(57)【要約】【課題】  活物質などの突起物がセパレータを貫通して物理的ショートを引き起こしてしまうことを防止し、信頼性を向上させることができる電極の製造方法および電池の製造方法、並びに電極の製造装置を提供する。【解決手段】  集電体１１０に設けられた電極層１２０を第１ロール２２１により加圧する。そののち、電極層１２０が形成されず集電体層１１０が露出している露出領域１００Ｂを、第１ロール２２１よりも小さい径を有する第２ロール２３１により１０Ｎ／ｃｍ以上２０Ｎ／ｃｍ以下の圧力で加圧する。第１ロール２２１により加圧されなかった未加圧領域１００Ｄに付着している活物質等の突起物が確実に潰され、突起物の高さが低減される。第２ロール２２１の幅方向両端には、先細の傾斜をつけた傾斜部を設けることが好ましい。第２ロール２２１の内部に冷却液として例えば純水を封入することが好ましい。【選択図】  図７
2006318672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体の一部に活物質を含む電極層を形成した電極の製造方法であって、
前記集電体に設けられた電極層を第１ロールにより加圧する工程と、
前記電極層を前記第１ロールにより加圧したのち、前記集電体のうち前記電極層が形成されずに露出している領域を、前記第１ロールよりも小さい径を有する第２ロールにより１０Ｎ／ｃｍ以上２０Ｎ／ｃｍ以下の圧力で加圧する工程と
を含むことを特徴とする電極の製造方法。
【請求項２】
集電体の一部に活物質を含む電極層を形成した一対の電極を、セパレータを間にして配置した電池の製造方法であって、
前記一対の電極の少なくとも一方を、前記集電体に設けられた電極層を第１ロールにより加圧したのち、前記集電体のうち前記電極層が形成されずに露出している領域を、前記第１ロールよりも小さい径を有する第２ロールにより１０Ｎ／ｃｍ以上２０Ｎ／ｃｍ以下の圧力で加圧することにより形成する
ことを特徴とする電池の製造方法。
【請求項３】
集電体の一部に活物質を含む電極層が形成された電極の製造装置であって、
前記集電体に設けられた電極層を第１ロールにより加圧する第１加圧部と、
前記第１加圧部により加圧した電極について、前記集電体のうち前記電極層が形成されずに露出している領域を、前記第１ロールよりも小さい径を有する第２ロールにより１０Ｎ／ｃｍ以上２０Ｎ／ｃｍ以下の圧力で加圧する第２加圧部と
を備えたことを特徴とする電極の製造装置。
【請求項４】
前記第２ロールは、幅方向両端に、先細の傾斜をつけた傾斜部を有することを特徴とする請求項３記載の電極の製造装置。
【請求項５】
前記第２ロールは、内部に冷却液が封入されたことを特徴とする請求項３記載の電極の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集電体の一部に活物質を含む電極層を形成した電極の製造方法およびこの方法を用いた電池の製造方法、並びにこの方法に用いられる電極の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラ一体型ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ），携帯電話あるいはノートパソコンなどのポータブル電子機器が多く登場し、その小型軽量化が図られている。これらの電子機器のポータブル電源として用いられている電池、特に二次電池はキーデバイスとして、エネルギー密度の向上を図る研究開発が活発に進められている。中でも、非水電解質二次電池（例えば、リチウムイオン二次電池）は、従来の水系電解液二次電池である鉛電池、ニッケルカドミウム電池と比較して大きなエネルギー密度が得られるので、その改良に関する検討が各方面で行われている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池は、集電体に活物質を含む電極層を形成した一対の電極を、セパレータを間にして積層または巻回して電極体を形成し、この電極体を缶などに封入することにより製造されており、円筒型や角型などの種々の形状のものがある。このようなリチウムイオン二次電池の製造工程においては、電極体の厚みが大きすぎると缶などに挿入する際に不良となってしまう場合がある。