WO2020152986A1 - ドーピングシステム及びドーピング方法 - Google Patents

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WO2020152986A1
WO2020152986A1 PCT/JP2019/046830 JP2019046830W WO2020152986A1 WO 2020152986 A1 WO2020152986 A1 WO 2020152986A1 JP 2019046830 W JP2019046830 W JP 2019046830W WO 2020152986 A1 WO2020152986 A1 WO 2020152986A1
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electrode
tank
doping
dope
roll
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PCT/JP2019/046830
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English (en)
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直井 雅也
健治 小島
相田 一成
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Jmエナジー株式会社
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to a doping system and a doping 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 electrode in the dope 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
  • the strip-shaped electrode When performing pre-doping, the strip-shaped electrode is transported along the path that passes through the dope tank containing the dope solution.
  • the dope solution is attached to the electrode that has passed through the dope tank. That is, the electrode carries the dope solution out of the dope bath. If the amount of dope solution taken out from the dope bath by the electrode is large, the amount of dope solution used will increase.
  • One aspect of the present disclosure is a doping method in which a doping system is used to dope an active material with an alkali metal in a strip electrode having a layer containing the active material.
  • the doping system is a dope bath configured to contain a solution containing alkali metal ions; a transport unit configured to transport the electrode along a path passing through the dope bath; A counter electrode unit configured to be housed in the dope bath, a connection unit configured to electrically connect the transport roller included in the transport unit and the counter electrode unit, and the electrode that has passed through the dope bath And a recovery unit configured to recover the solution adhered to the dope tank.
  • the doping method according to one aspect of the present disclosure uses a doping system including a recovery unit. Therefore, the doping method according to one aspect of the present disclosure can suppress the amount of dope solution taken out from the dope bath by the electrode.
  • the doping system comprises a dope bath configured to contain a solution containing alkali metal ions, a transport unit configured to transport the electrode along a path passing through the dope bath, and the dope.
  • a counter unit configured to be housed in the bath, a connection unit configured to electrically connect the transport roller included in the transport unit and the counter unit, and the electrode that has passed through the dope bath.
  • a recovery unit configured to recover the deposited solution in the dope tank.
  • the doping system according to another aspect of the present disclosure can suppress the amount of the dope solution taken out from the dope tank by the electrode by including the recovery unit.
  • Support plate 177, 191, 213, 215, 225, 227, 253, 255, 257, 259, 273, 275, 277, 279...
  • Remover roll 179... Transfer roll, 181... Liquid discharge roll, 183... Scraper, 183A... Tip, 185...
  • Droplet guide 187, 217, 235, 239, 261, 291, 295, 297, 299 ... rotary shaft, 189... support plate, 189A... body part, 189B... lever part, 193... transfer roll, 195... liquid discharge roll, 197... scraper, 197A... tip 199... drop guide, 207... first part , 209... Second part, 229, 231, 281, 283, 285, 287... Spring, 221A...
  • Main body part 221B... Lever part, 241, 243... Droplet guide, 247... First part, 249... Second part 265A... Main body section, 265B... Lever section, 267A... Central section, 267B... First arm section, 267C... Second arm section
  • the configuration of the electrode 1 will be described based on FIGS. 1 and 2.
  • the electrode 1 has a strip shape.
  • the electrode 1 includes a current collector 3 and an active material layer 5.
  • the current collector 3 has a strip shape.
  • the active material layers 5 are formed on both surfaces of the current collector 3, respectively.
  • 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 can be produced, for example, by applying a slurry containing an active material, a binder and the like onto the current collector 3 and drying it.
  • 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 utilizing the 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 by using a doping system 11 described later.
  • the alkali metal for predoping the active material lithium or sodium is preferable, and lithium is particularly preferable.
  • the density of the active material layer 5 is preferably 1.50 to 2.00 g/cc, particularly preferably 1.60 to 1.90 g/cc. Is.
  • the doping system 11 includes an electrolytic solution treatment tank 15, dope tanks 17, 19, and 21, a cleaning tank 23, and conveyance 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.
  • the circulating filtration unit 107 six power sources 109, 110, 111, 112, 113, 114, a tab cleaner 117, a recovery unit 119, and an end sensor 121 are provided.
  • the transport roller group corresponds to the transport unit.
  • the power supplies 109, 110, 111, 112, 113, 114 correspond to connection units.
  • the roller means a rotating object used to convey the electrode 1.
  • a roll means a cylindrical object excluding rollers.
  • the electrolytic solution treatment tank 15 is a rectangular tank with an open top.
  • the bottom surface of the electrolytic solution treatment tank 15 has a substantially U-shaped cross section.
  • the electrolytic solution treatment 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 inside of the electrolytic solution treatment tank 15 into two spaces.
  • the conveying 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 and four counter electrode units 137, 139, 141 and 143.
  • 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 6 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 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 electrolytic solution processing 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 1 along a fixed path.
  • the path through which the transport roller group transports the electrode 1 is from the supply roll 101 to the electrolytic solution treatment 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 route that passes through the electrolytic solution treatment tank 15 is a route that first moves downward via the transport rollers 29 and 31, and then the transport 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 winds around the electrode 1. That is, the supply roll 101 holds the electrode 1 in a wound state.
  • the active material in the electrode 1 held by the supply roll 101 is not yet doped with alkali metal.
  • the transport roller group pulls out and transports the electrode 1 held by the supply roll 101.
  • the winding roll 103 winds up and stores the electrode 1 conveyed by the conveying roller group.
  • the electrode 1 stored in the winding roll 103 is subjected to pre-doping treatment in the dope tanks 17, 19 and 21. Therefore, the active material in the electrode 1 stored in the winding roll 103 is doped with an alkali metal.
  • the support table 105 supports the electrolytic solution treatment 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.
  • Examples of the foreign matter include foreign matter deposited from the dope solution and foreign matter generated from the electrode 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 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 source 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 1 contacts the transport rollers 37 and 39.
  • the electrode 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 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 1 contacts the transport rollers 43 and 45.
  • the electrode 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 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 1 contacts the transport rollers 49 and 51.
  • the electrode 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 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 1 contacts the transport rollers 55 and 57.
  • the electrode 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 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 1 contacts the transport rollers 61 and 63.
  • the electrode 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 1 and the counter electrode units 137, 139, 141, 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 1 contacts the transport rollers 67 and 69.
  • the electrode 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 1 and the counter electrode units 137, 139, 141, 143 are electrically connected via the electrolytic solution.
  • the tab cleaner 117 cleans the end portion of the electrode 1 in the width direction W.
  • the recovery unit 119 is arranged in each of the electrolytic solution treatment tank 15, the dope tanks 17, 19, 21 and the cleaning tank 23.
  • the recovery unit 119 recovers the liquid brought out of the tank by the electrode 1 and returns it to the tank.
  • the detailed configuration of the recovery unit 119 will be described later.
  • the recovery unit 119 the one disposed in the electrolytic solution treatment tank 15 corresponds to the electrolytic solution treatment tank recovery unit.
  • those arranged in the cleaning tank 23 correspond to the cleaning tank recovery unit.
  • the end sensor 121 detects the position of the end of the electrode 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 end of the electrode 1 in the width direction W is at a position where it is cleaned by the tab cleaner 117.
  • the configuration of the recovery unit 119 will be described based on FIGS. 6 and 7.
  • the recovery unit 119 includes a fixed part 171 and a rotating part 173.
  • the fixed portion 171 is fixed to a wall or the like (not shown).
  • the fixing portion 171 includes a support plate 175, a remover roll 177, a transfer roll 179, a liquid discharge roll 181, a scraper 183, and a droplet guide 185.
  • the remover roll 177 and the remover roll 191 described later correspond to the recovery roll.
  • the scraper 183 and the scraper 197 described later correspond to a cleaning unit.
  • the support plate 175 is a plate-shaped member.
  • the remover roll 177 is rotatably attached to the support plate 175.
  • the axial direction of the remover roll 177 is horizontal and parallel to the width direction W of the electrode 1 conveyed by the conveying roller group.
  • the remover roll 177 is preferably made of an elastic material except for the central shaft portion. It is further preferable that the remover roll 177 is made of a porous material.
  • ethylene propylene diene rubber for example, ethylene propylene diene rubber, polyvinyl alcohol rubber, polyurethane rubber, polyolefin rubber, fluororubber, silicone rubber sponge, nitrile butadiene rubber, hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber, isoprene rubber, butyl rubber, butadiene rubber, Examples thereof include styrene/butadiene rubber, chloroprene rubber, chlorosulphonated polyethylene rubber, acrylic rubber and epichlorohydrin rubber.
  • the transfer roll 179 is rotatably attached to the support plate 175.
  • the axial direction of the transfer roll 179 is parallel to the axial direction of the remover roll 177.
  • the outer peripheral surface of the transfer roll 179 is in contact with the outer peripheral surface of the remover roll 177.
  • the transfer roll 179 is made of a porous material having elasticity except for the central shaft portion. Examples of the material forming the transfer roll 179 include ethylene propylene diene rubber, polyvinyl alcohol rubber, polyurethane rubber, polyolefin rubber, fluororubber, silicone rubber sponge, nitrile butadiene rubber, hydrogenated acrylonitrile/butadiene rubber, isoprene rubber, butyl rubber. , Butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, chloroprene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, acrylic rubber, epichlorohydrin rubber and the like.
  • the liquid discharge roll 181 is rotatably attached to the support plate 175.
  • the axial direction of the liquid discharge roll 181 is parallel to the axial direction of the remover roll 177.
  • the liquid discharge roll 181 is made of a material harder than the material of which the transfer roll 179 is made.
  • the outer peripheral surface of the liquid discharge roll 181 is pressed against the outer peripheral surface of the transfer roll 179. As a result, the transfer roll 179 is compressed around the portion in contact with the liquid discharge roll 181, and the volume is reduced.
  • the tip 183A of the scraper 183 is in contact with the outer peripheral surface of the remover roll 177.
  • the droplet guide 185 is a plate-shaped member.
  • the droplet guide 185 is attached to the support plate 175.
  • the position of the droplet guide 185 is below the remover roll 177, the transfer roll 179, the liquid discharge roll 181, and the scraper 183.
  • the droplet guide 185 is inclined so that it is lowered toward the center of the recovery unit 119 in the width direction.
  • the rotating portion 173 is attached to the fixed portion 171 so as to be rotatable around the rotating shaft 187.
  • the rotating unit 173 includes a support plate 189, a remover roll 191, a transfer roll 193, a liquid discharge roll 195, a scraper 197, and a droplet guide 199.
  • the support plate 189 is a plate-shaped member.
  • the support plate 189 includes a rectangular main body portion 189A and a lever portion 189B.
  • the lever portion 189B projects laterally from the vicinity of the upper end of the main body portion 189A.
  • the remover roll 191 is rotatably attached to the main body 189A.
  • the axial direction of the remover roll 191 is parallel to the axial direction of the remover roll 177.
