JP2009199964A - Manufacturing method for composite layer, control method, electrode, and power storage device - Google Patents

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隆 宇都宮
Mitsuru Nagai
満 永井
Kunio Nakazato
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To determine a coating nature of a composite layer to a hole-opened collector surface. <P>SOLUTION: The composite layer is coated on the hole-opened collector surface. The hole opened on the collector surface is blocked by the composite agent at coating. In this manner, an electrode is formed by preparing a composite layer on the hole-opened collector surface, accordingly. The composite layer on the hole-opened collector surface is coated by forming in a slurry. Suitable coating nature for embedding the hole with a composite agent can be secured so that the range of shearing stress at certain shearing speed of the mixed composite layer is set to be an index at coating. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は電極用材料の技術に関し、特に電極の集電体に設ける合材層に適用して有効な技術である。   The present invention relates to a technique for an electrode material, and is particularly effective when applied to a composite layer provided on a current collector of an electrode.

近年、車社会の排気ガス等の大気に対する環境問題が、クローズアップされている。かかる中、環境にやさしい電気自動車等の開発が行われている。電気自動車の開発に当たっては、特に電源となる蓄電装置の開発が盛んである。旧来の鉛蓄電池に代わり、種々の形式の蓄電装置が提案されている。   In recent years, environmental problems with respect to the atmosphere such as exhaust gas in the automobile society have been highlighted. Under such circumstances, development of environmentally friendly electric vehicles and the like is being carried out. In developing an electric vehicle, a power storage device as a power source is particularly actively developed. Various types of power storage devices have been proposed in place of conventional lead storage batteries.

蓄電装置としては、リチウムイオン二次電池やリチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ等の蓄電装置が、現在、注目を集めている。かかる蓄電装置では、箔状に形成された集電体が使用されていた。しかし、新たに、電解液中のイオンが通過できる孔を開けた多孔性箔の集電体が提案された。   As power storage devices, power storage devices such as lithium ion secondary batteries, lithium ion capacitors, and electric double layer capacitors are currently attracting attention. In such a power storage device, a current collector formed in a foil shape has been used. However, a porous foil current collector having a hole through which ions in the electrolyte can pass has been proposed.

かかる孔開きの集電体に、活物質等の電極用の合材を所定層厚で設けることで、電極を構成している。例えば、特許文献1には、かかる孔開きの集電体に合材層を塗工する電極の製造方法が記載されている。
特開2007−280922公報
An electrode is configured by providing a composite material for an electrode such as an active material in a predetermined layer thickness on such a perforated current collector. For example, Patent Document 1 describes an electrode manufacturing method in which a composite layer is applied to such a perforated current collector.
JP 2007-280922 A

上記の如く電極に使用する集電体に孔を開けることで、例えば、負極にリチウムイオンをプレドープさせやすくしている。すなわち、集電体の孔は、イオンの通過孔になっているのである。かかる電極は、孔の開いた集電体面上に、活物質等からなる合材層を設けて製造されている。   By making holes in the current collector used for the electrode as described above, for example, it is easy to pre-dope lithium ions in the negative electrode. That is, the holes of the current collector are ion passage holes. Such an electrode is manufactured by providing a composite material layer made of an active material or the like on a current collector surface having a hole.

例えば、活物質等からなる合材層をスラリーに形成して、湿式の状態で、孔開きの集電体上に塗工する。その後に、乾燥させて電極を製造する。塗工した合材層は、集電体に開けた全ての孔の中に均一に入ることが求められる。   For example, a mixture layer made of an active material or the like is formed into a slurry, and is applied onto a perforated current collector in a wet state. Thereafter, the electrode is manufactured by drying. The coated composite material layer is required to uniformly enter all the holes opened in the current collector.

しかし、合材層によっては、同じ孔開きの集電体上に適切に塗工できる場合と、できない場合とがある。例えば、同一組成の合材層でも、合材層に使用する活物質等の粒径を変化させただけで、集電体上への塗工性が異なる場合がある。合材層によっては、集電体に開けた孔の中に入ったり、あるいは入らなかったりと、まちまちの状態が発生する。かかる状態が看過されて電極が製造されると、得られた電極自体のサイクル特性等にバラツキがでる結果となる。   However, depending on the composite material layer, there are cases where it can be appropriately coated on a current collector having the same aperture, and there are cases where it cannot be applied. For example, even in a composite material layer having the same composition, the coating properties on the current collector may differ only by changing the particle size of the active material used in the composite material layer. Depending on the composite material layer, various states may occur depending on whether or not it enters the hole formed in the current collector. If this state is overlooked and the electrode is manufactured, the resulting electrode itself will vary in cycle characteristics and the like.

これまでは、かかる合材層の塗工性に関しては、粘度を以て管理していた。この際、市販のB型粘度計で測定された粘度を使用していた。しかし、粘度管理では、前記の如く十分ではないことが分かっていた。しかし、適切な指標が今までは見つからなかったのである。   Until now, the applicability of the composite layer has been controlled by viscosity. At this time, the viscosity measured with a commercially available B-type viscometer was used. However, it has been found that viscosity management is not sufficient as described above. However, no suitable indicator has been found so far.

また、これまでは、孔開きの集電体面に適切に塗工ができる合材層に関しては、B型粘度計等による特性値がデータとして残されているだけであった。その特性値等に関しては、合材層の塗工性に関連づけて把握はされていなかった。そのため、合材層が塗工できるか否かの判断は、実際に集電体に塗工してみないと確実には分からなかった。すなわち、合材層の塗工性の判断には、実地検証が必要であった。   In the past, only a characteristic value by a B-type viscometer or the like has been left as data for a composite layer that can be appropriately coated on a perforated current collector surface. The characteristic values and the like have not been grasped in relation to the coating properties of the composite material layer. Therefore, the judgment as to whether or not the composite material layer can be applied has not been surely understood unless the current collector is actually applied. In other words, on-site verification was necessary to determine the coating property of the composite layer.

かかる状態は、量産態勢に入る段階で、致命的な障害となる。孔開きの集電体上に塗工可能な合材層を、適切に判断できる何らかの指標が必要である。すなわち、集電体上に実際に塗工してみるのではなく、事前に塗工可能か否かの判断ができることが求められている。   This state becomes a fatal obstacle at the stage of entering mass production. Some kind of index is needed to appropriately determine the composite layer that can be coated on the perforated current collector. In other words, it is required that it can be determined in advance whether or not coating is possible, instead of actually coating the current collector.

本発明の目的は、孔開きの集電体への合材層の塗工性を判断する技術を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a technique for determining the applicability of a composite material layer to a perforated current collector.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

本願発明では、合材層の集電体への塗工性を、合材層の剪断応力で判断する。尚、本明細書では、合材層の剪断応力とは、外部から力が与えられた流体内部に生じる応力と定義する。また、かかる剪断応力を測定する際の剪断速度は、流体中の速度勾配と定義する。   In this invention, the applicability | paintability to the electrical power collector of a composite material layer is judged by the shear stress of a composite material layer. In the present specification, the shear stress of the composite layer is defined as the stress generated in the fluid to which a force is applied from the outside. Moreover, the shear rate at the time of measuring such shear stress is defined as a velocity gradient in the fluid.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。   Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.

本発明では、合材層の剪断速度における剪断応力を指標とすることで、孔開き集電体への適切塗工が可能となる。そのために、合材層の塗工不良に基づく不良電極の製造防止が図れる。集電体に合材層を塗工する際の量産体制が行い易くなる。   In the present invention, by using the shear stress at the shear rate of the composite material layer as an index, appropriate application to the perforated current collector becomes possible. Therefore, it is possible to prevent production of defective electrodes based on poor coating of the composite layer. This facilitates mass production when applying a composite layer to the current collector.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。本発明は、広くは、電極に関する技術である。蓄電装置に使用される電極形成に際して、適切な電極合材層を判別する指標に関する技術である。かかる指標を用いることで、集電体への塗工に際して、合材層が集電体面に設けた孔にも入り得る適切な塗工が可能となる。すなわち、合材層の特性が指標内に入るように調整することで、孔開きの集電体への適切塗工が可能となる。あるいは、用意された合材層の特性を、かかる指標を用いることで選別して、集電体に適切塗工可能な合材層を選ぶことができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is broadly related to electrodes. This is a technique related to an index for discriminating an appropriate electrode mixture layer when forming an electrode used in a power storage device. By using such an index, it is possible to perform appropriate coating that allows the composite material layer to enter a hole provided on the current collector surface when coating the current collector. That is, by adjusting the characteristics of the composite material layer so as to fall within the index, it is possible to appropriately apply the perforated current collector. Alternatively, the characteristics of the prepared composite material layer can be selected using such an index, and a composite material layer that can be appropriately applied to the current collector can be selected.

ここで、合材層の塗工性に関しては、集電体面に設けた孔を100%確実に塞げるように塗工するのが理想である。しかし、例えば、塗工に際して、全孔数の98%以上、100%以下が合材層で塞がれれば、十分に使用できると見做せる。98%未満では、部分的な劣化を引き起こしガス発生等の不都合が発生する虞がある。孔数ではなくて、全孔面積(あるいは開孔面積とも言う)の98%以上、100%以下でも構わない。98%未満では、同様に部分的な劣化を引き起こしガス発生等の不都合が発生する虞がある。   Here, with regard to the coating property of the composite material layer, it is ideal that the coating is performed so that the holes provided in the current collector surface are 100% surely closed. However, for example, when 98% or more and 100% or less of the total number of holes is blocked with a composite layer during coating, it can be considered that it can be used sufficiently. If it is less than 98%, there is a risk of causing partial deterioration and inconvenience such as gas generation. Instead of the number of holes, it may be 98% or more and 100% or less of the total hole area (also referred to as open area). If it is less than 98%, there is a possibility that inconvenience such as gas generation may occur due to partial deterioration.

かかる全孔数の98%以上、あるいは全孔面積(開孔面積)の98%以上を合材層で塞げる規格の塗工を、本明細書では「適切塗工」と述べる場合がある。   Such standard coating that covers 98% or more of the total number of holes or 98% or more of the total hole area (opening area) with the composite layer may be referred to as “appropriate coating” in this specification.

