JP2022129001A - 電極シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非合材積層部の破断が発生し難く、且つ、電極シートに発生する皺を低減することができる電極シートの製造方法を提供する。【解決手段】集電箔１５１のうち一対の非合材積層予定部１５３Ａを、２５０℃以上、且つ、非合材積層予定部１５３Ａの融点未満の温度範囲でアニールするアニール工程Ｓ１と、アニール工程Ｓ１を行った集電箔１５１のうち一対の非合材積層予定部１５３Ａを除く部位の表面に電極合材層１５２を形成して、電極シート１５５を作製する電極合材層形成工程Ｓ２と、作製された電極シート１５５の合材積層部１５４を長手方向ＤＡにロールプレスして、電極合材層１５２を圧密化すると共に積層集電箔部１５６を長手方向ＤＡに圧延するロールプレス工程Ｓ３と、ロールプレス工程Ｓ３を行った電極シート１５５について、一対の非合材積層部１５３を長手方向ＤＡに延伸させる非合材積層部延伸工程Ｓ４とを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、電極シートの製造方法に関する。

特許文献１には、長手方向に延びる帯状の集電箔のうち電極合材層が積層された積層集電箔部と電極合材層とを有する帯状の合材積層部、及び、集電箔のうち、電極合材層が積層されることなく、合材積層部に対して幅方向の両側に隣り合って長手方向に延びる帯状の一対の非合材積層部、を備える電極シートの製造方法が開示されている。具体的には、延伸工程において、小径部と大径部を有する延伸ロールに対し、合材積層部が小径部に対向すると共に、非合材積層部が大径部に圧接する態様で、電極シートを延伸ロールに巻き付けて、非合材積層部を長手方向に延伸させる。その後、ロールプレス工程において、延伸工程を行った電極シートについて、合材積層部をロールプレスして、電極合材層を圧密化すると共に積層集電箔部を長手方向に圧延する。

特開２０１７－２２８３４９号公報

ところで、特許文献１の製造方法では、延伸工程による非合材積層部の長手方向への伸び率と、ロールプレス工程による積層集電箔部（集電箔のうち合材積層部に含まれる部位）の長手方向への伸び率を同程度にすることで、電極シートに発生する皺を低減する。このため、例えば、合材積層部の電極合材層の圧縮率を高めるためにロールプレス工程におけるプレス力を高めることで、ロールプレスによる合材積層部の集電箔の伸び率が大きくなる場合（例えば、伸び率が０．８％以上になる場合）には、延伸工程において、集電箔に掛ける張力を大きくして、非合材積層部の延伸量を大きくする必要がある。しかしながら、延伸工程において、集電箔に掛ける張力を大きくすることで、非合材積層部の破断が発生する虞があった。例えば、ロールプレス工程によって積層集電箔部の長手方向への伸び率が０．８％以上になる場合に、非合材積層部の長手方向への伸び率を、ロールプレス工程による積層集電箔部の長手方向への伸び率と同等とするために、延伸工程において、非合材積層部の長手方向への伸び率が０．８％になるように集電箔に掛ける張力を設定して、非合材積層部を延伸したときには、非合材積層部の破断が発生する虞があった。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、非合材積層部の破断が発生し難く、且つ、電極シートに発生する皺を低減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を目的とする。

本発明の一態様は、長手方向に延びる帯状の集電箔のうち電極合材層が積層された積層集電箔部と、前記電極合材層と、を有する帯状の合材積層部、及び、前記集電箔のうち、前記電極合材層が積層されることなく、前記合材積層部に対して前記長手方向に直交する幅方向の両側に隣り合って前記長手方向に延びる帯状の一対の非合材積層部、を備える電極シートの製造方法であって、前記集電箔のうち、後に前記一対の非合材積層部になる予定の一対の非合材積層予定部を、２５０℃以上、且つ、前記非合材積層予定部の融点未満の温度範囲でアニールするアニール工程と、前記アニール工程を行った前記集電箔のうち、前記一対の非合材積層予定部を除く部位の表面に、前記電極合材層を形成して、前記電極シートを作製する電極合材層形成工程と、前記電極合材層形成工程を行って作製された前記電極シートについて、前記合材積層部を前記長手方向にロールプレスして、前記電極合材層を圧密化すると共に前記積層集電箔部を前記長手方向に圧延するロールプレス工程と、前記ロールプレス工程を行った前記電極シートについて、前記一対の非合材積層部を前記長手方向に延伸させる非合材積層部延伸工程と、を備える電極シートの製造方法である。

上述の製造方法では、以下の工程を順に行う。まず、アニール工程において、集電箔のうち、後に前記一対の非合材積層部になる予定の一対の非合材積層予定部（後の非合材積層部）をアニールする。具体的には、２５０℃以上、且つ、非合材積層予定部の融点Ｔｍ未満の範囲内の温度（すなわち、２５０℃以上Ｔｍ未満の温度範囲）で、一対の非合材積層予定部を加熱してアニール処理する。

