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

【課題】活物質層上に均一にセパレータ層を形成できるセパレータ付き電極板の製造方法及び電池の製造方法を提供すること。【解決手段】セパレータ付き電極板31の製造方法は、集電箔33上に未乾燥活物質層41Xを形成する工程S11と、水溶性高分子55、水56及び高沸点溶媒57を含む高分子溶液53を塗布して、未乾燥活物質層41X上に未乾燥セパレータ層51Xを形成する工程S12と、未乾燥セパレータ層51X内の水56を気化させ、水溶性高分子55を三次元網目状に析出させた後、高沸点溶媒57を気化させて多孔質のセパレータ層51を形成すると共に、未乾燥活物質層41X内の分散媒48を気化させて活物質層41を形成する工程S13とを備える。【選択図】図3

Description

本発明は、集電箔上に活物質層が形成され、更に活物質層上に多孔質のセパレータ層が形成されたセパレータ付き電極板の製造方法及び電池の製造方法に関する。
ポリビニルアルコール(PVA)などの水溶性高分子を用いて多孔質体を形成する手法が知られている。例えば特許文献1に、このような手法が開示されている(特許文献1の請求項1、段落(0033)等を参照)。この特許文献1では、まずPVAを水に溶解してPVA溶液を作製する。次に、加熱しながら、このPVA溶液に、水との混和性を有する第1溶媒を加える。その後、このPVA溶液を例えば基板上に塗布し更に冷却して、PVAが析出した成形体を得る。その後、この成形体を第2溶媒中に浸漬して、成形体中に含まれている混合溶媒(水及び第1溶媒)を第2溶媒と置換する。その後、これを減圧乾燥させて、PVAからなる多孔質体を得ている。
特開2012−251057号公報
ところで、電池に用いるセパレータ付き電極板(集電箔上に活物質層を有する電極板上に、セパレータ層が一体に形成された電極板)のセパレータ層の形成にあたり、上述の多孔質体の形成手法を採用することが考えられる。しかし、上述の形成手法は、工程が複雑で生産性が低くコストが掛かる。また、上述の形成手法は、単体のセパレータを製造するのに適した手法であり、電極板上にセパレータ層を設ける場合には、適用し難い。
そこで、本発明者は、以下の手法を検討した。即ち、まず、PVAなどの水溶性高分子と、水と、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とを含み、上記水溶性高分子が溶解した高分子溶液を作製する。そして、この高分子溶液を電極板に塗布して、電極板上に未乾燥セパレータ層を形成する。その後、未乾燥セパレータ層内の水を気化させ、水溶性高分子を三次元網目状に析出させた後、高沸点溶媒を気化させて、多孔質のセパレータ層を得る手法を検討した。
しかしながら、この手法でセパレータ層を形成すると、均一にセパレータ層を形成できず、セパレータ層の所々で、セパレータ層の内部にボイドが形成されたり、セパレータ層に貫通孔(セパレータ層を貫通し、底部に電極板の活物質層が露出する孔)が形成されることが判ってきた。その理由は、以下であると考えられる。即ち、乾燥した活物質層に高分子溶液を塗布して未乾燥セパレータ層を形成すると、この未乾燥セパレータ層を乾燥させてセパレータ層を形成するまでの間に、未乾燥セパレータ層をなす高分子溶液の一部が活物質層内の空隙に入り込む一方、活物質層の空隙内に存在していた空気が未乾燥セパレータ層に移動する。すると、この移動してきた空気により未乾燥セパレータ層内にボイドが生じたり、更には、ボイドが大きくなって未乾燥セパレータ層に貫通孔が形成される。そして、乾燥後のセパレータ層にも、これらのボイドや貫通孔が残ると考えられる。
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、活物質層上に均一にセパレータ層を形成できるセパレータ付き電極板の製造方法、及び、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を提供するものである。
上記課題を解決するための本発明の一態様は、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。
上述のセパレータ付き電極板の製造方法では、集電箔上に未乾燥活物質層を形成した後、未乾燥活物質層内に分散媒が含まれている状態で、上述の高分子溶液を塗布して未乾燥活物質層上に未乾燥セパレータ層を形成する。未乾燥活物質層内には分散媒が含まれているため、含まれている分散媒の体積分だけ、未乾燥活物質層は、乾燥後の活物質層よりも空隙が少なくなっている。このため、未乾燥セパレータ層を乾燥させてセパレータ層を形成するまでの間に、未乾燥セパレータ層をなす高分子溶液の一部が未乾燥活物質層内の空隙に入り込む代わりに、未乾燥活物質層の空隙内に存在していた空気が未乾燥セパレータ層に移動する現象を防止または抑制できる。このため、未乾燥セパレータ層にボイドや貫通孔が形成され、乾燥後のセパレータ層にもボイドや貫通孔が形成されることを防止または抑制し、活物質層上に均一にセパレータ層を形成できる。
