JP2001357880A - Manufacturing method for nonaqueous electrolyte secondary battery having polymer electrolyte - Google Patents

Manufacturing method for nonaqueous electrolyte secondary battery having polymer electrolyte

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JP2001357880A
JP2001357880A JP2000179538A JP2000179538A JP2001357880A JP 2001357880 A JP2001357880 A JP 2001357880A JP 2000179538 A JP2000179538 A JP 2000179538A JP 2000179538 A JP2000179538 A JP 2000179538A JP 2001357880 A JP2001357880 A JP 2001357880A
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polymer
electrode sheet
polymer solution
secondary battery
solution
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JP2000179538A
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Japanese (ja)
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Katsuya Shichimoto
克哉 七元
Yoshihiro Kuwabara
義弘 桑原
Takeshi Usumi
羽隅  毅
Naoto Matsueda
直人 松枝
Koichi Imai
宏一 今井
Kazunori Tagawa
和紀 田川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Storage Battery Co Ltd
Sanyo GS Soft Energy Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
GS Melcotec Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the high-rate discharge characteristic of a nonaqueous electrolyte secondary battery using polymer electrolyte. SOLUTION: An electrode sheet 10 is passed through a polymer solution and pinched by squeeze rolls 24 to remove excessive polymer solution from the surface, and then a non-heated air is sprayed in film form to the surface of the electrode sheet 10 from a nozzle 28 having a slit extending in the direction across the width of the sheet 10 so that the excessive polyer solution is removed completely.

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、ポリマー電解質を
有する非水電解質二次電池の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a non-aqueous electrolyte secondary battery having a polymer electrolyte.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、非水電解質二次電池にあっては、
遊離電解液量を低減して電池の安全性を向上させる等の
目的のために、従来の液状電解質に代えて、ポリマー電
解質を使用することが注目されつつある。このポリマー
電解質は、固体あるいはゲル状の網目構造を有するポリ
マーに、イオン伝導性を有する電解質塩あるいは電解液
を相溶・保持させた構成のものである。
2. Description of the Related Art In recent years, in non-aqueous electrolyte secondary batteries,
For the purpose of reducing the amount of free electrolyte and improving the safety of a battery, the use of a polymer electrolyte instead of a conventional liquid electrolyte is attracting attention. This polymer electrolyte has a structure in which an electrolyte salt having ionic conductivity or an electrolyte is compatible with and held by a polymer having a solid or gel network structure.

【0003】従来のポリマー電解質を有する非水電解質
二次電池の製造方法の一例は次のようである。まず、帯
状金属箔からなる集電体の両面に合剤を塗布して乾燥さ
せた電極シートを連続製造し、これをポリマーを溶媒に
溶解させたポリマー溶液中に通過させて合剤層内にポリ
マー溶液を含浸させる(ポリマー含浸工程)。なお、合
剤は、活物質と導電助剤と結着剤とを含んでいる。この
後、この電極シートを水中に浸漬し、ポリマー中の溶媒
を水中に溶出させることで、溶媒と水とを交換し(溶媒
抽出工程)、これを乾燥させる。すると、ポリマー中の
水分が抜けた後が微細な空孔となり、ポリマーが多孔質
の網目構造となる。そこで、この電極シートを今度は電
解液中に浸漬すれば、ポリマーの網目構造中に電解液が
浸透し、合剤中に電解液がポリマーによって保持された
状態となる(電解液含浸工程)。そして、その電極シー
トを所要の長さ・幅に切断し、相手極の電極シート及び
セパレータとともに巻回することで、電池が構成され
る。
An example of a conventional method for manufacturing a non-aqueous electrolyte secondary battery having a polymer electrolyte is as follows. First, a mixture is applied to both sides of a current collector made of a strip-shaped metal foil, and a dried electrode sheet is continuously manufactured, and this is passed through a polymer solution obtained by dissolving a polymer in a solvent to form a mixture in the mixture layer. The polymer solution is impregnated (polymer impregnation step). Note that the mixture contains an active material, a conductive assistant, and a binder. Thereafter, the electrode sheet is immersed in water, and the solvent in the polymer is eluted into water, thereby exchanging the solvent with water (solvent extraction step) and drying the same. Then, fine holes are formed after moisture in the polymer is released, and the polymer has a porous network structure. Then, when this electrode sheet is immersed in the electrolytic solution, the electrolytic solution penetrates into the network structure of the polymer, and the electrolytic solution is held in the mixture by the polymer (electrolyte solution impregnating step). Then, the electrode sheet is cut into a required length and width, and wound together with the electrode sheet and the separator of the counter electrode to form a battery.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の非水
電解質二次電池の製造方法では、次のような問題があっ
た。ポリマー含浸工程で使用されるポリマー溶液は粘性
が高いため、このポリマー溶液中を通過した電極シート
には表面に過剰のポリマー溶液が付着することは避けら
れない。これをそのままにして次工程に進めると、電極
表面に比較的厚いポリマー層が形成されてしまう。この
ポリマー層には電解液が含浸されるとはいえ、ポリマー
自体は絶縁物であるから、電池として巻回した場合には
電池作用に寄与しない無駄な容積となり、エネルギー密
度が低下する。
However, the above-described method for manufacturing a non-aqueous electrolyte secondary battery has the following problems. Since the polymer solution used in the polymer impregnation step has high viscosity, it is inevitable that an excessive amount of the polymer solution adheres to the surface of the electrode sheet that has passed through the polymer solution. If this is left as it is and the next step is proceeded, a relatively thick polymer layer will be formed on the electrode surface. Although the polymer layer is impregnated with the electrolytic solution, the polymer itself is an insulator, so when wound as a battery, the volume becomes a wasteful volume that does not contribute to the battery operation, and the energy density is reduced.

