JP2007122889A - Manufacturing method of electrode, and electrode dryer - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a group of electrodes of a uniform amount of contained water after drying. <P>SOLUTION: The manufacturing method of the electrodes is provided with processes (S2 to S10) of manufacturing a positive electrode sheet by adhering a positive electrode active material to a sheet-formed positive electrode material, processes (S12 to S20) of manufacturing a negative electrode sheet by adhering a negative electrode active material to a sheet-formed negative electrode material, a process (S30) of manufacturing a wound-around body by winding around a positive electrode sheet and a negative electrode sheet via a separator, and a process (S32) of drying the wound-around body. In this method, a weight reduction rate of the wound-around body during the drying process is derived and the drying process is ended based on the derived weight reduction rate. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電極の製造方法に関する。また本発明は、電極を乾燥させる装置に関する。本明細書でいう「電極」は、正極、負極、及び、正極と負極の対のいずれも含む。   The present invention relates to an electrode manufacturing method. The present invention also relates to an apparatus for drying an electrode. The “electrode” as used herein includes any of a positive electrode, a negative electrode, and a pair of a positive electrode and a negative electrode.

電池には、様々な種類の電解液や電解質が利用されている。例えば、水を溶媒としない非水系電解液を利用する電池が広く知られている。例えば、リチウムイオン電池は、リチウム塩が有機溶媒に溶かされた有機電解液や固体電解質を利用する。リチウムイオン電池の場合、水分を含んだペースト状の正極活物質を金属シートの表面と裏面に塗布して正極シートを製造する。同様に、水分を含んだペースト状の負極活物質を金属シートの表面と裏面に塗布して負極を製造する。次いで、セパレータを介して正極シートと負極シートを巻回することによって巻回体を製造する。巻回体をケースに収容し、ケースに有機電解液を封じる。これにより、リチウムイオン電池が完成する。
リチウムイオン電池の場合、金属シートに塗布される正極活物質や負極活物質に水分が含まれている。リチウムイオン電池の場合、正極活物質や負極活物質に多量の水分が含まれていると、その水分が電解液と反応し、電解液中のリチウム塩を分解し、その結果として電池の性能が低下することが知られている。このために、例えば特許文献1の技術では、ケースに電解液を封じる前に巻回体を所定時間乾燥させる。
特開2000−12070号公報
Various types of electrolytes and electrolytes are used for batteries. For example, a battery using a non-aqueous electrolyte that does not use water as a solvent is widely known. For example, a lithium ion battery uses an organic electrolytic solution or a solid electrolyte in which a lithium salt is dissolved in an organic solvent. In the case of a lithium ion battery, a positive electrode active material containing moisture is applied to the front and back surfaces of a metal sheet to produce a positive electrode sheet. Similarly, a negative electrode active material containing moisture is applied to the front and back surfaces of a metal sheet to produce a negative electrode. Next, a wound body is manufactured by winding the positive electrode sheet and the negative electrode sheet through a separator. The wound body is accommodated in a case, and the organic electrolyte is sealed in the case. Thereby, a lithium ion battery is completed.
In the case of a lithium ion battery, moisture is contained in the positive electrode active material and the negative electrode active material applied to the metal sheet. In the case of a lithium ion battery, if a large amount of moisture is contained in the positive electrode active material or the negative electrode active material, the water reacts with the electrolytic solution, decomposes the lithium salt in the electrolytic solution, and as a result, the performance of the battery is reduced. It is known to decline. For this purpose, for example, in the technique of Patent Document 1, the wound body is dried for a predetermined time before the electrolytic solution is sealed in the case.
JP 2000-12070 A

上述したリチウムイオン電池のように、正極活物質や負極活物質に含まれる水分の量が変わると、電池の性能が変わることがある。また、電極材料(上記の例では金属シート)自体が水分を吸収する場合、その水分の量が変わると電池の性能が変わることがある。乾燥前の活物質や電極材料に含まれる水分の量は毎回異なる。このために、活物質が付着した電極材料(このことを以下では便宜的に「電極」と呼ぶことにする)を決められた時間だけ乾燥させると、乾燥後の電極に含まれる水分の量にばらつきがでる。この場合、電池の性能にばらつきがでる。
本発明は、上記した実情に鑑みて創作されたものであり、乾燥後に含まれる水分の量が均一の電極群を量産することができる技術を提供する。
As in the above-described lithium ion battery, when the amount of moisture contained in the positive electrode active material or the negative electrode active material changes, the performance of the battery may change. Further, when the electrode material (metal sheet in the above example) itself absorbs moisture, the performance of the battery may change if the amount of moisture changes. The amount of moisture contained in the active material and electrode material before drying is different each time. For this reason, when the electrode material to which the active material is attached (hereinafter referred to as “electrode” for convenience) is dried for a predetermined time, the amount of moisture contained in the dried electrode is reduced. Variations appear. In this case, the battery performance varies.
The present invention was created in view of the above-described circumstances, and provides a technique capable of mass-producing an electrode group in which the amount of moisture contained after drying is uniform.

乾燥前の電極に含まれる水分の量がわかっていれば、乾燥時間を調整することによって、乾燥後の電極に含まれる水分の量を所望の量に調整することができる。しかしながら、乾燥前の電極の水分の量を知ることは非常に困難である。
本発明者らは、電極に含まれる水分の量が変わると、その水分の単位時間当りの蒸発量が変わることに着目した。電極に多くの水分が含まれている場合は単位時間当りの蒸発量が多くなり、電極にあまり水分が含まれていない場合は単位時間当りの蒸発量が少なくなる。電極に含まれる水分の単位時間当りの蒸発量は、その電極の単位時間当りの重量減少量に等しくなる。本明細書では、「単位時間当りの重量減少量」のことを重量減少率と呼ぶことにする。電極の重量減少率が大きい場合は電極に含まれる水分の量が多く、電極の重量減少率が小さい場合は電極に含まれる水分の量が少ない。このために、所定量の水分に相当する重量減少率になったところで電極の乾燥を終了させると、その所定量の水分を含む電極を製造することができる。本発明は、このような知見に基づいて創作されたものである。
If the amount of moisture contained in the electrode before drying is known, the amount of moisture contained in the electrode after drying can be adjusted to a desired amount by adjusting the drying time. However, it is very difficult to know the amount of moisture in the electrode before drying.
The present inventors paid attention to the fact that when the amount of moisture contained in the electrode changes, the amount of evaporation of the moisture per unit time changes. When the electrode contains a large amount of moisture, the amount of evaporation per unit time increases, and when the electrode does not contain much moisture, the amount of evaporation per unit time decreases. The amount of evaporation of water contained in the electrode per unit time is equal to the amount of weight loss per unit time of the electrode. In the present specification, the “weight reduction amount per unit time” is referred to as a weight reduction rate. When the weight reduction rate of the electrode is large, the amount of moisture contained in the electrode is large, and when the weight reduction rate of the electrode is small, the amount of moisture contained in the electrode is small. For this reason, when the drying of the electrode is terminated when the weight reduction rate corresponding to a predetermined amount of water is reached, an electrode containing the predetermined amount of water can be manufactured. The present invention has been created based on such knowledge.

