JP6658496B2

JP6658496B2 - 電極板製造装置

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Publication number: JP6658496B2
Application number: JP2016249030A
Authority: JP
Inventors: 尚也岸本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2020-03-04
Anticipated expiration: 2036-12-22
Also published as: JP2018106813A

Description

本発明は，電極板製造装置に関する。さらに詳細には，集電箔を搬送しつつ，搬送されている集電箔の表面に電極合剤層を形成することで電極板を製造する電極板製造装置に関する。

リチウムイオン二次電池などの電池に用いられる電極板は，集電箔の表面に，電極合剤材料によって電極合剤層を形成することで製造される。また，電池用の電極板は，電池の製造に使用するときよりも長い状態で製造された後，電池の製造に使用する長さに切り出されることがある。

このような長尺の電極板は，例えば，特許文献１に記載のように，長尺の集電箔を長手方向に搬送しつつ，その搬送される集電箔の表面に電極合剤層を形成することで製造される。具体的には，特許文献１には，集電箔の表面に電極合剤材料を塗工する塗工装置，集電箔に塗工された，電極合剤材料をその厚み方向に加圧するプレスローラー対を有する電極板製造装置が記載されている。また，特許文献１の電極板製造装置は，プレスローラー対を通過した電極板をプレスローラー対の下流側へと搬送するための搬送ローラーを有している。

特開２０１４−１２３４９１号公報

ところで，プレスローラー対によって厚み方向に圧迫された電極板において，電極合剤層が形成されている形成部は，電極合剤層が形成されていない非形成部と比較して搬送方向について伸びる傾向にある。形成部では，非形成部よりも厚みが厚いため，プレスローラー対の圧迫力を強く受けるからである。

このように，プレスローラー対を通過後の，形成部と非形成部とで伸び量が異なっている電極板では，その伸び量が異なっていることによる残留応力が発生する。また，その残留応力は，電極板に，その幅方向に湾曲変形させるように作用する傾向にある。よって，そのまま電極板を搬送し続けた場合，電極板の蛇行等が生じ，電極板にしわが形成されてしまうおそれがある。

このような電極板に湾曲変形するように作用する残留応力は，プレスローラー対の通過時に伸び量の少ない非形成部を，形成部に合わせて伸ばすことで解消できるとも考えられる。また，電極板の非形成部を伸ばすためには，プレスローラー対を通過した直後の電極板に張力をかけることが考えられる。しかし，プレスローラー対を通過した直後の電極板に張力をかけた場合には，張力が集中した電極板の箇所にしわを発生させ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，しわの発生を抑制しつつ電極板を製造することができる電極板製造装置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板製造装置は，集電箔をその長手方向に搬送しつつ，集電箔の幅方向について，集電箔の表面に電極合剤層が形成されてなる形成部および電極合剤層が形成されていない非形成部とを有する電極板を製造する電極板製造装置であって，形成位置にて，集電箔の形成部となる表面に，電極合剤材料によって電極合剤層を形成して電極板とする電極合剤層形成部と，集電箔の搬送方向における形成位置の下流の圧迫位置にて，電極板の電極合剤層を集電箔とともに，その厚み方向に圧迫するプレスローラー対と，搬送方向における圧迫位置の下流のニップ位置にて，電極板を厚み方向に挟み込むニップローラー対と，搬送方向におけるニップ位置の下流の押圧位置にて，電極板の表面を押圧することで電極板に張力を付与する張力ローラーとを有し，プレスローラー対が，第１のプレスローラーと，圧迫位置にて第１のプレスローラーに対向して設けられた第２のプレスローラーとにより構成されており，ニップローラー対が，第２のプレスローラーと，ニップ位置にて第２のプレスローラーに対向して設けられたニップローラーとにより構成されていることを特徴とする電極板製造装置である。

本発明に係る電極板製造装置は，ニップローラー対の挟み込みにより，張力ローラーによって電極板にかけられる張力が，プレスローラー対を通過した直後の電極板にまでおよんでしまうことを抑制することができる。これにより，プレスローラー対を通過した直後の電極板に張力が集中することによる，しわの発生を抑制することができる。さらに，電極板を圧迫位置からニップ位置まで，第２のプレスローラーの外周面に沿って搬送することで，その間の電極板の長手方向におけるたるみを抑制することができる。これにより，たるんだ状態でニップローラー対を通過したときに電極板に形成されてしまうしわを抑制することができる。

