JP2024039263A - 電極の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】品質の劣化を抑制できる電極の製造方法を提供する。【解決手段】金属箔上に配置された塗工部および未塗工部とを有する前駆体シート１０準備工程と、塗工部をプレスする塗工部プレス工程と、未塗工部をプレスする未塗工部プレス工程と、を有し、未塗工部は塗工部の端部に配置され、未塗工部プレス工程において、軸体２１を覆う弾性体２２とを有する一対の弾性ロールを用いて圧縮力を付与しつつロールプレスし、一対の弾性ロールとして、弾性ロールＡ２０Ａおよび弾性ロールＢ２０Ｂを用い、サポートロール３０を用いて、弾性ロールＢの弾性体が前駆体シートと接触する領域を包含するように、荷重を印加する処理を行い、弾性ロールＡから弾性ロールＢに印加される荷重を荷重Ｘより、サポートロールから弾性ロールＢに印加される荷重を荷重Ｙが大きくなるように上記処理を行う、電極の製造方法である。【選択図】図３

Description

本開示は、本開示は、電極の製造方法に関する。

電極の製造方法として、長尺の金属箔上に電極合材を塗布したシートを圧延する方法が知られている。

例えば特許文献１には、電極活物質が塗布された塗工部と、電極活物質が塗布されていない未塗工部とを有する電池用電極のプレス方法が開示されている。また、特許文献２には、電極板の塗工部と未塗工部でロールプレス作業により生ずるしわの発生を抑える、しわ発生防止装置を備えたロールプレス機を用いたロールプレス方法が開示されている。

特許第５７６０３６６号公報 特開２０１９－１０２１７２号公報

上記のように、塗工部と未塗工部とを有するシートをプレスする際に、しわが発生しないよう、塗工部と未塗工部とを個別にプレスして伸び差を調整する場合がある。また、未塗工部をプレスする際に未塗工部が破断しないよう、弾性ロールを用いて未塗工部をロールプレスする場合がある。

本発明者らは、弾性ロールを用いて未塗工部をプレスする場合、弾性ロールが蛇行等により塗工部に乗り上げてしまうと、塗工部にスジが発生したり、塗工部が破断したりする恐れがあり、得られる電極の品質が劣化する恐れがあることを知見した。

本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、品質の劣化を抑制できる電極の製造方法を提供することを主目的とする。

［１］
第１方向に長手方向を有する金属箔と、上記金属箔上に配置された、塗工部および未塗工部と、を有する前駆体シートを準備する、準備工程と、上記前駆体シートを上記第１方向に搬送しながら、上記塗工部を、厚さ方向にプレスする、塗工部プレス工程と、上記塗工部プレス工程の前または後に、上記前駆体シートを上記第１方向に搬送しながら、上記未塗工部を、上記厚さ方向にプレスする、未塗工部プレス工程と、を有し、上記塗工部は、少なくとも活物質を含む電極材料を含有し、上記未塗工部は、上記電極材料を含有せず、かつ、上記第１方向と直交する方向における上記塗工部の端部に配置され、上記未塗工部プレス工程において、軸体と、上記軸体を覆う弾性体とを有する、一対の弾性ロールを用いて、上記未塗工部を上記厚さ方向に押し付ける圧縮力を付与しつつ、ロールプレスし、上記一対の弾性ロールとして、弾性ロールＡおよび弾性ロールＢを用い、上記ロールプレスの際に、サポートロールを用いて、上記弾性ロールＢの上記弾性体に対して、上記弾性ロールＢの上記弾性体が上記前駆体シートと接触する領域を包含するように、荷重を印加する処理を行い、上記弾性ロールＡから上記弾性ロールＢに印加される荷重を荷重Ｘとし、上記サポートロールから上記弾性ロールＢに印加される荷重を荷重Ｙとした場合、上記荷重Ｙが上記荷重Ｘよりも大きくなるように上記処理を行う、電極の製造方法。

［２］
上記サポートロールが金属ロールまたは上記弾性ロールである、［１］に記載の電極の製造方法。

［３］
上記弾性ロールＡは、上記弾性体として、互いに離れて配置された、２つの弾性体を有し、回転軸方向において、上記２つの弾性体における外側端部間の長さをＬＸ_１とし、上記弾性ロールＢの上記弾性体の長さをＬＸ_２とし、上記サポートロールのローラー部の長さをＬＸ_３とした場合、上記ＬＸ_２および上記ＬＸ_３は、上記ＬＸ_１よりも長い、［１］または［２］に記載の電極の製造方法。

