JP2023053788A - Battery electrode manufacturing device and battery electrode manufacturing method - Google Patents

Battery electrode manufacturing device and battery electrode manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2023053788A
JP2023053788A JP2021163041A JP2021163041A JP2023053788A JP 2023053788 A JP2023053788 A JP 2023053788A JP 2021163041 A JP2021163041 A JP 2021163041A JP 2021163041 A JP2021163041 A JP 2021163041A JP 2023053788 A JP2023053788 A JP 2023053788A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mask
electrode
electrode composition
current collector
active material
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
Application number
JP2021163041A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
英明 堀江
Hideaki Horie
健一郎 榎
Kenichiro Enoki
勇輔 中嶋
Yusuke Nakajima
浩太郎 那須
Kotaro Nasu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Chemical Industries Ltd
APB Corp
Original Assignee
Sanyo Chemical Industries Ltd
APB Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Chemical Industries Ltd, APB Corp filed Critical Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority to JP2021163041A priority Critical patent/JP2023053788A/en
Publication of JP2023053788A publication Critical patent/JP2023053788A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

To supply and collect a mask on a substrate film with a simple configuration.SOLUTION: A battery electrode manufacturing device comprises: a rotary mask which is configured in a ring shape by connecting a plurality of hollow masks; and a supply part for supplying an electrode composition from an opening of a hopper internally holding the electrode composition onto the substrate film and to a position of the mask in an internal space. The rotary mask is rotated in a direction where a moving direction of a face abutting on the substrate film is coincident with a transfer direction of the substrate film, such that the plurality of masks are successively abutting on the substrate film. The supply part supplies the electrode composition to a position of the mask abutting on the substrate film in the internal space among the plurality of masks included in the rotary mask.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a battery electrode manufacturing apparatus and a battery electrode manufacturing method.

リチウムイオン電池は高容量の二次電池であり、近年様々な用途で使用されている。リチウムイオン電池の電極は、活物質層、集電体層、セパレータ、及び、活物質層を封入する枠体等によって構成される(例えば、特許文献1参照)。 Lithium ion batteries are high-capacity secondary batteries and have been used in various applications in recent years. An electrode of a lithium ion battery is composed of an active material layer, a current collector layer, a separator, a frame enclosing the active material layer, and the like (see, for example, Patent Document 1).

活物質層は、基材フィルム上に電極組成物を供給し、ロールプレス等によって圧縮することで、形成することができる。ここで、基材フィルム上への電極組成物の供給は、所望の位置に対して所望の形状で、精度良く行われることが好ましい。 The active material layer can be formed by supplying the electrode composition onto the substrate film and compressing it with a roll press or the like. Here, it is preferable that the supply of the electrode composition onto the substrate film is performed accurately in a desired position and in a desired shape.

基材フィルム上への電極組成物の供給を精度良く行なうため、マスクを用いることが考えられる。即ち、基材フィルム上に中空状のマスクを配置し、当該マスクの内部空間に電極組成物を供給することにより、基材フィルム上への電極組成物の供給を精度良く行なうことができる。 In order to accurately supply the electrode composition onto the substrate film, it is conceivable to use a mask. That is, by disposing a hollow mask on the substrate film and supplying the electrode composition to the inner space of the mask, the electrode composition can be accurately supplied onto the substrate film.

特許第6633866号公報Japanese Patent No. 6633866 特開2021-27043号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-27043

電極組成物の供給時にマスクを用いる場合、基材フィルム上へのマスクの供給及び回収を行なう必要がある。ここで、マスクの供給及び回収を枚葉に行なうには時間がかかり、電池用電極の製造効率にも影響するおそれがある。これに対して、例えば特許文献2に記載のように、無端状の連続したマスクを用いて、基材フィルム上へのマスクの供給及び回収を連続的に行なうことも考えられる。しかしながら、特許文献2の手法は、構成が大掛かりであり、製造及び運用にはコストがかかる。 When a mask is used when supplying the electrode composition, it is necessary to supply and collect the mask onto the substrate film. Here, it takes a long time to supply and collect the masks one by one, which may affect the manufacturing efficiency of the battery electrodes. On the other hand, as described in Patent Document 2, for example, it is conceivable to use a continuous endless mask to continuously supply and collect the mask onto the base film. However, the technique of Patent Literature 2 has a large-scale configuration and is costly to manufacture and operate.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、基材フィルム上へのマスクの供給及び回収を簡易な構成で実現する電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a battery electrode manufacturing apparatus and a battery electrode manufacturing method that realize supply and recovery of a mask onto a base film with a simple configuration. With the goal.

