JP7202347B2 - 電極シートの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電極シートを製造する方法に関する。

従来、電極シートとして、集電箔の表面上に電極合材層を有する電極シートが知られている。このような電極シートの製造方法としては、例えば、特許文献１に開示されている方法が知られている。

特開２０２０－６８１１３号公報

具体的には、まず、対向して回転するＡロールとＢロールとを有し、集電箔をＡロールとＢロールとの間隙に通すようにしてＢロールによって集電箔を搬送する装置を用いて、溶媒を含むことなく電極活物質の粉体とバインダの粉体とが混合された混合粉体を、集電箔の表面に配置する。詳細には、ＡロールとＢロールによって搬送される集電箔との間に電位差を生じさせた状態で、Ａロールの外周面に混合粉体を連続的に供給して、Ａロールの外周面に供給された混合粉体と集電箔との間に電位差を生じさせ、混合粉体と集電箔との間に働く静電気力によって、混合粉体を、Ａロールの外周面から集電箔の表面へ移動させて、Ｂロールによって搬送される集電箔の表面に混合粉体を連続的に配置する。

その後、ロールプレス工程において、対向して回転する一対のホットロール（第１ロールと第２ロール）の間に、集電箔の表面上に配置された混合粉体からなる電極合材層を有する電極シートを通す（ロールプレスする）ことによって、電極合材層に含まれるバインダを軟化または溶融させつつ、電極合材層と集電箔とを圧接することで、電極活物質とバインダとを有する電極合材層が集電箔の表面に接着された電極シートを製造する。なお、混合粉体は、活物質粒子の表面に複数のバインダ粒子が結合した複数の複合粒子からなり、ロールプレス工程を行う前の電極合材層は、複数の複合粒子が集電箔の表面上に堆積した電極合材層となっている。

ところで、上述の製造方法では、ロールプレス工程においてロールプレスを行うとき、電極合材層が接触する第１ロールの外周面に、軟化または溶融しているバインダ粒子の一部が付着することがあった。このため、第１ロールと第２ロールの間を電極シートが通過するときに、電極合材層に含まれるバインダ粒子の一部が第１ロールの外周面に付着した状態で、電極合材層が第１ロールの外周面から離間することによって、第１ロールの外周面に付着しているバインダ粒子と共に電極合材層の一部が集電箔の表面上から脱離（剥離）して、第１ロールの外周面に転写されてしまうことがあった。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、「電極合材層の一部が、集電箔の表面上から脱離（剥離）して第１ロールの外周面に転写されてしまうこと」を低減することができる電極シートの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、集電箔の表面上に電極合材層を有する電極シートの製造方法において、前記集電箔と、活物質粒子の表面に前記活物質粒子よりも小径のバインダ粒子が複数結合した複合粒子が、前記集電箔の前記表面上に堆積した前記電極合材層と、を有する前記電極シートを加熱して、前記電極合材層に含まれる前記バインダ粒子を軟化または溶融させるプレス前加熱工程と、前記プレス前加熱工程で加熱した前記電極シートを、第１ロールと第２ロールとの間でロールプレスして、前記電極合材層を厚み方向に圧縮しつつ、軟化または溶融した前記バインダ粒子によって、前記活物質粒子同士を結着させると共に前記電極合材層を前記集電箔の前記表面に結着させるロールプレス工程と、を備え、前記ロールプレス工程は、前記電極シートの前記電極合材層の外側表面が接触する前記第１ロールの外周面の温度を、前記第２ロールの外周面の温度よりも低くして、前記電極シートをロールプレスすることによって、前記電極合材層内の前記バインダ粒子について、前記第１ロールに対する粘着力を前記集電箔に対する粘着力よりも低下させる電極シートの製造方法である。

上述の製造方法では、プレス前加熱工程において、集電箔と電極合材層とを有する電極シートを加熱して、電極合材層に含まれるバインダ粒子を軟化または溶融させる。なお、プレス前加熱工程を行うときの電極合材層は、溶媒（液体）を含むことなく、複数の複合粒子が集電箔の表面上に堆積した層（複数の複合粒子からなる層）である。また、複合粒子は、溶媒（液体）を含むことなく、活物質粒子の表面に活物質粒子よりも小径のバインダ粒子が複数結合した粒子である。詳細には、複合粒子は、活物質粒子の表面に、少なくともバインダ粒子が複数結合している粒子であり、バインダ粒子の他にアセチレンブラックなどの導電粒子が、活物質粒子の表面に結合した粒子であっても良い。

