WO2015145806A1 - 蓄電デバイスの製造装置および蓄電デバイスの製造方法 - Google Patents

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electrode material
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collector foil
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正興 松岡
栄作 二ノ宮
藤井　武
高原　洋一
千恵美 窪田
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Hitachi High Tech Corp
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a manufacturing apparatus and a manufacturing method for an electricity storage device, and can be suitably used for, for example, a step of applying an electrode material for an electricity storage device.
  • Patent Document 1 JP-A-2003-054991
  • This publication includes a positive electrode sheet delivery mechanism, a positive electrode material coating mechanism, a positive electrode forming heating mechanism, an electrolysis and insulating material coating mechanism, an electrolysis and insulator forming heating mechanism, and a negative electrode sheet.
  • Secondary equipped with a state material delivery mechanism, a negative electrode material coating mechanism, a negative electrode formation heating mechanism, an electrolysis / insulation material coating mechanism, an electrolysis / insulator formation heating mechanism, and a winding mechanism A battery manufacturing apparatus is described.
  • the winding mechanism is formed by laminating a positive electrode sheet material to which a positive electrode material and electrolysis and an insulating material are fixed, and a negative electrode sheet material to which a negative electrode material and an electrolysis and insulating material are fixed, to form a predetermined shape. It is a rotating mechanism.
  • a positive or negative electrode material (also referred to as an electrode material or an electrode active material) is provided on both sides of a current collector foil (also referred to as a metal foil, an electrode plate, a base material, a substrate, or a sheet).
  • a current collector foil also referred to as a metal foil, an electrode plate, a base material, a substrate, or a sheet.
  • the thickness of the insulating material is, for example, about 5 ⁇ m to 40 ⁇ m
  • the insulating material may be cut and the electrode material may be exposed.
  • the side surfaces of the electrode material are inclined, and the thickness of the electrode material becomes non-uniform, making it impossible to form an electrode material having a desired shape. For these reasons, there is a problem that the production yield of the secondary battery is lowered.
  • An apparatus for manufacturing an electricity storage device includes a plurality of slurry-like first surfaces spaced apart from each other in a second direction orthogonal to the first direction and the surface of the current collector foil on the surface of the current collector foil traveling in the first direction.
  • a first application mechanism that applies one insulating material; and a second application mechanism that applies a slurry-like electrode material to a surface of a current collector foil sandwiched between first insulating materials adjacent in a second direction.
  • a third application mechanism is provided for applying a slurry-like second insulating material on the upper surfaces of the first insulating material and the electrode material.
  • a method for manufacturing an electricity storage device includes a plurality of slurry-like first surfaces separated from each other in a second direction orthogonal to the first direction and the surface of the current collector foil on the surface of the current collector foil traveling in the first direction.
  • a step of applying an insulating material a step of applying a slurry-like electrode material to the surface of a current collector foil sandwiched between first insulating materials adjacent in the second direction, and an upper surface of the first insulating material and the electrode material. And applying a slurry-like second insulating material.
  • the production yield of power storage devices such as lithium ion batteries can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus for producing an electrode sheet for a lithium ion battery in Embodiment 1.
  • FIG. It is sectional drawing of the electrode sheet of each application
  • FIG. (A) is sectional drawing (sectional drawing of A1-A1 of FIG. 1) of the electrode sheet of a 1st insulating material (spacer material) application
  • (B) is a cross-sectional view of the electrode sheet in the electrode material application step (cross-sectional view of B1-B1 in FIG. 1).
  • C) is a cross-sectional view (cross-sectional view of C1-C1 in FIG.
  • FIG. 3 is a process diagram summarizing a specific manufacturing process of the lithium ion battery in the first embodiment.
  • 6 is a schematic diagram of a production apparatus for an electrode sheet of a lithium ion battery in Embodiment 2.
  • FIG. It is principal part sectional drawing of the electrode sheet of each application
  • FIG. (A) is sectional drawing (sectional drawing of A2-A2 of FIG.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view of the electrode sheet in the first insulating material (spacer material) application step (cross-sectional view taken along B2-B2 in FIG. 4).
  • C is a cross-sectional view of the electrode sheet in the second insulating material (separator material) application step (cross-sectional view of C2-C2 in FIG. 4).
  • D is a cross-sectional view of the electrode sheet in the drying step (cross-sectional view of D2-D2 in FIG. 4).
  • 6 is a schematic diagram of a production apparatus for an electrode sheet of a lithium ion battery according to Embodiment 3.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a production apparatus for an electrode sheet of a lithium ion battery according to Embodiment 3.
  • FIG. (A) is sectional drawing (sectional drawing of A3-A3 of FIG. 6) of the electrode sheet of a 1st insulating material (spacer material) application
  • FIG. 6B is a cross-sectional view of the electrode sheet in the first electrode material application step (cross-sectional view of B3-B3 in FIG. 6).
  • (C) is a cross-sectional view of the electrode sheet in the second electrode material application step (C3-C3 cross-sectional view of FIG. 6).
  • (D) is a cross-sectional view of the electrode sheet in the second insulating material (separator material) application step (cross-sectional view of D3-D3 in FIG. 6).
  • (E) is a cross-sectional view of the electrode sheet in the drying process (cross-sectional view of E3-E3 in FIG. 6). It is process drawing which put together the specific manufacturing process of the lithium ion battery shown as a comparative example. It is the schematic of the manufacturing apparatus of the electrode sheet
  • the constituent elements are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say.
  • the positive electrode material and the negative electrode material are collectively referred to as “electrode material”, the film made of the positive electrode material after the drying process is called “positive electrode film”, and the film made of the negative electrode material after the drying process is called “negative electrode film”.
  • the positive electrode film and the negative electrode film are collectively referred to as “electrode film”.
  • the positive electrode material, the negative electrode material, and the insulating material before the drying step are substances having fluidity including a liquid such as a binder solution and an organic solvent.
  • the current collector foil on which the positive electrode film is formed is “positive electrode sheet (also referred to as positive electrode plate)”, and the current collector foil on which the negative electrode film is formed is “negative electrode sheet (also referred to as negative electrode plate)”.
  • the positive electrode sheet and the negative electrode sheet are collectively referred to as an “electrode sheet (also referred to as an electrode plate)”.
  • the surface of the current collector foil refers to only the front surface, not the entire surface including the front surface and the back surface of the current collector foil.
  • a direction in which the current collector foil travels is referred to as a “first direction”
  • a direction orthogonal to the first direction on the surface of the current collector foil is referred to as a “second direction”.
  • a lithium ion battery is exemplified as a secondary battery that is an electricity storage device, and a manufacturing apparatus and a manufacturing method thereof will be described, but the present invention is not limited to this.
  • the lithium ion battery is a kind of non-aqueous electrolyte secondary battery, and is a secondary battery in which lithium ions in the electrolyte bear electric conduction.
  • a lithium-containing composite oxide is used for the positive electrode, and a carbonaceous material is used for the negative electrode.
  • the electrolyte for example, an organic solvent such as ethylene carbonate or a lithium salt such as lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is used.
  • LiPF 6 lithium hexafluorophosphate
  • a positive electrode sheet coated with a positive electrode material on the surface of a current collector foil eg, Al (aluminum) foil
  • a negative electrode material applied on the surface of a current collector foil eg, Cu (copper) foil
  • An electrode winding body is provided in which a negative electrode sheet and a separator such as a polymer film that prevents contact between the positive electrode film and the negative electrode film are wound. And in a lithium ion battery, while this electrode winding body is inserted in an armored can, electrolyte solution (the said electrolyte) is inject
  • a positive electrode sheet in which a positive electrode material is coated on the surface of a current collector foil and a negative electrode sheet in which a negative electrode material is coated on the surface of a current collector foil are formed in a band shape, and the positive electrode formed in a band shape
  • the sheet and the negative electrode sheet are wound in a cross-sectional spiral shape through a separator so that the positive electrode film on the positive electrode sheet and the negative electrode film on the negative electrode sheet are not in direct contact with each other to form an electrode winding body.
  • FIG. 8 is a process diagram summarizing a specific manufacturing process of a lithium ion battery shown as a comparative example.
  • the manufacturing process of the lithium ion battery includes a positive electrode sheet manufacturing process, a negative electrode sheet manufacturing process, a battery cell assembly process, and a battery module assembly process.
  • a slurry-like positive electrode material is applied to the surface of a film-like current collector foil (positive electrode material application), and then the upper and side surfaces of the positive electrode material and the current collector foil to which no positive electrode material is applied
  • a slurry-like insulating material to be a separator is applied to the surface of the substrate (application of separator material).
  • drying after drying the entire coating film obtained by laminating the slurry-like positive electrode material and the slurry-like insulating material (drying), a laminated film of the positive electrode film made of the positive electrode material and the separator made of the insulating material is formed.
  • the current collector foil is subjected to processing such as compression and cutting (processing) to produce a film-like positive electrode sheet having a positive electrode film and a separator.
  • the procedure until the negative electrode sheet is manufactured is the same as in the positive electrode sheet manufacturing process.
  • a separator is formed on the upper surface and side surfaces of the negative electrode material and on the surface of the current collector foil on which the negative electrode material is not applied.
  • a slurry-like insulating material is applied (separator material application).
  • a laminated film of the negative electrode film made of the negative electrode material and the separator made of the insulating material is formed.
  • the current collector foil is subjected to processing such as compression and cutting (processing) to produce a film-like negative electrode sheet having a negative electrode film and a separator.
  • a positive electrode having a size necessary for the battery cell is cut out from the film-like positive electrode sheet, and a negative electrode having a size necessary for the battery cell is cut out from the film-like negative electrode sheet.
  • a group of positive and negative electrode pairs assembled together is assembled and welded (welding / assembly). Subsequently, the group of welded electrode pairs is placed in a battery can into which an electrolytic solution has been injected (injection), and then the battery can is completely sealed (sealing) to produce a battery cell.
  • the produced battery cell is repeatedly charged / discharged (charge / discharge), and the performance and reliability of the battery cell are examined (for example, the capacity and voltage of the battery cell, and the current and current during charging or discharging the battery cell (Inspection of voltage etc.) (single cell inspection). Thereby, a battery cell is completed and a battery cell assembly process is complete
  • a battery module is configured by combining a plurality of battery cells in series, and a battery system is configured by connecting a controller for charge / discharge control (module assembly).
  • module assembly a controller for charge / discharge control
  • an inspection regarding performance and reliability of the assembled battery module for example, inspection of capacity and voltage of the battery module, current and voltage at the time of charging or discharging the battery module, etc.
  • FIG. 9 is a schematic view of an apparatus for manufacturing an electrode sheet of a lithium ion battery shown as a comparative example.
  • surface of a positive electrode sheet is illustrated. Although omitted here, the manufacturing process of one side of the negative electrode sheet is the same.
  • the current collector foil PEP is fed from the unwinding roll SL1, and the first roller RL1, the second roller RL2, the third roller RL3, the fourth roller RL4, the fifth roller RL5, and the sixth roller RL6. Is conveyed to the take-up roll SL2.
  • a first slit die coater DC1 is installed facing the third roller RL3, and a second slit die coater DC2 is installed facing the fourth roller RL4.
  • the slurry-like positive electrode material PAS supplied from the first slit die coater DC1 at a position facing the third roller RL3 is applied to the surface of the current collector foil PEP fed from the unwinding roll SL1.
  • the positive electrode material PAS is stored in the tank TA1, and is supplied to the surface of the current collector foil PEP by the metering pump PU1.
  • a slurry-like insulating material IF supplied from the second slit die coater DC2 at a position facing the fourth roller RL4 is applied.
  • the insulating material IF is stored in the tank TA2, and is supplied to the surface of the current collector foil PEP coated with the positive electrode material PAS by the metering pump PU2. That is, the insulating material IF is applied to the upper surface and side surfaces of the positive electrode material PAS and the surface of the current collector foil PEP to which the positive electrode material PAS is not applied.
  • the entire coating film obtained by laminating the positive electrode material PAS and the insulating material IF formed on the surface of the current collector foil PEP was dried, and the coating film was formed on the surface.
  • the current collector foil PEP is wound around the winding roll SL2.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view schematically illustrating the state of application of the slurry-like positive electrode material PAS by the first slit die coater DC1. Although omitted here, the state of application of the slurry-like insulating material IF by the second slit die coater DC2 is also the same.
  • the slurry-like positive electrode material PAS is supplied to the manifold D2 of the die D1 from the tank in which the slurry-like cathode material PAS is stored by a metering pump.
  • the manifold D2 After the pressure distribution of the slurry-like positive electrode material PAS becomes uniform, the slurry-like positive electrode material PAS is supplied to and discharged from the slit portion D3 provided in the die D1.
  • the discharged slurry-like positive electrode material PAS forms an electrode material reservoir D4 called a bead between the base D1 and the current collector foil PEP that travels relative to the base D1 while maintaining the first distance h1.
  • the slurry-like positive electrode material PAS is pulled out as the current collector foil PEP travels to form a coating film made of the positive electrode material PAS.
  • the coating film is continuously formed.
  • the pressure for supplying the positive electrode material PAS to the manifold D2 is (pressure loss of the slit portion D3 + pressure loss of the downstream lip portion D6 of the base D1 + pressure of the downstream meniscus D5).
  • the inventors of the present invention are studying to increase the capacity and miniaturization of lithium ion batteries, and as one means for that, are studying a thinner separator and a thicker electrode film (positive electrode film and negative electrode film). .
  • the material IF cannot be uniformly applied, and the separator is cut off. Further, even if the insulating material IF can be uniformly applied to the upper surface of the electrode material, the insulating material IF can be uniformly applied to the side surfaces of the electrode material and the surface of the current collector foil PEP to which the electrode material is not applied. Can not. Furthermore, in order to form a thick electrode film, the electrode material must be applied thickly on the surface of the current collector foil PEP. However, when the electrode material is applied thickly, the side surface of the electrode material is inclined (current collector foil PEP).
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus for manufacturing an electrode sheet for a lithium ion battery according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the electrode sheet in each coating step and drying step for explaining the method for producing the electrode sheet of the lithium ion battery in the first embodiment.
  • 2A is a cross-sectional view of the electrode sheet in the first insulating material (spacer material) application step (cross-sectional view of A1-A1 in FIG. 1), and FIG.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view of the electrode sheet in the electrode material application step.
  • FIG. 2C are cross-sectional views (cross-sectional view of C1-C1 in FIG. 1) of the electrode sheet in the second insulating material (separator material) application step.
  • FIG. 2D is a cross-sectional view of the electrode sheet in the drying process (cross-sectional view of D1-D1 in FIG. 1).