  • the remover roll 191 is preferably made of an elastic material except for the central shaft portion. It is further preferable that the remover roll 191 is made of a porous material.
  • the material forming the remover roll 191 is the same as the material forming the remover roll 177, for example.
  • the transfer roll 193 is rotatably attached to the main body 189A.
  • the axial direction of the transfer roll 193 is parallel to the axial direction of the remover roll 177.
  • the outer peripheral surface of the transfer roll 193 is in contact with the outer peripheral surface of the remover roll 191.
  • the transfer roll 193 is made of a porous material having elasticity except for the central shaft portion.
  • the material forming the transfer roll 193 is, for example, the same as the material forming the transfer roll 179.
  • the liquid discharge roll 195 is rotatably attached to the main body 189A.
  • the axial direction of the liquid discharge roll 195 is parallel to the axial direction of the remover roll 177.
  • the liquid discharge roll 195 is made of a material harder than the material of which the transfer roll 193 is made.
  • the outer peripheral surface of the liquid discharge roll 195 is pressed against the outer peripheral surface of the transfer roll 193. As a result, the transfer roll 193 is compressed around the portion in contact with the liquid discharge roll 195, and its volume is reduced.
  • the tip 197A of the scraper 197 is in contact with the outer peripheral surface of the remover roll 191.
  • the droplet guide 199 is a plate-shaped member.
  • the droplet guide 199 is attached to the main body 189A.
  • the position of the droplet guide 199 is below the remover roll 191, the transfer roll 193, the liquid discharge roll 195, and the scraper 197.
  • the droplet guide 199 is inclined so that it is lowered toward the center of the recovery unit 119 in the width direction.
  • a weight 201 is attached to the tip of the lever portion 189B.
  • the weight 201 urges the rotating unit 173 to rotate in the X direction shown in FIGS. 6 and 7.
  • the recovery unit 119 enters the state shown in FIG. 6 (hereinafter referred to as the first state).
  • the first state the remover roll 177 and the remover roll 191 sandwich the electrode 1 from both sides.
  • the remover roll 177 and the remover roll 191 pressurize the electrode 1 with a pressure of 0.1 g/cm 2 or more and 100 kg/cm 2 or less.
  • the pressure with which the remover roll 177 and the remover roll 191 press the electrode 1 is preferably 1 g/cm 2 or more and 5 kg/cm 2 or less, and more preferably 5 g/cm 2 or more and 500 g/cm 2 or less. ..
  • the recovery unit 119 is set to the first state.
  • the collection unit 119 enters the state shown in FIG. 7 (hereinafter, referred to as the second state).
  • the remover roll 191 separates from the remover roll 177.
  • the remover roll 177 and the remover roll 191 do not press the electrode 1.
  • the recovery unit 119 is set to the second state.
  • the electrolytic solution treatment tank 15 and the dope tanks 17, 19 and 21 contain the dope solution.
  • the dope solution contains an alkali metal ion and a solvent.
  • the dope solution is an electrolytic solution.
  • the solvent examples 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 dope solution is stored in the electrolytic solution treatment 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 recovery unit 119 is put in the first state.
  • the electrode 1 is transported from the supply roll 101 to the winding roll 103 by the transport roller group along the path described above.
  • the electrode 1 passes through the dope tanks 17, 19 and 21, the active material contained in the active material layer 5 is pre-doped with an alkali metal.
  • the electrode 1 is washed in the washing tank 23 while being transported by the transport roller group. Next, the electrode 1 is wound on the winding roll 103.
  • the electrode 1 may be a positive electrode or a negative electrode.
  • the doping system 11 dopes the positive electrode active material with an alkali metal
  • the doping system 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 doping system 11 includes a plurality of recovery units 119.
  • the plurality of recovery units 119 are arranged in each of the electrolytic solution treatment tank 15, the dope tanks 17, 19, 21 and the cleaning tank 23.
  • the recovery unit 119 arranged in the dope tanks 17, 19, 21 suppresses the amount of the dope solution taken out from the dope tanks 17, 19, 21 by the electrode 1.
  • the effect of the recovery unit 119 arranged in the dope tanks 17, 19 and 21 will be described.
  • the dope solution is attached to the surface of the electrode 1.
  • the remover rolls 177 and 191 sandwich the electrode 1 from both sides.
  • the dope solution attached to the electrode 1 is absorbed by the remover rolls 177 and 191.
  • the transfer roll 179 absorbs the dope solution contained in the remover roll 177. Therefore, the remover roll 177 can further absorb the dope solution adhering to the electrode 1.
  • the transfer roll 193 absorbs the dope solution contained in the remover roll 191. Therefore, the remover roll 191 can further absorb the dope solution adhering to the electrode 1.
  • the liquid discharge roll 181 compresses the transfer roll 179. Therefore, the dope solution contained in the transfer roll 179 is discharged from the transfer roll 179 and drops. The dropped dope solution is guided by the droplet guide 185 and returns to the dope tanks 17, 19 and 21. The transfer roll 179 can further absorb the dope solution contained in the remover roll 177 by discharging the dope solution.
  • the liquid discharge roll 195 compresses the transfer roll 193. Therefore, the dope solution contained in the transfer roll 193 is discharged from the transfer roll 193 and falls.
  • the dropped dope solution is guided by the droplet guide 199 and returns to the dope tanks 17, 19 and 21.
  • the transfer roll 193 can further absorb the dope solution contained in the remover roll 191 by discharging the dope solution.
  • the recovery unit 119 recovers the dope solution adhering to the electrode 1 and returns it to the dope tanks 17, 19 and 21. As a result, the recovery unit 119 suppresses the amount of dope solution that the electrode 1 carries out from the dope tanks 17, 19, 21.
  • the recovery unit 119 arranged in the electrolytic solution treatment tank 15 recovers the dope solution adhering to the electrode 1 and returns it to the electrolytic solution treatment tank 15. As a result, the recovery unit 119 suppresses the amount of dope solution that the electrode 1 carries out from the electrolytic solution treatment tank 15.
  • the recovery unit 119 arranged in the cleaning tank 23 recovers the cleaning liquid adhering to the electrode 1 and returns it to the cleaning tank 23. As a result, the recovery unit 119 suppresses the amount of cleaning liquid that the electrode 1 carries out from the cleaning tank 23.
  • the recovery unit 119 recovers the liquid using the remover rolls 177 and 191. Therefore, the recovery unit 119 can recover the liquid more efficiently.
  • the liquid is a dope solution or a cleaning liquid.
  • the pressure with which the remover rolls 177 and 191 press the electrode 1 is 0.1 g/cm 2 or more and 100 kg/cm 2 or less.
  • the recovery unit 119 can recover the liquid more efficiently. Since the pressure that pressurizes the electrode 1 is 100 kg/cm 2 or less, the recovery unit 119 can prevent the electrode 1 from being damaged.
  • Remover rolls 177 and 191 are made of an elastic material. Therefore, the adhesion between the remover rolls 177 and 191 and the electrode 1 is high. As a result, the recovery unit 119 can recover the liquid more efficiently.
  • the remover rolls 177 and 191 are preferably made of a porous material. When the remover rolls 177 and 191 are made of a porous material, the remover rolls 177 and 191 can more easily absorb the liquid adhering to the electrode 1. As a result, the recovery unit 119 can recover the liquid more efficiently.
  • the (1F) recovery unit 119 includes scrapers 183 and 197.
  • the scraper 183 can clean the outer peripheral surface of the remover roll 177.
  • the scraper 197 can clean the outer peripheral surface of the remover roll 191.
  • the recovery unit 119 includes the transfer rolls 179 and 193 and the liquid discharge rolls 181 and 195.
  • the recovery unit 119 is different from the first embodiment in that it does not include the transfer rolls 179 and 193 and the liquid discharge rolls 181 and 195.
  • the doping system 11 includes a plurality of recovery units 119.
  • the plurality of recovery units 119 are arranged in each of the electrolytic solution treatment tank 15, the dope tanks 17, 19, 21 and the cleaning tank 23.
  • the recovery unit 119 arranged in the dope tanks 17, 19, 21 suppresses the amount of the dope solution taken out from the dope tanks 17, 19, 21 by the electrode 1. The effect of the recovery unit 119 arranged in the dope tanks 17, 19 and 21 will be described.
  • the electrode 1 that has passed through the dope tanks 17, 19 and 21 moves upward and enters the recovery unit 119 as shown in FIG.
  • the dope solution is attached to the surface of the electrode 1.
  • the remover rolls 177 and 191 sandwich the electrode 1 from both sides.
  • the dope solution attached to the electrode 1 is absorbed by the remover rolls 177 and 191.
  • the dope solution drops from the remover rolls 177, 191.
  • the dropped dope solution is guided by the droplet guides 185, 199 and returns to the dope tanks 17, 19, 21.
  • the recovery unit 119 recovers the dope solution adhering to the electrode 1 and returns it to the dope tanks 17, 19 and 21. As a result, the recovery unit 119 suppresses the amount of dope solution that the electrode 1 carries out from the dope tanks 17, 19, 21.
  • the recovery unit 119 arranged in the electrolytic solution treatment tank 15 recovers the dope solution adhering to the electrode 1 and returns it to the electrolytic solution treatment tank 15. As a result, the recovery unit 119 suppresses the amount of dope solution that the electrode 1 carries out from the electrolytic solution treatment tank 15.
  • the recovery unit 119 arranged in the cleaning tank 23 recovers the cleaning liquid adhering to the electrode 1 and returns it to the cleaning tank 23. As a result, the recovery unit 119 suppresses the amount of cleaning liquid that the electrode 1 carries out from the cleaning tank 23.
  • ⁇ Third Embodiment> 1. Differences from First Embodiment The basic configuration of the third embodiment is similar to 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 doping system 11 of the third embodiment includes a recovery unit 203 in addition to the recovery unit 119.
  • the recovery unit 203 is arranged above the recovery unit 119.
  • the recovery unit 203 basically has the same configuration as the recovery unit 119. However, the recovery unit 203 does not include the droplet guide 185 and the droplet guide 199. The recovery unit 203 has the same function as the recovery unit 119.
  • the remover roll 177 included in the recovery unit 203 and the remover roll 177 included in the recovery unit 119 are arranged along the longitudinal direction of the electrode 1. Further, the remover roll 191 included in the recovery unit 203 and the remover roll 191 included in the recovery unit 119 are arranged side by side in the longitudinal direction of the electrode 1.
  • the doping system 11 includes a recovery unit 203 in addition to the recovery unit 119. Therefore, the doping system 11 can further suppress the amount of the liquid carried out by the electrode 1 from the dope tanks 17, 19, 21, the electrolytic solution treatment tank 15, and the cleaning tank 23.
  • ⁇ Fourth Embodiment> 1. Differences from the First Embodiment The basic configuration of the fourth 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 doping system 11 of the fourth embodiment includes a recovery unit 205 shown in FIG. 10 instead of the recovery unit 119.
