(57)【要約】【課題】金属異物の混入が少ない電気化学素子用電極を効率良く提供する新たな技術の提供。【解決手段】非磁性支持体と電極合材層が積層してなる積層体の少なくとも前記電極合材層を、前記積層体の厚み方向に切断する工程（Ａ）と、前記非磁性支持体上の切断された前記電極合材層の金属異物の有無を検査し、合格品を特定する工程（Ｂ）と、金属箔の金属異物の有無を検査して、合格品を特定する工程（Ｃ）と、前記工程（Ｂ）で合格品として特定された、前記非磁性支持体上の前記電極合材層と、前記工程（Ｃ）で合格品として特定された、前記金属箔とを貼り合わせて貼り合わせ体を得る工程（Ｄ）と、貼り合わせ体から、前記非磁性支持体を剥離する工程（Ｅ）と、を含む、電気化学素子用電極の製造方法。【選択図】図１
2020021599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極合材層と金属箔とを有する電気化学素子用電極の製造方法であって、
非磁性支持体と電極合材層が積層してなる積層体の少なくとも前記電極合材層を、前記積層体の厚み方向に切断する工程（Ａ）と、
前記非磁性支持体上の切断された前記電極合材層の金属異物の有無を検査し、金属異物無しと判断された合格品を特定する工程（Ｂ）と、
金属箔の金属異物の有無を検査して、金属異物無しと判断された合格品を特定する工程（Ｃ）と、
前記工程（Ｂ）で合格品として特定された、前記非磁性支持体上の前記電極合材層と、前記工程（Ｃ）で合格品として特定された、前記金属箔とを貼り合わせて貼り合わせ体を得る工程（Ｄ）と、
前記工程（Ｄ）で得られた貼り合わせ体から、前記非磁性支持体を剥離する工程（Ｅ）と、
を含む、電気化学素子用電極の製造方法。
【請求項２】
前記工程（Ａ）に先んじて、前記非磁性支持体表面に電極合材層用複合粒子を圧着させることで前記電極合材層を形成し、前記積層体を供給する工程を更に備える、請求項１に記載の電気化学素子用電極の製造方法。
【請求項３】
前記工程（Ａ）で、前記積層体の少なくとも前記電極合材層を、前記積層体の厚み方向にレーザーを用いて切断する、請求項１または２に記載の電気化学素子用電極の製造方法。
【請求項４】
前記工程（Ａ）で、前記積層体の前記非磁性支持体と前記電極合材層の双方を、前記積層体の厚み方向に切断する、請求項１〜３の何れかに記載の電気化学素子用電極の製造方法。
【請求項５】
前記工程（Ａ）で、前記積層体の前記電極合材層のみを、前記積層体の厚み方向に切断する、請求項１〜３の何れかに記載の電気化学素子用電極の製造方法。
【請求項６】
前記非磁性支持体が樹脂フィルムである、請求項１〜５の何れかに記載の電気化学素子用電極の製造方法。
【請求項７】
前記工程（Ｂ）で、前記検査を磁気検査により行う、請求項１〜６の何れかに記載の電気化学素子用電極の製造方法。
【請求項８】
電極合材層と金属箔とを有する電気化学素子用電極の製造装置であって、
非磁性支持体と電極合材層が積層してなる積層体の少なくとも前記電極合材層を、前記積層体の厚み方向に切断する切断機、および、前記非磁性支持体上に位置し、前記切断機により切断された前記電極合材層について金属異物の有無を検査する第一の検査機を備える積層体検査供給部、
金属箔について金属異物の有無を検査する第二の検査機を備える金属箔検査供給部、並びに、
前記非磁性支持体上に位置し、前記積層体検査供給部の前記第一の検査機により金属異物無しと判断された合格品である電極合材層と、前記金属箔検査供給部の前記第二の検査機により金属異物無しと判断された合格品である金属箔とを貼り合わせる貼り合わせ機、および、前記貼り合わせ機により作製された貼り合わせ体から、前記非磁性支持体を剥離する剥離機を備える電極作製部、
を有する、電気化学素子用電極の製造装置。
【請求項９】
前記積層体検査供給部が、電極合材層用複合粒子を前記非磁性支持体表面に圧着させることで前記電極合材層を形成し、前記積層体を作製する粉体成形機を更に有する、請求項８に記載の電気化学素子用電極の製造装置。
【請求項１０】
前記切断機が、レーザーカッターである、請求項８または９に記載の電気化学素子用電極の製造装置。
【請求項１１】
前記第一の検査機が、磁気検査機である、請求項８〜１０の何れかに記載の電気化学素子用電極の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気化学素子用電極の製造方法、および電気化学素子用電極の製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気化学素子として、リチウムイオン二次電池などの電池や、電気二重層キャパシタおよびリチウムイオンキャパシタなどのキャパシタが幅広い用途に使用されている。
【０００３】
電気化学素子は、一般に、複数の電極と、これら電極を隔離して短絡を防止するセパレータとを備えている。そして、電気化学素子用の電極としては、例えば、集電体としての金属箔の上に、電極活物質を含む電極合材層が形成された電極が用いられている。
【０００４】
ここで、電気化学素子内部には、金属異物を混入させないことが好ましい。このような金属異物が例えば電極とセパレータの間に存在にすると、電気化学素子の内部短絡が引き起こされる虞があるからである。金属異物の存在による内部短絡を防ぐため、電気化学素子の製造に際し、Ｘ線検査機などによる金属異物検査が従来から行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
