JP2013026444A - Method for manufacturing electrode for nonaqueous electrolyte electrochemical element, and nonaqueous electrolyte electrochemical element with electrode for nonaqueous electrolyte electrochemical element thereof - Google Patents

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将一郎 酒井
Atsushi Fukunaga
篤史 福永
Koji Nitta
耕司 新田
Shinji Inazawa
信二 稲澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing an electrode for a nonaqueous electrolyte electrochemical element capable of suppressing occurrence of a binder density difference in a thickness direction, and to provide a nonaqueous electrolyte electrochemical element with an electrode for a nonaqueous electrolyte electrochemical element thereof.SOLUTION: A method for manufacturing a positive electrode with thickness of 0.3 mm or more includes: an application step of applying a slurry containing a positive electrode active material, a binder, and a solvent onto a collector; and a drying step of evaporating the solvent by a heating device. The drying step keeps a surface temperature of the applied body to which the slurry is applied at a temperature equal to or lower than a prescribed surface temperature.

Description

本発明は、非水電解質電気化学素子用電極の製造方法およびその非水電解質電気化学素子用電極を備えた非水電解質電気化学素子に関する。   The present invention relates to a method for producing a nonaqueous electrolyte electrochemical element electrode and a nonaqueous electrolyte electrochemical element including the nonaqueous electrolyte electrochemical element electrode.

近年、ますます大容量の蓄電システムが要求されている。例えば、スマートグリッドとよばれる電力網が着目されているが、スマートグリッドを実現させるためには電力を一時的に蓄える大容量の蓄電システムが必要とされる。また、電気自動車用の大容量蓄電システムが要求されている。各種電気機器の非常用電源としても蓄電システムの大容量化が求められている。   In recent years, more and more large-capacity power storage systems are required. For example, an electric power network called a smart grid has attracted attention. In order to realize a smart grid, a large-capacity power storage system that temporarily stores electric power is required. There is also a demand for a large-capacity power storage system for electric vehicles. As an emergency power source for various types of electrical equipment, it is required to increase the capacity of a power storage system.

蓄電システムの蓄電装置としては、リチウムイオン2次電池に代表される非水電解質2次電池、ナトリウム溶融塩電池に代表される溶融塩電池、およびリチウムイオンキャパシタに代表される電気二重層コンデンサ等が用いられている。なお、前者の2つと後者とは充電原理が大きく異なるため、ここでは、これらを総称するとき電気化学素子といい、このうち、電解液として原理的には水を含まないものを非水電解質電気化学素子という。以下、各種の非水電解質電気化学素子について簡単に説明する。   Examples of the power storage device of the power storage system include a non-aqueous electrolyte secondary battery represented by a lithium ion secondary battery, a molten salt battery represented by a sodium molten salt battery, and an electric double layer capacitor represented by a lithium ion capacitor. It is used. In addition, since the former two and the latter are largely different in charging principle, they are collectively referred to as an electrochemical element, and among them, an electrolyte that does not contain water in principle is a non-aqueous electrolyte. It is called a chemical element. Hereinafter, various nonaqueous electrolyte electrochemical elements will be briefly described.

リチウムイオン2次電池(LIB)等の非水電解質二次電池では、正極にリチウム金属酸化物を用い、負極に炭素を用い、電解液に有機電解液が用いられる。有機電解液の一例としては、イオン伝導を担う支持塩のLiPFを1mol/Lの濃度としてEC(エチレンカーボネイト)−DEC(ジエチルカーボネイト)混合の有機溶媒に溶解した溶液が挙げられる。なお、使用する有機電解液のイオン伝導度が水溶液系の電解液と比較して一桁以上低いことから、電極活物質層(以下、電極層という。)内でのイオン伝導量を確保する必要とされる。このため基本的に電極層の厚さを大きくすることができず、集電体上の片面に形成される厚さが100μm〜300μmの範囲にされている(例えば、特許文献1)。 In a nonaqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery (LIB), a lithium metal oxide is used for the positive electrode, carbon is used for the negative electrode, and an organic electrolyte is used for the electrolytic solution. As an example of the organic electrolyte, a solution in which LiPF 6 as a supporting salt responsible for ionic conduction is dissolved in an organic solvent of EC (ethylene carbonate) -DEC (diethyl carbonate) mixed at a concentration of 1 mol / L can be mentioned. In addition, since the ionic conductivity of the organic electrolyte to be used is one digit or more lower than that of the aqueous electrolyte, it is necessary to ensure the ionic conductivity in the electrode active material layer (hereinafter referred to as the electrode layer). It is said. For this reason, the thickness of the electrode layer cannot basically be increased, and the thickness formed on one surface of the current collector is in the range of 100 μm to 300 μm (for example, Patent Document 1).

溶融塩電池は、リチウムイオン2次電池よりもイオン伝導度が高く、高容量・高出力を得やすいこと、200℃以下で溶融する溶融塩が開発されたことから、近年着目されている。溶融塩としては、Mn+[N(SO(M;アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属の内の一種類、n;価数で、1あるいは2の整数、R,R;独立にフッ素またはフルオロアルキル基)、または、これらの混合物が使用される(特許文献2参照)。 The molten salt battery has been attracting attention in recent years because it has higher ionic conductivity than a lithium ion secondary battery, easily obtains a high capacity and high output, and has developed a molten salt that melts at 200 ° C. or lower. As the molten salt, M n + [N (SO 2 R 1 R 2 ) 2 ] n (M: one kind of alkali metal or alkaline earth metal, n: an integer of 1 or 2 in terms of valence, R 1 , R 2 ; independently a fluorine or fluoroalkyl group) or a mixture thereof (see Patent Document 2).

リチウムイオンキャパシタ(LIC)は、正極および負極に電気二重層を形成することにより蓄電する。正極としては、アルミニウム集電体に活性炭を充填した電極が用いられる。負極としては、黒鉛粉末等のリチウムイオンを吸蔵脱離可能な負極活物質を銅集電体に充填した電極が用いられる。電解液としては、例えば、LiPF等のリチウム塩とEC−DEC混合の有機溶媒が用いられる(例えば、特許文献3)。 A lithium ion capacitor (LIC) stores electricity by forming an electric double layer on a positive electrode and a negative electrode. As the positive electrode, an electrode in which activated carbon is filled in an aluminum current collector is used. As the negative electrode, an electrode in which a copper current collector is filled with a negative electrode active material capable of inserting and extracting lithium ions such as graphite powder is used. As the electrolytic solution, for example, an organic solvent in which a lithium salt such as LiPF 6 and EC-DEC are mixed is used (for example, Patent Document 3).

以上に示すように、蓄電システムの蓄電装置として3種類の非水電解質電気化学素子を挙げたが、電池構造に関係なく、それぞれ大容量化が要求されている。大容量を実現するためには、活物質を吸収および放出する電極または活物質を吸蔵脱離する電極の容量増大が必要である。すなわち、電極厚の増大が必要となる。   As described above, three types of non-aqueous electrolyte electrochemical elements are listed as the power storage device of the power storage system. However, regardless of the battery structure, a large capacity is required for each. In order to realize a large capacity, it is necessary to increase the capacity of an electrode that absorbs and releases an active material or an electrode that absorbs and desorbs an active material. That is, it is necessary to increase the electrode thickness.

リチウムイオン2次電池(LIB)はイオン伝導度が低いことから、現状では集電体上の片面に形成される正極厚が100μm〜300μmの範囲とされているが、高い放電レートを必要としない用途において、容量増大のリチウムイオン2次電池が要求されている。具体的には、正極厚さを300μm以上とすることが要求されている。   Since the lithium ion secondary battery (LIB) has low ionic conductivity, the thickness of the positive electrode formed on one surface of the current collector is currently in the range of 100 μm to 300 μm, but does not require a high discharge rate. In applications, lithium ion secondary batteries with increased capacity are required. Specifically, the positive electrode thickness is required to be 300 μm or more.

溶融塩電池は、イオン伝導が高いため電極層の厚さを300μm以上とすることも可能である。このため、リチウムイオン2次電池よりも高容量の電池を構成することができる。しかし、車両用等の用途においては、さらに高容量にすることが要求されている。具体的には、正極の厚さ0.3mm以上のものが要求されている。   Since the molten salt battery has high ionic conductivity, the thickness of the electrode layer can be 300 μm or more. For this reason, a battery with a capacity higher than that of the lithium ion secondary battery can be configured. However, in applications such as vehicles, higher capacity is required. Specifically, a positive electrode having a thickness of 0.3 mm or more is required.

また、リチウムイオンキャパシタについても同様であり、その容量を大きくするために、正極および負極の厚さを大きくすることが要求されている。特に、従来のリチウムイオンキャパシタにおいては、負極容量が正極容量よりも大きいため、リチウムイオンキャパシタの容量は正極容量で決まる。このため、リチウムイオンキャパシタのさらなる高容量化を図る上で、正極厚さ0.3mm以上のものが要求されている。   The same applies to lithium ion capacitors, and in order to increase the capacity, it is required to increase the thickness of the positive electrode and the negative electrode. In particular, in the conventional lithium ion capacitor, since the negative electrode capacity is larger than the positive electrode capacity, the capacity of the lithium ion capacitor is determined by the positive electrode capacity. For this reason, in order to further increase the capacity of the lithium ion capacitor, a positive electrode having a thickness of 0.3 mm or more is required.

ところで、これら非水電解質電気化学素子の電極は、同様の製造方法で形成されている。すなわち、非水電解質二次電池の正極、溶融塩電池の正極、電気二重層コンデンサの正極または負極は、活物質とバインダの樹脂溶剤とを混合してスラリを形成し、このスラリを平面状の集電体に塗布または集電体に充填し、これを乾燥し、さらに加熱処理することにより、形成される。なお、最後の加熱処理が省略されることもある(特許文献1、特許文献3、および特許文献4参照)。   By the way, the electrodes of these non-aqueous electrolyte electrochemical elements are formed by the same manufacturing method. That is, the positive electrode of the non-aqueous electrolyte secondary battery, the positive electrode of the molten salt battery, the positive electrode or the negative electrode of the electric double layer capacitor are mixed with the active material and the resin solvent of the binder to form a slurry. The current collector is formed by coating or filling the current collector, drying it, and further heat-treating it. In addition, the last heat processing may be abbreviate | omitted (refer patent document 1, patent document 3, and patent document 4).

