JP2017168189A - リチウムイオン二次電池の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 電極板の活物質層内にリン酸トリリチウムが適切に分布しているとともに,入出力特性が高いリチウムイオン二次電池の製造方法を提供すること。
【解決手段】 本発明に係るリチウムイオン二次電池の製造方法は,第1の混合工程,第2の混合工程,第3の混合工程,成膜工程を有する。第1の混合工程では,活物質および導電材のうちの一方である第1の電極材料の粉末を,リン酸トリリチウムの粉末と混合して第1の混合物とする。第2の混合工程では,第1の混合物を,活物質および導電材のうちの他方である第2の電極材料の粉末と混合して第2の混合物とする。第3の混合工程では,第2の混合物を,結着材および溶媒と混合して湿潤造粒体を形成する。成膜工程では,湿潤造粒体を集電箔の表面に付着させて活物質層を形成する。
【選択図】図3

Description

本発明は,リチウムイオン二次電池の製造方法に関する。より詳細には,電極板の活物質層を形成する材料の1つとして,リン酸トリリチウム(LiPO)を用いるリチウムイオン二次電池の製造方法に関するものである。
リチウムイオン二次電池は,一般的に,電池ケースの内部に,正負の電極板により構成された電極体と,電解液とを収容した構成のものである。電極板は,集電箔の表面に,活物質層を形成してなるものである。また。活物質層は,活物質や結着材などの電極材料により構成されている。このようなリチウムイオン二次電池の電極板を製造する方法として,例えば,特許文献1が挙げられる。
特許文献1には,活物質の粒子と,粒子状の結着材とを乾式混合することにより混合粉末とし,その混合粉末を用いて,集電箔上に活物質層を形成する方法が記載されている。また,粒子状の結着材として,導電材が含まれるものを用いることが記載されている。導電材は,活物質層内における活物質粒子の間に導電経路を形成し,活物質層の導電性を高めることのできる電極材料である。そして,特許文献1では,活物質層の形成に,溶媒が含まれていない混合粉末を用いていることにより,溶媒を含むペーストを用いたときよりも,活物質層の厚み方向における電極材料の偏りを抑制することができるとされている。
特許第4778034号公報
ところで,リチウムイオン二次電池では,充放電に伴って電解液が酸化分解され,酸が生じてしまうことがある。さらに,電解液の酸化分解によって生じた酸により,リチウムイオン二次電池の耐久性が低下してしまうことがある。このような電池の耐久性の低下は,活物質層を形成するための電極材料の1つとして,リン酸トリリチウムを用いることで抑制することが可能である。そして,電池の耐久性の低下を適切に抑制するためには,活物質層内に偏りなく,リン酸トリリチウムを分布させることが好ましい。
また,リン酸トリリチウムが偏りなく分布した活物質層を得るためには,電極材料である活物質,導電材,結着材,リン酸トリリチウムが偏りなく混ざり合った混合材料を用いて,活物質層を形成すればよい。そこで,これら電極材料の混合を,長時間,行うことが考えられる。
しかし,上記の従来技術のような乾式混合を長時間,行った場合,活物質の粒子と導電材の粒子とが複合してしまうという問題があった。このため,活物質粒子間の導電経路の形成に寄与する導電材が不足し,リチウムイオン二次電池の入出力特性が低下してしまうおそれがあった。
本発明は,前記した従来の技術が有する問題点の解決を目的としてなされたものである。すなわちその課題とするところは,電極板の活物質層内にリン酸トリリチウムが適切に分布しているとともに,入出力特性が高いリチウムイオン二次電池の製造方法を提供することである。
この課題の解決を目的としてなされた本発明のリチウムイオン二次電池の製造方法は,活物質,導電材,結着材を含む活物質層と,活物質層が表面に設けられた集電箔とにより構成された電極板を有するリチウムイオン二次電池の製造方法であって,活物質および導電材のうちの一方である第1の電極材料の粉末を,リン酸トリリチウムの粉末と混合して第1の混合物とする第1の混合工程と,第1の混合物を,活物質および導電材のうちの他方である第2の電極材料の粉末と混合して第2の混合物とする第2の混合工程と,第2の混合物を,結着材および溶媒と混合して湿潤造粒体を形成する第3の混合工程と,湿潤造粒体を集電箔の表面に付着させて活物質層を形成する成膜工程とを有することを特徴とするリチウムイオン二次電池の製造方法である。
このリチウムイオン二次電池の製造方法では,第1の混合工程により,第1の混合物中にリン酸トリリチウムを適切に分散させておくことで,第2の混合工程を短時間で行うことができる。つまり,活物質と導電材とが乾式で混合される第2の混合工程の時間を,短くすることができる。よって,活物質と導電材との複合を抑制し,成膜工程により形成される活物質層内の導電性の低下を抑制することができる。つまり,内部抵抗が低く,入出力特性の高いリチウムイオン二次電池を製造することができる。また,第1の混合工程により,第1の混合物中にリン酸トリリチウムを適切に分散させていることにより,その後の第3の混合工程で形成される湿潤造粒体についても,リン酸トリリチウムが適切に分散したものとすることができる。よって,成膜工程では,リン酸トリリチウムが適切に分散した湿潤造粒体を用いることにより,リン酸トリリチウムが適切に分布した活物質層を形成することができる。
また上記に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法において,第1の混合工程では,第1の電極材料として導電材を用い,第2の混合工程では,第2の電極材料として活物質を用いることが好ましい。導電材およびリン酸トリリチウムの粉末は,一般的に,活物質の粉末よりも,粒子が小さい微粒子粉末であり,混合物中へ分散しにくいものである。また,第1の混合工程は,活物質と導電材とが乾式で混合されることがなく,活物質と導電材とが複合してしまうおそれがないため,混合を長時間,行うことができる。そして,第1の混合工程で,分散が困難な導電材とリン酸トリリチウムとの混合を長時間,行うことで,第1の混合物を,導電材とリン酸トリリチウムとが均一に分散したものとすることができる。さらに,第2の混合工程では,混合の時間が短時間であっても,活物質が第1の混合物中に均一に分散してなる第2の混合物を得ることができる。これにより,第3の混合工程で形成される湿潤造粒体を,各材料がより均一に分散したものとすることができる。よって,その湿潤造粒体を用いることにより,リン酸トリリチウムがより適切に分布した活物質層を形成することができるからである。