上記目的を達成するために、本発明に係る電池用電極製造装置は、中空状のマスクを複数連結させて輪状に構成した回転マスクと、電極組成物を内部に保持するホッパの開口から、基材フィルム上かつ前記マスクの内部空間の位置に対して前記電極組成物を供給する供給部と、を備え、前記回転マスクは、前記基材フィルムに当接する面の移動方向と当該基材フィルムの搬送方向とが一致する方向に回転することで、複数の前記マスクが前記基材フィルムに対して順次当接するように構成され、前記供給部は、前記回転マスクに含まれる複数の前記マスクのうち、前記基材フィルムに対して当接しているマスクの内部空間の位置に対して前記電極組成物を供給する。 In order to achieve the above object, a battery electrode manufacturing apparatus according to the present invention provides a rotating mask formed in a ring shape by connecting a plurality of hollow masks, and an opening of a hopper holding an electrode composition therein. a supply unit that supplies the electrode composition to a position on the material film and in the internal space of the mask, wherein the rotating mask is configured to move the surface in contact with the base film and the direction of movement of the base film. By rotating in a direction coinciding with the conveying direction, a plurality of the masks are configured to sequentially abut against the base film, and the supply unit selects one of the plurality of masks included in the rotating mask. , the electrode composition is supplied to the position of the inner space of the mask that is in contact with the base film.

本発明の電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法によれば、基材フィルム上へのマスクの供給及び回収を簡易な構成で実現することができる。 According to the battery electrode manufacturing apparatus and the battery electrode manufacturing method of the present invention, the supply and collection of the mask onto the base film can be realized with a simple configuration.

図1Aは、実施形態の電池用電極製造装置を用いて製造される電池の単セルの断面模式図である。FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of a single cell of a battery manufactured using the battery electrode manufacturing apparatus of the embodiment. 図1Bは、実施形態の電池用電極製造装置を用いて製造される電池の単セルの断面模式図である。FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of a single cell of a battery manufactured using the battery electrode manufacturing apparatus of the embodiment. 図2は、実施形態の電池用電極製造装置の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the battery electrode manufacturing apparatus of the embodiment. 図3は、実施形態の回転マスクを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the rotating mask of the embodiment. 図4は、実施形態の電極組成物の供給について説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining supply of the electrode composition of the embodiment. 図5は、実施形態の回転マスク及び電極組成物供給装置を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a rotating mask and an electrode composition supply device of the embodiment. 図6は、実施形態の回転マスク及び電極組成物供給装置を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a rotating mask and an electrode composition supply device of the embodiment.

以下、図面を参照して、本発明を適用した実施形態について説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴部分を強調する目的で、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、同様の目的で、一部を省略して図示している場合がある。 Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. In addition, in the drawings used in the following explanations, characteristic parts may be enlarged for the sake of convenience for the purpose of emphasizing the characteristic parts, and the dimensional ratios, etc. of each component may not necessarily be the same as the actual ones. do not have. Also, for the same purpose, some parts may be omitted from the drawings.

<組電池(二次電池)>
実施形態の電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法は、例えば、リチウムイオン電池の製造に適用される。リチウムイオン電池は、複数のリチウムイオン単電池(単セル又は電池セルとも記載する)を組み合わせてモジュール化した組電池、或いは、このような組電池を複数組み合わせて電圧及び容量を調整した電池パックの形態で使用される。
<Assembled battery (secondary battery)>
The battery electrode manufacturing apparatus and the battery electrode manufacturing method of the embodiments are applied, for example, to the manufacture of lithium ion batteries. Lithium ion batteries are assembled batteries that are modularized by combining a plurality of lithium ion single cells (also referred to as single cells or battery cells), or battery packs that are made by combining multiple such assembled batteries and adjusting the voltage and capacity. used in the form.

