JP2008258010A - Manufacturing device for secondary battery electrode plate and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、二次電池極板用の芯材、例えばリチウムイオン二次電池の正極材として用いるアルミニウム硬箔の前処理を含む二次電池極板の製造装置およびその製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a secondary battery electrode plate manufacturing apparatus including a pretreatment of a core material for a secondary battery electrode plate, for example, a hard aluminum foil used as a positive electrode material of a lithium ion secondary battery, and a method for manufacturing the same.
近年、携帯電話、ノートパソコン等の携帯用電子・通信機器等に用いられる非水溶媒系二次電池の代表として、リチウム遷移金属複合酸化物を正極活物質とし、リチウムイオンの吸蔵・放出が可能な炭素材料等を負極活物質とするリチウムイオン二次電池が実用化されている。 In recent years, as a representative of non-aqueous solvent type secondary batteries used in portable electronic and communication devices such as mobile phones and notebook computers, lithium transition metal composite oxides are used as positive electrode active materials, and lithium ions can be occluded and released. Lithium ion secondary batteries using a negative carbon active material as a negative electrode active material have been put into practical use.
リチウム含有金属酸化物のような正極活物質,導電材,結着剤および増粘剤を混練分散させてペースト化した正極板用ペーストを、例えば図5に示すようにアルミニウム硬箔1の走行方向に沿って間欠的に塗布して、アルミニウム硬箔1に塗布面2と未塗布面3とを交互に形成した上、これを乾燥させて、所定の密度になるように圧延した後、必要な幅に裁断することにより、正極板を作製する。
A positive electrode plate paste prepared by kneading and dispersing a positive electrode active material such as a lithium-containing metal oxide, a conductive material, a binder, and a thickener is formed into a paste, for example, as shown in FIG. The coated
このように作製された正極板において、アルミニウム硬箔1の表面を圧延するときに用いた潤滑油が残留していると、図5に示すように、塗布面2の塗布開始縁部において盛上り5が生じると共に、塗布面2の境界部4が両端で波状に形成されて、圧延工程での過剰な密度化によるキレや、正極板用ペーストの脱落が発生することにより、電池性能が低下するという問題が生じるので、電極用基材として用いるアルミニウム硬箔1としては、表面の残油量の少ないものが必要とされる。
When the lubricating oil used when rolling the surface of the aluminum hard foil 1 remains in the positive electrode plate produced in this way, as shown in FIG. 5 is formed, and the boundary 4 of the
そこで、この要望に応えるアルミニウム箔1またはアルミニウム板の脱脂方法として、コロナ処理、有機系溶剤,酸,アルカリ等の洗浄液による洗浄、焼鈍による油の焼失等の前処理方法が提案されている(特許文献1,2)。
しかしながら、どの前処理方法においても、合材塗布工程と別の製造工程で事前に前処理をしなければならないため、アルミニウム硬箔1の内部に残留している油分が処理後の経時変化で拡散して表層に析出し、外部からの汚染物質によって汚染されることがある。 However, in any pretreatment method, since pretreatment must be performed in advance in a manufacturing process different from the composite material coating process, the oil remaining in the aluminum hard foil 1 diffuses over time after the treatment. Then, it may be deposited on the surface layer and contaminated by external contaminants.
また、片面毎に前処理する場合、アルミニウム硬箔1の巻取り時に裏面の油分が処理面に転写されて、前処理の効果を減失することがある。 Moreover, when pre-processing for every single side | surface, the oil component of a back surface may be transcribe | transferred to a processing surface at the time of winding of the aluminum hard foil 1, and the effect of pre-processing may be lost.
このため、前処理は正極板用ペーストの塗布の直前に行う必要があるが、アルミニウム硬箔1の全面に行った場合には、アルミニウム硬箔1に対するペーストの濡れ性がよくなって、塗布面2の両端部が濡れ広がったり、塗布面2の端部の膜厚が薄くなってしまうため、容量不足となって、極板を端部まで有効利用できないという問題点がある。
For this reason, it is necessary to perform the pretreatment immediately before the application of the paste for the positive electrode plate. However, when the pretreatment is performed on the entire surface of the aluminum hard foil 1, the wettability of the paste with respect to the aluminum hard foil 1 is improved, and the application surface Since both end portions of 2 are wet and spread, and the film thickness of the end portion of the
また、合材の未塗布部には油分が無いために、汚染物質が付着しやすくなって、アルミニウム硬箔1が汚染されやすくなるという問題点がある。 Further, since there is no oil in the uncoated portion of the composite material, there is a problem that contaminants are easily attached and the aluminum hard foil 1 is easily contaminated.
