(57)【要約】【課題】電体上に緻密に活物質を形成し、活物質間または活物質−集電体間の電子伝導路を効率的に確保する。【解決手段】電極材料を含んだインク１０を集電体１１の厚さ方向の一方の面に塗工した後、インク１０を塗工した集電体１１に対して厚さ方向の一方の面から他方の面に向かう方向の遠心力をかける。この時、インク１０内部では最も密度および粒子直径の大きい電極活物質が優先的に集電体上に緻密に堆積し、活物質同士の接触および活物質と集電体１１の接触を向上することが可能である。また、結着材は溶媒に溶解している為、緻密に堆積した活物質の隙間に入り込み、活物質同士または活物質と集電体１１の接触を損なうことなく、活物質間、活物質−集電体１１間の接着を向上することが可能である。このため、よりエネルギー損失の少ない電池の電極を提供することが可能である。【選択図】図１
2013197014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極活物質、導電助材、結着材を含む材料を混合してなる電極材料を溶媒に分散しインクを作製する工程と、
集電体の厚さ方向の一方の面に前記インクを塗工する工程と、
前記インクを塗工した集電体に対して前記厚さ方向の一方の面から他方の面に向かう方向の遠心力をかける工程と、
前記遠心力をかける工程が終了したのち、前記インクを塗工した集電体を乾燥する工程と、
を含む事を特徴とする電極の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の電極の製造方法であって、
前記遠心力をかける工程は、回転軸を中心とした内周面を有し前記回転軸回りに回転可能に構成された回転体を用意し、前記インクを塗工した集電体の前記一方の面を前記回転軸に向けた状態で前記一方の面と反対側に位置する他方の面を前記内周面に貼付した状態で前記回転体を前記回転軸回りに回転することでなされる、
事を特徴とする電極の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の電極の製造方法であって、前記遠心力をかける工程において、前記回転体の回転速度が１００乃至１００００ｒｐｍ（ｒｏｕｎｄ／ｍｉｎ）である事を特徴とする電極の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載された電極の製造方法を用いて製造する事を特徴とする電極。
【請求項５】
請求項４に記載の電極であって、電極表面から集電体側に向けて段階的に前記電極活物質の濃度が高くなるグラデーション構造をとる事を特徴とする電極。
【請求項６】
請求項４または５に記載の電極を用いて製造することを特徴とする電池。
【請求項７】
請求項６に記載の電池を電源又は動力源として作動する事を特徴とする機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、そのエネルギー密度の高さから軽量かつ占有面積の少なさに優位性を持ち、ニッケル-カドミウム電池やニッケル-水素電池に比べてメモリー効果の少ない利点を備える事から、携帯電話やノートパソコンなどのポータブルデバイスに幅広く用いられている。また、近年では環境に対する影響から、これまで自動車に用いられてきた石油などの化石燃料に代わる動力源としても用いられる事が多くなってきた。さらに、最近では電力供給の一部を担う定置型蓄電池に対する期待も高い。
【０００３】
一般的に用いられているリチウムイオン二次電池の構成部材は、電極、電解液、セパレーター、集電体、外装体から成り、さらに電極は正極活物質又は負極活物質、導電助材、結着材で構成されている。以降、これらの構成材料を所定の混合比率で混合したものを総じて正極材料および負極材料、正極材料と負極材料を総じて電極材料と呼称する。活物質はリチウムイオン二次電池の正極および負極においてリチウムイオンの挿入脱離が可能な材料であり、挿入脱離の際に電子の授受を伴う事で電流を流す役割を担う。正極活物質材料としてはＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２などの層状化合物、ＬｉＭｎ２Ｏ４に代表されるスピネル型構造化合物、ＬｉＦｅＰＯ４に代表されるオリビン型構造化合物などが挙げられる。一方、負極活物質材料には、球状黒鉛や鱗片状黒鉛、ハードカーボンなどに代表される炭素系材料やシリコン系材料、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２などのチタン酸化物系材料が代表として挙げられる。導電助材は活物質・活物質間および活物質・集電体間の電子移動を円滑に進めるために電極内部に配置される。導電助材としては、主に導電炭素系材料が挙げられる。結着材は活物質、導電助材および集電体の密着を高める為に電極内部に配置される。結着材の種類は大きく水系溶媒を用いるものと非水系溶媒を用いるものに分かれ、スチレンブタジエンラバーやポリフッ化ビニリデンなどがその代表例として挙げられる。