さらに、上述の製造方法では、ロールプレス工程において、プレス前加熱工程で加熱した電極シートを、第１ロールと第２ロールとの間でロールプレスする。これにより、電極合材層を厚み方向に圧縮しつつ、軟化または溶融したバインダ粒子によって活物質粒子同士を結着させると共に電極合材層を集電箔の表面に結着させる。なお、ロールプレス工程では、電極合材層の外側表面（集電箔側とは反対側の表面）を第１ロールの外周面に接触させる態様で、電極シートを第１ロールと第２ロールとによってロールプレスする。

詳細には、ロールプレス工程において、電極シートの電極合材層の外側表面が接触する第１ロールの外周面の温度を、第２ロールの外周面の温度よりも低くして、電極シートを第１ロールと第２ロールとの間でロールプレスする。これにより、電極合材層内のバインダ粒子について、第１ロールに対する粘着力（付着力）を、集電箔に対する粘着力（付着力）よりも低下させる。すなわち、電極合材層内のバインダ粒子のうち、第１ロールに接触するバインダ粒子の粘着力を、集電箔に接触するバインダ粒子の粘着力よりも低くする。

このようにすることで、ロールプレスを行って、電極合材層の外側表面（集電箔側とは反対側の表面）が第１ロールの外周面から離間するとき、第１ロールに接触していたバインダ粒子が、第１ロールの外周面から離間し易くなる。これにより、上述の製造方法では、「第１ロールの外周面に接触していたバインダ粒子と共に、電極合材層の一部が、集電箔の表面上から脱離（剥離）して第１ロールの外周面に転写されてしまうこと」を低減することができる。

なお、第１ロールの外周面の温度は、プレス前加熱工程によって軟化または溶融したバインダ粒子の粘着力が低下する温度に設定される。例えば、第１ロールの外周面の温度は、バインダ粒子の軟化温度よりも低い温度にするのが好ましい。

さらに、前記の電極シートの製造方法であって、前記ロールプレス工程において前記電極シートをロールプレスした後、前記電極合材層の前記外側表面が前記第１ロールの前記外周面に接触した状態を維持したまま、前記電極シートを前記第１ロールの前記外周面に沿って一定距離搬送した後、前記電極シートを前記第１ロールの前記外周面から離間させる電極シートの製造方法とすると良い。

上述の製造方法では、ロールプレス工程において、電極シートを第１ロールと第２ロールとによってロールプレスした後、直ちに、第１ロール及び第２ロールから電極シートを離間させるのではなく、（第２ロールからは電極シートを直ちに離間させるが、）電極合材層が第１ロールの外周面に接触した状態を維持したまま、電極シートを第１ロールの外周面に沿って一定距離搬送した後に、電極シートを第１ロールの外周面から離間させる。

このようにすることで、電極合材層が第１ロールに接触してから離間するまでの時間（接触期間）を長くすることができるので、第１ロールの外周面から電極合材層が離間するまでの間に、第１ロールの外周面に接触するバインダ粒子の粘着力（第１ロールに対するバインダ粒子の付着力）をより一層低下させることができる。これにより、電極合材層が第１ロールの外周面から離間するとき、第１ロールに接触していたバインダ粒子が、第１ロールの外周面からより一層離間し易くなる（換言すれば、第１ロールの外周面に転写され難くなる）。従って、上述の製造方法では、「電極合材層の一部が、集電箔の表面上から脱離（剥離）して第１ロールの外周面に転写されてしまうこと」を、より一層低減することができる。

さらに、前記いずれかの電極シートの製造方法であって、前記プレス前加熱工程は、前記電極シートを前記第１ロールと前記第２ロールとの間でロールプレスする前に、前記電極シートを、前記第１ロールの前記外周面よりも高温である前記第２ロールの前記外周面に接触させつつ、前記第２ロールの前記外周面に沿って一定距離搬送することによって、前記電極合材層に含まれる前記バインダ粒子を軟化または溶融させる電極シートの製造方法とすると良い。

上述の製造方法では、電極シートを第１ロールと第２ロールとの間でロールプレスする前（すなわち、ロールプレス工程を行う前）に、プレス前加熱工程において、電極シートを第１ロールの外周面よりも高温である第２ロールの外周面に接触させつつ、電極シートを第２ロールの外周面に沿って一定距離搬送することによって、電極合材層に含まれるバインダ粒子を軟化または溶融させる。

従って、上述の製造方法では、プレス前加熱工程を、ロールプレス工程を行う第２ロールを用いて行う。このため、第２ロールとは別に、プレス前加熱工程を行う加熱装置を別途設ける場合に比べて、製造装置が安価になり、製造コストを低減することができる。なお、第２ロールの外周面の温度は、バインダ粒子が軟化または溶融する温度に設定される。例えば、第２ロールの外周面の温度は、バインダ粒子の軟化温度（または融点）よりも高い温度にするのが好ましい。

