WO2020152980A1 - 電極製造システム及び電極製造方法 - Google Patents

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WO2020152980A1
WO2020152980A1 PCT/JP2019/046403 JP2019046403W WO2020152980A1 WO 2020152980 A1 WO2020152980 A1 WO 2020152980A1 JP 2019046403 W JP2019046403 W JP 2019046403W WO 2020152980 A1 WO2020152980 A1 WO 2020152980A1
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electrode
electrode member
tank
manufacturing
dope
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広基 薬師寺
直井　雅也
健治 小島
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Ｊｍエナジー株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to an electrode manufacturing system and an electrode manufacturing method.
  • non-aqueous electrolyte secondary batteries typified by lithium-ion secondary batteries
  • a lithium ion capacitor is known as an electricity storage device for applications that require high energy density characteristics and high output characteristics.
  • sodium ion type batteries and capacitors using sodium which is lower in cost than lithium and rich in resources, are also known.
  • a process in which the electrode is preliminarily doped with an alkali metal is adopted for various purposes.
  • a method of pre-doping the electrode with an alkali metal for example, there is a continuous method.
  • pre-doping is performed while transferring the strip-shaped electrode plate in the electrolytic solution.
  • the continuous method is disclosed in Patent Documents 1 to 4.
  • JP, 10-308212 A Japanese Patent Laid-Open No. 2008-77963 JP, 2012-49543, A JP, 2012-49544, A
  • ⁇ It is required to manufacture electrodes more efficiently.
  • One aspect of the present disclosure is an electrode manufacturing system for manufacturing an electrode, comprising a cutting device configured to cut an electrode member along one direction of the electrode member to manufacture an electrode,
  • the electrode member includes an active material doped with an alkali metal, includes a plurality of first portions extending in the one direction, and has an active material doped with an alkali metal between two adjacent first portions.
  • the cutting device is an electrode manufacturing system configured to cut the second portion.
  • the electrode manufacturing system according to one aspect of the present disclosure can manufacture a plurality of electrodes from one electrode member. Therefore, the electrode manufacturing system according to one aspect of the present disclosure can efficiently manufacture electrodes.
  • Another aspect of the present disclosure is a method for manufacturing an electrode, in which the electrode member is cut along one direction of the electrode member to manufacture an electrode, and the electrode member is doped with an alkali metal.
  • a plurality of first portions that include an active material and extend in the one direction are provided, and a second portion that does not include an active material doped with an alkali metal is provided between two adjacent first portions. It is an electrode manufacturing method of cutting a part.
  • the electrode manufacturing method according to another aspect of the present disclosure can manufacture a plurality of electrodes from one electrode member. Therefore, the electrode manufacturing method according to one aspect of the present disclosure can efficiently manufacture electrodes.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. 1. It is explanatory drawing showing the structure of the member manufacturing apparatus for electrodes. It is explanatory drawing showing the structure of a dope tank. It is explanatory drawing showing the structure of a counter electrode unit and a mask. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG. It is a perspective view showing the structure of a cutting device. It is explanatory drawing showing the structure of the divided counter electrode unit. It is a top view showing the structure of the member for electrodes of another form. It is a top view showing the structure of the member for electrodes of another form. It is a top view showing the structure of the member for electrodes of another form. It is a top view showing the structure of the member for electrodes of another form.
  • Electrode member 3... Current collector, 5... Active material layer, 5A... Doped part, 5B... Undoped part, 7... Exposed part, 11... Electrode member manufacturing apparatus, 13... Cutting device, 15... Immersion Tank, 17, 19, 21... Dope tank, 23... cleaning tank, 25, 27, 29, 31, 33, 35, 37, 39, 40, 41, 43, 45, 46, 47, 49, 51, 52, 53, 55, 57, 58, 59, 61, 63, 64, 65, 67, 69, 70, 71, 73, 75, 77, 79, 81, 83, 85, 87, 89, 91, 93... Conveying rollers , 101... Supply roll, 103...
  • Winding roll 105... Support base, 107... Circulation filtration unit, 109, 110, 111, 112, 113, 114... Power supply, 117... Tab cleaner, 119... Liquid recovery unit, 121... End sensor, 131... Upstream tank, 133... Downstream tank, 137, 139, 141, 143... Counter unit, 144... Mask, 149, 151... Space, 153... Conductive base material, 155... Alkali metal containing plate, 157 ... Porous insulating member, 161... Filter, 162... Supply roll, 163... Pump, 164... Conveying roll, 165... Piping, 166... Conveying roll, 169... Slitting machine, 171, 173, 175, 177... Winding roll, 179 ...Main body shaft, 181... Circular blade, 183... Cut end, 185, 186... Electrode, 187... First remaining part, 189... Second remaining part
  • the configuration of the electrode member 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the electrode member 1 is used for manufacturing an electrode.
  • the electrode member 1 has a strip shape.
  • the electrode member 1 includes a current collector 3 and an active material layer 5.
  • the current collector 3 has a strip shape.
  • a plurality of active material layers 5 are formed on each side of the current collector 3. In the width direction W of the electrode member 1, the width of the active material layer 5 is smaller than the width of the current collector 3.
  • the active material layer 5 extends along the longitudinal direction L of the electrode member 1.
  • the active material layer 5 corresponds to the first portion.
  • the longitudinal direction L corresponds to one direction of the electrode member 1.
  • a portion where the current collector 3 is exposed (hereinafter referred to as an exposed portion 7) is formed between two active material layers 5 adjacent to each other in the width direction W.
  • exposed portions 7 are formed on both ends of the electrode member 1 in the width direction W.
  • the exposed portion 7 extends along the longitudinal direction L of the electrode member 1. No active material is present in the exposed portion 7.
  • the exposed portion 7 corresponds to the second portion.
  • the current collector 3 for example, a metal foil of copper, nickel, stainless steel or the like is preferable. Further, the current collector 3 may be one in which a conductive layer containing a carbon material as a main component is formed on the metal foil. The thickness of the current collector 3 is, for example, 5 to 50 ⁇ m.
  • the active material layer 5 is produced, for example, by applying a slurry containing an active material in a state not pre-doped with an alkali metal (hereinafter referred to as an undoped state), a binder and the like onto the current collector 3 and drying the slurry. it can.
  • binder examples include rubber-based binders such as styrene-butadiene rubber (SBR) and NBR; fluorine-based resins such as polytetrafluoroethylene and polyvinylidene fluoride; polypropylene, polyethylene; disclosed in JP 2009-246137 A.
  • SBR styrene-butadiene rubber
  • NBR fluorine-based resins
  • polytetrafluoroethylene and polyvinylidene fluoride polypropylene, polyethylene
  • JP 2009-246137 A Such fluorine-modified (meth)acrylic binders are mentioned.
  • the slurry may contain other components in addition to the active material and the binder.
  • Other components include, for example, conductive agents such as carbon black, graphite, vapor-grown carbon fibers, metal powders; carboxymethyl cellulose, its Na salt or ammonium salt, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, polyvinyl alcohol, oxidation.
  • Thickening agents such as starch, phosphorylated starch and casein can be mentioned.
  • the thickness of the active material layer 5 is not particularly limited.
  • the thickness of the active material layer 5 is, for example, 5 to 500 ⁇ m, preferably 10 to 200 ⁇ m, and particularly preferably 10 to 100 ⁇ m.
  • the active material contained in the active material layer 5 is not particularly limited as long as it is an electrode active material applicable to a battery or a capacitor that utilizes reactions such as insertion/desorption of alkali metal ions.
  • the active material may be a negative electrode active material or a positive electrode active material.
  • the negative electrode active material is not particularly limited.
  • the negative electrode active material include carbon materials such as graphite, easily graphitizable carbon, non-graphitizable carbon, and composite carbon material in which graphite particles are coated with pitch or resin carbide; Si, Sn, etc. capable of alloying with lithium. Examples thereof include materials containing metal or metalloid or oxides thereof.
  • Specific examples of the carbon material include the carbon material described in JP2013-258392A.
  • Specific examples of the material containing a metal or a semimetal capable of alloying with lithium or an oxide thereof include the materials described in JP-A-2005-123175 and JP-A-2006-107795.
  • the positive electrode active material examples include transition metal oxides such as cobalt oxide, nickel oxide, manganese oxide, and vanadium oxide; and sulfur-based active materials such as elemental sulfur and metal sulfide. Both the positive electrode active material and the negative electrode active material may be composed of a single material or may be composed of a mixture of two or more kinds of materials.
  • the active material contained in the active material layer 5 is pre-doped with an alkali metal using an electrode member manufacturing apparatus 11 described later.
  • the alkali metal for predoping the active material lithium or sodium is preferable, and lithium is particularly preferable.
  • the electrode member 1 is used for manufacturing an electrode of a lithium ion secondary battery, the density of the active material layer 5 is preferably 1.30 to 2.00 g/cc, particularly preferably 1.40 to 1.90 g. /Cc.
  • Electrode Manufacturing Device 11 includes an electrode member manufacturing device 11 and a cutting device 13. The configuration of the electrode member manufacturing apparatus 11 will be described with reference to FIGS. 3 to 6.
  • the electrode member manufacturing apparatus 11 includes a dipping tank 15, dope tanks 17, 19, and 21, a cleaning tank 23, and conveying rollers 25, 27, 29, 31, 33, 35, 37,. 39, 40, 41, 43, 45, 46, 47, 49, 51, 52, 53, 55, 57, 58, 59, 61, 63, 64, 65, 67, 69, 70, 71, 73, 75, 77, 79, 81, 83, 85, 87, 89, 91, 93 (hereinafter, these may be collectively referred to as a conveyance roller group), a supply roll 101, a take-up roll 103, and a support 105.
  • the circulating filtration unit 107, the six power sources 109, 110, 111, 112, 113, 114, the tab cleaner 117, the liquid recovery unit 119, and the end sensor 121 are provided.
  • the transport roller group corresponds to the transport unit.
  • Immersing tank 15 is a square tank with an open top.
  • the bottom surface of the immersion tank 15 has a substantially U-shaped cross-sectional shape.
  • the immersion tank 15 includes a partition plate 123.
  • the partition plate 123 is supported by a support rod 125 penetrating its upper end.
  • the support rod 125 is fixed to a wall or the like (not shown).
  • the partition plate 123 extends in the vertical direction and divides the interior of the immersion tank 15 into two spaces.
  • the transport roller 33 is attached to the lower end of the partition plate 123.
  • the partition plate 123 and the transport roller 33 are supported by a support rod 127 that penetrates them.
  • the vicinity of the lower end of the partition plate 123 is cut out so as not to contact the transport roller 33.
  • the configuration of the dope tank 17 will be described based on FIG.
  • the dope tank 17 is composed of an upstream tank 131 and a downstream tank 133.
  • the upstream tank 131 is arranged on the side of the supply roll 101 (hereinafter referred to as the upstream side), and the downstream tank 133 is arranged on the side of the winding roll 103 (hereinafter referred to as the downstream side).
  • the upstream tank 131 is a rectangular tank having an open top.
  • the bottom surface of the upstream tank 131 has a substantially U-shaped cross section.
  • the upstream tank 131 includes a partition plate 135, four counter electrode units 137, 139, 141, 143, and four masks 144.
  • the partition plate 135 is supported by a support rod 145 that penetrates the upper end of the partition plate 135.
  • the support rod 145 is fixed to a wall or the like (not shown).
  • the partition plate 135 extends in the vertical direction and divides the inside of the upstream tank 131 into two spaces.
  • the transport roller 40 is attached to the lower end of the partition plate 135.