<単セル(電池セル)>
図1A及び図1Bは、単セル10の断面模式図である。単セル10を複数組み合わせることで上記の組電池を作製することが可能である。例えば、単セル10は、2つの電極(電池用電極)としての正極20a及び負極20bと、セパレータ30とを有する。
<Single cell (battery cell)>
1A and 1B are schematic cross-sectional views of the single cell 10. FIG. By combining a plurality of unit cells 10, the above assembled battery can be produced. For example, the single cell 10 has a positive electrode 20 a and a negative electrode 20 b as two electrodes (battery electrodes) and a separator 30 .

実施形態の単セル10は、図1Aに示されるように、枠体35よりも電極活物質層22が厚くなるように構成される。また、図1Bに示されるように、単セル10の両端を閉じることで、電極活物質層22を内部に封入し、上記の組電池の作製に用いることが可能となる。 The single cell 10 of the embodiment is configured such that the electrode active material layer 22 is thicker than the frame 35, as shown in FIG. 1A. In addition, as shown in FIG. 1B, by closing both ends of the unit cell 10, the electrode active material layer 22 can be sealed inside and used for the production of the assembled battery described above.

セパレータ30は、正極20aと負極20bとの間に配置される。組電池において、複数の単セル10は、正極20aと負極20bとを同方向に向けて積層される。 The separator 30 is arranged between the positive electrode 20a and the negative electrode 20b. In the assembled battery, the plurality of unit cells 10 are stacked with the positive electrode 20a and the negative electrode 20b directed in the same direction.

セパレータ30には、電解質が保持される。これにより、セパレータ30は、電解質層として機能する。セパレータ30は、正極20a及び負極20bの電極活物質層22の間に配置され、これらが互いに接触することを抑制する。これにより、セパレータ30は、正極20aと負極20bとの間の隔壁として機能する。 The separator 30 holds an electrolyte. Thereby, the separator 30 functions as an electrolyte layer. The separator 30 is arranged between the electrode active material layers 22 of the positive electrode 20a and the negative electrode 20b to prevent them from coming into contact with each other. Thereby, the separator 30 functions as a partition wall between the positive electrode 20a and the negative electrode 20b.

セパレータ30に保持される電解質としては、例えば、電解液またはゲルポリマー電解質等が挙げられる。これらの電解質を用いることで、高いリチウムイオン伝導性が確保される。セパレータの形態としては、例えば、上記電解質を吸収保持するポリマーや繊維からなる多孔性シートのセパレータや不織布セパレータなどを挙げることができる。 The electrolyte held in the separator 30 includes, for example, an electrolytic solution or a gel polymer electrolyte. High lithium ion conductivity is ensured by using these electrolytes. Examples of the form of the separator include porous sheet separators and non-woven fabric separators made of a polymer or fiber that absorbs and retains the electrolyte.

正極20a及び負極20bは、それぞれ、集電体21と、電極活物質層22と、枠体35とを有する。電極活物質層22と集電体21とは、セパレータ30側からこの順に並ぶ。枠体35は、額縁状(環状)である。枠体35は、電極活物質層22の周囲を囲む。正極20aの枠体35と負極20bの枠体35とは、互いに溶着され一体化されている。以下の説明において、正極20a及び負極20bの電極活物質層22を互いに区別する場合、これらをそれぞれ正極活物質層22a、負極活物質層22bと呼ぶ。 The positive electrode 20 a and the negative electrode 20 b each have a current collector 21 , an electrode active material layer 22 and a frame 35 . The electrode active material layer 22 and the current collector 21 are arranged in this order from the separator 30 side. The frame 35 is frame-shaped (annular). The frame 35 surrounds the electrode active material layer 22 . The frame 35 of the positive electrode 20a and the frame 35 of the negative electrode 20b are welded together and integrated. In the following description, when distinguishing between the electrode active material layers 22 of the positive electrode 20a and the negative electrode 20b, they are referred to as a positive electrode active material layer 22a and a negative electrode active material layer 22b, respectively.