特開平08−096800号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-096800 特開2009−067644号公報JP 2009-066764 A 特開2006−286919号公報JP 2006-286919 A 特開2004−172035号公報JP 2004-172035 A

しかし、この種の製造方法では次の問題が生じるため、厚さ0.3mm以上でかつ充電容量を確保することのできる電極を形成することは困難であった。すなわち、上記製造方法においては、電極内部を完全に乾燥させるために比較高温でスラリを乾燥する。しかし、温風の温度を高くし過ぎると、集電体にスラリを塗布した塗布体について表面が内部よりも先に乾燥する。この乾燥の結果、表面温度が上昇し、表面上のバインダ同士が互いに接着し、表面にバインダ層が形成される。このため、内部の溶剤が蒸発しにくくなる。表面が乾燥した状態で、更に乾燥を進めると、溶剤の蒸発とともにバインダの移動が生じ、表面のバインダの密度が高くなり、内部のバインダ密度が低くなる。この結果、当該塗布体の内部において、活物質を集電体に固定するために十分な量のバインダがなくなり、活物質と集電体とが離れた状態となるため、活物質が電池の充電および放電に寄与しなくなる。   However, since this type of manufacturing method has the following problems, it has been difficult to form an electrode having a thickness of 0.3 mm or more and capable of securing a charging capacity. That is, in the above manufacturing method, the slurry is dried at a comparatively high temperature in order to completely dry the inside of the electrode. However, if the temperature of the warm air is increased too much, the surface of the coated body obtained by applying slurry to the current collector is dried before the inside. As a result of this drying, the surface temperature rises, the binders on the surface adhere to each other, and a binder layer is formed on the surface. For this reason, it becomes difficult for the internal solvent to evaporate. If the drying is further performed in a state where the surface is dry, the movement of the binder occurs as the solvent evaporates, the density of the binder on the surface increases, and the density of the internal binder decreases. As a result, there is no sufficient amount of binder to fix the active material to the current collector in the coated body, and the active material and the current collector are separated from each other. And no longer contributes to the discharge.

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、厚さ方向にバインダ密度差が生じることを抑制することのできる非水電解質電気化学素子用電極の製造方法およびその非水電解質電気化学素子用電極を備えた非水電解質電気化学素子を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for producing an electrode for a non-aqueous electrolyte electrochemical device capable of suppressing the occurrence of a binder density difference in the thickness direction and the non-use thereof. It is providing the nonaqueous electrolyte electrochemical element provided with the electrode for water electrolyte electrochemical elements.

以下、上記目的を達成するための手段について記載する。
(1)請求項1に記載の発明は、厚さ0.3mm以上の非水電解質電気化学素子用電極の製造方法であって、活物質とバインダと溶剤とを含むスラリを集電体に塗布する塗布工程と、加熱装置により前記溶剤を蒸発させる乾燥工程と含み、前記乾燥工程では、前記スラリを塗布した塗布体の表面温度を設定表面温度以下に維持することを要旨とする。
Hereinafter, means for achieving the above object will be described.
(1) The invention described in claim 1 is a method for manufacturing an electrode for a non-aqueous electrolyte electrochemical device having a thickness of 0.3 mm or more, and a slurry containing an active material, a binder, and a solvent is applied to a current collector And a drying step of evaporating the solvent by a heating device, and the gist of the drying step is to maintain the surface temperature of the coated body to which the slurry has been applied below a set surface temperature.

この構成によれば、塗布体の表面温度を設定表面温度以下に維持するため、塗布体の内部よりも塗布体の表面が先に乾燥することを抑制することができる。また、表面にあるバインダ同士が接着することおよび表面にバインダ層が形成されることを抑制することができる。この結果、溶剤が塗布体の内部に溜まる量が少なくなるため、非水電解質電気化学素子用電極の表面と内部との間でバインダ密度差が大きくなることが抑制される。   According to this configuration, since the surface temperature of the application body is maintained below the set surface temperature, the surface of the application body can be prevented from drying earlier than the inside of the application body. Moreover, it can suppress that the binder in the surface adhere | attaches and that a binder layer is formed in the surface. As a result, since the amount of the solvent accumulated in the inside of the coated body is reduced, the increase in the binder density difference between the surface and the inside of the nonaqueous electrolyte electrochemical element electrode is suppressed.

(2)請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の非水電解質電気化学素子用電極の製造方法において、前記乾燥工程では、前記塗布体の表面温度を設定表面温度以下に維持し、かつ前記スラリを塗布した塗布体の表面温度と内部温度との温度差の絶対値を設定温度幅以内に維持することを要旨とする。   (2) The invention according to claim 2 is the method for producing an electrode for a non-aqueous electrolyte electrochemical element according to claim 1, wherein, in the drying step, the surface temperature of the coated body is maintained below a set surface temperature. In addition, the gist is to maintain the absolute value of the temperature difference between the surface temperature and the internal temperature of the coated body coated with the slurry within a set temperature range.

この構成によれば、塗布体の内部における乾燥度合いと塗布体の表面における乾燥度合との間に差が生じることが抑制される。すなわち、塗布体の表面が内部よりも先に乾燥することが抑制され、内部から表面へ移動するバインダ量が少なくなるため、塗布体の厚さ方向における表面と内部との間でバインダ密度差を小さくすることができる。   According to this structure, it is suppressed that a difference arises between the drying degree in the inside of an application body, and the drying degree in the surface of an application body. That is, the surface of the coated body is prevented from drying before the inside, and the amount of the binder that moves from the inside to the surface is reduced, so that the binder density difference between the surface and the inside in the thickness direction of the coated body is reduced. Can be small.

(3)請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の非水電解質電気化学素子用電極の製造方法において、前記設定温度幅は50℃であることを要旨とする。
この構成によれば、塗布体の表面と内部の温度差が50℃よりも大きくなる条件で乾燥する場合に比べて、表面と内部との間でバインダ密度差を小さくすることができる。
(3) The invention according to claim 3 is summarized in that, in the method for producing an electrode for a nonaqueous electrolyte electrochemical element according to claim 2, the set temperature width is 50 ° C.
According to this configuration, the binder density difference between the surface and the inside can be reduced as compared with the case of drying under the condition that the temperature difference between the surface and the inside of the coated body is greater than 50 ° C.

(4)請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の非水電解質電気化学素子用電極の製造方法において、前記設定表面温度は150℃であることを要旨とする。   (4) The invention according to claim 4 is the method for producing an electrode for a non-aqueous electrolyte electrochemical element according to any one of claims 1 to 3, wherein the set surface temperature is 150 ° C. And

この構成によれば、塗布体の表面温度が150℃を超えることを許容する条件で乾燥する場合に比べて、塗布体の表面にバインダ層が形成されること、または当該層の厚さが大きくなることを抑制することができる。   According to this configuration, the binder layer is formed on the surface of the coated body or the thickness of the layer is larger than that when the surface temperature of the coated body is dried under a condition that allows the surface temperature to exceed 150 ° C. It can be suppressed.

(5)請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項の非水電解質電気化学素子用電極の製造方法において、前記加熱装置として波長が2μm〜4μmの赤外線加熱装置を用いることを要旨とする。   (5) The invention according to claim 5 is the method for producing an electrode for a non-aqueous electrolyte electrochemical device according to any one of claims 1 to 4, wherein an infrared heating device having a wavelength of 2 μm to 4 μm is used as the heating device. The gist is to use.

赤外線は塗布体の内部にまで透過するため、温風により加熱する場合に比べて、塗布体の表面温度と内部温度との温度差を小さくすることができる。このため、塗布体の内部よりも塗布体の表面が先に乾燥することが抑制される。特に、波長が2μm〜4μmである中波長赤外線の場合、長波長赤外線および短波長赤外線に比べて次の特徴があるため、塗布体の乾燥には赤外線の中でも中波長赤外線を用いることが好ましい。   Since infrared rays are transmitted to the inside of the application body, the temperature difference between the surface temperature of the application body and the internal temperature can be reduced as compared with the case of heating with warm air. For this reason, it is suppressed that the surface of an application body dries earlier than the inside of an application body. In particular, in the case of a medium wavelength infrared ray having a wavelength of 2 μm to 4 μm, it has the following characteristics as compared with a long wavelength infrared ray and a short wavelength infrared ray. Therefore, it is preferable to use a medium wavelength infrared ray among the infrared rays for drying the coated body.

長波長赤外線(4μmより大きい波長)の場合、塗布体の内部まで殆ど透過しない。このため、塗布体の表面が内部よりも速く加熱される。これに対して中波長赤外線は塗布体の内部まで透過する。このため、長波長赤外線を用いて加熱する場合に比べて、塗布体の表面と内部との温度差を小さくすることができ、これにより塗布体の内部における乾燥度合いと塗布体の表面における乾燥度合との間に差が生じることを抑制することができる。   In the case of long-wavelength infrared (wavelength greater than 4 μm), it hardly penetrates to the inside of the coated body. For this reason, the surface of the application body is heated faster than the inside. On the other hand, the medium wavelength infrared light is transmitted to the inside of the coated body. For this reason, the temperature difference between the surface and the inside of the coated body can be reduced as compared with the case where heating is performed using long-wavelength infrared rays, and thereby the degree of drying inside the coated body and the degree of drying on the surface of the coated body. It can suppress that a difference arises between.

短波長赤外線(0.78μm〜2μm未満)の場合、塗布体の内部まで透過するが、透過体により吸収される光量が少ないため、効率的に塗布体を加熱することができず、乾燥時間が長くなる。これに対して中波長赤外線は短波長赤外線に比べて塗布体に吸収される光量が大きい。このため、短波長赤外線を用いる加熱する場合に比べて短時間で塗布体を加熱することができる。   In the case of short wavelength infrared rays (0.78 μm to less than 2 μm), it passes through the inside of the coated body, but since the amount of light absorbed by the transmissive body is small, the coated body cannot be heated efficiently and the drying time is short. become longer. On the other hand, medium wavelength infrared rays have a larger amount of light absorbed by the coated body than short wavelength infrared rays. For this reason, compared with the case where it heats using short wavelength infrared rays, an application body can be heated in a short time.

(6)請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項の非水電解質電気化学素子用電極の製造方法において、前記加熱装置として誘導加熱装置を用いることを要旨とする。   (6) The invention according to claim 6 is characterized in that, in the method for producing an electrode for a non-aqueous electrolyte electrochemical element according to any one of claims 1 to 5, an induction heating device is used as the heating device. .

この構成によれば、集電体を均一に加熱することができる。これにより、塗布体の内部よりも塗布体の表面が先に乾燥することを抑制することができる。
(7)請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一項の非水電解質電気化学素子用電極の製造方法により製造された電極を備える非水電解質電気化学素子である。
According to this configuration, the current collector can be heated uniformly. Thereby, it can suppress that the surface of an application body dries earlier than the inside of an application body.
(7) The invention according to claim 7 is a non-aqueous electrolyte electrochemical element comprising an electrode manufactured by the method for manufacturing an electrode for non-aqueous electrolyte electrochemical element according to any one of claims 1 to 6.