そのため、従来では、集電体の一部に電極層を形成したのちに、電極層をプレス設備により加熱・加圧し、電極層を圧縮して電極の厚みを低減させるようにしていた（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開平５−１２９０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のプレス設備では、図１２に示したように、径が５００ｍｍ以上の大きなロール４３１を用いていたので、集電体３１０上の電極層３２０の端の段差３００Ｃから数ｍｍ程度の部分が加圧されず、未加圧領域３００Ｄとなってしまっていた。その結果、未加圧領域３００Ｄに付着した活物質などの突起物の高さが低減されないままになってしまい、電極体を構成したときにその突起物がセパレータを貫通して物理的ショートが発生してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、活物質などの突起物がセパレータを貫通して物理的ショートを引き起こしてしまうことを防止し、信頼性を向上させることができる電極の製造方法および電池の製造方法、並びにこの方法に用いられる電極の製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による電極の製造方法は、集電体の一部に活物質を含む電極層を形成した電極を製造するものであって、集電体に設けられた電極層を第１ロールにより加圧する工程と、電極層を第１ロールにより加圧したのち、集電体のうち電極層が形成されずに露出している領域を、第１ロールよりも小さい径を有する第２ロールにより１０Ｎ／ｃｍ以上２０Ｎ／ｃｍ以下の圧力で加圧する工程とを含むようにしたものである。
【０００７】
本発明による電池の製造方法は、集電体の一部に活物質を含む電極層を形成した一対の電極を、セパレータを間にして配置した電池を製造するものであって、一対の電極の少なくとも一方を、集電体に設けられた電極層を第１ロールにより加圧したのち、集電体のうち電極層が形成されずに露出している領域を、第１ロールよりも小さい径を有する第２ロールにより１０Ｎ／ｃｍ以上２０Ｎ／ｃｍ以下の圧力で加圧することにより形成するようにしたものである。
【０００８】
本発明による電極の製造装置は、集電体の一部に活物質を含む電極層が形成された電極を製造するものであって、集電体に設けられた電極層を第１ロールにより加圧する第１加圧部と、第１加圧部により加圧した電極について、集電体のうち電極層が形成されずに露出している領域を、第１ロールよりも小さい径を有する第２ロールにより１０Ｎ／ｃｍ以上２０Ｎ／ｃｍ以下の圧力で加圧する第２加圧部とを備えたものである。
【０００９】
本発明の電極の製造方法では、集電体に設けられた電極層が第１ロールにより加圧されたのち、集電体のうち電極層が形成されずに露出している領域が、第１ロールよりも小さい径を有する第２ロールにより１０Ｎ／ｃｍ以上２０Ｎ／ｃｍ以下の圧力で加圧される。
【００１０】
本発明の電池の製造方法では、一対の電極の少なくとも一方が、本発明の電極の製造方法により製造されたのち、一対の電極がセパレータを間にして配置される。
【００１１】
本発明の電極の製造装置では、第１加圧部において、集電体に設けられた電極層が第１ロールにより加圧されたのち、第２加圧部において、第１加圧部により加圧した電極について、集電体のうち電極層が形成されずに露出している領域が、第１ロールよりも小さい径を有する第２ロールにより１０Ｎ／ｃｍ以上２０Ｎ／ｃｍ以下の圧力で加圧される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電極の製造方法あるいは本発明の電池の製造方法、または本発明の電池の製造装置によれば、集電体に設けられた電極層を第１ロールにより加圧したのち、集電体のうち電極層が形成されずに露出している領域を、第１ロールよりも小さい径を有する第２ロールにより１０Ｎ／ｃｍ以上２０Ｎ／ｃｍ以下の圧力で加圧するようにしたので、第１ロールにより加圧されなかった領域に付着している活物質等の突起物を確実に潰し、突起物の高さを低減させることができる。よって、電極体を構成したときに突起物がセパレータを貫通して物理的ショートが発生してしまうことを防止し、信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図において各構成要素は本発明が理解できる程度の形状、大きさおよび配置関係を概略的に示したものであり、実寸とは異なっている。