(57)【要約】【課題】乾燥時の集電体の損傷が抑えられる電極の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の電極の製造方法は、ペースト調整工程と、活物質ペーストを塗布する塗布工程と、乾燥工程と、を有する電極の製造方法において、乾燥工程は、誘導加熱により塗布部のみを加熱する工程であることを特徴とする。本発明の電極の製造方法は、乾燥工程において活物質ペーストが塗布された塗布部のみを加熱できるため、未塗布部が過熱することにより生じる不具合の発生が抑えられている。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも電極活物質が溶剤に分散した活物質ペーストを調製するペースト調整工程と、
該活物質ペーストを金属板よりなる集電体の表面に塗布して、該活物質ペーストが塗布された塗布部と、該活物質ペーストが塗布されない該集電体の表面が露出した未塗布部と、を有する集電体を形成する塗布工程と、
該活物質ペーストを乾燥させる乾燥工程と、
を有する電極の製造方法において、
該乾燥工程は、誘導加熱により該塗布部のみを加熱する工程であることを特徴とする電極の製造方法。
【請求項２】
前記誘導加熱は、
前記塗布部に対向した位置に配された磁束を発生する誘導コイルを有する誘導加熱装置によりなされる請求項１記載の電極の製造方法。
【請求項３】
前記誘導加熱装置は、前記誘導コイルからの磁束を集中させる磁気コアを有する請求項２記載の電極の製造方法。
【請求項４】
前記未塗布部を被覆する金属よりなる遮蔽板を有する請求項２記載の電極の製造方法。
【請求項５】
前記誘導コイルは、前記塗布部に対向した位置に配された導線よりなる請求項２記載の電極の製造方法。
【請求項６】
前記集電体の両面に前記活物質ペーストの塗布が行われる請求項１記載の電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集電体の表面に活物質ペーストを塗布乾燥して電極を製造する電極の製造方法に関し、詳しくは、集電体に塗布された活物質ペーストを乾燥させる時に集電体の寸法変化の発生を抑えた電極の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話や携帯ビデオカメラ等の電気機器の電源として、高い重量エネルギー密度を持つことから、リチウム電池の搭載が主流となりつつある。このリチウム電池は、リチウムを含む正極活物質をもち充電時にはリチウムをリチウムイオンとして放出し放電時にはリチウムイオンを吸蔵することができる正極と、負極活物質をもち充電時にはリチウムイオンを吸蔵し放電時にはリチウムイオンを放出することができる負極と、有機溶媒にリチウムが含まれる支持塩よりなる電解質が溶解されてなる非水電解液と、から構成される。
【０００３】
また、このようなリチウム電池は、重量エネルギー密度を向上させるために、正極および負極がシート状に形成され、同じくシート状に形成されたセパレータを介して、シート状の正極および負極が巻回あるいは積層された状態で、ケース内に納められている。シート状の正極および負極は、集電体となる金属箔の表面に、活物質を含む合剤層を形成した構造をしている。
【０００４】
このようなシート状の電極は、正極あるいは負極の活物質が分散した活物質ペーストを調製し、この活物質ペーストを集電体の表面に塗布し、塗布された活物質ペーストを乾燥させて合剤層を形成し、合剤層をプレスして合剤層の密度を高めることで製造されている。
【０００５】
大電流での充放電を必要とする自動車用二次電池において、電極には、合剤層が形成されていない集電体が露出した未塗布部がもうけられており、この未塗布部が電池の外部端子と電気的に接続されている。未塗布部は、電極から合剤層を掻き取ることで製造することができるが、製造工程数の増加等の問題から、合剤層の形成時に未塗布部となる部分に活物質ペーストを塗布しないことで形成される。（たとえば、特許文献１参照。）
活物質ペーストが塗布された集電体の乾燥は、集電体を誘電加熱により加熱して乾燥させる方法がある。（たとえば、特許文献２参照。）
