JP2020149862A - 電極シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】品質の高い電極シートを効率よく製造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。【解決手段】第１配置工程，第２配置工程，加熱加圧工程により電極シート１０を製造する。第１配置工程，第２配置工程では，集電箔２０の第１面２１に電極合剤材料４０を配置する。加熱加圧工程では，電極合剤材料４０の層を加熱しつつ，その厚み方向に加圧する。第１配置工程では，バックアップロール１２０Ａを集電箔２０の第２面２２に接触させつつ回転させ，供給ロール１３０Ａを，その表面に電極合剤材料４０を粉末の状態で供給しつつ回転させる。さらに，これらロール間に電位差を生じさせ，電極合剤材料４０と集電箔２０との間に働く静電気力によって，電極合剤材料４０を，供給ロール１３０Ａから集電箔２０の第１面２１へと移動させる。第２配置工程においても第１配置工程と同様に行う。【選択図】図２

Description

本発明は，電極シートの製造方法に関する。より詳細には，集電箔を搬送しつつ，集電箔の表面に電極合剤層を形成することで電極シートを製造する電極シートの製造方法に関するものである。

リチウムイオン二次電池などの二次電池には，内部に正負の電極シートを備えたものがある。具体的には，例えば，正負の電極シートを，これらの間にセパレータを挟み込みつつ捲回や平積みにより積層し，ケース内に収容したものである。そのような電極シートの従来の製造方法として，例えば，特許文献１が挙げられる。

特許文献１には，集電箔上に電極合剤層を形成するための粒子を供給して堆積させ，その後，粒子の堆積層を厚み方向に加圧することで電極合剤層を形成することが記載されている。

特開２０１６−１１９２０７号公報

ところで，上記の従来技術では，電極合剤層を形成するための粒子として，造粒粒子を使用している。造粒粒子は，電極合剤層を形成する粉末材料である活物質や結着材を，液体成分である溶媒とともに混練すること等により製造されたものであり，溶媒を含んだ状態のものである。

しかし，溶媒は，完成後の電極シートにおいては不要な成分である。またこのため，溶媒を含む造粒粒子を用いることで，その後，溶媒を除去するための乾燥工程が必要となり，その乾燥工程にも長い時間を要してしまうことがあった。これにより，電極シートの製造効率が悪くなってしまうという問題があった。

本発明は，前記した従来の技術が有する問題点の解決を目的としてなされたものである。すなわちその課題とするところは，品質の高い電極シートを効率よく製造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である。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の電極シートの製造方法は，集電箔を搬送しつつ，集電箔の表面に，活物質および結着材を少なくとも含む電極合剤材料により電極合剤層を形成することで電極シートを製造する電極シートの製造方法であって，集電箔における電極合剤層を形成する表面である形成面に電極合剤材料を配置する配置工程と，形成面上に配置された電極合剤材料の層を，加熱しつつ電極合剤材料の層の厚さ方向に加圧する加熱加圧工程とを有し，配置工程では，集電箔の形成面とは反対側の裏面に接触しつつ回転するバックアップロール，および，バックアップロールと集電箔を挟んで対向しているとともに，形成面との間に隙間を設けて配置された供給ロールを用い，供給ロールの表面に電極合剤材料を粉末の状態で供給しつつ供給ロールを回転させるとともに，バックアップロールと供給ロールとの間に電位差を生じさせ，電極合剤材料と集電箔との間に働く静電気力によって，電極合剤材料を，供給ロールの表面から形成面へ移動させて形成面上に電極合剤材料を配置し，配置工程を，加熱加圧工程の前に複数回，行うことを特徴とする電極シートの製造方法である。

本発明に係る電極シートの製造方法では，電極合剤材料を，粉末の状態で，集電箔の形成面に配置することができる。つまり，従来とは異なり溶媒を含んでいない材料を用いることができるため，溶媒を除去するための工程を省くことができる。また，配置工程を複数回，行うことで，集電箔の搬送速度を速くしつつ，十分な量の電極合剤材料を集電箔上に配置できる。これにより，品質の高い電極シートを効率よく製造することができる。

また上記に記載の電極シートの製造方法において，複数の配置工程のうち，最後に行う最終配置工程では，最終配置工程より前に行う配置工程よりも，活物質として平均粒子径が小さなものを用いることが好ましい。電極合剤層の表面付近に位置する活物質の平均粒径が小さな，より品質の高い電極シートを製造することができるからである。

