JP2022023473A - Lithium-ion secondary battery electrode manufacturing device and manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リチウムイオン二次電池用電極の製造装置及び製造方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing an electrode for a lithium ion secondary battery.
リチウムイオン二次電池に用いられる電極は、シート状の集電体上に、電極活物質層を
備えている。かかる電極活物質層は、一般に、液状媒体中に活物質粒子を含む電極材料が
分散された活物質層形成用スラリーを集電体に供給し、乾燥させた後、圧密することで製
造することができる。その一方で、液状媒体を使用することなく、乾燥工程を省略して、
省エネルギーで低コストに製造する方法も知られている。
The electrode used in the lithium ion secondary battery has an electrode active material layer on a sheet-shaped current collector. Such an electrode active material layer is generally manufactured by supplying a slurry for forming an active material layer in which an electrode material containing active material particles is dispersed in a liquid medium to a current collector, drying the mixture, and then consolidating the electrode material. Can be done. On the other hand, without using a liquid medium, the drying step is omitted,
A method of energy-saving and low-cost manufacturing is also known.
例えば特許文献1には、活物質粒子とバインダとを造粒した複合粒子を粉体フィーダで集電体上に供給し、多段階の圧延ロールで圧延する前に、スキージーにより複合粒子を平坦化することが記載されている。 For example, in Patent Document 1, composite particles obtained by granulating active material particles and binder are supplied onto a current collector by a powder feeder, and the composite particles are flattened by a squeegee before being rolled by a multi-step rolling roll. It is stated that it should be done.
スラリー状の電極材料に比べて流動性が低い粉体(以下、電極組成物とも称する)を集電体表面に供給して電極を成形する場合、圧延ロールで圧延する前に粉体を均すことが所望の電極を成形する上で必要となる。特許文献1では、圧延ロールで圧延する前にスキージーによって粉体フィーダから供給された複合粒子を均すことが記載されているものの、流動性の低い粉体である複合粒子が幅方向に不均一な状態で粉体フィーダから供給されると、スキージーによっても当該不均一な状態で粉体フィーダから供給された複合粒子の重量バラつき(目付量のバラつき)を抑えられないおそれがある。また、特許文献1のようなスキージーを設けて粉体を均す方法では、スラリー状の電極材料に比べて流動性が低い粉体を用いる場合、スキージーによって粉体が詰まってしまうおそれもある。 When a powder having a lower fluidity than a slurry-shaped electrode material (hereinafter, also referred to as an electrode composition) is supplied to the surface of a current collector to form an electrode, the powder is leveled before rolling with a rolling roll. Is required to form the desired electrode. Patent Document 1 describes that the composite particles supplied from the powder feeder by the squeegee are leveled before rolling with a rolling roll, but the composite particles, which are powders having low fluidity, are non-uniform in the width direction. If the particles are supplied from the powder feeder in such a state, the squeegee may not be able to suppress the weight variation (variation in the amount of grain) of the composite particles supplied from the powder feeder in the non-uniform state. Further, in the method of providing a squeegee and leveling the powder as in Patent Document 1, when a powder having a lower fluidity than that of a slurry-like electrode material is used, the squeegee may clog the powder.
本発明は、懸濁液状の電極材料に比べて流動性が低い電極組成物を用いて電極を成形する際に、電極組成物の詰まりを抑え、粉体フィーダから基材に供給される電極組成物の重量バラつきを抑制することが可能なリチウムイオン二次電池用電極の製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention suppresses clogging of the electrode composition when molding an electrode using an electrode composition having a lower fluidity than that of a suspension-like electrode material, and an electrode composition supplied from a powder feeder to a substrate. It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for manufacturing an electrode for a lithium ion secondary battery capable of suppressing a variation in the weight of an object.
上記目的を達成するために、本発明の一形態は、リチウムイオン二次電池用電極材の製造装置であって、シート状の基材に、電極活物質粒子を含む電極組成物を供給する粉体フィーダと、前記粉体フィーダから供給される前記電極組成物を載せた前記基材を搬送する第2搬送部と、前記粉体フィーダから前記基材に供給された前記電極組成物を圧延する圧延部と、を備え、前記粉体フィーダは、その内壁面に対する前記電極組成物の付着を抑制する付着抑制部を有し、前記圧延部による圧延に先立って、前記基材上に供給された電極組成物をスキージーで平坦化する平坦化処理部を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention is an apparatus for producing an electrode material for a lithium ion secondary battery, which is a powder for supplying an electrode composition containing electrode active material particles to a sheet-shaped base material. The body feeder, the second transport section for transporting the base material on which the electrode composition supplied from the powder feeder is placed, and the electrode composition supplied from the powder feeder to the base material are rolled. The powder feeder includes a rolled portion, and the powder feeder has an adhesion suppressing portion that suppresses adhesion of the electrode composition to the inner wall surface thereof, and is supplied onto the substrate prior to rolling by the rolled portion. It is characterized by having a flattening processing portion for flattening the electrode composition with a squeegee.
以上の構成によれば、懸濁液状の電極材料に比べて流動性が低い電極組成物を用いて電極を成形する際に、電極組成物の詰まりを抑え、粉体フィーダから基材に供給される電極組成物の重量バラつきを抑制することができる。 According to the above configuration, when an electrode is formed using an electrode composition having a lower fluidity than a suspension-like electrode material, clogging of the electrode composition is suppressed and the electrode composition is supplied from the powder feeder to the base material. It is possible to suppress the weight variation of the electrode composition.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[リチウムイオン二次電池の製造装置の概略]
図1(a)は、本発明の一実施形態に係る、リチウムイオン二次電池の製造装置1を模式的に示す図である。図1(a)では、製造工程のうち、粉体フィーダ50から電極組成物14を基材22上に供給し、電極を製造する工程を模式的に表している。
この製造装置1は、粉体フィーダ50へ電極組成物14を供給する前の段階で、電極組成物14を均す機構(平坦化調整部)を備える電極組成物予備供給装置(図7~9)を備えてもよい。
[Outline of manufacturing equipment for lithium-ion secondary batteries]
FIG. 1A is a diagram schematically showing a lithium ion secondary battery manufacturing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A schematically shows a manufacturing process in which the
This manufacturing apparatus 1 is an electrode composition preliminary supply apparatus (FIGS. 7 to 9) provided with a mechanism (flattening adjustment unit) for leveling the
(粉体フィーダ)
粉体フィーダ50は、第1搬送ベルト12の端部近傍に配置され、その上部において、電極組成物予備供給装置から供給される電極組成物14を受け入れる。具体的には、粉体フィーダ50の上部開口には篩(不図示)が設けられており、投入された電極組成物14は篩にかけられた後粉体フィーダ50内に投入される。そして、粉体フィーダ50の出口を通って基材22上に供給される。
(Powder feeder)
The
粉体フィーダ50から供給された電極組成物14は、粉体フィーダ50または基材22のうち、少なくとも一方を移動させることで、基材22上に電極活物質層15を形成する。図1(a)では、粉体フィーダ50を矢印pの方向に移動させ、電池外装体10の凹部11に電極組成物14を均一に充填させている。また、他の実施形態において、基材22は、搬送ベルト等の搬送機構によってフィード方向への移動を行ってもよい(不図示)。一実施形態において、搬送ベルトによる搬送路の途中には一対の圧延ロールが設けられている。粉体フィーダ50から搬送ベルトの基材22上に供給された電極組成物14は、一対の圧延ロールで圧縮されつつ引き延ばされ、正極活物質62の層からなる電極シートとなる。このように、電極組成物を圧延ロール30により圧延して電極組成物層が形成される。負極活物質72の層からなるシートも同じ工程で形成される。電極シートとなった電極組成物14は、その後、搬送ベルトによってさらに搬送され、カッター機構によってカットされ、単セル電池の電極を構成する長さに形成される。
The
本発明の粉体フィーダのフィード機構は粉体供給分野において一般的な機構を用いることができ、図1のような重力および振動を利用するもののほか、ベルトフィーダ(図2参照)、スクリューフィーダ(不図示)、圧電フィーダ(不図示)などの、既知の粉体供給機構を利用することができる。図2では、粉体フィーダ50によって基材22上に形成された電極活物質層15が、供給口の一辺を構成する壁材40の下端部と基材22との間の隙間を通過することによって、電極活物質層15の厚さが所定の厚さに調整される。
As the feed mechanism of the powder feeder of the present invention, a mechanism general in the powder feeding field can be used, and in addition to the one utilizing gravity and vibration as shown in FIG. 1, a belt feeder (see FIG. 2) and a screw feeder (see FIG. 2). Known powder feeding mechanisms such as (not shown) and piezoelectric feeders (not shown) can be utilized. In FIG. 2, the electrode
本実施形態で用いられる電極組成物14は、例えば、被覆活物質粒子と導電助剤(例えば、集電体に含まれる導電性フィラーと同様の導電性材料)とを含む粉体であってもよく、当該粉体に電解液が含まれた湿潤粉体であってもよい。被覆活物質粒子は、電極活物質粒子(正極活物質粒子、負極活物質粒子)の表面の少なくとも一部が高分子化合物を含む被覆材により被覆されたものである。電極活物質粒子の周囲が被覆材で被覆されていると、電極の体積変化が緩和され、電極の膨張を抑制することができる。被覆材を構成する高分子化合物としては、特許文献2及び特許文献3等に活物質被覆用樹脂として記載されたものを好適に用いることができる。被覆材には、導電剤が含まれていてもよい。導電剤としては、集電体に含まれる導電性フィラーと同様のものを好適に用いることができる。
The
上記湿潤粉体における電極活物質と電解液との混合比率は特に限定されないが、重量比で電極活物質:電解液=99:1~80:20であることが好ましい。電解液は、電解質と非水溶媒とを含んでもよい。電解質としては、公知の電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiN(FSO2)2及びLiClO4等の無機酸のリチウム塩、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2及びLiC(CF3SO2)3等の有機酸のリチウム塩等が挙げられ、LiN(FSO2)2(LiFSIともいう)が好ましい。非水溶媒としては、公知の電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、ラクトン化合物、環状又は鎖状炭酸エステル、鎖状カルボン酸エステル、環状又は鎖状エーテル、リン酸エステル、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホン、スルホラン等及びこれらの混合物を用いることができる。 The mixing ratio of the electrode active material and the electrolytic solution in the wet powder is not particularly limited, but the electrode active material: electrolytic solution = 99: 1 to 80:20 is preferable in terms of weight ratio. The electrolytic solution may contain an electrolyte and a non-aqueous solvent. As the electrolyte, those used in known electrolytic solutions can be used, for example, lithium salts of inorganic acids such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiN (FSO 2 ) 2 and LiClO 4 . Examples thereof include lithium salts of organic acids such as LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 and LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , and LiN (FSO 2 ) 2 (also referred to as LiFSI). preferable. As the non-aqueous solvent, those used in known electrolytic solutions can be used, and for example, a lactone compound, a cyclic or chain carbonate ester, a chain carboxylic acid ester, a cyclic or chain ether, a phosphoric acid ester, or a nitrile can be used. Compounds, amide compounds, sulfones, sulfolanes and the like and mixtures thereof can be used.