  • the partition plate 135 and the transport roller 40 are supported by a support rod 147 that penetrates them. The vicinity of the lower end of the partition plate 135 is cut out so as not to contact the transport roller 40. A space exists between the transport roller 40 and the bottom surface of the upstream tank 131.
  • the counter electrode unit 137 is arranged on the upstream side of the upstream tank 131.
  • the counter electrode units 139 and 141 are arranged so as to sandwich the partition plate 135 from both sides.
  • the counter electrode unit 143 is arranged on the downstream side of the upstream tank 131.
  • a space 149 exists between the counter electrode unit 137 and the counter electrode unit 139.
  • a space 151 exists between the counter electrode unit 141 and the counter electrode unit 143.
  • the counter electrode units 137, 139, 141, 143 are connected to one pole of the power source 109.
  • the counter electrode units 137, 139, 141, 143 have the same structure. Here, the configuration of the counter electrode units 137 and 139 will be described with reference to FIG.
  • the counter electrode units 137 and 139 have a configuration in which a conductive base material 153, an alkali metal containing plate 155, and a porous insulating member 157 are laminated.
  • Examples of the material of the conductive base material 153 include copper, stainless steel, nickel and the like.
  • the form of the alkali metal-containing plate 155 is not particularly limited, and examples thereof include an alkali metal plate and an alkali metal alloy plate.
  • the thickness of the alkali metal containing plate 155 is, for example, 0.03 to 5 mm.
  • the porous insulating member 157 has a plate shape.
  • the porous insulating member 157 is laminated on the alkali metal containing plate 155.
  • the plate-like shape of the porous insulating member 157 is a shape when the porous insulating member 157 is laminated on the alkali metal-containing plate 155.
  • the porous insulating member 157 may be a member that maintains a constant shape by itself, or may be a member that can be easily deformed, such as a net.
  • the porous insulating member 157 is porous. Therefore, the dope solution described later can pass through the porous insulating member 157. As a result, the alkali metal-containing plate 155 can come into contact with the dope solution.
  • the porous insulating member 157 may be, for example, a resin mesh.
  • the resin include polyethylene, polypropylene, nylon, polyether ether ketone, polytetrafluoroethylene and the like.
  • the mesh openings can be set appropriately.
  • the mesh opening is, for example, 0.1 ⁇ m to 10 mm, preferably 0.1 to 5 mm.
  • the thickness of the mesh can be set appropriately.
  • the thickness of the mesh is, for example, 1 ⁇ m to 10 mm, preferably 30 ⁇ m to 1 mm.
  • the mesh opening ratio can be appropriately set.
  • the mesh opening ratio is, for example, 5 to 98%, preferably 5 to 95%, and more preferably 50 to 95%.
  • the entire porous insulating member 157 may be made of an insulating material, or a part thereof may be provided with an insulating layer.
  • the mask 144 is attached to each of the counter electrode units 137, 139, 141, and 143.
  • the mask 144 is attached to the surface of the counter electrode units 137, 139, 141, 143 on the side of the porous insulating member 157.
  • FIG. 5 shows the mask 144 attached to the counter electrode units 137 and 139.
  • the mask 144 covers a part of the counter electrode units 137, 139, 141, 143 and exposes the remaining part.
  • the detailed shape of the mask 144 will be described later.
  • Examples of the material of the mask 144 include polyethylene, polypropylene, nylon, polyetheretherketone, polytetrafluoroethylene, and the like. Polypropylene is preferable as the material of the mask 144.
  • the thickness of the mask 144 is, for example, preferably 10 ⁇ m or more and 10 mm or less, and more preferably 50 ⁇ m or more and 5 mm or less.
  • the downstream tank 133 basically has the same configuration as the upstream tank 131. However, inside the downstream tank 133, there is the transport roller 46 instead of the transport roller 40. Further, the counter electrode units 137, 139, 141, and 143 included in the downstream tank 133 are connected to one pole of the power source 110.
  • the dope tank 19 basically has the same configuration as the dope tank 17. However, inside the dope tank 19, not the conveying rollers 40 and 46, but the conveying rollers 52 and 58 exist. Further, the counter electrode units 137, 139, 141 and 143 provided in the upstream tank 131 of the dope tank 19 are connected to one pole of the power source 111. Further, the counter electrode units 137, 139, 141 and 143 provided in the downstream tank 133 of the dope tank 19 are connected to one pole of the power source 112.
  • the dope tank 21 basically has the same configuration as the dope tank 17. However, inside the dope tank 21, not the transport rollers 40 and 46, but the transport rollers 64 and 70 are present. Further, the counter electrode units 137, 139, 141 and 143 provided in the upstream tank 131 of the dope tank 21 are connected to one pole of the power source 113. Further, the counter electrode units 137, 139, 141, 143 provided in the downstream tank 133 of the dope tank 21 are connected to one pole of the power source 114.
  • the cleaning tank 23 basically has the same configuration as the immersion tank 15. However, inside the cleaning tank 23, there is the transport roller 75 instead of the transport roller 33.
  • the transport rollers 37, 39, 43, 45, 49, 51, 55, 57, 61, 63, 67, 69 are made of a conductive material.
  • the other transport rollers of the transport roller group are made of an elastomer except for the bearing portion.
  • the transport roller group transports the electrode member 1 along a fixed path.
  • the path through which the transport roller group transports the electrode member 1 is from the supply roll 101 to the dipping tank 15, the dope tank 17, the dope tank 19, the dope tank 21, the cleaning tank 23, and the tab. It is a path that sequentially passes through the cleaner 117 and reaches the winding roll 103.
  • the part of the path that passes through the dipping tank 15 first moves downward via the transfer rollers 29 and 31, and then the transfer roller 33 can change the moving direction upward.
  • the parts that pass through the dope tank 17 are as follows. First, the moving direction is changed downward by the transport roller 37, and the space 149 of the upstream tank 131 is moved downward. Next, the moving direction is changed upward by the transport roller 40, and the space 151 of the upstream tank 131 is moved upward. Next, the moving direction is changed downward by the transport rollers 41 and 43, and the space 149 of the downstream tank 133 is moved downward. Next, the transport roller 46 changes the moving direction upward, and moves the space 151 of the downstream tank 133 upward. Finally, the transport roller 47 changes the moving direction to the horizontal direction, and the head moves toward the dope tank 19.
  • the parts that pass through the dope tank 19 are as follows. First, the moving direction is changed downward by the transport roller 49, and the space 149 of the upstream tank 131 is moved downward. Next, the moving direction is changed upward by the transport roller 52, and the space 151 of the upstream tank 131 is moved upward. Next, the moving direction is changed downward by the transport rollers 53 and 55, and the space 149 of the downstream tank 133 is moved downward. Next, the transport roller 58 changes the moving direction upward, and moves the space 151 of the downstream tank 133 upward. Finally, the moving direction is changed to the horizontal direction by the conveying roller 59, and it moves toward the dope tank 21.
  • the parts that pass through the dope tank 21 are as follows. First, the moving direction is changed downward by the transport roller 61, and the space 149 of the upstream tank 131 is moved downward. Next, the moving direction is changed upward by the transport roller 64, and the space 151 of the upstream tank 131 is moved upward. Next, the moving direction is changed downward by the transport rollers 65 and 67, and the space 149 of the downstream tank 133 is moved downward. Next, the transport roller 70 changes the moving direction upward, and moves the space 151 of the downstream tank 133 upward. Finally, the transport roller 71 changes the moving direction to the horizontal direction, and the cleaning roller 23 moves toward the cleaning tank 23.
  • the portion passing through the cleaning tank 23 is first moved downward by the conveying roller 73 and moved downward, and then changed by the conveying roller 75 in the upward direction. It is a route to be done.
  • the supply roll 101 is wound around the electrode member 1. That is, the supply roll 101 holds the electrode member 1 in a wound state. The electrode member 1 held by the supply roll 101 is in an undoped state.
  • the transport roller group pulls out and transports the electrode member 1 held by the supply roll 101.
  • the take-up roll 103 winds up and stores the electrode member 1 transported by the transport roller group.
  • the electrode member 1 transported by the transport roller group is subjected to a pre-doping treatment with an alkali metal in the dope tanks 17, 19 and 21.
  • the support table 105 supports the immersion tank 15, the dope tanks 17, 19, 21 and the cleaning tank 23 from below.
  • the height of the support 105 can be changed.
  • the circulation filtration unit 107 is provided in each of the dope tanks 17, 19, and 21.
  • the circulation filtration unit 107 includes a filter 161, a pump 163, and a pipe 165.
  • a pipe 165 is a circulation pipe that goes out from the dope tank 17, sequentially passes through the pump 163 and the filter 161, and returns to the dope tank 17.
  • the dope solution in the dope tank 17 is circulated in the pipe 165 and the filter 161 by the driving force of the pump 163, and returns to the dope tank 17 again.
  • foreign substances and the like in the dope solution are filtered by the filter 161.
  • the foreign matter include foreign matter deposited from the dope solution and foreign matter generated from the electrode member 1.
  • the material of the filter 161 is, for example, resin such as polypropylene or polytetrafluoroethylene.
  • the hole diameter of the filter 161 can be set appropriately.
  • the pore diameter of the filter 161 is, for example, 0.2 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the circulation filtration unit 107 provided in the dope tanks 19 and 21 also has the same configuration and has the same effect. 3 and 4, the description of the dope solution is omitted for convenience.
  • One terminal of the power supply 109 is connected to the transport rollers 37 and 39.
  • the other terminal of the power source 109 is connected to the counter electrode units 137, 139, 141, 143 provided in the upstream tank 131 of the dope tank 17.
  • the electrode member 1 contacts the transport rollers 37 and 39.
  • the electrode member 1 and the counter electrode units 137, 139, 141 and 143 are in a dope solution which is an electrolytic solution. Therefore, in the upstream tank 131 of the dope tank 17, the electrode member 1 and the counter electrode units 137, 139, 141, 143 are electrically connected via the electrolytic solution.
  • One terminal of the power supply 110 is connected to the transport rollers 43 and 45. Further, the other terminal of the power supply 110 is connected to the counter electrode units 137, 139, 141, 143 provided in the downstream tank 133 of the dope tank 17.
  • the electrode member 1 contacts the transport rollers 43 and 45.
  • the electrode member 1 and the counter electrode units 137, 139, 141 and 143 are in a dope solution which is an electrolytic solution. Therefore, in the downstream tank 133 of the dope tank 17, the electrode member 1 and the counter electrode units 137, 139, 141, and 143 are electrically connected via the electrolytic solution.
  • One terminal of the power supply 111 is connected to the transport rollers 49 and 51.
  • the other terminal of the power supply 111 is connected to the counter electrode units 137, 139, 141, 143 provided in the upstream tank 131 of the dope tank 19.
  • the electrode member 1 contacts the transport rollers 49 and 51.
  • the electrode member 1 and the counter electrode units 137, 139, 141 and 143 are in a dope solution which is an electrolytic solution. Therefore, in the upstream tank 131 of the dope tank 19, the electrode member 1 and the counter electrode units 137, 139, 141, 143 are electrically connected via the electrolytic solution.
  • One terminal of the power supply 112 is connected to the transport rollers 55 and 57.
  • the other terminal of the power supply 112 is connected to the counter electrode units 137, 139, 141, 143 provided in the downstream tank 133 of the dope tank 19.
  • the electrode member 1 contacts the transport rollers 55 and 57.
