JP7227993B2 - 活物質層形成装置及び電極板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、帯状の集電箔上に活物質層を形成するための活物質層形成装置、及び、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。即ち、活物質粒子、結着剤、分散媒等を混合して得た活物質ペーストを、帯状の集電箔上に塗布して、集電箔上に未乾燥活物質層を形成する。その後、この未乾燥活物質層を加熱乾燥させて、活物質層を形成する。かくして、電極板が製造される。
また、電極板を製造する別の手法として、まず活物質粒子、結着剤、分散媒等を混合し造粒して、これらの湿潤造粒粒子を形成する。そして、この湿潤造粒粒子を圧延して集電箔上に配置し、集電箔上に未乾燥活物質層を形成する。その後、この未乾燥活物質層を加熱乾燥させて、活物質層を形成する。このような手法でも電極板を製造できる。なお、後者の手法に関連する従来技術として、特許文献１が挙げられる。

特開２０１６－１１９２０７号公報

しかしながら、上述の２つの手法は、分散媒を含む活物質ペースト或いは分散媒を含む湿潤造粒粒子を用いているため、分散媒を除去するべく、未乾燥活物質層を加熱乾燥させる工程が必要である。このため、電極板の生産性が良くない。

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る活物質層形成装置、及び、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形成する活物質層形成装置であって、巻きつけた上記集電箔をその長手方向に搬送するバックアップロールと、上記バックアップロールに巻きつけられた上記集電箔と間隙を空けて上記バックアップロールに平行に配置され、活物質合材粒子を静電吸着した磁性キャリア粒子を、ロール表面に磁気吸着し上記間隙に向けて搬送するマグネットロールと、上記バックアップロールと上記マグネットロールとの間に直流電圧を印加して、上記間隙において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る直流電源と、上記マグネットロールの上記ロール表面に磁気吸着された上記磁性キャリア粒子及びこれに静電吸着された上記活物質合材粒子が帯びている電荷Ｑａ，Ｑｂの電荷量ＱＱａｂを減少させる減電器と、を備える活物質層形成装置である。

上述の活物質層形成装置は、上述のバックアップロール、マグネットロール及び直流電源を備えており、これらによって帯状の集電箔上に活物質合材粒子を堆積させる。具体的には、まず活物質合材粒子を静電吸着した磁性キャリア粒子（以下、単に「磁性キャリア粒子及び活物質合材粒子」ともいう）を、マグネットロールのロール表面に磁気吸着する。その後、バックアップロールで集電箔を搬送すると共に、マグネットロールで磁性キャリア粒子及び活物質合材粒子を搬送する。その後、直流電源によりバックアップロールとマグネットロールとの間に直流電圧を印加して、静電気力により、マグネットロールと集電箔との間隙において活物質合材粒子を集電箔に向けて飛ばして、集電箔上に活物質合材粒子を堆積させる。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。

ところで、活物質合材粒子を集電箔に向けて飛ばす際、磁性キャリア粒子及びこれに静電吸着された活物質合材粒子が帯びている電荷Ｑａ，Ｑｂの電荷量ＱＱａｂ（以下、単に「磁性キャリア粒子及び活物質合材粒子の電荷量ＱＱａｂ」ともいう）が多いと、活物質合材粒子が磁性キャリア粒子から離れ難くなるため、集電箔上に堆積される活物質合材粒子が少なくなる。これに対し、上述の活物質層形成装置は、更に減電器を備えており、この減電器により、マグネットロールに磁気吸着された磁性キャリア粒子及び活物質合材粒子の電荷量ＱＱａｂを減少させる。これにより、活物質合材粒子が磁性キャリア粒子から離れて集電箔へ飛び易くなるため、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。

