JP2015204257A - Method for manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

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皓司 及川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a nonaqueous electrolyte secondary battery, by which an electrode plate can be manufactured without causing liquid dripping.SOLUTION: A method for manufacturing a nonaqueous electrolyte secondary battery comprises the steps of: providing a first mixture paste including an active material on a collector so that an end portion of the collector in its widthwise direction is exposed; providing a second mixture paste including the active material, of which the liquid amount is less than that of the first mixture paste, at a boundary between a coated part of the collector coated with the first mixture paste and an uncoated part of the collector exposed from the first mixture paste; and forming an electrode plate by rolling the collector having the first mixture paste and the second mixture paste provided.

Description

本発明は、合剤ペーストを用いて極板を形成する工程を備えた非水電解質二次電池の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a nonaqueous electrolyte secondary battery including a step of forming an electrode plate using a mixture paste.

特許文献1(特開2012−74359号公報)には、集電体箔の両面に、先に塗工された合剤ペースト層の両側端部に隣接して、アルミナペーストを塗工することが記載されている。この文献には、アルミナペーストがγ型アルミナ粒子を含むので、アルミナペーストと集電体箔との接合強度に優れ、よって、電池の製造時又は使用時等に合剤層の剥離及び活物質の脱落等が防止されることも記載されている。   In Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2012-74359), it is possible to apply an alumina paste on both sides of a current collector foil, adjacent to both end portions of a previously applied mixture paste layer. Have been described. In this document, since the alumina paste contains γ-type alumina particles, the bonding strength between the alumina paste and the current collector foil is excellent. Therefore, the separation of the mixture layer and the active material can be prevented when the battery is manufactured or used. It is also described that falling off is prevented.

特開2012−74359号公報JP 2012-74359 A

合剤ペーストを集電体に設けると、その合剤ペーストが塗工領域から非塗工領域へ侵入することがある。その結果、非塗工領域側に位置する塗工領域の端部において、合剤ペーストの厚さが局所的に薄くなることがある。以下では、この現象を「液だれ」と記す。   When the mixture paste is provided on the current collector, the mixture paste may enter the non-coating region from the coating region. As a result, the thickness of the mixture paste may be locally reduced at the end of the coating region located on the non-coating region side. Hereinafter, this phenomenon is referred to as “drip”.

液だれが発生した箇所では、圧延時に圧力がかかり難くなる。その結果、集電体への活物質の密着力が低下するので、製造時又は使用時等に活物質が集電体から脱離することがあり、内部短絡の発生及び電池容量の低下等を引き起こす。また、活物質の目付量が少なくなり、活物質の密度が低くなるので、リチウムの析出を引き起こすこともある。本発明の目的は、液だれを発生させることなく極板を製造可能な非水電解質二次電池の製造方法を提供することである。   In places where dripping occurs, it is difficult to apply pressure during rolling. As a result, since the adhesion of the active material to the current collector is reduced, the active material may be detached from the current collector during production or use, etc., resulting in the occurrence of an internal short circuit and a decrease in battery capacity. cause. In addition, since the basis weight of the active material is reduced and the density of the active material is reduced, precipitation of lithium may be caused. The objective of this invention is providing the manufacturing method of the nonaqueous electrolyte secondary battery which can manufacture an electrode plate, without generating dripping.

活物質等を集電体に接着させる方法としては種々の方法が考えられる。しかし、活物質等を含むペーストを集電体に設ければ、優れた塗工性が発揮され、よって、非水電解質二次電池の量産に資する。そのため、液だれを発生させることなく合剤ペーストを集電体に設ける方法が必要となる。   Various methods are conceivable as methods for adhering the active material or the like to the current collector. However, if a paste containing an active material or the like is provided on the current collector, excellent coating properties are exhibited, which contributes to mass production of nonaqueous electrolyte secondary batteries. Therefore, a method of providing the mixture paste on the current collector without causing dripping is necessary.

そこで、本発明者は、非塗工領域に撥水性材料を設けてから合剤ペーストを設けることを検討した。しかし、合剤ペーストの一部が非塗工領域に付着すると、その合剤ペーストが液滴として安定化することがある。そのまま放置すると新たな不具合を招くことがあるので、その液滴を非塗工領域から取り除く必要がある。その結果、非水電解質二次電池の生産性の低下を引き起こす。   Then, this inventor examined providing a mixture paste, after providing a water-repellent material in a non-coating area | region. However, when a part of the mixture paste adheres to the non-coating region, the mixture paste may be stabilized as droplets. If left as it is, a new problem may be caused, so it is necessary to remove the droplet from the non-coating area. As a result, the productivity of the nonaqueous electrolyte secondary battery is reduced.

次に、本発明者は、非塗工領域にマスキングテープを貼り付けてから合剤ペーストを設けることを検討した。しかし、マスキングテープを剥がすときに、活物質等の一部がマスキングテープと一緒に剥がれることがある。また、合剤ペーストがマスキングテープに付着しないように当該合剤ペーストを設けることは難しい。そのため、マスキングテープに付着した活物質等が無駄となる。   Next, this inventor examined providing a mixture paste, after a masking tape was affixed on a non-coating area | region. However, when the masking tape is peeled off, a part of the active material or the like may be peeled off together with the masking tape. Moreover, it is difficult to provide the mixture paste so that the mixture paste does not adhere to the masking tape. Therefore, the active material attached to the masking tape is wasted.