かかる適切塗工可能な合材層の指標としては、合材層の剪断速度における剪断応力で示せばよいことを見出した。すなわち、市販のレオメータで測定した合材層における所定の剪断速度での剪断応力が、上記指標の範囲内にあるか否かを判定すればよいのである。合材層をある速度で剪断した際の応力が、所定範囲に入っていれば、適切塗工の判定が行えることを見出したのである。   It has been found that the index of the composite layer that can be appropriately applied may be indicated by the shear stress at the shear rate of the composite layer. That is, it is only necessary to determine whether or not the shear stress at a predetermined shear rate in the composite material layer measured with a commercially available rheometer is within the range of the index. It has been found that if the stress at the time when the composite layer is sheared at a certain speed is within a predetermined range, it is possible to determine appropriate coating.

指標としては、例えば、少なくとも二つの剪断速度における剪断応力の範囲で示すことができる。例えば、剪断速度としては、10−1/秒と、10/秒の2点を選定することができる。剪断速度が10−1/秒のときには、剪断応力の下限が1Pa以上、上限が10Pa以下であればよい。また、剪断速度が10/秒のときには、剪断応力の下限が5Pa以上、上限が50Pa以下であればよい。 As an index, it can show in the range of the shear stress in at least two shear rates, for example. For example, as the shear rate, two points of 10 −1 / second and 10 2 / second can be selected. When the shear rate is 10 −1 / sec, the lower limit of the shear stress may be 1 Pa or more and the upper limit may be 10 Pa or less. Further, when the shear rate is 10 2 / sec, the lower limit of the shear stress may be 5 Pa or more and the upper limit may be 50 Pa or less.

上記剪断速度、剪断応力の範囲指定では、測定時の温度を指定することが必要である。剪断速度、剪断応力の測定では、測定時の温度が影響するためである。因みに、測定時の室温は、例えば、25℃で、±0.5℃が許容範囲である。また、かかる室温での測定では、塗工される合材層の温度は、例えば、20℃以上〜25℃以下の範囲となる。   In specifying the ranges of the shear rate and shear stress, it is necessary to specify the temperature at the time of measurement. This is because the measurement temperature affects the shear rate and shear stress. Incidentally, the room temperature at the time of measurement is, for example, 25 ° C., and ± 0.5 ° C. is an allowable range. Moreover, in the measurement at this room temperature, the temperature of the compound material layer applied becomes the range of 20 to 25 degreeC, for example.

そこで、上記範囲の剪断速度、剪断応力の値は、例えば、測定される合材層の温度を指定すればよい。例えば、20℃と指定すればよい。あるいは、合材層の測定時の温度範囲を指定すればよい。例えば、20℃以上、25℃以下と指定すればよい。   Therefore, the values of the shear rate and shear stress in the above ranges may be specified, for example, by the temperature of the composite layer to be measured. For example, what is necessary is just to specify 20 degreeC. Or what is necessary is just to designate the temperature range at the time of the measurement of a compound material layer. For example, what is necessary is just to specify 20 degreeC or more and 25 degrees C or less.

あるいは、測定時の室温を指定すればよい。例えば、25℃と指定すればよい。あるいは、測定時の室温の温度範囲を指定すればよい。例えば、24.5℃以上〜25.5℃以下と指定すればよい。   Alternatively, the room temperature at the time of measurement may be specified. For example, it may be specified as 25 ° C. Alternatively, a room temperature range at the time of measurement may be specified. For example, what is necessary is just to specify 24.5 degreeC or more and 25.5 degrees C or less.

正確には、塗工される合材層の温度を指定するのが好ましい。しかし、生産現場での効率性を考えると、ある特定温度で指定するよりも、温度範囲で指定することが好ましい。さらには、測定時の室温での温度指定が行えれば好ましい。さらには、室温の温度範囲で指定できればより好ましい。例えば、測定時の室温環境に塗工される合材層を置くことで、合材層の温度が室温になったと見做せる場合等である。   To be precise, it is preferable to specify the temperature of the composite layer to be applied. However, considering the efficiency at the production site, it is preferable to specify the temperature range rather than the specific temperature. Furthermore, it is preferable if the temperature can be specified at room temperature during measurement. Furthermore, it is more preferable if it can be specified in the temperature range of room temperature. For example, it is possible to assume that the temperature of the composite material layer has reached room temperature by placing the composite material layer coated in the room temperature environment at the time of measurement.

かかる構成は、例えば図1に示すように、互いに交差する直交軸の一方の軸に剪断速度をとり、他方の軸に剪断応力をとったグラフ状にすると分かりやすい。図1に示す場合には、上限は、剪断速度が10−1/秒、10/秒の2点の剪断速度における剪断応力の10Paと50Paとを結んだ線以下となればよい。また、下限は、剪断速度が10−1/秒、10/秒の2点における剪断応力の1Paと5Paとを結んだ線以上となればよい。因みに、図1の場合は、塗工される合材層の温度20℃での値とすればよい。 For example, as shown in FIG. 1, such a configuration can be easily understood by forming a graph in which one of orthogonal axes intersecting each other has a shear rate and the other axis has a shear stress. In the case shown in FIG. 1, the upper limit may be equal to or less than the line connecting the shear stresses of 10 Pa and 50 Pa at two shear rates of 10 −1 / sec and 10 2 / sec. The lower limit is, shear rate 10 -1 / sec, or if the 10 2 / shear stress in two points s 1Pa and 5Pa and the line connecting more. Incidentally, in the case of FIG. 1, it is sufficient to set the value at a temperature of 20 ° C. of the coated material layer to be coated.

上限、下限を示す上記2点間を結ぶ線は、簡単には、例えば、図1のように直線でもよい。しかし、上記2点間で、さらに細かに剪断速度をとり、その剪断速度に応じた剪断応力の上限、下限をそれぞれ結んでもよい。複数点の上限、下限をそれぞれ結べば、上限を示す線、下限を示す線が得られる。勿論、上限を示す線、下限を示す線は、直線以外の曲線でも構わない。   For example, the line connecting the two points indicating the upper limit and the lower limit may be a straight line as shown in FIG. However, it is also possible to take a finer shear rate between the two points and to connect an upper limit and a lower limit of the shear stress according to the shear rate. If the upper limit and the lower limit of a plurality of points are respectively connected, a line indicating the upper limit and a line indicating the lower limit are obtained. Of course, the line indicating the upper limit and the line indicating the lower limit may be curves other than a straight line.

実際には、10−1/秒と10/秒との剪断速度間で、さらに細かく剪断速度を複数設定して測定した。その結果、異なる複数の剪断速度における剪断応力の上限、下限については、図1に示すような直線性が得られることを見出した。尚、剪断速度の下限を10−1/秒に、上限を10/秒に選定した理由は、合材層のタレ性とレベリングの理由による。勿論、10−1/秒、10/秒以外の剪断速度を、剪断応力範囲の設定根拠としても一向に構わない。かかる場合には、直線ではない場合も考えられる。 Actually, it was measured by setting a plurality of finer shear rates between the shear rates of 10 -1 / sec and 10 2 / sec. As a result, it has been found that the linearity as shown in FIG. 1 is obtained for the upper and lower limits of the shear stress at different shear rates. The reason why the lower limit of the shear rate is selected to be 10 -1 / sec and the upper limit is set to 10 2 / sec is due to the sagging property of the composite material layer and the reason for leveling. Of course, a shear rate other than 10 −1 / sec and 10 2 / sec can be used as the basis for setting the shear stress range. In such a case, it may be considered that the line is not straight.

因みに、タレ性とは、未乾燥塗料が重力によって垂れ下がってくる現象をいい、レベリングとは、塗工表面の平滑性と厚みの均一性のことである。   Incidentally, sagging refers to a phenomenon in which an undried paint hangs down due to gravity, and leveling refers to the smoothness and thickness uniformity of the coating surface.

より精度を高めるには、三つ以上の剪断速度における剪断応力の範囲で示せばよい。例えば、上限範囲は、三つ以上の剪断速度における剪断応力の上限範囲を結んだ線以下とすればよい。下限範囲も、三つ以上の剪断速度における剪断応力の下限範囲を結んだ線以上の範囲とすればよい。このようにすれば、より合材層の塗工性を判断する範囲を、正確に示すことができる。   In order to increase the accuracy, it may be shown in the range of shear stress at three or more shear rates. For example, the upper limit range may be equal to or less than a line connecting the upper limit ranges of shear stress at three or more shear rates. The lower limit range may be a range equal to or greater than a line connecting the lower limit ranges of the shear stress at three or more shear rates. In this way, it is possible to accurately indicate the range in which the coating property of the composite material layer is judged.

剪断応力が上記範囲外の場合には、合材層の適切塗工ができない。すなわち、剪断速度が10−1/秒で10Pa、剪断速度が10/秒で剪断応力が50Paの両点を結ぶ線上の点を超える場合には、スジ等の未塗工部が生じる。あるいは、厚みのバラツキが生じやすく、平滑な面を有した合材層を得られない等の不都合が考えられる。また、剪断速度が10−1/秒で1Pa、剪断速度が10/秒で剪断応力が5Paの両点を結ぶ直線上の点を下回る場合には、集電体に設けた孔に合材層が入り込まずヌケが生じる。あるいは、未乾燥状態で塗料が垂れ、平滑な面を有した合材層が得られない等の不都合が考えられる。 When the shear stress is outside the above range, the composite material layer cannot be appropriately applied. That is, when the shear rate 10Pa at 10 -1 / sec, the shear rate exceeds point shear stress at 10 2 / sec of the line connecting the two points of 50Pa is uncoated portions of such streaks may occur. Alternatively, there may be inconveniences such as unevenness in thickness and the inability to obtain a composite layer having a smooth surface. In addition, when the shear rate is less than a point on a straight line connecting the two points of 1 Pa at a shear rate of 10 -1 / sec and a shear rate of 10 2 / sec and a shear stress of 5 Pa, a mixture is formed in the hole provided in the current collector. The layer does not enter, and the leakage occurs. Alternatively, it is conceivable that the paint drips in an undried state, and a composite layer having a smooth surface cannot be obtained.

