JP7339133B2

JP7339133B2 - 電極板の製造方法

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Description

本発明は、帯状の集電箔上に、活物質粒子及び結着剤を含む活物質層が帯状に形成された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、帯状の集電箔上に帯状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、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。その後、この活物質層及び集電箔を加圧して、活物質層を圧密化する。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。その後、この活物質層及び集電箔を加圧して、活物質層を圧密化する。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、分散媒を含んだ未乾燥の活物質層を加熱乾燥させる工程が無く、高い生産性で活物質層を集電箔上に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、帯状の集電箔と、上記集電箔上に上記集電箔の長手方向に延びる帯状に形成され、活物質粒子及び結着剤を含む活物質層と、を備える電極板の製造方法であって、上記活物質粒子及び上記結着剤を含む活物質合剤粒子を、上記集電箔上に配置して、上記集電箔上に上記長手方向に延びる帯状のプレス前活物質層を形成する配置工程と、上記プレス前活物質層及び上記集電箔を加熱しつつ加圧して、上記活物質層を形成する加熱加圧工程と、を備え、上記配置工程は、上記集電箔を上記長手方向に搬送するバックアップロールと、平均粒径Ｄ₅₀が５０μｍ以上９０μｍ以下の磁性キャリア粒子と、上記バックアップロールで搬送される上記集電箔に間隙を空けて、上記バックアップロールに平行に配置され、自身のロール表面に生じた磁力によって上記磁性キャリア粒子を上記ロール表面に吸着可能なマグネットロールと、を用い、キャリア粒子表面に上記活物質合剤粒子が付着した上記磁性キャリア粒子を、上記マグネットロールの上記ロール表面に吸着させる吸着工程と、上記マグネットロールと上記集電箔との上記間隙において、上記マグネットロールと上記バックアップロールとの間に生じさせた電位差による静電気力によって、上記活物質合剤粒子を、上記ロール表面に吸着した上記磁性キャリア粒子の上記キャリア粒子表面から上記集電箔に向けて飛ばして、上記集電箔上に上記プレス前活物質層を形成する移動工程と、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、配置工程において、上述のバックアップロールと磁性キャリア粒子とマグネットロールとを用いる。具体的には、キャリア粒子表面に活物質合剤粒子が付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吸着させ（吸着工程）、その後、マグネットロールとバックアップロールとの間に生じさせた電位差による静電気力によって、活物質合剤粒子を磁性キャリア粒子のキャリア粒子表面から集電箔に向けて飛ばして、集電箔上にプレス前活物質層を形成する。
このようにすることで、分散媒を含まないプレス前活物質層を集電箔上に形成できるため、分散媒を除去するための加熱乾燥工程が不要となる。そして、プレス前活物質層を形成した後は、加熱加圧工程でプレス前活物質層及び集電箔を加熱しつつ加圧することにより、活物質層を形成できる。このように、上述の製造方法では、分散媒を含んだ未乾燥の活物質層を加熱乾燥させる工程が無く、従来よりも高い生産性で活物質層を集電箔上に形成できる。

しかも、上述の製造方法では、平均粒径Ｄ₅₀が９０μｍ以下の磁性キャリア粒子を用いて配置工程を行う。平均粒径Ｄ₅₀が９０μｍよりも大きい磁性キャリア粒子を用いると、多くの活物質合剤粒子を磁性キャリア粒子のキャリア粒子表面に付着させて運搬するのが難しいことが判ってきた。平均粒径Ｄ₅₀が９０μｍよりも大きい磁性キャリア粒子は、比表面積が小さすぎるためと考えられる。
これに対し、平均粒径Ｄ₅₀が９０μｍ以下の磁性キャリア粒子を用いると、多くの活物質合剤粒子を磁性キャリア粒子のキャリア粒子表面に付着させて運搬できる。平均粒径Ｄ₅₀が９０μｍ以下の磁性キャリア粒子は、比表面積が十分に大きいためと考えられる。これにより、電極板の生産性を更に高くできる。
一方、平均粒径Ｄ ₅₀ が５０μｍよりも小さい磁性キャリア粒子を用いて前述の配置工程を行うと、前述の移動工程の際に、磁性キャリア粒子までも磁力に抗して静電気力によってマグネットロールから集電箔に向けて飛び移る場合があることが判ってきた。すると、製造後の電極板の活物質層内に磁性キャリア粒子が含まれてしまい、好ましくない。
これに対し、上述の製造方法では、配置工程で平均粒径Ｄ ₅₀ が５０μｍ以上の磁性キャリア粒子を用いる。これにより、磁性キャリア粒子が磁力に抗して静電気力によってマグネットロールから集電箔に向けて飛び移るのを防止し、活物質層内に磁性キャリア粒子が含まれるのを防止できる。

なお、「平均粒径Ｄ₅₀」とは、レーザ回折・散乱法により測定した体積基準の粒度分布において、積算値５０％となる粒径（メディアン径）である。

更に、上記の電極板の製造方法であって、前記磁性キャリア粒子の平均粒径Ｄ₅₀は、８０μｍ以下であ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、配置工程で平均粒径Ｄ₅₀が８０μｍ以下の磁性キャリア粒子を用いる。これにより、更に多くの活物質合剤粒子を磁性キャリア粒子のキャリア粒子表面に付着させて運搬でき、電極板の生産性を更に高くできる。平均粒径Ｄ₅₀が８０μｍ以下の磁性キャリア粒子は、更に比表面積が大きいためと考えられる。