<正極集電体の具体例>
正極集電体層21aを構成する正極集電体としては、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(特開2012-150905号公報及び国際公開第2015/005116号等に記載の樹脂集電体等)を用いることができる。正極集電体層21aを構成する正極集電体は、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。
<Specific example of positive electrode current collector>
As the positive electrode current collector that constitutes the positive electrode current collector layer 21a, a known current collector used in a lithium-ion single battery can be used. A resin current collector (such as the resin current collector described in JP-A-2012-150905 and WO 2015/005116) can be used. The positive electrode collector constituting the positive electrode collector layer 21a is preferably a resin collector from the viewpoint of battery characteristics and the like.

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。 Metal current collectors include, for example, copper, aluminum, titanium, nickel, tantalum, niobium, hafnium, zirconium, zinc, tungsten, bismuth, antimony, alloys containing one or more of these metals, and the group consisting of stainless alloys. and one or more metal materials selected from These metal materials may be used in the form of thin plates, metal foils, or the like. Alternatively, a metal current collector formed by forming the above metal material on the surface of a base material other than the above metal material by sputtering, electrodeposition, coating, or the like 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)等が挙げられるが、特に限定されない。また、導電性フィラーは、導電性を有する材料から選択されれば特に限定されない。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。 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) and the like, but are not particularly limited. Also, the conductive filler is not particularly limited as long as it is selected from materials having conductivity. The conductive filler may be a conductive fiber having a fibrous shape.

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. Also, 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.

正極集電体層21aの厚さは、特に限定されないが、5~150μmであることが好ましい。複数の樹脂集電体を積層して正極集電体層21aとして用いる場合には、積層後の全体の厚さが5~150μmであることが好ましい。正極集電体層21a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。 Although the thickness of the positive electrode current collector layer 21a is not particularly limited, it is preferably 5 to 150 μm. When a plurality of resin current collectors are laminated and used as the positive electrode current collector layer 21a, the total thickness after lamination is preferably 5 to 150 μm. The positive electrode current collector layer 21a can be obtained, for example, by molding a conductive resin composition obtained by melt-kneading a matrix resin, a conductive filler, and a dispersing agent for a filler used if necessary into a film by a known method. can be done.

<正極活物質の具体例>
正極活物質層22aは、正極活物質を含む混合物の非結着体であることが好ましい。ここで、非結着体とは、正極活物質層中において正極活物質の位置が固定されておらず、正極活物質同士及び正極活物質と集電体とが不可逆的に固定されていないことを意味する。正極活物質層22aが非結着体である場合、正極活物質同士は不可逆的に固定されていないため、正極活物質同士の界面を機械的に破壊することなく分離することができ、正極活物質層22aに応力がかかった場合でも正極活物質が移動することで正極活物質層22aの破壊を防止することができ好ましい。非結着体である正極活物質層22aは、正極活物質層22aを、正極活物質と電解液とを含みかつ結着剤を含まない正極活物質層22aにする等の方法で得ることができる。なお、本明細書において、結着剤とは、正極活物質同士及び正極活物質と集電体とを可逆的に固定することができない薬剤を意味し、デンプン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフルオロエチレン、スチレン-ブタジエンゴム、ポリエチレン及びポリプロピレン等の公知の溶剤乾燥型のリチウムイオン電池用結着剤等が挙げられる。これらの結着剤は、溶剤に溶解又は分散して用いられ、溶剤を揮発、留去することで表面が粘着性を示すことなく固体化するので正極活物質同士及び正極活物質と集電体とを可逆的に固定することができない。
<Specific example of positive electrode active material>
The positive electrode active material layer 22a is preferably a non-bound mixture containing a positive electrode active material. Here, the non-bound body means that the position of the positive electrode active material is not fixed in the positive electrode active material layer, and the positive electrode active materials and the positive electrode active material and the current collector are not irreversibly fixed. means When the positive electrode active material layer 22a is a non-bound body, the positive electrode active materials are not irreversibly fixed to each other. Even when stress is applied to the material layer 22a, the positive electrode active material moves, which is preferable because the destruction of the positive electrode active material layer 22a can be prevented. The positive electrode active material layer 22a, which is a non-binder, can be obtained by a method such as changing the positive electrode active material layer 22a into a positive electrode active material layer 22a containing a positive electrode active material and an electrolytic solution but not containing a binder. can. In this specification, the binder means an agent that cannot reversibly fix the positive electrode active materials together and the positive electrode active material and the current collector, and includes starch, polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxyl Known solvent-drying type binders for lithium ion batteries such as methylcellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, styrene-butadiene rubber, polyethylene and polypropylene can be used. These binders are used by dissolving or dispersing them in a solvent, and by volatilizing and distilling off the solvent, the surface solidifies without exhibiting stickiness. cannot be reversibly fixed.