実施形態１にかかる電極シート製造装置の側面視概略図である。 プレス前加熱工程を行うときの電極シートの側面図である。 同電極シートの平面図である。 図１のＢ部拡大図である。 図１のＣ部拡大図である。 図１のＤ部拡大図である。 ロールプレス工程を行った後の電極シートの側面図である。 実施形態２にかかる電極シート製造装置の側面視概略図である。 実施形態１の製造方法によって製造した電極シートの平面写真である。 実施形態２の製造方法によって製造した電極シートの平面写真である。 変形形態１にかかる電極シート製造装置の側面視概略図である。 比較形態１にかかる電極シート製造装置の側面視概略図である。 比較形態１の製造方法によって製造した電極シートの平面写真である。

＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１について、図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施形態１は、リチウムイオン二次電池の負極シートの製造に、本発明を適用したものである。すなわち、本実施形態１では、電極シートの製造方法として、負極シートの製造方法を例示する。本実施形態１では、集電箔１１０と、この集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）上に形成された負極合材層１２０（電極合材層）と、を有する負極シート１００（電極シート）を製造する（図７参照）。

まず、実施形態１にかかる電極シート製造装置１について説明する。本実施形態１では、電極シート製造装置１を用いて、負極シート１００（電極シート）を製造する。図１は、実施形態１にかかる電極シート製造装置１の側面視概略図である。電極シート製造装置１は、図１に示すように、対向して回転する第１ロール４０及び第２ロール５０と、ニップロール６０とを有する。

第１ロール４０と第２ロール５０とは、水平方向（図１において左右方向）に対向して配置されている。なお、第１ロール４０と第２ロール５０とは、間隔を空けて対面している。また、第１ロール４０と第２ロール５０とは、図１に矢印で示すように、２つのロールの回転方向が互いに逆方向となるように、すなわち、対面する２つのロールが互いに順方向回転となるように設定されている。また、第１ロール４０と第２ロール５０の直径は、いずれも２５０ｍｍである。また、ニップロール６０は、第１ロール４０と第２ロール５０との対面箇所の間隙の位置よりも搬送方向ＤＭの下流側に位置し、第１ロール４０と間隔を空けて対面している（図１参照）。

本実施形態１の電極シート製造装置１では、負極シート１００は、３ｍ／ｍｉｎの搬送速度で、当該負極シート１００の長さ方向ＤＬに一致する搬送方向ＤＭに搬送される。具体的には、図１に示すように、負極シート１００は、まず、搬送方向ＤＭについて第２ロール５０よりも上流側（図１において、第２ロール５０よりも左側）から、第２ロール５０に向かって搬送される。

なお、第２ロール５０に向かって搬送方向ＤＭに搬送される負極シート１００の負極合材層１２０は、溶媒（液体）を含むことなく、複数の複合粒子１２３が集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）上に堆積した層（複数の複合粒子１２３からなる層）である（図２参照）。この負極合材層１２０は、図３に示すように、集電箔１１０のうち、幅方向ＤＷの両端部（第１端部１１１と第２端部１１２）を除いた部位（第１端部１１１と第２端部１１２との間に位置する中間部１１３）の表面（第１表面１１０ｂ）上に配置されている。このように、複数の複合粒子１２３が集電箔１１０の第１表面１１０ｂ上に堆積した負極合材層１２０を有する負極シート１００は、例えば、特開２０２０－６８１１３や特願２０１９－２０６４５７に記載されている方法によって作製することができる。

複合粒子１２３は、溶媒（液体）を含むことなく、活物質粒子１２１の表面に活物質粒子１２１よりも小径のバインダ粒子１２２が複数結合した粒子である。本実施形態１では、活物質粒子１２１として、黒鉛粒子（詳細には、アモルファスコートグラファイト粒子）を用いている。また、バインダ粒子１２２としては、ＰＶＤＦ粒子を用いている。なお、本実施形態１のバインダ粒子１２２は、軟化温度が１３０℃であり、融点が１６０℃である。

本実施形態１では、複数の活物質粒子１２１と複数のバインダ粒子１２２とを、重量比で９７．５：２．５の割合で混合して、複数の複合粒子１２３としている。詳細には、ハイスピードミキサ（アーステクニカ製）を用いて、複数の活物質粒子１２１と複数のバインダ粒子１２２とを、重量比で９７．５：２．５の割合で混合して、活物質粒子１２１の表面にバインダ粒子１２２が複数結合した複数の複合粒子１２３を作製している。また、本実施形態１では、集電箔１１０として、厚みが８μｍの銅箔を用いている。