更に、上記の電極板の製造方法であって、前記磁性キャリア粒子の平均粒径Ｄ₅₀は、６０μｍ以上である電極板の製造方法とするのが好ましい。

上述の電極板の製造方法では、配置工程で平均粒径Ｄ₅₀が６０μｍ以上の磁性キャリア粒子を用いる。これにより、磁性キャリア粒子が磁力に抗して静電気力によってマグネットロールから集電箔に向けて飛び移るのを更に効果的に防止し、活物質層内に磁性キャリア粒子が含まれるのを更に効果的に防止できる。

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。実施形態に係る活物質層形成装置のうち、マグネットロールの説明図である。実施形態に係り、キャリア粒子表面に活物質合剤粒子が付着した磁性キャリア粒子が、マグネットロールのロール表面に吸着した様子を示す説明図である。

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、本実施形態に係る正極板（電極板）１の斜視図を示す。なお、以下では、正極板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。この正極板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、扁平状捲回型の電極体を製造するのに用いられる帯状の正極板である。

正極板１は、長手方向ＥＨに延びる帯状で、厚みが１２μｍの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が帯状に形成されている。正極板１のうち幅方向ＦＨの両端部は、それぞれ、厚み方向ＧＨに第１活物質層５及び第２活物質層６が存在せず、集電箔３が厚み方向ＧＨに露出した露出部１ｎとなっている。

第１活物質層５及び第２活物質層６は、それぞれ、活物質粒子１１、導電粒子１２及び結着剤１３から構成されている。活物質粒子１１、導電粒子１２及び結着剤１３の重量割合は、活物質粒子：導電粒子：結着剤＝８９：８：３である。本実施形態では、活物質粒子１１は、リチウムイオンを挿入離脱可能な正極活物質粒子、具体的には、リチウム遷移金属複合酸化物粒子の１つであるリチウムニッケルコバルトマンガン酸化物（ＮＣＭ）粒子である。また、導電粒子１２は、炭素系材料からなる炭素系導電粒子、具体的には、アセチレンブラック（ＡＢ）粒子である。また、結着剤１３は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）である。

次いで、上記の正極板１の製造方法について説明する（図２～図５参照）。まず「合剤粒子作製工程Ｓ１」（図２参照）において、活物質粒子１１と導電粒子１２と結着剤１３とからなる活物質合剤粒子１５を作製する。具体的には、活物質粒子１１としてＮＣＭ粒子を、導電粒子１２としてＡＢ粒子を、結着剤１３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製：ＭＰミキサ）を用意する。
そして、活物質粒子１１、導電粒子１２及び結着剤１３を、活物質粒子：導電粒子：結着剤＝８９：８：３の重量割合で混合造粒装置内に投入し、１０，０００ｒｐｍで１０ｍｉｎ混合し造粒して、活物質粒子１１、導電粒子１２及び結着剤１３が複合化した平均粒径Ｄ₅₀＝７μｍの活物質合剤粒子１５を得る。なお、この活物質合剤粒子１５には、分散媒が含まれない（固形分率が１００ｗｔ％）。

次に、「第１配置工程Ｓ２」において、上述の活物質合剤粒子１５を集電箔３の第１主面３ａ上に配置して、集電箔３の第１主面３ａ上に長手方向ＥＨに延びる帯状の第１プレス前活物質層５ｘを形成する。本実施形態では、この第１配置工程Ｓ２と後述する第１加熱加圧工程Ｓ３とを、活物質層形成装置１００（図３及び図４参照）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上に第１プレス前活物質層５ｘを配置する配置部１０３と、第１プレス前活物質層５ｘ及び集電箔３を加熱しつつ加圧して第１活物質層５を形成する加熱加圧部１０５とを備える。

このうち配置部１０３は、粉体投入部１１０と、粉体投入部１１０から投入された活物質合剤粒子１５と、後述する磁性キャリア粒子２００とを混合して、活物質合剤粒子１５を磁性キャリア粒子２００に付着させる混合付着部１２０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１３０と、バックアップロール１３０に平行に配置されたマグネットロール１４０と、これらバックアップロール１３０及びマグネットロール１４０に電気的に接続する直流電源１５０とを有する。

具体的には、粉体投入部１１０は、混合付着部１２０の上方に配置されている。この粉体投入部１１０は、活物質合剤粒子１５を収容する容器１１１と、この容器１１１内に設けられた攪拌翼１１３及び送りロール１１５を有しており、活物質合剤粒子１５を一時的に収容すると共に、活物質合剤粒子１５を粉体投入部１１０から混合付着部１２０に向けて投入可能に構成されている。

混合付着部１２０は、粉体投入部１１０及びマグネットロール１４０の下方に配置されている。この混合付着部１２０は、活物質合剤粒子１５及び磁性キャリア粒子２００を収容する容器１２１と、この容器１２１内に設けられた３つの攪拌翼（第１攪拌翼１２３，第２攪拌翼１２４及び第３攪拌翼１２５）とを有する。

ここで、磁性キャリア粒子２００について説明する。この磁性キャリア粒子２００は、主として強磁性体からなる粒子である。本実施形態では、主としてフェライトからなる粒子、詳細には、フェライト粒子の粒子表面にシリコン系の樹脂がコーティングされた粒子である。この磁性キャリア粒子２００の比重は、４．９ｇ／ｃｍ³である。また、この磁性キャリア粒子２００の平均粒径Ｄ₅₀は、Ｄ₅₀＝７０μｍである。この磁性キャリア粒子２００の平均粒径Ｄ₅₀は、活物質合剤粒子１５の平均粒径Ｄ₅₀＝７μｍよりも大きく、取り扱いが容易である。なお、混合付着部１２０の容器１２１内に収容する磁性キャリア粒子２００の量は、活物質合剤粒子１５と磁性キャリア粒子２００とを混合して、活物質合剤粒子１５を磁性キャリア粒子２００のキャリア粒子表面２００ｍに付着させたときに、キャリア粒子表面２００ｍを覆う活物質合剤粒子１５の被覆率が理論上５０％となる量とする。

