JP2016100067A - Method of manufacturing electrode for lithium ion battery - Google Patents

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Yuji Shibata
祐二 柴田
淳哉 森
Junya Mori
淳哉 森
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing an electrode for a lithium ion battery in which the basis weight amount accuracy of a powder layer at both the end portions in the width direction of the powder layer can be kept to be high.SOLUTION: A method of manufacturing an electrode for a lithium ion battery comprises a coating step of applying binding material coating liquid onto the surface of a base material 12, a supply step of supplying powder 16 containing electrode active material onto the surface of the base material on which the binding material coating liquid is applied, a control step of controlling the basis weight amount of the powder on the base material surface, a removing step of removing the powder supplied out of the set width corresponding to the width of the electrode for the lithium ion battery after the basis weight of the powder is controlled in the control step, and a forming step of pressing the powder on the base material surface by using a pair of press rolls 22A, 22B after the powder supplied out of the set width is removed by the removing step to form a powder layer 24.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電極活物質等を含む粉体を圧縮成形してリチウムイオン電池用電極を製造するリチウムイオン電池用電極の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing an electrode for a lithium ion battery, in which a powder containing an electrode active material or the like is compression molded to produce an electrode for a lithium ion battery.

小型で軽量、且つエネルギー密度が高く、繰り返し充放電が可能なリチウムイオン電池は、環境対応からも今後の需要の拡大が見込まれている。リチウムイオン電池は、エネルギー密度が大きいことから、携帯電話やノート型パソコン等の分野で利用されているが、用途の拡大や発展に伴い、低抵抗化、大容量化等、より一層の性能向上が求められている。   The demand for lithium-ion batteries that are compact and lightweight, have high energy density, and can be repeatedly charged and discharged is expected to increase in the future from the environmental viewpoint. Lithium-ion batteries are used in the fields of mobile phones and notebook PCs because of their high energy density, but with the expansion and development of applications, further improvements in performance such as lower resistance and larger capacity Is required.

リチウムイオン電池用電極は電極シートとして得ることができる。例えば、特許文献1には、基材にバインダーを塗付した後に粉体を散布して基材の表面に粉体層を形成し、基材を一対のプレス用ロール間を通過させて基材の表面に粉体層を連続的に圧縮成形することにより電極シートを得るリチウムイオン二次電池の製造方法が開示されている。また、特許文献2には、電極材料をプレス用ロール上に供給し、圧縮成形することにより電極シートを得るリチウムイオン二次電池の製造方法が開示されている。   The electrode for a lithium ion battery can be obtained as an electrode sheet. For example, Patent Document 1 discloses that after a binder is applied to a base material, powder is dispersed to form a powder layer on the surface of the base material, and the base material is passed between a pair of press rolls. A method for manufacturing a lithium ion secondary battery is disclosed in which an electrode sheet is obtained by continuously compression-molding a powder layer on the surface of the battery. Patent Document 2 discloses a method of manufacturing a lithium ion secondary battery in which an electrode material is obtained by supplying an electrode material onto a press roll and compression molding.

特開2014−078497号公報JP 2014-078497 A 特許第4876478号公報Japanese Patent No. 4876478

ところで、上述のリチウムイオン二次電池の製造方法を用いて電極シートを製造する場合、プレス用ロール上より粉体が滑り落ち、粉体が幅方向に流動して粉体層の端部に入り込むことで凹凸が生じる。このため、粉体層の幅方向両端部が目付量不良となる問題があった。   By the way, when manufacturing an electrode sheet using the above-described method for manufacturing a lithium ion secondary battery, the powder slides down from the press roll, and the powder flows in the width direction and enters the end of the powder layer. As a result, unevenness occurs. For this reason, there has been a problem that both end portions in the width direction of the powder layer have poor basis weight.

本発明の目的は、粉体層の幅方向両端部における粉体層の目付量精度を高く維持することができるリチウムイオン電池用電極の製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a method for producing an electrode for a lithium ion battery that can maintain a high basis weight accuracy of the powder layer at both ends in the width direction of the powder layer.

本発明者らは、鋭意検討の結果、粉体の目付量が制御された直後にリチウムイオン電池用電極の幅に相当する設定幅外に供給された粉体を取り除くことにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies, the present inventors achieved the above object by removing the powder supplied outside the set width corresponding to the width of the electrode for the lithium ion battery immediately after the basis weight of the powder was controlled. The present inventors have found that this can be done and have completed the present invention.