正極活物質としては、例えば、リチウムと遷移金属との複合酸化物、遷移金属元素が2種である複合酸化物、金属元素が3種類以上である複合酸化物等が挙げられるが、特に限定されない。 Examples of the positive electrode active material include, but are not particularly limited to, a composite oxide of lithium and a transition metal, a composite oxide containing two transition metal elements, and a composite oxide containing three or more metal elements. .

正極活物質は、そ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被覆正極活物質であってもよい。正極活物質の周囲が被覆材で被覆されていると、正極の体積変化が緩和され、正極の膨張を抑制することができる。 The positive electrode active material may be a coated positive electrode active material in which at least part of the surface is coated with a coating material containing a polymer compound. When the positive electrode active material is covered with the coating material, the volume change of the positive electrode is moderated, and the expansion of the positive electrode can be suppressed.

被覆材を構成する高分子化合物としては、特開2017-054703号公報及び国際公開第2015/005117号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。 As the polymer compound constituting the coating material, those described as active material coating resins in JP-A-2017-054703 and WO 2015/005117 can be preferably used.

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、正極集電体層21a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 coating material may contain a conductive agent. As the conductive agent, the same conductive filler as contained in the positive electrode current collector layer 21a can be preferably used.

正極活物質層22aには、粘着性樹脂が含まれていてもよい。粘着性樹脂としては、例えば、特開2017-054703号公報に記載された非水系二次電池活物質被覆用樹脂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以下に調節したもの、及び、特開平10-255805号公報に粘着剤として記載されたもの等を好適に用いることができる。なお、粘着性樹脂は、溶媒成分を揮発させて乾燥させても固体化せずに粘着性(水、溶剤、熱等を使用せずに僅かな圧力を加えることで接着する性質)を有する樹脂を意味する。一方、結着剤として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接着固定するものを意味する。したがって、上述した結着剤(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。 The positive electrode active material layer 22a may contain an adhesive resin. As the adhesive resin, for example, a non-aqueous secondary battery active material coating resin described in JP-A-2017-054703 is mixed with a small amount of an organic solvent to adjust its glass transition temperature to room temperature or lower. Also, those described as adhesives in JP-A-10-255805 can be preferably used. In addition, adhesive resin is a resin that does not solidify even if the solvent component is evaporated and dried, and has adhesiveness (the property of adhering by applying a slight pressure without using water, solvent, heat, etc.) means On the other hand, a solution-drying type electrode binder used as a binder is one that evaporates a solvent component to dry and solidify, thereby firmly adhering and fixing active materials to each other. Therefore, the binder (solution-drying type electrode binder) and the adhesive resin described above are different materials.

正極活物質層22aには、電解質と非水溶媒を含む電解液が含まれていてもよい。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る。非水溶媒としては、公知の電解液に用いられているもの(例えば、リン酸エステル、ニトリル化合物等及びこれらの混合物等)等が使用できる。例えば、エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)の混合液、又は、エチレンカーボネート(EC)とプロピレンカーボネート(PC)の混合液を用いることができる。 The positive electrode active material layer 22a may contain an electrolytic solution containing an electrolyte and a non-aqueous solvent. As the electrolyte, those used in known electrolytic solutions can be used. As the non-aqueous solvent, those used in known electrolytic solutions (eg, phosphate esters, nitrile compounds, mixtures thereof, etc.) can be used. For example, a mixture of ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (DMC) or a mixture of ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC) can be used.

