(57)【要約】【課題】電池容量が大容量になり活物質層の厚みが増加しても、活物質層の密着力を低下させずに乾燥させることができる乾燥装置及び乾燥方法を提供する。【解決手段】少なくとも活物質とバインダーと溶媒を含む活物質スラリーを集電体に塗布することにより形成される活物質層を乾燥させる乾燥装置であって、前記活物質層を乾燥させる乾燥設定温度に昇温させて溶媒を蒸発させる乾燥部と、前記活物質層を乾燥設定温度よりも低い温度に降温させて溶媒の蒸発を静定させる静定部とを備え、前記乾燥部と前記静定部とが交互に配置されている構成とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも活物質とバインダーと溶媒を含む活物質スラリーを集電体に塗布することにより形成される活物質層を乾燥させる乾燥装置であって、
前記活物質層を乾燥させる乾燥設定温度に昇温させて溶媒を蒸発させる乾燥部と、
前記活物質層を乾燥設定温度よりも低い温度に降温させて溶媒の蒸発を静定させる静定部と、
を備え、
前記静定部は、前記乾燥部の後に少なくとも１つ設けられていることを特徴とする乾燥装置。
【請求項２】
前記乾燥部と前記静定部とが交互に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
【請求項３】
前記静定部の温源は、温調された温風を出力する空調機であることを特徴とする請求項１または２に記載の乾燥装置。
【請求項４】
前記静定部は、自然乾燥により、乾燥設定温度よりも低い温度に降温させることを特徴とする請求項１または２に記載の乾燥装置。
【請求項５】
少なくとも活物質と溶媒を含む活物質スラリーを集電体上に塗布することにより形成される活物質層を乾燥させる乾燥方法であって、
前記活物質層を乾燥させる乾燥設定温度に昇温させて溶媒を蒸発させる乾燥工程と、
前記活物質層を乾燥設定温度よりも低い温度に降温させて溶媒の蒸発を静定させる静定工程と、
を有しており、
前記静定工程は、前記乾燥工程の後に少なくとも１つ行われることにより活物質層を乾燥させることを特徴とする乾燥方法。
【請求項６】
前記乾燥工程と静定工程とを交互に繰り返すことにより活物質層を乾燥させることを特徴とする請求項５に記載の乾燥方法。
【請求項７】
前記静定工程では、活物質層が少なくとも１５秒以上保持されることを特徴とする請求項５又は６に記載の乾燥方法。
【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を形成する際に使用される乾燥装置及び乾燥方法であって、集電体に積層される活物質層と集電体との密着性を損なうことなく乾燥させる乾燥装置及び乾燥方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池は、携帯電話やパソコンなど、さまざまな分野に使用されている。
図１に一般的なリチウムイオン電池の基本構造を示す。リチウムイオン電池の基本構成は、正極１ａと負極１ｂとが積層されて構成されており、正極１ａと負極１ｂとの間には多孔質セパレータ４が設けられている。この多孔質セパレータ４により、正極１ａと負極１ｂとが電子的に短絡しないように構成されている。すなわち、正極１ａは、アルミニウム製の集電体１１ａの片面又は両面に、リチウムコバルト複合酸化物などの正極活物質１２ａ、導電剤１３ａ、及び、バインダー１４ａを含む正極活物質層１５ａが積層されることにより形成されている。一方、負極１ｂは、銅製の集電体１１ｂの片面又は両面に炭素系の負極活物質１２ｂ、及び、バインダー１４ｂにて負極活物質層１５ｂを積層されることにより形成されている。そして、これら正極１ａ及び負極１ｂの間に多孔質セパレータ４を介在させた状態で、正極１ａ及び負極１ｂを電気的に接続することによりリチウムイオン電池が形成されている。（以下、正極側と負極側とに分けて示す必要がない場合は、合わせて集電体１１，活物質１２、バインダー１４、活物質層１５と称す。）
