JP2000012003A - Lithium ion secondary battery production equipment - Google Patents

Lithium ion secondary battery production equipment

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JP2000012003A
JP2000012003A JP10175468A JP17546898A JP2000012003A JP 2000012003 A JP2000012003 A JP 2000012003A JP 10175468 A JP10175468 A JP 10175468A JP 17546898 A JP17546898 A JP 17546898A JP 2000012003 A JP2000012003 A JP 2000012003A
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JP
Japan
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raw material
secondary battery
ion secondary
lithium ion
guide ring
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JP10175468A
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Japanese (ja)
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Takeharu Kikuchi
健晴 菊池
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Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide lithium ion secondary battery production equipment, capable of preventing mixing of metal impurities into a raw material. SOLUTION: A crusher 100 has a crushing chamber 104, a hammer 112, a guide ring 114, and a classifying separator 116. The hammer 112 rotates at a high speed within the crushing chamber 104 to crush a raw material 118. The guide ring 114 sends the crushed raw material to the classifying separator 116 by the flow of dry air. The classifying separator 116 selects the specified particles or lower from the particles of the crushed raw material sent with the guide ring 114 and allows only the selected particles to pass through. The surface of the hammer 112, the surface of the guide ring 114, the surface of the classifying separator, and an inner wall surface 104A of the crushing chamber 104, which comes in contact with the raw material 118, are coated with a non-metallic material such as ceramic or Teflon (registered trademark) as shown by hatched sections.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はリチウムイオン二次
電池製造設備に関する。
The present invention relates to a facility for manufacturing a lithium ion secondary battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、二次電池としては、鉛電池やニッ
ケルカドミウム電池などが利用されてきたが、これらの
電池は、エネルギー密度を上げるとともに、重量を低減
するといった課題を克服したとはいえない。そこで、近
年、高エネルギー密度の非水系リチウムイオン二次電池
が実用化されてきた。このリチウムイオン二次電池は、
正極、負極、セパレータ、非水系電解液から構成される
蓄電池である。リチウムイオン二次電池は、充電時には
正極中のリチウムイオンが電解液を介して負極中に吸蔵
され、方電磁には負極中のリチウムイオンが電解液を介
して正極中に吸蔵される、という電気化学的な可逆反応
を利用している。
2. Description of the Related Art Conventionally, lead batteries, nickel cadmium batteries, and the like have been used as secondary batteries, but these batteries have overcome the problems of increasing energy density and reducing weight. Absent. Therefore, in recent years, non-aqueous lithium ion secondary batteries with high energy density have been put to practical use. This lithium ion secondary battery is
It is a storage battery composed of a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte. Lithium-ion secondary batteries have the following characteristics: when charged, lithium ions in the positive electrode are occluded in the negative electrode via the electrolytic solution, and lithium ions in the negative electrode are occluded in the positive electrode via the electrolytic solution. It utilizes a chemical reversible reaction.

【0003】ところで、リチウムイオン二次電池の正電
極に金属不純物質が混入していると、電池特性上、特に
過充電に対する電池特性に悪影響が生じるため、正電極
を製造する設備においては、正電極を構成する原材料
(正極活物質)と接触する部分やこの原材料に臨む部分
から金属不純物質が原材料に混入しないように対策を施
している。例えば、原材料と接触する部分には耐摩耗性
に優れたステンレス材や超硬材を用い、原材料に臨む部
分には耐腐食性に優れたステンレスメッキやクロームメ
ッキを施している。
However, if metal impurities are mixed in the positive electrode of a lithium ion secondary battery, the battery characteristics, particularly the battery characteristics against overcharging, are adversely affected. Measures are taken to prevent metal impurities from being mixed into the raw material from the part in contact with the raw material (positive electrode active material) constituting the electrode or from the part facing the raw material. For example, a stainless steel material or a super hard material having excellent wear resistance is used for a portion in contact with the raw material, and a stainless steel or chrome plating having excellent corrosion resistance is applied to a portion facing the raw material.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、原材料
を粉砕する粉砕装置では、原材料に接触する部分が少な
からず摩耗して金属不純物質が原材料に混入することが
避けられない。また、金属箔集電体に塗布された電極合
剤塗料(原材料と溶剤を混練して作ったもの)を乾燥さ
せて電極を形成する乾燥装置では、乾燥時に生じる熱や
電極合剤塗料に含まれる溶剤の物質によって乾燥装置の
内部が腐食され、金属不純物質が電極の電極合剤塗料に
混入することが避けられない。このような金属不純物質
は、粉砕装置や乾燥装置を稼動すればするほど、つまり
生産性を高めるほど発生しやすくなり、生産性を低下さ
せる要因となっている。そこで本発明の目的は、原材料
からリチウムイオン二次電池を製造するリチウムイオン
二次電池製造設備において、原材料に金属不純物質が混
入することを防止することにより、高品質なリチウムイ
オン二次電池を製造することができるとともに、生産性
を向上することができるリチウムイオン二次電池製造設
備を提供することにある。
However, in a pulverizing apparatus for pulverizing a raw material, it is inevitable that metal impurities are mixed in the raw material due to abrasion of a part in contact with the raw material. In addition, in a drying device that forms an electrode by drying an electrode mixture paint (made by kneading raw materials and a solvent) applied to a metal foil current collector, the heat generated during drying and the electrode mixture paint are included. It is inevitable that the inside of the drying device is corroded by the substance of the solvent and metal impurities are mixed into the electrode mixture paint of the electrode. Such metal impurities are more likely to be generated as the pulverizing device or the drying device is operated, that is, as the productivity is increased, which is a factor of reducing the productivity. Therefore, an object of the present invention is to provide a lithium-ion secondary battery manufacturing facility for manufacturing a lithium-ion secondary battery from raw materials, by preventing metal impurities from being mixed into the raw materials, thereby providing a high-quality lithium-ion secondary battery. An object of the present invention is to provide a lithium-ion secondary battery manufacturing facility that can be manufactured and that can improve productivity.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、原材料からリチウムイオン二次電池を製造す
るリチウムイオン二次電池製造設備において、前記原材
料が接触する部分または前記原材料に臨む部分は、非金
属材料からなるコーティングが施されていることを特徴
とする。
In order to achieve the above object, the present invention relates to a lithium ion secondary battery manufacturing facility for manufacturing a lithium ion secondary battery from raw materials, in a part where the raw materials come into contact or a part facing the raw materials. Is characterized by being provided with a coating made of a nonmetallic material.