かかる場合の不都合は、例えば、合材層の集電体への塗工時のスジ、ヌケとなって目視上明確に確認できる場合もある。図2(a)はヌケの様子を、(b)は
スジの様子を模式的に示したものである。合材層の剪断応力が上記指標の範囲内に入っている場合には、例えば、図2(c)に示したように一様に塗工される。
Inconvenience in such a case may be, for example, a streak or an omission at the time of coating the current collector layer on the current collector and can be clearly confirmed visually. FIG. 2 (a) schematically shows the state of the leakage, and FIG. 2 (b) schematically shows the state of the streak. When the shear stress of the composite layer is within the range of the above-mentioned index, for example, it is uniformly applied as shown in FIG.

例えば、図2(a)では、集電体上の塗工した合材層に、白い斑点が見えるが、それが抜けである。かかる抜けは、例えば、図3(a)、(b)の写真に示すように、集電体の孔の一部に合材層が入っていないことで起こることがある。   For example, in FIG. 2A, white spots are visible in the coated mixture layer on the current collector, but they are missing. For example, as shown in the photographs of FIGS. 3A and 3B, such omission may occur due to the absence of the composite material layer in some of the holes of the current collector.

尚、図2(a)〜(c)では、矩形の地部分の中央に合材層を塗工した集電体を示して、スジ、ヌケの様子が分かりやすいように模式的に示した。   In FIGS. 2A to 2C, a current collector in which a composite material layer is applied to the center of a rectangular ground portion is shown and schematically shown so that streaks and leakage can be easily understood.

すなわち、合材層の剪断応力が、かかる指標の範囲内にあれば、その合材層は孔開きの集電体面上に適切に塗工することができる。集電体に開けた孔を、合材層の塗工に際して、前記規格に入るように合材層で塞ぐことができるのである。   That is, if the shear stress of the composite material layer is within the range of such an index, the composite material layer can be appropriately coated on the perforated current collector surface. The hole formed in the current collector can be closed with the composite material layer so as to meet the above-mentioned standard when the composite material layer is applied.

かかる指標の範囲外の剪断応力を有する合材層の場合には、塗工に際して、集電体に開けた孔を塞ぐことができないのである。例えば、図2(a)、(b)に示すスジ、ヌケ等が発生して、集電体の孔に合材層が入らない場合が発生するのである。あるいは、塗工された合材層が孔から抜け落ちて、適切に孔を塞げない場合が発生するのである。   In the case of a composite material layer having a shear stress outside the range of such an index, the hole formed in the current collector cannot be closed during coating. For example, streaks, missing spots and the like shown in FIGS. 2A and 2B are generated, and the mixture layer does not enter the holes of the current collector. Or the case where the coated composite material layer falls out of the hole and cannot properly close the hole occurs.

かかる指標は、一つは合材層の組成に関係している。すなわち、合材層を構成する成分、成分比、成分の平均粒径、成分の粒径分布、またそれら成分を混合して形成したスラリーの粘性等に関係するものと思われる。現在のところ、それら個々の項目の指標に対する寄与率は不明である。しかし、スラリーとしての総体の剪断応力が、前記指標の範囲内であれば、孔開きの集電体の孔を塞ぐ適切塗工ができることを今回見出したのである。   One such indicator is related to the composition of the composite layer. That is, it seems to be related to the components constituting the composite layer, the component ratio, the average particle size of the components, the particle size distribution of the components, the viscosity of the slurry formed by mixing these components, and the like. At present, the contribution rate of these individual items to the indicators is unknown. However, the present inventors have found that when the total shear stress as the slurry is within the range of the above-mentioned index, it is possible to perform appropriate coating to close the holes of the perforated current collector.

但し、集電体に開ける開口率により、合材層の塗工性が変わる場合もあり得る。そこで、上記指標は、集電体の開口率が8%以上、60%以下の範囲にある場合には、有効であることを確認している。開口率が8%未満だと、プレドープが円滑に行われなくなる虞があり、開口率が60%を超えると強度面での支障が生ずる虞がある。   However, the coating property of the composite material layer may change depending on the aperture ratio opened in the current collector. Therefore, it has been confirmed that the above index is effective when the aperture ratio of the current collector is in the range of 8% to 60%. If the aperture ratio is less than 8%, pre-doping may not be performed smoothly, and if the aperture ratio exceeds 60%, there is a possibility that a problem in strength may occur.

かかる集電体に設けた孔は、好ましくは、開口率が10%以上のときには、リチウムイオンの透過によりプレドープがより効果的に行える。ただし、開口率が高すぎると集電体の強度が低くなるため、10%以上、60%以下が実用的である。より好ましくは、40%以上、60%以下である。従って、かかるプレドープがより効果的に行える開口率40%以上、60%以下に対しては、上記指標が使用できることとなる。   The holes provided in the current collector are preferably pre-doped more effectively by the permeation of lithium ions when the aperture ratio is 10% or more. However, if the aperture ratio is too high, the strength of the current collector is lowered, and therefore 10% or more and 60% or less are practical. More preferably, it is 40% or more and 60% or less. Therefore, the above index can be used for an aperture ratio of 40% or more and 60% or less where the pre-doping can be performed more effectively.

かかる剪断応力の測定は、例えば、次のようにして行った。すなわち、市販のHAAKE社製の応力制御型のレオメータを用いて測定した。   The shear stress was measured as follows, for example. That is, the measurement was performed using a commercially available stress-controlled rheometer manufactured by HAAKE.

また、剪断応力の測定方法、あるいは剪断応力の定義の仕方が、本明細書とは異なる場合であっても、本明細書で定義した剪断応力に換算し得る場合には、本明細書での上記指標を使用することができる。かかる場合に、本明細書で言う剪断応力の数値範囲に入る場合は、本明細書で言う剪断応力とは異なる表現ものであっても、本明細書で言う剪断応力と見做しても構わない。   In addition, even if the method of measuring shear stress or the method of defining shear stress is different from the present specification, it can be converted into the shear stress defined in this specification. The above indicators can be used. In such a case, if it falls within the numerical range of the shear stress referred to in this specification, it may be expressed differently from the shear stress referred to in this specification or may be regarded as the shear stress referred to in this specification. Absent.

また、合材層の孔開きの集電体上への適切塗工では、例えば、ダイコーターやコンマコーター等の塗工装置を使用して行えばよい。かかる塗工装置を用いることで、例えば、層厚10μm以上、200μm以下(片面)の範囲で孔開きの集電体上に適切塗工ができる。かかる適切塗工の後は、乾燥して、電極の製造が行える。必要に応じて、適切塗工後、乾燥前に、塗工した合材層を所定圧力でプレスしても構わない。このようにして製造された電極は、例えば、蓄電装置に適用することができる。   Moreover, what is necessary is just to perform using the coating apparatus, such as a die-coater and a comma coater, in the appropriate coating on the collector with a hole of a composite material layer. By using such a coating apparatus, for example, appropriate coating can be performed on a perforated current collector in a range of a layer thickness of 10 μm or more and 200 μm or less (one side). After the appropriate coating, the electrode can be manufactured by drying. If necessary, the coated composite layer may be pressed at a predetermined pressure after appropriate coating and before drying. The electrode thus manufactured can be applied to, for example, a power storage device.

蓄電装置としては、例えば、リチウムイオン二次電池等の電池が挙げられる。例えば、図4には、リチウムイオン二次電池の要部構成を示した。図4に示すように、リチウムイオン二次電池10では、負極11と正極12とがセパレータ13を間に挟んで積層されている。互いに複数の負極11と正極12とが積層された端は、負極11に構成されている。   Examples of the power storage device include batteries such as lithium ion secondary batteries. For example, FIG. 4 shows a main configuration of a lithium ion secondary battery. As shown in FIG. 4, in the lithium ion secondary battery 10, a negative electrode 11 and a positive electrode 12 are stacked with a separator 13 interposed therebetween. An end where a plurality of negative electrodes 11 and positive electrodes 12 are laminated is formed in the negative electrode 11.

端に設けた負極11には、セパレータ13を間に介在させて、対向して負極へのリチウムイオン供給源として機能させるリチウム極14が設けられている。リチウム極14は、図4に示すように、金属リチウム14aが集電体14bに設けられた構成となっている。リチウム極14から溶出したリチウムイオンが、負極11にプレドープされるようになっている。   The negative electrode 11 provided at the end is provided with a lithium electrode 14 that functions as a lithium ion supply source to the negative electrode with a separator 13 interposed therebetween. As shown in FIG. 4, the lithium electrode 14 has a configuration in which a metal lithium 14a is provided on a current collector 14b. Lithium ions eluted from the lithium electrode 14 are pre-doped into the negative electrode 11.

また、負極11は、負極用の活物質11aが集電体11bに設けられている。負極用の活物質11aは、バインダ等と共に電極用の合材に形成され、集電体11bの孔が開いた面に所定層厚で塗工されている。かかる集電体11bは、例えば、開口率は60%である。かかる集電体11bに設けた合材層の剪断応力は、10/秒の剪断速度での剪断応力が10Paであり、本発明の合材層の塗工性指標の範囲内にあるものである。   In the negative electrode 11, an active material 11a for the negative electrode is provided on the current collector 11b. The negative electrode active material 11a is formed into a composite material for an electrode together with a binder or the like, and is applied to the surface of the current collector 11b with a predetermined layer thickness. For example, the current collector 11b has an aperture ratio of 60%. The shear stress of the composite layer provided on the current collector 11b is 10 Pa at a shear rate of 10 / sec, and is within the range of the coating property index of the composite layer of the present invention. .

また、正極12は、正極用の活物質12aが集電体12bに設けられている。正極用の活物質12aは、バインダ等と共に電極用の合材に形成され、集電体12bの孔が開いた面に所定層厚で塗工されている。かかる集電体12bは、例えば、開口率は40%である。かかる集電体12bに設けた合材層の剪断応力は、10/秒の剪断速度での剪断応力が10Paであり、本発明の合材層の塗工性指標の範囲内にあるものである。   Further, in the positive electrode 12, an active material 12a for the positive electrode is provided on the current collector 12b. The positive electrode active material 12a is formed into a composite material for an electrode together with a binder or the like, and is applied to the surface of the current collector 12b with a predetermined layer thickness. For example, the current collector 12b has an aperture ratio of 40%. The shear stress of the composite layer provided on the current collector 12b is 10 Pa at a shear rate of 10 / sec, and is within the range of the coating property index of the composite layer of the present invention. .

