(57)【要約】【課題】基材の表面にストライプ状の活物質層を設けた構造を有する電池用電極を製造する技術において、高アスペクト比の断面形状を有するストライプ状の活物質パターンを安定して形成する。【解決手段】活物質を含む塗布液を吐出するノズル２１に、該塗布液を吐出する第１吐出口２１１と、気体（乾燥空気）を吐出する第２吐出口２１２とを交互に配列する。所定方向に搬送されるシートＳにノズル２１を対向配置し、第１吐出口２１１から塗布液を吐出させつつ、第２吐出口から塗布液の側部に向けて気体を吹き付ける。これにより、塗布液の乾燥硬化を促進させるとともに未硬化の塗布液の姿勢を安定させて、塗布直後の断面形状を維持したパターンを形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活物質を含む塗布液を吐出する第１吐出口を有するとともに、前記第１吐出口を挟んで前記第１吐出口の両側それぞれに気体を吐出する第２吐出口が配置されたノズルと、
前記第１吐出口と前記第２吐出口とを水平方向に並べ、かつ基材の表面に近接させた状態で、前記基材表面に対して前記ノズルを相対移動させる相対移動実行部と
を備え、
前記相対移動実行部が前記ノズルを前記基材表面に対して相対移動させながら、前記第１吐出口が前記塗布液を吐出して前記基材表面に前記塗布液をストライプ状に塗布するとともに、前記第２吐出口が気体を吐出して、前記第１吐出口から前記基材表面に吐出された前記塗布液の側部に前記気体を吹き付ける、電池用電極製造装置。
【請求項２】
前記ノズルでは、３以上の前記第２吐出口が列状に並べて設けられるとともに、互いに隣接する前記第２吐出口の間に１つずつ前記第１吐出口が設けられている請求項１に記載の電池用電極製造装置。
【請求項３】
前記第２吐出口は、前記基材に対する前記ノズルの相対移動方向における後方に向けて前記気体を吐出する請求項１または２に記載の電池用電極製造装置。
【請求項４】
前記相対移動実行部は、複数のローラに掛け渡したシート状の前記基材をローラの回転により所定の搬送方向に搬送し、前記ノズルが、一の前記ローラに巻き掛けられた前記基材の巻き掛け領域に対向配置される請求項１ないし３のいずれかに記載の電池用電極製造装置。
【請求項５】
加熱した前記気体を前記ノズルに供給する気体加熱手段を備える請求項１ないし４のいずれかに記載の電池用電極製造装置。
【請求項６】
活物質を含む塗布液を吐出する第１吐出口および気体を吐出する第２吐出口を有し、前記第２吐出口が、前記第１吐出口を挟んで前記第１吐出口の両側それぞれに設けられて、前記第１吐出口および前記第２吐出口が列状に並ぶ電池用電極製造のためのノズル。
【請求項７】
３以上の前記第２吐出口が列状に並べて設けられるとともに、互いに隣接する前記第２吐出口の間に１つずつ前記第１吐出口が設けられている請求項６に記載の電池用電極製造のためのノズル。
【請求項８】
前記第１吐出口の開口面の法線方向と、前記第２吐出口の開口面の法線方向とが同一である請求項６または７に記載の電池用電極製造のためのノズル。
【請求項９】
活物質を含む塗布液を吐出する第１吐出口を有するとともに、前記第１吐出口を挟んで前記第１吐出口の両側それぞれに気体を吐出する第２吐出口が配置されたノズルを、前記第１吐出口および前記第２吐出口を基材の表面に近接させて前記基材と対向配置する工程と、
前記ノズルを前記基材表面に対して相対移動させながら、前記第１吐出口から前記塗布液を吐出させて前記基材表面に前記塗布液をストライプ状に塗布するとともに、前記第１吐出口から前記基材表面に吐出された前記塗布液の側部に、前記第２吐出口から吐出させた気体を吹き付ける工程と
を備える電池用電極の製造方法。
【請求項１０】
前記第２吐出口から、前記基材に対する前記ノズルの相対移動方向における後方に向けて前記気体を吐出させる請求項９に記載の電池用電極の製造方法。
【請求項１１】
