JP2015109250A - Electrode, method and device for manufacturing electrode, and battery - Google Patents

Electrode, method and device for manufacturing electrode, and battery Download PDF

Info

Publication number
JP2015109250A
JP2015109250A JP2014009519A JP2014009519A JP2015109250A JP 2015109250 A JP2015109250 A JP 2015109250A JP 2014009519 A JP2014009519 A JP 2014009519A JP 2014009519 A JP2014009519 A JP 2014009519A JP 2015109250 A JP2015109250 A JP 2015109250A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
active material
material layer
current collector
negative electrode
per unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2014009519A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
洋一 吉岡
Yoichi Yoshioka
洋一 吉岡
義貴 上原
Yoshitaka Uehara
義貴 上原
悠人 成澤
Haruto Narisawa
悠人 成澤
南部 俊和
Toshikazu Nanbu
俊和 南部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2014009519A priority Critical patent/JP2015109250A/en
Publication of JP2015109250A publication Critical patent/JP2015109250A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode capable of minimizing loss of battery capacity while improving ion conductivity at a part close to a collector, even when the thickness of an active material layer is increased.SOLUTION: In an electrode (3), a plurality of holes (25, 26) is holed in a surface direction of active material layers (5, 6) formed with a predetermined thickness on a collector (4). In the electrode, the number of active material particles existing per unit volume on sides (5A, 6A) close to the collector (4) of the active material layers (5, 6) is relatively small, while the number of active material particles existing per unit volume on sides (5B, 6B) apart from the collector (4) is relatively large.

Description

この発明は電極、電極の製造方法、製造装置及び電池に関する。   The present invention relates to an electrode, an electrode manufacturing method, a manufacturing apparatus, and a battery.

電極のイオン伝導性を改善するため、活物質層にレーザー加工によって厚さ方向の穴を複数穿設するものがある(特許文献1参照)。   In order to improve the ionic conductivity of an electrode, there is one in which a plurality of holes in the thickness direction are formed in an active material layer by laser processing (see Patent Document 1).

特許第3690522号公報Japanese Patent No. 3690522

ところで、電池の放電容量を大きくしようと活物質層の厚さを厚くした際には、集電体に近い側で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が集電体から離れた側より多くなり、電解液が浸透しにくくなる。このため、集電体に近い側ではイオンが移動しにくいという問題がある。この場合に、上記特許文献1のように活物質層の厚さ方向に穴を穿設することで、イオンが集電体の近くまで行き来できることとなり、集電体に近い側でのイオン伝導性が改善される。しかしながら、活物質層に穴を穿設することは、穴を穿設した分だけ活物質層の体積が減少することを意味し、放電容量の損失を招く。穴を穿設するだけでは、集電体に近い側でのイオン伝導性の改善に限界があるのである。   By the way, when the thickness of the active material layer is increased in order to increase the discharge capacity of the battery, the number of active material particles present per unit volume on the side closer to the current collector is smaller than the side away from the current collector. The amount of electrolyte increases, and the electrolyte does not easily penetrate. For this reason, there is a problem that ions hardly move on the side close to the current collector. In this case, by making a hole in the thickness direction of the active material layer as in Patent Document 1 above, ions can travel back and forth near the current collector, and ion conductivity on the side closer to the current collector. Is improved. However, drilling a hole in the active material layer means that the volume of the active material layer is reduced by the amount of drilling the hole, resulting in a loss of discharge capacity. There is a limit to improving the ion conductivity on the side close to the current collector only by drilling the hole.

そこで本発明は、活物質層の厚さを厚くしても集電体に近い側でのイオン伝導性を改善しつつ電池容量の損失を抑制し得る電極を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an electrode that can suppress the loss of battery capacity while improving the ionic conductivity near the current collector even if the thickness of the active material layer is increased.

本発明のある態様による電極は、活物質層の面方向に複数の厚さ方向の穴が穿設された電極であって、さらに次のように構成する。すなわち、前記活物質層のうち前記集電体に近い側で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少なく、前記集電体から離れる側で単位体積当たりに存在する活物質粒子が相対的に多くなるようにする。   An electrode according to an aspect of the present invention is an electrode in which a plurality of holes in the thickness direction are formed in the surface direction of the active material layer, and is configured as follows. That is, the number of active material particles present per unit volume on the side close to the current collector in the active material layer is relatively small, and the active material particles present per unit volume on the side away from the current collector To be relatively large.

本発明のある態様によれば、活物質層のうち集電体に近い側で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少なく、集電体から離れる側で単位体積当たりに存在する活物質粒子が相対的に多い。このため、集電体に近い側で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が集電体から離れた側より多くなっている場合より、集電体に近い側でイオンが特に活物質層の面方向に移動し易くなる。これによって、活物質層の厚さを厚くしても集電体に近い側での活物質層の特に面方向のイオン伝導性を改善しつつ電池容量の損失を抑制することができる。   According to an aspect of the present invention, the number of active material particles present per unit volume on the side close to the current collector in the active material layer is relatively small, and the number per unit volume exists on the side away from the current collector. There are relatively many active material particles. For this reason, ions are particularly active on the side closer to the current collector than when the number of active material particles present per unit volume on the side closer to the current collector is larger than the side away from the current collector. It becomes easy to move in the surface direction. Thereby, even if the thickness of the active material layer is increased, the loss of battery capacity can be suppressed while improving the ion conductivity, particularly in the surface direction, of the active material layer near the current collector.

図1は、本発明の第1実施形態の発電要素の概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a power generation element according to a first embodiment of the present invention. 図2(A)は、公知の発電要素における図1に示した破線部に相当する部分の拡大モデル図である。図2(B)は、図1に示した破線部の拡大モデル図である。FIG. 2A is an enlarged model diagram of a portion corresponding to the broken line portion shown in FIG. 1 in a known power generation element. FIG. 2B is an enlarged model diagram of the broken line portion shown in FIG. 図3(A)は、参考例1の発電要素における図1に示した破線部に相当する部分の拡大モデル図である。図3(B)は、図1に示した破線部の拡大モデル図である。3A is an enlarged model diagram of a portion corresponding to the broken line portion shown in FIG. 1 in the power generation element of Reference Example 1. FIG. FIG. 3B is an enlarged model diagram of the broken line portion shown in FIG. 図4は、第2実施形態の発電要素の一部拡大断面図である。FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of the power generation element of the second embodiment. 図5は、第3実施形態の発電要素の概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the power generation element of the third embodiment. 図6は、図5に示した破線部の拡大モデル図である。FIG. 6 is an enlarged model diagram of a broken line portion shown in FIG. 図7は、図5に示した破線部の拡大モデル図である。FIG. 7 is an enlarged model diagram of a broken line portion shown in FIG. 図8は、第4実施形態の電極の製造装置の正面図である。FIG. 8 is a front view of the electrode manufacturing apparatus according to the fourth embodiment. 図9は、第4実施形態の電極の製造装置の正面図である。FIG. 9 is a front view of the electrode manufacturing apparatus of the fourth embodiment. 図10(A)は、第5実施形態の第1活物質層形成工程を説明するための図である。図10(B)は、第5実施形態の第2活物質層形成工程を説明するための図である。図10(C)は、第5実施形態の塑性加工工程を説明するための図である。FIG. 10A is a view for explaining the first active material layer forming step of the fifth embodiment. FIG. 10B is a view for explaining the second active material layer forming step of the fifth embodiment. FIG. 10C is a view for explaining the plastic working process of the fifth embodiment. 図11(A)は、第5実施形態の第1活物質層形成工程を説明するための図である。図11(B)は、第5実施形態の第2活物質層形成工程を説明するための図である。図11(C)は、第5実施形態の塑性加工工程を説明するための図である。FIG. 11A is a view for explaining the first active material layer forming step of the fifth embodiment. FIG. 11B is a view for explaining the second active material layer forming step of the fifth embodiment. FIG. 11C is a view for explaining the plastic working process of the fifth embodiment. 図12(A)は、第6実施形態の転写シート作成工程を説明するための図である。図12(B)は、第6実施形態の第1転写シール貼り付け工程を説明するための図である。図12(C)は、第6実施形態の第2転写シール貼り付け工程を説明するための図である。図12(D)は第6実施形態の塑性加工工程を説明するための図である。FIG. 12A is a view for explaining a transfer sheet creating process of the sixth embodiment. FIG. 12B is a view for explaining the first transfer seal pasting step of the sixth embodiment. FIG. 12C is a view for explaining the second transfer seal pasting step of the sixth embodiment. FIG. 12D is a view for explaining the plastic working process of the sixth embodiment. 図13(A)は、第6実施形態の転写シート作成工程を説明するための図である。図13(B)は、第6実施形態の第1転写シール貼り付け工程を説明するための図である。図13(C)は第6実施形態の第2転写シール貼り付け工程を説明するための図である。図13(D)は第6実施形態の塑性加工工程を説明するための図である。FIG. 13A is a diagram for explaining a transfer sheet creating process according to the sixth embodiment. FIG. 13B is a view for explaining the first transfer seal pasting step of the sixth embodiment. FIG. 13C is a view for explaining the second transfer seal attaching step of the sixth embodiment. FIG. 13D is a view for explaining the plastic working process of the sixth embodiment. 図14(A)は、第7実施形態の転写シール作成工程を説明するための図である。図14(B)は、第7実施形態の第1転写シール貼り付け工程を説明するための図である。図14(C)は、第7実施形態の第2転写シール貼り付け工程を説明するための図である。図14(D)は、第7実施形態の塑性加工工程を説明するための図である。FIG. 14A is a view for explaining a transfer seal creating process of the seventh embodiment. FIG. 14B is a view for explaining the first transfer seal pasting step of the seventh embodiment. FIG. 14C is a view for explaining the second transfer seal pasting step of the seventh embodiment. FIG. 14D is a view for explaining a plastic working process according to the seventh embodiment. 図15(A)は、第7実施形態の転写シール作成工程を説明するための図である。図15(B)は、第7実施形態の第1転写シール貼り付け工程を説明するための図である。図15(C)は、第7実施形態の第2転写シール貼り付け工程を説明するための図である。図15(D)は、第7実施形態の塑性加工工程を説明するための図である。FIG. 15A is a view for explaining a transfer seal creating process of the seventh embodiment. FIG. 15B is a view for explaining the first transfer seal pasting step of the seventh embodiment. FIG. 15C is a view for explaining the second transfer seal pasting step of the seventh embodiment. FIG. 15D is a view for explaining the plastic working process of the seventh embodiment. 図16は、比較例1,2の放電性能の特性図である。FIG. 16 is a characteristic diagram of the discharge performance of Comparative Examples 1 and 2. 図17は、比較例2、実施例1の放電性能の特性図である。FIG. 17 is a characteristic diagram of the discharge performance of Comparative Example 2 and Example 1. 図18(A)は、第8実施形態の発電要素における図1に示した破線部に相当する部分の拡大モデル図である。図18(B)は、図1に示した破線部の拡大モデル図である。FIG. 18A is an enlarged model diagram of a portion corresponding to the broken line portion shown in FIG. 1 in the power generation element of the eighth embodiment. FIG. 18B is an enlarged model diagram of the broken line portion shown in FIG. 図19は、第9実施形態に係る発電要素の放電性能の特性図である。FIG. 19 is a characteristic diagram of the discharge performance of the power generating element according to the ninth embodiment. 図20は、第9実施形態の発電要素における図1に示した破線部に相当する部分の拡大モデル図である。FIG. 20 is an enlarged model diagram of a portion corresponding to the broken line portion shown in FIG. 1 in the power generation element of the ninth embodiment. 図21は、第10実施形態の発電要素における図1に示した破線部に相当する部分の拡大モデル図である。FIG. 21 is an enlarged model diagram of a portion corresponding to the broken line portion shown in FIG. 1 in the power generation element of the tenth embodiment.

以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張している箇所があり、その箇所においては実際の比率と異なっている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the dimension ratio of drawing has the location exaggerated on account of description, and the location differs from the actual ratio.

(第1実施形態)
リチウムイオン二次電池1は、実際に充放電反応が進行する略四角扁平状の発電要素2が、電解液に浸された状態で電池外装体であるラミネートフィルムの内部に封止された構造を有している。図1は本発明の第1実施形態の発電要素2の概略縦断面図、図2は図1に示した破線部の拡大モデル図である。
(First embodiment)
The lithium ion secondary battery 1 has a structure in which a substantially square flat power generation element 2 in which a charge / discharge reaction actually proceeds is sealed inside a laminate film that is a battery outer package in a state of being immersed in an electrolytic solution. Have. FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a power generation element 2 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged model view of a broken line portion shown in FIG.

図1において発電要素2は、負極3、セパレータ13、正極8をこの順に積層した構造を有している。なお、図1には2つの負極、一つの正極、2つのセパレータしか図示してない。ここで、電極のうちの負極3は四角薄板状の負極集電体4の両面(表面)に負極活物質層5、6を配置したものである。同様に、正極8は四角薄板状の正極集電体9の両面(表面)に正極活物質層10、11を配置したものである。セパレータ13は主に多孔質の熱可塑性樹脂から形成されている。電解液はこの多孔質の孔を介して正極側や負極側へと行き来する。これにより、隣接する負極3、セパレータ13及び正極8が1つの単電池層15(単電池)を構成する。単電池層15では、電子とイオンが2つの電極間を移動して電池の充放電反応を行う。   In FIG. 1, the power generation element 2 has a structure in which a negative electrode 3, a separator 13, and a positive electrode 8 are laminated in this order. FIG. 1 shows only two negative electrodes, one positive electrode, and two separators. Here, the negative electrode 3 of the electrodes is obtained by disposing negative electrode active material layers 5 and 6 on both surfaces (surfaces) of a rectangular thin plate-shaped negative electrode current collector 4. Similarly, the positive electrode 8 is obtained by arranging positive electrode active material layers 10 and 11 on both surfaces (surfaces) of a positive electrode current collector 9 having a rectangular thin plate shape. The separator 13 is mainly formed from a porous thermoplastic resin. The electrolytic solution travels to the positive electrode side and the negative electrode side through the porous holes. Thereby, the adjacent negative electrode 3, the separator 13, and the positive electrode 8 constitute one unit cell layer 15 (unit cell). In the single battery layer 15, electrons and ions move between the two electrodes to perform a charge / discharge reaction of the battery.

さて、リチウムイオン二次電池において、電極3,8内のイオン伝導性を向上させることで、電池の性能を向上できる。電極内のイオン伝導性を向上させるためには、電極内の〈1〉電極の厚さ方向、〈2〉電極の面方向の両方向のイオン伝導性を向上させることが重要である。ここで、「電極の厚さ方向」とは、電極3,8の積層方向(図1で上下方向)のことである。一方、電極3,8は四角薄板状であるため平面を有する。「電極の面方向」とはこの平面に沿う方向のことである。以下、本発明では、特に集電体に近い側でのイオン伝導性を対象とする。   Now, in the lithium ion secondary battery, the battery performance can be improved by improving the ionic conductivity in the electrodes 3 and 8. In order to improve the ionic conductivity in the electrode, it is important to improve the ionic conductivity in both the <1> electrode thickness direction and the <2> electrode surface direction in the electrode. Here, the “electrode thickness direction” is the stacking direction of the electrodes 3 and 8 (vertical direction in FIG. 1). On the other hand, since the electrodes 3 and 8 are square thin plate-shaped, they have a plane. The “electrode surface direction” is a direction along this plane. Hereinafter, in the present invention, ionic conductivity on the side close to the current collector is particularly targeted.

活物質スラリーをダイコーターから集電体の上に所定厚さで塗布して塗膜を形成した後、該塗膜を加熱・乾燥させることによって活物質層を形成する方法がある。電池の放電容量を大きくするため、この方法を用いて活物質層を厚くした場合に、活物質層のうち集電体に近い側でイオン伝導性が悪くなるという問題がある。   There is a method of forming an active material layer by applying an active material slurry from a die coater onto a current collector in a predetermined thickness to form a coating film, and then heating and drying the coating film. When the active material layer is made thicker by using this method in order to increase the discharge capacity of the battery, there is a problem that the ion conductivity of the active material layer becomes worse on the side closer to the current collector.