また上記に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法において,第1の混合工程では,撹拌翼を,20m/sec以上の周速で,15sec以上,回転させることにより混合を行うことが好ましい。第1の混合工程により,第1の混合物を,リン酸トリリチウムがより均一に分散したものとすることができる。これにより,その後の第2の混合工程で得られる第2の混合物,第3の混合工程で形成される湿潤造粒体についても,リン酸トリリチウムがより均一に分散したものとすることができる。よって,その湿潤造粒体を用いることにより,リン酸トリリチウムがより適切に分布した活物質層を形成することができるからである。
本発明によれば,電極板の活物質層内にリン酸トリリチウムが適切に分布しているとともに,入出力特性が高いリチウムイオン二次電池の製造方法が提供されている。
電池の概略構成図である。 電極体を構成する正極板等の断面図である。 第1の形態における湿潤造粒体の形成手順を示すフローチャートである。 撹拌装置の概略構成図である。 成膜装置の概略構成図である。 第2の形態における湿潤造粒体の形成手順を示すフローチャートである。 比較例の1つにおける電極ペーストの作製手順を示すフローチャートである。 比較例の1つにおける湿潤造粒体の形成手順を示すフローチャートである。 図8とは異なる比較例における湿潤造粒体の形成手順を示すフローチャートである。
以下,本発明を具体化した最良の形態について,図面を参照しつつ詳細に説明する。
[第1の形態]
まず,本形態に係る方法により製造される電池100(図1参照)について説明する。図1は,本形態に係る電池100の概略構成図である。電池100は,図1に示すように,電極体110および電解液120を電池ケース130の内部に収容してなるリチウムイオン二次電池である。また,電池ケース130は,ケース本体131と封口板132とを備えている。封口板132は,絶縁部材133を備えている。
本形態の電解液120は,非水溶媒121に,電解質122を溶解してなる非水電解液である。電解液120の非水溶媒121としては,有機溶剤であるエチレンカーボネート(EC),エチルメチルカーボネート(EMC),ジメチルカーボネート(DMC)などを用いることができる。
また,本形態の電解液120には,電解質122として,フッ素を有するイオン化合物である六フッ化リン酸リチウム(LiPF)を用いている。すなわち,電解液120は,フッ素を有するイオン化合物を含有する非水電解液である。
図2は,電極体110を構成する正極板140,負極板150,セパレータ160の断面図である。正極板140,負極板150,セパレータ160はいずれも長尺のシート状のものである。なお,図2は,正極板140等の,長手方向に対する幅方向における断面図である。電極体110は,正極板140,負極板150,セパレータ160を,図2に示すように重ね合わせつつ,幅方向を捲回軸の方向として,扁平形状に捲回したものである。
図2に示すように,正極板140は,正極集電箔141の両面に,正極活物質層142を形成してなるものである。正極集電箔141としては,例えば,アルミニウム箔を用いることができる。また,本形態に係る正極活物質層142は,活物質50,導電材51,結着材52,リン酸トリリチウム(LiPO)53を含んでいる。なお,以下において,リン酸トリリチウムをLPOと記載することがある。
活物質50は,電池100において充放電に寄与する材料であり,リチウムイオンを吸蔵および放出することができるものである。活物質50としては,例えば,LiNi1/2Mn3/2を用いることができる。導電材51は,正極活物質層142の導電性を高めることのできるものである。導電材51としては,例えば,アセチレンブラック(AB)を用いることができる。
結着材52は,正極活物質層142内に含まれている材料を互いに結着させることにより正極活物質層142を形成するとともに,正極活物質層142を正極集電箔141の表面に結着させることができるものである。結着材52としては,例えば,ポリフッ化ビニリデン(PVdF)を用いることができる。また,LPO53は,電解液120の酸化分解により生じた酸により,電池100の耐久性が低下してしまうことを抑制することができる材料である。
また,図2に示すように,負極板150は,負極集電箔151の両面に,負極活物質層152を形成してなるものである。負極集電箔151としては,例えば,銅箔を用いることができる。また,本形態に係る負極活物質層152は,活物質90,結着材91を含んでいる。
活物質90は,電池100において充放電に寄与する材料であり,リチウムイオンを吸蔵および放出することができるものである。活物質90としては,例えば,天然黒鉛を用いることができる。結着材91は,負極活物質層152内に含まれている材料を互いに結着させることにより負極活物質層152を形成するとともに,負極活物質層152を負極集電箔151の表面に結着させることができるものである。結着材91としては,例えば,スチレンブタジエンゴム(SBR)を用いることができる。
セパレータ160は,多数の細孔を有する多孔質シートである。セパレータ160としては,ポリプロピレン(PP),ポリエチレン(PE)等を単体で用いることができる。あるいは,これらが複数積層された複合材料をセパレータ160として用いることも可能である。
また,図2に示すように,正極板140には,正極活物質層142が形成されておらず,正極集電箔141が露出している部分がある。負極板150についても,負極活物質層152が形成されておらず,負極集電箔151が露出している部分がある。そして,図1に示す捲回後の電極体110において,正極端部112は,正極板140における正極集電箔141の露出部分のみからなる部分である。また,電極体110の負極端部113は,負極板150における負極集電箔151の露出部分のみからなる部分である。
さらに,図1に示すように,電極体110の正極端部112には,正極端子149が接続されている。電極体110の負極端部113には,負極端子159が接続されている。正極端子149および負極端子159は,それぞれ電極体110と接続されていない側の端を,絶縁部材133を介し,電池ケース130の外部に突出させている。
一方,図1における電極体110の中央部111は,図2に示すように,正極板140の正極活物質層142の形成されている部分,および,負極板150の負極活物質層152が形成されている部分が,セパレータ160を介して重なっている部分である。そして,電池100は,正極端子149および負極端子159を介し,電極体110の中央部111において,充電および放電を行うものである。
次に,本形態の電池100の製造方法について説明する。本形態の電池100は,正極板140および負極板150をセパレータ160とともに捲回して電極体110となし,電極体110および電解液120を電池ケース130内に収容することで製造される。また,本形態の電池100の製造方法の特徴は,正極板140の製造にある。具体的には,正極板140の正極活物質層142を形成する材料の製造方法に特徴がある。よって,以下,正極板140の製造工程について詳細に説明する。