続いて、本発明者は、特許文献1に記載のアルミナペーストを用いることを検討した。しかし、電池反応に寄与しない材料が集電体に設けられるので、電池性能が低下する。   Then, this inventor examined using the alumina paste of patent document 1. FIG. However, since the current collector is provided with a material that does not contribute to the battery reaction, the battery performance is degraded.

本発明者は、以上を踏まえて検討を更に行い、本発明の非水電解質二次電池の製造方法を完成させた。本発明の非水電解質二次電池の製造方法は、集電体の幅方向端部が露出するように、活物質を含む第1合剤ペーストを集電体に設ける工程と、集電体が第1合剤ペーストに被覆されてなる塗工部と集電体が第1合剤ペーストから露出されてなる非塗工部との境界に、活物質を含み、且つ、液量が第1合剤ペーストよりも少ない第2合剤ペーストを設ける工程と、第1合剤ペースト及び第2合剤ペーストが設けられた集電体を圧延することにより極板を形成する工程とを備える。   The present inventor has further studied based on the above and completed the method for producing the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention. The method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention includes a step of providing a first mixture paste containing an active material on a current collector so that an end in a width direction of the current collector is exposed, The boundary between the coating part coated with the first mixture paste and the non-coating part where the current collector is exposed from the first mixture paste contains an active material, and the liquid amount is the first mixture. A step of providing a second mixture paste less than the agent paste, and a step of forming an electrode plate by rolling a current collector provided with the first mixture paste and the second mixture paste.

第2合剤ペーストの液量は、第1合剤ペーストの液量よりも少ない。そのため、第2合剤ペーストは、第1合剤ペーストよりも流動性に劣る。このような第2合剤ペーストを塗工部と非塗工部との境界に設けることにより、第1合剤ペーストが非塗工部へ侵入することを防止できる。   The liquid amount of the second mixture paste is smaller than the liquid amount of the first mixture paste. Therefore, the second mixture paste is inferior in fluidity to the first mixture paste. By providing such a second mixture paste at the boundary between the coating part and the non-coating part, it is possible to prevent the first mixture paste from entering the non-coating part.

「集電体の幅方向」は、後述の電極体を形成していない状態における集電体の長手方向に対して垂直な方向であって集電体の厚み方向とは異なる方向を意味する。「集電板の幅方向端部」は、集電板の幅方向一端を意味しても良いが、集電板の幅方向両端を意味することが好ましい。「非塗工部」は、集電体のうち第1合剤ペーストが設けられていない部分を意味する。「液量」は、合剤ペーストに含まれる液体の合計量を意味する。   “The width direction of the current collector” means a direction perpendicular to the longitudinal direction of the current collector in a state where an electrode body described later is not formed and is different from the thickness direction of the current collector. The “width direction end portion of the current collector plate” may mean one end in the width direction of the current collector plate, but preferably means both ends in the width direction of the current collector plate. “Non-coated portion” means a portion of the current collector where the first mixture paste is not provided. “Liquid amount” means the total amount of liquid contained in the mixture paste.

本発明の非水電解質二次電池の製造方法によれば、第1合剤ペーストが非塗工部へ侵入することを防止できるので、液だれを発生させることなく極板を製造できる。   According to the method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the first mixture paste can be prevented from entering the non-coated portion, so that the electrode plate can be produced without causing dripping.

本発明の一実施形態の非水電解質二次電池の製法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the nonaqueous electrolyte secondary battery of one Embodiment of this invention. (a)〜(c)は、本発明の一実施形態の非水電解質二次電池の製法を工程順に示す側面図である。(A)-(c) is a side view which shows the manufacturing method of the nonaqueous electrolyte secondary battery of one Embodiment of this invention in order of a process. 実施例の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of an Example. 実施例の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of an Example.

以下、本発明について図面を用いて説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分又は相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さ等の寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。   The present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings of the present invention, the same reference numerals represent the same or corresponding parts. In addition, dimensional relationships such as length, width, thickness, and depth are changed as appropriate for clarity and simplification of the drawings, and do not represent actual dimensional relationships.