【0005】過剰なポリマー溶液を例えば電極シートに
金属ブレードを当てることで掻き取ることも考えられる
が、合剤が削り取られるおそれがあって好ましくない。
また、ポリマー溶液中を通過した電極シートを一対のロ
ーラー間で挟圧して表面のポリマー溶液を絞り取るよう
にすることも考えられるが、これだけでは表面に残留す
るポリマー溶液の量が不均一になってしまい、特に高率
放電時の容量が小さくなったり、セル間のばらつきが大
きくなるという問題がある。
It is conceivable to scrape off the excess polymer solution, for example, by applying a metal blade to the electrode sheet, but this is not preferable because the mixture may be scraped off.
It is also conceivable to squeeze the polymer solution on the surface by sandwiching the electrode sheet passed through the polymer solution between a pair of rollers, but this alone results in an uneven amount of the polymer solution remaining on the surface. In particular, there is a problem that the capacity at the time of high-rate discharge is reduced and the variation between cells is increased.

【0006】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、ポリマー含浸工程を終えた電極シートの表面から過
剰のポリマー溶液を均一に除去することができて高容量
化及びばらつきを小さくできる非水電解質二次電池の製
造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to uniformly remove excess polymer solution from the surface of the electrode sheet after the polymer impregnation step, thereby increasing the capacity and reducing the variation. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a water electrolyte secondary battery.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項1の発明は、正極又は負極の少なくともいずれか
一方の電極にポリマー電解質を保持させてなる非水電解
質二次電池を製造する方法であって、帯状の集電体の両
面に合剤を塗布してなる電極シートを、前記ポリマーを
溶媒に溶解させた溶液中に通過させてその電極シートの
合剤層内にポリマー溶液を含浸させ、その後、前記溶媒
を除去した後、前記電極シート内のポリマーに電解液を
保持させる非水電解質二次電池の製造方法において、ポ
リマー溶液中を通過させた電極シートをローラで挟圧し
て表面の過剰なポリマー溶液を除去し、更にその後、電
極シートの表面に電極シートの幅方向に延びるスリット
を有するノズルから空気を吹き付けるところに特徴を有
する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a non-aqueous electrolyte secondary battery in which at least one of a positive electrode and a negative electrode holds a polymer electrolyte. An electrode sheet formed by applying a mixture to both sides of a belt-shaped current collector is passed through a solution in which the polymer is dissolved in a solvent, and the polymer solution is impregnated in the mixture layer of the electrode sheet. Then, after removing the solvent, in the method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery in which the polymer in the electrode sheet retains the electrolytic solution, the electrode sheet passed through the polymer solution is pressed with a roller to form a surface. After removing excess polymer solution, air is blown from a nozzle having a slit extending in the width direction of the electrode sheet on the surface of the electrode sheet.

【0008】また、請求項2の発明は、上記請求項1の
発明において、電極シートを挟圧するローラを、ポリマ
ー溶液を貯留したポリマー含浸槽の上方に配置するとこ
ろに特徴を有する。そして、請求項3の発明は、上記請
求項1又は2の発明において、ノズルから吹き付ける空
気を非加熱空気とするところに特徴を有する。
[0008] A second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect of the present invention, the roller for pressing the electrode sheet is disposed above the polymer impregnation tank storing the polymer solution. A third aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect of the invention, the air blown from the nozzle is unheated air.

【0009】[0009]

【発明の作用および効果】請求項1の発明によれば、ポ
リマー溶液中を通過して電極シートがローラにより挟圧
されることで、まず表面の過剰なポリマー溶液の大部分
が除去される。そして、更にその後、電極シートの表面
に電極シートの幅方向に延びるスリットを有するノズル
から空気が吹き付けられるから、僅かに電極シートの表
面に付着して残留しているポリマー溶液も電極シート表
面から剥がされるようにして飛び散り、充分にポリマー
溶液が表面から除去される。この結果、無駄な絶縁物の
厚さが極めて薄くなって体積当たりの放電容量を大きく
できる上に、電極厚みが均一になることで高率放電性能
を向上させることができる。
According to the first aspect of the present invention, most of the excess polymer solution on the surface is first removed by passing the polymer sheet through the polymer solution and clamping the electrode sheet by the roller. Then, after that, since air is blown from a nozzle having a slit extending in the width direction of the electrode sheet onto the surface of the electrode sheet, the polymer solution remaining slightly adhered to the surface of the electrode sheet is also peeled off from the electrode sheet surface. So that the polymer solution is sufficiently removed from the surface. As a result, the useless insulator becomes extremely thin and the discharge capacity per volume can be increased, and the uniform electrode thickness can improve the high rate discharge performance.

