特許 7487690 材料測定装置および材料測定方法および電極製造装置および電極の製造方法

(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】2024-05-13

(45)【発行日】2024-05-21

(54)【発明の名称】材料測定装置および材料測定方法および電極製造装置および電極の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/27 20060101AFI20240514BHJP

   H01M 4/139 20100101ALI20240514BHJP

   H01M 4/04 20060101ALI20240514BHJP

【ＦＩ】

G01N21/27 F

H01M4/139

H01M4/04 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021034863

(22)【出願日】2021-03-04

(65)【公開番号】P2022135211

(43)【公開日】2022-09-15

【審査請求日】2023-03-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100087723

【弁理士】

【氏名又は名称】藤谷 修

(74)【代理人】

【識別番号】100165962

【弁理士】

【氏名又は名称】一色 昭則

(74)【代理人】

【識別番号】100206357

【弁理士】

【氏名又は名称】角谷 智広

(72)【発明者】

【氏名】浅野 佳祐

【審査官】井上 徹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－６５０２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／０９３２４５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００２－３６５２１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２５１２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／１３７６７５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－２２２２９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／００－Ｇ０１Ｎ ２１／０１

Ｇ０１Ｎ ２１／１７－Ｇ０１Ｎ ２１／６１

Ｈ０１Ｍ ４／００－Ｈ０１Ｍ ４／９８

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

混合材料に光を照射する発光部と、
前記混合材料からの光を受光する受光部と、
前記混合材料の膜厚を測定する膜厚測定部と、
制御部と、
を有し、
前記混合材料は、
溶媒と固体材料とを含有し、
前記溶媒は、
吸光度のピークを有する透光性材料であり、
前記発光部は、
前記溶媒が吸収する波長を含む光を照射し、
前記制御部は、
前記受光部により受光された光のうちの第１波長の光強度と第２波長の光強度とを取得する光強度取得部と、
前記光強度取得部により取得された前記第１波長の光強度と前記第２波長の光強度とから前記第１波長の吸光度と前記第２波長の吸光度との差である吸光度差を算出する吸光度差算出部と、
前記混合材料における前記溶媒の含有量または含有率と前記混合材料の膜厚との間の関係を示す第１検量線を記憶する第１検量線記憶部と、
前記混合材料における前記溶媒の含有量または含有率と前記吸光度差との間の関係を示す第２検量線を記憶する第２検量線記憶部と、
前記第１検量線および前記第２検量線から前記溶媒の含有量または含有率を算出する含有量算出部と、
を含み、
前記混合材料に照射される前記光の前記第１波長における光強度と前記第２波長における光強度とが等しく、
前記第１波長と前記第２波長の差は、前記第１波長における受光方向以外の方向の光による光強度の減少分と、前記第２波長における受光方向以外の方向の光による光強度の減少分とが等しいと近似できる程度に小さい、材料測定装置。

【請求項2】

請求項１に記載の材料測定装置において、
前記混合材料は、
前記溶媒が減少することにより膜厚が変化する第１期間と、
前記第１期間の次の期間であるとともに前記溶媒が減少することにより前記第１期間より膜厚の変化量が少ない第２期間と、
を有し、
前記含有量算出部は、
前記第１期間の場合に、
前記混合材料の膜厚と前記第１検量線記憶部により記憶された前記第１検量線とから前記溶媒の含有量または含有率を算出し、
前記第２期間の場合に、
前記吸光度差算出部により算出された前記吸光度差と前記第２検量線記憶部により記憶された前記第２検量線とから前記溶媒の含有量または含有率を算出すること
を含む材料測定装置。

【請求項3】

請求項２に記載の材料測定装置において、
前記制御部は、
膜厚取得部と、
期間判定部と、を有し、
前記膜厚取得部は、
前記膜厚測定部から前記混合材料の膜厚を取得し、
前記期間判定部は、
前記混合材料の膜厚が予め定めた閾値以上である場合に、
前記混合材料を前記第１期間であると判定し、
前記混合材料の膜厚が予め定めた閾値未満である場合に、
前記混合材料を前記第２期間であると判定すること
を含む材料測定装置。

【請求項4】

請求項２に記載の材料測定装置において、
前記制御部は、
膜厚取得部と、
期間判定部と、を有し、
前記膜厚取得部は、
前記膜厚測定部から前記混合材料の膜厚を取得し、
前記期間判定部は、
前記混合材料の膜厚の変化量が予め定めた閾値以上である場合に、
前記混合材料を前記第１期間であると判定し、
前記混合材料の膜厚の変化量が予め定めた閾値未満である場合に、
前記混合材料を前記第２期間であると判定すること
を含む材料測定装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の材料測定装置において、
前記第２検量線記憶部は、
前記混合材料の膜厚範囲ごとに前記第２検量線を記憶し、
前記含有量算出部は、
前記混合材料の膜厚に応じた前記第２検量線を用いて前記溶媒の含有量または含有率を算出すること
を含む材料測定装置。

【請求項6】

第１面と第２面とを備える集電体の少なくとも一方に塗工層を塗工する塗工部と、
前記塗工層を乾燥させる乾燥部と、
前記塗工層に光を照射する発光部と、
前記塗工層からの光を受光する受光部と、
前記塗工層の膜厚を測定する膜厚測定部と、
制御部と、
を有し、
前記塗工層は、
溶媒と固体材料とを含有し、
前記溶媒は、
吸光度のピークを有する透光性材料であり、
前記発光部は、
前記溶媒が吸収する波長を含む光を照射し、
前記制御部は、
前記受光部により受光された光のうちの第１波長の光強度と第２波長の光強度とを取得する光強度取得部と、
前記光強度取得部により取得された前記第１波長の光強度と前記第２波長の光強度とから前記第１波長の吸光度と前記第２波長の吸光度との差である吸光度差を算出する吸光度差算出部と、
前記塗工層における前記溶媒の含有量または含有率と前記塗工層の膜厚との間の関係を示す第１検量線を記憶する第１検量線記憶部と、
前記塗工層における前記溶媒の含有量または含有率と前記吸光度差との間の関係を示す第２検量線を記憶する第２検量線記憶部と、
前記第１検量線および前記第２検量線から前記溶媒の含有量または含有率を算出する含有量算出部と、
を含み、
前記塗工層に照射される前記光の前記第１波長における光強度と前記第２波長における光強度とが等しく、
前記第１波長と前記第２波長の差は、前記第１波長における受光方向以外の方向の光による光強度の減少分と、前記第２波長における受光方向以外の方向の光による光強度の減少分とが等しいと近似できる程度に小さい、電極製造装置。

【請求項7】

溶媒と固体材料とを含有する混合材料の膜厚を測定し、
前記混合材料に前記溶媒が吸収する波長を含む光を照射し、
前記混合材料からの光を受光し、
前記溶媒は吸光度のピークを有する透光性材料であり、
受光した光のうちの第１波長の光強度と第２波長の光強度とを取得し、
前記第１波長の光強度と前記第２波長の光強度とから前記第１波長の吸光度と前記第２波
長の吸光度との差である吸光度差を算出し、
前記混合材料の膜厚から前記混合材料が、
前記溶媒が減少することにより膜厚が変化する第１期間と、
前記第１期間の次の期間であるとともに前記溶媒が減少することにより前記第１期間
より膜厚の変化量が少ない第２期間と、
のいずれであるかを判定し、
前記第１期間であると判定した場合に、
前記混合材料の膜厚と、前記混合材料における前記溶媒の含有量または含有率と前記混合材料の膜厚との間の関係を示す第１検量線と、から前記溶媒の含有量または含有率を算出し、
前記第２期間であると判定した場合に、
前記吸光度差と、前記混合材料における前記溶媒の含有量または含有率と前記吸光度差との間の関係を示す第２検量線と、から前記溶媒の含有量または含有率を算出することを含み、
前記混合材料に照射される前記光の前記第１波長における光強度と前記第２波長における光強度とが等しく、
前記第１波長と前記第２波長の差は、前記第１波長における受光方向以外の方向の光による光強度の減少分と、前記第２波長における受光方向以外の方向の光による光強度の減少分とが等しいと近似できる程度に小さい、材料測定方法。

