(57)【要約】【課題】活物質層を１層形成しながらも、集電箔側における結着剤の濃度が表面側に比して高い活物質層を形成できる電池の製造方法を提供すること。【解決手段】電池１の製造方法は、未乾燥活物質膜２８を保持ロール１２０上に形成する膜形成工程Ｓ１１と、保持ロール１２０と転写ロール１３０との間で未乾燥活物質膜２８ｚを集電箔２２上に転写する転写工程Ｓ１３と、膜形成工程Ｓ１１の後、転写工程Ｓ１３の前に、未乾燥活物質膜２８を加熱して外側面２８ｃ側の結着剤２６の濃度を内側面２８ｄ側に比して高める濃度上昇工程Ｓ１２と、転写工程Ｓ１３の後、集電箔２２上の未乾燥活物質膜２８ｚを乾燥させて活物質層２３を形成する乾燥工程Ｓ１４とを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活物質粒子及び結着剤を含む活物質層を集電箔上に有する電極板を備える電池の製造方法であって、
上記活物質粒子、上記結着剤及び溶媒を含む未乾燥活物質膜を保持ロール上に形成する膜形成工程と、
上記膜形成工程の後、上記保持ロールとこの保持ロールに間隙を介して平行に配置された転写ロールとの間に上記集電箔を通過させつつ、上記保持ロールと上記転写ロールとの間で、上記保持ロール上に保持された上記未乾燥活物質膜を上記集電箔上に転写する転写工程と、
上記膜形成工程の後、上記転写工程の前に、上記保持ロール上に保持された上記未乾燥活物質膜を加熱して、上記未乾燥活物質膜のうち外側面側の上記結着剤の濃度を内側面側に比して高める濃度上昇工程と、
上記転写工程の後、上記集電箔上の上記未乾燥活物質膜を乾燥させて、上記集電箔側の上記結着剤の濃度が表面側に比して高い上記活物質層を形成する乾燥工程と、を備える
電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活物質粒子及び結着剤を含む活物質層が集電箔上に形成された電極板を備える電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
活物質粒子及び結着剤を含む活物質層が集電箔上に形成された電極板（正極板または負極板）を備える電池がある。このような電極板では、活物質層と集電箔との密着強度を高めるために、活物質層中の結着剤の配合割合を多くすると、活物質層の多孔度が低下したり、活物質粒子の粒子表面が結着剤で覆われて反応面積が減少するため、電池抵抗が高くなるなど電池性能が低くなる。一方、電池性能を高めるために、活物質層中の結着剤の配合割合を低くすると、活物質層と集電箔との密着強度が低下し、活物質層が集電箔から剥離し易くなる。
このような問題を解決する方法として、結着剤の濃度の異なる活物質層を複数積層すること、具体的には、集電箔に近い活物質層ほど結着剤の濃度を高くすることによって、集電箔側ほど結着剤の濃度が高い活物質層を形成することが提案されている。例えば、特許文献１に、このような手法が開示されている（特許文献１の特許請求の範囲等を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１３４７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の手法では、活物質層の形成を複数回に分けて行わなければならない。具体的には、活物質粒子、結着剤及び溶媒を含む活物質ペーストの塗工及び乾燥を複数回繰り返して活物質層を形成する必要がある。このため、活物質層を形成するための工数が多くなり、コスト高になる。
【０００５】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、活物質層を１層形成しながらも、集電箔側における結着剤の濃度が表面側に比して高い活物質層を形成できる電池の製造方法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】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明の一態様は、活物質粒子及び結着剤を含む活物質層を集電箔上に有する電極板を備える電池の製造方法であって、上記活物質粒子、上記結着剤及び溶媒を含む未乾燥活物質膜を保持ロール上に形成する膜形成工程と、上記膜形成工程の後、上記保持ロールとこの保持ロールに間隙を介して平行に配置された転写ロールとの間に上記集電箔を通過させつつ、上記保持ロールと上記転写ロールとの間で、上記保持ロール上に保持された上記未乾燥活物質膜を上記集電箔上に転写する転写工程と、上記膜形成工程の後、上記転写工程の前に、上記保持ロール上に保持された上記未乾燥活物質膜を加熱して、上記未乾燥活物質膜のうち外側面側の上記結着剤の濃度を内側面側に比して高める濃度上昇工程と、上記転写工程の後、上記集電箔上の上記未乾燥活物質膜を乾燥させて、上記集電箔側の上記結着剤の濃度が表面側に比して高い上記活物質層を形成する乾燥工程と、を備える電池の製造方法である。
【０００７】
