(57)【要約】      （修正有）【課題】乾燥ムラがなく、均一で薄い膜厚の電極層を有する電極の製造方法、電極の製造装置、及び二次電池の製造方法を提供する。【解決手段】集電体と、該集電体上に形成された活物質を含む電極層とを有する電極の製造方法であって、前記集電体上に、活物質及び有機溶媒を含有する電極層形成用組成物を液滴吐出装置により吐出して前記組成物の塗膜を形成後、所定時間内に、前記塗膜を含む雰囲気を前記有機溶媒の沸点が１０〜３０℃となる圧力まで減圧し、維持することにより、前記溶媒を乾燥除去して電極層を形成する電極の製造方法、この方法を実施するための電極の製造装置、及び前記電極の製造方法により電極を形成する工程を有する二次電池の製造方法。【選択図】図１
2007280907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体と、該集電体上に形成された活物質を含む電極層とを有する電極の製造方法であ
って、
前記集電体上に、活物質及び有機溶媒を含有する電極層形成用組成物を液滴吐出装置に
より吐出して前記組成物の塗膜を形成後、所定時間内に、前記塗膜を含む雰囲気を前記有
機溶媒の沸点が１０〜３０℃となる圧力まで減圧し、維持することにより、前記溶媒を乾
燥除去して電極層を形成することを特徴とする電極の製造方法。
【請求項２】
集電体と、該集電体上に形成された活物質を含む電極層とを有する電極の製造方法であ
って、
前記集電体上に、活物質及び有機溶媒を含有する電極層形成用組成物を液滴吐出装置に
より吐出して前記組成物の塗膜を形成後、所定時間内に、前記塗膜を含む雰囲気を前記有
機溶媒の沸点が１０〜３０℃となる圧力まで減圧し、維持した後、さらに、５０〜１５０
℃に加熱することにより、前記溶媒を乾燥除去して電極層を形成することを特徴とする電
極の製造方法。
【請求項３】
前記電極が二次電池の正極電極であることを特徴とする請求項１または２に記載の電極
の製造方法。
【請求項４】
平均膜厚が０．１〜５０μｍの電極層を形成するものである請求項１〜３のいずれかに
記載の電極の製造方法。
【請求項５】
前記活物質が、Ｌｉ−Ｍｎ系複合酸化物及び／又はＬｉ−Ｃｏ系複合酸化物を含む正極
活物質であることを特徴とする請求項４に記載の電極の製造方法。
【請求項６】
集電体と、該集電体上に形成された活物質を含む電極層とを有する電極の製造装置であ
って、
前記集電体上に、活物質及び有機溶媒を含有する電極層形成用組成物を吐出して前記組
成物の塗膜を形成する液滴吐出手段と、
前記塗膜を含む雰囲気を、前記有機溶媒の沸点が１０〜３０℃となる圧力まで所定時間
内に減圧し、維持することにより、前記溶媒を乾燥除去して電極層を形成する減圧乾燥手
段と
を有することを特徴とする電極の製造装置。
【請求項７】
前記減圧乾燥手段が、前記塗膜を５０〜１５０℃に加熱する機能をさらに有する請求項
６に記載の電極の製造装置。
【請求項８】
二次電池の正極電極を製造するための装置である請求項６または７に記載の電極の製造
装置。
【請求項９】
負極電極、電解質及び正極電極を有する二次電池の製造方法であって、
集電体上に、活物質及び有機溶媒を含有する電極層形成用組成物を液滴吐出装置により
吐出して前記組成物の塗膜を形成後、所定時間内に、前記塗膜を含む雰囲気を前記有機溶
媒の沸点が１０〜３０℃となる圧力まで減圧し、維持することにより、前記溶媒を乾燥除
去して電極層を形成して、正極電極または負極電極を形成する工程を有することを特徴と
する二次電池の製造方法。
【請求項１０】
負極電極、電解質及び正極電極を有する二次電池の製造方法であって、
集電体上に、活物質及び有機溶媒を含有する電極層形成用組成物を液滴吐出装置により
吐出して前記組成物の塗膜を形成後、所定時間内に、前記塗膜を含む雰囲気を前記有機溶
媒の沸点が１０〜３０℃となる圧力まで減圧し、維持した後、さらに、５０〜１５０℃に
加熱することにより、前記溶媒を乾燥除去して電極層を形成して、正極電極または負極電
極を形成する工程を有することを特徴とする二次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出装置を使用する電極の製造方法、電極の製造装置、及び二次電池の
製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、燃料電池自動車（ＦＣＶ
）が実用化されるに至り、これらの自動車の動力源となる電池の開発が急ピッチで行われ
