JP7463337B2 - 二次電池の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、二次電池の製造方法に関する。
電気自動車やハイブリッド自動車では、その電源として非水二次電池が用いられる。非水二次電池の一例であるリチウムイオン二次電池は、電極板（正極板、負極板）を備える。電極板は、長尺な電極基材と、電極基材に合剤ペーストが塗工されて形成される合剤層とを備える。電極基材は、短手方向の側縁に沿って、合剤ペーストが塗工されずに電極基材が露出した露出部を備える。露出部は、外部端子との接続を担う集電部として利用される。また、正極板、負極板の何れか一方において、合剤層と露出部との境界には、絶縁ペーストを材料とした絶縁層が形成される。絶縁層は、絶縁層が設けられた一方の電極板が備える集電部と、他方の電極板が備える合剤層の端部との短絡を防止する。例えば、特許文献１には、所定の方向に搬送される電極基材上に合剤ペーストを塗工した後に絶縁ペーストを塗工する電極体の製造方法が記載されている。
特開２０１６－１１９１８３号公報
電極基材に塗工された合剤ペーストの塗工幅は、合剤ペーストにおける幅方向の端部に作用する表面張力によって不安定になる場合がある。絶縁層による短絡防止機能を好適に作用させるために適切な幅の合剤層及び絶縁層を形成する観点から、合剤ペーストが適切な塗工幅で塗工されることが望まれる。
上記課題を解決するための二次電池の製造方法は、合剤ペースト及び絶縁ペーストを電極基材上に吐出可能な吐出部を用い、１条の前記合剤ペーストにおける幅方向の各端に１つずつ１条の前記絶縁ペーストが隣接するように、１条の前記合剤ペーストと２条の前記絶縁ペーストとを前記電極基材上に塗工する同時塗工工程を含み、前記同時塗工工程は、前記合剤ペーストの塗工幅を検出する画像検査部による前記同時塗工工程における前記合剤ペーストの塗工幅の検出結果に基づいて、前記合剤ペーストの塗工幅を目標値に近づけるように、前記吐出部と前記電極基材との距離を変えるギャップ調整工程を含む。
上記製造方法によれば、２条の絶縁ペーストが１条の合剤ペーストにおける幅方向の各端と隣接することで、合剤ペーストの塗工幅が２条の絶縁ペーストによって規制される。したがって、吐出部と電極基材との距離が、合剤ペーストに含まれる凝集物の大きさよりも大きい程度まで広げられた場合であっても、合剤ペーストの塗工幅を安定させることができる。そして、画像検査部による合剤ペーストの塗工幅の検出結果に基づいて、吐出部と電極基材との距離を変えることで、合剤ペーストの塗工幅が安定した状態のなかで、合剤ペーストの塗工幅を調節することができる。
上記二次電池の製造方法において、前記画像検査部は、さらに、前記絶縁ペーストの塗工幅を検出し、前記同時塗工工程は、前記吐出部と前記電極基材との距離を変えた後に、前記画像検査部による前記絶縁ペーストの塗工幅の検出結果に基づいて、前記絶縁ペーストの塗工幅を目標値に近づけるように、前記吐出部から吐出される前記絶縁ペーストの流量を変える流量調整工程をさらに含むことが好ましい。上記製造方法によれば、吐出部を移動させることで絶縁ペーストの塗工幅が目標値から外れた場合であっても、画像検査部による絶縁ペーストの塗工幅の検出結果に基づいて、絶縁ペーストの流量を変えることで、絶縁ペーストの塗工幅を目標値に近づけるように調節することができる。
上記二次電池の製造方法において、前記流量調整工程は、前記吐出部と前記電極基材との距離を変えた後に、前記画像検査部による前記絶縁ペーストの塗工幅の検出結果に基づいて、前記絶縁ペーストの塗工幅を目標値に近づけるように、前記吐出部から吐出される前記絶縁ペーストの流量を、前記吐出部と前記電極基材との距離を変える前の第１流量から、前記第１流量よりも小さい第２流量に変更することが好ましい。上記製造方法によれば、吐出部を移動させる前では、絶縁ペーストの流量として相対的に大きな流量である第１流量が適用される。これにより、絶縁ペーストと合剤ペーストとが接触しやすくなるため、合剤ペーストの塗工幅をより確実に安定させることができる。また、相対的に大きな流量の絶縁ペーストによって合剤ペーストの塗工幅が規制されるため、合剤ペーストの塗工幅が安定するまでの塗工距離を短くすることができる。したがって、歩留まりの向上ともなる。そして、吐出部を移動させた後、絶縁ペーストの流量を、絶縁ペーストの流量として相対的に小さな流量である第２流量に変更することで、絶縁ペーストの塗工幅を目標値に近づけるように調節することができる。
上記課題を解決するための二次電池の製造方法は、合剤ペースト及び絶縁ペーストを電極基材上に吐出可能な吐出部を用い、１条の前記合剤ペーストにおける幅方向の各端に１つずつ１条の前記絶縁ペーストが隣接するように、１条の前記合剤ペーストと２条の前記絶縁ペーストとを前記電極基材上に塗工する同時塗工工程を含み、前記同時塗工工程は、前記絶縁ペーストの塗工幅を目標値に近づけるように、前記吐出部から吐出される前記絶縁ペーストの流量を、前記同時塗工工程を開始したときの第１流量から前記第１流量よりも小さい第２流量に変更する流量調整工程を含む。
上記製造方法によれば、２条の絶縁ペーストが１条の合剤ペーストにおける幅方向の各端と隣接することで、合剤ペーストの塗工幅が２条の絶縁ペーストによって規制される。したがって、吐出部と電極基材との距離が、合剤ペーストに含まれる凝集物の大きさよりも大きい程度まで広げられた場合であっても、合剤ペーストの塗工幅を安定させることができる。そして、同時塗工工程を開始したときには、絶縁ペーストの流量として相対的に大きな流量である第１流量が適用されるため、絶縁ペーストと合剤ペーストとが確実に接触するように、絶縁ペーストの塗工幅を大きくすることができる。これにより、合剤ペーストの塗工幅をより確実に安定させることができる。その後、絶縁ペーストの流量を第１流量よりも小さい第２流量に変更することで、絶縁ペーストの塗工幅を目標値に近づけるように調節することができる。
上記二次電池の製造方法において、前記同時塗工工程の前に、前記合剤ペーストのみを塗工する単独塗工工程をさらに含み、前記合剤ペーストは、前記単独塗工工程及び前記同時塗工工程の間において、連続して塗工されることが好ましい。上記製造方法によれば、同時塗工工程を開始する前に合剤ペーストのみを塗工する工程を含むことで、同時塗工工程の開始時点から合剤ペーストの流量を安定させることができる。
上記二次電池の製造方法において、前記同時塗工工程の後に、前記合剤ペーストを乾燥させて合剤層を形成し、かつ、前記絶縁ペーストを乾燥させて絶縁層を形成する乾燥工程をさらに含み、前記合剤層は、活物質、導電材、及び、合剤用結着剤を含み、前記絶縁層は、絶縁無機材料、及び、絶縁ペースト用結着剤を含み、前記絶縁層における前記絶縁ペースト用結着剤の質量比は、前記合剤層における前記合剤用結着剤の質量比よりも大きいことが好ましい。上記製造方法によれば、絶縁層における絶縁ペースト用結着剤の含有率が合剤層における合剤用結着剤の含有率よりも大きいことで、絶縁層と電極基材との密着強度が、合剤層と電極基材との密着強度よりも大きくなる。したがって、合剤層の幅方向の端部に、電極基材との密着強度が合剤層よりも大きい絶縁層を隣接するように配することで、合剤層を電極基材から剥離しにくくすることができる。
上記二次電池の製造方法において、前記同時塗工工程において、前記絶縁ペーストが前記合剤ペーストにおける幅方向の端部に潜り込むように塗工されることが好ましい。上記製造方法によれば、合剤層における幅方向の端部と電極基材との間に、電極基材との密着強度が大きい絶縁層を配することができる。これにより、合剤層における幅方向の端部が電極基材と接触する構成よりも、合剤層を電極基材から剥離しにくくすることができる。
本発明によれば、電極基材に塗工された合剤ペーストの塗工幅を安定させることができる。
図１は、リチウムイオン二次電池のセル電池の斜視図である。 図２は、電極体の一部を展開した図である。 図３は、電極体を展開した状態の断面図である。 図４は、正極板の製造するための塗工システムを示す模式図である。 図５は、正極板の製造するための塗工システムを示す模式図である。 図６は、正極板の製造手順を示す工程図である。 図７は、単独塗工工程において、吐出部から正極合剤ペーストを吐出する状態を示す図である。 図８は、単独塗工工程において、正極合剤ペーストが塗工された正極基材を上方から見た図である。 図９は、単独塗工工程において、吐出部と正極基材との距離を近づけた状態を示す図である。 図１０は、単独塗工工程において、吐出部と正極基材との距離を近づけた状態で、正極合剤ペーストが塗工された正極基材を上方から見た図である。 図１１は、同時塗工工程において、吐出部から正極合剤ペーストと絶縁ペーストとを吐出する状態を示す図である。 図１２は、同時塗工工程において、正極合剤ペーストと絶縁ペーストとが塗工された正極基材を上方から見た図である。 図１３は、同時塗工工程において、正極基材に塗工された正極合剤ペーストと絶縁ペーストとの境界を示す要部断面図である。 図１４は、吐出部と正極基材との距離であるギャップと、正極合剤ペーストの塗工幅との関係を示す図である。 図１５は、同時塗工工程において、絶縁ペーストの流量を変えた状態を示す図である。 図１６は、絶縁ペーストの流量と、絶縁ペーストの塗工幅との関係を示す図である。 図１７は、絶縁ペーストの流量の変化を示すタイミングチャートである。 図１８は、正極合剤ペーストの塗工幅の変化を示すタイミングチャートである。 図１９は、絶縁ペーストの塗工幅の変化を示すタイミングチャートである。