  • the recovery unit 205 includes a first part 207 and a second part 209.
  • the first portion 207 and the second portion 209 are arranged so as to sandwich the electrode 1.
  • the first portion 207 includes a support plate 211 and two remover rolls 213 and 215.
  • the remover rolls 213 and 215 correspond to the recovery rolls.
  • the support plate 211 is a plate-shaped member.
  • the shape of the support plate 211 is L-shaped.
  • the support plate 211 is attached to a wall or the like (not shown) so as to be rotatable around the rotation shaft 217.
  • the axis of the rotary shaft 217 is horizontal and parallel to the width direction W of the electrode 1 conveyed by the conveying roller group.
  • the remover rolls 213 and 215 are rotatably attached to the support plate 211.
  • the remover rolls 213 and 215 are located below the rotation shaft 217.
  • the remover roll 215 is located below the remover roll 213.
  • the remover rolls 213 and 215 are in contact with the electrode 1.
  • the remover rolls 213 and 215 are arranged along the longitudinal direction of the electrode 1.
  • the axial directions of the remover rolls 213 and 215 are horizontal and parallel to the width direction W of the electrode 1 conveyed by the conveying roller group.
  • the remover rolls 213 and 215 have the same configuration as the remover roll 177 in the first embodiment.
  • the second part 209 includes a support plate 221, a support plate 223, remover rolls 225 and 227, and a weight 233.
  • the support plate 221 is a plate-shaped member.
  • the shape of the support plate 221 is L-shaped.
  • the support plate 221 includes a body portion 221A extending in the vertical direction and a lever portion 221B extending in the lateral direction.
  • the remover rolls 225 and 227 correspond to the recovery rolls.
  • the support plate 221 is attached to a wall or the like (not shown) so as to be rotatable around the rotation shaft 235.
  • the rotating shaft 235 is located near the upper end of the main body 221A.
  • the axial direction of the rotary shaft 235 is horizontal and parallel to the width direction W of the electrode 1 conveyed by the conveying roller group.
  • a weight 233 is attached to the lever portion 221B.
  • the support plate 211 is biased by the weight 233 so as to rotate in the A direction.
  • the A direction is a direction in which the remover rolls 225 and 227 approach the electrode 1.
  • the support plate 223 is a plate-shaped member that extends in the vertical direction.
  • the support plate 223 is attached to the support plate 221 so as to be rotatable around a rotation shaft 239.
  • the axis of the rotary shaft 239 is horizontal and parallel to the width direction W of the electrode 1 conveyed by the conveying roller group.
  • the remover rolls 225 and 227 are rotatably attached to the support plate 223.
  • the remover rolls 225 and 227 are located below the rotation shaft 235.
  • the remover roll 227 is located below the remover roll 225.
  • the remover rolls 225 and 227 are in contact with the electrode 1.
  • the remover rolls 225 and 227 are arranged along the longitudinal direction of the electrode 1.
  • the axial directions of the remover rolls 225 and 227 are horizontal and parallel to the width direction W of the electrode 1 that is conveyed by the conveying roller group.
  • the remover rolls 225 and 227 have the same configuration as the remover roll 191 in the first embodiment.
  • One end of the spring 229 is fixed to the support plate 221.
  • the opposite end of the spring 229 is in contact with the portion of the support plate 223 that supports the remover roll 225.
  • the spring 229 biases the remover roll 225 toward the electrode 1.
  • One end of the spring 231 is fixed to the support plate 221.
  • the opposite end of the spring 231 is in contact with a portion of the support plate 223 that supports the remover roll 227.
  • the spring 231 biases the remover roll 227 toward the electrode 1.
  • a droplet guide 241 is arranged below the first part 207.
  • the droplet guide 241 returns the liquid dripping from the first portion 207 to the dope tanks 17, 19 and 21.
  • the droplet guide 243 is arranged below the second portion 209. The droplet guide 243 returns the liquid dripping from the second portion 209 to the dope tanks 17, 19, 21.
  • the doping system 11 includes remover rolls 213 and 215 arranged along the longitudinal direction of the electrode 1.
  • the doping system 11 also includes remover rolls 225 and 227 that are arranged along the longitudinal direction of the electrode 1. Therefore, the doping system 11 can further suppress the amount of the liquid carried out by the electrode 1 from the dope tanks 17, 19, 21, the electrolytic solution treatment tank 15, and the cleaning tank 23.
  • the doping system 11 of the fifth embodiment includes a recovery unit 245 shown in FIG. 11, instead of the recovery unit 119.
  • the recovery unit 245 includes a first part 247 and a second part 249.
  • the first portion 247 and the second portion 249 are arranged so as to sandwich the electrode 1.
  • the first portion 247 includes a support plate 251, and four remover rolls 253, 255, 257, 259.
  • the remover rolls 253, 255, 257, 259 correspond to the recovery rolls.
  • the support plate 251 is a plate-shaped member.
  • the shape of the support plate 251 is L-shaped.
  • the support plate 251 is attached to a wall or the like (not shown) so as to be rotatable around the rotation shaft 261.
  • the axis of the rotary shaft 261 is horizontal and parallel to the width direction W of the electrode 1 transported by the transport roller group.
  • the remover rolls 253, 255, 257, 259 are rotatably attached to the support plate 251.
  • the remover rolls 253, 255, 257, 259 are located below the rotation shaft 261.
  • the remover rolls 253, 255, 257, 259 contact the electrode 1.
  • the remover rolls 253, 255, 257, 259 are arranged along the longitudinal direction of the electrode 1.
  • the axial direction of the remover rolls 253, 255, 257, 259 is horizontal and parallel to the width direction W of the electrode 1 conveyed by the conveyance roller group.
  • the remover rolls 253, 255, 257, 259 have the same structure as the remover roll 177 in the first embodiment.
  • the second portion 249 includes a support plate 265, a support plate 267, a support plate 269, a support plate 271, remover rolls 273, 275, 277, 279, springs 281, 283, 285, 287, and a weight 289. , Is provided.
  • the remover rolls 273, 275, 277, 279 correspond to the recovery rolls.
  • the support plate 265 is a plate-shaped member.
  • the shape of the support plate 265 is L-shaped.
  • the support plate 265 is composed of a body portion 265A extending in the vertical direction and a lever portion 265B extending in the horizontal direction.
  • the support plate 265 is attached to a wall (not shown) so as to be rotatable around the rotation shaft 291.
  • the rotating shaft 291 is located near the upper end of the main body 265A.
  • the axis of the rotary shaft 291 is horizontal and parallel to the width direction W of the electrode 1 conveyed by the conveying roller group.
  • a weight 289 is attached to the lever portion 265B.
  • the support plate 265 is biased by a weight 289 so as to rotate in the A direction.
  • the A direction is a direction in which the remover rolls 273, 275, 277, 279 approach the electrode 1.
  • the support plate 267 is a U-shaped plate member.
  • the support plate 267 includes a central portion 267A, a first arm portion 267B, and a second arm portion 267C.
  • the central portion 267A extends in the vertical direction.
  • the first arm portion 267B extends in the direction of the electrode 1 starting from a position that is lowered by 1 ⁇ 4 of the length of the central portion 267A from the upper end of the central portion 267A.
  • the second arm portion 267C extends in the direction of the electrode 1 from a position that is raised from the lower end of the central portion 267A by 1 ⁇ 4 of the length of the central portion 267A.
  • the support plate 267 is attached to the support plate 265 so as to be rotatable around the rotation shaft 295.
  • the rotating shaft 295 is located at the center of the central portion 267A in the vertical direction.
  • the axis of the rotary shaft 295 is horizontal and parallel to the width direction W of the electrode 1 transported by the transport roller group.
  • the support plate 269 is a plate-shaped member extending in the vertical direction.
  • the support plate 269 is attached to the first arm portion 267B so as to be rotatable about the rotation shaft 297.
  • the support plate 271 is a plate-shaped member that extends in the vertical direction.
  • the support plate 271 is attached to the second arm portion 267C so as to be rotatable around the rotation shaft 299.
  • the rotation shafts 297 and 299 are horizontal and parallel to the width direction W of the electrode 1 transported by the transport roller group.
  • the remover rolls 273 and 275 are rotatably attached to the support plate 269. In the first state, the remover rolls 273 and 275 are in contact with the electrode 1. In the first state, the remover rolls 273 and 275 are arranged along the longitudinal direction of the electrode 1. The remover rolls 273 and 275 have an axial direction that is horizontal and parallel to the width direction W of the electrode 1 that is transported by the transport roller group. The remover rolls 273 and 275 have the same configuration as the remover roll 191 in the first embodiment.
  • the remover rolls 277 and 279 are rotatably attached to the support plate 271. In the first state, the remover rolls 277 and 279 are in contact with the electrode 1. In the first state, the remover rolls 277 and 279 are arranged along the longitudinal direction of the electrode 1. The axial direction of the remover rolls 277 and 279 is horizontal and parallel to the width direction W of the electrode 1 conveyed by the conveying roller group. The remover rolls 277 and 279 have the same configuration as the remover roll 191 in the first embodiment.
  • One end of the spring 281 is fixed to the support plate 267.
  • the opposite end of the spring 281 is in contact with a portion of the support plate 269 that supports the remover roll 273.
  • the spring 281 biases the remover roll 273 toward the electrode 1.
  • One end of the spring 283 is fixed to the support plate 267.
  • the opposite end of the spring 283 is in contact with a portion of the support plate 269 that supports the remover roll 275.
  • the spring 283 biases the remover roll 275 toward the electrode 1.
  • One end of the spring 285 is fixed to the support plate 267.
  • the opposite end of the spring 285 is in contact with a portion of the support plate 271 that supports the remover roll 277.
  • the spring 285 biases the remover roll 277 toward the electrode 1.
  • One end of the spring 287 is fixed to the support plate 267.
  • the opposite end of the spring 287 is in contact with a portion of the support plate 271 that supports the remover roll 279.
  • the spring 287 biases the remover roll 279 toward the electrode 1.
  • a droplet guide 241 is arranged below the first portion 247.
  • the droplet guide 241 returns the liquid dripping from the first portion 247 to the dope tanks 17, 19 and 21.
  • the droplet guide 243 is arranged below the second portion 249. The droplet guide 243 returns the liquid dripping from the second portion 249 to the dope tanks 17, 19, and 21.
  • the doping system 11 includes remover rolls 253, 255, 257, 259 arranged along the longitudinal direction of the electrode 1.
  • the doping system 11 also includes remover rolls 273, 275, 277, 279 arranged along the longitudinal direction of the electrode 1. Therefore, the doping system 11 can further suppress the amount of the liquid carried out by the electrode 1 from the dope tanks 17, 19, 21, the electrolytic solution treatment tank 15, and the cleaning tank 23.
  • the recovery unit 119 may not include the remover rolls 177 and 191.
