(57)【要約】  長尺帯状の集電体の少なくとも一方の面に活物質を、その活物質を含む塗料が集積されるペースト貯留部およびそのペースト貯留部から上記塗料を吐出する吐出流路を含むダイにより塗工して、活物質層を形成した極板前駆体を作製する。その工程において形成される活物質層が極板前駆体の幅方向における全長に亘って均一な厚みとなるように、吐出流路の平面視形状が、吐出流路の両側端部にそれぞれ配設される薄板状部材の平面視形状を調節することにより調節される。
2010082230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活物質を含むペーストを、ペースト貯留部とそれに続く扁平な吐出流路とを含むダイを通過させて、長尺帯状の集電体の少なくとも一方の面に塗工して、活物質層を形成することにより極板前駆体を作製する工程、を含む電池用極板の製造方法であって、
前記ダイは、
前記吐出流路の間隙を規定する、下面がフラットな上型および上面がフラットな下型を備え、前記上型と前記下型とを、前記吐出流路を幅方向に規定する一対の薄板状部材を間に挟んで対向配置させて、前記吐出流路を形成するように構成されており、
前記吐出流路の間隙は、前記薄板状部材の厚さにより調節し、前記ペーストの塗工幅は前記吐出流路の開口における前記一対の薄板状部材間の距離により調節する電池用極板の製造方法。
【請求項２】
前記形成される活物質層が前記極板前駆体の幅方向における全長に亘って均一な厚みとなるように、前記一対の薄板状部材の平面視形状を調節する請求項１記載の電池用極板の製造方法。
【請求項３】
前記吐出流路の幅が前記ペースト貯留部から前記開口に向かって徐々に拡大するように、前記薄板状部材の平面視形状を調節して、前記活物質層の前記極板前駆体の幅方向の端部が盛り上がらないように前記ペーストを塗工する請求項１記載の電池用極板の製造方法。
【請求項４】
前記吐出流路の幅が前記ペースト貯留部から前記開口に向かって徐々に減少し、且つその開口の直前において前記幅が拡大するように、前記薄板状部材の平面視形状を調節して、前記活物質層の厚みが前記極板前駆体の幅方向の端部において漸減しないように前記ペーストを塗工する請求項１記載の電池用極板の製造方法。
【請求項５】
前記薄板状部材を、前記上型および前記下型の少なくとも一方に貼設して、前記上型と前記下型との間に介在させる請求項１記載の電池用極板の製造方法。
【請求項６】
鋼からなる前記薄板状部材を使用する請求項１記載の電池用極板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池用極板の製造方法に関し、更に詳しくは、帯状の集電体に活物質を塗工する塗工工程において生ずる不具合を解決し、好適に電池用極板を製造することができる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＡＶ機器、パソコン、あるいは携帯用通信機器などの電子機器のポータブル化およびコードレス化が急速に進められている。これらの電子機器の駆動用電源には、従来、ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池などの水溶液系電池が主に用いられてきた。しかしながら、近年においては、これらの電源に用いられる電池は、急速充電が可能であり、体積エネルギ密度および重量エネルギ密度が共に高いリチウムイオン二次電池に代表される非水電解液電池が主流になりつつある。一方、上述のニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池は、大きな負荷特性を必要とするコードレスパワーツールや電気自動車などの駆動用電源として使用されており、一層の高容量と大電流放電特性が求められている。【０００３】
上に述べた各種電池は、通常、長尺帯状の金属箔や多孔性金属板等からなる集電体にスラリー状の電極活物質を塗工し、それを乾燥して活物質層を形成することにより極板が製造される。活物質層が形成された集電体（以下、集電体に活物質層が形成されたものを極板前駆体という）は、所定厚となるように例えばローラにより圧延された後、所定幅にスリット加工され、所定長に切断されて電池用極板が完成される。【０００４】
ここで、図１２〜図１４に示すように、集電体に活物質層が形成された極板前駆体にはいくつかの態様がある。図１２においては、集電体３１に一様に活物質を塗工して１つの活物質層３２が形成されている。図１３においては、集電体３１に活物質を間欠的に塗工することにより、活物質の非塗工部分３３を間に挟んで複数の活物質の塗工部分３２Ａが極板前駆体（集電体３１）の長手方向に所定ピッチで並んで活物質層３２を構成している（いわゆる、間欠塗工）。図１４においては、集電体３１に活物質を幅方向に分割して筋塗りすることにより、複数条の塗工部分３２Ｂが極板前駆体（集電体３１）の幅方向に並んで活物質層３２が形成されている（いわゆるストライプ塗工）。【０００５】
そして、これらのいずれの態様においても、極板前駆体の幅方向の両側には、活物質の非塗工部分３５が形成される。この非塗工部分３５は、極板前駆体を裁断して電池用の電極を作製する際に切除される部分であるために、その幅を小さくするほどに材料ロスを低減することができる。したがって、非塗工部分３５は、できるだけその幅を小さくするのが好ましい。しかしながら、非塗工部分３５の幅を小さくした場合にも、活物質層３２ないしは活物質の塗工部分３２Ａおよび３２Ｂの平坦性、特に極板前駆体の幅方向における平坦性が確保されない場合には、後述する理由により、上記幅方向における活物質層３２等の両端部分をも含めて極板前駆体の幅方向の両端部分を切除する必要がある。このため、活物質層３２等の平坦性が確保されない場合には、材料ロスを低減することはできない。【０００６】
なお、極板前駆体の幅方向の両側に活物質の非塗工部分が形成されるのは、長尺帯状の集電体を長手方向に送りながら活物質を主成分とするペーストを塗工するときに、集電体がわずかながら蛇行することもあり、塗工位置の精度に限界が存在するからである。また、ダレ（低粘度ないしは低チキソトロピーによりペーストの塗工形状が保てない状態）等により塗工後のペーストが幅方向にはみ出すおそれも存在する。【０００７】
そして、上述の圧延工程においては、電池を高容量化するために、近年、加圧力を高めて、塗工された活物質をますます高密度化することが行われている。この圧延により極板前駆体には変形が生じる。ここで、上記圧延工程における極板前駆体の変形は、その厚さの減少が面方向に沿う均一な伸びによる均衡したものであれば良いが、そうでない場合は様々な不具合と品質不良に繋がる。【０００８】
例えば、圧延後の極板前駆体がいずれか一方の面に凸となる「湾曲」や、圧延後の極板前駆体において集電体に不規則な凹凸が生じる「しわ」などの不良が引き起こされる。湾曲不良やしわ不良が発生すると、圧延後の極板前駆体をコイル状に巻き取るときにも困難を生じる。【０００９】
ここで、極板前駆体が面方向に沿って均一に伸びない主な原因は、上述したように、極板前駆体に活物質の塗工部分と非塗工部分とが存在することにある。例えば帯状の極板前駆体を長手方向に送りながら一対のローラの間を通して圧延を行う場合には、活物質の塗工部分にのみ力が掛かり、極板前駆体の幅方向の両側の非塗工部分には殆ど加圧力が掛からない。このように、活物質の塗工部分と非塗工部分との間で極板前駆体に掛かる加圧力に差があると、両者の間に伸びの差を生じ、その伸びの差によりしわが生じたり、塗工部分と非塗工部分との境界部分に切れが発生したりする。【００１０】
また、圧延による変形が極板前駆体の面方向に沿う変形のみによる場合にも、その変形が幅方向の両側の間で不均一であれば、圧延後の極板前駆体が左右に曲がる「反り」が発生する。このような反りが発生すると、上述のスリット加工等を経て作製された電池用極板を渦巻き状に巻回して極板群を構成する際に、極板が巻芯の軸方向にずれる「巻きずれ」が発生する。また、集電体に塗工された活物質の結着力が圧延による集電体の伸びに追従し得ない場合は、活物質層の表面に「クラック」が生じる。しわやクラックが極板前駆体に発生した電池用極板は活物質の脱落を生じやすく、このような電池用極板を使用して電池を製作すると、特にリチウムイオン二次電池では、重大な品質不良に繋がることがある。【００１１】
ここで、活物質の集電体への塗工は、通常、ダイを使用して行われる（例えば特許文献１および２参照）。ダイは、ペースト供給手段により供給されるペーストを貯留するマニホールド（ペースト貯留部）と、マニホールドからペーストを吐出するスリット（扁平な吐出流路）とを備えている（特許文献１の図１参照）。また、ダイを使用して活物質を含むペーストを集電体に塗工するときには、ペーストが集電体の幅方向にはみ出さないようにせき止める必要がある。このことから、ペーストの粘度およびチキソトロピーによっては、図１５に示すように、活物質層３２の幅方向の両端部分が盛り上がることがある。この場合には、圧延時にその部分に応力が集中し、切れの原因となることがある。このため、特許文献３に記載されているように、活物質の非塗工部分のみならず、塗工部分の両端部分をも含めて切除することも行われており、この場合には高価な活物質の材料ロスが発生する。【００１２】
一方、活物質を塗工する際に、流動性の高い活物質のペーストを塗工した場合には、塗工後の幅方向断面が、図１６に示すように、両端に近づくに従って厚さが薄くなる形状となることが多い。このような形状の極板前駆体を圧延した後、所望幅にスリット加工して電池用極板を作製した場合には、両端側より切りだされた電池用極板は反りを生じやすくなる。更には、その両端側より切りだされた電池用極板は、極板前駆体の中央部分より切り出された電池用極板よりも活物質層３２の厚みが小さいことから、その両端側より切りだされた電池用極板を使用して電池を製造すると、その電池は電池容量が小さくなる。この点、活物質層３２の幅方向の両端部分が盛り上がっている極板前駆体の両端側より切りだされた電池用極板は、活物質層３２の厚みが大きく、それを使用して製造された電池は、電池容量が大きくなる。
したがって、極板前駆体における活物質層３２の幅方向の平坦性が確保されない場合には、極板前駆体の両端側より切り出された電池用極板は、電池の製造に使用することができず、廃棄の対象となる。その結果、材料ロスが大きくなる。【００１３】