湿潤粉体としての電極組成物14は、電極活物質と電解液とを含む流動性の低い固液混合物(ペンデュラー状又はファニキュラー状ともいう)であることが好ましい。最密充填された電極活物質に電解液を加える場合、電解液量が少ないと、電解液は活物質粒子同士の接触点を中心として環状に付着して不連続に存在する。この状態をペンデュラー状態(ペンデュラー状)という。そして、電解液量が増加すると、環状に付着した電解液はその環が大きくなり、環同士が相互に連繋し、空隙はあるものの電解液による相が連続構造を持つようになる。このような状態をファニキュラー状態(ファニキュラー状)という。これらの固液混合物のうち、電極組成物としては、活物質及び電解液を含み、電解液による連続相を有さないペンデュラー状態の混合物であることがさらに好ましい。
The
電極組成物14には、さらに、粘着性樹脂等が含まれていていることも好ましい。電極組成物14が、粘着性樹脂を含む場合には、電極組成物14が上記凹部11内に連続的に送り出されることで、凹部11内で圧着された状態となり、活物質間の電導性が良好となるため好ましい。粘着性樹脂としては、被覆層を構成する高分子化合物(特許文献2に記載された非水系二次電池活物質被覆用樹脂等)に少量の有機溶剤を混合してそのガラス転移温度を室温より高く調整したもの、及び、特許文献4等に粘着剤として記載されたものを好適に用いることができる。なお、粘着性樹脂を含む場合、粘着性樹脂は電極活物質の表面に付着させる等して電極活物質と複合化して用いてもよく、電極活物質と粘着性樹脂とを別々に電極組成物14に混合して用いてもよい。また、電極活物質として被覆活物質を用い、被覆活物質、粘着性樹脂及び電解液を混合することにより電極組成物14を準備してもよい。このとき、被覆活物質の被覆層を構成する高分子化合物と粘着性樹脂とは、同じものであってもよく、それぞれ異なっていてもよい。なお、公知のリチウムイオン電池用電極に用いられる溶液乾燥型の電極用バインダーは、溶媒成分を揮発させることで乾燥、固体化して活物質同士を強固に固定するが、上記の粘着性樹脂は、含まれる揮発成分を除去しても完全な固体化はせずに粘着性を有する樹脂であり、公知のリチウムイオン電池用電極に用いられる溶液乾燥型の電極バインダーと粘着性樹脂とは異なる材料である。
It is also preferable that the
電極組成物14は、被覆活物質と電解液とを含んだ非結着体であることが好ましい。被覆活物質と電解液とを含んだ非結着体とは、電極組成物14を構成する電極活物質同士が溶液乾燥型の電極用バインダーにより互いの位置を固定されていないこと、及び、電極組成物中の電極活物質が全て、互いに結着していないことを意味する。本実施形態において、電極組成物に導電助剤を含む場合には、電極組成物14における被覆電極活物質粒子と導電助剤とが相互に結着されていない状態となっている。また本実施形態において、電極組成物14が懸濁液状の混合物(公知の電極活物質を溶媒中に懸濁させて作製される混合物)よりも流動性の低い固液混合物であって、被覆電極活物質粒子と電解液とを含む場合には、当該固液混合物は電極活物質粒子同士を相互に結着させるための結着剤を含まない。
The
電極組成物層15が形成された基材22またはカットされたシート(以下、単に「電極シート」という。)は、不図示の電解液の塗布機構によって電解液を塗布される。なお、本実施形態において、粉体フィーダ50から供給される電極組成物14(正極組成物、負極組成物)が電解液を含む場合には、電解液の塗布工程が簡略化されるか、或いは電解液の塗布工程が省略されることがある。
The
電解液を塗布された正極活物質62(負極活物質72;図8)の層からなる電極シートは、正極集電体61(負極集電体71;図8)上に載せ替えられる。その後、正極活物質62(負極活物質72)の層からなる電極シートを載せた正極集電体61(負極集電体71)が単セル電池100の長さにカットされる。
The electrode sheet composed of the layer of the positive electrode active material 62 (negative electrode
電極シートを載せた正極集電体61(負極集電体71)が単セル電池100の長さにカットされた後に、セパレーター101を間に挟みつつ、正極及び負極が張り合わされ、さらに、真空中で封止材によってパックされ、電池外装容器から電極端子を取り出す。そして、単セル電池がモジュール化され組電池200となり、最後にパッケージングされ、パッケージごとの輸送、販売の形態とされる。
After the positive electrode current collector 61 (negative electrode current collector 71) on which the electrode sheet is placed is cut to the length of the
なお、正極集電体61としては、公知のリチウムイオン単電池に用いられる集電体を用いることができ、例えば公知の金属集電体及び導電材料と樹脂とから構成されてなる樹脂集電体(特許文献5及び国特許文献6等に記載の樹脂集電体等)を用いることができる。正極集電体61は、電池特性等の観点から、樹脂集電体であることが好ましい。
As the positive electrode
金属集電体としては、例えば、銅、アルミニウム、チタン、ニッケル、タンタル、ニオブ、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、タングステン、ビスマス、アンチモン及びこれらの金属を1種以上含む合金、並びに、ステンレス合金からなる群から選択される一種以上の金属材料が挙げられる。これらの金属材料は薄板や金属箔等の形態で用いてもよい。また、上記金属材料以外で構成される基材表面にスパッタリング、電着、塗布等の方法により上記金属材料を形成したものを金属集電体として用いてもよい。 The metal collector includes, for example, copper, aluminum, titanium, nickel, tantalum, niobium, hafnium, zirconium, zinc, tungsten, bismuth, antimon, alloys containing one or more of these metals, and a group consisting of stainless alloys. One or more metallic materials selected from. These metal materials may be used in the form of a thin plate, a metal foil, or the like. Further, a metal current collector having the metal material formed on the surface of a base material other than the metal material by a method such as sputtering, electrodeposition, or coating may be used.
樹脂集電体としては、導電性フィラーとマトリックス樹脂とを含むことが好ましい。マトリックス樹脂としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリメチルペンテン(PMP)、ポリシクロオレフィン(PCO)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリメチルアクリレート(PMA)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂又はこれらの混合物等が挙げられる。電気的安定性の観点から、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリメチルペンテン(PMP)及びポリシクロオレフィン(PCO)が好ましく、さらに好ましいのは、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)及びポリメチルペンテン(PMP)である。 The resin current collector preferably contains a conductive filler and a matrix resin. Examples of the matrix resin include polyethylene (PE), polypropylene (PP), polymethylpentene (PMP), polycycloolefin (PCO), polyethylene terephthalate (PET), polyether nitrile (PEN), and polytetrafluoroethylene (PTFE). ), Styrene butadiene rubber (SBR), polyacrylonitrile (PAN), polymethylacrylate (PMA), polymethylmethacrylate (PMMA), polyvinylidene fluoride (PVdF), epoxy resin, silicone resin, or a mixture thereof. From the viewpoint of electrical stability, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polymethylpentene (PMP) and polycycloolefin (PCO) are preferable, and polyethylene (PE), polypropylene (PP) and poly are more preferable. It is methylpentene (PMP).
導電性フィラーは、導電性を有する材料から選択される。具体的には、金属[ニッケル、アルミニウム、ステンレス(SUS)、銀、銅及びチタン等]、カーボン[グラファイト及びカーボンブラック(アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルランプブラック等)等]、及びこれらの混合物等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。これらの導電性フィラーは1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。また、これらの合金又は金属酸化物を用いてもよい。電気的安定性の観点から、好ましくはアルミニウム、ステンレス、カーボン、銀、銅、チタン及びこれらの混合物であり、より好ましくは銀、アルミニウム、ステンレス及びカーボンであり、さらに好ましくはカーボンである。またこれらの導電性フィラーとしては、粒子系セラミック材料や樹脂材料の周りに導電性材料(上記した導電性フィラーの材料のうち金属のもの)をめっき等でコーティングしたものでもよい。 The conductive filler is selected from materials having conductivity. Specifically, metals [nickel, aluminum, stainless steel (SUS), silver, copper, titanium, etc.], carbon [graphite and carbon black (acetylene black, ketjen black, furnace black, channel black, thermal lamp black, etc.), etc.), etc. ], And a mixture thereof, etc., but is not limited thereto. These conductive fillers may be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may use these alloys or metal oxides. From the viewpoint of electrical stability, aluminum, stainless steel, carbon, silver, copper, titanium and mixtures thereof are preferable, silver, aluminum, stainless steel and carbon are more preferable, and carbon is more preferable. Further, as these conductive fillers, a particle-based ceramic material or a resin material may be coated with a conductive material (a metal material among the above-mentioned conductive filler materials) by plating or the like.