以下、本発明の一実施形態について図１～図１９を参照して説明する。
［リチウムイオン二次電池］
図１に示すように、二次電池の一例であるリチウムイオン二次電池１０は、複数のリチウムイオン二次電池１０と組み合わされた状態で、樹脂製または金属製のケースに封入されて電池パックを構成するセル電池である。電池パックは、ハイブリッド自動車や電気自動車に用いられる。
リチウムイオン二次電池１０は、電池ケース１１と、蓋体１２とを備える。電池ケース１１は、上側に開口部を有した直方体形状を有する。蓋体１２は、電池ケース１１の開口部を封止する。電池ケース１１及び蓋体１２は、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金等の金属で構成される。リチウムイオン二次電池１０は、電池ケース１１に蓋体１２を取り付けることで密閉された電槽が構成される。
蓋体１２には、２つの外部端子１３Ａ，１３Ｂが設けられる。外部端子１３Ａ，１３Ｂは、電力の充放電に用いられる。電池ケース１１の内部には、電極体２０が収容される。電極体２０における正極側の端部である正極側集電部２０Ａは、正極側集電部材１４Ａを介して正極の外部端子１３Ａに電気的に接続される。電極体２０における負極側の端部である負極側集電部２０Ｂは、負極側集電部材１４Ｂを介して負極の外部端子１３Ｂに電気的に接続される。また、電池ケース１１内には、図示しない注液孔から非水電解液が注入される。なお、外部端子１３Ａ，１３Ｂの形状は、図１に示す形状に限定されず、任意の形状であってよい。
［電極体］
図２及び図３に示すように、電極体２０は、長尺の正極板２１と負極板２５とがセパレータ２８を介して積層した積層体を捲回した偏平な捲回体である。正極板２１及び負極板２５は、電極体２０を構成する電極板の一例である。捲回前の積層体は、正極板２１、セパレータ２８、負極板２５、セパレータ２８の順に、厚さ方向Ｄ３（図３参照）に積層される。正極板２１、負極板２５、及びセパレータ２８は、それぞれの長手となる方向が長手方向Ｄ１と一致するように積層される。
［正極板］
正極板２１は、正極基材２２と、正極合剤層２３と、絶縁層２４とを備える。正極基材２２は、長尺状に形成された箔状の電極基材である。正極合剤層２３は、正極基材２２の相対する２つの面の各々に設けられる。絶縁層２４は、２つの面に設けられた正極合剤層２３と隣接する位置に１つずつ設けられる。
正極基材２２は、長手方向Ｄ１に延びる１つの側縁２２Ｅを備える。側縁２２Ｅは、正極基材２２において短手となる幅方向Ｄ２の一端である。幅方向Ｄ２は、長手方向Ｄ１と直交する方向である。
正極基材２２のうち側縁２２Ｅと絶縁層２４との間には、正極合剤層２３及び絶縁層２４の何れもが形成されずに正極基材２２が露出した露出部２２Ａが設けられる。絶縁層２４は、正極板２１において、正極基材２２の側縁２２Ｅから離間した位置に設けられる。正極合剤層２３及び絶縁層２４は、その境界部分で互いに接触している。
正極基材２２は、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金から構成される金属箔が用いられる。正極基材２２は、正極における集電体として機能する。正極基材２２が備える露出部２２Ａは、捲回体の状態において、向かい合う面が互いに圧接されて正極側集電部２０Ａを構成する。
正極合剤層２３は、液状体の正極合剤ペースト２３Ａ（図５参照）の硬化体である。正極合剤ペースト２３Ａは、合剤ペーストの一例であって、固形成分として正極活物質、正極導電材、及び、正極結着材を含み、液体成分として正極溶媒を含む。正極合剤ペースト２３Ａは、例えば、５０質量％～７０質量％程度の固形成分を含む。
正極合剤層２３は、正極合剤ペースト２３Ａが乾燥されることにより、正極溶媒が気化することで硬化する。すなわち、正極合剤層２３は、正極合剤ペースト２３Ａに含まれる成分のうち、正極活物質、正極導電材、及び、正極結着材を含む。正極合剤層２３における正極結着材の質量比は、例えば、０．３質量％以上５．０質量％以下である。
正極活物質は、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能なリチウム含有複合金属酸化物が用いられる。リチウム含有複合酸化物は、リチウムと、リチウム以外の他の金属元素とを含む酸化物である。リチウム以外の他の金属元素は、例えば、ニッケル、コバルト、マンガン、バナジウム、マグネシウム、モリブデン、ニオブ、チタン、タングステン、アルミニウム、リチウム含有複合酸化物にリン酸鉄として含有される鉄からなる群から選択される少なくとも一種である。
例えば、リチウム含有複合酸化物は、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）である。例えば、リチウム含有複合酸化物は、ニッケル、コバルト及びマンガンを含有する三元系リチウム含有複合酸化物であり、ニッケルコバルトマンガン酸リチウム（ＬｉＮｉＣｏＭｎＯ２）である。例えば、リチウム含有複合酸化物は、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）である。
正極導電材としては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、カーボンナノチューブやカーボンナノファイバ等の炭素繊維、黒鉛が用いられる。正極結着材は、合剤用結着剤の一例である。正極結着材は、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等が用いられる。正極溶媒は、合剤用溶媒の一例である。正極溶媒は、有機溶媒の一例であるＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）溶液が用いられる。
絶縁層２４は、液状体の絶縁ペースト２４Ａ（図５参照）の硬化体である。絶縁ペースト２４Ａは、固形成分として絶縁無機材料、及び、絶縁ペースト用結着剤を含み、液体成分として絶縁ペースト用溶媒を含む。絶縁ペースト２４Ａは、例えば、１５質量％～３５質量％程度の固形成分を含む。したがって、絶縁ペースト２４Ａは、正極合剤ペースト２３Ａよりも固形成分の割合が小さいため、正極合剤ペースト２３Ａよりも粘度が低く、かつ濡れ性が高い。
絶縁層２４は、絶縁ペースト２４Ａが乾燥されることにより、絶縁ペースト用溶媒が気化することで硬化する。すなわち、絶縁層２４は、絶縁ペースト２４Ａに含まれる成分のうち、絶縁無機材料、及び、絶縁ペースト用結着剤を含む。絶縁層２４における絶縁ペースト用結着剤の質量比は、正極合剤層２３における正極結着材の含有率よりも大きい。このため、絶縁層２４と正極基材２２との密着強度は、正極合剤層２３と正極基材２２との密着強度よりも大きい。絶縁層２４における絶縁ペースト用結着剤の質量比は、例えば、３質量％以上４０質量％以下である。
絶縁無機材料は、絶縁性を有した無機物質である粉末状のベーマイト、チタニア、及びアルミナからなる群から選択される少なくとも１つである。絶縁ペースト用結着剤は、ＮＭＰに可溶な高分子材料であるＰＶＤＦ、ＰＶＡ、アクリルからなる群から選択される少なくとも１つである。絶縁ペースト用溶媒は、有機溶媒の一例であるＮＭＰ溶液が用いられる。
［負極板］
図２及び図３に示すように、負極板２５は、長尺状に形成された箔状の電極基材である負極基材２６と、負極基材２６の両面に設けられた負極合剤層２７とを備える。負極板２５は、負極合剤層２７を構成する材料を混錬し、混練後の材料を負極基材２６に塗工して乾燥することで作製される。
負極基材２６は、負極における集電体として機能する。負極基材２６は、銅または銅を主成分とする合金から構成される薄膜が用いられる。負極基材２６における幅方向Ｄ２の端部のうち正極板２１の露出部２２Ａと反対に位置する端部には、負極合剤層２７が形成されずに負極基材２６が露出した露出部２６Ａが設けられる。露出部２６Ａは、捲回体の状態において、向かい合う面が互いに圧接されて負極側集電部２０Ｂを構成する。
負極合剤層２７は、液状体の負極合剤ペーストの硬化体である。負極合剤層２７は、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な材料である負極活物質を含む。負極活物質は、例えば、黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素等の炭素材料等が用いられる。負極合剤は、負極活物質の他に、導電剤や結着剤等を含む。
［セパレータ］
セパレータ２８は、正極板２１と負極板２５との接触を防ぐとともに、正極板２１及び負極板２５の間で非水電解液を保持する。非水電解液に電極体２０に浸漬させると、セパレータ２８の端部から中央部に向けて非水電解液が浸透する。
セパレータ２８は、ポリプロピレン製等の不織布である。セパレータ２８としては、例えば、多孔性ポリエチレン膜、多孔性ポリオレフィン膜、多孔性ポリ塩化ビニル膜等の多孔性ポリマー膜、及び、イオン導電性ポリマー電解質膜等を用いることができる。
［非水電解液］
非水電解液は、非水溶媒に支持塩が含有された組成物である。非水溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等からなる群から選択された一種または二種以上の材料を用いることができる。また、支持塩としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＩ等から選択される一種または二種以上のリチウム化合物（リチウム塩）を用いることができる。