なお、磁性キャリア粒子をマグネットロールに磁気吸着するよりも前の段階で、磁性キャリア粒子及び活物質合材粒子の電荷量ＱＱａｂを減少させた場合には、磁性キャリア粒子から脱落する活物質合材粒子が増えるため、マグネットロール上に磁性キャリア粒子と共に保持される活物質合材粒子が少なくなる。このため、集電箔上に堆積される活物質合材粒子も少なくなる。これに対し、上述の減電器は、マグネットロールに磁気吸着された後の磁性キャリア粒子及び活物質合材粒子の電荷量ＱＱａｂを減少させるため、マグネットロールに磁性キャリア粒子を磁気吸着する際には、マグネットロール上に磁性キャリア粒子と共に保持される活物質合材粒子を多くでき、集電箔上に堆積される活物質合材粒子を多くできる。

更に、上記の活物質層形成装置であって、前記マグネットロールは、前記ロール表面に磁気吸着された前記磁性キャリア粒子が、複数の上記磁性キャリア粒子が数珠繋ぎ状に並んだ磁気穂を形成し、かつ、この磁気穂が、上記ロール表面から立ち上がった形態、及び、上記ロール表面に沿って周方向に延びる横倒し形態を交互に取りつつ、前記間隙向けて搬送されるように構成されており、前記減電器は、上記間隙に達する前で最後に上記横倒し形態となる上記磁気穂をなす複数の上記磁性キャリア粒子及びこれに静電吸着された前記活物質合材粒子の前記電荷量ＱＱａｂを減少させる位置に配置してなる活物質層形成装置とすると良い。

マグネットロールのロール表面から立ち上がった形態の磁気穂について、磁性キャリア粒子及び活物質合材粒子の電荷量ＱＱａｂを減少させた場合、磁気穂の先端部分では、電荷量ＱＱａｂの減少量が多くなる一方、磁気穂の基端部分では、電荷量ＱＱａｂの減少量が少なくなるなど、電荷量ＱＱａｂの減少量にムラが生じ易い。これに対し、上述の活物質層形成装置では、減電器を、マグネットロールと集電箔との間隙に達する前で最後にマグネットロール上に横倒し形態となる磁気穂について電荷量ＱＱａｂを減少させる位置に配置している。これにより、電荷量ＱＱａｂの減少量に上述のムラが生じるのを防止し、より適切に活物質合材粒子を集電箔上に堆積できる。

また、他の解決手段は、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、上記集電箔上に、活物質合材粒子が堆積した未圧縮の未圧縮活物質層を形成する未圧縮活物質層形成工程を備え、上記未圧縮活物質層形成工程は、上記活物質合材粒子を静電吸着した磁性キャリア粒子を、マグネットロールのロール表面に磁気吸着する磁気吸着工程と、上記マグネットロールに平行に配置されたバックアップロールで、これに巻きつけた上記集電箔をその長手方向に搬送すると共に、上記マグネットロールのロール表面に磁気吸着された磁性キャリア粒子を、上記バックアップロールに巻きつけられた上記集電箔と上記マグネットロールとの間隙に向けて搬送する搬送工程と、上記磁気吸着工程の後、上記マグネットロールに磁気吸着された上記磁性キャリア粒子及びこれに静電吸着した上記活物質合材粒子が帯びている電荷Ｑａ，Ｑｂの電荷量ＱＱａｂを減少させる減電工程と、上記減電工程の後、上記バックアップロールと上記マグネットロールとの間に直流電圧を印加して、上記間隙において上記活物質合材粒子を上記集電箔に向けて飛ばして、上記未圧縮活物質層を形成する堆積工程と、を有す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、未圧縮活物質層形成工程において、活物質合材粒子が堆積した未圧縮活物質層を形成する。具体的には、まず活物質合材粒子を静電吸着した磁性キャリア粒子を、マグネットロールのロール表面に磁気吸着する（磁気吸着工程）。その後、バックアップロールで集電箔を搬送すると共に、マグネットロールで磁性キャリア粒子及び活物質合材粒子を搬送する。その後、バックアップロールとマグネットロールとの間に直流電圧を印加して、静電気力により、マグネットロールと集電箔との間隙において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。