本発明によれば，品質の高い電極シートを効率よく製造することができる電極シートの製造方法が提供されている。

実施形態に係る電極シートの断面図である。 実施形態に係る電極製造装置の概略構成図である。 電極製造装置の撹拌容器内における電極合剤材料の粉末を示す図である。

以下，本発明を具体化した最良の形態について，図面を参照しつつ詳細に説明する。

まず，本実施形態に係る製造方法により製造される電極シートについて説明する。図１は，本形態に係る電極シート１０の断面図である。電極シート１０は，左右方向を長手方向とした，全体としてシート状のものである。また，電極シート１０は，図１における上下方向である厚み方向について，集電箔２０と，電極合剤層３０とを有するものである。このような電極シート１０は，例えば，二次電池の電極として用いられるものである。本形態では，リチウムイオン二次電池の負極として用いられる電極シート１０について説明する。

集電箔２０は，厚み方向における一方の面である第１面２１と，第１面２１の裏面である第２面２２とを有している。リチウムイオン二次電池の負極である本形態の電極シート１０において，例えば，集電箔２０として銅箔を用いることができる。

電極合剤層３０は，集電箔２０の第１面２１を覆うように設けられている。また，図１には，電極合剤層３０における集電箔２０から遠い表面を，電極合剤層表面３１として示している。電極合剤層３０は，電極合剤材料４０によって構成されている。本形態の電極合剤層３０は，電極合剤材料４０として，少なくとも活物質４１と結着材４２とを含んでいる。

活物質４１は，リチウムイオンを吸蔵および放出することができる材料である。結着材４２は，活物質４１を互いに結着させることで電極合剤層３０を形成するとともに，電極合剤層３０を集電箔２０の第１面２１に結着させている材料である。リチウムイオン二次電池の負極である本形態の電極シート１０において，例えば，活物質４１として黒鉛を，結着材４２としてＰＶｄＦをそれぞれ用いることができる。

次に，電極シート１０の製造方法について説明する。図２は，本形態の電極シート１０を製造することができる電極製造装置１００の概略構成図である。

図２に示すように，電極製造装置１００では，長尺の集電箔２０を，その長手方向に搬送しつつ，電極シート１０を製造することができるものである。図２において，集電箔２０は右下より電極製造装置１００へと供給される。本形態では，電極製造装置１００へと供給されてくる集電箔２０は，第１面２１にはまだ，何も形成されておらず，第１面２１が露出した状態である。電極製造装置１００は，集電箔２０を搬送経路Ｆに沿って搬送しつつ，その第１面２１に電極合剤層３０が形成された電極シート１０として右上より排出する。また，電極製造装置１００内を搬送される集電箔２０の搬送経路Ｆ上には，搬送方向ＦＤの上流から下流に向けて，第１配置位置Ａ，第２配置位置Ｂ，加熱加圧位置Ｃがこの順で設けられている。

第１配置位置Ａには，バックアップロール１２０Ａと供給ロール１３０Ａとが，集電箔２０を挟んで対向して設けられている。バックアップロール１０Ａは，外周面が集電箔２０の第２面２２に接触した状態で，図２に示す矢印の向き（時計回り）に回転する。これにより，集電箔２０を搬送することができる。供給ロール１３０Ａは，外周面が集電箔２０の第１面２１に非接触の状態で，図２に示す矢印の向き（反時計回り）に回転する。つまり，供給ロール１３０Ａは，集電箔２０との間に隙間を設けて配置されている。また，本形態の供給ロール１３０Ａは，強磁性体を引き寄せることができるマグネットロールである。

バックアップロール１２０Ａと供給ロール１３０Ａとには，電源１６０Ａが電気的に接続されている。これにより，電源１６０Ａは，バックアップロール１２０Ａと供給ロール１３０Ａと間に電位差を生じさせることができる。

供給ロール１３０Ａの下方には，撹拌部１４０Ａが設けられている。撹拌部１４０Ａは，撹拌翼１４１Ａ，１４２Ａの回転により，撹拌容器１４５Ａ内に収容されている対象物の撹拌を行うことができるものである。撹拌容器１４５Ａの左上の箇所には，供給ロール１３０Ａに向けて突出して設けられたスキージ１４３Ａが設けられている。スキージ１４３Ａの先端は，供給ロール１３０Ａには接触しておらず，供給ロール１３０Ａとの間に隙間が設けられている。

