JP2017168343A - リチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法、リチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法およびリチウムイオン電池用電極の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リチウムイオン電池用電極スラリーの品質を正確に評価することができる評価方法を提供すること。【解決手段】本発明のリチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法は、以下の（Ａ１）、（Ａ２）および（Ａ３）の３つの工程を少なくとも含む。（Ａ１）超音波発信部から電極スラリー全体にわたって超音波を照射する工程（Ａ２）超音波受信部により電極スラリーを透過した超音波の透過量および電極スラリーに反射した超音波の反射量の少なくとも一方を測定する工程（Ａ３）測定した超音波の透過量および反射量の少なくとも一方を用いて、電極スラリー中の凝集物、異物および気泡の有無を網羅的に分析することにより、電極スラリーの品質を評価する工程【選択図】図１

Description

本発明は、リチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法、リチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法およびリチウムイオン電池用電極の製造方法に関する。

リチウムイオン電池は、一般的に、リチウム・コバルト複合酸化物等の金属酸化物を正極活物質とした正極と、黒鉛等の炭素材料を負極活物質とした負極と、リチウム塩が溶解した電解液とから主に構成されており、リチウムイオンが正極と負極との間を移動することにより電池の充放電がおこなわれる。

リチウムイオン電池の電極である正極および負極は、一般的に、電極活物質層と集電体から主に構成されている。正極は、アルミ箔等の正極集電体表面に、正極活物質とバインダーと導電助剤とを含む正極スラリーを塗布して乾燥することにより得られる。負極は、銅箔等の負極集電体表面に、負極活物質とバインダーと導電助剤とを含む負極スラリーを塗布して乾燥することにより得られる。

ところで、使用する電極スラリーによっては、得られる電極表面に凝集物が生成してしまう場合があった。電極表面に凝集物が存在すると、不均一な充放電反応が進んでしまったり、セパレータが破れて正極と負極が短絡してしまったりする懸念がある。
そのため、品質に優れた電極を安定的に生産するためには、リチウムイオン電池用電極スラリーの製造工程において、電極スラリー中の凝集物の有無を正確に評価し、管理することが重要な技術的課題となっていた。

特許文献１（特開２０１２−１６７９５９号公報）には、ペースト供給部からペースト供給先へペースト供給経路によりペーストを供給するに当たり、上記ペースト供給経路として、ペーストの流路の断面が長方形である長方形部を有するものを用い、上記長方形部の位置にて，断面の長方形の短辺方向および長辺方向の２方向に超音波を印加してその反射波または透過波を測定し、上記反射波または透過波の測定結果に基づいてペーストの良否を判定することを特徴とするペースト評価方法が記載されている。

特開２０１２−１６７９５９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、電極スラリーの一部分しか超音波が照射されないため、超音波が照射される部位しか評価できず、電極スラリーの品質評価をもれなく行うことが難しかった。また特許文献１に記載の方法では、スラリーにおける固形分の分散状況しか評価されないため、電極スラリー中の異物および気泡の有無の評価はされず、電極スラリーの品質をより正確に評価することができなかった。
そのため、特許文献１に記載のペースト評価方法を電極スラリーの品質評価工程に適用しても、電極スラリーの状態を正確に評価し、管理することが難しかった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、リチウムイオン電池用電極スラリーの品質を正確に評価することができる評価方法を提供するものである。

本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討を重ねた。その結果、超音波発信部から電極スラリー全体にわたって超音波を照射し、電極スラリー中の凝集物、異物および気泡の有無を網羅的に分析することにより、リチウムイオン電池用電極スラリーの品質を正確に評価することができることを見出して本発明を完成するに至った。

本発明によれば、
リチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法であって、
超音波発信部から上記電極スラリー全体にわたって超音波を照射する工程と、
超音波受信部により上記電極スラリーを透過した上記超音波の透過量および上記電極スラリーに反射した上記超音波の反射量の少なくとも一方を測定する工程と、
測定した上記超音波の上記透過量および上記反射量の少なくとも一方を用いて、上記電極スラリー中の凝集物、異物および気泡の有無を網羅的に分析することにより、上記電極スラリーの品質を評価する工程と、
を含むリチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法が提供される。

また、本発明によれば、
電極活物質と、バインダーと、導電助剤と、を含むリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法であって、
上記電極活物質、上記バインダーおよび上記導電助剤を混合機内で混合することにより電極スラリーを調製する工程と、
得られた上記電極スラリーに対し、上記リチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法を用いて、上記電極スラリーの品質を評価する工程と、
を含むリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法が提供される。