本実施形態では、非水溶媒としてエチレンカーボネートを採用している。非水電解液には、添加剤としてのリチウム塩としてのリチウムビスオキサレートボレート（ＬｉＢＯＢ）が添加される。例えば、非水電解液におけるＬｉＢＯＢの濃度が０．００１以上０．１以下［ｍｏｌ／Ｌ］となるように、非水電解液にＬｉＢＯＢを添加する。
［正極板の製造工程］
正極板２１の製造工程は、塗工工程と、乾燥工程と、プレス工程と、切断工程と、を含む。塗工工程では、正極基材２２に正極合剤ペースト２３Ａ及び絶縁ペースト２４Ａを塗工する。塗工工程の次工程である乾燥工程では、正極基材２２に塗工された正極合剤ペースト２３Ａ及び絶縁ペースト２４Ａを乾燥させる。乾燥工程において、正極合剤ペースト２３Ａ及び絶縁ペースト２４Ａに含まれる溶媒が気化することで、正極基材２２上に正極合剤層２３及び絶縁層２４が形成される。乾燥工程の次工程であるプレス工程では、正極基材２２に形成された正極合剤層２３をプレスして厚さを調整する。プレス工程の次工程である切断工程では、正極合剤層２３及び絶縁層２４が形成された正極基材２２を任意の大きさに切断する。以上の手順より、正極板２１が製造される。
［塗工システム］
以下では、図４～図１８を参照して、本実施形態の塗工工程について詳述する。まず、図４，図５を参照して、正極基材２２に正極合剤ペースト２３Ａ及び絶縁ペースト２４Ａを塗工して乾燥させるための装置列である塗工システム３０について説明する。
図４に示すように、塗工システム３０は、支持ロール３１、ペースト貯蔵部３２、流量調整部３３、塗工装置３４、画像検査部３５、乾燥炉３６、及び、制御装置３７を備える。支持ロール３１は、塗工システム３０において所定の方向に搬送される正極基材２２を支持するロールである。
ペースト貯蔵部３２は、正極合剤ペースト２３Ａと絶縁ペースト２４Ａとを各別に貯蔵する。ペースト貯蔵部３２に貯蔵された正極合剤ペースト２３Ａ及び絶縁ペースト２４Ａは、流量調整部３３を介して塗工装置３４に供給される。
流量調整部３３は、ペースト貯蔵部３２から塗工装置３４に向けて供給される正極合剤ペースト２３Ａ及び絶縁ペースト２４Ａの供給量を制御する。流量調整部３３は、例えば、圧力弁やモーノポンプである。
塗工装置３４は、吐出部３４Ａと、駆動部３４Ｂ（図５参照）とを備える。吐出部３４Ａは、正極合剤ペースト２３Ａ及び絶縁ペースト２４Ａを、支持ロール３１に支持された正極基材２２に向けて吐出する。吐出部３４Ａから吐出される正極合剤ペースト２３Ａ及び絶縁ペースト２４Ａの流量は、流量調整部３３によって制御される。駆動部３４Ｂは、吐出部３４Ａを移動させて吐出部３４Ａと正極基材２２との距離を変えるための機構である。駆動部３４Ｂは、例えば、モータやスライダ等のアクチュエータである。
画像検査部３５は、正極基材２２に塗工された正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１（図５参照）及び絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２（図５参照）を検出する。画像検査部３５は、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１及び絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２の検出結果を制御装置３７に送信する。乾燥炉３６は、乾燥工程において、正極基材２２に塗工された正極合剤ペースト２３Ａ及び絶縁ペースト２４Ａを高温の乾燥雰囲気に曝して乾燥させるための装置である。
制御装置３７は、制御部と、記憶部と、通信部とを備える。制御部は、流量調整部３３、及び駆動部３４Ｂの動作を制御する。なお、制御装置３７の制御部が画像検査部３５や乾燥炉３６の動作を制御する構成であってもよい。記憶部は、流量調整部３３、及び駆動部３４Ｂの動作を制御するためのプログラムや各種製造条件等を記憶する。通信部は、制御装置３７と、流量調整部３３、駆動部３４Ｂ、及び制御装置３７によって制御される各装置とが通信するための機構である。制御装置３７は、流量調整部３３を駆動することで、吐出部３４Ａから吐出される正極合剤ペースト２３Ａ及び絶縁ペースト２４Ａの流量を変える。制御装置３７は、駆動部３４Ｂを駆動することで、吐出部３４Ａと正極基材２２との距離を変える。
図５に示すように、ペースト貯蔵部３２は、第１タンク３２Ａと、第２タンク３２Ｂとを備える。第１タンク３２Ａは、正極合剤ペースト２３Ａを貯蔵する。第２タンク３２Ｂは、絶縁ペースト２４Ａを貯蔵する。
流量調整部３３は、第１流量調整部３３Ａと、第２流量調整部３３Ｂとを備える。第１流量調整部３３Ａは、第１タンク３２Ａに接続され、かつ、吐出部３４Ａに接続される。第１流量調整部３３Ａは、吐出部３４Ａから吐出される正極合剤ペースト２３Ａの流量を制御する。第２流量調整部３３Ｂは、第２タンク３２Ｂに接続され、かつ、吐出部３４Ａに接続される。第２流量調整部３３Ｂは、吐出部３４Ａから吐出される絶縁ペースト２４Ａの流量を制御する。
塗工装置３４が備える吐出部３４Ａは、第１吐出部３４Ａ１と、２つの第２吐出部３４Ａ２とを備える。第１吐出部３４Ａ１は、正極基材２２に向けて１条の正極合剤ペースト２３Ａを吐出する。第１吐出部３４Ａ１は、第１流量調整部３３Ａを介して第１タンク３２Ａに接続される。２つの第２吐出部３４Ａ２は、第１吐出部３４Ａ１の両端に１つずつ位置する。各第２吐出部３４Ａ２は、正極基材２２に向けて１条の絶縁ペースト２４Ａを吐出する。各第２吐出部３４Ａ２は、それぞれ第２流量調整部３３Ｂを介して第２タンク３２Ｂに接続される。
［塗工工程］
以下、本実施形態の塗工工程について、図６～図１７を参照して説明する。
図６に示すように、本実施形態の塗工工程は、製造条件としての吐出部３４Ａと正極基材２２との距離、及び、絶縁ペースト２４Ａの流量を決定するための工程としてステップＳ１～Ｓ１１の工程を含む。ステップＳ１からステップＳ４までの工程は、吐出部３４Ａから正極合剤ペースト２３Ａのみを塗工する単独塗工工程において行われる。ステップＳ５からステップＳ１１までの工程は、吐出部３４Ａから正極合剤ペースト２３Ａ及び絶縁ペースト２４Ａを同時に塗工する同時塗工工程において行われる。
［単独塗工工程］
図７に示すように、ステップＳ１では、吐出部３４Ａの第１吐出部３４Ａ１から正極基材２２に向けて正極合剤ペースト２３Ａの吐出を開始する。第１吐出部３４Ａ１は、ステップＳ１で正極合剤ペースト２３Ａの塗工を開始した後、塗工工程の全体が完了するまで、連続してかつ一定の流量で正極合剤ペースト２３Ａを吐出する。ステップＳ５で同時塗工工程を開始する前に、正極合剤ペースト２３Ａの吐出を開始することで、同時塗工工程の開始時点から正極合剤ペースト２３Ａの流量を安定させることができる。
［吐出部と正極基材との距離］
ここで、吐出部３４Ａから正極合剤ペースト２３Ａのみを塗工した場合において、吐出部３４Ａと正極基材２２との距離が、正極基材２２に塗工される正極合剤ペースト２３Ａに及ぼす影響について、図７～図１０を参照して説明する。
図７に示すように、正極合剤ペースト２３Ａは、正極合剤ペースト２３Ａに含まれる固形成分が凝集して粒状の塊となった凝集物２３Ｂを含む。凝集物２３Ｂの大きさは、正極合剤ペースト２３Ａに含まれる固形成分の割合や正極合剤ペースト２３Ａの粘度等に依存する。例えば、正極合剤ペースト２３Ａに含まれる固形成分の割合が大きくなるほど、凝集物２３Ｂの大きさが大きくなる。また、正極合剤ペースト２３Ａに含まれる固形成分の割合が小さくなるほど、凝集物２３Ｂの大きさも小さくなるが、正極合剤ペースト２３Ａを乾燥させるために要する時間が長くなる。凝集物２３Ｂの大きさは、メジアン径Ｄ５０のような平均粒径で表すことができる。凝集物２３Ｂの平均粒径は、一例として、数十μｍ程度である。
本実施形態では、吐出部３４Ａと正極基材２２との距離であるギャップＧは、単独塗工工程及び同時塗工工程の何れにおいても、吐出部３４Ａと正極基材２２との間に凝集物２３Ｂが引っ掛からないように、十分大きな距離に設定される。
図８に示すように、本実施形態のようにギャップＧが十分に大きい場合、正極基材２２に塗工された正極合剤ペースト２３Ａにおいて、幅方向Ｄ２の端部に作用する表面張力が不均一となるため、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が不安定になる。
図９に示すように、仮に、吐出部３４Ａと正極基材２２との距離であるギャップＧが相対的に小さい場合、正極基材２２に達した正極合剤ペースト２３Ａは、表面張力によって正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１のばらつきが小さく安定した状態となる。しかし、ギャップＧが小さい場合、ギャップＧと凝集物２３Ｂの大きさとが近くなるため、凝集物２３Ｂが吐出部３４Ａと正極基材２２との間に引っ掛かりやすくなる。
図１０に示すように、ギャップＧが相対的に小さい場合、凝集物２３Ｂが吐出部３４Ａと正極基材２２との間に引っ掛かると、正極基材２２に塗工された正極合剤ペースト２３Ａに、凝集物２３Ｂとの干渉による筋状の不良箇所Ｌが形成されるおそれがある。不良箇所Ｌの形態としては、凝集物２３Ｂとの干渉によって、本来、正極合剤ペースト２３Ａが塗工される位置に正極合剤ペースト２３Ａが塗工されない、もしくは、正極合剤ペースト２３Ａの厚さが部分的に異なる等の例が挙げられる。そのため、正極基材２２に正極合剤ペースト２３Ａを塗工する際には、正極合剤ペースト２３Ａに含まれる凝集物２３Ｂの大きさよりもギャップＧを大きくする必要がある。
