(57)【要約】【課題】生産性に優れ、かつ、品質の高い二次電池用電極の製造方法、および電極製造装置を提供する。【解決手段】本発明に係る二次電池用電極の製造方法は、電極集電体１０を搬送する工程と、電極集電体１０上にスラリー状に調製された電極活物質層形成用組成物３１を塗膜する工程と、電極集電体１０上に形成された活物質層形成用組成物３１からなる塗膜１１を乾燥する工程とを備える。乾燥する工程は、電極集電体１０の塗膜面に対して並行方向に熱風を送出するプロセスを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極集電体を搬送する工程と、
前記電極集電体上にスラリー状に調製された活物質層形成用組成物を塗膜する工程と、
前記電極集電体上に形成された前記活物質層形成用組成物からなる塗膜を乾燥する工程とを備え、
前記乾燥する工程は、
前記電極集電体の塗膜面に対して並行方向に熱風を送出するプロセスを含む二次電池用電極の製造方法。
【請求項２】
前記並行方向に熱風を送出するプロセスは、前記電極集電体の搬送方向と反対方向に送風することにより行われる請求項１に記載の二次電池用電極の製造方法。
【請求項３】
前記電極集電体の搬送方向において、前記並行方向に熱風を送出する領域の上流側および／又は下流側に、前記電極集電体に対して熱風を直接吹き付ける直熱風流を送出する領域を設けた請求項１又は２に記載の二次電池用電極の製造方法。
【請求項４】
前記直熱風流は、前記電極集電体に対して熱風を略垂直方向に吹き付けるものである請求項３に記載の二次電池用電極の製造方法。
【請求項５】
電極集電体を搬送する搬送部と、
前記電極集電体上に塗膜を形成する塗工部と、
前記塗膜を乾燥する乾燥部とを具備し、
前記乾燥部は、当該乾燥部内において、前記電極集電体に対して並行方向に熱風を吹き出す送風部を備える電極製造装置。
【請求項６】
前記送風部の送風方向は、前記電極集電体の搬送方向と反対の方向である請求項５に記載の電極製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池用電極の製造方法に関する。また、前述の二次電池用電極の製造方法に好適な電極製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車、ハイブリッド自動車の駆動源、或いはパソコンおよび携帯端末の電源として、リチウムイオン電池や、ニッケル水素電池などの二次電池に期待が集まっている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウム二次電池は、車両搭載用高出力電源として期待されている。典型的な構成では、リチウムイオンを可逆的に吸蔵および放出し得る材料（電極活物質）が導電性部材（電極集電体）に保持された構成の電極を備えている。例えば、負極に用いられる電極活物質（負極活物質）の代表例としては、グラファイトカーボン、アモルファスカーボン等の炭素系材料が例示される。また、負極に用いられる電極集電体（負極集電体）の代表例としては、銅または銅合金を主体とするシート状または箔状の部材が挙げられる。一方、正極に用いられる電極活物質（正極活物質）の代表例としては、リチウムと一種または二種以上の遷移金属元素とを構成金属元素として含む酸化物が挙げられる。また、正極に用いられる電極集電体（正極集電体）の代表例としては、アルミニウムまたはアルミニウム合金を主体とするシート状または箔状の部材が挙げられる。
【０００３】
ところで、上記のような構成を有する正極や負極（以下、正負極を総称して「電極」という）を製造するにあたって負極集電体に負極活物質を保持させる代表的な方法の一つとして、電極活物質粉末とバインダ（結着材）とを適当な媒体に分散させたペースト状若しくはインク状に調製された組成物（以下、このような組成物を単に「スラリー」という）、即ち電極活物質層形成用スラリーを電極集電体に塗布し、乾燥させることにより電極活物質を含む層（電極活物質層）を形成する方法が挙げられる。
【０００４】
特許文献１においては、極板と活物質との接着性が高く、サイクル特性に優れた非水電解質二次電池を製造する方法として、乾燥炉内の上下の熱風温度に温度差（５℃）を与えることで、密着強度を上げる方法が記載されている。また、特許文献２は、マイグレーションの発生を防止し得る乾燥部として、乾燥雰囲気が互いに異なる複数の乾燥炉Ｚ１〜Ｚ３を有し、最も上流側に位置する乾燥炉Ｚ１よりも下流側に排気口を配置する構成を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０７３２３４号公報
【特許文献２】特開２０１２−０９７９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１においては、密着性を確保するために精度の高い温度コントロール設備が必要となる。また、特許文献１の方法においては、塗膜が薄膜の時には効果が期待できるものの、塗布されるペースト量が多くなる、即ち、ウェット膜が厚くなると、極板近傍のバインダがスラリー（ペースト）塗布物の表層に浮き上がるマイグレーション現象が生じてバインダが偏析する。マイグレーションによりバインダが偏析すると、活物質層内のバインダ分布が不均一になり、品質の高い電極シートが得られない（例えば集電体と活物質層の密着性が低下する）ため好ましくない。