また、本発明によれば、
電極活物質と、バインダーと、導電助剤と、を含むリチウムイオン電池用電極の製造方法であって、
上記リチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法により電極スラリーを作製する工程と、
得られた上記電極スラリーを用いて電極を形成する工程と、
を含むリチウムイオン電池用電極の製造方法が提供される。

本発明によれば、リチウムイオン電池用電極スラリーの品質を正確に評価することができる評価方法を提供することができる。

本発明に係る実施形態のリチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法の一例を示すフロー図である。 本発明に係る実施形態の電極スラリー全体にわたって超音波を照射する方法の一例を示す平面図である。 本発明に係る実施形態の電極スラリー全体にわたって超音波を照射する方法の一例を示す断面図である。 本発明に係る実施形態の電極スラリー全体にわたって超音波を照射する方法の一例を示す断面図である。 本発明に係る実施形態の超音波受信部の配置の一例を示す断面図である。 本発明に係る実施形態の電極スラリー中の凝集物、異物および気泡の有無を網羅的に示す画像の一例を示す図である。 本発明に係る実施形態のリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法の一例を示すフロー図である。 本発明に係る実施形態のリチウムイオン電池用電極の製造方法の一例を示すフロー図である。

以下に、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には共通の符号を付し、適宜説明を省略する。文中の数値範囲を示す「Ａ〜Ｂ」は特に断りがなければ、Ａ以上Ｂ以下を表す。

＜リチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法＞
はじめに、本実施形態に係るリチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法について説明する。図１は、本発明に係る実施形態のリチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法の一例を示すフロー図である。本実施形態に係るリチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法は、以下の（Ａ１）、（Ａ２）および（Ａ３）の３つの工程を少なくとも含む。
（Ａ１）超音波発信部から電極スラリー全体にわたって超音波を照射する工程
（Ａ２）超音波受信部により電極スラリーを透過した超音波の透過量および電極スラリーに反射した超音波の反射量の少なくとも一方を測定する工程
（Ａ３）測定した超音波の透過量および反射量の少なくとも一方を用いて、電極スラリー中の凝集物、異物および気泡の有無を網羅的に分析することにより、電極スラリーの品質を評価する工程

本実施形態に係るリチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法によれば、上記の（Ａ１）、（Ａ２）および（Ａ３）の３つの工程を少なくとも含むことにより、電極スラリー中の凝集物、異物および気泡の有無を網羅的に分析でき、その結果、リチウムイオン電池用電極スラリーの品質を正確に評価する。

本発明者らの検討によると、特許文献１に記載されているような方法は電極スラリーの一部分しか超音波が照射されないため、超音波が照射される部位しか評価できず、電極スラリーの品質評価をもれなく行うことが難しかいことが明らかになった。また特許文献１に記載の方法では、スラリーにおける固形分の分散状況しか評価されないため、電極スラリー中の異物および気泡の有無の評価はされず、電極スラリーの品質をより正確に評価することができないことが明らかになった。
そこで、本発明者らは、上記課題を達成するために鋭意研究を重ねた。その結果、上記の（Ａ１）、（Ａ２）および（Ａ３）の３つの工程をおこなうことにより、電極スラリー中の凝集物、異物および気泡の有無を網羅的に分析でき、その結果、リチウムイオン電池用電極スラリーの品質を正確に評価することができることを見出して本発明を完成するに至った。

以下、各工程について説明する。

［超音波を照射する工程（Ａ１）］
はじめに、超音波発信部から電極スラリー全体にわたって超音波を照射する。
超音波を照射する工程（Ａ１）は、電極スラリーを調製した混合機に対し直接おこなってもよいし、混合機や貯蔵容器から取り出された電極スラリーに対しおこなってもよい。
また、電極スラリーを調製した混合機や貯蔵容器から電極スラリーを外部に送り出す段階や、電極スラリーが電極作製工程に移送される段階においておこなうことが好ましい。これにより、調製した電極スラリーに対し、連続的に超音波を照射することができるため、調製した電極スラリー全体にわたって超音波を効率よく照射することができる。
この場合、超音波を照射する工程（Ａ１）は、混合機または貯蔵容器から塗工機までの電極スラリーを移送する配管の途中や配管の途中に設けられた測定部において、移送されてきた電極スラリーに対し、連続的におこなうことが好ましい。

