(57)【要約】【課題】ロールプレス工程を含むリチウムイオン電池の電極の製造において、ロールのダメージを抑えることを目的の１つとする。【解決手段】（１）表面に活物質層を備えた集電体を準備する準備工程と、（２）活物質層にロール保護フィルムを当てて、集電体、活物質層およびロール保護フィルムをあわせてロールプレスするロールプレス工程とを含む、リチウムイオン電池用電極の製造方法。ここで、ロール保護フィルムとしては、アルミニウムフィルムや樹脂フィルムなどが好ましい。【選択図】図１
2019125499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムイオン電池用電極の製造方法であって、
表面に活物質層を備えた集電体を準備する準備工程と、
前記活物質層にロール保護フィルムを当てて、前記集電体、前記活物質層および前記ロール保護フィルムをあわせてロールプレスするロールプレス工程と
を含むリチウムイオン電池用電極の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法であって、
前記ロールプレス工程で用いるロールの表面が鉄である、リチウムイオン電池用電極の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法であって、
前記ロール保護フィルムがロールプレス時に塑性変形する、リチウムイオン電池用電極の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法であって、
前記ロール保護フィルムの表面の算術平均粗さが１μｍ以下である、リチウムイオン電池用電極の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法であって、
前記ロール保護フィルムの厚みが１０〜１００μｍである、リチウムイオン電池用電極の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法であって、
前記ロールプレス工程におけるプレス圧力が、１．５〜６ｔ／ｃｍであるリチウムイオン電池用電極の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法であって、
前記ロール保護フィルムが金属フィルムである、リチウムイオン電池用電極の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法であって、
前記金属フィルムがアルミニウムを含む、リチウムイオン電池用電極の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法であって、
前記ロール保護フィルムが樹脂フィルムである、リチウムイオン電池用電極の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法であって、
前記樹脂フィルムが、ポリエステルを含む、リチウムイオン電池用電極の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法であって、
前記活物質層が、活物質粒子として、リチウムコバルト酸化物、リチウムマンガン酸化物、リチウムニッケル酸化物およびリン酸鉄リチウムからなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物を含む、リチウムイオン電池用電極の製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の製造方法により得られたリチウムイオン電池用電極を用いて、リチウムイオン電池を製造する、リチウムイオン電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン電池用電極の製造方法およびリチウムイオン電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池は、２次電池の代表格として、現代社会において既に欠かせないものとなっている。また、各種の電気・電子機器の高性能化などに伴い、更なる大容量化、安全性向上、生産コスト削減等、あらゆる観点からの開発が継続されている。
そして、開発においては、素材・材料面だけでなく、製造工程についても多くの改良の試みがなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、電極部材を製造する際に使用されるロールプレス装置のプレスローラを小型化するという課題を解決すべく、プレスローラの構成を工夫した旨が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、活物質層をプレスするロールプレス装置において、（ｉ）活物質層に異物が存在しているかどうかを検出する異物検出手段と、（ｉｉ）その異物検出手段により活物質層に異物が存在していることが検出されたときに、プレス圧を開放するように制御する制御手段とを備えるロールプレス装置が記載されている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、集電体の少なくとも片面に活物質層が形成された電極シートをプレスロールでプレスする際に、プレスで潰れない剛性を有し、プレスロールの１回転に対応した表面間の距離の変化量に対応した厚み変化を有する厚み変化低減シートを用いることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１８１３９１号公報