このような温度範囲で非合材積層予定部をアニール処理することで、非合材積層予定部（後の非合材積層部）が長手方向に伸び易くなり、さらには、非合材積層予定部（後の非合材積層部）の破断伸び率を高めることができる。なお、破断伸び率とは、非合材積層予定部（非合材積層部）を長手方向に引き伸ばすことによって非合材積層予定部（非合材積層部）が破断するときの、非合材積層予定部（非合材積層部）の長手方向の伸び率である。換言すれば、長手方向へ非合材積層予定部（非合材積層部）の引き伸ばしを開始してから非合材積層予定部（非合材積層部）が破断するまでの間における非合材積層予定部（非合材積層部）の長手方向の伸び率である。

なお、集電箔の非合材積層予定部は、電極シートの非合材積層部と同じ部位であり、集電箔の表面に電極合材層を形成する前の集電箔における部位である。後の電極合材層形成工程において、集電箔のうち一対の非合材積層予定部を除く部位の表面に電極合材層を形成して、電極シートを作製することによって、非合材積層予定部が非合材積層部になる。

さらに、上述の製造方法では、その後、電極合材層形成工程において、アニール工程を行った集電箔のうち、一対の非合材積層予定部を除く部位（積層集電箔部となる部位）の表面に、電極合材層を形成して、合材積層部と一対の非合材積層部を備える電極シートを作製する。なお、電極合材層形成工程としては、例えば、公知の塗工装置（例えば、ダイコート装置）を用いて、電極合材ペースト（電極合材層の原料であって、電極合材層を構成する材料に溶媒を加えてペースト状にしたもの）を、集電箔のうち一対の非合材積層予定部を除く部位の表面に塗布し、その後、公知の乾燥装置を用いて、電極合材ペーストを乾燥させる（溶媒を除去する）ことによって、電極合材層を形成する工程を挙げることができる。

さらに、上述の製造方法では、その後、ロールプレス工程において、合材積層部を長手方向にロールプレスして、電極合材層を圧密化すると共に、積層集電箔部（集電箔のうち合材積層部に含まれる部位）を長手方向に圧延する。

さらに、上述の製造方法では、その後、非合材積層部延伸工程において、ロールプレス工程を行った電極シートのうち一対の非合材積層部を、長手方向に延伸させる。これにより、ロールプレス工程において長手方向に伸ばされた積層集電箔部（集電箔のうち合材積層部に含まれる部位）に加えて、一対の非合材積層部も長手方向に伸ばすことができる。これによって、電極シートの幅方向の全体にわたって集電箔を長手方向に伸ばすことができるので、電極シート（集電箔）に発生する皺を低減することができる。さらには、先のアニール工程によって非合材積層部の破断伸び率を高めているので、非合材積層部延伸工程において、非合材積層部の破断が発生し難くなる。

なお、非合材積層部延伸工程としては、例えば、「ロールプレス工程を行った電極シートの集電箔に対し長手方向に張力を掛けた状態で、小径部及びその軸方向両側に隣接する一対の大径部を有する延伸ロールに対し、合材積層部が小径部に対向すると共に、一対の非合材積層部が一対の大径部にそれぞれ圧接する態様で、電極シートを延伸ロールに巻き付けて、一対の非合材積層部を長手方向に延伸させる」工程を挙げることができる。

さらに、前記の電極シートの製造方法であって、前記ロールプレス工程による前記積層集電箔部の前記長手方向への伸び率は、０．８％以上１．０％以下である電極シートの製造方法とすると良い。

上述の製造方法では、ロールプレス工程による積層集電箔部（集電箔のうち合材積層部に含まれる部位）の長手方向への伸び率を、０．８％以上１．０％以下の範囲内の値としている。すなわち、ロールプレス工程において、電極シートの合材積層部を長手方向にロールプレスして、電極合材層を圧密化すると共に、積層集電箔部を長手方向に圧延することによって、積層集電箔部の長手方向への伸び率を０．８％以上１．０％以下の範囲内の値にする。なお、電極シートの合材積層部をロールプレスすることによって、積層集電箔部の長手方向への伸び率が０．８％以上１．０％以下の範囲内の値になる場合とは、従来に比べて、プレス圧を高めて、電極合材層の圧密化の程度を大きくする場合である。

ところで、上述の製造方法では、前述したように、非合材積層部延伸工程を行う前に、アニール工程において一対の非合材積層部をアニールすることで、非合材積層部の破断伸び率を高めている。具体的には、２５０℃以上、且つ、非合材積層部の融点未満の範囲内の温度で、一対の非合材積層部を加熱してアニール処理する。これにより、非合材積層予定部（後の非合材積層部）の破断伸び率を１．０％よりも大きくすることができる。