例えば、特許文献１では、正極板と負極板との間にセパレータが配置されてなる所定の構造を備えた積層電極体に、所定の方法でＸ線を照射することにより、金属異物の有無を検査している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２４９０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、上記従来の技術では、電極とセパレータを積層した後の積層電極体の状態で金属異物の有無を検査している。しかしながら、金属異物は、樹脂材料で構成されることが多いセパレータに比して、金属箔や電極合材層を有する電極により電気化学素子内に持ち込まれることが多い。そのため、電気化学素子の製造に先んじて、金属異物を持ち込み易い電極を対象として、容易に金属異物の有無を検査し得る技術が求められていた。
【０００８】
このような要望に対し、本発明者は、金属箔上に電極合材層を設けてなる電極について、金属異物の検査を行う手順を検討した。そして、本発明者の検討によれば、金属箔と電極合材層を備える電極は、金属異物検査の分解能を維持したまま検査速度を高めることが困難といった問題があり、金属異物の混入が少ない電極を効率良く提供するという点において、改善の余地があった。
【０００９】
従って、本発明は、上述した改善点を有利に解決する手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を行った。そして、本発明者は、電極の製造に際し、電極合材層を一旦非磁性支持体上に設けた状態で金属異物検査を行った後、この電極合材層を、別途金属異物検査を経た金属箔と積層することで、金属異物の混入が低減された電極を効率良く提供し得ることを見出し、本発明を完成させた。
【００１１】
即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の電気化学素子用電極の製造方法は、電極合材層と金属箔とを有する電気化学素子用電極の製造方法であって、非磁性支持体と電極合材層が積層してなる積層体の少なくとも前記電極合材層を、前記積層体の厚み方向に切断する工程（Ａ）と、前記非磁性支持体上の切断された前記電極合材層の金属異物の有無を検査し、金属異物無しと判断された合格品を特定する工程（Ｂ）と、金属箔の金属異物の有無を検査して、金属異物無しと判断された合格品を特定する工程（Ｃ）と、前記工程（Ｂ）で合格品として特定された、前記非磁性支持体上の前記電極合材層と、前記工程（Ｃ）で合格品として特定された、前記金属箔とを貼り合わせて貼り合わせ体を得る工程（Ｄ）と、前記工程（Ｄ）で得られた貼り合わせ体から、前記非磁性支持体を剥離する工程（Ｅ）と、を含むことを特徴とする。上述した工程を経ることで、金属異物の混入が少ない電極を効率良く製造することができる。
なお、本発明において、「非磁性」とは、常磁性または反磁性と定義され、「非磁性支持体」は、磁化率χの絶対値が０．１以下の材料からなる支持体を指す。
【００１２】
ここで、本発明の電気化学素子用電極の製造方法は、前記工程（Ａ）に先んじて、前記非磁性支持体表面に電極合材層用複合粒子を圧着させることで前記電極合材層を形成し、前記積層体を供給する工程を更に備えることが好ましい。非磁性支持体表面に電極合材層用複合粒子を圧着させることで電極合材層を形成する手法を採用すれば、電極合材層を容易に厚膜化しうり、また、電極合材層の形成に要する装置の縮小化および電極合材層を形成する一連の過程における乾燥負荷低減を達成することができる。
【００１３】
また、本発明の電気化学素子用電極の製造方法は、前記工程（Ａ）で、前記積層体の少なくとも前記電極合材層を、前記積層体の厚み方向にレーザーを用いて切断することができる。工程（Ａ）での切断をレーザーにより行えば、切断速度を高めて、電極の生産速度を向上させることができる。
【００１４】
そして、本発明の電気化学素子用電極の製造方法は、前記工程（Ａ）で、前記積層体の前記非磁性支持体と前記電極合材層の双方を、前記積層体の厚み方向に切断することができる。非磁性支持体と電極合材層の双方（即ち、積層体全体）を切断する手法を採用した場合は、切断に際し多様な切断方法を使用可能であると共に、当該切断が容易となる。さらには、工程（Ｂ）の金属異物検査における不合格品を除去するに際し、多様な除去方法を使用可能であると共に、当該除去が容易となる。
【００１５】
更に、本発明の電気化学素子用電極の製造方法は、前記工程（Ａ）で、前記積層体の前記電極合材層のみを、前記積層体の厚み方向に切断することができる。非磁性支持体を切断せず、電極合材層のみを切断する手法を採用すれば、非磁性支持体が再利用可能となると共に、電極製造のタクトタイムを低減し得るといった利点がある。
【００１６】
また、本発明の電気化学素子用電極の製造方法は、前記非磁性支持体が樹脂フィルムであることが好ましい。非磁性支持体として樹脂フィルムを用いれば、万一非磁性支持体（樹脂フィルム）の切子が電極に混入した場合であっても、切子による電気化学素子への悪影響を小さくすることができる。
【００１７】
そして、本発明の電気化学素子用電極の製造方法は、前記工程（Ｂ）で、前記検査を磁気検査により行うことが好ましい。非磁性支持体上の電極合材層についての金属異物検査の手法として、磁気検査を採用すれば、金属異物検査を高分解能で行うことができ、また高検査速度での連続監視が可能となる。