撹拌部１４０Ａの左上には，粉体投入部１５０Ａが設けられている。粉体投入部１５０Ａは，電極合剤材料４０が投入されるものである。粉体投入部１５０Ａには，電極合剤材料４０である活物質４１および結着材４２が，粉末の状態で投入される。本形態では，電極合剤材料４０を，溶媒を含んでいない状態で粉体投入部１５０Ａに投入する。

粉体投入部１５０Ａは，投入された電極合剤材料４０の粉末を，矢印ＸＡで示すように，その下方より，撹拌容器１４５Ａ内へと供給することができる。このため，撹拌容器１４５Ａ内には，電極合剤材料４０の粉末が収容されている。図３は，撹拌容器１４５Ａ内における電極合剤材料４０の粉末を示す図である。図３には，撹拌部１４０Ａの上方に設けられた供給ロール１３０Ａも示している。また，図３に示すように，撹拌容器１４５Ａ内には，キャリア粒子１３１も収容されている。キャリア粒子１３１は，強磁性体の粒子である。キャリア粒子１３１としては，例えば，フェライト粒子を用いることができる。

撹拌容器１４５Ａ内のキャリア粒子１３１の一部は，図３に示すように，マグネットロールである供給ロール１３０Ａに付着している。また，撹拌容器１４５Ａ内で撹拌されている電極合剤材料４０の粒子は，キャリア粒子１３１へと付着している。電極合剤材料４０は，ファンデルワールス力や，キャリア粒子１３１への引っ掛かりによって，キャリア粒子１３１へと付着している。

すなわち，図２に矢印ＹＡで示すように，撹拌容器１４５Ａ内の電極合剤材料４０の粉末は，キャリア粒子１３１を介して供給ロール１３０Ａへと付着する。また，前述したように，供給ロール１３０Ａは，図２に矢印で示す向きに回転される。このため，供給ロール１３０Ａへと付着したキャリア粒子１３１および電極合剤材料４０は，供給ロール１３０Ａの回転により，供給ロール１３０Ａとの間に隙間を設けて配置されたスキージ１４３Ａへと到達する。スキージ１４３Ａは，通過する供給ロール１３０Ａ上のキャリア粒子１３１および電極合剤材料４０を均すことができるものである。つまり，スキージ１４３Ａへと到達した供給ロール１３０Ａ上のキャリア粒子１３１および電極合剤材料４０は，スキージ１４３Ａの隙間を通過する際に均されることで，その付着量が一定に調整される。

供給ロール１３０Ａへの付着量が一定に調整されたキャリア粒子１３１および電極合剤材料４０は，さらに供給ロール１３０Ａが回転することで，第１配置位置Ａへと到達する。第１配置位置Ａでは，電源１６０Ａによって，バックアップロール１２０Ａと供給ロール１３０Ａと間に電位差が生じている。このため，バックアップロール１２０Ａに接触している集電箔２０と，供給ロール１３０Ａに付着している電極合剤材料４０の粉末との間にも，電位差が生じる。よって，第１配置位置Ａにおいて，集電箔２０と電極合剤材料４０の粉末との間には静電気力が働くこととなる。

集電箔２０には，搬送のための張力が付与されており，その張力によって，第１配置位置Ａにおける集電箔２０には，バックアップロール１２０Ａへと押し付ける向きの押し付け力がかかっている。一方，電極合剤材料４０の粉末の，供給ロール１３０Ａ上への付着力は，前述したように，ファンデルワールス力やキャリア粒子１３１への引っ掛かりである。つまり，集電箔２０のバックアップロール１２０Ａへの押し付け力に比較して，電極合剤材料４０の粉末の，供給ロール１３０Ａへの付着力は弱いものである。よって，第１配置位置Ａでは，集電箔２０と電極合剤材料４０の粉末との間に働く静電気力により，電極合剤材料４０の粉末が，矢印ＺＡで示すように，供給ロール１３０Ａから集電箔２０の第１面２１へと飛び移るように移動する。これにより，第１配置位置Ａでは，集電箔２０の第１面２１上に電極合剤材料４０の粉末を付着させ，配置することができる。