本発明によれば，しわの発生を抑制しつつ電極板を製造することができる電極板製造装置が提供されている。

参考形態および実施形態に係る電極板を示す図である。参考形態に係る電極板製造装置の概略構成図である。ニップ位置における断面図である。押圧位置における断面図である。実施形態に係る電極板製造装置の概略構成図である。比較例に係る電極板製造装置の概略構成図である。

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。

［参考形態］
まず，図１により，本形態に係る電極板１について説明する。図１に示す電極板１は，本形態においては，リチウムイオン二次電池に使用される正極板である。本形態の電極板１は，集電箔１０と，電極合剤層２０，３０とを有している。

集電箔１０としては，例えば，金属箔を用いることができる。具体的に，リチウムイオン二次電池の正極板用である本形態では，集電箔１０としてアルミニウム箔を用いている。電極合剤層２０，３０はそれぞれ，集電箔１０の第１面１１上，第２面１２上に形成されている。本形態において，電極合剤層２０，３０は，同じ電極合剤材料により形成されたものである。

具体的に，電極合剤層２０，３０は，電極合剤材料として少なくとも，活物質，バインダーを含んでいる。また，リチウムイオン二次電池の正極板用である本形態では，活物質として三元系正極活物質であるＮＭＣ（ＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｏ_２）を，バインダーとしてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を使用している。さらに，リチウムイオン二次電池の正極板用である本形態において，電極合剤材料には，導電助剤としてのアセチレンブラック（ＡＢ）も含まれている。

また，図１には，電極板１の長手方向Ｌと，幅方向Ｗとを示している。電極板１は，図１に示すように，長手方向Ｌについて長い，長尺のものである。また，図１に示すように，電極板１は，電極合剤層２０，３０が，幅方向Ｗの全体ではなく一部に形成されているものである。具体的には，電極合剤層２０，３０は，幅方向Ｗの中央領域に形成されている。その電極合剤層２０，３０が形成されている部分を，図１に形成部Ｗ１として示している。一方，電極板１の形成部Ｗ１よりも幅方向Ｗの外側は両方とも，電極合剤層２０，３０が形成されていない非形成部Ｗ２となっている。なお，非形成部Ｗ２では，集電箔１０の第１面１１および第２面１２が露出している。

図２に，本形態の電極板製造装置１００を示す。電極板製造装置１００は，図２に矢印で示すように集電箔１０をその長手方向に搬送しつつ，その表面に電極合剤層２０，３０を形成して電極板１を製造することのできるものである。図２に示すように，電極板製造装置１００は，集電箔１０の搬送方向について，塗工部１１０，プレスローラー対１２０，ニップローラー対１３０，張力ローラー１４０を，この順で有している。また，プレスローラー対１２０よりも下流側には，その他の複数の搬送ローラー１５０が設けられている。

塗工部１１０は，形成位置Ａにて，集電箔１０の表面に電極合剤層２０，３０を形成することのできるものである。塗工部１１０は，集電箔１０の第１面１１側に設けられている第１塗工部１１１と，集電箔１０の第２面１２側に設けられている第２塗工部１１２とを有している。第１塗工部１１１は，集電箔１０の第１面１１に電極合剤材料によって電極合剤層２０を形成するものである。第２塗工部１１２は，集電箔１０の第２面１２に電極合剤材料によって電極合剤層３０を形成するものである。また，塗工部１１０は，集電箔１０の第１面１１，第２面１２のうち，形成部Ｗ１となる領域にのみ電極合剤層２０，３０を形成する。

なお，本形態の第１塗工部１１１および第２塗工部１１２はともに，集電箔１０の表面に電極合剤ペーストの塗工によって電極合剤層２０，３０を形成するものである。具体的に，電極合剤ペーストは，電極合剤材料を溶媒中に分散させてなるものである。本形態では。電極合剤ペーストの溶媒として，Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を用いている。なお，その他の溶媒を用いることも可能である。

プレスローラー対１２０は，圧迫位置Ｂにて互いに対向して設けられた第１プレスローラー１２１および第２プレスローラー１２２を有している。圧迫位置Ｂには，形成位置Ａを通過した電極合剤層２０，３０が形成された集電箔１０，すなわち電極板１が通されている。これにより，プレスローラー対１２０は，圧迫位置Ｂにて，通過する電極板１の電極合剤層２０，３０を集電箔１０とともに，その厚み方向に圧迫することができる。このプレスローラー対１２０の圧迫により，電極合剤層２０，３０は，目標とする目付量および厚みとされる。