これは、次の理由による。すなわち、活物質スラリーを集電体に塗布することによって集電体の上に塗膜が形成された直後には塗膜中に活物質粒子が一様に存在する。このとき、溶剤中を活物質粒子が漂っている。しかしながら、溶剤中を漂う各活物質粒子には重力が働くため、時間の経過によって各活物質粒子が溶剤中を沈殿(鉛直下方に落下)することがある。これによって、塗膜の内部では、鉛直上方側で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少なくなり、鉛直下方側で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に多くなる。そして、加熱・乾燥によって塗膜が活物質層へと変化したとき、活物質層の内部では、鉛直上方側ほど単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少なく、鉛直下方側ほど単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に多くなってしまう。溶剤が蒸発して残る部分は空間となる。この溶剤が蒸発して残る部分の空間を電解液が満たし、電解液中をイオンが移動する。ここでは電解質が液状である場合で説明するが、電解質はゲル状であってよい。イオンの移動のしやすさは、単位体積当たりに存在する活物質粒子の数に関係する。単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が多いほど溶剤が蒸発して残る部分の空間に電解液が浸透してゆきづらく、活物質層の面方向にイオンが移動しにくくなる(活物質層の面方向のイオン伝導性が悪くなる)。つまり、活物質層の厚さが薄い場合には、鉛直方向における活物質粒子の偏在はそれほど問題にならないが、活物質層の厚さを厚くした場合に、鉛直方向における活物質粒子の偏在が大きくなり、集電体に近い側でイオンが移動しにくくなることがあるのである。   This is due to the following reason. That is, the active material particles are uniformly present in the coating film immediately after the coating film is formed on the current collector by applying the active material slurry to the current collector. At this time, the active material particles are floating in the solvent. However, since gravity acts on each active material particle floating in the solvent, each active material particle may precipitate in the solvent (fall down vertically) as time elapses. Thereby, in the coating film, the number of active material particles present per unit volume is relatively low on the vertical upper side, and the number of active material particles existing per unit volume is relatively low on the vertical lower side. Become more. And when the coating film changes into an active material layer by heating and drying, the number of active material particles present per unit volume is relatively smaller in the vertical direction on the inside of the active material layer, The number of active material particles present per unit volume is relatively large. The portion where the solvent evaporates remains as a space. The electrolytic solution fills the space where the solvent evaporates and ions move in the electrolytic solution. Here, the case where the electrolyte is liquid will be described, but the electrolyte may be in a gel form. The ease of movement of ions is related to the number of active material particles present per unit volume. The greater the number of active material particles present per unit volume, the more difficult it is for the electrolyte to penetrate into the space where the solvent evaporates and the ions remain less likely to move in the plane direction of the active material layer (active material layer The ionic conductivity in the surface direction of the is deteriorated). That is, when the thickness of the active material layer is thin, the uneven distribution of the active material particles in the vertical direction does not matter so much, but when the thickness of the active material layer is increased, the uneven distribution of the active material particles in the vertical direction is not. It becomes large and it may be difficult for ions to move near the current collector.

このため、電極3,8の面方向に円柱状の複数の穴を穿設した参考例1がある。穴を電極3,8の厚さ方向に穿設すると、穴に電解液が充満し、穴内ではイオンが自由に行き来し得ることとなり、穴の集電体に近い側でイオン伝導性が向上する。しかしながらその一方で、電極3,8に穴を穿設することは、その1つの穴の体積×穴の個数の分だけ活物質層の体積が減少することを意味し、放電容量の損失を招く。これは、電池の電気的な容量は電極の体積(詳細には活物質層の体積)に比例するため、多数の穴を形成したのでは容量損となるためである。   For this reason, there is Reference Example 1 in which a plurality of cylindrical holes are formed in the surface direction of the electrodes 3 and 8. When the holes are drilled in the thickness direction of the electrodes 3 and 8, the holes are filled with the electrolyte solution, and ions can freely move back and forth within the holes, and ion conductivity is improved on the side of the holes closer to the current collector. . However, on the other hand, drilling holes in the electrodes 3 and 8 means that the volume of the active material layer is reduced by the volume of one hole × the number of holes, resulting in a loss of discharge capacity. . This is because the electric capacity of the battery is proportional to the volume of the electrode (specifically, the volume of the active material layer), and thus forming a large number of holes causes capacity loss.

そこで本発明の第1実施形態では、活物質層に複数の厚さ方向の穴が穿設された電極に対して、次のように構成する。すなわち、前記活物質層のうち前記集電体に近い側で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少なく、前記集電体から離れる側で単位体積当たりに存在する活物質粒子が相対的に多くなるようにする。詳細には、集電体の片側に形成する活物質層を、少なくとも2つの分割活物質層を厚さ方向に重ねて構成し、各分割活物質層のうち集電体に近い側の分割活物質層ほど単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が少なくなるようにする。たとえば、2つの分割活物質層を厚さ方向に重ねることによって集電体の片側に形成する活物質層を構成する場合には、各分割活物質層のうち集電体に近い側の分割活物質層のほうが集電体から離れた側の分割活物質層より単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が少なくなるようにする。   Therefore, in the first embodiment of the present invention, an electrode having a plurality of holes in the thickness direction formed in the active material layer is configured as follows. That is, the number of active material particles present per unit volume on the side close to the current collector in the active material layer is relatively small, and the active material particles present per unit volume on the side away from the current collector To be relatively large. Specifically, the active material layer formed on one side of the current collector is formed by stacking at least two split active material layers in the thickness direction, and the split active material on the side closer to the current collector of each split active material layer. The number of active material particles present per unit volume is made smaller in the material layer. For example, when an active material layer formed on one side of the current collector by stacking two divided active material layers in the thickness direction, the divided active material on the side closer to the current collector among the divided active material layers is formed. The number of active material particles present per unit volume is smaller in the material layer than in the divided active material layer on the side farther from the current collector.

具体的に負極3について説明すると、図2(B)にも示したように、負極集電体4の片側に形成する負極活物質層5を、負極集電体4に近い側の分割負極活物質層5Aと、負極集電体4から離れる側の分割活物質層5Bとを厚さ方向に重ねた構造とする。各分割負極活物質層5A,5Bの厚さはそれぞれ同じ所定値h1とする。また、負極集電体4のもう片側に形成する負極活物質層6を、負極集電体4に近い側の分割負極活物質層6Aと、負極集電体4から離れる側の分割活物質層6Bとを厚さ方向に重ねた構造とする。各分割負極活物質層6A,6Bの厚さはそれぞれ同じ所定値h1とする。以下、負極集電体4に近い側の分割負極活物質層5A,6Aを「第1分割負極活物質層」、負極集電体4から離れる側の分割活物質層5B,6Bを「第2分割負極活物質層」という。   Specifically, the negative electrode 3 will be described. As shown in FIG. 2B, the negative electrode active material layer 5 formed on one side of the negative electrode current collector 4 is divided into the divided negative electrode actives on the side close to the negative electrode current collector 4. The material layer 5A and the divided active material layer 5B on the side away from the negative electrode current collector 4 are stacked in the thickness direction. The thicknesses of the divided negative electrode active material layers 5A and 5B are set to the same predetermined value h1. Further, the negative electrode active material layer 6 formed on the other side of the negative electrode current collector 4 is divided into a divided negative electrode active material layer 6A on the side close to the negative electrode current collector 4 and a divided active material layer on the side away from the negative electrode current collector 4. 6B is stacked in the thickness direction. The thicknesses of the divided negative electrode active material layers 6A and 6B are set to the same predetermined value h1. Hereinafter, the divided negative electrode active material layers 5A and 6A on the side closer to the negative electrode current collector 4 are referred to as “first divided negative electrode active material layers”, and the divided active material layers 5B and 6B on the side away from the negative electrode current collector 4 are referred to as “second This is referred to as a “divided negative electrode active material layer”.

そして、第1分割負極活物質層5A,6Aは、単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少なく(活物質粒子が相対的に疎の状態)なるようにする。第2分割負極活物質層5B,6Bは、単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に多く(活物質粒子が相対的に密の状態)なるようにする。ここでは簡単のため、4つの各分割負極活物質層5A,6A,5B,6Bの内部に含まれる活物質は粒子状で存在し、全て同一の径であるとする。   The first divided negative electrode active material layers 5A and 6A are configured so that the number of active material particles present per unit volume is relatively small (the active material particles are relatively sparse). In the second divided negative electrode active material layers 5B and 6B, the number of active material particles present per unit volume is relatively large (the active material particles are relatively dense). Here, for simplicity, it is assumed that the active materials contained in the four divided negative electrode active material layers 5A, 6A, 5B, and 6B exist in the form of particles and all have the same diameter.

また、電解液中のリチウムイオンを、第1分割負極活物質層5A,6Aに早期に到達させるため、厚さ方向に第1分割負極活物質層5A,6Aまで到達する円柱状の穴25,26を負極活物質層5,6の面方向に複数穿設する。ここで、円柱状の穴25,26は、負極活物質層5,6の面方向のうちの任意の一方向と、この任意の一方向と直交する方向とに同じ径、同じ深さで整列しているものとする。各穴25,26は、円筒状の側面25A,26Aと円状の底面25B,26Bとで構成される(図2(B)参照)。   Further, in order to allow lithium ions in the electrolytic solution to reach the first divided negative electrode active material layers 5A and 6A at an early stage, cylindrical holes 25 that reach the first divided negative electrode active material layers 5A and 6A in the thickness direction, A plurality of holes 26 are formed in the surface direction of the negative electrode active material layers 5 and 6. Here, the cylindrical holes 25 and 26 are aligned with the same diameter and the same depth in any one of the plane directions of the negative electrode active material layers 5 and 6 and in a direction orthogonal to the arbitrary one direction. Suppose you are. Each of the holes 25 and 26 is constituted by cylindrical side surfaces 25A and 26A and circular bottom surfaces 25B and 26B (see FIG. 2B).

正極についても同様である。すなわち、図1に示したように、正極集電体9の片側に形成する正極活物質層10を、正極集電体9に近い側の分割正極活物質層10Aと、正極集電体10から離れる側の分割正極活物質層10Bとを厚さ方向に重ねた層構造とする。各分割正極活物質層10A,10Bの厚さはそれぞれ同じ所定値h2とする。また、正極集電体9のもう片側に形成する正極活物質層11を、正極集電体10に近い側の分割正極活物質層11Aと、正極集電体10から離れる側の分割活物質層11Bとを厚さ方向に重ねた構造とする。各分割正極活物質層11A,11Bの厚さはそれぞれ同じ所定値h2とする。所定値h2は所定値h1と同じであってよい。以下、正極集電体10に近い側の分割正極活物質層を「第1分割正極活物質層」、正極集電体10から離れる側の分割正極活物質層を「第2分割正極活物質層」という。   The same applies to the positive electrode. That is, as shown in FIG. 1, the positive electrode active material layer 10 formed on one side of the positive electrode current collector 9 is divided from the divided positive electrode active material layer 10 </ b> A on the side close to the positive electrode current collector 9 and the positive electrode current collector 10. A layered structure in which the separated positive electrode active material layer 10 </ b> B on the far side is overlapped in the thickness direction. The thicknesses of the divided positive electrode active material layers 10A and 10B are set to the same predetermined value h2. In addition, the positive electrode active material layer 11 formed on the other side of the positive electrode current collector 9 is divided into a divided positive electrode active material layer 11A on the side closer to the positive electrode current collector 10 and a divided active material layer on the side away from the positive electrode current collector 10. 11B is stacked in the thickness direction. The thicknesses of the divided positive electrode active material layers 11A and 11B are set to the same predetermined value h2. The predetermined value h2 may be the same as the predetermined value h1. Hereinafter, the divided positive electrode active material layer closer to the positive electrode current collector 10 is referred to as “first divided positive electrode active material layer”, and the divided positive electrode active material layer away from the positive electrode current collector 10 is referred to as “second divided positive electrode active material layer”. "

そして、第1分割正極活物質層10A,11Aは、単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少なく(活物質粒子が相対的に疎の状態)なるようにする。第2分割正極活物質層10B,11Bは、単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に多く(活物質粒子が相対的に密の状態)なるようにする。ここでは簡単のため、各分割正極活物質層10A,11A,10B,11Bの内部に多数含まれる活物質は粒子状で存在し、全て同一の径であるとする。   The first divided positive electrode active material layers 10A and 11A are configured such that the number of active material particles present per unit volume is relatively small (the active material particles are relatively sparse). In the second divided positive electrode active material layers 10B and 11B, the number of active material particles present per unit volume is relatively large (the active material particles are relatively dense). Here, for the sake of simplicity, it is assumed that many active materials contained in each of the divided positive electrode active material layers 10A, 11A, 10B, and 11B exist in the form of particles and all have the same diameter.

また、電解液中のイオンを、第1分割正極活物質層10A,11Aに早期に到達させるため、厚さ方向に第1分割正極活物質層10A,11Aまで到達する円柱状の穴27,28を正極活物質層10,11の面方向に複数穿設する。ここで、円柱状の穴27,28は、正極活物質層10,11の面方向のうちの任意の一方向と、この任意の一方向と直交する方向とに同じ径、同じ深さで整列しているものとする。各穴27,28は、円筒状の側面27A,28Aと円状の底面27B,28Bとで構成される。   Moreover, in order to make the ions in the electrolyte reach the first divided positive electrode active material layers 10A and 11A at an early stage, cylindrical holes 27 and 28 that reach the first divided positive electrode active material layers 10A and 11A in the thickness direction. Are formed in the surface direction of the positive electrode active material layers 10 and 11. Here, the cylindrical holes 27 and 28 are aligned with the same diameter and the same depth in any one of the plane directions of the positive electrode active material layers 10 and 11 and in a direction orthogonal to the arbitrary one direction. Suppose you are. Each of the holes 27 and 28 includes cylindrical side surfaces 27A and 28A and circular bottom surfaces 27B and 28B.

なお、上記の穴25〜28の形状は円柱状に限られない。例えば同じ形状、同じ深さの正三角柱状、正四角柱状、正六角柱状、正八角柱状、楕円柱状等の各穴を活物質層の面方向に複数穿設する場合であってよい。   In addition, the shape of said holes 25-28 is not restricted to a column shape. For example, a plurality of holes having the same shape and the same depth, such as a regular triangular prism shape, a regular quadrangular prism shape, a regular hexagonal column shape, a regular octagonal column shape, and an elliptical column shape may be formed in the surface direction of the active material layer.

なお、第1実施形態の活物質層に穿設する各穴25〜28の穴径及び圧延方向に隣り合う2つの穴の間隔(ピッチ)は次のように定まっている。すなわち、各穴25〜28の孔径は100μm以下である。このように各穴25〜28の穴径を100μm以下とする理由は、各穴25〜28を形成することによって活物質層(電極)の体積が減ることを抑制するためである。電池の電気的な容量は電極の体積(詳細には活物質層の体積)に比例するため、大きな穴を形成したのでは容量損となる。各穴25〜28の径を100μm以下とすることで、この容量損を低減できる。   In addition, the hole diameter of each hole 25-28 drilled in the active material layer of 1st Embodiment and the space | interval (pitch) of two holes adjacent to a rolling direction are defined as follows. That is, the hole diameter of each hole 25-28 is 100 micrometers or less. The reason why the hole diameter of each of the holes 25 to 28 is set to 100 μm or less is to prevent the volume of the active material layer (electrode) from being reduced by forming each of the holes 25 to 28. Since the electric capacity of the battery is proportional to the volume of the electrode (specifically, the volume of the active material layer), if a large hole is formed, capacity loss occurs. This capacity loss can be reduced by setting the diameters of the holes 25 to 28 to 100 μm or less.

活物質層の面方向に隣り合う2つの穴の間の距離(ピッチ)は200μm以下である。これは、これまでの発明者の知見から電極内の効果的なイオン伝導が可能な距離は、おおよそ100μmであることがわかっているためである。そのため、活物質層の面方向の各穴25〜28のピッチを200μm(片側100μm)以下とすることで、面方向でのイオン伝導性の改善効果を発揮できる。   The distance (pitch) between two holes adjacent in the surface direction of the active material layer is 200 μm or less. This is because the distance that enables effective ion conduction in the electrode is approximately 100 μm based on the knowledge of the inventors so far. Therefore, the effect of improving ion conductivity in the surface direction can be exhibited by setting the pitch of the holes 25 to 28 in the surface direction of the active material layer to 200 μm (one side 100 μm) or less.

本実施形態との比較のため、図2(A)に参考例1の場合を示している。塗膜の厚さを厚くしたときには、集電体から離れた側で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少なく、集電体に近い側で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に多くなることがあることを前述した。参考例1は、集電体の上に形成する塗膜の厚さを厚くしたことによって、集電体から離れた側で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少なく、集電体に近い側で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に多くなったものである。このため、図2(A)に示したように、参考例1としては、第1分割負極活物質層5A,6Aと第2分割負極活物質層5B,6Bの位置が第1実施形態と逆になったものとして考えることができる。負極集電体4に近い側に第2分割負極活物質層5B,6Bが、負極集電体4から離れた側に第1分割負極活物質層5A,6Aがあるのは、集電体4から離れた側で活物質粒子の数が相対的に少なく集電体4に近い側で活物質粒子が相対的に多いことを表すわけである。   For comparison with the present embodiment, the case of Reference Example 1 is shown in FIG. When the thickness of the coating is increased, the number of active material particles present per unit volume on the side away from the current collector is relatively small, and the active material present per unit volume on the side closer to the current collector It has been mentioned above that the number of particles can be relatively large. In Reference Example 1, by increasing the thickness of the coating film formed on the current collector, the number of active material particles present per unit volume is relatively small on the side away from the current collector, and The number of active material particles present per unit volume on the side closer to the electric body is relatively large. Therefore, as shown in FIG. 2A, as Reference Example 1, the positions of the first divided negative electrode active material layers 5A and 6A and the second divided negative electrode active material layers 5B and 6B are opposite to those in the first embodiment. Can be thought of as The second divided negative electrode active material layers 5B, 6B are on the side closer to the negative electrode current collector 4, and the first divided negative electrode active material layers 5A, 6A are on the side away from the negative electrode current collector 4, This means that the number of active material particles is relatively small on the side away from the surface, and the number of active material particles is relatively large on the side close to the current collector 4.

