KR20140106372A - 전지용 전극, 전지, 전지용 전극의 제조 방법 및 전지용 전극의 제조 장치 - Google Patents

전지용 전극, 전지, 전지용 전극의 제조 방법 및 전지용 전극의 제조 장치 Download PDF

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다이니폰 스크린 세이조우 가부시키가이샤
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Abstract

양호한 고속 충방전 특성을 얻으면서도, 가압에 기인하는 좌굴이나 도괴를 효과적으로 방지할 수 있는 전지용 전극 및 그 제조 기술을 제공한다. 집전체로서의 기능을 가지는 기재(11)와, 기재(11) 표면에 소정의 연장 방향을 따라 연장되는 라인 형상으로 활물질 재료에 의해 형성된 활물질 라인이 복수 배열되어 이루어지는 활물질층(12)을 구비하는 전지용 전극(10)이며, 활물질 라인은, 연장 방향에 직교하는 단면에 있어서의 폭이 제1 폭 W1인 제1 라인(121)과, 연장 방향에 직교하는 단면에 있어서의 폭이 제1 폭보다 큰 제2 폭 W2이며, 또한 기재(11) 표면으로부터의 높이 H2가 제1 라인(121)의 높이 H1 이상인 제2 라인(122)을 포함한다.

Description

전지용 전극, 전지, 전지용 전극의 제조 방법 및 전지용 전극의 제조 장치{ELECTRODE FOR BATTERY, BATTERY, AND METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING ELECTRODE FOR BATTERY}
본 발명은, 예를 들면 리튬 이온 2차 전지와 같은 화학 전지에 적합한, 전지용 전극의 구조 및 그것을 제조하는 기술에 관한 것이다.
예를 들면 리튬 이온 2차 전지와 같은 화학 전지는, 각각이 집전체층 및 활물질층을 가지는 양극 전극과 음극 전극이, 전해질층을 통하여 대향한 구조를 가지고 있다. 이러한 전극의 제조 방법으로서, 집전체로서 기능하는 도전체, 예를 들면 금속박의 표면에 활물질 재료를 포함하는 도포액을 도포하는 것이 있다. 종래, 이런 종류의 제조 방법에서는 집전체의 표면에 도포액을 일정하게 도포하는, 이른바 베타 도포가 일반적으로 행해져 왔다. 한편, 본원 출원인들은, 활물질층의 표면적을 증대시켜 충방전 특성을 향상시키기 위해, 표면에 요철을 가지는 입체 구조의 활물질층을 형성하는 방법으로서, 특허 문헌 1(일본국 특허 공개 2011-258367호 공보)에 기재된 기술을 먼저 개시하고 있다.
특허 문헌 1에 기재된 기술은, 도포 방식으로서 노즐 스캔 방식을 채용하고 있다. 구체적으로는, 집전체로서 기능하는 기재에 대해 다수의 토출구를 배열한 노즐을 상대 이동시키면서, 각 토출구로부터 활물질 재료를 포함하는 도포액이 연속적으로 토출됨으로써 도포액이 기재 표면에 라인 형상으로 도포된다. 이것에 의해, 기재 표면을 따라 라인 형상의 활물질 패턴이 다수 늘어선, 이른바 라인 앤드 스페이스 구조의 활물질층이 형성된다. 이러한 구조에서는, 예를 들면 베타 도포에 의한 활물질층과 비교해, 사용 활물질량이 동일해도 그 표면적(더욱 엄밀하게는, 전해질층과 접하는 표면의 면적)이 크기 때문에, 보다 충방전 특성이 양호한 전극을 구성하는 것이 가능하다.
상기와 같은 구조를 가지는 전극 및 이것을 이용한 전지를 공업적으로 제조함에 있어서, 상기 특허 문헌 1에 기재된 종래 기술에는 개선의 여지가 남아 있다. 즉, 상기 구조의 전극을 이용한 전지가 완성되기까지의 제조 공정에 있어서, 전극에 대해 그 주면과 직교하는 방향의 가압력이 가해지는 공정이 몇가지가 존재할 수 있다. 예를 들면, 전극을 대규모로 생산하는 방법으로서는, 장척 시트 형상으로 형성되어 롤 형상으로 권회된 기재를 일정 속도로 인출하면서 도포를 행하고, 도포 후의 기재를 다시 롤 형상으로 권취하는, 이른바 롤 투 롤 방식을 생각할 수 있다. 이때, 감아진 기재 사이에 끼워진 활물질층에 가압력이 가해지게 된다. 또 예를 들면, 활물질층의 고밀도화를 도모하기 위해, 도포에 의해 형성된 활물질층이 프레스 처리되는 경우가 있다. 더 예를 들면, 양음의 전극 간에 전해질층을 끼우고 전지로서 완성시킬 때에도, 양음의 전극이 서로 가압된다.
전지로서의 충방전 특성을 높이기 위해서는 활물질 패턴의 어스펙트비(패턴 폭에 대한 패턴 높이의 비)가 큰 것이 요망된다. 상기 종래 기술에서는 이러한 고 어스펙트비의 패턴을 형성하는 것이 가능한 한편, 이와 같이 고 어스펙트비의 패턴은 높이 방향의 가압에 의한 좌굴이나 도괴 등이 생기기 쉽다는 문제가 있다. 그러나, 상기 종래 기술에서는 이 점에 대해서는 충분히 고려되어 있지 않았다.
이 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 양호한 충방전 특성을 얻으면서도, 가압에 기인하는 패턴의 좌굴이나 도괴를 효과적으로 방지할 수 있는 전지용 전극 및 그 제조 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 발명에 관련된 전지용 전극의 일 양태는, 상기 목적을 달성하기 위해, 집전체로서 기능하는 기재와, 활물질 재료에 의해 형성된, 기재 표면에 소정의 연장 방향을 따라 라인 형상으로 연장되는 활물질 라인이 복수 배열된 활물질층을 구비하고, 활물질 라인은, 연장 방향에 직교하는 단면의 폭이 제1 폭인 제1 라인과, 연장 방향에 직교하는 단면의 폭이 제1 폭보다 큰 제2 폭이며, 또한 기재 표면으로부터의 높이가 제1 라인의 높이 이상인 제2 라인을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이 구성된 발명에서는, 기재 표면에 형성되는 활물질층은, 폭이 좁은 제1 라인과, 보다 폭이 넓은 제2 라인이 혼재한 구조로 되어 있다. 그리고, 기재 표면으로부터의 제2 라인의 높이는 제1 라인의 높이 이상으로 되어 있다.