正極活物質層22aには、導電助剤が含まれていてもよい。導電助剤としては、正極集電体層21aに含まれる導電性フィラーと同様の導電性材料を好適に用いることができる。 The positive electrode active material layer 22a may contain a conductive aid. As the conductive aid, a conductive material similar to the conductive filler contained in the positive electrode current collector layer 21a can be preferably used.

正極活物質層22aの厚さは、特に限定されるものではないが、電池性能の観点から、150~600μmであることが好ましく、200~450μmであることがより好ましい。 Although the thickness of the positive electrode active material layer 22a is not particularly limited, it is preferably 150 to 600 μm, more preferably 200 to 450 μm, from the viewpoint of battery performance.

実施形態において、正極活物質層22aを形成するために供給される正極組成物は、正極活物質と非水電解液を含んでなる湿潤粉体である。また、湿潤粉体はペンデュラー状態又はファニキュラー状態であることがより好ましい。 In the embodiment, the positive electrode composition supplied to form the positive electrode active material layer 22a is a wet powder containing a positive electrode active material and a non-aqueous electrolyte. Moreover, it is more preferable that the wet powder is in a pendular state or a funicular state.

湿潤粉体における非水電解液の割合は、特に限定されないが、ペンデュラー状態又はファニキュラー状態とするためには、正極の場合には非水電解液の割合を湿潤粉体全体の0.5~15重量%とすることが望ましい。 The ratio of the non-aqueous electrolyte in the wet powder is not particularly limited, but in the case of the positive electrode, the ratio of the non-aqueous electrolyte to the entire wet powder is 0.5 to 0.5 to make the pendular state or funicular state. 15% by weight is desirable.

<負極集電体の具体例>
負極集電体層21bを構成する負極集電体としては、正極集電体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。負極集電体層21b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。負極集電体層21bの厚さは、特に限定されないが、5~150μmであることが好ましい。
<Specific example of negative electrode current collector>
As the negative electrode current collector constituting the negative electrode current collector layer 21b, the same one as the positive electrode current collector can be appropriately selected and used, and can be obtained by the same method. The negative electrode current collector layer 21b is preferably a resin current collector from the viewpoint of battery characteristics and the like. Although the thickness of the negative electrode current collector layer 21b is not particularly limited, it is preferably 5 to 150 μm.

<負極活物質の具体例>
負極活物質層22bは、負極活物質を含む混合物の非結着体であることが好ましい。負極活物質層が非結着体であることが好ましい理由、及び非結着体である負極活物質層22bを得る方法等は、正極活物質層22aが非結着体であることが好ましい理由、及び非結着体である正極活物質層22aを得る方法と同様である。
<Specific example of negative electrode active material>
The negative electrode active material layer 22b is preferably a non-bonded mixture containing a negative electrode active material. The reason why the negative electrode active material layer is preferably a non-binder and the reason why the positive electrode active material layer 22a is preferably a non-binder is the method for obtaining the negative electrode active material layer 22b which is a non-binder. , and the method for obtaining the positive electrode active material layer 22a which is a non-binder.

負極活物質としては、例えば、炭素系材料、珪素系材料及びこれらの混合物等を用いることができるが、特に限定されない。 As the negative electrode active material, for example, a carbon-based material, a silicon-based material, a mixture thereof, or the like can be used, but the material is not particularly limited.

負極活物質は、そ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被覆負極活物質であってもよい。負極活物質の周囲が被覆材で被覆されていると、負極の体積変化が緩和され、負極の膨張を抑制することができる。 The negative electrode active material may be a coated negative electrode active material in which at least part of the surface is coated with a coating material containing a polymer compound. When the periphery of the negative electrode active material is covered with the coating material, the volume change of the negative electrode is moderated, and the expansion of the negative electrode can be suppressed.

被覆材としては、被覆正極活物質を構成する被覆材と同様のものを好適に用いることができる。 As the coating material, the same coating material as that constituting the coated positive electrode active material can be suitably used.