［第１ギャップ調整工程］
次に、単独塗工工程において、ステップＳ２～Ｓ４の間で行われる第１ギャップ調整工程について説明する。
図８に戻り、ステップＳ２において、画像検査部３５は、正極基材２２に塗工された正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１を検出する。画像検査部３５は、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１の検出結果を制御装置３７に送信する。
ステップＳ３では、制御装置３７は、ステップＳ２で画像検査部３５が検出した正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１の検出結果に基づいて、ギャップＧが適正範囲内か否かを判定する。ステップＳ３におけるギャップＧの適正範囲の下限としては、凝集物２３Ｂが吐出部３４Ａと正極基材２２との間に引っ掛かりにくい程度の大きさ、例えば、凝集物２３Ｂの平均粒径よりも大きな値が設定される。また、ギャップＧの適正範囲の上限としては、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が過剰に広がり過ぎない程度の大きさが設定される。
ギャップＧ及び正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１は、ギャップＧが小さくなると正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が大きくなり、反対にギャップＧが大きくなると正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が小さくなるといった相関関係を有する。制御装置３７は、上記の相関関係に基づいて、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１の最小値が所定の下限値以上、かつ、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１の最大値が所定の上限値以下のとき、ギャップＧが適正範囲内の大きさであると判定する。逆に、制御装置３７は、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１の最大値が所定の上限値よりも大きい、または、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１の最小値が所定の下限値よりも小さいとき、ギャップＧが適正範囲外であると判定する。ステップＳ３において、ギャップＧが適正範囲内であると判定された場合ステップＳ５に進み、ギャップＧが適正範囲外であると判定された場合ステップＳ４に進む。
なお、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１は、ギャップＧが小さくなると正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１のばらつきも小さくなり、ギャップＧが大きくなると正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１のばらつきも大きくなる。したがって、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１の最小値及び最大値を用いた判定基準に代えて、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１のばらつき（例えば、標準偏差）を用いて、ギャップＧが適正範囲内か否かを判定してもよい。例えば、制御装置３７は、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１のばらつきが所定の下限値以上かつ所定の上限値以下であれば、ギャップＧが適正範囲内であると判定する。逆に、制御装置３７は、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１のばらつきが所定の上限値よりも大きい、または、所定の下限値よりも小さいとき、ギャップＧが適正範囲外であると判定する。このような判定基準であっても、ギャップＧが適正範囲内か否かを判定できる。
ステップＳ４では、制御装置３７は、画像検査部３５が検出した正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１の検出結果に基づいて、吐出部３４Ａを移動させることでギャップＧを変える。例えば、画像検査部３５の検出結果として、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１の最小値が所定の下限値よりも小さければ、吐出部３４Ａを正極基材２２から近づけることでギャップＧを小さくする。これにより、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１の最小値が大きくなる。また、例えば、画像検査部３５の検出結果として、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１の最大値が所定の上限値よりも大きければ、吐出部３４Ａを正極基材２２から遠ざけることでギャップＧを大きくする。これにより、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１の最大値が小さくなる。ステップＳ４の後、再びステップＳ２に戻り、ギャップＧが適正範囲内であると判定されるまでステップＳ２～Ｓ４の手順を繰り返す。
［同時塗工工程］
図１１に示すように、ステップＳ５では、第１吐出部３４Ａ１から正極合剤ペースト２３Ａが吐出された状態で、さらに、２つの第２吐出部３４Ａ２から正極基材２２に向けて絶縁ペースト２４Ａの塗工を開始する。したがって、ステップＳ５では、正極基材２２に対して、第１吐出部３４Ａ１から吐出される１条の正極合剤ペースト２３Ａと、２つの第２吐出部３４Ａ２から１条ずつ吐出される２条の絶縁ペースト２４Ａとが塗工される。
図１２に示すように、同時塗工工程において、正極合剤ペースト２３Ａの幅方向Ｄ２の各端には、絶縁ペースト２４Ａが１つずつ位置する。これにより、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が２条の絶縁ペースト２４Ａによって規制される。したがって、吐出部３４Ａと正極基材２２との距離が、正極合剤ペースト２３Ａに含まれる凝集物２３Ｂの大きさよりも大きい程度まで広げられた場合であっても、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１を安定させることができる。
ステップＳ５において、第２吐出部３４Ａ２は、第１流量Ｖ１（図１７参照）で絶縁ペースト２４Ａを吐出する。第１流量Ｖ１は、一例として、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２の目標値よりも大きな塗工幅が得られる流量Ｖである。したがって、同時塗工工程を開始した状態では、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２が目標値よりも大きくなる。これにより、正極合剤ペースト２３Ａと絶縁ペースト２４Ａとが正極基材２２上で接触しやすくなるため、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１をより確実に安定させることができる。また、相対的に大きな流量の絶縁ペースト２４Ａによって正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が規制されるため、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が安定するまでの塗工距離を短くすることができる。したがって、歩留まりの向上ともなる。
正極合剤ペースト２３Ａと絶縁ペースト２４Ａとが隣接することで、正極合剤層２３における幅方向Ｄ２の端部と隣接するように、正極合剤層２３よりも正極基材２２との密着強度が大きい絶縁層２４を配することができる。これにより、正極合剤層２３を正極基材２２から剥離しにくくすることができる。
［正極合剤ペーストと絶縁ペーストとの境界］
図１３に示すように、絶縁ペースト２４Ａの粘度が正極合剤ペースト２３Ａの粘度よりも低いことから、正極合剤ペースト２３Ａが絶縁ペースト２４Ａを押しのけるように、正極合剤ペースト２３Ａと絶縁ペースト２４Ａとの境界が形成される。このとき、正極合剤ペースト２３Ａと絶縁ペースト２４Ａとの境界では、絶縁ペースト２４Ａが正極合剤ペースト２３Ａを覆うような形状となる。また、絶縁ペースト２４Ａにおける正極基材２２との濡れ性が正極合剤ペースト２３Ａにおける正極基材２２との濡れ性よりも高いことから、絶縁ペースト２４Ａの端部が正極合剤ペースト２３Ａの端部に潜り込む。幅方向Ｄ２において、絶縁ペースト２４Ａと正極合剤ペースト２３Ａとが重なる潜り量Ｗ３は、例えば、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。
絶縁ペースト２４Ａが正極合剤ペースト２３Ａに潜り込むことで、正極合剤層２３における幅方向Ｄ２の端部と正極基材２２との間に、正極基材２２との密着強度が大きい絶縁層２４が位置する構成となる。これにより、正極合剤層２３における幅方向Ｄ２の端部が正極基材２２と接触する構成よりも、正極合剤層２３を正極基材２２から剥離しにくくすることができる。