비교적 폭이 좁은 제1 라인은, 그 라인을 구성하는 활물질의 양에 대해 표면적을 비교적 크게 할 수 있으므로, 전지의 충방전 특성의 향상에 기여한다. 한편, 기재의 표면과 직교하는 방향, 즉 활물질 라인의 높이 방향으로부터의 가압력에 대해서, 비교적 폭이 넓은 제2 라인에 하중을 분산시킴으로써 좌굴이나 도괴를 방지하여, 내구성을 높이는 것이 가능하다.
이와 같이, 이 발명의 전지용 전극은, 고속 충방전을 담당하는 제1 라인과, 가압력에 대한 내력을 담당하는 제2 라인을 혼재시킨 활물질층을 가지기 때문에, 양호한 충방전 특성을 얻으면서도, 가압에 기인하는 좌굴이나 도괴를 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 제1 라인 및 제2 라인 각각의 라인 폭, 또 그들을 어떠한 배열로 할지에 대해서는, 필요로 하는 전기적 특성이나 기계적 강도에 따라 여러 가지로 설정하는 것이 가능하다.
또, 이 발명에 관련된 전지의 일 양태는, 양극 집전체 및 양극 활물질층을 가지는 양극 전극과, 음극 집전체 및 음극 활물질층을 가지는 음극 전극과, 양극 전극과 음극 전극 사이에 설치된 전해질층을 구비하고, 양극 전극 및 음극 전극 중 적어도 한쪽이, 상기한 어느 하나의 전지용 전극과 동일 구조인 것을 특징으로 하고 있다. 본 발명에 관련된 전지용 전극을 이용함으로써, 당해 전지용 전극이 구비하는 고속 충방전 특성을 가지는 전지를 제조할 수 있어, 이 특성이 전지를 제조하는 과정에 있어서의 가압에 의해 손상되는 것이 방지된다. 즉, 이 발명에 관련된 전지는, 우수한 충방전 특성을 가진다. 또, 당해 전지용 전극의 가압력에 대한 내구성은 전지로서 구성된 후에도 발휘되므로, 외력에 대한 내성이 높은 전지가 된다.
또, 이 발명에 관련된 전지용 전극의 제조 방법의 일 양태는, 상기 목적을 달성하기 위해, 집전체로서 기능하는 기재의 표면에 대해 활물질 재료를 포함하는 도포액을 라인 형상으로 도포하여, 상기 활물질 재료에 의해, 소정의 연장 방향을 따라 연장됨과 함께 그 연장 방향에 직교하는 단면의 폭이 제1 폭인 제1 라인을 복수 형성하는 공정과, 기재의 표면 중 제1 라인과는 다른 위치에 도포액을 라인 형상으로 도포하여, 활물질 재료에 의해, 연장 방향을 따라 연장됨과 함께 그 연장 방향에 직교하는 단면의 폭이 제1 폭보다 큰 제2 폭이며, 또한 기재 표면으로부터의 높이가 제1 라인의 높이 이상인 제2 라인을 복수 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다. 이와 같이 구성된 발명에서는, 상기한 바와 같이 우수한 충방전 특성과 가압력에 대한 내구성을 겸비하는 전지용 전극을 제조하는 것이 가능하다.
또, 이 발명에 관련된 전지용 전극의 제조 장치의 일 양태는, 상기 목적을 달성하기 위해, 소정의 배열 방향을 따라 열상으로 배열된 복수의 토출구를 가지며, 그 토출구의 각각으로부터 활물질 재료를 포함하는 도포액을 토출하는 도포액 토출 수단과, 집전체로서 기능하는 기재의 표면을 상기 수의 토출구의 각각에 대향시킨 상태로, 기재와 도포액 토출 수단을 배열 방향과 교차하는 방향으로 상대 이동시키는 상대 이동 수단을 구비하고, 복수의 토출구는, 배열 방향에 있어서의 개구 폭이 서로 동등한 복수의 제1 토출구와, 배열 방향에 있어서의 개구 폭이 서로 동등하고 또한 제1 토출구의 개구 폭보다 큰 복수의 제2 토출구를 포함하며, 제1 토출구로부터 토출시킨 도포액 중의 활물질 재료에 의해 제1 폭을 가지는 제1 라인과, 제2 토출구로부터 토출시킨 도포액 중의 활물질 재료에 의해 제1 폭보다 큰 제2 폭을 가지며, 또한 기재 표면으로부터의 높이가 제1 라인의 높이 이상인 제2 라인을, 기재의 표면에 형성하는 것을 특징으로 하고 있다. 이와 같이 구성된 발명에서는, 상기한 바와 같이 우수한 충방전 특성과 가압력에 대한 내구성을 겸비하는 전지용 전극을 제조하는 것이 가능하다.
이 발명에 의하면, 고속 충방전을 담당하는 제1 라인과, 가압력에 대한 내력을 담당하는 제2 라인을 혼재시킨 활물질층을 가지는 전지용 전극을 구성함으로써, 양호한 충방전 특성을 얻으면서도, 가압에 기인하는 좌굴이나 도괴를 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 이 발명을 이용하여 제조되는 전지의 구성예를 나타낸 도이다.
도 2는 음극 전극을 제조하기 위한 전극 제조 장치의 주요 구성을 모식적으로 나타낸 도이다.
도 3a 및 도 3b는 도포 노즐의 보다 상세한 구조를 나타낸 도이다.
도 4는 이 발명에 관련된 전지용 전극을 이용한 전지의 제조 공정을 나타내는 플로차트이다.
도 5a 내지 도 5c는 활물질 라인의 단면 형상과 가압력에 대한 내성의 관계를 나타낸 도이다.
도 6a 내지 도 6d는 활물질층의 단면 형상의 다른 바람직한 예를 나타낸 도이다.
도 1a 및 도 1b는 이 발명을 이용하여 제조되는 전지의 구성예를 나타낸 도이다. 더욱 상세하게는, 도 1a는 양음극 전극으로서 이 발명에 관련된 전지용 전극의 일실시 형태를 채용한 전지 모듈의 단면 구조를 나타내는 모식도이며, 도 1b는 그 음극 전극을 나타내는 사시도이다. 이하에서는 전지 모듈(1)의 일례로서의 리튬 이온 2차 전지 모듈에 대해서 설명하지만, 재료를 적절히 변경함으로써, 리튬 이온 2차 전지 이외의 여러 가지의 화학 전지에 대해서도 동일한 방식을 적용 가능하다.
이 전지 모듈(1)은, 음극 집전체(11) 상에 음극 활물질층(12)과, 전해질층(13)과, 양극 활물질층(16) 및 양극 집전체(17)를 포함하는 양극 전극(15)을 차례대로 적층한 구조를 가지고 있다. 이 명세서에서는, X, Y 및 Z좌표 방향을 각각 도 1a에 나타내는 바와 같이 정의한다.
