JP2005285461A - 非水電解質二次電池用負極の製造方法およびこの製造法による負極を備えた非水電解質二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】 スジやブツやダマといった欠陥の発生を未然に防止できる極板の製造方法を提供できるようにして、品質および生産性に優れた非水電解質電池を提供する。
【解決手段】 本発明の非水電解質二次電池用負極の製造方法においては、リチウムイオンを吸蔵・放出することが可能な負極活物質と増粘剤と結着剤とを含有する負極スラリーを負極集電体に塗着するようにしている。そして、増粘剤と溶媒からなる増粘剤溶液をフィルター・スクリーン１４を備えた分散装置１０に通すことにより未溶解の増粘剤を除去する除去工程と、未溶解の増粘剤が除去された増粘剤溶液に負極活物質と結着剤とを添加混合して負極スラリーとするスラリー作製工程と、スラリー作製工程により作製された負極スラリーを負極集電体に塗着するスラリー塗着工程とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、リチウムイオンを吸蔵・放出することが可能な負極活物質と増粘剤と結着剤とを含有する負極スラリーを負極集電体に塗着して製造する非水電解質二次電池用負極の製造方法およびこの製造法により得られた負極を備えた非水電解質二次電池に関する。

通常、この種の非水電解質二次電池は以下のようにして作製されている。即ち、リチウムイオンを吸蔵・放出することが可能な炭素材料などからなる負極活物質を含有する負極と、リチウム含有遷移金属複合酸化物（例えば、ＬｉＣｏＯ₂，ＬｉＮｉＯ₂，ＬｉＭｎ₂Ｏ₄など）からなる正極活物質を含有する正極をそれぞれシート状に形成する。そして、これらのシート状正極とシート状負極をセパレータを介して捲回あるいは積層して電極群を形成し、この電極群を外装缶内に収納することにより作製されている。

このようなシート状極板は、例えば、特許文献１にて提案されるような塗布装置を用いて製造されている。即ち、特許文献１にて提案された塗布装置４０は、図４に示すように、塗布されるべき集電体４１の表面に対して所定の間隔を隔ててドクターブレード４４を設けている。また、活物質に導電剤を混合し、さらに結着剤や増粘剤などを加えて混練して形成したスラリー（あるいはペースト）４２を貯蔵するスラリー槽（あるいはペースト槽）４３をドクターブレード４４の前側に設けている。これにより、走行する集電体４１との間隙に見合った量だけスラリー（あるいはペースト）４２が層状に引き出されることによりシート状極板が製造される。

また、特許文献２においては、バックアップロールに巻回して走行する集電体上に、スロットを有するエクストージョン型注液器よりスラリーを吐出させて塗布するシート状極板の製造方法が提案されている。
特開平４−２４２０７１号公報 特開平７−６５８１６号公報

ところが、上述したような塗布装置を用いて集電体にスラリー（あるいはペースト）を塗布してシート状極板を製造する場合、塗布されたスラリー（あるいはペースト）の表面にスジやブツやダマといった欠陥が発生することが多かった。これは、スラリー（あるいはペースト）を製造する際に、分散機や攪拌機を用いてスラリー（あるいはペースト）を混合しているためである。この方法では増粘剤の溶解が充分でないために、スラリー（あるいはペースト）中に未溶解物の固まりや凝集塊が含まれることとなって、これらがスジやブツやダマといった欠陥を引き起こす要因となっていた。

ところで、上述したようなスジ欠陥は、ドクターブレードと集電体との隙間に、未溶解物の固まりや凝集塊などが詰まることによって発生する欠陥であり、スラリー（あるいはペースト）を薄く塗布するために隙間を小さくする場合に、特に多く発生することとなる。しかしながら、近年、集電体上に形成される合剤層を薄くして合剤層の表面積を大きくして、高出力密度が達成できるシート状極板が要望されるようになった。このため、特に、スラリー（あるいはペースト）を薄く塗布する場合に、スジ欠陥の発生を抑制することが強く望まれるようになった。