これにより、非合材積層部延伸工程において、非合材積層部を破断させることなく、一対の非合材積層部を長手方向に延伸させて、それぞれの非合材積層部の長手方向への伸び率を、０．８％以上１．０％以下の範囲内の値とすることが可能となる。これにより、ロールプレス工程によって積層集電箔部の長手方向への伸び率を０．８％以上１．０％以下の範囲内の値とした場合でも、非合材積層部延伸工程を行うことによって、積層集電箔部の長手方向への伸び率と非合材積層部の長手方向への伸び率との差を十分に小さくすることが可能になり（例えば、両者の伸び率を同等にすることが可能になり）、電極シート（集電箔）に発生する皺を低減することが可能になる。

実施形態にかかる電極シートの製造装置の概略図である。 実施形態にかかる電極シートの平面図である。 図２のＢ－Ｂ断面図である。 実施形態にかかる電極シートの製造方法の流れを示すフローチャートである。 集電箔の平面図である。 実施形態にかかるアニール工程を説明する図である。 実施形態にかかる電極合材層形成工程（塗布工程）を説明する図である。 実施形態にかかるロールプレス工程を説明する図である。 実施形態にかかる非合材積層部延伸工程を説明する図である。 非合材積層予定部の加熱温度と破断伸び率との関係を示す図である。

次に、実施形態にかかる電極シートの製造方法について説明する。図１は、実施形態にかかる電極シート１５５の製造装置１０の概略図である。製造装置１０は、加熱装置４１，４２と、塗工装置５０と、乾燥装置６０と、プレスロール１１，１２と、延伸ロール３０とを有し、これらがこの順で、集電箔１５１及び電極シート１５５の搬送方向ＤＦの上流側から下流側に向かって配置されている。

本実施形態の電極シート１５５は、図２及び図３に示すように、帯状の合材積層部１５４と、帯状の一対の非合材積層部１５３とを備える。このうち、合材積層部１５４は、長手方向ＤＡに延びる帯状の集電箔１５１のうち電極合材層１５２が積層された積層集電箔部１５６と、電極合材層１５２とを有する。一方、一対の非合材積層部１５３は、集電箔１５１のうち、電極合材層１５２が積層されることなく、合材積層部１５４（積層集電箔部１５６）に対して幅方向ＤＢ（長手方向ＤＡに直交する方向）の両側に隣り合って長手方向ＤＡに延びる部位である。なお、集電箔１５１は、金属箔（具体的には、アルミニウム箔）からなる。

以下、本実施形態の電極シートの製造方法について詳細に説明する。本実施形態では、製造装置１０によって、搬送方向ＤＦ（集電箔１５１及び電極シート１５５の長手方向ＤＡに一致する方向）に搬送される集電箔１５１または電極シート１５５に対し、図４に示すステップＳ１～Ｓ４の処理を順に行う。

まず、ステップＳ１（アニール工程）において、集電箔１５１のうち、後に一対の非合材積層部１５３になる予定の一対の非合材積層予定部１５３Ａをアニールする（図１及び図６参照）。具体的には、加熱装置４１，４２を用いて、２５０℃以上、且つ、非合材積層予定部１５３Ａ（後の非合材積層部１５３）の融点Ｔｍ未満の範囲内の温度（すなわち、２５０℃以上Ｔｍ未満の温度範囲）で、一対の非合材積層予定部１５３Ａを加熱してアニール処理する。なお、本実施形態の非合材積層予定部１５３Ａ（後の非合材積層部１５３）は、アルミニウム箔で構成されており、その融点Ｔｍは約６６０℃である。

ステップＳ１（アニール工程）の処理対象となる集電箔１５１は、図５に示すように、幅方向ＤＢの両端部に位置する一対の非合材積層予定部１５３Ａ（後の非合材積層部１５３、幅寸法Ｘの部位）と、その間に挟まれて位置する積層集電箔予定部１５６Ａ（幅寸法Ｙの部位）とからなる。なお、非合材積層予定部１５３Ａは、電極シート１５５の非合材積層部１５３と同じ部位であり、集電箔１５１の表面に電極合材層１５２を形成する前の集電箔１５１における部位である。また、積層集電箔予定部１５６Ａは、後に積層集電箔部１５６（集電箔１５１のうち電極合材層１５２が積層された部位）となる予定の部位である。すなわち、積層集電箔予定部１５６Ａは、電極シート１５５の積層集電箔部１５６と同じ部位であり、集電箔１５１の表面に電極合材層１５２を形成する前の集電箔１５１における部位である。後のステップＳ２（電極合材層形成工程）において、集電箔１５１のうち一対の非合材積層予定部１５３Ａを除く部位（すなわち、積層集電箔予定部１５６Ａ）の表面に電極合材層１５２を形成して、電極シート１５５を作製することによって、非合材積層予定部１５３Ａが非合材積層部１５３になると共に、積層集電箔予定部１５６Ａが積層集電箔部１５６になる。