しかしながら、未塗布部が存在する集電体に誘電加熱を施すと、塗布部と未塗布部とで大きな温度差が発生する。具体的には、誘導加熱による乾燥は、集電体を発熱させてその熱で活物質ペーストを乾燥させる乾燥方法である。このため、誘導加熱により集電体を加熱すると、塗布部の集電体の発熱は活物質ペーストに伝達されることとなるが、未塗布部の集電体の熱は外部にほとんど放射されなくなっている。すなわち、塗布部と未塗布部とでは、未塗布部の温度が著しく高くなっていた。未塗布部の発熱により温度が過剰に高くなると、伸び、変形が発生するだけでなく、さらには溶融、破断が生じることとなる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−００８７０８号公報
【特許文献２】
特開平９−２４５９４７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、乾燥時の集電体の損傷が抑えられる電極の製造方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明者らは検討を重ねた結果、誘導加熱時に活物質ペーストが塗布された塗布部のみを加熱する製造方法とすることで上記課題を解決できることを見出した。
【０００９】
すなわち、本発明の電極の製造方法は、少なくとも電極活物質が溶剤に分散した活物質ペーストを調製するペースト調整工程と、活物質ペーストを金属板よりなる集電体の表面に塗布して、活物質ペーストが塗布された塗布部と、活物質ペーストが塗布されない集電体の表面が露出した未塗布部と、を有する集電体を形成する塗布工程と、活物質ペーストを乾燥させる乾燥工程と、を有する電極の製造方法において、乾燥工程は、誘導加熱により塗布部のみを加熱する工程であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の電極の製造方法は、乾燥工程において活物質ペーストが塗布された塗布部のみを加熱できるため、未塗布部が過熱することにより生じる不具合の発生が抑えられている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の電極の製造方法は、ペースト調整工程と、塗布工程と、乾燥工程と、を有する。そして、乾燥工程が、誘導加熱により塗布部のみを加熱する工程である。本発明の電極の製造方法は、乾燥工程において活物質ペーストが塗布された塗布部のみを加熱している。すなわち、集電体が露出した未塗布部は加熱されない。この結果、未塗布部の過熱による電極の損傷が抑えられる。
【００１２】
活物質ペーストが塗布された塗布部のみに磁束を透過させることで、誘導加熱により塗布部のみを加熱することができる。さらに、誘導加熱時に未塗布部を遮蔽効果のある材料で被覆することで、未塗布部を磁束が透過しなくなり、未塗布部の過熱を抑えることができる。
【００１３】
誘導加熱装置は、塗布部に対向した位置に配された磁束を発生する誘導コイルを有することが好ましい。誘導加熱装置が塗布部に対向した誘導コイルを有することで、誘導コイルにおいて発生した磁束が塗布部に集中する。
【００１４】
誘導コイルは、磁束を発生する部材である。誘導コイルは磁束を発生することができる部材であれば特に限定されない。すなわち、本発明において誘導コイルとは、一般的な導線が渦巻き状に巻回したコイルのみを示すものではない。たとえば、誘導コイルとしては、導電性の線体であっても、導電性の線材を渦巻き状に巻回させてなる巻回体であっても、どちらでもよい。誘導コイルは、塗布部に対向した位置に配された導線よりなることが好ましい。誘導コイルが導線よりなることで、発生する磁束の方向を容易にそろえることができる。
【００１５】
誘導加熱装置において、磁気コアは、誘導コイルにおいて発生した磁束を集中して、集電体の塗布部に透過させる。磁気コアは、磁束を集中させることができる部材であれば、その材質および形状は特に限定されない。
【００１６】
磁気コアは、軟磁性体よりなることが好ましい。磁気コアが軟磁性体よりなることで、誘導コイルから発生した磁束を集電体の塗布部に透過させることができる。磁気コアを構成する軟磁性体としては、フェライトを用いることが好ましい。
【００１７】
また、誘導加熱装置は、未塗布部を被覆する金属よりなる遮蔽板を有することが好ましい。誘導加熱装置が遮蔽板を有することで、誘導コイルで発生した磁束が集電体の未塗布部を透過しなくなる。すなわち、集電体の未塗布部の加熱が抑えられる。遮蔽板は、その材質が限定されるものではないが、発熱を生じないことから、非磁性体材料よりなることが好ましい。非磁性体材料としては、銅、アルミニウムをあげることができる。
【００１８】