本発明の電極製造方法は、電極材料に活物質を付着させる工程と、活物質が付着した電極材料(便宜的に電極と呼ぶ)を乾燥させる工程と、乾燥工程中の電極の重量減少率を導出する工程と、導出された重量減少率に基づいて乾燥工程を終了する工程を備える。
上記した電極は、正極、負極、及び、正極と負極の対のいずれも含む概念である。従って、乾燥工程は、正極又は負極のための電極材料を単体で乾燥させることに限られない。正極シートとセパレータと負極シートが巻回された巻回体を乾燥させることも含まれる。また乾燥工程では、1つの連続している電極材料に活物質を付着させたものを複数個に分けて乾燥させるようにしてもよい。
この電極製造方法によると、乾燥後の電極に含まれる水分の量を調整することができる。例えば乾燥後の電極に含まれる水分の量を所定量にしたい場合は、その所定量の水分が含まれているときの重量減少率になるまで電極を乾燥させればよい。本発明によると、乾燥前の電極に含まれる水分の量が異なる場合であっても、乾燥後の電極に含まれる水分の量を均一にすることができる。均一の量の水分を含む電極群を製造することができる。
この方法は、電極に水分が含まれると性能が変わる電池のための電極を製造する方法として好適に利用することができる。例えば、非水系電解液を利用する電池に使用される電極を製造する際に利用することができる。
The electrode manufacturing method of the present invention includes a step of attaching an active material to an electrode material, a step of drying an electrode material to which the active material is attached (referred to as an electrode for convenience), and a weight reduction rate of the electrode during the drying step. A deriving step, and a step of ending the drying step based on the derived weight reduction rate.
The above-described electrode is a concept including all of a positive electrode, a negative electrode, and a pair of a positive electrode and a negative electrode. Therefore, the drying step is not limited to drying the electrode material for the positive electrode or the negative electrode alone. It also includes drying the wound body around which the positive electrode sheet, the separator, and the negative electrode sheet are wound. In the drying step, a single continuous electrode material with an active material attached may be divided into a plurality of pieces and dried.
According to this electrode manufacturing method, the amount of moisture contained in the dried electrode can be adjusted. For example, when it is desired to set the amount of moisture contained in the dried electrode to a predetermined amount, the electrode may be dried until the weight reduction rate when the predetermined amount of moisture is contained. According to the present invention, even when the amount of moisture contained in the electrode before drying is different, the amount of moisture contained in the electrode after drying can be made uniform. An electrode group containing a uniform amount of moisture can be manufactured.
This method can be suitably used as a method of manufacturing an electrode for a battery whose performance changes when moisture is contained in the electrode. For example, it can be used when manufacturing an electrode used for a battery using a non-aqueous electrolyte.

上記の終了工程では、乾燥工程中に重量減少率の変化を監視し、重量減少率が第1所定値以下になった時に乾燥工程を終了するようにしてもよい。
また、上記の終了工程は、重量減少率が第2所定値以下になってから予め決定された所定時間が経過した時に乾燥工程を終了するようにしてもよい。
In the above end step, the change in the weight reduction rate may be monitored during the drying step, and the drying step may be ended when the weight reduction rate becomes equal to or less than the first predetermined value.
Moreover, you may make it a said completion | finish process complete | finish a drying process, when the predetermined time passed since the weight decreasing rate became below 2nd predetermined value.

また、次の方法も本発明の創作物の1つである。この電極製造方法は、シート状の正極材料に正極活物質を付着させて正極シートを製造する工程と、シート状の負極材料に負極活物質を付着させて負極シートを製造する工程と、セパレータを介して正極シートと負極シートを巻回して巻回体を製造する工程と、巻回体を乾燥させる工程と、乾燥工程中の巻回体の重量減少率を導出する工程と、導出された重量減少率に基づいて乾燥工程を終了する工程を備える。
この方法によると、乾燥後の巻回体に含まれる水分の量を調整することができる。均一の量の水分を含む電極群を製造することができる。
The following method is also one of the creations of the present invention. The electrode manufacturing method includes a step of manufacturing a positive electrode sheet by attaching a positive electrode active material to a sheet-like positive electrode material, a step of manufacturing a negative electrode sheet by attaching a negative electrode active material to a sheet-like negative electrode material, and a separator. A step of producing a wound body by winding the positive electrode sheet and the negative electrode sheet, a step of drying the wound body, a step of deriving a weight reduction rate of the wound body during the drying step, and a derived weight A step of ending the drying step based on the reduction rate is provided.
According to this method, the amount of moisture contained in the wound body after drying can be adjusted. An electrode group containing a uniform amount of moisture can be manufactured.

また、上記の電極製造方法において、例えば、正極シート製造工程の後であって巻回体製造工程の前に正極シートを乾燥させる工程と、負極シート製造工程の後であって巻回体製造工程の前に負極シートを乾燥させる工程をさらに付加するようにしてもよい。   In the above electrode manufacturing method, for example, a step of drying the positive electrode sheet after the positive electrode sheet manufacturing step and before the wound body manufacturing step, and a step of manufacturing the wound body after the negative electrode sheet manufacturing step A step of drying the negative electrode sheet may be further added before the step.

巻回体を製造する前に正極シートを乾燥させることができる。この乾燥工程は、正極シートの重量減少率に基づいて終了することができる。同様に、巻回体を製造する前に負極シートを乾燥させることができる。この乾燥工程は、負極シートの重量減少率に基づいて終了することができる。この方法を採用する場合は、巻回体を乾燥させる必要がないように思える。しかしながら、巻回体を製造する際に、正極活物質や負極活物質等が空気中の水分を吸収してしまうことがある。このために、巻回体の製造した後に、巻回体を再び乾燥させなければならない。この巻回体乾燥工程を省略するために、次の技術を提供する。
即ち、正極シートの乾燥工程を重量減少率に基づいて終了し、負極シートの乾燥工程を重量減少率に基づいて終了した場合は、巻回体を製造する工程をドライ雰囲気の下で実施することが好ましい。
このようにすると、巻回体を製造した後に巻回体を乾燥させる工程を省略することができる。
The positive electrode sheet can be dried before producing the wound body. This drying process can be completed based on the weight reduction rate of the positive electrode sheet. Similarly, the negative electrode sheet can be dried before producing the wound body. This drying process can be completed based on the weight reduction rate of the negative electrode sheet. When this method is adopted, it seems that it is not necessary to dry the wound body. However, when manufacturing a wound body, a positive electrode active material, a negative electrode active material, etc. may absorb the water | moisture content in air. For this reason, after the winding body is manufactured, the winding body must be dried again. In order to omit this wound body drying step, the following technique is provided.
That is, when the drying process of the positive electrode sheet is finished based on the weight reduction rate and the drying process of the negative electrode sheet is finished based on the weight reduction rate, the step of manufacturing the wound body is performed under a dry atmosphere. Is preferred.
If it does in this way, the process of drying a wound body after manufacturing a wound body can be omitted.

なお、巻回体を乾燥させる工程を省略する場合は、次の技術を採用することが好ましい。即ち、巻回体を製造する前に正極シートと負極シートをプレスする場合は、それらのプレス工程もドライ雰囲気の下で実施されることが好ましい。
この場合、プレス工程中に正極シートや負極シートが水分を吸収してしまうことを防止することができる。
In addition, when the process of drying a wound body is abbreviate | omitted, it is preferable to employ | adopt the following technique. That is, when the positive electrode sheet and the negative electrode sheet are pressed before manufacturing the wound body, it is preferable that the pressing process is also performed in a dry atmosphere.
In this case, it is possible to prevent the positive electrode sheet and the negative electrode sheet from absorbing moisture during the pressing process.

上記した各電極製造方法は、非水系電解液を利用する電池(例えばリチウムイオン二次電池)に使用される電極の製造方法に好適である。しかしながら、全固体電池、色素増感太陽電池等の電極の製造方法として利用することができる。   Each of the electrode manufacturing methods described above is suitable for a method for manufacturing an electrode used for a battery (for example, a lithium ion secondary battery) using a non-aqueous electrolyte solution. However, it can be used as a method for producing an electrode such as an all-solid battery or a dye-sensitized solar cell.

次の電極乾燥装置も本発明の創作物の1つである。即ち、本発明に係る電極乾燥装置は、乾燥炉と、乾燥炉内の電極の重量を測定する装置と、測定された重量から乾燥中の電極の重量減少率を計算する装置と、計算された重量減少率に基づいて乾燥炉を停止する装置を備える。
この装置によると、乾燥後の電極に含まれる水分の量を調整することができる。均一の量の水分が含まれる電極群を製造することができる。
The following electrode drying apparatus is also one of the creations of the present invention. That is, the electrode drying apparatus according to the present invention was calculated with a drying furnace, an apparatus for measuring the weight of the electrode in the drying furnace, and an apparatus for calculating a weight reduction rate of the electrode during drying from the measured weight. A device for stopping the drying furnace based on the weight reduction rate is provided.
According to this apparatus, the amount of moisture contained in the electrode after drying can be adjusted. An electrode group containing a uniform amount of moisture can be manufactured.