【特許文献１】特開２００１−２９３４１４号公報
【特許文献２】特開２００３−１８７７８８号公報
【特許文献３】特開平１１−１７６４２４号公報
【特許文献４】特開２００３−１４５００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述したように、極板前駆体の幅方向において活物質層の厚みが幅方向の両端に至るまで均一でないと、それを圧延したときに様々な不具合が生じる。
詳述すると、一般に、ダイから塗出されるペーストの量は、ペースト供給手段からのペーストの供給圧、スリットの間隙、ペーストの粘度およびチキソトロピー等の性状により制御される。また、集電体へのペーストの塗工量は、集電体の送りの速度や、ダイの吐出口と集電体との距離等の塗工条件により決まる。【００１５】
特許文献１では、ダイのスリット（吐出流路）の両端部の間隙を中央部の間隙よりも小さくして、塗工部分の幅方向の両端が盛り上がるのを防ぐ工夫がなされている。しかしながら上述のように、粘度やチキソトロピーの小さいペーストを塗工する場合には、却って塗工部分の厚みが幅方向両端に近づくにつれて小さくなる傾向を助長することになる。
このような困難を避けるためには、例えば特許文献４に記載されているように、スリットの間隙を、スリットの幅方向に並ぶ複数の区画毎に調節可能に構成して（特許文献４の図４参照）、極板前駆体の幅方向の全長に亘って平坦な活物質の塗工部分を得ることができるように、各区画のペーストの流量を制御することが考えられる。【００１６】
しかしながら、特許文献４に記載されている方法では、スリットの上記各区画におけるペーストの流量を、塗工結果を監視しながら制御する必要が生じるために、機構が複雑となり、製造コストが増大する。また、機構が複雑化すると故障が発生する危険性が増大し、そのメンテナンスのために生産効率が低下する。【００１７】
この点、特許文献２では、簡易な構造のダイにより塗工部分の幅方向の平坦性を確保することを目指しているものの、当該ダイを用いて、所望の塗工条件を制御する具体的な手段が記載されていない。また、特許文献２では、極板前駆体の幅方向の両端部に、活物質の塗布厚が他の部分より厚くなるように塗布した盛り上がり部を設け、この盛り上がり部のみを予備圧延して、極板前駆体の幅方向の全長に亘って平坦な活物質の塗工部分を得るものとしている。しかしながら、このように幅方向の両端部の塗布厚を大きくすれば、予備圧延して見掛け上の厚さを平坦にしても活物質の密度差が生じる。その密度差により、圧延後切り出された極版には反りが生じる可能性が大きくなる。また、その密度差により、電池容量のばらつきが生じる。したがって、その部分の極板を使用して電池を製造することはできなくなる。【００１８】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成でありながら、様々な性状の活物質を含むペーストを使用する場合にも、集電体における活物質の塗工部分の厚みが幅方向の全長に亘って均一である極板前駆体を容易に作製することができ、これにより、極板前駆体を圧延する工程において発生する品質不良、並びに製品間の電池容量のばらつきを防止するための材料の廃棄率を減少させて、生産効率の向上を図ることができるとともに、材料ロスの低減を図ることができる電池用極板の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明は、活物質を含むペーストを、ペースト貯留部とそれに続く扁平な吐出流路とを含むダイを通過させて、長尺帯状の集電体の少なくとも一方の面に塗工して、活物質層を形成することにより極板前駆体を作製する工程、を含む電池用極板の製造方法であって、
前記ダイは、
前記吐出流路の間隙を規定する、下面がフラットな上型および上面がフラットな下型を備え、前記上型と前記下型とを、前記吐出流路を幅方向に規定する一対の薄板状部材を間に挟んで対向配置させて、前記吐出流路を形成するように構成されており、
前記吐出流路の間隙は、前記薄板状部材の厚さにより調節し、前記ペーストの塗工幅は前記吐出流路の開口における前記一対の薄板状部材間の距離により調節する電池用極板の製造方法を提供する。【００２０】
本発明の好ましい形態においては、前記形成される活物質層が前記極板前駆体の幅方向における全長に亘って均一な厚みとなるように、前記一対の薄板状部材の平面視形状が調節される。【００２１】
本発明の他の好ましい形態においては、前記吐出流路の幅が前記ペースト貯留部から前記開口に向かって徐々に拡大するように、前記薄板状部材の平面視形状を調節して、前記活物質層の前記極板前駆体の幅方向の端部が盛り上がらないように前記ペーストが塗工される。【００２２】
本発明の別の好ましい形態においては、前記吐出流路の幅が前記ペースト貯留部から前記開口に向かって徐々に減少し、且つその開口の直前において前記幅が拡大するように、前記薄板状部材の平面視形状を調節して、前記活物質層の厚みが前記極板前駆体の幅方向の端部において漸減しないように前記ペーストが塗工される。【００２３】
また、前記薄板状部材を、前記上型および前記下型の少なくとも一方に貼設して、前記上型と前記下型との間に介在させることもよく、鋼からなる前記薄板状部材を使用するのもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、扁平な吐出流路を幅方向に規定するように上型と下型との間に介在される一対の薄板状部材の厚み、および吐出流路の開口における薄板状部材間の距離を調節するだけの簡易な構成で、吐出流路の間隙、およびペーストの塗工幅を調節することができる。
また、本発明の好ましい形態によれば、一対の薄板状部材の平面視形状を、活物質を含むペーストの性状および塗工条件に応じて調節するだけの簡易な操作で、極板前駆体の幅方向における全長に亘って厚みが均一である平坦な活物質層を形成することができる。【００２５】
これにより、極板前駆体を圧縮するための圧延工程を塗工工程の後に実施する場合に、その圧延工程において極板前駆体に切れ、反りなどの不良が発生するのを防止することができる。
また、そのような不良の発生を防止するために、厚みの不均一な活物質層の両端部分を含めて極板前駆体の幅方向の両端部分を切除する必要がない。したがって、材料ロスを低減することができるとともに、工数の増大を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電池用極板の製造方法が適用される製造装置の側面図である。
【図２】図１の装置に使用されるダイの概略構成を示す断面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ線による断面図である。
【図４】ダイを構成する下部材の斜視図である。
【図５】本発明により活物質が塗工されて活物質層が形成された極板前駆体の断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態における薄板状部材の平面視形状の設定例を示す、下部材の平面図である。
【図７】本発明の一実施の形態における薄板状部材の平面視形状の別の設定例を示す、下部材の平面図である。
【図８】本発明の実施例１における極板の幅方向における厚み分布を示すグラフである。
【図９】本発明の比較例１における極板の幅方向における厚み分布を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施例２における極板の幅方向における厚み分布を示すグラフである。
【図１１】本発明の比較例２における極板の幅方向における厚み分布を示すグラフである。
【図１２】活物質層が一様に形成された極板前駆体の斜視図である。
【図１３】活物質層が長手方向に間欠的に形成された極板前駆体の斜視図である。
【図１４】活物質層が幅方向に分割されて形成された極板前駆体の斜視図である。
【図１５】活物質層が、幅方向の両端が盛り上がるように形成された極板前駆体の横断面図である。
【図１６】活物質層が、幅方向の両端が薄くなっているように形成された極板前駆体の横断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明は、活物質を含むペーストを、ペースト貯留部とそれに続く扁平な吐出流路とを含むダイを通過させて、長尺帯状の集電体の少なくとも一方の面に塗工して、活物質層を形成することにより極板前駆体を作製する工程、を含む電池用極板の製造方法に関する。ここで、ダイは、吐出流路の間隙を規定する、下面がフラットな上型および上面がフラットな下型を備えている。また、ダイは、その上型と下型とを、吐出流路を幅方向に規定する一対の薄板状部材を間に挟んで対向配置させて、吐出流路を形成するように構成されている。このとき、吐出流路の間隙は、薄板状部材の厚さにより調節し、ペーストの塗工幅は吐出流路の開口における一対の薄板状部材間の距離により調節する。【００２８】
また、本発明においては、上記形成される活物質層が極板前駆体の幅方向における全長に亘って均一な厚みとなるように、一対の薄板状部材の平面視形状が調節される。
このように、活物質層が極板前駆体の幅方向における全長に亘って均一な厚みとなるように活物質を塗工することによって、後の圧延工程において発生する様々な不都合を回避することができるとともに、材料ロスを低減することができる。また、そのための調節を、ダイ本体の形状ではなく、扁平な吐出流路を幅方向に規定する薄板状部材の平面視形状を調節することにより行うものとすることによって、上記ペーストの粘度およびチキソトロピー性等に関する性状のバラツキに関わらず１つのダイを使用して、活物質層が極板前駆体の幅方向における全長に亘って均一な厚みとなるようにペーストを塗工することが可能となる。【００２９】
つまり、ダイそのものを交換するのではなく、薄板状部材を取り替えるだけで、様々な性状の塗料、並びに塗工条件に対応して、極板前駆体の幅方向における全長に亘って厚みが均一である活物質層を形成することが可能となる。【００３０】