도 1b는 음극 집전체(11) 표면에 음극 활물질층(12)을 형성하여 이루어지는 음극 전극(10)의 구조를 나타내고 있다. 도 1b에 나타내는 바와 같이, 음극 활물질층(12)은 Y방향을 따라 라인 형상으로 연장되는 활물질 라인(121, 122)이 X방향으로 일정 간격을 두고 다수 늘어선, 라인 앤드 스페이스 구조를 가지고 있다. 보다 상세하게는, 음극 활물질층(12)은, 집전체(11) 표면으로부터의 높이 H1, 집전체(11) 표면에 접하는 저면 부분의 폭 W1을 가지는 제1 라인(121)과, 집전체(11) 표면으로부터의 높이 H2, 패턴 연장 방향(Y방향)에 직교하는 폭방향(X방향)에 있어서의, 집전체(11) 표면에 접하는 저면 부분의 폭 W2를 가지는 제2 라인(122)이 X방향으로 교호로 배열된 구조를 가지고 있다.
활물질 라인(121, 122)은 모두 음극 활물질 재료를 포함하는 동일 조성이다. 또, 제1 라인(121)의 높이 H1과 제2 라인(122)의 높이 H2가 동일한 한편, 제1 라인(121)의 폭 W1보다, 제2 라인(122)의 폭 W2가 크다. 또, 서로 이웃하는 1쌍의 활물질 라인(121, 122)으로 이루어지는 라인 쌍에 있어서의 양자의 간격 D는, 각 라인 쌍 사이에 있어서 대략 동일한 값이 된다.
대표적으로는, 제1 라인(121)의 폭 W1은 50μm 내지 70μm, 제2 라인(122)의 폭 W2는 1mm 내지 3mm, 제1 라인의 높이 H1 및 제2 라인의 높이 H2는 모두 70μm 내지 200μm, 라인 간격 D는 30μm 내지 70μm 정도이다. 또, 제1 라인(121)의 폭 W1에 대한 높이 H1의 비, 즉 어스펙트비(H1/W1)는 1 이상인 것이 바람직하다. 즉, 높이 H1이 폭 W1 이상인 것이 바람직하다. 한편, 제2 라인(122)의 어스펙트비(H2/W2)는 1 미만, 즉, 높이 H2보다 폭 W2가 큰 것이 바람직하다. 상세한 것은 후술하지만, 이들은 고속 충방전 특성과 전극에 가해지는 가압력에 대한 내구성을 양립시키기 위해 바람직한 조건이다.
양극 전극(15)도 음극 전극(10)과 동일한 구조를 가지고 있다. 구체적으로는, 양극 전극(15)은, 양극 집전체(17)의 표면에, 집전체 표면으로부터의 높이가 서로 동일하며 폭이 다른 2종류의 활물질 라인(161, 162)으로 이루어지는 양극 활물질층(16)이 형성된 구조를 가지고 있다. 활물질 라인(161)에 대해서는 상기한 음극 활물질층(12)의 제1 라인(121)의 치수 조건이, 또 활물질 라인(162)에 대해서는 음극 활물질층(12)의 제2 라인(122)의 치수 조건이 각각 적용된다. 단, 구체적인 치수는, 양극 활물질층(16)과 음극 활물질층(12) 사이에서 동일할 필요는 반드시 없다.
이러한 구조를 가지는 양극 전극(15) 및 음극 전극(10)이, 각각의 활물질층을 내측으로 하여 대향 배치되며, 양자 간에 전해질층(13)이 형성되어 있다. 전해질층(13)으로서는, 양극 전극(15)과 음극 전극(10)의 간극 공간에 충전된 고체 전해질에 의한 것, 세퍼레이터와 상기 분해액에 의해 구성되는 것 중 어느 하나여도 된다. 이렇게 하여 형성된 리튬 이온 2차 전지 모듈(1)에 적절히 탭 전극이 설치되거나, 복수의 모듈이 적층되어 리튬 이온 2차 전지 B가 구성된다.
여기서, 리튬 이온 2차 전지 모듈(1)의 각 층을 구성하는 재료로서, 양극 집전체(17), 음극 집전체(11)로서는, 예를 들면 알루미늄박, 구리박을 각각 이용할 수 있다. 또, 양극 활물질층(16)을 구성하는 활물질 재료로서는, 양극 활물질로서 공지된 재료, 예를 들면 LiCoO2(LCO)를 주체로 하는 것, LiNiO2 또는 LiFePO4, LiMnPO4, LiMn204, 또 LiMeO2(Me=MxMyMz；Me, M은 천이 금속, x+y+z=1)로 대표적으로 나타내는 화합물, 예를 들면 LiNi1 /3Mn1 /3Co1 /302, LiNi0 .8Co0 .15Al0 .0502 등을 이용할 수 있다.
또, 음극 활물질층(12)을 구성하는 활물질 재료로서는, 예를 들면 Li4Ti5012(LTO)를 주체로 한 것, 또는 C, Si(그 화합물을 포함한다) 혹은 Sn 등을 이용할 수 있다. 또, 전해질층(13)을 구성하는 세퍼레이터로서는 예를 들면 폴리프로필렌(PP) 시트를, 상기 분해액으로서는 예를 들면, 지지염으로서의 리튬염, 예를 들면 6불화인산 리튬(LiPF6)을 포함하는 에틸렌카보네이트와 디에틸카보네이트의 혼합물(EC/DEC)을 이용할 수 있다. 또, 전해질층(13)을 고체 전해질에 의해 구성하는 경우에는, 예를 들면 폴리에틸렌옥사이드와 폴리스티렌의 공중합체를 이용할 수 있다. 또한, 각 기능층의 재질에 대해서는 이들에 한정되는 것은 아니다.
다음에, 상기와 같이 구성된 음극 전극(10)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 또한, 여기에서는 음극 전극(10)을 예로서 그 제조 프로세스를 설명하지만, 양극 전극(15)에 대해서도 재료가 변경되지만 그 제조 방법은 기본적으로는 동일하다. 음극 전극(10)은, 음극 집전체로서 기능하는 구리박, 또는 수지제 시트에 집전체로서 기능하는 구리의 박층을 형성한 것을 기재로 하고, 그 기재에 대해 음극 활물질 재료를 포함하는 도포액을 라인 형상으로 도포함으로써 제조된다. 이하, 그것을 위한 제조 장치 및 제조 방법을 설명한다.