なお、「未乾燥セパレータ層形成工程」は、未乾燥活物質層内に分散媒が含まれている状態で行えばよく、未乾燥活物質層形成工程に続いて未乾燥セパレータ層形成工程を行ってもよいし(未乾燥活物質層を形成した直後に未乾燥セパレータ層を形成してもよいし)、未乾燥活物質層形成工程後、未乾燥活物質層内の分散媒の一部を気化させた(半乾燥させた)後に未乾燥セパレータ層形成工程を行ってもよい。特に、未乾燥活物質層形成工程に続いて未乾燥セパレータ層形成工程を行うと、未乾燥セパレータ層を形成する際に、未乾燥活物質層内は分散媒で満たされており、空隙が殆どない。このため、未乾燥セパレータ層をなす高分子溶液の一部が未乾燥活物質層内の空隙に入り込む代わりに、未乾燥活物質層の空隙内に存在していた空気が未乾燥セパレータ層に移動する現象を防止し、活物質層上により均一にセパレータ層を形成できる。
「水溶性高分子」としては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルピロリドン(PVP)等の、水酸基を有する水溶性高分子や、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、カルボキシメチルセルロース(CMC)等の水溶性のセルロース誘導体、アミド基を有する水溶性高分子、エーテルを有する水溶性高分子、アミノ基を有する水溶性高分子、水溶性の多糖類などが挙げられる。なお、水溶性高分子は、25℃における水に対する溶解度が、水100gに対して1g以上であるのが好ましい。
「水よりも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」としては、例えば、γ−ブチルラクトン(GBL)(沸点204℃)や、炭酸プロピレン(PC)(沸点240℃)、炭酸エチレン(沸点261℃)、炭酸ブチレン(沸点250℃)等のカーボネート系の高沸点溶媒、ジメチルスルホン(沸点248℃)、ジエチルスルホン(沸点246℃)等のスルホン系の高沸点溶媒、スクシノニトリル(沸点265〜267℃)等のニトリル系の高沸点溶媒などが挙げられる。なお、高沸点溶媒は、例えばGBLのように水と相溶であるか、或いは、例えばPCのようにエマルジョンを形成して水中に均一に分散する溶媒であるのが好ましい。
「未乾燥活物質層形成工程」で未乾燥活物質層を形成する手法としては、例えば、活物質粒子等を分散媒に分散させた液状の活物質ペーストを用意し、この活物質ペーストを集電箔に塗布することにより未乾燥活物質層を形成することができる。また、後述するように、活物質粒子、分散媒等を含む湿潤粒子が集合した粒子集合体を用意し、この粒子集合体をロールプレス等で圧延することにより未乾燥活物質層を形成することもできる。
更に、上記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とするのが良い。
未乾燥セパレータ層を形成する際の未乾燥活物質層の固形分率NVが低すぎると、具体的には固形分率NVが70wt%よりも低いと、未乾燥活物質層の分散媒分が多すぎて、未乾燥活物質層上に未乾燥セパレータ層を塗布形成し難くなる。これに対し、上述の製造方法では、未乾燥セパレータ層形成工程において、固形分率NVが70wt%以上の未乾燥活物質層に対して未乾燥セパレータ層を形成するので、未乾燥活物質層上に未乾燥セパレータ層を適切に塗布形成できる。
更に、上記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とするのが良い。
活物質粒子を分散媒に分散させた液状の活物質ペーストを塗布することにより未乾燥活物質層を形成する場合には、活物質ペーストの性状を液状にする必要があることから、活物質ペーストの固形分率NVを高くできない。また、活物質ペーストの粘度が高すぎると、活物質ペーストの作製や取り扱いが難しくなる。そこで、活物質ペーストの固形分率NVは、例えば70wt%よりも低くする。すると、この手法で形成される未乾燥活物質層の固形分率NVも、70wt%より低くなる。この場合、固形分率NVが70wt%以上の未乾燥活物質層に対して未乾燥セパレータ層を形成するには、未乾燥活物質層形成工程の後、未乾燥セパレータ層形成工程の前に、未乾燥活物質層を半乾燥させて固形分率NVを70wt%以上に調整する工程が別途必要となる。
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。
これに対し、上述の製造方法では、未乾燥活物質層形成工程において、活物質粒子及び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未乾燥活物質層を形成する。固形分率NVが70wt%以上の湿潤粒子を形成するのは容易であるため、このような湿潤粒子の粒子集合体を圧延して未乾燥活物質層を形成することで、固形分率NVが70wt%以上の未乾燥活物質層を容易に形成できる。従って、未乾燥活物質層形成工程の後に、未乾燥活物質層を半乾燥させて固形分率NVを70wt%以上に調整する必要がなく、未乾燥活物質層形成工程に続いて未乾燥セパレータ層形成工程を行うことができる。
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。
更に、上記のいずれか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とするのが良い。
上述の製造方法では、未乾燥活物質層内に含まれる分散媒が水である。また、前述のように、未乾燥セパレータ層にも水が含まれている。このため、未乾燥活物質層上に未乾燥セパレータ層を形成した後、未乾燥セパレータ層を乾燥させてセパレータ層を形成するまでの間に、未乾燥活物質層内の分散媒(水)が未乾燥セパレータ層へ移動しても、分散媒(水)が未乾燥セパレータ層に悪影響を及ぼすことがない。
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。
