JP2022111543A - 電池セルの製造装置及び電池セルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造工程における異物のコンタミネーションの発生及び電極組成物の成形性の低下を抑制しつつ減圧装置による減圧空間の体積を抑えることができ、生産性向上を図ることができる電池セルの製造装置及び製造方法を提供する。【解決手段】電池セルの製造装置１００は、電極活物質粒子を含む電極組成物と、電極組成物の周囲を囲むように環状に配置される枠体と、を有するリチウムイオン電池用電極材１９が載置される搬送用フィルム１１１を供給する搬送用フィルム供給部１２１と、リチウムイオン電池用電極材が載置された面とは反対側の面を覆う被覆フィルム１１２を供給する被覆フィルム供給部１３１と、搬送用フィルムと被覆フィルムとに挟まれた空間を減圧する減圧部１０２と、減圧部による減圧空間とは別個に設けられ、空間内が減圧された状態で枠体を溶着する溶着部１０３と、搬送用フィルム及び被覆フィルムを剥離する剥離部１０４とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電池セルの製造装置及び電池セルの製造方法に関する。

リチウムイオン（二次）電池は、高容量で小型軽量な二次電池として、近年様々な用途に多用されている。

リチウムイオン電池は、一般に、バインダを用いて正極または負極活物質等を正極用または負極用集電体にそれぞれ塗布して電極を構成している。このようなリチウムイオン電池を製造する方法として、ロールプレスを用いて電極活物質を圧縮成形する工程を含む方法が知られている。

特許文献１には、電極活物質、バインダ及び溶媒を含む造粒体を一対のロール間に供給し、造粒体を一対のロールで圧縮成形することにより、電極合材層を形成する工程と、電極合材層を電極集電体上に配置する工程と、を備える電極の製造方法が開示されている。

特開２０１８－８５１８２号公報 特許第６１２６５４６号公報

特許文献１に開示の方法では、電極活物質を粉体の状態でロールプレスする工程を含む。当該工程において電極活物質粉末と共に空気がロールに巻き込まれて圧縮されることがあり、そうすると当該圧縮された空気が噴出することに起因して電極形状が崩れてしまう（言い換えれば、電極組成物の成形性が低下してしまう）という問題がある。また、電極活物質をロールプレスする工程において、異物のコンタミを生じるおそれもある。

この問題を解決する手法として、電極活物質を粉体の状態でロールプレスする処理を減圧環境下で行うことを本発明者らは見出した。当該本発明者らが見出した構成によれば、電極活物質を粉体の状態でロールプレスする工程において、電極活物質粉末と共に空気がロールに巻き込まれて圧縮されることが抑制されるため、また、異物のコンタミを生じる可能性も低減されるため、前述した問題を解決することが可能となる。このような本発明者らが見出した構成のうち、単に減圧環境下で所定の処理を行う構成、という点に限って言えば、例えば特許文献２に開示されている。

具体的には、特許文献２には、電極バインダと負極活物質とを含む負極合剤スラリーを負極集電体の表面に塗布し、窒素雰囲気又は真空中で熱ロールプレスすることが開示されている。しかし、特許文献２は、負極集電体として銅箔を用いた場合、銅の酸化を防ぐために、非酸素環境下として例えば真空で行うことを開示しているにすぎず（特許文献２の例えば段落００１８、００２０等）、電極組成物の成形性の低下を抑制するために真空環境下で行う具体的な構成を開示したものではない。また、特許文献２の図４Ｂに開示されているように、負極集電体だけでなく熱プレスローラ及び冷却ローラを含む全体を非酸素環境下に置くための窒素置換箱（非酸素ガス置換室）を用いた構成とすると、当該非酸素ガス置換室の容量によっては真空引きに多くの時間を費やしてしまい、その結果、生産効率向上の障害となってしまうおそれもある。

本発明は、製造工程における異物のコンタミネーションの発生及び電極組成物の成形性の低下を抑制しつつ減圧装置による減圧空間の体積を抑えることができ、生産性向上を図ることができる電池セルの製造装置及び電池セルの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様の電池セルの製造装置は、電極活物質粒子を含む電極組成物と、前記電極組成物の周囲を囲むように環状に配置される枠体と、を有するリチウムイオン電池用電極材が載置される搬送用フィルムを供給する搬送用フィルム供給部と、前記リチウムイオン電池用電極材が載置された面とは反対側の面を覆う被覆フィルムを供給する被覆フィルム供給部と、前記搬送用フィルムと前記被覆フィルムとに挟まれた空間を減圧する減圧部と、前記減圧部による減圧空間とは別個に設けられ、前記空間内が減圧された状態で前記枠体を溶着する溶着部と、前記搬送用フィルム及び前記被覆フィルムを剥離する剥離部と、を備える。

本発明の一態様の電池セルの製造方法は、電極活物質粒子を含む電極組成物と、前記電極組成物の周囲を囲むように環状に配置される枠体と、を有するリチウムイオン電池用電極材を載置した搬送用フィルムを搬送する搬送用フィルム供給工程と、前記リチウムイオン電池用電極材が載置された面とは反対側の面を被覆フィルムで覆う被覆フィルム供給工程と、前記搬送用フィルムと前記被覆フィルムとに挟まれた空間を減圧する減圧工程と、前記減圧工程の減圧空間とは別に区分され、前記空間内が減圧された状態で前記枠体を溶着する溶着工程と、前記搬送用フィルム及び前記被覆フィルムを剥離する剥離工程と、を含む。

本発明によれば、製造工程における異物のコンタミネーションの発生及び電極組成物の成形性の低下を抑制しつつ減圧装置による減圧空間の体積を抑えることができ、生産性向上を図ることができる電池セルの製造装置及び電池セルの製造方法を提供することができる。

実施形態の電池セルの製造方法に用いる電池セルの製造装置の斜視図。 実施形態の電池セルの製造方法に用いる電池セルの製造装置の側面図。 実施形態の電池セルの断面模式図。 実施形態の変形例の電池セルの製造方法に用いる電池セルの製造装置の側面図。 実施形態の他の変形例の電池セルの製造方法に用いる電池セルの製造装置の側面図。

以下、図面を参照して本発明を適用した一実施形態について詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴部分を強調する目的で、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、同様の目的で、特徴とならない部分を省略して図示している場合がある。

＜単セル（電池セル）の製造方法＞
単セルの製造方法は、準備工程、載置工程、被覆工程、減圧工程、圧縮工程、溶着工程及び剥離工程を含む。準備工程、載置工程、被覆工程、減圧工程、圧縮工程、溶着工程及び剥離工程は、この順で行われる。

図１は、実施形態の単セルの製造方法に用いる単セルの製造装置１００の斜視図である。図２は、実施形態の単セルの製造方法に用いる単セルの製造装置１００の側面図である。
図１に示すように、本実施形態の単セルの製造装置１００は、被覆部１０１、減圧装置１０２（減圧部）、溶着装置１０３（溶着部）及び剥離部１０４を含む。被覆部１０１、減圧装置１０２、溶着装置１０３及び剥離部１０４は、１つの搬送ライン１１０に順次配置されている。ここで、搬送ライン１１０は、フィルムの搬送ライン（フィルムが搬送される経路）を意味する。

本実施形態では、２枚のフィルム１１１，１１２をそれぞれ供給しつつ巻き取ることにより１つの搬送ライン１１０を形成している。以下、２枚のフィルム１１１，１１２の一方を「第一フィルム１１１」（搬送用フィルム）、２枚のフィルム１１１，１１２の他方を「第二フィルム１１２」（被覆フィルム）ともいう。本実施形態の単セルの製造装置１００は、第一フィルム１１１を搬送する第一搬送装置１２０と、第二フィルム１１２を搬送する第二搬送装置１３０と、を含む。

第一フィルム１１１は、第一搬送装置１２０により矢印Ｖ方向に搬送される。以下、第一フィルム１１１が搬送される方向を「搬送方向」、第一フィルム１１１の厚さ方向及び搬送方向のそれぞれと直交する方向を「幅方向」ともいう。第一フィルム１１１の幅方向の寸法（幅寸法）は、単セル２０の幅寸法よりも大きい。第一フィルム１１１及び第二フィルム１１２の形成材料としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂が挙げられるが、これに限定されない。