도 2는 음극 전극을 제조하기 위한 전극 제조 장치의 주요 구성을 모식적으로 나타낸 도이다. 이 전극 제조 장치(5)는, 롤 형상으로 권회된 장척 시트 형상의 기재(100)를 송출하는 공급 롤러(51)와, 송출되는 기재(100)에 일정한 장력을 부여하면서 이것을 권취하는 권취 롤러(53)와, 공급 롤러(51)로부터 권취 롤러(53)에 이르는 기재(100)의 반송 경로 상에서 기재(100)의 한쪽 표면에 맞닿는 백업 롤러(52)를 구비하고 있다. 이들 롤러는 서로 평행한 회전축을 가지고 있으며, 제어부(50)에 의해 회전 제어된다. 각 롤러의 회전에 의해, 기재(100)는 소정의 반송 방향 Dt로 일정 속도로 반송된다.
백업 롤러(52)와는 반대측의 기재(100)의 표면에 근접하여, 도포 노즐(55)이 대향 배치되어 있다. 도포 노즐(55)은 도포액 공급부(56)로부터 도포액의 공급을 받음과 함께, 제어부(50)로부터의 제어 지령에 따라 도포액을 토출하고, 도포 노즐(55)과의 대향 위치를 통과하는 기재(100)의 표면에 도포액을 도포한다. 상세한 것은 후술하지만, 도포 노즐(55)에는 다수의 토출구가 설치되어 있으며, 이들 토출구로부터 연속적으로 도포액이 토출된다. 이것에 의해 기재(100)의 표면에는 반송 방향 Dt를 따라 서로 평행한 다수의 라인 형상 패턴이 도포액에 의해 연속적으로 형성된다.
기재(100)의 반송 방향 Dt에 있어서 도포 노즐(55)보다 하류측에, 기재(100)에 도포된 도포액을 건조시키는 건조 유닛(57)이 설치되어 있다. 건조 유닛(57)은, 기재(100)의 표면을 향해 건조 기체를 분사함으로써, 또는 온풍의 분사 혹은 적외선을 포함하는 전자파의 조사 등에 의한 가열에 의해, 도포액에 포함되는 용제 성분을 휘발시킨다. 이것에 의해 도포액이 경화되고, 활물질에 의한 라인(121, 122)이 형성된다.
활물질 라인(121, 122)이 형성된 기재(100)는 권취 롤러(53)에 의해 다시 롤 형상으로 권취된다. 이때, 기재(100) 표면에 형성된 활물질 라인(121, 122)을 바깥 방향으로 하여 기재(100)는 권회된다.
도 3a 및 도 3b는 도포 노즐의 보다 상세한 구조를 나타낸 도이다. 보다 구체적으로는, 도 3a는 도포 노즐(55)의 부분 확대 사시도이며, 도 3b는 도포 노즐(55)의 내부 구조를 나타내는 측면도이다. 도포 노즐(55)의 하부에는, 기재(100)의 반송 방향 Dt와 직교하는 폭방향 Dw를 따라 다수의 토출구가 열상으로 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 폭방향 Dw에 있어서의 개구 사이즈가 비교적 작은 제1 토출구(551)와, 폭방향 Dw에 있어서의 개구 사이즈가 보다 큰 제2 토출구(552)가, 폭방향 Dw를 따라 교호로 배열되어 있다. 기재(100)의 표면에 직교하는 높이 방향에 있어서의 각 토출구의 개구 사이즈는 모두 동일하다.
각 토출구(551, 552)는 도포 노즐(55)의 내부에 설치된 단일한 저류 공간 SP에 연통되어 있으며, 저류 공간 SP에는 도포액 공급부(56)로부터 도포액이 공급된다. 제어부(50)로부터의 제어 지령에 따라 도포액 공급부(56)로부터 도포액의 압송이 개시되면, 저류 공간 SP에 송입된 도포액이 각 토출구(551, 552)로부터 토출되어, 기재(100) 표면에 착액(着液)한다. 각 토출구(551, 552)로부터 도포액을 연속적으로 토출하는 한편, 기재(100)가 반송 방향 Dt로 이동함으로써, 도포액의 착액 위치는 기재(100) 상에 있어서 점차 변화되어 가며, 이것에 의해, 기재(100) 표면에는 반송 방향 Dt를 따른 연속하는 활물질 라인이 다수 형성된다. 개구 폭이 작은 제1 토출구(551)로부터 토출된 도포액에 의해, 비교적 폭이 좁은 제1 라인(121)이 형성된다. 한편, 보다 개구 폭이 큰 제2 토출구(552)로부터 토출된 도포액에 의해, 비교적 폭이 넓은 제2 라인(122)이 형성된다. 각 토출구의 개구 높이가 동일하기 때문에, 각 라인의 높이도 동일하다.
활물질을 포함하는 도포액으로서는, 상기한 활물질 재료 외에, 도전 조제로서의 아세틸렌 블랙 또는 케첸 블랙 등, 결착제로서의 폴리불화비닐리덴(PVDF), 스티렌부타디엔러버(SBR), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알코올(PVA) 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 등, 용제로서의 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 등을 포함하며, 이들을 혼합한 것을 이용할 수 있다.
그리고, 이들 재료의 혼합비의 조정에 의해 도포액의 점도를 비교적 높은 것으로 해 둠으로써, 토출 직후의 단면 형상이 유지된 패턴 형성을 행할 수 있다. 도포 후에 신속하게 도포액을 건조시킴으로써, 그 효과는 보다 현저해진다. 도 3a에 나타내는 바와 같이, 각 토출구(551, 552)의 개구 형상을 직사각형으로 하면, 대략 직사각형의 단면 형상을 가지는 활물질 라인(121, 122)을 형성할 수 있다. 또한, 라인의 단면 형상은 대체로 토출구의 개구 형상에 대응하는 것이 되지만, 토출 후에 도포액이 퍼지거나 건조 시에 수축하는 경우가 있기 때문에, 라인의 단면 형상이나 치수는 토출구의 개구 형상과는 약간 다른 경우도 있다.
이러한 도포는, 노즐을 도포 대상물에 대해 상대 이동시키면서 노즐로부터 도포액을 연속적으로 토출하는 노즐 스캔 방식에 의한 것이다. 노즐 스캔 방식으로는, 고점도의 도포액을 높은 압력을 가해 연속적으로 밀어낼 수 있으므로, 이와 같이 토출구의 개구 형상에 의해 라인의 단면 형상을 제어하는 것이 가능하다. 또, 다수의 토출구를 설치함으로써, 다수의 라인을 동시에 형성할 수 있다. 그 때문에, 이와 같이 고 어스펙트비의 라인을 다수 형성하는 용도에는 특히 적합한 도포 방식이라고 할 수 있다.