第２ロール５０に向かって搬送された負極シート１００は、その後、第２ロール５０の外周面５０ｂに抱き角θ１で巻き付けられる態様で搬送され、第１ロール４０と第２ロール５０との対面箇所の間隙に通される。そして、第１ロール４０の外周面４０ｂに抱き角θ２で巻き付けられる態様で搬送された後、ニップロール６０に巻き付けられる態様で搬送されて、その後、ニップロール６０よりも搬送方向ＤＭの下流側へ搬送される（図１参照）。なお、本実施形態１では、θ１＝θ２＝７０°とされている。

ところで、本実施形態１では、負極シート１００は、第２ロール５０の外周面５０ｂに抱き角θ１で巻き付けられる態様で搬送される。従って、負極シート１００は、第１ロール４０と第２ロール５０との対面箇所の間隙に通される前に、第２ロール５０の外周面５０ｂに接触しつつ第２ロール５０の外周面５０ｂに沿って、一定の距離Ｄ１だけ搬送される。なお、本実施形態１では、距離Ｄ１＝第２ロール５０の直径×π×（抱き角θ１／３６０°）＝２５０ｍｍ×３．１４×（７０／３６０）＝１５３ｍｍである。

さらに、本実施形態１では、第２ロール５０の外周面５０ｂの温度は、バインダ粒子１２２が軟化または溶融する温度に設定されている。具体的には、第２ロール５０の外周面５０ｂの温度は、バインダ粒子１２２の融点（１６０℃）よりも高い２００℃に設定されている。このため、負極シート１００は、第１ロール４０と第２ロール５０との対面箇所の間隙に通される前に、第２ロール５０の外周面５０ｂに接触しつつ第２ロール５０の外周面５０ｂに沿って一定の距離Ｄ１だけ搬送されることによって加熱される。これによって、負極合材層１２０に含まれるバインダ粒子１２２が、軟化または溶融する。この工程が、後述するプレス前加熱工程である。

なお、本実施形態１では、負極合材層１２０の外側表面１２０ｂ（集電箔１１０側とは反対側の表面）を第２ロール５０の外周面５０ｂに接触させるのではなく、集電箔１１０の第２表面１１０ｃを第２ロール５０の外周面５０ｂに接触させる態様で、第２ロール５０の外周面５０ｂに沿って負極シート１００を搬送する（図４参照）。従って、負極合材層１２０は、集電箔１１０を通じて、第２ロール５０によって加熱される。なお、図４は、図１のＢ部拡大図である。また、本実施形態１では、第１ロール４０の外周面４０ｂの温度は、バインダ粒子１２２の軟化温度（１３０℃）よりも低い８０℃に設定されている。

また、第１ロール４０と第２ロール５０との対面箇所の間隙には、集電箔１１０の第１表面１１０ｂ上に負極合材層１２０を有する負極シート１００が通されている。また、第１ロール４０と第２ロール５０との対面箇所の間隙寸法は、第１ロール４０と第２ロール５０との対面箇所の間隙に到達する前の負極シート１００の厚みよりも小さくされている。従って、第２ロール５０の加熱によって負極合材層１２０に含まれるバインダ粒子１２２が軟化または溶融している負極シート１００は、第１ロール４０と第２ロール５０との対面箇所の間隙を通過することで、第１ロール４０と第２ロール５０とによって、その厚み方向ＤＴにロールプレスされる（図５参照）。なお、図５は、図１のＣ部拡大図である。

これにより、負極合材層１２０を厚み方向ＤＴに圧縮しつつ、軟化または溶融したバインダ粒子１２２によって活物質粒子１２１同士を結着させると共に負極合材層１２０を集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）に結着させる（図７参照）。なお、本実施形態１では、負極合材層１２０の外側表面１２０ｂを第１ロール４０の外周面４０ｂに接触させる態様で、負極シート１００を第１ロール４０と第２ロール５０とによってロールプレスする。この工程が、後述するロールプレス工程である。

次に、本実施形態１にかかる負極シート１００の製造方法について、詳細に説明する。まず、プレス前加熱工程において、集電箔１１０と負極合材層１２０とを有する負極シート１００を加熱して、負極シート１００に含まれるバインダ粒子１２２を軟化または溶融させる。具体的には、前述のように、負極シート１００を、第２ロール５０の外周面５０ｂに接触させつつ、第２ロール５０の外周面５０ｂに沿って一定の距離Ｄ１だけ搬送することによって加熱することで、負極合材層１２０に含まれるバインダ粒子１２２を軟化または溶融させる。

