JP2022081306A - 蓄電装置用正極の製造方法 - Google Patents
蓄電装置用正極の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022081306A JP2022081306A JP2020192757A JP2020192757A JP2022081306A JP 2022081306 A JP2022081306 A JP 2022081306A JP 2020192757 A JP2020192757 A JP 2020192757A JP 2020192757 A JP2020192757 A JP 2020192757A JP 2022081306 A JP2022081306 A JP 2022081306A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- active material
- electrode active
- current collector
- material layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 20
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 126
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 112
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims abstract description 103
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 claims abstract description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 52
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000010450 olivine Substances 0.000 claims description 10
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910010707 LiFePO 4 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 197
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 45
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 description 23
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 22
- 210000000352 storage cell Anatomy 0.000 description 20
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 15
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 12
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 12
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- -1 nickel hydrogen Chemical class 0.000 description 11
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 11
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 11
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 10
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 10
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 7
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 6
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 5
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 5
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 4
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 4
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 3
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 3
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 3
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910015645 LiMn Inorganic materials 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001893 acrylonitrile styrene Polymers 0.000 description 2
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 2
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 2
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N prop-2-enenitrile;styrene Chemical compound C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound FC1COC(=O)O1 SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002845 Poly(methacrylic acid) Polymers 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical group [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 125000005370 alkoxysilyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000728 ammonium alginate Substances 0.000 description 1