ている。これらの電池には、繰り返し充放電ができること、及び高出力、高エネルギー密
度が実現できること等、非常に厳しい条件が要求されている。
【０００３】
これらの要求を満足させるべく、特許文献１等においては、外装容器内に、板状の正極
と負極とを収容し、そこへ液状の電解質を封入してなる薄型の二次電池を用い、これを多
数直並列に接続した電池が提案されている。
【０００４】
このような薄型二次電池の正極及び負極の製造方法としては、例えば、集電体上に、コ
ータと称される塗工装置を使用して、電極材料（正極材料又は負極材料）を塗布して電極
を形成する方法が知られている。しかし、この方法による場合には、塗布ムラを生じ易く
、電極層の厚みを厳密に管理して、均一な充放電特性を備えた電池を製造することが困難
であった。
【０００５】
この問題を解決する手段として、特許文献２、３には、インクジェット方式の液滴吐出
装置を用いて、基材表面に、活物質と有機溶媒を含む溶液（電極層形成用組成物）を吐出
した後、得られた塗膜を加熱プレート等により加熱して、膜厚の薄い電極層を形成する方
法が提案されている。
【０００６】
しかしながら、インクジェット方式の液滴吐出装置を使用する場合には、電極層形成用
組成物が液滴単位で塗布されるため、オーブンやホットプレート等による加熱乾燥工程に
おいて、塗膜内に対流が起きて溶質が偏り、形成される電極層表面に乾燥ムラが生じ、均
一な電極層が得られない場合があり、問題となっていた。
【特許文献１】特開２００３−１５１５２６号公報
【特許文献２】特開２００５−１１６５６号公報
【特許文献３】特開２００５−１１６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたものであり、乾燥ムラがなく、
均一で薄い膜厚の電極層を有する電極の製造方法、電極の製造装置、及び二次電池の製造
方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した。その結果、集電体上に、活物
質及び有機溶媒を含む電極層形成用組成物を液滴吐出装置により吐出して前記組成物の塗
膜を形成し、該塗膜形成後所定時間内に、前記塗膜を含む雰囲気を所定の圧力まで減圧し
、維持することにより前記溶媒を乾燥除去すると、乾燥ムラを生じることなく、均一な電
極層を形成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
かくして、本発明の第１によれば、（１）〜（５）の電極の製造方法が提供される。
（１）集電体と、該集電体上に形成された活物質を含む電極層とを有する電極の製造方法
であって、前記集電体上に、活物質及び有機溶媒を含有する電極層形成用組成物を液滴吐
出装置により吐出して前記組成物の塗膜を形成後、所定時間内に、前記塗膜を含む雰囲気
を前記有機溶媒の沸点が１０〜３０℃となる圧力まで減圧し、維持することにより、前記
溶媒を乾燥除去して電極層を形成することを特徴とする電極の製造方法。
【００１０】
（２）集電体と、該集電体上に形成された活物質を含む電極層とを有する電極の製造方法
であって、前記集電体上に、活物質及び有機溶媒を含有する電極層形成用組成物を液滴吐
出装置により吐出して前記組成物の塗膜を形成後、所定時間内に、前記塗膜を含む雰囲気
を前記有機溶媒の沸点が１０〜３０℃となる圧力まで減圧し、維持した後、さらに、５０
〜１５０℃に加熱することにより、前記溶媒を乾燥除去して電極層を形成することを特徴
とする電極の製造方法。
【００１１】
（３）前記電極が二次電池の正極電極であることを特徴とする（１）または（２）に記載
の電極の製造方法。
（４）平均膜厚が０．１〜５０μｍの電極層を形成するものである（１）〜（３）のいず
れかに記載の電極の製造方法。
（５）前記活物質が、Ｌｉ−Ｍｎ系複合酸化物及び／又はＬｉ−Ｃｏ系複合酸化物を含む
正極活物質であることを特徴とする（４）に記載の電極の製造方法。
【００１２】
本発明の電極の製造方法によれば、乾燥ムラのない、均一な膜厚の電極層を形成するこ
とができる。従って、本発明の製造方法により得られる電極は、均一な充放電特性を備え
た大容量の二次電池に好適に用いることができる。
【００１３】
本発明の第２によれば、下記（６）〜（８）の電極の製造装置が提供される。
（６）集電体と、該集電体上に形成された活物質を含む電極層とを有する電極の製造装置
であって、前記集電体上に、活物質及び有機溶媒を含有する電極層形成用組成物を吐出し