  • the recovery unit 119 may include a member other than the roll and press the member against the electrode 1. Further, the recovery unit 119 may remove the liquid from the electrode 1 and return it to the tank by a method such as blowing air on the electrode 1 or vibrating the electrode 1.
  • the material forming the remover rolls 177 and 191 may be a material having no elasticity or a solid material.
  • the solid material means a solid material or a material having a small porosity. Examples of solid materials include polyethylene resin, polypropylene resin, polytetrafluoroethylene resin, and polyether ether ketone resin.
  • Another method may be used to urge the rotating portion 173 in the X direction.
  • the rotating portion 173 may be biased in the X direction by the elastic force of the spring.
  • 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 1 and the counter electrode unit facing the other surface may be connected to different power sources (hereinafter referred to as mode A).
  • mode A the amount of the alkali metal doped on each surface of the electrode 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 1 contacts the transport rollers 37, 41, 43, 47.
  • the electrode 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 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 1 contacts the transport rollers 41 and 47.
  • the electrode 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 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 1 are opposed to one terminal of the power source 109 and the counter electrode units 139 and 141 whose other side surfaces of the electrode 1 are opposed to the power source 110 are as described above.
  • the amount of alkali metal doped to the front side of the electrode 1 and the amount of alkali metal doped to the back side of the electrode 1 are controlled to be equal.
  • 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 1 contacts the transport rollers 49, 43, 55, 59.
  • the electrode 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 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 1 contacts the transport rollers 49, 43, 55, 59.
  • the electrode 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 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 1 are opposed to one terminal of the power source 111, and the counter electrode units 139 and 141 whose other side surfaces of the electrode 1 are opposed to each other are connected to the power source 112.
  • the amount of alkali metal doped to the front side of the electrode 1 and the amount of alkali metal doped to the back side of the electrode 1 are controlled to be equal.
  • 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 1 contacts the transport rollers 61, 65, 67, 71.
  • the electrode 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 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 1 contacts the transport rollers 61, 65, 67, 71.
  • the electrode 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 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 1 face each other are connected to one terminal of the power source 113, and the counter electrode units 139 and 141 whose other side surfaces of the electrode 1 face each other are connected to the power source 114 side.
  • the amount of alkali metal doped to the front side of the electrode 1 and the amount of alkali metal doped to the back side of the electrode 1 are controlled to be equal.
  • 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.
  • a system having the doping system as a constituent element, a program for causing a computer to function as a control device for the doping system, and a non-transitional physical record such as a semiconductor memory in which the program is recorded The present disclosure can be realized in various forms such as a medium, a doping method, an electrode manufacturing method, and an electrode manufacturing method.
  • ⁇ Example> Production of Electrode 1 Used in Each Example and Comparative Example 1
  • a long strip-shaped current collector 3 was prepared.
  • the current collector 3 is a negative electrode current collector.
  • the size of the current collector 3 was 150 mm in width, 100 m in length, and 8 ⁇ m in thickness.
  • the surface roughness Ra of the current collector 3 was 0.1 ⁇ m.
  • the current collector 3 was made of copper foil.
  • Negative electrode active material layers 5 were formed on both surfaces of the current collector 3.
  • the coating amount of the negative electrode active material layer 5 formed on one side of the current collector 3 was 50 g/m 2 .
  • the negative electrode active material layer 5 was formed along the longitudinal direction of the current collector 3.
  • the negative electrode active material layer 5 was formed over a width of 130 mm from the end of the current collector 3 in the width direction W.
  • the negative electrode active material layer-unformed portion at the other end in the width direction W of the current collector 3 was 20 mm.
  • the negative electrode active material layer-unformed portion is a portion where the negative electrode active material layer 5 is not formed. Then, the electrode 1 was obtained by drying and pressing.
  • the negative electrode active material layer 5 contained the negative electrode active material, carboxymethyl cellulose, acetylene black, a binder, and a dispersant in a mass ratio of 88:3:5:3:1.
  • the negative electrode active material was a mixture of Si-based active material and graphite-based active material.
  • the negative electrode active material contained a Si-based active material and a graphite-based active material in a mass ratio of 2:8. Acetylene black corresponds to a conductive agent.
  • the doping system 11 shown in FIG. 3 was prepared, and the electrode 1 was passed through. Further, counter electrode units 139, 141 and 143 were installed in the dope tanks 17, 19 and 21, respectively. Next, the electrolytic solution was supplied into the dope tanks 17, 19 and 21.
  • the electrolytic solution was a solution containing 1.0 M LiPF 6 .
  • the solvent of the electrolytic solution was a mixed solution containing EC (ethylene carbonate), EMC (ethyl methyl carbonate), and DMC (dimethyl carbonate) at a volume ratio of 1:1:1.
  • the electrode 1 passed through the doping system 11 and the counter electrode units 139, 141, and 143 were connected to a DC power source with a current/voltage monitor, and the electrode 1 was transported at a speed of 0.1 m/min, and a current of 5 A was applied. Energized. At this time, the center of the negative electrode active material layer 95 included in the electrode 1 in the width direction W was aligned with the center of the lithium metal plate included in the counter electrode unit 51 in the width direction W. The energization time was set such that the lithium doping ratio in the negative electrode active material layer 5 was 15% of the negative electrode discharge capacity C2 in consideration of the irreversible capacity.
  • the irreversible capacity was estimated in advance by measuring the discharge capacity of the electrode 1 after doping lithium. Through this step, the negative electrode active material in the negative electrode active material layer 95 was doped with lithium, and the electrode 1 became a pre-doped negative electrode.
  • the electrode 1 is a negative electrode for a lithium ion secondary battery.
  • the electrode 1 was passed through the cleaning tank 7 and then wound up.
  • the washing tank 7 contained DMC (dimethyl carbonate) at 25°C.
  • the pre-doped electrode 1 was manufactured as described above. (Example 1)
  • the electrode 1 manufactured as described above was passed through the doping system 11 again. Further, the electrolytic solution was supplied into the dope tanks 17, 19 and 21.
  • the material of the remover roll 177 and the remover roll 191 was EPDM (ethylene propylene diene rubber).
  • the pressure applied by the remover roll 177 and the remover roll 191 to the electrode 1 was set to 57.5 g/cm 2 .
  • the electrode 1 was conveyed for 30 minutes at a speed of 3 m/min.
  • the electrode 1 was sandwiched between the remover rolls 177 and 191 when passing through the recovery unit 119.
  • the amount of decrease in the electrolytic solution in the dope tanks 17, 19 and 21 was 323 g.
  • the amount of electrolyte reduction was 10.8 g/m per 1 m of the electrode.
  • Example 2 Basically, the same operation as in Example 1 was performed. However, the pressure applied by the remover roll 177 and the remover roll 191 to the electrode 1 was set to 139.2 g/cm 2 .
  • the decrease amount of the electrolytic solution in the dope tanks 17, 19 and 21 was 209 g.
  • the amount of decrease in the electrolytic solution was 7.0 g/m per 1 m of the electrode.
  • the reason why the amount of decrease in the electrolytic solution in Example 2 was smaller than that in Example 1 was that the remover roll 177 and the remover roll 191 increased the pressure applied to the electrode 1 to remove the remover roll 177 and the remover roll 191. It is considered that this is because the contact between the electrode 1 and the electrode 1 was improved and more electrolytic solution returned to the dope tanks 17, 19 and 21. (Example 3) Basically, the same operation as in Example 1 was performed. However, the material of the remover roll 177 and the remover roll 191 was olefin sponge. The amount of decrease in the electrolytic solution in the dope tanks 17, 19 and 21 was 230 g.
  • the amount of decrease in the electrolytic solution was 7.7 g/m per 1 m of the electrode.
  • the reduction amount of the electrolytic solution was smaller than that in Example 1, because the remover roll 177 and the remover roll 191 were made of an olefin sponge, so that the remover roll 177 and the remover roll 191 It is considered that the contact between the remover roll 177 and the remover roll 191 and the electrode 1 was improved even when the pressure applied to the electrode 1 was small, and more electrolytic solution returned to the dope tanks 17, 19 and 21.
  • Example 3 the amount of decrease in the electrolytic solution was not significantly different from that in Example 2. The reason for this is that under the conditions of Example 2 and Example 3, most of the electrolytic solution adhering to the surface of the electrode 1 other than the electrolytic solution impregnated in the electrode 1 was squeezed out by the remover roll 177 and the remover roll 191, and the dope was removed. It is considered that this is because it is returned to the tanks 17, 19 and 21. (Example 4) Basically, the same operation as in Example 3 was performed. However, the pressure applied by the remover roll 177 and the remover roll 191 to the electrode 1 was set to 139.2 g/cm 2 . The amount of decrease in the electrolytic solution in the dope tanks 17, 19 and 21 was 221 g. The amount of decrease in the electrolytic solution was 7.4 g/m per 1 m of the electrode.
  • the amount of decrease in the electrolytic solution was 28 g/m per 1 m of the electrode. From the above results, it was found that the reduction amount of the electrolytic solution was twice or more as large as that in Example 1 in the state where the remover roll 177 and the remover roll 191 were not used at the conveying speed of 3 m/min.