【０００７】
また、特許文献２においては、排気口を特定の位置に配置することによりマイグレーションの現象を防止するものであるが、塗膜の膜厚の範囲や、塗布する組成物に含まれる溶媒等の設計自由度が必ずしも高いとはいえなかった。
【０００８】
本発明は、上記背景に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、生産性に優れ、かつ、品質の高い二次電池用電極の製造方法、および電極製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の二次電池用電極の製造方法は、電極集電体を搬送する工程と、前記電極集電体上にスラリー状に調製された電極活物質層形成用組成物を塗膜する工程と、前記電極集電体上に形成された活物質層形成用組成物からなる塗膜を乾燥する工程とを備える。前記乾燥する工程は、前記電極集電体の塗膜面に対して並行方向に熱風を送出するプロセスを含む。
【００１０】
本発明の二次電池用電極の製造方法によれば、電極集電体の塗膜面に対して並行方向に熱風を送風することによって、塗膜からの溶媒の急激な蒸発を抑制する。かかる構成によれば、電池用電極の構成成分（活物質、バインダ等）を含むスラリー（ペースト）塗膜を金属基材である電極集電体に塗工して乾燥する場合、スラリー塗膜中のバインダが表層部に浮き上がるマイグレーションを有効に防止できる。その結果、電極内のバインダ分布を均一になる。これによって、塗膜と電極集電体の密着強度を高め、品質の良い電池用電極を提供できる。さらに、並行方向に熱風を送出するプロセスの風量、温度、風速、電極集電体の搬送速度等を調整することにより、品質の高い電池用電極を得るための塗膜の膜厚の範囲や、活物質層形成用組成物に含まれる溶媒の種類等の変更範囲を広げることができ、生産性を高めることができるという優れたメリットがある。
【００１１】
ここに開示される二次電池用電極の製造方法の好ましい一態様では、前記並行方向に熱風を送出するプロセスは、前記電極集電体の搬送方向と反対方向に送風することにより行われるものがある。
また、二次電池用電極の製造方法の好ましい一態様では、前記電極集電体の搬送方向において、前記並行方向に熱風を送出する領域の上流側および／又は下流側に、前記電極集電体に対して熱風を直接吹き付ける直熱風流を送出する領域を設けている。
また、二次電池用電極の製造方法の好ましい一態様では、前記直熱風流は、前記電極集電体に対して熱風を略垂直方向に吹き付けるものがある。
【００１２】
本発明の電極製造装置は、電極集電体を搬送する搬送部と、前記電極集電体上に塗膜を形成する塗工部と、前記塗膜を乾燥する乾燥部とを具備し、前記乾燥部は、当該乾燥部内において、前記電極集電体に対して並行方向に熱風を吹き出す送風部を備えるものである。
【００１３】
ここに開示される電極製造装置の好ましい一態様では、前記並行熱風流送風の送風方向は、前記電極集電体の搬送方向と反対の方向とするものがある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、生産性に優れ、かつ、品質の高い二次電池用電極の製造方法、および電極製造装置を提供できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に係る電極製造装置の一例を説明するための模式図。
【図２】塗膜のマイグレーションを説明するための説明図。
【図３】第１実施形態に係る捲回電極体を説明するための模式図。
【図４】第１実施形態に係る電池の模式図。
【図５】第２実施形態に係る電極製造装置の一例を説明するための模式図。
【図６】第３実施形態に係る電極製造装置の一例を説明するための模式図。
【図７】第４実施形態に係る電極製造装置の一例を説明するための模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を適用した実施形態の一例について説明する。なお、本発明の趣旨に合致する限り、他の実施形態も本発明の範疇に含まれることは言うまでもない。また、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、以降の実施形態において、同一の要素部材には同一符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００１７】
［第１実施形態］
図１に、第１実施形態に係る二次電池の電極製造装置１の一例の模式図を示す。この二次電池の電極製造装置１は、乾燥部２０、塗工部３０、搬送部４０等を有する。二次電池の電極製造装置１は、基材である電極集電体１０の搬送、塗工部３０による塗膜１１の形成、形成された塗膜１１の乾燥を行うことができる。
【００１８】
