WO2019077943A1 - 集電体電極シートの製造方法、集電体電極シート、および電池 - Google Patents

集電体電極シートの製造方法、集電体電極シート、および電池 Download PDF

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active material
metal foil
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slurry
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大 綾
真佑子 小山
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Necエナジーデバイス株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a current collector electrode sheet for a laminated battery, a current collector electrode sheet, and a battery.
  • Such an electrode for a secondary battery is produced from an electrode sheet obtained by applying and drying a slurry containing an active material on a strip-like metal foil of aluminum, copper or the like.
  • the application method of the active material can be roughly divided into an intermittent coating method and a continuous coating method.
  • a coated region formed by applying a slurry such as an active material to a strip-shaped metal foil and a non-coated region not applied with the slurry are alternately arranged at predetermined intervals in the winding direction of the metal foil. It is a system to form.
  • the non-forming portion of the active material disposed at a predetermined interval is used as a site for taking out a lead-out tab for electrically connecting to the external terminal.
  • a slurry obtained by mixing or kneading the active material, the conductivity imparting agent, the binder, and the solvent, which are main components, is intermittently applied to one surface of the metal foil (hereinafter referred to as After the intermittent application is performed, the other side of the metal foil is intermittently applied again to apply slurry on both sides of the metal foil.
  • the metal foil with the slurry applied on both sides is pressure-formed by a rolling roller. Then, it cut
  • a lithium-containing composite oxide is used as a positive electrode active material of a lithium ion secondary battery, and a large pressure is required when pressure molding an active material layer containing such metal oxide particles as a main component.
  • a positive electrode used for a secondary battery designed to have a high energy density it is necessary to compress the active material layer to a high density, and therefore, in the pressure forming, it is often formed by applying a higher pressure.
  • an electrode used in a secondary battery designed to have a high energy density tends to design a thin metal foil as a current collector.
  • a slurry tailing portion 14 is generated at the boundary between the coated area 11 and the non-coated area 12 when the slurry is intermittently applied to the coating end of the current collector electrode sheet. It's easy to do.
  • the strip electrode sheet 10 is formed by rolling processing with a roll press along the winding direction Dx of the electrode roll, if such a tailing portion 14 is present, the tailing portion 14 at the application end is perpendicular to the winding direction Dx Since the active material layer is only intermittently present in the normal direction Dy, a linear pressure greater than that in the central portion of the application region 11 in which the active material layer is continuously present in the direction Dy perpendicular to the winding direction Dx Become.
  • the active material particles bite into the metal foil often occurs. Since the remaining thickness of the metal foil at the portion where the active material particles bites into the metal foil is extremely thin, the active material layer partially fell off on the cut surface of the sheet electrode when cutting in the subsequent cutting step Burr occurs. When the generated burrs adhere to the electrodes, they cause a short circuit at the time of assembly of the battery, resulting in a problem that the defect rate of the battery is increased.
  • Patent Document 1 discloses winding of a foil in the application region where the active material layer is applied in advance.
  • a method is proposed in which a fluorine resin is applied to the beginning and the end of the take-up direction Dx.
  • the cost for applying the fluorocarbon resin is increased, and the weight and thickness of the electrode are increased, which is a problem as a method of manufacturing an electrode used for a secondary battery designed to have a high energy density. was there. Therefore, even if only the active material layer is applied to the current collector electrode sheet, it has been necessary to provide a manufacturing method for suppressing generation of burrs and providing an electrode with a low defect rate.
  • the present invention has been made to solve the problems of the background art as described above, and a method of manufacturing an electrode sheet capable of suppressing the generation of burrs in a cutting step without increasing the manufacturing cost, and the electrode
  • the purpose is to provide a sheet.
  • the current collector electrode sheet of the present invention is A current collector electrode sheet in which an active material is applied to both sides of a sheet-like metal foil, It includes an applied area of the slurry and an unapplied area, which are formed by intermittently applying and drying a slurry containing the active material on both sides of the metal foil.
  • the application area and the non-application area are alternately formed in the winding direction of the strip-like metal foil, Tailing at the end of each of the coated regions in a compression step of continuously compressing the coated region of the slurry and the non-coated region using a pair of compression rollers in the thickness direction of the current collector electrode sheet Part of the area which is not compressed by the compression roller.
  • the first method for producing a current collector electrode sheet of the present invention is In a method of producing a current collector electrode sheet in which an active material is applied to both sides of a sheet-like metal foil, The slurry containing the active material is intermittently applied and dried on the strip-like metal foil, and the application region of the slurry in which the active material layer continuously exists and the non-application region of the slurry are the An application step of alternately forming in a winding direction of the strip-like metal foil; A first detection step of detecting a length of a tailing portion at an end of each of the application regions formed in the application step; A compression step of continuously compressing the coated region of the slurry and the non-coated region in the thickness direction using the pair of compression rollers in the thickness direction of the metal foil on which the active material layer is formed; In the metal foil on which the active material layer is formed through the first detection step and the compression step, the coated region of the slurry and the non-coated region are continuously connected in parallel to the winding direction of the metal foil
  • Cutting process for cutting and The first detection step is A trailing portion continuously formed from the end of the application region of the slurry satisfying the following formula (A) to the non-application region is detected.
  • x ((2rt min- t min 2 ) 1/2- y max- z max- w max formula (A)
  • x is the maximum value of the length of the tailing portion at the end of each application region in the application step
  • r is the roll diameter of the compression roller used in the compression step
  • t min is Of the central portion of each of the application regions continuously formed in the application step, the minimum value of the assumed thickness after compression and compression
  • y max is the metal at the application start position of each surface of the metal foil
  • z max is the maximum of the deviation of the application length of the active material in the winding direction of the metal foil on both sides of the metal foil
  • w max is the maximum value of the distance from the coating end of the active material on both sides of the metal foil to
  • the second method for producing a current collector electrode sheet of the present invention is In a method of producing a current collector electrode sheet in which an active material is applied to both sides of a sheet-like metal foil, The slurry containing the active material is intermittently applied and dried on the strip-like metal foil, and the application region of the slurry in which the active material layer continuously exists and the non-application region of the slurry are the An application step of forming alternately in the winding direction of the strip-like metal foil; A detection step of detecting a length of a tailing portion at an end of each of the application regions formed in the application step; The metal foil on which the active material layer is formed through the application step and the detection step is, in the thickness direction, a pair of compression rollers, using the application region and the non-application region of the slurry.
  • the metal foil on which the active material layer is formed through the detection step and the compression step is continuously cut in parallel with the winding direction of the metal foil with the applied region and the non-applied region of the slurry.
  • the compression step is It compresses using the compression roller which has the roll radius r which satisfy
  • t min is the minimum value of the assumed thickness after compression and compression in the central portion of each of the coated regions continuously formed in the coating step, and x max is detected in the detection step.
  • the maximum value of the length of the tailing portion at the end of each of the coating regions formed continuously in the coating step, and y max is the shift amount of the coating start position of the active material on both sides of the metal foil
  • the maximum value of z max is the maximum value of the deviation of the application length of the active material on both sides of the metal foil in the winding direction of the metal foil
  • w max is the above-mentioned maximum value of both sides of the metal foil. It is the maximum value of the distance from the coating end of the active material to the thickness of the coating film being the same thickness as the center of the coating area.
  • the current collector electrode sheet of the present invention is produced by the above production method.
  • the battery of the present invention is manufactured using the above current collector electrode sheet.
  • the various components of the present invention do not necessarily have to be independent entities individually, and a plurality of components are formed as one member, and one component is formed of a plurality of members. That one component is a part of another component, that a part of one component overlaps with a part of another component, and so on.
  • the plurality of procedures (or steps) of the method and computer program of the present invention are not limited to being executed at different times. Therefore, another procedure may occur during the execution of a certain procedure, or a part or all of the execution timing of the certain procedure may overlap with the execution timing of the other procedure, or the like.
  • the present invention it is possible to provide a method of manufacturing a current collector electrode sheet, a current collector electrode sheet, and a battery capable of suppressing the generation of burrs in the step of cutting an electrode sheet without increasing the manufacturing cost.
  • the electrode sheet which concerns on the 1st Embodiment of this invention WHEREIN It is the schematic diagram which looked at the cutting plane from the upper surface after cutting out the part by which the cutting protection layer is not apply
  • FIG. 1 is a partial plan view showing a current collector electrode sheet 10 after double-sided application of an active material in the method for producing a current collector electrode sheet according to the first embodiment of the present invention.
  • the application area 11 and the non-application area 12 of the slurry such as the active material are alternately and repeatedly arranged in the winding direction Dx on both sides of the strip-like metal foil.
  • a trailing portion 14 is formed on the electrode portion on the end 13 side of the application area 11 by the occurrence of a state of dragging the slurry.
  • a tail of a region through which a line 17 (shown by a broken line in the figure and hereinafter referred to as “scheduled cutting line 17 to be cut in the winding direction”) cuts the electrode sheet 10 in subsequent steps the flow direction of the foil pull portion 14, i.e. the length x threshold x 1 or more portions of the take-up direction Dx, cutting the protective layer 15 is formed.
  • the electrode produced from the electrode sheet 10 according to the present embodiment is not particularly limited, but is, for example, an electrode (positive electrode or negative electrode) for a lithium ion battery such as a lithium ion primary battery or a lithium ion secondary battery.
  • the electrode active material layer contains an electrode active material, and as necessary, contains a binder resin, a conductive auxiliary agent, a thickener and the like.
  • a lithium metal composite oxide can be used as the electrode active material.
  • the electrode active material contained in the electrode active material layer according to the present embodiment is appropriately selected according to the application.
  • a positive electrode active material is used, and when manufacturing a negative electrode, a negative electrode active material is used.
  • the positive electrode active material is not particularly limited as long as it is a normal positive electrode active material that can be used for the positive electrode of a lithium ion battery.
  • the olivine-type lithium phosphorus oxide is, for example, at least one member of the group consisting of Mn, Cr, Co, Cu, Ni, V, Mo, Ti, Zn, Al, Ga, Mg, B, Nb, and Fe. It contains elements, lithium, phosphorus and oxygen. These compounds may be obtained by partially replacing some elements with other elements in order to improve their properties.
  • These positive electrode active materials have large capacity in addition to high action potential and large energy density.
  • the positive electrode active material may be used alone or in combination of two or more.
  • the negative electrode active material is not particularly limited as long as it is a common negative electrode active material that can be used for the negative electrode of a lithium ion battery.
  • carbon materials such as natural graphite, artificial graphite, resin charcoal, carbon fiber, activated carbon, hard carbon, soft carbon; lithium metal materials such as lithium metal and lithium alloy; metal materials such as silicon and tin; polyacene, polyacetylene, Conductive polymer materials such as polypyrrole can be mentioned.
  • carbon materials are preferable, and particularly graphitic materials such as natural graphite and artificial graphite are preferable.
  • the negative electrode active material may be used singly or in combination of two or more.
  • the average particle diameter of the electrode active material is preferably 1 ⁇ m or more, more preferably 2 ⁇ m or more, from the viewpoint of suppressing side reactions during charge and discharge to suppress a decrease in charge and discharge efficiency. From the smoothness of the surface, etc., 100 ⁇ m or less is preferable, and 50 ⁇ m or less is more preferable.
  • the average particle diameter means a particle diameter (median diameter: D50) at an integrated value of 50% in a particle size distribution (volume basis) by a laser diffraction scattering method.
  • the content of the electrode active material is preferably 85 parts by mass or more and 99.8 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the entire electrode active material layer.
  • the binder resin contained in the electrode active material layer according to the present embodiment is appropriately selected according to the application.
  • a fluorine-based binder resin that can be dissolved in a solvent, an aqueous binder that can be dispersed in water, or the like can be used.
  • the fluorine-based binder resin is not particularly limited as long as it can be formed into an electrode and has sufficient electrochemical stability, and examples thereof include polyvinylidene fluoride resins and fluororubbers. These fluorine-based binder resins may be used alone or in combination of two or more. Among these, polyvinylidene fluoride resins are preferable.
  • the fluorine-based binder resin can be used, for example, by dissolving it in a solvent such as N-methyl-pyrrolidone (NMP).
  • NMP N-methyl-pyrrolidone
  • the aqueous binder is not particularly limited as long as it can be formed into an electrode and has sufficient electrochemical stability.
  • polytetrafluoroethylene resin, polyacrylic acid resin, styrene butadiene rubber, Polyimide resin etc. are mentioned. These aqueous binders may be used alone or in combination of two or more. Among these, styrene butadiene rubber is preferable.
  • the aqueous binder refers to one that can be dispersed in water to form an aqueous emulsion solution. When using a water-based binder, a thickener can be further used.
  • the thickener is not particularly limited, but, for example, cellulose polymers such as carboxymethylcellulose, methylcellulose and hydroxypropylcellulose and ammonium salts thereof and alkali metal salts; polycarboxylic acids; polyethylene oxide; polyvinylpyrrolidone; sodium polyacrylate and the like And water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol; and the like.
  • the content of the binder resin is preferably 0.1 parts by mass or more and 10.0 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the entire electrode active material layer.
  • the balance of the coating property of an electrode slurry, the binding property of a binder, and battery characteristics as the content of binder resin is in the said range is much more excellent.
  • the ratio of an electrode active material becomes large as content of binder resin is below the said upper limit, and since the capacity
  • the conductive aid contained in the electrode active material layer according to the present embodiment is not particularly limited as long as it improves the conductivity of the electrode, but, for example, carbon black, ketjen black, acetylene black, natural graphite, artificial graphite And carbon fibers. These conductive aids may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the conductive additive is preferably 0.1 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the entire electrode active material layer.
  • the balance of the coating property of an electrode slurry, the binding property of a binder, and the battery characteristic as the content of a conductive support agent is in the said range is much more excellent.
  • the ratio of an electrode active material becomes large as content of a conductive support agent is below the said upper limit, and the capacity
  • the content of the conductive aid to be not less than the above lower limit value, since the conductivity of the electrode becomes better.
  • the content of the electrode active material is preferably 85 parts by mass or more and 99.8 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the whole of the electrode active material layer according to the present embodiment.
  • the content of the binder resin is preferably 0.1 parts by mass or more and 10.0 parts by mass or less.
  • the content of the conductive aid is preferably 0.1 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less.
  • the density of the electrode active material layer is not particularly limited, but when the electrode active material layer is a positive electrode active material layer, for example, it is preferably 2.0 g / cm 3 or more and 4.0 g / cm 3 or less, and 2.4 g / more preferably cm 3 or more 3.8 g / cm 3 or less, and more preferably not more than 2.8 g / cm 3 or more 3.6 g / cm 3.
  • the electrode active material layer is a negative electrode active material layer, for example, it is preferably 1.2 g / cm 3 or more and 2.0 g / cm 3 or less, and 1.3 g / cm 3 or more and 1.9 g / cm 3 The following is more preferable, and 1.4 g / cm 3 or more and 1.8 g / cm 3 or less is more preferable.
  • the density of the electrode active material layer is in the above range, the discharge capacity at the time of use at a high discharge rate is improved, which is preferable.
  • the thickness of the electrode active material layer is not particularly limited, and can be appropriately set according to the desired characteristics. For example, it can be set thick in terms of energy density, and can be set thin in terms of output characteristics.
  • the thickness (thickness on one side) of the electrode active material layer can be appropriately set, for example, in the range of 10 ⁇ m to 250 ⁇ m, preferably 20 ⁇ m to 200 ⁇ m, and more preferably 30 ⁇ m to 150 ⁇ m.
  • the current collector layer (metal foil 9) according to the present embodiment is not particularly limited, but aluminum, stainless steel, nickel, titanium, an alloy of these, or the like can be used as the positive electrode current collector layer.
  • As the shape, foil, flat form, mesh form etc. are mentioned, for example.
  • an aluminum foil can be suitably used.
  • copper, stainless steel, nickel, titanium or an alloy thereof can be used as the negative electrode current collector layer.
  • As the shape, foil, flat form, mesh form is mentioned. Particularly, copper foil can be suitably used.
  • the thickness of the positive electrode current collector layer is not particularly limited, but is, for example, 1 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less.
  • the thickness of the negative electrode current collector layer is not particularly limited, and is, for example, 1 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less.
  • an electrode slurry is prepared.
  • An electrode slurry can be prepared by mixing an electrode active material, and as needed, a binder resin, a conductive aid, and a thickener.
  • the compounding ratio of the electrode active material, the binder resin, and the conductive auxiliary is the same as the content ratio of the electrode active material, the binder resin, and the conductive auxiliary in the electrode active material layer, and thus the description thereof is omitted here.
  • the electrode slurry is obtained by dispersing or dissolving an electrode active material, and as necessary, a binder resin, a conductive auxiliary agent, and a thickener in a solvent.
  • a binder resin for example, after dry-mixing an electrode active material and a conductive support agent, an electrode slurry can be prepared by adding a binder resin and a solvent and wet-mixing.
  • a mixer to be used known ones such as a ball mill and a planetary mixer can be used, and it is not particularly limited.
  • a solvent used for the electrode slurry an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) or water can be used.
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • a method of applying the electrode slurry on the current collector layer generally known methods can be used.
  • reverse roll method, direct roll method, doctor blade method, knife method, extrusion method, curtain method, gravure method, bar method, dip method, squeeze method and the like can be mentioned.
  • the doctor blade method, the knife method and the extrusion method are preferable in that it is possible to obtain a good surface state of the coating layer according to the physical properties such as viscosity and the like of the electrode slurry and the drying property.
  • the method for drying the electrode slurry applied on the current collector layer is not particularly limited.
  • the electrode slurry is indirectly heated from the current collector layer side or the electrode active material layer side already dried using a heating roll.
  • Method of drying electrode slurry Method of drying electrode slurry using electromagnetic waves such as infrared, far infrared and near infrared heaters; hot air is applied from the current collector layer side or the already dried electrode active material layer side
  • the thickness of the metal foil 9 is d and further measurement is performed using a particle size distribution meter, 90% of the measured active material particles when the particles are arranged in order from the smallest particle diameter It is preferable to use a metal foil and an active material which satisfy the relationship of D90 ⁇ d, where D90 is the particle diameter of the particles corresponding to the above.
  • FIG. 21 is a block diagram showing a configuration example of a manufacturing system 1 of the electrode sheet 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • the manufacturing system 1 includes a slurry application device 20, a compression device 40, and a cutting device 60. Furthermore, a control device that controls each device of the manufacturing system 1 may be provided.