また、他の態様は、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、上記のいずれか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である。
上述の電池の製造方法では、前述のセパレータ付き電極板の製造方法によってセパレータ付き電極板を製造するので、活物質層上に均一にセパレータ層が形成されたセパレータ付き電極板を得られる。そして、このセパレータ付き電極板を用いて電極体を形成し、更に電池を組み立てるので、信頼性の高い電池を製造できる。
実施形態に係る電池の斜視図である。 実施形態に係るセパレータ付き負極板の斜視図である。 実施形態に係る電池の製造方法のフローチャートである。 実施形態に係り、負極集電箔上に第1負極活物質層及び第1セパレータ層を形成する様子を示す説明図である。 比較形態に係るセパレータ付き負極板の製造方法のフローチャートである。 (a)は、実施例1に係るセパレータ付き負極板のうち第1セパレータ層の表面の写真であり、(b)は、比較例1に係るセパレータ付き負極板のうち第1セパレータ層の表面の写真である。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図1に本実施形態に係る電池1の斜視図を示す。この電池1は、ハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、電気自動車等の車両などに搭載される角型で密閉型のリチウムイオン二次電池である。電池1は、角型の電池ケース10と、この内部に収容された扁平状捲回型の電極体20及び電解液17と、電池ケース10に支持された正極端子部80及び負極端子部90等から構成されている。
このうち電池ケース10は、直方体箱状で金属(本実施形態ではアルミニウム)からなる。この電池ケース10は、上側のみが開口した有底角筒状のケース本体部材11と、このケース本体部材11の開口を閉塞する形態で溶接された矩形板状のケース蓋部材13とから構成されている。ケース蓋部材13には、アルミニウムからなる正極端子部80がケース蓋部材13と絶縁された状態で固設されている。この正極端子部80は、電池ケース10内で電極体20のうち正極板21に接続し導通する一方、ケース蓋部材13を貫通して電池外部まで延びている。また、ケース蓋部材13には、銅からなる負極端子部90がケース蓋部材13と絶縁された状態で固設されている。この負極端子部90は、電池ケース10内で電極体20のうちセパレータ付き負極板(セパレータ付き電極板)31に接続し導通する一方、ケース蓋部材13を貫通して電池外部まで延びている。
電極体20は、扁平状をなし、横倒しにした状態で電池ケース10内に収容されている。この電極体20は、帯状の正極板21と帯状のセパレータ付き負極板31とを重ね、軸線周りに扁平状に捲回されたものである。
まず、セパレータ付き負極板31について説明する(図2参照)。なお、以下では、セパレータ付き負極板31の長手方向EH、幅方向FH及び厚み方向GHを、図2に示す方向と定めて説明する。このセパレータ付き負極板31は、長手方向EHに延びる帯状の銅箔からなる負極集電箔(集電箔)33を有する。この負極集電箔33の一方の第1主面33a上には、幅方向FHの片方の端部を除いて、第1負極活物質層(活物質層)41が長手方向EHに帯状に形成されている。また、負極集電箔33の反対側の第2主面33b上にも、幅方向FHの片方の端部を除いて、第2負極活物質層(活物質層)42が長手方向EHに帯状に形成されている。これらの第1負極活物質層41及び第2負極活物質層42は、負極活物質粒子(活物質粒子)45、増粘剤46及びその他の添加物47からなる。本実施形態では、負極活物質粒子45として黒鉛粒子を、増粘剤46としてカルボキシメチルセルロース(CMC)を、その他の添加物47としてベーマイトを用いている。
更に、第1負極活物質層41上には、その全面にわたり、孔径が0.5〜2.0μm程度の多孔質の第1セパレータ層51が形成されている。また、第2負極活物質層42上にも、その全面にわたり、孔径が0.5〜2.0μm程度の多孔質の第2セパレータ層52が形成されている。これらの第1セパレータ層51及び第2セパレータ層52は、水溶性高分子55からなる。本実施形態では、水溶性高分子55として、ポリビニルアルコール(PVA)、詳細には、株式会社クラレ社製の「クラレポバール105」を用いている。
なお、セパレータ付き負極板31のうち、幅方向FHの片方の端部は、長手方向EHに延びる帯状で、厚み方向GHに第1負極活物質層41、第2負極活物質層42、第1セパレータ層51及び第2セパレータ層52をいずれも有さず、負極集電箔33が厚み方向GHに露出した負極集電部31mとなっている。この負極集電部31mには、前述の負極端子部90(図1参照)が接続(溶接)されている。
次に、正極板21について説明する。この正極板21は、帯状のアルミニウム箔からなる正極集電箔(不図示)を有する。この正極集電箔の一方の主面上には、幅方向の片方の端部を除いて、正極活物質層(不図示)が長手方向に帯状に形成されている。また、正極集電箔の反対側の主面上にも、幅方向の片方の端部を除いて、正極活物質層(不図示)が長手方向に帯状に形成されている。これらの正極活物質層は、正極活物質粒子、導電粒子及び結着剤からなる。本実施形態では、正極活物質粒子としてリチウム遷移金属複合酸化物粒子、具体的にはリチウムニッケルコバルトマンガン酸化物粒子を、導電粒子としてアセチレンブラック(AB)粒子を、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)を用いている。なお、正極板21のうち幅方向の片方の端部は、長手方向に延びる帯状で、厚み方向に正極活物質層を有さず、正極集電箔が露出した正極集電部21mとなっている。この正極集電部21mには、前述の正極端子部80(図1参照)が接続(溶接)されている。