なお，本形態では，第１プレスローラー１２１および第２プレスローラー１２２としてともに，電極板１と対面する表面が軸方向についてほぼ均一なストレートローラーを用いている。また，本形態では，電極板１の製造時には，第１プレスローラー１２１および第２プレスローラー１２２はともに，それぞれ図２に矢印で示す向きに，同じ周速で回転駆動される。

ニップローラー対１３０は，ニップ位置Ｃにて互いに対向して設けられたニップローラー１３１と駆動ローラー１３２とを有している。ニップ位置Ｃにも，電極板１が通されている。図３には，ニップ位置Ｃにおける断面図を示している。図３に示すように，本形態のニップローラー１３１は，軸方向の中央に位置する大径部１３５と，両端部に位置するとともに，大径部１３５よりも直径の小さな小径部１３６とを有する段付きローラーである。大径部１３５は，軸方向について，電極板１の形成部Ｗ１と対向した位置に設けられている。また，大径部１３５の軸方向の長さＷＮは，電極板１の形成部Ｗ１の幅よりも狭いものである。

駆動ローラー１３２は，ニップローラー１３１とは異なり，電極板１と対面する表面が軸方向についてほぼ均一なストレートローラーである。そして，駆動ローラー１３２は，電極板１の製造時には，図２に矢印で示す向きに回転駆動される。また，本形態のニップローラー１３１は，駆動ローラー１３２に向けて圧接されている。この圧接により，ニップ位置Ｃでは，ニップローラー対１３０によって電極板１がその厚み方向に挟み込まれる。そして，ニップローラー１３１は，駆動ローラー１３２が回転駆動されている間，圧接による摩擦力によって従動回転する。

また，ニップ位置Ｃにおいて，電極板１は，その形成部Ｗ１のみが，ニップローラー対１３０によって挟み込まれる。ニップローラー対１３０の一方が，前述したように大径部１３５を有する段付きのニップローラー１３１だからである。

張力ローラー１４０は，押圧位置Ｄにて，電極板１の表面を押圧することのできるローラーである。そのため，張力ローラー１４０は，所定の押圧力で電極板１の表面に押し付けられている。本形態では，張力ローラー１４０は，電極板１における集電箔１０の第１面１１側に押し付けられている。そして，張力ローラー１４０は，電極板１の表面との間に生ずる摩擦力によって従動回転する。

また，図４には，押圧位置Ｄにおける断面図を示している。図４に示すように，本形態の張力ローラー１４０は，軸方向の両端にそれぞれ位置する大径部１４１，１４２と，中央に位置するとともに，大径部１４１，１４２よりも直径の小さな小径部１４３とを有する段付きローラーである。小径部１４３は，軸方向について，電極板１の形成部Ｗ１と対向した位置に設けられている。また，小径部１４３の軸方向の長さＷＴは，電極板１の形成部Ｗ１の幅よりもわずかに長いものである。さらに，大径部１４１，１４２と小径部１４３との段差は，電極合剤層２０の厚みよりも大きくされている。これにより，本形態の張力ローラー１４０は，軸方向の両端に位置する大径部１４１，１４２により，電極板１の非形成部Ｗ２を押圧することができるものである。

なお，電極板１は，押圧位置Ｄを通過した後，電極板製造装置１００より排出される。また，電極板製造装置１００から排出された電極板１は，これを巻き取る巻取部によって回収される。その後，製造された電極板１（図１）は，リチウムイオン二次電池の製造に使用される際には，長手方向Ｌおよび幅方向Ｗについて，適宜，所定の大きさに切断される。

ここで，電極板１は，圧迫位置Ｂにおいて，プレスローラー対１２０によって厚み方向に圧迫されている。この圧迫位置Ｂの圧迫によって，電極板１の電極合剤層２０，３０は，その目付量や厚みが適切な値となるようになされている。しかし，圧迫位置Ｂにおける圧迫力は，電極板１のうち，その幅方向の形成部Ｗ１に集中してかかることとなる。電極板１の形成部Ｗ１は，電極合剤層２０，３０が形成されているため，非形成部Ｗ２よりも厚みが厚いからである。よって，圧迫位置Ｂにて圧迫された電極板１の集電箔１０は，その形成部Ｗ１において，非形成部Ｗ２よりも大きく延伸される。つまり，圧迫位置Ｂを通過した電極板１の集電箔１０には，形成部Ｗ１と非形成部Ｗ２との伸び量が異なることで，残留応力が存在している。