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Abstract

ドーピングシステムは、活物質を含む層を有する帯状の電極における前記活物質にアルカリ金属をドープする。ドーピングシステムは、ドープ槽と、搬送ユニットと、対極ユニットと、接続ユニットと、回収ユニットとを備える。ドープ槽は、アルカリ金属イオンを含む溶液を収容する。搬送ユニットは、前記電極を、前記ドープ槽内を通過する経路に沿って搬送する。対極ユニットは、前記ドープ槽に収容される。接続ユニットは、前記搬送ユニットが備える搬送ローラと前記対極ユニットとを電気的に接続する。回収ユニットは、前記ドープ槽を通過した前記電極に付着した前記溶液を前記ドープ槽に回収する。

Description

ドーピングシステム及びドーピング方法 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2019-9585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2019-9585号の全内容を本国際出願に参照により援用する。
 本開示はドーピングシステム及びドーピング方法に関する。
 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、帯状の電極をドープ溶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
 プレドープを行うとき、帯状の電極は、ドープ溶液を収容するドープ槽内を通過する経路に沿って搬送される。ドープ槽を通過した電極には、ドープ溶液が付着している。すなわち、電極はドープ槽からドープ溶液を持ち出す。電極がドープ槽から持ち出すドープ溶液の量が多いと、ドープ溶液の使用量が増えてしまう。
 本開示の1つの局面では、電極がドープ槽から持ち出すドープ溶液の量を抑制できるドーピングシステム及びドーピング方法を提供することが好ましい。
 本開示の1つの局面は、ドーピングシステムを用いて、活物質を含む層を有する帯状の電極における前記活物質にアルカリ金属をドープするドーピング方法である。前記ドーピングシステムは、アルカリ金属イオンを含む溶液を収容するように構成されたドープ槽と、前記電極を、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ように構成された対極ユニットと、前記搬送ユニットが備える搬送ローラと前記対極ユニットとを電気的に接続するように構成された接続ユニットと、前記ドープ槽を通過した前記電極に付着した前記溶液を前記ドープ槽に回収するように構成された回収ユニットと、を備える。
 本開示の1つの局面であるドーピング方法は、回収ユニットを備えるドーピングシステムを用いる。そのため、本開示の1つの局面であるドーピング方法は、電極がドープ槽から持ち出すドープ溶液の量を抑制できる。
 本開示の別の局面は、活物質を含む層を有する帯状の電極における前記活物質にアルカリ金属をドープするドーピングシステムである。ドーピングシステムは、アルカリ金属イオンを含む溶液を収容するように構成されたドープ槽と、前記電極を、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ように構成された対極ユニットと、前記搬送ユニットが備える搬送ローラと前記対極ユニットとを電気的に接続するように構成された接続ユニットと、前記ドープ槽を通過した前記電極に付着した前記溶液を前記ドープ槽に回収するように構成された回収ユニットと、を備える。
 本開示の別の局面であるドーピングシステムは、回収ユニットを備えることにより、電極がドープ槽から持ち出すドープ溶液の量を抑制できる。
電極の構成を表す平面図である。 図1におけるII-II断面を表す断面図である。 ドーピングシステム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。 対極ユニットの構成を表す説明図である。 第1状態にある回収ユニットの構成を表す説明図である。 第2状態にある回収ユニットの構成を表す説明図である。 第2実施形態の回収ユニットの構成を表す説明図である。 第3実施形態の回収ユニットの構成を表す説明図である。 第4実施形態の回収ユニットの構成を表す説明図である。 第5実施形態の回収ユニットの構成を表す説明図である。
1…電極、3…集電体、5…活物質層、11…ドーピングシステム、15…電解液処理槽、17、19、21…ドープ槽、23…洗浄槽、25、27、29、31、33、35、37、37、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、203、205、245…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、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、163…ポンプ、165…配管、171…固定部、173…回転部、175、211、221、223、251、265、267、269、271…支持板、177、191、213、215、225、227、253、255、257、259、273、275、277、279…リムーバーロール、179…転写用ロール、181…液排出ロール、183…スクレーパー、183A…先端、185…液滴ガイド、187、217、235、239、261、291、295、297、299…回転軸、189…支持板、189A…本体部、189B…レバー部、193…転写用ロール、195…液排出ロール、197…スクレーパー、197A…先端、199…液滴ガイド、207…第1部、209…第2部、229、231、281、283、285、287…バネ、221A…本体部、221B…レバー部、241、243…液滴ガイド、247…第1部、249…第2部、265A…本体部、265B…レバー部、267A…中央部、267B…第1アーム部、267C…第2アーム部
 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1の構成
 図1、図2に基づき、電極1の構成を説明する。電極1は帯状の形状を有する。電極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の両面にそれぞれ形成されている。
 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、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、後述するドーピングシステム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1.50~2.00g/ccであり、特に好ましくは1.60~1.90g/ccである。
 2.ドーピングシステム11の構成
 ドーピングシステム11の構成を、図3~図5に基づき説明する。図3に示すように、ドーピングシステム11は、電解液処理槽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、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。電源109、110、111、112、113、114は接続ユニットに対応する。なお、本明細書では、ローラとは、電極1の搬送に使用される回転物を意味する。ロールとは、ローラを除く円筒形の物体を意味する。
 電解液処理槽15は、上方が開口した角型の槽である。電解液処理槽15の底面は、略U字型の断面形状を有する。電解液処理槽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、電解液処理槽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、電解液処理槽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、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、0.03~6mm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。
 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、基本的には電解液処理槽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1を一定の経路に沿って搬送する。搬送ローラ群が電極1を搬送する経路は、供給ロール101から、電解液処理槽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、電解液処理槽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1を保持している。供給ロール101に保持されている電極1における活物質には、未だアルカリ金属がドープされていない。
 搬送ローラ群は、供給ロール101に保持された電極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1を巻き取り、保管する。なお、巻取ロール103に保管されている電極1は、ドープ槽17、19、21において、プレドープの処理を受けている。そのため、巻取ロール103に保管されている電極1における活物質には、アルカリ金属がドープされている。
 支持台105は、電解液処理槽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、0.2~50μm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1は搬送ローラ37、39と接触する。電極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1は搬送ローラ43、45と接触する。電極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1は搬送ローラ49、51と接触する。電極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1は搬送ローラ55、57と接触する。電極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1は搬送ローラ61、63と接触する。電極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1は搬送ローラ67、69と接触する。電極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1の幅方向Wにおける端部を洗浄する。回収ユニット119は、電解液処理槽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。回収ユニット119は、電極1が槽から持ち出す液を回収し、槽に戻す。回収ユニット119の詳しい構成は後述する。回収ユニット119のうち、電解液処理槽15に配置されているものは、電解液処理槽用回収ユニットに対応する。回収ユニット119のうち、洗浄槽23に配置されているものは、洗浄槽用回収ユニットに対応する。
 端部センサ121は、電極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.回収ユニット119の構成
 回収ユニット119の構成を、図6、図7に基づき説明する。回収ユニット119は、固定部171と、回転部173とを備える。固定部171は図示しない壁等に固定されている。
 固定部171は、支持板175と、リムーバーロール177と、転写用ロール179と、液排出ロール181と、スクレーパー183と、液滴ガイド185と、を備える。なお、リムーバーロール177及び後述するリムーバーロール191は回収ロールに対応する。スクレーパー183及び後述するスクレーパー197はクリーニングユニットに対応する。
 支持板175は板状部材である。リムーバーロール177は、支持板175に対し回転可能に取り付けられている。リムーバーロール177の軸方向は、水平であり、搬送ローラ群により搬送される電極1の幅方向Wと平行である。リムーバーロール177は、中央の軸部を除き、弾性を有する材料から構成されていることが好ましい。リムーバーロール177は、多孔質の材料から構成されていることがさらに好ましい。
 弾性を有する材料として、例えば、エチレンプロピレンジエンゴム、ポリビニルアルコールゴム、ポリウレタンゴム、ポリオレフィン系ゴム、フッ素ゴム、シリコンゴムスポンジ、ニトリルブタジエンラバー、水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、ブタジエンラバー、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム等が挙げられる。
 転写用ロール179は、支持板175に対し回転可能に取り付けられている。転写用ロール179の軸方向は、リムーバーロール177の軸方向と平行である。転写用ロール179の外周面は、リムーバーロール177の外周面と接している。転写用ロール179は、中央の軸部を除き、弾性を有する多孔質の材料から構成されている。転写用ロール179を構成する材料として、例えば、エチレンプロピレンジエンゴム、ポリビニルアルコールゴム、ポリウレタンゴム、ポリオレフィン系ゴム、フッ素ゴム、シリコンゴムスポンジ、ニトリルブタジエンラバー、水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、ブタジエンラバー、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム等の多孔質材料が挙げられる。
 液排出ロール181は、支持板175に対し、回転可能に取り付けられている。液排出ロール181の軸方向は、リムーバーロール177の軸方向と平行である。液排出ロール181は、転写用ロール179を構成する材料よりも硬い材料により構成される。液排出ロール181の外周面は、転写用ロール179の外周面に押し付けられている。その結果、転写用ロール179は、液排出ロール181と接触する部分の周囲では圧縮され、体積が減少する。