この構成によれば、電極が上記非水電解質電気化学素子用電極の製造方法により製造されるため、電極の表面と内部との間のバインダ密度差が小さくなる。すなわち、電極の表面にはバインダ層が形成されていないかまたはその層が薄いため、バインダ層による内部抵抗の増大が小さい。従来の製造方法により製造した電極を備える電池に比べて、電気化学素子の充放電容量を大きくすることができる。   According to this configuration, since the electrode is manufactured by the above-described method for manufacturing an electrode for a non-aqueous electrolyte electrochemical element, a difference in binder density between the surface and the inside of the electrode is reduced. That is, since the binder layer is not formed on the surface of the electrode or the layer is thin, the increase in internal resistance due to the binder layer is small. Compared to a battery including an electrode manufactured by a conventional manufacturing method, the charge / discharge capacity of the electrochemical element can be increased.

(8)請求項8に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一項の非水電解質電気化学素子用電極の製造方法により製造された正極を備え、電解質が溶融塩である非水電解質電気化学素子、すなわち溶融塩電池である。   (8) The invention according to claim 8 includes a positive electrode produced by the method for producing an electrode for a non-aqueous electrolyte electrochemical device according to any one of claims 1 to 6, wherein the electrolyte is a molten salt. It is an electrolyte electrochemical element, that is, a molten salt battery.

この構成によれば、正極が上記非水電解質電気化学素子用電極の製造方法により製造されるため、正極の表面と内部との間のバインダ密度差が小さくなる。すなわち、正極の表面にはバインダ層が形成されていないかまたはその層が薄いため、バインダ層による内部抵抗の増大が小さい。従来の製造方法により製造した正極を備える電池に比べて、電池の充電容量を大きくすることができる。   According to this configuration, since the positive electrode is manufactured by the above-described method for manufacturing an electrode for a non-aqueous electrolyte electrochemical device, the binder density difference between the surface and the inside of the positive electrode is reduced. That is, since the binder layer is not formed on the surface of the positive electrode or the layer is thin, the increase in internal resistance due to the binder layer is small. Compared to a battery including a positive electrode manufactured by a conventional manufacturing method, the charge capacity of the battery can be increased.

本発明によれば、厚さ方向にバインダ密度差が生じることを抑制することのできる非水電解質電気化学素子用電極の製造方法およびその非水電解質電気化学素子用電極を備えた非水電解質電気化学素子を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the electrode for nonaqueous electrolyte electrochemical elements which can suppress that a binder density difference arises in thickness direction, and the nonaqueous electrolyte electricity provided with the electrode for nonaqueous electrolyte electrochemical elements A chemical element can be provided.

本発明の第1実施形態の溶融塩電池を模式的に示す模式図。The schematic diagram which shows typically the molten salt battery of 1st Embodiment of this invention. 同実施形態の溶融塩電池について、正極の製造工程を示すフローチャート。The flowchart which shows the manufacturing process of a positive electrode about the molten salt battery of the embodiment. 同実施形態の正極の製造に用いる赤外線加熱装置を模試的に示す模式図。The schematic diagram which shows typically the infrared heating apparatus used for manufacture of the positive electrode of the embodiment. 同実施形態の正極の製造に用いる誘導加熱装置を模試的に示す模式図。The schematic diagram which shows typically the induction heating apparatus used for manufacture of the positive electrode of the embodiment.

<第1実施形態>
非水電解質電気化学素子の例としてナトリウム溶融塩電池を挙げる。以下、実施形態の一例を説明する。
<First Embodiment>
An example of a non-aqueous electrolyte electrochemical element is a sodium molten salt battery. Hereinafter, an example of the embodiment will be described.

図1に示すように、溶融塩電池1は、正極10と、負極20と、正極10および負極20との間に配置されるセパレータ30と、正極10および負極20およびセパレータ30を収容する収容ケース40とを備える。収容ケース40内には溶融塩が満たされている。   As shown in FIG. 1, the molten salt battery 1 includes a positive electrode 10, a negative electrode 20, a separator 30 disposed between the positive electrode 10 and the negative electrode 20, and a storage case that stores the positive electrode 10, the negative electrode 20, and the separator 30. 40. The housing case 40 is filled with molten salt.

収容ケース40は、正極10と電気的に接続される正極ケース41と、負極20と電気的に接続される負極ケース42と、正極ケース41と負極ケース42との間を封止する封止部材43と、負極20を正極10側に押圧する板ばね44とを備えている。   The housing case 40 includes a positive electrode case 41 electrically connected to the positive electrode 10, a negative electrode case 42 electrically connected to the negative electrode 20, and a sealing member that seals between the positive electrode case 41 and the negative electrode case 42. 43 and a leaf spring 44 that presses the negative electrode 20 toward the positive electrode 10.

正極ケース41は電池の正極端子として機能する。負極ケース42は電池の負極端子として機能する。封止部材43は、正極活物質および負極活物質および溶融塩による腐食がないフッ素系の弾性部材により形成されている。正極ケース41および負極ケース42は、溶融塩電池1の充放電による酸化還元反応により腐食しない導電性部材、例えばアルミニウム合金により形成されている。   The positive electrode case 41 functions as a positive electrode terminal of the battery. The negative electrode case 42 functions as a negative electrode terminal of the battery. The sealing member 43 is formed of a positive electrode active material, a negative electrode active material, and a fluorine-based elastic member that is not corroded by molten salt. The positive electrode case 41 and the negative electrode case 42 are formed of a conductive member that does not corrode due to an oxidation-reduction reaction caused by charging / discharging of the molten salt battery 1, for example, an aluminum alloy.

正極10は、正極活物質の酸化還元反応により発生する電子を集める集電体11と、正極活物質と、バインダと、導電助剤とを備えている。正極活物質および導電助剤はバインダにより集電体11に接着している。正極活物質に発生する電子または正孔は導電助剤を介して集電体11に伝達される。   The positive electrode 10 includes a current collector 11 that collects electrons generated by a redox reaction of the positive electrode active material, a positive electrode active material, a binder, and a conductive additive. The positive electrode active material and the conductive additive are bonded to the current collector 11 with a binder. Electrons or holes generated in the positive electrode active material are transmitted to the current collector 11 through the conductive assistant.

集電体11としてはアルミニウム不織布が用いられる。アルミニウム不織布は正極ケース41に接触している。アルミニウム不織布はアルミニウム細線の集合体である。アルミニウム細線の表面には酸化アルミニウムの薄膜が形成されている。集電体11としては、例えば、アルミニウム細線の平均径が100μm、厚さ100μm〜1000μm、気孔率70%〜90%のアルミニウム不織布が用いられる。   An aluminum nonwoven fabric is used as the current collector 11. The aluminum nonwoven fabric is in contact with the positive electrode case 41. An aluminum nonwoven fabric is an aggregate of aluminum fine wires. An aluminum oxide thin film is formed on the surface of the aluminum thin wire. As the current collector 11, for example, an aluminum nonwoven fabric having an average diameter of aluminum fine wires of 100 μm, a thickness of 100 μm to 1000 μm, and a porosity of 70% to 90% is used.

集電体11としてアルミニウム多孔体を用いることもできる。アルミニウム多孔体は、ポリウレタン等の連続した気孔(連通気孔)を有する樹脂多孔体に、めっき法あるいは蒸着法によりアルミニウム層を形成した後に、下地のポリウレタンを熱分解等により除去することにより、製造することができる。気孔率は80%〜98%、気孔径は50μm〜500μmとするのが好ましい。   An aluminum porous body can also be used as the current collector 11. An aluminum porous body is manufactured by forming an aluminum layer on a resin porous body having continuous pores (continuous vent holes) such as polyurethane by plating or vapor deposition, and then removing the underlying polyurethane by thermal decomposition or the like. be able to. The porosity is preferably 80% to 98%, and the pore diameter is preferably 50 μm to 500 μm.

正極活物質としては、ナトリウムイオンを吸収および放出する酸化物、例えばNaCrOが用いられる。導電助剤としては、導電性を有しかつ電気分解しない炭素系導電物質、例えばアセチレンブラックが用いられる。バインダとしては、電解液に対して不活性でありかつアルミニウム等に接着する物質、例えばポリフッ化ビニリデンが用いられる。 As the positive electrode active material, an oxide that absorbs and releases sodium ions, for example, NaCrO 2 is used. As the conductive assistant, a carbon-based conductive material that has conductivity and does not electrolyze, for example, acetylene black is used. As the binder, a substance that is inert to the electrolytic solution and adheres to aluminum or the like, for example, polyvinylidene fluoride is used.

溶融塩として、例えば、N(SOR1)(SOR2)で示されるアニオン(以下、「FSA」)とナトリウムカチオンとカリウムカチオンとを含む塩(以下、NaFSA−KFSA)が用いられる。ここで、R1およびR2はそれぞれF(フッ素)を示す。NaFSAとKFSAとの組成比はモル比で56対44とされる。 As the molten salt, for example, a salt containing an anion (hereinafter referred to as “FSA”) represented by N (SO 2 R1) (SO 2 R2), a sodium cation, and a potassium cation (hereinafter, NaFSA-KFSA) is used. Here, R1 and R2 each represent F (fluorine). The composition ratio of NaFSA and KFSA is 56:44 in terms of molar ratio.

負極20としてはSn−Na合金が用いられる。負極20の芯部がSnであり、表面がSn−Na合金とされている。Sn−Na合金は、メッキでSn金属にNaを析出させることにより形成される。   An Sn—Na alloy is used as the negative electrode 20. The core part of the negative electrode 20 is Sn, and the surface is made of Sn—Na alloy. The Sn—Na alloy is formed by depositing Na on Sn metal by plating.

セパレータ30は、正極10と負極20とが接触しないように両極を隔離するものであり、溶融塩を通過させる。溶融塩は、正極10および負極20に接触する。具体的には、厚200μmのガラスクロスがセパレータ30として用いられている。   The separator 30 isolates both electrodes so that the positive electrode 10 and the negative electrode 20 do not contact each other, and allows the molten salt to pass therethrough. The molten salt contacts the positive electrode 10 and the negative electrode 20. Specifically, a glass cloth having a thickness of 200 μm is used as the separator 30.