この残留応力がそのまま残っている状態の電極板１を長距離搬送した場合，電極板１は蛇行してしまうおそれがある。またこれにより，電極板１にしわが形成されてしまうおそれもある。形成部Ｗ１と非形成部Ｗ２との伸び量が異なることによる残留応力が，電極板１に，その幅方向に湾曲変形させるように作用するからである。

そこで，本形態では，張力ローラー１４０によって電極板１に張力を発生させている。具体的には，電極板１の非形成部Ｗ２に，張力ローラー１４０によって張力を発生させている。そして，張力ローラー１４０によって電極板１に張力を発生させることで，圧迫位置Ｂの通過によって形成部Ｗ１よりも短くなってしまっていた非形成部Ｗ２を搬送方向に伸ばし，形成部Ｗ１と非形成部Ｗ２との搬送方向における長さを揃えることができる。これにより，集電箔１０の形成部Ｗ１と非形成部Ｗ２との伸び量が異なることによって発生していた残留応力を除去し，電極板１の蛇行やしわの発生を抑制することができている。

ただし，張力ローラー１４０によって発生する張力が，圧迫位置Ｂを通過した直後の電極板１にまでおよんでしまうことは好ましくない。張力ローラー１４０によって発生した張力が圧迫位置Ｂを通過した直後の電極板１にかかった場合，その張力が，搬送方向について長さに余裕のない非形成部Ｗ２に集中してしまい，非形成部Ｗ２にしわが発生してしまうからである。

そこで，本形態の電極板製造装置１００では，圧迫位置Ｂと押圧位置Ｄとの間のニップ位置Ｃにて，電極板１を，ニップローラー対１３０によって挟み込んでいる。このニップローラー対１３０の挟み込みにより，本形態では，圧迫位置Ｂと押圧位置Ｄとの間のニップ位置Ｃを境目として，電極板１にかかる張力が異なるようにされている。すなわち，張力ローラー１４０により押圧位置Ｄにて発生する電極板１の張力が，圧迫位置Ｂを通過した直後の電極板１にまでおよんでしまうことがないようになされている。これにより，本形態では，圧迫位置Ｂを通過した直後の電極板１の非形成部Ｗ２に，しわが発生してしまうことを抑制している。

次に，本形態の実施に係る参考例について，比較例とともに説明する。本形態に係る参考例では，上記で説明した電極板製造装置１００を用いて電極板１を製造した。

一方，比較例では，図６に示す電極板製造装置９００を用いて電極板１を製造した。比較例で使用する電極板製造装置９００は，参考例に係る電極板製造装置１００の構成を一部，除いたものである。具体的には，比較例に係る電極板製造装置９００は，ニップローラー対１３０の構成を除いたものである。それ以外は，比較例に係る電極板製造装置９００についても，本形態に係る電極板製造装置１００と同じである。

なお，参考例および比較例はともに，電極板１の製造に使用した材料は同じである。また，参考例および比較例ではともに，圧迫位置Ｂを通過後の電極合剤層２０，３０の厚みを１００μｍとした。またこのため，本形態に係る参考例では，使用する段付きローラー（ニップローラー１３１，張力ローラー１４０）の段差（大径部と小径部との半径差）の大きさを３００μｍとした。

次の表１に，参考例および比較例の各条件を示している。

表１に示すように，参考例１〜９はいずれも，ニップローラー対１３０が「あり」である。これに対し，比較例１，２はともに，ニップローラー対１３０が「なし」である。

また，表１には，電極板１にかかる張力を示している。すなわち，圧迫位置Ｂを通過した直後の電極板１にかかる張力と，押圧位置Ｄにおいて電極板１にかかる張力とを示している。この圧迫位置Ｂを通過した直後の電極板１にかかる張力は，参考例１〜９においては，圧迫位置Ｂからニップ位置Ｃまでの間において，電極板１にかかる張力のことである。この圧迫位置Ｂからニップ位置Ｃまでの間に電極板１にかかる張力は，例えば，ニップローラー対１３０による電極板１を挟み込む力の大きさ，すなわちニップローラー１３１の圧接力によって調整することができる。そして，参考例１〜９はそれぞれに，ニップローラー対１３０による電極板１を挟み込む力の大きさを異なる大きさとすることで，圧迫位置Ｂを通過した直後の電極板１にかかる張力を調整したものである。また，押圧位置Ｄにおいて電極板１にかかる張力は，張力ローラー１４０の押圧力を調整することによって調整することができる。なお，参考例１〜９ではいずれも，この張力ローラー１４０の押圧力を同じとし，押圧位置Ｄにおいて電極板１にかかる張力を同じとした。