ここで、活物質層１５は、少なくとも活物質１２及びバインダー１４が、溶媒と均一混合されることにより、それぞれの活物質スラリーを形成し、この活物質スラリーを乾燥させることにより形成される。すなわち、活物質スラリーを塗布装置であるコーターなどにより、それぞれの集電体１１に塗布し、その後、乾燥装置により乾燥させることにより正極１ａ及び負極１ｂが形成される。
【０００３】
ここで、図７に従来の正極１ａ及び負極１ｂを形成するリチウムイオン電池の製造装置の構成を示す。この製造装置は、塗布ユニット２１と乾燥ユニット２２と、巻き取りユニット２４にて大きく分類される。そして、塗布ユニット２１により、搬送された基材である集電体１１に活物質スラリーが塗布され、集電体１１に塗布された活物質スラリーは、乾燥ユニット２２の乾燥前半部２２ａから順次搬送されて乾燥後半部２２ｄの下流工程に向けて乾燥される。すなわち、乾燥ユニット２２の設定温度を適切に設定することにより、活物質スラリーの溶媒成分を蒸発させて乾燥させる。例えば、乾燥前半部２２ａは乾燥設定温度が６０℃に設定され、乾燥中前半部２２ｂは１００℃に設定され、乾燥中後半部２２ｃは７０℃に設定され、乾燥後半部２２ｄは７０℃に設定されており、乾燥ユニット２２において乾燥設定温度を変えて活物質スラリーを乾燥させている。すなわち、活物質スラリーの温度が上がりすぎない程度で、それぞれの乾燥部２２ａ〜２２ｄにおいて異なる乾燥設定温度で活物質スラリーの溶媒成分を蒸発させることにより乾燥させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０７７８０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これまで、リチウムイオン電池は携帯電話やパソコンなどのモバイル用途に多く使用されてきた。しかし近年、燃料の高騰や二酸化炭素の排出規制などによりハイブリッド車や電気自動車等の普及によりリチウムイオン電池の需要が伸びてきている。そして自動車用の電池は、従来のモバイル用途に比べて電池容量が必要であるため、活物質層の厚みが増加ており、従来の乾燥方法では、集電体１１と活物質層１５との密着力が低下する問題が生じていた。
【０００６】
すなわち、集電体１１と活物質層１５とを密着させるために、活物質層１５内にはバインダー１４が含まれている。このバインダー１４は活物質層１５内に均一に分散していることで密着力が安定する。しかし、活物質層１５の厚みが増加した正極１ａ又は負極１ｂを上記の乾燥方法で乾燥させると、バインダー１４が活物質層１５表面に偏って析出するマイグレーションと言われる現象が発生する。そのため、このマイグレーションの発生により集電体１１と活物質層１５との密着力が低下し、電池の性能及び耐久性を低下させる要因となっていた。
【０００７】
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、電池容量が大容量になり活物質層の厚みが増加しても、活物質層の密着力を低下させずに乾燥させることができる乾燥装置及び乾燥方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の乾燥装置及び乾燥方法は、少なくとも活物質とバインダーと溶媒を含む活物質スラリーを集電体に塗布することにより形成される活物質層を乾燥させる乾燥装置であって、前記活物質層を乾燥させる乾燥設定温度に昇温させて溶媒を蒸発させる乾燥部と、前記活物質層を乾燥設定温度よりも低い温度に降温させて溶媒の蒸発を静定させる静定部と、を備え、前記静定部は、前記乾燥部の後に少なくとも１つ設けられていることを特徴としている。
【０００９】
上記乾燥装置によれば、前記乾燥部の後に前記静定部が少なくとも１つ設けられているため、マイグレーションの発生を抑え、集電体と活物質層との密着力の低下を抑えることができる。すなわち、静定部では、乾燥部に比べて低い温度が設定されているため、溶媒の蒸発が抑えられる。これにより、乾燥部では溶媒の蒸発に伴って活物質層表面に偏在していたバインダーが、静定部では溶媒の蒸発が静定されることにより、バインダーが活物質層表面に偏在する動きが抑えられ、乾燥速度よりも溶媒濃度分布やバインダーの濃度分布を拡散させて均一化させる均一化速度が勝り、バインダーが活物質層内で散在する状態に移行する。したがって、従来の乾燥部のみを設けた乾燥装置に比べて、活物質層内のバインダーが均一に散在する状態になるため、活物質層と集電体との密着力が向上し、電池容量が大容量になり活物質層の厚みが増加しても活物質層の密着力低下を抑えることができる。