［第２ギャップ調整工程］
次に、同時塗工工程において、ステップＳ６～Ｓ８の間で行われる第２ギャップ調整工程について説明する。
図１２に戻り、ステップＳ６において、画像検査部３５は、同時塗工工程において塗工された正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１を検出する。画像検査部３５は、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１の検出結果を制御装置３７に送信する。
ステップＳ７において、制御装置３７は、ステップＳ６で画像検査部３５が検出した正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１の検出結果に基づいて、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が適正範囲Ｒ１（図１４参照）の範囲内か否かを判定する。ステップＳ７における適正範囲Ｒ１とは、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１の目標値として設定された範囲である。ステップＳ７において、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が適正範囲Ｒ１の範囲内であると判定された場合ステップＳ９に進み、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が適正範囲Ｒ１の範囲外であると判定された場合ステップＳ８に進む。
ステップＳ８において、制御装置３７は、画像検査部３５が検出した正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１の検出結果に基づいて、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が適正範囲Ｒ１の範囲内に収まるようにギャップＧを変える。
ここで、図１４を参照して、ステップＳ８においてギャップＧを変える工程について説明する。図１４に示すグラフ１００において、曲線１０１は、ギャップＧと正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１との関係を示す。曲線１０２は、曲線１０１の場合よりも正極合剤ペースト２３Ａの粘度が高い場合のギャップＧと正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１との関係を示す。曲線１０３は、曲線１０１の場合よりも正極合剤ペースト２３Ａの粘度が低い場合のギャップＧと正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１との関係を示す。なお、曲線１０１～１０３の傾きは同一である。
曲線１０１～１０３に示すように、ギャップＧが大きいほど正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が小さくなり、反対に、ギャップＧが小さいほど正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が大きくなる。また、正極合剤ペースト２３Ａの粘度が高いほど、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が小さくなり、反対に、正極合剤ペースト２３Ａの粘度が低いほど正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が大きくなる。
グラフ１００において、点Ｐ１０は、曲線１０１上の点であって、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が適正範囲Ｒ１における中央値である幅Ｗ１０の場合の点である。点Ｐ１１は、曲線１０１上の点であって、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が適正範囲Ｒ１よりも大きい幅Ｗ１１の場合の点である。点Ｐ１２は、曲線１０１上の点であって、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が適正範囲Ｒ１よりも小さい幅Ｗ１２の場合の点である。
ステップＳ８において、制御装置３７は、ステップＳ６における画像検査部３５の検出結果として幅Ｗ１１が検出された場合、吐出部３４Ａを正極基材２２に近づけてギャップＧを大きくする。また、ステップＳ６における画像検査部３５の検出結果として幅Ｗ１２が検出された場合、制御装置３７は、吐出部３４Ａを正極基材２２から遠ざけてギャップＧを小さくする。これにより、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が適正範囲Ｒ１の範囲内に収まるように幅Ｗ１０に近づく。制御装置３７は、例えば、記憶部に曲線１０１を表す関係式を記憶する。制御装置３７は、曲線１０１の関係式に基づいて、吐出部３４Ａの移動量を決定する。
第２ギャップ調整工程を行うことで、同時塗工において正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が安定した状態のなかで、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１を目標値に近づけるように調整することができる。また、正極合剤ペースト２３Ａと絶縁ペースト２４Ａとの接触により、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が変わった場合であっても、第２ギャップ調整工程によって正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１を目標値に調整することができる。ステップＳ８の後、再びステップＳ６に戻り、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が適正範囲Ｒ１の範囲内であると判定されるまでステップＳ６～Ｓ８の手順を繰り返す。
［流量調整工程］
次に、同時塗工工程において、ステップＳ９～Ｓ１１の間で行われる流量調整工程について説明する。流量調整工程は、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２を目標値に近づけるように調整する工程である。
図１５に示すように、ステップＳ９において、画像検査部３５は、第２ギャップ調整工程後の絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２を検出する。画像検査部３５は、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２の検出結果を制御装置３７に送信する。
ステップＳ１０において、制御装置３７は、ステップＳ９で画像検査部３５が検出した絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２の検出結果に基づいて、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２が適正範囲Ｒ２（図１６参照）の範囲内か否かを判定する。ステップＳ１０における適正範囲Ｒ２とは、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２の目標値として設定された範囲である。ステップＳ１０において、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２が適正範囲Ｒ２の範囲内であると判定された場合、塗工工程における製造条件の決定が完了する。その後、継続して塗工工程が行われる。一方、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２が適正範囲Ｒ２の範囲外であると判定された場合ステップＳ１１に進む。
ステップＳ１１において、制御装置３７は、画像検査部３５が検出した絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２の検出結果に基づいて、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２が適正範囲Ｒ２の範囲内に収まるように絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖ（図１６参照）を変える。
ここで、図１６を参照して、ステップＳ１１において絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖを変える工程について説明する。図１６に示すグラフ２００において、曲線２０１は、絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖと絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２との関係を示す。曲線２０２は、曲線２０１の場合よりもギャップＧが大きい場合の絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖと絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２との関係を示す。曲線２０３は、曲線２０１の場合よりもギャップＧが小さい場合の絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖと絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２との関係を示す。なお、曲線２０１～２０３の傾きは同一である。
