特許 7136992 電池用電極の製造方法および電池セルの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-05

(45)【発行日】2022-09-13

(54)【発明の名称】電池用電極の製造方法および電池セルの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 4/04 20060101AFI20220906BHJP

   H01M 4/139 20100101ALI20220906BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20220906BHJP

   H01M 10/0585 20100101ALI20220906BHJP

   H01M 4/70 20060101ALI20220906BHJP

【ＦＩ】

H01M4/04 Z

H01M4/139

H01M10/04 Z

H01M10/0585

H01M4/70 A

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021203950

(22)【出願日】2021-12-16

(65)【公開番号】P2022095594

(43)【公開日】2022-06-28

【審査請求日】2022-04-21

(31)【優先権主張番号】P 2020208484

(32)【優先日】2020-12-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】519100310

【氏名又は名称】ＡＰＢ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000002288

【氏名又は名称】三洋化成工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121430

【弁理士】

【氏名又は名称】嶋田 義之

(72)【発明者】

【氏名】堀江 英明

(72)【発明者】

【氏名】猫橋 祐貴

(72)【発明者】

【氏名】田中 佑弥

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 勇輔

(72)【発明者】

【氏名】草野 亮介

(72)【発明者】

【氏名】森實 仁晃

【審査官】宮田 透

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２６９２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１２９４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３７５０６７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ４／００－ ４／６２

Ｈ０１Ｍ ４／６４－ ４／８４

Ｈ０１Ｍ ６／００－ ６／５２

Ｈ０１Ｍ １０／００－１０／３９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池用電極の製造方法であって、
シート状の集電体を搬送治具に搭載する搭載工程と、
前記搬送治具に搭載されたシート状の集電体上に電極組成物を供給する電極組成物供給工程と、
前記搬送治具に保持された前記電極組成物を圧縮するプレス工程と、を有し、
前記搬送治具は、
枠状の治具枠部と、
前記治具枠部に架け渡される可撓性の支持シートと、を有し、
前記集電体は、前記支持シートに搭載される、
電池用電極の製造方法。

【請求項2】

前記集電体の上面に枠体を貼り付けて枠付き集電体とする予備工程と、
前記搬送治具に前記枠付き集電体を搭載する前記搭載工程と、を有し、
前記予備工程の後に前記搭載工程を行う、又は前記搭載工程の後に前記予備工程を行う、
請求項１に記載の電池用電極の製造方法。

【請求項3】

前記支持シートが、前記枠付き集電体が搭載されることにより生じる撓み量が所定の値よりも小さくなるように前記治具枠部に所定のテンションで張られている
請求項２に記載の電池用電極の製造方法。

【請求項4】

前記支持シートの表面には、前記集電体に接着する接着層が設けられる、
請求項２に記載の電池用電極の製造方法。

【請求項5】

前記支持シートは、通気性を有し、
裏面側に負圧を付与することで前記集電体を保持する、
請求項２に記載の電池用電極の製造方法。

【請求項6】

前記予備工程の後に前記搭載工程を行い、
前記搭載工程は、前記支持シートを裏面側からローラーによって前記支持シートを前記枠付き集電体に押し付けるローラー押し付け工程を含み、
前記ローラー押し付け工程は、前記枠付き集電体の枠内をスペーサで埋めた状態で行われる、
請求項２～５の何れか一項に記載の電池用電極の製造方法。

【請求項7】

前記ローラー押し付け工程において、前記枠付き集電体は、前記ローラーと、前記ローラーの反対側で前記枠体を支持する支持面を有する台座部材と、の間で挟み込まれ、
前記スペーサは、前記台座部材の一部であり、前記支持面から前記ローラー側に突出する、
請求項６に記載の電池用電極の製造方法。

【請求項8】

前記枠体は、シートから打ち抜かれることで形成されており、
前記スペーサとして、前記枠体の打ち抜き時に発生した前記枠体の枠内の端材が用いられる、
請求項６に記載の電池用電極の製造方法。

【請求項9】

前記予備工程の後に前記搭載工程を行い、
前記搭載工程は、前記枠付き集電体を搭載した状態で前記搬送治具を減圧室内に収容し、減圧に伴い膨張するダイヤフラムによって前記支持シートを前記枠付き集電体に押し付けるダイヤフラム押し付け工程を含む、
請求項２～５の何れか一項に記載の電池用電極の製造方法。

【請求項10】

電極組成物供給工程において、前記枠付き集電体の反対側で前記支持シートを支持する架台が配置される、
請求項２～９の何れか一項に記載の電池用電極の製造方法。

【請求項11】

請求項２～１０の何れか一項に記載の電池用電極の製造方法によって製造された前記電池用電極を２つ用意し、２つの前記電池用電極を、セパレータを介して互いに向かい合わせに積層して積層体を形成する積層工程と、
前記積層体の内部の空気を抜く脱気工程と、
前記積層体において２つの前記電池用電極の前記枠体同士を溶着する溶着工程と、を有し、
前記積層工程において、２つの前記電池用電極は、前記搬送治具に保持された状態で、互いに積層される、
電池セルの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池用電極の製造方法および電池セルの製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、電気自動車のモータ駆動用の電源として、二次電池の開発が盛んに行われている。特許文献１には、電池用電極の製造方法として、例えば、電極活物質および導電助剤を含む粉体を用いて電極を製造する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－１２９４４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来技術では、ベルコンベア状の搬送部に搬送される集電体に対して順次処理が施されて電極が製造される。しかしながら、薄いシート状の集電体を採用する場合などに、集電体の搬送および各処理装置に対する位置合わせが困難となる虞があった。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、集電体の搬送および位置合わせを容易として各処理の精度を高めることができる電池用電極の製造方法および電池セル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】

本発明の一態様の電池セルの製造方法は、電池用電極の製造方法であって、搬送治具に搭載されたシート状の集電体上に電極組成物を供給する電極組成物供給工程と、前記電極組成物を圧縮するプレス工程と、を有し、搬送治具は、枠状の治具枠部と、治具枠部に架け渡される可撓性の支持シートと、を有し、集電体は、支持シートに搭載される。

【0007】

本発明の一態様の電池セルの製造方法は、上述の電池用電極の製造方法によって製造された前記電池用電極を２つ用意し、セパレータを介して、２つの前記電池用電極を互いに向い合わせに積層させるせる積層工程と、枠体同士を互いに接合させる溶着工程と、を有し、前記積層工程において、２つの前記電池用電極は、前記搬送治具に保持された状態で、互いに積層される。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一つの態様によれば、集電体の搬送および位置合わせを容易として各処理の精度を高めることができる電池用電極の製造方法および電池セルの製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、一実施形態の製造方法に用いる搬送治具、および一実施形態の製造方法を経て製造された電極の斜視図である。