【００１０】
また、前記乾燥部と前記静定部とが交互に配置されている構成にすることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、バインダーが活物質層表面に偏在する状態と、バインダーが活物質層内に散在する状態とが交互に繰り返されるため、バインダーが活物質層内で均一に散在している状態が形成されやすい。そして、静定部の後工程に配置される乾燥部により、バインダーが散在している状態で乾燥させることができるため、活物質層の密着力低下を抑えるのにさらに好適となる。
【００１２】
また、前記静定部の温源は、温調された送風を出力する空調機である構成にしてもよい。
【００１３】
この構成によれば、赤外線ヒーター等の温源を使用する場合に比べて、より活物質層の密着力の低下を抑えることができる。すなわち、赤外線は、活物質層への浸透力が高々数十μm程度と浅い上に、与えるエネルギー量の制御が難しく、特に表面近傍に熱量が印加され、結果として、付近一化される可能性が高いという問題を生じるが、温源を空調機にすることにいより、これらの問題を抑えることができる。
【００１４】
また、前記静定工程では、活物質層が少なくとも１５秒以上保持される構成にしてもよい。
【００１５】
この構成によれば、活物質層の密着力がほぼ一定で変化が少なくなるため、十分な活物質層の密着力を得ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の乾燥装置及び乾燥方法によれば、電池容量が大容量になり活物質層の厚みが増加しても、活物質層の密着力を低下させずに乾燥させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一般的なリチウムイオン電池の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の乾燥装置を用いたリチウムイオン電池の製造装置を示す図である。
【図３】他の実施形態の乾燥装置を用いたリチウムイオン電池の製造装置を示す図である。
【図４】他の実施形態の乾燥装置を用いたリチウムイオン電池の製造装置を示す図である。
【図５】従来乾燥サンプルと本発明乾燥サンプルの密着力を比較した図である。
【図６】静定時間を変えて製作した本発明乾燥サンプルの密着力を比較した図である。
【図７】従来のリチウムイオン電池の製造装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１９】
図１に一般的なリチウムイオン電池の基本構造を示す。リチウムイオン電池の基本構成は、正極１ａと負極１ｂとが積層されて構成されており、正極１ａと負極１ｂとの間には多孔質セパレータ４が設けられている。
【００２０】
正極１ａは、基材である集電体１１ａ上に正極活物質層１５ａが積層されることにより形成されている。集電体１１ａは、例えば、アルミニウムが用いられ、平板状に形成されている。本実施形態では、集電体１１ａの厚みは１０μmから５０μm程度のものが用いられる。正極活物質層１５ａは、活物質１２ａ、導電剤１３ａ、及びバインダー１４ａを含んでおり、例えば、正極活物質１２ａとしてマンガン酸リチウム、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、オリビン鉄、３元系材料などが用いられている。導電剤１３ａとしてはアセチレンブラック、ケッチェンブラックなどが用いられ、バインダー１４ａは主にポリフッ化ビニリデンが使用されている。
【００２１】
そして、これらを1-メチル-2-ピロリドンなどの溶媒により均一混合させた活物質スラリーとして、コーター等の塗布装置により集電体１１ａの片面又は両面に塗布し乾燥させることにより、集電体１１ａ上に正極活物質層１５ａを積層した正極１ａを形成することができる。