【００１８】
また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の電気化学素子用電極の製造装置は、電極合材層と金属箔とを有する電気化学素子用電極の製造装置であって、非磁性支持体と電極合材層が積層してなる積層体の少なくとも前記電極合材層を、前記積層体の厚み方向に切断する切断機、および、前記非磁性支持体上に位置し、前記切断機により切断された前記電極合材層について金属異物の有無を検査する第一の検査機を備える積層体検査供給部、金属箔について金属異物の有無を検査する第二の検査機を備える金属箔検査供給部、並びに、前記非磁性支持体上に位置し、前記積層体検査供給部の前記第一の検査機により金属異物無しと判断された合格品である電極合材層と、前記金属箔検査供給部の前記第二の検査機により金属異物無しと判断された合格品である金属箔とを貼り合わせる貼り合わせ機、および、前記貼り合わせ機により作製された貼り合わせ体から、前記非磁性支持体を剥離する剥離機を備える電極作製部、を有することを特徴とする。上述した構成を有する製造装置を用いれば、金属異物の混入が少ない電極を効率良く製造することができる。
【００１９】
ここで、本発明の電気化学素子用電極の製造装置は、前記積層体検査供給部が、電極合材層用複合粒子を前記非磁性支持体表面に圧着させることで前記電極合材層を形成し、前記積層体を作製する粉体成形機を更に有することが好ましい。非磁性支持体表面に電極合材層用複合粒子を圧着させることで電極合材層を形成する粉体成形機を採用すれば、電極合材層を容易に厚膜化しうり、また、電極合材層の形成に要する装置の縮小化および電極合材層を形成する一連の過程における乾燥負荷低減を達成することができる。
【００２０】
また、本発明の電気化学素子用電極の製造装置は、前記切断機が、レーザーカッターであることが好ましい。レーザーカッターは、耐久性に優れるため長時間の連続使用が可能であり、また、切断機としてレーザーカッターを用いれば、切断速度を高めて、電極の生産速度を向上させることができる。
【００２１】
そして、本発明の電気化学素子用電極の製造装置は、前記第一の検査機が、磁気検査機であることが好ましい。非磁性支持体上の電極合材層を検査対象とする第一の検査機として、磁気検査機を採用すれば、金属異物検査を高分解能で行うことができ、また高検査速度での連続監視が可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の電気化学素子用電極の製造方法、および本発明の電気化学素子用電極の製造装置によれば、金属異物の混入が少ない電気化学素子用電極を効率良く提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に従う電気化学素子用電極の製造装置の一例の要部の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２５】
ここで、本発明の電気化学素子用電極の製造方法は、非磁性支持体上に電極合材層を有する積層体から、金属箔上に電極合材層を転写することで電極を製造する際に用いることができる。そして、本発明の電気化学素子用電極の製造方法を用いた電極の製造は、例えば、本発明の電極化学素子用電極の製造装置を用いて好適に実施することができる。
【００２６】
（電気化学素子用電極の製造方法）
本発明の電気化学素子用電極の製造方法は、非磁性支持体と電極合材層が積層してなる積層体の少なくとも電極合材層を、積層体の厚み方向に切断する工程（Ａ）と、非磁性支持体上の切断された電極合材層の金属異物の有無を検査し、金属異物無しと判断された合格品を特定する工程（Ｂ）と、金属箔の金属異物の有無を検査して、金属異物無しと判断された合格品を特定する工程（Ｃ）と、工程（Ｂ）で合格品として特定された、非磁性支持体上の電極合材層と、工程（Ｃ）で合格品として特定された、金属箔とを貼り合わせて貼り合わせ体を得る工程（Ｄ）と、工程（Ｄ）で得られた貼り合わせ体から、非磁性支持体を剥離する工程（Ｅ）とを含む。
【００２７】
そして、本発明の電気化学素子用電極の製造方法によれば、工程（Ａ）で切断された電極合材層について工程（Ｂ）で金属異物の有無を検査しつつ、別途、金属箔について工程（Ｃ）で金属異物の有無を検査しているため、電極を構成する組成が全く異なる二つの部分、即ち電極合材層と金属箔について、それぞれに対応した検査条件での金属異物検査が可能となる。そのため、電極合材層と金属箔により電極に持ち込まれる虞のある金属異物を、工程（Ｄ）および（Ｅ）での電極作製に先んじて、高分解能で検出することができ、結果として、金属異物の混入が少ない電極を効率良く製造することができる。
なお、本発明の電気化学素子用電極の製造方法は、上述した工程（Ａ）〜（Ｅ）以外の工程（以下、「その他の工程」と称する。）を含んでいてもよい。
【００２８】
＜工程（Ａ）＞
工程（Ａ）では、非磁性支持体と電極合材層を有する積層体のうち、少なくとも電極合材層を、積層体の厚み方向（即ち、非磁性支持体と電極合材層の積層方向）に切断する。なお、切断後の電極合材層の形状および寸法は、本発明の製造方法で製造する電極の形状および寸法に応じて適宜設定することができる。
例えば、長尺の非磁性支持体と長尺の電極合材層を積層してなる長尺の積層体を用いた場合は、積層体を搬送しつつ、当該搬送方向に等間隔に長尺の電極合材層を切断することで、所望の形状および寸法を備える電極合材層を連続して効率良く得ることができる。