  • FIG. 26 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of a computer that implements each device of the electrode sheet manufacturing system according to the embodiment of the present invention.
  • the slurry application device 20, the compression device 40, and the cutting device 60 are each realized by at least one computer 100.
  • the computer 100 includes a central processing unit (CPU) 102, a memory 104, a program 110 for realizing each device loaded in the memory 104, a storage 105 for storing the program 110, an input / output (I / O) 106, and a network connection. Communication interface (I / F) 107.
  • the CPU 102 and each element are connected to one another via a bus 109, and the CPU 102 controls the entire computer 100.
  • the method of connecting the CPUs 102 and the like to each other is not limited to the bus connection.
  • Each function of each device can be realized by the CPU 102 reading the program 110 stored in the storage 105 to the memory 104 and executing it.
  • the slurry application device 20, the compression device 40, and the cutting device 60 are each realized by any combination of the hardware and software of the computer 100. And it is understood by those skilled in the art that there are various modifications in the implementation method and apparatus.
  • the program 110 may be recorded on a recording medium readable by the computer 100.
  • the recording medium is not particularly limited, and various forms can be considered.
  • the program may be loaded from the recording medium into the memory 104 of the computer 100, or may be downloaded to the computer 100 through the network and loaded into the memory 104.
  • a recording medium for recording the program 110 includes a medium that can be used by the non-transitory tangible computer 100, in which the program code readable by the computer 100 is embedded.
  • the computer 100 causes the computer 100 to execute a method of manufacturing the electrode sheet 10 for realizing each device.
  • FIG. 22 is a flowchart showing steps of a method of manufacturing the electrode sheet 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • the method of manufacturing the electrode sheet 10 according to the first embodiment of the present invention includes a coating step (S1), a first detection step (S2), a cutting protective layer forming step (S4), and a compression step (S5). And a cutting process (S6).
  • the electrode sheet 10 according to the embodiment of the present invention is manufactured by the manufacturing method shown in FIG. Details of each process will be described later along with the description of each apparatus.
  • FIG. 2 is a schematic diagram which shows the outline
  • the metal foil 9 installed in the coating device 20 intermittently uses a slurry containing an active material on one surface 9a.
  • the application area 11 of the active material (slurry) is formed by applying and drying.
  • the coating region 11 when the die coater 21 or the like is used to form the coating region 11, the coating region 11 to the non-coating region 12 when blocking the coating of the active material (slurry) due to the influence of the limit performance of the coating device 20 etc. The moment it moves, the slurry breaks down badly. For this reason, in the electrode portion on the end 13 side of the application area 11, a state in which the slurry is dragged occurs, and the tailing portion 14 (FIG. 1) is generated.
  • the coating device 20 includes an end detector 23, a start end detector 24, and a cutting protective layer discharger 30.
  • the end detector 23 detects each surface of the metal foil 9 in the first detection step (S2 in FIG. 22) following the application step (S1 in FIG. 22) for forming the application region 11 of the active material (slurry) described above.
  • the length of the tailing portion 14 of the application area 11 formed on each side is detected.
  • the two end detectors 23 respectively detect the length of the tailing portion 14 on each surface of the metal foil 9.
  • the cutting protective layer discharger 30 forms the cutting protective layer 15 in the tailing portion 14 in conjunction with the end detector 23.
  • the end detector 23 emits a laser beam or the like to one surface (9a or 9b) of the electrode sheet 10, and detects a signal received from the reflected light, and a signal detection unit 27
  • a second operation unit 29 that determines whether x is equal to or greater than a threshold value x 1 when the length of 14 is x.
  • the threshold value x 1 used in the above determination of the second operation unit 29 is a value represented by the following equation (1).
  • x 1 (2rt-t 2 ) 1/2 -y max -z max -w max equation (1)
  • each value of Formula (1) is demonstrated using FIG.
  • FIG. 24 (a) is a top view of the electrode sheet 10 including a part of the application region 11 of the active material formed on the electrode sheet 10, and
  • FIG. 24 (b) is a line I- of FIG. It is sectional drawing of the electrode sheet 10 in which the application area
  • r is the roll radius of the compression roller used in the compression step (S5 in FIG. 22) of the next step.
  • t is the estimated average thickness after the central portion of the application area 11 has undergone the compression step (S5 in FIG. 22) of the next step.
  • y max is the maximum value of the deviation amount y of the winding direction of the metal foil 9 at the application start position of the active material (slurry) of each application region 11 continuously formed on both surfaces of the metal foil 9.
  • z max is the maximum value of the shift amount z of the application length of the metal foil 9 in the winding direction of the active material (slurry) of each application region 11 continuously formed on both surfaces of the metal foil 9.
  • the value of w max is determined from the coating end 11 a of the active material (slurry) of each coating region 11 formed continuously on both surfaces of the metal foil 9, and the thickness of the coating film is the same as the thickness of the coating region center Is the maximum value of the distance w in the winding direction of the metal foil 9 to the terminal end 16.
  • the end detector 23 detects a direction in which the foil of the tailing portion 14 flows, that is, the length x of the winding direction Dx is a threshold value x 1 or more
  • a signal is sent from the second operation unit 29 to the cutting protection layer discharger 30 (Y in S3 of FIG. 22), and the cutting protection layer 15 is applied to the tailing portion 14 and dried.
  • the cutting protective layer forming step (S4 in FIG. 22) is bypassed and the cutting step (FIG. 22) Proceed to step S6).
  • the cutting protective layer 15 may be applied at least in the vicinity where the cutting is performed in the subsequent cutting process (S6 in FIG. 22). Therefore, the position where the end detector 23 detects the length of the tailing portion 14 is at least along the winding direction cutting planned line 17 of FIG. 1 and its periphery (for example, along the winding direction cutting planned line 17) It is good to set it as the position which can detect the length of the tailing part 14 by setting it as the range of 3 mm width which includes the winding direction cutting scheduled line 17).
  • the cutting protection layer 15 covers at least the whole of the tailing portion 14 from the tailing start portion of the electrode portion on the end 13 side of the coated area 11 in the flowing direction of the foil, that is, the winding direction Dx. Up to at least a portion of 12 should be applied.
  • the cutting protective layer 15 preferably has a length of about 8 mm in the flowing direction of the foil, that is, the winding direction Dx.
  • the width of the detection area by the end detector 23 and the width of the cutting protective layer 15 are about 3 mm in the flowing direction of the foil, that is, the direction Dy perpendicular to the winding direction Dx in consideration of the tolerance of the cutting machine. It is preferable to
  • the material of the cutting protective layer 15 is not particularly limited, but it is sufficient if it has a thickness and strength that can reinforce the foil at the cutting location and suppress or prevent breakage (the generation of cutting burrs) in the cutting process described later. It is preferable to select, for example, an ultraviolet curable resin as a material of the cutting protective layer 15.
  • the cutting protective layer 15 is not particularly limited as long as it has a strength capable of reinforcing the area of the intersection point X and preventing the falling off of the concavo-convex structure B when the laminate (battery 150) is cut.
  • resin layers such as a thermoplastic resin layer, an ionizing radiation curable resin layer, and a thermosetting resin layer, an ink layer formed of an ink, and the like can be mentioned.
  • thermoplastic resin for forming the thermoplastic resin layer is not particularly limited.
  • (meth) acrylic resins such as polymethyl (meth) acrylate and polyethyl (meth) acrylate; polyolefin resins such as polypropylene and polyethylene; polycarbonate resin;
  • vinyl chloride resins polyethylene terephthalate (PET); acrylonitrile-butadiene-styrene resin (ABS resin); acrylonitrile-styrene-acrylate resins; and fluorine resins such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene.
  • the thermoplastic resin may be used alone or in combination of two or more.
  • the ionizing radiation curable resin for forming the ionizing radiation curable resin layer is not particularly limited, and examples thereof include unsaturated polyester resins, acrylate resins, methacrylate resins, silicone resins and the like.
  • the ionizing radiation curable resin may be used alone or in combination of two or more.
  • the ionizing radiation curable resin is a resin that is cured by irradiation with ionizing radiation.
  • the ionizing radiation used for curing the ionizing radiation curable resin layer is not particularly limited, and acts on the ionizing radiation curable resin, the photo radical polymerization initiator added to the ionizing radiation curable resin layer, the sensitizer, etc.
  • ionizing radiation having sufficient energy to ionize (radicalize) these and to initiate radical polymerization reaction.
  • electromagnetic waves such as visible light, ultraviolet light, X-rays, and ⁇ -rays
  • charged particle beams such as electron beams, ⁇ -rays and ⁇ -rays, etc.
  • Ultraviolet rays and electron beams are preferred from the viewpoint of simplicity and the like.
  • thermosetting resin for forming the thermosetting resin layer is not particularly limited, and examples thereof include melamine resins, phenol resins, urea resins, epoxy resins, amino alkyd resins, urethane resins and polyester resins. Silicone resin etc. are mentioned.
  • a thermosetting resin may be used individually by 1 type, and may be used combining 2 or more types.
  • the ink for forming the ink layer is particularly limited as long as it can form an ink layer having a strength capable of reinforcing the area of the intersection point X and preventing the falling off of the concavo-convex structure B when the laminate (electrode sheet 10) is cut. It can be appropriately selected from known inks.
  • the thickness of the cutting protective layer 15 is not particularly limited as long as it can reinforce the area of the intersection point X and can prevent detachment of the uneven structure B when the electrode sheet 10 is cut, but is, for example, 1 ⁇ m to 50 ⁇ m. Are preferable, and 3 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less are more preferable.
  • the cutting protective layer 15 can be formed, for example, by applying a resin composition or an ink for forming a resin layer or an ink layer in the vicinity of the intersection point X, and then drying and / or curing.
  • the coating method of the resin composition and the ink is not particularly limited.
  • the gravure coating method, die coating method, lip coating method, knife coating method, air knife coating method, spray coating method, flow coating method, roll coating method, dip coating method Coating methods such as a coating method and an inkjet method can be used. These methods may be used alone or in combination.
  • the inkjet method is preferable in that the cutting protective layer 15 can be continuously formed only in the vicinity of the intersection point X.
  • the electrode sheet 10 length x threshold x 1 or more locations to cut the protective layer 15 is applied After drying through the machine 25, the active material application region 11 and the cutting protection layer 15 are formed on the other surface 9b of the metal foil 9 in the same manner. At this time, on the other surface 9 b, the start end detector 24 detects the position of the active material application region formed on the one surface 9 a.
  • the positions of the active substance application areas 11 formed on both sides of the electrode sheet 10 are made to coincide with each other.
  • the application start and application end positions of the active material (slurry) are also matched on both sides of the electrode sheet 10, respectively.
  • the positional deviation amount y of the application start of the active material (slurry) on both surfaces of the electrode sheet 10 is adjusted to be, for example, less than 1 mm in the winding direction Dx.
  • FIG. 3 is a schematic view showing an outline of the compression device 40 of the electrode sheet 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • the compression step (S6 in FIG. 22) as shown in FIG. 3, the electrode sheet 10 in which the active material application region 11 and the cut protective layer 15 are formed on both sides of the metal foil 9 by the slurry application device 20 shown in FIG.
  • the pair of compression rollers 50 compresses.
  • the electrode sheet 10 is pressurized and compressed when passing through the gap between the pair of compression rollers 50, and is taken up in the take-up direction Dx.
  • this compression step (S6 in FIG. 22) even if the direction of flow through the electrode sheet 10, that is, the winding direction Dx is set from the coating end side to the coating start end, the coating end from the coating start end It may be set to be on the side.
  • the compression device 40 is such that the load applied to the central portion of the application region 11 in the metal foil 9 on which the active material layer is formed is a pressure exceeding 1.5 ton / cm. It is preferable to pressurize.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the relationship between the current collector electrode sheet 10 and the compression roller 50 after double-sided application according to the first embodiment of the present invention.
  • compression roller 50 compresses the coating region 11, flow direction from the electrode portion of the terminal end 13 of the application region 11 of the metal foil 9, i.e. certain length x 1 range of the take-up direction Dx, compression roller 50 Is not in contact with the electrode sheet 10, or there is an area where the electrode sheet 10 is in slight contact.
  • the electrode sheet 10 manufactured in the present embodiment includes the area of the trailing portion 14 at the end 13 of each application area 11 that is not compressed by the compression roller 50.
  • x 1 ( 2 rt min -t min 2 ) 1/2 -y max -z max -w max equation (2)
  • r, y max , z max and w max are the same as in the above-mentioned equation (1).
  • t min is the minimum value of the assumed thickness t after compression and compression among the central portions of the respective application regions 11 formed continuously by applying the slurry containing the active material in the application step (S1 in FIG. 22) is there.
  • the compression roller 50 does not contact the electrode sheet 10 in the compression process (S5 in FIG. 22) Therefore, no linear pressure is applied to the tailing portion 14. Therefore, as shown in a cross-sectional view in FIG. 5, biting of the active material particles 70 into the metal foil hardly occurs. Therefore, the thickness of the metal foil 9 at the tailing portion 14 is substantially equal to the thickness of the metal foil 9 in the non-application region 12 of the slurry such as the active material.
  • the compression step (S5 in FIG. 22).
  • the compression roller 50 contacts the electrode sheet 10. Since the tailing portion 14 has only an intermittent active material layer in the flowing direction of the foil, that is, the direction Dy perpendicular to the winding direction Dx as shown in FIG. A linear pressure that is locally greater than the application region 11 of the active material in which the active material layer continuously exists in the direction Dy perpendicular to the taking direction Dx is applied. For this reason, as shown in a sectional view in FIG. 6, in the tailing portion 14, the active material particles bite into the metal foil 9 and the remaining thickness of the metal foil 9 becomes extremely thin.
  • FIG. 7 is a schematic view showing an outline of the cutting device 60 according to each embodiment of the present invention.
  • the cutting device 60 cuts the electrode sheet 10 into a plurality of sheets.
  • the cutting device 60 includes a first cutting blade 61, a second cutting blade 62, two backup rollers 63, and a pair of guide rollers 64.
  • the electrode sheet 10 can be cut into a predetermined size to obtain a plurality of electrodes.
  • the method of cutting out the electrode from the electrode sheet 10 is not particularly limited, but for example, it is cut parallel to the longitudinal direction of the electrode sheet 10 (cut along the winding direction cutting scheduled line 17 in FIG. 1) There is a method of cutting out Furthermore, it is possible to obtain an electrode for a battery by punching out to a predetermined size according to the application.
  • the method of cutting the electrode sheet 10 is not particularly limited.
  • the electrode sheet 10 can be cut using a blade made of metal or the like.
  • FIG. 8 is a cut surface 80 of the electrode sheet 10 according to the first embodiment of the present invention after the portion of the tailing portion 14 to which the cut protective layer 15 is applied after the application of the cut protective layer 15 is cut. It is the schematic diagram which looked at from the upper surface.
  • FIG. 9 is a cut cross-section after cutting the portion of the tailing portion 14 to which the cutting protection layer 15 is not applied after the application of the cutting protection layer 15 in the electrode sheet 10 according to the first embodiment of the present invention It is the schematic diagram which looked at 80 from the upper surface.
  • the electrode sheet 10 pressure-formed by the compression device 40 shown in FIG. 3 is shown in FIG. 7 along the line 17 to be cut in the flowing direction of the foil of the electrode sheet 10, ie, the winding direction Dx.
  • the electrode sheet roller 90 As shown, while taking up the electrode sheet 10 using the electrode sheet roller 90, it is drawn out in one direction (toward the left direction in the figure) by the slit blades 61 and 62 installed on both the upper and lower sides of the foil. Cut continuously.
  • the cutting surface 80 is sufficiently thick. For this reason, in the cutting step (S6 in FIG. 22), the metal foil 9 is cut only in the flowing direction Dx of the blade, and the metal foil 9 is not broken in the transverse direction Dy by the impact of the blade hitting. Therefore, as shown in FIG. 8, the cut surface 80 has a shape in which burrs of the active material layer do not occur.
  • the length x of the tailing portion 14 is less than the threshold value x 1 , little biting of the active material particles into the metal foil 9 occurs as shown in FIG. Thickness is secured. Therefore, in the cutting step (S6 in FIG. 22), the metal foil 9 is cut only in the flowing direction Dx of the blade, and the metal foil 9 is not broken in the transverse direction Dy by the impact striking the blade, as shown in FIG. Thus, the cutting surface 80 has a shape in which burrs of the active material layer do not occur.
  • the timing of applying the cutting protection layer 15 is the active material. After performing the application process (S1 of FIG. 22) of the slurry containing S, it may be any timing between the processes just before the cutting process (S6 of FIG. 22).
  • the cutting protective layer discharger 30 is not the coating device 20, but the compression device 40 or the cutting device 60 discharges before the cutting process (S6 in FIG. 22) with respect to the foil flow direction, ie, the winding direction Dx. It may be installed at a position where
  • the pressure forming in the compression step is performed and the active material particles bite into the foil.
  • the residual thickness of the metal foil 9 is reduced.
  • the cut protection layer 15 is applied to the tailing portion 14, the cut surface 80 is sufficiently thick.
  • biting of the active material particles into the metal foil 9 hardly occurs, and a sufficient remaining thickness of the metal foil 9 is secured. Ru. Therefore, in the cutting step (S6 in FIG.
  • the metal foil 9 is cut only in the flowing direction Dx of the blade, and the metal foil 9 is not broken in the lateral direction Dy.
  • the generation of cutting burrs can be suppressed or prevented in the cutting step (S6 of FIG. 22) regardless of the length of the tailing portion 14 The effect of being able to
  • the electrode sheet 10 of the present embodiment in the battery manufactured using the electrode manufactured from the electrode sheet 10, the effect of being able to prevent the failure of the battery due to the burr of the electrode can be prevented.
  • FIG. 10 is a plan view showing a current collector electrode sheet 10 after double-sided application according to a second embodiment of the present invention.
  • the marking 18 is formed on the non-application area 12 behind the flow direction of the foil, that is, the winding direction Dx with respect to the end 13 of the application area 11 of slurry.
  • the coating start end 13 a of the area 11 may be formed on the non-applied area 12 in front of the foil flowing direction Dx.
  • FIG. 25 is a flowchart showing steps of a method of manufacturing the electrode sheet 10 according to the second embodiment of the present invention.
