JP2000353516A

JP2000353516A - 非水電解質二次電池の製造方法

Info

Publication number: JP2000353516A
Application number: JP11162920A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Sato; 一弥佐藤; Fujihiko Watanabe; 富二彦渡辺
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-06-09
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 2000-12-19
Anticipated expiration: 2019-06-09
Also published as: JP4277367B2

Abstract

(57)【要約】【課題】正極合剤塗料の組成を変更せずに非水電解質
二次電池の高容量化を達成するとともに、電極活物質の
脱落による電池のＯＣＶ率を低減させる。【解決手段】正極材に塗布され正極活物質層を形成す
る正極合剤塗料のうち溶剤を除いた組成材料を混合する
混合工程と、この混合工程において混合された混合物を
混練する混練工程と、混練工程後に溶剤を加えてさらに
混合しかつ正極活物質を分散させる混合分散工程と経て
正極合剤塗料を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解質二次電
池の製造方法に関し、さらに詳しくは非水電解質二次電
池の正極材に塗布される正極合剤塗料の調整方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、非水電解質二次電池は、電子情報
機器や携帯電話の普及に伴い、その携帯用電源として需
要が急速に増大している。また、非水電解質二次電池
は、余剰電力の備蓄用や電気自動車の駆動電源用等の新
しい分野での需要も期待されており、それに伴い高容量
化が一層強く要請されている。非水電解質二次電池にお
いては、このような実情に伴い、従来と比較して単位体
積、単位重量あたりの放電容量が大きい二次電池の開発
が進んでいる。

【０００３】上述した非水電解質二次電池の製造におい
ては、正極活物質を含有する懸濁液がプラネタリーミキ
サーにて４時間混合され、スラリー状の正極合剤塗料と
して調整される。正極合剤塗料は、正極材の正極集電体
となるアルミニウム箔の両面に未塗布部分を設けながら
塗布する、いわゆる間欠塗布が行われる。正極合剤塗料
の塗布パターンは、例えばアルミニウム箔の両面とも塗
布部分長１６０ｍｍ、未塗布部分長３０ｍｍの繰り返し
で塗布され、両面の塗り始め及び塗り終わりの位置は互
いに一致するように制御されている。正極材において
は、上述したように間欠塗布された正極合剤塗料を乾燥
させて正極活物質層が形成される。正極活物質層は、内
部の活物質の高密度化を図るためプレスが必要とされて
いる場合には、一般的なプレスロール装置によりプレス
される。

【０００４】また、非水電解質二次電池の製造において
は、負極活物質を含有する懸濁液がプラネタリーミキサ
ーにて４時間混合され、スラリー状の負極合剤塗料とし
て調整される。負極合剤塗料は、負極材の負極集電体と
なる銅箔の両面に一定間隔ごとに間欠塗布が行われる。
負極合剤塗料の塗布パターンは、例えば銅箔の両面とも
塗布部分長１６０ｍｍ、未塗布部分長３０ｍｍの繰り返
しで塗布され、両面の塗り始め及び塗り終わりの位置は
互いに一致するように制御されている。負極材において
は、上述したように間欠塗布された負極合剤塗料を乾燥
させて負極活物質層が形成される。負極活物質層は、内
部の活物質の高密度化を図るためプレスが必要とされて
いる場合には、一般的なプレスロール装置によって加圧
処理が施される。

【０００５】非水電解質二次電池の製造においては、プ
ラネタリーミキサーを用いて正極合剤塗料と負極合剤塗
料を調整する工程が、活物質にバインダを吸着させると
ともに、正極合剤塗料及び負極合剤塗料における活物質
の分散性を向上させるため、重要な工程となっている。

【０００６】その後、非水電解質二次電池は、正極材及
び負極材のそれぞれの合剤塗料未塗布部分にリード線を
溶着し、さらに互いの活物質層が対向するように貼り合
わせた後、プレス装置等により圧着して発電要素たる電
池素子を構成し、この電池素子を外装ケース内に収納し
て製造される。