<正極の製造方法>
図2を参照して、正極10の製造方法を説明する。
正極活物質としてのNaCrOと、導電助剤としてのアセチレンブラックと、バインダとしてのポリフッ化ビニリデンと、溶剤としてのN−メチル−2−ピロリドンとを、質量比で85:10:5:50の割合で混合し、スラリを形成する(S100)。
<Method for producing positive electrode>
With reference to FIG. 2, the manufacturing method of the positive electrode 10 is demonstrated.
NaCrO 2 as a positive electrode active material, acetylene black as a conductive additive, polyvinylidene fluoride as a binder, and N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent in a mass ratio of 85: 10: 5: 50 Mix at a ratio to form a slurry (S100).

次に、アルミニウム不織布にスラリを塗布する(塗布工程:S110)。次に、スラリを塗布したもの(以下、「塗布体50」)を加熱装置により乾燥する(乾燥工程:S120)。乾燥工程においては、塗布体50の表面温度TAが設定表面温度TSA以下となるように加熱装置が制御される。この後、塗布体50を乾燥したものを1000kgf/cmの圧力によりプレスし、所定の厚さにする(S130)。   Next, slurry is applied to the aluminum nonwoven fabric (application step: S110). Next, the slurry applied (hereinafter “applied body 50”) is dried by a heating device (drying step: S120). In the drying step, the heating device is controlled so that the surface temperature TA of the application body 50 is equal to or lower than the set surface temperature TSA. Thereafter, the dried application body 50 is pressed under a pressure of 1000 kgf / cm to a predetermined thickness (S130).

<電極製造装置>
図3を参照して、正極10を製造するための電極製造装置100について説明する。
なお、電極製造装置100は、シート状の集電体11にスラリを塗布する塗布工程から塗布体50を乾燥する乾燥工程までの処理を行う。
<Electrode manufacturing equipment>
With reference to FIG. 3, the electrode manufacturing apparatus 100 for manufacturing the positive electrode 10 is demonstrated.
The electrode manufacturing apparatus 100 performs a process from an application process for applying slurry to the sheet-like current collector 11 to a drying process for drying the application body 50.

電極製造装置100は、集電体11を搬送する搬送部110と、集電体11にスラリを塗布する塗布部120と、塗布体50を乾燥させる加熱部130と、塗布体50の表面温度を測定する測定部140とを備えている。   The electrode manufacturing apparatus 100 includes a transport unit 110 that transports the current collector 11, an application unit 120 that applies slurry to the current collector 11, a heating unit 130 that dries the application body 50, and a surface temperature of the application body 50. And a measuring unit 140 for measuring.

搬送部110は、集電体11を繰り出す第1搬送ローラ111と、集電体11を巻き取る第2搬送ローラ112とを備えている。第1搬送ローラ111および第2搬送ローラ112の回転速度は、塗布体50の乾燥度合いに応じて制御される。   The transport unit 110 includes a first transport roller 111 that feeds out the current collector 11 and a second transport roller 112 that winds up the current collector 11. The rotation speeds of the first conveyance roller 111 and the second conveyance roller 112 are controlled according to the degree of drying of the application body 50.

塗布部120は、スラリを集電体11に吐出するとともに集電体11の表面をならす。単位時間当たりの塗布量は、集電体11の搬送速度、集電体11の気孔率、および集電体11の厚さ等に応じて調整される。   The application unit 120 discharges slurry to the current collector 11 and smoothes the surface of the current collector 11. The coating amount per unit time is adjusted according to the conveyance speed of the current collector 11, the porosity of the current collector 11, the thickness of the current collector 11, and the like.

測定部140は表面温度センサにより構成されている。
表面温度センサとして非接触型のセンサが採用されている。例えば、赤外線量を赤外線吸収膜により吸収して熱に変換するとともにこの熱を熱電対により測定することにより表面温度TAを測定するセンサが用いられる。測定部140により測定された値は、当該値と実際の表面温度TAとの差を補正して測定表面温度TAXとされる。測定表面温度TAXは加熱部130に出力される。
The measuring unit 140 is constituted by a surface temperature sensor.
A non-contact type sensor is employed as the surface temperature sensor. For example, a sensor that measures the surface temperature TA by absorbing the amount of infrared rays by an infrared absorption film and converting the infrared rays into heat and measuring the heat with a thermocouple is used. The value measured by the measuring unit 140 is corrected to the difference between the value and the actual surface temperature TA to obtain the measured surface temperature TAX. The measurement surface temperature TAX is output to the heating unit 130.

加熱部130は、波長が2μm〜4μmの光(以下、「中波長赤外線」)を放射する赤外線加熱装置200により構成されている。赤外線加熱装置200は波長が2μm〜4μmである中波長赤外線ヒータ210と、複数本の中波長赤外線ヒータ210のうち作動させるヒータを選択する制御部220とを備えている。中波長赤外線ヒータ210は、集電体11の搬送路の上側と下側にそれぞれ配置されている。   The heating unit 130 includes an infrared heating device 200 that emits light having a wavelength of 2 μm to 4 μm (hereinafter, “medium wavelength infrared”). The infrared heating device 200 includes a medium wavelength infrared heater 210 having a wavelength of 2 μm to 4 μm, and a control unit 220 that selects a heater to be operated among the plurality of medium wavelength infrared heaters 210. The medium wavelength infrared heater 210 is disposed on the upper side and the lower side of the transport path of the current collector 11.

中波長赤外線ヒータ210の放射強度は、表面温度TAが内部温度TBよりも異常に高くならないように設定されている。具体的には、塗布体50の表面温度TAと塗布体50の厚さ方向の中間部分の内部温度TBとの温度差の絶対値が設定温度幅TSC以内となる条件が成立するように、中波長赤外線ヒータ210の放射強度が設定される。中波長赤外線ヒータ210の放射強度は中波長赤外線ヒータ210に流す電流により調整する。設定温度幅TSCは例えば50℃と定められる。   The radiation intensity of the medium wavelength infrared heater 210 is set so that the surface temperature TA does not become abnormally higher than the internal temperature TB. Specifically, the condition that the absolute value of the temperature difference between the surface temperature TA of the application body 50 and the internal temperature TB of the intermediate portion in the thickness direction of the application body 50 is within the set temperature range TSC is satisfied. The radiation intensity of the wavelength infrared heater 210 is set. The radiation intensity of the medium wavelength infrared heater 210 is adjusted by the current flowing through the medium wavelength infrared heater 210. The set temperature range TSC is determined to be 50 ° C., for example.

なお、中波長赤外線ヒータ210に流す電流が調整することができない場合には、次の方法により光量を調整する。例えば、中波長赤外線ヒータ210と塗布体50との間の距離を調整する。または中波長赤外線ヒータ210と塗布体50との間に光量カットフィルタ(NDフィルタ)等を配置する。   If the current flowing through the medium wavelength infrared heater 210 cannot be adjusted, the amount of light is adjusted by the following method. For example, the distance between the medium wavelength infrared heater 210 and the application body 50 is adjusted. Alternatively, a light amount cut filter (ND filter) or the like is disposed between the medium wavelength infrared heater 210 and the application body 50.

中波長赤外線ヒータ210の放射強度は、中波長赤外線ヒータ210の乾燥の前に予め試験により求められる。具体的には、中波長赤外線ヒータ210に流す電流量と、塗布体50の表面温度TAと塗布体50の内部温度TBと温度差との関係を示すマップが作成され、これに基づいて中波長赤外線ヒータ210の電流量の範囲が設定される。   The radiation intensity of the medium wavelength infrared heater 210 is obtained in advance by a test before the medium wavelength infrared heater 210 is dried. Specifically, a map showing the relationship between the amount of current flowing through the medium wavelength infrared heater 210, the surface temperature TA of the application body 50, the internal temperature TB of the application body 50, and the temperature difference is created. The range of the current amount of the infrared heater 210 is set.

制御部220は、表面温度センサの測定表面温度TAXが第1設定表面温度TSA(設定表面温度)を超えるか否かに基づいて複数の中波長赤外線ヒータ210のうちから作動させるヒータを選択する。例えば、測定表面温度TAXが第1設定表面温度TSAを超えるとき、作動している中波長赤外線ヒータ210のいずれかを停止させる。これに対して、測定表面温度TAXが第2設定表面温度TSBよりも小さいとき、動作していない中波長赤外線ヒータ210のいずれかを動作させる。   The controller 220 selects a heater to be operated from the plurality of medium wavelength infrared heaters 210 based on whether or not the measured surface temperature TAX of the surface temperature sensor exceeds the first set surface temperature TSA (set surface temperature). For example, when the measured surface temperature TAX exceeds the first set surface temperature TSA, any of the operating medium wavelength infrared heaters 210 is stopped. On the other hand, when the measured surface temperature TAX is lower than the second set surface temperature TSB, one of the non-operating medium wavelength infrared heaters 210 is operated.

第1設定表面温度TSAは、例えば150℃と定められる。塗布体50の表面温度TAが150℃を超えるとき、溶剤の蒸発量が増大するとともにバインダ同士の接着が促進されるためである。第2設定表面温度TSBは、例えば100℃に設定される。塗布体50の表面温度TAが低下しすぎるとき塗布体50の乾燥時間が長くなるためである。   The first set surface temperature TSA is determined to be 150 ° C., for example. This is because when the surface temperature TA of the coated body 50 exceeds 150 ° C., the amount of evaporation of the solvent increases and adhesion between the binders is promoted. The second set surface temperature TSB is set to 100 ° C., for example. This is because when the surface temperature TA of the application body 50 is too low, the drying time of the application body 50 becomes longer.

次に、赤外線加熱装置200による塗布体50の加熱について、温風加熱装置による加熱の場合と比較して説明する。
温風加熱装置によれば、塗布体50の表面が加熱され、その後、表面の熱が内部に伝達される。このため、塗布体50の厚さが大きくなるにつれて表面と内部との温度差が大きくなる。特に、塗布体50の厚さが0.3mmを超えるとき次の現象が生じる。塗布体50の表面の溶剤が蒸発することにより表面温度TAが上昇し、バインダ同士が接着し、バインダ層を形成する。このため、内部の溶剤が蒸発せず、塗布体50の内部に残存する。溶剤が残存した状態で正極10が溶融塩電池1に組み込まれると、溶融塩電池1の発熱により溶剤が蒸発し、内部圧が上昇する。また、溶剤の酸化により電池寿命が低下する。
Next, the heating of the application body 50 by the infrared heating device 200 will be described in comparison with the case of heating by the hot air heating device.
According to the warm air heating device, the surface of the application body 50 is heated, and then the heat of the surface is transmitted to the inside. For this reason, as the thickness of the application body 50 increases, the temperature difference between the surface and the inside increases. In particular, the following phenomenon occurs when the thickness of the coated body 50 exceeds 0.3 mm. As the solvent on the surface of the coated body 50 evaporates, the surface temperature TA rises, the binders adhere to each other, and a binder layer is formed. For this reason, the internal solvent does not evaporate and remains inside the coated body 50. When the positive electrode 10 is incorporated into the molten salt battery 1 with the solvent remaining, the solvent evaporates due to the heat generated by the molten salt battery 1 and the internal pressure increases. In addition, the battery life is reduced by the oxidation of the solvent.

