JP7213277B2 - 電極板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、帯状の集電箔上に活物質層を有する電極板の製造方法に関する。

電池に用いられる正極板や負極板など、帯状の集電箔上に活物質層が形成された電極板が知られている。このような電極板は、例えば以下の手法により製造することができる。即ち、まず電極材料を磁性キャリア粒子に静電吸着させた複合キャリア粒子を、マグネットロールからなる供給ロールのロール表面に磁気吸着させる。続いて、この供給ロールの回転により、ロール表面に磁気吸着させた複合キャリア粒子を、供給ロールと、集電箔を搬送するバックアップロールとの間隙（成膜領域）に搬送する。続いて、この成膜領域において、静電気力により、複合キャリア粒子のうち電極材料を集電箔に向けて飛ばして、集電箔上に電極材料を堆積させ、未圧縮の未圧縮活物質層を連続形成する。続いて、この電極板を加熱プレスして未圧縮活物質層から活物質層を形成する。なお、この電極板の製造方法が開示された従来技術として、特許文献１が挙げられる。

特開２０２０－１４９８６２号公報

上述の電極板の製造方法では、分散媒を含まない未圧縮活物質層を集電箔上に形成できるため、分散媒を除去する（未乾燥活物質層を加熱乾燥させる）工程が不要となる。しかしながら、活物質層の目付量を多くしたいという課題があった。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、未乾燥活物質層を加熱乾燥させる工程を行うことなく、集電箔上に活物質層を形成でき、活物質層の目付量を多くできる電極板の製造方法を提供するものである。

上記課題を解決するための本発明の一態様は、帯状の集電箔上に活物質層を備える電極板の製造方法であって、ロール表面をなす円筒状で軟磁性の金属からなる金属筒と、上記金属筒の内部に上記金属筒と同軸に配置され、外周にＮ極とＳ極の磁極が周方向に交互に複数並ぶ内部マグネット部と、を有するマグネットロールの上記ロール表面に、活物質合材粒子を磁性キャリア粒子に静電吸着させた複合キャリア粒子を磁気吸着させる磁気吸着工程と、上記ロール表面に磁気吸着させた上記複合キャリア粒子を成膜領域に搬送する搬送工程と、上記成膜領域において、長手方向に搬送される上記集電箔と上記金属筒との間に直流電圧を印加して、上記複合キャリア粒子のうち上記活物質合材粒子を上記集電箔に向けて飛ばして、上記集電箔上に上記活物質合材粒子を堆積させ、未圧縮の未圧縮活物質層を形成する堆積工程と、を備え、上記搬送工程及び上記堆積工程において、複数の上記複合キャリア粒子が数珠繋ぎ状に並んだ一連のキャリア群が、上記内部マグネット部の上記磁極の位置に応じて立ち上がり形態と横倒し形態とを交互に取りつつ、上記ロール表面上を移動するキャリア群移動速度Ｖｈ（ｍｍ／ｓ）が、上記金属筒の回転方向を正の方向として、－１７０≦Ｖｈ≦－４０または＋４０≦Ｖｈ≦＋１７０の範囲を満たすように、上記金属筒及び上記内部マグネット部をそれぞれ回転させる電極板の製造方法である。

上述の電極板の製造方法では、活物質合材粒子を磁性キャリア粒子に静電吸着させた複合キャリア粒子を、マグネットロールのロール表面に磁気吸着させ（磁気吸着工程）、更に、この複合キャリア粒子を成膜領域に搬送する（搬送工程）。そして、成膜領域において、搬送される集電箔と、ロール表面をなす金属筒との間に直流電圧を印加して、静電気力により、複合キャリア粒子のうち活物質合材粒子を集電箔に向けて飛ばして、集電箔上に未圧縮活物質層を形成する（堆積工程）。このようにすることで、分散媒を含まない未圧縮活物質層を形成できるため、分散媒を除去する（未乾燥活物質層を加熱乾燥させる）工程が不要となる。

ところで、堆積工程において、複合キャリア粒子として成膜領域に搬送された活物質合材粒子の中には、複合キャリア粒子を構成する磁性キャリア粒子から離れ、集電箔に向けて飛ばずに、磁性キャリア粒子に静電吸着されたまま成膜領域を通過してしまう活物質合材粒子がある。このような活物質合材粒子が多くなると、集電箔上に堆積される（未圧縮活物質層を構成する）活物質合材粒子が少なくなるため、活物質層の目付量も少なくなる。

本発明者が調査した結果、複合キャリア粒子は、マグネットロールのロール表面（金属筒の外周面）上において、複数の複合キャリア粒子が数珠繋ぎ状に並んだ一連のキャリア群を形成している。この一連のキャリア群は、内部マグネット部の磁極によって、ロール表面から立ち上がった第１立ち上がり形態と、ロール表面に沿って周方向の一方側に延びる第１横倒し形態と、当初根元に位置していた複合キャリア粒子が頂点に位置するように一連のキャリア群がロール表面から倒立した第２立ち上がり形態と、当初根元に位置していた複合キャリア粒子が周方向一方側の先頭に位置するようにロール表面に沿って周方向の一方側に延びる第２横倒し形態とをこの順に取るように回転（以下、キャリア群のこのような回転を「立横回転」ともいう）しながら、ロール表面上を移動する（以下、キャリア群のこのような移動を「立横回転移動」ともいう）。更に、この立横回転移動のキャリア群移動速度Ｖｈの大きさによって、集電箔に向けて飛ぶ活物質合材粒子の量が変わり、活物質層の目付量も変わる。従って、キャリア群移動速度Ｖｈを適切な大きさにすることにより、活物質層の目付量を多くできることが判ってきた。