【請求項8】

第１面と第２面とを備える集電体の少なくとも一方に溶媒と活物質とを含有する塗工層を塗工し、
前記塗工層を乾燥させつつ、
前記塗工層の膜厚を測定し、
前記塗工層に前記溶媒が吸収する波長を含む光を照射し、
前記塗工層からの光を受光し、
前記溶媒は吸光度のピークを有する透光性材料であり、
受光した光のうちの第１波長の光強度と第２波長の光強度とを取得し、
前記第１波長の光強度と前記第２波長の光強度とから前記第１波長の吸光度と前記第２波長の吸光度との差である吸光度差を算出し、
前記塗工層の膜厚から前記塗工層が、
前記溶媒が減少することにより膜厚が変化する第１期間と、
前記第１期間の次の期間であるとともに前記溶媒が減少することにより前記第１期間より膜厚の変化量が少ない第２期間と、
のいずれであるかを判定し、
前記第１期間であると判定した場合に、
前記塗工層の膜厚と、前記塗工層における前記溶媒の含有量または含有率と前記塗工層の膜厚との間の関係を示す第１検量線と、から前記溶媒の含有量または含有率を算出し、
前記第２期間であると判定した場合に、
前記吸光度差と、前記塗工層における前記溶媒の含有量または含有率と前記吸光度差との間の関係を示す第２検量線と、から前記溶媒の含有量または含有率を算出すること
を含み、
前記塗工層に照射される前記光の前記第１波長における光強度と前記第２波長における光強度とが等しく、
前記第１波長と前記第２波長の差は、前記第１波長における受光方向以外の方向の光による光強度の減少分と、前記第２波長における受光方向以外の方向の光による光強度の減少分とが等しいと近似できる程度に小さい、電極の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書の技術分野は、材料測定装置および材料測定方法および電極製造装置および電極の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

リチウムイオン二次電池の電極は、集電体である金属箔に正極活物質または負極活物質を積層させたものである。リチウムイオン二次電池の電極の製造工程においては、集電体である金属箔に正極活物質または負極活物質を含む塗工液を塗工し、その塗工液の層を乾燥させる。また、必要に応じて、乾燥済みの塗工層をプレスする。ここで塗工液は、正極活物質または負極活物質と結着剤とを含む。また塗工液は、必要に応じて導電助剤と増粘剤とを含む。

【0003】

そのため、原材料等の良否判定をする技術が開発されてきている。例えば、特許文献１には、電極の材料である中空活物質をＮＭＰに浸漬し、その前後の窒素含有率を測定する技術が開示されている（特許文献１の請求項１）。その際に吸光光度法を用いる（特許文献１の段落［００３１］）。これにより、中空活物質の良否判定を窒素含有率の増分を用いて実施する旨が開示されている（特許文献１の段落［００１０］）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－６１８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一般に、乾燥後の電極の塗工層には少量の溶媒が残留する。電極は電解液に浸漬されるため、塗工層には溶媒は残留しないことが好ましい。特許文献１に記載の技術では、塗工して乾燥させた後の電極の塗工層に含まれる溶媒の量を測定し、良否判定をすることは困難である。特許文献１の技術は、そもそも溶媒を測定する技術ではない。また、仮に中空活物質の良否判定をするとしても、電極のうちの一部を抜き出して、電極の塗工層から中空活物質を取り出す必要がある。すなわち、特許文献１の技術では、非破壊検査をすることが困難である。

【0006】

また、一般に、リチウムイオン二次電池の電極に限らず、溶媒と固体材料とが混合している混合材料に対して、混合材料中の溶媒の存在量を非接触で測定することは困難である。

【0007】

本明細書の技術が解決しようとする課題は、溶媒と固体材料とが混合している混合材料における乾燥途中の溶媒の存在量を非接触で測定可能な材料測定装置および材料測定方法および電極製造装置および電極の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

第１の態様における材料測定装置は、混合材料に光を照射する発光部と、混合材料からの光を受光する受光部と、混合材料の膜厚を測定する膜厚測定部と、制御部と、を有する。混合材料は、溶媒と固体材料とを含有する。溶媒は、吸光度のピークを有する透光性材料である。発光部は、溶媒が吸収する波長を含む光を照射する。制御部は、受光部により受光された光のうちの第１波長の光強度と第２波長の光強度とを取得する光強度取得部と、光強度取得部により取得された第１波長の光強度と第２波長の光強度とから第１波長の吸光度と第２波長の吸光度との差である吸光度差を算出する吸光度差算出部と、混合材料における溶媒の含有量または含有率と混合材料の膜厚との間の関係を示す第１検量線を記憶する第１検量線記憶部と、混合材料における溶媒の含有量または含有率と吸光度差との間の関係を示す第２検量線を記憶する第２検量線記憶部と、第１検量線および第２検量線から溶媒の含有量または含有率を算出する含有量算出部と、を有する。混合材料に照射される光の第１波長における光強度と第２波長における光強度とが等しい。第１波長と第２波長の差は、第１波長における受光方向以外の方向の光による光強度の減少分と、第２波長における受光方向以外の方向の光による光強度の減少分とが等しいと近似できる程度に小さい。

【0009】

この材料測定装置は、溶媒と固体材料とが混合している混合材料における乾燥途中の溶媒の存在量を非接触で測定することができる。このため、例えば、混合材料を破壊する必要がない。また、材料測定装置は、混合材料における溶媒の含有量または含有率をインラインで測定することができる。

【発明の効果】

【0010】

本明細書では、溶媒と固体材料とが混合している混合材料における乾燥途中の溶媒の存在量を非接触で測定可能な材料測定装置および材料測定方法および電極製造装置および電極の製造方法が提供されている。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１の実施形態における測定対象物Ｍ１０の構造を模式的に示す図である。

【図2】第１の実施形態の材料測定装置１００の概略構成図である。

【図3】第１の実施形態の材料測定装置１００の制御系を示すブロック図である。

【図4】第１の実施形態における溶媒量と吸光度差との間の関係を例示するグラフである。

【図5】ＮＭＰの吸光度を示すグラフである。

【図6】水の吸光度を示すグラフである。

【図7】第１の実施形態の材料測定装置１００の制御部１４０が実行する処理を説明するフローチャートである。

【図8】第１の実施形態の変形例における材料測定装置２００の概略構成図である。

【図9】第１の実施形態の変形例における材料測定装置３００の概略構成図である。

【図10】第２の実施形態の正極板ＰＥおよび負極板ＮＥの積層構造を示す図である。

【図11】第２の実施形態の電極製造装置１０００の概略構成図である。

【図12】試験片における膜厚および溶媒量の経時変化を示すグラフである。

【図13】試験片における溶媒量と吸光度差との間の関係を示すグラフである。

【図14】膜厚および吸光度差と溶媒量との間の関係を示すグラフである。

【図15】図１４から溶媒量を算出するにあたって好適な量を抜き出して描いたグラフである。

【図16】膜厚と吸光度差との２つを説明変数とし溶媒量を目的変数とする検量線を用いた場合の予測精度を示すグラフである。

【図17】第１期間には膜厚を説明変数とし溶媒量を目的変数とする第１検量線を用いるとともに第２期間には吸光度差を説明変数とし溶媒量を目的変数とする第２検量線を用いた場合の予測精度を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、具体的な実施形態について、材料測定装置および材料測定方法および電極製造装置および電極の製造方法を例に挙げて説明する。しかし、本明細書の技術はこれらの実施形態に限定されるものではない。

【0013】

（第１の実施形態）
１．測定対象物
１－１．混合材料
図１は、第１の実施形態における測定対象物Ｍ１０の構造を模式的に示す図である。測定対象物Ｍ１０は、基材Ｍ１１と、混合材料Ｍ１２と、を有する。基材Ｍ１１は、混合材料Ｍ１２を支持するためのものである。混合材料Ｍ１２は、溶媒Ｍ１２ａと固体材料Ｍ１２ｂとを有する。

【0014】

溶媒Ｍ１２ａは、材料測定装置１００が測定の対象とする材料である。溶媒Ｍ１２ａは、吸光度のピークを有する透光性材料である。溶媒Ｍ１２ａの吸光度は、波長依存性を有する。固体材料Ｍ１２ｂは、非透光性粒子である。溶媒Ｍ１２ａは、固体材料Ｍ１２ｂの周囲に存在する。溶媒Ｍ１２ａおよび固体材料Ｍ１２ｂは、このように混合された状態で層状に積層されている。ここで、透光性とは、少なくとも一部の波長の光を透過させる性質である。