また、塗布体50の内部のバインダ密度が低下することがある。これは次のように考えられる。すなわち、温風加熱により表面に形成されるバインダ層により溶剤が内部に閉じ込められ、これにより内部圧力が上昇する。内部圧力が内部のバインダを移動させる力として働き、バインダを表面に移動させる。この結果、表面のバインダ密度が高くなり、内部のバインダ密度が低下する。このような正極10が溶融塩電池に組み込まれると、次の問題が生じる。すなわち、正極10の表面にバインダ層が形成されると、バインダは絶縁物であるため電気抵抗層となるとともに、正極10内部に電解液が浸入しにくくなるため、充電容量または充電速度が低下する。また、正極10内部のバインダの密度の低下により、内部の正極活物質が集電体から隔離され、この正極活物質が溶融塩電池1の充放電に寄与しなくなるため、充電容量が低下する。   In addition, the binder density inside the coated body 50 may decrease. This is considered as follows. That is, the solvent is confined inside by the binder layer formed on the surface by hot air heating, thereby increasing the internal pressure. The internal pressure acts as a force that moves the internal binder and moves the binder to the surface. As a result, the binder density on the surface increases and the internal binder density decreases. When such a positive electrode 10 is incorporated in a molten salt battery, the following problem occurs. That is, when a binder layer is formed on the surface of the positive electrode 10, the binder is an insulating material and thus becomes an electric resistance layer, and the electrolytic solution is less likely to enter the positive electrode 10, so that the charging capacity or the charging speed is reduced. . Further, the decrease in the density of the binder inside the positive electrode 10 isolates the internal positive electrode active material from the current collector, and this positive electrode active material does not contribute to charging / discharging of the molten salt battery 1.

このような現象は、温風加熱による乾燥の場合に限らず、その他の加熱手段、例えばオーブンによる加熱等によっても同様に生じる。すなわち、塗布体50の不均一な加熱により、特に塗布体50の表面温度TAが第1設定表面温度TSA以上に上昇することにより生じる。   Such a phenomenon occurs not only in the case of drying by hot air heating, but also by other heating means such as heating by an oven. In other words, the uneven heating of the application body 50 is caused particularly when the surface temperature TA of the application body 50 rises to the first set surface temperature TSA or more.

これに対して、赤外線加熱装置200による加熱によれば次の作用を奏する。
中波長赤外線は、波長が4μmよりも大きい光に比べて塗布体50の内部まで透過する。また、中波長赤外線は、波長が2μm未満の光に比べて効率的に塗布体50を加熱する。このため、上記温風加熱装置等に比べ、塗布体50の表面と内部との温度差が大きくならない。
On the other hand, according to the heating by the infrared heating device 200, the following effects are exhibited.
The medium wavelength infrared light is transmitted to the inside of the coated body 50 as compared with light having a wavelength larger than 4 μm. Further, the medium wavelength infrared rays efficiently heat the application body 50 as compared with light having a wavelength of less than 2 μm. For this reason, compared with the said warm air heating apparatus etc., the temperature difference of the surface and the inside of the application body 50 does not become large.

また、塗布体50に対して中波長赤外線を上方向と下方向から照射する。
中波長赤外線は光源から離れるにつれて強度が低下するため、仮に方向からのみ照射したときには、光が照射されない裏側面の温度が照射側の面よりも低くなる。この点、中波長赤外線を上方向と下方向から照射するため、塗布体50の厚さ方向の各場所における温度差が小さくなる。
Further, medium wavelength infrared rays are applied to the coated body 50 from above and below.
Since the intensity of medium-wavelength infrared light decreases as the distance from the light source increases, the temperature of the back side surface that is not irradiated with light is lower than the surface on the irradiation side when irradiated only from the direction. In this respect, since the medium wavelength infrared rays are irradiated from above and below, the temperature difference at each location in the thickness direction of the coated body 50 becomes small.

このように表面温度TAが異常に昇温することを抑制される。このため、塗布体50の内部よりも塗布体50の表面が先に乾燥することが抑制され、表面のバインダ同士が接着することによりバインダ層が形成されることも少ない。   In this way, the surface temperature TA is prevented from rising abnormally. For this reason, it is suppressed that the surface of the application body 50 dries earlier than the inside of the application body 50, and a binder layer is hardly formed when the binders on the surface adhere to each other.

このようなことから内部の溶剤が塗布体50の内部に残存する量を少なくすることができる。この結果、塗布体50の内部圧力が増大することも抑制されるため、内部圧力の増大にともなうバインダの移動も殆どなく、正極10の表面と内部との間のバインダ密度差が大きくなることが抑制される。   For this reason, the amount of the internal solvent remaining in the coated body 50 can be reduced. As a result, since the increase in the internal pressure of the coated body 50 is also suppressed, there is almost no movement of the binder accompanying the increase in the internal pressure, and the binder density difference between the surface of the positive electrode 10 and the inside becomes large. It is suppressed.

なお、表面にバインダ層が形成されなくなること、またはバインダ層の厚さが小さくなることに起因する正極10の内部抵抗の低下は、高レート放電における端子間電圧の比較により確かめられた。すなわち、温風加熱により乾燥した従来正極を用いた溶融塩電池の端子間電圧に比べ、赤外線加熱装置200により乾燥した正極10を用いた溶融塩電池1の端子間電圧が大きいことが確かめられた。   Note that the decrease in the internal resistance of the positive electrode 10 due to the fact that the binder layer was not formed on the surface or the thickness of the binder layer was confirmed by comparing the voltage between terminals in high rate discharge. That is, it was confirmed that the terminal voltage of the molten salt battery 1 using the positive electrode 10 dried by the infrared heating device 200 was larger than the terminal voltage of the molten salt battery using the conventional positive electrode dried by hot air heating. .

図4を参照して、電極製造装置100について他の例を挙げる。
この電極製造装置100は、加熱部130として誘導加熱装置300を用いている。加熱部130以外の構成は、先に説明した電極製造装置100と同様構造であるため、加熱部130以外の説明は省略する。
With reference to FIG. 4, another example of the electrode manufacturing apparatus 100 will be described.
The electrode manufacturing apparatus 100 uses an induction heating apparatus 300 as the heating unit 130. Since the configuration other than the heating unit 130 has the same structure as that of the electrode manufacturing apparatus 100 described above, the description other than the heating unit 130 is omitted.

誘導加熱装置300は、誘導コイル310と、交流電源320と、誘導コイル310に流す電流および周波数を制御する制御部330とを備えている。制御部330は交流の周波数を一旦整流し更にインバータにより所定周波数に変換して誘導コイル310に交流を流す。誘導コイル310に流す交流の周波数は50kHz〜500kHzの間で設定される。   The induction heating device 300 includes an induction coil 310, an AC power source 320, and a control unit 330 that controls a current and a frequency that flow through the induction coil 310. The control unit 330 once rectifies the AC frequency, further converts it to a predetermined frequency by an inverter, and causes the AC to flow through the induction coil 310. The frequency of alternating current flowing through the induction coil 310 is set between 50 kHz and 500 kHz.

誘導コイル310は、導電線は、複数本の導線を撚って形成されている。誘導コイル310の内部に集電体11が通る。誘導コイル310の中心軸と集電体11の進行方向とは一致させている。すなわち、誘導コイル310による磁界と集電体11の進行方向を一致させている。   In the induction coil 310, the conductive wire is formed by twisting a plurality of conductive wires. The current collector 11 passes through the induction coil 310. The central axis of the induction coil 310 and the traveling direction of the current collector 11 are matched. That is, the magnetic field generated by the induction coil 310 and the traveling direction of the current collector 11 are matched.

制御部330は、表面温度センサの測定表面温度TAXが第1設定表面温度TSAを超えるか否かに基づいて、誘導コイル310に流す電流量を制御する。例えば、測定表面温度TAXが第1設定表面温度TSAを超えるとき、電流量を減少させる。これに対して、測定表面温度TAXが第2設定表面温度TSBよりも小さいとき、電流量を増大させる。   The controller 330 controls the amount of current flowing through the induction coil 310 based on whether the measured surface temperature TAX of the surface temperature sensor exceeds the first set surface temperature TSA. For example, when the measured surface temperature TAX exceeds the first set surface temperature TSA, the amount of current is decreased. On the other hand, when the measured surface temperature TAX is lower than the second set surface temperature TSB, the amount of current is increased.

次に、誘導加熱装置300による塗布体50の加熱について説明する。
集電体11が誘導コイル310を通過するとき、誘導コイル310の磁界により、集電体11に電流が流れ、これにより集電体11が加熱される。そして、集電体11が加熱されるとともにバインダおよび溶剤が加熱され、これにより溶剤が蒸発する。
Next, heating of the application body 50 by the induction heating apparatus 300 will be described.
When the current collector 11 passes through the induction coil 310, a current flows through the current collector 11 due to the magnetic field of the induction coil 310, thereby heating the current collector 11. Then, the current collector 11 is heated and the binder and the solvent are heated, whereby the solvent evaporates.

誘導加熱装置300による塗布体50の加熱によっても赤外線加熱装置200による塗布体50の加熱と同様の作用を奏する。すなわち、表面温度TAが異常に昇温することが抑制されるため、内部の溶剤が塗布体50の内部に残存する量を少なくすることができる。また、塗布体50の内部圧力が増大することも抑制されるため、正極10の表面と内部との間のバインダ密度差が大きくなることが抑制される。   The heating of the application body 50 by the induction heating device 300 also has the same effect as the heating of the application body 50 by the infrared heating device 200. That is, since the surface temperature TA is prevented from rising abnormally, the amount of the internal solvent remaining in the coated body 50 can be reduced. Moreover, since it is also suppressed that the internal pressure of the application body 50 increases, it is suppressed that the binder density difference between the surface of the positive electrode 10 and the inside becomes large.

