(57)【要約】【課題】切断後の電極において、湾曲を抑制すること。【解決手段】電極の製造方法は、次の（α）〜（γ）を含む。（α）ダイ塗工により、金属箔の表面の一部に電極塗膜を形成する。（β）ロールプレスによって電極塗膜を圧縮することにより、電極原反を製造する。（γ）電極原反を切断することにより、電極を製造する。電極塗膜は、溝を有するように形成される。溝は、電極塗膜の表面に沿って延びる。電極塗膜は、溝の少なくとも一部が残存するように圧縮される。圧縮後に残存した溝の内部において、電極原反が切断される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイ塗工により、金属箔の表面の一部に電極塗膜を形成すること、
ロールプレスによって前記電極塗膜を圧縮することにより、電極原反を製造すること、
および
前記電極原反を切断することにより、電極を製造すること、
を含み、
前記電極塗膜は、溝を有するように形成され、
前記溝は、前記電極塗膜の表面に沿って延び、
前記電極塗膜は、前記溝の少なくとも一部が残存するように圧縮され、
圧縮後に残存した前記溝の内部において、前記電極原反が切断される、
電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は電極の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１５−１７６８２２号公報（特許文献１）は、ダイ塗工により、平坦な電極塗膜を形成することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１７６８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電極塗膜の形成方法として、ダイ塗工が知られている。ダイ塗工により、金属箔の表面に所定パターンの電極塗膜が形成され得る。ロールプレスにより、電極塗膜が圧縮されることにより、電極原反が製造され得る。電極原反が切断されることにより、電極原反が個片化される。これにより電極が製造され得る。
【０００５】
金属箔の表面の一部が電極塗膜から露出するように、電極原反が製造される場合がある。金属箔が露出した部分を電極に残し、当該部分に集電部材を溶接するためである。以下、本明細書では、電極原反および電極において、金属箔が電極塗膜から露出した部分が「非塗工部」とも記される。電極塗膜が形成された部分は「塗工部」とも記される。
【０００６】
電極塗膜の乾燥後、電極原反がロールプレスによって圧縮される。ロールプレスにより、電極原反は伸ばされる。電極原反において、非塗工部は塗工部よりも薄い。そのため非塗工部と塗工部との間で、伸び量に差が生じると考えられる。
【０００７】
後述の参考形態に示されるように、非塗工部で電極原反が切断されるよりも、塗工部（電極塗膜）で電極原反が切断される方が、生産効率および材料効率が良い場合がある。しかし塗工部で電極原反が切断されると、切断後の電極が湾曲しやすい傾向がある。切断時、非塗工部と塗工部との間で、伸び量に差が生じているためと考えられる。
【０００８】
本開示の目的は、切断後の電極において湾曲を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、本開示の技術的構成および作用効果が説明される。ただし本開示の作用メカニズムは推定を含んでいる。作用メカニズムの正否により特許請求の範囲が限定されるべきではない。
【００１０】
本開示の電極の製造方法は、以下の（α）〜（γ）を含む。
（α）ダイ塗工により、金属箔の表面の一部に電極塗膜を形成する。
（β）ロールプレスによって電極塗膜を圧縮することにより、電極原反を製造する。
（γ）電極原反を切断することにより、電極を製造する。
電極塗膜は、溝を有するように形成される。溝は、電極塗膜の表面に沿って延びる。
電極塗膜は、溝の少なくとも一部が残存するように圧縮される。
圧縮後に残存した溝の内部において、電極原反が切断される。
【００１１】
電極塗膜において、溝の内部は、溝以外の部分に比して相対的に薄い。ロールプレス時、溝の内部では、溝以外の部分に比して伸びが生じ難いと考えられる。すなわちロールプレス後に残存した溝（塗工部の一部）と、非塗工部との間では、伸び量の差が小さくなることが期待される。したがって、溝の内部で電極原反が切断されることにより、切断後の電極において、湾曲の抑制が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本実施形態の電極の製造方法の概略を示すフローチャートである。