また、本実施形態では、加熱装置４１，４２として、誘導加熱装置（ＩＨヒータ）を用いている。加熱装置４１は、一対の非合材積層部１５３のうち一方（図６において右側）の非合材積層予定部１５３Ａの表面に対向して配置されており、一方の非合材積層予定部１５３Ａを誘導加熱する。具体的には、一方の非合材積層予定部１５３Ａを、２５０℃以上、且つ、非合材積層予定部１５３Ａの融点未満の範囲内の温度（アニール温度）に加熱してアニール処理する。また、加熱装置４２は、一対の非合材積層予定部１５３Ａのうち他方（図６において左側）の非合材積層予定部１５３Ａの表面に対向して配置されており、他方の非合材積層部１５３を誘導加熱する。具体的には、他方の非合材積層部１５３を、２５０℃以上、且つ、非合材積層予定部１５３Ａの融点未満の範囲内の温度（アニール温度）に加熱してアニール処理する。

このような温度範囲で非合材積層予定部１５３Ａをアニール処理することで、非合材積層予定部１５３Ａ（後の非合材積層部１５３）が長手方向ＤＡに伸び易くなり、さらには、非合材積層予定部１５３Ａ（後の非合材積層部１５３）の破断伸び率（％）を高めることができる。なお、破断伸び率とは、非合材積層予定部１５３Ａ（非合材積層部１５３）を長手方向ＤＡに引き伸ばすことによって非合材積層予定部１５３Ａ（非合材積層部１５３）が破断するときの、非合材積層予定部１５３Ａ（非合材積層部１５３）の長手方向ＤＡの伸び率である。換言すれば、長手方向ＤＡへ非合材積層予定部１５３Ａ（非合材積層部１５３）の引き伸ばしを開始してから非合材積層予定部１５３Ａ（非合材積層部１５３）が破断するまでの間における非合材積層予定部１５３Ａ（非合材積層部１５３）の長手方向ＤＡの伸び率である。

次に、ステップＳ２（電極合材層形成工程）において、ステップＳ１（アニール工程）を行った集電箔１５１のうち、一対の非合材積層予定部１５３Ａを除く部位（すなわち、積層集電箔予定部１５６Ａ）の表面に、電極合材層１５２を形成して、合材積層部１５４と一対の非合材積層部１５３を備える電極シート１５５を作製する。なお、本実施形態では、ステップＳ２（電極合材層形成工程）として、塗布工程と乾燥工程を行う（図４参照）。

具体的には、まず、塗布工程において、公知の塗工装置５０（例えば、ダイコート装置）を用いて、電極合材ペースト１５７（電極合材層１５２の原料であって、電極合材層１５２を構成する材料に溶媒を加えてペースト状にしたもの）を、集電箔１５１のうち一対の非合材積層予定部１５３Ａを除く部位（すなわち、積層集電箔予定部１５６Ａ）の表面（第１表面１５１ｂ）に塗布する（図１及び図７参照）。これにより、集電箔１５１のうち一対の非合材積層予定部１５３Ａを除く部位（すなわち、積層集電箔予定部１５６Ａ）の表面（第１表面１５１ｂ）に、電極合材ペースト層１５２Ａを形成する（図７参照）。なお、本実施形態では、電極合材ペースト１５７として、電極活物質と導電助剤とバインダと溶媒とを混合してペースト状にしたものを用いている。

次に、公知の乾燥装置６０を用いて、電極合材ペースト層１５２Ａを乾燥させる（溶媒を除去する）。本実施形態では、乾燥装置６０として、公知の乾燥炉を用いている。電極合材ペースト層１５２Ａが形成された集電箔１５１が、乾燥装置６０である乾燥炉内を通過することによって、電極合材ペースト層１５２Ａ内の溶媒が除去されて、電極合材ペースト層１５２Ａが電極合材層１５２になる。さらには、非合材積層予定部１５３Ａが非合材積層部１５３になると共に、積層集電箔予定部１５６Ａが積層集電箔部１５６になる。

なお、本実施形態では、集電箔１５１の第１表面１５１ｂのみならず、第２表面１５１ｃにも、電極合材層１５２を形成する。具体的には、上述のようにして、集電箔１５１の第１表面１５１ｂに電極合材層１５２を形成した後、集電箔１５１の第２表面１５１ｃに対しても、同様に、塗布工程と乾燥工程を行う。これにより、図３に示すように、集電箔１５１の両面（第１表面１５１ｂと第２表面１５１ｃ）に電極合材層１５２が形成された電極シート１５５が作製される。なお、図１には、集電箔１５１の第１表面１５１ｂに電極合材層１５２を形成するための塗工装置５０と乾燥装置６０しか図示されていないが、実際は、搬送方向ＤＦについて乾燥装置６０よりも下流側に、集電箔１５１の第２表面１５１ｃに電極合材層１５２を形成するための塗工装置と乾燥装置（図示省略）が設けられている。

