特許 7248728 電極シートの製造方法

(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】2023-03-20

(45)【発行日】2023-03-29

(54)【発明の名称】電極シートの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 4/04 20060101AFI20230322BHJP

   H01M 4/66 20060101ALI20230322BHJP

   H01M 4/139 20100101ALI20230322BHJP

【ＦＩ】

H01M4/04 Z

H01M4/66 A

H01M4/139

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2021053376

(22)【出願日】2021-03-26

(65)【公開番号】P2022150672

(43)【公開日】2022-10-07

【審査請求日】2022-03-28

(73)【特許権者】

【識別番号】520184767

【氏名又は名称】プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮島 桃香

(72)【発明者】

【氏名】上薗 知之

(72)【発明者】

【氏名】大久保 壮吉

【審査官】前田 寛之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１４９８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１１３４８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３５１６１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ４／００－４／６２

Ｈ０１Ｍ４／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

長手方向に延びる帯状の集電部材と、前記集電部材の表面上に形成された活物質層と、を有する電極シートの製造方法であって、
前記集電部材を前記長手方向に沿った搬送方向に搬送する第１搬送装置と、
前記第１搬送装置によって搬送される前記集電部材の前記表面の下方に第１間隙を空けて配置され、活物質粒子の表面にバインダ粒子が結合した複数の複合粒子を前記第１間隙に向けて搬送する第２搬送装置と、を用いて、
前記第１搬送装置と前記第２搬送装置との間に直流電圧を印加して、前記第１間隙において、前記第２搬送装置によって搬送されていた複数の前記複合粒子を、前記第１搬送装置によって搬送されている前記集電部材のうち前記表面を下方に向けて搬送されている第１部位との間に働く静電気力によって、前記第１部位の前記表面に向けて空中移動させて、前記第１部位の前記表面上に付着させて、複数の前記複合粒子からなる複合粒子層を前記集電部材の前記表面上に形成する成膜工程と、
前記集電部材の前記表面上に複合粒子層が形成された成膜シートを、熱プレスして、前記電極シートを作製する熱プレス工程と、を備える
電極シートの製造方法において、
前記集電部材は、集電箔と、前記集電箔の表面に塗工された電気絶縁性のバインダ膜と、からなり、
前記第１搬送装置は、前記第１間隙を形成する位置において、前記集電部材の前記表面を構成する前記バインダ膜の表面を下方に向けつつ前記集電部材を搬送し、
前記第２搬送装置によって搬送される複数の前記複合粒子には、粒径が１００μｍ未満の複合粒子が含まれ、
前記成膜工程は、
前記第１間隙において、前記第２搬送装置によって搬送されていた前記複合粒子を、前記静電気力によって、前記集電部材の前記第１部位に含まれる前記バインダ膜の前記表面に向けて空中移動させて、前記第１部位に含まれる前記バインダ膜の前記表面上に付着させて、前記複合粒子層を前記集電部材の前記バインダ膜の前記表面上に形成する
電極シートの製造方法。

【請求項2】

請求項１に記載の電極シートの製造方法であって、
前記複合粒子は、粒径が１００μｍ未満である
電極シートの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電極シートの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、長手方向に延びる帯状の集電部材（集電箔）と、集電部材の表面上に形成された活物質層と、を有する電極シートの製造方法が開示されている。具体的には、集電部材を長手方向に沿った搬送方向に搬送する第１搬送装置（バックアップロール）と、第１搬送装置によって搬送される集電部材の表面の下方に第１間隙を空けて配置され、活物質粒子の表面にバインダ粒子が結合した複数の複合粒子を第１間隙に向けて搬送する第２搬送装置（マグネットロール）とを用いて、複数の複合粒子からなる複合粒子層を集電部材の表面上に形成する成膜工程と、集電部材の表面上に複合粒子層が形成された成膜シートを、熱プレス（熱ロールプレス）して、電極シートを作製する熱プレス工程と、を備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－１４９８６２号公報

【0004】

成膜工程では、第１搬送装置と第２搬送装置との間に直流電圧を印加して、第１間隙において、第２搬送装置によって搬送されていた複数の複合粒子を、第１搬送装置によって搬送されている集電箔（集電部材）のうち表面を下方に向けて搬送されている第１部位との間に働く静電気力によって、第１部位の表面に向けて空中移動させて、第１部位の表面上に付着させる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、集電箔は導電性であるため、複合粒子が、集電箔からなる集電部材の第１部位の表面上に付着したとき、当該複合粒子の電荷（静電気）が集電箔に漏れ出てしまい、当該複合粒子と集電部材との間に働く静電気力が低下または消失することがある。これによって、集電部材との間に働く静電気力が重力よりも小さくなった複合粒子が、集電部材の表面上から落下（脱落）することがあった。このために、集電部材への複合粒子の付着率が小さくなることがあった。ここで、「集電部材への複合粒子の付着率」とは、第２搬送装置によって第１間隙に搬送された複合粒子の質量に対する、集電部材の表面上から落下（脱落）することなく集電部材の表面上に付着して複合粒子層を形成する複合粒子の質量の割合（ｗｔ％）である。