また、スラリー（あるいはペースト）を薄く塗布して、ブツやダマといった欠陥が発生してこれらのブツやダマが集電体に塗布された場合、後の極板の圧縮工程でこれらのブツやダマの部位が局所的に過圧縮され、最悪の場合には、集電体の破損にまでつながるという不具合も生じた。なお、スラリー（あるいはペースト）を集電体に塗布する前に、フィルターなどを用いて、このような未溶解物の固まりや凝集塊を除去することは周知である。ところが、未溶解物の固まりや凝集塊は柔らかいポリマーである場合が多いため、０．３ＭＰａ以上の圧力（背圧）が付与されると、これらの未溶解物は簡単にフィルターを通過することとなる。このため、これらの固まりや凝集塊を完全には取り除くことは困難で、根本的な解決法が要望されていた。

そこで、本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、スジやブツやダマといった欠陥の発生を未然に防止できる非水電解質二次電池用負極の製造方法を提供して、品質および生産性に優れた非水電解質二次電池を提供できるようにすることを目的とするものである。

本発明の非水電解質二次電池用負極の製造方法においては、リチウムイオンを吸蔵・放出することが可能な負極活物質と増粘剤と結着剤とを含有する負極スラリーを負極集電体に塗着するようにしている。そして、上記目的を達成するため、増粘剤と溶媒からなる増粘剤溶液をフィルター・スクリーンを備えた分散装置に通すことにより未溶解の増粘剤を除去する除去工程と、分散装置のフィルター・スクリーンを通過した増粘剤溶液に負極活物質と結着剤とを添加混合して負極スラリーとするスラリー作製工程と、スラリー作製工程により作製された負極スラリーを負極集電体に塗着するスラリー塗着工程とを備えている。

このように、フィルター・スクリーンを備えた分散装置により未溶解の増粘剤が除去された増粘剤溶液を調製すると、この増粘剤溶液に未溶解物の固まりや凝集塊が混入することが防止できるようになる。そして、このような未溶解物の固まりや凝集塊の混入がない増粘剤溶液に、負極活物質と結着剤を添加混合して負極スラリーとすると、未溶解物の固まりや凝集塊のない負極スラリーが得られる。これにより、この負極スラリーを負極集電体に塗着すると、未溶解物の固まりや凝集塊などが詰まることによって発生するスジ欠陥を未然に防止することが可能となる。

この場合、増粘剤は分子量が数千〜数１０万のカルボキシメチルセルロースであるのが望ましい。また、増粘剤と溶媒からなる増粘剤溶液の溶媒としては純水を用いるのが望ましい。なお、フィルター・スクリーンを備えた分散装置が直径が０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍのビーズを備えていると、このビーズは増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースの分子鎖を切断することなく、未溶解物の固まりや凝集塊などを解きほぐすように作用するともに、解きほぐしたものを均一に分散させるように作用する。このため、固まりや凝集塊などがない増粘剤溶液を得ることができる。

また、未溶解物の固まりや凝集塊などは、少なくとも塗布時におけるドクターブレードと集電体の隙間以下の大きさにする必要があるので、フィルター・スクリーンの目開きを３５μｍ〜１５０μｍの範囲内にするのが望ましい。さらに、フィルター・スクリーンにおける背圧が０．３ＭＰａより大きくなると、未溶解物の固まりや凝集塊などが容易にフィルター・スクリーンを通過するようになる。また、フィルター・スクリーンにおける背圧が背圧が０．１ＭＰａよりも小さくなると、増粘剤溶液がフィルター・スクリーンを通過することが困難になる。このため、フィルター・スクリーンにおける背圧は０．１ＭＰａ以上で、０．３ＭＰａ以下となるように調整するのが好ましい。

なお、上述のように製造された負極と、リチウムイオンを吸蔵・放出することが可能な正極と、これらの間を隔離するセパレータとを用いて電極群を形成し、この電極群を非水電解質とともに外装缶内に収納して非水電解質二次電池とすると、品質および生産性に優れた非水電解質二次電池を作製することが可能となる。