  • the electrode member 1 and the counter electrode units 137, 139, 141 and 143 are in a dope solution which is an electrolytic solution. Therefore, in the downstream tank 133 of the dope tank 19, the electrode member 1 and the counter electrode units 137, 139, 141 and 143 are electrically connected via the electrolytic solution.
  • One terminal of the power supply 113 is connected to the transport rollers 61 and 63.
  • the other terminal of the power supply 113 is connected to the counter electrode units 137, 139, 141, 143 provided in the upstream tank 131 of the dope tank 21.
  • the electrode member 1 contacts the transport rollers 61 and 63.
  • the electrode member 1 and the counter electrode units 137, 139, 141 and 143 are in a dope solution which is an electrolytic solution. Therefore, in the upstream tank 131 of the dope tank 21, the electrode member 1 and the counter electrode units 137, 139, 141 and 143 are electrically connected via the electrolytic solution.
  • One terminal of the power supply 114 is connected to the transport rollers 67 and 69.
  • the other terminal of the power supply 114 is connected to the counter electrode units 137, 139, 141, 143 provided in the downstream tank 133 of the dope tank 21.
  • the electrode member 1 contacts the transport rollers 67 and 69.
  • the electrode member 1 and the counter electrode units 137, 139, 141 and 143 are in a dope solution which is an electrolytic solution. Therefore, in the downstream tank 133 of the dope tank 21, the electrode member 1 and the counter electrode units 137, 139, 141, and 143 are electrically connected via the electrolytic solution.
  • the tab cleaner 117 cleans the end portion of the electrode member 1 in the width direction W.
  • the liquid recovery unit 119 is arranged in each of the dipping tank 15, the dope tanks 17, 19, 21 and the cleaning tank 23. The liquid recovery unit 119 recovers the liquid brought out of the tank by the electrode member 1 and returns it to the tank.
  • the end sensor 121 detects the position of the end of the electrode member 1 in the width direction W.
  • An end position adjusting unit (not shown) adjusts the positions of the supply roll 101 and the winding roll 103 in the width direction W based on the detection result of the end sensor 121.
  • the end position adjusting unit adjusts the positions of the supply roll 101 and the take-up roll 103 in the width direction W so that the ends of the electrode member 1 in the width direction W are at positions to be cleaned by the tab cleaner 117. ..
  • Form of Mask 144 The form of the mask 144 will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows the mask 144 attached to the counter electrode units 137 and 139. The mask 144 attached to the counter electrode units 141 and 143 also has a similar form.
  • the mask 144 covers the exposed portion 7 of the electrode member 1. Covering the exposed portion 7 means that the mask 144 overlaps the exposed portion 7 when viewed from the thickness direction T of the electrode member 1. The mask 144 does not cover the active material layer 5.
  • the mask 144 may cover all of the exposed portion 7 or only a part thereof.
  • the mask 144 may cover a part of the active material layer 5 in addition to the exposed portion 7.
  • the dope baths 17, 19 and 21 contain the dope solution.
  • the dope solution contains an alkali metal ion and a solvent.
  • the solvent include organic solvents.
  • an aprotic organic solvent is preferable.
  • the aprotic organic solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, 1-fluoroethylene carbonate, ⁇ -butyrolactone, acetonitrile, dimethoxyethane, tetrahydrofuran, dioxolane, methylene chloride.
  • an ionic liquid such as a quaternary imidazolium salt, a quaternary pyridinium salt, a quaternary pyrrolidinium salt, or a quaternary piperidinium salt can be used.
  • the organic solvent may be composed of a single component, or may be a mixed solvent of two or more components.
  • the organic solvent may be composed of a single component or may be a mixed solvent of two or more components.
  • the alkali metal ion contained in the dope solution is an ion that constitutes an alkali metal salt.
  • the alkali metal salt is preferably a lithium salt or a sodium salt.
  • a phosphorus anion having a fluoro group such as PF 6 ⁇ , PF 3 (C 2 F 5 ) 3 ⁇ , PF 3 (CF 3 ) 3 ⁇ ; BF 4 ⁇ , BF 2
  • a boron anion having a fluoro group or a cyano group such as (CF) 2 ⁇ , BF 3 (CF 3 ) ⁇ , B(CN) 4 ⁇ ; N(FSO 2 ) 2 ⁇ , N(CF 3 SO 2 ) 2 ⁇
  • Examples thereof include a sulfonylimide anion having a fluoro group such as N(C 2 F 5 SO 2 ) 2 ⁇ ; an organic sulfonate anion having a fluoro group having a fluoro group
  • the concentration of the alkali metal salt in the dope solution is preferably 0.1 mol/L or more, more preferably 0.5 to 1.5 mol/L. When the concentration of the alkali metal salt is within this range, pre-doping of the alkali metal proceeds efficiently.
  • the dope solution further contains additives such as vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, 1-fluoroethylene carbonate, 1-(trifluoromethyl)ethylene carbonate, succinic anhydride, maleic anhydride, propane sultone and diethyl sulfone. be able to.
  • additives such as vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, 1-fluoroethylene carbonate, 1-(trifluoromethyl)ethylene carbonate, succinic anhydride, maleic anhydride, propane sultone and diethyl sulfone.
  • the dope solution may further contain a flame retardant such as a phosphazene compound.
  • the addition amount of the flame retardant is preferably 1 part by mass or more, and 3 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the dope solution, from the viewpoint of effectively controlling the thermal runaway reaction when the alkali metal is doped. It is more preferable that the amount is 5 parts by mass or more.
  • the amount of the flame retardant added is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, and more preferably 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the dope solution, from the viewpoint of obtaining a high-quality dope electrode. It is more preferable that the amount is not more than part.
  • the configuration of the cutting device 13 included in the electrode manufacturing system The configuration of the cutting device 13 will be described with reference to FIG. 7.
  • the cutting device 13 includes a supply roll 162, transport rolls 164, 166, 167, a slitter 169, and winding rolls 171, 173, 175, 177.
  • the electrode member 1 is wound around the supply roll 162.
  • the electrode member 1 wound around the supply roll 162 has been pre-doped using the electrode member manufacturing apparatus 11.
  • the electrode member 1 is pulled out from the supply roll 162 and is guided toward the winding rolls 171, 173, 175, 177 while being guided by the transport rolls 164, 166, 167.
  • the slitter 169 includes a main body shaft 179 and a plurality of circular blades 181.
  • the plurality of circular blades 181 are attached to the main body shaft 179 at predetermined intervals.
  • the slitter 169 is arranged so as to face the transport roll 166.
  • the plurality of circular blades 181 cut the electrode member 1 along the longitudinal direction L when the electrode member 1 passes between the slitter 169 and the transport roll 166.
  • the electrode member 1 is cut at the four cuts 183 shown in FIG. As a result, two electrodes 185, 186, a first remaining portion 187, and a second remaining portion 189 are generated from the electrode member 1.
  • the winding roll 171 winds up the first remaining portion 187.
  • the winding roll 173 winds up the electrode 185.
  • the winding roll 175 winds up the electrode 186.
  • the winding roll 177 winds up the second remaining portion 189.
  • the dope solution is stored in the dipping tank 15 and the dope tanks 17, 19 and 21.
  • the dope solution is as described in "4. Composition of dope solution" above.
  • a cleaning liquid is stored in the cleaning tank 23.
  • the cleaning liquid is an organic solvent.
  • the electrode member 1 is washed in the washing tank 23 while being conveyed by the conveying roller group. Next, the electrode member 1 is wound around the winding roll 103.
  • the electrode member 1 may be a positive electrode or a negative electrode.
  • the electrode member manufacturing apparatus 11 dopes the positive electrode active material with an alkali metal
  • the electrode member manufacturing apparatus 11 dopes the negative electrode active material with an alkali metal.
  • the amount of the alkali metal doped is preferably 70 to 95% of the theoretical capacity of the negative electrode active material when the negative electrode active material of the lithium ion capacitor is occluded with lithium, and the negative electrode active material of the lithium ion secondary battery contains lithium.
  • the content is preferably 10 to 30% of the theoretical capacity of the negative electrode active material.
  • the electrode member 1 wound on the winding roll 103 is cut using the cutting device 13. Through the above steps, the electrodes 185 and 186 are obtained.
  • the electrode manufacturing system can manufacture a plurality of electrodes 185 and 186 from one electrode member 1. Therefore, the electrode manufacturing system can efficiently manufacture the electrodes 185 and 186.
  • the cutting device 13 cuts the electrode member 1 at the cut 183 passing through the exposed portion 7. Therefore, the cutting device 13 can prevent the active material layer 5 from being positioned at the end portion in the width direction W of the manufactured electrodes 185 and 186.
  • the electrode manufacturing system includes an electrode member manufacturing apparatus 11. Therefore, the electrode manufacturing system can easily manufacture the electrode member 1 that has been subjected to the pre-doping treatment.
  • the electrode member manufacturing apparatus 11 includes the mask 144.
  • the mask 144 is arranged between the electrode member 1 in the dope tanks 17, 19, 21 and the counter electrode units 137, 139, 141, 143, and covers the exposed portion 7. Therefore, the electrode member manufacturing apparatus 11 can suppress the precipitation of the alkali metal on the exposed portion 7.
  • the basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and therefore the differences will be described below.
  • the same reference numerals as those in the first embodiment indicate the same configurations, and refer to the preceding description.
  • the mask 144 is attached to the counter electrode units 137, 139, 141, 143.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that the mask 144 does not exist and the counter electrode units 137, 139, 141, and 143 are divided.
  • the forms of the counter electrode units 137 and 139 are shown in FIG.
  • the divided counter electrode units 137 and 139 are arranged in a portion facing the active material layer 5 when viewed in the thickness direction T.
  • the counter electrode units 137 and 139 are not arranged in a portion facing the exposed portion 7 when viewed in the thickness direction T.
  • the counter electrode units 141 and 143 also have the same form as the counter electrode units 137 and 139.
  • the counter electrode units 137, 139, 141, and 143 are divided and are arranged only in the portion facing the active material layer 5.
  • the counter electrode units 137, 139, 141, 143 are not arranged in the portion facing the exposed portion 7. Therefore, the electrode member manufacturing apparatus 11 can suppress the precipitation of the alkali metal on the exposed portion 7.
  • the form of the electrode member 1 may be other forms.
  • the form of the electrode member 1 may be that shown in FIG.
  • the electrode member 1 includes four active material layers 5. Exposed portions 7 are formed between two active material layers 5 adjacent to each other in the width direction W and both ends in the width direction W.
  • the electrode member manufacturing apparatus 11 suppresses the deposition of alkali metal on the exposed portion 7 by the mask 144 of the first embodiment or the divided counter electrode units 137, 139, 141, 143 of the second embodiment. ..
  • the cutting device 13 cuts the electrode member 1 at the five cuts 183 shown in FIG. As a result, four electrodes 185, 186, 191, 193 are manufactured.
  • the form of the electrode member 1 may be other forms.
  • the form of the electrode member 1 may be that shown in FIG.
  • the electrode member 1 includes an active material layer 5 at the center in the width direction W.
  • the active material layer 5 is divided into a doped portion 5A and an undoped portion 5B.
  • the dope portion 5A is pre-doped with an alkali metal by a process using the electrode member manufacturing apparatus 11.
  • the doped portion 5A corresponds to the first portion.
  • the undoped portion 5B is not pre-doped with the alkali metal even after the treatment using the electrode member manufacturing apparatus 11. That is, the pre-doped active material does not exist in the non-doped portion 5B even after the treatment using the electrode member manufacturing apparatus 11.