［４］
上記弾性ロールＡは、上記厚さ方向から観察した場合に、上記未塗工部と重複する位置において、上記弾性体が上記前駆体シートと接触するように配置され、かつ、上記塗工部と重複する位置において、上記弾性ロールＡが上記前駆体シートと接触しないように配置され、上記弾性ロールＢは、上記厚さ方向から観察した場合に、上記未塗工部と重複する位置において、上記弾性体が上記前駆体シートと接触するように配置され、かつ、上記塗工部と重複する位置において、上記弾性体が上記前駆体シートと接触するように配置される、［１］から［３］までのいずれかに記載の電極の製造方法。

本開示においては、品質の劣化を抑制できる電極を製造できるという効果を奏する。

本開示における電極の製造方法を例示するフロー図である。 本開示における課題が生じるメカニズムを説明する図である。 本開示における効果について説明する図である。 本開示における前駆体シートを例示する概略平面図である。 本開示における未塗工部プレス工程について説明する図である。 実験例の結果を示す図である。

以下、本開示における電極の製造方法について、詳細に説明する。ここで、本明細書において、ある部材に対して他の部材を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある部材に接するように、直上に他の部材を配置する場合と、ある部材の上方に、別の部材を介して他の部材を配置する場合との両方を含む。

図１は、本開示における電極の製造方法の一例を示すフロー図である。図１においては、まず、第１方向に長手方向を有する金属箔と、上記金属箔上に配置された、塗工部および未塗工部と、を有する前駆体シートを準備する（準備工程）。上記塗工部は、少なくとも活物質を含む電極材料を含有する。また、上記未塗工部は、上記電極材料を含有せず、かつ、上記第１方向と直交する方向における上記塗工部の端部に配置されている。次いで、上記前駆体シートを上記第１方向に搬送しながら、上記塗工部を、厚さ方向にプレスする（塗工部プレス工程）。そして、上記前駆体シートを上記第１方向に搬送しながら、上記未塗工部を、上記厚さ方向にプレスする（未塗工部プレス工程）。なお、図１では未塗工部プレス工程を、塗工部プレス工程の後に行っているが、塗工部プレス工程の前に行ってもよい。また、未塗工部プレス工程では、一対の弾性ロールを用いて、上記未塗工部を上記厚さ方向に押し付ける圧縮力を付与しつつ、ロールプレスする。そして、ロールプレスにおいては、弾性ロールＢの所定の領域には、サポートロールにより所定の加重が印加される。ここで、本開示において「厚さ方向」とは、金属箔および塗工部の積層方向と同義である。また、本開示においては、「回転軸の軸方向」を「軸体の軸方向」と称する場合がある。

本開示によれば、ロールプレスの際に、弾性ロールＡから弾性ロールＢに印加される荷重Ｘよりも、サポートロールから弾性ロールＢに印加される荷重Ｙが大きくなるような処理を行うため、ロールが蛇行等により塗工部に乗り上げた場合でも、破断等を抑制することができ、得られる電極の品質劣化を抑制することができる。

電極の製造方法として、金属箔（集電箔）上に電極合材が塗布された前駆体シートをプレスする方法が知られている。また、電極合材の有無により金属箔の塗工部と未塗工部においてはプレス後に伸び率の差が生じてしまい、電極にしわが生じる恐れがある。この点に関し、上述の特許文献１のように、塗工部と未塗工部とを個別にプレスしてしわの発生を抑制している。また、未塗工部（金属箔）のプレスにおいては、一対の弾性ロールを用いて、厚さ方向に押し付ける圧縮力を付与しつつ、ロールプレスする場合がある。このようなロールプレスを行うことで、未塗工部に対して、上記圧縮力とともに、弾性体の変形に起因する変形力を付与することができる。これにより、例えば未塗工部の破断を効果的に防止できる。

ここで、金属箔には、一般的に、金属箔の材料よりも硬い硬質組織が介在物として含まれている。硬質組織を含めることで、例えば金属箔の強度を高めることができる。金属箔を延伸させるための引張り力（水平方向の力）を加えると、硬質組織は変形しないものの、硬質組織よりも柔らかい周囲の金属箔が変形する。その結果、硬質組織の周囲にボイドが形成される。そして、複数のボイド同士が連結すると、破断が生じやすくなる。これに対して、本開示においては、一対の弾性ロールを用いて、厚さ方向に押し付ける圧縮力を付与しつつ、ロールプレスする。これにより、未塗工部に対して、上記圧縮力とともに、弾性体の変形に起因する変形力を付与することができる。その結果、硬質組織の周囲にボイドが発生することを抑制できると考えられる。上記圧縮力は、厚さ方向の力に該当し、上記変形力は、厚さ方向に直交する方向の力に該当する。すなわち、上記変形力は、引張り力と同様の方向に働き、引張り力と同様に金属箔を延伸させる力である