- 235000010407 ammonium alginate Nutrition 0.000 description 1
- KPGABFJTMYCRHJ-YZOKENDUSA-N ammonium alginate Chemical compound [NH4+].[NH4+].O1[C@@H](C([O-])=O)[C@@H](OC)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](C([O-])=O)O[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O KPGABFJTMYCRHJ-YZOKENDUSA-N 0.000 description 1
- QHIWVLPBUQWDMQ-UHFFFAOYSA-N butyl prop-2-enoate;methyl 2-methylprop-2-enoate;prop-2-enoic acid Chemical compound OC(=O)C=C.COC(=O)C(C)=C.CCCCOC(=O)C=C QHIWVLPBUQWDMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229920003090 carboxymethyl hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 150000005678 chain carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 239000006231 channel black Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000007766 curtain coating Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000011267 electrode slurry Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006232 furnace black Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910021469 graphitizable carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 1
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 1
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000002931 mesocarbon microbead Substances 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021470 non-graphitizable carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 229920000447 polyanionic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 description 1
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 description 1
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 description 1
- 229910021384 soft carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Description
上記の目的を達成する蓄電装置用正極の製造方法は、前記正極活物質層形成用スラリーのpHが、6~7である。
図1に示す蓄電装置10は、例えば、フォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリに用いられる蓄電モジュールである。蓄電装置10は、例えば、ニッケル水素二次電池又はリチウムイオン二次電池等の二次電池である。蓄電装置10は、電気二重層キャパシタであってもよい。本実施形態では、蓄電装置10がリチウムイオン二次電池である場合を例示する。
正極21の製造方法は、固化することによりカーボンコート層21bとなるカーボンコート層形成用スラリーを調製するスラリー調製工程と、固化することにより正極活物質層21cとなるpHが5~8である正極活物質層形成用スラリー(以下、「正極合材」ともいう。)を調製する正極合材調製工程とを有する。また、調製されたカーボンコート層形成用スラリーを正極集電体21a上に塗工し、正極集電体21aにカーボンコート層21bを形成するカーボンコート層形成工程を有する。また、調製されたpHが5~8である正極合材をカーボンコート層21b上に塗工して、正極活物質層21cを形成する正極活物質層形成工程を有する。
<スラリー調製工程>
カーボンコート層形成用スラリーは、導電助剤としての炭素と、水系結着剤、及び水系溶媒を含むスラリーである。
水系結着剤は、水系溶媒に溶解可能又は分散可能な結着剤であり、水系溶媒に分散又は溶解させた状態で導電助剤と混合して用いられる結着剤である。水系結着剤としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のイミド系樹脂、アルコキシシリル基含有樹脂、ポリ(メタ)アクリル酸等のアクリル系樹脂、スチレン-ブタジエンゴム、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸アンモニウム等のアルギン酸塩、水溶性セルロースエステル架橋体、デンプン-アクリル酸グラフト重合体が挙げられる。
本発明において、例えば、溶剤系の結着剤であるポリフッ化ビニリデンを用いた場合、正極合剤に含まれる水系溶媒とカーボンコート層中のポリフッ化ビニリデンが反応してカーボンコート層の腐食が進行する虞がある。そのため、本発明ではカーボンコート層形成用スラリーの結着剤として水系結着剤が用いられる。
分散剤としては、特に限定されず、例えば、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースが挙げられる。
カーボンコート層形成用スラリーにおける導電助剤の含有量は、例えば、カーボンコート層に含有される固形分の合計質量、すなわち、水系溶媒を除いたカーボンコート層の質量(以下、固形分質量と記載する。)を100質量部としたとき、30~90質量部であることが好ましく、40~60質量部であることがより好ましい。
正極合材は、正極活物質と、pH調整剤と、水系溶媒を含むスラリーであり、pHが5~8である。
