JP2013042053A - Energy device electrode structure, manufacturing method of the same, and energy device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エネルギーデバイス電極構造およびその製造方法、およびエネルギーデバイスに関し、特に、信頼性の向上したエネルギーデバイス電極構造およびその製造方法、およびエネルギーデバイス電極構造を適用したエネルギーデバイスに関する。 The present invention relates to an energy device electrode structure, a manufacturing method thereof, and an energy device, and more particularly, to an energy device electrode structure with improved reliability, a manufacturing method thereof, and an energy device to which the energy device electrode structure is applied.
従来、エネルギーデバイスとしては、ラミネート型の蓄電デバイスや電気二重層キャパシタなどが知られている(例えば、特許文献1〜特許文献3参照)。 Conventionally, as an energy device, a laminate-type power storage device, an electric double layer capacitor, and the like are known (for example, see Patent Documents 1 to 3).
また、カレンダー処理によって高密度の電極層を有する電極を得る電気二重層キャパシタ用電極の製造方法についても開示されている(例えば、特許文献4参照)。 Moreover, the manufacturing method of the electrode for electric double layer capacitors which obtains the electrode which has a high-density electrode layer by a calendar process is also disclosed (for example, refer patent document 4).
特許文献4における電気二重層キャパシタ用電極の製造方法においては、集電極上に導電粒子に結着可能なバインダーを含むアンダーコート層を形成する工程と、アンダーコート層上に、導電粒子・バインダー・溶剤および活性炭を含む電極層用塗布液を塗布して電極層を形成する工程とを有する。さらに、電極層を形成する工程においては、電極層用塗布液を塗布後、集電極上の層に含まれる残留溶剤量が5〜35重量%になるように、200℃以下で乾燥する工程と、乾燥後、ロールプレスを行う工程と、さらに真空乾燥を行う工程とを有する。 In the method for producing an electrode for an electric double layer capacitor in Patent Document 4, a step of forming an undercoat layer containing a binder that can be bound to conductive particles on a collecting electrode, and a conductive particle, binder, And applying a coating solution for an electrode layer containing a solvent and activated carbon to form an electrode layer. Furthermore, in the step of forming the electrode layer, after applying the electrode layer coating solution, drying at 200 ° C. or lower so that the amount of residual solvent contained in the layer on the collecting electrode is 5 to 35% by weight; Then, after drying, there is a step of performing a roll press and a step of further performing vacuum drying.
上記の各工程では、適用したバインダーの耐熱性が低いため、高温乾燥を行うと、電極層が劣化してしまう。また、高温乾燥が行えないため、残留水分量を低減させることが難しい。また、残留溶剤を含んだ状態でロールプレスを行うと、ロールプレス機に活性炭などの活物質が付着し、集電極(アルミ箔)から電極層が剥がれ易くなってしまう。また、電極層の熱による変性・劣化があり、アンダーコート層との密着性が悪くなり、電極層が剥がれてしまう。 In each of the above steps, since the heat resistance of the applied binder is low, the electrode layer is deteriorated when drying at high temperature. Moreover, since high temperature drying cannot be performed, it is difficult to reduce the residual moisture content. In addition, when roll pressing is performed in a state containing a residual solvent, an active material such as activated carbon adheres to the roll pressing machine, and the electrode layer is easily peeled off from the collecting electrode (aluminum foil). Moreover, there exists modification | denaturation and deterioration by the heat | fever of an electrode layer, adhesiveness with an undercoat layer worsens, and an electrode layer will peel off.
本発明の目的は、信頼性の向上したエネルギーデバイス電極構造およびその製造方法、およびこのエネルギーデバイス電極構造を適用したエネルギーデバイスを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an energy device electrode structure with improved reliability, a method for manufacturing the same, and an energy device to which the energy device electrode structure is applied.
本発明の一態様によれば、集電極と、前記集電極上に配置されたアンダーコート層と、前記アンダーコート層上に配置され、融点が200℃より高い高温耐熱性を有する第1バインダーを含む活物質電極層とを備えるエネルギーデバイス電極構造が提供される。 According to one aspect of the present invention, a collector electrode, an undercoat layer disposed on the collector electrode, and a first binder disposed on the undercoat layer and having a high temperature heat resistance higher than 200 ° C. There is provided an energy device electrode structure comprising an active material electrode layer.
本発明の他の態様によれば、集電極上にアンダーコート層を形成する工程と、前記アンダーコート層を乾燥する工程と、前記アンダーコート層上に第1バインダーを含む活物質電極層を形成する工程と、前記活物質電極層を乾燥する工程と、前記集電極、前記アンダーコート層および前記活物質電極層からなる積層構造をロールプレスする工程とを有するエネルギーデバイス電極構造の製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, a step of forming an undercoat layer on the collector electrode, a step of drying the undercoat layer, and forming an active material electrode layer containing a first binder on the undercoat layer There is provided a method for manufacturing an energy device electrode structure, the method comprising: a step of drying, a step of drying the active material electrode layer, and a step of roll pressing a laminated structure including the collector electrode, the undercoat layer, and the active material electrode layer. Is done.
本発明の他の態様によれば、上記のエネルギーデバイス電極構造を正負極の活物質電極構造に備える電気二重層キャパシタが提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided an electric double layer capacitor comprising the above energy device electrode structure in a positive / negative active material electrode structure.
本発明の他の態様によれば、上記のエネルギーデバイス電極構造を正負極の活物質電極構造に備えるリチウムイオンキャパシタが提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a lithium ion capacitor comprising the energy device electrode structure described above in a positive / negative active material electrode structure.
本発明の他の態様によれば、上記のエネルギーデバイス電極構造を正負極の活物質電極構造に備えるリチウムイオン電池が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a lithium ion battery comprising the above-mentioned energy device electrode structure in a positive / negative active material electrode structure.
本発明によれば、信頼性の向上したエネルギーデバイス電極構造およびその製造方法、およびこのエネルギーデバイス電極構造を適用したエネルギーデバイスを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the energy device electrode structure with improved reliability, its manufacturing method, and the energy device to which this energy device electrode structure is applied can be provided.
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。 Further, the embodiments described below exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the embodiments of the present invention include the material, shape, structure, The layout is not specified as follows. Various modifications can be made to the embodiment of the present invention within the scope of the claims.
[第1の実施の形態]
第1の実施の形態に係るエネルギーデバイス電極構造2は、図1に示すように、集電極10と、集電極10上に配置されたアンダーコート層12と、アンダーコート層12上に配置され、融点が200℃より大きな高温耐熱性を有する第1バインダー22を含む活物質電極層14とを備える。
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the energy device electrode structure 2 according to the first embodiment is disposed on the collector electrode 10, the undercoat layer 12 disposed on the collector electrode 10, and the undercoat layer 12. And an active material electrode layer 14 including a first binder 22 having a high temperature heat resistance with a melting point higher than 200 ° C.
第1の実施の形態の変形例1に係るエネルギーデバイス電極構造2は、図2に示すように、集電極10と、集電極10上に配置されたアンダーコート層12と、アンダーコート層12上に配置され、融点が200℃より大きな高温耐熱性を有する第1バインダー22を含む活物質電極層14とを備え、アンダーコート層12は、第2バインダー24を含み、第1バインダー22と第2バインダー24は、融点が異なる。 As shown in FIG. 2, the energy device electrode structure 2 according to the first modification of the first embodiment includes a collector electrode 10, an undercoat layer 12 disposed on the collector electrode 10, and an undercoat layer 12. And the active material electrode layer 14 including the first binder 22 having a high temperature heat resistance greater than 200 ° C., and the undercoat layer 12 includes the second binder 24, and includes the first binder 22 and the second binder 22. The binder 24 has different melting points.