曲線２０１～２０３に示すように、ギャップＧが大きいほど絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２が小さくなり、反対に、ギャップＧが小さいほど絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２が大きくなる。また、絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖが大きいほど絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２が大きくなり、反対に、絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖが小さいほど絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２が大きくなる。
グラフ２００において、点Ｐ２０は、曲線２０１上の点であって、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２が適正範囲Ｒ２における中央値である幅Ｗ２０の場合の点である。点Ｐ２１は、曲線２０１上の点であって、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２が適正範囲Ｒ２よりも大きい幅Ｗ２１の場合の点である。本実施形態では、ステップＳ５において同時塗工工程を開始した際には、塗工幅Ｗ２の目標値よりも大きな塗工幅が得られる第１流量Ｖ１が適用される。したがって、ステップＳ９における画像検査部３５の検出結果としては、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２の適正範囲Ｒ２よりも大きい幅Ｗ２１が検出される。
ステップＳ１１において、制御装置３７は、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２が幅Ｗ２１から幅Ｗ２０に近づくように、絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖを第１流量Ｖ１よりも小さい第２流量Ｖ２に変更する。制御装置３７は、例えば、記憶部に曲線２０１を表す関係式を記憶する。制御装置３７は、曲線２０１の関係式に基づいて、第１流量Ｖ１から第２流量Ｖ２に変えるための絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖの変化量を決定する。これにより、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２を目標値に調整することができる。
図１７に示すグラフ３００は、ステップＳ１～Ｓ１１の各時刻Ｔにおける絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖを示すタイミングチャートである。時刻Ｔ０では、正極合剤ペースト２３Ａの塗工が開始される（ステップＳ１）。時刻Ｔ１では、正極合剤ペースト２３Ａと絶縁ペースト２４Ａとの同時塗工が開始される（ステップＳ５）。絶縁ペースト２４Ａは、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの単独塗工工程の間には塗工されない。また、時刻Ｔ１における絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖは、第１流量Ｖ１である。時刻Ｔ２では、ギャップＧを変える第２ギャップ調整工程が行われる（ステップＳ８）。時刻Ｔ２において、絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖは、第１流量Ｖ１のままである。時刻Ｔ３では、絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖを第１流量Ｖ１から第２流量Ｖ２に変える流量調整工程が行われる（ステップＳ１１）。
［正極合剤ペーストの塗工幅］
図１８に示すグラフ４００は、ステップＳ１～Ｓ１１の各時刻Ｔにおける正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１を示すタイミングチャートである。時刻Ｔ０では、正極合剤ペースト２３Ａの塗工が開始される（ステップＳ１）。時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの単独塗工工程の間において、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１は、第１ギャップ調整工程における上限値ＷＵと下限値ＷＤとの間の範囲で、不安定でばらつきが生じた状態となる。時刻Ｔ１では、正極合剤ペースト２３Ａと絶縁ペースト２４Ａとの同時塗工が開始される（ステップＳ５）。これにより、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１は、ばらつきが減少し安定した状態となる。
時刻Ｔ２では、ギャップＧを変える第２ギャップ調整工程が行われる（ステップＳ８）。これにより、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が目標値としての適正範囲Ｒ１の範囲内に調整される。時刻Ｔ３では、絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖを第１流量Ｖ１から第２流量Ｖ２に変える流量調整工程が行われる（ステップＳ１１）。なお、時刻Ｔ２以降では、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１は大きく変化しない。
［絶縁ペーストの塗工幅］
図１９に示すグラフ５００は、ステップＳ１～Ｓ１１の各時刻Ｔにおける絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２を示すタイミングチャートである。時刻Ｔ０では、正極合剤ペースト２３Ａの塗工が開始される（ステップＳ１）。時刻Ｔ１では、正極合剤ペースト２３Ａと絶縁ペースト２４Ａとの同時塗工が開始される（ステップＳ５）。絶縁ペースト２４Ａは、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの単独塗工工程の間には塗工されない。また、時刻Ｔ１において、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２は、絶縁ペースト２４Ａが第１流量Ｖ１で塗工されることから適正範囲Ｒ２よりも大きくなる。
時刻Ｔ２では、ギャップＧを変える第２ギャップ調整工程が行われる（ステップＳ８）。時刻Ｔ２では、第２ギャップ調整工程によるギャップＧの変動に伴って、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２も変動する。時刻Ｔ３では、絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖを第１流量Ｖ１から第２流量Ｖ２に変える流量調整工程が行われる（ステップＳ１１）。第２ギャップ調整工程の後に流量調整工程を行うことで、第２ギャップ調整工程によって絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２が変動した場合であっても、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２を目標値に調整することができる。
［実施形態の効果］
上記実施形態によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
（１）２条の絶縁ペースト２４Ａが１条の正極合剤ペースト２３Ａにおける幅方向Ｄ２の各端と隣接することで、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が２条の絶縁ペースト２４Ａによって規制される。したがって、ギャップＧが、正極合剤ペースト２３Ａに含まれる凝集物２３Ｂの大きさよりも大きい程度まで広げられた場合であっても、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１を安定させることができる。
（２）第２ギャップ調整工程を行うことで、正極合剤ペースト２３Ａと絶縁ペースト２４Ａとの同時塗工により正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が安定した状態のなかで、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１を目標値に調整できる。また、例えば、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が絶縁ペースト２４Ａとの干渉によって適正範囲Ｒ１から外れた場合であっても、ギャップＧを変えることで正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１を目標値に近づけるように調節することができる。