ここで、本実施形態において、超音波発信部および超音波受信部としては、例えば、ジャパンプローブ株式会社製の空中伝搬超音波検査システム・ＮＡＵＴ２１等を用いることができる。この装置によれば、図６に示すように、上記電極スラリー全体における上記超音波の上記透過量および上記反射量の少なくとも一方の差異を色の濃淡で画像化することができる。

図２〜４は、本発明に係る実施形態の電極スラリー１０全体にわたって超音波を照射する方法の一例を示す図である。
超音波を照射する工程（Ａ１）では、例えば、図２に示すように、超音波発信部１１を移動させながら電極スラリー１０に超音波を照射することにより、電極スラリー１０全体にわたって超音波を照射することができる。すなわち、電極スラリー１０全体をスキャンするように超音波発信部１１を移動させることにより、電極スラリー１０全体にわたって超音波を照射することができる。こうすることによって、電極スラリー１０全体の凝集物、異物および気泡の有無を網羅的に分析することができ、その結果、電極スラリー１０の品質をより正確に評価することができる。

また、超音波を照射する工程（Ａ１）では、例えば、図３および４に示すように、超音波発信部１１を複数設け、複数の超音波発信部１１から電極スラリー１０に超音波１２を照射することにより、電極スラリー１０全体にわたって超音波１２を照射することもできる。
この場合、図３に示すように、複数の超音波発信部１１を横に並べて配置し、複数の超音波発信部１１から電極スラリー１０に超音波１２を同じ方向から照射してもよいし、あるいは、図４に示すように、複数の超音波発信部１１を多方向に配置し、複数の超音波発信部１１から電極スラリー１０に多方向から超音波１２を照射してもよい。
超音波発信部１１を複数設け、複数の超音波発信部１１から電極スラリー１０に超音波１２を照射することにより、電極スラリー１０全体にわたって超音波１２を照射することができる。こうすることによって、電極スラリー１０全体の凝集物、異物および気泡の有無を網羅的に分析することができ、その結果、電極スラリー１０の品質をより正確に評価することができる。

複数の超音波発信部１１の個数は照射する電極スラリーの量や面積によって適宜設定されるため特に限定されないが、電極スラリー１０全体にわたって超音波１２をもれなく照射する観点から、例えば、３個以上が好ましく、４個以上がより好ましく、６個以上がさらに好ましい。

［超音波の透過量および反射量の少なくとも一方を測定する工程（Ａ２）］
図５は、本発明に係る実施形態の超音波受信部１３の配置の一例を示す断面図である。
次に、超音波受信部１３により電極スラリー１０を透過した超音波１２の透過量および電極スラリー１０に反射した超音波１２の反射量の少なくとも一方を測定する。
ここで、超音波受信部１３により電極スラリー１０を透過した超音波１２の透過量を測定する場合は、図５（ａ）に示すように、超音波受信部１３は、電極スラリー１０を介して超音波発信部１１に対向する位置に設けられる。こうすることで、超音波受信部１３により電極スラリー１０を透過した超音波１２の透過量を測定することができる。
また、超音波受信部１３により電極スラリー１０に反射した超音波１２の反射量を測定する場合は、図５（ｂ）に示すように、超音波受信部１３は、超音波発信部１１と同じ場所に設けられる。

ここで、透過した超音波１２の透過量を測定する場合、気泡は液体（スラリー）よりも減衰が小さく、凝集物や異物等の固形物は液体（スラリー）よりも減衰が大きいため、透過した超音波１２の透過量を測定し、超音波１２の減衰率を求めることにより、凝集物、異物および気泡の有無をそれぞれ判断することができる。
また、反射した超音波１２の反射量を測定する場合、気泡は液体（スラリー）よりも反射が小さく、凝集物や異物等の固形物は液体（スラリー）よりも反射が大きいため、超音波１２の反射率を求めることにより、凝集物、異物および気泡の有無をそれぞれ判断することができる。
すなわち、電極スラリー中に凝集物、異物および気泡等が存在する部位があれば、その部位における反射率や減衰率が変動することとなる。よって、電極スラリー１０全体にわたって反射率や減衰率を測定することにより、電極スラリー中の凝集物、異物および気泡の有無を網羅的に分析することができる。

［電極スラリーの品質を評価する工程（Ａ３）］
次に、測定した超音波の透過量および反射量の少なくとも一方を用いて、電極スラリー中の凝集物、異物および気泡の有無を網羅的に分析することにより、電極スラリーの品質を評価する。