【0006】

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、集電部材への複合粒子の付着率を向上させることができる電極シート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】

【0007】

本発明の一態様は、長手方向に延びる帯状の集電部材と、前記集電部材の表面上に形成された活物質層と、を有する電極シートの製造方法であって、前記集電部材を前記長手方向に沿った搬送方向に搬送する第１搬送装置と、前記第１搬送装置によって搬送される前記集電部材の前記表面の下方に第１間隙を空けて配置され、活物質粒子の表面にバインダ粒子が結合した複数の複合粒子を前記第１間隙に向けて搬送する第２搬送装置と、を用いて、前記第１搬送装置と前記第２搬送装置との間に直流電圧を印加して、前記第１間隙において、前記第２搬送装置によって搬送されていた複数の前記複合粒子を、前記第１搬送装置によって搬送されている前記集電部材のうち前記表面を下方に向けて搬送されている第１部位との間に働く静電気力によって、前記第１部位の前記表面に向けて空中移動させて、前記第１部位の前記表面上に付着させて、複数の前記複合粒子からなる複合粒子層を前記集電部材の前記表面上に形成する成膜工程と、前記集電部材の前記表面上に複合粒子層が形成された成膜シートを、熱プレスして、前記電極シートを作製する熱プレス工程と、を備える電極シートの製造方法において、前記集電部材は、集電箔と、前記集電箔の表面に塗工された電気絶縁性のバインダ膜と、からなり、前記第１搬送装置は、前記第１間隙を形成する位置において、前記集電部材の前記表面を構成する前記バインダ膜の表面を下方に向けつつ前記集電部材を搬送し、前記第２搬送装置によって搬送される複数の前記複合粒子には、粒径が１００μｍ未満の複合粒子が含まれ、前記成膜工程は、前記第１間隙において、前記第２搬送装置によって搬送されていた前記複合粒子を、前記静電気力によって、前記集電部材の前記第１部位に含まれる前記バインダ膜の前記表面に向けて空中移動させて、前記第１部位に含まれる前記バインダ膜の前記表面上に付着させて、前記複合粒子層を前記集電部材の前記バインダ膜の前記表面上に形成する電極シートの製造方法である。

【0008】

上述の製造方法では、集電部材として、集電箔と、集電箔の表面上に形成された電気絶縁性のバインダ膜と、からなる集電部材を用いる。そして、第１搬送装置は、第１間隙を形成する位置において、集電部材の表面を構成するバインダ膜の表面を下方（第２搬送装置が位置する側）に向けつつ集電部材を搬送する。また、第２搬送装置によって搬送される複数の複合粒子（複合粒子の粉粒体）には、粒径が１００μｍ未満の複合粒子が含まれる。すなわち、成膜工程において、集電部材の第１部位の表面上に付着させる複合粒子（複合粒子の粉粒体）には、粒径が１００μｍ未満の複合粒子が含まれる。なお、集電部材の第１部位は、集電部材のうち第２搬送装置との第１間隙を形成する部位である。

【0009】

さらに、上述の製造方法の成膜工程では、第１間隙において、第２搬送装置によって搬送されていた複合粒子（複合粒子の粉粒体）を、当該複合粒子と第１搬送装置によって搬送されている集電部材のうち表面を下方に向けて（下向きにして）搬送されている第１部位との間に働く静電気力によって、集電部材の第１部位に含まれるバインダ膜の表面に向けて空中移動させて、第１部位に含まれるバインダ膜の表面上に付着させて、複数の複合粒子からなる複合粒子層を集電部材のバインダ膜の表面上に形成する。

【0010】

このとき、集電箔と複合粒子との間は、バインダ膜によって電気絶縁されているので、複合粒子の電荷（静電気）が、集電箔に漏れることを防止できる。これにより、複合粒子がバインダ膜に接触した後も、静電気力によって複合粒子が集電部材（集電箔）に引きつけられるので、バインダ膜が無いために複合粒子の電荷が集電箔に漏れ出てしまう（これによって静電気力が重力よりも小さくなった複合粒子が落下する）従来の製法に比して、複合粒子が集電部材から落下することが抑制される。従って、上述の製造方法によれば、集電部材への複合粒子の付着率を向上させることができる。

【0011】

その後、熱プレス工程において、集電部材の表面上に複合粒子層が形成された成膜シートを熱プレスすることで、複合粒子層が圧密化されて活物質層となり、電極シートが作製される。このとき、複合粒子層を構成する複合粒子のうち集電箔側に位置する複合粒子（これを構成する活物質粒子など）が、軟化または溶融したバインダ膜内に入り込んでバインダ膜を貫通し、集電箔の表面に接触する。これにより、集電箔と活物質層との間の導電パスが形成されるので、電極シートとして適切に使用することができる。