【特許文献２】特開２０１５−１７４１３６号公報
【特許文献３】特開２０１７−００４７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の各先行技術に示されているように、リチウムイオン電池の電極（例えば正極）の製造においては、ロールプレス機により、集電体上に形成された活物質層をロールプレスすることが行われる。
【０００８】
ロールプレスの際には、局所的に大きな圧力がかかる。よって、ロールがダメージを受けやすい。特に、電極活物質には硬い無機物質が多いため、リチウムイオン電池の電極の製造においてロールはダメージを受けやすい。
【０００９】
ロールがダメージを受けると、電極表面を平滑にできなくなってしまう等の問題が生じ、最終的なリチウムイオン電池の性能や信頼性の悪化につながってしまう。また、ダメージを受けたロールのメンテナンスや取り換えには多大な労力・コストが必要となる。
【００１０】
特に最近、容量アップの要求などから、従来以上に電極活物質を高密度にプレスする傾向にあるため、この「リチウムイオン電池用電極の製造における、ロールのダメージの問題」はより顕在化しつつある。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものである。つまり、ロールプレス工程を含むリチウムイオン電池の電極の製造において、ロールのダメージを抑えることを本発明の目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記問題を解決するため鋭意検討した結果、以下に提供される発明をなし、上記課題を達成できることを見出した。
【００１３】
本発明によれば、
リチウムイオン電池用電極の製造方法であって、
表面に活物質層を備えた集電体を準備する準備工程と、
前記活物質層にロール保護フィルムを当てて、前記集電体、前記活物質層および前記ロール保護フィルムをあわせてロールプレスするロールプレス工程と
を含むリチウムイオン電池用電極の製造方法
が提供される。
【００１４】
また、本発明によれば、
上記の製造方法により得られたリチウムイオン電池用電極を用いて、リチウムイオン電池を製造する、リチウムイオン電池の製造方法
が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ロールプレス工程を含むリチウムイオン電池の電極の製造において、ロールのダメージを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態のリチウムイオン電池用電極の製造方法における、ロールプレス工程に用いられる装置を模式的に示した図である。
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
図面中、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
煩雑さを避けるため、同一図面内に同一の構成要素が複数ある場合には、その１つのみに符号を付し、全てには符号を付さない場合がある。
図面はあくまで説明用のものであり、図面中の各部材の形状や寸法比などは、必ずしも現実の物品と対応するものではない。
【００１８】
本明細書中、数値範囲の説明における「ａ〜ｂ」との表記は、特に断らない限り、ａ以上ｂ以下のことを表す。例えば、「１〜５μｍ」とは、１μｍ以上５μｍ以下のことを表す。
本明細書における基（原子団）の表記において、置換か無置換かを記していない表記は、置換基を有しないものと置換基を有するものの両方を包含するものである。例えば「アルキル基」とは、置換基を有しないアルキル基（無置換アルキル基）のみならず、置換基を有するアルキル基（置換アルキル基）をも包含するものである。
【００１９】
＜リチウムイオン電池用電極の製造方法＞
本実施形態のリチウムイオン電池用電極の製造方法は、
表面に活物質層を備えた集電体を準備する準備工程（以下、単に「準備工程」とも表記する）と、
その活物質層にロール保護フィルムを当てて、集電体、活物質層およびロールフィルムをあわせてロールプレスするロールプレス工程（以下、単に「ロールプレス工程」も表記する）と
を含む。
【００２０】
つまり、本実施形態のリチウムイオン電池用電極の製造方法においては、活物質層をロールプレスする際、活物質層とロールの間にロール保護フィルムを介在させる。これにより、（ｉ）ロールが活物質層と物理的に直接接触することが無くなり、また、（ｉｉ）ロール保護フィルムが押圧力を適度に吸収・分散等し、ロールの代わりにロール保護フィルムが「犠牲」となること等により、ロールのダメージが抑えられると考えられる。
【００２１】
