JP2022143007A - 正極板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電極体に用いられる正極板であって、品質が向上された正極板の製造方法を提供すること。
【解決手段】正極板４１０Ａの製造方法は、プレス工程（Ｓ１００）と、高張力付加工程（Ｓ１１０）とを含む。プレス工程（Ｓ１００）では、正極板４１０Ａを、一対のプレスロール３０によってプレスしながら送り出すことで、正極板４１０Ａを所定の厚さにプレスする。高張力付加工程（Ｓ１１０）では、正極板４１０Ａにおける一対のプレスロール３０から送り出された部分に対し、軸方向における段差を有しない張力付加ロール５０を用いて、当該部分に生じる引張応力が１００Ｎ／ｍｍ^２以上となる引張力を付加する。
【選択図】図６

Description

本発明は、電極体に用いられる正極板の製造方法に関する。

特許文献１には、電極体を備える蓄電素子が開示されている。電極体は、正極板及びセパレータ等が巻回されることで形成されている。正極板は、アルミニウムからなる長尺帯状の金属箔（正極基材層）の表面に、正極活物質を含む正極合材層が形成されたものである。正極板は、短手方向の端部に、正極合材層が形成されていない活物質未塗工部を有している。

国際公開第２０１７／１３８５８４号

従来、正極板を製造する場合、長尺帯状の基材に、その長手方向に沿って、活物質を含む合材を塗布して乾燥させることで、基材層上に合材層を有する正極板が形成される。その後、正極板は、プレスロールによって厚み方向にプレスされるプレス工程を経て、これにより、合材層の高密度化が図られる。しかしながら、正極板は、上述のように、合材層が形成された部分（合材層形成部）と、合材層形成部よりも薄い、基材層のみの部分（合材層非形成部）とが、長手方向及び厚み方向と直交する幅方向で隣り合っている。従って、プレスロールによる加圧力は、主に厚みが大きな合材層形成部に付加されやすく、厚みが小さな合材層非形成部にはその加圧力は及びにくい。これにより、基材層の合材層形成部に含まれる部分には加圧力による延びが生じやすい一方で、基材層の合材層非形成部に含まれる部分に延びは生じにくい。その結果、プレス工程を経た後の正極板には歪みが生じることがある。この歪みは、例えば、電極体の製造時において正極板を巻回または積層する際の位置ずれ等の不具合の要因となる。

本発明は、上記従来の課題を考慮し、電極体に用いられる正極板であって、品質が向上された正極板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る正極板の製造方法は、電極体に用いられる長尺帯状の正極板であって、前記正極板の長手方向に連続して合材層が形成された部分である第一帯状部と、前記正極板の長手方向に直交する幅方向において前記第一帯状部に隣接する、前記合材層が形成されていない部分である第二帯状部とを有する正極板の製造方法であって、前記正極板を、一対のロールによってプレスしながら送り出すことで、前記正極板を所定の厚さにプレスするプレス工程と、前記正極板における前記一対のロールから送り出された部分に対し、軸方向における段差を有しない張力付加ロールを用いて、前記部分に生じる引張応力が１００Ｎ／ｍｍ^２以上となる引張力を付加する高張力付加工程と、を含む。

この製造方法によれば、正極板は、プレス工程において、一対のロールに挟まれてプレスされるため、第一帯状部及び第二帯状部のうちの厚みが大きい第一帯状部に大きな加圧力が作用し、これにより、第一帯状部に含まれる正極合材層が高密度化される。この場合、大きな加圧力に起因して正極板に歪み（皺及び折れ曲がり等を含む）が生じやすくなるが、正極板におけるプレス工程を経た部分は、高張力付加工程において比較的に大きな力で引っ張られる。具体的には、当該部分に生じる引張応力が１００Ｎ／ｍｍ^２以上となる引張力で引っ張られる。その結果、プレス工程で生じた正極板の歪みは小さくなる。また、軸方向で段差のない張力付加ロールで引張力を付加するため、例えば段差に起因する正極板の変形等（段差の痕跡など）は生じない。従って、歪みが少ない高品質な正極板を得ることができる。このように本態様に係る正極板の製造方法によれば、品質が向上された正極板を製造することができる。