【００２２】
負極１ｂは、基材である集電体１１ｂ上に負極活物質層１５ｂが積層されることにより形成されている。集電体１１ｂは、例えば、銅が用いられ、平板状に形成されている。本実施形態では、集電体１１ｂの厚みは１０μmから５０μm程度のものが用いられる。負極活物質層１５ｂは、活物質１２ｂ、及び、バインダー１４ｂを含んでおり、例えば、負極活物質１２ｂとして、ハードカーボン系が用いられており、バインダー１４ｂはＳＢＲ、ポリアクリレート等が使用される。
【００２３】
そして、正極１ａと同様に、水、1-メチル-2-ピロリドン、Ｎ，Ｎジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルホルムアミドなどの溶媒により均一に混合させた活物質スラリーとして、コーター等の塗布装置により集電体１１ｂの片面又は両面に塗布し乾燥させることにより、集電体１１ｂ上に負極活物質層１５ｂを積層した負極１ｂを形成することができる。
【００２４】
そして、これら正極１ａ及び負極１ｂの間に多孔質セパレータ４を介在させた状態で、正極１ａ及び負極１ｂを電気的に接続することによりリチウムイオン電池が形成される。
【００２５】
次に、本発明の概略を説明する。
【００２６】
図２に本発明の乾燥装置の構成を示す。本実施形態では、本発明の乾燥装置を備えたリチウムイオン電池の製造装置について説明し、特に本説明では正極１ａを製造する場合を例として説明する。なお、負極１ｂを製造する場合は、材料及び製造条件が異なるだけであり、適用する乾燥装置の構成については同じであるため説明を省略することとする。また、符号については、正極１ａ側の説明であっても、正極１ａ側と負極１ｂ側とに分けて示す必要がない場合は、合わせて集電体１１，活物質１２、バインダー１４、活物質層１５と示すこととする。
【００２７】
電池の製造装置は、塗布ユニット２１と、本発明の乾燥装置である乾燥ユニット２２と、巻き取りユニット２４とを有している。すなわち、基材となる集電体１１が塗布ユニット２１から巻き取りユニット方向に搬送され、塗布ユニット２１において活物質１２が集電体１１に連続的に塗布された後、乾燥ユニット２２により乾燥される。乾燥後、巻き取りユニット２４にて巻き取られることにより、帯状に形成された正極１ａが得られるようになっている。
【００２８】
塗布ユニット２１は、集電体１１に活物質１２を塗布するものである。本実施形態では、スラリー状の活物質１２（活物質スラリーと称す）を吐出する吐液部２５が設けられており、この吐液部２５から活物質スラリーが集電体１１に吐出されるようになっている。具体的には、吐液部２５には、集電体１１の搬送方向と直交する方向に延びるスリットノズルが設けられており、集電体１１が巻き取りユニット２４に巻き取られることにより集電体１１が一定速度で搬送される状態で、スリットノズルから活物質スラリーが吐出されるようになっている。すなわち、少なくとも、活物質１２、導電剤１３ａ、バインダー１４を含む活物質スラリーが一定速度で搬送中の集電体１１上に一定流量で吐出される。これにより、集電体１１には、一定厚みの活物質スラリーが積層されるようになっている。本実施形態では、吐液部２５が上下方向に集電体１１を挟むように設けられており、集電体１１の両面に活物質スラリーが塗布されるようになっている。なお、活物質スラリーの厚みは、電池の容量に依存するが、例えば、ＷＥＴ厚み５０μｍから３００μｍ程度の厚みで塗布され、携帯などのモバイル用は薄く、自動車用などは容量が大きくなるため厚く形成される。
【００２９】
乾燥ユニット２２は、集電体１１上に塗布された活物質スラリーを乾燥させるものである。乾燥ユニット２２は、活物質スラリーを乾燥させる乾燥部２３と、活物質スラリーの乾燥を静定させる静定部２６とを有している。そして、乾燥部２３及び静定部２６は、搬送方向に沿って交互に配置されている。具体的には、塗布ユニット２１側から乾燥部２３、静定部２６、乾燥部２３、静定部２６と２つずつ交互に配置されており、これら乾燥部２３及び静定部２６が隙間なくそれぞれ隣接する状態で配置されている。