一方，比較例１，２ではともに，ニップローラー対１３０のない電極板製造装置９００を用いている。このため，圧迫位置Ｂを通過した直後の電極板１に係る張力と，押圧位置Ｄにおいて電極板１にかかる張力とが同じである。

そして，上記の参考例１〜９および比較例１，２により製造された電極板１を，下の表２に示す４つの評価項目について評価した。具体的には，電極板１について，圧迫位置Ｂを通過した直後のしわの程度，押圧位置Ｄを通過した後の幅方向における湾曲変形の程度，圧迫位置Ｂを通過した後の搬送方向におけるたるみの程度，ニップ位置Ｃを通過した直後のしわの程度について評価を行った。

まず，１つ目の評価項目，圧迫位置Ｂを通過した直後の電極板１のしわの程度について，参考例１〜８では「小」，参考例９では「中」であった。つまり，参考例１〜８では，圧迫位置Ｂを通過した直後の電極板１にほとんどしわが形成されていなかった。また，参考例９では，参考例１〜８よりもやや，電極板１にしわが形成されてしまう傾向にあった。また，比較例１についても，圧迫位置Ｂを通過した直後の電極板１にほとんどしわが形成されていなかった。一方，比較例２においては，圧迫位置Ｂを通過した直後の電極板１の非形成部Ｗ２に，大きなしわが形成されてしまっていた。

つまり，圧迫位置Ｂを通過した直後の電極板１にかかる張力が大きなものほど，非形成部Ｗ２に形成されるしわが大きくなってしまう傾向にあった。そして，参考例１〜９ではいずれも，比較例２のように，圧迫位置Ｂを通過した直後の電極板１の非形成部Ｗ２に大きな張力がかかっていない。張力ローラー１４０の押圧力により電極板１にかかった張力が，ニップローラー対１３０によるニップ位置Ｃでの挟み込みにより，圧迫位置Ｂを通過した直後の電極板１にまでおよぶことがないからである。よって，参考例１〜９ではいずれも，圧迫位置Ｂを通過した直後の電極板１のしわを抑制できることが確認された。

また，２つ目の評価項目，押圧位置Ｄを通過した後の電極板１の幅方向における湾曲変形の程度について，参考例１〜９ではいずれも，「小」であった。つまり，参考例１〜９ではいずれも，張力ローラー１４０によってかけられた張力によって，圧迫位置Ｂの通過時における電極板１の形成部Ｗ１と非形成部Ｗ２との伸び量が異なることによって発生していた残留応力が，適切に除去されていた。また，比較例２についても，湾曲変形の程度が「小」であり，圧迫位置Ｂの通過時に電極板１に発生していた残留応力が適切に除去されていた。これに対し，比較例１では，圧迫位置Ｂの通過時に電極板１に発生していた残留応力が適切に除去されておらず，湾曲変形の程度が「大」であった。

比較例１では，張力ローラー１４０の押圧力により電極板１にかけられている張力が，その他の参考例１〜９および比較例２に比較して小さい。よって，比較例１では，電極板１は，圧迫位置Ｂの通過により生じた形成部Ｗ１と非形成部Ｗ２との伸び量の差が大きなまま，その後も搬送されることとなる。よって，比較例１では，その後の搬送において電極板１の蛇行等が生じてしまいやすい。これに対し，参考例１〜９ではいずれも，圧迫位置Ｂの通過により発生した電極板１の残留応力を適切に除去し，その後の搬送における蛇行等を適切に抑制できることが確認された。

また，３つ目の評価項目，圧迫位置Ｂを通過した後の電極板１の搬送方向におけるたるみの程度について，参考例１では「大」，参考例２，３では「中」，参考例３，４では「小」，参考例５〜９では「なし」であった。つまり，圧迫位置Ｂを通過した後，すなわち圧迫位置Ｂからニップ位置Ｃまでの間の電極板１にかかる張力が小さいものほど，その間の電極板１には，搬送方向についてのたるみが発生していた。なお，比較例１，２ではともに，電極板１の搬送方向におけるたるみは「なし」であった。