電極スラリー中の凝集物、異物および気泡の有無を網羅的に分析する方法は特に限定されないが、例えば、図６に示すように、上記電極スラリー全体における上記超音波の上記透過量および上記反射量の少なくとも一方の差異を色の濃淡で画像化し、得られた画像により上記電極スラリー中の凝集物、異物および気泡の有無を網羅的に分析することが好ましい。電極スラリー中の凝集物、異物および気泡が観察されたスラリーは品質が不良と判断することができる。
こうすることにより、電極スラリーの品質を短時間で網羅的に評価することができる。

また、電極スラリーの品質を評価する工程（Ａ３）では特に限定されないが、例えば、測定した超音波の透過量および反射量の少なくとも一方から超音波の減衰率または反射率を算出し、減衰率または反射率が予め定めた範囲内にないスラリーは品質が不良と判断することもできる。
ここで、凝集物、異物および気泡等が観察されない電極スラリーを別途作製し、その減衰率または反射率のデータを異常部の有無を判断する際の基準データとすることができる。

＜リチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法＞
つぎに、本実施形態に係るリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法について説明する。図７は、本発明に係る実施形態のリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法の一例を示すフロー図である。
本実施形態に係るリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法は、電極活物質と、バインダーと、導電助剤と、を含むリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法であって、以下の（Ｂ１）および（Ｂ２）の２つの工程を少なくとも含む。
（Ｂ１）上記電極活物質、上記バインダーおよび上記導電助剤を混合機内で混合することにより電極スラリーを調製する工程
（Ｂ２）得られた上記電極スラリーに対し、前述した本実施形態に係るリチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法を用いて、上記電極スラリーの品質を評価する工程
以下、各工程について説明する。

［電極スラリーを調製する工程（Ｂ１）］
はじめに、（Ｂ１）上記電極活物質、上記バインダーおよび上記導電助剤を混合機内で混合することにより電極スラリーを調製する工程について説明する。

本実施形態の電極スラリーの調製は一般的に公知の方法に準じておこなうことができるため、特に限定されないが、例えば、電極活物質と、バインダーと、導電助剤と、必要に応じて、増粘剤と、その他の添加剤とを混合機により混合して、溶剤または水系媒体に分散または溶解させることにより調製することができる。電極スラリー中の各材料の混合比は、電池の使用用途等に応じて適宜決定される。
混合機としては、ボールミルやプラネタリーミキサー等の公知のものが使用でき、特に限定されない。混合方法も特に限定されず、公知の方法に準じておこなうことができる。

（電極活物質）
本実施形態に係る電極活物質は一般的に公知のものを使用することができ、電池の使用用途等に応じて適宜選択される。また、正極用スラリーを作製するときは正極活物質を使用し、負極用スラリーを作製するときは負極活物質を使用する。

本実施形態に係る正極活物質としては、リチウムイオン電池の正極に使用可能な通常の正極活物質であれば特に限定されないが、例えば、リチウムイオンを可逆に放出・吸蔵でき、電子輸送が容易におこなえるように電子伝導度が高い材料を用いることができる。例えば、リチウム・ニッケル複合酸化物、リチウム・コバルト複合酸化物、リチウム・マンガン複合酸化物、リチウム・マンガン・ニッケル複合酸化物等のリチウムと遷移金属との複合酸化物；ＴｉＳ_２、ＦｅＳ、ＭｏＳ_２等の遷移金属硫化物；ＭｎＯ、Ｖ_２Ｏ_５、Ｖ_６Ｏ_１３、ＴｉＯ_２等の遷移金属酸化物、オリビン型リチウムリン酸化物等が挙げられる。

本実施形態の負極活物質としては、リチウムイオン電池の負極に使用可能な通常の負極活物質であれば特に限定されないが、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、樹脂炭、炭素繊維、活性炭、ハードカーボン、ソフトカーボン等の炭素材料；リチウム金属、リチウム合金等のリチウム系金属；シリコン、スズ等の金属；ポリアセン、ポリアセチレン、ポリピロール等の導電性ポリマー等が挙げられる。

（バインダー）
本実施形態に係る電極スラリーには、電極活物質同士および電極活物質と集電体とを結着させる役割をもつバインダーを含む。
本実施形態に係るバインダーはリチウムイオン電池に使用可能な通常のバインダーであれば特に限定されないが、例えば、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、スチレン・ブタジエン系ゴム、ポリイミド等が挙げられる。これらのバインダーは一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記バインダーの中でも、結着性に優れる点から、スチレン・ブタジエン系ゴムが好ましい。