本開示における課題が生じるメカニズムを、図２を用いて説明する。図２（ａ）は、前駆体シートおよび一対の弾性ロールを弾性ロールの回転軸方向から見た概略側面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）を、金属箔の第１方向から見た概略正面図である。なお、図２（ｂ）においては前駆体シートを省略している。また、図２（ｃ）および（ｄ）は、弾性ロールが塗工部に乗り上げた場合を例示する概略正面図および部分正面図である。図２（ａ）および（ｂ）に示すように、未塗工部３に対して、一対の弾性ロール２０Ａ、２０Ｂを用いてロールプレスした場合、弾性ロールＡの形状が弾性ロールＢに転写され、弾性ロールＢにひずみ（凹凸）が生じてしまう場合がある。また、ロールプレスの性質上、ひずみが完全に解消する前に再度、ひずみが生じた部分に圧縮力が加わるため、ロールプレスの間にひずみは残存する。言い換えると、弾性ロールＢには永久ひずみが生じる。特に、このようなひずみは弾性ロールＡが段付きロールで、弾性ロールＢが円柱ロール（段なしロール）の場合により顕著となる。このようなひずみが生じた場合、弾性ロールＢが前駆体シートと接触する領域が平坦ではなくなってしまう。そのため、図２（ｃ）に示すように、ひずみが生じた状態で蛇行等により弾性ロールが塗工部に乗り上げ、かつ、前駆体シートに圧縮力が付与されると、図２（ｄ）に示すように、弾性ロールＡと弾性ロールＢとの距離（クリアランス）に差が生じる場合がある。その場合、クリアランスが小さい部分においてせん断応力が集中して、塗工部にスジが発生したり、塗工部が破断したりする恐れがある。その結果、得られる電極の品質が劣化する恐れがある。

これに対して、本開示においては、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、ロールプレスの際に、サポートロール３０により弾性ロールＢ（２０Ｂ）に所定の荷重を印加する処理を行う。これにより、弾性ロールＡ（２０Ａ）の押し付けにより生じたひずみを均すことができる。また、ひずみ量（凹みの深さ）を小さくすることができる。これにより、図３（ｃ）に示すように、前駆体シートと接する弾性ロールＢの領域を平坦化できる。そのため、弾性ロールＡ（２０Ａ）が前駆体シートの塗工部に乗り上げてしまった場合であっても、弾性ロールＡと弾性ロールＢとの距離（クリアランス）に差が生じない、または、差が小さくなる。その結果、せん断応力の集中が緩和され、塗工部にスジが発生したり、塗工部が破断したりすることを抑制できる。

さらに、本開示においては、図３（ｂ）に示すように、サポートロール３０から弾性ロールＢ（２０Ｂ）に荷重が印加される領域Ｒ１は、弾性ロールＢ（２０Ｂ）の弾性体２２が前駆体シートと接触する領域Ｒ２を包含する。そのため、前駆体シートの幅に対して、弾性ロールＢのサポートロールにより均された幅を広くすることができる。そして、弾性ロールＡが塗工部に乗り上げた場合であっても、前駆体シートが弾性ロールＢの外側における肩部（図３（ｃ）に示された、凹みの肩部）に乗り上げることを防止することができる。その結果、スジおよび破断の発生をより抑制することができる。なお、「弾性ロールＢの弾性体が前駆体シートと接触する領域」は、例えば、ロールプレスの開始時において、弾性ロールＢの弾性体が前駆体シートと接触している領域と捉えることができる。

１．準備工程
本開示における準備工程は、第１方向に長手方向を有する金属箔と、上記金属箔上に配置された、塗工部および未塗工部と、を有する前駆体シートを準備する工程である。

図４は、準備工程で準備する前駆体シートを例示する概略平面図である。図４に示すように、前駆体シート１０は、第１方向Ｄに長手方向を有する金属箔１と、塗工部２と、未塗工部３と、を有している。