前記製造方法はさらに、前記正極板における、前記高張力付加工程によって張力が付加された後の部分について、所定の検査を行う検査工程を含む、としてもよい。

この製造方法によれば、正極板における、プレス工程及び高張力付加工程を経ることで合材層の高密度化及び歪みの低減がなされた部分の検査（厚みの測定など）を順次行うことができる。そのため、品質が向上された正極板を製造するための有意な検査結果を効率よく得ることができる。

前記高張力付加工程では、前記張力付加ロールを用いて、前記部分に生じる引張応力が１００Ｎ／ｍｍ^２以上かつ１５０Ｎ／ｍｍ^２以下となる引張力を前記部分に付加する、としてもよい。

本願発明者は、引張応力が１５０Ｎ／ｍｍ^２を越えた場合、合材層に剥離が生じることを実験によって見出した。そこで、高張力付加工程において引張力が付加される部分の引張応力が１５０Ｎ／ｍｍ^２を越えない範囲で、当該部分に引張力を付加する。これにより、歪みが少なく、かつ、合材層の部分的な脱落等の問題がない正極板を製造することができる。

本発明によれば、電極体に用いられる正極板であって、品質が向上された正極板の製造方法を提供することができる。

実施の形態に係る蓄電素子の外観を示す斜視図である。 実施の形態に係る蓄電素子の容器内に配置されている構成要素を示す斜視図である。 実施の形態に係る電極体の構成概要を示す斜視図である。 実施の形態に係る正極板の製造方法における切断工程を説明するための図である。 図４における正極板のＶ－Ｖ線断面を示す図である。 実施の形態に係るプレス工程及び高張力付加工程を実行する製造装置の構成概要を示す図である。 実施の形態に係る張力付加ロールの形状を示す平面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態及び変形例に係る正極板の製造方法、その正極板が用いられる電極体、その電極体を備える蓄電素子について説明する。なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。

さらに、平行及び直交などの、相対的な方向または姿勢を示す表現は、厳密には、その方向または姿勢ではない場合も含む。例えば、２つの方向が直交している、とは、当該２つの方向が完全に直交していることを意味するだけでなく、実質的に直交していること、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。

（実施の形態）
［１．蓄電素子の全般的な説明］
まず、図１～図３を用いて、実施の形態に係る蓄電素子９０の全般的な説明を行う。図１は、実施の形態に係る蓄電素子９０の外観を示す斜視図である。図２は、実施の形態に係る蓄電素子９０の容器１００内に配置されている構成要素を示す斜視図である。図３は、実施の形態に係る電極体４００の構成概要を示す斜視図である。なお、図３では、積層されて巻回された正極板４１０等の要素を一部展開して図示している。また、図３において符号Ｗが付された一点鎖線は、電極体４００の巻回軸を表している。巻回軸Ｗは、正極板４１０等を巻回する際の中心軸となる仮想的な軸である。

蓄電素子９０は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池（単電池）であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。蓄電素子９０は、例えば、自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、船舶、スノーモービル、農業機械、建設機械、または、電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用またはエンジン始動用等のバッテリ等として用いられる。上記の自動車としては、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）及びガソリン自動車が例示される。上記の電気鉄道用の鉄道車両としては、電車、モノレール、リニアモーターカー、並びに、ディーゼル機関及び電気モーターの両方を備えるハイブリッド電車が例示される。また、蓄電素子１０は、家庭用または事業用等に使用される定置用のバッテリ等としても用いることができる。

図１に示すように、蓄電素子９０は、容器１００と、負極端子２００と、正極端子３００とを備えている。また、図２に示すように、容器１００の内部には、負極側の集電体１２０と、正極側の集電体１３０と、電極体４００とが収容されている。

蓄電素子９０は、上記の構成要素の他、集電体１２０及び１３０の側方に配置されるスペーサ、容器１００内の圧力が上昇したときに当該圧力を開放するためのガス排出弁、または、電極体４００等を包み込む絶縁フィルムなどを備えてもよい。また、蓄電素子９０の容器１００の内部には電解液（非水電解質）などの液体が封入されているが、当該液体の図示は省略する。容器１００に封入される電解液としては、蓄電素子９０の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく、様々なものを選択することができる。