도 4는 이 발명에 관련된 전지용 전극을 이용한 전지의 제조 공정을 나타내는 플로차트이다. 이 공정에서는, 최초로 양음 양극의 전극을 제조한다. 즉, 상기한 전극 제조 장치(5)를 이용하여, 집전체로서 기능하는 기재(100)의 표면에 활물질 재료를 포함하는 도포액을 라인 형상으로 도포한다(도포 공정；단계 S101). 다음에, 기재 표면에 형성된 활물질층을 소정의 가압력으로 가압함으로써, 그 밀도를 증대시킨다(프레스 공정；단계 S102). 또한, 프레스 공정은 생략할 수 있는 경우가 있다. 이와 같이 하여, 양극 집전체와 양극 활물질 재료에 의해 양극 전극을, 또 음극 집전체와 음극 활물질 재료에 의해 음극 전극을 각각 형성한다.
이렇게 하여 형성된 양극 전극 및 음극 전극을, 사이에 끼워지는 전해질층과 함께 적층하고(적층 공정；단계 S103), 그 적층체를 필요한 사이즈로 재단함으로써(재단 공정；단계 S104), 리튬 이온 2차 전지 모듈(1)이 완성된다. 그리고, 이것을 필요에 따라 절곡 또는 권회하여 정형하고 소정의 패키지에 봉입함으로써(봉입 공정；단계 S105), 리튬 이온 2차 전지 B가 완성된다.
이들 공정에서는, 기재 표면에 도포에 의해 형성된 활물질층이 그 높이 방향으로부터 가압되는 국면이 몇가지가 존재한다. 예를 들면, 활물질에 의한 라인이 형성된 장척 시트 형상의 기재가 롤 형상으로 권회될 때에, 서로 겹치는 기재 사이에 끼워진 활물질 라인에 가압력이 작용한다. 또, 그 후의 프레스 공정에 있어서도 당연하게 활물질 라인이 가압을 받는다. 또한, 적층 공정 및 봉입 공정 등에 있어서도, 동일한 가압력이 활물질 라인에 가해지는 경우가 있다.
전해질층과 접하는 표면적을 증대시켜 충방전 특성을 향상시키기 위해 어스펙트비를 높인 활물질 라인에서는, 이러한 높이 방향을 따른 가압력에 대한 내구성이, 보다 어스펙트비가 낮은 라인에 비하면 떨어지기 쉽다.
도 5a 내지 도 5c는 활물질 라인의 단면 형상과 가압력에 대한 내성의 관계를 나타낸 도이다. 도 5a에 비교예 1로서 나타내는 바와 같이, 고 어스펙트비의 제1 라인(121)만을 다수 늘어놓은 배열 패턴에서는, 높이 방향(Z방향)으로부터의 가압력 F에 대한 각 라인의 좌굴 하중이 비교적 작기 때문에, 가압력 F에 구부러져 좌굴하는 라인 패턴 P1이나 도괴하는 라인 패턴 P2 등이 나타나기 쉽다.
한편, 도 5b에 비교예 2로서 나타내는 바와 같이, 저 어스펙트비의 제2 라인(122)만을 다수 늘어놓은 배열 패턴에서는, 각 라인의 좌굴 하중이 높아, 가압력 F에 기인하는 라인의 좌굴이나 도괴는 생기기 어렵다. 그 한편, 활물질의 사용량에 대한 표면적을 크게 할 수 없기 때문에, 고속 충방전 특성은 떨어진다. 보다 극단적인 예로서, 활물질층을 일정하게 연속된 이른바 베타막으로 한 경우, 가압력에 대한 내성은 가장 높아지지만, 활물질층을 입체 구조로 함으로써 얻어지는 우수한 충방전 특성은 얻을 수 없다.
도 5c에 나타내는 본 실시 형태의 전극 구조에서는, 가압력 F에 대해서는 폭이 넓고 꼭대기부의 면적이 넓은 제2 라인(122)에 의해 저항하는 한편, 폭이 좁고 고 어스펙트비인 제1 라인(121)을 제2 라인 사이에 분산 배치함으로써, 가압력 F에 의한 좌굴을 일으키지 않고, 표면적의 크기로부터 얻어지는 우수한 충방전 특성을 유지할 수 있다. 이와 같이, 본 실시 형태의 전극 구조에서는, 가압력 F에 대한 내구성이 높은 폭이 넓은 제2 라인(122)과, 고속 충방전 특성이 우수한 고 어스펙트비의 제1 라인(121)을 혼재시킨 활물질층을 설치함으로써, 가압력 F에 대한 내구성과 우수한 충방전 특성을 양립시키는 것이 가능하다.
여러 가지의 어스펙트비의 라인 패턴을 검토한 본원 발명자들의 지견에 의하면, 가압력에 기인하는 좌굴의 문제는, 단면의 어스펙트비가 1보다 작은 라인에서는 거의 생기지 않는 한편, 이러한 라인 패턴은 고속 충방전 특성에 있어서는 불리하다. 양호한 충방전 특성을 얻기 위해서는, 라인의 단면의 어스펙트비를 1 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 이와 같이 세로로 긴 단면을 가지는 라인은 좌굴 하중이 낮기 때문에, 높이 방향으로부터의 가압에 대해 약하다는 문제를 가지고 있다. 이러한 점에서, 고속 충방전을 담당하는 라인으로서 어스펙트비가 1 이상인 제1 라인(121)과, 가압에 대한 내구성을 담당하는 라인으로서 어스펙트비가 1 미만인 제2 라인(122)을 조합한 구조로 하는 것이 바람직하다.
상기한 대로, 이 실시 형태에서는, 제1 라인(121)의 폭 W1을 50μm 내지 70μm, 제2 라인(122)의 폭 W2를 1mm 내지 3mm, 제1 라인의 높이 H1 및 제2 라인의 높이 H2를 모두 70μm 내지 200μm로 하고 있다. 특히 제1 라인(121)의 어스펙트비(H1/W1)는 1 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.
또, 라인 간격 D에 대해서는, 라인 간의 간극은 활물질이 충전되지 않는 데드 스페이스가 되기 때문에, 전지 용량의 관점에서는 간격이 작은 것이 바람직하다. 그러나, 본원 발명자들의 지견에서는, 라인 앤드 스페이스 구조의 활물질층이어도 라인 간격 D가 30μm 이하이면, 이 구조에 특징적인 충방전 특성의 향상이 보여지지 않는 것을 알았다. 이러한 점에서, 본 실시 형태에서는 라인 간격 D를 30μm 내지 70μm 정도로 하고 있다. 활물질 라인의 배열에 있어서 국소적으로 라인 간격이 넓은 개소가 있으면 그 부분에 있어서 가압력에 대한 내성이 저하되므로, 라인 폭에 상관없이, 인접 라인 간의 간격은 전극의 어느 위치에 있어서도 일정한 것이 바람직하다. 상기 수치는 충방전 특성과 가압에 대한 강도를 양립시키는 것이 가능한 치수의 일례이다.