[非水電解質二次電池の製造]
図1は、本実施形態の非水電解質二次電池の製法の一部を示すフロー図である。図2は、本実施形態の非水電解質二次電池の製法の一部を工程順に示す側面図である。図2には、集電板の幅方向一端側を記している。本実施形態では、以下に示す方法にしたがって極板13(正極及び負極の少なくとも一方)を製造するので、液だれの発生を防止できる。これにより、リチウムの析出を防止でき、内部短絡の発生を防止でき、電池容量の低下を防止できる。よって、安全性に優れ且つ高容量な非水電解質二次電池を提供できる。したがって、製造された非水電解質二次電池を例えばハイブリッド自動車若しくは電気自動車等の自動車用電源、工場用電源又は家庭用電源等に使用される大型電池として用いることができる。
[Manufacture of non-aqueous electrolyte secondary batteries]
FIG. 1 is a flowchart showing a part of the method for producing the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present embodiment. FIG. 2 is a side view showing a part of the manufacturing method of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present embodiment in the order of steps. FIG. 2 shows one end side in the width direction of the current collector plate. In this embodiment, since the electrode plate 13 (at least one of the positive electrode and the negative electrode) is manufactured according to the method described below, the occurrence of dripping can be prevented. Thereby, precipitation of lithium can be prevented, an internal short circuit can be prevented, and a decrease in battery capacity can be prevented. Therefore, it is possible to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent safety and high capacity. Therefore, the produced non-aqueous electrolyte secondary battery can be used as a large battery used for, for example, an automobile power source such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, a factory power source, or a household power source.

(第1合剤ペーストを設ける工程)
ステップS101では、集電体13Aの幅方向両端部が露出するように、第1合剤ペースト113を集電体13Aに設ける(図2(a))。これにより、集電体13Aが第1合剤ペースト113に被覆されてなる塗工部13Cと、集電体13Aが第1合剤ペースト113から露出されてなる非塗工部13Dとが形成される。
(Step of providing the first mixture paste)
In step S101, the first mixture paste 113 is provided on the current collector 13A so that both ends in the width direction of the current collector 13A are exposed (FIG. 2A). As a result, a coated portion 13C in which the current collector 13A is covered with the first mixture paste 113 and a non-coated portion 13D in which the current collector 13A is exposed from the first mixture paste 113 are formed. The

集電体13Aは、非水電解質二次電池の正極集電体又は負極集電体として公知の構成を有していれば良い。   The current collector 13A only needs to have a known configuration as a positive electrode current collector or a negative electrode current collector of a nonaqueous electrolyte secondary battery.

第1合剤ペースト113は、非水電解質二次電池の正極合剤ペースト又は負極合剤ペーストとして公知の構成を有していれば良い。つまり、正極を作製する場合、第1合剤ペースト113は、正極活物質と結着剤と導電剤とを含み、好ましくは増粘剤を更に含む。負極を作製する場合、第1合剤ペースト113は、負極活物質と結着剤とを含み、好ましくは増粘剤を更に含む。第1合剤ペースト113における活物質等の各含有量は、非水電解質二次電池の正極合剤ペースト又は負極合剤ペーストにおける活物質等の各含有量として一般的な含有量であれば良い。   The 1st mixture paste 113 should just have a well-known structure as a positive mix paste or a negative mix paste of a nonaqueous electrolyte secondary battery. That is, when producing a positive electrode, the first mixture paste 113 includes a positive electrode active material, a binder, and a conductive agent, and preferably further includes a thickener. When producing a negative electrode, the first mixture paste 113 includes a negative electrode active material and a binder, and preferably further includes a thickener. Each content such as the active material in the first mixture paste 113 may be a general content as each content of the active material in the positive electrode mixture paste or the negative electrode mixture paste of the nonaqueous electrolyte secondary battery. .

第1合剤ペースト113を集電体13Aに設ける方法としては、正極合剤ペーストを正極集電体に設ける方法又は負極合剤ペーストを負極集電体に設ける方法として公知の方法であれば良く、例えばダイ塗工法又はコンマコート法等を用いることができる。   The first mixture paste 113 may be provided on the current collector 13A as long as it is a known method as a method of providing the positive electrode mixture paste on the positive electrode current collector or a method of providing the negative electrode mixture paste on the negative electrode current collector. For example, a die coating method or a comma coating method can be used.

第1合剤ペースト113を集電体13Aに設けてから乾燥させても良い。第1合剤ペースト113を乾燥させる方法としては、正極合剤ペースト又は負極合剤ペーストを乾燥させる方法として公知の方法であれば良い。   The first mixture paste 113 may be dried after being provided on the current collector 13A. The method for drying the first mixture paste 113 may be any method known as a method for drying the positive electrode mixture paste or the negative electrode mixture paste.

(第2合剤ペーストを設ける工程)
ステップS102では、塗工部13Cと非塗工部13Dとの境界に第2合剤ペースト114を設ける(図2(b))。第2合剤ペースト114の液量は、第1合剤ペースト113の液量よりも少ない。そのため、第2合剤ペースト114は、第1合剤ペースト113よりも流動性に劣る。このような第2合剤ペースト114を塗工部13Cと非塗工部13Dとの境界に設けることにより、第1合剤ペースト113が非塗工部13Dへ侵入することを防止できる。つまり、液だれの発生を防止できる。
(Step of providing the second mixture paste)
In step S102, the 2nd mixture paste 114 is provided in the boundary of the coating part 13C and the non-coating part 13D (FIG.2 (b)). The liquid amount of the second mixture paste 114 is smaller than the liquid amount of the first mixture paste 113. Therefore, the second mixture paste 114 is inferior in fluidity to the first mixture paste 113. By providing such a second mixture paste 114 at the boundary between the coating part 13C and the non-coating part 13D, the first mixture paste 113 can be prevented from entering the non-coating part 13D. That is, the occurrence of dripping can be prevented.