【図2】図２は、一実施形態の枠体の形成工程を示す模式図である。

【図3】図３は、一実施形態の予備工程を示す模式図である。

【図4】図４は、一実施形態の搭載工程のうち配置工程を示す模式図である。

【図5】図５は、一実施形態の搭載工程のうちローラー押し付け工程を示す模式図である。

【図6】図６は、変形例１の搭載工程のうちローラー押し付け工程を示す模式図である。

【図7】図７は、変形例２の搭載工程のうちダイヤフラム押し付け工程を示す模式図である。

【図8】図８は、一実施形態の電極組成物供給工程を示す模式図である。

【図9】図９は、一実施形態のプレス工程を示す模式図である。

【図10】図１０は、変形例の搬送治具の模式図である。

【図11】図１１は、一実施形態の積層工程を示す模式図である。

【図12】図１２は、一実施形態の脱気工程を示す模式図である。

【図13】図１３は、一実施形態の脱気工程を示す模式図である。

【図14】図１４は、一実施形態の溶着工程を示す模式図である。

【図15】図１５は、一実施形態の離脱工程を示す模式図である。

【図16】図１６は、一実施形態の単セルの断面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して本発明を適用した一実施形態について詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴部分を強調する目的で、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、同様の目的で、特徴とならない部分を省略して図示している場合がある。

【0011】

＜電極（電池用電極）の製造方法＞
本実施形態の正極３０ａおよび負極３０ｂの製造方法について説明する。正極３０ａの製造方法と負極３０ｂの製造方法とは、主に電極活物質層３２に含まれる電極活物質が異なる。ここでは、電極３０の製造方法として、正極３０ａおよび負極３０ｂの製造方法をまとめて説明する。

【0012】

図１は、本実施形態の製造方法に用いる搬送治具５０、および本実施形態の製造方法を経て製造された電極３０の斜視図である。
本実施形態の製造方法において、電極３０は、搬送治具５０に各部を積層することで形成される。本実施形態の電極３０は、搬送治具５０に搭載された状態で完成する。

【0013】

搬送治具５０は、枠状の治具枠部５１と、治具枠部５１に架け渡される支持シート５５と、を有する。

【0014】

治具枠部５１は、平面視で矩形状である。治具枠部５１は、矩形状の短辺に対応する２つの短辺部５２と、矩形状の長辺に対応する２つの長辺部５３と、を有する。短辺部５２および長辺部５３は、それぞれ直線的に延びる。短辺部５２の両端部は、それぞれ異なる長辺部５３の両端部に接続される。

【0015】

治具枠部５１の２つの短辺部５２の長さ方向中央には、それぞれ凹溝５４が設けられる。凹溝５４は、短辺部５２を横断する方向に一様な断面形状で延びる。凹溝５４の断面形状は、半円状である。後述するように、凹溝５４には、脱気管８０（図１３参照）が配置される。

【0016】

支持シート５５は、可撓性を有する。搬送治具５０は、支持シート５５において搬送対象（枠付き集電体３５）を搭載する。このため、支持シート５５は、搬送対象の形状に沿って撓む。支持シート５５は、平面視で帯状であり、治具枠部５１の長辺部５３に沿って延びる。

【0017】

支持シート５５の長さ方向の両端部は、短辺部５２に固定される。すなわち、支持シート５５は、治具枠部５１の４辺のうち２つの短辺に架け渡される。なお、支持シート５５は、搬送対象（枠付き集電体３５）が搭載されることにより生じる撓み量が所定の値よりも小さくなるように所定のテンション（張力）で張られて２つの短辺部５２に架け渡される。搬送対象が搭載されることによる支持シート５５の下方への撓み量は、２つの短辺に架け渡された支持シート５５の長さの０．５％よりも小さいことが好ましい。例えば、２つの短辺に架け渡された支持シート５５の長さが１４００ｍｍの場合、搬送対象が搭載されることによる支持シート５５の下方への撓み量は７ｍｍよりも小さいことが好ましい。この場合、支持シート５５のテンションは１１．０～１３．０Ｎ／ｃｍであることが好ましい。なお、テンションの値は支持シート５５の数か所の位置において張力計で計測される値の平均値である。また、支持シート５５の幅方向の両縁と長辺部５３との間には、隙間が設けられる。

【0018】

支持シート５５は、治具枠部５１の上面側に架け渡される。また、治具枠部５１の高さ寸法は、搬送対象物の厚さより大きい。支持シート５５の下側であって、治具枠部５１の枠内には、空間が広がる。本実施形態の搬送治具５０によれば、支持シート５５に搬送対象物を搭載した状態で、搬送治具５０を積層することができる。この場合、搬送対象物は、直上に積層される搬送治具５０の治具枠部５１の枠内に配置される。

【0019】

本実施形態において、支持シート５５の上面（表面）には、接着層５６が設けられる。支持シート５５に接着層５６を設けることで、搬送治具５０に搭載される搬送対象を支持シート５５によって保持することができる。

【0020】

本実施形態によれば、搬送治具５０上で搬送対象が位置ずれすることを抑制することができる。結果的に、各工程を行う装置に対して搬送治具５０を位置決めすることで、装置に対して支持シート５５を位置決めすることができる。これにより、搬送対象に位置決めのための構成を設ける必要がない。
なお、搬送治具５０が接着層を有してない場合であっても、支持シート５５の吸着性が高く、枠付き集電体３５との間に位置ずれを抑制できる程度の摩擦力を生じる場合には、上述の効果を一定程度期待できる。特に、本実施形態のように、支持シート５５が可撓性を有する場合には、支持シート５５が枠付き集電体３５の形状に沿って撓むため、枠付き集電体３５の位置ずれは、より効果的に抑制される。
なお、支持シート５５の撓み量が過大である場合、後述する電極組成物供給工程やプレス工程で電極組成物の供給量や電極組成物の厚さのばらつきが大きくなる等の不具合が生じる可能性がある。支持シート５５が上記のように所定のテンションで２つの短辺部５２に架け渡されて支持シート５５の撓み量が所定の値よりも小さくなるように制限されることでそのような不具合を防止または抑制できる。

【0021】

また、本実施形態によれば、支持シート５５の上面に接着層５６が設けられることで搬送対象が搬送治具５０に保持されるため、搬送経路において搬送治具５０を反転させる場合であっても、搬送対象が落下することを抑制できる。

【0022】

接着層５６としては、剥離が容易なものであることが好ましい。接着層５６として剥離容易なものを用いることで、搬送対象を接着層５６から容易に離脱させることができる。さらに、本実施形態の支持シート５５は可撓性が高いため、接着層５６の剥離の際に支持シート５５を撓ませることで搬送対象を容易に離脱させることができる。

【0023】

電極３０の製造方法は、予備工程と、搭載工程と、電極組成物供給工程と、プレス工程と、を有する。本実施形態において、予備工程、搭載工程、電極組成物供給工程、およびプレス工程は、この順で行われる。なお、予備工程と搭載工程とは、順序を反対にしてもよい。すなわち、本実施形態では、予備工程の後に搭載工程を行う場合について説明するが、搭載工程の後に前記予備工程を行ってもよい。

【0024】

（予備工程）
図２は、予備工程に先立って行われる枠体４５の形成工程を示す模式図である。図３は、予備工程を示す模式図である。予備工程は、集電体３１と枠体４５とを互いに張り合わせる工程である。

【0025】

図２に示すように、予備工程の前段階として、枠状の枠体４５が形成される。枠体４５は、枠体４５を構成する樹脂材料からからなるシートＳから枠状の枠体４５がロータリーダイカットなどによって打ち抜かれることで形成される。枠体４５の打ち抜き時には、枠体４５の枠内の矩形状の端材４５ｐが発生する。
なお、本実施形態において、枠体４５の枠内には連続する１つの領域のみが設けられる。しかしながら、枠体４５の枠内は、複数の領域に区画されていてもよい。
また、枠体４５の製造方法は、本実施形態に限定されない。例えば枠体４５は、射出成形で製造されていてもよい。