最初に、下記の実施例に記載の技術の主要な特徴をまとめておく。
(形態1)シート状の電極材料の表裏両面に活物質が塗布される。
(形態2)電極材料の表面に活物質を塗布すると乾燥工程を実施する。その後に電極材料の裏面に活物質を塗布する。その後に再び乾燥工程を実施する。これらの乾燥工程は所定時間だけ乾燥することによって実施される。巻回体を製造した後にもう一度乾燥工程を実施する。この乾燥工程は重量減少率に基づいて終了する。
(形態3)水分を含むペースト状の活物質を利用する。
(形態4)一枚の長い正極シートと一枚の長い負極シートがセパレータを介して巻回される。何重か巻回すると、正極シートと負極シートを切断して一つの巻回体を製造する。これを繰り返すことによって、一枚の正極シートと一枚の負極シートから複数個の巻回体を製造する。製造された複数個の巻回体を同時に乾燥させる。
First, the main features of the techniques described in the following examples are summarized.
(Form 1) An active material is apply | coated to both the front and back of a sheet-like electrode material.
(Mode 2) When an active material is applied to the surface of the electrode material, a drying step is performed. Thereafter, an active material is applied to the back surface of the electrode material. Thereafter, the drying process is performed again. These drying steps are performed by drying for a predetermined time. After the wound body is manufactured, the drying process is performed again. This drying process ends based on the weight loss rate.
(Form 3) A paste-like active material containing moisture is used.
(Mode 4) One long positive electrode sheet and one long negative electrode sheet are wound through a separator. When it is wound several times, the positive electrode sheet and the negative electrode sheet are cut to produce one wound body. By repeating this, a plurality of wound bodies are manufactured from one positive electrode sheet and one negative electrode sheet. A plurality of manufactured wound bodies are simultaneously dried.

(第1実施例) 図面を参照して本発明の実施例を説明する。本実施例では、リチウムイオン二次電池を製造する。図1は、本実施例の電池製造方法のフローチャートである。
まず、正極シートを製造する過程(ステップS2〜S10)を説明する。本実施例では、正極シートを製造するためにアルミシートを利用する。約5(m)の長さを有する非常に長いアルミシートを利用する。アルミシートの表面に正極活物質を塗布する(ステップS2)。本実施例では、ニッケル酸リチウムを原材料とする正極活物質を利用する。正極活物質とバインダーの混合物を水で溶いてペーストにする。ステップS2では、このペースト状の正極活物質がアルミシートに塗布される。
アルミシートの表面に正極活物質を塗布すると、アルミシートを乾燥させる(ステップS4)。このステップS4の乾燥工程は、予め決定された所定時間(例えば5分間)だけ実施される。アルミシートに塗布された正極活物質に含まれる水分をある程度とばす。これにより、アルミシートの表面の正極活物質がほぼ固体の状態になる。
続いて、アルミシートの裏面に正極活物質を塗布する(ステップS6)。ここで利用される正極活物質は、ステップS2で利用されたペースト状の正極活物質である。アルミシートの裏面に正極活物質を塗布すると、アルミシートを乾燥させる(ステップS8)。このステップS8の乾燥工程は、予め決定された所定時間(例えば5分間)だけ実施される。これにより、アルミシートの裏面の正極活物質がほぼ固体の状態になる。
ステップS8の乾燥工程を終えると、アルミシートをプレスする(ステップS10)。これにより、アルミシートの表面と裏面の正極活物質が緻密になる。ステップS2からS10の工程を経て正極シートが完成する。
First Embodiment An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a lithium ion secondary battery is manufactured. FIG. 1 is a flowchart of the battery manufacturing method of this embodiment.
First, the process (step S2-S10) which manufactures a positive electrode sheet is demonstrated. In this embodiment, an aluminum sheet is used to manufacture the positive electrode sheet. A very long aluminum sheet having a length of about 5 (m) is used. A positive electrode active material is applied to the surface of the aluminum sheet (step S2). In this embodiment, a positive electrode active material using lithium nickelate as a raw material is used. A mixture of the positive electrode active material and the binder is dissolved in water to form a paste. In step S2, this paste-like positive electrode active material is applied to an aluminum sheet.
When the positive electrode active material is applied to the surface of the aluminum sheet, the aluminum sheet is dried (step S4). The drying process in step S4 is performed for a predetermined time (for example, 5 minutes) determined in advance. Moisture contained in the positive electrode active material applied to the aluminum sheet is skipped to some extent. Thereby, the positive electrode active material on the surface of the aluminum sheet becomes almost solid.
Subsequently, a positive electrode active material is applied to the back surface of the aluminum sheet (step S6). The positive electrode active material used here is the paste-like positive electrode active material used in step S2. If a positive electrode active material is apply | coated to the back surface of an aluminum sheet, an aluminum sheet will be dried (step S8). The drying process in step S8 is performed for a predetermined time (for example, 5 minutes) determined in advance. Thereby, the positive electrode active material on the back surface of the aluminum sheet is in a substantially solid state.
When the drying process in step S8 is completed, the aluminum sheet is pressed (step S10). As a result, the positive electrode active materials on the front and back surfaces of the aluminum sheet become dense. The positive electrode sheet is completed through steps S2 to S10.

続いて、負極シートを製造する過程(ステップS12〜S20)を説明する。負極シートの製造方法は、基本的には正極シートの製造方法と同じである。約5(m)の長さを有する銅箔シートを利用する。銅箔シートの表面に負極活物質を塗布する(ステップS12)。カーボンを原材料とする負極活物質をペーストにする。ステップS12では、ペースト状の負極活物質を銅箔シートに塗布する。
銅箔シートの表面に負極活物質を塗布すると、銅箔シートを乾燥させる(ステップS14)。ステップS14の乾燥工程は、予め決定された所定時間(例えば5分)だけ実施される。銅箔シートの表面の負極活物質がほぼ固体の状態になる。
続いて、銅箔シートの裏面に負極活物質を塗布する(ステップS16)。ここで利用される負極活物質は、ステップS12で利用されたペースト状の負極活物質である。銅箔シートの裏面に負極活物質を塗布すると、銅箔シートを乾燥させる(ステップS18)。ステップS18の乾燥工程は、予め決定された所定時間(例えば5分)だけ実施される。銅箔シートの裏面の負極活物質がほぼ固体の状態になる。
ステップS18の乾燥工程を終えると、銅箔シートをプレスする(ステップS20)。銅箔シートの表面と裏面の負極活物質が緻密になる。ステップS12からS20の工程を経て負極シートが完成する。
Then, the process (step S12-S20) which manufactures a negative electrode sheet is demonstrated. The method for producing the negative electrode sheet is basically the same as the method for producing the positive electrode sheet. A copper foil sheet having a length of about 5 (m) is used. A negative electrode active material is applied to the surface of the copper foil sheet (step S12). A negative electrode active material made of carbon is used as a paste. In step S12, a paste-like negative electrode active material is applied to the copper foil sheet.
When the negative electrode active material is applied to the surface of the copper foil sheet, the copper foil sheet is dried (step S14). The drying process in step S14 is performed for a predetermined time (for example, 5 minutes) determined in advance. The negative electrode active material on the surface of the copper foil sheet becomes almost solid.
Then, a negative electrode active material is apply | coated to the back surface of a copper foil sheet (step S16). The negative electrode active material used here is the paste-like negative electrode active material used in step S12. If a negative electrode active material is apply | coated to the back surface of a copper foil sheet, a copper foil sheet will be dried (step S18). The drying process in step S18 is performed for a predetermined time (for example, 5 minutes) determined in advance. The negative electrode active material on the back surface of the copper foil sheet becomes almost solid.
When the drying process of step S18 is completed, the copper foil sheet is pressed (step S20). The negative electrode active materials on the front and back surfaces of the copper foil sheet become dense. The negative electrode sheet is completed through steps S12 to S20.