更に、上述の製造方法では、堆積工程の前に減電工程を行って、マグネットロールに磁気吸着された磁性キャリア粒子及び活物質合材粒子の電荷量ＱＱａｂを減少させる。これにより、その後の堆積工程において、活物質合材粒子が磁性キャリア粒子から離れて集電箔に向けて飛び易くなるため、集電箔上に堆積される（未圧縮活物質層を構成する）活物質合材粒子を多くでき、活物質層の目付量を多くできる。一方で、減電工程は磁気吸着工程の後に行っているため、磁気吸着工程において、マグネットロール上に磁性キャリア粒子と共に保持される活物質合材粒子を多くでき、堆積工程で集電箔上に堆積される（未圧縮活物質層を形成する）活物質合材粒子を多くできる。

更に、上記の電極板の製造方法であって、前記搬送工程は、前記マグネットロールの前記ロール表面に磁気吸着された前記磁性キャリア粒子を、複数の上記磁性キャリア粒子が数珠繋ぎ状に並んだ磁気穂を形成し、かつ、この磁気穂が、上記ロール表面から立ち上がった形態、及び、上記ロール表面に沿って周方向に延びる横倒し形態を交互に取りつつ、前記間隙に向けて搬送し、前記減電工程は、上記間隙に達する前で最後に上記横倒し形態となる上記磁気穂をなす複数の上記磁性キャリア粒子及びこれに静電吸着された前記活物質合材粒子について行う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、マグネットロールと集電箔との間隙に達する前で最後にマグネットロール上に横倒し形態となる磁気穂について減電工程を行って、磁性キャリア粒子及び活物質合材粒子の電荷量ＱＱａｂを減少させる。これにより、電荷量ＱＱａｂの減少量に前述のムラが生じるのを防止し、より適切に活物質合材粒子を集電箔上に堆積できる。

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、活物質合材粒子を静電吸着した磁性キャリア粒子が、ロール表面に磁気吸着され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金属筒の回転に伴って磁気穂が搬送される様子を模試的に示す説明図である。 実施形態に係り、マグネットロールと集電箔との間隙において、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。 実施例及び比較例に係る各電極板について、活物質層の目付量比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６参照）。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と結着剤１２からなる活物質合材粒子１５を作製する。具体的には、活物質粒子１１として黒鉛粒子を、結着剤１２としてＰＶＤＦを用意する。また、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及び結着剤１２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、４，５００ｒｐｍ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の重量割合で投入し、ポットミル回転台にポリ容器を乗せて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に静電吸着する。

次に、「第１未圧縮活物質層形成工程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未圧縮活物質層形成工程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６参照）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、活物質合材粒子１５を静電吸着した磁性キャリア粒子２００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、活物質合材粒子１５及び磁性キャリア粒子２００が帯びている電荷Ｑａ，Ｑｂの電荷量ＱＱａｂを減少させる減電器１５０と、磁性キャリア粒子２００を回収する回収部１６０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、磁性キャリア粒子２００及びこれに静電吸着された活物質合材粒子１５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、磁性キャリア粒子２００及び活物質合材粒子１５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、マグネットロール１３０のロール表面１３０ｍに磁気吸着された磁性キャリア粒子２００及び活物質合材粒子１５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、前述の磁性キャリア粒子２００をロール表面１３０ｍに吸着可能であり、ロール表面１３０ｍに磁気吸着された磁性キャリア粒子２００を、マグネットロール１３０と集電箔３との間隙ＫＢに向けて搬送可能に構成されている。更に、マグネットロール１３０は、複数の磁性キャリア粒子２００が数珠繋ぎ状に並んだ磁気穂２１０を形成し、かつ、この磁気穂２１０が、ロール表面１３０ｍから立ち上がった形態と、ロール表面１３０ｍに沿って周方向ＳＨに延びる横倒し形態とを交互に取りつつ、磁性キャリア粒子２００が上記間隙ＫＢに向けて搬送されるように構成されている。

具体的には、マグネットロール１３０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、５極構造を有する円柱状のマグネット部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、反時計回りに回転する。