容器１００は、矩形筒状で底を備える本体１１１と、本体１１１の開口を閉塞する板状部材である蓋体１１０とで構成されている。また、容器１００は、電極体４００等を内部に収容後、蓋体１１０と本体１１１とが溶接等されることにより、内部を密封する構造を有している。電極体４００は、正極板と負極板とセパレータとを備え、電気を蓄えることができる部材である。電極体４００の詳細な構成については、図３等を用いて後述する。

負極端子２００は、集電体１２０を介して電極体４００の負極と電気的に接続された電極端子である。正極端子３００は、集電体１３０を介して電極体４００の正極と電気的に接続された電極端子である。負極端子２００及び正極端子３００は、電極体４００の上方に配置された蓋体１１０に、絶縁性を有するガスケット（図示せず）を介して取り付けられている。

電極体４００は、極板及びセパレータが巻回されて形成された巻回型の電極体である。図３に示すように、電極体４００は、巻回軸Ｗと直交する方向に扁平な形状である。つまり、電極体４００は、巻回軸Ｗの方向から見た場合に、全体として長円形状であり、長円形状の直線部分が平坦な形状となり、長円形状の曲線部分が湾曲した形状となる。このため、電極体４００は、対向する一対の湾曲端部（巻回軸Ｗを挟んで、長円形状における長手方向で対向する部分）と、一対の湾曲端部の間の部分である一対の中間部（巻回軸Ｗを挟んで、長円形状における短手方向で対向する部分）とを有している。

電極体４００は、正極板４１０と負極板４２０とを有する。本実施の形態において、正極板４１０は、アルミニウムからなる長尺帯状の金属箔（正極基材層４１１）の両面に、正極活物質を含む正極合材層４１４が形成されたものである。つまり、長尺帯状の正極板４１０は、長手方向に連続して正極合材層４１４が形成された部分である第一帯状部４１５を有する。正極板４１０はさらに、正極合材層４１４が形成されていない合材層非形成部である第二帯状部４１６を有する。第二帯状部４１６は、長手方向に直交する幅方向（本実施の形態では巻回軸Ｗの方向と同じ）において第一帯状部４１５に隣接する。つまり、正極板４１０は幅方向の一端に正極基材層４１１が露出した第二帯状部４１６を有している。

正極合材層４１４に含まれる正極活物質としては、例えば、ＬｉＭＰＯ_４、ＬｉＭＳｉＯ_４、ＬｉＭＢＯ_３（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種または２種以上の遷移金属元素）等のポリアニオン化合物、チタン酸リチウム、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４やＬｉＭｎ_１．５Ｎｉ_０．５Ｏ_４等のスピネル型リチウムマンガン酸化物、ＬｉＭＯ_２（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種または２種以上の遷移金属元素）等のリチウム遷移金属酸化物等を用いることができる。

負極板４２０は、銅からなる長尺帯状の金属箔（負極基材層４２１）の表面に、負極活物質を含む負極合材層４２４が形成されたものである。つまり、長尺帯状の負極板４２０は、長手方向に連続して負極合材層４２４が形成された部分である第一帯状部４２５と、幅方向において第一帯状部４２５に隣接する、合材層非形成部である第二帯状部４２６とを有する。負極活物質としては、例えば、リチウム金属、リチウム合金（リチウム－ケイ素、リチウム－アルミニウム、リチウム－鉛、リチウム－錫、リチウム－アルミニウム－錫、リチウム－ガリウム、及びウッド合金等のリチウム金属含有合金）の他、リチウムを吸蔵・放出可能な合金、炭素材料（例えば黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温焼成炭素、非晶質カーボン等）、ケイ素酸化物、金属酸化物、リチウム金属酸化物（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２等）、ポリリン酸化合物、あるいは、一般にコンバージョン負極と呼ばれる、Ｃｏ_３Ｏ_４やＦｅ_２Ｐ等の、遷移金属と第１４族乃至第１６族元素との化合物などが挙げられる。

また、本実施の形態では、正極板４１０と負極板４２０とを電気的に絶縁するセパレータ４３０及び４５０は、樹脂からなる微多孔性のシートを基材として有している。

このような構成を有する正極板４１０と負極板４２０とを用いて巻回型の電極体４００を作製する場合、正極板４１０と負極板４２０とは、セパレータ４３０または４５０を介し、巻回軸Ｗの方向に互いにずらして巻回される。その結果、電極体４００の、巻回軸Ｗの方向の一端に、正極板４１０の合材層非形成部（第二帯状部４１６）が積層された正極側端部が形成される。また、電極体４００の、巻回軸Ｗの方向の他端に、負極板４２０の合材層非形成部（第二帯状部４２６）が積層された負極側端部が形成される。