(本実施形態の効果)
(1)上記実施形態では、乾燥工程においてスラリを塗布した塗布体50の表面温度TAを第1設定表面温度TSA(設定表面温度)以下に維持して加熱する。この構成によれば、正極10の表面と内部との間でバインダ密度差が大きくなることが抑制することができる。
(Effect of this embodiment)
(1) In the embodiment described above, the surface temperature TA of the coated body 50 to which the slurry is applied in the drying step is heated to be equal to or lower than the first set surface temperature TSA (set surface temperature). According to this structure, it can suppress that a binder density difference becomes large between the surface of the positive electrode 10, and the inside.

(2)上記実施形態では、乾燥工程において塗布体50の表面温度TAを第1設定表面温度TSA以下に維持し、かつスラリを塗布した塗布体50の表面と内部の温度差を設定温度幅TSC内に維持して乾燥する。   (2) In the above embodiment, the surface temperature TA of the application body 50 is maintained at or below the first set surface temperature TSA in the drying step, and the temperature difference between the surface and the inside of the application body 50 coated with slurry is set to the set temperature range TSC. Keep inside and dry.

この構成によれば、塗布体50の内部における乾燥度合いと塗布体50の表面における乾燥度合いとにばらつきが生じることを抑制することができる。すなわち、塗布体50の表面が内部よりも先に乾燥することが抑制され、内部から表面へ移動するバインダ量が少なくなる。これにより、塗布体50の厚さ方向における表面と内部とのバインダ密度差を小さくすることができる。   According to this configuration, it is possible to suppress variation in the degree of drying inside the application body 50 and the degree of drying on the surface of the application body 50. That is, drying of the surface of the application body 50 before the inside is suppressed, and the amount of binder that moves from the inside to the surface is reduced. Thereby, the binder density difference of the surface in the thickness direction of the application body 50 and an inside can be made small.

(3)上記実施形態では設定温度幅TSCを50℃とする。これにより、塗布体50の表面と内部の温度差が50℃よりも大きくなる条件で乾燥する場合に比べて、塗布体50の表面と内部との間のバインダ密度差を小さくすることができる。   (3) In the above embodiment, the set temperature range TSC is set to 50 ° C. Thereby, compared with the case where it drys on the conditions from which the temperature difference of the surface of the application body 50 and an inside becomes larger than 50 degreeC, the binder density difference between the surface of the application body 50 and the inside can be made small.

(4)上記実施形態では第1設定表面温度TSAを150℃とする。これにより、塗布体50の表面温度TAが150℃よりも大きくなる条件で乾燥する場合に比べて、塗布体50の表面にバインダ層が形成されること、または当該バインダ層の厚さが厚くなることを抑制することができる。   (4) In the above embodiment, the first set surface temperature TSA is set to 150 ° C. As a result, a binder layer is formed on the surface of the coated body 50 or the thickness of the binder layer is increased as compared with a case where the coated body 50 is dried under a condition where the surface temperature TA is higher than 150 ° C. This can be suppressed.

(5)上記実施形態では波長が2μm〜4μmの赤外線加熱装置200を用いる。これにより、短波長赤外線よりも効率的に塗布体50を加熱することができる。また、長波長赤外線に比べて、塗布体50の内部における乾燥度合いと塗布体50の表面における乾燥度合との間に差が生じることを抑制することができる。   (5) In the said embodiment, the infrared heating apparatus 200 with a wavelength of 2 micrometers-4 micrometers is used. Thereby, the application body 50 can be heated more efficiently than short wavelength infrared rays. Moreover, it can suppress that a difference arises between the dryness in the inside of the application body 50, and the dryness degree in the surface of the application body 50 compared with long wavelength infrared rays.

(6)上記実施形態では誘導加熱装置300を用いる。この構成によれば、集電体11の表面および内部にかかわらず、集電体11を均一に加熱することができる。これにより、塗布体50の内部よりも表面が先に乾燥することを抑制することができる。   (6) In the above embodiment, the induction heating device 300 is used. According to this configuration, the current collector 11 can be uniformly heated regardless of the surface and inside of the current collector 11. Thereby, it can suppress that the surface dries earlier than the inside of the application body 50.

(7)上記実施形態では溶融塩電池1の正極10は上記製造方法により製造されている。正極10は上製造方法により製造されるため、正極10の表面と内部との間のバインダ密度差は小さい。すなわち、正極10の表面にはバインダ層が形成されていないかまたはバインダ層が薄いため、バインダ層による内部抵抗の増大が小さい。すなわち、従来の製造方法により製造した正極10を備える溶融塩電池に比べて、溶融塩電池1の充電容量を大きくすることができる。   (7) In the said embodiment, the positive electrode 10 of the molten salt battery 1 is manufactured by the said manufacturing method. Since the positive electrode 10 is manufactured by the above manufacturing method, the binder density difference between the surface and the inside of the positive electrode 10 is small. That is, since the binder layer is not formed on the surface of the positive electrode 10 or the binder layer is thin, the increase in internal resistance due to the binder layer is small. That is, the charge capacity of the molten salt battery 1 can be increased as compared with a molten salt battery including the positive electrode 10 manufactured by a conventional manufacturing method.

(8)上記実施形態では、Naイオンを伝導種とする電池において、NaFSAとKFSAの混合物(モル比56:44)を電解質として用いている。この構成によれば、上記の有機物質を電解質として用いる非水電解質2次電池と比較して、電池動作に係わるイオンの濃度を一桁以上高くすることができ、イオン伝導度も高いため、放電レートを大きくすることができる。   (8) In the above embodiment, in a battery using Na ions as a conductive species, a mixture of NaFSA and KFSA (molar ratio 56:44) is used as the electrolyte. According to this configuration, compared to a non-aqueous electrolyte secondary battery using the above organic substance as an electrolyte, the concentration of ions related to battery operation can be increased by an order of magnitude or more, and the ionic conductivity is also high. The rate can be increased.

<第2実施形態>
非水電解質電気化学素子としてリチウムイオンキャパシタを挙げる。以下、実施形態について説明する。
Second Embodiment
A lithium ion capacitor is mentioned as a nonaqueous electrolyte electrochemical element. Hereinafter, embodiments will be described.

リチウムイオンキャパシタは、正極と、負極と、セパレータとを備えている。正極は、活性炭を主成分とする正極活物質を正極集電体に充填して形成される。負極は、リチウムイオンを吸蔵脱離できる負極活物質を負極集電体(例えば、金属箔)に塗布することにより形成される。   The lithium ion capacitor includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator. The positive electrode is formed by filling a positive electrode current collector with a positive electrode active material mainly composed of activated carbon. The negative electrode is formed by applying a negative electrode active material capable of inserting and extracting lithium ions to a negative electrode current collector (for example, a metal foil).

正極集電体としては、例えば三次元構造のアルミニウム多孔体が用いられる。アルミニウム多孔体は、発泡ウレタンにアルミニウムを被覆した後にウレタンを焼失することにより得られる。例えば、気孔率が90%〜95%のアルミニウム多孔体が用いられる。好ましくは、気孔率が93%のアルミニウム多孔体が用いられる。   As the positive electrode current collector, for example, a three-dimensional aluminum porous body is used. The porous aluminum body is obtained by burning urethane after covering the foamed urethane with aluminum. For example, a porous aluminum body having a porosity of 90% to 95% is used. Preferably, an aluminum porous body having a porosity of 93% is used.

負極にはリチウムイオンもしくはリチウムが含まれる。リチウムイオンもしくはリチウムは、電気化学的手法により、上記構成の負極に吸蔵される。例えば、リチウムイオンキャパシタ内に予めリチウム金属を入れておく。そして、リチウムイオンキャパシタの組み立て後、かつ2次電池としての使用前に、リチウムイオンキャパシタを所定期間一定温度条件で放置することにより、リチウム金属から電解液に溶出するリチウムイオンまたはリチウムを負極に取り込ませる。   The negative electrode contains lithium ions or lithium. Lithium ions or lithium are occluded in the negative electrode having the above structure by an electrochemical method. For example, lithium metal is placed in advance in a lithium ion capacitor. Then, after assembling the lithium ion capacitor and before use as a secondary battery, the lithium ion capacitor is allowed to stand at a constant temperature condition for a predetermined period of time, so that lithium ions or lithium eluted from the lithium metal into the electrolyte are taken into the negative electrode. Make it.

セパレータとしては、ポリエチレン製の多孔体シートで、厚さ25μmのものが用いられる。
電解液としては、リチウム塩を含む有機電解液が用いられる。例えば、エチレンカーボネイトとエチルメチルカーボネイトとの混合液に、リチウム支持塩としてのLiPFを1mol/Lで溶解させた有機電解液が用いられる。
As the separator, a polyethylene porous sheet having a thickness of 25 μm is used.
As the electrolytic solution, an organic electrolytic solution containing a lithium salt is used. For example, an organic electrolytic solution in which LiPF 6 as a lithium supporting salt is dissolved at 1 mol / L in a mixed solution of ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate is used.

<正極の作製方法>
正極は、正極集電体としてのアルミニウム多孔体に正極活物質ペーストを含浸させることにより、形成される。
<Method for producing positive electrode>
The positive electrode is formed by impregnating a porous aluminum body as a positive electrode current collector with a positive electrode active material paste.

正極活物質ペーストは、バインダとしてのポリフッ化ビニリデンと溶媒としてのピロリドンの混合物と、活性炭粉末と、導電助剤とを、混合機で攪拌することにより得られる。
正極を圧縮成形することにより、アルミニウム多孔体に活性炭ペーストをより高密度に充填することができる。また、圧縮成形の圧力を調整することにより、正極の厚さが調整される。圧縮成形後の正極の厚さは300〜3000μm程度が好ましい。
The positive electrode active material paste is obtained by stirring a mixture of polyvinylidene fluoride as a binder and pyrrolidone as a solvent, activated carbon powder, and a conductive additive with a mixer.
By compression-molding the positive electrode, the activated carbon paste can be filled in the aluminum porous body at a higher density. Further, the thickness of the positive electrode is adjusted by adjusting the compression molding pressure. The thickness of the positive electrode after compression molding is preferably about 300 to 3000 μm.

<負極の製造方法>
負極は、負極活物質を含む負極活物質ペーストを金属箔(負極集電体)に塗布することにより、形成される。
<Method for producing negative electrode>
The negative electrode is formed by applying a negative electrode active material paste containing a negative electrode active material to a metal foil (negative electrode current collector).