前記第２吐出口から加熱した前記気体を吐出させる請求項９または１０に記載の電池用電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基材の表面にストライプ状の活物質層を設けた構造を有する電池用電極を製造する装置およびその製造方法、ならびに該電極製造に用いられるノズルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばリチウムイオン電池のような化学電池に用いられる電極を製造する方法として、本願出願人は、集電体となる基材の表面に活物質材料を含む塗布液をストライプ状に塗布する技術を以前より開示している。例えば特許文献１に記載の技術においては、所定方向に多数の吐出口を配列したノズルを基材表面に対して走査移動させるとともに各吐出口から塗布液を吐出させるノズルスキャン方式により、活物質材料を含む塗布液を基材表面に塗布し、互いに平行な多数のストライプ状の活物質パターンを形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０７０７８８号公報（例えば、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなストライプ状の活物質パターンを有する電池用電極においては、活物質の量を多くして電池容量を増大させるとともに、活物質層の表面積を大きくして充放電特性を向上させるために、ストライプ状の各パターンの断面形状を、アスペクト比、つまり幅に対する高さの比が大きいものとすることが有効である。しかしながら、上記したノズルスキャン方式で良好に塗布可能な程度の流動性を有する塗布液では、塗布後に基材表面に沿って流れ広がったり重力によるレベリング作用によって、塗布直後の断面形状が次第に崩れることが避けられない。また、パターンの断面形状を高アスペクト比にすればするほど、硬化前にパターンの傾きや倒壊が生じるおそれが高まる。このことから、高アスペクト比の断面形状を有する活物質パターンをより安定して形成することのできる技術の確立が望まれる。
【０００５】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基材の表面にストライプ状の活物質層を設けた構造を有する電池用電極を製造する技術において、高アスペクト比の断面形状を有するストライプ状の活物質パターンを安定して形成することのできる技術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】
【０００６】
この発明の一の態様は、電池用電極製造装置であって、上記目的を達成するため、活物質を含む塗布液を吐出する第１吐出口を有するとともに、前記第１吐出口を挟んで前記第１吐出口の両側それぞれに気体を吐出する第２吐出口が配置されたノズルと、前記第１吐出口と前記第２吐出口とを水平方向に並べ、かつ基材の表面に近接させた状態で、前記基材表面に対して前記ノズルを相対移動させる相対移動実行部とを備え、前記相対移動実行部が前記ノズルを前記基材表面に対して相対移動させながら、前記第１吐出口が前記塗布液を吐出して前記基材表面に前記塗布液をストライプ状に塗布するとともに、前記第２吐出口が気体を吐出して、前記第１吐出口から前記基材表面に吐出された前記塗布液の側部に前記気体を吹き付ける。
【０００７】
また、この発明の他の態様は、電池用電極の製造方法であって、上記目的を達成するため、活物質を含む塗布液を吐出する第１吐出口を有するとともに、前記第１吐出口を挟んで前記第１吐出口の両側それぞれに気体を吐出する第２吐出口が配置されたノズルを、前記第１吐出口および前記第２吐出口を基材の表面に近接させて前記基材と対向配置する工程と、前記ノズルを前記基材表面に対して相対移動させながら、前記第１吐出口から前記塗布液を吐出させて前記基材表面に前記塗布液をストライプ状に塗布するとともに、前記第１吐出口から前記基材表面に吐出された前記塗布液の側部に、前記第２吐出口から吐出させた気体を吹き付ける工程とを備える。
【０００８】