上記のようにリチウム極14を端に配置して、負極11と正極12とが間にセパレータを介して互いに積層された電極ユニットは、図示はしない電解液に浸されることで電池に構成される。   As described above, the electrode unit in which the lithium electrode 14 is disposed at the end and the negative electrode 11 and the positive electrode 12 are laminated with a separator interposed therebetween is configured in a battery by being immersed in an electrolyte solution (not shown). The

また、蓄電装置としては、図5に示すように、リチウムイオンキャパシタに構成することもできる。リチウムイオンキャパシタ100も、例えば、図5の要部構成に示すように、負極110と正極120とがセパレータ130を間に挟んで積層されている。互いに複数の負極110と正極120とが積層された端は、負極110に構成されている。   In addition, the power storage device can be configured as a lithium ion capacitor as shown in FIG. In the lithium ion capacitor 100 as well, for example, as shown in the main configuration of FIG. 5, the negative electrode 110 and the positive electrode 120 are stacked with the separator 130 interposed therebetween. An end where the plurality of negative electrodes 110 and the positive electrode 120 are stacked is formed in the negative electrode 110.

端に設けた負極110には、セパレータ130間に介在させて、対向して負極へのリチウムイオン供給源として機能させるリチウム極140が設けられている。リチウム極140は、図5に示すように、金属リチウム140aが集電体140bに設けられた構成となっている。リチウム極140から溶出したリチウムイオンが、負極110にプレドープされるようになっている。   The negative electrode 110 provided at the end is provided with a lithium electrode 140 that is interposed between the separators 130 and functions as a lithium ion supply source to the negative electrode. As shown in FIG. 5, the lithium electrode 140 has a configuration in which a metal lithium 140a is provided on a current collector 140b. Lithium ions eluted from the lithium electrode 140 are pre-doped into the negative electrode 110.

また、負極110は、負極用の活物質110aが集電体110bに設けられている。負極用の活物質110aは、バインダ等と共に電極用の合材に形成され、集電体110bの孔が開いた面に所定層厚で塗工されている。かかる集電体110bは、例えば、開口率は60%である。かかる集電体110bに設けた合材層の剪断応力は、10/秒の剪断速度での剪断応力が10Paであり、本発明の合材層の塗工性指標の範囲内にあるものである。   In the negative electrode 110, an active material 110a for the negative electrode is provided on the current collector 110b. The negative electrode active material 110a is formed into a composite material for an electrode together with a binder or the like, and is applied to the surface of the current collector 110b with a predetermined layer thickness. For example, the current collector 110b has an aperture ratio of 60%. The shear stress of the composite layer provided on the current collector 110b is 10 Pa at a shear rate of 10 / sec, and is within the range of the coating property index of the composite layer of the present invention. .

また、正極120は、正極用の活物質120aが集電体120bに設けられている。正極用の活物質120aは、バインダ等と共に電極用の合材に形成され、集電体120bの孔が開いた面に所定層厚で塗工されている。かかる集電体120bは、例えば、開口率は40%である。かかる集電体120bに設けた合材層の剪断応力は、10/秒の剪断速度での剪断応力が10Paであり、本発明の合材層の塗工性指標の範囲内にあるものである。   In the positive electrode 120, a positive electrode active material 120a is provided on a current collector 120b. The positive electrode active material 120a is formed into a composite material for an electrode together with a binder and the like, and is applied to the surface of the current collector 120b with a predetermined layer thickness. For example, the current collector 120b has an aperture ratio of 40%. The shear stress of the composite layer provided on the current collector 120b is 10 Pa at a shear rate of 10 / sec, and is within the range of the coating property index of the composite layer of the present invention. .

さらに、上記構成のリチウムイオンキャパシタでは、「正極」とは、放電の際に電流が流れ出る側の極を言い、「負極」とは放電の際に電流が流れ込む側の極を言うものとする。   Furthermore, in the lithium ion capacitor having the above-described configuration, the “positive electrode” refers to the pole on the side where current flows out during discharge, and the “negative electrode” refers to the pole on the side where current flows in during discharge.

かかる負極と正極を短絡した後の正極及び負極電位は、好ましくは例えば2.0V以下を示すものである。本発明のリチウムイオンキャパシタでは、負極、あるいは正極、あるいは負極及び正極に対するリチウムイオンのドーピングにより、正極と負極を短絡させた後の正極の電位は、好ましくは例えば2.0V以下にされていることが必要である。このようにして、容量の向上を図っているのである。   The potential of the positive electrode and the negative electrode after short-circuiting the negative electrode and the positive electrode is preferably, for example, 2.0 V or less. In the lithium ion capacitor of the present invention, the potential of the positive electrode after the positive electrode and the negative electrode are short-circuited by doping of the negative electrode, the positive electrode, or lithium ions to the negative electrode and the positive electrode is preferably set to 2.0 V or less, for example. is necessary. In this way, the capacity is improved.

また、本発明のリチウムイオンキャパシタでは、負極活物質の単位重量当たりの静電容量を、正極活物質の単位重量当たりの静電容量の3倍以上に設定することが好ましい。さらに、正極活物質重量が負極活物質重量よりも大きくなるように設定することが好ましい。かかる構成を採用することで、高電圧且つ高容量のリチウムイオンキャパシタとすることができる。   In the lithium ion capacitor of the present invention, it is preferable that the electrostatic capacity per unit weight of the negative electrode active material is set to 3 times or more of the electrostatic capacity per unit weight of the positive electrode active material. Furthermore, it is preferable to set the weight of the positive electrode active material to be larger than the weight of the negative electrode active material. By adopting such a configuration, a high voltage and high capacity lithium ion capacitor can be obtained.

また、上記説明では、積層型のセル構成を示したが、かかるセル構成以外でも構わない。リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ等の蓄電装置は、例えば、帯状の正極と負極とをセパレータを介して捲回させる円筒型セルにも構成することができる。あるいは板状の正極と負極とをセパレータを介して各3層以上積層した角型セルに構成しても構わない。また、板状の正極と負極とをセパレータを介して各3層以上積層し、さらに外装フィルム内に封入したフィルム型セル等の大容量セルに構成しても構わない。   In the above description, a stacked cell configuration is shown, but other cell configurations may be used. A power storage device such as a lithium ion secondary battery or a lithium ion capacitor can also be configured as, for example, a cylindrical cell in which a strip-like positive electrode and a negative electrode are wound through a separator. Or you may comprise in the square cell which laminated | stacked three or more layers of each of the plate-shaped positive electrode and the negative electrode through the separator. Further, a plate-like positive electrode and a negative electrode may be laminated in three or more layers with a separator interposed therebetween, and a large-capacity cell such as a film-type cell enclosed in an exterior film may be configured.

尚、上記蓄電装置では、その電極には、表裏を貫通する孔が開けられた集電体が用いられていた。かかる集電体上には、前記指標にて塗工性が確認された活物質層等からなる合材層が設けられている。かかる合材層は、図3、4では、孔開きの集電体の両面に塗工された場合を示したが、片面だけの塗工でも勿論構わない。   In the power storage device, a current collector having a hole penetrating the front and back is used for the electrode. On the current collector, a composite material layer made of an active material layer or the like whose coatability is confirmed by the index is provided. 3 and 4 show the case where the composite layer is applied to both sides of the perforated current collector, it is of course possible to apply only on one side.

上記説明では、適切塗工可能な合材層を適用した電極を備える蓄電装置としては、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタを例に挙げて説明した。しかし、孔開きの集電体を使用していれば、上記以外の電池、電気二重層キャパシタ等でも当然に適用できる。   In the above description, a lithium ion secondary battery and a lithium ion capacitor have been described as examples of a power storage device including an electrode to which a composite layer that can be appropriately applied is applied. However, as long as a perforated current collector is used, a battery other than the above, an electric double layer capacitor, and the like can be naturally applied.

本発明で使用する集電体としては、例えば、正極集電体にはアルミニウム、ステンレス等、負極集電体にはステンレス鋼、銅、ニッケル等を用いることができる。かかる集電体には、孔が開けられ、導電性の多孔体に構成されている。ステンレスメッシュ等の金属多孔体が使用できる。また、リチウムイオン供給源に用いる集電体には、正極および負極集電体に用いたものと同じものを使用することができるが、勿論、リチウムイオン供給源と反応しないものが使用できる。   As the current collector used in the present invention, for example, aluminum or stainless steel can be used for the positive electrode current collector, and stainless steel, copper, nickel or the like can be used for the negative electrode current collector. Such a current collector is perforated to form a conductive porous body. A metal porous body such as a stainless mesh can be used. The current collector used for the lithium ion supply source may be the same as that used for the positive electrode and negative electrode current collector, but of course, one that does not react with the lithium ion supply source can be used.

かかる集電体に設ける孔は、例えば、エキスパンドメタル等のメタルラス、ワイヤラス、パンチングメタル、エッチング箔、電解エッチング箔、3次元加工(3D)箔等のように形成しておけばよい。   The holes provided in the current collector may be formed, for example, as a metal lath such as an expanded metal, a wire lath, a punching metal, an etching foil, an electrolytic etching foil, a three-dimensionally processed (3D) foil, or the like.

かかる集電体の孔は、厳密には通過させるイオン種にもよるが、リチウムイオンの場合には、口径が100μm以上〜1mm以下の孔である。かかる口径の孔数は、前記の如く、例えば、50個/cm以上〜5000個/cm以下の範囲で設けておけばよい。孔数が5000個/cmより多ければ、例えば、プレドープに要する時間は短くなる。しかし、反面、強度が劣ることとなる。また、孔数が50個/cmより少なければ、強度面は大丈夫でも、プレドープに要する時間がかかることとなる。適正な開口率は、好ましくは40%以上、60%以下である。かかる開口率40%以上、60%以下に対しては、前記合材層の剪断応力の指標範囲内であれば、孔開きの集電体面に適正塗工可能である。 Strictly speaking, the hole of the current collector is a hole having a diameter of 100 μm or more and 1 mm or less in the case of lithium ion, although it depends on the ion species to be passed. As described above, the number of holes having such a diameter may be provided in the range of, for example, 50 / cm 2 to 5000 / cm 2 . If the number of holes is more than 5000 / cm 2 , for example, the time required for pre-doping is shortened. However, the strength is inferior. Also, if the number of holes is less than 50 / cm 2 , the time required for pre-doping will be required even if the strength is satisfactory. The appropriate aperture ratio is preferably 40% or more and 60% or less. With respect to the opening ratio of 40% or more and 60% or less, appropriate coating can be performed on the apertured current collector surface within the index range of the shear stress of the composite material layer.