【０００４】
集電体は、活物質にリチウムイオンが挿入脱離する際に伴う電子の移動を、活物質又は導電助剤に対して授受し、回路内に電流を生じさせる役割を担う。
【０００５】
外装体は、電解液の液漏れ防止および水分に弱いリチウムイオン二次電池を外気から保護する事を目的として、主として金属缶とアルミラミネートフィルムの２種類が用いられる。取分け放熱性が良好で形状の自由度も高いアルミラミネートフィルムが有利である。
【０００６】
セパレーターは正極と負極の接触による電池の短絡を防止する事を目的として、正極・負極間に配置され、且つ電解液がその中に保持されリチウムイオンを通す事が可能なように多孔質材料が用いられている。一般的に材料の空孔率は30％から50％程度のものが用いられている。さらに、電解液に耐性のある材料で形成される必要がある。このようなセパレーターの材料としては、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系材料が使用されている。
【０００７】
上記、電池の構成部材の中で電池の充放電特性に影響を及ぼす要因として、集電体上に形成された電極材料の充填状態がある。電極材料内の活物質、導電助材、結着材は所望の割合で均一に混合され、印刷法などの手法を用いて集電体上に形成されるのが一般的であり、この際に使用される結着材は［０００３］に記載のような絶縁体材料が用いられる。そのため、電極材料の混練の均一性が高すぎると、活物質と導電助材の粒子の周りに均一に絶縁体である結着材が配置され、活物質・導電助材・集電体間の電子移動が妨げられる為、その電極材料を集電体上に形成し、電池の電極として使用すると所望の充放電特性を得る事ができない。そこで、集電体上に電極材料を形成した後に、電極材料をプレスする事で、活物質・導電助材・集電体間の接触を向上させる工程を入れるのが一般的である。特に、導電性の乏しい活物質を扱う場合には上記のプレス工程を実施することで、活物質と導電助材の接触性を向上する事が電池の充放電特性を大きく左右する。
【０００８】
一方、活物質そのものが高い導電性を有する場合には、活物質自体が緻密に集電体上に形成され、その隙間に結着材が充填されていれば良く、導電助材と活物質の接触効果は［０００７］に記載のような導電性の乏しい活物質を用いる場合に比べて小さい。
【０００９】
いずれにしても、活物質同士の接触および活物質−集電体間の接触の確保、即ち電子伝導路の確保は電池特性を得る上で非常に重要である。電子伝導路を効率的に確保する手段として、例えば活物質の周りにコロイド状の黒鉛系導電助材を形成する方法が提案されている。（特許文献１）この方法によれば、活物質同士または活物質−集電体間が接触していれば電子伝導路が強く確保されるため効果的であるが、活物質間または活物質−集電体間に結着材が均一に付着した場合には、電子伝導路が失われてしまう。
【００１０】
また、集電体上に中空または突起状の金属層を形成し、活物質−集電体間の接触を向上する方法も提案されている。（特許文献２）この方法によれば、集電体表面積が向上するために、活物質−集電体間の接触性の向上には効果的であるが、［０００９］と同様に活物質間または活物質−集電体間に結着材が均一に付着した場合には、電子伝導路が失われてしまう。また、微細な金属層の隙間に活物質を含んだインクを均一に塗工する事は困難である。
【００１１】
また、結着材を改良し、電極材料と集電体の結着を向上する方法も提案されている。（特許文献３）この方法によれば、活物質同士または活物質−集電体の結着力は向上するが、［０００９］と同様に活物質間または活物質−集電体間に結着材が均一に付着した場合には、電子伝導路が失われてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平６−０１３０８１
【特許文献２】特許第３２２１３０６号
