JP2021178271A - 粉体塗工装置、エネルギーデバイスの製造方法、電池用正極、及び電池用負極 - Google Patents
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Abstract
Description
以下では、図1〜図2を参照して、本開示に係る粉体塗工装置の一実施形態である粉体塗工装置1について説明する。
また、スキージ2は、シート4との間に所定の隙間が形成されるように、ホッパよりもシート4の移動方向における下流側であって、プレス位置よりもシート4の移動方向における上流側に配置されている。
粉体3は、シート4の移動とともにスキージ2とシート4との隙間に向かう際、スキージ2の主面2aに接触する。このときスキージ2に対するシート4の移動によって粉体3に圧が発生し、流動性が低い粉体3の場合は、スキージ2とシート4との間で粉体3が滞留したり凝集したりして、粉体詰まりが発生しやすくなる。
スキージ2には、振動させるための超高周波振動発生機12が接続されている。具体的には、超高周波振動発生機12がスキージ2に超音波帯近傍の高周波振動を付与することで、スキージ2が超音波帯近傍で高周波振動する。超高周波振動発生機12は、スキージ2を周波数2kHz以上300kHz以下で振動させることが可能である。なお、超高周波振動発生機12は、粉体塗工装置1の構成要件に含まれていてもよく、含まれていなくてもよい。
スキージ2の超音波帯近傍の高周波振動方向は、垂直方向の成分と水平方向の成分と面方向の成分とのうちの少なくとも一つを含む。すなわち、スキージ2は、垂直方向と水平方向と面方向との少なくともいずれかの方向に振動する。
図3の(a)〜図3の(f)を参照して、スキージ22a〜22cの傾斜角度について詳細に説明する。スキージ22a〜22cは、スキージ2の一例である。図3の(b)、図3の(d)、及び図3の(f)は、粉体3の安息角モデルを図示している。安息角度Aとは、一定の高さから粉体3をシートに落下させて、粉体3が自発的に崩れることなく山状に安定を保つ際に、形成される粉体3の山の斜面と水平面とのなす角度である。粉体3は、白抜き矢印の方向に流れるため、矢印始点を、粉体3の安息角モデルの上(上流側)として考える。このため、図3の(b)、図3の(d)、及び図3の(f)に示すように、粉体3が山状に安定を保つ状態を二点鎖線で示すように90°回転させて表現している。斜面は二点鎖線の接線で示し、水平面はスキージ22aの主面22a1で示す。また、安息角度Aは図3の(b)だけを例示しているが図3の(d)及び図3の(f)でも同様であり、図示は省略している。なお、図3の(a)〜図3の(f)では、シートの図示を省略している。
本変形例では、スキージについて説明する。本変形例では、スキージの形状が側面視で円形状である点で、実施形態1と異なる。本変形例における他の構成は、特に明記しない場合は、実施形態1と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
本変形例では、スキージ102、103について説明する。本変形例では、スキージ102、103が多段状である点で、実施形態1と異なる。本変形例における他の構成は、特に明記しない場合は、実施形態1と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
以下、図1及び図6を参照して、本開示に係るエネルギーデバイスの製造方法の一実施形態である、エネルギーデバイスの製造方法について説明する。エネルギーデバイスの製造方法では、図1に示すような粉体塗工装置1を用いてエネルギーデバイスを製造することができる。
以下では、図7及び図8を参照して、本開示に係る電池用正極及び負極の一実施形態を説明する。図7は、本開示の一実施形態に係る全固体電池の正極の断面図である。図8は、本開示の一実施形態に係る全固体電池の負極の断面図である。本実施形態の正極及び負極は、例えば全固体電池に用いることができる。
以下、本開示を実施例1によって具体的に説明する。なお、本開示は、以下の実施例1には限定されない。
以下、本開示を実施例2によって具体的に説明する。なお、本開示は、以下の実施例には限定されない。
2、22a、22b、22c、102、103 スキージ