図3(A)は参考例1の場合のリチウムイオンの移動の様子を説明するためのモデル図、図3(B)は本実施形態の場合のリチウムイオンの移動の様子を説明するためのモデル図である。参考例1の場合には、図3(A)に示したように電解液中のリチウムイオンは、穴25,26を通って負極集電体4の近くに存在する第2分割負極活物質層5B,6Bに早期に到達する。しかしながら、第2分割負極活物質層5B,6Bでは、単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に多いので、電解液が浸透してゆきづらく、電解液が浸透したとしても電解液の通路は狭いものとなる。
このため、第2分割負極活物質層5B,6Bではリチウムイオンが活物質層5,6の厚さ方向及び活物質層5,6の面方向に移動しにくくなる(活物質層5,6の厚さ方向及び面方向のイオン伝導性が悪くなる)。
3A is a model diagram for explaining the movement of lithium ions in the case of Reference Example 1, and FIG. 3B is a model for explaining the movement of lithium ions in the case of this embodiment. FIG. In the case of Reference Example 1, as shown in FIG. 3 (A), the lithium ions in the electrolytic solution pass through holes 25 and 26, and the second divided negative electrode active material layer that is present near the negative electrode current collector 4 Reach 5B and 6B early. However, in the second divided negative electrode active material layers 5B and 6B, since the number of active material particles present per unit volume is relatively large, the electrolyte solution is difficult to permeate, and even if the electrolyte solution permeates, the electrolyte solution The passage is narrow.
Therefore, in the second divided negative electrode active material layers 5B and 6B, lithium ions are less likely to move in the thickness direction of the active material layers 5 and 6 and in the plane direction of the active material layers 5 and 6 (the active material layers 5 and 6). The ion conductivity in the thickness direction and in the plane direction is deteriorated).

これに対して、本実施形態では、図3(B)に示したように電解液中のリチウムイオンは、穴25,26を通って負極集電体4の近くに存在する第1分割負極活物質層5A,6Aに早期に到達する。第1分割負極活物質層5A,6Aでは、単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少ないので、電解液が良く浸透し、電解液の通路は広いものとなっている。このため、第1分割負極活物質層5A,6Aではリチウムイオンが活物質層5,6の厚さ方向及び活物質層5,6の面方向に移動し易くなる(活物質層5,6の厚さ方向及び面方向のイオン伝導性が改善される)。   On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 3B, the lithium ions in the electrolytic solution pass through the holes 25 and 26 and the first divided negative electrode active that exists near the negative electrode current collector 4. The material layers 5A and 6A are reached early. In the first divided negative electrode active material layers 5A and 6A, since the number of active material particles present per unit volume is relatively small, the electrolyte solution penetrates well and the passage of the electrolyte solution is wide. Therefore, in the first divided negative electrode active material layers 5A and 6A, lithium ions easily move in the thickness direction of the active material layers 5 and 6 and the surface direction of the active material layers 5 and 6 (the active material layers 5 and 6 The ionic conductivity in the thickness direction and in the plane direction is improved).

このように、本実施形態の電極は、活物質層5,6,10,11の面方向に複数の穴25,26,27,28が穿設された電極であって、さらに次のように構成する。すなわち、活物質層5,6,10,11のうち集電体4,9に近い側(5A,6A,10A,11A)で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少なくなるようにする。集電体4,9から離れる側(5B,6B,10B,11B)で単位体積当たりに存在する活物質粒子が相対的に多くなるようにする。   Thus, the electrode of this embodiment is an electrode in which a plurality of holes 25, 26, 27, and 28 are formed in the surface direction of the active material layers 5, 6, 10, and 11, and is as follows. Configure. That is, the number of active material particles present per unit volume on the side closer to the current collectors 4 and 9 (5A, 6A, 10A, and 11A) of the active material layers 5, 6, 10, and 11 is relatively reduced. Like that. On the side away from the current collectors 4 and 9 (5B, 6B, 10B, and 11B), the active material particles present per unit volume are relatively increased.

このため、活物質層5,6のうち集電体4に近い側で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に多い参考例1の場合より、集電体4,9に近い側(5A,6A,10A,11A)で電解液がよく浸透しイオンが特に活物質層の面方向に移動し易くなる。これによって、活物質層5,6,10,11の厚さを厚くしても集電体4,9に近い側での活物質層5,6,10,11の特に面方向のイオン伝導性を改善しつつ電池容量の損失を抑制することができる。   Therefore, the active material layers 5 and 6 are closer to the current collectors 4 and 9 than the case of the reference example 1 where the number of active material particles present per unit volume is relatively large on the side closer to the current collector 4. The electrolyte solution permeates well on the sides (5A, 6A, 10A, 11A), and ions easily move particularly in the plane direction of the active material layer. Thereby, even if the thickness of the active material layers 5, 6, 10, and 11 is increased, the ion conductivity in the surface direction of the active material layers 5, 6, 10, and 11 on the side close to the current collectors 4 and 9 is increased. The battery capacity loss can be suppressed while improving the above.

本実施形態では、活物質層5,6,10,11が、第1分割活物質層5A,6A,10A,11Aと第2分割活物質層5B,6B,10B,11B(少なくとも2つの活物質層)を厚さ方向に重ねて構成される。そして、第1分割活物質層5A,6A,10A,11Aのほうが第2分割活物質層5B,6B,10B,11Bより(各活物質層のうち集電体に近い側の活物質層ほど)単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が少ない。これにより、集電体4,9に近い側の第1分割活物質層5A,6A,10A,11Aのほうが集電体4,9から離れた側の第2分割活物質層5B,6B,10B,11Bより活物質層5,6,10,11の厚さ方向及び面方向へのイオンの移動が容易になる。   In the present embodiment, the active material layers 5, 6, 10, and 11 are divided into first divided active material layers 5A, 6A, 10A, and 11A and second divided active material layers 5B, 6B, 10B, and 11B (at least two active materials). Layer) in the thickness direction. The first divided active material layers 5A, 6A, 10A, and 11A are more than the second divided active material layers 5B, 6B, 10B, and 11B (the active material layers closer to the current collector among the active material layers). The number of active material particles present per unit volume is small. Thus, the first divided active material layers 5A, 6A, 10A, and 11A closer to the current collectors 4 and 9 are closer to the second divided active material layers 5B, 6B, and 10B closer to the current collectors 4 and 9. , 11B facilitates the movement of ions in the thickness direction and the surface direction of the active material layers 5, 6, 10, and 11.

本実施形態では、穴25〜28が集電体4,9の近くまで到達しているので、穴25〜28を通して、集電体4,9の近くにイオンを早期に移動させることができる。   In the present embodiment, since the holes 25 to 28 reach the vicinity of the current collectors 4 and 9, ions can be moved to the vicinity of the current collectors 4 and 9 through the holes 25 to 28 at an early stage.

(第2実施形態)
図4は第2実施形態の発電要素2の一部拡大断面図である。第1実施形態の図2(B)と同一部分には同一の符号を付している。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of the power generation element 2 of the second embodiment. The same parts as those in FIG. 2B of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

第1実施形態では、集電体の片側、もう片側に形成する各活物質層を、少なくとも2つの分割活物質層を厚さ方向に重ねて構成し、各分割活物質層のうち集電体に近い側の分割活物質層ほど単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が少なくなるようにした。一方、第2実施形態は、集電体の片側、もう片側に形成する各活物質層を、活物質層(電極)の厚さ方向に集電体に近づくほど単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が連続的に少なくなるようにするものである。   In the first embodiment, each active material layer formed on one side and the other side of the current collector is configured by stacking at least two divided active material layers in the thickness direction, and the current collector of each divided active material layer The number of active material particles present per unit volume is reduced in the divided active material layer closer to the side. On the other hand, in the second embodiment, each active material layer formed on one side and the other side of the current collector has an active material that exists per unit volume as it approaches the current collector in the thickness direction of the active material layer (electrode). The number of particles is continuously reduced.

なお、図面で厚さ方向に集電体に近づくほど単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が連続的に少なくなることを表すのは困難であるので、図4ではだいたいのイメージを表している。すなわち集電体の片側に形成する負極活物質層5を、5つの分割負極活物質層5C〜5Gを厚さ方向に重ねて構成し、各分割活物質層のうち負極集電体4に近い側の分割活物質層ほど単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が少なくなるようにしている。同様に、集電体のもう片側に形成する負極活物質層6を、5つの分割負極活物質層6C〜6Gを厚さ方向に重ねて構成し、各分割活物質層のうち負極集電体4に近い側の分割活物質層ほど単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が少なくなるようにしている。   In addition, since it is difficult to represent that the number of active material particles present per unit volume continuously decreases as the current collector is closer to the thickness direction in the drawing, FIG. 4 represents a general image. Yes. That is, the negative electrode active material layer 5 formed on one side of the current collector is formed by stacking five divided negative electrode active material layers 5C to 5G in the thickness direction, and is close to the negative electrode current collector 4 in each divided active material layer. The number of active material particles present per unit volume is reduced in the divided active material layer on the side. Similarly, the negative electrode active material layer 6 formed on the other side of the current collector is formed by stacking five divided negative electrode active material layers 6C to 6G in the thickness direction, and among the divided active material layers, the negative electrode current collector The divided active material layer closer to 4 has a smaller number of active material particles per unit volume.

そして、図4を基準にして、分割負極活物質層の数を増やしてゆくことで、厚さ方向に負極集電体4に近づくほど単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が連続的に少なくなる負極活物質層へと近づいてゆく。   And by increasing the number of the divided negative electrode active material layers with reference to FIG. 4, the number of active material particles present per unit volume continuously increases as the negative electrode current collector 4 is approached in the thickness direction. We approach the negative electrode active material layer, which decreases.

正極についても同様である。すなわち、正極集電体9の片側に形成する正極活物質層10を正極活物質層10の厚さ方向に負極集電体9に近づくほど単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が連続的に少なくなるようにする。また、正極集電体9のもう片側に形成する正極活物質層11を正極活物質層11の厚さ方向に正極集電体9に近づくほど単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が連続的に少なくなるようにする。   The same applies to the positive electrode. That is, as the positive electrode active material layer 10 formed on one side of the positive electrode current collector 9 approaches the negative electrode current collector 9 in the thickness direction of the positive electrode active material layer 10, the number of active material particles present per unit volume increases. To be less. The number of active material particles present per unit volume increases as the positive electrode active material layer 11 formed on the other side of the positive electrode current collector 9 approaches the positive electrode current collector 9 in the thickness direction of the positive electrode active material layer 11. To be less.

第2実施形態で、厚さ方向に集電体4,9に近づくほど単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が連続的に少なくなる活物質層5,6,10,11を形成するには、後述するスプレー塗工により実施すればよい。   In the second embodiment, in order to form the active material layers 5, 6, 10, and 11 in which the number of active material particles present per unit volume continuously decreases as the current collectors 4 and 9 are approached in the thickness direction. May be performed by spray coating to be described later.

活物質層が少なくとも2つの分割活物質層を厚さ方向に重ねて構成され、各分割活物質層のうち集電体に近い側の分割活物質層ほど単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が少なくなる場合には、隣り合う層間で剥離が発生する可能性を否定できない。一方、第2実施形態では、活物質層5,6が、集電体4と反対側より集電体4に近づくほど単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が連続的に少なくなるようにしている。第2実施形態では層と層の間が存在しないのである。これによって、活物質層が少なくとも2つの分割活物質層を厚さ方向に重ねて構成され、各分割活物質層のうち集電体に近い側の分割活物質層ほど単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が少なくなる場合と比較して、隣り合う層間での剥離の発生を抑制できる。   The active material layer is formed by stacking at least two divided active material layers in the thickness direction, and the divided active material layer closer to the current collector of each divided active material layer is the active material particle present per unit volume. When the number decreases, the possibility that peeling occurs between adjacent layers cannot be denied. On the other hand, in the second embodiment, the number of active material particles present per unit volume is continuously reduced as the active material layers 5 and 6 are closer to the current collector 4 than the side opposite to the current collector 4. ing. In the second embodiment, there is no space between layers. As a result, the active material layer is formed by stacking at least two divided active material layers in the thickness direction, and the divided active material layer closer to the current collector among the divided active material layers is present per unit volume. Compared with the case where the number of substance particles is reduced, the occurrence of peeling between adjacent layers can be suppressed.

(第3実施形態)
図5は第3実施形態の発電要素2の概略縦断面図、図6は図5に示した破線部の拡大モデル図である。第1実施形態の図1,図2と同一部分には同一の符号を付している。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view of the power generation element 2 of the third embodiment, and FIG. 6 is an enlarged model diagram of the broken line portion shown in FIG. The same parts as those in FIGS. 1 and 2 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

第1実施形態では、電解液中のイオンを第1分割活物質層5A,6A,10A,11Aに早期に到達させるため、活物質層の厚さ方向に第1分割活物質層5A,6A,10A,11Aまで到達する穴25〜28を穿設した。一方、第3実施形態は、図5,図6に示したように負極活物質層5に設ける各穴25を活物質層5,6の厚さ方向に負極集電体4を貫通させて穿設したものである。また、負極活物質層6に設ける各穴26を活物質層5,6の厚さ方向に負極集電体4を貫通させて穿設する。   In the first embodiment, in order to cause ions in the electrolytic solution to reach the first divided active material layers 5A, 6A, 10A, and 11A at an early stage, the first divided active material layers 5A, 6A, Holes 25 to 28 reaching 10A and 11A were made. On the other hand, in the third embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, each hole 25 provided in the negative electrode active material layer 5 is drilled through the negative electrode current collector 4 in the thickness direction of the active material layers 5 and 6. It is set. Further, each hole 26 provided in the negative electrode active material layer 6 is formed by penetrating the negative electrode current collector 4 in the thickness direction of the active material layers 5 and 6.

正極8についても同様である。すなわち、図5に示したように正極活物質層10に設ける各穴27を活物質層10,11の厚さ方向に正極集電体9を貫通させて穿設する。また、負極活物質層11に設ける各穴28を活物質層5,6の厚さ方向に正極集電体9を貫通させて穿設する。   The same applies to the positive electrode 8. That is, as shown in FIG. 5, each hole 27 provided in the positive electrode active material layer 10 is formed by penetrating the positive electrode current collector 9 in the thickness direction of the active material layers 10 and 11. Further, each hole 28 provided in the negative electrode active material layer 11 is formed by penetrating the positive electrode current collector 9 in the thickness direction of the active material layers 5 and 6.

図7は第3実施形態の場合のリチウムイオンの移動の様子を説明するためのモデル図である。第3実施形態では、図7に示したように穴25,26を通って電解液中のリチウムイオンが集電体4の手前にある第1分割負極活物質層だけでなく集電体4の向こうにある第1分割負極活物質層までも早期に到達する。このため、負極集電体4の両側にある第1分割負極活物質層5A,6Aでリチウムイオンが負極活物質層5,6の厚さ方向及び面方向に移動し易くなる(負極活物質層5,6の厚さ方向及び面方向のイオン伝導性が改善される)。   FIG. 7 is a model diagram for explaining the movement of lithium ions in the case of the third embodiment. In the third embodiment, as shown in FIG. 7, not only the first divided negative electrode active material layer in which the lithium ions in the electrolyte pass through the holes 25 and 26 but before the current collector 4, but also the current collector 4. The first divided negative electrode active material layer beyond this is also reached early. Therefore, lithium ions easily move in the thickness direction and the surface direction of the negative electrode active material layers 5 and 6 in the first divided negative electrode active material layers 5A and 6A on both sides of the negative electrode current collector 4 (negative electrode active material layer). The ion conductivity in the thickness direction and the surface direction of 5 and 6 is improved).

このように、第3実施形態では、穴25〜28が集電体4,9を貫通しているので、集電体4,9の両面の近くで活物質層5,6,10,11の厚さ方向及び面方向へのイオンの移動を容易にすることができる。   As described above, in the third embodiment, since the holes 25 to 28 penetrate the current collectors 4 and 9, the active material layers 5, 6, 10, and 11 are located near both surfaces of the current collectors 4 and 9. The movement of ions in the thickness direction and the surface direction can be facilitated.

(第4実施形態)
第4実施形態から第7実施形態までの実施形態では、主に第1実施形態で説明した電極3,8の製造方法を説明する。まず、図8,図9は第4実施形態の電極の製造装置の正面図である。ここでは、特に負極3の製造方法について説明する。第4実施形態では、負極3の一方の負極活物質層5の製造方法として、活物質層形成工程#1、加熱・乾燥工程#2、塑性加工工程#3を含ませる。
(Fourth embodiment)
In the embodiments from the fourth embodiment to the seventh embodiment, a method for manufacturing the electrodes 3 and 8 described in the first embodiment will be mainly described. First, FIGS. 8 and 9 are front views of the electrode manufacturing apparatus of the fourth embodiment. Here, the manufacturing method of the negative electrode 3 will be described in particular. In the fourth embodiment, an active material layer forming step # 1, a heating / drying step # 2, and a plastic working step # 3 are included as a method for producing one negative electrode active material layer 5 of the negative electrode 3.

まず、図示しない活物質層形成工程#1は、負極集電体4の片面に負極活物質スラリーを塗布して塗膜を形成するものである。具体的に説明すると、図示しない負極活物質スラリーの入ったタンクから負極活物質スラリーをダイコーターに導く。そして、ダイコーターから、一定速度で移動するテープ状の負極集電体4の上に負極活物質スラリーを吐出させることにより、負極集電体4の上に所定厚さの塗膜を形成する。上記の負極活物質スラリーは、負極活物質の塊をミルで砕いて、径の揃った負極活物質の粒子とし、この径の揃った活物質粒子を適当な溶剤に分散、溶解させたものである。活物質ススラーには、導電助剤やバインダが含まれることがある。   First, in the active material layer forming step # 1 (not shown), a negative electrode active material slurry is applied to one surface of the negative electrode current collector 4 to form a coating film. More specifically, the negative electrode active material slurry is guided to a die coater from a tank containing a negative electrode active material slurry (not shown). Then, the negative electrode active material slurry is discharged from the die coater onto the tape-like negative electrode current collector 4 moving at a constant speed, thereby forming a coating film having a predetermined thickness on the negative electrode current collector 4. The negative electrode active material slurry is obtained by crushing a lump of a negative electrode active material with a mill to form negative electrode active material particles having a uniform diameter, and dispersing and dissolving the active material particles having a uniform diameter in a suitable solvent. is there. An active material slurry may contain a conductive additive or a binder.