【０００７】上述したように正極合剤塗料及び負極合剤
塗料が調整される非水電解質二次電池は、高容量化を達
成させる手段として正極合剤塗料中の正極活物質の小径
化や、負極合剤塗料に導電剤として易黒鉛化性炭素材料
を添加することが提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、正極活
物質の小径化は、高出力が得られ易くなるため、高電圧
効果による負荷特性が向上し、それに伴い電池の安全性
が低下する。また、易黒鉛化性炭素材料の添加は、負極
合剤塗料を負極集電体に塗工して乾燥装置で乾燥させる
際に乾燥不良が発生して塗工速度が減速し、電極材の生
産性が低下する。このように、非水電解質二次電池にお
いては、正極合剤塗料や負極合剤塗料の組成を変更させ
ることによって高容量化を達成しようとすると、上述し
たような種々の問題が発生する。

【０００９】また、従来の非水電解質二次電池において
は、電極材のスリット及びワインディング工程におい
て、活物質層を乾燥させた電極材を所定の長さや大きさ
に切断したり、切断後の電極材を収納ケース内に組み込
むために折り曲げる際に、活物質とバインダとの吸着が
弱いために電極材の切り口や折曲げ箇所から活物質が脱
落することがある。非水電解質二次電池は、活物質が脱
落して混在したままの電池素子を外装ケース内に組み込
むと、正極材と負極材との間に介在して両者を隔てるセ
パレータを脱落した活物質が突き破って正極材と負極材
とを導通させ、充放電工程において内部ショートが発生
するという問題が生じている。

【００１０】そこで、本発明は、正極合剤塗料及び負極
合剤塗料の組成を変更せずに非水電解質二次電池の高容
量化を達成するとともに、電極活物質の脱落による電池
の内部ショート（ＯｐｅｎｃｉｒｃｕｉｔＶｏｌｔ
ｅｇｅ。以下、ＯＣＶと略して称する。）率を低減させ
ることを目的に提供されたものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
本発明に係る非水電解質二次電池の製造方法は、正極材
に塗布され正極活物質層を形成する正極合剤塗料のうち
溶剤を除いた組成材料を混合する混合工程と、この混合
工程において混合された混合物を混練する混練工程と、
混練工程後に溶剤を加えてさらに混合しかつ正極活物質
を分散させる混合分散工程と経て正極合剤塗料を調整す
ることを特徴とする。

【００１２】上述した本発明に係る非水電解質二次電池
の製造方法によれば、溶剤を加えて混合分散する前に正
極合剤組成材料の混練を行うことにより、正極合剤塗料
中の活物質の分散性が向上して正極合剤塗料及び負極合
剤塗料の組成を変更せずに二次電池の高容量化が達成さ
れる。また、本発明に係る非水電解質二次電池の製造方
法によれば、溶剤を加えて混合分散する前に正極合剤組
成材料の混練を行うことにより、活物質とバインダとの
吸着が強力になり、活物質の脱落による二次電池のＯＣ
Ｖ率を低減させる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る非水電解質二
次電池の製造方法の具体的な実施の形態について詳細に
説明する。非水電解質二次電池においては、詳しい図示
は省略するが正極材と負極材とからなる電池素子が非水
系電解液と共に外装ケース内に封入されて構成される。

【００１４】正極材は、スラリー状の正極合剤塗料が調
整され、正極集電体となるアルミニウム箔に塗布されて
正極活物質層が形成されて作製される。正極合剤塗料
は、一般式Ｌｉ_xＭＯ₂（式中Ｍは一種類以上の遷移金属
であり、ｘは０．０５≦ｘ≦１．１０を満足させる数で
ある。）で表される化合物を正極活物質として使用し、
この活物質をフッ素系バインダ、例えばポリフルオロビ
ニリデン樹脂等とともに均一に混合し、さらに溶剤たる
Ｎ−メチルピロリドン（以下、ＮＭＰと略して称す
る。）に均一に分散させて、スラリー状に調整して作製
される。

