(57)【要約】  電極材料塗布装置１４は、溶媒に少なくとも黒鉛粒子が分散したスラリーが流通し得る流路１４ａと、流路１４ａ内に配置されたフィルタ１４ｂと、流路１４ａに沿った磁力線を有する磁場をフィルタ１４ｂに生じさせるように配置された磁石１４ｃ１，１４ｃ２と、フィルタ１４ｂを通ったスラリーを集電体に塗る塗布部１４ｄとを備えている。
2012095975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶媒に少なくとも黒鉛粒子が分散したスラリーが流通し得る流路と、
前記流路内に配置されたフィルタと、
前記流路に沿った磁力線を有する磁場をフィルタに生じさせるように配置された磁石と、
前記フィルタを通った前記スラリーを集電体に塗る塗布部と
を備えた電極材料塗布装置。
【請求項２】
前記磁石は、前記流路に沿って前記フィルタを挟むように配置され、それぞれ前記フィルタに対向した部位が互いに引き合う磁極になる一対の磁石で構成された、請求項１に記載された電極材料塗布装置。
【請求項３】
前記磁石は、永久磁石で構成された、請求項１又は２に記載された電極材料塗布装置。
【請求項４】
前記磁石は、電磁石で構成された、請求項１又は２に記載された電極材料塗布装置。
【請求項５】
流路に配置したフィルタに磁力線が流路に沿った磁場を生じさせながら、溶媒に少なくとも黒鉛粒子を分散させたスラリーを前記流路に供給して、前記スラリーを濾過する、スラリーの濾過方法。
【請求項６】
請求項５に記載されたスラリーの濾過方法によってスラリーを濾過する工程と、
当該濾過する工程で濾過された前記スラリーを集電体に塗布する工程と
を含む、二次電池の製造方法。
【請求項７】
流路と、
前記流路内に配置したフィルタと、
磁力線が流路に沿った磁場を前記フィルタに生じさせるように配置された磁石と
を備えた、濾過装置。
【請求項８】
前記磁石は、前記流路に沿って前記フィルタを挟むように配置され、それぞれ前記フィルタに対向した部位が互いに引き合う磁極になる一対の磁石で構成された、請求項７に記載された濾過装置。
【請求項９】
前記磁石は、永久磁石で構成された、請求項７又は８に記載された濾過装置。
【請求項１０】
前記磁石は、電磁石で構成された、請求項７又は８に記載された濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電極材料塗布装置および濾過装置に関する。かかる電極材料塗布装置は、例えば、二次電池に関し、特に、集電体に電極合剤を塗工する装置に用いることができる。また濾過装置は電極合剤を濾過するのに用いることができる。【０００２】
ここで、本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充電可能な蓄電デバイス一般をいう。二次電池には、例えば、リチウムイオン二次電池(lithium-ion secondary battery)が含まれる。また、本明細書において「リチウムイオン二次電池」は、電解質イオンとしてリチウムイオンを利用し、正負極間におけるリチウムイオンに伴う電子の移動により充放電が実現される二次電池をいう。
【背景技術】
【０００３】
リチウムイオン二次電池の製造方法として、例えば、特許文献１には、リチウム二次電池の製造方法に関して、正極の形成に用いる正極スラリーおよび負極の形成に用いる負極スラリーを濾過することが開示されている。これにより、製造工程での混入微小金属粉末および原材料粉末中の粗大粉末を除去することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特許出願公開２００９−３０１９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、負極スラリーは、電極活物質としての黒鉛が溶媒中に分散したスラリーである。かかるスラリーは、例えば、金属箔に塗布され、その後、乾燥され、さらに圧延される。かかるスラリーには、溶媒中で、電極活物質やバインダや増粘材が所定以上に凝集した大きな粒子が含まれることがある。金属箔が帯状のシート材である場合において、スラリーは、例えば、搬送される金属箔に連続的に塗布される。この際、スラリーに大きな粒子が含まれていると、当該粒子が塗布経路で詰まることがある。当該粒子が詰まった部分ではスラリーが塗布されず、金属箔にすじ状にスラリーが塗布されていない部分（塗工すじ）が生じることがある。このため、スラリーから大きな粒子を除去することが望ましい。換言すれば、スラリーに含まれる粒子の粒径を概ね揃えることが望ましい。このため、塗布前にスラリーをフィルタに通してスラリーを濾過する場合がある。【０００６】
また、かかるスラリーは、所定の目付量で金属箔に塗工される。このためスラリーは、金属箔に塗布した際に液垂れしたり、厚さ（目付量）が大きく変わったりすることがない程度に所要の粘度を有している。かかるスラリーは、ダイラタンシ挙動を示し易く、フィルタの目が細かくなればなるほど、抵抗が高くなる。このため、目が細かいフィルタにスラリーを通すためにはスラリーに与える圧力を高くする必要がある。さらに、ダイラタンシ挙動の影響によって、スラリーに与える圧力が高くなればなるほど、スラリーはフィルタを通り難くなる。このようにフィルタの目を細かくすればするほど、目詰まりが生じやすい。このため、フィルタの目をある程度粗くせざるを得ない場合もある。また、スラリーを濾過する際、フィルタの目が粗いと、除去できる粒子の粒径が大きくなってしまう。このように、スラリーは、単純に目の細かいフィルタを通過させようにも、上手く濾過できない場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電極材料塗布装置は、溶媒に少なくとも黒鉛粒子が分散したスラリーが流通し得る流路と、流路内に配置されたフィルタと、流路に沿った磁力線を有する磁場をフィルタに生じさせるように配置された磁石と、フィルタを通ったスラリーを集電体に塗る塗布部とを備えている。【０００８】
かかる電極材料塗布装置によれば、流路に形成されたフィルタを通る際に、磁場の影響で、流路に沿って黒鉛粒子の向きが整えられる。このため、溶媒に少なくとも黒鉛粒子が分散したスラリーがフィルタを通り易くなり、フィルタの目詰まりが生じ難くなる。このため、より目の細かいフィルタを採用することができ、スラリー中の凝集物や異物をより微細なレベルで除去できる。【０００９】
この場合、磁石は、例えば、流路に沿ってフィルタを挟むように配置され、それぞれフィルタに対向した部位が互いに引き合う磁極になる一対の磁石で構成されていてもよい。また、磁石は、永久磁石で構成されていてもよいし、電磁石で構成されていてもよい。【００１０】
また、スラリーの濾過方法という観点において、本発明は、流路に配置したフィルタに磁力線が流路に沿った磁場を生じさせながら、溶媒に少なくとも黒鉛粒子を分散させたスラリーを流路に供給して、スラリーを濾過する方法である。かかるスラリーの濾過方法によれば、フィルタの目詰まりが生じ難くなる。このため、より目の細かいフィルタを採用することができ、スラリー中の凝集物や異物をより微細なレベルで除去できる。【００１１】