次の加熱・乾燥工程#2では、上記の塗膜を加熱・乾燥させて負極活物質層5を形成する。ただし、第4実施形態では、負極活物質層5の厚さを厚くしていても、加熱・乾燥後に形成される負極活物質層5の内部で、単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が鉛直方向に一様になっているものとする。   In the next heating / drying step # 2, the above-mentioned coating film is heated and dried to form the negative electrode active material layer 5. However, in the fourth embodiment, even if the thickness of the negative electrode active material layer 5 is increased, the number of active material particles present per unit volume inside the negative electrode active material layer 5 formed after heating and drying. Is uniform in the vertical direction.

次の塑性加工工程#3では、図8に示したように、負極活物質スラリーを片面に塗布し加熱・乾燥させて負極活物質5を形成した負極集電体4を、台21上に負極活物質層5を上にして置き、金型としてのローラ22との間を移動させる。ローラ22の外周には負極活物質層5の厚さより短い円柱状の凸部23(加工部)をローラ22の回転方向及びローラ22の軸方向に多数設けてある。このローラ22の凸部23を負極活物質層5に上方から一方向にプレスすることによって負極活物質層5に対して負極活物質層5の面方向に等間隔で円柱状の穴25を穿つ。   In the next plastic working step # 3, as shown in FIG. 8, the negative electrode current collector 4 in which the negative electrode active material slurry is applied on one side, heated and dried to form the negative electrode active material 5, is formed on the base 21. The active material layer 5 is placed on top and moved between the roller 22 as a mold. On the outer periphery of the roller 22, a large number of cylindrical convex portions 23 (processed portions) shorter than the thickness of the negative electrode active material layer 5 are provided in the rotation direction of the roller 22 and the axial direction of the roller 22. By pressing the convex portion 23 of the roller 22 onto the negative electrode active material layer 5 in one direction from above, cylindrical holes 25 are formed at equal intervals in the surface direction of the negative electrode active material layer 5 with respect to the negative electrode active material layer 5. .

負極活物質層5をプレス(加圧)することによって、プレスされた活物質部分が塑性変形することから、そのプレスされた活物質部分の内部では単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が、プレスされていない活物質部分より多くなる。ここで、プレスされた活物質部分は負極集電体から離れた側にあって所定厚さの層を形成し、プレスされていない活物質部分は負極集電体に近い側にあって同じく所定厚さの層を形成する。つまり、プレスすることによって、プレスされた活物質部分が第2分割負極活物質層5Bに、プレスされていない活物質部分が第1分割負極活物質層5Aに相当することとなるのである。ここでは、プレスすることによって、プレスされた活物質部分が半分の厚さに、プレスされていない活物質部分が残り半分の厚さになるとして、第1分割負極活物質層5Aと第2分割負極活物質層5Bとを図8の一点鎖線で囲った部分に記載している。   When the negative electrode active material layer 5 is pressed (pressurized), the pressed active material portion is plastically deformed. Therefore, the number of active material particles present per unit volume is within the pressed active material portion. More than the active material part that is not pressed. Here, the pressed active material portion is on the side away from the negative electrode current collector to form a layer having a predetermined thickness, and the unpressed active material portion is on the side close to the negative electrode current collector and is also predetermined. A layer of thickness is formed. That is, by pressing, the pressed active material portion corresponds to the second divided negative electrode active material layer 5B, and the unpressed active material portion corresponds to the first divided negative electrode active material layer 5A. Here, the first divided negative electrode active material layer 5 </ b> A and the second divided are assumed by pressing so that the pressed active material portion has a half thickness and the unpressed active material portion has the remaining half thickness. The negative electrode active material layer 5B is shown in a portion surrounded by a one-dot chain line in FIG.

負極活物質層5に円柱状の穴25を穿設することによって各穴25は、円筒状の側面25Aと円状の底面25bとで構成される。ローラ22の凸部23は負極活物質層5の厚さより短いため、図8にも示したように穴25の底面25bは負極集電体4に到達していない。   By drilling columnar holes 25 in the negative electrode active material layer 5, each hole 25 is composed of a cylindrical side surface 25A and a circular bottom surface 25b. Since the convex portion 23 of the roller 22 is shorter than the thickness of the negative electrode active material layer 5, the bottom surface 25 b of the hole 25 does not reach the negative electrode current collector 4 as shown in FIG.

次に、第4実施形態では、負極3の他方の負極活物質層6の製造方法として活物質層形成工程#11、加熱・乾燥工程#12、塑性加工工程#13を含ませる。   Next, in the fourth embodiment, an active material layer forming step # 11, a heating / drying step # 12, and a plastic working step # 13 are included as a manufacturing method of the other negative electrode active material layer 6 of the negative electrode 3.

まず、活物質層形成工程#11は上記の活物質層形成工程#1と同様である。すなわち、活物質層形成工程#11は、負極集電体4の残りの片面に負極活物質スラリーを塗布して塗膜を形成するものである。   First, the active material layer forming step # 11 is the same as the above active material layer forming step # 1. That is, in the active material layer forming step # 11, the negative electrode active material slurry is applied to the remaining one surface of the negative electrode current collector 4 to form a coating film.

次の加熱・乾燥工程#12では、塗膜を加熱・乾燥させて負極活物質層6を形成する。ただし、第4実施形態では、負極活物質層6の厚さを厚くしていても、加熱・乾燥後に形成される負極活物質層6の内部で、単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が鉛直方向に一様になっているものとする。   In the next heating / drying step # 12, the negative electrode active material layer 6 is formed by heating and drying the coating film. However, in the fourth embodiment, even if the thickness of the negative electrode active material layer 6 is increased, the number of active material particles present per unit volume inside the negative electrode active material layer 6 formed after heating and drying. Is uniform in the vertical direction.

次の塑性加工工程#13では、図9に示したように、負極活物質スラリーを残りの片面に塗布し加熱・乾燥させて負極活物質層6を形成した負極集電体4を、台21上に負極活物質層6を上にして置き、再びローラ22との間を移動させる。このときには負極集電体4の両面にそれぞれ負極活物質層5,6が形成されているため、前回とは負極の厚さが異なる。このため、負極活物質層6にもこれと反対側の負極活物質層5と同様の穴深さで円柱状の穴27が形成されるように台21とローラ22中心との距離を調整する。これによって、負極活物質層6にも円柱状の穴26がローラ22の回転方向及びローラ22の軸方向に多数形成される(図1参照)。   In the next plastic working step # 13, as shown in FIG. 9, the negative electrode current collector 4 in which the negative electrode active material slurry is applied to the remaining one surface, heated and dried to form the negative electrode active material layer 6, The negative electrode active material layer 6 is placed on the top and moved between the rollers 22 again. At this time, since the negative electrode active material layers 5 and 6 are respectively formed on both surfaces of the negative electrode current collector 4, the thickness of the negative electrode is different from the previous time. Therefore, the distance between the base 21 and the center of the roller 22 is adjusted so that a cylindrical hole 27 is formed in the negative electrode active material layer 6 with the same hole depth as that of the negative electrode active material layer 5 on the opposite side. . As a result, a large number of cylindrical holes 26 are also formed in the negative electrode active material layer 6 in the rotation direction of the roller 22 and the axial direction of the roller 22 (see FIG. 1).

負極活物質層6をプレス(加圧)することによって、プレスされた活物質部分が塑性変形することから、そのプレスされた活物質部分の内部では単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が、プレスされていない活物質部分より多くなる。ここで、プレスされた活物質部分は負極集電体から離れた側にあって所定厚さの層を形成し、プレスされていない活物質部分は負極集電体に近い側にあって同じく所定厚さの層を形成する。つまり、プレスすることによって、プレスされた活物質部分が第2分割負極活物質層6Bに、プレスされていない活物質部分が第1分割負極活物質層6Aに相当することとなる。ここでは、プレスすることによって、プレスされた活物質部分が半分の厚さに、プレスされていない活物質部分が残り半分の厚さになるとして、第1分割負極活物質層6Aと第2分割負極活物質層6Bとを図9の一点鎖線で囲った部分に記載している。   When the negative electrode active material layer 6 is pressed (pressurized), the pressed active material portion is plastically deformed. Therefore, the number of active material particles present per unit volume is within the pressed active material portion. More than the active material part that is not pressed. Here, the pressed active material portion is on the side away from the negative electrode current collector to form a layer having a predetermined thickness, and the unpressed active material portion is on the side close to the negative electrode current collector and is also predetermined. A layer of thickness is formed. That is, by pressing, the pressed active material portion corresponds to the second divided negative electrode active material layer 6B, and the unpressed active material portion corresponds to the first divided negative electrode active material layer 6A. Here, the first divided negative electrode active material layer 6A and the second divided are assumed to have a half thickness of the pressed active material portion and a remaining half thickness of the unpressed active material portion by pressing. The negative electrode active material layer 6B is shown in a portion surrounded by a one-dot chain line in FIG.

負極活物質層5に円柱状の穴25を穿設することによって各穴25は、円筒状の側面25Aと円状の底面25bとで構成される。負極活物質層6に形成される各穴26も、円筒状の側面26Aと円状の底面26bとで構成され、各穴26の底面は負極集電体4に到達していない。   By drilling columnar holes 25 in the negative electrode active material layer 5, each hole 25 is composed of a cylindrical side surface 25A and a circular bottom surface 25b. Each hole 26 formed in the negative electrode active material layer 6 is also composed of a cylindrical side surface 26 </ b> A and a circular bottom surface 26 b, and the bottom surface of each hole 26 does not reach the negative electrode current collector 4.

これで負極3について各活物質層5,6に対する穴加工が終了するので、次には正極8について同様に行い、各活物質層10,11に円柱状の穴27,28を形成する(図1参照)。   This completes the hole processing for each of the active material layers 5 and 6 for the negative electrode 3. Next, the positive electrode 8 is similarly processed to form cylindrical holes 27 and 28 in the respective active material layers 10 and 11 (FIG. 1).

正極活物質層10,11をプレス(加圧)することによっても、プレスされた活物質部分が塑性変形することから、そのプレスされた活物質部分の内部では単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が、プレスされていない活物質部分より多くなる。ここで、プレスされた活物質部分は正極集電体から離れた側にあって所定厚さの層を形成し、プレスされていない活物質部分は正極集電体に近い側にあって同じく所定厚さの層を形成する。つまり、プレスすることによって、プレスされた活物質部分が第2分割負極活物質層10B,11Bに、プレスされていない活物質部分が第1分割負極活物質層10A,11Aに相当することとなる。   Even when the positive electrode active material layers 10 and 11 are pressed (pressurized), the pressed active material portion is plastically deformed, so that the active material particles existing per unit volume inside the pressed active material portion. Is greater than the active material portion that is not pressed. Here, the pressed active material portion is on the side away from the positive electrode current collector to form a layer having a predetermined thickness, and the unpressed active material portion is on the side close to the positive electrode current collector and is also predetermined A layer of thickness is formed. That is, by pressing, the pressed active material portion corresponds to the second divided negative electrode active material layers 10B and 11B, and the unpressed active material portion corresponds to the first divided negative electrode active material layers 10A and 11A. .

このようにして4つの各活物質層5,6,10,11が、単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が異なる2つの分割活物質層5A,5B,6A,6B,10A,10B,11A,11Bで構成される。そして、各活物質層5,6,10,11に円柱状の各穴25〜28を穿設した2つの電極3,8を、セパレータ13を介して積層したとき図1に示したようになるのであり、各穴25〜28に電解液が満たされる。   In this way, each of the four active material layers 5, 6, 10, 11 has two divided active material layers 5A, 5B, 6A, 6B, 10A, 10B, each having a different number of active material particles per unit volume. 11A and 11B. Then, when the two electrodes 3 and 8 in which the respective cylindrical holes 25 to 28 are formed in each of the active material layers 5, 6, 10, and 11 are stacked via the separator 13, the result is as shown in FIG. And the holes 25 to 28 are filled with the electrolytic solution.

なお、図8,図9では穴25,26が負極集電体4を貫通しない場合で示してあるが、穴25,26が負極集電体4を貫通するようにしたときには、図5に示した第3実施形態の電極3,8が得られる。   8 and 9 show the case where the holes 25 and 26 do not penetrate the negative electrode current collector 4, but when the holes 25 and 26 penetrate the negative electrode current collector 4, they are shown in FIG. In addition, the electrodes 3 and 8 of the third embodiment are obtained.

第4実施形態では、塑性加工工程#3,#13が、表面に凸部23を有するローラ(金型)22で一方向に圧延することによって、塑性変形した活物質部分の単位体積当たりに存在する活物質粒子の数を、塑性変形していない活物質部分より多くしつつ活物質層5,6,10,11に複数の穴25〜28を穿設する工程である。第4実施形態によれば、ローラ22で圧延した活物質部分の塑性変形によって、塑性変形した活物質部分の単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が塑性変形していない残りの活物質部分より多くなる。これによって、活物質層5,6のうち集電体4に近い側(5A,6A)で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少なく、集電体4から離れる側(5B,6B)で単位体積当たりに存在する活物質粒子が相対的に多くなるようにすることができる。   In the fourth embodiment, the plastic working steps # 3 and # 13 exist per unit volume of the active material portion plastically deformed by rolling in one direction with a roller (die) 22 having a convex portion 23 on the surface. This is a step of drilling a plurality of holes 25 to 28 in the active material layers 5, 6, 10, and 11 while increasing the number of active material particles to be performed as compared with the active material portions that are not plastically deformed. According to the fourth embodiment, due to plastic deformation of the active material portion rolled by the roller 22, the remaining active material portions in which the number of active material particles present per unit volume of the plastically deformed active material portion is not plastically deformed. Become more. As a result, the number of active material particles present per unit volume on the side closer to the current collector 4 (5A, 6A) in the active material layers 5 and 6 is relatively small, and the side away from the current collector 4 (5B 6B), the active material particles present per unit volume can be relatively increased.

(第5実施形態)
図10,図11は第5実施形態の負極3の製造方法を説明するための正面図である。図8,図9に示した第4実施形態では、集電体の片面に活物質スラリーを塗布して塗膜を形成し、この塗膜を加熱・乾燥させることで活物質層を形成した。一方、第5実施形態は、スプレーコーター31によるスプレー塗工によって活物質層を形成するものである。ここで、上記のスプレーコーター31は、タンク32に入っている活物質スラリーをポンプ33でノズル34に送り、このノズル34から集電体に向けて霧状に噴射するものである。
(Fifth embodiment)
10 and 11 are front views for explaining the manufacturing method of the negative electrode 3 of the fifth embodiment. In the fourth embodiment shown in FIGS. 8 and 9, the active material slurry is applied to one surface of the current collector to form a coating film, and this coating film is heated and dried to form the active material layer. On the other hand, 5th Embodiment forms an active material layer by the spray coating by the spray coater 31. FIG. Here, the spray coater 31 sends the active material slurry contained in the tank 32 to the nozzle 34 by the pump 33 and injects it from the nozzle 34 toward the current collector in the form of a mist.

ここでも、特に負極3の製造方法について説明する。第5実施形態では、負極3の一方の負極活物質層5の製造方法として、活物質スラリー調整工程#21、第1活物質層形成工程#22、第2活物質層形成工程#23、加熱・乾燥工程#24、塑性加工工程#25を含ませる。   Here, in particular, a method for manufacturing the negative electrode 3 will be described. In the fifth embodiment, as a method for producing one negative electrode active material layer 5 of the negative electrode 3, an active material slurry adjustment step # 21, a first active material layer formation step # 22, a second active material layer formation step # 23, heating A drying step # 24 and a plastic working step # 25 are included.

まず、図示しない活物質スラリー調整工程#21では、一定量の溶剤に混入する負極活物質の活物質粒子の数を相違させ、一定量の溶剤に混入する活物質粒子の数を相対的に少なくした負極活物質スラリーと、一定量の溶剤に混入する活物質粒子の数を相対的に多くした負極活物質スラリーとを調整する。この場合、混入する活物質粒子の径は全て同じとする。以下、一定量の溶剤に混入する活物質粒子の数を相対的に少なくした負極活物質スラリーを「第1負極活物質スラリー」という。一定量の溶剤に混入する活物質粒子の数を相対的に多くした負極活物質スラリーを「第2負極活物質スラリー」という。   First, in the active material slurry adjustment step # 21 (not shown), the number of active material particles of the negative electrode active material mixed in a certain amount of solvent is made different, and the number of active material particles mixed in a certain amount of solvent is relatively small. The negative electrode active material slurry and the negative electrode active material slurry having a relatively large number of active material particles mixed in a certain amount of solvent are prepared. In this case, the diameters of the mixed active material particles are all the same. Hereinafter, the negative electrode active material slurry in which the number of active material particles mixed in a certain amount of solvent is relatively reduced is referred to as “first negative electrode active material slurry”. The negative electrode active material slurry in which the number of active material particles mixed in a certain amount of solvent is relatively increased is referred to as “second negative electrode active material slurry”.