【0010】また、請求項2の発明によれば、ローラが
ポリマー含浸槽の上方にあるから、ローラーによって絞
り取られたポリマー溶液は直ちにポリマー含浸槽内に落
ちてポリマー溶液が無駄になることがなく、しかも構造
は簡単である。ところで、ポリマーの網目構造中に電解
液が保持されるのは、ポリマー溶液中の溶媒が水と置換
され、その後に乾燥工程によって水が除去されるために
微細な網目構造が形成されるものであり、ポリマー溶液
から直接に溶媒を蒸発させると、ポリマーは網目構造を
形成しない。この点に鑑み、請求項3の発明によれば、
ノズルから吹き付ける空気を非加熱空気としているか
ら、溶媒が揮発することを極力防止することができ、ポ
リマーの多孔性を確保することができる。
According to the second aspect of the present invention, since the roller is above the polymer impregnation tank, the polymer solution squeezed by the roller immediately falls into the polymer impregnation tank, and the polymer solution is wasted. And the structure is simple. By the way, the reason why the electrolyte solution is retained in the polymer network is that the solvent in the polymer solution is replaced with water, and then the water is removed by a drying process, so that a fine network structure is formed. Yes, when the solvent is evaporated directly from the polymer solution, the polymer does not form a network. In view of this point, according to the invention of claim 3,
Since the air blown from the nozzle is unheated air, volatilization of the solvent can be prevented as much as possible, and the porosity of the polymer can be ensured.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明をリチウムイオン二
次電池の製造に適用した一実施形態について図面を参照
して説明する。このリチウムイオン二次電池は、詳細に
は図示はしないが、共に帯状の正極と、負極とを、例え
ばポリオレフィン系の多孔質フィルムからなるセパレー
タを挟んで巻回してなる周知構造であり、負極は例えば
銅箔の両面にグラファイト等を塗布してなり、正極は例
えばアルミニウム箔の両面に合剤としてLiCoO2等
を塗布してなり、この合剤層に電解液を保持してポリマ
ーが後述するようにして含浸されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to the manufacture of a lithium ion secondary battery will be described below with reference to the drawings. Although not shown in detail, the lithium ion secondary battery has a well-known structure in which both a band-shaped positive electrode and a negative electrode are wound around a separator made of, for example, a polyolefin-based porous film. For example, graphite or the like is coated on both sides of a copper foil, and the positive electrode is formed by coating LiCoO2 or the like as a mixture on both sides of an aluminum foil, for example. Is impregnated.

【0012】さて、正極にポリマーを含浸するための装
置は全体構造を示すと図1の通りである。ここで、正極
用の電極シート10が図中右側から供給され、左側に向
かって走行する。この電極シート10は前述のように帯
状のアルミニウム箔に前記合剤を塗布して形成されたも
ので、両面に合剤が塗布されると共に、所定の間隔毎に
合剤を塗らない非塗布部(図示せず)が形成されてい
る。電極シート10は連続して本装置に供給されて連続
的に処理されるが、最終段階で上記非塗布部において切
断されると共にその非塗布部にリードが溶接されて負極
及びセパレータと共に巻回され、これがケース内に収容
されて電解液が注入される(電解液含浸工程)。
FIG. 1 shows an overall structure of an apparatus for impregnating a polymer into a positive electrode. Here, the electrode sheet 10 for the positive electrode is supplied from the right side in the figure, and runs toward the left side. The electrode sheet 10 is formed by applying the mixture to a strip-shaped aluminum foil as described above, and the mixture is applied to both sides, and the uncoated portion where the mixture is not applied at predetermined intervals. (Not shown) are formed. The electrode sheet 10 is continuously supplied to the present apparatus and is continuously processed. However, in the final stage, the electrode sheet 10 is cut at the non-applied portion and a lead is welded to the non-applied portion and wound with the negative electrode and the separator. This is accommodated in a case and an electrolyte is injected (electrolyte impregnation step).