かかる濾過方法はスラリー中の凝集物や異物をより微細なレベルで除去できるので、二次電池の性能向上に寄与しうる。このため、かかる濾過方法は、二次電池の製造方法において、スラリーを集電体に塗布する塗布工程を含む場合に、スラリーを濾過する方法に採用するのが好適である。例えば、二次電池の製造方法は、上述したスラリーの濾過方法によってスラリーを濾過する工程と、当該濾過する工程で濾過されたスラリーを集電体に塗布する工程とを含んでいるとよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、リチウムイオン二次電池の構造の一例を示す図である。
【図２】図２は、リチウムイオン二次電池の捲回電極体を示す図である。
【図３】図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す断面図である。
【図４】図４は、正極合剤層の構造を示す断面図である。
【図５】図５は、負極合剤層の構造を示す断面図である。
【図６】図６は、捲回電極体の未塗工部と電極端子との溶接箇所を示す側面図である。
【図７】図７は、リチウムイオン二次電池の充電時の状態を模式的に示す図である。
【図８】図８は、リチウムイオン二次電池の放電時の状態を模式的に示す図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態に係る二次電池の製造における一工程を示す図である。
【図１０】図１０は、濾過装置の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、濾過装置に磁石がないと仮定した場合において、フィルタがスラリーを濾過するイメージを示す図である。
【図１２】図１２は、スラリーのダイラタンシ挙動の典型例を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の一実施形態においてフィルタがスラリーを濾過するイメージを示す図である。
【図１４】図１４は、濾過装置の他の例を示す図である。
【図１５】図１５は、二次電池を搭載した車両を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここではまず、本発明が適用され得る二次電池の例として、リチウムイオン二次電池の構造例を簡単に説明する。その後、本発明の一実施形態に係る二次電池の製造方法および電極材料塗布装置を図面に基づいて説明する。なお、同じ作用を奏する部材、部位には適宜に同じ符号を付している。また、各図面は、模式的に描いており、必ずしも実物を反映しない。
【００１４】
図１は、リチウムイオン二次電池１００を示している。このリチウムイオン二次電池１００は、図１に示すように、捲回電極体２００と電池ケース３００とを備えている。また、図２は、捲回電極体２００を示す図である。図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示している。
【００１５】
捲回電極体２００は、図２及び図３に示すように、正極シート２２０、負極シート２４０およびセパレータ２６２、２６４を有している。正極シート２２０、負極シート２４０およびセパレータ２６２、２６４は、それぞれ帯状のシート材である。
【００１６】
≪正極シート２２０≫
正極シート２２０は、図２及び図３に示すように、帯状の正極集電体２２１（正極芯材）を有している。正極集電体２２１には、正極に適する金属箔が好適に使用され得る。この正極集電体２２１には、所定の幅を有する帯状のアルミニウム箔が用いられている。また、正極シート２２０は、未塗工部２２２と正極合剤層２２３とを有している。未塗工部２２２は正極集電体２２１の幅方向片側の縁部に沿って設定されている。正極合剤層２２３は、正極活物質を含む正極合剤２２４が塗工された層である。正極合剤２２４は、正極集電体２２１に設定された未塗工部２２２を除いて、正極集電体２２１の両面に塗工されている。
【００１７】
≪正極合剤層２２３、正極活物質６１０≫
ここで、図４は、リチウムイオン二次電池１００の正極シート２２０の断面図である。なお、図４において、正極合剤層２２３の構造が明確になるように、正極合剤層２２３中の正極活物質６１０と導電材６２０とバインダ６３０とをそれぞれ大きく模式的に表している。
【００１８】
正極合剤層２２３には、図４に示すように、正極活物質６１０や導電材６２０やバインダ６３０が含まれている。正極活物質６１０には、リチウムイオン二次電池の正極活物質として用いられる物質を使用することができる。正極活物質６１０の例を挙げると、ＬｉＮｉＣｏＭｎＯ２（リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物）、ＬｉＮｉＯ２(ニッケル酸リチウム)、ＬｉＣｏＯ２(コバルト酸リチウム)、ＬｉＭｎ２Ｏ４(マンガン酸リチウム)、ＬｉＦｅＰＯ４(リン酸鉄リチウム)などのリチウム遷移金属酸化物が挙げられる。ここで、ＬｉＭｎ２Ｏ４は、例えば、スピネル構造を有している。また、ＬｉＮｉＯ２やＬｉＣｏＯ２は層状の岩塩構造を有している。また、ＬｉＦｅＰＯ４は、例えば、オリビン構造を有している。オリビン構造のＬｉＦｅＰＯ４には、例えば、ナノメートルオーダーの粒子がある。また、オリビン構造のＬｉＦｅＰＯ４は、さらにカーボン膜で被覆することができる。
【００１９】
≪導電材６２０≫
導電材６２０としては、例えば、カーボン粉末やカーボンファイバーなどのカーボン材料が例示される。このような導電材から選択される一種を単独で用いてもよく二種以上を併用してもよい。カーボン粉末としては、種々のカーボンブラック（例えば、アセチレンブラック、オイルファーネスブラック、黒鉛化カーボンブラック、カーボンブラック、黒鉛、ケッチェンブラック）、グラファイト粉末などのカーボン粉末を用いることができる。
【００２０】
≪バインダ６３０≫
また、バインダ６３０は、正極活物質６１０や導電材６２０の各粒子を結着させたり、これらの各粒子と正極集電体２２１とを結着させたりする。かかるバインダ６３０としては、使用する溶媒に溶解または分散可溶なポリマーを用いることができる。例えば、水性溶媒を用いた正極合剤組成物においては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）などのセルロース系ポリマー、また例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）や、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などのフッ素系樹脂、酢酸ビニル共重合体やスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリル酸変性ＳＢＲ樹脂（ＳＢＲ系ラテックス）などのゴム類；などの水溶性または水分散性ポリマーを好ましく採用することができる。また、非水溶媒を用いた正極合剤組成物においては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリアクリルニトリル（ＰＡＮ）などのポリマーを好ましく採用することができる。上記で例示したポリマー材料は、バインダとしての機能の他に、上記組成物の増粘剤その他の添加剤としての機能を発揮する目的で使用されることもあり得る。
