JP6500857B2 - 電極体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は，電極体の製造方法に関する。より詳細には，正負の電極板を，セパレータを介して積層してなる電極体の製造方法に関するものである。

リチウムイオン二次電池などの二次電池は，ケース内部に電極体を収容してなるものである。電極体は，正極板と負極板とを，セパレータを介して平積みにより積層することで製造されることがある。このような電極体の製造方法に係る先行技術として，例えば，特許文献１に記載のものが挙げられる。すなわち，特許文献１には，セパレータの表裏の両面に接着層を設けておき，その接着層にそれぞれ，正極板と負極板とを張り付ける技術が記載されている。

特表２０１５−５３７３３７号公報

上記の従来技術においては，正極板，負極板，セパレータを予め一体としておくことで，電極体の製造が容易に行える。しかしながら，正極板，負極板，セパレータの積層の前に，接着層を設けるための工程が必要である。このため，電極体を製造するための時間が長くなってしまうという問題があった。

本発明は，前記した従来の技術が有する問題点の解決を目的としてなされたものである。すなわちその課題とするところは，電極板とセパレータとを短時間で付着させて製造できる電極体の製造方法を提供することである。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の電極体の製造方法は，正極板および負極板を，セパレータを介して積層してなる電極体の製造方法であって，正極板および負極板の一方を第１の電極板，他方を第２の電極板とし，第１の電極板およびセパレータのうちの少なくとも一方を，第１の電極板とセパレータとの間に引力が生じる電位に帯電させる帯電工程と，少なくとも一方が帯電した第１の電極板およびセパレータを直接，接触させることで，これらが付着しあった積層体とする第１の積層工程と，積層体に第２の電極板を積層して電極体とする第２の積層工程とを有し，帯電工程を，第１の積層工程にて接触する第１の電極板とセパレータとの間での放電電圧が，１ｋＶ以上，２０ｋＶ以下の範囲内となるように行うことを特徴とする電極体の製造方法である。

本発明に係る電極体の製造方法では，帯電工程によって第１の電極板およびセパレータのうちの少なくとも一方を帯電させ，第１の積層工程において，第１の電極板とセパレータとを静電気によって付着させることで，一体とすることができる。このため，積層体と第２の電極板とを積層する第２の積層工程を，容易に行うことができる。また，電極体において，セパレータと第１の電極板とが付着していることにより，電極体を分離しにくいものとすることができる。また，帯電工程は，時間を要する工程ではなく，短時間で行うことができる。よって，電極体を，電極板とセパレータとを短時間で付着させて製造することができる。さらに，第１の電極板とセパレータとの間での放電電圧を１ｋＶ以上とすることで，これらが付着してなる積層体を，確実に分離しにくいものとすることができる。また，第１の電極板とセパレータとの間での放電電圧を２０ｋＶ以下とすることで，第１の電極板やセパレータの損傷を，適切に抑制することができる。

本発明によれば，電極板とセパレータとを短時間で付着させて製造できる電極体の製造方法が提供されている。

電極体を示す図である。 電極体の負極板を示す図である。 電極体の正極板を示す図である。 電極体を製造する手順を示す図である。 帯電積層装置の概略構成図である。 帯電積層装置の積層ローラ対の対向位置における拡大図である。 第２積層工程を説明するための図である。 負極板とセパレータとの間での放電電圧と，剥離強度との関係を示す図である。

以下，本発明を具体化した最良の形態について，図面を参照しつつ詳細に説明する。

まず，図１により，本形態において製造される電極体１について説明する。電極体１は，図１に示すように，正極板Ｐ，負極板Ｎ，セパレータＳが平積みにより積層されてなるものである。また，電極体１においては，正極板Ｐと負極板Ｎとが，セパレータＳを介して重ね合わせられている。本形態の電極体１は，リチウムイオン二次電池に用いられるものである。すなわち，電極体１を，リチウム塩を含む電解液とともに電池ケース内に収容することで，リチウムイオン二次電池が製造される。

セパレータＳは，多孔質の樹脂シートである。セパレータＳの材質としては，例えば，ポリエチレン（ＰＥ），ポリプロピレン（ＰＰ），ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），アラミド，ポリイミド（ＰＩ）等が挙げられる。