次に、ステップＳ３（ロールプレス工程）において、一対のプレスロール１１，１２によって、合材積層部１５４をロールプレスして、電極合材層１５２を圧密化すると共に、積層集電箔部１５６（集電箔１５１のうち合材積層部１５４に含まれる部位）を長手方向ＤＡに圧延する（図１及び図８参照）。

次いで、ステップＳ４（非合材積層部延伸工程）に進み、円柱状の小径部３１及びその軸方向両側に隣接する一対の大径部３５（小径部３１と同軸）を有する延伸ロール３０を用いて、一対の非合材積層部１５３を長手方向ＤＡに延伸させる（図１、図９参照）。具体的には、集電箔１５１に対し長手方向ＤＡに張力を掛けた状態で、合材積層部１５４が小径部３１に対向すると共に、一対の非合材積層部１５３が一対の大径部３５にそれぞれ圧接する態様で、電極シート１５５を延伸ロール３０に抱き角θで巻き付ける（図１、図９参照）。これにより、一対の非合材積層部１５３に張力を集中させて、非合材積層部１５３を長手方向ＤＡに延伸させる。なお、図１のＰ１は、電極シート１５５の延伸ロール３０への巻き付け始め位置であり、Ｐ２は、電極シート１５５の延伸ロール３０への巻き付け終わり位置である。

このようにすることで、ステップＳ３（ロールプレス工程）において長手方向ＤＡに伸ばされた積層集電箔部１５６（集電箔１５１のうち合材積層部１５４に含まれる部位）に加えて、一対の非合材積層部１５３も長手方向ＤＡに伸ばすことができる。これによって、電極シート１５５の幅方向ＤＢの全体にわたって集電箔１５１を長手方向ＤＡに伸ばすことができるので、電極シート１５５（集電箔１５１）に発生する皺を低減することができる。さらには、先のステップＳ１（アニール工程）によって非合材積層部１５３の破断伸び率を高めているので、ステップＳ４（非合材積層部延伸工程）において、非合材積層部１５３の破断が発生し難くなる。

なお、図９は、電極シート１５５の延伸ロール３０への巻き付け始め位置Ｐ１における電極シート１５５及び延伸ロール３０の断面を示す図であり、図１のＣ－Ｃ断面図である。本実施形態のステップＳ４では、図９に示すように、電極シート１５５の延伸ロール３０への巻き付け始めで、一対の非合材積層部１５３が一対の大径部３５にそれぞれ圧接すると共に、合材積層部１５４が小径部３１から離間している。これにより、非合材積層部１５３に張力を集中させて、非合材積層部１５３を長手方向ＤＡに延伸させることができる。

ところで、本実施形態では、ステップＳ３（ロールプレス工程）による積層集電箔部１５６の長手方向ＤＡへの伸び率を、０．８％以上１．０％以下の範囲内の値としている。具体的には、本実施形態では、電池容量を高めるために、従来に比べて、ロールプレス圧を高めて、電極合材層１５２の圧密化の程度を大きくしている。このため、ステップＳ３（ロールプレス工程）による積層集電箔部１５６の長手方向ＤＡへの伸び率が、０．８％以上と大きな値になる。

これに対し、本実施形態では、ステップＳ４（非合材積層部延伸工程）を行う前に、ステップＳ１（アニール工程）において、２５０℃以上、且つ、非合材積層部１５３の融点未満の範囲内の温度（アニール温度）で、１０秒間以上、一対の非合材積層部１５３を加熱してアニール処理する。これにより、非合材積層部１５３の破断伸び率を１．０％よりも大きくする（詳細には、１．５％以上にする）ことができる。

このため、ステップＳ４（非合材積層部延伸工程）において、非合材積層部１５３を破断させることなく、一対の非合材積層部１５３を長手方向ＤＡに延伸させて、それぞれの非合材積層部１５３の長手方向ＤＡへの伸び率を、０．８％以上１．０％以下の範囲内の値とすることが可能となる。これにより、ステップＳ３（ロールプレス工程）によって積層集電箔部１５６の長手方向ＤＡへの伸び率を０．８％以上１．０％以下の範囲内の値としても、ステップＳ４を行うことによって、積層集電箔部１５６の長手方向ＤＡへの伸び率と非合材積層部１５３の長手方向ＤＡへの伸び率との差を十分に小さくすることが可能になり（例えば、両者の長手方向ＤＡへの伸び率を同等にすることが可能になり）、電極シート１５５（集電箔１５１）に発生する皺を低減することが可能になる。