【００２１】
≪増粘剤、溶媒≫
正極合剤層２２３は、例えば、上述した正極活物質６１０や導電材６２０を溶媒にペースト状（スラリ状）に混ぜ合わせた正極合剤２２４を作成し、正極集電体２２１に塗布し、乾燥させ、圧延することによって形成されている。この際、溶媒としては、水性溶媒および非水溶媒の何れも使用可能である。非水溶媒の好適な例としてＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）が挙げられる。
【００２２】
正極合剤全体に占める正極活物質の質量割合は、凡そ５０ｗｔ％以上（典型的には５０〜９５ｗｔ％）であることが好ましく、通常は凡そ７０〜９５ｗｔ％（例えば７５〜９０ｗｔ％）であることがより好ましい。また、正極合剤全体に占める導電材の割合は、例えば凡そ２〜２０ｗｔ％とすることができ、通常は凡そ２〜１５ｗｔ％とすることが好ましい。バインダを使用する組成では、正極合剤全体に占めるバインダの割合を例えば凡そ１〜１０ｗｔ％とすることができ、通常は凡そ２〜５ｗｔ％とすることが好ましい。
【００２３】
≪負極シート２４０≫
負極シート２４０は、図２に示すように、帯状の負極集電体２４１（負極芯材）を有している。負極集電体２４１には、負極に適する金属箔が好適に使用され得る。この実施形態では、負極集電体２４１には、所定の幅を有する帯状の銅箔が用いられている。また、負極シート２４０は、未塗工部２４２と、負極合剤層２４３とを有している。未塗工部２４２は負極集電体２４１の幅方向片側の縁部に沿って設定されている。負極合剤層２４３は、負極活物質を含む負極合剤２４４が塗工された層である。負極合剤２４４は、負極集電体２４１に設定された未塗工部２４２を除いて、負極集電体２４１の両面に塗工されている。
【００２４】
≪負極合剤２４４≫
図５は、リチウムイオン二次電池１００の負極シート２４０の断面図である。また、図５において、負極合剤層２４３の構造が明確になるように、負極合剤層２４３中の負極活物質７１０とバインダ７３０とをそれぞれ大きく模式的に表している。ここでは、負極活物質７１０は、いわゆる鱗片状（Flake Graphite）黒鉛が用いられた場合を図示している。負極活物質７１０は、図５に示された例に限定されない。負極合剤層２４３には、図５に示すように、負極活物質７１０や増粘剤（図示省略）やバインダ７３０などが含まれている。
【００２５】
≪負極活物質７１０≫
負極活物質には、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、天然黒鉛や人造黒鉛のアモルファスカーボンなどの黒鉛（炭素系材料）が挙げられる。なお、負極活物質は、それ自体に導電性を有している。また、この例では、図３に示すように、負極合剤層２４３の表面には、さらに耐熱層２４５（ＨＲＬ：heat-resistant layer）が形成されている。耐熱層２４５には、主として金属酸化物（例えば、アルミナ）で形成されている。なお、このリチウムイオン二次電池１００では、負極合剤層２４３の表面に耐熱層２４５が形成されている。図示は省略するが、耐熱層は、例えば、セパレータ２６２、２６４の表面に形成されていてもよい。
【００２６】
≪負極活物質≫
また、負極活物質としては、従来からリチウムイオン二次電池に用いられる材料の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。負極活物質には、例えば、少なくとも一部にグラファイト構造（層状構造）を含む粒子状の炭素材料（カーボン粒子）が挙げられる。より具体的には、いわゆる黒鉛質（グラファイト）、難黒鉛化炭素質（ハードカーボン）、易黒鉛化炭素質（ソフトカーボン）、これらを組み合わせた炭素材料を用いることができる。例えば、天然黒鉛のような黒鉛粒子を使用することができる。また、負極活物質には、天然黒鉛表面に非晶質炭素コートを施した材料を用いることができる。
【００２７】
特に限定するものではないが、負極合剤全体に占める負極活物質の割合は凡そ８０ｗｔ％以上（例えば８０〜９９ｗｔ％）にすることができる。また、負極合剤全体に占める負極活物質の割合は、凡そ９０ｗｔ％以上（例えば９０〜９９ｗｔ％、より好ましくは９５〜９９ｗｔ％）であることが好ましい。負極合剤全体に占めるバインダ７３０の割合は、例えば、凡そ０．５〜１０ｗｔ％にすることができ、通常は凡そ０．５〜５ｗｔ％にすることが好ましい。
【００２８】
≪セパレータ２６２、２６４≫
セパレータ２６２、２６４は、正極シート２２０と負極シート２４０とを隔てる部材である。この例では、セパレータ２６２、２６４は、微小な孔を複数有する所定幅の帯状のシート材で構成されている。セパレータ２６２、２６４には、例えば、多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成された単層構造のセパレータや積層構造のセパレータがある。この例では、図２および図３に示すように、負極合剤層２４３の幅ｂ１は、正極合剤層２２３の幅ａ１よりも少し広い。さらにセパレータ２６２、２６４の幅ｃ１、ｃ２は、負極合剤層２４３の幅ｂ１よりも少し広い（ｃ１、ｃ２＞ｂ１＞ａ１）。
【００２９】
≪捲回電極体２００≫
捲回電極体２００の正極シート２２０および負極シート２４０は、セパレータ２６２、２６４を介在させた状態で重ねられ、かつ、捲回されている。
【００３０】
この例では、正極シート２２０と負極シート２４０とセパレータ２６２、２６４は、図２に示すように、長さ方向を揃えて、正極シート２２０、セパレータ２６２、負極シート２４０、セパレータ２６４の順で重ねられている。この際、正極合剤層２２３と負極合剤層２４３には、セパレータ２６２、２６４が重ねられる。また、負極合剤層２４３の幅は正極合剤層２２３よりも少し広く、負極合剤層２４３は正極合剤層２２３を覆うように重ねられている。これにより、充放電時に、正極合剤層２２３と負極合剤層２４３との間で、リチウムイオン（Ｌｉ）がより確実に行き来する。
【００３１】
さらに、正極シート２２０の未塗工部２２２と負極シート２４０の未塗工部２４２とは、セパレータ２６２、２６４の幅方向において互いに反対側にはみ出るように重ねられている。重ねられたシート材（例えば、正極シート２２０）は、幅方向に設定された捲回軸周りに捲回されている。
【００３２】
なお、かかる捲回電極体２００は、正極シート２２０と負極シート２４０とセパレータ２６２、２６４を所定の順に重ねつつ捲回する。この工程において、各シートの位置をＥＰＣ（edge position control）のような位置調整機構で制御しつつ各シートを重ねる。この際、セパレータ２６２、２６４が介在した状態ではあるが、負極合剤層２４３は正極合剤層２２３を覆うように重ねられる。
【００３３】
≪電池ケース３００≫
また、この例では、電池ケース３００は、図１に示すように、いわゆる角型の電池ケースであり、容器本体３２０と、蓋体３４０とを備えている。容器本体３２０は、有底四角筒状を有しており、一側面（上面）が開口した扁平な箱型の容器である。蓋体３４０は、当該容器本体３２０の開口（上面の開口）に取り付けられて当該開口を塞ぐ部材である。
【００３４】