（３）第２ギャップ調整工程の後に流量調整工程を行うことで、第２ギャップ調整工程に伴って絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２が変動した場合であっても、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２を目標値に調整することができる。
（４）同時塗工工程を開始したときには、絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖとして相対的に大きな流量である第１流量Ｖ１が適用される。これにより、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１をより確実に安定させることができる。また、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が安定するまでの塗工距離を短くすることができるため、歩留まりの向上ともなる。そして、第２ギャップ調整工程の後に、絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖを第２流量Ｖ２に変更することで、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２を目標値に調節することができる。
（５）同時塗工工程の前に正極合剤ペースト２３Ａのみを塗工する単独塗工工程を行うことで、同時塗工工程の開始時点から正極合剤ペースト２３Ａの流量を安定させることができる。
（６）第１ギャップ調整工程を行うことで、同時塗工工程を開始する際のギャップＧを、正極合剤ペースト２３Ａのロットごとの粘度のばらつきや各種製造条件のばらつきに応じた最適な大きさに調整することができる。
（７）正極基材２２との密着強度が正極合剤層２３よりも大きい絶縁層２４を、正極合剤層２３の幅方向Ｄ２の端部と隣接するように配することで、正極合剤層２３を正極基材２２から剥離しにくくすることができる。
（８）正極合剤層２３における幅方向Ｄ２の端部と正極基材２２との間に絶縁層２４を配することで、正極合剤層２３における幅方向Ｄ２の端部が正極基材２２と接触する構成よりも、正極合剤層２３を正極基材２２から剥離しにくくすることができる。
［変更例］
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
・絶縁ペースト２４Ａが正極合剤ペースト２３Ａに潜り込まない構成、すなわち、正極合剤層２３における幅方向Ｄ２の端部が正極基材２２と接触する構成であってもよい。この場合でも、絶縁層２４を正極合剤層２３の幅方向Ｄ２の端部と隣接するように配することで、正極合剤層２３を正極基材２２から剥離しにくくすることができる。
・絶縁層２４における絶縁ペースト用結着剤の質量比が正極合剤層２３における正極合剤用結着剤の質量比と同じ、もしくは、それよりも小さい構成であってもよい。この場合であっても、上記（１）～（６）に準じた効果を得ることができる。
・単独塗工工程におけるステップＳ２～Ｓ４の第１ギャップ調整工程は、省略されてもよい。この場合であっても、同時塗工工程の前に正極合剤ペースト２３Ａのみの塗工を開始することで、同時塗工工程の開始時点から正極合剤ペースト２３Ａの流量を安定させることができる。
・同時塗工工程の前に行われるステップＳ１～Ｓ４の工程、すなわち、正極合剤ペースト２３Ａのみを塗工する単独塗工工程は、省略されてもよい。この場合であっても、上記（１）～（４）に準じた効果を得ることができる。
・流量調整工程において、ステップＳ９，Ｓ１０の工程は省略されてもよい。この場合、ステップＳ５において、絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖを絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２が目標値よりも大きくなる第１流量Ｖ１で同時塗工工程を開始する。そして、ステップＳ１１では、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２を目標値に近づけるように、絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖを第１流量Ｖ１から所定の第２流量Ｖ２に変更する。この場合の第２流量Ｖ２は、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２として目標値が得られるように予め設定された流量Ｖである。この場合、ステップＳ１１における絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖの変化量である第１流量Ｖ１と第２流量Ｖ２との差は一定である。また、単独塗工工程、及び、第２ギャップ調整工程を省略し、かつ、流量調整工程におけるステップＳ９，Ｓ１０の工程を省略してもよい。この場合であっても、（４）に準じた効果を得ることができる。
・ステップＳ５において、同時塗工工程を開始する際の絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖである第１流量Ｖ１は、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２の目標値が得られる流量Ｖであってもよい。この場合では、流量調整工程を行うことで、第２ギャップ調整工程に伴って絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２が目標値から外れた場合であっても、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２を目標値に調節することができる。なお、この場合、ステップＳ１１において、制御装置３７は、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２を目標値に近づけるように、絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖを第１流量Ｖ１から変える。したがって、この場合の第２流量Ｖ２は、第１流量Ｖ１とは異なる流量Ｖであって、第１流量Ｖ１よりも大きい流量Ｖ、または、第１流量Ｖ１よりも小さい流量Ｖである。
・同時塗工工程を開始する際の絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖである第１流量Ｖ１を、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２として目標値が得られる流量Ｖとした場合、ステップＳ９～Ｓ１１の流量調整工程は、省略されてもよい。すなわち、絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖは、一定であってもよい。この場合であっても、上記（１）～（２）に準じた効果を得ることができる。
・正極板２１が絶縁層２４を備える構成を例示したが、負極板２５が露出部２６Ａと負極合剤層２７の境界に絶縁層を備える構成でもよい。この場合、負極板２５の製造工程として、上記実施形態の正極板２１の製造工程と同様の製造工程を適用できる。
・二次電池として、リチウムイオン二次電池１０を例示したが、電極基材と、合剤層と、絶縁層と、露出部と、を備えた電極板を備える二次電池であれば、上記実施形態の製造方法を適用できる。したがって、二次電池は、リチウムイオン二次電池１０のような非水二次電池に限定されず、例えば、ニッケル水素蓄電池であってもよい。
・電極体２０として、セパレータ２８を介して正極板２１と負極板２５とを積層した積層体を捲回した捲回体を例示したが、例えば、複数の正極板２１及び複数の負極板２５を、セパレータ２８を介して交互に積層した積層体であってもよい。
・リチウムイオン二次電池１０は、自動搬送機や荷役用の特殊自動車、電気自動車、ハイブリッド自動車等の他、コンピュータ、その他の電子機器に搭載されるものであってもよく、これ以外のシステムを構成するものであってもよい。例えば、船舶、航空機等の移動体に設けられるものであってもよく、発電所から変電所等を介して二次電池が設置されたビルや家庭等に電力を供給する電力供給システムであってもよい。
［実施例］
以下、正極板２１の実施例１，２及び比較例１，２について説明する。なお、これらの実施例は上記の実施形態を限定するものではない。
［実施例１］
実施例１では、１条の正極合剤ペースト２３Ａと２条の絶縁ペースト２４Ａとを正極基材２２に塗工した。正極合剤ペースト２３Ａに含まれる固形成分の割合は、６５質量％であった。正極合剤ペースト２３Ａに含まれる凝集物２３Ｂの平均粒径は、メジアン径Ｄ５０で５０μｍであった。ギャップＧは、７５μｍであった。また、ギャップＧは、ステップＳ２～Ｓ４の第１ギャップ調整工程、及びステップＳ６～Ｓ８の第２ギャップ調整工程では変更されず一定であった。
そして、ステップＳ５で同時塗工工程を開始する際の絶縁ペースト２４Ａの第１流量Ｖ１として、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２として目標値よりも大きな塗工幅が得られる流量Ｖが設定された。また、ステップＳ９～Ｓ１１の流量調整工程において、絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖを、第１流量Ｖ１から絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２として目標値が得られる第２流量Ｖ２に変更した。