乾燥部２０は、電極集電体１０上の塗膜１１を乾燥する装置であり、電極集電体１０の塗膜面に対して並行方向に熱風を吹き出す送風部を備えている。送風部は、電極集電体１０の塗膜面に対して並行方向に熱風流を吹き出す領域を少なくとも有していればよい。ここで電極集電体１０の塗膜面に対して並行な熱風流とは、主たるガスの流れが塗膜面に対して並行なものをいい、一部に塗膜面に対して並行ではない流れが存在していても差支えない。また、乾燥部２０に搬送された電極集電体１０の塗膜１１の全ての領域で並行方向に熱風流を出す必要はなく、後述する実施形態のように乾燥に寄与する領域の一部において、他の構成を採用してもよい。
【００１９】
送風部は、電極集電体１０の塗膜面に対して並行方向に熱風流を吹き出すことができればよく、種々の構成とすることができる。第１実施形態においては、送風部として、電極集電体１０の塗膜面に対して並行方向に吹き出す熱風吹出し口２１を電極集電体１０の上方に複数設置している。図１中、熱風吹出し口２１からの送風方向を矢印で示す。
【００２０】
なお、乾燥部２０内の搬送される電極集電体１０の塗膜面に対して並行方向に熱風を吹き出す、並行熱風流送風を実現できれば、熱風吹出し口２１の乾燥部２０内の位置は限定されず、乾燥部２０内の側面や下部に設けたり、複数個所に設けたりしてもよい。即ち、電極集電体１０の塗膜面に対して熱風流が塗膜面に対して並行方向に流れるものであればよい。
【００２１】
熱風吹出し口２１は、適当な熱源（例えば加熱ヒータ）により加熱されたガスを吹き付ける吹出し口である。熱風吹出し口２１により並行方向に熱風を吹き出す方式によれば、装置構成の簡便化を図ることができる。なお、乾燥部２０の乾燥手段として、熱風乾燥に加えて、赤外線乾燥等の他の乾燥手段を併用してもよい。
【００２２】
二次電池の電極製造装置１は、ガスを乾燥部２０の外に排出する排気口２２、この排気口に連結された回収部（不図示）を備えている。回収部は、排気口２２から排出されたガスの中から上記塗膜の溶媒を回収し得るように構成されている。排気口２２を並行熱風流の流れの下流側に配置することにより、塗膜１１面に対して並行方向に流れる熱風を簡便に形成することができる。なお、並行熱風流の方向は、第１実施形態においては、電極集電体１０の搬送方向と反対方向に流れるものとしたが、電極集電体１０の搬送方向の幅方向端部から、他端部に向かって流れるようにしたり、搬送方向と同一方向に流れるようにしたり、風向き調整手段等を利用して複雑な流れを実現してもよい。
【００２３】
熱風吹出し口２１から吹き付けられるガスの種類は特に制限されず、例えば、空気であってもよいし、Ｎ２ガス、Ｈｅガスのような不活性ガスであってもよい。また、乾燥部２０は、電極集電体１０の搬送方向に沿って、乾燥雰囲気が互いに異なる複数の乾燥炉を有していてもよい。ここでいう乾燥雰囲気とは、熱風の温度（乾燥雰囲気温度）、風速、流量、風向（熱風の流れの向き）等である。全ての熱風吹出し口２１を同一温度、同一の風速としてもよいが、場所に応じて風速や温度を適宜、変更することができる。また、可動・非可動についても適宜設定できる。
【００２４】
乾燥部２０は、制御部（不図示）を有しており、制御部によって所望の乾燥雰囲気に制御することができる。第１実施形態では、乾燥雰囲気が１つの乾燥炉を有するものであるが、２つ以上の複数の乾燥炉を有してもよい。
【００２５】
また、乾燥部２０の内部には、蒸発した溶媒ガスを同伴するガス（以下、同伴ガスという）が熱風吹出し口２１から導入される。乾燥部２０内に導入される同伴ガスの種類は特に制限されず、例えば、空気であってもよいし、Ｎ２ガス、Ｈｅガスのような不活性ガスであってもよい。乾燥部２０は、同伴ガスを乾燥部内に供給する熱風吹出し口２１と、この同伴ガスを乾燥部外に排出する排気口（不図示）とを有している。排気口は、乾燥炉で蒸発した溶媒（気化成分）を同伴ガスと共に乾燥部外に排出する。また、熱風吹出し口２１は、排気口から排出されたガスの量に相当する同伴ガスを乾燥部２０内に導入する。第１実施形態では、同伴ガスの供給を熱風吹出し口から行っているが、熱風吹出し口とは別に供給口を設けて、同伴ガスの供給を熱風吹出し口と協同して行ってもよい。
【００２６】
同伴ガスに含まれる溶媒を回収する装置としては、一般的な回収装置として常套的に採用されているものを任意に使用することができる。回収部を冷却回収装置とし、例えば、排気口から排出された同伴ガスを冷却し、蒸発した溶媒を露点以下の温度にして液化（凝縮）して回収するようにしてもよい。好ましくは、冷媒を流動させたコイル状の管に上記同伴ガスを接触させて冷却するとよい。かかる冷却回収装置は、小風量のガスから高濃度の溶媒を回収するのに好適である。
【００２７】
また、回収部を吸着回収装置としてもよい。例えば、排気口から排出された溶媒ガスをゼオライト等の吸着材に吸着して回収することができる。好ましくは、ハニカム状に加工した構造体に吸着材を担持させたロータを使用するとよい。このロータは、吸着領域と再生領域とに仕切られており、上記同伴ガスを吸着領域に供給してこの同伴ガス中の溶媒を吸着ロータに吸着させる。次いで、ロータを回転し、溶媒を吸着した吸着ロータを再生領域まで移動する。再生領域では、ヒータを利用して吸着ロータに吸着した溶媒を脱着する。脱着した溶媒を冷却液化して回収することができる。かかる吸着回収装置は、大風量のガスから低濃度の溶媒を回収するのに好適である。