次の第1活物質層形成工程#22では、図10(A)に示したように、スプレーコーター31によるスプレー塗工によって所定値h1の厚さを有する塗膜(この塗膜を「第1塗膜」という。)を形成する。このとき、負極活物質スラリーとして用いるのは、上記第1負極活物質スラリーのほうである。第1活物質層形成工程#22の終了後に第1塗膜がある程度乾いた後には、第2活物質層形成工程#23を実施する。   In the next first active material layer forming step # 22, as shown in FIG. 10 (A), a coating film having a thickness of a predetermined value h1 by spray coating with a spray coater 31 (this coating film is referred to as “first coating layer”). A coating film "). At this time, the first negative electrode active material slurry is used as the negative electrode active material slurry. After the first coating layer is dried to some extent after the completion of the first active material layer forming step # 22, the second active material layer forming step # 23 is performed.

第2活物質層形成工程#23では、図10(B)に示したように、スプレー塗工によって、ある程度乾いた第1塗膜の上に所定値h1の厚さを有する塗膜(この塗膜を「第2塗膜」という。)を形成する。このとき、負極活物質スラリーとして用いるのは、上記第2負極活物質スラリーのほうである。   In the second active material layer forming step # 23, as shown in FIG. 10B, a coating film having a thickness of a predetermined value h1 (this coating film) is formed on the first coating film to some extent by spray coating. The film is referred to as a “second coating film”. At this time, the second negative electrode active material slurry is used as the negative electrode active material slurry.

次の加熱・乾燥工程#24では、塗り重ねた第1、第2の2つの塗膜を加熱・乾燥させる。加熱・乾燥によって、負極集電体4に近い側の第1塗膜は第1分割負極活物質層5Aに、負極集電体4から離れた側の第2塗膜は第2分割負極活物質層5Bになる。   In the next heating / drying step # 24, the first and second applied coatings are heated and dried. By heating and drying, the first coating on the side close to the negative electrode current collector 4 is applied to the first divided negative electrode active material layer 5A, and the second coating on the side away from the negative electrode current collector 4 is applied to the second divided negative electrode active material. It becomes layer 5B.

次の塑性加工工程#25では、図10(C)に示したように、ドリル加工(機械加工)によって負極活物質層5に穴25を複数穿設する。   In the next plastic working step # 25, as shown in FIG. 10C, a plurality of holes 25 are formed in the negative electrode active material layer 5 by drilling (machining).

次に、第5実施形態では、負極3の他方の負極活物質層5の製造方法として、活物質スラリー調整工程#31、第1活物質層形成工程#32、第2活物質層形成工程#33、加熱・乾燥工程#34、塑性加工工程#35を含ませる。   Next, in the fifth embodiment, as a method for producing the other negative electrode active material layer 5 of the negative electrode 3, an active material slurry adjustment step # 31, a first active material layer formation step # 32, and a second active material layer formation step # are performed. 33, heating / drying step # 34, and plastic working step # 35 are included.

まず、図示しない活物質スラリー調整工程#31は、上記の活物質スラリー調整工程#21と同様である。上記の活物質スラリー調整工程#21で調整した第1負極活物質スラリー及び第2負極活物質スラリーをそのまま流用することで、活物質スラリー調整工程#31を省略することができる。   First, the active material slurry adjustment step # 31 (not shown) is the same as the active material slurry adjustment step # 21. By using the first negative electrode active material slurry and the second negative electrode active material slurry adjusted in the active material slurry adjustment step # 21 as they are, the active material slurry adjustment step # 31 can be omitted.

次の第1活物質層形成工程#32では、図11(A)に示したように、スプレーコーター31によるスプレー塗工によって所定値h1の厚さを有する塗膜(この塗膜を「第1塗膜」という。)を形成する。このとき、負極活物質スラリーとして用いるのは、上記第1負極活物質スラリーのほうである。第1活物質層形成工程#32の終了後に第1塗膜がある程度乾いた後には、第2活物質層形成工程#32を実施する。   In the next first active material layer forming step # 32, as shown in FIG. 11 (A), a coating film having a thickness of a predetermined value h1 by spray coating with a spray coater 31 (this coating film is referred to as “first coating layer”). A coating film "). At this time, the first negative electrode active material slurry is used as the negative electrode active material slurry. After the first coating layer is dried to some extent after the first active material layer forming step # 32, the second active material layer forming step # 32 is performed.

第2活物質層形成工程#32では、図11(B)に示したように、スプレー塗工によって、ある程度乾いた第1塗膜の上に所定値h1の厚さを有する塗膜(この塗膜を「第2塗膜」という。)を形成する。このとき、負極活物質スラリーとして用いるのは、上記第2負極活物質スラリーのほうである。   In the second active material layer forming step # 32, as shown in FIG. 11B, a paint film having a thickness of a predetermined value h1 is formed on the first paint film that is dried to some extent by spray coating (this coating The film is referred to as a “second coating film”. At this time, the second negative electrode active material slurry is used as the negative electrode active material slurry.

次の加熱・乾燥工程#34では、塗り重ねた第1、第2の2つの塗膜を加熱・乾燥させる。加熱・乾燥によって、負極集電体2に近い側の第1塗膜は第1分割負極活物質層6Aに、負極集電体4から離れた側の第2塗膜は第2分割負極活物質層6Bになる。   In the next heating / drying step # 34, the two first and second coated films are heated and dried. By heating and drying, the first coating on the side close to the negative electrode current collector 2 is applied to the first divided negative electrode active material layer 6A, and the second coating on the side away from the negative electrode current collector 4 is applied to the second divided negative electrode active material. It becomes layer 6B.

次の塑性加工工程#35では、図11(C)に示したように、ドリル加工(機械加工)によって負極活物質層6に穴26を複数穿設する。   In the next plastic working step # 35, as shown in FIG. 11C, a plurality of holes 26 are formed in the negative electrode active material layer 6 by drilling (machining).

正極8についても、図10,図11に示したと同様にして製造する。   The positive electrode 8 is also manufactured in the same manner as shown in FIGS.

スプレー塗工によって塗膜を形成する場合にも、前述したように塗膜内を流動する活物質粒子に重力が働く。このため、時間の経過によって各活物質粒子が溶剤中を沈殿(鉛直下方に落下)することがある。これによって、鉛直下方側で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に多くなり、鉛直上方側で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少なくなる。そして、加熱・乾燥によって塗膜が活物質層へと変化したとき、活物質層の内部では、鉛直上方側で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少なく、鉛直下方側で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に多くなってしまう。鉛直方向における活物質粒子の偏在は、一度に塗布する塗膜の厚さが厚くなるほど大きくなる。一方、第5実施形態では、望みの厚さの半分の厚さでまず第1塗膜を形成し、第1塗膜がある程度乾いた後に望みの厚さの半分の厚さで第2塗膜を形成している。一度に形成する塗膜の厚さが望みの厚さの半分であれば、活物質粒子の鉛直方向における偏在が、一度に形成する塗膜の厚さが望みの厚さである場合の半分で済むこととなる。このため、各分割負極活物質層5A,6A,5B,6Bの内部での活物質粒子の鉛直方向における偏在が問題となることはない。さらに述べると、望みの厚さの1/2の厚さで第1、第2の塗膜を形成した場合に、活物質粒子の鉛直方向における偏在が問題となるのであれば、望みの厚さの1/3の厚さで3つの塗膜を形成すればよい。これは、厚さを薄くするほど活物質粒子の鉛直方向における偏在が小さくなってゆくためである。言い換えると、活物質粒子の鉛直方向における偏在を許容できる厚さを基準の厚さDstdとして予め求めておき、望みの厚さDtgtをこの基準の厚さDstdで除算することにより分割して重ね塗りすべき層の数が求まる。商が割り切れなければ、1つだけ分割して重ね塗りすべき層の数を多くする。第5実施形態では、第1、第2の2つの塗膜を重ね塗りする場合で説明したが、これに限られるものでない。   Even when a coating film is formed by spray coating, gravity acts on the active material particles flowing in the coating film as described above. For this reason, each active material particle may precipitate in the solvent (falling vertically downward) over time. Accordingly, the number of active material particles present per unit volume on the vertically lower side is relatively increased, and the number of active material particles existing per unit volume on the vertically upper side is relatively decreased. And when the coating film changes into an active material layer by heating and drying, the number of active material particles present per unit volume is relatively small inside the active material layer, and The number of active material particles present per unit volume is relatively large. The uneven distribution of the active material particles in the vertical direction increases as the thickness of the coating film applied at a time increases. On the other hand, in the fifth embodiment, the first coating film is first formed with half the desired thickness, and after the first coating film has dried to some extent, the second coating film with half the desired thickness is formed. Is forming. If the thickness of the coating film formed at one time is half of the desired thickness, the uneven distribution of the active material particles in the vertical direction is half that when the thickness of the coating film formed at one time is the desired thickness. It will be over. For this reason, the uneven distribution of the active material particles in the vertical direction within each divided negative electrode active material layer 5A, 6A, 5B, 6B does not become a problem. Furthermore, when the first and second coating films are formed with a thickness of ½ of the desired thickness, if the uneven distribution of the active material particles in the vertical direction becomes a problem, the desired thickness It is only necessary to form three coating films with a thickness of 1/3. This is because the uneven distribution of the active material particles in the vertical direction decreases as the thickness decreases. In other words, the thickness that allows the uneven distribution of the active material particles in the vertical direction is obtained in advance as the reference thickness Dstd, and the desired thickness Dtgt is divided by the reference thickness Dstd to be divided and overcoated. The number of layers to be obtained is obtained. If the quotient is not divisible, only one is divided and the number of layers to be overcoated is increased. In the fifth embodiment, the case where the first and second coating films are overcoated has been described. However, the present invention is not limited to this.

第5実施形態では、活物質層形成工程が次のような工程である。すなわち、第1、第2の負極活物質スラリー(単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相違する活物質スラリー)を複数用意し、の負極活物質スラリーを順番に集電体4に吹き付ける工程#22,#23,#32,#33である。そして、第1負極活物質スラリー(前記順番で先の活物質スラリー)を吹き付けることによって形成される第1塗膜が乾いた後に、第2負極活物質スラリー(前記順番で後の活物質スラリー)を吹き付けることによって第2塗膜を形成する。さらに、第1塗膜が第2塗膜より(単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が少ない活物質スラリーの塗膜ほど)集電体4に近くなるようにする。これによって、活物質層のうち集電体に近い側(5A,6A)で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少なく、活物質層のうち集電体から離れる側(6A,6B)で単位体積当たりに存在する活物質粒子が相対的に多くなるようにすることができる。   In the fifth embodiment, the active material layer forming process is the following process. That is, a plurality of first and second negative electrode active material slurries (active material slurries with different numbers of active material particles present per unit volume) are prepared, and the negative electrode active material slurries are sprayed on the current collector 4 in order. Processes # 22, # 23, # 32, and # 33. And after the 1st coating film formed by spraying the 1st negative electrode active material slurry (the previous active material slurry in the said order) dries, the 2nd negative electrode active material slurry (the following active material slurry in the said order) Is sprayed to form a second coating film. Further, the first coating film is made closer to the current collector 4 than the second coating film (the coating film of the active material slurry having a smaller number of active material particles per unit volume). Accordingly, the number of active material particles present per unit volume is relatively small on the side of the active material layer close to the current collector (5A, 6A), and the side of the active material layer that is far from the current collector (6A 6B), the active material particles present per unit volume can be relatively increased.

(第6実施形態)
図12,図13は第6実施形態の負極3の製造方法を説明するための正面図である。第6実施形態は、転写シールを集電体に貼り付けることによって活物質層を形成するものである。
(Sixth embodiment)
12 and 13 are front views for explaining the manufacturing method of the negative electrode 3 of the sixth embodiment. In the sixth embodiment, an active material layer is formed by attaching a transfer seal to a current collector.

ここでも、特に負極3の製造方法について説明する。第6実施形態では、負極3の一方の負極活物質層5の製造方法として、転写シール作成工程#41、第1転写シール貼り付け工程#42、第2転写シール貼り付け工程#43、塑性加工工程#44を含ませる。   Here, in particular, a method for manufacturing the negative electrode 3 will be described. In the sixth embodiment, as a method for producing one negative electrode active material layer 5 of the negative electrode 3, a transfer seal creating step # 41, a first transfer seal attaching step # 42, a second transfer seal attaching step # 43, plastic working Step # 44 is included.

まず、転写シート作成工程#41では、図12(A)に示したように転写シート43の上に厚さを所定値h1とした第1分割負極活物質層5Aを有する転写シール41を作成する。また、転写シート44の上に厚さを所定値h1とした第2分割負極活物質層5Bを有する転写シール42を作成する。   First, in the transfer sheet creation step # 41, as shown in FIG. 12A, the transfer seal 41 having the first divided negative electrode active material layer 5A having a thickness h1 on the transfer sheet 43 is created. . Further, the transfer seal 42 having the second divided negative electrode active material layer 5B having a thickness h1 is formed on the transfer sheet 44.

ここで、転写シート43の上に形成する第1分割負極活物質層5Aは、次のようにして形成する。すなわち、スプレーコーターによるスプレー塗工やダイコーターによる塗布によって所定値h1の厚さを有する塗膜(この塗膜を「第1塗膜」という。)を形成する。
このとき、負極活物質スラリーとして用いるのは、上記第1負極活物質スラリーのほうである。次に、第1塗膜を加熱・乾燥させる。加熱・乾燥によって、第1塗膜は第1分割負極活物質層5Aになる。また、転写シート44の上に形成する第2分割負極活物質層5Bは、次のようにして形成する。すなわち、スプレーコーターによるスプレー塗工やダイコーターによる塗布によって所定値h1の厚さを有する塗膜(この塗膜を「第2塗膜」という。)を形成する。このとき、負極活物質スラリーとして用いるのは、上記第2負極活物質スラリーのほうである。次に、第2塗膜を加熱・乾燥させる。加熱・乾燥によって、第2塗膜は第2分割負極活物質層5Bになる。以下、転写シート43の上に第1分割負極活物質層5Aを形成した転写シールを「第1転写シール」、転写シート44の上に第2分割負極活物質層5Bを形成した転写シールを「第2転写シール」という。
Here, the first divided negative electrode active material layer 5A formed on the transfer sheet 43 is formed as follows. That is, a coating film having a predetermined value h1 (this coating film is referred to as “first coating film”) is formed by spray coating using a spray coater or coating using a die coater.
At this time, the first negative electrode active material slurry is used as the negative electrode active material slurry. Next, the first coating film is heated and dried. By heating and drying, the first coating film becomes the first divided negative electrode active material layer 5A. Further, the second divided negative electrode active material layer 5B formed on the transfer sheet 44 is formed as follows. That is, a coating film having a thickness of the predetermined value h1 (this coating film is referred to as “second coating film”) is formed by spray coating using a spray coater or coating using a die coater. At this time, the second negative electrode active material slurry is used as the negative electrode active material slurry. Next, the second coating film is heated and dried. By heating and drying, the second coating film becomes the second divided negative electrode active material layer 5B. Hereinafter, the transfer seal in which the first divided negative electrode active material layer 5A is formed on the transfer sheet 43 is referred to as “first transfer seal”, and the transfer seal in which the second divided negative electrode active material layer 5B is formed on the transfer sheet 44 is “ This is called “second transfer seal”.

次の第1転写シール貼り付け工程#42では、図12(B)に示したように、第1転写シール41のうち第1分割負極活物質5Aの側を負極集電体4に押圧することにより、第1分割負極活物質層5Aを負極集電体4の上に貼り付けた後、転写シート43を剥がす。   In the next first transfer seal pasting step # 42, as shown in FIG. 12B, the first divided negative electrode active material 5A side of the first transfer seal 41 is pressed against the negative electrode current collector 4. Thus, after the first divided negative electrode active material layer 5A is attached onto the negative electrode current collector 4, the transfer sheet 43 is peeled off.

次の第2転写シール貼り付け工程#43では、図12(C)に示したように、第2転写シール42のうち第2分割負極活物質層5Bの側を第1分割負極活物質層5Aに押圧する。これによって、第2分割負極活物質層5Bを第1分割負極活物質層5Aの上に貼り付けた後、転写シート44を剥がす。   In the next second transfer seal pasting step # 43, as shown in FIG. 12C, the second divided negative electrode active material layer 5B side of the second transfer seal 42 is placed on the first divided negative electrode active material layer 5A. Press on. Thus, after the second divided negative electrode active material layer 5B is attached on the first divided negative electrode active material layer 5A, the transfer sheet 44 is peeled off.

次の塑性加工工程#44では、図12(D)に示したように、ドリル加工によって負極活物質層5に穴25を複数穿設する。   In the next plastic working step # 44, as shown in FIG. 12D, a plurality of holes 25 are formed in the negative electrode active material layer 5 by drilling.

次に、第6実施形態では、負極3の他方の負極活物質層5の製造方法として、転写シール作成工程#51、第1転写シール貼り付け工程#52、第2転写シール貼り付け工程#53、塑性加工工程#54を含ませる。   Next, in the sixth embodiment, as a method for producing the other negative electrode active material layer 5 of the negative electrode 3, a transfer seal creating step # 51, a first transfer seal attaching step # 52, and a second transfer seal attaching step # 53. Then, plastic working step # 54 is included.