【0013】さて、本装置は、ポリマー含浸ステージ2
0、溶媒抽出ステージ40、ポリマー払拭ステージ60
及び乾燥ステージ80を順に備える。ポリマー含浸ステ
ージ20には、ポリマー溶液を貯留した含浸槽21が設
けられてポリマー含浸工程が実行される。図2に詳細に
示すように、含浸槽21内には含浸ロール22が回転可
能に配置され、ガイドロール23によってガイドされた
電極シート10が含浸槽21内に連続的に供給され、含
浸ロール22により上向きに転向される間に含浸槽21
内に貯留されたポリマー溶液が電極シート10の合剤層
内に含浸される。この含浸ロール22から上方に転向し
た電極シート10は一対の絞りロール24の間を通り、
第1ロール25、中間ロール26及び第2ロール27を
順に通って溶媒抽出ステージ40側に案内される。
Now, the present apparatus has a polymer impregnation stage 2
0, solvent extraction stage 40, polymer wiping stage 60
And a drying stage 80 in order. The polymer impregnation stage 20 is provided with an impregnation tank 21 storing a polymer solution, and a polymer impregnation step is performed. As shown in detail in FIG. 2, an impregnation roll 22 is rotatably arranged in the impregnation tank 21, and the electrode sheet 10 guided by the guide roll 23 is continuously supplied into the impregnation tank 21, Impregnation tank 21 while being turned upward by
The polymer solution stored therein is impregnated in the mixture layer of the electrode sheet 10. The electrode sheet 10 turned upward from the impregnation roll 22 passes between a pair of squeezing rolls 24,
It is guided to the solvent extraction stage 40 side through the first roll 25, the intermediate roll 26 and the second roll 27 in order.

【0014】なお、この実施形態ではポリマー溶液とし
て、溶媒のNMP(Nメチル2ピロリドン)にポリマー
(フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共
重合体)を溶解させた溶液(濃度2〜10重量%)を使
用している。
In this embodiment, a polymer solution is prepared by dissolving a polymer (copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene) in NMP (N methyl 2-pyrrolidone) as a solvent (concentration: 2 to 10% by weight). ).

【0015】図1に戻り、溶媒抽出ステージ40では、
2つの抽出槽41、42が順に並べられ、これらの抽出
槽41,42内に上下に互い違いに配置された複数本の
ガイドロール43間に電極シート10が掛け渡され、こ
れにて電極シート10が抽出槽41,42内に貯留され
た水中を蛇行状に走行する。これにて電極シート10の
合剤層内に含浸されたポリマー溶液の溶媒分が水中に溶
け出し、ポリマーの網目構造中に水が代わりに浸透す
る。そして、後段の抽出槽42内を通過した電極シート
10は上方に引き出され、転向ロール44,45及び出
口装置46を介して次段のポリマー払拭ステージ60に
送られる。
Returning to FIG. 1, in the solvent extraction stage 40,
The two extraction tanks 41 and 42 are arranged in order, and the electrode sheet 10 is stretched between a plurality of guide rolls 43 arranged alternately up and down in the extraction tanks 41 and 42. Travels meandering in the water stored in the extraction tanks 41 and 42. As a result, the solvent component of the polymer solution impregnated in the mixture layer of the electrode sheet 10 dissolves into water, and the water permeates into the network structure of the polymer instead. Then, the electrode sheet 10 that has passed through the latter extraction tank 42 is drawn upward, and sent to the next-stage polymer wiping stage 60 via the turning rollers 44 and 45 and the outlet device 46.

【0016】このポリマー払拭ステージ60では、リー
ル61に巻かれた不織布ベルト62が走行可能に設けら
れており、これが走行して払拭ロール63によって電極
シート10に押し付けられることで電極シート10のう
ち合剤が塗布されていない非塗布部に付着したポリマー
溶液が払拭される。なお、詳細には図示しないが、払拭
ロール63の入口側には光学センサーが設けられ、これ
にて電極シート10の非塗布部を検出し、この非塗布部
にのみ払拭すべく払拭ロール63が電極シート10に押
し付けられるものである。なお、上述した払拭装置64
は上下に2台設けられており、電極シート10の非塗布
部の表裏両面についてポリマー溶液の払拭が行われる。
In the polymer wiping stage 60, a nonwoven fabric belt 62 wound around a reel 61 is provided so as to be able to run, and the running nonwoven fabric belt 62 is pressed against the electrode sheet 10 by the wiping roll 63 to form a non-woven fabric belt 62. The polymer solution adhering to the non-applied portion where the agent is not applied is wiped off. Although not shown in detail, an optical sensor is provided on the entrance side of the wiping roll 63, which detects a non-coated portion of the electrode sheet 10, and the wiping roll 63 is configured to wipe only the non-coated portion. It is pressed against the electrode sheet 10. The wiping device 64 described above is used.
Are provided on the upper and lower sides, and the polymer solution is wiped on both the front and back surfaces of the non-coated portion of the electrode sheet 10.

【0017】そして、後段の払拭装置64から引き出さ
れた電極シート10は乾燥ステージ80に導入されて乾
燥炉81内を走行する。これにてポリマーの網目構造中
に浸透していた水が除去され、ポリマーは網目構造とな
る。なお、ポリマーは必ずも多孔質である必要はない
が、ポリマー層に多量の電解液を保持することができ、
電導度が高くなって、高率放電特性に優れた電池が得ら
れることから、多孔質であることが好ましい。なお、図
示はしないが、この後、電極シート10はリールに巻き
取られ、電池の巻回装置に送られて負極用の電極シート
及びセパレータと共に渦巻き状に巻回され、そして電解
液が注入されると、その電解液がポリマーの網目構造中
に浸透してポリマーに保持された形態となる。
Then, the electrode sheet 10 pulled out from the wiping device 64 at the subsequent stage is introduced into the drying stage 80 and travels inside the drying furnace 81. This removes water that has penetrated into the polymer network, and the polymer becomes a network. The polymer does not have to be porous, but can hold a large amount of electrolyte in the polymer layer.
It is preferable that the porous material is porous because the conductivity is increased and a battery having excellent high-rate discharge characteristics can be obtained. Although not shown, after this, the electrode sheet 10 is wound on a reel, sent to a battery winding device, spirally wound together with an electrode sheet for negative electrode and a separator, and injected with an electrolytic solution. Then, the electrolytic solution permeates into the network structure of the polymer and is held by the polymer.