このように構成された発明では、ノズルの第１吐出口から基材表面に吐出された塗布液の側部に、第２吐出口から吐出される気体が吹き付けられる。これにより、塗布液の側部における乾燥が促進されて、塗布直後の断面形状が維持されつつ塗布液の硬化が進む。また、塗布液の側部に吹き付ける気流がその姿勢維持に寄与するので、硬化しつつある塗布液の側方への傾きや倒壊についても効果的に防止される。これらのことから、本発明によれば、高アスペクト比の断面形状を有するストライプ状の活物質パターンを、塗布液の塗布により安定して形成することが可能である。
【０００９】
また、この発明の他の態様は、電池用電極製造のためのノズルであって、上記目的を達成するため、活物質を含む塗布液を吐出する第１吐出口および気体を吐出する第２吐出口を有し、前記第２吐出口が、前記第１吐出口を挟んで前記第１吐出口の両側それぞれに設けられて、前記第１吐出口および前記第２吐出口が列状に並ぶ。
【００１０】
このような構造のノズルは、上記した電池用電極製造装置および製造方法に好適に適用可能なものであり、塗布液を吐出する第１吐出口を挟むようにその両側に気体を吐出する第２吐出口を有する。この構成によれば、第１吐出口から活物質を含む塗布液を吐出しつつ、その側部に第２吐出口からの気体を吹き付けることができる。したがって、塗布直後の断面形状を維持した活物質パターンを製造するのに好適に用いることができる。
【００１１】
この発明にかかるノズルは、例えば、３以上の第２吐出口が列状に並べて設けられるとともに、互いに隣接する第２吐出口の間に１つずつ第１吐出口が設けられた構成であってもよい。このような構成とすると、２以上の第１吐出口と３以上の第２吐出口がその配列方向に沿って交互に並び、しかも、各々の第１吐出口の両側には必ず第２吐出口が配置されることになる。このようなノズルを用いれば、複数本のストライプ状パターンを同時に形成することが可能であり、複数本の活物質パターンを有する電池用電極を優れた生産性で製造することが可能となる。
【００１２】
また例えば、第２吐出口は、基材に対するノズルの相対移動方向における後方に向けて気体を吐出するように構成されてもよい。このようにすると、第１吐出口から基材に吐出された塗布液に対して第２吐出口からの気体を直接的に吹き付けることが可能となり、塗布液の乾燥硬化を効果的に促進してその断面形状の変化を抑制することができる。
【００１３】
また例えば、第１吐出口の開口面の法線方向と、第２吐出口の開口面の法線方向とが同一となるように構成されてもよい。これにより、塗布液の吐出方向と気体の吐出方向とをほぼ一致させることができ、吐出直後の塗布液の側部に確実に気体を吹き付けることができる。
【００１４】
また例えば、基材に対するノズルの相対移動が、複数のローラに掛け渡したシート状の基材をローラの回転により所定の搬送方向に搬送することにより実現され、ノズルが、一のローラに巻き掛けられた基材の巻き掛け領域に対向配置されるように構成されてもよい。このような構成では、シート状の基材の搬送によってノズルとの相対移動が実現されており、その搬送経路上では基材が波打ったり振動することがある。ローラに巻き掛けられた基材表面にノズルを対向させ、該ノズルから塗布液および気体を吐出させることで、ノズルと基材との位置関係を安定させた状態で塗布を行うことができる。これにより、形状の安定した活物質パターンを形成することが可能となる。
【００１５】
また例えば、第２吐出口から、加熱した気体を吐出させるようにしてもよく、このための気体加熱手段がさらに設けられてもよい。加熱した気体を塗布液に吹き付けることで、塗布液の乾燥硬化をより短時間で確実に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、基材表面に塗布された直後の塗布液の側部に対して気流を吹き付けることで、高アスペクト比の断面形状を有するストライプ状の活物質パターンを安定して形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明にかかる電池用電極製造装置の一実施形態の概略構成を示す図である。