て前記組成物の塗膜を形成する液滴吐出手段と、前記塗膜を含む雰囲気を、前記有機溶媒
の沸点が１０〜３０℃となる圧力まで所定時間内に減圧し、維持することにより、前記溶
媒を乾燥除去して電極層を形成する減圧乾燥手段とを有することを特徴とする電極の製造
装置。
（７）前記減圧乾燥手段が、前記塗膜を５０〜１５０℃に加熱する機能をさらに有する（
６）に記載の電極の製造装置。
（８）二次電池の正極電極を製造するための装置である（６）または（７）に記載の電極
の製造装置。
【００１４】
本発明の電極の製造装置によれば、乾燥ムラのない均一な膜厚の電極層を効率よく形成
することができる。
本発明の電極の製造装置は、本発明の電極の製造方法に好ましく用いることができる。
【００１５】
本発明の第３によれば、下記（９）、（１０）の二次電池の製造方法が提供される。
（９）負極電極、電解質及び正極電極を有する二次電池の製造方法であって、集電体上に
、活物質及び有機溶媒を含有する電極層形成用組成物を液滴吐出装置により吐出して前記
組成物の塗膜を形成後、所定時間内に、前記塗膜を含む雰囲気を前記有機溶媒の沸点が１
０〜３０℃となる圧力まで減圧し、維持することにより、前記溶媒を乾燥除去して電極層
を形成して、正極電極又は負極電極を形成する工程を有することを特徴とする二次電池の
製造方法。
（１０）負極電極、電解質及び正極電極を有する二次電池の製造方法であって、集電体上
に、活物質及び有機溶媒を含有する電極層形成用組成物を液滴吐出装置により吐出して前
記組成物の塗膜を形成後、所定時間内に、前記塗膜を含む雰囲気を前記有機溶媒の沸点が
１０〜３０℃となる圧力まで減圧し、維持した後、さらに、５０〜１５０℃に加熱するこ
とにより、前記溶媒を乾燥除去して電極層を形成して、正極電極または負極電極を形成す
る工程を有することを特徴とする二次電池の製造方法。
【００１６】
本発明の二次電池の製造方法によれば、乾燥ムラのない、均一な膜厚の電極層を有する
電極を形成する工程を有するため、放熱性が均一であり、局所的な劣化が生じにくく、亀
裂や切断も生じにくい二次電池を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を詳細に説明する。
１）電極の製造方法及び製造装置
本発明の電極の製造方法は、集電体と、該集電体上に形成された活物質を含む電極層と
を有する電極の製造方法であって、前記集電体上に、活物質及び有機溶媒を含有する電極
層形成用組成物（以下、単に「組成物」と略記することがある。）を液滴吐出装置により
吐出して前記組成物の塗膜を形成後、所定時間内に、前記塗膜を含む雰囲気を前記有機溶
媒の沸点が１０〜３０℃となる圧力まで減圧し、維持することにより、前記溶媒を乾燥除
去して電極層を形成することを特徴とする。
【００１８】
本発明に用いる集電体としては、導電性を有する素材からなるシート状物であれば特に
制限されない。例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼材等を、金属箔、電
解箔、圧延箔、エンボス加工品、発泡シート等に加工したものを用いることができる。
集電体の厚みは、特に制約はないが、通常５〜３０μｍである。
【００１９】
本発明に用いる組成物は、活物質及び有機溶媒を含有する。本発明に用いる組成物が正
極層を形成するものである場合には正極活物質を、負極層を形成するものである場合には
、負極活物質をそれぞれ含有する。
【００２０】
正極活物質としては、特に制限はなく、公知のものが使用できる。例えば、リチウム電
池用の正極を形成する場合には、ＬｉＭｎ２Ｏ４等のＬｉ−Ｍｎ系複合酸化物、ＬｉＣｏ
Ｏ２等のＬｉ−Ｃｏ系複合酸化物、ＬｉＮｉＯ２等のＬｉ−Ｎｉ系複合酸化物が挙げられ
る。これらの正極活物質は１種単独で、或いは２種以上を組み合わせて用いることができ
る。
【００２１】
負極活物質としては、特に制限はなく、公知のものが使用できる。例えば、リチウム電
池用の負極を形成する場合には、リチウム、チタン等の金属、及びその合金；天然黒鉛、
人造黒鉛、カーボンブラック、活性炭、カーボンファイバー、コークス、ソフトカーボン
、ハードカーボン、グラファイト等の炭素材；等が挙げられる。これらの負極活物質は１
種単独で、或いは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２２】
前記組成物に用いる有機溶媒としては、特に限定されないが、作業効率の観点から、常