導電性フィラーの形状(形態)は、粒子形態に限られず、粒子形態以外の形態であってもよく、カーボンナノチューブ等、いわゆるフィラー系導電性樹脂組成物として実用化されている形態であってもよい。 The shape (form) of the conductive filler is not limited to the particle form, and may be a form other than the particle form, or may be a form practically used as a so-called filler-based conductive resin composition such as carbon nanotubes. good.
導電性フィラーは、その形状が繊維状である導電性繊維であってもよい。導電性繊維としては、PAN系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維、合成繊維の中に導電性のよい金属や黒鉛を均一に分散させてなる導電性繊維、ステンレス鋼のような金属を繊維化した金属繊維、有機物繊維の表面を金属で被覆した導電性繊維、有機物繊維の表面を導電性物質を含む樹脂で被覆した導電性繊維等が挙げられる。これらの導電性繊維の中では炭素繊維が好ましい。また、グラフェンを練りこんだポリプロピレン樹脂も好ましい。 The conductive filler may be a conductive fiber whose shape is fibrous. The conductive fibers include carbon fibers such as PAN-based carbon fibers and pitch-based carbon fibers, conductive fibers in which a metal having good conductivity and graphite are uniformly dispersed in synthetic fibers, and a metal such as stainless steel. Examples thereof include fibrous metal fibers, conductive fibers in which the surface of organic fibers is coated with metal, and conductive fibers in which the surface of organic fibers is coated with a resin containing a conductive substance. Among these conductive fibers, carbon fibers are preferable. Further, a polypropylene resin kneaded with graphene is also preferable.
樹脂集電体は、マトリックス樹脂及び導電性フィラーのほかに、その他の成分(分散剤、架橋促進剤、架橋剤、着色剤、紫外線吸収剤、可塑剤等)を含んでいてもよい。また、複数の樹脂集電体を積層して用いてもよく、樹脂集電体と金属箔とを積層して用いても良い。 The resin current collector may contain other components (dispersant, cross-linking accelerator, cross-linking agent, colorant, ultraviolet absorber, plasticizer, etc.) in addition to the matrix resin and the conductive filler. Further, a plurality of resin current collectors may be laminated and used, or a resin current collector and a metal foil may be laminated and used.
樹脂集電体は、例えば、マトリックス樹脂、導電性フィラー及び必要により用いるフィラー用分散剤を溶融混練して得られる導電性樹脂組成物を公知の方法でフィルム状に成形することにより得ることができる。導電性樹脂組成物をフィルム状に成形する方法としては、例えば、Tダイ法、インフレーション法及びカレンダー法等の公知のフィルム成形法が挙げられる。 The resin current collector can be obtained, for example, by forming a conductive resin composition obtained by melt-kneading a matrix resin, a conductive filler, and a dispersant for a filler used if necessary into a film by a known method. .. Examples of the method for forming the conductive resin composition into a film include known film forming methods such as a T-die method, an inflation method, and a calender method.
正極活物質としては、リチウムと遷移金属との複合酸化物{遷移金属が1種である複合酸化物(LiCoO2、LiNiO2、LiAlMnO4、LiMnO2及びLiMn2O4等)、遷移金属元素が2種である複合酸化物(例えばLiFeMnO4、LiNi1-xCoxO2、LiMn1-yCoyO2、LiNi1/3Co1/3Al1/3O2及びLiNi0.8Co0.15Al0.05O2)及び金属元素が3種類以上である複合酸化物[例えばLiMaM’bM’’cO2(M、M’及びM’’はそれぞれ異なる遷移金属元素であり、a+b+c=1を満たす。例えばLiNi1/3Mn1/3Co1/3O2)等]等}、リチウム含有遷移金属リン酸塩(例えばLiFePO4、LiCoPO4、LiMnPO4及びLiNiPO4)、遷移金属酸化物(例えばMnO2及びV2O5)、遷移金属硫化物(例えばMoS2及びTiS2)及び導電性高分子(例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン及びポリ-p-フェニレン及びポリビニルカルバゾール)等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。なお、リチウム含有遷移金属リン酸塩は、遷移金属サイトの一部を他の遷移金属で置換したものであってもよい。 Examples of the positive electrode active material include composite oxides of lithium and transition metals {composite oxides having one type of transition metal (LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiAlMnO 4 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , etc.) and transition metal elements. Two types of composite oxides (eg LiFemnO 4 , LiNi 1-x Co x O 2 , LiMn 1-y Co y O 2 , LiNi 1/3 Co 1/3 Al 1/3 O 2 and LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 ) and a composite oxide having three or more kinds of metal elements [for example, LiM a M'b M''c O 2 (M, M'and M'' are different transition metal elements, and a + b + c = 1 For example, LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 ), etc.}, lithium-containing transition metal phosphates (eg LiFePO 4 , LiCoPO 4 , LiMnPO 4 and LiNiPO 4 ), transition metal oxides. (Eg MnO 2 and V 2 O 5 ), transition metal sulfides (eg MoS 2 and TiS 2 ) and conductive polymers (eg polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene and poly-p-phenylene and polyvinylcarbazole) and the like. However, two or more types may be used in combination. The lithium-containing transition metal phosphate may be obtained by substituting a part of the transition metal site with another transition metal.
なお、負極集電体71としては、正極集電体61で記載した構成と同様のものを適宜選択して用いることができ、同様の方法により得ることができる。負極集電体71は、電池特性等の観点から、樹脂集電体であることが好ましい。
As the negative electrode
負極活物質としては、炭素系材料[黒鉛、難黒鉛化性炭素、アモルファス炭素、樹脂焼成体(例えばフェノール樹脂及びフラン樹脂等を焼成し炭素化したもの等)、コークス類(例えばピッチコークス、ニードルコークス及び石油コークス等)及び炭素繊維等]、珪素系材料[珪素、酸化珪素(SiOx)、珪素-炭素複合体(炭素粒子の表面を珪素及び/又は炭化珪素で被覆したもの、珪素粒子又は酸化珪素粒子の表面を炭素及び/又は炭化珪素で被覆したもの並びに炭化珪素等)及び珪素合金(珪素-アルミニウム合金、珪素-リチウム合金、珪素-ニッケル合金、珪素-鉄合金、珪素-チタン合金、珪素-マンガン合金、珪素-銅合金及び珪素-スズ合金等)等]、導電性高分子(例えばポリアセチレン及びポリピロール等)、金属(スズ、アルミニウム、ジルコニウム及びチタン等)、金属酸化物(チタン酸化物及びリチウム・チタン酸化物等)及び金属合金(例えばリチウム-スズ合金、リチウム-アルミニウム合金及びリチウム-アルミニウム-マンガン合金等)等及びこれらと炭素系材料との混合物等が挙げられる。上記負極活物質のうち、内部にリチウム又はリチウムイオンを含まないものについては、予め負極活物質の一部又は全部にリチウム又はリチウムイオンを含ませるプレドープ処理を施してもよい。 Examples of the negative electrode active material include carbon-based materials [graphite, refractory carbon, amorphous carbon, fired resin (for example, phenol resin, furan resin, etc. baked and carbonized), cokes (for example, pitch coke, needle). Coke and petroleum coke etc.) and carbon fibers], silicon-based materials [silicon, silicon oxide (SiOx), silicon-carbon composite (carbon particles whose surface is coated with silicon and / or silicon carbide, silicon particles or oxidation) Silicon particles whose surface is coated with carbon and / or silicon carbide, silicon carbide, etc.) and silicon alloys (silicon-aluminum alloy, silicon-lithium alloy, silicon-nickel alloy, silicon-iron alloy, silicon-titanium alloy, silicon) -Manganese alloys, silicon-copper alloys, silicon-tin alloys, etc.)], conductive polymers (eg, polyacetylene and polypyrrole, etc.), metals (tin, aluminum, zirconium, titanium, etc.), metal oxides (titanium oxide and titanium oxides, etc.) Examples thereof include lithium-titanium oxides, etc.), metal alloys (for example, lithium-tin alloys, lithium-aluminum alloys, lithium-aluminum-manganese alloys, etc.) and mixtures of these with carbon-based materials. Among the above-mentioned negative electrode active materials, those which do not contain lithium or lithium ions inside may be pre-doped with a part or all of the negative electrode active materials containing lithium or lithium ions in advance.