【図２】ノズルの構造および機能を示す第１の図である。
【図３】ノズルの構造および機能を示す第２の図である。
【図４】この実施形態における気流の効果を説明する図である。
【図５】吐出口の他の配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１はこの発明にかかる電池用電極製造装置の一実施形態の概略構成を示す図である。この電池用電極製造装置（以下、「電極製造装置」と略称する）１は、例えばリチウムイオン二次電池の電極として用いられる電池用電極の製造プロセスの動作主体となるものであり、完成後の電池において集電体として機能する金属製のシートＳを基材として、その表面に活物質材料を塗布して活物質層を形成することで、集電体と活物質とが積層された電池用電極を製造するための装置である。
【００１９】
以後の説明のために、図１に示すようにＸＹＺ座標軸を設定する。ここでＸＹ平面が水平面であり、Ｚ軸は鉛直軸と一致する。Ｚ軸における正方向は鉛直上向き方向である。
【００２０】
電極製造装置１は、シートＳを搬送方向Ｄｔに搬送するための搬送ユニット１０と、搬送されるシートＳに対して活物質を含む塗布液を塗布する塗布ユニット２０とを備えている。搬送ユニット１０は、ロール状に巻回された活物質形成前のシートＳを保持するとともにシートＳを一定速度で送り出す供給ローラ１１と、活物質層が形成された後のシートＳを巻き取る巻き取りローラ１２とを備えている。供給ローラ１１から巻き取りローラ１２に至る搬送経路上には、２つのテンションローラ１３，１４とノズル対向ローラ１５とがさらに設けられている。これらのうちいくつかがローラ駆動部１９により回転駆動されてシートＳを搬送し、他はシートＳの移動に伴って回転する従動ローラとなっている。
【００２１】
シートＳはこれらのローラに掛け渡されており、ローラの回転に伴って矢印方向Ｄｔに一定速度で搬送される。図１の例では、供給ローラ１１および巻き取りローラ１２はそれぞれＹ軸と平行な回転軸を有しており、ローラ駆動部１９からの駆動信号に応じてローラ１１，１２が回転することで、シートＳはＸ軸に平行な方向（水平方向）およびＺ軸に平行な方向（鉛直方向）に搬送される。
【００２２】
ノズル対向ローラ１５は、搬送経路上で２つのテンションローラ１３，１４の間に設けられており、ノズル対向ローラ１５に巻き掛けられたシートＳに対して搬送中にかかる張力がテンションローラ１３，１４により一定に維持される。ノズル対向ローラ１５に巻き掛けられたシートＳの巻き掛け領域Ｓｒにおいて、塗布ユニット２０のノズル２１がシートＳ表面に近接対向配置される。ノズル２１との対向位置よりも搬送方向Ｄｔ下流側において、シートＳはできるだけ平坦な状態が長く維持されることが望ましい。ノズル２１は、一定速度で搬送されるシートＳの表面に向けて活物質を含む塗布液を吐出することで、搬送方向Ｄｔに沿って延びるストライプ状の活物質パターンをシートＳの表面に形成する。
【００２３】
塗布ユニット２０は、ノズル２１の他に、活物質を含む塗布液をノズル２１に向けて供給する塗布液供給部２２と、例えば乾燥空気、窒素ガス等の気体をノズル２１に向けて供給する気体供給部２３と、該気体を所定の温度まで温める加熱部２４とを備えている。
【００２４】
ノズル２１は、塗布液供給部２２から活物質を含む塗布液の供給を受けて、該塗布液をシートＳ表面に塗布する。シートＳを挟んでノズル２１と反対側に設けられたノズル対向ローラ１５は、ノズル２１とシートＳとの位置関係を一定に維持して安定した塗布を可能にするバックアップローラとして機能する。
【００２５】
ここで、この製造プロセスに用いられる材料としては、例えば次のようなものが挙げられる。例えばリチウムイオン電池の正極電極を製造するプロセスでは、集電体となるシートＳとして例えばアルミニウム箔を用いることができる。また、この場合の活物質（正極活物質）としては例えばＬｉＣｏＯ２（ＬＣＯ）を主体とするもの、ＬｉＮｉＯ2またはＬｉＦｅＰＯ4、ＬｉＭｎＰＯ4、ＬｉＭｎ2Ｏ4、またＬｉＭｅＯ2（Ｍｅ＝ＭxＭyＭz；Ｍｅ、Ｍは遷移金属、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で代表的に示される化合物、例えばＬｉＮｉ1/3Ｍｎ1/3Ｃｏ1/3Ｏ2、ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2などを用いることができる。