【００２９】
＜＜積層体＞＞
積層体は、非磁性支持体と、この非磁性支持体の少なくとも一方の面に設けられた電極合材層を備える。
【００３０】
［非磁性支持体］
電極の作製に際し、非磁性である支持体上に電極合材層を備えてなる積層体について金属異物検査を行えば、金属箔上に電極合材層を備えてなる電極について金属異物検査を行う場合とは異なり、検査手法および検査条件等を選定する際に金属箔の存在を考慮する必要がない。そのため、金属異物検査の手法の選択肢が広がると共に、これらの検査手法（特には、Ｘ線検査や磁気検査）を用いて、電極合材層についてより高分解能な金属異物検査が可能となるといった利点がある。
【００３１】
ここで、非磁性支持体としては、汎用性や取扱いの観点から、樹脂からなるフィルム（樹脂フィルム）、紙が好ましく、樹脂フィルムがより好ましい。そして、樹脂フィルムとしては、熱可塑性樹脂フィルムが好ましい。熱可塑性樹脂フィルムとしては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）フィルム、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム、ポリオレフィン系フィルム、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）フィルム、ＰＶＢ（ポリビニルブチラールフィルム）、およびＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）フィルムが挙げられる。これらの中でも、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムがより好ましい。
なお、非磁性支持体は、単一の材料からなる単層構造（単層フィルム）であってもよいが、材料の異なる複数の層（フィルム）を重ねた多層構造（多層フィルム）であってもよい。
【００３２】
そして、非磁性支持体は、粗面化処理、離型処理などの表面処理がされていていることが好ましい。なお、非磁性支持体は、片面のみに表面処理が施されていてもよく、両面に表面処理が施されていてもよい。
【００３３】
粗面化処理が施された非磁性支持体表面に電極合材層を形成することで、電極合材層と非磁性支持体の密着強度を高めることができる。この密着強度を高めることで、例えば、非磁性支持体と電極合材層の積層体を搬送する際に、電極合材層が非磁性支持体から意図せず脱離してしまうのを良好に防止することができる。
ここで、粗面化処理の方法としては、例えば、非磁性支持体表面をエンボス処理する方法；非磁性支持体表面をサンドブラスト処理する方法；非磁性支持体を構成する材料にマット材を練り込む方法；マット材を含む層を非磁性支持体表面にコーティングする方法、が挙げられる。これらの中でも、非磁性支持体表面を容易に粗面化できるサンドブラスト処理が好ましい。
【００３４】
非磁性支持体の粗面化された面の表面粗さＲａは、好ましくは０．１μｍ以上５μｍ以下、より好ましくは０．２μｍ以上３μｍ以下である。支持体の粗面化された面の表面粗さＲａが上述した範囲内であれば、積層体を構成する電極合材層と非磁性支持体の密着強度を十分に確保する一方で、積層体と金属箔を貼り合わせてなる貼り合わせ体から、非磁性支持体を容易に剥離することが可能となる。
なお、本発明において、「表面粗さＲａ」とは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠して、例えばナノスケールハイブリッド顕微鏡（キーエンス社製、製品名「ＶＮ−８０１０」）を用いて、粗さ曲線を描き、下記式に示す式より算出することができる。下記式において、Ｌは測定長さ、ｘは平均線から測定曲線までの偏差である。
【００３５】
【数１】
2020021599.tif 000003
【００３６】
また、離型処理が施された非磁性支持体表面に電極合材層を形成することで、電極合材層と非磁性支持体を積層してなる積層体と、金属箔とを貼り合わせてなる貼り合わせ体から、非磁性支持体を容易に剥離することが可能となる。
ここで、離型処理の方法としては、例えば、アルキド樹脂などの熱硬化性樹脂を非磁性支持体上に塗布し、これを硬化する方法；シリコーン樹脂を非磁性支持体上に塗布し、これを硬化する方法；フッ素樹脂を非磁性支持体上に塗布する方法、が挙げられる。
【００３７】
なお、非磁性支持体の厚みは特に限定されないが、非磁性支持体および積層体のハンドリング性向上の観点から、１０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以上１５０μｍ以下であることがより好ましく、２０μｍ以上１００μｍ以下であることが更に好ましい。
【００３８】
［電極合材層］
電極合材層としては、特に限定されず、例えば、電極活物質と、結着材とを含み、任意にその他の成分を含む既知の電極合材層を用いることができる。そして、電極合材層に含まれる電極活物質、結着材、およびその他の成分としては、電気化学素子用電極の作製に用いられる既知のものを用いることができ、例えば、特開第２０１３−７７５５９号公報に記載のものを用いることができる。また、電極合材層の厚みは、特に限定されないが、例えば２０μｍ以上４００μｍ以下である。
【００３９】
［積層体の作製方法］
上述した非磁性支持体に電極合材層を形成して積層体を作製する方法としては、特に限定されないが、例えば、以下の１）又は２）の方法：