次に，４つ目の評価項目，ニップ位置Ｃを通過した直後の電極板１のしわの程度について，参考例１〜３では「大」，参考例４，５，９では「中」，参考例６，７，８では「小」であった。つまり，ニップ位置Ｃを通過した直後の電極板１のしわの程度は，３つ目の評価項目である圧迫位置Ｂを通過した後の電極板１の搬送方向におけるたるみの程度が大きなものほど，大きなものとなる傾向にあった。すなわち，圧迫位置Ｂからニップ位置Ｃまでの間の電極板１にかかっている張力が十分でなく，たるんでいる場合，電極板１には，ニップローラー対１３０によって挟み込まれた際に，しわが形成されてしまう傾向があることが確認された。なお，比較例１，２については，ニップローラー対１３０がないため，４つ目の評価項目について評価を行っていない。

よって，１つ目の評価項目より，圧迫位置Ｂから押圧位置Ｄまでの間のニップ位置Ｃに，電極板１を厚み方向に挟み込むニップローラー対１３０を設けておくことで，圧迫位置Ｂを通過した直後の電極板１にしわが形成されてしまうことを抑制できることが確認された。また，圧迫位置Ｂを通過した直後の電極板１にかかる張力はそれほど大きなものではないことが好ましいことについても確認された。なお，参考例１〜９によれば，圧迫位置Ｂを通過した直後の電極板１にかかる張力，すなわち圧迫位置Ｂからニップ位置Ｃまでの間の電極板１の張力は，３０Ｎ未満であることが好ましいことが確認された。

さらに，２つ目の評価項目より，電極板１に，張力ローラー１４０の押圧力によって適切な張力をかけることで，幅方向における湾曲変形を解消できることが確認された。加えて，３つ目および４つ目の評価項目により，圧迫位置Ｂからニップ位置Ｃまでの間の電極板１の張力を適切なものとすることで，ニップ位置Ｃを通過した直後の電極板１にしわが形成されてしまうことを抑制できることが確認された。なお，参考例１〜９によれば，圧迫位置Ｂからニップ位置Ｃまでの間の電極板１の張力は，６Ｎ以上であることが好ましく，より好ましくは１０Ｎ以上であることが確認された。

［実施形態］
次に，実施形態について説明する。本形態においても，製造される電極板については，参考形態と同じである。また，参考形態では，プレスローラー対とニップローラー対とをそれぞれに異なるローラー対によって構成していた。これに対し。本形態では，プレスローラー対とニップローラー対とを，一方のローラーを共通のローラーとして構成している。

図５に，本形態の電極板製造装置２００を示す。電極板製造装置２００についても，図５に矢印で示すように集電箔１０をその長手方向に搬送しつつ，その表面に電極合剤層２０，３０を形成して電極板１を製造することのできるものである。図５に示すように，電極板製造装置２００は，集電箔１０の搬送方向について，塗工部１１０，プレスローラー対１２０，ニップローラー対２３０，張力ローラー１４０を，この順で有している。また，プレスローラー対１２０よりも下流側には，その他の複数の搬送ローラー１５０が設けられている。

なお，塗工部１１０，プレスローラー対１２０，張力ローラー１４０については，参考形態と同じものを用いている。また，ニップローラー対２３０を構成する一方のローラーであるニップローラー１３１そのものについては，本形態においても，参考形態のものと同じである。ただし，本形態では，ニップローラー１３１は，ニップ位置Ｃにおいて，第２プレスローラー１２２と対向して設けられている。つまり，本形態のニップローラー対２３０は，第２プレスローラー１２２と，ニップローラー１３１とにより構成されている。

このため，本形態では，圧迫位置Ｂとニップ位置Ｃとがともに，第２プレスローラー１２２の外周面に沿って設けられている。これにより，本形態では，圧迫位置Ｂを通過した電極板１は，第２プレスローラー１２２の外周面に沿って搬送され，ニップ位置Ｃへと到達する。よって，本形態では，圧迫位置Ｂからニップ位置Ｃまでの間の電極板１のたるみを抑制することができる。その間，電極板１を，第２プレスローラー１２２の外周面に沿わせつつ搬送することができるからである。

次に，本形態の実施例について説明する。本形態に係る実施例では，上記で説明した電極板製造装置２００を用いて電極板１を製造した。本形態に係る実施例でも，電極板１の製造に使用した材料は，参考形態で説明した参考例と同じである。また，本形態に係る実施例においても，形成される電極合剤層２０，３０の厚みを１００μｍとし，使用する段付きローラー（ニップローラー１３１，張力ローラー１４０）の段差（大径部と小径部との半径差）の大きさを３００μｍとした。

次の表３に，本形態に係る実施例の各条件を示している。

表３に示すように，本形態に係る実施例１〜９はそれぞれ，圧迫位置Ｂを通過した直後の電極板１にかかる張力と，押圧位置Ｄにおいて電極板１にかかる張力とが，参考形態に係る参考例１〜９と同じである。