【００２６】
また例えば、リチウムイオン電池の負極電極を製造するプロセスでは、集電体となるシートＳとして例えば銅箔を用いることができる。また、この場合の活物質（負極活物質）としては例えばＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２（ＬＴＯ）を主体としたもの、またはＣ、ＳｉまたはＳｎなどを用いることができる。
【００２７】
活物質を含む塗布液としては、上記した活物質材料の他に、導電助剤としてのアセチレンブラックまたはケッチェンブラック、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、溶剤としてのＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などを混合したものを用いることができる。ノズル２１からの吐出による塗布に適用する塗布液としては、粘度を１００Ｐａ・ｓないし１００００Ｐａ・ｓとしたペースト状のものが好適である。
【００２８】
図２および図３はノズルの構造および機能を示す図である。より詳しくは、図２（ａ）はノズル２１による塗布液の塗布の様子を模式的に示す図であり、図２（ｂ）はノズル２１の下面の構造を示す図である。また、図３（ａ）はノズル２１の内部構造および塗布液と気体との吐出の状態を模式的に示す側面図であり、図３（ｂ）はその斜視図である。
【００２９】
図２（ｂ）に示すように、ノズル２１の下面２１０には矩形形状に開口する複数個（この例では８個）の第１吐出口２１１が、シート搬送方向Ｄｔに直交するシートＳの幅方向、つまりＹ方向に沿って列状に等間隔で穿設されている。第１吐出口２１１は塗布液供給部２２から供給される塗布液を吐出する。また、こうして列状に配置された第１吐出口２１１をＹ方向の両側から挟むように、複数個（この例では９個）の第２吐出口２１２が列状に配置されている。第２吐出口２１２は気体供給部２３から加熱部２４を介して供給される気体を吐出する。このように、ノズル２１の下面２１０には、第１吐出口２１１および第２吐出口２１２がＹ方向に交互に配列されており、該配列のうち（＋Ｙ）方向および（−Ｙ）方向における最外側は、いずれも第２吐出口２１２となっている。
【００３０】
第１吐出口２１１および第２吐出口２１２はいずれも同一平面（ノズル下面２１０）に開口しており、それらの開口面の法線方向は互いに一致する。したがって、塗布液の吐出方向と気体の吐出方向とが概ね一致しており、塗布液および気体は概略同じ方向に向けて吐出される。
【００３１】
図２（ａ）に示すように、ノズル２１は、シートＳの上面に近接対向配置され、しかも、第１および第２吐出口が設けられた下面２１０を真下ではなくＸ方向に傾けた状態で、図示を省略する支持部材により支持されている。
【００３２】
第１および第２吐出口２１１，２１２の開口サイズを例示するが、吐出口の寸法や形状はここに記載のものに限定されず任意である。この実施形態における第１吐出口２１１および第２吐出口２１２のサイズは、Ｘ方向の開口長が例えば２０μｍないし１００μｍである。またＹ方向の開口長が例えば５０μｍないし１００μｍである。また、これらの配列ピッチは１００μｍないし３００μｍである。なお、図２（ｂ）では２種類の吐出口の識別を容易とするために第１吐出口２１１と第２吐出口２１２との開口サイズを異ならせて図示しているが、このことは必須の要件ではなく両者が同一サイズであってもよい。このような微細な開口を有するノズル２１については、例えば金属ブロックを放電加工することにより作製可能である。
【００３３】