【００２８】
熱風吹出し口２１は、不図示の熱風発生装置に連結されている。熱風発生装置としては、一般的に熱風発生装置として常套的に使用されているものから任意に選択することができる。熱風発生装置は、例えば、送付ファンとヒータとを内蔵し、乾燥部２０内に送り込むようになっている。回収部から回収された同伴ガスから溶媒を除去後、同伴ガスを再加熱して再利用することが好ましい。
【００２９】
二次電池の電極製造装置１において、電極集電体１０を搬送する搬送部４０は特に制限されず、常套的に採用されているものを任意に使用することができる。第１実施形態では、電極集電体１０を搬送するための搬送部４０として、ローラ４１〜４４等を設けている。電極集電体１０は複数のローラ４１〜４４に順に架け渡され、電極集電体１０にテンションが掛けられている。一部のローラには、ローラを回動させる駆動装置（不図示）が取り付けられている。ローラ４１〜４４を回動させることにより、電極集電体１０を連続的に搬送し得るように構成されている。第１実施形態では、乾燥部２０の入口から搬送された電極集電体１０は、ローラ４２、４３の回動により乾燥部２０内を連続的に搬送されることによって、電極集電体１０上の塗膜１１を乾燥するようになっている。
【００３０】
電極集電体１０は、ロール状に巻き取られたロール体５１から搬送部４０により引き出され、塗工部３０によって塗膜形成され、乾燥部２０によって塗膜１１が乾燥された後に、ロール体５２に巻き取られるようになっている。
【００３１】
塗工部３０は、電極集電体１０の長手方向に活物質層形成用組成物３１を塗布するための装置である。電極集電体１０に活物質層形成用組成物３１を塗布する装置としては、例えば、ダイコーター塗工機が挙げられる。ダイコーター塗工機は、物質層形成用組成物３１がタンク３２に収容され、ポンプ３３によって吸引された活物質層形成用組成物３１がダイ３４に供給される。そして、電極集電体１０をバックアップロール４２の回転により搬送しつつ、バックアップロール４２とダイ３４との隙間（塗工ギャップ）を通過させ、電極集電体１０にダイ３４から活物質層形成用組成物３１からなる塗膜１１を塗布する。このようなダイコーター塗工機は、活物質層形成用組成物３１からなる塗膜１１の目付量を調製しつつ、電極集電体１０に活物質層形成用組成物３１を連続して塗工できるようになっている。
【００３２】
続いて、第１実施形態の二次電池用電極の製造方法の一例を説明する。以下、リチウム二次電池の電池用電極の製造方法について説明するが、リチウム二次電池の例は、本発明を具現化するための一例であり、本発明の適用対象を限定するものではない。
【００３３】
本発明の第１実施形態に係るリチウム二次電池の電極の製造方法に用いられる活物質層形成用組成物３１に含まれる活物質としては、従来からリチウム二次電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定することなく使用することができる。例えば、負極活物質としては、グラファイトカーボン、アモルファスカーボン等の炭素系材料、リチウム遷移金属複合酸化物（リチウムチタン複合酸化物等）、リチウム遷移金属複合窒化物等が挙げられる。正極活物質としては、リチウムニッケル酸化物（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、リチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ２）、リチウムマンガン酸化物（ＬｉＮｉＯ２）等の、リチウムと遷移金属元素とを構成金属元素として含む酸化物（リチウム遷移金属酸化物）等が挙げられる。
【００３４】
上記活物質層形成用組成物は、一般的なリチウム二次電池において活物質層の構成成分として使用され得る一種または二種以上の材料を必要に応じて含有することができる。そのような材料の例として、結着剤が挙げられる。結着剤としては、例えば、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアクリル酸（ＰＺＺ）等が例示される。あるいは、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の樹脂組成物を用いてもよい。
【００３５】
これらの活物質および結着剤を分散または溶解させる溶媒としては、Ｎ‐メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ピロリドン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクサヘキサノン、トルエン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、等の有機系溶剤またはこれらの２種以上の組み合わせが挙げられる。あるいは、水または水を主体とする混合溶媒であってもよい。かかる混合溶媒を構成する水以外の溶媒としては、水と均一に混合し得る有機溶媒（低級アルコール、低級ケトン等）の一種または二種以上を適宜選択して用いることができる。活物質層形成用組成物における溶媒の含有率は特に限定されないが、スラリー（ペースト）全体の３０〜７０質量％程度が好ましい。