第1の実施の形態の変形例2に係るエネルギーデバイス電極構造2の模式的断面構造は、図3に示すように、集電極10と、集電極10上に配置されたアンダーコート層12と、アンダーコート層12上に配置され、融点が200℃より大きな高温耐熱性を有する第1バインダー26を含む活物質電極層14とを備え、第1バインダー26はアラミド樹脂であり、アンダーコート層12は、アラミド樹脂とは異なる第2バインダー28を含む。ここで、アラミド樹脂は、例えば、ポリメタフェニレンイソフタルアミドによって形成可能である。また、第2バインダー28は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)によって形成可能である。尚、PTFE以外には、例えば、PTFEとは同じフッ素系樹脂で、PTFEの構造に枝分かれ部や架橋部分を有する樹脂なども適用可能である。例えば、PTFEの構造の枝分かれ部にPMVE(:perfluoromethylvinyl ether)をもつ樹脂などである。 As shown in FIG. 3, the schematic cross-sectional structure of the energy device electrode structure 2 according to Modification 2 of the first embodiment includes a collector electrode 10, an undercoat layer 12 disposed on the collector electrode 10, and An active material electrode layer 14 including a first binder 26 disposed on the undercoat layer 12 and having a high temperature heat resistance greater than 200 ° C., the first binder 26 being an aramid resin, And a second binder 28 different from the aramid resin. Here, the aramid resin can be formed of, for example, polymetaphenylene isophthalamide. The second binder 28 can be formed of, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE). In addition to PTFE, for example, a resin that is the same fluororesin as PTFE and has a branched portion or a crosslinked portion in the structure of PTFE is also applicable. For example, a resin having PMVE (perfluoromethylvinyl ether) at a branch portion of the PTFE structure.
第1の実施の形態の変形例3に係るエネルギーデバイス電極構造2の模式的断面構造は、図4に示すように、集電極10と、集電極10上に配置されたアンダーコート層12と、アンダーコート層12上に配置され、融点が200℃より大きな高温耐熱性を有する第1バインダー30を含む活物質電極層14とを備え、アンダーコート層12は、第1バインダー30と融点が等しい第2バインダー32を含む。また、第1バインダーと第2バインダーは、共にアラミド樹脂で形成されていても良い。ここで、アラミド樹脂は、例えば、ポリメタフェニレンイソフタルアミドによって形成可能である。 As shown in FIG. 4, a schematic cross-sectional structure of the energy device electrode structure 2 according to Modification 3 of the first embodiment includes a collector electrode 10, an undercoat layer 12 disposed on the collector electrode 10, and An active material electrode layer 14 including a first binder 30 disposed on the undercoat layer 12 and having a high temperature heat resistance greater than 200 ° C., the undercoat layer 12 having a first melting point equal to that of the first binder 30. 2 binders 32 are included. Further, both the first binder and the second binder may be formed of an aramid resin. Here, the aramid resin can be formed of, for example, polymetaphenylene isophthalamide.
第1の実施の形態およびその変形例1〜3に係るエネルギーデバイス電極構造2においては、図1〜図4に示すように、アンダーコート層12と活物質電極層14とからなる積層構造によって、活物質電極構造16が形成される。 In the energy device electrode structure 2 according to the first embodiment and the first to third modifications thereof, as illustrated in FIGS. 1 to 4, by the laminated structure including the undercoat layer 12 and the active material electrode layer 14, An active material electrode structure 16 is formed.
第1の実施の形態およびその変形例1〜3に係るエネルギーデバイス電極構造2においては、融点が200℃より高い高耐熱性のバインダーを、アンダーコート層12と活物質電極層14の一方、若しくは両層に適用した積層構造を形成する。このような融点が200℃より高い高耐熱性のバインダーとしては、例えば、アラミド樹脂を適用可能である。アラミド樹脂の融点は、例えば、約250℃程度であり、200℃よりも充分に高温であるため、アラミドバインダーを含む活物質電極層14/アンダーコート層12は、高耐熱性を有することになる。 In the energy device electrode structure 2 according to the first embodiment and the first to third modifications thereof, a highly heat-resistant binder having a melting point higher than 200 ° C., one of the undercoat layer 12 and the active material electrode layer 14, or A laminated structure applied to both layers is formed. As such a heat-resistant binder having a melting point higher than 200 ° C., for example, an aramid resin can be applied. The melting point of the aramid resin is, for example, about 250 ° C., which is sufficiently higher than 200 ° C., so that the active material electrode layer 14 / undercoat layer 12 including the aramid binder has high heat resistance. .
第1の実施の形態およびその変形例1〜3に係るエネルギーデバイス電極構造2においては、融点が200℃より高い高耐熱性のバインダーを、アンダーコート層12と活物質電極層14の一方、若しくは両層に適用したことで、バインダー適用層の高温乾燥による劣化・変性を防ぐことができ、各層間およびアルミ箔などからなる集電極10と活物質電極構造16との密着性を保持することができ、劣化・変性による剥がれを低減させることができる。 In the energy device electrode structure 2 according to the first embodiment and the first to third modifications thereof, a highly heat-resistant binder having a melting point higher than 200 ° C., one of the undercoat layer 12 and the active material electrode layer 14, or By applying to both layers, deterioration and modification | denaturation by high temperature drying of a binder application layer can be prevented, and the adhesiveness of the collector electrode 10 and active material electrode structure 16 which consist of each interlayer and aluminum foil etc. can be maintained. It is possible to reduce peeling due to deterioration / denaturation.
第1の実施の形態に係るエネルギーデバイス電極構造2に適用されるバインダーとして、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の化学式は、図5に示すように表される。また、PTFEを適用した活物質電極層のSEM写真例は、図6に示すように表され、図6の活物質電極層の模式的説明図は、図7に示すように表される。バインダーとして、PTFEを適用した活物質電極層は、図6に示すように、PTFEがフィブリル状(繊維状)に活性炭AC同士を結合している。また、図7に模式的に示されるように、電解液40中では、活性炭AC表面を繊維状にPTFEで結合した活物質電極層が得られる。PTFEの融点は、例えば、約260℃である。PTFEは、高耐熱性を有することから、アンダーコート層若しくは活物質電極層のバインダーとして適用可能である。 As a binder applied to the energy device electrode structure 2 according to the first embodiment, the chemical formula of polytetrafluoroethylene (PTFE) is expressed as shown in FIG. An example of an SEM photograph of an active material electrode layer to which PTFE is applied is represented as shown in FIG. 6, and a schematic explanatory diagram of the active material electrode layer in FIG. 6 is represented as shown in FIG. As shown in FIG. 6, the active material electrode layer to which PTFE is applied as a binder has activated carbon AC bonded to each other in a fibril (fibrous) form. Further, as schematically shown in FIG. 7, in the electrolytic solution 40, an active material electrode layer in which the activated carbon AC surface is bonded in a fibrous form with PTFE is obtained. The melting point of PTFE is, for example, about 260 ° C. Since PTFE has high heat resistance, it can be applied as a binder for an undercoat layer or an active material electrode layer.