  • the undoped portion 5B corresponds to the second portion.
  • the electrode member manufacturing apparatus 11 performs pre-doping on the doped portion 5A and the undoped portion 5B by the mask 144 of the first embodiment or the divided counter electrode units 137, 139, 141, and 143 of the second embodiment. Is not pre-doped.
  • the electrode member manufacturing apparatus 11 suppresses the deposition of alkali metal on the exposed portion 7 by the mask 144 of the first embodiment or the divided counter electrode units 137, 139, 141, and 143 of the second embodiment. ..
  • the cutting device 13 cuts the electrode member 1 at the three cuts 183 shown in FIG. As a result, two electrodes 185, 186 are manufactured.
  • the cut 183 passes through the undoped portion 5B or the exposed portion 7.
  • the form of the electrode member 1 may be other forms.
  • the form of the electrode member 1 may be that shown in FIG.
  • the electrode member 1 includes two active material layers 5. Exposed portions 7 are formed between the two active material layers 5 and both ends in the width direction W. Each active material layer 5 is divided into a doped portion 5A and an undoped portion 5B.
  • the dope portion 5A is pre-doped with an alkali metal by a process using the electrode member manufacturing apparatus 11.
  • the doped portion 5A corresponds to the first portion.
  • the undoped portion 5B is not pre-doped with the alkali metal even after the treatment using the electrode member manufacturing apparatus 11. That is, the pre-doped active material does not exist in the non-doped portion 5B even after the treatment using the electrode member manufacturing apparatus 11.
  • the undoped portion 5B corresponds to the second portion.
  • the electrode member manufacturing apparatus 11 performs pre-doping on the doped portion 5A and the undoped portion 5B by the mask 144 of the first embodiment or the divided counter electrode units 137, 139, 141, and 143 of the second embodiment. Is not pre-doped.
  • the electrode member manufacturing apparatus 11 suppresses the deposition of alkali metal on the exposed portion 7 by the mask 144 of the first embodiment or the divided counter electrode units 137, 139, 141, and 143 of the second embodiment. ..
  • the cutting device 13 cuts the electrode member 1 at the five cuts 183 shown in FIG. As a result, four electrodes 185, 186, 191, 193 are manufactured. The cut 183 passes through the undoped portion 5B or the exposed portion 7.
  • the power supply, the transport roller, and the counter electrode unit are connected to each other such that the transport roller and the counter electrode unit are connected to different power sources for each dope tank. It may be the form of.
  • the counter electrode unit facing one surface of the electrode member 1 and the counter electrode unit facing the other surface may be connected to different power sources (hereinafter referred to as mode A). In the case of the mode A, the amount of the alkali metal doped on each surface of the electrode member 1 becomes uniform.
  • the counter electrode units 137 and 143 provided in the upstream tank 131 of the dope tank 17 are connected to one pole of the power source 109.
  • the counter electrode units 139 and 141 are connected to one pole of the power supply 110.
  • the counter electrode units 137 and 143 provided in the downstream tank 133 of the dope tank 17 are connected to the other pole of the power source 109.
  • the counter electrode units 139 and 141 are connected to the other pole of the power supply 110.
  • the counter electrode units 137 and 143 provided in the upstream tank 131 of the dope tank 19 are connected to one pole of the power supply 111.
  • the counter electrode units 139 and 141 are connected to one pole of the power source 112.
  • the counter electrode units 137 and 143 provided in the downstream tank 133 of the dope tank 17 are connected to the other pole of the power supply 111.
  • the counter electrode units 139 and 141 are connected to the other pole of the power supply 112.
  • the counter electrode units 137 and 143 provided in the upstream tank 131 of the dope tank 21 are connected to one pole of the power source 113.
  • the counter electrode units 139 and 141 are connected to one pole of the power source 114.
  • the counter electrode units 137 and 143 provided in the downstream tank 133 of the dope tank 21 are connected to the other pole of the power source 113.
  • the counter electrode units 139 and 141 are connected to the other pole of the power source 114.
  • the transport rollers 37, 41, 43, 47, 49, 53, 55, 59, 61, 65, 67, 71 are made of a conductive material.
  • the other transport rollers of the transport roller group are made of an elastomer except for the bearing portion.
  • One terminal of the power source 109 is connected to the transport rollers 37, 41, 43, 47.
  • the other terminal of the power source 109 is connected to the counter electrode units 137 and 143 provided in the upstream tank 131 and the downstream tank 133 of the dope tank 17.
  • the electrode member 1 contacts the transport rollers 37, 41, 43, 47.
  • the electrode member 1 and the counter electrode units 137 and 143 are in a dope solution which is an electrolytic solution. Therefore, in the upstream tank 131 and the downstream tank 133 of the dope tank 17, the electrode member 1 and the counter electrode units 137 and 143 are electrically connected via the electrolytic solution.
  • One terminal of the power supply 110 is connected to the transport rollers 37, 41, 43, 47.
  • the other terminal of the power supply 110 is connected to the counter electrode units 139 and 141 provided in the upstream tank 131 and the downstream tank 133 of the dope tank 17.
  • the electrode member 1 contacts the transport rollers 41 and 47.
  • the electrode member 1 and the counter electrode units 139 and 141 are in a dope solution which is an electrolytic solution. Therefore, in the upstream tank 131 and the downstream tank 133 of the dope tank 17, the electrode member 1 and the counter electrode units 139 and 141 are electrically connected via the electrolytic solution.
  • the counter electrode units 137 and 143 whose one side surfaces of the electrode member 1 face each other are used as one terminal of the power supply 109, and the counter electrode units 139 and 141 whose other side surface of the electrode member 1 face each other.
  • the power source 110 are respectively connected to one terminals of the power source 110 so that the amount of alkali metal doped to the front side of the electrode member 1 and the amount of alkali metal doped to the back side of the electrode member 1 become equal. Control.
  • One terminal of the power supply 111 is connected to the transport rollers 49, 43, 55, 59.
  • the other terminal of the power supply 111 is connected to the counter electrode units 137 and 143 provided in the upstream tank 131 and the downstream tank 133 of the dope tank 19.
  • the electrode member 1 contacts the transport rollers 49, 43, 55, 59.
  • the electrode member 1 and the counter electrode units 137 and 143 are in a dope solution which is an electrolytic solution. Therefore, in the upstream tank 131 and the downstream tank 133 of the dope tank 19, the electrode member 1 and the counter electrode units 137 and 143 are electrically connected via the electrolytic solution.
  • One terminal of the power supply 112 is connected to the transport rollers 49, 43, 55, 59.
  • the other terminal of the power supply 112 is connected to the counter electrode units 137 and 143 provided in the upstream tank 131 and the downstream tank 133 of the dope tank 19.
  • the electrode member 1 contacts the transport rollers 49, 43, 55, 59.
  • the electrode member 1 and the counter electrode units 137 and 143 are in a dope solution which is an electrolytic solution. Therefore, in the upstream tank 131 and the downstream tank 133 of the dope tank 19, the electrode member 1 and the counter electrode units 137 and 143 are electrically connected via the electrolytic solution.
  • the counter electrode units 137 and 143 whose one side surfaces of the electrode member 1 face each other are used as one terminal of the power source 111, and the other side surfaces of the electrode member 1 whose counter side units 139 and 141 face each other.
  • One terminal of the power supply 113 is connected to the transport rollers 61, 65, 67, 71.
  • the other terminal of the power supply 113 is connected to the counter electrode units 137 and 143 provided in the upstream tank 131 and the downstream tank 133 of the dope tank 21.
  • the electrode member 1 contacts the transport rollers 61, 65, 67, 71.
  • the electrode member 1 and the counter electrode units 137 and 143 are in a dope solution which is an electrolytic solution. Therefore, in the upstream tank 131 and the downstream tank 133 of the dope tank 21, the electrode member 1 and the counter electrode units 137 and 143 are electrically connected via the electrolytic solution.
  • One terminal of the power supply 114 is connected to the transport rollers 61, 65, 67, 71.
  • the other terminal of the power supply 114 is connected to the counter electrode units 139 and 141 provided in the dope tank 21.
  • the electrode member 1 contacts the transport rollers 61, 65, 67, 71.
  • the electrode member 1 and the counter electrode units 139 and 141 are in a dope solution which is an electrolytic solution. Therefore, in the dope tank 21, the electrode member 1 and the counter electrode units 139 and 141 are electrically connected via the electrolytic solution.
  • the counter electrode units 137 and 143 whose one side surfaces of the electrode member 1 are opposed to one terminal of the power source 113, and the counter electrode units 139 and 141 whose other side surfaces of the electrode member 1 are opposed to each other. Are respectively connected to the other terminals of the power supply 114 so that the amount of alkali metal doped to the front side of the electrode member 1 and the amount of alkali metal doped to the back side of the electrode member 1 become equal. Are controlled.
  • the shape of the electrode member 1 may be a shape other than the strip shape. Examples of the shape of the electrode member 1 include a rectangle and a circle.
  • each of the above embodiments may be shared by a plurality of constituent elements, or the function of a plurality of constituent elements may be exerted by one constituent element. Moreover, you may omit a part of structure of each said embodiment. Further, at least a part of the configuration of each of the above-described embodiments may be added to or replaced with the configuration of the other above-described embodiments.
  • the present disclosure can be realized in various forms such as an electrode member manufacturing apparatus and an electrode member manufacturing method.