上述の電池の製造方法では、未乾燥活物質膜を保持ロール上に形成する膜形成工程の後、保持ロールと転写ロールとの間で未乾燥活物質膜を集電箔に転写する転写工程の前に、保持ロール上の未乾燥活物質膜を加熱して、その外側面側の結着剤の濃度を内側面側に比して高める濃度上昇工程を備える。このため、転写工程で集電箔上に形成（転写）された未乾燥活物質膜においては、結着剤の濃度が表面側に比して集電箔側で高くなる。そして、乾燥工程でこの未乾燥活物質膜を乾燥させて、集電箔側の結着剤の濃度が表面側に比して高い活物質層を形成する。このように、上述の電池の製造方法によれば、活物質層を１層形成しながらも、集電箔側における結着剤の濃度が表面側に比して高い活物質層を形成できる。
【０００８】
なお、「膜形成工程」で未乾燥活物質膜を形成する具体的な手法としては、例えば、後述するように、活物質粒子、結着剤及び溶媒を含み、造粒された湿潤状態の活物質造粒体或いは成形された湿潤状態の活物質成形体を、保持ロールと圧密ロールとの間で圧密化して、未乾燥活物質膜を保持ロール上に形成する手法が挙げられる。なお、「活物質粒子、結着剤及び溶媒を含み、成形された湿潤状態の活物質成形体」としては、例えば、上述の活物質造粒体を平板状等の所定形状に成形したものが挙げられる。
また、活物質粒子、結着剤及び溶媒を含むペースト状の活物質ペーストを保持ロール上に塗工して、未乾燥活物質膜を保持ロール上に形成する手法が挙げられる。
【０００９】
また、「濃度上昇工程」で、保持ロール上の未乾燥活物質膜を加熱して、その外側面側の結着剤の濃度を内側面側に比して高める具体的な手法としては、例えば、未乾燥活物質膜を加熱し、未乾燥活物質膜中の溶媒を外側面から蒸発させると共に、結着剤を外側面側に移動させて、外側面側における結着剤の濃度を内側面側に比して高める手法が挙げられる。なお、未乾燥活物質膜を加熱する手法としては、例えば、加熱したエアを保持ロール上の未乾燥活物質膜の外側面に吹き付ける、遠赤外線を保持ロール上の未乾燥活物質膜に照射する、或いは、保持ロールの表面部を加熱することにより保持ロール上の未乾燥活物質膜を加熱するなどの手法が挙げられる。
【００１０】
更に、上記の電池の製造方法であって、前記活物質層は導電材を含み、前記未乾燥活物質膜は上記導電材を含み、前記濃度上昇工程は、前記未乾燥活物質膜を加熱して、前記外側面側の前記結着剤の濃度を前記内側面側に比して高めると共に、上記外側面側の上記導電材の濃度も上記内側面側に比して高める工程であり、前記乾燥工程は、上記未乾燥活物質膜を乾燥させて、上記結着剤及び上記導電材の濃度がそれぞれ前記表面側に比して前記集電箔側で高い上記活物質層を形成する工程である電池の製造方法とするのが好ましい。
【００１１】
上述の製造方法では、濃度上昇工程において、未乾燥活物質膜中の導電材の濃度も内側面側に比して外側面側で高める。このため、転写工程で集電箔上に形成（転写）された未乾燥活物質膜においては、導電材の濃度も表面側に比して集電箔側で高くなる。そして、乾燥工程でこの未乾燥活物質膜を乾燥させて、集電箔側の導電材の濃度も表面側に比して高い活物質層を形成する。これにより、活物質層と集電箔との間に生じる抵抗をも低くできる。
【００１２】
更に、上記のいずれかに記載の電池の製造方法であって、前記膜形成工程は、前記保持ロールとこの保持ロールに間隙を介して平行に配置された圧密ロールとの間で、前記活物質粒子、前記結着剤及び前記溶媒を含み、造粒された湿潤状態の活物質造粒体または成形された湿潤状態の活物質成形体を圧密化して、前記未乾燥活物質膜を上記保持ロール上に形成する工程である電池の製造方法とするのが好ましい。
【００１３】
上述の製造方法では、膜形成工程において保持ロールと圧密ロールとの間で湿潤状態の活物質造粒体或いは活物質成形体を圧密化して未乾燥活物質膜を形成する。このため、その後、この圧密化された未乾燥活物質膜について濃度上昇工程、転写工程及び乾燥工程を行って活物質層を形成すると、膜形成工程で活物質ペーストを塗布して未乾燥活物質膜を形成し、濃度上昇工程、転写工程及び乾燥工程を行って活物質層を形成した場合に比して、圧密化された活物質層を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１に係る電池の斜視図である。
【図２】実施形態１に係る電池を電池厚み方向に直交する（電池横方向及び電池縦方向に沿う）平面で切断した電池の縦断面図である。
【図３】実施形態１に係り、正極板及び負極板をセパレータを介して互いに重ねた状態を示す、電極体の展開図である。
【図４】実施形態１に係る電池の製造工程を示すフローチャートである。
【図５】実施形態１に係る電池の製造方法のうち、膜形成工程、濃度上昇工程及び転写工程を示す説明図である。
【図６】変形形態１に係る電池の製造方法のうち、膜形成工程、濃度上昇工程及び転写工程を示す説明図である。
【図７】変形形態２に係る電池の製造方法のうち、膜形成工程、濃度上昇工程及び転写工程を示す説明図である。
【図８】変形形態３に係る電池の製造方法のうち、膜形成工程、濃度上昇工程及び転写工程を示す説明図である。
【図９】実施形態２に係る電池の製造方法のうち、膜形成工程、濃度上昇工程及び転写工程を示す説明図である。
【図１０】変形形態４に係る電池の製造方法のうち、膜形成工程、濃度上昇工程及び転写工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１及び図２に、本実施形態１に係るリチウムイオン二次電池（以下、単に「電池」ともいう）１の斜視図及び縦断面図を示す。また、図３に、この電池１を構成する電極体２０の展開図を示す。なお、以下では、電池１の電池厚み方向ＢＨ、電池横方向ＣＨ及び電池縦方向ＤＨを、図１及び図２に示す方向と定めて説明する。