負極活物質としては天然黒鉛(以下、単に黒鉛という。)が用いられる。負極活物質ペーストは、バインダとしてのポリフッ化ビニリデンと溶媒のピロリドンの混合物と、黒鉛と、導電助剤としてのケッチェンブラックとを、混合機で撹拌することにより得られる。   Natural graphite (hereinafter simply referred to as graphite) is used as the negative electrode active material. The negative electrode active material paste is obtained by stirring a mixture of polyvinylidene fluoride as a binder and pyrrolidone as a solvent, graphite, and ketjen black as a conductive additive with a mixer.

負極は、負極集電体としての銅金属箔に負極活物質ペーストをドクターブレード法により塗布し、これを乾燥し、その後、ローラプレス機等により加圧して形成される。成形後の負極の厚さは、例えば150μmとされる。   The negative electrode is formed by applying a negative electrode active material paste to a copper metal foil as a negative electrode current collector by a doctor blade method, drying it, and then pressing it with a roller press or the like. The thickness of the negative electrode after molding is, for example, 150 μm.

負極にリチウムイオンもしくはリチウムを吸蔵させる方法としては次の方法がある。上記方法により形成した負極の表面にリチウム金属箔を形成し、この負極を用いてリチウムイオンキャパシタを組み立てる。そして、組立後のリチウムイオンキャパシタを60℃の恒温層中で24時間保温する。これにより、リチウム金属箔から電解液に溶出したリチウムイオンもしくはリチウムが負極に吸蔵される。   As a method for occluding lithium ions or lithium in the negative electrode, there are the following methods. A lithium metal foil is formed on the surface of the negative electrode formed by the above method, and a lithium ion capacitor is assembled using this negative electrode. Then, the assembled lithium ion capacitor is kept warm in a constant temperature layer at 60 ° C. for 24 hours. As a result, lithium ions or lithium eluted from the lithium metal foil into the electrolyte is occluded in the negative electrode.

(実施例)
[1.正極の作製]
活性炭粉末(比表面積2500m/g、平均粒径約5μm)100質量部に、導電助剤としてケッチェンブラック2質量部、バインダとしてポリフッ化ビニリデン粉末4質量部、溶媒としてN−メチルピロリドン15質量部を添加し、混合機で攪拌することにより、正極活物質ペーストを調製した。正極集電体としては、厚さ1.0mm、気孔率93%、セル径400μmのアルミニウム多孔体を用いた。
(Example)
[1. Preparation of positive electrode]
100 parts by mass of activated carbon powder (specific surface area 2500 m 2 / g, average particle size of about 5 μm), 2 parts by mass of ketjen black as a conductive additive, 4 parts by mass of polyvinylidene fluoride powder as a binder, and 15 parts of N-methylpyrrolidone as a solvent A positive electrode active material paste was prepared by adding parts and stirring with a mixer. As the positive electrode current collector, an aluminum porous body having a thickness of 1.0 mm, a porosity of 93%, and a cell diameter of 400 μm was used.

正極活物質ペーストをこの正極集電体に、活性炭粉末の含量が20mg/cmとなるように充填した。なお、以降の説明では、活性炭正極ペーストを充填した正極集電体を正極シートという。 The positive electrode active material paste was filled in the positive electrode current collector so that the content of the activated carbon powder was 20 mg / cm 2 . In the following description, the positive electrode current collector filled with the activated carbon positive electrode paste is referred to as a positive electrode sheet.

次に、赤外線加熱装置により、正極シートを乾燥した。表面温度を150℃とし、表面温度と内部温度との差を50℃とした。乾燥後、ローラプレス機(スリット:300μm)で加圧し、正極を得た。加圧後の正極の厚さは400μmであった。正極の容量は0.50mAh/cmであった。なお、ローラプレス機のスプリングバックにより、加圧後の正極厚さはスリット幅より大きくなった。 Next, the positive electrode sheet was dried with an infrared heating device. The surface temperature was 150 ° C., and the difference between the surface temperature and the internal temperature was 50 ° C. After drying, pressure was applied with a roller press (slit: 300 μm) to obtain a positive electrode. The thickness of the positive electrode after pressurization was 400 μm. The capacity of the positive electrode was 0.50 mAh / cm 2 . In addition, the positive electrode thickness after pressurization became larger than the slit width by the spring back of the roller press machine.

[2.負極の作製]
負極集電体として、厚さ20μmの銅箔を用いた。
天然黒鉛粉末100質量部に、導電助剤としてケッチェンブラック2質量部、バインダとしてポリフッ化ビニリデン粉末4質量部、溶媒としてN−メチルピロリドン15質量部を添加し、混合機で攪拌することにより、負極活物質ペーストを調製した。負極活物質ペーストを負極集電体にドクターブレードを用いて塗布した。なお、以降の説明では、負極集電体に負極活物質ペーストを塗布したものを負極シートという。
[2. Production of negative electrode]
A copper foil having a thickness of 20 μm was used as the negative electrode current collector.
By adding 2 parts by mass of ketjen black as a conductive additive, 4 parts by mass of polyvinylidene fluoride powder as a binder, and 15 parts by mass of N-methylpyrrolidone as a solvent to 100 parts by mass of natural graphite powder, and stirring with a mixer, A negative electrode active material paste was prepared. The negative electrode active material paste was applied to the negative electrode current collector using a doctor blade. In the following description, a negative electrode current collector coated with a negative electrode active material paste is referred to as a negative electrode sheet.

次に、乾燥機を用いて、負極シートを100℃で1時間にわたって加熱することにより乾燥し、溶媒を除去した後、ローラプレス機(スリット:100μm)で加圧して負極を得た。加圧後の負極の厚さは75μmであった。得られた負極の容量は0.50mAh/cmであった。さらに、負極の表面に、真空蒸着法で、厚さ1μmリチウム金属箔(約0.45mAh/cm相当量)を形成した。このリチウム金属箔は、リチウムイオンキャパシタの組立後、負極にリチウムを吸蔵させるためのリチウム源である。 Next, using a dryer, the negative electrode sheet was dried by heating at 100 ° C. for 1 hour to remove the solvent, and then pressurized with a roller press (slit: 100 μm) to obtain a negative electrode. The thickness of the negative electrode after pressurization was 75 μm. The obtained negative electrode had a capacity of 0.50 mAh / cm 2 . Further, a 1 μm-thick lithium metal foil (equivalent to about 0.45 mAh / cm 2 ) was formed on the surface of the negative electrode by a vacuum deposition method. This lithium metal foil is a lithium source for allowing the negative electrode to store lithium after the lithium ion capacitor is assembled.

[3.リチウムイオンキャパシタの作製]
正極および負極を5cm×5cmの寸法に裁断した。
正極の一部から正極活物質を除去し、正極活物質の除去部分にアルミニウムのタブリードを溶接した。また、負極の一部から負極活物質を除去し、負極活物質の除去部分にニッケルのタブリードを溶接した。
[3. Fabrication of lithium ion capacitor]
The positive electrode and the negative electrode were cut into a size of 5 cm × 5 cm.
The positive electrode active material was removed from a part of the positive electrode, and an aluminum tab lead was welded to the removed portion of the positive electrode active material. Further, the negative electrode active material was removed from a part of the negative electrode, and a nickel tab lead was welded to the removed portion of the negative electrode active material.

そして、各電極をドライルームに移し、まず140℃で12時間、減圧環境で乾燥した。さらに、両電極の間にポリエチレン製のセパレータを挟んで対向させて単セル素子とし、アルミラミネートで作製したセル内に単セル素子を配置した。そして、セル内に電解液を注入し、正極および負極およびセパレータ内に電解液を含浸させた。電解液としては、エチレンカーボネイト(EC)とジエチルカーボネイト(DEC)とを体積比1:1で混合した溶液に1mol/LのLiPFを溶かした溶液を用いた。次に、真空シーラでセル内を減圧しながらアルミラミネートを封止した。その後、セルを60℃の恒温槽中で24時間保温することにより、負極にリチウムを吸蔵させた。 Then, each electrode was transferred to a dry room and first dried at 140 ° C. for 12 hours in a reduced pressure environment. Furthermore, a polyethylene separator was sandwiched between the two electrodes to form a single cell element, and the single cell element was placed in a cell made of aluminum laminate. And electrolyte solution was inject | poured in the cell and the positive electrode, the negative electrode, and the separator were made to impregnate electrolyte solution. As the electrolytic solution, a solution in which 1 mol / L LiPF 6 was dissolved in a solution in which ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) were mixed at a volume ratio of 1: 1 was used. Next, the aluminum laminate was sealed while decompressing the inside of the cell with a vacuum sealer. Then, lithium was occluded by the negative electrode by hold | maintaining a cell for 24 hours in a 60 degreeC thermostat.

(本実施形態の効果)
本実施形態よれば、上記第1実施形態の(1)〜(6)に準じた効果を得ることができる。すなわち、リチウムイオンキャパシタの正極の製造工程において、第1実施形態と同様の条件で正極の乾燥を行うことにより、正極の表面と内部との間でバインダ密度差が大きくなることを抑制することができる。
(Effect of this embodiment)
According to this embodiment, the effect according to (1)-(6) of the said 1st Embodiment can be acquired. That is, in the manufacturing process of the positive electrode of the lithium ion capacitor, it is possible to suppress an increase in the binder density difference between the surface and the inside of the positive electrode by drying the positive electrode under the same conditions as in the first embodiment. it can.

また、リチウムイオンキャパシタの正極が上記製造方法により製造されていることから、正極10の表面と内部との間でバインダ密度差が小さくなり、正極10の表面にはバインダ層が形成されていないかまたはバインダ層が薄くなる。すなわち、バインダ層による内部抵抗の増大が小さい。このようなことから従来のリチウムイオンキャパシタよりも、本実施形態の正極を備えるリチウムイオンキャパシタの方が充電容量が大きい。   In addition, since the positive electrode of the lithium ion capacitor is manufactured by the above-described manufacturing method, a difference in binder density between the surface of the positive electrode 10 and the inside is reduced, and is a binder layer formed on the surface of the positive electrode 10? Or a binder layer becomes thin. That is, the increase in internal resistance due to the binder layer is small. For this reason, the charge capacity of the lithium ion capacitor including the positive electrode of the present embodiment is larger than that of the conventional lithium ion capacitor.

(その他の実施形態)
なお、本発明の実施態様は上記実施形態にて例示した態様に限られるものではなく、これを例えば以下に示すように変更して実施することもできる。また以下の各変形例は、上記各実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
(Other embodiments)
In addition, the embodiment of the present invention is not limited to the embodiment exemplified in the above-described embodiment, and can be implemented by changing it as shown below, for example. The following modifications are not applied only to the above embodiments, and different modifications can be combined with each other.