上述の製造方法では、ロール表面を基準とした、ロール表面上を立横回転移動するキャリア群移動速度Ｖｈ（ｍｍ／ｓ）が－１７０≦Ｖｈ≦－４０または＋４０≦Ｖｈ≦＋１７０を満たすように、マグネットロールの金属筒及び内部マグネット部をそれぞれ回転させる。ＶｈをＶｈ≦－４０またはＶｈ≧４０としたので、マグネットロールのロール表面上でキャリア群が適度に立横回転しながら立横回転移動するため、直流電圧による静電界が印加されている成膜領域において、複合キャリア粒子の活物質合材粒子が磁性キャリア粒子から離れ易くなり、集電箔に向けて飛び易くなる。一方、ＶｈをＶｈ≧－１７０またはＶｈ≦１７０としたので、キャリア群が成膜領域に到達する前に、活物質合材粒子が磁性キャリア粒子から離れて飛散するのを抑制できる。このため、集電箔上に堆積される活物質合材粒子を多くでき、活物質層の目付量を多くできる。

更に、上記の電極板の製造方法であって、前記搬送工程及び前記堆積工程において、前記マグネットロールの前記金属筒の周速Ｖｓ（ｍｍ／ｓ）を２００≦Ｖｓ≦６００とする電極板の製造方法とするのが好ましい。

金属筒の周速Ｖｓが遅いと、電極板の生産性が悪くなる。一方、金属筒の周速Ｖｓが速すぎると、ロール表面上の複合キャリア粒子に掛かる遠心力が大きくなり、堆積工程において、活物質合材粒子と共に磁性キャリア粒子も集電箔に向けて飛ぶようになる。すると、磁性キャリア粒子も集電箔上に堆積され、活物質層に磁性キャリア粒子が混入する。これに対し、金属筒の周速Ｖｓを２００ｍｍ／ｓ以上とすることで、電極板の生産性を良好にできる。一方、金属筒の周速Ｖｓを６００ｍｍ／ｓ以下とすることで、活物質層に磁性キャリア粒子が混入するのを防止できる。

更に、上記の電極板の製造方法であって、前記キャリア群移動速度Ｖｈ（ｍｍ／ｓ）が－１２５≦Ｖｈ≦－５０または＋５０≦Ｖｈ≦＋１２５の範囲を満たすように、前記金属筒及び前記内部マグネット部をそれぞれ回転させる電極板の製造方法とすると良い。

上述の電極板の製造方法では、キャリア群移動速度Ｖｈ（ｍｍ／ｓ）が－１２５≦Ｖｈ≦－５０または＋５０≦Ｖｈ≦＋１２５を満たすように、マグネットロールの金属筒及び内部マグネット部をそれぞれ回転させる。ＶｈをＶｈ≦－５０またはＶｈ≧５０としたので、マグネットロールのロール表面上でキャリア群がより適切に立横回転しながら立横回転移動するため、より一層、成膜領域において活物質合材粒子が集電箔に向けて飛び易くなる。一方、ＶｈをＶｈ≧－１２５またはＶｈ≦１２５としたので、キャリア群が成膜領域に到達する前に活物質合材粒子が飛散するのを、より一層抑制できる。このため、より一層、活物質層の目付量を多くできる。

実施形態に係る電極板の斜視図である。 実施形態に係る電極板の製造方法のフローチャートである。 実施形態に係る活物質層形成装置の説明図である。 実施形態に係り、マグネットロールの下方において複合キャリア粒子がロール表面に磁気吸着し、その後、ロール表面上において複合キャリア粒子のキャリア群が立横回転しながら立横回転移動する様子を模試的に示す説明図である。 実施形態に係り、マグネットロールのロール表面上において複合キャリア粒子が立横回転しながら立横回転移動しつつ、成膜領域において、複合キャリア粒子のうち活物質合材粒子が集電箔に向けて飛翔する様子を模試的に示す説明図である。 キャリア群のキャリア群移動速度Ｖｈと活物質層の目付量Ａとの関係を示すグラフである。

（実施形態）
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に、本実施形態に係る電極板１の斜視図を示す。なお、以下では、電極板１の長手方向ＥＨ、幅方向ＦＨ及び厚み方向ＧＨを、図１に示す方向と定めて説明する。この電極板１は、ハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、電気自動車等の車両などに搭載される角型で密閉型のリチウムイオン二次電池を製造するのに、具体的には、扁平状捲回型或いは積層型の電極体を製造するのに用いられる帯状の負極板である。

電極板１は、長手方向ＥＨに延びる帯状で、アルミニウム箔からなる集電箔３を有する。この集電箔３の第１主面３ａのうち、幅方向ＦＨの中央でかつ長手方向ＥＨに延びる領域上には、第１活物質層５（以下、単に「活物質層５」ともいう）が帯状に形成されている。また、集電箔３の反対側の第２主面３ｂのうち、幅方向ＦＨの中央でかつ長手方向ＥＨに延びる領域上にも、第２活物質層６（以下、単に「活物質層６」ともいう）が帯状に形成されている。電極板１のうち幅方向ＦＨの両端部は、それぞれ、厚み方向ＧＨに活物質層５，６が存在せず、集電箔３が厚み方向ＧＨに露出した露出部１ｒとなっている。