도 6a 내지 도 6d는 활물질층의 단면 형상의 다른 바람직한 예를 나타낸 도이다. 도 6a에 나타내는 예의 전극(20)에서는, 폭이 넓고 어스펙트비가 낮은 제2 라인(222)의 사이에, 보다 폭이 좁고 고 어스펙트비인 제1 라인(221)이 2개씩 기재(21) 상에 배치되어 있다. 이 예와 같이, 제2 라인 사이에 2개 이상의 제1 라인이 배치되어도 되고, 제1 라인과 제2 라인이 1개씩 교호로 배열되는 양태에 한정되지 않는다. 단, 가압력에 대한 내구성이 특정의 개소에서 약해지는 것을 방지하기 위해, 제1 라인과 제2 라인의 배열이 규칙적인 것이 바람직하다. 또, 다수의 제1 라인이 연속해 늘어서는 구조는 바람직하지 않다. 예를 들면 어느 특정의 개소에 많은 제1 라인이 집중된 구조에서는, 당해 개소에 있어서 국소적으로 가압력에 대한 내구성이 주위보다 낮아져, 가압력에 의한 좌굴이 시작되어 버리기 때문이다.
한편, 폭이 넓은 제2 라인을 2개 이상 늘어놓는 것보다, 그 사이에 적어도 1개의 제1 라인을 설치하는 것이 바람직하다. 제2 라인을 늘어놓아 형성한 경우, 그 부분에 있어서 가압력에 대한 내구성은 높아지지만, 어느 특정의 개소만 다른 개소 보다 강도가 향상했다고 해도, 전극 혹은 전지 전체적으로 본 경우에는 반드시 강도의 향상으로 연결되지는 않는다. 또 활물질층의 표면적을 증대시킨다는 작용의 점에서는 오히려 불리해진다. 이것으로부터, 2개의 제2 라인 사이에는 적어도 1개의 제1 라인을 배치하는 것이, 가압력에 대한 내구성과 고속 충방전 특성을 양립시키는데 있어서는 보다 효과적이다. 폭이 좁고 고 어스펙트비인 제1 라인을 주로 배치함으로써 양호한 충방전 특성을 확보하면서, 그들 사이에 제2 라인을 분산 배치함으로써 강도를 높인 배열 패턴으로 하는 것이 유효하다.
또, 도 6b에 나타내는 예의 전극(30)에서는, 기재(31) 상에 배치된, 폭이 좁고 어스펙트비가 높은 제1 라인(321)의 높이 H31이, 보다 폭이 넓고 어스펙트비가 낮은 제2 라인(322)의 높이 H32보다 낮게 설정되어 있다. 이러한 구조에서는, 높이 방향으로부터의 가압력의 대부분이 제2 라인(322)에 가해지고, 제1 라인(321)에 가해지는 가압력에 대해서는 매우 작게 할 수 있다. 따라서, 제1 라인(321)에 대해서는 강도의 문제를 고려할 필요가 없고, 충방전 특성의 관점에서 그 단면 형상을 설정하는 것이 가능해진다. 이 경우도 물론, 제2 라인(322) 사이에 복수의 제1 라인(321)을 배치해도 된다. 이것과는 반대로 제1 라인을 제2 라인보다 높게 한 경우에는, 가압력이 좌굴 하중이 낮은 제1 라인에 집중적으로 가해지게 되어, 라인의 좌굴이나 도괴를 초래해 버린다.
또한, 상기한 각 전극에 있어서, 제1 및 제2 라인의 단면 형상은 대략 직사각형으로 되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 도 6c에 나타내는 예의 전극(40)에서는, 제1 라인(421) 및 제2 라인(422)의 표면이 각각 위로 볼록한 곡면으로 되어 있다. 이러한 형상은, 예를 들면 도포액의 점도가 비교적 낮은 경우나 그것을 건조하는데 장시간을 필요로 한 경우 등에 도포액의 표면이 표면 장력으로 둥글어짐으로써 생길 수 있다. 이러한 경우에 있어서도, 폭이 좁은 제1 라인(421)과 이것보다 폭이 넓은 제2 라인(422)을 혼재시킨 배치로 함으로써, 활물질층의 표면적의 증대에 의한 우수한 충방전 특성과, 좌굴 하중이 높은 라인을 분산 배치하는 것에 의한 가압에 대한 내구성을 겸비한 전극을 구성하는 것이 가능하다. 이 경우에 있어서의 라인 폭에 대해서는, 예를 들면 기재(41)와 접하는 부분에 있어서의 라인(421, 422)의 폭에 의해 정의할 수 있다.
상기한 어느 하나의 양태에 있어서도, 도 6d에 나타내는 바와 같이, 라인 연장 방향에 직교하는 방향(X방향)에 있어서의 전극(10)의 양단부에 가장 가까운 위치에 배치되는 라인은, 폭이 좁은 제1 라인(121)인 것보다, 폭이 넓고 가압에 강한 제2 라인(122)인 것이 바람직하다. 전극의 단부 부근에서는, 중앙 부분에 비해 국소적인 가압력이 가해지기 쉬우며, 특히 높이 방향과는 다른 경사 방향으로부터의 가압력이 활물질 라인에 가해지는 경우가 있다. 이것에 기인하는 라인의 좌굴이나 도괴를 방지하기 위해, 보다 가압력에 강한 폭이 넓은 제2 라인(122)을 전극(10)의 가장 외측에 배치하는 것이 바람직하다. 이 의미에서는, 전극의 단부에 대해서는 2개 이상의 제2 라인을 배치하여 보다 강도를 높이도록 해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 이 실시 형태에서는, 음극 집전체(11)가 본 발명의 「기재」에 상당함과 함께 음극 활물질층(12)이 본 발명의 「활물질층」에 상당하고 있으며, 이들이 일체화된 음극 전극(10)이 본 발명의 「전지용 전극」에 상당하고 있다. 또, 음극 활물질 재료에 의한 제1 라인(121) 및 제2 라인(122)이 각각 본 발명의 「활물질 라인」에 상당하고 있다.
또, 상기 실시 형태의 전극 형성 장치(5)에 있어서는, 도포 노즐(55)이 본 발명의 「도포액 토출 수단」으로서 기능하는 한편, 공급 롤러(51) 및 권취 롤러(53)가 일체로서 본 발명의 「상대 이동 수단」으로서 기능하고 있다. 또, 권취 롤러(53)는 본 발명의 「권회 수단」으로서의 기능도 가지고 있다.