 スクレーパー183の先端183Aは、リムーバーロール177の外周面に接している。液滴ガイド185は板状の部材である。液滴ガイド185は支持板175に取り付けられている。液滴ガイド185の位置は、リムーバーロール177、転写用ロール179、液排出ロール181、及びスクレーパー183の下方である。液滴ガイド185は、回収ユニット119の幅方向における中央に近づくほど下がるように傾斜している。
 回転部173は、固定部171に対し、回転軸187を中心に回転可能となるように取り付けられている。回転部173は、支持板189と、リムーバーロール191と、転写用ロール193と、液排出ロール195と、スクレーパー197と、液滴ガイド199と、を備える。
 支持板189は板状部材である。支持板189は、矩形の本体部189Aと、レバー部189Bとから構成される。レバー部189Bは、本体部189Aの上端付近から、横方向に突出している。
 リムーバーロール191は、本体部189Aに対し、回転可能に取り付けられている。リムーバーロール191の軸方向は、リムーバーロール177の軸方向と平行である。リムーバーロール191は、中央の軸部を除き、弾性を有する材料から構成されていることが好ましい。リムーバーロール191は、多孔質の材料から構成されていることがさらに好ましい。リムーバーロール191を構成する材料は、例えば、リムーバーロール177を構成する材料と同じである。
 転写用ロール193は、本体部189Aに対し、回転可能に取り付けられている。転写用ロール193の軸方向は、リムーバーロール177の軸方向と平行である。転写用ロール193の外周面は、リムーバーロール191の外周面と接している。転写用ロール193は、中央の軸部を除き、弾性を有する多孔質の材料から構成されている。転写用ロール193を構成する材料は、例えば、転写用ロール179を構成する材料と同じである。
 液排出ロール195は、本体部189Aに対し、回転可能に取り付けられている。液排出ロール195軸方向は、リムーバーロール177の軸方向と平行である。液排出ロール195は、転写用ロール193を構成する材料よりも硬い材料により構成される。液排出ロール195の外周面は、転写用ロール193の外周面に押し付けられている。その結果、転写用ロール193は、液排出ロール195と接触する部分の周囲では圧縮され、体積が減少している。
 スクレーパー197の先端197Aは、リムーバーロール191の外周面に接している。液滴ガイド199は板状の部材である。液滴ガイド199は本体部189Aに取り付けられている。液滴ガイド199の位置は、リムーバーロール191、転写用ロール193、液排出ロール195、及びスクレーパー197の下方である。液滴ガイド199は、回収ユニット119の幅方向における中央に近づくほど下がるように傾斜している。
 レバー部189Bの先端には、重り201が取り付けられる。重り201により、回転部173は、図6、図7に示すX方向に回転するように付勢される。
 回転部173がX方向に回転すると、回収ユニット119は、図6に示す状態(以下では第1状態とする)になる。第1状態では、リムーバーロール177とリムーバーロール191とが電極1を両側から挟む。リムーバーロール177及びリムーバーロール191は、0.1g/cm以上、100kg/cm以下の圧力で電極1を加圧する。リムーバーロール177及びリムーバーロール191が電極1を加圧する圧力は、1g/cm以上、5kg/cm以下であることが好ましく、5g/cm以上、500g/cm以下であることがより好ましい。活物質層5が含む活物質にアルカリ金属をドープするときは、回収ユニット119を第1状態とする。
 回転部173を、図6、図7に示すY方向に回転させると、回収ユニット119は、図7に示す状態(以下では第2状態とする)になる。第2状態では、リムーバーロール191はリムーバーロール177から離れる。第2状態では、リムーバーロール177及びリムーバーロール191は電極1を加圧しない。電極1を通紙するときは、回収ユニット119を第2状態とする。
 4.ドープ溶液の組成
 ドーピングシステム11を使用するとき、電解液処理槽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、アルカリ金属イオンと、溶媒とを含む。ドープ溶液は電解液である。
 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、PF 、PF(C 、PF(CF 等のフルオロ基を有するリンアニオン;BF 、BF(CF) 、BF(CF、B(CN) 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(FSO 、N(CFSO 、N(CSO 等のフルオロ基を有するスルホニルイミドアニオン;CFSO 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.ドーピングシステム11の使用方法
 まず、電極1に対しドーピングを行うための準備として、以下のことを行う。電極1を供給ロール101に巻き回す。次に、電極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。このとき、回収ユニット119は第2状態としておく。そして、電解液処理槽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。
 電解液処理槽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。回収ユニット119を第1状態にする。
 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1を搬送する。電極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1は巻取ロール103に巻き取られる。電極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、ドーピングシステム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、ドーピングシステム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。
 6.ドーピングシステム11が奏する効果
 (1A)ドーピングシステム11は複数の回収ユニット119を備える。複数の回収ユニット119は、電解液処理槽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。ドープ槽17、19、21に配置されている回収ユニット119は、電極1がドープ槽17、19、21から持ち出すドープ溶液の量を抑制する。ドープ槽17、19、21に配置されている回収ユニット119の効果を説明する。
 ドープ槽17、19、21を通過した電極1は上方に進み、図6に示すように、回収ユニット119に入る。電極1の表面にはドープ溶液が付着している。リムーバーロール177、191は電極1を両側から挟む。電極1に付着していたドープ溶液は、リムーバーロール177、191により吸収される。
 転写用ロール179は、リムーバーロール177に含まれているドープ溶液を吸収する。そのため、リムーバーロール177は、電極1に付着しているドープ溶液をさらに吸収することができる。
 転写用ロール193は、リムーバーロール191に含まれているドープ溶液を吸収する。そのため、リムーバーロール191は、電極1に付着しているドープ溶液をさらに吸収することができる。
 液排出ロール181は転写用ロール179を圧縮する。そのため、転写用ロール179が含んでいたドープ溶液は、転写用ロール179から排出され、落下する。落下したドープ溶液は、液滴ガイド185によりガイドされ、ドープ槽17、19、21に戻る。転写用ロール179は、ドープ溶液を排出することで、リムーバーロール177に含まれているドープ溶液をさらに吸収することが可能になる。
 液排出ロール195は転写用ロール193を圧縮する。そのため、転写用ロール193が含んでいたドープ溶液は、転写用ロール193から排出され、落下する。落下したドープ溶液は、液滴ガイド199によりガイドされ、ドープ槽17、19、21に戻る。転写用ロール193は、ドープ溶液を排出することで、リムーバーロール191に含まれているドープ溶液をさらに吸収することが可能になる。
 このようにして回収ユニット119は、電極1に付着しているドープ溶液を回収し、ドープ槽17、19、21に戻す。その結果、回収ユニット119は、電極1がドープ槽17、19、21から持ち出すドープ溶液の量を抑制する。
 同様にして、電解液処理槽15に配置された回収ユニット119は、電極1に付着しているドープ溶液を回収し、電解液処理槽15に戻す。その結果、回収ユニット119は、電極1が電解液処理槽15から持ち出すドープ溶液の量を抑制する。
 同様にして、洗浄槽23に配置された回収ユニット119は、電極1に付着している洗浄液を回収し、洗浄槽23に戻す。その結果、回収ユニット119は、電極1が洗浄槽23から持ち出す洗浄液の量を抑制する。
 (1B)回収ユニット119は、リムーバーロール177、191を用いて液を回収する。そのため、回収ユニット119は、一層効率的に液を回収することができる。液とは、ドープ溶液又は洗浄液である。
 (1C)リムーバーロール177、191が電極1を加圧する圧力は、0.1g/cm以上、100kg/cm以下である。電極1を加圧する圧力が0.1g/cm以上であることにより、回収ユニット119は、一層効率的に液を回収することができる。電極1を加圧する圧力が100kg/cm以下であることにより、回収ユニット119は、電極1が損傷することを抑制できる。
 (1D)リムーバーロール177、191は弾性を有する材料から構成される。そのため、リムーバーロール177、191と電極1との密着性が高い。その結果、回収ユニット119は、一層効率的に液を回収することができる。
 (1E)リムーバーロール177、191は多孔質の材料から構成されることが好ましい。リムーバーロール177、191が多孔質の材料から構成される場合、リムーバーロール177、191は、電極1に付着している液を一層容易に吸収することができる。その結果、回収ユニット119は、一層効率的に液を回収することができる。
 (1F)回収ユニット119は、スクレーパー183、197を備える。スクレーパー183は、リムーバーロール177の外周面をクリーニングすることができる。スクレーパー197は、リムーバーロール191の外周面をクリーニングすることができる。
 回収ユニット119は、スクレーパー183、197を備えることにより、リムーバーロール177、191の外周面の汚れ等が電極1の表面に付着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。
 前述した第1実施形態では、回収ユニット119は、転写用ロール179、193、及び液排出ロール181、195を備えていた。これに対し、第2実施形態では、回収ユニット119は、転写用ロール179、193、及び液排出ロール181、195を備えない点で、第1実施形態と相違する。
 2.ドーピングシステム11が奏する効果
 以上詳述した第2実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果(1B)~(1F)を奏し、さらに、以下の効果を奏する。
 (2A)ドーピングシステム11は複数の回収ユニット119を備える。複数の回収ユニット119は、電解液処理槽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。ドープ槽17、19、21に配置されている回収ユニット119は、電極1がドープ槽17、19、21から持ち出すドープ溶液の量を抑制する。ドープ槽17、19、21に配置されている回収ユニット119の効果を説明する。
 ドープ槽17、19、21を通過した電極1は上方に進み、図8に示すように、回収ユニット119に入る。電極1の表面にはドープ溶液が付着している。リムーバーロール177、191は電極1を両側から挟む。電極1に付着していたドープ溶液は、リムーバーロール177、191により吸収される。
 リムーバーロール177、191が含むドープ溶液の量が多くなると、ドープ溶液はリムーバーロール177、191から落下する。落下したドープ溶液は、液滴ガイド185、199によりガイドされ、ドープ槽17、19、21に戻る。
 このようにして回収ユニット119は、電極1に付着しているドープ溶液を回収し、ドープ槽17、19、21に戻す。その結果、回収ユニット119は、電極1がドープ槽17、19、21から持ち出すドープ溶液の量を抑制する。
 同様にして、電解液処理槽15に配置された回収ユニット119は、電極1に付着しているドープ溶液を回収し、電解液処理槽15に戻す。その結果、回収ユニット119は、電極1が電解液処理槽15から持ち出すドープ溶液の量を抑制する。
 同様にして、洗浄槽23に配置された回収ユニット119は、電極1に付着している洗浄液を回収し、洗浄槽23に戻す。その結果、回収ユニット119は、電極1が洗浄槽23から持ち出す洗浄液の量を抑制する。
<第3実施形態>
 1.第1実施形態との相違点
 第3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。
 図9に示すように、第3実施形態のドーピングシステム11は、回収ユニット119に加えて、回収ユニット203を備える。回収ユニット203は回収ユニット119の上方に配置されている。
 回収ユニット203は、基本的には回収ユニット119と同様の構成を備える。ただし、回収ユニット203は、液滴ガイド185及び液滴ガイド199を備えない。回収ユニット203は、回収ユニット119と同様の機能を有する。
 回収ユニット203が備えるリムーバーロール177と、回収ユニット119が備えるリムーバーロール177とは、電極1の長手方向に沿って並んでいる。また、回収ユニット203が備えるリムーバーロール191と、回収ユニット119が備えるリムーバーロール191とは、電極1の長手方向に沿って並んでいる。
 2.ドーピングシステム11が奏する効果
 以上詳述した第3実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果を奏し、さらに、以下の効果を奏する。