  • Embodiment 1 exemplifies a method of manufacturing a positive electrode film formed in two rows on the surface of the current collector foil along the first direction in which the current collector foil travels. Moreover, in this Embodiment 1, although the manufacturing method of the single side
  • the current collector foil PEP is fed from the unwinding roll SL1, and the first roller RL1, the second roller RL2, the third roller RL3, the fourth roller RL4,
  • the paper is conveyed to the take-up roll SL2 by the 5-roller RL5, the sixth roller RL6, and the seventh roller RL7.
  • a dispenser DP is installed facing the third roller RL3, a first slit die coater DC1 is installed facing the fourth roller RL4, and a second slit die coater DC2 is installed facing the fifth roller RL5.
  • First coating process First insulating material (spacer material) coating process
  • the first insulating material IF1 is stored in the tank TA1, and is supplied to the surface of the current collector foil PEP by the metering pump PU1.
  • the plurality of first insulating materials IF1 are arranged on the surface of the current collector foil PEP traveling in the first direction in the second direction orthogonal to the first direction and the surface of the current collector foil PEP. They are applied separately from each other. That is, the plurality of first insulating materials IF1 collects current in such a manner that a region in which the positive electrode material PAS is applied to the surface of the current collector foil PEP traveling in the first direction in the second application step is sandwiched in the second direction. It is applied to the surface of the foil PEP.
  • the plurality of first insulating materials IF1 regulate the width in the second direction of the region of the positive electrode material PAS applied to the surface of the current collector foil PEP traveling in the first direction in the subsequent second application step.
  • the plurality of first insulating materials IF1 are separated from each other in the second direction, and the current collector foil Three rows are applied to the surface of the PEP along the first direction.
  • the thickness of the first insulating material IF1 is substantially the same as the thickness of the positive electrode material PAS applied to the surface of the current collector foil PEP in the subsequent second application step.
  • the region to which the first insulating material IF1 is applied is a region that is cut after the positive electrode sheet is completed, the width in the second direction of the first insulating material IF1 is set to be small in order to reduce the material cost.
  • the width in the second direction of the first insulating material IF1 is about 5 mm to 15 mm.
  • Second application process electrode material application process
  • the slurry-like positive electrode material PAS supplied from the first slit die coater DC1 at a position facing the fourth roller RL4 is applied to the surface of the current collector foil PEP fed from the unwinding roll SL1.
  • the positive electrode material PAS is stored in the tank TA2, and is supplied to the surface of the current collector foil PEP by the metering pump PU2.
  • the plurality of positive electrode materials PAS are applied to the surface of the current collector foil PEP traveling in the first direction and to the surface of the current collector foil PEP in the previous first application step. 1 It apply
  • the plurality of positive electrode materials PAS are separated by the first insulating material IF1 in the second direction. Two rows are applied along the first direction on the surface of the current collector foil PEP so as to be separated from each other.
  • the thickness of the positive electrode material PAS is substantially the same as the thickness of the first insulating material IF1. Although it is desirable that the thickness of the positive electrode material PAS and the thickness of the first insulating material IF1 are the same, in order to prevent the positive electrode material PAS from being applied to the upper surface of the first insulating material IF1, the upper surface of the positive electrode material PAS is 1
  • the positive electrode material PAS is applied so as to be lower by about 0 ⁇ m to 10 ⁇ m than the upper surface of the insulating material IF1.
  • the thickness of the positive electrode material PAS can be adjusted, for example, by adjusting the height of the base D1 of the first slit die coater DC1 (see FIG. 10) and the feed amount of the positive electrode material PAS.
  • the positive electrode material PAS When the first insulating material IF1 is not applied, when the positive electrode material PAS is applied thickly, the side surface of the positive electrode material PAS is inclined, and a depression is formed on the upper surface of the positive electrode material PAS, so that the shape of the positive electrode material PAS is not stable. There is a problem. However, in the first embodiment, since the region where the positive electrode material PAS is applied is defined in advance by the first insulating material IF1, the positive electrode material can be applied even if the positive electrode material PAS is applied thickly (eg, about 100 ⁇ m to 400 ⁇ m). Since the side surface of the PAS is not inclined, the shape of the positive electrode material PAS is stabilized.
  • Second insulating material (separator material) coating process Next, a slurry-like second insulating material IF2 supplied from the second slit die coater DC2 at a position facing the fifth roller RL5 is applied.
  • the second insulating material IF2 is stored in the tank TA3, and is supplied to the upper surfaces of the first insulating material IF1 and the positive electrode material PAS by the metering pump PU3.
  • the second insulating material IF2 is applied to the upper surfaces of the first insulating material IF1 and the positive electrode material PAS along the first direction in which the current collector foil PEP travels.
  • the thickness of the second insulating material IF2 is, for example, about 5 ⁇ m to 40 ⁇ m.
  • the thickness of the second insulating material IF2 can be adjusted, for example, by adjusting the height of the base D1 of the second slit die coater DC2 (see FIG. 10) and feeding the second insulating material IF2.
  • the second insulating material IF2 is applied to the upper surfaces of the first insulating material IF1 and the positive electrode material PAS, which are substantially flat surfaces, for example, the side surfaces of the first insulating material IF1 and the positive electrode material PAS, and the first insulating material IF1 and It is not applied to the surface of the current collector foil PEP to which the positive electrode material PAS is not applied.
  • the second insulating material IF2 can be uniformly applied, so the film of the second insulating material IF2 Cutting can be prevented.
  • the thickness of the positive electrode material PAS and the thickness of the first insulating material IF1 were substantially the same before drying, but after drying, the thickness of the spacer SP made of the first insulating material IF1.
  • the thickness is smaller than the thickness of the positive electrode film PE made of the positive electrode material PAS. This is due to the difference between the amount of solid matter (eg, positive electrode active material and conductive additive) contained in the positive electrode material PAS and the amount of solid matter contained in the first insulating material IF1. That is, the amount of the solid matter contained in the positive electrode material PAS is relatively large, and the amount of the solid matter contained in the first insulating material IF1 is controlled to be relatively small. It is made thinner than the thickness of the positive electrode film PE.
  • the positive electrode film PE and the spacer SP were applied to the upper surfaces of these after drying.
  • the laminated film with the separator SE made of the second insulating material IF2 is cut, the laminated film is compressed (roll press). During the compression, it is important to apply a load to the positive electrode film PE. Therefore, if the spacer SP is thicker than the positive electrode film PE, the load is not applied to the positive electrode film PE. Therefore, it is necessary to make the thickness of the spacer SP thinner than the thickness of the positive electrode film PE.
  • the method for manufacturing the positive electrode film PE formed in two rows on the surface of the current collector foil PEP along the first direction in which the current collector foil PEP travels is exemplified, but the present invention is not limited thereto. It is not something.
  • the positive electrode film PE may be one row or three or more rows, and the same effect can be obtained.
  • FIG. 3 is a process diagram summarizing a specific manufacturing process of the lithium ion battery in the first embodiment.
  • the manufacturing process of the lithium ion battery is the same as the manufacturing process of the lithium ion battery shown in FIG. 8, the positive electrode sheet manufacturing process, the negative electrode sheet manufacturing process, the battery cell assembling process, and the battery. Module assembly process.
  • the first insulating material is produced by mixing and preparing various materials as raw materials.
  • a slurry-like positive electrode material is applied between the first insulating materials applied separately in the second direction (positive electrode material application).
  • the positive electrode material is produced by mixing and preparing various materials as raw materials.
  • a slurry-like second insulating material serving as a separator is applied to the top surfaces of the first insulating material and the positive electrode material formed on the surface of the film-like current collector foil (separator material application).
  • the second insulating material is produced by mixing and preparing various materials as raw materials.
  • the film-form current collector foil has a film-like shape in which the positive electrode film made of the positive electrode material and the spacer made of the first insulating material and the separator made of the second insulating material formed on the upper surface thereof are laminated.
  • the positive electrode sheet is manufactured.
  • the negative electrode sheet manufacturing process various materials used as raw materials are different from those in the positive electrode sheet manufacturing process, but the procedure until the negative electrode sheet is manufactured is the same as in the positive electrode sheet manufacturing process.
  • a plurality of slurry-like first insulating materials serving as spacers are applied to the surface of a film-like current collecting foil in a second direction perpendicular to the first direction in which the current collecting foil runs (spacer). Material application).
  • the first insulating material is produced by mixing and preparing various materials as raw materials.
  • a slurry-like negative electrode material is applied between the first insulating materials applied in the second direction so as to be separated from each other on the surface of the film-like current collecting foil (negative electrode material application).
  • the negative electrode material is produced by mixing and preparing various materials as raw materials.
  • a slurry-like second insulating material serving as a separator is applied to the upper surfaces of the first insulating material and the negative electrode material formed on the surface of the film-like current collecting foil (separator material application).
  • the second insulating material is produced by mixing and preparing various materials as raw materials.
  • a positive electrode having a size necessary for the battery cell is cut out from the film-like positive electrode sheet, and a negative electrode having a size necessary for the battery cell is cut out from the film-like negative electrode sheet.
  • each material of lithium ion battery for example, a lithium-containing composite oxide having a spinel structure containing lithium cobaltate or Mn (manganese) can be used.
  • a composite oxide containing Ni (nickel), Co (cobalt), and Mn (manganese), or an olivine type compound represented by olivine type iron phosphate can be used.
  • the material used for the positive electrode active material is not limited to these.
  • a lithium-containing composite oxide having a spinel structure containing Mn (manganese) is excellent in thermal stability, a lithium ion battery with high safety can be formed by forming a positive electrode sheet containing this.
  • the positive electrode active material only a lithium-containing composite oxide having a spinel structure containing Mn (manganese) may be used, but other positive electrode active materials may be used in combination. Examples of such other positive electrode active materials include olivine type represented by Li 1 + x MO 2 ( ⁇ 0.1 ⁇ x ⁇ 0.1, M: Co, Ni, Mn, Al, Mg, Zr, Ti, etc.), for example. Compound etc. are mentioned.
  • lithium-containing transition metal oxide having a layer structure examples include LiCoO 2 or LiNi 1-x Co xy Al y O 2 (0.1 ⁇ x ⁇ 0.3, 0.01 ⁇ y ⁇ 0). .2) can be used.
  • the lithium-containing transition metal oxide having a layered structure includes an oxide containing at least Ni (nickel), Co (cobalt), and Mn (manganese) (LiMn 1/3 Ni 1/3 Co 1/3 O 2 , LiMn 5/12 Ni 5/12 Co 1/6 O 2 , LiNi 3/5 Mn 1/5 Co 1/5 O 2, etc.) can be used.
  • a graphite material such as natural graphite (flaky graphite), artificial graphite, or expanded graphite can be used.
  • an easily graphitizable carbonaceous material such as coke obtained by firing pitch can be used.
  • a non-graphitizable carbonaceous material such as amorphous carbon obtained by low-temperature firing of furfuryl alcohol resin (PFA), polyparaphenylene (PPP), phenol resin, or the like may be used as the negative electrode active material.
  • PFA furfuryl alcohol resin
  • PPP polyparaphenylene
  • phenol resin phenol resin
  • Li (lithium) or a lithium-containing compound can also be used as the negative electrode active material.
  • lithium-containing compound examples include a lithium alloy such as Li—Al or an alloy containing an element that can be alloyed with Li (lithium) and Si (silicon) or Sn (tin). Furthermore, an oxide-based material such as Sn oxide or Si oxide can also be used.
  • a lithium alloy such as Li—Al or an alloy containing an element that can be alloyed with Li (lithium) and Si (silicon) or Sn (tin).
  • an oxide-based material such as Sn oxide or Si oxide can also be used.
  • the conductive auxiliary agent used in the first embodiment is used as an electronic conductive auxiliary agent to be contained in the positive electrode film.
  • a carbon material such as carbon black, acetylene black, ketjen black, graphite, carbon fiber, or carbon nanotube is preferable.
  • acetylene black or ketjen black is particularly preferable from the viewpoint of the amount of addition and conductivity and the manufacturability of the coating positive electrode mixture slurry.
  • the conductive auxiliary agent can be contained in the negative electrode film, and may be preferable.
  • the binder used in the first embodiment preferably also contains a binder for binding the active material and the conductive additive.
  • a binder for example, a polyvinylidene fluoride-based polymer (a polymer of a fluorine-containing monomer group containing 80% by mass or more of vinylidene fluoride as a main component monomer) or a rubber-based polymer is preferably used. Two or more of the above polymers may be used in combination.
  • the binder is preferably provided in the form of a solution dissolved in a solvent.
  • Examples of the fluorine-containing monomer group for synthesizing the polyvinylidene fluoride-based polymer include vinylidene fluoride, or a mixture of vinylidene fluoride and another monomer, and a monomer mixture containing 80% by mass or more of vinylidene fluoride. Can be mentioned. Examples of other monomers include vinyl fluoride, trifluoroethylene, trifluorochloroethylene, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, and fluoroalkyl vinyl ether.
  • Examples of the rubber-based polymer include styrene butadiene rubber (SBR), ethylene propylene diene rubber, and fluorine rubber.
  • SBR styrene butadiene rubber
  • ethylene propylene diene rubber examples include fluorine rubber.
  • Content of the binder in an electrode film is 0.1 mass% or more on the basis of the electrode film after drying, More preferably, it is 0.3 mass% or more, 10 mass% or less, Furthermore, it is 5 mass% or less. More desirable. If the binder content is too small, not only is the solidification in the drying process insufficient, but the mechanical strength of the electrode film after drying is insufficient, and the electrode film may peel from the current collector foil. Moreover, when there is too much content of a binder, there exists a possibility that the amount of active materials in an electrode film may reduce and battery capacity may become low.
  • an inorganic oxide such as Al 2 O 3 (alumina) or SiO 2 (silica) can be used.
  • a slurry in which fine particles of polypropylene or polyethylene are confused may be used, and by using this, shutdown property can be provided.
  • a resin is used as a binder.
  • the binder used for the electrode film is preferably used as the binder.
  • the current collector foil used in the first embodiment is not limited to a sheet-like foil.
  • the substrate for example, pure metal or alloy conductive material such as Al (aluminum), Cu (copper), stainless steel or Ti (titanium) is used, and the shape thereof is a net, punched metal, foam metal or plate.
  • a foil processed into a shape is used.
  • the thickness of the current collector foil for example, 5 ⁇ m to 30 ⁇ m, more preferably 8 ⁇ m to 16 ⁇ m is selected. Further, the thickness of the electrode film formed on one surface (surface) of the current collector foil is a thickness after drying, for example, about 50 ⁇ m to 400 ⁇ m.
  • the lithium ion battery in this Embodiment 1 can be manufactured similarly to the conventional lithium ion battery except including the positive electrode and negative electrode which are manufactured by the method mentioned above.