より詳しく説明すると、活物質は、通常、ペースト状の塗料として集電体に塗工される。ペーストの粘度およびチキソトロピー等に関する性状は、ペースト内の固形分率等に応じて大きく変動する。このため、そのペーストの性状によっては、図１５に示したように、活物質層が極板前駆体の幅方向の両端部分において盛り上がったり、図１６に示したように、極板前駆体の幅方向の両端部分において活物質層の厚みが漸減したりしてしまう。【００３１】
活物質層の両端部分が盛り上がってしまうと、その盛り上がった部分は、圧延による極板前駆体の伸びが周囲の部分の伸びよりも大きくなる。その結果、その周囲の部分との境界に切れが発生することがある。したがって、そのような不具合の発生を防止するためには、盛り上がった部分を含めて極板前駆体の幅方向の両端部を切除してから極板前駆体を圧延する必要が生じる。これにより、材料ロスが発生する。【００３２】
また、圧延工程の後には、圧延された極板前駆体から個々の電池に使用するための極板を作製するために、極板前駆体を所定幅に裁断する裁断工程が実施される。これに対して、極板前駆体の幅方向の両端部分を切除する切除工程は、圧延工程の前に実施される。したがって、上記裁断工程とは別に、上記切除工程を実施する必要が生じる。このため、工数が増大する。【００３３】
逆に、極板前駆体の幅方向の両端部分において活物質層の厚みが漸減している場合は、圧延後にその部分から切り出された極板前駆体は圧延による伸びが幅方向の左右で異なることになる。これにより、極板前駆体に反りが発生する。このようにして反りが発生した極板前駆体は、製品に使用することはできず廃棄される。これにより、大幅な材料ロスが発生する。【００３４】
したがって、活物質層が極板前駆体の幅方向の両端部分に至るまで均一な厚みとなるように電極活物質を塗工することで、上述した不都合、すなわち切れ・反りなどの不具合の発生、および材料ロスの発生を低減することができる。また、工数の増大を抑制することができる。【００３５】
さらに、本発明においては、活物質を含む塗料の性状により活物質層の極板前駆体の幅方向における端部が盛り上がる場合（図１５参照）には、吐出流路の幅がペースト貯留部から開口に向かって徐々に拡大するように、薄板状部材の平面視形状が調節される。【００３６】
例えばＢ型粘度計（ブルックフィールド型粘度計）を使用して測定子Ｎｏ．６ロータを２０ｒｐｍで１分間回転させてときの粘度が７０，０００ｍＰａ・ｓｅｃ以上となるペーストを塗工した場合には、活物質層の極板前駆体の幅方向における両端部分が盛り上がってしまうことが多い。そのような場合には、図６に示すように、吐出流路の平面視形状がペースト貯留部から開口に至る途中の位置までは一定の幅となり、その途中の位置から開口に至るまで幅が両側に徐々に拡大するように薄板状部材の平面視形状を調節する。これにより、活物質層の極板前駆体の幅方向における両端部分が盛り上がってしまうのを防止することができる。【００３７】
また、例えばＢ型粘度計（ブルックフィールド型粘度計）を使用して測定子Ｎｏ.６ロータを２０ｒｐｍで１分間回転させてときの粘度が４０，０００ｍＰａ・ｓｅｃ以下となるペーストを塗工した場合には、活物質層の厚みが極板前駆体の幅方向の両端部分において漸減してしまうことが多い。そのような場合には、図７に示すように、吐出流路の平面視形状がペースト貯留部から開口に至る途中の位置までは一定の幅となり、その途中の位置から開口に至るまで幅が徐々に減少し、且つその開口の直前において幅が拡大するように薄板状部材の平面視形状を調節する。吐出流路の幅を開口に向かって減少させる場合は開口方向に向かって平行に流れるペーストと薄板状部材に沿って流れるペーストが開口付近で衝突して乱流を生じ、幅方向両端部の塗工が安定しない。そこで、開口の直前において吐出流路の幅を少しだけ拡大するように薄板状部材の平面視形状を調節することが必要である。これにより、活物質層の厚みが極板前駆体の幅方向の両端部分において漸減するのを防止することができる。【００３８】
《実施の形態１》
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１はリチウムイオン二次電池用極板の製造方法を示す概略図である。図示例においては、長尺帯状の集電体１を長手方向に送りながら、電極用の活物質を含むペーストをダイ１０により集電体１に塗工して、活物質層が形成された極板前駆体２を作製する。これを乾燥機３により乾燥させた後、圧延ローラ４により圧延する。圧延された極板前駆体２は、個々の電池に使用するように所定サイズに裁断されて、極板が完成される。【００３９】
極板が正極の場合は、アルミニウム製の箔、またはさらにラス加工やエッチング処理をされた箔からなる集電体１の片側または両面に正極活物質と、結着剤および導電剤と、必要に応じて増粘剤とを液状成分に混練分散させたペーストを塗布する。【００４０】
正極活物質としては、特に限定されるものではないが、例えば、リチウムイオンをゲストとして受け入れ得るリチウム含有遷移金属化合物が使用される。例えば、コバルト、マンガン、ニッケル、クロム、鉄およびバナジウムから選ばれる少なくとも一種類の金属とリチウムとの複合金属酸化物、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＭｎＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＣｏxＮｉ(1-x)Ｏ2（０＜ｘ＜１）、ＬｉＣｏＸＮｉＹＭｎ(1-X-Y)Ｏ2（０＜Ｘ＋Ｙ＜１）、ＬｉＦｅＰＯ4、ＬｉＮｉＸＣｏYＡｌ(1-X-Y)Ｏ2（０＜Ｘ＋Ｙ＜１）、ＬｉＣｒＯ2、αＬｉＦｅＯ2、ＬｉＶＯ2等が好ましい。【００４１】
結着剤としては、ペーストの液状成分に溶解または分散できるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、フッ素系結着材やアクリルゴム、変性アクリルゴム、スチレンーブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリル系重合体、ビニル系重合体等およびカルボキシメチルセルロースを単独、或いは二種類以上の混合物または共重合体として用いることができる。フッ素系結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンと六フッ化プロピレンの共重合体やポリテトラフルオロエチレン樹脂のディスパージョンが好ましい。【００４２】
導電剤としてはアセチレンブラック、グラファイト、炭素繊維等を単独、或いは二種類以上の混合物が好ましい。増粘剤としてはエチレン−ビニルアルコール共重合体、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロースなどが好ましい。これらの増粘剤は、ペーストの液状成分が水であるときに使用する。【００４３】
液状成分としては、結着剤が溶解または分散可能なものが適切で、結着剤を溶解させる場合は、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルスルホルアミド、テトラメチル尿素、アセトン、メチルエチルケトン等を単独またはこれらを混合した混合液が好ましい。また、水または温水に結着剤を分散させる場合は増粘剤と組み合わせて用いることが好ましい。【００４４】
極板が負極の場合は、銅製の箔、またはさらにラス加工やエッチング処理された箔からなる集電体１の片側または両面に、負極活物質と、導電剤および結着剤と、必要に応じて増粘剤とを溶剤または分散媒に混練分散させたペーストを塗布する。【００４５】
負極活物質としては、特に限定されるものではないが、例えば、有機高分子化合物（フェノール樹脂、ポリアクリロニトリル、セルロース等）を焼成することにより得られる炭素材料、コークスやピッチを焼成することにより得られる炭素材料、或いは人造グラファイト、天然グラファイト等を、その形状としては、球状、鱗片状、塊状のものを用いることができる。【００４６】
結着剤、並びに必要に応じて添加する増粘剤としては、正極板と同様の結着剤および増粘剤を用いることができる。また、導電剤としては、より粒子の細かい炭素材料を使用することができる。また、増粘剤は、ペーストの液状成分が水であるときに使用する。【００４７】
ところで、本発明における活物質、導電剤、結着剤、および必要に応じて加える増粘剤を溶剤または分散媒に混練分散させてペースト状合剤を作製する方法は、特に限定されるものではなく、例えば、プラネタリーミキサー、ホモミキサー、ピンミキサー、ニーダー、ホモジナイザー等を用いることができる。これらを単独、或いは組み合わせて使用することも可能である。【００４８】
また、上記ペースト状合剤の混練分散時に、各種分散剤、界面活性剤、安定剤等を必要に応じて添加することも可能である。【００４９】
図２に、ダイの概略構成を断面図（図３のII−II線による断面図）により示す。図３に、図２のIII−III線による断面図を示す。図４に、ダイの下部材の斜視図を示す。
ダイ１０は、活物質を含むペーストが導入されるペースト貯留部１２と、ペースト貯留部１２内部のペーストを外部に吐出するための扁平な吐出流路１４とを含む。ここで、活物質層の両端は、吐出流路１４の開口１４ａの両端と対応している。【００５０】
更に詳しくは、ダイ１０は、平面視形状がそれぞれ略長方形である上型１６および下型１８から構成されている。上型１６の下型１８と対向する下面１６ａは、平坦な１つの平面とされている。下型１８の上型１６と対向する面には、ペースト貯留部１２を構成する、横断面が半円形の溝１２ａが形成されている。溝１２ａは、下型１８をペーストの吐出方向に対して垂直に横断しており、その一方の開口部は塞がれている。また、下型１８の上型１６と対向する面において溝１２ａと隣接する部分（吐出流路１４の反対側の部分）には、上型１６の下面１６ａと密接する密接部１８ａが形成されている。また、上記面の溝１２ａの他の側方には、上型１６の下面１６ａとの間で吐出流路１４を形成する流路規定面（上面）１８ｂが形成されている。【００５１】
吐出流路１４は、間隙および平面視形状が、上面１８ｂの両側端部にそれぞれ配設される一対の薄板状部材２０により規定される。すなわち、吐出流路１４は、上型１６の下面１６ａ、下型１８の上面１８ｂ、および両側の薄板状部材２０により画成されて、構成される。