【0026】

同様に、予備工程の前段階として、集電体３１が形成される（図示略）。集電体３１は、集電体３１を構成するシートから矩形状に切り出される。集電体３１の外形と枠体４５の外形とは、互いに一致する。

【0027】

図３に示すように、予備工程は、シート状の集電体３１の上面３１ａに、枠体４５を貼り付けて枠付き集電体３５とする。本実施形態において、枠体４５は、熱を付与して枠体４５の一部を溶融、再硬化させることで集電体３１に張り付けられる。

【0028】

（搭載工程）
図４および図５は、搭載工程を示す模式図である。搭載工程は、予備工程の後に行われる。搭載工程は、予備工程で製造された枠付き集電体３５を搬送治具５０に搭載する工程である。

【0029】

本実施形態において、搭載工程は、図４に示す配置工程と、図５に示すローラー押し付け工程と、を含む。

【0030】

図４に示す配置工程では、枠付き集電体３５を搬送治具５０の支持シート５５に配置する。配置工程では、枠付き集電体３５を搬送治具５０に対して位置決めした状態で、枠付き集電体３５の裏面３５ｂ側を支持シート５５の接着層５６に重ねる。

【0031】

本実施形態の配置工程によれば、枠付き集電体３５は、搬送治具５０の支持シート５５に搭載される。本実施形の支持シート５５は、可撓性を有するため、支持シート５５に枠付き集電体３５を配置する際に、枠付き集電体３５に衝撃が加わることが抑制され、枠付き集電体３５に損傷が加わることが抑制される。

【0032】

図５に示すローラー押し付け工程では、ローラー６５を用いて、枠付き集電体３５を支持シート５５に密着させる。ローラー押し付け工程において、枠付き集電体３５の上側には、台座部材６０が配置され、支持シート５５の下面（裏面）５５ｂ側には、ローラー６５が配置される。

【0033】

台座部材６０は、下側を向き枠付き集電体３５と対向する支持面６０ａを有する。支持面６０ａは、平坦面である。支持面６０ａは、枠体４５の上面に接触して枠付き集電体３５を上側から支持する。

【0034】

台座部材６０は、支持面６０ａから下側に突出し枠体４５の枠内に挿入される凸部（スペーサ）６１を有する。凸部６１は、平面視で枠体４５の枠内に嵌る矩形状である。また凸部６１の突出高さは、枠体４５の厚さと等しい。したがって、凸部６１の下面６１ｂは、枠体４５の内部において、集電体３１の上面３１ａに接触する。

【0035】

ローラー６５は、回転可能に支持されるとともに、搬送治具５０の長手方向に沿って移動する。ローラー６５の外周面は、弾性部材により形成されている。ローラー６５の長さは、枠付き集電体３５の幅寸法より大きく、治具枠部５１の短辺部５２より短い。ローラー６５は、支持シート５５の下面５５ｂに接触して上側に力を付与した状態で、回転しながら支持シート５５の長手方向に移動する。これにより、ローラー６５は、支持シート５５を枠付き集電体３５の裏面３５ｂに押し付け、支持シート５５と枠付き集電体３５の裏面３５ｂとを密着させる。

【0036】

本実施形態のローラー押し付け工程によれば、枠付き集電体３５は、ローラー６５と、ローラー６５の反対側で枠体４５を支持する支持面６０ａを有する台座部材６０と、の間で挟み込まれる。また、押し付け工程は、枠付き集電体３５の枠内を凸部６１で埋めた状態で行われる。

【0037】

集電体３１は、薄いシート状の部材である。また、支持シート５５は、可撓性を有するシート状の部材である。このため、枠体４５の内側に空隙が設けられる場合、ローラー６５によって支持シート５５の下面５５ｂに上側に向かう力を付与すると、集電体３１および支持シート５５は、枠体４５の内側に向かって撓む。集電体３１と支持シート５５とは、異なる材料からなるため弾性率等が異なり、これに起因して撓み量も異なる。このため、集電体３１と支持シート５５とが部分的に離間し、集電体３１と支持シート５５との間に気泡が生じる。集電体３１と支持シート５５との間に気泡が生じると、後述する電極組成物供給工程において、電極活物質層３２の厚さを均一にすることが困難となり、単セル２０としてのエネルギ密度が減少する虞がある。

【0038】

これに対し、本実施形態のローラー押し付け工程では、枠体４５の内側に凸部６１が配置される。このため、ローラー６５によって支持シート５５の下面５５ｂに上側に向かう力を付与する際に、凸部６１の下面６１ｂが集電体３１を支持し、集電体３１および支持シート５５の撓みを規制する。このため、互いに接着される集電体３１と支持シート５５との間に隙間が生じることが抑制され、結果的に気泡の発生が抑制される。したがって、後工程において、電極活物質層３２を均一な厚さで形成し易く、単セル２０としてのエネルギ密度を高めることができる。

【0039】

本実施形態によれば、台座部材６０の一部であり、支持面６０ａからローラー６５側に突出する凸部６１が、枠付き集電体３５の枠内を埋めるスペーサとして機能する。このため、別部材のスペーサを用意する場合と比較して搭載工程を簡素化することができる。

【0040】

（搭載工程の変形例１）
ここで、本実施形態に採用可能な搭載工程の変形例１について説明する。
本変形例の搭載工程は、上述の実施形態と同様に、配置工程とローラー押し付け工程とを含むが、ローラー押し付け工程の構成が異なる。

【0041】

図６は、本変形例のローラー押し付け工程の模式図である。
本変形例のローラー押し付け工程では、別部材のスペーサ１６９が用意される。なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。

【0042】

別部材のスペーサ１６９を用意する場合、配置工程の後に、枠付き集電体３５の内部にスペーサ１６９を挿入する。スペーサ１６９は、平面視で枠体４５の枠内に嵌る矩形状である。また、スペーサ１６９の厚さは、枠体４５の厚さと等しい。スペーサ１６９は、枠体４５の内部において、台座部材１６０の支持面１６０ａと集電体３１の上面３１ａとに挟み込まれる。スペーサ１６９としては、例えば、枠体４５の打ち抜き時に発生した枠体４５の枠内の端材を用いることができる。

【0043】

なお、本変形例のローラー押し付け工程では、枠付き集電体３５の上側に台座部材１６０が配置され、枠付き集電体３５および支持シート５５が台座部材１６０とローラー６５との間に挟まれて加圧される場合について説明した。しかしながら、別部材のスペーサ１６９を用意する本変形例のローラー押し付け工程では、枠付き集電体３５および支持シート５５は、一対のローラーによって挟まれて加圧されてもよい。

【0044】

（搭載工程の変形例２）
次に、本実施形態に採用可能な搭載工程の変形例２について説明する。
本変形例の搭載工程は、配置工程とダイヤフラム押し付け工程とを含む。配置工程については、上述の実施形態と同様の手順で行われるため、ここでは説明を省略する。

【0045】

図７は、本変形例のダイヤフラム押し付け工程の模式図である。なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。

【0046】

本変形例のダイヤフラム押し付け工程は、ダイヤフラム押し付け装置２６９を用いて行う。ダイヤフラム押し付け装置２６９は、真空チャンバー２６８と、真空ポンプ（図示略）と、台座部材２６０と、ダイヤフラム２６６と、を有する。