【0006】本発明では、前記原材料が接触する部分ま
たは前記原材料に臨む部分が非金属材料からなるコーテ
ィングが施されているため、原材料が接触する部分また
は前記原材料に臨む部分から発生した金属不純物質が原
材料に混入することが防止される。
[0006] In the present invention, since the portion that comes into contact with the raw material or the portion that faces the raw material is coated with a nonmetallic material, the metal impurity generated from the portion that comes into contact with the raw material or the portion that faces the raw material is provided. Is prevented from being mixed into the raw material.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は本発明のリチウムイオン二
次電池製造設備の実施の形態を示す粉砕装置の構成図、
図2はリチウムイオン二次電池の電極製造工程の一部で
ある金属箔に対する電極合剤塗料の塗布と乾燥の工程で
使用される装置の概観図、図3は乾燥装置の概観図、図
4は本発明のリチウムイオン二次電池製造設備の実施の
形態を示す乾燥装置の要部を示す説明図、図5はリチウ
ムイオン二次電池の構造を示す分解図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a pulverizing apparatus showing an embodiment of a lithium ion secondary battery manufacturing facility of the present invention,
FIG. 2 is a schematic view of an apparatus used in a step of applying and drying an electrode mixture paint on a metal foil, which is a part of an electrode manufacturing process of a lithium ion secondary battery, FIG. 3 is a schematic view of a drying apparatus, and FIG. FIG. 1 is an explanatory view showing a main part of a drying apparatus showing an embodiment of a facility for manufacturing a lithium ion secondary battery of the present invention, and FIG. 5 is an exploded view showing a structure of the lithium ion secondary battery.

【0008】まず、図5を参照してリチウムイオン二次
電池の構造について説明する。リチウムイオン二次電池
10は、正極蓋10A、安全弁10B、正極リード10
C、ガスケット10D、絶縁板10E、正極10F、セ
パレータ10G、負極10H、絶縁板10I、負極缶1
0J、負極リード10K、ケース10Lなどから構成さ
れている。正極10Fは、シート状の金属箔集電体に正
の電極活物質を塗布して乾燥して構成されるものであ
り、負極10Hは、シート状の金属箔集電体に負の電極
活物質を塗布して乾燥して構成されるものである。これ
ら正極10Fと負極10Hは、互いにセパレータ10G
を間に挟んで円筒状のケース10Lの中心軸を中心にし
て渦巻き状に巻かれて重ね合わされた状態で、ケース1
0L内に収容されている。なお、電池の特性に悪影響を
及ぼすのは、金属不純物質が正電極の原材料に混入した
場合のみであるため、以下の説明では正電極について説
明を行う。
First, the structure of a lithium ion secondary battery will be described with reference to FIG. The lithium ion secondary battery 10 includes a positive electrode cover 10A, a safety valve 10B, a positive electrode lead 10
C, gasket 10D, insulating plate 10E, positive electrode 10F, separator 10G, negative electrode 10H, insulating plate 10I, negative electrode can 1
0J, a negative electrode lead 10K, a case 10L, and the like. The positive electrode 10F is formed by applying a positive electrode active material to a sheet-shaped metal foil current collector and drying it. The negative electrode 10H is formed by applying a negative electrode active material to a sheet-shaped metal foil current collector. Is applied and dried. The positive electrode 10F and the negative electrode 10H are separated from each other by a separator 10G.
Is wound spirally around the central axis of the cylindrical case 10L with the
0L. Since the adverse effect on the characteristics of the battery is caused only when the metal impurities are mixed in the raw material of the positive electrode, the following description will be made on the positive electrode.