【0015】

図１は、測定対象物Ｍ１０に光が照射されたときの様子を示している。図１に示すように、光Ｌ１は混合材料Ｍ１２の表面の固体材料Ｍ１２ｂで反射されている。光Ｌ２は混合材料Ｍ１２の内部で反射を繰り返しながら混合材料Ｍ１２の奥まで到達した後に混合材料Ｍ１２の外部に進んでいる。光Ｌ２は、混合材料Ｍ１２の内部を固体材料Ｍ１２ｂに反射されながら溶媒Ｍ１２ａを透過している。

【0016】

１－２．乾燥
第１の実施形態においては、測定対象物Ｍ１０は徐々に乾燥していく。つまり、溶媒Ｍ１２ａは、揮発し、時間の経過とともに減少する。材料測定装置１００は、減少する溶媒Ｍ１２ａの含有量または含有率を測定する。

【0017】

測定対象物Ｍ１０の混合材料Ｍ１２は、乾燥の段階によって膜厚が変化する。測定対象物Ｍ１０の混合材料Ｍ１２は、第１期間と第２期間とを経て乾燥する。第２期間は、第１期間の次の期間であり、第１期間と第２期間とは連続している。

【0018】

第１期間は、混合材料Ｍ１２の膜厚が変化する期間である。第１期間では、溶媒Ｍ１２ａが主に混合材料Ｍ１２の膜厚を担っている。第１期間には溶媒Ｍ１２ａが揮発し、それにともなって混合材料Ｍ１２の膜厚が減少する。このように、第１期間においては、溶媒Ｍ１２ａが減少することにより混合材料Ｍ１２の膜厚が変化する。

【0019】

第２期間は、混合材料Ｍ１２の膜厚がほとんど変化しない期間である。第２期間においては、混合材料Ｍ１２の溶媒Ｍ１２ａの大部分は揮発している。第２期間では、固体材料Ｍ１２ｂが主に混合材料Ｍ１２の膜厚を担っている。このため、第２期間には溶媒Ｍ１２ａが揮発するが、混合材料Ｍ１２の膜厚はほとんど変化しない。第２期間においては、溶媒が減少することによる膜厚の変化量が第１期間より少ない。

【0020】

２．材料測定装置
図２は、第１の実施形態の材料測定装置１００の概略構成図である。材料測定装置１００は、複数の材料が混合している混合材料Ｍ１２における透光性材料の存在量を測定することができる。材料測定装置１００は、発光部１１０と、受光部１２０と、膜厚測定部１３０と、制御部１４０と、ロールＲ１、Ｒ２と、を有する。

【0021】

発光部１１０は、測定対象物Ｍ１０の混合材料Ｍ１２に光を照射する光照射部である。発光部１１０は、ブロードな波長分布をもつ光を照射する。発光部１１０は、光を局所的に照射可能であるとよい。発光部１１０は、溶媒Ｍ１２ａが吸収する波長を含む光を照射する。

【0022】

受光部１２０は、測定対象物Ｍ１０の混合材料Ｍ１２からの光を受光する。受光部１２０は、受光した光の情報を制御部１４０に送信することができる。受光部１２０は、受光した光を波長ごとに分解可能であるとよい。受光部１２０は、例えば、分光光度計であるとよい。

【0023】

膜厚測定部１３０は、ロールＲ１、Ｒ２により搬送される測定対象物Ｍ１０の混合材料Ｍ１２の膜厚を非接触で測定することができる。膜厚測定部１３０は、例えば、レーザー変位計である。ロールＲ１、Ｒ２は、フリーロールであってもよいし、モーター等から回転駆動を受けてもよい。

【0024】

制御部１４０は、受光部１２０により受光された光に基づいて、測定対象物Ｍ１０に含まれる溶媒Ｍ１２ａの存在量を測定する。制御部１４０は、受光部１２０により受光された光の情報を受光部１２０から取得することができる。また、制御部１４０は、発光部１１０の発光状態を制御してもよい。

【0025】

３．制御系
図３は、第１の実施形態の材料測定装置１００の制御系を示すブロック図である。図３に示すように、制御部１４０は、材料情報取得部１４１と、膜厚取得部１４２と、受光光情報取得部１４３と、光強度取得部１４４と、吸光度差算出部１４５と、含有量算出部１４６と、検量線記憶部１４７と、期間判定部１４８と、材料情報記憶部１４９と、を有する。検量線記憶部１４７は、第１検量線記憶部１４７ａと、第２検量線記憶部１４７ｂと、を有する。

【0026】

材料情報取得部１４１は、測定対象物Ｍ１０の混合材料Ｍ１２がどのような材料を含有しているかの情報を取得する。

【0027】

膜厚取得部１４２は、膜厚測定部１３０により測定された混合材料Ｍ１２の膜厚を取得する。

【0028】

受光光情報取得部１４３は、受光部１２０により受光された光のスペクトルの情報を取得する。

【0029】

光強度取得部１４４は、受光部１２０により受光された光のうちの第１波長λ１の光強度Ｉ（λ１）と第２波長λ２の光強度Ｉ（λ２）とを取得する。具体的には、光強度取得部１４４は、受光光情報取得部１４３により取得された光のスペクトルから第１波長λ１と第２波長λ２とを選択するとともに、第１波長λ１の光強度Ｉ（λ１）と第２波長λ２の光強度Ｉ（λ２）とを取得する。

【0030】

吸光度差算出部１４５は、吸光度差ΔＡを算出する。吸光度差算出部１４５は、光強度取得部１４４により取得された第１波長λ１の光強度Ｉ（λ１）と第２波長λ２の光強度Ｉ（λ２）とから第１波長λ１の吸光度Ａ１と第２波長λ２の吸光度Ａ２との差である吸光度差ΔＡ（＝Ａ１－Ａ２）を算出する。

【0031】

含有量算出部１４６は、混合材料Ｍ１２の膜厚が変化する第１期間の場合には、混合材料Ｍ１２の膜厚と第１検量線記憶部１４７ａに記憶された第１検量線とから溶媒Ｍ１２ａの含有量または含有率を算出する。含有量算出部１４６は、混合材料Ｍ１２の膜厚がほとんど変化しない第２期間の場合には、吸光度差算出部１４５により算出された吸光度差ΔＡと第２検量線記憶部１４７ｂに記憶された第２検量線とから溶媒Ｍ１２ａの含有量または含有率を算出する。第２検量線は、後述するように、膜厚範囲に応じて用意されている。含有量算出部１４６は、混合材料Ｍ１２の膜厚に応じた第２検量線を用いて溶媒の含有量または含有率を算出する。

【0032】

第１検量線記憶部１４７ａは、第１検量線を記憶している。第１検量線は、混合材料Ｍ１２における溶媒Ｍ１２ａの含有量と混合材料Ｍ１２の膜厚との間の関係を示している。第１検量線は、例えば、目的変数を溶媒Ｍ１２ａの含有量とするとともに説明変数を混合材料Ｍ１２の膜厚とする回帰分析により決定された検量線である。

【0033】

第２検量線記憶部１４７ｂは、第２検量線を記憶している。第２検量線は、混合材料Ｍ１２における溶媒Ｍ１２ａの含有量と吸光度差ΔＡとの間の関係を示している。第２検量線は、例えば、目的変数を溶媒Ｍ１２ａの含有量とするとともに説明変数を吸光度差ΔＡとする回帰分析により決定された検量線である。第２検量線は、混合材料Ｍ１２の膜厚の範囲ごとに用意されている。例えば、膜厚が９０μｍ以上１００μｍ未満の場合の第２検量線、膜厚が８０μｍ以上９０μｍ未満の場合の第２検量線、が第２検量線記憶部１４７ｂに記憶されている。もちろん、膜厚の数値範囲の刻み幅は変更してよい。

【0034】

期間判定部１４８は、膜厚取得部１４２により取得された混合材料Ｍ１２の膜厚から、混合材料Ｍ１２が第１期間と第２期間とのいずれであるかを判定する。期間判定部１４８は、混合材料Ｍ１２の膜厚が予め定めた閾値以上である場合に、混合材料Ｍ１２が第１期間であると判定し、混合材料Ｍ１２の膜厚が予め定めた閾値未満である場合に、混合材料Ｍ１２が第２期間であると判定する。