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Abstract

電極製造システムは、切断装置を備える。切断装置は、電極用部材を、前記電極用部材の一方向に沿って切断して電極を製造する。前記電極用部材は、第１部位を複数備えるとともに、第２部位を備える。第１部位は、アルカリ金属がドープされた活物質を含み、前記一方向に延びる。第２部位は、隣接する２つの前記第１部位の間に存在する。第２部位には、アルカリ金属がドープされた活物質が存在しない。前記切断装置は、前記第２部位を切断する。

Description

電極製造システム及び電極製造方法 関連出願の相互参照
　本国際出願は、２０１９年１月２３日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０１９－００９５８４号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１９－００９５８４号の全内容を本国際出願に参照により援用する。
　本開示は電極製造システム及び電極製造方法に関する。
　近年、電子機器の小型化・軽量化は目覚ましく、それに伴い、当該電子機器の駆動用電源として用いられる電池に対しても小型化・軽量化の要求が一層高まっている。
　このような小型化・軽量化の要求を満足するために、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池が開発されている。また、高エネルギー密度特性及び高出力特性を必要とする用途に対応する蓄電デバイスとして、リチウムイオンキャパシタが知られている。更に、リチウムより低コストで資源的に豊富なナトリウムを用いたナトリウムイオン型の電池やキャパシタも知られている。
　このような電池やキャパシタにおいては、様々な目的のために、予めアルカリ金属を電極にドープするプロセス（一般にプレドープと呼ばれている）が採用されている。アルカリ金属を電極にプレドープする方法として、例えば、連続式の方法がある。連続式の方法では、帯状の電極板を電解液中で移送させながらプレドープを行う。連続式の方法は、特許文献１～４に開示されている。
特開平１０－３０８２１２号公報 特開２００８－７７９６３号公報 特開２０１２－４９５４３号公報 特開２０１２－４９５４４号公報
　電極を一層効率的に製造することが求められている。本開示の一局面では、電極を効率的に製造することができる電極製造システム及び電極製造方法を提供することが望ましい。
　本開示の一局面は、電極を製造する電極製造システムであって、電極用部材を、前記電極用部材の一方向に沿って切断して電極を製造するように構成された切断装置を備え、前記電極用部材は、アルカリ金属がドープされた活物質を含み、前記一方向に延びる第１部位を複数備えるとともに、隣接する２つの前記第１部位の間に、アルカリ金属がドープされた活物質が存在しない第２部位を備え、前記切断装置は、前記第２部位を切断するように構成された電極製造システムである。
　本開示の一局面である電極製造システムは、１つの電極用部材から、複数の電極を製造することができる。そのため、本開示の一局面である電極製造システムは、電極を効率よく製造することができる。
　本開示の別の局面は、電極用部材を、前記電極用部材の一方向に沿って切断して電極を製造する電極の製造方法であって、前記電極用部材は、アルカリ金属がドープされた活物質を含み、前記一方向に延びる第１部位を複数備えるとともに、隣接する２つの前記第１部位の間に、アルカリ金属がドープされた活物質が存在しない第２部位を備え、前記第２部位を切断する電極製造方法である。
　本開示の別の局面である電極製造方法は、１つの電極用部材から、複数の電極を製造することができる。そのため、本開示の一局面である電極製造方法は、電極を効率よく製造することができる。
電極用部材の構成を表す平面図である。 図１におけるII-II断面での断面図である。 電極用部材製造装置の構成を表す説明図である。 ドープ槽の構成を表す説明図である。 対極ユニット及びマスクの構成を表す説明図である。 図５におけるVI-VI断面での断面図である。 切断装置の構成を表す斜視図である。 分割された対極ユニットの構成を表す説明図である。 別形態の電極用部材の構成を表す平面図である。 別形態の電極用部材の構成を表す平面図である。 別形態の電極用部材の構成を表す平面図である。
１…電極用部材、３…集電体、５…活物質層、５Ａ…ドープ部、５Ｂ…非ドープ部、７…露出部、１１…電極用部材製造装置、１３…切断装置、１５…浸漬槽、１７、１９、２１…ドープ槽、２３…洗浄槽、２５、２７、２９、３１、３３、３５、３７、３９、４０、４１、４３、４５、４６、４７、４９、５１、５２、５３、５５、５７、５８、５９、６１、６３、６４、６５、６７、６９、７０、７１、７３、７５、７７、７９、８１、８３、８５、８７、８９、９１、９３…搬送ローラ、１０１…供給ロール、１０３…巻取ロール、１０５…支持台、１０７…循環濾過ユニット、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４…電源、１１７…タブクリーナー、１１９…液回収ユニット、１２１…端部センサ、１３１…上流槽、１３３…下流槽、１３７、１３９、１４１、１４３…対極ユニット、１４４…マスク、１４９、１５１…空間、１５３…導電性基材、１５５…アルカリ金属含有板、１５７…多孔質絶縁部材、１６１…フィルタ、１６２…供給ロール、１６３…ポンプ、１６４…搬送ロール、１６５…配管、１６６…搬送ロール、１６９…スリッタ、１７１、１７３、１７５、１７７…巻取ロール、１７９…本体軸、１８１…円形刃、１８３…切り口、１８５、１８６…電極、１８７…第１残部、１８９…第２残部
　本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
　１．電極用部材１の構成
　図１、図２に基づき、電極用部材１の構成を説明する。電極用部材１は電極の製造に用いられる。電極用部材１は帯状の形状を有する。電極用部材１は、集電体３と、活物質層５とを備える。集電体３は帯状の形状を有する。活物質層５は、集電体３の両面にそれぞれ複数形成されている。電極用部材１の幅方向Ｗにおいて、活物質層５の幅は、集電体３の幅に比べて小さい。活物質層５は、電極用部材１の長手方向Ｌに沿って延びている。活物質層５は第１部位に対応する。長手方向Ｌは電極用部材１の一方向に対応する。
　幅方向Ｗにおいて隣接する２つの活物質層５の間に、集電体３が露出している部分（以下では露出部７とする）が形成されている。また、電極用部材１の幅方向Ｗにおける両端にも、露出部７が形成されている。露出部７は電極用部材１の長手方向Ｌに沿って延びている。露出部７には活物質が存在しない。露出部７は第２部位に対応する。
　集電体３として、例えば、銅、ニッケル、ステンレス等の金属箔が好ましい。また、集電体３は、前記金属箔上に炭素材料を主成分とする導電層が形成されたものであってもよい。集電体３の厚みは、例えば、５～５０μｍである。
　活物質層５は、例えば、アルカリ金属をプレドープしていない状態（以下では未ドープ状態とする）の活物質及びバインダー等を含有するスラリーを集電体３上に塗布し、乾燥させることにより作製できる。
　前記バインダーとして、例えば、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ＮＢＲ等のゴム系バインダー；ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂；ポリプロピレン、ポリエチレン、特開２００９－２４６１３７号公報に開示されているようなフッ素変性（メタ）アクリル系バインダー等が挙げられる。
　前記スラリーは、活物質及びバインダーに加えて、その他の成分を含んでいてもよい。その他の成分として、例えば、カーボンブラック、黒鉛、気相成長炭素繊維、金属粉末等の導電剤；カルボキシルメチルセルロース、そのＮａ塩又はアンモニウム塩、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン等の増粘剤が挙げられる。
　活物質層５の厚さは特に限定されない。活物質層５の厚さは、例えば、５～５００μｍ、好ましくは１０～２００μｍ、特に好ましくは１０～１００μｍである。活物質層５に含まれる活物質は、アルカリ金属イオンの挿入／脱離等の反応を利用する電池又はキャパシタに適用可能な電極活物質であれば特に限定されない。活物質は、負極活物質であってもよいし、正極活物質であってもよい。
　負極活物質は特に限定されない。負極活物質として、例えば、黒鉛、易黒鉛化炭素、難黒鉛化炭素、黒鉛粒子をピッチや樹脂の炭化物で被覆した複合炭素材料等の炭素材料；リチウムと合金化が可能なＳｉ、Ｓｎ等の金属若しくは半金属又はこれらの酸化物を含む材料等が挙げられる。炭素材料の具体例として、特開２０１３－２５８３９２号公報に記載の炭素材料が挙げられる。リチウムと合金化が可能な金属若しくは半金属又はこれらの酸化物を含む材料の具体例として、特開２００５－１２３１７５号公報、特開２００６－１０７７９５号公報に記載の材料が挙げられる。
　正極活物質として、例えば、コバルト酸化物、ニッケル酸化物、マンガン酸化物、バナジウム酸化物等の遷移金属酸化物；硫黄単体、金属硫化物等の硫黄系活物質が挙げられる。正極活物質、及び負極活物質のいずれにおいても、単一の物質から成るものであってもよいし、２種以上の物質を混合して成るものであってもよい。
　活物質層５が含む活物質は、後述する電極用部材製造装置１１を用いて、アルカリ金属がプレドープされる。活物質にプレドープするアルカリ金属として、リチウム又はナトリウムが好ましく、特にリチウムが好ましい。電極用部材１をリチウムイオン二次電池の電極の製造に用いる場合、活物質層５の密度は、好ましくは１．３０～２．００ｇ／ｃｃであり、特に好ましくは１．４０～１．９０ｇ／ｃｃである。
　２．電極製造システムが備える電極用部材製造装置１１の構成
　本開示の電極製造システムは、電極用部材製造装置１１と、切断装置１３とを備える。電極用部材製造装置１１の構成を、図３～図６に基づき説明する。
　図３に示すように、電極用部材製造装置１１は、浸漬槽１５と、ドープ槽１７、１９、２１と、洗浄槽２３と、搬送ローラ２５、２７、２９、３１、３３、３５、３７、３９、４０、４１、４３、４５、４６、４７、４９、５１、５２、５３、５５、５７、５８、５９、６１、６３、６４、６５、６７、６９、７０、７１、７３、７５、７７、７９、８１、８３、８５、８７、８９、９１、９３（以下ではこれらをまとめて搬送ローラ群と呼ぶこともある）と、供給ロール１０１と、巻取ロール１０３と、支持台１０５と、循環濾過ユニット１０７と、６つの電源１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４と、タブクリーナー１１７と、液回収ユニット１１９と、端部センサ１２１と、を備える。搬送ローラ群は搬送ユニットに対応する。
　浸漬槽１５は、上方が開口した角型の槽である。浸漬槽１５の底面は、略Ｕ字型の断面形状を有する。浸漬槽１５は、仕切り板１２３を備える。仕切り板１２３は、その上端を貫く支持棒１２５により支持されている。支持棒１２５は図示しない壁等に固定されている。仕切り板１２３は上下方向に延び、浸漬槽１５の内部を２つの空間に分割している。仕切り板１２３の下端に、搬送ローラ３３が取り付けられている。仕切り板１２３と搬送ローラ３３とは、それらを貫く支持棒１２７により支持されている。なお、仕切り板１２３の下端付近は、搬送ローラ３３と接触しないように切り欠かれている。搬送ローラ３３と、浸漬槽１５の底面との間には空間が存在する。
　ドープ槽１７の構成を図４に基づき説明する。ドープ槽１７は、上流槽１３１と下流槽１３３とから構成される。上流槽１３１は供給ロール１０１の側（以下では上流側とする）に配置され、下流槽１３３は巻取ロール１０３の側（以下では下流側とする）に配置されている。
　まず、上流槽１３１の構成を説明する。上流槽１３１は上方が開口した角型の槽である。上流槽１３１の底面は、略Ｕ字型の断面形状を有する。上流槽１３１は、仕切り板１３５と、４個の対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３と、４個のマスク１４４と、を備える。
　仕切り板１３５は、その上端を貫く支持棒１４５により支持されている。支持棒１４５は図示しない壁等に固定されている。仕切り板１３５は上下方向に延び、上流槽１３１の内部を２つの空間に分割している。仕切り板１３５の下端に、搬送ローラ４０が取り付けられている。仕切り板１３５と搬送ローラ４０とは、それらを貫く支持棒１４７により支持されている。なお、仕切り板１３５の下端付近は、搬送ローラ４０と接触しないように切り欠かれている。搬送ローラ４０と、上流槽１３１の底面との間には空間が存在する。
　対極ユニット１３７は、上流槽１３１のうち、上流側に配置されている。対極ユニット１３９、１４１は、仕切り板１３５を両側から挟むように配置されている。対極ユニット１４３は、上流槽１３１のうち、下流側に配置されている。