 (3A)ドーピングシステム11は、回収ユニット119に加えて、回収ユニット203を備える。そのため、ドーピングシステム11は、ドープ槽17、19、21、電解液処理槽15、及び洗浄槽23から電極1が持ち出す液の量を一層抑制できる。
<第4実施形態>
 1.第1実施形態との相違点
 第4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。
 第4実施形態のドーピングシステム11は、回収ユニット119に代えて、図10に示す回収ユニット205を備える。
 回収ユニット205は、第1部207と、第2部209とを備える。第1部207と第2部209とは、電極1を挟むように配置されている。第1部207は、支持板211と、2つのリムーバーロール213、215と、を備える。リムーバーロール213、215は回収ロールに対応する。
 支持板211は板状部材である。支持板211の形状はL字状である。支持板211は、図示しない壁等に対し、回転軸217を中心に回転可能に取り付けられている。回転軸217の軸方向は、水平であり、搬送ローラ群により搬送される電極1の幅方向Wと平行である。
 リムーバーロール213、215は、支持板211に対し、回転可能に取り付けられている。リムーバーロール213、215は、回転軸217の下方に位置する。リムーバーロール215は、リムーバーロール213の下方に位置する。第1状態のとき、リムーバーロール213、215は電極1に接する。第1状態のとき、リムーバーロール213、215は、電極1の長手方向に沿って並んでいる。リムーバーロール213、215の軸方向は、水平であり、搬送ローラ群により搬送される電極1の幅方向Wと平行である。リムーバーロール213、215は、第1実施形態におけるリムーバーロール177と同様の構成を備える。
 第2部209は、支持板221と、支持板223と、リムーバーロール225、227と、重り233と、を備える。支持板221は板状部材である。支持板221の形状はL字形状である。支持板221は、上下方向に延びる本体部221Aと、横方向に延びるレバー部221Bとにより構成される。リムーバーロール225、227は回収ロールに対応する。
 支持板221は、図示しない壁等に対し、回転軸235を中心に回転可能に取り付けられている。回転軸235は、本体部221Aの上端付近に位置する。回転軸235の軸方向は、水平であり、搬送ローラ群により搬送される電極1の幅方向Wと平行である。
 レバー部221Bに、重り233が取り付けられている。支持板211は、重り233により、A方向に回転するように付勢されている。A方向は、リムーバーロール225、227が電極1に接近する方向である。支持板223は、上下方向に延びる板状部材である。支持板223は、支持板221に対し、回転軸239を中心に回転可能に取り付けられている。回転軸239の軸方向は、水平であり、搬送ローラ群により搬送される電極1の幅方向Wと平行である。
 リムーバーロール225、227は、支持板223に対し、回転可能に取り付けられている。リムーバーロール225、227は、回転軸235の下方に位置する。リムーバーロール227は、リムーバーロール225の下方に位置する。第1状態のとき、リムーバーロール225、227は電極1に接する。第1状態のとき、リムーバーロール225、227は、電極1の長手方向に沿って並んでいる。リムーバーロール225、227の軸方向は、水平であり、搬送ローラ群により搬送される電極1の幅方向Wと平行である。リムーバーロール225、227は、第1実施形態におけるリムーバーロール191と同様の構成を備える。
 バネ229の一方の端部は支持板221に固定されている。バネ229の反対側の端部は、支持板223のうち、リムーバーロール225を支持する部分に接している。バネ229は、リムーバーロール225を、電極1の方向に付勢する。バネ231の一方の端部は支持板221に固定されている。バネ231の反対側の端部は、支持板223のうち、リムーバーロール227を支持する部分に接している。バネ231は、リムーバーロール227を、電極1の方向に付勢する。
 第1部207の下方に、液滴ガイド241が配置されている。液滴ガイド241は、第1部207から垂れてきた液をドープ槽17、19、21に戻す。第2部209の下方に、液滴ガイド243が配置されている。液滴ガイド243は、第2部209から垂れてきた液をドープ槽17、19、21に戻す。
 2.ドーピングシステム11が奏する効果
 以上詳述した第4実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果を奏し、さらに、以下の効果を奏する。
 (4A)ドーピングシステム11は、電極1の長手方向に沿って並んでいるリムーバーロール213、215を備える。また、ドーピングシステム11は、電極1の長手方向に沿って並んでいるリムーバーロール225、227を備える。そのため、ドーピングシステム11は、ドープ槽17、19、21、電解液処理槽15、及び洗浄槽23から電極1が持ち出す液の量を一層抑制できる。
 (4B)リムーバーロール225、227は、支持板221に対し、回転軸239を中心に回転可能である。そのため、ドーピングシステム11では、リムーバーロール225、227が電極1へ当接するときの圧力を調節し易い。
<第5実施形態>
 1.第1実施形態との相違点
 第5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。
 第5実施形態のドーピングシステム11は、回収ユニット119に代えて、図11に示す回収ユニット245を備える。
 回収ユニット245は、第1部247と、第2部249とを備える。第1部247と第2部249とは、電極1を挟むように配置されている。第1部247は、支持板251と、4つのリムーバーロール253、255、257、259と、を備える。リムーバーロール253、255、257、259は回収ロールに対応する。
 支持板251は板状部材である。支持板251の形状はL字状である。支持板251は、図示しない壁等に対し、回転軸261を中心に回転可能に取り付けられている。回転軸261の軸方向は、水平であり、搬送ローラ群により搬送される電極1の幅方向Wと平行である。
 リムーバーロール253、255、257、259は、支持板251に対し、回転可能に取り付けられている。リムーバーロール253、255、257、259は、回転軸261の下方に位置する。第1状態のとき、リムーバーロール253、255、257、259は、電極1に接する。第1状態のとき、リムーバーロール253、255、257、259は、電極1の長手方向に沿って並んでいる。リムーバーロール253、255、257、259の軸方向は、水平であり、搬送ローラ群により搬送される電極1の幅方向Wと平行である。リムーバーロール253、255、257、259は、第1実施形態におけるリムーバーロール177と同様の構成を備える。
 第2部249は、支持板265と、支持板267と、支持板269と、支持板271と、リムーバーロール273、275、277、279と、バネ281、283、285、287と、重り289と、を備える。リムーバーロール273、275、277、279は回収ロールに対応する。支持板265は板状部材である。支持板265の形状はL字形状である。支持板265は、上下方向に延びる本体部265Aと、横方向に延びるレバー部265Bとにより構成される。
 支持板265は、図示しない壁等に対し、回転軸291を中心に回転可能に取り付けられている。回転軸291は、本体部265Aの上端付近に位置する。回転軸291の軸方向は、水平であり、搬送ローラ群により搬送される電極1の幅方向Wと平行である。
 レバー部265Bに、重り289が取り付けられている。支持板265は、重り289により、A方向に回転するように付勢されている。A方向は、リムーバーロール273、275、277、279が電極1に接近する方向である。
 支持板267はU字形状の板状部材である。支持板267は、中央部267Aと、第1アーム部267Bと、第2アーム部267Cと、を備える。中央部267Aは上下方向に延びる。第1アーム部267Bは、中央部267Aの上端から、中央部267Aの長さの1/4だけ下がった位置を起点として電極1の方向に延びる。第2アーム部267Cは、中央部267Aの下端から、中央部267Aの長さの1/4だけ上がった位置を起点として電極1の方向に延びる。支持板267は、支持板265に対し、回転軸295を中心に回転可能に取り付けられている。回転軸295は、中央部267Aのうち、上下方向における中央に位置する。回転軸295の軸方向は、水平であり、搬送ローラ群により搬送される電極1の幅方向Wと平行である。
 支持板269は上下方向に延びる板状部材である。支持板269は、第1アーム部267Bに対し、回転軸297を中心に回転可能に取り付けられている。支持板271は上下方向に延びる板状部材である。支持板271は、第2アーム部267Cに対し、回転軸299を中心に回転可能に取り付けられている。回転軸297、299の軸方向は、水平であり、搬送ローラ群により搬送される電極1の幅方向Wと平行である。
 リムーバーロール273、275は、支持板269に対し、回転可能に取り付けられている。第1状態のとき、リムーバーロール273、275は電極1に接する。第1状態のとき、リムーバーロール273、275は、電極1の長手方向に沿って並んでいる。リムーバーロール273、275の軸方向は、水平であり、搬送ローラ群により搬送される電極1の幅方向Wと平行である。リムーバーロール273、275は、第1実施形態におけるリムーバーロール191と同様の構成を備える。
 リムーバーロール277、279は、支持板271に対し、回転可能に取り付けられている。第1状態のとき、リムーバーロール277、279は電極1に接する。第1状態のとき、リムーバーロール277、279は、電極1の長手方向に沿って並んでいる。リムーバーロール277、279の軸方向は、水平であり、搬送ローラ群により搬送される電極1の幅方向Wと平行である。リムーバーロール277、279は、第1実施形態におけるリムーバーロール191と同様の構成を備える。
 バネ281の一方の端部は支持板267に固定されている。バネ281の反対側の端部は、支持板269のうち、リムーバーロール273を支持する部分に接している。バネ281は、リムーバーロール273を、電極1の方向に付勢する。
 バネ283の一方の端部は支持板267に固定されている。バネ283の反対側の端部は、支持板269のうち、リムーバーロール275を支持する部分に接している。バネ283は、リムーバーロール275を、電極1の方向に付勢する。
 バネ285の一方の端部は支持板267に固定されている。バネ285の反対側の端部は、支持板271のうち、リムーバーロール277を支持する部分に接している。バネ285は、リムーバーロール277を、電極1の方向に付勢する。
 バネ287の一方の端部は支持板267に固定されている。バネ287の反対側の端部は、支持板271のうち、リムーバーロール279を支持する部分に接している。バネ287は、リムーバーロール279を、電極1の方向に付勢する。
 第1部247の下方に、液滴ガイド241が配置されている。液滴ガイド241は、第1部247から垂れてきた液をドープ槽17、19、21に戻す。第2部249の下方に、液滴ガイド243が配置されている。液滴ガイド243は、第2部249から垂れてきた液をドープ槽17、19、21に戻す。
 2.ドーピングシステム11が奏する効果
 以上詳述した第5実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果を奏し、さらに、以下の効果を奏する。
 (5A)ドーピングシステム11は、電極1の長手方向に沿って並んでいるリムーバーロール253、255、257、259を備える。また、ドーピングシステム11は、電極1の長手方向に沿って並んでいるリムーバーロール273、275、277、279を備える。そのため、ドーピングシステム11は、ドープ槽17、19、21、電解液処理槽15、及び洗浄槽23から電極1が持ち出す液の量を一層抑制できる。
 (5B)リムーバーロール273、275は、支持板267に対し、回転軸297を中心に回転可能である。また、リムーバーロール277、279は、支持板267に対し、回転軸299を中心に回転可能である。さらに、支持板267は、支持板265に対し、回転軸295を中心に回転可能である。そのため、ドーピングシステム11では、リムーバーロール273、275、277、279が電極1に当接するときの圧力を調節し易い。
<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)回収ユニット119は、リムーバーロール177、191を備えないものであってもよい。例えば、回収ユニット119は、ロール以外の部材を備え、その部材を電極1に押し当てるものであってもよい。また、回収ユニット119は、例えば、風を電極1に噴きつける、電極1を振動させる等の方法で、電極1から液を除去し、槽に戻してもよい。
 (2)リムーバーロール177、191を構成する材料は、弾性を有さない材料、ソリッドの材料であってもよい。ソリッドの材料とは、密実の材料、又は少孔質の材料を意味する。ソリッドの材料として、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂等が挙げられる。
 (3)回転部173をX方向に付勢する方法は他の方法でもよい。例えば、バネの弾性力により、回転部173をX方向に付勢してもよい。