本実施の形態では、このように構成された電極体４００に用いる正極板４１０を製造する際に、正極板４１０の正極合材層４１４の高密度化を図りつつ、歪みを抑制することができる製造方法が採用されている。以下、本実施の形態に係る正極板４１０の製造方法について、図４～図７を参照しながら説明する。

［２．正極板の製造方法］
図４は、実施の形態に係る正極板４１０の製造方法における切断工程を説明するための図である。図５は、図４における正極板４１０ＡのＶ－Ｖ線断面を示す図である。図６は、実施の形態に係るプレス工程（Ｓ１００）及び高張力付加工程（Ｓ１１０）を実行する製造装置１０の構成概要を示す図である。図７は、実施の形態に係る張力付加ロール５０の形状を示す平面図である。図７では、張力付加ロール５０の形状がわかりやすいように、正極板４１０の一部を切り欠いて図示している。

本実施の形態に係る正極板４１０は、上述のように幅方向（図４におけるＹ軸方向）の一端のみに、正極基材層４１１が露出する第二帯状部４１６を有している。このような正極板４１０は、例えば、図４に示すように、幅方向の両端に第二帯状部４１６を有する正極板４１０Ａを、幅方向の中央位置で切断することで得ることができる。

具体的には、長尺帯状の正極基材層４１１に、活物質を含む合材を正極基材層４１１の長手方向（図４におけるＸ軸方向）に沿って塗布する。このとき、正極基材層４１１の幅方向の両端部には合材が塗布されない。また、合材の塗布は、正極基材層４１１の厚み方向（図４におけるＺ軸方向）の両面に行われる。つまり、図５に示すように、正極基材層４１１の厚み方向の両面に正極合材層４１４が形成される。これにより、図４及び図５に示すように、幅方向において、合材層形成部である第一帯状部４１５の両側に、合材層非形成部である第二帯状部４１６を有する長尺帯状の正極板４１０Ａが得られる。その後、正極板４１０Ａは、二点鎖線で示される、正極基材層４１１の幅方向中央の切断線Ｌに沿って切断される（切断工程）。その結果、幅方向の一方のみに第二帯状部４１６を有する、２枚の長尺帯状の正極板４１０が得られる。

なお、幅方向の両端に第二帯状部４１６（合材層非形成部）が必要な電極体には、正極板４１０Ａを切断線Ｌに沿って切断しない状態で用いてもよい。また、必要に応じて、正極板４１０Ａまたは４１０は、長手方向のいずれかの位置で切断されることで、正極板４１０Ａまたは４１０の長手方向の長さが調整されてもよい。

このように、正極基材層４１１の両面に正極合材層４１４が形成された正極板４１０には、例えばエネルギー密度の向上のために、正極合材層４１４の高密度化が求められる。そのため、正極板４１０は、電極体４００の製造に用いられる前に、厚み方向にプレスされる（プレス工程（Ｓ１００））。なお、以下で説明されるプレス工程（Ｓ１００）及び高張力付加工程（Ｓ１１０）を含む製造方法は、切断工程の前の正極板４１０、つまり、正極板４１０Ａに対してなされるが、切断工程によって得られる正極板４１０に対してなされてもよい。。

具体的には、正極板４１０Ａは、図６に示す製造装置１０によってプレスされる。なお、図６では、製造装置１０において実行される製造工程をわかりやすく表すために、製造装置１０の各種の構成要素が簡易的に図示されており、これら構成要素の数および配置レイアウトのそれぞれは例示である。

図６に示すように、製造装置１０では、送り出しロール１５を中心に巻き取られた正極板４１０Ａが、送り出しロール１５が回転しながら送り出され、各種の工程を経て巻き取りロール７０によって巻き取られる。具体的には、送り出しロール１５から送り出された正極板４１０Ａは、複数のガイドロール２０を経て、プレス工程（Ｓ１００）を実行する一対のプレスロール３０の間を通過する。正極板４１０Ａは、プレス工程（Ｓ１００）において、正極板４１０Ａを厚み方向に挟む一対のプレスロール３０からプレスされることで、厚み方向の両側から加圧力を受ける。この加圧力により、正極合材層４１４の厚みが薄くなり、これにより正極合材層４１４は高密度化する。