まず、転写シート作成工程#51では、図13(A)に示したように転写シート43の上に厚さを所定値h1とした第1分割負極活物質層6Aを有する転写シール51を作成する。また、転写シート44の上に厚さを所定値h1とした第2分割負極活物質層6Bを有する転写シール52を作成する。   First, in the transfer sheet creating step # 51, as shown in FIG. 13A, the transfer seal 51 having the first divided negative electrode active material layer 6A having the thickness h1 is formed on the transfer sheet 43. . Further, the transfer seal 52 having the second divided negative electrode active material layer 6B having a thickness h1 is formed on the transfer sheet 44.

ここで、転写シート43の上に形成する第1分割負極活物質層6Aは、次のようにして形成する。すなわち、スプレーコーターによるスプレー塗工やダイコーターによる塗布によって所定値h1の厚さを有する塗膜(この塗膜を「第1塗膜」という。)を形成する。このとき、負極活物質スラリーとして用いるのは、上記第1負極活物質スラリーのほうである。次に、第1塗膜を加熱・乾燥させる。加熱・乾燥によって、第1塗膜は第1分割負極活物質層6Aになる。また、転写シート44の上に形成する第2分割負極活物質層6Bは、次のようにして形成する。すなわち、スプレーコーターによるスプレー塗工やダイコーターによる塗布によって所定値h1の厚さを有する塗膜(この塗膜を「第2塗膜」という。)を形成する。このとき、負極活物質スラリーとして用いるのは、上記第2負極活物質スラリーのほうである。次に、第2塗膜を加熱・乾燥させる。加熱・乾燥によって、第2塗膜は第2分割負極活物質層6Bになる。以下、転写シート43の上に第1分割負極活物質層6Aを形成した転写シールを「第1転写シール」、転写シート44の上に第2分割負極活物質層6Bを形成した転写シールを「第2転写シール」という。   Here, the first divided negative electrode active material layer 6A formed on the transfer sheet 43 is formed as follows. That is, a coating film having a predetermined value h1 (this coating film is referred to as “first coating film”) is formed by spray coating using a spray coater or coating using a die coater. At this time, the first negative electrode active material slurry is used as the negative electrode active material slurry. Next, the first coating film is heated and dried. By heating and drying, the first coating film becomes the first divided negative electrode active material layer 6A. Further, the second divided negative electrode active material layer 6B formed on the transfer sheet 44 is formed as follows. That is, a coating film having a thickness of the predetermined value h1 (this coating film is referred to as “second coating film”) is formed by spray coating using a spray coater or coating using a die coater. At this time, the second negative electrode active material slurry is used as the negative electrode active material slurry. Next, the second coating film is heated and dried. By heating and drying, the second coating film becomes the second divided negative electrode active material layer 6B. Hereinafter, the transfer seal in which the first divided negative electrode active material layer 6A is formed on the transfer sheet 43 is referred to as “first transfer seal”, and the transfer seal in which the second divided negative electrode active material layer 6B is formed on the transfer sheet 44 is “ This is called “second transfer seal”.

次の第1転写シール貼り付け工程#52では、図13(B)に示したように、第1転写シール51のうち第1分割負極活物質層6Aの側を負極集電体4に押圧することにより、第1分割負極活物質層6Aを負極集電体4の上に貼り付けた後、転写シート43を剥がす。   In the next first transfer seal sticking step # 52, as shown in FIG. 13B, the first divided negative electrode active material layer 6A side of the first transfer seal 51 is pressed against the negative electrode current collector 4. Thus, after the first divided negative electrode active material layer 6A is attached to the negative electrode current collector 4, the transfer sheet 43 is peeled off.

次の第2転写シール貼り付け工程#53では、図13(C)に示したように、第2転写シール52のうち第2分割負極活物質層6Bの側を第1分割負極活物質層6Aに押圧する。これによって、第2分割負極活物質層6Bを第1分割負極活物質層6Aの上に貼り付けた後、転写シート44を剥がす。   In the next second transfer seal attaching step # 53, as shown in FIG. 13C, the second divided negative electrode active material layer 6B side of the second transfer seal 52 is placed on the first divided negative electrode active material layer 6A. Press on. As a result, the second divided negative electrode active material layer 6B is pasted on the first divided negative electrode active material layer 6A, and then the transfer sheet 44 is peeled off.

次の塑性加工工程#54では、図13(D)に示したように、ドリル加工によって負極活物質層6に穴26を複数穿設する。   In the next plastic working step # 54, as shown in FIG. 13D, a plurality of holes 26 are formed in the negative electrode active material layer 6 by drilling.

正極8についても、図12,図13に示したと同様にして製造する。   The positive electrode 8 is also manufactured in the same manner as shown in FIGS.

スプレー塗工によって転写シート43,44の上に塗膜を形成する場合や、ダイコーターによって転写シート43,44の上に塗膜を形成する場合にも前述したように塗膜内を流動する活物質粒子に重力が働く。このため、時間の経過によって各活物質粒子が溶剤中を沈殿(鉛直下方に落下)することがある。これによって、転写シート43,44に近い側で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に多くなり、転写シート43,44から離れる側で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少なくなる。そして、加熱・乾燥によって塗膜が活物質層へと変化したとき、活物質層の内部では、鉛直上方側ほど単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少なく、鉛直下方側ほど単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に多くなってしまう。鉛直方向における活物質粒子の偏在は、一度に塗布する塗膜の厚さが厚くなるほど大きくなる。一方、第6実施形態では、望みの厚さの半分の厚さで第1、第2の塗膜を転写シート43,44の上に形成している。一度に形成する塗膜の厚さが望みの厚さの半分であれば、活物質粒子の鉛直方向における偏在が、一度に形成する塗膜の厚さが望みの厚さである場合の半分で済むこととなる。このため、各分割負極活物質層5A,6A,5B,6Bの内部での活物質粒子の鉛直方向における偏在が問題となることはない。さらに述べると、望みの厚さの1/2の厚さで転写シートの上に第1、第2の塗膜を形成した場合に、活物質粒子の鉛直方向における偏在が問題となるのであれば、望みの厚さの1/3の厚さで3つの各転写シートの上に塗膜を形成すればよい。このとき、転写シールは3つとなる。これは、厚さを薄くするほど活物質粒子の鉛直方向における偏在が小さくなってゆくためである。言い換えると、活物質粒子の鉛直方向における偏在を許容できる厚さを基準の厚さDstdとして予め求めておき、望みの厚さDtgtをこの基準の厚さDstdで除算することにより分割すべき転写シールの数が求まる。商が割り切れなければ、1つだけ分割すべき転写シールの数を多くする。第6実施形態では、転写シールが第1、第2の2つの転写シールである場合で説明したが、これに限られるものでない。   Even when a coating film is formed on the transfer sheets 43 and 44 by spray coating, or when a coating film is formed on the transfer sheets 43 and 44 by a die coater, as described above, Gravity acts on material particles. For this reason, each active material particle may precipitate in the solvent (falling vertically downward) over time. As a result, the number of active material particles present per unit volume on the side closer to the transfer sheets 43 and 44 is relatively large, and the number of active material particles present per unit volume on the side away from the transfer sheets 43 and 44. Is relatively less. And when the coating film changes into an active material layer by heating and drying, the number of active material particles present per unit volume is relatively smaller in the vertical direction on the inside of the active material layer, The number of active material particles present per unit volume is relatively large. The uneven distribution of the active material particles in the vertical direction increases as the thickness of the coating film applied at a time increases. On the other hand, in the sixth embodiment, the first and second coating films are formed on the transfer sheets 43 and 44 at half the desired thickness. If the thickness of the coating film formed at one time is half of the desired thickness, the uneven distribution of the active material particles in the vertical direction is half that when the thickness of the coating film formed at one time is the desired thickness. It will be over. For this reason, the uneven distribution of the active material particles in the vertical direction within each divided negative electrode active material layer 5A, 6A, 5B, 6B does not become a problem. Further, if the first and second coating films are formed on the transfer sheet with a thickness that is ½ of the desired thickness, if uneven distribution of the active material particles in the vertical direction becomes a problem. A coating film may be formed on each of the three transfer sheets with a thickness of 1/3 of the desired thickness. At this time, there are three transfer seals. This is because the uneven distribution of the active material particles in the vertical direction decreases as the thickness decreases. In other words, the thickness of the active material particles that can allow uneven distribution in the vertical direction is obtained in advance as the reference thickness Dstd, and the transfer seal to be divided by dividing the desired thickness Dtgt by the reference thickness Dstd. The number of is obtained. If the quotient is not divisible, the number of transfer seals to be divided by one is increased. In the sixth embodiment, the case where the transfer seals are the first and second transfer seals has been described. However, the present invention is not limited to this.

第6実施形態では、活物質層形成工程が、転写シール貼り付け工程#42,#44,#52,#54である。上記の転写シール貼り付け工程#42,#44,#52,#54では、転写シートの上に単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相違する活物質層を形成した少なくとも2枚の転写シール41,42,51,52を用いる。そして、転写シールの活物質層の単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が少ないほど集電体側に近くなるように貼り付ける。これによって、第1分割負極活物質層5A,6A(活物質層のうち集電体に近い側)で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少なくすることができる。第2分割負極活物質層5B,6B(活物質層のうち集電体から離れる側)で単位体積当たりに存在する活物質粒子が相対的に多くなるようにすることができる。   In the sixth embodiment, the active material layer forming process is a transfer seal attaching process # 42, # 44, # 52, # 54. In the above transfer seal pasting steps # 42, # 44, # 52, and # 54, at least two sheets of transfer in which active material layers having different numbers of active material particles present per unit volume are formed on a transfer sheet. Seals 41, 42, 51 and 52 are used. Then, the smaller the number of active material particles present per unit volume of the active material layer of the transfer seal, the closer to the current collector side. As a result, the number of active material particles present per unit volume in the first divided negative electrode active material layers 5A and 6A (on the active material layer side closer to the current collector) can be relatively reduced. The active material particles present per unit volume can be relatively increased in the second divided negative electrode active material layers 5B and 6B (on the side of the active material layer away from the current collector).

(第7実施形態)
図14,図15は第7実施形態の負極3の製造方法を説明するための正面図である。第6実施形態の図12,図13と同一部分には同一の符号を付している。第7実施形態も転写シールを貼り付けることによって活物質層を形成するものであるが、転写シール作成工程#41が第6実施形態と相違する。
(Seventh embodiment)
14 and 15 are front views for explaining the manufacturing method of the negative electrode 3 of the seventh embodiment. The same parts as those in FIGS. 12 and 13 of the sixth embodiment are denoted by the same reference numerals. The seventh embodiment also forms an active material layer by attaching a transfer seal, but the transfer seal creation step # 41 is different from the sixth embodiment.

ここでも、特に負極3の製造方法について説明する。第7実施形態では、負極の一方の負極活物質層5の製造方法として、転写シール作成工程#41、第1転写シール貼り付け工程#42、第2転写シール貼り付け工程#43、塑性加工工程#44を含ませる。   Here, in particular, a method for manufacturing the negative electrode 3 will be described. In the seventh embodiment, as a method for producing one negative electrode active material layer 5 of the negative electrode, transfer seal creating step # 41, first transfer seal attaching step # 42, second transfer seal attaching step # 43, plastic working step # 44 is included.

第7実施形態は、転写シール作成工程#41が、さらに第1転写シール作成工程#61、第3転写シール作成工程#62、加圧工程#63で構成される。   In the seventh embodiment, the transfer seal creating process # 41 further includes a first transfer seal creating process # 61, a third transfer seal creating process # 62, and a pressurizing process # 63.

まず、第1転写シール作成工程#61では、転写シート43の上に厚さを所定値h1とした第1分割負極活物質層5Aを有する転写シール41(第1転写シール)を作成する。第3転写シール作成工程#62では、転写シート43の上に厚さを所定値h1より大きい所定値h1’(h1’>h1)とした第1分割負極活物質層5Aを有する転写シール41(この転写シールを「第3転写シール」という。)を作成する。   First, in the first transfer seal creating step # 61, a transfer seal 41 (first transfer seal) having the first divided negative electrode active material layer 5A having a thickness h1 is formed on the transfer sheet 43. In the third transfer seal creating step # 62, the transfer seal 41 (having the first divided negative electrode active material layer 5A on the transfer sheet 43 with a predetermined thickness h1 ′ (h1 ′> h1) larger than the predetermined value h1. This transfer seal is referred to as a “third transfer seal”).

次の加圧工程#63では、第3転写シール41’に対して厚さ方向にプレス加工を施す。これによって、第3転写シール41’の厚さが所定値h1’から所定値h1へと薄くなるようにする(塑性変形させる)。プレス加工によって塑性変形した第3点転写シール41’の第1分割負極活物質層5Aでは、単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が塑性変形の前より増加して、隣り合う活物質粒子間の距離が短くなる。これによって、塑性変形した第1分割負極活物質層5Aが、一定量の溶剤に混入する活物質粒子の数を相対的に多くした負極活物質スラリー(つまり第2負極活物質スラリー)から形成される第2分割負極活物質層5Bと同等となるのである。この結果、プレス加工によって厚さを所定値h1にまで圧縮した第1分割負極活物質層5Aを第2分割負極活物質層5Bとして扱うことができる。言い換えると、プレス加工後の第1分割負極活物質層が第2分割負極活物質層5Bと同一視できるように、第3転写シール41’の第1分割負極活物質層5Aの厚さである所定値h1’を予め定めておくのである。   In the next pressurizing step # 63, the third transfer seal 41 'is pressed in the thickness direction. Thus, the thickness of the third transfer seal 41 'is reduced from the predetermined value h1' to the predetermined value h1 (plastically deformed). In the first divided negative electrode active material layer 5A of the third point transfer seal 41 ′ plastically deformed by press working, the number of active material particles present per unit volume increases from before the plastic deformation, and adjacent active material particles The distance between them becomes shorter. Thus, the plastically deformed first divided negative electrode active material layer 5A is formed from a negative electrode active material slurry (that is, a second negative electrode active material slurry) in which the number of active material particles mixed in a certain amount of solvent is relatively increased. This is equivalent to the second divided negative electrode active material layer 5B. As a result, the first divided negative electrode active material layer 5A whose thickness is compressed to a predetermined value h1 by pressing can be handled as the second divided negative electrode active material layer 5B. In other words, it is the thickness of the first divided negative electrode active material layer 5A of the third transfer seal 41 ′ so that the first divided negative electrode active material layer after press working can be identified with the second divided negative electrode active material layer 5B. The predetermined value h1 ′ is determined in advance.

このように、第3転写シール作成工程#62及び加圧工程#63が第6実施形態の転写シール作成工程#41と異なるだけで、後の工程#42、#43、#44は第6実施形態と同様である。   As described above, the third transfer seal creation process # 62 and the pressurization process # 63 are different from the transfer seal creation process # 41 of the sixth embodiment, and the subsequent processes # 42, # 43, and # 44 are the sixth implementation. It is the same as the form.

次に、第7実施形態では、負極3の他方の負極活物質層6の製造方法として、転写シール作成工程#51、第1転写シール貼り付け工程#52、第2転写シール貼り付け工程#53、塑性加工工程#54を含ませる。   Next, in the seventh embodiment, as a method for producing the other negative electrode active material layer 6 of the negative electrode 3, a transfer seal creating step # 51, a first transfer seal attaching step # 52, and a second transfer seal attaching step # 53. Then, plastic working step # 54 is included.

第7実施形態は、転写シール作成工程#51が、さらに第1転写シール作成工程#71、第3転写シール作成工程#72、加圧工程#73で構成される。   In the seventh embodiment, the transfer seal creating process # 51 further includes a first transfer seal creating process # 71, a third transfer seal creating process # 72, and a pressurizing process # 73.

まず、第1転写シール作成工程#71では、転写シート43の上に厚さを所定値h1とした第1分割負極活物質層6Aを有する転写シール51(第1転写シール)を作成する。第3転写シール作成工程#72では、転写シート43の上に厚さを所定値h1より大きい所定値h1’(h1’>h1)とした第1分割負極活物質層6Aを有する転写シール51(この転写シールを「第3転写シール」という。)を作成する。   First, in the first transfer seal creating step # 71, a transfer seal 51 (first transfer seal) having the first divided negative electrode active material layer 6A having a thickness h1 on the transfer sheet 43 is created. In the third transfer seal creating step # 72, the transfer seal 51 (having the first divided negative electrode active material layer 6A having a predetermined value h1 ′ (h1 ′> h1) greater than the predetermined value h1 on the transfer sheet 43 is provided. This transfer seal is referred to as a “third transfer seal”).

