(57)【要約】【課題】電極の変質を抑制できる電極の製造方法、キャパシタの製造方法、電池の製造方法、電極の保護方法、及び処理液を提供すること。【解決手段】アルカリ金属を吸蔵した活物質を含む層を備えた電極の製造方法であって、前記アルカリ金属と塩を形成しうる化合物を含む処理液と、前記層とを接触させる電極の製造方法。前記処理液における前記化合物の濃度が０．０１〜１０質量％であることが好ましい。前記化合物は、リン酸化合物、ケイ酸化合物、炭酸化合物、カルボン酸化合物及びホウ酸化合物から成る群から選択される１種以上であることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ金属を吸蔵した活物質を含む層を備えた電極の製造方法であって、
前記アルカリ金属と塩を形成しうる化合物を含む処理液と、前記層とを接触させる電極の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電極の製造方法であって、
前記処理液における前記化合物の濃度が０．０１〜１０質量％である電極の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電極の製造方法であって、
前記化合物は、リン酸化合物、ケイ酸化合物、炭酸化合物、カルボン酸化合物及びホウ酸化合物から成る群から選択される１種以上である電極の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電極の製造方法であって、
水に対する前記塩の２０℃における溶解度が１０ｇ／１００ｇ・Ｈ２Ｏ以下である電極の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電極の製造方法であって、
前記処理液はカーボネート系溶媒を含む電極の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電極の製造方法であって、
前記アルカリ金属はリチウム又はナトリウムである電極の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電極の製造方法であって、
前記電極は、キャパシタ又は電池の負極である電極の製造方法。
【請求項８】
正極、負極、及び電解質を備えるキャパシタの製造方法であって、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の電極の製造方法により前記正極及び前記負極を製造するキャパシタの製造方法。
【請求項９】
正極、負極、及び電解質を備える電池の製造方法であって、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の電極の製造方法により前記正極及び前記負極を製造する電池の製造方法。
【請求項１０】
アルカリ金属を吸蔵した活物質を含む層を備えた電極の保護方法であって、
前記アルカリ金属と塩を形成しうる化合物を含む処理液と、前記層とを接触させる電極の保護方法。
【請求項１１】
アルカリ金属と塩を形成しうる化合物を含み、
アルカリ金属を吸蔵した活物質を含む層の処理を用途とする処理液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電極の製造方法、キャパシタの製造方法、電池の製造方法、電極の保護方法、及び処理液に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化・軽量化は目覚ましく、それに伴い、当該電子機器の駆動用電源として用いられる電池に対しても小型化・軽量化の要求が一層高まっている。
このような小型化・軽量化の要求を満足するために、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池が開発されている。また、高エネルギー密度特性及び高出力特性を必要とする用途に対応する蓄電デバイスとして、リチウムイオンキャパシタが知られている。更に、リチウムより低コストで資源的に豊富なナトリウムを用いたナトリウムイオン型の電池やキャパシタも知られている。
【０００３】
このような電池やキャパシタにおいては、様々な目的のために、予めアルカリ金属を電極にドープするプロセス（一般にプレドープと呼ばれている）が採用されている。アルカリ金属を電極にプレドープする方法としては様々な方法が知られているが、例えば、特許文献１、２では、切り取られた電極板とアルカリ金属板とを、セパレータを介して電解液中に配置した状態でプレドープを行う、所謂枚葉式の方法が開示されている。一方、特許文献３〜６では、帯状の電極板を電解液中で移送させながらプレドープを行う、所謂連続式の方法が開示されている。
【０００４】
また、プレドープ後の電極の処理については、特許文献７には、プレドープ後の電極を洗浄することが記載されている。また、特許文献８、９ではプレドープ後の電極を水やアルコールを用いて洗浄することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２９３４９９号公報
【特許文献２】特開２０１２−６９８９４号公報
【特許文献３】特開平１０−３０８２１２号公報
【特許文献４】特開２００８−７７９６３号公報
【特許文献５】特開２０１２−４９５４３号公報
【特許文献６】特開２０１２−４９５４４号公報
【特許文献７】特開２００７−２８０９２６号公報
【特許文献８】特許４８８３３９１号公報
【特許文献９】特開平６−４４９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プレドープ後、電極が大気中に晒されることがある。この場合、電極に含まれるアルカリ金属が酸化又は窒化し、電極が変質してしまうおそれがある。
本開示の一局面は、電極の変質を抑制できる電極の製造方法、キャパシタの製造方法、電池の製造方法、電極の保護方法、及び処理液を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一局面である電極の製造方法は、アルカリ金属を吸蔵した活物質を含む層を備えた電極の製造方法であって、前記アルカリ金属と塩を形成しうる化合物を含む処理液と、前記層とを接触させる電極の製造方法である。
【０００８】
本開示の一局面である電極の製造方法によれば、プレドープ後、電極が大気中に晒される場合でも、電極の変質を抑制できる。
本開示の別の局面は、正極、負極、及び電解質を備えるキャパシタの製造方法であって、本開示の一局面である電極の製造方法により前記正極及び前記負極を製造するキャパシタの製造方法である。
【０００９】
本開示の別の局面であるキャパシタの製造方法によれば、プレドープ後、正極及び負極が大気中に晒される場合でも、正極及び負極の変質を抑制できる。
本開示の別の局面は、正極、負極、及び電解質を備える電池の製造方法であって、本開示の一局面である電極の製造方法により前記正極及び前記負極を製造する電池の製造方法である。
【００１０】
本開示の別の局面である電池の製造方法によれば、プレドープ後、正極及び負極が大気中に晒される場合でも、正極及び負極の変質を抑制できる。
本開示の別の局面は、アルカリ金属を吸蔵した活物質を含む層を備えた電極の保護方法であって、前記アルカリ金属と塩を形成しうる化合物を含む処理液と、前記層とを接触させる電極の保護方法である。
【００１１】
本開示の別の局面である電極の保護方法によれば、プレドープ後、電極が大気中に晒される場合でも、電極の変質を抑制できる。
本開示の別の局面は、アルカリ金属と塩を形成しうる化合物を含み、アルカリ金属を吸蔵した活物質を含む層の処理を用途とする処理液である。
【００１２】
本開示の別の局面である処理液により、アルカリ金属を吸蔵した活物質を含む層を処理すれば、アルカリ金属を吸蔵した活物質を含む層が大気中に晒される場合でも、その層の変質を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ドーピングシステム１の構成を表す説明図である。