一方、マグネット部１３３は、固定されており回転しない。マグネット部１３３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５つのフェライト磁石（第１磁石１３３Ｎ１、第２磁石１３３Ｓ１、第３磁石１３３Ｓ２、第４磁石１３３Ｎ２及び第５磁石１３３Ｓ３）により構成されている。第１磁石１３３Ｎ１は上方に配置されており、この第１磁石１３３Ｎ１から反時計回りに、第２磁石１３３Ｓ１、第３磁石１３３Ｓ２、第４磁石１３３Ｎ２、第５磁石１３３Ｓ３が配置されている。第１磁石１３３Ｎ１及び第４磁石１３３Ｎ２は、それぞれ外周側にＮ極を有する磁石であり、第２磁石１３３Ｓ１、第３磁石１３３Ｓ２及び第５磁石１３３Ｓ３は、それぞれ外周側にＳ極を有する磁石である。

直流電源１４０は、その負極がマグネットロール１３０に、正極がバックアップロール１２０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。本実施形態では、この直流電源１４０により、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において、静電気力Ｆｓが生じ、後述するように、活物質合材粒子１５が集電箔３に向けて飛翔する。

減電器１５０は、マグネットロール１３０の図３中、右斜め上方に、マグネットロール１３０から約１０ｃｍ離れて配置されている。本実施形態では、この減電器１５０として、春日電機株式会社の静電気帯電・除電装置（ＫＮＴ－１）を用いた。減電器１５０は、マグネットロール１３０のロール表面１３０ｍに磁気吸着された磁性キャリア粒子２００及びこれに静電吸着された活物質合材粒子１５が帯びている電荷Ｑａ，Ｑｂの電荷量ＱＱａｂを減少させる。

本実施形態では、減電器１５０をマグネットロール１３０の図３中、右斜め上方に配置している。一方、後述するように、磁性キャリア粒子２００の磁気穂２１０は、マグネットロール１３０の図３中、右斜め上において、マグネットロール１３０と集電箔３との間隙ＫＢに達する前で最後にマグネットロール１３０上に横倒し形態となる。このため、減電器１５０は、間隙ＫＢに達する前で最後に横倒し形態となる磁気穂２１０について、この磁気穂２１０をなす磁性キャリア粒子２００及び活物質合材粒子１５の電荷量ＱＱａｂを減少できる。

回収部１６０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１６０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１６１を有する。この回収ブレード１６１は、マグネットロール１３０のロール表面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未圧縮活物質層形成工程Ｓ３」について説明する。第１未圧縮活物質層形成工程Ｓ３のうち、まず「第１磁気吸着工程Ｓ３１」（図２参照）において、活物質合材粒子１５を静電吸着した磁性キャリア粒子２００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、磁性キャリア粒子２００及びこれに静電吸着された活物質合材粒子１５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。この磁性キャリア粒子２００及び活物質合材粒子１５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、これに巻きつけられた集電箔３を長手方向ＥＨに搬送する。一方、マグネットロール１３０で、このロール表面１３０ｍに磁気吸着された磁性キャリア粒子２００を、マグネットロール１３０と集電箔３との間隙ＫＢに向けて搬送する。具体的には、複数の磁性キャリア粒子２００が数珠繋ぎ状に並んだ磁気穂２１０を形成し、かつ、この磁気穂２１０が、ロール表面１３０ｍから立ち上がった形態と、ロール表面１３０ｍに沿った横倒し形態とを交互に取るように、磁性キャリア粒子２００を間隙ＫＢに向けて搬送する。