[製造装置の制御構成]
図3は、本発明の一実施形態に係る、リチウムイオン二次電池の製造装置1の制御部の構成を示すブロック図である。本実施形態において、電界組成物14は電極予備供給装置の第1搬送ベルト12により粉体フィーダ50に供給され、また、粉体フィーダ50から第2搬送ベルト21により基材22に供給される。
[Control configuration of manufacturing equipment]
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a control unit of a lithium ion secondary battery manufacturing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the
制御部300は、CPU301、RAM302、ROM303、第1搬送ベルトドライバ305、および第2搬送ベルトドライバ306を有して構成される。CPU301は、ROM303内に格納された制御プログラムを実行することにより、上述した各機構の駆動を始めとして製造装置1全体の制御を行う。RAM302は、CPU301の制御実行に際して、ワークエリアとして使用される。第1搬送ベルトドライバ305は、第1搬送ベルト12の搬送移動のための駆動を制御し、また、第2搬送ベルトドライバ306は、第2搬送ベルト21の搬送移動のための駆動を制御する。
The
また、後述するように、本願発明の他の実施形態において、電極予備供給装置が予備ロール16Dを有する場合、予備ロールドライバ304は、予備ロール16Dの回転駆動を制御する。第1搬送ベルトドライバ305は、第1搬送ベルト12の搬送移動のための駆動を制御し、また、第2搬送ベルトドライバ306は、第2搬送ベルト21の搬送移動のための駆動を制御する(図4参照)。なお、図3および図4は、製造装置1における制御構成の一部を示しており、他の制御構成の図示およびその説明は省略する。
Further, as will be described later, in another embodiment of the present invention, when the electrode spare supply device has the
電極組成物14として、前述した被覆活物質粒子と導電助剤とを含む粉体や、当該粉体に電解液が含まれた湿潤粉体である場合、電極活物質を溶媒中に懸濁させて作製される懸濁液状の電極材料に比べて流動性が低くなる。このような流動性が低い電極組成物14を用いて電極を成形する場合には、粉体フィーダ50や基材22に、電極組成物14の厚みが不均一な状態で搬送されてくるため、粉体フィーダ50から基材22に供給された電極組成物14を圧延ロール30で加圧したとしても、電極組成物14の目付量のバラつきを抑えることができない、という事態が起こり得る。そこで、第1実施形態では、以下の構成を備えることにより、このような電極組成物14の目付量のバラつきを抑えることができる。
When the
[第1実施形態]
図5及び6を参照しながら、第1実施形態の構成について説明する。第1実施形態における粉体フィーダ50は、その内壁面に対する電極組成物14の付着を抑制する付着抑制部を備える。
[First Embodiment]
The configuration of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6. The
粉体フィーダ50の内壁面52にはメッシュ構造体53A(付着抑制部)が存在する。図6(a)~(c)は、内壁面52に種々のメッシュ構造体53Aを備えた粉体フィーダ50の例を説明する図である。粉体フィーダ50の内壁面52の表面にメッシュ構造体53Aを備えることによって表面に凹凸を提供する。メッシュ構造体53Aのメッシュは電極組成物14がいわゆる目詰まりを起こさず、粉体フィーダ50の内壁面52に付着するのを予防するものであればよい。例えば、メッシュは平面に貫通孔を設けて形成してもよく(図6(a)参照)、また、網目状に織って形成してもよい(図6(b)および図6(c)参照)。貫通孔は円または正方形、六角形などの多角形構造を用いることができる。
A
本発明の一実施形態において、メッシュ構造体53Aの目開き寸法は30μm~150μmであってもよい。また、100メッシュ~440メッシュであってもよい(JIS3555:2004)。目開きが小さすぎると電極組成物14がメッシュ構造体53Aの凹部に目詰まりを起こすこととなる。
In one embodiment of the present invention, the
メッシュ構造体53Aは、例えば、ポリアセタール(POM)、ポリアミド(PA)、ポリカーボネート(PC)、変性ポリフェニレンエーテル(m-PPE)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等の樹脂、ステンレス等の金属、セラミック等の種々の材料を用いて形成することができる。好ましくは樹脂である。本発明の他の実施形態において、メッシュ構造体53Aの表面は電極組成物14の付着を抑制するコーティングが施されていてもよい。
The
以上のようにメッシュ構造体53Aは、凹凸構造によって電極組成物14との摩擦力が小さくなり、また、目開きが十分に大きいことから電極組成物14の粒子がはまり込むことを抑制する。このように付着抑制部53が所定のメッシュ構造体であれば、例えば、ベルトフィーダや、スクリューフィーダ等の他の粉体供給機構を用いた場合でも、電極組成物14と粉体フィーダ50内に格納された電極組成物14中の液成分による液架橋が更に生じ難くなる。
As described above, the
また第1実施形態は、圧延ロール30による圧延に先立って、基材22上に供給された電極組成物14をスキージー80で平坦化する平坦化処理部を更に備える。
Further, the first embodiment further includes a flattening processing unit for flattening the
かかる構成によれば、圧延ロール30での圧延に先立って、基材22上の電極組成物14を均すことができる。これにより、単位面積当たりの電極組成物14の量(目付量) のバラつきを抑制しながら電極を製造することができる。特に、前述したメッシュ構造体53A(付着抑制部)と、平坦化処理部と、を備えることにより、粉体フィーダ50内での電極組成物14の詰まりが抑制されて粉体フィーダ50から電極組成物14が円滑に供給され、更に、基材22上に供給された電極組成物14がスキージー80で平坦化されるので、より一層電極組成物14の目付量のバラつきを抑制することができる。
According to such a configuration, the
以下で説明する実施形態では、粉体フィーダ50へ電極組成物14を搬送するための第1搬送ベルト12と、当該第1搬送ベルト12上に載置された電極組成物14の厚みを調整し、平坦化する平坦化調整部16と、を備える電極組成物予備供給装置(図7~9)を備え、粉体フィーダ50へ電極組成物14を供給する。このような構成を備えることにより、圧延ロール30(基材22に供給された電極組成物14を圧延するロール)で加圧する前であって、粉体フィーダ50へ供給する前に、電極組成物14の厚みを調整しながら搬送することができるため、電極組成物14の目付量が不均一な状態のまま粉体フィーダ50へ搬送されることを抑制することができる。その結果、粉体フィーダ50から基材22に供給される電極組成物14の目付量にバラツキが生じることを抑えることができる。
In the embodiment described below, the thicknesses of the
[電極組成物予備供給装置]
図7~9は電極組成物予備供給装置を示し、主に、第1搬送ベルト12と平坦化調整部との関係を模式的に示す図である。
[Electrode composition reserve supply device]
FIGS. 7 to 9 show the electrode composition reserve supply device, and are mainly views schematically showing the relationship between the
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態は、第1搬送ベルト12と、平坦化調整部としてブレード16Aを有する電極組成物予備供給装置を備える(図7参照)。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention includes a
(第1搬送ベルト)
第1搬送ベルト12は、電極組成物予備供給装置に備えられ、ドライバ305(図3)の駆動制御によって駆動される駆動機構12A、12Bによって回転するよう構成されている。この回転により、電極組成物14を搬送し、ブレード16Aへと送り込むとともに、ブレード16Aによって均一化された電極組成物14を搬送して粉体フィーダ50に供給する。電極組成物14の搬送・供給において、電極組成物14は、先ず不図示の電極組成物供給部から供給されてその近傍で第1搬送ベルト12上に小山を築くように置かれる。そして、第1搬送ベルト12によって搬送されてブレード16Aへと送り込まれる。
(1st transport belt)
The
(ブレード)
本発明の一実施形態に係るブレード16Aは平坦化調整部として電極組成物予備供給装置を構成し、第1搬送ベルト12上に配置されている。ブレード16によって、第1搬送ベルト12上を搬送される電極組成物14が幅方向へと均一化される。このようにブレード16Aは、第1搬送ベルト12上に載置された電極組成物14を平坦化して第1搬送ベルト12の幅方向に均し、第1搬送ベルト12は、幅方向に均された状態の電極組成物14を粉体フィーダ50へ搬送する。また、本明細書において、「幅方向」とは、電極組成物の搬送方向と直交するとともに搬送面と平行な方向を言う。ブレード16Aと第1搬送ベルト12との距離は固定であってもよく、また任意の距離に調整可能であってもよい。ブレード16Aの位置が調整可能であった場合、ブレード16Aは自動または手動の制御装置により、その位置を調整することができる。
(blade)
The
(電極組成物の均一化のメカニズム)
第1搬送ベルト12上に乗った電極組成物14は、ブレード16Aに接することによりブレード16Aによる応圧力を受ける。この押圧力は、電極組成物14に対する、その搬送方向と逆向きの抵抗成分を持つ。一方、ブレード16Aに接する部分の電極組成物14は、その搬送方向における後方の電極組成物14から搬送方向に沿った応圧力を受ける。すなわち、ブレード16Aに接する部分の電極組成物14は互いに逆方向の2つの力を受けるが、これらの力の作用によって逃げの方向に移動することになる。そして、逃げ方向の移動は幅方向の成分を持ち、これによって、電極組成物14は幅方向へ移動する。
(Mechanism of homogenization of electrode composition)
The
この場合に、電極組成物14の厚みが厚いほどより大きな幅方向へ移動する力が作用する。このように、幅方向への移動では、ブレード16Aに接する電極組成物14の量にかかわらずほぼ一様な力が作用し、全体的に厚みが均された幅方向への移動が行われる。
In this case, the thicker the
本実施形態では、ブレード16Aによる電極組成物14の幅方向への均一化は、電極組成物14が粉体フィーダ50に投入されて篩にかけられるよりも上流で行われる。この場合には、電極組成物14は幅方向に均一化された状態で、粉体フィーダ50の篩にかけられ、粉体フィーダ50の上流で電極組成物14のばらつきを抑制でき、第2搬送ベルト21に乗せられた状態で電極組成物14の厚みをより均一化することができる。
In the present embodiment, the homogenization of the
[第3実施形態]
本発明の第3実施形態は、第1搬送ベルト12と平坦化調整部である仕切りブロック16Bとを有する電極組成物予備供給装置を備える(図8(a)参照)。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention includes an electrode composition preliminary supply device having a
(第1搬送ベルト)
第1搬送ベルト12は、電極組成物予備供給装置に備えられ、ドライバ305(図3)の駆動制御によって駆動される駆動機構12A、12Bによって回転するよう構成されている。この回転により、電極組成物14を搬送し、仕切りブロック16Bへと送り込むとともに、仕切りブロック16Bによって均一化された電極組成物14を搬送して粉体フィーダ50に供給する。電極組成物14の搬送・供給において、電極組成物14は、先ず不図示の電極組成物供給部から供給されてその近傍で第1搬送ベルト12上に小山を築くように置かれる。そして、第1搬送ベルト12によって搬送されて仕切りブロック16Bへと送り込まれる。
(1st transport belt)
The
(仕切りブロック)
本発明の第3実施形態に係る仕切りブロック16Bは平坦化調整部として電極組成物予備供給装置を構成し、第1搬送ベルト12上に配置されている。仕切りブロック16Bによって、第1搬送ベルト12上を搬送される電極組成物14が幅方向へと均一化される。このように仕切りブロック16Bは、第1搬送ベルト12上に載置された電極組成物14を平坦化して第1搬送ベルト12の幅方向に均し、第1搬送ベルト12は、幅方向に均された状態の電極組成物14を粉体フィーダ50へ搬送する。仕切りブロック16Bと第1搬送ベルト12との距離は固定であってもよく、また任意の距離に調整可能であってもよい。仕切りブロック16Bの位置が調整可能であった場合、仕切りブロック16Bは自動または手動の制御装置により、その位置を調整することができる。
(Partition block)
The
(電極組成物の均一化のメカニズム)