遮蔽板は、冷却手段を有することが好ましい。遮蔽板が冷却手段を有することで、遮蔽板の発熱が抑えられる。冷却手段は、遮蔽板を冷却することができれば限定されるものではない。たとえば、遮蔽板と一体に管路をもうけ、この管路中に冷却液を流す方法をあげることができる。冷却液は、特に限定されるものではなく、安価な水を用いることが好ましい。
【００１９】
さらに、誘導コイルを両面に配置することにより磁束密度が増加し効率的な加熱が可能となり乾燥時間を短縮できる。短時間で乾燥を行うことで、集電体と活物質ペーストの界面における腐食反応によるガスの発生を抑制できる効果を発揮する。またコイル間の磁束密度が均一であるため、集電体の位置が上下方向にずれても均一な加熱が可能となり電極品質も向上する。集電体の両面側に誘導コイルが配置されるときには、遮蔽板も両面に配置されることが好ましい。
【００２０】
集電体の両面に活物質ペーストの塗布が行われることが好ましい。集電体の両面に活物質ペーストの塗布が行われることで、集電体の両面に活物質層が形成された電極を製造することができる。また、活物質ペーストの乾燥は、集電体自身を発熱させることにより行われており、集電体の両面に塗布部が形成されることで、集電体の熱が両面に塗布部に伝導することとなる。このため、集電体の厚さ方向における熱分布のムラが生じなくなり、製造される集電板の性能低下が抑えられる。一方の表面の塗布部を乾燥させた後に他方の表面の塗布部を乾燥させると、他方の表面の塗布部の乾燥時に、乾燥した一方の表面の塗布部が過熱して、活物質が損傷を生じるおそれがある。
【００２１】
誘導加熱装置は、所定の位置に集電体を供給、保持する移送手段を有することが好ましい。誘導加熱装置が移送手段を有することで、連続的に乾燥を行うことができる。
【００２２】
本発明の製造方法において、ペースト調整工程は、少なくとも電極活物質が溶剤に分散した活物質ペーストを調製する工程である。そして、塗布工程は、活物質ペーストを金属板よりなる集電体の両面に塗布して、活物質ペーストが塗布された塗布部と、活物質ペーストが塗布されない集電体の表面が露出した未塗布部と、を有する集電体を形成する工程である。すなわち、ペースト調整工程と、塗布工程とを行うことで、活物質ペーストの塗布部と未塗布部とが形成された集電体が製造できる。
【００２３】
本発明の製造方法は、活物質ペーストが乾燥してなる合剤層を有する集電体を押圧するプレス行程を有することが好ましい。プレス工程を有することで、合剤層が高密度化するだけでなく、合剤層と集電体の密着性が増加する。
【００２４】
本発明の製造方法において、活物質ペーストおよび集電体は、製造すべき電極の材料構成により適宜選択して製造することができる。
【００２５】
本発明の製造方法は、リチウム電池の電極の製造方法であることが好ましい。
【００２６】
リチウム電池の正極は、リチウムイオンを充電時には放出し、かつ放電時には吸蔵することができれば、その材料構成で特に限定されるものではなく、公知の材料構成のものを用いることができる。特に、正極活物質、導電材および結着剤を混合して得られた活物質ペーストが集電体に塗布、乾燥されてなるものを用いることが好ましい。
【００２７】
正極活物質には、その活物質の種類で特に限定されるものではなく、公知の活物質を用いることができる。たとえば、ＴｉＳ２、ＴｉＳ３、ＭｏＳ３、ＦｅＳ２、Ｌｉ（１−ｘ）ＭｎＯ２、Ｌｉ（１−ｘ）Ｍｎ２Ｏ４、Ｌｉ（１−ｘ）ＣｏＯ２、Ｌｉ（１−ｘ）ＮｉＯ２、Ｖ２Ｏ５等の化合物をあげることができる。ここで、ｘは０〜１を示す。また、これらの化合物の混合物を正極活物質として用いてもよい。さらに、Ｌｉ１−ｘＭｎ２＋ｘＯ４、ＬｉＮｉ１−ｘＣｏｘＯ２などのようにＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉＯ２の遷移金属元素の一部を少なくとも１種類以上の他の遷移金属元素あるいはＬｉで置き換えたものを正極活物質としてもよい。
【００２８】
正極活物質としては、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２等のリチウムおよび遷移金属の複合酸化物がより好ましい。すなわち、電子とリチウムイオンの拡散性能に優れるなど活物質としての性能に優れているため、高い充放電効率と良好なサイクル特性とを有する電池が得られる。さらに、正極活物質としては、材料コストの低さから、ＬｉＭｎ２Ｏ４を用いることが好ましい。
【００２９】