【００３６】
上記活物質層形成用組成物が塗布されるシート状の電極集電体としては、従来のリチウム二次電池の電極と同様でよく、特に制限はない。例えば、負極集電体には銅箔その他の負極に適する金属箔が好適に使用される。また、正極集電体にはアルミニウム箔その他の正極に適する金属箔が好適に使用される。
【００３７】
上記活物質層形成用組成物を電極集電体に塗布する操作は、従来の一般的なリチウム二次電池用電極を作製する場合と同様にして行うことができる。例えば、適当な塗布装置（スリットコーター、ダイコーター、コンマコーター等）を使用して、上記電極集電体に所定量の上記活物質層形成用組成物を均一な厚さにコーティングすることにより塗布され得る。
【００３８】
このようにして上記活物質層形成用組成物を電極集電体に塗布した後、第１実施形態に係る乾燥部２０を用いて、上記活物質層形成用組成物が塗布されたシート状の電極集電体を乾燥する。
【００３９】
電極製造装置１において、電極集電体１０は、ローラ４２の回動によって塗工部（ダイコーター塗工機）３０に送られる。塗工部３０は、ポンプ３３によって吸引された活物質層形成用組成物３１をダイ３４に供給し、ダイ３４から電極集電体１０に活物質層形成用組成物３１からなる塗膜１１を塗布する。乾燥部の入口から搬送された電極集電体１０は、ローラ４２、４３の回動により乾燥部２０内を連続的に搬送される。そして、電極集電体１０上の活物質層形成用組成物３１からなる塗膜１１が乾燥される。乾燥された活物質層形成用組成物３１からなる塗膜（活物質層）１１を有する電極集電体１０は、乾燥部２０の出口から乾燥部２０外に搬送される。このようにして、電極集電体１０上に活物質層である塗膜１１が形成されたシート状電極を製造することができる。かかるシート状電極は、集電体の表面上に形成された塗膜１１の乾燥を上述した二次電池の電極製造装置１を使用して行うので、塗膜１１中のバインダが表層部に浮き上がるマイグレーションを有効に防止し、活物質層である塗膜１１内のバインダ分布を均一に形成することができる。従って、品質の良い電池用電極を製造することができる。
【００４０】
このようにして製造された正極用のシート状電極と負極用のシート状電極と、別途用意した２枚のシート状セパレータとを、図３に示すように重ね合わせて捲回型のリチウム二次電池用電極を作製する。そして、図４に示すように、作製した電極を容器に収容し、所定の電解液を充填することにより、目的とする二次電池を製造する。
【００４１】
第１実施形態に係るリチウム二次電池５は、図４に示すように、金属製（樹脂製又はラミネートフィルム製も好適である）のケース１５０を備える。このケース（外容器）１５０は、上端が開放された扁平な直方体状のケース本体１５２と、その開口部を塞ぐ蓋体１５４とを備える。ケース１５０の上面（すなわち蓋体１５４）には、捲回電極体１８０の正極１１０と電気的に接続する正極端子１７２およびこの電極体の負極１２０と電気的に接続する負極端子１７４が設けられている。ケース１５０の内部には、例えば長尺シート状の正極（正極シート）１１０および長尺シート状の負極（負極シート）１２０を計二枚の長尺シート状セパレータ（セパレータシート）１３０と共に積層して捲回し、次いで得られた捲回体を側面方向から押しつぶして拉げさせることによって作製される扁平形状の捲回電極体１８０が収容される。
【００４２】
捲回電極体１８０は、図３に示すように、シート状電極体１８２を捲回することによって形成されている。シート状電極体１８２は、捲回電極体１８０を組み立てる前段階における長尺状（帯状）のシート構造を有している。シート状電極体１８２は、典型的な捲回電極体と同様に正極シート１１０と負極シート１２０を計２枚のセパレータシート１３０と共に積層して形成されている。
【００４３】
正極シート１１０は、長尺シート状の箔状の正極集電体１１２の両面に正極活物質層１１４が付着されて形成されている。但し、正極活物質層１１４はシート状電極体の幅方向の端辺に沿う一方の側縁には付着されず、正極集電体１１２を一定の幅にて露出させている。負極シート１２０も正極シート１１０と同様に、長尺シート状の箔状の負極集電体１２２の両面に負極活物質層１２４が付着されて形成されている。但し、負極活物質層１２４はシート状電極体の幅方向の端辺に沿う一方の側縁には付着されず、負極集電体１２２を一定の幅にて露出させている。
【００４４】
また、正負極シート１１０、１２０間に使用されるセパレータシート１３０としては、例えば多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成されたものが挙げられる。あるいはポリプロピレン（ＰＰ）／ポリエチレン（ＰＥ）／ポリプロピレン（ＰＰ）の３層構造を有するセパレータであってもよい。
【００４５】