そこで、本発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたもので、芯材の前処理が芯材の強度や生産性を低下させることなく、簡単な工程で行える二次電池極板の製造装置およびその製造方法を提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of such a technical background, and a secondary battery electrode plate in which the pretreatment of the core material can be performed in a simple process without reducing the strength and productivity of the core material. A manufacturing apparatus and a manufacturing method thereof are provided.
本発明の二次電池極板の製造装置は、正極と負極と前記正極および前記負極の間に介在させたセパレータからなる電極体と、非水溶媒系電解質とを備えた二次電池を製造するための二次電池極板の製造装置において、前記正極あるいは前記負極の芯材を洗浄して脱脂する洗浄手段を、前記芯材に合材を塗布する塗布手段の前に設けたことを特徴とするものである。 An apparatus for producing a secondary battery electrode plate of the present invention produces a secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, an electrode body composed of a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, and a nonaqueous solvent electrolyte. In the manufacturing apparatus of the secondary battery electrode plate for the above, a cleaning means for cleaning and degreasing the positive electrode or the negative electrode core material is provided in front of the application means for applying the mixture to the core material. To do.
本発明の二次電池極板の製造装置において、前記洗浄手段は、前記芯材の脂分を水または非水溶媒を含ませた繊維状の拭取りロールによって拭い取ることを特徴とするものである。 In the production apparatus for a secondary battery electrode plate according to the present invention, the cleaning means wipes the fat content of the core material with a fibrous wiping roll containing water or a non-aqueous solvent. is there.
本発明の二次電池極板の製造装置において、前記洗浄手段は、前記芯材の脂分を水または非水溶媒に漬けた後に繊維で拭い取ることを特徴とするものである。 In the apparatus for manufacturing a secondary battery electrode plate according to the present invention, the washing means is characterized in that the fat content of the core material is dipped in water or a non-aqueous solvent and then wiped off with fibers.
本発明の二次電池極板の製造装置は、前記洗浄手段は、前記芯材を間欠的に洗浄して前記芯材に洗浄部と非洗浄部とを交互に設けることを特徴とするものである。 The apparatus for manufacturing a secondary battery electrode plate according to the present invention is characterized in that the cleaning means intermittently cleans the core material and alternately provides a cleaning portion and a non-cleaning portion on the core material. is there.
本発明の二次電池極板の製造装置において、前記塗布手段は、前記芯材の前記洗浄部に前記合材を塗布することを特徴とするものである。 In the manufacturing apparatus for a secondary battery electrode plate according to the present invention, the application unit applies the composite material to the cleaning portion of the core material.
本発明の二次電池極板の製造装置において、前記芯材の前記洗浄部に塗布した前記合材の形状は、前記芯材の前記洗浄部と前記非洗浄部との濡れ性の違いによって制御することを特徴とするものである。 In the secondary battery electrode plate manufacturing apparatus of the present invention, the shape of the composite material applied to the cleaning portion of the core material is controlled by a difference in wettability between the cleaning portion and the non-cleaning portion of the core material. It is characterized by doing.
本発明の二次電池極板の製造装置において、前記芯材はアルミニウム硬箔であることを特徴とするものである。 In the secondary battery electrode plate manufacturing apparatus of the present invention, the core material is a hard aluminum foil.
本発明の二次電池極板の製造装置において、前記非水溶媒は、アルコール系、ケトン系、エーテル系、酸、アルカリ等の溶液であることを特徴とするものである。 In the apparatus for manufacturing a secondary battery electrode plate of the present invention, the non-aqueous solvent is a solution of alcohol, ketone, ether, acid, alkali or the like.
本発明の二次電池極板の製造装置において、前記芯材の前記洗浄部の25℃における表面張力は、JIS-K6768の試験方法によって測定される濡れ張力値で40mN/m以上であることを特徴とするものである。 In the secondary battery plate manufacturing apparatus of the present invention, the surface tension at 25 ° C. of the cleaning portion of the core material is 40 mN / m or more as a wetting tension value measured by a test method of JIS-K6768. It is a feature.