圧における沸点が５０〜２００℃のものが好ましい。かかる有機溶媒としては、Ｎ−メチ
ルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセタミド等のアミド
系溶媒；アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル系溶媒；テトラヒドロフラン、
１，２−ジメトキシエタン、ジイソプロピルエーテル等のエーテル系溶媒；アセトン、メ
チルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケ
トン系溶媒；酢酸エチル、酢酸プロピル、乳酸メチル等のエステル系溶媒；ベンゼン、ト
ルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族系溶媒；クロロホルム、１，２−ジクロロ
エタン等のハロゲン系溶媒；及びこれらの溶媒の２種以上からなる混合溶媒；等が挙げら
れる。
【００２３】
前記組成物は、所望により、さらに他の成分を含有していてもよい。他の成分としては
、例えば、ポリフッ化ビニリデン等の結着剤；カーボンブラック、アセチレンブラック、
ケッチェンブラック、各種グラファイト等の導電材；等が挙げられる。
【００２４】
前記組成物は、前記活物質、及び所望により他の成分を有機溶媒中で混合・撹拌するこ
とにより調製することができる。混合・撹拌する方法は特に制限されず、従来公知の混合
・撹拌装置を使用して行うことができる。
【００２５】
前記組成物中の、活物質、他の成分及び有機溶媒の配合割合は特に限定されない。活物
質の配合量は、組成物全体に対して、通常、１０重量％〜６０重量％、他の成分の配合量
は、組成物全体に対して、通常、０重量％〜２０重量％、有機溶媒の配合量は、組成物全
体に対して、通常、２０重量％〜９０重量％である。
【００２６】
前記組成物の粘度は、特に限定されないが、液滴吐出を行える程度に低いことが好まし
い。前記組成物の粘度は、好ましくは１〜１００ｃＰ程度である。組成物の粘度をこの範
囲に調整する方法としては、有機溶媒の配合割合を変化させる（増加させる等）方法、組
成物の温度を上昇させる方法、粘度が低くなるような、高分子電解質原料等のその他の化
合物を組成物に添加する方法等が挙げられる。
【００２７】
本発明の電極の製造方法は、例えば、図１に示す二次電池の製造ラインＩにおける点線
内の電極の製造ラインＩＩを用いて実施することができる。
【００２８】
図１の電極の製造ラインＩＩは、液滴吐出装置１a（以下、「吐出装置１ａ」という。
）、減圧装置２ａ、加熱装置３ａ、各装置を接続するベルトコンベアＢＣ１、及びベルト
コンベアＢＣ１’により構成されている。これらの装置は、ベルトコンベアＢＣ１等を駆
動させる駆動装置４、及び装置全体の制御を行う制御装置５と連結している。
【００２９】
先ず、集電体として所望の大きさのアルミ箔等の金属箔を用意し、この上に、前記のよ
うにして調製した電極層形成用組成物を、吐出装置１ａにより吐出して、前記組成物の塗
膜を形成する。
【００３０】
本発明に用いる液滴吐出装置の例を図２に示す。図２は、インクジェット式の吐出装置
１ａの構成の概略を示す図である。
【００３１】
吐出装置１ａとしては、いわゆるインクジェット方式の吐出装置であれば、特に制限さ
れない。例えば、加熱発泡により気泡を発生し、液滴の吐出を行うサーマル方式の吐出装
置、ピエゾ素子を利用する圧縮により、液滴の吐出を行うピエゾ方式の吐出装置等が挙げ
られる。
【００３２】
吐出装置１ａは、集電体上に吐出物（電極層形成用組成物）を吐出するインクジェット
ヘッド１１を備えている。このインクジェットヘッド１１は、ヘッド本体１３及び吐出物
を吐出する多数のノズルが形成されているノズル形成面１５を備えている。このノズル形
成面１５のノズルから、集電体上に吐出物が吐出される。
【００３３】
吐出装置１ａは、集電体を載置するテーブル１７を備えている。このテーブル１７は、
所定の方向、例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に設置されている。ま
た、テーブル１７は、図中矢印で示すようにＸ軸に沿った方向に移動することにより、ベ
ルトコンベアＢＣ１により搬送される集電体をテーブル１７上に載置して吐出装置１ａ内
に取り込む。
【００３４】
また、インクジェットヘッド１１には、ノズル形成面１５に形成されているノズルから
吐出される吐出物を収容しているタンク１９が接続されている。即ち、タンク１９とイン