負極板Ｎは，図２に示すように負極集電箔Ｎ１の表裏の両面に負極活物質層Ｎ２を形成してなるものである。負極集電箔Ｎ１は，本形態では，銅箔である。また，負極活物質層Ｎ２には，少なくとも，負極活物質Ｎ２０と結着材Ｎ２１とが含まれている。

正極板Ｐは，図３に示すように正極集電箔Ｐ１の表裏の両面に正極活物質層Ｐ２を形成してなるものである。正極集電箔Ｐ１は，本形態では，アルミニウム箔である。また，正極活物質層Ｐ２には，少なくとも，正極活物質Ｐ２０と結着材Ｐ２１とが含まれている。このため，本形態の電極体１において，セパレータＳの表裏の両面はそれぞれ，正極板Ｐの正極活物質層Ｐ２または負極板Ｎの負極活物質層Ｎ２の表面に接触している。

また，結着材Ｎ２１，Ｐ２１の材質としては，例えば，ポリアミド（ＰＡ），ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ），スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ），ポリビニルアルコール（ＰＶＡ），ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等が挙げられる。なお，本形態では，結着材Ｎ２１，Ｐ２１としていずれも，セパレータＳよりも，正電荷を帯びやすい材質のものを用いている。

次に，本形態における電極体１の製造方法について説明する。本形態では，電極体１を，図４に示す手順で製造する。すなわち，本形態では，電極体１を，帯電工程（Ｓ１０），第１積層工程（Ｓ１１），第２積層工程（Ｓ１２）をこの順で行うことにより製造する。

図５に，本形態の帯電工程（Ｓ１０）および第１積層工程（Ｓ１１）を行う帯電積層装置１００の概略構成図を示している。帯電積層装置１００は，負極板巻出部１１０，セパレータ巻出部１２０，１３０を有している。負極板巻出部１１０は，長尺のシート状の負極板Ｎがロール状にセットされており，負極板Ｎを巻き出すことで，帯電積層装置１００内に負極板Ｎを供給することができるものである。セパレータ巻出部１２０，１３０はともに，長尺のシート状のセパレータＳがロール状にセットされており，セパレータを巻き出すことで，帯電積層装置１００内にセパレータＳを供給することができるものである。

また，負極板巻出部１１０より巻き出された負極板Ｎの搬送経路には，負極板帯電部１４０，積層ロール対１７０がこの順で設けられている。負極板帯電部１４０は，コロナ放電によって負極板Ｎを帯電させることのできる帯電器である。また，本形態の負極板帯電部１４０は，負極板Ｎに，正電荷を付与することができるものである。具体的に，負極板帯電部１４０は，負極板Ｎの負極活物質層Ｎ２中に含まれる結着材Ｎ２１を正に帯電させることができる。このため，負極板帯電部１４０の位置を通過した負極板Ｎは，正に帯電している。また，正に帯電した負極板Ｎは，負極板帯電部１４０を通過後，積層ロール対１７０の対向位置を通過している。

セパレータ巻出部１２０より巻き出されたセパレータＳの搬送経路には，セパレータ帯電部１５０が設けられている。また，セパレータ巻出部１３０より巻き出されたセパレータＳの搬送経路には，セパレータ帯電部１６０が設けられている。セパレータ帯電部１５０，１６０はそれぞれ，コロナ放電によってセパレータＳを帯電させることのできる帯電器である。また，本形態のセパレータ帯電部１５０，１６０はともに，セパレータＳに，負電荷を付与することができるものである。よって，セパレータ帯電部１５０，１６０の位置を通過したセパレータＳはともに，負に帯電している。また，負に帯電したセパレータＳについても，それぞれセパレータ帯電部１５０，１６０を通過後，積層ロール対１７０の対向位置を通過している。

すなわち，負極板Ｎおよび２枚のセパレータＳは，積層ロール対１７０の対向位置において，重ね合わせられ，積層される。また，負極板Ｎおよび２枚のセパレータＳの積層は，図５に示すように，２枚のセパレータＳによって負極板Ｎを挟み込むように行われる。つまり，積層ロール対１７０の対向位置において，負極板Ｎの表裏の両面にはそれぞれ，セパレータＳが積層される。なお，負極板ＮとセパレータＳとの間には，何も挟み込まれていない。このため，積層ロール対１７０の対向位置において，負極板Ｎの表裏の両面にはそれぞれ，直接，セパレータＳが接触している。