本発明の二次電池極板の製造方法は、正極と負極と前記正極および前記負極の間に介在させたセパレータからなる電極体と、非水溶媒系電解質とを備えた二次電池を製造するための二次電池極板の製造方法において、前記正極あるいは前記負極の芯材を洗浄して前記芯材の脱脂を行う洗浄工程を、前記芯材に合材を塗布する塗布工程の前にしたことを特徴とするものである。 The method for producing a secondary battery electrode plate according to the present invention produces a secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, an electrode body composed of a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, and a nonaqueous solvent electrolyte. In the manufacturing method of the secondary battery electrode plate for cleaning, the cleaning step of cleaning the core material of the positive electrode or the negative electrode and degreasing the core material is performed before the coating step of applying the mixture to the core material. It is characterized by this.
本発明の二次電池極板の製造方法において、前記洗浄工程では、前記芯材を間欠的に洗浄して前記芯材に洗浄部と非洗浄部とを交互に形成することを特徴とするものである。 In the method for manufacturing a secondary battery electrode plate according to the present invention, in the cleaning step, the core material is intermittently cleaned to alternately form cleaning portions and non-cleaning portions on the core material. It is.
本発明の二次電池極板の製造方法において、前記塗布工程では、前記芯材の洗浄部に前記合材を塗布することを特徴とするものである。 In the method for manufacturing a secondary battery electrode plate according to the present invention, in the application step, the composite material is applied to a cleaning portion of the core material.
本発明の請求項1記載の二次電池極板の製造装置および本発明の請求項10記載の製造方法よれば、洗浄して脱脂した直後の芯材に合材を塗布することにより、芯材の洗浄部が汚染され難くなって、芯材への合材の塗布性および密着性が向上するため、合材の塗布ムラが激減して、電池の性能ならびに生産性が向上する。 According to the manufacturing apparatus of the secondary battery electrode plate according to claim 1 of the present invention and the manufacturing method according to claim 10 of the present invention, the core material is applied by applying the mixture to the core material immediately after being washed and degreased. Since the washing part is less likely to be contaminated and the applicability and adhesion of the composite material to the core material are improved, uneven application of the composite material is drastically reduced, and the performance and productivity of the battery are improved.
また、本発明の請求項2または3記載の二次電池極板の製造装置によれば、芯材の脱脂が簡単な手段で確実かつ均一にできて、合材の塗布ムラが激減するため、電池の性能ならびに生産性が向上する。
Further, according to the secondary battery electrode plate manufacturing apparatus of
さらに、本発明の請求項4または5記載の二次電池極板の製造装置よれば、芯材に洗浄部と非洗浄部とを形成することにより、洗浄部と非洗浄部との濡れ性に違いが生じて、芯材に塗布した合材の境界部の両端での湾曲や塗布開始部の盛り上りが抑制されるため、電池の性能ならびに生産性が向上する。
Furthermore, according to the manufacturing apparatus for a secondary battery electrode plate according to
さらに、本発明の請求項4または5記載の二次電池極板の製造装置によれば、合材の塗布性および密着性に優れているアルミニウム硬箔の脱脂を箔圧延によって得たアルミニウム硬箔の強度を低下させることなくアルミニウム硬箔の表層の脂分を浮遊させて分解することができるため、合材の塗布ムラが激減して、電池の性能ならびに生産性が一層向上する。
Furthermore, according to the manufacturing apparatus for a secondary battery electrode plate according to
本発明は、箔圧延後のアルミニウム硬箔を間欠的に洗浄して脱脂処理することにより、箔を軟化させることなく脱脂すると共に、箔表面の濡れ性を改善して、電極材料等のコーティング材の塗布性を高めるものである。 The present invention intermittently cleans and degreases the aluminum hard foil after the foil rolling, thereby degreasing the foil without softening and improving the wettability of the foil surface. This improves the applicability of the coating.
また、コロナ、プラズマ等のような電気的な前処理や、火花・火炎を用いたフレーム処理といった脱脂処理を用いないため、非水溶媒を取り扱うような防爆の製造工程でも使用できる。 In addition, since it does not use an electrical pretreatment such as corona or plasma or a degreasing treatment such as a flame treatment using a spark or flame, it can be used in an explosion-proof manufacturing process in which a nonaqueous solvent is handled.
本発明の二次電池極板の製造装置の構成について、図1を用いて説明する。 The structure of the manufacturing apparatus of the secondary battery electrode plate of this invention is demonstrated using FIG.
