JP2014192043A - リチウムイオン電池の製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リチウムイオン電池の製造装置のフットプリントの低減化を図る。
【解決手段】正極用の電極層が形成された正極シートと負極用の電極層が形成された負極シートとがセパレータ層を介して交互に積層された積層体を備えるリチウムイオン電池の製造装置であり、電極箔１を搬送する搬送機構を有している。さらに、電極材料を電極箔１上に塗布する塗工部２と、電極材料に固化液８ｂを供給する固化室８と、乾燥を行う乾燥室６とを有し、搬送機構により、固化室８の電極箔１ｃは、乾燥室６の電極箔１ｄよりも下方側で、電極箔１ｄと鈍角を形成するように配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、リチウムイオン電池の製造装置および製造方法に関するものである。

リチウムイオン電池は、正極シートと負極シートがセパレータを介して交互に積層された積層体が電解液とともに外装体内に封入された二次電池である。外装体には、円筒型もしくは角型の缶やＡｌ（アルミニウム）などを基体としたラミネートフィルムなどが用いられる。リチウムイオン電池の製造方法や外観は、外装体の構造や種類によって大きく異なるが、いずれの外装体が用いられる場合であっても、電池を動作させるための基本的な構成要素は共通である。

すなわち、正極シートは、電極箔の片面または両面に電極材料（正極活物質）からなる電極層が設けられた基本構造を有し、負極シートは、電極箔の片面または両面に電極材料（負極活物質）からなる電極層が設けられた基本構造を有する。正極シート上の電極層と負極シート上の電極層との間には、両電極層が短絡することを防ぐためにセパレータ層が設けられる。リチウムイオン電池は、正極シート、セパレータ、負極シートからなる積層体を形成し、その積層体を、リチウムイオンを含む電解液とともに外装体内に封入して製造される。

このようなリチウムイオン電池の製造方法に関しては、その一例が特許文献１（特開２００６−７３２３４号公報）に記載されている。特許文献１における電極製造工程の概要について、正極を例に説明すると以下のようになる。

まず、正極活物質の粉末原料、導電材粉末、バインダー溶液および有機溶剤などを混練してスラリー状のペースト（電極材）を生成し、このペーストをダイコーターなどの塗工手段を用いて集電用アルミ電極箔上に薄く、均一に塗布する。その後、塗布したペーストを乾燥させて電極膜（上記電極層に相当）を形成する。次に、電極膜を所定の厚さに調整するためのカレンダー処理（ロールで潰して延伸させる処理）または電極膜を所定の形状に加工するためのスリット加工などを経て、リチウムイオン電池用の電極を形成する。

特開２００６−７３２３４号公報

上記したように、リチウムイオン電池の製造工程では、ペースト状の電極材料の製造、電極箔への電極材料の塗布および乾燥を含む一連の工程を経て、またはこれらの工程を組み合わせて電極層が形成された電極シートを形成する必要がある。

上記一連の工程のうち、乾燥工程においては、電極材料を高温で乾燥させるが、その際、電極材料を短時間で高温で乾燥させると、電極材料に含まれる活物質を結合させるバインダーが電極材料の表面に偏析する。その結果、電極材料と電極箔の密着性が悪くなるという現象が起こる。

したがって、バインダーが偏析しないように、電極材料の温度を徐々に上げて電極箔に塗布された電極材料を乾燥させる方法を採用することが考えられる。しかしながら、この場合、乾燥工程で使用される乾燥炉（乾燥部）の長さが長くなり、リチウムイオン電池の製造装置が大型化する。

そこで、本願発明者は、図７に示すような第１比較例のリチウムイオン電池の製造装置について検討した。

図７は、第１比較例としてのリチウムイオン電池の製造装置を構成する電極製造装置の構造を模式的に示した概略図である。図７に示す製造装置では、リチウムイオン電池の正極または負極を構成する電極層を形成するために用いる電極材料を、塗工部２０に設置されたダイコーター（塗工手段）３０を用いて、集電用電極箔ロール４０から供給される電極箔１の表面に薄く均一に塗布する。

続いて、電極箔１の裏面に接しながら電極箔１を一定速度で搬送するローラー搬送系５０を用いて、電極材料が塗布された電極箔１を固化室８０に搬送する。固化室８０では、電極箔１上に塗布された電極材料に対して、ノズル８０ａから固化液を供給し、電極材料に含まれる溶剤の濃度を低下させてバインダーを析出させる。

続いて、ローラー搬送系５０によって電極箔１を乾燥室６０に搬送する。その後、乾燥室６０内で電極材料中の溶剤成分を加熱蒸発させることにより電極材料を乾燥させ、電極層を形成する。乾燥工程を経た電極箔１を巻き取った電極箔ロール７０は、次工程に供給される。

つまり、図７に示す製造装置では、乾燥室６０の前段に、電極箔１上に塗布された電極材料に含まれるバインダーを析出させる固化室（固化部）８０が設けられており、これにより、乾燥室（乾燥炉、乾燥部）６０の長さを短くした構造となっている。

ところが、図７に示す製造装置では、乾燥室６０の前段に設けられた固化室８０で、固化液を電極箔１上の電極材料に噴霧または液浸などで供給する必要があるが、廃液を回収するためには、大型化を図った固化液回収用のパン（容器）８０ｂの設置が必要になる。もしくは広範囲に亘って固化液回収用のパン８０ｂの設置が必要になる。

すなわち、電極箔１は水平方向に移動するため、ノズル８０ａから供給された固化液の廃液も水平方向に移動し易く、したがって、大型化または広範囲に対応した固化液（廃液）回収用のパン８０ｂを設置しなければならない。一方、噴霧によって固化液を散布する方法を採用した場合には、固化液の装置（固化室８０）内での拡散を防止するための大型チャンバーが必要となる。

その結果、リチウムイオン電池の製造装置のフットプリント（設置面積）が大型化し、上記製造装置のコストの増加を招き、これにより、供給する材料の量も増加するため、製造コストの増加を招くという課題を見出した。

なお、固化液の浸透性を高めるために、大量の固化液が必要となるが、噴霧を採用した場合、大量の固化液を噴霧することになり、固化液の均一性を保つことが困難なことも見出した。

また、固化液は、粘度が低い。したがって、生産中に高速で移動する電極箔１上に塗布された電極材料の上に固化液を均一に保持することは困難であり、その結果、固化液の浸透分布にムラが発生し、リチウムイオン電池の品質を低下させることを見出した。

本発明の目的は、フットプリントの低減化および製造コストの低減化を図ることができるリチウムイオン電池の製造装置、およびリチウムイオン電池の製造方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、固化液の塗布の均一性および浸透性を向上してリチウムイオン電池の品質を向上させることができるリチウムイオン電池の製造装置、およびリチウムイオン電池の製造方法を提供することにある。

本発明の前記の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される実施の形態のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