ここで、薄板状部材２０は、例えばステンレス鋼の薄板から構成されており、その厚みは、吐出流路１４の所望の間隙に対応して設定される。また、平面視形状は、ダイ１０により集電体１にペーストが塗工されて形成される活物質層５（図５参照）が極板前駆体２の幅方向における両端部分まで厚みが均一で平坦となるように、ペーストの性状に対応して設定される。【００５２】
図６および図７に、薄板状部材の平面視形状の設定例を示す。図６は、塗工された活物質層５の極板前駆体２の幅方向における両端部分が盛り上がりやすい（図１５参照）性状のペースト（上記方法で測定した粘度が７０，０００ｍＰａ・ｓｅｃ以上であるようなペースト）を使用する場合の設定例である。図示例においては、ペースト貯留部１２から開口１４ａに至る途中までの吐出流路１４の幅Ｌ１を一定とするように、ストレート部２１Ａ、２１Ｂが両側の薄板状部材２０Ａ、２０Ｂにそれぞれ形成されている。【００５３】
そして、その途中の位置から開口１４ａに至るまで吐出流路１４の幅Ｌ１が両側に同じ割合で広がるように、薄板状部材２０Ａ、２０Ｂのそれぞれに傾斜部２２Ａ、２２Ｂが形成されている。このように、ペースト貯留部１２から開口１４ａに至る途中までは吐出流路１４の幅Ｌ１を一定とし、その途中の位置から開口１４ａに向かって幅Ｌ１が広がるように、薄板状部材２０Ａ、２０Ｂの平面視形状を調節することによって、開口１４ａの両端部分において吐出されるペーストの圧力が低減される。これにより、活物質層５の極板前駆体の幅方向における両端部分において活物質層５が盛り上がるのを防止することができる。【００５４】
これに対して、図７は、極板前駆体の幅方向における両端部分において活物質層の厚みが漸減しやすい（図１６参照）性状のペースト（上記方法で測定した粘度が４０，０００ｍＰａ・ｓｅｃ以下であるようなペースト）を使用する場合の設定例である。図示例においては、ペースト貯留部１２から開口１４ａに至る途中までの吐出流路１４の幅Ｌ２を一定とするように、ストレート部２１Ｃ、２１Ｄが両側の薄板状部材２０Ｃ、２０Ｄにそれぞれ形成されている。【００５５】
また、その途中の位置から開口１４ａの直前に至るまで吐出流路１４の幅Ｌ２が両側から同じ割合で狭まるように、薄板状部材２０Ｃ、２０Ｄのそれぞれに傾斜部２２Ｃ、２２Ｄが形成されている。そして、その直前の位置から開口１４ａに至るまで幅Ｌ２が両側に同じ割合で広がるように、薄板状部材２０Ｃ、２０Ｄのそれぞれに逆傾斜部２３Ｃ、２３Ｄが形成されている。【００５６】
このように、ペースト貯留部１２から開口１４ａに至る途中までは吐出流路１４の幅Ｌ２を一定とし、その途中の位置から開口１４ａの直前に向かって幅Ｌ２が狭まるように、薄板状部材２０Ｃ、２０Ｄの平面視形状を調節することによって、開口１４ａの両端部分において吐出されるペーストの圧力が増大する。これにより、活物質層の極板前駆体の幅方向における両端部分において活物質層の厚みが漸減するのを防止することができる。さらに、開口１４ａの直前の位置から開口１４ａに至るまで幅Ｌ２が両側に同じ割合で広がるように、薄板状部材２０Ｃ、２０Ｄの平面視形状を調節することによって、活物質層の両端部分の縁が盛り上がることも防止することができる。【００５７】
《実施例１》
以下、本発明の実施例を説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。【００５８】
まず、正極活物質としてコバルト酸リチウムを１００重量部、導電剤としてアセチレンブラックを３重量部、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を固形分で４重量部と、Ｎ−メチル−２−ピロリドン (N-methylpyrrolidone：ＮＭＰ)を溶剤として混練分散させてペーストを作製した。このとき、Ｂ型粘度計を使用して測定子Ｎｏ.６ロータを２０ｒｐｍで１分間回転させたときの粘度が７４，８００ｍＰａ・ｓｅｃであった。【００５９】
上記ペーストを、図２に示すような上型と下型との間にペースト貯留部および扁平な吐出流路が形成されたダイを用いて集電体に塗工した。このとき、上述したペーストの粘度では活物質層の極板前駆体の幅方向における両端部分が盛り上がってしまうおそれがあることから、図６に示すように、吐出流路の平面視形状がペースト貯留部から開口に至る途中の位置までは一定の幅（３９０ｍｍ）となり、その途中の位置から開口に至るまで幅が両側に徐々に拡大するように薄板状部材の平面視形状を調節した。このとき開口の幅は４００ｍｍとした。
また、集電体は、厚さ２０μｍのアルミニウム箔とし、一定速度で走行させて４５０ｍｍ毎に１０ｍｍの未塗工部分ができるように間欠塗工した。【００６０】
そして、乾燥炉にて８０℃から１３０℃に順次温度を高くして１０分間乾燥を行って得られた極板の幅方向における極板全体の厚さの分布は図８に示すようになった。すなわち、極板の一つの側端部からの距離が４０〜３６０ｍｍの中間部分の極板の厚み（集電体の厚みと活物質層の厚みの和）の平均値は３１０μｍであった。これに対して、上記距離が５ｍｍ〜４０ｍｍと３６０ｍｍ〜３９５ｍｍである両端近傍の部分の極板の厚みの平均値はそれぞれ３１１μｍと３０８μｍとであった。このように、両端近傍の部分の極板の厚みも上記中間部分の厚みとほぼ同じ厚みに形成できた。なお、図８は、上記中間部分の極板の厚みの平均を１００％としたときの相対的な極板厚みの分布を示している。この点は、以下の図９〜図１１においても同様である。【００６１】
《比較例１》
実施例１と同じペーストを、図２に示すような上型と下型との間にペースト貯留部および扁平な吐出流路が形成されたダイを用いて集電体に塗工した。このとき、吐出流路の平面視形状がペースト貯留部から開口に至る途中の位置まで一定の幅（４００ｍｍ）となるように薄板状部材の平面視形状を調節した。それ以外は、実施例１と同様にして極板を作製した。【００６２】
このとき、極板の幅方向における極板全体の厚さの分布は図９に示すようになった。すなわち、極板前駆体の一つの側端部からの距離が４０〜３６０ｍｍの中間部分の極板厚みの平均値は３１０μｍであった。これに対して、上記距離が５ｍｍ〜４０ｍｍと３６０ｍｍ〜３９５ｍｍである両端近傍の部分の極板厚みの平均値はそれぞれ３１５μｍと３１６μｍであった。すなわち、極板前駆体の中央部の極板厚みに対して両端近傍の部分は５〜６μｍ（約２％）極板の厚みが増大した。【００６３】
《実施例２》
実施例１と同様に、正極活物質としてコバルト酸リチウムを１００重量部、導電剤としてアセチレンブラックを３重量部、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を固形分で４重量部と、Ｎ−メチル−２−ピロリドン (N-methylpyrrolidone：ＮＭＰ)を溶剤として混練分散させてペーストを作製した。このとき、Ｂ型粘度計を使用して測定子Ｎｏ.６ロータを２０ｒｐｍで１分間回転させてときの粘度が３５，１００ｍＰａ・ｓｅｃであった。【００６４】
上記ペーストを、図２に示すような上型と下型との間にペースト貯留部および扁平な吐出流路が形成されたダイを用いて集電体に塗工した。このとき、上述したペーストの粘度では活物質層の極板前駆体の幅方向における両端部分において活物質層の厚みが漸減するおそれがあることから、図７に示すように、ペースト貯留部から開口に至る途中までは吐出流路の幅を一定（４０８ｍｍ）とし、その途中の位置から開口の直前に向かって幅が狭まるようにし、さらに開口の直前の位置から開口に至るまで幅が１ｍｍだけ両側に広がるように、薄板状部材の平面視形状を調節した。このとき開口の幅は４００ｍｍとした。
また、集電体は、厚さ２０μｍのアルミニウム箔とし、一定速度で走行させて４５０ｍｍ毎に１０ｍｍの未塗工部分ができるように間欠塗工した。【００６５】
そして、乾燥炉にて８０℃から１３０℃に順次温度を高くして１０分間乾燥を行って得られた極板の幅方向における極板全体の厚さの分布は図１０に示すようになった。すなわち、極板の一つの側端部からの距離が４０〜３６０ｍｍの中間部分の極板の厚みの平均値は３１０μｍであった。これに対して、上記距離が５ｍｍ〜４０ｍｍと３６０ｍｍ〜３９５ｍｍである両端近傍の部分の極板の厚みの平均値はそれぞれ３０９μｍと３０８μｍとであった。このように、両端近傍の部分の極板の厚みも上記中間部分の厚みとほぼ同じ厚みに形成できた。【００６６】
《比較例２》
実施例２と同じペーストを、図２に示すような上型と下型との間にペースト貯留部および扁平な吐出流路が形成されたダイを用いて集電体に塗工した。このとき、吐出流路の平面視形状がペースト貯留部から開口に至る途中の位置まで一定の幅（４００ｍｍ）となるように薄板状部材の平面視形状を調節した。それ以外は、実施例１と同様にして極板を作製した。【００６７】
このとき、極板の幅方向における極板全体の厚さの分布は図１１に示すようになった。すなわち、極板前駆体の一つの側端部からの距離が４０〜３６０ｍｍの中間部分の極板厚みの平均値は３１０μｍであった。これに対して、上記距離が５ｍｍ〜４０ｍｍと３６０ｍｍ〜３９５ｍｍである両端近傍の部分の極板の厚みの平均値はそれぞれ３０４μｍと３０５μｍであった。すなわち、極板前駆体の中央部の極板の厚みに対して両端近傍の部分の極板の厚みは５〜６μｍ（約２％）極板の厚みが減少した。【００６８】
以上のように、本発明によれば、ペーストの粘度に関わらず、薄板状部材の平面視形状を調節するだけの簡単な操作で、極板前駆体の幅方向の全長に亘って厚みが均一である平坦な活物質層を形成し得ることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明の電池用極板の製造方法は、活物質層を圧縮するように、極板前駆体を圧延する際に発生するしわ、反りなどの不良の発生率を低減させることができるので、電池の生産効率を向上させることができる。