【0009】次に、図1を参照して本実施の形態による
リチウムイオン二次電池製造設備を構成する粉砕装置に
ついて説明する。粉砕装置100は、本体102、粉砕
室104、原材料導入口106、ドライエアー導入口1
08、搬送口110、ハンマー112、ガイドリング1
14、分級セパレータ116などを備えている。
Next, referring to FIG. 1, a description will be given of a pulverizing apparatus constituting the lithium ion secondary battery manufacturing equipment according to the present embodiment. The crushing apparatus 100 includes a main body 102, a crushing chamber 104, a raw material inlet 106, a dry air inlet 1
08, transport port 110, hammer 112, guide ring 1
14, a classification separator 116 and the like.

【0010】本体102の内部には、粉砕室104が設
けられており、この粉砕室104と連通するように原材
料118を導入するための原材料導入口106、乾燥空
気を導入するためのドライエアー導入口108及び粉砕
された原材料を乾燥空気とともに排出するための搬送口
110が設けられている。原材料導入口106には、図
示しない原料供給手段から供給される原料を移送するた
めの原材料導入路122が連通しており、この原材料導
入路122内には原材料118を粉砕室104内に移送
するための移送手段120が配設されている。
A crushing chamber 104 is provided inside the main body 102, and a raw material introduction port 106 for introducing a raw material 118 so as to communicate with the crushing chamber 104, and a dry air introduction for introducing dry air. A port 108 and a transfer port 110 for discharging the pulverized raw material together with the dry air are provided. A raw material introduction path 122 for transferring a raw material supplied from a raw material supply unit (not shown) communicates with the raw material introduction port 106, and a raw material 118 is transferred into the grinding chamber 104 in the raw material introduction path 122. Transfer means 120 is provided.

【0011】粉砕室104の下方には、ドライエアー導
入口108に連通して図示しない乾燥空気供給源から供
給される乾燥空気をドライエアー導入口108へ導くた
めの流路124が形成されている。ドライエアー導入口
108に供給された乾燥空気は、粉砕室104内におい
て、ガイドリング114と粉砕室104の内壁面の間を
経由して分級セパレータ116を通過して排出口110
へ至り、さらにこの排出口110に連通する排出路12
6に沿って流れるようになっている。
A flow path 124 is formed below the pulverizing chamber 104 and communicates with the dry air inlet 108 to guide dry air supplied from a dry air supply source (not shown) to the dry air inlet 108. . The dry air supplied to the dry air inlet 108 passes through the classifier 116 between the guide ring 114 and the inner wall surface of the crushing chamber 104 in the crushing chamber 104 and passes through the outlet 110.
And the discharge path 12 communicating with the discharge port 110
It flows along 6.

【0012】粉砕室104は、上方から見てほぼ円筒状
の空間を有し、ハンマー112、ガイドリング114、
分級セパレータ116を収容している。ハンマー112
は、粉砕室104内において軸122を中心にして高速
回転し、原材料導入口106から粉砕室104に導入さ
れた原材料118に衝突することでこの原材料を粉砕す
るように構成されている。
The crushing chamber 104 has a substantially cylindrical space when viewed from above, and includes a hammer 112, a guide ring 114,
The classification separator 116 is housed. Hammer 112
Is configured to rotate at a high speed around a shaft 122 in the crushing chamber 104 and crush the raw material by colliding with the raw material 118 introduced into the crushing chamber 104 from the raw material inlet 106.

【0013】ガイドリング114は、ハンマー112に
よって粉砕された原材料をドライエアー導入口108か
ら導入された乾燥空気の流れによって分級セパレータ1
16へ導くように構成されている。分級セパレータ11
6は、ガイドリング114によって導かれる粉砕された
原材料を、その粒度が所定の粒度以下のものを選択して
通過させるように構成されている。分級セパレータ11
6を通過した粉砕された原材料は、乾燥空気の流れによ
って排出口110から排出路126へ移送されるように
なっている。また、この分級セパレータ116は、軸1
22を中心として回転するようになっている。
The guide ring 114 separates the raw material pulverized by the hammer 112 from the classification separator 1 by the flow of dry air introduced from the dry air inlet 108.
16. Classification separator 11
Numeral 6 is configured to allow the pulverized raw material guided by the guide ring 114 to pass through a material having a particle size equal to or smaller than a predetermined particle size. Classification separator 11
The pulverized raw material passing through 6 is transferred from the outlet 110 to the discharge path 126 by the flow of dry air. Further, this classification separator 116 is a shaft 1
It rotates around 22.