なお、プレス前加熱工程に供給される負極シート１００の負極合材層１２０は、溶媒（液体）を含むことなく、複数の複合粒子１２３が集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）上に堆積した層（複数の複合粒子１２３からなる層）となっている（図２参照）。従って、プレス前加熱工程では、複合粒子１２３を構成するバインダ粒子１２２（活物質粒子１２１の表面に接合しているバインダ粒子１２２）が、軟化または溶融する。

このように、本実施形態１の製造方法では、プレス前加熱工程を、後のロールプレス工程を行う第２ロール５０を用いて行っている。このため、第２ロール５０とは別に、プレス前加熱工程を行う加熱装置を別途設ける場合に比べて、製造装置が安価になり、製造コストを低減することができる。

次に、ロールプレス工程に進み、プレス前加熱工程で加熱した負極シート１００を、負極合材層１２０の外側表面１２０ｂを第１ロール４０の外周面４０ｂに接触させる態様で、第１ロール４０と第２ロール５０とによってロールプレスする。これにより、負極合材層１２０を厚み方向ＤＴに圧縮しつつ、軟化または溶融したバインダ粒子１２２によって、活物質粒子１２１同士を結着させると共に負極合材層１２０を集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）に結着させる（図７参照）。

ところで、本実施形態１では、第１ロール４０の外周面４０ｂの温度を、第２ロール５０の外周面５０ｂの温度よりも低くしている。従って、本実施形態１では、負極合材層１２０の外側表面１２０ｂが接触する第１ロール４０の外周面４０ｂの温度を、第２ロール５０の外周面５０ｂの温度よりも低くして、負極シート１００を第１ロール４０の外周面４０ｂと第２ロール５０の外周面５０ｂとの間でロールプレスする。

これにより、負極合材層１２０内のバインダ粒子１２２について、第１ロール４０に対する粘着力（付着力）を、集電箔１１０に対する粘着力（付着力）よりも低下させる。すなわち、負極合材層１２０内のバインダ粒子１２２のうち、第１ロール４０に接触するバインダ粒子１２２の粘着力を、集電箔１１０に接触するバインダ粒子１２２の粘着力よりも低くする。

このようにすることで、ロールプレスを行って、負極合材層１２０の外側表面１２０ｂが第１ロール４０の外周面４０ｂから離間するとき、第１ロール４０の外周面４０ｂに接触していたバインダ粒子１２２が、第１ロール４０の外周面４０ｂから離間し易くなる。これにより、本実施形態１の製造方法では、「第１ロール４０の外周面４０ｂに接触していたバインダ粒子１２２と共に、負極合材層１２０の一部が、集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）上から脱離（剥離）して第１ロール４０の外周面４０ｂに転写されてしまうこと」を低減することができる。

なお、第１ロール４０の外周面４０ｂの温度は、プレス前加熱工程によって軟化または溶融したバインダ粒子１２２の粘着力が低下する温度に設定されている。具体的には、本実施形態１では、第１ロール４０の外周面４０ｂの温度を、バインダ粒子１２２の軟化温度（具体的には１３０℃）よりも低い温度（具体的には８０℃）に設定している。

さらに、本実施形態１の製造方法では、ロールプレス工程において、負極シート１００を第１ロール４０と第２ロール５０とによってロールプレスした後、直ちに、第１ロール４０及び第２ロール５０から負極シート１００を離間させるのではなく（第２ロール５０からは負極シート１００を直ちに離間させるが）、負極合材層１２０が第１ロール４０の外周面４０ｂに接触した状態を維持したまま、負極シート１００を第１ロール４０の外周面４０ｂに沿って一定距離搬送した後に、負極シート１００を第１ロール４０の外周面４０ｂから離間させる（図１及び図６参照）。なお、図６は、図１のＤ部拡大図である。

具体的には、第１ロール４０と第２ロール５０との対面箇所の間隙を通過することによってロールプレスされた負極シート１００は、第１ロール４０の外周面４０ｂに抱き角θ２で巻き付けられる態様で搬送された後、ニップロール６０に巻き付けられる態様で搬送されることによって、第２ロール５０の外周面５０ｂから離間する（図１参照）。従って、負極シート１００は、第１ロール４０と第２ロール５０とによってロールプレスされた後、第１ロール４０の外周面４０ｂに接触しつつ第１ロール４０の外周面４０ｂに沿って、一定の距離Ｄ２だけ搬送される。なお、本実施形態１では、θ２＝７０°とされている。従って、距離Ｄ２＝第１ロール４０の直径×π×（抱き角θ２／３６０°）＝２５０ｍｍ×３．１４×（７０／３６０）＝１５３ｍｍである。