さらに、非塗工部13Dに撥水性材料又はマスキングテープ等を設けることなく液だれの発生を防止できるので、非水電解質二次電池の生産性を高く維持でき、また、活物質が無駄になることを防止できる。電池反応に寄与しない材料を集電体13Aに設けることなく液だれの発生を防止できるので、非水電解質二次電池の電池性能を高く維持できる。   Furthermore, since the occurrence of dripping can be prevented without providing a water repellent material or masking tape or the like in the non-coated portion 13D, the productivity of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be maintained high, and the active material is wasted. Can be prevented. Since the occurrence of dripping can be prevented without providing the current collector 13A with a material that does not contribute to the battery reaction, the battery performance of the nonaqueous electrolyte secondary battery can be maintained high.

第2合剤ペースト114は、少なくとも塗工部13Cと非塗工部13Dとの境界に設けられれば良い。そのため、第2合剤ペースト114の一部が、塗工部13Cにおいて第1合剤ペースト113の一部を覆うように設けられても良いし、非塗工部13Dにおいて集電体13Aの一部を覆うように設けられても良い。   The 2nd mixture paste 114 should just be provided in the boundary of the coating part 13C and the non-coating part 13D at least. Therefore, a part of the second mixture paste 114 may be provided so as to cover a part of the first mixture paste 113 in the coating part 13C, or one part of the current collector 13A in the non-coating part 13D. It may be provided so as to cover the part.

第2合剤ペースト114の液量は、好ましくは20質量%以下であり、より好ましくは2質量%以上20質量%以下であり、さらに好ましく10質量%以上20質量%以下である。第2合剤ペースト114の液量が20質量%以下であれば、乾燥炉を別途、用いることなく第2合剤ペースト114を乾燥できる。第2合剤ペースト114の液量が2質量%以上であれば、活物質を集電体13Aへ密着させることができる。第2合剤ペースト114の液量の測定方法としては、第2合剤ペースト114を乾燥させ、乾燥前後の質量差を求め、その質量差を第2合剤ペースト114の液量とみなすという方法が挙げられる。   The amount of the second mixture paste 114 is preferably 20% by mass or less, more preferably 2% by mass or more and 20% by mass or less, and further preferably 10% by mass or more and 20% by mass or less. If the amount of the second mixture paste 114 is 20% by mass or less, the second mixture paste 114 can be dried without using a separate drying furnace. When the amount of the second mixture paste 114 is 2% by mass or more, the active material can be brought into close contact with the current collector 13A. As a method for measuring the liquid amount of the second mixture paste 114, the second mixture paste 114 is dried, a mass difference before and after drying is obtained, and the mass difference is regarded as the liquid amount of the second mixture paste 114. Is mentioned.

第2合剤ペースト114は、液量を除いては非水電解質二次電池の正極合剤ペースト又は負極合剤ペーストとして公知の構成を有していれば良いが、複合化粒子(活物質と結着剤、活物質と結着剤と導電剤又は活物質と結着剤と導電剤と増粘剤とが一体に組み合わされて構成された粒子)の再分散体であることが好ましい。例えば、下記第1〜第3の方法のいずれかを用いて複合化粒子を作製し、得られた複合化粒子を溶媒に分散させれば、第2合剤ペースト114を調製できる。以下では、負極を作製する場合を中心に説明する。   The second mixture paste 114 may have a known configuration as the positive electrode mixture paste or the negative electrode mixture paste of the nonaqueous electrolyte secondary battery except for the liquid amount. The binder is preferably a redispersion of active material and binder and particles or particles formed by integrally combining an active material, binder, conductive agent and thickener. For example, the second mixture paste 114 can be prepared by preparing composite particles using any of the following first to third methods and dispersing the obtained composite particles in a solvent. Below, it demonstrates centering on the case where a negative electrode is produced.

(複合化粒子の作製)
第1の方法では、スプレードライ法によって複合化粒子を作製する。まず、活物質と増粘剤とを混合する。正極を作製する場合には導電剤を添加して混合する。得られた混合物に溶媒(例えば水)を添加して固練りする。得られた固形物に溶媒(例えば水)を更に添加して固形分の濃度を下げてから、結着剤を添加して混練する。このようにしてスラリーが得られる。
(Production of composite particles)
In the first method, composite particles are produced by spray drying. First, an active material and a thickener are mixed. When producing a positive electrode, a conductive agent is added and mixed. A solvent (for example, water) is added to the obtained mixture and kneaded. A solvent (for example, water) is further added to the obtained solid to lower the solid content, and then a binder is added and kneaded. A slurry is thus obtained.

次に、得られたスラリーをスプレードライヤーに投入すると、回転体の遠心力によってスラリーが粒子化される。その粒子を乾燥炉で乾燥させると、複合化粒子が得られる。   Next, when the obtained slurry is put into a spray dryer, the slurry is made into particles by the centrifugal force of the rotating body. When the particles are dried in a drying furnace, composite particles are obtained.