【図２】ドーピング槽３、５を下方に移動させた状態を表す説明図である。
【図３】対極ユニット５１及び多孔質絶縁部材５３の構成を表す側断面図である。
【図４】搬送ローラ１５、２１、２５、２９、対極ユニット５１、及び直流電源６１の電気的な接続を表す説明図である。
【図５】電極前駆体７３の構成を表す平面図である。
【図６】図５におけるVI-VI断面での断面図である。
【図７】搬送ローラ１３が電極前駆体７３を搬送ローラ１５の方向に押圧する態様を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示の実施形態を図面に基づき説明する。
＜第１実施形態＞
１．電極製造装置１の構成
電極製造装置１の構成を、図１〜図４に基づき説明する。電極製造装置１は、図１に示すように、電解液槽３、５と、処理槽７と、搬送ローラ９、１１、１３、１５、１７、１９、２１、２３、２５、２７、２９、３１、３３、３５、３７、３９、４１、４３、４５（以下ではこれらをまとめて搬送ローラ群と呼ぶこともある）と、供給ロール４７と、巻取ロール４９と、対極ユニット５１と、多孔質絶縁部材５３と、支持台５５と、循環濾過ユニット５７と、２つの直流電源６１と、ブロア６３と、を備える。
【００１５】
電解液槽３は、図１及び図２に示すように、上方が開口した角型の槽である。電解液槽３の底面は、略Ｕ字型の断面形状を有する。電解液槽３内には、仕切り板６９と、４個の対極ユニット５１と、４個の多孔質絶縁部材５３と、搬送ローラ１７とが存在する。
【００１６】
仕切り板６９は、その上端を貫く支持棒６７により支持されている。支持棒６７は図示しない壁等に固定されている。仕切り板６９のうち、上端を除く部分は、電解液槽３内にある。仕切り板６９は上下方向に延び、電解液槽３の内部を２つの空間に分割している。仕切り板６９の下端に、搬送ローラ１７が取り付けられている。仕切り板６９と搬送ローラ１７とは、それらを貫く支持棒６８により固定されている。なお、仕切り板６９の下端付近は、搬送ローラ１７と接触しないように切り欠かれている。搬送ローラ１７と、電解液槽３の底面との間には空間が存在する。  
４個の対極ユニット５１は、それぞれ、それらの上端を貫く支持棒７０により支持され、上下方向に延びている。支持棒７０は図示しない壁等に固定されている。対極ユニット５１のうち、上端を除く部分は、電解液槽３内にある。４個の対極ユニット５１のうち、２個は、仕切り板６９を両側から挟むように配置されている。残りの２個の対極ユニット５１は、電解液槽３の内側面に沿って配置されている。
【００１７】
仕切り板６９側に配置された対極ユニット５１と、電解液槽３の内側面に沿って配置された対極ユニット５１との間には空間７１が存在する。対極ユニット５１は、直流電源６１のプラス極に接続される。対極ユニット５１の詳しい構成は後述する。
【００１８】
それぞれの対極ユニット５１における空間７１側の表面に、多孔質絶縁部材５３が取り付けられている。多孔質絶縁部材５３の詳しい構成は後述する。
処理槽７は、基本的には電解液槽３と同様の構成を有する。ただし、処理槽７の内部には、対極ユニット５１及び多孔質絶縁部材５３は存在しない。
【００１９】
電解液槽５は、基本的には電解液槽３と同様の構成を有する。ただし、電解液槽５内には、搬送ローラ１７でなく、搬送ローラ２７が存在する。
搬送ローラ群は、後述する電極前駆体７３を一定の経路に沿って搬送する。その経路は、供給ロール４７から、電解液槽３の中、電解液槽５の中、処理槽７の中を順次通り、巻取ロール４９に至る経路である。
【００２０】
その経路のうち、電解液槽３の中を通る部分は、まず、電解液槽３の内側面に沿って取り付けられた多孔質絶縁部材５３と、それに対向する仕切り板６９側の多孔質絶縁部材５３との間の空間７１を下方に移動し、次に、搬送ローラ１７により移動方向を上向きに変えられ、最後に、電解液槽３の内側面に沿って取り付けられた多孔質絶縁部材５３と、それに対向する仕切り板６９側の多孔質絶縁部材５３との間の空間７１を上方に移動するという経路である。
【００２１】
また、上記の経路のうち、電解液槽５の中を通る部分は、まず、電解液槽５の内側面に沿って取り付けられた多孔質絶縁部材５３と、それに対向する仕切り板６９側の多孔質絶縁部材５３との間の空間７１を下方に移動し、次に、搬送ローラ２７により移動方向を上向きに変えられ、最後に、電解液槽５の内側面に沿って取り付けられた多孔質絶縁部材５３と、それに対向する仕切り板６９側の多孔質絶縁部材５３との間の空間７１を上方に移動するという経路である。
【００２２】
また、上記の経路のうち、処理槽７の中を通る部分は、まず、処理槽７の内側面と、仕切り板６９との間を下方に移動し、次に、搬送ローラ３７により移動方向を上向きに変えられ、最後に、処理槽７の内側面と、仕切り板６９との間を上方に移動するという経路である。
【００２３】
搬送ローラ群のうち、搬送ローラ１５、２１、２５、２９は導電性の材料から成る。また、搬送ローラ１５、２１、２５、２９は、直流電源６１のマイナス極に接続される。搬送ローラ１３は、電極前駆体７３を搬送ローラ１５の方向に押圧する。搬送ローラ１９は、電極前駆体７３を搬送ローラ２１の方向に押圧する。搬送ローラ２３は、電極前駆体７３を搬送ローラ２５の方向に押圧する。搬送ローラ３１は、電極前駆体７３を搬送ローラ２９の方向に押圧する。
【００２４】
搬送ローラ１３、１９、２３、３１は、軸受部分を除き、エラストマーから成る。すなわち、搬送ローラ１３、１９、２３、３１は、それらの表面も含めて、エラストマーから成る。エラストマーは弾性体の一例である。よって、搬送ローラ１３、１９、２３、３１は弾性変形可能である。
【００２５】
エラストマーは、天然ゴムであってもよいし、合成ゴムであってもよい。エラストマーとしては、例えば、ＥＰＤＭ、ＥＰＲ、ＳＢＲ、ＮＢＲ、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。
【００２６】
供給ロール４７は、その外周に電極前駆体７３を巻き回している。すなわち、供給ロール４７は、巻き取られた状態の電極前駆体７３を保持している。搬送ローラ群は、供給ロール４７に保持された電極前駆体７３を引き出し、搬送する。供給ロール４７は保持ユニットに対応する。
【００２７】
巻取ロール４９は、搬送ローラ群により搬送されてきたドープ電極７５を巻き取り、保管する。なお、ドープ電極７５は、電極前駆体７３に対し、電解液槽３、５においてアルカリ金属のドープを行うことで製造されたものである。
【００２８】
なお、アルカリ金属のドープの態様としては、アルカリ金属をイオンの状態で活物質にインターカレーションさせる態様であってもよいし、アルカリ金属の合金が形成される態様であってもよいし、アルカリ金属イオンがＳＥＩ（Solid Electrolyte Interface）被膜となって消費される態様であってもよい。
【００２９】
対極ユニット５１は、上記のように、電解液槽３、５内に収容されている。対極ユニット５１は、板状の形状を有する。図３に示すように、対極ユニット５１は、導電性基材７７と、アルカリ金属含有板７９とを積層した構成を有する。導電性基材７７の材質としては、例えば、銅、ステンレス、ニッケル等が挙げられる。アルカリ金属含有板７９の形態は特に限定されず、例えば、アルカリ金属板、アルカリ金属の合金板等が挙げられる。アルカリ金属含有板７９の厚さは、例えば、０．０３〜３ｍｍとすることができる。
【００３０】
多孔質絶縁部材５３は、板状の形状を有する。多孔質絶縁部材５３は、図３に示すように、アルカリ金属含有板７９の上に積層され、対極ユニット５１の表面に取り付けられている。多孔質絶縁部材５３が有する板状の形状とは、多孔質絶縁部材５３が対極ユニット５１の表面に取り付けられている際の形状である。多孔質絶縁部材５３は、それ自体で一定の形状を保つ部材であってもよいし、例えばネット等のように、容易に変形可能な部材であってもよい。