【００１５】正極活物質は、上記一般式中の遷移金属Ｍ
にＣｏ、Ｎｉ及びＭｎのうち少なくとも一種類を使用す
ることが好ましく、特にＣｏを使用することがより好ま
しい。このようなリチウム複合酸化物は、リチウム及び
遷移金属Ｍのそれぞれの塩、例えば炭酸塩、硝酸塩、硫
酸塩、酸化物、水酸化物、ハロゲン化物等を原料として
製造され、所望の組成に応じてリチウム塩原料及び遷移
金属Ｍの原料をそれぞれ計量し、十分に混合した後に酸
素存在雰囲気下６００℃乃至１０００℃の温度範囲で加
熱燃焼することにより製造される。このような正極活物
質においては、各成分の混合方法を特に限定するもので
はなく、粉末状の塩類をそのまま乾式の状態で混合して
も良く、あるいは粉末状の塩類を水に溶解して水溶液の
状態で混合してもよい。

【００１６】正極合剤塗料には、上述した正極活物質、
フッ素系バインダ及び溶剤の他に導電性を向上させるた
めに、リチウムイオンをドープかつ脱ドープし得る炭素
材料を導電剤として添加する。炭素材料としては、２０
００℃以下の比較的低い温度で焼成して得られる低結晶
性炭素材料や、結晶化しやすい原料を３０００℃近くの
高温で処理した高結晶性炭素材料等を使用する。炭素材
料は、例えば熱分解炭素類、コークス類（ピッチコーク
ス、ニードルコークス、石油コークス等）、人造黒鉛
類、天然黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼
成体（フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したも
の）、炭素繊維、活性炭等を使用する。特に、炭素材料
には、面の面間隔が３．７０オングストローム以上、真
密度が１．７０ｇ／ｃｃ未満、かつ空気気流中における
示差熱分析で７００℃以上に発熱ピークを持たない低結
晶性炭素材料や、負極合剤を充填する際の高い真比重が
２．１０ｇ／ｃｃ以上の高結晶性炭素材料を使用するこ
とが好ましい。

【００１７】負極材は、スラリー状の負極合剤塗料が調
整され、負極集電体となる銅箔に塗布されて負極活物質
層が形成されて作製される。負極合剤塗料は、負極活物
質をフッ素系バインダ、例えばポリフルオロビニリデン
樹脂等とともに均一に混合し、さらに溶剤たるＮＭＰに
均一に分散させてスラリー状に調整して作製される。

【００１８】負極合剤塗料は、リチウムイオンをドープ
かつ脱ドープし得る炭素材料を活物質として使用する。
負極合剤塗料は、負極活物質たる炭素材料をフッ素系バ
インダ（例えば、ポリフルオロビニリデン樹脂）ととも
に均一に混合し、その混合物をＮ−メチルピロリドンに
均一に分散させて、スラリー状に調整して作製される。
炭素材料としては、正極合剤塗料において導電剤として
使用したものと同様の炭素材料、すなわち２０００℃以
下の比較的低い温度で焼成して得られる低結晶性炭素材
料や、結晶化しやすい原料を３０００℃近くの高温で処
理した高結晶性炭素材料等を使用する。炭素材料として
は、例えば熱分解炭素類、コークス類（ピッチコーク
ス、ニードルコークス、石油コークス等）、人造黒鉛
類、天然黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼
成体（フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したも
の）、炭素繊維、活性炭等を使用する。特に、炭素材料
としては、面の面間隔が３．７０オングストローム以
上、真密度が１．７０ｇ／ｃｃ未満、かつ空気気流中に
おける示差熱分析で７００℃以上に発熱ピークを持たな
い低結晶性炭素材料や、負極合剤塗料充填の高い真比重
が２．１０ｇ／ｃｃ以上の高結晶性炭素材料を使用する
ことが好ましい。

【００１９】本実施の形態における非水電解質二次電池
においては、非水系電解液の非水溶媒として従来より種
々の非水系二次電池において使用される非水系溶媒を使
用する。非水系溶媒としては、例えば非水電解質二次電
池の場合には、高誘電率溶媒である炭酸プロピレン、炭
酸エチレン、炭酸ブチレン、γ−ブチロラクトン等や低
粘度溶媒である１．２−ジメトキシエタン、２−メチル
テトラヒドロフラン、炭酸ジメチル、炭酸メチルエチ
ル、炭酸ジエテル等を使用することができる。