・上記第1実施形態では、乾燥工程において塗布体50の表面温度TAに応じて中波長赤外線ヒータ210を作動させているが、このような制御を省略することもできる。すなわち、周囲温度が変化した場合においても第1設定表面温度TSA以下かつ設定温度幅TSB以内となる加熱条件を見出し、この加熱条件で中波長赤外線ヒータ210を動作させる。この場合でも上記製造方法と同様の効果を得ることができる。   In the first embodiment, the mid-wavelength infrared heater 210 is operated in accordance with the surface temperature TA of the application body 50 in the drying process, but such control can be omitted. That is, even when the ambient temperature changes, a heating condition that is equal to or lower than the first set surface temperature TSA and within the set temperature range TSB is found, and the medium wavelength infrared heater 210 is operated under this heating condition. Even in this case, the same effect as the above manufacturing method can be obtained.

・上記第1実施形態では、赤外線加熱装置200の一例として、中波長赤外線ヒータ210により構成される加熱装置を挙げているが、これに代えて次の構成とすることもできる。すなわち、2μm〜4μmの波長のLEDにより赤外線加熱装置200を構成することができる。この場合、LEDのデューティ制御により中波長赤外線の放射量を制御することができるため、中波長赤外線ヒータ210により構成する場合と比べて、塗布体50に照射する光量をより精確に制御することができる。   In the first embodiment, as an example of the infrared heating device 200, the heating device configured by the medium wavelength infrared heater 210 is described, but the following configuration may be used instead. That is, the infrared heating device 200 can be configured by LEDs having a wavelength of 2 μm to 4 μm. In this case, since the radiation amount of the medium wavelength infrared light can be controlled by the duty control of the LED, the amount of light applied to the application body 50 can be controlled more accurately than in the case where the medium wavelength infrared heater 210 is used. it can.

・上記第1実施形態では、加熱部130を特定の加熱手段により構成しているが、タイプの異なる加熱手段を組み合わせて、加熱部130を構成することもできる。例えば、次の組み合わせがある。すなわち、温風加熱装置と赤外線加熱装置200、赤外線加熱装置200と誘導加熱装置300、誘導加熱装置300と温風加熱装置、および温風加熱装置と赤外線加熱装置200と誘導加熱装置300の組み合わせが考えられる。   -In the said 1st Embodiment, although the heating part 130 is comprised by the specific heating means, the heating part 130 can also be comprised combining a heating means from which a type differs. For example, there are the following combinations. That is, a combination of the hot air heating device and the infrared heating device 200, the infrared heating device 200 and the induction heating device 300, the induction heating device 300 and the hot air heating device, and the hot air heating device, the infrared heating device 200, and the induction heating device 300 are combined. Conceivable.

・上記第1実施形態では、誘導コイル310による磁界方向と集電体11の移動方向とを一致させているが、磁界方向はこの方向に限定されない。磁界方向を集電体11の面に対して垂直にしてもよい。また、磁界方向と集電体11の幅方向とを一致させてもよい。   In the first embodiment, the magnetic field direction by the induction coil 310 and the moving direction of the current collector 11 are matched, but the magnetic field direction is not limited to this direction. The magnetic field direction may be perpendicular to the surface of the current collector 11. Further, the magnetic field direction and the width direction of the current collector 11 may be matched.

・上記第1実施形態では、集電体11としてアルミニウム不織布を用いているが、この他、アルミニウム多孔体、アルミ箔等を用いることができる。また、集電体11を金または白金等、耐腐食性材料により形成してもよい。   -In the said 1st Embodiment, although the aluminum nonwoven fabric is used as the electrical power collector 11, an aluminum porous body, aluminum foil, etc. can be used besides this. Further, the current collector 11 may be formed of a corrosion-resistant material such as gold or platinum.

・上記実施形態において、非水電解質電気化学素子として、溶融塩電池およびリチウムイオンキャパシタについて本発明を適用したが、非水電解質リチウムイオン2次電池にも本発明を適用することができる。この場合、従来に比べて大容量のものとすることができる。なお、非水電解質リチウムイオン2次電池はその構造上でイオン伝導度が低いことから、正極の厚さを大きくすることで電流密度が小さくなるが、大容量化を図れることからメリットがある。   In the above embodiment, the present invention is applied to a molten salt battery and a lithium ion capacitor as the nonaqueous electrolyte electrochemical element, but the present invention can also be applied to a nonaqueous electrolyte lithium ion secondary battery. In this case, the capacity can be increased as compared with the conventional case. The non-aqueous electrolyte lithium ion secondary battery has a low ionic conductivity due to its structure. Therefore, the current density is reduced by increasing the thickness of the positive electrode, but there is a merit because the capacity can be increased.

・上記実施形態および変形例では、各種電池の正極について本発明を適用することを説明したが、集電体11にスラリを塗布したものを乾燥することにより形成される電極であれば、当該電極(非水電解質電気化学素子用電極)の製造に本発明を適用することができる。   In the above-described embodiment and modification, the application of the present invention to the positive electrodes of various batteries has been described. However, if the electrode is formed by drying a slurry applied to the current collector 11, the electrode The present invention can be applied to the production of (electrodes for non-aqueous electrolyte electrochemical elements).

1…溶融塩電池、10…正極(非水電解質電気化学素子用電極)、11…集電体、20…負極、30…セパレータ、40…収容ケース、41…正極ケース、42…負極ケース、43…封止部材、44…板ばね、50…塗布体、100…電極製造装置、110…搬送部、111…第1搬送ローラ、112…第2搬送ローラ、120…塗布部、130…加熱部、140…測定部、200…赤外線加熱装置、210…中波長赤外線ヒータ、220…制御部、300…誘導加熱装置、310…誘導コイル、320…交流電源、330…制御部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Molten salt battery, 10 ... Positive electrode (electrode for nonaqueous electrolyte electrochemical elements), 11 ... Current collector, 20 ... Negative electrode, 30 ... Separator, 40 ... Housing case, 41 ... Positive electrode case, 42 ... Negative electrode case, 43 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Sealing member, 44 ... Leaf spring, 50 ... Application body, 100 ... Electrode manufacturing apparatus, 110 ... Conveyance part, 111 ... 1st conveyance roller, 112 ... 2nd conveyance roller, 120 ... Application | coating part, 130 ... Heating part, DESCRIPTION OF SYMBOLS 140 ... Measurement part, 200 ... Infrared heating apparatus, 210 ... Medium wavelength infrared heater, 220 ... Control part, 300 ... Induction heating apparatus, 310 ... Induction coil, 320 ... AC power supply, 330 ... Control part.

Claims (8)

厚さ0.3mm以上の非水電解質電気化学素子用電極の製造方法であって、
活物質とバインダと溶剤とを含むスラリを集電体に塗布する塗布工程と、
加熱装置により前記溶剤を蒸発させる乾燥工程と含み、
前記乾燥工程では、前記スラリを塗布した塗布体の表面温度を設定表面温度以下に維持する
ことを特徴とする非水電解質電気化学素子用電極の製造方法。
A method for producing an electrode for a non-aqueous electrolyte electrochemical device having a thickness of 0.3 mm or more,
An application step of applying a slurry containing an active material, a binder, and a solvent to a current collector;
A drying step of evaporating the solvent with a heating device,
In the drying step, the surface temperature of the coated body to which the slurry is applied is maintained at a set surface temperature or lower. A method for producing an electrode for a non-aqueous electrolyte electrochemical element.
請求項1に記載の非水電解質電気化学素子用電極の製造方法において、
前記乾燥工程では、前記塗布体の表面温度を設定表面温度以下に維持し、かつ前記スラリを塗布した塗布体の表面温度と内部温度との温度差の絶対値を設定温度幅以内に維持する
ことを特徴とする非水電解質電気化学素子用電極の製造方法。
In the manufacturing method of the electrode for nonaqueous electrolyte electrochemical elements according to claim 1,
In the drying step, the surface temperature of the coated body is maintained below a set surface temperature, and the absolute value of the temperature difference between the surface temperature of the coated body coated with the slurry and the internal temperature is maintained within a set temperature range. The manufacturing method of the electrode for nonaqueous electrolyte electrochemical elements characterized by these.
請求項2に記載の非水電解質電気化学素子用電極の製造方法において、
前記設定温度幅は50℃である
ことを特徴とする非水電解質電気化学素子用電極の製造方法。
In the manufacturing method of the electrode for nonaqueous electrolyte electrochemical elements according to claim 2,
The set temperature range is 50 ° C. The method for producing an electrode for a non-aqueous electrolyte electrochemical element, characterized in that:
請求項1〜3のいずれか一項に記載の非水電解質電気化学素子用電極の製造方法において、
前記設定表面温度は150℃である
ことを特徴とする非水電解質電気化学素子用電極の製造方法。
In the manufacturing method of the electrode for nonaqueous electrolyte electrochemical elements as described in any one of Claims 1-3,
The set surface temperature is 150 ° C. The method for producing an electrode for a non-aqueous electrolyte electrochemical element.
請求項1〜4のいずれか一項の非水電解質電気化学素子用電極の製造方法において、
前記加熱装置として波長が2μm〜4μmの赤外線加熱装置を用いる
ことを特徴とする非水電解質電気化学素子用電極の製造方法。
In the manufacturing method of the electrode for nonaqueous electrolyte electrochemical elements as described in any one of Claims 1-4,
An infrared heating device having a wavelength of 2 μm to 4 μm is used as the heating device. A method for producing an electrode for a non-aqueous electrolyte electrochemical element.
請求項1〜5のいずれか一項の非水電解質電気化学素子用電極の製造方法において、
前記加熱装置として誘導加熱装置を用いる
ことを特徴とする非水電解質電気化学素子用電極の製造方法。
In the manufacturing method of the electrode for nonaqueous electrolyte electrochemical elements according to any one of claims 1 to 5,
An induction heating device is used as the heating device. A method for producing an electrode for a non-aqueous electrolyte electrochemical element.
請求項1〜6のいずれか一項の非水電解質電気化学素子用電極の製造方法により製造された電極を備える非水電解質電気化学素子。   A nonaqueous electrolyte electrochemical device comprising an electrode manufactured by the method for manufacturing an electrode for a nonaqueous electrolyte electrochemical device according to any one of claims 1 to 6. 請求項1〜6のいずれか一項の非水電解質電気化学素子用電極の製造方法により製造された正極を備え、電解質が溶融塩である非水電解質電気化学素子。   A nonaqueous electrolyte electrochemical device comprising a positive electrode produced by the method for producing an electrode for a nonaqueous electrolyte electrochemical device according to any one of claims 1 to 6, wherein the electrolyte is a molten salt.
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