図２（ａ）に示すように、シートＳが搬送方向Ｄｔに搬送された状態でノズル２１が吐出口２１１から塗布液を吐出すると、シートＳの上面には搬送方向Ｄｔ（すなわちＸ方向）に沿って延びる互いに平行な複数の塗布液によるストライプが形成される。これが乾燥硬化することで、シートＳ表面に互いに平行なストライプ状の複数の活物質パターンＰ1が形成される。このとき、塗布液として比較的高粘度のペースト状に調製された混合物を用いることにより、吐出直後の形状がほぼ維持されて断面のアスペクト比（パターン幅に対する高さの比）の高い活物質パターンを形成することができる。
【００３４】
ただし、吐出された塗布液が乾燥硬化するまでの間に、塗布液に残存する流動性に起因してパターンの形状が変化してしまうことがある。すなわち、重力によるレベリング作用や塗布液の表面張力によって断面のアスペクト比が小さくなるパターンの潰れや、パターン頂面がうねる褶曲や傾き、さらに甚だしい場合にはパターンが倒壊するなどのおそれがある。そこで、この実施形態では、塗布液を吐出する第１吐出口２１１を挟んでその両横に、気体を吐出する第２吐出口２１２を設けている。
【００３５】
図３（ａ）に示すように、ノズル２１の内部には、塗布液供給部２２に連通する塗布液供給路２１３と、加熱部２４を介して気体供給部２３に連通する気体供給路２１４とが独立して設けられており、ノズル下面２１０におけるそれらの開口が、それぞれ第１吐出口２１１および第２吐出口２１２となっている。塗布液供給路２１３を通送されてくる塗布液は第１吐出口２１１から吐出されてシートＳ表面に塗布され、乾燥硬化することでシートＳ上に活物質パターンＰ1を形成する。
【００３６】
一方、第１吐出口２１１に隣接して設けられた第２吐出口２１２は、気体供給部２３から供給される気体（この実施形態では加熱された乾燥空気）を吐出する。第２吐出口２１２からの気体は第２吐出口２１２の開口面の法線方向を中心として広がるように吹き出され、これにより形成される気流ＡＦは、図３（ｂ）に示すように、一部が吐出直後の塗布液の側部Ｐｓに対して吹き付ける。この気流により、塗布液、特にその側部の乾燥硬化が促進され、固体である活物質パターンＰ1への転換が短時間のうちに進行する。また、塗布された塗布液を挟むようにその両側から気流ＡＦが吹き付けられることにより、パターン頂部の傾きや褶曲、さらにはパターンの倒壊が効果的に防止される。これらの作用により、この実施形態では、シートＳ表面に塗布された塗布液の断面形状の変化が抑制され、吐出直後のアスペクト比の高い状態が維持された活物質パターンＰ1が得られる。第２吐出口２１２から吐出される気体を予め加熱しておけば、塗布液を乾燥させる作用はさらに顕著なものとなる。
【００３７】
第２吐出口２１２からの気体は、シートＳ表面に沿って概ねシートＳの搬送方向Ｄｔと同方向に流れるようにされる。シートＳを基準として見たときノズル２１はシートＳに対し（−Ｄｔ）方向へ相対移動しているから、第２吐出口２１２からの気体はノズル２１の移動方向における後方側へ向かう成分を持って吹き出されることになる。したがって、気流ＡＦは、シートＳ表面およびパターン側部Ｐｓに衝突しながら、シートＳ表面に沿って活物質パターンＰ1の間を通り抜けてノズル２１の移動方向における後方側へ流れることとなる。これにより、気流ＡＦによるパターンの姿勢維持および乾燥促進の効果をより長時間持続させることができる。
【００３８】
なお、図３（ｂ）では、ノズル２１における各部の作用を理解しやすくするために、１つの第１吐出口２１１とこれを挟む２つの第２吐出口２１２のみを図示しているが、前記した通り、この実施形態では複数の第１吐出口２１１と、その各々を挟む複数の第２吐出口２１２とがノズル２１には設けられている。吐出口の配列において最外側を、気体を吐出する第２吐出口２１２としているので、全てのパターンについてその両側に気流ＡＦを吹き付けることが可能である。
【００３９】
図４はこの実施形態における気流の効果を説明する図である。より詳しくは、図４（ａ）は理想的な形状の活物質パターンを示す概観図、図４（ｂ）はその断面図である。一方、図４（ｃ）は比較例の活物質パターンを示す概観図、図４（ｄ）はその断面図である。
