JP2020181688A - セパレータ付き電極板の製造方法及び電池の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、未乾燥活物質層形成工程で形成する未乾燥活物質層の固形分率NVが低いほど、乾燥後の活物質層における活物質粒子の密度が低くなって好ましくない。
また、未乾燥活物質層形成工程で形成する未乾燥活物質層の固形分率NVを70wt%以上に高くすることで、乾燥後の活物質層における活物質粒子の密度を十分に高くできる。
また、乾燥工程において、未乾燥セパレータ層内の水が未乾燥セパレータ層の表面から気化していくのに伴って、それを補うように未乾燥活物質層内の分散媒(水)が未乾燥セパレータ層に移動する。このため、乾燥の際に未乾燥セパレータ層の組成が急激に変化するのを抑制でき、多孔質のセパレータ層をより適切に形成できる。
また、水を分散媒としているので、環境負荷を低減することができる。
続いて、この粘土状混合物を図示しない押し出し機に送る。押し出し機は、シリンダ内部に押出スクリュが配置された押出シリンダと、押出シリンダの先端部に設けられた複数の押し出し孔からシリンダ外部に押し出された粘土状混合物を切断する切断刃とを備える。二軸混錬機から押し出し機に送られた粘土状混合物は、押出スクリュによって押出シリンダ内を移動し、押出シリンダの先端部の押し出し孔からシリンダ外部に押し出されると共に、切断刃によって切断される。これにより、円柱状で固形分率NVが72.0wt%の湿潤粒子43が造粒され、湿潤粒子43が集合した粒子集合体44が生産される。
次いで、本発明の効果を検証するために行った試験の結果について説明する。実施例1として、上記実施形態と同様にしてセパレータ付き負極板31を製造した。即ち、この実施例1では、水溶性高分子55としてPVA(株式会社クラレ社製の「クラレポバール105」)を、高沸点溶媒57としてGBLを用い、水溶性高分子55と水56と高沸点溶媒57とを、PVA:水:GBL=2:10:7の重量比で混合して、高分子溶液53を作製した(下記の表1も参照)。
また、実施例2として、実施例1の高分子溶液53とは異なる高分子溶液53を用いて、未乾燥セパレータ層51X,52Xを形成し、それ以外は実施例1(図4参照)と同様にして、セパレータ付き負極板31を製造した。具体的には、この実施例2では、表1に示したように、水溶性高分子55と水56と高沸点溶媒57とを、PVA:水:GBL=2:9:7の重量比で混合して、高分子溶液53を作製した。
一方、比較例1では、実施例2と同じ高分子溶液53を用い、それ以外は、前述の比較例1(図5参照)と同様にして、セパレータ付き負極板31を製造した。
また、実施例3として、実施例1,2の高分子溶液53とは異なる高分子溶液53を用いて、未乾燥セパレータ層51X,52Xを形成し、それ以外は実施例1,2(図4参照)と同様にして、セパレータ付き負極板31を製造した。具体的には、この実施例3では、表1に示したように、水溶性高分子55として、PVA、具体的には株式会社クラレ社製の「クラレポバール205」を用い、高沸点溶媒57として、炭酸プロピレン(PC)(沸点240℃)を用いた。また、水溶性高分子55と水56と高沸点溶媒57とを、PVA:水:PC=2:10:5の重量比で混合して、高分子溶液53を作製した。
一方、比較例3では、実施例3と同じ高分子溶液53を用い、それ以外は、前述の比較例1,2(図5参照)と同様にして、セパレータ付き負極板31を製造した。
また、未乾燥活物質層形成工程S11,S14で形成する未乾燥活物質層41X,42Xの固形分率NVが低いほど、乾燥後の負極活物質層41,42における負極活物質粒子45の密度が低くなって好ましくない。
また、未乾燥活物質層形成工程S11,S14で形成する未乾燥活物質層41X,42Xの固形分率NVを70wt%以上に高くすることで、乾燥後の負極活物質層41,42における負極活物質粒子45の密度を十分に高くできる。
また、乾燥工程S13,S16において、未乾燥セパレータ層51X,52X内の水56が未乾燥セパレータ層51X,52Xの表面から気化していくのに伴って、それを補うように未乾燥活物質層41X,42X内の分散媒(水)48が未乾燥セパレータ層51X,52Xに移動する。このため、乾燥の際に未乾燥セパレータ層51X,52Xの組成が急激に変化するのを抑制でき、多孔質のセパレータ層51,52をより適切に形成できる。