結着剤は、活物質粒子をつなぎ止める作用を有する。結着剤としては、有機系結着剤や、無機系結着剤を用いることができ、たとえば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ塩化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の化合物をあげることができる。
【００３０】
導電剤は、正極の電気伝導性を確保する作用を有する。導電剤としては、たとえば、カーボンブラック、アセチレンブラック、黒鉛等の炭素物質の１種または２種以上の混合したものをあげることができる。
【００３１】
また、正極の集電体としては、たとえば、アルミニウム、ステンレスなどの金属を網、パンチドメタル、フォームメタルや板状に加工した箔などを用いることができる。
【００３２】
リチウム電池の正極の製造においては、活物質ペーストは、正極活物質、導電材および結着剤を水あるいは有機溶媒等の溶媒に混合して得られる。
【００３３】
リチウム電池の負極は、リチウムイオンを充電時には吸蔵し、かつ放電時には放出することができれば、その材料構成で特に限定されるものではなく、公知の材料構成のものを用いることができる。特に、負極活物質および結着剤を混合して得られた活物質ペーストが集電体に塗布されてなるものを用いることが好ましい。
【００３４】
負極活物質としては、特に限定されるものではなく、公知の活物質を用いることができる。たとえば、結晶性の高い天然黒鉛や人造黒鉛などの炭素材料、金属リチウムやリチウム合金、スズ化合物などの金属材料、導電性ポリマーなどをあげることができる。
【００３５】
結着剤は、活物質粒子をつなぎ止める作用を有する。結着剤としては、有機系結着剤や、無機系結着剤を用いることができ、たとえば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ塩化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の化合物をあげることができる。
【００３６】
リチウム電池の負極の製造においては、活物質ペーストは、負極活物質および結着剤を水あるいは有機溶媒等の溶媒に混合して得られる。
【００３７】
負極の集電体としては、たとえば、銅、ニッケルなどを網、パンチドメタル、フォームメタルや板状に加工した箔などを用いることができる。
【００３８】
本発明の電極の製造方法は、乾燥工程において活物質ペーストが塗布された塗布部のみを加熱できるため、未塗布部が過熱することにより生じる不具合の発生が抑えられている。
【００３９】
本発明の電極の製造方法は、活物質ペーストを集電体との界面側から乾燥させるため、腐食の発生しやすい水系の溶媒を用いた活物質ペーストを用いた場合に、特に効果を発揮する。
【００４０】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明を説明する。
【００４１】
本発明の実施例として、電極製造装置を作製し、この電極製造装置を用いてリチウム電池用正極を製造した。
【００４２】
（実施例１）
本実施例において電極の製造に用いられる電極製造装置は、図１に示された構成を有する装置であり、帯状の集電体５を長さ方向に流す移送手段（図示せず）と、最上流部に位置し集電体５に活物質ペーストを塗布する塗工機１と、塗工機１の直下流に配置され活物質ペーストが塗布された集電体５を誘導加熱により加熱する誘導加熱装置２と、誘導加熱装置２の下流に配置された活物質ペーストを熱風乾燥する熱風乾燥炉３と、を有する構成となっている。
【００４３】
（塗工機）
本実施例に用いられる電極製造装置の塗工機１は、帯状の集電体５に活物質ペーストを塗布する従来公知の塗工機が用いられている。塗工機１は、幅が１８０ｍｍ、厚さ１５μｍの硬質アルミニウム箔（ＡｌＮ３０−Ｈ１８）よりなる集電体の両面に活物質ペーストを８０ｍｍの塗工幅（少なくとも帯状の集電体の幅方向の端部から２０ｍｍ離れた状態で未塗布部の合計が４０ｍｍ以上）で塗布する。このとき、集電体５には、活物質ペーストが塗布された塗布部５１と、塗布部５１の両側に活物質ペーストが塗布されずに集電体表面が露出した未塗布部５２と、が形成された。なお、活物質ペーストは、乾燥後の片側あたりの目付量が１４．９ｍｇ／ｃｍ２となるように塗布される。また、乾燥後の塗布部の活物質ペーストの厚さは８２．５μｍとなった。
【００４４】