ついで、本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて以下に説明するが、本発明はこの実施の形態に何ら限定されるものでなく、本発明の目的を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。なお、図１は本発明の増粘剤溶液を調製するための分散装置の断面を模式的に示す断面図である。図２はスラリー塗布装置の断面を模式的に示す断面図である。図３は本発明の非水電解質電池の断面を模式的に示す図である。

１．分散装置
本発明の増粘剤溶液を調製するための分散装置１０は、図１に示すように、撹拌槽１１と、この撹拌槽１１内に配設されていて、その中心軸に対して同軸的に回転するロータ１２と、この撹拌槽１１内に配置されたジルコニア製ビーズ１３とからなり、ビーズ１３の衝突力を利用して撹拌を行うビーズミルの一種である。撹拌槽１１の一端部には溶液の供給口１１ａが設けられている。ロータ１２の一部には図示しない溶液の流入口が設けられていて、この流入口を覆うようにフィルター・スクリーン１４が配設されている。このフィルター・スクリーン１４は、増粘剤溶液の未溶解物が流入口に流入しないように、目開きが３５μｍ〜１５０μｍのＳＵＳ製メッシュにより形成されている。

また、ロータ１２の端部にはフィルター・スクリーン１４で濾過された増粘剤溶液を排出するための排出口（図示せず）が設けられている。また、フィルター・スクリーン１４の側壁の回転軸に対して垂直方向には複数の撹拌羽根１５が配設されていて、撹拌槽１１内に流入した増粘剤溶液を撹拌するようになされている。そして、ロータ１２の周速が所定の回転速度（例えば、約１６ｍ／ｓの回転速度）となるように回転させるために、このロータ１２には、図示しない回転駆動装置が接続されている。なお、ロータ１２が回転するとこれと一体的にフィルター・スクリーン１４も回転するようになされている。

ジルコニア製ビーズ１３は増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ−Ｎａ）の分子鎖を切断することなく、未溶解物や未溶解物の固まりや凝集塊などを解きほぐして分散させるために、ビーズ径が０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍのものから選択して使用している。

これにより、撹拌槽１１の供給口１１ａから流入した増粘剤溶液は撹拌羽根１５で混合撹拌されるとともに、混合撹拌された増粘剤溶液は、フィルター・スクリーン１４を通過した後、ロータ１２の流入口よりロータ１２内に流入する。これにより、濾過された増粘剤溶液はロータ１２に設けられた排出口より排出されることとなる。この場合、混合撹拌された増粘剤溶液に未溶解物があると、この未溶解物は目開きが３５μｍ〜１５０μｍのフィルター・スクリーン１４によりスクリーンアウトされる。スクリーンアウトされた未溶解物は回転しているロータ１２により、撹拌槽１１の外周部にはじき飛ばされる。

すると、この外周部に存在するジルコニア製ビーズ１３は、未溶解物の固まりや凝集塊などを解きほぐすように作用するともに、解きほぐしたものを均一に分散させるように作用する。これにより、ロータ１２に設けられた排出口からはフィルター・スクリーン１４で濾過された増粘剤溶液のみが排出されるとともに、未溶解物の固まりや凝集塊などはジルコニア製ビーズ１３で解きほぐされて均一に分散するようになるため、やがては未溶解物の固まりや凝集塊などは消滅するようになる。この結果、資源が有効利用されることとなる。

２．増粘剤溶液
ここで、増粘剤として、平均分子量が３０００００で平均重合度が８３０のカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ−Ｎａ）を用意するとともに、この増粘剤の溶媒として純水を用意し、これらを混合して増粘剤溶液とした。この増粘剤溶液を上述した分散装置１０の撹拌槽１１に設けられた供給口１１ａから注液することにより、未溶解物の固まりや凝集塊などが除去された増粘剤溶液、この場合は、純水に増粘剤としてのＣＭＣ−Ｎａ（平均分子量：３０００００，平均重合度：８３０）が１質量％添加された水溶液を得た。これを実施例の増粘剤溶液ａとした。なお、この場合、フィルター・スクリーン１４の背圧が０．１５ＭＰａとなるように溶液供給ポンプ（図示せず）の回転数を調整した。