  • the structure or size of the battery container or the structure of the electrode body having the positive and negative electrodes as main components There is no particular limitation on the structure or size of the battery container or the structure of the electrode body having the positive and negative electrodes as main components.
  • the electrode material to be an electrode film is applied thickly on the surface of the current collector foil PEP, the side surface of the electrode material is not inclined and the shape of the electrode material is stabilized. Therefore, the electrode material can be applied thickly on the surface of the current collector foil PEP. Further, even if the electrode material is applied thickly and the second insulating material IF2 to be the separator SE is applied thinly, the second insulating material IF2 is not cut off, so the second insulating material IF2 is applied thinly and uniformly. be able to. Thereby, it is possible to reduce the thickness of the separator SE and the electrode film without reducing the production yield of the lithium ion battery.
  • Embodiment 2 The difference from the first embodiment described above is the process sequence of the step of applying the first insulating material to be the spacer and the step of applying the electrode material to be the electrode film. That is, in Embodiment 1 described above, the first insulating material IF1 is applied to the surface of the current collector foil PEP, and then the positive electrode material PAS is applied to the surface of the current collector foil PEP. After the material PAS is applied to the surface of the current collector foil PEP, the first insulating material IF1 is applied to the surface of the current collector foil PEP.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of an apparatus for manufacturing an electrode sheet for a lithium ion battery according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the electrode sheet in each coating step and drying step for explaining the method of manufacturing the electrode sheet of the lithium ion battery in the second embodiment.
  • 5A is a cross-sectional view of the electrode sheet in the electrode material application step (cross-sectional view of A2-A2 in FIG. 4)
  • FIG. 5B is a cross-sectional view of the electrode sheet in the first insulating material (spacer material) application step.
  • FIG. 5 (c) are cross-sectional views (cross-sectional view of C2-C2 in FIG. 4) of the electrode sheet in the second insulating material (separator material) application step.
  • FIG. 5D is a cross-sectional view of the electrode sheet in the drying process (cross-sectional view of D2-D2 in FIG. 4).
  • Embodiment 2 exemplifies a method for manufacturing a positive electrode film formed in a line on the surface of the current collector foil along the first direction in which the current collector foil travels.
  • a method for producing one side of the positive electrode sheet is illustrated, but the method for producing one side of the negative electrode sheet is also the same.
  • the current collector foil PEP is fed from the unwinding roll SL1, and the first roller RL1, the second roller RL2, the third roller RL3, the fourth roller RL4,
  • the paper is conveyed to the take-up roll SL2 by the 5-roller RL5, the sixth roller RL6, and the seventh roller RL7.
  • a first slit die coater DC1 is installed facing the third roller RL3, a dispenser DP is installed facing the fourth roller RL4, and a second slit die coater DC2 is installed facing the fifth roller RL5.
  • First application process (electrode material application process) First, the slurry-like positive electrode material PAS supplied from the first slit die coater DC1 at a position facing the third roller RL3 is applied to the surface of the current collector foil PEP fed from the unwinding roll SL1. The positive electrode material PAS is stored in the tank TA1, and is supplied to the surface of the current collector foil PEP by the metering pump PU1.
  • the positive electrode material PAS is applied to the surface of the current collector foil PEP running in the first direction.
  • Second coating process (first insulating material (spacer material) coating process)
  • the slurry-like first insulating material IF1 supplied from the dispenser DP at a position facing the fourth roller RL4 is applied to the surface of the current collector foil PEP fed from the unwinding roll SL1.
  • the first insulating material IF1 is stored in the tank TA2, and is supplied to the surface of the current collector foil PEP by the metering pump PU2.
  • the thickness of the first insulating material IF1 is substantially the same as the thickness of the positive electrode material PAS.
  • the thickness of the positive electrode material PAS and the thickness of the first insulating material IF1 are desirably the same, but the positive electrode material PAS is applied to the upper surface of the first insulating material IF1.
  • the first insulating material IF1 is applied such that the upper surface of the positive electrode material PAS is lower by about 0 ⁇ m to 10 ⁇ m than the upper surface of the first insulating material IF1.
  • the region to which the first insulating material IF1 is applied is a region that is cut after the positive electrode sheet is completed.
  • the dispenser DP has the advantage that the position adjustment is easier than the first slit die coater DC1 as a feature of the mechanism. For example, if the positive electrode material PAS is applied after the first insulating material IF1 is applied as in the first embodiment, the position of the first slit die coater DC1 is shifted, and the positive electrode material PAS is formed on the upper surface of the first insulating material IF1. May be applied. However, in the second embodiment, after applying the positive electrode material PAS, the first insulating material IF1 and the positive electrode material are applied using the dispenser DP whose alignment is easy to adjust. Misalignment with PAS can be eliminated. However, when the thickness of the positive electrode material PAS is increased, the side surface of the positive electrode material PAS is inclined, so that the positive electrode material PAS cannot be formed thick as in the case of the first embodiment described above.
  • Second insulating material (separator material) coating process Next, in the same manner as the third application process (second insulating material (separator material) application process) of the first embodiment, the slurry state supplied from the second slit die coater DC2 at a position facing the fifth roller RL5. The second insulating material IF2 is applied. The second insulating material IF2 is stored in the tank TA3, and is supplied to the upper surfaces of the first insulating material IF1 and the positive electrode material PAS by the metering pump PU3.
  • the second insulating material IF2 is applied to the upper surfaces of the first insulating material IF1 and the positive electrode material PAS along the first direction in which the current collector foil PEP travels.
  • the thickness of the second insulating material IF2 is, for example, about 5 ⁇ m to 40 ⁇ m.
  • the thickness of the second insulating material IF2 can be adjusted, for example, by adjusting the height of the base D1 of the second slit die coater DC2 (see FIG. 10) and feeding the second insulating material IF2.
  • the second insulating material IF2 is applied to the upper surfaces of the first insulating material IF1 and the positive electrode material PAS, which are substantially flat surfaces, for example, the side surfaces of the first insulating material IF1 and the positive electrode material PAS,
  • the first insulating material IF1 and the positive electrode material PAS are not applied to the surface of the current collector foil PEP to which the first insulating material IF1 and the positive electrode material PAS are not applied. Therefore, since the second insulating material IF2 can be uniformly applied, it is possible to prevent the second insulating material IF2 from being cut.
  • the positive electrode material PAS and the first insulating material IF1 applied to the surface of the current collector foil PEP by passing through the drying furnace (drying mechanism) DRY The entire coating film obtained by laminating the second insulating material IF2 applied to these upper surfaces is dried, and the current collector foil PEP having the positive electrode film and the separator formed on the surface is wound on the winding roll SL2.
  • the thickness of the positive electrode material PAS and the thickness of the first insulating material IF1 were substantially the same before drying, but after drying, the amount of solids contained in the positive electrode material PAS
  • the thickness of the spacer SP made of the first insulating material IF1 is thinner than the thickness of the positive electrode film PE made of the positive electrode material PAS because of the difference between the amount of the solid matter contained in the first insulating material IF1.
  • the method for manufacturing the positive electrode film PE formed in one row on the surface of the current collector foil PEP along the first direction in which the current collector foil PEP travels is exemplified, but the present invention is not limited to this. It is not something.
  • the positive electrode film PE may have two or more rows, and the same effect can be obtained.
  • the misalignment between the first insulating material IF1 and the electrode material is eliminated. Further, even if the second insulating material IF2 to be the separator SE is thinly applied, the film of the second insulating material IF2 does not break, so that the second insulating material IF2 can be thinly and uniformly applied. Thereby, the separator SE can be made thinner without reducing the production yield of the lithium ion battery.
  • Embodiment 3 The difference from the first embodiment described above is the number of steps for applying the electrode material. That is, in Embodiment 1 described above, the positive electrode material PAS is applied to the surface of the current collector foil PEP by a single application process, but in the present Embodiment 3, the positive electrode material PAS is collected by two application processes. It is applied to the surface of the electric foil PEP.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of an apparatus for manufacturing an electrode sheet for a lithium ion battery according to the third embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the electrode sheet in each coating step and drying step for explaining the method of manufacturing the electrode sheet of the lithium ion battery in the third embodiment.
  • 7A is a cross-sectional view of the electrode sheet in the first insulating material (spacer material) application step (cross-sectional view of A3-A3 in FIG. 6)
  • FIG. 7B is an electrode sheet in the first electrode material application step.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the electrode sheet in the second insulating material (separator material) application step (cross-sectional view of D3-D3 in FIG. 6)
  • FIG. 7E is a cross-sectional view of the electrode sheet in the drying step.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line E3-E3 in FIG.
  • Embodiment 3 exemplifies a method for manufacturing a positive electrode film formed in two rows on the surface of the current collector foil along the first direction in which the current collector foil travels. Moreover, in this Embodiment 3, although the manufacturing method of the single side
  • the current collector foil PEP is fed from the unwinding roll SL1, and the first roller RL1, the second roller RL2, the third roller RL3, the fourth roller RL4,
  • the paper is conveyed to the take-up roll SL2 by the 5-roller RL5, the sixth roller RL6, the seventh roller RL7, and the eighth roller RL8.
  • a dispenser DP is installed facing the third roller RL3, a first slit die coater DC1 is installed facing the fourth roller RL4, a second slit die coater DC2 is installed facing the fifth roller RL5, and the sixth
  • a third slit die coater DC3 is installed facing the roller RL6.
  • First coating process First insulating material (spacer material) coating process
  • First, the first insulating material IF1 is applied to the surface of the current collector foil PEP in the same manner as the application process (first insulating material (separator material) applying process) of the first embodiment described above.
  • insulating material IF1 is in the 2nd direction orthogonal to the surface of the current collection foil PEP which runs in the 1st direction at the surface of the 1st direction and the current collection foil PEP. They are applied separately from each other. That is, the plurality of first insulating materials IF1 sandwich the region in which the positive electrode material PAS is applied on the surface of the current collector foil PEP traveling in the first direction in the second and third application steps in the second direction. To the surface of the current collector foil PEP.
  • the plurality of first insulating materials IF1 has the width in the second direction of the region of the positive electrode material PAS applied to the surface of the current collector foil PEP that travels in the first direction in the second and third application steps. Applied to regulate.
  • the plurality of first insulating materials IF1 are separated from each other in the second direction, and the current collector foil Three rows are applied to the surface of the PEP along the first direction.
  • the thickness of the first insulating material IF1 is substantially the same as the thickness of the positive electrode material PAS applied to the surface of the current collector foil PEP in the subsequent second and third application steps.
  • the region to which the first insulating material IF1 is applied is a region that is cut after the positive electrode sheet is completed, the width in the second direction of the first insulating material IF1 is set to be small in order to reduce the material cost.
  • the width in the second direction of the first insulating material IF1 is about 5 to 15 mm.
  • Second application process (first electrode material application process)
  • the slurry-like first positive electrode material PAS1 supplied from the first slit die coater DC1 at a position facing the fourth roller RL4 is applied to the surface of the current collector foil PEP fed from the unwinding roll SL1.
  • the first positive electrode material PAS1 is stored in the tank TA2, and is supplied to the surface of the current collector foil PEP by the metering pump PU2.
  • the plurality of first positive electrode materials PAS1 are applied to the surface of the current collector foil PEP traveling in the first direction and to the surface of the current collector foil PEP in the previous first application step. It is applied to a region sandwiched between the first insulating materials IF1.
  • the plurality of first positive electrode materials PAS1 are separated by the first insulating material IF1 and second Two rows are applied along the first direction to the surface of the current collector foil PEP.
  • the thickness of the first positive electrode material PAS1 is smaller than the thickness of the first insulating material IF1 applied to the surface of the current collector foil PEP in the previous first application step. That is, the upper surface of the first positive electrode material PAS1 is at a position lower than the upper surface of the first insulating material IF1.
  • the thickness of the first positive electrode material PAS1 can be adjusted, for example, by adjusting the height of the base D1 of the first slit die coater DC1 (see FIG. 10) and feeding the first positive electrode material PAS1.
  • Second electrode material application process Next, the slurry-like second positive electrode material PAS2 supplied from the second slit die coater DC2 at a position facing the fifth roller RL5 is applied to the surface of the current collector foil PEP fed from the unwinding roll SL1.
  • the second positive electrode material PAS2 is stored in the tank TA3, and is supplied to the upper surface of the first positive electrode material PAS1 by the metering pump PU3.
  • the binder content of the second positive electrode material PAS2 is smaller than the binder content of the first positive electrode material PAS1.
  • the second positive electrode material PAS2 is applied to the upper surface of the first positive electrode material PAS1, and the positive electrode material PAS formed by laminating the first positive electrode material PAS1 and the second positive electrode material PAS2 is formed. It is formed.
  • the second positive electrode material PAS2 is applied so that the height from the surface of the current collector foil PEP to the upper surface of the positive electrode material PAS is substantially the same as the height from the surface of the current collector foil PEP to the upper surface of the first insulating material IF1.
  • the thickness of the positive electrode material PAS is substantially the same as the thickness of the first insulating material IF1 applied to the surface of the current collector foil PEP in the previous first application step.
  • the thickness of the positive electrode material PAS and the thickness of the first insulating material IF1 are desirably the same, in order to prevent the second positive electrode material PAS2 from being applied to the upper surface of the first insulating material IF1,
  • the second positive electrode material PAS2 is applied so as to be lower by about 0 ⁇ m to 10 ⁇ m than the upper surface of the first insulating material IF1.
  • the thickness of the second positive electrode material PAS2 can be adjusted, for example, by adjusting the height of the die D1 of the second slit die coater DC2 (see FIG. 10) and the feed amount of the second positive electrode material PAS2.
  • the positive electrode material PAS is configured by laminating the first positive electrode material PAS1 and the second positive electrode material PAS2 having different binder contents. This is due to the following reason.
  • the slurry-like positive electrode material PAS contains a binder for binding the active material and the conductive auxiliary agent in addition to the active material and the conductive auxiliary agent.
  • this binder tends to segregate on the upper surface side of the positive electrode material PAS in the drying process, and if the binder content is too small, this causes the positive electrode material PAS at the interface between the current collector foil PEP and the positive electrode material PAS. May peel off.
  • the positive electrode material PAS is thickly coated, the segregation of the binder becomes remarkable, and the peeling of the positive electrode material PAS becomes a serious problem.
  • the segregation of the binder can be made difficult to occur.
  • the binder content is too large, the amount of the active material is reduced and the battery capacity is lowered, or the binder is difficult to mix, and thus the current distribution of the positive electrode film varies.
  • the viscosity and surface tension of the positive electrode material PAS there is also a trade-off between the viscosity and surface tension of the positive electrode material PAS, and it is difficult to adjust the binder content contained in the positive electrode material PAS to the optimum content.