상기 실시 형태를 이용하여 설명한 바와 같이, 이 발명의 전지용 전극에서는, 예를 들면, 2개의 제2 라인 사이에 적어도 1개의 제1 라인이 배치되도록 구성되어도 된다. 제2 라인은 가압력에 대한 전지용 전극의 내구성을 높이는 한편으로, 충방전 특성에 관해서는 제1 라인보다 불리하다. 따라서, 복수의 제2 라인을 늘어놓는 것보다, 2개의 제2 라인 사이에 끼워지도록 적어도 1개의 제1 라인을 설치하는 것이, 가압력에 대한 내구성과 고속 충방전 특성을 양립시키는데 있어서는 유리해진다.
또 예를 들면, 제2 라인에서는, 단면에 있어서의 폭에 대한 높이의 비, 즉 어스펙트비가 1보다 작은 것이 보다 바람직하다. 높이에 대해 폭이 큰 제2 라인으로 함으로써, 높이 방향으로부터의 가압에 의한 제2 라인의 좌굴은 거의 생기지 않게 되어, 가압력에 대한 내구성을 더 높게 할 수 있다.
한편, 제1 라인에서는, 예를 들면 어스펙트비가 1 이상인 것이 바람직하다. 폭이 넓은 제2 라인을 혼재시킴으로써 제1 라인이 좌굴할 우려는 매우 낮아져 있으며, 제1 라인의 어스펙트비는 내하중을 고려하지 않고 설정하는 것이 가능하다. 특히 제1 라인의 어스펙트비를 1 이상으로 하면, 전지로서 구성되었을 때에 전해질층과 접촉하는 활물질층의 표면적을 효과적으로 증대시켜, 충방전 특성을 더 향상시킬 수 있다.
또 예를 들면, 서로 이웃하는 2개의 활물질 라인으로 이루어지는 라인 쌍에 있어서의 라인 간격이, 임의의 라인쌍에 있어서 동일한 구성이어도 된다. 라인 간격이 일정하지 않은 전지용 전극에 가압력이 가해진 경우, 라인 간격이 큰 부분에 응력이 집중되어 활물질 라인의 좌굴이나 도괴가 생기기 쉬워진다. 라인 간격을 일정하게 함으로써, 가압력을 분산시켜, 좌굴이나 도괴를 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
또 예를 들면, 기재에 배열된 활물질 라인의 열에 있어서의 최외측의 활물질 라인이 제2 라인이 되도록, 활물질 라인이 배열되는 것이 바람직하다. 최외측의 활물질 라인에는 외부로부터의 가압력이 가해지기 쉬우며, 특히 높이 방향과는 다른 경사 방향으로부터의 외력을 받는 경우가 있다. 최외측의 활물질 라인을 가압력에 대한 내력이 높은 제2 라인으로 해 둠으로써, 이것보다 내측의 제1 라인의 좌굴이나 도괴를 확실히 방지할 수 있다.
또, 이 발명에 관련된 전지용 전극의 제조 방법에서는, 예를 들면, 도포액을 연속적으로 토출하는 토출구를 복수 배열한 도포액 토출 수단과 기재를, 연장 방향을 따라 상대적으로 이동시켜 도포액을 기재 표면에 도포하고, 또한, 복수의 토출구가, 제1 폭에 대응하는 개구 폭을 가지는 제1 토출구와, 제2 폭에 대응하는 개구 폭을 가지는 제2 토출구를 포함하며, 제1 토출구 및 제2 토출구로부터 동시에 도포액을 토출시킴으로써, 제1 라인과 제2 라인을 동시에 형성하도록 구성되어도 된다. 이와 같이 하면, 상기와 같은 특징을 가지는 전지용 전극을 단시간에 효율적으로 제조하는 것이 가능하다.
이 경우, 예를 들면, 시트 형상의 기재를 연장 방향으로 반송하면서 도포액 토출 수단으로부터 도포액을 기재 표면에 도포하고, 또한, 도포액이 도포된 기재를 권회하는 공정을 더 구비하는 구성이어도 된다. 상기한 바와 같이, 도포에 의해 형성된 활물질층이 기재가 권회될 때에 가압되는 경우가 있지만, 이 발명에서는 가압력에 대한 내력이 높은 활물질층을 형성할 수 있으므로, 가압에 기인하는 활물질 라인의 좌굴이나 도괴가 효과적으로 방지된다.
또 예를 들면, 기재 표면에 형성된 제1 라인 및 제2 라인을 소정의 가압력으로 가압하는 공정을 더 구비해도 된다. 제1 라인 및 제2 라인을 가압함으로써, 활물질층의 밀도를 높여 전극으로서의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다. 이 때, 가압에 의해 활물질 라인이 좌굴하거나 도괴함으로써 오히려 성능이 저하될 가능성이 있지만, 본 발명에서는 이 문제가 해소된다.
또, 이 발명에 관련된 전지용 전극의 제조 장치에 있어서는, 예를 들면, 도포액이 도포된 시트 형상의 기재를 권회하는 권회 수단이 더 설치되어도 된다. 이 발명에서는 가압력에 대한 내력이 높은 활물질층을 형성할 수 있으므로, 권회 시의 가압에 기인하는 활물질 라인의 좌굴이나 도괴가 효과적으로 방지된다.
또한, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것이 아니며, 그 취지를 일탈하지 않는 한에 있어서 상기 서술한 것 이외에 여러 가지의 변경을 행하는 것이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시 형태의 전극(10) 등에 있어서는, 라인 폭이 다른 2종류의 활물질 라인을 혼재시킴으로써, 고속 충방전 특성과 가압력에 대한 내성의 양립이 도모되고 있다. 그러나, 이것에 한정되는 것이 아니며, 제1 라인, 제2 라인 중 어느 것과도 다른 제3 폭을 가지는 라인이 더 포함된 패턴이어도 된다. 이러한 양태에 있어서도, 어스펙트비가 높은 라인일수록 주로 고속 충방전 특성에 기여하며, 어스펙트비가 낮은 라인일수록 주로 가압력에 대한 내성에 기여하게 된다.
또 예를 들면, 상기 실시 형태의 전극 제조 장치(5)에서는, 롤 형상으로 권회된 장척 시트의 기재(100)에 활물질 재료를 포함하는 도포액을 도포하고 다시 권회하는, 이른바 롤 투 롤 방식의 제조 방법에 의해 전극을 연속적으로 제조하고 있다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 독립된 매엽의 기재에 대해 도포액을 도포하는 매엽식의 제조 장치 및 제조 방법에 대해서도 적용 가능하다. 매엽식의 제조 방법에 있어서도, 전극의 적층이나 패키지에 대한 봉입 시에 전극에 가압력이 가해지는 경우가 있기 때문이다.
또, 상기 실시 형태에 있어서의 활물질 라인의 단면 형상은 그 일례를 나타낸 것이며, 이것에 한정되지 않고, 임의의 단면 형상을 이용하는 것이 가능하다. 또 도포 노즐에 설치하는 토출구의 개구 형상도, 상기 실시 형태와 같은 직사각형에 한정되지 않고, 여러 가지의 것을 이용하는 것이 가능하다.