上記捲回電極体を構築する際には、正極シート１１０の正極活物質層非形成部分と負極シート１２０の負極活物質層非形成部分とがセパレータシート１３０の幅方向の両側からそれぞれはみ出すように、正極シート１１０と負極シート１２０とを幅方向にややずらして重ね合わせる。その結果、捲回電極体１８０の捲回方向に対する横方向において、正極シート１１０および負極シート１２０の電極活物質層非形成部分がそれぞれ捲回コア部分（すなわち正極シート１１０の正極活物質層形成部分と負極シート１２０の負極活物質層形成部分と二枚のセパレータシート１３０とが密に捲回された部分）から外方にはみ出ている。かかる正極側はみ出し部分（すなわち正極合剤層の非形成部分）１１０Ａおよび負極側はみ出し部分（すなわち負極合剤層の非形成部分）１２０Ａには、正極リード端子１７６および負極リード端子１７８がそれぞれ付設されており、上述の正極端子１７２および負極端子１７４とそれぞれ電気的に接続される。  
【００４６】
そして、ケース本体１５２の上端開口部から本体１５２内に捲回電極体１８０を収容すると共に適当な電解質を含む電解液をケース本体１５２内に配置（注液）する。電解質は例えばＬｉＰＦ６等のリチウム塩である。例えば、適当量（例えば濃度１Ｍ）のＬｉＰＦ６等のリチウム塩をジエチルカーボネートとエチレンカーボネートとの混合溶媒（例えば質量比１：１）のような非水電解液に溶解して電解液として使用することができる。
【００４７】
その後、上記開口部を蓋体１５４との溶接等により封止し、第１実施形態に係るリチウム二次電池５の組み立てが完成する。ケース１５０の封止プロセスや電解質の配置（注液）プロセスは、従来のリチウム二次電池の製造で行われている手法と同様でよく、本発明を特徴付けるものではない。このようにして第１実施形態に係るリチウム二次電池５の構築が完成する。
【００４８】
このようにして構築されたリチウム二次電池５は、活物質層内のバインダが表層部に浮き上がるマイグレーションが有効に防止しているので、優れた電池性能を示すものである。例えば、上記電極を用いて電池（例えばリチウム二次電池）を構築することにより、サイクル耐久性が高い、入出力特性が良好である、生産コストが低い、のうちの少なくとも一方（好ましくは全部）を満たす電池を提供することができる。
【００４９】
ここで、乾燥炉を経由して電極集電体１０上の塗膜１１を乾燥させる二次電池の電極製造装置１において、塗膜を乾燥の初期段階から急激に乾燥させると、図２の説明図に示すように、塗膜の構成成分の一部が塗膜の表層部に浮き上がるマイグレーション現象が生じることがある。特に電池用電極の構成成分（活物質、バインダ等）を含む塗膜を金属基材（集電体）に塗工して乾燥させる場合、マイグレーションが生じると、電極内のバインダの分布が不均一になり、電極集電体１０と塗膜１１の密着性が低下する。
【００５０】
上記不都合を避けるために、第１実施形態では、電極集電体１０に対して並行方向に熱風を吹き出す、並行熱風流としている。並行熱風流とすることにより、溶媒の急激な蒸発を抑制し、スラリー状の塗膜１１の急激な乾燥を抑制する。第１実施形態の乾燥部を電池用電極の構成成分（活物質、バインダ等）を含むスラリー塗膜を金属基材（集電体）に塗工して乾燥する電極製造用の二次電池の電極製造装置１として使用することにより、スラリー塗膜中のバインダが表層部に浮き上がるマイグレーションを有効に防止することができる。そして、電極内のバインダ分布を均一に形成することができる。その結果、電極集電体１０とスラリー塗膜の密着強度を上げることができ、品質の良い電池用電極を製造することができる。
【００５１】
また、第１実施形態によれば、塗膜の厚みや、乾燥させる溶媒の種類に応じて熱風吹出し口２１の送風速度、熱風温度を適宜変更できる。また、複数ある熱風吹出し口２１の個々の可動・非可動を調整することができる。さらに、排気口のパワーを制御することができる。従って、生産性に優れ、かつ、品質の高い二次電池用電極の製造方法を提供できる。また、二次電池用電極の製造に好適な電極製造装置を提供できる。
【００５２】
ニーズに応じた二次電池用電極の製造を共通の電極製造装置において製造できるので設備費を削減できるというメリットもある。
【００５３】
［第２実施形態］
次に、上記第１実施形態とは異なる電極製造装置の一例について説明する。図５に、第２実施形態に係る電極製造装置２の一例の模式図を示す。第２実施形態の電極製造装置２は、以下の点を除き、基本的な構成・動作は上記第１実施形態と同様である。即ち、第２実施形態の乾燥部２０は、乾燥炉が２つある点において、乾燥炉が１つの第１実施形態とは相違する。
【００５４】
第２実施形態の乾燥部２０は、乾燥炉Ｚ１、Ｚ２を有する。乾燥炉Ｚ１，Ｚ２を設けることにより、乾燥条件（熱風の風速、熱風温度、乾燥ガス等）の設計自由度を高め、より品質の高い電池用電極を提供することができる。
【００５５】
一般的には、乾燥炉Ｚ１の熱風温度を、乾燥炉Ｚ２の熱風温度より低くすることが好ましい。これにより、急激な溶媒の蒸発を避けて、マイグレーションをより確実に防止することができる。
【００５６】