図６は，帯電積層装置１００の積層ロール対１７０の対向位置における拡大図である。積層ロール対１７０は，負極板Ｎの表裏の両面にそれぞれセパレータＳを押し付けることで，これらを厚み方向に加圧しつつ，回転するものである。また，積層ロール対１７０に到達した負極板ＮおよびセパレータＳはそれぞれ，前述したように，帯電された後である。

つまり，図６に示すように，負極板Ｎと２枚のセパレータＳとは，それぞれ逆極性となるように帯電された状態で，積層ロール対１７０の対向位置において，積層される。このため，２枚のセパレータＳはそれぞれ，逆極性に帯電している負極板Ｎの表裏の両面に重ね合わせられるとともに，静電気の引力によって吸着される。

このため，積層ロール対１７０の対向位置を通過した負極板Ｎと２枚のセパレータＳとは，これらが付着し合うことで一体となった積層体ＮＳとされている。また，積層体ＮＳにおいては，負極板ＮとセパレータＳとが逆極性に帯電しているため，これらが互いに引き寄せ合う力が発生している。よって，積層体ＮＳは，負極板ＮとセパレータＳとが分離しにくいものとされている。

すなわち，帯電積層装置１００は，負極板帯電部１４０およびセパレータ帯電部１５０，１６０によりそれぞれ，負極板Ｎおよび２枚のセパレータＳを帯電させる帯電工程（Ｓ１０）を行う。また，積層ロール対１７０により，帯電させた負極板Ｎおよび２枚のセパレータＳを，直接，接触させることで，これらが付着しあった積層体ＮＳとする第１積層工程（Ｓ１１）を行う。なお，負極板帯電部１４０およびセパレータ帯電部１５０，１６０としては，例えば，株式会社グリーンテクノ社製のコロナ帯電ガンを用いることができる。

続いて，第２積層工程（Ｓ１２）行う。図７は，第２積層工程を説明するための図である。図７に示すように，第２積層工程では，帯電積層装置１００により製造した積層体ＮＳと，正極板Ｐとを用いる。なお，第２積層工程で使用する積層体ＮＳは，帯電積層装置１００により製造された後，電極体１における所定のサイズに切り出された状態のものである。また，正極板Ｐについても，電極体１における所定のサイズに切り出された状態のものを用いる。

そして，図７に示すように，第２積層工程では，積層体ＮＳと正極板Ｐとを交互に積み重ねる。積層体ＮＳは，前述したように，負極板Ｎの表裏の両面にそれぞれセパレータＳが積層されてなるものである。よって，第２積層工程では，図７に示すように積層体ＮＳと正極板Ｐとを交互に積み重ねることで，図１に示す電極体１を製造することができる。そして，製造された電極体１においては，負極板Ｎが正に帯電しており，セパレータＳが負に帯電しているとともに，負極板ＮとセパレータＳとが直接，接触している。

また，前述したように，積層体ＮＳは，負極板ＮとセパレータＳとが静電気によって吸着してなるものであるため，負極板ＮとセパレータＳとが分離しにくい状態である。つまり，積層体ＮＳは，負極板ＮとセパレータＳとが，ずれてしまうことがないように一体となったものである。このため，第２積層工程においては，積層の際に，積層体ＮＳと正極板Ｐとの位置合わせのみを行えば足りる。よって，本形態では，積層体ＮＳと正極板Ｐとの積層を，短時間で容易に行うことができる。

また，本形態では，積層体ＮＳを，帯電工程および第１積層工程において負極板Ｎと２枚のセパレータＳとを帯電させつつ重ね合わせることで，短時間で容易に製造できている。よって，本形態では，電極体１を，短時間で容易に製造できている。

なお，負極板とセパレータとをくっつける，本形態とは異なる方法としては，負極板とセパレータとの間に，これらを接着するための接着層を設ける方法がある。しかし，接着層を設けるためには，そのための工程および装置が必要であり，本形態よりも，電極体の製造に要する時間が長くなってしまうとともに，製造コストが高くなってしまう。