即ち、本発明によれば、
(1)基材表面に結着材塗液を塗布する塗布工程と、前記結着材塗液が塗布された前記基材表面に電極活物質を含む粉体を供給する供給工程と、前記基材表面の前記粉体の目付量を制御する制御工程と、前記制御工程により前記粉体の目付量が制御された後、リチウムイオン電池用電極の幅に相当する設定幅外に供給された前記粉体を取り除く取除工程と、前記取除工程により前記設定幅外に供給された前記粉体が取り除かれた後、一対のプレス用ロールを用いて前記基材表面の前記粉体をプレスすることにより粉体層を形成する形成工程と、を含むことを特徴とするリチウムイオン電池用電極の製造方法、
That is, according to the present invention,
(1) An application step of applying a binder coating liquid to the substrate surface, a supply step of supplying a powder containing an electrode active material to the substrate surface coated with the binder coating solution, and the base A control step for controlling the basis weight of the powder on the surface of the material, and after the basis weight of the powder is controlled by the control step, the powder supplied outside the set width corresponding to the width of the electrode for a lithium ion battery A removing step of removing the powder, and after the powder supplied outside the set width is removed by the removing step, the powder on the surface of the substrate is pressed using a pair of pressing rolls. A process for forming a powder layer, and a method for producing an electrode for a lithium ion battery, comprising:

(2)前記取除工程は、前記設定幅の両外側に配置された一対の冶具を用いて前記設定幅外に供給された前記粉体を掻き落とすことを特徴とする(1)記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法、 (2) The lithium according to (1), wherein the removing step scrapes off the powder supplied outside the set width using a pair of jigs arranged on both outer sides of the set width. A method for producing an ion battery electrode,

(3)前記取除工程は、前記設定幅の両外側に配置された吸引口を有する吸引機を用いて前記設定幅外に供給された前記粉体を吸引することを特徴とする(1)記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法、
が提供される。
(3) In the removing step, the powder supplied outside the set width is sucked using a suction machine having suction ports arranged on both outer sides of the set width (1). A method for producing the lithium ion battery electrode according to claim
Is provided.

本発明によれば、粉体層の幅方向両端部における粉体層の目付量精度を高く維持することができるリチウムイオン電池用電極の製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the electrode for lithium ion batteries which can maintain high the amount of areal weight of the powder layer in the width direction both ends of a powder layer can be provided.

本発明の第1の実施の形態に係る粉体成形装置の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the powder molding apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る一対の冶具の構成及び動作を説明するための図である。It is a figure for explaining composition and operation of a pair of jigs concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態に係る吸引機の構成及び動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure and operation | movement of a suction machine which concern on the 2nd Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して本発明の第1の実施の形態に係るリチウムイオン電池用電極の製造方法について説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係るリチウムイオン電池用電極の製造に用いる粉体成形装置2の概略を示す図である。粉体成形装置2は、図1に示すように、粉体16を収容するホッパー18、ホッパー18から基材12の表面に供給される粉体16の目付量を制御するスキージ部材20、リチウムイオン電池用電極の幅方向両端部に供給された粉体16を取り除く一対の冶具4A,4B、及び基材12の表面に供給される粉体16をプレスする一対のプレス用ロール22A,22Bを備えている。   Hereinafter, a method for manufacturing an electrode for a lithium ion battery according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of a powder molding apparatus 2 used for manufacturing a lithium ion battery electrode according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the powder molding apparatus 2 includes a hopper 18 that contains the powder 16, a squeegee member 20 that controls the basis weight of the powder 16 that is supplied from the hopper 18 to the surface of the substrate 12, lithium ions A pair of jigs 4A and 4B for removing the powder 16 supplied to both ends in the width direction of the battery electrode, and a pair of press rolls 22A and 22B for pressing the powder 16 supplied to the surface of the substrate 12 are provided. ing.

スキージ部材20は、円柱形状を有し、ホッパー18の下流側かつ一対のプレス用ロール22A,22Bの上流側に配置されている。スキージ部材20の回転軸は、一対のプレス用ロール22A,22Bの回転軸と平行である。   The squeegee member 20 has a cylindrical shape and is disposed on the downstream side of the hopper 18 and on the upstream side of the pair of press rolls 22A and 22B. The rotation axis of the squeegee member 20 is parallel to the rotation axes of the pair of press rolls 22A and 22B.