　対極ユニット１３７と対極ユニット１３９との間には空間１４９が存在する。対極ユニット１４１と対極ユニット１４３との間には空間１５１が存在する。対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３は、電源１０９の一方の極に接続される。対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３は同様の構成を有する。ここでは、図５に基づき、対極ユニット１３７、１３９の構成を説明する。
　対極ユニット１３７、１３９は、導電性基材１５３と、アルカリ金属含有板１５５と、多孔質絶縁部材１５７とを積層した構成を有する。導電性基材１５３の材質として、例えば、銅、ステンレス、ニッケル等が挙げられる。アルカリ金属含有板１５５の形態は特に限定されず、例えば、アルカリ金属板、アルカリ金属の合金板等が挙げられる。アルカリ金属含有板１５５の厚さは、例えば、０．０３～５ｍｍである。
　多孔質絶縁部材１５７は、板状の形状を有する。多孔質絶縁部材１５７は、アルカリ金属含有板１５５の上に積層されている。多孔質絶縁部材１５７が有する板状の形状とは、多孔質絶縁部材１５７がアルカリ金属含有板１５５の上に積層されている際の形状である。多孔質絶縁部材１５７は、それ自体で一定の形状を保つ部材であってもよいし、例えばネット等のように、容易に変形可能な部材であってもよい。
　多孔質絶縁部材１５７は多孔質である。そのため、後述するドープ溶液は、多孔質絶縁部材１５７を通過することができる。そのことにより、アルカリ金属含有板１５５は、ドープ溶液に接触することができる。
　多孔質絶縁部材１５７として、例えば、樹脂製のメッシュ等が挙げられる。樹脂として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられる。メッシュの目開きは適宜設定できる。メッシュの目開きは、例えば、０．１μｍ～１０ｍｍであり、０．１～５ｍｍであることが好ましい。メッシュの厚みは適宜設定できる。メッシュの厚みは、例えば、１μｍ～１０ｍｍであり、３０μｍ～１ｍｍであることが好ましい。メッシュの目開き率は適宜設定できる。メッシュの目開き率は、例えば、５～９８％であり、５～９５％であることが好ましく、５０～９５％であることがさらに好ましい。
　多孔質絶縁部材１５７は、その全体が絶縁性の材料から成っていてもよいし、その一部に絶縁性の層を備えていてもよい。
　マスク１４４は、対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３のそれぞれに取り付けられている。マスク１４４は、対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３のうち、多孔質絶縁部材１５７の側の面に取り付けられている。図５に、対極ユニット１３７、１３９に取り付けられているマスク１４４を示す。マスク１４４は、対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３の一部を覆い、残りの部分を露出する。マスク１４４の詳しい形状は後述する。マスク１４４の材質として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられる。マスク１４４の材質として、ポリプロピレンが好ましい。マスク１４４の厚みは、例えば、１０μｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上５ｍｍ以下であることが一層好ましい。
　下流槽１３３は、基本的には上流槽１３１とは同様の構成を有する。ただし、下流槽１３３の内部には、搬送ローラ４０ではなく、搬送ローラ４６が存在する。また、下流槽１３３が備える対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３は、電源１１０の一方の極に接続される。
　ドープ槽１９は、基本的にはドープ槽１７と同様の構成を備える。ただし、ドープ槽１９の内部には、搬送ローラ４０、４６ではなく、搬送ローラ５２、５８が存在する。また、ドープ槽１９の上流槽１３１が備える対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３は、電源１１１の一方の極に接続される。また、ドープ槽１９の下流槽１３３が備える対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３は、電源１１２の一方の極に接続される。
　ドープ槽２１は、基本的にはドープ槽１７と同様の構成を備える。ただし、ドープ槽２１の内部には、搬送ローラ４０、４６ではなく、搬送ローラ６４、７０が存在する。また、ドープ槽２１の上流槽１３１が備える対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３は、電源１１３の一方の極に接続される。また、ドープ槽２１の下流槽１３３が備える対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３は、電源１１４の一方の極に接続される。
　洗浄槽２３は、基本的には浸漬槽１５と同様の構成を有する。ただし、洗浄槽２３の内部には、搬送ローラ３３ではなく、搬送ローラ７５が存在する。
　搬送ローラ群のうち、搬送ローラ３７、３９、４３、４５、４９、５１、５５、５７、６１、６３、６７、６９は、導電性の材料から成る。搬送ローラ群のうち、その他の搬送ローラは、軸受部分を除き、エラストマーから成る。搬送ローラ群は、電極用部材１を一定の経路に沿って搬送する。搬送ローラ群が電極用部材１を搬送する経路は、供給ロール１０１から、浸漬槽１５の中、ドープ槽１７の中、ドープ槽１９の中、ドープ槽２１の中、洗浄槽２３の中、タブクリーナー１１７の中を順次通り、巻取ロール１０３に至る経路である。
　その経路のうち、浸漬槽１５の中を通る部分は、まず、搬送ローラ２９、３１を経て下方に移動し、次に、搬送ローラ３３により移動方向を上向きに変えられるという経路である。
　また、上記の経路のうち、ドープ槽１７の中を通る部分は以下のとおりである。まず、搬送ローラ３７により移動方向を下向きに変えられ、上流槽１３１の空間１４９を下方に移動する。次に、搬送ローラ４０により移動方向を上向きに変えられ、上流槽１３１の空間１５１を上方に移動する。次に、搬送ローラ４１、４３により移動方向を下向きに変えられ、下流槽１３３の空間１４９を下方に移動する。次に、搬送ローラ４６により移動方向を上向きに変えられ、下流槽１３３の空間１５１を上方に移動する。最後に、搬送ローラ４７により移動方向を水平方向に変えられ、ドープ槽１９に向かう。
　また、上記の経路のうち、ドープ槽１９の中を通る部分は以下のとおりである。まず、搬送ローラ４９により移動方向を下向きに変えられ、上流槽１３１の空間１４９を下方に移動する。次に、搬送ローラ５２により移動方向を上向きに変えられ、上流槽１３１の空間１５１を上方に移動する。次に、搬送ローラ５３、５５により移動方向を下向きに変えられ、下流槽１３３の空間１４９を下方に移動する。次に、搬送ローラ５８により移動方向を上向きに変えられ、下流槽１３３の空間１５１を上方に移動する。最後に、搬送ローラ５９により移動方向を水平方向に変えられ、ドープ槽２１に向かう。
　また、上記の経路のうち、ドープ槽２１の中を通る部分は以下のとおりである。まず、搬送ローラ６１により移動方向を下向きに変えられ、上流槽１３１の空間１４９を下方に移動する。次に、搬送ローラ６４により移動方向を上向きに変えられ、上流槽１３１の空間１５１を上方に移動する。次に、搬送ローラ６５、６７により移動方向を下向きに変えられ、下流槽１３３の空間１４９を下方に移動する。次に、搬送ローラ７０により移動方向を上向きに変えられ、下流槽１３３の空間１５１を上方に移動する。最後に、搬送ローラ７１により移動方向を水平方向に変えられ、洗浄槽２３に向かう。
　また、上記の経路のうち、洗浄槽２３の中を通る部分は、まず、搬送ローラ７３により移動方向を下向きに変えられて下方に移動し、次に、搬送ローラ７５により移動方向を上向きに変えられるという経路である。
　供給ロール１０１は、電極用部材１を巻き回している。すなわち、供給ロール１０１は、巻き取られた状態の電極用部材１を保持している。供給ロール１０１に保持されている電極用部材１は、未ドープ状態にある。
　搬送ローラ群は、供給ロール１０１に保持された電極用部材１を引き出し、搬送する。
　巻取ロール１０３は、搬送ローラ群により搬送されてきた電極用部材１を巻き取り、保管する。なお、搬送ローラ群により搬送されてきた電極用部材１は、ドープ槽１７、１９、２１において、アルカリ金属のプレドープの処理を受けている。
　支持台１０５は、浸漬槽１５、ドープ槽１７、１９、２１、及び洗浄槽２３を下方から支持する。支持台１０５は、その高さを変えることができる。循環濾過ユニット１０７は、ドープ槽１７、１９、２１にそれぞれ設けられている。循環濾過ユニット１０７は、フィルタ１６１と、ポンプ１６３と、配管１６５と、を備える。
　ドープ槽１７に設けられた循環濾過ユニット１０７において、配管１６５は、ドープ槽１７から出て、ポンプ１６３、及びフィルタ１６１を順次通り、ドープ槽１７に戻る循環配管である。ドープ槽１７内ドープ溶液は、ポンプ１６３の駆動力により、配管１６５、及びフィルタ１６１内を循環し、再びドープ槽１７に戻る。このとき、ドープ溶液中の異物等は、フィルタ１６１により濾過される。異物として、ドープ溶液から析出した異物や、電極用部材１から発生する異物等が挙げられる。フィルタ１６１の材質は、例えば、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂である。フィルタ１６１の孔径は適宜設定できる。フィルタ１６１の孔径は、例えば、０．２μｍ～５０μｍである。
　ドープ槽１９、２１に設けられた循環濾過ユニット１０７も、同様の構成を有し、同様の作用効果を奏する。なお、図３、図４において、ドープ溶液の記載は便宜上省略している。
　電源１０９の一方の端子は、搬送ローラ３７、３９と接続する。また、電源１０９の他方の端子は、ドープ槽１７の上流槽１３１が備える対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３と接続する。電極用部材１は搬送ローラ３７、３９と接触する。電極用部材１と対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３とは、電解液であるドープ溶液中にある。そのため、ドープ槽１７の上流槽１３１において、電極用部材１と対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３とは電解液を介して電気的に接続する。
　電源１１０の一方の端子は、搬送ローラ４３、４５と接続する。また、電源１１０の他方の端子は、ドープ槽１７の下流槽１３３が備える対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３と接続する。電極用部材１は搬送ローラ４３、４５と接触する。電極用部材１と対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３とは、電解液であるドープ溶液中にある。そのため、ドープ槽１７の下流槽１３３において、電極用部材１と対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３とは電解液を介して電気的に接続する。
　電源１１１の一方の端子は、搬送ローラ４９、５１と接続する。また、電源１１１の他方の端子は、ドープ槽１９の上流槽１３１が備える対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３と接続する。電極用部材１は搬送ローラ４９、５１と接触する。電極用部材１と対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３とは、電解液であるドープ溶液中にある。そのため、ドープ槽１９の上流槽１３１において、電極用部材１と対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３とは電解液を介して電気的に接続する。
　電源１１２の一方の端子は、搬送ローラ５５、５７と接続する。また、電源１１２の他方の端子は、ドープ槽１９の下流槽１３３が備える対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３と接続する。電極用部材１は搬送ローラ５５、５７と接触する。電極用部材１と対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３とは、電解液であるドープ溶液中にある。そのため、ドープ槽１９の下流槽１３３において、電極用部材１と対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３とは電解液を介して電気的に接続する。