活物質層５，６は、それぞれ、活物質粒子１１と結着剤１２から構成されている。活物質粒子１１及び結着剤１２の重量割合は、活物質粒子：結着剤＝９７．５：２．５である。本実施形態では、活物質粒子１１は、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な負極活物質粒子、具体的には黒鉛粒子であり、結着剤１２は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）である。

次いで、上記の電極板１の製造方法について説明する（図２～図５参照）。まず「合材粒子作製工程Ｓ１」（図２参照）において、活物質粒子１１（本実施形態では黒鉛粒子）と結着剤１２（本実施形態ではＰＶＤＦ）からなる活物質合材粒子１５を作製する。具体的には、混合造粒装置（日本コークス工業株式会社のＭＰミキサ）を用意する。そして、活物質粒子１１（黒鉛粒子）及び結着剤１２（ＰＶＤＦ）を、活物質粒子：結着剤＝９７．５：２．５の重量割合で混合造粒装置内に投入し、４５００ｒｐｍで２ｍｉｎ混合し造粒して、活物質粒子１１及び結着剤１２が複合化したメディアン径Ｄ₅₀＝約１０μｍの活物質合材粒子１５を得る。なお、この活物質合材粒子１５には、分散媒が含まれない（固形分率ＮＶが１００ｗｔ％）。

次に、「静電吸着工程Ｓ２」（図２参照）において、活物質合材粒子１５と磁性キャリア粒子２００を混合して、活物質合材粒子１５を磁性キャリア粒子２００に静電吸着させた複合キャリア粒子２０５を形成する。磁性キャリア粒子２００は、主として強磁性体からなる粒子であり、本実施形態では、パウダーテック株式会社のＭＦ９６－１００を用いた。この磁性キャリア粒子２００は、メディアン径Ｄ₅₀＝約１００μｍであり、Ｍｎ及びＦｅからなる粒子本体と、この粒子本体の表面に形成された厚み約１μｍのシリコーン被膜とからなる。静電吸着工程Ｓ２では、ポリ容器に、活物質合材粒子１５及び磁性キャリア粒子２００を、活物質合材粒子：磁性キャリア粒子＝９０．４：９．６の重量割合で入れ、このポリ容器をポットミル回転台に乗せて２７７ｒｐｍで９０ｍｉｎ混合する。これにより、活物質合材粒子１５を磁性キャリア粒子２００に静電吸着させた複合キャリア粒子２０５を得る。

次に、「第１未圧縮層形成工程Ｓ３」（図２参照）において、上述の活物質合材粒子１５を用いて、集電箔３の第１主面３ａ上に、長手方向ＥＨに延びる帯状で、未圧縮の第１未圧縮活物質層５ｘ（以下、単に「未圧縮活物質層５ｘ」ともいう）を形成する。この第１未圧縮層形成工程Ｓ３と後述する第１プレス工程Ｓ４は、活物質層形成装置１００（図３～図５参照）を用いて連続して行う。この活物質層形成装置１００は、集電箔３上に未圧縮の未圧縮活物質層５ｘを形成する層形成部１０３と、未圧縮活物質層５ｘ及び集電箔３を加熱プレスして活物質層５を形成するプレス部１０５とを備える。

このうち層形成部１０３は、静電吸着工程Ｓ２で得た複合キャリア粒子２０５を、マグネットロール１３０に供給する供給部１１０と、集電箔３を長手方向ＥＨに搬送するバックアップロール１２０と、バックアップロール１２０に平行に配置されたマグネットロール１３０と、これらバックアップロール１２０及びマグネットロール１３０に電気的に接続する直流電源１４０と、磁性キャリア粒子２００を回収する回収部１５０とを有する。

このうち供給部１１０は、マグネットロール１３０の下方に配置されている。この供給部１１０は、複合キャリア粒子２０５を収容する容器１１１と、この容器１１１内に設けられた３つの攪拌翼１１３，１１４，１１５とを有しており、容器１１１内に投入された複合キャリア粒子２０５を、上方のマグネットロール１３０に向けて送るように構成されている。また、供給部１１０の容器１１１のうち、図３中、右上の部位には、マグネットロール１３０のロール表面１３０ｍに向けて突出するスキージ１１７が設けられている。このスキージ１１７は、ロール表面１３０ｍに磁気吸着された複合キャリア粒子２０５を均す。

バックアップロール１２０は、マグネットロール１３０の上方に配置されている。また、バックアップロール１２０の図３中、右方には、バックアップロール１２０と平行に搬送ロール１２５が配置されている。これらバックアップロール１２０及び搬送ロール１２５は、図３中、右下から、活物質層形成装置１００の層形成部１０３に供給される集電箔３を長手方向ＥＨに搬送する。具体的には、搬送ロール１２５は、集電箔３の第１主面３ａに接触して、巻きつけた集電箔３をバックアップロール１２０に向けて長手方向ＥＨに搬送する。一方、バックアップロール１２０は、これに連結されたモータ（不図示）によって図３中、時計回りに回転し、集電箔３の第２主面３ｂに接触して、巻きつけた集電箔３を後述するプレス部１０５に向けて長手方向ＥＨに搬送する。