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係る電極の製造装置によって製造される二次電池の断面構造を表すものである。この二次電池１０は、いわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶１１の内部に、電極体２０を有している。電池缶１１は、例えばニッケル（Ｎｉ）のめっきがされた鉄（Ｆｅ）により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶１１の内部には、電極体２０を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板１２，１３がそれぞれ配置されている。
【００１５】
電池缶１１の開放端部には、電池蓋１４と、この電池蓋１４の内側に設けられた安全弁機構１５および熱感抵抗素子（Positive Temperature Coefficient；ＰＴＣ素子）１６とが、ガスケット１７を介してかしめられることにより取り付けられており、電池缶１１の内部は密閉されている。電池蓋１４は、例えば、電池缶１１と同様の材料により構成されている。安全弁機構１５は、熱感抵抗素子１６を介して電池蓋１４と電気的に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合にディスク板１５Ａが反転して電池蓋１４と電極体２０との電気的接続を切断するようになっている。熱感抵抗素子１６は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止するものである。ガスケット１７は、例えば、絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。
【００１６】
電極体２０は、正極２１と負極２２とをセパレータ２３を介して積層し、巻回したものであり、中心にはステンレス鋼等よりなるセンターピン２４が挿入されている。正極２１は、例えば、アルミニウム箔等よりなる正極集電体にリチウム含有化合物等の正極活物質を含む電極層が設けられたものであり、負極２２は、例えば、銅箔等よりなる負極集電体にリチウムを吸蔵・離脱可能な炭素材料等の負極活物質を含む電極層が設けられたものである。また、セパレータ２３は、例えば、ポリプロピレン等の多孔質膜により構成されており、セパレータには、例えば、リチウム塩などの電解質塩を炭酸エステルなどの非水溶媒に溶解させた電解液が含浸されている。電極体２０の正極２１にはアルミニウム（Ａｌ）などよりなる正極リード２５が接続されており、負極２２にはニッケルなどよりなる負極リード２６が接続されている。正極リード２５は安全弁機構１５に溶接されることにより電池蓋１４と電気的に接続されており、負極リード２６は電池缶１１に溶接され電気的に接続されている。
【００１７】
図２は図１に示した二次電池１０の製造に用いられる電極の製造装置の全体構成を表したものである。この電極の製造装置は、正極２１および負極２２に対して加圧処理を行うためのものであり、例えば、巻出部２１０，第１加圧部２２０，第２加圧部２３０および巻取部２４０の４段階の経路に分かれている。なお、これらの各部には、図示しないガイドロールや支持部材などを設けてもよい。
【００１８】
正極２１および負極２２は、図３に示したように、集電体１１０の一部に電極層１２０が間欠的に形成されたものである。すなわち、集電体１１０上には、電極層１２０が形成された複数の電極領域１００Ａが設けられており、これら複数の電極領域１００Ａの間の領域は、電極層１２０が形成されずに集電体１１０が露出している露出領域１００Ｂとなっている。電極領域１００Ａと露出領域１００Ｂとの境界線には、例えば高さが２００μｍ程度の段差１００Ｃが生じている。また、露出領域１００Ｂには、活物質等の突起物１３０が付着している。
【００１９】
巻出部２１０は、電極層１２０が設けられた集電体１１０を巻出ロール２１１から巻き出すための経路である。
【００２０】
第１加圧部２２０は、集電体１１０に設けられた電極層１２０を第１ロール２２１により加圧するための経路である。第１ロール２２１は例えば２個上下に重ねて配置され、その間に、電極層１２０が設けられた集電体１１０を挟むことができるようになっている。
【００２１】