そして，上記の実施例１〜９についても，製造された電極板１をそれぞれ，下の表４に示す４つの評価項目について評価した。これら４つの評価項目はいずれも，上記の表２のものと同じである。

表４に示すように，１つ目の評価項目，圧迫位置Ｂを通過した直後の電極板１のしわの程度について，実施例１〜９はそれぞれ，参考例１〜９と同じ評価であった。これは，実施例１〜９において，圧迫位置Ｂを通過した直後の電極板１にかかる張力がそれぞれ，参考例１〜９と同じであったためであると考えられる。よって，実施例１〜９においても，圧迫位置Ｂを通過した直後の電極板１のしわを抑制できることが確認された。

また，２つ目の評価項目，押圧位置Ｄを通過した後の電極板１の幅方向における湾曲変形の程度についても，実施例１〜９はそれぞれ，参考例１〜９と同じ評価であった。これは，実施例１〜９において，張力ローラー１４０によってかけられた張力が，参考例１〜９と同じであったためであると考えられる。よって，実施例１〜９においても，圧迫位置Ｂの通過により発生した電極板１の残留応力を適切に除去し，その後の搬送における蛇行等を適切に抑制できることが確認された。

そして，３つ目の評価項目，圧迫位置Ｂを通過した後の電極板１の搬送方向におけるたるみの程度について，実施例１〜９ではいずれも，「なし」であった。この点，参考例１では「大」，参考例２，３では「中」，参考例３，４では「小」，参考例５〜９では「なし」であった参考形態と異なる。これは，本形態に係る実施例１〜９では，圧迫位置Ｂからニップ位置Ｃまでの間，電極板１を，前述したように，第２プレスローラー１２２の外周面に沿わせつつ搬送していることによるものであると考えられる。よって，本形態では，圧迫位置Ｂからニップ位置Ｃまでの間の電極板１の張力が低かったとしても，その間の電極板１の搬送方向におけるたるみを抑制できることが確認された。

また，４つ目の評価項目，ニップ位置Ｃを通過した直後の電極板１のしわの程度について，実例１〜８では「小」，実施例９では「中」であった。すなわち，参考例１〜３では「大」，参考例４，５，９では「中」，参考例６，７，８では「小」であった参考形態の各参考例と比較して，本形態に係る実施例１０〜１８では，ニップ位置Ｃを通過した直後の電極板１のしわが抑制される傾向にあることが確認された。これは，本形態に係る実施例１〜９では，上記の３つ目の評価項目に示すように，圧迫位置Ｂを通過した後の電極板１の搬送方向におけるたるみが抑制されていることによるものであると考えられる。

これにより，本形態では，しわの発生をより抑制しつつ，電極板１を製造できることが確認された。また，本形態は，電極板１の電極合剤層２０，３０の目付量が多い場合に特に意義がある。電極合剤層２０，３０の目付量が多いほど，圧迫位置Ｂを通過後の電極板１には，搬送方向におけるたるみが生じやすい傾向にある。そして，本形態では，圧迫位置Ｂを通過後の電極板１を第２プレスローラー１２２に沿わせ，たるみを抑制しつつニップ位置Ｃまで搬送することができるからである。

なお，上記の参考形態の電極板製造装置１００および実施形態の電極板製造装置２００で使用するニップローラー１３１は，大径部１３５の軸方向の長さＷＮが，電極板１の形成部Ｗ１の幅よりも狭いものとして説明した。そして，ニップローラー１３１の大径部１３５の軸方向の長さＷＮはさらに，大径部１３５と対面した電極板１の形成部Ｗ１の，大径部１３５の端部からのはみ出し量が，１０ｍｍ以下となるようにすることがより好ましい。すなわち，電極板１の形成部Ｗ１の，ニップローラー１３１の大径部１３５の軸方向の端部からのはみ出し量は，０ｍｍを超え，かつ，１０ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。はみ出し量が０ｍｍ未満，すなわち，例えば，ニップローラー１３１の大径部１３５の軸方向の端部が電極板１の形成部Ｗ１よりも出っ張っている場合，ニップローラー１３１と駆動ローラー１３２との間に電極板１が挟み込まれた際の非形成部Ｗ２に，しわが形成されてしまうおそれがあるからである。また，はみ出し量が１０ｍｍを超えていた場合，ニップローラー１３１と駆動ローラー１３２とによって，電極板１を十分に挟み込むことができないおそれがあるからである。