【0018】さて、本発明の特徴は前記ポリマー含浸ス
テージ20にあり、これについて更に詳述する。図2に
示すように、含浸槽21の上方には一対の絞りロール2
4,24が配置され、これにて電極シート10の表面に
過剰に付着したポリマー溶液を絞り落とすようにしてい
る。絞りロール24は含浸槽21の真上に配置されてい
るから、搾り取られた過剰なポリマー溶液は含浸槽21
中に滴り落ち、周囲を汚したり、ポリマー溶液が無駄に
なったりすることはない。
The feature of the present invention resides in the polymer impregnation stage 20, which will be described in more detail. As shown in FIG. 2, a pair of squeezing rolls 2
Reference numerals 4 and 24 are provided so that the polymer solution excessively attached to the surface of the electrode sheet 10 is squeezed out. Since the squeezing roll 24 is disposed directly above the impregnation tank 21, the excess polymer solution that has been squeezed out is removed from the impregnation tank 21.
It does not drip inside, pollute the surroundings, or waste the polymer solution.

【0019】第1ロール25の上方には、電極シート1
0の幅方向に延びるスリット(図示せず)を有するノズ
ル28が設けられており、ここに図示しないコンプレッ
サからの圧縮空気が供給される。この圧縮空気は加熱せ
ず、必要なら冷却して常温にしてある。これにより、ノ
ズル28のスリットから吹き出される空気が電極シート
10の表面に膜状に吹き付けられ、電極シート10の表
面に残っている過剰なポリマー溶液が吹き飛ばされる。
また、上記第1ロール25の周囲には上方を開放した容
器状のカバー29が設けられ、電極シート10の表面か
ら吹き飛ばされたポリマー溶液がカバー29内に捕集さ
れるようになっている。また、ノズル28は第1ロール
25と軸方向を並べた軸30によって旋回自在に保持さ
れると共に、ハンドル31が設けられており、ハンドル
31をにぎって操作することによりノズル28から吹き
出される圧縮空気の吹き出し方向を調節することができ
る。なお、このノズル28及びカバー29は上部にもも
う一組設けられており(図3に同一部分に同一符号を付
して詳細を示す)、これにて電極シート10の両面につ
いて過剰なポリマー溶液を吹き飛ばすことができる。
The electrode sheet 1 is provided above the first roll 25.
A nozzle 28 having a slit (not shown) extending in the width direction of 0 is provided, to which compressed air from a compressor not shown is supplied. The compressed air is not heated, but is cooled to room temperature if necessary. Thereby, the air blown out from the slit of the nozzle 28 is blown in a film shape on the surface of the electrode sheet 10, and the excess polymer solution remaining on the surface of the electrode sheet 10 is blown off.
A container-like cover 29 having an open top is provided around the first roll 25, and the polymer solution blown off from the surface of the electrode sheet 10 is collected in the cover 29. Further, the nozzle 28 is rotatably held by a shaft 30 arranged in the axial direction with the first roll 25, and a handle 31 is provided. By operating the handle 31 only, the compression blown out from the nozzle 28 is compressed. The direction of air blowing can be adjusted. The nozzle 28 and the cover 29 are also provided on the upper part (the same parts are denoted by the same reference numerals in FIG. 3 and are shown in detail in FIG. 3). Can be blown off.

【0020】上記構成によれば、ポリマー含浸ステージ
20で電極シート10の表面に過剰なポリマー溶液が付
着すると、これはまず絞りロール24,24によって搾
り取られて含浸槽21内に落ちる。そして、この際、絞
りロール24によって除去しきれずに、ポリマー溶液が
表面に薄く残留する状態となったとしても、絞りロール
24の後ろにノズル28が設けられ、ここから圧縮空気
が膜状に吹き付けられるから、残留したポリマー溶液も
電極シートから剥がされるようにして飛び散り、充分に
ポリマー溶液が表面から除去される。
According to the above configuration, when an excessive amount of the polymer solution adheres to the surface of the electrode sheet 10 at the polymer impregnation stage 20, the polymer solution is first squeezed out by the squeezing rolls 24, 24 and falls into the impregnation tank 21. At this time, even if the polymer solution remains on the surface thinly without being completely removed by the squeezing roll 24, a nozzle 28 is provided behind the squeezing roll 24, from which compressed air is blown in a film form. Therefore, the remaining polymer solution is also scattered so as to be peeled off from the electrode sheet, and the polymer solution is sufficiently removed from the surface.