また，接着層を設けず，負極板とセパレータとをくっつけずに電極体を製造する場合には，負極板とセパレータとが容易に分離してしまう。このため，電極体の積層において，正極板，負極板，セパレータのすべての位置を正確に合わせる必要がある。そして，位置合わせを正確に行う部材が多くなるほど，その位置合わせに要する時間も長くなる。また，電極体として積層された部材が全く接着されていない場合には，製造された電極体が，その後，分離してしまわないような対策を施す必要がある。つまり，製造された電極体の搬送や，電池への組み付けにおいて，電極体の分離を防止するための対策が必要である。このため，負極板とセパレータとをくっつけずに電極体を製造する場合においても，本形態よりも，電極体の製造に要する時間が長くなってしまうとともに，製造コストが高くなってしまう。これに対し，本形態では，電極体を短時間で安価に製造できる。

また，本形態において，第１積層工程においては，接触する負極板ＮとセパレータＳとの間で放電が生じる。帯電工程により，負極板Ｎの帯電電位とセパレータＳの帯電電位とには，電位差があるからである。そして，積層体ＮＳにおいては，第１積層工程にて接触する負極板ＮとセパレータＳとの間での放電電圧が大きいときほど，大きな引力を発生させることができる。

図８には，第１積層工程での接触時における負極板ＮとセパレータＳとの間での放電電圧と，静電気による引力によって付着した負極板ＮとセパレータＳとの剥離強度との関係を示している。剥離強度は，負極板Ｎの表面に静電気によって吸着しているセパレータＳを，負極板Ｎの表面から剥離させる試験を行い，剥離に要した力の測定値により求めたものである。

図８からわかるように，剥離強度は，負極板ＮとセパレータＳとの間での放電電圧が大きなときほど，高くなる傾向にあることがわかる。ここで，剥離強度が高いほど，積層体ＮＳが分離しにくいため好ましい。そして，図８より，放電電圧が１ｋＶ未満である場合には，剥離強度はそれほど高くないことがわかる。よって，帯電工程では，第１積層工程にて接触する負極板ＮとセパレータＳとの間での放電電圧が，１ｋＶ以上となるように行うことが好ましい。積層体ＮＳを，確実に分離しにくいものとすることができるからである。また，帯電工程は，放電電圧が５ｋＶ以上となるように行うことがより好ましく，さらに好ましくは放電電圧が１０ｋＶ以上となるように行うことである。積層体ＮＳを，より分離しにくいものとすることができるからである。

また，第１積層工程においては，負極板ＮとセパレータＳとを接触させる際の放電電圧が高いほど，その放電の際に，負極板ＮやセパレータＳが損傷してしまう可能性が高くなる。そして，負極板ＮやセパレータＳの損傷を適切に抑制するためには，帯電工程を，第１積層工程にて接触する負極板ＮとセパレータＳとの間での放電電圧が，２０ｋＶ以下となるように行うことが好ましい。また，帯電工程は，放電電圧が１７ｋＶ以下となるように行うことがより好ましく，さらに好ましくは放電電圧が１５ｋＶ以下となるように行うことである。負極板ＮやセパレータＳの損傷を，より確実に抑制することができるからである。

すなわち，図８に矢印で示すように，帯電工程を，第１積層工程にて接触する負極板ＮとセパレータＳとの間での放電電圧が，１ｋＶ以上，２０ｋＶ以下の範囲内となるように行うことが好ましい。積層体ＮＳを分離しにくいものとしつつ，負極板ＮやセパレータＳの損傷を抑制することができるからである。なお，図８における放電電圧は，帯電工程により帯電した負極板ＮとセパレータＳの電位をそれぞれ，シシド静電気株式会社製のＳＴＡＴＩＲＯＮ ＤＸを用いて測定し，その測定値より算出したものである。

また，第２積層工程では，正極板Ｐについても，予め帯電させておくことが好ましい。すなわち，正極板Ｐを，積層体ＮＳとの間に引力が生じる電位に帯電させた状態で，電極体１への積層に用いることが好ましい。例えば，積層体ＮＳは，第１積層工程での積層の際に放電した後にも帯電していることがある。積層体ＮＳが第１積層工程後にも帯電している場合には，正極板Ｐを，積層体ＮＳの逆極性に帯電させればよい。そして，第２積層工程では，積層体ＮＳと，帯電させた正極板Ｐとを積層することで，電極体１を製造すればよい。このように帯電させた正極板Ｐを用いることで，電極体１を構成する正極板Ｐ，負極板Ｎ，セパレータＳのすべての構成部材が静電気の引力によって付着したものとすることができる。つまり，電極体１を，より分離しにくいものとすることができる。そして，積層されているすべての部材が分離しにくい電極体１を，短時間で安価に製造することができる。