【0012】

なお、「第２搬送装置によって搬送される複数の複合粒子には、粒径が１００μｍ未満の複合粒子が含まれる」場合とは、全ての複合粒子が粒径１００μｍ未満である場合、または、一部の複合粒子が粒径１００μｍ未満である（粒径が１００μｍ未満の複合粒子と粒径が１００μｍ以上の複合粒子とが混在する）場合である。

【0013】

さらに、前記の電極シートの製造方法であって、前記複合粒子は、粒径が１００μｍ未満である電極シートの製造方法とすると良い。

【0014】

上述の製造方法では、複合粒子として、粒径が１００μｍ未満である複合粒子を用いる。すなわち、第２搬送装置によって搬送される複合粒子の全てが、粒径１００μｍ未満である。これにより、集電部材への複合粒子の付着率をより一層向上させることができる。その理由は、粒径が１００μｍ未満である複合粒子は、粒径が１００μｍより大きい複合粒子に比べて軽量であるので、集電部材の第１部位に含まれるバインダ膜の表面上に付着した後、落下し難くなる（重力が静電気力を上回り難い）からである。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態にかかる電極シート製造装置の側面視概略図である。

【図2】図１のＢ部拡大図である。

【図3】マグネットロールの説明図である。

【図4】図１のＣ部拡大図である。

【図5】集電部材上に複合粒子層が形成された成膜シートの断面図である。

【図6】集電部材上に活物質層が形成された電極シートの断面図である。

【図7】複合粒子の粒径と集電部材への付着率との関係を示す図である。

【図8】集電部材への複合粒子の付着率を測定する試験を説明する図である。

【図9】集電部材への複合粒子の付着率を測定する試験を説明する他の図である。

【図10】集電部材への複合粒子の付着率を測定する試験を説明する他の図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明を具体化した実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、本実施形態にかかる電極シート製造装置１００について説明する。電極シート製造装置１００は、長手方向ＤＬに延びる帯状の集電部材２と、集電部材２の第１表面２ｂ上に形成された活物質層５と、を有する電極シート１（図６参照）を製造する。この電極シート製造装置１００は、成膜装置１０３とロールプレス装置１０５とを備える（図１参照）。

【0017】

成膜装置１０３は、帯状の集電部材２の第１表面２ｂ上に、複数の複合粒子１５からなる複合粒子層７を形成して、集電部材２と複合粒子層７とからなる成膜シート９（図５参照）を作製する。なお、複合粒子１５は、溶媒を含むことなく、活物質粒子１１と、活物質粒子１１の表面に結合した複数のバインダ粒子１３とからなる。また、集電部材２は、集電箔３と、集電箔３の表面に塗工（形成）された電気絶縁性のバインダ膜４とからなる（図５参照）。従って、バインダ膜４の表面４ｂが、集電部材２の第１表面２ｂになる。本実施形態では、集電箔３として銅箔を用い、バインダ膜４を形成するバインダとしてＰＶＤＦを用いている。

【0018】

成膜装置１０３は、粒子供給部１１０と粒子混合部１２０とバックアップロール１３０とマグネットロール１４０と直流電源１５０とを備える（図１参照）。なお、バックアップロール１３０が第１搬送装置であり、マグネットロール１４０が第２搬送装置である。このうち、粒子供給部１１０は、粒子混合部１２０の上方に配置されており、複数の複合粒子１５（複合粒子１５の粉粒体）を収容する収容部１１１と、この収容部１１１内に設けられた攪拌翼１１３及び送りロール１１５とを有する。この粒子供給部１１０は、複合粒子１５を一時的に収容すると共に、複合粒子１５を粒子混合部１２０へ供給する（図１参照）。なお、粒子供給部１１０から粒子混合部１２０へ供給される複数の複合粒子１５（複合粒子１５の粉粒体）には、粒径が１００μｍ未満の複合粒子１５が含まれている。

【0019】

また、粒子混合部１２０は、複合粒子１５と磁性キャリア粒子２００とを混合して、磁性キャリア粒子２００の表面に複合粒子１５が付着した複合キャリア粒子２０５を作製する。この粒子混合部１２０は、粒子供給部１１０及びマグネットロール１４０の下方に配置されており、複合粒子１５及び磁性キャリア粒子２００を収容する収容部１２１ｂと、この収容部１２１ｂ内に設けられた３つの攪拌翼（第１攪拌翼１２３、第２攪拌翼１２４、及び第３攪拌翼１２５）とを有する（図１参照）。なお、収容部１２１ｂは、箱体１２１の一部である。箱体１２１は、収容部１２１ｂと、収容部１２１ｂの第１側壁部１２１ｄの上端から上方に延びる上方側壁部１２１ｃとを有する。また、磁性キャリア粒子２００は、フェライト粒子と、その表面を被覆するシリコーン樹脂膜と、からなる粒子である。この磁性キャリア粒子２００は、粒子混合部１２０の収容部１２１ｂ内に一定量収容される。