正極シートと負極シートはセパレータを介して巻回される(ステップS30)。これにより、電池ケースに収容される巻回体が製造される。本実施例では非常に長い正極シートと負極シートを利用している。このために、一枚の正極シートと一枚の負極シートから複数個の巻回体が製造される。正極シートと負極シートを何重かに巻回すると、正極シートをカットするとともに負極シートをカットする。これで一個の巻回体が完成する。続いて2個目の巻回体を製造する。正極シートと負極シートがなくなるまで巻回体を製造する。   The positive electrode sheet and the negative electrode sheet are wound through a separator (step S30). Thereby, the wound body accommodated in a battery case is manufactured. In this embodiment, a very long positive electrode sheet and negative electrode sheet are used. For this purpose, a plurality of wound bodies are manufactured from one positive electrode sheet and one negative electrode sheet. When the positive electrode sheet and the negative electrode sheet are wound several times, the positive electrode sheet is cut and the negative electrode sheet is cut. This completes one wound body. Subsequently, a second wound body is manufactured. The wound body is manufactured until the positive electrode sheet and the negative electrode sheet disappear.

巻回体を製造すると、ステップS32に進む。ステップS32では、ステップS30で製造された巻回体を乾燥させる。上記したステップS4,S8,S14,S18において正極シート及び負極シートを乾燥させるが、充分に乾燥していないことがある。また、ステップS10,20のプレス工程やステップS30の巻回体製造工程の間に、活物質が空気中の水分を吸収することがある。このために、ステップS32の乾燥工程を実施する。この乾燥工程は、巻回体を電池ケースに収容した後に実施される。電池ケースに収容された状態で巻回体が乾燥される。
ステップS32で使用される乾燥装置について説明する。図2は、乾燥装置10の概略図が示す。乾燥装置10は、乾燥炉20と加熱器22,24と真空ポンプ26と電子天秤30と台32とコントローラ70等を備える。加熱器22,24は、乾燥炉20内の側壁に取り付けられている。加熱器22,24は、コントローラ70に接続されている。真空ポンプ26は、乾燥炉20の内部に設置されている。真空ポンプ26は、コントローラ70に接続されている。電子天秤30は、台32の下面に接しており、台32を含めた重量を測定する。電子天秤30は、コントローラ70に接続されている。台32は、電子天秤30の上に載置されている。台32は、巻回体を収容している複数の電池ケース50を保持することができる。
コントローラ70は、乾燥装置10の動作を統括的に制御する。コントローラ70は、CPU72とROM74とRAM76とタイマ80等を有する。CPU72は、ROM74に格納されている制御プログラムに従って、加熱器22,24や真空ポンプ26を制御する。ROM74には各種のプログラムが記憶されている。例えば、電子天秤30で測定された重量から重量減少率を計算するためのプログラムが記憶されている。また例えば、重量減少率に基づいて加熱器22,24や真空ポンプ26を停止するプログラムが記憶されている。RAM76は、各種処理が実行される過程において、各種情報を一時的に記憶する。例えば、電子天秤30が測定した重量を記憶する。タイマ80は、CPU72から出力された開始信号を入力すると時間の計測を開始する。このタイマ80は、後述する第2実施例において主に使用される。
When the wound body is manufactured, the process proceeds to step S32. In step S32, the wound body manufactured in step S30 is dried. In the above steps S4, S8, S14, and S18, the positive electrode sheet and the negative electrode sheet are dried, but may not be sufficiently dried. In addition, the active material may absorb moisture in the air during the pressing process in steps S10 and S20 and the wound body manufacturing process in step S30. For this purpose, the drying process of step S32 is performed. This drying step is performed after the wound body is accommodated in the battery case. The wound body is dried while being accommodated in the battery case.
The drying device used in step S32 will be described. FIG. 2 shows a schematic diagram of the drying apparatus 10. The drying apparatus 10 includes a drying furnace 20, heaters 22 and 24, a vacuum pump 26, an electronic balance 30, a table 32, a controller 70, and the like. The heaters 22 and 24 are attached to the side walls in the drying furnace 20. The heaters 22 and 24 are connected to the controller 70. The vacuum pump 26 is installed inside the drying furnace 20. The vacuum pump 26 is connected to the controller 70. The electronic balance 30 is in contact with the lower surface of the table 32 and measures the weight including the table 32. The electronic balance 30 is connected to the controller 70. The table 32 is placed on the electronic balance 30. The base 32 can hold a plurality of battery cases 50 containing the wound body.
The controller 70 comprehensively controls the operation of the drying apparatus 10. The controller 70 includes a CPU 72, a ROM 74, a RAM 76, a timer 80, and the like. The CPU 72 controls the heaters 22 and 24 and the vacuum pump 26 according to a control program stored in the ROM 74. Various programs are stored in the ROM 74. For example, a program for calculating the weight reduction rate from the weight measured by the electronic balance 30 is stored. Further, for example, a program for stopping the heaters 22 and 24 and the vacuum pump 26 based on the weight reduction rate is stored. The RAM 76 temporarily stores various types of information in the course of executing various types of processing. For example, the weight measured by the electronic balance 30 is stored. When the timer 80 receives the start signal output from the CPU 72, the timer 80 starts measuring time. This timer 80 is mainly used in a second embodiment to be described later.

ステップS32(図1参照)では、まず、ステップS30で製造された複数の巻回体のそれぞれを電池ケース50に入れる。次いで、電池ケース群50を乾燥装置10の台32に載置させる。これらの作業は、作業員によって行なわれる。続いて、作業員が乾燥装置10を起動する。これにより、コントローラ70は、加熱器22,24と真空ポンプ26を起動する。その後にコントローラ70が実行する処理について次に説明する。
図3は、コントローラ70が実行する処理の一部を示すフローチャートである。コントローラ70は、加熱器22,24や真空ポンプ26を起動すると、ステップS50の処理を実行する。ステップS50では重量を計測する。この処理は、電子天秤30の計測値を入力することによって実行される。ステップS50の処理では、巻回体が収容された電池ケース群50と台32を含んだ重量が測定される。測定された重量はRAM74に記憶される。
コントローラ70は、重量を計測すると、重量減少率を計算する(ステップS52)。1回しか重量が測定されていない場合は、このステップS52の処理はスキップする。ステップS52では、前回のステップS50で測定された重量と今回のステップS50で測定された重量との差を計算する。重量がどれだけ減少したのかが計算されることになる。単位時間当たりの重量減少量を得ることができる。本実施例では、単位時間当たりの重量減少量のことを「重量減少率」と呼ぶ。
重量減少率を計算すると、その重量減少率が所定値A1以下か否かを判定する(ステップS54)。重量減少率が所定値A1より大きい場合(ステップS54でNOの場合)は、ステップS50に戻る。ステップS50では、重量を再び計測する。本実施例では、ステップS54からステップS50に戻った場合は、前回のステップS50の処理を実行してから1時間が経過するとステップS50を再度実行する。ステップS50を実行すると、ステップS52とステップS54の処理を実行する。従って、本実施例のステップS52の処理では、1時間当りの重量減少量が計算されることになる。
ステップS54において重量減少率が所定値A1以下であると判定されると(YESの場合)、ステップS56に進んで乾燥を終了する。この処理は、コントローラ70が加熱器22,24と真空ポンプ26を停止させることによって実行される。ステップS56の処理を終えると、図1のステップS32の乾燥工程が終了する。
In step S32 (see FIG. 1), first, each of the plurality of wound bodies manufactured in step S30 is placed in the battery case 50. Next, the battery case group 50 is placed on the base 32 of the drying apparatus 10. These operations are performed by workers. Subsequently, the worker activates the drying device 10. Thereby, the controller 70 starts the heaters 22 and 24 and the vacuum pump 26. The processing executed after that by the controller 70 will be described next.
FIG. 3 is a flowchart showing a part of processing executed by the controller 70. When the controller 70 starts the heaters 22 and 24 and the vacuum pump 26, the controller 70 executes the process of step S50. In step S50, the weight is measured. This process is executed by inputting the measurement value of the electronic balance 30. In the process of step S50, the weight including the battery case group 50 in which the wound body is accommodated and the base 32 is measured. The measured weight is stored in the RAM 74.
When measuring the weight, the controller 70 calculates a weight reduction rate (step S52). If the weight has been measured only once, the process of step S52 is skipped. In step S52, the difference between the weight measured in the previous step S50 and the weight measured in the current step S50 is calculated. It will be calculated how much the weight has been reduced. The amount of weight loss per unit time can be obtained. In this embodiment, the amount of weight reduction per unit time is referred to as “weight reduction rate”.
When the weight reduction rate is calculated, it is determined whether or not the weight reduction rate is equal to or less than a predetermined value A1 (step S54). If the weight reduction rate is greater than the predetermined value A1 (NO in step S54), the process returns to step S50. In step S50, the weight is measured again. In this embodiment, when returning from step S54 to step S50, step S50 is executed again after one hour has elapsed since the execution of the previous step S50. If step S50 is performed, the process of step S52 and step S54 will be performed. Therefore, in the process of step S52 of the present embodiment, the amount of weight reduction per hour is calculated.
If it is determined in step S54 that the weight reduction rate is equal to or less than the predetermined value A1 (in the case of YES), the process proceeds to step S56 and drying is terminated. This process is executed by the controller 70 stopping the heaters 22 and 24 and the vacuum pump 26. When the process of step S56 is finished, the drying process of step S32 of FIG. 1 is finished.