第1搬送ベルト12上に乗った電極組成物14は、仕切りブロック16Bに接することにより仕切りブロック16Bによる応圧力を受ける。この押圧力は、電極組成物14に対する、その搬送方向と逆向きの抵抗成分を持つ。一方、仕切りブロック16Bに接する部分の電極組成物14は、その搬送方向における後方の電極組成物14から搬送方向に沿った応圧力を受ける。すなわち、仕切りブロック16Bに接する部分の電極組成物14は互いに逆方向の2つの力を受けるが、これらの力の作用によって逃げの方向に移動することになる。そして、逃げ方向の移動は幅方向の成分を持ち、これによって、電極組成物14は幅方向へ移動する。
(Mechanism of homogenization of electrode composition)
The
この場合に、電極組成物14の厚みが厚いほどより大きな幅方向へ移動する力が作用する。このように、幅方向への移動では、仕切りブロック16Bに接する電極組成物14の量にかかわらずほぼ一様な力が作用し、全体的に厚みが均された幅方向への移動が行われる。
In this case, the thicker the
本実施形態では、仕切りブロック16Bによる電極組成物14の幅方向への均一化は、電極組成物14が粉体フィーダ50に投入されて篩にかけられるよりも上流で行われる。この場合には、電極組成物14は幅方向に均一化された状態で、粉体フィーダ50の篩にかけられ、粉体フィーダ50の上流で電極組成物14のばらつきを抑制でき、第2搬送ベルト21に乗せられた状態で電極組成物14の厚みをより均一化することができる。
In the present embodiment, the homogenization of the
[第4の実施形態]
本発明の第4実施形態は、第1搬送ベルト12と、仕切りブロック16Cと、それに続いて延伸するトンネル18Cと、トンネル18Cに形成された貫通孔17Cと、を有する電極組成物予備供給装置を備える(図8(b)参照)。
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment of the present invention comprises an electrode composition preliminary supply device having a
(第1搬送ベルト)
第1搬送ベルト12は、電極組成物予備供給装置に備えられ、ドライバ305(図3)の駆動制御によって駆動される駆動機構12A、12Bによって回転するよう構成されている。この回転により、電極組成物14を搬送し、仕切りブロック16Cへと送り込むとともに、仕切りブロック16Cによって均一化された電極組成物14を搬送して粉体フィーダ50に供給する。電極組成物14の搬送・供給において、電極組成物14は、先ず不図示の電極組成物供給部から供給されてその近傍で第1搬送ベルト12上に小山を築くように置かれる。そして、第1搬送ベルト12によって搬送されて仕切りブロック16Cへと送り込まれる。
(1st transport belt)
The
(仕切りブロック)
本発明の第3の実施形態において、仕切りブロック16Cは、第1搬送ベルト12上に配置されており、図8(b)に示すように、第1搬送ベルト12の下流に向かって延伸するトンネル18Cをさらに設けてもよい。電極組成物14はトンネル18C内でさらに平坦化されることとなり、より均一な厚さに整えられる。また、トンネル18Cには、トンネル出口以外に外部と流体連通する貫通孔17Cを備えてもよい。それによりトンネル18Cを進行する電極組成物14から押し出された気体が貫通孔17Cを通って排出され、より均一な電極組成物14を提供することができる。また、仕切りブロック16Cと第1搬送ベルト12との距離は固定であってもよく、また任意の距離に調整可能であってもよい。仕切りブロック16Cの位置が調整可能であった場合、仕切りブロック16Cは自動または手動の制御装置により、その位置を調整することができる。
(Partition block)
In the third embodiment of the present invention, the
(電極組成物の均一化のメカニズム)
第1搬送ベルト12上に乗った電極組成物14は、仕切りブロック16Cに接することにより仕切りブロック16Cによる応圧力を受ける。この押圧力は、電極組成物14に対する、その搬送方向と逆向きの抵抗成分を持つ。一方、仕切りブロック16Cに接する部分の電極組成物14は、その搬送方向における後方の電極組成物14から搬送方向に沿った応圧力を受ける。すなわち、仕切りブロック16Cに接する部分の電極組成物14は互いに逆方向の2つの力を受けるが、これらの力の作用によって逃げの方向に移動することになる。そして、逃げ方向の移動は幅方向の成分を持ち、これによって、電極組成物14は幅方向へ移動する。
(Mechanism of homogenization of electrode composition)
The
この場合に、電極組成物14の厚みが厚いほどより大きな幅方向へ移動する力が作用する。このように、幅方向への移動では、仕切りブロック16Cに接する電極組成物14の量にかかわらずほぼ一様な力が作用し、全体的に厚みが均された幅方向への移動が行われる。
In this case, the thicker the
本実施形態では、仕切りブロック16Cによる電極組成物14の幅方向への均一化は、電極組成物14が粉体フィーダ50に投入されて篩にかけられるよりも上流で行われる。この場合には、電極組成物14は幅方向に均一化された状態で、粉体フィーダ50の篩にかけられ、粉体フィーダ50の上流で電極組成物14のばらつきを抑制でき、第2搬送ベルト21に乗せられた状態で電極組成物14の厚みをより均一化することができる。
In the present embodiment, the homogenization of the
[第5実施形態]
本発明の第5実施形態は、第1搬送ベルト12と平坦化調整部である予備ロール16Dとを有する電極組成物予備供給装置を備える(図9参照)。
[Fifth Embodiment]
A fifth embodiment of the present invention includes an electrode composition preliminary supply device including a
(第1搬送ベルト)
第1搬送ベルト12は、電極組成物予備供給装置に備えられ、ドライバ305(図4)の駆動制御によって駆動される駆動機構12A、12Bによって回転するよう構成されている。この回転により、電極組成物14を搬送し、予備ロール16Dへと送り込むとともに、予備ロール16Dによって均一化された電極組成物14を搬送して粉体フィーダ50に供給する。電極組成物14の搬送・供給において、電極組成物14は、先ず不図示の電極組成物供給部から供給されてその近傍で第1搬送ベルト12上に小山を築くように置かれる。そして、第1搬送ベルト12によって搬送されて予備ロール16Dへと送り込まれる。
(1st transport belt)
The
(予備圧延部)
本発明の一実施形態に係る予備ロール16Dは平坦化調整部として電極組成物予備供給装置を構成し、第1搬送ベルト12上に配置されており、ドライバ304(図4)によって制御される不図示の駆動機構によって回転可能に構成されている。予備ロール16Dの回転によって、第1搬送ベルト12上を搬送される電極組成物14が幅方向へと均一化される。このように予備ロール16Dは、第1搬送ベルト12上に載置された電極組成物14を圧延して平坦化することで第1搬送ベルト12の幅方向に均し、第1搬送ベルト12は、幅方向に均された状態の電極組成物14を粉体フィーダ50へ搬送する。
(Preliminary rolling section)
The
予備ロール16Dは、その軸17Dの中心からロールの外周までの半径はrである。駆動機構による駆動力が軸17Dを回転させることにより、予備ロール16Dは、図中矢印a方向に回転する。すなわち、予備ロール16Dの回転における接線速度vRの方向は第1搬送ベルト12による図中矢印Aで示す搬送方向と同じ方向である。予備ロール16Dと第1搬送ベルトとの間には距離Gの隙間があり、また、第1搬送ベルト12は水平方向に対してθの角度をなしている。
The radius of the
前記予備ロール16Dの接線方向の速度vRと第1搬送ベルト12の進行速度vB(電極組成物14の搬送速度)、予備ロール16Dの半径rなどのサイズ、隙間距離G、第1搬送ベルト12が水平方向に対してなす角θを、適切に定めることにより、以下で説明する電極組成物の幅方向への均一化が最適化される。
The speed v R in the tangential direction of the
(電極組成物の均一化のメカニズム)
第1搬送ベルト12上に乗った電極組成物14は、予備ロール16Dに接することにより予備ロール16Dによる応圧力を受ける。この押圧力は、電極組成物14に対する、その搬送方向と逆向きの抵抗成分を持つ。一方、予備ロール16Dに接する部分の電極組成物14は、その搬送方向における後方の電極組成物14から搬送方向に沿った応圧力を受ける。すなわち、予備ロール16Dに接する部分の電極組成物14は互いに逆方向の2つの力を受けるが、これらの力の作用によって逃げの方向に移動することになる。そして、逃げ方向の移動は幅方向の成分を持ち、これによって、電極組成物14は幅方向へ移動する。
(Mechanism of homogenization of electrode composition)
The
この場合に、電極組成物14の厚みが厚いほどより大きな幅方向へ移動する力が作用する。このように、幅方向への移動では、予備ロール16Dに接する電極組成物14の量にかかわらずほぼ一様な力が作用し、全体的に厚みが均された幅方向への移動が行われる。
In this case, the thicker the
なお、予備ロール16Dの回転方向aの接線方向は、第1搬送ベルト12による電極組成物14の搬送方向Aと一致するのが好ましい。これは、その逆であった場合には、予備ロール16Dへ送り込まれる電極組成物14が大きな抵抗力を受けるため、予備ロール16Dに加わる斜面方向上向きの摩擦力が電極組成物14にかかる第1搬送ベルト12による搬送力及び重力の斜面方向への分力よりも大きくなり、せき止められてしまうからである。
It is preferable that the tangential direction of the rotation direction a of the
また、本実施形態では、予備ロール16Dによる電極組成物14の幅方向への均一化について、予備ロール16Dの接線方向への速度vRと第1搬送ベルト12の搬送速度vBが一致することが好ましいが、この形態に限定されない。例えば、予備ロール16Dのサイズや搬送される電極組成物14の量などに応じて、上記速度vRと搬送速度vBとの適切な関係を定めることができる。
Further, in the present embodiment, regarding the homogenization of the
本実施形態では、予備ロール16Dによる電極組成物14の幅方向への均一化は、電極組成物14が粉体フィーダ50に投入されて篩にかけられるよりも上流で行われる。この場合には、電極組成物14は幅方向に均一化された状態で、粉体フィーダ50の篩にかけられ、粉体フィーダ50の上流で電極組成物14のばらつきを抑制でき、第2搬送ベルト21に乗せられた状態で電極組成物14の厚みをより均一化することができる。
In the present embodiment, the homogenization of the
なお、上述の例では、予備ロール16Dが半径rの円形断面を持つものとしたが、上述した均一化のメカニズムを実現できるものであれば、どのような形態であってもよい。例えば、断面が楕円形状のロールの形態であってもよい。
In the above example, the
以上説明した第1~第5の実施形態の構成に加えて、粉体フィーダ50の内部に一時的に貯留された電極組成物14の貯留レベル(量)を検知するレベルセンサ(不図示)を設け、当該レベルセンサの検知結果に基づいて第1搬送ベルト12の搬送速度を制御する制御装置(不図示)を設けてもよい。例えば、予め所定の貯留レベル(量)を設定し(貯留基準値)、当該貯留基準値よりも大きい値がレベルセンサにより検知された場合には、貯留基準値まで減少させるように、第1搬送ベルト12の搬送速度を下げる制御を行う。これにより、粉体フィーダ50の内部に貯留される電極組成物14を、一定の量に制御することができる。
In addition to the configurations of the first to fifth embodiments described above, a level sensor (not shown) for detecting the storage level (amount) of the
電極組成物14は、鉛直方向下方への重力で粉体フィーダ50の下部開口(出口)から排出されるから、粉体フィーダ50の内部に貯留された電極組成物14の量が貯留基準値よりも大きいと、粉体フィーダ50から第2搬送ベルト21に供給される電極組成物14の量が、当該貯留基準値の状態のときの供給量よりも大きくなる。逆に、粉体フィーダ50の内部に貯留された電極組成物14の量が貯留基準値よりも小さいと、粉体フィーダ50から第2搬送ベルト21に供給される電極組成物14の量が、当該貯留基準値の状態のときの供給量よりも小さくなる。上記構成によれば、粉体フィーダ50内の電極組成物14を一定量(予め設定した貯留基準値)に制御することができるから、粉体フィーダ50の出口から第2搬送ベルト21に供給される電極組成物14の量のバラつきを抑制することができる。その結果、第2搬送ベルト21で搬送される電極組成物14の重量バラつき、ひいては圧延後における電極組成物14の目付量のバラつきをより一層抑えることが可能となる。
Since the
[リチウムイオン二次電池の製品]
図10(a)及び(b)は、リチウムイオン二次電池の製品の模式的な断面図を示す図である。
[Lithium-ion secondary battery products]
10 (a) and 10 (b) are diagrams showing a schematic cross-sectional view of a product of a lithium ion secondary battery.