第一搬送装置１２０は、第一フィルム１１１を供給する第一供給部１２１（搬送用フィルム供給部）と、第一供給部１２１から供給された第一フィルム１１１を巻き取る第一巻取部１２２と、第一供給部１２１と第一巻取部１２２との間に配置された複数の第一搬送ローラと、を備える。第一供給部１２１、第一巻取部１２２及び複数の第一搬送ローラは、それぞれ第一フィルム１１１の幅方向と平行な回転軸（中心軸）を有する。以下、搬送方向において第一供給部１２１の側を「搬送方向上流側」、搬送方向において第一巻取部１２２の側を「搬送方向下流側」ともいう。

複数の第一搬送ローラは、第一上流ローラ１２３及び第一下流ローラ１２４を含むが、これに限定されない。例えば、複数の第一搬送ローラは、正逆回転可能な駆動ローラ、駆動ローラの回転に従って回転する従動ローラ、第一フィルム１１１の張力を調整するテンションローラ等の他のローラを含んでいてもよい。

第一フィルム１１１は、搬送方向上流側から搬送方向下流側に向けて第一上流ローラ１２３と第一下流ローラ１２４との間を略水平に搬送される。第一上流ローラ１２３と第一下流ローラ１２４との間の搬送ライン１１０は、略水平な直線状の１つの経路を形成する。本実施形態の単セルの製造方法は、載置工程、被覆工程、減圧工程、圧縮工程、溶着工程及び剥離工程を、１つの搬送ライン１１０で順次行う。

第二搬送装置１３０は、第二フィルム１１２を供給する第二供給部１３１（被覆フィルム供給部）と、第二供給部１３１から供給された第二フィルム１１２を巻き取る第二巻取部１３２と、第二供給部１３１と第二巻取部１３２との間に配置された複数の第二搬送ローラと、を備える。第二供給部１３１、第二巻取部１３２及び複数の第二搬送ローラは、それぞれ第二フィルム１１２の幅方向と平行な回転軸（中心軸）を有する。

複数の第二搬送ローラは、第二上流ローラ１３３及び第二下流ローラ１３４を含むが、これに限定されない。例えば、複数の第二搬送ローラは、正逆回転可能な駆動ローラ、駆動ローラの回転に従って回転する従動ローラ、第二フィルム１１２の張力を調整するテンションローラ等の他のローラを含んでいてもよい。例えば、第一搬送装置１２０及び第二搬送装置１３０のいずれか一方が駆動ローラを含む場合は、他方は従動ローラを含んでいてもよい。

第二上流ローラ１３３は、第一上流ローラ１２３よりも搬送方向下流側に配置される。第二上流ローラ１３３は、第二フィルム１１２を介して第一フィルム１１１と対向する。第二フィルム１１２は、第二供給部１３１から第二巻取部１３２に向けて第一フィルム１１１の搬送に同期して搬送されることが好ましい。

＜準備工程＞
準備工程では、載置工程に先立ってリチウムイオン電池用電極材１９を準備する。このリチウムイオン電池用電極材１９は、第一フィルム１１１上に載置される電極活物質粒子を含む電極活物質層３２と、電極活物質層３２の周囲を囲むように環状に配置される枠体４５とからなる。このリチウムイオン電池用電極材１９における枠体４５は溶着されていない。準備工程の後、載置工程に移行する。

＜載置工程＞
載置工程では、第一フィルム１１１の上にリチウムイオン電池用電極材１９を載置する。載置工程では、第一上流ローラ１２３と第二上流ローラ１３３との間の第一フィルム１１１の上面に対しリチウムイオン電池用電極材９を上方から載置する。例えば、載置工程では、矩形板状のリチウムイオン電池用電極材１９の長手方向を第一フィルム１１１の幅方向に沿わせる。例えば、リチウムイオン電池用電極材１９の載置は、不図示のロボットハンド等の載置装置により自動的に行ってもよい。

第一フィルム１１１の幅寸法は、リチウムイオン電池用電極材１９の幅寸法（長手方向の寸法）よりも大きい。載置工程では、第一フィルム１１１の幅方向の両縁とリチウムイオン電池用電極材１９の長手方向の両端（短辺）との間にそれぞれ間隔を設ける。本実施形態のように第一フィルム１１１が可撓性を有する場合には、略水平に搬送される第一フィルム１１１の上面にリチウムイオン電池用電極材１９が載置されることで、第一フィルム１１１はリチウムイオン電池用電極材１９の自重によってリチウムイオン電池用電極材１９の形状に沿って撓む。そのため、第一フィルム１１１上でリチウムイオン電池用電極材１９の位置がずれることを抑制することができる。載置工程の後、リチウムイオン電池用電極材１９は、第一フィルム１１１と共に矢印Ｖ方向に搬送される。載置工程の後、被覆工程に移行する。

＜被覆工程＞
被覆工程では、リチウムイオン電池用電極材１９における第一フィルム１１１が配置されている面とは反対側の面を、第二フィルム１１２で覆う。被覆工程では、第一フィルム１１１の幅方向の両縁と第二フィルム１１２の幅方向の両縁とをそれぞれ一致させてもよい。被覆工程では、２枚のフィルム１１１，１１２の幅方向の両端とリチウムイオン電池用電極材１９の長手方向の両端（短辺）との間にそれぞれ間隔を設けてもよい。

被覆工程は、第二上流ローラ１３３により行われる。第二上流ローラ１３３は、第二フィルム１１２を介して第一フィルム１１１と対向する。第二上流ローラ１３３が第一フィルム１１１と対向する部分は、リチウムイオン電池用電極材１９を２枚のフィルム１１１，１１２で挟む被覆部１０１として機能する。

例えば、第二上流ローラ１３３の外周面は、弾性部材により形成されていることが好ましい。第二上流ローラ１３３の長さ（幅寸法）は、第二フィルム１１２の幅寸法よりも大きい。第二上流ローラ１３３は、第二フィルム１１２を介してリチウムイオン電池用電極材１９の上面を押圧した状態で、回転しながら搬送方向の定位置に配置される。第二上流ローラ１３３は、リチウムイオン電池用電極材１９を介して第一フィルム１１１上に第二フィルム１１２を被せる。被覆工程の後、リチウムイオン電池用電極材１９は、第一フィルム１１１及び第二フィルム１１２と共に矢印Ｖ方向に搬送される。被覆工程の後、減圧工程に移行する。

＜減圧工程＞
減圧工程では、リチウムイオン電池用電極材１９を覆う第一フィルム１１１と第二フィルム１１２とで挟まれた空間を減圧する。これにより、リチウムイオン電池用電極材１９における電極活物質層３２（正極活物質層３２ａ及び負極活物質層３２ｂ）は、それぞれ、２枚のフィルム１１１、１１２と、枠体４５とによって固定される（図３参照）。

減圧工程は、減圧装置１０２により行われる。例えば、減圧装置１０２は、第一フィルム１１１の下方に配置される第一ケース１４１と、第二フィルム１１２の上方に配置される第二ケース１４２と、不図示の減圧ポンプにつながる排気管１４３と、を備える。

第一ケース１４１及び第二ケース１４２は、２枚のフィルム１１１，１１２を介して上下方向に対向する。第一ケース１４１は、上方に開口する矩形箱状に形成される。図２に示すように、第一ケース１４１は、矩形枠状の下部周壁１４１ａと、下部周壁１４１ａの下端に連結される矩形板状の底壁１４１ｂと、を備える。下部周壁１４１ａの幅寸法は、第一フィルム１１１の幅寸法よりも大きい。