また、活物質層とロールの間にロール保護フィルムを介在させてロールプレスを行うことで、従来のロールプレス工程で得られる電極よりも、表面が均一で平坦性が高い（表面粗さが小さい）電極を得ることができるという副次的効果が期待できる。
【００２２】
この副次的効果が得られる理由は必ずしも全てが明らかではないが、以下のように考えることができる。
一般に、ロールプレスは、ロールと活物質層との接触部分が面ではなく線となるため、特定の方向に応力がかかりやすいと考えられる。これが、表面の不均一性に繋がっていたと考えられる。
活物質層とロールの間にロール保護フィルムを介在させることで、その応力を適度に分散させたり緩和させたりすることができ、結果、電極表面（活物質層）の平坦性を上げることができると考えられる。
【００２３】
表面が均一で平坦性が高い（表面粗さが小さい）電極でリチウムイオン電池を作製することにより、充放電特性の安定や歩留まりの向上などが期待できる。
【００２４】
なお、表面が均一で平坦性が高い（表面粗さが小さい）ことについては、例えば、電極表面の算術平均粗さ（Ｒａ）を、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２０１３の規定に沿って測定することなどにより定量化することができる。このような測定のための装置としては、キーエンス社製の測定装置ＶＲ−３０００などがある。
【００２５】
本実施形態のリチウムイオン電池用電極の製造方法についてより詳細に説明する。
【００２６】
１．準備工程
本実施形態のリチウムイオン電池用電極の製造方法における「準備工程」は、広義に解釈されるものである。集電体の表面に活物質を含む材料を塗布すること等により表面に活物質層を備えた集電体を準備することは、当然、この「準備工程」に含まれる。それ以外に、後述のロールプレス工程を行う者が、第三者から譲り受けるなどして表面に活物質層を備えた集電体を準備する（自らは塗布などしない）態様も、ここでの「準備工程」に含まれる。
【００２７】
一例として、準備工程は以下のようにして行うことができる。
（ｉ）まず、活物質粒子などを適当な溶媒に分散または溶解させた電極スラリーを調製する。
（ｉｉ）次に、調製した電極スラリーを集電体の片面または両面に塗布し、乾燥させて活物質層を設ける。
【００２８】
上記（ｉ）における電極スラリーについて、その含有成分などを説明する。
電極スラリーは、典型的には活物質粒子を含み、また、好ましくはバインダー樹脂や導電助剤等を含む。電極スラリーは、これら成分を適当な溶媒（典型的には有機溶媒、例えばＮ−メチル−ピロリドン（ＮＭＰ）など）に分散または溶解させることで調製される。電極スラリーの不揮発成分（固形分）濃度は、用いる原材料、最終的に得ようとする電極の厚み、塗布の作業性などの観点から適宜調整される。
【００２９】
製造しようとする電極が正極である場合、活物質粒子は、リチウムイオン二次電池の正極に使用可能な正極活物質粒子であれば特に限定されない。
例えば、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケルマンガン複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、リチウムニッケルアルミニウム複合酸化物、リチウムニッケルコバルトアルミニウム複合酸化物、リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物、リチウムニッケルマンガンアルミニウム複合酸化物、リチウムニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合酸化物等のリチウムと遷移金属との複合酸化物；ＴｉＳ２、ＦｅＳ、ＭｏＳ２等の遷移金属硫化物；ＭｎＯ、Ｖ２Ｏ５、Ｖ６Ｏ１３、ＴｉＯ２等の遷移金属酸化物、オリビン型リチウムリン酸化物等の粒子が挙げられる。オリビン型リチウムリン酸化物は、例えば、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｍｇ、Ｂ、Ｎｂ、およびＦｅよりなる群のうちの少なくとも１種の元素と、リチウムと、リンと、酸素とを含んでいる。これらの化合物はその特性を向上させるために一部の元素を部分的に他の元素に置換したものであってもよい。また、複数種の正極活物質粒子を併用してもよい。
【００３０】
本実施形態においては、正極活物質粒子は、リチウムコバルト酸化物、リチウムマンガン酸化物、リチウムニッケル酸化物およびリン酸鉄リチウムからなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物を含むことが好ましい。これにより、リチウムイオン電池としたときの充放電容量の増加などが期待できる。
【００３１】
正極活物質粒子の平均粒子径（下限）は、１μｍ以上が好ましく、２μｍ以上がより好ましく、５μｍ以上がさらに好ましい。また、平均粒子径（上限）は、８０μｍ以下が好ましく、４０μｍ以下がより好ましく、２０μｍ以下がさらに好ましい。入出力特性や電極作製上の観点から、適切な粒径が選択される。
ここで、平均粒径は、レーザ回折散乱法による粒度分布（体積基準）における積算値５０％での粒子径（メジアン径：Ｄ５０）を意味する。この数値範囲内とすることで、リチウムイオン電池としたときの充放電時の副反応を抑えて充放電効率の低下を抑えられる。