【0014】そして、原材料118と接触する部分、す
なわち、ハンマー112の表面と、ガイドリング114
の表面と、分級セパレータ116の表面と、粉砕室10
4の内壁面104Aには、非金属材料、例えばセラミッ
クまたはテフロンによるコーティングが施されている。
図中、符号Cで示す部分(ハッチング部分)は、非金属
材料によるコーティング面である。
Then, a portion that comes into contact with the raw material 118, that is, the surface of the hammer 112 and the guide ring 114
, The surface of the classification separator 116, and the crushing chamber 10
4 is coated with a nonmetallic material, for example, ceramic or Teflon.
In the figure, a portion indicated by reference numeral C (hatched portion) is a surface coated with a nonmetallic material.

【0015】したがって、上述の構成によれば、原材料
118と接触する部分に非金属材料によるコーティング
が施されているので、粉砕装置100が稼動して原材料
118を粉砕しても、原材料118と接触する部分の金
属材料が摩耗することが少なく、その金属不純物質が原
材料に混入することが防止される。この結果、高品質な
リチウムイオン二次電池を製造することができるととも
に、生産性を向上することができる。
Therefore, according to the above-described configuration, since the portion in contact with the raw material 118 is coated with the non-metallic material, even if the pulverizing apparatus 100 is operated to pulverize the raw material 118, the raw material 118 is not contacted. The metal material in the portion to be removed is less likely to be worn, and the metal impurities are prevented from being mixed into the raw material. As a result, a high-quality lithium ion secondary battery can be manufactured, and productivity can be improved.

【0016】次に、図2を参照してリチウムイオン二次
電池の電極製造工程の一部である金属箔集電体に対する
電極合剤塗料の塗布と乾燥の工程について説明する。巻
き出しロール200から巻き出された金属箔(金属箔集
電体)202は、搬送路上を走行され、コーター・ヘッ
ド204によって電極合剤塗料205が塗布されるよう
になっている。この電極合剤塗料は、粉砕装置100に
よって粉砕された原材料と溶剤を混練装置によって混練
することによって作られるものである。次いで、金属箔
202に塗布された電極合剤塗料が後述する乾燥装置2
06によって乾燥される。そして、電極合剤塗料が乾燥
された金属箔202は、プレス208によってプレスさ
れた後、裁断カッター210によって所定の寸法に裁断
され、電極が完成する。完成した電極は、巻き取りロー
ル212によって巻き取られるようになっている。
Next, the steps of applying and drying the electrode mixture paint on the metal foil current collector, which is a part of the electrode manufacturing step of the lithium ion secondary battery, will be described with reference to FIG. The metal foil (metal foil current collector) 202 unwound from the unwinding roll 200 travels on a transport path, and an electrode mixture paint 205 is applied by a coater head 204. The electrode mixture paint is made by kneading the raw material and the solvent pulverized by the pulverizer 100 with a kneader. Next, the electrode mixture paint applied to the metal foil 202 is applied to a drying device 2 described later.
06 and dried. Then, the metal foil 202 on which the electrode mixture paint has been dried is pressed by a press 208, and then cut into predetermined dimensions by a cutting cutter 210, thereby completing the electrode. The completed electrode is taken up by a take-up roll 212.

【0017】次に、図3を参照して乾燥装置の構成につ
いて説明する。乾燥装置206は、送風機2061、熱
源2062、フィルターユニット2063、ドライヤー
2064、チャンバー2065を備えている。送風機2
061から発生する風は、熱源2062を通過すること
で加熱されて温風となり、フィルターユニット2063
に導かれ、このフィルターユニット2063を通過する
ことでクリーンエアとなり、チャンバー2065によっ
て適正な風量に調整されるようになっている。ドライヤ
ー2064は、チャンバー2065内に設けられてお
り、電極合剤塗料が塗布された金属箔が走行する搬送路
と、チャンバー2065で調整されたクリーンエアを上
記金属箔に吹き付ける温風ノズル2064Aとを備えて
いる。
Next, the configuration of the drying apparatus will be described with reference to FIG. The drying device 206 includes a blower 2061, a heat source 2062, a filter unit 2063, a dryer 2064, and a chamber 2065. Blower 2
061 is heated by passing through the heat source 2062 to become hot air,
, And passes through the filter unit 2063 to become clean air, which is adjusted to an appropriate air volume by the chamber 2065. The dryer 2064 is provided in the chamber 2065, and includes a transport path on which the metal foil coated with the electrode mixture paint travels, and a hot air nozzle 2064A for blowing the clean air adjusted in the chamber 2065 onto the metal foil. Have.