金属箔の材料としては、電池の集電体の材料として用いられる金属を挙げることができる。詳しくは「４．電極」に記載する。金属箔の厚さは、例えば１μｍ以上であり、１０μｍ以上であってもよい。一方、金属箔の厚さは、例えば１００μｍ以下である。

前駆体シートの塗工部は、少なくとも活物質を含む電極材料を含有する。また、塗工部は、金属箔上に配置されている。塗工部は、後述する塗工部プレス工程を経て電極層となる。

電極材料は、少なくとも活物質を含有する。また、電極材料は、必要に応じて、固体電解質、導電材およびバインダーの少なくとも一つを含有してもよい。活物質、導電材およびバインダーについては、「４．電極」に記載する。

塗工部は、厚さ方向において、金属箔の第１面上のみに配置されていてもよく、第１面上と、第１面とは反対側の第２面上との両方に配置されていてもよい。

塗工部は、金属箔の第１方向に沿って配置されていることが好ましい。また、塗工部は、図４に示すように、金属箔１の第１方向Ｄに沿って連続的に配置されていてもよい。一方、塗工部１は、金属箔１の第１方向Ｄに沿って間欠的に配置されていてもよい。

塗工部の厚さは特に限定されず、所望の電極サイズに応じて適宜調整することができる。塗工部の厚さは、例えば０．２ｍｍ以上であり、０．３ｍｍ以上であってもよく、０．５ｍｍ以上であってもよい。一方、塗工部の厚さは、例えば１．５ｍｍ以下であり、１．０ｍｍ以下であってもよく、０．６ｍｍ以下であってもよい。

塗工部の幅（金属箔の第１方向に直交する第２方向の長さ）は特に限定されず、所望の電極サイズに応じて適宜調整することができる。金属箔の幅に対する塗工部の幅の割合は、例えば３０％以上であり、５０％以上であってもよく、７０％以上であってもよい。また、上記割合は、例えば９０％以下であり、８０％以下であってもよい。

未塗工部は、金属箔上に配置されている。また、未塗工部は、通常、塗工部が配置された金属箔の面と同一の面上に配置されている。未塗工部は、例えば、金属箔が露出した部分である。図４に示すように、本開示における未塗工部３は、金属箔１の第１方向Ｄと直交方向（第２方向）における塗工部２の端部に配置されている。また、図示しないが、未塗工部においては塗工部との境界部分に樹脂を含む保護層が設けられていてもよい。

未塗工部の幅（第２方向の長さ）は特に限定されず、所望の電極サイズに応じて適宜調整することができる。金属箔の幅に対する未塗工部の幅の割合は、例えば３％以上であり、５％以上であってもよい。一方、上記割合は、例えば２０％以下であり、１０％以下であってもよい。

前駆体シートは、例えば、金属箔に、分散媒を含有する電極材料を塗工して、乾燥することで準備することができる。分散媒としては、例えば、酪酸ブチル、ジブチルエーテル、ヘプタン等の有機溶媒が挙げられる。電極材料の塗工方法は特に限定されず、一般的な塗工方法が挙げられる。また、乾燥温度は、分散媒が揮発する温度であれば特に限定されない。

準備工程で準備される前駆体シートは、例えば、図４に示すような、平面視上、１列の塗工部２と、塗工部２の両端部に配置された２列の未工部３とを、ストライプ状に有する前駆体シート１０であってもよい。また、図示しないが、前駆体シートは、平面視上、Ｎ列（Ｎは２以上の整数）の塗工部と、Ｎ列の塗工部それぞれの両端部に配置された未塗工部を有するシートであってもよい。この場合、未塗工部の列数は、Ｎ＋１列である。

２．塗工部プレス工程
塗工部プレス工程は、上記前駆体シートを上記第１方向に搬送しながら、上記塗工部を、厚さ方向にプレスする工程である。塗工部プレス工程は、後述する未塗工部プレス工程の前に行ってもよく、後に行ってもよい。

塗工部プレス工程の方法および条件は、塗工部をプレスして延伸できれば特に限定されない。プレス方法としては、例えば、塗工部をロールプレスするロールプレス方法を挙げることができる。例えば、一対のプレスロールの間に前駆体シートを通過させつつ、プレスロールを前駆体シートの厚さ方向の両面に押しつけることで、塗工部をプレスすることができる。

塗工部プレス工程における圧縮力は特に限定されないが、後述する未塗工部プレス工程における圧縮力よりも大きいことが好ましい。前駆体シートの塗工部では、分散媒を含有する電極材料（スラリー）により濡れることでしわが生じることがあり、このしわを伸ばすために、大きな延伸力を必要となるからである。