一方、増粘剤として、平均分子量が３０００００で平均重合度が８３０のカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ−Ｎａ）を用意するとともに、この増粘剤の溶媒として純水を用意し、これを混合して増粘剤溶液とした。ついで、従来から用いられているプラネタリー・ミキサー装置を用意し、この増粘剤溶液をプラネタリー・ミキサー装置内に注液して、撹拌混合して、純水に増粘剤としてのＣＭＣ−Ｎａ（平均分子量：３０００００，平均重合度：８３０）が１質量％添加された水溶液を得た。これを比較例の増粘剤溶液ｘとした。

ついで、上述のよう作製した増粘剤溶液ａ，ｘをそれぞれ１００ｇ（ＣＭＣ−Ｎａの質量は１ｇ）ずつ用意し、これらを１００メッシュ（目開きは１５０μｍ）のフィルターで濾過した。その際、１００メッシュのフィルターにかかる圧力は溶液の質量のみで、０．１５ＭＰａ以下となるような条件で行った。そして、濾過後に１００メッシュのフィルターに残存した残渣を乾燥させた後、乾燥した残渣の質量を測定すると下記の表１に示すような結果が得られた。

上記表１の結果から明らかなように、増粘剤溶液ａの残渣量は０．１質量％で、増粘剤溶液ｘの残渣量が５．０質量％であるのに対して、１／５０に低減していることが分かる。このことは、上述した分散装置１０を用いて増粘剤溶液を撹拌、混合すれば、増粘剤の未溶解物などからなる固まりや凝集塊などが充分に除去できることを意味している。

ついで、上述のように作製した増粘剤溶液ａ，ｘの平均粒径（未溶解物などからなる固まりや凝集塊の平均粒径）を測定した。この平均粒径の測定においては、レーザ回折式粒度分布測定装置（島津製作所製 ＳＡＬＤ−２０００Ｊ）を使用して行った。この測定結果を示すと下記の表２に示すような結果となった。

上記表２の結果から明らかなように、増粘剤溶液ａの未溶解物の平均粒径は４２μｍで、増粘剤溶液ｘの未溶解物の平均粒径が１３８μｍであるのに対して約１／３程度に低減していることが分かる。このことは、上述した分散装置１０を用いて増粘剤溶液を撹拌、混合すれば、増粘剤の未溶解物などからなる固まりや凝集塊などが充分に除去できるとともに、仮に未溶解物が残存してもその未溶解物の平均粒径は小さいことを意味している。

３．負極スラリー
ついで、上述のよう作製した増粘剤溶液ａに、負極活物質としての天然黒鉛（平均粒径：２０μｍ）が９７質量％で、結着剤としてのスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）が１質量％となるように添加、混合して実施例の負極スラリーとした。一方、上述のよう作製した増粘剤溶液ｘに、負極活物質としての天然黒鉛（平均粒径：２０μｍ）が９７質量％で、結着剤としてのスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）が１質量％となるように添加、混合して比較例の負極スラリーとした。これらの場合、増粘剤溶液ａ，ｘ中の増粘剤の量がこれらのスラリーの固形分に対して２質量％となるように調製されている。

４．シート状負極板
ついで、図２に示すようなスラリー塗布装置２０を用意した。このスラリー塗布装置２０は、負極集電体２５となる銅箔（厚み：２０μｍ）を搬送する送りロール２１と、負極集電体２５に負極スラリー２４ａを塗布するコーティングロール２２と、コーティングロール２２にスラリー２４ａを付着させるナイフロール２３と、コーティングロール２２に接触する状態で負極スラリー２４ａを貯蔵するスラリー槽２４とから構成される。

ここで、送りロール２１は円柱形状をなし、その円柱側面で帯状の負極集電体２５を支持し、回転することで負極集電体２５を搬送するようになされている。コーティングロール２２は円柱形状をなし、送りロール２１に支持された負極集電体２５の部分と近接した状態で送りロール２１の負極集電体２５を挟んだ反対側に送りロール２１と平行に位置し、送りロール２１の回転方向と同方向に送りロール２１の周速度より小さな周速度で回転するようになされている。ナイフロール２３は円柱形状をなし、コーティングロール２２と隙間を隔てた状態でコーティングロール２２と平行に位置するようになされている。スラリー槽２４は、コーティングロール２２とナイフロール２３との隙間のコーティングロール２２の回転方向における手前側に配置されている。