マグネットロール１３０は、バックアップロール１２０の下方にロール間隙ＫＡを空けて、かつ、バックアップロール１２０に巻きつけられた集電箔３との間に間隙ＫＢを空けて、バックアップロール１２０と平行に配置されている。本実施形態では、ロール間隙ＫＡの大きさは４．０ｍｍであり、間隙ＫＢの大きさは、ロール間隙ＫＡよりも集電箔３の厚み分だけ（本実施形態では１２μｍ）小さい。このマグネットロール１３０は、ロール表面１３０ｍに生じた磁力Ｆｇによって、前述の複合キャリア粒子２０５をロール表面１３０ｍに吸着可能であり、ロール表面１３０ｍに磁気吸着された複合キャリア粒子２０５を、マグネットロール１３０と集電箔３との間隙ＫＢ（成膜領域ＭＲ）に向けて搬送可能に構成されている。

具体的には、マグネットロール１３０は、軟磁性の金属（本実施形態ではアルミニウム）からなる円筒状の金属筒１３１と、この金属筒１３１の内部に金属筒１３１と同軸に配置された、６極構造を有する円柱状の内部マグネット部１３３とを有する。金属筒１３１の外周面１３１ｍは、マグネットロール１３０のロール表面１３０ｍをなす。この金属筒１３１は、これに連結されたモータ（不図示）によって、図３中、反時計回りに回転可能に構成されている。

一方、内部マグネット部１３３は、外周側にＮ極を有する複数の磁石（第１磁石１３３Ｎ１、第３磁石１３３Ｎ２及び第５磁石１３３Ｎ３）と、外周側にＳ極を有する複数の磁石（第２磁石１３３Ｓ１、第４磁石１３３Ｓ２及び第６磁石１３３Ｓ３）とが周方向ＳＨに交互に配置されている。詳細には、これら第１磁石１３３Ｎ１～第６磁石１３３Ｓ３は、マグネットロール１３０のロール軸に直交する断面がそれぞれ扇状のフェライト磁石であり、反時計回りに第１磁石１３３Ｎ１、第２磁石１３３Ｓ１、第３磁石１３３Ｎ２、第４磁石１３３Ｓ２、第５磁石１３３Ｎ３、第６磁石１３３Ｓ３の順で並んでいる。内部マグネット部１３３は、これに連結されたモータ（不図示）によって、図３中、時計回りにも反時計回りにも回転可能に構成されている。なお、本実施形態では、後述するように、図３中、時計回りに内部マグネット部１３３を回転させる。

直流電源１４０は、その正極がバックアップロール１２０に、負極がマグネットロール１３０に電気的に接続され、また、バックアップロール１２０は接地されている。この直流電源１４０により、本実施形態では、マグネットロール１３０の電位が－６００Ｖ、バックアップロール１２０の電位が０Ｖとなり、マグネットロール１３０とバックアップロール１２０との間に直流電圧Ｖｄ＝－６００Ｖが掛けられる。これにより、バックアップロール１２０に巻きつけられた集電箔３とマグネットロール１３０との間隙ＫＢ（成膜領域ＭＲ）において、静電気力Ｆｓが生じ、後述するように、複合キャリア粒子２０５のうち活物質合材粒子１５が集電箔３に向けて飛翔する。

回収部１５０は、マグネットロール１３０の図３中、左方に配置されている。この回収部１５０は、マグネットロール１３０のロール表面１３０ｍに向けて突出する回収ブレード１５１を有する。この回収ブレード１５１は、ロール表面１３０ｍに磁気吸着されている磁性キャリア粒子２００を掻き取って回収する。

次に、活物質層形成装置１００のプレス部１０５について説明する。このプレス部１０５は、ロール間隙ＫＣを空けて平行に配置された一対のプレスロール１７１，１７２を有する。これらのプレスロール１７１，１７２は、活物質層形成装置１００の層形成部１０３から搬送される集電箔３及び未圧縮活物質層５ｘを、ロール間隙ＫＣにおいて加熱プレス可能に構成されている。

次に、上述の活物質層形成装置１００を用いて行う「第１未圧縮層形成工程Ｓ３」について説明する。第１未圧縮層形成工程Ｓ３のうち、まず「第１磁気吸着工程Ｓ３１」（図２参照）において、複合キャリア粒子２０５をマグネットロール１３０のロール表面１３０ｍに磁気吸着する（図３及び図４参照）。具体的には、供給部１１０の容器１１１内に投入された複合キャリア粒子２０５は、攪拌翼１１３，１１４，１１５によって、上方のマグネットロール１３０に向けて送られる。この複合キャリア粒子２０５は、マグネットロール１３０のロール表面１３０ｍに生じている磁力Ｆｇによって、マグネットロール１３０の下方においてロール表面１３０ｍに磁気吸着する。