【００３１】
図１、図３に示すように、多孔質絶縁部材５３と、搬送ローラ群により搬送される電極前駆体７３とは非接触である。多孔質絶縁部材５３の表面から、電極前駆体７３までの最短距離ｄは、０．５〜１００ｍｍの範囲内であることが好ましく、１〜１０ｍｍの範囲内であることが特に好ましい。最短距離ｄとは、多孔質絶縁部材５３の表面のうち、電極前駆体７３に最も近い点と、電極前駆体７３との距離である。
【００３２】
多孔質絶縁部材５３は多孔質である。そのため、後述するドープ溶液は、多孔質絶縁部材５３を通過することができる。そのことにより、対極ユニット５１は、ドープ溶液に接触することができる。
【００３３】
多孔質絶縁部材５３としては、例えば、樹脂製のメッシュ等が挙げられる。樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられる。メッシュの目開きは適宜設定でき、例えば、０．１μｍ〜１０ｍｍとすることができるが、０．１〜５ｍｍの範囲内にあることが好ましい。メッシュの厚みは適宜設定でき、例えば、１μｍ〜１０ｍｍとすることができるが、３０μｍ〜１ｍｍの範囲内にあることが好ましい。メッシュの目開き率は適宜設定でき、例えば、５〜９５％とすることができるが、５０〜９５％の範囲内にあることが好ましい。
【００３４】
多孔質絶縁部材５３は、その全体が絶縁性の材料から成っていてもよいし、その一部に絶縁性の層を備えていてもよい。  
支持台５５は、電解液槽３、５及び処理槽７を下方から支持する。支持台５５は、その高さを変えることができる。仕切り板６９、対極ユニット５１、及び多孔質絶縁部材５３の上下方向における位置を維持したまま、支持台５５を低くすると、図２に示すように、仕切り板６９、対極ユニット５１、及び多孔質絶縁部材５３に対し、電解液槽３、５を相対的に下方に移動させることができる。また、支持台５５高くすると、仕切り板６９、対極ユニット５１、及び多孔質絶縁部材５３に対し、電解液槽３、５を相対的に上方に移動させることができる。
【００３５】
循環濾過ユニット５７は、電解液槽３、５にそれぞれ設けられている。循環濾過ユニット５７は、フィルタ８１と、ポンプ８３と、配管８５と、を備える。
電解液槽３に設けられた循環濾過ユニット５７において、配管８５は、電解液槽３から出て、ポンプ８３、及びフィルタ８１を順次通り、電解液槽３に戻る循環配管である。電解液槽３内のドープ溶液は、ポンプ８３の駆動力により、配管８５、及びフィルタ８１内を循環し、再び電解液槽３に戻る。このとき、ドープ溶液中の異物等は、フィルタ８１により濾過される。異物としては、ドープ溶液から析出した異物や、電極前駆体７３から発生する異物等が挙げられる。
【００３６】
なお、図１、図２において、ドープ溶液の記載は便宜上省略している。
電解液槽５に設けられた循環濾過ユニット５７において、配管８５は、電解液槽５から出て、ポンプ８３、及びフィルタ８１を順次通り、電解液槽５に戻る循環配管である。電解液槽５内のドープ溶液は、ポンプ８３の駆動力により、配管８５、及びフィルタ８１内を循環し、再び電解液槽５に戻る。電解液槽５に設けられた循環濾過ユニット５７も、電解液槽３に設けられた循環濾過ユニット５７と同様の作用効果を有する。
【００３７】
フィルタ８１の材質は、例えば、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂とすることができる。フィルタ８１の孔径は適宜設定でき、例えば、３０〜５０μｍとすることができる。
【００３８】
２つの直流電源６１のうちの一方（以下では、一方の直流電源６１とする）におけるマイナス端子は、図４に示すように、ケーブル８７を介して、搬送ローラ１５、２１とそれぞれ接続する。また、一方の直流電源６１のプラス端子は、ケーブル８９を介して、合計４個の対極ユニット５１にそれぞれ接続する。この４個の対極ユニット５１は電解液槽３内にある対極ユニット５１である。電極前駆体７３は、導電性の搬送ローラ１５、２１と接触し、また、電極前駆体７３と、電解液槽３内にある対極ユニット５１とは電解液であるドープ溶液中にあるから、電極前駆体７３と、電解液槽３内にある対極ユニット５１とは電気的に接続する。
【００３９】
２つの直流電源６１のうちの他方（以下では、他方の直流電源６１とする）におけるマイナス端子は、図４に示すように、ケーブル８７を介して、搬送ローラ２５、２９とそれぞれ接続する。また、他方の直流電源６１のプラス端子は、ケーブル８９を介して、合計４個の対極ユニット５１にそれぞれ接続する。この４個の対極ユニット５１は電解液槽５内にある対極ユニット５１である。電極前駆体７３は、導電性の搬送ローラ２５、２９と接触し、また、電極前駆体７３と、電解液槽５内にある対極ユニット５１とは電解液であるドープ溶液中にあるから、電極前駆体７３と、電解液槽５内にある対極ユニット５１とは電気的に接続する。２つの直流電源６１、ケーブル８７、８９、及び搬送ローラ１５、２１、２５、２９は接続ユニットに対応する。
【００４０】
ブロア６３は、処理槽７から出てきたドープ電極７５にガスを吹きつけて処理液に含まれる溶媒を気化させ、ドープ電極７５を乾燥させる。使用するガスは、アルカリ金属がドープされた活物質に対して不活性なガスであることが好ましい。そのようなガスとして、例えば、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、水分が除去された除湿空気等が挙げられる。
【００４１】
２．電極前駆体７３の構成
電極前駆体７３の構成を図５及び図６に基づき説明する。電極前駆体７３は、図５に示すように、帯状の形状を有する。電極前駆体７３は、図６に示すように、帯状の集電体９３と、その両側に形成された活物質層９５とを備える。
【００４２】
電極前駆体７３の幅方向における両端には、集電体９３上に活物質層９５が形成されず、集電体９３が露出している部分（以下では、未形成部９４とする）が存在する。図５に示すように、未形成部９４は電極前駆体７３の長手方向に沿って、一定の幅で連続して存在する。未形成部９４は電極前駆体７３の両面に存在する。電極前駆体７３のうち、活物質層９５が形成されている部分を、中央部９６とする。中央部９６は、電極前駆体７３の幅方向における中央に位置する。また、中央部９６は、電極前駆体７３の長手方向に沿って、一定の幅で連続して存在する。なお、電極前駆体７３は未形成部９４をその幅方向における片端にのみ有する形態であってもよい。
【００４３】
集電体９３としては、例えば、銅、ニッケル、ステンレス等の金属箔が好ましい。また、集電体９３は、上記金属箔上に炭素材料を主成分とする導電層が形成されたものであってもよい。集電体９３の厚みは、例えば、５〜５０μｍとすることができる。
【００４４】
活物質層９５は、例えば、アルカリ金属をドープする前の活物質及びバインダー等を含有するスラリーを調製し、このスラリーを集電体９３上に塗布し、乾燥させることにより作製できる。
【００４５】
上記バインダーとしては、例えば、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ＮＢＲ等のゴム系バインダー；ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂；ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド、特開２００９−２４６１３７号公報に開示されているようなフッ素変性（メタ）アクリル系バインダー等が挙げられる。
【００４６】