【0020】

粒子混合部１２０のうち、図１において最も左側に位置する第１攪拌翼１２３は、図１において反時計回りに回転し、粒子供給部１１０から粒子混合部１２０の収容部１２１ｂ内に供給された複合粒子１５と、予め収容部１２１ｂ内に収容されている磁性キャリア粒子２００とを混合しつつ、複合粒子１５及び磁性キャリア粒子２００を、図１において中央に位置する第２攪拌翼１２４に送る。

【0021】

第１攪拌翼１２３と第３攪拌翼１２５との間に位置する第２攪拌翼１２４は、図１において反時計回りに回転し、第３攪拌翼１２５は、図１において時計回りに回転する。これにより、複合粒子１５と磁性キャリア粒子２００とを更に混合して、磁性キャリア粒子２００の表面に複合粒子１５が付着した複合キャリア粒子２０５を作製しつつ、第２攪拌翼１２４と第３攪拌翼１２５との中間部分において、複合キャリア粒子２０５を上方のマグネットロール１４０に向けて送る。なお、磁性キャリア粒子２００と複合粒子１５は、両者間に働く静電気力やファンデルワールス力によって結合して、複合キャリア粒子２０５を形成する。

【0022】

バックアップロール１３０（第１搬送装置）は、マグネットロール１４０の上方に配置されている。また、バックアップロール１３０の近傍には、バックアップロール１３０と平行に搬送ロール１３５が配置されている。バックアップロール１３０及び搬送ロール１３５は、集電部材２を、その長手方向ＤＬに沿った搬送方向ＤＭに搬送する（図１参照）。具体的には、搬送ロール１３５は、集電部材２の第１表面２ｂに接触して、集電部材２をバックアップロール１３０に向けて搬送する。

【0023】

また、バックアップロール１３０には、バックアップロール１３０を回転駆動させるモータ（不図示）が連結されている。これにより、バックアップロール１３０は、図１において時計回りに回転し、当該バックアップロール１３０の外周面１３０ｍに集電部材２の第２表面２ｃが接触する態様（すなわち、集電部材２の第１表面２ｂであるバインダ膜４の表面４ｂを外側に向ける態様）で、搬送ロール１３５から送られてきた集電部材２を外周面１３０ｍに巻き付けるようにして、集電部材２をロールプレス装置１０５に向けて搬送する。このバックアップロール１３０は、第１間隙Ｋ１を形成する位置において、集電部材２の第１表面２ｂを構成するバインダ膜４の表面４ｂを下方（マグネットロール１４０が位置する側）に向けつつ、集電部材２を周方向に搬送する（図１及び図４参照）。

【0024】

マグネットロール１４０（第２搬送装置）は、バックアップロール１３０の外周面１３０ｍに沿って周方向に搬送される集電部材２の下方に第１間隙Ｋ１を空けて、バックアップロール１３０に平行に配置されると共に、粒子混合部１２０の上方に配置されている（図１参照）。なお、マグネットロール１４０は、バックアップロール１３０の下方に第３間隙Ｋ３を空けて配置されている。本実施形態では、第３間隙Ｋ３の最小寸法は４．０ｍｍであり、第１間隙Ｋ１の最小寸法は、第３間隙Ｋ３の最小寸法よりも集電部材２の厚み分だけ小さい。

【0025】

マグネットロール１４０は、外周面１４０ｍに生じた磁力Ｆｇによって、複合キャリア粒子２０５を外周面１４０ｍに吸着可能に構成されている。このマグネットロール１４０は、粒子混合部１２０に存在する複合キャリア粒子２０５を、当該マグネットロール１４０の外周面１４０ｍに磁気吸着しつつ、第１間隙Ｋ１に向けて当該マグネットロール１４０の周方向に搬送する（図２参照）。これにより、複数の複合粒子１５（複合粒子１５の粉粒体）が第１間隙Ｋ１に向けて搬送される。なお、マグネットロール１４０によって搬送される複数の複合粒子１５（複合粒子１５の粉粒体）には、粒径が１００μｍ未満の複合粒子１５が含まれている。また、マグネットロール１４０の外周面１４０ｍに生じる磁力Ｆｇの大きさは、マグネットロール１４０の周方向位置によって異なっており、外周面１４０ｍのうち、第１間隙Ｋ１を形成する第１間隙形成部１４０ｍｐ（第１磁石１４３Ｎ１が径方向内側に存在する部位、図３参照）において最も強い。