【0018】次に、図4を参照して乾燥装置206のド
ライヤー2064について説明する。ドライヤー206
4は、温風ノズル2064Aと、電極合剤塗料が塗布さ
れた金属箔が走行する搬送路2064Bと、乾燥室20
64Cとを備えている。電極合剤塗料205が塗布され
た金属箔202は、搬送路2064B上を走行されるよ
うになっている。そして、温風ノズル2064Aから金
属箔202の電極合剤塗料205が塗布された面に対し
て温風が吹き付けられることによって、電極合剤塗料2
05が乾燥されるようなっている。温風ノズル2064
Aと搬送路2064Bは乾燥室2064Cに収容されて
いる。
Next, the dryer 2064 of the drying device 206 will be described with reference to FIG. Dryer 206
4 is a hot air nozzle 2064A, a transport path 2064B in which the metal foil coated with the electrode mixture paint travels,
64C. The metal foil 202 to which the electrode mixture paint 205 has been applied is adapted to travel on a transport path 2064B. Then, hot air is blown from the hot air nozzle 2064A to the surface of the metal foil 202 on which the electrode mixture paint 205 is applied, whereby the electrode mixture paint 2 is sprayed.
05 is to be dried. Hot air nozzle 2064
A and the transport path 2064B are accommodated in a drying chamber 2064C.

【0019】そして、原材料である電極合剤塗料205
に臨む部分、すなわち、乾燥室2064Cの内壁面と、
温風ノズル2064Aの内部で温風が通過する壁面とに
は、非金属材料、例えばセラミックまたはテフロンによ
るコーティングが施されている。図中、符号Cで示す部
分(ハッチング部分)は、非金属材料によるコーティン
グ面である。
The electrode mixture paint 205 as a raw material
, That is, the inner wall surface of the drying chamber 2064C,
The wall surface through which the hot air passes inside the hot air nozzle 2064A is coated with a nonmetallic material, for example, ceramic or Teflon. In the figure, a portion indicated by reference numeral C (hatched portion) is a surface coated with a nonmetallic material.

【0020】したがって、上述の構成によれば、原材料
である電極合剤塗料205に臨む部分に非金属材料によ
るコーティングが施されているので、乾燥装置206が
電極合剤塗料205を乾燥させる際、乾燥装置206の
電極合剤塗料205に臨む部分の金属材料が乾燥時に生
じる熱や電極合剤塗料に含まれる溶剤の物質によって腐
食されることが少なく、腐食により生じた金属不純物質
が電極に付着することが防止される。この結果、高品質
なリチウムイオン二次電池を製造することができるとと
もに、生産性を向上することができる。
Therefore, according to the above-described configuration, since the portion facing the electrode mixture paint 205 as a raw material is coated with a non-metallic material, the drying device 206 can dry the electrode mixture paint 205 when drying. The metal material in the portion of the drying device 206 facing the electrode mixture paint 205 is less likely to be corroded by heat generated during drying or a solvent substance contained in the electrode mixture paint, and metal impurities generated by the corrosion adhere to the electrodes. Is prevented. As a result, a high-quality lithium ion secondary battery can be manufactured, and productivity can be improved.

【0021】次に、本発明のリチウムイオン二次電池製
造設備によって製造したリチウムイオン二次電池の評価
結果について説明する。図6は、粉砕装置について次の
3条件で、それぞれ正極活物質を6ヶ月連続で粉砕した
場合における1ヶ月後と6ヶ月後における磁性金属成分
量の測定結果である。 条件1a:分級セパレータとガイドリングにセラミック
をコーティングした。 条件1b:分級セパレータとガイドリングに耐摩耗性に
優れた超硬材を溶射した。 条件1c:分級セパレータとガイドリングをステンレス
材で構成し、かつ、表面処理は行わない。 図6に示すように、セラミックをコーティングした場合
には、6ヶ月経過しても磁性金属成分であるFe(鉄)
の混入量が増加していない。これに対して、超硬材の場
合、1ヶ月後はセラミックをコーティングした場合と同
様の値であるが、6ヶ月経過後には磁性金属成分が増加
している。
Next, the evaluation results of the lithium ion secondary battery manufactured by the lithium ion secondary battery manufacturing equipment of the present invention will be described. FIG. 6 shows the measurement results of the amount of the magnetic metal component after one month and six months when the positive electrode active material was pulverized for six consecutive months under the following three conditions for the pulverizer. Condition 1a: The classification separator and the guide ring were coated with ceramic. Condition 1b: A superhard material having excellent wear resistance was sprayed on the classification separator and the guide ring. Condition 1c: The classification separator and the guide ring are made of stainless steel, and no surface treatment is performed. As shown in FIG. 6, when the ceramic is coated, Fe (iron) which is a magnetic metal component even after 6 months has passed.
Has not increased. On the other hand, in the case of the cemented carbide material, the value is the same as that obtained when the ceramic is coated after one month, but the magnetic metal component increases after 6 months.