【0021】このことは、電極シート10の合剤層の表
面に無駄な絶縁物が厚く付着してしまうことを防止でき
ることを意味するから、電池として完成された時点で体
積当たりの放電容量を大きくできることになる。また、
電極表面にポリマー層が残ると、その層厚の不均一性に
起因してばらつきが大きくなり、とくに高率放電時の容
量が確保できないことになるが、この実施形態によれ
ば、ポリマー溶液を電極シート10の表面からほとんど
完全に除去できるから、効率放電時の容量を十分に確保
できる。ちなみに、この実施形態のノズル28を省略し
た比較例と、ノズル28に供給した圧縮空気の圧力を様
々に異ならせたいくつかの実施例との、高率放電時の容
量比を次表に示す。ここで、容量比は2CmA放電時の
容量/0.2CmA放電時の容量を百分率で示したもの
で、この数値が大きいほど高率放電特性が優れることを
示す。なお、供給される空気圧力が高いほど表面のポリ
マー溶液をより完全に除去できるが、これが過剰である
と走行する電極シート10が振動して「しわ」が発生す
ることがある。その上限値は、電極シート10の厚さや
テンションにより相違すると思われるが、本実施形態で
は30Kpaであった。
This means that wasteful insulators can be prevented from being thickly attached to the surface of the mixture layer of the electrode sheet 10. Therefore, when the battery is completed, the discharge capacity per volume is increased. You can do it. Also,
When the polymer layer remains on the electrode surface, the variation increases due to the non-uniformity of the thickness of the layer, and it is not possible to secure a capacity particularly at the time of high-rate discharge. Since it can be almost completely removed from the surface of the electrode sheet 10, sufficient capacity at the time of efficient discharge can be secured. By the way, the following table shows the capacity ratio at the time of high-rate discharge between the comparative example in which the nozzle 28 of this embodiment is omitted, and some examples in which the pressure of the compressed air supplied to the nozzle 28 is variously changed. . Here, the capacity ratio indicates the capacity at the time of 2 CmA discharge / the capacity at the time of 0.2 CmA discharge in percentage, and the larger the value, the better the high rate discharge characteristic. The higher the supplied air pressure, the more completely the polymer solution on the surface can be removed. However, if the supplied air pressure is excessive, the running electrode sheet 10 may vibrate to generate "wrinkles". The upper limit value is considered to be different depending on the thickness and tension of the electrode sheet 10, but was 30 Kpa in the present embodiment.

【0022】 ノズル28の有無 空気圧力 容量比 比較例 無 -- 69 実施例1 有 0.5 74 実施例2 有 1 75 実施例3 有 3 77 実施例4 有 5 80 実施例5 有 7 83 実施例6 有 10 83 実施例7 有 15 83 実施例8 有 20 83The presence or absence of the nozzle 28 Air pressure Capacity ratio Comparative example No-69 Example 1 Yes 0.5 74 Example 2 Yes 1 75 Example 3 Yes 3 77 Example 4 Yes 5 80 Example 5 Yes 7 83 Example 6 Yes 10 83 Example 7 Yes 15 83 Example 8 Yes 20 83

【0023】また、特に本実施形態によれば、絞りロー
ル24を含浸槽21の上方に配置したから、絞りロール
24によって絞り取られたポリマー溶液は直ちに含浸槽
21内に落ちてポリマー溶液が無駄になることがなく、
しかも構造は簡単である。なお、電池として構成されて
いるときに、ポリマーの網目構造中に電解液が保持され
るのは、ポリマー溶液中の溶媒が溶媒抽出ステージ40
で溶媒が水と置換され、その後に乾燥ステージ80で水
が除去されるために微細な網目構造がポリマーに形成さ
れるものである。従って、ポリマー溶液から直接に溶媒
を蒸発させると、ポリマーは網目構造を形成しない。こ
の点に鑑み、本実施形態によれば、ノズル28から吹き
付ける空気を非加熱空気としているから、溶媒が揮発す
ることを極力防止することができ、ポリマーの多孔性を
確保することができる。
Also, according to the present embodiment, in particular, since the squeezing roll 24 is disposed above the impregnation tank 21, the polymer solution squeezed out by the squeezing roll 24 immediately falls into the impregnation tank 21 and the polymer solution is wasted. Without becoming
Moreover, the structure is simple. When the battery is configured, the electrolyte is held in the network of the polymer because the solvent in the polymer solution is in the solvent extraction stage 40.
Is replaced with water, and then the water is removed in the drying stage 80, so that a fine network structure is formed in the polymer. Thus, when the solvent is evaporated directly from the polymer solution, the polymer does not form a network. In view of this point, according to the present embodiment, since the air blown from the nozzle 28 is unheated air, volatilization of the solvent can be prevented as much as possible, and the porosity of the polymer can be ensured.

