時間を６１．５秒として正極合材ペースト１２を乾燥させたときも、ひび割れは発生しなかった。すなわち、正極合材ペースト１２の目付量Ｗを２０ｍｇ／ｃｍ² とした場合において、目付量Ｗ（ｍｇ／ｃｍ²）／乾燥時間Ｔ（秒）＝２０／６１．５＝０．３２５≧０．３に設定して、正極合材ペースト１２を乾燥させた場合でも、正極合材ペースト１２を乾燥させた塗膜（正極合材層）にひび割れは発生しなかった。

以上の結果より、正極集電部材の第１面に塗工する正極合材ペーストの目付量Ｗを１０ｍｇ／ｃｍ² 以上とした場合において、上部ファンと下部ファンとについて、送出される熱風の温度及び風量を等しい値として、第１ペースト塗工部材（電極集電部材の第１面に電極合材ペーストを塗工したもの）に対し、第１面側に配置された上部ファンから熱風を当てると共に、第２面側に配置された下部ファンからも熱風を当てることによって、電極合材ペーストを乾燥させた場合には、電極合材ペーストを乾燥させた電極合材層にひび割れが生じ易くなるといえる。特に、電極合材ペーストの乾燥時間を、［目付量（ｍｇ／ｃｍ² ）／乾燥時間（秒）］≧０．３を満たす時間に設定して、電極合材ペーストを乾燥させた場合に、ひび割れが生じやすくなるといえる。

これに対し、正極集電部材の第１面に塗工する正極合材ペーストの目付量Ｗを１０ｍｇ／ｃｍ² 以上とした場合において、実施形態のように、乾燥初期段階において、第１ペースト塗工部材１０Ｂに対し、正極集電部材１１の第１面１１ｂ側から加える熱量よりも第２面１１ｃ側から加える熱量を大きくして、正極合材ペースト１２を乾燥させることで、正極合材ペースト１２を乾燥させて形成される電極合材層１３にひび割れが生じるのを抑制することができるといえる。すなわち、乾燥初期段階では、正極合材ペースト１２を塗工した第１面１１ｂ側よりも、正極合材ペースト１２を塗工していない第２面１１ｃ側から加える熱量を大きくして、正極合材ペースト１２を乾燥させることで、電極合材層１３にひび割れが生じるのを抑制することができるといえる。この方法は、特に、電極合材ペーストの乾燥時間を、［目付量（ｍｇ／ｃｍ² ）／乾燥時間（秒）］≧０．３を満たす時間に設定して、電極合材ペーストを乾燥させた場合に有効であるといえる。

なお、上述の乾燥試験を、第２乾燥工程に適用した場合も、同様な結果となった。すなわち、正極集電部材１１の第１面１１ｂに正極合材ペースト１２を塗工し、乾燥させた後、正極集電部材１１の第２面１１ｃに正極合材ペースト１２を塗工した各サンプルについて、上述の乾燥試験を行ったところ、同様な結果となった。

（変形形態）
次に、本発明の変形形態について説明する。
本変形形態の乾燥装置１０１は、図９に示すように、実施形態の乾燥装置１について、第１ゾーン７ｆの２つの下部ファン３、及び、第２ゾーン７ｇの入口７ｂ側の下部ファン３を、赤外線ヒータ１０３に代えたものである。従って、本変形形態の乾燥装置１０１を用いることで、第１乾燥工程の乾燥初期段階において、正極集電部材１１の第１面１１ｂに正極合材ペースト１２が塗工された第１ペースト塗工部材１０Ｂに対し、第２面１１ｃ側から赤外線を照射することができる。また、第２乾燥工程の乾燥初期段階においても、正極集電部材１１の第２面１１ｃに正極合材ペースト１２が塗工された第２ペースト塗工部材１０Ｃに対し、第１面１１ｂ側から赤外線を照射することができる。

本変形形態では、第１乾燥工程の乾燥初期段階において、正極集電部材１１の第１面１１ｂに正極合材ペースト１２が塗工された第１ペースト塗工部材１０Ｂに対し、第１面１１ｂ側から赤外線を照射することなく（熱風を当てることもなく）、第２面１１ｃ側から赤外線を照射して加熱するようにした。さらに、第２乾燥工程の乾燥初期段階において、正極集電部材１１の第２面１１ｃに正極合材ペースト１２が塗工された第２ペースト塗工部材１０Ｃに対し、第２面１１ｃ側から赤外線を照射することなく（熱風を当てることもなく）、第１面１１ｂ側から赤外線を照射して加熱するようにした。