  • the method of manufacturing the electrode sheet 10 of the second embodiment of the present invention includes a marking step (S11) of forming the marking 18 in place of the cutting protective layer forming step (S4) of the manufacturing method of FIG.
  • the manufacturing method of FIG. 22 is the same as that of FIG. 22 except that the method further includes the second detection step (S12) of detecting.
  • FIG. 11 is a schematic diagram which shows the outline
  • the slurry application device 20 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 2 is the same as the slurry application device 20 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG.
  • the length is about 10 mm and the width is about 2 mm This is sufficient, and it can be formed, for example, by a method such as inkjet.
  • the electrode sheet 10 is pressure-molded using a compression device 40 shown in FIG.
  • FIG. 12 is a portion of the current collector electrode sheet 10 after pressure molding in the second embodiment of the present invention, in which the length x of the tailing portion 14 of the application region 11 is a threshold value x 1 or more It is sectional drawing of the location in which 18 was formed.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a portion of the electrode sheet 10 where the length x of the tailing portion 14 of the application region 11 is less than the threshold value x 1 and the marking 18 is not formed.
  • the compression roller 50 compresses the electrode sheet 10 in a portion where the length x of the tailing portion 14 where the marking 18 is formed is equal to or greater than the threshold value x 1 , the tailing portion 14 is also Because of the contact, a large linear pressure is locally applied, and the active material particles bite into the metal foil 9 and the residual thickness of the metal foil 9 becomes extremely thin (FIG. 6).
  • the length x of the tailing portion 14 without the marking 18 is less than the threshold value x 1 , biting of the active material particles into the metal foil 9 hardly occurs, and the thickness of the metal foil 9 is also non-slurry such as active material The thickness is almost the same as the thickness of the metal foil 9 in the application area 12 (FIG. 5).
  • FIG. 14 is a portion of the electrode sheet 10 according to the second embodiment of the present invention, in which the length x of the tailing portion 14 of the application region 11 is a threshold value x 1 or more, and the marking 18 is formed. It is the schematic diagram which looked at the cutting plane after cutting a part from the upper surface.
  • FIG. 15 is a schematic diagram of the electrode sheet 10 in which the length x of the tailing portion 14 of the application area 11 is less than the threshold value x 1 and the cutting surface of the portion where the marking 18 is not formed is viewed from above.
  • FIG. 14 is a portion of the electrode sheet 10 according to the second embodiment of the present invention, in which the length x of the tailing portion 14 of the application region 11 is a threshold value x 1 or more, and the marking 18 is formed.
  • FIG. 15 is a schematic diagram of the electrode sheet 10 in which the length x of the tailing portion 14 of the application area 11 is less than the threshold value x 1 and the cutting surface of the portion where the marking 18 is not formed is
  • the length of the tailing portion 14 without the marking 18 is less than the threshold value x 1
  • a sufficient residual thickness of the foil is secured as shown in FIG. 13 and in the cutting step (S 6 in FIG. 22)
  • the foil is cut only in the flowing direction Dx of the blade, the foil does not break in the transverse direction Dy due to the impact of the blade hitting, and as shown in FIG. It becomes a shape.
  • the remaining thickness of the foil is thinner than the slurry coated area 11 or the non-slurry coated area 12 at the location where the length of the tailing portion 14 is the threshold value x 1 or more where the marking 18 is applied.
  • the cutting process (S6 in FIG. 22), as shown in FIG. 14, the impact when the blade hits causes breakage in directions other than the flowing direction Dx of the blade.
  • the slurry mixture layer dropped from the tailing portion 14 in the portion where the breakage occurs becomes the burrs 19.
  • the second detection step for detecting the position of the marking 18 and the second detection step use the electrodes manufactured through the cutting step (S6 in FIG. 25). And removing the cut electrode including the marking 18 detected in the second detection step from the target member at the time of manufacturing the electrochemical device, which is carried out before the electrochemical device is manufactured. May be.
  • the burr When a battery is assembled using an electrode including burrs 19 generated in such a process, the burr may fall off during the assembly process or after the battery is completed, and a short circuit may be caused to electrodes of different potentials. Defect rate increases.
  • the marking 18 is applied in advance to the portion where the occurrence probability of the burr 19 is high, so the marking 18 is applied before assembling into the battery using the electrode. It is possible to exclude some of the electrodes and prevent them from flowing to the subsequent steps.
  • a burr-free electrode piece obtained from the electrode sheet 10 manufactured by the manufacturing method of the present embodiment can be manufactured, according to the present embodiment, it is possible to prevent defects of the battery due to the burrs of the electrode. It has the effect of being able to
  • a detector for detecting such a marking 18 may be included in the cutting device 60 used in the cutting step (S6 in FIG. 25). Alternatively, after passing through the cutting process, the detector further cuts the electrode sheet 10 cut in the foil winding direction Dx into the slurry application area 11 and the slurry non-application area 12 such as a set of active materials intermittently coated. It may be used in the step of cutting in the direction Dy perpendicular to the winding direction Dx of the foil.
  • FIG. 16 is a plan view showing the current collector electrode sheet 10 after double-sided application according to the third embodiment of the present invention.
  • the configuration is the same as that of the current collector electrode sheet 10 after double-sided application in the second embodiment.
  • FIG. 17 is a schematic view showing an outline of a slurry application device 20 for the electrode sheet 10 according to the third embodiment of the present invention.
  • the configuration is the same as the slurry application device 20 for the electrode sheet according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 2 except that there is no cutting protective layer discharger 30 capable of applying the cutting protective layer 15 to the tailing portion 14 ing.
  • the first calculation unit 28 (FIG. 23) of the end detector 23 calculates the flowing direction of the foil of the tailing portion 14 of each application area 11 of the electrode sheet 10, that is, the length x of the winding direction Dx A signal is transmitted to the second operation unit 29 (FIG. 23) of the detector 23. After the length x of the tailing portion 14 of all the slurry application areas 11 is transmitted, the second operation unit 29 totals the results and outputs the maximum value x max of the length x.
  • the second computing unit 29 or another computing device is a roll diameter which becomes the following formula (3) as a selection value of the roll diameter r of the compression roller 50 used in the compression step (S5 of FIG. 22) of the next step.
  • the other arithmetic device receives an input of the maximum value x max of the length of the tailing portion 14 output by the second operation unit 29 of the termination detector 23 or receives the maximum value x max. Is a computer that performs arithmetic processing.
  • t min , y max , z max and w max are the same as the equation (2) described above, and each value is input to the end detector 23 or another arithmetic unit.
  • the means for inputting each of these values is not particularly limited.
  • the operator may operate the operation unit (keyboard, keypad, operation button, touch panel, etc.) of the computer that realizes the termination detector 23 or other arithmetic device.
  • the value transmitted from the computer via the communication channel or the communication network may be received.
  • the output means of each value of the calculated maximum value x max or the roll diameter r is not particularly limited as long as it can be notified to the operator.
  • the output means may, for example, record each value in a memory of a computer that realizes the end detector 23 or display each value on a display (not shown) of the end detector 23. Further, each value recorded in the memory may be transmitted to another recording medium via a communication path or communication network corresponding to the recording or storage device or the computing device.
  • the electrode sheet 10 is pressed and compressed by the compression device 40 shown in FIG.
  • the configuration is the same as that of the electrode sheet compression device 40 according to the first embodiment of the present invention, except that the value of the roll diameter r of the compression roller 50 is a value output by the method described above.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing the relationship between the current collector electrode sheet 10 and the compression roller 50 after double-sided application according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 shows a cross-sectional view of the current-collector electrode sheet 10 after pressure-molding in the third embodiment of the present invention, but the thickness of the metal foil 9 in the tailing portion 14 part The thickness is almost the same as the thickness of the metal foil 9 in the application area 12.
  • the electrode sheet 10 manufactured in the present embodiment includes the area of the trailing portion 14 at the end 13 of each application area 11 that is not compressed by the compression roller 50.
  • FIG. 20 is a schematic view of the cutting surface 80 as viewed from above after the electrode sheet 10 according to the third embodiment of the present invention is cut.
  • the compression roller 50 having an appropriate roll diameter can be selected by the roll diameter r of the compression roller 50 calculated by the above equation (3). Then, in the electrode sheet 10 after the compression step (S5 in FIG. 22), a sufficient remaining thickness of the metal foil 9 is secured as shown in FIG. 19 regardless of the length of the tailing portion 14. In the cutting step (S6 in FIG. 22), the foil is cut only in the direction Dx in which the blade flows, and the foil is not broken in the lateral direction Dy. As shown in FIG. It has a shape that does not generate burrs.
  • FIG. 27 is a schematic view showing an example of the configuration of the battery 150 according to the embodiment of the present invention.
  • the battery which concerns on this embodiment is equipped with the electrode produced from the electrode sheet 10 demonstrated by the said embodiment.
  • the stacked battery 150 includes battery elements in which a positive electrode 121 and a negative electrode 126 are alternately stacked in a plurality of layers with the separator 120 in between, and these battery elements are a flexible film together with an electrolyte (not shown). It is housed in a container consisting of 140.
  • the positive electrode terminal 131 and the negative electrode terminal 136 are electrically connected to the battery element, and a part or all of the positive electrode terminal 131 and the negative electrode terminal 136 are drawn out of the flexible film 140. .
  • the coated portion (positive electrode active material layer 122) and uncoated portion of the positive electrode active material are provided on the front and back of the positive electrode collector layer 123 on the positive electrode 121, and the negative electrode 126 is provided on the front and back of the negative electrode collector layer 128.
  • the coated portion of the negative electrode active material (negative electrode active material layer 127) and the uncoated portion are provided.
  • the uncoated portion of the positive electrode active material in the positive electrode current collector layer 123 is used as the positive electrode tab 130 for connecting to the positive electrode terminal 131, and the uncoated portion of the negative electrode active material in the negative electrode current collector layer 128 is connected to the negative electrode terminal 136.
  • the negative electrode tab 125 of FIG. The positive electrode tabs 130 are assembled on the positive electrode terminal 131, and are connected together by ultrasonic welding etc. together with the positive electrode terminal 131, and the negative electrode tabs 125 are assembled together on the negative electrode terminal 136, and are connected together by ultrasonic welding etc. together with the negative electrode terminal 136. Be done.
  • one end of the positive electrode terminal 131 is drawn out of the flexible film 140, and one end of the negative electrode terminal 136 is also drawn out of the flexible film 140.
  • An insulating member can be formed as necessary at the boundary 124 between the coated part (coated area 11) (positive electrode active material layer 122) of the positive electrode active material and the non-coated part (non-coated area 12).
  • the member can be formed not only at the boundary 124 but also near the boundary between the positive electrode tab 130 and the positive electrode active material.
  • an insulating member can be formed on the boundary portion 129 between the coated portion (negative electrode active material layer 127) and the non-coated portion of the negative electrode active material as required, and the boundary between both the negative electrode tab 125 and the negative electrode active material It can be formed near the part.
  • the outer dimensions of the negative electrode active material layer 127 are larger than the outer dimensions of the positive electrode active material layer 122 and smaller than the outer dimensions of the separator 120.
  • Non-aqueous electrolyte containing lithium salt The non-aqueous electrolytic solution containing a lithium salt used in the present embodiment can be appropriately selected from known ones depending on the type of electrode active material, the use of the lithium ion battery, and the like.
  • lithium salt for example, LiClO 4, LiBF 6, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiB 10 Cl 10, LiAlCl 4, LiCl, LiBr, LiB Examples include (C 2 H 5 ) 4 , CF 3 SO 3 Li, CH 3 SO 3 Li, LiC 4 F 9 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, and lower fatty acid carboxylate lithium.
  • the solvent for dissolving the lithium salt is not particularly limited as long as it is generally used as a liquid for dissolving the electrolyte, and ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), diethyl carbonate (DEC), methyl ethyl carbonate (MEC), carbonates such as vinylene carbonate (VC); lactones such as ⁇ -butyrolactone and ⁇ -valerolactone; trimethoxymethane Ethers such as 1,2-dimethoxyethane, diethyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, etc.
  • EC ethylene carbonate
  • PC propylene carbonate
  • BC butylene carbonate
  • DMC dimethyl carbonate
  • EMC ethyl methyl carbonate
  • EMC ethyl methyl carbonate
  • DEC diethyl carbon
  • Sulfoxides such as dimethylsulfoxide, etc. 1,3-Dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxola
  • Nitrogenous solvents such as acetonitrile, nitromethane, formamide and dimethylformamide; methyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate and the like; organic acid esters such as phosphoric acid triester And diglymes; triglymes; sulfolanes such as sulfolane and methyl sulfolane; oxazolidinones such as 3-methyl-2-oxazolidinone; and sultones such as 1,3-propane sultone, 1,4-butane sultone and naphtha sultone. . These may be used singly or in combination of two or more.
  • a well-known member can be used for a container in this embodiment, and it is preferable to use the flexible film 140 from a viewpoint of weight reduction of a battery.
  • the flexible film 140 can use what provided the resin layer in front and back of the metal layer used as a base material.
  • the metal layer can be selected to have a barrier property to prevent leakage of the electrolytic solution and entry of moisture from the outside, and aluminum, stainless steel, etc. can be used.
  • a heat-sealable resin layer such as modified polyolefin is provided on at least one surface of the metal layer, and the heat-sealable resin layers of the flexible film 140 are opposed to each other through the battery element to make the battery element
  • the sheath is formed by heat-sealing the periphery of the part to be stored.
  • a resin layer such as a nylon film or a polyester film can be provided on the surface of the exterior body opposite to the surface on which the heat-fusible resin layer is formed.
  • the positive electrode terminal 131 can be made of aluminum or an aluminum alloy
  • the negative electrode terminal 136 can be made of copper or a copper alloy, or those plated with nickel.
  • Each terminal is drawn to the outside of the container, but a heat fusible resin can be provided in advance in a portion located at a portion of the respective terminal where the periphery of the package is heat welded.
  • Insulating member In the case of forming the insulating member at the boundary portions 124 and 129 of the coated portion and the non-coated portion of the active material, it is possible to use polyimide, glass fiber, polyester, polypropylene or those containing these in the structure. Heat can be applied to these members to weld them to the boundaries 124, 129, or a gel-like resin can be applied to the boundaries 124, 129 and dried to form an insulating member.
  • the separator 120 preferably includes a resin layer containing a heat resistant resin as a main component.
  • the resin layer is formed of a heat resistant resin which is a main component.
  • the term "main component” means that the proportion in the resin layer is 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more, and 100% by mass. It means that you may.
  • the resin layer constituting the separator 120 according to the present embodiment may be a single layer or two or more layers.
  • Examples of the heat resistant resin forming the above resin layer include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, poly-m-phenylene terephthalate, poly-p-phenylene isophthalate, polycarbonate, polyester carbonate, aliphatic polyamide, all Aromatic polyamide, semiaromatic polyamide, wholly aromatic polyester, polyphenylene sulfide, polyparaphenylene benzobisoxazole, polyimide, polyarylate, polyetherimide, polyamideimide, polyacetal, polyetheretherketone, polysulfone, polyethersulfone, One or more selected from fluorine resins, polyether nitriles, modified polyphenylene ethers and the like can be mentioned.
  • polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, aliphatic polyamide, wholly aromatic polyamide, semiaromatic polyamide and all aromatic from the viewpoint of excellent balance of heat resistance, mechanical strength, stretchability, price and the like.
  • Family of polyesters one or more selected from polyethylene terephthalates, polybutylene terephthalates, aliphatic polyamides, wholly aromatic polyamides and semiaromatic polyamides are more preferred, and polyethylene terephthalates are preferred.
  • One or more selected from wholly aromatic polyamides are more preferable, and polyethylene terephthalate is more preferable.
  • the resin layer which comprises the separator 120 which concerns on this embodiment is a porous resin layer.
  • the fine pores of the porous resin layer can be blocked to block the flow of the current, thereby avoiding the thermal runaway of the battery. be able to.
  • the porosity of the porous resin layer is preferably 20% to 80%, more preferably 30% to 70%, and still more preferably 40% to 60%. Is particularly preferred.
  • porosity (%)
  • Ws basis weight (g / m 2 )
  • ds true density (g / cm 3 )
  • t film thickness ( ⁇ m).
  • the planar shape of the separator 120 according to the present embodiment is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the shapes of the electrode and the current collector, and can be, for example, rectangular.
  • the thickness of the separator 120 according to the present embodiment is preferably 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less from the viewpoint of the balance between mechanical strength and lithium ion conductivity.
  • a battery can be manufactured using the electrode sheet 10 manufactured by the manufacturing method of the above embodiment.
  • an active material layer is formed on a thin current collector such as a metal foil, and after drying, the electrode is compressed and cut (S5 and S6 in FIG. 22). It is possible to carry out the assembly of electrochemical devices such as a battery which suppresses the generation of burrs of the current collector which occurs in the case of production, or prevents the use of the electrode sheet in which the burrs are generated. It is possible to provide an electrochemical device of
  • Example 1 As a positive electrode active material, a mass 94 of Li (Ni0.6Co0.2Mn0.2) O 2 having a 50% cumulative diameter (D50) of 8 ⁇ m and a 90% cumulative diameter (D90) of 12 ⁇ m obtained from the particle size distribution measurement value .8%, 2.5% by mass of a graphite material as a conductive auxiliary, and 2.7% by mass of polyvinylidene fluoride as a binder are mixed with N-methylpyrrolidone and further mixed to prepare a positive electrode slurry did.
  • Li (Ni0.6Co0.2Mn0.2) O 2 having a 50% cumulative diameter (D50) of 8 ⁇ m and a 90% cumulative diameter (D90) of 12 ⁇ m obtained from the particle size distribution measurement value .8%, 2.5% by mass of a graphite material as a conductive auxiliary, and 2.7% by mass of polyvinylidene fluoride as a binder are mixed with N-methylpyrrolidone and further mixed to prepare a positive electrode slurry
  • the coated area 11 and the non-coated area 12 are alternately formed in the winding direction Dx of the foil on the aluminum foil collecting foil surface with a thickness of 12 ⁇ m moving on the backup roller. Applied intermittently as it did. Then, the shape of the end 13 of each application area 11 is detected using a laser type detector installed subsequently to the die head along the flow direction of the foil, and the tailing portion 14 of the area to be cut is 2.6 mm or more The tailing portion 14 detected in the first detection step (S2 in FIG.