第二ケース１４２は、下方に開口する矩形箱状に形成される。第二ケース１４２は、矩形枠状の上部周壁１４２ａと、上部周壁１４２ａの上端に連結される矩形板状の天壁１４２ｂと、を備える。上部周壁１４２ａ及び下部周壁１４１ａは、上下方向から見て互いに重なる。上部周壁１４２ａの幅寸法は、第二フィルム１１２の幅寸法よりも大きい。
排気管１４３は、第一ケース１４１の底壁１４１ｂに接続される。

図１に示すように、第一ケース１４１及び第二ケース１４２は、それぞれ上下方向に移動可能である。例えば、２枚のフィルム１１１，１１２を搬送する場合、第一ケース１４１は第一フィルム１１１の下方に移動され、第二ケース１４２は第二フィルム１１２の上方に移動される。

例えば、減圧工程の場合、第一ケース１４１は第一フィルム１１１の下面に接し、第二ケース１４２は第二フィルム１１２の上面に接する。さらに、減圧工程の場合、第一ケース１４１の下部周壁１４１ａ上端及び第二ケース１４２の上部周壁１４２ａ下端は互いに接する。これにより、図４に示すように、減圧工程の場合、減圧装置１０２内には密閉した内部空間１４０が形成される。例えば、下部周壁１４１ａ上端及び上部周壁１４２ａ下端の少なくとも一方には、弾性変形可能なシール部材が設けられていてもよい。

減圧工程では、第一ケース１４１の下部周壁１４１ａ上端及び第二ケース１４２の上部周壁１４２ａ下端は、２枚のフィルム１１１，１１２を介して互いに接する。減圧工程では、下部周壁１４１ａ上端及び上部周壁１４２ａ下端の幅方向の両端と２枚のフィルム１１１，１１２の幅方向の両端との間にそれぞれ隙間を設ける。

減圧工程では、排気管１４３から不図示の減圧ポンプにより真空引きを行うことで、減圧装置１０２の内部空間１４０を減圧する。これにより、２枚のフィルム１１１，１１２の間の空気が抜かれ、リチウムイオン電池用電極材１９を挟んだ状態で２枚のフィルム１１１，１１２が密着される。このように、減圧工程では、２枚のフィルム１１１，１１２の間を減圧して２枚のフィルム１１１，１１２をシールする（真空パック化）。

減圧工程の後、第一ケース１４１を第一フィルム１１１の下方に移動し、第二ケース１４２を第二フィルム１１２の上方に移動する。すなわち、減圧工程の後、第一ケース１４１及び第二ケース１４２を２枚のフィルム１１１，１１２から離す。減圧工程の後、圧縮工程に移行する。

なお、本実施形態における減圧装置１０２は、図示の態様に限定されない。例えば、リチウムイオン電池用電極材を内部に搬入可能な箱状の真空チャンバーと、当該真空チャンバーの内部空間を画定する隔壁に形成された搬入口（上流側開口）及び搬出口（下流側開口）を開閉可能なシャッターと、当該真空チャンバーの内部を減圧する減圧ポンプと、を有する減圧装置１０２としてもよい。この場合、例えば、リチウムイオン電池用電極材を真空チャンバー内に搬入する際に、搬入口のシャッターを開けて内部に搬入し、搬入口のシャッターを閉じ、減圧ポンプにより真空引きを行うことで第一フィルム１１１と第二フィルム１１２とで挟まれた空間を減圧して２枚のフィルムをシールし（真空パック化）、その後、搬出口からリチウムイオン電池用電極材を搬出するようにしてもよい。

＜圧縮工程＞
圧工程の後、減圧装置１０２の内部空間１４０を開放することにより、リチウムイオン電池用電極材１９を２枚のフィルム１１１，１１２で挟んだ部分は減圧装置１０２の外へ出る。これにより、リチウムイオン電池用電極材１９を２枚のフィルム１１１，１１２で挟んだ部分は大気中に曝される。そのため、２枚のフィルム１１１，１１２は、大気圧により収縮する。すなわち、２枚のフィルム１１１，１１２は、大気圧により外側から押されることにより互いに貼り付く。これにより、圧縮工程から剥離工程の前まで、２枚のフィルム１１１，１１２の密着状態が維持される。圧縮工程の後、溶着工程に移行する。

＜溶着工程＞
溶着工程では、２枚のフィルム１１１，１１２の外側からリチウムイオン電池用電極材１９における正極側枠体４５ａと負極側枠体４５ｂ（図３参照）とを溶着する。溶着工程は、溶着装置１０３により行われる。溶着装置１０３は、例えば、第一フィルム１１１の下方に配置される第一溶着治具１５１と、第二フィルム１１２の上方に配置される第二溶着治具１５２と、を備えた構成としてもよい。

第一溶着治具１５１及び第二溶着治具１５２は、２枚のフィルム１１１，１１２を介して上下方向に対向する。第一溶着治具１５１は、枠状の第一発熱体１５１ａを有する。第一発熱体１５１ａは、上下方向から見て枠体４５（図３参照）と略同じ形状に形成される。第二溶着治具１５２は、枠状の第二発熱体１５２ａを有する。第二発熱体１５２ａは、上下方向から見て枠体４５（図３参照）と略同じ形状に形成される。第一発熱体１５１ａ及び第二発熱体１５２ａは、上下方向から見て略同じ形状を有する。

図１に示すように、第一溶着治具１５１及び第二溶着治具１５２は、それぞれ上下方向に移動可能である。例えば、２枚のフィルム１１１，１１２を搬送する場合、第一溶着治具１５１は第一フィルム１１１の下方に移動され、第二溶着治具１５２は第二フィルム１１２の上方に移動される。

溶着工程の場合、２枚のフィルム１１１，１１２の搬送を停止する。例えば、溶着工程の場合、第一溶着治具１５１は第一フィルム１１１の下面に接し、第二溶着治具１５２は第二フィルム１１２の上面に接する。溶着工程の場合、第一発熱体１５１ａ及び第二発熱体１５２ａは、２枚のフィルム１１１，１１２を介して枠体４５（図３参照）を保持する。

溶着工程では、第一発熱体１５１ａ及び第二発熱体１５２ａは、２枚のフィルム１１１，１１２を介して枠体４５を加熱する。これにより、第一発熱体１５１ａ及び第二発熱体１５２ａは、枠体４５の一部（少なくとも正極側枠体４５ａ及び負極側枠体４５ｂが互いに接する部分）を溶融させる。

溶着工程では、枠体４５を溶融させた後、第一溶着治具１５１を第一フィルム１１１の下方に移動し、第二溶着治具１５２を第二フィルム１１２の上方に移動する。すなわち、枠体４５を溶融させた後、第一発熱体１５１ａ及び第二発熱体１５２ａを２枚のフィルム１１１，１１２から離す。これにより、枠体４５を冷却し硬化させる。これにより、リチウムイオン電池用電極材１９における正極側枠体４５ａと負極側枠体４５ｂとを溶着し一体化させる（図３参照）。

溶着工程では、２枚のフィルム１１１，１１２を介して枠体４５を加熱する。例えば、枠体４５の形成材料としては、フィルムの形成材料よりも融点が低い樹脂材料等が挙げられるが、これに限定されない。例えば、フィルムの形成材料は、溶着工程の際に第一フィルム１１１及び第二フィルム１１２が互いに接着せず、かつ、剥離工程の際に剥離が容易なものであることが好ましい。例えば、非接着性を有し且つ剥離容易なフィルムとしては、ポリプロピレン等が挙げられる。

溶着工程を経ることにより、単セル２０が形成される。単セル２０は、２枚のフィルム１１１，１１２の間に挟み込まれている。溶着工程の後、剥離工程に移行する。

以上説明した溶着工程における溶着装置１０３は、枠状の第一発熱体１５１ａと、枠状の第二発熱体１５２ａとを有しているが、これに限定されない。例えば、枠状の発熱体を用いずに、１辺ずつ熱溶着するための線状（棒状）の発熱体を複数用いて順次熱溶着する構成としても良いし、２つのコ字形状の部材に分割された発熱体を用いて熱溶着する構成としても良く、リチウムイオン電池の外縁部を熱溶着可能な構成であれば、他の様々な構成を適用可能である。