第2の方法では、転動造粒法によって複合化粒子を作製する。まず、ガス等を用いて活物質を流動状態としてから、その活物質に対して結着剤及び増粘剤等を含んだ溶液を噴霧する。正極を作製する場合には導電剤を更に含む溶液を噴霧する。次に、ヒーターを用いて、又は、電磁波を照射して、活物質を乾燥させる。これにより複合化粒子が得られる。   In the second method, composite particles are produced by rolling granulation. First, after making an active material into a fluid state using gas etc., the solution containing a binder, a thickener, etc. is sprayed with respect to the active material. When producing a positive electrode, the solution which further contains a electrically conductive agent is sprayed. Next, the active material is dried using a heater or irradiation with electromagnetic waves. Thereby, composite particles are obtained.

第3の方法では、メカノケミカル法によって複合化粒子を作製する。まず、活物質と結着剤と増粘剤等とを混合する。正極を作製する場合には導電剤を添加して混合する。次に、混合物に対して圧縮とせん断とを与える。このようにして複合化粒子が得られる。   In the third method, composite particles are produced by a mechanochemical method. First, an active material, a binder, a thickener and the like are mixed. When producing a positive electrode, a conductive agent is added and mixed. Next, compression and shear are applied to the mixture. In this way, composite particles are obtained.

(複合化粒子の分散)
上記第1〜第3の方法のいずれかの方法にしたがって得られた複合化粒子を溶媒(例えば水)に分散させる。複合化粒子を軽く湿らせば良いのであって、増粘剤を溶融させる必要はない。そのため、例えば、複合化粒子に対して溶媒をミスト散布すれば良い。このようにして、第2合剤ペースト114が得られる。
(Dispersion of composite particles)
The composite particles obtained according to any one of the first to third methods are dispersed in a solvent (for example, water). The composite particles may be lightly moistened, and it is not necessary to melt the thickener. Therefore, for example, a solvent may be sprayed on the composite particles. In this way, the second mixture paste 114 is obtained.

上記第2の方法では、活物質に対して噴霧される溶液のみが凝集されて液滴を形成しないように、噴霧条件を制御する必要がある。また、上記第3の方法では、活物質の表面が割れて末粉が発生しないように活物質と結着剤等との混合条件を制御する必要がある。これらのことから、上記第1の方法にしたがって第2合剤ペースト114を調製することが好ましい。なお、上記第1〜第3の方法の何れにおいても、増粘剤は任意である。   In the second method, it is necessary to control the spraying conditions so that only the solution sprayed on the active material does not aggregate and form droplets. In the third method, it is necessary to control the mixing conditions of the active material and the binder so that the surface of the active material is not broken and powder is not generated. Therefore, it is preferable to prepare the second mixture paste 114 according to the first method. In any of the first to third methods, the thickener is arbitrary.

このような第2合剤ペースト114を集電体13Aに設ける方法は特に限定されない。例えば第2合剤ペースト114を塗工部13Cと非塗工部13Dとの境界に押し出すという方法を用いることができる。   The method for providing the second mixture paste 114 on the current collector 13A is not particularly limited. For example, a method of extruding the second mixture paste 114 to the boundary between the coating part 13C and the non-coating part 13D can be used.

(圧延)
第1合剤ペースト113及び第2合剤ペースト114が設けられた集電体13Aを圧延する。これにより、第1合剤ペースト113及び第2合剤ペースト114が合剤層13Bとなって極板13が形成される(図2(c))。つまり、極板13は、集電体13Aが合剤層13Bに被覆されてなる塗工部13Cと、極板13の幅方向一端又は幅方向両端に設けられ、集電体13Aが合剤層13Bから露出されてなる非塗工部13Dとを有する。
(rolling)
The current collector 13A provided with the first mixture paste 113 and the second mixture paste 114 is rolled. Thereby, the 1st mixture paste 113 and the 2nd mixture paste 114 become the mixture layer 13B, and the electrode plate 13 is formed (FIG.2 (c)). That is, the electrode plate 13 is provided at the coating portion 13C in which the current collector 13A is covered with the mixture layer 13B and at one end in the width direction or both ends in the width direction of the electrode plate 13, and the current collector 13A is provided in the mixture layer And an uncoated portion 13D exposed from 13B.

本実施形態では、液だれの発生が防止されている(図2(b))。これにより、圧力が均等に掛かるので、集電体13Aへの活物質の密着力が局所的に低下することを防止できる。よって、製造時又は使用時等における集電体13Aからの活物質の脱落を防止できる。例えば、非塗工部13D側に位置する塗工部13Cの端部(領域X)における活物質の脱落を防止できる。したがって、電池容量を高く維持することができる。また、脱落した活物質によるセパレータの破損を防止できるので、内部短絡の発生を防止できる。   In the present embodiment, the occurrence of dripping is prevented (FIG. 2B). Thereby, since a pressure is applied equally, it can prevent that the adhesive force of the active material to 13 A of collectors falls locally. Therefore, it is possible to prevent the active material from falling off from the current collector 13A during production or use. For example, it is possible to prevent the active material from dropping off at the end (region X) of the coating part 13C located on the non-coating part 13D side. Therefore, the battery capacity can be kept high. Moreover, since the breakage of the separator due to the dropped active material can be prevented, the occurrence of an internal short circuit can be prevented.