なお、第１加圧部２２０は、第１ロール２２１の圧力制御により、電極層１２０のみを選択的に加圧するようにしてもよいし、電極層１２０が設けられた集電体１１０の全体を加圧するようにしてもよい。
【００２２】
第１ロール２２１は、例えば金属により構成されている。第１ロール２２１の径は、例えば５００ｍｍ以上であることが好ましい。電極層１２０と第１ロール２２１とを面接触させることができ、電極層１２０や集電体１１０に対するダメージを軽減することができるからである。また、第１ロール２２１には最大１ｔにも及ぶ圧力がかかるので、第１ロール２２１の径を５００ｍｍ以上とすることにより第１ロール２２１の強度を確保することができるからである。
【００２３】
第１ロール２２１による圧力は、例えば３ｋＮ／ｃｍ以上６．４ｋＮ／ｃｍ以下とすることが好ましい。３ｋＮ／ｃｍより小さいと電極層１２０を十分に加圧することができず、６．４ｋＮ／ｃｍより大きいと集電体１１０の破断などのおそれが生じるからである。
【００２４】
第２加圧部２３０は、第１加圧部２１０により加圧された電極の露出領域１００Ｂを、第１ロール２２１よりも小さい径を有する第２ロール２３１により１０Ｎ／ｃｍ以上２０Ｎ／ｃｍ以下の圧力で加圧するものである。これにより、この電極の製造装置では、露出領域１００Ｂのうち第１ロール２２１により加圧されなかった領域に付着している活物質等の突起物１３０を確実に潰し、突起物１３０の高さを低減させることができるようになっている。
【００２５】
第２ロール２３１は、例えば硬質クロム（Ｃｒ）めっき製金属により構成されている。第２ロール２３１の径は、具体的には、例えば１００ｍｍ以下であることが好ましいが、強度が確保できる程度の大きさであることが望ましい。一方１００ｍｍより大きいと、第１ロール２２１により加圧されなかった領域を第２ロール２３１により加圧することができなくなる。
【００２６】
第２ロール２３１は、図４に示したように、固定ロール２３２に重ねて配置されると共に、両端に接続部材２３３Ａを介してシリンダ２３３が接続されており、シリンダ２３３のエア圧力により第２ロール２３１と固定ロール２３２との間に電極を挟んで加圧することができるようになっている。第２ロール２３１による圧力は、上述したように１０Ｎ／ｃｍ以上２０Ｎ／ｃｍ以下とされている。１０Ｎ／ｃｍより小さいと突起物１３０の高さを十分に低減させることができず、２０Ｎ／ｃｍより大きいと第２ロール２３１のベンディングにより加圧効果が逆に低下するからである。
【００２７】
なお、第２加圧部２３０は、シリンダ２３３による第２ロール２２１の圧力制御により、露出領域１００Ｂのみを選択的に加圧するようにしてもよいし、電極層１２０が設けられた集電体１１０の全体を加圧するようにしてもよい。
【００２８】
図５は、第２ロール２３１の幅方向における断面構成を表したものである。第２ロール２３１は、幅方向両端に、先細の傾斜をつけた傾斜部２３１Ａを有することが好ましい。第２ロール２３１のベンディングが生じた場合にも第２ロール２３１の幅方向で均一に加圧することができ、集電体１１０にシワ等が生じるのを防止することができるからである。傾斜部２３１Ａの傾斜量ｔは、例えば２０μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。より高い効果を得ることができるからである。
【００２９】
また、第２ロール２３１の内部には、冷却液２３４が封入されていることが好ましい。第１加圧部２２０においては電極に対して熱を加えながら加圧するので、第２ロール２３１は電極の熱を吸収し、温度が上昇する。第２ロール２３１の幅方向端部では端面から放射熱を発するため温度が低くなり、幅方向中央部と端部とで温度むらが発生する。その結果、幅方向中央部と端部とで熱膨張量に差が現れ、幅方向中央部の熱膨張量が端部よりも大きくなり（熱膨張量：中央部＞端部）、シリンダ２３３による圧力が幅方向で均一に伝わらなくなってしまうおそれがある。しかし、第２ロール２３１の内部に冷却液２３４を封入することにより、第２ロール２３１の幅方向中央部と端部との温度むらを解消することができる。よって、第２ロール２３１の熱膨張量を幅方向で均一化し、第１ロール２２１により加圧されなかった領域に付着している活物質などの突起物１３０を均一に潰すことができる。
【００３０】