正極活物質としては、例えば、一般式LiMhPO4で表されるオリビン型構造を有するポリアニオン系化合物(以下、オリビン型構造正極活物質と記載する。)を用いることが好ましい。一般式LiMhPO4において、Mは、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mg、Zn、V、Ca、Sr、Ba、Ti、Al、Si、B、Te、Moからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素である。一般式LiMhPO4において、hは、0<h<2を満足する数値である。また、hは、0.6<h<1.1を満足する数値であることが好ましく、1であることがより好ましい。
正極合材に含まれるpH調整剤の含有量を調製することにより、正極合材のpHを調整することができる。正極合材のpHは、5.5~7.5であることが好ましく、6~7であることがより好ましい。
正極合材は、必要に応じて、電気伝導性を高めるための導電助剤、電解質(ポリマーマトリクス、イオン伝導性ポリマー、電解液等)、イオン伝導性を高めるための電解質支持塩(リチウム塩)等の任意成分を含有してもよい。導電助剤としては、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、カーボンナノチューブが挙げられる。
正極合材における分散剤の含有量は、例えば、固形分質量を100質量部としたとき、0.05~10質量部であることが好ましく、0.1~1質量部であることがより好ましい。
<カーボンコート層形成工程>
カーボンコート層形成工程は、上記のカーボンコート層形成用スラリーを用いて、正極集電体21aの第1面21a1にカーボンコート層21bを形成する工程である。
カーボンコート層形成用スラリーの塗布方法としては、ロールコート法、ディップコート法、ドクターブレード法、スプレーコート法、カーテンコート法などの従来公知の方法を適用できる。また、その他の方法としては、カーボンコート層形成用スラリーを用いてシート状のカーボンコート層21bを形成し、正極集電体21aの第1面21a1に、シート状のカーボンコート層21bを貼り合わせる方法が挙げられる。
<正極活物質層形成工程>
正極活物質層形成工程は、上記の水系溶媒を含み、かつpHが5~8である正極合材を用いて、カーボンコート層21bにおける正極集電体21aの第1面21a1側とは反対側の第1面21b1に正極活物質層21cを形成する工程である。
正極合材の塗布方法としては、ロールコート法、ディップコート法、ドクターブレード法、スプレーコート法、カーテンコート法などの従来公知の方法を適用できる。また、その他の方法としては、正極合材を用いてシート状の正極活物質層21cを形成し、カーボンコート層21bの第1面21b1に、シート状の正極活物質層21cを貼り合わせる方法が挙げられる。
次に、蓄電装置10の製造方法について説明する。
<蓄電セル形成工程>
蓄電セル形成工程では、まず、正極集電体21aの第1面21a1にカーボンコート層21bが設けられており、このカーボンコート層21bの第1面21b1に正極活物質層21cが設けられた正極21と、負極集電体22aの第1面22a1に負極活物質層22bが設けられた負極22とを用意する。負極22は、公知の方法を用いて製造することができる。例えば、固化することにより負極活物質層22bとなる負極合材を用いて、上記の活物質層形成工程と同様の操作を行うことにより負極22を製造することができる。
<セルスタック形成工程>
セルスタック形成工程では、まず、複数の蓄電セル20を、正極集電体21aの第2面21a2と負極集電体22aの第2面22a2とを向い合せるように重ねて積層する。その後、積層方向に隣り合う蓄電セル20におけるシール部24の外周部分24a同士を接着することにより複数の蓄電セル20を一体化する。
(1)蓄電装置用正極の製造方法は、炭素、及び、水系結着剤を含むカーボンコート層21bの第1面21b1に、水系溶媒を含み、かつpHが5~8である正極活物質層形成用スラリーを塗工する正極活物質層形成工程を有する。
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○正極通電板40と正極集電体21aとの間に、両部材間の導電接触を良好にするために、正極集電体21aに密着する導電層を配置してもよい。導電層としては、例えば、アセチレンブラック又はグラファイト等のカーボンを含む層、Au等を含むメッキ層などの正極集電体21aよりも低い硬度を有する層が挙げられる。また、負極通電板50と負極集電体22aとの間に同様の導電層を配置してもよい。
(実施例1)
導電助剤としてのアセチレンブラックと、水系結着剤としてのスチレンーブタジエンゴム(以下、「SBR」ともいう。)と、分散剤としてのカルボキシメチルセルロース(以下、「CMC」ともいう。)と、水系溶媒としての水とを混合して、固形分比率30質量%のカーボンコート層形成用スラリーを調製した。
実施例2は、LFPに対する酢酸の配合割合を0.01とし、正極合材のpHを6.8にした点を除いて、実施例1と同様の方法により正極シートを作製した。
実施例3は、LFPに対する酢酸の配合割合を0.05とし、正極合材のpHを6.2にした点を除いて、実施例1と同様の方法により正極シートを作製した。
実施例4は、LFPに対する酢酸の配合割合を0.08とし、正極合材のpHを5.6にした点を除いて、実施例1と同様の方法により正極シートを作製した。
実施例5は、LFPに対する酢酸の配合割合を0.1とし、正極合材のpHを5.1にした点を除いて、実施例1と同様の方法により正極シートを作製した。
比較例1は、酢酸を配合せず、正極合材のpHが9.3である点を除いて、実施例1と同様の方法により正極シートを作製した。
比較例2は、LFPに対する酢酸の配合割合を0.5とし、正極合材のpHを4.2にした点を除いて、実施例1と同様の方法により正極シートを作製した。
引張試験機を用いて、実施例1~5、比較例1、2の正極シートの剥離強度を測定した。試験方法は、JIS Z 0237に準拠した。まず、正極シートの正極活物質層上に粘着テープを貼り付けた。正極活物質層側を下向きにして、台座上に粘着テープを介して正極シートを接着した。次に、正極シートのアルミニウム箔を上向きに90度の方向に引っ張ることにより剥離強度を測定した。その結果を表1に示す。
作製した実施例1の正極シートを縦30mm×横25mmの長方形状に裁断してなる正極と、負極と、セパレータとを組合せることにより電極体電池とした。電池ケース内に、電極体電池を収容するとともに電解液を注入して、電池ケースを密閉することにより、リチウムイオン二次電池を得た。
Claims (5)
- 炭素、及び、水系結着剤を含むカーボンコート層を有する金属箔の前記カーボンコート層上に、水系溶媒を含み、かつpHが5~8である正極活物質層形成用スラリーを塗工して正極活物質層を形成する工程を有することを特徴とする蓄電装置用正極の製造方法。
- 前記正極活物質層形成用スラリーのpHが、5.5~7.5である請求項1に記載の蓄電装置用正極の製造方法。
- 前記正極活物質層形成用スラリーのpHが、6~7である請求項1又は2に記載の蓄電装置用正極の製造方法。
- 前記正極活物質層形成用スラリーは、正極活物質として、一般式LiMhPO4で表されるオリビン型構造を有するポリアニオン系化合物(Mは、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mg、Zn、V、Ca、Sr、Ba、Ti、Al、Si、B、Te、Moからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素であり、hは、0<h<2を満足する数値である。)を含む請求項1~3のいずれか一項に記載の蓄電装置用正極の製造方法。