続いて、第１未圧縮活物質層形成工程Ｓ３のうち「第１搬送工程Ｓ３２」（図２参照）において、バックアップロール１２０で集電箔３を長手方向ＥＨに成膜領域ＭＲに向けて搬送すると共に、マグネットロール１３０でロール表面１３０ｍに磁気吸着された磁性キャリア粒子２００を成膜領域ＭＲに向けて搬送する。本実施形態では、マグネットロール１３０のうち、金属筒１３１を図３中、反時計回りに回転数Ｎｓ＝１９５ｒｐｍ（周速Ｖｓ＝３０７ｍｍ／ｓ）で回転させると共に、内部マグネット部１３３を金属筒１３１の回転方向とは逆方向（図３中、時計回り）に回転数Ｎｍ＝２０５ｒｐｍで回転させて、磁性キャリア粒子２００を成膜領域ＭＲに向けて搬送する。

まず下方でマグネットロール１３０のロール表面１３０ｍに磁気吸着された複合キャリア粒子２０５は、ロール表面１３０ｍ上において、複数の複合キャリア粒子２０５が数珠繋ぎ状に並んだ一連のキャリア群２１０を形成する（図４参照）。このキャリア群２１０の平均長さＬは、本実施形態ではＬ＝２．０ｍｍである。更に、このキャリア群２１０は、内部マグネット部１３３の磁極の位置に応じて、立ち上がり形態ＦＶと横倒し形態ＦＤとを交互に取るように立横回転しながら、ロール表面１３０ｍ上を図３中、反時計回りに立横回転移動する。

即ち、キャリア群２１０は、例えば第１磁石１３３Ｎ１上を通過する際に、第１磁石１３３Ｎ１のＮ極により、ロール表面１３０ｍから立ち上がった第１立ち上がり形態ＦＶ１となる（図４参照）。その後、このキャリア群２１０は、第１磁石１３３Ｎ１と第２磁石１３３Ｓ１の境界近傍上を通過する際に、ロール表面１３０ｍに沿って周方向ＳＨの一方側ＳＨ１（図４中、反時計回り）に延びる第１横倒し形態ＦＤ１となる。

更に、このキャリア群２１０は、第２磁石１３３Ｓ１上を通過する際に、第２磁石１３３Ｓ１のＳ極により、当初根元に位置していた複合キャリア粒子２０５が頂点に位置するように一連のキャリア群２１０がロール表面１３０ｍから倒立した第２立ち上がり形態ＦＶ２となる。その後、このキャリア群２１０は、第２磁石１３３Ｓ１と第３磁石１３３Ｎ２の境界近傍上を通過する際に、当初根元に位置していた複合キャリア粒子２０５が周方向ＳＨの一方側ＳＨ１の先頭に位置するようにロール表面１３０ｍに沿って周方向ＳＨの一方側ＳＨ１に延びる第２横倒し形態ＦＤ２となる。このように、キャリア群２１０は、第１立ち上がり形態ＦＶ１、第１横倒し形態ＦＤ１、第２立ち上がり形態ＦＶ２、第２横倒し形態ＦＤ２をこの順に取るように立横回転しながら、ロール表面１３０ｍ上を立横回転移動する。

本実施形態では、金属筒１３１の回転方向（図３中、反時計回り）を正の方向として、キャリア群２１０がロール表面１３０ｍに対してロール表面１３０ｍ上を立横回転移動するキャリア群移動速度Ｖｈは、Ｖｈ＝８０ｍｍ／ｓである。前述のように、マグネットロール１３０は、周速Ｖｓ＝３０７ｍｍ／ｓで回転しているので、このロール表面１３０ｍ上をキャリア群移動速度Ｖｈ＝８０ｍｍ／ｓで移動（前進）するキャリア群２１０は、３０７＋８０＝３８７ｍｍ／ｓで図３中、反時計回りに移動する。なお、ロール表面１３０ｍ上のキャリア群２１０は、成膜領域ＭＲに向かう途中で、スキージ１１７によって均される。
なお、本実施形態では、内部マグネット部１３３を金属筒１３１の回転方向とは逆方向（図３中、時計回り）回転させているが、後述するように、内部マグネット部１３３を金属筒１３１の回転方向と同じ方向（図３中、反時計回り）に回転させることもできる。

続いて、第１未圧縮活物質層形成工程Ｓ３のうち「第１堆積工程Ｓ３３」（図２参照）において、搬送される集電箔３と金属筒１３１との間に直流電圧Ｖｄを印加して、成膜領域ＭＲにおいて、複合キャリア粒子２０５のうち活物質合材粒子１５を集電箔３に向けて飛ばして、集電箔３上に活物質合材粒子１５を堆積させて未圧縮活物質層５ｘを形成する（図３及び図５参照）。

具体的には、マグネットロール１３０のロール表面１３０ｍ上のキャリア群２１０は、マグネットロール１３０の回転に伴って反時計回りに、成膜領域ＭＲまで更に移動する。一方、バックアップロール１２０により、集電箔３も成膜領域ＭＲに搬送される。成膜領域ＭＲでは、直流電源１４０での直流電圧Ｖｄの印加によって、静電気力Ｆｓが生じる。このため、キャリア群２１０が成膜領域ＭＲに到達すると、静電気力Ｆｓによって、複合キャリア粒子２０５のうち活物質合材粒子１５が集電箔３に向けて飛翔する。その際、キャリア群２１０はロール表面１３０ｍ上で前述のように立横回転しているため、活物質合材粒子１５が磁性キャリア粒子２００から離れて集電箔３に向けて飛翔し易い。これにより、集電箔３の第１主面３ａ上に、活物質合材粒子１５が堆積して未圧縮活物質層５ｘが連続して形成される。