このようにすることで、負極合材層１２０が第１ロール４０に接触してから離間するまでの時間（接触期間）を長くすることができるので、第１ロール４０の外周面４０ｂから負極合材層１２０が離間するまでの間に、第１ロール４０の外周面４０ｂに接触するバインダ粒子１２２の粘着力（第１ロール４０に対するバインダ粒子１２２の付着力）をより一層低下させることができる。これにより、負極合材層１２０が第１ロール４０の外周面４０ｂから離間するとき、第１ロール４０の外周面４０ｂに接触していたバインダ粒子１２２が、第１ロール４０の外周面４０ｂからより一層離間し易くなる（換言すれば、第１ロール４０の外周面４０ｂに転写され難くなる）。従って、本実施形態１の製造方法では、「負極合材層１２０の一部が、集電箔１１０の第１表面１１０ｂ上から脱離（剥離）して第１ロール４０の外周面４０ｂに転写されてしまうこと」を、より一層低減することができる。

上述のようにして作製した負極シート１００は、その後、正極シート及びセパレータと組み合わされて、電極体を形成する。次いで、この電極体に端子部材を取り付けた後、電池ケース内に電極体及び電解液を収容する。これにより、リチウムイオン二次電池が完成する。

＜実施形態２＞
次に、実施形態２にかかる電極シートの製造方法について説明する。本実施形態２では、電極シート製造装置２０１を用いて、負極シート１００を製造する。図８は、実施形態２にかかる電極シート製造装置２０１の側面視概略図である。本実施形態２の電極シート製造装置２０１は、実施形態１の電極シート製造装置１と比較して、ニップロール６０を有することなく、負極シート１００を第１ロール４０と第２ロール５０とによってロールプレスした後、直ちに、第１ロール４０及び第２ロール５０から負極シート１００を離間させる点が異なっており、その他は同等である。

本実施形態２でも、実施形態１と同様に、プレス前加熱工程において、集電箔１１０と負極合材層１２０とを有する負極シート１００を、第２ロール５０の外周面５０ｂに接触させつつ、第２ロール５０の外周面５０ｂに沿って一定の距離Ｄ１だけ搬送することによって加熱することで、負極合材層１２０に含まれるバインダ粒子１２２を軟化または溶融させる。なお、第２ロール５０の外周面５０ｂの温度は、２００℃に設定されている。また、第２ロール５０の抱き角θ１＝７０°である（図８参照）。

次に、ロールプレス工程に進み、実施形態１と同様に、プレス前加熱工程で加熱した負極シート１００を、負極合材層１２０の外側表面１２０ｂを第１ロール４０の外周面４０ｂに接触させる態様で、第１ロール４０と第２ロール５０とによってロールプレスする。これにより、負極合材層１２０を厚み方向ＤＴに圧縮しつつ、軟化または溶融したバインダ粒子１２２によって、活物質粒子１２１同士を結着させると共に負極合材層１２０を集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）に結着させる（図７参照）。

本実施形態２でも、本実施形態１と同様に、第１ロール４０の外周面４０ｂの温度を、第２ロール５０の外周面５０ｂの温度よりも低くしている。具体的には、第１ロール４０の外周面４０ｂの温度を８０℃に設定している。これにより、ロールプレス工程において、負極合材層１２０内のバインダ粒子１２２について、第１ロール４０に対する粘着力（付着力）を、集電箔１１０に対する粘着力（付着力）よりも低下させる。

このようにすることで、ロールプレスを行って、負極合材層１２０の外側表面１２０ｂが第１ロール４０の外周面４０ｂから離間するとき、第１ロール４０の外周面４０ｂに接触していたバインダ粒子１２２が、第１ロール４０の外周面４０ｂから離間し易くなる。従って、本実施形態２の製造方法でも、「第１ロール４０の外周面４０ｂに接触していたバインダ粒子１２２と共に、負極合材層１２０の一部が、集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）上から脱離（剥離）して第１ロール４０の外周面４０ｂに転写されてしまうこと」を低減することができる。

＜比較形態１＞
次に、比較形態１にかかる電極シートの製造方法について説明する。本比較形態１では、電極シート製造装置４０１を用いて、負極シート１００を製造する。図１２は、比較形態１にかかる電極シート製造装置４０１の側面視概略図である。本比較形態１の電極シート製造装置４０１は、実施形態２の電極シート製造装置１と比較して、第１ロール４４０の外周面４４０ｂの温度が異なっており、その他は同等である。