図2は、一対の冶具4A,4Bの構成及び動作を説明するための図である。なお、この図は、図1に示す粉体成形装置2を右方向から視た図であり、ホッパー18及びプレス用ローラ22Bの図示を省略している。また、図2に示す粉体16は、スキージ部材20によりスキージされた後のものであり、図2に示す粉体層24は、プレス用ローラ22A及びプレス用ローラ22Bにより粉体16をプレスした後のものである。   FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration and operation of the pair of jigs 4A and 4B. In addition, this figure is the figure which looked at the powder molding apparatus 2 shown in FIG. 1 from the right direction, and illustration of the hopper 18 and the roller 22B for a press is abbreviate | omitted. Further, the powder 16 shown in FIG. 2 is the one after being squeezed by the squeegee member 20, and the powder layer 24 shown in FIG. 2 is obtained by pressing the powder 16 with the pressing roller 22A and the pressing roller 22B. Later.

冶具4Aは、図2に示すように、楔形状を有し、スキージ部材20の直後であって、リチウムイオン電池用電極の幅に相当する設定幅Dの左外側に配置されている。冶具4Aは、スキージ部材20によるスキージ直後に、設定幅Dの左外側に供給された粉体16を傾斜面4aに沿って基材12の外側に滑落させることにより基材12から掻き落とす。一方、冶具4Bは、図2に示すように、楔形状を有し、スキージ部材20の直後であって、設定幅Dの右外側に配置されている。冶具4Bは、スキージ部材20によるスキージ直後に、設定幅Dの右外側に供給された粉体16を傾斜面4bに沿って基材12の外側に滑落させることにより基材12から掻き落とす。   As shown in FIG. 2, the jig 4 </ b> A has a wedge shape, and is disposed immediately after the squeegee member 20 and on the left outer side of the set width D corresponding to the width of the lithium ion battery electrode. The jig 4A scrapes off the powder 16 supplied to the left outer side of the set width D from the base material 12 by sliding it off the base material 12 along the inclined surface 4a immediately after the squeegee by the squeegee member 20. On the other hand, as shown in FIG. 2, the jig 4 </ b> B has a wedge shape, and is disposed immediately after the squeegee member 20 and on the right outside of the set width D. Immediately after the squeegee by the squeegee member 20, the jig 4 </ b> B scrapes off the powder 16 supplied to the right outside of the set width D from the substrate 12 by sliding it off the substrate 12 along the inclined surface 4 b.

第1の実施の形態に係る粉体成形装置2を用いてリチウムイオン電池用電極としての電極シートを製造する場合には、まず、図示しない結着材塗液塗付装置により基材12の表面に結着材塗液を設定幅D内に塗付する。次に、結着材塗液が塗付された基材12の表面にホッパー18から粉体16を供給する。そして、スキージ部材20により基材12の表面に供給された粉体16の目付量が制御され、一対の冶具4A,4Bにより設定幅D外に供給された粉体16が掻き落とされ、一対のプレス用ロール22A,22Bの間を通過することによりプレスされ、粉体層24が形成される。これにより、基材12の表面に粉体層24が圧縮成形された電極シートが製造される。   When manufacturing an electrode sheet as an electrode for a lithium ion battery using the powder molding apparatus 2 according to the first embodiment, first, the surface of the base material 12 by a binder coating liquid coating apparatus (not shown). The binder coating liquid is applied within the set width D. Next, the powder 16 is supplied from the hopper 18 to the surface of the base material 12 to which the binder coating liquid has been applied. Then, the basis weight of the powder 16 supplied to the surface of the substrate 12 by the squeegee member 20 is controlled, and the powder 16 supplied outside the set width D is scraped off by the pair of jigs 4A and 4B. The powder layer 24 is formed by being pressed by passing between the press rolls 22A and 22B. Thereby, an electrode sheet in which the powder layer 24 is compression-molded on the surface of the substrate 12 is manufactured.

第1の実施の形態に係るリチウムイオン電池用電極の製造方法によれば、一対の冶具4A,4Bを用いて設定幅Dの外側に供給された粉体16を、スキージ部材20によりスキージした直後に基材12の外側に掻き落とす。したがって、スキージ部材20によるスキージの後に設定幅D外の粉体16が滑落して設定幅D内に入り込み一対のプレス用ロール22A,22Bによりプレスされることを防止することができる。即ち、滑落した粉体16が設定幅D内に入り込むことにより設定幅Dの幅方向両端部に目付量の大きい部分が形成されることを防止することができる。   According to the method for manufacturing an electrode for a lithium ion battery according to the first embodiment, immediately after the powder 16 supplied to the outside of the set width D using the pair of jigs 4A and 4B is squeezed by the squeegee member 20. Scrape off the outside of the substrate 12. Therefore, after the squeegee by the squeegee member 20, the powder 16 outside the set width D slides into the set width D and can be prevented from being pressed by the pair of press rolls 22A and 22B. That is, it is possible to prevent a portion with a large basis weight from being formed at both ends in the width direction of the set width D when the slid down powder 16 enters the set width D.