【0022】図7は、上述の条件1a乃至1cで製造し
た正極活物質を使用した正極を組み込んだリチウムイオ
ン二次電池を作成し、このリチウムイオン二次電池で充
放電を繰り返して行ったときに電池内部でショートする
割合を観察した結果を示す。なお、内部ショート不良率
は、電池100個中、内部ショートが発生した電池の割
合で算出されている。図7に示すように、セラミックを
コーティングした場合は、時間経過とともに内部ショー
ト不良率がほとんど変化していないのに対して、超硬材
を溶射した場合と、表面処理を行っていない場合とで
は、時間経過とともに内部ショート不良率が上昇してい
る。すなわち、図6で示した正極活物質に混入する磁性
金属成分の推移と対応する結果となっている。
FIG. 7 shows a case where a lithium ion secondary battery incorporating a positive electrode using the positive electrode active material manufactured under the above-described conditions 1a to 1c was prepared, and charging and discharging were repeatedly performed with this lithium ion secondary battery. Fig. 9 shows the result of observing the ratio of short-circuiting inside the battery. Note that the internal short-circuit failure rate is calculated based on the percentage of batteries in which internal short-circuit has occurred among 100 batteries. As shown in FIG. 7, when the ceramic is coated, the internal short-circuit failure rate hardly changes over time, whereas when the super hard material is thermally sprayed and when the surface treatment is not performed. As the time elapses, the internal short-circuit failure rate increases. That is, the result corresponds to the transition of the magnetic metal component mixed in the positive electrode active material shown in FIG.

【0023】図8は、乾燥装置について次の3条件で、
正電極を6ヶ月連続で乾燥して形成した場合における1
ヶ月後と6ヶ月後における正電極に含まれる磁性金属成
分量の測定結果である。 条件2a:乾燥室の内壁面と温風ノズルの内部で温風が
通過する壁面にセラミックをコーティングした。 条件2b:乾燥室の内壁面と温風ノズルの内部で温風が
通過する壁面に耐腐食性に優れたクロムメッキを施し
た。 条件2c:乾燥室と温風ノズルをステンレス材で構成
し、乾燥室の内壁面と温風ノズルの内部で温風が通過す
る壁面に表面処理は行わない。 図8に示すように、セラミックをコーティングした場合
には、6ヶ月経過しても磁性金属成分であるFe(鉄)
の混入量が増加していない。これに対して、クロムメッ
キを施した場合、1ヶ月後はセラミックをコーティング
した場合と同様の値であるが、6ヶ月経過後には磁性金
属成分が増加している。なお、クロムメッキの場合、電
極合剤塗料に含まれる溶媒、例えばシュウ酸などにより
クロムメッキが腐食され、下地の金属成分が正電極に混
入したものと考えられる。
FIG. 8 shows the drying apparatus under the following three conditions.
1 when the positive electrode is formed by drying for 6 consecutive months
It is a measurement result of the amount of magnetic metal components contained in the positive electrode after 6 months and 6 months. Condition 2a: The inner wall surface of the drying chamber and the wall surface through which warm air passes inside the warm air nozzle were coated with ceramic. Condition 2b: The inner wall surface of the drying chamber and the wall surface through which warm air passes inside the warm air nozzle were coated with chrome plating having excellent corrosion resistance. Condition 2c: The drying chamber and the hot air nozzle are made of stainless steel, and no surface treatment is performed on the inner wall surface of the drying chamber and the wall surface through which the hot air passes inside the hot air nozzle. As shown in FIG. 8, when the ceramic is coated, Fe (iron) which is a magnetic metal component even after 6 months has passed.
Has not increased. On the other hand, when the chromium plating is performed, the value is the same as that when the ceramic is coated after one month, but the magnetic metal component increases after 6 months. In the case of chromium plating, it is considered that the chromium plating is corroded by the solvent contained in the electrode mixture paint, for example, oxalic acid, and the metal component of the base is mixed into the positive electrode.

【0024】図9は、上述の条件2a乃至2cで製造し
た正極を組み込んだリチウムイオン二次電池を作成し、
このリチウムイオン二次電池で充放電を繰り返して行っ
たときに電池内部でショートする割合を観察した結果を
示す。なお、内部ショート不良率は、電池100個中、
内部ショートが発生した電池の割合で算出されている。
図9に示すように、セラミックをコーティングした場合
は、時間経過とともに内部ショート不良率がほとんど変
化していないのに対して、クロムメッキを施した場合
と、表面処理を行っていない場合とでは、時間経過とと
もに内部ショート不良率が上昇している。すなわち、図
8で示した正極活物質に混入する磁性金属成分の推移と
対応する結果となっている。
FIG. 9 shows a lithium ion secondary battery incorporating the positive electrode manufactured under the above conditions 2a to 2c.
The result of observing the ratio of short-circuiting inside the battery when charging and discharging are repeatedly performed in the lithium ion secondary battery is shown. In addition, the internal short-circuit defect rate is as follows:
It is calculated based on the percentage of batteries in which an internal short circuit has occurred.
As shown in FIG. 9, when the ceramic was coated, the internal short-circuit failure rate hardly changed with the elapse of time, whereas when the chrome plating was performed and when the surface treatment was not performed, The internal short-circuit defect rate increases with time. That is, the result corresponds to the transition of the magnetic metal component mixed in the positive electrode active material shown in FIG.