【0035】

材料情報記憶部１４９は、第１検量線記憶部１４７ａおよび第２検量線記憶部１４７ｂにより記憶されている検量線の材料の種類を記憶している。また、材料情報記憶部１４９は、混合材料Ｍ１２の種類に応じて光強度取得部１４４が選択すべき第１波長λ１の値および第２波長λ２の値を記憶しているとよい。

【0036】

４．測定原理
４－１．ランベルト・ベールの法則
ランベルト・ベールの法則を用いる。ランベルト・ベールの法則は、次の式（１）で表される。
Ｉ＝Ｉ₀ ｅｘｐ（－εｌｃ） ………（１）
Ｉ ：透過光の強度
Ｉ₀ ：入射光の強度
ε ：モル吸収係数（ｍ² ／ｍｏｌ）
ｌ ：光路長（ｍ）
ｃ ：光が透過する物質の濃度（ｍｏｌ／ｍ³ ）
式（１）の常用対数をとることにより、次の式（２）が得られる。
Ａ＝－ｌｏｇ（Ｉ／Ｉ₀ ）＝εｌｃ ………（２）
Ａ ：吸光度

【0037】

ランベルト・ベールの法則は、光が物質を透過する際に物質が吸収する光の強度の割合が一定であることを示している。また、式（２）より、吸光度Ａは、モル吸光係数εと、光路長ｌと、光が透過する物質の濃度ｃと、の積である。モル吸収係数εは物質固有の値であり、光の波長に依存する。吸光度Ａは、あらかじめ測定することができ、光の波長に依存する。このため、式（２）から光路長ｌを決定すれば、光が透過する物質の濃度を求めることができる。

【0038】

図１で説明したように、混合材料Ｍ１２を有する測定対象物Ｍ１０では光の反射や散乱が生じる。この場合には、受光部１２０に入射しない反射光や散乱光が存在し、その分だけ受光部１２０によって取得される光の強度が減少する。このように見かけ上の吸光度が増大するため、ランベルト・ベールの法則をそのまま適用することはできない。また、光路長ｌを特定することは困難である。

【0039】

４－２．二波長分光測光法
式（２）に散乱項Ａｓを追加し、２つの波長λ１、λ２を代入すると次の式（３）、（４）が得られる。
Ａ（λ１）＝－ｌｏｇ（Ｉ（λ１）／Ｉ₀ ）＝ε（λ１）ｌｃ＋Ａｓ（λ１）
………（３）
Ａ（λ２）＝－ｌｏｇ（Ｉ（λ２）／Ｉ₀ ）＝ε（λ２）ｌｃ＋Ａｓ（λ２）
………（４）

【0040】

２つの波長λ１、λ２がある程度近い波長であると考え、Ａｓ（λ１）とＡｓ（λ２）とが等しいと近似する。そして、式（３）および式（４）の差をとると、次の式（５）が得られる。
ΔＡ＝Ａ（λ１）－Ａ（λ２）
＝－ｌｏｇ（Ｉ（λ１）／Ｉ（λ２））
＝（ε（λ１）－ε（λ２））ｌｃ ………（５）
ΔＡ：吸光度差

【0041】

式（５）を用いても、ランベルト・ベールの法則と同様に光路長ｌを特定することが困難である。

【0042】

４－３．第２検量線
光路長ｌは未知であるため、その代わりに第２検量線を用いる。つまり、式（５）と第２検量線とを用いて、混合材料Ｍ１２における溶媒Ｍ１２ａの濃度を算出する。そのためにまず、２つの波長λ１、λ２を選定する。そして、予め準備したサンプルの吸光度差ΔＡ＝－ｌｏｇ（Ｉ（λ１）／Ｉ（λ２））を測定する。ここで、吸光度差ΔＡ＝－ｌｏｇ（Ｉ（λ１）／Ｉ（λ２））は入射光の強度Ｉ₀ を含んでいない。このため、入射光の強度Ｉ₀ は未知のままであってよい。また、第２検量線の説明変数が吸光度差ΔＡであるため、第１波長λ１の吸光度Ａ１（λ１）および第２波長λ２の吸光度Ａ２（λ２）は未知のままであってよい。

【0043】

図４は、第１の実施形態における溶媒量と吸光度差ΔＡとの間の関係を例示するグラフである。図４の横軸は溶媒量（ｗｔ％）である。図４の縦軸は吸光度差ΔＡ＝－ｌｏｇ（Ｉ（λ１）／Ｉ（λ２））である。式（５）では光が透過する物質の濃度ｃの単位は（ｍｏｌ／ｍ³ ）であるが、混合材料Ｍ１２の種類と大まかな量とが分かっていれば、濃度の単位を容易に（ｗｔ％）に変換することができる。

【0044】

図４に示すように、溶媒量が増加するほど吸光度差ΔＡは減少する。また、溶媒量と吸光度差ΔＡとの間の関係は直線で近似できる。

【0045】

なお、第２検量線は予め導出しておき、記憶させておけばよい。

【0046】

４－４．波長の例
４－４－１．ＮＭＰ
図５は、ＮＭＰの吸光度を示すグラフである。図５の横軸は光の波長である。図５の縦軸は吸光度である。ここで、ＮＭＰとは、Ｎ－メチル－２－ピロリドンである。この吸光度のグラフは、物質固有である。つまり、同種の材料について吸光度を測定すると、同様のグラフが得られる。

【0047】

図５に示すように、１７２０ｎｍ近傍と２２８０ｎｍ近傍とにピークが存在する。吸光度がゼロに近い波長領域では、ＮＭＰはその波長の光をほとんど透過させる。上記のピークの近傍では、ＮＭＰはその波長領域の光を吸収する。

【0048】

このため、選択する２つの波長として、ピークに近い波長と、吸光度がゼロに近い波長と、を選択する。例えば、波長λ１として１７１３ｎｍを選択し、波長λ２として１８２３ｎｍを選択する。図５に示すように、１７１３ｎｍの波長の光はＮＭＰにある程度吸収され、１８２３ｎｍの波長の光はＮＭＰにほとんど吸収されない。このように吸収度に差がある２つの波長λ１、λ２を選択することにより、測定精度は向上する。

【0049】

原理的には、選択する波長として２２８０ｎｍ近傍の波長を選択してもよい。ただし、２２８０ｎｍという長波長の光を高精度で測定可能な素子は一般に高価である。そのため、このような素子をインライン計測装置に適用することは現実的ではない。

【0050】

４－４－２．水
図６は、水の吸光度を示すグラフである。図６の横軸は光の波長である。図６の縦軸は吸光度である。水では、１４５０ｎｍ近傍と１９００ｎｍ近傍とにピークが存在する。そのため、例えば、波長λ１として１４５０ｎｍを選択し、波長λ２として１３５０ｎｍを選択することができる。

【0051】

４－４－３．波長の選択
上記のように、測定対象である溶媒Ｍ１２ａの吸光スペクトルに応じて、波長を自由に選択することができる。ただし、２つの波長のうちの第１の波長は、吸光度がゼロでない波長を選択する必要がある。２つの波長のうちの第２の波長は、吸光度がゼロに近いことが好ましい。例えば、第１の波長はピーク近傍の波長であり、第２の波長はピーク近傍以外の波長であるとよい。

【0052】

ここで、発光部１１０は、溶媒Ｍ１２ａが吸収する波長を含む光を照射する必要がある。また、第１の波長の吸光度Ａ１と第２の波長の吸光度Ａ２とは異なっている必要がある。式（５）においてΔＡ＝０の場合には、溶媒Ｍ１２ａの濃度を測定することが原理的に不可能である。

【0053】

５．材料測定方法
５－１．Ｓ１０１
図７は、第１の実施形態の材料測定装置１００の制御部１４０が実行する処理を説明するフローチャートである。まず、材料情報取得部１４１が混合材料Ｍ１２の情報を取得する（Ｓ１０１）。これにより、材料情報取得部１４１は、混合材料Ｍ１２が含む材料の情報を得る。つまり、材料情報取得部１４１は、混合材料Ｍ１２が溶媒Ｍ１２ａと固体材料Ｍ１２ｂとを含有しているという情報を得る。例えば、溶媒Ｍ１２ａが水であれば、材料情報取得部１４１は溶媒Ｍ１２ａが水であるという情報を取得する。