なお，供給ロール１３０Ａ上のキャリア粒子１３１については，供給ロール１３０Ａの磁力による吸引力により，供給ロール１３０Ａ上に残る。すなわち，第１配置位置Ａにてキャリア粒子１３１に対して矢印ＺＡの向きに働く静電気力は，供給ロール１３０Ａの磁力による吸引力よりも弱くされている。供給ロール１３０Ａ上に残ったキャリア粒子１３１は，その後，回転により撹拌容器１４５Ａへと戻される。あるいは，供給ロール１３０Ａ上に付着したまま，再度，電極合剤材料４０の粉末を付着させつつ，スキージ１４３Ａ，第１配置位置Ａを通過する。

第２配置位置Ｂにおいても，第１配置位置Ａと同様の構成が配置されている。すなわち，第２配置位置Ｂにも，バックアップロール１２０Ｂと供給ロール１３０Ｂとが，集電箔２０を挟んで対向して設けられている。バックアップロール１２０Ｂと供給ロール１３０Ｂとには，これらの間に電位差を発生させる電源１６０Ｂが電気的に接続されている。また，供給ロール１３０Ｂの下方には撹拌部１４０Ｂが設けられており，撹拌部１４０Ｂの左上には，粉体投入部１５０Ｂが設けられている。粉体投入部１５０Ｂについても，投入される電極合剤材料４０は，溶媒を含んでいない粉末の状態のものである。

そして，粉体投入部１５０Ｂに投入された電極合剤材料４０の粉末は，矢印ＸＢで示すように撹拌容器１４５Ｂ内へと供給される。粉体投入部１５０Ｂから撹拌容器１４５Ｂ内へと供給された電極合剤材料４０は，回転する撹拌翼１４１Ｂ，１４２Ｂによって撹拌されつつ，矢印ＹＢで示すように，キャリア粒子１３１が付着している供給ロール１３０Ｂへと移動する。供給ロール１３０Ｂへと付着した電極合剤材料４０の粉末は，供給ロール１３０Ｂの回転により，スキージ１４３Ｂによって付着量が調整された後，第２配置位置Ｂへと到達する。

第２配置位置Ｂでは，電源１６０Ｂにより，バックアップロール１２０Ｂ側の集電箔２０と，供給ロール１３０Ｂ側の電極合剤材料４０の粉末との間に電位差が生じる。この電位差に伴って働く静電気力により，電極合剤材料４０は，矢印ＺＢで示すように，供給ロール１３０Ｂから集電箔２０側へと移動する。すなわち，第２配置位置Ｂにおいても，集電箔２０の第１面２１側に，電極合剤材料４０を付着させ，配置することができる。このように，第２配置位置Ｂにおいても，第１配置位置Ａと同様の構成が配置されていることで，第１配置位置Ａと同様に，集電箔２０の第１面２１上に電極合剤材料４０を配置することができる。

なお，第１配置位置Ａおよび第２配置位置Ｂにて集電箔２０へと配置された電極合剤材料４０の粉末は，ファンデルワールス力によって，集電箔２０の第１面２１上に付着した状態とすることができる。よって，集電箔２０の第１面２１が重力方向の下向きに向いているときにも，電極合剤材料４０を，第１面２１上に保持させることができる。

また，第２配置位置Ｂよりも集電箔２０の搬送方向ＦＤにおける下流に位置する加熱加圧位置Ｃには，ホットプレスロール対１９０が設けられている。ホットプレスロール対１９０は，対向して設けられた第１ホットプレスロール１９１と第２ホットプレスロール１９２とにより構成されている。つまり，加熱加圧位置Ｃは，第１ホットプレスロール１９１と第２ホットプレスロール１９２との対向位置である。

第１ホットプレスロール１９１および第２ホットプレスロール１９２は，加熱加圧位置Ｃにて所定の間隔を設けて配置されている。そのホットプレスロール対１９０の間隙の大きさは，加熱加圧位置Ｃを通過前における，集電箔２０の厚みと，第１面２１上の電極合剤材料４０の粉末の層の厚みとを合わせた全体厚みよりも小さいものである。よって，加熱加圧位置Ｃを通過することで，集電箔２０の第１面２１上に付着している電極合剤材料４０の粉末の層は，集電箔２０とともに，その厚み方向に加圧される。