【００４０】
活物質パターンＰ1の理想的な形状は、図４（ａ）に示すようにＸ方向に沿ってまっすぐに延びるストライプ状であり、かつ、図４（ｂ）に示すように、断面が吐出直後の塗布液の形状（すなわち第１吐出口２１１の開口形状）を維持したものである。しかしながら、単にノズルから塗布液を吐出してシートＳに塗布しただけでは、比較例として図４（ｃ）および図４（ｄ）に示すように、上記のような理想形状から乖離した形状のパターンとなってしまうおそれがある。
【００４１】
図４（ｃ）および図４（ｄ）はこのような不良パターンの例を示す図であり、図のうちパターンＰ21では、パターン全体にうねりが生じパターンの頂部が波打った状態となっている。また、パターンＰ22では、パターンがシートＳ表面から垂直に屹立せずパターン全体が傾いた状態となっている。パターンＰ23では、その断面方向に見てパターン頂部が一方向に向かって折れ曲がっている。またパターンＰ24では塗布液の流動性によりレベリングが生じ、潰れたような断面形状となっている。またパターンＰ25は、パターン全体が横倒しになっている。
【００４２】
このような不良パターンは、隣接するパターン間の接触や表面積の設計値からのずれなどの原因となり、最終的に製造される電極および電池において所期の性能が得られなくなるという問題を引き起こす。これに対して本実施形態では、シートＳ表面に吐出された塗布液の側部Ｐｓに気流ＡＦを吹き付けて乾燥硬化前の塗布液の姿勢を安定させることで、パターン形状を理想的なものに近付けており、このような問題を未然に回避している。
【００４３】
以上説明したように、この実施形態においては、電極製造装置１が本発明の「電池用電極製造装置」として機能しており、シートＳが本発明の「基材」に相当している。そして、供給ローラ１１、巻き取りローラ１２およびローラ駆動部１９が一体として本発明の「相対移動実行部」として機能している。また、上記実施形態では、加熱部２４が本発明の「気体加熱手段」として機能している。
【００４４】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態のノズル２１は、いずれも矩形の開口形状を有する第１吐出口２１１と第２吐出口２１２とが一列に並べて配置されたものであるが、吐出口の配置はこのような態様に限定されず、例えば以下に例示する構成であってもよい。
【００４５】
図５は吐出口の他の配置例を示す図である。図５（ａ）に示す他の実施例のノズル２１ａでは、第１吐出口２１１ａと第２吐出口２１２ａとが、それぞれ複数個Ｙ方向に１列に配列されているが、第１吐出口２１１ａの列と第２吐出口２１２ａの列とは同列ではない。これはいわゆる千鳥配置の配列であるが、このような位置関係に構成された第１吐出口２１１ａと第２吐出口２１２ａとによっても、上記実施形態と同様の効果を得ることが可能である。ただし、第１吐出口と第２吐出口との距離が大きくなると第２吐出口からの気流を塗布液の側部に案内することが困難となるため、第１吐出口と第２吐出口とはできるだけ近接位置にあることが望ましい。
【００４６】
また、図５（ｂ）に示す例では、ノズル２１ｂに矩形の第１吐出口２１１ｂと円形または楕円形の第２吐出口２１２ｂとが設けられる。このように、第１吐出口および第２吐出口の開口形状は矩形に限定されず任意である。特に、塗布液を吐出する第１吐出口の断面形状は形成される活物質パターンの断面形状を決定する因子であるから、必要とされる活物質パターンの断面形状に応じて適宜に設定されればよい。
【００４７】
また、図５（ｃ）に示すノズル２１ｃでは、第１吐出口２１１ｃの開口面と第２吐出口２１２ｃの開口面とが互いに異なる平面に属している。すなわち、複数の第１吐出口２１１ｃ同士ではその開口面が同一平面をなし、複数の第２吐出口２１２ｃ同士ではその開口面が同一平面をなしているが、第２吐出口２１２ｃの開口面は第１吐出口２１１ｃの開口面よりもノズル先端側から見て後退した位置にある。言い換えると、第１吐出口２１１ｃがノズル先端側に向けて突出した状態となっている。このような構造のノズル２１ｃでも上記と同様の効果が得られる。また、第１吐出口２１１ｃの突出部分の側面が気流の方向を制御する機能も有する。