この場合、コーティングロール２２とナイフロール２３との隙間からは、負極スラリー２４ａが滲出するようになっており、コーティングロール２２が回転することにより、負極スラリー２４ａがコーティングロール２２の円柱側面に膜状に供給される。換言すると、コーティングロール２２の円柱側面は、スラリー槽２４の中を負極スラリー２４ａに接触する状態で移動し、スラリー槽２４からの出口である隙間を通過することで、その円柱側面に付着した負極スラリー２４ａは隙間の大きさに応じた所定の厚さの層状のものとされる。

そして、負極集電体２５となる銅箔上に６００ｍｍ幅に負極スラリー（ａ，ｘ）２４ａを塗布した。このとき、コーティングロール２２とナイフロール２３との隙間の幅ｔが２００μｍになるように設定して塗布した。この後、乾燥機中を通過させて乾燥させた後、この乾燥負極板をロールプレス機により所定の厚みに圧延した後、所定寸法に切断してシート状負極（Ａ，Ｘ）３２を作製した。なお、負極スラリーａを用いたものを負極Ａとし、負極スラリーｘを用いたものを負極Ｘとした。

ここで、作製した１００ｍのシート状負極（Ａ，Ｘ）３２において、未塗布部分などの外観不良の発生数を目視により確認すると、下記の表３に示すような結果が得られた。なお、未塗布部分などの外観不良はコーティングロール２２とナイフロール２３との隙間に増粘剤の未溶解物などからなる固まりや凝集塊などが挟まることにより生じたものである。

上記表３の結果から明らかなように、シート状負極Ａにおいては外観不良が全く発生しないのに対して、シート状負極Ｘにおいては１２箇所で外観不良が発生したことが分かる。これは、シート状負極Ｘに用いられた増粘剤溶液は、プラネタリー・ミキサー装置で撹拌混合されたもので、増粘剤の未溶解物などからなる固まりや凝集塊などが存在した状態の増粘剤溶液である。このため、このような増粘剤溶液によりスラリーが作製され、このスラリーが負極集電体２５に塗布されるために、コーティングロール２２とナイフロール２３との隙間に未溶解物などの固まりや凝集塊が挟まり、スジ欠陥などの外観不良が発生したと考えられる。

一方、シート状負極Ａに用いられた増粘剤溶液は、フィルター・スクリーン１４を備えるとともに、ビーズ１３を備えた分散装置１０を用いて調製されたもので、未溶解物などからなる固まりや凝集塊などが除去されて均一に撹拌混合された状態の増粘剤溶液である。このため、このような増粘剤溶液によりスラリーが作製され、このスラリーが負極集電体２５に塗布されるために、コーティングロール２２とナイフロール２３との隙間に未溶解物などの固まりや凝集塊が挟まることがなかったために、スジ欠陥などの外観不良が発生しなかったと考えられる。

５．非水電解質電池
ついで、上述のように作製されたシート状負極Ａを用いて非水電解質電池を作製する例を以下に説明する。まず、ＬｉＣｏＯ₂からなる正極活物質と、アセチレンブラック、グラファイト等の炭素系導電剤と、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶｄＦ）よりなる結着剤等とを、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）からなる有機溶剤等に溶解したものを混合して、スラリーを作製した。このスラリーをダイコーターあるいはドクターブレードを用いて、正極集電体（例えば、アルミニウム箔あるいはアルミニウム合金箔）の両面に均一に塗布して、活物質層を塗布した正極板を形成した。この後、乾燥機中を通過させて、スラリー作製時に必要であった有機溶剤（ＮＭＰ）を除去した。乾燥後、この乾燥正極板をロールプレス機により所定の厚みに圧延した後、所定寸法に切断して帯状正極３１を作製する。