【0047】

真空チャンバー２６８は、下側に開口する上側ケース２６８ａと、上側に開口する下側ケース２６８ｂと、を有する。上側ケース２６８ａには、台座部材２６０が固定される。上側ケース２６８ａには、真空ポンプに繋がる脱気路２６８ｐが設けられる。

【0048】

下側ケース２６８ｂには、ダイヤフラム２６６が支持される。下側ケース２６８ｂには、外気に繋がる通気路２６８ｑが設けられる。

【0049】

上側ケース２６８ａの開口部と、下側ケース２６８ｂの開口部とは、互いに重なる。上側ケース２６８ａと下側ケース２６８ｂとの境界部は、封止される。真空チャンバー２６８の内部には、密閉された減圧室２６８ｃが形成される。

【0050】

ダイヤフラム２６６は、減圧室２６８ｃを上下に区画する。減圧室２６８ｃにおいてダイヤフラム２６６の上側には、台座部材２６０と、脱気路２６８ｐが配置される。減圧室２６８ｃにおいてダイヤフラム２６６の下側には、通気路２６８ｑが配置される。

【0051】

ダイヤフラム押し付け工程において、枠付き集電体３５が搭載された搬送治具５０は、真空チャンバー２６８の内部（すなわち、減圧室２６８ｃ）に配置され支持される。枠付き集電体３５が搭載された搬送治具５０は、ダイヤフラム２６６の上側に配置される。枠付き集電体３５は、台座部材２６０の下側を向く支持面２６０ａと対向する。支持面２６０ａは、枠体４５の上面に接触して枠付き集電体３５を上側から支持する。支持シート５５の下面５５ｂは、上下方向においてダイヤフラム２６６と対向する。

【0052】

ダイヤフラム押し付け工程では、枠付き集電体３５が搭載された搬送治具５０を減圧室２６８ｃに配置した状態で、減圧室２６８ｃ内を減圧する。減圧室２６８ｃ内が減圧されると、ダイヤフラム２６６の上下で圧力差が生じ、ダイヤフラム２６６は上側に膨張する。ダイヤフラム２６６は、支持シート５５を枠付き集電体３５の裏面３５ｂに押し付け、支持シート５５と枠付き集電体３５の裏面３５ｂとを密着させる。

【0053】

本変形例のダイヤフラム押し付け工程は、枠付き集電体３５を搭載した状態で搬送治具５０を減圧室２６８ｃ内に収容して行われる。ダイヤフラム押し付け工程は、減圧化で行われる。このため、互いに接着される集電体３１と支持シート５５との間の気泡の発生が抑制される。

【0054】

また、本変形例のダイヤフラム押し付け工程は、減圧に伴い膨張するダイヤフラム２６６によって支持シート５５を枠付き集電体３５に押し付ける。ダイヤフラム２６６は、ドーム状に膨張するため、支持シート５５を枠付き集電体３５に、中央から外側に向かって均一に押し付けることができ、支持シート５５にシワなどが生じることを抑制できる。

【0055】

（電極組成物供給工程）
図８は、本実施形態の電極組成物供給工程を示す模式図である。電極組成物供給工程は、搭載工程の後に行われる。電極組成物供給工程は、枠付き集電体３５の枠内に、電極組成物３９を供給して電極活物質層３２を形成する工程である。

【0056】

電極組成物３９は、供給装置７０によって枠付き集電体３５の枠内に供給される。電極組成物３９は、電極活物質および導電助剤を含む造粒粒子を有する。また、電極組成物３９は、電解液、粘着剤およびイオン伝導性ポリマーなどを有していてもよい。なお、製造する電極３０が正極である場合、電極活物質としては、上述した正極活物質が用いられ、製造する電極３０が負極である場合、電極活物質としては、上述した負極活物質が用いられる。

【0057】

電極組成物供給工程において、枠付き集電体３５の反対側で支持シート５５を支持する架台７５が配置される。架台７５は、搬送治具５０の治具枠部５１の内部に配置される。架台７５の上面７５ａは、支持シート５５の下面５５ｂに接触する。支持シート５５は、枠付き集電体３５および電極組成物３９の重量によって撓みうる。このため、電極組成物供給工程において、電極組成物３９の供給量の評価などが不正確となり得る。本実施形態によれば、架台７５によって支持シート５５を下側から支持することで、支持シート５５の撓みを抑制し電極組成物供給工程を正確に行うことができる。

【0058】

（プレス工程）
図９は、プレス工程を示す模式図である。プレス工程は、枠付き集電体３５の枠内の電極組成物３９を圧縮する工程である。プレス工程では、集電体３１の表面に供給された電極組成物３９を厚さ方向に加圧して電極活物質層３２を形成する。電極組成物３９を圧縮することで、電極活物質層３２を緻密化させるとともに厚さを均一にすることができる。

【0059】

本実施形態のプレス工程は、生産性の観点から、ロールプレス成形法が用いられる。ロールプレス工程では、一対の加圧ローラー７９を有するロールプレス装置７８が用いられる。一対の加圧ローラー７９のうち一方は枠付き集電体３５の上側に位置し、他方は支持シート５５の下側に位置する。一対の加圧ローラー７９は、搬送治具５０を搬送しながら、枠付き集電体３５および電極組成物３９を上下方向から挟み込むようにして加圧する。

【0060】

以上の工程を経て、搬送治具５０の上側に電極３０が形成される。なお、プレス工程の後には、電極活物質層３２の厚さを測定し品質を評価する工程を行うことが好ましい。

【0061】

本実施形態の電池用電極の製造方法によれば、各工程（特に、電極組成物供給工程およびプレス工程）が、搬送治具５０の上側で行われる。本実施形態によれば、工程間の仕掛品の搬送が容易となるとともに、仕掛品の損傷を抑制できる。また、各工程を行う処理装置に対して、搬送治具５０を位置合わせすることで、仕掛品を処理装置に対して位置合わせすることができる。このため、各処理の精度を高めることができる。

【0062】

（搬送治具の変形例）
図１０は、上述の実施形態に採用可能な変形例の搬送治具３５０の模式図である。なお、上述の実施形態の搬送治具３５０と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。

【0063】

搬送治具３５０は、上述の実施形態と同様に、枠状の治具枠部５１と、治具枠部５１に架け渡される支持シート３５５と、を有する。支持シート３５５は、可撓性を有する。なお、支持シート３５５は支持シート５５と同様に、搬送対象（枠付き集電体３５）が搭載されることにより生じる撓み量が所定の値よりも小さくなるように所定のテンション（張力）で張られて２つの短辺部５２に架け渡される。搬送治具３５０は、支持シート３５５において枠付き集電体３５を搭載する。

【0064】

本変形例において、支持シート３５５は、通気性を有する。すなわち、支持シート３５５は、空気を通すことができる。通気性を有する支持シート３５５としては、スクリーンメッシュや多孔質シートなどが例示できる。支持シート３５５の下側には、吸着治具３５９が配置される。吸着治具３５９は、支持シート３５５の下面（裏面）３５５ｂに負圧を付与する。支持シート３５５は、空気を通すため支持シート３５５の上側に配置される枠付き集電体３５は、支持シート３５５側に吸着される。すなわち、支持シート３５５は、下面３５５ｂ側に負圧を付与することで枠付き集電体３５を保持する。