クジェットヘッド１１とは、吐出物を搬送する吐出物搬送管２１によって接続されている
。
【００３５】
この吐出物搬送管２１は、吐出物搬送管２１の流路内の帯電を防止するための吐出物流
路部アース継手２３ａとヘッド部気泡排除弁２３ｂとを備えている。このヘッド部気泡排
除弁２３ｂは、後述する吸引キャップ２５により、インクジェットヘッド１１内の吐出物
を吸引する場合に用いられる。即ち、吸引キャップ２５によりインクジェットヘッド１１
内の吐出物を吸引するときは、このヘッド部気泡排除弁２３ｂを閉状態にし、タンク１９
側から吐出物が流入しない状態にする。そして、吸引キャップ２５で吸引すると、吸引さ
れる吐出物の流速が上がり、インクジェットヘッド１１内の気泡が速やかに排出されるこ
とになる。
【００３６】
吐出装置１ａは、タンク１９内に収容されている吐出物の収容量、即ち、タンク１９内
に収容されている吐出物の液面２７ａの高さを制御するための液面制御センサ２９を備え
ている。この液面制御センサ２９は、インクジェットヘッド１１が備えるノズル形成面１
５の先端部１５ａとタンク１９内の液面２７ａとの高さの差ｈ（以下、「水頭値」という
）を所定の範囲内に保つ制御を行う。液面２７ａの高さを制御することで、タンク１９内
の吐出物２７が所定の範囲内の圧力でインクジェットヘッド１１に送られることになる。
そして、所定の範囲内の圧力で吐出物２７を送ることで、インクジェットヘッド１１から
安定的に吐出物２７を吐出することができる。
【００３７】
また、この吸引キャップ２５の下方には、流路が設けられており、この流路には、吸引
バルブ３１、吸引異常を検出する吸引圧検出センサ３３及びチューブポンプ等からなる吸
引ポンプ３５が配置されている。また、この吸引ポンプ３５等で吸引され、流路を搬送さ
れてきた吐出物は、廃液タンク３７内に収容される。
【００３８】
液滴吐出装置より吐出される吐出物の液滴の体積は、好ましくは、１〜１００ピコリッ
トルの範囲である。吐出される液滴の体積が少なすぎると、振動低減が不充分になる虞が
ある。一方、液滴の体積が多すぎても、振動低減が不充分になる虞がある。液滴吐出装置
を用いて吐出される粒子の体積は略同一であるため、得られる電極層は均一性に優れてい
る。
【００３９】
本発明においては、集電体上に、前記組成物の塗膜を形成した後、所定時間内に、前記
塗膜を含む雰囲気を前記有機溶媒の沸点が１０〜３０℃となる圧力まで減圧する。すなわ
ち、図１において、前記組成物の塗膜が形成された集電体（以下、「塗膜付集電体」とい
うことがある。）を、ベルトコンベアＢＣ１’により減圧装置２ａ内に搬送し、前記組成
物に含まれる有機溶媒の沸点が１０〜３０℃となる圧力となるまでの操作を所定時間内に
行い、その状態を維持することによって、有機溶媒を乾燥除去する。
【００４０】
前記所定時間は、特に限定されないが、物理的に可能なできる限り短時間であるのが好
ましく、具体的には３０秒から数分である。
【００４１】
減圧度は、組成物に用いた有機溶媒の沸点が１０〜３０℃、好ましくは１５〜２５℃と
なる圧力である。例えば、有機溶媒としてＮ−メチルピロリドンを用いた場合には、Ｎ−
メチルピロリドンの沸点が１５〜２５℃となる圧力は、約５０Ｐａであるから、減圧装置
２ａ内の減圧度を約５０Ｐａにすればよい。
【００４２】
減圧装置２ａ内において所定の減圧度とした後、この減圧度を維持する時間は、特に制
限はなく、前記組成物に含まれる溶媒が乾燥除去されるのに十分な時間であればよい。通
常１０秒から１０分、好ましくは、３０秒から３分である。
【００４３】
このようにして、前記組成物に含まれる有機溶媒を乾燥除去する方法を採用することに
より、インクジェット方式により塗布された塗膜中において液が動くことなく、有機溶媒
を迅速に乾燥除去することができ、結果として乾燥ムラのない電極層を形成することがで
きる。
【００４４】
本発明に用いる減圧装置としては、塗膜付集電体を収容する空間内を前記有機溶媒の沸
点が１０〜３０℃となる減圧度として、その減圧度を前記組成物に含まれる有機溶媒を乾
燥除去できるだけの間保持できるものであれば、特に制約されない。
【００４５】
本発明に用いる減圧装置２ａの一例の概略図を図３に示す。図３に示す減圧装置２ａは
、塗膜付集電体を収容するチャンバー４０、塗膜付集電体４１を載置するテーブル４２、
及び、チャンバー４０内に存在する気体を吸引して外部に排出するための換気口４４とを