比較例のバインダーとして、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)の化学式は、図8に示すように表される。また、PVdFを適用した活物質電極層のSEM写真例は、図9に示すように表され、図9の活物質電極層は、図10(a)に示すように模式的に表され、図10(a)の細部の詳細は、図10(b)に示すように表される。バインダーとして、PVdFを適用した活物質電極層は、PVdFが活性炭AC表面を被覆して、活性炭AC同士を結合しているため、図9では、PVdFそのものは見えていない。また、図10(a)および図10(b)に模式的に示されるように、電解液40中では、PVdFは、活性炭AC表面を被覆して、活性炭AC同士を面接合によって、結合した活物質電極層が得られる。PVdFの融点は、例えば、約150℃である。 As a binder of the comparative example, the chemical formula of polyvinylidene fluoride (PVdF) is represented as shown in FIG. Further, an SEM photograph example of an active material electrode layer to which PVdF is applied is represented as shown in FIG. 9, and the active material electrode layer of FIG. 9 is schematically represented as shown in FIG. Details of the details of 10 (a) are expressed as shown in FIG. 10 (b). In the active material electrode layer to which PVdF is applied as a binder, PVdF coats the activated carbon AC surface and bonds the activated carbon AC to each other. Therefore, PVdF itself is not visible in FIG. Further, as schematically shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), in the electrolytic solution 40, PVdF covers the surface of the activated carbon AC, and the activated carbon AC is bonded by surface bonding. A material electrode layer is obtained. The melting point of PVdF is, for example, about 150 ° C.
第1の実施の形態に係るエネルギーデバイス電極構造2に適用されるバインダーとしてアラミド樹脂(ポリメタフェニレンイソフタルアミド)の化学式は、図11に示すように表される。また、バインダーとしてアラミド樹脂(ポリメタフェニレンイソフタルアミド)を適用した活物質電極層のSEM写真例は、図12に示すように表され、図12の活物質電極層は、図13(a)に示すように模式的に表され、図13(a)の細部の詳細は、図13(b)に示すように表される。バインダーとして、アラミド樹脂(ポリメタフェニレンイソフタルアミド)を適用した活物質電極層は、アラミド樹脂ARが活性炭AC同士を点接合で結合している。また、図13(a)および図13(b)に模式的に示されるように、電解液40中では、アラミド樹脂ARは、活性炭AC表面に付着し、活性炭AC同士を点接合によって、結合した活物質電極層が得られる。アラミド樹脂(ポリメタフェニレンイソフタルアミド)の融点は、例えば、約250℃である。 The chemical formula of an aramid resin (polymetaphenylene isophthalamide) as a binder applied to the energy device electrode structure 2 according to the first embodiment is expressed as shown in FIG. An example of an SEM photograph of an active material electrode layer to which an aramid resin (polymetaphenylene isophthalamide) is applied as a binder is shown as shown in FIG. 12, and the active material electrode layer of FIG. 12 is shown in FIG. The details of FIG. 13 (a) are expressed in detail as shown in FIG. 13 (b). In an active material electrode layer to which an aramid resin (polymetaphenylene isophthalamide) is applied as a binder, the aramid resin AR is bonded to the activated carbon AC by point bonding. Further, as schematically shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b), in the electrolytic solution 40, the aramid resin AR adheres to the surface of the activated carbon AC, and the activated carbon AC is bonded to each other by point bonding. An active material electrode layer is obtained. The melting point of the aramid resin (polymetaphenylene isophthalamide) is, for example, about 250 ° C.
(製造方法)
第1の実施の形態に係るエネルギーデバイス電極構造の製造方法であって、製造方法の一工程を説明する模式的断面構造は、図14(a)〜図14(d)、および図15(a)〜図15(b)に示すように表される。また、第1の実施の形態に係るエネルギーデバイス電極構造の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造であって、ロールプレス工程を説明する模式的断面構造は、図16に示すように表される。
(Production method)
FIGS. 14A to 14D and FIG. 15A are schematic cross-sectional structures for explaining one process of the manufacturing method of the energy device electrode structure according to the first embodiment. ) To FIG. 15 (b). Moreover, it is a schematic cross-sectional structure for explaining one step of the method for manufacturing the energy device electrode structure according to the first embodiment, and the schematic cross-sectional structure for explaining the roll press step is expressed as shown in FIG. Is done.
第1の実施の形態に係るエネルギーデバイス電極構造の製造方法は、図14(a)〜図14(d)、図15(a)〜図15(b)、および図16に示すように、集電極10上にアンダーコート層用塗布液120を塗布する工程と、アンダーコート層用塗布液120を乾燥して、アンダーコート層12を形成する工程と、アンダーコート層12上に第1バインダーを含む活物質電極層用塗布液140を形成する工程と、活物質電極層用塗布液140を乾燥させて、活物質電極層14を形成する工程と、集電極10、アンダーコート層12および活物質電極層14からなる積層構造をロールプレスする工程とを有する。 The manufacturing method of the energy device electrode structure according to the first embodiment is as shown in FIGS. 14 (a) to 14 (d), FIGS. 15 (a) to 15 (b), and FIG. A step of applying the undercoat layer coating solution 120 on the electrode 10, a step of drying the undercoat layer coating solution 120 to form the undercoat layer 12, and a first binder on the undercoat layer 12. The step of forming the active material electrode layer coating solution 140, the step of drying the active material electrode layer coating solution 140 to form the active material electrode layer 14, the collector electrode 10, the undercoat layer 12, and the active material electrode And a step of roll-pressing the laminated structure composed of the layers 14.
また、活物質電極層14を乾燥する工程は、真空乾燥を有していても良い。 Further, the step of drying the active material electrode layer 14 may include vacuum drying.
また、ロールプレスする工程は、加熱工程を併用しても良い。 In addition, the roll pressing step may be combined with a heating step.
以下、第1の実施の形態に係るエネルギーデバイス電極構造の製造方法の各工程を詳細に説明ずる。 Hereinafter, each process of the manufacturing method of the energy device electrode structure which concerns on 1st Embodiment is demonstrated in detail.
(a)まず、図14(a)に示すように、集電極10を準備する。集電極10は、例えば、アルミ箔、銅箔などを用いて形成することができる。 (A) First, as shown in FIG. 14A, the collector electrode 10 is prepared. The collector electrode 10 can be formed using, for example, an aluminum foil, a copper foil, or the like.
(b)次に、図14(b)に示すように、集電極10上の一部分にアンダーコート層用塗布液120を塗布する。アンダーコート層用塗布液120の成分は、アセチレンブラック、ケロチェンブラックなどの導電助剤と、アラミドバインダー等のバインダーと、これらの溶剤とを含む。図14(b)から明らかなように、集電極10上のアンダーコート層用塗布液120の未塗布部分は、集電極10が露出している。アンダーコート層用塗布液120には、図14(b)に示すように、残留水分34が含まれている。 (B) Next, as shown in FIG. 14B, an undercoat layer coating solution 120 is applied to a portion of the collector electrode 10. The components of the undercoat layer coating solution 120 include a conductive additive such as acetylene black and kerosene black, a binder such as an aramid binder, and these solvents. As apparent from FIG. 14B, the collector electrode 10 is exposed in the uncoated portion of the undercoat layer coating solution 120 on the collector electrode 10. As shown in FIG. 14B, the undercoat layer coating solution 120 contains residual moisture 34.
(c)次に、図14(c)に示すように、アンダーコート層用塗布液120を乾燥させて、集電極10上にアンダーコート層12を形成する。図14(c)に示す乾燥工程では、上記の溶剤の除去と残留水分34の低減化が実施される。 (C) Next, as shown in FIG. 14C, the undercoat layer coating solution 120 is dried to form the undercoat layer 12 on the collector electrode 10. In the drying step shown in FIG. 14 (c), the removal of the solvent and the reduction of the residual moisture 34 are performed.