本形態の正極板140は,図3に示す手順により湿潤造粒体62を形成し,その湿潤造粒体62により正極集電箔141の表面に正極活物質層142を形成する成膜工程を行うことで製造する。つまり,湿潤造粒体62は,正極板140の正極活物質層142の形成に使用する材料である。そのため,湿潤造粒体62の形成には,図3に示すように,正極活物質層142を構成する正極材料である活物質50,導電材51,結着材52,LPO53を用いる。また,図3に示すように,湿潤造粒体62の形成には,上記の正極材料に加えて,溶媒54を用いる。溶媒54としては,例えば,N−メチルピロリドン(NMP)を用いることができる。
そして,本形態では,活物質50,導電材51,結着材52,LPO53,溶媒54を用い,図3に示す第1混合工程(S10),第2混合工程(S11),第3混合工程(S12)を行うことにより,湿潤造粒体62を形成する。
すなわち,まず,図3に示すように,導電材51とLPO53とにより,第1混合工程(S10)を行う。第1混合工程には,図4に示す撹拌装置1を用いることができる。撹拌装置1は,撹拌槽10の内部に,駆動軸40に固定された撹拌翼20およびスクレーパ30を有している。撹拌装置1において,撹拌翼20は2枚,設けられている。また,図4には,撹拌翼20の先端21を示している。
撹拌翼20およびスクレーパ30は,駆動軸40を回転軸として回転駆動される。この撹拌翼20の回転により,撹拌装置1は,撹拌槽10内に投入された材料を撹拌することができるものである。また,スクレーパ30は,撹拌槽10内の材料が,撹拌槽10の内壁面に付着してしまうことを抑制することのできるものである。
そして,第1混合工程では,撹拌装置1の撹拌槽10内に,導電材51の粉末とLPO53の粉末とを投入し,撹拌を行う。つまり,本形態における第1混合工程は,乾式で行う。この撹拌により,導電材51とLPO53とを均一に混合し,図3に示すように,第1混合物60を製造する。このため,第1混合物60は,導電材51とLPO53とが均一に混ざり合ってなるものである。
また,導電材51の粉末は,ABの複数の1次粒子が凝集して形成された凝集粒子よりなるものである。具体的に,導電材51の粉末における凝集粒子は,ABの複数の1次粒子が不規則な鎖状または房状に連なって形成されたストラクチャー構造をしている。また,第1混合工程前における導電材51の粉末は,凝集粒子が大きいものである。そして,第1混合工程では,導電材51の凝集粒子のストラクチャー構造における連なりを一部,切断し,導電材51の凝集粒子を正極活物質層142の形成に適切な大きさとすることができる。つまり,第1混合物60中の導電材51の凝集粒子は,第1混合工程により解砕され,第1混合工程前よりも小さなものとなる。
次に,図3に示すように,第2混合工程(S11)を行う。第2混合工程では,第1混合物60を,活物質50と混合する。本形態では,第2混合工程においても,撹拌装置1を用いることができる。すなわち,第1混合工程後の撹拌装置1の撹拌槽10内に,活物質50の粉末を投入し,撹拌を行う。つまり,本形態では,第2混合工程についても,乾式で行う。
そして,第2混合工程では,第1混合物60と活物質50とを均一に混合し,第2混合物61を製造する。このため,第2混合物61は,活物質50,導電材51,LPO53により構成されている。そして,第2混合物61は,活物質50,導電材51,LPO53が均一に混ざり合ってなるものである。
続いて,図3に示すように,第3混合工程(S12)を行う。第3混合工程では,第2混合物61を,結着材52および溶媒54と混合する。本形態では,第3混合工程においても,撹拌装置1を用いることができる。すなわち,第2混合工程後の撹拌装置1の撹拌槽10内に,結着材52および溶媒54を投入し,撹拌を行う。本形態では,結着材52および溶媒54が予め混合された結着材溶液を,撹拌装置1へと投入する。つまり,第3混合工程については,溶媒54を混入し,湿式で行う。
そして,第3混合工程では,第2混合物61と結着材52および溶媒54とを均一に混合し,湿潤造粒体62を形成する。このため,湿潤造粒体62は,均一に混ざり合った活物質50,導電材51,結着材52,LPO53,溶媒54により構成されている。
なお,第3混合工程では,低速撹拌と高速撹拌とを行う。具体的には,結着材溶液を撹拌槽10に投入後,まず,一定時間,低速撹拌を行う。この低速撹拌により,第2混合物61および結着材溶液を混合する。これにより,活物質50,導電材51,結着材52,LPO53,溶媒54を,これらの混合物中に均一に混合させる。また,低速撹拌では,正極材料(活物質50,導電材51,結着材52,LPO53)の粒子同士が付着し,粒子の大きな湿潤造粒体が形成される。
また,低速撹拌後,低速撹拌よりも撹拌翼20の周速を速くして高速撹拌を行う。なお,本形態において,撹拌翼20の周速は,撹拌翼20の先端21における速度である。そして,高速撹拌により,低速撹拌で形成された粒子の大きな湿潤造粒体を解砕し,粒子の小さな湿潤造粒体62とする。これにより,第3混合工程では,正極活物質層142の形成に適切な大きさの粒子の湿潤造粒体62を形成する。
なお,湿潤造粒体62における固形分率は,65%以上であることが好ましい。つまり,溶媒54の量は,湿潤造粒体62全体の重量に占める固形分(正極材料)の重量が,65%以上となるようにされていることが好ましい。溶媒54が過剰になることなく,湿潤造粒体62が適切に形成されるからである。また,湿潤造粒体62における固形分率は,95%以下であることが好ましい。溶媒54が不足することなく,湿潤造粒体62を適切に形成することができるからである。
そして,上記で得られた湿潤造粒体62を用いて成膜工程を行う。成膜工程では,湿潤造粒体62を正極集電箔141の表面に付着させて正極活物質層142を形成する。これにより,成膜工程では,正極板140が製造される。成膜工程には,図5に示す成膜装置200を用いることができる。成膜装置200は,第1ロール210,第2ロール220,第3ロール230を有している。図5に示すように,成膜装置200において,これら3つのロールは水平に並べて配置されている。
また,第1ロール210と第2ロール220とは,第1対向位置Aにおいて,外周面同士が対向しているロール対である。第2ロール220と第3ロール230とは,第2対向位置Bにおいて,外周面同士が対向しているロール対である。なお,第1対向位置Aおよび第2対向位置Bにおいては,それぞれ対向しているロール同士の間に間隙が設けられている。
第1対向位置Aの上側には,第1ロール210および第2ロール220の軸方向における両端付近にそれぞれ,仕切り板240,250が設けられている。つまり,仕切り板240,250は,他方と間隔を設けて配置されている。そして,仕切り板240,250の間には,湿潤造粒体62が投入されている。