【００４８】
また、上記実施形態では、複数の第１吐出口と複数の第２吐出口とを交互に並べることで、複数の第１吐出口により形成される活物質パターンの間に第２吐出口からの気流を形成している。つまり、最外側のものを除く第２吐出口の１つから吐出される気流は、当該第２吐出口の両側にある２つの第１吐出口から吐出される塗布液による２本のパターンの姿勢維持に寄与している。これに対して、複数の第１吐出口の間にそれぞれ２以上の第２吐出口を設けてもよい。このようにすると、各第２吐出口からの気体の吐出方向を個別に設定することにより例えばパターン側部に向けて気体を直接吹き付けることができ、パターンの姿勢維持効果をさらに高めることも可能となる。
【００４９】
また、上記実施形態では第２吐出口から吐出させる気体として加熱された乾燥空気を用いているが、他のガス種、例えば窒素ガスのような不活性ガスを用いてもよい。これ以外にも、吐出直後の塗布液に対して化学的に作用しないものであれば種々の気体を用いることが可能である。また気体の加熱を省略してもよい。
【００５０】
また、上記実施形態は、ノズル２１から吐出させる気体の供給源（気体供給部２３）を塗布ユニット２０内に有するものであるが、外部の気体供給源からの気体をノズルに導入して吐出させる構成であってもよい。
【００５１】
また、上記実施形態では、完成後の電池用電極において集電体となる金属製シートＳを本発明の「基材」とするものであるが、基材としてはこれに限定されない。例えば、樹脂製シートに集電体となる金属箔を積層したものを本発明の「基材」として用いてもよく、また例えば、集電体となる金属箔の表面に活物質の薄膜を予め形成したものを「基材」として用いてもよい。さらには、一方極の電極に固体電解質層あるいはセパレータを積層したものを本発明の「基材」として用い、他方極の活物質層をさらに積層するために本発明を適用してもよい。
【００５２】
また、上記実施形態はロール状の金属製シートＳを基材としてその表面に活物質パターンを形成するものであるが、枚葉状の基材に対しノズルを相対移動させて活物質パターンを形成する技術にも本発明を適用することが可能である。また、相対移動の実現に当たっては、基材を固定しノズルを動かす構成としてもよい。また、基材をステージ等に載置して、固定されたノズルに対しステージ等を移動させることで相対移動を実現してもよい。
【００５３】
また、上記実施形態で例示した集電体、活物質、電解質等の材料はその一例を示したものであってこれに限定されず、リチウムイオン電池の構成材料として用いられる他の材料を使用してリチウムイオン電池用電極を製造する場合においても、本発明を好適に適用することが可能である。また、リチウムイオン電池に限らず、基材と活物質層とを積層した構造を有する電池用電極の製造技術全般に本発明を適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、基材表面に活物質を含む塗布液を塗布して電池用電極を製造する技術全般に適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  電極製造装置（電池用電極製造装置）
１１  供給ローラ（相対移動実行部）
１２  巻き取りローラ（相対移動実行部）
１９  ローラ駆動部（相対移動実行部）
２１  ノズル
２４  加熱部（気体加熱手段）
２１１  第１吐出口
２１２  第２吐出口
Ｓ  シート（基材）
Ｓｒ  （ノズル対向ローラ１５に対するシートＳの）巻き掛け領域
【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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