一実施の形態であるリチウムイオン電池の製造装置は、正極シートと負極シートとがセパレータ層を介して交互に積層された積層体を備えるリチウムイオン電池の製造装置であり、電極箔を搬送する搬送機構と、電極材料を電極箔の上に塗布する塗布部と、電極箔の上に塗布された電極材料の表面に固化液を供給する固化部と、電極材料を乾燥させて電極層を形成する乾燥部と、を有している。さらに、搬送機構により、固化部における電極箔は、乾燥部における電極箔の位置よりも下方側で、かつ乾燥部の電極箔と鈍角を形成するように配置されるものである。

また、一実施の形態であるリチウムイオン電池の製造方法は、正極シートと負極シートとがセパレータ層を介して交互に積層された積層体を備えるリチウムイオン電池の製造方法であり、電極材料を電極箔の上に塗布する塗布工程と、電極箔の上に塗布された電極材料の表面に固化液を供給する固化工程と、固化液が供給された電極材料を乾燥させて電極層を形成する乾燥工程と、を有している。さらに、固化工程において、電極箔が、乾燥工程における電極箔の位置よりも下方側で、かつ乾燥工程における電極箔と鈍角を形成するように配置された状態で固化液を供給するものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

本発明によれば、フットプリントの低減化および製造コストの低減化を図ることができるリチウムイオン電池の製造装置を提供することができる。

また、本発明によれば、フットプリントの低減化および製造コストの低減化を図ることができるリチウムイオン電池の製造方法を提供することができる。

また、本発明によれば、固化液の塗布の均一性および浸透性を向上してリチウムイオン電池の品質を向上させることができるリチウムイオン電池の製造装置を提供することができる。

また、本発明によれば、固化液の塗布の均一性および浸透性を向上してリチウムイオン電池の品質を向上させることができるリチウムイオン電池の製造方法を提供することができる。

本発明の実施の形態におけるリチウムイオン電池の製造装置を構成する電極製造装置の構造の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態のリチウムイオン電池の製造方法によって製造されるリチウムイオン電池の構造の一例を示す断面図である。 本発明の実施の形態の電極層と、第２比較例の電極層との特性を比較した図である。 本発明の実施の形態における第１変形例のリチウムイオン電池の製造装置を構成する電極製造装置の構造を示す概略図である。 本発明の実施の形態における第２変形例のリチウムイオン電池の製造装置を構成する電極製造装置の構造を示す概略図である。 本発明の実施の形態における第３変形例のリチウムイオン電池の製造装置を構成する電極製造装置の構造を示す概略図である。 第１比較例として示すリチウムイオン電池の製造装置を構成する電極製造装置の概略図である。

以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。

また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではない。さらに、特定の数以上でも以下でも良いものとする。

また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

また、以下の実施の形態において、構成要素等について、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲等についても同様である。

以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。

（実施の形態）
本実施の形態に係る製造方法または製造装置によって製造されるリチウムイオン電池は、正極シートと負極シートとがセパレータ層を介して交互に積層された積層体が電解液とともに外装体（例えば、円筒型の容器）内に封入された二次電池である。なお、正極シートには、正極用の電極層が形成され、一方、負極シートには、負極用の電極層が形成されている。

以下の説明では、正極シートおよび負極シートを総括して「電極シート」と呼ぶ。また、電極層を形成するために電極箔の表面に塗布されるペースト状の材料を「電極材料」と呼び、セパレータ層を形成するために基材または電極層の上に塗布されるペースト状の材料を「セパレータ材料」と呼ぶ。さらに、電極材料とセパレータ材料を総括して「ペースト」と呼ぶ。本願でいう電極材料およびセパレータ材料は、バインダー溶液および有機溶剤などの液体を含み、流動性を有する液状の物質である。また、以下の説明で「電極箔の表面」という場合は、電極箔の表側の面および裏側の面を含めた全面ではなく、表側の面のみを指すものとする。

なお、リチウムイオン電池の正極または負極を構成する電極層を形成するために用いる電極材料は、例えば、活物質粉末、導電材粉末、およびこれらの粉末を結着するためのバインダー材等を、有機溶剤に分散させた高粘度スラリー状の液体である。上記有機溶剤は、例えば、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）などである。

次に、本実施の形態におけるリチウムイオン電池の製造装置およびリチウムイオン電池の製造方法について、図１を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態におけるリチウムイオン電池の製造装置を構成する片面塗布型の電極製造装置の構造の一例を示す概略図である。

まず、図１に示す片面塗布型の上記電極製造装置について説明する。

上記電極製造装置は、電極箔（集電箔ともいう）１を搬送する複数のローラー（搬送機構）５と、電極材料を電極箔１の上に塗布する塗工部（塗布部）２と、上記電極材料を乾燥させて上記電極層を形成する乾燥室（乾燥部）６とを有している。さらに、塗工部２と乾燥室６の間に、電極箔１の上に塗布された上記電極材料の表面に固化液８ｂを供給する固化室（固化部）８を有している。

すなわち、本実施の形態の上記電極製造装置は、電極箔１の搬送方向Ｓの乾燥室６の前段（上流側）に固化室８が設けられたものであり、これにより、乾燥室６の長さを比較的短くしている。これは、固化室８では、電極箔１の上に塗布された上記電極材料の表面に固化液８ｂを供給して上記電極材料の固化処理を行うことで、乾燥時間を短縮することが可能になり、その結果、乾燥室６の長さを比較的短くすることができるものである。

なお、上記電極材料は、水と相溶な溶剤および水に難溶なバインダーを含むものである。そこで、固化室８では、固化液８ｂを上記電極材料の表面に塗布することで、上記電極材料に含まれる溶剤の濃度を低下させて上記バインダーを析出させており、これにより、乾燥時間を短縮することが可能になる。

したがって、巻き出し機である集電用電極箔ロール４から送り出された電極箔１は、塗工部２で上記電極材料が塗布され、その後、固化室８で上記電極材料の表面に固化液８ｂが供給される。さらに、乾燥室６に搬送されて乾燥が行われ、これにより、電極箔１上に上記電極層が形成され、その後、巻き取り機である電極箔ロール７に巻き取られる。そして、電極箔ロール７に巻き取られた電極箔１は、次工程に搬送される。

また、電極箔１の搬送は、電極箔１の搬送系として設けられ、かつ電極箔１の片側の面を支持する複数のローラー５によって行われ、それぞれのローラー５の回転によって所定の方向に送られる。

なお、塗工部２では、ダイコーター（電極コーターともいう）３から上記電極材料が吐出され、これにより、電極箔１上に上記電極材料が塗布される。

そこで、本実施の形態の上記電極製造装置の特徴は、固化室８における電極箔１ｃを、乾燥室６における電極箔１ｄの位置よりも下方側で、かつ乾燥室６の電極箔１ｄと鈍角（θ１）を形成するように配置する搬送系（搬送機構）を備えることである。

すなわち、搬送機構であるローラー５の配置により、固化室８における電極箔１ｃの位置が、乾燥室６における電極箔１ｄの位置よりも下方側の位置となり、その際、固化室８の電極箔１ｃが、乾燥室６の電極箔１ｄと鈍角（θ１）を形成するように配置される。