【0026】

具体的には、マグネットロール１４０は、図３に示すように、アルミニウムからなる円筒状の金属筒１４１と、この金属筒１４１の内部に金属筒１４１と同軸に配置された、５極構造を有する円柱状のマグネット部１４３とを有する。金属筒１４１の外周面１４１ｍは、マグネットロール１４０の外周面１４０ｍをなす。この金属筒１４１には、金属筒１４１を回転駆動させるモータ（不図示）が連結されており、これにより、金属筒１４１は、図１において反時計回りに回転する。

【0027】

一方、マグネット部１４３は、固定されており回転しない。マグネット部１４３は、マグネットロール１４０のロール軸に直交する断面が、それぞれ扇状の５つのフェライト磁石からなる磁石（第１磁石１４３Ｎ１、第２磁石１４３Ｓ１、第３磁石１４３Ｓ２、第４磁石１４３Ｎ２、及び第５磁石１４３Ｓ３）により構成されている。第１磁石１４３Ｎ１及び第４磁石１４３Ｎ２は、それぞれ、径方向外側にＮ極を有する磁石であり、第２磁石１４３Ｓ１、第３磁石１４３Ｓ２、及び第５磁石１４３Ｓ３は、それぞれ、径方向外側にＳ極を有する磁石である（図１及び図３参照）。このうち第１磁石１４３Ｎ１は、上方に配置されており、金属筒１４１、及び、バックアップロール１３０で搬送される集電部材２を介して、バックアップロール１３０に対向する。図１において、この第１磁石１４３Ｎ１から反時計回りに、第２磁石１４３Ｓ１、第３磁石１４３Ｓ２、第４磁石１４３Ｎ２、第５磁石１４３Ｓ３が配置されている。

【0028】

直流電源１５０は、バックアップロール１３０とマグネットロール１４０との間に直流電圧Ｖｄを印加して、第１間隙Ｋ１において、マグネットロール１４０によって搬送されていた複数の複合粒子１５（複合キャリア粒子２０５に含まれていた複合粒子１５）を、バックアップロール１３０によって搬送されている集電部材２のうち第１表面２ｂを下方に向けて（下向きにして）搬送されている第１部位２ｄとの間に働く静電気力Ｆｓによって、第１部位２ｄの表面である第１表面２ｂに向けて空中移動（飛翔）させて、第１部位２ｄの表面である第１表面２ｂ（すなわち、バインダ膜４の表面４ｂ）上に付着させる。これにより、複数の複合粒子１５（複合粒子１５の粉粒体）からなる複合粒子層７が、集電部材２の第１表面２ｂ（すなわち、バインダ膜４の表面４ｂ）上に形成されて、成膜シート９が作製される（図１、図４、図５参照）。なお、集電部材２の第１部位２ｄとは、集電部材２のうち第１間隙Ｋ１を形成する部位（側面視円弧状の部位）である。

【0029】

具体的には、直流電源１５０は、その負極がマグネットロール１４０に、正極がバックアップロール１３０に電気的に接続されている。なお、バックアップロール１３０は接地されている。本実施形態では、この直流電源１５０により、マグネットロール１４０の電位が－６００Ｖ、バックアップロール１３０の電位が０Ｖとなるため、マグネットロール１４０とバックアップロール１３０との間に直流電圧Ｖｄ＝－６００Ｖが掛けられる。

【0030】

これにより、バックアップロール１３０に巻きつけられて搬送される集電部材２とマグネットロール１４０との第１間隙Ｋ１において、静電気力Ｆｓが生じる。本実施形態では、マグネットロール１４０によって搬送されていた複数の複合粒子１５（複合キャリア粒子２０５に含まれていた複合粒子１５）が、第１間隙Ｋ１において、集電部材２のうち第１表面２ｂを下方に向けて搬送されている第１部位２ｄとの間に働く静電気力Ｆｓによって、第１部位２ｄの表面である第１表面２ｂに向かって空中移動（飛翔）して、第１部位２ｄの表面である第１表面２ｂ上に付着する（図１及び図４参照）。なお、図１では、磁性キャリア粒子２００及び複合粒子１５の図示を一部省略している。

【0031】

また、ロールプレス装置１０５は、第１加熱加圧ロール１７１と、この第１加熱加圧ロール１７１の下方に第４間隙Ｋ４を空けて第１加熱加圧ロール１７１に平行に配置された第２加熱加圧ロール１７３とを有する（図１参照）。第１加熱加圧ロール１７１及び第２加熱加圧ロール１７３には、それぞれ、これらを回転駆動させるモータ（不図示）が連結されている。また、第１加熱加圧ロール１７１及び第２加熱加圧ロール１７３には、それぞれヒータ（不図示）が内蔵されている。このロールプレス装置１０５は、成膜装置１０３によって作製されて搬送される成膜シート９（集電部材２の第１表面２ｂ上に複合粒子層７が形成されたシート）を、第１加熱加圧ロール１７１と第２加熱加圧ロール１７３との間で、ホットロールプレス（熱プレス）して、電極シート１を作製する。