冷却液２３４としては、例えば純水が好ましい。純水には不純物が含まれていないので品質を長期間保つことができ、メンテナンス不要で取り扱うことができるからである。また、第２ロール２３１内部に錆が発生するのを有効に防止することができるからである。
【００３１】
図２および図４に示した固定ロール２３２は、例えば樹脂により構成されている。固定ロール２３２は、第２ロール２３１と同様に、内部に純水などの冷却液２３４が封入されていることが好ましい。
【００３２】
図２に示した巻取部２４０は、第２加圧部２３０により加圧された電極を巻取ロール２４１に巻き取るための経路である。
【００３３】
図６は、このような電極の製造装置を用いた電極の製造方法の流れを表したものであり、図７はその工程を表したものである。まず、正極２１を形成するため、集電体１１０の一部に電極層１２０を形成する。次いで、電極層１２０が設けられた集電体１１０を巻出部２１０に設置し、巻出ロール２１１から巻き出し、第１加圧部２２０において、電極層１２０を第１ロール２２１により加圧する（ステップＳ１０１）。このとき、図７（Ａ）に示したように、段差１００Ｃの高さを２００μｍ、第１ロール２２１の径を５００ｍｍとすると、露出領域１００Ｂのうち段差１００Ｃから４ｍｍ程度の部分が第１ロール２２１で加圧されず、未加圧領域１００Ｄとなる。
【００３４】
続いて、第１加圧部２２０により加圧した電極の露出領域１００Ｂを、第２加圧部２４０において、第２ロール２３１により１０Ｎ／ｃｍ以上２０Ｎ／ｃｍ以下の圧力で加圧する（ステップＳ１０２）。これにより、図７（Ｂ）に示したように、露出領域１００Ｂのうち第１ロール２２１により加圧されなかった未加圧領域１００Ｄに付着している活物質等の突起物１３０が確実に潰され、突起物１３０の高さが低減される。
【００３５】
そののち、第２加圧部２３０により加圧した電極を、巻取部２４０において巻取ロール２４１に巻き取る。以上により正極２１が形成される。負極２２についても正極２１と同様にして形成する。
【００３６】
正極２１および負極２２を形成したのち、正極２１の集電体１１０には正極リード２５を溶接などにより取り付けると共に、負極２２の集電体１１０には負極リード２６を溶接などにより取り付ける。続いて、正極２１と負極２２とをセパレータ２３を間にして積層、巻回したのち適当な位置で切断し、電極体２０を作製する。
【００３７】
電極体２０を作製したのち、電極体２０を一対の絶縁板１２，１３で挟み、負極リード２６を電池缶１１に溶接すると共に、正極リード２５を安全弁機構１５に溶接して、電極体２０を電池缶１１の内部に収容し、電解液を電池缶１１の内部に注入し、セパレータ２３に含浸させる。そののち、電池缶１１の開口端部に電池蓋１４，安全弁機構１５および熱感抵抗素子１６をガスケット１７を間にしてかしめることにより固定する。これにより、図１に示した二次電池１０が完成する。
【００３８】
このように本実施の形態では、集電体１１０に設けられた電極層１２０を第１ロール２２１により加圧したのち、露出領域１００Ｂを、第１ロール２２１よりも小さい径を有する第２ロール２３１により１０Ｎ／ｃｍ以上２０Ｎ／ｃｍ以下の圧力で加圧するようにしたので、露出領域１００Ｂのうち第１ロール２２１により加圧されなかった未加圧領域１００Ｄに付着している活物質等の突起物１３０を確実に潰し、突起物１３０の高さを低減させることができる。よって、電極体２０を構成したときに突起物１３０がセパレータ２３を貫通して物理的ショートが発生してしまうことを防止し、信頼性を向上させることができる。
【００３９】
特に、第２ロール２３１の幅方向両端に、先細の傾斜をつけた傾斜部２３１Ａを設けるようにしたので、第２ロール２３１のベンディングが生じた場合にも第２ロール２３１の幅方向で均一に加圧することができる。よって、第２ロール２３１のベンディングによる局部的な加圧力を解消することができ、集電体１１０にシワ等が生じるのを防止することができる。
【００４０】
また、第２ロール２３１の内部に冷却液２３４を封入したので、第２ロール２３１の幅方向中央部と端部との温度むらを解消することができる。よって、第２ロール２３１の熱膨張量を幅方向で均一化し、第１ロール２２１により加圧されなかった未加圧領域１００Ｄに付着している活物質などの突起物１３０を均一に潰すことができる。
【実施例】
【００４１】
更に、本発明の具体的な実施例について詳細に説明する。
【００４２】
（実施例１）