この電池１は、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両などに搭載される角型で密閉型のリチウムイオン二次電池である。電池１は、電池ケース１０と、この内部に収容された電極体２０と、電池ケース１０に支持された正極端子部材５０及び負極端子部材６０等から構成される。また、電池ケース１０内には、非水電解液１９が収容されており、その一部は電極体２０内に含浸され、残りは余剰液として電池ケース１０の底部に溜まっている。
【００１６】
このうち電池ケース１０は、直方体箱状で金属（本実施形態１ではアルミニウム）からなる。この電池ケース１０は、上側のみが開口した有底角筒状のケース本体部材１１と、このケース本体部材１１の開口を閉塞する形態で溶接された矩形板状のケース蓋部材１３とから構成される。ケース蓋部材１３には、アルミニウムからなる正極端子部材５０がケース蓋部材１３と絶縁された状態で固設されている。この正極端子部材５０は、電池ケース１０内で電極体２０の正極板２１に接続し導通する一方、ケース蓋部材１３を貫通して電池外部まで延びている。また、ケース蓋部材１３には、銅からなる負極端子部材６０がケース蓋部材１３と絶縁された状態で固設されている。この負極端子部材６０は、電池ケース１０内で電極体２０の負極板３１に接続し導通する一方、ケース蓋部材１３を貫通して電池外部まで延びている。
【００１７】
電極体２０は、扁平状をなし、横倒しにした状態で電池ケース１０内に収容されている。電極体２０と電池ケース１０との間には、絶縁フィルムからなる袋状の絶縁フィルム包囲体１７が配置されている。電極体２０は、帯状の正極板２１と帯状の負極板３１とを、帯状の一対のセパレータ４１，４１を介して互いに重ね（図３参照）、軸線周りに捲回して扁平状に圧縮したものである。
【００１８】
正極板２１は、帯状のアルミニウム箔からなる正極集電箔２２の両主面のうち、幅方向の一部でかつ長手方向に延びる領域上に、正極活物質層２３，２３を帯状に設けてなる。正極板２１のうち幅方向の片方の端部は、厚み方向に正極活物質層２３が存在せず、正極集電箔２２が厚み方向に露出した正極露出部２１ｍとなっている。前述の正極端子部材５０は、この正極露出部２１ｍに溶接されている。
正極活物質層２３には、正極活物質粒子２４、導電材（導電助剤）２５及び正極結着剤２６が含まれる。本実施形態１では、正極活物質粒子２４としてリチウム遷移金属複合酸化物粒子を、導電材２５としてアセチレンブラック（ＡＢ）を、正極結着剤２６としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を用いている。また、この正極活物質層２３は、正極結着剤２６及び導電材２５の濃度がそれぞれ表面２３ａ側に比して正極集電箔２２側で高くなっている。
【００１９】
負極板３１は、帯状の銅箔からなる負極集電箔３２の両主面のうち、幅方向の一部でかつ長手方向に延びる領域上に、負極活物質層３３，３３を帯状に設けてなる。負極板３１のうち幅方向の片方の端部は、厚み方向に負極活物質層３３が存在せず、負極集電箔３２が厚み方向に露出した負極露出部３１ｍとなっている。前述の負極端子部材６０は、この負極露出部３１ｍに溶接されている。
負極活物質層３３には、負極活物質粒子３４、負極結着剤３５及び増粘剤３６が含まれる。本実施形態１では、負極活物質粒子３４として黒鉛粒子を、負極結着剤３５としてスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を、増粘剤３６としてカルボシキメチルセルロース（ＣＭＣ）を用いている。また、この負極活物質層３３は、負極結着剤３５の濃度が表面３３ａ側に比して負極集電箔３２側で高くなっている。
また、セパレータ４１は、樹脂からなる多孔質膜のフィルムであり、帯状である。
【００２０】
次いで、上記電池１の製造方法について説明する（図４及び図５参照）。まず、正極板形成工程Ｓ１において、正極集電箔２２の両主面上にそれぞれ正極活物質層２３，２３を有する正極板２１を形成する。この正極板形成工程Ｓ１では、図５に概略を示すロールプレス機１００を用いる。このロールプレス機１００は、３本のロールを有する。具体的には、ロールプレス機１００は、第１ロール（圧密ロール）１１０と、この第１ロール１１０に第１間隙ＫＧ１（本実施形態１では、ＫＧ１＝４０μｍ）を介して平行に配置された第２ロール（保持ロール）１２０と、この第２ロール１２０に第１間隙ＫＧ１よりも小さい第２間隙ＫＧ２（本実施形態１では、ＫＧ２＝５μｍ）を介して平行に配置された第３ロール（転写ロール）１３０とを備える。これら第１〜第３ロール１１０，１２０，１３０は、水平に横並びに配置されている。
【００２１】
また、これら第１〜第３ロール１１０，１２０，１３０には、それぞれロールを回転駆動させるモータ（不図示）が連結されている。また、このロールプレス機１００は、各モータを制御する制御部（不図示）を備える。また、ロールプレス機１００は、第１，第２ロール１１０，１２０の間で、第１，第２ロール１１０，１２０の軸線方向の両端部に、それぞれ仕切り板１４０，１４０を有する。これら仕切り板１４０，１４０同士の間には、後述する正極活物質造粒体２７が供給される。