(単セル電池)
図10(a)は、単セル電池100を示している。単セル電池100は、セパレーター101を間に挟んだ正極活物質62と負極活物質72、電流を集めて取り出すための正極集電体61及び負極集電体71とを備える。単セル電池100は、図10(a)に示されるように、正極集電体61、正極活物質62、セパレーター101、負極活物質72、負極集電体71がこの順に積層されてなるものである。単セル電池100は、正極活物質層13及び負極活物質層23の外周を封止することで電解液が封入された構成である。正極活物質層13及び負極活物質層23の外周を封止する方法としては、例えば、封止材90を用いて封止する方法が挙げられる。封止材90は、正極集電体61及び負極集電体71の間に配置されており、セパレーター101の外周を封止する機能を有する。
(Single cell battery)
FIG. 10A shows a
(組電池)
図10(b)は、単セル電池100を組み合わせてモジュール化した組電池200を示している。組電池200は、上下の終端に電流取り出し部210が設けられている。組電池200における複数の単セル電池100の積層方法は特に限定されないが、例えば、各単セル電池100を次のように積層して直列接続した構成としてもよい。具体的には、1個の単セル電池100における正極集電体61と、当該単セル電池100に対して積層方向に隣り合う他の単セル電池100における負極集電体71とが相互に接触するように、複数の単セル電池100が積層され、各々の単セル電池100が直列に接続される。この積層構造においては、正極集電体61と負極集電体71との積層により集電体が構成される。このような積層構造は、当該集電体の一方の面に正極を形成し、もう一方の面に負極を形成してバイポーラ(双極)型電極とし、当該バイポーラ(双極)型電極をセパレーターと積層した構造ともいうことができる。なお、不図示の正極端子は、複数の単セル電池100のうち最下層に位置する1個の単セル電池100の正極集電体61に接触する。他方、不図示の負極端子は、複数の単セル電池100のうち最上層に位置する単セル電池100の負極集電体71に接触する。
(Assembled battery)
FIG. 10B shows an assembled
以上説明したように、一実施形態に係るリチウムイオン二次電池用電極材の製造装置は、シート状の基材に、電極活物質粒子を含む電極組成物を供給する粉体フィーダと、前記粉体フィーダから供給される前記電極組成物を載せた前記基材を搬送する第2搬送部と、前記粉体フィーダから前記基材に供給された前記電極組成物を圧延する圧延部と、を備え、前記粉体フィーダは、その内壁面に対する前記電極組成物の付着を抑制する付着抑制部を有し、前記圧延部による圧延に先立って、前記基材上に供給された電極組成物をスキージーで平坦化する平坦化処理部を有する。 As described above, the apparatus for manufacturing the electrode material for a lithium ion secondary battery according to the embodiment includes a powder feeder that supplies an electrode composition containing electrode active material particles to a sheet-shaped substrate, and the powder. A second transport section for transporting the base material on which the electrode composition supplied from the body feeder is placed, and a rolling section for rolling the electrode composition supplied from the powder feeder to the substrate are provided. The powder feeder has an adhesion suppressing portion that suppresses adhesion of the electrode composition to the inner wall surface thereof, and the electrode composition supplied onto the substrate is squeezed prior to rolling by the rolling portion. It has a flattening processing unit for flattening.
また一実施形態に係るリチウムイオン二次電池用電極材の製造方法は、電極活物質粒子を含む電極組成物を供給する粉体フィーダであってその内壁面に対する前記電極組成物の付着を抑制する付着抑制部を有する前記粉体フィーダへ、第1搬送部で前記電極組成物を搬送する第1搬送工程と、前記粉体フィーダからシート状の基材に、前記電極組成物を供給する供給工程と、前記粉体フィーダから供給される前記電極組成物を載せた前記基材を搬送する第2搬送工程と、前記基材に供給された前記電極組成物を圧延する加圧工程と、前記圧延部による圧延に先立って、前記基材上に供給された電極組成物をスキージーで平坦化する平坦化処理工程と、を含む。 Further, the method for manufacturing an electrode material for a lithium ion secondary battery according to an embodiment is a powder feeder that supplies an electrode composition containing electrode active material particles, and suppresses adhesion of the electrode composition to the inner wall surface thereof. A first transport step of transporting the electrode composition to the powder feeder having an adhesion suppressing portion by a first transport portion, and a supply step of supplying the electrode composition from the powder feeder to a sheet-shaped substrate. A second transport step of transporting the base material on which the electrode composition supplied from the powder feeder is placed, a pressurizing step of rolling the electrode composition supplied to the base material, and the rolling. A flattening treatment step of flattening the electrode composition supplied onto the substrate with a squeegee prior to rolling by the portion is included.
また以上説明したように、一実施形態に係るリチウムイオン二次電池用電極材の製造装置は、シート状の基材に、電極活物質粒子を含む電極組成物を供給する粉体フィーダと、前記粉体フィーダへ前記電極組成物を搬送する第1搬送部および前記第1搬送部上に載置された前記電極組成物の厚みを調整する平坦化調整部を備える予備供給部と、前記粉体フィーダから供給される前記電極組成物を載せた前記基材を搬送する第2搬送部と、前記粉体フィーダから前記基材に供給された前記電極組成物を圧延する圧延部と、を備える。 Further, as described above, the apparatus for manufacturing the electrode material for a lithium ion secondary battery according to the embodiment includes a powder feeder that supplies an electrode composition containing electrode active material particles to a sheet-shaped base material, and the above-mentioned. A preliminary supply unit including a first transport unit for transporting the electrode composition to the powder feeder, a flattening adjustment unit for adjusting the thickness of the electrode composition placed on the first transport unit, and the powder. It includes a second transport section for transporting the base material on which the electrode composition supplied from the feeder is placed, and a rolling section for rolling the electrode composition supplied from the powder feeder to the base material.
上記一実施形態では、前記平坦化調整部がブレードであってもよい。 In the above embodiment, the flattening adjustment unit may be a blade.
上記一実施形態では、前記電極活物質粒子は、表面の少なくとも一部が高分子化合物を含む被覆層で被覆されている被覆電極活物質粒子であってもよい。 In the above embodiment, the electrode active material particles may be coated electrode active material particles in which at least a part of the surface thereof is coated with a coating layer containing a polymer compound.
上記一実施形態では、前記電極組成物は導電助剤を含み、前記電極組成物における前記被覆電極活物質粒子と前記導電助剤とが相互に結着されていない状態であってもよい。 In the above embodiment, the electrode composition may contain a conductive auxiliary agent, and the coated electrode active material particles in the electrode composition and the conductive auxiliary agent may not be bound to each other.
上記一実施形態では、前記電極組成物は、前記被覆電極活物質粒子と電解液とを含み、電極活物質を溶媒中に懸濁させて作製される懸濁液状の混合物よりも流動性の低い固液混合物であってもよい。 In one embodiment, the electrode composition contains the coated electrode active material particles and an electrolytic solution, and has lower fluidity than a suspension-like mixture prepared by suspending the electrode active material in a solvent. It may be a solid-liquid mixture.