次に、図面を参照して本発明の第2の実施の形態に係るリチウムイオン電池用電極の製造方法について説明する。第2の実施の形態に係るリチウムイオン電池用電極の製造に用いる粉体成形装置は、第1の実施の形態に係る一対の冶具4A,4Bに代えて吸引機を備えている。具体的には、第2の実施の形態に係る粉体成形装置は、図1に示す粉体成形装置2が備える一対の冶具4A,4Bを取り除き、一対の冶具4A,4Bが配置されていた位置に吸引機を配置したものである。図3は、第2の実施の形態に係る吸引機8の構成及び動作を説明するための図である。なお、この図は、図1に示す粉体成形装置2であって、一対の冶具4A,4Bに代えて吸引機8を備えた粉体成形装置2を右方向から視た図であり、ホッパー18及びプレス用ローラ22Bの図示を省略している。また、図3に示す粉体16は、スキージ部材20によりスキージされた後のものであり、図3に示す粉体層24は、プレス用ローラ22A及びプレス用ローラ22Bにより粉体16をプレスした後のものである。また、第2の実施の形態に係るリチウムイオン電池用電極の製造方法に用いる粉体成形装置については、図1に示す粉体成形装置2の構成と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。   Next, a method for manufacturing an electrode for a lithium ion battery according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The powder molding apparatus used for manufacturing the electrode for a lithium ion battery according to the second embodiment includes a suction machine instead of the pair of jigs 4A and 4B according to the first embodiment. Specifically, in the powder molding apparatus according to the second embodiment, the pair of jigs 4A and 4B included in the powder molding apparatus 2 shown in FIG. 1 is removed, and the pair of jigs 4A and 4B are arranged. A suction machine is placed at the position. FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration and operation of the suction device 8 according to the second embodiment. This figure is the powder molding apparatus 2 shown in FIG. 1 and is a view of the powder molding apparatus 2 provided with a suction device 8 in place of the pair of jigs 4A and 4B as viewed from the right side. 18 and the pressing roller 22B are not shown. Further, the powder 16 shown in FIG. 3 is obtained after being squeezed by the squeegee member 20, and the powder layer 24 shown in FIG. 3 is obtained by pressing the powder 16 with the pressing roller 22A and the pressing roller 22B. Later. In addition, regarding the powder molding apparatus used in the method for manufacturing an electrode for a lithium ion battery according to the second embodiment, the same components as those of the powder molding apparatus 2 shown in FIG. The description is omitted.

吸引機8は、スキージ部材20の直後であって一対のプレス用ロール22A,22Bの上流側に配置されている。吸引機8は、図3に示すように、設定幅Dの左外側に配置された吸引口9a及び設置幅Dの右外側に配置された吸引9bを有している。吸引機8は、スキージ部材20によるスキージ直後に、設定幅Dの左外側に供給された粉体16を吸引口9aから吸引することにより基材12から取り除く。また、吸引機8は、スキージ部材20によるスキージ直後に、設定幅Dの右外側に供給された粉体16を吸引口9bから吸引することにより基材12から取り除く。   The suction device 8 is disposed immediately after the squeegee member 20 and upstream of the pair of press rolls 22A and 22B. As shown in FIG. 3, the suction machine 8 has a suction port 9 a disposed on the left outer side of the set width D and a suction 9 b disposed on the right outer side of the installation width D. The suction machine 8 removes the powder 16 supplied to the left outer side of the set width D from the base material 12 by suction from the suction port 9a immediately after the squeegee by the squeegee member 20. Further, immediately after the squeegee by the squeegee member 20, the suction device 8 removes the powder 16 supplied to the right outside of the set width D from the base 12 by sucking it from the suction port 9b.