具体的には、図５に示すように、正極板４１０Ａの、正極合材層４１４が形成された第一帯状部４１５は、厚みが大きいことで、一対のプレスロール３０によって直接的に挟まれる。これにより、一対のプレスロール３０による加圧力は主として第一帯状部４１５に与えられる。その結果、正極合材層４１４だけでなく、正極基材層４１１の第一帯状部４１５に含まれる部分にもプレス工程（Ｓ１００）における加圧力が与えられる。そのため、正極基材層４１１の当該部分に、当該加圧力による延びが生じる。これに対し、正極板４１０Ａにおける厚みの小さい部分である、正極合材層４１４が形成されていない第二帯状部４１６には、プレス工程（Ｓ１００）における加圧力が及び難い。つまり、正極基材層４１１の第二帯状部４１６を形成する部分は、加圧力による延びは生じにくい。その結果、正極板４１０Ａにおけるプレス工程（Ｓ１００）を経た部分には、プレス工程（Ｓ１００）における加圧力に起因する歪みが生じる可能性がある。そこで、本実施の形態に係る正極板４１０Ａの製造方法では、プレス工程（Ｓ１００）の後に、正極板４１０Ａにおけるプレス工程（Ｓ１００）を経た部分に対して高い張力を与える高張力付加工程（Ｓ１１０）が用意されている。つまり、正極板４１０Ａにおける、歪みがあるであろう部分（一対のプレスロール３０から送り出された部分）は、全体的に強い引張力で引っ張られ、この引張力は、正極板４１０Ａの歪みを矯正するように作用する。具体的には、製造装置１０は、正極板４１０Ａに引張力を付与する張力付加ロール５０を有する。張力付加ロール５０は、本実施の形態では、図７に示すように、軸方向（回転軸Ａに平行な方向）における段差を有しないロールである。張力付加ロール５０は、例えば、回転軸Ａの位置の変更が可能な可動式のロールであり、正極板４１０Ａを引っ張る方向（図６では、一対のプレスロール３０から遠ざかる方向）の付勢力が与えられている。これにより、張力付加ロール５０は、正極板４１０Ａを送り出しながら、正極板４１０Ａに所定の引張力を与えることができる。より具体的には、製造装置１０は、図６に示すように、張力付加ロール５０に対向する位置に配置されたニップロール５２を備えている。張力付加ロール５０は、ニップロール５２との間に正極板４１０Ａを挟んだ状態で、正極板４１０Ａに所定の引張力を与える。なお、ニップロール５２も、張力付加ロール５０と同じく、軸方向における段差を有しないロールである。また、張力付加ロール５０とニップロール５２との組み合わせを、「一対の張力付加ロール」と表現することもできる。

高張力付加工程（Ｓ１１０）における引張力は、正極板４１０Ａの正極基材層４１１における、引っ張られた部分に生じる引張応力が１００Ｎ／ｍｍ^２以上となる値である。引張応力は、高張力付加工程（Ｓ１１０）で金属箔（正極基材層４１１）に与えられる引張力（Ｎ）／（正極基材層４１１の厚み（ｍｍ）×正極基材層４１１の幅（ｍｍ））で定義される。なお、正極基材層４１１の厚み、正極基材層４１１の幅はいずれもプレス工程（Ｓ１００）前の値である。例えば、プレス工程（Ｓ１００）前において、正極基材層４１１の厚みが１０μｍであり、幅が１００ｍｍである場合、引張応力が１００Ｎ／ｍｍ^２以上となる引張力は１００Ｎ以上である。また、例えば、正極基材層４１１の厚みが１５μｍであり、幅が２００ｍｍである場合（いずれもプレス工程（Ｓ１００）前の値）、引張力は３００Ｎ以上である。製造装置１０は、図６に示すように、正極板４１０Ａの、張力付加ロール５０によって引っ張られている部分の張力を検出する張力検出器（テンションセンサまたはテンションピックアップ等とも呼ばれる）５５を有している。製造装置１０の制御装置（図示せず）は、張力検出器５５の検出結果に応じて張力付加ロール５０による引張力を制御する。これにより、高張力付加工程（Ｓ１１０）における引張力は所定の値に維持される。

