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公開番号2024058233
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-25
出願番号2022165461
出願日2022-10-14
発明の名称蓄電池用電極製造装置
出願人旭化成株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01M 4/139 20100101AFI20240418BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本発明が解決しようとする課題は、蓄電池用電極のプレスにおいて電極組成又は密度の仕様に対して変化する湾曲の容易で且つ最適な調整方法を提供すること、及びしわ又は箔切れがなく高密度電極を提供することである。
【解決手段】長尺の電極集電体の中央部に電極活物質が塗布され、且つ長尺方向の両端部に未塗工部13を有する電極1のロールプレス装置であって、電極1との抱き角度が90度以上で180度以下の速度調整可能な駆動ロール2、圧力調整可能な対向する一対のロールからなる圧延ロール4,5、速度調整可能な駆動ロール6とそれに対向し、且つ上記未塗工部13のみと接触するニップロール7、およびプレス後の幅方向電極形状を測定する機構9を上記記載の順に配置するロールプレス装置が提供される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
長尺の電極集電体の中央部に電極活物質が塗布された電極であって、且つ、上記電極の長尺方向の両端部に未塗工部を有する電極のロールプレス装置であって、
・電極との抱き角度が９０度以上で１８０度以下の速度調整可能な駆動ロール２、
・圧力調整可能な対向する一対のロールからなる圧延ロール４，５、
・速度調整可能な駆動ロール６とそれに対向し、且つ上記未塗工部のみと接触するニップロール７、および
・プレス後の幅方向電極形状を測定する機構９
を上記記載の順に配置するロールプレス装置。
続きを表示（約 540 文字）【請求項２】
駆動ロール２は、φ２８０ｍｍ以上で圧延ロール４，５の径以下で且つ電極との抱き角度が９０度以上で１８０度以下であり、且つ加温できる機能を有することを特徴とする請求項１に記載のロールプレス装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のロールプレス装置を用いる電極のプレス方法であって、駆動ロール２の速度比率Ｖ１は、圧延ロール４，５の速度比率Ｖ２よりも低く、且つ駆動ロール６の速度比率Ｖ３は、圧延ロール４，５の速度比率Ｖ２よりも高いことを特徴とする電極のプレス方法。
【請求項４】
機構９として、プレス後の幅方向電極形状をインラインプロファイル測定できる機構を用いて、幅方向の１スキャン測定においてプレス後の幅方向電極形状を左と右の２つに分割し、それぞれの分割領域で算出した電極のうねり量が－８ｍｍ以上、１４ｍｍ以下となるように制御する、請求項３に記載の電極のプレス方法。
【請求項５】
上記制御が、プレス後の電極形状を幅方向インラインプロファイル測定において測定した結果を元に、圧延ロール４，５直後に上記電極集電体のみと接触する駆動ロール６の変更可能な駆動ロール速度比率で行う、請求項４に記載の電極のプレス方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池用電極、蓄電池用電極製造装置、ロールプレス装置、電極のプレス方法などに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境の保全及び省資源を目指すエネルギーの有効利用の観点から、風力発電の電力平滑化システム又は深夜電力貯蔵システム、太陽光発電技術に基づく家庭用分散型蓄電システム、電気自動車用の蓄電システム等が注目を集めている。
【０００３】
これらの蓄電システムに用いられる電池の第一の要求事項は、エネルギー密度が高いことである。このような要求に対応可能な高エネルギー密度電池の有力候補として、リチウムイオン電池の開発が精力的に進められている。
【０００４】
第二の要求事項は、出力特性が高いことである。例えば、高効率エンジンと蓄電システムとの組み合わせ（例えば、ハイブリッド電気自動車）又は燃料電池と蓄電システムとの組み合わせ（例えば、燃料電池電気自動車）において、加速時に高い出力放電特性を発揮する蓄電システムが要求されている。
【０００５】
現在、高出力蓄電デバイスとしては、電気二重層キャパシタ、ニッケル水素電池等が開発されている。
【０００６】
電気二重層キャパシタのうち、電極に活性炭を用いたものは、０．５～１ｋＷ／Ｌ程度の出力特性を有する。この電気二重層キャパシタは、出力特性が高いだけでなく、耐久性（サイクル特性及び高温保存特性）もまた高く、上記の高出力が要求される分野で最適のデバイスであると考えられてきた。しかしながら、そのエネルギー密度は１～５Ｗｈ／Ｌ程度に過ぎないため、更なるエネルギー密度の向上が必要である。
【０００７】
他方、現在ハイブリッド電気自動車で一般に採用されているニッケル水素電池は、電気二重層キャパシタと同等の高出力を有し、かつ１６０Ｗｈ／Ｌ程度のエネルギー密度を有している。しかしながら、そのエネルギー密度及び出力特性をより一層高めるとともに、耐久性（特に、高温における安定性）を高めるための研究が精力的に進められている。
【０００８】
また、リチウムイオン電池においても、高出力化に向けての研究が進められている。例えば、放電深度（すなわち、蓄電素子の放電容量に対する放電量の割合（％））５０％において３ｋＷ／Ｌを超える高出力が得られるリチウムイオン電池が開発されている。しかしながら、そのエネルギー密度は１００Ｗｈ／Ｌ以下であり、リチウムイオン電池の最大の特徴である高エネルギー密度を敢えて抑制した設計である。また、その耐久性（サイクル特性及び高温保存特性）は、電気二重層キャパシタに比べ劣るため、そのようなリチウムイオン電池は、実用的な耐久性を持たせるために、放電深度が０～１００％の範囲よりも狭い範囲で使用される。実際に使用できるリチウムイオン電池の容量は更に小さくなるから、耐久性をより一層向上させるための研究が精力的に進められている。
【０００９】
上記のように、高エネルギー密度、高出力特性、及び高耐久性を兼ね備えた蓄電素子の実用化が強く求められている。しかしながら、上述した既存の蓄電素子には、それぞれ一長一短があるため、これらの技術的要求を充足する新たな蓄電素子が求められている。その有力な候補として、リチウムイオンキャパシタと呼ばれる蓄電素子が注目され、開発が盛んに行われている。
【００１０】
リチウムイオンキャパシタは、リチウム塩を含む非水系電解液を使用する蓄電素子（以下、「非水系リチウム蓄電素子」ともいう。）の一種であって、正極においては約３Ｖ以上で電気二重層キャパシタと同様の陰イオンの吸着及び脱着による非ファラデー反応、負極においてはリチウムイオン電池と同様のリチウムイオンの吸蔵及び放出によるファラデー反応によって、充放電を行う蓄電素子である。
（【００１１】以降は省略されています）

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