なお、ロール表面１３０ｍに磁気吸着された磁性キャリア粒子２００に掛かる磁力Ｆｇが、静電気力Ｆｓよりも強くされているため、磁性キャリア粒子２００はそのままロール表面１３０ｍに残る。その後、このロール表面１３０ｍに残った磁性キャリア粒子２００は、マグネットロール１３０の回転に伴って反時計回りに下方に移動し、回収部１５０の回収ブレード１５１で掻き取られて回収される（図３参照）。

続いて、「第１プレス工程Ｓ４」（図２参照）において、未圧縮活物質層５ｘ及び集電箔３を加熱プレスして、活物質層５を形成する（図３参照）。具体的には、未圧縮活物質層５ｘが形成された集電箔３は、層形成部１０３のバックアップロール１２０からプレス部１０５に搬送され、プレス部１０５の一対のプレスロール１７１，１７２により加熱プレスされる。かくして、集電箔３の第１主面３ａ上に活物質層５が連続形成される。なお、この集電箔３上に活物質層５を有する電極板を「片側電極板１Ｙ」ともいう。

次に、上述の片側電極板１Ｙについて、前述の第１未圧縮層形成工程Ｓ３と同様な「第２未圧縮層形成工程Ｓ５」（図２参照）を行って、集電箔３の第２主面３ｂ上に第２未圧縮活物質層６ｘ（以下、単に「未圧縮活物質層６ｘ」ともいう）を形成する。即ち、まず第２未圧縮層形成工程Ｓ５の「第２磁気吸着工程Ｓ５１」において、前述の第１磁気吸着工程Ｓ３１と同様に、静電吸着工程Ｓ２で得た複合キャリア粒子２０５を、マグネットロール１３０のロール表面１３０ｍに磁気吸着する。

続いて、第２未圧縮層形成工程Ｓ５の「第２搬送工程Ｓ５２」において、前述の第１搬送工程Ｓ３２と同様に、バックアップロール１２０で集電箔３を成膜領域ＭＲに向けて搬送すると共に、マグネットロール１３０で複合キャリア粒子２０５を成膜領域ＭＲに向けて搬送する。
続いて、第２未圧縮層形成工程Ｓ５の「第２堆積工程Ｓ５３」において、前述の第１堆積工程Ｓ３３と同様に、複合キャリア粒子２０５のうち活物質合材粒子１５を集電箔３の第２主面３ｂに向けて飛ばして、集電箔３の第２主面３ｂ上に活物質合材粒子１５を堆積させて第２未圧縮活物質層６ｘを連続形成する。
続いて、前述の第１プレス工程Ｓ４と同様な「第２プレス工程Ｓ６」（図２参照）を行う。即ち、第２未圧縮活物質層６ｘ、集電箔３及び第１活物質層５を加熱プレスして、第２未圧縮活物質層６ｘから第２活物質層６を形成する。かくして、図１に示した電極板１が製造される。

（試験結果）
次いで、本発明の効果を検証するために行った試験結果について説明する（図６参照）。前述の活物質層形成装置１００において、マグネットロール１３０のうち、金属筒１３１の回転数Ｎｓを前述のようにＮｓ＝１９５ｒｐｍ（周速Ｖｓ＝３０７ｍｍ／ｓ）に固定する一方、内部マグネット部１３３の回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）及び回転方向を変えて、それ以外は実施形態と同様にして、複数の電極板１を製造した。そして、各電極板１について、活物質層５の目付量Ａ（ｍｇ／ｃｍ²）をそれぞれ測定した。

また、下記の算出式（１）及び（２）により、金属筒１３１の回転方向を正の方向として、マグネットロール１３０のロール表面１３０ｍ上を立横回転移動するキャリア群２１０のキャリア群移動速度Ｖｈ（ｍｍ／ｓ）をそれぞれ求めた。その結果を図６に示す。
Ｖｈ＝（Ｎｓ＋Ｎｍ）／６０×Ｌ×ｎ ・・・（１）
Ｖｈ＝（Ｎｓ－Ｎｍ）／６０×Ｌ×ｎ ・・・（２）

なお、算出式（１）及び（２）において、Ｌ（ｍｍ）は、キャリア群２１０の平均長さ（本試験ではＬ＝２．０ｍｍ）である。また、ｎは、内部マグネット部１３３を構成する磁石１３３Ｎ１，１３３Ｓ１，１３３Ｎ２，１３３Ｓ２，１３３Ｎ３，１３３Ｓ３の個数（磁極の数）であり、本試験ではｎ＝６個である。
また、Ｎｓ（ｒｐｍ）は、金属筒１３１の回転数（本試験ではＮｓ＝１９５ｒｐｍ）であり、Ｎｍ（ｒｐｍ）は、内部マグネット部１３３の回転数である。但し、内部マグネット部１３３を金属筒１３１の回転方向とは逆方向に回転させる場合は、算出式（１）を用いてキャリア群移動速度Ｖｈをそれぞれ算出した。一方、内部マグネット部１３３を金属筒１３１の回転方向と同じ方向に回転させる場合は、算出式（２）を用いてキャリア群移動速度Ｖｈをそれぞれ算出した。