次いで、セパレータ付き負極板31の製造方法及び電池1の製造方法について説明する(図3及び図4参照)。まず、セパレータ付き負極板31の製造方法(負極板製造工程S1)について説明する。予め、固形分率NVが70wt%以上(本実施形態では72.0wt%)の負極用の湿潤粒子43が集合した粒子集合体44を形成しておく。即ち、負極活物質粒子(本実施形態では黒鉛粒子)45と、増粘剤(本実施形態ではCMC)46と、添加物(本実施形態ではベーマイト)47と、分散媒(本実施形態では水)48とからなる湿潤粒子43の粒子集合体44を用意する。
具体的には、固形分率NVが72.0wt%となるように、負極活物質粒子45と、添加物47と、増粘剤46を分散媒48に分散させた増粘剤分散液とを、図示しない二軸混練機を用いて混錬して、これらが均一に分散した粘土状混合物を得る。
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。
そして、「負極板形成工程(電極板製造工程)S1」の「第1未乾燥活物質層形成工程S11」(図3参照)において、上述の粒子集合体44を圧延した第1未乾燥活物質層41Xを、負極集電箔33の第1主面33a上に形成する。なお、この第1未乾燥活物質層形成工程S11から後述する第1乾燥工程S13までは、電極板製造装置100(図4参照)を用いて行う。この電極板製造装置100は、第1未乾燥活物質層41Xを形成する第1形成部110と、後述する第1未乾燥セパレータ層51Xを形成する第2形成部130と、第1未乾燥活物質層41X及び第1未乾燥セパレータ層51Xを一度に乾燥させる乾燥炉150とを備える。
このうち第1形成部110は、第1未乾燥活物質層41Xを負極集電箔33上に形成する3本のロール、具体的には、第1ロール111と、この第1ロール111に第1ロール間隙G1を介して平行に配置された第2ロール112と、この第2ロール112に第2ロール間隙G2を介して平行に配置された第3ロール113とを有する。これら第1ロール111〜第3ロール113には、それぞれロールを回転駆動させるモータ(不図示)が連結されている。
また、第1形成部110は、第1ロール111と第2ロール112との第1ロール間隙G1の上方に、湿潤粒子43からなる粒子集合体44をこの第1ロール間隙G1に向けて供給する集合体供給部115を有する。また、第1形成部110は、図示しない集電箔供給ロールを有し、この集電箔供給ロールから引き出された負極集電箔33を、負極集電箔33の第2主面33bが第3ロール113に接するように第3ロール113に巻き付けて、第3ロール113で負極集電箔33を搬送するように構成されている。
第2形成部130は、2本の搬送ロール(第1搬送ロール131及び第2搬送ロール132)を有する。これら第1搬送ロール131及び第2搬送ロール132には、それぞれロールを回転駆動させるモータ(不図示)が連結されている。第1搬送ロール131は、第1形成部110の第3ロール113の下流に設置されており、負極集電箔33の第1主面33a上に形成された第1未乾燥活物質層41Xに接触して、負極集電箔33及び第1未乾燥活物質層41Xを搬送する。また、第2搬送ロール132は、第1搬送ロール131の下流に設置されており、第1搬送ロール131とは逆に、負極集電箔33の第2主面33bに接触して、負極集電箔33及び第1未乾燥活物質層41Xを搬送する。
また、第2形成部130は、第2搬送ロール132の近傍に、溶液塗布部135及び溶液掻取部136を有する。溶液塗布部135は、後述する高分子溶液53を、第2搬送ロール132で搬送される負極集電箔33及び第1未乾燥活物質層41Xのうち第1未乾燥活物質層41Xに塗布する部位である。また、溶液掻取部136は、ドクターブレードを有し、第1未乾燥活物質層41X上に塗布された余分な高分子溶液53を掻き取る。これら溶液塗布部135及び溶液掻取部136により、第1未乾燥セパレータ層51Xが形成される。
乾燥炉150内には、複数の搬送ロール(不図示)と、熱風を吹き出す複数の熱風吹出部(不図示)とが設けられており、各々の熱風吹出口から吹き出される熱風が、第1未乾燥セパレータ層51Xに吹き付けられるように構成されている。
第1未乾燥活物質層形成工程S11を行うにあたり、第1ロール111、第2ロール112,第3ロール113、第1搬送ロール131及び第2搬送ロール132を、図4中に矢印で示す回転方向にそれぞれ回転させる。即ち、第1ロール111、第3ロール113及び第2搬送ロール132は、同じ回転方向(本実施形態では時計回り)に回転させ、第2ロール112及び第1搬送ロール131は、これらとは逆方向(本実施形態では反時計回り)に回転させる。また、第1ロール111の周速V1よりも第2ロール112の周速V2を速くし、更に第2ロール112の周速V2よりも第3ロール113の周速V3を速くする(V1<V2<V3)。また、第3ロール113及び第2搬送ロール132の周速V4,V5は、第3ロール113の周速V3と等しくする(V3=V4=V5)。