車載用の二次電池では、燃費向上のため、重量エネルギ効率（単位重量当りの電池の容量）を向上させることが望まれる。このため、電池ケース３００を構成する容器本体３２０と蓋体３４０は、アルミニウムやアルミニウム合金などの軽量金属（この例では、アルミニウム）を採用することが望まれる。これにより重量エネルギ効率を向上させることができる。
【００３５】
この電池ケース３００は、捲回電極体２００を収容する空間として、扁平な矩形の内部空間を有している。また、図１に示すように、当該電池ケース３００の扁平な内部空間は、捲回電極体２００よりも横幅が少し広い。この実施形態では、電池ケース３００の内部空間には、捲回電極体２００が収容されている。捲回電極体２００は、図１に示すように、捲回軸に直交する一の方向において扁平に変形させられた状態で電池ケース３００に収容されている。
【００３６】
この実施形態では、電池ケース３００は、有底四角筒状の容器本体３２０と、容器本体３２０の開口を塞ぐ蓋体３４０とを備えている。ここで、容器本体３２０は、例えば、深絞り成形やインパクト成形によって成形することができる。なお、インパクト成形は、冷間での鍛造の一種であり、衝撃押出加工やインパクトプレスとも称される。
【００３７】
また、電池ケース３００の蓋体３４０には、電極端子４２０、４４０が取り付けられている。電極端子４２０、４４０は、電池ケース３００（蓋体３４０）を貫通して電池ケース３００の外部に出ている。また、蓋体３４０には安全弁３６０が設けられている。
【００３８】
この例では、捲回電極体２００は、電池ケース３００（この例では、蓋体３４０）に取り付けられた電極端子４２０、４４０に取り付けられている。捲回電極体２００は、捲回軸に直交する一の方向において扁平に押し曲げられた状態で電池ケース３００に収納されている。また、捲回電極体２００は、セパレータ２６２、２６４の幅方向において、正極シート２２０の未塗工部２２２と負極シート２４０の未塗工部２４２とが互いに反対側にはみ出ている。このうち、一方の電極端子４２０は、正極集電体２２１の未塗工部２２２に固定されており、他方の電極端子４４０は、負極集電体２４１の未塗工部２４２に固定されている。
【００３９】
また、この例では、図１に示すように、蓋体３４０の電極端子４２０、４４０は、捲回電極体２００の未塗工部２２２、未塗工部２４２の中間部分２２２ａ、２４２ａに延びている。当該電極端子４２０、４４０の先端部は、未塗工部２２２、２４２のそれぞれの中間部分に溶接されている。図６は、捲回電極体２００の未塗工部２２２、２４２と電極端子４２０、４４０との溶接箇所を示す側面図である。
【００４０】
セパレータ２６２、２６４の両側において、正極集電体２２１の未塗工部２２２、負極集電体２４１の未塗工部２４２はらせん状に露出している。図６に示すように、この実施形態では、これらの未塗工部２２２、２４２をその中間部分において、それぞれ寄せ集め、電極端子４２０、４４０の先端部に溶接している。この際、それぞれの材質の違いから、電極端子４２０と正極集電体２２１の溶接には、例えば、超音波溶接が用いられる。また、電極端子４４０と負極集電体２４１の溶接には、例えば、抵抗溶接が用いられる。
【００４１】
このように、捲回電極体２００は、扁平に押し曲げられた状態で、蓋体３４０に固定された電極端子４２０、４４０に取り付けられている。かかる捲回電極体２００は、容器本体３２０の扁平な内部空間に収容される。容器本体３２０は、捲回電極体２００が収容された後、蓋体３４０によって塞がれる。蓋体３４０と容器本体３２０の合わせ目３２２（図１参照）は、例えば、レーザ溶接によって溶接されて封止されている。このように、この例では、捲回電極体２００は、蓋体３４０（電池ケース３００）に固定された電極端子４２０、４４０によって、電池ケース３００内に位置決めされている。
【００４２】
≪電解液≫
その後、蓋体３４０に設けられた注液孔から電池ケース３００内に電解液が注入される。電解液は、この例では、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合溶媒（例えば、体積比１：１程度の混合溶媒）にＬｉＰＦ６を約１ｍｏｌ／リットルの濃度で含有させた電解液が用いられている。その後、注液孔に金属製の封止キャップを取り付けて（例えば溶接して）電池ケース３００を封止する。なお、電解液としては、従来からリチウムイオン二次電池に用いられる非水電解液を使用することができる。
【００４３】
≪ガス抜け経路≫
また、この例では、当該電池ケース３００の扁平な内部空間は、扁平に変形した捲回電極体２００よりも少し広い。捲回電極体２００の両側には、捲回電極体２００と電池ケース３００との間に隙間３１０、３１２が設けられている。当該隙間３１０、３１２は、ガス抜け経路になる。
【００４４】
かかる構成のリチウムイオン二次電池１００は、過充電が生じた場合に温度が高くなる。リチウムイオン二次電池１００の温度が高くなると、電解液が分解されてガスが発生する。発生したガスは、捲回電極体２００の両側における捲回電極体２００と電池ケース３００との隙間３１０、３１２、および、安全弁３６０を通して、スムーズに外部に排気される。かかるリチウムイオン二次電池１００では、正極集電体２２１と負極集電体２４１は、電池ケース３００を貫通した電極端子４２０、４４０を通じて外部の装置に電気的に接続される。
【００４５】
≪正極合剤層２２３、負極合剤層２４３≫
図４に示すように、この実施形態では、正極集電体２２１の両面にそれぞれ正極合剤２２４が塗工されている。かかる正極合剤２２４の層（正極合剤層２２３）には、正極活物質６１０と導電材６２０が含まれている。図５に示すように、負極集電体２４１の両面にそれぞれ負極合剤２４４が塗工されている。かかる負極合剤２４４の層（負極合剤層２４３）には、負極活物質７１０が含まれている。
【００４６】
≪空孔≫
ここで、正極合剤層２２３は、例えば、正極活物質６１０と導電材６２０の粒子間などに、空洞とも称すべき微小な隙間を有している。かかる正極合剤層２２３の微小な隙間には電解液（図示省略）が浸み渡り得る。また、負極合剤層２４３は、例えば、負極活物質７１０の粒子間などに、空洞とも称すべき微小な隙間を有している。かかる負極合剤層２４３の微小な隙間には電解液（図示省略）が浸み渡り得る。ここでは、かかる隙間（空洞）を適宜に「空孔」と称する。
【００４７】
以下、充電時と放電時のリチウムイオン二次電池１００の動作を説明する。
【００４８】
≪充電時の動作≫
図７は、かかるリチウムイオン二次電池１００の充電時の状態を模式的に示している。充電時においては、図７に示すように、リチウムイオン二次電池１００の電極端子４２０、４４０（図１参照）は、充電器２９０に接続される。充電器２９０の作用によって、充電時には、正極合剤層２２３中の正極活物質６１０（図４参照）からリチウムイオン（Ｌｉ）が電解液２８０に放出される。また、正極活物質６１０（図４参照）からは電子が放出される。放出された電子は、図７に示すように、導電材６２０を通じて正極集電体２２１に送られ、さらに、充電器２９０を通じて負極へ送られる。また、負極では電子が蓄えられるとともに、電解液２８０中のリチウムイオン（Ｌｉ）が、負極合剤層２４３中の負極活物質７１０（図５参照）に吸収され、かつ、貯蔵される。
【００４９】
≪放電時の動作≫