図６から明らかなように、キャリア群移動速度Ｖｈ（ｍｍ／ｓ）が、－４０＜Ｖｈ＜＋４０の範囲ＶＲ３内では、活物質層５の目付量Ａが少なくなる。また、Ｖｈ＜－１７０またはＶｈ＞＋１７０の範囲ＶＲ４内でも、活物質層５の目付量Ａが少なくなる。
これに対し、キャリア群移動速度Ｖｈ（ｍｍ／ｓ）が、－１７０≦Ｖｈ≦－４０または＋４０≦Ｖｈ≦＋１７０の範囲ＶＲ１内では、活物質層５の目付量Ａが多くなる。具体的には、目付量Ａが４．０ｍｇ／ｃｍ²以上となる。更に、－１２５≦Ｖｈ≦－５０または＋５０≦Ｖｃ≦＋１２５の範囲ＶＲ２内では、活物質層５の目付量Ａが更に多くなる。具体的には、目付量Ａが４．８ｍｇ／ｃｍ²以上（上述の４．０ｍｇ／ｃｍ²の２割増し以上）となる。

このような結果が生じた理由は、以下であると考えられる。即ち、－４０＜Ｖｈ＜＋４０の範囲ＶＲ３内では、キャリア群移動速度Ｖｈの絶対値が小さすぎて、マグネットロール１３０のロール表面１３０ｍ上でのキャリア群２１０の立横回転が少なすぎるため、活物質合材粒子１５が、磁性キャリア粒子２００から離れて集電箔３に向けて飛ばずに、磁性キャリア粒子２００に静電吸着したまま成膜領域ＭＲを通過し易くなる。このため、集電箔３上に堆積される活物質合材粒子１５が少なくなり、活物質層５の目付量Ａも少なくなった。

一方、Ｖｈ＜－１７０またはＶｈ＞＋１７０の範囲ＶＲ４内では、キャリア群移動速度Ｖｈの絶対値が大きすぎて、ロール表面１３０ｍ上でのキャリア群２１０の立横回転が活発すぎるため、キャリア群２１０が成膜領域ＭＲに到達する前に、活物質合材粒子１５が磁性キャリア粒子２００から離れて飛散し易くなる。このため、集電箔３上に堆積される活物質合材粒子１５が少なくなり、活物質層５の目付量Ａも少なくなった。

これに対し、－１７０≦Ｖｈ≦－４０または＋４０≦Ｖｈ≦＋１７０の範囲ＶＲ１内、更には、－１２５≦Ｖｈ≦－５０または＋５０≦Ｖｃ≦＋１２５の範囲ＶＲ２内では、キャリア群移動速度Ｖｈの絶対値が適度な大きさであり、ロール表面１３０ｍ上でキャリア群２１０が適度に立横回転するため、成膜領域ＭＲにおいて活物質合材粒子１５が磁性キャリア粒子２００から離れて集電箔３に向けて飛翔し易くなる。一方で、キャリア群２１０が成膜領域ＭＲに到達する前に、活物質合材粒子１５が磁性キャリア粒子２００から離れて飛散するのを抑制できる。このため、集電箔３上に堆積される活物質合材粒子１５が多くなり、活物質層５の目付量Ａも多くなったと考えられる。

以上で説明したように、電極板１の製造方法では、活物質合材粒子１５を磁性キャリア粒子２００に静電吸着させた複合キャリア粒子２０５を、マグネットロール１３０のロール表面１３０ｍに磁気吸着させる。その後、この複合キャリア粒子２０５を成膜領域ＭＲに搬送する。そして、成膜領域ＭＲにおいて、搬送される集電箔３と金属筒１３１との間に直流電圧Ｖｄを印加して、静電気力Ｆｓにより、複合キャリア粒子２０５のうち活物質合材粒子１５を集電箔３に向けて飛ばして、集電箔３上に未圧縮活物質層５ｘ，６ｘを形成する。このようにすることで、分散媒を含まない未圧縮活物質層５ｘ，６ｘを形成できるため、分散媒を除去する工程が不要となる。

更に、電極板１の製造方法では、キャリア群２１０のキャリア群移動速度Ｖｈ（ｍｍ／ｓ）が－１７０≦Ｖｈ≦－４０または＋４０≦Ｖｈ≦＋１７０を満たすように、更には－１２５≦Ｖｈ≦－５０または＋５０≦Ｖｈ≦＋１２５を満たすように、マグネットロール１３０の金属筒１３１及び内部マグネット部１３３をそれぞれ回転させている。ＶｈをＶｈ≦－４０またはＶｈ≧４０、更には、Ｖｈ≦－５０またはＶｈ≧５０としたので、マグネットロール１３０のロール表面１３０ｍ上でキャリア群２１０が適度に立横回転しながら立横回転移動するため、成膜領域ＭＲにおいて、複合キャリア粒子２０５の活物質合材粒子１５が磁性キャリア粒子２００から離れ易くなり、集電箔３に向けて飛び易くなる。一方、ＶｈをＶｈ≧－１７０またはＶｈ≦１７０、更には、Ｖｈ≧－１２５またはＶｈ≦１２５としたので、キャリア群２１０が成膜領域ＭＲに到達する前に、活物質合材粒子１５が磁性キャリア粒子２００から離れて飛散するのを抑制できる。このため、集電箔３上に堆積される活物質合材粒子１５を多くでき、活物質層５，６の目付量Ａを多くできる。