【００３２】
正極活物質粒子の含有量は、電極スラリーの不揮発成分の全体を１００質量部としたとき、８５質量部以上９９．４質量部以下であることが好ましく、９０．５質量部以上９８．５質量部以下であることがより好ましく、９０．５質量部以上９７．５質量部以下であることがさらに好ましい。これにより、リチウムイオン電池としたときにリチウムの十分な吸蔵および放出が期待できる。
【００３３】
製造しようとする電極が正極である場合、電極スラリーは、バインダー樹脂を含むことが好ましい。
バインダー樹脂は公知のものを適宜選択することができ、特に限定されない。例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の通常用いられるものを用いることができる。これらバインダー樹脂は、例えばＮ−メチル−ピロリドン（ＮＭＰ）を溶媒として、他成分と混合される。
【００３４】
バインダー樹脂の含有量は、電極スラリーの不揮発成分の全体を１００質量部としたとき、０．１質量部以上１０．０質量部以下であることが好ましく、０．５質量部以上５．０質量部以下であることがより好ましく、１．０質量部以上５．０質量部以下がさらに好ましい。バインダー樹脂の含有量が上記範囲内であると、電極スラリーの塗工性、バインダーの結着性および電池特性のバランスがより一層優れる。また、バインダー樹脂の含有量が上記上限値以下であると、電極活物質の割合が大きくなり、電極質量当たりの容量が大きくなるため好ましい。バインダー樹脂の含有量が上記下限値以上であると、電極剥離が抑制されるため好ましい。
【００３５】
製造しようとする電極が正極である場合、電極スラリーは、導電助剤を含むことが好ましい。
導電助剤は、電極の導電性を向上させるものであれば特に限定されない。例えば、カーボンブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、天然黒鉛、人工黒鉛、炭素繊維等が挙げられる。これらの導電助剤は１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３６】
導電助剤の含有量は、電極スラリーの不揮発成分の全体を１００質量部としたとき、０．５質量部以上５．０質量部以下であることが好ましく、１．０質量部以上４．５質量部以下であることがより好ましく、１．５質量部以上４．５質量部以下がさらに好ましい。導電助剤の含有量が上記範囲内であると、電極スラリーの塗工性、バインダーの結着性および電池特性のバランスがより一層優れる。また、導電助剤の含有量が上記上限値以下であると、電極活物質の割合が大きくなり、電極質量当たりの容量が大きくなるため好ましい。導電助剤の含有量が上記下限値以上であると、電極の導電性がより良好になるため好ましい。
【００３７】
製造しようとする電極が負極である場合、活物質粒子は、リチウムイオン二次電池の負極に使用可能な負極活物質粒子であれば特に限定されない。例えば、黒鉛、非晶質炭素、シリコン、シリコン酸化物、金属リチウムなどが好ましく挙げられるが、リチウムを吸蔵および放出することが可能な物質であればこれらに限定されない。
【００３８】
負極活物質粒子の平均粒子径（下限）としては、入出力特性や電極作製上の観点から、１μｍが好ましく、２μｍがより好ましく、５μｍがさらに好ましい。また、平均粒子径（上限）としては、８０μｍが好ましく、４０μｍがより好ましい。ここで、平均粒径は、レーザ回折散乱法による粒度分布（体積基準）における積算値５０％での粒子径（メジアン径：Ｄ５０）を意味する。この数値範囲とすることで、リチウムイオン電池としたときの充放電時の副反応を抑えて充放電効率の低下を抑えられる。
【００３９】
製造しようとする電極が負極である場合、バインダー樹脂や導電助剤については任意のものを用いることができる。例えば、前述の、製造しようとする電極が正極である場合に用いることができるバインダー樹脂や導電助剤と同様のものを用いることができる。また、バインダー樹脂としてはスチレンブタジエンゴム等を用いることもできる。
【００４０】
なお、電極スラリーは、上記以外の成分を含んでもよい。例えば、増粘剤などの添加剤を含んでもよい。また、電極スラリー調製用の溶媒としては、有機溶剤を用いることもできるし、水を用いることもできる。
【００４１】
次に、上記（ｉｉ）の集電体への塗布、乾燥などについて説明する。
集電体は、導電性のある任意の物質を用いることができる。
製造しようとする電極が正極である場合、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル、チタンまたはこれらの合金等を用いることができる。これらの中では、価格や入手容易性、電気化学的安定性等の観点から、アルミニウムが好ましい。また、集電体の形態についても特に限定されず、箔状、平板状、またはメッシュ状などであってよい。集電体の厚さは、好ましくは１〜５００μｍ、より好ましくは５〜１００μｍ、更に好ましくは１０〜２０μｍの範囲である。
【００４２】