  • the slurry containing the active material and the like applied to the aluminum foil was dried and solidified by a drying furnace that was subsequently installed. Furthermore, with respect to the back surface to which the slurry is applied in the application step (S1 in FIG. 22), the start edge of the application region applied to the surface is detected, and control is performed so that the deviation of the start edge of the application region on the back surface is 1 mm or less. While applying the slurry, detecting the tail portion, applying the ultraviolet resin, curing the slurry, and drying and solidifying the slurry in the same manner, an electrode sheet coated with the slurry on both sides of the aluminum foil was obtained. In the above-mentioned slurry application process (S1 in FIG.
  • the shift amount of the length of the application area 11 is 2 mm or less in the same aluminum foil roll, and the thickness of the coating film is the same as the center of the application area
  • the parameters such as the slurry discharge pressure and the speed of the backup roller were adjusted so that the distance to the above was 1.8 mm.
  • the discharge amount was adjusted so that the thickness of the cut protective layer 15 after curing of the ultraviolet curable resin was about 3 ⁇ m.
  • the electrode sheet 10 on which the slurry is applied intermittently is compressed by the gap width using the pressure-compression device provided with a compression roller including a compression roller having a roll radius of 250 mm that forms one pair of upper and lower pieces.
  • the roller was set to pass through between rollers so that the take-up tension was 230 N, and pressure compression was performed by moving on the backup roller at a rotational speed of 60 m / min.
  • the compression pressure is adjusted so that the linear pressure on the coating area of the active material slurry is 1.8 t / cm, the average gap between the upper and lower compression rollers is 0.4 mm, and the average roller compression pressure is 19 MPa. became.
  • a part of the obtained electrode sheet was extracted, and the minimum thickness of the single-sided active material layer was 62.6 ⁇ m.
  • the pressure-pressed electrode sheet 10 is placed between the blades so as to make the winding tension constant.
  • the cutting was performed by moving on the backup roller at a constant speed. A part of the obtained cut sheet was extracted, and the presence or absence of a burr from the tailing portion 14 after the cutting step (S6 in FIG. 22) was confirmed.
  • the electrode sheet 10 was similarly produced in the state which does not discharge an ultraviolet curing resin in the said Example 1, and the presence or absence of the burr
  • Example 1 and Comparative Example 1 ten samples were observed for each length of the tailing portion 14, and the results are shown in Table 1. Ten samples were observed, and the case where the burr generation was 3 or less was regarded as a small generation amount, and the case where the burr generation was 4 or more samples as a large generation amount.
  • Example 2 In the manufacturing method of Example 1, the electrode sheet 10 was similarly produced in the state which does not discharge ultraviolet-ray cured resin, operating the detector of the tailing part 14 among slurry application machines. Within the same aluminum foil roll, the length of the largest detected tailing portion 14 was 2 mm.
  • the compression roll radius r of the appropriate pressure compression device is 369 mm using the above equation (2).
  • the above-described electrode sheet 10 was subjected to pressure compression using a pressure compression device including a compression roller having a roll radius r of 375 mm, instead of the pressure compression device of Example 1. Subsequently, the electrode sheet 10 was cut using the same cutting device as in Example 1, and ten samples were observed for each length of the tailing portion 14 to confirm the presence or absence of burrs. Table 2 shows the results of observation of 10 samples for each length of the tailing portion 14 in Example 2 and Comparative Example 1.
  • Comparative example 2 An electrode sheet was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that the minimum thickness of the single-sided active material layer after compression and compression was 84.8 ⁇ m, and the presence or absence of burrs was confirmed. did.
  • the electrode sheet 10 was produced by the method similar to the comparative example 1 except having made thickness of the aluminum foil to be used with respect to the comparative example 1 15 micrometers, and the presence or absence of the burr
  • Table 3 shows the results of observation of 10 samples for each length of the tailing portion 14 in Comparative Examples 1 to 3.
  • Example 4 An electrode sheet 10 was produced in the same manner as in Example 1 except that an active material having a 90% cumulative diameter (D90) determined from the particle size distribution measurement value of 10 ⁇ m was used, and the presence or absence of burrs was confirmed.
  • D90 12 ⁇ m
  • thickness d of metal foil 9 12 ⁇ m
  • D9010 ⁇ m) ⁇ d (12 ⁇ m) and the relation of D90 ⁇ d is not satisfied, but in this case, the amount of the active material particles biting into metal foil 9 is small, and the above problem does not occur. The occurrence of burrs was not confirmed.
  • Table 1 An active material having a 90% cumulative diameter (D90) determined from the particle size distribution measurement value of 10 ⁇ m was used, and the presence or absence of burrs was confirmed.
  • D90 12 ⁇ m
  • thickness d of metal foil 9 12 ⁇ m
  • D9010 ⁇ m) ⁇ d (12 ⁇ m) and the relation of D90 ⁇ d is not satisfied, but in this case, the
  • Example 5 The electrode sheet 10 was produced by the method similar to Example 1 except the load concerning the center part of the application
  • the linear pressure is 1.8 t / cm, and the linear pressure exceeds 1.5 t / cm.
  • Comparative Example 5 although the linear pressure is less than 1.5 t / cm, also in this case, the amount of biting of the active material particles into the metal foil 9 is small, so the above problem does not occur and generation of burrs is not confirmed.
  • Table 1 The (Table 1)
  • a current collector electrode sheet in which an active material is applied to both sides of a sheet-like metal foil It includes an applied area of the slurry and an unapplied area, which are formed by intermittently applying and drying a slurry containing the active material on both sides of the metal foil.
  • the application area and the non-application area are alternately formed in the winding direction of the strip-like metal foil, Tailing at the end of each of the coated regions in a compression step of continuously compressing the coated region of the slurry and the non-coated region using a pair of compression rollers in the thickness direction of the current collector electrode sheet A current collector electrode sheet including an area of the portion not compressed by the compression roller. 2.
  • a current collector electrode sheet in which an active material is applied to both sides of a sheet-like metal foil The slurry containing the active material is intermittently applied and dried on the strip-like metal foil, and the application region of the slurry in which the active material layer continuously exists and the non-application region of the slurry are the An application step of alternately forming in a winding direction of the strip-like metal foil; A first detection step of detecting a length of a tailing portion at an end of each of the application regions formed in the application step; A compression step of continuously compressing the coated region of the slurry and the non-coated region in the thickness direction using the pair of compression rollers in the thickness direction of the metal foil on which the active material layer is formed; In the metal foil on which the active material layer is formed through the first detection step and the compression step, the coated region of the slurry and the non-coated region are continuously connected in parallel to the winding direction of the metal foil.
  • the first detection step is The manufacturing method of the collector electrode sheet which detects the tailing part continuously formed in the said non-coating area from the terminal end of the said coating area of the said slurry which satisfy
  • x ((2rt min- t min 2 ) 1/2- y max- z max- w max formula (A)
  • x is the maximum value of the length of the tailing portion at the end of each application region in the application step
  • r is the roll diameter of the compression roller used in the compression step
  • t min is Of the central portion of each of the application regions continuously formed in the application step, the minimum value of the assumed thickness after compression and compression
  • y max is the metal at the application start position of each surface of the metal foil
  • z max is the maximum of the deviation of the application length of the active material in the winding direction of the metal foil on both sides of the metal foil
  • w max is the maximum value of the distance from the coating end of
  • a current collector electrode sheet in which an active material is applied to both sides of a sheet-like metal foil The slurry containing the active material is intermittently applied and dried on the strip-like metal foil, and the application region of the slurry in which the active material layer continuously exists and the non-application region of the slurry are the An application step of forming alternately in the winding direction of the strip-like metal foil; A detection step of detecting a length of a tailing portion at an end of each of the application regions formed in the application step; The metal foil on which the active material layer is formed through the application step and the detection step is, in the thickness direction, a pair of compression rollers, using the application region and the non-application region of the slurry.