１）電極活物質と、結着材と、溶媒と、任意に用いられるその他の成分とを含む複合粒子用組成物を乾燥造粒して電極合材層用複合粒子を調製し、この電極合材層用複合粒子（少なくとも電極活物質と結着材を含む）を非磁性支持体表面に圧着させて電極合材層を形成する方法、
２）電極活物質と、結着材と、溶媒と、任意に用いられるその他の成分とを含む電極合材層用スラリーを非磁性支持体表面に塗布し、非磁性支持体表面のスラリーを乾燥して電極合材層を形成する方法、
が挙げられる。これらの中でも、電極合材層を容易に厚膜化しうる観点、並びに、電極合材層の形成に要する装置の縮小化および電極合材層を形成する一連の過程における乾燥負荷低減の観点から、１）の方法が好ましい。
【００４０】
上記１）の方法において、複合粒子用組成物の調製、および乾燥造粒による複合粒子の調製は、既知の手法を用いて行うことができる。そして、複合粒子の非磁性支持体表面への圧着による電極合材層の形成は、例えば、「電気化学素子用電極の製造装置」の項で後述する粉体成形機を用いて行うことができる。
また、上記２）の方法において、電極合材層用スラリーの調製、電極合材層用スラリーの非磁性支持体への塗布、および電極合材層用スラリーの乾燥は、既知の手法を用いて行うことができる。
【００４１】
＜＜切断＞＞
ここで、工程（Ａ）で上記積層体が有する電極合材層を切断するに際しては、
電極合材層のみを切断してもよいし、電極合材層と共に非磁性支持体を切断してもよい（即ち、積層体全体を切断してもよい）。電極合材層のみを切断する手法を採用した場合は、切断されていない非磁性支持体が再利用可能となると共に、電極製造のタクトタイムを低減し得るといった利点がある。一方、電極合材層と共に非磁性支持体を切断する（即ち、積層体全体を切断する）手法を採用した場合は、切断に際し多様な切断方法を使用可能であると共に、当該切断が容易となる。さらには、後述する工程（Ｂ）の金属異物検査における不合格品を除去するに際し、多様な除去方法を使用可能であると共に、当該除去が容易となる。
【００４２】
そして、工程（Ａ）において、電極合材層または積層体を所望の形状および寸法に切断する方法としては、特に限定されず、ＣＯ２レーザーなどのレーザーを用いての切断や、金属刃を用いての切断が挙げられる。工程（Ａ）での切断をレーザーにより行えば、切断速度を高めて、電極の生産速度を向上させることができる。一方、工程（Ａ）での切断を金属刃により行えば、切断面にバリが発生するのを抑制することができる。
【００４３】
＜工程（Ｂ）＞
工程（Ｂ）では、工程（Ａ）において所望の形状および寸法に切断された電極合材層について、非磁性支持上に位置した積層体の状態で金属異物の有無を検査する。
【００４４】
＜＜検査＞＞
ここで、電極合材層の表面に付着する、および／または電極合材層の内部に含まれる金属異物としては、例えば、電極合材層の調製の際に混入する金属片、金属刃による切断の際の刃こぼれにより生じる金属片、電極合材層を備える積層体を搬送するモーターなどの機械からの発塵が挙げられる。
そして、電極合材層の金属異物の有無を検査する手法としては、例えば、Ｘ線検査、磁気検査、蛍光Ｘ線検査が挙げられる。これらの中でも、磁気検査が好ましい。金属異物検査の手法として、磁気検査を採用すれば、金属異物検査を高分解能で行うことができ、また高検査速度での連続監視が可能となる。
なお、電極合材層の金属異物検査の検査条件（検出する金属異物の種類やサイズ等）は、例えば、電極合材層を製造する方法（材料、製造手順など）や、工程（Ａ）で用いる金属刃を構成する金属の種類や大きさ、電極合材層を備える積層体の搬送速度に応じて、適宜設定することができる。
【００４５】
そして、金属異物検査により金属異物が混入していないと判断された合格品の電極合材層は、当該電極合材層と積層した非磁性支持体と共に、後述する工程（Ｄ）で金属箔との貼り合わせに用いられる。一方、金属異物検査により金属異物が混入していると判断された不合格品の電極合材層は、廃棄してもよいし、金属異物の除去を行った後に、電極の作製に再利用してもよい。
【００４６】
＜工程（Ｃ）＞
工程（Ｃ）では、金属箔について金属異物の有無を検査する。
【００４７】
＜＜金属箔＞＞
金属箔としては、電気化学素子用電極の集電体として機能しうるものであれば特に限定されない。例えば、金属箔としては、鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、チタン、タンタル、金、白金などからなる箔を用いることができる。これらの材料は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４８】
工程（Ｃ）での検査に供する金属箔の形状および寸法は、本発明の製造方法で製造する電極の形状および寸法に応じて適宜設定することができる。所望の寸法および形状を備える金属箔を得る方法は、特に限定されないが、切断により得ることが好ましい。例えば、長尺の金属箔を搬送しつつ、この金属箔を搬送方向に等間隔に切断することで、所望の形状および寸法を備える金属箔を連続して効率良く得ることができる。
なお、金属箔を電極合材層または積層体を所望の形状および寸法に切断する方法としては、特に限定されず、ＣＯ２レーザーなどのレーザーを用いての切断や、金属刃を用いての切断が挙げられる。
【００４９】
＜＜検査＞＞