第1形成部110の集合体供給部115に投入された湿潤粒子43の粒子集合体44は、第1ロール111と第2ロール112の第1ロール間隙G1に向けて供給され、第1ロール111及び第2ロール112で圧延されて、第1未乾燥活物質層41Xとなって第2ロール112上に造膜される。この第2ロール112上の第1未乾燥活物質層41Xは、第3ロール113側に向けて搬送される。
続いて、この第2ロール112上の第1未乾燥活物質層41Xは、第2ロール112と第3ロール113との間で、第3ロール113によって搬送された負極集電箔33と接触する。そして、第2ロール112と第3ロール113との間で、第1未乾燥活物質層41Xが負極集電箔33の第1主面33a上に転写され、負極集電箔33の第1主面33a上に第1未乾燥活物質層41Xが連続的に形成される。なお、この負極集電箔33上に第1未乾燥活物質層41Xが形成された電極板を「電極板31A」ともいう。
第1未乾燥活物質層41Xの形成に用いる湿潤粒子43の固形分率NVは、前述のように70wt%以上(本実施形態では72.0wt%)であるため、この工程で形成される第1未乾燥活物質層41Xの固形分率NVも70wt%以上(本実施形態では約72wt%)となる。このように、第1未乾燥活物質層41Xの固形分率NVを70wt%以上に高くすることで、乾燥後の第1負極活物質層41における負極活物質粒子45の密度を十分に高くできる。
続いて、「第1未乾燥セパレータ層形成工程S12」において、上述の電極板31Aの第1未乾燥活物質層41X上に、第1未乾燥セパレータ層51Xを形成する。この第1未乾燥セパレータ層形成工程S12に先立ち、第1未乾燥セパレータ層51Xを形成するための高分子溶液53を作製しておく。即ち、水溶性高分子(本実施形態ではPVA:株式会社クラレ社製の「クラレポバール105」)55、水56、及び、水56よりも水溶性高分子55が溶解し難く、かつ水56よりも沸点が高い高沸点溶媒(γ−ブチルラクトン(GBL)(沸点204℃))57を含み、水溶性高分子55が溶解した高分子溶液53を用意する。
具体的には、水溶性高分子55と水56とを、PVA:水=2:10の重量比で混合し、85℃に加熱して、水溶性高分子55が水56に完全に溶解するまで攪拌混合する。その後、このPVA水溶液に高沸点溶媒57を、PVA水溶液:GBL=12:7の重量比(PVA:水:GBL=2:10:7の重量比)で混合し、85℃で攪拌混合する。その後、これを室温まで自然冷却して、水溶性高分子55が溶解した状態の高分子溶液53を得た。
第1未乾燥セパレータ層形成工程S12は、電極板製造装置100の第2形成部130で行われる。負極集電箔33上に第1未乾燥活物質層41Xが形成された電極板31Aは、第1搬送ロール131及び第2搬送ロール132によって搬送される。そして、溶液塗布部135において、電極板31Aの第1未乾燥活物質層41X上に、上述の高分子溶液53が塗布される。続いて、溶液掻取部136において、余分な高分子溶液53が掻き取られる。これにより、第1未乾燥活物質層41X上に第1未乾燥セパレータ層51Xが連続的に形成される。なお、この負極集電箔33上に第1未乾燥活物質層41Xが形成され、更に第1未乾燥活物質層41X上に第1未乾燥セパレータ層51Xが形成された電極板を「電極板31B」ともいう。
本実施形態では、第1未乾燥活物質層形成工程S11に続いて第1未乾燥セパレータ層形成工程S12を行っているため、第1未乾燥活物質層41Xを形成した後、この上に第1未乾燥セパレータ層51Xを形成するまでの間に、第1未乾燥活物質層41X内に含まれる分散媒48は殆ど気化しない。このため、第1未乾燥セパレータ層51Xを形成する際の第1未乾燥活物質層41Xの固形分率NVは、第1未乾燥活物質層41Xの形成時の固形分率NVと殆ど変わりなく、約72wt%である。
ここで、詳細な結果は示さないが、第1未乾燥セパレータ層51Xを形成する際の第1未乾燥活物質層41Xの固形分率NVが低すぎると、具体的には固形分率NVが70wt%よりも低いと、第1未乾燥活物質層41Xの分散媒48分が多すぎて、第1未乾燥活物質層41X上に第1未乾燥セパレータ層51Xを塗布形成し難くなる。このため、第1未乾燥セパレータ層51Xを形成する際の第1未乾燥活物質層41Xの固形分率NVは、70wt%以上とするのが好ましいことが判ってきた。
続いて、「第1乾燥工程S13」において、第1未乾燥セパレータ層51Xを乾燥させて第1セパレータ層51を形成すると共に、第1未乾燥活物質層41Xを乾燥させて第1負極活物質層41を形成する。具体的には、上述の電極板31Bは、乾燥炉150内に搬入され、乾燥炉150内を搬送されつつ、電極板31Bのうち第1未乾燥セパレータ層51Xに、熱風吹出口から120℃の熱風が吹き付けられる。まず、第1未乾燥セパレータ層51X内の水56が第1未乾燥セパレータ層51Xの表面から徐々に気化し、溶解していた水溶性高分子55が三次元網目状に析出する。続いて、高沸点溶媒57が気化して、多孔質の第1セパレータ層51が形成される。またこれと共に、第1未乾燥活物質層41X内の分散媒48も、第1未乾燥セパレータ層51Xを通じて第1未乾燥セパレータ層51Xの表面から徐々に気化して、第1負極活物質層41が形成される。なお、この負極集電箔33上に第1負極活物質層41が形成され、更に第1負極活物質層41上に第1セパレータ層51が形成された電極板を「電極板31C」ともいう。