【0025】なお、本発明のリチウムイオン二次電池製
造設備は、粉砕装置と乾燥装置に限定されるものではな
く、原材料(正極活物質)と溶剤を混練して電極合剤塗
料を作る混練装置に適用することもできる。すなわち、
混練装置のチャンバの内壁面は、原材料と接触する部分
となっている。したがって、このチャンバの内壁面にコ
ーティングを施すことによって、上述した粉砕装置や乾
燥装置の場合と同様に、磁性金属成分の混入を防止する
ことができる。
The lithium ion secondary battery manufacturing equipment of the present invention is not limited to a pulverizing device and a drying device, but a kneading device for kneading a raw material (a positive electrode active material) and a solvent to produce an electrode mixture paint. It can also be applied to That is,
The inner wall surface of the chamber of the kneading device is a portion that comes into contact with the raw materials. Therefore, by coating the inner wall surface of the chamber, the mixing of the magnetic metal component can be prevented as in the case of the above-described pulverizing device and drying device.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明は、
原材料からリチウムイオン二次電池を製造するリチウム
イオン二次電池製造設備において、前記原材料が接触す
る部分または前記原材料に臨む部分は、非金属材料から
なるコーティングが施されていることを特徴とする。そ
のため、前記原材料が接触する部分または前記原材料に
臨む部分が非金属材料からなるコーティングが施されて
いるため、原材料が接触する部分または前記原材料に臨
む部分から発生した金属不純物質が原材料に混入するこ
とが防止される。この結果、高品質なリチウムイオン二
次電池を製造することができるとともに、生産性を向上
することができる。
As is clear from the above description, the present invention
In a lithium ion secondary battery manufacturing facility for manufacturing a lithium ion secondary battery from raw materials, a portion made of a non-metallic material is applied to a portion where the raw materials come into contact or a portion facing the raw materials. Therefore, since the portion where the raw material contacts or the portion facing the raw material is coated with a non-metallic material, metal impurities generated from the portion where the raw material contacts or the portion facing the raw material are mixed into the raw material. Is prevented. As a result, a high-quality lithium ion secondary battery can be manufactured, and productivity can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のリチウムイオン二次電池製造設備の実
施の形態を示す粉砕装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a pulverizing apparatus showing an embodiment of a facility for manufacturing a lithium ion secondary battery of the present invention.

【図2】リチウムイオン二次電池の電極製造工程の一部
である金属箔に対する電極合剤塗料の塗布と乾燥の工程
で使用される装置の概観図である。
FIG. 2 is a schematic view of an apparatus used in a process of applying and drying an electrode mixture paint on a metal foil, which is a part of a process for manufacturing an electrode of a lithium ion secondary battery.

【図3】乾燥装置の概観図である。FIG. 3 is a schematic view of a drying device.

【図4】本発明のリチウムイオン二次電池製造設備の実
施の形態を示す乾燥装置の要部を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view showing a main part of a drying apparatus showing an embodiment of the facility for manufacturing a lithium ion secondary battery of the present invention.

【図5】リチウムイオン二次電池の構造を示す分解図で
ある。
FIG. 5 is an exploded view showing a structure of a lithium ion secondary battery.

【図6】粉砕装置に本発明を適用した場合における正極
活物質に含まれる磁性金属成分量の時間的推移の測定結
果を表形式で示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing, in a table format, measurement results of a temporal change in the amount of a magnetic metal component contained in a positive electrode active material when the present invention is applied to a pulverizer.

【図7】粉砕装置に本発明を適用した場合における電池
の内部ショート不良率の時間的推移を示す説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a temporal transition of a battery internal short-circuit failure rate when the present invention is applied to a pulverizer.

【図8】乾燥装置に本発明を適用した場合における正極
活物質に含まれる磁性金属成分量の時間的推移の測定結
果を表形式で示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing, in a table format, measurement results of a temporal change in the amount of a magnetic metal component contained in a positive electrode active material when the present invention is applied to a drying device.