ここで、搬送系を形成する搬送機構は、電極箔１を送り出す集電用電極箔ロール４と、電極層が形成された電極箔１を巻き取る電極箔ロール７と、複数のローラー５とからなる。そして、本実施の形態では、固化室８に設けられたローラー５ｂを、乾燥室６に設けられたローラー５ｃよりも、側面視で斜め下方側に配置することで、固化室８における電極箔１ｃと乾燥室６における電極箔１ｄとが鈍角を形成するような搬送系を作り出している。

換言すると、固化室８では、乾燥室６に配置された電極箔１ｄに対して水平に引き出した仮想線Ｐと、固化室８に配置された電極箔１ｃとは鋭角（θ２）を形成するような配置関係となっている。すなわち、水平方向に延びた仮想線Ｐと電極箔１ｃとが鋭角（θ２）を形成するような配置関係になっている。

さらに換言すると、固化室８に配置された電極箔１ｃは、水平ではない角度（水平方向に対して鋭角もしくは鈍角）に配置されている。

以上のようにローラー５の配置により、固化室８における電極箔１ｃの位置が乾燥室６における電極箔１ｄの位置よりも下方側で、かつ乾燥室６の電極箔１ｄと鈍角を形成するような位置となり、その結果、電極箔１の搬送系の搬送方向Ｓを複数にすることができる。すなわち、固化室８から乾燥室６に及ぶ電極箔１の搬送系の搬送方向Ｓを、水平方向（Ｓ２）と水平方向以外の方向（本実施の形態では斜め上方向（Ｓ１））とで複数（２つの）の方向にすることができる。

これにより、図７に示す第１比較例の製造装置のように、固化室８０から乾燥室６０に及ぶ電極箔１の搬送系が水平方向１つの場合に比べて、本実施の形態の図１に示す上記電極製造装置では、上方から投影した搬送系の長さを短くすることができる。つまり、固化室８から乾燥室６に及ぶ電極箔１の、上方から投影した搬送系の長さを短くすることができ、その結果、上記電極製造装置のフットプリント（設置面積）の低減化を図ることができる。

また、本実施の形態の上記電極製造装置では、塗工部２から固化室８に搬送される電極箔１ｂが、搬送機構により、固化室８に配置される電極箔１ｃと鋭角（θ３）を形成するように配置されている。

すなわち、塗工部２に設けられるローラー５ａの配置を、塗工部２から固化室８に搬送される電極箔１ｂと、固化室８に配置される電極箔１ｃとが、側面視で鋭角（θ３）を形成するような配置としている。

さらに、塗工部２から固化室８に搬送される電極箔１ｂが、搬送機構により、集電用電極箔ロール４から送り出される電極箔１ａと鋭角（θ４）を形成するように配置されている。つまり、集電用電極箔ロール４の配置を、塗工部２から固化室８に搬送される電極箔１ｂと、集電用電極箔ロール４から送り出された電極箔１ａとが、側面視で鋭角（θ４）を形成するような配置としている。

これにより、集電用電極箔ロール４は、固化室８と乾燥室６の両方の近傍に配置されることになり、上記電極製造装置を、水平方向に対しても、かつ高さ方向に対しても小型化することが可能になる。

また、本実施の形態の上記電極製造装置では、固化室８に、固化液８ｂを吐出するスリットノズル８ａが設けられており、このスリットノズル８ａから電極箔１上に塗布された電極材料に対して固化液８ｂを供給する。

このようにスリットノズル８ａから固化液８ｂを吐出することで、固化液８ｂを層流化した状態で上記電極材料に塗布することができる。

また、固化室８に配置された電極箔１ｃ（１ｂ）の最下部の下方に、廃液（固化液８ｂ）８ｃを回収するパン（第２容器）８ｄが設けられている。

その際、本実施の形態の上記電極製造装置では、固化室８において、電極箔１ｃが水平方向に対して斜めに配置されるため、塗布された固化液８ｂが後段の乾燥室６に運ばれたり、もしくは拡散することを阻止することができる。

すなわち、電極箔１上に供給された固化液８ｂは、斜めに配置された電極箔１ｃの下方に向かって流れて直下に流れ落ちるため、パン８ｄは、大型のものである必要がなく、電極箔１と同程度の幅を有していれば、奥行きは薄くてもよい。

つまり、電極箔１上に供給された固化液８ｂは、電極箔１ｃに沿って直下に流れ落ちるため、大型のパン８ｄを設置することなく、小型のパン８ｄを設置することができ、これにより、上記電極製造装置を小型化することが可能になる。

次に、本実施の形態におけるリチウムイオン電池の製造方法を、図１を用いて説明する。まず、リチウムイオン電池の正極または負極を構成する電極層の形成材料である電極材料を用意する。かかる電極材料は高粘度スラリー状の液体であり、図１に示される塗工部２に設置された塗布機構（本実施の形態ではダイコーター３）によって、集電用電極箔ロール４から供給される電極箔１（１ａ）の表面上に薄く、かつ均一に塗布される。すなわち、塗工部２において塗布工程が行われる。

本実施の形態において用いられる電極材料は、少なくとも、正または負極活物質粉末を含み、場合によっては導電材粉末の固形成分を含む。また、電極材料は、乾燥後において粉末成分間もしくは粉末成分と電極箔間を結着するためのバインダーであって、水に難溶なバインダーと、固化材とを含む。さらに、電極材料は、上記成分をスラリー状の高粘度液体ペーストとして調整するための溶剤であって、水と相溶な溶剤をさらに含む。

つまり、電極材料は、正または負極活物質粉末、水に難溶なバインダー、固化材および水と相溶な溶剤を含み、場合によっては導電材粉末の固形成分を含んでいる。ただし、バインダーと固化材とが兼用であることがより好ましい。具体的には、電極材料は、正または負極活物質粉末、固化材として使用可能なバインダーおよび溶剤を少なくとも含んでいることが好ましい。

次に、電極材料が塗布された電極箔１の裏面に接しながら、電極箔１を一定速度で搬送する搬送機構（本実施の形態ではローラー５による搬送系）を用いて、電極箔１（１ｂ）を固化室８に搬入する。

固化室８では固化工程が行われる。具体的には、電極箔１上に塗布された電極材料の表面に固化液８ｂを接触させる（供給する）ことによって、電極材料を固化させる。なお、固化液８ｂは、純水もしくはエタノール等である。

ここで、本実施の形態の電極製造装置（リチウムイオン電池の製造装置）では、固化室８に設けられたローラー５ｂを、乾燥室６に設けられたローラー５ｃよりも、側面視で斜め下方側に配置している。これにより、固化室８に配置される電極箔１ｃと、乾燥室６に配置される電極箔１ｄとが鈍角（θ１）を形成するような電極箔１の搬送系を作り出している。

なお、固化室８において、乾燥室６に配置された電極箔１ｄに対して水平に引き出した仮想線Ｐと、固化室８に配置された電極箔１ｃとは鋭角（θ２）を形成するような配置関係となっている。