次に、「第2未乾燥活物質層形成工程S14」において、別途用意した前述の電極板製造装置100を用い、前述の第1未乾燥活物質層形成工程S11と同様にして、上述の電極板31Cの負極集電箔33の第2主面33b上に第2未乾燥活物質層42Xを形成する。即ち、集合体供給部115に投入された粒子集合体44は、第1ロール111及び第2ロール112で圧延されて、第2未乾燥活物質層42Xとなって第2ロール112上に造膜される。続いて、この第2未乾燥活物質層42Xは、第2ロール112と第3ロール113との間で、電極板31Cの負極集電箔33の第2主面33b上に転写され、第2主面33b上に第2未乾燥活物質層42Xが連続的に形成される。なお、この電極板を「電極板31D」ともいう。
続いて、「第2未乾燥セパレータ層形成工程S15」において、前述の第1未乾燥セパレータ層形成工程S12と同様に、上述の電極板31Dの第2未乾燥活物質層42X上に、第2未乾燥セパレータ層52Xを形成する。即ち、電極板31Dは、第1搬送ロール131及び第2搬送ロール132によって搬送され、溶液塗布部135において、電極板31Dの第2未乾燥活物質層42X上に前述の高分子溶液53が塗布され、更に溶液掻取部136において、余分な高分子溶液53が掻き取られて、第2未乾燥活物質層42X上に第2未乾燥セパレータ層52Xが連続的に形成される。なお、この電極板を「電極板31E」ともいう。
続いて、「第2乾燥工程S16」において、前述の第1乾燥工程S13と同様に、第2未乾燥セパレータ層52Xを乾燥させて第2セパレータ層52を形成すると共に、第2未乾燥活物質層42Xを乾燥させて第2負極活物質層42を形成する。即ち、上述の電極板31Eは、乾燥炉150内に搬入され、電極板31Eのうち第2未乾燥セパレータ層52Xに、120℃の熱風が吹き付けられる。まず、第2未乾燥セパレータ層52X内の水56が徐々に気化し、水溶性高分子55が三次元網目状に析出する。続いて、高沸点溶媒57が気化して、多孔質の第2セパレータ層52が形成される。またこれと共に、第2未乾燥活物質層42X内の分散媒48も、第2未乾燥セパレータ層52Xを通じて気化して、第2負極活物質層42が形成される。なお、この電極板を「電極板31F」ともいう。
次に、「切断工程S17」において、上述の電極板31Fを、幅方向FHの中央で長手方向EHに沿って半分に切断する。かくして、図2に示したセパレータ付き負極板31が製造される。なお、この切断工程S17の前に、上述の電極板31Fをロールプレスするロールプレス工程を行ってもよい。
また別途、「正極板製造工程S2」において、正極板21を製造する。予め正極用の湿潤粒子が集合した粒子集合体(不図示)を形成しておく。即ち、正極活物質粒子(本実施形態ではリチウムニッケルコバルトマンガン酸化物粒子)と、導電粒子(本実施形態ではAB粒子)と、結着剤(本実施形態ではPVDF)と、分散媒(本実施形態ではN−メチルピロリドン(NMP))とからなる湿潤粒子の粒子集合体を用意する。具体的には、負極用の湿潤粒子43の粒子集合体44を形成する場合と同様に、図示しない二軸混練機を用いて、正極活物質粒子、導電粒、結着剤及び分散媒を混錬して、これらが均一に分散した粘土状混合物を得る。続いて、図示しない押し出し機を用いて、円柱状の湿潤粒子を造粒し、湿潤粒子が集合した粒子集合体を得る。
次に、前述の電極板製造装置100の第1形成部110と同様に、3本のロールを備えるロールプレス装置を用いて、正極集電箔の一方の主面上に第1未乾燥活物質層を形成する。その後、乾燥炉内で、この第1未乾燥活物質層を乾燥させて、正極集電箔上に第1正極活物質層を形成する。同様に、正極集電箔の他方の主面上にも第2未乾燥活物質層を形成し、これを乾燥させて、正極集電箔上に第2正極活物質層を形成する。その後、この正極板についてロールプレスを行い、第1正極活物質層及び第2正極活物質層の密度を高める。その後、この正極板を幅方向の中央で長手方向に沿って半分に切断する。かくして、正極板21が製造される。
次に、「電極体形成工程S3」において、電極体20を形成する。具体的には、帯状の正極板21と帯状のセパレータ付き負極板31とを重ね、巻き芯を用いて軸線周りに捲回する。更に、これを扁平状に圧縮して扁平状捲回型の電極体20(図1参照)を形成する。
次に、「組立工程S4」において、電池1を組み立てる。即ち、ケース蓋部材13を用意し、これに正極端子部80及び負極端子部90を固設する(図1参照)。その後、正極端子部80及び負極端子部90を、電極体20の正極板21の正極集電部21m及びセパレータ付き負極板31の負極集電部31mにそれぞれ溶接する。次に、電極体20に図示しない絶縁フィルム包囲体を被せて、これらをケース本体部材11内に挿入すると共に、ケース本体部材11の開口をケース蓋部材13で塞ぐ。そして、ケース本体部材11とケース蓋部材13とを溶接して電池ケース10を形成する。その後、電解液17を注液孔13hから電池ケース10内に注液して電極体20内に含浸させる。その後、封止部材15で注液孔13hを封止する。
その後、この電池1を初充電する。また、この電池1について各種の検査を行う。かくして、電池1が完成する。
(実施例1及び比較例1)
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)。
そして、第1未乾燥活物質層形成工程S11に続いて、第1未乾燥セパレータ層形成工程S12で、この高分子溶液53により第1未乾燥活物質層41X上に第1未乾燥セパレータ層51Xを形成し、その後、第1乾燥工程S13で、第1未乾燥セパレータ層51X及び第1未乾燥活物質層41Xを一度に乾燥させて、第1セパレータ層51及び第1負極活物質層41を形成した。また、第2未乾燥活物質層形成工程S14に続いて、第2未乾燥セパレータ層形成工程S15で、この高分子溶液53により第2未乾燥活物質層42X上に第2未乾燥セパレータ層52Xを形成し、その後、第2乾燥工程S16で、第2未乾燥セパレータ層52X及び第2未乾燥活物質層42Xを一度に乾燥させて、第2セパレータ層52及び第2負極活物質層42を形成した。