【図9】乾燥装置に本発明を適用した場合における電池
の内部ショート不良率の時間的推移を示す説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a temporal transition of a battery internal short-circuit failure rate when the present invention is applied to a drying device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100……粉砕装置、104……粉砕室、112……ハ
ンマー、114……ガイドリング、116……分級セパ
レータ、118……原材料、202……金属箔(金属箔
集電体)、205……電極合剤塗料、206……乾燥装
置、2064……ドライヤー、2064A……温風ノズ
ル、2046B……搬送路、2064C……乾燥室、C
……コーティング面。
100 crushing apparatus 104 crushing chamber 112 hammer 114 guide ring 116 classification separator 118 raw material 202 metal foil (metal foil current collector) 205 205 Electrode mixture paint, 206 drying device, 2064 dryer, 2064A hot air nozzle, 2046B transport path, 2064C drying room, C
...... Coating surface.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原材料からリチウムイオン二次電池を製
造するリチウムイオン二次電池製造設備において、 前記原材料が接触する部分または前記原材料に臨む部分
は、非金属材料からなるコーティングが施されているこ
とを特徴とするリチウムイオン二次電池製造設備。
1. In a lithium ion secondary battery manufacturing facility for manufacturing a lithium ion secondary battery from raw materials, a portion made of a non-metallic material is applied to a portion contacting the raw material or a portion facing the raw material. A lithium-ion secondary battery manufacturing facility characterized by the following.
【請求項2】 前記原材料は、リチウムイオン二次電池
の正電極を構成する正極活物質であることを特徴とする
請求項1記載のリチウムイオン二次電池製造設備。
2. The lithium ion secondary battery manufacturing equipment according to claim 1, wherein the raw material is a positive electrode active material constituting a positive electrode of the lithium ion secondary battery.
【請求項3】 前記原材料が接触する部分は、前記原材
料を粉砕する粉砕装置が備えるハンマーと、ガイドリン
グと、分級セパレータと、粉砕室とであり、前記ハンマ
ーは原材料に衝突することで原材料を粉砕するように構
成され、前記ガイドリングは粉砕された原材料を前記分
級セパレータへ導くように構成され、前記分級セパレー
タは所定の粒度以下の原材料を選択して通過させるよう
に構成され、前記粉砕室は前記ハンマーと前記ガイドリ
ングと前記分級セパレータとを収容するように構成さ
れ、前記コーティングは、ハンマーの表面と、ガイドリ
ングの表面と、分級セパレータの表面と、粉砕室の内壁
面との少なくとも1つに施されていることを特徴とする
請求項2記載のリチウムイオン二次電池製造設備。
3. The part where the raw material comes into contact is a hammer, a guide ring, a classification separator, and a pulverizing chamber provided in a pulverizing device for pulverizing the raw material, and the hammer collides with the raw material to reduce the raw material. Configured to pulverize, the guide ring is configured to guide the pulverized raw material to the classification separator, the classification separator is configured to select and pass a raw material having a predetermined particle size or less, the pulverization chamber Is configured to receive the hammer, the guide ring, and the classification separator, and the coating includes at least one of a hammer surface, a guide ring surface, a classification separator surface, and an inner wall surface of a grinding chamber. The lithium-ion secondary battery manufacturing facility according to claim 2, wherein
【請求項4】 前記原材料が臨む部分は、金属箔集電体
に塗布された前記原材料と溶剤が混練された電極合剤塗
料を乾燥させる乾燥装置の乾燥室と、温風を金属箔集電
体に塗布された電極合剤塗料に吹き付ける温風ノズルで
あり、前記乾燥室は、前記金属箔集電体が走行する搬送
路と前記温風ノズルを収容するように構成され、前記温
風ノズルは、前記搬送路を走行する前記金属箔集電体の
前記電極合剤塗料が塗布された面に温風を吹き出すよう
に配設され、前記コーティングは、前記乾燥室の内壁面
と、温風ノズルの内部で温風が通過する壁面との少なく
とも一方に施されていることを特徴とする請求項2記載
のリチウムイオン二次電池製造設備。
4. A part where the raw material faces is a drying chamber of a drying device for drying an electrode mixture paint in which the raw material and a solvent are kneaded applied to a metal foil current collector; A hot-air nozzle for spraying the electrode mixture paint applied to the body, wherein the drying chamber is configured to accommodate a transport path along which the metal foil current collector travels and the hot-air nozzle; Is disposed so as to blow hot air onto the surface of the metal foil current collector traveling on the transport path, on which the electrode mixture paint is applied, and the coating is formed on an inner wall surface of the drying chamber and the hot air. 3. The lithium ion secondary battery manufacturing facility according to claim 2, wherein the facility is provided on at least one of a wall surface through which warm air passes inside the nozzle.
【請求項5】 前記原材料が接触する部分は、前記原材
料と溶剤を混練して電極合剤塗料を作る混練装置のチャ
ンバであり、前記コーティングは、前記チャンバの内壁
面に施されていることを特徴とする請求項2記載のリチ
ウムイオン二次電池製造設備。
5. A part of the kneading device in which the raw material comes into contact with the raw material and a solvent for kneading the solvent to form an electrode mixture paint, wherein the coating is applied to an inner wall surface of the chamber. 3. The facility for manufacturing a lithium ion secondary battery according to claim 2, wherein:
【請求項6】 前記非金属材料はセラミックまたはテフ
ロンであることを特徴とする請求項1記載のリチウムイ
オン二次電池製造設備。
6. The facility according to claim 1, wherein the non-metallic material is ceramic or Teflon.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006294289A (en) * 2005-04-06 2006-10-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacturing device of electrode plate for battery
KR101414939B1 (en) * 2010-12-20 2014-07-04 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 Producing method for slurry for positive electrode and producing apparatus for the same

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