また、圧力が均等に掛かるので、領域Xにおいて、活物質の目付量が局所的に少なくなることを防止でき、活物質の密度が局所的に低くなることを防止でき、合剤層13Bの厚さが局所的に薄くなることを防止できる。よって、リチウムの析出を防止できる。   Further, since the pressure is applied evenly, in the region X, the active material weight per unit area can be prevented from being locally reduced, the active material density can be prevented from being locally reduced, and the thickness of the mixture layer 13B. Can be prevented from becoming locally thin. Therefore, precipitation of lithium can be prevented.

第1合剤ペースト113及び第2合剤ペースト114が塗布された集電体13Aを圧延する方法としては、正極合剤ペーストが塗布された正極集電体を圧延する方法又は負極合剤ペーストが塗布された負極集電体を圧延する方法として公知の方法であれば良い。例えば50℃以上80℃以下で圧延を行なっても良い(ホットプレス)。   As a method of rolling the current collector 13A applied with the first mixture paste 113 and the second mixture paste 114, a method of rolling the positive electrode collector applied with the positive electrode mixture paste or a negative electrode mixture paste is used. Any known method for rolling the coated negative electrode current collector may be used. For example, rolling may be performed at 50 ° C. or higher and 80 ° C. or lower (hot pressing).

第1合剤ペースト113及び第2合剤ペースト114を乾燥させてから圧延を行うことが好ましい。第1合剤ペースト113及び第2合剤ペースト114を乾燥させる方法としては、正極合剤ペースト又は負極合剤ペーストを乾燥させる方法として公知の方法であれば良い。   It is preferable to perform rolling after drying the first mixture paste 113 and the second mixture paste 114. The method for drying the first mixture paste 113 and the second mixture paste 114 may be any method known as a method for drying the positive electrode mixture paste or the negative electrode mixture paste.

(電極体の作製)
このようにして得られた極板13とセパレータとを用いて電極体を作製する。電極体の作製方法としては特に限定されないが、例えば次に示す方法を用いることができる。まず、正極の合剤層と負極の合剤層との間にセパレータを設け、正極の非塗工部と負極の非塗工部とが正極の集電体(又は負極の集電体)の幅方向においてセパレータから逆向きに突出するように正極と負極とセパレータとを設ける。次に、正極の集電体(又は負極の集電体)の幅方向に対して平行となるように巻回軸を配置し、その巻回軸を用いて正極、セパレータ及び負極を巻回させる。得られた円筒型の電極体に対して所定の圧力を与える。このようにして扁平状の電極体が得られる。なお、セパレータは、非水電解質二次電池のセパレータとして公知の構成を有していれば良い。
(Production of electrode body)
An electrode body is produced using the electrode plate 13 and the separator thus obtained. Although it does not specifically limit as a preparation method of an electrode body, For example, the method shown next can be used. First, a separator is provided between the positive electrode mixture layer and the negative electrode mixture layer, and the positive electrode non-coated portion and the negative electrode non-coated portion are the positive electrode current collector (or the negative electrode current collector). A positive electrode, a negative electrode, and a separator are provided so as to protrude in the opposite direction from the separator in the width direction. Next, a winding shaft is arranged so as to be parallel to the width direction of the positive electrode current collector (or the negative electrode current collector), and the positive electrode, the separator, and the negative electrode are wound using the winding shaft. . A predetermined pressure is applied to the obtained cylindrical electrode body. In this way, a flat electrode body is obtained. In addition, the separator should just have a well-known structure as a separator of a nonaqueous electrolyte secondary battery.

(封止)
得られた電極体を非水電解質とともに電池ケースに入れてから、電池ケースを封止する。このようにして非水電解質二次電池が得られる。なお、非水電解質は、非水電解質二次電池の非水電解質として公知の構成を有していれば良い。
(Sealing)
The obtained electrode body is put in a battery case together with a nonaqueous electrolyte, and then the battery case is sealed. In this way, a nonaqueous electrolyte secondary battery is obtained. In addition, the nonaqueous electrolyte should just have a well-known structure as a nonaqueous electrolyte of a nonaqueous electrolyte secondary battery.

以下、本発明を具体的に示すが、本発明は以下に示す構成に限定されない。以下に示す実施例では、負極を製造し、負極合剤層の膜厚プロファイルと負極合剤層の剥離強度とを調べた。   Hereinafter, the present invention will be specifically described, but the present invention is not limited to the following configurations. In the following examples, a negative electrode was produced, and the film thickness profile of the negative electrode mixture layer and the peel strength of the negative electrode mixture layer were examined.