なお、高張力付加工程（Ｓ１１０）における、正極板４１０Ａに引張力を与えるための構成に特に限定はない。例えば、複数のガイドロール２０及び複数の可動式ロール（張力付加ロール５０）を組み合わせることで、所定の引張力を正極板４１０Ａに与えてもよい。

以上説明したように、本実施の形態に係る正極板４１０Ａの製造方法は、電極体４００に用いられる長尺帯状の正極板４１０Ａを製造するための方法である。正極板４１０Ａは、正極板４１０Ａの長手方向に連続して正極合材層４１４が形成された部分である第一帯状部４１５と、正極板４１０Ａの長手方向に直交する幅方向において第一帯状部４１５に隣接する、正極合材層４１４が形成されていない部分である第二帯状部４１６とを有する。当該製造方法は、プレス工程（Ｓ１００）と、高張力付加工程（Ｓ１１０）とを含む。プレス工程（Ｓ１００）では、正極板４１０Ａを、一対のプレスロール３０によってプレスしながら送り出すことで、正極板４１０Ａを所定の厚さにプレスする。高張力付加工程（Ｓ１１０）では、正極板４１０Ａにおける一対のプレスロール３０から送り出された部分に対し、軸方向における段差を有しない張力付加ロール５０を用いて、当該部分に生じる引張応力が１００Ｎ／ｍｍ^２以上となる引張力を付加する。

この製造方法によれば、正極板４１０Ａは、プレス工程（Ｓ１００）において、一対のプレスロール３０に挟まれてプレスされるため、第一帯状部４１５及び第二帯状部４１６のうちの厚みが大きい第一帯状部４１５に大きな加圧力が作用する。これにより、第一帯状部４１５に含まれる正極合材層４１４が高密度化される。この場合、大きな加圧力に起因して正極板４１０Ａに歪み（皺及び折れ曲がり等を含む）が生じやすくなるが、正極板４１０Ａにおけるプレス工程（Ｓ１００）を経た部分は、高張力付加工程（Ｓ１１０）において比較的に大きな力で引っ張られる。具体的には、当該部分に生じる引張応力が１００Ｎ／ｍｍ^２以上となる引張力で引っ張られる。その結果、プレス工程（Ｓ１００）で生じた歪みは小さくなる。より詳細には、正極板４１０Ａにおいて、プレス工程（Ｓ１００）の加圧力によって延び量に差が生じた第一帯状部４１５及び第二帯状部４１６の両方が、ともに高張力付加工程（Ｓ１１０）において大きな力で引っ張られる。これにより、第一帯状部４１５及び第二帯状部４１６の延び量の差が小さくなる。その結果、これら延び量の差に基づく正極板４１０Ａの歪みが小さくなる。このような効果を得るために、正極板４１０Ａの引っ張られた部分に生じる引張応力が１００Ｎ／ｍｍ^２以上となる引張力が正極板４１０Ａに与えられる。

また、高張力付加工程（Ｓ１１０）では、軸方向で段差のない張力付加ロール５０で正極板４１０Ａに引張力を付加するため、例えば段差に起因する正極板４１０Ａの変形等（段差の痕跡など）は生じない。このように、本実施の形態に係る正極板４１０Ａの製造方法によれば、正極合材層４１４の高密度化を図りつつ、高密度化のための加圧力に起因する正極板４１０Ａの歪みを、比較的に大きい引張力で低減させることができる。従って、歪みが少ない高品質な正極板４１０Ａを得ることができる。すなわち、本態様に係る正極板４１０Ａの製造方法によれば、品質が向上された正極板４１０Ａを製造することができる。

また、本実施の形態において、正極板４１０Ａの製造に用いる製造装置１０では、より詳細には、図６に示すように、張力付加ロール５０の下流側に検査装置６０が配置されている。検査装置６０は、例えば、第一帯状部４１５の厚みの計測を行う装置である。すなわち、本実施の形態に係る正極板４１０Ａの製造方法はさらに、正極板４１０Ａにおける、高張力付加工程（Ｓ１１０）によって張力が付加された後の部分について、所定の検査を行う検査工程（Ｓ１２０）を含む。