本発明の二次電池極板の製造装置は、フープ状にしたアルミニウム硬箔の金属製の芯材1を取り付ける巻出し部6と、間欠的に芯材1に洗浄部・非洗浄部を設ける洗浄機構を備えた洗浄手段7と、この洗浄手段7において芯材1に付着した洗浄液を蒸発させる洗浄用乾燥炉8と、ペースト状の合材を芯材1に間欠的に層状に塗布する塗布手段9と、塗布手段9において芯材1に層状に塗布された合材の溶媒成分を乾燥させる合材用乾燥炉10と、極板をフープ状にして巻き取る巻取り部11とから構成される。 The apparatus for manufacturing a secondary battery electrode plate according to the present invention is provided with an unwinding part 6 for attaching a metal core 1 made of aluminum hard foil in the form of a hoop, and a cleaning part and a non-cleaning part are provided on the core 1 intermittently. A cleaning means 7 having a cleaning mechanism, a cleaning drying furnace 8 for evaporating the cleaning liquid adhering to the core material 1 in the cleaning means 7, and an application for intermittently applying a paste-like mixture to the core material 1 in layers. Means 9, a mixture drying furnace 10 for drying the solvent component of the mixture applied in layers to the core material 1 in the application means 9, and a winding unit 11 for winding the electrode plate into a hoop shape. The
なお、芯材1の表面と裏面との両面に合材の層を形成するには、洗浄手段7,洗浄用乾燥炉8,塗布手段9および合材用乾燥炉10を製造工程上に2つずつ並設して芯材1の表面と裏面との両面から合材の層を形成するようにしたり、芯材1の表面に合材の層を形成して巻取り部11に一度巻き取った後に、この芯材1を巻出し部6に再び取り付けて、芯材1の裏面に合材の層を形成するようにしてもよい。 In order to form a mixture layer on both the front and back surfaces of the core material 1, two cleaning means 7, a cleaning drying furnace 8, a coating means 9, and a mixture drying furnace 10 are provided in the manufacturing process. The layers of the composite material are formed side by side from both the front and back surfaces of the core material 1, or the composite material layer is formed on the surface of the core material 1 and wound around the winding unit 11 once. Later, the core material 1 may be attached to the unwinding portion 6 again to form a mixture layer on the back surface of the core material 1.
また、洗浄手段7において芯材1の洗浄に用いる洗浄液には、芯材1にダメージを与えることなく表層の油分を浮遊・分解できる水または非水溶媒(例えばアルコール系、ケトン系、エーテル系、酸、アルカリ等の液)を用いる。なお、芯材1に用いる金属の種類に応じて表層の処理に用いる圧延油や薬品が変わるので、非水溶媒は単一の溶媒だけでなく複数の溶媒を混合したものを用いてもよい。 The cleaning liquid used for cleaning the core material 1 in the cleaning means 7 is water or a non-aqueous solvent (for example, alcohol-based, ketone-based, ether-based, etc.) that can float and decompose the oil on the surface layer without damaging the core material 1. Acid, alkali, etc.). In addition, since the rolling oil and chemical | medical agent used for the process of surface layer change according to the kind of metal used for the core material 1, not only a single solvent but what mixed several solvent may be used for a nonaqueous solvent.
さらに、芯材1の洗浄は合材の芯材1への塗布に先駆けて行うので、洗浄液の沸点が低いもの、具体的には200℃以下のものがよい。なお、洗浄液の沸点が200℃以上のものであっても、洗浄処理後の乾燥によって合材塗布時に洗浄成分が残留しない液であれば使用しても問題はない。 Furthermore, since the cleaning of the core material 1 is performed prior to the application of the composite material to the core material 1, the cleaning liquid having a low boiling point, specifically, 200 ° C. or lower is preferable. Even if the cleaning liquid has a boiling point of 200 ° C. or higher, there is no problem if it is used as long as the cleaning component does not remain at the time of applying the mixture by drying after the cleaning treatment.
さらに、洗浄液および浮遊した油分の除去方法としては、芯材1に洗浄部と未洗浄部とを形成できれば、ブラシやエアーで一時的に飛散させて除去・回収する方法や、芯材1を走行させる駆動ロールと芯材1を間にして駆動ロールに対向する拭取りロールとの周速差により生じる抵抗によって拭取りロールに転写させる方法や、水または非水溶媒に漬けた後に繊維状の吸水体を芯材1に接触させて拭き取る方法のいずれの方法を用いてもよい。 Furthermore, as a method for removing the cleaning liquid and the floating oil, if a cleaning part and an uncleaned part can be formed on the core material 1, a method of removing and collecting by temporarily scattering with a brush or air, or running the core material 1 A method of transferring to the wiping roll by resistance generated by the peripheral speed difference between the driving roll to be driven and the core member 1 and the wiping roll facing the driving roll, or a fibrous water absorption after being immersed in water or a non-aqueous solvent Any method of wiping the body in contact with the core material 1 may be used.