[実施例1]
(第1負極合剤ペーストの塗布)
負極活物質として、天然黒鉛を核材とする炭素材料(平均粒径が5〜25μm)を準備した。準備した負極活物質とカルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC−Na、増粘剤)とを混ぜた後、水を加えて固練りした。固練りにより得られた水溶液は60質量%〜70質量%の固形分を含んでいた。
[Example 1]
(Application of first negative electrode mixture paste)
As a negative electrode active material, a carbon material (average particle size of 5 to 25 μm) having natural graphite as a core material was prepared. The prepared negative electrode active material and sodium carboxymethylcellulose (CMC-Na, thickener) were mixed, and then water was added and kneaded. The aqueous solution obtained by kneading contained 60 mass% to 70 mass% solid content.

固練りの後、固形分の濃度が50質量%〜60質量%となるように水を更に加えた。その水溶液にスチレンブタジエンゴム(結着剤)を加えて混練した。このようにして第1負極合剤ペーストを得た。得られた第1負極合剤ペーストには、98質量%の負極活物質と1質量%の増粘剤と1質量%の結着剤とが含まれていた。その後、Cu箔(負極集電体)の幅方向両端が露出するように、第1負極合剤ペーストをCu箔の両面に塗布した。その後、第1負極合剤ペーストを乾燥させた。   After the kneading, water was further added so that the solid content was 50% by mass to 60% by mass. Styrene butadiene rubber (binder) was added to the aqueous solution and kneaded. In this way, a first negative electrode mixture paste was obtained. The obtained first negative electrode mixture paste contained 98% by mass of a negative electrode active material, 1% by mass of a thickener, and 1% by mass of a binder. Then, the 1st negative mix paste was apply | coated on both surfaces of Cu foil so that the width direction both ends of Cu foil (negative electrode collector) might be exposed. Thereafter, the first negative electrode mixture paste was dried.

(第2負極合剤ペーストの塗布)
上述の方法にしたがって第1負極合剤ペーストを調製し、その第1負極合剤ペーストをスプレードライヤーに入れた。これにより、負極活物質と増粘剤と結着剤とが一体に組み合わされて構成された複合化粒子が得られた。
(Application of second negative electrode mixture paste)
A first negative electrode mixture paste was prepared according to the method described above, and the first negative electrode mixture paste was put in a spray dryer. As a result, composite particles constituted by integrally combining the negative electrode active material, the thickener, and the binder were obtained.

得られた複合化粒子と水とをプラネタリーミキサーに入れた。20℃で、回転数を50rpmとし、希釈時間を10分間として、複合化粒子を水に分散させた。このようにして第2負極合剤ペーストを得た。その後、Cu箔が第1負極合剤ペーストに被覆されてなる塗工部とCu箔が第1負極合剤ペーストから露出されてなる非塗工部との境界に、第2負極合剤ペーストを設けた。   The obtained composite particles and water were put into a planetary mixer. The composite particles were dispersed in water at 20 ° C. with a rotation speed of 50 rpm and a dilution time of 10 minutes. In this way, a second negative electrode mixture paste was obtained. Thereafter, the second negative electrode mixture paste is applied to the boundary between the coated portion in which the Cu foil is coated with the first negative electrode mixture paste and the non-coated portion in which the Cu foil is exposed from the first negative electrode mixture paste. Provided.

得られた第2負極合剤ペーストを乾燥させて乾燥前後の質量差を求めると、第2合剤ペーストの液量が1質量%未満であることが分かった。   When the obtained 2nd negative mix paste was dried and the mass difference before and behind drying was calculated | required, it turned out that the liquid amount of a 2nd mix paste is less than 1 mass%.

(圧延)
第1負極合剤ペースト及び第2負極合剤ペーストが乾燥したら、それらが設けられたCu箔を圧延した。このようにして、Cu箔が負極合剤層に被覆されてなる塗工部と、Cu箔の幅方向一端に設けられ、Cu箔が負極合剤層から露出されてなる非塗工部とを有する負極が得られた。
(rolling)
When the first negative electrode mixture paste and the second negative electrode mixture paste were dried, the Cu foil provided with them was rolled. In this way, a coated portion in which the Cu foil is coated with the negative electrode mixture layer, and a non-coated portion that is provided at one end in the width direction of the Cu foil and in which the Cu foil is exposed from the negative electrode mixture layer. The negative electrode which has was obtained.

[実施例2〜4、比較例1]
実施例2〜4では、表1に示す液量を含む第2負極合剤ペーストを用いたことを除いては上記実施例1に記載の方法にしたがって、負極を製造した。比較例1では、表1に示す位置に第2負極合剤ペーストを塗布したことを除いては上記実施例1に記載の方法にしたがって、負極を製造した。なお、表1における「面内」は、塗工部においてCu箔の幅方向中央に位置する部分を意味する。
[Examples 2 to 4, Comparative Example 1]
In Examples 2 to 4, negative electrodes were produced according to the method described in Example 1 except that the second negative electrode mixture paste containing the liquid amounts shown in Table 1 was used. In Comparative Example 1, a negative electrode was produced according to the method described in Example 1 except that the second negative electrode mixture paste was applied at the position shown in Table 1. In addition, “in-plane” in Table 1 means a portion located in the center in the width direction of the Cu foil in the coated portion.