(d)次に、図14(d)に示すように、アンダーコート層12上に、活物質電極層用塗布液140を塗布する。活物質電極層用塗布液140は、アセチレンブラック、ケロチェンブラックなどの導電助剤と、アラミドバインダー等のバインダーと、これらの溶剤と、活性炭の混合物である。図14(d)から明らかなように、集電極10上の活物質電極層用塗布液140の未塗布部分は、集電極10が露出している。活物質電極層用塗布液140には、図14(d)に示すように、残留水分34が含まれている。 (D) Next, as shown in FIG. 14D, an active material electrode layer coating solution 140 is applied on the undercoat layer 12. The active material electrode layer coating solution 140 is a mixture of a conductive additive such as acetylene black and kerosene black, a binder such as an aramid binder, these solvents, and activated carbon. As is clear from FIG. 14D, the collector electrode 10 is exposed at an uncoated portion of the active material electrode layer coating liquid 140 on the collector electrode 10. The active material electrode layer coating liquid 140 contains residual moisture 34 as shown in FIG.
(e)次に、図15(a)に示すように、活物質電極層用塗布液140を乾燥させて、集電極10上のアンダーコート層12上に活物質電極層14を形成する。ここで、活物質電極層用塗布液140を乾燥する工程は、真空乾燥により実施しても良い。結果として、図15(a)に示すように、乾燥後の活物質電極層14の厚さはD2、乾燥後のアンダーコート層12の厚さは、D1となる。ここで、具体的な数値例としては、乾燥前の活物質電極層14の厚さは、例えば、約50μmに対して、乾燥後の活物質電極層14の厚さD2は、例えば、約35μmである。 (E) Next, as shown in FIG. 15A, the active material electrode layer coating solution 140 is dried to form the active material electrode layer 14 on the undercoat layer 12 on the collector electrode 10. Here, the step of drying the active material electrode layer coating solution 140 may be performed by vacuum drying. As a result, as shown in FIG. 15A, the thickness of the active material electrode layer 14 after drying is D2, and the thickness of the undercoat layer 12 after drying is D1. Here, as a specific numerical example, the thickness of the active material electrode layer 14 before drying is, for example, about 50 μm, and the thickness D2 of the active material electrode layer 14 after drying is, for example, about 35 μm. It is.
(f)次に、図16に示すように、集電極10、アンダーコート層12および活物質電極層14からなる積層構造をロールプレス機18u・18dを用いてロールプレスする。ロールプレス機18は、作業台20上に配置され、下ロール18dに対して上ロール18uの高さを調節することによって、ロール18u・18d間の幅を調整可能である。尚、このロールプレス工程は、ヒータなどを用いた加熱工程を併用しても良い。 (F) Next, as shown in FIG. 16, the laminated structure including the collector electrode 10, the undercoat layer 12, and the active material electrode layer 14 is roll-pressed using roll press machines 18u and 18d. The roll press machine 18 is arranged on the work table 20 and can adjust the width between the rolls 18u and 18d by adjusting the height of the upper roll 18u with respect to the lower roll 18d. In addition, this roll press process may use together the heating process using a heater.
上記のロールプレス工程の結果、図15(b)に示すように、活物質電極層14の厚さはd2、アンダーコート層12の厚さは、d1となる。ここで、具体的な数値例としては、活物質電極層14の厚さd2は、例えば、約28μmである。このように、活物質電極層14の厚さが薄くなる理由は、ロールプレスにより、活性炭AC同士の密着性が高くなるからである。 As a result of the roll pressing step, as shown in FIG. 15B, the thickness of the active material electrode layer 14 is d2, and the thickness of the undercoat layer 12 is d1. Here, as a specific numerical example, the thickness d2 of the active material electrode layer 14 is, for example, about 28 μm. Thus, the reason why the thickness of the active material electrode layer 14 is reduced is that the adhesiveness between the activated carbon ACs is increased by roll press.
第1の実施の形態に係るエネルギーデバイス電極構造の製造方法においては、バインダーとして高耐熱性バインダーを適用することにより、高温乾燥(200℃より高い温度)することができるため、残留水分量を低減することができる。 In the manufacturing method of the energy device electrode structure according to the first embodiment, by applying a high heat-resistant binder as the binder, high temperature drying (temperature higher than 200 ° C.) can be performed, so that the residual moisture content is reduced. can do.
また、第1の実施の形態に係るエネルギーデバイス電極構造の製造方法においては、高温乾燥し、溶剤を除去後にロールプレスを実施することができるので、ロールプレス時の活物質などの剥がれを少なくすることができる。 Moreover, in the manufacturing method of the energy device electrode structure according to the first embodiment, since the roll press can be performed after drying at a high temperature and removing the solvent, the peeling of the active material or the like during the roll press is reduced. be able to.
また、第1の実施の形態に係るエネルギーデバイス電極構造の製造方法においては、熱を加えながらロールプレスすることで、より残留水分量を低減化可能である。 Moreover, in the manufacturing method of the energy device electrode structure according to the first embodiment, the residual moisture content can be further reduced by roll pressing while applying heat.
第1の実施の形態によれば、バインダー適用層の高温乾燥による劣化・変性を抑制し、活物質電極層の剥がれを防止し、信頼性の向上したエネルギーデバイス電極構造およびその製造方法を提供することができる。 According to the first embodiment, there is provided an energy device electrode structure having improved reliability by suppressing deterioration / denaturation due to high temperature drying of the binder application layer, preventing peeling of the active material electrode layer, and a method for manufacturing the same. be able to.
[第2の実施の形態]
第2の実施の形態に係るエネルギーデバイス電極構造2は、集電極10の表裏両面にアンダーコート層12u・12d、および活物質電極層14u・14dを有する積層構造を備える。さらに、このような積層構造が繰り返し積層された構成を備えていても良い。
[Second Embodiment]
The energy device electrode structure 2 according to the second embodiment includes a laminated structure having undercoat layers 12u and 12d and active material electrode layers 14u and 14d on both front and back surfaces of the collector electrode 10. Furthermore, a structure in which such a stacked structure is repeatedly stacked may be provided.
第2の実施の形態に係るエネルギーデバイス電極構造2は、図18(b)に示すように、集電極10と、集電極10上に配置されたアンダーコート層12u・12dと、アンダーコート層12u・12d上に配置され、融点が200℃より大きな高温耐熱性を有する第1バインダー22(図1と同様)を含む活物質電極層14u・14dとを備える。 As shown in FIG. 18B, the energy device electrode structure 2 according to the second embodiment includes a collector electrode 10, undercoat layers 12u and 12d disposed on the collector electrode 10, and an undercoat layer 12u. The active material electrode layers 14u and 14d including the first binder 22 (similar to FIG. 1) disposed on 12d and having a high temperature heat resistance higher than 200 ° C. are provided.
第2の実施の形態の変形例1に係るエネルギーデバイス電極構造2は、図2と同様に、集電極10と、集電極10上に配置されたアンダーコート層12u・12dと、アンダーコート層12u・12d上に配置され、融点が200℃より大きな高温耐熱性を有する第1バインダー22を含む活物質電極層14u・14dとを備え、アンダーコート層12u・12dは、第2バインダー24を含み、第1バインダー22と第2バインダー24は、融点が異なる。 Similarly to FIG. 2, the energy device electrode structure 2 according to the first modification of the second embodiment includes a collector electrode 10, undercoat layers 12u and 12d disposed on the collector electrode 10, and an undercoat layer 12u. An active material electrode layer 14u, 14d including a first binder 22 disposed on 12d and having a high temperature heat resistance greater than 200 ° C., and the undercoat layers 12u, 12d include a second binder 24, The first binder 22 and the second binder 24 have different melting points.