負極活物質層22bは、電解質と非水溶媒を含む電解液を含有する。電解液の組成は、正極活物質層22aに含まれる電解液と同様の電解液を好適に用いることができる。 The negative electrode active material layer 22b contains an electrolytic solution containing an electrolyte and a non-aqueous solvent. As for the composition of the electrolytic solution, an electrolytic solution similar to the electrolytic solution contained in the positive electrode active material layer 22a can be suitably used.

負極活物質層22bには、導電助剤が含まれていてもよい。導電助剤としては、正極活物質層22aに含まれる導電性フィラーと同様の導電性材料を好適に用いることができる。 The negative electrode active material layer 22b may contain a conductive aid. As the conductive aid, a conductive material similar to the conductive filler contained in the positive electrode active material layer 22a can be preferably used.

負極活物質層22bには、粘着性樹脂が含まれていてもよい。粘着性樹脂としては、正極活物質層22aの任意成分である粘着性樹脂と同様のものを好適に用いることができる。 The negative electrode active material layer 22b may contain an adhesive resin. As the adhesive resin, the same adhesive resin as an optional component of the positive electrode active material layer 22a can be preferably used.

負極活物質層22bの厚さは、特に限定されるものではないが、電池性能の観点から、150~600μmであることが好ましく、200~450μmであることがより好ましい。 Although the thickness of the negative electrode active material layer 22b is not particularly limited, it is preferably 150 to 600 μm, more preferably 200 to 450 μm, from the viewpoint of battery performance.

実施形態において、負極活物質層22bを形成するために供給される負極組成物は、負極活物質と非水電解液を含んでなる湿潤粉体である。また、湿潤粉体はペンデュラー状態又はファニキュラー状態であることがより好ましい。 In the embodiment, the negative electrode composition supplied to form the negative electrode active material layer 22b is wet powder containing a negative electrode active material and a non-aqueous electrolyte. Moreover, it is more preferable that the wet powder is in a pendular state or a funicular state.

湿潤粉体における非水電解液の割合は、特に限定されないが、ペンデュラー状態又はファニキュラー状態とするためには、負極の場合には非水電解液の割合を湿潤粉体全体の0.5~25重量%とすることが望ましい。 The proportion of the non-aqueous electrolyte in the wet powder is not particularly limited, but in the case of the negative electrode, the proportion of the non-aqueous electrolyte in the entire wet powder is 0.5 to 0.5 to make the pendular state or funicular state. 25% by weight is desirable.

<セパレータの具体例>
セパレータ30に保持される電解質としては、例えば、電解液又はゲルポリマー電解質等が挙げられる。セパレータ30は、これらの電解質を用いることで、高いリチウムイオン伝導性が確保される。セパレータ30の形態としては、例えば、ポリエチレン又はポリプロピレン製の多孔性フィルム等が挙げられるが、特に限定されない。
<Specific example of separator>
Examples of the electrolyte held in the separator 30 include an electrolytic solution and a gel polymer electrolyte. By using these electrolytes, the separator 30 ensures high lithium ion conductivity. Examples of the form of the separator 30 include, but are not particularly limited to, polyethylene or polypropylene porous films.

<枠体の具体例>
枠体35としては、電解液に対して耐久性のある材料であれば特に限定されないが、例えば、高分子材料が好ましく、熱硬化性高分子材料がより好ましい。枠体35を構成する材料としては、絶縁性、シール性(液密性)、電池動作温度下での耐熱性等を有するものであればよく、樹脂材料が好適に採用される。より具体的には、枠体35としては、例えば、エポキシ系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂及びポリフッ化ビニリデン樹脂等が挙げられ、耐久性が高く取り扱いが容易であることからエポキシ系樹脂が好ましい。
<Specific example of frame>
The material for the frame 35 is not particularly limited as long as it is a material that is durable against the electrolytic solution. For example, a polymer material is preferable, and a thermosetting polymer material is more preferable. As a material for forming the frame 35, any material having insulating properties, sealing properties (liquid-tightness), heat resistance under the battery operating temperature, and the like may be used, and a resin material is preferably employed. More specifically, examples of the frame 35 include epoxy-based resins, polyolefin-based resins, polyurethane-based resins, and polyvinylidene fluoride resins. preferable.