2a、2c、22a1、22b1、22c1、102a、103a 主面
2b 端面
3 粉体
4 シート(部材)
4a 表面
5 圧縮粉体層
6 ロールプレス(プレス部)
9 搬送装置(駆動部)
11 粉体供給部
12 超高周波振動発生機
51 正極活物質
52 固体電解質
53 正極合剤層
54 正極集電体
61 負極活物質
63 負極合剤層
64 負極集電体
A 安息角度
θ 角度
Claims (14)
- 部材を所定の方向に移動させる駆動部と、
前記部材の表面上に粉体を供給する粉体供給部と、
前記部材との間に隙間が形成されるように配置され、前記粉体供給部によって前記部材の前記表面上に供給された粉体の厚みを調整するスキージと、を備え、
前記スキージは、周波数2kHz以上300kHz以下で振動する、
粉体塗工装置。 - 前記粉体は、平均粒子径(D50)が0.005μm以上50μm以下である、
請求項1に記載の粉体塗工装置。 - 前記部材の前記表面の垂直方向に対する、粉体と接触する前記スキージの主面のなす角度は、0°より大きい、
請求項1又は2に記載の粉体塗工装置。 - 前記角度は、前記粉体の安息角度以上である、
請求項3に記載の粉体塗工装置。 - 前記スキージは、前記部材の前記表面に対して平行であり、かつ、前記部材の前記表面の移動方向に対して直交する軸心を有する円柱状に形成される、
請求項1又は2に記載の粉体塗工装置。 - 前記スキージは、前記スキージの主面と平行な水平方向及び前記スキージの主面に垂直な垂直方向に振動し、
前記水平方向の振動の大きさは、前記垂直方向の振動の大きさよりも大きい、
請求項1から5のいずれか1項に記載の粉体塗工装置。 - 前記スキージによる厚み調整前の前記粉体の厚みと、前記スキージによる厚み調整後の前記粉体の厚みとの比は、1:1〜3:1の範囲内である、
請求項1から6のいずれか1項に記載の粉体塗工装置。 - 前記スキージによって厚みが調整された前記部材上の粉体を圧縮するプレス部をさらに備える、
請求項1から7のいずれか1項に記載の粉体塗工装置。 - 部材を所定の方向に移動させながら、前記部材の表面上に粉体を供給することと、
前記表面上に供給された粉体の厚みを、スキージを用いて調整することと、を含み、
前記スキージは、前記部材との間に隙間が形成されるように配置され、
前記スキージは、周波数2kHz以上300kHz以下で振動する、
エネルギーデバイスの製造方法。 - 正極集電体と、
正極活物質を含み、前記正極集電体上に形成された正極層と、を備え、
前記正極層に含まれる溶剤の濃度が50ppm以下であり、
前記正極層の面積は、900mm2以上であり、
前記正極層の厚みは、15μm以上であり、
前記正極層の厚みのばらつきは、±5%以下である、
電池用正極。 - 前記正極層は、前記正極活物質とイオン伝導性を有する固体電解質とを含み、前記正極集電体上に形成された正極合剤層、を備え、
前記正極合剤層に含まれる溶剤の濃度が50ppm以下であり、
前記正極合剤層の面積は、900mm2以上であり、
前記正極合剤層の厚みは、15μm以上であり、
前記正極合剤層の厚みのばらつきは、±5%以下である、
請求項10に記載の電池用正極。 - 断面積100μm2以上の前記固体電解質の凝集部の前記正極合剤層中の合計面積は、前記正極合剤層の断面積に対して2%以下である、
請求項11に記載の電池用正極。 - 負極集電体と、
負極活物質を含み、前記負極集電体上に形成された負極層、を備え、
前記負極層に含まれる溶剤の濃度が50ppm以下であり、
前記負極層の面積は、900mm2以上であり、
前記負極層の厚みは、15μm以上であり、
前記負極層の厚みのばらつきは、±10%以下である、
電池用負極。 - 前記負極層は、前記負極活物質とイオン伝導性を有する固体電解質とを含み、前記負極集電体上に形成された負極合剤層、を備え、
前記負極合剤層に含まれる溶剤の濃度が50ppm以下であり、
前記負極合剤層の面積は、900mm2以上であり、
前記負極合剤層の厚みは、15μm以上であり、
前記負極合剤層の厚みのばらつきは、±10%以下である、
請求項13に記載の電池用負極。
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