３．未塗工部プレス工程
本開示における未塗工部プレス工程は、上記塗工部プレス工程の前または後に、上記前駆体シートを上記第１方向に搬送しながら、上記未塗工部を、上記厚さ方向にプレスする工程である。

未塗工部をプレスすることで、未塗工部を延伸して塗工部との伸び差を調整することができる。未塗工部の伸び量については、弾性体の変形に起因する変形力を変更することにより調整することができる。

ここで、未塗工部プレス工程の詳細について図３および図５を用いて説明する。図５（ａ）は、ロールプレスにおける前駆体シートおよび弾性ロールＡを、厚さ方向において弾性ロールＡ側から観察した図である。図５（ｂ）は、ロールプレスにおける前駆体シートおよび弾性ロールＢを、厚さ方向において弾性ロールＢ側から観察した図である。なお、図５（ｂ）においてはサポートロールを省略している。

本開示における未塗工部プレス工程においては、図３（ａ）に示すように、軸体２１と、軸体２１を覆う弾性体２２とを有する、一対の弾性ロール（２０Ａ、２０Ｂ）を用いて、未塗工部３を厚さ方向に押し付ける圧縮力を付与しつつ、ロールプレスする。また、ロールプレスにおいては、サポートロールを用いて所定の処理を行う。一対の弾性ロールを用いることで、弾性ロールを前駆体シートに押し付けることによる圧縮力と、圧縮力に起因する弾性体の変形力との両方を未塗工部に付与することができるため、未塗工部の破断を効果的に防止できる。圧縮力は特に限定されないが、例えば、１０ｋｇｆ／ｃｍ以上、２００ｋｇｆ／ｃｍ以下である。なお、図３（ｂ）等に示すように、回転軸の軸方向において、軸体は弾性ロールの外側に向けて弾性体から、通常突出している。

軸体の材料は特に限定されないが、弾性体よりもヤング率が大きい材料が好ましい。軸体の材料は、例えば金属が挙げられる。

また、弾性体は、所定のヤング率を有することが好ましい。ヤング率は、例えば、１１．１ＭＰａ以上、８６．１ＭＰａ以下である。弾性体の材料としては、例えば、ゴム、ウレタン等の樹脂が挙げられる

サポートロールは、金属ロールであってもよく、上記弾性ロールであってもよい。金属ロールは、図３（ｂ）等に示すように、通常、ローラー部３２と、ローラー部から突出する軸部３１を有している。ローラー部と軸部とは一体の部材であってもよく、異なる部材であってもよい。なお、ローラー部とは、サポートロールにおいて弾性ロールＢと接触する部分をいう。金属部および軸体の材料については、上記弾性ロールの軸体の材料と同様とすることができる。弾性ロールについては上述したとおりである。

図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、弾性ロールＡは、回転軸の軸方向において軸体の２か所以上の部分が上述した弾性体で覆われている、いわゆる段付きロールであることが好ましい。特に、弾性ロールＡは、上記弾性体として、互いに離れた配置された２つの弾性体を有する、いわゆる、２輪の段付きロールであることが好ましい。また、弾性ロールＢおよびサポートロールは、いわゆる円柱ロールであることが好ましい。

また、図３（ｂ）に示すように、回転軸方向Ｘにおいて、弾性ロールＡ（２０Ａ）の２つの弾性体２２における外側端部間の長さをＬＸ_１とし、弾性ロールＢ（２０Ｂ）の弾性体２２の長さをＬＸ_２とし、サポートロール３０のローラー部３２の長さをＬＸ_３とした場合、ＬＸ_２およびＬＸ_３は、ＬＸ_１よりも長いことが好ましい。

ＬＸ_１は、通常、金属箔の第２方向における長さ以上の長さである。また、ＬＸ_１に対するＬＸ_２（ＬＸ_２／ＬＸ_１）およびＬＸ_１に対するＬＸ_３（ＬＸ_３／ＬＸ_１）は、それぞれ、例えば１．１以上であり、１．２以上であってもよく、１．３以上であってもよい。一方、ＬＸ_２／ＬＸ_１およびＬＸ_３／ＬＸ_１は、それぞれ、例えば２．０以下であり、１．８以下であってもよく、１．５以下であってもよい。

