JP4954585B2 - リチウムイオン電池用電極の製造方法 - Google Patents

Description

本発明はリチウムイオン電池用電極の製造方法に関し、詳しくは、電極合材層が形成された塗布部と未塗布部とを有するリチウムイオン電池用電極の製造方法に関する。

近年、携帯電話や携帯ビデオカメラ等の電気機器の電源として、高い質量エネルギー密度を持つリチウムイオン電池の搭載が主流となりつつある。このリチウムイオン電池は、正極活物質をもつ正極と負極活物質をもつ負極とを備える電極をセパレータを介して重畳した電極体を非水電解質内に浸漬する構成を有している。

正極活物質は充電時にはリチウムをリチウムイオンとして放出し放電時にはリチウムイオンを吸蔵することができる物質である。負極活物質は充電時にはリチウムイオンを吸蔵し放電時にはリチウムイオンを放出することができる物質である。非水電解質は、有機溶媒にリチウムが含まれる支持塩が溶解された電解質である。

また、このようなリチウムイオン電池は、質量エネルギー密度を向上させるために、正極及び負極がシート状に形成され、同じくシート状に形成されたセパレータを介して、シート状の正極及び負極が巻回あるいは積層された状態で、ケース内に納められている。シート状の正極及び負極は、集電体となる金属箔の表面に、活物質を含む電極合材層を形成した構造をしている。

このようなシート状の電極は、正極あるいは負極の活物質が分散した活物質ペーストを調製し、この活物質ペーストを集電体の表面に塗布・乾燥して電極合材層を形成した後に、電極合材層をプレスして電極合材層の密度を高めることで製造されている。

通常、シート状の電極には、電極合材層が形成されていない集電体が露出した未塗布部がもうけられている。この未塗布部を介して電池の外部端子と電気的に接続されている。未塗布部は、電極板から電極合材層を掻き取ることで製造することができるが、製造工数の増加等の問題から、電極電極合材層の形成時に未塗布部となる部分に活物質ペーストを塗布しないことで形成する方法の採用が目指される。

ここで、電極電極合材層の密度を高めるためには、シート状の集電体をプレスすると、電極の表面に波打ちが生じたり、湾曲したり、あるいは歪みが生じたりすることがあった。このような現象が生じると、正極シートと負極シートとをセパレータを介して渦巻き状に巻回して電極体を製造した時に、巻きずれの発生により十分な電池出力が得られなかったり、リチウムイオン電池の場合には充放電を繰り返すうちに活物質が塗布された塗布部のずれの部分に電流が集中することによる金属リチウムのデンドライト析出が起こり内部ショートを引き起こすなどの問題が生じていた。このため、一般的な歪み取りの処理として、加熱炉とテンション装置を使った処理が行われる。

しかしながら、加熱炉を用いる処理は、集電体の昇温に時間がかかることから、熱効率も低くかつ炉長が長くなっていた。これにより、装置全体の体格が大きくなるとともに、コストも多大にかかるという問題があった。

このような問題に対して、集電体自身に加工を施しておくことが考案されている（特許文献１参照）。特許文献１には、プレス成形前にあらかじめ集電体シート面に不連続な線状の切れ込みを多数もうけておき、プレス時に集電体シートが活物質層の伸びに追従するようにしたことで、歪みの少ないフラットなシート状の電極を製造できることが開示されている。

また、誘導加熱により、集電体の未塗布部分自身を発熱させることで特許文献１の課題を解決できることが考案されている。（特許文献２参照）特許文献２には、１０ｍ／ｍｉｎの流速で流れかつ３５ＭＰａの張力が付与された状態で誘導加熱による未塗布部の加熱を施してフラットなシート状の電極を製造できることが開示されている。
特開平７−１９２７２６号公報 特開２００４−３３５３７４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、集電体に切れ込みを設けることで、集電体自身にダメージを与えている。この結果、集電体の機械的強度が低下し、電極耐久性を低下させるという問題があった。さらに、無数の切れ込みにより、電池としての充放電特性の均一性が低下するという問題があった。