【００３０】
乾燥部２３は、集電体１１に塗布された活物質スラリーを乾燥させるものであり、具体的には活物質スラリーに含まれる溶媒を蒸発させるものである。この乾燥部２３は、チャンバーと、このチャンバー内に配置される温源２３ａとを有しており、温源２３ａによりチャンバー内が所定の温度に維持されるようになっている。本実施形態では、温源２３ａには、空調機が用いられており、この空調機から温風が出力されることにより、チャンバー内が所定温度に維持されるようになっている。本実施形態では、活物質スラリーの溶媒が蒸発する温度、すなわち、乾燥設定温度は７０℃〜１３０℃に設定されている。これにより、塗布ユニット２１から乾燥部２３に搬送されると、集電体１１に塗布された活物質スラリーは、乾燥設定温度に昇温されることにより、活物質スラリーから溶媒が蒸発することにより乾燥する。そして、この溶媒の蒸発に伴って、ほぼ均一分布であったバインダー１４は活物質スラリーの表面側に移動することにより、活物質スラリーの表面側に偏在し、活物質スラリーの表面側ほど高濃度な状態に変化する。
【００３１】
なお、この複数の乾燥部２３は、最も下流側に配置される乾燥部２３以外の乾燥部２３は、活物質スラリーが完全に乾燥しない程度に調節されている。具体的には、乾燥部２３のチャンバーの搬送方向長さ、搬送速度、乾燥設定温度を調節することにより、活物質スラリーの溶媒が完全に蒸発しきることのないように調節されている。
【００３２】
静定部２６は、活物質スラリーの乾燥を静定させるものであり、具体的には、活物質スラリーの溶媒が蒸発している状態から、溶媒の蒸発を静定させるものである。ここで、静定とは、溶媒の蒸発を抑えるという意味である。具体的には、乾燥状態によりバインダー１４が活物質層１５表面に偏在する動きを抑え、乾燥速度よりも溶媒濃度分布やバインダー１４の濃度分布を拡散させて均一化させる均一化速度を増大させて、バインダー１４が活物質層１５内で散在する状態に戻すことである。したがって、静定とは、溶媒の蒸発を完全にゼロにすることが好ましいが、前述のバインダー１４の偏在を緩和する現象を生じる程度の蒸発を含む意味である。
【００３３】
静定部２６は、乾燥部２３同様に、チャンバーと、このチャンバー内に配置される温源２６ａとを有しており、温源２６ａによりチャンバー内が乾燥設定温度よりも低い温度に降温させて、後述の静定設定温度に維持されるようになっている。本実施形態では、温源２６ａには、空調機が用いられており、この空調機から温風が出力されることにより、チャンバー内が乾燥設定温度に維持されるようになっている。本実施形態では、乾燥設定温度よりも低い温度に設定されており、具体的には、活物質スラリーの溶媒の蒸発を静定させる温度、すなわち、静定設定温度は、１０℃〜３０℃に設定されている。これにより、溶媒の蒸発は停止又は多くても５％程度の蒸発量に抑えられ、活物質スラリー表面に偏在していたバインダー１４が次第に活物質層１５内で散在する状態に変化する。
【００３４】
巻き取りユニット２４は、正極１ａを巻き取るものである。具体的には、乾燥ユニット２２により活物質スラリーを乾燥させて形成した活物質層１５を有する集電体１１（正極１ａ）をドラムに巻き取ることにより巻回された帯状の正極１ａを得ることができる。
【００３５】
次に、リチウムイオン電池の製造装置の動作について説明し、合わせて本発明の乾燥装置（乾燥ユニット２２）の動作についても説明する。
【００３６】
まず、塗布ユニット２１の吐液部２５によりその両面に活物質スラリーが塗布される（塗布工程）。すなわち、塗布ユニット２１に巻回された集電体１１が供給されており、集電体１１が巻き取りユニット２４に巻き取られることにより一定速度で走行する。そして、吐液部２５から活物質スラリーが一定速度で吐出されることにより、集電体１１の両面に均一厚さの活物質スラリー（乾燥前の活物質層１５）が積層されて形成される。
【００３７】