有する。テーブル４２は、塗膜付集電体４１の搬出入を行うベルトコンベアＢＣ１’（Ｂ
Ｃ１）に連結されている。また換気口４４は、図示を省略している減圧ポンプに連結され
ている。
【００４６】
塗膜付集電体４１をベルトコンベアＢＣ１’より減圧装置２ａ内に搬送した後、直ちに
チャンバー４０内を密閉して、チャンバー４０内を急速減圧して所定の減圧度とする。前
述したように、塗膜形成後、チャンバー４０内を所定の減圧度とするまでに要する時間は
、３０秒から数分以内、好ましくは３０秒から１分以内である。
【００４７】
また、図示を省略しているが、液滴吐出装置１ａ全体を減圧装置２ａのチャンバー４０
内に収容してもよい。このようにすることにより、液滴吐出装置から減圧装置へ搬送する
ことなく、液滴吐出装置のテーブルに塗膜付集電体を載置した状態で、塗膜形成後速やか
にチャンバー内を急速減圧して、塗膜付集電体をより短時間の内に所定の減圧雰囲気にお
くことができる。但し、この場合、液滴吐出装置全体が減圧雰囲気におかれるため、液滴
吐出装置の吐出ノズルヘッドには蓋を被せる等の対策が必要となる。
【００４８】
本発明においては、前記減圧乾燥を行った後、さらに塗膜付集電体を５０〜１５０℃に
加熱して乾燥することも好ましい。加熱乾燥することで、有機溶媒の乾燥除去を完結させ
ることができる。
【００４９】
この加熱乾燥は、例えば、図１に示すように、減圧装置２ａ内の塗膜付集電体をベルト
コンベアＢＣ１により加熱装置３ａに搬送し、該加熱装置３ａ内において、塗膜付集電体
を５０〜１５０℃に加熱することによって行うことができる。
加熱時間は、加熱温度にもよるが、通常３０秒〜１時間である。
加熱する方法としては、ホットプレート、オーブン等を用いる方法が挙げられる。
【００５０】
また、加熱乾燥は、前記減圧装置に加熱手段を設けることにより、減圧装置のチャンバ
ー内で行うこともできる。例えば、減圧装置２ａ内の塗膜付集電体を載置するテーブル４
２にホットプレート機能を付与すれば、集電体を減圧装置から加熱装置に搬送することな
く、減圧装置のチャンバー内で加熱乾燥を行うことができる。
【００５１】
加熱乾燥は、減圧下で行っても、常圧で行ってもよい。例えば、減圧装置２ａによる減
圧乾燥後、減圧度をそのままに加熱を行ってもよいし、チャンバー４０内の圧力を常圧に
戻してから加熱を行ってもよい。
【００５２】
以上のようにして、集電体と、集電体上に電極層とを有する電極を製造することができ
る。得られる電極層の表面は、乾燥ムラがなく均一である。乾燥ムラがないことは、目視
により観察することができる。
【００５３】
電極層の平均膜厚は、特に限定されないが、０．１〜５０μｍであるのが好ましい。
また、集電体の一方に電極層が形成された電極の平均厚さは１０〜７０μｍであるのが
好ましい。なお、電極及び電池の厚みは、公知のマイクロメータを用いて測定することが
できる。
【００５４】
形成する電極層の厚みは、同一の吐出パターンを重ね画きする回数で調整することがで
きる。例えば、前記組成物の液滴を１回吐出させただけでは、塗膜の膜厚が薄く、結果と
して電極層の膜厚が不充分となる場合には、同一の箇所に２回以上液滴を吐出させて、電
極層の厚さを増加させてもよい。
【００５５】
本発明により製造される電極は、このような平均厚さを有しながら、乾燥ムラがなく非
常に平坦であるため、この電極を用いて製造される電池は、電極の厚さムラに起因する共
振によって引き起こされる亀裂や破断が生じることがなく、寿命が長い。
【００５６】
本発明により製造される電極は、各種電池の電極として用いることができる。中でも、
その効果をより生かせることから、二次電池の正極電極であることが好ましく、リチウム
イオン二次電池の正極電極であることがより好ましい。
【００５７】
２）二次電池の製造方法
本発明の二次電池の製造方法は、負極電極、電解質及び正極電極を有する二次電池の製
造方法であって、集電体上に、活物質及び有機溶媒を含有する電極層形成用組成物を液滴
吐出装置により吐出して前記組成物の塗膜を形成し、該塗膜形成後所定時間内に、前記塗
膜を含む雰囲気を前記有機溶媒の沸点が１０〜３０℃となる圧力まで減圧し、維持するこ
とにより、前記溶媒を乾燥除去して電極層を形成して、正極電極又は負極電極を形成する
工程を有することを特徴とする。
【００５８】
二次電池は、正極電極、電解質、負極電極がこの順序に配置され、これらが外装材中に
封止されてなる。具体的には、正極及び負極をそれぞれ製造し、得られた正極及び負極中