上記実施の形態で説明した正極２１を作製した。厚み２０μｍのアルミニウム箔よりなる集電体１１０の一部に、正極活物質としてリチウム・コバルト複合酸化物（ＬｉＣｏＯ2 ）を含む電極層１２０を形成した。
【００４３】
集電体１１０の一部に電極層１２０を形成したのち、図２に示した電極の製造装置により加圧処理を行い、正極２１を形成した。その際、電極層１２０を、径が５００ｍｍの第１ロール２２１により加圧したのち、径が１００ｍｍの第２ロール２３１により、露出領域１００Ｂに２０Ｎ／ｃｍの圧力を加えた。また、第２ロール２３１には冷却液２３４として純水を封入した。
【００４４】
実施例１に対する比較例１として、第２ロールを樹脂により構成すると共に、シリンダを設けないことにより第２ロールによる加圧を行わない（０Ｎ／ｃｍ）ようにしたことを除いては、実施例１と同様にして正極を形成した。
【００４５】
また、実施例１に対する比較例２として、第２ロールにより加える圧力を２５Ｎ／ｃｍとしたことを除いては、実施例１と同様にして正極を形成した。
【００４６】
（実施例２）
第２ロール２３１の幅方向両端に傾斜部２３１Ａを設け、傾斜部２３１Ａの傾斜量ｔを２０μｍとしたことを除いては、実施例１と同様にして正極２１を形成した。
【００４７】
（実施例３）
第２ロール２３１に冷却液２３４を封入しなかったことを除いては、実施例２と同様にして正極２１を形成した。
【００４８】
このようにして得られた実施例１，２および比較例１，２の正極について、露出領域における突起物の高さおよび集電体のシワの有無を調べた。得られた結果を表１に示す。
【００４９】
【表１】
2006318672.tif 000003
【００５０】
なお、集電体のシワについては、シワが生じた場合は×、生じなかった場合は○とした。突起物の高さ判定については、平均値１０μｍ以下、最大値１９μｍ未満、標準偏差σ４．５以下のすべてを満足する場合は○、一つまたは二つ満足する場合は△、いずれも満足しなかった場合は×とした。
【００５１】
また、実施例２および比較例１について、突起物の露出領域境界線からの発生位置と、その高さとの関係を調べた。その結果を図８および図９にそれぞれ示す。
【００５２】
更に、実施例２，３について、連続処理数と、第２ロール２３１の幅方向における表面温度の変化との関係を調べた。その結果を図１０および図１１に示す。なお、第２ロール２３１の入口における電極層１２０の温度を計測したところ７４℃であった。
【００５３】
表１から分かるように、実施例１では、第２ロールによる加圧を行わなかった比較例１、および第２ロールにより加える圧力を２５Ｎ／ｃｍとした比較例２に比べて、突起物の高さが低減されていた。これに対して、比較例１，２では突起物の高さの最大値がそれぞれ３７μｍ、２２μｍとなり、セパレータの厚みである２０μｍを超えてしまっていた。
【００５４】
すなわち、電極層１２０を第１ロール２２１により加圧したのち、露出領域１００Ｂを第２ロール２３１により２０Ｎ／ｃｍ以下の圧力で加圧するようにすれば、露出領域１００Ｂのうち第１ロール２２１により加圧されなかった未加圧領域１００Ｄに付着している活物質等の突起物を確実に潰し、突起物の高さを低減させることができることが分かった。
【００５５】
実施例１と実施例２とを比較すると、第２ロール２３１に傾斜部２３１Ａを設けた実施例２では、傾斜部２３１Ａを設けなかった実施例１に比べて、突起物の高さの平均値，最大値および標準偏差σのいずれも改善されており、集電体１１０のシワも生じていなかった。すなわち、第２ロール２３１に傾斜部２３１Ａを設けるようにすれば、第２ロール２３１のベンディングが生じた場合にも第２ロール２３１の幅方向で均一に加圧することができ、集電体１１０にシワが発生するのを防止することができることがわかった。
【００５６】
また、図８および図９から分かるように、実施例２では、露出領域１００Ｂ内に高さ２０μｍを超える突起物は存在しなかった。これに対して、比較例１では、高さ２０μｍを超える突起物が、電極領域１００Ａと露出領域１００Ｂとの境界線から４ｍｍ以内の領域に集中的に存在しており、この領域が第１ロールにより加圧されなかった未加圧領域１００Ｄとなっていた。
【００５７】
更に、図１０および図１１から分かるように、第２ロール２３１の内部に冷却液２３４を封入した実施例２では、幅方向中央部と端部との温度むらがなかった。これに対して、冷却液２３４を封入しなかった実施例３では、連続処理数の増加と共に幅方向中央部と端部との温度差がひらき、連続処理数６００で１３．９℃の温度むらが生じてしまっていた。すなわち、第２ロール２３１の内部に冷却液２３４を封入するようにすれば、第２ロール２３１の幅方向中央部と端部との温度むらを解消することができることが分かった。