＜剥離工程＞
剥離工程では、２枚のフィルム１１１，１１２を剥離して単セル２０を取り出す。剥離工程では、単セル２０を下方から覆う第一フィルム１１１を下方に剥がすとともに、単セル２０を上方から覆う第二フィルム１１２を上方に剥がす。剥離工程では、第一フィルム１１１及び第二フィルム１１２を剥離するタイミングを互いに同期させることが好ましい。

剥離工程は、第一下流ローラ１２４及び第二下流ローラ１３４により行われる。第一下流ローラ１２４は、第一フィルム１１１を介して単セル２０の下面と対向する。第一下流ローラ１２４が単セル２０の下面と対向する部分は、第一フィルム１１１を剥離する剥離部１０４として機能する。第一下流ローラ１２４の長さ（幅寸法）は、第一フィルム１１１の幅寸法よりも大きい。第一下流ローラ１２４は、第一フィルム１１１を介して単セル２０の下面を押圧した状態で、回転しながら搬送方向の定位置に配置される。第一下流ローラ１２４は、回転しながら第一巻取部１２２と共に第一フィルム１１１を下方へ引っ張ることにより、第一フィルム１１１を単セル２０の下面から剥がす。

第二下流ローラ１３４は、第二フィルム１１２を介して単セル２０の上面と対向する。第二下流ローラ１３４が単セル２０の上面と対向する部分は、第二フィルム１１２を剥離する剥離部１０４として機能する。第二下流ローラ１３４の長さ（幅寸法）は、第二フィルム１１２の幅寸法よりも大きい。第二下流ローラ１３４は、第二フィルム１１２を介して単セル２０の上面を押圧した状態で、回転しながら搬送方向の定位置に配置される。第二下流ローラ１３４は、回転しながら第二巻取部１３２と共に第二フィルム１１２を上方へ引っ張ることにより、第二フィルム１１２を単セル２０の上面から剥がす。

剥離工程を経ることにより、２枚のフィルム１１１，１１２の間から単セル２０が取り出させる。図４に示すように、取り出された単セル２０は、所定の場所で厚さ方向に複数積層される。例えば、複数の単セル２０は、電池１０（図１参照）の製造工程に供されてもよい。

以上説明した実施形態において、減圧部による空間内の減圧の後（減圧工程の後）、溶着部による溶着の前に（溶着工程の前）、搬送用フィルム及び被覆フィルムで覆われたリチウムイオン電池用電極材を加圧成形する加圧成形部を更に含んでもよい。加圧成形部３６０は、搬送用フィルム及び被覆フィルムで覆われたリチウムイオン電池用電極材をロールプレスする一対のローラ３６１，３６２を有してもよい（図５参照）。この一対のローラ３６１，３６２によりロールプレスする工程は、前述した準備工程において準備するリチウムイオン電池用電極材１９における電極活物質層３２を所望の厚さに調整しておくことにより省略することができる。なお、減圧装置１０２が、搬送用フィルム及び被覆フィルムで覆われたリチウムイオン電池用電極材を格納する筐体（真空チャンバー）と、筐体内の空気を吸引する真空ポンプとを有する場合、前述した一対のローラは、当該真空チャンバーの外部に配置されてもよい。

以上説明したように本実施形態は、電極活物質粒子を含む電極組成物と、電極組成物の周囲を囲むように環状に配置される枠体と、を有するリチウムイオン電池用電極材が載置される搬送用フィルムを供給する搬送用フィルム供給部と、リチウムイオン電池用電極材が載置された面とは反対側の面を覆う被覆フィルムを供給する被覆フィルム供給部と、搬送用フィルムと被覆フィルムとに挟まれた空間を減圧する減圧部と、減圧部による減圧空間とは別個に設けられ、空間内が減圧された状態で枠体を溶着する溶着部と、搬送用フィルム及び被覆フィルムを剥離する剥離部と、を含む。この実施形態において、リチウムイオン電池用電極材を被覆フィルムと搬送用フィルムとで覆い、当該搬送用フィルムと被覆フィルムとで挟まれた空間を減圧し、この減圧状態で枠体を溶着するので、少なくとも減圧後から枠体を溶着までの工程において異物のコンタミネーションの発生を防止しながら製造することができる。特に、搬送用フィルムと被覆フィルムとで挟まれた空間を減圧することで被覆フィルムと搬送用フィルムとが密着され、リチウムイオン電池用電極材を固定することができるので、製造工程において電極組成物（電極活物質層）の成形性の低下を抑制することができる。また、リチウムイオン電池の構成部材に含まれる枠体を溶着する溶着部が、減圧部による減圧空間とは別個に設けられているので、他の部材（例えばフィルムをプレスするロール等の製造装置）を内部に含む減圧装置と比較して、減圧部による減圧空間の体積を抑えることができる。その結果、従来の真空チャンバーによる真空パック化を行う製造工程と比較して、真空引きに多くの時間を費やすことがないので、生産性の向上を図ることができる。
以上のように、本実施形態によれば、コンタミネーションの発生を防止しながら製造工程において電極組成物の成形性の低下を抑制することができ、更に、減圧部による減圧空間の体積を抑制して生産性の向上を図ることができる。

本実施形態では、溶着工程の後、２枚のフィルム１１１，１１２を剥離して単セル２０を取り出す剥離工程を更に含むことで、以下の効果を奏する。
剥離工程の前までの製造工程においては、単セル２０は２枚のフィルム１１１，１１２によって保護されているため、単セル２０に異物等が混入することを抑制することができる。

本実施形態では、減圧工程及び溶着工程を、フィルムの搬送ライン１１０で順次行うことで、以下の効果を奏する。
減圧工程と溶着工程との間でフィルム１１１，１１２の連続搬送が可能となるため、減圧工程及び溶着工程をそれぞれ別のラインで行う場合と比較して、製造効率が向上する。

本実施形態では、減圧工程の前、リチウムイオン電池用電極材１９を２枚のフィルム１１１，１１２で挟む被覆工程と、溶着工程の後、２枚のフィルム１１１，１１２を剥離して単セル２０を取り出す剥離工程と、を更に含み、被覆工程、減圧工程、溶着工程及び剥離工程を、フィルムの搬送ライン１１０で順次行うことで、以下の効果を奏する。
被覆工程、減圧工程、溶着工程及び剥離工程の間でフィルム１１１，１１２の連続搬送が可能となるため、被覆工程、減圧工程、溶着工程及び剥離工程の少なくとも１つを別のラインで行う場合と比較して、単セル２０の製造効率が向上する。

以上説明した搬送用フィルム供給工程において第一フィルム１１１（搬送用フィルム）上に載置する、リチウムイオン電池用電極材１９について説明する。
上述したように、リチウムイオン電池用電極材１９は、電極活物質粒子を含む電極活物質層３２と、電極活物質層３２の周囲を囲むように環状に配置される枠体４５と、を有する（図３参照）。

図３は、単セル２０の断面模式図である。
図３に示すように、単セル２０は、２つの電極（電池用電極）としての正極３０ａおよび負極３０ｂと、セパレータ４０と、を有する。

セパレータ４０は、正極３０ａと負極３０ｂとの間に配置される。セパレータ４０は、正極３０ａおよび負極３０ｂの電極活物質層３２の間に配置され、これらが互いに接触することを抑制する。これにより、セパレータ４０は、正極３０ａと負極３０ｂとの間の隔壁として機能する。

正極３０ａおよび負極３０ｂは、それぞれ、集電体３１と、電極活物質層３２と、枠体４５と、を有する。電極活物質層３２と集電体３１とは、セパレータ４０側からこの順に並ぶ。枠体４５は、電極活物質層３２の周囲を囲む。正極３０ａの枠体４５と負極３０ｂの枠体４５とは、互いに溶着され一体化されている。

なお、正極３０ａおよび負極３０ｂの電極活物質層３２を互いに区別する場合、これらをそれぞれ正極活物質層３２ａ、負極活物質層３２ｂと呼ぶ。また、正極３０ａの枠体４５と負極３０ｂの枠体４５とを互いに区別する場合、それぞれ正極側枠体４５ａ、負極側枠体４５ｂと呼ぶ。