混合付着部１２０のうち、図３中、最も左側に位置する第１攪拌翼１２３は、図３中、反時計回りに回転し、粉体投入部１１０から混合付着部１２０の容器１２１内に投入される活物質合剤粒子１５と、予め容器１２１内に収容される磁性キャリア粒子２００とを混合しつつ、活物質合剤粒子１５及び磁性キャリア粒子２００を図３中、中央に位置する第２攪拌翼１２４に送る。
第２攪拌翼１２４は、図３中、反時計回りに回転し、その右側に位置する第３攪拌翼１２５は、時計回りに回転する。これらにより、活物質合剤粒子１５と磁性キャリア粒子２００とを更に混合しつつ、第２攪拌翼１２４と第３攪拌翼１２５との中間部分において、活物質合剤粒子１５及び磁性キャリア粒子２００を上方のマグネットロール１４０に向けて送る。
なお、第１攪拌翼１２３、第２攪拌翼１２４及び第３攪拌翼１２５で活物質合剤粒子１５と磁性キャリア粒子２００とを混合することにより、活物質合剤粒子１５が磁性キャリア粒子２００のキャリア粒子表面２００ｍに分子間力などよって付着する。

また、混合付着部１２０の容器１２１のうち、図３中、右上の部位には、マグネットロール１４０のロール表面１４０ｍに向けて図３中、左方に突出するスキージ１２７が設けられている。このスキージ１２７は、マグネットロール１４０のロール表面１４０ｍに吸着した磁性キャリア粒子２００及び活物質合剤粒子１５を均して、ロール表面１４０ｍに対する磁性キャリア粒子２００及び活物質合剤粒子１５の吸着量を一定量にする。

バックアップロール１３０は、マグネットロール１４０の上方に配置されている。また、バックアップロール１３０の図３中、右下の近傍には、バックアップロール１３０と平行に搬送ロール１３５が配置されている。これらバックアップロール１３０及び搬送ロール１３５は、図３中、右下から、活物質層形成装置１００の配置部１０３に供給される集電箔３を、搬送速度４ｍ／ｍｉｎで長手方向ＥＨに搬送する。具体的には、搬送ロール１３５は、図３中、右下から搬送される集電箔３の第１主面３ａに接触して、集電箔３をバックアップロール１３０に向けて長手方向ＥＨに搬送する。また、バックアップロール１３０には、バックアップロール１３０を回転駆動させるモータ（不図示）が連結されており、これにより、バックアップロール１３０は、図３中、時計回りに回転し、搬送ロール１３５から送られる集電箔３の第２主面３ｂに接触して、集電箔３を後述する加熱加圧部１０５に向けて長手方向ＥＨに搬送する。

マグネットロール１４０（図４も参照）は、バックアップロール１３０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１３０により搬送される集電箔３との間に間隙ＫＢを空けて、バックアップロール１３０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。

マグネットロール１４０は、ロール表面１４０ｍ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１４０ｍに吸着可能に構成されている。マグネットロール１４０のロール表面１４０ｍに生じる磁力Ｆｇの大きさは、図４中に破線で示すように、マグネットロール１４０上の周方向位置によって異なる。ロール表面１４０ｍのうち、バックアップロール１３０とのロール間隙ＫＡをなすギャップ形成部１４０ｍｐにおける磁力Ｆｇは、１４０ｍＴである。

具体的には、このマグネットロール１４０は、アルミニウムからなる円筒状の金属筒１４１と、この金属筒１４１の内部に金属筒１４１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１４３とを有する。金属筒１４１の外周面１４１ｍは、マグネットロール１４０のロール表面１４０ｍをなす。この金属筒１４１には、金属筒１４１を回転駆動させるモータ（不図示）が連結されており、これにより、金属筒１４１は、図３中、反時計回りに、周速４ｍ／ｍｉｎで回転する。なお、この金属筒１４１の周速（マグネットロール１４０の周速）を変更することにより、第１プレス前活物質層５ｘの目付量を調整できる。

マグネット部１４３は、固定されており回転しない。マグネット部１４３は、マグネットロール１４０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からなる磁石（第１磁石１４３Ｎ１、第２磁石１４３Ｓ１、第３磁石１４３Ｓ２、第４磁石１４３Ｎ２及び第５磁石１４３Ｓ３）により構成されている。第１磁石１４３Ｎ１及び第４磁石１４３Ｎ２は、それぞれ外周側にＮ極を有する磁石であり、第２磁石１４３Ｓ１、第３磁石１４３Ｓ２及び第５磁石１４３Ｓ３は、それぞれ外周側にＳ極を有する磁石である。このうち第１磁石１４３Ｎ１は、上方に配置されており、金属筒１４１、及び、バックアップロール１３０で搬送される集電箔３を介して、バックアップロール１３０に対向する。図３において、この第１磁石１４３Ｎ１から反時計回りに、第２磁石１４３Ｓ１、第３磁石１４３Ｓ２、第４磁石１４３Ｎ２、第５磁石１４３Ｓ３が配置されている。

直流電源１５０は、その正極がマグネットロール１４０に、負極がバックアップロール１３０に電気的に接続され、また、バックアップロール１３０は接地されている。本実施形態では、この直流電源１５０により、マグネットロール１４０の電位が＋６００Ｖ、バックアップロール１３０の電位が０Ｖとなるため、マグネットロール１４０とバックアップロール１３０との間に電位差ΔＶ＝６００Ｖが掛けられる。