なお，ホットプレスロール対１９０は，加熱加圧位置Ｃを通過する集電箔２０，および，その第１面２１上の電極合剤材料４０の粉末の層を厚み方向に加圧できるものであればよい。このため，ホットプレスロール対１９０は，第１ホットプレスロール１９１および第２ホットプレスロール１９２の少なくとも一方に，他方に向かう向きの押圧力が付与されているものであってもよい。

さらに，第１ホットプレスロール１９１および第２ホットプレスロール１９２の少なくとも一方は，加熱源により加熱を受けることができる。その加熱温度は，加熱加圧位置Ｃを通過する結着材４２が軟化または溶融する温度に設定されている。つまり，加熱温度は，結着材４２に結着作用が生じる温度とされている。よって，加熱加圧位置Ｃを通過することで，集電箔２０，および，その第１面２１上に付着している電極合剤材料４０の粉末は加熱される。

そして，加熱加圧位置Ｃでは，電極合剤材料４０が加熱されつつ加圧されることにより，集電箔２０の第１面２１上の活物質４１同士が，結着材４２によって互いに結着する。これにより，電極合剤層３０が形成される。また，電極合剤層３０は，結着材４２によって集電箔２０の第１面２１上に結着される。すなわち，電極合剤材料４０の粉末が付着した集電箔２０は，加熱加圧位置Ｃを通過することで，電極シート１０とされる。

そして本形態では，上記の電極製造装置１００を用いて電極シート１０を製造することで，次の３つの工程をこの順で行うことができる。
１．第１配置工程
２．第２配置工程
３．加熱加圧工程

すなわち，電極製造装置１００へと搬送されてきた集電箔２０は，まず，第１配置位置Ａへと到達する。そして，第１配置位置Ａにて，集電箔２０の第１面２１に電極合剤材料４０を配置する「１．第１配置工程」が行われる。

具体的には，第１配置位置Ａの下方に設けられた供給ロール１３０Ａの外周面には，集電箔２０の第１面２１と対向している上側の箇所とは異なる下側から，撹拌部１４０Ａによって電極合剤材料４０を粉末の状態で供給する。供給ロール１３０Ａへと供給された電極合剤材料４０は，供給ロール１３０Ａが回転されていることにより，スキージ１４３Ａを通過して均された後，第１配置位置Ａに位置する集電箔２０と対面する。

また，バックアップロール１２０Ａと供給ロール１３０Ａとの間には，電源１６０Ａによって電位差が生じている。このため，バックアップロール１２０Ａに第２面２２にて接触している集電箔２０と，供給ロール１３０Ａに付着している電極合剤材料４０との間には静電気力が働く。この静電気力により，電極合剤材料４０は，供給ロール１３０Ａから集電箔２０の第１面２１へと移動する。これにより，第１配置位置Ａにて，集電箔２０の第１面２１に電極合剤材料４０を配置する「１．第１配置工程」が行われる。

第１配置位置Ａを通過した集電箔２０は，次に，第２配置位置Ｂへと到達する。そして，第２配置位置Ｂにて，集電箔２０の第１面２１に電極合剤材料４０を配置する「２．第２配置工程」が行われる。

第２配置位置Ｂで行われる「２．第２配置工程」においても，電極合剤材料４０の配置方法自体は，「１．第１配置工程」と同様である。ただし，第２配置位置Ｂで行われる「２．第２配置工程」では，第１配置位置Ａで行われた「１．第１配置工程」にて，すでに電極合剤材料４０が配置された後の集電箔２０の第１面２１上に，電極合剤材料４０を配置する。つまり，「２．第２配置工程」では，すでに電極合剤材料４０が配置されている集電箔２０の第１面２１上に，重ねるように電極合剤材料４０を配置する。

第２配置位置Ｂを通過した集電箔２０は，次に，加熱加圧位置Ｃへと到達する。そして，加熱加圧位置Ｃにて，集電箔２０，および，集電箔２０の第１面２１上に配置された電極合剤材料４０の層に対し，加熱と加圧とを行う「３．加熱加圧工程」が行われる。

具体的には，加熱加圧位置Ｃでは，集電箔２０，および，集電箔２０の第１面２１上に配置された電極合剤材料４０の層は，第１ホットプレスロール１９１と第２ホットプレスロール１９２との間を通過する。その通過の際に，集電箔２０，および，集電箔２０の第１面２１上に配置された電極合剤材料４０の層は，それらの厚み方向に加圧される。さらに，第１ホットプレスロール１９１および第２ホットプレスロール１９２の少なくとも一方は，加熱源による加熱を受けている。このため，加熱加圧位置Ｃでは，集電箔２０，および，集電箔２０の第１面２１上に配置された電極合剤材料４０の層が加熱される。