【0065】

本変形例によれば、搬送治具３５０上で搬送対象が位置ずれすることを抑制することができる。また、本変形例によれば、吸着治具３５９による負圧の付与を停止する、または吸着治具３５９を搬送治具３５０から離間させることで、支持シート３５５への枠付き集電体３５の吸着を解除できる。すなわち、本変形例によれば、搬送対象を搬送治具３５０から容易に離脱させることができる。

【0066】

また、本変形例によれば、支持シート３５５が通気性を有するため、支持シート３５５と枠付き集電体３５の裏面３５ｂとの間に気泡が生じにくい。したがって、電極活物質層３２の厚さを均一にし易く、単セル２０としてのエネルギ密度を高めることができる。

【0067】

＜単セル（電池セル）の製造方法＞
次に本実施形態の単セル２０の製造方法について説明する。
単セル２０の製造方法は、積層工程と、脱気工程と、溶着工程と、離脱工程と、を有する。本実施形態において、積層工程、脱気工程、溶着工程、および離脱工程は、この順で行われる。

【0068】

単セル２０には、２つの電極３０（すなわち、正極３０ａおよび負極３０ｂ）が用いられる。したがって、単セル２０の製造方法では、上述の電池用電極の製造方法によって製造された電極３０が２つ用意される。

【0069】

（積層工程）
図１１は、積層工程を示す模式図である。積層工程は、２つの電極３０を、セパレータ４０を介して互いに向かい合わせに積層して積層体９を形成する。積層体９では、２つの電極３０の電極活物質層３２が互いに向かい合わせに配置される。また、セパレータ４０は、２つの電極３０の電極活物質層３２同士の間に配置される。

【0070】

積層工程において、２つの電極３０が搬送治具５０に保持された状態で行われる。積層工程は、２つの電極３０のうち一方の電極３０（例えば、正極３０ａ）の上に、セパレータ４０および他の電極３０（例えば、負極３０ｂ）を順次積層することで行われる。ここでは、正極３０ａを土台として、セパレータ４０および負極３０ｂを積層する場合について説明する。しかしながら、負極３０ｂを土台として、セパレータ４０および正極３０ａを積層してもよい。

【0071】

本実施形態の積層工程では、まず、正極３０ａの電極活物質層３２の上に、セパレータ４０を搭載する。セパレータ４０は、正極３０ａに対して位置決めされる。セパレータ４０の外縁は、正極３０ａの枠体４５に搭載される。したがって、正極活物質層３２ａは、セパレータ４０によって覆われる。

【0072】

次いで、正極３０ａおよびセパレータ４０の上に、負極３０ｂを搭載する。負極３０ｂの枠体４５は、正極３０ａの枠体４５に重ねられる。これにより、正極３０ａの外縁と負極３０ｂの外縁とが、積層方向から見て、互いに一致する。以上の手順を経て、積層工程が完了し、積層体９が形成される。

【0073】

本実施形態の積層工程によれば、２つの電極３０は、搬送治具５０に保持された状態で、互いに積層される。すなわち、本実施形態によれば、搬送治具５０を介して電極３０を操作することができる。このため、積層工程において、電極３０に損傷を生じさせることを抑制できる。また、２つの搬送治具５０同士を位置合わせすることで、容易に電極３０同士を位置合わせすることができる。すなわち、搬送治具５０に位置合わせのための構成を用意すれば、電極３０に位置合わせのための構成を用意する必要がない。結果的に各電極３０の構成を簡素化することができる。

【0074】

（脱気工程）
図１２および図１３は、脱気工程を示す模式図である。脱気工程は、積層工程の後に行われる。脱気工程は、積層体９の内部の空気を抜く工程である。積層工程において、２つの搬送治具５０の間には、２つの脱気管８０が配置される。脱気管８０は、真空ポンプ（図示略）に接続される。

【0075】

図１２に示すように、脱気工程において、２つの搬送治具５０の治具枠部５１同士は、互いに連結される。２つの搬送治具５０の治具枠部５１には、積層方向から見て互いに重なり同方向に延びる凹溝５４がそれぞれ設けられる。脱気工程は、対向する２つの凹溝５４に脱気管８０を配置して行う。脱気管８０の吸気口８１は、２つの搬送治具５０の支持シート５５同士の間に配置される。

【0076】

図１３に示すように、吸気口８１から脱気を行うことで、２つの搬送治具５０の支持シート５５同士の間の空気が抜かれる。結果的に、積層体９の内部の空気が抜かれる。また、２つの支持シート５５の接着層５６同士が対向し接触することで、２つの支持シート５５同士が接合される。これにより、２つの支持シート５５の間に空気が侵入することが抑制される。

【0077】

積層体９内の空気を抜いた状態で、脱気管８０の弁８２を閉塞する。これにより、積層体９の内部から空気が抜かれた状態が保持される。次工程の溶着工程は、脱気管８０の弁８２を閉塞し、負圧を保持した状態で行われる。溶着工程を脱気した後に密閉することで圧力を保持して行うことで、脱気管８０と真空ポンプとの接続を解除することができ、工程間の搬送が容易となる。

【0078】

（溶着工程）
図１４は、溶着工程を示す模式図である。溶着工程は、脱気工程の後に行われる。溶着工程は、積層体９において２つの電極３０（正極３０ａおよび負極３０ｂ）の枠体４５同士を溶着する工程である。

【0079】

溶着工程は、溶着装置８５を用いて行われる。溶着装置８５は、一対の溶着治具８６を有する。溶着治具８６は、それぞれ枠状の発熱体８７を有する。発熱体８７は、積層方向から見て枠体４５と略同形状である。

【0080】

溶着工程において、発熱体８７は、それぞれの電極３０を保持する搬送治具の支持シート５５を介して枠体４５を加熱する。これにより、発熱体８７は、枠体４５を溶融させる。溶着工程では、さらに、発熱体８７を支持シート５５から離間させ枠体４５を冷却し硬化させる。これにより、２つの電極３０の枠体４５同士を溶着し一体化させる。

【0081】

以上説明した溶着工程における溶着装置８５は、枠状の一対の発熱体８７を有しているが、これに限定されない。例えば、枠状の発熱体を用いずに、１辺ずつ熱溶着するための線状（棒状）の発熱体を複数用いて順次熱溶着する構成としても良いし、２つのコ字形状の部材に分割された発熱体を用いて熱溶着する構成としても良く、リチウムイオン電池の外縁部を熱溶着可能な構成であれば、他の様々な構成を適用可能である。

【0082】

以上の工程を経ることで、積層体９において２つの電極３０同士が一体化され、単セル２０が形成される。溶着工程を経て形成された単セル２０は、２つの搬送治具５０の支持シート５５の間に挟み込まれている。

【0083】

（離脱工程）
図１５は、離脱工程を示す模式図である。離脱工程は、溶着工程の後に行われる。離脱工程は、２つの搬送治具５０を離脱して単セル２０を取り出す工程である。
以上の工程を経ることで、単セル２０を製造することができる。
＜単セル（電池セル）＞
図１６は、上述の製造方法を経て製造される単セル２０の断面模式図である。
単セル２０は、２つの電極（電池用電極）としての正極３０ａおよび負極３０ｂと、セパレータ４０と、を有する。