  • the positive electrode material PAS is thickly coated Therefore, it becomes more difficult to adjust the binder content.
  • the first positive electrode material PAS1 having a relatively high binder content is applied, and the second positive electrode material PAS2 having a relatively low binder content is applied thereon.
  • the first positive electrode material PAS1 and the second positive electrode material PAS2 are mixed, but when the positive electrode material PAS is coated with two layers of the first positive electrode material PAS1 and the second positive electrode material PAS2, Since the segregation of the binder on the upper surface side of the positive electrode material PAS is less than when the positive electrode material PAS is coated, in the third embodiment, the positive electrode material PAS can be prevented from peeling off.
  • the first positive electrode material PAS1 and the second positive electrode material PAS2 having such viscosity and surface tension that the side surfaces of the first positive electrode material PAS1 and the second positive electrode material PAS2 are inclined. May have to be used.
  • the first insulating material IF1 prescribes the region where the first positive electrode material PAS1 and the second positive electrode material PAS2 are applied. The shapes of the positive electrode material PAS1 and the second positive electrode material PAS2 are stable.
  • Fourth coating process (second insulating material (separator material) coating process)
  • the second insulating material IF2 is applied.
  • the second insulating material IF2 is stored in the tank TA4, and is supplied to the upper surfaces of the first insulating material IF1 and the second positive electrode material PAS2 by the metering pump PU4.
  • the second insulating material IF2 is applied to the upper surfaces of the first insulating material IF1 and the positive electrode material PAS along the first direction in which the current collector foil PEP travels.
  • the thickness of the second insulating material IF2 is, for example, about 5 ⁇ m to 40 ⁇ m.
  • the thickness of the second insulating material IF2 can be adjusted, for example, by adjusting the height of the base D1 of the third slit die coater DC3 (see FIG. 10) and feeding the second insulating material IF2.
  • the second insulating material IF2 is applied to the upper surfaces of the first insulating material IF1 and the positive electrode material PAS, which are substantially flat surfaces, for example, the side surfaces of the first insulating material IF1 and the positive electrode material PAS,
  • the first insulating material IF1 and the positive electrode material PAS are not applied to the surface of the current collector foil PEP to which the first insulating material IF1 and the positive electrode material PAS are not applied. Therefore, since the second insulating material IF2 can be uniformly applied, it is possible to prevent the second insulating material IF2 from being cut.
  • the positive electrode material PAS and the first insulating material IF1 applied to the surface of the current collector foil PEP by passing through the drying furnace (drying mechanism) DRY The entire coating film obtained by laminating the second insulating material IF2 applied to these upper surfaces is dried, and the current collector foil PEP having the positive electrode film and the separator formed on the surface is wound on the winding roll SL2.
  • the first positive electrode material PAS1 and the second positive electrode material PAS2 are mixed to form a single-layer positive electrode material PAS.
  • the thickness of the positive electrode material PAS and the thickness of the first insulating material IF1 were substantially the same before drying, but after drying, the amount of solids contained in the first positive electrode material PAS1 and the second positive electrode material PAS2
  • the thickness of the spacer SP made of the first insulating material IF1 is thinner than the thickness of the positive electrode film PE made of the positive electrode material PAS because of the difference between the amount of the solid matter contained in the first insulating material IF1.
  • the method of manufacturing the positive electrode film PE formed in two rows on the surface of the current collector foil PEP along the first direction in which the current collector foil PEP travels is exemplified, but the present invention is not limited thereto. It is not something.
  • the positive electrode film PE may be one row or three or more rows, and the same effect can be obtained.
  • the positive electrode material PAS is configured by two layers of the first positive electrode material PAS1 and the second positive electrode material PAS2 having different binder contents.
  • the positive electrode material PAS may be composed of three or more layers having different contents.
  • the third embodiment by forming the positive electrode material PAS by stacking the first positive electrode material PAS1 and the second positive electrode material PAS2, the segregation of the binder on the upper surface side of the positive electrode material PAS is reduced. Thus, peeling of the positive electrode material PAS can be prevented.
  • the region where the first positive electrode material PAS1 and the second positive electrode material PAS2 are applied is defined in advance by the first insulating material IF1, the shapes of the first positive electrode material PAS1 and the second positive electrode material PAS2 are stable.
  • the film of the second insulating material IF2 does not break, so that the second insulating material IF2 can be thinly and uniformly applied. Thereby, it is possible to reduce the thickness of the separator SE and the electrode film without reducing the production yield of the lithium ion battery.

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Abstract

　リチウムイオン電池等の蓄電デバイスの製造歩留りを向上させる。　上記課題を解決するために、電極シート製造装置では、集電箔の走行する第１方向に、ディスペンサ、第１スリットダイコータおよび第２スリットダイコータが順に設置されている。ディスペンサは、集電箔の表面にスラリー状の複数の第１絶縁材料を塗布し、第１スリットダイコータは、集電箔の表面にスラリー状の正極材料を塗布し、第２スリットダイコータは、第１絶縁材料および正極材料の上面にスラリー状の第２絶縁材料を塗布する。さらに、複数の第１絶縁材料は、第１方向と直交する第２方向に互いに離間して塗布され、正極材料は第２方向に隣り合う第１絶縁膜の間に塗布される。

Description

蓄電デバイスの製造装置および蓄電デバイスの製造方法
　本発明は、蓄電デバイスの製造装置および製造方法に関し、例えば蓄電デバイスの電極材料を塗布する工程に好適に利用できるものである。
　本技術分野の背景技術として、特開２００３－０４５４９１号公報（特許文献１）がある。この公報には、正極シート状物送出機構と、正極電極物質塗工機構と、正極電極形成用加熱機構と、電解、絶縁物質塗工機構と、電解、絶縁物形成用加熱機構と、負極シート状物送出機構と、負極電極物質塗工機構と、負極電極形成用加熱機構と、電解、絶縁物質塗工機構と、電解、絶縁物形成用加熱機構と、捲回機構とを備えた二次電池製造装置が記載されている。上記捲回機構は、正極電極物質と電解、絶縁物質とが固着された正極シート状物と負極電極物質と電解、絶縁物質とが固着された負極シート状物を積層して所定の形状に捲回する機構である。