【００２２】
この正極活物質造粒体２７は、別途製造したものである。具体的には、正極活物質粒子２４（本実施形態１ではリチウム遷移金属複合酸化物粒子）と、導電材２５（本実施形態１ではＡＢ）とを乾式混合する。その後、この混合物に、正極結着剤２６（本実施形態１ではＰＶＤＦ）を正極溶媒４５（本実施形態１ではＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ））に分散させたＰＶＤＦのＮＭＰ溶液を加えて、粒径数百μｍ〜数ｍｍの大きさに造粒し、湿潤状態の正極活物質造粒体２７を得る。
【００２３】
まず、正極板形成工程Ｓ１のうち膜形成工程Ｓ１１において、正極活物質粒子２４、導電材２５、正極結着剤２６及び正極溶媒４５を含む未乾燥正極活物質膜２８を第２ロール１２０上に形成する。具体的には、ロールプレス機１００の第１〜第３ロール１１０，１２０，１３０を、図５中に矢印で示す回転方向にそれぞれ回転させる。即ち、第１ロール１１０と第３ロール１３０は、同じ回転方向（本実施形態１では時計回り）に回転させ、第２ロール１２０は、これらとは逆方向（本実施形態１では反時計回り）に回転させる。また、第２ロール１２０の周速Ｖ２は、第１ロール１１０の周速Ｖ１よりも速くし、第３ロール１３０の周速Ｖ３は、第２ロール１２０の周速Ｖ２よりも更に速くする（Ｖ３＞Ｖ２＞Ｖ１）。
【００２４】
そして、ロールプレス機１００のうち、第１，第２ロール１１０，１２０の間で仕切り板１４０，１４０同士の間に、湿潤状態の正極活物質造粒体２７を供給する。すると、正極活物質造粒体２７は、第１，第２ロール１１０，１２０の間で圧密化され、膜状の未乾燥正極活物質膜２８となって図５中、下方に押し出される。前述したように、第２ロールの周速Ｖ２は、第１ロールの周速Ｖ１よりも速い。このため、未乾燥正極活物質膜２８は、第２ロール１２０上に保持されて、第３ロール１３０側に向けて搬送される。なお、この膜形成工程Ｓ１１を終えた直後の未乾燥正極活物質膜２８では、正極結着剤２６及び導電材２５は未乾燥正極活物質膜２８の厚み方向に均一に分布している。即ち、正極結着剤２６及び導電材２５の濃度は、それぞれ厚み方向で一定である。
【００２５】
なお、本実施形態１では、上述のように、湿潤状態の正極活物質造粒体２７を第１，第２ロール１１０，１２０の間で圧密化しているが、正極活物質造粒体２７を平板状等の所定形状に成形しておき、この湿潤状態の正極活物質成形体２７ｘ（図５中に破線で示す）を第１，第２ロール１１０，１２０の間に供給して第１，第２ロール１１０，１２０の間で圧密化してもよい。
【００２６】
続いて、正極板形成工程Ｓ１のうち濃度上昇工程Ｓ１２において、第２ロール１２０上に保持された未乾燥正極活物質膜２８を加熱して、未乾燥正極活物質膜２８中に含まれる正極溶媒４５の一部を蒸発させると共に、未乾燥正極活物質膜２８のうち、外側面２８ｃ側の正極結着剤２６の濃度を内側面２８ｄ側に比して高め、かつ、外側面２８ｃ側の導電材２５の濃度も内側面２８ｄ側に比して高める。具体的には、加熱したエアＢＲを第２ロール１２０上の未乾燥正極活物質膜２８の外側面２８ｃに吹き付けることにより未乾燥正極活物質膜２８を加熱して、未乾燥正極活物質膜２８中に含まれる正極溶媒４５の一部を外側面２８ｃから蒸発させる。すると、未乾燥正極活物質膜２８内において、正極溶媒４５が外側面２８ｃ側に移動すると共に、正極結着剤２６及び導電材２５も外側面２８ｃ側に移動する。かくして、外側面２８ｃ側における正極結着剤２６及び導電材２５の濃度がそれぞれ内側面２８ｄ側に比して高くなった未乾燥正極活物質膜２８ｚが形成される。
【００２７】
続いて、正極板形成工程Ｓ１のうち転写工程Ｓ１３において、第２，第３ロール１２０，１３０の間に正極集電箔２２を通過させつつ、第２，第３ロール１２０，１３０の間で、第２ロール１２０上に保持された未乾燥正極活物質膜２８ｚを正極集電箔２２上に転写する。具体的には、供給ロール（不図示）から引き出された帯状の正極集電箔２２を、第３ロール１３０に巻き付けて、正極集電箔２２が第２，第３ロール１２０，１３０の間を通過するようにする。
【００２８】
第３ロール１３０によって搬送された正極集電箔２２は、第２，第３ロール１２０，１３０の間で第２ロール１２０上に保持された未乾燥正極活物質膜２８ｚと接触する。そして、第２，第３ロール１２０，１３０の間で、未乾燥正極活物質膜２８ｚが正極集電箔２２に転写される。この転写後の正極集電箔２２上の未乾燥正極活物質膜２８ｚにおいては、正極結着剤２６及び導電材２５の濃度がそれぞれ表面２８ａ側に比して正極集電箔２２側で高い。転写後の未乾燥正極活物質膜２８ｚ及び正極集電箔２２は、第３ロール１３０によって図５中、右方に向けて搬送される。
【００２９】
次に、正極板形成工程Ｓ１のうち乾燥工程Ｓ１４において、正極集電箔２２上の未乾燥正極活物質膜２８ｚを乾燥させて、正極活物質層２３を形成する。具体的には、未乾燥正極活物質膜２８ｚが転写された正極集電箔２２を乾燥機内に搬送し、未乾燥正極活物質膜２８ｚに熱風を吹き付けて、未乾燥正極活物質膜２８ｚ中に残っている正極溶媒４５を蒸発させる。これにより、正極結着剤２６及び導電材２５の濃度がそれぞれ表面２３ａ側に比して正極集電箔２２側で高い正極活物質層２３が形成される。なお、この乾燥工程Ｓ１４においては、未乾燥正極活物質膜２８ｚ中に含まれている正極溶媒４５の量が少なくなっているため、正極結着剤２６及び導電材２５の移動は生じ難い。