枠体４５は、集電体３１同士の接触や単セル２０の端部における短絡を防止する。枠体４５を構成する材料としては、絶縁性、シール性（液密性）、電池動作温度下での耐熱性等を有するものであればよく、樹脂材料が好適である。枠体４５は、例えば樹脂材料により形成されていてもよい。

集電体３１は、導電性のシート状の部材である。集電体３１を構成する材料は、特に限定されないが、例えば、導電性を有する樹脂や、金属が挙げられる。軽量化の観点からは、集電体３１は、導電性を有する樹脂によって形成された樹脂集電体であることが好ましい。なお、単セル２０間のリチウムイオンの移動を遮断する観点からは、樹脂製の集電体３１の一部に金属層を設けてもよい。

リチウムイオン電池用電極材１９は、前述したように、第一フィルム１１１上に載置される電極活物質粒子を含む電極活物質層３２と、電極活物質層３２の周囲を囲むように環状に配置される枠体４５とからなる。電極活物質層３２及び枠体４５を第一フィルム１１１上に配置する順序は特に限定されないが、第一フィルム１１１上にまず枠体４５を配置し、続いて、枠体４５の内側に電極活物質層３２を配置することが好ましい。

リチウムイオン電池用電極材１９は、第一フィルム１１１上に直接載置されていてもよいし、他の材料を介して載置されていてもよい。第一フィルム１１１とリチウムイオン電池用電極材１９の間に配置される材料としては、例えば、電極集電体が挙げられる。

枠体を第一フィルム１１１上に配置する方法は特に限定されず、あらかじめ所定形状に成形した枠体を第一フィルム１１１上に載置する方法や、所定の操作によって枠体となる枠体前駆体を第一フィルム１１１上に付与し、第一フィルム１１１上で枠体を形成する方法等が挙げられる。所定の操作とは、例えば、加熱や光照射等が挙げられる。

電極活物質層の厚さは特に限定されないが、枠体の厚さ以上であることが好ましい。枠体の厚さに対する電極活物質層の厚さの割合は、１００％～２００％であることが好ましく、１００～１５０％であることが好ましく、１１０～１３０％であることがより好ましい。枠体が変形しにくい場合に、枠体の厚さに対する電極活物質層の厚さの割合が１００％未満であると、後述する加圧成形工程において、電極活物質層を充分に加圧成形できない場合がある。

枠体の厚さに対する電極活物質層の割合が１００％を超える場合、枠体から電極活物質層がはみ出すこととなる。電極活物質層は真空包装工程において包装材内に固定されるため、枠体からの電極活物質層のはみだしは、加圧成形工程において問題とはならない。

枠体は、融点が７５～９０℃のポリオレフィンを含むことが好ましい。

融点が７５～９０℃のポリオレフィンは、分子内に極性基を有するものであってもよく、極性基を有しないものであってもよい。極性基としては、ヒドロキシ基（－ＯＨ）、カルボキシル基（－ＣＯＯＨ）、ホルミル基（－ＣＨＯ）、カルボニル基（＝ＣＯ）、アミノ基（－ＮＨ２）、チオール基（－ＳＨ）、１，３－ジオキソ－３－オキシプロピレン基等が挙げられる。ポリオレフィンが極性基を有しているかどうかは、ポリオレフィンをフーリエ変換赤外分光法（ＦＴ－ＩＲ）や核磁気共鳴分光法（ＮＭＲ）で分析することにより確認することができる。

融点が７５～９０℃のポリオレフィンとしては、東ソー（株）製 メルセン（登録商標）Ｇ（融点：７７℃）や三井化学（株）製 アドマーＸＥ０７０（融点：８４℃）等が挙げられる。東ソー（株）製 メルセン（登録商標）Ｇは極性基を有する樹脂の例であり、三井化学（株）製 アドマーＸＥ０７０は極性基を有しない樹脂の例である。

枠体は、融点が７５～９０℃のポリオレフィンに加えて、非導電性フィラーを含有していてもよい。非導電性フィラーとしては、ガラス繊維等の無機繊維及びシリカ粒子等の無機粒子が挙げられる。

枠体の一部は、耐熱性環状支持部材で構成されていてもよい。枠体の一部が耐熱性環状支持部材で構成されていると、枠体の機械的強度及び耐熱性を向上させることができる。

耐熱性環状支持部材は電極集電体及びセパレータとの接着性が低いため、耐熱性環状支持部材は、枠体の厚さ方向の中央部に配置されることが好ましい。この場合、平面視形状が互いに同一の、融点が７５～９０℃のポリオレフィンを含む層、耐熱性環状支持部材、融点が７５～９０℃のポリオレフィンを含む層が、搬送基板側（電極集電体側）からこの順で配置されることが好ましい。上記構成であると、枠体に機械的強度及び耐熱性を付与しつつ、電極集電体及びセパレータとの接着性を高めることができる。

耐熱性環状支持部材は、溶融温度が１５０℃以上である耐熱性樹脂組成物を含んでいることが望ましく、溶融温度が２００℃以上である耐熱性樹脂組成物を含んでいることがより望ましい。耐熱性環状支持部材が、溶融温度が１５０℃以上である耐熱性樹脂組成物を含むことで、枠体が熱に対してより変形しにくくなる。耐熱性樹脂組成物の溶融温度（単に融点ともいう）は、ＪＩＳ Ｋ７１２１－１９８７に準拠して示差走査熱量測定によって測定される。

耐熱性樹脂組成物を構成する樹脂としては、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂及びポリイミド等）、エンジニアリング樹脂［ポリアミド（ナイロン６ 溶融温度：約２３０℃、ナイロン６６ 溶融温度：約２７０℃等）、ポリカーボネート（ＰＣともいう 溶融温度：約１５０℃）及びポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫともいう 溶融温度：約３３０℃）等］及び高融点熱可塑性樹脂｛ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴともいう 溶融温度：約２５０℃）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮともいう 溶融温度：約２６０℃）及び高融点ポリプロピレン（溶融温度：約１６０～１７０℃）等｝等が挙げられる。なお、高融点熱可塑性樹脂とは、ＪＩＳ Ｋ７１２１－１９８７に準拠して示差走査熱量測定によって測定される溶融温度が１５０℃以上の熱可塑性樹脂を指す。

耐熱性樹脂組成物は、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、高融点ポリプロピレン、ポリカーボネート及びポリエーテルエーテルケトンからなる群から選択される少なくとも１種の樹脂を含むことが望ましい。

耐熱性樹脂組成物はフィラーを含んでいてもよい。耐熱性樹脂組成物がフィラーを含むことで、溶融温度を向上させることができる。上記フィラーとしては、ガラス繊維等の無機フィラー及び炭素繊維等が挙げられる。フィラーを含む耐熱性樹脂組成物としては、ガラス繊維に硬化前のエポキシ樹脂を含浸させて硬化させたもの（ガラスエポキシともいう）及び炭素繊維強化樹脂などが挙げられる。

枠体を上面視した際の、外形形状と内形形状との間の距離を枠体の幅ともいう。
枠体の幅は特に限定されないが、３～２０ｍｍであることが好ましい。枠体の幅が３ｍｍ未満であると、枠体の機械的強度が不足して、電極活物質層が枠体の外へ漏れてしまう場合がある。一方、枠体の幅が２０ｍｍを超えると、電極活物質層の占める割合が減少してしまい、エネルギー密度が低下してしまう場合がある。

枠体の厚さは特に限定されないが、０．１～１０ｍｍであることが望ましい。

電極活物質粒子は、正極活物質粒子又は負極活物質粒子が挙げられる。電極活物質粒子として正極活物質粒子を用いた電極活物質層を正極組成物ともいい、電極活物質粒子として負極活物質粒子を用いた電極活物質層を負極組成物ともいう。また、正極組成物の周囲を環状に囲む枠体を正極枠体ともいい、負極組成物の周囲を環状に囲む枠体を負極枠体ともいう。