また，第２積層工程についても，積層体ＮＳと正極板Ｐとの接触時の放電電圧が１ｋＶ以上となるように，積層体ＮＳおよび正極板Ｐの少なくとも一方の帯電電位を調整した状態で行うことが好ましい。正極板ＰとセパレータＳとの剥離強度を高くし，電極体１を確実に，分離しにくいものとすることができるからである。また，第２積層工程前の電位を調整する工程についても，放電電圧が５ｋＶ以上となるように行うことがより好ましく，さらに好ましくは放電電圧が１０ｋＶ以上となるように行うことである。電極体１を，より分離しにくいものとすることができるからである。

さらに，第２積層工程についても，積層体ＮＳと正極板Ｐとの接触時の放電電圧が２０ｋＶ以下となるように，積層体ＮＳおよび正極板Ｐの少なくとも一方の帯電電位を調整した状態で行うことが好ましい。正極板ＰやセパレータＳの損傷を適切に抑制することができるからである。また，第２積層工程前の電位を調整する工程についても，放電電圧が１７ｋＶ以下となるように行うことがより好ましく，さらに好ましくは放電電圧が１５ｋＶ以下となるように行うことである。正極板ＰやセパレータＳの損傷を，より確実に抑制することができるからである。

すなわち，第２積層工程についても，積層体ＮＳと正極板Ｐとの間での放電電圧が，１ｋＶ以上，２０ｋＶ以下の範囲内となる状態で行うことが好ましい。

また，上記では，帯電工程において，負極板ＮとセパレータＳとをともに，それぞれ逆極性となるように帯電させている。しかし，必ずしも，負極板ＮとセパレータＳとの両方を帯電させる必要はない。負極板ＮとセパレータＳとの間に静電気による引力を発生させることができればよく，負極板ＮおよびセパレータＳの一方のみを帯電させることとしてもよい。この場合，帯電工程においては，負極板Ｎのみを帯電させるよりも，セパレータＳのみを帯電させる方が好ましい。セパレータＳは，その全体が絶縁体であり，負極板Ｎよりも帯電しやすいからである。また，負極板ＮおよびセパレータＳの一方のみを帯電させる場合には，帯電させない方の部材について，第１積層工程前に除電することとしてもよい。負極板Ｎの電位とセパレータＳの電位との電位差を，確実に管理することができるからである。ただし，上記のように，帯電工程では，負極板ＮとセパレータＳとの両方を，それぞれ逆極性に帯電させることが最も好ましい。負極板ＮおよびセパレータＳの一方のみを帯電させた場合よりも，負極板ＮとセパレータＳとの静電気による吸着力を大きなものとし，積層体ＮＳをより分離しにくいものとすることができるからである。

また，上記では，第１積層工程において，負極板Ｎの表裏の両面に同時にセパレータＳを積層している。しかし，セパレータＳが負極板Ｎの表裏の片面のみに必要である場合には，その必要な面にのみ，セパレータＳを積層すればよい。また，負極板Ｎの表裏の両面にセパレータＳを積層する場合であっても，片面ずつ，セパレータＳを積層することとしてもよい。

また，上記では，第１積層工程において負極板ＮとセパレータＳとを積層している。しかし，第１積層工程では，正極板ＰとセパレータＳとを積層することとしてもよい。この場合には，第２積層工程において，正極板ＰとセパレータＳとを積層してなる積層体と，負極板Ｎとを積層することとすればよい。

また，本発明者は，本形態に係る実施例１〜８を実施した。まず，実施例１〜８では，帯電工程と第１積層工程とにより，負極板の表裏の両面にそれぞれセパレータを積層して積層体を作製した。実施例１〜８に係る積層体の作製条件を，次の表１に示している。