【００３０】
次に、再び膜形成工程Ｓ１１、濃度上昇工程Ｓ１２、転写工程Ｓ１３及び乾燥工程Ｓ１４を同様に行って、正極集電箔２２のうち他方の主面にも、正極結着剤２６及び導電材２５の濃度がそれぞれ表面２３ａ側に比して正極集電箔２２側で高い正極活物質層２３を形成する。かくして、正極集電箔２２の両主面上に正極活物質層２３，２３を有する正極板２１が形成される。
なお、第１〜第３ロール１１０，１２０，１３０をこの形態に配置すると、第２ロール１２０における未乾燥正極活物質膜２８の加熱時間（第２ロール１２０による未乾燥正極活物質膜２８の搬送距離）を長くとれるので、後述する変形形態１，２に比して、濃度上昇工程Ｓ１２における未乾燥正極活物質膜２８の加熱を容易に行うことができる。
【００３１】
また別途、負極板形成工程Ｓ２において、負極集電箔３２の両主面上にそれぞれ負極活物質層３３，３３を有する負極板３１を形成する。この負極板形成工程Ｓ２においても、図５に示したロールプレス機１００を用いる。また、別途、負極活物質造粒体３７を形成しておく。具体的には、負極活物質粒子３４（本実施形態１では黒鉛粒子）と、負極結着剤３５（本実施形態１ではＳＢＲ）と、増粘剤３６（本実施形態１ではＣＭＣ）とを乾式混合し、これに負極溶媒４６（本実施形態１では水）を加えて、粒径数百μｍ〜数ｍｍの大きさに造粒し、湿潤状態の負極活物質造粒体３７を得る。
【００３２】
そして、負極板形成工程Ｓ２のうち膜形成工程Ｓ２１において、負極活物質粒子３４、負極結着剤３５、増粘剤３６及び負極溶媒４６を含む未乾燥負極活物質膜３８を第２ロール１２０上に形成する。具体的には、正極板２１を形成する場合と同様に、ロールプレス機１００のうち、第１，第２ロール１１０，１２０の間で仕切り板１４０，１４０同士の間に、湿潤状態の負極活物質造粒体３７を供給する。すると、負極活物質造粒体３７は、第１，第２ロール１１０，１２０の間で圧密化され、膜状の未乾燥負極活物質膜３８となって第２ロール１２０上に保持される。なお、この膜形成工程Ｓ２１を終えた直後の未乾燥負極活物質膜３８では、負極結着剤３５は未乾燥負極活物質膜３８の厚み方向に均一に分布している。即ち、負極結着剤３５の濃度は、厚み方向で一定である。
【００３３】
なお、本実施形態１では、上述のように、湿潤状態の負極活物質造粒体３７を第１，第２ロール１１０，１２０の間で圧密化しているが、負極活物質造粒体３７を平板状等の所定形状に成形しておき、この湿潤状態の負極活物質成形体３７ｘを第１，第２ロール１１０，１２０の間に供給して第１，第２ロール１１０，１２０の間で圧密化してもよい。
【００３４】
続いて、負極板形成工程Ｓ２のうち濃度上昇工程Ｓ２２において、第２ロール１２０上に保持された未乾燥負極活物質膜３８を加熱して、未乾燥負極活物質膜３８中に含まれる負極溶媒４６の一部を蒸発させると共に、未乾燥負極活物質膜３８のうち、外側面３８ｃ側の負極結着剤３５の濃度を内側面３８ｄ側に比して高める。具体的には、正極板２１を形成する場合と同様に、加熱したエアＢＲを第２ロール１２０上の未乾燥負極活物質膜３８の外側面３８ｃに吹き付けることにより未乾燥負極活物質膜３８を加熱して、未乾燥負極活物質膜３８中に含まれる負極溶媒４６の一部を外側面３８ｃから蒸発させる。すると、未乾燥負極活物質膜３８内において、負極溶媒４６が外側面３８ｃ側に移動すると共に、負極結着剤３５も外側面３８ｃ側に移動する。かくして、外側面３８ｃ側における負極結着剤３５の濃度が内側面３８ｄ側に比して高くなった未乾燥負極活物質膜３８ｚが形成される。
【００３５】
続いて、負極板形成工程Ｓ２のうち転写工程Ｓ２３において、第２，第３ロール１２０，１３０の間に負極集電箔３２を通過させつつ、第２，第３ロール１２０，１３０の間で、第２ロール１２０上に保持された未乾燥負極活物質膜３８を負極集電箔３２上に転写する。具体的には、正極板２１を形成する場合と同様に、第３ロール１３０によって搬送された負極集電箔３２は、第２，第３ロール１２０，１３０の間で第２ロール１２０上に保持された未乾燥負極活物質膜３８ｚと接触して、未乾燥負極活物質膜３８ｚが負極集電箔３２に転写される。この転写後の負極集電箔３２上の未乾燥負極活物質膜３８ｚにおいては、負極結着剤３５の濃度が表面３８ａ側に比して負極集電箔３２側で高い。
【００３６】
次に、負極板形成工程Ｓ２のうち乾燥工程Ｓ２４において、負極集電箔３２上の未乾燥負極活物質膜３８ｚを乾燥させて、負極活物質層３３を形成する。具体的には、正極板２１を形成する場合と同様に、未乾燥負極活物質膜３８ｚが転写された負極集電箔３２を乾燥機内に搬送し、未乾燥負極活物質膜３８ｚに熱風を吹き付けて、未乾燥負極活物質膜３８ｚ中に残っている負極溶媒４６を蒸発させる。これにより、負極結着剤３５の濃度が表面３３ａ側に比して負極集電箔３２側で高い負極活物質層３３が形成される。なお、この乾燥工程Ｓ２４においては、未乾燥負極活物質膜３８ｚ中に含まれている負極溶媒４６の量が少なくなっているため、負極結着剤３５の移動は生じ難い。
【００３７】