次に、活物質スラリーが積層された集電体１１は、乾燥ユニット２２に搬送されることにより乾燥される。具体的には、集電体１１が乾燥部２３に搬送されることにより、活物質スラリーの溶媒が蒸発する（乾燥工程）。これにより、ほぼ均一分布であったバインダー１４は活物質スラリーの表面側に移動することにより活物質スラリーの表面側に偏在し、バインダー１４が活物質スラリーの表面側ほど高濃度な状態に変化する。
【００３８】
次に、活物質スラリーが積層された集電体１１は静定部２６に搬送され、活物質スラリーの溶媒の蒸発が静定される（静定工程）。すなわち、乾燥部２３よりも低温に維持された静定部２６に搬送されることにより、溶媒の蒸発は停止又は多くても５％程度の蒸発量に抑えられる。そして、活物質スラリーの表面側に偏在していたバインダー１４が活物質層１５内を分散するように移動し散在する状態に変化する。
【００３９】
次に、活物質スラリーが積層された集電体１１は２つ目の乾燥部２３に搬送される。上記同様に乾燥部２３では、活物質スラリーの溶媒を蒸発させて活物質層１５を乾燥させる（乾燥工程）。なお、この静定部２６では、一度乾燥部２３を通過しているため、溶媒量が塗布ユニット２１で塗布された直後の溶媒量よりも少なくなっており、１つ目の乾燥部２３で乾燥される場合に比べてバインダー１４の移動がしにくくなっている。すなわち、溶媒の蒸発に伴ってバインダー１４が活物質層１５表面に移動しようとするが、活物質層１５表面に偏在するバインダー１４の割合は、１つ目の乾燥部２３に比べて少なくなっている。
【００４０】
次に、活物質スラリーが積層された集電体１１は２つ目の静定部２６に搬送される。上記同様に静定部２６では、活物質スラリーの溶媒の蒸発が静定される（静定工程）。すなわち、溶媒の蒸発に伴ってバインダー１４の移動が困難になりながらも分散するように移動する。
【００４１】
このように、複数の乾燥部２３及び静定部２６を交互に搬送させることを繰り返すことにより、溶媒の蒸発により活物質スラリー内の溶媒量が少なくなり、バインダー１４の移動が制限される。すなわち、１つの乾燥部２３で乾燥させつづけることによりバインダー１４が活物質スラリー表面に偏在した状態で乾燥が完了する場合に比べて、バインダー１４が活物質スラリーに分散した状態で乾燥を完了させることができる。
【００４２】
次に、活物質スラリーの乾燥が終了した集電体１１及び活物質層１５（正極１ａ）は、巻き取りユニット２４により巻き取られることにより、巻回された正極１ａを得ることができる。
【００４３】
次に、図７に示した従来の乾燥装置を用いて得られた従来乾燥サンプルと、図２に示した本発明の乾燥装置を用いて得られた本発明乾燥サンプルとの密着力の比較を行った。
【００４４】
活物質１２にマンガン酸リチウムを導電材にアセチレンブラック、バインダー１４にポリフッ化ビニリデン、溶媒に１−メチル-２−ピロリドンをプラネタリミキサーにて活物質スラリー化させた。この活物質スラリーをスリットノズルコーターにて厚み２０μｍのアルミ箔集電体１１上にＷＥＴ厚み２００μｍにて片面塗布後、空調機の乾燥設定温度８０℃、風速２０ｍ／ｓ、乾燥時間１００秒の条件下にて乾燥させ、従来乾燥サンプルとした。
【００４５】
次に、本発明乾燥サンプルにおいて、上記従来乾燥サンプルと片面塗布工程までは同様の条件にて調製し、乾燥部２３の空調機の乾燥設定温度８０℃、静定部２６の静定設定温度２５℃、乾燥部２３及び静定部２６の風速を２０ｍ／ｓとし、同様に乾燥時間１００秒として本発明乾燥サンプルとした。
【００４６】
上記で得られたサンプルの密着力の評価を所定の粘着テープを用いて９０°剥離テストを実施した。サンプルの幅２０ｍｍ、長さ５０ｍｍのサンプルに粘着テープを貼り付けて、２０ｍｍ／ｍｉｎの剥離速度にて密着力を評価し、得られた密着力（Ｎ）をサンプル幅で割り、単位幅当たりの密着力の結果を図５に示す。ここで、密着力はサンプリング周期５００ｍｓにて取得して得られた密着力の平均化された値となる。図５の結果から、本発明乾燥サンプルの方が、従来乾燥サンプルよりも、約２倍のピール力（Ｎ／ｍ）を示し、密着力が高いことがわかる。
【００４７】