塗工機１において塗布される活物質ペーストは、正極活物質のニッケル酸リチウム８５重量部と、導電材のアセチレンブラック１０重量部と、結着剤のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）３重量部、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）２重量部と、を水１００重量部中に均一に分散させて調製された。
【００４５】
（誘導加熱装置）
本実施例に用いられる誘導加熱装置２は、塗工機１において活物質ペーストが塗布された集電体を誘導加熱により加熱して乾燥させる。誘導加熱装置２の主な回路構成を図２に示すとともに、集電体の乾燥時の様子を図３および４に示した。なお、図４は、図３中のＡ−Ａ面における断面図である。
【００４６】
誘導加熱装置２は、電力を供給する電源２１と、電源２１からの電流を交流に変換して誘導電流とする共振周波数自動調整器２２と、誘導電流の調整を行うトランス２３と、誘導加熱を行う誘導コイル２４と、誘導コイル２４の磁束を集中させる磁気コア２５と、を有する。
【００４７】
電源２１は、ＡＣ２００Ｖの交流電流の入力を、最大でＤＣ３００Ｖ、５０Ａの直流電流として出力する装置である。
【００４８】
共振周波数自動調整器２２は、電源２１から供給された電力を交流電流に変換するＩＨインバータ部と、ＩＨインバータ部から供給される交流電流の周波数を１０ｋＨｚ以上の値となるようにＩＨインバータ部を制御する制御部と、を有し、加熱部の加熱コイルに供給される誘導電流を調整する。また、制御部は、電流値が最小になるように制御を行う。
【００４９】
トランス２３は、誘導電流の電圧の低下や電圧の増加を行うことで、誘導電流を所定の範囲内とする。
【００５０】
誘導コイル２４は、集電体５の表面から小間隔を隔てた位置に集電体５の幅方向に往復した状態で配設された略Ｕ字状の導線よりなる。誘導コイル２４の略Ｕ字状の直線部が集電体５を幅方向に横断し、集電体５の幅方向の外部で誘導コイル２４が湾曲している。誘導コイル２４は、誘導電流を流すことで誘導コイル２４が磁束を発生させる。
【００５１】
磁気コア２５は、フェライトよりなり、誘導コイル２４の略Ｕ字状の直線部を収容する。磁気コア２５は、誘導コイル２４の直線部を収容する凹部２５０が集電体５との対向面に形成されている。磁気コア２５が誘導コイル２４の直線部を収容することで、誘導コイル２４から発生した磁束を集中させて集電体５の塗布部５１に透過させることができる。磁気コア２５は、集電体５の幅方向における幅が、塗布部５１の幅よりわずかに短くなるように形成されている。
【００５２】
（熱風乾燥炉）
本実施例に用いられる熱風乾燥炉３は、熱風により炉内温度を所定の温度に維持した炉内に集電体５を流し、誘導加熱装置２で除去しきれなかった水分を除去する。
【００５３】
（リチウム電池用正極の製造）
上記電極製造装置を作動させて、リチウム電池用正極を製造した。
【００５４】
上記電極製造装置は、帯状の集電体５を３ｍ／ｍｉｎの速度で帯の長さ方向に流す。
【００５５】
所定の流速で流れる帯状の集電体５は、まず、塗工機１において活物質ペーストがその両面に塗布される。このとき、活物質ペーストが塗布された塗布部５１と、活物質ペーストが塗布されずに集電体５の表面が露出した未塗布部５２とが形成された。
【００５６】
活物質ペーストが塗布された集電体５は、誘導加熱装置２において誘導加熱により加熱される。誘導加熱装置２において、集電体５は、対向して配設された一対の誘導コイル２４の間を流れる。
【００５７】
誘導加熱装置２に導入された集電体５が一対の誘導コイル２４の間に存在した状態で、誘導コイル２４に通電し、誘導コイル２４に磁束を発生させる。誘導コイル２４において発生した磁束は、磁気コア２５により集電体５の塗布部５１に集中させられる。そして、この磁束が集電体５の塗布部５１を発熱させる。
【００５８】
本実施例においては、誘導加熱装置２の加熱条件（誘導コイルの出力）を変化させて、さまざまな正極を作成した。誘導加熱装置２の加熱条件（電源電力）と実際に誘導コイル２４に流れた電力（回路中にもうけられた図示されないセンサーにより測定された）を表１に示した。
【００５９】
【表１】
2004327203.tif 000002
【００６０】
誘導加熱装置２において乾燥した集電体５は、熱風乾燥炉３に導入された。熱風乾燥炉３において、集電体５に残留した水分が除去された。なお、熱風乾燥炉３による乾燥は、集電体５の乾燥が確認されるまで行われた。