この製造方法によれば、正極板４１０Ａにおける、プレス工程（Ｓ１００）及び高張力付加工程（Ｓ１１０）を経ることで厚みの調整及び歪みの低減がなされた部分の検査（厚みの計測等）を順次行うことができる。そのため、品質が向上された正極板４１０Ａを製造するための有意な検査結果を効率よく得ることができる。

また、高張力付加工程（Ｓ１１０）において正極板４１０Ａに与える引張力は大きいほど、正極板４１０Ａの歪みを低減させる効果は高くなる。しかし、引張力が過大になると、正極板４１０Ａに、例えば正極合材層４１４に部分的な剥離または脱落等の不具合が発生する可能性がある。そこで、本願発明者は、正極板４１０Ａに与える引張力の大きさを変えながら、正極板４１０Ａに不具合が発生するか否かを検査する実験を行った。その結果、正極板４１０Ａに生じる引張応力が１５０Ｎ／ｍｍ^２を超えると、正極板４１０Ａに不具合が生じることを見出した。具体的には、正極基材層４１１（アルミニウム箔）の厚みが１５μｍであり、幅が２００ｍｍである正極板４１０Ａに対して上記実験が行われた。これにより、正極板４１０Ａに生じる引張応力の大きさと、その結果の正極板４１０Ａの状態との対応関係について、下記の（表１）に示す実験結果が得られた。つまり、正極板４１０Ａに生じる引張応力の値が１００Ｎ／ｍｍ^２以上かつ１５０Ｎ／ｍｍ^２以下であれば、正極板４１０Ａに湾曲が生じず、かつ、正極合材層４１４の剥離も生じないことが分かった。なお、（表１）において、「湾曲」の欄の「Ｙｅｓ」は、湾曲が生じたことを意味し、「Ｎｏ」は、湾曲が生じなかったことを意味する。「合材層の剥離」の欄の「Ｙｅｓ」は、剥離が生じたことを意味し、「Ｎｏ」は、剥離が生じなかったことを意味する。

従って、本実施の形態に係る正極板４１０Ａの製造方法における高張力付加工程（Ｓ１１０）では、張力付加ロール５０を用いて、正極板４１０Ａにおける一対のプレスロール３０から送り出された部分に生じる引張応力が１００Ｎ／ｍｍ^２以上かつ１５０Ｎ／ｍｍ^２以下となる引張力を、当該部分に付加する。

この製造方法によれば、より歪みが少なく、かつ、正極合材層４１４の部分的な脱落等の問題がない正極板４１０Ａを製造することができる。

また、本実施の形態に係る正極板４１０Ａの製造方法は、品質の高い正極板４１０Ａを得るための他の工夫を含むこともできる。例えば、プレス工程（Ｓ１００）において、一対のプレスロール３０によって正極板４１０Ａを１２０℃以上の温度で加熱しながらプレスしてもよい。

この製造方法によれば、比較的に高い温度で正極板４１０Ａを加熱しながらプレスするため、加熱温度が比較的に低い場合よりも、一対のプレスロール３０による加圧力を小さくすることができる。これにより、プレス工程（Ｓ１００）における加圧力に起因する歪みを抑制することができ、さらに、高張力付加工程（Ｓ１１０）による歪みの抑制効果も得られるため、より品質の高い正極板４１０Ａを得ることができる。

なお、正極板４１０Ａをプレスする際の加熱温度は必ずしも高い温度である必要はなく、比較的に低い温度でもよい。例えば、プレス工程（Ｓ１００）において、一対のプレスロール３０によって正極板４１０Ａを８０℃以下の温度で加熱しながらプレスしてもよい。

この場合、プレス時における加熱温度が比較的に低いため、加熱温度が高い場合よりも大きい力で正極板４１０Ａをプレスする必要があり、これにより正極板４１０Ａの歪みがより生じやすくなる、といえる。しかし、本実施の形態に係る正極板４１０Ａの製造方法によれば、プレス工程（Ｓ１００）の後に高張力付加工程（Ｓ１１０）があるため、大きな加圧力により生じた歪みは、高張力付加工程（Ｓ１１０）における引張力によって低減される。従って、例えば正極合材層４１４に含まれる材料の特性に起因して、加熱温度が上げられない場合であっても、歪みが低減された品質の高い正極板４１０Ａを得ることができる。