次に、再び膜形成工程Ｓ２１、濃度上昇工程Ｓ２２、転写工程Ｓ２３及び乾燥工程Ｓ２４を同様に行って、負極集電箔３２のうち他方の主面にも、負極結着剤３５の濃度が表面３３ａ側に比して負極集電箔３２側で高い負極活物質層３３を形成する。かくして、負極集電箔３２の両主面上に負極活物質層３３，３３を有する負極板３１が形成される。
【００３８】
次に、電極体形成工程Ｓ３において、電極体２０を形成する。具体的には、正極板２１及び負極板３１を、別途用意した一対のセパレータ４１，４１を介して互いに重ね（図３参照）、巻き芯を用いて軸線周りに捲回する。その後、これを扁平状に圧縮して扁平状捲回型の電極体２０を形成する（図２参照）。
【００３９】
次に、電池組立工程Ｓ４において、電池を組み立てる。具体的には、ケース蓋部材１３に正極端子部材５０及び負極端子部材６０をそれぞれ固設する（図１及び図２参照）。更に、正極端子部材５０及び負極端子部材６０を電極体２０にそれぞれ溶接する。また、電極体２０に絶縁フィルム包囲体１７を被せて、これらをケース本体部材１１内に挿入すると共に、ケース本体部材１１の開口をケース蓋部材１３で塞ぐ。そして、ケース本体部材１１とケース蓋部材１３とをレーザ溶接して電池ケース１０を形成する。その後、非水電解液１９を、ケース蓋部材１３に設けられた注液孔１３ｈから電池ケース１０内に注液して電極体２０内に含浸させた後、封止部材１５で注液孔１３ｈを封止する。
その後は、この電池に初充電を行う。また、この電池について各種検査を行う。かくして、電池１が完成する。
【００４０】
（変形形態１〜３）
次いで、実施形態１の変形形態１〜３について説明する（図６〜図８参照）。実施形態１のロールプレス機１００では、第１〜第３ロール１１０，１２０，１３０を水平に横並びに配置した。
これに対し、変形形態１のロールプレス機２００（図６参照）では、第１ロール（圧密ロール）２１０と第２ロール（保持ロール）２２０を横並びに配置し、第２ロール２２０の下方に第３ロール（転写ロール）２３０を配置している。このロールプレス機２００を用いても、実施形態１と同様に膜形成工程Ｓ１１，Ｓ２１、濃度上昇工程Ｓ１２，Ｓ２２及び転写工程Ｓ１３，Ｓ２３を行うことができる。
【００４１】
変形形態２のロールプレス機３００（図７参照）では、第２ロール（保持ロール）３２０と第３ロール（転写ロール）３３０を横並びに配置し、第２ロール３２０の下方に第１ロール（圧密ロール）３１０を配置している。このロールプレス機３００では、第１ロール３１０と第２ロール３２０が垂直に縦方向に並んでいるため、正極活物質造粒体２７や正極活物質成形体２７ｘ（または負極活物質造粒体３７や負極活物質成形体３７ｘ）を、水平方向（図７中、左方）から第１，第２ロール３１０，３２０の間に供給する。このロールプレス機３００を用いても、実施形態１と同様に膜形成工程Ｓ１１，Ｓ２１、濃度上昇工程Ｓ１２，Ｓ２２及び転写工程Ｓ１３，Ｓ２３を行うことができる。
【００４２】
変形形態３のロールプレス機４００（図８照）は、正極集電箔２２（または負極集電箔３２）の両主面に、一度に未乾燥正極活物質膜２８，２８（または未乾燥負極活物質膜３８，３８）を形成する装置である。このロールプレス機４００は、水平に横並びに配置された４本のロール（Ａロール４１０，Ｂロール４２０，Ｃロール４３０及びＤロール４４０）と、正極集電箔２２（または負極集電箔３２）を搬送する２本の搬送ロール４５０，４６０とを備える。
【００４３】
このうちＡ，Ｂ，Ｃロール４１０，４２０，４３０について見ると、Ａロール４１０は前述の「圧密ロール」に、Ｂロール４２０は前述の「保持ロール」に、Ｃロール４３０は前述の「転写ロール」にそれぞれ該当する。一方、Ｄ，Ｃ，Ｂロール４４０，４３０，４２０について見ると、Ｄロール４４０は前述の「圧密ロール」に、Ｃロール４３０は前述の「保持ロール」に、Ｂロール４２０は前述の「転写ロール」にそれぞれ該当する。
従って、Ｂロール４２０は、Ａ，Ｂ，Ｃロール４１０，４２０，４３０の関係において「保持ロール」であると共に、Ｄ，Ｃ，Ｂロール４４０，４３０，４２０の関係において「転写ロール」でもある。また、Ｃロール４３０は、Ａ，Ｂ，Ｃロール４１０，４２０，４３０の関係において「転写ロール」であると共に、Ｄ，Ｃ，Ｂロール４４０，４３０，４２０の関係において「保持ロール」でもある。
【００４４】
このロールプレス機４００を用いて正極板２１（または負極板３１）を形成するにあたっては、膜形成工程Ｓ１１，Ｓ２１において、Ａ，Ｂロール４１０，４２０の間に、正極活物質造粒体２７や正極活物質成形体２７ｘ（または負極活物質造粒体３７や負極活物質成形体３７ｘ）を供給すると共に、Ｄ，Ｃロール４４０，４３０の間にも、正極活物質造粒体２７や正極活物質成形体２７ｘ（または負極活物質造粒体３７や負極活物質成形体３７ｘ）を供給する。そして、Ａ，Ｂロール４１０，４２０の間、及び、Ｄ，Ｃロール４４０，４３０の間で、それぞれ正極活物質造粒体２７，２７等を圧密化して、未乾燥正極活物質膜２８，２８（または未乾燥負極活物質膜３８，３８）をＢロール４２０及びＣロール４３０上にそれぞれ形成する。
【００４５】
続いて、濃度上昇工程Ｓ１２，Ｓ２２において、Ｂロール４２０及びＣロール４３０上にそれぞれ保持された未乾燥正極活物質膜２８，２８等を加熱して、未乾燥正極活物質膜２８，２８等のうち、外側面２８ｃ等側の正極結着剤２６等の濃度を内側面２８ｄ等側に比してそれぞれ高める。