【００６１】
集電体５の乾燥の確認は、集電体を乾燥炉から取りだし、赤外線水分計でペースト中の水分を測定し、ペースト中の水分が１％以下になった時間を乾燥時間とした。
【００６２】
以上の手段により本実施例のリチウム電池用正極が製造された。
【００６３】
なお、本実施例において、誘導加熱装置２は、誘導コイル２４からの磁束を磁気コア２５で塗布部に集中させることで、未塗布部５２の過熱を抑えている。
【００６４】
（実施例２）
未塗布部５２を被覆する遮蔽板２６を有する誘導加熱装置２を用いた以外は、実施例１と同様な手段によりリチウム電池用正極を製造した。本実施例の誘導加熱装置２を図５に示した。
【００６５】
遮蔽板２６は、誘導コイル２４の磁気コア２５から露出した部分と、対向した集電体５の未塗布部５２との間に配された略板状の部材である。そして、遮蔽板２６は、内部に冷却水が流れる管路が形成された板状のアルミニウムより形成されている。
【００６６】
本実施例において用いられた電極製造装置２は、遮蔽板２６が配置された以外は、実施例１において用いられた電極製造装置と同様であり、実施例１と同様な手順で本実施例のリチウム電池用正極が製造された。誘導加熱装置２の加熱条件を表１にあわせて示した。
【００６７】
本実施例において用いられた電極製造装置は、誘導加熱装置２が遮蔽板２６を有することで、集電体５の未塗布部５２に磁束が透過しなくなっている。すなわち、未塗布部５２の発熱が抑えられている。
【００６８】
（実施例３）
誘導コイル２４が集電体の長さ方向に配設された誘導加熱装置２を用いた以外は、実施例１と同様な手段によりリチウム電池用正極を製造した。本実施例の誘導加熱装置２を図６に示した。
【００６９】
本実施例において用いられた誘導加熱装置２は、誘導コイル２４が集電体５の長さ方向に配設された略Ｕ字上を有する以外は実施例１において用いられた誘導加熱装置２と同様であり、実施例１と同様な手順で本実施例のリチウム電池用正極が製造された。誘導加熱装置２の加熱条件を表１にあわせて示した。
【００７０】
本実施例において用いられた誘導加熱装置２は、誘導コイル２４が塗布部５１の幅方向の内側に配されている。また、磁気コア２５の幅が、塗布部５１の幅より短く形成されている。このため、塗布部５１に誘導コイル２４において発生した磁束が集中することとなっている。
【００７１】
本実施例において用いられた誘導加熱装置２において、誘導コイル２４の集電体５の長さ方向の長さを調節することで、加熱面積を広くすることができる。すなわち、誘導コイル２４の長さを長くするほど、長時間磁界中に存在することとなり、低出力とすることができる。
【００７２】
（比較例１）
本比較例は、誘導加熱装置２がない電極製造装置を用いた以外は、実施例１と同様な手段によりリチウム電池用正極を製造した。
【００７３】
すなわち、本比較例においては、塗工機２と熱風乾燥炉３とからなる電極製造装置を用いてリチウム電池用正極が製造された。
【００７４】
本比較例は、活物質ペーストの乾燥に誘導加熱装置を用いていない従来の製造方法である。
【００７５】
（比較例２）
本比較例は、磁気コアおよび遮蔽板を有することなく誘電コイル２４が集電体５に対向配置された誘導加熱装置２を用いた以外は、実施例１と同様な手段によりリチウム電池用正極を製造した。本比較例の誘導加熱装置２を図７に示した。
【００７６】
本比較例において用いられた誘導加熱装置２は、誘導コイル２４が集電体５の幅方向に突出して往復した状態で配設されるとともに、磁気コアを用いていない以外は実施例１において用いられた電極製造装置と同様であり、実施例１と同様な手順で本実施例のリチウム電池用正極が製造された。誘導加熱装置２の加熱条件を表１にあわせて示した。
【００７７】
本比較例は、磁気コアを有していないため、誘導コイル２４の磁束を塗布部に十分に集中できなくなっている。
【００７８】
（評価）
実施例および比較例において製造されたリチウム電池用正極活物質層の密度および剥離強度を測定し、測定結果を表１にあわせて示した。なお、表１には、製造時の熱風乾燥炉３における加熱時間もあわせて示した。
【００７９】
密度の測定は、φ１５ｍｍの測定用サンプルを打ち抜き、活物質層の膜厚および重量を測定し、密度を算出することで行われた。なお、膜厚の測定は、電極の幅方向の３点で測定し、その平均値を用いた。
【００８０】