次の加圧工程#73では、第3転写シール51’に対して厚さ方向にプレス加工を施す。これによって、第3転写シール51’の厚さが所定値h1’から所定値h1へと薄くなるようにする(塑性変形させる)。プレス加工によって塑性変形した第3点転写シール51’の第1分割負極活物質層6Aでは、単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が塑性変形の前より増加して、隣り合う活物質粒子間の距離が短くなる。これによって、塑性変形した第1分割負極活物質層6Aが、一定量の溶剤に混入する活物質粒子の数を相対的に多くした負極活物質スラリー(つまり第2負極活物質スラリー)から形成される第2分割負極活物質層6Bと同等となるのである。この結果、プレス加工によって厚さを所定値h1にまで圧縮した第1分割負極活物質層6Aは、第2分割負極活物質層6Bとして扱うことができる。言い換えると、プレス加工後の第1分割負極活物質層が第2分割負極活物質層6Bと同一視できるように、第3転写シール51’の第1分割負極活物質層6Aの厚さである所定値h1’を予め定めておくのである。   In the next pressurizing step # 73, the third transfer seal 51 'is pressed in the thickness direction. As a result, the thickness of the third transfer seal 51 'is reduced from the predetermined value h1' to the predetermined value h1 (plastically deformed). In the first divided negative electrode active material layer 6A of the third point transfer seal 51 ′ plastically deformed by press working, the number of active material particles present per unit volume increases from before the plastic deformation, so that adjacent active material particles The distance between them becomes shorter. Thus, the plastically deformed first divided negative electrode active material layer 6A is formed from a negative electrode active material slurry (that is, a second negative electrode active material slurry) in which the number of active material particles mixed in a certain amount of solvent is relatively increased. This is equivalent to the second divided negative electrode active material layer 6B. As a result, the first divided negative electrode active material layer 6A whose thickness is compressed to a predetermined value h1 by pressing can be handled as the second divided negative electrode active material layer 6B. In other words, it is the thickness of the first divided negative electrode active material layer 6A of the third transfer seal 51 ′ so that the first divided negative electrode active material layer after press working can be identified with the second divided negative electrode active material layer 6B. The predetermined value h1 ′ is determined in advance.

このように、第3転写シール作成工程#72及び加圧工程#73が第6実施形態の転写シール作成工程#51と異なるだけで、後の工程#52、#53、#54は第6実施形態と同様である。   As described above, the third transfer seal creation process # 72 and the pressurization process # 73 are different from the transfer seal creation process # 51 of the sixth embodiment, and the subsequent processes # 52, # 53, and # 54 are the sixth implementation. It is the same as the form.

第7実施形態では、活物質層形成工程#41は、第1転写シール作成工程#61,#71、第3転写シール作成工程#62,#72、加圧工程#63,#73、貼り付け工程#42,#43,#52,#53を含む。上記の第1転写シール作成工程#61,#71では、転写シートの上に単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少ない活物質層を所定の厚さ(h1)有する第1転写シール41,51を作成する。上記の第3転写シール作成工程#62,#72では、転写シートの上に単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少ない活物質層を前記所定の厚さ(h1)より厚い厚さ(h1’)有する第3転写シール41’,51’を作成する。上記の加圧工程#63,#73では、第3転写シール41’,51’に厚さ方向にプレス加工することによって第3転写シールの活物質層を塑性変形させ、塑性変形後の単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が第1転写シール41,51より多くなるようにする。上記の貼り付け工程#42,#43,#52,#53では、加圧工程による塑性変形後の第3転写シール42,52及び第1転写シール41,51をこの順に集電体4,9に貼り付ける。これによって、1種類の活物質スラリーだけからでも、単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に異なる2層の分割活物質層5A,5B,6A,6Bを簡易に形成できる。   In the seventh embodiment, the active material layer forming step # 41 includes first transfer seal creation steps # 61 and # 71, third transfer seal creation steps # 62 and # 72, pressurization steps # 63 and # 73, and pasting. Steps # 42, # 43, # 52, and # 53 are included. In the first transfer seal creation steps # 61 and # 71 described above, a first active material layer having a predetermined thickness (h1) having a relatively small number of active material particles per unit volume on a transfer sheet. Transfer seals 41 and 51 are created. In the third transfer seal creation steps # 62 and # 72, the active material layer having a relatively small number of active material particles per unit volume on the transfer sheet is thicker than the predetermined thickness (h1). Third transfer seals 41 ′ and 51 ′ having a thickness (h1 ′) are formed. In the above pressurization steps # 63 and # 73, the active material layer of the third transfer seal is plastically deformed by pressing the third transfer seals 41 ′ and 51 ′ in the thickness direction, and the unit volume after the plastic deformation. The number of active material particles present per unit is made larger than that of the first transfer seals 41 and 51. In the pasting steps # 42, # 43, # 52 and # 53, the third transfer seals 42 and 52 and the first transfer seals 41 and 51 after plastic deformation by the pressurizing step are arranged in this order on the current collectors 4 and 9. Paste to. Thereby, even from only one type of active material slurry, two divided active material layers 5A, 5B, 6A, and 6B having relatively different numbers of active material particles per unit volume can be easily formed.

(比較例1)
活物質層に穴を穿設してない負極3、正極8を用いた電池(コインセル)を比較例1として製作した。比較例1の負極活物質層は第2分割負極活物質層のみから、比較例1の正極活物質層は第2分割正極活物質層のみから形成した。
(Comparative Example 1)
A battery (coin cell) using the negative electrode 3 and the positive electrode 8 in which no hole was formed in the active material layer was manufactured as Comparative Example 1. The negative electrode active material layer of Comparative Example 1 was formed only from the second divided negative electrode active material layer, and the positive electrode active material layer of Comparative Example 1 was formed from only the second divided positive electrode active material layer.

(比較例2)
活物質層を比較例1と同じに形成した上で、活物質層に穴を穿設した負極3、正極8を作成し、この負極3、正極8を用いた電池を比較例2として製作した。
(Comparative Example 2)
After forming the active material layer in the same manner as in Comparative Example 1, negative electrode 3 and positive electrode 8 having holes formed in the active material layer were prepared, and a battery using this negative electrode 3 and positive electrode 8 was produced as Comparative Example 2. .

(実施例1)
活物質層に複数の穴を形成すると共に、活物質層(電極)の厚さ方向に集電体4,9に近づくほど単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が連続的に少なくなるようにした負極3、正極8を作成した。この負極3、正極8を用いた電池を実施例1として製作した。この場合、負極活物質層のうち負極集電体から最も離れている側でほぼ第2分割負極活物質層の組成と同等となるように、かつ正極活物質層のうち正極集電体から最も離れている側でほぼ第2分割正極活物質層の組成と同等となるようにしている。
Example 1
A plurality of holes are formed in the active material layer, and the number of active material particles present per unit volume continuously decreases as the current collectors 4 and 9 are approached in the thickness direction of the active material layer (electrode). Negative electrode 3 and positive electrode 8 were prepared. A battery using the negative electrode 3 and the positive electrode 8 was produced as Example 1. In this case, the most distant from the negative electrode current collector in the negative electrode active material layer is almost the same as the composition of the second divided negative electrode active material layer, and the most from the positive electrode current collector in the positive electrode active material layer. It is made to become substantially equal to the composition of the second divided positive electrode active material layer on the remote side.

(評価)
図16,図17は、所定のレートでの放電容量を計測してまとめた比較例1,2及び実施例1の放電性能の特性図である。図16,図17によれば、実施例1のほうが、放電容量を比較例2より増加できている。
(Evaluation)
FIGS. 16 and 17 are characteristic diagrams of the discharge performance of Comparative Examples 1 and 2 and Example 1 in which the discharge capacity at a predetermined rate is measured and summarized. According to FIGS. 16 and 17, the discharge capacity in Example 1 can be increased as compared with Comparative Example 2.

(第8実施形態)
図18(A)は、本実施形態の場合のリチウムイオンの移動の様子を説明するためのモデル図である。図18(B)は第1実施形態の場合のリチウムイオンの移動の様子を説明するためのモデル図である。なお、図18(A)、図18(B)は、負極集電体4と、第1分割活物質層5Aと、第2分割活物質層5Bとについてのみ示しているが、正極集電板9、第1分割活物質層6A、及び第2分割活物質層6Aについても同様である。
(Eighth embodiment)
FIG. 18A is a model diagram for explaining the movement of lithium ions in the present embodiment. FIG. 18B is a model diagram for explaining the movement of lithium ions in the case of the first embodiment. 18A and 18B show only the negative electrode current collector 4, the first divided active material layer 5A, and the second divided active material layer 5B, but the positive electrode current collector plate. The same applies to the first divided active material layer 6A and the second divided active material layer 6A.

第1実施形態の穴25が負極集電体4に対して直交する向き(厚さ方向)に穿設されているのに対して、本実施形態の穴25は、負極集電体4の厚さ方向に対して傾斜している。   Whereas the hole 25 of the first embodiment is drilled in a direction (thickness direction) perpendicular to the negative electrode current collector 4, the hole 25 of the present embodiment has a thickness of the negative electrode current collector 4. It is inclined with respect to the vertical direction.

第1実施形態の場合は、穴25が負極集電板4の厚さ方向に穿設されているので、穴25を通るリチウムイオンは側面25Aにほとんど衝突することなく第1分割活物質層5Aに到達し、負極集電板4の面方向に方向転換して第1分割活物質層5A内に拡散する。   In the case of the first embodiment, since the hole 25 is formed in the thickness direction of the negative electrode current collector plate 4, the lithium ions passing through the hole 25 hardly collide with the side surface 25A, and the first divided active material layer 5A. Reaches the surface of the negative electrode current collector plate 4 and diffuses into the first divided active material layer 5A.

これに対して本実施形態では、穴25が負極集電板4の厚さ方向に対して傾斜しているので、負極集電体4へ向かうリチウムイオンの一部が穴25の側面25Aに衝突する。側面25Aに衝突したリチウムイオンは、穴25から第1分割活物質層5Aまたは第2分割活物質層5Bへと流出し拡散する。なお、側面25Aに衝突せずに穴25の負極集電板4側の端部まで移動し、そこから負極集電板4の面方向へ移動するリチウムイオンも存在する。   On the other hand, in the present embodiment, since the hole 25 is inclined with respect to the thickness direction of the negative electrode current collector plate 4, a part of the lithium ions toward the negative electrode current collector 4 collide with the side surface 25 </ b> A of the hole 25. To do. The lithium ions colliding with the side surface 25A flow out from the hole 25 to the first divided active material layer 5A or the second divided active material layer 5B and diffuse. Note that there are also lithium ions that move to the end of the hole 25 on the negative electrode current collector plate 4 side without colliding with the side surface 25 </ b> A and move from there to the surface direction of the negative electrode current collector plate 4.

負極集電板4の近くに存在しているリチウムイオンの、穴25の入口から現在の位置までの経路長(イオン伝導距離)を比較すると、負極集電板4の近くに到達してから方向転換をする第1実施形態の構成よりも、穴25の途中から活物質層に拡散する本実施形態の構成の方が短い。すなわち、本実施形態の構成の方が第1実施形態の構成に比べてイオン伝導性が高い。   Comparing the path length (ion conduction distance) of the lithium ions existing near the negative electrode current collector plate 4 from the entrance of the hole 25 to the current position, the direction after reaching the vicinity of the negative electrode current collector plate 4 The configuration of this embodiment that diffuses into the active material layer from the middle of the hole 25 is shorter than the configuration of the first embodiment that performs conversion. That is, the configuration of the present embodiment has higher ion conductivity than the configuration of the first embodiment.

図19は、所定のレートでの放電容量を計測してまとめた、本実施形態の電極を備える電池、上述した比較例2、及び上述した実施例1の放電性能の特性図である。図19に示すように、本実施形態によれば実施例1よりも放電容量をさらに増加できる。   FIG. 19 is a characteristic diagram of the discharge performance of the battery including the electrode of the present embodiment, the above-described comparative example 2, and the above-described example 1, which are collected by measuring the discharge capacity at a predetermined rate. As shown in FIG. 19, according to the present embodiment, the discharge capacity can be further increased as compared with Example 1.

上記説明では負極3について説明したが、正極8についても同様に適用可能である。   In the above description, the negative electrode 3 has been described, but the same applies to the positive electrode 8.

以上のように本実施形態では、活物質層5、6に設ける複数の穴25、26を、集電板4、9の厚さ方向に対して傾斜させて穿設した。これにより、穴25、26を集電板4、9の面方向に直交するよう穿設した場合に比べて、リチウムイオンが集電板4、9の近くに拡散するまでのイオン伝導距離が短くなり、イオン伝導性が高くなる。   As described above, in the present embodiment, the plurality of holes 25 and 26 provided in the active material layers 5 and 6 are formed so as to be inclined with respect to the thickness direction of the current collector plates 4 and 9. Thereby, compared with the case where the holes 25 and 26 are drilled so as to be orthogonal to the surface direction of the current collector plates 4 and 9, the ion conduction distance until the lithium ions diffuse near the current collector plates 4 and 9 is shorter. And ionic conductivity is increased.

(第9実施形態)
図20は、本実施形態の場合のリチウムイオンの移動の様子を説明するためのモデル図である。なお、図20は、負極集電体4と、第1分割活物質層5Aと、第2分割活物質層5Bとについてのみ示しているが、正極集電板9、第1分割活物質層6A、及び第2分割活物質層6Aについても同様である。
(Ninth embodiment)
FIG. 20 is a model diagram for explaining how lithium ions move in the present embodiment. FIG. 20 shows only the negative electrode current collector 4, the first divided active material layer 5A, and the second divided active material layer 5B, but the positive electrode current collector plate 9 and the first divided active material layer 6A. The same applies to the second divided active material layer 6A.

第1実施形態の穴25が負極集電体4の厚さ方向に穿設されているのに対して、本実施形態の穴25は、第2分割活物質層5Bを貫通する部分では負極集電板4の厚さ方向に延び、第1分割活物質層5Aを貫通する部分では負極集電体4の面方向に直交する方向に対して傾斜している。   Whereas the hole 25 of the first embodiment is drilled in the thickness direction of the negative electrode current collector 4, the hole 25 of the present embodiment has a negative electrode current collector in a portion that penetrates the second divided active material layer 5B. The portion extending in the thickness direction of the electric plate 4 and penetrating the first divided active material layer 5 </ b> A is inclined with respect to the direction orthogonal to the surface direction of the negative electrode current collector 4.

第2分割活物質層5Bは、第1分割活物質層5Aに比べて活物質粒子が密の状態なので、リチウムイオンが伝導しにくい。したがって、第2分割活物質層5Bを貫通する部分では、第1分割活物質層5Aを貫通する部分に比べて、穴25を負極集電板4の厚さ方向に対して傾斜させて側面25Aから第2分割活物質層5Bへリチウムイオンを流出させることによるイオン伝導性向上の効果が小さい。   In the second divided active material layer 5B, since the active material particles are denser than the first divided active material layer 5A, lithium ions are less likely to be conducted. Therefore, in the portion that penetrates the second divided active material layer 5B, the hole 25 is inclined with respect to the thickness direction of the negative electrode current collector plate 4 in comparison with the portion that penetrates the first divided active material layer 5A. The effect of improving the ionic conductivity by flowing lithium ions out of the second divided active material layer 5B is small.

そこで、第2分割活物質層5Bを貫通する部分は負極集電板4の厚さ方向であり、第1分割活物質層5Aを貫通する部分は負極集電板4の面方向に対して直交する方向に対して傾斜する穴25とする。このような構成にすると、リチウムイオンは第2分割活物質層5Bを貫通する部分では穴25から第2分割活物質層5Bへほとんど流出することなく速やかに第1分割活物質層5Aに到達し、穴25の側面25Aから第1分割活物質層5Aへ流出する。傾斜した穴25の側面25Aから第1分割活物質層5Aへリチウムイオンが流出することによるイオン伝導性向上の効果については、第8実施形態で説明した通りである。   Therefore, the portion that penetrates the second divided active material layer 5B is in the thickness direction of the negative electrode current collector plate 4, and the portion that penetrates the first divided active material layer 5A is orthogonal to the surface direction of the negative electrode current collector plate 4. It is set as the hole 25 inclined with respect to the direction to do. With such a configuration, lithium ions quickly reach the first divided active material layer 5A without almost flowing out from the hole 25 to the second divided active material layer 5B in the portion that penetrates the second divided active material layer 5B. And flows out from the side surface 25A of the hole 25 to the first divided active material layer 5A. The effect of improving ion conductivity due to the outflow of lithium ions from the side surface 25A of the inclined hole 25 to the first divided active material layer 5A is as described in the eighth embodiment.

以上のように本実施形態では、第2分割活物質層5Bを貫通する部分では負極集電板4の厚さ方向に延び、第1分割活物質層5Aを貫通する部分では負極集電体4の厚さ方向に対して傾斜する穴25を穿設する。これにより、リチウムイオンは伝導性の相対的に低い第2分割活物質層5Bを速やかに通過し、イオン伝導性の相対的に高い第1分割活物質層5Aを貫通する部分で穴25の側面25Aから第1分割活物質層5Aへと流出する。その結果、リチウムイオンが集電板4、9の近くに拡散するまでのイオン伝導距離が短くなり、イオン伝導性が高くなる。   As described above, in the present embodiment, the portion that penetrates the second divided active material layer 5B extends in the thickness direction of the negative electrode current collector plate 4 and the portion that penetrates the first divided active material layer 5A has the negative electrode current collector 4. A hole 25 inclined with respect to the thickness direction is formed. As a result, the lithium ions quickly pass through the second divided active material layer 5B having a relatively low conductivity and pass through the first divided active material layer 5A having a relatively high ion conductivity at the side surface of the hole 25. It flows out from 25A to the first divided active material layer 5A. As a result, the ion conduction distance until the lithium ions diffuse near the current collector plates 4 and 9 is shortened, and the ion conductivity is increased.