特開２００３－０４５４９１号公報
　前記特許文献１には、集電箔（金属箔、電極板、基材、基板、シート状物などとも言う）の両面に正極または負極の電極材料（電極物質、電極活物質などとも言う）を塗布し、その電極材料の上に、連続してセパレータとなる絶縁材料（電解、絶縁物質などとも言う）を塗布することによって、二次電池の生産効率の向上および二次電池の製造装置のコンパクト化が可能となることが記載されている。
　しかし、このような二次電池の製造方法では、絶縁材料の厚さが、例えば５μｍ～４０μｍ程度になると絶縁材料に膜切れが生じて電極材料が露出する場合がある。また、例えば１００μｍ～４００μｍ程度の厚さの電極材料を塗布すると、電極材料の側面が傾斜し、また、電極材料の厚さも不均一となって、所望する形状の電極材料が形成できなくなる。これらが原因となって二次電池の製造歩留りが低下するという問題があった。
　その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
　一実施の形態による蓄電デバイスの製造装置は、第１方向に走行する集電箔の表面に、第１方向と集電箔の表面で直交する第２方向に互いに離間する複数のスラリー状の第１絶縁材料を塗布する第１塗布機構と、第２方向に隣り合う第１絶縁材料に挟まれる集電箔の表面に、スラリー状の電極材料を塗布する第２塗布機構とを備える。さらに、第１絶縁材料および電極材料の上面にスラリー状の第２絶縁材料を塗布する第３塗布機構を備える。
　一実施の形態による蓄電デバイスの製造方法は、第１方向に走行する集電箔の表面に、第１方向と集電箔の表面で直交する第２方向に互いに離間する複数のスラリー状の第１絶縁材料を塗布する工程と、第２方向に隣り合う第１絶縁材料に挟まれる集電箔の表面に、スラリー状の電極材料を塗布する工程と、第１絶縁材料および電極材料の上面にスラリー状の第２絶縁材料を塗布する工程とを有する。
　一実施の形態によれば、リチウムイオン電池等の蓄電デバイスの製造歩留りを向上することができる。
実施の形態１におけるリチウムイオン電池の電極シートの製造装置の概略図である。 実施の形態１におけるリチウムイオン電池の電極シートの製造方法を説明する各塗布工程および乾燥工程の電極シートの断面図である。（ａ）は第１絶縁材料（スペーサ材料）塗布工程の電極シートの断面図（図１のＡ１－Ａ１の断面図）である。（ｂ）は電極材料塗布工程の電極シートの断面図（図１のＢ１－Ｂ１の断面図）である。（ｃ）は第２絶縁材料（セパレータ材料）塗布工程の電極シートの断面図（図１のＣ１－Ｃ１の断面図）である。（ｄ）は乾燥工程の電極シートの断面図（図１のＤ１－Ｄ１の断面図）である。 実施の形態１におけるリチウムイオン電池の具体的な製造工程をまとめた工程図である。 実施の形態２におけるリチウムイオン電池の電極シートの製造装置の概略図である。 実施の形態２におけるリチウムイオン電池の電極シートの製造方法を説明する各塗布工程および乾燥工程の電極シートの要部断面図である。（ａ）は電極材料塗布工程の電極シートの断面図（図４のＡ２－Ａ２の断面図）である。（ｂ）は第１絶縁材料（スペーサ材料）塗布工程の電極シートの断面図（図４のＢ２－Ｂ２の断面図）である。（ｃ）は第２絶縁材料（セパレータ材料）塗布工程の電極シートの断面図（図４のＣ２－Ｃ２の断面図）である。（ｄ）は乾燥工程の電極シートの断面図（図４のＤ２－Ｄ２の断面図）である。 実施の形態３におけるリチウムイオン電池の電極シートの製造装置の概略図である。 実施の形態３におけるリチウムイオン電池の電極シートの製造方法を説明する各塗布工程および乾燥工程の電極シートの要部断面図である。（ａ）は第１絶縁材料（スペーサ材料）塗布工程の電極シートの断面図（図６のＡ３－Ａ３の断面図）である。（ｂ）は第１電極材料塗布工程の電極シートの断面図（図６のＢ３－Ｂ３の断面図）である。（ｃ）は第２電極材料塗布工程の電極シートの断面図（図６のＣ３－Ｃ３の断面図）である。（ｄ）は第２絶縁材料（セパレータ材料）塗布工程の電極シートの断面図（図６のＤ３－Ｄ３の断面図）である。（ｅ）は乾燥工程の電極シートの断面図（図６のＥ３－Ｅ３の断面図）である。 比較例として示すリチウムイオン電池の具体的な製造工程をまとめた工程図である。 比較例として示すリチウムイオン電池の電極シートの製造装置の概略図である。 スリットダイコータによるスラリー状の電極材料の塗布の状態を模式的に説明する断面図である。
　以下の実施の形態においては、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。
　さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
　また、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
　また、以下の実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す。また、以下の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　以下の説明では、正極材料および負極材料を総括して「電極材料」と呼び、乾燥工程後の正極材料からなる膜を「正極膜」、乾燥工程後の負極材料からなる膜を「負極膜」、正極膜および負極膜を総括して「電極膜」と呼ぶ。また、以下の説明では、乾燥工程前の正極材料、負極材料および絶縁材料は、バインダ溶液および有機溶剤などの液体を含み、流動性を有する物質である。また、以下の説明では、正極膜が形成された集電箔を「正極シート（正極板などとも言う）」、負極膜が形成された集電箔を「負極シート（負極板などとも言う）」、正極シートおよび負極シートを総括して「電極シート（電極板などとも言う）」と呼ぶ。また、以下の説明で「集電箔の表面」という場合は、集電箔の表側の面および裏側の面を含めた全面ではなく、表側の面のみを指すものとする。また、以下の説明では、集電箔が走行する方向を「第１方向」とし、第１方向と集電箔の表面で直交する方向を「第２方向」とする。
　本実施の形態では、蓄電デバイスである二次電池としてリチウムイオン電池を例示し、その製造装置およびその製造方法について説明するが、これに限定されるものではない。
　リチウムイオン電池は、非水電解質二次電池の一種で、電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担う二次電池である。
　正極には、例えばリチウム含有複合酸化物を用い、負極には、例えば炭素質材料を用いる。電解質には、例えば炭酸エチレンなどの有機溶剤またはヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）などのリチウム塩を用いる。リチウムイオン電池内では、充電時にリチウムイオンは正極から出て負極に入り、放電時に逆にリチウムイオンは負極から出て正極に入る。
　リチウムイオン電池は、例えば集電箔（例えばＡｌ（アルミニウム）箔）の表面に正極材料を塗工した正極シートと、集電箔（例えばＣｕ（銅）箔）の表面に負極材料を塗工した負極シートと、正極膜と負極膜との接触を防止するポリマフィルムなどのセパレータとを捲回した電極捲回体を備えている。そして、リチウムイオン電池では、この電極捲回体が外装缶に挿入されるとともに、外装缶内に電解液（上記電解質）が注入されている。
　つまり、リチウムイオン電池では、集電箔の表面に正極材料を塗工した正極シートと、集電箔の表面に負極材料を塗工した負極シートとが帯状に形成され、帯状に形成された正極シートと負極シートとが、正極シート上の正極膜と負極シート上の負極膜とが直接接触しないように、セパレータを介して断面渦巻状に捲回されて電極捲回体が形成されている。
　（比較例）
　まず、本実施の形態によるリチウムイオン電池の製造装置および製造方法がより明確となると思われるため、比較例として、本発明者らによって検討された、本願発明が適用される前のリチウムイオン電池の製造装置および製造方法について以下に説明する。
　図８は、比較例として示すリチウムイオン電池の具体的な製造工程をまとめた工程図である。
　図８に示すように、リチウムイオン電池の製造工程は、正極シート製造工程と、負極シート製造工程と、電池セル組立工程と、電池モジュール組立工程とを含んでいる。
　正極シート製造工程では、まず、フィルム状の集電箔の表面にスラリー状の正極材料を塗布した後（正極材料塗布）、正極材料の上面および側面、並びに正極材料が塗布されていない集電箔の表面にセパレータとなるスラリー状の絶縁材料を塗布する（セパレータ材料塗布）。続いて、スラリー状の正極材料とスラリー状の絶縁材料とを積層した塗膜の全体を乾燥させた後（乾燥）、正極材料からなる正極膜と絶縁材料からなるセパレータとの積層膜が形成された集電箔に圧縮および切断といった加工を行い（加工）、正極膜およびセパレータを有するフィルム状の正極シートを製造する。
　一方、負極シート製造工程では、使用される原料となる各種材料は正極シート製造工程とは異なるが、負極シートが製造されるまでの手順は正極シート製造工程と同じである。まず、フィルム状の集電箔の表面にスラリー状の負極材料を塗布した後（負極材料塗布）、負極材料の上面および側面、並びに負極材料が塗布されていない集電箔の表面にセパレータとなるスラリー状の絶縁材料を塗布する（セパレータ材料塗布）。続いて、スラリー状の負極材料とスラリー状の絶縁材料とを積層した塗膜の全体を乾燥させた後（乾燥）、負極材料からなる負極膜と絶縁材料からなるセパレータとの積層膜が形成された集電箔に圧縮および切断といった加工を行い（加工）、負極膜およびセパレータを有するフィルム状の負極シートを製造する。
　次に、電池セル組立工程では、フィルム状の正極シートから、電池セルに必要な大きさの正極を切り出し、フィルム状の負極シートから、電池セルに必要な大きさの負極を切り出して、正極と負極とを挟んで重ねて捲き合わせる（捲回）。正極シートおよび負極シートには、すでにセパレータが形成されているので、この捲回工程では、正極と負極との間にセパレータを挟んで重ねて捲き合わせる必要がなく、リチウムイオン電池の製造コストを低減することができる。
　次に、捲き合わせた正極および負極の電極対の群を組み立てて溶接する（溶接・組立）。続いて、溶接した電極対の群を、電解液が注入された電池缶内に配置した後（注液）、電池缶を完全に密閉して（封口）、電池セルを作製する。
　次に、作製された電池セルを繰り返し充放電して（充放電）、この電池セルの性能および信頼性に関する検査（例えば電池セルの容量および電圧、並びに電池セルの充電時または放電時の電流および電圧等の検査）を行う（単電池検査）。これにより、電池セルが完成し、電池セル組立工程が終了する。
　次に、電池モジュール組立工程では、複数個の電池セルを直列に組み合わせて電池モジュールを構成し、さらに、充電／放電制御用コントローラを接続して電池システムを構成する（モジュール組立）。続いて、組み立てられた電池モジュールの性能および信頼性に関する検査（例えば電池モジュールの容量および電圧、並びに電池モジュールの充電時または放電時の電流および電圧等の検査）を行う（モジュール検査）。これにより、電池モジュールが完成し、電池モジュール組立工程が終了する。
　図９は、比較例として示すリチウムイオン電池の電極シートの製造装置の概略図である。図９では、正極シートの片面の製造工程を例示している。ここでは省略するが、負極シートの片面の製造工程も同様である。
　図９に示すように、集電箔ＰＥＰは、巻き出しロールＳＬ１から送り出され、第１ローラＲＬ１、第２ローラＲＬ２、第３ローラＲＬ３、第４ローラＲＬ４、第５ローラＲＬ５および第６ローラＲＬ６によって巻き取りロールＳＬ２へ搬送される。第３ローラＲＬ３に対向して第１スリットダイコータＤＣ１が設置され、第４ローラＲＬ４に対向して第２スリットダイコータＤＣ２が設置されている。
　まず、巻き出しロールＳＬ１から送り出された集電箔ＰＥＰの表面に、第３ローラＲＬ３と対向した位置の第１スリットダイコータＤＣ１から供給されるスラリー状の正極材料ＰＡＳが塗布される。正極材料ＰＡＳはタンクＴＡ１に貯留されており、定量ポンプＰＵ１によって集電箔ＰＥＰの表面に供給される。
　続いて、第４ローラＲＬ４と対向した位置の第２スリットダイコータＤＣ２から供給されるスラリー状の絶縁材料ＩＦが塗布される。絶縁材料ＩＦはタンクＴＡ２に貯留されており、定量ポンプＰＵ２によって正極材料ＰＡＳが塗布された集電箔ＰＥＰの表面に供給される。すなわち、絶縁材料ＩＦは正極材料ＰＡＳの上面および側面、並びに正極材料ＰＡＳが塗布されていない集電箔ＰＥＰの表面に塗布される。
　続いて、乾燥炉ＤＲＹを通過することで、集電箔ＰＥＰの表面に形成された正極材料ＰＡＳと絶縁材料ＩＦとを積層した塗膜の全体が乾燥し、その表面に塗膜が形成された集電箔ＰＥＰは巻き取りロールＳＬ２に巻き取られる。
　図１０は、第１スリットダイコータＤＣ１によるスラリー状の正極材料ＰＡＳの塗布の状態を模式的に説明する断面図を示す。ここでは省略するが、第２スリットダイコータＤＣ２によるスラリー状の絶縁材料ＩＦの塗布の状態も同様である。
　図１０に示すように、スラリー状の正極材料ＰＡＳを貯留したタンクから定量ポンプによって、口金Ｄ１のマニホールドＤ２にスラリー状の正極材料ＰＡＳが供給される。マニホールドＤ２において、スラリー状の正極材料ＰＡＳの圧力分布が均一となった後、口金Ｄ１に設けられたスリット部Ｄ３へスラリー状の正極材料ＰＡＳが供給され、吐出される。吐出されたスラリー状の正極材料ＰＡＳは、口金Ｄ１と第１間隔ｈ１を保って口金Ｄ１と相対的に走行する集電箔ＰＥＰとの間に、ビードと呼ばれる電極材料溜りＤ４を形成し、この状態で集電箔ＰＥＰの走行に伴ってスラリー状の正極材料ＰＡＳが引き出されて正極材料ＰＡＳからなる塗膜が形成される。
　ここで、塗膜の形成により消費される正極材料ＰＡＳの量と同量の正極材料ＰＡＳをスリット部Ｄ３から供給することにより、塗膜は連続して形成される。蒸発速度の速い有機溶剤系の正極材料ＰＡＳを安定して塗布するためには、電極材料溜りＤ４の下流側メニスカス（液面の屈曲）Ｄ５の形成の安定化が重要となる。そのため、マニホールドＤ２へ正極材料ＰＡＳを供給する圧力は、（スリット部Ｄ３の圧損＋口金Ｄ１の下流側リップ部Ｄ６の圧損＋下流側メニスカスＤ５の圧力）となる。
　本発明者らは、リチウムイオン電池の高容量化および小型化を検討しており、その一手段として、セパレータの薄膜化および電極膜（正極膜および負極膜）の厚膜化を検討している。
　しかし、セパレータを薄く形成するためには、第２スリットダイコータＤＣ２の口金Ｄ１と集電箔ＰＥＰとの間の第１間隔ｈ１を小さくする必要があるが、第１間隔ｈ１が大き過ぎると、絶縁材料ＩＦを均一に塗布することができなくなり、セパレータに膜切れが生じる。また、電極材料の上面に均一に絶縁材料ＩＦを塗布することができても、電極材料の側面および電極材料が塗布されていない集電箔ＰＥＰの表面に均一に絶縁材料ＩＦを塗布することができない。さらに、電極膜を厚く形成するためには、集電箔ＰＥＰの表面に電極材料を厚く塗布しなくてはならないが、電極材料を厚く塗布すると、電極材料の側面が傾斜し（集電箔ＰＥＰの表面に対して角度を有して傾く）、また、電極材料の上面に窪みが形成されて、電極材料の形状が安定しない。このため、セパレータの薄膜化および電極膜の厚膜化を図ろうとすると、リチウムイオン電池の製造歩留りが低下するという問題があった。