図８は、かかるリチウムイオン二次電池１００の放電時の状態を模式的に示している。放電時には、図８に示すように、負極から正極に電子が送られるとともに、負極合剤層２４３に貯蔵されたリチウムイオン（Ｌｉイオン）が、電解液２８０に放出される。また、正極では、正極合剤層２２３中の正極活物質６１０に電解液２８０中のリチウムイオン（Ｌｉ）が取り込まれる。
【００５０】
このように、リチウムイオン二次電池１００の充放電において、電解液２８０を介して、正極合剤層２２３と負極合剤層２４３との間でリチウムイオン（Ｌｉ）が行き来する。このため、正極合剤層２２３では、電解液２８０が浸み渡り、リチウムイオンがスムーズに拡散することができる所要の空孔が、正極活物質６１０（図４参照）の周りや負極活物質７１０（図５参照）の周りにあることが望ましい。かかる構成によって正極活物質６１０や負極活物質７１０の周りに十分なリチウムイオンが存在し得る。このため、電解液２８０と正極活物質６１０との間、電解液２８０と負極活物質７１０との間でリチウムイオン（Ｌｉ）の行き来がスムーズになる。
【００５１】
また、充電時においては、正極活物質６１０から導電材６２０を通じて正極集電体２２１に電子が送られる。これに対して、放電時においては、正極集電体２２１から導電材６２０を通じて正極活物質６１０に電子が戻される。正極活物質６１０はリチウム遷移金属酸化物からなり導電性に乏しい。このため、正極活物質６１０と正極集電体２２１との間の電子の移動は、主として導電材６２０を通じて行なわれる。
【００５２】
このように、充電時においては、リチウムイオン（Ｌｉ）の移動および電子の移動がスムーズなほど、効率的で急速な充電が可能になると考えられる。また、放電時においては、リチウムイオン（Ｌｉ）の移動および電子の移動がスムーズなほど、電池の抵抗が低下し、放電量が増加するので、電池の出力が向上すると考えられる。
【００５３】
≪他の電池形態≫
なお、上記はリチウムイオン二次電池の一例を示すものである。リチウムイオン二次電池は上記形態に限定されない。また、同様に集電体に電極合剤が塗工された電極シートは、他にも種々の電池形態に用いられる。例えば、他の電池形態として、円筒型電池やラミネート型電池などが知られている。円筒型電池は、円筒型の電池ケースに捲回電極体を収容した電池である。また、ラミネート型電池は、正極シートと負極シートとをセパレータを介在させて積層した電池である。
【００５４】
以下、本発明の一実施形態に係る二次電池の製造方法、特に電極材料塗布装置を図面に基づいて説明する。図９は、かかる電極材料塗布装置の製造方法を具現化した製造装置を示す図である。
【００５５】
この二次電池の製造方法は、図９に示すように、集電体２２に合剤２４を塗布する塗布工程（１４）と、集電体２２に塗布された合剤２４を乾燥させる乾燥工程（１６）とを含んでいる。この実施形態では、二次電池の製造方法の一工程として、電極シートを製造する製造工程（１０）においては、走行経路１２、電極材料塗布装置１４、乾燥炉１６を備えている。
【００５６】
≪集電体２２≫
ここで、集電体２２の好ましい一形態は、例えば、銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）などの金属箔である。また、集電体２２は、必ずしも金属箔に限定されない。例えば、集電体２２は、導電性を持たせた樹脂でもよい。導電性を持たせた樹脂には、例えば、ポリプロピレンフィルムに、アルミや、銅を蒸着させたフィルム材を用いることができる。
【００５７】
≪合剤２４≫
ここで、合剤２４は、溶媒に少なくとも黒鉛粒子が分散したスラリーである。黒鉛粒子には、例えば、黒鉛質（グラファイト）、難黒鉛化炭素質（ハードカーボン）、易黒鉛化炭素質（ソフトカーボン）、天然黒鉛、天然黒鉛表面に非晶質炭素コートを施した材料が含まれる。溶媒には、水性溶媒および非水溶媒の何れも使用可能である。非水溶媒の好適な例としてＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）が挙げられる。かかる合剤２４には、例えば、溶媒に少なくとも黒鉛粒子が分散したスラリー、例えば、リチウムイオン二次電池の製造に用いられる負極合剤が含まれる。
【００５８】
≪走行経路１２≫
走行経路１２は、集電体２２を走行させる経路である。この実施形態では、走行経路１２には、集電体２２を走行させる所定の経路に沿って複数のガイドが配置されている。走行経路１２の始端には、集電体２２を供給する供給部３２が設けられている。供給部３２には、予め巻き芯３２ａに巻き取られた集電体２２が配置されている。供給部３２からは適宜に適当な量の集電体２２が走行経路１２に供給される。また、走行経路１２の終端には集電体２２を回収する回収部３４が設けられている。回収部３４は、走行経路１２で所定の処理が施された集電体２２を巻き芯３４ａに巻き取る。この実施形態では、回収部３４には、例えば、制御部３４ｂと、モータ３４ｃとが設けられている。制御部３４ｂは、回収部３４の巻き芯３４ａの回転を制御するためのプログラムが予め設定されている。モータ３４ｃは、巻き芯３４ａを回転駆動させるアクチュエータであり、制御部３４ｂに設定されたプログラムに従って駆動する。かかる走行経路１２には、電極材料塗布装置１４と、乾燥炉１６とが順に配置されている。
【００５９】
≪電極材料塗布装置１４（塗布工程）≫
電極材料塗布装置１４は、図９に示すように、流路１４ａと、フィルタ１４ｂと、磁石１４ｃ１，１４ｃ２と、塗布部１４ｄとを備えている。この実施形態では、電極材料塗布装置１４は、走行経路１２に配設されたバックロール４１を走行する集電体２２に対して合剤２４を塗布するように構成されている。このため、この実施形態では、電極材料塗布装置１４は、さらにタンク４３と、ポンプ４４とを備えている。ここで、タンク４３は、合剤２４を貯留した容器である。ポンプ４４は、タンク４３から流路１４ａに合剤２４を送り出す装置である。
【００６０】
≪流路１４ａ≫
流路１４ａは、溶媒に少なくとも黒鉛粒子が分散したスラリーが流通し得る流路である。この実施形態では、流路１４ａは、タンク４３から塗布部１４ｄへ至るように形成されている。フィルタ１４ｂは、流路１４ａ内に配置されている。また、磁石１４ｃ１，１４ｃ２は、流路１４ａに沿った磁力線を有する磁場をフィルタ１４ｂに生じさせるように配置されている。かかるフィルタ１４ｂと、磁石１４ｃ１，１４ｃ２は、電極材料塗布装置１４のうちスラリーを濾過する濾過装置５０を構成している。
【００６１】
≪フィルタ１４ｂ≫
ここで、フィルタ１４ｂは、樹脂や金属の繊維を絡ませた不織布フィルタや、樹脂や金属の繊維を編んだメッシュフィルタなどを用いることができる。フィルタ１４ｂの目の粗さは、除去し得る粒子の大きさや、合剤２４（スラリー）の粘度にも影響する。このため、具体的な実施において、流路１４ａに流通させる合剤２４（スラリー）に応じた適当なフィルタを選択するとよい。
【００６２】
≪磁石１４ｃ１，１４ｃ２≫