【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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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年12月3日(2009.12.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池用極板の製造方法に関し、更に詳しくは、帯状の集電体に活物質を塗工する塗工工程において生ずる不具合を解決し、好適に電池用極板を製造することができる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＡＶ機器、パソコン、あるいは携帯用通信機器などの電子機器のポータブル化およびコードレス化が急速に進められている。これらの電子機器の駆動用電源には、従来、ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池などの水溶液系電池が主に用いられてきた。しかしながら、近年においては、これらの電源に用いられる電池は、急速充電が可能であり、体積エネルギ密度および重量エネルギ密度が共に高いリチウムイオン二次電池に代表される非水電解液電池が主流になりつつある。一方、上述のニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池は、大きな負荷特性を必要とするコードレスパワーツールや電気自動車などの駆動用電源として使用されており、一層の高容量と大電流放電特性が求められている。
【０００３】
上に述べた各種電池は、通常、長尺帯状の金属箔や多孔性金属板等からなる集電体にスラリー状の電極活物質を塗工し、それを乾燥して活物質層を形成することにより極板が製造される。活物質層が形成された集電体（以下、集電体に活物質層が形成されたものを極板前駆体という）は、所定厚となるように例えばローラにより圧延された後、所定幅にスリット加工され、所定長に切断されて電池用極板が完成される。
【０００４】
ここで、図１２〜図１４に示すように、集電体に活物質層が形成された極板前駆体にはいくつかの態様がある。図１２においては、集電体３１に一様に活物質を塗工して１つの活物質層３２が形成されている。図１３においては、集電体３１に活物質を間欠的に塗工することにより、活物質の非塗工部分３３を間に挟んで複数の活物質の塗工部分３２Ａが極板前駆体（集電体３１）の長手方向に所定ピッチで並んで活物質層３２を構成している（いわゆる、間欠塗工）。図１４においては、集電体３１に活物質を幅方向に分割して筋塗りすることにより、複数条の塗工部分３２Ｂが極板前駆体（集電体３１）の幅方向に並んで活物質層３２が形成されている（いわゆるストライプ塗工）。
【０００５】
そして、これらのいずれの態様においても、極板前駆体の幅方向の両側には、活物質の非塗工部分３５が形成される。この非塗工部分３５は、極板前駆体を裁断して電池用の電極を作製する際に切除される部分であるために、その幅を小さくするほどに材料ロスを低減することができる。したがって、非塗工部分３５は、できるだけその幅を小さくするのが好ましい。しかしながら、非塗工部分３５の幅を小さくした場合にも、活物質層３２ないしは活物質の塗工部分３２Ａおよび３２Ｂの平坦性、特に極板前駆体の幅方向における平坦性が確保されない場合には、後述する理由により、上記幅方向における活物質層３２等の両端部分をも含めて極板前駆体の幅方向の両端部分を切除する必要がある。このため、活物質層３２等の平坦性が確保されない場合には、材料ロスを低減することはできない。
【０００６】
なお、極板前駆体の幅方向の両側に活物質の非塗工部分が形成されるのは、長尺帯状の集電体を長手方向に送りながら活物質を主成分とするペーストを塗工するときに、集電体がわずかながら蛇行することもあり、塗工位置の精度に限界が存在するからである。また、ダレ（低粘度ないしは低チキソトロピーによりペーストの塗工形状が保てない状態）等により塗工後のペーストが幅方向にはみ出すおそれも存在する。
【０００７】
そして、上述の圧延工程においては、電池を高容量化するために、近年、加圧力を高めて、塗工された活物質をますます高密度化することが行われている。この圧延により極板前駆体には変形が生じる。ここで、上記圧延工程における極板前駆体の変形は、その厚さの減少が面方向に沿う均一な伸びによる均衡したものであれば良いが、そうでない場合は様々な不具合と品質不良に繋がる。
【０００８】
例えば、圧延後の極板前駆体がいずれか一方の面に凸となる「湾曲」や、圧延後の極板前駆体において集電体に不規則な凹凸が生じる「しわ」などの不良が引き起こされる。湾曲不良やしわ不良が発生すると、圧延後の極板前駆体をコイル状に巻き取るときにも困難を生じる。
【０００９】
ここで、極板前駆体が面方向に沿って均一に伸びない主な原因は、上述したように、極板前駆体に活物質の塗工部分と非塗工部分とが存在することにある。例えば帯状の極板前駆体を長手方向に送りながら一対のローラの間を通して圧延を行う場合には、活物質の塗工部分にのみ力が掛かり、極板前駆体の幅方向の両側の非塗工部分には殆ど加圧力が掛からない。このように、活物質の塗工部分と非塗工部分との間で極板前駆体に掛かる加圧力に差があると、両者の間に伸びの差を生じ、その伸びの差によりしわが生じたり、塗工部分と非塗工部分との境界部分に切れが発生したりする。
【００１０】
また、圧延による変形が極板前駆体の面方向に沿う変形のみによる場合にも、その変形が幅方向の両側の間で不均一であれば、圧延後の極板前駆体が左右に曲がる「反り」が発生する。このような反りが発生すると、上述のスリット加工等を経て作製された電池用極板を渦巻き状に巻回して極板群を構成する際に、極板が巻芯の軸方向にずれる「巻きずれ」が発生する。また、集電体に塗工された活物質の結着力が圧延による集電体の伸びに追従し得ない場合は、活物質層の表面に「クラック」が生じる。しわやクラックが極板前駆体に発生した電池用極板は活物質の脱落を生じやすく、このような電池用極板を使用して電池を製作すると、特にリチウムイオン二次電池では、重大な品質不良に繋がることがある。
【００１１】
ここで、活物質の集電体への塗工は、通常、ダイを使用して行われる（例えば特許文献１および２参照）。ダイは、ペースト供給手段により供給されるペーストを貯留するマニホールド（ペースト貯留部）と、マニホールドからペーストを吐出するスリット（扁平な吐出流路）とを備えている（特許文献１の図１参照）。また、ダイを使用して活物質を含むペーストを集電体に塗工するときには、ペーストが集電体の幅方向にはみ出さないようにせき止める必要がある。このことから、ペーストの粘度およびチキソトロピーによっては、図１５に示すように、活物質層３２の幅方向の両端部分が盛り上がることがある。この場合には、圧延時にその部分に応力が集中し、切れの原因となることがある。このため、特許文献３に記載されているように、活物質の非塗工部分のみならず、塗工部分の両端部分をも含めて切除することも行われており、この場合には高価な活物質の材料ロスが発生する。
【００１２】
一方、活物質を塗工する際に、流動性の高い活物質のペーストを塗工した場合には、塗工後の幅方向断面が、図１６に示すように、両端に近づくに従って厚さが薄くなる形状となることが多い。このような形状の極板前駆体を圧延した後、所望幅にスリット加工して電池用極板を作製した場合には、両端側より切りだされた電池用極板は反りを生じやすくなる。更には、その両端側より切りだされた電池用極板は、極板前駆体の中央部分より切り出された電池用極板よりも活物質層３２の厚みが小さいことから、その両端側より切りだされた電池用極板を使用して電池を製造すると、その電池は電池容量が小さくなる。この点、活物質層３２の幅方向の両端部分が盛り上がっている極板前駆体の両端側より切りだされた電池用極板は、活物質層３２の厚みが大きく、それを使用して製造された電池は、電池容量が大きくなる。
したがって、極板前駆体における活物質層３２の幅方向の平坦性が確保されない場合には、極板前駆体の両端側より切り出された電池用極板は、電池の製造に使用することができず、廃棄の対象となる。その結果、材料ロスが大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−２９３４１４号公報
【特許文献２】特開２００３−１８７７８８号公報
【特許文献３】特開平１１−１７６４２４号公報
【特許文献４】特開２００３−１４５００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述したように、極板前駆体の幅方向において活物質層の厚みが幅方向の両端に至るまで均一でないと、それを圧延したときに様々な不具合が生じる。
詳述すると、一般に、ダイから塗出されるペーストの量は、ペースト供給手段からのペーストの供給圧、スリットの間隙、ペーストの粘度およびチキソトロピー等の性状により制御される。また、集電体へのペーストの塗工量は、集電体の送りの速度や、ダイの吐出口と集電体との距離等の塗工条件により決まる。
【００１５】
特許文献１では、ダイのスリット（吐出流路）の両端部の間隙を中央部の間隙よりも小さくして、塗工部分の幅方向の両端が盛り上がるのを防ぐ工夫がなされている。しかしながら上述のように、粘度やチキソトロピーの小さいペーストを塗工する場合には、却って塗工部分の厚みが幅方向両端に近づくにつれて小さくなる傾向を助長することになる。
このような困難を避けるためには、例えば特許文献４に記載されているように、スリットの間隙を、スリットの幅方向に並ぶ複数の区画毎に調節可能に構成して（特許文献４の図４参照）、極板前駆体の幅方向の全長に亘って平坦な活物質の塗工部分を得ることができるように、各区画のペーストの流量を制御することが考えられる。
【００１６】
しかしながら、特許文献４に記載されている方法では、スリットの上記各区画におけるペーストの流量を、塗工結果を監視しながら制御する必要が生じるために、機構が複雑となり、製造コストが増大する。また、機構が複雑化すると故障が発生する危険性が増大し、そのメンテナンスのために生産効率が低下する。
【００１７】
この点、特許文献２では、簡易な構造のダイにより塗工部分の幅方向の平坦性を確保することを目指しているものの、当該ダイを用いて、所望の塗工条件を制御する具体的な手段が記載されていない。また、特許文献２では、極板前駆体の幅方向の両端部に、活物質の塗布厚が他の部分より厚くなるように塗布した盛り上がり部を設け、この盛り上がり部のみを予備圧延して、極板前駆体の幅方向の全長に亘って平坦な活物質の塗工部分を得るものとしている。しかしながら、このように幅方向の両端部の塗布厚を大きくすれば、予備圧延して見掛け上の厚さを平坦にしても活物質の密度差が生じる。その密度差により、圧延後切り出された極版には反りが生じる可能性が大きくなる。また、その密度差により、電池容量のばらつきが生じる。したがって、その部分の極板を使用して電池を製造することはできなくなる。