【特許文献３】特開平１１−０６７２１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本発明は、上述の問題を解決する為になされたものであり、電極を構成する材料の密度（ここでは真密度の事を示す）および粒子直径の差を利用し、混練した電極材料を含むインクを集電体上に塗工した後、溶媒を乾燥する工程の前にインクを塗工した集電体に遠心力をかけることで集電体上に緻密に活物質を形成する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に記載の本発明は、電極活物質、導電助材、結着材を含む材料を混合してなる電極材料を溶媒に分散しインクを作製する工程と、集電体の厚さ方向の一方の面に前記インクを塗工する工程と、前記インクを塗工した集電体に対して前記厚さ方向の一方の面から他方の面に向かう方向の遠心力をかける工程と、前記遠心力をかける工程が終了したのち、前記インクを塗工した集電体を乾燥する工程とを含む事を特徴とする電極の製造方法である。
【００１５】
請求項２に記載の本発明は、請求項１記載の電極の製造方法であって、前記遠心力をかける工程は、回転軸を中心とした内周面を有し前記回転軸回りに回転可能に構成された回転体を用意し、前記インクを塗工した集電体の前記一方の面を前記回転軸に向けた状態で前記一方の面と反対側に位置する他方の面を前記内周面に貼付した状態で前記回転体を前記回転軸回りに回転することでなされる事を特徴とする電極の製造方法である。
【００１６】
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の電極の製造方法であって、前記遠心力をかける工程において、前記回転体の回転速度が１００乃至１００００ｒｐｍ（ｒｏｕｎｄ／ｍｉｎ）である事を特徴とする電極の製造方法。
【００１７】
請求項４に記載の本発明は、請求項１または２に記載された電極の製造方法を用いて製造する事を特徴とする電極である。
【００１８】
請求項５に記載の本発明は、請求項４に記載の電極であって、電極表面から集電体側に向けて段階的に前記電極活物質の濃度が高くなるグラデーション構造をとる事を特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載の本発明は、請求項４または５に記載の電極を用いて製造することを特徴とする電池である。
【００２０】
請求項７に記載の本発明は、請求項５に記載の電池を電源又は動力源として作動する事を特徴とする機器である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の電極の製造方法は、電極材料を含んだインクを集電体の厚さ方向の一方の面に塗工した後、溶媒を乾燥する工程の前に、インクを塗工した集電体に対して厚さ方向の一方の面から他方の面に向かう方向の遠心力をかけることで、電極材料を含んだインクに遠心力をかけることができる。この時、インク内部では最も密度及び粒子直径の大きい電極活物質が優先的に集電体上に緻密に堆積し、活物質同士の接触および活物質と集電体の接触を容易に向上することが可能である。また、結着材は溶媒に溶解している為、緻密に堆積した活物質の隙間に入り込み、乾燥工程によって溶媒を揮発した際に結着材が活物質同士または活物質と集電体の接触を損なうことなく、活物質間、活物質−集電体間の接着を向上することが可能である。このため、よりエネルギー損失の少ない電池の電極を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の電極の製造工程を説明する為の概略断面図であり、（ａ）は集電体の厚さ方向の一方の面にインクが塗布された状態を示す図、（ｂ）はインクが塗布された集電体に遠心力をかける状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の一例を、図１を用いながら説明する。
【００２４】