【００２０】上述した非水系溶媒に溶解させて、非水系
電解液を調整する際に使用する電解質としては、伝導イ
オン種がリチウムイオンである場合には、ＬｉＣＬ
Ｏ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＰＦ₄、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＣｌ、
ＬｉＢｒ、ＣＨ₃ＳＯ₃Ｌｉ、ＣＦ₃ＳＯ₃Ｌｉ等を好まし
く使用する。これらは、単独でも２種以上を混合しても
用いることができる。なお、使用する電解質は、非水系
二次電池における伝導イオン種により異なることは勿論
である。

【００２１】また、本実施の形態に係る非水電解質二次
電池においては、この他セパレータ、電池缶、ＰＴＣ素
子等については特に限定されるものではなく、従来の非
水電解質二次電池と同様のものを使用する。さらに、非
水電解質二次電池は、その形状についても特に限定する
ものではなく、その用途等必要に応じて円筒型形状、角
型形状、コイン型形状、ボタン型形状等の種々の形状と
する。

【００２２】上述した構成を有する非水電解質二次電池
は、上述した組成の正極合剤塗料が以下のようにして調
整される。

【００２３】正極合剤塗料の調整は、先ず混合機、例え
ばプラネタリーミキサーを用いて混合工程が行われる。
混合工程においては、上述した正極合剤塗料の組成材料
のうち溶剤を除いた組成材料、すなわち正極活物質、バ
インダ及び導電剤がプラネタリーミキサー内に投入され
混合される。なお、組成材料中、正極活物質と導電剤と
は粉末化して投入し、またバインダは溶剤、例えばＮＭ
Ｐに溶解された状態で投入する。

【００２４】プラネタリーミキサーにおいて混合された
混合物は、次いで混練機、例えば二軸押し出し型混練装
置を用いて混練工程が行われる。二軸押し出し型混練装
置は、材料の性状が液状、粘性物質又は粉末状である複
数種類の材料を主として均質に混合、混練処理する連続
混練機である。混練工程は、上述したプラネタリーミキ
サーにおいて混合された混合物を二軸押し出し型混練装
置におけるパス回数を１パス又は２パスとして混練を行
う。

【００２５】二軸押し出し型混練装置は、図１及び図２
に示すように、二つの同径の円が交差する断面形状を有
する筒状の胴体１内に一対のパドル２ａ、２ｂ（以下、
特に個別に説明する場合を除いてパドル２と総称す
る。）が複数組配設されて構成されている。パドル２
は、パドル２ａとパドル２ｂとが共に、回転軸Ｃに対す
る垂直方向の断面形状がなだらかな曲線によって交互に
かつ等しい角度を隔てる３組の長径部３と短径部４とを
有する形状とされる。

【００２６】二軸押し出し型混練装置においては、パド
ル２の長径部３の頂部３ａが胴体１の内周壁に接すると
ともに、一方のパドル２ａの長径部３の頂部３ａが他方
のパドル２ｂの短径部４の頂部４ａに接するように配設
される。二軸押し出し型混練装置は、上述したように配
設されたパドル２と胴体１の内周壁との間に構成された
空間が後述するように装置内に投入された混合物を混練
する材料空間Ｄとされる。

【００２７】二軸押し出し型混練装置は、パドル２ａと
パドル２ｂとが異なる方向に、具体的にはパドル２ａが
図１及び図２中矢印Ａ方向に、パドル２ｂが同図中矢印
Ｂ方向に回転速度比を同一として共動回転する。二軸押
し出し型混練装置においては、パドル２ａとパドル２ｂ
とを異なる方向にかつ同一速度で回転させると、外周上
の一点、例えばパドル２ａの長径部３の頂部３ａがパド
ル２ｂの短径部４の頂部４ｂと、或いはパドル２ａの短
径部４の頂部４ａがパドル２ｂの長径部３の頂部３ａと
が相接しながら回転する。