　（実施の形態１）
　≪リチウムイオン電池の電極シートの製造方法≫
　本実施の形態１におけるリチウムイオン電池の電極シートの製造方法を図１および図２を用いて説明する。図１は、本実施の形態１におけるリチウムイオン電池の電極シートの製造装置の概略図である。図２は、本実施の形態１におけるリチウムイオン電池の電極シートの製造方法を説明する各塗布工程および乾燥工程の電極シートの断面図である。図２（ａ）は第１絶縁材料（スペーサ材料）塗布工程の電極シートの断面図（図１のＡ１－Ａ１の断面図）、図２（ｂ）は電極材料塗布工程の電極シートの断面図（図１のＢ１－Ｂ１の断面図）および図２（ｃ）は第２絶縁材料（セパレータ材料）塗布工程の電極シートの断面図（図１のＣ１－Ｃ１の断面図）である。さらに、図２（ｄ）は乾燥工程の電極シートの断面図（図１のＤ１－Ｄ１の断面図）である。
　本実施の形態１では、集電箔が走行する第１方向に沿って集電箔の表面に２列に形成される正極膜の製造方法を例示する。また、本実施の形態１では、正極シートの片面の製造方法を例示するが、負極シートの片面の製造方法も同様である。
　図１に示すように、電極シート製造装置Ｍ１においては、集電箔ＰＥＰは、巻き出しロールＳＬ１から送り出され、第１ローラＲＬ１、第２ローラＲＬ２、第３ローラＲＬ３、第４ローラＲＬ４、第５ローラＲＬ５、第６ローラＲＬ６および第７ローラＲＬ７によって巻き取りロールＳＬ２へ搬送される。第３ローラＲＬ３に対向してディスペンサＤＰが設置され、第４ローラＲＬ４に対向して第１スリットダイコータＤＣ１が設置され、第５ローラＲＬ５に対向して第２スリットダイコータＤＣ２が設置されている。
　１．第１塗布工程（第１絶縁材料（スペーサ材料）塗布工程）
　まず、巻き出しロールＳＬ１から送り出された集電箔ＰＥＰの表面に、第３ローラＲＬ３と対向した位置のディスペンサＤＰから供給されるスラリー状の第１絶縁材料ＩＦ１が塗布される。第１絶縁材料ＩＦ１はタンクＴＡ１に貯留されており、定量ポンプＰＵ１によって集電箔ＰＥＰの表面に供給される。
　図２（ａ）に示すように、複数の第１絶縁材料ＩＦ１は、第１方向に走行する集電箔ＰＥＰの表面に、第１方向と集電箔ＰＥＰの表面で直交する第２方向に互いに離間して塗布される。すなわち、複数の第１絶縁材料ＩＦ１は、後の第２塗布工程において第１方向に走行する集電箔ＰＥＰの表面に正極材料ＰＡＳが塗布される領域を、第２方向に挟むように集電箔ＰＥＰの表面に塗布される。言い換えれば、複数の第１絶縁材料ＩＦ１は、後の第２塗布工程において第１方向に走行する集電箔ＰＥＰの表面に塗布される正極材料ＰＡＳの領域の第２方向の幅を規制するように塗布される。本実施の形態１では、集電箔ＰＥＰの表面に第１方向に沿って２列の正極膜を形成するため、複数の第１絶縁材料ＩＦ１は、第２方向に互いに離間し、集電箔ＰＥＰの表面に第１方向に沿って３列塗布される。
　第１絶縁材料ＩＦ１の厚さは、後の第２塗布工程において集電箔ＰＥＰの表面に塗布される正極材料ＰＡＳの厚さとほぼ同じである。また、第１絶縁材料ＩＦ１が塗布される領域は、正極シートが完成した後に切断される領域であるため、材料費を抑えるためにも第１絶縁材料ＩＦ１の第２方向の幅は小さく設定される。例えば、切断に要する幅を考慮して、第１絶縁材料ＩＦ１の第２方向の幅は５ｍｍ～１５ｍｍ程度である。
　２．第２塗布工程（電極材料塗布工程）
　次に、巻き出しロールＳＬ１から送り出された集電箔ＰＥＰの表面に、第４ローラＲＬ４と対向した位置の第１スリットダイコータＤＣ１から供給されるスラリー状の正極材料ＰＡＳが塗布される。正極材料ＰＡＳはタンクＴＡ２に貯留されており、定量ポンプＰＵ２によって集電箔ＰＥＰの表面に供給される。
　図２（ｂ）に示すように、複数の正極材料ＰＡＳは、第１方向に走行する集電箔ＰＥＰの表面で、かつ前の第１塗布工程において集電箔ＰＥＰの表面に塗布された第１絶縁材料ＩＦ１に挟まれた領域に塗布される。本実施の形態１では、集電箔ＰＥＰの表面に第１方向に沿って２列の正極膜を形成するため、複数の正極材料ＰＡＳは、第１絶縁材料ＩＦ１によって分離されて第２方向に互いに離間し、集電箔ＰＥＰの表面に第１方向に沿って２列塗布される。
　正極材料ＰＡＳの厚さは、第１絶縁材料ＩＦ１の厚さとほぼ同じである。正極材料ＰＡＳの厚さと第１絶縁材料ＩＦ１の厚さとは同じであることが望ましいが、第１絶縁材料ＩＦ１の上面に正極材料ＰＡＳが塗布されることを防ぐため、正極材料ＰＡＳの上面が第１絶縁材料ＩＦ１の上面よりも０μｍ～１０μｍ程度低くなるように正極材料ＰＡＳは塗布される。正極材料ＰＡＳの厚さは、例えば第１スリットダイコータＤＣ１の口金Ｄ１の高さ調整（前記図１０参照）および正極材料ＰＡＳの送量によって調整することができる。
　第１絶縁材料ＩＦ１を塗布しない場合は、正極材料ＰＡＳを厚く塗布すると、正極材料ＰＡＳの側面が傾斜し、また、正極材料ＰＡＳの上面に窪みが形成されて、正極材料ＰＡＳの形状が安定しないという問題がある。しかし、本実施の形態１では、予め、正極材料ＰＡＳを塗布する領域を第１絶縁材料ＩＦ１で規定しているので、正極材料ＰＡＳを厚く（例えば１００μｍ～４００μｍ程度）塗布しても、正極材料ＰＡＳの側面が傾斜しないので、正極材料ＰＡＳの形状が安定する。
　３．第３塗布工程（第２絶縁材料（セパレータ材料）塗布工程）
　次に、第５ローラＲＬ５と対向した位置の第２スリットダイコータＤＣ２から供給されるスラリー状の第２絶縁材料ＩＦ２が塗布される。第２絶縁材料ＩＦ２はタンクＴＡ３に貯留されており、定量ポンプＰＵ３によって第１絶縁材料ＩＦ１および正極材料ＰＡＳの上面に供給される。
　図２（ｃ）に示すように、第２絶縁材料ＩＦ２は、集電箔ＰＥＰが走行する第１方向に沿って第１絶縁材料ＩＦ１および正極材料ＰＡＳの上面に塗布される。第２絶縁材料ＩＦ２の厚さは、例えば５μｍ～４０μｍ程度である。第２絶縁材料ＩＦ２の厚さは、例えば第２スリットダイコータＤＣ２の口金Ｄ１の高さ調整（前記図１０参照）および第２絶縁材料ＩＦ２の送量によって調整することができる。
　第２絶縁材料ＩＦ２を薄く塗布するためには、前記図１０に示したように、第２スリットダイコータＤＣ２の口金Ｄ１と集電箔ＰＥＰとの間の第１間隔ｈ１を小さくする必要がある。しかし、ほぼ平坦な面である第１絶縁材料ＩＦ１および正極材料ＰＡＳの上面に第２絶縁材料ＩＦ２は塗布されて、例えば第１絶縁材料ＩＦ１および正極材料ＰＡＳの側面、並びに第１絶縁材料ＩＦ１および正極材料ＰＡＳが塗布されていない集電箔ＰＥＰの表面には塗布されない。従って、第２スリットダイコータＤＣ２の口金Ｄ１と集電箔ＰＥＰとの間の第１間隔ｈ１が小さくても、第２絶縁材料ＩＦ２を均一に塗布することができるので、第２絶縁材料ＩＦ２の膜切れを防ぐことができる。
　４．乾燥工程
　次に、乾燥炉（乾燥機構）ＤＲＹを通過することで、集電箔ＰＥＰの表面に塗布した正極材料ＰＡＳおよび第１絶縁材料ＩＦ１と、これらの上面に塗布した第２絶縁材料ＩＦ２とを積層した塗膜の全体が乾燥し、その表面に正極膜およびセパレータが形成された集電箔ＰＥＰが巻き取りロールＳＬ２に巻き取られる。
　図２（ｄ）に示すように、乾燥前は、正極材料ＰＡＳの厚さと第１絶縁材料ＩＦ１の厚さとはほぼ同じであったが、乾燥後は、第１絶縁材料ＩＦ１からなるスペーサＳＰの厚さは正極材料ＰＡＳからなる正極膜ＰＥの厚さよりも薄くなる。これは、正極材料ＰＡＳに含まれる固形物（例えば正極活物質および導電助剤など）の量と第１絶縁材料ＩＦ１に含まれる固形物の量との違いに起因する。すなわち、正極材料ＰＡＳに含まれる固形物の量は相対的に多く、第１絶縁材料ＩＦ１に含まれる固形物の量は相対的に少なく制御することにより、乾燥後には、スペーサＳＰの厚さが正極膜ＰＥの厚さよりも薄くなるようにしている。
　これは以下の理由による。すなわち、集電箔ＰＥＰと正極膜ＰＥとの密着性を向上させ、正極材料ＰＡＳ中の固形物を互いに結着させるために、乾燥後、正極膜ＰＥおよびスペーサＳＰと、これらの上面に塗布した第２絶縁材料ＩＦ２からなるセパレータＳＥとの積層膜を切断する前に、この積層膜の圧縮（ロールプレス）を実施している。この圧縮の際には、正極膜ＰＥに荷重を加えることが重要となるので、スペーサＳＰの厚さが正極膜ＰＥの厚さよりも厚いと、正極膜ＰＥに荷重が加わらなくなる。そのため、スペーサＳＰの厚さを正極膜ＰＥの厚さよりも薄くする必要がある。
　なお、本実施の形態１では、集電箔ＰＥＰが走行する第１方向に沿って集電箔ＰＥＰの表面に２列に形成される正極膜ＰＥの製造方法を例示したが、これに限定されるものではない。例えば正極膜ＰＥは１列、または３列以上であってもよく、同様の効果を得ることができる。
　≪リチウムイオン電池の具体的な製造工程≫
　本実施の形態１におけるリチウムイオン電池の具体的な製造工程を図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態１におけるリチウムイオン電池の具体的な製造工程をまとめた工程図である。
　図３に示すように、リチウムイオン電池の製造工程は、前記図８に示したリチウムイオン電池の製造工程と同様に、正極シート製造工程と、負極シート製造工程と、電池セル組立工程と、電池モジュール組立工程とを含んでいる。
　正極シート製造工程では、まず、フィルム状の集電箔の表面に、スペーサとなるスラリー状の複数の第１絶縁材料を、集電箔が走行する第１方向と直交する第２方向に互いに離間して塗布する（スペーサ材料塗布）。第１絶縁材料は、原料となる各種材料を混連および調合することにより作製される。
　続いて、フィルム状の集電箔の表面で、第２方向に互いに離間して塗布された第１絶縁材料の間にスラリー状の正極材料を塗布する（正極材料塗布）。正極材料は、原料となる各種材料を混連および調合することにより作製される。
　続いて、フィルム状の集電箔の表面に形成された第１絶縁材料および正極材料の上面に、セパレータとなるスラリー状の第２絶縁材料を塗布する（セパレータ材料塗布）。第２絶縁材料は、原料となる各種材料を混連および調合することにより作製される。
　続いて、フィルム状の集電箔の表面に塗布した正極材料および第１絶縁材料と、これらの上面に塗布した第２絶縁材料とを積層した塗膜の全体を乾燥させた後（乾燥）、この塗膜が形成された集電箔に圧縮および切断といった加工を行う（加工）。これにより、フィルム状の集電箔の表面に、正極材料からなる正極膜および第１絶縁材料からなるスペーサと、これらの上面に形成された第２絶縁材料からなるセパレータとが積層されたフィルム状の正極シートが製造される。上記塗膜が形成された集電箔を切断する際には、第１絶縁材料からなるスペーサが形成された領域が切断される。
　一方、負極シート製造工程では、使用される原料となる各種材料は正極シート製造工程とは異なるが、負極シートが製造されるまでの手順は正極シート製造工程と同じである。まず、フィルム状の集電箔の表面に、スペーサとなるスラリー状の複数の第１絶縁材料を、集電箔が走行する第１方向と直交する第２方向に互いに離間して塗布する（スペーサ材料塗布）。第１絶縁材料は、原料となる各種材料を混連および調合することにより作製される。
　続いて、フィルム状の集電箔の表面で、第２方向に互いに離間して塗布された第１絶縁材料の間にスラリー状の負極材料を塗布する（負極材料塗布）。負極材料は、原料となる各種材料を混連および調合することにより作製される。
　続いて、フィルム状の集電箔の表面に形成された第１絶縁材料および負極材料の上面に、セパレータとなるスラリー状の第２絶縁材料を塗布する（セパレータ材料塗布）。第２絶縁材料は、原料となる各種材料を混連および調合することにより作製される。
　続いて、フィルム状の集電箔の表面に塗布した負極材料および第１絶縁材料と、これらの上面に塗布した第２絶縁材料とを積層した塗膜の全体を乾燥させた後（乾燥）、この塗膜が形成された集電箔に圧縮および切断といった加工を行う（加工）。これにより、フィルム状の集電箔の表面に、負極材料からなる負極膜および第１絶縁材料からなるスペーサと、これらの上面に形成された第２絶縁材料からなるセパレータとが積層されたフィルム状の負極シートが製造される。上記塗膜が形成された集電箔を切断する際には、第１絶縁材料からなるスペーサが形成された領域が切断される。
　次に、電池セル組立工程では、フィルム状の正極シートから、電池セルに必要な大きさの正極を切り出し、フィルム状の負極シートから、電池セルに必要な大きさの負極を切り出して、正極と負極とを挟んで重ねて捲き合わせる（捲回）。正極シートおよび負極シートには、すでにセパレータが形成されているので、この捲回工程では、正極と負極との間にセパレータを挟んで重ねて捲き合わせる必要がなく、製造コストを低減することができる。
　その後は、前記図８を用いて説明した比較例のリチウムイオン電池の製造方法と同様にして、電池セルを完成させ、さらに、電池モジュールを完成させる。
　≪リチウムイオン電池の各材料≫
　本実施の形態１で用いる正極活物質には、例えばコバルト酸リチウムまたはＭｎ（マンガン）を含有するスピネル構造のリチウム含有複合酸化物を用いることができる。また、正極活物質には、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｏ（コバルト）およびＭｎ（マンガン）を含む複合酸化物、またはオリビン型リン酸鉄に代表されるオリビン型化合物などを用いることもできる。ただし、正極活物質に用いる材料は、これらに限定されるものではない。
　Ｍｎ（マンガン）を含有するスピネル構造のリチウム含有複合酸化物は熱的安定性に優れているため、これを含む正極シートを形成することで、安全性の高いリチウムイオン電池を構成することができる。また、正極活物質には、Ｍｎ（マンガン）を含有するスピネル構造のリチウム含有複合酸化物のみを用いてもよいが、他の正極活物質を併用してもよい。このような他の正極活物質としては、例えばＬｉ１＋ｘＭＯ２（－０．１＜ｘ＜０．１、Ｍ：Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｔｉなど）で表わされるオリビン型化合物などが挙げられる。また、層状構造のリチウム含有遷移金属酸化物の具体例としては、ＬｉＣｏＯ２またはＬｉＮｉ１－ｘＣｏｘ－ｙＡｌｙＯ２（０．１≦ｘ≦０．３、０．０１≦ｙ≦０．２）などを用いることができる。また、層状構造のリチウム含有遷移金属酸化物には、少なくともＮｉ（ニッケル）、Ｃｏ（コバルト）およびＭｎ（マンガン）を含む酸化物（ＬｉＭｎ１／３Ｎｉ１／３Ｃｏ１／３Ｏ２、ＬｉＭｎ５／１２Ｎｉ５／１２Ｃｏ１／６Ｏ２、ＬｉＮｉ３／５Ｍｎ１／５Ｃｏ１／５Ｏ２など）などを用いることができる。
　本実施の形態１で用いる負極活物質には、例えば天然黒鉛（鱗片状黒鉛）、人造黒鉛または膨張黒鉛などの黒鉛材料を用いることができる。また、負極活物質には、ピッチを焼成して得られるコークスなどの易黒鉛化性炭素質材料を用いることもできる。また、負極活物質には、フルフリルアルコール樹脂（ＰＦＡ）、ポリパラフェニレン（ＰＰＰ）またはフェノール樹脂などを低温焼成して得られる非晶質炭素などの難黒鉛化性炭素質材料を用いてもよい。また、炭素材料の他に、Ｌｉ（リチウム）またはリチウム含有化合物なども負極活物質として用いることができる。