第2の実施の形態に係る粉体成形装置2を用いてリチウムイオン電池用電極としての電極シートを製造する場合には、まず、図示しない結着材塗液塗付装置により基材12の表面に結着材塗液を設定幅D内に塗付する。次に、結着材塗液が塗付された基材12の表面にホッパー18から粉体16を供給する。そして、スキージ部材20により基材12の表面に供給された粉体16の目付量が制御された直後、吸引機8により設定幅D外に供給された粉体16が吸引される。そして、設定幅D内の粉体16は一対のプレス用ロール22A,22Bの間を通過することによりプレスされ、粉体層24が形成される。これにより、基材12の表面に粉体層24が圧縮成形された電極シートが製造される。   When manufacturing an electrode sheet as an electrode for a lithium ion battery using the powder molding apparatus 2 according to the second embodiment, first, the surface of the base material 12 by a binder coating liquid coating apparatus (not shown). The binder coating liquid is applied within the set width D. Next, the powder 16 is supplied from the hopper 18 to the surface of the base material 12 to which the binder coating liquid has been applied. Then, immediately after the basis weight of the powder 16 supplied to the surface of the base material 12 is controlled by the squeegee member 20, the powder 16 supplied outside the set width D is sucked by the suction machine 8. Then, the powder 16 within the set width D is pressed by passing between the pair of press rolls 22A and 22B, whereby the powder layer 24 is formed. Thereby, an electrode sheet in which the powder layer 24 is compression-molded on the surface of the substrate 12 is manufactured.

第2の実施の形態に係るリチウムイオン電池用電極の製造方法によれば、吸引機8を用いて設定幅Dの外側に供給された粉体16を、スキージ部材20によりスキージした直後に基材12から吸引する。したがって、スキージ部材20によるスキージの後に設定幅D外の粉体16が滑落して設定幅D内に入り込み一対のプレス用ロール22A,22Bによりプレスされることを防止することができる。即ち、滑落した粉体16が設定幅D内に入り込むことにより設定幅Dの幅方向両端部に目付量の大きい部分が形成されることを防止することができる。   According to the method for manufacturing an electrode for a lithium ion battery according to the second embodiment, the base material immediately after the powder 16 supplied to the outside of the set width D using the suction device 8 is squeezed by the squeegee member 20. Aspirate from 12. Therefore, after the squeegee by the squeegee member 20, the powder 16 outside the set width D slides into the set width D and can be prevented from being pressed by the pair of press rolls 22A and 22B. That is, it is possible to prevent a portion with a large basis weight from being formed at both ends in the width direction of the set width D when the slid down powder 16 enters the set width D.

なお、上述の各実施の形態において、基材12としては、薄いフィルム状の基材であればよく、通常、厚さ1μm〜1000μm、好ましくは5μm〜800μmである。基材12としては、アルミニウム、白金、ニッケル、タンタル、チタン、ステンレス鋼、銅、その他の合金などの金属箔または炭素、導電性高分子、紙、天然繊維、高分子繊維、布帛、高分子樹脂フィルムなどが挙げられ、目的に応じて適宜選択することができる。高分子樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂フィルム、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリ塩化ビニル、アラミドフィルム、PEN、PEEK等を含んで構成されるプラスチックフィルム、シート等が挙げられる。   In each of the above-described embodiments, the substrate 12 may be a thin film substrate, and usually has a thickness of 1 μm to 1000 μm, preferably 5 μm to 800 μm. As the base material 12, metal foil or carbon such as aluminum, platinum, nickel, tantalum, titanium, stainless steel, copper, and other alloys, conductive polymer, paper, natural fiber, polymer fiber, fabric, polymer resin A film etc. are mentioned, It can select suitably according to the objective. Examples of the polymer resin film include polyester resin films such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, plastic films and sheets including polyimide, polypropylene, polyphenylene sulfide, polyvinyl chloride, aramid film, PEN, PEEK, and the like. It is done.

これらの中でも、リチウムイオン電池電極用の電極シートを製造する場合には、基材12として、金属箔または炭素フィルム、導電性高分子フィルムを用いることができ、好適には金属が用いられる。これらの中で導電性、耐電圧性の面から銅、アルミニウムまたはアルミニウム合金を使用することが好ましい。また、基材12の表面には塗膜処理、穴あけ加工、バフ加工、サンドブラスト加工及び/又はエッチング加工等の処理が施されていても良い。   Among these, when manufacturing an electrode sheet for a lithium ion battery electrode, a metal foil, a carbon film, or a conductive polymer film can be used as the substrate 12, and a metal is preferably used. Among these, it is preferable to use copper, aluminum, or an aluminum alloy in terms of conductivity and voltage resistance. Further, the surface of the base material 12 may be subjected to treatment such as coating treatment, drilling, buffing, sandblasting and / or etching.