本実施形態に係るバインダーの使用形態は特に限定されないが、環境に優しい点や結着性に優れる点から、水系媒体に上記バインダーをラテックス状態で分散あるいは溶解して用いる、いわゆる水系バインダーが好ましい。

（導電助剤）
本実施形態に係る電極スラリーは導電助剤を含む。
本実施形態に係る導電助剤としてはリチウムイオン電池に使用可能な通常の導電助剤であれば特に限定されないが、例えば、アセチレンブラック、ケチェンブラック、カーボンブラック、気相法炭素繊維等の炭素材料が挙げられる。

（増粘剤）
本実施形態に係る電極スラリーには、塗布に適した流動性を確保する点から、増粘剤をさらに含んでもよい。
本実施形態に係る増粘剤としてはリチウムイオン電池に使用可能な通常の増粘剤であれば特に限定されないが、例えば、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース系ポリマーおよびこれらのアンモニウム塩並びにアルカリ金属塩、ポリカルボン酸、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸塩、ポリビニルアルコール等の水溶性ポリマー等が挙げられる。これらの増粘剤は一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。

［電極スラリーの品質を評価する工程（Ｂ２）］
つぎに、（Ｂ２）得られた上記電極スラリーに対し、前述した本実施形態に係るリチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法を用いて、上記電極スラリーの品質を評価する。
ここで、電極スラリーの品質を評価する工程（Ｂ２）の前に、得られた電極スラリーを混合機の外部に送り出す工程（Ｂ３）をさらに含んでもよい。

電極スラリーを混合機の外部に送り出す工程（Ｂ３）では、混合機から上記電極スラリーを断続的に送り出すことが好ましい。
これにより、電極スラリーの品質を評価する工程（Ｂ２）において、電極スラリーの品質の評価をおこなう時間を十分に確保することができ、電極スラリーをより一層もれなく評価することができる。

電極スラリーの品質を評価する工程（Ｂ２）は、混合機または貯蔵容器から塗工機までの電極スラリーを移送する配管の途中または配管の途中に設けられた測定部でおこなうことが好ましい。
これにより、調製した電極スラリーに対し、連続的に超音波を照射し、品質評価を連続的におこなうことができるため、品質に優れた電極スラリーをより一層効率よく製造することができる。

電極スラリーの品質を評価する工程（Ｂ２）をおこなう部位における配管の断面形状は、矩形状または楕円形状であることが好ましい。
これにより、電極スラリーに対して超音波をより均一に照射することができ、その結果、より正確に電極スラリーの品質を評価することができる。

電極スラリーの品質を評価する工程（Ｂ２）をおこなう部位における配管の径（外径）は、上記配管の断面が丸い配管である場合、２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることが好ましく、上記配管の断面が矩形状または楕円形状の配管である場合、短い外径が１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であり、長い外径が８０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることが好ましい。

［検出工程（Ｂ４）］
本実施形態に係るリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法は、（Ｂ４）得られた電極スラリーの異常部を検出する検出工程をおこなうのが好ましい。
本実施形態の電極スラリーの異常部の検出工程では特に限定されないが、例えば、測定した超音波の透過量および反射量の少なくとも一方から超音波の減衰率または反射率を算出し、減衰率または反射率が予め定めた範囲内にない部位は異常部と判断することができる。
ここで、凝集物、異物および気泡等が観察されない電極スラリーを別途作製し、その減衰率または反射率のデータを異常部の有無を判断する際の基準データとすることができる。

また、検出工程（Ｂ４）では、図６に示すように、上記電極スラリー全体における上記超音波の上記透過量および上記反射量の少なくとも一方の差異を色の濃淡で画像化し、得られた画像により上記電極スラリー中の凝集物、異物および気泡の有無を網羅的に分析し、凝集物、異物および気泡から選択される少なくとも一つが観察された部位は異常部と判断することもできる。

また、検出工程（Ｂ４）において、電極スラリー中に異常部を検出したとき、異常部を含む電極スラリーを混合機内に戻す、あるいは異常部を含む電極スラリーを排出することが好ましい。このとき、異常部に凝集物や気泡等の再度の混練で除去可能なものが検出された場合は異常部を含む電極スラリーを混合機内に戻すことが望ましい。一方で、異常部に金属等の異物等の再度の混練で除去できないものが検出された場合は異常部を含む電極スラリーを排出することが好ましい。
こうすることにより、品質が良好なリチウムイオン電池用電極スラリーのみを生産性よく得ることができる。