また磁石１４ｃ１，１４ｃ２は、流路１４ａに沿った磁力線を有する磁場をフィルタ１４ｂに生じさせる部材である。この実施形態では、磁石１４ｃ１，１４ｃ２は、流路１４ａに沿ってフィルタ１４ｂを挟むように配置され、それぞれフィルタ１４ｂに対向した部位が互いに引き合う磁極になる一対の磁石で構成されている。すなわち、例えば、図９に示すように、磁石１４ｃ１，１４ｃ２は、磁石１４ｃ１，１４ｃ２のうち何れか一方がフィルタ１４ｂに対してＳ極となり、他方がフィルタ１４ｂに対してＮ極となるように配置されている。ここで、磁石１４ｃ１，１４ｃ２は、永久磁石で構成してもよいし、電磁石で構成してもよい。
【００６３】
≪濾過装置５０≫
図１０は、濾過装置５０に関し、流路１４ａとフィルタ１４ｂと磁石１４ｃ１，１４ｃ２の具体的な構成例を示している。図１０に示す例では、流路１４ａは、フィルタ１４ｂが配置される空間１４ａ１（フィルタ配置空間）において内径が広く形成されている。フィルタ１４ｂは、流路１４ａの当該空間１４ａ１に応じた形状を有し、当該空間１４ａ１を仕切るように当該空間１４ａ１の中央に配置されている。ここで、磁石１４ｃ１，１４ｃ２は、Ｕ字型に屈曲した板状の鋼材のうち、対向する両側の片部に構成されている。この実施形態では、当該磁石１４ｃ１，１４ｃ２の中央には、流路１４ａとなるパイプを通す穴１４ｅ１、１４ｅ２が形成されている。ここでは、磁石１４ｃ１，１４ｃ２は、永久磁石が採用されている。当該磁石１４ｃ１，１４ｃ２の間に挟まれたフィルタ１４ｂに対して、磁石１４ｃ１，１４ｃ２のうち一方の磁石１４ｃ１がＮ極になり、他方の磁石１４ｃ２はＳ極になる。
【００６４】
この濾過装置５０は、図１０に示すように、流路１４ａ内に配置したフィルタ１４ｂに対して、磁石１４ｃ１，１４ｃ２がフィルタ１４ｂを挟むように配置されている。そして、磁石１４ｃ１，１４ｃ２のうち一方の磁石１４ｃ１がＮ極になり、他方の磁石１４ｃ２がＳ極になる。このため、かかる磁石１４ｃ１，１４ｃ２によって、フィルタ１４ｂには、磁力線が流路１４ａに沿った磁場が生じる。
【００６５】
この実施形態では、溶媒に少なくとも黒鉛粒子が分散したスラリーを流路１４ａに流通させる。ここで、黒鉛粒子は、例えば、六角板状結晶が複数の層を形成するように重なった層構造を有しているとよい。例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、天然黒鉛、人造黒鉛のアモルファスカーボンなどが挙げられる。かかる黒鉛粒子は、磁場の作用により、溶媒中で黒鉛の六角板状結晶の面（黒鉛の層間の面）が磁力線に平行になるように配向する傾向が見られる。例えば、六角板状結晶の黒鉛の層が重なった鱗片状黒鉛（Flake Graphite）では、黒鉛の層間の面が揃っているので、磁力線に平行になるように配向する傾向が顕著に現れる。かかる鱗片状黒鉛は、六角板状結晶が層間の結合力よりも強いため、概ね平べったい形状を有している。
【００６６】
ところで、図１１は、磁石１４ｃ１，１４ｃ２がないと仮定した場合（換言すれば、磁石１４ｃ１，１４ｃ２による磁場の作用がない状態）において、フィルタ１４ｂがスラリー（合剤２４）を濾過するイメージが示されている。この場合、磁石１４ｃ１，１４ｃ２による磁場の作用がない。このため、合剤２４中の黒鉛粒子６０は、制御されておらず、ランダムに任意の方向に配向しているものと考えられる。このように、磁石１４ｃ１，１４ｃ２による磁場の作用がない場合には、黒鉛粒子６０はフィルタ１４ｂを通過し難く、目詰まりの要因になる。
【００６７】
また、かかる合剤２４（スラリー）にはダイラタンシ挙動が生じうる。特に、目の細かいフィルタ１４ｂを選択すると、スラリーに作用するせん断力が高くなる。このため、フィルタ１４ｂを通過させる際の抵抗が高くなる。フィルタ１４ｂを通過させる際の抵抗が高くなると、スラリーがフィルタ１４ｂを通過できない場合もある。従って、スラリーがフィルタ１４ｂを通過できる程度には、フィルタ１４ｂの目を粗くする必要がある。
【００６８】
図１２は、かかるスラリーのダイラタンシ挙動について、典型例を示している。図１２中のａ、ｂ、ｃは、それぞれ異なるスラリーのサンプルについて、せん断速度と、粘度との関係を示している。このうち、スラリーａ、ｂ、ｃは、それぞれ固形分濃度が異なっている。スラリーａ、ｂは、せん断速度が高くなった場合に、粘度が高くなる傾向を示している。また、スラリーｃは、せん断速度が高くなっても、粘度が高くならず、ダイラタンシ挙動を示していない。このようにスラリー状の材料は、ダイラタンシ挙動を示す場合がある。
【００６９】
例えば、リチウムイオン二次電池の負極合剤は、上述したように溶媒に黒鉛粒子６０が分散したスラリー状の材料である。かかる負極合剤は、ダイラタンシ挙動を示す場合がある。かかる負極合剤は、ダイラタンシ挙動を示す場合には、フィルタ１４ｂで目詰まりが生じ易い。特に、鱗片状の黒鉛は、ダイラタンシ挙動を生じ易い。鱗片状の黒鉛は、上述したように、概ね平べったい形状を有している。かかる鱗片状の黒鉛は、その形状特性により、高せん断領域で乱流になり、ダイラタンシ挙動が生じやすくなると考えられる。また、かかる鱗片状の黒鉛は、六角板状結晶の法線方向において投影面積が大きくなる。かかる鱗片状の黒鉛が六角板状結晶の法線方向でフィルタ１４ｂに浸入すると、特に目詰まりが起きやすい。このため、負極合剤のように、溶媒に黒鉛粒子６０が分散したスラリーは、特に、フィルタ１４ｂで目詰まりが生じ易い傾向がある。
【００７０】
≪磁石１４ｃ１，１４ｃ２の作用≫
これに対して、図１３は、上述した濾過装置５０においてフィルタ１４ｂがスラリーを濾過するイメージが示されている。上述した濾過装置５０では、図１３に示すように、フィルタ１４ｂは、磁石１４ｃ１，１４ｃ２の間に挟まれている。フィルタ１４ｂに対して磁石１４ｃ１，１４ｃ２のうち一方の磁石１４ｃ１がＮ極になり、他方の磁石１４ｃ２がＳ極になる。このため、磁力線が流路１４ａに沿った磁場がフィルタ１４ｂに生じている。換言すると、かかる磁石１４ｃ１，１４ｃ２によって、フィルタ１４ｂに対して合剤２４が通り抜けるべき方向に沿った磁力線を有する磁場が形成される。
【００７１】
この際、黒鉛粒子６０は、磁場の作用によって磁力線に平行になるように配向する。このため、図１３に示すように、黒鉛粒子６０はフィルタ１４ｂの目を通り易くなる。また上述した濾過装置５０では、図１３に示すように、磁力線が流路１４ａに沿った磁場がフィルタ１４ｂに生じている。このため、スラリー中の黒鉛粒子６０の配向が流路１４ａに沿って揃う。例えば、かかる鱗片状の黒鉛は、六角板状結晶の層間が、当該磁力線に沿った方向になるように配向する。このため、フィルタ１４ｂの目に対して、鱗片状の黒鉛に対して黒鉛粒子６０の投影面積が小さくなる。この状態で鱗片状の黒鉛がフィルタ１４ｂに浸入するので、目詰まりが起き難い。
【００７２】
また、磁場の作用により、鱗片状の黒鉛の向きが安定するので、せん断速度が高くなっても乱流が生じ難く、ダイラタンシ挙動が生じ難い。このように、この濾過装置５０によれば、スラリー中の黒鉛粒子６０の配向が流路１４ａに沿って揃うので、スラリーがフィルタ１４ｂを通過する際の抵抗が軽減される。また、スラリーがフィルタ１４ｂを通過する際の抵抗が軽減されるので、ダイラタンシ挙動による影響が小さくなる。かかる濾過装置５０のフィルタ１４ｂの目は、スラリーがフィルタ１４ｂを通過できる程度に細かくできる。この濾過装置５０では、上述したようにフィルタ１４ｂを通過する際にスラリーに生じる抵抗が小さく、かつ、ダイラタンシ挙動が生じ難いので、フィルタ１４ｂの目をより細かくできる。