　リチウム含有化合物としては、Ｌｉ－Ａｌなどのリチウム合金、あるいはＳｉ（ケイ素）またはＳｎ（スズ）などとＬｉ（リチウム）との合金化が可能な元素を含む合金が挙げられる。さらに、Ｓｎ酸化物またはＳｉ酸化物などの酸化物系材料も用いることも可能である。
　本実施の形態１で用いる導電助剤は、正極膜に含有させる電子伝導助剤として用いるもので、例えばカーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、グラファイト、カーボンファイバーまたはカーボンナノチューブなどの炭素材料が好ましい。上記炭素材料の中でも、添加量と導電性の効果、および塗布用正極合剤スラリーの製造性の点から、アセチレンブラックまたはケッチェンブラックが特に好ましい。導電助剤は負極膜に含有させることも可能であり、好ましい場合もある。
　本実施の形態１で用いるバインダは、活物質および導電助剤を結着するためのバインダも含有していることが好ましい。バインダとしては、例えばポリビニリデンフルオライド系ポリマー（主成分モノマーであるビニリデンフルオライドを８０質量％以上含有する含フッ素モノマー群の重合体）またはゴム系ポリマーなどが好適に用いられる。上記ポリマーは、２種以上を併用してもよい。また、バインダは、溶媒に溶解した溶液の形態で供されるものが好ましい。
　上記ポリビニリデンフルオライド系ポリマーを合成するための含フッ素モノマー群としては、ビニリデンフルオライド、またはビニリデンフルオライドと他のモノマーとの混合物で、ビニリデンフルオライドを８０質量％以上含有するモノマー混合物などが挙げられる。他のモノマーとしては、例えばビニルフルオライド、トリフルオロエチレン、トリフルオロクロロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレンおよびフルオロアルキルビニルエーテルなどが挙げられる。
　上記ゴム系ポリマーとしては、例えばスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴムおよびフッ素ゴムなどが挙げられる。
　電極膜中におけるバインダの含有量は、乾燥後の電極膜を基準として０．１質量％以上、より好ましくは０．３質量％以上であって、１０質量％以下、さらに、５質量％以下であることがより望ましい。バインダの含有量が少な過ぎると、乾燥工程における固化が不十分となるばかりでなく、乾燥後の電極膜の機械的強度が不足し、電極膜が集電箔から剥離するおそれがある。また、バインダの含有量が多過ぎると、電極膜中の活物質量が減少して、電池容量が低くなるおそれがある。
　本実施の形態１で用いる絶縁材料には、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）またはＳｉＯ２（シリカ）などの無機酸化物を用いることができる。また、ポリプロピレンまたはポリエチレンの微粒子を混同したスラリーを用いてもよく、これを用いることで、シャットダウン性を持たせることができる。また、絶縁材料に用いた無機酸化物粒子を結着させるために、バインダとして樹脂を用いる。バインダには、電極膜に用いられるバインダが好適に用いられる。
　本実施の形態１で用いる集電箔は、シート状の箔に限定されることはない。その基体としては、例えばＡｌ（アルミニウム）、Ｃｕ（銅）、ステンレス鋼またはＴｉ（チタン）などの純金属または合金性導電材料を用いて、その形状として、網、パンチドメタル、フォームメタルまたは板状に加工した箔などが用いられる。集電箔の厚さとしては、例えば５μｍ～３０μｍ、より好ましくは８μｍ～１６μｍが選択される。また、集電箔の一方の面（表面）に形成される電極膜の厚さは、乾燥後の厚さで、例えば５０μｍ～４００μｍ程度である。
　なお、本実施の形態１におけるリチウムイオン電池は、前述した方法で製造される正極および負極を含むこと以外は、従来のリチウムイオン電池と同様に製造することができる。電池の容器の構造またはサイズ、あるいは正極および負極を主構成要素とする電極体の構造等について、特に制限はない。
　このように、本実施の形態１によれば、集電箔ＰＥＰの表面に電極膜となる電極材料を厚く塗布しても、電極材料の側面が傾斜せず、電極材料の形状が安定する。従って、集電箔ＰＥＰの表面に厚く電極材料を塗布することができる。また、電極材料を厚く塗布し、セパレータＳＥとなる第２絶縁材料ＩＦ２を薄く塗布しても、第２絶縁材料ＩＦ２の膜切れが生じないので、第２絶縁材料ＩＦ２を薄くかつ均一に塗布することができる。これにより、リチウムイオン電池の製造歩留りを低下させることなく、セパレータＳＥの薄膜化および電極膜の厚膜化を図ることができる。
　（実施の形態２）
　前述の実施の形態１と相違する点は、スペーサとなる第１絶縁材料を塗布する工程と、電極膜となる電極材料を塗布する工程との工程順である。すなわち、前述の実施の形態１では、第１絶縁材料ＩＦ１を集電箔ＰＥＰの表面に塗布した後、正極材料ＰＡＳを集電箔ＰＥＰの表面に塗布したが、本実施の形態２では、正極材料ＰＡＳを集電箔ＰＥＰの表面に塗布した後、第１絶縁材料ＩＦ１を集電箔ＰＥＰの表面に塗布する。
　≪リチウムイオン電池の電極シートの製造方法≫
　本実施の形態２におけるリチウムイオン電池の電極シートの製造方法を図４および図５を用いて説明する。図４は、本実施の形態２におけるリチウムイオン電池の電極シートの製造装置の概略図である。図５は、本実施の形態２におけるリチウムイオン電池の電極シートの製造方法を説明する各塗布工程および乾燥工程の電極シートの断面図である。図５（ａ）は電極材料塗布工程の電極シートの断面図（図４のＡ２－Ａ２の断面図）、図５（ｂ）は第１絶縁材料（スペーサ材料）塗布工程の電極シートの断面図（図４のＢ２－Ｂ２の断面図）および図５（ｃ）は第２絶縁材料（セパレータ材料）塗布工程の電極シートの断面図（図４のＣ２－Ｃ２の断面図）である。さらに、図５（ｄ）は乾燥工程の電極シートの断面図（図４のＤ２－Ｄ２の断面図）である。
　本実施の形態２では、集電箔が走行する第１方向に沿って集電箔の表面に１列に形成される正極膜の製造方法を例示する。また、本実施の形態２では、正極シートの片面の製造方法を例示するが、負極シートの片面の製造方法も同様である。
　図４に示すように、電極シート製造装置Ｍ２においては、集電箔ＰＥＰは、巻き出しロールＳＬ１から送り出され、第１ローラＲＬ１、第２ローラＲＬ２、第３ローラＲＬ３、第４ローラＲＬ４、第５ローラＲＬ５、第６ローラＲＬ６および第７ローラＲＬ７によって巻き取りロールＳＬ２へ搬送される。第３ローラＲＬ３に対向して第１スリットダイコータＤＣ１が設置され、第４ローラＲＬ４に対向してディスペンサＤＰが設置され、第５ローラＲＬ５に対向して第２スリットダイコータＤＣ２が設置されている。
　１．第１塗布工程（電極材料塗布工程）
　まず、巻き出しロールＳＬ１から送り出された集電箔ＰＥＰの表面に、第３ローラＲＬ３と対向した位置の第１スリットダイコータＤＣ１から供給されるスラリー状の正極材料ＰＡＳが塗布される。正極材料ＰＡＳはタンクＴＡ１に貯留されており、定量ポンプＰＵ１によって集電箔ＰＥＰの表面に供給される。
　図５（ａ）に示すように、正極材料ＰＡＳは、第１方向に走行する集電箔ＰＥＰの表面に塗布される。
　２．第２塗布工程（第１絶縁材料（スペーサ材料）塗布工程）
　次に、巻き出しロールＳＬ１から送り出された集電箔ＰＥＰの表面に、第４ローラＲＬ４と対向した位置のディスペンサＤＰから供給されるスラリー状の第１絶縁材料ＩＦ１が塗布される。第１絶縁材料ＩＦ１はタンクＴＡ２に貯留されており、定量ポンプＰＵ２によって集電箔ＰＥＰの表面に供給される。
　図５（ｂ）に示すように、複数の第１絶縁材料ＩＦ１は、第１方向に走行する集電箔ＰＥＰの表面に、前の第１塗布工程において集電箔ＰＥＰの表面に塗布された正極材料ＰＡＳを第１方向と集電箔ＰＥＰの表面で直交する第２方向に挟むように塗布される。言い換えれば、第１絶縁材料ＩＦ１は、正極材料ＰＡＳの第２方向の両側面に接し、正極材料ＰＡＳの第２方向の外側の集電箔ＰＥＰの表面に塗布される。
　第１絶縁材料ＩＦ１の厚さは、正極材料ＰＡＳの厚さとほぼ同じである。前述の実施の形態１と同様に、正極材料ＰＡＳの厚さと第１絶縁材料ＩＦ１の厚さとは同じであることが望ましいが、第１絶縁材料ＩＦ１の上面に正極材料ＰＡＳが塗布されることを防ぐため、正極材料ＰＡＳの上面が第１絶縁材料ＩＦ１の上面よりも０μｍ～１０μｍ程度低くなるように第１絶縁材料ＩＦ１は塗布される。また、第１絶縁材料ＩＦ１が塗布される領域は、正極シートが完成した後に切断される領域である。
　ディスペンサＤＰは、その機構の特徴として、第１スリットダイコータＤＣ１よりも位置の調整が容易であるという利点を有している。例えば前述の実施の形態１のように、第１絶縁材料ＩＦ１を塗布した後に、正極材料ＰＡＳを塗布すると、第１スリットダイコータＤＣ１の位置がずれて、第１絶縁材料ＩＦ１の上面に正極材料ＰＡＳが塗布される可能性がある。しかし、本実施の形態２では、正極材料ＰＡＳを塗布した後に、位置合わせの調整が容易であるディスペンサＤＰを用いて第１絶縁材料ＩＦ１を塗布しているので、第１絶縁材料ＩＦ１と正極材料ＰＡＳとの合わせずれを解消することができる。ただし、正極材料ＰＡＳの厚さを厚くすると、正極材料ＰＡＳの側面が傾斜するため、前述の実施の形態１の場合のように、正極材料ＰＡＳの厚さを厚く形成することはできない。
　３．第３塗布工程（第２絶縁材料（セパレータ材料）塗布工程）
　次に、前述の実施の形態１の第３塗布工程（第２絶縁材料（セパレータ材料）塗布工程）と同様に、第５ローラＲＬ５と対向した位置の第２スリットダイコータＤＣ２から供給されるスラリー状の第２絶縁材料ＩＦ２が塗布される。第２絶縁材料ＩＦ２はタンクＴＡ３に貯留されており、定量ポンプＰＵ３によって第１絶縁材料ＩＦ１および正極材料ＰＡＳの上面に供給される。
　図５（ｃ）に示すように、第２絶縁材料ＩＦ２は、集電箔ＰＥＰが走行する第１方向に沿って第１絶縁材料ＩＦ１および正極材料ＰＡＳの上面に塗布される。第２絶縁材料ＩＦ２の厚さは、例えば５μｍ～４０μｍ程度である。第２絶縁材料ＩＦ２の厚さは、例えば第２スリットダイコータＤＣ２の口金Ｄ１の高さ調整（前記図１０参照）および第２絶縁材料ＩＦ２の送量によって調整することができる。
　前述の実施の形態１と同様、ほぼ平坦な面である第１絶縁材料ＩＦ１および正極材料ＰＡＳの上面に第２絶縁材料ＩＦ２は塗布されて、例えば第１絶縁材料ＩＦ１および正極材料ＰＡＳの側面、並びに第１絶縁材料ＩＦ１および正極材料ＰＡＳが塗布されていない集電箔ＰＥＰの表面には塗布されない。従って、第２絶縁材料ＩＦ２を均一に塗布することができるので、第２絶縁材料ＩＦ２の膜切れを防ぐことができる。
　４．乾燥工程
　次に、前述の実施の形態１の乾燥工程と同様に、乾燥炉（乾燥機構）ＤＲＹを通過することで、集電箔ＰＥＰの表面に塗布した正極材料ＰＡＳおよび第１絶縁材料ＩＦ１と、これらの上面に塗布した第２絶縁材料ＩＦ２とを積層した塗膜の全体が乾燥し、その表面に正極膜およびセパレータが形成された集電箔ＰＥＰが巻き取りロールＳＬ２に巻き取られる。
　図５（ｄ）に示すように、乾燥前は、正極材料ＰＡＳの厚さと第１絶縁材料ＩＦ１の厚さとはほぼ同じであったが、乾燥後は、正極材料ＰＡＳに含まれる固形物の量と第１絶縁材料ＩＦ１に含まれる固形物の量との違いから、第１絶縁材料ＩＦ１からなるスペーサＳＰの厚さは正極材料ＰＡＳからなる正極膜ＰＥの厚さよりも薄くなる。
　なお、本実施の形態２では、集電箔ＰＥＰが走行する第１方向に沿って集電箔ＰＥＰの表面に１列に形成される正極膜ＰＥの製造方法を例示したが、これに限定されるものではない。例えば正極膜ＰＥは２列以上であってもよく、同様の効果を得ることができる。
　このように、本実施の形態２によれば、第１絶縁材料ＩＦ１と電極材料との合わせずれが解消される。また、セパレータＳＥとなる第２絶縁材料ＩＦ２を薄く塗布しても、第２絶縁材料ＩＦ２の膜切れが生じないので、第２絶縁材料ＩＦ２を薄くかつ均一に塗布することができる。これにより、リチウムイオン電池の製造歩留りを低下させることなく、セパレータＳＥの薄膜化を図ることができる。
　（実施の形態３）
　前述の実施の形態１と相違する点は、電極材料を塗布する工程数である。すなわち、前述の実施の形態１では、一度の塗布工程によって、正極材料ＰＡＳを集電箔ＰＥＰの表面に塗布したが、本実施の形態３では、二度の塗布工程によって、正極材料ＰＡＳを集電箔ＰＥＰの表面に塗布する。
　≪リチウムイオン電池の電極シートの製造方法≫
　本実施の形態３におけるリチウムイオン電池の電極シートの製造方法を図６および図７を用いて説明する。図６は、本実施の形態３におけるリチウムイオン電池の電極シートの製造装置の概略図である。図７は、本実施の形態３におけるリチウムイオン電池の電極シートの製造方法を説明する各塗布工程および乾燥工程の電極シートの断面図である。図７（ａ）は第１絶縁材料（スペーサ材料）塗布工程の電極シートの断面図（図６のＡ３－Ａ３の断面図）、図７（ｂ）は第１電極材料塗布工程の電極シートの断面図（図６のＢ３－Ｂ３の断面図）および図７（ｃ）は第２電極材料塗布工程の電極シートの断面図（図６のＣ３－Ｃ３の断面図）である。さらに、図７（ｄ）は第２絶縁材料（セパレータ材料）塗布工程の電極シートの断面図（図６のＤ３－Ｄ３の断面図）および図７（ｅ）は乾燥工程の電極シートの断面図（図６のＥ３－Ｅ３の断面図）である。
　本実施の形態３では、集電箔が走行する第１方向に沿って集電箔の表面に２列に形成される正極膜の製造方法を例示する。また、本実施の形態３では、正極シートの片面の製造方法を例示するが、負極シートの片面の製造方法も同様である。
　図６に示すように、電極シート製造装置Ｍ３においては、集電箔ＰＥＰは、巻き出しロールＳＬ１から送り出され、第１ローラＲＬ１、第２ローラＲＬ２、第３ローラＲＬ３、第４ローラＲＬ４、第５ローラＲＬ５、第６ローラＲＬ６、第７ローラＲＬ７および第８ローラＲＬ８によって巻き取りロールＳＬ２へ搬送される。第３ローラＲＬ３に対向してディスペンサＤＰが設置され、第４ローラＲＬ４に対向して第１スリットダイコータＤＣ１が設置され、第５ローラＲＬ５に対向して第２スリットダイコータＤＣ２が設置され、第６ローラＲＬ６に対向して第３スリットダイコータＤＣ３が設置されている。
　１．第１塗布工程（第１絶縁材料（スペーサ材料）塗布工程）
　まず、前述の実施の形態１の塗布工程（第１絶縁材料（セパレータ材料）塗布工程）と同様に、集電箔ＰＥＰの表面に第１絶縁材料ＩＦ１が塗布される。
　図７（ａ）に示すように、複数の第１絶縁材料ＩＦ１は、第１方向に走行する集電箔ＰＥＰの表面に、第１方向と集電箔ＰＥＰの表面で直交する第２方向に互いに離間して塗布される。すなわち、複数の第１絶縁材料ＩＦ１は、後の第２および第３塗布工程において第１方向に走行する集電箔ＰＥＰの表面に正極材料ＰＡＳが塗布される領域を、第２方向に挟むように集電箔ＰＥＰの表面に塗布される。言い換えれば、複数の第１絶縁材料ＩＦ１は、後の第２および第３塗布工程において第１方向に走行する集電箔ＰＥＰの表面に塗布される正極材料ＰＡＳの領域の第２方向の幅を規制するように塗布される。本実施の形態３では、集電箔ＰＥＰの表面に第１方向に沿って２列の正極膜を形成するため、複数の第１絶縁材料ＩＦ１は、第２方向に互いに離間し、集電箔ＰＥＰの表面に第１方向に沿って３列塗布される。