上記スラリーは、活物質及びバインダーに加えて、その他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、例えば、カーボンブラック、黒鉛、気相成長炭素繊維、金属粉末等の導電剤；カルボキシルメチルセルロース、そのＮａ塩又はアンモニウム塩、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン等の増粘剤が挙げられる。
【００４７】
活物質層９５の厚さは、特に限定されるものではないが、例えば、５〜５００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍ、特に好ましくは１０〜１００μｍである。
活物質層９５に含まれる活物質は、アルカリ金属イオンの挿入／脱離を利用する電池又はキャパシタに適用可能な電極活物質であれば特に限定されるものではなく、負極活物質であってもよいし、正極活物質であってもよい。
【００４８】
負極活物質は、特に限定されるものではないが、例えば、黒鉛、易黒鉛化炭素、難黒鉛化炭素、黒鉛粒子をピッチや樹脂の炭化物で被覆した複合炭素材料等の炭素材料；リチウムと合金化が可能なＳｉ、Ｓｎ等の金属若しくは半金属又はこれらの酸化物を含む材料等が挙げられる。炭素材料の具体例としては、特開２０１３−２５８３９２号公報に記載の炭素材料が挙げられる。リチウムと合金化が可能な金属若しくは半金属又はこれらの酸化物を含む材料の具体例としては、特開２００５−１２３１７５号公報、特開２００６−１０７７９５号公報に記載の材料が挙げられる。
【００４９】
正極活物質としては、例えば、コバルト酸化物、ニッケル酸化物、マンガン酸化物、バナジウム酸化物等の遷移金属酸化物；硫黄単体、金属硫化物等の硫黄系活物質が挙げられる。
【００５０】
正極活物質、及び負極活物質のいずれにおいても、単一の物質から成るものであってもよいし、２種以上の物質を混合して成るものであってもよい。本開示の電極製造装置１は、負極活物質にアルカリ金属をドープする場合に適しており、特に、負極活物質が炭素材料又はＳｉ若しくはその酸化物を含む材料であることが好ましい。
【００５１】
活物質にドープするアルカリ金属としては、リチウム又はナトリウムが好ましく、特にリチウムが好ましい。
電極前駆体７３を、リチウムイオン二次電池の電極の製造に用いる場合、活物質層９５の密度は、好ましくは１．５０〜２．００ｇ／ｃｃであり、特に好ましくは１．６０〜１．９０ｇ／ｃｃである。
【００５２】
３．ドープ溶液の組成
電極製造装置１を使用するとき、電解液槽３、５に、アルカリ金属イオンを含む溶液（以下ではドープ溶液とする）を収容する。
【００５３】
ドープ溶液は、アルカリ金属イオンと、溶媒とを含む。溶媒として、例えば、有機溶媒が挙げられる。有機溶媒としては、非プロトン性の有機溶媒が好ましい。非プロトン性の有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、１−フルオロエチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、アセトニトリル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、塩化メチレン、スルホラン、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグライム）、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル（トリグライム）、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル（テトラグライム）等が挙げられる。
【００５４】
また、上記有機溶媒として、第４級イミダゾリウム塩、第４級ピリジニウム塩、第４級ピロリジニウム塩、第４級ピペリジニウム塩等のイオン液体を使用することもできる。上記有機溶媒は、単一の成分から成るものであってもよいし、２種以上の成分の混合溶媒であってもよい。
【００５５】
有機溶媒は、単一の成分から成るものであってもよいし、２種以上の成分の混合溶媒であってもよい。
上記ドープ溶液に含まれるアルカリ金属イオンは、アルカリ金属塩を構成するイオンである。アルカリ金属塩は、好ましくはリチウム塩又はナトリウム塩である。アルカリ金属塩を構成するアニオン部としては、例えば、ＰＦ６−、ＰＦ３（Ｃ２Ｆ５）３−、ＰＦ３（ＣＦ３）３−、等のフルオロ基を有するリンアニオン；ＢＦ４ −、ＢＦ２ （ＣＦ）２−、ＢＦ３（ＣＦ３）−、Ｂ（ＣＮ）４−等のフルオロ基又はシアノ基を有するホウ素アニオン；Ｎ（ＦＳＯ２）２−、Ｎ（ＣＦ３ＳＯ２）２−、Ｎ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２−等のフルオロ基を有するスルホニルイミドアニオン；ＣＦ３ＳＯ３− 等のフルオロ基を有する有機スルホン酸アニオンが挙げられる。
【００５６】
上記ドープ溶液におけるアルカリ金属塩の濃度は、好ましくは０．１モル／Ｌ以上であり、より好ましくは０．５〜１．５モル／Ｌの範囲内である。この範囲内である場合、アルカリ金属のドープが効率良く進行する。
【００５７】
上記ドープ溶液は、更に、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、１−フルオロエチレンカーボネート、１−（トリフルオロメチル）エチレンカーボネート、無水コハク酸、無水マレイン酸、プロパンスルトン、ジエチルスルホン等の添加剤を含有することができる。
【００５８】
４．処理液の組成
電極製造装置１を使用するとき、処理槽７に処理液を収容する。処理液は、アルカリ金属を吸蔵した活物質を含む層の処理を用途とする。処理液は化合物を含む。その化合物とアルカリ金属とは、塩を形成しうる。アルカリ金属として、例えば、リチウム、ナトリウム等が挙げられる。化合物として、例えば、リン酸化合物、ケイ酸化合物、炭酸化合物、カルボン酸化合物及びホウ酸化合物から成る群から選択される１種以上が挙げられる。リン酸化合物として、例えば、Ｈ３ＰＯ４等が挙げられる。
【００５９】
処理液における化合物の濃度は、０．００１質量％〜２０質量％の範囲内であることが好ましく、０．０１〜１０質量％の範囲内であることがより好ましく、０．０５質量％〜５質量％の範囲内であることがさらに好ましい。この範囲内である場合、処理液で処理した電極の変質を一層抑制できる。化合物とアルカリ金属とにより形成される塩として、例えば、アルカリ金属リン酸塩、アルカリ金属ケイ酸塩、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属カルボン酸塩、アルカリ金属ホウ酸塩等が挙げられる。アルカリ金属リン酸塩として、例えば、Ｌｉ３ＰＯ４等が挙げられる。
【００６０】
水に対する塩の２０℃における溶解度は、０ｇ／１００ｇ・Ｈ２Ｏ以上、１０ｇ／１００ｇ・Ｈ２Ｏ以下であることが好ましく、０ｇ／１００ｇ・Ｈ２Ｏ以上、５ｇ／１００ｇ・Ｈ２Ｏ以下であることがより好ましく、０ｇ／１００ｇ・Ｈ２Ｏ以上、１ｇ／１００ｇ・Ｈ２Ｏ以下であることがさらに好ましい。この場合、処理液で処理した電極の変質を一層抑制できる。
【００６１】
水に対する２０℃における溶解度が１０ｇ／１００ｇ・Ｈ２Ｏ以下である塩として、例えば、シュウ酸リチウム（８ｇ／１００ｇ）、炭酸水素リチウム（５．７g／１００ｇ）、炭酸リチウム（１．３ｇ／１００ｇ）、バナジウム酸リチウム（４.８ｇ／１００ｇ）、フッ化リチウム（０．２ｇ／１００ｇ）、リン酸リチウム（０．０４ｇ／１００ｇ）等が挙げられる。なお、上記の各塩の後に記載された数値は、水に対する２０℃における溶解度を意味する。
【００６２】
アルカリ金属と前記化合物との反応成分である塩の層が、アルカリ金属を吸蔵した活物質の表面に形成される。水に対する塩の溶解度が大きい場合、大気中に含まれる水分の影響によって塩の層が溶解し、水分、酸素、窒素と活物質に吸蔵されたアルカリ金属とが反応し、アルカリ金属が失活する場合がある。