図1のステップS32の乾燥工程を終えると、電池ケース群50に電解液を注入する。本実施例では、リチウム塩を有機溶媒に溶かした有機電解液を利用する。ステップS32の処理を終えてすぐにステップS34の処理を行なうことが好ましい。乾燥された巻回体が空気中の水分を吸収してしまうことを防止するためである。また、ステップS32の処理を終えてすぐにステップS34の処理を実行しない場合は、乾燥された巻回体をドライ雰囲気下に保っておくことが好ましい。電池ケース群50に電解液を注入することによって電池が完成する。   When the drying process of step S32 in FIG. 1 is completed, an electrolytic solution is injected into the battery case group 50. In this embodiment, an organic electrolytic solution in which a lithium salt is dissolved in an organic solvent is used. It is preferable to perform the process of step S34 immediately after the process of step S32. This is to prevent the dried wound body from absorbing moisture in the air. Moreover, when not performing the process of step S34 immediately after finishing the process of step S32, it is preferable to keep the dried wound body in a dry atmosphere. A battery is completed by injecting an electrolyte into the battery case group 50.

図4には、正極シートを乾燥させた場合の時間と正極シートに含まれる重量百万分率の関係が示されている。図4の横軸は時間(Hour)であり、縦軸は正極シートに含まれる水分の重量百万分率(ppm)である。この実験における重量百万分率は、薬品を利用して化学的に測定されたものである。本実施例では、カールフィッシャー測定法を利用して測定した。図4に示されるように、乾燥を開始してから約15時間で3000(ppm)に達している。また、乾燥を開始してから約45時間で1000(ppm)まで重量百万分率が減少している。乾燥時間が長くなるにつれて、含まれる水分の減少率(即ち図4のグラフの接線の傾き)が小さくなる。
図5には、正極シートに含まれる水分の重量百万分率と電池の内部抵抗の関係が示されている。この実験では、様々な値の重量百万分率を持つ正極シートを用意した。それらの正極シートのそれぞれを同じ負極シートと組合せて電池をつくった。各電池について内部抵抗を測定し、その結果をプロットした。内部抵抗(反応抵抗と言うこともある)は次のようにして測定される。電池を所定時間放電させ、そのときの電位差と電流を測定する。測定された電位差を電流で除することによって算出された値が内部抵抗である。内部抵抗が小さいと、高出力を得ることができ、優れた性能の電池と言うことができる。図5に示されるように、正極シートに含まれる水分の重量百万分率が1000(ppm)以下になっても、内部抵抗はほとんど変わらない。正極シートに含まれる水分の重量百万分率が1000(ppm)であれば、極めて優れた電池であると言える。
FIG. 4 shows the relationship between the time when the positive electrode sheet is dried and the weight parts per million contained in the positive electrode sheet. The horizontal axis of FIG. 4 is time (Hour), and the vertical axis is the weight parts per million (ppm) of moisture contained in the positive electrode sheet. The weight parts per million in this experiment were measured chemically using chemicals. In this example, measurement was performed using the Karl Fischer measurement method. As shown in FIG. 4, it reached 3000 (ppm) in about 15 hours from the start of drying. Also, the weight parts per million decreased to 1000 (ppm) in about 45 hours after the start of drying. As the drying time becomes longer, the reduction rate of the contained water (that is, the slope of the tangent line in the graph of FIG. 4) becomes smaller.
FIG. 5 shows the relationship between the weight parts per million of moisture contained in the positive electrode sheet and the internal resistance of the battery. In this experiment, positive electrode sheets having various parts per million by weight were prepared. Each of these positive electrode sheets was combined with the same negative electrode sheet to produce a battery. The internal resistance was measured for each battery, and the results were plotted. The internal resistance (sometimes referred to as reaction resistance) is measured as follows. The battery is discharged for a predetermined time, and the potential difference and current at that time are measured. The value calculated by dividing the measured potential difference by the current is the internal resistance. When the internal resistance is small, a high output can be obtained and it can be said that the battery has excellent performance. As shown in FIG. 5, even when the weight percentage of moisture contained in the positive electrode sheet is 1000 (ppm) or less, the internal resistance is hardly changed. If the percentage by weight of water contained in the positive electrode sheet is 1000 (ppm), it can be said that the battery is extremely excellent.

図3のステップS54の「A1」は種々の手法を採用して決めることができる。例えば、図4のグラフのある点における接線の傾きは、その点の重量百万分率のときにおける正極シートの重量減少率である。図4のグラフの点A(正極シートに含まれる重量百万分率が1000(ppm))における接線の傾きを求めると、重量百万分率が1000(ppm)の場合における正極シートの重量減少率が求められることになる。この重量減少率に基づいて、上記のA1を決定することができる。
例えば、正極シートの重量減少率の関係(図4のような関係)が負極シートの重量減少率の関係とほぼ等しくなる場合は、正極シートの重量減少率の関係のみから上記のA1を決定することができる。また、この場合は、負極シートの重量減少率の関係を求めておいて、その関係からA1を決定するようにしてもよい。
正極シートの重量減少率の関係が負極シートの重量減少率の関係と等しくない場合は、正極シートの重量減少率の関係と負極シートの重量減少率の関係をそれぞれ求めておいて、それらの関係からA1を決定するようにしてもよい。この場合は、正極シートと負極シートをまとめて乾燥させた場合の時間と両電極シートに含まれる重量百万分率の関係を求めておいて、この関係からA1を決定するようにしてもよい。
“A1” in step S54 in FIG. 3 can be determined by employing various methods. For example, the slope of the tangent line at a certain point in the graph of FIG. 4 is the rate of weight reduction of the positive electrode sheet when the weight percentage at that point is. When the slope of the tangent line at the point A (the weight percentage contained in the positive electrode sheet is 1000 (ppm)) in the graph of FIG. 4 is determined, the decrease in the weight of the positive electrode sheet when the weight percentage is 1000 (ppm). A rate will be required. The above A1 can be determined based on the weight reduction rate.
For example, when the relationship of the weight reduction rate of the positive electrode sheet (the relationship as shown in FIG. 4) is substantially equal to the relationship of the weight reduction rate of the negative electrode sheet, the above A1 is determined only from the relationship of the weight reduction rate of the positive electrode sheet. be able to. In this case, the relationship between the weight reduction rates of the negative electrode sheet may be obtained and A1 may be determined from the relationship.
If the relationship between the weight reduction rate of the positive electrode sheet is not equal to the relationship between the weight reduction rate of the negative electrode sheet, the relationship between the weight reduction rate of the positive electrode sheet and the relationship between the weight reduction rate of the negative electrode sheet is obtained, and those relationships are obtained. From this, A1 may be determined. In this case, A1 may be determined from the relationship between the time when the positive electrode sheet and the negative electrode sheet are dried together and the weight parts per million contained in both electrode sheets. .