ここで、金属箔の表面に付着する金属異物としては、例えば、金属箔の切断の際に生じる切子、金属刃による切断の際の刃こぼれにより生じる金属片、切断機などの機械からの発塵が挙げられる。
そして、金属箔の金属異物の有無を検査する手法としては、例えば、蛍光Ｘ線検査、画像検査（好ましくは、高速カメラを用いた画像検査）が挙げられる。なお、金属箔の金属異物検査の検査条件（検出する金属異物の種類やサイズ等）は、例えば、用いる金属箔を構成する金属の種類や、金属の切断に用いた金属刃を構成する金属の種類に応じて、適宜設定し得る。
【００５０】
そして、金属異物検査により金属異物が付着していないと判断された合格品の金属箔は、後述する工程（Ｄ）で積層体（詳細には、電極合材層）との貼り合わせに用いられる。一方、金属異物検査により金属異物が混入していると判断された不合格品の金属箔は、廃棄してもよいし、金属異物の除去を行った後に、電極の作製に再利用してもよい。
【００５１】
＜工程（Ｄ）＞
工程（Ｄ）では、工程（Ｂ）を経た合格品の電極合材層を備える積層体と、工程（Ｃ）を経た合格品の金属箔とを、電極合材層と金属箔が対向するように貼り合わせて、非磁性支持体と、電極合材層と、金属箔とがこの順に積層した貼り合わせ体を得る。非磁性支持体上の前記電極合材層と金属箔とを貼り合わせる方法としては、特に限定されず、例えば、加圧による接着が挙げられる。なお、加圧による接着に際しては、必要に応じて電極合材層および／または金属箔を加熱してもよいし、電極合材層と金属箔の間に、既知の接着剤を供給してもよい。
【００５２】
＜工程（Ｅ）＞
そして、工程（Ｅ）では、工程（Ｄ）で得られた貼り合わせ体から非磁性支持体を剥離して、少なくとも電極合材層と金属箔が積層してなる電気化学素子用電極を得ることができる。ここで、貼り合わせ体から非磁性支持体を剥離する方法は特に限定されず、例えば、貼り合わせ体の非磁性支持体の一端を掴み、引っ張って剥がす方法が挙げられる。
【００５３】
＜その他の工程＞
本発明の製造方法が備えうる上述した工程（Ａ）〜（Ｅ）以外の工程は、特に限定されない。例えば、本発明の製造方法は、工程（Ａ）に先んじて、「積層体の作製方法」の項で上述した１）または２）の方法で積層体を作製する工程を備えていてもよい。
また、本発明の製造方法は、工程（Ｅ）で得られた電極の表面（特には、電極合材層側の表面）に、既知の接着層や多孔膜層を設ける工程を備えていてもよい。
更に、本発明の製造方法は、工程（Ｃ）に先んじて、金属箔表面に付着した異物（特には、金属異物）を除去する工程を備えていてもよい。
【００５４】
（電気化学素子用電極の製造装置）
そして、上述した本発明の電気化学素子用電極の製造方法による電極の製造は、特に限定されることなく、例えば、本発明の電気化学素子用電極の製造装置を用いて効率的に実施することができる。
【００５５】
本発明の電気化学素子用電極の製造装置は、積層体検査供給部、金属箔検査供給部、および電極作製部を有する。
ここで、積層体検査供給部は、非磁性支持体と電極合材層が積層してなる積層体の少なくとも電極合材層を、積層体の厚み方向に切断する切断機と、切断機により切断された電極合材層（非磁性支持体上に位置している）について金属異物の有無を検査する第一の検査機を備える。
また、金属箔検査供給部は、金属箔について金属異物の有無を検査する第二の検査機を備える。
そして、電極作製部は、上述した積層体検査供給部の第一の検査機により金属異物無しと判断された合格品である電極合材層（非磁性支持体上に位置している）と、上述した金属箔検査供給部の前記第二の検査機により金属異物無しと判断された合格品である金属箔とを貼り合わせる貼り合わせ機、および、貼り合わせ機により作製された貼り合わせ体から、非磁性支持体を剥離する剥離機を備える。
【００５６】
なお、以下に、本発明の電気化学素子用電極の製造装置について一例を用いて説明するが、本発明の電気化学素子用電極の製造装置で用い得る、非磁性支持体、電極合材層、金属箔の具体例および好適例は、上述した本発明の電気化学素子用電極の製造方法を同じであるため、以下では説明を省略する。
【００５７】
具体的には、本発明の電気化学素子用電極の製造装置の一例は、例えば図１に示すような構成を有している。
【００５８】
ここで、図１に示す電気化学素子用電極の製造装置１００は、特に限定されることなく、非磁性支持体１および電極合材層２を有する積層体３と、金属箔４を用いて、貼り合わせ体５を作製し、貼り合わせ体５から非磁性支持体１を剥離することで、電極合材層２と金属箔４が積層してなる電極６の製造に用いられる。
そして、製造装置１００は、積層体検査供給部１０と、金属箔検査供給部２０と、電極作製部３０とを備えている。
【００５９】
＜積層体検査供給部＞
積層体検査供給部１０は、巻回体１６を回転させて長尺の非磁性支持体１を繰り出す繰り出し機（図示せず）と、非磁性支持体１の片面に電極合材層２を形成して長尺の積層体３を作製する粉体成形機１１と、粉体成形機１１により作製された積層体３を、当該積層体３の厚み方向に切断する第一の切断機１２と、第一の切断機により切断された積層体３ａ（特には、電極合材層）の金属異物の有無を検査して、合格品である積層体３ｂを特定する第一の検査機１３と、積層体３ａおよび３ｂを搬送するロボットアーム１４を備える。
【００６０】