【0032】

次に、本実施形態の電極シート１の製造方法について説明する。まず、成膜工程において、複数の複合粒子１５からなる複合粒子層７を、集電部材２の第１表面２ｂ（すなわちバインダ膜４の表面４ｂ）上に形成して、成膜シート９（図５参照）を作製する。具体的には、まず、粒子混合部１２０において、複合粒子１５と磁性キャリア粒子２００とを混合して、磁性キャリア粒子２００の表面に複合粒子１５が付着した複合キャリア粒子２０５を作製する（図１参照）。

【0033】

続いて、粒子混合部１２０において作製された複合キャリア粒子２０５を、マグネットロール１４０の下側において、マグネットロール１４０の外周面１４０ｍに吸着させる。具体的には、粒子混合部１２０の第２攪拌翼１２４と第３攪拌翼１２５によって上方のマグネットロール１４０に向けて送られた複合キャリア粒子２０５が、マグネットロール１４０の外周面１４０ｍに生じている磁力Ｆｇによって、マグネットロール１４０の外周面１４０ｍに吸着する。これにより、マグネットロール１４０の外周面１４０ｍに、複数の複合キャリア粒子２０５からなる複合キャリア粒子層２１０が形成される（図２参照）。

【0034】

この複合キャリア粒子層２１０は、マグネットロール１４０の回転に伴って上方に移動し、スキージ１２７によって均される（図２参照）。なお、スキージ１２７は、粒子混合部１２０の上方において、マグネットロール１４０の外周面１４０ｍに対して第２間隙Ｋ２を空けてマグネットロール１４０の側方に配置されている。このため、複合キャリア粒子層２１０の厚みは、スキージ１２７によって第２間隙Ｋ２の寸法に調整される。その後、この複合キャリア粒子層２１０は、マグネットロール１４０の回転に伴って、第１間隙Ｋ１まで移動する。また、バックアップロール１３０によって、集電部材２が長手方向ＤＬに沿った搬送方向ＤＭ搬送される。

【0035】

ところで、マグネットロール１４０の外周面１４０ｍに生じる磁力Ｆｇの大きさは、第１間隙Ｋ１を形成する第１間隙形成部１４０ｍｐ（図３参照）において最も強くなる。このため、マグネットロール１４０によって搬送されて第１間隙Ｋ１に達した複合キャリア粒子２０５（複合キャリア粒子層２１０を形成していた複合キャリア粒子２０５）は、複数の複合キャリア粒子２０５が線状に連なった磁気穂２２０を形成する（図４参照）。そして、第１間隙Ｋ１において、磁気穂２２０が形成されるときに複合キャリア粒子２０５に加わる振動や、磁気穂２２０の揺動（振動）などによって、複合キャリア粒子２０５に含まれる複合粒子１５が、磁性キャリア粒子２００の表面から脱離して、第１間隙Ｋ１に放出されて空中移動（飛翔）する。

【0036】

そして、この複合粒子１５は、集電部材２の第１部位２ｄとの間に働く静電気力Ｆｓによって集電部材２の第１表面２ｂに引き寄せられて、集電部材２の第１表面２ｂ（すなわち、バインダ膜４の表面４ｂ）に付着（吸着）する（図１及び図４参照）。これにより、集電部材２の第１表面２ｂ上には、複合粒子１５が堆積した複合粒子層７が連続して形成される。なお、マグネットロール１４０の外周面１４０ｍに磁気吸着している磁性キャリア粒子２００は、そのまま外周面１４０ｍ上に残る。

【0037】

このとき、集電箔３と複合粒子１５との間は、バインダ膜４によって電気絶縁されているので、複合粒子１５の電荷（静電気）が、集電箔３に漏出することを防止できる。これにより、複合粒子１５がバインダ膜４に接触した後も、静電気力Ｆｓによって複合粒子１５が集電箔３（集電部材２）に引きつけられるので、バインダ膜４が無いために複合粒子１５の電荷が集電箔３に漏れ出てしまう（これによって静電気力が重力よりも小さくなった複合粒子１５が落下する）従来の製法に比して、複合粒子１５が集電部材２から落下することが抑制される。従って、本実施形態の製造方法によれば、集電部材２への複合粒子１５の付着率を向上させることができる。