【図２】図２は、ダイ塗工機を示す概念図である。
【図３】図３は、本実施形態のダイヘッドの構成の一例を示す概略図である。
【図４】図４は、図３のＸ軸方向から本実施形態のダイヘッドを見た図である。
【図５】図５は、本実施形態の電極塗膜を示す平面概念図である。
【図６】図６は、図５のＹＺ平面における断面概念図である。
【図７】図７は、ロールプレス後の電極塗膜を示す断面概念図である。
【図８】図８は、切断後の電極の湾曲を示す平面概念図である。
【図９】図９は、参考形態の電極の製造方法を示す断面概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本開示の実施形態（本明細書では「本実施形態」と記される）が説明される。ただし以下の説明は、特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１４】
＜電極の製造方法＞
図１は、本実施形態の電極の製造方法の概略を示すフローチャートである。電極の製造方法は、「（α）ダイ塗工」、「（β）ロールプレス」および「（γ）切断」を含む。
【００１５】
《（α）ダイ塗工》
本実施形態の電極の製造方法は、ダイ塗工により、金属箔の表面の一部に電極塗膜を形成することを含む。電極塗膜は、溝を有するように形成される。
【００１６】
図２は、ダイ塗工機を示す概念図である。ダイ塗工機１００は、ダイヘッド１０、バックロール２０、配管３０、ポンプ４０およびタンク５０を備える。タンク５０には、電極塗料（「スラリー」とも称される）が貯留されている。電極塗料は、たとえば、活物質粉末、バインダおよび溶媒等が混合されることにより調製され得る。配管３０は、タンク５０とダイヘッド１０とを接続している。ポンプ４０の駆動により、電極塗料がダイヘッド１０に供給される。電極塗料は、ダイヘッド１０内のマニホールド１５に充填される。
【００１７】
金属箔２０１は、バックロール２０に架けられている。バックロール２０の回転により、金属箔２０１が搬送される。図２中の矢印Ｘは、金属箔２０１の搬送方向を示す。金属箔２０１は、たとえば、アルミニウム箔、銅箔等であり得る。電極塗料は、ダイヘッド１０の吐出口１４から吐出される。吐出された電極塗料は、金属箔２０１の表面に付着する。これにより電極塗膜２０２が連続的に形成される。電極塗膜２０２は、乾燥炉（図示されず）において乾燥される。電極塗膜２０２は、金属箔２０１の表裏両面に形成され得る。
【００１８】
図３は、本実施形態のダイヘッドの構成の一例を示す概略図である。ダイヘッド１０は、第１ブロック１１、第２ブロック１２およびシム１３を備える。シム１３は、第１ブロック１１と第２ブロック１２とに挟まれている。ダイヘッド１０の先端において、第１ブロック１１、第２ブロック１２およびシム１３に取り囲まれた空間が、吐出口１４である。
【００１９】
第１ブロック１１は、搬送方向において、第２ブロック１２よりも下流側に位置する。第１ブロック１１は、吐出口１４を構成する部分に、凸部１６を備える。凸部１６により、電極塗膜２０２の表面に溝２０４が形成され得る。
【００２０】
図４は、図３のＸ軸方向から本実施形態のダイヘッドを見た図である。本実施形態では、凸部１６の突出寸法が「Ｄ」とされる。吐出口１４（図３）と金属箔２０１とのギャップ寸法が「Ｅ」とされる。本実施形態において、ＤおよびＥは、たとえば「０．２５≦Ｄ／Ｅ≦０．５」となる関係を満たしてもよい。これにより、たとえば塗工不良（塗工欠点等）の抑制が期待される。
【００２１】
図５は、本実施形態の電極塗膜を示す平面概念図である。電極塗膜２０２は、金属箔２０１の表面の一部に形成される。図５中のＸ軸方向は、金属箔２０１の搬送方向を示す。図５中のＹ軸方向は、電極塗膜２０２の幅方向を示す。本実施形態では、幅方向において、電極塗膜２０２の両側に、非塗工部２０３が形成されている。
【００２２】
本実施形態では、電極塗膜２０２が溝２０４を有するように形成される。溝２０４は、電極塗膜２０２の表面に沿って延びるように形成される。本実施形態では、電極塗膜２０２の表面において、溝２０４は搬送方向に延びている。ただし溝２０４が延びる方向は、搬送方向に限定されるべきではない。幅方向において溝２０４は、電極塗膜２０２の略中央に形成されている。ただし溝２０４の形成位置は、電極塗膜２０２の略中央に限定されるべきではない。
【００２３】