第2の実施の形態の変形例2に係るエネルギーデバイス電極構造2の模式的断面構造は、図3と同様に、集電極10と、集電極10上に配置されたアンダーコート層12u・12dと、アンダーコート層12u・12d上に配置され、融点が200℃より大きな高温耐熱性を有する第1バインダー26を含む活物質電極層14u・14dとを備え、第1バインダー26はアラミド樹脂であり、アンダーコート層12u・12dは、アラミド樹脂とは異なる第2バインダー28を含む。ここで、アラミド樹脂は、例えば、ポリメタフェニレンイソフタルアミドを適用可能である。また、第2バインダー28は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を適用可能である。 Similar to FIG. 3, the schematic cross-sectional structure of the energy device electrode structure 2 according to the second modification of the second embodiment includes the collector electrode 10 and the undercoat layers 12 u and 12 d disposed on the collector electrode 10. The active material electrode layers 14u and 14d including the first binder 26 disposed on the undercoat layers 12u and 12d and having a high temperature heat resistance higher than 200 ° C., and the first binder 26 is an aramid resin, Undercoat layer 12u * 12d contains the 2nd binder 28 different from an aramid resin. Here, as the aramid resin, for example, polymetaphenylene isophthalamide can be applied. In addition, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE) can be applied to the second binder 28.
第2の実施の形態の変形例3に係るエネルギーデバイス電極構造2の模式的断面構造は、図4と同様に、集電極10と、集電極10上に配置されたアンダーコート層12u・12dと、アンダーコート層12u・12d上に配置され、融点が200℃より大きな高温耐熱性を有する第1バインダー30を含む活物質電極層14u・14dとを備え、アンダーコート層12u・12dは、第1バインダー30と融点が等しい第2バインダー32を含む。また、第1バインダーと第2バインダーは、共にアラミド樹脂で形成されていても良い。ここで、アラミド樹脂は、例えば、ポリメタフェニレンイソフタルアミドを適用可能である。 Similar to FIG. 4, the schematic cross-sectional structure of the energy device electrode structure 2 according to the third modification of the second embodiment includes the collector electrode 10 and the undercoat layers 12 u and 12 d disposed on the collector electrode 10. The active material electrode layers 14u and 14d including the first binder 30 disposed on the undercoat layers 12u and 12d and having a high-temperature heat resistance having a melting point higher than 200 ° C. are provided. A second binder 32 having the same melting point as that of the binder 30 is included. Further, both the first binder and the second binder may be formed of an aramid resin. Here, as the aramid resin, for example, polymetaphenylene isophthalamide can be applied.
第2の実施の形態およびその変形例1〜3に係るエネルギーデバイス電極構造2においては、図18(b)、および図1〜図3に示すように、アンダーコート層12u・12dと活物質電極層14u・14dとからなる積層構造によって、活物質電極構造16u・16dが形成される。 In the energy device electrode structure 2 according to the second embodiment and its modifications 1 to 3, as shown in FIG. 18B and FIGS. 1 to 3, the undercoat layers 12u and 12d and the active material electrode The active material electrode structures 16u and 16d are formed by a laminated structure including the layers 14u and 14d.
第2の実施の形態およびその変形例1〜3に係るエネルギーデバイス電極構造2においては、融点が200℃より高い高耐熱性のバインダーを、アンダーコート層12u・12dと活物質電極層14u・14dの一方、若しくは両層に適用した積層構造を形成する。このような融点が200℃より高い高耐熱性のバインダーとしては、例えば、アラミド樹脂を適用可能である。アラミド樹脂の融点は、例えば、約250℃程度であり、200℃よりも充分に高温であるため、アラミドバインダーを含む活物質電極層14u・14d/アンダーコート層12u・12dは、高耐熱性を有することになる。 In the energy device electrode structure 2 according to the second embodiment and the first to third modifications thereof, a high heat-resistant binder having a melting point higher than 200 ° C. is used as an undercoat layer 12u · 12d and active material electrode layers 14u · 14d. A laminated structure applied to one or both layers is formed. As such a heat-resistant binder having a melting point higher than 200 ° C., for example, an aramid resin can be applied. The melting point of the aramid resin is, for example, about 250 ° C., and is sufficiently higher than 200 ° C. Therefore, the active material electrode layers 14 u and 14 d / undercoat layers 12 u and 12 d containing the aramid binder have high heat resistance. Will have.
第2の実施の形態およびその変形例1〜3に係るエネルギーデバイス電極構造2においては、融点が200℃より高い高耐熱性のバインダーを、アンダーコート層12u・12dと活物質電極層14u・14dの一方、若しくは両層に適用したことで、バインダー適用層の高温乾燥による劣化・変性を防ぐことができ、各層間およびアルミ箔などからなる集電極10と活物質電極構造16u・16dとの密着性を保持することができ、劣化・変性による剥がれを低減させることができる。 In the energy device electrode structure 2 according to the second embodiment and the first to third modifications thereof, a high heat-resistant binder having a melting point higher than 200 ° C. is used as an undercoat layer 12u · 12d and active material electrode layers 14u · 14d. By applying to one or both of these layers, deterioration and modification due to high temperature drying of the binder application layer can be prevented, and adhesion between the collector electrode 10 made of each layer and aluminum foil and the active material electrode structures 16u and 16d Property can be maintained, and peeling due to deterioration / denaturation can be reduced.
(製造方法)
第2の実施の形態に係るエネルギーデバイス電極構造の製造方法であって、製造方法の一工程を説明する模式的鳥瞰構造は、図17(a)〜図17(d)、および図18(a)〜図18(b)に示すように表される。また、第2の実施の形態に係るエネルギーデバイス電極構造の製造方法の一工程を説明する模式的断面構造であって、ロールプレス工程を説明する模式的断面構造は、図19に示すように表される。
(Production method)
FIGS. 17A to 17D and FIG. 18A are schematic bird's-eye views that explain one process of the manufacturing method of the energy device electrode structure according to the second embodiment. ) To FIG. 18 (b). Moreover, it is a schematic cross-sectional structure for explaining one step of the manufacturing method of the energy device electrode structure according to the second embodiment, and the schematic cross-sectional structure for explaining the roll press step is expressed as shown in FIG. Is done.
第2の実施の形態に係るエネルギーデバイス電極構造の製造方法においては、集電極10上にアンダーコート層12u・12dを形成する工程は、集電極10の表裏両面に実施する。 In the manufacturing method of the energy device electrode structure according to the second embodiment, the step of forming the undercoat layers 12u and 12d on the collector electrode 10 is performed on both the front and back surfaces of the collector electrode 10.
また、アンダーコート層12u・12d上に第1バインダーを含む活物質電極層14u・14dを形成する工程は、集電極10の表裏両面に形成されたアンダーコート層12u・12d上に実施する。 The step of forming the active material electrode layers 14u and 14d containing the first binder on the undercoat layers 12u and 12d is performed on the undercoat layers 12u and 12d formed on the front and back surfaces of the collector electrode 10.
以下、第2の実施の形態に係るエネルギーデバイス電極構造の製造方法の各工程を詳細に説明する。 Hereinafter, each process of the manufacturing method of the energy device electrode structure which concerns on 2nd Embodiment is demonstrated in detail.
(a)まず、図17(a)に示すように、集電極10を準備する。集電極10は、例えば、アルミ箔、銅箔などを用いて形成することができる。 (A) First, the collector electrode 10 is prepared as shown in FIG. The collector electrode 10 can be formed using, for example, an aluminum foil, a copper foil, or the like.