正極活物質粒子としては、リチウムと遷移金属との複合酸化物｛遷移金属が１種である複合酸化物（ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＡｌＭｎＯ_４、ＬｉＭｎＯ_２及びＬｉＭｎ_２Ｏ_４等）、遷移金属元素が２種である複合酸化物（例えばＬｉＦｅＭｎＯ_４、ＬｉＮｉ_１－ｘＣｏ_ｘＯ_２、ＬｉＭｎ_１－ｙＣｏ_ｙＯ_２、ＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ａｌ_１／３Ｏ_２及びＬｉＮｉ_０．８Ｃｏ_０．１５Ａｌ_０．０５Ｏ_２）及び金属元素が３種類以上である複合酸化物［例えばＬｉＭ_ａＭ’_ｂＭ’’_ｃＯ_２（Ｍ、Ｍ’及びＭ’’はそれぞれ異なる遷移金属元素であり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１を満たす。例えばＬｉＮｉ_１／３Ｍｎ_１／３Ｃｏ_１／３Ｏ_２）等］等｝、リチウム含有遷移金属リン酸塩（例えばＬｉＦｅＰＯ_４、ＬｉＣｏＰＯ_４、ＬｉＭｎＰＯ_４及びＬｉＮｉＰＯ_４）、遷移金属酸化物（例えばＭｎＯ_２及びＶ_２Ｏ_５）、遷移金属硫化物（例えばＭｏＳ_２及びＴｉＳ_２）及び導電性高分子（例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン及びポリ－ｐ－フェニレン及びポリビニルカルバゾール）等の粒子が挙げられ、２種以上を併用してもよい。なお、リチウム含有遷移金属リン酸塩は、遷移金属サイトの一部を他の遷移金属で置換したものであってもよい。

負極活物質粒子としては、炭素系材料［黒鉛、難黒鉛化性炭素、アモルファス炭素、樹脂焼成体（例えばフェノール樹脂及びフラン樹脂等を焼成し炭素化したもの等）、コークス類（例えばピッチコークス、ニードルコークス及び石油コークス等）及び炭素繊維等］、珪素系材料［珪素、酸化珪素（ＳｉＯ_ｘ）、珪素－炭素複合体（炭素粒子の表面を珪素及び／又は炭化珪素で被覆したもの、珪素粒子又は酸化珪素粒子の表面を炭素及び／又は炭化珪素で被覆したもの並びに炭化珪素等）及び珪素合金（珪素－アルミニウム合金、珪素－リチウム合金、珪素－ニッケル合金、珪素－鉄合金、珪素－チタン合金、珪素－マンガン合金、珪素－銅合金及び珪素－スズ合金等）等］、導電性高分子（例えばポリアセチレン及びポリピロール等）、金属（スズ、アルミニウム、ジルコニウム及びチタン等）、金属酸化物（チタン酸化物及びリチウム・チタン酸化物等）及び金属合金（例えばリチウム－スズ合金、リチウム－アルミニウム合金及びリチウム－アルミニウム－マンガン合金等）等及びこれらと炭素系材料との混合物等の粒子が挙げられる。上記負極活物質粒子のうち、内部にリチウム又はリチウムイオンを含まないものについては、予め負極活物質粒子の一部又は全部にリチウム又はリチウムイオンを含ませるプレドープ処理を施してもよい。

これらの中でも、電池容量等の観点から、炭素系材料、珪素系材料及びこれらの混合物が好ましく、炭素系材料としては、黒鉛、難黒鉛化性炭素及びアモルファス炭素がさらに好ましく、珪素系材料としては、酸化珪素及び珪素－炭素複合体がさらに好ましい。

電極活物質粒子の平均粒子径は、５～２００μｍであることが好ましい。
電極活物質粒子の平均粒子径は、マイクロトラック法（レーザー回折・散乱法）によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒径（Ｄｖ５０）を意味する。マイクロトラック法とは、レーザー光を粒子に照射することによって得られる散乱光を利用して粒度分布を求める方法である。なお、体積平均粒子径の測定には、レーザー回折・散乱式の粒子径分布測定装置［マイクロトラック・ベル（株）製のマイクロトラック等］を用いることができる。

電極活物質粒子は、その表面の少なくとも一部が高分子化合物を含む被覆層により被覆された被覆活物質粒子であってもよい。電極活物質粒子の周囲が被覆層で被覆されていると、電極の体積変化が緩和され、電極の膨張を抑制することができる。なお、電極活物質粒子として正極活物質粒子を使用した場合の被覆活物質粒子を被覆正極活物質粒子といい、電極活物質粒子として負極活物質粒子を使用した場合の被覆活物質粒子を被覆負極活物質粒子という。

被覆層を構成する高分子化合物（被覆用高分子化合物ともいう）としては、特開２０１７－０５４７０３号公報に非水系二次電池活物質被覆用樹脂として記載されたものを好適に用いることができる。

被覆層は、必要に応じて、後述する導電助剤を含んでいてもよい。

電極活物質層に含まれる被覆用高分子化合物の重量割合は、電極活物質層の重量を基準として、０．１～１０重量％であることが好ましい。電極活物質層に含まれる被覆用高分子化合物の含有量が、電極活物質層の重量を基準として０．１重量％未満であると、電極活物質層に含まれる被覆用高分子化合物の含有量が少なすぎて、電極割れが生じたり、成形性が低下してしまうことがある。一方、電極活物質層に含まれる被覆用高分子化合物の含有量が、電極活物質層の重量を基準として１０重量％を超える場合には、電極活物質層に含まれる被覆用高分子化合物の含有量が多すぎて、電気抵抗を増加させてしまうことがある。

電極活物質層に含まれる電極活物質粒子の重量割合は、電極活物質層の重量を基準として７０～９５重量％であることが好ましい。なお、電極活物質粒子が被覆活物質粒子である場合、被覆活物質粒子を構成する被覆層は、電極活物質粒子の重量に含めないものとする。

電極活物質層は、電極活物質粒子以外に、導電助剤、溶液乾燥型の公知の電極用バインダ（結着剤ともいう）及び粘着性樹脂を含有していてもよい。また、リチウムイオン電池の製造に用いられる非水電解液を構成する電解質や溶媒等を含有していてもよい。ただし、電極活物質層は、公知の電極用バインダを含有していないことが好ましい。

導電助剤は、導電性を有する材料から選択される。具体的には、金属［ニッケル、アルミニウム、ステンレス（ＳＵＳ）、銀、銅及びチタン等］、カーボン［グラファイト及びカーボンブラック（アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルランプブラック等）等］、及びこれらの混合物等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
これらの導電助剤は１種単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。また、これらの合金又は金属酸化物を用いてもよい。電気的安定性の観点から、好ましくはアルミニウム、ステンレス、カーボン、銀、銅、チタン及びこれらの混合物であり、より好ましくは銀、アルミニウム、ステンレス及びカーボンであり、さらに好ましくはカーボンである。またこれらの導電助剤としては、粒子系セラミック材料や樹脂材料の周りに導電性材料（上記した導電助剤の材料のうち金属のもの）をめっき等でコーティングしたものでもよい。

導電助剤の平均粒子径は、特に限定されるものではないが、電池の電気特性の観点から、０．０１～１０μｍであることが好ましく、０．０２～５μｍであることがより好ましく、０．０３～１μｍであることがさらに好ましい。なお、本明細書中において、「粒子径」とは、導電助剤の輪郭線上の任意の２点間の距離のうち、最大の距離Ｌを意味する。「平均粒子径」の値としては、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）等の観察手段を用い、数～数十視野中に観察される粒子の粒子径の平均値として算出される値を採用するものとする。

導電助剤の形状（形態）は、粒子形態に限られず、粒子形態以外の形態であってもよく、カーボンナノチューブ等、いわゆるフィラー系導電性材料として実用化されている形態であってもよい。