またＬＸ_２とＬＸ_３とは同じであってもよく、異なっていてもよい。ＬＸ_２とＬＸ_３とが同じとは、例えば、ＬＸ_２／ＬＸ_３が、０．９以上、１．１以下の場合である。ＬＸ_２とＬＸ_３が異なる場合、ＬＸ_２は、ＬＸ_３よりも長くてもよく、短くてもよい。この場合、ＬＸ_２／ＬＸ_３は、例えば、０．７以上、１．３以下である。

また、ロールプレスにおいては、サポートロールを用いて、弾性ロールＢの弾性体に対して、弾性ロールＢの弾性体が前駆体シートと接触する領域を包含するように、荷重を印加する処理を行う。また、弾性ロールＡから弾性ロールＢに印加される荷重を荷重Ｘとし、サポートロールから弾性ロールＢに印加される荷重を荷重Ｙとした場合、荷重Ｙが荷重Ｘよりも大きくなるように上記処理を行う。荷重Ｙが荷重Ｘと同じまたは小さい場合、ロールＢに生じたひずみ（凹み）を十分に解消することが困難となる。

荷重Ｘと荷重Ｙとの差は、Ｘ＜Ｙを満たす限り特に限定されない。例えば、荷重Ｙに対する荷重Ｘ（Ｙ／Ｘ）は、例えば１．１以上であり、１．２以上であってもよく、１．３以上であってもよい。一方、Ｙ／Ｘは、例えば２．０以下であり、１．８以下であってもよく、１．５以下であってもよい。

荷重Ｘおよび荷重Ｙの数値は特に限定されないが、例えば、それぞれ、１０ｋｇｆ／ｃｍ以上、２００ｋｇｆ／ｃｍ以下である。

上記処理は、ロールプレスの間、連続的に行われてもよい。一方、上記処理は、ロールプレスの間、任意のタイミングで断続的に行われてもよい。例えば、ロールプレスの際に、弾性ロールＢに閾値以上のひずみ量が生じたことが検知された場合に、上記処理が行われてもよい。

また、弾性ロールＡ（２０Ａ）は、厚さ方向から観察した場合に、未塗工部３と重複する位置において、弾性体２２が前駆体シート１０と接触するように配置され、かつ、塗工部２と重複する位置において、弾性ロールＡ（２０Ａ）が前駆体シート１０と接触しないように配置されていることが好ましい。この場合、図５（ａ）に示すように、弾性ロールＡ（２０Ａ）は、未塗工部３と重複する位置に、弾性体２２が配置された第１接触部Ｃ１を備え、かつ、塗工部２と重複する位置に、前駆体シート（図５（ａ）においては塗工部２）と接触しない非接触部Ｎ１を備える。なお、金属箔の片面のみに塗工部が配置されている場合、非接触部Ｎ１は、ロールプレスの際に、前駆体シートにおける金属箔と接触しない部分になる場合がある。また、非接触部Ｎ１は、典型的には、弾性体が配置されていない部分である。第１接触部Ｃ１における弾性体は、未塗工部プレス工程において、未塗工部３と接触する。一方、非接触部Ｎ１は、未塗工部プレス工程において、通常、前駆体シートと接触しない。また、図５（ａ）に示すように、ロールＡ（２０Ａ）は、非接触部Ｎ１の両端部分に、それぞれ第１接触部Ｃ１を備えている。

また、弾性ロールＢ（２０Ｂ）は、厚さ方向から観察した場合に、未塗工部３と重複する位置において、弾性体２２が前駆体シート１０と接触するように配置され、かつ、塗工部２と重複する位置において、弾性体２２が前駆体シート１０と接触するように配置されることが好ましい。この場合、図５（ｂ）に示すように、弾性ロールＢ（２０Ｂ）は、厚さ方向から観察した場合に、未塗工部３と重複する位置に、弾性体２２が配置された第２接触部Ｃ２を備え、かつ、塗工部２と重複する位置に、前駆体シート（図５（ｂ）においては塗工部２）と接触する第３接触部Ｃ３を備える。また、第２接触部Ｃ２における弾性体は、未塗工部プレス工程において、未塗工部３と接触する。一方、第３接触部Ｃ３は、未塗工部プレス工程において、塗工部と接触する。

また、弾性ロールＡは、前駆体シートの上側に配置され、弾性ロールＢおよびサポートロールは、前駆体シートの下側に配置されることが好ましい。また、弾性ロールＢおよびサポートロールについては、図３（ａ）のように側面視した場合、弾性ロールＢの中心点とサポートロールの中心点とを結んだ線が、上記厚さ方向と平行な線となるように配置されることが好ましい。