まず、電極材料を溶媒に分散しインクを作製する。電極材料は特に制限されないが、例えば正極材料であれば、活物質にＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２，ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＦｅＰＯ４、Ｖ２Ｏ５、ＴｉＯ２などを含む、リチウムを挿入脱離する事が可能な材料又はその組合せで構成されるもの、導電助材にはアセチレンブラックやケッチェンブラックに代表される球状炭素、カーボンナノファイバーに代表される繊維状炭素繊維など、高い電子伝導性を持ち、充放電反応には寄与せず、電気化学的に安定な材料又はその組合せで構成されるもの、結着材にはポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、スチレンブタジエンラバー、エチレンブタジエンラバー、ポリテトラフルオロエチレン、エポキシ樹脂などに挙げられる材料の中から電極材料を混合する際の溶媒種に応じて適宜選択されるもの、これらを電池特性が得られる所望の混合比で構成されたものを使用する事ができるが、特に、結着材の量が多いと絶縁層が形成されやすく電池特性が悪化するため、結着材は１０ｗｔ％以内とする事が好ましい。一方、負極材料に関しても、例えば活物質にハードカーボン、アモルファスカーボン、黒鉛、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、シリコン、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２などを含むリチウムを挿入脱離する事が可能な材料またはその組合せで構成されるもの、導電助材および結着材には正極材料と同様の例示材料またはその組合せで構成されるものが挙げられ、これらを電池特性が得られる所望の混合比で構成されるものを使用する事ができ、正極材料と同様に結着材は１０ｗｔ％以内とする事が好ましい。また、電極材料を分散する溶媒に関しても特に制限するものではなく、水、水に増粘材としてカルボキシメチルセルロースを適宜混合したもの、ｎ−メチル−２−ピロリドン、アセトニトリルなどが挙げられるが、電極材料に応じて適宜選択する事ができる。
【００２５】
本発明では、電極材料の密度および粒子直径の差を利用し、電極活物質を優先的に集電体上に緻密に堆積する事を特徴としているため、活物質、導電助剤、結着材の密度および粒子直径の関係が重要となる。一般的な活物質の粒子直径は、活物質内のイオン拡散を少しでも早めるために１μｍから５０μｍの範囲で形成されるものが多い。一方、導電助剤は活物質粒子の隙間を細かくつなぎ、電子の通り道を形成する必要があるので、一般的に数十ｎｍから数μｍのものが用いられることが多い。結着材は溶媒に完全に溶解するため、活物質や導電助剤の隙間を埋めるように配置される。密度に関しては、正極材料や負極材料によって様々であるが、例えば一般的に用いられる正極活物質としてＬｉＣｏＯ２が５．１ｇ/ｃｃ、ＬｉＭｎ２Ｏ４が４．２ｇ/ｃｃ、同じく一般的に用いられる負極活物質として黒鉛が２．２ｇ/ｃｃから２．３ｇ/ｃｃであるのに対して、導電助剤である炭素系材料が１．８ｇ/ｃｃから２ｇ/ｃｃと、活物質の方が導電助剤に比べ高い密度である場合がほとんどである。このため、遠心力を掛けた場合には、必ず活物質が優先的に集電体側に緻密に堆積する。
【００２６】
また、電極材料の溶媒への分散方法は特に制限されないが、例えばプラネタリーミキサー、ビーズミル、ボールミル、超音波分散機、ディスパーなどを用いて良い。
【００２７】
次に、インク１０を集電体１１の厚さ方向の一方の面に塗工する（図１（ａ））。集電体１１の材質は用いる電極材料によって適宜選択することができる。例えば、正極側の集電体１１にはアルミニウムを含有した材料、負極側の集電層には銅又はニッケルを含有した材料を用いる事が好適である。アルミニウムは正極の電位に耐えられる材料であり且つ安価で一般的なリチウムイオン二次電池の正極材料として使用されている。一方、銅又はニッケルは負極の電位に耐えられる材料であり、且つリチウムとの合金を形成しないため、正極と同様にリチウムイオン二次電池の一般的な負極材料として使用されている。また、集電体１１は全て金属材料で形成されている必要はなく、プラスチックなどの基材の上に金属箔を形成したものを用いても良い。基材にプラスチックを用いることで集電体１１の重量が軽減し、電池の単位重量あたりのエネルギーを効率的に取り出すことができる。
【００２８】
また、インク１０の集電体１１への塗工方法としては、所望する形状、寸法に併せて適宜選択する事ができる。例えばインクジェット法やダイコート法、スクリーン印刷法などが挙げられる。
【００２９】
次に、インク１０を塗工した集電体１１に対して厚さ方向の一方の面から他方の面に向かう方向の遠心力（遠心加速度）をかける。これにより、電極材料を含んだインク１０に遠心力がかかる。本実施の形態では、インク１０を塗工した集電体１１を内部が空洞の回転体１２の内壁に貼付し回転をかける（図１（ｂ））。