導電助剤は、その形状が繊維状である導電性繊維であってもよい。
導電性繊維としては、ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維、合成繊維の中に導電性のよい金属や黒鉛を均一に分散させてなる導電性繊維、ステンレス鋼のような金属を繊維化した金属繊維、有機物繊維の表面を金属で被覆した導電性繊維、有機物繊維の表面を導電性物質を含む樹脂で被覆した導電性繊維等が挙げられる。これらの導電性繊維の中では炭素繊維が好ましい。また、グラフェンを練りこんだポリプロピレン樹脂も好ましい。
導電助剤が導電性繊維である場合、その平均繊維径は０．１～２０μｍであることが好ましい。

電極活物質層に含まれる導電助剤の重量割合は、電極活物質層の重量を基準として０～５重量％であることが好ましい。

溶液乾燥型の公知の電極用バインダとしては、デンプン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリプロピレン（ＰＰ）等が挙げられる。
ただし、公知の電極用バインダの含有量は、電極活物質層全体の重量を基準として、２．０重量％以下であることが好ましい。

電極活物質層に含まれる公知の電極用バインダの重量割合は、電極活物質層の重量を基準として０～２重量％であることが好ましく、０～０．５重量％であることがより好ましい。

電極活物質層は、公知の電極用バインダではなく、粘着性樹脂を含むことが好ましい。
電極活物質層が上記溶液乾燥型の公知の電極用バインダを含む場合には、圧縮成形体を形成した後に乾燥工程を行うことで一体化する必要があるが、粘着性樹脂を含む場合には、乾燥工程を行うことなく常温において僅かな圧力で電極活物質層を一体化することができる。乾燥工程を行わない場合、加熱による圧縮成形体の収縮や亀裂の発生がおこらないため好ましい。

なお、溶液乾燥型の電極用バインダは、溶媒成分を揮発させることで乾燥、固体化して電極活物質粒子同士を強固に固定するものを意味する。一方、粘着性樹脂は、粘着性（水、溶媒、熱等を使用せずに僅かな圧力を加えることで接着する性質）を有する樹脂を意味する。
溶液乾燥型の電極用バインダと粘着性樹脂とは異なる材料である。

粘着性樹脂としては、被覆層を構成する高分子化合物（特開２０１７－０５４７０３号公報に記載された非水系二次電池活物質被覆用樹脂等）に少量の有機溶剤を混合してそのガラス転移温度を室温以下に調整したもの、及び、特開平１０－２５５８０５公報等に粘着剤として記載されたものを好適に用いることができる。

電極活物質層に含まれる粘着性樹脂の重量割合は、電極活物質層の重量を基準として０～２重量％であることが好ましい。

電極活物質層に含まれる樹脂成分（被覆用高分子化合物、電極用バインダ及び粘着性樹脂）の合計重量の割合は、０．１～１０重量％であることが好ましい。

電解質としては、公知の非水電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＳｂＦ_６、ＬｉＡｓＦ_６及びＬｉＣｌＯ_４等の無機酸のリチウム塩、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２及びＬｉＣ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３等の有機酸のリチウム塩等が挙げられる。これらの内、電池出力及び充放電サイクル特性の観点から好ましいのはＬｉＰＦ_６である。
溶媒としては、公知の非水電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、ラクトン化合物、環状又は鎖状カーボネート、鎖状カルボン酸エステル、環状又は鎖状エーテル、リン酸エステル、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホン、スルホラン等及びこれらの混合物を用いることができる。

以上説明した、搬送用フィルム供給部から供給される第一フィルム１１１、及び、被覆フィルム供給部から供給される第二フィルム１１２は、電極集電体であってもよい。第一フィルム１１１及び第二フィルム１１２が電極集電体であると、電極集電体上にリチウムイオン電池用電極材が載置された状態で得られるため、リチウムイオン電池用電極材を用いてリチウムイオン電池を製造する際に、電極活物質層を電極集電体と接触させる工程を省略することができる。なお、電極集電体以外にも、樹脂フィルムや金属箔などを２枚のフィルム１１１、１１２として用いてもよい。

電極集電体以外のものを２枚のフィルム１１１、１１２として用いた場合には、２枚のフィルム１１１、１１２と電極集電体及び枠体との間に、電極集電体をさらに配置してもよい。

電極集電体としては、正極集電体又は負極集電体が挙げられる。

正極集電体を構成する材料としては、銅、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル、焼成炭素、導電性高分子及び導電性ガラス等が挙げられる。また、正極集電体として、導電剤と樹脂からなる樹脂集電体を用いてもよい。

負極集電体を構成する材料としては、銅、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル及びこれらの合金等の金属材料等が挙げられる。なかでも、軽量化、耐食性、高導電性の観点から、好ましくは銅である。負極集電体としては、焼成炭素、導電性高分子及び導電性ガラス等からなる集電体であってもよく、導電剤と樹脂からなる樹脂集電体であってもよい。

正極集電体、負極集電体とも、樹脂集電体を構成する導電剤としては、電極活物質層に含まれる導電助剤と同様のものを好適に用いることができる。
樹脂集電体を構成する樹脂としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリシクロオレフィン（ＰＣＯ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂又はこれらの混合物等が挙げられる。
電気的安定性の観点から、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）及びポリシクロオレフィン（ＰＣＯ）が好ましく、さらに好ましくはポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）及びポリメチルペンテン（ＰＭＰ）である。

なお、上述した搬送用フィルム供給部から供給される第一フィルム１１１及び被覆フィルム供給部から供給される第二フィルム１１２のそれぞれが電極集電体である場合、前記電極集電体は、アラミドを含むフィルムにより形成されていてもよい。例えば、電極集電体は、ポリアミド（アラミド、ＰＡ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリブチレンテレフタラート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）等、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５０℃以上の樹脂フィルムにより形成されていてもよい。例えば、電極集電体は、Ｔｇが５０℃程度のＰＡやＰＢＴ、Ｔｇが５７℃程度のＰＬＡ、Ｔｇが６９℃程度のＰＥＴ等により形成されていてもよい。

＜実施形態の変形例＞
図４は、実施形態の変形例の単セルの製造方法に用いる単セルの製造装置２００の側面図である。実施形態では、供給部から供給されたフィルムが巻取部に巻かれる例を挙げて説明したが、これに限らない。図４に示すように、実施形態の変形例は、搬送装置２２０，２３０の態様が上述した実施形態と相違している。なお、以下の説明においては、上述した実施形態と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

実施形態の変形例では、２枚のフィルム２１１，２１２は、それぞれ単セルの製造過程で周回可能な無端状に形成される。実施形態の変形例の単セルの製造装置２００は、無端状の第一フィルム２１１を搬送する第一搬送装置２２０と、無端状の第二フィルム２１２を搬送する第二搬送装置２３０と、を含む。

第一搬送装置２２０は、第一フィルム２１１を搬送する複数の第一搬送ローラを備える。複数の第一搬送ローラは、それぞれ第一フィルム２１１の幅方向と平行な回転軸（中心軸）を有する。第一フィルム２１１は、複数の第一搬送ローラのそれぞれに巻き掛けられている。第一フィルム２１１は、図４の側面視で複数の第一搬送ローラを囲むループ状を有する。

複数の第一搬送ローラは、第一下部ローラ２２１、第二下部ローラ２２２、第三下部ローラ２２３及び第四下部ローラ２２４を含むが、これに限定されない。例えば、複数の第一搬送ローラは、正逆回転可能な駆動ローラ、駆動ローラの回転に従って回転する従動ローラ、第一フィルム２１１の張力を調整するテンションローラ等の他のローラを含んでいてもよい。

第一下部ローラ２２１及び第二下部ローラ２２２は、互いに略水平に離れて配置される。第一下部ローラ２２１は、第四下部ローラ２２４の略直上に配置される。第二下部ローラ２２２は、第三下部ローラ２２３の略直上に配置される。第一フィルム２１１は、搬送方向上流側から搬送方向下流側に向けて第一下部ローラ２２１と第二下部ローラ２２２との間を略水平に搬送される。第一下部ローラ２２１と第二下部ローラ２２２との間の搬送ラインは、略水平な直線状の１つの経路を形成する。