ついで、図３に示すように、上述のようにして作製した帯状正極３１と帯状負極３２とを、有機溶媒との反応性が低く、かつ微多孔のポリオレフィン系樹脂からなるセパレータ３３を間にして重ね合わせる。この後、図示しない巻き取り機により卷回し、最外周をテープ止めして電極群とする。ついで、電極群の上下にそれぞれ絶縁板３４を配置した後、この電極群を上述のようにして作製した各外装缶３５の開口部より挿入する。ついで、電極群の負極３２より延出する負極集電タブ３２ａを各外装缶３５の内底部に抵抗溶接する。ついで、外装缶３５の上部に溝入れ加工を施して環状溝３５ａを形成した後、この環状溝３５ａ上に絶縁ガスケット３７を装着する。

その後、電極群の正極３１より延出する正極集電タブ３１ａを封口体３６の底板３６ｂの底部に溶接する。ついで、外装缶３５の開口部に非水電解液（エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）を等体積比で混合した溶媒に、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ₆）を１モル／リットル溶解した溶液）を注入する。この後、外装缶３５の開口部に絶縁ガスケット３７を介して封口体３６を載置し、外装缶３５の開口部の上端部を封口体３６側にカシメて液密に封口することにより非水電解質電池が作製される。

なお、封口体３６は正極端子となる正極キャップ３６ａと、外装缶３５の開口部を封止する蓋体３６ｂとを備えている。そして、これらの正極キャップ３６ａと蓋体３６ｂからなる封口体３６内に、電池内部のガス圧が上昇して所定の設定圧力（例えば１４ＭＰａ）に達すると変形する導電性弾性変形板３８と、温度が上昇すると抵抗値が増大するＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子３９が配設されている。これにより、電池内に過電流が流れて異常な発熱現象を生じると、ＰＴＣ素子３９は抵抗値が増大して過電流を減少させる。そして、電池内部のガス圧が上昇して所定の設定圧力（例えば１４ＭＰａ）以上になると導電性弾性変形板３８は変形して、導電性弾性変形板３８と蓋体３６ｂとの接触が遮断され、過電流あるいは短絡電流が遮断されるようになる。

なお、混合溶媒としては、上述したエチレンカーボネート（ＥＣ）にジエチルカーボネート（ＤＥＣ）を混合したもの以外に、水素イオンを供給する能力のない非プロトン性溶媒を使用し、例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）等の有機溶媒や、これらとジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネート（ＥＭＣ）、１，２−ジエトキシエタン（ＤＥＥ）、１，２−ジメトキシ工タン（ＤＭＥ）、エトキシメトキシエタン（ＥＭＥ）などの低沸点溶媒との混合溶媒を用いてもよい。また、これらの溶媒に溶解される溶質としては、ＬｉＰＦ₆以外に、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、ＬｉＣ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₃、ＬｉＣＦ₃（ＣＦ₂）₃ＳＯ₃等を用いてもよい。

６．フィルター・スクリーンの背圧の検討
ついで、上述した分散装置１０を用いて増粘剤の未溶解物などからなる固まりや凝集塊などを除去する際のフィルター・スクリーン１４の背圧について検討した。そこで、上述のよう作製した増粘剤溶液ａをそれぞれ１００ｇ（ＣＭＣ−Ｎａの質量は１ｇ）ずつ用意し、これらを１００メッシュのフィルターで濾過した。その際、１００メッシュのフィルターにかかる圧力が０．１０ＭＰａ、０．１５ＭＰａ、０．２０ＭＰａ、０．２５ＭＰａ、０．３０ＭＰａ、０．３５ＭＰａ、０．４０ＭＰａとなるような条件で行った。そして、濾過後に１００メッシュのフィルターに残存した残渣を乾燥させた後、乾燥した残渣の質量を測定すると下記の表４に示すような結果が得られた。

なお、背圧が０．１０ＭＰａとなるように調整して濾過した増粘剤溶液をａ１とし、背圧が０．１５ＭＰａとなるように調整して濾過した増粘剤溶液をａ２とし、背圧が０．２０ＭＰａとなるように調整して濾過した増粘剤溶液をａ３とし、背圧が０．２５ＭＰａとなるように調整して濾過した増粘剤溶液をａ４とし、背圧が０．３０ＭＰａとなるように調整して濾過した増粘剤溶液をａ５とし、背圧が０．３５ＭＰａとなるように調整して濾過した増粘剤溶液をａ６とし、背圧が０．４０ＭＰａとなるように調整して濾過した増粘剤溶液をａ７とした。この場合、背圧を０．１０ＭＰａ未満となるように調整すると、フィルター・スクリーン１４を通過することができなかった増粘剤溶液をａ８とした。