結着材塗液は、SBR水分散液であり、SBRの濃度は、10.0〜40wt%である。SBRのガラス転移温度は、−50℃〜30℃の範囲内である。結着材塗液には、塗液の粘度やぬれ性を調整するために、増粘剤や界面活性剤が含まれていてもよい。増粘剤や界面活性剤としては、公知のものを使用することができる。また、結着材として、SBR以外にも、水系のポリアクリル酸(PAA)や、有機溶媒系のポリフッ化ビニリデン(PVDF)などを用いてもよい。   The binder coating liquid is an SBR aqueous dispersion, and the concentration of SBR is 10.0 to 40 wt%. The glass transition temperature of SBR is in the range of −50 ° C. to 30 ° C. The binder coating liquid may contain a thickener and a surfactant in order to adjust the viscosity and wettability of the coating liquid. Known thickeners and surfactants can be used. In addition to SBR, water-based polyacrylic acid (PAA), organic solvent-based polyvinylidene fluoride (PVDF), or the like may be used as the binder.

ホッパー18に収容される粉体16としては、電極活物質を含む複合粒子が挙げられる。複合粒子は、電極活物質及び結着材を含み、必要に応じてその他の分散剤、導電材および添加剤を含んでもよい。   Examples of the powder 16 accommodated in the hopper 18 include composite particles containing an electrode active material. The composite particles include an electrode active material and a binder, and may include other dispersants, conductive materials, and additives as necessary.

複合粒子をリチウムイオン電池の電極材料として用いる場合、正極用活物質としては、リチウムイオンを可逆的にドープ・脱ドープ可能な金属酸化物が挙げられる。かかる金属酸化物としては、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、燐酸鉄リチウム等を挙げることができる。なお、上記にて例示した正極活物質は適宜用途に応じて単独で使用してもよく、複数種混合して使用してもよい。   When the composite particles are used as an electrode material for a lithium ion battery, examples of the positive electrode active material include metal oxides capable of reversibly doping and dedoping lithium ions. Examples of the metal oxide include lithium cobaltate, lithium nickelate, lithium manganate, and lithium iron phosphate. In addition, the positive electrode active material illustrated above may be used independently according to a use, and may be used in mixture of multiple types.

なお、リチウムイオン電池用正極の対極としての負極の活物質としては、易黒鉛化性炭素、難黒鉛化性炭素、熱分解炭素などの低結晶性炭素(非晶質炭素)、グラファイト(天然黒鉛、人造黒鉛)、錫やケイ素等の合金系材料、ケイ素酸化物、錫酸化物、チタン酸リチウム等の酸化物、等が挙げられる。なお、上記に例示した電極活物質は適宜用途に応じて単独で使用してもよく、複数種混合して使用してもよい。   The active material of the negative electrode as the counter electrode of the positive electrode for lithium ion batteries includes graphitizable carbon, non-graphitizable carbon, low crystalline carbon such as pyrolytic carbon (amorphous carbon), graphite (natural graphite) , Artificial graphite), alloy materials such as tin and silicon, oxides such as silicon oxide, tin oxide, and lithium titanate. In addition, the electrode active material illustrated above may be used independently according to a use, and may be used in mixture of multiple types.

リチウムイオン電池電極用の電極活物質の形状は、粒状に整粒されたものが好ましい。粒子の形状が球形であると、電極成形時により高密度な電極が形成できる。   The shape of the electrode active material for the lithium ion battery electrode is preferably a granulated particle. When the shape of the particles is spherical, a higher density electrode can be formed during electrode molding.

リチウムイオン電池電極用の電極活物質の体積平均粒子径は、正極、負極ともに通常0.1〜100μm、好ましくは0.5〜50μm、より好ましくは0.8〜30μmである。   The volume average particle diameter of the electrode active material for a lithium ion battery electrode is usually 0.1 to 100 μm, preferably 0.5 to 50 μm, more preferably 0.8 to 30 μm for both the positive electrode and the negative electrode.

複合粒子に用いられる結着材としては、前記電極活物質を相互に結着させることができる化合物であれば特に制限はない。好適な結着材は、溶媒に分散する性質のある分散型結着材である。分散型結着材として、例えば、シリコン系重合体、フッ素含有重合体、共役ジエン系重合体、アクリレート系重合体、ポリイミド、ポリアミド、ポリウレタン等の高分子化合物が挙げられ、好ましくはフッ素系含有重合体、共役系ジエン重合体およびアクリレート系重合体、より好ましくは共役ジエン系重合体およびアクリレート系重合体が挙げられる。   The binder used for the composite particles is not particularly limited as long as it is a compound capable of binding the electrode active materials to each other. A suitable binder is a dispersion type binder having a property of being dispersed in a solvent. Examples of the dispersion-type binder include high molecular compounds such as silicon polymers, fluorine-containing polymers, conjugated diene polymers, acrylate polymers, polyimides, polyamides, polyurethanes, and preferably fluorine-containing polymers. Polymers, conjugated diene polymers and acrylate polymers, more preferably conjugated diene polymers and acrylate polymers.