また、特許文献２に記載の方法では、プレス工程の後に歪みを矯正する工程であるため、大きな歪みがある状態では、処理速度を大きくすることができず（例えば、歪みが１０ｍｍ以上の場合に１０ｍ／ｍｉｎを超えた処理速度を適用することは困難である）、生産性向上には限界があった。

本発明は上記実情に鑑み完成されたものであり、電池特性を低下させることなく低コストな処理にて集電体の歪み発生を抑制することができる電極の製造方法を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する本発明のリチウムイオン電池用電極の製造方法は、金属製且つ帯状の集電体に対して、該帯状の集電体の幅方向の少なくとも一端部に設けられた未塗布部を除く塗布部の表面に活物質ペーストを塗布・乾燥させて電極合材層を形成する電極合材層形成工程と、
該電極合材層を該集電体と共にプレス加工するプレス工程と、を有し、
該プレス工程の前に、該集電体のうち該未塗布部を局所的に加熱してアニールするアニール工程を有し、電極合材層形成工程、アニール工程、プレス工程の順に工程を実施することを特徴とする。

すなわち、電極合材層に対してプレス加工を行うことにより発生する歪みの原因である、塗布部と未塗布部との伸びの差の発生を低減するために、未塗布部に対してアニール処理を行うことで未塗布部を延びやすい状態にした。

つまり、未塗布部と塗布部とにおける集電体の伸び率は、本来大差ないところ、塗布部においては、表面に形成された電極合材層の厚さだけプレス加工時に圧力が加わりやすくなって、塗布部の集電体の方が未塗布部よりも大きな圧力が加わることで更なる延伸が進行することになる。

以上説明したように、電極合材層にプレス加工を行う際に未塗布部にプレスの圧力が加わりにくいことから未塗布部よりも塗布部の集電体がより伸びるようになって歪みが発生するものと考え、予め未塗布部に対してアニール処理を行うことで未塗布部の伸びやすさを向上させることで、プレス加工の圧力が充分に加わらなくても塗布部と同程度の伸びが確保できるようにして歪みの発生を抑えることに成功した。

特に、前記アニール工程は前記未塗布部が前記塗布部よりも延伸し易くなるまでアニール処理を行う工程であることが望ましい。例えば、誘導加熱により行う工程を採用することで、未塗布部に対して局所的に加熱し易くなる。また、前記アニール工程における前記未塗布部の加熱温度としては２５０℃以上融点以下を採用することで、より効果的にアニール処理を行うことが可能になる。

また、塗布部に対して加熱・アニール処理が進行しないようにする目的で、前記アニール工程は前記塗布部を冷却しながら前記未塗布部の加熱を行う工程であることが望ましい。

本発明のリチウムイオン電池用電極の製造方法は上記構成を有することで以下の作用効果を発揮する。すなわち、本発明のリチウムイオン電池用電極の製造方法はアニール処理を行うことで未塗布部が延伸しやすくなっており、未塗布部に対してプレス加工時に加わる圧力が塗布部よりも小さくても塗布部と同程度に伸びることが可能になり歪みなどの発生を抑制することができる。

つまり、未塗布部に対して切り込みなどを入れる従来技術と比較して高い耐久性を保ったまま歪みの発生が低減できる。また、歪みが発生する前の強度が大きい状態の集電体に対してアニール処理を行うので、歪みが発生した後に加熱する従来技術と比較して、より効果的な加熱処理を簡便に行うことができる。

本発明の電極の製造方法について実施形態に基づき以下詳細に説明を行う。本実施形態の電極の製造方法は電極合材層形成工程とアニール工程とプレス工程とを有する。従来技術において、歪みが発生していた工程であるプレス工程の前にアニール処理を行うアニール工程を行うことで、歪みの発生が抑制できる。

電極合材層形成工程は集電体の表面に電極合材層を形成する工程である。電極合材層は集電体の塗布部に設けられる。集電体は金属製且つ帯状の部材である。集電体は金属箔やパンチングメタル、網、フォームメタルなどから構成できる板状乃至薄膜状の部材である。正極側の集電体はアルミニウムやステンレスなどから構成されることが一般的であり、負極側の集電体は銅やニッケルなどから構成されることが一般的である。