製造しようとする電極が負極である場合、例えば、銅、ステンレス鋼、ニッケル、チタン、これらの合金などを用いることができる、形態、厚み等は上記と同様である。
【００４３】
集電体表面への電極スラリーの塗布については、公知の方法を用いることができる。例えば、リバースロール法、ダイレクトロール法、ドクターブレード法、ナイフ法、エクストルージョン法、カーテン法、グラビア法、バー法、ディップ法およびスクイーズ法などを挙げることができる。これらの中でも、電極スラリーの粘性などの物性および乾燥性に合わせて、良好な塗布層の表面状態を得ることが可能となる点で、ドクターブレード法、ナイフ法、エクストルージョン法が好ましい。
【００４４】
電極スラリーは、集電体の片面のみ塗布してもよいし、両面に塗布してもよい。集電体の両面に塗布する場合は、片面ずつ逐次でもよいし、両面同時に塗布してもよい。また、集電体の表面に連続的に塗布してもよいし、間欠的に塗布してもよい。
【００４５】
単位面積当たりの塗布量、塗布層の厚さ、長さや幅は、電池の大きさ、得ようとする充放電特性などに応じて、適宜決定することができる。
あくまで一例であるが、塗布量は、乾燥後に残る固形分（不揮発成分）の量が５〜５０ｍｇ／ｃｍ２となるように適宜調整される
【００４６】
塗布された電極スラリーは、適当な条件で乾燥させられ、溶媒が実質的に除去される。乾燥条件は特に限定されず、適宜設定することができる。乾燥の為に加熱を行うこと等も考えられる。
【００４７】
以上により、表面に活物質層（プレスされていない活物質層）を備えた集電体を準備することができる。
【００４８】
２．ロールプレス工程
次に、ロールプレス工程について説明する。
上述したように、本実施形態のリチウムイオン電池用電極の製造方法においては、活物質層とロールの間にロール保護フィルムを介在させてロールプレスすることで、ロール自体のダメージを抑えることができる。また、電極表面（活物質層）の平坦性の向上が期待できる。
【００４９】
ロールプレス工程について、図１を参照しつつより具体的に説明する。
図１は、ロールプレス工程を行うための装置の一例である。
この装置において、前述の準備工程で準備された、表面に活物質層を備えた集電体（電極１０と表記する）は、電極巻出しロール３から巻き出され、搬送される。図１では示していないが、電極１０は、表裏の両面に活物質層を備えているとする。
【００５０】
また、電極１０だけでなく、ロール保護フィルム１１Ａもロール保護フィルム巻出しロール２Ａから巻き出されて搬送される。同様に、ロール保護フィルム１１Ｂもロール保護フィルム巻出しロール２Ｂから巻き出されて搬送される。
【００５１】
巻き出された電極１０、ロール保護フィルム１１Ａおよびロール保護フィルム１１Ｂは、ガイドロール５Ａの箇所において接触し、まとめられる。つまり、電極１０の表面の活物質層に、ロール保護フィルム１１Ａおよび１１Ｂが当たることになる。
【００５２】
まとめられた電極１０、ロール保護フィルム１１Ａおよびロール保護フィルム１１Ｂは、対向して設けられている一対のプレスロール１の間隙を通過することにより、ロールプレスされる（すなわち押圧される）。
このときに、電極１０表面の活物質層とプレスロール１との間にロール保護フィルム１１Ａまたは１１Ｂが介在することにより、ロールのダメージが抑えられる。また、副次的な効果として、電極１０表面の平坦性向上が期待できる。これら効果が得られる理由は、前述のとおりである。
【００５３】
プレスロール１でロールプレスされた電極１０、ロール保護フィルム１１Ａおよびロール保護フィルム１１Ｂは、いくつかのガイドロール５Ｂに接触しながら搬送され、剥離され、そしてそれぞれが別々に巻き取られる。具体的には、ロール保護フィルム１１Ａは、ロール保護フィルム巻取りロール２Ｃにより巻き取られる。ロール保護フィルム１１Ｂは、ロール保護フィルム巻取りロール２Ｄにより巻き取られる。電極１０は、電極巻取りロール４により巻き取られる。
【００５４】
以上が図１に例示された装置の説明の「概要」であるが、より具体的な事項を説明する。
【００５５】
ロール保護フィルム１１Ａおよび１１Ｂの素材、材質、物性等は、ロールプレスの条件等に基づき適宜調整してよい。
【００５６】
一つの観点として、ロール保護フィルム１１Ａおよび／または１１Ｂは、ある程度変形しやすい性質を有することが好ましい。
この理由は、ロールプレス時の圧力により、プレスロール１がダメージを受ける「身代わり」に、ロール保護フィルム１１Ａおよび／または１１Ｂがダメージを受け、結果、プレスロール１のダメージを一層低減できると考えられるためである。
また、ロール保護フィルム１１Ａおよび／または１１Ｂが変形しやすいことで、押圧力が一層吸収・分散されやすくなり、電極１０の表面の一層の平坦性向上（表面粗さ低減）も図れると考えられる。
【００５７】
上記の「変形しやすさ」を具体的に表現すると、ロール保護フィルム１１Ａおよび／または１１Ｂは、ロールプレス時に塑性変形し、元の形状に復元しないことが好ましい。
なお、ロール保護フィルム１１Ａおよび／または１１Ｂが塑性変形した場合、典型的には、活物質層に含まれる粒子による微小な凹凸がフィルム表面に形成される。
【００５８】