ところで、合材の塗布開始位置は、塗布する合材と芯材1との接触角によって異なるが、芯材1の洗浄開始位置から芯材1の走行方向に対して0〜2mm後ろから開始する。 By the way, the application start position of the composite material varies depending on the contact angle between the applied composite material and the core material 1, but starts from 0 to 2 mm behind from the cleaning start position of the core material 1 with respect to the traveling direction of the core material 1. .
これは芯材1の洗浄部、すなわち脱脂部分は合材の芯材1に対する濡れ性が非洗浄部に比べてよいので、芯材1の非洗浄部に合材を塗布したときに生じやすい合材塗布開始部の盛上りは合材のレベリング効果によって解消される。 This is because the cleaning part of the core material 1, that is, the degreased part, has better wettability of the composite material to the core material 1 than the non-cleaning part. The rise of the material application start part is eliminated by the leveling effect of the composite material.
また、芯材1の洗浄終了位置に対する合材の塗布終了位置は、合材の間欠塗布方式によって変更することが望ましい。 Moreover, it is desirable that the application end position of the composite material with respect to the cleaning end position of the core material 1 is changed by the intermittent application method of the composite material.
例えば、図2に示したように、合材をタンク31からポンプ32を使って定量供給している状態でバルブ33を切り替えて合材をダイ34に間欠供給することにより、芯材35に合材を間欠塗布する供給流路の切替え等による間欠塗布方法によると、合材のタンク31からダイ34への供給をバルブ33によって塞き止めた合材の塗布終了時には、芯材35に塗布した合材の塗布終端部への合材の供給量が合材の塗布始端部と塗布終端部との間の塗布定常部への供給量より減失して、流路切替え後から芯材35に塗布した合材の終端が形成されるまでの間に芯材35に形成される合材の膜厚が減少する傾向があるので、合材の塗布終了位置は芯材35の洗浄終了位置から芯材35の走行方向に対して0〜2mm後ろにする。
For example, as shown in FIG. 2, in the state where the mixed material is being supplied quantitatively from the
また、例えば、図3に示したように、ダイ34の先端とバックアップロール42とのギャップ41を広げてダイ34から供給される合材を切ることにより、芯材35への合材の塗布終端部を形成する位置制御による間欠塗布方法によると、ギャップ41を広げたときにダイ34と芯材35との間で引き伸ばされた合材が芯材1に塗布した合材の塗布終端部に積み上げられて、塗布終端部の合材の膜厚が合材の塗布始端部と塗布終端部との間の塗布定常部より盛り上がる傾向があるので、合材の塗布終了位置は芯材35の洗浄終了位置から芯材35の走行方向に対して0〜2mm前にする。
Further, for example, as shown in FIG. 3, the
さらに、芯材35の走行方向と直行する巾方向の合材の端部の膜厚が盛り上がるようであれば、芯材35の洗浄部を合材の塗布部に対して広く設定し、合材の端部の膜厚が減少するようであれば、芯材35の洗浄部を合材の塗布部に対して狭く設定することにより、芯材35に塗布した合材の膜厚を端部まで均一に形成できる。
Further, if the film thickness of the end portion of the composite material in the width direction perpendicular to the traveling direction of the
なお、芯材35の洗浄開始位置と合材の塗布開始位置との関係および芯材35の洗浄終了位置と合材の塗布終了位置との関係は、合材の塗布速度、合材の間欠供給方式、芯材35と合材との濡れ性に依存するもので、この濡れ性はJIS-K6768の試験方法によって測定される芯材35の洗浄部の25℃における表面張力の値(以下「濡れ張力値」という)で定義する。
The relationship between the cleaning start position of the
本発明の芯材1または35となるアルミニウム硬箔は、箔用途や濡れ性試験液による接触角を限定するものではないが、リチウムイオン二次電池の電極用基材として用いる場合には、コーティング材の塗布性を確保するために、濡れ張力値が40mN/m以上のもの、特に45mN/m以上のものを用いることが好ましい。
The aluminum hard foil used as the
また、濡れ性試験液としては、エチレングリコールモノエチルエーテルとホルムアミドとの混合液を用いたが、本発明は、上述した以外の濡れ性試験やそのような濡れ性試験で規定されたアルミニウム硬箔を排除するものではない。 Further, as the wettability test solution, a mixed solution of ethylene glycol monoethyl ether and formamide was used. However, the present invention is not limited to the above-described wettability test or the aluminum hard foil defined by such wettability test. Is not to be excluded.