또, 상기 실시 형태의 전지는 리튬 이온 2차 전지 모듈이지만, 상기한 각 기능층의 재료는 그 일례를 나타낸 것이며, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또, 리튬 이온 전지에 한정되지 않고, 다른 재료를 이용한 화학 전지 및 그 전지용 전극에 대해서도, 본 발명의 구조 및 제조 기술을 적용하는 것이 가능하다.
본 발명에 의하면, 고속 충방전 특성과 가압에 대한 내성을 양립시킨 전지용 전극 및 이것을 구비하는 전지를 제조하는 것이 가능하다.
1: 리튬 이온 2차 전지 모듈 5: 전극 형성 장치
10: 음극 전극(전지용 전극) 11: 음극 집전체(기재)
12: 음극 활물질층(활물질층) 51: 공급 롤러(상대 이동 수단)
53: 권취 롤러(상대 이동 수단, 권회 수단)
55: 도포 노즐(도포액 토출 수단) 121: 제1 라인(활물질 라인)
122: 제2 라인(활물질 라인) B: 리튬 이온 2차 전지(전지)

Claims (13)

  1. 집전체로서 기능하는 기재와,
    활물질 재료에 의해 형성된, 상기 기재 표면에 소정의 연장 방향을 따라 라인 형상으로 연장되는 활물질 라인이 복수 배열된 활물질층을 구비하고,
    상기 활물질 라인은,
    상기 연장 방향에 직교하는 단면의 폭이 제1 폭인 제1 라인과,
    상기 연장 방향에 직교하는 단면의 폭이 상기 제1 폭보다 큰 제2 폭이며, 또한 상기 기재 표면으로부터의 높이가 상기 제1 라인의 높이 이상인 제2 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지용 전극.
  2. 청구항 1에 있어서,
    2개의 상기 제2 라인 사이에, 적어도 1개의 상기 제1 라인이 배치되는, 전지용 전극.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 라인에서는, 상기 단면에 있어서의 폭에 대한 높이의 비가 1보다 작은, 전지용 전극.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 라인에서는, 상기 단면에 있어서의 폭에 대한 높이의 비가 1 이상인, 전지용 전극.
  5. 청구항 1에 있어서,
    서로 이웃하는 2개의 상기 활물질 라인으로 이루어지는 라인쌍에 있어서의 라인 간격이 임의의 라인쌍에 있어서 동일한, 전지용 전극.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 기재에 배열된 상기 활물질 라인의 열에 있어서의 최외측의 상기 활물질 라인이 상기 제2 라인인, 전지용 전극.
  7. 양극 집전체 및 양극 활물질층을 가지는 양극 전극과,
    음극 집전체 및 음극 활물질층을 가지는 음극 전극과,
    상기 양극 전극과 상기 음극 전극의 사이에 설치된 전해질층을 구비하고,
    상기 양극 전극 및 상기 음극 전극 중 적어도 한쪽이, 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 전지용 전극과 동일 구조인 것을 특징으로 하는 전지.
  8. 집전체로서 기능하는 기재의 표면에 대해 활물질 재료를 포함하는 도포액을 라인 형상으로 도포하여, 상기 활물질 재료에 의해, 소정의 연장 방향을 따라 연장됨과 함께 상기 연장 방향에 직교하는 단면의 폭이 제1 폭인 제1 라인을 복수 형성하는 공정과,
    상기 기재의 표면 중 상기 제1 라인과는 다른 위치에 상기 도포액을 라인 형상으로 도포하여, 상기 활물질 재료에 의해, 상기 연장 방향을 따라 연장됨과 함께 상기 연장 방향에 직교하는 단면의 폭이 상기 제1 폭보다 큰 제2 폭이며, 또한 상기 기재 표면으로부터의 높이가 상기 제1 라인의 높이 이상인 제2 라인을 복수 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 전지용 전극의 제조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 도포액을 연속적으로 토출하는 토출구를 복수 배열한 도포액 토출 수단과 상기 기재를, 상기 연장 방향을 따라 상대적으로 이동시켜 상기 도포액을 상기 기재 표면에 도포하고, 또한, 상기 복수의 토출구가, 상기 제1 폭에 대응하는 개구 폭을 가지는 제1 토출구와, 상기 제2 폭에 대응하는 개구 폭을 가지는 제2 토출구를 포함하며, 상기 제1 토출구 및 상기 제2 토출구로부터 동시에 상기 도포액을 토출시킴으로써, 상기 제1 라인과 상기 제2 라인을 동시에 형성하는, 전지용 전극의 제조 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    시트 형상의 상기 기재를 상기 연장 방향으로 반송하면서 상기 도포액 토출 수단으로부터 상기 도포액을 상기 기재 표면에 도포하고, 또한, 상기 도포액이 도포된 상기 기재를 권회하는 공정을 더 구비하는, 전지용 전극의 제조 방법.
  11. 청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재 표면에 형성된 상기 제1 라인 및 상기 제2 라인을 소정의 가압력으로 가압하는 공정을 더 구비하는, 전지용 전극의 제조 방법.
  12. 소정의 배열 방향을 따라 열 형상으로 배열된 복수의 토출구를 가지며, 상기 토출구의 각각으로부터 활물질 재료를 포함하는 도포액을 토출하는 도포액 토출 수단과,
    집전체로서 기능하는 기재의 표면을 상기 복수의 토출구의 각각에 대향시킨 상태로, 상기 기재와 상기 도포액 토출 수단을 상기 배열 방향과 교차하는 방향으로 상대 이동시키는 상대 이동 수단을 구비하고,
    상기 복수의 토출구는, 상기 배열 방향에 있어서의 개구 폭이 서로 동등한 복수의 제1 토출구와, 상기 배열 방향에 있어서의 개구 폭이 서로 동등하고 또한 상기 제1 토출구의 개구 폭보다 큰 복수의 제2 토출구를 포함하며,
    상기 제1 토출구로부터 토출시킨 상기 도포액 중의 상기 활물질 재료에 의해 제1 폭을 가지는 제1 라인과, 상기 제2 토출구로부터 토출시킨 상기 도포액 중의 상기 활물질 재료에 의해 상기 제1 폭보다 큰 제2 폭을 가지며, 또한 상기 기재 표면으로부터의 높이가 상기 제1 라인의 높이 이상인 제2 라인을, 상기 기재의 표면에 형성하는 것을 특징으로 하는 전지용 전극의 제조 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 도포액이 도포된 시트 형상의 상기 기재를 권회하는 권회 수단을 구비하는, 전지용 전극의 제조 장치.
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