ロール保護フィルム１１Ａおよび１１Ｂとしてより具体的には、金属フィルムが挙げられる。中でもアルミニウムを含むフィルムは、適度にやわらかく、ロールプレス時の圧力を適度に吸収して塑性変形するため好ましい。アルミニウムを含むフィルムは、金属フィルムの中でも入手しやすくコストを抑えやすいという利点もある。
【００５９】
特に、アルミニウム原子を９５質量％以上（より好ましくは９８質量％以上、さらに好ましくは９９質量％以上）含む金属フィルムは、適度なやわらかさおよび硬さ、そしてハンドリング性などの点で好ましく用いられる。
【００６０】
また、ロール保護フィルム１１Ａおよび１１Ｂは、樹脂フィルムであることも好ましい。一般的な樹脂フィルムは十分にやわらかく、ロールプレス時の圧力を適度に吸収することに有用と考えられる。
【００６１】
樹脂フィルムの素材としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）、ポリ（１−ブテン）等のポリオレフィン；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル；ナイロン−６、ナイロン−６６、ポリメタキシレンアジパミド等のポリアミド；ポリ塩化ビニル；ポリイミド；エチレン・酢酸ビニル共重合体；ポリアクリロニトリル；ポリカーボネート；ポリスチレン；アイオノマー；等から選択される一種または二種以上を挙げることができる。これらの中でも、コスト、ハンドリング性、適度な強度などの観点から、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルが好ましく、ポリエチレンテレフタレートがより好ましい。
【００６２】
上記の「変形しやすさ」の別の切り口として、ヤング率を指標とすることもできる。つまり、ヤング率が適度に小さい素材の保護フィルムを選択することで、ロールプレス時の圧力を一層適切に吸収することができると考えられる。
保護フィルムのヤング率は、例えば７５ＧＰａ以下であることができ、具体的には０．１〜７５ＧＰａであることができる。ちなみに、アルミニウムのヤング率は、文献値としては６９ＧＰａ程度である。
なお、ヤング率は、例えば引張試験法に基づく値を採用することができる。
【００６３】
ロール保護フィルム１１Ａおよび１１Ｂの表面（より具体的には、電極１０と接する面）の算術平均粗さは小さいことが好ましい。最終的に得られる電極表面の平坦性を向上することができるためである。
具体的には、ロール保護フィルム１１Ａおよび１１Ｂの表面の算術平均粗さは、好ましくは１μｍ以下であり、より好ましくは０．１〜１μｍ、更に好ましくは０．６〜０．８μｍある。なお、ここでの「算術平均粗さ」は、前述のＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２０１３の規定に沿って測定されるものである。
なお、ロール保護フィルム１１Ａおよび１１Ｂは、ミクロに見たときに上記のような表面粗さであることが好ましいが、マクロな凹凸などが存在しないこと（目視で確認できるような凹凸が存在しないこと）が好ましいのは勿論である。
【００６４】
ロール保護フィルム１１Ａおよび１１Ｂの厚みは、特に限定されないが、例えば１０〜１００μｍであり、より好ましくは１０〜５０μｍ、さらに好ましくは１５〜２５μｍである。適切な厚みとすることで、プレスロール１のダメージ低減とコストを両立することができる。また、ロール保護フィルムのハンドリング性を良好とすることもできる。
なお、ロール保護フィルム１１Ａおよび１１Ｂの厚みは、場所に依らず略一定であることが好ましい。例えば、ロール保護フィルム１１Ａおよび１１Ｂの厚みの変動は±１μｍ以内であることが好ましい。
【００６５】
ロール保護フィルム１１Ａと１１Ｂとは、異種のものであってもよいが、搬送性などを鑑みると、同種のものが好ましい。具体的には、ロール保護フィルム１１Ａと１１Ｂは、素材や厚み等において同一のものであることが好ましい。
なお、図１は、電極１０が表裏両面に活物質層を備えている場合の装置の一例である。当然ながら、電極１０が片面にのみ活物質層を備える場合には、ロール保護フィルム１１Ａと１１Ｂの両方を用いる必要は無い。
【００６６】
プレスロール１によるプレス圧力は特に限定されないが、電極１０の活物質層を十分に圧縮する観点から、好ましくは１．５〜６ｔ／ｃｍ、より好ましくは１．５〜３ｔ／ｃｍである。
【００６７】
プレスロール１の材質は、上述のプレス圧力に耐えられるものであれば特に限定されないが、典型的には鉄である。より具体的には、プレスロール１は、鋼鉄製であることができる。
プレスロール１の直径は、一例として、３００ｍｍ程度である。
【００６８】
電極１０、ロール保護フィルム１１Ａおよび１１Ｂの搬送速度（プレスロール１等の各ロールの回転の線速度と略対応する）は、典型的には１〜１００ｍ／分、好ましくは２〜５０ｍ／分である。
【００６９】
以上、準備工程およびロールプレス工程により、リチウムイオン電池用電極を製造することができる。
得られる電極（例えば正極）の活物質層の密度は、典型的には２．０ｇ／ｃｍ３以上、好ましくは３．０ｇ／ｃｍ３以上、より好ましくは３．１ｇ／ｃｍ３以上である。また、製造のしやすさ等の観点から、典型的には４．０ｇ／ｃｍ３以下、好ましくは３．７ｇ／ｃｍ２以下、より好ましくは３．５ｇ／ｃｍ３以下である。