次に、活物質層形成装置１００の加熱加圧部１０５について説明する。加熱加圧部１０５は、第１加熱加圧ロール１７１と、この第１加熱加圧ロール１７１の下方に、ロール間隙ＫＣを空けて第１加熱加圧ロール１７１に平行に配置された第２加熱加圧ロール１７３とを有する。第１加熱加圧ロール１７１及び第２加熱加圧ロール１７３には、それぞれ、これらを回転駆動させるモータ（不図示）が連結されており、活物質層形成装置１００の配置部１０３から搬送される集電箔３及び第１プレス前活物質層５ｘを、ロール間隙ＫＣにおいてロールプレス可能に構成されている。また、第１加熱加圧ロール１７１及び第２加熱加圧ロール１７３には、それぞれヒータ（不図示）が内蔵されており、集電箔３及び第１プレス前活物質層５ｘをロール間隙ＫＣにおいて加熱可能に構成されている。

次に、活物質層形成装置１００を用いて行う「第１配置工程Ｓ２」について説明する。まず第１配置工程Ｓ２のうち「第１付着工程Ｓ２１」（図２参照）において、活物質合剤粒子１５と磁性キャリア粒子２００とを混合して、活物質合剤粒子１５を磁性キャリア粒子２００のキャリア粒子表面２００ｍに付着させる（図３参照）。具体的には、混合付着部１２０の容器１２１内に予め磁性キャリア粒子２００を投入しておき、その後、粉体投入部１１０の容器１１１内に活物質合剤粒子１５を投入する。この活物質合剤粒子１５は、粉体投入部１１０から混合付着部１２０に向けて順次投入される。そして、混合付着部１２０の容器１２１内で、攪拌翼（第１攪拌翼１２３，第２攪拌翼１２４及び第３攪拌翼１２５）により、活物質合剤粒子１５と磁性キャリア粒子２００とが混合される。これにより、活物質合剤粒子１５が磁性キャリア粒子２００のキャリア粒子表面２００ｍに分子間力などよって付着する。

続いて、第１配置工程Ｓ２のうち「第１吸着工程Ｓ２２」（図２参照）において、キャリア粒子表面２００ｍに活物質合剤粒子１５が付着した磁性キャリア粒子２００を、マグネットロール１４０のロール表面１４０ｍに吸着させる（図３及び図５参照）。具体的には、活物質合剤粒子１５が付着した磁性キャリア粒子２００は、混合付着部１２０の第２攪拌翼１２４及び第３攪拌翼１２５により、第２攪拌翼１２４と第３攪拌翼１２５との中間部分から、上方のマグネットロール１４０に向けて送られる。そして、この活物質合剤粒子１５が付着した磁性キャリア粒子２００は、マグネットロール１４０のロール表面１４０ｍに生じている磁力Ｆｇによって、マグネットロール１４０の下方においてロール表面１４０ｍに吸着される。

続いて、第１配置工程Ｓ２のうち「第１移動工程Ｓ２３」（図２参照）において、この活物質合剤粒子１５を、磁性キャリア粒子２００のキャリア粒子表面２００ｍから、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上に第１プレス前活物質層５ｘを形成する（図３参照）。具体的には、マグネットロール１４０のロール表面１４０ｍに吸着した磁性キャリア粒子２００及び活物質合剤粒子１５は、マグネットロール１４０の回転に伴って反時計回りに上方に移動し、スキージ１２７によって均される。
更に、ロール表面１４０ｍに吸着した磁性キャリア粒子２００及び活物質合剤粒子１５は、マグネットロール１４０の回転に伴って反時計回りに、ギャップ形成部１４０ｍｐ付近まで、即ち、バックアップロール１３０とのロール間隙ＫＡ（集電箔３との間隙ＫＢ）まで移動する。また、バックアップロール１３０により、集電箔３が長手方向ＥＨに搬送される。

マグネットロール１４０とバックアップロール１３０とのロール間隙ＫＡには、直流電源１５０により電位差ΔＶ＝６００Ｖが掛かっているため、バックアップロール１３０に接触した集電箔３と、マグネットロール１４０に吸着された磁性キャリア粒子２００との間にも、電位差ΔＶ＝６００Ｖが掛けられる。このため、集電箔３と、磁性キャリア粒子２００に付着した活物質合剤粒子１５との間に静電気力Ｆｓが働く。この静電気力Ｆｓによって、活物質合剤粒子１５は、ロール表面１４０ｍに吸着した磁性キャリア粒子２００のキャリア粒子表面２００ｍから、バックアップロール１３０で搬送される集電箔３に向けて飛ぶ。これにより、集電箔３の第１主面３ａ上には、活物質合剤粒子１５が堆積した第１プレス前活物質層５ｘが連続して形成される。なお、ロール表面１４０ｍに吸着し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１４０ｍに残る。

その後、このロール表面１４０ｍに吸着したまま残った磁性キャリア粒子２００は、マグネットロール１４０の回転に伴って反時計回りに下方に移動する。そして、Ｓ極同士が隣り合う第２磁石１４３Ｓ１と第３磁石１４３Ｓ２との境界部１４０ｍｑ（図５参照）で、ロール表面１４０ｍから剥がれ落ち、混合付着部１２０の容器１２１内に戻る。その後、この磁性キャリア粒子２００は、混合付着部１２０の容器１２１内で再び活物質合剤粒子１５と混合され、新たに活物質合剤粒子１５が付着される。

続いて、「第１加熱加圧工程Ｓ３」（図２参照）において、第１プレス前活物質層５ｘ及び集電箔３を加熱しつつ加圧して、第１活物質層５を形成する（図３参照）。具体的には、第１プレス前活物質層５ｘが形成された集電箔３は、配置部１０３のバックアップロール１３０から加熱加圧部１０５に搬送される。そして、加熱加圧部１０５の第１加熱加圧ロール１７１と第２加熱加圧ロール１７３とのロール間隙ＫＣにおいて加熱されつつ加圧される。これにより、第１プレス前活物質層５ｘが圧密化される。また、第１プレス前活物質層５ｘ中の結着剤１３が軟化して結着作用を生じ、隣り合う活物質粒子１１及び導電粒子１２同士が結着すると共に、活物質粒子１１及び導電粒子１２と集電箔３とが結着する。かくして、集電箔３の第１主面３ａ上に第１活物質層５が連続して形成される。なお、この集電箔３上に第１活物質層５を有する正極板を片側正極板１ｙともいう。