また、剥離強度の測定は、まず、５４×３０ｍｍの角形の測定用サンプルを打ち抜いた。測定用サンプルに幅６ｍｍのテープを貼り付け、剥離専用治具と連結した引っ張り試験機を用いてテープを引っ張り、活物質層が集電体から剥離したときの力を測定し、この剥がす力を剥離強度とした。
【００８１】
また、表１中の判定については、正極に通常テンション（２４．５Ｎ（２．５ｋｇｆ））を付与し（２４．５Ｎで正極を背向した方向に引っ張り）、三次元測定器を用いて正極の未塗布部の歪み（うねり）を測定し、１ｍｍ以上の歪みが発生したものを×とした。
【００８２】
表１より、誘導加熱装置２により活物質ペーストの加熱を行った例においては、その後の熱風乾燥炉３における乾燥時間が大幅に短くなっている。すなわち、誘導加熱による活物質ペーストの乾燥を行うことで、熱風乾燥炉３による加熱時間を短くすることが可能となっており、熱風乾燥炉３における加熱による活物質の過熱を抑えることができる。
【００８３】
また、誘導加熱装置２により活物質ペーストの加熱を行った例においては、製造された正極の合剤層の密度が大きくなっている。このことは、活物質ペーストの乾燥時に活物質ペーストによる集電体の腐食の発生が抑えられていることによる。具体的には、誘導加熱装置２を用いて過熱すると、集電体が発熱し、その熱が活物質ペーストに伝達する。そして、活物質ペースト中の水分が蒸発する。すなわち、集電体にと賦された活物質ペーストは、集電体との界面側から乾燥していく。活物質ペーストによる集電体の腐食の生じる界面から乾燥することで、腐食の発生が抑えられる。この結果、腐食により生じる気泡の発生が抑えられ、得られた合剤層の密度が上昇した。
【００８４】
誘導過熱により加熱乾燥を行うことで、活物質ペーストと集電体の界面における腐食の発生が抑えられることで、合剤層の剥離強度が増加した。
【００８５】
誘導加熱装置２により活物質ペーストの加熱を行った例において、誘導加熱時に遮蔽板を配置すると、より高い出力で加熱できることがわかる。すなわち、より短時間での活物質ペーストの乾燥が可能となっている。このことは、遮蔽板を用いることで、磁気コアにより収束されない磁束が未塗布部を透過することを遮断するため、未塗布部自身が発熱することが抑えられているためである。
【００８６】
すなわち、上記各実施例に示したように、誘導加熱により塗布部のみを加熱することで、すぐれた特性のリチウム電池用正極が製造できることがわかる。特に、誘導加熱時に非磁性体よりなる遮蔽板で未塗布部を被覆することで、よりすぐれた特性のリチウム電池用正極が製造できることがわかる。
【００８７】
【発明の効果】
本発明の電極の製造方法は、乾燥工程において、誘導加熱により集電体の塗布部を発熱させているため、未塗布部が過熱されなくなっている。さらに、塗布部の集電体自身が発熱することで、活物質ペーストによる集電体の腐食が抑えられている。この結果、本発明の製造方法は、集電体の損傷が抑えられるとともに優れた特性が維持された電極を製造することができる効果を示す。
【００８８】
本発明の電極の製造方法は、活物質ペーストを集電体との界面側から乾燥させるため、腐食の発生しやすい水系の溶媒を用いた活物質ペーストを用いた場合に、特に効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１において用いられた電極製造装置の構成を示した図である。
【図２】実施例１において用いられた誘導加熱装置の回路の構成を示した図である。
【図３】実施例１において用いられた誘導加熱装置の加熱時の状態を示した図である。
【図４】図３のＡ−Ａ面における断面図である。
【図５】実施例２において用いられた誘導加熱装置の加熱時の状態を示した図である。
【図６】実施例３において用いられた誘導加熱装置の加熱時の状態を示した図である。
【図７】比較例２において用いられた誘導加熱装置の加熱時の状態を示した図である。
【符号の説明】
１…塗工機
２…誘導加熱装置                ２１…電源
２２…共振周波数自動調整器        ２３…トランス
２４…誘導コイル                  ２５…磁気コア
３…熱風乾燥炉
５…集電体                      ５１…塗布部
５２…未塗布部
【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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