以上のようにして製造した電極シート１５５は、例えば、幅方向ＤＢの中心位置において長手方向ＤＡに切断されて、二次電池の電極（例えば正極）として用いられる。具体的には、この電極（例えば正極）と他の電極（例えば負極）とセパレータとを捲回（または積層）することによって電極体を形成し、この電極体を電池ケースに収容して、二次電池（例えば、リチウムイオン二次電池）を製造する。

＜引張試験＞
まず、ステップＳ１～Ｓ４の処理を行う前の集電箔１５１から、非合材積層予定部１５３Ａを構成するアルミニウム箔を、長手方向ＤＡについて一定の長さずつ切り出して、複数の試験片を作製した。次いで、各試験片について、異なるアニール温度（加熱温度）でアニール処理した後、引張試験（長手方向ＤＡへの引張り）を行って、長手方向ＤＡの破断伸び率を測定した。この結果を図１０に示す。図１０は、非合材積層予定部１５３Ａ（試験片）の加熱温度（アニール温度）と破断伸び率との関係を示す図である。

なお、本試験では、各加熱温度（アニール温度）について複数の試験片をアニール処理し、各加熱温度において複数の試験片について引張試験を行っている。従って、図１０に示す各加熱温度の破断伸び率は、各加熱温度における複数の試験片の破断伸び率の平均値である。また、本試験では、各試験片をマッフル炉内で１分間加熱することによって、アニール処理を行っている。また、図１０における加熱温度２０℃のデータは、アニール処理を行うことなく引張試験を行った試験片のデータである。

図１０に示すように、２５０℃以上の加熱温度（アニール温度）で非合材積層予定部１５３Ａをアニール処理することで、アニール処理を行わない場合に比べて、非合材積層予定部１５３Ａの破断伸び率を大きくすることができる。具体的には、２５０℃以上の加熱温度（アニール温度）で非合材積層予定部１５３Ａをアニール処理することで、非合材積層予定部１５３Ａの長手方向ＤＡへの破断伸び率を１．０％よりも大きくする（詳細には、破断伸び率を１．５％以上に高める）ことができる。但し、非合材積層予定部１５３Ａの溶融を防止するために、アニール温度は、非合材積層予定部１５３Ａの融点よりも低い温度にする必要がある。この結果より、２５０℃以上、且つ、非合材積層予定部１５３Ａの融点未満の範囲内の温度（アニール温度）で、非合材積層予定部１５３Ａをアニール処理することで、非合材積層予定部１５３Ａの長手方向ＤＡへの破断伸び率を高めることができるといえる。

＜例１＞
例１では、前述のステップＳ１～Ｓ４の処理を順に行って、電極シート１５５を製造した。なお、ステップＳ１では、アニール温度（加熱温度）を３００℃、加熱時間（アニール時間）を１０秒間として、一対の非合材積層予定部１５３Ａ（図５において幅寸法Ｘで示す２つの帯状部位）をアニール処理している。このアニール処理により、非合材積層予定部１５３Ａの破断伸び率を１．６％にすることができた。なお、加熱時間は、一対の非合材積層予定部１５３Ａが加熱装置４１，４２を通過するのに要する時間である。

また、ステップＳ２では、電極合材層１５２の目付量を３０ｍｇ／ｃｍ²としている。なお、電極合材ペースト層１５２Ａの乾燥温度を１２０℃、乾燥時間を９分間として、乾燥工程を行っている。乾燥時間は、電極合材ペースト層１５２Ａが乾燥装置６０である乾燥炉内を通過するのに要する時間である。また、ステップＳ３では、プレスロール１１，１２によるプレス荷重（線圧）を２トン／ｃｍとしてロールプレスを行っている。このステップＳ３によって、積層集電箔部１５６の長手方向ＤＡへの伸び率が０．８％となった。また、ステップＳ４では、非合材積層部１５３の長手方向ＤＡへの伸び率を０．８％（すなわち、ステップＳ３によって生じた積層集電箔部１５６の伸び率と同等）とした。

この例１では、ステップＳ４において、非合材積層部１５３の破断が発生することはなかった。先のステップＳ１（アニール工程）によって、非合材積層予定部１５３Ａの破断伸び率を１．０％よりも大きくしているからである。また、例１の電極シート１５５について、目視によって皺の有無を調査したところ、皺は見つからなかった。また、例１の電極シート１５５について、電極合材層１５２の幅方向端部（図２において左右端部）について集電箔１５１からの剥がれの有無を目視で調査したところ、剥がれは見つからなかった。これらの結果を表１に示す。