【００６３】
処理液に含まれる溶媒として、例えば、カーボネート系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒、炭化水素系溶媒、ケトン系溶媒、ニトリル系溶媒、含硫黄系溶媒及びアミド系溶媒等が挙げられる。処理液がカーボネート系溶媒を含む場合、処理液で処理した電極の変質を一層抑制できる。
【００６４】
カーボネート系溶媒として、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、メチルエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等が挙げられる。
【００６５】
エステル系溶媒として、酢酸ブチル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル−３−エトキシプロピオネート、３−メトキシブチルアセテート、３−メチル−３−メトキシブチルアセテート、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、γ−ブチロラクトン、バレロラクトン、メバロノラクトン、カプロラクトン等が挙げられる。
【００６６】
エーテル系溶媒として、エチルエーテル、ｉ−プロピルエーテル、ｎ−ブチルエーテル、ｎ−ヘキシルエーテル、２−エチルヘキシルエーテル、エチレンオキシド、１，２−プロピレンオキシド、ジオキソラン、４−メチルジオキソラン、ジオキサン、ジメチルジオキサン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル等が挙げられる。
【００６７】
炭化水素系溶媒として、ｎ−ペンタン、ｉ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｉ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｉ−ヘプタン、２，２，４−トリメチルペンタン、ｎ−オクタン、ｉ−オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、ｎ−プロピルベンセン、ｉ−プロピルベンセン、ジエチルベンゼン、ｉ−ブチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジ−ｉ−プロピルベンセン、ｎ−アミルナフタレン、トリメチルベンゼン等が挙げられる。
【００６８】
ケトン系溶媒としては、１−オクタノン、２−オクタノン、１−ノナノン、２−ノナノン、４−ヘプタノン、２−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。
【００６９】
ニトリル系溶媒として、アセトニトリル、プロピオニトリル等が挙げられる。含硫黄系溶媒として、スルホラン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。アミド系溶媒として、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、Ｎ-メチルピロリドン等が挙げられる。
【００７０】
処理液に含まれる溶媒の沸点は、３０℃以上２００℃以下であることが好ましく、４０℃以上１５０℃以下であることが好ましく、５０℃以上１２０℃以下であることがさらに好ましい。沸点が３０℃以上であることにより、処理槽７中の処理液が過度に気化してしまうことを抑制できる。沸点が２００℃以下であることにより、処理後のドープ電極７５から処理液を除去することが容易になる。  
５．電極製造装置１を用いたドープ電極７５の製造方法
まず、ドープ電極７５を製造するための準備として、以下のことを行う。電極前駆体７３を供給ロール４７に巻き回す。電解液槽３、５にドープ溶液を収容する。ドープ溶液は、上記「３．ドープ溶液の組成」で述べたものである。処理槽７に処理液を収容する。処理液は、上記「４．処理液の組成」で述べたものである。
【００７１】
電解液槽３に収容するドープ溶液の組成と、電解液槽５に収容するドープ溶液の組成とは異なることが好ましい。この場合、一層高品質のドープ電極７５を効率的に製造することができる。
【００７２】
電解液槽３、５におけるドープ溶液の組成が異なる態様としては、例えば、電解液槽３に収容されるドープ溶液におけるＳＥＩ被膜形成成分の濃度が、電解液槽５に収容されるドープ溶液におけるＳＥＩ被膜形成成分の濃度に比べて、高いこと等が挙げられる。電解液槽３に収容するドープ溶液の組成と、電解液槽５に収容するドープ溶液の組成とが異なることは、第１ドープ工程と第２ドープ工程とで、アルカリ金属を活物質にドープする条件が異なることに対応する。  
次に、搬送ローラ群により、電極前駆体７３を供給ロール４７から引き出し、上述した経路に沿って搬送する。電極前駆体７３が電解液槽３、５内を通過するとき、活物質層９５に含まれる活物質にアルカリ金属がドープされる。
【００７３】
電解液槽３で行われる第１ドープ工程における電流密度と、電解液槽５で行われる第２ドープ工程における電流密度とは異なることが好ましい。この場合、一層高品質のドープ電極７５を効率良く製造することができる。
【００７４】
第１ドープ工程と第２ドープ工程とで電流密度が異なる態様としては、例えば、第１ドープ工程における電流密度の方が、第２ドープ工程における電流密度に比べて、高い、あるいは、低いこと等が挙げられる。
【００７５】
また、電解液槽３、５内に収容される対極ユニット５１が導電性基材、及び前記導電性基材上に配置されたアルカリ金属含有板を備える場合、電解液槽３内に収容されるアルカリ金属含有板に含有されるアルカリ金属の重量と、電解液槽５内に収容されるアルカリ金属含有板に含有されるアルカリ金属の重量とが異なっていてもよい。
【００７６】
電解液槽３、５内に収容されるアルカリ金属含有板に含有されるアルカリ金属の重量が異なる態様としては、例えば、電解液槽３内に収容されるアルカリ金属含有板に含有されるアルカリ金属の重量の方が、電解液槽５内に収容されるアルカリ金属含有板に含有されるアルカリ金属の重量に比べて、多い、あるいは、少ないことが挙げられる。電解液槽３内に収容されるアルカリ金属含有板に含有されるアルカリ金属の重量と、電解液槽５内に収容されるアルカリ金属含有板に含有されるアルカリ金属の重量とが異なることは、第１ドープ工程と第２ドープ工程とで、アルカリ金属を活物質にドープする条件が異なることに対応する。  
活物質にアルカリ金属がドープされることにより、電極前駆体７３がドープ電極７５となる。ドープ電極７５は、アルカリ金属を吸蔵した活物質を含む活物質層９５を備える。ドープ電極７５は搬送ローラ群により搬送されながら、処理槽７で処理液と接触する。最後に、ドープ電極７５は、巻取ロール４９に巻き取られる。
【００７７】
搬送ローラ群が電極前駆体７３を搬送するとき、搬送ローラ１３は、電極前駆体７３を搬送ローラ１５の方向に押圧する。このとき、図７に示すように、電極前駆体７３の中央部９６は、搬送ローラ１３の幅方向における中央付近に対向し、未形成部９４は、搬送ローラ１３幅方向における両端付近に対向する。中央部９６は、未形成部９４に比べて、活物質層９５を備える分だけ、膜厚が大きい。
【００７８】
搬送ローラ１３は弾性体であるエラストマーから成るため、電極前駆体７３の形状に応じて弾性変形する。すなわち、搬送ローラ１３は、その幅方向における中央付近を、両端付近に比べて、大きく凹ませるように弾性変形する。その結果、搬送ローラ１３によって、中央部９６だけでなく、未形成部９４も、搬送ローラ１５に押し当てられる。そのことにより、未形成部９４で露出している集電体９３と搬送ローラ１５とが確実に接触する。
【００７９】
搬送ローラ１９も、搬送ローラ１３の場合と同様に、電極前駆体７３を搬送ローラ２１の方向に押圧する。そのことにより、未形成部９４で露出している集電体９３と搬送ローラ２１とが確実に接触する。