このため，集電箔２０の第１面２１上に配置された電極合剤材料４０の層は，適切な厚みとされつつ，結着材４２の結着作用によって第１面２１上へと定着される。これにより，集電箔２０の第１面２１に電極合剤層３０が形成された電極シート１０を製造することができる。

ここで，本形態の電極シート１０の製造方法では，電極合剤層３０の形成に，溶媒を使用する必要がない。すなわち，供給ロール１３０Ａの表面に供給される電極合剤材料４０の粉末として，溶媒が含まれていないものを用いることができる。これにより，その後，溶媒を除去する必要がなく，例えば，特段の乾燥工程を必要とせずに電極シート１０を製造することができる。つまり，電極シート１０の製造を，効率よく行うことができる。

また，本形態では，電極合剤材料４０を集電箔２０の第１面２１に配置する工程として，第１配置工程と，第２配置工程とを行っている。つまり，電極合剤材料４０を集電箔２０の第１面２１に配置する配置工程を２回，行っている。これにより，品質の高い電極シート１０を効率良く製造することができる。

すなわち，電極シート１０において，電極合剤層３０の厚みが薄すぎることは好ましくない。電極シート１０を用いて製造される二次電池の満充電容量が少なくなってしまう等の問題が生じるおそれがあるからである。つまり，一般的に，品質の高い二次電池を製造するため，電極シート１０における電極合剤層３０の厚みは，ある程度，必要である。

そして例えば，配置工程を１回で済ます場合には，所望の厚みの電極合剤層３０が形成できるだけの量の電極合剤材料４０を，その１回の配置工程で集電箔２０の第１面２１に配置することとなる。この場合，配置工程では，集電箔２０の搬送速度に対して，電極合剤材料４０の供給量を十分な量とすることが必要となる。具体的に，例えば，第１配置位置Ａにて，所望の厚みの電極合剤層３０が形成できるだけの量の電極合剤材料４０を配置するためには，供給ロール１３０Ａの周速度を，本形態よりも速い周速度とする方法がある。

ところで，供給ロール１３０Ａの周速度を速くするため，供給ロール１３０Ａの回転数を高めるほど，供給ロール１３０Ａに付着している電極合剤材料４０には強い遠心力がかかることとなる。一方，前述したように，電極合剤材料４０の粉末の供給ロール１３０Ａへの付着力は，ファンデルワールス力やキャリア粒子１３１への引っ掛かりによるものであり，それほど強いものではない。このため，電極合剤材料４０の第１配置位置Ａへの供給量は，必ずしも供給ロール１３０Ａの回転数に比例して増えるわけではない。すなわち，供給ロール１３０Ａの回転数を高くしすぎた場合，一旦，供給ロール１３０Ａに付着した後，供給ロール１３０Ａから外れて飛散する電極合剤材料４０の量が多くなってしまう。このため，供給ロール１３０Ａの回転数を高くしすぎても，電極合剤材料４０の第１配置位置Ａへの供給量はそれほど多くすることができない。つまり，供給ロール１３０Ａの周速度を速めると，飛散する電極合剤材料４０の量が多くなってしまい，電極シート１０の生産効率が低下してしまうおそれがある。

また，例えば，集電箔２０の搬送速度を遅くすることにより，第１配置位置Ａにおける電極合剤材料４０の配置量を多くすることもできる。しかし，集電箔２０の搬送速度を遅くすると，その分，電極シート１０の生産性は低下してしまうこととなる。

そこで，本形態では，電極合剤材料４０を集電箔２０の第１面２１に配置する配置工程を２回，行っている。つまり，所望の厚みの電極合剤層３０が形成できるだけの量の電極合剤材料４０を，２回に分けて，集電箔２０の第１面２１に配置している。このため，第１配置工程，第２配置工程のそれぞれにおいて，集電箔２０の第１面２１に配置する電極合剤材料４０の量は，所望の厚みの電極合剤層３０が形成できるだけの量よりも少なくて済む。つまり，供給ロール１３０Ａ，供給ロール１３０Ｂの回転数を高めすぎることなく適切な回転数としつつ，集電箔２０の搬送速度を速く維持することができる。従って，本形態の電極シート１０の製造方法では，十分な厚みの電極合剤層３０を有する品質の高い電極シート１０を効率よく製造することができる。