次に、上述の片側正極板１ｙについて、前述の第１配置工程Ｓ２と同様な「第２配置工程Ｓ４」（図２参照）を行って、前述の活物質合剤粒子１５を集電箔３の第２主面３ｂ上に配置して、集電箔３の第２主面３ｂ上に長手方向ＥＨに延びる帯状の第２プレス前活物質層６ｘを形成する。
即ち、まず第２配置工程Ｓ４の「第２付着工程Ｓ４１」において、前述の第１付着工程Ｓ２１と同様に、活物質合剤粒子１５と磁性キャリア粒子２００とを混合して、活物質合剤粒子１５を磁性キャリア粒子２００のキャリア粒子表面２００ｍに付着させる。

続いて、第２配置工程Ｓ４の「第２吸着工程Ｓ４２」において、前述の第１吸着工程Ｓ２２と同様に、キャリア粒子表面２００ｍに活物質合剤粒子１５が付着した磁性キャリア粒子２００を、マグネットロール１４０のロール表面１４０ｍに吸着させる。
続いて、第２配置工程Ｓ４の「第２移動工程Ｓ４３」において、前述の第１移動工程Ｓ２３と同様に、活物質合剤粒子１５を、磁性キャリア粒子２００のキャリア粒子表面２００ｍから、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上に第２プレス前活物質層６ｘを形成する。

続いて、前述の第１加熱加圧工程Ｓ３と同様な「第２加熱加圧工程Ｓ５」（図２参照）を行う。即ち、第２プレス前活物質層６ｘ、集電箔３及び第１活物質層５を加熱しつつ加圧して、第２プレス前活物質層６ｘから第２活物質層６を形成する。かくして、図１に示した正極板１が製造される。

（実施例１～８及び比較例１）
次いで、本発明の効果を検証するために行った試験の結果について説明する。実施例１～８として、平均粒径Ｄ₅₀がそれぞれ異なる磁性キャリア粒子２００を用い、それ以外は実施形態と同様にして正極板１をそれぞれ製造した。具体的には、表１に示すように、実施例１～８の磁性キャリア粒子２００の平均粒径Ｄ₅₀を、Ｄ₅₀＝９０μｍ，８０μｍ，７０μｍ，６０μｍ，５０μｍ，４０μｍ，３０μｍ，２０μｍとした。一方、比較例１として、平均粒径Ｄ₅₀＝１００μｍの磁性キャリア粒子２００を用い、それ以外は実施形態と同様にして、正極板１を製造した。

次に、実施例１～８及び比較例１の各正極板１について、第１活物質層５の目付量（ｍｇ／ｃｍ²）をそれぞれ測定した。その結果、比較例１の正極板１では、第１活物質層５の目付量が少なく、１．３ｍｇ／ｃｍ²しかなかった（表１において評価を「×」印で示す）。正極板１を用いた電池の電池容量を大きくするなどの理由から、第１活物質層５の目付量を例えば１．８ｍｇ／ｃｍ²以上や３．０ｍｇ／ｃｍ²以上としたい場合には、この比較例１では、１回の第１配置工程Ｓ２で第１プレス前活物質層５ｘを１．３ｍｇ／ｃｍ²しか形成できないので、第１配置工程Ｓ２を２回または３回繰り返す必要がある。このため、正極板１の生産性が低くなる。

これに対し、実施例１の正極板１では、第１活物質層５の目付量が多く、１．９ｍｇ／ｃｍ²であった（表１において評価を「△」印で示す）。このため、上述のように第１活物質層５の目付量を１．８ｍｇ／ｃｍ²以上としたい場合、この実施例１では、第１配置工程Ｓ２を１回行えば足りる。従って、正極板１の生産性を高くできる。但し、第１活物質層５の目付量を３．０ｍｇ／ｃｍ²以上としたい場合には、実施例１では、第１配置工程Ｓ２を２回繰り返す必要がある。
また、実施例２～８の各正極板１では、磁性キャリア粒子２００の平均粒径Ｄ₅₀が小さいほど、第１活物質層５の目付量が多くなり、３．３ｍｇ／ｃｍ²以上となった（表１において評価を「〇」印で示す）。このため、第１活物質層５の目付量を３．０ｍｇ／ｃｍ²以上としたい場合でも、実施例２～８では、第１配置工程Ｓ２を前述の実施形態で説明したように１回行えば足りる。従って、正極板１の生産性を高くできる。

このような結果を生じた理由は、以下であると考えられる。即ち、比較例１では、磁性キャリア粒子２００の平均粒径Ｄ₅₀が９０μｍよりも大きいため、磁性キャリア粒子２００の比表面積が小さすぎる。このため、第１付着工程Ｓ２１で、磁性キャリア粒子２００のキャリア粒子表面２００ｍに付着する活物質合剤粒子１５の数が少なくなるため、第１移動工程Ｓ２３で、マグネットロール１４０のロール表面１４０ｍに吸着した磁性キャリア粒子２００のキャリア粒子表面２００ｍから、集電箔３に移動する活物質合剤粒子１５の量も少なくなる。その結果、第１活物質層５の目付量が少なくなった。