例えば、実施形態では、負極集電箔33の両側に負極活物質層41,42を有し、更にこれらの上にセパレータ層51,52を有するセパレータ付き負極板31について、本発明の製造方法を適用したが、本発明の製造方法が適用されるセパレータ付き電極板は、この形態に限られない。例えば、負極集電箔33の片側にのみ負極活物質層を有し、更にこの負極活物質層上にのみセパレータ層を有するセパレータ付き負極板について、本発明の製造方法を適用することもできる。
20 電極体
21 正極板
31 セパレータ付き負極板(セパレータ付き電極板)
33 負極集電箔(集電箔)
41 第1負極活物質層(活物質層)
41X 第1未乾燥活物質層
42 第2負極活物質層(活物質層)
42X 第2未乾燥活物質層
43 湿潤粒子
44 粒子集合体
45 負極活物質粒子(活物質粒子)
46 増粘剤
47 添加物
48 分散媒
51 第1セパレータ層
51X 第1未乾燥セパレータ層
52 第2セパレータ層
52X 第2未乾燥セパレータ層
53 高分子溶液
55 水溶性高分子
56 水
57 高沸点溶媒
100 電極板製造装置
150 乾燥炉
S1 負極板製造工程(電極板製造工程)
S11 第1未乾燥活物質層形成工程
S12 第1未乾燥セパレータ層形成工程
S13 第1乾燥工程
S14 第2未乾燥活物質層形成工程
S15 第2未乾燥セパレータ層形成工程
S16 第2乾燥工程
S17 切断工程
S2 正極板製造工程
S3 電極体形成工程
S4 組立工程
Claims (5)
- 集電箔、この集電箔上に形成された活物質層、及び、この活物質層上に形成された多孔質のセパレータ層を備えるセパレータ付き電極板の製造方法であって、
上記集電箔上に、活物質粒子及び分散媒を含む未乾燥活物質層を形成する未乾燥活物質層形成工程と、
上記未乾燥活物質層内に上記分散媒が含まれている状態で、水溶性高分子、水、及び、水よりも上記水溶性高分子が溶解し難く、かつ水よりも沸点が高い高沸点溶媒を含み、上記水溶性高分子が溶解した高分子溶液を塗布して、上記未乾燥活物質層上に未乾燥セパレータ層を形成する未乾燥セパレータ層形成工程と、
上記未乾燥セパレータ層内の水を気化させ、上記水溶性高分子を三次元網目状に析出させた後、上記高沸点溶媒を気化させて、多孔質の上記セパレータ層を形成すると共に、上記未乾燥活物質層内の上記分散媒を気化させて上記活物質層を形成する乾燥工程と、を備える
セパレータ付き電極板の製造方法。 - 請求項1に記載のセパレータ付き電極板の製造方法であって、
前記未乾燥セパレータ層形成工程は、
固形分率NVが70wt%以上である前記未乾燥活物質層に対して、前記未乾燥セパレータ層を形成する
セパレータ付き電極板の製造方法。 - 請求項2に記載のセパレータ付き電極板の製造方法であって、
前記未乾燥活物質層形成工程は、
前記活物質粒子及び前記分散媒を含む湿潤粒子が集合した粒子集合体を圧延して、前記未乾燥活物質層を形成する
セパレータ付き電極板の製造方法。 - 請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のセパレータ付き電極板の製造方法であって、
前記未乾燥活物質層内に含まれる前記分散媒は、水である
セパレータ付き電極板の製造方法。 - 集電箔、この集電箔上に形成された活物質層、及び、この活物質層上に形成された多孔質のセパレータ層を含むセパレータ付き電極板を有する電極体を備える
電池の製造方法であって、
請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のセパレータ付き電極板の製造方法により、上記セパレータ付き電極板を製造する電極板製造工程と、
上記セパレータ付き電極板を用いて、上記電極体を形成する電極体形成工程と、
上記電極体を用いて、上記電池を組み立てる組立工程と、を備える
電池の製造方法。
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