に電解質を介在させ、それらを外装材内に封止することにより二次電池を組み立てること
ができる。
【００５９】
本発明の二次電池の製造方法は、例えば、図１に示す二次電池の製造ラインＩにより実
施することができる。
製造ラインＩにおいては、前述した点線内に示す電極の製造ラインＩＩにより正極電極
を製造し、これと並行して、吐出装置１ｂ、減圧装置２ｂ、加熱装置３ｂ、ベルトコンベ
アＢＣ２，ベルトコンベアＢＣ２’から構成される負極電極を形成する製造ラインにより
、前記正極電極の製造方法と同様にして負極電極を形成し、得られた正極電極と負極電極
を組立装置７において外装材内に収容し、電解質供給装置６より電解質を供給・封入して
二次電池を製造することができる。
【００６０】
電解質としては、例えば、ＬｉＣＩＯ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、Ｌ
ｉＳｂＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ＣＯ２、Ｌｉ２Ｃ２Ｆ
４（ＳＯ３）２、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ３（ｎ≧２）、Ｌ
ｉＮ（ＲｆＯＳＯ２）２（ここで、Ｒｆはフルオロアルキル基を表す）、ＬｉＮ（ＣＦ３
ＳＯ２）（Ｃ４Ｆ９ＳＯ２）、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）（Ｃ４Ｆ９ＳＯ２）、ＬｉＮ（
ＣＦ３ＳＯ２）（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）；エチレンオキシドとプロピレンオキシドとのマクロ
マー；各種ポリマーからなるゲルポリマー電解質、真性ポリマー電解質、ＬｉＰＯＮ等の
無機固体電解質；Ｌｉイオン含有常温溶解塩；等が挙げられる。
【００６１】
前記電解質が溶媒を含む場合、その溶媒としては、例えば、１，２−ジメトキシエタン
、１，２−ジエトキシエタン、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ν−ブ
チロラクトン、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、ジエチルカーボネート、ジ
メチルカーボネート、エチルメチカルカーボネート等が挙げられる。これらは１種単独で
、或いは複数を組み合わせて使用することができる。
【００６２】
正極と負極との間には、例えば、図４に示すように、それぞれの電極を電気的に絶縁す
るため、セパレータを設けるのが好ましい。
図４に示す電池１０は、正極電極１００と負極電極２００とがセパレータ３００により
区切られてなる積層型のリチウム電池である。図４中、正極電極１００は、集電体１００
ａと正極電極層１００ｂが直列に積層された構造を有し、負極電極２００は、集電体２０
０ａと負極電極層２００ｂが直列に積層された構造を有する。また、正極及び負極の内部
には、図示を省略する電解質が充填されている。
【００６３】
図４に示すリチウム電池では、例えば、正極活物質としてＬｉＣｏＯ２を、また、負極
活物質として炭素（Ｃ）を使用しており、下記に示すように、充放電を繰り返すことがで
きる。
【００６４】
【化１】
2007280907.tif 000003
【００６５】
（式中、ｘは１未満の正数である。）
セパレータとしては、二次電池の使用範囲に耐えうるものであれば特に限定されない。
例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂；ポリプロピレンとポリエ
チレン等とのコポリマー；等の微多孔フィルムを、単一あるいは複合して形成されたもの
が挙げられる。
セパレータの厚みは特に限定されないが、通常１０〜５０μｍである。
【００６６】
外装材としては、特に限定されず、例えば、少なくとも金属箔膜及び樹脂フィルムが積
層された高分子金属複合フィルム等が挙げられる。
【００６７】
二次電池の工業的な生産過程においては、生産性を向上させるために、最終的な電池の
サイズよりも大きい電極を作製し、これを所定の大きさにカットする工程を採用してもよ
い。
【００６８】
二次電池の形状としては、ラミネート型、円筒型、平板型等が挙げられる。
例えば、ラミネート型の二次電池は、前記のようにして製造した正極電極、負極電極を
適当な大きさに切り出し、端子を取り付け、乾燥アルゴン雰囲気下で、両者で電解質膜を