本発明の一実施例を説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。 An embodiment of the present invention will be described, but the present invention is not limited to this embodiment.
実施例1ないし3あるいは比較例1および2の芯材1または芯材35として、JIS-A1085に基づいて鋳塊に熱間圧延、冷間圧延、箔圧延してなる厚さ15μmのアルミニウム硬箔を用いる。この箔圧延によって得られるアルミニウム硬箔はH18材に相当する。
As a core material 1 or
次に、実施例1ないし3と比較例1および2において、このアルミニウム硬箔からなる芯材1または芯材35に(表1)の条件に従って前処理を施して圧延した後に、合材の塗布巾より1mm内側の位置から所定巾をスリットして正極極板を作成した上、負極極板・セパレータとともに巻回して電池にした。
Next, in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, the core material 1 or
なお、芯材1または芯材35の洗浄部の形状が所定の形状になるように洗浄する前処理を施した実施例1ないし3の3例は、(表1)の条件に従って合材の塗布巾および塗布開始位置を調整した。
Three examples of Examples 1 to 3 in which the pretreatment for cleaning so that the shape of the cleaning portion of the core material 1 or the
また、前処理なしの比較例1と、芯材1または芯材35の全面をコロナにより連続処理する前処理を施した比較例2との2例は、芯材1または芯材35への合材の塗布巾を500mm、厚みを100μmとした。
Two examples, Comparative Example 1 without pretreatment and Comparative Example 2 in which pretreatment in which the entire surface of the core material 1 or the
そこで、このようにして芯材1または芯材35に形成された合材の層において、図4に示したように、層の塗布巾A、層の中央部の厚みに対する巾方向端部から2mmの位置の厚みB、層の塗布開始位置から3mmの位置の塗布開始部の端部の厚みC、芯材1または芯材35の洗浄部の巾方向端部の位置と合材の層の巾方向端部の位置との巾D、芯材1または芯材35の洗浄部の洗浄開始位置と合材の層の塗布開始位置との巾Eをそれぞれ測定した結果は(表1)の通りである。
Therefore, in the layer of the composite material formed on the core material 1 or the
また、芯材1または芯材35の全面をコロナで処理を施した比較例2は、芯材1または芯材35と合材との濡れ性が良過ぎて濡れ広がるために、巾方向端部厚みBと塗布開始部の端部の厚みCとが減少した。
Further, in Comparative Example 2 where the entire surface of the core material 1 or the
次に、アルミニウム硬箔を電極用基材とするリチウムイオン二次電池の正極板の製造方法について説明する。 Next, the manufacturing method of the positive electrode plate of the lithium ion secondary battery which uses aluminum hard foil as a base material for electrodes is demonstrated.
まず、正極活物質としてLiCo02粉末を95重量部、導電材としてアセチレンブラックを5重量部に結着剤としてPTFE50重量部水溶液を4重量部、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースを1重量部に対して水99重量部に溶解した水溶液30重量部を配合して、混合分散することにより、正極用のペースト状の合材を得る。 First, LiCoO 2 powder 95 weight part as a cathode active material, 4 parts by weight of PTFE50 parts aqueous solution as a binder to 5 parts by weight of acetylene black as a conductive material, relative to 1 part by weight of carboxymethyl cellulose as a thickening agent By mixing and dispersing 30 parts by weight of an aqueous solution dissolved in 99 parts by weight of water, a paste-like composite material for a positive electrode is obtained.