集電体の表面には塗布部と未塗布部とに区画されており、未塗布部は帯状の集電体の幅方向の少なくとも一端部に連続して設けられている。塗布部には活物質ペーストが塗布・乾燥されて電極合材層が形成される。ここで、形成された電極合材層の密度を向上するために、後に行うプレス工程により圧縮する。活物質ペーストは活物質を結着剤や必要に応じて添加される導電剤と共に適正な液体に溶解乃至分散させたものである。

正極の活物質には、その活物質の種類で特に限定されるものではなく、公知の活物質を用いることができる。例えば、ＴｉＳ_２、ＴｉＳ_３、ＭｏＳ_３、ＦｅＳ_２，Ｌｉ_{（１−Ｘ）}ＭｎＯ_２、Ｌｉ_{（１−Ｘ）}Ｍｎ_２Ｏ_４、Ｌｉ_{（１−Ｘ）}ＣｏＯ_２、Ｌｉ_{（１−Ｘ）}ＮｉＯ_２、Ｖ_２Ｏ_５等の化合物をあげることができる。ここで、ｘは０〜１を示す。また、これらの化合物の混合物を正極活物質として用いてもよい。さらに、Ｌｉ_１−ＸＭｎ_２＋ＸＯ_４、ＬｉＮｉ_１−ＸＣｏ_ＸＯ_２などのようにＬｉＭｎ_２Ｏ_４、ＬｉＭｎ_２Ｏ_２の遷移金属元素の一部を少なくとも１種類以上の他の遷移金属元素あるいはＬｉで置き換えたものを正極活物質としてもよい。

正極活物質としては、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、ＬｉＭｎ_２Ｏ_２、ＬｉＮｉＯ_２等のリチウム及び遷移金属の複合酸化物がより好ましい。すなわち、電子とリチウムイオンの拡散性能に優れるなど活物質としての性能に優れているため、高い充放電効率と良好なサイクル特性とを有する電池が得られる。さらに、正極活物質としては、材料コストの低さから、ＬｉＭｎ_４を用いること好ましい。

結着剤は、活物質粒子をつなぎ止める作用を有する。結着剤としては、有機系結着剤や、無機系結着剤を用いることができ、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ塩化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの化合物をあげることができる。

導電剤は、正極の電気伝導性を確保する作用を有する。導電剤としては、例えば、カーボンブラック、アセチレンブラック、黒鉛等の炭素物質の１種又は２種以上の混合したものを挙げることができる。

負極の活物質としては、特に限定されるものではなく、公知の活物質を用いることができる。例えば、結晶性の高い天然黒鉛や人工黒鉛などの炭素材料、金属リチウムやリチウム合金、スズ化合物などの金属材料、導電性ポリマーなどをあげることができる。

結着剤は、活物質粒子をつなぎ止める作用を有する。結着剤としては、有機系結着剤や、無機系結着剤を用いることができ、正極と同様に、ＰＶＤＦ、ポリ塩化ビニリデン、ＰＴＦＥ等の化合物を例示することができる。

アニール工程は後述するプレス工程の前に行う。アニール工程は未塗布部に対して局所的に加熱を行いアニーリングを行う工程である。加熱方法としては特に限定しないが、誘導加熱を採用すると、加熱する部位の制御が容易であると共に設備も簡便にできる利点がある。

誘導加熱は、未塗布部に磁束を集中させて行うことが好ましい。未塗布部に磁束を集中させることで、塗布部を加熱することなく未塗布部のみを加熱することができる。この結果、塗布部への加熱による電極合剤層への損傷が抑えられ、電極の電池性能の低下が抑えられる。未塗布部に磁束を集中させる方法としては、特に限定されるものではない。例えば、誘導コイルを直接、未塗布部に接近させる方法や、誘導コイルに軟磁性体よりなるコアを配設した上で、そのコアを未塗布部に近接する方法を挙げることができる。

加熱の温度は集電体を構成する材料によって適正な温度が異なるが、充分なアニールの効果を発揮するためには２５０℃程度以上の温度で加熱することが望ましい。また、融点以下の温度とすることも望ましい。