- 前記ポリアニオン系化合物が、LiFePO4である請求項4に記載の蓄電装置用正極の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020192757A JP2022081306A (ja) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | 蓄電装置用正極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020192757A JP2022081306A (ja) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | 蓄電装置用正極の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022081306A true JP2022081306A (ja) | 2022-05-31 |
Family
ID=81799755
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020192757A Pending JP2022081306A (ja) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | 蓄電装置用正極の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022081306A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024070479A1 (ja) * | 2022-09-27 | 2024-04-04 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
-
2020
- 2020-11-19 JP JP2020192757A patent/JP2022081306A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024070479A1 (ja) * | 2022-09-27 | 2024-04-04 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10062922B2 (en) | Lithium batteries having artificial solid electrolyte interphase membrane for anode protection | |
US9666858B2 (en) | Negative electrode for secondary battery, and process for production thereof | |
US10637097B2 (en) | Organic/inorganic composite electrolyte, electrode-electrolyte assembly and lithium secondary battery including the same, and manufacturing method of the electrode-electrolyte assembly | |
KR101829528B1 (ko) | 전극, 비수전해질 전지 및 전지 팩 | |
JP6523609B2 (ja) | 非水電解質電池用電極、非水電解質二次電池及び電池パック | |
EP2654108B1 (en) | Positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, non-aqueous electrolyte secondary battery and battery module | |
JP2007035358A (ja) | 正極活物質及びその製造方法、並びにリチウムイオン二次電池 | |
JP6570843B2 (ja) | 非水電解質電池及び電池パック | |
US10199689B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP2015090845A (ja) | リチウムイオン二次電池用負極活物質、リチウムイオン二次電池用負極およびリチウムイオン二次電池 | |
JP2020502757A (ja) | 二次電池用正極の製造方法、それにより製造された二次電池用正極、およびそれを含むリチウム二次電池 | |
JP6077345B2 (ja) | 非水二次電池用正極材料、非水二次電池用正極および非水二次電池 | |
US9184446B2 (en) | Non-aqueous electrolyte lithium ion secondary battery | |
US10897046B2 (en) | Negative electrode for lithium ion secondary cell, lithium ion secondary cell, and method for producing lithium ion secondary cell | |
JP2018137133A (ja) | 非水電解質蓄電素子用の負極、非水電解質蓄電素子及び非水電解質蓄電素子用の負極の製造方法 | |
CN110224181A (zh) | 非水电解质二次电池及其制造方法 | |
JP2022081306A (ja) | 蓄電装置用正極の製造方法 | |
JP5668667B2 (ja) | リチウムイオン二次電池用負極及びその負極を用いたリチウムイオン二次電池 | |
JP2013161689A (ja) | 二次電池用電極とその製造方法 | |
JP6848363B2 (ja) | 負極及び非水電解質蓄電素子 | |
EP4270548A1 (en) | Electrode, nonaqueous electrolyte battery, and battery pack | |
WO2020255489A1 (ja) | 負極材、負極、電池セル | |
JP2013058362A (ja) | 二次電池用電極の製造方法 | |
CN116830310A (zh) | 非水电解质电池及电池包 | |
JP2022066834A (ja) | 蓄電装置用の正極の製造方法、及び蓄電装置用の正極 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230209 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240124 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240130 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20240315 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240424 |