【００１８】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成でありながら、様々な性状の活物質を含むペーストを使用する場合にも、集電体における活物質の塗工部分の厚みが幅方向の全長に亘って均一である極板前駆体を容易に作製することができ、これにより、極板前駆体を圧延する工程において発生する品質不良、並びに製品間の電池容量のばらつきを防止するための材料の廃棄率を減少させて、生産効率の向上を図ることができるとともに、材料ロスの低減を図ることができる電池用極板の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明は、活物質を含むペーストを、ペースト貯留部とそれに続く扁平な吐出流路とを含むダイを通過させて、長尺帯状の集電体の少なくとも一方の面に塗工して、活物質層を形成することにより極板前駆体を作製する工程、を含む電池用極板の製造方法であって、
前記ダイは、
前記吐出流路の間隙を規定する、下面がフラットな上型および上面がフラットな下型を備え、前記上型と前記下型とを、前記吐出流路を幅方向に規定する一対の薄板状部材を間に挟んで対向配置させて、前記吐出流路を形成するように構成されており、
前記吐出流路の間隙は、前記薄板状部材の厚さにより調節し、前記ペーストの塗工幅は前記吐出流路の開口における前記一対の薄板状部材間の距離により調節する電池用極板の製造方法を提供する。
【００２０】
本発明の好ましい形態においては、前記形成される活物質層が前記極板前駆体の幅方向における全長に亘って均一な厚みとなるように、前記一対の薄板状部材の平面視形状が調節される。
【００２１】
本発明の他の好ましい形態においては、前記吐出流路の幅が前記ペースト貯留部から前記開口に向かって徐々に拡大するように、前記薄板状部材の平面視形状を調節して、前記活物質層の前記極板前駆体の幅方向の端部が盛り上がらないように前記ペーストが塗工される。
【００２２】
本発明の別の好ましい形態においては、前記吐出流路の幅が前記ペースト貯留部から前記開口に向かって徐々に減少し、且つその開口の直前において前記幅が拡大するように、前記薄板状部材の平面視形状を調節して、前記活物質層の厚みが前記極板前駆体の幅方向の端部において漸減しないように前記ペーストが塗工される。
【００２３】
また、前記薄板状部材を、前記上型および前記下型の少なくとも一方に貼設して、前記上型と前記下型との間に介在させることもよく、鋼からなる前記薄板状部材を使用するのもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、扁平な吐出流路を幅方向に規定するように上型と下型との間に介在される一対の薄板状部材の厚み、および吐出流路の開口における薄板状部材間の距離を調節するだけの簡易な構成で、吐出流路の間隙、およびペーストの塗工幅を調節することができる。
また、本発明の好ましい形態によれば、一対の薄板状部材の平面視形状を、活物質を含むペーストの性状および塗工条件に応じて調節するだけの簡易な操作で、極板前駆体の幅方向における全長に亘って厚みが均一である平坦な活物質層を形成することができる。
【００２５】
これにより、極板前駆体を圧縮するための圧延工程を塗工工程の後に実施する場合に、その圧延工程において極板前駆体に切れ、反りなどの不良が発生するのを防止することができる。
また、そのような不良の発生を防止するために、厚みの不均一な活物質層の両端部分を含めて極板前駆体の幅方向の両端部分を切除する必要がない。したがって、材料ロスを低減することができるとともに、工数の増大を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電池用極板の製造方法が適用される製造装置の側面図である。
【図２】図１の装置に使用されるダイの概略構成を示す断面図である。
【図３】図２のIII−III線による断面図である。
【図４】ダイを構成する下部材の斜視図である。
【図５】本発明により活物質が塗工されて活物質層が形成された極板前駆体の断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態における薄板状部材の平面視形状の設定例を示す、下部材の平面図である。
【図７】本発明の一実施の形態における薄板状部材の平面視形状の別の設定例を示す、下部材の平面図である。
【図８】本発明の実施例１における極板の幅方向における厚み分布を示すグラフである。
【図９】本発明の比較例１における極板の幅方向における厚み分布を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施例２における極板の幅方向における厚み分布を示すグラフである。
【図１１】本発明の比較例２における極板の幅方向における厚み分布を示すグラフである。
【図１２】活物質層が一様に形成された極板前駆体の斜視図である。
【図１３】活物質層が長手方向に間欠的に形成された極板前駆体の斜視図である。
【図１４】活物質層が幅方向に分割されて形成された極板前駆体の斜視図である。
【図１５】活物質層が、幅方向の両端が盛り上がるように形成された極板前駆体の横断面図である。
【図１６】活物質層が、幅方向の両端が薄くなっているように形成された極板前駆体の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明は、活物質を含むペーストを、ペースト貯留部とそれに続く扁平な吐出流路とを含むダイを通過させて、長尺帯状の集電体の少なくとも一方の面に塗工して、活物質層を形成することにより極板前駆体を作製する工程、を含む電池用極板の製造方法に関する。ここで、ダイは、吐出流路の間隙を規定する、下面がフラットな上型および上面がフラットな下型を備えている。また、ダイは、その上型と下型とを、吐出流路を幅方向に規定する一対の薄板状部材を間に挟んで対向配置させて、吐出流路を形成するように構成されている。このとき、吐出流路の間隙は、薄板状部材の厚さにより調節し、ペーストの塗工幅は吐出流路の開口における一対の薄板状部材間の距離により調節する。
【００２８】
また、本発明においては、上記形成される活物質層が極板前駆体の幅方向における全長に亘って均一な厚みとなるように、一対の薄板状部材の平面視形状が調節される。
このように、活物質層が極板前駆体の幅方向における全長に亘って均一な厚みとなるように活物質を塗工することによって、後の圧延工程において発生する様々な不都合を回避することができるとともに、材料ロスを低減することができる。また、そのための調節を、ダイ本体の形状ではなく、扁平な吐出流路を幅方向に規定する薄板状部材の平面視形状を調節することにより行うものとすることによって、上記ペーストの粘度およびチキソトロピー性等に関する性状のバラツキに関わらず１つのダイを使用して、活物質層が極板前駆体の幅方向における全長に亘って均一な厚みとなるようにペーストを塗工することが可能となる。
【００２９】
つまり、ダイそのものを交換するのではなく、薄板状部材を取り替えるだけで、様々な性状の塗料、並びに塗工条件に対応して、極板前駆体の幅方向における全長に亘って厚みが均一である活物質層を形成することが可能となる。
【００３０】
より詳しく説明すると、活物質は、通常、ペースト状の塗料として集電体に塗工される。ペーストの粘度およびチキソトロピー等に関する性状は、ペースト内の固形分率等に応じて大きく変動する。このため、そのペーストの性状によっては、図１５に示したように、活物質層が極板前駆体の幅方向の両端部分において盛り上がったり、図１６に示したように、極板前駆体の幅方向の両端部分において活物質層の厚みが漸減したりしてしまう。
【００３１】
活物質層の両端部分が盛り上がってしまうと、その盛り上がった部分は、圧延による極板前駆体の伸びが周囲の部分の伸びよりも大きくなる。その結果、その周囲の部分との境界に切れが発生することがある。したがって、そのような不具合の発生を防止するためには、盛り上がった部分を含めて極板前駆体の幅方向の両端部を切除してから極板前駆体を圧延する必要が生じる。これにより、材料ロスが発生する。
【００３２】
また、圧延工程の後には、圧延された極板前駆体から個々の電池に使用するための極板を作製するために、極板前駆体を所定幅に裁断する裁断工程が実施される。これに対して、極板前駆体の幅方向の両端部分を切除する切除工程は、圧延工程の前に実施される。したがって、上記裁断工程とは別に、上記切除工程を実施する必要が生じる。このため、工数が増大する。
【００３３】
逆に、極板前駆体の幅方向の両端部分において活物質層の厚みが漸減している場合は、圧延後にその部分から切り出された極板前駆体は圧延による伸びが幅方向の左右で異なることになる。これにより、極板前駆体に反りが発生する。このようにして反りが発生した極板前駆体は、製品に使用することはできず廃棄される。これにより、大幅な材料ロスが発生する。
【００３４】
したがって、活物質層が極板前駆体の幅方向の両端部分に至るまで均一な厚みとなるように電極活物質を塗工することで、上述した不都合、すなわち切れ・反りなどの不具合の発生、および材料ロスの発生を低減することができる。また、工数の増大を抑制することができる。
【００３５】
さらに、本発明においては、活物質を含む塗料の性状により活物質層の極板前駆体の幅方向における端部が盛り上がる場合（図１５参照）には、吐出流路の幅がペースト貯留部から開口に向かって徐々に拡大するように、薄板状部材の平面視形状が調節される。
【００３６】
例えばＢ型粘度計（ブルックフィールド型粘度計）を使用して測定子Ｎｏ．６ロータを２０ｒｐｍで１分間回転させてときの粘度が７０，０００ｍＰａ・ｓｅｃ以上となるペーストを塗工した場合には、活物質層の極板前駆体の幅方向における両端部分が盛り上がってしまうことが多い。そのような場合には、図６に示すように、吐出流路の平面視形状がペースト貯留部から開口に至る途中の位置までは一定の幅となり、その途中の位置から開口に至るまで幅が両側に徐々に拡大するように薄板状部材の平面視形状を調節する。これにより、活物質層の極板前駆体の幅方向における両端部分が盛り上がってしまうのを防止することができる。