【0054】

５－２．Ｓ１０２
次に、膜厚取得部１４２が、膜厚測定部１３０により測定された混合材料Ｍ１２の膜厚を取得する（Ｓ１０２）。

【0055】

５－３．Ｓ１０３
次に、期間判定部１４８が、第１期間と第２期間とのいずれであるかを判定する（Ｓ１０３）。期間判定部１４８は、混合材料Ｍ１２の膜厚が予め定めた閾値以上である場合に（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、混合材料Ｍ１２が第１期間であると判定するとともにＳ１０４に進む。期間判定部１４８は、混合材料Ｍ１２の膜厚が予め定めた閾値未満である場合に（Ｓ１０３：Ｎｏ）、混合材料Ｍ１２が第２期間であると判定するとともにＳ１０５に進む。

【0056】

５－４．Ｓ１０４
含有量算出部１４６は、第１検量線を用いて溶媒Ｍ１２ａの含有量を算出する（Ｓ１０４）。第１検量線は、混合材料Ｍ１２における溶媒Ｍ１２ａの含有量と混合材料Ｍ１２の膜厚との間の関係を示している。含有量算出部１４６は、混合材料Ｍ１２の膜厚と、第１検量線とから、溶媒の含有量を算出する。

【0057】

５－５．Ｓ１０５
次に、発光部１１０が溶媒Ｍ１２ａと固体材料Ｍ１２ｂとを含有する混合材料Ｍ１２に溶媒Ｍ１２ａが吸収する波長を含む光を照射し、受光部１２０が混合材料Ｍ１２からの光を受光する。そして、受光光情報取得部１４３が受光部１２０により受光された光の情報を取得する（Ｓ１０５）。この光の情報には、波長ごとの光強度の情報が含まれている。

【0058】

５－６．Ｓ１０６
次に、光強度取得部１４４は光強度を取得する。具体的には、光強度取得部１４４は、材料情報取得部１４１により取得された材料の情報から、混合材料Ｍ１２が溶媒Ｍ１２ａと固体材料Ｍ１２ｂとを含有するという情報を得る。そして、光強度取得部１４４は第１波長λ１と第２波長λ２とを選択する。その際に、材料情報記憶部１４９に記憶されている情報を参照してもよい。そして、光強度取得部１４４は、受光部１２０により受光された光のうちの第１波長λ１の光強度Ｉ（λ１）と第２波長λ２の光強度Ｉ（λ２）とを取得する（Ｓ１０６）。

【0059】

５－７．Ｓ１０７
次に、吸光度差算出部１４５は、吸光度差ΔＡを算出する（Ｓ１０７）。吸光度差算出部１４５は、光強度取得部１４４により取得された第１波長λ１の光強度Ｉ（λ１）と第２波長λ２の光強度Ｉ（λ２）とから第１波長λ１の吸光度Ａ１と第２波長λ２の吸光度Ａ２との差である吸光度差ΔＡを算出する。

【0060】

５－８．Ｓ１０８
含有量算出部１４６は、第２検量線を用いて溶媒Ｍ１２ａの含有量を算出する（Ｓ１０８）。含有量算出部１４６は、混合材料Ｍ１２における溶媒Ｍ１２ａの含有量と吸光度差ΔＡとの間の関係を示す第２検量線と、吸光度差ΔＡと、から溶媒の含有量を算出する。第２検量線は、混合材料Ｍ１２における溶媒Ｍ１２ａの含有量と吸光度差ΔＡとの間の関係を示している。第２検量線は、混合材料Ｍ１２の膜厚の数値範囲ごとに用意されている。このため、含有量算出部１４６は、膜厚取得部１４２により取得された混合材料Ｍ１２の膜厚に相当する第２検量線を抽出するとともにその第２検量線を用いて溶媒Ｍ１２ａの含有量を算出する。膜厚取得部１４２により取得された混合材料Ｍ１２の膜厚が７３μｍである場合に、含有量算出部１４６は、７３μｍを含む第２検量線をピックアップする。例えば、膜厚範囲が７０μｍ以上７５μｍ未満の第２検量線が存在すれば、含有量算出部１４６は、その第２検量線を採用する。

【0061】

６．第１の実施形態の効果
材料測定装置１００は、溶媒Ｍ１２ａと固体材料Ｍ１２ｂとが混合している混合材料Ｍ１２における溶媒Ｍ１２ａの含有量を非接触で算出することができる。また、混合材料Ｍ１２が乾燥する場合に、その乾燥の度合いによらず、混合材料Ｍ１２中の溶媒Ｍ１２ａの含有量を算出することができる。特に、乾燥が進んで混合材料Ｍ１２の膜厚がほとんど変化しないような混合材料Ｍ１２に対して、高い精度で溶媒Ｍ１２ａの含有量を算出することができる。第１期間は溶媒Ｍ１２ａが膜厚を決める主要な材料であり、第２期間は固体材料Ｍ１２ｂが膜厚を決める主要な材料である。第１期間の場合には、膜厚の値を基にして溶媒Ｍ１２ａの存在量を算出する。このため、この材料測定装置１００の測定精度は高い。

【0062】

７．変形例
７－１．ハイパースペクトルカメラ
図８は、第１の実施形態の変形例における材料測定装置２００の概略構成図である。材料測定装置２００は、発光部２１０と、受光部２２０と、制御部１４０と、を有する。発光部２１０は、例えば、ハロゲンランプである。受光部２２０は、例えば、ハイパースペクトルカメラである。ハイパースペクトルカメラは、光を波長ごとに分光して撮影することができる。材料測定装置２００は、材料測定装置１００と同様に溶媒Ｍ１２ａの含有量を測定することができる。測定対象物Ｍ１０として種々の材料を測定するためには、発光部１１０は幅広い波長の光を照射可能であり、受光部１２０は幅広い波長の光を受光可能であるとよい。また、受光部１２０は幅広い波長の光を分解可能であるとよい。

【0063】

７－２．２波長帯プリズム分光カメラ
図９は、第１の実施形態の変形例における材料測定装置３００の概略構成図である。材料測定装置３００は、発光部２１０と、受光部３２０と、制御部１４０と、を有する。受光部３２０は、例えば、２波長帯プリズム分光カメラとバンドパスフィルタとを有する。溶媒Ｍ１２ａの種類が、例えば、水と決まっている場合には、測定に用いる２波長を予め決定することができる。この場合には、２波長帯プリズム分光カメラとバンドパスフィルタとを用いることにより、第１波長λ１の吸光度Ａ１と第２波長λ２の吸光度Ａ２とを測定することができる。２波長帯プリズム分光カメラの代わりに２台のカメラを用いてもよい。

【0064】

７－３．期間判定部
期間判定部１４８は、混合材料Ｍ１２の膜厚の変化量が予め定めた閾値以上である場合に、混合材料Ｍ１２を第１期間であると判定し、混合材料Ｍ１２の膜厚の変化量が予め定めた閾値未満である場合に、混合材料Ｍ１２を第２期間であると判定してもよい。

【0065】

７－４．状態判定部
材料測定装置１００は、期間判定部１４８の代わりに、状態判定部を有していていもよい。状態判定部は、混合材料Ｍ１２が第１状態または第２状態のいずれであるかを判定する。第１状態は、混合材料Ｍ１２の第１期間に対応する。第２状態は、混合材料Ｍ１２の第２期間に対応する。状態判定部は、第１状態から第２状態に移行するところを確認しなくてもよい。混合材料Ｍ１２の膜厚の変化量から、混合材料Ｍ１２が第１状態または第２状態のいずれであるかを判定する。その際には、別途閾値を設定すればよい。

【0066】

７－５．検量線記憶部
検量線記憶部１４７は、多数の材料に対する検量線を記憶していることが好ましい。より多くの材料を測定することができるからである。第２検量線記憶部１４７ｂは、混合材料Ｍ１２における溶媒Ｍ１２ａおよび固体材料Ｍ１２ｂの複数の組み合わせに対する第２検量線を記憶しているとよい。

【0067】

材料測定装置１００が利用する第２検量線は、溶媒Ｍ１２ａのみに対する第２検量線ではなく、溶媒Ｍ１２ａおよび固体材料Ｍ１２ｂを有する混合材料Ｍ１２に対する第２検量線であるためである。