　第１絶縁材料ＩＦ１の厚さは、後の第２および第３塗布工程において集電箔ＰＥＰの表面に塗布される正極材料ＰＡＳの厚さとほぼ同じである。また、第１絶縁材料ＩＦ１が塗布される領域は、正極シートが完成した後に切断される領域であるため、材料費を抑えるためにも第１絶縁材料ＩＦ１の第２方向の幅は小さく設定される。例えば、切断に要する幅を考慮して、第１絶縁材料ＩＦ１の第２方向の幅は５～１５ｍｍ程度である。
　２．第２塗布工程（第１電極材料塗布工程）
　次に、巻き出しロールＳＬ１から送り出された集電箔ＰＥＰの表面に、第４ローラＲＬ４と対向した位置の第１スリットダイコータＤＣ１から供給されるスラリー状の第１正極材料ＰＡＳ１が塗布される。第１正極材料ＰＡＳ１はタンクＴＡ２に貯留されており、定量ポンプＰＵ２によって集電箔ＰＥＰの表面に供給される。
　図７（ｂ）に示すように、複数の第１正極材料ＰＡＳ１は、第１方向に走行する集電箔ＰＥＰの表面で、かつ前の第１塗布工程において集電箔ＰＥＰの表面に塗布された第１絶縁材料ＩＦ１に挟まれた領域に塗布される。本実施の形態３では、集電箔ＰＥＰの表面に第１方向に沿って２列の正極膜を形成するため、複数の第１正極材料ＰＡＳ１は、第１絶縁材料ＩＦ１によって分離されて第２方向に互いに離間し、集電箔ＰＥＰの表面に第１方向に沿って２列塗布される。
　第１正極材料ＰＡＳ１の厚さは、前の第１塗布工程において集電箔ＰＥＰの表面に塗布された第１絶縁材料ＩＦ１の厚さよりも薄い。すなわち、第１正極材料ＰＡＳ１の上面は第１絶縁材料ＩＦ１の上面よりも低い位置にある。第１正極材料ＰＡＳ１の厚さは、例えば第１スリットダイコータＤＣ１の口金Ｄ１の高さ調整（前記図１０参照）および第１正極材料ＰＡＳ１の送量によって調整することができる。
　３．第３塗布工程（第２電極材料塗布工程）
　次に、巻き出しロールＳＬ１から送り出された集電箔ＰＥＰの表面に、第５ローラＲＬ５と対向した位置の第２スリットダイコータＤＣ２から供給されるスラリー状の第２正極材料ＰＡＳ２が塗布される。第２正極材料ＰＡＳ２はタンクＴＡ３に貯留されており、定量ポンプＰＵ３によって第１正極材料ＰＡＳ１の上面に供給される。ここで、第２正極材料ＰＡＳ２のバインダの含有量は、第１正極材料ＰＡＳ１のバインダの含有量よりも少ない。
　図７（ｃ）に示すように、第２正極材料ＰＡＳ２は、第１正極材料ＰＡＳ１の上面に塗布されて、第１正極材料ＰＡＳ１と第２正極材料ＰＡＳ２とが積層されてなる正極材料ＰＡＳが形成される。
　集電箔ＰＥＰの表面から正極材料ＰＡＳの上面までの高さと集電箔ＰＥＰの表面から第１絶縁材料ＩＦ１の上面までの高さとがほぼ同じとなるように、第２正極材料ＰＡＳ２は塗布される。すなわち、正極材料ＰＡＳの厚さは、前の第１塗布工程において集電箔ＰＥＰの表面に塗布された第１絶縁材料ＩＦ１の厚さとほぼ同じとなる。正極材料ＰＡＳの厚さと第１絶縁材料ＩＦ１の厚さは同じであることが望ましいが、第１絶縁材料ＩＦ１の上面に第２正極材料ＰＡＳ２が塗布されることを防ぐため、正極材料ＰＡＳの上面が、第１絶縁材料ＩＦ１の上面よりも０μｍ～１０μｍ程度低くなるように第２正極材料ＰＡＳ２は塗布される。第２正極材料ＰＡＳ２の厚さは、例えば第２スリットダイコータＤＣ２の口金Ｄ１の高さ調整（前記図１０参照）および第２正極材料ＰＡＳ２の送量によって調整することができる。
　本実施の形態３では、バインダの含有量が互いに異なる第１正極材料ＰＡＳ１と第２正極材料ＰＡＳ２とを積層して正極材料ＰＡＳを構成している。これは以下の理由による。
　まず、単層で正極材料ＰＡＳを構成した場合の課題について説明する。スラリー状の正極材料ＰＡＳは、活物質および導電助剤に加えて、活物質と導電助剤とを結着するためのバインダを含有している。しかし、このバインダは、乾燥工程において正極材料ＰＡＳの上面側に偏析しやすく、バインダの含有量が少な過ぎると、これが原因となって、集電箔ＰＥＰと正極材料ＰＡＳとの界面で正極材料ＰＡＳが剥がれることがある。特に、正極材料ＰＡＳを厚く塗膜した場合には、バインダの偏析が顕著となるため、正極材料ＰＡＳの剥がれは深刻な問題となる。一方、正極材料ＰＡＳに含まれるバインダの含有量を増やすことにより、バインダの偏析を生じにくくすることはできる。しかし、バインダの含有量が多過ぎると、活物質の量が減少して電池容量が低くなる、または、バインダは混ざりにくいため、正極膜の通電にばらつきが生じてしまう。このため、正極材料ＰＡＳの粘度および表面張力との兼ね合いもあり、正極材料ＰＡＳに含まれるバインダの含有量を最適な含有量に調整することが難しく、特に、正極材料ＰＡＳを厚く塗膜する場合には、よりバインダの含有量の調整が難しくなる。
　しかし、本実施の形態３では、相対的にバインダの含有量が多い第１正極材料ＰＡＳ１を塗布し、その上に相対的にバインダの含有量が少ない第２正極材料ＰＡＳ２を塗布する。乾燥工程において、第１正極材料ＰＡＳ１と第２正極材料ＰＡＳ２とは混ざり合うものの、第１正極材料ＰＡＳ１と第２正極材料ＰＡＳ２との２層で正極材料ＰＡＳを塗膜した場合は、単層で正極材料ＰＡＳを塗膜した場合よりも、正極材料ＰＡＳの上面側におけるバインダの偏析が少なくなるので、本実施の形態３では、正極材料ＰＡＳの剥がれを防止することができる。
　また、最適なバインダの含有量を設定するために、例えば第１正極材料ＰＡＳ１および第２正極材料ＰＡＳ２の側面が傾斜するような粘度および表面張力を有する第１正極材料ＰＡＳ１および第２正極材料ＰＡＳ２を使用しなくてはならない場合がある。しかし、このような場合であっても、本実施の形態３では、予め、第１正極材料ＰＡＳ１および第２正極材料ＰＡＳ２を塗布する領域を第１絶縁材料ＩＦ１で規定しているので、第１正極材料ＰＡＳ１および第２正極材料ＰＡＳ２の形状は安定する。
　４．第４塗布工程（第２絶縁材料（セパレータ材料）塗布工程）
　次に、前述の実施の形態１の第３塗布工程（第２絶縁材料（セパレータ材料）塗布工程）と同様に、第６ローラＲＬ６と対向した位置の第３スリットダイコータＤＣ３から供給されるスラリー状の第２絶縁材料ＩＦ２が塗布される。第２絶縁材料ＩＦ２はタンクＴＡ４に貯留されており、定量ポンプＰＵ４によって第１絶縁材料ＩＦ１および第２正極材料ＰＡＳ２の上面に供給される。
　図７（ｄ）に示すように、第２絶縁材料ＩＦ２は、集電箔ＰＥＰが走行する第１方向に沿って第１絶縁材料ＩＦ１および正極材料ＰＡＳの上面に塗布される。第２絶縁材料ＩＦ２の厚さは、例えば５μｍ～４０μｍ程度である。第２絶縁材料ＩＦ２の厚さは、例えば第３スリットダイコータＤＣ３の口金Ｄ１の高さ調整（前記図１０参照）および第２絶縁材料ＩＦ２の送量によって調整することができる。
　前述の実施の形態１と同様、ほぼ平坦な面である第１絶縁材料ＩＦ１および正極材料ＰＡＳの上面に第２絶縁材料ＩＦ２は塗布されて、例えば第１絶縁材料ＩＦ１および正極材料ＰＡＳの側面、並びに第１絶縁材料ＩＦ１および正極材料ＰＡＳが塗布されていない集電箔ＰＥＰの表面には塗布されない。従って、第２絶縁材料ＩＦ２を均一に塗布することができるので、第２絶縁材料ＩＦ２の膜切れを防ぐことができる。
　５．乾燥工程
　次に、前述の実施の形態１の乾燥工程と同様に、乾燥炉（乾燥機構）ＤＲＹを通過することで、集電箔ＰＥＰの表面に塗布した正極材料ＰＡＳおよび第１絶縁材料ＩＦ１と、これらの上面に塗布した第２絶縁材料ＩＦ２とを積層した塗膜の全体が乾燥し、その表面に正極膜およびセパレータが形成された集電箔ＰＥＰが巻き取りロールＳＬ２に巻き取られる。
　図７（ｅ）に示すように、第１正極材料ＰＡＳ１と第２正極材料ＰＡＳ２とは混ざり合って、１層の正極材料ＰＡＳとなる。また、乾燥前は、正極材料ＰＡＳの厚さと第１絶縁材料ＩＦ１の厚さとはほぼ同じであったが、乾燥後は、第１正極材料ＰＡＳ１および第２正極材料ＰＡＳ２に含まれる固形物の量と第１絶縁材料ＩＦ１に含まれる固形物の量との違いから、第１絶縁材料ＩＦ１からなるスペーサＳＰの厚さは正極材料ＰＡＳからなる正極膜ＰＥの厚さよりも薄くなる。
　なお、本実施の形態３では、集電箔ＰＥＰが走行する第１方向に沿って集電箔ＰＥＰの表面に２列に形成される正極膜ＰＥの製造方法を例示したが、これに限定されるものではない。例えば正極膜ＰＥは１列、または３列以上であってもよく、同様の効果を得ることができる。
　また、本実施の形態３では、バインダの含有量が互いに異なる第１正極材料ＰＡＳ１と第２正極材料ＰＡＳ２の２層によって正極材料ＰＡＳを構成したが、これに限定されるものではなく、バインダの含有量が互いに異なる３層以上で正極材料ＰＡＳを構成してもよい。
　このように、本実施の形態３によれば、第１正極材料ＰＡＳ１と第２正極材料ＰＡＳ２とを積層して正極材料ＰＡＳを構成することにより、正極材料ＰＡＳの上面側におけるバインダの偏析を少なくして、正極材料ＰＡＳの剥がれを防止することができる。また、予め、第１正極材料ＰＡＳ１および第２正極材料ＰＡＳ２を塗布する領域を第１絶縁材料ＩＦ１で規定しているので、第１正極材料ＰＡＳ１および第２正極材料ＰＡＳ２の形状は安定する。また、セパレータＳＥとなる第２絶縁材料ＩＦ２を薄く塗布しても、第２絶縁材料ＩＦ２の膜切れが生じないので、第２絶縁材料ＩＦ２を薄くかつ均一に塗布することができる。これにより、リチウムイオン電池の製造歩留りを低下させることなく、セパレータＳＥの薄膜化および電極膜の厚膜化を図ることができる。
　以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の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種々変更可能であることはいうまでもない。
Ｄ１　口金
Ｄ２　マニホールド
Ｄ３　スリット部
Ｄ４　電極材料溜り
Ｄ５　下流側メニスカス（液面の屈曲）
Ｄ６　下流側リップ部
ＤＣ１　第１スリットダイコータ
ＤＣ２　第２スリットダイコータ
ＤＣ３　第３スリットダイコータ
ＤＰ　ディスペンサ
ＤＲＹ　乾燥炉
ｈ１　第１間隔
ＩＦ　絶縁材料
ＩＦ１　第１絶縁材料
ＩＦ２　第２絶縁材料
Ｍ１　電極シート製造装置
Ｍ２　電極シート製造装置
Ｍ３　電極シート製造装置
ＰＡＳ　正極材料
ＰＡＳ１　第１正極材料
ＰＡＳ２　第２正極材料
ＰＥ　正極膜
ＰＥＰ　集電箔
ＰＵ１，ＰＵ２，ＰＵ３，ＰＵ４　定量ポンプ
ＲＬ１　第１ローラ
ＲＬ２　第２ローラ
ＲＬ３　第３ローラ
ＲＬ４　第４ローラ
ＲＬ５　第５ローラ
ＲＬ６　第６ローラ
ＲＬ７　第７ローラ
ＲＬ８　第８ローラ
ＳＥ　セパレータ
ＳＬ１　巻き出しロール
ＳＬ２　巻き取りロール
ＳＰ　スペーサ
ＴＡ１，ＴＡ２，ＴＡ３，ＴＡ４　タンク

Claims (12)

  1. 　集電箔を第１方向に搬送する搬送機構と、
    　前記集電箔の表面で、かつ前記第１方向と前記集電箔の表面で直交する第２方向に互いに離間する複数の第１領域に、スラリー状の第１絶縁材料を塗布する第１塗布機構と、
    　前記集電箔の表面で、かつ前記第２方向に隣り合う前記第１領域に挟まれる第２領域に、スラリー状の第１電極材料を塗布する第２塗布機構と、
    　前記第１絶縁材料および前記第１電極材料の上面にスラリー状の第２絶縁材料を塗布する第３塗布機構と、
    を備える、蓄電デバイスの製造装置。
  2. 　請求項１記載の蓄電デバイスの製造装置において、
    　前記第１電極材料、前記第１絶縁材料および前記第２絶縁材料を乾燥させる乾燥機構、
    をさらに備える、蓄電デバイスの製造装置。
  3. 　請求項１記載の蓄電デバイスの製造装置において、
    　前記第１方向に、前記第１塗布機構、前記第２塗布機構および前記第３塗布機構が順に設置されている、蓄電デバイスの製造装置。
  4. 　請求項３記載の蓄電デバイスの製造装置において、
    　前記第２塗布機構と前記第３塗布機構との間に、
    　前記第１電極材料の上面に、スラリー状の第２電極材料を塗布する第４塗布機構、
    をさらに備える、蓄電デバイスの製造装置。
  5. 　請求項１記載の蓄電デバイスの製造装置において、
    　前記第１方向に、前記第２塗布機構、前記第１塗布機構および前記第３塗布機構が順に設置されている、蓄電デバイスの製造装置。
  6. 　請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の蓄電デバイスの製造装置において、
    　前記第１塗布機構はディスペンサを有し、前記第２塗布機構および前記第３塗布機構はスリットダイコータを有する、蓄電デバイスの製造装置。
  7. 　（ａ）第１方向に走行する集電箔の表面に、前記第１方向と前記集電箔の表面で直交する第２方向に互いに離間する複数のスラリー状の第１絶縁材料を塗布する工程、
    　（ｂ）前記（ａ）工程の後、前記第２方向に隣り合う前記第１絶縁材料に挟まれる前記集電箔の表面に、スラリー状の電極材料を塗布する工程、
    　（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記電極材料および前記第１絶縁材料の上面にスラリー状の第２絶縁材料を塗布する工程、
    　（ｄ）前記（ｃ）工程の後、前記電極材料、前記第１絶縁材料および前記第２絶縁材料を乾燥させる工程、
    を有する、蓄電デバイスの製造方法。
  8. 　（ａ）第１方向に走行する集電箔の表面に、スラリー状の電極材料を塗布する工程、
    　（ｂ）前記（ａ）工程の後、前記第１方向と前記集電箔の表面で直交する第２方向の前記電極材料の両側の前記集電箔の表面に、スラリー状の第１絶縁材料を塗布する工程、
    　（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記電極材料および前記第１絶縁材料の上面にスラリー状の第２絶縁材料を塗布する工程、
    　（ｄ）前記（ｃ）工程の後、前記電極材料、前記第１絶縁材料および前記第２絶縁材料を乾燥させる工程、
    を有する、蓄電デバイスの製造方法。
  9. 　請求項７記載の蓄電デバイスの製造方法において、
    　前記（ｂ）工程では、バインダの含有量が互いに異なる複数の電極材料が積層される、蓄電デバイスの製造方法。
  10. 　請求項７または８記載の蓄電デバイスの製造方法において、
    　前記第１絶縁材料の前記第２方向の幅は５ｍｍから１５ｍｍ程度である、蓄電デバイスの製造方法。
  11. 　請求項７または８記載の蓄電デバイスの製造方法において、
    　前記（ｂ）工程では、前記電極材料の上面が前記第１絶縁材料の上面よりも０μｍから１０μｍ低い、蓄電デバイスの製造方法。
  12. 　請求項７または８記載の蓄電デバイスの製造方法において、
    　前記（ｃ）工程で塗布される前記第２絶縁材料の厚さは５μｍから４０μｍである、蓄電デバイスの製造方法。
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