続いて、転写工程Ｓ１３，Ｓ２３において、Ｂ，Ｃロール４２０，４３０の間に正極集電箔２２（または負極集電箔３２）を通過させつつ、Ｂ，Ｃロール４２０，４３０の間で、Ｂロール４２０上に保持された未乾燥正極活物質膜２８ｚ等を正極集電箔２２等の一方の主面に転写すると同時に、Ｃロール４３０上に保持された未乾燥正極活物質膜２８ｚ等を正極集電箔２２等の他方の主面に転写する。
その後、乾燥工程Ｓ１４，Ｓ２４において、両面の未乾燥正極活物質膜２８ｚ，２８ｚ等を同時に乾燥させて、正極活物質層２３，２３等を形成する。このように、ロールプレス機４００を用いても、正極板２１及び負極板３１を形成できる。
【００４６】
（実施形態２）
次いで、第２の実施形態について説明する。実施形態１の電池１の製造方法では、正極活物質造粒体２７や正極活物質成形体２７ｘを用いて正極板２１を製造し、負極活物質造粒体３７や負極活物質成形体３７ｘを用いて負極板３１を製造した。
これに対し、本実施形態２の電池１の製造方法では、後述するように、正極ペースト２９を用いて正極板２１を製造し、負極ペースト３９を用いて負極板３１を製造する（図９参照）。それ以外は、実施形態１と同様である。
【００４７】
本実施形態２では、図９に概略を示すロールプレス機５００を用いる。このロールプレス機５００は、２本のロール、具体的には、保持ロール５２０と、この保持ロール５２０に間隙を介して平行に配置された転写ロール５３０とを備える。また、ロールプレス機５００は、保持ロール５２０上に、正極ペースト２９または負極ペースト３９を塗工する塗工ダイ５４０を備える。
また、別途、正極ペースト２９及び負極ペースト３９を用意する。具体的には、正極活物質粒子２４と導電材２５と正極結着剤２６と正極溶媒４５とを混練して、ペースト状の正極ペースト２９を作製する。また、負極活物質粒子３４と負極結着剤３５と増粘剤３６と負極溶媒４６とを混練して、ペースト状の負極ペースト３９を作製する。
【００４８】
まず、正極板形成工程Ｓ１のうち膜形成工程Ｓ１１において、塗工ダイ５４０に正極ペースト２９を供給し、塗工ダイ５４０から正極ペースト２９を保持ロール５２０上に塗工して、保持ロール５２０上に未乾燥正極活物質膜２８を形成する。
続いて、正極板形成工程Ｓ１のうち濃度上昇工程Ｓ１２において、加熱したエアＢＲを保持ロール５２０上の未乾燥正極活物質膜２８の外側面２８ｃに吹き付けることにより未乾燥正極活物質膜２８を加熱して、正極溶媒４５の一部を蒸発させると共に、その外側面２８ｃ側における正極結着剤２６及び導電材２５の濃度をそれぞれ内側面２８ｄ側に比して高める。
続いて、正極板形成工程Ｓ１のうち転写工程Ｓ１３において、保持ロール５２０と転写ロール５３０との間で、保持ロール５２０上に保持された未乾燥正極活物質膜２８ｚを、転写ロール５３０により搬送された正極集電箔２２に転写する。
その後は、実施形態１と同様にして、正極板２１を形成する。
【００４９】
次に、負極板３１の製造について説明する。まず、負極板形成工程Ｓ２のうち膜形成工程Ｓ２１において、塗工ダイ５４０に前述の負極ペースト３９を供給し、塗工ダイ５４０から負極ペースト３９を保持ロール５２０上に塗工して、保持ロール５２０上に未乾燥負極活物質膜３８を形成する。
続いて、負極板形成工程Ｓ２のうち濃度上昇工程Ｓ２２において、加熱したエアＢＲを保持ロール５２０上の未乾燥負極活物質膜３８の外側面３８ｃに吹き付けることにより未乾燥負極活物質膜３８を加熱して、負極溶媒４６の一部を蒸発させると共に、その外側面３８ｃ側における負極結着剤３５の濃度を内側面３８ｄ側に比して高める。
続いて、負極板形成工程Ｓ２のうち転写工程Ｓ２３において、保持ロール５２０と転写ロール５３０との間で、保持ロール５２０上に保持された未乾燥負極活物質膜３８ｚを、転写ロール５３０により搬送された負極集電箔３２に転写する。
その後は、実施形態１と同様にして、負極板３１を形成し、更に、実施形態１と同様にして、電池１を製造する。
【００５０】
（変形形態４）
次いで、実施形態２の変形形態４について説明する（図１０参照）。実施形態２では、膜形成工程Ｓ１１，Ｓ２１において、ロールプレス機５００の保持ロール５２０上に、直接、正極ペースト２９（または負極ペースト３９）を塗工して、未乾燥正極活物質膜２８（または未乾燥負極活物質膜３８）を形成した。
これに対し、本変形形態４では、膜形成工程Ｓ１１，Ｓ２１において、樹脂からなる帯状の離型シート５５０を保持ロール５２０により搬送させつつ、この離型シート５５０上に正極ペースト２９（または負極ペースト３９）を塗工して、未乾燥正極活物質膜２８（または未乾燥負極活物質膜３８）を形成する。即ち、未乾燥正極活物質膜２８（または未乾燥負極活物質膜３８）は、離型シート５５０を介して保持ロール５２０上に形成する。
このように離型シート５５０を利用すると、転写工程Ｓ１３，Ｓ２３において、より確実に未乾燥正極活物質膜２８ｚ（または未乾燥負極活物質膜３８ｚ）を正極集電箔２２（または負極集電箔３２）に転写できる。
【００５１】