【００２８】混合物は、二軸押し出し型混練機の材料投
入口から投入され、回転するパドル２により上述した材
料空間Ｄにおいて混練されながら排出口へと搬送され
る。二軸押し出し型混練装置においては、回転途中で胴
体１の内周壁とパドル２との接し方により、図２（ａ）
に示す２つの材料空間Ｄ₁及び材料空間Ｄ₂が構成され
る。材料空間Ｄ₁及びＤ₂は、同図（ｂ）及び（ｃ）に示
すように、パドル２ａ及びパドル２ｂの回転とともに、
順次向かい合いながら重なり合い１つの材料空間Ｄ₃に
変化する。材料空間Ｄは、パドル２ａの長径部３の頂部
３ａ部分と胴体１の内壁とで材料空間Ｄ₃が構成された
時が最も小さくなり、その後同図（ａ）に示すように、
パドル２ａ及びパドル２ｂの回転とともに、再度２つの
材料空間Ｄ₁及び材料空間Ｄ₂に変化する。

【００２９】このように、二軸押し出し型混練装置に投
入された混合物は、上述したようにパドル２の回転に伴
う材料空間Ｄの変化により、材料空間Ｄ内で逐次圧縮、
膨張が繰り返されて混練される。混合物は、二軸押し出
し型混練装置で混練することにより、変化する材料空間
Ｄ内において向かい合いながら集合して確実に混ざり合
うとともに、正面衝突する機会が増えて均一に混ざり合
う。

【００３０】二軸押し出し型混練装置において混練され
た混合物は、排出口より活物質やバインダ等の混練物と
して排出され、溶剤たるＮ−メチルピロリドンとともに
さらにプラネタリーミキサーに投入され、再度の混合及
び分散工程（以下、単に混合分散工程と称する。）が行
われる。

【００３１】プラネタリーミキサーにおける混合分散工
程では、混練物に対して希釈溶媒を任意の量供給するこ
とができ、詳しい図示は省略するがニーディングプレー
トとなる２本のブレードを遊星運動させることで、タン
ク壁面とのギャップ間を通過する混練物に強い剪断力
（剪断速度、剪断応力）を与え、回転運動しているディ
スパーによりさらに塗料の分散性が向上する。また、プ
ラネタリーミキサーにおける混合分散工程では、混合時
に真空ポンプ装置等によりタンク内を真空状態にするこ
とで混練物の脱法作業ができ、混練物のさらなる混合と
溶解を行う。

【００３２】上述した正極合剤塗料の調整においては、
混練工程を経て混合分散工程が行われるプラネタリーミ
キサーに投入する際の混練物におけるバインダと活物質
との吸着を向上させる仕込み固形分が８０％乃至９５％
となるような量に調整された溶剤を投入して混練が行わ
れる。正極合剤塗料は、アルミニウム箔の全体にわたっ
て均一に塗布して分散性を向上させることと、活物質に
安全性を向上させるアルミニウム添加活物質を使用する
と発熱する温度が高い温度にシフトすることを利用して
混練工程後の混練物の仕込み固形分を８０％乃至９５％
の範囲内に規制する。正極合剤塗料は、投入する溶剤量
を調整して仕込み固形分の数値を一定範囲内に限定する
ことで、二次凝集活物質が効率よく一次粒子に混練さ
れ、さらに次工程たるプラネタリーミキサーでの混合分
散で一次粒子までの分散性とその安定性向上の実現が可
能となり、凝集しやすく分散性の悪い活物質の分散安定
性が改善される。

【００３３】また、正極合剤塗料は、上述した仕込み固
形分が８０％乃至９５％の混練物がプラネタリーミキサ
ーに溶剤とともに投入され、全塗料重量に対する全固形
分比（分散固形分。以下、Ｎ．Ｖと略して称する。）を
７０％乃至９５％の範囲に調整してアルミニウム箔に塗
布される。正極合剤塗料は、Ｎ．Ｖを上述した範囲に規
制することで、正極材に形成される正極活物質層の体積
密度が向上する。正極合剤塗料は、Ｎ．Ｖを７０％より
低くするように調整すると混合分散工程において正極合
剤塗料の組成材料に十分な剪断力が負荷できず、Ｎ．Ｖ
を９５％より高くするように調整すると全塗料重量中の
溶剤量が少ないため、活物質を含む無機粉体を湿潤させ
ることができず、二次凝集活物質を効率よく一次粒子と
する十分な混練を行うことができない。また、正極合剤
塗料は、Ｎ．Ｖを７０％より低くするように調整する
と、混練された塗料に対して希釈溶剤が多いため、プラ
ネタリーミキサーでの分散効率が低下する。