さらに、上記の本発明乾燥サンプルにおいて、静定部２６の静定時間と密着力との関係について実験を行った。すなわち、静定部２６の静定時間を５秒、１０秒、１５秒、２０秒と増やした時の密着力評価を行った結果、図６に示すように、静定時間が１５秒以降からサチュレイトすることがわかった。すなわち、静定時間は１５秒以上あれば従来乾燥サンプルのほぼ２倍の密着力を発生させることができ、密着力としては十分であることがわかった。
【００４８】
以上、上記実施形態の乾燥装置及び乾燥方法を用いることにより、従来の乾燥部のみを設けた乾燥装置に比べてマイグレーションの発生を抑えることができ、活物質層１５内のバインダー１４が均一に散在する状態にすることができるため、活物質層１５と集電体１１との密着力が向上し、電池容量が大容量になり活物質層１５の厚みが増加しても活物質層１５の密着力低下を抑えることができる。
【００４９】
また、上記実施形態は、一つの例として示したものであり、さまざまな設計変更が可能である。すなわち、上記実施形態では、集電体１１がロールから繰り出され、ロールに巻き取られるという、いわゆるＲｏｌｌ  ｔｏ  Ｒｏｌｌに適用した例について説明したが、集電体１１を枚葉に形成し、１枚ずつ搬送されるリチウムイオン電池の製造装置に適用することも可能である。
【００５０】
また、上記実施形態では、乾燥ユニット２２の乾燥部２３と静定部２６が共にチャンバーを有する場合について説明したが、乾燥ユニット２２全体を大きな１つのチャンバーに形成し、そのチャンバー内で温源のみを交互に配置する構成であってもよい。具体的には、図３に示すように、乾燥ユニット２２全体を形成するチャンバー内に、乾燥部２３と静定部２６が交互に配置される。すなわち、この場合の乾燥部２３は、上記実施形態で説明した温源であり、静定部２６は、上記実施形態で説明した温源である。このような構成であっても、乾燥部２３及び静定部２６の搬送方向距離を調節することにより、上記実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００５１】
また、上記実施形態では、乾燥部２３と静定部２６とが交互に複数配置する例について説明したが、必ず乾燥部２３と静定部２６とが同じ数で揃えるという意味ではなく、図４に示すように、乾燥ユニット２２の最後が乾燥部２３で終る構成でもよい。すなわち、乾燥部２３の間に少なくとも１つの静定部２６を設ける構成であればよく、さらには、１つの乾燥部２３と、その後に配置される少なくとも１つの静定部２６を有する構成であってもよい。これらの構成であれば、最終的に活物質スラリーの乾燥が完了する前に少なくとも１つの静定部２６を有していることとなり、活物質スラリー内のバインダー１４が偏在する現象を緩和することができ、活物質層１５の密着力の低下を抑えることができる。
【００５２】
また、上記実施形態では、乾燥ユニット２２の温源として空調機である場合について説明したが、赤外加熱、誘導加熱などを適用してもよい。この場合、非接触で乾燥させることができるため、活物質スラリーの表面形状への影響など、物理的影響を抑えることができる点で好ましい。
【００５３】
また、上記実施形態では、静定部に温源を用いる例について説明したが、特に温源を用いることなく、自然乾燥により降温させて溶媒の蒸発を静定させる構成であってもよい。具体的には、静定部を温源を設けずチャンバーのみの構成とすることができる。
【００５４】
また、上記実施形態では、両面に同時に活物質スラリーが塗布される例について説明したが、片面ずつ塗布する場合や、片面のみに塗布するものであってもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１ａ  正極
１ｂ  負極
１１、１１ａ、１１ｂ  集電体
１２、１２ａ、１２ｂ  活物質
１４、１４ａ、１４ｂ  バインダー
１５、１５ａ、１５ｂ  活物質層
２２  乾燥ユニット（本発明の乾燥装置）
２３  乾燥部
２６  静定部
【図１】
2013258084.tif 000003
【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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