本実施形態では、下方でマグネットロール１３０のロール表面１３０ｍに磁気吸着された磁性キャリア粒子２００及び活物質合材粒子１５は、マグネットロール１３０（金属筒１３１）の回転に伴って反時計回りに上方に移動する。まず図３及び図４中、右斜め下方のロール表面１３０ｍ上において、第４磁石１３３Ｎ２のＮ極により、磁性キャリア粒子２００が数珠繋ぎ状に並んだ磁気穂２１０が、ロール表面１３０ｍから立ち上がった形態となる。その後、この磁気穂２１０は、第４磁石１３３Ｎ２と第５磁石１３３Ｓ３の境界近傍上を通過する際には、ロール表面１３０ｍに沿った横倒し形態となる。その後、磁気穂２１０は、第５磁石１３３Ｓ３のＳ極により、再びロール表面１３０ｍから立ち上がった形態となる（図５参照）。その後、磁気穂２１０は、第５磁石１３３Ｓ３と第１磁石１３３Ｎ１との境界近傍上を通過する際には、再びロール表面１３０ｍに沿った横倒し形態となる。

この第１搬送工程Ｓ３２の途中で「第１減電工程Ｓ３３」（図２参照）において、減電器１５０により、マグネットロール１３０のロール表面１３０ｍに磁気吸着された磁性キャリア粒子２００及びこれに静電吸着された活物質合材粒子１５が帯びている電荷Ｑａ，Ｑｂの電荷量ＱＱａｂを減少させる。
具体的には、前述の第５磁石１３３Ｓ３と第１磁石１３３Ｎ１との境界近傍上においてロール表面１３０ｍ上で横倒し形態となった磁気穂２１０について、マグネットロール１３０の図３中、右上に配置された減電器１５０により、磁性キャリア粒子２００及び活物質合材粒子１５の電荷量ＱＱａｂが減少する。本実施形態では、磁性キャリア粒子２００及び活物質合材粒子１５の単位質量当たりの電荷量ＱＱａｂが、－１５００μＣ／ｇから－８００μＣ／ｇに減少する。

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Ｓ３４」（図２参照）において、マグネットロール１３０と集電箔３との間隙ＫＢにおいて活物質合材粒子１５を集電箔３の第１主面３ａに向けて飛ばして、集電箔３の第１主面３ａ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上の磁気穂２１０は、マグネットロール１３０の回転に伴って反時計回りに、バックアップロール１２０とのロール間隙ＫＡ（集電箔３との間隙ＫＢ）まで更に移動する（図６参照）。磁気穂２１０は、この間隙ＫＢの近傍において、第１磁石１３３Ｎ１のＮ極により、再びロール表面１３０ｍから立ち上がった形態となる。一方、間隙ＫＢでは、直流電源１４０により静電気力Ｆｓが生じ、この静電気力Ｆｓによって、活物質合材粒子１５が集電箔３に向けて飛翔する。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１６０の回収ブレード１６１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未圧縮活物質層形成工程Ｓ３と同様な「第２未圧縮活物質層形成工程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未圧縮活物質層形成工程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、活物質合材粒子１５を静電吸着した磁性キャリア粒子２００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未圧縮活物質層形成工程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を搬送すると共に、マグネットロール１３０で磁性キャリア粒子２００を、マグネットロール１３０と集電箔３との間隙ＫＢに向けて搬送する。また、この第２搬送工程Ｓ５２の途中で「第２減電工程Ｓ５３」において、前述の第１減電工程Ｓ３３と同様に、減電器１５０により、マグネットロール１３０に磁気吸着された磁性キャリア粒子２００及び活物質合材粒子１５の電荷量ＱＱａｂを減少させる。続いて、第２未圧縮活物質層形成工程Ｓ５の「第２堆積工程Ｓ５４」において、前述の第１堆積工程Ｓ３４と同様に、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７参照）。実施例として、前述の実施形態と同様にして電極板１を製造した。一方、比較例として、実施形態の活物質層形成装置１００から減電器１５０を取り外して（第１減電工程Ｓ３３及び第２減電工程Ｓ５３は行わずに）、それ以外は実施形態と同様にして電極板１を製造した。次に、実施例及び比較例の各電極板１について、活物質層５の目付量（ｍｇ／ｃｍ²）をそれぞれ測定した。そして、比較例の電極板１の活物質層５の目付量を基準（＝１．００）として、実施例の電極板１の活物質層５の「目付量比」を算出した。その結果を図７に示す。