また、塗布部については加熱が進行しないように冷却を行いながら本工程を適用することが望ましい。例えば、熱伝導性が高く及び熱容量が大きい金属製のロールや放熱部材等にて挟持や接触させながら本工程を適用することで塗布部に対して加熱が進行して延伸しやすくなることが防止できる。

プレス工程は集電体の塗布部に設けられた電極合材層に対して圧力を加えることで電極合材層の密度を向上する工程である。本工程においては電極合材層に圧力を加えることで塗布部における集電体にも圧力が加わって延伸される。ここで、塗布部における集電体よりも未塗布部における集電体の方がアニール工程の適用によって延伸しやすくなっているので、プレス工程により加わる圧力が異なっても（未塗布部の方が塗布部よりも加わる圧力が小さい）同程度の伸びが実現でき、歪みの発生が抑えられる。

以下、実施例を用いて本発明を説明する。

（シート状の正極の製造）
まず、正極活物質としてのニッケル酸リチウムが８５質量部と、導電剤としてのアセチレンブラックが１０質量部と、結着剤としてのＰＴＦＥ及びカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）がそれぞれ３質量部及び２質量部とを水１００質量部中に均一に分散させて活物質ペーストを調製した。

幅が１８０ｍｍ、厚さ１５μｍの硬質アルミニウム箔（Ａ１Ｎ３０−Ｈ１８）よりなる集電体の両面に活物質ペーストを８２ｍｍの塗工幅（少なくとも帯状の集電体の幅方向の端部から２０ｍｍ離れた状態で未塗布部の合計が４０ｍｍ以上）で塗布した。このとき、活物質ペーストが塗布された塗布部４１と、塗布部４１の幅方向の両側にある活物質ペーストが塗布されずに集電体表面が露出した未塗布部４２とが形成された。なお、活物質ペーストは、乾燥後の片側あたりの目付け量が１４．９ｍｇ／ｃｍ^２となるように塗布した。また、乾燥後の塗布部の活物質ペーストからなる電極合材層の厚さは８２．５μｍとなった。

つづいて、活物質ペーストを塗布した集電体を乾燥炉内に導入して、電極合材層を乾燥した。本実施例においては、熱風乾燥炉内に導入して乾燥させた。

その後、未塗布部４２をカットして１００ｍｍの幅とした。この時、塗布部４１の両側の未塗布部４２の幅が２ｍｍと１６ｍｍとなるように切断した。詳しくは、幅方向に２ｍｍの未塗布部４２ｂ、８２ｍｍ幅の塗布部４１、１６ｍｍ幅の未塗布部４２ａが配列している。

切断されて成形された電極合材層が塗布された集電体を図１にその構成を示した。未塗布部についてアニール処理炉で加熱してアニール処理（アニール工程）を行った後、プレスにより電極合材層の部分の厚みが７６μｍになるように圧縮して電極を得た。この電極の長さを５．５ｍに切断し、シート状の正極４を得た。

得られたシート状の正極の湾曲量を測定は、１６ｍｍ幅の未塗布部４２ａの長さと、幅２ｍｍの未塗布部４２ｂの長さとの差を求めた。

（アニール処理炉及びプレス装置）
本実施例の電極の製造方法を実現する装置として以下に一例を挙げて説明する。本装置はアニール処理炉する誘導加熱装置２と、プレス装置１０１とを有する。

搬送条件は４０ｍ／ｍｉｎとし、文献２の装置では集電体が破断される条件にて行った。プレス装置１０１は市販されているロールプレス機を用い、総厚さが７６μｍとなるように押圧した。

誘導加熱装置２は、電力を供給する電源２１と、電源２１からの電流を交流に変換して誘導電流とする共振周波数自動調整器２２と、誘導電流の調整を行うトランス２３と、誘導加熱を行う誘導コイル２４と、誘導コイル２４中に挿入される軟磁性体から構成されるコア２５とから構成される。この誘導加熱装置２の主な構成を図２〜４に示した。