第2対向位置Bにおいて,第3ロール230の外周面には,正極集電箔141が巻き掛けられている。つまり,正極集電箔141は,第2対向位置Bにおける第2ロール220と第3ロール230との間隙に通されている。
そして,成膜工程は,成膜装置200の第1ロール210,第2ロール220,第3ロール230をそれぞれ図5に矢印で示す所定の向きに回転させることにより行う。具体的に,第1ロール210,第2ロール220はともに,第1対向位置Aにおける外周面の移動方向が鉛直方向の下向きとなる向きに回転する。
第3ロール230は,第2対向位置Bにおける外周面の移動方向が,第2ロール220の外周面の移動方向と同じとなる向きに回転する。また,第3ロール230が回転することにより,第3ロール230に巻き掛けられている正極集電箔141は,図5に矢印で示すように搬送される。
そして,成膜工程において,仕切り板240,250の間の湿潤造粒体62は,第1ロール210および第2ロール220の回転により,第1対向位置Aにおける第1ロール210と第2ロール220との間隙を通過する。その第1対向位置Aにおける間隙を通過する際,湿潤造粒体62は,第1ロール210と第2ロール220とにより圧迫され,圧延される。この圧延により,湿潤造粒体62は第1対向位置Aにおいてシート状に成形され,電極合剤シート143とされる。
ここで,本形態の成膜装置200では,第2ロール220の周速が,第1ロール210の周速よりも速くされている。つまり,第1対向位置Aにおける第2ロール220の外周面の移動速度は,第1ロール210の外周面の移動速度よりも速くされている。これにより,第1対向位置Aにおいて形成された電極合剤シート143は,より移動速度の速い第2ロール220の外周面に付着する。
第2ロール220の外周面に付着により担持された電極合剤シート143は,第2ロール220の回転によって搬送され,第2対向位置Bへと到達する。第2対向位置Bへと到達した電極合剤シート143は,正極集電箔141とともに第2対向位置Bにおける第2ロール220と第3ロール230との間隙を通過する。その第2対向位置Bにおける間隙を通過する際,電極合剤シート143および正極集電箔141は,第2ロール220と第3ロール230とにより厚み方向に圧迫される。
ここで,本形態の成膜装置200では,第3ロール230の周速が,第2ロール220の周速よりも速くされている。つまり,第2対向位置Bにおける正極集電箔141の移動速度は,第2ロール220の外周面の移動速度よりも速くされている。これにより,第2対向位置Bにおいて厚み方向に圧迫された電極合剤シート143は,より移動速度の速い正極集電箔141の表面に転写され,付着する。この正極集電箔141の表面に付着された電極合剤シート143が,正極活物質層142である。
よって,第2対向位置Bを通過した正極集電箔141の一方の表面には,正極活物質層142が形成されている。正極活物質層142が形成された正極集電箔141は,第2対向位置Bを通過後,成膜装置200より排出される。さらに,正極集電箔141のもう一方の面にも同様にして正極活物質層142を形成することができる。よって,成膜工程により,正極集電箔141の両面に正極活物質層142を形成し,正極板140を製造することができる。
また,成膜工程後,正極板140を,負極板150およびセパレータ160とともに捲回する。この捲回により,電極体110を製造することができる,さらに,電極体110を電解液120とともに電池ケース130内に収容することで,本形態の電池100を製造することができる(図1)。
なお,正極板140が電極体110に組み付けられる前に,正極活物質層142を乾燥する乾燥工程を行ってもよい。さらに,正極活物質層142の密度を調整するため,正極板140を厚み方向に圧迫する圧迫工程を行ってもよい。
ここにおいて,湿潤造粒体を形成するための混合工程では,活物質と導電材とが乾式で混合される時間を,短くすることが好ましい。活物質と導電材との混合を乾式で長時間,行った場合には,活物質と導電材との複合が生じてしまうことがあるからである。活物質と導電材とを乾式で混合するときには,活物質の粒子と導電材の粒子とが互いに強く押し付けられるためである。
そして,活物質と導電材との複合が生じてしまった場合,湿潤造粒体において,活物質の表面に多くの導電材が存在することとなる。つまり,湿潤造粒体により形成された正極活物質層においても,活物質の表面に多くの導電材が存在することとなる。このため,正極活物質層内において,活物質粒子の間に導電経路を形成することに寄与できる導電材の量が不足してしまうことがある。これにより,活物質と導電材との乾式での混合を長時間,行った場合には,正極活物質層内における活物質粒子の間に導電経路が良好に形成されず,電池の内部抵抗が高くなってしまうことがある。
これに対し,本形態では,湿潤造粒体の形成を,図3に示す手順で行っている。つまり,本形態では,第2混合工程に先立って,第1混合工程を行っている。第1混合工程においては,導電材とLPOとを混合し,導電材とLPOとが均一に混合した第1混合物を製造している。つまり,第2混合工程の前に予め,第1混合物を,導電材とLPOとが均一に混ざり合ったものとしている。
このため,本形態では,第1混合工程の後の,第1混合物と活物質とを混合する第2混合工程を,短時間で行うことができる。第1混合物が,導電材とLPOとが均一に混ざり合ったものであるため,その第1混合物と活物質とは,短時間で均一に混合させることができるからである。そして,本形態では,活物質と導電材とが乾式で混合される第2混合工程の時間を短い時間で行うことにより,活物質と導電材との複合を抑制することができる。
これにより,本形態では,正極活物質層内において,活物質粒子間の導電経路の形成に寄与する導電材の量を十分な量とし,活物質粒子の間に良好に導電経路を形成することができる。よって,本形態では,製造された電池の内部抵抗を低減することができる。従って,入出力特性の高い電池を製造することができる。
また,本形態では,第1混合工程において,導電材とLPOとを均一に混合することにより第1混合物を製造している。つまり,第1混合工程において,第1混合物中にLPOを均一に分散させている。このため,その後,第2混合工程で製造する第2混合物,および,第3混合工程で形成される湿潤造粒体においても,LPOは均一に分散されている。そして,その湿潤造粒体を用いて形成した正極活物質層においても,LPOが均一に分布している。