本比較形態１でも、実施形態１，２と同様に、プレス前加熱工程において、集電箔１１０と負極合材層１２０とを有する負極シート１００を、第２ロール５０の外周面５０ｂに接触させつつ、第２ロール５０の外周面５０ｂに沿って一定の距離Ｄ１だけ搬送することによって加熱することで、負極合材層１２０に含まれるバインダ粒子１２２を軟化または溶融させる。なお、第２ロール５０の外周面５０ｂの温度は、２００℃に設定されている。また、第２ロール５０の抱き角θ１＝７０°である（図８参照）。

次に、ロールプレス工程に進み、実施形態１，２と同様に、プレス前加熱工程で加熱した負極シート１００を、負極合材層１２０の外側表面１２０ｂを第１ロール４０の外周面４０ｂに接触させる態様で、第１ロール４０と第２ロール５０とによってロールプレスする。これにより、負極合材層１２０を厚み方向ＤＴに圧縮しつつ、軟化または溶融したバインダ粒子１２２によって、活物質粒子１２１同士を結着させると共に負極合材層１２０を集電箔１１０の表面（第１表面１１０ｂ）に結着させる（図７参照）。

但し、本比較形態１では、第１ロール４４０の外周面４４０ｂの温度を、第２ロール５０の外周面５０ｂの温度と等しく２００℃に設定している。すなわち、ロールプレス工程において負極合材層１２０が接触する第１ロール４４０の外周面４４０ｂの温度を、負極合材層１２０に含まれるバインダ粒子１２２の融点（１６０℃）よりも高くしている。このようにして、ロールプレス工程を行って、負極シート１００を製造した。

＜製造方法の評価＞

図１３は、比較形態１の製造方法によって製造した負極シート１００の平面写真である。図１３に示すように、比較形態１の負極シート１００では、集電箔１１０の中間部１１３の表面（第１表面１１０ｂ）から負極合材層１２０の一部が脱離した部位（脱離部ＥＰとする）が多数（広い面積で）存在し、負極合材層１２０を構成する活物質粒子１２１が多数、集電箔１１０から脱離していた。すなわち、比較形態１の製造方法では、負極合材層１２０の多くが、集電箔１１０の第１表面１１０ｂ上から脱離（剥離）して第１ロール４０の外周面４０ｂに転写されてしまった。

図９は、本実施形態１の製造方法によって製造した負極シート１００の平面写真である。図９に示すように、実施形態１の負極シート１００では、集電箔１１０の中間部１１３の表面（第１表面１１０ｂ）から負極合材層１２０の一部が脱離した部位が見当たらなかった。すなわち、実施形態１の製造方法では、負極合材層１２０の一部が、集電箔１１０の第１表面１１０ｂ上から脱離（剥離）して第１ロール４０の外周面４０ｂに転写されてしまうことがなかった。

図１０は、本実施形態２の製造方法によって製造した負極シート１００の平面写真である。図１０に示すように、実施形態２の負極シート１００では、集電箔１１０の中間部１１３の表面（第１表面１１０ｂ）から負極合材層１２０の一部が脱離した部位（脱離部ＥＰ）が存在しているが、集電箔１１０から脱離した活物質粒子１２１の量は、比較形態１に比べて極めて少なかった。

以上のことから、実施形態１，２の製造方法によれば、比較形態１の製造方法に比べて、「負極合材層１２０の一部が、集電箔１１０の第１表面１１０ｂ上から脱離（剥離）して第１ロール４０の外周面４０ｂに転写されてしまうこと」を低減することができるといえる。さらに、実施形態１の製造方法と実施形態２の製造方法とを比較すると、実施形態１の製造方法のほうが、脱離部ＥＰの発生を低減できる効果が大きいことから、「ロールプレス工程の後、負極合材層１２０が第１ロール４０の外周面４０ｂに接触した状態を維持したまま、負極シート１００を第１ロール４０の外周面４０ｂに沿って一定距離搬送した後に、負極シート１００を第１ロール４０の外周面４０ｂから離間させるようにする」ことで、「負極合材層１２０の一部が、集電箔１１０の第１表面１１０ｂ上から脱離（剥離）して第１ロール４０の外周面４０ｂに転写されてしまうこと」をより一層低減することができるといえる。

以上において、本発明を実施形態１，２に即して説明したが、本発明は前記実施形態１，２に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、実施形態１，２では、電極シートの製造方法として、負極シート１００の製造方法を例示した。しかしながら、本発明は、負極シートのみならず、正極シートの製造方法にも適用することができる。正極シートを製造する場合、複合粒子として、活物質粒子の表面にバインダ粒子と導電粒子が結合した複合粒子を用いると良い。この複合粒子は、例えば、活物質粒子（例えば、ニッケルコバルトマンガン酸リチウム粒子）とバインダ粒子（例えば、ＰＶＤＦ粒子）と導電粒子（例えば、アセチレンブラック粒子）とを、重量比で９０：５：５の割合で混合して作製することができる。