また、使用される合材層は、例えば、活物質、バインダ、必要に応じて導電助材、及び水等の溶媒で構成され、スラリーに形成される。合材層に使用される活物質は、蓄電装置の種類、電極の種類に応じて、適宜選択して使用される。例えば、蓄電装置がリチウムイオン二次電池の場合には、正極用の活物質として次のようなものを使用することができる。例えば、広くは、周期律表第V族元素及び第VI族元素から選ばれる少なくとも1種の金属元素の酸化物を含むものが挙げられる。かかる金属酸化物としては、例えば、バナジウム酸化物(酸化バナジウム)、あるいは酸化ニオブを挙げることができる。特に、五酸化バナジウムが好ましい。   Moreover, the composite material layer used is comprised with solvents, such as an active material, a binder, a conductive support material as needed, and water, and is formed in a slurry, for example. The active material used for the composite layer is appropriately selected and used in accordance with the type of power storage device and the type of electrode. For example, when the power storage device is a lithium ion secondary battery, the following can be used as the positive electrode active material. For example, a material broadly includes an oxide of at least one metal element selected from Group V elements and Group VI elements of the Periodic Table. Examples of the metal oxide include vanadium oxide (vanadium oxide) and niobium oxide. In particular, vanadium pentoxide is preferable.

かかるバナジウム酸化物でも、例えば、五酸化バナジウム(V2O5)は、VO5を一単位とする5面体ユニットが2次元方向に共有結合で広がることで一つの層を形成している。この層と層とが積層することで全体として層状構造となっている。かかる層間に、リチウムイオンをドープすることができる。 Even in such vanadium oxide, for example, vanadium pentoxide (V 2 O 5 ) forms a single layer by spreading a pentahedral unit having VO 5 as a unit in a two-dimensional direction by a covalent bond. By laminating these layers, a layered structure is formed as a whole. Lithium ions can be doped between the layers.

また、リチウムイオン二次電池の負極の場合には、例えば、黒鉛やPAS等のリチウムイオンを吸蔵、放出可能な炭素材料を用いることができる。また、リチウム系材料も用いることができる。かかるリチウム系材料としては、金属リチウムやリチウム合金(例えばLi-Al合金)のようなリチウム系金属材料、スズやケイ素のような金属と金属リチウムとの金属間化合物材料、窒化リチウムのようなリチウム化合物を使用することができる。   In the case of the negative electrode of a lithium ion secondary battery, for example, a carbon material that can occlude and release lithium ions such as graphite and PAS can be used. A lithium-based material can also be used. Such lithium-based materials include lithium-based metal materials such as metallic lithium and lithium alloys (eg, Li-Al alloys), intermetallic compound materials of metals and metallic lithium such as tin and silicon, and lithium such as lithium nitride. Compounds can be used.

さらには、リチウムイオンをドープ、脱ドープ可能な炭素材料等も使用することができる。かかる場合には、リチウム極を別途設けることで、初期充電時にリチウムイオンを、上記リチウム極から負極にプレドープさせる。リチウムイオン供給源としては、金属リチウムあるいはリチウム−アルミニウム合金等が使用できる。すなわち、少なくともリチウム元素を含有し、リチウムイオンを供給することのできる物質であれば使用可能である。   Furthermore, a carbon material that can be doped or dedoped with lithium ions can also be used. In such a case, by separately providing a lithium electrode, lithium ions are pre-doped from the lithium electrode to the negative electrode during initial charging. As the lithium ion supply source, metallic lithium or a lithium-aluminum alloy can be used. That is, any substance that contains at least lithium element and can supply lithium ions can be used.

例えば、蓄電装置がリチウムイオンキャパシタの場合には、正極に用いる活物質としては、リチウムイオンと、リチウムイオンとが対をなす例えばBF4 -、PF6 -等のようなアニオンを可逆的にドープできるものであればよい。かかる正極活物質としては、例えば、活性炭、導電性高分子、ポリアセン系物質等を挙げることができる。特に、活性炭は、例えば、水酸化カリウム等のアルカリで賦活処理が施されているものを用いれば、賦活処理されていないものに比べて、比表面積が大きくて好ましい。 For example, when the power storage device is a lithium ion capacitor, the active material used for the positive electrode is reversibly doped with an anion such as BF 4 , PF 6 −, etc., in which lithium ions and lithium ions form a pair. Anything is possible. Examples of the positive electrode active material include activated carbon, conductive polymer, polyacene-based material, and the like. In particular, it is preferable to use activated carbon that has been subjected to an activation treatment with an alkali such as potassium hydroxide, for example, because the specific surface area is large compared to that that has not been activated.

また、リチウムイオンキャパシタの負極活物質としては、例えば、黒鉛、炭素系材料、ポリアセン系物質等を使用することができる。炭素系材料としては、例えば、難黒鉛化炭素材料等が挙げられる。ポリアセン系物質としては、例えば、ポリアセン系骨格を有する不溶不融性基体であるPAS等が挙げられる。かかる負極活物質は、いずれもリチウムイオンを可逆的にドープ可能な物質である。   Moreover, as a negative electrode active material of a lithium ion capacitor, for example, graphite, a carbon-based material, a polyacene-based material, or the like can be used. Examples of the carbon-based material include non-graphitizable carbon materials. Examples of the polyacene-based substance include PAS that is an insoluble and infusible substrate having a polyacene-based skeleton. Any of the negative electrode active materials can be reversibly doped with lithium ions.

初期充電時に、リチウムイオンを負極にプレドープさせる。かかる際に使用するリチウムイオン供給源としては、金属リチウムあるいはリチウム−アルミニウム合金等が使用できる。すなわち、少なくともリチウム元素を含有し、リチウムイオンを供給することのできる物質であれば使用可能である。   During initial charging, lithium ions are pre-doped into the negative electrode. As the lithium ion supply source used in such a case, metallic lithium or a lithium-aluminum alloy can be used. That is, any substance that contains at least lithium element and can supply lithium ions can be used.

また、合材層に使用するバインダとしては、例えば、ゴム系バインダ、あるいはフッ素系樹脂、熱可塑性樹脂、アクリル系樹脂等の結着樹脂を使用することができる。ゴム系バインダとしては、例えば、ジエン系重合体であるSBR、NBR等を挙げることができる。フッ素系樹脂としては、例えば、ポリ四フッ化エチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PDVF)等を挙げることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等を挙げることができる。アクリル系樹脂としては、例えば、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸・アクリロニトリル・エチレングリコールジメタクリレート共重合体等を挙げることができる。   Moreover, as a binder used for a compound material layer, binder resins, such as a rubber-type binder or a fluorine resin, a thermoplastic resin, an acrylic resin, can be used, for example. Examples of the rubber binder include SBR and NBR which are diene polymers. Examples of the fluorine resin include polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyvinylidene fluoride (PDVF). Examples of the thermoplastic resin include polypropylene and polyethylene. Examples of the acrylic resin include 2-ethylhexyl acrylate, methacrylic acid / acrylonitrile / ethylene glycol dimethacrylate copolymer, and the like.

尚、リチウムイオン二次電池で使用する正極活物質が、例えばバナジウム酸化物の場合には、水に溶けるので、かかるバインダは、非水溶媒と混合することで分散させて用いる必要がある。   When the positive electrode active material used in the lithium ion secondary battery is, for example, vanadium oxide, it is soluble in water. Therefore, it is necessary to disperse the binder by mixing it with a non-aqueous solvent.

さらに、必要に応じて合材層に使用する導電助材を混合する。かかる導電助材としては、例えば、ケッチェンブラック等の導電性カーボン、銅、鉄、銀、ニッケル、パラジウム、金、白金、インジウム、タングステン等の金属、酸化インジウム、酸化スズ等の導電性金属酸化物等を挙げることができる。   Furthermore, the conductive support material used for a compound material layer is mixed as needed. Examples of such conductive aids include conductive carbon such as ketjen black, metals such as copper, iron, silver, nickel, palladium, gold, platinum, indium and tungsten, and conductive metal oxides such as indium oxide and tin oxide. And the like.

上記活物質、バインダ、必要に応じて導電助材を、例えば水、N−メチルピロリドン等の溶媒を用いてスラリーに形成し、所定層厚で集電体上に塗布すればよい。塗工した状態で、必要に応じて、例えば、50MPaの圧力をかけて圧縮すればよい。その後、例えば、120〜250℃で、12〜24時間真空乾燥させればよい。このようにして、電極を製造することができる。   What is necessary is just to form the said active material, a binder, and the conductive support material as needed into a slurry using solvents, such as water and N-methylpyrrolidone, and apply | coat on a collector with predetermined layer thickness. What is necessary is just to apply a pressure of 50 MPa, for example, and to compress in the coated state as needed. Thereafter, for example, it may be vacuum dried at 120 to 250 ° C. for 12 to 24 hours. In this way, an electrode can be manufactured.

かかる構成の電極は、適宜に蓄電装置に合わせて選択され、例えば、電解液を介して設けられている。かかる電解液には、電解質が溶解されている。例えば、リチウムイオン二次電池では、電解質としては、CF3SO3Li、C4F9SO8Li、(CF3SO2)2NLi、(CF3SO2)3CLi、LiBF4、LiPF6、LiClO4等のリチウム塩を使用することができる。かかる電解質は、例えば、非水系溶媒に溶解されている。 The electrode having such a configuration is appropriately selected according to the power storage device, and is provided, for example, via an electrolytic solution. An electrolyte is dissolved in the electrolytic solution. For example, in a lithium ion secondary battery, the electrolytes include CF 3 SO 3 Li, C 4 F 9 SO 8 Li, (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, (CF 3 SO 2 ) 3 CLi, LiBF 4 , LiPF 6 Lithium salts such as LiClO 4 can be used. Such an electrolyte is dissolved in, for example, a non-aqueous solvent.