【００８０】
搬送ローラ２３も、搬送ローラ１３の場合と同様に、電極前駆体７３を搬送ローラ２５の方向に押圧する。そのことにより、未形成部９４で露出している集電体９３と搬送ローラ２５とが確実に接触する。
【００８１】
搬送ローラ３１も、搬送ローラ１３の場合と同様に、電極前駆体７３を搬送ローラ２９の方向に押圧する。そのことにより、未形成部９４で露出している集電体９３と搬送ローラ２９とが確実に接触する。
【００８２】
電極製造装置１を用いて製造するドープ電極７５は、正極であってもよいし、負極であってもよい。正極を製造する場合、電極製造装置１は、正極活物質にアルカリ金属をドープし、負極を製造する場合、電極製造装置１は、負極活物質にアルカリ金属をドープする。
【００８３】
電極製造装置１は、アルカリイオン型のキャパシタ又は電池が備える負極の製造に適しており、アルカリイオン型のキャパシタ又は二次電池が備える負極の製造により適しており、リチウムイオンキャパシタ又はリチウムイオン二次電池が備える負極の製造に特に適している。
【００８４】
ドープ電極７５において、活物質１ｇに対するアルカリ金属のドープ量の下限は、１０ｍｇ以上であることが好ましく、３０ｍｇ以上であることがより好ましく、５０ｍｇ以上であることがさらに好ましい。また、活物質１ｇに対するアルカリ金属のドープ量の上限は、５００ｍｇ以下であることが好ましく、３００ｍｇ以下であることがより好ましく、１００ｍｇ以下であることがさらに好ましい。ドープ量がこの範囲内である場合、リチウムイオンキャパシタとして用いた場合に、高電圧であり、さらには長寿命という効果が得られる。
【００８５】
アルカリ金属のドープ量は、リチウムイオンキャパシタの負極活物質にリチウムを吸蔵させる場合、負極活物質の理論容量に対して好ましくは７０〜９５％であり、リチウムイオン二次電池の負極活物質にリチウムを吸蔵させる場合、負極活物質の理論容量に対して好ましくは１０〜３０％である。
【００８６】
６．キャパシタの製造方法
本開示のキャパシタの製造方法は、正極、負極及び電解質を備えるキャパシタの製造方法であって、上記「５．電極製造装置１を用いたドープ電極７５の製造方法」により正極及び負極を製造する工程を含む。
【００８７】
キャパシタとしては、アルカリ金属イオンの挿入／脱離を利用するキャパシタであれば特に限定されるものではないが、例えば、リチウムイオンキャパシタ、ナトリウムイオンキャパシタ等が挙げられる。その中でもリチウムイオンキャパシタが好ましい。
【００８８】
キャパシタを構成する正極の基本的な構成は、一般的な構成とすることができる。正極活物質としては活性炭を使用することが好ましい。
キャパシタを構成する電解質の形態は、通常、液状の電解液である。電解液の基本的な構成は、上述したドープ溶液の構成と同様である。また、電解質におけるアルカリ金属イオン（アルカリ金属塩）の濃度は、好ましくは０．１モル／Ｌ以上であり、より好ましくは０．５〜１．５モル／Ｌの範囲内である。電解質は、漏液を防止する目的で、ゲル状又は固体状の形態を有していてもよい。
【００８９】
キャパシタは、正極と負極との間に、それらの物理的な接触を抑制するためのセパレータを備えることができる。セパレータとしては、例えば、セルロースレーヨン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド等を原料とする不織布又は多孔質フィルムを挙げることができる。
【００９０】
キャパシタの構造としては、例えば、正極及び負極と、それらを介するセパレータとから成る板状の構成単位が、３単位以上積層されて積層体を形成し、その積層体が外装フィルム内に封入された積層型セルが挙げられる。
【００９１】
また、キャパシタの構造としては、例えば、正極及び負極と、それらを介するセパレータとから成る帯状の構成単位が捲回されて積層体を形成し、その積層体が角型又は円筒型の容器に収納された捲回型セル等が挙げられる。
【００９２】
キャパシタは、例えば、少なくとも負極及び正極を含む基本構造を形成し、その基本構造に電解質を注入することにより製造できる。
リチウムイオンキャパシタの場合、その活物質層９５の密度は、好ましくは０．５０〜１．５０ｇ／ｃｃであり、特に好ましくは０．７０〜１．２０ｇ／ｃｃである。
【００９３】
７．電池の製造方法
本開示の電池の製造方法は、正極、負極及び電解質を備える電池の製造方法であって、上記「５．電極製造装置１を用いたドープ電極７５の製造方法」により正極及び負極を製造する工程を含む。
【００９４】
電池としては、アルカリ金属イオンの挿入／脱離を利用する電池であれば特に限定されるものではなく、一次電池であっても二次電池であってもよい。電池としては、例えば、リチウムイオン二次電池、ナトリウムイオン二次電池、空気電池等が挙げられる。その中でもリチウムイオン二次電池が好ましい。
【００９５】
電池を構成する正極の基本的な構成は、一般的な構成とすることができる。正極活物質としては、既に例示したものの他、ニトロキシラジカル化合物等の有機活物質や酸素を使用することもできる。
【００９６】
電池を構成する電解質の構成、電池自体の構成については、上記「６．キャパシタの製造方法」において説明したものと同様である。
電池は、例えば、少なくとも負極及び正極を含む基本構造を形成し、その基本構造に電解質を注入することにより製造できる。
【００９７】
８．電極製造装置１及び電極製造方法が奏する効果
（１Ａ）電極製造装置１は、処理槽７において、ドープ電極７５を処理液に浸漬する。このとき、ドープ電極７５が備える活物質層９５と、処理液とが接触する。活物質層９５はアルカリ金属を吸蔵した活物質を含む。処理液は化合物を含む。活物質に吸蔵されたアルカリ金属と、化合物とは反応して、活物質層９５の表面に塩の膜を形成する。そのことにより、ドープ電極７５を大気中で晒した場合でも、活物質に吸蔵されたアルカリ金属の酸化又は窒化が抑制され、活物質層９５の変質が抑制される。電極製造装置１は、上記のように、活物質層９５の表面に塩の膜を形成することにより、ドープ電極７５を保護することができる。
【００９８】
（１Ｂ）処理液における化合物の濃度を、０．０１〜１０質量％とすることができる。この場合、活物質層９５の変質を一層抑制することができる。
（１Ｃ）処理液に含まれる化合物を、リン酸化合物、ケイ酸化合物、炭酸化合物、カルボン酸化合物及びホウ酸化合物から成る群から選択される１種以上とすることができる。この場合、活物質層９５の変質を一層抑制することができる。
【００９９】
（１Ｄ）活物質に吸蔵されたアルカリ金属の種類と、処理液に含まれる化合物の種類とを選択することにより、水に対する塩の２０℃における溶解度を１０ｇ／１００ｇ・Ｈ２Ｏ以下とすることができる。この場合、塩の膜が溶解しにくくなるため、活物質層９５の変質を一層抑制することができる。
【０１００】
（１Ｅ）処理液が含む溶媒をカーボネート系溶媒とすることができる。その場合、活物質層９５の変質を一層抑制することができる。
（１Ｆ）活物質が吸蔵するアルカリ金属を、リチウム又はナトリウムとすることができる。その場合、活物質層９５の変質を一層抑制することができる。
【０１０１】
（１Ｇ）ドープ電極７５をキャパシタ又は電池の負極とすることができる。その場合、キャパシタ又は電池の負極における活物質層９５の変質を一層抑制することができる。
（１Ｈ）ドープ電極７５は帯状の形態を備える。そのため、処理槽７での処理後、巻取ロール４９に巻き取ることが容易である。ドープ電極７５を巻取ロール４９に巻き取ると、ドープ電極７５同士が接触するが、処理槽７においてドープ電極７５を処理するため、ドープ電極７５の表面部分が剥がれたり、ドープ電極７５同士がくっついたりすることが生じにくい。
【０１０２】