４．電極
本開示の方法で製造される電極では、金属箔の少なくとも一方の面に電極層が形成されている。なお、電極層は、上記塗工部をプレスすることにより得られる層である。本開示の方法で製造される電極は、正極であってもよく、負極であってもよい。つまり、電極層は、正極層であってもよく、負極層であってもよい。

金属箔は、典型的には、集電箔（集電体）として機能する。つまり、金属箔は、正極集電体であってもよく、負極集電体であってもよい。金属箔が正極集電体である場合、金属箔の材料としては、例えば、Ａｌ、ＳＵＳ、Ｎｉが挙げられる。金属箔が負極集電体である場合、金属箔の材料としては、例えば、Ｃｕ、ＳＵＳ、Ｎｉが挙げられる。

電極層は、少なくとも活物質を含有する。電極層が正極層である場合、活物質は正極活物質である。正極活物質としては、典型的には、酸化物活物質が挙げられる。酸化物活物質としては、例えば、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＭｎＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＶＯ_２、ＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｏ_２等の岩塩層状型活物質、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、Ｌｉ（Ｎｉ_０．５Ｍｎ_１．５）Ｏ_４等のスピネル型活物質、ＬｉＦｅＰＯ_４、ＬｉＭｎＰＯ_４、ＬｉＮｉＰＯ_４、ＬｉＣｕＰＯ_４等のオリビン型活物質が挙げられる。

電極層が負極層である場合、活物質は負極活物質である。負極活物質としては、例えば、カーボン活物質、酸化物活物質および金属活物質を挙げることができる。カーボン活物質としては、例えば、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、高配向性グラファイト（ＨＯＰＧ）、ハードカーボンおよびソフトカーボン等を挙げることができる。酸化物活物質としては、例えば、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２およびＳｉＯを挙げることができる。金属活物質としては、例えば、Ｉｎ、Ａｌ、ＳｉおよびＳｎを挙げることができる。

また、電極層は、必要に応じて、導電材およびバインダーの少なくとも一つを含有していてもよい。

導電材としては、例えば、炭素材料、金属粒子、導電性ポリマーが挙げられる。炭素材料としては、例えば、アセチレンブラック（ＡＢ）およびケッチェンブラック（ＫＢ）等の粒子状炭素材料；炭素繊維、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）およびカーボンナノファイバー（ＣＮＦ）等の繊維状炭素材料が挙げられる。また、バインダーとしては、例えば、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）およびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素含有バインダー、ブタジエンゴム等のゴム系バインダーおよびアクリル系バインダーが挙げられる。

本開示における電極の用途としては、例えばＬｉイオン電池が挙げられる。また、本開示における電池は、電解質層が液系電解質（電解液）を含有する液系電池であってもよい。また、本開示における電池の用途は、特に限定されないが、例えば、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）、電気自動車（ＢＥＶ）、ガソリン自動車、ディーゼル自動車等の車両の電源が挙げられる。特に、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車または電気自動車の駆動用電源に用いられることが好ましい。また、本開示における電池は、車両以外の移動体（例えば、鉄道、船舶、航空機）の電源として用いられてもよく、情報処理装置等の電気製品の電源として用いられてもよい。

なお、本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本開示における特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本開示における技術的範囲に包含される。

［実験例１］
所定のヤング率を有するゴム（弾性体）を用意した。オートグラフ装置で、治具をゴムに押し付けて元の位置に戻すことを繰り返し、その際に生じる応力を測定した、結果を図６（ａ）に示す

図６（ａ）に示すように、１回目の加重でゴムに永久ひずみが生じ、２回目以降の加重では生じたひずみの影響により、ひずみの大きさ（深さ）分治具が移動するまで応力が生じないことが確認された。このように、弾性体を用いてロールプレスした場合、弾性体に永久ひずみが生じることが確認された。

［実験例２］
ＣＡＥ解析により、永久ひずみ量（凹みの深さ）が０μｍ、３００μｍ、６００μｍの３条件において、電極シートに加わるせん断応力をシミュレートした。結果を図６（ｂ）に示す。また、永久ひずみ量が６００μｍの条件におけるＣＡＥ解析の画像を図６（ｃ）に示す。