また、実施形態１，２では、負極合材層１２０を、集電箔１１０の片面（第１表面１１０ｂ）のみに形成する例を示したが、集電箔１１０の両面（第１表面１１０ｂと第２表面１１０ｃ）に形成するようにしても良い。すなわち、本発明は、集電箔の片面（第１表面）に電極合材層を有する電極シートのみならず、集電箔の両面（第１表面及び第２表面）に電極合材層を有する電極シートの製造方法に適用することができる。なお、集電箔１１０の両面に負極合材層１２０を形成する場合は、前述のように集電箔１１０の第１表面１１０ｂに負極合材層１２０を有する負極シート１００に対してプレス前加熱工程及びロールプレス工程を行った後、当該負極シート１００の集電箔１１０の第２表面１１０ｃに複合粒子１２３からなる負極合材層１２０を設けて、この負極シートに対してプレス前加熱工程及びロールプレス工程を行うようにすると良い。

また、実施形態１，２では、プレス前加熱工程を、第２ロール５０を用いて行った。しかしながら、プレス前加熱工程は、ロールプレス工程を行う前に、電極シートに含まれるバインダ粒子を軟化または溶融させることができれば、いずれの装置を用いて行うようにしても良い。例えば、図１１に示す変形形態１の電極シート製造装置３０１のように、第１ロール４０及び第２ロール５０よりも搬送方向ＤＭの上流側に、熱風ＨＡを送出する加熱装置３８０を設け、加熱装置３８０から送出される熱風ＨＡを負極シート１００に当てることによって、負極シート１００に含まれるバインダ粒子１２２を軟化または溶融させるようにしても良い。

１，２０１，３０１ 電極シート製造装置
４０ 第１ロール
４０ｂ 外周面
５０ 第２ロール
５０ｂ 外周面
１００ 負極シート（電極シート）
１１０ 集電箔
１１０ｂ 第１表面（表面）
１２０ 負極合材層（電極合材層）
１２０ｂ 外側表面
１２１ 活物質粒子
１２２ バインダ粒子
１２３ 複合粒子
ＤＬ 長さ方向
ＤＭ 搬送方向
ＤＴ 厚み方向
ＤＷ 幅方向

Claims (3)

1. 集電箔の表面上に電極合材層を有する電極シートの製造方法において、
   前記集電箔と、活物質粒子の表面に前記活物質粒子よりも小径のバインダ粒子が複数結合した複合粒子が、前記集電箔の前記表面上に堆積した前記電極合材層と、を有する前記電極シートを加熱して、前記電極合材層に含まれる前記バインダ粒子を軟化または溶融させるプレス前加熱工程と、
   前記プレス前加熱工程で加熱した前記電極シートを、第１ロールと第２ロールとの間でロールプレスして、前記電極合材層を厚み方向に圧縮しつつ、軟化または溶融した前記バインダ粒子によって、前記活物質粒子同士を結着させると共に前記電極合材層を前記集電箔の前記表面に結着させるロールプレス工程と、を備え、
   前記ロールプレス工程は、前記電極シートの前記電極合材層の外側表面が接触する前記第１ロールの外周面の温度を、前記第２ロールの外周面の温度よりも低くして、前記電極シートをロールプレスすることによって、前記電極合材層内の前記バインダ粒子について、前記第１ロールに対する粘着力を前記集電箔に対する粘着力よりも低下させる
   電極シートの製造方法。
2. 請求項１に記載の電極シートの製造方法であって、
   前記ロールプレス工程において前記電極シートをロールプレスした後、前記電極合材層の前記外側表面が前記第１ロールの前記外周面に接触した状態を維持したまま、前記電極シートを前記第１ロールの前記外周面に沿って一定距離搬送した後、前記電極シートを前記第１ロールの前記外周面から離間させる
   電極シートの製造方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の電極シートの製造方法であって、
   前記プレス前加熱工程は、前記電極シートを前記第１ロールと前記第２ロールとの間でロールプレスする前に、前記電極シートを、前記第１ロールの前記外周面よりも高温である前記第２ロールの前記外周面に接触させつつ、前記第２ロールの前記外周面に沿って一定距離搬送することによって、前記電極合材層に含まれる前記バインダ粒子を軟化または溶融させる
   電極シートの製造方法。

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