ここで、図１に一例として示される粉体成形機１１は、隙間を空けて離隔配置された一対の成形ロール１５を備え、この成形ロール１５の隙間を通過させることで、対象を加圧しうる成形機である。そして、図１では、粉体成形機１１は、巻回体１６から送り出された非磁性支持体１（長尺のフィルム状）が、送りロール１７により搬送され、別途供給された電極合材層用複合粒子１８と共に成形ロール１５の間隙を通過させて加圧させることで、電極合材層２を非磁性支持体１上に備える積層体３を得ている。
【００６１】
また、第一の切断機１２としては、特に限定されることなく、例えば、ＣＯ２レーザー切断機などのレーザー切断機、打ち抜き機などの金属刃を備える切断機を用いることができる。第一の切断機１２としてレーザー切断機を用いれば、切断速度を高めて、電極の生産速度を向上させることができる。一方、第一の切断機１２として金属刃を備える切断機を用いれば、切断面にバリが発生するのを抑制することができる。
【００６２】
そして、第一の検査機１３としては、特に限定されることなく、例えば、Ｘ線検査機、磁気検査機、蛍光Ｘ線検査機を用いることができる。これらの中でも、磁気検査機が好ましい。第一の検査機１３として、磁気検査機を採用すれば、金属異物検査を高分解能で行うことができ、また高検査速度での連続監視が可能となる。
【００６３】
第一の検査機１３において、金属異物無しと判断された合格品の積層体３ｂは、ロボットアーム１４により電極作製部３０に搬送される。
なお、第一の検査機１３において、金属異物有りと判断された不合格品の積層体（図示せず）は、特に限定されず、例えば、ロボットアーム１４を用いて製造装置１００から除去することができる。
【００６４】
＜金属箔検査供給部＞
金属箔検査供給部２０は、巻回体２１を回転させて長尺の金属箔４を繰り出す繰り出し機（図示せず）と、金属箔４を、当該金属箔４の厚み方向に切断する第二の切断機２２と、第二の切断機２２により切断された金属箔４ａの金属異物の有無を検査して、合格品である金属箔４ｂを特定する第二の検査機２３と、金属箔４ａおよび４ｂを搬送するロボットアーム２４を備える。
【００６５】
ここで、第二の切断機２２としては、特に限定されることなく、例えば、ＣＯ２レーザー切断機などのレーザー切断機、打ち抜き機などの金属刃を備える切断機を用いることができる。
【００６６】
また、第二の検査機２３としては、特に限定されることなく、例えば、蛍光Ｘ線検査機、画像検査機（好ましくは、高速カメラを備える画像検査機）を用いることができる。
【００６７】
第二の検査機２３において、金属異物無しと判断された合格品の金属箔４ｂは、ロボットアーム２４により電極作製部３０に搬送される。
そして、第二の検査機２３において、金属異物有りと判断された不合格品の金属箔（図示せず）は、特に限定されず、例えば、ロボットアーム１４を用いて製造装置１００から除去することができる。
【００６８】
＜電極作製部＞
電極作製部３０は、上述した積層体検査供給部１０により供給される積層体３ｂと、上述した金属箔検査供給部２０による供給される４ｂとを貼り合わせて、貼り合わせ体５を作製する貼り合わせ機３１、貼り合わせ機３１により作製された貼り合わせ体５から非磁性支持体を剥離する剥離機３２、およびロボットアーム３３を備える。
【００６９】
ここで、貼り合わせ機３１としては、特に限定されることなく、例えば隙間を空けて離隔配置された１対のロールを備える重ね合わせロール等のロールラミネーター、平板プレス機を用いることができる。なお、図１では、貼り合わせ機３１としてロールラミネーターを用いている。具体的には、搬送コンベア３７上に重ねて置かれた積層体３ｂと金属箔４ｂ（積層体３ｂの電極合材層が金属箔４ｂに接する）を、１対のロールの間隙を通過させることにより加圧して貼り合せている。
【００７０】
また、剥離機３２としては、特に限定されることなく、既知の剥離機を用いることができる。例えば、図１で示されるように、貼り合わせ体５を載置するステージ３４と、ステージ３４上の非磁性支持体側の端部に当接することにより、当該端部を剥がす粘着ロール３５と、粘着ロール３５により剥がされた非磁性支持体の端部を把持して、非磁性支持体を貼り合わせ体から剥離する剥離機構３６を備える装置を用いることができる。剥離機構３６により非磁性支持体を剥離することで、電極６が得られる。
【００７１】
そして、上述した電気化学素子用電極の製造装置１００によれば、積層体検査供給部１０と、金属箔検査供給部２０で、電極合材層２と金属箔４のそれぞれを検査可能であるため、上述した本発明の電気化学素子用電極の製造方法と同様にして、電極合材層２と金属箔４により電極６に持ち込まれる虞のある金属異物を、電極作製に先んじて、高分解能で検出することができ、結果として、金属異物の混入が少ない電極６を効率良く製造することができる。
【００７２】
以上、一例を用いて本発明の電気化学素子用電極の製造装置について説明したが、本発明の電気化学素子用電極の製造装置は上述した構成に限定されるものではない。
具体的には、例えば、図１の製造装置１００では、積層体３の製造に粉体成形装置１１を用いているが、積層体３の製造装置は、粉体成形装置１１には限定されず、例えば、電極活物質と、結着材と、溶媒と、任意に用いられるその他の成分とを含むスラリーを支持体上に塗布すると塗布機と、支持体上のスラリーを乾燥する乾燥機を備える装置を用いてもよい。
また、図１の製造装置１００では、第一の切断機１２により積層体３を構成する電極合材層２と非磁性支持体３の双方を切断しているが、本発明の電気化学素子用電極の製造装置では、非磁性支持体３は切断せず電極合材層２のみを切断し、切断しなかった非磁性支持体３は巻き取りロールで巻き取り再度積層体３の作製に用いてもよい。