【0084】

セパレータ４０は、正極３０ａと負極３０ｂとの間に配置される。複数の単セル２０は、正極３０ａと負極３０ｂとを同方向に向けて積層されて使用される。積層方向の正極側の端部に配置される単セル２０の正極３０ａには、正極端子が接触し、積層方向の負極側の端部に配置される単セル２０の負極３０ｂには、負極端子が接触する。

【0085】

セパレータ４０には、電解質が保持される。これにより、セパレータ４０は、電解質層として機能する。セパレータ４０は、正極３０ａおよび負極３０ｂの電極活物質層３２の間に配置され、これらが互いに接触することを抑制する。これにより、セパレータ４０は、正極３０ａと負極３０ｂとの間の隔壁として機能する。

【0086】

正極３０ａおよび負極３０ｂは、それぞれ、集電体３１と、電極活物質層３２と、枠体４５と、を有する。電極活物質層３２と集電体３１とは、セパレータ４０側からこの順に並ぶ。枠体４５は、電極活物質層３２の周囲を囲む。正極３０ａの枠体４５と負極３０ｂの枠体４５とは、互いに溶着され一体化されている。

【0087】

以下の説明において、正極３０ａおよび負極３０ｂの電極活物質層３２を互いに区別する場合、これらをそれぞれ正極活物質層３２ａ、負極活物質層３２ｂと呼ぶ。

【0088】

枠体４５は、集電体３１同士の接触や単セル２０の端部における短絡を防止する。枠体４５を構成する材料としては、絶縁性、シール性（液密性）、電池動作温度下での耐熱性等を有するものであればよく、樹脂材料が好適に採用される。

【0089】

電極活物質層３２の厚さは特に限定されないが、枠体４５の厚さ以上であることが好ましい。枠体４５の厚さに対する電極活物質層３２の厚さの割合は、１００％～２００％であることが好ましく、１００～１５０％であることが好ましく、１１０～１３０％であることがより好ましい。枠体４５が変形しにくい場合に、枠体４５の厚さに対する電極活物質層３２の厚さの割合が１００％未満であると、後述する加圧成形工程において、電極活物質層３２を充分に加圧成形できない場合がある。

【0090】

枠体４５の厚さに対する電極活物質層３２の割合が１００％を超える場合、枠体４５から電極活物質層３２がはみ出すこととなる。電極活物質層３２は真空包装工程において包装材内に固定されるため、枠体４５からの電極活物質層３２のはみだしは、加圧成形工程において問題とはならない。

【0091】

枠体４５は、融点が７５～９０℃のポリオレフィンを含むことが好ましい。

【0092】

融点が７５～９０℃のポリオレフィンは、分子内に極性基を有するものであってもよく、極性基を有しないものであってもよい。極性基としては、ヒドロキシ基（－ＯＨ）、カルボキシル基（－ＣＯＯＨ）、ホルミル基（－ＣＨＯ）、カルボニル基（＝ＣＯ）、アミノ基（－ＮＨ２）、チオール基（－ＳＨ）、１，３－ジオキソ－３－オキシプロピレン基等が挙げられる。ポリオレフィンが極性基を有しているかどうかは、ポリオレフィンをフーリエ変換赤外分光法（ＦＴ－ＩＲ）や核磁気共鳴分光法（ＮＭＲ）で分析することにより確認することができる。

【0093】

融点が７５～９０℃のポリオレフィンとしては、東ソー（株）製 メルセン（登録商標）Ｇ（融点：７７℃）や三井化学（株）製 アドマーＸＥ０７０（融点：８４℃）等が挙げられる。東ソー（株）製 メルセン（登録商標）Ｇは極性基を有する樹脂の例であり、三井化学（株）製 アドマーＸＥ０７０は極性基を有しない樹脂の例である。

【0094】

枠体４５は、融点が７５～９０℃のポリオレフィンに加えて、非導電性フィラーを含有していてもよい。非導電性フィラーとしては、ガラス繊維等の無機繊維及びシリカ粒子等の無機粒子が挙げられる。

【0095】

枠体４５の一部は、耐熱性環状支持部材で構成されていてもよい。枠体４５の一部が耐熱性環状支持部材で構成されていると、枠体４５の機械的強度及び耐熱性を向上させることができる。

【0096】

耐熱性環状支持部材は集電体３１及びセパレータ４０との接着性が低いため、耐熱性環状支持部材は、枠体４５の厚さ方向の中央部に配置されることが好ましい。この場合、平面視形状が互いに同一の、融点が７５～９０℃のポリオレフィンを含む層、耐熱性環状支持部材、融点が７５～９０℃のポリオレフィンを含む層が、集電体３１側からこの順で配置されることが好ましい。上記構成であると、枠体４５に機械的強度及び耐熱性を付与しつつ、集電体３１及びセパレータ４０との接着性を高めることができる。

【0097】

耐熱性環状支持部材は、溶融温度が１５０℃以上である耐熱性樹脂組成物を含んでいることが望ましく、溶融温度が２００℃以上である耐熱性樹脂組成物を含んでいることがより望ましい。耐熱性環状支持部材が、溶融温度が１５０℃以上である耐熱性樹脂組成物を含むことで、枠体４５が熱に対してより変形しにくくなる。耐熱性樹脂組成物の溶融温度（単に融点ともいう）は、ＪＩＳ Ｋ７１２１－１９８７に準拠して示差走査熱量測定によって測定される。

【0098】

耐熱性樹脂組成物を構成する樹脂としては、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂及びポリイミド等）、エンジニアリング樹脂［ポリアミド（ナイロン６ 溶融温度：約２３０℃、ナイロン６６ 溶融温度：約２７０℃等）、ポリカーボネート（ＰＣともいう 溶融温度：約１５０℃）及びポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫともいう 溶融温度：約３３０℃）等］及び高融点熱可塑性樹脂｛ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴともいう 溶融温度：約２５０℃）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮともいう 溶融温度：約２６０℃）及び高融点ポリプロピレン（溶融温度：約１６０～１７０℃）等｝等が挙げられる。なお、高融点熱可塑性樹脂とは、ＪＩＳ Ｋ７１２１－１９８７に準拠して示差走査熱量測定によって測定される溶融温度が１５０℃以上の熱可塑性樹脂を指す。

【0099】

耐熱性樹脂組成物は、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、高融点ポリプロピレン、ポリカーボネート及びポリエーテルエーテルケトンからなる群から選択される少なくとも１種の樹脂を含むことが望ましい。

【0100】

耐熱性樹脂組成物はフィラーを含んでいてもよい。耐熱性樹脂組成物がフィラーを含むことで、溶融温度を向上させることができる。上記フィラーとしては、ガラス繊維等の無機フィラー及び炭素繊維等が挙げられる。フィラーを含む耐熱性樹脂組成物としては、ガラス繊維に硬化前のエポキシ樹脂を含浸させて硬化させたもの（ガラスエポキシともいう）及び炭素繊維強化樹脂などが挙げられる。

【0101】

枠体４５を上面視した際の、外形形状と内形形状との間の距離を枠体４５の幅ともいう。
枠体４５の幅は特に限定されないが、３～２０ｍｍであることが好ましい。枠体４５の幅が３ｍｍ未満であると、枠体４５の機械的強度が不足して、電極活物質層３２が枠体４５の外へ漏れてしまう場合がある。一方、枠体４５の幅が２０ｍｍを超えると、電極活物質層３２の占める割合が減少してしまい、エネルギ密度が低下してしまう場合がある。