本実施例によると、重量減少率に基づいて巻回体の乾燥を終了する。ある時点での重量減少率とその時点で巻回体に含まれる水分量とは非常によく相関する。このために、乾燥前の巻回体に含まれる水分量に差がある場合でも、重量減少率に基づいて乾燥を終了すれば、乾燥後の巻回体に含まれる水分量を一定値にすることができる。このことを示す実験結果が図6に示されている。図6のグラフの横軸は、乾燥前の巻回体に含まれる水分の重量百万分率である。縦軸は、乾燥後の巻回体に含まれる水分の重量百万分率である。ひし形の点(楕円の範囲に含まれていない点)は、異なる正極シート及び負極シートから製造された複数の巻回体を一定時間だけ乾燥させた場合の結果をプロットしたものである。正方形の点(楕円の範囲に含まれる点)は、本実施例のように重量減少率に基づいて巻回体の乾燥を終了した場合の結果をプロットしたものである。図6を見ればわかるように、一定時間だけ巻回体を乾燥させた場合は、乾燥後の巻回体に含まれる水分量にばらつきがある。これに対し本実施例の方法を採用した場合は、乾燥後の水分量が一定値(1000(ppm))の付近に集中している。   According to the present embodiment, the drying of the wound body is finished based on the weight reduction rate. The weight loss rate at a certain point and the amount of water contained in the wound body at that point correlate very well. For this reason, even if there is a difference in the amount of water contained in the wound body before drying, if the drying is completed based on the weight reduction rate, the amount of water contained in the wound body after drying is set to a constant value. be able to. An experimental result showing this is shown in FIG. The horizontal axis of the graph of FIG. 6 is the weight percentage of moisture contained in the wound body before drying. A vertical axis | shaft is the weight percentage of the water | moisture content contained in the wound body after drying. A diamond point (a point not included in the range of the ellipse) is a plot of a result obtained by drying a plurality of wound bodies manufactured from different positive electrode sheets and negative electrode sheets for a certain period of time. A square point (a point included in the range of the ellipse) is a plot of the result when drying of the wound body is completed based on the weight reduction rate as in this example. As can be seen from FIG. 6, when the wound body is dried for a certain period of time, the amount of water contained in the wound body after drying varies. On the other hand, when the method of the present embodiment is adopted, the moisture content after drying is concentrated around a certain value (1000 (ppm)).

正極活物質及び負極活物質に含まれる水分量は、正極シートや負極シートを製造する毎に変化する。また、正極シートや負極シートをプレスする工程(図1のステップS10やS20)や巻回する工程(ステップS30)を実施する場所の湿度は常に変化するために、それらの工程中に正極シートや負極シートが吸収する水分量は毎回変わる。従って、乾燥前の巻回体に含まれる水分の量は毎回変化する。
高性能のリチウムイオン二次電池を実現するためには、巻回体に含まれる水分量をできるだけ少なくする必要がある。少量の水分が含まれる巻回体を乾燥させるためには短時間の乾燥でよいのに対し、多量の水分が含まれる巻回体を乾燥させるためには長時間の乾燥が必要である。従来のように一定時間だけ巻回体を乾燥させる場合、多量の水分が含まれている巻回体を乾燥させるのに必要な乾燥時間を採用すると、少量の水分が含まれている巻回体については乾燥時間が無駄に長くなる。だからといって、無駄な乾燥時間がないように乾燥時間を短めに設定すると、多量の水分が含まれている巻回体を充分に乾燥させることができず、電池の性能が落ちる。
本実施例によると、重量減少率を利用して乾燥時間を調整するために、多量の水分を含んだ巻回体は長時間乾燥されるが、少量の水分しか含まない巻回体は短時間の乾燥で終わる。本実施例によると、リチウムイオン二次電池を効率的に製造することができる。
The amount of water contained in the positive electrode active material and the negative electrode active material changes every time the positive electrode sheet or the negative electrode sheet is manufactured. Moreover, since the humidity of the place where the step of pressing the positive electrode sheet or the negative electrode sheet (steps S10 and S20 in FIG. 1) or the step of winding (step S30) is constantly changed, the positive electrode sheet or The amount of moisture absorbed by the negative electrode sheet changes every time. Accordingly, the amount of moisture contained in the wound body before drying changes every time.
In order to realize a high-performance lithium ion secondary battery, it is necessary to reduce the amount of water contained in the wound body as much as possible. In order to dry a wound body containing a small amount of water, drying for a short time is sufficient, whereas in order to dry a wound body containing a large amount of water, a long time drying is required. When drying the wound body for a certain period of time as in the past, if the drying time necessary to dry the wound body containing a large amount of moisture is adopted, the wound body containing a small amount of moisture About drying time is wasted. However, if the drying time is set short so that there is no wasted drying time, the wound body containing a large amount of water cannot be sufficiently dried, and the performance of the battery is lowered.
According to this example, in order to adjust the drying time using the weight reduction rate, the wound body containing a large amount of moisture is dried for a long time, but the wound body containing only a small amount of moisture is used for a short time. Finish with drying. According to this example, a lithium ion secondary battery can be efficiently manufactured.

(第2実施例) 本発明の第2実施例を説明する。ここでは第1実施例と異なる部分を中心に説明する。本実施例では、乾燥工程を終了させる手法が第1実施例と異なる。図7には、本実施例の乾燥工程においてコントローラ70(図2参照)が実行する処理のフローチャートが示されている。
コントローラ70は、加熱器22,24と真空ポンプ26(図2参照)を起動すると、ステップS60とS62の処理を実行する。これらのステップS60,S62は、図3のステップS50,S52と同様の処理である。重量減少率を計算すると、その重量減少率がA2以下か否かを判定する(ステップS64)。ステップS64でNOの場合は、ステップS60に戻る。ステップS64でYESの場合は、ステップS66に進んでタイマ80(図2参照)をスタートさせる。タイマ80をスタートさせると、タイマ80のカウント値がTに達したか否かを監視する(ステップS68)。タイマ80の値がTに達すると(ステップS68でYESの場合)、乾燥を終了する(ステップS70)。即ち、加熱器22,24や真空ポンプ26を停止する。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described. Here, the description will focus on the differences from the first embodiment. In this embodiment, the method for ending the drying process is different from that in the first embodiment. FIG. 7 shows a flowchart of processing executed by the controller 70 (see FIG. 2) in the drying process of this embodiment.
When the controller 70 starts the heaters 22 and 24 and the vacuum pump 26 (see FIG. 2), the controller 70 executes the processes of steps S60 and S62. These steps S60 and S62 are the same processes as steps S50 and S52 of FIG. When the weight reduction rate is calculated, it is determined whether the weight reduction rate is A2 or less (step S64). If NO in step S64, the process returns to step S60. If YES in step S64, the process proceeds to step S66 to start the timer 80 (see FIG. 2). When the timer 80 is started, it is monitored whether or not the count value of the timer 80 has reached T (step S68). When the value of timer 80 reaches T (YES in step S68), drying is terminated (step S70). That is, the heaters 22 and 24 and the vacuum pump 26 are stopped.

図4に示される点Bに到達してから点Aに到達するまでの時間は約30時間であった。即ち、重量百万分率が3000(ppm)に到達してから1000(ppm)に到達するまでの時間は約30時間であった。巻回体に含まれる水分が所定量になってから所望の量になるまでに必要な時間を求めることができる。
本実施例では、重量減少率がA2になってから時間Tが経過したときに乾燥を終了する。このようにしても、乾燥後の巻回体に含まれる水分の量を均一にすることができる。本実施例によると、重量減少率の変化が大きい時点で乾燥終了時を決定する。このようにすると、重量減少率の変化が極めて小さい電極を製造する場合であっても、乾燥終了時を正確に決めることができる。
The time from reaching point B shown in FIG. 4 to reaching point A was about 30 hours. That is, the time from when the weight parts per million reached 3000 (ppm) until it reached 1000 (ppm) was about 30 hours. It is possible to obtain the time required from when the moisture contained in the wound body reaches a predetermined amount until it reaches a desired amount.
In the present embodiment, the drying is finished when the time T has elapsed after the weight reduction rate becomes A2. Even in this case, the amount of moisture contained in the wound body after drying can be made uniform. According to this example, the end of drying is determined when the change in the weight reduction rate is large. In this way, even when an electrode with a very small change in weight reduction rate is manufactured, the end of drying can be determined accurately.