表１に示すように，実施例１〜８では，積層体を，負極板の表裏の両面にセパレータを静電気によって吸着させることで作製した。実施例１〜８ではいずれも，負極板およびセパレータそのものとしては，それぞれ同じものを用いている。実施例１〜８で使用した負極板およびセパレータは，リチウムイオン二次電池用のものである。

具体的に，セパレータとしては，ＰＥよりなるものを用いた。また，負極板は，負極集電箔としての銅箔上に，負極活物質層を形成してなるものを用いた。負極活物質層は，負極活物質として天然黒鉛を，結着材としてＳＢＲを用いて形成した。そして，負極活物質層は，銅箔上に，負極活物質と結着材とを溶媒中に分散してなる負極ペーストを塗布し，塗布した負極ペーストを乾燥することで形成した。なお，負極ペーストには，増粘剤として，カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を添加した。

そして，表１に示すように，実施例１〜４および実施例８では，帯電工程において，負極板に正電荷を付与している。加えて，実施例１〜８ではいずれも，セパレータに負電荷を付与している。つまり，実施例１〜４および実施例８では，帯電工程において，負極板とセパレータとをそれぞれ逆極性に帯電させている。これに対し，実施例５〜７では，帯電工程において，セパレータのみを帯電させている。なお，本実施例においては，負極板等の電位をそれぞれ，接地電位を基準として示している。

また，表１には，負極板に２枚のセパレータを積層したときの放電電圧Ｖ１を示している。積層体の積層時の放電電圧Ｖ１は，次の式（１）により求めた値である。なお，式（１）において，Ｖｎは負極板の帯電電位であり，Ｖｓはセパレータの帯電電位である。なお，Ｖｓに２を乗じているのは，負極板に積層されるセパレータが２枚だからである。
Ｖ１＝｜Ｖｎ−（Ｖｓ・２）｜ （１）

次に，実施例１〜８では，第２積層工程により，積層体と正極板とを平積みによって積層し，電極体を作製した。実施例１〜８に係る電極体の作製条件を，次の表２に示している。

表２に示すように，実施例１〜８では，第２積層工程においても，電極体を静電気によって吸着させることで作製した。具体的には，積層体と正極板との少なくとも一方が，他方との間に引力が生じる電位に帯電した状態で，第２積層工程を行った。なお，実施例１〜８ではいずれも，正極板そのものとしては，同じものを用いている。実施例１〜８で使用した正極板は，リチウムイオン二次電池用のものである。

具体的に，正極板は，正極集電箔としてのアルミニウム箔上に，正極活物質層を形成してなるものを用いた。正極活物質層は，正極活物質として層状リチウムニッケル・マンガン・コバルト含有酸化物を，結着材としてＰＶｄＦを用いて形成した。そして，正極活物質層は，アルミニウム箔上に，正極活物質と結着材とを溶媒中に分散してなる正極ペーストを塗布し，塗布した正極ペーストを乾燥することで形成した。なお，正極ペーストには，正極活物質層の導電性を高めるための導電材として，カーボンブラックを添加した。

表２に示す積層体の残留電位は，第１積層工程で積層された後の積層体の電位である。積層体の残留電位Ｖｎｓは，次の式（２）により求めた値である。なお，式（２）において，Ｖｎは負極板の帯電電位であり，Ｖｓはセパレータの帯電電位である。なお，Ｖｓに２を乗じているのは，負極板に積層されるセパレータが２枚だからである。
Ｖｎｓ＝Ｖｎ＋（Ｖｓ・２） （２）

また，表２には，積層体と正極板を積層したときの放電電圧Ｖ２を示している。電極体の積層時の放電電圧Ｖ２は，次の式（３）により求めた値である。なお，式（３）において，Ｖｎｓは積層体の残留電位であり，Ｖｐは正極板の帯電電位である。
Ｖ２＝｜Ｖｎｓ−Ｖｐ｜ （３）

さらに，表２には，本形態とは異なる比較例１と比較例２とを示している。具体的に，比較例１では，正極板，負極板，セパレータを，特段の付着方法をとらずに平積みすることで電極体を作製した。比較例２では，セパレータとして予め表裏の両面に接着層が設けられたものを用い，その接着層を有するセパレータを，正極板および負極板とともに平積みすることで電極体を作製した。