分散型結着材の形状は、特に制限はないが、粒子状であることが好ましい。粒子状であることにより、結着性が良く、また、作製した電極の容量の低下や充放電の繰り返しによる劣化を抑えることができる。粒子状の結着材としては、例えば、ラテックスのごとき結着材の粒子が水に分散した状態のものや、このような分散液を乾燥して得られる粒子状のものが挙げられる。   The shape of the dispersion-type binder is not particularly limited, but is preferably particulate. By being particulate, the binding property is good, and it is possible to suppress deterioration of the capacity of the manufactured electrode and deterioration due to repeated charge and discharge. Examples of the particulate binder include those in which the particles of the binder such as latex are dispersed in water, and particulates obtained by drying such a dispersion.

結着材の量は、得られる電極活物質層と基材との密着性が充分に確保でき、かつ、内部抵抗を低くすることができる観点から、電極活物質100重量部に対して、乾燥重量基準で通常は0.1〜50重量部、好ましくは0.5〜20重量部、より好ましくは1〜15重量部である。   The amount of the binder is such that the adhesion between the obtained electrode active material layer and the substrate can be sufficiently secured and the internal resistance can be lowered. The amount is usually 0.1 to 50 parts by weight, preferably 0.5 to 20 parts by weight, more preferably 1 to 15 parts by weight.

複合粒子には、前述のように必要に応じて分散剤を用いてもよい。分散剤の具体例としては、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロースなどのセルロース系ポリマー、ならびにこれらのアンモニウム塩またはアルカリ金属塩などが挙げられる。これらの分散剤は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。   As described above, a dispersant may be used for the composite particles as necessary. Specific examples of the dispersant include cellulose polymers such as carboxymethyl cellulose and methyl cellulose, and ammonium salts or alkali metal salts thereof. These dispersants can be used alone or in combination of two or more.

複合粒子には、前述のように必要に応じて導電材を用いてもよい。導電材の具体例としては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、及びケッチェンブラック(アクゾノーベル ケミカルズ ベスローテン フェンノートシャップ社の登録商標)などの導電性カーボンブラックが挙げられる。これらの中でも、アセチレンブラックおよびケッチェンブラックが好ましい。これらの導電材は、単独でまたは二種類以上を組み合わせて用いることができる。   As described above, a conductive material may be used for the composite particles as necessary. Specific examples of the conductive material include conductive carbon black such as furnace black, acetylene black, and ketjen black (registered trademark of Akzo Nobel Chemicals Bethloten Fennaut Shap). Among these, acetylene black and ketjen black are preferable. These conductive materials can be used alone or in combination of two or more.

複合粒子は、電極活物質、結着材および必要に応じ添加される前記導電材等他の成分を用いて造粒することにより得られ、少なくとも電極活物質、結着材を含んでなるが、前記のそれぞれが個別に独立した粒子として存在するのではなく、構成成分である電極活物質、結着材を含む2成分以上によって一粒子を形成するものである。具体的には、前記2成分以上の個々の粒子の複数個が結合して二次粒子を形成しており、複数個(好ましくは数個〜数十個)の電極活物質が、結着材によって結着されて粒子を形成しているものが好ましい。   The composite particles are obtained by granulating using an electrode active material, a binder, and other components such as the conductive material added as necessary, and include at least an electrode active material and a binder, Each of the above does not exist as an independent particle, but forms one particle by two or more components including an electrode active material and a binder as constituent components. Specifically, a plurality of (more preferably several to several tens) electrode active materials are formed by combining a plurality of the individual particles of the two or more components to form secondary particles. It is preferable that the particles are bound to form particles.

複合粒子の製造方法は特に制限されず、流動層造粒法、噴霧乾燥造粒法、転動層造粒法などの公知の造粒法により製造することができる。   The production method of the composite particles is not particularly limited, and can be produced by a known granulation method such as a fluidized bed granulation method, a spray drying granulation method, or a rolling bed granulation method.

複合粒子の体積平均粒子径は、所望の厚みの電極活物質層を容易に得る観点から、通常0.1〜1000μm、好ましくは1〜500μm、より好ましくは30〜250μmの範囲である。   The volume average particle diameter of the composite particles is usually in the range of 0.1 to 1000 μm, preferably 1 to 500 μm, more preferably 30 to 250 μm, from the viewpoint of easily obtaining an electrode active material layer having a desired thickness.