（１Ｉ）電極製造装置１は、複数の電解液槽３、５を備える。また、電解液槽３、５には、それぞれ、対極ユニット５１が設けられており、対極ユニット５１は、電極前駆体７３と電気的に接続される。そのため、高品質のドープ電極７５を効率良く製造することができる。
【０１０３】
（１Ｊ）電極製造装置１を用いれば、電解液槽３において第１ドープ工程を行い、電解液槽５において第２ドープ工程を行うことができる。そして、第１ドープ工程と第２ドープ工程とで、活物質にアルカリ金属をドープする条件を異ならせることができる。そのことにより、高品質のドープ電極７５を効率良く製造することができる。
【０１０４】
（１Ｋ）電極製造装置１を用いれば、電解液槽３に収容するドープ溶液の組成と、電解液槽５に収容するドープ溶液の組成とを異ならせることができる。そのことにより、高品質のドープ電極７５を効率良く製造することができる。
【０１０５】
（１Ｌ）電極製造装置１を用いれば、第１ドープ工程における電流密度と、第２ドープ工程における電流密度とを異ならせることができる。そのことにより、高品質のドープ電極７５を効率良く製造することができる。
【０１０６】
（１Ｍ）電極製造装置１を用いれば、電解液槽３、５内に収容されている対極ユニット５１が導電性基材、及び前記導電性基材上に配置されたアルカリ金属含有板を備える場合、電解液槽３内に収容されているアルカリ金属含有板に含有されるアルカリ金属の重量と、電解液槽５内に収容されているアルカリ金属含有板に含有されるアルカリ金属の重量とを異ならせることができる。そのことにより、高品質のドープ電極７５を効率良く製造することができる。
【０１０７】
（１Ｎ）電極製造装置１は、電極前駆体７３を搬送ローラ１５、２１、２５、２９の方向に押圧する、弾性変形可能な搬送ローラ１３、１９、２３、３１を備える。搬送ローラ１３、１９、２３、３１は、電極前駆体７３の形状に応じて弾性変形し、中央部９６だけでなく、未形成部９４も、搬送ローラ１５、２１、２５、２９に押し当てる。そのことにより、未形成部９４で露出している集電体９３と搬送ローラ１５、２１、２５、２９とが確実に接触する。活物質層９５が形成されている中央部９６より電気抵抗が小さい未形成部９４と搬送ローラ１５、２１、２５、２９とをできるだけ広い面積において接触させることにより、電極前駆体７３と対極ユニット５１との電気的な接続が安定化する。
【０１０８】
（１Ｏ）搬送ローラ１３、１９、２３、３１は、その表面も含めてエラストマーから成るローラである。そのため、未形成部９４で露出している集電体９３と搬送ローラ１５、２１、２５、２９との電気的な接続が一層安定する。
【０１０９】
（１Ｐ）電極製造装置１は、多孔質絶縁部材５３を備える。多孔質絶縁部材５３は電極前駆体７３と対極ユニット５１との間に配置される。そのことにより、電極前駆体７３が対極ユニット５１に接触したり、過度に接近したりすることがない。その結果、活物質へのアルカリ金属のドープ量をコントロールすることが容易になる。よって、高品質のドープ電極７５を製造することができる。
【０１１０】
（１Ｑ）多孔質絶縁部材５３は電極前駆体７３と非接触である。そのため、多孔質絶縁部材５３と接触することで電極前駆体７３が損傷してしまうことを抑制できる。その結果、高品質のドープ電極７５を製造することができる。
【０１１１】
（１Ｒ）多孔質絶縁部材５３の形状は板状である。そのため、多孔質絶縁部材５３により対極ユニット５１を覆うことが容易である。また、多孔質絶縁部材５３の形状が板状であることにより、多孔質絶縁部材５３と電極前駆体７３とを非接触にすることが容易である。
【０１１２】
（１Ｓ）多孔質絶縁部材５３の表面から、電極前駆体７３までの最短距離ｄが０．５〜１００ｍｍの範囲内である。そのことにより、多孔質絶縁部材５３と電極前駆体７３との接触を一層抑制することができる。
【０１１３】
（１Ｔ）電極製造装置１は、導電性の搬送ローラ１５、２１、２５、２９を用いて、電極前駆体７３と対極ユニット５１とを電気的に接続する。そのことにより、電極前駆体７３と対極ユニット５１との電気的な接続を一層容易且つ確実に行うことができる。
【０１１４】
（１Ｕ）対極ユニット５１は、導電性基材７７、及びその上に配置されたアルカリ金属含有板７９を備える。そのことにより、活物質へのアルカリ金属のドープを一層容易且つ確実に行うことができる。
【０１１５】
（１Ｖ）電極製造装置１は、支持台５５の高さを変化させることにより、電解液槽３、５を、対極ユニット５１に対して相対的に下方及び上方に移動させることができる。そのことにより、対極ユニット５１をドープ溶液から引き上げ、交換やメンテナンスを行うことが容易である。
【０１１６】
（１Ｗ）電極製造装置１は、循環濾過ユニット５７を用いてドープ溶液中の異物等を除去することができる。そのことにより、異物がドープ電極７５に付着することを抑制できる。その結果、高品質のドープ電極７５を製造することができる。
【０１１７】
（１Ｘ）電極製造装置１は、供給ロール４７において、巻き取られた状態の電極前駆体７３を保持しておき、そこから、搬送ローラ群を用いて電極前駆体７３を引き出し、搬送することができる。そのことにより、ドープ電極７５の生産性が向上する。
【０１１８】
（１Ｙ）電極製造装置１を用いれば、活物質へのアルカリ金属のドープ量が安定し、損傷が少ない高品質のドープ電極７５を製造することができる。また、そのドープ電極７５を負極として用いれば、高品質のキャパシタや電池を製造することができる。
【０１１９】
９．実施例
（９−１）負極前駆体の製造
表面粗さＲａが０．１μｍである銅箔から成る集電体上に、厚さ４０μｍの前駆体層を形成した。前駆体層は、黒鉛、カルボキシメチルセルロース、アセチレンブラック及びバインダーを、質量比で８８：４：５：３の比率で含む層である。黒鉛は負極活物質に対応する。黒鉛の５０％体積累積径Ｄ５０は５μｍである。アセチレンブラックは導電剤である。
【０１２０】
前駆体層は、上記の各成分を含むスラリーを調製し、このスラリーを集電体上に塗布し、乾燥させることにより形成した。前駆体層に含まれる黒鉛は、アルカリ金属を吸蔵する前の状態である。集電体と、その上に形成された前駆体層とを併せて、以下では負極前駆体とする。
【０１２１】
（９−２）実施例１の負極及びフラットセルの製造
上記（９−１）で得られた負極前駆体を直径１６．２ｍｍの円形にカットした。また、リチウム金属の板を直径１６．０ｍｍの円形にカットして対極を作成した。そして、対極と、セパレータと、負極前駆体をこの順番で積層した。さらに、負極前駆体の周囲に、負極前駆体に接触しないように１ｍｍ間隔をあけて、リチウム参照極を配置した。それらをセル容器に収容して、３極のフラットセルを作製した。セパレータはポリプロピレン製不織布から成る。
【０１２２】
次に、プレドープ溶液をフラットセル内に注入した。プレドープ溶液は、ＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／L含むＥＣ（エチレンカーボネート）と、ＥＭＣ（エチルメチルカーボネート）とを、３：７の体積比率で含む電解液である。プレドープ溶液は、アルカリ金属塩が有機溶媒に溶解した溶液に対応する。
【０１２３】
得られたフラットセルを充放電試験機に接続した。また、フラットセルを２５℃の恒温槽に設置し、２時間静置した。その後、１Ｃの定電流で充電した。充電時間は、リチウムの吸蔵率が７６％になる時間を設定した。リチウムの吸蔵率とは、黒鉛の理論容量（３７２ｍＡｈ／ｇ）に対する比率であって、使用した黒鉛活物質の重量で換算された値である。
【０１２４】
このとき、前駆体層に含まれる黒鉛はリチウムを吸蔵した。その結果、集電体上に、リチウムを吸蔵した負極活物質を含む層（以下では負極活物質層とする）が形成された。集電体と、負極活物質層とを併せて、以下では未処理負極とする。
【０１２５】