＜例２＞
例２でも、前述のステップＳ１～Ｓ４の処理を順に行って、電極シート１５５を製造した。但し、例２では、例１と比較して、ステップＳ１においてアニール処理を施す領域が異なっており、その他は同等としている。具体的には、例２のステップＳ１では、一対の非合材積層予定部１５３Ａ（図５において幅寸法Ｘで示す領域）に加えて、積層集電箔予定部１５６Ａ（図５において幅寸法Ｙで示す領域）のうち各々の非合材積層予定部１５３Ａに隣接する幅方向ＤＢの寸法が０．１Ｙの部位（積層集電箔予定部１５６Ａの幅方向両端部）についても、アニール処理を行っている。すなわち、図５において幅寸法（Ｘ＋０．１Ｙ）で示す２つの帯状部位をアニール処理している。このアニール処理により、非合材積層予定部１５３Ａの破断伸び率を１．７％にすることができた。

この例２でも、ステップＳ４において、非合材積層部１５３の破断が発生することはなかった。先のステップＳ１（アニール工程）によって、非合材積層予定部１５３Ａの破断伸び率を１．０％よりも大きくしているからである。また、例２の電極シート１５５について、目視によって皺の有無を調査したところ、皺は見つからなかった。また、例２の電極シート１５５でも、電極合材層１５２の幅方向端部の剥がれは見つからなかった（表１参照）。

＜例３＞
例３でも、前述のステップＳ１～Ｓ４の処理を順に行って、電極シート１５５を製造した。但し、例３では、例１と比較して、ステップＳ１においてアニール処理を施す領域が異なっており、その他は同等としている。具体的には、例３のステップＳ１では、一対の非合材積層予定部１５３Ａ（図５において幅寸法Ｘで示す領域）に加えて、積層集電箔予定部１５６Ａ（図５において幅寸法Ｙで示す領域）についてもアニール処理を行っている。すなわち、例３のステップＳ１では、集電箔１５１の全体をアニール処理している。このアニール処理により、非合材積層予定部１５３Ａを含む集電箔１５１の全体の破断伸び率を１．６％にすることができた。

また、本例３では、ステップＳ３による積層集電箔部１５６の長手方向ＤＡへの伸び率が１．３％となり、例１，２の伸び率に比べて大きくなった。その理由は、本例３では、ステップＳ１において集電箔１５１の全体をアニール処理しているため、例１，２に比べて積層集電箔部１５６が長手方向ＤＡに伸びやすくなったからである。このため、本例３では、ステップＳ４において、非合材積層部１５３の長手方向ＤＡへの伸び率が１．３％（すなわち、ステップＳ３によって生じた積層集電箔部１５６の伸び率と同等）となるように、非合材積層部１５３を長手方向ＤＡに延伸させた。

この例３では、ステップＳ４において、非合材積層部１５３の破断が発生した（表１参照）。その理由は、皺のない集電箔１５１にするために、ステップＳ４において、非合材積層部１５３の長手方向ＤＡへの伸び率が、例１，２よりも高い１．３％になるまで非合材積層部１５３を長手方向ＤＡに延伸させる必要があり、その結果、非合材積層部１５３の破断が発生した（非合材積層部１５３の一部が破断伸び率に達した）と考えられる。また、例３の電極シート１５５でも、電極合材層１５２の幅方向端部の剥がれは見つからなかった（表１参照）。

＜例４＞
例４では、ステップＳ１（アニール工程）の処理を行うことなく、ステップＳ２～４の処理をこの順で行って、電極シート１５５を製造した。例４では、非合材積層予定部１５３Ａの破断伸び率が１．０％であった。また、ステップＳ３（ロールプレス工程）による積層集電箔部１５６の長手方向ＤＡへの伸び率は０．８％であった。従って、ステップＳ４では、非合材積層部１５３の長手方向ＤＡへの伸び率を０．８％（すなわち、ステップＳ３によって生じた積層集電箔部１５６の伸び率と同等）とした。

この例４では、ステップＳ４において、非合材積層部１５３の破断が発生した（表１参照）。その理由は、ステップＳ２（アニール工程）の処理を行っていないため、非合材積層予定部１５３Ａの破断伸び率が低く、その結果、ステップＳ４において非合材積層部１５３の破断が発生した（非合材積層部１５３の一部が破断伸び率に達した）と考えられる。また、例４の電極シート１５５でも、電極合材層１５２の幅方向端部の剥がれは見つからなかった（表１参照）。

＜例５＞
例５では、例１と異なり、ステップＳ２（電極合材層形成工程）、ステップＳ１（アニール工程）、ステップＳ３（ロールプレス工程）、ステップＳ４（非合材積層部延伸工程）の順で処理を行って、電極シート１５５を製造した。この例５は、例１と比較して、ステップ（工程）の順番が異なるだけで、各ステップの条件は同等である。例５では、ステップＳ１（アニール工程）により、非合材積層予定部１５３Ａの破断伸び率を１．７％にすることができた。