より詳細に説明すると、回転軸１２０２を中心とした内周面１２０４を有し回転軸回りに回転可能に構成された回転体１２を用意する。インク１０を塗工した集電体１１の一方の面を回転軸１２０２に向けた状態で一方の面と反対側に位置する他方の面を内周面１２０４に貼付した状態で回転体１２を回転軸回りに回転する。
一般的に、溶媒内の粒子の沈降速度は、粒子の直径および密度、溶液の密度、溶液の粘度、遠心加速度によって定められ、遠心加速度は回転半径、回転速度（一分間当たり回転数）によって規定され、式（１）で算出される。このため、回転速度は電極材料によって適宜選択する必要がある。また、式（１）において沈降速度に大きな影響を与えるのが、２乗項で示されている粒子の直径および回転速度であり、例えば先述のように、一般的な活物質の粒子直径は、活物質内のイオン拡散を少しでも早めるために１μｍから５０μｍの範囲で形成されるものが多い。また、電極の膜厚は正極材料と負極材料によってそれぞれ異なるが数十μｍから１００μｍ程度で形成されるのが一般的である。一方、電極の製造に掛ける時間はより短縮される方が製造コストの面で有利であり、粒子を沈降する時間は数分以内とすることが望ましい。これらの事から、想定される最も小さな直径の活物質（例えば１μｍ）を、形成された電極の表面側から集電体側まで数分以内で沈降させるためには、少なくとも１０００ｒｐｍの回転速度が必要となる。一方、同様の粒子に対して１００００ｒｐｍ以上では、粒子が沈降するまでの速度が数秒以内であり、ほとんど製造時間に影響を与えない。また、想定される最も大きな直径の活物質（例えば５０μｍ）を、形成された電極の表面側から集電体側まで数分以内で沈降させるためには、少なくとも１００ｒｐｍの回転速度が必要となる。一方、同様の粒子に対して１０００ｒｐｍ以上では、粒子が沈降するまでの速度が数秒以内であり、ほとんど製造時間に影響を与えない。これらの事から、回転速度はおよそ１００ｒｐｍから１００００ｒｐｍの範囲が妥当である。
【００３０】
【数１】
2013197014.tif 000003
【００３１】
ｖ：粒子の沈降速度（ｃｍ／ｓｅｃ）、ｄ：粒子の直径（ｃｍ）、σ：粒子の密度（ｇ/ｃｃ）、ρ：溶液の密度（ｇ/ｃｃ）、η：溶液の粘度（ｇ・ｃｍ−１・ｓｅｃ−１）、ｒ：回転半径（ｃｍ）、Ｎ：回転速度（一分間当たりの回転数）（ｒｐｍ）
【００３２】
次に、インク１０を塗工した集電体１１を乾燥する。乾燥方法としては、熱風乾燥、真空乾燥、赤外線乾燥などから適宜選択することができる。
【００３３】
以上より、本発明の電極の製造方法を実施する事ができる。なお、本発明の電極の製造方法は上記実施の形態に限定されず、各工程において類推する事のできるほかの公知の方法をも含むものとする。
【実施例１】
【００３４】
まず、電極材料には活物質として密度が２．２ｇ/ｃｃ、粒子直径が２０μｍのメソカーボンマイクロビーズ、導電助材として密度が１．８ｇ/ｃｃ、粒子直径が１００ｎｍのアセチレンブラック、結着材としてスチレンブタジエンラバーをそれぞれ９０対２対８の割合で用い、水とカルボキシメチルセルロースを９８対２の割合で混合したものを溶媒とした。溶媒に対する電極材料の混合量は溶媒中の固形分比率が５０％となるように調整した。これらの材料を、ディスパーを用いて回転速度１０００ｒｐｍで３時間攪拌することで分散処理を実施し、粘度が５０ｇ・ｃｍ−１・ｓｅｃ−１のインク１０を作製した。
【００３５】
次に、ダイコート法を用いて集電体１１の厚さ方向の一方の面にインク１０を塗工した。集電体１１には厚さ２０μｍの銅箔を用意した。インク１０の塗工厚みは約７０μｍとした。
【００３６】
次に、インク１０を塗工した集電体１１の他方の面を内径１５０ｃｍの回転体１２の内周面１２０４に貼付し回転をかけた。回転数は５００ｒｐｍとして、１０秒間回転処理を実施した。
【００３７】
次に、熱風乾燥によって塗工したインク１０から溶媒を除去した。乾燥条件は８０℃で３時間とした。
【００３８】
以上より、活物質が集電体１１側に緻密に堆積し、且つ電極表面から集電体側にかけ段階的に活物質の濃度を増すグラデーション構造をとる負極を作製する事ができた。
【実施例２】
【００３９】