よって,電池の充電時に,高電位となった正極板において電解液が酸化分解され,フッ酸(HF)が発生した場合にも,発生したフッ酸を,正極活物質層内に均一に分布しているLPOと反応させ,適切に処理することができる。フッ酸とLPOとの反応頻度を高めることができているからである。そして,例えば,フッ酸によって正極活物質層内の活物質の遷移金属が溶出してしまうことを抑制することができる。また例えば,正極板と負極板との間のセパレータが,フッ酸によって損傷してしまうことを抑制することができる。これにより,LPOは,電池の耐久性が低下してしまうことを抑制することができる材料である。
従って,本形態の方法により,正極板の活物質層内にLPOが適切に分布しているとともに,入出力特性が高いリチウムイオン二次電池を製造することができる。
さらに,本形態では,活物質と導電材とを乾式混合する第2混合工程の時間を短い時間としていることにより,正極活物質層を,均一な厚みで形成することができる。湿潤造粒体において,導電材の凝集粒子は,そのストラクチャー構造が,適切な範囲内である程度,形成された状態であることが好ましい。導電材は,凝集粒子におけるストラクチャー構造により,湿潤造粒体中の溶媒を,内部に保持することができるものであるからである。
しかし,活物質と導電材との乾式での混合を長い時間行うほど,導電材は,より長い時間,活物質に強く押し付けられることとなる。これにより,導電材の凝集粒子は,活物質と導電材との乾式での混合時間が長くなるほど,そのストラクチャー構造における連なりが切断された状態となる。つまり,活物質と導電材との混合を乾式で長時間,行った場合には,その後,導電材が,凝集粒子の内部に溶媒を適切に保持できない状態となる。
そして,湿潤造粒体において,導電材の凝集粒子の内部に保持されていない分の溶媒は,導電材の凝集粒子の外側に存在することとなる。さらに,成膜工程において,導電材の凝集粒子の外側の溶媒量が多い湿潤造粒体を用いた場合には,形成された電極合剤シートが,2つのロールの対向位置を通過後,外周面の移動速度が遅い方のロール側にも付着してしまうことがある。このため,正極集電箔の表面に,厚みの均一な正極活物質層を有する正極板を製造できないおそれがあった。
これに対し,本形態では,活物質と導電材とを乾式混合する第2混合工程の時間を短い時間で行っている。このため,本形態では,導電材の凝集粒子を,そのストラクチャー構造が適切に形成された状態で維持しつつ,湿潤造粒体を形成することができる。よって,湿潤造粒体において,導電材の凝集粒子の内部に適切に溶媒を保持させることができる。これにより,2つのロールの対向位置を通過後の電極合剤シートを,外周面の移動速度が速い方のロール側に適切に付着させることができる。従って,本形態では,厚みの均一な正極活物質層を有する正極板を製造することができる。
[第2の形態]
次に,第2の形態について説明する。本形態においても,製造されるリチウムイオン二次電池は,第1の形態と同様である。また,本形態においても,湿潤造粒体を形成し,その湿潤造粒体を用いて成膜工程を行うことにより正極板を製造する。ただし,本形態では,湿潤造粒体の形成手順が,第1の形態と異なる。
図6に,本形態における湿潤造粒体72の形成手順を示す。本形態においても,湿潤造粒体72の形成には,活物質50,導電材51,結着材52,LPO53を用いる。また,図6に示すように,本形態においても,湿潤造粒体72の形成には,上記の正極材料に加えて,溶媒54を用いる。つまり,本形態においても,湿潤造粒体72の形成に使用する材料は,第1の形態と同じである。
また,本形態では,図6に示す第1混合工程(S20),第2混合工程(S21),第3混合工程(S22)を行うことにより,湿潤造粒体72を形成する。本形態の第1混合工程(S20),第2混合工程(S21),第3混合工程(S22)においても,図4に示す撹拌装置1を用いることができる。そして,第1の形態と本形態との違いは,端的には,活物質50および導電材51の,撹拌装置1への投入タイミングである。
すなわち,まず,図6に示すように,本形態では,活物質50とLPO53とにより,第1混合工程(S20)を行う。具体的には,撹拌装置1の撹拌槽10内に,活物質50の粉末とLPO53の粉末とを投入し,撹拌を行う。つまり,本形態においても,第1混合工程を,乾式で行う。この撹拌により,活物質50とLPO53とを均一に混合し,図6に示すように,第1混合物70を製造する。このため,第1混合物70は,活物質50とLPO53とが均一に混ざり合ってなるものである。
次に,図6に示すように,第2混合工程(S21)を行う。第2混合工程では,第1混合物70を,導電材51と混合する。具体的には,第1混合工程後の撹拌装置1の撹拌槽10内に,導電材51の粉末を投入し,撹拌を行う。つまり,本形態においても,第2混合工程を,乾式で行う。そして,第2混合工程では,第1混合物70と導電材51とを均一に混合し,第2混合物71を製造する。このため,第2混合物71は,活物質50,導電材51,LPO53により構成されている。そして,第2混合物71は,活物質50,導電材51,LPO53が均一に混ざり合ってなるものである。
なお,本形態の第2混合工程(S21)で使用する導電材51の粉末は,第2混合工程前に予め,撹拌工程(S23)によって撹拌が行われたものである。この撹拌工程(S23)は,導電材51の凝集粒子のストラクチャー構造における連なりを一部,切断し,導電材51の凝集粒子を,正極活物質層142の形成に適切な大きさとするためのものである。このため,導電材51の粉末として,正極活物質層142の形成に適切な大きさの凝集粒子のものを用意した場合には,この撹拌工程(S23)は不要である。
続いて,図6に示すように,第3混合工程(S22)を行う。第3混合工程では,第2混合物71を,結着材52および溶媒54と混合する。具体的には,第2混合工程後の撹拌装置1の撹拌槽10内に,結着材52および溶媒54を投入し,撹拌を行う。本形態においても,結着材52および溶媒54を予め混合し,結着材溶液とした状態で撹拌装置1へと投入する。このため,本形態においても,第3混合工程を,湿式で行う。そして,第3混合工程では,第2混合物71と結着材52および溶媒54とを均一に混合し,湿潤造粒体72を形成する。このため,湿潤造粒体72は,均一に混ざり合った活物質50,導電材51,結着材52,LPO53,溶媒54により構成されている。
なお,本形態においても,第3混合工程では,低速撹拌と高速撹拌とを行う。そして,低速撹拌により,活物質50,導電材51,結着材52,LPO53,溶媒54を,これらの混合物中に均一に混合させつつ,粒子の大きな湿潤造粒体を形成する。さらに,低速撹拌よりも撹拌翼20の周速を速くして高速撹拌を行うことにより,低速撹拌で形成された粒子の大きな湿潤造粒体を解砕し,粒子の小さな湿潤造粒体72とする。これにより,第3混合工程では,正極活物質層142の形成に適切な大きさの粒子の湿潤造粒体72を形成する。
なお,本形態においても,湿潤造粒体72における固形分率は,65%以上,95%以下の範囲内であることが好ましい。第1の形態と同様,湿潤造粒体72を適切に形成することができるからである。