そこで、この正極用の合材を塗布手段9によって芯材1または芯材35の圧延方向(長手方向)に沿って芯材1または芯材35の両面に厚さ100μmで間欠的に塗布して、図1に示すように、芯材1または芯材35に合材の塗布部2と未塗布部3とを交互に形成する。
Therefore, the positive electrode composite material is intermittently applied to both surfaces of the core material 1 or the
塗布手段9による芯材1または芯材35への正極用の合材の塗布後は、合材用乾燥炉10において150℃で15分間乾燥させた後、塗布部2を観察すると、実施例1ないし3は図5に示すような境界部4の湾曲や塗布開始部の盛上り部5は認められなかった。
After applying the positive electrode mixture to the core material 1 or the
これに対して比較例1は、脱脂が不十分であることが原因とみられる湾曲や盛り上がりが認められた。 On the other hand, in Comparative Example 1, bending and bulging, which are considered to be caused by insufficient degreasing, were observed.
さらに、実施例1なしい3と比較例1および2との芯材1または芯材35に対してプレス、スリット、裁断の各工程を実施してリチウムイオン二次電池の正極板を得た。
Furthermore, each step of pressing, slitting, and cutting was performed on the core material 1 or the
なお、評価には塗布巾から2mm内側に入った部分から所定の距離に裁断した列のみを使用して、最端列の直線性・圧延時の極板ワレの発生頻度・初期容量で評価を行った。
For the evaluation, only the row cut to a predetermined distance from the
このとき、負極板には、コークスを加熱処理して得た炭素粉末100重量部に、CMC1重量部をイオン交換水に懸濁させてペースト化した上、フッ素樹脂系結着剤ポリテトラフルオロエチレン10重量部を混合してなるペーストを、ダイコートを使用して厚さ10μmの銅箔両面に塗布して、130℃の温風により乾燥させた後、所定の厚みに圧延して、リードを溶着したものを用いた。 At this time, on the negative electrode plate, 100 parts by weight of carbon powder obtained by heat-treating coke and 1 part by weight of CMC were suspended in ion-exchanged water to form a paste, and then the fluororesin binder polytetrafluoroethylene was used. A paste formed by mixing 10 parts by weight is applied to both sides of a 10 μm thick copper foil using a die coat, dried with hot air at 130 ° C., rolled to a predetermined thickness, and the lead is welded. What was done was used.
また、セパレータにはポリエチレン製不織布を用い、電解液にはエチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)の等容積混合溶媒に6フッ化燐酸リチウム1mol/lの割合で溶解させたものを用いており、電解液の所定量を注入して電池を密封口したものを試験電池とした。 In addition, a polyethylene non-woven fabric is used for the separator, and the electrolyte is one dissolved in an equal volume mixed solvent of ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) at a rate of 1 mol / l lithium hexafluorophosphate. A test battery was prepared by injecting a predetermined amount of electrolyte and sealing the battery.
得られた試験電池に対し、充放電サイクル試験を実施した。充電は500mAの定電流で行い、4.1Vになった時点で4.1Vの定電圧充電に切り替えて、充電を合計2時間行った。 A charge / discharge cycle test was performed on the obtained test battery. Charging was performed at a constant current of 500 mA, and when the voltage reached 4.1 V, the charging was switched to constant voltage charging at 4.1 V, and charging was performed for a total of 2 hours.
放電は、20℃,720mAで行い、放電電位が3.0Vになった時点で放電を終了し、次の充電を開始した。30サイクル充放電を繰り返したところ、実施例2および3では容量変化は見られず、良好なサイクル特性が確認された。各評価結果を(表2)に示す。 Discharging was performed at 20 ° C. and 720 mA. When the discharging potential reached 3.0 V, discharging was terminated and the next charging was started. When 30 cycles of charge and discharge were repeated, no change in capacity was observed in Examples 2 and 3, and good cycle characteristics were confirmed. Each evaluation result is shown in (Table 2).
本発明のように、芯材への合材の間欠的な塗布工程に先駆けて芯材の洗浄・脱脂を間欠的に行うことにより、短時間に、均一な圧延脂の脱脂ができるようになって、芯材への合材の塗布ムラが激減して、電池の性能ならびに生産性が飛躍的に向上する。 As in the present invention, it is possible to uniformly degrease rolled fat in a short time by intermittently washing and degreasing the core material prior to the intermittent application process of the mixture to the core material. As a result, uneven application of the mixture to the core material is drastically reduced, and the performance and productivity of the battery are dramatically improved.
1 芯材
2 塗布部
3 未塗布部
4 境界部
5 盛上り部
6 巻出し部
7 洗浄手段
8 洗浄用乾燥炉
9 塗布手段
10 合材用乾燥炉
11 巻取り部
31 タンク
32 ポンプ
33 バルブ
34 ダイ
35 芯材
41 ギャップ
42 バックアップロール
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