【0068】

７－６．含有率
材料測定装置１００は、溶媒Ｍ１２ａの含有率を測定することができる。そのためには、含有量算出部１４６は、材料情報取得部１４１または材料情報記憶部１４９から材料の情報を取得すればよい。含有量算出部１４６は、混合材料Ｍ１２の材料の質量比等から溶媒Ｍ１２ａの含有率を算出することができる。第２検量線記憶部１４７ｂは、目的変数を溶媒Ｍ１２ａの含有率とし、説明変数を吸光度差ΔＡとする回帰分析により決定された第２検量線を記憶しているとよい。第２検量線記憶部１４７ｂは、目的変数を溶媒Ｍ１２ａの含有量または含有率とし、説明変数を吸光度差ΔＡとする回帰分析により決定された第２検量線を記憶している。含有量算出部１４６は、吸光度差算出部１４５により算出された吸光度差ΔＡと第２検量線記憶部１４７ｂにより記憶された第２検量線とから溶媒の含有量または含有率を算出することができる。

【0069】

７－７．検量線
検量線は、回帰分析以外のその他の方法により導出してもよい。検量線を導出するために、機械学習済みのモデルを用いてもよい。

【0070】

７－８．基材
材料測定装置１００は、基材が存在しない混合材料Ｍ１２を測定することができる。このため、基材Ｍ１１は必ずしも必要ではない。

【0071】

７－９．組み合わせ
上記の変形例を自由に組み合わせてよい。

【0072】

（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、電極製造装置が電極の残留溶媒を測定する。つまり、第２の実施形態では、測定対象物は、リチウムイオン二次電池の電極である。

【0073】

１．電極
１－１．電極の構造
電極は、正極板と負極板とがセパレータを介して交互に配置されている。

【0074】

図１０は、第２の実施形態の正極板ＰＥおよび負極板ＮＥの積層構造を示す図である。正極板ＰＥは、リチウムイオン二次電池の正極板である。正極板ＰＥは、集電体Ｐ１と、塗工層Ｐ２と、を有する。集電体Ｐ１は、第１面Ｐ１ａと第２面Ｐ１ｂとを有する。第２面Ｐ１ｂは第１面Ｐ１ａの反対側の面である。塗工層Ｐ２は、集電体Ｐ１の第１面Ｐ１ａおよび第２面Ｐ１ｂの上に形成されている。

【0075】

集電体Ｐ１は、金属箔である。集電体Ｐ１は、例えば、アルミニウム箔である。塗工層Ｐ２は、正極活物質と、導電助剤と、結着剤と、を含有する。正極活物質は、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、三元系材料である。導電助剤は、例えば、カーボンブラック、アセチレンブラックである。結着剤は、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）である。

【0076】

負極板ＮＥは、リチウムイオン二次電池の負極板である。負極板ＮＥは、集電体Ｎ１と、塗工層Ｎ２と、を有する。集電体Ｎ１は、第１面Ｎ１ａと第２面Ｎ１ｂとを有する。第２面Ｎ１ｂは第１面Ｎ１ａの反対側の面である。塗工層Ｎ２は、集電体Ｎ１の第１面Ｎ１ａおよび第２面Ｎ１ｂの上に形成されている。

【0077】

集電体Ｎ１は、金属箔である。集電体Ｎ１は、例えば、銅箔である。塗工層Ｎ２は、負極活物質と、結着剤と、を含有する。負極活物質は、例えば、黒鉛などの炭素材料である。結着剤は、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）である。

【0078】

塗工層Ｐ２の膜厚は、例えば、３０μｍ以上２００μｍ以下である。車載用のリチウムイオン二次電池における塗工層Ｐ２の膜厚は、例えば、３５μｍ以上７５μｍ以下である。負極板ＮＥの塗工層Ｎ２の膜厚は正極板ＰＥの塗工層Ｐ２の膜厚と同程度である。もちろん、負極板ＮＥの塗工層Ｎ２の膜厚は正極板ＰＥの塗工層Ｐ２の膜厚と異なっていてもよい。

【0079】

１－２．残留溶媒
正極板ＰＥは、集電体Ｐ１に正極活物質等を溶媒に分散させたスラリーを塗工し、乾燥させることにより製造される。負極板ＮＥは、集電体Ｎ１に負極活物質等を溶媒に分散させたスラリーを塗工し、乾燥させることにより製造される。しかしながら、乾燥条件および乾燥時の環境によっては正極板ＰＥの塗工層Ｐ２および負極板ＮＥの塗工層Ｎ２に微量の溶媒が残留するおそれがある。

【0080】

リチウムイオン二次電池では、正極板ＰＥおよび負極板ＮＥは電解液等に浸漬される。このため、このような残留溶媒は存在しないほうが好ましい。実際には、前述のように正極板ＰＥの塗工層Ｐ２および負極板ＮＥの塗工層Ｎ２には、微量の溶媒が残留する。

【0081】

リチウムイオン二次電池の品質管理のために、正極板ＰＥの塗工層Ｐ２および負極板ＮＥの塗工層Ｎ２における残留溶媒を測定することが好ましい。活物質等を含む塗工液の溶媒は、例えば、水、ＮＭＰである。これらの溶媒は、溶媒Ｍ１２ａに該当する。正極活物質および負極活物質は、固体材料Ｍ１２ｂに該当する。塗工層Ｐ２および塗工層Ｎ２は、溶媒Ｍ１２ａと固体材料Ｍ１２ｂとを含有する混合材料Ｍ１２の一種である。

【0082】

２．電極製造装置
図１１は、第２の実施形態の電極製造装置１０００の概略構成図である。電極製造装置１０００は、集電体Ｐ１に塗工層Ｐ２を塗工して乾燥させる塗工乾燥装置である。電極製造装置１０００は、塗工部１１００と、乾燥炉１２００と、材料測定装置１００と、を有する。材料測定装置１００は、第１の実施形態と同様の構成である。

【0083】

塗工部１１００は、集電体Ｐ１の第１面Ｐ１ａまたは第２面Ｐ１ｂに塗工層を塗工する。塗工部１１００は、塗工用ダイ１１１０と、バックアップロール１１２０と、を有する。塗工用ダイ１１１０は、バックアップロール１１２０に支持されつつ搬送される集電体Ｐ１に塗工液を塗工する。塗工液は、活物質と結着剤とを含む。

【0084】

乾燥炉１２００は、集電体Ｐ１の上の塗工層Ｐ２を乾燥させる乾燥部である。乾燥炉１２００は、送風部１２１０を有する。送風部１２１０は、集電体Ｐ１の搬送方向に対して垂直である上下方向から交互に集電体Ｐ１に熱風を吹き付けることができるようになっている。

【0085】

発光部１１０は、塗工層Ｐ２に光を照射する。受光部１２０は、塗工層Ｐ２からの光を受光する。そして、制御部１４０の含有量算出部１４６は、膜厚測定部１３０により測定された塗工層Ｐ２の膜厚と、吸光度差算出部１４５により算出された吸光度差ΔＡと、検量線記憶部１４７により記憶された検量線と、から溶媒Ｍ１２ａの含有量または含有率を算出する。

【0086】

電極製造装置１０００は、同様にして負極板ＮＥを製造することができる。

【0087】

３．電極の製造方法
塗工部１１００の塗工用ダイ１１１０は、バックアップロール１１２０に支持されつつ搬送される集電体Ｐ１の第１面Ｐ１ａに塗工液を塗工する。乾燥炉１２００の送風部１２１０は、集電体Ｐ１の上の塗工層Ｐ２を乾燥させる。

【0088】

次に、膜厚測定部１３０が、塗工層Ｐ２の膜厚を測定する。そして、材料測定装置１００の発光部１１０が集電体Ｐ１の第１面Ｐ１ａの側の塗工層Ｐ２に光を照射する。受光部１２０が塗工層Ｐ２からの光を受光する。制御部１４０が、残留溶媒の存在量を測定する。

【0089】

第２面Ｐ１ｂにも塗工層Ｐ２を形成するとともに、材料測定装置１００による測定を実施する。これにより、正極板ＰＥが製造される。また、同様に、負極板ＮＥを製造する。

【0090】

溶媒の含有量または含有率が予め定めた閾値以上である場合に、その塗工層を有する電極を不良品と判断し、溶媒の含有量または含有率が予め定めた閾値未満である場合に、その塗工層を有する電極を良品と判断する。