また，電極製造装置１００を用いる本形態の電極シート１０の製造方法では，集電箔２０の第１面２１に電極合剤材料４０の粉末を配置する配置工程として，第１配置工程と第２配置工程とを合わせた２回，行うこととしている。このため，第１配置工程と第２配置工程とで，電極合剤材料４０として，異なるものを用いることもできる。

さらに，第２配置工程では，第１配置工程にてすでに集電箔２０の第１面２１に配置された電極合剤材料４０の粉末が存在している状態で，電極合剤材料４０の粉末を配置する。このため，電極シート１０の電極合剤層３０においては，第１配置工程で配置された電極合剤材料４０は集電箔２０の第１面２１に近い位置に多く存在し，第２配置工程で配置された電極合剤材料４０は電極合剤層表面３１に近い位置に多く存在することとなる。

そして，電極シート１０において，電極合剤層３０の電極合剤層表面３１に近い位置に存在する活物質４１の粒子の粒子径は，小さいことが好ましい傾向にある。例えば，電極シート１０とともに電解液をケース内に収容してなるリチウムイオン二次電池においては，電極合剤層表面３１に近い位置に存在する活物質４１の粒子の粒子径が小さいほど，電解液と活物質４１の粒子との接触面積を大きくすることができる。これにより，電極合剤層３０のリチウムイオンの受け入れ性を高め，高い品質のリチウムイオン二次電池を構築できる傾向にあるからである。

よって，本形態の電極シート１０の製造方法では，第２配置工程において使用する電極合剤材料４０中の活物質４１として，第１配置工程で使用する活物質４１よりも，平均粒子径が小さなものを用いることが好ましい。具体的には，例えば，電極製造装置１００において，第２配置工程に係る粉体投入部１５０Ｂに投入する活物質４１の粉末の平均粒子径を，第１配置工程に係る粉体投入部１５０Ａに投入する活物質４１の粉末の平均粒子径の１／２程度とすることが考えられる。このように，第２配置工程において使用する活物質４１として，第１配置工程で使用する活物質４１よりも，平均粒子径が小さなものを用いることで，品質の高い二次電池を構築することができる電極シート１０を製造できる。なお，本形態において，平均粒子径は，レーザー回折・散乱法により取得した体積基準の粒度分布における積算値５０％での粒径であるメディアン径によるものである。

また，上記の電極製造装置１００を用いる電極シート１０の製造方法では，集電箔２０の第１面２１に電極合剤材料４０の粉末を配置する配置工程を２回（第１配置工程と第２配置工程），行うこととしている。しかし，配置工程は，３回以上，行ってもよい。すなわち，加熱加圧工程前に，配置工程を複数回，行うこととすればよい。なお，配置工程を３回，行う場合，３回目の配置工程にて，１回目および２回目の配置工程よりも，平均粒子径の小さな活物質を使用することとすればよい。すなわち，配置工程を複数回，行う場合には，それら複数回の配置工程のうち，最後に行う最終配置工程にて，最終配置工程より前に行う配置工程よりも，活物質として平均粒子径が小さなものを用いることとすればよい。電極合剤層の表面に，粒子径の小さな活物質が多く配置された品質の高い電極シートを製造することができるからである。