第２実施形態に係る電極製造装置２によれば、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、乾燥炉を２つ設けているので、乾燥条件の設計自由度を高め、より効果的に生産性を高めることができる。
【００５７】
［第３実施形態］
図６に、第３実施形態に係る電極製造装置３の一例の模式図を示す。第３実施形態の電極製造装置３は、以下の点を除き、基本的な構成・動作は上記第１実施形態と同様である。即ち、第３実施形態の乾燥部２０は、乾燥炉が３つある点において、乾燥炉が１つの第１実施形態とは相違する。また、第３実施形態の乾燥部は、３つの乾燥炉のうち、真ん中の乾燥炉Ｚ２において並行熱風流を送出し、その上流の乾燥炉Ｚ１および下流の乾燥炉Ｚ３においては、直熱風流を塗膜に送出している点において、塗膜１１に対して直熱風流を送出していなかった第１実施形態と相違する。
【００５８】
第３実施形態の乾燥部２０は、並行熱風流を送出する乾燥炉Ｚ２の前に、直熱風流を塗膜に吹き付ける乾燥炉Ｚ１を設置する。これにより塗膜１１の温度を素早く上げることができる。また，並行熱風流を送出する乾燥炉Ｚ２において、マイグレーションが生じないように電極集電体１０の界面近傍の溶媒をじっくり乾燥させることができる。さらに、乾燥炉Ｚ２より下流側に、乾燥炉Ｚ３において直熱風流を塗膜に吹き付けることにより、塗膜１１の乾燥を素早く確実に実施することができる。このようにすることにより、マイグレーションを生じさせずに、かつ短時間で乾燥を実施することができる。
【００５９】
各乾燥炉Ｚ１〜Ｚ３における乾燥雰囲気は、被処理物に応じて適宜乾燥条件を選択することができるが、通常は、乾燥雰囲気温度が下流側の乾燥炉ほど高くなるように設定されることが好ましい。乾燥雰囲気温度を下流側の乾燥炉ほど高くすることによって、マイグレーションをより確実に防止できる。
【００６０】
第３実施形態に係る電極製造装置３によれば、上記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。また、乾燥炉を３つ設けているので、乾燥条件の設計自由度を高め、より効果的に生産性を高めることができる。
【００６１】
［第４実施形態］
図７に、第４実施形態に係る電極製造装置４の一例の模式図を示す。第４実施形態の電極製造装置４は、以下の点を除き、基本的な構成・動作は上記第２実施形態と同様である。即ち、第４実施形態の乾燥部２０は、２つの乾燥炉のうち、下流側の乾燥炉Ｚ２において並行熱風流を送出し、上流側の乾燥炉Ｚ１は、直熱風流を塗膜に送出している点において、塗膜１１に対して直熱風流を送出していなかった第２実施形態と相違する。
【００６２】
第４実施形態の乾燥部２０は、乾燥炉Ｚ１、Ｚ２を有し、並行熱風流を送出する乾燥炉Ｚ２の前に、直熱風流を塗膜に吹き付ける。これにより塗膜１１の温度を素早く上昇させ、次いで，並行熱風流を送出する乾燥炉Ｚ２において、マイグレーションが生じないように電極集電体１０の界面近傍の溶媒をじっくり乾燥させることができる。このようにすることにより、マイグレーションを生じさせずに、かつ短時間で乾燥を実施することができる。
【００６３】
各乾燥炉Ｚ１、Ｚ２における乾燥雰囲気は、被処理物に応じて適宜乾燥条件を選択することができるが、通常は、乾燥雰囲気温度が下流側の乾燥炉ほど高くなるように設定することが好ましい。乾燥雰囲気温度を下流側の乾燥炉ほど高くすることによって、マイグレーションをより確実に防止できる。
【００６４】
第４実施形態に係る電極製造装置４によれば、上記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
［実施例］
以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、これらの実施例は本発明の一態様に過ぎず、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
以下の実施例および比較例において、電極集電体および活物質層形成用組成物は、全て共通のものを用いた。
【００６６】
（実施例１〜６）  リチウムイオン電池の電極を第４実施形態の構成の電極製造装置により作製した。即ち、第１乾燥炉Ｚ１を略垂直方向の直熱風流とし、第２乾燥炉Ｚ２を並行熱風流とした。各実施例の電極製造装置の製造条件は、表１に示すとおりである。
（実施例７〜９）  リチウムイオン電池の電極を第２実施形態の構成の電極製造装置により作製した。即ち、第１乾燥炉Ｚ１と第２乾燥炉Ｚ２を共に並行熱風流とした。各実施例の電極製造装置の製造条件は、表１に示すとおりである。
（比較例１〜３）  リチウムイオン電池の電極を、第１乾燥炉および第２乾燥炉ともに、略垂直方向の直熱風流を送風させる電極製造装置により作製した。第２乾燥炉の送風方向のみを変更した以外は、実施例１〜３と同様の条件で、同一の電極製造装置により作製した。
（比較例４〜６）  熱風乾燥炉を用いずに赤外線乾燥炉を用いて、リチウムイオン電池の電極を製造した。熱風乾燥炉は、第１乾燥炉と第２乾燥炉を備え、いずれも１６５℃になるように設定した。電極集電体、塗布する組成物等のその他の条件は、実施例と同様とした。