以上のようにローラー５の配置により、固化室８における電極箔１ｃの位置が乾燥室６における電極箔１ｄの位置よりも下方側で、かつ乾燥室６の電極箔１ｄと鈍角を形成するような位置となり、その結果、電極箔１の搬送系の搬送方向Ｓを複数にすることができる。すなわち、電極箔１の搬送系の搬送方向Ｓを、水平方向（Ｓ２）と水平方向以外の方向（本実施の形態では斜め上方向（Ｓ１））とで複数の方向にすることができる。

また、固化液８ｂの電極材料への塗布は、スリットノズル８ａから固化液８ｂを吐出させて行う。

つまり、本固化工程では、固化室８の電極箔１（１ｃ）が、乾燥室６における電極箔１（１ｄ）の位置よりも下方側で、かつ乾燥室６の電極箔１（１ｄ）と鈍角（θ１）を形成するように配置された状態で、スリットノズル８ａから固化液８ｂを電極箔１に供給する。

具体的には、電極箔１上に塗布された電極材料に対して、スリットノズル８ａからこの電極材料の表面に固化液８ｂを供給し、電極材料に固化液８ｂを接触させることによって電極材料を固化させる。この時、固化液８ｂは、例えば純水もしくはエタノールである。すなわち、電極箔１上に塗布された電極材料に、純水等の固化液８ｂを接触させることによって、電極材料に含まれる溶剤に溶解しながら電極材料内に浸透する。そして、電極材料内における水の濃度が増加するとバインダー（固化材）の溶解度が不足し、バインダー（固化材）が析出する。

この時、電極材料に含まれる活物質粒子間が結着され、電極材料全体が固化する。このような固化の過程は乾燥などに要する時間よりも遥かに短い時間で生じるため、電極材料の内部は流動性が低くなり、電極材料に含まれる各種成分の分布等はほぼ瞬間的に固定される。

上記のように、本実施の形態では、電極材料の乾燥に先立って電極材料を固化させるので、電極箔１の搬送に接触式搬送系を使用することができる。換言すれば、複雑かつ高価な非接触式搬送系を用いる必要はない。そこで、本実施の形態では、ローラー５による搬送系を使用した安価な乾燥室６が採用されている。この利点は、電極箔１の両面に塗布された電極材料を一括して乾燥する場合に、特に高い効果を発揮する。もっとも、エアー浮上式搬送系などの非接触式搬送系の使用を排除するものではない。

また、固化液８ｂをスリットノズル８ａから吐出することで、電極箔１の幅方向に対して固化液８ｂを層流化した状態で固化液８ｂを電極材料に塗布することができる。

また、固化室８において、電極箔１ｃ（１ｂ）の最下部の直下に、廃液（固化液８ｂ）８ｃを回収するパン８ｄが設けられており、これにより、供給された固化液８ｂのうち、斜めに配置された電極箔１ｃの下方に流れ落ちる廃液８ｃを、パン８ｄによって回収する。

次に、図１に示されるローラー５（５ｃ）の搬送系によって電極箔１が乾燥室６に搬入され、乾燥工程が行われる。具体的には、熱風乾燥などの周知の手法で電極材料中の液体成分を加熱蒸発させて電極材料を乾燥させ、これにより、電極層を形成する。

その後、乾燥工程を経た電極箔１が巻き取られた電極箔ロール７は、次工程に供給される。ただし、電極箔１の裏面にも電極層を形成する場合には、上記のような工程を電極箔１の裏面に対しても行い、両面に電極層が形成された電極シートを製造してから、次の工程に進む。

なお、図１に示される乾燥室６は、その室内における搬送路は比較的短い。すなわち、乾燥室６の前段に固化室８が設けられたことで、乾燥室６の長さを短くすることができ、例えば、本実施の形態おける乾燥室６の長さは、１０ｍ程度である。

また、上記のように、正極用の電極箔（例えばＡｌ（アルミニウム））の表面に正極用の電極層（例えばアセチレンブラックなどの導電材層）を形成することで正極シートを形成する。さらに、上述した工程により、負極用の電極箔（例えばＣｕ（銅））の表面に負極用の電極層（例えばアセチレンブラックなどの導電材層）を形成することで負極シートを形成する。

その後、セパレータ層を介して正極シートと負極シートを重ね合わせて積層体を形成する。セパレータ層は、公知のフィルム状セパレータを用いて形成することもできるが、後述する方法によって正極シートまたは負極シートの電極層の上にセパレータ層を一体的に形成することもできる。

次に、本実施の形態のリチウムイオン電池の製造方法によって製造されるリチウムイオン電池の一例を図２に示す。図示されているリチウムイオン電池では、正極シート１０、負極シート１１およびセパレータ層としてのセパレータ１２からなる積層体が円筒型の容器１３内に組み込まれている。より具体的には、上記積層体が所定の長さに切断され、巻回されて、容器１３内に組み込まれている。

したがって、容器１３内では、正極用の電極層が形成された正極シート１０、セパレータ層としてのセパレータ１２、負極用の電極層が形成された負極シート１１が繰り返し交互に積層されている。換言すれば、隣り合う正極シート１０と負極シート１１との間にセパレータ層が介在している。

容器１３内には、上記積層体とともに電解液が充填されている。容器１３の一端は正極端子１５により封止され、他端は負極端子１６により封止されている。正極シート１０は、金属膜からなる正極リード１４を介してガス排出構造を有する正極端子１５に電気的に接続されており、負極シート１１は、金属膜からなる負極リード（図示せず）を介して負極端子１６に電気的に接続されている。

以下では、本実施の形態におけるリチウムイオン電池を構成する各材料、およびリチウムイオン電池を製造する際に用いる各材料について詳しく説明する。

本実施の形態で用いるリチウムイオン電池の正極活物質には、コバルト酸リチウムまたはマンガン（Ｍｎ）を含有するスピネル構造のリチウム含有複合酸化物を用いることができる。また、正極活物質には、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）を含む複合酸化物、またはオリビン型リン酸鉄に代表されるオリビン型化合物などを使用するがことができる。ただし、正極活物質に用いる材料は、これらに限定されるわけではない。

マンガン（Ｍｎ）を含有するスピネル構造のリチウム含有複合酸化物は熱的安定性に優れているため、これを含む電極シートを形成することで、安全性の高い電池を構成することができる。また正極活物質には、マンガン（Ｍｎ）を含有するスピネル構造のリチウム含有複合酸化物のみを用いてもよいが、他の正極活物質を併用してもよい。このような他の正極活物質としては、例えば、Ｌｉ_1+x ＭＯ₂ （−０．１＜ｘ＜０．１、Ｍ：Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｔｉなど）で表わされるオリビン型化合物などが挙げられる。

また、層状構造のリチウム含有遷移金属酸化物の具体例としては、ＬｉＣｏＯ₂ またはＬｉＮｉ_1-x Ｃｏ_x-y Ａｌ_y Ｏ₂ （０．１≦ｘ≦０．３、０．０１≦ｙ≦０．２）などを用いることができる。また、層状構造のリチウム含有遷移金属酸化物には、少なくともＣｏ、ＮｉおよびＭｎを含む酸化物（ＬｉＭｎ_1/3 Ｎｉ_1/3 Ｃｏ_1/3 Ｏ₂ 、ＬｉＭｎ_5/12Ｎｉ_5/12Ｃｏ_1/6 Ｏ₂ 、ＬｉＮｉ_3/5 Ｍｎ_1/5 Ｃｏ_1/5 Ｏ₂ など）などを用いることができる。