上記表４の結果から明らかなように、フィルター・スクリーン１４の背圧を０．４０ＭＰａに調整して濾過した増粘剤溶液ａ７においては、上述した増粘剤溶液ｘと同様に、その残渣量が５．０質量％で多いことが分かる。したがって、フィルター・スクリーン１４の背圧を０．３５ＭＰａ以下、好ましくは０．３０ＭＰａ以下に調整して濾過した増粘剤溶液を用いるのが望ましいということができる。また、背圧を０．１０ＭＰａ未満となるように調整すると、フィルター・スクリーン１４を通過することができないため、負極スラリーに用いることができる増粘剤溶液を製造することができなかった。

なお、上述した実施の形態においては、増粘剤として平均分子量が３０００００で平均重合度が８３０のカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ−Ｎａ）を用いる例について説明したが、ＣＭＣとしてはこれに限らず種々のＣＭＣの塩（例えば、リチウム塩）を用いることができる。また、これらのＣＭＣの溶液に限らず、アクリル酸やビニルアルコール共重合体の増粘剤溶液を用いるようにしてもよい。

本発明の増粘剤溶液を調製するための分散装置の断面を模式的に示す断面図である。 スラリー塗布装置の断面を模式的に示す断面図である。 本発明の非水電解質電池の断面を模式的に示す図である。 従来例のスラリー塗布装置の断面を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１０…分散装置、１１…撹拌槽、１１ａ…供給口、１２…ロータ、１３…ビーズ、１４…スクリーン、１５…撹拌羽根、２０…スラリー塗布装置、２１…送りロール、２２…コーティングロール、２３…ナイフロール、２４…スラリー槽、２４ａ…負極スラリー、２５…負極集電体、３１…正極、３１ａ…正極集電タブ、３２…負極、３２ａ…負極集電タブ、３３…セパレータ、３４…絶縁板、３５…外装缶、３５ａ…環状溝、３６…封口体、３６ａ …正極キャップ、３６ｂ…蓋体、３７…絶縁ガスケット、３８…導電性弾性変形板、３９…ＰＴＣ素子

Claims (6)

1. リチウムイオンを吸蔵・放出することが可能な負極活物質と増粘剤と結着剤とを含有する負極スラリーを負極集電体に塗着して製造する非水電解質二次電池用負極の製造方法であって、
   前記増粘剤と溶媒からなる増粘剤溶液をフィルター・スクリーンを備えた分散装置に通すことにより未溶解の増粘剤を除去する除去工程と、
   前記分散装置のフィルター・スクリーンを通過した増粘剤溶液に前記負極活物質と前記結着剤とを添加混合して負極スラリーとするスラリー作製工程と、
   前記スラリー作製工程により作製された負極スラリーを前記負極集電体に塗着するスラリー塗着工程とを備えたことを特徴とする非水電解質二次電池用負極の製造方法。
2. 前記増粘剤は分子量が数千〜数１０万のカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）であ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用負極の製造方法。
3. 前記増粘剤と溶媒からなる増粘剤溶液の溶媒として純水を用いるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。
4. 前記フィルター・スクリーンを備えた分散装置は直径が０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍのビーズを備えているとともに、前記フィルター・スクリーンの目開きは３５μｍ〜１５０μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。
5. 前記未溶解の増粘剤を除去する除去工程において、０．１ＭＰａ以上で０．３ＭＰａ以下となるように前記フィルター・スクリーンの背圧を調整して未溶解の増粘剤を除去するようにしたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載された製造方法により製造された負極と、リチウムイオンを吸蔵・放出することが可能な正極と、これらの間を隔離するセパレータと、非水電解質とを外装缶内に備えたことを特徴とする非水電解質二次電池。
   

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