【００７０】
＜リチウムイオン電池の製造方法＞
上記の製造方法により得られたリチウムイオン電池用電極を用いて、リチウムイオン電池を製造することができる。
【００７１】
一般にリチウムイオン電池は、正極と負極とを備える。その少なくとも一方（好ましくは正極）について、上述の製造方法により得られたリチウムイオン電池用電極を用いることで、リチウムイオン電池を構成することができる。
上記の製造方法により得られたリチウムイオン電池用電極は、電極表面の平坦性が高い（表面粗さが小さい）ことから、充放電特性の安定や歩留まりの向上などが期待できる。
【００７２】
リチウムイオン電池を製造するには、通常、正極および負極のほか、電解液、セパレータ、外装容器などを用いる。そしてこれらを公知の方法で組み立てることでリチウムイオン電池を製造することができる。
以下、電解液、セパレータ、外装容器などについて簡単に説明しておく。
【００７３】
（電解液）
電解液は、通常、リチウム塩を含有する非水系のものが用いられる。
リチウム塩の例としては、例えば、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ６、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ＣＯ２、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＢ１０Ｃｌ１０、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＢ（Ｃ２Ｈ５）４、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、低級脂肪酸カルボン酸リチウム等を挙げることができる。
【００７４】
リチウム塩を溶解する溶媒としては、公知のものを特に制限なく用いることができる。例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）等のカーボネート類；γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等のラクトン類；トリメトキシメタン、１，２−ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン等のエーテル類；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類；１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン等のオキソラン類；アセトニトリル、ニトロメタン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド等の含窒素溶媒；ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等の有機酸エステル類；リン酸トリエステルやジグライム類；トリグライム類；スルホラン、メチルスルホラン等のスルホラン類；３−メチル−２−オキサゾリジノン等のオキサゾリジノン類；１，３−プロパンスルトン、１，４−ブタンスルトン、ナフタスルトン等のスルトン類等が挙げられる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００７５】
（セパレータ）
セパレータとしては公知のものを用いることができる。
セパレータは、例えば、樹脂製の多孔膜、織布、不織布等からなる。その樹脂成分としては、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、またはナイロン樹脂等を用いることができる。特にポリオレフィン系の微多孔膜は、イオン透過性と、正極と負極とを物理的に隔離する性能に優れているため好ましい。
【００７６】
また、必要に応じて、セパレータには無機物粒子を含む層が形成されていてもよい。ここでの無機物粒子としては、絶縁性の酸化物、窒化物、硫化物、炭化物等を挙げることができる。なかでもＴｉＯ２および／またはＡｌ２Ｏ３を含むことが好ましい。
【００７７】
（外装容器）
外装容器には公知の部材を用いることができる。電池の軽量化の観点からは可撓性フィルムを用いることが好ましい。
可撓性フィルムとしては、基材となる金属層の表裏面に樹脂層が設けられたものを用いることができる。金属層には電解液の漏出や外部からの水分の侵入を防止する等のバリア性を有するものを選択することができ、アルミニウム、ステンレス鋼等を用いることができる。
【００７８】
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
【実施例】
【００７９】
本発明の実施態様を、実施例および比較例に基づき詳細に説明する。なお、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００８０】
１．活物質層形成のための電極スラリーの調製
（実施例１）