  • the metal foil on which the active material layer is formed through the detection step and the compression step is continuously cut in parallel with the winding direction of the metal foil with the applied region and the non-applied region of the slurry.
  • the compression step is The manufacturing method of the collector electrode sheet which is compressed using the compression roller which has a roll radius r which satisfy
  • t min is the minimum value of the assumed thickness after compression and compression in the central portion of each of the coated regions continuously formed in the coating step, and x max is detected in the detection step.
  • the maximum value of the length of the tailing portion at the end of each of the coating regions formed continuously in the coating step, and y max is the shift amount of the coating start position of the active material on both sides of the metal foil
  • the maximum value of z max is the maximum value of the deviation of the application length of the active material on both sides of the metal foil in the winding direction of the metal foil
  • w max is the above-mentioned maximum value of both sides of the metal foil. It is the maximum value of the distance from the coating end of the active material to the thickness of the coating film being the same thickness as the center of the coating area. 8. 2. To 7. In the method of producing a current collector electrode sheet according to any one of The manufacturing method of a collector electrode sheet which produces the electrode sheet which used lithium metal complex oxide as an active material.

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Abstract

集電体電極シート(10)は、金属箔(9)の両面に、活物質を含むスラリを間欠的に塗布、乾燥して形成される、スラリの塗布領域(11)と、非塗布領域(12)と、を含み、塗布領域(11)と非塗布領域(12)は、帯状の金属箔(9)の巻取方向に交互に形成され、集電体電極シート(10)の厚さ方向へ、一対の圧縮ローラを用いて、スラリの塗布領域(11)と非塗布領域(12)とを連続して圧縮する圧縮工程において、各塗布領域(11)の終端(13)における尾引き部(14)のうち、圧縮ローラによって圧縮されない領域を含む。

Description

集電体電極シートの製造方法、集電体電極シート、および電池
 本発明は、積層型電池用の集電体電極シートの製造方法、集電体電極シート、および電池に関する。
 近年、環境問題を踏まえ、電気自動車やハイブリッド自動車への関心が高まり、その駆動源である二次電池の高エネルギー密度化、高容量化への技術的要求が一段と高まっている。
 こうした二次電池用の電極は、アルミニウムや銅等の帯状の金属箔上に活物質を含むスラリを塗布・乾燥させた電極シートから作製される。活物質の塗布方法は、間欠塗工方式と連続塗工方式とに大別できる。
 間欠塗工方式は、帯状の金属箔に、活物質等のスラリを塗布して形成する塗布領域とスラリを塗布しない非塗布領域とを、該金属箔の巻取方向に所定の間隔で交互に形成する方式である。所定の間隔で配置された活物質の非形成部は、外部端子と電気的に接続するための引き出しタブを取り出す部位として利用される。本発明に関連する電極シートの製造方法では、主材である活物質、導電付与剤、結合材、溶剤を混合または混錬したスラリを、金属箔の一方の面に間欠的に塗布(以下、間欠塗布と称する。)した後に、再度、金属箔上の反対側の他方の面にも間欠塗布して、金属箔の両面にスラリをそれぞれ塗布する。次に、両面にスラリが塗布された金属箔を圧延ローラによって加圧成型する。その後、集電体として所望の外形寸法に切断し、集電体電極シートに電極端子部を形成している。
 ここで、リチウムイオン二次電池の正極活物質には、リチウム含有複合酸化物が用いられており、こうした金属酸化物粒子を主成分とする活物質層を加圧成型する場合、大きな圧力を必要とする。特に高エネルギー密度に設計された二次電池に用いる正極電極では、活物質層を高密度に圧縮する必要があるため、該加圧成型において、より大きな圧力をかけて成型されることが多い。
 また、高エネルギー密度に設計された二次電池に用いる電極は、集電体である金属箔の厚さを薄く設計する傾向にある。
特開2002-164041号公報
 図28に示すように、前記の集電体電極シートの塗布終端部には、スラリを間欠塗布したときに、塗布領域11と非塗布領域12との境界に、スラリの尾引き部14が発生しやすい。帯状電極シート10を電極ロールの巻取方向Dxに沿って、ロールプレス機で圧延加工成型する場合、こうした尾引き部14が存在すると、塗布終端の尾引き部14には巻取方向Dxと垂直な方向Dyに活物質層が断続的にしか存在しないため、巻取方向Dxと垂直な方向Dyに活物質層が連続的に存在する塗布領域11の中央部分よりも大きな線圧がかかることになる。
 このように大きな線圧の掛かる尾引き部分14では、活物質粒子が金属箔に大きく食い込む現象がしばしば発生する。この活物質粒子が金属箔に食い込んだ部分の金属箔の残肉量がきわめて薄くなっているため、引き続き行う裁断工程で裁断する際にシート電極の切断面に活物質層の部分的に脱落したバリが発生する。発生したバリが、電極に付着すると、電池の組み立て時に短絡を発生させる原因になり、電池の不良率が高まるという問題が生じていた。
 このようにスラリを間欠塗布するときに塗布終端部に尾引き部14が発生するのを防止するために、例えば特許文献1には、あらかじめ活物質層を塗布する塗布域のうち、箔の巻取方向Dxの始端と終端にフッ素樹脂を塗布しておく方法が提示されている。しかし、この方法では、フッ素樹脂を塗布するためのコストが増大するとともに、電極の重量や厚みが増えてしまうこととなり、高エネルギー密度に設計された二次電池に用いる電極の製造方法としては問題があった。そこで、活物質層のみを集電体電極シートに塗布しても、バリの発生を抑制し、不良率の低い電極を提供する製造方法を提供する必要があった。
 本発明は上述したような背景技術が有する課題を解決するためになされたものであり、製造コストの増大を招くことなく、裁断工程におけるバリの発生を抑制できる電極シートの製造方法、及び該電極シートを提供することを目的とする。
 本発明の集電体電極シートは、
 シート状の金属箔の両面に活物質が塗布された集電体電極シートであって、
 前記金属箔の両面に、前記活物質を含むスラリを間欠的に塗布、乾燥して形成される、前記スラリの塗布領域と、非塗布領域と、を含み、
 前記塗布領域と前記非塗布領域は、帯状の前記金属箔の巻取方向に交互に形成され、
 前記集電体電極シートの厚さ方向へ、一対の圧縮ローラを用いて、前記スラリの塗布領域と前記非塗布領域とを連続して圧縮する圧縮工程において、各前記塗布領域の終端における尾引き部のうち、前記圧縮ローラによって圧縮されない領域を含む。
 本発明の第1の集電体電極シートの製造方法は、
 シート状の金属箔の両面に活物質が塗布された集電体電極シートの製造方法において、
 前記活物質を含むスラリを、帯状の前記金属箔上に間欠的に塗布、乾燥して、活物質層が連続して存在する前記スラリの塗布領域と、前記スラリの非塗布領域とを、前記帯状の前記金属箔の巻取方向に交互に形成する塗布工程と、
 前記塗布工程で形成した各前記塗布領域の終端における尾引き部の長さを検出する第一の検出工程と、
 前記活物質層が形成された前記金属箔を、その厚さ方向へ、一対の圧縮ローラを用いて、前記スラリの前記塗布領域と前記非塗布領域とを連続して圧縮する圧縮工程と、
 前記第一の検出工程と前記圧縮工程とを経て前記活物質層が形成された前記金属箔を、該金属箔の巻取方向と平行に前記スラリの前記塗布領域と前記非塗布領域とを連続して裁断する裁断工程と、を有し、
 前記第一の検出工程は、
 下記式(A)を満たす前記スラリの前記塗布領域の終端から前記非塗布領域に連続して形成される尾引き部を検出する。
x≧(2rtmin-tmin 1/2-ymax-zmax-wmax ・・・式(A)
 ここで、xは、前記塗布工程で各前記塗布領域の終端における前記尾引き部の長さの最大値であり、rは、前記圧縮工程に用いる圧縮ローラのロール径であり、tminは、前記塗布工程で連続的に形成した各前記塗布領域の中央部のうち、加圧圧縮後の想定厚さの最小値であり、ymaxは、前記金属箔の各面の塗布開始位置の前記金属箔の巻取方向のずれ量の最大値であり、zmaxは、前記金属箔の両面の前記活物質の前記金属箔の巻取方向の塗布長のずれ量の最大値であり、および、wmaxは、前記金属箔の両面の前記活物質の塗工終端から、塗工膜の厚さが塗工域中央と同じ厚さになるまでの距離の最大値である。
 本発明の第2の集電体電極シートの製造方法は、
 シート状の金属箔の両面に活物質が塗布された集電体電極シートの製造方法において、
 前記活物質を含むスラリを、帯状の前記金属箔上に間欠的に塗布、乾燥して、活物質層が連続して存在する前記スラリの塗布領域と、前記スラリの非塗布領域とを、前記帯状の前記金属箔の巻取方向に交互にを形成する塗布工程と、
 前記塗布工程で形成した各前記塗布領域の終端における尾引き部の長さを検出する検出工程と、
 前記塗布工程と前記検出工程とを経て前記活物質層が形成された前記金属箔を、その厚さ方向へ、一対の圧縮ローラを用いて、前記スラリの前記塗布領域と前記非塗布領域とを連続して圧縮する圧縮工程と、
 前記検出工程と前記圧縮工程とを経て前記活物質層が形成された前記金属箔を、該金属箔の巻取方向と平行に前記スラリの前記塗布領域と前記非塗布領域とを連続して裁断する裁断工程と、を有し、
 前記圧縮工程は、
 下記式(B)を満たすロール半径rを持つ圧縮ローラを用いて、圧縮する。
r≧tmin/2+(xmax+ymax+zmax+wmax/(2tmin) ・・・式(B)
 ここで、tminは、前記塗布工程で連続的に形成した各前記塗布領域の中央部のうち、加圧圧縮後の想定厚さの最小値であり、xmaxは、前記検出工程で検出した、前記塗布工程で連続的に形成した各前記塗布領域の終端における前記尾引き部の長さの最大値であり、ymaxは、前記金属箔の両面の前記活物質の塗布開始位置のずれ量の最大値であり、zmaxは、前記金属箔の両面の活物質の前記金属箔の巻取方向の塗布長のずれ量の最大値であり、およびwmaxは、前記金属箔の両面の前記活物質の塗工終端から、塗工膜の厚さが塗工域中央と同じ厚さになるまでの距離の最大値である。
 本発明の集電体電極シートは、上記製造方法により製造される。
 本発明の電池は、上記集電体電極シートを用いて製造される。
 なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
 また、本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。
 また、本発明の方法およびコンピュータプログラムには複数の手順(又は工程)を順番に記載してあるが、その記載の順番は複数の手順を実行する順番を限定するものではない。このため、本発明の方法およびコンピュータプログラムを実施するときには、その複数の手順の順番は内容的に支障のない範囲で変更することができる。
 さらに、本発明の方法およびコンピュータプログラムの複数の手順(又は工程)は個々に相違するタイミングで実行されることに限定されない。このため、ある手順の実行中に他の手順が発生すること、ある手順の実行タイミングと他の手順の実行タイミングとの一部ないし全部が重複していること、等でもよい。
 本発明によれば、製造コストの増大を招くことなく、電極シートの裁断工程におけるバリの発生を抑制できる集電体電極シートの製造方法、集電体電極シート、および電池を提供することができる。
 上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。
本発明の第1の実施形態における両面塗布後の集電体電極シートを示す平面図である。 本発明の第1の実施形態に係る電極シートのスラリ塗布装置の概要を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る電極シートの圧縮装置の概要を示す模式図である。 本発明の第1および第2の実施形態における両面塗布後の集電体電極シートと圧縮ローラの関係を示す断面図である。 本発明の第1の実施形態における加圧成型後の集電体電極シートのうち、塗布後の尾引き部に裁断保護層が塗布されていない部分の断面図である。 本発明の第1の実施形態における加圧成型後の集電体電極シートのうち、塗布後の尾引き部に裁断保護層が塗布された部分の断面図である。 本発明の実施形態に係る電極シートを複数のシートに裁断する裁断装置の概要を示す模式図である。 本発明の第1の実施形態に係る電極シートのうち、塗布後の尾引き部に裁断保護層が塗布された部分を裁断した後の、裁断面を上面から見た模式図である。 本発明の第1の実施形態に係る電極シートのうち、塗布後の尾引き部に裁断保護層が塗布されていない部分を裁断した後の、裁断面を上面から見た模式図である。 本発明の第2の実施形態における両面塗布後の集電体電極シートを示す平面図である。 本発明の第2の実施形態に係る電極シートのスラリ塗布装置の概要を示す模式図である。 本発明の第2の実施形態における加圧成型後の集電体電極シートにマーキングが施された間欠塗工部分の断面図である。 本発明の第2の実施形態における加圧成型後の集電体電極シートのうち、前記マーキングがされていない間欠塗工部分の断面図である。 本発明の第2の実施形態に係る電極シートのうち、塗布後の尾引き部の長さが所定の長さ以上であることを示すマーキングがされた間欠塗工部分を裁断した後の、裁断面を上面から見た模式図である。 本発明の第2の実施形態に係る電極シートのうち、前記マーキングがされていない間欠塗工部分を裁断した後の、裁断面を上面から見た模式図である 本発明の第3の実施形態における両面塗布後の集電体電極シートを示す平面図である。 本発明の第3の実施形態に係る電極シートのスラリ塗布装置の概要を示す模式図である。 本発明の第3の実施形態における両面塗布後の集電体電極シートと圧縮ローラの関係を示す断面図である。 本発明の第3の実施形態における加圧成型後の集電体電極シートの断面図である。 本発明の第3の実施形態に係る電極シートを裁断した後の、裁断面を上面から見た模式図である。 本発明の実施の形態に係る電極シートの製造システムの構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る電極シートの製造方法の工程を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る電極シートの製造方法で用いるスラリ塗布装置の終端検出器の構成の一例を示す機能ブロック図である。 本発明の第1および第2の実施形態における両面塗布後の集電体電極シートの上面から見た平面と断面の関係を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係る電極シート10の製造方法の工程を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る電極シートの製造システムの各装置を実現するコンピュータのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る電池の構成の一例を示す概略図である。 間欠塗工方式により、活物質を塗布して作製された電極シートを示す平面図である。
 以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施形態の集電体電極シートの製造方法における活物質の両面塗布後の集電体電極シート10を示す部分平面図である。
 電極シート10は、帯状の金属箔の両面に、活物質等のスラリの塗布領域11と非塗布領域12とが巻取方向Dxに交互に繰り返し配置されている。塗布領域11の終端13側の電極部分には、スラリを引きずる状態が生じることで尾引き部14が形成される。さらに、尾引き部14において、以後の工程で電極シート10の裁断を行う線17(図中、破線で示し、以後、「巻取方向裁断予定線17」とも呼ぶ)が通る領域のうち、尾引き部14の箔の流れる方向、すなわち巻取方向Dxの長さxが閾値x以上の部分には、裁断保護層15が形成されている。
 ここで、本実施形態に係る電極シート10から作製される電極は特に限定されないが、例えば、リチウムイオン一次電池やリチウムイオン二次電池等のリチウムイオン電池用電極(正極や負極)である。
 以下、電極の構成について詳細に説明する。
 はじめに、本実施形態に係るスラリの塗布領域11を形成する電極活物質層を構成する各成分について説明する。
 電極活物質層は、電極活物質を含み、必要に応じてバインダー樹脂、導電助剤、増粘剤等を含む。本実施形態において、電極活物質は、例えば、リチウム金属複合酸化物を用いることができる。
 本実施形態に係る電極活物質層に含まれる電極活物質は用途に応じて適宜選択される。正極を作製するときは正極活物質を使用し、負極を作製するときは負極活物質を使用する。
 正極活物質としてはリチウムイオン電池の正極に使用可能な通常の正極活物質であれば特に限定されない。例えば、リチウム-ニッケル複合酸化物、リチウム-コバルト複合酸化物、リチウム-マンガン複合酸化物、リチウム-ニッケル-マンガン複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト複合酸化物、リチウム-ニッケル-アルミニウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-アルミニウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-マンガン-コバルト複合酸化物、リチウム-ニッケル-マンガン-アルミニウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-マンガン-アルミニウム複合酸化物等のリチウムと遷移金属との複合酸化物;TiS、FeS、MoS等の遷移金属硫化物;MnO、V、V13、TiO等の遷移金属酸化物、オリビン型リチウムリン酸化物等が挙げられる。
 オリビン型リチウムリン酸化物は、例えば、Mn、Cr、Co、Cu、Ni、V、Mo、Ti、Zn、Al、Ga、Mg、B、Nb、およびFeよりなる群のうちの少なくとも1種の元素と、リチウムと、リンと、酸素とを含んでいる。これらの化合物はその特性を向上させるために一部の元素を部分的に他の元素に置換したものであってもよい。
 これらの中でも、オリビン型リチウム鉄リン酸化物、リチウム-ニッケル複合酸化物、リチウム-コバルト複合酸化物、リチウム-マンガン複合酸化物、リチウム-ニッケル-マンガン複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト複合酸化物、リチウム-ニッケル-アルミニウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-アルミニウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-マンガン-コバルト複合酸化物、リチウム-ニッケル-マンガン-アルミニウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-マンガン-アルミニウム複合酸化物が好ましい。これらの正極活物質は作用電位が高いことに加えて容量も大きく、大きなエネルギー密度を有する。
 正極活物質は、一種のみを単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
 負極活物質としては、リチウムイオン電池の負極に使用可能な通常の負極活物質であれば特に限定されない。例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、樹脂炭、炭素繊維、活性炭、ハードカーボン、ソフトカーボン等の炭素材料;リチウム金属、リチウム合金等のリチウム系金属材料;シリコン、スズ等の金属材料;ポリアセン、ポリアセチレン、ポリピロール等の導電性ポリマー材料等が挙げられる。これらの中でも炭素材料が好ましく、特に天然黒鉛や人造黒鉛等の黒鉛質材料が好ましい。
 負極活物質は1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 電極活物質の平均粒子径は、充放電時の副反応を抑えて充放電効率の低下を抑える点から、1μm以上が好ましく、2μm以上がより好ましく、入出力特性や電極作製上の観点(電極表面の平滑性等)から、100μm以下が好ましく、50μm以下がより好ましい。ここで、平均粒径は、レーザ回折散乱法による粒度分布(体積基準)における積算値50%での粒子径(メジアン径:D50)を意味する。
 電極活物質の含有量は、電極活物質層の全体を100質量部としたとき、85質量部以上99.8質量部以下であることが好ましい。
 本実施形態に係る電極活物質層に含まれるバインダー樹脂は用途に応じて適宜選択される。例えば、溶媒に溶解可能なフッ素系バインダー樹脂や、水に分散可能な水系バインダー等を使用することができる。