非水系溶媒としては、例えば、鎖状カーボネート、環状カーボネート、環状エステル、ニトリル化合物、酸無水物、アミド化合物、ホスフェート化合物、アミン化合物等が挙げられる。より具体的には、例えば、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート(DEC)、プロピレンカーボネート、ジメトキシエタン、γ−ブチロラクトン、n−メチルピロリジノン、N,N’ −ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、あるいはプロピレンカーボネートとジメトキシエタンとの混合物、スルホランとテトラヒドロフランとの混合物等を挙げることができる。   Examples of non-aqueous solvents include chain carbonates, cyclic carbonates, cyclic esters, nitrile compounds, acid anhydrides, amide compounds, phosphate compounds, amine compounds, and the like. More specifically, for example, ethylene carbonate, diethyl carbonate (DEC), propylene carbonate, dimethoxyethane, γ-butyrolactone, n-methylpyrrolidinone, N, N′-dimethylacetamide, acetonitrile, or propylene carbonate and dimethoxyethane Examples thereof include a mixture and a mixture of sulfolane and tetrahydrofuran.

尚、正極と負極との間に介挿される電解質層としては、上記の如く電解質を溶解させた非水系溶媒の電解液であってもよいし、この電解質溶液を含むポリマーゲル(ポリマーゲル電解質)であっても構わない。要は、正極、負極間のリチウムイオンの移動を円滑に支持するものであればよい。   The electrolyte layer interposed between the positive electrode and the negative electrode may be an electrolyte solution of a non-aqueous solvent in which the electrolyte is dissolved as described above, or a polymer gel (polymer gel electrolyte) containing this electrolyte solution It does not matter. In short, any material that smoothly supports the movement of lithium ions between the positive electrode and the negative electrode may be used.

一方、リチウムイオンキャパシタの場合には、電解液には、例えば、非プロトン性有機溶媒を使用することができる。非プロトン性有機溶媒は、非プロトン性有機溶媒電解質溶液を形成する。例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ-ブチロラクトン、アセトニトリル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、塩化メチレン、スルホラン等が挙げられる。さらに、これら非プロトン性有機溶媒の二種以上を混合した混合液を用いても構わない。   On the other hand, in the case of a lithium ion capacitor, for example, an aprotic organic solvent can be used as the electrolytic solution. The aprotic organic solvent forms an aprotic organic solvent electrolyte solution. Examples thereof include ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, γ-butyrolactone, acetonitrile, dimethoxyethane, tetrahydrofuran, dioxolane, methylene chloride, sulfolane and the like. Furthermore, you may use the liquid mixture which mixed 2 or more types of these aprotic organic solvents.

使用される電解質としては、リチウムイオンを生成し得る電解質であれば使用可能である。例えば、LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiPF6、LiN(C2F5SO2)2、LiN(CF3SO2)2等が挙げられる。 As an electrolyte to be used, any electrolyte that can generate lithium ions can be used. Examples thereof include LiClO 4 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiPF 6 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 and the like.

本発明に係わる前記指標は、例えば、合材層製造における目標値としての指標に用いることができる。すなわち、孔開きの集電体上に塗工するスラリーとしての合材層の剪断応力を、前記合材層の各成分比、あるいは粒径、あるいは混合時間等を適宜に調節することで、前記指標内に入るように調製する。   The said index concerning this invention can be used for the parameter | index as a target value in composite-material layer manufacture, for example. That is, the shear stress of the composite material layer as a slurry to be coated on the perforated current collector is adjusted by appropriately adjusting the component ratio of each of the composite material layers, the particle size, or the mixing time. Prepare to be within index.

剪断速度を一方の軸にとり、他方の軸に剪断応力をとった場合に、座標(剪断速度、剪断応力)で示される合材層の値が、次の範囲に入っていればよい。図1に示す座標A(10−1/秒、1Pa)、座標B(10/秒、5Pa)を結んだ線と、座標C(10/秒、50Pa)、座標D(10−1/秒、10Pa)を結んだ線に挟まれた範囲内であればよい。座標A(10−1/秒、1Pa)、座標B(10/秒、5Pa)を結んだ線とは、下限を示す線である。座標C(10/秒、50Pa)、座標D(10−1/秒、10Pa)を結んだ線とは、上限を示す線である。 When the shear rate is taken on one axis and the shear stress is taken on the other axis, the value of the composite layer indicated by the coordinates (shear rate, shear stress) should be in the following range. A line connecting coordinates A (10 -1 / second, 1 Pa), coordinates B (10 2 / second, 5 Pa) shown in FIG. 1, coordinates C (10 2 / second, 50 Pa), coordinates D (10 -1 / It suffices to be within a range sandwiched between lines connecting seconds, 10 Pa). A line connecting coordinates A (10 -1 / sec, 1 Pa) and coordinates B (10 2 / sec, 5 Pa) is a line indicating a lower limit. The line connecting the coordinates C (10 2 / sec, 50 Pa) and the coordinates D (10 −1 / sec, 10 Pa) is a line indicating the upper limit.

また、上記剪断速度以外の剪断速度での剪断応力は、例えば、座標A点、B点を結ぶ直線を外挿して上限を、座標D点、C点を結んだ直線を外挿して下限を、それぞれ確定して指標とすればよい。   The shear stress at a shear rate other than the above shear rate is, for example, extrapolated from a straight line connecting points A and B, and extrapolated from a straight line connecting points D and C. Each may be determined and used as an index.

あるいは、製造された合材層を、後で塗工性により選別する指標として用いることもできる。例えば、試作等で電気的特性を第一儀的に考慮した複数組成の合材層を製造する。かかる合材層のうちで、孔開き集電体に塗工可能な合材層を、その剪断応力で選別する。すなわち、図1に示す座標A(10−1/秒、1Pa)、座標B(10/秒、5Pa)を結ぶ線と、座標C(10/秒、50Pa)、座標D(10−1/秒、10Pa)を結ぶ線と間の範囲内であれば、塗工可能と判断すればよい。かかる指標の使い方は、合材層の組合せで塗工性の調整が予め行えない場合等に、有効に使用できる。 Alternatively, the produced composite material layer can also be used as an index for selecting later by coating properties. For example, a composite material layer having a plurality of compositions is manufactured in a trial production or the like in consideration of electrical characteristics. Among such composite material layers, a composite material layer that can be applied to the perforated current collector is selected based on the shear stress. That is, a line connecting coordinates A (10 −1 / sec, 1 Pa), coordinates B (10 2 / sec, 5 Pa) shown in FIG. 1, coordinates C (10 2 / sec, 50 Pa), coordinates D (10 −1 ). If it is within the range between the lines connecting the two lines per second and 10 Pa), it may be determined that coating is possible. Such an indicator can be used effectively when the coating property cannot be adjusted in advance by combining the composite layers.

あるいは、適切塗工が可能な合材層は、さらに、塗り易さ等で再分類しても構わない。適切塗工が可能な合材層は、例えば、上記線間の範囲内で判断される。しかし、同じ適切塗工性でも、塗り易さには差異がある場合がある。そこで、かかる塗り易さの差異で、さらに分類することができる。すなわち、同じ塗工性の中で、非常に塗り易い、普通、やや塗りにくい等と、塗り易さを目安として分類しても構わない。かかる塗り易さで、製造された合材層の保管管理をすればよい。   Alternatively, the composite material layer that can be appropriately coated may be further reclassified based on ease of application or the like. The composite material layer that can be appropriately coated is determined, for example, within the range between the lines. However, even with the same appropriate coatability, there may be differences in ease of application. Then, it can classify | categorize further by the difference of this ease of painting. That is, within the same coating property, it is possible to classify as easy to apply, such as very easy to apply, normal, and slightly difficult to apply. What is necessary is just to carry out storage management of the manufactured composite material layer with such ease of application.

さらには、上記塗り易さを、可能ならば、数値表現で表示しても構わない。例えば、本発明の指標の如く、分類可能であれば、ある剪断速度で測定した場合の剪断応力で、塗り易さに対応して剪断応力の数値範囲を設定すればよい。   Furthermore, the ease of painting may be displayed in numerical expression if possible. For example, as long as classification is possible as in the index of the present invention, a numerical value range of shear stress may be set in accordance with ease of application with shear stress measured at a certain shear rate.

このように合材層を塗工し易さで分類することは、重要である。かかる塗工し易さは、量産時には、極めてその工数に関わる重大な考慮因子となる。合材層を塗り易さで場合分けして保管する等しておけばよい。実際の適切塗工時には、適切塗工の範囲内でさらに塗り易さで分類された合材層の中から、同じ塗り易さの合材層を選択して、レベルを統一して塗工することができる。このようにすれば、生産効率の向上を図ることができる。   In this way, it is important to classify the composite layers according to the ease of application. Such ease of coating is an extremely important factor for man-hours in mass production. What is necessary is just to store a compound material layer according to the case of coating easily. At the time of actual proper coating, select a mixture layer of the same ease of application from the mixture layers further classified by ease of application within the range of appropriate coating, and apply a uniform level be able to. In this way, production efficiency can be improved.

また、塗工性が、合材層の成分組成等と関係して、適切塗工後の乾燥性に影響を与える場合も十分に考えられる。その場合には、合材層を適切塗工性の判断指標である剪断応力に基づき分類するとともに、その他にも、乾燥性による分類も付記しておけばよい。   In addition, it is fully conceivable that the coating property affects the drying property after appropriate coating in relation to the component composition of the composite material layer. In that case, the composite layer may be classified based on the shearing stress that is an index for determining appropriate coating properties, and in addition, a classification based on drying properties may be added.