(第3実施例) 本発明の第3実施例を説明する。ここでは第1実施例と異なる部分を中心に説明する。図8は、本実施例の電池製造方法のフローチャートを示す。
ステップS102〜S106は、図1のステップS2〜S6と同様である。ステップS108の乾燥工程では、図2に示される乾燥装置10が利用され、重量減少率に基づいて乾燥終了時が決定される。即ち、ステップS108の乾燥工程は、図3のフローチャートに従って実行される。ステップS108の乾燥工程を終了すると、ステップS110のプレス工程に進む。この工程はドライ雰囲気の下で実施される。即ち、湿度が非常に低い空間でプレス工程が実施される。ドライ雰囲気の下で正極シートが完成する。完成した正極シートはドライ雰囲気下で管理される。
ステップS112〜S116は、図1のステップS12〜S16と同様である。ステップS118の乾燥工程では、図2に示される乾燥装置10が利用され、重量減少率に基づいて乾燥終了時が決定される。ステップS118の乾燥工程は、図3のフローチャートに従って実行される。ステップS118の乾燥工程を終了すると、ステップS120のプレス工程に進む。この工程はドライ雰囲気の下で実施される。完成した負極シートはドライ雰囲気下で管理される。
(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention will be described. Here, the description will focus on the differences from the first embodiment. FIG. 8 shows a flowchart of the battery manufacturing method of this embodiment.
Steps S102 to S106 are the same as steps S2 to S6 in FIG. In the drying process of step S108, the drying apparatus 10 shown in FIG. 2 is used, and the end of drying is determined based on the weight reduction rate. That is, the drying process of step S108 is performed according to the flowchart of FIG. When the drying process in step S108 is completed, the process proceeds to the pressing process in step S110. This step is performed under a dry atmosphere. That is, the pressing process is performed in a space where the humidity is very low. The positive electrode sheet is completed under a dry atmosphere. The completed positive electrode sheet is managed under a dry atmosphere.
Steps S112 to S116 are the same as steps S12 to S16 in FIG. In the drying process of step S118, the drying apparatus 10 shown in FIG. 2 is used, and the end of drying is determined based on the weight reduction rate. The drying process of step S118 is performed according to the flowchart of FIG. When the drying process in step S118 is completed, the process proceeds to the pressing process in step S120. This step is performed under a dry atmosphere. The completed negative electrode sheet is managed under a dry atmosphere.

ステップS130では、セパレータを介して正極シートと負極シートを巻回する。これにより巻回体を製造する。ステップS130もドライ雰囲気の下で実施される。本実施例では、巻回体を製造した後に乾燥工程(図1のステップS32)を実施しない。ステップS130を終えると、巻回体を電池ケースに入れた後に電解液を注入する(ステップS132)。このステップS132の工程もドライ雰囲気の下で実施される。
本実施例では、ステップS108及びステップS118の乾燥工程を実行した後はドライ雰囲気の下で作業が進められる。このために、巻回体を乾燥させる工程を省略することができる。本実施例によると、効率的に電極を製造することができる。
In step S130, the positive electrode sheet and the negative electrode sheet are wound through the separator. Thereby, a wound body is manufactured. Step S130 is also performed under a dry atmosphere. In this embodiment, the drying process (step S32 in FIG. 1) is not performed after the wound body is manufactured. When step S130 is completed, the electrolytic solution is injected after the wound body is placed in the battery case (step S132). The process of step S132 is also performed under a dry atmosphere.
In the present embodiment, after performing the drying process of step S108 and step S118, the work is performed under a dry atmosphere. For this reason, the process of drying a wound body can be skipped. According to the present embodiment, the electrode can be manufactured efficiently.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
(1)上記した実施例では、1時間当りの重量減少量のことを重量減少率として採用した。しかしながら、時間の長さは適宜変更することができる。例えば、測定された重量と時間の関係を示すグラフを乾燥中に作成し、そのグラフの接線の傾きを求めることによって重量減少率を算出してもよい。
(2)上記した実施例では、リチウムイオン二次電池の製造方法を説明した。しかしながら、本方法は他の電池の製造方法に適用することができる。例えば、全固体電池、色素増感太陽電池等の製造方法に適用することができる。
(3)上記した各実施例におけるA1、A2、及びT等の数値は、適宜変更することができる。例えば、乾燥工程を開始する前に巻回体を収容した電池ケース50群の重量を測定し、その重量に基づいてA1等の数値を決定することができる。
(4)また、第1実施例のステップS4,S8,S14,S18のいずれかの乾燥工程において、重量減少率に基づいて乾燥終了時を決定するようにしてもよい。
(5)電池ケースに収容しない状態で巻回体を乾燥させるようにしてもよい。
Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
(1) In the above-described examples, the weight reduction amount per hour was adopted as the weight reduction rate. However, the length of time can be changed as appropriate. For example, the weight reduction rate may be calculated by creating a graph showing the relationship between the measured weight and time during drying and obtaining the slope of the tangent line of the graph.
(2) In the above-described embodiment, the method for manufacturing the lithium ion secondary battery has been described. However, this method can be applied to other battery manufacturing methods. For example, it can be applied to a method for producing an all-solid battery, a dye-sensitized solar cell, or the like.
(3) Numerical values such as A1, A2, and T in each of the above-described embodiments can be changed as appropriate. For example, the weight of the battery case 50 group that houses the wound body is measured before the drying process is started, and a numerical value such as A1 can be determined based on the weight.
(4) Further, in the drying process of any one of steps S4, S8, S14, and S18 of the first embodiment, the end of drying may be determined based on the weight reduction rate.
(5) You may make it dry a wound body in the state which is not accommodated in a battery case.

また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.

第1実施例の電池製造方法のフローチャートを示す。The flowchart of the battery manufacturing method of 1st Example is shown. 乾燥装置の概略図を示す。The schematic of a drying apparatus is shown. 乾燥工程でコントローラが実行する処理のフローチャートを示す。The flowchart of the process which a controller performs in a drying process is shown. 乾燥時間と正極シートに含まれる水分の重量百万分率の関係を示す。The relationship between the drying time and the weight parts per million of water contained in the positive electrode sheet is shown. 正極シートに含まれる水分の重量百万分率と内部抵抗の関係を示す。The relationship between the weight parts per million of moisture contained in the positive electrode sheet and the internal resistance is shown. 乾燥前の巻回体に含まれる水分の重量百万分率と乾燥後の巻回体に含まれる水分の重量百万分率の関係を示す。The relationship between the weight parts per million of water contained in the wound body before drying and the weight parts per million of water contained in the wound body after drying is shown. 乾燥工程でコントローラが実行する処理のフローチャートを示す(第2実施例)。The flowchart of the process which a controller performs in a drying process is shown (2nd Example). 第3実施例の電池製造方法のフローチャートを示す。The flowchart of the battery manufacturing method of 3rd Example is shown.

符号の説明Explanation of symbols

10:乾燥装置
20:乾燥炉
22:加熱器
24:加熱器
26:真空ポンプ
30:電子天秤
32:台
50:電池ケース
70:コントローラ
72:CPU
74:ROM
76:RAM
80:タイマ
10: drying device 20: drying furnace 22: heater 24: heater 26: vacuum pump 30: electronic balance 32: stand 50: battery case 70: controller 72: CPU
74: ROM
76: RAM
80: Timer

Claims (9)