 フッ素系バインダー樹脂としては電極成形が可能であり、十分な電気化学的安定性を有していれば特に限定されないが、例えば、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、フッ素ゴム等が挙げられる。これらのフッ素系バインダー樹脂は一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、ポリフッ化ビニリデン系樹脂が好ましい。フッ素系バインダー樹脂は、例えば、N-メチル-ピロリドン(NMP)等の溶媒に溶解させて使用することができる。
 水系バインダーとしては電極成形が可能であり、十分な電気化学的安定性を有していれば特に限定されないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、スチレン・ブタジエン系ゴム、ポリイミド系樹脂等が挙げられる。これらの水系バインダーは一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、スチレン・ブタジエン系ゴムが好ましい。
 なお、本実施形態において、水系バインダーとは、水に分散し、エマルジョン水溶液を形成できるものをいう。
 水系バインダーを使用する場合は、さらに増粘剤を使用することができる。増粘剤としては特に限定されないが、例えば、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース系ポリマーおよびこれらのアンモニウム塩並びにアルカリ金属塩;ポリカルボン酸;ポリエチレンオキシド;ポリビニルピロリドン;ポリアクリル酸ナトリウム等のポリアクリル酸塩;ポリビニルアルコール;等の水溶性ポリマー等が挙げられる。
 バインダー樹脂の含有量は、電極活物質層の全体を100質量部としたとき、0.1質量部以上10.0質量部以下であることが好ましい。バインダー樹脂の含有量が上記範囲内であると、電極スラリの塗工性、バインダーの結着性および電池特性のバランスがより一層優れる。
 また、バインダー樹脂の含有量が上記上限値以下であると、電極活物質の割合が大きくなり、電極質量当たりの容量が大きくなるため好ましい。バインダー樹脂の含有量が上記下限値以上であると、電極剥離が抑制されるため好ましい。
 本実施形態に係る電極活物質層に含まれる導電助剤としては電極の導電性を向上させるものであれば特に限定されないが、例えば、カーボンブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、天然黒鉛、人工黒鉛、炭素繊維等が挙げられる。これらの導電助剤は1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 導電助剤の含有量は、電極活物質層の全体を100質量部としたとき、0.1質量部以上5.0質量部以下であることが好ましい。導電助剤の含有量が上記範囲内であると、電極スラリの塗工性、バインダーの結着性および電池特性のバランスがより一層優れる。
 また、導電助剤の含有量が上記上限値以下であると、電極活物質の割合が大きくなり、電極質量当たりの容量が大きくなるため好ましい。導電助剤の含有量が上記下限値以上であると、電極の導電性がより良好になるため好ましい。
 本実施形態に係る電極活物質層は、電極活物質層の全体を100質量部としたとき、電極活物質の含有量は好ましくは85質量部以上99.8質量部以下である。また、バインダー樹脂の含有量は好ましくは0.1質量部以上10.0質量部以下である。また、導電助剤の含有量は好ましくは0.1質量部以上5.0質量部以下である。
 電極活物質層を構成する各成分の含有量が上記範囲内であると、リチウムイオン電池用電極の取扱い性と、得られるリチウムイオン電池の電池特性のバランスが特に優れる。
 電極活物質層の密度は特に限定されないが、電極活物質層が正極活物質層の場合は、例えば、2.0g/cm以上4.0g/cm以下であることが好ましく、2.4g/cm以上3.8g/cm以下であることがより好ましく、2.8g/cm以上3.6g/cm以下であることがさらに好ましい。また、電極活物質層が負極活物質層の場合は、例えば、1.2g/cm以上2.0g/cm以下であることが好ましく、1.3g/cm以上1.9g/cm以下であることがより好ましく、1.4g/cm以上1.8g/cm以下であることがさらに好ましい。
 電極活物質層の密度を上記範囲内とすると、高放電レートでの使用時における放電容量が向上するため好ましい。
 電極活物質層の厚みは特に限定されるものではなく、所望の特性に応じて適宜設定することができる。例えば、エネルギー密度の観点からは厚く設定することができ、また出力特性の観点からは薄く設定することができる。電極活物質層の厚み(片面の厚み)は、例えば、10μm以上250μm以下の範囲で適宜設定でき、20μm以上200μm以下が好ましく、30μm以上150μm以下がより好ましい。
 本実施形態に係る集電体層(金属箔9)としては特に限定されないが、正極集電体層としては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル、チタンまたはこれらの合金等を用いることができる。その形状としては、例えば、箔、平板状、メッシュ状等が挙げられる。特にアルミニウム箔を好適に用いることができる。
 また、負極集電体層としては、銅、ステンレス鋼、ニッケル、チタンまたはこれらの合金を用いることができる。その形状としては、箔、平板状、メッシュ状が挙げられる。特に銅箔を好適に用いることができる。
 正極集電体層の厚みは特に限定されないが、例えば1μm以上30μm以下である。また、負極集電体層の厚みは特に限定されないが、例えば1μm以上20μm以下である。
 はじめに、電極スラリを調製する。
 電極スラリは、電極活物質と、必要に応じてバインダー樹脂と、導電助剤と、増粘剤と、を混合することにより調製することができる。電極活物質、バインダー樹脂、および導電助剤の配合比率は電極活物質層中の電極活物質、バインダー樹脂、および導電助剤の含有比率と同じため、ここでは説明を省略する。
 電極スラリは、電極活物質と、必要に応じてバインダー樹脂と、導電助剤と、増粘剤と、を溶媒に分散または溶解させたものである。
 各成分の混合手順は特に限定されないが、例えば、電極活物質と導電助剤とを乾式混合した後に、バインダー樹脂および溶媒を添加して湿式混合することにより電極スラリを調製することができる。
 このとき、用いられる混合機としては、ボールミルやプラネタリーミキサー等の公知のものが使用でき、特に限定されない。
 電極スラリに用いる溶媒としては、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)等の有機溶媒や、水を用いることができる。
 電極スラリを集電体層上に塗布する方法は、一般的に公知の方法を用いることができる。例えば、リバースロール法、ダイレクトロール法、ドクターブレード法、ナイフ法、エクストルージョン法、カーテン法、グラビア法、バー法、ディップ法およびスクイーズ法等を挙げることができる。これらの中でも、電極スラリの粘性等の物性および乾燥性に合わせて、良好な塗布層の表面状態を得ることが可能となる点で、ドクターブレード法、ナイフ法、エクストルージョン法が好ましい。
 集電体層上に塗布した電極スラリの乾燥方法としては特に限定されないが、例えば、加熱ロールを用いて集電体層側または既に乾燥した電極活物質層側から電極スラリを間接的に加熱し、電極スラリを乾燥させる方法;赤外線、遠赤外線・近赤外線のヒーター等の電磁波を用いて電極スラリを乾燥させる方法;集電体層側または既に乾燥した電極活物質層側から熱風を当てて電極スラリを間接的に加熱し、電極スラリを乾燥させる方法等が挙げられる。
 金属箔9の厚さをdとし、さらに、粒度分布計を用いて測定した際に、測定した活物質粒子のうち、最小の粒径から粒子を順に並べたときに、測定した粒子の90%に当たる粒子の粒径:D90としたとき、D90≧dの関係を満たす金属箔と活物質を用いるのが好ましい。
 図21は、本発明の第1の実施形態に係る電極シート10の製造システム1の構成例を示すブロック図である。
 製造システム1は、スラリ塗布装置20と、圧縮装置40と、裁断装置60と、を備える。さらに、製造システム1の各装置を制御する制御装置を備えてもよい。
 図26は、本発明の実施の形態に係る電極シートの製造システムの各装置を実現するコンピュータのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
 スラリ塗布装置20、圧縮装置40、および裁断装置60は、それぞれ少なくとも1つのコンピュータ100により実現される。コンピュータ100は、CPU(Central Processing Unit)102、メモリ104、メモリ104にロードされた各装置を実現するプログラム110、そのプログラム110を格納するストレージ105、I/O(Input Output)106、およびネットワーク接続用通信インタフェース(I/F)107を備える。CPU102と各要素は、バス109を介して互いに接続され、CPU102によりコンピュータ100全体が制御される。ただし、CPU102などを互いに接続する方法は、バス接続に限定されない。
 CPU102が、ストレージ105に記憶されるプログラム110をメモリ104に読み出して実行することにより、各装置の各機能を実現することができる。
 スラリ塗布装置20、圧縮装置40、および裁断装置60は、それぞれコンピュータ100のハードウェアとソフトウェアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置にはいろいろな変形例があることは、当業者には理解されるところである。
 プログラム110は、コンピュータ100で読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。記録媒体は特に限定されず、様々な形態のものが考えられる。また、プログラムは、記録媒体からコンピュータ100のメモリ104にロードされてもよいし、ネットワークを通じてコンピュータ100にダウンロードされ、メモリ104にロードされてもよい。
 プログラム110を記録する記録媒体は、非一時的な有形のコンピュータ100が使用可能な媒体を含み、その媒体に、コンピュータ100が読み取り可能なプログラムコードが埋め込まれる。プログラム110が、コンピュータ100上で実行されたとき、コンピュータ100に、各装置を実現させる電極シート10の製造方法を実行させる。
 図22は、本発明の第1の実施形態に係る電極シート10の製造方法の工程を示すフローチャートである。
 本発明の第1の実施形態の電極シート10の製造方法は、塗布工程(S1)と、第1の検出工程(S2)と、裁断保護層形成工程(S4)と、圧縮工程(S5)と、裁断工程(S6)と、を含む。本発明の実施形態に係る電極シート10は、図22に示される製造方法によって製造される。各工程の詳細については、各装置の説明とともに後述する。
 図2は、本発明の第1の実施形態に係る電極シートのスラリ塗布装置20の概要を示す模式図である。
 まず、塗布工程(図22のS1)において、塗布装置20に設置された金属箔9には、例えば第1のダイコータ21等を用いて、一方の面9aに活物質を含むスラリを間欠的に塗布、乾燥することで活物質(スラリ)の塗布領域11が形成される。
 上述のように、塗布領域11の形成にダイコータ21等を用いる場合、塗布装置20などの限界性能の影響により、活物質(スラリ)の塗布を遮断する際の塗布領域11から非塗布領域12に移る瞬間、スラリの切れが悪くなる。このため、塗布領域11の終端13側の電極部分には、スラリを引きずる状態が生じ、尾引き部14(図1)が発生する。
 塗布装置20は、終端検出器23と、始端検出器24と、裁断保護層吐出機30とを備える。終端検出器23は、上述の活物質(スラリ)の塗布領域11を形成する塗布工程(図22のS1)に続く、第1の検出工程(図22のS2)において、金属箔9の各面に形成された塗布領域11の尾引き部14の長さをそれぞれ検出する。図2の例では、2つの終端検出器23がそれぞれ金属箔9の各面の尾引き部14の長さを検出している。裁断保護層吐出機30は、終端検出器23に連動して、尾引き部14に裁断保護層15を形成する。
 終端検出器23は、例えば、図23に示すように、レーザ光などを電極シート10の一方の面(9a又は9b)に照射し、反射する光を受光した信号を検出する信号検出部27と、得られた信号を処理して、それぞれの尾引き部14の箔の流れる方向、すなわち巻取方向Dxの長さを算出する第1の演算部28と、上述の方法で検出した尾引き部14の長さをxとしたときに、xが閾値x以上か否かを判定する第2の演算部29とを備えている。
 第2の演算部29の上記判定で用いる閾値xは、下記の式(1)で示される値である。
=(2rt-t1/2-ymax-zmax-wmax   ・・・式(1)
 ここで、式(1)の各値について、図24を用いて説明する。
 図24(a)は、電極シート10に形成された活物質の塗布領域11の一部を含む電極シート10の上面図であり、図24(b)は、図24(a)の線I-Iについての塗布領域11が形成された電極シート10の断面図である。
 rは、次工程の圧縮工程(図22のS5)に用いる圧縮ローラのロール半径である。
 tは、塗布領域11の中央部が次工程の圧縮工程(図22のS5)を経た後の見込み平均厚さである。
 ymaxは、金属箔9の両面にそれぞれ連続して形成される各塗布領域11の活物質(スラリ)の塗布開始位置の金属箔9の巻取方向のずれ量yの最大値である。
 zmaxは、金属箔9の両面にそれぞれ連続して形成される各塗布領域11の活物質(スラリ)の金属箔9の巻取方向の塗布長のずれ量zの最大値である。
 wmaxは、金属箔9の両面にそれぞれ連続して形成される各塗布領域11の活物質(スラリ)の塗工終端11aから、塗工膜の厚さが塗工域中央と同じ厚さになる終端16までの金属箔9の巻取方向の距離wの最大値である。
 裁断保護層形成工程(図22のS4)では、終端検出器23で、尾引き部14の箔の流れる方向、すなわち巻取方向Dxの長さxが閾値x以上である値を検出した場合(図22のS3のY)、第2の演算部29から裁断保護層吐出機30に信号が送られ、尾引き部14に裁断保護層15を塗布、乾燥する。尾引き部14の長さxが閾値x以上の値が検出されなかった場合(図22のS3のN)、裁断保護層形成工程(図22のS4)はバイパスされ、裁断工程(図22のS6)に進む。
 ここで、裁断保護層15は、以後の裁断工程(図22のS6)で裁断を行う近傍を少なくとも塗布すればよい。よって、終端検出器23が、尾引き部14の長さを検出する位置は、少なくとも図1の巻取方向裁断予定線17、およびその周辺部(例えば、巻取方向裁断予定線17に沿って巻取方向裁断予定線17を含む3mm幅の範囲)とし、尾引き部14の長さを検出できる位置とするのがよい。
 裁断保護層15は、箔の流れる方向、すなわち巻取方向Dxについては、塗布領域11の終端13側の電極部分の尾引き開始部分から尾引き部14の少なくとも全体を覆い、かつ、非塗布領域12の少なくとも一部まで塗布されるのがよい。裁断保護層15は、箔の流れる方向、すなわち巻取方向Dxの長さが、8mm程度であるのが好ましい。
 また、箔の流れる方向、すなわち巻取方向Dxに対して垂直な方向Dyにおいて、終端検出器23による検出領域の幅および裁断保護層15の幅は、裁断機の公差などを考慮して3mm程度とするのが好ましい。
 また、裁断保護層15の材質は特に制限しないが、後述する裁断工程において、裁断箇所の箔を補強し破断(切断バリの発生)を抑制または防止できる厚さと強度を備えたものであれば良く、裁断保護層15の材料として、例えば紫外線硬化樹脂などを選択することが好ましい。
 より詳細には、裁断保護層15としては、上記交点Xの領域を補強し、積層体(電池150)の切断時に凹凸構造Bの脱落を防止できる強度を有するものであれば特に限定されないが、例えば、熱可塑性樹脂層、電離放射線硬化型樹脂層および熱硬化性樹脂層等の樹脂層や、インクにより形成されたインク層等が挙げられる。
 熱可塑性樹脂層を形成する熱可塑性樹脂としては特に限定されないが、例えば、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリエチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル樹脂;ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリカーボネート樹脂;塩化ビニル系樹脂;ポリエチレンテレフタラート(PET);アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン樹脂(ABS樹脂);アクリロニトリル-スチレン-アクリル酸エステル樹脂;ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂は、1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
 電離放射線硬化型樹脂層を形成する電離放射線硬化型樹脂としては特に限定されないが、例えば、不飽和ポリエステル系樹脂、アクリレート系樹脂、メタクリレート系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。電離放射線硬化型樹脂は、1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
 ここで、電離放射線硬化型樹脂とは、電離放射線を照射することにより硬化する樹脂である。電離放射線硬化型樹脂層の硬化に用いる電離放射線は特に限定されず、電離放射線硬化型樹脂や、電離放射線硬化型樹脂層に添加された光ラジカル重合開始剤や、増感剤等に作用してこれらを電離(ラジカル化)させ、ラジカル重合反応を開始せしめるに十分なエネルギーを有する電離放射線を用いることが可能である。例えば、可視光線、紫外線、X線、γ線等の電磁波や、電子線、α線、β線等の荷電粒子線等を用いることができ、感度や硬化能力、照射装置(光源・線源)の簡便性等の観点から、紫外線および電子線が好ましい。
 熱硬化性樹脂層を形成する熱硬化性樹脂としては特に限定されないが、例えば、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、尿素系樹脂、エポキシ系樹脂、アミノアルキド系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂は、1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
 インク層を形成するインクとしては、上記交点Xの領域を補強し、積層体(電極シート10)の切断時に凹凸構造Bの脱落を防止できる強度を有するインク層を形成できるものであれば特に限定されず、公知のインクから適宜選択することができる。
 裁断保護層15の厚さは上記交点Xの領域を補強し、電極シート10の切断時に凹凸構造Bの脱落を防止できる厚さであれば特に限定されないが、例えば、1μm以上50μm以下であることが好ましく、3μm以上30μm以下であることがより好ましい。
 裁断保護層15は、例えば、樹脂層やインク層を形成するための樹脂組成物やインクを上記交点Xの近傍に塗布し、次いで、乾燥および/または硬化させることによって形成することができる。
 樹脂組成物やインクの塗工方法は特に限定されないが、例えば、グラビアコート法、ダイコート法、リップコート法、ナイフコート法、エアーナイフコート法、スプレーコート法、フローコート法、ロールコート法、ディップコート法、インクジェット法等の塗工方法を用いることができる。これらの方法は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、上記交点Xの近傍のみに裁断保護層15を連続的に形成できる点から、インクジェット法が好ましい。
 こうして、金属箔9の一方の面9aに、活物質塗布領域11と、尾引き部14のうち、長さxが閾値x以上の箇所に裁断保護層15が塗布された電極シート10を乾燥機25を通して乾燥させた後、金属箔9の他方の面9bにも同様の手法で活物質塗布領域11と裁断保護層15を形成する。このとき、他方の面9bにおいて、始端検出器24が一方の面9aに形成された活物質塗布領域の位置を検出する。始端検出器24の検出信号を受信して動作するダイコータ22等を用いて、一方の面9aにおいて検出した位置に対応する位置の、一方の面9aの裏面となる他方の面9bの部位に活物質塗布領域11を形成することで、電極シート10の両面に形成する活物質塗布領域11の位置をそれぞれ一致させる。また、活物質(スラリ)の塗布始め及び塗布終わり位置も電極シート10の両面でそれぞれ一致させる。電極シート10の両面における活物質(スラリ)の塗布始めの位置ずれ量yは、その巻取方向Dxにおいて、例えば1mm未満となるように調整する。
 図3は、本発明の第1の実施形態に係る電極シート10の圧縮装置40の概要を示す模式図である。
 圧縮工程(図22のS6)において、図2に示すスラリ塗布装置20で、金属箔9の両面に活物質塗布領域11と裁断保護層15を形成した電極シート10を、図3で示すように一対の圧縮ローラ50で圧縮する。電極シート10は、一対の圧縮ローラ50の隙間を通過する際に加圧圧縮されて、巻取方向Dxに巻き取られる。
 なお、この圧縮工程(図22のS6)では、電極シート10を流れる方向、すなわち巻取方向Dxを塗布終端側から塗布始端側になるように設定しても、反対に塗布始端側から塗布終端側になるように設定しても良い。
 圧縮工程(図22のS6)において、圧縮装置40は、活物質層が形成された金属箔9のうち、塗布領域11の中央部にかかる荷重が1.5ton/cmを超える圧力となるように加圧するのが好ましい。
 図4は、本発明の第1の実施形態における両面塗布後の集電体電極シート10と圧縮ローラ50の関係を示す断面図である。
 圧縮ローラ50が塗布領域11を圧縮したとき、塗布領域11の終端13側の電極部分から金属箔9の流れる方向、すなわち巻取方向Dxの一定の長さxの範囲には、圧縮ローラ50が電極シート10に接触しないか、ごくわずか接触する領域が存在する。
 このように、本実施形態において製造される電極シート10は、各塗布領域11の終端13における尾引き部14のうち、圧縮ローラ50によって圧縮されない領域を含む。
 ここで、発明者は、鋭意研究の結果、閾値xは、下記の式(2)となることを見出した。
=(2rtmin-tmin 1/2-ymax-zmax-wmax ・・・式(2)
 ここで、r、ymax、zmax、wmaxは、上述した式(1)と同じである。
 tminは、塗布工程(図22のS1)で活物質を含むスラリを塗布して連続的に形成した各塗布領域11の中央部のうち、加圧圧縮後の想定厚さtの最小値である。