さらには、合材層の管理項目として本発明に係わる指標と併せて上記分類を付記してもよい。すなわち、かかる指標で合材層を塗工性で大分類すると共に、塗り易さでさらに中分類する。さらに、乾燥性で小分類をして、適切な合材層を適宜選別できるように管理しても構わない。   Furthermore, you may add the said classification | category together with the parameter | index concerning this invention as a management item of a composite material layer. That is, the composite material layer is broadly classified by the coating property by such an index, and further classified by the ease of coating. Furthermore, it may be managed so that a suitable mixture layer can be appropriately selected by performing a small classification based on drying properties.

次に、上記実施の形態で説明した剪断応力を指標として用いることについて、実施例を用いてより具体的に説明する。尚、本発明は、以下の実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。   Next, the use of the shear stress described in the above embodiment as an index will be described more specifically using examples. Needless to say, the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
[負極の製造]フラン樹脂炭の原料であるフルフリルアルコールを60℃で24時間保持して樹脂を硬化させ、黒色樹脂を得た。得られた黒色樹脂を静置式電気炉内で、窒素雰囲気下1200℃まで3時間で昇温し、その到達温度で2時間保持した。放冷冷却後、取り出した試料をボールミルで粉砕した。粉砕により、D50%(50%体積累積径)=5.0μmの難黒鉛化性炭素粉末(水素原子/炭素原子=0.008)である試料を得た。
Example 1
[Production of Negative Electrode] Furfuryl alcohol, which is a raw material of furan resin charcoal, was held at 60 ° C. for 24 hours to cure the resin, thereby obtaining a black resin. The obtained black resin was heated in a static electric furnace to 1200 ° C. in a nitrogen atmosphere over 3 hours, and held at that temperature for 2 hours. After cooling by cooling, the sample taken out was pulverized with a ball mill. The sample which is non-graphitizable carbon powder (hydrogen atom / carbon atom = 0.008) of D50% (50% volume cumulative diameter) = 5.0 μm was obtained by pulverization.

次に、上記試料を100重量部と、ポリフッ化ビニリデン粉末10重量部をN−メチルピロリドン80重量部に溶解した溶液とを混合した。そして、混合条件を変化させることにより、3種類の負極スラリー1、2、3を得た。尚、スラリー物性として、剪断速度が10−1/秒および10/秒におけるそれぞれの剪断応力を求めた。結果を図6に示す。因みに、図6に示す値は、上記スラリーの実際の温度20℃で測定した値である。 Next, 100 parts by weight of the sample was mixed with a solution obtained by dissolving 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride powder in 80 parts by weight of N-methylpyrrolidone. And three types of negative electrode slurries 1, 2, and 3 were obtained by changing mixing conditions. As the physical properties of the slurry, the respective shear stresses at shear rates of 10 -1 / second and 10 2 / second were determined. The results are shown in FIG. Incidentally, the values shown in FIG. 6 are values measured at an actual temperature of the slurry of 20 ° C.

負極スラリー1、2、3を厚さ32μm(開口率50%)の銅製エキスパンドメタルからなる負極集電体の両面にダイコーターにて均等に塗工した。その後、乾燥し、プレス後、厚み70μmの負極1、2、3を得た。得られた負極1、2、3の表面状態を観察し、不良(抜け、スジ)の有無を観察した。その結果を、図6に示す。   The negative electrode slurries 1, 2, and 3 were uniformly coated on both surfaces of a negative electrode current collector made of a copper expanded metal having a thickness of 32 μm (opening ratio: 50%) with a die coater. Then, after drying and pressing, negative electrodes 1, 2, and 3 having a thickness of 70 μm were obtained. The surface states of the obtained negative electrodes 1, 2, and 3 were observed, and the presence or absence of defects (missing, streaks) was observed. The result is shown in FIG.

尚、塗工全域からサンプリングして平均した負極活物質の目付量は4.0mg/cmであった。かかる目付量とは、負極の表裏両面を含む面積で、集電体に塗工した負極活物質の量を割った値である。 The weight per unit area of the negative electrode active material sampled from the entire coating area and averaged was 4.0 mg / cm 2 . The basis weight is a value obtained by dividing the amount of the negative electrode active material applied to the current collector by the area including both the front and back surfaces of the negative electrode.

[正極の製造]比表面積2000m/gの市販活性炭粉末85重量部、アセチレンブラック粉体5重量部、アクリル系樹脂バインダ6重量部、カルボキシメチルセルロース4重量部および水200重量部からなる組成にて混合した。そして、混合条件を変化させることにより、3種類の正極スラリー1、2、3を得た。尚、スラリー物性として、剪断速度が10−1/秒および10/秒におけるそれぞれの剪断応力を求めた。結果を図6に示す。 [Production of Positive Electrode] A composition comprising 85 parts by weight of commercially available activated carbon powder having a specific surface area of 2000 m 2 / g, 5 parts by weight of acetylene black powder, 6 parts by weight of an acrylic resin binder, 4 parts by weight of carboxymethyl cellulose and 200 parts by weight of water. Mixed. And three types of positive electrode slurries 1, 2, and 3 were obtained by changing mixing conditions. As the physical properties of the slurry, the respective shear stresses at shear rates of 10 -1 / second and 10 2 / second were determined. The results are shown in FIG.

かかる正極スラリー1、2、3を厚さ35μm(開口率50%)のアルミニウム製エキスパンドメタルからなる正極集電体の両面に、ダイコーターにて均等に塗工した。その後、乾燥し、プレス後、厚み129μmの正極1、2、3を得た。得られた正極1、2、3の表面状態を観察し、不良(抜け、スジ)の有無を観察した。その結果を、図6に示す。   The positive electrode slurries 1, 2, and 3 were evenly coated with a die coater on both surfaces of a positive electrode current collector made of an aluminum expanded metal having a thickness of 35 μm (opening ratio: 50%). Then, after drying and pressing, positive electrodes 1, 2, and 3 having a thickness of 129 μm were obtained. The surface states of the obtained positive electrodes 1, 2, and 3 were observed, and the presence or absence of defects (missing, streaks) was observed. The result is shown in FIG.

尚、塗工全域からサンプリングして平均した正極活物質の目付量は3.5mg/cmであった。目付量とは、正極の表裏両面を含む面積で、集電体に塗工した正極活物質の量を割った値である。 The basis weight of the positive electrode active material sampled from the entire coating area and averaged was 3.5 mg / cm 2 . The basis weight is an area including both the front and back surfaces of the positive electrode and is a value obtained by dividing the amount of the positive electrode active material applied to the current collector.

[三極積層ユニットの作製]負極1を、6.0×7.5cm(端子溶接部を除く)に11枚カットした。併せて、正極1も、5.8×7.3cm(端子溶接部を除く)に10枚カットした。セパレータには、厚さ35μmのセルロース/レーヨン混合不織布を用いた。かかるセパレータを介して、正極集電体、負極集電体の端子溶接部がそれぞれ反対側になるよう配置し、正極1と負極1とを交互に積層した。 [Preparation of Tripolar Laminate Unit] Eleven negative electrodes 1 were cut into 6.0 × 7.5 cm 2 (excluding terminal welds). In addition, 10 positive electrodes 1 were cut into 5.8 × 7.3 cm 2 (excluding terminal welds). As the separator, a cellulose / rayon mixed nonwoven fabric having a thickness of 35 μm was used. Through the separator, the positive electrode current collector and the negative electrode current collector were arranged so that the terminal welds thereof were on opposite sides, and the positive electrode 1 and the negative electrode 1 were alternately laminated.

尚、電極の最外部が負極1となるように積層した。最上部と最下部とはセパレータを配置させ、4辺をテープ留めした。正極集電体の端子溶接部(10枚)、負極集電体の端子溶接部(11枚)を、それぞれ幅50mm、長さ50mm、厚さ0.2mmのアルミニウム製正極端子および銅製負極端子に超音波溶接した。このようにして、電極積層ユニット1を得た。   In addition, it laminated | stacked so that the outermost part of an electrode might become the negative electrode 1. FIG. Separators were placed on the top and bottom and four sides were taped. The terminal welded portion (10 sheets) of the positive electrode current collector and the terminal welded portion (11 sheets) of the negative electrode current collector were respectively connected to an aluminum positive electrode terminal and a copper negative electrode terminal having a width of 50 mm, a length of 50 mm, and a thickness of 0.2 mm. Ultrasonic welding. In this way, an electrode laminate unit 1 was obtained.

また、正極2と負極2、正極3と負極3を用いる以外は同様にして、電極積層ユニット2および電極積層ユニット3を得た。   Moreover, the electrode laminated unit 2 and the electrode laminated unit 3 were obtained in the same manner except that the positive electrode 2 and the negative electrode 2 and the positive electrode 3 and the negative electrode 3 were used.

リチウム極として、金属リチウム箔を厚さ80μmのステンレス網に圧着したものを用いた。かかるリチウム極を最外部の負極と完全に対向するように、電極積層ユニット1および電極積層ユニット2、電極積層ユニット3の上部にそれぞれ各1枚配置した。このようにして、三極積層ユニット1および三極積層ユニット2、三極積層ユニット3を得た。尚、リチウム極集電体の端子溶接部は負極端子溶接部に抵抗溶接した。   As the lithium electrode, a metal lithium foil bonded to a stainless steel net having a thickness of 80 μm was used. One lithium electrode was disposed on each of the electrode laminate unit 1, the electrode laminate unit 2, and the electrode laminate unit 3 so as to completely face the outermost negative electrode. In this way, the three-pole laminated unit 1, the three-pole laminated unit 2, and the three-pole laminated unit 3 were obtained. The terminal welding part of the lithium electrode current collector was resistance welded to the negative electrode terminal welding part.

[セルの作製および電解液の含浸]三極積層ユニット1、2、3の形状にあわせて深絞りした3.5mmのラミネートフィルムの内部へ、上記三極積層ユニット1、2、3をそれぞれ設置した。ラミネートフィルムの下辺部および側辺部の三辺をそれぞれ熱融着した。   [Production of Cell and Impregnation with Electrolyte] Each of the above-mentioned three-pole laminated units 1, 2, and 3 is placed inside a 3.5 mm laminated film deep-drawn to match the shape of the three-pole laminated units 1, 2, and 3. did. The three sides of the lower and side portions of the laminate film were heat-sealed.