また,本形態においても,上記で得られた湿潤造粒体72を用いて成膜工程を行うことにより,正極板140を製造する。成膜工程には,本形態においても,第1の形態と同様,図4に示す成膜装置200を用いることができる。また,本形態においても,成膜工程により製造した正極板140を用いて,電池100を製造することができる。
そして,本形態でも,湿潤造粒体の形成手順において,第2混合工程に先立ち,第1混合工程を行っている。本形態の第1混合工程においては,活物質とLPOとを混合し,活物質とLPOとが均一に混合した第1混合物を製造している。つまり,第2混合工程の前に予め,第1混合物を,活物質とLPOとが均一に混ざり合ったものとしている。
このため,本形態においても,第2混合工程を,短時間で行うことができる。第1混合物が,活物質とLPOとが均一に混ざり合ったものであるため,その第1混合物と導電材とを,短時間で均一に混合させることができるからである。そして,本形態においても,活物質と導電材とが乾式で混合される第2混合工程の時間を短い時間で行うことにより,活物質と導電材との複合が抑制されている。
これにより,本形態においても,正極活物質層内における活物質粒子間の導電経路の形成に寄与する導電材の量を十分な量とし,活物質粒子の間に良好に導電経路を形成することができる。よって,本形態においても,製造された電池の内部抵抗を低減することができる。従って,入出力特性の高い電池を製造することができる。
また,本形態においても,第1混合工程では,第1混合物中にLPOを均一に分散させている。これにより,第2混合工程で製造する第2混合物,および,第3混合工程で形成される湿潤造粒体においても,LPOは均一に分散されている。そして,その湿潤造粒体を用いて形成した正極活物質層においても,LPOが均一に分布している。よって,本形態においても,電解液の酸化分解によりフッ酸(HF)が生じてしまった場合に,発生したフッ酸を,正極活物質層内に均一に分布しているLPOと反応させ,適切に処理することができる。
従って,本形態の方法により,正極板の活物質層内にLPOが適切に分布しているとともに,入出力特性が高いリチウムイオン二次電池を製造することができる。
さらに,本形態においても,活物質と導電材とを乾式混合する第2混合工程の時間を短時間で行うことにより,導電材の凝集粒子を,そのストラクチャー構造が適切に形成された状態で維持しつつ,湿潤造粒体を形成することができる。よって,湿潤造粒体において,導電材の凝集粒子の内部に適切に溶媒を保持させることができる。これにより,2つのロールの対向位置を通過後の電極合剤シートを,外周面の移動速度が速い方のロール側に適切に付着させることができる。従って,本形態においても,厚みの均一な正極活物質層を有する正極板を製造することができる。
[実施例]
次に,上記の第1の形態または第2の形態に係る実施例について,比較例とともに説明する。まず,実施例および比較例では,それぞれ異なる方法により正極板を作製した。さらに,作製した正極板を用いて,リチウムイオン二次電池を作製した。実施例および比較例のリチウムイオン二次電池の作製において,負極板等の正極板以外の構成部材については,同じ材料により同じ方法で作製したものを用いた。
実施例の正極板の作製に用いた,活物質などの各材料について,以下に示している。
活物質 :LiNi1/2Mn3/2 平均粒径50μm
導電材 :AB 平均粒径0.1〜1μm
結着材 :PVdF
添加剤 :LPO 平均粒径3μm
溶媒 :NMP
また,実施例における正極材料の比率を以下に示している。
活物質 :88.8wt%
導電材 :7.9wt%
結着材 :1.5wt%
添加剤 :1.8wt%
なお,実施例において,結着材および溶媒は,予めこれらが混合された結着材溶液として用いた。また,結着材溶液は,結着材の含有量が5wt%のものを用いた。
また,以下に示す表1に,実施例および比較例の正極板の作製方法の詳細について記載している。なお,表1には,乾式で行われる混合工程についてのみ,撹拌翼の周速と,混合を行った時間とを示している。
Figure 2017168189
表1に示すように,実施例1〜4ではいずれも,第1の形態に係る図3に示す手順により湿潤造粒体62を形成し,その湿潤造粒体62を用いた成膜工程により正極板を作製した。実施例5では,第2の形態に係る図6に示す手順により湿潤造粒体72を形成し,その湿潤造粒体72を用いた成膜工程により正極板を作製した。実施例1〜5のいずれにおいても,湿潤造粒体の形成には図4に示す撹拌装置1を用い,成膜工程には図5に示す成膜装置200を用いた。また,表1に示すように,実施例1〜5ではいずれも,第2混合工程を,第1混合工程よりも短時間で行っている。
比較例1では,上記の実施形態とは異なり,電極ペーストを用いるペースト法により正極板を作製した。すなわち,比較例1では,図7に示す手順により電極ペースト310を作製し,その電極ペースト310を集電箔に塗布後,電極ペースト310中の溶媒を乾燥により除去することで正極板を作製した。電極ペーストの作製では,図7に示すように,まず,導電材ペーストにLPO53の粉末を混合して第1混合物300を作製する第1混合工程(S30)を行った。導電材ペーストは,導電材51の粉末を結着材溶液(結着材52,溶媒54)に混合させることにより予め用意しておいたものである。さらに,第1混合物300に活物質50の粉末を混合する第2混合工程(S31)を行うことにより,電極ペースト310を作製した。比較例1についても,電極ペースト310の作製に使用した活物質等の各材料については,実施例と同じものである。ただし,比較例1では,電極ペースト310内に正極材料を適切に分散させるため,導電材ペーストとして分散剤を添加したものを用いている。
比較例2では,図8に示す手順により湿潤造粒体410を形成し,その湿潤造粒体410を用いた成膜工程により正極板を作製した。湿潤造粒体410の形成では,図8に示すように,まず,活物質50,導電材51,LPO53の各粉末を乾式で混合して第1混合物400を作製する第1混合工程(S40)を行った。さらに,第1混合物400に結着材溶液(結着材52,溶媒54)を混合する第2混合工程(S41)により,湿潤造粒体410を作製した。なお,比較例2では,図8に示すように,導電材51の粉末として,その凝集粒子を撹拌工程(S42)によって正極活物質層の形成に適切な大きさとものを,第1混合工程(S40)に使用した。
比較例3では,図9に示す手順により湿潤造粒体510を形成し,その湿潤造粒体510を用いた成膜工程により正極板を作製した。湿潤造粒体510の形成では,図9に示すように,まず,活物質50,導電材51の各粉末を乾式で混合して第1混合物500を作製する第1混合工程(S50)を行った。さらに,第1混合物500に,LPO53の粉末および結着材溶液(結着材52,溶媒54)を混合する第2混合工程(S51)により,湿潤造粒体510を作製した。なお,比較例3では,図9に示すように,導電材51の粉末として,撹拌工程(S52)によって凝集粒子を正極活物質層の形成に適切な大きさとしたものを,第1混合工程(S50)に使用した。