狭持し、端子が外部に引き出された状態でアルミラミネートパック内に真空シールして製
造することができる。
【００６９】
例えば、円筒型の二次電池は、前記のようにして製造した正極電極、負極電極を用いて
、正極電極、セパレータ、負極電極、セパレータの順に積層、捲回構成し、所定の長さに
切断し、鉄製の円筒缶内に挿入し、電解質を添加して封口することにより、製造すること
ができる。
【００７０】
本発明により製造される電池は、高出力、高エネルギー密度が必要で、非常に厳しい条
件が要求される車両用として用いると特に有益である。得られる電池は、振動に対する耐
久性が高く、自動車のような振動が絶えず加えられる環境において使用されても、共振に
よる電池の劣化が生じにくい。
【実施例】
【００７１】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。但し、本発明はこれらの実施例に
何ら限定されるものではない。
【００７２】
（実施例１）
正極活物質としてスピネル型ＬｉＭｎ２Ｏ４（平均粒子径：０．６μｍ）（２０質量％
）、導電材としてカーボンブラック（２質量部）、固形分の分散安定化のための界面活性
剤（５質量部）を準備し、これにＮ−メチルピロリドン（７５質量部）を加えた。これら
を十分に撹拌して、正極電極層形成用組成物（以下、「組成物１」という。）を調製した
。この組成物の粘度は約１０ｃＰであった。
【００７３】
組成物１を用いて、図１に示す電極製造ラインＩＩにより、以下のようにして正極電極
層を作成した。
【００７４】
液滴吐出装置１ａに組成物１を導入し、集電体としての厚さ２０μｍのアルミ箔上に組
成物を吐出して組成物１の塗膜を形成した。
【００７５】
塗膜形成後１分以内に、塗膜が形成された集電体を、液滴吐出装置１ａから加熱手段を
有する減圧装置２ａに搬送し、減圧装置２ａのチャンバー内を、Ｎ−メチルピロリドンの
沸点が約２０℃となる圧力、５０Ｐａまで減圧した。同圧力で１分間維持した後、チャン
バー内を常圧に戻し、ホットプレートにより１２０℃で３０分間加熱乾燥し、正極電極層
を形成した。
【００７６】
得られた正極電極層の平均膜厚を測定したところ、２μｍであった。平均膜厚は、マイ
クロメータ（シグマ光機株式会社製）により測定した。
得られた正極電極層の表面の乾燥ムラを、目視により観察した。その結果乾燥ムラはま
ったく生じていなかった。
【００７７】
（比較例１）
実施例１と同様にして組成物１を調製し、集電体上に塗膜を形成した。該塗膜形成した
集電体を、塗膜形成後５分放置し、その後、１２０℃に熱したホットプレートに載置し、
同温度で３０分加熱乾燥した。
得られた正極電極層の平均膜厚を測定したところ、膜厚の偏りが非常に大きかったため
、算出が不可能だった。
得られた正極電極層の表面の乾燥ムラを目視により観察したところ、乾燥ムラが生じ、
さらには部分的に電極層が剥離していた。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施の形態に係る二次電池の製造ラインの一例を示す図である。
【図２】本発明に用いる液滴吐出装置の一例の概略を示す図である。
【図３】本発明に用いる減圧装置の一例の概略を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るリチウム電池の構造断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１ａ、１ｂ…吐出装置、２ａ、２ｂ…減圧装置、３ａ、３ｂ…加熱装置、４…駆動装置、
５…制御装置、６…電解質供給装置、７…組立装置、ＢＣ１、ＢＣ１’、ＢＣ２、ＢＣ２
’…ベルトコンベア、１１…液滴吐出ヘッド、１３…ヘッド本体、１５…ノズル形成面、
１７…テーブル、１９…タンク、２１…吐出物搬送管、２３ａ…吐出物流路部アース継手
、２３ｂ…ヘッド部気泡排除弁、２７…吐出物、２７ａ…液面、２９…液面制御センサ、
２５…吸引キャップ、３１…吸引バルブ、３３…吸引圧検出センサ、３５…吸引ポンプ、
３７…廃液タンク、４０…チャンバー、４２…テーブル、４４…空気孔、１０…リチウム
電池、１００…正極、２００…負極、１００ａ、２００ａ…集電体、１００ｂ…正極電極
層、２００ｂ…負極電極層
【図１】
2007280907.tif 000004
【図２】
2007280907.tif 000005
【図３】
2007280907.tif 000006
【図４】
2007280907.tif 000007