［３．変形例］
以上、本発明に係る正極板４１０Ａの製造方法について、実施の形態に基づいて説明した。しかしながら、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を上記実施の形態に施したものも、あるいは、上記説明された複数の構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

例えば、実施の形態に係る製造方法を用いて製造される正極板４１０Ａは、図３に示すような巻回型の電極体４００とは異なる形態の電極体に用いられてもよい。例えば、正極板４１０Ａを切断することで得られる正極板４１０は、複数の平板状の極板が積層されて形成された積層型（スタック型）の電極体、または、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体等に用いられてもよい。この場合、正極板４１０は、長手方向における所定の間隔で切り分けられてもよい。また、必要に応じて第二帯状部４１６の一部を切断等することで、タブ部が形成されてもよい。

また、図６に示す製造装置１０は、実施の形態に係る正極板４１０Ａの製造方法を実行する装置の一例である。従って、製造装置１０は、図６に示されていない機器及び装置を含んでもよく、複数の製造装置の組み合わせによって構成されていてもよい。また、製造装置１０は、例えば、送り出しロール１５及び巻き取りロール７０を備えなくてもよい。また、例えば、正極板４１０Ａを用いて蛇腹型の電極体を製造する場合、巻き取りロール７０に換えて、正極板４１０Ａを蛇腹状に折り畳む装置が配置されてもよい。また、例えば、正極板４１０Ａを用いて積層型の電極体を製造する場合、巻き取りロール７０に換えて、正極板４１０Ａを所定の長さ毎に切断する切断装置が配置されてもよい。

また、正極板４１０Ａが用いられた電極体が備えられる蓄電素子の構成は、図１及び図２に示す蓄電素子９０の構成と異なっていてもよい。例えば、４１０Ａを切断することで得られる正極板４１０を有する電極体４００は、巻回軸Ｗの方向が、図１における上下方向に沿う姿勢で、容器１００に収容されてもよい。また、正極板４１０と容器１００とが電気的に接続されていてもよい。この場合、容器１００が正極端子として機能するため、容器１００に正極端子３００が配置されなくてもよい。

また、上記実施の形態及び変形例に記載された構成を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。また、本発明は、上記説明された正極板４１０Ａの製造方法として実現することができるだけでなく、当該製造方法を実行する製造装置としても実現することができる。

本発明は、リチウムイオン二次電池などが備える電極体に用いられる正極板の製造方法として有用である。

１０ 製造装置
１５ 送り出しロール
２０ ガイドロール
３０ プレスロール
５０ 張力付加ロール
５２ ニップロール
５５ 張力検出器
６０ 検査装置
７０ 巻き取りロール
９０ 蓄電素子
４００ 電極体
４１０、４１０Ａ 正極板
４１１ 正極基材層
４１４ 正極合材層
４１５、４２５ 第一帯状部
４１６、４２６ 第二帯状部
Ｓ１００ プレス工程
Ｓ１１０ 高張力付加工程

Claims (3)

1. 電極体に用いられる長尺帯状の正極板であって、前記正極板の長手方向に連続して合材層が形成された部分である第一帯状部と、前記正極板の長手方向に直交する幅方向において前記第一帯状部に隣接する、前記合材層が形成されていない部分である第二帯状部とを有する正極板の製造方法であって、
   前記正極板を、一対のロールによってプレスしながら送り出すことで、前記正極板を所定の厚さにプレスするプレス工程と、
   前記正極板における前記一対のロールから送り出された部分に対し、軸方向における段差を有しない張力付加ロールを用いて、前記部分に生じる引張応力が１００Ｎ／ｍｍ^２以上となる引張力を付加する高張力付加工程と、を含む、
   正極板の製造方法。
2. さらに、前記正極板における、前記高張力付加工程によって張力が付加された後の部分について、所定の検査を行う検査工程を含む、
   請求項１記載の正極板の製造方法。
3. 前記高張力付加工程では、前記張力付加ロールを用いて、前記部分に生じる引張応力が１００Ｎ／ｍｍ^２以上かつ１５０Ｎ／ｍｍ^２以下となる引張力を前記部分に付加する、
   請求項１または２記載の正極板の製造方法。

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