 (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1は搬送ローラ37、41、43、47と接触する。電極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1は搬送ローラ41、47と接触する。電極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1の表側へドープされるアルカリ金属の量と、電極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1は搬送ローラ49、43、55、59と接触する。電極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1は搬送ローラ49、43、55、59と接触する。電極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1の表側へドープされるアルカリ金属の量と、電極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1は搬送ローラ61、65、67、71と接触する。電極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1は搬送ローラ61、65、67、71と接触する。電極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1の表側へドープされるアルカリ金属の量と、電極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)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。
 (6)上述したドーピングシステムの他、当該ドーピングシステムを構成要素とするシステム、当該ドーピングシステムの制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、ドーピング方法、電極製造方法、電極製造方法等、種々の形態で本開示を実現することもできる。
 <実施例>
(各実施例及び比較例1で使用する電極1の製造)
 長尺の帯状の集電体3を用意した。集電体3は負極集電体である。集電体3のサイズは、幅150mm、長さ100m、厚さ8μmであった。集電体3の表面粗さRaは0.1μmであった。集電体3は銅箔から成っていた。集電体3の両面に、それぞれ負極活物質層5を形成した。
 集電体3の片側に形成された負極活物質層5の塗工量は50g/mであった。負極活物質層5は、集電体3の長手方向に沿って形成された。負極活物質層5は、集電体3の幅方向Wにおける端部から幅130mmにわたって形成された。集電体3の幅方向Wにおけるもう一方の端部での負極活物質層未形成部は20mmであった。負極活物質層未形成部とは、負極活物質層5が形成されていない部分である。その後、乾燥、及びプレスを行うことにより、電極1を得た。
 負極活物質層5は、負極活物質、カルボキシメチルセルロース、アセチレンブラック、バインダ及び分散剤を、質量比で88:3:5:3:1の比率で含んでいた。負極活物質は、Si系活物質と黒鉛系活物質の混合物であった。負極活物質は、Si系活物質と、黒鉛系活物質とを、質量比で2:8の比率で含んでいた。アセチレンブラックは導電剤に対応する。
 図3に示すドーピングシステム11を用意し、電極1を通紙した。また、ドープ槽17、19、21にそれぞれ対極ユニット139、141、143を設置した。次に、ドープ槽17、19、21内に電解液を供給した。電解液は、1.0MのLiPFを含む溶液であった。電解液の溶媒は、EC(エチレンカーボネート)とEMC(エチルメチルカーボネート)とDMC(ジメチルカーボネート)とを、1:1:1の体積比で含む混合液であった。
 次に、ドーピングシステム11に通紙した電極1及び対極ユニット139、141、143を電流・電圧モニター付き直流電源に接続し、電極1を0.1m/minの速度で搬送しながら、5Aの電流を通電した。このとき、電極1が備える負極活物質層95の幅方向Wにおける中心と、対極ユニット51が備えるリチウム金属板の幅方向Wにおける中心とが一致していた。通電時間は、不可逆容量を考慮した上、負極活物質層5におけるリチウムドープ割合が負極の放電容量C2の15%になる時間とした。
 なお、不可逆容量は、リチウムをドープした後の電極1の放電容量を測定することにより予め見積もっておいた。この工程により、負極活物質層95中の負極活物質にリチウムがドープされ、電極1はプレドープされた負極となった。なお、電極1はリチウムイオン二次電池用負極である。
 電極1を、洗浄槽7を通過させた後、巻き取った。洗浄槽7には、25℃のDMC(ジメチルカーボネート)を収容しておいた。以上のようにして、プレドープされた電極1を製造した。
(実施例1)
 上記のように製造した電極1を、再び、ドーピングシステム11に通紙した。また、ドープ槽17、19、21内に電解液を供給した。リムーバーロール177及びリムーバーロール191の材質はEPDM(エチレンプロピレンジエンゴム)とした。リムーバーロール177及びリムーバーロール191が電極1を加圧する圧力は、57.5 g/cmとした。
 3m/minの速度で30分間電極1を搬送した。電極1は、回収ユニット119を通過するとき、リムーバーロール177、191に挟まれた。ドープ槽17、19、21における電解液の減少量は323gであった。電解液の液減少量は、1mの電極1当たり、10.8g/mであった。
(実施例2)
 基本的には実施例1と同様の操作を行った。ただし、リムーバーロール177及びリムーバーロール191が電極1を加圧する圧力を、139.2g/cmとした。ドープ槽17、19、21における電解液の減少量は209gであった。電解液の減少量は、1mの電極1当たり、7.0g/mであった。実施例2において、電解液の減少量が実施例1と比較して少なくなった理由は、リムーバーロール177及びリムーバーロール191が電極1を加圧する圧力を強めることで、リムーバーロール177及びリムーバーロール191と電極1の接触が改善され、ドープ槽17、19、21に一層多くの電解液が戻ったためであると考えられる。
(実施例3)
 基本的には実施例1と同様の操作を行った。ただし、リムーバーロール177及びリムーバーロール191の材質を、オレフィン系スポンジとした。ドープ槽17、19、21における電解液の減少量は230gであった。電解液の減少量は、1mの電極1当たり、7.7g/mであった。実施例3において、電解液の減少量が実施例1と比較して少なくなった理由は、リムーバーロール177及びリムーバーロール191の材質をオレフィン系スポンジにすることで、リムーバーロール177及びリムーバーロール191が電極1を加圧する圧力が小さくても、リムーバーロール177及びリムーバーロール191と電極1との接触が改善され、ドープ槽17、19、21に一層多くの電解液が戻ったためであると考えられる。
 また、実施例3では、実施例2と比較して電解液の減少量は大きく変わらなかった。この理由は、実施例2及び実施例3の条件では、電極1内に含浸した電解液以外の、電極1の表面に付着した電解液のほとんどがリムーバーロール177及びリムーバーロール191によって搾り取られ、ドープ槽17、19、21に戻っているためであると考えられる。
(実施例4)
 基本的には実施例3と同様の操作を行った。ただし、リムーバーロール177及びリムーバーロール191が電極1を加圧する圧力を、139.2g/cmとした。ドープ槽17、19、21における電解液の減少量は221gであった。電解液の減少量は、1mの電極1当たり、7.4g/mであった。
 上記結果から、リムーバーロール177及びリムーバーロール191の材質がオレフィン系スポンジの場合は、電極1を加圧する圧力を変えても電解液の減少量に大きな差は見られないことが分かった。この理由は、オレフィン系スポンジから成るリムーバーロール177及びリムーバーロール191は、電極1を加圧する圧力が小さくても、電極1の表面の電解液を十分取り除き、ドープ槽17、19、21に戻すためであると考えられる。
(比較例1)
 基本的には実施例1と同様の操作を行った。ただし、リムーバーロール177及びリムーバーロール191を使用しなかった。ドープ槽17、19、21における電解液の減少量は840gであった。電解液の減少量は、1mの電極1当たり、28g/mであった。上記結果から、搬送速度3m/minにて、リムーバーロール177及びリムーバーロール191を使用しない状態では、実施例1と比較して、電解液の減少量が2倍以上大きくなることが分かった。

Claims (22)

  1.  ドーピングシステムを用いて、活物質を含む層を有する帯状の電極における前記活物質にアルカリ金属をドープするドーピング方法であって、
     前記ドーピングシステムは、
      アルカリ金属イオンを含む溶液を収容するように構成されたドープ槽と、
      前記電極を、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ように構成された対極ユニットと、
      前記搬送ユニットが備える搬送ローラと前記対極ユニットとを電気的に接続するように構成された接続ユニットと、
      前記ドープ槽を通過した前記電極に付着した前記溶液を前記ドープ槽に回収するように構成された回収ユニットと、を備えるドーピング方法。
  2.  請求項1に記載のドーピング方法であって、
     前記回収ユニットは、前記電極から前記溶液を回収するように構成された回収ロールを備えるドーピング方法。
  3.  請求項2に記載のドーピング方法であって、
     前記回収ロールは、前記電極を加圧するように構成されたドーピング方法。
  4.  請求項3に記載のドーピング方法であって、
     前記回収ロールが前記電極を加圧する圧力は、0.1g/cm以上、100kg/cm以下であるドーピング方法。
  5.  請求項2~4のいずれか1項に記載のドーピング方法であって、
     前記回収ロールの少なくとも一部は弾性を有する材料から構成されるドーピング方法。
  6.  請求項2~5のいずれか1項に記載のドーピング方法であって、
     前記回収ロールの少なくとも一部は多孔質の材料から構成されるドーピング方法。
  7.  請求項2~5のいずれか1項に記載のドーピング方法であって、
     前記回収ロールの少なくとも一部はソリッドの材料から構成されるドーピング方法。
  8.  請求項2~7のいずれか1項に記載のドーピング方法であって、
     前記ドーピングシステムは、前記回収ロールの表面をクリーニングするように構成されたクリーニングユニットをさらに備えるドーピング方法。
  9.  請求項2~8のいずれか1項に記載のドーピング方法であって、
     前記ドーピングシステムは、2以上の前記回収ロールを備えるドーピング方法。
  10.  請求項1~9のいずれか1項に記載のドーピング方法であって、
     前記ドーピングシステムは、洗浄液を収容するように構成された洗浄槽をさらに備え、
     前記経路は、前記ドープ槽内を通過した後、前記洗浄槽内を通過する経路であり、
     前記ドーピングシステムは、前記洗浄槽を通過した前記電極に付着した前記洗浄液を前記洗浄槽に回収するように構成された洗浄槽用回収ユニットをさらに備えるドーピング方法。
  11.  請求項1~10のいずれか1項に記載のドーピング方法であって、
     前記ドーピングシステムは、電解液を収容するように構成された電解液処理槽をさらに備え、
     前記経路は、前記ドープ槽内を通過する前に、前記電解液処理槽内を通過する経路であり、
     前記ドーピングシステムは、前記電解液処理槽を通過した前記電極に付着した前記電解液を前記電解液処理槽に回収するように構成された電解液処理槽用回収ユニットをさらに備えるドーピング方法。
  12.  活物質を含む層を有する帯状の電極における前記活物質にアルカリ金属をドープするドーピングシステムであって、
     アルカリ金属イオンを含む溶液を収容するように構成されたドープ槽と、
     前記電極を、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ように構成された対極ユニットと、
     前記搬送ユニットが備える搬送ローラと前記対極ユニットとを電気的に接続するように構成された接続ユニットと、
     前記ドープ槽を通過した前記電極に付着した前記溶液を前記ドープ槽に回収するように構成された回収ユニットと、
     を備えるドーピングシステム。
  13.  請求項12に記載のドーピングシステムであって、
     前記回収ユニットは、前記電極から前記溶液を回収するように構成された回収ロールを備えるドーピングシステム。
  14.  請求項13に記載のドーピングシステムであって、
     前記回収ロールは、前記電極を加圧するように構成されたドーピングシステム。
  15.  請求項14に記載のドーピングシステムであって、
     前記回収ロールが前記電極を加圧する圧力は、0.1g/cm以上、100kg/cm以下であるドーピングシステム。
  16.  請求項13~15のいずれか1項に記載のドーピングシステムであって、
     前記回収ロールの少なくとも一部は弾性を有する材料から構成されるドーピングシステム。
  17.  請求項13~16のいずれか1項に記載のドーピングシステムであって、
     前記回収ロールの少なくとも一部は多孔質の材料から構成されるドーピングシステム。
  18.  請求項13~16のいずれか1項に記載のドーピングシステムであって、
     前記回収ロールの少なくとも一部はソリッドの材料から構成されるドーピングシステム。
  19.  請求項13~18のいずれか1項に記載のドーピングシステムであって、
     前記回収ロールの表面をクリーニングするように構成されたクリーニングユニットをさらに備えるドーピングシステム。
  20.  請求項13~19のいずれか1項に記載のドーピングシステムであって、
     2以上の前記回収ロールを備えるドーピングシステム。
  21.  請求項12~20のいずれか1項に記載のドーピングシステムであって、
     洗浄液を収容するように構成された洗浄槽をさらに備え、
     前記経路は、前記ドープ槽内を通過した後、前記洗浄槽内を通過する経路であり、
     前記洗浄槽を通過した前記電極に付着した前記洗浄液を前記洗浄槽に回収するように構成された洗浄槽用回収ユニットをさらに備えるドーピングシステム。
  22.  請求項12~21のいずれか1項に記載のドーピングシステムであって、
     電解液を収容するように構成された電解液処理槽をさらに備え、
     前記経路は、前記ドープ槽内を通過する前に、前記電解液処理槽内を通過する経路であり、
     前記電解液処理槽を通過した前記電極に付着した前記電解液を前記電解液処理槽に回収するように構成された電解液処理槽用回収ユニットをさらに備えるドーピングシステム。
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