電源２１は、ＡＣ２００Ｖ、１４ＫＶＡの電源で、最大で１０ＫＷの直流として出力する装置である。

共振周波数自動調整器２２は、電源２１から供給された電力を交流電流に変換するＩＨインバータ部と、ＩＨインバータ部から供給される交流電流の周波数を１０ＫＨｚ以上の値となるようにＩＨインバータ部を制御する制御部とを有し、誘導コイル２４に供給する誘導電流を調整する。また、制御部は、電流値が最小になるように制御を行う。

トランス２３は、誘導電流の電圧の調整を行うことで、誘導電流を所定の範囲内とする。

誘導コイル２４は、導線より形成されている。誘導コイル２４を構成する導線は、図５に示したように、集電体の未塗布部に対向して配置された一対の直線部２４１と一対の直線部をつなぐ一対の接続部２４２とから構成されている。誘導加熱装置２は、誘導コイル２４に誘導電流を流すことで、磁束を発生させ、誘導コイル２４に対向した集電体の未塗布部を発熱させる。誘導加熱装置２は、誘導コイル２４の直線部２４１の長さ及び未塗布部からの距離を任意に設定できる。

誘導コイル２４は、図３に示すように、発生した磁束を集中させるフェライトコアよりなるコア２５を直線部２４１に配設する。コア２５は、断面略Ｃ字状の部材であり、表面から陥没した陥合部２５１に直線部２４１を収容する。また、本実施例においては、コア２５は、陥合部２５１の開口面２５ａが未塗布部に対向した状態で配されたが、開口面２５ａに背向した表面２５ｂが未塗布部に対向した状態で配してもよい。コア２５を配設することで、誘導コイル２４において発生した磁束を対向した集電体の未塗布部に集中させることができ、エネルギーロスを抑えることができる。

本発明の実施例として、表１に示した条件で誘導加熱装置２を稼動して、実施例１〜５のシート状の正極を製造した。

（実施例１）
誘導加熱装置２は、誘導コイル２４の直線部２４１の長さが０．３ｍであり、かつ集電体から２２．５ｍｍの位置に直線部２４１が配設されている。また、誘導コイル２４の直線部２４１には、コア２５が設置されている。コア２５の開口面２５ａと集電体の距離は、１５ｍｍであった。

駆動ロール３３により６０ｍ／ｍｉｎの流速で流れ且つ１０ＭＰａの張力が付与された状態で、誘導コイル２４に５０Ａの電流を流して未塗布部４２ａを加熱した。

本実施例においては、誘導加熱により塗布部が１１５℃及び、未塗布部が２５０℃まで昇温した。また、製造された正極の歪みを測定し、歪み量と剥離強度を求めたところ歪み量は１５ｍｍ、剥離強度は４８ｍＮ／６ｍｍであった。

（実施例２）
誘導加熱装置２は、誘導コイル２４の直線部２４１の長さが０．３ｍであり、かつ集電体から２２．５ｍｍの位置に直線部２４１が配設されている。また、誘導コイル２４の直線部２４１には、コア２５が設置されている。コア２５の開口面２５ａと集電体の距離は、１５ｍｍであった。

駆動ロール３３により６０ｍ／ｍｉｎの流速で流れ且つ１０ＭＰａの張力が付与された状態で、誘導コイル２４に５５Ａの電流を流して未塗布部を加熱した。

本実施例においては、誘導加熱により塗布部が１６８℃及び、未塗布部が３７０℃まで昇温した。また、製造された正極の歪みを測定し、歪み量と剥離強度を求めたところ歪み量は１０ｍｍ、剥離強度は５２ｍＮ／６ｍｍであった。

（実施例３）
誘導加熱装置２は、誘導コイル２４の直線部２４１の長さが０．３ｍであり、かつ集電体から２２．５ｍｍの位置に直線部２４１が配設されている。また、誘導コイル２４の直線部２４１には、コア２５が設置されている。コア２５の開口面２５ａと集電体の距離は、１５ｍｍであった。

駆動ロール３３により６０ｍ／ｍｉｎの流速で流れかつ１０ＭＰａの張力が付与された状態で、誘導コイル２４に６０Ａの電流を流して未塗布部を加熱した。

本実施例においては、誘導加熱により塗布部が２１５℃及び、未塗布部が４５０℃まで昇温した。また、製造された正極の歪みを測定し、歪み量と剥離強度を求めたところ歪み量は７ｍｍ、剥離強度は４７ｍＮ／６ｍｍであった。