一方、比較例1として、実施例1(実施形態)と同じ高分子溶液53を用いながらも、実施例1とは別の手法によりセパレータ付き負極板31を製造した(図5参照)。具体的には、実施例1の第1未乾燥活物質層形成工程S11と同様な第1未乾燥活物質層形成工程S81で、負極集電箔33の第1主面33a上に第1未乾燥活物質層41Xを形成した後、乾燥工程S82で、この第1未乾燥活物質層41Xを加熱乾燥させて第1負極活物質層41を形成した。その後、第1未乾燥セパレータ層形成工程S83で、乾燥後の第1負極活物質層41上に第1未乾燥セパレータ層51Xを形成し、その後、乾燥工程S84で、この第1未乾燥セパレータ層51Xを加熱乾燥させて第1セパレータ層51を形成した。
次に、第2未乾燥活物質層形成工程S85で負極集電箔33の第2主面33b上に第2未乾燥活物質層42Xを形成した後、乾燥工程S86で、この第2未乾燥活物質層42Xを加熱乾燥させて第2負極活物質層42を形成した。その後、第2未乾燥セパレータ層形成工程S87で、乾燥後の第2負極活物質層42上に第2未乾燥セパレータ層52Xを形成し、その後、乾燥工程S88で、この第2未乾燥セパレータ層52Xを加熱乾燥させて第2セパレータ層52を形成した。その後、実施例1の切断工程S17と同様な切断工程S89を行って、セパレータ付き負極板31を得た。
(実施例2及び比較例2)
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。
(実施例3及び比較例3)
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。
次に、実施例1〜3及び比較例1〜3の各セパレータ付き負極板31について、セパレータ層(第1セパレータ層)51を目視で観察した。なお、図6に実施例1及び比較例1に係る各セパレータ層51の表面の写真をそれぞれ示す。比較例1〜3のセパレータ層51には、所々に直径3〜10mm程度の大きな貫通孔(セパレータ層51を貫通し、底部に負極活物質層41が露出する孔)KH(図6において黒く映っている部分)が生じていた。また、図6の写真では明確ではないが、比較例1〜3のセパレータ層51には、所々にセパレータ層51の内部にボイドが形成されていた。これに対し、実施例1〜3のセパレータ層51には、貫通孔KHやボイドがなく、均一にセパレータ層51が形成されていた。
このような結果が生じた理由は、以下であると考えられる。即ち、比較例1〜3では、乾燥した負極活物質層41に高分子溶液53を塗布して未乾燥セパレータ層51Xを形成するため、この未乾燥セパレータ層51Xを乾燥させてセパレータ層51を形成するまでの間に、未乾燥セパレータ層51Xをなす高分子溶液53の一部が負極活物質層41内の空隙に入り込む一方、負極活物質層41の空隙内に存在していた空気が未乾燥セパレータ層51Xに移動する。すると、この移動してきた空気により未乾燥セパレータ層51X内にボイドが生じたり、更には、ボイドが大きくなって未乾燥セパレータ層51Xに貫通孔KHが形成される。そして、乾燥後のセパレータ層51にも、これらのボイドや貫通孔KHが残る。
これに対し、実施例1〜3では、負極集電箔33上に未乾燥活物質層41Xを形成した後、未乾燥活物質層41Xを乾燥させることなく、高分子溶液53を塗布して未乾燥セパレータ層51Xを形成する。未乾燥活物質層41X内には空隙が殆どないため、未乾燥セパレータ層51Xを乾燥させてセパレータ層51を形成するまでの間に、未乾燥セパレータ層51Xをなす高分子溶液53の一部が未乾燥活物質層41X内の空隙に入り込む代わりに、未乾燥活物質層41Xの空隙内に存在していた空気が未乾燥セパレータ層51Xに移動する現象が防止される。このため、未乾燥セパレータ層51X内にボイドや貫通孔KHが形成され、乾燥後のセパレータ層51にもボイドや貫通孔KHが形成されることが防止され、均一にセパレータ層51が形成されたと考えられる。
以上で説明したように、セパレータ付き負極板31の製造方法では、負極集電箔33上に未乾燥活物質層41X,42Xを形成した後、未乾燥活物質層41X,42X内に分散媒48が含まれている状態で、高分子溶液53を塗布して未乾燥活物質層41X,42X上に未乾燥セパレータ層51X,52Xを形成する。特に、前述の実施形態では、未乾燥活物質層41X,42Xの形成に続いて未乾燥セパレータ層51X,52Xを形成するため、未乾燥活物質層41X,42X内は分散媒48で満たされており、未乾燥活物質層41X,42X内に空隙が殆どない。このため、未乾燥セパレータ層51X,52Xを乾燥させてセパレータ層51,52を形成するまでの間に、未乾燥セパレータ層51X,52Xをなす高分子溶液53の一部が未乾燥活物質層41X,42X内の空隙に入り込む代わりに、未乾燥活物質層41X,42Xの空隙内に存在していた空気が未乾燥セパレータ層51X,52Xに移動する現象を防止できる。このため、未乾燥セパレータ層51X,52X内にボイドや貫通孔KHが形成され、乾燥後のセパレータ層51,52にもボイドや貫通孔KHが形成されることを防止し、負極活物質層41,42上に均一にセパレータ層51,52を形成できる。