【0102】

枠体４５の厚さは特に限定されないが、０．１～１０ｍｍであることが望ましい。

【0103】

電極活物質粒子は、正極活物質粒子又は負極活物質粒子が挙げられる。電極活物質粒子として正極活物質粒子を用いた電極活物質層３２を正極組成物又は正極活物質層３２ａともいい、電極活物質粒子として負極活物質粒子を用いた電極活物質層３２を負極組成物又は負極活物質層３２ｂともいう。また、正極組成物の周囲を環状に囲む枠体４５を正極枠体ともいい、負極組成物の周囲を環状に囲む枠体４５を負極枠体ともいう。

【0104】

正極活物質粒子としては、リチウムと遷移金属との複合酸化物｛遷移金属が１種である複合酸化物（ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＡｌＭｎＯ_４、ＬｉＭｎＯ_２及びＬｉＭｎ_２Ｏ_４等）、遷移金属元素が２種である複合酸化物（例えばＬｉＦｅＭｎＯ_４、ＬｉＮｉ_１－ｘＣｏ_ｘＯ_２、ＬｉＭｎ_１－ｙＣｏ_ｙＯ_２、ＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ａｌ_１／３Ｏ_２及びＬｉＮｉ_０．８Ｃｏ_０．１５Ａｌ_０．０５Ｏ_２）及び金属元素が３種類以上である複合酸化物［例えばＬｉＭ_ａＭ’_ｂＭ’’_ｃＯ_２（Ｍ、Ｍ’及びＭ’’はそれぞれ異なる遷移金属元素であり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１を満たす。例えばＬｉＮｉ１／３Ｍｎ１／３Ｃｏ１／３Ｏ２）等］等｝、リチウム含有遷移金属リン酸塩（例えばＬｉＦｅＰＯ_４、ＬｉＣｏＰＯ_４、ＬｉＭｎＰＯ_４及びＬｉＮｉＰＯ_４）、遷移金属酸化物（例えばＭｎＯ_２及びＶ_２Ｏ_５）、遷移金属硫化物（例えばＭｏＳ_２及びＴｉＳ_２）及び導電性高分子（例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン及びポリ－ｐ－フェニレン及びポリビニルカルバゾール）等の粒子が挙げられ、２種以上を併用してもよい。なお、リチウム含有遷移金属リン酸塩は、遷移金属サイトの一部を他の遷移金属で置換したものであってもよい。

【0105】

負極活物質粒子としては、炭素系材料［黒鉛、難黒鉛化性炭素、アモルファス炭素、樹脂焼成体（例えばフェノール樹脂及びフラン樹脂等を焼成し炭素化したもの等）、コークス類（例えばピッチコークス、ニードルコークス及び石油コークス等）及び炭素繊維等］、珪素系材料［珪素、酸化珪素（ＳｉＯ_ｘ）、珪素－炭素複合体（炭素粒子の表面を珪素及び／又は炭化珪素で被覆したもの、珪素粒子又は酸化珪素粒子の表面を炭素及び／又は炭化珪素で被覆したもの並びに炭化珪素等）及び珪素合金（珪素－アルミニウム合金、珪素－リチウム合金、珪素－ニッケル合金、珪素－鉄合金、珪素－チタン合金、珪素－マンガン合金、珪素－銅合金及び珪素－スズ合金等）等］、導電性高分子（例えばポリアセチレン及びポリピロール等）、金属（スズ、アルミニウム、ジルコニウム及びチタン等）、金属酸化物（チタン酸化物及びリチウム・チタン酸化物等）及び金属合金（例えばリチウム－スズ合金、リチウム－アルミニウム合金及びリチウム－アルミニウム－マンガン合金等）等及びこれらと炭素系材料との混合物等の粒子が挙げられる。上記負極活物質粒子のうち、内部にリチウム又はリチウムイオンを含まないものについては、予め負極活物質粒子の一部又は全部にリチウム又はリチウムイオンを含ませるプレドープ処理を施してもよい。

【0106】

これらの中でも、電池容量等の観点から、炭素系材料、珪素系材料及びこれらの混合物が好ましく、炭素系材料としては、黒鉛、難黒鉛化性炭素及びアモルファス炭素がさらに好ましく、珪素系材料としては、酸化珪素及び珪素－炭素複合体がさらに好ましい。

【0107】

電極活物質粒子の平均粒子径は、５～２００μｍであることが好ましい。
電極活物質粒子の平均粒子径は、マイクロトラック法（レーザー回折・散乱法）によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒径（Ｄｖ５０）を意味する。マイクロトラック法とは、レーザー光を粒子に照射することによって得られる散乱光を利用して粒度分布を求める方法である。なお、体積平均粒子径の測定には、レーザー回折・散乱式の粒子径分布測定装置［マイクロトラック・ベル（株）製のマイクロトラック等］を用いることができる。

【0108】

電極活物質粒子は、その表面の少なくとも一部が高分子化合物を含む被覆層により被覆された被覆活物質粒子であってもよい。電極活物質粒子の周囲が被覆層で被覆されていると、電極の体積変化が緩和され、電極の膨張を抑制することができる。なお、電極活物質粒子として正極活物質粒子を使用した場合の被覆活物質粒子を被覆正極活物質粒子といい、電極活物質粒子として負極活物質粒子を使用した場合の被覆活物質粒子を被覆負極活物質粒子という。

【0109】

被覆層を構成する高分子化合物（被覆用高分子化合物ともいう）としては、特開２０１７－０５４７０３号公報に非水系二次電池活物質被覆用樹脂として記載されたものを好適に用いることができる。

【0110】

被覆層は、必要に応じて、後述する導電助剤を含んでいてもよい。

【0111】

電極活物質層３２に含まれる被覆用高分子化合物の重量割合は、電極活物質層３２の重量を基準として、０．１～１０重量％であることが好ましい。電極活物質層３２に含まれる被覆用高分子化合物の含有量が、電極活物質層３２の重量を基準として０．１重量％未満であると、電極活物質層３２に含まれる被覆用高分子化合物の含有量が少なすぎて、電極割れが生じたり、成形性が低下してしまうことがある。一方、電極活物質層３２に含まれる被覆用高分子化合物の含有量が、電極活物質層３２の重量を基準として１０重量％を超える場合には、電極活物質層３２に含まれる被覆用高分子化合物の含有量が多すぎて、電気抵抗を増加させてしまうことがある。

【0112】

電極活物質層３２に含まれる電極活物質粒子の重量割合は、電極活物質層３２の重量を基準として７０～９５重量％であることが好ましい。なお、電極活物質粒子が被覆活物質粒子である場合、被覆活物質粒子を構成する被覆層は、電極活物質粒子の重量に含めないものとする。

【0113】

電極活物質層３２は、電極活物質粒子以外に、導電助剤、溶液乾燥型の公知の電極用バインダ（結着剤ともいう）及び粘着性樹脂を含有していてもよい。また、リチウムイオン電池の製造に用いられる非水電解液を構成する電解質や溶媒等を含有していてもよい。ただし、電極活物質層３２は、公知の電極用バインダを含有していないことが好ましい。