図６は、図５のＹＺ平面における断面概念図である。図６のＺ軸方向は、電極塗膜２０２の厚さ方向を示す。溝２０４は、凸部１６（図４）の形状に対応する断面形状を有し得る。すなわち溝２０４は、凹形の断面形状を有し得る。ただし溝２０４の断面形状は、凹形に限定されるべきではない。溝２０４は、たとえば、Ｕ形、Ｖ形等の断面形状を有してもよい。溝２０４は、たとえば、０．５ｍｍ以上の幅寸法を有するように形成されてもよい。溝２０４は、たとえば、５ｍｍ以下の幅寸法を有するように形成されてもよい。
【００２４】
《（β）ロールプレス》
本実施形態の電極の製造方法は、ロールプレスによって電極塗膜を圧縮することにより、電極原反を製造することを含む。本実施形態において「電極原反」は、ロールプレス後かつ切断前の電極を示す。本実施形態では、たとえばロールｔｏロール方式により、ダイ塗工およびロールプレスが連続して実行され得る。ロールプレスにより、電極原反は伸ばされる。電極原反は、主に搬送方向（図５のＸ軸方向）に伸ばされると考えられる。
【００２５】
図７は、ロールプレス後の電極塗膜を示す断面概念図である。本実施形態では、溝２０４の少なくとも一部が残存するように、電極塗膜２０２が圧縮される。すなわち溝２０４が残存するように、電極塗膜２０２の圧縮率、溝２０４の深さ寸法、凸部１６の突出寸法（Ｄ）、ギャップ寸法（Ｅ）等が調整され得る。
【００２６】
《（γ）切断》
本実施形態の電極の製造方法は、電極原反を切断することにより、電極を製造することを含む。本実施形態では、圧縮後に残存した溝の内部において、電極原反が切断される。電極原反は、たとえばロールカッター等により切断され得る。
【００２７】
電極原反は、図５および図７の一点鎖線に沿って切断される。図８は、切断後の電極の湾曲を示す平面概念図である。切断位置が電極塗膜２０２（塗工部）内であると、電極２００は、非塗工部２０３が形成されている方向へと湾曲する。塗工部と非塗工部２０３との間で伸び量に差があるためと考えられる。
【００２８】
本実施形態では、溝２０４の内部に切断位置がある（図５）。電極原反は溝２０４に沿って、搬送方向に切断され得る。溝２０４の内部と非塗工部２０３との間では、ロールプレスによる伸び量の差が小さいことが期待される。したがって本実施形態では、切断後の電極２００において、湾曲の抑制が期待される。
【００２９】
電極塗膜２０２の圧縮率が高くなる程、湾曲が起こりやすい傾向がある。換言すれば、湾曲の抑制により、電極塗膜２０２の圧縮率を高めることができる。すなわち電極２００の高密度化が期待される。
【００３０】
《参考形態》
図９は、参考形態の電極の製造方法を示す断面概念図である。参考形態では、電極塗膜２０２が間隔を空けて２列形成される。２つの電極塗膜２０２に挟まれた非塗工部２０３において、電極原反が切断されることにより、幅方向の片側のみに非塗工部２０３を有する電極が製造され得る。図９中の一点鎖線も切断位置を示す。参考形態では、切断位置が２か所となる。さらに切断位置に挟まれた非塗工部２０３（金属箔２０１）が廃棄されることになる。すなわち参考形態は、生産効率および材料効率において、本実施形態に劣ると考えられる。
【００３１】
＜電極の用途＞
本実施形態の電極は、電池用電極であってもよい。電池は、たとえば、リチウムイオン二次電池、ナトリウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池等であり得る。本実施形態の製造方法によれば、電池の高容量化が期待される。本実施形態の電極は、キャパシタ用電極であってもよい。キャパシタは、たとえば、リチウムイオンキャパシタ等であり得る。本実施形態の電極は、正極であってもよい。本実施形態の電極は、負極であってもよい。
【００３２】
今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではない。特許請求の範囲の記載によって確定される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００３３】
１０  ダイヘッド、１１  第１ブロック、１２  第２ブロック、１３  シム、１４  吐出口、１５  マニホールド、１６  凸部、２０  バックロール、３０  配管、４０  ポンプ、５０  タンク、１００  ダイ塗工機、２００  電極、２０１  金属箔、２０２  電極塗膜、２０３  非塗工部、２０４  溝。
【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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