(第10実施形態)
図21は、本実施形態の場合のリチウムイオンの移動の様子を説明するためのモデル図である。なお、図21は、負極集電体4と、第1分割活物質層5Aと、第2分割活物質層5Bとについてのみ示しているが、正極集電板9、第1分割活物質層6A、及び第2分割活物質層6Aについても同様である。
(10th Embodiment)
FIG. 21 is a model diagram for explaining how lithium ions move in the present embodiment. FIG. 21 shows only the negative electrode current collector 4, the first divided active material layer 5A, and the second divided active material layer 5B, but the positive electrode current collector plate 9 and the first divided active material layer 6A. The same applies to the second divided active material layer 6A.

上述した各実施形態の穴25は、穴25の一端から他端まで集電板4、9の面方向の断面形状が一様であるが、本実施形態の穴25は、側面25Aの少なくとも一部が負極集電板4の厚さ方向に対して傾いた、負極集電板4に近づくほど狭くなる楔形である。   The hole 25 of each embodiment described above has a uniform cross-sectional shape in the surface direction of the current collector plates 4 and 9 from one end to the other end of the hole 25. However, the hole 25 of this embodiment has at least one of the side surface 25A. The wedge portion is inclined with respect to the thickness direction of the negative electrode current collector plate 4 and becomes narrower as it approaches the negative electrode current collector plate 4.

本実施形態の穴25は、負極集電板4の厚さ方向に対して傾いている側面25Aを有することにより、負極集電板4の厚さ方向に対して傾斜した穴25と同様の、イオン伝導性を向上させる機能を有する。さらに、本実施形態のように穴25を楔形にすると、一端から他端まで一様な断面形状の穴25に比べて、穴25を穿設することによる活物質層の体積の減少を低減できる。つまり、電極の容量損失を低減できる。   The hole 25 of the present embodiment has a side surface 25A that is inclined with respect to the thickness direction of the negative electrode current collector plate 4, thereby being similar to the hole 25 that is inclined with respect to the thickness direction of the negative electrode current collector plate 4. It has a function of improving ion conductivity. Further, when the hole 25 is wedge-shaped as in the present embodiment, the decrease in the volume of the active material layer due to the hole 25 can be reduced as compared with the hole 25 having a uniform cross-sectional shape from one end to the other end. . That is, the capacity loss of the electrode can be reduced.

なお、図21では、負極集電板4の厚さ方向に対して傾いた側面25Aの傾斜が穴25の一端から他端まで一定となっているが、これに限られるわけではない。例えば、側面25Aの第2分割活物質層5Bを貫通する部分は負極集電板4の厚さ方向と一致し、第1分割活物質層5Aを貫通する部分を負極集電板4の厚さ方向に対して傾けてもよいし、側面25Aの全体を負極集電板4の厚さ方向に対して傾けてもよい。   In FIG. 21, the inclination of the side surface 25 </ b> A inclined with respect to the thickness direction of the negative electrode current collector plate 4 is constant from one end to the other end of the hole 25, but is not limited thereto. For example, the portion of the side surface 25A that penetrates the second divided active material layer 5B coincides with the thickness direction of the negative electrode current collector plate 4, and the portion that penetrates the first divided active material layer 5A is the thickness of the negative electrode current collector plate 4. The entire side surface 25 </ b> A may be inclined with respect to the thickness direction of the negative electrode current collector plate 4.

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。例えば、実施形態では二次電池である場合で説明したが、一次電池であってよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims. For example, in the embodiment, the case of a secondary battery has been described, but a primary battery may be used.

#1 活物質層形成工程
#2 加熱・乾燥工程
#3 塑性加工工程
#11 活物質層形成工程
#12 加熱・乾燥工程
#13 塑性加工工程
#21 活物質スラリー調整工程
#22 第1活物質層形成工程
#23 第2活物質層形成工程
#24 加熱・乾燥工程
#25 塑性加工工程
#31 活物質スラリー調整工程
#32 第1活物質層形成工程
#33 第2活物質層形成工程
#34 加熱・乾燥工程
#35 塑性加工工程
#41 転写シール作成工程
#42 第1転写シール貼り付け工程
#43 第2転写シール貼り付け工程
#44 塑性加工工程
#51 転写シール作成工程
#52 第1転写シール貼り付け工程
#53 第2転写シール貼り付け工程
#54 塑性加工工程
#61 第1転写シール作成工程
#62 第3転写シール作成工程
#63 加圧工程
#71 第1転写シール作成工程
#72 第3転写シール作成工程
#73 加圧工程
1 リチウムイオン二次電池
2 発電要素
3 負極(電極)
4 負極集電体(集電体)
5 負極活物質層(活物質層)
5A 第1分割負極活物質層
5B 第2分割負極活物質層
6 負極活物質層(活物質層)
6A 第1分割負極活物質層
6B 第2分割負極活物質層
8 正極(電極)
9 正極集電体(集電体)
10 正極活物質層(活物質層)
10A 第1分割負極活物質層
10B 第2分割負極活物質層
11 正極活物質層(活物質層)
11A 第1分割負極活物質層
11B 第2分割負極活物質層
22 ローラ(金型)
23 凸部
25〜28 穴
31 スプレーコーター
41,51 第1転写シール
42,52 第2転写シール
41’,51’ 第3転写シール
43,44 転写シート
# 1 Active material layer forming process # 2 Heating / drying process # 3 Plastic working process # 11 Active material layer forming process # 12 Heating / drying process # 13 Plastic working process # 21 Active material slurry adjusting process # 22 First active material layer Formation process # 23 Second active material layer formation process # 24 Heating / drying process # 25 Plastic working process # 31 Active material slurry adjustment process # 32 First active material layer formation process # 33 Second active material layer formation process # 34 Heating -Drying process # 35 Plastic working process # 41 Transfer seal creating process # 42 First transfer seal attaching process # 43 Second transfer seal attaching process # 44 Plastic working process # 51 Transfer seal creating process # 52 First transfer seal attaching Step # 53 Second transfer seal pasting step # 54 Plastic working step # 61 First transfer seal creating step # 62 Third transfer seal creating step # 63 Pressurizing process # 71 first transfer seal forming step # 72 third transfer seal forming step # 73 pressurizing step 1 the lithium ion secondary batteries 2 power generating element 3 negative (electrode)
4 Negative electrode current collector (current collector)
5 Negative electrode active material layer (active material layer)
5A First divided negative electrode active material layer 5B Second divided negative electrode active material layer 6 Negative electrode active material layer (active material layer)
6A 1st division | segmentation negative electrode active material layer 6B 2nd division | segmentation negative electrode active material layer 8 Positive electrode (electrode)
9 Positive current collector (current collector)
10 Positive electrode active material layer (active material layer)
10A 1st division | segmentation negative electrode active material layer 10B 2nd division | segmentation negative electrode active material layer 11 Positive electrode active material layer (active material layer)
11A First divided negative electrode active material layer 11B Second divided negative electrode active material layer 22 Roller (mold)
23 Convex portion 25 to 28 Hole 31 Spray coater 41, 51 First transfer seal 42, 52 Second transfer seal 41 ', 51' Third transfer seal 43, 44 Transfer sheet

Claims (15)

活物質層の面方向に複数の厚さ方向の穴が穿設された電極であって、
前記活物質層のうち集電体に近い側で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少なく、集電体から離れる側で単位体積当たりに存在する活物質粒子が相対的に多いことを特徴とする電極。
An electrode having a plurality of holes in the thickness direction formed in the surface direction of the active material layer,
The number of active material particles present per unit volume on the side closer to the current collector of the active material layer is relatively small, and the number of active material particles present per unit volume on the side away from the current collector is relatively An electrode characterized by many.
前記活物質層は、少なくとも2つの活物質層を厚さ方向に重ねて構成され、
各活物質層のうち前記集電体に近い側の活物質層ほど単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が少なくなることを特徴とする請求項1に記載の電極。
The active material layer is configured by stacking at least two active material layers in the thickness direction,
2. The electrode according to claim 1, wherein among the active material layers, the number of active material particles present per unit volume is smaller in the active material layer closer to the current collector.
前記活物質層は、前記集電体と反対側より前記集電体に近づくほど単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が連続的に少なくなることを特徴とする請求項1に記載の電極。   2. The electrode according to claim 1, wherein the active material layer continuously decreases in number of active material particles per unit volume as it approaches the current collector from the side opposite to the current collector. . 前記穴は前記集電体の近くまで到達していることを特徴とする請求項1から3までのいずれか一つに記載の電極。   The electrode according to any one of claims 1 to 3, wherein the hole reaches near the current collector. 前記穴は前記集電体を貫通していることを特徴とする請求項1から3までのいずれか一つに記載の電極。   The electrode according to any one of claims 1 to 3, wherein the hole penetrates the current collector. 前記穴は、一端から他端までの間の少なくとも一部が前記集電体の厚さ方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項1に記載の電極。   The electrode according to claim 1, wherein at least a part of the hole from one end to the other end is inclined with respect to a thickness direction of the current collector. 前記穴は、前記集電体から離れる側を貫通する部分の少なくとも一部に前記集電体の厚さ方向と平行な直線部を有することを特徴とする請求項6に記載の電極。   The electrode according to claim 6, wherein the hole has a linear portion parallel to a thickness direction of the current collector in at least a part of a portion penetrating the side away from the current collector. 前記穴は、側面の少なくとも一部が前記集電体の厚さ方向に対して傾斜し、前記集電体に近づくほど狭くなる楔形であることを特徴とする請求項6に記載の電極。   The electrode according to claim 6, wherein the hole has a wedge shape in which at least a part of a side surface is inclined with respect to a thickness direction of the current collector and becomes narrower as the current collector is approached. 集電体に活物質層を形成する活物質層形成工程と、
この活物質層形成工程の後に、前記活物質層の面方向に複数の厚さ方向の穴を穿設する塑性加工工程と
を有する電極の製造方法において、
前記活物質層のうち前記集電体に近い側で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少なく、前記集電体から離れる側で単位体積当たりに存在する活物質粒子が相対的に多いことを特徴とする電極の製造方法。
An active material layer forming step of forming an active material layer on the current collector;
After the active material layer forming step, a plastic working step of drilling a plurality of thickness direction holes in the surface direction of the active material layer,
The number of active material particles present per unit volume on the side closer to the current collector of the active material layer is relatively small, and the number of active material particles present per unit volume on the side away from the current collector is relatively An electrode manufacturing method characterized in that the number of electrodes is large.
前記塑性加工工程は、表面に凸部を有する金型で一方向に圧延することによって、塑性変形した活物質部分の単位体積当たりに存在する活物質粒子の数を、塑性変形していない活物質部分より多くしつつ前記活物質層の面方向に複数の厚さ方向の穴を穿設する工程であることを特徴とする請求項9に記載の電極の製造方法。   In the plastic working step, the number of active material particles present per unit volume of the plastically deformed active material portion is reduced by unidirectional rolling with a mold having convex portions on the surface, and the active material that is not plastically deformed. The method for manufacturing an electrode according to claim 9, which is a step of forming a plurality of holes in the thickness direction in the surface direction of the active material layer while increasing the number of the holes. 前記活物質層形成工程は、単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相違する活物質スラリーを複数用意し、複数の各活物質スラリーを順番に前記集電体に吹き付ける工程であって、前記順番で先の活物質スラリーを吹き付けることによって形成される塗膜が乾いた後に、前記順番で後の活物質スラリーを吹き付けることによって塗膜を形成すると共に、単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が少ない活物質スラリーの塗膜ほど前記集電体に近くなるようにすることを特徴とする請求項9に記載の電極の製造方法。   The active material layer forming step is a step of preparing a plurality of active material slurries having different numbers of active material particles present per unit volume, and spraying each of the plurality of active material slurries to the current collector in order, After the coating film formed by spraying the previous active material slurry in the order is dried, the coating film is formed by spraying the subsequent active material slurry in the order, and the active material particles present per unit volume The method for producing an electrode according to claim 9, wherein a coating film of the active material slurry having a smaller number of particles is closer to the current collector. 前記活物質層形成工程は、転写シートの上に単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相違する活物質層を形成した少なくとも2枚の転写シールを、転写シールの活物質層の単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が少ないほど前記集電体側に近くなるように貼り付ける工程であることを特徴とする請求項9に記載の電極の製造方法。   In the active material layer forming step, at least two transfer seals in which active material layers different in the number of active material particles present per unit volume are formed on a transfer sheet are transferred to a unit volume of the active material layer of the transfer seal. The method for producing an electrode according to claim 9, wherein the electrode is a step of being attached so as to be closer to the current collector as the number of active material particles present per unit is smaller. 前記活物質層形成工程は、
転写シートの上に単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少ない活物質層を所定の厚さで形成した第1転写シールを作成する第1転写シール作成工程と、
転写シートの上に単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少ない活物質層を前記所定の厚さより厚い厚さで形成した第3転写シールを作成する第3転写シール作成工程と、
前記第3転写シールに厚さ方向にプレス加工することによって第3転写シールの活物質層を塑性変形させ、塑性変形後の単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が前記第1転写シールより多くなるようにする加圧工程と、
前記加圧工程による塑性変形後の第3転写シール及び前記第1転写シールをこの順に前記集電体に貼り付けることによって前記活物質層を形成する貼り付け工程と
を含むことを特徴とする請求項12に記載の電極の製造方法。
The active material layer forming step includes
A first transfer seal creating step of creating a first transfer seal in which an active material layer having a relatively small number of active material particles per unit volume is formed on a transfer sheet with a predetermined thickness;
A third transfer seal creating step for creating a third transfer seal in which an active material layer having a relatively small number of active material particles per unit volume is formed on the transfer sheet with a thickness greater than the predetermined thickness; ,
The active material layer of the third transfer seal is plastically deformed by pressing the third transfer seal in the thickness direction, and the number of active material particles present per unit volume after the plastic deformation is greater than that of the first transfer seal. A pressurizing step to increase the number,
And a bonding step of forming the active material layer by bonding the third transfer seal and the first transfer seal after plastic deformation in the pressurizing step to the current collector in this order. Item 13. A method for producing an electrode according to Item 12.
集電体に活物質層を形成した後に、前記活物質層の面方向に複数の厚さ方向の穴を穿設する電極の製造装置であって、
前記活物質層のうち前記集電体に近い側で単位体積当たりに存在する活物質粒子の数が相対的に少なく、前記集電体から離れる側で単位体積当たりに存在する活物質粒子が相対的に多くなるようにすることを特徴とする電極の製造装置。
An electrode manufacturing apparatus that, after forming an active material layer on a current collector, drills a plurality of holes in the thickness direction in the surface direction of the active material layer,
The number of active material particles present per unit volume on the side closer to the current collector of the active material layer is relatively small, and the number of active material particles present per unit volume on the side away from the current collector is relatively Electrode manufacturing apparatus characterized in that the number is increased.
請求項1から8までのいずれか一つに記載の電極を用いたことを特徴とする電池。   A battery using the electrode according to any one of claims 1 to 8.
JP2014009519A 2013-10-23 2014-01-22 Electrode, method and device for manufacturing electrode, and battery Pending JP2015109250A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014009519A JP2015109250A (en) 2013-10-23 2014-01-22 Electrode, method and device for manufacturing electrode, and battery

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013220053 2013-10-23
JP2013220053 2013-10-23
JP2014009519A JP2015109250A (en) 2013-10-23 2014-01-22 Electrode, method and device for manufacturing electrode, and battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015109250A true JP2015109250A (en) 2015-06-11

Family

ID=53439457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014009519A Pending JP2015109250A (en) 2013-10-23 2014-01-22 Electrode, method and device for manufacturing electrode, and battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015109250A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101230684B1 (en) Battery manufacturing method and battery
JP7022689B2 (en) Lithium battery current collector with conductive pillared structure on board
CN103904365B (en) Co-extrusion print head for multi-layer cell structure
CN103606644B (en) The negative plate of lithium ion battery, barrier film and both manufacture methods
CN104466229A (en) Flexible lithium secondary battery and preparation method thereof
MX2011011106A (en) Process for producing negative plate for lead storage battery, and lead storage battery.
JP2020513357A (en) Aluminum / plastic encapsulating film and lithium ion battery using the same
KR101932866B1 (en) Lithium-ion secondary cell
US9728769B2 (en) Method of manufacturing electrode of secondary battery by ESD method
CN102303007A (en) Method for coating electrode plate for lithium ion battery, electrode plate for lithium ion battery, and lithium ion battery
JP2022172307A (en) Manufacturing method of all-solid battery
JP5144703B2 (en) Manufacturing method of all solid state battery
CN108886132B (en) Method for manufacturing battery electrode and electrode manufacturing apparatus
KR102054326B1 (en) Electrode for Secondary Battery Having Fine Holes
JP7411975B2 (en) All-solid-state battery manufacturing method
CN203800123U (en) Electrode assembly and lithium secondary battery
KR20170100378A (en) Coating Device Reducing Thickness of Overlapping Region and Electrode Manufactured by Using the Same
JP2015109250A (en) Electrode, method and device for manufacturing electrode, and battery
CN205985229U (en) Lithium ion battery
KR102254323B1 (en) Device for Preparing Electrode Comprising Electrode Active Material Particles Having Different Diameters Dependent on Distance from Current Collector and Method of Manufacturing Electrode Using The Same
JP2015082421A (en) Electrode, battery, and method and device for manufacturing electrode
KR101279174B1 (en) Electrode structure of secondary battery and manufacturing method for electrode of secondary battery
KR101936339B1 (en) Device for Manufacturing Electrode for Secondary Battery Comprising Mold for Providing Electrode Mix Layer
JP2018018680A (en) Method for manufacturing electrode
JP2023062800A (en) Battery electrode manufacturing device and battery electrode manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20161205