続いて、熱融着を行っていない残りの一辺に漏斗を挿入し、スポイドにて電解液のプロピレンカーボネート溶液を15g注液した。かかるプロピレンカーボネート溶液は、プロピレンカーボネートに対して1モル/Lの濃度となるようにLiPF6を溶解して調製した。その後に、残り一辺を減圧下にて融着させ、フィルム型セル1、2、3を各5セル組み立てた。尚、セル内に配置された金属リチウムは負極活物質重量当たり500mAh/g相当である。 Subsequently, a funnel was inserted into the remaining side where heat fusion was not performed, and 15 g of a propylene carbonate solution as an electrolytic solution was injected with a spoid. Such a propylene carbonate solution was prepared by dissolving LiPF 6 to a concentration of 1 mol / L with respect to propylene carbonate. Thereafter, the remaining one side was fused under reduced pressure to assemble five film-type cells 1, 2, and 3 each. In addition, the metallic lithium arrange | positioned in a cell is equivalent to 500 mAh / g per negative electrode active material weight.

[セルの初期評価]電解液を含浸してから20日間放置後に、上記フィルム型セル1、2、3の各1セルを分解した。いずれのセルも、金属リチウムが完全に無くなっていた。これにより、負極活物質の単位重量当たりに500mAh/gのリチウムイオンが予めドープされたと判断した。   [Initial Evaluation of Cell] After leaving for 20 days after impregnation with the electrolytic solution, each of the film type cells 1, 2, and 3 was disassembled. Both cells were completely free of metallic lithium. Accordingly, it was determined that 500 mAh / g of lithium ions was previously doped per unit weight of the negative electrode active material.

[セルの特性評価]1000mAの定電流で、セル電圧が3.8Vになるまで充電した。その後3.8Vの定電圧を印加する定電流−定電圧充電を30分間行った。次いで、500mAの定電流で、セル電圧が2.2Vになるまで放電した。この3.8V−2.2Vのサイクルを繰り返し、10回目の放電におけるセル容量およびエネルギー密度を評価した。   [Evaluation of cell characteristics] The battery was charged at a constant current of 1000 mA until the cell voltage reached 3.8V. After that, constant current-constant voltage charging for applying a constant voltage of 3.8 V was performed for 30 minutes. Next, the battery was discharged at a constant current of 500 mA until the cell voltage reached 2.2V. This cycle of 3.8V-2.2V was repeated, and the cell capacity and energy density in the 10th discharge were evaluated.

続いて、60℃の恒温槽内に放置後、3.8Vの電圧を印加し続け、1000時間経過後に室温に戻してセル容量を評価した。その結果を、60℃での3.8V印加試験後における容量保持率とともに、図7に示した。但し、データは3セルの平均である。   Subsequently, after being left in a constant temperature bath at 60 ° C., a voltage of 3.8 V was continuously applied, and after 1000 hours, the temperature was returned to room temperature to evaluate the cell capacity. The results are shown in FIG. 7 together with the capacity retention after the 3.8 V application test at 60 ° C. However, the data is an average of 3 cells.

フィルム型セル1、2、3の放電容量は、図7に示す通り、ほぼ同等であった。しかし、不良の無いフィルム型セル1の方が若干大きい結果となった。また、1000時間後の容量保持率はフィルム型セル2、3の方が低い結果となった。これは、フィルム型セル2、3では、抜けやスジのある電極を用いていることから、部分的な劣化が起ったためと考えられる。併せて、また、容量保持率も、フィルム型セル1の方が、フィルム型セル2、3より良好であることが確認された。   The discharge capacities of the film type cells 1, 2, and 3 were almost equal as shown in FIG. However, the film-type cell 1 without defects was slightly larger. Further, the capacity retention after 1000 hours was lower in the film type cells 2 and 3. This is presumably because the film-type cells 2 and 3 were partially deteriorated because of the use of electrodes with missing or streaks. In addition, it was also confirmed that the film-type cell 1 was better than the film-type cells 2 and 3 in terms of capacity retention.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態、実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態、実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments and examples. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and does not depart from the spirit of the invention. It goes without saying that various changes can be made.

本発明は、蓄電装置の電極で使用する孔開き集電体への合材層の適切塗工性の判断分野で有効に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be effectively used in the field of determining the appropriate coatability of a composite material layer to a perforated current collector used for an electrode of a power storage device.

本発明に係わる合材層の塗工性の指標を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the parameter | index of the coating property of the compound material layer concerning this invention. (a)はヌケ、(b)はスジの各塗工不良の例を、(c)は適切塗工の例をそれぞれ模式的に示す説明図である。(A) is an omission, (b) is an explanatory view schematically showing an example of each defective coating of streaks, and (c) is an explanatory diagram schematically showing an example of appropriate coating. (a)、(b)は、集電体の孔に合材層が入らない様子を示した顕微鏡拡大写真である。(A), (b) is the microscope enlarged photograph which showed a mode that a compound-material layer did not enter into the hole of a collector. 本発明を適用した電極を有する蓄電装置の構成例を模式的に示す構成図である。It is a block diagram which shows typically the structural example of the electrical storage apparatus which has an electrode to which this invention is applied. 本発明を適用した電極を有する蓄電装置の構成例を模式的に示す構成図である。It is a block diagram which shows typically the structural example of the electrical storage apparatus which has an electrode to which this invention is applied. 電極を、本発明の塗工性の指標を用いて判断した結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the result which judged the electrode using the parameter | index of the coating property of this invention. 本発明の塗工性の指標に合致する電極と、合致しない電極とを用いたセルの評価を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows evaluation of the cell using the electrode which agree | coincides with the parameter | index of the coating property of this invention, and the electrode which does not correspond.

符号の説明Explanation of symbols

10 リチウムイオン二次電池
11 負極
11a 活物質
11b 集電体
12 正極
12a 活物質
12b 集電体
13 セパレータ
14 リチウム極
14a 金属リチウム
14b 集電体
100 リチウムイオンキャパシタ
110 負極
110a 活物質
110b 集電体
120 正極
120a 活物質
120b 集電体
130 セパレータ
140 リチウム極
140a 金属リチウム
140b 集電体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Lithium ion secondary battery 11 Negative electrode 11a Active material 11b Current collector 12 Positive electrode 12a Active material 12b Current collector 13 Separator 14 Lithium electrode 14a Metal lithium 14b Current collector 100 Lithium ion capacitor 110 Negative electrode 110a Active material 110b Current collector 120 Positive electrode 120a Active material 120b Current collector 130 Separator 140 Lithium electrode 140a Metallic lithium 140b Current collector

Claims (9)

孔が開いた集電体に設ける電極用の合材層の製造方法であって、
前記合材層の前記集電体への塗工性を、前記合材層の剪断応力を指標として判断することを特徴とする合材層の製造方法。
A method for producing a composite layer for an electrode provided on a current collector having a hole,
A method for producing a composite material layer, comprising determining the applicability of the composite material layer to the current collector using the shear stress of the composite material layer as an index.
請求項1記載の合材層の製造方法において、
前記剪断応力は、剪断速度に対応する上限と下限とを有する範囲で示されることを特徴とする合材層の製造方法。
In the manufacturing method of the compound material layer of Claim 1,
The said shear stress is shown in the range which has the upper limit and lower limit corresponding to a shear rate, The manufacturing method of the composite material layer characterized by the above-mentioned.
請求項1または2記載の合材層の製造方法において、
前記剪断応力は、交差する一方の軸を剪断速度とし、他方の軸を剪断応力とした場合の異なる複数点の座標(剪断速度、剪断応力)の異なる前記剪断速度に対応した前記座標を結ぶ相対する線に挟まれる範囲内の値として示されることを特徴とする合材層の製造方法。
In the manufacturing method of the composite material layer of Claim 1 or 2,
The shear stress is a relative relationship connecting the coordinates corresponding to the different shear rates of different coordinates (shear rate, shear stress) when one intersecting axis is a shear rate and the other axis is a shear stress. It is shown as a value within the range sandwiched between the lines to be processed.
請求項3に記載の合材層の製造方法において、
前記複数点の座標は、(10−1/秒、1Pa)、(10/秒、5Pa)、(10/秒、50Pa)、(10−1/秒、10Pa)であることを特徴とする合材層の製造方法。
In the manufacturing method of the composite material layer of Claim 3,
The coordinates of the plurality of points are (10 −1 / sec, 1 Pa), (10 2 / sec, 5 Pa), (10 2 / sec, 50 Pa), (10 −1 / sec, 10 Pa), A method for manufacturing a composite material layer.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の合材層の製造方法において、
前記合材層の剪断応力の代わりに、あるいは前記剪断応力の指標と共に、
前記剪断応力の指標に基づいて得られた前記剪断応力とは異なる指標を用いることを特徴とする合材層の製造方法。
In the manufacturing method of the composite material layer of any one of Claims 1-4,
Instead of the shear stress of the composite material layer, or together with the index of the shear stress,
A method for producing a composite layer, wherein an index different from the shear stress obtained based on the index of the shear stress is used.
合材層の管理方法であって、
前記合材層の剪断応力を指標として管理することを特徴とする合材層の管理方法。
A method for managing a composite layer,
A method for managing a composite material layer, comprising managing the shear stress of the composite material layer as an index.
蓄電装置に使用する電極であって、
前記電極には、請求項1〜5のいずれか1項に記載の合材層の製造方法、あるいは請求項6に記載の合材層の管理方法の何れかが適用されていることを特徴とする電極。
An electrode used in a power storage device,
Either of the manufacturing method of the composite material layer according to any one of claims 1 to 5 or the management method of the composite material layer according to claim 6 is applied to the electrode. Electrode.
電極を供える蓄電装置であって、
前記電極は、請求項7に記載の電極が使用されていることを特徴とする蓄電装置。
A power storage device provided with an electrode,
The power storage device according to claim 7, wherein the electrode according to claim 7 is used.
請求項8に記載の蓄電装置において、
前記蓄電装置は、リチウムイオン二次電池、あるいはリチウムイオンキャパシタであることを特徴とする蓄電装置。
The power storage device according to claim 8,
The power storage device is a lithium ion secondary battery or a lithium ion capacitor.
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WO2023224071A1 (en) * 2022-05-20 2023-11-23 株式会社Gsユアサ Nonaqueous electrolyte power storage element

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