【００７３】
このように、この濾過装置５０によれば、スラリー中の黒鉛粒子６０が、フィルタ１４ｂの目を通り易く、フィルタ１４ｂの目を細かくできる。この結果、スラリー中の凝集物や異物を、より確実に除去することができる。ところで、濾過装置５０における、黒鉛粒子６０の配向の程度は、例えば、磁石１４ｃ１，１４ｃ２間に作用する磁場の強さや、濾過装置５０を通過する合剤２４（スラリー）の粘度が影響する。
【００７４】
このうち、スラリーの粘度は、他の要因の影響を受ける。例えば、スラリーの粘度があまりに高いと、フィルタ１４ｂに通らないだけでなく、塗布部１４ｄ（例えば、ダイ）において、スラリーが吐出されないなどの影響がある。また、スラリーの粘度が低すぎると、塗布時に液だれが生じ、所定の目付量が維持されないなどの影響がある。このため、スラリーの粘度は、塗布が適切に可能な程度の粘度に調整される。このため、かかる塗布が適切に可能な程度の粘度において、スラリー中の黒鉛粒子６０が適切に配向し得るように、磁石１４ｃ１，１４ｃ２の強さを調整するとよい。
【００７５】
リチウムイオン二次電池の製造において、負極合剤は、例えば、スラリーの粘度は、例えば、５００ｍＰａ・ｓｅｃ〜５０００ｍＰａ・ｓｅｃ（Ｅ型粘度計、２５℃、２ｒｐｍ時）、固形分濃度が４０ｗｔ％〜６０ｗｔ％程度に調整され得る。この場合、磁石１４ｃ１，１４ｃ２の強さは、例えば、フィルタ１４ｂが配置された位置或いはその近傍位置において、１．０Ｔ以上、より好ましくは１．５Ｔ以上、さらには２．０Ｔ以上であるとよい。磁場の強さは、市販の磁気測定器で測定することができる。かかる磁気測定器としては、例えば、市販の磁気測定器としては、ＬａｋｅＳｈｏｒｅ社製のガウスメータ４２５型が挙げられる。
【００７６】
このように、磁石１４ｃ１，１４ｃ２は、流路１４ａに供給されるスラリーの状態（例えば、粘度）に応じて、スラリー中の黒鉛粒子６０を磁力線に沿って配向させることができる程度の磁力を奏するとよい。
【００７７】
≪塗布部１４ｄ≫
塗布部１４ｄは、図９に示すように、フィルタ１４ｂを通った合剤２４（スラリー）を集電体２２に塗る。ここで、塗布部１４ｄは、例えば、スリットコーター、グラビアコーター、ダイコーター、コンマコーター等が用いられる。この電極材料塗布装置１４の塗布部１４ｄには、例えば、図１０に示すような濾過装置５０を通過した合剤２４が供給される。上述したように、濾過装置５０では、より目の細かいフィルタ１４ｂを用いることができ、スラリー中の凝集物や異物をより適切に除去できる。このように、この電極材料塗布装置１４によれば、スラリー中の凝集物や異物をより適切に除去できるので、塗布部１４ｄでスラリーが詰まり難い。このため、合剤２４が塗工される集電体２２に、いわゆる塗工すじが発生しにくく、二次電池の製造において不良が生じにくい。
【００７８】
以上のように、この電極材料塗布装置１４では、図９に示すように、タンク４３に貯留された合剤２４は、ポンプ４４によって吸い上げられ、流路１４ａに供給される。合剤２４は、流路１４ａに配置された濾過装置５０によって濾過され、ダイ４２を通じてバックロール４１によって支持された集電体２２の表面に供給される。さらに、合剤２４が塗布された集電体２２は、乾燥炉１６を通され、合剤２４を乾燥させて回収部３４に回収される。
【００７９】
以上、本発明の一実施形態に係る電極材料塗布装置１４を説明したが、電極材料塗布装置１４は、上述した実施形態に限定されない。
【００８０】
≪他の形態≫
例えば、濾過装置５０の磁石１４ｃ１，１４ｃ２に、永久磁石を用いた例を例示した。磁石１４ｃ１，１４ｃ２が永久磁石である場合には、磁石を構成するために電力が必要でないので、ランニングコストを低く抑えることができる。ただし、濾過装置５０の磁石１４ｃ１，１４ｃ２は電磁石で構成してもよい。図１４は、磁石１４ｃ１，１４ｃ２を電磁石で構成した濾過装置の構成例（濾過装置５０Ａ）を示している。図１４に示す例では、フィルタ１４ｂの上流側および下流側の流路１４ａに、それぞれ電磁石になるコイルＣ１０，Ｃ２０が配置されている。コイルＣ１０，Ｃ２０は、フィルタ１４ｂに対して互いに反する磁極になるように（例えば、一方がフィルタ１４ｂに対してＮ極となる場合に、他方がＳ極となるように）電源Ｐ１に接続されている。ここで、電源Ｐ１は直流電源でもよいし、交流電源でもよい。
【００８１】
このように、磁石１４ｃ１，１４ｃ２は電磁石で構成することができる。磁石１４ｃ１，１４ｃ２を電磁石で構成した場合、各コイルＣ１０，Ｃ２０に流す電流を調整することによって、磁石１４ｃ１，１４ｃ２の磁力を調整することができる。このように磁石１４ｃ１，１４ｃ２だけでなく、例えば、電極材料塗布装置１４の上述した流路１４ａ、フィルタ１４ｂ、磁石１４ｃ１，１４ｃ２又は塗布部１４ｄの具体的構成は、上述した実施形態に限定されず、種々の改変が可能である。
【００８２】
また、上述した実施形態では、集電体２２が、箔状或いはシート状（帯状）を走行させつつ、連続的に合剤２４が塗工されている。集電体２２に合剤２４を塗布する工程は、かかる形態に限定されない。合剤２４は、例えば、集電体２２の上に流し込まれ、引き伸ばされるものでもよいし、印刷によってもよく、種々の形態が採用される。
【００８３】
また、この電極材料塗布装置１４は、例えば、図１０に示すように、合剤２４を濾過する濾過装置５０として、流路１４ａ内に配置されたフィルタ１４ｂと、磁力線が流路に沿った磁場をフィルタ１４ｂに生じさせるように配置された磁石１４ｃ１，１４ｃ２とを備えている。かかる濾過装置５０は、例えば、溶媒に少なくとも黒鉛粒子が分散したスラリーを濾過する場合に、フィルタ１４ｂの目を小さくできる。このため、このようなスラリーに含まれる凝集物や異物をより微細なレベルで除去できる。従って、凝集物や異物の混入が少なく、より均質な合剤２４を塗布することができる。この場合、塗布部１４ｄの構成を問わず、より安定した電極シートを提供でき、かつ、二次電池の性能向上に寄与する。
【００８４】
ここでは、溶媒に少なくとも黒鉛粒子を分散させたスラリー（ここでは合剤２４）について、新規な濾過方法が提案されている。すなわち、溶媒に少なくとも黒鉛粒子を分散させたスラリー（ここでは合剤２４）は、例えば、流路１４ａに配置したフィルタ１４ｂに磁力線が流路に沿った磁場を生じさせながら、当該スラリー（合剤２４）を流路１４ａに供給して当該スラリーを濾過するとよい。かかる濾過方法により、スラリーに含まれる凝集物や異物をより微細なレベルで除去できる。また、スラリーに含まれる粒子をより均一にできる。また、この濾過方法によれば、濾過する際にスラリーに生じるダイラタンシ挙動による影響を小さくできる。このため、フィルタ１４ｂの目の粗さが同程度であれば、フィルタ１４ｂを通過させるのにスラリーに付与する圧力が小さくできる。このため、スラリーを供給するポンプなどの設備を小型化でき、また、ポンプを駆動させるのに必要なエネルギも低減できる。このため、設備コストやランニングコストを小さく抑えることができる。また、かかる濾過方法は、上述したように、かかるスラリーを集電体に塗布する塗布工程を含む、二次電池の製造方法に広く適用できる。
【００８５】