本実施の形態で用いる負極活物質は、例えば、天然黒鉛（鱗片状黒鉛）、人造黒鉛または膨張黒鉛などの黒鉛材料を用いることができる。また、負極活物質には、ピッチを焼成して得られるコークスなどの易黒鉛化性炭素質材料を用いることもできる。また、負極活物質には、フルフリルアルコール樹脂（ＰＦＡ）、ポリパラフェニレン（ＰＰＰ）またはフェノール樹脂などを低温焼成して得られる非晶質炭素などの難黒鉛化性炭素質材料を用いてもよい。また、炭素材料の他に、リチウム（Ｌｉ）またはリチウム含有化合物なども負極活物質として用いることができる。

リチウム含有化合物としては、Ｌｉ−Ａｌなどのリチウム合金、Ｓｉ（ケイ素）、または、Ｓｎ（錫）などとリチウム（Ｌｉ）との合金化が可能な元素を含む合金が挙げられる。さらにＳｎ酸化物またはＳｉ酸化物などの酸化物系材料も用いることも可能である。

本実施の形態で用いる導電材は、正極合剤層に含有させる電子伝導助剤として用いるもので、例えば、カーボンブラック、アセチレンブラック、グラファイト、カーボンファイバー、またはカーボンナノチューブなどの炭素材料が好ましい。上記の炭素材料の中でも、添加量と導電性の効果、および正極合剤層含有組成物（後述する）の製造性の点から、アセチレンブラックを用いることが特に好ましい。かかる導電材は負極合剤層の材料として用いることも可能であり、好ましい場合もある。なお、ここでいう正極または負極の合剤層とは、上記した電極材料、またはこれを固化、乾燥させた電極層のことである。

本実施の形態では、固化材を兼ねるバインダー成分を含むバインダーを用いることもできる。具体的には、バインダーは、上記の活物質および電子伝導助剤を結着するためのバインダー成分を含有していることが好ましい。バインダーとしては、例えば、ポリビニリデンフルオライド系ポリマー（主成分モノマーであるビニリデンフルオライドを８０質量％以上含有する含フッ素モノマー群の重合体）、またはゴム系ポリマーなどが好適に用いられる。上記ポリマーは、２種以上を併用してもよい。また、本実施の形態で用いられるバインダーは、溶媒に溶解した溶液の形態で供されるものが好ましい。

上記ポリビニリデンフルオライド系ポリマーを合成するための含フッ素モノマー群としては、ビニリデンフルオライド、またはビニリデンフルオライドと他のモノマーとの混合物で、ビニリデンフルオライドを８０質量％以上含有するモノマー混合物等が挙げられる。他のモノマーとしては、例えば、ビニルフルオライド、トリフルオロエチレン、トリフルオロクロロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、およびフルオロアルキルビニルエーテルなどが挙げられる。

上記のゴム系ポリマーとしては、例えば、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム、およびフッ素ゴムなどが挙げられる。

正極および負極の各合剤層中におけるバインダーの含有量は、乾燥後の電極材料を基準として０．１質量％以上、より好ましくは０．３質量％以上であって、１０質量％以下、さらに、５質量％以下であることがより望ましい。バインダーの含有量が少な過ぎると、固化工程における固化が不十分となるばかりでなく、乾燥後の合剤層の機械的強度が不足し、合剤層が電極箔から剥離する虞がある。また、バインダーの含有量が多過ぎると、合剤層中の導電材の量が減少して、電池容量が低くなる虞がある。

本実施の形態において用いられる固化材には、上記バインダーと同じもの、または上記バインダーとして用いることができる複数の材料の混合物が用いられる。バインダーとしての性能を持たず、固化材としての性能のみを有する成分をバインダーに加えて使用することも可能である。

また、電極箔１に電極材料を塗布する塗布機構（塗工手段）には、例えば、押出しコーター、リバースローラー、ドクターブレード、アプリケーターなどを用いることもできる。

また、電極箔１はシート状の箔に限定されない。電極箔１の材料には、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ステンレス鋼、もしくはチタン（Ｔｉ）などの純金属または合金性導電材料を用いることができる。また、電極箔１の形状は網状や板状であってもよい。また、電極箔１は、パンチドメタルやフォームメタルであってもよい。電極箔１の厚みとしては、例えば、５〜３０μｍ、より好ましくは８〜１６μｍが選択される。また、電極箔１の一方の面に形成される電極層の厚みは、乾燥後の厚みで、例えば、１０〜３００μｍ、より好ましくは３０〜１５０μｍを選択できる。

また、本実施の形態において用いられる溶剤は、水に溶解する性質を有する。このような溶剤としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド、プロピレンカーボネート、ジメチルホルムアミド、もしくはγ−ブチロラクトンなどに代表される非プロトン性極性溶剤、またはこれらの混合液を選択できる。

次に、図１に示す乾燥室６で行われる乾燥工程について説明する。

上記乾燥工程には、温風乾燥を用いることが考えられるが、これに限定されるものではない。乾燥手段としては、赤外線、遠赤外線その他の電磁波を照射する加熱方式であってもよい。また、高周波電場による誘電加熱方式、または磁束の変化を利用する誘導加熱方式を用いることも可能である。さらにはヒーターを組み込んだ加熱ロールまたはホットプレートなどを利用する接触加熱方式を用いてもよく、上記した乾燥手段のいくつかを組み合わせた加熱方式も用いることもできる。

以下、本実施の形態のリチウムイオン電池の製造方法を構成する各工程についてより具体的に説明する。

正極活物質には、リチウム遷移金属複合酸化物としてのニッケルコバルトマンガン酸リチウムを選択することができる。上記リチウム遷移金属複合酸化物と、導電材の黒鉛粉末と、導電材のアセチレンブラックと、固化材を兼ねるバインダーとしてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）とを、重量比で８５：８：２：５となる割合で混合する。さらに溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を逐次添加する。

次に、これらの混合成分を、プラネタリーミキサーで混練して正極用の電極材料を調整する。この電極材料はスラリー状の液体であり、電極材料中には固化材としてのバインダー成分がＮＭＰ中に溶解している。回転粘度計で測定した電極材料の粘度は約１０Ｐａ・Ｓとなる。

このようにして混練した電極材料を厚さ２０μｍのアルミニウム箔（正極集電体、電極箔１）上に厚さ１００μｍとなるようアプリケーターで塗布する。以上の工程が、電極箔１の表面に、水と相溶な溶剤および水に難溶なバインダーを含む電極材料を塗布する塗布工程である。

