JP2017054762A - 二次電池用の電極および二次電池の製造方法と二次電池用の電極の製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
[二次電池の構成]
図1(a),1(b)は、本発明の製造方法によって製造される積層型のリチウムイオン二次電池の構成の一例を模式的に示している。図1(a)は二次電池の主面(扁平な面)に対して垂直上方から見た平面図であり、図1(b)は図1(a)のA−A線断面図である。図2は正極の要部の拡大断面図である。
本発明のリチウムイオン二次電池1は、正極(正極シート)2と負極(負極シート)3とが、セパレータ4を介して交互に複数層積層された電極積層体(電池素子)17を備えている。この電極積層体17は電解液5と共に、可撓性フィルム6からなる外装容器に収納されている。電極積層体17の正極2には正極端子7の一端が、負極3には負極端子8の一端がそれぞれ接続されている。正極端子7の他端側および負極端子8の他端側は、それぞれ可撓性フィルム6の外部に引き出されている。図1(b)では、電極積層体17を構成する各層の一部(厚さ方向の中間部に位置する層)を図示省略して、電解液5を示している。図1(b)では、見やすくするために、正極2と負極3とセパレータ4とがそれぞれ互いに接触していないように図示しているが、実際にはこれらは密着して積層されている。
負極3の塗布部(負極活物質層12)の外形寸法は正極2の塗布部(正極活物質層10)の外形寸法よりも大きく、セパレータ4の外形寸法よりも小さいか等しい。
二次電池の製造にあたって、まず二次電池用の電極を製造する。具体的には、図3に示すように、複数の正極(正極シート)2を製造するための長尺の帯状の正極集電体9に、正極活物質層10を形成する。未塗布部との境界部分13における塗布部(正極活物質層10)の端部は、正極集電体9に対して実質的に垂直に切り立っていても、図2に示すように傾斜していてもよい。この正極活物質層10を正極集電体9の両面にそれぞれ間欠的に形成する。その後、個々の積層型電池に使用する正極2を得るために、図4(a)に2点鎖線で示す切断線15に沿って正極集電体9を裁断して分割し、図4(b)に示す所望の大きさの正極2を得る。切断線15は仮想的な線であって実際には形成されない。
正極2と負極3の塗布部、すなわち正極活物質層10および負極活物質層12の形成方法の詳細については後述する。
前述した本発明の二次電池の製造方法のうち、電極の詳細な作製方法について説明する。以下の説明は、正極2を製造する例に関するものであるが、負極3を以下の方法で製造することも可能である。
本発明において集電体9上に活物質層10を形成する方法は、主に、ダイヘッド20を含むダイコータを用いる方式のように、スラリーを吐出して、長尺の集電体9の長手方向に沿って活物質合剤の塗布部を形成する方式である。図7は、本発明において間欠塗布を行うダイコータ(製造装置)の構成の一例を示す図である。図7に示すように、間欠塗布を行うダイコータは、ダイヘッド20と、ダイヘッド20に連結された弁機構14と、活物質合剤のスラリー23を収容する収容部18とを有している。そして、収容部18からダイヘッド20へ向かう経路が設けられており、弁機構14はその収容部18からダイヘッド20へ向かう経路の途中に位置しており、弁機構14から収容部18へ向かうもう1つの経路も形成されている。ここでは、便宜上、収容部18から弁機構14に向かう経路を供給経路30、弁機構14からダイヘッド20へ向かう経路を吐出側経路31、弁機構14から収容部18へ戻る経路をリターン経路32と称する。弁機構14は、これらの経路の分岐点である。図7に示す例では、収容部18は単一のメインタンク24からなり、弁機構14は、ダイヘッド20側に位置する塗工弁21と、メインタンク24側に位置するリターン弁29とを有する。供給経路30には、スラリー23を収容部18側からダイヘッド20側へ送るポンプ22と圧力センサ19が設けられている。リターン経路32には、流量調整装置であるリターン流量調整弁26が設けられている。
一方で、配管中のスラリーの粘度が所定の値Yよりも値が大きくなった場合には、未塗工段階の圧力と塗工段階の圧力を所定の範囲内に制御するとともに、未塗工段階の圧力が塗工段階の圧力よりも大きくなるように制御することで、前述した塗り始めと塗り終わりの厚みの違いが出やすい傾向を抑制することが可能となり、精度良く電極シートを形成することができる。
ここで、所定の値X、Yは、X<Yであり、具体的な値はスラリーの特性に応じて任意に定めればよい。
2 正極(正極シート)
3 負極(負極シート)
4 セパレータ
5 電解液
6 可撓性フィルム
7 電極端子(正極端子)
8 電極端子(負極端子)
9 正極用の集電体(正極集電体)
10 正極用の活物質層(正極活物質層)
11 負極用の集電体(負極集電体)
12 負極用の活物質層(負極活物質層)
13 境界部分
14 弁機構(分岐点)
15,16 切断線
17 電極積層体(電池素子)
18 収容部
19 圧力センサ
20 ダイヘッド
21 塗工弁
22 ポンプ
23 スラリー
24 メインタンク
25 ローラ
26 リターン流量調整弁(流量調整装置)
27 もう1つの圧力センサ
28 サブタンク
29 リターン弁
30 供給経路
31 吐出側経路
32 リターン経路
Claims (15)
- 集電体上に活物質層が形成された塗布部を有する二次電池用の電極の製造方法であって、