【0024】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、例えば次のような実施の形態も本発明の
技術的範囲に属する。 (1)本発明で使用するポリマー電解質のポリマー成分
としては、フッ化ビニリデン(VdF)とヘキサフルオ
ロプロピレン(HFP)との共重合体が好ましいが、こ
れに限らず、例えばポリアクリロニトリル(PAN)や
ポリメチルメタクリレート(PMMA)等、またはこれ
らの混合物や共重合体等、他のものを使用してもよい。
また、これらポリマーの重量平均分子量は、10万〜1
00万が好ましい。分子量が100万以上であると、溶
媒に溶かしたときに電解液の粘度が高くなり、電極に含
浸し難く、10万以下であると、溶媒に溶解してポリマ
ーの網目構造自体が崩れてしまうため、いずれも好まし
くない。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the following embodiments also belong to the technical scope of the present invention. (1) As the polymer component of the polymer electrolyte used in the present invention, a copolymer of vinylidene fluoride (VdF) and hexafluoropropylene (HFP) is preferable, but not limited thereto, for example, polyacrylonitrile (PAN) or Other materials such as polymethyl methacrylate (PMMA) or a mixture or copolymer thereof may be used.
The weight average molecular weight of these polymers is 100,000 to 1
One million is preferred. When the molecular weight is 1,000,000 or more, the viscosity of the electrolytic solution becomes high when dissolved in a solvent, it is difficult to impregnate the electrode, and when the molecular weight is 100,000 or less, the polymer is dissolved in the solvent and the network structure itself of the polymer is broken. Therefore, neither is preferable.

【0025】(2)上記ポリマーを溶解または分散させ
る有機溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドンの
他、例えば、ジメチルホルムアミド、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン、テ
トラヒドロフラン、アセトン、アセトニトリル、ジメチ
ルカーボネイト、酢酸エチル、酢酸ブチル等が使用でき
る。
(2) As the organic solvent for dissolving or dispersing the polymer, in addition to N-methyl-2-pyrrolidone, for example, dimethylformamide, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, toluene, xylene, tetrahydrofuran, acetone, acetonitrile, dimethyl Carbonate, ethyl acetate, butyl acetate and the like can be used.

【0026】(3)上記実施形態では、正極にポリマー
を含浸させるようにしているが、負極に含浸させてもよ
い。正極合剤としては、リチウムイオンが吸蔵・放出可
能な酸化物等を使用することが好ましく、このような酸
化物としては例えばLiCoO2等のリチムコバルト酸
化物、LiMn2O4等のリチウムマンガン酸化物、L
iNiO2等のリチウムニッケル酸化物、LiV2O4
等のリチウムバナジウム酸化物、これらの複合酸化物、
混合物等がある。また、負極合剤としては、炭素系材
料、リチウム金属、リチウム合金、あるいは酸化物材料
等が使用される。炭素系材料としては、例えば人造ある
いは天然黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭
素類、有機高分子化合物の焼成体、メソカーボンマイク
ロビーズ、活性炭、グラファイト、炭素繊維等が使用さ
れる。また酸化物としては、酸化スズを主体とする化合
物が使用される。これらは、粉末の状態で用いられる。
なお、セパレータとしては、例えば不織布、多孔質フィ
ルム等を使用することができる。さらに、本発明の非水
電解質電池は、円筒型、角型、シート状、積層型、コイ
ン型、ピン型等、いずれのものにも使用可能であり、形
状には特に制約はない。
(3) In the above embodiment, the polymer is impregnated in the positive electrode. However, the polymer may be impregnated in the negative electrode. As the positive electrode mixture, it is preferable to use an oxide capable of inserting and extracting lithium ions. Examples of such an oxide include a lithium cobalt oxide such as LiCoO 2, a lithium manganese oxide such as LiMn 2 O 4, and L
lithium nickel oxide such as iNiO2, LiV2O4
Such as lithium vanadium oxides, these composite oxides,
There are mixtures and the like. As the negative electrode mixture, a carbon-based material, a lithium metal, a lithium alloy, an oxide material, or the like is used. As the carbon-based material, for example, artificial or natural graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, fired bodies of organic polymer compounds, mesocarbon microbeads, activated carbon, graphite, carbon fibers, and the like are used. As the oxide, a compound mainly composed of tin oxide is used. These are used in a powder state.
In addition, as a separator, a nonwoven fabric, a porous film, etc. can be used, for example. Furthermore, the nonaqueous electrolyte battery of the present invention can be used in any of a cylindrical type, a square type, a sheet type, a stacked type, a coin type, a pin type, and the like, and the shape is not particularly limited.

【0027】(4)上記実施形態では電極シート10に
圧縮空気を膜状にして吹き付けるようにしているから、
圧縮空気が電極シート10の表面に均一に当たってポリ
マー溶液の除去も均一に行われるようになる。しかし、
これに限らず、円形のノズルから圧縮空気を電極シート
に吹き付けるようにしてもよい。
(4) In the above embodiment, the compressed air is blown onto the electrode sheet 10 in the form of a film.
The compressed air uniformly hits the surface of the electrode sheet 10 so that the removal of the polymer solution is also performed uniformly. But,
Alternatively, compressed air may be blown from a circular nozzle onto the electrode sheet.

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

【図1】 本発明の一実施形態を示す製造装置の概略的
側面図
FIG. 1 is a schematic side view of a manufacturing apparatus showing one embodiment of the present invention.