　電源１１３の一方の端子は、搬送ローラ６１、６３と接続する。また、電源１１３の他方の端子は、ドープ槽２１の上流槽１３１が備える対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３と接続する。電極用部材１は搬送ローラ６１、６３と接触する。電極用部材１と対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３とは、電解液であるドープ溶液中にある。そのため、ドープ槽２１の上流槽１３１において、電極用部材１と対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３とは電解液を介して電気的に接続する。
　電源１１４の一方の端子は、搬送ローラ６７、６９と接続する。また、電源１１４の他方の端子は、ドープ槽２１の下流槽１３３が備える対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３と接続する。電極用部材１は搬送ローラ６７、６９と接触する。電極用部材１と対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３とは、電解液であるドープ溶液中にある。そのため、ドープ槽２１の下流槽１３３において、電極用部材１と対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３とは電解液を介して電気的に接続する。
　タブクリーナー１１７は、電極用部材１の幅方向Ｗにおける端部を洗浄する。液回収ユニット１１９は、浸漬槽１５、ドープ槽１７、１９、２１、及び洗浄槽２３のそれぞれに配置されている。液回収ユニット１１９は、電極用部材１が槽から持ち出す液を回収し、槽に戻す。
　端部センサ１２１は、電極用部材１の幅方向Ｗにおける端部の位置を検出する。図示しない端部位置調整ユニットは、端部センサ１２１の検出結果に基づき、供給ロール１０１及び巻取ロール１０３の幅方向Ｗにおける位置を調整する。端部位置調整ユニットは、電極用部材１の幅方向Ｗにおける端部が、タブクリーナー１１７により洗浄される位置となるように、供給ロール１０１及び巻取ロール１０３の幅方向Ｗにおける位置を調整する。
　３．マスク１４４の形態
　図６に基づき、マスク１４４の形態を説明する。図６は、対極ユニット１３７、１３９に取り付けられたマスク１４４を示す。対極ユニット１４１、１４３に取り付けられたマスク１４４も同様の形態を有する。
　マスク１４４は、電極用部材１のうち、露出部７を覆う。露出部７を覆うとは、電極用部材１の厚み方向Ｔから見て、マスク１４４が露出部７と重なることを意味する。マスク１４４は、活物質層５は覆わない。
　なお、マスク１４４は、露出部７の全てを覆ってもよいし、一部のみを覆ってもよい。また、マスク１４４は、露出部７に加えて、活物質層５の一部を覆ってもよい。
　４．ドープ溶液の組成
　電極用部材製造装置１１を使用するとき、ドープ槽１７、１９、２１に、ドープ溶液を収容する。ドープ溶液は、アルカリ金属イオンと、溶媒とを含む。溶媒として、例えば、有機溶媒が挙げられる。有機溶媒として、非プロトン性の有機溶媒が好ましい。非プロトン性の有機溶媒として、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、１－フルオロエチレンカーボネート、γ－ブチロラクトン、アセトニトリル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、塩化メチレン、スルホラン、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグライム）、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル（トリグライム）、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル（テトラグライム）等が挙げられる。
　また、前記有機溶媒として、第４級イミダゾリウム塩、第４級ピリジニウム塩、第４級ピロリジニウム塩、第４級ピペリジニウム塩等のイオン液体を使用することもできる。前記有機溶媒は、単一の成分から成るものであってもよいし、２種以上の成分の混合溶媒であってもよい。有機溶媒は、単一の成分から成るものであってもよいし、２種以上の成分の混合溶媒であってもよい。
　前記ドープ溶液に含まれるアルカリ金属イオンは、アルカリ金属塩を構成するイオンである。アルカリ金属塩は、好ましくはリチウム塩又はナトリウム塩である。アルカリ金属塩を構成するアニオン部として、例えば、ＰＦ６ －、ＰＦ３（Ｃ２Ｆ５）３ －、ＰＦ３（ＣＦ３）３ －等のフルオロ基を有するリンアニオン；ＢＦ４ －、ＢＦ２（ＣＦ）２ －、ＢＦ３（ＣＦ３）－、Ｂ（ＣＮ）４ －等のフルオロ基又はシアノ基を有するホウ素アニオン；Ｎ（ＦＳＯ２）２ －、Ｎ（ＣＦ３ＳＯ２）２ －、Ｎ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２ －等のフルオロ基を有するスルホニルイミドアニオン；ＣＦ３ＳＯ３ －等のフルオロ基を有する有機スルホン酸アニオンが挙げられる。
　前記ドープ溶液におけるアルカリ金属塩の濃度は、好ましくは０．１モル／Ｌ以上であり、より好ましくは０．５～１．５モル／Ｌの範囲内である。アルカリ金属塩の濃度がこの範囲内である場合、アルカリ金属のプレドープが効率よく進行する。
　前記ドープ溶液は、さらに、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、１－フルオロエチレンカーボネート、１－（トリフルオロメチル）エチレンカーボネート、無水コハク酸、無水マレイン酸、プロパンスルトン、ジエチルスルホン等の添加剤を含有することができる。
　前記ドープ溶液は、ホスファゼン化合物等の難燃剤をさらに含有することができる。難燃剤の添加量は、アルカリ金属をドープする際の熱暴走反応を効果的に制御する観点から、ドープ溶液１００質量部に対して１質量部以上であることが好ましく、３質量部以上であることがより好ましく、５質量部以上であることがさらに好ましい。また、難燃剤の添加量は、高品質のドープ電極を得る観点から、ドープ溶液１００質量部に対して２０質量部以下であることが好ましく、１５質量部以下であることがより好ましく、１０質量部以下であることがさらに好ましい。
　５．電極製造システムが備える切断装置１３の構成
　切断装置１３の構成を図７に基づき説明する。切断装置１３は、供給ロール１６２、搬送ロール１６４、１６６、１６７、スリッタ１６９、及び巻取ロール１７１、１７３、１７５、１７７を備える。
　供給ロール１６２には、電極用部材１が巻き回されている。供給ロール１６２に巻き回されている電極用部材１は、電極用部材製造装置１１を用いてプレドープ処理が施されている。電極用部材１は、供給ロール１６２から引き出され、搬送ロール１６４、１６６、１６７によりガイドされながら、巻取ロール１７１、１７３、１７５、１７７に向けて搬送される。
　スリッタ１６９は、本体軸１７９と、複数の円形刃１８１とを備える。複数の円形刃１８１は、所定の間隔をおいて、本体軸１７９に取り付けられている。スリッタ１６９は、搬送ロール１６６と対向するように配置されている。複数の円形刃１８１は、電極用部材１がスリッタ１６９と搬送ロール１６６との間を通過するとき、長手方向Ｌに沿って電極用部材１を切断する。電極用部材１は、図１に示す４つの切り口１８３において切断される。その結果、電極用部材１から、２つの電極１８５、１８６と、第１残部１８７と、第２残部１８９と、が生じる。第１残部１８７及び第２残部１８９は、電極として用いられない残りの部分である。４つの切り口１８３はいずれも露出部７を通る切り口である。
　巻取ロール１７１は、第１残部１８７を巻き取る。巻取ロール１７３は、電極１８５を巻き取る。巻取ロール１７５は、電極１８６を巻き取る。巻取りロール１７７は、第２残部１８９を巻き取る。
　６．電極の製造方法
　まず、電極を製造するための準備として、以下のことを行う。未ドープ状態の電極用部材１を供給ロール１０１に巻き回す。次に、電極用部材１を供給ロール１０１から引き出し、上述した経路に沿って巻取ロール１０３まで通紙する。そして、浸漬槽１５と、ドープ槽１７、１９、２１と、洗浄槽２３とを上昇させ、図３に示す定位置へセットする。
　浸漬槽１５、及びドープ槽１７、１９、２１にドープ溶液を収容する。ドープ溶液は、前記「４．ドープ溶液の組成」で述べたものである。洗浄槽２３に洗浄液を収容する。洗浄液は有機溶剤である。次に、搬送ローラ群により、供給ロール１０１から巻取ロール１０３まで、上述した経路に沿って電極用部材１を搬送する。電極用部材１がドープ槽１７、１９、２１内を通過するとき、活物質層５に含まれる活物質にアルカリ金属がプレドープされる。
　電極用部材１は搬送ローラ群により搬送されながら、洗浄槽２３で洗浄される。次に、電極用部材１は巻取ロール１０３に巻き取られる。電極用部材１は、正極であってもよいし、負極であってもよい。正極を製造する場合、電極用部材製造装置１１は、正極活物質にアルカリ金属をドープし、負極を製造する場合、電極用部材製造装置１１は、負極活物質にアルカリ金属をドープする。
　アルカリ金属のドープ量は、リチウムイオンキャパシタの負極活物質にリチウムを吸蔵させる場合、負極活物質の理論容量に対して好ましくは７０～９５％であり、リチウムイオン二次電池の負極活物質にリチウムを吸蔵させる場合、負極活物質の理論容量に対して好ましくは１０～３０％である。
　最後に、巻取ロール１０３に巻き取られた電極用部材１を、切断装置１３を用いて切断する。以上の工程により、電極１８５、１８６が得られる。
　７．電極製造システムが奏する効果
　（１Ａ）電極製造システムは、１つの電極用部材１から、複数の電極１８５、１８６を製造することができる。そのため、電極製造システムは、電極１８５、１８６を効率よく製造することができる。
　（１Ｂ）切断装置１３は、露出部７を通る切り口１８３において電極用部材１を切断する。そのため、切断装置１３は、製造した電極１８５、１８６において、活物質層５が幅方向Ｗにおける端部に位置することを抑制できる。
　（１Ｃ）電極製造システムは、電極用部材製造装置１１を備える。そのため、電極製造システムは、プレドープ処理が施された電極用部材１を容易に製造することができる。
　（１Ｄ）電極用部材製造装置１１はマスク１４４を備える。マスク１４４は、ドープ槽１７、１９、２１内にある電極用部材１と、対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３との間に配置され、露出部７を覆う。そのため、電極用部材製造装置１１は、露出部７にアルカリ金属が析出することを抑制できる。
＜第２実施形態＞
　１．第１実施形態との相違点
　第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
　上述した第１実施形態では、対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３にマスク１４４が取り付けられていた。これに対し、第２実施形態では、マスク１４４が存在せず、対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３が分割されている点で、第１実施形態と相違する。
　対極ユニット１３７、１３９の形態を図８に示す。分割された対極ユニット１３７、１３９は、厚み方向Ｔから見て、活物質層５と対向する部分に配置されている。対極ユニット１３７、１３９は、厚み方向Ｔから見て、露出部７と対向する部分には配置されていない。対極ユニット１４１、１４３も、対極ユニット１３７、１３９と同様の形態を有する。
　２．電極製造システムが奏する効果
　以上詳述した第２実施形態によれば、上述した第１実施形態の効果（１Ａ）～（１Ｃ）を奏し、さらに、以下の効果（２Ａ）を奏する。
　（２Ａ）対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３は分割され、活物質層５と対向する部分にのみ配置されている。対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３は、露出部７と対向する部分には配置されていない。そのため、電極用部材製造装置１１は、露出部７にアルカリ金属が析出することを抑制できる。
＜他の実施形態＞
　以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
　（１）電極用部材１の形態は他の形態であってもよい。例えば、電極用部材１の形態は、図９に示すものであってもよい。この電極用部材１は、４つの活物質層５を備える。幅方向Ｗにおいて隣接する２つの活物質層５の間と、幅方向Ｗにおける両端とに露出部７が形成されている。
　電極用部材製造装置１１は、第１実施形態のマスク１４４、又は、第２実施形態の分割された対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３により、露出部７にアルカリ金属が析出することを抑制する。
　切断装置１３は、図９に示す５つの切り口１８３において電極用部材１を切断する。その結果、４つの電極１８５、１８６、１９１、１９３が製造される。
　（２）電極用部材１の形態は他の形態であってもよい。例えば、電極用部材１の形態は、図１０に示すものであってもよい。電極用部材１は、幅方向Ｗにおける中央に活物質層５を備える。活物質層５は、ドープ部５Ａと、非ドープ部５Ｂとに分かれる。