活物質を含むスラリーを収容部からポンプによってダイヘッドに供給し、供給された前記スラリーを前記ダイヘッドから前記集電体に向かって吐出する塗布段階と、前記スラリーを、前記収容部から前記ダイヘッドに供給せずに、前記収容部から前記ダイヘッドへ向かう経路の途中の分岐点から前記収容部側に戻し、前記ダイヘッドから前記集電体に向かって前記スラリーを吐出しない未塗布段階と、を含み、
前記ポンプは、前記収容部から前記分岐点へ向かう経路内に設けられており、
前記未塗布段階では前記分岐点から前記収容部側で前記スラリーを循環させ、前記未塗布段階における前記スラリーの循環時の前記ポンプと前記分岐点の間との圧力を、前記塗布段階における前記ポンプと前記分岐点との間の圧力に合わせて調整する、二次電池用の電極の製造方法。 - 前記未塗布段階における前記スラリーの循環時の前記ポンプと前記分岐点との間の圧力を、前記塗布段階における前記ポンプと前記分岐点との間の圧力以下にする、請求項1に記載の二次電池用の電極の製造方法。
- 前記未塗布段階における前記スラリーの循環時の前記ポンプと前記分岐点との間の圧力を、前記塗布段階における前記ポンプと前記分岐点との間の圧力以上にする、請求項1に記載の二次電池用の電極の製造方法。
- 前記未塗布段階における前記スラリーの循環時の前記ポンプと前記分岐点との間の圧力を、前記塗布段階における前記ポンプと前記分岐点との間の圧力に一致させる、請求項1から3のいずれか1項に記載の二次電池用の電極の製造方法。
- 前記未塗布段階は、前記塗布段階を開始する前の待機段階である、請求項1から4のいずれかに記載の二次電池用の電極の製造方法。
- 前記塗布段階では、前記ダイヘッドから前記集電体に向かって前記スラリーを吐出し続ける状態で、前記集電体を前記ダイヘッドに対して相対的に移動させて、前記集電体に前記スラリーの塗布部を形成し、前記未塗布段階では、前記ダイヘッドから前記集電体に向かって前記スラリーを吐出しない状態で、前記集電体を前記ダイヘッドに対して相対的に移動させて、前記集電体に前記スラリーの未塗布部を形成する、請求項1から4のいずれか1項に記載の二次電池用の電極の製造方法。
- 前記塗布段階と前記未塗布段階との切り換えは、前記分岐点に配置された弁機構によって、前記収容部からの前記スラリーを、前記ダイヘッドに向かう経路に送る状態と、前記収容部側に戻す経路に送る状態とを切り換えることにより行う、請求項1から6のいずれか1項に記載の二次電池用の電極の製造方法。
- 前記収容部から前記分岐点へ向かう経路の前記ポンプと前記分岐点との間に設けられている圧力センサによって、前記塗布段階の圧力と前記未塗布段階の圧力を検知する、請求項1から7のいずれか1項に記載の二次電池用の電極の製造方法。
- 前記収容部からの前記スラリーを前記弁機構から前記収容部に戻す経路に設けられている流量調整装置によって、前記未塗布段階における前記スラリーの循環時の前記ポンプと前記分岐点との間の圧力を調整する、請求項7または8に記載の二次電池用の電極の製造方法。
- 前記流量調整装置はリターン流量調整弁である、請求項9に記載の二次電池用の電極の製造方法。
- 前記収容部はメインタンクを含み、
前記未塗布段階では前記分岐点から前記メインタンクに前記スラリーを戻し、前記分岐点と前記メインタンクの間で前記スラリーを循環させる、請求項1から10のいずれか1項に記載の二次電池用の電極の製造方法。 - 前記収容部はメインタンクを含み、
前記ポンプと前記弁機構の間にサブタンクが設けられており、
前記未塗布段階では前記分岐点から前記サブタンクに前記スラリーを戻し、前記分岐点と前記サブタンクの間で前記スラリーを循環させる、請求項1から11のいずれか1項に記載の二次電池用の電極の製造方法。 - 正極用の集電体の両面に正極用の活物質層を形成して正極を形成する工程と、負極用の集電体の両面に負極用の活物質層を形成して負極を形成する工程と、前記正極と前記負極とをセパレータを介して積層する工程と、を含む二次電池の製造方法であって、
前記正極を形成する工程と前記負極を形成する工程のいずれか一方または両方が、請求項1から12のいずれか1項に記載の二次電池用の電極の製造方法の各工程を含む、二次電池の製造方法。 - 集電体上に活物質層が形成された塗布部を有する二次電池用の電極の製造装置であって、
活物質を含むスラリーを前記集電体に向かって吐出するダイヘッドと、前記スラリーを収容する収容部と、前記ダイヘッドと前記収容部との間に介在する弁機構と、前記弁機構と前記ダイヘッドとを接続している吐出側経路と、前記弁機構と前記収容部とを接続している供給経路およびリターン経路と、前記供給経路内に設けられて前記収容部から前記弁機構へ前記スラリーを送るポンプと、前記供給経路の前記ポンプと前記弁機構との間に配置されている圧力センサと、前記リターン経路内に設けられている流量調整装置と、を含む二次電池用の電極の製造装置。 - 集電体上に活物質層が形成された塗布部を有する二次電池用の電極の製造装置であって、