以上で説明したように、電池１の製造方法では、膜形成工程Ｓ１１の後、転写工程Ｓ１３の前に、保持ロール１２０等の上の未乾燥正極活物質膜２８を加熱して、その外側面２８ｃ側の結着剤２６の濃度を内側面２８ｄ側に比して高める濃度上昇工程Ｓ１２を備える。このため、正極活物質層２３を１層形成しながらも、正極集電箔２２側における正極結着剤２６の濃度が表面２３ａ側に比して高い正極活物質層２３を形成できる。
更に、電池１の製造方法では、濃度上昇工程Ｓ１２において、未乾燥正極活物質膜２８中の導電材２５の濃度も内側面２８ｄ側に比して外側面２８ｃ側で高める。このため、正極集電箔２２側の導電材２５の濃度も表面２３ａ側に比して高い正極活物質層２３を形成でき、正極活物質層２３と正極集電箔２２との間に生じる抵抗を低くできる。
【００５２】
また、実施形態１及び変形形態１〜４では、膜形成工程Ｓ１１において、圧密ロール１１０等と保持ロール１２０等との間で、湿潤状態の正極活物質造粒体２７或いは正極活物質成形体２７ｘを圧密化して未乾燥正極活物質膜２８を形成する。このため、その後、この圧密化された未乾燥正極活物質膜２８について濃度上昇工程Ｓ１２、転写工程Ｓ１３及び乾燥工程Ｓ１４を行って正極活物質層２３を形成すると、膜形成工程Ｓ１１で活物質ペーストを塗布して未乾燥正極活物質膜を形成し、濃度上昇工程Ｓ１２、転写工程Ｓ１３及び乾燥工程Ｓ１４を行って正極活物質層を形成した場合に比して、圧密化された正極活物質層２３を得ることができる。
【００５３】
また、電池１の製造方法では、膜形成工程Ｓ２１の後、転写工程Ｓ２３の前に、保持ロール１２０等の上の未乾燥負極活物質膜３８を加熱して、その外側面３８ｃ側の負極結着剤３５の濃度を内側面３８ｄ側に比して高める濃度上昇工程Ｓ２２を備える。このため、負極活物質層３３を１層形成しながらも、負極集電箔３２側における負極結着剤３５の濃度が表面３３ａ側に比して高い負極活物質層３３を形成できる。
【００５４】
また、実施形態１及び変形形態１〜４では、膜形成工程Ｓ２１において、圧密ロール１１０等と保持ロール１２０等との間で、湿潤状態の負極活物質造粒体３７或いは負極活物質成形体３７ｘを圧密化して未乾燥負極活物質膜３８を形成する。このため、その後、この圧密化された未乾燥負極活物質膜３８について濃度上昇工程Ｓ２２、転写工程Ｓ２３及び乾燥工程Ｓ２４を行って負極活物質層３３を形成すると、膜形成工程Ｓ２１で活物質ペーストを塗布して未乾燥負極活物質膜を形成し、濃度上昇工程Ｓ２２、転写工程Ｓ２３及び乾燥工程Ｓ２４を行って負極活物質層を形成した場合に比して、圧密化された負極活物質層３３を得ることができる。
【００５５】
以上において、本発明を実施形態１，２及び変形形態１〜４に即して説明したが、本発明は上述の実施形態１，２及び変形形態１〜４に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態１等では、濃度上昇工程Ｓ１２，Ｓ２２において、加熱したエアＢＲを未乾燥正極活物質膜２８等の外側面２８ｃ等に吹き付けることにより、未乾燥正極活物質膜２８等を加熱しているが、加熱方法はこれに限られない。例えば、遠赤外線を未乾燥正極活物質膜２８等に照射することにより、或いは、保持ロール１２０等の表面部を保持ロール１２０等に内蔵したヒータなどで加熱することにより、未乾燥正極活物質膜２８等を加熱してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１  リチウムイオン二次電池（電池）
２１  正極板（電極板）
２２  正極集電箔
２３  正極活物質層
２３ａ  （正極活物質層の）表面
２４  正極活物質粒子
２７  正極活物質造粒体
２７ｘ  正極活物質成形体
２８，２８ｚ  未乾燥正極活物質膜（未乾燥活物質膜）
２８ｃ  （未乾燥正極活物質膜の）外側面
２８ｄ  （未乾燥正極活物質膜の）内側面
２９  正極ペースト
３１  負極板（電極板）
３２  負極集電箔
３３  負極活物質層
３３ａ  （負極活物質層の）表面
３４  負極活物質粒子
３７  負極活物質造粒体
３７ｘ  負極活物質成形体
３８，３８ｚ  未乾燥負極活物質膜（未乾燥活物質膜）
３８ｃ  （未乾燥負極活物質膜の）外側面
３８ｄ  （未乾燥負極活物質膜の）内側面
３９  負極ペースト
４５  正極溶媒
４６  負極溶媒
１００，２００，３００，４００，５００  ロールプレス機
１１０，２１０，３１０  第１ロール（圧密ロール）
１２０，２２０，３２０  第２ロール（保持ロール）
１３０，２３０，３３０  第３ロール（転写ロール）
４１０  Ａロール（圧密ロール）
４２０  Ｂロール（保持ロール，転写ロール）
４３０  Ｃロール（転写ロール，保持ロール）
４４０  Ｄロール（圧密ロール）
５２０  保持ロール
５３０  転写ロール
ＫＧ１  第１間隙
ＫＧ２  第２間隙
ＢＲ  （加熱した）エア
【図１】
2017143013.tif 000003
【図２】
2017143013.tif 000004
【図３】
2017143013.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2017143013.tif 000009
【図８】
2017143013.tif 000010
【図９】
2017143013.tif 000011
【図１０】
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