上記一実施形態では、前記固液混合物は、前記電極活物質粒子同士を相互に結着させるための結着剤を含まなくてもよい。 In the above embodiment, the solid-liquid mixture may not contain a binder for binding the electrode active material particles to each other.
上記一実施形態では、前記平坦化調整部は、前記第1搬送部上に載置された前記電極組成物を平坦化して前記第1搬送部の幅方向に均し、前記第1搬送部は、前記幅方向に均された状態の前記電極組成物を前記粉体フィーダへ搬送してもよい。 In the above embodiment, the flattening adjustment unit flattens the electrode composition placed on the first transport unit and smoothes the electrode composition in the width direction of the first transport unit. , The electrode composition in a state of being leveled in the width direction may be conveyed to the powder feeder.
また、一実施形態に係るリチウムイオン二次電池用電極材の製造方法は、電極活物質粒子を含む電極組成物を供給する粉体フィーダへ、前記電極組成物を第1搬送部で搬送する第1搬送工程と、前記粉体フィーダからシート状の基材に、前記電極組成物を供給する供給工程と、前記粉体フィーダから供給される前記電極組成物を載せた前記基材を搬送する第2搬送工程と、前記基材に供給された前記電極組成物を圧延する加圧工程と、前記供給工程及び前記第2搬送工程の前である前記第1搬送工程において、前記電極組成物の厚みを調整する予備工程と、を含む。 Further, in the method for producing an electrode material for a lithium ion secondary battery according to an embodiment, the electrode composition is conveyed by a first transfer unit to a powder feeder that supplies an electrode composition containing electrode active material particles. 1 The transfer step, the supply step of supplying the electrode composition from the powder feeder to the sheet-shaped substrate, and the transfer of the substrate on which the electrode composition supplied from the powder feeder is placed. 2 The thickness of the electrode composition in the transfer step, the pressurizing step of rolling the electrode composition supplied to the substrate, and the first transfer step prior to the supply step and the second transfer step. Includes a preliminary step to adjust.
上記一実施形態では、予備工程では、前記第1搬送工程において搬送される前記電極組成物を平坦化して前記第1搬送部の幅方向に均し、前記第1搬送工程では、前記幅方向に均された状態の前記電極組成物を前記粉体フィーダへ搬送してもよい。 In one embodiment, in the preliminary step, the electrode composition transported in the first transport step is flattened and leveled in the width direction of the first transport portion, and in the first transport step, in the width direction. The electrode composition in a leveled state may be conveyed to the powder feeder.
また、一実施形態に係るリチウムイオン二次電池用電極材の製造装置は、シート状の基材に、電極活物質粒子を含む電極組成物を供給する粉体フィーダと、前記粉体フィーダへ前記電極組成物を搬送する第1搬送部および前記第1搬送部上に載置された前記電極組成物の厚みを調整する平坦化調整部を備える予備供給部と、前記粉体フィーダから供給される前記電極組成物を載せた前記基材を搬送する第2搬送部と、前記粉体フィーダから前記基材に供給された前記電極組成物を圧延する圧延部と、を備える。 Further, the apparatus for manufacturing an electrode material for a lithium ion secondary battery according to an embodiment has a powder feeder for supplying an electrode composition containing electrode active material particles to a sheet-shaped base material, and the powder feeder to the powder feeder. It is supplied from a first transport section for transporting the electrode composition, a preliminary supply section provided with a flattening adjusting section for adjusting the thickness of the electrode composition placed on the first transport section, and a powder feeder. A second transport section for transporting the base material on which the electrode composition is placed and a rolling section for rolling the electrode composition supplied from the powder feeder to the base material are provided.
上記一実施形態では、前記平坦化調整部が仕切りブロックであってもよい。 In the above embodiment, the flattening adjustment unit may be a partition block.
上記一実施形態では、前記電極活物質粒子は、表面の少なくとも一部が高分子化合物を含む被覆層で被覆されている被覆電極活物質粒子であってもよい。 In the above embodiment, the electrode active material particles may be coated electrode active material particles in which at least a part of the surface thereof is coated with a coating layer containing a polymer compound.
上記一実施形態では、前記電極組成物は導電助剤を含み、前記電極組成物における前記被覆電極活物質粒子と前記導電助剤とが相互に結着されていない状態であってもよい。 In the above embodiment, the electrode composition may contain a conductive auxiliary agent, and the coated electrode active material particles in the electrode composition and the conductive auxiliary agent may not be bound to each other.
上記一実施形態では、前記電極組成物は、前記被覆電極活物質粒子と電解液とを含み、電極活物質を溶媒中に懸濁させて作製される懸濁液状の混合物よりも流動性の低い固液混合物であってもよい。 In one embodiment, the electrode composition contains the coated electrode active material particles and an electrolytic solution, and has lower fluidity than a suspension-like mixture prepared by suspending the electrode active material in a solvent. It may be a solid-liquid mixture.
上記一実施形態では、前記固液混合物は、前記電極活物質粒子同士を相互に結着させるための結着剤を含まなくてもよい。 In the above embodiment, the solid-liquid mixture may not contain a binder for binding the electrode active material particles to each other.
上記一実施形態では、前記平坦化調整部は、前記第1搬送部上に載置された前記電極組成物を圧延して前記第1搬送部の幅方向に均し、前記第1搬送部は、前記幅方向に均された状態の前記電極組成物を前記粉体フィーダへ搬送してもよい。 In the above embodiment, the flattening adjustment unit rolls the electrode composition placed on the first transport unit and smoothes it in the width direction of the first transport unit, and the first transport unit is , The electrode composition in a state of being leveled in the width direction may be conveyed to the powder feeder.
上記一実施形態では、前記仕切りブロックは前記第1搬送部の下流方向に延伸するトンネル部を有してもよい。 In the above embodiment, the partition block may have a tunnel portion extending in the downstream direction of the first transport portion.
上記一実施形態では、前記トンネル部は貫通孔を有してもよい。
また、一実施形態に係るリチウムイオン二次電池用電極材の製造方法は、電極活物質粒子を含む電極組成物を供給する粉体フィーダへ、前記電極組成物を第1搬送部で搬送する第1搬送工程と、前記粉体フィーダからシート状の基材に、前記電極組成物を供給する供給工程と、前記粉体フィーダから供給される前記電極組成物を載せた前記基材を搬送する第2搬送工程と、前記基材に供給された前記電極組成物を圧延する加圧工程と、前記供給工程及び前記第2搬送工程の前である前記第1搬送工程において、前記電極組成物の厚みを調整する予備工程と、を含む。
In the above embodiment, the tunnel portion may have a through hole.
Further, in the method for producing an electrode material for a lithium ion secondary battery according to an embodiment, the electrode composition is conveyed by a first transfer unit to a powder feeder that supplies an electrode composition containing electrode active material particles. 1 The transfer step, the supply step of supplying the electrode composition from the powder feeder to the sheet-shaped substrate, and the transfer of the substrate on which the electrode composition supplied from the powder feeder is placed. 2 The thickness of the electrode composition in the transfer step, the pressurizing step of rolling the electrode composition supplied to the substrate, and the first transfer step prior to the supply step and the second transfer step. Includes a preliminary step to adjust.
上記一実施形態では、前記予備工程では、前記第1搬送工程において搬送される前記電極組成物を平坦化して前記第1搬送部の幅方向に均し、前記第1搬送工程では、前記幅方向に均された状態の前記電極組成物を前記粉体フィーダへ搬送してもよい。 In one embodiment, in the preliminary step, the electrode composition transported in the first transport step is flattened and leveled in the width direction of the first transport portion, and in the first transport step, the width direction is used. The electrode composition in a state of being leveled may be conveyed to the powder feeder.
また一実施形態では、リチウムイオン二次電池用電極材の製造装置は、シート状の基材に、電極活物質粒子を含む電極組成物を供給する粉体フィーダと、前記粉体フィーダへ前記電極組成物を搬送する第1搬送部および前記第1搬送部上に載置された前記電極組成物の厚みを調整する平坦化調整部を備える予備供給部と、前記粉体フィーダから供給される前記電極組成物を載せた前記基材を搬送する第2搬送部と、前記粉体フィーダから前記基材に供給された前記電極組成物を圧延する圧延部と、を備える。 Further, in one embodiment, the apparatus for manufacturing an electrode material for a lithium ion secondary battery has a powder feeder that supplies an electrode composition containing electrode active material particles to a sheet-shaped base material, and the electrode to the powder feeder. A preliminary supply unit including a first transport unit for transporting the composition, a flattening adjustment unit for adjusting the thickness of the electrode composition placed on the first transport unit, and the powder feeder. A second transport section for transporting the base material on which the electrode composition is placed and a rolling section for rolling the electrode composition supplied from the powder feeder to the base material are provided.
上記一実施形態では、前記平坦化調整部が、予備圧延部であってもよい。 In the above embodiment, the flattening adjustment section may be a preliminary rolling section.
上記一実施形態では、前記予備圧延部を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記第1搬送部の搬送方向に沿う方向に回転させるように前記予備圧延部の回転駆動を制御してもよい。 In one embodiment, the control device for controlling the pre-rolling section is provided, and the control device controls the rotational drive of the pre-rolling section so as to rotate in a direction along the transport direction of the first transport section. May be good.
上記一実施形態では、前記電極活物質粒子は、表面の少なくとも一部が高分子化合物を含む被覆層で被覆されている被覆電極活物質粒子であってもよい。 In the above embodiment, the electrode active material particles may be coated electrode active material particles in which at least a part of the surface thereof is coated with a coating layer containing a polymer compound.
上記一実施形態では、前記電極組成物は導電助剤を含み、前記電極組成物における前記被覆電極活物質粒子と前記導電助剤とが相互に結着されていない状態であってもよい。 In the above embodiment, the electrode composition may contain a conductive auxiliary agent, and the coated electrode active material particles in the electrode composition and the conductive auxiliary agent may not be bound to each other.