【図2】 ポリマー含浸ステージを示す概略的縦断面図FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing a polymer impregnation stage.

【図3】 ノズル部分を示す断面図FIG. 3 is a sectional view showing a nozzle portion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10……電極シート 20……ポリマー含浸ステージ(含浸工程) 21……含浸槽 24……絞りロール 28……ノズル 29……カバー 40 溶媒抽出ステージ 60 ポリマー払拭ステージ 80 乾燥ステージ Reference Signs List 10 electrode sheet 20 polymer impregnation stage (impregnation step) 21 impregnation tank 24 squeezing roll 28 nozzle 29 cover 40 solvent extraction stage 60 polymer wiping stage 80 drying stage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑原 義弘 京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町1番地 日本電池株式会社内 (72)発明者 羽隅 毅 京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町1番地 日本電池株式会社内 (72)発明者 松枝 直人 京都市南区吉祥院新田壱ノ段町5番地 ジ ーエス・メルコテック株式会社内 (72)発明者 今井 宏一 京都市南区吉祥院新田壱ノ段町5番地 ジ ーエス・メルコテック株式会社内 (72)発明者 田川 和紀 京都市南区吉祥院新田壱ノ段町5番地 ジ ーエス・メルコテック株式会社内 Fターム(参考) 5H029 AJ14 AK03 AL02 AL06 AL07 AL08 AL12 AM16 BJ02 BJ03 BJ04 CJ00 CJ03 CJ12 CJ22 CJ23 CJ28 CJ30 DJ04 DJ09 EJ12 HJ12  ──────────────────────────────────────────────────の Continuing from the front page (72) Inventor Yoshihiro Kuwahara 1st Kinoshoin Nishinosho Ino Babacho, Minami-ku, Kyoto City Inside Nippon Battery Co., Ltd. (72) Inventor Takeshi Hazumi Nishinosho Nishinosho, Minami-ku, Kyoto City No. 1, Nobabacho, Japan Battery Co., Ltd. (72) Naoto Matsueda, Inventor Naoto Matsueda, Kichijoin, Minato-ku, Kyoto 5 No.1, Nitta Ichidandan-cho, Japan Mercury Tech Co., Ltd. (72) Koichi Imai, Kichijoin, Minami-ku, Kyoto 5nd in Ichidandancho, Nitta, GS Melcotec Co., Ltd. (72) Inventor Kazuki Tagawa 5th in Ichidandan, Nitta, Kichijoin, Minami-ku, Kyoto F term in GS Mercotec Co., Ltd. 5H029 AJ14 AK03 AL02 AL06 AL07 AL08 AL12 AM16 BJ02 BJ03 BJ04 CJ00 CJ03 CJ12 CJ22 CJ23 CJ28 CJ30 DJ04 DJ09 EJ12 HJ12

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正極又は負極の少なくともいずれか一方
の電極にポリマー電解質を保持させてなる非水電解質二
次電池を製造する方法であって、帯状の集電体の両面に
合剤を塗布してなる電極シートを、前記ポリマーを溶媒
に溶解させたポリマー溶液中に通過させてその電極シー
トの合剤層内に前記ポリマー溶液を含浸させ、その後、
前記溶媒を除去した後、前記電極シート内のポリマーに
電解液を保持させる非水電解質二次電池の製造方法にお
いて、前記ポリマー溶液中を通過させた前記電極シート
をローラで挟圧して表面の過剰なポリマー溶液を除去
し、更にその後、前記電極シートの表面に前記電極シー
トの幅方向に延びるスリットを有するノズルから空気を
吹き付けることを特徴とする非水電解質二次電池の製造
方法。
1. A method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery in which a polymer electrolyte is held on at least one of a positive electrode and a negative electrode, comprising applying a mixture to both surfaces of a belt-shaped current collector. The electrode sheet is passed through a polymer solution in which the polymer is dissolved in a solvent to impregnate the polymer solution in the mixture layer of the electrode sheet,
After removing the solvent, in the method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery in which the polymer in the electrode sheet retains an electrolytic solution, the electrode sheet passed through the polymer solution is squeezed by a roller to remove excess surface. A method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery, comprising: removing a polymer solution, followed by blowing air from a nozzle having a slit extending in the width direction of the electrode sheet onto the surface of the electrode sheet.
【請求項2】 前記ローラは、前記ポリマー溶液を貯留
したポリマー含浸槽の上方に配置されていることを特徴
とする請求項1記載の非水電解質二次電池の製造方法。
2. The method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the roller is disposed above a polymer impregnation tank storing the polymer solution.
【請求項3】 前記ノズルから吹き付ける空気は非加熱
空気とすることを特徴とする請求項1又は2記載の非水
電解質二次電池の製造方法。
3. The method for manufacturing a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the air blown from the nozzle is non-heated air.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111786030A (en) * 2020-07-09 2020-10-16 上海思客琦自动化工程有限公司 Steel belt leading-in mechanism for lithium battery and operation method of steel belt leading-in mechanism
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