【００３７】
また、例えばＢ型粘度計（ブルックフィールド型粘度計）を使用して測定子Ｎｏ.６ロータを２０ｒｐｍで１分間回転させてときの粘度が４０，０００ｍＰａ・ｓｅｃ以下となるペーストを塗工した場合には、活物質層の厚みが極板前駆体の幅方向の両端部分において漸減してしまうことが多い。そのような場合には、図７に示すように、吐出流路の平面視形状がペースト貯留部から開口に至る途中の位置までは一定の幅となり、その途中の位置から開口に至るまで幅が徐々に減少し、且つその開口の直前において幅が拡大するように薄板状部材の平面視形状を調節する。吐出流路の幅を開口に向かって減少させる場合は開口方向に向かって平行に流れるペーストと薄板状部材に沿って流れるペーストが開口付近で衝突して乱流を生じ、幅方向両端部の塗工が安定しない。そこで、開口の直前において吐出流路の幅を少しだけ拡大するように薄板状部材の平面視形状を調節することが必要である。これにより、活物質層の厚みが極板前駆体の幅方向の両端部分において漸減するのを防止することができる。
【００３８】
《実施の形態１》
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１はリチウムイオン二次電池用極板の製造方法を示す概略図である。図示例においては、長尺帯状の集電体１を長手方向に送りながら、電極用の活物質を含むペーストをダイ１０により集電体１に塗工して、活物質層が形成された極板前駆体２を作製する。これを乾燥機３により乾燥させた後、圧延ローラ４により圧延する。圧延された極板前駆体２は、個々の電池に使用するように所定サイズに裁断されて、極板が完成される。
【００３９】
極板が正極の場合は、アルミニウム製の箔、またはさらにラス加工やエッチング処理をされた箔からなる集電体１の片側または両面に正極活物質と、結着剤および導電剤と、必要に応じて増粘剤とを液状成分に混練分散させたペーストを塗布する。
【００４０】
正極活物質としては、特に限定されるものではないが、例えば、リチウムイオンをゲストとして受け入れ得るリチウム含有遷移金属化合物が使用される。例えば、コバルト、マンガン、ニッケル、クロム、鉄およびバナジウムから選ばれる少なくとも一種類の金属とリチウムとの複合金属酸化物、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＭｎＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＣｏxＮｉ(1-x)Ｏ2（０＜ｘ＜１）、ＬｉＣｏxＮｉYＭｎ(1-X-Y)Ｏ2（０＜Ｘ＋Ｙ＜１）、ＬｉＦｅＰＯ4、ＬｉＮｉxＣｏYＡｌ(1-X-Y)Ｏ2（０＜Ｘ＋Ｙ＜１）、ＬｉＣｒＯ2、αＬｉＦｅＯ2、ＬｉＶＯ2等が好ましい。
【００４１】
結着剤としては、ペーストの液状成分に溶解または分散できるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、フッ素系結着材やアクリルゴム、変性アクリルゴム、スチレンーブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリル系重合体、ビニル系重合体等およびカルボキシメチルセルロースを単独、或いは二種類以上の混合物または共重合体として用いることができる。フッ素系結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンと六フッ化プロピレンの共重合体やポリテトラフルオロエチレン樹脂のディスパージョンが好ましい。
【００４２】
導電剤としてはアセチレンブラック、グラファイト、炭素繊維等を単独、或いは二種類以上の混合物が好ましい。増粘剤としてはエチレン−ビニルアルコール共重合体、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロースなどが好ましい。これらの増粘剤は、ペーストの液状成分が水であるときに使用する。
【００４３】
液状成分としては、結着剤が溶解または分散可能なものが適切で、結着剤を溶解させる場合は、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルスルホルアミド、テトラメチル尿素、アセトン、メチルエチルケトン等を単独またはこれらを混合した混合液が好ましい。また、水または温水に結着剤を分散させる場合は増粘剤と組み合わせて用いることが好ましい。
【００４４】
極板が負極の場合は、銅製の箔、またはさらにラス加工やエッチング処理された箔からなる集電体１の片側または両面に、負極活物質と、導電剤および結着剤と、必要に応じて増粘剤とを溶剤または分散媒に混練分散させたペーストを塗布する。
【００４５】
負極活物質としては、特に限定されるものではないが、例えば、有機高分子化合物（フェノール樹脂、ポリアクリロニトリル、セルロース等）を焼成することにより得られる炭素材料、コークスやピッチを焼成することにより得られる炭素材料、或いは人造グラファイト、天然グラファイト等を、その形状としては、球状、鱗片状、塊状のものを用いることができる。
【００４６】
結着剤、並びに必要に応じて添加する増粘剤としては、正極板と同様の結着剤および増粘剤を用いることができる。また、導電剤としては、より粒子の細かい炭素材料を使用することができる。また、増粘剤は、ペーストの液状成分が水であるときに使用する。
【００４７】
ところで、本発明における活物質、導電剤、結着剤、および必要に応じて加える増粘剤を溶剤または分散媒に混練分散させてペースト状合剤を作製する方法は、特に限定されるものではなく、例えば、プラネタリーミキサー、ホモミキサー、ピンミキサー、ニーダー、ホモジナイザー等を用いることができる。これらを単独、或いは組み合わせて使用することも可能である。
【００４８】
また、上記ペースト状合剤の混練分散時に、各種分散剤、界面活性剤、安定剤等を必要に応じて添加することも可能である。
【００４９】
図２に、ダイの概略構成を断面図（図３のII−II線による断面図）により示す。図３に、図２のIII−III線による断面図を示す。図４に、ダイの下部材の斜視図を示す。
ダイ１０は、活物質を含むペーストが導入されるペースト貯留部１２と、ペースト貯留部１２内部のペーストを外部に吐出するための扁平な吐出流路１４とを含む。ここで、活物質層の両端は、吐出流路１４の開口１４ａの両端と対応している。
【００５０】
更に詳しくは、ダイ１０は、平面視形状がそれぞれ略長方形である上型１６および下型１８から構成されている。上型１６の下型１８と対向する下面１６ａは、平坦な１つの平面とされている。下型１８の上型１６と対向する面には、ペースト貯留部１２を構成する、横断面が半円形の溝１２ａが形成されている。溝１２ａは、下型１８をペーストの吐出方向に対して垂直に横断しており、その一方の開口部は塞がれている。また、下型１８の上型１６と対向する面において溝１２ａと隣接する部分（吐出流路１４の反対側の部分）には、上型１６の下面１６ａと密接する密接部１８ａが形成されている。また、上記面の溝１２ａの他の側方には、上型１６の下面１６ａとの間で吐出流路１４を形成する流路規定面（上面）１８ｂが形成されている。
【００５１】
吐出流路１４は、間隙および平面視形状が、上面１８ｂの両側端部にそれぞれ配設される一対の薄板状部材２０により規定される。すなわち、吐出流路１４は、上型１６の下面１６ａ、下型１８の上面１８ｂ、および両側の薄板状部材２０により画成されて、構成される。
ここで、薄板状部材２０は、例えばステンレス鋼の薄板から構成されており、その厚みは、吐出流路１４の所望の間隙に対応して設定される。また、平面視形状は、ダイ１０により集電体１にペーストが塗工されて形成される活物質層５（図５参照）が極板前駆体２の幅方向における両端部分まで厚みが均一で平坦となるように、ペーストの性状に対応して設定される。
【００５２】
図６および図７に、薄板状部材の平面視形状の設定例を示す。図６は、塗工された活物質層５の極板前駆体２の幅方向における両端部分が盛り上がりやすい（図１５参照）性状のペースト（上記方法で測定した粘度が７０，０００ｍＰａ・ｓｅｃ以上であるようなペースト）を使用する場合の設定例である。図示例においては、ペースト貯留部１２から開口１４ａに至る途中までの吐出流路１４の幅Ｌ１を一定とするように、ストレート部２１Ａ、２１Ｂが両側の薄板状部材２０Ａ、２０Ｂにそれぞれ形成されている。
【００５３】
そして、その途中の位置から開口１４ａに至るまで吐出流路１４の幅Ｌ１が両側に同じ割合で広がるように、薄板状部材２０Ａ、２０Ｂのそれぞれに傾斜部２２Ａ、２２Ｂが形成されている。このように、ペースト貯留部１２から開口１４ａに至る途中までは吐出流路１４の幅Ｌ１を一定とし、その途中の位置から開口１４ａに向かって幅Ｌ１が広がるように、薄板状部材２０Ａ、２０Ｂの平面視形状を調節することによって、開口１４ａの両端部分において吐出されるペーストの圧力が低減される。これにより、活物質層５の極板前駆体の幅方向における両端部分において活物質層５が盛り上がるのを防止することができる。
【００５４】
これに対して、図７は、極板前駆体の幅方向における両端部分において活物質層の厚みが漸減しやすい（図１６参照）性状のペースト（上記方法で測定した粘度が４０，０００ｍＰａ・ｓｅｃ以下であるようなペースト）を使用する場合の設定例である。図示例においては、ペースト貯留部１２から開口１４ａに至る途中までの吐出流路１４の幅Ｌ２を一定とするように、ストレート部２１Ｃ、２１Ｄが両側の薄板状部材２０Ｃ、２０Ｄにそれぞれ形成されている。
【００５５】
また、その途中の位置から開口１４ａの直前に至るまで吐出流路１４の幅Ｌ２が両側から同じ割合で狭まるように、薄板状部材２０Ｃ、２０Ｄのそれぞれに傾斜部２２Ｃ、２２Ｄが形成されている。そして、その直前の位置から開口１４ａに至るまで幅Ｌ２が両側に同じ割合で広がるように、薄板状部材２０Ｃ、２０Ｄのそれぞれに逆傾斜部２３Ｃ、２３Ｄが形成されている。
【００５６】