電極材料には活物質として密度が５．１ｇ/ｃｃ、粒子直径が１０μｍのＬｉＣｏＯ２、導電助材として密度が１．８ｇ/ｃｃ、粒子直径が１００ｎｍのアセチレンブラック、結着材としてポリフッ化ビニリデンをそれぞれ９５対２対３の割合で用い、溶媒はｎ−メチル−２−ピロリドンを選択した。溶媒に対する電極材料の混合量は溶媒中の固形分比率が６５％となるように調整した。これらの材料を、プラネタリーミキサーを用いて５時間攪拌することで分散処理を実施し、７０ｇ・ｃｍ−１・ｓｅｃ−１のインク１０を作製した。
【００４０】
次に、ダイコート法を用いて集電体１１の厚さ方向の一方の面にインク１０を塗工した。集電体１１には厚さ１５μｍのアルミニウム箔を用意した。インク１０の塗工厚みは約１１０μｍとした。
【００４１】
次に、インク１０を塗工した集電体１１の他方の面を内径１５０ｃｍの回転体１２の内周面１２０４に貼付し回転をかけた。回転数は５００ｒｐｍとして、６０秒間回転処理を実施した。
【００４２】
次に、熱風乾燥によって塗工したインク１０から溶媒を除去した。乾燥条件は８０℃で３時間とした。
【００４３】
以上より、活物質が集電体１１側に緻密に堆積し、且つ電極表面から集電体側にかけ段階的に活物質が濃度を増すグラデーション構造をとる正極を作製する事ができた。
[比較例１]
【００４４】
〔００３９〕項と同様に、電極材料には活物質として密度が５．１ｇ/ｃｃ、粒子直径が１０μｍのＬｉＣｏＯ２、導電助材として密度が１．８ｇ/ｃｃ、粒子直径が１００ｎｍのアセチレンブラック、結着材としてポリフッ化ビニリデンをそれぞれ９５対２対３の割合で用い、溶媒はｎ−メチル−２−ピロリドンを選択した。溶媒に対する電極材料の混合量は溶媒中の固形分比率が６５％となるように調整した。これらの材料を、プラネタリーミキサーを用いて５時間攪拌することで分散処理を実施し、７０ｇ・ｃｍ−１・ｓｅｃ−１のインクを作製し、〔００４０〕項のようにダイコート法を用いて集電体上にインクを塗工した。集電体には厚さ１５μｍのアルミニウム箔を用意した。インクの塗工厚みは約１１０μｍとした。
【００４５】
次に、インクを塗工した集電体を内径１５０ｃｍの回転体の内壁に貼付し回転をかけた。回転数は１０ｒｐｍとして、６０秒間回転処理を実施し、〔００４２〕項と同様に熱風乾燥によって塗工したインクから溶媒を除去した。乾燥条件は８０℃で３時間とした。
【００４６】
以上の工程で作製した正極は、活物質が集電体側に緻密に堆積することなく、且つ電極表面から集電体側にかけほぼ均一な組成であった。
[比較例２]
【００４７】
〔００３９〕項と同様に、電極材料には活物質として密度が５．１ｇ/ｃｃ、粒子直径が１０μｍのＬｉＣｏＯ２、導電助材として密度が１．８ｇ/ｃｃ、粒子直径が１００ｎｍのアセチレンブラック、結着材としてポリフッ化ビニリデンをそれぞれ９５対２対３の割合で用い、溶媒はｎ−メチル−２−ピロリドンを選択した。溶媒に対する電極材料の混合量は溶媒中の固形分比率が６５％となるように調整した。これらの材料を、プラネタリーミキサーを用いて５時間攪拌することで分散処理を実施し、７０ｇ・ｃｍ−１・ｓｅｃ−１のインクを作製し、〔００４０〕項のようにダイコート法を用いて集電体上にインクを塗工した。集電体には厚さ１５μｍのアルミニウム箔を用意した。インクの塗工厚みは約１１０μｍとした。
【００４８】
次に、インクを塗工した集電体を内径１５０ｃｍの回転体の内壁に貼付し回転をかけた。回転数は１００００ｒｐｍとして、６０秒間回転処理を実施し、〔００４２〕項と同様に熱風乾燥によって塗工したインクから溶媒を除去した。乾燥条件は８０℃で３時間とした。
【００４９】
以上の工程で作製した正極は、〔００４６〕と同様に活物質が集電体側に緻密に堆積し、且つ電極表面から集電体側にかけ段階的に活物質の濃度を増すグラデーション構造をとっていた。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の電池の製造方法は、リチウムイオン二次電池分野のみならず、二種類の電極の接触を防止する機構を必要とする全ての分野に適用可能であり、例えば、燃料電池や太陽電池の分野にも適用する事ができる。
また、実施の形態では、回転体１２の内周面１２０４が円筒面である場合について説明したが、回転体１２の断面を正多角形とし、複数の平面からなる内周面１２０４としてもよい。この場合には、内周面１２０４を構成する各平面を、集電体１１が貼付できる大きさに設定すればよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０…インク
１１…集電体
１２…回転体
【図１】
2013197014.tif 000004