また,比較例2,3においても,活物質などの各材料として,実施例と同じものを用いた。さらに,比較例2,3においても,正極材料の比率を実施例と同様とした。加えて,比較例2,3においても,実施例と同様に,湿潤造粒体の形成には図4に示す撹拌装置1を用い,成膜工程には図5に示す成膜装置200を用いた。
また,実施例および比較例ではそれぞれ,作製した正極板を,負極板,セパレータとともに積層して電極体となし,その電極体を電解液とともに電池ケースに収容することでリチウムイオン二次電池を作製した。
そして,実施例および比較例のそれぞれの方法で作製した正極板およびリチウムイオン二次電池について,内部抵抗値,分散指標値,不良発生数の3つの評価項目により評価し,比較した。各評価項目の評価結果について,以下の表2に示している。
Figure 2017168189
内部抵抗値は,実施例および比較例のそれぞれのリチウムイオン二次電池について測定した値である。
分散指標値は,正極板の正極活物質層内におけるLPOの分散の程度を指標する値である。分散指標値の算出では,まず,正極板を厚み方向に切断した切断面を,電子線マイクロアナライザ(EPMA)により,リン元素(P)について検出した。次に,正極板の断面における複数の検出箇所ごとに得られたリン元素(P)の検出強度をマッピングして画像データを作成するとともに,画像データを複数の区間に分割し,複数の分割区間の検出強度の標準偏差を算出した。そして,分散指標値を,実施例および比較例のそれぞれの正極板より取得したリン元素(P)の標準偏差の,比較例1の正極板より取得したリン元素(P)の標準偏差に対する比により算出した。
ここで,EPMAによる検出強度は,検出対象であるリン元素(P)が多く存在している検出箇所ほど,高い値となる。また,正極活物質層に含まれる正極材料のうち,リン元素(P)を含む材料は,LPOのみである。よって,実施例および比較例のそれぞれの正極板について算出した分散指標値は,正極活物質層内におけるLPOの分散の程度を指標する値である。また,分散指標値は,その値が低いほど,正極活物質層内にLPOが均一に分散していることを示す値である。
不良発生数は,実施例および比較例のそれぞれの正極板の正極活物質層について観察を行い,ピンホールや筋状のムラにより一定の厚みで形成されていない箇所を不良箇所とし,その不良箇所の数をカウントしたものである。
表2に示すように,比較例1の正極板は,分散指標値が低く,不良発生数が0である。つまり,比較例1では,正極活物質層に不良箇所がなく,正極活物質層内にLPOが適切に分布している正極板を作製できた。しかし,比較例1では,リチウムイオン二次電池の内部抵抗値が高い。比較例1では,正極材料を電極ペースト内に適切に分散させるため,分散剤を添加している。この分散剤は,導電性の材料ではない。よって,分散剤の存在により,正極活物質層の抵抗が上昇してしまったものと考えられる。
また,比較例1のような電極ペーストを用いて活物質層を形成する方法は,湿潤造粒体を用いたその他の方法と比較して,正極板の製造にかかるコストが高い。例えば,電極ペーストの作製には高価な混練機が必要になるためである。また例えば,電極ペーストは溶媒量が多く,その乾燥には,大きく高価な乾燥炉が必要になるためである。
比較例2,3ではともに,リチウムイオン二次電池の内部抵抗値が低減されている。しかし,比較例2,3の正極板は,分散指標値が高いものである。つまり,比較例2,3では,正極活物質層内のLPOの分布に偏りが生じている。
比較例2,3の方法において,このLPOの分布の偏りを解消するためには,第1混合工程をさらに長時間,行う必要がある。しかし,比較例2,3における第1混合工程は,活物質と導電材とが乾式で混合される工程である。このため,比較例2,3の方法では,第1混合工程を長く行うほど,活物質と導電材との複合が生じ,リチウムイオン二次電池の内部抵抗値が上昇する。よって,比較例2,3の方法では,正極板の正極活物質層内にLPOを適切に分布させるとともに,リチウムイオン二次電池の内部抵抗値を低減させ,入出力特性を高めることが困難であることがわかる。
さらに,比較例2,3の方法では,活物質と導電材との混合を乾式で行う第1混合工程を長くするほど,導電材の凝集粒子のストラクチャー構造における連なりが切断されることとなる。つまり,湿潤造粒体における導電材の内部に保持される溶媒量が少なくなる。このため,比較例2,3の方法では,第1混合工程を長く行うほど,正極板の不良発生数が増加してしまうこととなる。
これに対し,実施例1〜5はいずれも,リチウムイオン二次電池の内部抵抗値が低減されている。さらに,実施例1〜5の正極板はいずれも,分散指標値が低く,不良発生数が0である。前述したように,実施例1〜5ではいずれも,第2混合工程の前の第1混合工程において,LPOが適切に分散した第1混合物を作製しているからである。また,実施例1〜5ではいずれも,第2混合工程を短時間で行うことにより,活物質と導電材との複合が抑制されているからである。さらに,第2混合工程を短時間で行うことにより,導電材の凝集粒子を,そのストラクチャー構造が適切に形成された状態で維持しつつ,湿潤造粒体を形成できているからである。そして,実施例1〜5の方法により,正極板の正極活物質層内にLPOを適切に分布させるとともに,リチウムイオン二次電池の内部抵抗値を低減させ,入出力特性を高めることができることが確認された。
なお,第1の形態に係る実施例1〜4においては,第2の形態に係る実施例5と比較して,分散指標値が低い。ここで,導電材およびLPOの粉末は,一般的に,活物質の粉末よりも,粒子が小さい微粒子粉末であり,混合物中へ分散しにくいものである。また,第1の形態に係る実施例1〜4および第2の形態に係る実施例5ではいずれも,第1混合工程を,第2混合工程よりも長時間,行っている。第1混合工程では,活物質と導電材とが乾式で混合されることがなく,活物質と導電材とが複合してしまうおそれがないため,混合を長時間,行うことができるからである。そして,第1の形態に係る実施例1〜4では,第1混合工程において,分散が困難な導電材とLPOとの混合を長時間,行っていることで,第1混合物を,導電材とLPOとが均一に分散したものとすることができている。さらに,第1の形態に係る実施例1〜4では,第2混合工程において,混合の時間が短時間であっても,活物質を第1混合物中に均一に分散させ,各材料が均一に分散してなる第2混合物を得ることができている。これに対し,第2の形態に係る実施例5では,分散が困難な導電材を,混合時間が短い第2混合工程において,第1混合物に混合させている。このため,第2の形態に係る実施例5では,第2混合工程において,第1の形態に係る実施例1〜4ほど,各材料が均一に分散した第2混合物を得ることができていない。これにより,第1の形態に係る実施例1〜4ではいずれも,第2の形態に係る実施例5と比較して,第3混合工程で形成される湿潤造粒体を,各材料がより均一に分散したものとすることができている。よって,第1の形態に係る実施例1〜4では,第2の形態に係る実施例5よりも,分散指標値が低減されているものと考えられる。従って,第1の形態の方法によって,第2の形態の方法と比較して,正極活物質層内にLPOがより適切に分布した正極板を製造することができる。