(b)次に、図17(b)に示すように、集電極10の表裏両面上の一部分にアンダーコート層用塗布液120u・120dを塗布する。アンダーコート層用塗布液120u・120dの成分は、アセチレンブラック、ケロチェンブラックなどの導電助剤と、アラミドバインダー等のバインダーと、これらの溶剤とを含む。図17(b)から明らかなように、集電極10上のアンダーコート層用塗布液120u・120dの未塗布部分は、集電極10が露出している。アンダーコート層用塗布液120u・120dには、図17(b)に示すように、残留水分34が含まれている。 (B) Next, as shown in FIG. 17 (b), undercoat layer coating solutions 120 u and 120 d are applied to a part of the front and back surfaces of the collector electrode 10. The components of the undercoat layer coating liquids 120u and 120d include a conductive additive such as acetylene black and kerosene black, a binder such as an aramid binder, and these solvents. As apparent from FIG. 17B, the collector electrode 10 is exposed at the uncoated portions of the undercoat layer coating liquids 120 u and 120 d on the collector electrode 10. The undercoat layer coating solutions 120u and 120d contain residual moisture 34 as shown in FIG.
(c)次に、図17(c)に示すように、アンダーコート層用塗布液120u・120dを乾燥させて、集電極10上にアンダーコート層12u・12dを形成する。図17(c)に示す乾燥工程では、上記の溶剤の除去と残留水分34の低減化が実施される。 (C) Next, as shown in FIG. 17C, the undercoat layer coating solutions 120 u and 120 d are dried to form the undercoat layers 12 u and 12 d on the collector electrode 10. In the drying step shown in FIG. 17 (c), the removal of the solvent and the reduction of the residual moisture 34 are performed.
(d)次に、図17(d)に示すように、アンダーコート層12u・12d上に、活物質電極層用塗布液140u・140dを塗布する。活物質電極層用塗布液140u・140dは、アセチレンブラック、ケロチェンブラックなどの導電助剤と、アラミドバインダー等のバインダーと、これらの溶剤と、活性炭の混合物である。図17(d)から明らかなように、集電極10上の活物質電極層用塗布液140u・140dの未塗布部分は、集電極10が露出している。活物質電極層用塗布液140u・140dには、図17(d)に示すように、残留水分34が含まれている。 (D) Next, as shown in FIG. 17D, the active material electrode layer coating liquids 140u and 140d are applied on the undercoat layers 12u and 12d. The coating liquids 140u and 140d for the active material electrode layer are a mixture of a conductive additive such as acetylene black and kerosene black, a binder such as an aramid binder, these solvents, and activated carbon. As is apparent from FIG. 17D, the collector electrode 10 is exposed at the uncoated portions of the active material electrode layer coating liquids 140u and 140d on the collector electrode 10. The active material electrode layer coating liquids 140u and 140d contain residual moisture 34 as shown in FIG.
(e)次に、図18(a)に示すように、活物質電極層用塗布液140u・140dを乾燥させて、集電極10上のアンダーコート層12u・12d上に活物質電極層14u・14dを形成する。ここで、活物質電極層用塗布液140u・140dを乾燥する工程は、真空乾燥により実施しても良い。結果として、図18(a)に示すように、乾燥後の活物質電極層14u・14dの厚さはD2、乾燥後のアンダーコート層12u・12dの厚さは、D1となる。ここで、具体的な数値例としては、乾燥前の活物質電極層14u・14dの厚さは、例えば、約50μmに対して、乾燥後の活物質電極層14u・14dの厚さD2は、例えば、約35μmである。 (E) Next, as shown in FIG. 18A, the active material electrode layer coating liquids 140 u and 140 d are dried, and the active material electrode layers 14 u and 14 d are formed on the undercoat layers 12 u and 12 d on the collector electrode 10. 14d is formed. Here, the step of drying the active material electrode layer coating liquids 140u and 140d may be performed by vacuum drying. As a result, as shown in FIG. 18A, the thickness of the dried active material electrode layers 14u and 14d is D2, and the thickness of the dried undercoat layers 12u and 12d is D1. Here, as a specific numerical example, the thickness of the active material electrode layers 14u and 14d before drying is, for example, about 50 μm, and the thickness D2 of the active material electrode layers 14u and 14d after drying is For example, it is about 35 μm.
(f)次に、図19に示すように、集電極10、アンダーコート層12u・12dおよび活物質電極層14u・14dからなる積層構造をロールプレス機18を用いてロールプレスする。ロールプレス機18は、作業台20上に配置され、下ロール18dに対して上ロール18uの高さを調節することによって、ロール18u・18d間の幅を調整可能である。尚、このロールプレス工程は、ヒータなどを用いた加熱工程と併用しても良い。 (F) Next, as shown in FIG. 19, a laminated structure including the collector electrode 10, the undercoat layers 12 u and 12 d and the active material electrode layers 14 u and 14 d is roll-pressed using a roll press machine 18. The roll press machine 18 is arranged on the work table 20 and can adjust the width between the rolls 18u and 18d by adjusting the height of the upper roll 18u with respect to the lower roll 18d. This roll press process may be used in combination with a heating process using a heater or the like.
上記のロールプレス工程の結果、図18(b)に示すように、活物質電極層14u・14dの厚さはd2、アンダーコート層12u・12dの厚さは、d1となる。ここで、具体的な数値例としては、活物質電極層14u・14dの厚さd2は、例えば、約28μmである。このように、活物質電極層14u・14dの厚さが薄くなる理由は、ロールプレスにより、活性炭AC同士の密着性が高くなるからである。 As a result of the roll pressing step, as shown in FIG. 18B, the thickness of the active material electrode layers 14u and 14d is d2, and the thickness of the undercoat layers 12u and 12d is d1. Here, as a specific numerical example, the thickness d2 of the active material electrode layers 14u and 14d is, for example, about 28 μm. The reason why the thickness of the active material electrode layers 14u and 14d is thus reduced is that the adhesion between the activated carbons AC is increased by roll pressing.
第2の実施の形態に係るエネルギーデバイス電極構造の製造方法においては、バインダーとして高耐熱性バインダーを適用することにより、高温乾燥(200℃より高い温度)することができるため、残留水分量を低減することができる。 In the manufacturing method of the energy device electrode structure according to the second embodiment, by applying a high heat-resistant binder as the binder, high temperature drying (temperature higher than 200 ° C.) can be performed, so that the residual moisture content is reduced. can do.
また、第2の実施の形態に係るエネルギーデバイス電極構造の製造方法においては、高温乾燥し、溶剤を除去後にロールプレスを実施することができるので、ロールプレス時の活物質などの剥がれを少なくすることができる。 Moreover, in the manufacturing method of the energy device electrode structure according to the second embodiment, it is possible to carry out a roll press after drying at a high temperature and removing the solvent, thereby reducing the peeling of the active material or the like during the roll press. be able to.
また、第2の実施の形態に係るエネルギーデバイス電極構造の製造方法においては、熱を加えながらロールプレスすることで、より残留水分量を低減化可能である。 Moreover, in the manufacturing method of the energy device electrode structure according to the second embodiment, the residual moisture content can be further reduced by roll pressing while applying heat.
第2の実施の形態によれば、バインダー適用層の高温乾燥による劣化・変性を抑制し、活物質電極層の剥がれを防止し、信頼性の向上したエネルギーデバイス電極構造およびその製造方法を提供することができる。 According to the second embodiment, there is provided an energy device electrode structure having improved reliability by suppressing deterioration / denaturation due to high temperature drying of the binder application layer, preventing peeling of the active material electrode layer, and a manufacturing method thereof. be able to.