［実施例２］
実施例２では、ステップＳ５で同時塗工工程を開始する際の絶縁ペースト２４Ａの第１流量Ｖ１として、絶縁ペースト２４Ａの塗工幅Ｗ２として目標値が得られる流量Ｖが設定された。また、実施例２では、ステップＳ９～Ｓ１１の流量調整工程は行われず、絶縁ペースト２４Ａの流量Ｖは、第１流量Ｖ１のまま一定であった。実施例２では、以上の点を除き、実施例１と同様に１条の正極合剤ペースト２３Ａと２条の絶縁ペースト２４Ａとを正極基材２２に塗工した。
［比較例１］
比較例１では、１条の正極合剤ペースト２３Ａのみを正極基材２２に塗工した。正極合剤ペースト２３Ａに含まれる固形成分の割合は、５５質量％であった。正極合剤ペースト２３Ａに含まれる凝集物２３Ｂの平均粒径は、メジアン径Ｄ５０で５０μｍであった。ギャップＧは、７５μｍで一定であった。
［比較例２］
比較例２では、１条の正極合剤ペースト２３Ａのみを正極基材２２に塗工した。正極合剤ペースト２３Ａに含まれる固形成分の割合は、６５質量％であった。正極合剤ペースト２３Ａに含まれる凝集物２３Ｂの平均粒径は、メジアン径Ｄ５０で５０μｍであった。ギャップＧは、４５μｍで一定であった。
［評価１］
評価１では、正極基材２２に塗工された正極合剤ペースト２３Ａの乾燥に要する時間について評価した。評価１では、正極合剤ペースト２３Ａの乾燥に要する時間が短いものを良（〇）とし、正極合剤ペースト２３Ａの乾燥に要する時間が長いものを不良（×）とした。
［評価２］
評価２では、正極基材２２に塗工された正極合剤ペースト２３Ａにおいて、凝集物２３Ｂとの干渉による筋状の不良箇所Ｌの有無について評価した。評価２では、筋状の不良箇所Ｌが確認されなかったものを良（〇）とし、筋状の不良箇所Ｌが確認されたものを不良（×）とした。
［評価３］
評価３では、正極基材２２に塗工された正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１の安定性について評価した。評価３では、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が不安定な状態のものを不良（×）とし、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が安定した状態のものを良（〇）とした。そして、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が安定した状態のもののなかで、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が安定するまでの距離が特に短いものを最良（◎）とした。
Figure 0007463337000001
表１に示すように、実施例１，２及び比較例２では、正極合剤ペースト２３Ａの乾燥に要する時間が相対的に短かった。一方、比較例１では、正極合剤ペースト２３Ａに含まれる固形成分の割合が相対的に低いことから、正極合剤ペースト２３Ａの乾燥に要する時間が実施例１，２及び比較例２よりも長かった。
実施例１，２及び比較例１では、正極基材２２に塗工された正極合剤ペースト２３Ａにおいて、筋状の不良箇所Ｌは確認されなかった。一方、比較例１では、正極基材２２に塗工された正極合剤ペースト２３Ａに筋状の不良箇所Ｌが確認された。比較例１では、ギャップＧが凝集物２３Ｂの平均粒径よりも小さいことから、吐出部３４Ａと正極基材２２との間に凝集物２３Ｂが挟まりやすかったものと考えられる。
実施例１，２及び比較例２では、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が安定した状態であった。実施例１では、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が不安定な状態の距離が特に短かった。実施例１では、絶縁ペースト２４Ａの第１流量Ｖ１が相対的に大きいことから、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が安定するまでの距離が短くなったものと考えられる。また、比較例２では、ギャップＧが小さいことから、正極合剤ペースト２３Ａの流量が安定した段階で正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が安定した。一方、比較例１では、ギャップＧが相対的に大きく、かつ、絶縁ペースト２４Ａが塗工されない状態のため、正極合剤ペースト２３Ａの塗工幅Ｗ１が不安定な状態であった。
Ｄ２…幅方向
Ｇ…ギャップ
Ｖ…流量
Ｖ１…第１流量
Ｖ２…第２流量
Ｗ１，Ｗ２…塗工幅
１０…リチウムイオン二次電池
２０…電極体
２１…正極板
２２…正極基材
２２Ａ…露出部
２２Ｅ…側縁
２３…正極合剤層
２３Ａ…正極合剤ペースト
２３Ｂ…凝集物
２４…絶縁層
２４Ａ…絶縁ペースト
２５…負極板
２６…負極基材
２７…負極合剤層
２８…セパレータ
３０…塗工システム
３１…支持ロール
３２…ペースト貯蔵部
３３…流量調整部
３４…塗工装置
３４Ａ…吐出部
３４Ｂ…駆動部
３５…画像検査部
３６…乾燥炉
３７…制御装置

Claims (7)

  1. 合剤ペースト及び絶縁ペーストを電極基材上に吐出可能な吐出部を用い、１条の前記合剤ペーストにおける幅方向の各端に１つずつ１条の前記絶縁ペーストが隣接するように、１条の前記合剤ペーストと２条の前記絶縁ペーストとを前記電極基材上に塗工する同時塗工工程と、
    前記同時塗工工程の前に、前記合剤ペーストのみを塗工する単独塗工工程と、を含み、
    前記同時塗工工程は、
    前記合剤ペーストの塗工幅を検出する画像検査部による前記同時塗工工程における前記合剤ペーストの塗工幅の検出結果に基づいて、前記合剤ペーストの塗工幅を目標値に近づけるように、前記吐出部と前記電極基材との距離を変えるギャップ調整工程を含み、
    前記合剤ペーストは、前記単独塗工工程及び前記同時塗工工程の間において、連続して塗工される
    ことを特徴とする二次電池の製造方法。
  2. 前記画像検査部は、さらに、前記絶縁ペーストの塗工幅を検出し、
    前記同時塗工工程は、
    前記吐出部と前記電極基材との距離を変えた後に、前記画像検査部による前記絶縁ペーストの塗工幅の検出結果に基づいて、前記絶縁ペーストの塗工幅を目標値に近づけるように、前記吐出部から吐出される前記絶縁ペーストの流量を変える流量調整工程をさらに含む
    ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の製造方法。
  3. 前記流量調整工程は、
    前記吐出部と前記電極基材との距離を変えた後に、前記画像検査部による前記絶縁ペーストの塗工幅の検出結果に基づいて、前記絶縁ペーストの塗工幅を目標値に近づけるように、前記吐出部から吐出される前記絶縁ペーストの流量を、前記吐出部と前記電極基材との距離を変える前の第１流量から、前記第１流量よりも小さい第２流量に変更する
    ことを特徴とする請求項２に記載の二次電池の製造方法。
  4. 合剤ペースト及び絶縁ペーストを電極基材上に吐出可能な吐出部を用い、１条の前記合剤ペーストにおける幅方向の各端に１つずつ１条の前記絶縁ペーストが隣接するように、１条の前記合剤ペーストと２条の前記絶縁ペーストとを前記電極基材上に塗工する同時塗工工程と、
    前記同時塗工工程の前に、前記合剤ペーストのみを塗工する単独塗工工程と、を含み、
    前記同時塗工工程は、
    前記絶縁ペーストの塗工幅を目標値に近づけるように、前記吐出部から吐出される前記絶縁ペーストの流量を、前記同時塗工工程を開始したときの第１流量から前記第１流量よりも小さい第２流量に変更する流量調整工程を含み、
    前記合剤ペーストは、前記単独塗工工程及び前記同時塗工工程の間において、連続して塗工される
    ことを特徴とする二次電池の製造方法。
  5. 合剤ペースト及び絶縁ペーストを電極基材上に吐出可能な吐出部を用い、１条の前記合剤ペーストにおける幅方向の各端に１つずつ１条の前記絶縁ペーストが隣接するように、１条の前記合剤ペーストと２条の前記絶縁ペーストとを前記電極基材上に塗工する同時塗工工程を含み、
    前記同時塗工工程の開始時には、前記絶縁ペーストの塗工幅の目標値よりも大きな塗工幅が得られる第１流量で前記絶縁ペーストを塗工し、
    前記同時塗工工程は、前記絶縁ペーストの塗工幅を前記目標値に近づけるように、前記吐出部から吐出される前記絶縁ペーストの流量を、前記同時塗工工程を開始したときの前記第１流量から前記第１流量よりも小さい第２流量に変更する流量調整工程を含む
    ことを特徴とする二次電池の製造方法。
  6. 前記同時塗工工程の後に、前記合剤ペーストを乾燥させて合剤層を形成し、かつ、前記絶縁ペーストを乾燥させて絶縁層を形成する乾燥工程をさらに含み、
    前記合剤層は、活物質、導電材、及び、合剤用結着剤を含み、
    前記絶縁層は、絶縁無機材料、及び、絶縁ペースト用結着剤を含み、
    前記絶縁層における前記絶縁ペースト用結着剤の質量比は、前記合剤層における前記合剤用結着剤の質量比よりも大きい
    ことを特徴とする請求項１ないし５のうち何れか一項に記載の二次電池の製造方法。
  7. 前記同時塗工工程において、
    前記絶縁ペーストが前記合剤ペーストにおける幅方向の端部に潜り込むように塗工される
    ことを特徴とする請求項６に記載の二次電池の製造方法。
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