次に、フラットセルから未処理負極を取り出した。取り出した未処理負極を１ｍＬの処理液で洗浄した。処理液は、無水Ｈ３ＰＯ４を０．１質量％の濃度で含むＤＭＣ溶液である。洗浄後の負極（以下では単に負極とする）を、露点−４０℃のドライルーム内に８時間放置した。なお、無水Ｈ３ＰＯ４と水との反応により生成するＬｉ３ＰＯ４の水に対する２０℃における溶解度は０．０４ｇ／１００ｇ・Ｈ２Ｏである。
【０１２６】
次に、放置後の負極を用いて上記の３極のフラットセルを再度作製した。このとき、フラットセル内には、電解液を注液した。この電解液は、ＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／L含むＥＣ（エチレンカーボネート）と、ＥＭＣ（エチルメチルカーボネート）とを、３：７の体積比率で含む電解液である。
【０１２７】
（９−３）比較例１の負極及びフラットセルの製造
上記（９−２）と同様の方法で、未処理負極を製造した。次に、フラットセルから未処理負極を取り出し、未処理負極をＤＭＣ１ｍＬで洗浄した。洗浄後の負極を、露点−４０℃のドライルーム内に８時間放置した。次に、放置後の負極を用いて上記の３極のフラットセルを再度作製した。このとき、フラットセル内には、電解液を注液した。この電解液は、ＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／L含むＥＣ（エチレンカーボネート）と、ＥＭＣ（エチルメチルカーボネート）とを、３：７の体積比率で含む電解液である。
【０１２８】
（９−４）実施例１及び比較例１のフラットセルの評価
実施例１のフラットセルにおいて、０．１Ｃの定電流で２．２Ｖまでの放電容量を確認した。その際の放電容量は０．５６ｍＡｈであった。また、比較例１のフラットセルにおいて、実施例１の場合と同様の方法で放電容量を確認した。その際の放電容量は０．４７ｍＡｈであった。
【０１２９】
（９−５）実施例２の負極及びフラットセルの製造
図５に示す帯状の電極前駆体７３を作製した。この電極前駆体７３は、図６に示すように、厚さ４０μｍの活物質層９５を両面に備える。それぞれの活物質層９５は、前記（９−１）における前駆体層と同様に形成されたものである。活物質層９５は、アルカリ金属を吸蔵した活物質を含む層に対応する。
【０１３０】
帯状の電極前駆体７３をロール状に巻き取り、図１に示す電極製造装置１における供給ロール４７とした。その後、電解液槽３および５に電解液を満たした。この電解液は、ＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／L含むＥＣ（エチレンカーボネート）と、ＥＭＣ（エチルメチルカーボネート）とを、３：７の体積比率で含む電解液である。
【０１３１】
処理槽７には処理液を満たした。この処理液は、無水Ｈ３ＰＯ４を０．１質量％の濃度で含むＤＭＣ（ジメチルカーボネート）溶液である。それぞれの槽の温度は全て２５℃とした。この状態で電極前駆体７３を搬送し、電解液槽３および５にて活物質層９５にリチウムを吸蔵させ、処理槽７を通過させ、ブロア６３にて乾燥し、巻取ロール４９に巻き取り、ドープ電極７５を得た。このドープ電極７５は負極である。ドープ電極７５は、処理槽７において処理液と接触する。
【０１３２】
このとき、活物質層９５におけるリチウムの吸蔵率が７６％になるように、電極前駆体７３の搬送速度と印加する電流量とを調整した。リチウムの吸蔵率とは、黒鉛の理論容量（３７２ｍＡｈ／ｇ）に対する比率であって、使用した黒鉛活物質の重量で換算された値である。なお、電解液槽３および５にて活物質層９５にリチウムを吸蔵させた後、処理槽７に入る前のドープ電極７５は未処理負極に対応する。
【０１３３】
全てのドープ電極７５を巻取ロール４９に巻き取った後、ドープ電極７５のうち、搬送方向における後端から２ｍ遡った部分から、１０ｃｍ角の試料を切り出した。切り出した試料の片側にある活物質層９５を、エチルアルコールを用いて拭き取った。その結果、片側のみに活物質層９５を備える試料が得られた。この試料を、露点−４０℃のドライルーム内に８時間放置した。
【０１３４】
放置後の試料のうち、試料の中心を円心とする、直径１６．２ｍｍの円形の部分を切り出した。切り出した部分を以下では電極試料とする。また、リチウム金属の板を直径１６．０ｍｍの円形にカットして対極を作成した。そして、対極と、セパレータと、電極試料とをこの順番で積層した。さらに、電極試料の周囲に、電極試料に接触しないように１ｍｍ間隔をあけて、リチウム参照極を配置した。それらをセル容器に収容して、３極のフラットセルを作製した。セパレータはポリプロピレン製不織布から成る。
【０１３５】
このとき、フラットセル内には、電解液を注液した。この電解液は、ＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／L含むＥＣ（エチレンカーボネート）と、ＥＭＣ（エチルメチルカーボネート）とを、３：７の体積比率で含む電解液である。
【０１３６】
（９−６）比較例２の負極及びフラットセルの製造
上記（９−５）と同様の手法により、電極前駆体７３を作製した。また、電極製造装置１を用い、基本的には上記（９−５）と同様の手法により、ドープ電極７５を得た。ドープ電極７５は負極である。ただし、処理槽７には洗浄液のみを満たした。洗浄液はＤＭＣのみから成る。
【０１３７】
次に、上記（９−５）と同様の手法により、ドープ電極７５から試料を切り出し、切り出した試料を露点−４０℃のドライルーム内に８時間放置し、放置後の試料を用いて３極のフラットセルを作製した。
【０１３８】
（９−７）実施例２及び比較例２のフラットセルの評価
実施例２のフラットセルにおいて、０．１Ｃの定電流で２．２Ｖまでの放電容量を確認した。その際の放電容量は０．５４ｍＡｈであった。また、比較例２のフラットセルにおいて、実施例２の場合と同様の方法で放電容量を確認した。その際の放電容量は０．４２ｍＡｈであった。
【０１３９】
上記（９−１）〜（９−４）に示す実施例１、比較例１のように、フラットセルを用いて処理を行う場合でも、上記（９−５）〜（９−７）に示す実施例２、比較例２のように、電極製造装置１を用いて処理を行う場合でも、無水Ｈ３ＰＯ４を含む処理液で未処理負極を処理した場合は、溶剤のみで未処理負極を洗浄した場合よりも、フラットセルの放電容量を高く維持できた。この理由は、無水Ｈ３ＰＯ４を含む処理液で処理することで、酸素、窒素を含むドライルーム内の大気中においてリチウムの失活を抑えられたためであると推察される。
【０１４０】
１０.他の実施形態
以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
【０１４１】
（１）例えば、活物質層と処理液との接触の態様は、他の態様であってもよい。例えば、活物質層上に処理液を噴霧したり、滴下したり、塗布したりしてもよい。
（２）上記各実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
【符号の説明】
【０１４２】
１…電極製造装置、３、５…電解液槽、７…処理槽、９、１１、１３、１５、１７、１９、２１、２３、２５、２７、２９、３１、３３、３５、３７、３９、４１、４３、４５…搬送ローラ、４７…供給ロール、４９…巻取ロール、５１…対極ユニット、５３…多孔質絶縁部材、５５…支持台、５７…循環濾過ユニット、６１…直流電源、６３…ブロア、６７、６８…支持棒、６９…仕切り板、７０…支持棒、７１…空間、７３…電極前駆体、７５…ドープ電極、７７…導電性基材、７９…アルカリ金属含有板、８１…フィルタ、８３…ポンプ、８５…配管、８７、８９…ケーブル、９３…集電体、９４…未形成部、９５…活物質層、９６…中央部 
【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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