これに対し、実施例１～８では、磁性キャリア粒子２００の平均粒径Ｄ₅₀が９０μｍ以下であるため、磁性キャリア粒子の比表面積が大きい。特に、実施例２～８では、磁性キャリア粒子２００の平均粒径Ｄ₅₀が８０μｍ以下であるため、磁性キャリア粒子の比表面積が特に大きい。このため、実施例１～８では、第１付着工程Ｓ２１で、磁性キャリア粒子２００のキャリア粒子表面２００ｍに付着する活物質合剤粒子１５の数が多くなるため、第１移動工程Ｓ２３で、マグネットロール１４０のロール表面１４０ｍに吸着した磁性キャリア粒子２００のキャリア粒子表面２００ｍから、集電箔３に移動する活物質合剤粒子１５の量も多くなる。特に実施例２～８では、磁性キャリア粒子２００のキャリア粒子表面２００ｍに付着する活物質合剤粒子１５の数が特に多くなるため、磁性キャリア粒子２００のキャリア粒子表面２００ｍから集電箔３に移動する活物質合剤粒子１５の量も特に多くなる。その結果、実施例１～８では、第１活物質層５の目付量が多く、特に実施例２～８では、第１活物質層５の目付量が特に多くなったと考えられる。

次に、実施例１～８及び比較例１について、第１配置工程Ｓ２の第１移動工程Ｓ２３の際に、磁性キャリア粒子２００がマグネットロール１４０から集電箔３に向けて飛び移らないかをそれぞれ調査した。具体的には、バックアップロール１３０に集電箔３の代わりに両面粘着テープを張り付け、第１移動工程Ｓ２３において、この両面粘着テープ上に第１プレス前活物質層５ｘを形成した。そして、両面粘着テープ上に形成された第１プレス前活物質層５ｘをマイクロスコープで観察して、第１プレス前活物質層５ｘ中に磁性キャリア粒子２００が含まれていないかをそれぞれ調査した。

その結果、比較例１及び実施例１～４では、第１プレス前活物質層５ｘ中に磁性キャリア粒子２００が含まれておらず、磁性キャリア粒子２００のマグネットロール１４０から集電箔３（両面粘着テープ）への飛び移りはなかった（表１において評価を「◎」印で示す）。一方、実施例５では、第１プレス前活物質層５ｘ中に磁性キャリア粒子２００がごく僅か含まれていた。即ち、磁性キャリア粒子２００の飛び移りがごく僅か生じていた（表１において評価を「〇」印で示す）。他方、実施例６～８では、第１プレス前活物質層５ｘ中に磁性キャリア粒子２００が含まれており、磁性キャリア粒子２００の飛び移りが生じていた（表１において評価を「△」印で示す）。

このような結果を生じた理由は、以下であると考えられる。即ち、実施例６～８では、磁性キャリア粒子２００の平均粒径Ｄ₅₀が５０μｍよりも小さく、磁性キャリア粒子２００が軽いため、第１移動工程Ｓ２３で、概ね磁性キャリア粒子２００の重さに比例して掛かる磁力Ｆｇに抗して、静電気力Ｆｓによって、多くの磁性キャリア粒子２００がマグネットロール１４０から集電箔３に向けて飛び移る。
これに対し、比較例１及び実施例１～５では、磁性キャリア粒子２００の平均粒径Ｄ₅₀が５０μｍ以上であり、磁性キャリア粒子２００が重く、特に比較例１及び実施例１～４では、磁性キャリア粒子２００の平均粒径Ｄ₅₀が６０μｍ以上であり、磁性キャリア粒子２００が特に重い。このため、第１移動工程Ｓ２３で、概ね磁性キャリア粒子２００の重さに比例して掛かる磁力Ｆｇに抗して静電気力Ｆｓによって磁性キャリア粒子２００がマグネットロール１４０から集電箔３に向けて飛び移ることが生じ難いと考えられる。

（実施例９～１６及び比較例２）
次に、実施例９～１６として、平均粒径Ｄ₅₀がそれぞれ異なる磁性キャリア粒子２００を用いて、負極板（電極板）５１（図１参照）をそれぞれ製造した。この負極板５１は、実施形態で説明した正極板１と共に、リチウムイオン二次電池を製造するのに用いられる。負極板５１は、長手方向ＥＨに延びる帯状の銅箔からなる集電箔５３を有する。この集電箔５３の第１主面５３ａには、第１活物質層５５が帯状に形成され、反対側の第２主面５３ｂにも、第２活物質層５６が帯状に形成されている。第１活物質層５５及び第２活物質層５６は、それぞれ、活物質粒子６１及び結着剤６３から構成されている。活物質粒子６１及び結着剤６３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６１は、リチウムイオンを挿入離脱可能な負極活物質粒子、具体的には、アモルファスコートグラファイト粒子である。また、結着剤６３は、正極板１の結着剤１３と同様にＰＶＤＦである。

この負極板５１は、合剤粒子作製工程Ｓ１で活物質粒子６１と結着剤６３とからなる活物質合剤粒子６５（固形分率が１００ｗｔ％）を作製し、その後は、この活物質合剤粒子６５を用いて、正極板１の製造と同様に、合剤粒子作製工程Ｓ１、第１配置工程Ｓ２、第１加熱加圧工程Ｓ３、第２配置工程Ｓ４及び第２加熱加圧工程Ｓ５を行って製造した。なお、表２に示すように、実施例９～１６の磁性キャリア粒子２００の平均粒径Ｄ₅₀を、Ｄ₅₀＝９０μｍ，８０μｍ，７０μｍ，６０μｍ，５０μｍ，４０μｍ，３０μｍ，２０μｍとした。一方、比較例２として、平均粒径Ｄ₅₀＝１００μｍの磁性キャリア粒子２００を用い、それ以外は実施例９～実施例１６と同様にして、負極板５１を製造した。