(膜厚プロファイルの測定)
膜厚測定器を用いて、実施例4及び比較例1の負極合剤層の厚さをそれぞれ測定した。その結果を図3に示す。図3において、L31は実施例4の結果を示し、L32は比較例1の結果を示し、領域Yの拡大図をグラフ中の枠囲い内に示す。また、図3では、横軸の左側(0mm側)及び横軸の右側(300mm側)へ進むにつれて、塗工部と未塗工部との境界(Cu箔の幅方向端部側)へ近づく。実施例4では、比較例1に比べて、上記境界側に位置する塗工部の端部において合剤層の厚さが局所的に薄くなることを防止できた。
(Measurement of film thickness profile)
The thickness of the negative electrode mixture layer of Example 4 and Comparative Example 1 was measured using a film thickness meter. The result is shown in FIG. In FIG. 3, L31 shows the result of Example 4, L32 shows the result of Comparative Example 1, and an enlarged view of region Y is shown in a frame in the graph. Moreover, in FIG. 3, as it goes to the left side (0 mm side) of the horizontal axis and the right side (300 mm side) of the horizontal axis, the boundary between the coated part and the uncoated part (the end side in the width direction of the Cu foil) approaches. . In Example 4, compared with Comparative Example 1, it was possible to prevent the thickness of the mixture layer from being locally reduced at the end of the coating portion located on the boundary side.

(90°剥離強度の測定)
JIS Z 0237 :2009(粘着テープ・粘着シート試験方法)で規定の方法に準拠して、負極合剤層がCu箔から剥離されるときの剥離強度(90°剥離強度)を測定した。その結果を図4に示す。
(Measurement of 90 ° peel strength)
In accordance with the method specified in JIS Z 0237: 2009 (Adhesive tape / adhesive sheet test method), the peel strength (90 ° peel strength) when the negative electrode mixture layer was peeled from the Cu foil was measured. The result is shown in FIG.

膜厚プロファイルの結果と90°剥離強度の結果とをまとめると、第2合剤ペーストの液量が20質量%以下であれば、塗工部と非塗工部との境界側に位置する塗工部の端部において合剤層の厚さが局所的に薄くなることを防止できた。一方、90°剥離強度は、第2合剤ペーストの液量が2質量%、10質量%であれば比較例1の場合と同程度となり、第2合剤ペーストの液量が20質量%であれば比較例1の場合よりも高くなった。これらのことから、第2合剤ペーストの液量は、好ましくは20質量%以下であり、より好ましくは2質量%以上20質量%以下であり、さらに好ましくは10質量%以上20質量%以下であることが分かった。   When the result of the film thickness profile and the result of the 90 ° peel strength are summarized, if the liquid amount of the second mixture paste is 20% by mass or less, the coating positioned on the boundary side between the coated part and the non-coated part is applied. It was possible to prevent the thickness of the mixture layer from being locally reduced at the end of the work part. On the other hand, the 90 ° peel strength is about the same as in Comparative Example 1 if the amount of the second mixture paste is 2% by mass and 10% by mass, and the amount of the second mixture paste is 20% by mass. If it exists, it became higher than the case of the comparative example 1. Therefore, the amount of the second mixture paste is preferably 20% by mass or less, more preferably 2% by mass or more and 20% by mass or less, and further preferably 10% by mass or more and 20% by mass or less. I found out.

今回開示された実施の形態及び実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

13 極板、13A 集電体、13B 合剤層、13C 塗工部、13D 非塗工部、113 第1合剤ペースト、114 第2合剤ペースト。   13 electrode plate, 13A current collector, 13B mixture layer, 13C coating part, 13D non-coating part, 113 first mixture paste, 114 second mixture paste.

Claims (1)

集電体の幅方向端部が露出するように、活物質を含む第1合剤ペーストを前記集電体に設ける工程と、
前記集電体が前記第1合剤ペーストに被覆されてなる塗工部と前記集電体が前記第1合剤ペーストから露出されてなる非塗工部との境界に、前記活物質を含み、且つ、液量が前記第1合剤ペーストよりも少ない第2合剤ペーストを設ける工程と、
前記第1合剤ペースト及び前記第2合剤ペーストが設けられた集電体を圧延することにより極板を形成する工程とを備える非水電解質二次電池の製造方法。
Providing the current collector with a first mixture paste containing an active material such that the widthwise end of the current collector is exposed;
The active material is included in a boundary between a coated part in which the current collector is coated with the first mixture paste and a non-coated part in which the current collector is exposed from the first mixture paste. And a step of providing a second mixture paste having a liquid amount smaller than that of the first mixture paste;
And a step of forming an electrode plate by rolling a current collector provided with the first mixture paste and the second mixture paste.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018186033A (en) * 2017-04-27 2018-11-22 トヨタ自動車株式会社 Manufacturing method of electrode

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