【００３４】正極材は、上述したように調整された正極
合剤塗料を正極集電体となるアルミニウム箔の両面に間
欠塗布し、乾燥させることにより正極活物質層が形成さ
れる。なお、正極材においては、正極合剤塗料の塗布方
法や塗布のための装置等を限定するものではない。

【００３５】また、負極合剤塗料の調整方法は、本実施
の形態においては特に限定するものではなく、上述した
正極合剤塗料と同様の方法により調整しても良く、また
プラネタリーミキサーのみによって混合分散を行うもの
であってもよい。負極材は、調整された負極合剤塗料を
負極集電体となる銅箔の両面に間欠塗布し、乾燥させる
ことにより負極活物質層が形成される。なお、本実施の
形態においては、また、正極材と同様に負極合剤塗料の
塗布方法や塗布のための装置等を限定するものではな
い。

【００３６】非水電解質二次電池においては、上述した
ように作製された正極材と負極材とが所望の大きさに切
断される。非水電解質二次電池は、切断された正極材と
負極材とを相互に活物質層が対向するようにセパレータ
を介して積層しかつ巻回して電池素子を構成し、この電
池素子を収納ケース内に封入して製造される。

【００３７】

【実施例】本発明に係る非水電解質二次電池の製造方法
について、以下に具体的な比較例及び実施例をあげて説
明する。先ず、以下に示す組成及び調整方法で調整した
正極合剤塗料及び負極合剤塗料を用いた比較例及び実施
例に係る二次電池を作製した。

【００３８】比較例１正極合剤塗料組成正極活物質：ＬｉＣｏＯ₂ １００重量部導電剤：グラファイト２６重量部バインダ：ポリフルオロビニリデン樹脂（Ｎ．Ｖ＝５％）３０重量部溶剤：ＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）５２重量部負極合剤塗料組成負極活物質：グラファイト１００重量部添加剤：しゅう酸４重量部バインダ：ポリフルオロビニリデン樹脂（Ｎ．Ｖ＝５％）８０重量部溶剤：ＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）２０重量部上述した組成の材料を混合機のみを用いて混合分散を行
って得た正極合剤塗料を厚さ２０μｍのアルミニウム箔
に全厚１８０μｍになるように、負極合剤塗料を銅箔に
塗布して正極材及び負極材として電池素子を構成し、電
解液と共に電池缶内に封入して二次電池を作製した。

【００３９】実施例１プラネタリーミキサーで上述した組成材料を溶剤を除い
て混合した後、その混合物を仕込み固形分が８０％（Ｎ
ＭＰ３９重量部含む。）となるように二軸押し出し型混
練装置で１パス処理した。その後、二軸押し出し型混練
装置から排出された混練物をさらにプラネタリーミキサ
ーにて分散固形分７５．０％（ＮＭＰ１３重量部含
む。）となるように混合分散し、調整された正極合剤塗
料を比較例１と同様に厚さ２０μｍのアルミニウム箔に
全厚１８０μｍになるように塗工して正極材を得た。こ
の正極材と負極材とで電池素子を構成し、電解液と共に
電池缶内に封入して電池を作製した。

【００４０】実施例２プラネタリーミキサーで上述した組成材料を溶剤を除い
て混合した後、その混合物を仕込み固形分が８３％（Ｎ
ＭＰ３２重量部含む。）となるように二軸押し出し型混
練装置で１パス処理した。その後、二軸押し出し型混練
装置から排出された混練物をさらにプラネタリーミキサ
ーにて分散固形分７２．５％（ＮＭＰ２７重量部含
む。）となるように混合分散し、調整された正極合剤塗
料を比較例１と同様に厚さ２０μｍのアルミニウム箔に
全厚１８０μｍになるように塗工して正極材を得た。こ
の正極材と負極材とで電池素子を構成し、電解液と共に
電池缶内に封入して電池を作製した。