次に、電極材料が塗布されたアルミニウム箔を、図１に示す固化室８を通過させることで、上記電極材料を固化させる。固化現象は、水により電極材料中の溶剤であるＮＭＰの濃度を低下させることで、電極材料中のバインダーが不溶化して析出し、正極剤粒子間を結着する現象である。このようにして固化した電極材料は流動性および粘着性がなくなり、アルミニウム箔に保持されているため、電極材料の表面にローラーを接触させるローラー搬送にも十分に耐えることができる。

以上の工程が、電極材料を固化させる固化工程である。

次に、固化工程により固化された電極材料を、温風乾燥炉内で１２０℃の温度で１０分間乾燥させ、電極材料中の水および微量に残留したＮＭＰを蒸発除去することで、アルミニウム箔（電極箔１）上に正極用の電極層が形成された正極シートを形成する。以上の工程が、電極材料を乾燥させる乾燥工程である。

ここで、本実施の形態に対する第２比較例として、乾燥工程の前に固化工程を行わない場合のリチウムイオン電池の製造方法を以下に説明する。第２比較例のリチウムイオン電池の製造方法では、本実施の形態と同じ成分の電極材料をアルミニウム箔上に塗布し、塗布された電極材料を温風乾燥炉内で１２０℃の温度で１０分間乾燥させて、電極材料中のＮＭＰを蒸発除去する。これにより、アルミニウム箔上に正極用の電極層が形成された正極シートを形成する。このように、第２比較例では、本実施の形態の固化工程を省略した製造方法で、本実施の形態と同じ組成のリチウムイオン電池用電極を製造する。

なお、本実施の形態の製造方法と上述の第２比較例の製造方法で得られた電極層の種々の特性を比較したものを図３に示す。上記したように、固化工程を含む本実施の形態の製造方法では、乾燥工程を行う前に電極材料が固化している。一方、第２比較例の製造方法における乾燥工程では、液体の電極材料を温風乾燥炉で乾燥させる。したがって、本実施の形態の製造方法では、乾燥工程においてローラーなどを電極材料の表面に接触させて搬送することが可能となるのに対し、第２比較例の製造方法では、そのような搬送方法を用いることは原理的に不可能である。

また、本実施の形態の製造方法と第２比較例の製造方法との違いは、電極層の組成分布などに顕著に現れる。乾燥後の電極材料（電極層）に対しては、分析手法として走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）およびエネルギー分散Ｘ線分析装置（ＥＤＸ：Energy Dispersive X-ray spectroscopy）を利用する。これにより、電極層の断面の厚さ方向の組成分布を測定することが可能である。かかる手法で測定した、電極層の厚み方向におけるバインダー成分の濃度が、電極層の表面と底面（アルミニウム箔に接する面）とでその比が２倍以上となる場合を「分布大」、２倍より小さな場合を「分布小」と定義する。分布の比較では、本実施の形態の製造方法によって作られた電極層は分布小であり、第２比較例の製造方法によって作られた電極層は分布大となり、顕著な違いが認められる。

また、バインダー成分の分布については次のような違いが認められる。電極材料の乾燥時に電極材料が液状である図３の第２比較例の製造方法では、電極材料内におけるバインダー等の成分の物質移動、すなわち対流または拡散が生じるために大きな濃度分布が発生していると推定される。これに対し、本実施の形態の製造方法では、固化工程で電極材料が固化されるのと同時に電極材料の成分も固定化されるので、乾燥時における成分移動が抑制され、濃度分布が小さくなる。

さらに、電極層の観察から得られる層内の固体粒子である正極活物質および導電材の分布についても、図３の第２比較例の製造方法で作られた電極層内では分布大となっているのに対し、本実施の形態の製造方法によって作られた電極層内では分布小となっている。これにより、均一な電極層が得られると認められる。

本実施の形態のリチウムイオン電池の製造装置および製造方法によれば、搬送系を構成する複数のローラー５の配置により、固化室８における電極箔１ｃは、乾燥室６における電極箔１ｄの位置よりも下方側に配置される。さらに、固化室８における電極箔１ｃは、乾燥室６の電極箔１ｄと鈍角（θ１）を形成するように配置される。

その結果、電極箔１の搬送系を下方向に向けて水平方向から逸らす（変える）ことができる。

すなわち、固化室８から乾燥室６に及ぶ電極箔１の搬送系において、この搬送系の搬送方向Ｓを複数にすることができる。本実施の形態では、水平方向（Ｓ２）と水平方向以外の方向（斜め上方向（Ｓ１））とにすることができる。

これにより、図７の第１比較例の製造装置のように、固化室８０から乾燥室６０に及ぶ電極箔１の搬送方向が水平方向１つの場合に比べて、本実施の形態のリチウムイオン電池の製造装置では、上方から投影した搬送系（搬送機構）の長さを短くすることができる。言い換えると、電極箔１の搬送系に必要とされる平面視での面積を低減することができる。つまり、リチウムイオン電池の製造装置を構成する電極製造装置のフットプリント（設置面積）の低減化を図ることができる。

その結果、リチウムイオン電池の製造装置のフットプリントの低減化を図ることができ、リチウムイオン電池の製造装置の小型化を図ることができる。

また、リチウムイオン電池の製造装置の小型化を図れるため、その製造装置の製造コストの低減化を図ることができる。

また、本実施の形態のリチウムイオン電池の製造装置（電極製造装置）では、塗工部２のローラー５ａの配置を、塗工部２から固化室８に搬送される電極箔１ｂと、固化室８に配置される電極箔１ｃとが、側面視で鋭角（θ３）を形成するような配置としている。

さらに、集電用電極箔ロール４の配置を、塗工部２から固化室８に搬送される電極箔１ｂと、集電用電極箔ロール４から送り出された電極箔１ａとが、側面視で鋭角（θ４）を形成するような配置としている。

これにより、集電用電極箔ロール４は、固化室８と乾燥室６の両方の極めて近傍に配置されることになり、リチウムイオン電池の製造装置を、水平方向に対しても、かつ高さ方向に対しても小型化することができる。

また、固化室８に配置された電極箔１ｃ（１ｂ）の最下部の下方に、廃液８ｃを回収する小型のパン８ｄが設けられている。これは、固化室８においては、電極箔１ｃが水平方向に対して斜めに配置されるため、塗布された固化液８ｂが後段の乾燥室６に運ばれたり、もしくは拡散することを阻止できる。すなわち、電極材料上に塗布された固化液８ｂは、斜めに配置された電極箔１ｃの直下に流れ落ち、飛散することがないため、拡散防止用等の大型のパン８ｄを設置することなく、小型のパン８ｄを設置することで廃液８ｃの回収を行うことができる。

その結果、リチウムイオン電池の製造装置（電極製造装置）を小型化することが可能になる。

また、本実施の形態のリチウムイオン電池の製造装置では、固化室８に、固化液８ｂを吐出するスリットノズル８ａが設けられており、このスリットノズル８ａから電極箔１上に塗布された電極材料に対して固化液８ｂを供給する。スリットノズル８ａから固化液８ｂを吐出することで、固化液８ｂが電極材料内に浸透し、バインダーが析出される。