まず、以下の素材を、表示された比率で均一に混合した。
・正極活物質：リチウムニッケル酸化物の粒子（Ｄ５０：８μｍ）とリチウムマンガン酸化物の粒子（Ｄ５０：１２μｍ）を、質量比３：７で混合したもの・・・９３質量％
・導電助剤：カーボンブラック・・・３質量％
・バインダー樹脂：ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）・・・４質量％
【００８１】
この混合物に、更に溶剤ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）を混合し、電極スラリーを作製した。
【００８２】
（実施例２）
正極活物質として、リチウムニッケル酸化物とリチウムマンガン酸化物を、質量比７：３で混合した以外は、上記の実施例１と同様にして電極スラリーを調製した。
【００８３】
（実施例３）
正極活物質としてリチウムニッケル酸化物のみを用いた以外は、上記の実施例１と同様にして電極スラリーを調製した。
【００８４】
２．集電体上へのスラリーの塗布
上記１．の実施例１〜３で作製された各電極スラリーを、集電体となるアルミニウム基材（厚さ約１５μｍ）の両面にエクストルージョンダイ方式により間欠的に塗布し、乾燥させて、活物質層が未圧縮の電極（膜厚８０μｍ）を得た。
【００８５】
３．ロールプレス
上記２．で作製された活物質層が未圧縮の電極を、図１で例示した構造のロールプレス装置を用いて、両面からロール保護フィルムを介してロールプレスした。このときの各種条件は以下の通りである。
・プレス圧力：１．６ｔ／ｃｍ
・電極およびロール保護フィルムの搬送速度：３ｍ／ｍｉｎ
・プレスロール：表面が鋼鉄製で、直径φ３００のもの
・ロール保護フィルム：アルミニウムフィルム（厚さ２０μｍ、電極と接する面の表面粗さ（算術平均粗さ）０．７μｍ）
【００８６】
以上の１．〜３．により、実施例１〜３のリチウムイオン電池用電極（正極）を得た。
なお、ロールプレス後のロール保護フィルム（アルミニウムフィルム）の、活物質層と接触していた面には、活物質層に含まれる粒子による微小な凹凸が確認された。すなわち、ロールプレスの際、ロール保護フィルムが塑性変形したことが確認された。
【００８７】
なお、３．のロールプレス工程においてロール保護フィルムを用いなかった以外は実施例１〜３と同様にして、比較用のリチウムイオン電池用電極（比較例１〜３）を得た。
【００８８】
＜評価：プレスロールのダメージ＞
上記の方法により、実施例１および比較例１において、約１００ｍ分の電極を搬送、プレスした。その後、プレスロールのダメージ（表面の凹凸や傷の有無など）を確認したところ、実施例１のほうが有意に低ダメージであった。実施例２および比較例２、実施例３および比較例３でも同様であった。
すなわち、ロール保護フィルム（アルミニウムフィルム）を介してロールプレスを行うことで、プレスロールのダメージを低減することができた。
【００８９】
＜評価：電極表面の粗さ＞
まず、実施例１〜３および比較例１〜３で得たリチウムイオン電池用電極（正極）を、縦１０ｃｍ×横５ｃｍの長方形状に切り出し、表面粗さ測定用の電極を得た。この測定用の電極の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）を、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２０１３の規定に沿って、キーエンス社製の測定装置ＶＲ−３０００を用いて測定した。
なお、表面粗さの測定は、通常、電極表面を１次元方向に走査して行われるところ、１次元方向の走査のみでは、実際の表面の凹凸が適切に数値に反映されない場合がある。よって、ある方向（ｘ方向）と、それに直角な方向（ｙ方向）の２方向で表面粗さを測定した。
結果は下表のとおりである。
【００９０】
【表１】
2019125499.tif 000003
【００９１】
この表からわかるとおり、ロール保護フィルムを介して電極をロールプレスすることで、ロール保護フィルムを用いない場合よりも、表面が均一で平坦性が高い（表面粗さが小さい）電極を得られることが示された。このような、表面が均一で平坦性が高い電極によりリチウムイオン電池を作製することで、充放電特性の安定や歩留まりの向上などを期待することができる。
【００９２】
＜実施例４＞
ロール保護フィルムとして、アルミニウムフィルムを用いる代わりにポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた以外は、上記実施例１と同様の評価を行った。この場合もプレスロールのダメージの低減が可能であることが確認された。
【符号の説明】
【００９３】
１              プレスロール
２Ａ、２Ｂ      ロール保護フィルム巻出しロール
２Ｃ、２Ｄ      ロール保護フィルム巻取りロール
３              電極巻出しロール
４              電極巻取りロール
５Ａ、５Ｂ      ガイドロール
１０            電極（表面に活物質層を備えた集電体）
１１Ａ、１１Ｂ  ロール保護フィルム
【図１】
2019125499.tif 000004