次に、実施例９～１６及び比較例２の各負極板５１について、第１活物質層５５の目付量（ｍｇ／ｃｍ²）をそれぞれ測定した。その結果、比較例２の負極板５１では、第１活物質層５５の目付量が少なく、５．１ｍｇ／ｃｍ²しかなかった（表２において評価を「×」印で示す）。このため、第１活物質層５５の目付量を例えば６．０ｍｇ／ｃｍ²以上や７．０ｍｇ／ｃｍ²以上としたい場合には、この比較例２では、１回の第１配置工程Ｓ２で第１プレス前活物質層５５ｘを５．１ｍｇ／ｃｍ²しか形成できないので、第１配置工程Ｓ２を２回繰り返す必要がある。このため、負極板５１の生産性が低くなる。

これに対し、実施例９の負極板５１では、第１活物質層５５の目付量が多く、６．３ｍｇ／ｃｍ²であった（表２において評価を「△」印で示す）。このため、上述のように第１活物質層５５の目付量を６．０ｍｇ／ｃｍ²以上としたい場合、この実施例９では、第１配置工程Ｓ２を１回行えば足りる。従って、負極板５１の生産性を高くできる。但し、第１活物質層５５の目付量を７．０ｍｇ／ｃｍ²以上としたい場合には、実施例９では、第１配置工程Ｓ２を２回繰り返す必要がある。
また、実施例１０～１６の各負極板５１では、磁性キャリア粒子２００の平均粒径Ｄ₅₀が小さいほど、更に第１活物質層５５の目付量が多くなり、７．９ｍｇ／ｃｍ²以上となった（表２において評価を「〇」印で示す）。このため、第１活物質層５５の目付量を７．０ｍｇ／ｃｍ²以上としたい場合でも、実施例１０～１６では、第１配置工程Ｓ２を１回行えば足りる。従って、負極板５１の生産性を高くできる。

このような結果を生じた理由は、前述の実施例１～９及び比較例１の場合と同じように、比較例２では、磁性キャリア粒子２００の平均粒径Ｄ₅₀が９０μｍよりも大きく、比表面積が小さすぎるため、キャリア粒子表面２００ｍに付着する活物質合剤粒子６５の数が少なくなり、キャリア粒子表面２００ｍから集電箔５３に移動する活物質合剤粒子６５の量も少なくなって、第１活物質層５５の目付量が著しく少なくなったと考えられる。
これに対し、実施例９～１６は、磁性キャリア粒子２００の平均粒径Ｄ₅₀が９０μｍ以下であり、比表面積が大きい。特に実施例１０～１６では、平均粒径Ｄ₅₀が８０μｍ以下であり、比表面積が特に大きい。このため、実施例９～１６では、特に実施例１０～１６では、磁性キャリア粒子２００に付着する活物質合剤粒子６５の数が多くなり、キャリア粒子表面２００ｍから集電箔５３に移動する活物質合剤粒子６５の量も多くなって、第１活物質層５５の目付量が多くなったと考えられる。

次に、実施例９～１６及び比較例２について、第１配置工程Ｓ２の第１移動工程Ｓ２３の際に、磁性キャリア粒子２００がマグネットロール１４０から集電箔５３に向けて飛び移らないかを、前述の実施例１～８及び比較例１と同様にそれぞれ調査した。その結果、比較例２及び実施例９～１２では、第１プレス前活物質層５５ｘ中に磁性キャリア粒子２００が含まれておらず、磁性キャリア粒子２００の飛び移りはなかった（表２において評価を「◎」印で示す）。一方、実施例１３は、第１プレス前活物質層５５ｘ中に磁性キャリア粒子２００がごく僅か含まれており、磁性キャリア粒子２００の飛び移りがごく僅か生じていた（表２において評価を「〇」印で示す）。他方、実施例１４～１６では、第１プレス前活物質層５５ｘ中に磁性キャリア粒子２００が含まれており、磁性キャリア粒子２００の飛び移りが生じていた（表２において評価を「△」印で示す）。

このような結果を生じた理由は、実施例１４～１６では、前述の実施例６～８とそれぞれ同じ磁性キャリア粒子２００（平均粒径Ｄ₅₀が５０μｍよりも小さいもの）を用いているため、第１移動工程Ｓ２３で、磁力Ｆｇに抗して静電気力Ｆｓによって、多くの磁性キャリア粒子２００がマグネットロール１４０から集電箔５３に向けて飛び移る。また、実施例１３では、前述の実施例５と同じ平均粒径Ｄ₅₀＝５０μｍの磁性キャリア粒子２００を用いており、また、比較例２及び実施例９～１２では、前述の比較例１及び実施例１～４とそれぞれ同じ磁性キャリア粒子２００（平均粒径Ｄ₅₀が６０μｍ以上のもの）を用いている。このため、第１移動工程Ｓ２３で、磁力Ｆｇに抗して静電気力Ｆｓによって磁性キャリア粒子２００がマグネットロール１４０から集電箔５３に向けて飛び移ることが生じ難いと考えられる。

以上で説明したように、電極板（正極板１及び負極板５１）の製造方法では、配置工程（第１配置工程Ｓ２及び第２配置工程Ｓ４）において、バックアップロール１３０とマグネットロール１４０と磁性キャリア粒子２００とを用いる。具体的には、キャリア粒子表面２００ｍに活物質合剤粒子１５，６５が付着した磁性キャリア粒子２００を、マグネットロール１４０のロール表面１４０ｍに吸着させ（第１吸着工程Ｓ２２及び第２吸着工程Ｓ４２）、その後、バックアップロール１３０とマグネットロール１４０との間に生じさせた電位差ΔＶによる静電気力Ｆｓによって、活物質合剤粒子１５，６５を磁性キャリア粒子２００のキャリア粒子表面２００ｍから集電箔３，５３に向けて飛ばして、集電箔３，５３上にプレス前活物質層（第１プレス前活物質層５ｘ，５５ｘ及び第２プレス前活物質層６ｘ，５６ｘ）を形成する。