なお，比較例１および比較例２ではともに，正極板，負極板，セパレータそのものとしては，実施例と同じものを用いた。また，比較例１および比較例２ではともに，正極板，負極板，セパレータを帯電させることなく，電極体を作製した。

そして，上記のように作製した実施例１〜８，比較例１，２のそれぞれの電極体を用いて以下に述べる複数の評価項目について評価を行い，本形態の効果を確認した。

まず，１つ目の評価としては，電極体における負極板とセパレータとの剥離試験を行った。また，２つ目の評価としては，電極体における正極板とセパレータとの剥離試験を行った。そして，これら２つの剥離試験により，負極板とセパレータとの剥離強度と，正極板とセパレータとの剥離強度とを調べた。剥離試験においてはともに，セパレータを，電極板（負極板または正極板）の表面に対して垂直をなす方向に引っ張り，セパレータが電極板の表面から剥がれたときの力を測定し，その測定値により剥離強度を算出した。

また，３つ目の評価として，電極体を用いてリチウムイオン二次電池を作製し，リチウムイオン二次電池における自己放電についての評価を行った。リチウムイオン二次電池は，電極体を，リチウム塩を含む非水電解液とともに電池ケース内に収容することで作製した。また，自己放電の評価は，作製したリチウムイオン二次電池について仕上げ工程を行い，仕上げ工程後のリチウムイオン二次電池を一定期間，放置し，放置後の電池電圧により行った。なお，仕上げ工程では，リチウムイオン二次電池を満充電まで充電する初期充電を行うとともに，初期充電後のリチウムイオン二次電池を放電させた。そして，自己放電の評価では，仕上げ工程後に４．１Ｖまで充電したリチウムイオン二次電池を，６０℃の環境下で２４時間，静置する第１放置工程と，２５℃の環境下で１２０時間，静置する第２放置工程とをこの順で行った。そして，第２静置工程後に電池電圧が３．１Ｖ以下のリチウムイオン二次電池を，自己放電の評価において不良とした。

また，４つ目の評価として，リチウムイオン二次電池の反応抵抗についての測定を行った。反応抵抗の測定は，自己放電の評価後に，ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を５０％に調整したリチウムイオン二次電池について行った。具体的には，ＳＯＣを５０％に調整したリチウムイオン二次電池について，−３０℃の環境下でインピーダンスを測定して得られたナイキスト線図に基づいて求めた。

次の表３に，実施例１〜８，比較例１，２のそれぞれについての各評価項目の評価結果を示している。

表３に示すように，比較例１の電極体については，正極板，負極板，セパレータがそもそも付着しておらず，剥離強度を測定することができなかった。比較例２の電極体は，接着層により接着されているため，負極板とセパレータとの剥離強度，および，正極板とセパレータとの剥離強度は十分であると考えられる。ただし，比較例２においては，接着層を設けるための設備が必要であるため電極体の作製コストが高く，接着層を設けるための工程により電極体の作製に長い時間がかかってしまった。

実施例１〜８ではいずれも，負極板とセパレータとの剥離強度，および，正極板とセパレータとの剥離強度がともに，十分である。さらに，実施例１〜８ではいずれも，負極板とセパレータとを積層して積層体を作製する帯電工程および第１積層工程を，安価な構成で，短時間で行うことができる。加えて，積層体と正極板とを積層して電極体を作製する第２積層工程についても，安価な構成で，短時間で行うことができる。

また，比較例１では，リチウムイオン二次電池の反応抵抗は低いものの，自己放電評価の結果が不良であった。比較例１において自己放電が不良であるのは，電極体における正極板，負極板，セパレータが付着しておらず，電極体における各部材に位置ズレが生じたり，各部材の間に隙間が形成されてしまったりしたことが要因であると考えられる。

比較例２では，接着層によって電極体の各部材が固定されているため，各部材に位置ズレが生じてしまったり，各部材の間に隙間が形成されてしまったりすることがない。このため，比較例２においては，自己放電評価の結果が良であった。