＜リチウムイオン電池用電極の製造方法＞
つぎに、本実施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８は、本発明に係る実施形態のリチウムイオン電池用電極の製造方法の一例を示すフロー図である。
本実施形態に係るリチウムイオン電池用電極の製造方法は、電極活物質と、バインダーと、導電助剤と、を含むリチウムイオン電池用電極の製造方法であって、以下の（Ｃ１）および（Ｃ２）の２つの工程を少なくとも含む。
（Ｃ１）前述した本実施形態に係るリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法により電極スラリーを作製する工程
（Ｃ２）得られた上記電極スラリーを用いて電極を形成する工程
以下、各工程について説明する。

［電極スラリーを作製する工程（Ｃ１）］
はじめに、（Ｃ１）前述した本実施形態に係るリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法により電極スラリーを作製する。
この工程は、前述した本実施形態に係るリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法と同じため、この工程の詳細はここでは省略する。

［電極スラリーを用いて電極を形成する工程（Ｃ２）］
つぎに、（Ｃ２）得られた上記電極スラリーを用いて電極を形成する。
電極の形成は一般的に公知の方法に準じておこなうことができるため、特に限定されないが、例えば、得られた電極スラリーを集電体上に塗布して乾燥し、電極活物質層を形成することにより電極を形成することができる。

電極スラリーを集電体上に塗布する方法は、一般的に公知の方法を用いることができる。例えば、リバースロール法、ダイレクトロール法、ドクターブレード法、ナイフ法、エクストルージョン法、カーテン法、グラビア法、バー法、ディップ法およびスクイーズ法等を挙げることができる。

電極スラリーは、集電体の片面のみ塗布しても両面に塗布してもよい。集電体の両面に塗布する場合は、片面ずつ逐次でも、両面同時に塗布してもよい。また、集電体の表面に連続で、あるいは、間欠で塗布してもよい。塗布層の厚さ、長さや幅は、電池の大きさに応じて、適宜決定することができる。

塗布した電極スラリーの乾燥方法は、一般的に公知の方法を用いることができる。熱風、真空、赤外線、遠赤外線、電子線および低温風を単独あるいは組み合わせて用いることが好ましい。乾燥温度は通常は３０℃以上３５０℃以下の範囲である。

（集電体）
本実施形態の電極の製造に用いられる集電体としては、リチウムイオン電池に使用可能な通常の集電体であれば特に限定されないが、価格や入手容易性、電気化学的安定性等の観点から、正極用としてはアルミニウム、負極用としては銅が好ましい。また、集電体の形状についても特に限定されないが、例えば、厚さが０．００１〜０．５ｍｍの範囲で箔状のものを用いることができる。

本実施形態に係るリチウムイオン電池用電極は、必要に応じてプレスしてもよい。プレスの方法としては、一般的に公知の方法を用いることができる。例えば、金型プレス法やカレンダープレス法等が挙げられる。プレス圧は特に限定されないが、例えば、０．２〜３ｔ／ｃｍ^２の範囲である。

本実施形態に係るリチウムイオン電池用電極の配合は、電池の使用用途等に応じて適宜決定されるため特に限定されず、一般的に公知の情報に準じて設定することができる。

本実施形態に係る正極および負極活物質層の厚みや密度（以下、電極密度と呼ぶ。）は、電池の使用用途等に応じて適宜決定されるため特に限定されず、一般的に公知の情報に準じて設定することができる。

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
また、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

１０ 電極スラリー
１１ 超音波発信部
１２ 超音波
１３ 超音波受信部

Claims (17)

1. リチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法であって、
   超音波発信部から前記電極スラリー全体にわたって超音波を照射する工程と、
   超音波受信部により前記電極スラリーを透過した前記超音波の透過量および前記電極スラリーに反射した前記超音波の反射量の少なくとも一方を測定する工程と、
   測定した前記超音波の前記透過量および前記反射量の少なくとも一方を用いて、前記電極スラリー中の凝集物、異物および気泡の有無を網羅的に分析することにより、前記電極スラリーの品質を評価する工程と、
   を含むリチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法。
2. 請求項１に記載のリチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法において、
   前記超音波を照射する工程では、
   前記超音波発信部を移動させながら前記電極スラリーに超音波を照射することにより、前記電極スラリー全体にわたって超音波を照射するリチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法。
3. 請求項１に記載のリチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法において、
   前記超音波を照射する工程では、
   前記超音波発信部を複数設け、複数の前記超音波発信部から前記電極スラリーに超音波を照射することにより、前記電極スラリー全体にわたって超音波を照射するリチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法。
4. 請求項３に記載のリチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法において、
   前記超音波を照射する工程では、
   複数の前記超音波発信部を横に並べて配置し、複数の前記超音波発信部から前記電極スラリーに超音波を同じ方向から照射する、あるいは
   複数の前記超音波発信部を多方向に配置し、複数の前記超音波発信部から前記電極スラリーに多方向から超音波を照射する、
   リチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法。
5. 請求項１乃至４いずれか一項に記載のリチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法において、
   前記電極スラリーの品質を評価する工程では、
   前記電極スラリー全体における前記超音波の前記透過量および前記反射量の少なくとも一方の差異を色の濃淡で画像化し、得られた画像により前記電極スラリー中の凝集物、異物および気泡の有無を網羅的に分析するリチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法。
6. 請求項１乃至５いずれか一項に記載のリチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法において、
   前記電極スラリーは、電極活物質と、バインダーと、導電助剤と、を少なくとも含むリチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法。
7. 電極活物質と、バインダーと、導電助剤と、を含むリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法であって、
   前記電極活物質、前記バインダーおよび前記導電助剤を混合機内で混合することにより電極スラリーを調製する工程と、
   得られた前記電極スラリーに対し、請求項１乃至６いずれか一項に記載のリチウムイオン電池用電極スラリーの評価方法を用いて、前記電極スラリーの品質を評価する工程と、
   を含むリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法。
8. 請求項７に記載のリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法において、
   得られた前記電極スラリーを前記混合機の外部に送り出す工程をさらに含むリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法。
9. 請求項８に記載のリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法において、
   前記電極スラリーを前記混合機の外部に送り出す工程では、前記混合機から前記電極スラリーを断続的に送り出す、リチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法。
10. 請求項７乃至９いずれか一項に記載のリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法において、
    前記電極スラリーの異常部を検出する検出工程をさらに含むリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法。
11. 請求項１０に記載のリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法において、
    測定した前記超音波の前記透過量および前記反射量の少なくとも一方から超音波の減衰率または反射率を算出し、前記減衰率または前記反射率が予め定めた範囲内にない部位は異常部と判断するリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法。
12. 請求項１０に記載のリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法において、
    前記電極スラリー全体における前記超音波の前記透過量および前記反射量の少なくとも一方の差異を色の濃淡で画像化し、得られた画像により前記電極スラリー中の凝集物、異物および気泡の有無を網羅的に分析し、凝集物、異物および気泡から選択される少なくとも一つが観察された部位は異常部と判断するリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法。
13. 請求項１０乃至１２いずれか一項に記載のリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法において、
    前記検出工程において、前記電極スラリー中に異常部を検出したとき、前記異常部を含む電極スラリーを前記混合機内に戻す、あるいは前記異常部を含む電極スラリーを排出する、リチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法。
14. 請求項７乃至１３いずれか一項に記載のリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法において、
    前記電極スラリーの品質を評価する工程は、前記混合機または貯蔵容器から塗工機までの前記電極スラリーを移送する配管の途中または配管の途中に設けられた測定部でおこなうリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法。
15. 請求項１４に記載のリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法において、
    前記電極スラリーの品質を評価する工程をおこなう部位における前記配管の断面形状が矩形状または楕円形状であるリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法。
16. 請求項１４または１５に記載のリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法において、
    前記電極スラリーの品質を評価する工程をおこなう部位における前記配管の径が、前記配管の断面が丸い配管である場合、２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、前記配管の断面が矩形状または楕円形状の配管である場合、短い外径が１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であり、長い外径が８０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であるリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法。
17. 電極活物質と、バインダーと、導電助剤と、を含むリチウムイオン電池用電極の製造方法であって、
    請求項７乃至１６いずれか一項に記載のリチウムイオン電池用電極スラリーの製造方法により電極スラリーを作製する工程と、
    得られた前記電極スラリーを用いて電極を形成する工程と、
    を含むリチウムイオン電池用電極の製造方法。