さらに,第1混合工程,第2混合工程,第3混合工程をそれぞれ異なる装置で行う生産ラインを構成する場合,第2の形態の方法では,第1の形態の方法よりも,第1混合工程を行う装置として,大きく高価なものが必要となる。正極活物質層の形成に使用する正極材料の比率において,活物質は,導電材よりも高い。このため,第2の形態の第1混合工程で使用する活物質の粉末の量が,第1の形態の第1混合工程で使用する導電材の粉末の量よりも,多いからである。また,第2の形態では,導電材を予め解砕しておく撹拌工程を行うことがある。これに対し,第1の形態では,第1混合工程により導電材の解砕を兼ねることができる。つまり,第2の形態に係る生産ラインでは,第1の形態に係る生産ラインに対して,導電材の撹拌工程を行うための装置が必要となる。よって,第1混合工程,第2混合工程,第3混合工程をそれぞれ異なる装置で行う生産ラインを構成する場合には,第1の形態の方法により,第2の形態の方法よりも,リチウムイオン二次電池を安価に製造することができる。
また,第1の形態に係る実施例1〜4の中でも,実施例1,2については,特に分散指標値が低い正極板を作製できていることがわかる。実施例1,2はともに,第1混合工程において,撹拌翼を,20m/sec以上の周速で,15sec以上,回転させることにより混合を行っている。これに対し,実施例3では,第1混合工程における撹拌翼の周速が20m/sec未満と遅い。また,実施例4では,第1混合工程における混合時間が15sec未満と短い。
このため,実施例1,2の方法では,実施例3,4の方法よりも,第1の混合工程において,第1混合物中により均一にLPOを分散させることができていると考えられる。よって,実施例1,2では,その後の第3混合工程において,LPOがより均一に分散した湿潤造粒体を得ることができていると考えられる。そして,実施例1,2では,その湿潤造粒体を用いることにより,正極活物質層内にLPOがより適切に分布した正極板を有するリチウムイオン二次電池を製造することができている。これにより,第1の形態における第1混合工程では,撹拌翼を,20m/sec以上の周速で,15sec以上,回転させることにより混合を行うことが好ましいことがわかる。
以上詳細に説明したように,本実施の形態に係るリチウムイオン二次電池は正極板を有している。また,正極板を,第1混合工程,第2混合工程,第3混合工程,成膜工程により製造する。第1混合工程では,活物質および導電材のうちの一方の粉末を,リン酸トリリチウムの粉末と混合して第1混合物とする。第2混合工程では,第1混合物を,活物質および導電材のうち,第1混合工程で用いていない他方の粉末と混合して第2混合物とする。第3混合工程では,第2混合物を,結着材および溶媒と混合して湿潤造粒体を形成する。成膜工程では,湿潤造粒体を集電箔の表面に付着させて活物質層を形成する。これにより,正極板を製造する。そして,第1混合工程において,第1混合物中にリン酸トリリチウムを適切に分散させておくことで,第2混合工程を短時間で行うことができる。これにより,活物質と導電材とが乾式で混合される第2混合工程の時間を,短くすることができる。よって,活物質と導電材との複合を抑制し,正極活物質層内の導電性の低下を抑制することができる。また,第1混合工程により,第1混合物中にリン酸トリリチウムを適切に分散させていることにより,第3混合工程で形成される湿潤造粒体についても,リン酸トリリチウムが適切に分散したものとすることができる。さらに,成膜工程では,リン酸トリリチウムが適切に分散した湿潤造粒体を用いることにより,リン酸トリリチウムが適切に分布した正極活物質層を形成することができる。従って,電極板の活物質層内にリン酸トリリチウムが適切に分布しているとともに,入出力特性が高いリチウムイオン二次電池の製造方法が実現されている。
なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,扁平形状をした捲回型の電極体に限らず,円筒形状をした捲回型の電極体を用いることもできる。また例えば,捲回型に限らず,積層型の電極体にも適用することが可能である。また,上記の実施形態で記載した活物質,導電材,結着材などの各材料は単なる一例であり,その他の材料を用いることもできる。
50 活物質
51 導電材
52 結着材
53 リン酸トリリチウム(LPO)
54 溶媒
60,70 第1混合物
61,71 第2混合物
62,72 湿潤造粒体
100 電池
140 正極板
141 正極集電箔
142 正極活物質層

Claims (3)

  1. 活物質,導電材,結着材を含む活物質層と,
    前記活物質層が表面に設けられた集電箔とにより構成された電極板を有するリチウムイオン二次電池の製造方法において,
    前記活物質および前記導電材のうちの一方である第1の電極材料の粉末を,リン酸トリリチウムの粉末と混合して第1の混合物とする第1の混合工程と,
    前記第1の混合物を,前記活物質および前記導電材のうちの他方である第2の電極材料の粉末と混合して第2の混合物とする第2の混合工程と,
    前記第2の混合物を,前記結着材および溶媒と混合して湿潤造粒体を形成する第3の混合工程と,
    前記湿潤造粒体を前記集電箔の表面に付着させて前記活物質層を形成する成膜工程とを有することを特徴とするリチウムイオン二次電池の製造方法。
  2. 請求項1に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法において,
    前記第1の混合工程では,前記第1の電極材料として前記導電材を用い,
    前記第2の混合工程では,前記第2の電極材料として前記活物質を用いることを特徴とするリチウムイオン二次電池の製造方法。
  3. 請求項2に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法において,
    前記第1の混合工程では,撹拌翼を,20m/sec以上の周速で,15sec以上,回転させることにより混合を行うことを特徴とするリチウムイオン二次電池の製造方法。
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