(エネルギーデバイス)
実施の形態に係るエネルギーデバイス電極構造を適用した電気二重層キャパシタ4の模式的断面構造は、図20に示すように表される。
(Energy device)
A schematic cross-sectional structure of the electric double layer capacitor 4 to which the energy device electrode structure according to the embodiment is applied is expressed as shown in FIG.
実施の形態に係るエネルギーデバイス電極構造を適用したリチウムイオンキャパシタ6の模式的断面構造は、図21に示すように表される。 A schematic cross-sectional structure of the lithium ion capacitor 6 to which the energy device electrode structure according to the embodiment is applied is expressed as shown in FIG.
実施の形態に係るエネルギーデバイス電極構造を適用したリチウムイオン電池8の模式的断面構造は、図22に示すように表される。 A schematic cross-sectional structure of a lithium ion battery 8 to which the energy device electrode structure according to the embodiment is applied is expressed as shown in FIG.
図20〜図22を参照して、実施の形態に係るエネルギーデバイス電極構造を適用したエネルギーデバイス(例えば、蓄電デバイス)の基本構造を説明する。尚、実施の形態の変形例1〜3に係るエネルギーデバイス電極構造も同様に適用可能である。図20〜図22においては、電解液がしみ込んでおり、セパレータ30を通じてイオンが充放電移動するが、電解液については、図示を省略している。 With reference to FIGS. 20-22, the basic structure of the energy device (for example, electrical storage device) to which the energy device electrode structure which concerns on embodiment is applied is demonstrated. In addition, the energy device electrode structure which concerns on the modifications 1-3 of embodiment is applicable similarly. 20 to 22, the electrolyte is soaked and ions are charged and discharged through the separator 30, but the illustration of the electrolyte is omitted.
実施形態に係るエネルギーデバイス電極構造を正負極の活物質電極構造に備える電気二重層キャパシタ4は、活物質電極層14aと活物質電極層14bとの間に、電解液のイオンのみが通過するセパレータ30を介在させている。集電極10a・10b上には、アンダーコート層12a・12bを介して活物質電極層14a・14bが配置されている。集電極10a・10bは電源電圧に接続されている。図20においては、アンダーコート層12aと活物質電極層14aの積層構造、およびアンダーコート層12bと活物質電極層14bの積層構造により、それぞれ活物質電極構造が形成される。 The electric double layer capacitor 4 provided with the energy device electrode structure according to the embodiment in the active material electrode structure of positive and negative electrodes is a separator through which only ions of the electrolytic solution pass between the active material electrode layer 14a and the active material electrode layer 14b. 30 is interposed. Active material electrode layers 14a and 14b are disposed on the collector electrodes 10a and 10b via undercoat layers 12a and 12b. The collector electrodes 10a and 10b are connected to a power supply voltage. In FIG. 20, the active material electrode structure is formed by the laminated structure of the undercoat layer 12a and the active material electrode layer 14a and the laminated structure of the undercoat layer 12b and the active material electrode layer 14b, respectively.
セパレータ30は、耐熱性が必要ない場合にはポリプロピレン等を、耐熱性が必要な場合にはセルロース系のものを用いることができる。 As the separator 30, polypropylene or the like can be used when heat resistance is not required, and cellulose-based material can be used when heat resistance is required.
実施形態に係るエネルギーデバイス電極構造を適用した電気二重層キャパシタ4は、電解液が含侵されており、セパレータ30を通して、電解液のイオンのみが充放電時に移動する。 The electric double layer capacitor 4 to which the energy device electrode structure according to the embodiment is applied is impregnated with an electrolytic solution, and only ions of the electrolytic solution move through the separator 30 during charging and discharging.
実施形態に係るエネルギーデバイス電極構造を適用した電気二重層キャパシタは、LEDフラッシュ、モータ駆動用パワー電源(例えば、玩具向け)、電気自動車用蓄電素子(例えば、回生、スタータ用として)、太陽電池や振動発電からのエネルギー蓄電素子、高出力通信向けパワー蓄電素子、耐環境性蓄電素子(例えば、道路、鉄道、自転車用ライトの蓄電素子)などに適用できる。 The electric double layer capacitor to which the energy device electrode structure according to the embodiment is applied includes an LED flash, a power source for driving a motor (for example, for toys), a storage element for an electric vehicle (for example, for regeneration and starter), a solar cell, It can be applied to energy storage elements from vibration power generation, power storage elements for high-power communication, environment-resistant storage elements (for example, storage elements for roads, railways, bicycle lights), and the like.
実施形態に係るエネルギーデバイス電極構造を適用したリチウムイオンキャパシタ6は、活物質電極層36と活物質電極層14b間に、電解液のイオンのみが通過するセパレータ30を介在させている。集電極11a・10b上には、アンダーコート層12a・12bを介して活物質電極層36・14bが配置されている。集電極10a・10bは電源電圧に接続されている。ここで、集電極11aは、例えば、銅箔から形成され、集電極10bは、例えば、アルミ箔から形成される。図21においては、アンダーコート層12aと活物質電極層36の積層構造およびアンダーコート層12bと活物質電極層14bの積層構造により、それぞれ活物質電極構造が形成される。 In the lithium ion capacitor 6 to which the energy device electrode structure according to the embodiment is applied, a separator 30 through which only ions of the electrolytic solution pass is interposed between the active material electrode layer 36 and the active material electrode layer 14b. On the collector electrodes 11a and 10b, active material electrode layers 36 and 14b are arranged via undercoat layers 12a and 12b. The collector electrodes 10a and 10b are connected to a power supply voltage. Here, the collector electrode 11a is formed from, for example, copper foil, and the collector electrode 10b is formed from, for example, aluminum foil. In FIG. 21, the active material electrode structure is formed by the laminated structure of the undercoat layer 12a and the active material electrode layer 36 and the laminated structure of the undercoat layer 12b and the active material electrode layer 14b, respectively.
負極側の活物質電極層36は、例えば、アラミドバインダー等のバインダーを含有するLiドープカーボン(活性炭)から形成される。 The active material electrode layer 36 on the negative electrode side is formed from, for example, Li-doped carbon (activated carbon) containing a binder such as an aramid binder.
リチウムイオンキャパシタ6には、電解液が含侵されており、セパレータ30を通して、電解液のイオンのみが充放電時に移動する。 The lithium ion capacitor 6 is impregnated with an electrolytic solution, and only ions of the electrolytic solution move through the separator 30 during charging and discharging.
実施形態に係るエネルギーデバイス電極構造を適用したリチウムイオンキャパシタは、太陽電池や風力発電からのエネルギー蓄電素子、モータ駆動用パワー電源などに適用できる。 The lithium ion capacitor to which the energy device electrode structure according to the embodiment is applied can be applied to an energy storage element from a solar cell or wind power generation, a power source for driving a motor, or the like.
実施形態に係るエネルギーデバイス電極構造を適用したリチウムイオン電池8は、活物質電極層36と活物質電極層38間に、電解液のイオンのみが通過するセパレータ30を介在させている。集電極11a・10b上には、アンダーコート層12a・12bを介して活物質電極層36・38が配置されている。集電極10a・10bは電源電圧に接続されている。ここで、集電極11aは、例えば、銅箔から形成され、集電極10bは、例えば、アルミ箔から形成される。図22においては、アンダーコート層12aと活物質電極層36の積層構造およびアンダーコート層12bと活物質電極層38の積層構造により、それぞれ活物質電極構造が形成される。 In the lithium ion battery 8 to which the energy device electrode structure according to the embodiment is applied, a separator 30 through which only ions of the electrolytic solution pass is interposed between the active material electrode layer 36 and the active material electrode layer 38. Active material electrode layers 36 and 38 are disposed on the collector electrodes 11a and 10b via the undercoat layers 12a and 12b. The collector electrodes 10a and 10b are connected to a power supply voltage. Here, the collector electrode 11a is formed from, for example, copper foil, and the collector electrode 10b is formed from, for example, aluminum foil. In FIG. 22, an active material electrode structure is formed by the laminated structure of the undercoat layer 12a and the active material electrode layer 36 and the laminated structure of the undercoat layer 12b and the active material electrode layer 38, respectively.