【0114】

導電助剤は、導電性を有する材料から選択される。具体的には、金属［ニッケル、アルミニウム、ステンレス（ＳＵＳ）、銀、銅及びチタン等］、カーボン［グラファイト及びカーボンブラック（アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルランプブラック等）等］、及びこれらの混合物等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
これらの導電助剤は１種単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。また、これらの合金又は金属酸化物を用いてもよい。電気的安定性の観点から、好ましくはアルミニウム、ステンレス、カーボン、銀、銅、チタン及びこれらの混合物であり、より好ましくは銀、アルミニウム、ステンレス及びカーボンであり、さらに好ましくはカーボンである。またこれらの導電助剤としては、粒子系セラミック材料や樹脂材料の周りに導電性材料（上記した導電助剤の材料のうち金属のもの）をめっき等でコーティングしたものでもよい。

【0115】

導電助剤の平均粒子径は、特に限定されるものではないが、電池の電気特性の観点から、０．０１～１０μｍであることが好ましく、０．０２～５μｍであることがより好ましく、０．０３～１μｍであることがさらに好ましい。なお、本明細書中において、「粒子径」とは、導電助剤の輪郭線上の任意の２点間の距離のうち、最大の距離Ｌを意味する。「平均粒子径」の値としては、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）等の観察手段を用い、数～数十視野中に観察される粒子の粒子径の平均値として算出される値を採用するものとする。

【0116】

導電助剤の形状（形態）は、粒子形態に限られず、粒子形態以外の形態であってもよく、カーボンナノチューブ等、いわゆるフィラー系導電性材料として実用化されている形態であってもよい。

【0117】

導電助剤は、その形状が繊維状である導電性繊維であってもよい。
導電性繊維としては、ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維、合成繊維の中に導電性のよい金属や黒鉛を均一に分散させてなる導電性繊維、ステンレス鋼のような金属を繊維化した金属繊維、有機物繊維の表面を金属で被覆した導電性繊維、有機物繊維の表面を導電性物質を含む樹脂で被覆した導電性繊維等が挙げられる。これらの導電性繊維の中では炭素繊維が好ましい。また、グラフェンを練りこんだポリプロピレン樹脂も好ましい。
導電助剤が導電性繊維である場合、その平均繊維径は０．１～２０μｍであることが好ましい。

【0118】

電極活物質層３２に含まれる導電助剤の重量割合は、電極活物質層３２の重量を基準として０～５重量％であることが好ましい。

【0119】

溶液乾燥型の公知の電極用バインダとしては、デンプン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリプロピレン（ＰＰ）等が挙げられる。
ただし、公知の電極用バインダの含有量は、電極活物質層３２全体の重量を基準として、２．０重量％以下であることが好ましい。

【0120】

電極活物質層３２に含まれる公知の電極用バインダの重量割合は、電極活物質層３２の重量を基準として０～２重量％であることが好ましく、０～０．５重量％であることがより好ましい。

【0121】

電極活物質層３２は、公知の電極用バインダではなく、粘着性樹脂を含むことが好ましい。電極活物質層３２が上記溶液乾燥型の公知の電極用バインダを含む場合には、圧縮成形体を形成した後に乾燥工程を行うことで一体化する必要があるが、粘着性樹脂を含む場合には、乾燥工程を行うことなく常温において僅かな圧力で電極活物質層３２を一体化することができる。乾燥工程を行わない場合、加熱による圧縮成形体の収縮や亀裂の発生がおこらないため好ましい。

【0122】

なお、溶液乾燥型の電極用バインダは、溶媒成分を揮発させることで乾燥、固体化して電極活物質粒子同士を強固に固定するものを意味する。一方、粘着性樹脂は、粘着性（水、溶媒、熱等を使用せずに僅かな圧力を加えることで接着する性質）を有する樹脂を意味する。
溶液乾燥型の電極用バインダと粘着性樹脂とは異なる材料である。

【0123】

粘着性樹脂としては、被覆層を構成する高分子化合物（特開２０１７－０５４７０３号公報に記載された非水系二次電池活物質被覆用樹脂等）に少量の有機溶剤を混合してそのガラス転移温度を室温以下に調整したもの、及び、特開平１０－２５５８０５公報等に粘着剤として記載されたものを好適に用いることができる。

【0124】

電極活物質層３２に含まれる粘着性樹脂の重量割合は、電極活物質層３２の重量を基準として０～２重量％であることが好ましい。

【0125】

電極活物質層３２に含まれる樹脂成分（被覆用高分子化合物、電極用バインダ及び粘着性樹脂）の合計重量の割合は、０．１～１０重量％であることが好ましい。

【0126】

電解質としては、公知の非水電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＳｂＦ_６、ＬｉＡｓＦ_６及びＬｉＣｌＯ_４等の無機酸のリチウム塩、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２及びＬｉＣ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３等の有機酸のリチウム塩等が挙げられる。これらの内、電池出力及び充放電サイクル特性の観点から好ましいのはＬｉＰＦ_６である。
溶媒としては、公知の非水電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、ラクトン化合物、環状又は鎖状カーボネート、鎖状カルボン酸エステル、環状又は鎖状エーテル、リン酸エステル、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホン、スルホラン等及びこれらの混合物を用いることができる。

【0127】

集電体３１としては、正極集電体又は負極集電体が挙げられる。

【0128】

正極集電体を構成する材料としては、銅、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル、焼成炭素、導電性高分子及び導電性ガラス等が挙げられる。また、正極集電体として、導電剤と樹脂からなる樹脂集電体を用いてもよい。

【0129】

負極集電体を構成する材料としては、銅、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル及びこれらの合金等の金属材料等が挙げられる。なかでも、軽量化、耐食性、高導電性の観点から、好ましくは銅である。負極集電体としては、焼成炭素、導電性高分子及び導電性ガラス等からなる集電体であってもよく、導電剤と樹脂からなる樹脂集電体であってもよい。

【0130】

正極集電体、負極集電体とも、樹脂集電体を構成する導電剤としては、電極活物質層３２に含まれる導電助剤と同様のものを好適に用いることができる。
樹脂集電体を構成する樹脂としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリシクロオレフィン（ＰＣＯ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂又はこれらの混合物等が挙げられる。電気的安定性の観点から、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）及びポリシクロオレフィン（ＰＣＯ）が好ましく、さらに好ましくはポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）及びポリメチルペンテン（ＰＭＰ）である。

【0131】

以上に、本発明の実施形態およびその変形例を説明したが、実施形態および変形例における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

【産業上の利用可能性】

【0132】

本発明は、電池用電極及び電池セルの製造に利用できる。

【符号の説明】

【0133】

９…積層体、２０…単セル（電池セル）、３０…電極（電池用電極）、３０ａ…正極（電極、電池用電極）、３０ｂ…負極（電極、電池用電極）、３１…集電体、３５…枠付き集電体、３９…電極組成物、４０…セパレータ、４５…枠体、４５ｐ…端材、５０，３５０…搬送治具、５１…治具枠部、５４…凹溝、５５，３５５…支持シート、５６…接着層、６０，１６０，２６０…台座部材、６０ａ，１６０ａ，２６０ａ…支持面、６１…凸部（スペーサ）、６５…ローラー、７５…架台、８０…脱気管、１６９…スペーサ、２６６…ダイヤフラム、２６８ｃ…減圧室、Ｓ…シート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】