なお、複合粒子の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(たとえば、SALD−3100;島津製作所製)にて測定し、算出される体積平均粒子径である。   The average particle size of the composite particles is a volume average particle size calculated by measuring with a laser diffraction particle size distribution measuring device (for example, SALD-3100; manufactured by Shimadzu Corporation).

2…粉体成形装置、4A,4B…冶具,8…吸引機、12…基材、16…粉体、18…ホッパー、20…スキージ部材、22A,22B…プレス用ロール、24…粉体層。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Powder shaping | molding apparatus, 4A, 4B ... Jig, 8 ... Suction machine, 12 ... Base material, 16 ... Powder, 18 ... Hopper, 20 ... Squeegee member, 22A, 22B ... Press roll, 24 ... Powder layer .

Claims (3)

基材表面に結着材塗液を塗布する塗布工程と、
前記結着材塗液が塗布された前記基材表面に電極活物質を含む粉体を供給する供給工程と、
前記基材表面の前記粉体の目付量を制御する制御工程と、
前記制御工程により前記粉体の目付量が制御された後、リチウムイオン電池用電極の幅に相当する設定幅外に供給された前記粉体を取り除く取除工程と、
前記取除工程により前記設定幅外に供給された前記粉体が取り除かれた後、一対のプレス用ロールを用いて前記基材表面の前記粉体をプレスすることにより粉体層を形成する形成工程と、
を含むことを特徴とするリチウムイオン電池用電極の製造方法。
An application step of applying a binder coating liquid to the substrate surface;
A supply step of supplying a powder containing an electrode active material to the surface of the base material to which the binder coating liquid has been applied;
A control step of controlling the basis weight of the powder on the substrate surface;
After the basis weight of the powder is controlled by the control step, the removal step of removing the powder supplied outside the set width corresponding to the width of the lithium ion battery electrode;
Formation of forming a powder layer by pressing the powder on the surface of the base material using a pair of pressing rolls after the powder supplied outside the set width is removed by the removing step Process,
The manufacturing method of the electrode for lithium ion batteries characterized by including.
前記取除工程は、前記設定幅の両外側に配置された一対の冶具を用いて前記設定幅外に供給された前記粉体を掻き落とすことを特徴とする請求項1記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法。   2. The lithium ion battery according to claim 1, wherein in the removing step, the powder supplied outside the set width is scraped off using a pair of jigs arranged on both outer sides of the set width. Electrode manufacturing method. 前記取除工程は、前記設定幅の両外側に配置された吸引口を有する吸引機を用いて前記設定幅外に供給された前記粉体を吸引することを特徴とする請求項1記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法。   2. The lithium according to claim 1, wherein in the removing step, the powder supplied outside the set width is sucked using a suction machine having suction ports arranged on both outer sides of the set width. A method for producing an ion battery electrode.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3244470A4 (en) * 2015-01-05 2018-07-11 Zeon Corporation Method for manufacturing electrode for lithium ion battery
WO2023100973A1 (en) 2021-12-03 2023-06-08 日本ゼオン株式会社 Apparatus for manufacturing electrode active material layer
WO2023100971A1 (en) 2021-12-03 2023-06-08 日本ゼオン株式会社 Apparatus for manufacturing electrode active material layer
WO2023157931A1 (en) * 2022-02-16 2023-08-24 Apb株式会社 Battery electrode manufacturing device and battery electrode manufacturing method
WO2024024738A1 (en) * 2022-07-29 2024-02-01 日本ゼオン株式会社 Manufacturing device for electrode mixture layer and manufacturing method for electrode mixture layer

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3244470A4 (en) * 2015-01-05 2018-07-11 Zeon Corporation Method for manufacturing electrode for lithium ion battery
WO2023100973A1 (en) 2021-12-03 2023-06-08 日本ゼオン株式会社 Apparatus for manufacturing electrode active material layer
WO2023100971A1 (en) 2021-12-03 2023-06-08 日本ゼオン株式会社 Apparatus for manufacturing electrode active material layer
WO2023157931A1 (en) * 2022-02-16 2023-08-24 Apb株式会社 Battery electrode manufacturing device and battery electrode manufacturing method
WO2024024738A1 (en) * 2022-07-29 2024-02-01 日本ゼオン株式会社 Manufacturing device for electrode mixture layer and manufacturing method for electrode mixture layer

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