この時、固化液８ｂをスリットノズル８ａから吐出することで、固化液８ｂを層流化した状態で均一に射出させて電極材料に塗布することができる。

これにより、電極材料上に固化液８ｂが均一に保持されるため、固化液８ｂの均一性が高められ、その結果、析出するバインダーの均一性も高めることができる。さらに、乾燥室６で乾燥処理を行った際の乾燥ムラを低減することができる。

また、スリットノズル８ａを用いることにより、固化液８ｂを層流化した状態で均一に射出することができるため、廃液８ｃの回収の制御も容易に行うことができる。

さらに、スリットノズル８ａを用いることにより、固化液８ｂは層流化した状態で流れるため、余剰となった固化液８ｂを回収する際に固化液８ｂは飛散しない。したがって、廃液８ｃを回収するパン８ｄは、廃液８ｃの飛散を考慮することなく最小限の領域で回収することができ、装置構成を複雑化せずに済む。その結果、リチウムイオン電池の製造装置のメンテナンス性を向上することができる。

また、スリットノズル８ａを用いることにより、固化液８ｂを塗布する際の固化液８ｂの飛散を防ぐことができるため、固化液が飛散して機構部に付着することを防ぐための固化室チャンバーの設置を必要とすることがない。

その結果、上述と同様に装置構成を複雑化せずに済む。

また、スリットノズル８ａを用いることにより、固化液８ｂの塗布量を一定化することができる。本実施の形態の電極箔１のように、塗布が行われる被対象物が所定の幅を有する部材である場合、例えば先端が円形で、点形状で塗布を行うノズル等に比較して、スリットノズル８ａは幅方向に対して一定の量で塗布を行うことができる。その結果、塗布の均一性を向上させることができる。

さらに、固化液８ｂの塗布の均一性を向上できるため、固化液８ｂの浸透性も向上させることができる。

その結果、図２に示すリチウムイオン電池の品質を向上させることができる。

また、本実施の形態の製造方法によれば、乾燥工程前に固化工程を導入することにより、電極材料の組成および層厚を安定して維持することができる。

また、乾燥工程に先立って固化工程を行う本実施の形態の製造方法では、電極材料の組成や膜厚等の変動が起こる可能性を排除した後に乾燥工程を行うため、短時間での急速乾燥が可能となる。したがって、本実施の形態の製造装置を用いてリチウムイオン電池を製造することにより、電極層の品質を安定させ、かつ、乾燥設備を小型化でき、リチウムイオン電池の製造コストを低減することができる。

また、乾燥工程前または乾燥工程中において、電極材料を保持した電極箔の搬送に、塗布膜と接触する接触式のローラー搬送系を使用することが可能となり、製造方法の選択の自由度や製造装置の構成の選択の自由度が向上するという効果を得ることもできる。

また、本実施の形態では、固化工程によって電極材料の流動性を失わせてから乾燥工程を行うので、乾燥工程において電極材料の表面にバインダーが偏析することがない。これにより、電極層と電極箔との結合性が低下することを防ぐことができる。

なお、本実施の形態の製造方法における固化工程は、正極シートのみでなく、負極シートの製造に用いることもでき、セパレータ層としてのセパレータ１２（図２参照）の形成にも用いることができる。

セパレータの製造方法は、正極シートおよび負極シートを形成する工程と実質的に同一の工程を有する。具体的には、基材（箔）上にペースト状のセパレータ材料を塗布した後、固化および乾燥させることで、セパレータを形成することができる。

具体的なセパレータ製造工程では、例えば、図１に示される製造装置と同様の製造装置に、集電用電極箔ロール４に替えて基材ロールをセットする。その後、電極層の形成工程と同様に、搬送機構によって搬送される基材の表面に、塗工部においてペースト状のセパレータ材料を塗布する。

次いで、セパレータ材料が塗布された基材を固化室に搬入し、セパレータ材料に含まれるバインダーを析出させてセパレータ材料を固化させる。その後、固化されたセパレータ材料を保持している基材を乾燥室に搬入し、セパレータ材料を乾燥させる。以上の工程により、基材上にセパレータ層が形成されたセパレータを製造することができる。

セパレータ層の形成材料であるセパレータ材料には、シリカ（酸化シリコン）、アルミナ（酸化アルミニウム）またはポリエチレン等と、上述したバインダーと、溶剤（例えばＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ））とを混ぜた混合ペーストを用いることができる。

上記のようにして製造されたセパレータ（セパレータ層）は、例えば多孔性ポリプロピレン膜などからなり、完成したリチウムイオン電池内において、正極シートと負極シートとの間に介在し、隣り合う電極の両極活物質同士の接触を防止することができる。さらに、セパレータ層内の空孔内に電解液を保持し、電極間のイオン伝導の通路を形成する。

本実施の形態のように、乾燥工程前にセパレータ材料を固化させることで、セパレータ材料の組成の安定化、乾燥装置の簡略化、スループットの向上などが実現され、製造コストを低減しつつ、セパレータの品質を維持することができる。

（第１変形例）
図４は本発明の実施の形態における第１変形例のリチウムイオン電池の製造装置を構成する電極製造装置の構造を示す概略図である。

本第１変形例は、上記電極製造装置において、固化室８に配置された電極箔１ｃ（電極箔１ｂでもよい）の最下部、あるいは最下部の周囲にエアー８ｅを吹き付けるエアーノズル８ｆが、固化室８内に設けられているものである。

これにより、固化工程において、固化室８に配置される電極箔１ｃ（電極箔１ｂでもよい）の最下部またはその周囲にエアー８ｅを吹き付けることで、電極箔１ｃの最下部やその周囲において電極箔１ｃや電極箔１ｂに付着している固化液８ｂを除去できる。

その結果、電極箔１の搬送方向Ｓにおける固化室８の前段に設けられた塗工部２まで固化液８ｂが運ばれてしまうことを防止できる。

（第２変形例）
図５は本発明の実施の形態における第２変形例のリチウムイオン電池の製造装置を構成する電極製造装置の構造を示す概略図である。

本第２変形例は、上記電極製造装置において、スリットノズル８ａと連結（連通）され、かつ固化液８ｂが収容されたタンク（第１容器）９が設けられているものであり、固化液８ｂは、タンク９からスリットノズル８ａに供給される。さらに、スリットノズル８ａとタンク９との間、すなわちスリットノズル８ａとタンク９を繋ぐ配管等に、スリットノズル８ａから吐出される固化液８ｂの吐出量を調整するポンプ１７が設けられている。

なお、固化液８ｂの塗布量（吐出量）については、電極箔１の搬送速度による。つまり、搬送速度が速い場合は、多くの塗布量が必要となり、搬送速度が遅い場合には少ない塗布量でバインダーが析出する。したがって、電極塗工液（電極材料）の粘度や膜厚等により搬送速度が可変することに対応する必要がある。すなわち、固化液８ｂの塗布量を容易に調節できることが好ましい。

そこで、スリットノズル８ａとタンク９を繋ぐ配管等にポンプ１７が設けられていることにより、スリットノズル８ａから吐出される固化液８ｂの塗布量（吐出量）を、ポンプ１７によって容易に調整することができる。