また，実施形態の電極板製造装置２００のように，電極板１をニップローラー１３１の外周面へ巻き掛ける場合，ニップローラー１３１の外周面のうち，電極板１に接触する円弧部分の角度（図５に示す抱き角θ）を１０°以下とすることが好ましい。この抱き角θが大きな場合には，ニップローラー１３１の外周面に沿って曲げられたときの跡が電極板１に付いてしまうおそれがあるからである。

以上詳細に説明したように，上記の実施形態の電極板製造装置は，集電箔１０をその長手方向に搬送しつつ，集電箔１０の表面に電極合剤層２０，３０を形成する。これにより，集電箔１０の幅方向Ｗについて，電極合剤層２０，３０が形成されてなる形成部Ｗ１および電極合剤層２０，３０が形成されていない非形成部Ｗ２とを有する電極板を製造する。また，電極板製造装置は，集電箔１０の搬送経路に沿って設けられた形成位置Ａ，圧迫位置Ｂ，ニップ位置Ｃ，押圧位置Ｄにそれぞれ，塗工部，プレスローラー対，ニップローラー対，張力ローラーを有する。塗工部は，形成位置Ａにて，集電箔１０の形成部Ｗ１となる第１面１１，第２面１２にそれぞれ，電極合剤材料によって電極合剤層２０，３０を形成するものである。プレスローラー対は，圧迫位置Ｂにて，電極板１の電極合剤層２０，３０を集電箔１０とともに，その厚み方向に圧迫するものである。ニップローラー対は，ニップ位置Ｃにて，電極板１を厚み方向に挟み込むものである。張力ローラーは，押圧位置Ｄにて，電極板１の表面を押圧することで電極板１に張力を付与するものである。これにより，しわの発生を抑制しつつ電極板を製造することができる電極板製造装置が実現されている。さらに，実施形態の電極板製造装置では，プレスローラー対１２０が，第１プレスローラー１２１と，圧迫位置Ｂにて第１プレスローラー１２１に対向して設けられた第２プレスローラー１２２とにより構成されている。加えて，ニップローラー対２３０が，第２プレスローラー１２２と，ニップ位置Ｃにて第２プレスローラー１２２に対向して設けられたニップローラー１３１とにより構成されている。これにより，たるんだ状態でニップローラー対を通過したときに電極板に形成されてしまうしわを抑制することができている。

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，製造される電極板は，必ずしも両面に電極合剤層が形成されている必要はなく，その片面にのみ電極合剤層が形成されたものであってもよい。また，電極合剤層は，集電箔の両面に同時に形成されるものではなく，片面ずつ形成されるものであってもよい。

また例えば，上記の実施形態で説明した正極板の材料は，単なる一例にすぎず，その他の材料を用いることもできる。また例えば，本発明は，リチウムイオン二次電池の正極板に限らず，その他の種類の電池の電極板にも適用することが可能である。

１電極板
１０集電箔
２０，３０電極合剤層
１００，２００電極板製造装置
１１０塗工部
１２０プレスロール対
１３０，２３０ニップロール対
１４０張力ローラー
Ａ形成位置
Ｂ圧迫位置
Ｃニップ位置
Ｄ押圧位置
Ｗ１形成部
Ｗ２非形成部

Claims

集電箔をその長手方向に搬送しつつ，
集電箔の幅方向について，集電箔の表面に電極合剤層が形成されてなる形成部および電極合剤層が形成されていない非形成部とを有する電極板を製造する電極板製造装置において，
形成位置にて，集電箔の形成部となる表面に，電極合剤材料によって電極合剤層を形成して電極板とする電極合剤層形成部と，
集電箔の搬送方向における前記形成位置の下流の圧迫位置にて，電極板の電極合剤層を集電箔とともに，その厚み方向に圧迫するプレスローラー対と，
前記搬送方向における前記圧迫位置の下流のニップ位置にて，電極板を厚み方向に挟み込むニップローラー対と，
前記搬送方向における前記ニップ位置の下流の押圧位置にて，電極板の表面を押圧することで電極板に張力を付与する張力ローラーとを有し，
前記プレスローラー対が，
第１のプレスローラーと，前記圧迫位置にて前記第１のプレスローラーに対向して設けられた第２のプレスローラーとにより構成されており，
前記ニップローラー対が，
前記第２のプレスローラーと，前記ニップ位置にて前記第２のプレスローラーに対向して設けられたニップローラーとにより構成されていることを特徴とする電極板製造装置。