また、セパレータ付き負極板31の製造方法では、未乾燥セパレータ層形成工程S12,S15において、固形分率NVが70wt%以上の未乾燥活物質層41X,42Xに対して未乾燥セパレータ層51X,52Xを形成するので、未乾燥活物質層41X,42X上に未乾燥セパレータ層51X,52Xを適切に塗布形成できる。
ところで、液状の負極活物質ペーストを塗布することにより未乾燥活物質層41X,42Xを形成する場合には、負極活物質ペーストの性状を液状にする必要があることから、負極活物質ペーストの固形分率NVを高くできない。また、負極活物質ペーストの粘度が高すぎると、負極活物質ペーストの作製や取り扱いが難しくなる。そこで、負極活物質ペーストの固形分率NVは、例えば70wt%よりも低くする。すると、この手法で形成される未乾燥活物質層41X,42Xの固形分率NVも、70wt%より低くなる。この場合、固形分率NVが70wt%以上の未乾燥活物質層41X,42Xに対して未乾燥セパレータ層51X,52Xを形成するには、未乾燥活物質層形成工程S11,S14の後、未乾燥セパレータ層形成工程S12,S15の前に、未乾燥活物質層41X,42Xを半乾燥させて固形分率NVを70wt%以上に調整する工程が別途必要となる。
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。
これに対し、セパレータ付き負極板31の製造方法では、湿潤粒子43が集合した粒子集合体44を圧延して未乾燥活物質層41X,42Xを形成する。固形分率NVが70wt%以上の湿潤粒子43を形成するのは容易であるため、このような湿潤粒子43の粒子集合体44を圧延して未乾燥活物質層41X,42Xを形成することで、固形分率NVが70wt%以上の未乾燥活物質層41X,42Xを容易に形成できる。従って、未乾燥活物質層形成工程S11,S14の後に、未乾燥活物質層41X,42Xを半乾燥させて固形分率NVを70wt%以上に調整する必要がなく、未乾燥活物質層形成工程S11,S14に続いて未乾燥セパレータ層形成工程S12,S15を行うことができる。
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、セパレータ付き負極板31の製造方法では、未乾燥活物質層41X,42X内に含まれる分散媒48が水であり、未乾燥セパレータ層51X,52Xにも水56が含まれている。このため、未乾燥活物質層41X,42X上に未乾燥セパレータ層51X,52Xを形成した後、未乾燥セパレータ層51X,52Xを乾燥させてセパレータ層51,52を形成するまでの間に、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へ移動しても、分散媒(水)48が未乾燥セパレータ層51X,52Xに悪影響を及ぼすことがない。
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。
また、電池1の製造方法では、セパレータ付き負極板31の製造方法によってセパレータ付き負極板31を製造するので、負極活物質層41,42上に均一にセパレータ層51,52が形成されたセパレータ付き負極板31を得られる。そして、このセパレータ付き負極板31を用いて電極体20を形成し、更に電池1を組み立てるので、信頼性の高い電池1を製造できる。
以上において、本発明を実施形態及び実施例1〜3に即して説明したが、本発明は実施形態及び実施例1〜3に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
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。
また、実施形態では、高分子溶液53は、水溶性高分子55、水56及び高沸点溶媒57を加熱し、水溶性高分子55が溶解するまで攪拌混合した後、室温まで自然冷却することにより得たが、高分子溶液53の作製方法は、これに限られない。例えば、加熱はしないで室温下で、水溶性高分子55、水56及び高沸点溶媒57を、水溶性高分子55が溶解するまで攪拌混合することにより、高分子溶液53を作製することもできる。
また、実施形態では、未乾燥活物質層41X,42Xを、湿潤粒子43が集合した粒子集合体44を圧延することにより形成したが、未乾燥活物質層41X,42Xの形成手法は、これに限られない。例えば、負極活物質粒子45、増粘剤46、添加物47及び分散媒48を含む液状の負極活物質ペーストを、負極集電箔33に塗布することにより、未乾燥活物質層41X,42Xを形成することもできる。
また、実施形態では、電池1の電極体20として、帯状の正極板21と帯状のセパレータ付き負極板31とを重ねて扁平状に捲回した扁平状捲回型の電極体20を形成したが、電極体20の形態は、これに限られない。例えば、帯状の正極板21を切断して矩形状の正極板を形成すると共に、帯状のセパレータ付き負極板31を切断して矩形状のセパレータ付き負極板を形成し、矩形状の正極板と矩形状のセパレータ付き負極板とを交互に複数積層して、直方体状の積層型の電極体を形成してもよい。
1 電池
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)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  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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