以上詳細に説明したように，本実施の形態に係る電極シート１０の製造方法においては，配置工程と，加熱加圧工程とを行う。配置工程では，集電箔２０における電極合剤層３０を形成する表面である第１面２１に電極合剤材料４０を配置する。加熱加圧工程では，集電箔２０の第１面２１上に配置された電極合剤材料４０の層を加熱しつつ，その厚み方向に加圧する。また，配置工程として，第１配置工程と第２配置工程とを行う。第１配置工程では，バックアップロール１２０Ａと供給ロール１３０Ａとを用いる。バックアップロール１２０Ａには，集電箔２０の第２面２２に接触させつつ回転させることで，集電箔２０を搬送させる。供給ロール１３０Ａには，その表面に電極合剤材料４０を粉末の状態で供給しつつ回転させる。また，バックアップロール１２０Ａと供給ロール１３０Ａとの間に電位差を生じさせる。これにより，電極合剤材料４０と集電箔２０との間に電位差を生じさせ，これらの間に働く静電気力によって，電極合剤材料４０を，供給ロール１３０Ａの表面から集電箔２０の第１面２１へと移動させる。これにより，第１配置工程では，集電箔２０の第１面２１上に電極合剤材料４０を配置する。第１配置工程の後に行う第２配置工程においても同様である。よって，十分な厚みの電極合剤層３０を有する電極シート１０が，効率よく製造される。従って，品質の高い電極シートを効率よく製造することができる電極シートの製造方法が実現されている。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，上記の実施形態では，リチウムイオン二次電池の負極に本発明を適用した例について説明した。しかし，正極に適用することもできる。また例えば，上記の実施形態では，リチウムイオン二次電池の負極として使用される電極シートに本発明を適用した例について説明した。しかし，リチウムイオン二次電池に限らず，他の種類の二次電池に使用される電極シートに本発明を適用することもできる。また，上記では，電極合剤材料として活物質と結着材とを使用した例について説明したが，例えば電極合剤層における導電性を高めるための導電助材等，適宜，材料を追加することとしてもよい。

また例えば，上記の実施形態では，集電箔上に配置された電極合剤材料の層を加熱しつつ加圧する加熱加圧工程を，一対のホットプレスロール対を用いて加熱と加圧とを同時に行うこととして説明した。しかし，例えば，加熱加圧工程は，集電箔上に配置された電極合剤材料の層を加熱し，加熱された電極合剤材料の層の温度が，結着材の結着作用が生じない温度まで低下する前に加圧するものであってもよい。

また例えば，上記の実施形態では，集電箔の一方の表面にのみ電極合剤層を有する電極シートの製造方法について具体的に説明した。しかし，電極シートは，表裏の両面に電極合剤層を有するものであってもよい。集電箔の両面に電極合剤層を有する電極シートを製造する場合には，上記の実施形態で説明した配置工程および加熱加圧工程のセットを２回，集電箔の表裏を変えつつ行えばよい。

１０ 電極シート
２０ 集電箔
２１ 第１面
２２ 第２面
３０ 電極合剤層
４０ 電極合剤材料
４１ 活物質
４２ 結着材
１００ 電極製造装置
１２０Ａ，１２０Ｂ バックアップロール
１３０Ａ，１３０Ｂ 供給ロール
１９０ ホットプレスロール対
１９１ 第１ホットプレスロール
１９２ 第２ホットプレスロール
Ａ 第１配置位置
Ｂ 第２配置位置
Ｃ 加熱加圧位置
Ｆ 搬送経路
ＦＤ 搬送方向

Claims (2)

1. 集電箔を搬送しつつ，前記集電箔の表面に，活物質および結着材を少なくとも含む電極合剤材料により電極合剤層を形成することで電極シートを製造する電極シートの製造方法において，
   前記集電箔における前記電極合剤層を形成する表面である形成面に前記電極合剤材料を配置する配置工程と，
   前記形成面上に配置された前記電極合剤材料の層を，加熱しつつ前記前記電極合剤材料の層の厚さ方向に加圧する加熱加圧工程とを有し，
   前記配置工程では，
   前記集電箔の前記形成面とは反対側の裏面に接触しつつ回転するバックアップロール，および，前記バックアップロールと前記集電箔を挟んで対向しているとともに，前記形成面との間に隙間を設けて配置された供給ロールを用い，
   前記供給ロールの表面に前記電極合剤材料を粉末の状態で供給しつつ前記供給ロールを回転させるとともに，前記バックアップロールと前記供給ロールとの間に電位差を生じさせ，前記電極合剤材料と集電箔との間に働く静電気力によって，前記電極合剤材料を，前記供給ロールの表面から前記形成面へ移動させて前記形成面上に前記電極合剤材料を配置し，
   前記配置工程を，前記加熱加圧工程の前に複数回，行うことを特徴とする電極シートの製造方法。
2. 請求項１に記載の電極シートの製造方法において，
   複数の前記配置工程のうち，最後に行う最終配置工程では，前記最終配置工程より前に行う前記配置工程よりも，前記活物質として平均粒子径が小さなものを用いることを特徴とする電極シートの製造方法。

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