図７から明らかなように、比較例の電極板１に比べて、実施例の電極板１では、活物質層５の目付量比（目付量）が１３％多い。実施例では、活物質層形成装置１００に減電器１５０が取り付けられており、第１堆積工程Ｓ３４の前に第１減電工程Ｓ３３を行って、磁性キャリア粒子２００及び活物質合材粒子１５の電荷量ＱＱａｂを減少させている。これにより、第１堆積工程Ｓ３４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に向けて飛び易くなるため、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の目付量が多くなったと考えられる。

また、第１減電工程Ｓ３３は、第１磁気吸着工程Ｓ３１後に行っている。このため、第１磁気吸着工程Ｓ３１を行う際には、活物質合材粒子１５は磁性キャリア粒子２００に強く静電吸着されており、マグネットロール１３０上に磁性キャリア粒子２００と共に保持される活物質合材粒子１５が多いため、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の目付量が多くなったと考えられる。

以上で説明したように、活物質層形成装置１００及びこれを用いた電極板１の製造方法では、まず活物質合材粒子１５を静電吸着した磁性キャリア粒子２００を、マグネットロール１３０のロール表面１３０ｍに磁気吸着する。その後、バックアップロール１２０で集電箔３を搬送すると共に、マグネットロール１３０で磁性キャリア粒子２００及び活物質合材粒子１５を搬送する。その後、直流電源１４０によりバックアップロール１２０とマグネットロール１３０との間に直流電圧Ｖｄを印加して、静電気力Ｆｓにより、マグネットロール１３０と集電箔３との間隙ＫＢにおいて活物質合材粒子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を集電箔３上に形成できるため、分散媒を除去する工程が不要となる。

更に、活物質層形成装置１００は減電器１５０を備えており、この減電器１５０により、マグネットロール１３０に磁気吸着された磁性キャリア粒子２００及び活物質合材粒子１５の電荷量ＱＱａｂを減少させる。これにより、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へ飛び易くなるため、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の目付量を多くできる。一方で、減電器１５０は、マグネットロール１３０に磁気吸着された後の磁性キャリア粒子２００及び活物質合材粒子１５の電荷量ＱＱａｂを減少させるため、磁気吸着工程Ｓ３１，Ｓ５１において、マグネットロール１３０上に磁性キャリア粒子２００と共に保持される活物質合材粒子１５を多くでき、堆積工程Ｓ３４，Ｓ５４で集電箔３上に堆積される活物質合材粒子１５を多くできる。

また、実施形態では、マグネットロール１３０と集電箔３との間隙ＫＢに達する前で最後にマグネットロール１３０上に横倒し形態となる磁気穂２１０について減電工程Ｓ３３，Ｓ５３を行って、磁性キャリア粒子２００及び活物質合材粒子１５の電荷量ＱＱａｂを減少させている。これにより、電荷量ＱＱａｂの減少量にムラが生じるのを防止し、より適切に活物質合材粒子１５を集電箔３上に堆積できる。

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 （プレス前の）第１活物質層
６ 第２活物質層
６ｘ （プレス前の）第２活物質層
１１ 活物質粒子
１２ 結着剤
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
１４０ 直流電源
１５０ 減電器
２００ 磁性キャリア粒子
２１０ 磁気穂
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
Ｆｇ 磁力
Ｆｓ 静電気力
Ｖｄ 直流電圧
Ｑａ （磁性キャリア粒子が帯びている）電荷
Ｑｂ （活物質合材粒子が帯びている）電荷
ＱＱａｂ 電荷量
Ｓ１ 合材粒子作製工程
Ｓ２ 静電吸着工程
Ｓ３ 第１未圧縮活物質層形成工程
Ｓ３１ 第１磁気吸着工程
Ｓ３２ 第１搬送工程
Ｓ３３ 第１減電工程
Ｓ３４ 第１堆積工程
Ｓ４ 第１プレス工程
Ｓ５ 第２未圧縮活物質層形成工程
Ｓ５１ 第２磁気吸着工程
Ｓ５２ 第２搬送工程
Ｓ５３ 第２減電工程
Ｓ５４ 第２堆積工程
Ｓ６ 第２プレス工程