【0091】

そして、良品と判断された正極板ＰＥおよび負極板ＮＥを後工程にまわし、不良品と判断された正極板ＰＥおよび負極板ＮＥを後工程にまわさないようにすればよい。

【0092】

４．第２の実施形態の効果
第２の実施形態の電極製造装置１０００は、正極板ＰＥおよび負極板ＮＥを製造することができるとともに塗工層Ｐ２および塗工層Ｎ２の内部の残留溶媒の含有量または含有率を測定することができる。電極製造装置１０００は、正極板ＰＥおよび負極板ＮＥの残留溶媒を非破壊・非接触で測定することができる。

【0093】

５．変形例
５－１．残留溶媒の含有量または含有率の最大値
電極製造装置１０００は、正極板ＰＥおよび負極板ＮＥの位置とその位置での残留溶媒の含有量または含有率との情報を有する。このため、残留溶媒の存在量の最大値を正極板ＰＥおよび負極板ＮＥの良否判定に用いることができる。この場合には、残留溶媒の含有量または含有率の最大値が予め定めた閾値以上である場合には、その正極板ＰＥまたは負極板ＮＥを不良品であると判断し、残留溶媒の含有量または含有率の最大値が予め定めた閾値未満である場合には、その正極板ＰＥまたは負極板ＮＥを良品であると判断する。

【0094】

５－２．再度の乾燥
残留溶媒の含有量または含有率の最大値が予め定めた閾値以上である場合に、その正極板ＰＥまたは負極板ＮＥを再度乾燥させてもよい。

【0095】

５－３．正極板および負極板の部分的な切除
電極製造装置１０００は、箔状の正極板ＰＥの位置と残留溶媒の存在量との関係性の情報を取得することができる。そのため、正極板ＰＥおよび負極板ＮＥについて残留溶媒が多い部分を部分的に切除してもよい。

【0096】

５－４．乾燥炉の再設定
乾燥炉１２００の内部の露点または炉内温度、送風部１２１０が噴き出す熱風の温度等、乾燥炉１２００の各種の設定を変更してもよい。つまり、材料測定装置１００による測定結果を乾燥炉１２００の各種の設定にフィードバックするのである。これにより、例えば、電極製造装置１０００により製造される正極板ＰＥおよび負極板ＮＥの品質が、気候等の影響を受けにくくすることができる。

【0097】

５－５．バックアップロール
塗工部は、バックアップロール１１２０上の集電体Ｐ１に塗工する方式でなくともよい。また、乾燥炉は、集電体Ｐ１上の塗工液に熱風を吹き付ける方式でなくてもよい。塗工部および乾燥炉については、第２の実施形態以外のものを用いてもよい。

【0098】

５－６．片面塗工
正極板および負極板は、両面塗工でなく片面塗工であってもよい。片面塗工の電極に対して、材料測定装置１００は、同様に残留溶媒を測定することができる。塗工部は、第１面Ｐ１ａと第２面Ｐ１ｂとを備える集電体Ｐ１の少なくとも一方に塗工層を塗工する。

【0099】

５－７．組み合わせ
上記の変形例を自由に組み合わせてよい。

【0100】

（実施形態の組み合わせ）
第１の実施形態から第２の実施形態までについて変形例を含めて自由に組み合わせてよい。

【0101】

（実験）
１．試験片の製作
正極板を製作した。集電体として厚さ５ｍｍのアルミニウム板を用いた。アルミニウム板が十分に厚いため、実験においてたわみや傾き等の影響は極力排除される。スラリーは、正極の塗工層となる材料である。スラリーは、正極活物質と導電助剤と結着剤と溶媒とを含む。正極活物質として、ニッケル－マンガン－コバルト酸リチウム（ＬｉＮｉＭｎＣｏＯ₂ ）を用いた。導電助剤としてアセチレンブラックを用いた。結着剤（バインダ）として、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を用いた。溶媒としてＮＭＰを用いた。正極スラリーの固形分濃度は５３．５ｗｔ％であった。

【0102】

まず、ＰＶｄＦをＮＭＰに投入した溶液を作製した。次に、その溶液にアセチレンブラックを投入して混ぜ合わせた。その後、その混合物を自転・公転ミキサーで撹拌した。その混合物にニッケル－マンガン－コバルト酸リチウムを添加し、撹拌してスラリーを製造した。アルミニウム板にスラリーを塗布した。

【0103】

２．測定方法
発光部としてハロゲンランプを用い、受光部としてハイパースペクトルカメラを用いた。また、膜厚測定部として変位センサを用いた。試験片を載置するステージは、受光部が試験片からの光を受光可能な位置と、膜厚測定部が試験片の膜厚を測定可能な位置と、の間で移動可能なようにした。試験片は、ハロゲンランプにより光を照射されるとともに、熱を与えられて乾燥される。そのため、試験片はハロゲンランプの近くに一定時間毎に配置されることとなる。

【0104】

３．乾燥プロファイル
図１２は、試験片における膜厚および溶媒量の経時変化を示すグラフである。図１２の横軸は時間である。図１２の縦軸は膜厚または溶媒量である。図１２の破線は試験片の膜厚を示している。図１２の点線は溶媒量を示している。図１２に示すように、溶媒が揮発することにより試験片の膜厚は薄くなり、所定の膜厚で一定値をとる。この実験では、試験片の膜厚が７０μｍ程度で一定になった。一方、膜厚の減少が停止した後にも溶媒量は減少し続けた。この実験では、溶媒量が約１８ｗｔ％以下の場合に、試験片の膜厚がほぼ一定となった。

【0105】

４．吸光度差と溶媒量との間の関係
図１３は、試験片における溶媒量と吸光度差との間の関係を示すグラフである。図１３の横軸は溶媒量である。図１３の縦軸は吸光度差である。図１３においては、１７１３ｎｍの波長と１８２３ｎｍの波長とを２つの波長として採用し、吸光度差を測定した。また、吸光度差と乾燥後期における溶媒量との間の関係について単回帰分析した。説明変数が吸光度差であり、目的変数が溶媒量である。図１３に示すように、非常に精度の高い検量線が得られたと考えられる。なお、図１３では、試験片の膜厚は考慮されていない。

【0106】

５．第１検量線および第２検量線
図１４は、膜厚および吸光度差と溶媒量との間の関係を示すグラフである。図１４の横軸は溶媒量（ｗｔ％）である。図１４の縦軸は吸光度差または膜厚である。乾燥により溶媒量は徐々に減少する。つまり、図１４において、時間の経過とともに横軸の右側の状態から左側の状態に移行する。実際に膜厚に着目すると、乾燥の前半では膜厚が線形的に減少し、乾燥の後半では膜厚がほとんど変化しない。

【0107】

乾燥の前半において、吸光度差は、乾燥の経過とともに一旦上昇した後に下降する。乾燥の後半において、吸光度差は、乾燥の経過とともに線形的に上昇する。

【0108】

図１４に示すように、乾燥の前半においては、膜厚が線形的に変化しており、吸光度差が一旦上昇した後に下降する。このため、乾燥の前半においては、吸光度差と溶媒量とが一対一で対応していない。これに対して、膜厚は溶媒量に対して、一対一で対応している。すなわち、乾燥の前半においては、膜厚と溶媒量とが一対一で対応しており、溶媒量を算出するにあたって、膜厚が好適な指標であることを示している。

【0109】

図１４に示すように、乾燥の後半においては、膜厚が溶媒量によらずほぼ一定値である。吸光度差が上昇するほど、溶媒量が減少する。このように、乾燥の後半においては、膜厚と溶媒量とが一対一で対応していない。そして、吸光度差と溶媒量とが一対一で対応している。このため、乾燥の後半においては、溶媒量を算出するにあたって、吸光度差と溶媒量が好適な指標であることを示している。

【0110】

図１５は、図１４から溶媒量を算出するにあたって好適な量を抜き出して描いたグラフである。図１５の横軸および縦軸は図１４と同様である。図１５に示すように、第１期間では膜厚と溶媒量との間の関係を示す第１検量線を用いるとよい。第２期間では吸光度差と溶媒量との間の関係を示す第２検量線を用いるとよい。