これにより、本変形形態でも、実施形態と同様に、第１乾燥工程の乾燥初期段階において、正極集電部材１１の第１面１１ｂに正極合材ペースト１２が塗工された第１ペースト塗工部材１０Ｂに対し、第１面１１ｂ側から加える熱量よりも第２面１１ｃ側から加える熱量を大きくして、正極合材ペースト１２を乾燥させることができる。すなわち、第１面１１ｂに塗工した正極合材ペースト１２の乾燥初期段階では、正極合材ペースト１２を塗工した第１面１１ｂ側よりも、正極合材ペースト１２を塗工していない第２面１１ｃ側から加える熱量を大きくして、正極合材ペースト１２を乾燥させることができる。これにより、第１乾燥工程において、第１面１１ｂに塗工された正極合材ペースト１２の内部（正極集電部材１１側）の乾燥を早めることができ、その結果、正極合材ペースト１２を乾燥させて形成される電極合材層１３にひび割れが生じるのを抑制することができる。第２乾燥工程においても同様に、正極集電部材１１の第２面１１ｃに形成される電極合材層１３にひび割れが生じるのを抑制することができる。

以上において、本発明を実施形態及び変形形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態等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言うまでもない。

例えば、実施形態等では、本発明の電極の製造方法を、正極の製造方法に適用した例で説明した。しかしながら、本発明の電極の製造方法は、負極の製造方法にも適用することができる。

１，１０１ 乾燥装置
２ 上部ファン
３ 下部ファン
７ 乾燥炉
１０ 正極（電極）
１０Ｂ 第１ペースト塗工部材
１０Ｃ 第２ペースト塗工部材
１１ 正極集電部材（電極集電部材）
１１ｂ 正極集電部材の第１面（電極集電部材の第１面）
１１ｃ 正極集電部材の第２面（電極集電部材の第２面）
１２ 正極合材ペースト（電極合材ペースト）
１３ 正極合材層（電極合材層）
１０３ 赤外線ヒータ

Claims (8)

1. 第１面及び第２面を有する電極集電部材の上記第１面に、電極合材ペーストを塗工する第１塗工工程と、
   上記第１面に塗工した上記電極合材ペーストを乾燥させる第１乾燥工程と、を備える
   電極の製造方法において、
   上記第１乾燥工程は、
   乾燥初期段階において、上記電極集電部材の上記第１面に上記電極合材ペーストが塗工された第１ペースト塗工部材に対し、上記第１面側から加える熱量よりも上記第２面側から加える熱量を大きくして、上記電極合材ペーストを乾燥させる
   電極の製造方法。
2. 請求項１に記載の電極の製造方法であって、
   前記第１乾燥工程は、
   前記乾燥初期段階において、前記第１ペースト塗工部材に対し、前記第２面側から熱風を当てる
   電極の製造方法。
3. 請求項１に記載の電極の製造方法であって、
   前記第１乾燥工程は、
   前記乾燥初期段階において、前記第１ペースト塗工部材に対し、前記第２面側から赤外線を照射する
   電極の製造方法。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電極の製造方法であって、
   前記第１塗工工程では、前記第１面に塗工する前記電極合材ペーストの目付量を１０ｍｇ／ｃｍ² 以上とし、
   前記第１乾燥工程では、上記電極合材ペーストの乾燥時間を、［目付量（ｍｇ／ｃｍ² ）／乾燥時間（秒）］≧０．３を満たす時間に設定する
   電極の製造方法。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電極の製造方法であって、
   前記第１乾燥工程の後、前記電極集電部材の前記第２面に電極合材ペーストを塗工する第２塗工工程と、
   上記第２面に塗工した上記電極合材ペーストを乾燥させる第２乾燥工程と、を備え、
   上記第２乾燥工程は、
   乾燥初期段階において、上記電極集電部材の上記第２面に上記電極合材ペーストが塗工された第２ペースト塗工部材に対し、上記第２面側から加える熱量よりも前記第１面側から加える熱量を大きくして、上記電極合材ペーストを乾燥させる
   電極の製造方法。
6. 請求項５に記載の電極の製造方法であって、
   前記第２乾燥工程は、
   前記乾燥初期段階において、前記第２ペースト塗工部材に対し、前記第１面側から熱風を当てる
   電極の製造方法。
7. 請求項５に記載の電極の製造方法であって、
   前記第２乾燥工程は、
   前記乾燥初期段階において、前記第２ペースト塗工部材に対し、前記第１面側から赤外線を照射する
   電極の製造方法。
8. 請求項５〜請求項７のいずれか一項に記載の電極の製造方法であって、
   前記第２塗工工程では、前記第２面に塗工する前記電極合材ペーストの目付量を１０ｍｇ／ｃｍ² 以上とし、
   前記第２乾燥工程では、上記電極合材ペーストの乾燥時間を、［目付量（ｍｇ／ｃｍ² ）／乾燥時間（秒）］≧０．３を満たす時間に設定する
   電極の製造方法。

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