【００４１】実施例３プラネタリーミキサーで上述した組成材料を溶剤を除い
て混合した後、その混合物を仕込み固形分が９０％（Ｎ
ＭＰ１７重量部含む。）となるように二軸押し出し型混
練装置で１パス処理した。その後、二軸押し出し型混練
装置から排出された混練物をさらにプラネタリーミキサ
ーにて分散固形分７５．０％（ＮＭＰ３５重量部含
む。）となるように混合分散し、調整された正極合剤塗
料を比較例１と同様に厚さ２０μｍのアルミニウム箔に
全厚１８０μｍになるように塗工して正極材を得た。こ
の正極材と負極材とで電池素子を構成し、電解液と共に
電池缶内に封入して電池を作製した。

【００４２】実施例４プラネタリーミキサーで上述した組成材料を溶剤を除い
て混合した後、その混合物を仕込み固形分が９５％（Ｎ
ＭＰ８重量部含む。）となるように二軸押し出し型混練
装置で１パス処理した。その後、二軸押し出し型混練装
置から排出された混練物をさらにプラネタリーミキサー
にて分散固形分７５．０％（ＮＭＰ４４重量部含む。）
となるように混合分散し、調整された正極合剤塗料を比
較例１と同様に厚さ２０μｍのアルミニウム箔に全厚１
８０μｍになるように塗工して正極材を得た。この正極
材と負極材とで電池素子を構成し、電解液と共に電池缶
内に封入して電池を作製した。

【００４３】実施例５プラネタリーミキサーで上述した組成材料を溶剤を除い
て混合した後、その混合物を仕込み固形分が８３％（Ｎ
ＭＰ３２重量部含む。）となるように二軸押し出し型混
練装置で２パス処理した。その後、二軸押し出し型混練
装置から排出された混練物をさらにプラネタリーミキサ
ーにて分散固形分７５．０％（ＮＭＰ２０重量部含
む。）となるように混合分散した正極合剤塗料を比較例
１と同様に厚さ２０μｍのアルミニウム箔に全厚１８０
μｍになるように塗工して正極材を得た。この正極材と
負極材とで電池素子を構成し、電解液と共に電池缶内に
封入して電池を作製した。

【００４４】実施例６プラネタリーミキサーで上述した組成材料を溶剤を除い
て組成材料を混合した後、その混合物を仕込み固形分が
８３％（ＮＭＰ３２重量部含む。）となるように二軸押
し出し型混練装置で２パス処理した。その後、二軸押し
出し型混練装置から排出された混練物をさらにプラネタ
リーミキサーにて分散固形分７２．５％（ＮＭＰ２７重
量部含む。）となるように混合分散し、調整された正極
合剤塗料を比較例１と同様に厚さ２０μｍのアルミニウ
ム箔に全厚１８０μｍになるように塗工して正極材を得
た。この正極材と負極材とで電池素子を構成し、電解液
と共に電池缶内に封入して電池を作製した。

【００４５】上述したように比較例及び各実施例におい
て作製した各二次電池について、面積密度と体積密度を
算出した。各二次電池の面積密度と体積密度とは、正極
材を特定の大きさにそれぞれ打ち抜き、打ち抜いた正極
材の重量と全厚を測定して算出した。なお、体積密度の
値は、活物質の分散の程度により同じ塗工量でもその重
量と全厚が異なってくる、具体的には分散性が向上する
と活物質が密に詰め込まれるため重くかつ厚くなること
から、分散性の程度を示す指標として用いることができ
る。

【００４６】また、比較例及び各実施例の二次電池に用
いた正極材について、正極活物質層の塗膜の摩耗減量を
調査した。塗膜の摩耗減量は、図３に示す試験機のター
ンテーブル２０に取り付けた電極試験片２１の上に回転
可能に配設された摩耗輪２２を下ろし、ターンテーブル
２０を同図中矢印Ｅ方向に回転させ、ターンテーブル２
０の回転総数が１００回に達した時点で試験機を停止さ
せ、電極試験片２１から離脱した摩耗粉の質量を測り、
下記の式によって算出した。

【００４７】摩耗減量(mg)＝試験前電極試験片質量(mg)
−試験前電極試験片質量(mg) 摩耗減量(mm³)＝摩耗減量(mg)／摩耗粉密度（ｇ／ｃｍ
^３）

【００４８】なお、ターンテーブル２０の回転が１００
回に満たない場合には下記の式を用いて摩耗減量を算出
する。

【００４９】摩耗減量（ｍｇ）＝（試験前電極試験片質
量(mg)−試験前電極試験片質量(mg)）×（１００／試験
回転数）摩耗減量(mm³)＝摩耗減量(mg)／摩耗粉密度(g/cm³)