また、かかる濾過方法を具現化する濾過装置５０は、例えば、図１０や図１４に示すように、流路１４ａと、流路１４ａ内に配置したフィルタ１４ｂと、磁力線が流路１４ａに沿った磁場をフィルタ１４ｂに生じさせるように配置された磁石１４ｃ１，１４ｃ２とを備えているとよい。この場合、磁石１４ｃ１，１４ｃ２は、流路１４ａに沿ってフィルタ１４ｂを挟んだ一対の磁石で構成するとよい。この場合、磁石１４ｃ１，１４ｃ２は、それぞれフィルタ１４ｂに対向した部位が互いに引き合う磁極になるとよい。また、磁石１４ｃ１，１４ｃ２は、永久磁石でもよいし、電磁石でもよい。
【００８６】
また、好ましい用途として、リチウムイオン二次電池の負極合剤を濾過する工程を挙げたが、例えば、濾過装置５０は、かかる用途に限定されず、より広範な用途に用いることができる。リチウムイオン二次電池の負極合剤は、合剤中の黒鉛粒子６０の割合が高く、かかる濾過装置５０によって得られる効果が高い。また、例えば、リチウムイオン二次電池の正極合剤は、導電材として黒鉛粒子が含まれる場合がある。このため、かかる正極合剤を濾過する際に用いても良い。
【００８７】
以上、本発明の一実施形態に係る電極材料塗布装置、濾過装置、スラリーの濾過方法、さらには二次電池の製造方法を説明した。また、ここでは、それぞれリチウムイオン二次電池の製造方法に適用した実施形態を例示した。なお、本発明は、特に言及がない限りにおいて上述した何れの実施形態にも限定されない。
【００８８】
上述したように、本発明は二次電池（例えば、リチウムイオン二次電池）の出力向上に寄与し得る。このため、本発明は、ハイレートでの出力特性やサイクル特性について要求されるレベルが特に高い、ハイブリッド車や、電気自動車の駆動用電池など車両駆動電源用のリチウムイオン二次電池の製造方法に好適である。すなわち、リチウムイオン二次電池は、例えば、図１５に示すように、自動車などの車両１のモータ（電動機）を駆動させる電池１０００として好適に利用され得る。車両駆動用電池１０００は、複数の二次電池を組み合わせた組電池としてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１２  走行経路
１４  電極材料塗布装置
１４ａ  流路
１４ａ１  フィルタ配置空間
１４ｂ  フィルタ
１４ｃ１，１４ｃ２  磁石
１４ｄ  塗布部
１４ｅ１、１４ｅ２  流路１４ａを通す穴
１６  乾燥炉
２２  集電体
２４  合剤
３２  供給部
３２ａ  芯
３４  回収部
３４ａ  芯
３４ｂ  制御部
３４ｃ  モータ
４１  バックロール
４２  ダイ
４３  タンク
４４  ポンプ
５０、５０Ａ  濾過装置
６０  黒鉛粒子
１００  リチウムイオン二次電池
２００  捲回電極体
２２０  正極シート
２２１  正極集電体
２２２  未塗工部
２２２ａ  中間部分
２２３  正極合剤層
２２４  正極合剤
２４０  負極シート
２４１  負極集電体
２４２  未塗工部
２４３  負極合剤層
２４４  負極合剤
２４５  耐熱層
２６２  セパレータ
２６４  セパレータ
２８０  電解液
２９０  充電器
３００  電池ケース
３１０  隙間
３２０  容器本体
３２２  蓋体と容器本体の合わせ目
３４０  蓋体
３６０  安全弁
４２０  電極端子（正極）
４４０  電極端子（負極）
６１０  正極活物質
６２０  導電材
６３０  バインダ
７１０  負極活物質
７３０  バインダ
１０００  車両駆動用電池
Ｃ１０、Ｃ２０  コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年6月25日(2012.6.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶媒に少なくとも六角板状結晶が複数の層を形成するように重なった層構造を有する黒鉛粒子を分散させたスラリーが流通し得る流路と、
前記流路内に配置されたフィルタと、
前記流路に沿った磁力線を有する磁場をフィルタに生じさせ、前記層構造を有する黒鉛粒子の当該結晶面を前記磁力線に対して平行に配向させるよう配置された磁石と、
前記フィルタを通った前記スラリーを集電体に塗る塗布部と
を備えた電極材料塗布装置。
【請求項２】
前記磁石は、前記流路に沿って前記フィルタを挟むように配置され、それぞれ前記フィルタに対向した部位が互いに引き合う磁極になる一対の磁石で構成された、請求項１に記載された電極材料塗布装置。
【請求項３】
前記黒鉛は、鱗片状黒鉛である、請求項１又は２に記載された電極材料塗布装置。
【請求項４】
前記磁石は、永久磁石または電磁石で構成された、請求項１から３のいずれか一項に記載された電極材料塗布装置。
【請求項５】
流路に配置したフィルタに磁力線が流路に沿った磁場を生じさせながら、溶媒に少なくとも六角板状結晶が複数の層を形成するように重なった層構造を有する黒鉛粒子を分散させたスラリーを前記流路に供給して、前記層構造を有する黒鉛粒子の当該結晶面を前記磁力線に対して平行に配向させて前記スラリーを濾過する、スラリーの濾過方法。
【請求項６】
請求項５に記載されたスラリーの濾過方法によってスラリーを濾過する工程と、
当該濾過する工程で濾過された前記スラリーを集電体に塗布する工程と
を含む、二次電池の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月2日(2013.7.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも六角板状結晶が複数の層を形成するように重なった層構造を有する黒鉛粒子を溶媒中に分散させたスラリーが流通し得る流路と、
前記流路内に配置されたフィルタと、
前記流路に沿った磁力線を有する磁場をフィルタに生じさせ、前記層構造を有する黒鉛粒子の六角板状結晶面を前記磁力線に対して平行に配向させるよう配置された磁石と、
前記フィルタを通った前記スラリーを集電体に塗る塗布部と
を備えた電極材料塗布装置。
【請求項２】
前記磁石は、前記流路に沿って前記フィルタを挟むように配置され、それぞれ前記フィルタに対向した部位が互いに引き合う磁極になる一対の磁石で構成された、請求項１に記載された電極材料塗布装置。
【請求項３】
前記黒鉛は鱗片状黒鉛である、請求項１又は２に記載された電極材料塗布装置。
【請求項４】
前記磁石は永久磁石または電磁石で構成された、請求項１から３のいずれか一項に記載された電極材料塗布装置。
【請求項５】
流路に配置したフィルタに磁力線が流路に沿った磁場を生じさせながら、少なくとも六角板状結晶が複数の層を形成するように重なった層構造を有する黒鉛粒子を溶媒中に分散させたスラリーを前記流路に供給して、前記層構造を有する黒鉛粒子の六角板状結晶面を前記磁力線に対して平行になるように配向させ前記スラリーを濾過する、スラリーの濾過方法。
【請求項６】
請求項５に記載されたスラリーの濾過方法によってスラリーを濾過する工程と、
当該濾過する工程で濾過された前記スラリーを集電体に塗布する工程と
を含む、二次電池の製造方法。
【国際調査報告】
2012095975.tif 000018
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