（実施例４）
誘導加熱装置２は、誘導コイル２４の直線部２４１の長さが０．３ｍであり、かつ集電体から２２．５ｍｍの位置に直線部２４１が配設されている。また、誘導コイル２４の直線部２４１には、コア２５が設置されている。コア２５の開口面２５ａと集電体の距離は、１５ｍｍであった。

駆動ロール３３により６０ｍ／ｍｉｎの流速で流れかつ１０ＭＰａの張力が付与された状態で、誘導コイル２４に ６５Ａの電流を流して未塗布部を加熱した。

本実施例においては、誘導加熱により塗布部が２１５℃及び、未塗布部が４９０℃まで昇温した。また、製造された正極の歪みを測定し、歪み量と剥離強度を求めたところ歪み量は２ｍｍ、剥離強度は４３ｍＮ／６ｍｍであった。

（実施例５）
本実施例５は、電極の活物質ペーストが塗布された塗布部に、図７に示すように冷却用の金属製サクションテーブルをもうけて、電極の活物質を冷却させる以外は、実施例１と同様に正極の製造を行った。

駆動ロール３３により６０ｍ／ｍｉｎの流速で流れかつ１０ＭＰａの張力が付与された状態で、誘導コイル２４に７０Ａの電流を流して未塗布部を加熱した。

本実施例においては、誘導加熱により塗布部が１０５℃及び、未塗布部が５５０℃まで昇温した。また、製造された正極の歪みを測定し、歪み量と剥離強度を求めたところ歪み量は０ｍｍ、剥離強度は５７ｍＮ／６ｍｍであった。

（比較例１）
本比較例は、湾曲矯正装置１において誘導加熱装置２を取り外した以外は、実施例１と同様に正極の製造を行った。

なお、本比較例においては、正極の流速は１０ｍ／ｍｉｎであり、駆動ロール３３とパウダーブレーキ３４とにより付与される張力は１０ＭＰａであった。

製造された正極の歪みを測定し、歪み量と剥離強度を求めたところ歪み量は８０ｍｍ、剥離強度は５１ｍＮ／６ｍｍであった。

（比較例２）
本比較例は、湾曲矯正装置１において誘導加熱装置２にかえて熱風発生器を設置した以外は、実施例１と同様に正極の製造を行った。すなわち、未塗布部の加熱を熱風を吹き付けることにより行った。

熱風発生器は、集電体の未塗布部に対向した位置に開口する送風口から３００±５℃の熱風を未塗布部に吹き付けることで未塗布部を昇温させた。

なお、本比較例においては、正極の未塗布部分が３００℃に達する速度で流速は０．２ｍ／ｍｉｎであり、駆動ロール３３とパウダーブレーキ３４とにより付与される張力は１０ＭＰａであった。

本比較例において、熱風を吹き付けることで未塗布部が２９７℃まで昇温した。また、製造された正極の歪み量を測定し、歪み量と剥離強度を求めたところ歪み量は５ｍｍ、剥離強度は６ｍＮ／６ｍｍであり、ハンドリングできない状態であった。よって、電池として評価はできない状態である。

上記実施例１〜４及び比較例から、誘導加熱により未塗布部の加熱を行うことで、未塗布部を素早く昇温させているため、より多量の矯正量で歪みを矯正できる。

各実施例は、比較例と比較して、速い流速で流れている。すなわち、未塗布部の歪みの矯正に誘導加熱を用いることで、短時間でより多量の正極を矯正できることは、湾曲矯正装置全体の体格を小型化できる効果を有する。

上記実施例においては、シート状の正極製造したが、同様にシート状の負極も製造することができる。

（シート状の負極の製造）
まず、負極活物質としてのカーボン９２．５質量部と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン７．５質量部とを水１００質量部中に均一に分散させて活物質ペーストを調製した。