【0038】

その後、マグネットロール１４０の外周面１４０ｍに吸着したまま残った磁性キャリア粒子２００は、マグネットロール１４０の回転に伴って反時計回りに下方に移動する。そして、Ｓ極同士が隣り合う第２磁石１４３Ｓ１と第３磁石１４３Ｓ２との境界部１４０ｍｑ（図３参照）で、外周面１４０ｍから剥がれ落ち、粒子混合部１２０の収容部１２１ｂ内に戻る。その後、この磁性キャリア粒子２００は、粒子混合部１２０において複合粒子１５と混合され、新たな複合粒子１５が付着して複合キャリア粒子２０５を形成する。このようにして、帯状の集電部材２と、集電部材２の第１表面２ｂ上に形成された複合粒子層７と、を備える成膜シート９（図５参照）が作製される。

【0039】

続いて、熱プレス工程に進み、成膜装置１０３によって作製されて搬送される成膜シート９を、ロールプレス装置１０５によってホットロールプレス（熱プレス）する。これにより、複合粒子層７が厚み方向ＤＴに圧縮（圧密化）されて活物質層５となり、電極シート１（図６参照）が作製される。このとき、複合粒子層７を構成する複合粒子１５のうち集電箔３側に位置する複合粒子１５（これを構成する活物質粒子１１）が、軟化または溶融したバインダ膜４内に入り込んでバインダ膜４を貫通し、集電箔３の表面に接触する。これにより、集電箔３と活物質層５との間の導電パスが形成されるので、電極シート１として適切に使用することができる。なお、バインダ膜４の厚みは、複合粒子１５の平均粒径（好ましくは最小粒径）よりも小さくすると良い。熱プレス工程において、複合粒子１５がバインダ膜４を貫通して集電箔３の表面に接触し易くなるからである。

【0040】

この電極シート１は、例えば、リチウムイオン二次電池の電極シート（負極シートまたは正極シート）として用いることができる。また、本実施形態では、集電部材２の第１表面２ｂのみに活物質層５を形成したが、第２表面２ｃにも活物質層５を形成するようにしても良い。この場合、集電部材として、集電箔３の両面にバインダ膜４が塗工された集電部材（すなわち、集電部材２の第１表面２ｂと第２表面２ｃとがバインダ膜４の表面４ｂである集電部材）を用いると良い。

【0041】

＜複合粒子付着率の測定試験＞
集電部材２の第１表面２ｂへ付着させる複合粒子１５の粒径範囲を種種異ならせて、各々の粒径範囲について、集電部材２への複合粒子１５の付着率を測定する試験を行った。具体的には、複数の活物質粒子１１と複数のバインダ粒子１３とを混合して複合粒子１５の粉粒体Ａを作製した。さらに、粉粒体Ａを分級して、複合粒子１５の粒径範囲が異なる５種類の複合粒子１５の粉粒体（粉粒体Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ）を用意した。そして、粉粒体Ａ～Ｆについて、集電部材２への付着率を測定した。

【0042】

なお、粉粒体Ｂは、粒径が５μｍ以上５３μｍ未満の範囲内である複合粒子１５の粉粒体である。また、粉粒体Ｃは、粒径が５３μｍ以上１００μｍ未満の範囲内である複合粒子１５の粉粒体である。また、粉粒体Ｄは、粒径が１００μｍ以上２１２μｍ未満の範囲内である複合粒子１５の粉粒体である。また、粉粒体Ｅは、粒径が２１２μｍ以上４２５μｍ未満の範囲内である複合粒子１５の粉粒体である。また、粉粒体Ｆは、粒径が４２５μｍ以上の複合粒子１５の粉粒体である。粉粒体Ａは、未分級の複合粒子１５の粉粒体であり、粉粒体Ｂ～Ｆの全種類の複合粒子１５を含む（従って、粒径が１００μｍ未満の複合粒子１５を含む）粉粒体である。

【0043】

また、本試験では、簡略化した方法によって、集電部材２への複合粒子１５の付着率を測定している。具体的には、図８に示すように、４．０ｍｍ（第１間隙Ｋ１の最小寸法と同等寸法）の間隙を空けて上下に対向する第１金属板１０（バックアップロール１３０に対応する部材）と第２金属板２０（マグネットロール１４０に対応する部材）とを用意する。そして、まず、下方に位置する第２金属板２０の上面に一定量の粉粒体Ａを載置し、上方に位置する第１金属板１０の下面に集電部材２の第２面ｃを接触させた状態にした。すなわち、集電部材２の第１表面２ｂ（すなわち、バインダ膜４の表面４ｂ）を下方（第２金属板２０）に向けて、第１金属板１０の下面に集電部材２の第２面ｃを接触させた状態にした。

【0044】

その後、図９に示すように、第１金属板１０と第２金属板２０との間に直流電圧（２ｋＶ）を３０秒間印加した。これにより、第２金属板２０の上面に載置した粉粒体Ａ（複合粒子１５）を、第１金属板１０の下面に接触している集電部材２との間に働く静電気力Ｆｓによって、集電部材２の第１表面２ｂ（すなわち、バインダ膜４の表面４ｂ）に向かって空中移動（飛翔）させて、集電部材２の第１表面２ｂ（バインダ膜４の表面４ｂ）上に付着させるようにした。これにより、図１０に示すように、第２金属板２０の上面に載置した粉粒体Ａ（複合粒子１５）の一部が、集電部材２の第１表面２ｂ上から落下することなく、集電部材２の第１表面２ｂ上に付着した。