このようにすることで、分散媒を含まないプレス前活物質層（第１プレス前活物質層５ｘ，５５ｘ及び第２プレス前活物質層６ｘ，５６ｘ）を集電箔３，５３上に形成できるため、分散媒を除去するための加熱乾燥工程が不要となる。そして、プレス前活物質層（第１プレス前活物質層５ｘ，５５ｘ及び第２プレス前活物質層６ｘ，５６ｘ）を形成した後は、加熱加圧工程（第１加熱加圧工程Ｓ３及び第２加熱加圧工程Ｓ５）でプレス前活物質層（第１プレス前活物質層５ｘ，５５ｘ及び第２プレス前活物質層６ｘ，５６ｘ）及び集電箔３，５３を加熱しつつ加圧することにより、活物質層（第１活物質層５，５５及び第２活物質層６，５６）を形成できる。このように、上述の製造方法では、分散媒を含んだ未乾燥の活物質層を加熱乾燥させる工程が無く、従来よりも高い生産性で活物質層（第１活物質層５，５５及び第２活物質層６，５６）を集電箔３，５３上に形成できる。

しかも、上述の製造方法では、平均粒径Ｄ₅₀が９０μｍ以下、更には８０μｍ以下の磁性キャリア粒子２００を用いて配置工程（第１配置工程Ｓ２及び第２配置工程Ｓ４）を行う。これにより、より多くの活物質合剤粒子１５，６５を磁性キャリア粒子２００のキャリア粒子表面２００ｍに付着させて運搬できるため、電極板（正極板１及び負極板５１）の生産性を更に高くすることができる。

また、上述の製造方法では、磁性キャリア粒子２００の平均粒径Ｄ₅₀を５０μｍ以上、更には６０μｍ以上としている。これにより、磁性キャリア粒子２００が磁力Ｆｇに抗して静電気力Ｆｓによってマグネットロール１４０から集電箔３，５３に向けて飛び移るのを防止し、活物質層（第１活物質層５，５５及び第２活物質層６，５６）に磁性キャリア粒子２００が含まれるのを防止できる。

以上において、本発明を実施形態及び実施例１～１６に即して説明したが、本発明は実施形態及び実施例１～１６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、実施形態等では、リチウムイオン二次電池に用いる電極板（正極板及び負極板）に、本発明を適用したが、他の種類の電池の電極板に本発明を適用してもよい。

１正極板（電極板）
５１負極板（電極板）
３，５３集電箔
５，５５第１活物質層
５ｘ，５５ｘ第１プレス前活物質層
６，５６第２活物質層
６ｘ，５６ｘ第２プレス前活物質層
１１，６１活物質粒子
１２導電粒子
１３，６３結着剤
１５，６５活物質合剤粒子
１００活物質層形成装置
１２０混合付着部
１３０バックアップロール
１４０マグネットロール
１４０ｍ（マグネットロールの）ロール表面
１４１金属筒
１４３マグネット部
１５０直流電源
１７１第１加熱加圧ロール
１７３第２加熱加圧ロール
２００磁性キャリア粒子
２００ｍキャリア粒子表面
ＥＨ長手方向
Ｓ１合剤粒子作製工程
Ｓ２第１配置工程
Ｓ２１第１付着工程
Ｓ２２第１吸着工程
Ｓ２３第１移動工程
Ｓ３第１加熱加圧工程
Ｓ４第２配置工程
Ｓ４１第２付着工程
Ｓ４２第２吸着工程
Ｓ４３第２移動工程
Ｓ５第２加熱加圧工程
ＫＡロール間隙
ＫＢ間隙
ΔＶ電位差
Ｆｓ静電気力
Ｆｇ磁力

Claims

帯状の集電箔と、
上記集電箔上に上記集電箔の長手方向に延びる帯状に形成され、活物質粒子及び結着剤を含む活物質層と、を備える
電極板の製造方法であって、
上記活物質粒子及び上記結着剤を含む活物質合剤粒子を、上記集電箔上に配置して、上記集電箔上に上記長手方向に延びる帯状のプレス前活物質層を形成する配置工程と、
上記プレス前活物質層及び上記集電箔を加熱しつつ加圧して、上記活物質層を形成する加熱加圧工程と、を備え、
上記配置工程は、
上記集電箔を上記長手方向に搬送するバックアップロールと、
平均粒径Ｄ₅₀が５０μｍ以上９０μｍ以下の磁性キャリア粒子と、
上記バックアップロールで搬送される上記集電箔に間隙を空けて、上記バックアップロールに平行に配置され、自身のロール表面に生じた磁力によって上記磁性キャリア粒子を上記ロール表面に吸着可能なマグネットロールと、を用い、
キャリア粒子表面に上記活物質合剤粒子が付着した上記磁性キャリア粒子を、上記マグネットロールの上記ロール表面に吸着させる吸着工程と、
上記マグネットロールと上記集電箔との上記間隙において、上記マグネットロールと上記バックアップロールとの間に生じさせた電位差による静電気力によって、上記活物質合剤粒子を、上記ロール表面に吸着した上記磁性キャリア粒子の上記キャリア粒子表面から上記集電箔に向けて飛ばして、上記集電箔上に上記プレス前活物質層を形成する移動工程と、を有する
電極板の製造方法。
請求項１に記載の電極板の製造方法であって、
前記磁性キャリア粒子の平均粒径Ｄ₅₀は、８０μｍ以下である
電極板の製造方法。