正極側の活物質電極層38は、例えば、アラミドバインダー等のバインダーを含有するLiCoO2から形成される。負極側の活物質電極層36は、例えば、アラミドバインダー等のバインダーを含有するLiドープカーボン(活性炭)から形成される。 The active material electrode layer 38 on the positive electrode side is formed of, for example, LiCoO 2 containing a binder such as an aramid binder. The active material electrode layer 36 on the negative electrode side is formed from, for example, Li-doped carbon (activated carbon) containing a binder such as an aramid binder.
リチウムイオン電池8には、電解液が含侵されており、セパレータ30を通して、電解液のイオンのみが充放電時に移動する。 The lithium ion battery 8 is impregnated with the electrolytic solution, and only ions of the electrolytic solution move through the separator 30 during charging and discharging.
実施形態に係るエネルギーデバイス電極構造を適用したリチウムイオン電池は、携帯機器用のバッテリー、電気自動車用蓄電素子(定常運転時)、大規模蓄電素子(一般家庭向け)などに適用できる。 The lithium ion battery to which the energy device electrode structure according to the embodiment is applied can be applied to a battery for a portable device, a power storage element for electric vehicles (during steady operation), a large-scale power storage element (for general household use), and the like.
本発明によれば、バインダー適用層の高温乾燥による劣化・変性を抑制し、活物質電極層の剥がれを防止し、信頼性の向上したエネルギーデバイス電極構造およびその製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, degradation and modification | denaturation by high temperature drying of a binder application layer can be suppressed, peeling of an active material electrode layer can be prevented, and the energy device electrode structure and its manufacturing method which improved reliability can be provided.
また、このエネルギーデバイス電極構造を適用したエネルギーデバイスを提供することができる。 Moreover, the energy device to which this energy device electrode structure is applied can be provided.
[その他の実施の形態]
上記のように、実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
[Other embodiments]
As described above, the embodiments have been described. However, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。 As described above, the present invention naturally includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.
本発明のエネルギーデバイスは、LED−フラッシュモジュール、通信(高出力)モジュール、太陽電池モジュール、電源モジュール、玩具等のバックアップ用電源などとして適用可能である。また、LSI、時計、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、パソコン、携帯電話、玩具等のバックアップ用電源として、太陽光発電、ダイナモ発電、振動発電、熱電素子や発電等からの低出力エネルギーを蓄えるマイクロエナジー用蓄電素子として、カップリング用コンデンサとして、または平滑用コンデンサなどとして適用可能である。 The energy device of the present invention can be applied as an LED-flash module, a communication (high output) module, a solar cell module, a power supply module, a backup power supply for toys, and the like. In addition, as a backup power source for LSIs, watches, digital still cameras, digital video cameras, personal computers, mobile phones, toys, etc., it is a micro that stores low output energy from solar power generation, dynamo power generation, vibration power generation, thermoelectric elements, power generation, etc. It is applicable as an energy storage element, a coupling capacitor, a smoothing capacitor, or the like.
2…エネルギーデバイス電極構造
4…電気二重層キャパシタ
6…リチウムイオンキャパシタ
8…リチウムイオン電池
10、10a、10b、11a…集電極
12、12u、12d、12a、12b…アンダーコート層
14、14u、14d、14a、14b、36、38…活物質電極層
16、16u、16d…活物質電極構造
18…ロールプレス機
18u、18d…ロール
20…作業台
22、24、26、28、30、32…バインダー
34…残留水分
40…電解液
120、120u、120d…アンダーコート層用塗布液
140、140u、140d…活物質電極層用塗布液
AC…活性炭
AR…アラミド樹脂
PTFE…ポリテトラフルオロエチレン
PVdF…ポリフッ化ビニリデン
D1、D2、d1、d2…厚さ
2 ... Energy device electrode structure 4 ... Electric double layer capacitor 6 ... Lithium ion capacitor 8 ... Lithium ion batteries 10, 10a, 10b, 11a ... Collector electrodes 12, 12u, 12d, 12a, 12b ... Undercoat layers 14, 14u, 14d , 14a, 14b, 36, 38 ... active material electrode layers 16, 16u, 16d ... active material electrode structure 18 ... roll press machine 18u, 18d ... roll 20 ... work table 22, 24, 26, 28, 30, 32 ... binder 34 ... Residual moisture 40 ... Electrolytic solution 120, 120u, 120d ... Undercoat layer coating solution 140, 140u, 140d ... Active material electrode layer coating solution AC ... Activated carbon AR ... Aramid resin PTFE ... Polytetrafluoroethylene PVdF ... Polyfluorinated Vinylidene D1, D2, d1, d2 ... thickness
Claims (15)
前記集電極上に配置されたアンダーコート層と、
前記アンダーコート層上に配置され、融点が200℃より高い高温耐熱性を有する第1バインダーを含む活物質電極層と
を備えることを特徴とするエネルギーデバイス電極構造。 A collector electrode;
An undercoat layer disposed on the collector electrode;
An active device electrode layer comprising a first binder disposed on the undercoat layer and having a high temperature heat resistance having a melting point higher than 200 ° C.
前記アンダーコート層用塗布液を乾燥させて、アンダーコート層を形成する工程と、
前記アンダーコート層上に第1バインダーを含む活物質電極層用塗布液を塗布する工程と、
前記活物質電極層用塗布液を乾させて、活物質電極層を形成する工程と、
前記集電極、前記アンダーコート層および前記活物質電極層からなる積層構造をロールプレスする工程と
を有することを特徴とするエネルギーデバイス電極構造の製造方法。 Applying an undercoat layer coating solution on the collector electrode;
Drying the undercoat layer coating solution to form an undercoat layer;
Applying an active material electrode layer coating solution containing a first binder on the undercoat layer;
Drying the active material electrode layer coating solution to form an active material electrode layer;
And a step of roll-pressing a laminated structure composed of the collector electrode, the undercoat layer, and the active material electrode layer.
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2011
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101840494B1 (en) | 2013-10-31 | 2018-03-20 | 주식회사 엘지화학 | Electrode for a secondary battery, preparation method thereof and secondary battery including the same |
KR101788232B1 (en) * | 2014-10-06 | 2017-10-19 | 주식회사 엘지화학 | Electrode with Improved Adhesion Property for Lithium Secondary Battery |
KR101811833B1 (en) * | 2014-10-06 | 2018-01-25 | 주식회사 엘지화학 | Multilayer-Structured Electrode and Lithium Secondary Battery Comprising The Same |
US10062906B2 (en) | 2014-10-06 | 2018-08-28 | Lg Chem, Ltd. | Electrode having enhanced adhesion for lithium secondary batteries |
WO2019093826A1 (en) * | 2017-11-09 | 2019-05-16 | 주식회사 엘지화학 | Multilayer electrode for secondary battery, comprising binder having high crystallinity |
US11094961B2 (en) | 2017-11-09 | 2021-08-17 | Lg Chem, Ltd. | Multi-layered electrode for rechargeable battery including binder having high crystallinity |
WO2021181887A1 (en) * | 2020-03-11 | 2021-09-16 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Method for producing electrode and electrode mixture |
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