しかし，比較例２においては，反応抵抗が高いものであった。これは，接着層を設けていることによるものであると考えられる。すなわち，リチウムイオン二次電池の電極板は，充放電時には，活物質層と電解液との間でリチウムイオンの授受を行う。このため，活物質層は，その表面だけでなく，内部の空隙においても，電解液と接触していることが好ましい。活物質層と電解液との反応面積が大きくなるほど，反応抵抗が低いものとなるからである。しかし，比較例２では，接着層の一方の面がセパレータに，他方の面が正極板または負極板の活物質層の表面に接着されている。そして，接着層は，正極板または負極板の活物質層の表面に張り付くとともに，活物質層の表面を覆っている。さらに，接着層は，活物質層へ接着される際に，活物質層の表面を覆うだけでなく，活物質層の表面から，活物質層内部の空隙へと侵入する。これにより，接着層を用いた場合には，活物質層と電解液との反応面積が少なくなってしまう。よって，接着層を用いた比較例２においては，反応抵抗が高かったものと考えられる。

実施例１〜８についてはいずれも，自己放電評価の結果が良であった。これは，実施例１〜８については，静電気によって電極体の各部材が固定されているため，各部材に位置ズレが生じてしまったり，各部材の間に隙間が形成されてしまったりすることがないからである。

また，実施例１〜８はいずれも，リチウムイオン二次電池の反応抵抗が低いものであった。実施例１〜８においては，電極体の各部材を，静電気により発生する引力によって付着させている。このため，実施例１〜８においては，比較例２のように，活物質層と電解液との反応面積が少なくなってしまうようなことがなく，十分な反応面積を確保できているからである。

よって，本発明に係る実施例により，電極板とセパレータとを短時間で付着させて電極体を製造できることが確認された。さらに，本発明に係る実施例により，安価に電極体を製造できることが確認された。加えて，本発明に係る実施例により，安価に短時間で製造した電極体を用い，自己放電の評価結果が良く，反応抵抗が低いリチウムイオン二次電池を製造できることが確認された。

以上詳細に説明したように，本実施の形態では，電極体１を，帯電工程，第１積層工程，第２積層工程により製造する。帯電工程では，負極板ＮおよびセパレータＳのうちの少なくとも一方を，負極板ＮとセパレータＳとの間に引力が生じる電位に帯電させる。第１積層工程では，少なくとも一方が帯電した負極板ＮおよびセパレータＳを直接，接触させることで，これらが付着しあった積層体ＮＳとする。第２積層工程では，積層体ＮＳに正極板Ｐを積層して電極体１とする。帯電工程および第１積層工程では，負極板ＮとセパレータＳとを，静電気によって，短時間で付着させることができる。これにより，電極板とセパレータとを短時間で付着させて製造できる電極体の製造方法が実現されている。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，負極板やセパレータ等の帯電の極性は，上記の実施形態とは逆であってもよい。すなわち，帯電工程では，セパレータを正に，負極板を負に帯電させることとしてもよい。また，この場合には，負極板の結着材として，セパレータよりも，負電荷を帯びやすい材質のものを用いることとすればよい。

また例えば，上記の実施形態では，リチウムイオン二次電池の電極体について本発明を適用した例について説明している。しかし，本発明は，リチウムイオン二次電池に限らず，例えばニッケル水素電池等の，その他の電池にも適用することができる。

１ 電極体
１００ 帯電積層装置
１４０ 負極板帯電部
１５０，１６０ セパレータ帯電部
１７０ 積層ローラ対
Ｎ 負極板
ＮＳ 積層体
Ｐ 正極板
Ｓ セパレータ

Claims (1)

1. 正極板および負極板を，セパレータを介して積層してなる電極体の製造方法において，
   前記正極板および前記負極板の一方を第１の電極板，他方を第２の電極板とし，
   前記第１の電極板および前記セパレータのうちの少なくとも一方を，前記第１の電極板と前記セパレータとの間に引力が生じる電位に帯電させる帯電工程と，
   少なくとも一方が帯電した前記第１の電極板および前記セパレータを直接，接触させることで，これらが付着しあった積層体とする第１の積層工程と，
   前記積層体に前記第２の電極板を積層して前記電極体とする第２の積層工程とを有し，
   前記帯電工程を，前記第１の積層工程にて接触する前記第１の電極板と前記セパレータとの間での放電電圧が，１ｋＶ以上，２０ｋＶ以下の範囲内となるように行うことを特徴とする電極体の製造方法。

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