【0111】

６．溶媒量の算出
２つの方法を用いて溶媒量を算出した。第１の方法では、膜厚と吸光度差との２つを説明変数とし溶媒量を目的変数とする検量線を用いる。第２の方法では、第１の実施形態の方法を用いる。すなわち、第１期間には膜厚を説明変数とし溶媒量を目的変数とする第１検量線を用いる。第２期間には吸光度差を説明変数とし溶媒量を目的変数とする第２検量線を用いる。

【0112】

図１６は、膜厚と吸光度差との２つを説明変数とし溶媒量を目的変数とする検量線を用いた場合の予測精度を示すグラフである。図１６の横軸は溶媒量の実測値（ｗｔ％）である。図１６の縦軸は溶媒量の予測値である。予測値を算出するにあたってリーブワンアウト法を用いた。このときの平均二乗誤差は５．９９ｗｔ％であった。

【0113】

図１７は、第１期間には膜厚を説明変数とし溶媒量を目的変数とする第１検量線を用いるとともに第２期間には吸光度差を説明変数とし溶媒量を目的変数とする第２検量線を用いた場合の予測精度を示すグラフである。図１７の横軸は溶媒量の実測値（ｗｔ％）である。図１７の縦軸は溶媒量の予測値である。予測値を算出するにあたってリーブワンアウト法を用いた。このときの平均二乗誤差は１．３９ｗｔ％であった。

【0114】

７．実験のまとめ
第１期間には膜厚を説明変数とし溶媒量を目的変数とする第１検量線を用いるとともに第２期間には吸光度差を説明変数とし溶媒量を目的変数とする第２検量線を用いた場合には、高い精度で溶媒量を測定することができる。

【0115】

（付記）
第１の態様における材料測定装置は、混合材料に光を照射する発光部と、混合材料からの光を受光する受光部と、混合材料の膜厚を測定する膜厚測定部と、制御部と、を有する。混合材料は、溶媒と固体材料とを含有する。溶媒は、吸光度のピークを有する透光性材料である。発光部は、溶媒が吸収する波長を含む光を照射する。制御部は、受光部により受光された光のうちの第１波長の光強度と第２波長の光強度とを取得する光強度取得部と、光強度取得部により取得された第１波長の光強度と第２波長の光強度とから第１波長の吸光度と第２波長の吸光度との差である吸光度差を算出する吸光度差算出部と、混合材料における溶媒の含有量または含有率と混合材料の膜厚との間の関係を示す第１検量線を記憶する第１検量線記憶部と、混合材料における溶媒の含有量または含有率と吸光度差との間の関係を示す第２検量線を記憶する第２検量線記憶部と、第１検量線および第２検量線から溶媒の含有量または含有率を算出する含有量算出部と、を有する。

【0116】

第２の態様における材料測定装置においては、混合材料は、溶媒が減少することにより膜厚が変化する第１期間と、第１期間の次の期間であるとともに溶媒が減少することにより第１期間より膜厚の変化量が少ない第２期間と、を有する。含有量算出部は、第１期間の場合に、混合材料の膜厚と第１検量線記憶部により記憶された第１検量線とから溶媒の含有量または含有率を算出し、第２期間の場合に、吸光度差算出部により算出された吸光度差と第２検量線記憶部により記憶された第２検量線とから溶媒の含有量または含有率を算出する。

【0117】

第３の態様における材料測定装置においては、制御部は、膜厚取得部と、期間判定部と、を有する。膜厚取得部は、膜厚測定部から混合材料の膜厚を取得する。期間判定部は、混合材料の膜厚が予め定めた閾値以上である場合に、混合材料を第１期間であると判定し、混合材料の膜厚が予め定めた閾値未満である場合に、混合材料を第２期間であると判定する。

【0118】

第４の態様における材料測定装置においては、制御部は、膜厚取得部と、期間判定部と、を有する。膜厚取得部は、膜厚測定部から混合材料の膜厚を取得する。期間判定部は、混合材料の膜厚の変化量が予め定めた閾値以上である場合に、混合材料を第１期間であると判定し、混合材料の膜厚の変化量が予め定めた閾値未満である場合に、混合材料を第２期間であると判定する。

【0119】

第５の態様における材料測定装置においては、第２検量線記憶部は、混合材料の膜厚範囲ごとに第２検量線を記憶する。含有量算出部は、混合材料の膜厚に応じた第２検量線を用いて溶媒の含有量または含有率を算出する。

【0120】

第６の態様における電極製造装置は、第１面と第２面とを備える集電体の少なくとも一方に塗工層を塗工する塗工部と、塗工層を乾燥させる乾燥部と、塗工層に光を照射する発光部と、塗工層からの光を受光する受光部と、塗工層の膜厚を測定する膜厚測定部と、制御部と、を有する。塗工層は、溶媒と固体材料とを含有する。溶媒は、吸光度のピークを有する透光性材料である。発光部は、溶媒が吸収する波長を含む光を照射する。制御部は、受光部により受光された光のうちの第１波長の光強度と第２波長の光強度とを取得する光強度取得部と、光強度取得部により取得された第１波長の光強度と第２波長の光強度とから第１波長の吸光度と第２波長の吸光度との差である吸光度差を算出する吸光度差算出部と、塗工層における溶媒の含有量または含有率と塗工層の膜厚との間の関係を示す第１検量線を記憶する第１検量線記憶部と、塗工層における溶媒の含有量または含有率と吸光度差との間の関係を示す第２検量線を記憶する第２検量線記憶部と、第１検量線および第２検量線から溶媒の含有量または含有率を算出する含有量算出部と、を含有する。

【0121】

第７の態様における材料測定方法は、溶媒と固体材料とを含有する混合材料の膜厚を測定する。混合材料に溶媒が吸収する波長を含む光を照射し、混合材料からの光を受光する。溶媒は吸光度のピークを有する透光性材料である。受光した光のうちの第１波長の光強度と第２波長の光強度とを取得する。第１波長の光強度と第２波長の光強度とから第１波長の吸光度と第２波長の吸光度との差である吸光度差を算出する。混合材料の膜厚から混合材料が、溶媒が減少することにより膜厚が変化する第１期間と、第１期間の次の期間であるとともに溶媒が減少することにより第１期間より膜厚の変化量が少ない第２期間と、のいずれであるかを判定する。第１期間であると判定した場合に、混合材料の膜厚と、混合材料における溶媒の含有量または含有率と混合材料の膜厚との間の関係を示す第１検量線と、から溶媒の含有量または含有率を算出する。第２期間であると判定した場合に、吸光度差と、混合材料における溶媒の含有量または含有率と吸光度差との間の関係を示す第２検量線と、から溶媒の含有量または含有率を算出する。

【0122】

第８の態様における電極の製造方法は、第１面と第２面とを備える集電体の少なくとも一方に溶媒と活物質とを含有する塗工層を塗工する。塗工層を乾燥させつつ、塗工層の膜厚を測定し、塗工層に溶媒が吸収する波長を含む光を照射し、塗工層からの光を受光する。溶媒は吸光度のピークを有する透光性材料である。受光した光のうちの第１波長の光強度と第２波長の光強度とを取得する。第１波長の光強度と第２波長の光強度とから第１波長の吸光度と第２波長の吸光度との差である吸光度差を算出する。塗工層の膜厚から塗工層が、溶媒が減少することにより膜厚が変化する第１期間と、第１期間の次の期間であるとともに溶媒が減少することにより第１期間より膜厚の変化量が少ない第２期間と、のいずれであるかを判定する。第１期間であると判定した場合に、塗工層の膜厚と、塗工層における溶媒の含有量または含有率と塗工層の膜厚との間の関係を示す第１検量線と、から溶媒の含有量または含有率を算出する。第２期間であると判定した場合に、吸光度差と、塗工層における溶媒の含有量または含有率と吸光度差との間の関係を示す第２検量線と、から溶媒の含有量または含有率を算出する。

【符号の説明】

【0123】

１００…材料測定装置
１１０…発光部
１２０…受光部
１３０…膜厚測定部
１４０…制御部
Ｍ１０…測定対象物
Ｍ１１…基材
Ｍ１２…混合材料
Ｍ１２ａ…溶媒
Ｍ１２ｂ…固体材料

【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】

【図17】