図６（ｂ）に示すように、永久ひずみ量が小さくなるほど、電極シートに加わる最大せん断応力が小さくなることが確認された。

［実験例３－１］
直径１５０ｍｍ、弾性体の厚さ１０ｍｍの弾性ロールを準備した。この弾性ロールに対して、１３１ｋｇｆ／ｃｍの加重を付与して、弾性ロールに永久ひずみ（凹み）を形成し、永久ひずみ量（凹みの深さ）を測定した。結果を図６（ｄ）に示す。

［実験例３－２］
実験例２－１で永久ひずみを形成した弾性ロールに対して、図３（ｂ）に示すように、ロール（サポートロール）を１３１ｋｇｆ／ｃｍよりも大きい荷重で押し付けた。押し付けた後の永久ひずみ量（凹みの深さ）を測定した。結果を図６（ｄ）に示す。

図６（ｄ）に示すように、永久ひずみが生じた弾性ロールに対してサポートロールを押し付けることで、永久ひずみ量を低下させることができることが確認された。

以上の実験結果より、ロールプレスの際に、弾性ロールＡから弾性ロールＢに印加される荷重Ｘよりも、サポートロールから弾性ロールＢに印加される荷重Ｙが大きくなるような処理を行うことで、永久ひずみ量を低下させることができ、前駆体シートに加わる最大せん断応力を低下させることができることが確認された。これにより、本開示における電極の製造方法であれば、弾性ロールが蛇行等により塗工部に乗り上げた場合でも、破断等を抑制することができ、得られる電極の品質劣化を抑制することができることが示された。

１ …金属箔
２ …塗工部
３ …未塗工部
１０ …前駆体シート
２１ …軸体
２２ …弾性体
２０ …弾性ロール
２０Ａ…弾性ロールＡ
２０Ｂ…弾性ロールＢ
３０ …サポートロール

Claims (4)

1. 第１方向に長手方向を有する金属箔と、前記金属箔上に配置された、塗工部および未塗工部と、を有する前駆体シートを準備する、準備工程と、
   前記前駆体シートを前記第１方向に搬送しながら、前記塗工部を、厚さ方向にプレスする、塗工部プレス工程と、
   前記塗工部プレス工程の前または後に、前記前駆体シートを前記第１方向に搬送しながら、前記未塗工部を、前記厚さ方向にプレスする、未塗工部プレス工程と、
   を有し、
   前記塗工部は、少なくとも活物質を含む電極材料を含有し、
   前記未塗工部は、前記電極材料を含有せず、かつ、前記第１方向と直交する方向における前記塗工部の端部に配置され、
   前記未塗工部プレス工程において、軸体と、前記軸体を覆う弾性体とを有する、一対の弾性ロールを用いて、前記未塗工部を前記厚さ方向に押し付ける圧縮力を付与しつつ、ロールプレスし、
   前記一対の弾性ロールとして、弾性ロールＡおよび弾性ロールＢを用い、
   前記ロールプレスの際に、サポートロールを用いて、前記弾性ロールＢの前記弾性体に対して、前記弾性ロールＢの前記弾性体が前記前駆体シートと接触する領域を包含するように、荷重を印加する処理を行い、
   前記弾性ロールＡから前記弾性ロールＢに印加される荷重を荷重Ｘとし、前記サポートロールから前記弾性ロールＢに印加される荷重を荷重Ｙとした場合、前記荷重Ｙが前記荷重Ｘよりも大きくなるように前記処理を行う、電極の製造方法。
2. 前記サポートロールが金属ロールまたは前記弾性ロールである、請求項１に記載の電極の製造方法。
3. 前記弾性ロールＡは、前記弾性体として、互いに離れて配置された、２つの弾性体を有し、
   回転軸方向において、前記２つの弾性体における外側端部間の長さをＬＸ_１とし、前記弾性ロールＢの前記弾性体の長さをＬＸ_２とし、前記サポートロールのローラー部の長さをＬＸ_３とした場合、前記ＬＸ_２および前記ＬＸ_３は、前記ＬＸ_１よりも長い、請求項１に記載の電極の製造方法。
4. 前記弾性ロールＡは、前記厚さ方向から観察した場合に、前記未塗工部と重複する位置において、前記弾性体が前記前駆体シートと接触するように配置され、かつ、前記塗工部と重複する位置において、前記弾性ロールＡが前記前駆体シートと接触しないように配置され、
   前記弾性ロールＢは、前記厚さ方向から観察した場合に、前記未塗工部と重複する位置において、前記弾性体が前記前駆体シートと接触するように配置され、かつ、前記塗工部と重複する位置において、前記弾性体が前記前駆体シートと接触するように配置される、請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の電極の製造方法。