Claims (4)

1. 帯状の集電箔上に活物質層を形成する活物質層形成装置であって、
   巻きつけた上記集電箔をその長手方向に搬送するバックアップロールと、
   上記バックアップロールに巻きつけられた上記集電箔と間隙を空けて上記バックアップロールに平行に配置され、活物質合材粒子を静電吸着した磁性キャリア粒子を、ロール表面に磁気吸着し上記間隙に向けて搬送するマグネットロールと、
   上記バックアップロールと上記マグネットロールとの間に直流電圧を印加して、上記間隙において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る直流電源と、
   上記マグネットロールの上記ロール表面に磁気吸着された上記磁性キャリア粒子及びこれに静電吸着された上記活物質合材粒子が帯びている電荷Ｑａ，Ｑｂの電荷量ＱＱａｂを減少させる減電器と、を備える
   活物質層形成装置。
2. 請求項１に記載の活物質層形成装置であって、
   前記マグネットロールは、
   前記ロール表面に磁気吸着された前記磁性キャリア粒子が、
   複数の上記磁性キャリア粒子が数珠繋ぎ状に並んだ磁気穂を形成し、かつ、
   この磁気穂が、上記ロール表面から立ち上がった形態、及び、上記ロール表面に沿って周方向に延びる横倒し形態を交互に取りつつ、
   前記間隙に向けて搬送されるように構成されており、
   前記減電器は、
   上記間隙に達する前で最後に上記横倒し形態となる上記磁気穂をなす複数の上記磁性キャリア粒子及びこれに静電吸着された前記活物質合材粒子の前記電荷量ＱＱａｂを減少させる位置に配置してなる
   活物質層形成装置。
3. 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、
   上記集電箔上に、活物質合材粒子が堆積した未圧縮の未圧縮活物質層を形成する未圧縮活物質層形成工程を備え、
   上記未圧縮活物質層形成工程は、
   上記活物質合材粒子を静電吸着した磁性キャリア粒子を、マグネットロールのロール表面に磁気吸着する磁気吸着工程と、
   上記マグネットロールに平行に配置されたバックアップロールで、これに巻きつけた上記集電箔をその長手方向に搬送すると共に、上記マグネットロールのロール表面に磁気吸着された磁性キャリア粒子を、上記バックアップロールに巻きつけられた上記集電箔と上記マグネットロールとの間隙に向けて搬送する搬送工程と、
   上記磁気吸着工程の後、上記マグネットロールに磁気吸着された上記磁性キャリア粒子及びこれに静電吸着した上記活物質合材粒子が帯びている電荷Ｑａ，Ｑｂの電荷量ＱＱａｂを減少させる減電工程と、
   上記減電工程の後、上記バックアップロールと上記マグネットロールとの間に直流電圧を印加して、上記間隙において上記活物質合材粒子を上記集電箔に向けて飛ばして、上記未圧縮活物質層を形成する堆積工程と、を有する
   電極板の製造方法。
4. 請求項３に記載の電極板の製造方法であって、
   前記搬送工程は、
   前記マグネットロールの前記ロール表面に磁気吸着された前記磁性キャリア粒子を、
   複数の上記磁性キャリア粒子が数珠繋ぎ状に並んだ磁気穂を形成し、かつ、
   この磁気穂が、上記ロール表面から立ち上がった形態、及び、上記ロール表面に沿って周方向に延びる横倒し形態を交互に取りつつ、
   前記間隙に向けて搬送し、
   前記減電工程は、
   上記間隙に達する前で最後に上記横倒し形態となる上記磁気穂をなす複数の上記磁性キャリア粒子及びこれに静電吸着された前記活物質合材粒子について行う
   電極板の製造方法。

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