このように、ペースト貯留部１２から開口１４ａに至る途中までは吐出流路１４の幅Ｌ２を一定とし、その途中の位置から開口１４ａの直前に向かって幅Ｌ２が狭まるように、薄板状部材２０Ｃ、２０Ｄの平面視形状を調節することによって、開口１４ａの両端部分において吐出されるペーストの圧力が増大する。これにより、活物質層の極板前駆体の幅方向における両端部分において活物質層の厚みが漸減するのを防止することができる。さらに、開口１４ａの直前の位置から開口１４ａに至るまで幅Ｌ２が両側に同じ割合で広がるように、薄板状部材２０Ｃ、２０Ｄの平面視形状を調節することによって、活物質層の両端部分の縁が盛り上がることも防止することができる。
【００５７】
《実施例１》
以下、本発明の実施例を説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００５８】
まず、正極活物質としてコバルト酸リチウムを１００重量部、導電剤としてアセチレンブラックを３重量部、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を固形分で４重量部と、Ｎ−メチル−２−ピロリドン (N-methylpyrrolidone：ＮＭＰ)を溶剤として混練分散させてペーストを作製した。このとき、Ｂ型粘度計を使用して測定子Ｎｏ.６ロータを２０ｒｐｍで１分間回転させたときの粘度が７４，８００ｍＰａ・ｓｅｃであった。
【００５９】
上記ペーストを、図２に示すような上型と下型との間にペースト貯留部および扁平な吐出流路が形成されたダイを用いて集電体に塗工した。このとき、上述したペーストの粘度では活物質層の極板前駆体の幅方向における両端部分が盛り上がってしまうおそれがあることから、図６に示すように、吐出流路の平面視形状がペースト貯留部から開口に至る途中の位置までは一定の幅（３９０ｍｍ）となり、その途中の位置から開口に至るまで幅が両側に徐々に拡大するように薄板状部材の平面視形状を調節した。このとき開口の幅は４００ｍｍとした。
また、集電体は、厚さ２０μｍのアルミニウム箔とし、一定速度で走行させて４５０ｍｍ毎に１０ｍｍの未塗工部分ができるように間欠塗工した。
【００６０】
そして、乾燥炉にて８０℃から１３０℃に順次温度を高くして１０分間乾燥を行って得られた極板の幅方向における極板全体の厚さの分布は図８に示すようになった。すなわち、極板の一つの側端部からの距離が４０〜３６０ｍｍの中間部分の極板の厚み（集電体の厚みと活物質層の厚みの和）の平均値は３１０μｍであった。これに対して、上記距離が５ｍｍ〜４０ｍｍと３６０ｍｍ〜３９５ｍｍである両端近傍の部分の極板の厚みの平均値はそれぞれ３１１μｍと３０８μｍとであった。このように、両端近傍の部分の極板の厚みも上記中間部分の厚みとほぼ同じ厚みに形成できた。なお、図８は、上記中間部分の極板の厚みの平均を１００％としたときの相対的な極板厚みの分布を示している。この点は、以下の図９〜図１１においても同様である。
【００６１】
《比較例１》
実施例１と同じペーストを、図２に示すような上型と下型との間にペースト貯留部および扁平な吐出流路が形成されたダイを用いて集電体に塗工した。このとき、吐出流路の平面視形状がペースト貯留部から開口に至る途中の位置まで一定の幅（４００ｍｍ）となるように薄板状部材の平面視形状を調節した。それ以外は、実施例１と同様にして極板を作製した。
【００６２】
このとき、極板の幅方向における極板全体の厚さの分布は図９に示すようになった。すなわち、極板前駆体の一つの側端部からの距離が４０〜３６０ｍｍの中間部分の極板厚みの平均値は３１０μｍであった。これに対して、上記距離が５ｍｍ〜４０ｍｍと３６０ｍｍ〜３９５ｍｍである両端近傍の部分の極板厚みの平均値はそれぞれ３１５μｍと３１６μｍであった。すなわち、極板前駆体の中央部の極板厚みに対して両端近傍の部分は５〜６μｍ（約２％）極板の厚みが増大した。
【００６３】
《実施例２》
実施例１と同様に、正極活物質としてコバルト酸リチウムを１００重量部、導電剤としてアセチレンブラックを３重量部、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を固形分で４重量部と、Ｎ−メチル−２−ピロリドン (N-methylpyrrolidone：ＮＭＰ)を溶剤として混練分散させてペーストを作製した。このとき、Ｂ型粘度計を使用して測定子Ｎｏ.６ロータを２０ｒｐｍで１分間回転させてときの粘度が３５，１００ｍＰａ・ｓｅｃであった。
【００６４】
上記ペーストを、図２に示すような上型と下型との間にペースト貯留部および扁平な吐出流路が形成されたダイを用いて集電体に塗工した。このとき、上述したペーストの粘度では活物質層の極板前駆体の幅方向における両端部分において活物質層の厚みが漸減するおそれがあることから、図７に示すように、ペースト貯留部から開口に至る途中までは吐出流路の幅を一定（４０８ｍｍ）とし、その途中の位置から開口の直前に向かって幅が狭まるようにし、さらに開口の直前の位置から開口に至るまで幅が１ｍｍだけ両側に広がるように、薄板状部材の平面視形状を調節した。このとき開口の幅は４００ｍｍとした。
また、集電体は、厚さ２０μｍのアルミニウム箔とし、一定速度で走行させて４５０ｍｍ毎に１０ｍｍの未塗工部分ができるように間欠塗工した。
【００６５】
そして、乾燥炉にて８０℃から１３０℃に順次温度を高くして１０分間乾燥を行って得られた極板の幅方向における極板全体の厚さの分布は図１０に示すようになった。すなわち、極板の一つの側端部からの距離が４０〜３６０ｍｍの中間部分の極板の厚みの平均値は３１０μｍであった。これに対して、上記距離が５ｍｍ〜４０ｍｍと３６０ｍｍ〜３９５ｍｍである両端近傍の部分の極板の厚みの平均値はそれぞれ３０９μｍと３０８μｍとであった。このように、両端近傍の部分の極板の厚みも上記中間部分の厚みとほぼ同じ厚みに形成できた。
【００６６】
《比較例２》
実施例２と同じペーストを、図２に示すような上型と下型との間にペースト貯留部および扁平な吐出流路が形成されたダイを用いて集電体に塗工した。このとき、吐出流路の平面視形状がペースト貯留部から開口に至る途中の位置まで一定の幅（４００ｍｍ）となるように薄板状部材の平面視形状を調節した。それ以外は、実施例１と同様にして極板を作製した。
【００６７】
このとき、極板の幅方向における極板全体の厚さの分布は図１１に示すようになった。すなわち、極板前駆体の一つの側端部からの距離が４０〜３６０ｍｍの中間部分の極板厚みの平均値は３１０μｍであった。これに対して、上記距離が５ｍｍ〜４０ｍｍと３６０ｍｍ〜３９５ｍｍである両端近傍の部分の極板の厚みの平均値はそれぞれ３０４μｍと３０５μｍであった。すなわち、極板前駆体の中央部の極板の厚みに対して両端近傍の部分の極板の厚みは５〜６μｍ（約２％）極板の厚みが減少した。
【００６８】
以上のように、本発明によれば、ペーストの粘度に関わらず、薄板状部材の平面視形状を調節するだけの簡単な操作で、極板前駆体の幅方向の全長に亘って厚みが均一である平坦な活物質層を形成し得ることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明の電池用極板の製造方法は、活物質層を圧縮するように、極板前駆体を圧延する際に発生するしわ、反りなどの不良の発生率を低減させることができるので、電池の生産効率を向上させることができる。
【手続補正２】
【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】
活物質を含むペーストを、ペースト貯留部とそれに続く扁平な吐出流路とを含むダイを通過させて、長尺帯状の集電体の少なくとも一方の面に塗工して、活物質層を形成することにより極板前駆体を作製する工程、を含む電池用極板の製造方法であって、
前記ダイは、
前記吐出流路の間隙を規定する、下面がフラットな上型および上面がフラットな下型を備え、前記上型と前記下型とを、前記吐出流路を幅方向に規定する一対の薄板状部材を間に挟んで対向配置させて、前記吐出流路を形成するように構成されており、
前記吐出流路の間隙は、前記薄板状部材の厚さにより調節し、前記ペーストの塗工幅は前記吐出流路の開口における前記一対の薄板状部材間の距離により調節する電池用極板の製造方法。
【請求項２】
前記形成される活物質層が前記極板前駆体の幅方向における全長に亘って均一な厚みとなるように、前記一対の薄板状部材の平面視形状を調節する請求項１記載の電池用極板の製造方法。
【請求項３】
前記吐出流路の幅が前記ペースト貯留部から前記開口に向かって徐々に拡大するように、前記薄板状部材の平面視形状を調節して、前記活物質層の前記極板前駆体の幅方向の端部が盛り上がらないように前記ペーストを塗工する請求項１記載の電池用極板の製造方法。
【請求項４】
前記吐出流路の幅が前記ペースト貯留部から前記開口に向かって徐々に減少し、且つその開口の直前において前記幅が拡大するように、前記薄板状部材の平面視形状を調節して、前記活物質層の厚みが前記極板前駆体の幅方向の端部において漸減しないように前記ペーストを塗工する請求項１記載の電池用極板の製造方法。
【請求項５】
前記薄板状部材を、前記上型および前記下型の少なくとも一方に貼設して、前記上型と前記下型との間に介在させる請求項１記載の電池用極板の製造方法。
【請求項６】
鋼からなる前記薄板状部材を使用する請求項１記載の電池用極板の製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2010082230.tif 000019
【図２】
2010082230.tif 000020
【図３】
2010082230.tif 000021
【図４】
2010082230.tif 000022
【図５】
2010082230.tif 000023
【図６】
2010082230.tif 000024
【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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【図１６】
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【国際調査報告】
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