この例５でも、ステップＳ４において、非合材積層部１５３の破断が発生することはなかった。また、例５の電極シート１５５について、目視によって皺の有無を調査したところ、皺は見つからなかった。しかしながら、例２の電極シート１５５では、電極合材層１５２の幅方向端部の剥がれが発生していた（表１参照）。その理由は、本例５では、ステップＳ２（電極合材層形成工程）を行った後に、ステップＳ１（アニール工程）を行っているためと考えられる。すなわち、本例５のアニール工程では、集電箔１５１の表面にバインダ等を含む電極合材層１５２を有する電極シート１５５の非合材積層部１５３に対して、３００℃のアニール処理を行っているため、電極合材層１５２の幅方向端部を集電箔１５１に結着させているバインダが熱変質し、集電箔１５１に対する電極合材層１５２の幅方向端部の結着力が低下したと考えられる。

以上の結果より、前述のステップＳ１～Ｓ４の処理をこの順に行う電極シートの製造方法は、非合材積層部１５３の破断が発生し難く、且つ、電極シートに発生する皺を低減することができる電極シートの製造方法であるといえる。

また、例１，２の結果より、ステップＳ１（アニール工程）において、集電箔１５１のうち、一対の非合材積層予定部１５３Ａ（図５において幅寸法Ｘで示す部位）のみをアニール処理するようにしても良いし、一対の非合材積層予定部１５３Ａに加えて、積層集電箔予定部１５６Ａ（図５において幅寸法Ｙで示す部位）のうち各々の非合材積層予定部１５３Ａに隣接する幅方向ＤＢの寸法が０．１Ｙの部位（積層集電箔予定部１５６Ａの幅方向両端部）についてもアニール処理しても良いといえる。

詳細には、一対の非合材積層予定部１５３Ａとその間に挟まれて位置する積層集電箔予定部１５６Ａとからなる集電箔１５１について、ステップＳ１（アニール工程）においてアニール処理を施す部位は、各々の非合材積層予定部１５３Ａの幅方向ＤＢの寸法をＸ、積層集電箔予定部１５６Ａの幅方向ＤＢの寸法をＹとし（集電箔１５１の幅方向ＤＢの寸法は、Ｙ＋２Ｘとなる）、寸法ＬをＸ≦Ｌ≦（Ｘ＋０．１Ｙ）の関係式を満たす幅方向寸法（すなわち、Ｘ以上（Ｘ＋０．１Ｙ）以下の範囲内の幅方向寸法）としたとき、幅方向ＤＢの一方端（図５において右端）から、幅方向ＤＢについて他方端側（図５において左側）へ寸法Ｌだけ離間した位置までの幅方向範囲に含まれる一方端側部位（図５において右端側部位）と、幅方向ＤＢの他方端（図５において左端）から、幅方向ＤＢについて一方端側（図５において右側）へ寸法Ｌだけ離間した位置までの幅方向範囲に含まれる他方端側部位（図５において左端側部位）にするのが好ましいといえる。

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は前記実施形態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いうまでもない。

１０ 製造装置
１１，１２ プレスロール
３０ 延伸ロール
４１，４２ 加熱装置
１５１ 集電箔
１５６ 積層集電箔部
１５２ 電極合材層
１５３ 非合材積層部
１５３Ａ 非合材積層予定部
１５４ 合材積層部
１５５ 電極シート
ＤＡ 長手方向
ＤＢ 幅方向
Ｓ１ アニール工程
Ｓ２ 電極合材層形成工程
Ｓ３ ロールプレス工程
Ｓ４ 非合材積層部延伸工程

Claims (2)

1. 長手方向に延びる帯状の集電箔のうち電極合材層が積層された積層集電箔部と、前記電極合材層と、を有する帯状の合材積層部、及び、
   前記集電箔のうち、前記電極合材層が積層されることなく、前記合材積層部に対して前記長手方向に直交する幅方向の両側に隣り合って前記長手方向に延びる帯状の一対の非合材積層部、を備える
   電極シートの製造方法であって、
   前記集電箔のうち、後に前記一対の非合材積層部になる予定の一対の非合材積層予定部を、２５０℃以上、且つ、前記非合材積層予定部の融点未満の温度範囲でアニールするアニール工程と、
   前記アニール工程を行った前記集電箔のうち、前記一対の非合材積層予定部を除く部位の表面に、前記電極合材層を形成して、前記電極シートを作製する電極合材層形成工程と、
   前記電極合材層形成工程を行って作製された前記電極シートについて、前記合材積層部を前記長手方向にロールプレスして、前記電極合材層を圧密化すると共に前記積層集電箔部を前記長手方向に圧延するロールプレス工程と、
   前記ロールプレス工程を行った前記電極シートについて、前記一対の非合材積層部を前記長手方向に延伸させる非合材積層部延伸工程と、を備える
   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であって、
   前記ロールプレス工程による前記積層集電箔部の前記長手方向への伸び率は、０．８％以上１．０％以下である
   電極シートの製造方法。

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