　ドープ部５Ａには、電極用部材製造装置１１を用いる処理により、アルカリ金属がプレドープされる。ドープ部５Ａは第１部位に対応する。非ドープ部５Ｂには、電極用部材製造装置１１を用いる処理の後でも、アルカリ金属がプレドープされない。すなわち、非ドープ部５Ｂには、電極用部材製造装置１１を用いる処理の後でも、プレドープされた活物質は存在しない。非ドープ部５Ｂは第２部位に対応する。
　電極用部材製造装置１１は、第１実施形態のマスク１４４、又は、第２実施形態の分割された対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３により、ドープ部５Ａにはプレドープを施し、非ドープ部５Ｂにはプレドープを施さない。電極用部材製造装置１１は、第１実施形態のマスク１４４、又は、第２実施形態の分割された対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３により、露出部７にアルカリ金属が析出することを抑制する。
　切断装置１３は、図１０に示す３つの切り口１８３において電極用部材１を切断する。その結果、２つの電極１８５、１８６が製造される。切り口１８３は、非ドープ部５Ｂ又は露出部７を通る。
　（３）電極用部材１の形態は他の形態であってもよい。例えば、電極用部材１の形態は、図１１に示すものであってもよい。電極用部材１は、２つの活物質層５を備える。２つの活物質層５の間と、幅方向Ｗにおける両端とに露出部７が形成されている。それぞれの活物質層５は、ドープ部５Ａと、非ドープ部５Ｂとに分かれる。
　ドープ部５Ａには、電極用部材製造装置１１を用いる処理により、アルカリ金属がプレドープされる。ドープ部５Ａは第１部位に対応する。非ドープ部５Ｂには、電極用部材製造装置１１を用いる処理の後でも、アルカリ金属がプレドープされない。すなわち、非ドープ部５Ｂには、電極用部材製造装置１１を用いる処理の後でも、プレドープされた活物質は存在しない。非ドープ部５Ｂは第２部位に対応する。
　電極用部材製造装置１１は、第１実施形態のマスク１４４、又は、第２実施形態の分割された対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３により、ドープ部５Ａにはプレドープを施し、非ドープ部５Ｂにはプレドープを施さない。電極用部材製造装置１１は、第１実施形態のマスク１４４、又は、第２実施形態の分割された対極ユニット１３７、１３９、１４１、１４３により、露出部７にアルカリ金属が析出することを抑制する。
　切断装置１３は、図１１に示す５つの切り口１８３において電極用部材１を切断する。その結果、４つの電極１８５、１８６、１９１、１９３が製造される。切り口１８３は、非ドープ部５Ｂ又は露出部７を通る。
　（４）上記各実施形態において、電源と搬送ローラと各対極ユニットとの接続の態様は、搬送ローラ及び各対極ユニットが、それぞれのドープ槽ごとに異なる電源と接続する態様であったが、他の態様であっても良い。例えば、電極用部材１の一方の面と対向する対極ユニットと、他方の面と対向する対極ユニットとを、別々の電源に接続する態様（以下では態様Ａとする）であってもよい。態様Ａの場合、電極用部材１の各々の面ごとにドープされるアルカリ金属の量が均等になる。
　態様Ａでは、ドープ槽１７の上流槽１３１が備える対極ユニット１３７、１４３は、電源１０９の一方の極に接続される。対極ユニット１３９、１４１は電源１１０の一方の極に接続される。ドープ槽１７の下流槽１３３が備える対極ユニット１３７、１４３は、電源１０９の他方の極に接続される。対極ユニット１３９、１４１は、電源１１０の他方の極に接続される。
　また、ドープ槽１９の上流槽１３１が備える対極ユニット１３７、１４３は、電源１１１の一方の極に接続される。対極ユニット１３９、１４１は電源１１２の一方の極に接続される。ドープ槽１７の下流槽１３３が備える対極ユニット１３７、１４３は、電源１１１の他方の極に接続される。対極ユニット１３９、１４１は、電源１１２の他方の極に接続される。
　また、ドープ槽２１の上流槽１３１が備える対極ユニット１３７、１４３は、電源１１３の一方の極に接続される。対極ユニット１３９、１４１は電源１１４の一方の極に接続される。ドープ槽２１の下流槽１３３が備える対極ユニット１３７、１４３は、電源１１３の他方の極に接続される。対極ユニット１３９、１４１は、電源１１４の他方の極に接続される。
　搬送ローラ群のうち、搬送ローラ３７、４１、４３、４７、４９、５３、５５、５９、６１、６５、６７、７１は、導電性の材料から成る。搬送ローラ群のうち、その他の搬送ローラは、軸受部分を除き、エラストマーから成る。
　電源１０９の一方の端子は、搬送ローラ３７、４１、４３、４７と接続する。また、電源１０９の他方の端子は、ドープ槽１７の上流槽１３１及び下流槽１３３が備える対極ユニット１３７、１４３と接続する。電極用部材１は搬送ローラ３７、４１、４３、４７と接触する。電極用部材１と対極ユニット１３７、１４３とは、電解液であるドープ溶液中にある。そのため、ドープ槽１７の上流槽１３１及び下流槽１３３において、電極用部材１と対極ユニット１３７、１４３とは電解液を介して電気的に接続する。
　電源１１０の一方の端子は、搬送ローラ３７、４１、４３、４７と接続する。また、電源１１０の他方の端子は、ドープ槽１７の上流槽１３１及び下流槽１３３が備える対極ユニット１３９、１４１と接続する。電極用部材１は搬送ローラ４１、４７と接触する。電極用部材１と対極ユニット１３９、１４１とは、電解液であるドープ溶液中にある。そのため、ドープ槽１７の上流槽１３１及び下流槽１３３において、電極用部材１と対極ユニット１３９、１４１とは電解液を介して電気的に接続する。
　態様Ａでは、上記のとおり、電極用部材１の片側の面が相対する対極ユニット１３７、１４３を電源１０９の一方の端子に、電極用部材１のもう片側の面が相対する対極ユニット１３９、１４１を電源１１０の一方の端子にそれぞれ接続することで、電極用部材１の表側へドープされるアルカリ金属の量と、電極用部材１の裏側へドープされるアルカリ金属の量とが均等になるようにコントロールしている。
　電源１１１の一方の端子は、搬送ローラ４９、４３、５５、５９と接続する。また、電源１１１の他方の端子は、ドープ槽１９の上流槽１３１及び下流槽１３３が備える対極ユニット１３７、１４３と接続する。電極用部材１は搬送ローラ４９、４３、５５、５９と接触する。電極用部材１と対極ユニット１３７、１４３とは、電解液であるドープ溶液中にある。そのため、ドープ槽１９の上流槽１３１及び下流槽１３３において、電極用部材１と対極ユニット１３７、１４３とは電解液を介して電気的に接続する。
　電源１１２の一方の端子は、搬送ローラ４９、４３、５５、５９と接続する。また、電源１１２の他方の端子は、ドープ槽１９の上流槽１３１及び下流槽１３３が備える対極ユニット１３７、１４３と接続する。電極用部材１は搬送ローラ４９、４３、５５、５９と接触する。電極用部材１と対極ユニット１３７、１４３とは、電解液であるドープ溶液中にある。そのため、ドープ槽１９の上流槽１３１及び下流槽１３３において、電極用部材１と対極ユニット１３７、１４３とは電解液を介して電気的に接続する。
　態様Ａでは、上記のとおり、電極用部材１の片側の面が相対する対極ユニット１３７、１４３を電源１１１の一方の端子に、電極用部材１のもう片側の面が相対する対極ユニット１３９、１４１を電源１１２の他方の端子にそれぞれ接続することで、電極用部材１の表側へドープされるアルカリ金属の量と、電極用部材１の裏側へドープされるアルカリ金属の量とが均等になるようにコントロールしている。
　電源１１３の一方の端子は、搬送ローラ６１、６５、６７、７１と接続する。また、電源１１３の他方の端子は、ドープ槽２１の上流槽１３１及び下流槽１３３が備える対極ユニット１３７、１４３と接続する。電極用部材１は搬送ローラ６１、６５、６７、７１と接触する。電極用部材１と対極ユニット１３７、１４３とは、電解液であるドープ溶液中にある。そのため、ドープ槽２１の上流槽１３１及び下流槽１３３において、電極用部材１と対極ユニット１３７、１４３とは電解液を介して電気的に接続する。
　電源１１４の一方の端子は、搬送ローラ６１、６５、６７、７１と接続する。また、電源１１４の他方の端子は、ドープ槽２１が備える対極ユニット１３９、１４１と接続する。電極用部材１は搬送ローラ６１、６５、６７、７１と接触する。電極用部材１と対極ユニット１３９、１４１とは、電解液であるドープ溶液中にある。そのため、ドープ槽２１において、電極用部材１と対極ユニット１３９、１４１とは電解液を介して電気的に接続する。
　態様Ａでは、上記のとおり、電極用部材１の片側の面が相対する対極ユニット１３７、１４３を電源１１３の一方の端子に、電極用部材１のもう片側の面が相対する対極ユニット１３９、１４１を電源１１４の他方の端子にそれぞれ接続することで、電極用部材１の表側へドープされるアルカリ金属の量と、電極用部材１の裏側へドープされるアルカリ金属の量とが均等になるようにコントロールしている。
　（５）電極用部材１の形状は、帯状以外の形状であってもよい。電極用部材１の形状として、例えば、矩形、円形等が挙げられる。
　（６）上記各実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。
　（７）上述した電極製造システムの他、電極用部材の製造装置、電極用部材の製造方法等、種々の形態で本開示を実現することもできる。

Claims (10)

  1. 　電極用部材を、前記電極用部材の一方向に沿って切断して電極を製造する電極製造方法であって、
    　前記電極用部材は、アルカリ金属がドープされた活物質を含み、前記一方向に延びる第１部位を複数備えるとともに、隣接する２つの前記第１部位の間に、アルカリ金属がドープされた活物質が存在しない第２部位を備え、
    　前記第２部位を切断する電極製造方法。
  2. 　請求項１に記載の電極製造方法であって、
    　前記電極用部材の形状は帯状であり、
    　前記一方向は、前記電極用部材の長手方向である電極製造方法。
  3. 　請求項１又は２に記載の電極製造方法であって、
    　前記第２部位は活物質を含まない部位である電極製造方法。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の電極製造方法であって、
    　電極用部材製造装置を用いて前記電極用部材を製造し、
    　前記電極用部材製造装置を用いて製造した前記電極用部材の前記第２部位を切断し、
    　前記電極用部材製造装置は、
    　　アルカリ金属イオンを含む溶液を収容するドープ槽と、
    　　前記第１部位に含まれる前記活物質に未だ前記アルカリ金属がドープされていない状態の前記電極用部材を、前記ドープ槽内を通過する経路に沿って搬送するように構成された搬送ユニットと、
    　　前記ドープ槽に収容される対極ユニットと、
    　を備える電極製造方法。
  5. 　請求項４に記載の電極製造方法であって、
    　前記電極用部材製造装置は、
    　　前記ドープ槽内にある前記電極用部材と、前記対極ユニットとの間に配置され、前記第２部位を覆うマスクをさらに備える電極製造方法。
  6. 　電極を製造する電極製造システムであって、
    　電極用部材を、前記電極用部材の一方向に沿って切断して電極を製造するように構成された切断装置を備え、
    　前記電極用部材は、アルカリ金属がドープされた活物質を含み、前記一方向に延びる第１部位を複数備えるとともに、隣接する２つの前記第１部位の間に、アルカリ金属がドープされた活物質が存在しない第２部位を備え、
    　前記切断装置は、前記第２部位を切断するように構成された電極製造システム。
  7. 　請求項６に記載の電極製造システムであって、
    　前記電極用部材の形状は帯状であり、
    　前記一方向は、前記電極用部材の長手方向である電極製造システム。
  8. 　請求項６又は７に記載の電極製造システムであって、
    　前記第２部位は活物質を含まない部位である電極製造システム。
  9. 　請求項６～８のいずれか１項に記載の電極製造システムであって、
    　前記電極用部材を製造する電極用部材製造装置をさらに備え、
    　前記電極用部材製造装置は、
    　　アルカリ金属イオンを含む溶液を収容するドープ槽と、
    　　前記第１部位に含まれる前記活物質に未だ前記アルカリ金属がドープされていない状態の前記電極用部材を、前記ドープ槽内を通過する経路に沿って搬送するように構成された搬送ユニットと、
    　　前記ドープ槽に収容される対極ユニットと、
    　を備える電極製造システム。
  10. 　請求項９に記載の電極製造システムであって、
    　前記電極用部材製造装置は、
    　　前記ドープ槽内にある前記電極用部材と、前記対極ユニットとの間に配置され、前記第２部位を覆うマスクをさらに備える電極製造システム。
     
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