【００５８】
（実施例４〜９）
第２ロール２３１により加える圧力および傾斜部２３１Ａの傾斜量ｔを表２に示したように変化させたことを除いては、実施例１と同様にして正極２１を形成した。なお、実施例９は実施例２と同一である。
【００５９】
【表２】
2006318672.tif 000004
【００６０】
このようにして得られた実施例４〜９の正極２１について、露出領域１００Ｂにおける突起物の高さおよび集電体１１０のシワの有無を調べた。得られた結果を、比較例１の結果と共に、表２に合わせて示す。
【００６１】
表２から分かるように、実施例４〜９では、第２ロールによる加圧を行わなかった比較例１に比べて、突起物の高さが低減されていた。すなわち、電極層１２０を第１ロール２２１により加圧したのち、露出領域１００Ｂを第２ロール２３１により１０Ｎ／ｃｍ以上２０Ｎ／ｃｍ以下の圧力で加圧するようにすれば、第１ロール２２１により加圧されなかった未加圧領域１００Ｄに付着している活物質等の突起物を確実に潰し、突起物の高さを低減させることができることが分かった。
【００６２】
また、実施例４，５と実施例６〜９を比較すると、傾斜部２３１Ａの傾斜量ｔを２０μｍ以上３０μｍ以下とした実施例６〜９では集電体１１０にシワが生じていなかったのに対して、２０μｍ未満とした実施例４，５では集電体１１０にシワが生じていた。すなわち、傾斜部２３１Ａの傾斜量ｔを２０μｍ以上３０μｍ以下とすれば、集電体１１０のシワを抑制することができることが分かった。
【００６３】
なお、負極２２として、厚み１５μｍの銅箔よりなる集電体１１０の一部に、負極活物質として炭素材料を含む電極層１２０を形成し、上記実施例と同様にして加圧処理を行ったところ、上記実施例と同様の結果が得られた。
【００６４】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態および実施例では、正極２１および負極２２の両方を本発明の電極の製造方法および本発明の電池の製造装置により製造するようにした場合について説明したが、正極２１および負極２２の少なくとも一方を本発明の電極の製造方法および本発明の電池の製造装置により製造するようにしてもよい。
【００６５】
また、例えば、上記実施の形態および実施例では、電極の製造装置の構成を具体的に挙げて説明したが、電極の製造装置の構成は上記実施の形態および実施例に限られない。例えば、巻出部２１０と第１加圧部２２０との間に、電極の張力を調整するための送入部を設けてもよい。
【００６６】
更に、例えば、上記実施の形態および実施例では、電極体２０が正極２１および負極２２を積層し、巻回した構造を有する場合について説明したが、電極体２０は、正極２１および負極２２を折り畳んだりあるいは積み重ねたものであってもよい。
【００６７】
加えて、例えば、上記実施の形態および実施例では、円筒型の二次電池について説明したが、本発明は、他の形状の二次電池にも適用することができる。
【００６８】
更にまた、例えば、上記実施の形態および実施例では、本発明の電池の製造装置によって二次電池１０の製造を行う場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、二次電池１０と同様の構造を有する一次電池の製造を行うことも可能である。
【００６９】
加えてまた、例えば、上記実施の形態および実施例では、溶媒に液状の電解質である電解液を用いる場合について説明したが、電解液に代えて、他の電解質を用いるようにしてもよい。他の電解質としては、例えば、電解液を高分子化合物に保持させたゲル状の電解質、イオン伝導性を有する固体電解質、固体電解質と電解液とを混合したもの、あるいは固体電解質とゲル状の電解質とを混合したものが挙げられる。
【００７０】
なお、ゲル状の電解質には電解液を吸収してゲル化するものであれば種々の高分子化合物を用いることができる。そのような高分子化合物としては、例えば、ポリビニリデンフルオロライドあるいはビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体などのフッ素系高分子化合物、ポリエチレンオキサイドあるいはポリエチレンオキサイドを含む架橋体などのエーテル系高分子化合物、またはポリアクリロニトリルなどが挙げられる。特に、酸化還元安定性の点からは、フッ素系高分子化合物が望ましい。