活物質を含むスラリーを前記集電体に向かって吐出するダイヘッドと、前記スラリーを収容する収容部と、前記ダイヘッドと前記収容部との間に介在する弁機構と、前記弁機構と前記ダイヘッドとを接続している吐出側経路と、前記収容部と前記弁機構とを接続している供給経路と、前記供給経路内に設けられて前記収容部から前記弁機構へ前記スラリーを送るポンプと、前記ポンプと前記弁機構の間に設けられているサブタンクと、前記弁機構と前記サブタンクとを接続しているリターン経路と、前記供給経路の前記ポンプと前記弁機構との間に配置されている圧力センサと、前記リターン経路内に設けられている流量調整装置と、を含む二次電池用の電極の製造装置。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023132675A1 (ko) * | 2022-01-06 | 2023-07-13 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 슬러리 이송장치 및 이를 이용한 슬러리 이송방법 |
WO2024008857A1 (en) * | 2022-07-06 | 2024-01-11 | Northvolt Ab | A system for coating a slurry onto a substrate and a method of coating using said system |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09108605A (ja) * | 1995-10-20 | 1997-04-28 | Tdk Corp | 間欠塗布方法および間欠塗布装置 |
JPH1076209A (ja) * | 1996-09-05 | 1998-03-24 | Toray Eng Co Ltd | 液体塗布装置 |
JPH11223594A (ja) * | 1998-02-05 | 1999-08-17 | Toshiba Corp | インライン粘度計、ダイコータ及び粘度管理方法 |
JP2004344695A (ja) * | 2003-05-20 | 2004-12-09 | Dainippon Printing Co Ltd | 塗布ノズルへの液供給装置 |
JP2005243581A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 塗工方法および塗工機 |
JP2010033791A (ja) * | 2008-07-28 | 2010-02-12 | Panasonic Corp | 非水系二次電池用電極板とその製造方法並びに製造装置およびその電極板を用いた非水系二次電池 |
JP2013202450A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Nec Corp | 塗布装置 |
US20140255607A1 (en) * | 2011-04-13 | 2014-09-11 | Megtec Systems, Inc. | Method And Apparatus For Coating Discrete Patches |
-
2015
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09108605A (ja) * | 1995-10-20 | 1997-04-28 | Tdk Corp | 間欠塗布方法および間欠塗布装置 |
JPH1076209A (ja) * | 1996-09-05 | 1998-03-24 | Toray Eng Co Ltd | 液体塗布装置 |
JPH11223594A (ja) * | 1998-02-05 | 1999-08-17 | Toshiba Corp | インライン粘度計、ダイコータ及び粘度管理方法 |
JP2004344695A (ja) * | 2003-05-20 | 2004-12-09 | Dainippon Printing Co Ltd | 塗布ノズルへの液供給装置 |
JP2005243581A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 塗工方法および塗工機 |
JP2010033791A (ja) * | 2008-07-28 | 2010-02-12 | Panasonic Corp | 非水系二次電池用電極板とその製造方法並びに製造装置およびその電極板を用いた非水系二次電池 |
US20140255607A1 (en) * | 2011-04-13 | 2014-09-11 | Megtec Systems, Inc. | Method And Apparatus For Coating Discrete Patches |
JP2013202450A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Nec Corp | 塗布装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023132675A1 (ko) * | 2022-01-06 | 2023-07-13 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 슬러리 이송장치 및 이를 이용한 슬러리 이송방법 |
WO2024008857A1 (en) * | 2022-07-06 | 2024-01-11 | Northvolt Ab | A system for coating a slurry onto a substrate and a method of coating using said system |
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