幅が１８０ｍｍ、厚さ１０μｍの銅箔よりなる集電体の両面に活物質ペーストを８２ｍｍの塗工幅（少なくとも帯状の集電体の幅方向の端部から２０ｍｍ離れた状態で未塗布部の合計が４０ｍｍ以上）で塗布した。このとき、集電体には、活物質ペーストが塗布された塗布部と、塗布部の両側に活物質ペーストが塗布されずに集電体表面が露出した未塗布部と、が形成された。なお、活物質ペーストは、乾燥後の片側あたりの目付量が１４．９ｍｇ／ｃｍ^２となるように塗布される。また、乾燥後の塗布部の活物質ペーストの厚さは８２．５μｍとなった。

以後、上記した正極と同様に未塗布部をカットし、ロールプレスにより圧縮した後に、５．５ｍの長さに切断した。

切り出されたシート状の負極は、１６ｍｍ幅の未塗布部の長さが、幅２ｍｍの未塗布部の長さより大幅に短くなった湾曲状となっていた。具体的には、１６ｍｍ幅の未塗布部は、長さ方向の中央部は、両端部を結んだ線から４０ｍｍ以上離れた位置になるように湾曲していた。

その後、上記した正極の場合と同様に湾曲矯正装置を用いてアニール処理を窒素雰囲気内で行い、歪みを矯正することで、フラットで歪みのないシート状の負極が製造された。

すなわち、上記湾曲矯正装置１は、シート状の負極の製造においてもシート状の正極のときと同様な効果を発揮した。

（リチウムイオン電池の製造）
上記実施例において製造された電極は、リチウムイオン電池の製造に用いることができる。リチウムイオン電池を図６に示した。

シート状の正極４とシート状の負極５との間に、正極４と負極５とが直接接触しないように幅広に裁断された厚さ２５μｍのセパレータ６を介在して、渦巻状に巻回し、巻回型電極体を作製した。

続いて、シート状の正極４の未塗布部４２と正極端子部７及びシート状の負極５の未塗布部４２と負極端子部８をそれぞれに超音波溶接法により接合した後、電池ケース９のケース本体９１に収納し、正極端子部７と蓋板９２及び負極端子部８とケース本体とをレーザ溶接法により気密・液密性が保たれる溶接条件にて接合した。その後、蓋板９２に開口した注液口９３から内部に電解液を注入し、封止蓋９４で封止した。以上の手順で、リチウムイオン電池を製造できた。

電極に発生する歪みについて説明する概略図である。 実施例で用いたアニール処理炉の概略回路図である。 実施例で用いたアニール処理炉と電極との関係を示す概略断面図である。 実施例の電極の製造方法を実現する製造装置の概略図である。 実施例のアニール処理炉に誘導加熱を採用した際の誘導コイルの概略図である。 本実施例で作成した角形電池の一部切断斜視図である。 実施例で用いたアニール処理炉の概略図である。

符号の説明

２…アニール処理炉
４…集電体
４１…塗布部 ４２、４２ａ、４２ｂ…未塗布部
１００、１０１…プレス装置

Claims (5)

1. 金属製且つ帯状の集電体に対して、該帯状の集電体の幅方向の少なくとも一端部に設けられた未塗布部を除く塗布部の表面に活物質ペーストを塗布・乾燥させて電極合材層を形成する電極合材層形成工程と、
   該電極合材層を該集電体と共にプレス加工するプレス工程と、を有し、
   該プレス工程の前に、該集電体のうち該未塗布部を局所的に加熱してアニールするアニール工程を有し、
   電極合材層形成工程、アニール工程、プレス工程の順に工程を実施することを特徴とするリチウムイオン電池用電極の製造方法。
2. 前記アニール工程は誘導加熱により行う請求項１に記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法。
3. 前記アニール工程における前記未塗布部の加熱温度は２５０℃以上融点以下である請求項１又は２に記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法。
4. 前記アニール工程は前記塗布部を冷却しながら前記未塗布部の加熱を行う工程である請求項１〜３のいずれかに記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法。
5. 前記アニール工程は前記未塗布部が前記塗布部よりも延伸し易くなるまでアニール処理を行う工程である請求項１〜４のいずれかに記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法。

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