 すなわち、尾引き部14の箔の流れる方向、すなわち巻取方向Dxの長さxが閾値x未満である場合は、圧縮工程(図22のS5)において圧縮ローラ50が電極シート10に接触しないので、尾引き部14に線圧はかからない。そのため、図5に断面図を示すように、活物質粒子70の金属箔に対する食い込みはほとんど発生しない。よって、尾引き部14部分の金属箔9の厚さは、活物質等のスラリの非塗布領域12の金属箔9の厚さとほぼ同等となる。
 一方、図6に断面図を示すように、尾引き部14の箔の流れる方向、すなわち巻取方向Dxの長さxが閾値x以上の場合には、圧縮工程(図22のS5)で圧縮ローラ50が電極シート10に接触する。こうした尾引き部14は、図1に示すように箔の流れる方向、すなわち巻取方向Dxと垂直な方向Dyに活物質層が断続的にしか存在していないため、箔の流れる方向、すなわち巻取方向Dxと垂直な方向Dyに活物質層が連続的に存在する活物質の塗布領域11よりも局所的に大きな線圧がかかる。このため、図6に断面図を示すように、尾引き部14では、活物質粒子が金属箔9に食い込んで金属箔9の残肉量がきわめて薄くなる。
 図7は、本発明の各実施形態に係る裁断装置60の概要を示す模式図である。
 裁断装置60は、電極シート10を複数のシートに裁断する。裁断装置60は、第1の裁断刃61と、第2の裁断刃62と、2つのバックアップローラ63と、一対のガイドローラ64と、を備える。
 電極シート10を所定の大きさに切断して複数の電極を得ることができる。電極シート10から電極を切り出す方法は特に限定されないが、例えば、電極シート10の長手方向と平行に切断し(図1の巻取方向裁断予定線17に沿って切断)、所定幅の複数の電極を切り出す方法が挙げられる。さらに用途に応じて所定の寸法に打ち抜いて、電池用の電極を得ることができる。
 ここで、電極シート10の切断方法は特に限定されず、例えば金属等からなる刃を用いて電極シート10を切断することができる。
 図8は、本発明の第1の実施形態に係る電極シート10のうち、裁断保護層15の塗布後に裁断保護層15が塗布された尾引き部14の部分を裁断した後の、裁断面80を上面から見た模式図である。図9は、本発明の第1の実施形態に係る電極シート10のうち、裁断保護層15の塗布後に裁断保護層15が塗布されていない尾引き部14の部分を裁断した後の、裁断面80を上面から見た模式図である。
 図3に示す圧縮装置40で加圧成型された電極シート10を、図1に示すように電極シート10の箔の流れる方向、すなわち巻取方向Dxに裁断予定線17に沿って、図7に示すように、電極シート10を電極シートローラ90を使って巻取りを行いながら、一方向に(図中、左方向に向かって)引出し、箔の上下両面に設置されたスリット刃61、62によって連続的に裁断する。
 このとき、尾引き部14のうち、その長さxが閾値x以上の箇所では、図6に示すように、加圧成型によって箔に活物質粒が食い込むことによって金属箔9の残肉厚さが薄くなっているが、当該尾引き部14に裁断保護層15が塗布されているので、裁断面80は十分厚くなっている。このため、裁断工程(図22のS6)において、刃の流れる方向Dxにのみ金属箔9が切断され、刃が当たった衝撃により横方向Dyに金属箔9が破断することはない。したがって、図8に示すように、裁断面80には活物質層のバリが発生しない形状となる。
 尾引き部14のうち、その長さxが閾値x未満の箇所では、図5に示すように活物質粒子の金属箔9に対する食い込みはほとんど発生していないので、十分な金属箔9の残肉厚さが確保されている。したがって、裁断工程(図22のS6)において、刃の流れる方向Dxにのみ金属箔9が切断され、刃が当たった衝撃により横方向Dyに金属箔9が破断することはなく、図9に示すように、裁断面80には活物質層のバリが発生しない形状となる。
 なお、以上説明した第1の実施形態では、活物質塗布領域11を塗布および乾燥した後に、引き続き裁断保護層15を塗布する方法について述べたが、裁断保護層15を塗布するタイミングは、活物質を含むスラリの塗布工程(図22のS1)を行った後から裁断工程(図22のS6)の直前の工程間であればどのタイミングであっても良い。例えば、裁断保護層吐出機30を塗布装置20ではなく、圧縮装置40や、裁断装置60のうち、箔の流れる方向、すなわち巻取方向Dxに対し裁断工程(図22のS6)の前に吐出が行える位置に設置しても良い。
 以上説明したように、本実施形態によれば、尾引き部14のうち、その長さxが閾値x以上の箇所では、圧縮工程における加圧成型が施されて箔に活物質粒が食い込むことによって金属箔9の残肉厚さが薄くなるが、当該尾引き部14に裁断保護層15が塗布されているので、裁断面80は十分厚くなっている。また、尾引き部14のうち、その長さxが閾値x未満の箇所では、活物質粒子の金属箔9に対する食い込みはほとんど発生せず、十分な金属箔9の残肉厚さが確保される。したがって、裁断工程(図22のS6)において、刃の流れる方向Dxにのみ金属箔9が切断され、横方向Dyに金属箔9が破断することはない。このように、本実施形態の電極シート10の製造方法によれば、尾引き部14の長さに依らず、裁断工程(図22のS6)において、切断バリの発生を抑制もしくは防止することができるという効果を奏する。
 さらに、本実施形態の電極シート10によれば、電極シート10から作製された電極を用いて製造される電池において、電極のバリによる電池の不良を未然に防ぐことができるという効果を奏する。
(第2の実施の形態)
 図10は、本発明の第2の実施形態における両面塗布後の集電体電極シート10を示す平面図である。
 尾引き部14の箔の流れる方向、すなわち巻取方向Dxの長さxがx以上の部分に、裁断保護層15ではなく、マーキング18が形成されている以外、図1に示す、本発明の第1の実施形態における両面塗布後の集電体電極シートと同様の構成となっている。
 なお、図10では、マーキング18を、スラリの塗布領域11の終端13に対し、箔の流れる方向、すなわち巻取方向Dxの後ろの非塗布領域12上に形成しているが、該スラリの塗布領域11の塗工始端13aに対し、箔の流れる方向Dxの前の非塗布領域12上に形成しても良い。
 図25は、本発明の第2の実施形態に係る電極シート10の製造方法の工程を示すフローチャートである。
 本発明の第2の実施形態の電極シート10の製造方法は、図22の製造方法の裁断保護層形成工程(S4)に替えて、マーキング18を形成するマーキング工程(S11)を含むとともに、マーキング18を検出する第2の検出工程(S12)をさらに含む以外は、図22の製造方法と同様である。
 図11は、本発明の第2の実施形態に係る電極シート10のスラリ塗布装置20の概要を示す模式図である。
 尾引き部14に裁断保護層15を塗布できる裁断保護層吐出機30(図2)に替えて、尾引き部14の長さxがx以上の部分に、マーキング18を形成するマーキング装置31を備えた構成となっている以外、図2に示す本発明の第1の実施形態に係る電極シート10のスラリ塗布装置20と同様の構成となっている。
 ここで、マーキング18のサイズは、以後の裁断工程(図25のS6)の第2の検出工程(図25のS12)で検出できれば十分であるので、長さ10mm程度、幅2mm程度で形成されていれば十分であり、例えばインクジェットなどの方法で形成することができる。
 次に、第1の実施形態と同様に、電極シート10を図3に示す圧縮装置40を用いて加圧成型する。
 図12は、本発明の第2の実施形態における加圧成型後の集電体電極シート10のうち、塗布領域11の尾引き部14の長さxが閾値x以上の部分であり、マーキング18が形成された箇所の断面図である。図13は、電極シート10のうち、塗布領域11の尾引き部14の長さxが閾値x未満の部分であり、マーキング18が形成されていない箇所の断面図である。
 第1の実施形態と同様、マーキング18が形成された尾引き部14の長さxが閾値x以上の部分では、圧縮ローラ50が電極シート10を圧縮する際に、尾引き部14にも接触するため、局所的に大きな線圧がかかり、活物質粒子が金属箔9に食い込んで金属箔9の残肉量がきわめて薄くなる(図6)。一方、マーキング18のない尾引き部14の長さxが閾値x未満の部分では、活物質粒子の金属箔9に対する食い込みはほとんど発生せず、金属箔9の厚さも活物質等のスラリ非塗布領域12の金属箔9の厚さとほぼ同等となる(図5)。
 次に、第1の実施形態と同様に、裁断工程(図25のS6)において、電極シート10を図7に示す裁断装置60で箔の巻取方向Dxに沿って裁断する。
 図14は、本発明の第2の実施形態に係る電極シート10のうち、塗布領域11の尾引き部14の長さxが閾値x以上の部分であり、前記のマーキング18が形成された箇所を裁断した後の裁断面を上面から見た模式図である。図15は、電極シート10のうち、塗布領域11の尾引き部14の長さxが閾値x未満の部分であり、前記マーキング18が形成されていない箇所の裁断面を上面から見た模式図である。
 マーキング18のない、尾引き部14の長さが閾値x未満の箇所では、図13に示すように十分な箔の残肉厚さが確保されており、裁断工程(図22のS6)において、刃の流れる方向Dxにのみ箔が切断され、刃が当たった衝撃により横方向Dyに箔が破断することはなく、図15に示すように、裁断面には活物質層のバリが発生しない形状となる。これに対し、マーキング18が施された、尾引き部14の長さが閾値x以上の箇所では、箔の残肉厚さがスラリ塗布領域11やスラリ非塗布領域12に比べ薄くなっており(図12)、裁断工程(図22のS6)において、図14に示すように、刃が当たった際の衝撃で、刃の流れる方向Dx以外に破断が生じてしまう。この破断の発生した箇所の尾引き部14から脱落したスラリ合材層がバリ19となる。
 さらに、本実施形態の電極シート10の製造方法は、マーキング18の位置を検出する第二の検出工程と、第二の検出工程は裁断工程(図25のS6)を経て作製した電極を用いて電気化学デバイスを作製する前に実施するものであって、第二の検出工程で検出したマーキング18を含む裁断後の電極を、電気化学デバイスの作製時の対象部材から除外する工程と、を含んでもよい。
 このような過程で発生したバリ19を含む電極を用いて、電池を組立てた場合、組立工程中や、電池完成後にバリが脱落し、対向する異電位の電極に短絡することになり、電池の不良率が高まる。しかし、本実施形態の電極シート10によれば、このようなバリ19の発生確率の高い箇所にあらかじめマーキング18が施されているため、電極を用いて電池に組み立てる前にマーキング18が施されている該電極を除外し、以降の工程に流さないようにすることが可能となる。このように、本実施形態の製造方法により製造された電極シート10から得られるバリのない電極片を製造できるので、本実施形態によれば、電極のバリによる電池の不良を未然に防ぐことができるという効果がある。
 なお、図示しないが、こうしたマーキング18を検知する検知機は、裁断工程(図25のS6)にて使用される裁断装置60に含めても良い。あるいは、検知機は、裁断工程を経た後に、箔の巻取方向Dxに裁断した電極シート10を、さらに間欠塗工された一組の活物質等のスラリ塗布領域11およびスラリ非塗布領域12ごとに、箔の巻取方向Dxと垂直な方向Dyに切断する工程において使用しても良い。
(第3の実施の形態)
 図16は、本発明の第3の実施形態における両面塗布後の集電体電極シート10を示す平面図である。尾引き部14の箔の流れる方向、すなわち巻取方向Dxの長さxが閾値x以上の部分に、裁断保護層15が形成されていないこと以外、図1に示す、本発明の第1の実施形態における両面塗布後の集電体電極シート10と同様の構成となっている。
 図17は、本発明の第3の実施形態に係る電極シート10のスラリ塗布装置20の概要を示す模式図である。
 尾引き部14に裁断保護層15を塗布できる裁断保護層吐出機30がないこと以外、図2に示す本発明の第1の実施形態に係る電極シートのスラリ塗布装置20と同様の構成となっている。
 終端検出器23の第1の演算部28(図23)が、電極シート10の各塗布領域11の尾引き部14の箔の流れる方向、すなわち巻取方向Dxの長さxを算出し、終端検出器23の第2の演算部29(図23)に信号を送信する。すべてのスラリ塗布領域11の尾引き部14の長さxが送信された後、第2の演算部29は結果を集計し、長さxの最大値xmaxを出力する。
 さらに、第2の演算部29または他の演算装置は、次工程の圧縮工程(図22のS5)で用いる圧縮ローラ50のロール径rの選択値として、下記の式(3)となるロール径rを出力する。
r≧tmin/2+(xmax+ymax+zmax+wmax/(2tmin) ・・・式(3)
 ここで、他の演算装置とは、終端検出器23の第2の演算部29が出力した尾引き部14の長さの最大値xmaxの入力を受け付け、又は、最大値xmaxを受信して、演算処理を行うコンピュータである。
 式(3)において、tmin、ymax、zmax、wmaxは、上述した式(2)と同じであり、各値は、終端検出器23または他の演算装置に入力される。これらの各値の入力手段は、特に限定されないが、例えば、終端検出器23または他の演算装置を実現するコンピュータの操作部(キーボード、キーパッド、操作ボタン、タッチパネル等)をオペレータが操作することで入力した値を受け付けたり、コンピュータから通信路又は通信網を介して送信された値を受信したりしてもよい。
 また、上記の算出された最大値xmax又はロール径rの各値の出力手段は、特に限定されないが、オペレータに通知することができればよい。出力手段は、例えば、終端検出器23を実現するコンピュータのメモリに各値を記録したり、終端検出器23の表示器(不図示)に各値を表示したりしてもよい。また、メモリに記録された各値は、さらに他の記録媒体に記録または記憶装置や演算装置に対応する通信路又は通信網を介して送信されてもよい。
 次いで、圧縮工程(図25のS5)において、図3に示す圧縮装置40によって、電極シート10を加圧圧縮する。圧縮ローラ50のロール径rの値を前述した方法によって出力された値としている以外、本発明の第1の実施形態に係る電極シートの圧縮装置40と同様の構成となっている。
 図18は、本発明の第3の実施形態における両面塗布後の集電体電極シート10と圧縮ローラ50の関係を示す断面図である。
 圧縮ローラ50のロール径rを適切に選択することによって、圧縮ローラ50が活物質の塗布領域11を圧縮したとき、塗布終端13側の電極部分から箔の流れる方向、すなわち巻取方向Dxに、圧縮ローラ50が電極シート10に接触しないか、ごくわずか接触する領域の長さは、上記のxmax以上となる。
 このため、尾引き部14に線圧がかからず、活物質粒子の金属箔9に対する食い込みはほとんど発生しない。図19に本発明の第3の実施形態における加圧成型後の集電体電極シート10の断面図を示すが、尾引き部14部分の金属箔9の厚さは、活物質等のスラリ非塗布領域12の金属箔9の厚さとほぼ同等となる。
 このように、本実施形態において製造される電極シート10は、各塗布領域11の終端13における尾引き部14のうち、圧縮ローラ50によって圧縮されない領域を含む。
 次に、実施形態1と同様に、裁断工程(図22のS6)において、電極シート10を図7に示す裁断装置60で箔の巻取方向Dxに沿って裁断する。
 図20は、本発明の第3の実施形態に係る電極シート10を裁断した後の、裁断面80を上面から見た模式図である。
 本実施形態によれば、上記の式(3)によって算出された圧縮ローラ50のロール径rにより、適切なロール径の圧縮ローラ50を選択することができる。そして、圧縮工程(図22のS5)後の電極シート10において、尾引き部14の長さに依らず、図19に示すように十分な金属箔9の残肉厚さが確保されており、裁断工程(図22のS6)において、刃の流れる方向Dxにのみ箔が切断され、横方向Dyに箔が破断することはなく、図20に示すように、裁断面80には活物質層のバリが発生しない形状となる。
(第4の実施の形態)
 図27は、本発明の実施の形態に係る電池150の構成の一例を示す概略図である。
 本実施形態に係る電池は、上記実施形態で説明した電極シート10から作製される電極を備える。以下、本実施形態に係る電池について、電池がリチウムイオン電池の積層型電池150である場合を代表例として説明する。
 積層型電池150は、正極121と負極126とが、セパレータ120を介して交互に複数層積層された電池要素を備えており、これらの電池要素は電解液(図示せず)とともに可撓性フィルム140からなる容器に収納されている。電池要素には正極端子131および負極端子136が電気的に接続されており、正極端子131および負極端子136の一部または全部が可撓性フィルム140の外部に引き出されている構成になっている。
 正極121には正極集電体層123の表裏に、正極活物質の塗布部(正極活物質層122)と未塗布部がそれぞれ設けられており、負極126には負極集電体層128の表裏に、負極活物質の塗布部(負極活物質層127)と未塗布部が設けられている。
 正極集電体層123における正極活物質の未塗布部を正極端子131と接続するための正極タブ130とし、負極集電体層128における負極活物質の未塗布部を負極端子136と接続するための負極タブ125とする。
 正極タブ130同士は正極端子131上にまとめられ、正極端子131とともに超音波溶接等で互いに接続され、負極タブ125同士は負極端子136上にまとめられ、負極端子136とともに超音波溶接等で互いに接続される。そのうえで、正極端子131の一端は可撓性フィルム140の外部に引き出され、負極端子136の一端も可撓性フィルム140の外部に引き出されている。
 正極活物質の塗布部(塗布領域11)(正極活物質層122)と未塗布部(非塗布領域12)の境界部124には、必要に応じて絶縁部材を形成することができ、当該絶縁部材は境界部124だけでなく、正極タブ130と正極活物質の双方の境界部付近に形成することができる。
 負極活物質の塗布部(負極活物質層127)と未塗布部の境界部129にも同様に、必要に応じて絶縁部材を形成することができ、負極タブ125と負極活物質の双方の境界部付近に形成することができる。
 通常、負極活物質層127の外形寸法は正極活物質層122の外形寸法よりも大きく、セパレータ120の外形寸法よりも小さい。
(リチウム塩を含有する非水電解液)
 本実施形態に用いるリチウム塩を含有する非水電解液は、電極活物質の種類やリチウムイオン電池の用途等に応じて公知のものの中から適宜選択することができる。
 具体的なリチウム塩の例としては、例えば、LiClO、LiBF、LiPF、LiCFSO、LiCFCO、LiAsF、LiSbF、LiB10Cl10、LiAlCl、LiCl、LiBr、LiB(C、CFSOLi、CHSOLi、LiCSO、Li(CFSON、低級脂肪酸カルボン酸リチウム等を挙げることができる。
 リチウム塩を溶解する溶媒としては、電解質を溶解させる液体として通常用いられるものであれば特に限定されるものではなく、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC),ジエチルカーボネート(DEC)、メチルエチルカーボネート(MEC)、ビニレンカーボネート(VC)等のカーボネート類;γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン等のラクトン類;トリメトキシメタン、1,2-ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン等のエーテル類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類;1,3-ジオキソラン、4-メチル-1,3-ジオキソラン等のオキソラン類;アセトニトリル、ニトロメタン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド等の含窒素溶媒;ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等の有機酸エステル類;リン酸トリエステルやジグライム類;トリグライム類;スルホラン、メチルスルホラン等のスルホラン類;3-メチル-2-オキサゾリジノン等のオキサゾリジノン類;1,3-プロパンスルトン、1,4-ブタンスルトン、ナフタスルトン等のスルトン類等が挙げられる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
(容器)
 本実施形態において容器には公知の部材を用いることができ、電池の軽量化の観点からは可撓性フィルム140を用いることが好ましい。可撓性フィルム140は、基材となる金属層の表裏面に樹脂層が設けられたものを用いることができる。金属層には電解液の漏出や外部からの水分の侵入を防止する等のバリア性を有するものを選択することができ、アルミニウム、ステンレス鋼等を用いることができる。金属層の少なくとも一方の面には変性ポリオレフィン等の熱融着性の樹脂層が設けられ、可撓性フィルム140の熱融着性の樹脂層同士を電池要素を介して対向させ、電池要素を収納する部分の周囲を熱融着することで外装体を形成する。熱融着性の樹脂層が形成された面と反対側の面となる外装体表面にはナイロンフィルム、ポリエステルフィルム等の樹脂層を設けることができる。
(端子)
 本実施形態において、正極端子131にはアルミニウムやアルミニウム合金で構成されたもの、負極端子136には銅や銅合金あるいはそれらにニッケルメッキを施したもの等を用いることができる。それぞれの端子は容器の外部に引き出されるが、それぞれの端子における外装体の周囲を熱溶着する部分に位置する箇所には熱融着性の樹脂をあらかじめ設けることができる。
(絶縁部材)
 活物質の塗布部と未塗布部の境界部124、129に絶縁部材を形成する場合には、ポリイミド、ガラス繊維、ポリエステル、ポリプロピレンあるいはこれらを構成中に含むものを用いることができる。これらの部材に熱を加えて境界部124、129に溶着させるか、または、ゲル状の樹脂を境界部124、129に塗布、乾燥させることで絶縁部材を形成することができる。
(セパレータ)
 本実施形態に係るセパレータ120は、耐熱性樹脂を主成分として含む樹脂層を備えることが好ましい。
 ここで、上記樹脂層は主成分である耐熱性樹脂により形成されている。ここで、「主成分」とは、樹脂層中における割合が50質量%以上であることをいい、好ましくは70質量%以上であり、さらに好ましくは90質量%以上であり、100質量%であってもよいことを意味する。
 本実施形態に係るセパレータ120を構成する樹脂層は、単層であっても、二種以上の層であってもよい。
 上記樹脂層を形成する耐熱性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ-m-フェニレンテレフタレート、ポリ-p-フェニレンイソフタレート、ポリカーボネート、ポリエステルカーボネート、脂肪族ポリアミド、全芳香族ポリアミド、半芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリイミド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、フッ素系樹脂、ポリエーテルニトリル、変性ポリフェニレンエーテル等から選択される一種または二種以上を挙げることができる。