そして、図１の製造装置１００では、第二の切断機２２により金属箔４の切断を行い、切断された金属箔４ａを第二の検査機２３に供給しているが、本発明の電気化学素子用電極の製造装置は、第二の切断機２２を備えず、事前に切断された金属箔４ａを第二の検査機２３に供給してもよい。
更に、図１の製造装置１００では、第二の切断機２２により金属箔４の切断を行い、切断された金属箔４ａを第二の検査機２３に直接供給しているが、本発明の電気化学素子用電極の製造装置は、フィルムクリーナーを備え、当該フィルムクリーナーを用いて、金属箔４ａに付着した金属異物を除去した後、金属箔４ａを第二の検査機２３に供給してもよい。
また、図１の製造装置１００では、金属箔４ｂの片面に積層体３の電極合材層を圧着させているが、本発明の電気化学素子用電極の製造装置は、金属箔４ｂの両面に積層体３の電極合材層を圧着させて、金属箔４ｂの両面に電極合材層を備える電極を製造してもよい。
【実施例】
【００７３】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、量を表す「％」および「部」は、特に断らない限り、質量基準である。
【００７４】
（実施例１）
＜電極合材層用複合粒子の準備＞
電極活物質としての水蒸気賦活活性炭（比表面積：１７００ｍ２／ｇ）１００部、結着材としてのジエン系重合体（ガラス転移温度：−１９℃）のラテックス１０部（固形部相当量）、導電材としてのアセチレンブラック７５部、および増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースのナトリウム塩１．４部を混合し、混合液を得た。この混合液に、固形分濃度が２０％となるようイオン交換水を加えて、更に混合分散処理を施して複合粒子用組成物を得た。得られた複合粒子用組成物を、噴霧乾燥機を使用し、回転円盤方式のアトマイザ（直径：６５ｍｍ）の回転数：１６，０００ｒｐｍ、熱風温度：１５０℃、粒子回収出口の温度：８５℃の条件で噴霧乾燥造粒を行い、複合粒子を得た。
上述のようにして得られた複合粒子と、図１で示される製造装置と同様の構成を備える製造装置を用いて、以下の通り電気化学素子用電極を製造した。
＜積層体の作製＞
上記複合粒子と、長尺の非磁性支持体（粗面化処理として、サンドブラスト処理を施したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のフィルム、厚み：５０μｍ、引っ張り強度：２００ＭＰａ、表面粗さＲａ：０．４μｍ）を用いて、非磁性支持体上に電極合材層が積層してなる長尺の積層体（幅：８ｃｍ、電極合材層の厚み：１９３μｍ）を作製した。
＜積層体の切断および金属異物検査＞
上述のようにして得られた長尺の積層体の電極合材層および非磁性支持体の双方を、ＣＯ２レーザーカッターを用いて、長さ１０ｃｍ×幅８ｃｍ×厚み２４３μｍのサイズに連続して切り出した。切り出した積層体について、磁気検査機により金属異物の有無を連続して検査して、合格品を特定した。なお、磁気検査機による検査は、積層体１枚／秒の検査速度で行い、６０μｍ以上の金属異物を検出した。なお不合格品は、廃棄した。
＜金属箔の切断および金属異物検査＞
金属箔としての長尺のアルミ箔（厚み：３０μｍ）の巻回体を回転させて、当該アルミ箔を繰り出し、打ち抜き機を用いて、長さ１０ｃｍ×幅８ｃｍ×厚み３０μｍのサイズに連続して切断した。切り出した金属箔を、ロボットアームにより搬送し、フィルムクリーナー（製品名「メタルフィルムトリンク」、トリンク社製）による異物除去を行った後、画像検査装置により金属異物の有無を連続して検査して、合格品を特定した。なお不合格品は、廃棄した。
＜積層体と金属箔の貼り合わせ＞
上記のようにしてそれぞれ所望のサイズに切り出され、且つ金属異物検査を経た積層体と金属箔を、積層体の電極合材層と金属箔が接するようにして、重ね合わせロール（ロール温度：６０℃、ロール間隙：２５０μｍ）により圧着させ、貼り合わせ体を得た。
＜貼り合わせ体からの非磁性支持体の剥離＞
上記のようにして得られた貼り合わせ体から、剥離機（ステージと、粘着ロールと、剥離機構を備える）を用いて非磁性支持体を剥離して、金属箔の上に電極合材層を備える電極を得た。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の電気化学素子用電極の製造方法、および本発明の電気化学素子用電極の製造装置によれば、金属異物の混入が少ない電気化学素子用電極を効率良く提供することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１  非磁性支持体
２  電極合材層
３，３ａ，３ｂ  積層体
４，４ａ，４ｂ  金属箔
５  貼り合わせ体
６  電極
１０  積層体検査供給部
１１  粉体成形機
１２  第一の切断機
１３  第一の検査機
１４  ロボットアーム
１５  成形ロール
１６  非磁性支持体の巻回体
１７  送りロール
１８  電極合材層用複合粒子
２０  金属箔検査供給部
２１  金属箔の巻回体
２２  第二の切断機
２３  第二の検査機
２４  ロボットアーム
３０  電極作製部
３１  貼り合わせ機
３２  剥離機
３３  ロボットアーム
３４  ステージ
３５  粘着ロール
３６  剥離機構
３７  搬送コンベア
１００  電気化学素子用電極の製造装置
【図１】
2020021599.tif 000004