電極の製造方法であり、
電極材料に活物質を付着させる工程と、活物質が付着した電極材料を乾燥させる工程と、乾燥工程中の「活物質が付着した電極材料」の重量減少率を導出する工程と、導出された重量減少率に基づいて乾燥工程を終了する工程を備える電極製造方法。
An electrode manufacturing method,
A step of attaching an active material to the electrode material, a step of drying the electrode material to which the active material is attached, and a step of deriving a weight reduction rate of the “electrode material to which the active material is attached” during the drying step. An electrode manufacturing method provided with the process of complete | finishing a drying process based on a weight decreasing rate.
前記終了工程は、導出された重量減少率が第1所定値以下になった時に乾燥工程を終了することを特徴とする請求項1の電極製造方法。   2. The electrode manufacturing method according to claim 1, wherein the finishing step ends the drying step when the derived weight reduction rate becomes equal to or less than a first predetermined value. 前記終了工程は、導出された重量減少率が第2所定値以下になってから予め決定された所定時間が経過した時に乾燥工程を終了することを特徴とする請求項1の電極製造方法。   2. The electrode manufacturing method according to claim 1, wherein the ending step ends the drying step when a predetermined time elapses after the derived weight reduction rate becomes equal to or less than a second predetermined value. 電極の製造方法であり、
シート状の正極材料に正極活物質を付着させて正極シートを製造する工程と、シート状の負極材料に負極活物質を付着させて負極シートを製造する工程と、セパレータを介して正極シートと負極シートを巻回して巻回体を製造する工程と、巻回体を乾燥させる工程と、乾燥工程中の巻回体の重量減少率を導出する工程と、導出された重量減少率に基づいて乾燥工程を終了する工程を備える電極製造方法。
An electrode manufacturing method,
A step of manufacturing a positive electrode sheet by attaching a positive electrode active material to a sheet-like positive electrode material, a step of manufacturing a negative electrode sheet by attaching a negative electrode active material to a sheet-like negative electrode material, and a positive electrode sheet and a negative electrode via a separator A step of manufacturing a wound body by winding a sheet, a step of drying the wound body, a step of deriving a weight reduction rate of the wound body during the drying process, and drying based on the derived weight reduction rate The electrode manufacturing method provided with the process of complete | finishing a process.
前記正極シート製造工程の後であって前記巻回体製造工程の前に正極シートを乾燥させる工程と、前記負極シート製造工程の後であって前記巻回体製造工程の前に負極シートを乾燥させる工程をさらに備える請求項4の電極製造方法。   The step of drying the positive electrode sheet after the positive electrode sheet manufacturing step and before the wound body manufacturing step, and the step of drying the negative electrode sheet after the negative electrode sheet manufacturing step and before the wound body manufacturing step The electrode manufacturing method according to claim 4, further comprising the step of: 電極の製造方法であり、
シート状の正極材料に正極活物質を付着させて正極シートを製造する工程と、正極シートを乾燥させる正極乾燥工程と、正極乾燥工程中の正極シートの重量減少率を導出する工程と、正極シートの重量減少率に基づいて正極乾燥工程を終了する正極乾燥終了工程と、シート状の負極材料に負極活物質を付着させて負極シートを製造する工程と、負極シートを乾燥させる負極乾燥工程と、負極乾燥工程中の負極シートの重量減少率を導出する工程と、負極シートの重量減少率に基づいて負極乾燥工程を終了する負極乾燥終了工程と、正極乾燥終了工程と負極乾燥終了工程の後にセパレータを介して正極シートと負極シートを巻回して巻回体を製造する工程を備え、
その巻回体製造工程は、ドライ雰囲気の下で実施されることを特徴とする電極製造方法。
An electrode manufacturing method,
A step of manufacturing a positive electrode sheet by attaching a positive electrode active material to a sheet-like positive electrode material, a positive electrode drying step of drying the positive electrode sheet, a step of deriving a weight reduction rate of the positive electrode sheet during the positive electrode drying step, and a positive electrode sheet A positive electrode drying end step for ending the positive electrode drying step based on the weight reduction rate of the step, a step of manufacturing a negative electrode sheet by attaching a negative electrode active material to a sheet-like negative electrode material, a negative electrode drying step of drying the negative electrode sheet, A step of deriving a weight reduction rate of the negative electrode sheet during the negative electrode drying step, a negative electrode drying end step of ending the negative electrode drying step based on the weight reduction rate of the negative electrode sheet, a separator after the positive electrode drying end step and the negative electrode drying end step A step of producing a wound body by winding the positive electrode sheet and the negative electrode sheet via,
The wound body manufacturing process is performed under a dry atmosphere.
前記正極乾燥終了工程の後であって前記巻回体製造工程の前に正極シートをプレスする第1プレス工程と、前記負極乾燥終了工程の後であって前記巻回体製造工程の前に負極シートをプレスする第2プレス工程を備え、
第1プレス工程と第2プレス工程は、ドライ雰囲気の下で実施されることを特徴とする請求項6の電極製造方法。
A first press step of pressing the positive electrode sheet after the positive electrode drying end step and before the wound body manufacturing step; and a negative electrode after the negative electrode drying end step and before the wound body manufacturing step. A second pressing step of pressing the sheet,
The electrode manufacturing method according to claim 6, wherein the first pressing step and the second pressing step are performed under a dry atmosphere.
非水系電解液を利用する電池に使用される電極の製造方法であることを特徴とする請求項1から7のいずれか電極製造方法。   The electrode manufacturing method according to claim 1, wherein the electrode manufacturing method is used for a battery using a non-aqueous electrolyte. 電極を乾燥させる装置であり、
乾燥炉と、乾燥炉内の電極の重量を測定する装置と、測定された重量から乾燥中の電極の重量減少率を計算する装置と、計算された重量減少率に基づいて乾燥炉を停止する装置を備える電極乾燥装置。
A device for drying the electrodes,
A drying furnace, an apparatus for measuring the weight of the electrode in the drying furnace, an apparatus for calculating a weight reduction rate of the electrode during drying from the measured weight, and stopping the drying furnace based on the calculated weight reduction rate Electrode drying apparatus comprising the apparatus.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011165504A (en) * 2010-02-10 2011-08-25 Toshiba Corp Jig for drying, drying device, and drying method
WO2011102169A1 (en) * 2010-02-17 2011-08-25 日産自動車株式会社 Drying apparatus and drying method
JP2012185102A (en) * 2011-03-07 2012-09-27 Yokohama Rubber Co Ltd:The Method for measuring moisture percentage in raw material filler of pneumatic tire, and pneumatic tire filler mixing method using the same
JP2012190552A (en) * 2011-03-08 2012-10-04 Toyota Motor Corp Manufacturing method of lithium ion secondary battery
WO2013172133A1 (en) * 2012-05-14 2013-11-21 Necエナジーデバイス株式会社 Positive electrode for secondary battery, secondary battery, and method for manufacturing same
JP2014006981A (en) * 2012-06-21 2014-01-16 Toyota Motor Corp Nonaqueous electrolyte secondary battery manufacturing method and inspection method
JP2018006184A (en) * 2016-07-04 2018-01-11 トヨタ自動車株式会社 Method for manufacturing electrode sheet
CN108288686A (en) * 2018-01-22 2018-07-17 惠州亿纬锂能股份有限公司 A kind of method and battery improving battery diaphragm intensity
JP2019139994A (en) * 2018-02-13 2019-08-22 トヨタ自動車株式会社 Sealed battery manufacturing apparatus

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011165504A (en) * 2010-02-10 2011-08-25 Toshiba Corp Jig for drying, drying device, and drying method
WO2011102169A1 (en) * 2010-02-17 2011-08-25 日産自動車株式会社 Drying apparatus and drying method
KR101294561B1 (en) 2010-02-17 2013-08-07 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 Drying apparatus and drying method
US8950083B2 (en) 2010-02-17 2015-02-10 Nissan Motor Co., Ltd. Drying device and drying method
JP2012185102A (en) * 2011-03-07 2012-09-27 Yokohama Rubber Co Ltd:The Method for measuring moisture percentage in raw material filler of pneumatic tire, and pneumatic tire filler mixing method using the same
JP2012190552A (en) * 2011-03-08 2012-10-04 Toyota Motor Corp Manufacturing method of lithium ion secondary battery
WO2013172133A1 (en) * 2012-05-14 2013-11-21 Necエナジーデバイス株式会社 Positive electrode for secondary battery, secondary battery, and method for manufacturing same
JP2014006981A (en) * 2012-06-21 2014-01-16 Toyota Motor Corp Nonaqueous electrolyte secondary battery manufacturing method and inspection method
JP2018006184A (en) * 2016-07-04 2018-01-11 トヨタ自動車株式会社 Method for manufacturing electrode sheet
CN108288686A (en) * 2018-01-22 2018-07-17 惠州亿纬锂能股份有限公司 A kind of method and battery improving battery diaphragm intensity
JP2019139994A (en) * 2018-02-13 2019-08-22 トヨタ自動車株式会社 Sealed battery manufacturing apparatus

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