 これらの中でも、耐熱性や機械的強度、伸縮性、価格等のバランスに優れる観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、脂肪族ポリアミド、全芳香族ポリアミド、半芳香族ポリアミドおよび全芳香族ポリエステルから選択される一種または二種以上が好ましく、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、脂肪族ポリアミド、全芳香族ポリアミドおよび半芳香族ポリアミドから選択される一種または二種以上がより好ましく、ポリエチレンテレフタレートおよび全芳香族ポリアミドから選択される一種または二種以上がさらに好ましく、ポリエチレンテレフタレートがより好ましい。
 本実施形態に係るセパレータ120を構成する樹脂層は多孔性樹脂層であることが好ましい。これにより、リチウムイオン電池に異常電流が発生し、電池の温度が上昇した場合等に多孔性樹脂層の微細孔が閉塞して電流の流れを遮断することができ、電池の熱暴走を回避することができる。
 上記多孔性樹脂層の空孔率は、機械的強度およびリチウムイオン伝導性のバランスの観点から、20%以上80%以下が好ましく、30%以上70%以下がより好ましく、40%以上60%以下が特に好ましい。
 空孔率は、下記式(4)から求めることができる。
 ε={1-Ws/(ds・t)}×100    ・・・式(4)
 ここで、ε:空孔率(%)、Ws:目付(g/m)、ds:真密度(g/cm)、t:膜厚(μm)である。
 本実施形態に係るセパレータ120の平面形状は、特に限定されず、電極や集電体の形状に合わせて適宜選択することが可能であり、例えば、矩形とすることができる。
 本実施形態に係るセパレータ120の厚みは、機械的強度およびリチウムイオン伝導性のバランスの観点から、好ましくは5μm以上50μm以下である。
 以上、説明したように、本実施形態によれば、上記実施形態の製造方法により作製された電極シート10を用いて電池を製造することができる。
 本発明の電極の製造方法によれば、金属箔等の厚さの薄い集電体上に活物質層を形成し、乾燥後に圧縮、裁断する工程(図22のS5、S6)を経て電極を作製する場合に生じる集電体のバリの発生を抑制、もしくはバリの発生した電極シートの使用を未然に防止した電池等の電気化学デバイスの組み立てを実施することができ、特性が良好な電池等の電気化学デバイスを提供することが可能となる。
 以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
 また、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
 以下、具体的な実施例について、さらに詳しく説明する。
(実施例1)
 正極活物質として、粒度分布測定値から求めた50%累積径(D50)が8μm、同じく90%累積径(D90)が12μmである、Li(Ni0.6Co0.2Mn0.2)Oを質量94.8%、導電補助材として黒鉛材料を質量2.5%、バインダとしてポリフッ化ビニリデンを質量2.7%とを混合したものに、N-メチルピロリドンを加えてさらに混合して正極スラリを作製した。
 前記スラリを、ダイヘッドから吐出することで、バックアップローラ上を移動する厚さ12μmの帯状アルミ箔集電箔面上に、塗布領域11と非塗布領域12が箔の巻取方向Dxに交互に形成されるように間欠的に塗布した。次いで、箔の流れ方向に沿って、ダイヘッドに引き続き設置されたレーザ式検出器を用いて、各塗布領域11の終端13の形状を検出し、裁断予定領域の尾引き部14が2.6mm以上である尾引き部14を検出し、引き続き設置された樹脂吐出機を用いて、第1の検出工程(図22のS2)で検出された尾引き部14には、尾引き部14を覆うように幅3mm、長さ8mmの紫外線硬化型樹脂を塗布し、さらに紫外線照射機を用いて塗布した樹脂層を固化して裁断保護層15を形成した。
 さらに、引き続き設置された乾燥炉によって、アルミ箔に塗布された前記活物質等含むスラリを、乾燥固化させた。さらに、塗布工程(図22のS1)でスラリを塗布させた裏面に対して、表面に塗布された塗布領域の始端を検出し、裏面の塗布領域の始端のずれが1mm以下になるよう制御しつつ、同様の方法でスラリ塗布、尾引き部分の検出、紫外線樹脂の塗布、硬化、スラリの乾燥固化を行い、アルミ箔両面にスラリの塗布された電極シートを得た。なお、前記のスラリ塗布工程(図22のS1)においては同一アルミ箔ロール内で塗布領域11の長さのずれ量が2mm以下に、塗工膜の厚さが塗工域中央と同じ厚さになるまでの距離が1.8mmとなるように、スラリの吐出圧力、バックアップローラの速度等パラメータを調整した。また、紫外線硬化型樹脂の硬化後の裁断保護層15の厚さは約3μmとなるように吐出量を調整した。
 次に、上下2個で1対を成したロール半径が250mmである圧縮ローラを備える加圧圧縮装置を用いて、前記で間欠的にスラリが塗布された電極シート10を、前記ギャップ幅前記圧縮ローラの間を通り、巻取張力が230Nになるよう設置し、バックアップローラ上を回転速度60m/分で移動させることで加圧圧縮を行った。このとき、圧縮圧は活物質スラリの塗工域上の線圧が1.8t/cmになるように調整しており、上下圧縮ローラのギャップは平均0.4mm、ローラ圧縮圧は平均19MPaとなった。得られた電極シートの一部を抽出し、片面活物質層の最小厚さは62.6μmとなった。
 引き続き、上部にシャー刃、下部にギャング刃を備えた裁断装置を用いて、前記で加圧圧縮された電極シート10を、前記刃の間を通し、巻取張力が一定になるよう設置し、バックアップローラ上を一定速度で移動させることで裁断を行った。得られた裁断シートの一部を抽出し、裁断工程(図22のS6)後の尾引き部14からのバリの有無を確認した。
(比較例1)
 前記実施例1で、紫外線硬化樹脂を吐出しない状態で、同様に電極シート10を作製し、裁断後のバリの有無を確認した。
 実施例1、および比較例1について、尾引き部14の長さごとに、10検体の観察を行った結果を表1に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 10検体観察し、バリ発生が3検体以下の場合を発生量小、4検体以上の場合を発生量大とした。
 実施例1の製造方法で作製した電極シート10では、バリの発生が観察されなかったのに対し、比較例1の製造方法で作製した電極シート10では、バリの発生が観察された。
(実施例2)
 実施例1の製造方法において、スラリ塗布機のうち、尾引き部14の検出器は動作させながら、紫外線硬化樹脂を吐出しない状態で、同様に電極シート10を作製した。同一アルミ箔ロール内で、検出された最大の尾引き部14の長さは2mmとなった。
 そして、尾引き部14の長さの最大値に基づいて、上記式(2)を用いて、適切な加圧圧縮装置の圧縮ロール半径rが369mmであることを算出した。実施例1の加圧圧縮装置に替えて、ロール半径rが375mmである圧縮ローラを備える加圧圧縮装置を用いて、上記の電極シート10の加圧圧縮を行った。引き続き、実施例1と同じ裁断装置を用いて、電極シート10の裁断を行い、尾引き部14の長さごとに、10検体観察し、バリの有無を確認した。実施例2、および比較例1について、尾引き部14の長さごとに、10検体の観察を行った結果を表2に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 実施例2の製造方法で作製した電極シート10では、バリの発生が観察されなかったのに対し、比較例1の製造方法で作製した電極シート10では、バリの発生が観察された。
(比較例2)
 比較例1に対し、加圧圧縮後の片面活物質層の最小厚さが84.8μmになるようにしたこと以外、比較例1と同様の方法で電極シートを作製し、バリの有無を確認した。
(比較例3)
 比較例1に対し、用いるアルミ箔の厚さを15μmにしたこと以外、比較例1と同様の方法で電極シート10を作製し、バリの有無を確認した。
 比較例1乃至3について、尾引き部14の長さごとに、10検体の観察を行った結果を表3に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 比較例2の製造方法で作製した電極シート10ではバリの発生が観察されず、比較例3の製造方法で作製した電極シート10では比較例1の製造方法で作製した電極シート10に比べバリの発生が少なかった。
(比較例4)
 粒度分布測定値から求めた90%累積径(D90)が10μmである活物質を使用したこと以外、実施例1と同様の方法で電極シート10を作製し、バリの有無を確認した。なお、実施例1では、D90=12μm、金属箔9の厚さd=12μmであり、D90≧dの関係を満たしている。
 比較例4では、D90(10μm)<d(12μm)であり、D90≧dの関係を満たさないが、この場合、金属箔9への活物質粒子の食い込み量が少ないため、上記課題を生じず、バリの発生は確認されなかった。(表1)
(比較例5)
 圧縮工程における塗布領域11の中央部にかかる荷重が1.4t/cmであること以外、実施例1と同様の方法で電極シート10を作製し、バリの有無を確認した。なお、実施例1では、線圧が1.8t/cmであり、線圧が1.5t/cmを超えている。
 比較例5では、線圧が1.5t/cm未満であるが、この場合も、金属箔9への活物質粒子の食い込み量が少ないため、上記課題を生じず、バリの発生は確認されなかった。(表1)
 以上、実施形態および実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
 上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下に限られない。
1. シート状の金属箔の両面に活物質が塗布された集電体電極シートであって、
 前記金属箔の両面に、前記活物質を含むスラリを間欠的に塗布、乾燥して形成される、前記スラリの塗布領域と、非塗布領域と、を含み、
 前記塗布領域と前記非塗布領域は、帯状の前記金属箔の巻取方向に交互に形成され、
 前記集電体電極シートの厚さ方向へ、一対の圧縮ローラを用いて、前記スラリの塗布領域と前記非塗布領域とを連続して圧縮する圧縮工程において、各前記塗布領域の終端における尾引き部のうち、前記圧縮ローラによって圧縮されない領域を含む、集電体電極シート。
2. シート状の金属箔の両面に活物質が塗布された集電体電極シートの製造方法において、
 前記活物質を含むスラリを、帯状の前記金属箔上に間欠的に塗布、乾燥して、活物質層が連続して存在する前記スラリの塗布領域と、前記スラリの非塗布領域とを、前記帯状の前記金属箔の巻取方向に交互に形成する塗布工程と、
 前記塗布工程で形成した各前記塗布領域の終端における尾引き部の長さを検出する第一の検出工程と、
 前記活物質層が形成された前記金属箔を、その厚さ方向へ、一対の圧縮ローラを用いて、前記スラリの前記塗布領域と前記非塗布領域とを連続して圧縮する圧縮工程と、
 前記第一の検出工程と前記圧縮工程とを経て前記活物質層が形成された前記金属箔を、該金属箔の巻取方向と平行に前記スラリの前記塗布領域と前記非塗布領域とを連続して裁断する裁断工程と、を含み、
 前記第一の検出工程は、
 下記式(A)を満たす前記スラリの前記塗布領域の終端から前記非塗布領域に連続して形成される尾引き部を検出する、集電体電極シートの製造方法。
x≧(2rtmin-tmin 1/2-ymax-zmax-wmax ・・・式(A)
 ここで、xは、前記塗布工程で各前記塗布領域の終端における前記尾引き部の長さの最大値であり、rは、前記圧縮工程に用いる圧縮ローラのロール径であり、tminは、前記塗布工程で連続的に形成した各前記塗布領域の中央部のうち、加圧圧縮後の想定厚さの最小値であり、ymaxは、前記金属箔の各面の塗布開始位置の前記金属箔の巻取方向のずれ量の最大値であり、zmaxは、前記金属箔の両面の前記活物質の前記金属箔の巻取方向の塗布長のずれ量の最大値であり、および、wmaxは、前記金属箔の両面の前記活物質の塗工終端から、塗工膜の厚さが塗工域中央と同じ厚さになるまでの距離の最大値である。
3. 2.に記載の集電体電極シートの製造方法において、
 前記検出工程において、前記尾引き部を検出する位置が、前記裁断工程で裁断処理を行う位置およびその周辺部である、集電体電極シートの製造方法。
4. 2.又は3.に記載の集電体電極シートの製造方法において、
 前記検出工程は、前記塗布工程と前記裁断工程の間に行う工程であって、前記検出工程で検出された該尾引き部に対し、保護層を形成する工程を有する、集電体電極シートの製造方法。
5. 2.又は3.に記載の集電体電極シートの製造方法において、
 前記検出工程と連続して、前記検出工程で検出された該尾引き部を含む前記塗布領域にマーキング処理を実施する工程を含む、集電体電極シートの製造方法。
6. 5.に記載の集電体電極シートの製造方法において、
 前記裁断工程を経て作製した電極を用いて電気化学デバイスを作製する前に、前記マーキング位置を検出する第二の検出工程と、
 前記第二の検出工程で検出したマーキングを含む前記裁断工程後の前記電極を、前記電気化学デバイスの作製時の対象部材から除外する工程とを含む、集電体電極シートの製造方法。
7. シート状の金属箔の両面に活物質が塗布された集電体電極シートの製造方法において、
 前記活物質を含むスラリを、帯状の前記金属箔上に間欠的に塗布、乾燥して、活物質層が連続して存在する前記スラリの塗布領域と、前記スラリの非塗布領域とを、前記帯状の前記金属箔の巻取方向に交互にを形成する塗布工程と、
 前記塗布工程で形成した各前記塗布領域の終端における尾引き部の長さを検出する検出工程と、
 前記塗布工程と前記検出工程とを経て前記活物質層が形成された前記金属箔を、その厚さ方向へ、一対の圧縮ローラを用いて、前記スラリの前記塗布領域と前記非塗布領域とを連続して圧縮する圧縮工程と、
 前記検出工程と前記圧縮工程とを経て前記活物質層が形成された前記金属箔を、該金属箔の巻取方向と平行に前記スラリの前記塗布領域と前記非塗布領域とを連続して裁断する裁断工程と、を含み、
 前記圧縮工程は、
 下記式(B)を満たすロール半径rを持つ圧縮ローラを用いて、圧縮する、集電体電極シートの製造方法。
r≧tmin/2+(xmax+ymax+zmax+wmax/(2tmin) ・・・式(B)
 ここで、tminは、前記塗布工程で連続的に形成した各前記塗布領域の中央部のうち、加圧圧縮後の想定厚さの最小値であり、xmaxは、前記検出工程で検出した、前記塗布工程で連続的に形成した各前記塗布領域の終端における前記尾引き部の長さの最大値であり、ymaxは、前記金属箔の両面の前記活物質の塗布開始位置のずれ量の最大値であり、zmaxは、前記金属箔の両面の活物質の前記金属箔の巻取方向の塗布長のずれ量の最大値であり、およびwmaxは、前記金属箔の両面の前記活物質の塗工終端から、塗工膜の厚さが塗工域中央と同じ厚さになるまでの距離の最大値である。
8. 2.乃至7.のいずれか1つに記載の集電体電極シートの製造方法において、
 活物質としてリチウム金属複合酸化物を用いた電極シートを作製する、集電体電極シートの製造方法。
9. 2.乃至8.のいずれか1つに記載の集電体電極シートの製造方法において、
 前記金属箔の厚さをdとし、
 粒度分布計を用いて測定した際に、測定した活物質粒子のうち、最小の粒径から粒子を順に並べたときに、測定した前記粒子の90%に当たる前記粒子の前記粒径をD90としたとき、D90≧dの関係を満たす前記金属箔と前記活物質を用いた前記電極シートを作製する、集電体電極シートの製造方法。
10. 2.乃至9.のいずれか1つに記載の集電体電極シートの製造方法において、
 前記圧縮工程において、前記活物質層が形成された前記金属箔のうち、前記塗布領域の中央部にかかる荷重が1.5ton/cmを超える、集電体電極シートの製造方法。
11. 2.乃至10.のいずれか1つに記載の集電体電極シートの製造方法を用いて製造された集電体電極シート。
12. 1.又は11.に記載の集電体電極シートを用いて製造された電池。
 この出願は、2017年10月19日に出願された日本出願特願2017-202718号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (12)

  1.  シート状の金属箔の両面に活物質が塗布された集電体電極シートであって、
     前記金属箔の両面に、前記活物質を含むスラリを間欠的に塗布、乾燥して形成される、前記スラリの塗布領域と、非塗布領域と、を含み、
     前記塗布領域と前記非塗布領域は、帯状の前記金属箔の巻取方向に交互に形成され、
     前記集電体電極シートの厚さ方向へ、一対の圧縮ローラを用いて、前記スラリの塗布領域と前記非塗布領域とを連続して圧縮する圧縮工程において、各前記塗布領域の終端における尾引き部のうち、前記圧縮ローラによって圧縮されない領域を含む、集電体電極シート。
  2.  シート状の金属箔の両面に活物質が塗布された集電体電極シートの製造方法において、
     前記活物質を含むスラリを、帯状の前記金属箔上に間欠的に塗布、乾燥して、活物質層が連続して存在する前記スラリの塗布領域と、前記スラリの非塗布領域とを、前記帯状の前記金属箔の巻取方向に交互に形成する塗布工程と、
     前記塗布工程で形成した各前記塗布領域の終端における尾引き部の長さを検出する第一の検出工程と、
     前記活物質層が形成された前記金属箔を、その厚さ方向へ、一対の圧縮ローラを用いて、前記スラリの前記塗布領域と前記非塗布領域とを連続して圧縮する圧縮工程と、
     前記第一の検出工程と前記圧縮工程とを経て前記活物質層が形成された前記金属箔を、該金属箔の巻取方向と平行に前記スラリの前記塗布領域と前記非塗布領域とを連続して裁断する裁断工程と、を含み、
     前記第一の検出工程は、
     下記式(A)を満たす前記スラリの前記塗布領域の終端から前記非塗布領域に連続して形成される尾引き部を検出する、集電体電極シートの製造方法。
    x≧(2rtmin-tmin 1/2-ymax-zmax-wmax ・・・式(A)
     ここで、xは、前記塗布工程で各前記塗布領域の終端における前記尾引き部の長さの最大値であり、rは、前記圧縮工程に用いる圧縮ローラのロール径であり、tminは、前記塗布工程で連続的に形成した各前記塗布領域の中央部のうち、加圧圧縮後の想定厚さの最小値であり、ymaxは、前記金属箔の各面の塗布開始位置の前記金属箔の巻取方向のずれ量の最大値であり、zmaxは、前記金属箔の両面の前記活物質の前記金属箔の巻取方向の塗布長のずれ量の最大値であり、および、wmaxは、前記金属箔の両面の前記活物質の塗工終端から、塗工膜の厚さが塗工域中央と同じ厚さになるまでの距離の最大値である。
  3.  請求項2に記載の集電体電極シートの製造方法において、
     前記検出工程において、前記尾引き部を検出する位置が、前記裁断工程で裁断処理を行う位置およびその周辺部である、集電体電極シートの製造方法。
  4.  請求項2又は3に記載の集電体電極シートの製造方法において、
     前記検出工程は、前記塗布工程と前記裁断工程の間に行う工程であって、前記検出工程で検出された該尾引き部に対し、保護層を形成する工程を有する、集電体電極シートの製造方法。
  5.  請求項2又は3に記載の集電体電極シートの製造方法において、
     前記検出工程と連続して、前記検出工程で検出された該尾引き部を含む前記塗布領域にマーキング処理を実施する工程を含む、集電体電極シートの製造方法。
  6.  請求項5に記載の集電体電極シートの製造方法において、
     前記裁断工程を経て作製した電極を用いて電気化学デバイスを作製する前に、前記マーキング位置を検出する第二の検出工程と、
     前記第二の検出工程で検出したマーキングを含む前記裁断工程後の前記電極を、前記電気化学デバイスの作製時の対象部材から除外する工程とを含む、集電体電極シートの製造方法。
  7.  シート状の金属箔の両面に活物質が塗布された集電体電極シートの製造方法において、
     前記活物質を含むスラリを、帯状の前記金属箔上に間欠的に塗布、乾燥して、活物質層が連続して存在する前記スラリの塗布領域と、前記スラリの非塗布領域とを、前記帯状の前記金属箔の巻取方向に交互にを形成する塗布工程と、
     前記塗布工程で形成した各前記塗布領域の終端における尾引き部の長さを検出する検出工程と、
     前記塗布工程と前記検出工程とを経て前記活物質層が形成された前記金属箔を、その厚さ方向へ、一対の圧縮ローラを用いて、前記スラリの前記塗布領域と前記非塗布領域とを連続して圧縮する圧縮工程と、
     前記検出工程と前記圧縮工程とを経て前記活物質層が形成された前記金属箔を、該金属箔の巻取方向と平行に前記スラリの前記塗布領域と前記非塗布領域とを連続して裁断する裁断工程と、を含み、
     前記圧縮工程は、
     下記式(B)を満たすロール半径rを持つ圧縮ローラを用いて、圧縮する、集電体電極シートの製造方法。
    r≧tmin/2+(xmax+ymax+zmax+wmax/(2tmin) ・・・式(B)
     ここで、tminは、前記塗布工程で連続的に形成した各前記塗布領域の中央部のうち、加圧圧縮後の想定厚さの最小値であり、xmaxは、前記検出工程で検出した、前記塗布工程で連続的に形成した各前記塗布領域の終端における前記尾引き部の長さの最大値であり、ymaxは、前記金属箔の両面の前記活物質の塗布開始位置のずれ量の最大値であり、zmaxは、前記金属箔の両面の活物質の前記金属箔の巻取方向の塗布長のずれ量の最大値であり、およびwmaxは、前記金属箔の両面の前記活物質の塗工終端から、塗工膜の厚さが塗工域中央と同じ厚さになるまでの距離の最大値である。
  8.  請求項2乃至7のいずれか1項に記載の集電体電極シートの製造方法において、
     活物質としてリチウム金属複合酸化物を用いた電極シートを作製する、集電体電極シートの製造方法。
  9.  請求項2乃至8のいずれか1項に記載の集電体電極シートの製造方法において、
     前記金属箔の厚さをdとし、
     粒度分布計を用いて測定した際に、測定した活物質粒子のうち、最小の粒径から粒子を順に並べたときに、測定した前記粒子の90%に当たる前記粒子の前記粒径をD90としたとき、D90≧dの関係を満たす前記金属箔と前記活物質を用いた前記電極シートを作製する、集電体電極シートの製造方法。
  10.  請求項2乃至9のいずれか1項に記載の集電体電極シートの製造方法において、
     前記圧縮工程において、前記活物質層が形成された前記金属箔のうち、前記塗布領域の中央部にかかる荷重が1.5ton/cmを超える、集電体電極シートの製造方法。
  11.  請求項2乃至10のいずれか1項に記載の集電体電極シートの製造方法を用いて製造された集電体電極シート。
  12.  請求項1又は11に記載の集電体電極シートを用いて製造された電池。
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