また、電極板１の製造方法では、マグネットロール１３０の金属筒１３１の周速Ｖｓ（ｍｍ／ｓ）を２００≦Ｖｓ≦６００としている。金属筒１３１の周速Ｖｓが遅いと、電極板１の生産性が悪くなる。一方、金属筒１３１の周速Ｖｓが速すぎると、ロール表面１３０ｍ上の複合キャリア粒子２０５に掛かる遠心力が大きくなり、堆積工程Ｓ３３，Ｓ５３において、活物質合材粒子１５と共に磁性キャリア粒子２００も集電箔３に向けて飛ぶようになる。すると、磁性キャリア粒子２００も集電箔３上に堆積され、活物質層５，６に磁性キャリア粒子２００が混入する。これに対し、金属筒１３１の周速Ｖｓを２００ｍｍ／ｓ以上とすることで、電極板１の生産性を良好にできる。一方、金属筒１３１の周速Ｖｓを６００ｍｍ／ｓ以下とすることで、活物質層５，６に磁性キャリア粒子２００が混入するのを防止できる。

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は実施形態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言うまでもない。例えば、実施形態では、負極板１の製造に本発明を適用したが、正極板の製造に本発明を適用してもよい。

１ 電極板（負極板）
３ 集電箔
５ 第１活物質層
５ｘ 第１未圧縮活物質層
６ 第２活物質層
６ｘ 第２未圧縮活物質層
１５ 活物質合材粒子
１００ 活物質層形成装置
１２０ バックアップロール
１３０ マグネットロール
１３０ｍ （マグネットロールの）ロール表面
１３１ 金属筒
１３３ 内部マグネット部
１３３Ｎ１ 第１磁石
１３３Ｓ１ 第２磁石
１３３Ｎ２ 第３磁石
１３３Ｓ２ 第４磁石
１３３Ｎ３ 第５磁石
１３３Ｓ３ 第６磁石
１４０ 直流電源
２００ 磁性キャリア粒子
２０５ 複合キャリア粒子
２１０ キャリア群
ＥＨ 長手方向
ＫＢ （マグネットロールと集電箔との）間隙
ＳＨ 周方向
ＭＲ 成膜領域
Ｎｓ （金属筒の）回転数
Ｎｍ （内部マグネット部の）回転数
Ｖｈ キャリア群移動速度
ＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ３，ＶＲ４ （キャリア群移動速度の）範囲
Ｖｄ 直流電圧
ＦＶ，ＦＶ１，ＦＶ２ 立ち上がり形態
ＦＤ，ＦＤ１，ＦＤ２ 横倒し形態
Ｓ１ 合材粒子作製工程
Ｓ２ 静電吸着工程
Ｓ３ 第１未圧縮層形成工程
Ｓ３１ 第１磁気吸着工程
Ｓ３２ 第１搬送工程
Ｓ３３ 第１堆積工程
Ｓ４ 第１プレス工程
Ｓ５ 第２未圧縮層形成工程
Ｓ５１ 第２磁気吸着工程
Ｓ５２ 第２搬送工程
Ｓ５３ 第２堆積工程
Ｓ６ 第２プレス工程

Claims (2)

1. 帯状の集電箔上に活物質層を備える電極板の製造方法であって、
   ロール表面をなす円筒状で軟磁性の金属からなる金属筒と、
   上記金属筒の内部に上記金属筒と同軸に配置され、外周にＮ極とＳ極の磁極が周方向に交互に複数並ぶ内部マグネット部と、を有する
   マグネットロールの上記ロール表面に、活物質合材粒子を磁性キャリア粒子に静電吸着させた複合キャリア粒子を磁気吸着させる磁気吸着工程と、
   上記ロール表面に磁気吸着させた上記複合キャリア粒子を成膜領域に搬送する搬送工程と、
   上記成膜領域において、長手方向に搬送される上記集電箔と上記金属筒との間に直流電圧を印加して、上記複合キャリア粒子のうち上記活物質合材粒子を上記集電箔に向けて飛ばして、上記集電箔上に上記活物質合材粒子を堆積させ、未圧縮の未圧縮活物質層を形成する堆積工程と、を備え、
   上記搬送工程及び上記堆積工程において、
   複数の上記複合キャリア粒子が数珠繋ぎ状に並んだ一連のキャリア群が、上記内部マグネット部の上記磁極の位置に応じて立ち上がり形態と横倒し形態とを交互に取りつつ、上記ロール表面上を移動するキャリア群移動速度Ｖｈ（ｍｍ／ｓ）が、上記金属筒の回転方向を正の方向として、－１７０≦Ｖｈ≦－４０または＋４０≦Ｖｈ≦＋１７０の範囲を満たすように、上記金属筒及び上記内部マグネット部をそれぞれ回転させる
   電極板の製造方法。
2. 請求項１に記載の電極板の製造方法であって、
   前記キャリア群移動速度Ｖｈ（ｍｍ／ｓ）が－１２５≦Ｖｈ≦－５０または＋５０≦Ｖｈ≦＋１２５の範囲を満たすように、前記金属筒及び前記内部マグネット部をそれぞれ回転させる
   電極板の製造方法。

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