上記一実施形態では、前記電極組成物は、前記被覆電極活物質粒子と電解液とを含み、電極活物質を溶媒中に懸濁させて作製される懸濁液状の混合物よりも流動性の低い固液混合物であってもよい。 In one embodiment, the electrode composition contains the coated electrode active material particles and an electrolytic solution, and has lower fluidity than a suspension-like mixture prepared by suspending the electrode active material in a solvent. It may be a solid-liquid mixture.
上記一実施形態では、前記固液混合物は、前記電極活物質粒子同士を相互に結着させるための結着剤を含まなくてもよい。 In the above embodiment, the solid-liquid mixture may not contain a binder for binding the electrode active material particles to each other.
上記一実施形態では、前記予備圧延部は、前記第1搬送部上に載置された前記電極組成物を圧延して前記第1搬送部の幅方向に均し、前記第1搬送部は、前記幅方向に均された状態の前記電極組成物を前記粉体フィーダへ搬送してもよい。 In one embodiment, the pre-rolling section rolls the electrode composition placed on the first transport section and smoothes it in the width direction of the first transport section, and the first transport section comprises the first transport section. The electrode composition in a state of being leveled in the width direction may be conveyed to the powder feeder.
上記一実施形態では、前記予備圧延部の接線方向の速度が、前記第1搬送部が前記電極組成物を搬送する速度と同一であってもよい。 In one embodiment, the tangential speed of the pre-rolled section may be the same as the speed at which the first transport section transports the electrode composition.
また、一実施形態に係るリチウムイオン二次電池用電極材の製造方法は、電極活物質粒子を含む電極組成物を供給する粉体フィーダへ、前記電極組成物を搬送する第1搬送工程と、前記粉体フィーダからシート状の基材に、前記電極組成物を供給する供給工程と、前記粉体フィーダから供給される前記電極組成物を載せた前記基材を搬送する第2搬送工程と、前記基材に供給された前記電極組成物を圧延する加圧工程と、前記供給工程及び前記第2搬送工程の前である前記第1搬送工程において、前記電極組成物の厚みを調整する予備工程と、を含み、前記予備工程では、前記電極組成物の厚みを調整する平坦化調整部が第1搬送部の搬送方向に沿う方向に回転する。 Further, the method for manufacturing the electrode material for the lithium ion secondary battery according to the embodiment includes a first transport step of transporting the electrode composition to a powder feeder that supplies the electrode composition containing the electrode active material particles. A supply step of supplying the electrode composition from the powder feeder to the sheet-shaped substrate, and a second transfer step of transporting the substrate on which the electrode composition supplied from the powder feeder is placed. A preliminary step of adjusting the thickness of the electrode composition in the pressurizing step of rolling the electrode composition supplied to the substrate and the first transport step prior to the supply step and the second transport step. In the preliminary step, the flattening adjusting portion for adjusting the thickness of the electrode composition rotates in the direction along the conveying direction of the first conveying portion.
上記一実施形態では、前記予備工程では、前記第1搬送工程において搬送される前記電極組成物を圧延して前記第1搬送部の幅方向に均し、前記第1搬送工程では、前記幅方向に均された状態の前記電極組成物を前記粉体フィーダへ搬送してもよい。 In one embodiment, in the preliminary step, the electrode composition transported in the first transport step is rolled and leveled in the width direction of the first transport portion, and in the first transport step, the width direction is reached. The electrode composition in a state of being leveled may be conveyed to the powder feeder.
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、リチウムイオン二次電池の電極を構成する電極組成物14の電極シートを幅方向に均一に製造することができ、活物質の所望の目付量を得て、リチウムイオン二次電池の性能を向上させることができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the electrode sheet of the
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態で説明したシーケンス、実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成要素の一部を置換して又は別の構成要素を追加して、組み合わせることが可能である。 The embodiments described above are for facilitating the understanding of the present invention, and are not for limiting the interpretation of the present invention. The sequence described in the embodiment, each element included in the embodiment, its arrangement, materials, conditions, shape, size, and the like are not limited to those exemplified, and can be appropriately changed. It is also possible to replace some of the components shown in different embodiments or add and combine other components.
1 リチウムイオン二次電池の製造装置
10 電池外装体
11 電池外装体の凹部
12 第1搬送ベルト
14 電極組成物
15 電極活物質層
16A ブレード
16B 仕切りブロック
16C 仕切りブロック
16D 予備ロール
17C 貫通孔
17D 軸
18C トンネル
21 第2搬送ベルト
22 基材
30 圧延ロール
40 壁材
50 粉体フィーダ
53 付着抑制部
53A メッシュ構造体
61 正極集電体
62 正極活物質
71 負極集電体
72 負極活物質
80 スキージー
100 単セル電池
200 組電池
A 第1搬送ベルトの搬送方向
B 基材22の搬送方向
b 搬送機構の回転方向
p 粉体フィーダの移動方向
G 予備ロールと第1搬送ベルトとの間の距離
VR 予備ロールの接線方向への速度
VB 第1搬送ベルトの進行速度
a 予備ロールの回転方向
r 予備ロールの半径
1 Lithium-ion secondary
Claims (9)
シート状の基材に、電極活物質粒子を含む電極組成物を供給する粉体フィーダと、
前記粉体フィーダから供給される前記電極組成物を載せた前記基材を搬送する第2搬送部と、
前記粉体フィーダから前記基材に供給された前記電極組成物を圧延する圧延部と、
を備え、
前記粉体フィーダは、その内壁面に対する前記電極組成物の付着を抑制する付着抑制部を有し、
前記圧延部による圧延に先立って、前記基材上に供給された電極組成物をスキージーで平坦化する平坦化処理部を有することを特徴とするリチウムイオン二次電池用電極材の製造装置。 A device for manufacturing electrode materials for lithium-ion secondary batteries.
A powder feeder that supplies an electrode composition containing electrode active material particles to a sheet-shaped substrate,
A second transport unit for transporting the base material on which the electrode composition supplied from the powder feeder is placed, and a second transport unit.
A rolling portion for rolling the electrode composition supplied from the powder feeder to the substrate, and a rolling portion.
Equipped with
The powder feeder has an adhesion suppressing portion that suppresses adhesion of the electrode composition to the inner wall surface thereof.
An apparatus for manufacturing an electrode material for a lithium ion secondary battery, which comprises a flattening processing portion for flattening an electrode composition supplied onto the substrate with a squeegee prior to rolling by the rolling portion.
請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用電極材の製造装置。 The adhesion suppressing portion is a mesh.
The apparatus for manufacturing an electrode material for a lithium ion secondary battery according to claim 1.
請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用電極材の製造装置。 The electrode active material particles are coated electrode active material particles in which at least a part of the surface is coated with a coating layer containing a polymer compound.
The apparatus for manufacturing an electrode material for a lithium ion secondary battery according to claim 1.
前記電極組成物における前記被覆電極活物質粒子と前記導電助剤とが相互に結着されていない状態である、
請求項3に記載のリチウムイオン二次電池用電極材の製造装置。 The electrode composition contains a conductive auxiliary agent and contains.
The coated electrode active material particles in the electrode composition and the conductive auxiliary agent are not bound to each other.
The apparatus for manufacturing an electrode material for a lithium ion secondary battery according to claim 3.
請求項3に記載のリチウムイオン二次電池用電極材の製造装置。 The electrode composition is a solid-liquid mixture containing the coated electrode active material particles and an electrolytic solution, and has a lower fluidity than a suspension-like mixture prepared by suspending the electrode active material in a solvent.
The apparatus for manufacturing an electrode material for a lithium ion secondary battery according to claim 3.
請求項5に記載のリチウムイオン二次電池用電極材の製造装置。 The solid-liquid mixture does not contain a binder for binding the electrode active material particles to each other.
The apparatus for manufacturing an electrode material for a lithium ion secondary battery according to claim 5.
前記第1搬送部は、前記幅方向に均された状態の前記電極組成物を前記粉体フィーダへ搬送する、
請求項1~6のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用電極材の製造装置。 The flattening processing section flattens the electrode composition placed on the first transport section and smoothes it in the width direction of the first transport section.
The first transport unit transports the electrode composition in a state of being leveled in the width direction to the powder feeder.
The apparatus for manufacturing an electrode material for a lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 6.
電極活物質粒子を含む電極組成物を供給する粉体フィーダであってその内壁面に対する前記電極組成物の付着を抑制する付着抑制部を有する前記粉体フィーダへ、第1搬送部で前記電極組成物を搬送する第1搬送工程と、
前記粉体フィーダからシート状の基材に、前記電極組成物を供給する供給工程と、
前記粉体フィーダから供給される前記電極組成物を載せた前記基材を搬送する第2搬送工程と、
前記基材に供給された前記電極組成物を圧延する加圧工程と、
前記圧延部による圧延に先立って、前記基材上に供給された電極組成物をスキージーで平坦化する平坦化処理工程と、を含むことを特徴とするリチウムイオン二次電池用電極材の製造方法。 A method for manufacturing electrode materials for lithium-ion secondary batteries.
The electrode composition is supplied to the powder feeder that supplies the electrode composition containing the electrode active material particles and has an adhesion suppressing portion that suppresses the adhesion of the electrode composition to the inner wall surface thereof. The first transport process for transporting goods and
A supply step of supplying the electrode composition from the powder feeder to the sheet-shaped base material, and
A second transport step of transporting the base material on which the electrode composition supplied from the powder feeder is placed, and
A pressurizing step of rolling the electrode composition supplied to the substrate, and
A method for producing an electrode material for a lithium ion secondary battery, which comprises a flattening treatment step of flattening an electrode composition supplied onto the substrate with a squeegee prior to rolling by the rolling portion. ..
請求項8に記載のリチウムイオン二次電池用電極材の製造方法。 In the first transfer step, the electrode composition in a state of being leveled in the width direction is transferred to the powder feeder.
The method for manufacturing an electrode material for a lithium ion secondary battery according to claim 8.
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