その結果、電極塗工液（電極材料）の粘度や膜厚等によって電極箔１の搬送速度を可変する必要が生じた場合においても、ポンプ１７によって、スリットノズル８ａから吐出する固化液８ｂの塗布量（吐出量）を調整することができる。すなわち、電極箔１の搬送速度の変化に容易に対応することができる。

（第３変形例）
図６は本発明の実施の形態における第３変形例のリチウムイオン電池の製造装置を構成する電極製造装置の構造を示す概略図である。

本第３変形例は、上記電極製造装置に設けられたスリットノズル８ａが、一対のダイである上流側ダイ８ａａと下流側ダイ８ａｂのそれぞれのブロック材からなるものである。さらに、このスリットノズル８ａは、一対の上流側ダイ８ａａと下流側ダイ８ａｂの先端部のギャップ（隙間量）１８を調整することで、スリットノズル８ａから吐出される固化液８ｂの塗布量（吐出量）を調整可能なノズルである。

つまり、固化液８ｂの塗布量（吐出量）の可変方法として、図５に示すタンク９からの固化液８ｂの供給量が一定の場合であっても、スリットノズル８ａの先端部のギャップ１８を調整することで、吐出される固化液８ｂの塗布量（吐出量）を調整することができる。

なお、上流側ダイ８ａａと下流側ダイ８ａｂとからなるスリットノズル８ａの先端部のギャップ１８の大きさは、例えば上流側ダイ８ａａと下流側ダイ８ａｂとに挟ませて配置したシム（板材）８ｇの厚さを変えることで調整することができる。

以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、複数のローラー５を有する搬送機構におけるローラー５の設置箇所と設置数は、図１に示す構造に限定されるものではない。すなわち、固化室８の電極箔１ｃが、乾燥室６の電極箔１ｄの位置よりも下方側に配置され、かつ乾燥室６の電極箔１ｄと鈍角を形成するように配置されていればよく、ローラー５の設置箇所や設置数は、種々変更可能である。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 電極箔
２ 塗工部（塗布部）
３ ダイコーター
４ 集電用電極箔ロール
５ ローラー（搬送機構）
５ａ，５ｂ，５ｃ ローラー
６ 乾燥室（乾燥部）
７ 電極箔ロール
８ 固化室（固化部）
８ａ スリットノズル
８ａａ 上流側ダイ
８ａｂ 下流側ダイ
８ｂ 固化液
８ｃ 廃液
８ｄ パン（第２容器）
８ｅ エアー
８ｆ エアーノズル
８ｇ シム
９ タンク（第１容器）
１０ 正極シート
１１ 負極シート
１２ セパレータ
１３ 容器
１４ 正極リード
１５ 正極端子
１６ 負極端子
１７ ポンプ
１８ ギャップ
２０ 塗工部
３０ ダイコーター
４０ 集電用電極箔ロール
５０ ローラー搬送系
６０ 乾燥室
７０ 電極箔ロール
８０ 固化室
８０ａ ノズル
８０ｂ パン

Claims (12)

1. 正極用の電極層が形成された正極シートと、負極用の電極層が形成された負極シートとがセパレータ層を介して交互に積層された積層体を備えるリチウムイオン電池の製造装置であって、
   電極箔を搬送する搬送機構と、
   水と相溶な溶剤および水に難溶なバインダーを含む電極材料を前記電極箔の上に塗布する塗布部と、
   前記電極箔の上に塗布された前記電極材料の表面に固化液を供給する固化部と、
   前記電極材料を乾燥させて前記電極層を形成する乾燥部と、
   を有し、
   前記搬送機構により、前記固化部における前記電極箔は、前記乾燥部における前記電極箔の位置よりも下方側で、かつ前記乾燥部の前記電極箔と鈍角を形成するように配置される、リチウムイオン電池の製造装置。
2. 請求項１に記載のリチウムイオン電池の製造装置において、
   前記固化部に、前記固化液を吐出するスリットノズルが設けられている、リチウムイオン電池の製造装置。
3. 請求項１または２に記載のリチウムイオン電池の製造装置において、
   前記固化部に配置された前記電極箔の最下部にエアーを吹き付けるエアーノズルが、前記固化部に設けられている、リチウムイオン電池の製造装置。
4. 請求項２または３に記載のリチウムイオン電池の製造装置において、
   前記スリットノズルと連結され、かつ前記固化液が収容された第１容器が設けられ、前記スリットノズルと前記第１容器との間に、前記スリットノズルから吐出される前記固化液の吐出量を調整するポンプが設けられている、リチウムイオン電池の製造装置。
5. 請求項２から４の何れかに記載のリチウムイオン電池の製造装置において、
   前記スリットノズルは、一対のダイからなり、前記一対のダイの先端部の隙間量を調整することで、前記スリットノズルから吐出される前記固化液の吐出量を調整可能なノズルである、リチウムイオン電池の製造装置。
6. 請求項１に記載のリチウムイオン電池の製造装置において、
   前記搬送機構により、前記塗布部から前記固化部に搬送される前記電極箔が、前記固化部に配置される前記電極箔と鋭角を形成するように配置されている、リチウムイオン電池の製造装置。
7. 請求項１に記載のリチウムイオン電池の製造装置において、
   前記固化部に配置された前記電極箔の最下部の下方に、廃液を回収する第２容器が設けられている、リチウムイオン電池の製造装置。
8. 正極用の電極層が形成された正極シートと、負極用の電極層が形成された負極シートとがセパレータ層を介して交互に積層された積層体を備えるリチウムイオン電池の製造方法であって、
   水と相溶な溶剤および水に難溶なバインダーを含む電極材料を電極箔の上に塗布する塗布工程と、
   前記電極箔の上に塗布された前記電極材料の表面に固化液を供給する固化工程と、
   前記固化液が供給された前記電極材料を乾燥させて前記電極層を形成する乾燥工程と、
   を有し、
   前記固化工程において、前記電極箔が、前記乾燥工程で配置される前記電極箔の位置よりも下方側で、かつ前記乾燥工程における前記電極箔と鈍角を形成するように配置された状態で前記固化液を供給する、リチウムイオン電池の製造方法。
9. 請求項８に記載のリチウムイオン電池の製造方法において、
   前記固化工程で、スリットノズルから前記電極材料の表面に前記固化液を供給する、リチウムイオン電池の製造方法。
10. 請求項８または９に記載のリチウムイオン電池の製造方法において、
    前記固化工程で、固化部に配置される前記電極箔の最下部にエアーを吹き付ける、リチウムイオン電池の製造方法。
11. 請求項９または１０に記載のリチウムイオン電池の製造方法において、
    前記スリットノズルと連結されたポンプによって前記スリットノズルから吐出される前記固化液の吐出量を調整する、リチウムイオン電池の製造方法。
12. 請求項９から１１の何れかに記載のリチウムイオン電池の製造方法において、
    前記スリットノズルの先端部の隙間量を調整することで、前記スリットノズルから吐出される前記固化液の吐出量を調整する、リチウムイオン電池の製造方法。

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