【００６７】
実施例および比較例により得られた電極の密着強度を評価した。結果を表１に示す。表１の結果から、第２乾燥炉の熱風方向を並行にした実施例においては、密着強度が５．９Ｎ／ｍから２．１Ｎ／ｍの範囲が得られ、優れた密着強度が得られた。また、乾燥状態も良好であった。一方、比較例１〜３においては、密着強度は０．８〜０．３Ｎ／ｍであり、実施例に比べて密着強度が低いという結果を得た。これは、第１乾燥炉、第２乾燥炉の両者の熱風流が垂直に直流で吹き付けていることにより、マイグレーションが生じて密着強度が低下したためと考えられる。定率乾燥機においては、ワークである塗膜に熱風を直接吹き付けないことで、塗膜中のバインダのマイグレーションを抑制し、塗膜と基材箔の密着強度が保持できると考えられる。また、比較例４〜６においては、熱風乾燥炉から赤外線乾燥炉に変更した例であるが、密着強度が２Ｎ／ｍ以下の値であった。これらの結果は、並行熱風流が密着強度増加に大きく寄与していることを示唆するものである。
【００６８】
【表１】
2014086172.tif 000003
【００６９】
＜本発明の応用例について＞
上記実施形態では、二次電池用の電極を製造する例を説明したが、上記例に限定されるものではなく、塗膜を形成して乾燥する各種デバイス製造にも適用できる。電極集電体をシート等の基材全般に変更したり、活物質層形成用組成物を別の導電組成物、絶縁組成物、光学組成物等に変更したりできる。具体的には、フレキシブルプリント基板、プレコート鋼板、光学フィルタ等の機能性フィルム、フラットパネルディスプレイ等の製造にも好ましく用いることができる。また、全面に塗膜を形成する用途の他、所望のパターンを有する塗膜等にも適用できる。
【００７０】
＜付記＞
本明細書は、上記実施形態から把握される以下に示す技術思想の発明も開示する。
【００７１】
（付記１）
塗膜シートの製造方法であって、シートを搬送する工程と、前記シート上に塗膜を形成する工程と、前記シート上に形成された塗膜を乾燥する工程とを備え、前記乾燥する工程は、前記シートの塗膜面に対して並行方向に熱風を送出する、送風部を具備する塗膜シートの製造方法。
（付記２）
前記並行方向に熱風を送出するプロセスは、前記シートの搬送方向と反対方向に送風することにより行われる付記１に記載の塗膜シートの製造方法。
（付記３）
前記シートの搬送方向において、前記並行方向に熱風を送出する領域の上流側および下流側に、前記シートに対して熱風を直接吹き付ける直熱風流を送出する領域を設けた付記１又は２に記載の塗膜シートの製造方法。
（付記４）
前記直熱風流は、前記シートに対して熱風を略垂直方向に吹き付けるものである付記３に記載の塗膜シートの製造方法。
（付記５）
シートを搬送する搬送部と、前記シート上に塗膜を形成する塗工部と、前記塗膜を乾燥する乾燥部とを具備し、前記乾燥部は、当該乾燥部内において、前記シートに対して並行方向に熱風を吹き出す送風部を備える塗膜シート製造装置。
（付記６）
前記並行熱風流送風の送風方向は、前記シートの搬送方向と反対の方向である付記５に記載の塗膜シート製造装置。
（付記７）
前記は、前記送風部により乾燥するゾーンと、当該ゾーンの上流側および／又は下流側に、前記シートに対して熱風を直接吹き付ける直熱風流送風部とを設けた付記５又は６に記載の塗膜シート製造装置。
（付記８）
前記直熱風流送風部は、前記シートに対して熱風を略垂直方向に吹き付ける手段である付記７に記載の塗膜シート製造装置。
（付記９）
塗膜シートを製造するための乾燥装置であって、シート上に形成された塗膜を乾燥するために、前記シートを搬送しながら、前記シートの塗膜面に対して並行方向に熱風を吹き出す送風部を備える乾燥装置。
（付記１０）    
前記送風部の送風方向は、前記シートの搬送方向と反対の方向である付記９に記載の乾燥装置。
（付記１１）    
前記乾燥装置は、前記送風部により乾燥するゾーンと、当該ゾーンの上流側および／又は下流側に、前記シートに対して熱風を直接吹き付ける直熱風流送風部とを設けた付記９又は１０に記載の乾燥装置。
（付記１２）
前記直熱風流送風部は、前記シートに対して熱風を略垂直方向に吹き付ける手段である付記１１に記載の乾燥装置。
【符号の説明】
【００７２】
１〜４    電極製造装置
５      リチウムイオン電池
１０    電極集電体
１１    塗膜
２０    乾燥部
２１    熱風吹出し口
２２    排出口
３０    塗工部
３１    活物質層形成用組成物
３２    タンク
３３    ポンプ
３４    ダイ
４０    搬送部
４１〜４４    ローラ
４２    バックアップロール
【図１】
2014086172.tif 000004
【図２】
2014086172.tif 000005
【図３】
2014086172.tif 000006
【図４】
2014086172.tif 000007
【図５】
2014086172.tif 000008
【図６】
2014086172.tif 000009
【図７】
2014086172.tif 000010