【００５０】さらに、ＯＣＶ率の評価は、比較例及び各
実施例の電池を用いて、一般環境（２５℃・６０ＲＨ
％）で１２時間のエージングを経て、５００ｍＡの定電
流条件で４．２５Ｖまで充電し、ついで充電４時間後、
さらに３０日後の電圧を測定して電圧の降下分を自然放
電率とし、この値が１０％を越えたものを不良と評価し
てその割合を算出した。

【００５１】上述した各調査の結果を表１、図４及び図
５に示す。

【００５２】

【表１】

【００５３】表１及び図４に示すように、混合機で混合
した後、混練機で混練処理した各実施例に係る二次電池
は、混合機のみで正極合剤塗料を調整した比較例１に係
る二次電池に比して、摩耗減量が低下し、ＯＣＶ率が低
減していることが確認できる。また、表１及び図５に示
すように、各実施例に係る二次電池は、活物質の体積密
度の値が上昇していることが確認でき、このことから各
実施例の二次電池は比較例の二次電池に比して分散性が
向上していると判断できる。

【００５４】

【発明の効果】上述した本発明に係る非水電解質二次電
池の製造方法によれば、溶剤を加えて混合分散する前に
正極合剤組成材料の混練を行うことにより、正極合剤塗
料中の活物質の分散性が向上して二次電池の高容量化を
図ることができる。また、本発明に係る非水電解質二次
電池の製造方法によれば、溶剤を加えて混合分散する前
に正極合剤組成材料の混練を行うことにより、活物質と
バインダとの吸着が強力になり、活物質の脱落による二
次電池のＯＣＶ率が低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】二軸押し出し型混練装置のパドルの組み合わせ
状態を示す斜視図である。

【図２】パドルによる混練の状態を説明するための図で
ある。

【図３】電極試験片が乗せられた試験機のターンテーブ
ルの斜視図である

【図４】摩耗減量とＯＣＶ率との関係を示す特性図であ
る。

【図５】体積密度とＯＣＶ率との関係を示す特性図であ
る。

【符号の説明】

１胴体，２パドル，３長径部，４短径部

フロントページの続きＦターム(参考） 5H003 BA03 BB04 BB05 BB11 BB12 BB14 BB15 BC01 BD04 5H014 AA02 BB06 BB17 CC01 EE01 EE05 EE07 EE08 EE10 HH01 5H029 AJ03 AJ14 AK03 AL06 AL07 AL08 AM03 AM04 AM05 AM07 CJ08 CJ30 DJ08 DJ16 EJ04 EJ12 HJ01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極材に塗布され正極活物質層を形成す
る正極合剤塗料のうち溶剤を除いた組成材料を混合する
混合工程と、上記混合工程において混合された混合物を混練する混練
工程と、上記混練工程後に溶剤を加えてさらに混合しかつ正極活
物質を分散させる混合分散工程と経て上記正極合剤塗料
を調整することを特徴とする非水電解質二次電池の製造
方法。
【請求項２】上記混練工程においては、次工程たる上
記混合分散工程での上記混合物の仕込み固形分が８０％
乃至９５％となるように溶剤量を調整して上記混合物を
混練することを特徴とする請求項１に記載の非水電解質
二次電池の製造方法。
【請求項３】上記組成材料は、少なくとも正極活物質
粉末と、結合剤と、導電剤とを含有することを特徴とす
る請求項１に記載の非水電解質二次電池の製造方法。
【請求項４】上記結合剤は、溶剤に溶解された状態で
上記組成材料中に含有されることを特徴とする請求項３
に記載の非水電解質二次電池の製造方法。
【請求項５】上記混練工程は、二軸押し出し型の混練
装置を使用して行われるとともに、上記組成材料は、アルミニウム添加正極活物質を含有す
ることを特徴とする請求項１に記載の非水電解質二次電
池の製造方法。
【請求項６】上記混合工程と上記混合分散工程とは、
プラネタリーミキサーを使用して行われることを特徴と
する請求項１に記載の非水電解質二次電池の製造方法。