【0045】

その後、集電部材２の第１表面２ｂ（バインダ膜４の表面４ｂ）上に付着している粉粒体Ａ（複合粒子１５）の質量を測定し、下記演算式（１）によって、集電部材２への複合粒子１５の付着率（％）を算出した。なお、「第２金属板２０の上面に載置した複合粒子１５の質量」が、「第２搬送装置によって第１間隙に搬送された複合粒子の質量」に相当し、「集電部材２の第１表面２ｂ上に付着している複合粒子１５の質量」が、「集電部材の表面上から落下（脱落）することなく集電部材の表面上に付着して複合粒子層を形成する複合粒子の質量」に相当する。
付着率（％）＝｛（集電部材２の第１表面２ｂ上に付着している複合粒子１５の質量）／（第２金属板２０の上面に載置した複合粒子１５の質量）｝×１００・・・（１）

【0046】

これと同様にして、粉粒体Ｂ～Ｆについても、集電部材２への複合粒子１５の付着率（％）を測定した。これらの結果を図７に示す。なお、図７では、これらの結果を、「バインダ膜有り」と表示している。また、バインダ膜４を有しない集電部材（すなわち、集電箔３のみからなる集電部材）を用いて、粉粒体Ａ～Ｆについて同様な測定を行った。これらの結果も図７に示す。なお、図７では、これらの結果を、「バインダ膜無し」と表示している。

【0047】

図７に示すように、粉粒体Ｄ，Ｅ，Ｆでは、「バインダ膜有り」の付着率と「バインダ膜無し」の付着率とがほぼ同等であった。なお、粉粒体Ｄ，Ｅ，Ｆは、粒径が１００μｍ以上の複合粒子１５のみを含む粉粒体である。一方、粉粒体Ａ，Ｂ，Ｃでは、「バインダ膜有り」の付着率が、「バインダ膜無し」の付着率に比べて、大幅に向上した。粉粒体Ａ，Ｂ，Ｃは、粒径が１００μｍ未満の複合粒子１５を含む粉粒体である。

【0048】

この結果より、バインダ膜４を有する集電部材２を用いて、静電気力によって、粒径が１００μｍ未満の複合粒子１５を含む粉粒体をバインダ膜４に向けて空中移動させて、バインダ膜４の表面４ｂ上に付着させるようにすることで、集電部材２への複合粒子１５の付着率を向上させることができるといえる。従って、実施形態の製造方法によれば、集電部材２への複合粒子１５の付着率を向上させることができるといえる。

【0049】

詳細には、複合粒子１５として、粒径が１００μｍ未満である複合粒子１５を用いることで、集電部材２への複合粒子１５の付着率を向上させることができるといえる。特に、複合粒子１５として、粒径が５３μｍ以上１００μｍ未満の範囲内である複合粒子１５を用いることで、集電部材２への複合粒子１５の付着率をより一層向上させることができるといえる。なお、粒径が５３μｍ未満の複合粒子１５の粉粒体Ｂは、粒径が５３μｍ以上１００μｍ未満の複合粒子１５の粉粒体Ｃに比べて凝集し易いため、静電気力によって第２金属板２０の上面から集電部材に向かって空中移動（飛翔）し難くなる。このために、粉粒体Ｂの付着率が粉粒体Ｃの付着率よりも低くなる。

【0050】

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は前記実施形態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、実施形態では、複合粒子として、活物質粒子１１と、活物質粒子１１の表面に結合したバインダ粒子１３と、からなる複合粒子１５を用いたが、活物質粒子と、活物質粒子の表面に結合したバインダ粒子及び導電粒子と、からなる複合粒子を用いるようにしても良い。また、実施形態では、第１搬送装置としてバックアップロール１３０を用い、第２搬送装置としてマグネットロール１４０を用いて、電極シート１を製造するようにしたが、第１搬送装置及び第２搬送装置は、これらに限定されるものではない。例えば、第２搬送装置として、複合粒子１５をベルトの上に載置して搬送するベルトコンベアを用いるようにしても良い。

【符号の説明】

【0051】

１ 電極シート
２ 集電部材
２ｄ 第１部位
３ 集電箔
４ バインダ膜
５ 活物質層
７ 複合粒子層
９ 成膜シート
１１ 活物質粒子
１３ バインダ粒子
１５ 複合粒子
１００ 電極シート製造装置
１０３ 成膜装置
１２０ 粒子混合部
１３０ バックアップロール（第１搬送装置）
１４０ マグネットロール（第２搬送装置）
１５０ 直流電源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】