【００７１】
固体電解質には、例えば、イオン伝導性を有する高分子化合物に電解質塩を分散させた有機固体電解質、またはイオン伝導性ガラスあるいはイオン性結晶などよりなる無機固体電解質を用いることができる。このとき、高分子化合物としては、例えば、ポリエチレンオキサイドあるいはポリエチレンオキサイドを含む架橋体などのエーテル系高分子化合物、ポリメタクリレートなどのエステル系高分子化合物、アクリレート系高分子化合物を単独あるいは混合して、または分子中に共重合させて用いることができる。また、無機固体電解質としては、窒化リチウムあるいはヨウ化リチウムなどを用いることができる。
【００７２】
更にまた、例えば、上記実施の形態および実施例では、電極反応物質としてリチウムを用いる場合について説明したが、ナトリウム（Ｎａ）あるいはカリウム（Ｋ）などの長周期型周期表における他の１族の元素、またはマグネシウムあるいはカルシウム（Ｃａ）などの長周期型周期表における２族の元素、またはアルミニウムなどの他の軽金属、またはリチウムあるいはこれらの合金を用いる場合についても、本発明を適用することができ、同様の効果を得ることができる。その際、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能な負極活物質、正極活物質あるいは溶媒などは、その電極反応物質に応じて選択される。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電極の製造装置によって製造される二次電池の構造を表す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る電極の製造装置の全体構成を表す図である。
【図３】図２に示した電極の製造装置で加圧処理される正極および負極の一部を拡大して表す断面図である。
【図４】図２に示した第２ロールの構成を表す側面図である。
【図５】図２に示した第２ロールの構成を表す断面図である。
【図６】図２に示した電極の製造装置を用いた電極の製造方法の流れを表す図である。
【図７】図６に示した電極の製造方法を工程順に表す図である。
【図８】本発明の実施例２において、突起物の露出領域境界線からの発生位置と、その高さとの関係を表す図である。
【図９】本発明の比較例１において、突起物の露出領域境界線からの発生位置と、その高さとの関係を表す図である。
【図１０】本発明の実施例２において、連続処理数と、第２ロールの幅方向における表面温度の変化との関係をの結果を表す図である。
【図１１】本発明の実施例３において、連続処理数と、第２ロールの幅方向における表面温度の変化との関係をの結果を表す図である。
【図１２】従来のプレス設備の問題点を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１１…電池缶、１２，１３…絶縁板、１４…電池蓋、１５…安全弁機構、１６…熱感抵抗素子、１７…ガスケット、２０…電極体、２１…正極、２２…負極、２３…セパレータ、２４…センターピン、２５…正極リード、２６…負極リード、１００Ａ…電極領域、１００Ｂ…露出領域、１００Ｃ…段差、１００Ｄ…未加圧領域、１１０…集電体、１２０…電極層、２１０…巻出部、２１１…巻出ロール、２２０…第１加圧部、２２１…第１ロール、２３０…第２加圧部、２３１…第２ロール、２３１Ａ…傾斜部、２３４…冷却液、２４０…巻取部、２４１…巻取ロール、ｔ…傾斜量。
【図１】
2006318672.tif 000005
【図２】
2006318672.tif 000006
【図３】
2006318672.tif 000007
【図４】
2006318672.tif 000008
【図５】
2006318672.tif 000009
【図６】
2006318672.tif 000010
【図７】
2006318672.tif 000011
【図８】
2006318672.tif 000012
【図９】
2006318672.tif 000013
【図１０】
2006318672.tif 000014
【図１１】
2006318672.tif 000015
【図１２】
2006318672.tif 000016