第二搬送装置２３０は、第一搬送装置２２０の上方に配置される。第二搬送装置２３０は、第二フィルム２１２を搬送する複数の第二搬送ローラを備える。複数の第二搬送ローラは、それぞれ第二フィルム２１２の幅方向と平行な回転軸（中心軸）を有する。第二フィルム２１２は、複数の第二搬送ローラのそれぞれに巻き掛けられている。第二フィルム２１２は、図４の側面視で複数の第二搬送ローラを囲むループ状を有する。

複数の第二搬送ローラは、第一上部ローラ２３１、第二上部ローラ２３２、第三上部ローラ２３３及び第四上部ローラ２３４を含むが、これに限定されない。例えば、複数の第二搬送ローラは、正逆回転可能な駆動ローラ、駆動ローラの回転に従って回転する従動ローラ、第二フィルム２１２の張力を調整するテンションローラ等の他のローラを含んでいてもよい。例えば、第一搬送装置２２０及び第二搬送装置２３０のいずれか一方が駆動ローラを含む場合は、他方は従動ローラを含んでいてもよい。

第一上部ローラ２３１及び第二上部ローラ２３２は、互いに略水平に離れて配置される。第三上部ローラ２３３は、第二上部ローラ２３２の略直上に配置される。第四上部ローラ２３４は、第一上部ローラ２３１の略直上に配置される。第一上部ローラ２３１は、第一下部ローラ２２１よりも搬送方向下流側に配置される。第一上部ローラ２３１は、第二フィルム２１２を介して第一フィルム２１１と対向する。第二フィルム２１２は、第一フィルム２１１の搬送に同期して搬送されることが好ましい。

実施形態の変形例では、２枚のフィルム２１１，２１２は、それぞれ単セル２０の製造過程で周回可能な無端状に形成されることで、以下の効果を奏する。
単セル２０の製造過程でフィルム２１１，２１２を再利用可能となる。これにより、フィルム交換等の工程が削減できるため、２枚のフィルムをそれぞれ供給部から供給して巻取部で巻き取る場合と比較して、製造効率が向上する。

＜実施形態の他の変形例＞
なお、上記実施形態では、溶着工程において２枚のフィルムの外側から正極側枠体と負極側枠体とを溶着する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、溶着工程では、２枚のフィルムの一方の外側から正極側枠体と負極側枠体とを溶着してもよい。

上記実施形態では、溶着工程において正極側枠体と負極側枠体とを加熱することにより溶着（熱融着）する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、溶着工程では、紫外線照射により溶着してもよいし、レーザー照射により溶着してもよい。例えば、溶着工程の態様及び溶着装置の態様は、要求仕様に応じて変更することができる。

上記実施形態では、溶着工程の後、フィルムを剥離して単セルを取り出す剥離工程を更に含む例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、単セルの製造方法は、剥離工程を有しなくてもよい。例えば、溶着工程の後、フィルムを剥離せず、フィルムを単に破くようにしてもよい。

上記実施形態では、被覆工程、減圧工程、溶着工程及び剥離工程を、フィルムの搬送ラインで順次行う例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、被覆工程、減圧工程、溶着工程及び剥離工程の少なくとも１つを別のラインで行ってもよい。

上記実施形態では、減圧工程及び溶着工程のそれぞれの処理対象は、１つのリチウムイオン電池用電極材である例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、減圧工程及び溶着工程のそれぞれの処理対象は、複数のリチウムイオン電池用電極材であってもよい。例えば、各工程の処理対象の数は、要求仕様に応じて変更することができる。

以上、本発明の実施形態及びその変形例を説明したが、実施形態及び変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１９…リチウムイオン電池用電極材、２０…単セル（電池セル）、４５ａ…正極側枠体、４５ｂ…負極側枠体、１００，２００…単セルの製造装置（電池セルの製造装置）、１０１…被覆部、１０２…減圧装置（減圧部）、１０３…溶着装置（溶着部）、１０４…剥離部、１１０…搬送ライン、１１１，２１１…第一フィルム（フィルム）、１１２，２１２…第二フィルム（フィルム）

Claims (12)

1. 電極活物質粒子を含む電極組成物と、前記電極組成物の周囲を囲むように環状に配置される枠体と、を有するリチウムイオン電池用電極材が載置される搬送用フィルムを供給する搬送用フィルム供給部と、
   前記リチウムイオン電池用電極材が載置された面とは反対側の面を覆う被覆フィルムを供給する被覆フィルム供給部と、
   前記搬送用フィルムと前記被覆フィルムとに挟まれた空間を減圧する減圧部と、
   前記減圧部による減圧空間とは別個に設けられ、前記空間内が減圧された状態で前記枠体を溶着する溶着部と、
   前記搬送用フィルム及び前記被覆フィルムを剥離する剥離部と、
   を備える電池セルの製造装置。
2. 前記溶着部は、前記搬送用フィルムの外側及び前記被覆フィルムの外側から前記枠体を加熱して熱溶着する部位である、
   請求項１に記載の電池セルの製造装置。
3. 前記搬送用フィルム供給部から供給される搬送用フィルム、及び、被覆フィルム供給部から供給される被覆フィルムは、電極集電体であり、
   前記電極集電体は、アラミドを含むフィルムから成る、
   請求項１又は２に記載の電池セルの製造装置。
4. 前記減圧部による前記空間内の減圧の後、前記溶着部による溶着の前に、前記搬送用フィルム及び前記被覆フィルムで覆われたリチウムイオン電池用電極材を大気に曝す圧縮部を更に含む、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の電池セルの製造装置。
5. 前記減圧部による前記空間内の減圧の後、前記溶着部による溶着の前に、前記搬送用フィルム及び前記被覆フィルムで覆われたリチウムイオン電池用電極材を加圧成形する加圧成形部を更に含む、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の電池セルの製造装置。
6. 前記減圧部は、前記搬送用フィルム及び前記被覆フィルムで覆われたリチウムイオン電池用電極材を格納する筐体と、前記筐体内の空気を吸引する減圧装置と、を有し、
   前記加圧成形部は、前記搬送用フィルム及び前記被覆フィルムで覆われたリチウムイオン電池用電極材をロールプレスする一対のローラを有し、
   前記ローラは、前記筐体の外部に配置されている、
   請求項５に記載の電池セルの製造装置。
7. 前記搬送用フィルム及び前記被覆フィルムは、前記電池セルの製造過程で周回可能な無端状に形成される
   請求項１または６のいずれか一項に記載の電池セルの製造装置。
8. 前記減圧部、前記溶着部及び前記剥離部は、前記フィルムの搬送ラインに順次配置されている
   請求項１から７のいずれか一項に記載の電池セルの製造装置。
9. 電極活物質粒子を含む電極組成物と、前記電極組成物の周囲を囲むように環状に配置される枠体と、を有するリチウムイオン電池用電極材を載置した搬送用フィルムを搬送する搬送用フィルム供給工程と、
   前記リチウムイオン電池用電極材が載置された面とは反対側の面を被覆フィルムで覆う被覆フィルム供給工程と、
   前記搬送用フィルムと前記被覆フィルムとに挟まれた空間を減圧する減圧工程と、
   前記減圧工程の減圧空間とは別に区分され、前記空間内が減圧された状態で前記枠体を溶着する溶着工程と、
   前記搬送用フィルム及び前記被覆フィルムを剥離する剥離工程と、
   を含む電池セルの製造方法。
10. 前記搬送用フィルム及び前記被覆フィルムは、前記電池セルの製造過程で周回可能な無端状に形成される
    請求項９に記載の電池セルの製造方法。
11. 前記減圧工程、前記溶着工程及び前記剥離工程を、前記フィルムの搬送ラインで順次行う
    請求項９又は１０に記載の電池セルの製造方法。
12. 前記搬送用フィルム供給工程において供給される搬送用フィルム、及び、被覆フィルム供給工程において供給される被覆フィルムは、電極集電体であり、
    前記電極集電体は、アラミドを含むフィルムから成る、
    請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の電池セルの製造方法。

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