<製造装置及び電池用電極の製造方法>
次に、本実施形態の電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法(以下、製造方法と略して呼ぶ)について説明する。例えば、電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法では、まず正極20a及び負極20bが製造される。正極20aの製造方法と負極20bの製造方法とは、主に電極活物質層22に含まれる電極活物質が異なる。ここでは、電極20の製造方法として、正極20a及び負極20bの製造方法をまとめて説明する。
<Manufacturing apparatus and method for manufacturing battery electrode>
Next, a battery electrode manufacturing apparatus and a battery electrode manufacturing method (hereinafter abbreviated as a manufacturing method) of the present embodiment will be described. For example, in the battery electrode manufacturing apparatus and the battery electrode manufacturing method, the positive electrode 20a and the negative electrode 20b are first manufactured. The method of manufacturing the positive electrode 20 a and the method of manufacturing the negative electrode 20 b mainly differ in the electrode active material contained in the electrode active material layer 22 . Here, as a method for manufacturing the electrode 20, a method for manufacturing the positive electrode 20a and the negative electrode 20b will be collectively described.

図2は、電池用電極製造装置1000の概略図である。例えば、電池用電極製造装置1000は、チャンバ100、回転マスク200、電極組成物供給装置300、圧縮装置400及び枠体供給装置500を含む。回転マスク200は、回転マスクの一例である。電極組成物供給装置300は、供給部の一例である。以下では一例として、帯状の基材フィルムが帯状の集電体21Bである場合について説明する。 FIG. 2 is a schematic diagram of the battery electrode manufacturing apparatus 1000. As shown in FIG. For example, the battery electrode manufacturing apparatus 1000 includes a chamber 100 , a rotating mask 200 , an electrode composition feeder 300 , a compression device 400 and a frame feeder 500 . The rotating mask 200 is an example of a rotating mask. The electrode composition supply device 300 is an example of a supply unit. As an example, a case where the strip-shaped base film is the strip-shaped current collector 21B will be described below.

チャンバ100は、内部を大気圧よりも減圧された状態に保持できる部屋である。チャンバ100の内部は、図示しない減圧ポンプにより大気圧よりも減圧される。なお、標準大気圧は、約1013hPa(約10Pa)である。 The chamber 100 is a room whose interior can be kept under a pressure lower than the atmospheric pressure. The pressure inside the chamber 100 is reduced below atmospheric pressure by a decompression pump (not shown). The standard atmospheric pressure is approximately 1013 hPa (approximately 10 5 Pa).

例えば、チャンバ100の外部に集電体ロール21Rが配置され、集電体ロール21Rから引き出された帯状の集電体21Bが、スリットを通してチャンバ100の内部に搬送される。以下、帯状の集電体21Bを集電体21Bと記載する場合がある。なお、集電体21Bは、上述した集電体21が所定の形状に切り出される前のものである。集電体21Bは、搬送方向Dに沿って所定の速度で搬送される。以下では、集電体21Bが搬送される方向を下流側D1、その反対方向を上流側D2として説明する。なお、集電体ロール21Rが配置されるチャンバ100の外部空間は、常圧であってもよいし、チャンバ100と異なるチャンバによって減圧されていてもよい。 For example, a current collector roll 21R is arranged outside the chamber 100, and a strip-shaped current collector 21B pulled out from the current collector roll 21R is transported into the chamber 100 through a slit. Hereinafter, the strip-shaped current collector 21B may be referred to as the current collector 21B. The current collector 21B is the current collector 21 before being cut into a predetermined shape. The current collector 21B is transported along the transport direction D at a predetermined speed. Hereinafter, the direction in which the current collector 21B is conveyed will be described as the downstream side D1, and the opposite direction as the upstream side D2. The external space of the chamber 100 in which the current collector roll 21R is arranged may be at normal pressure, or may be decompressed by a chamber different from the chamber 100 .

回転マスク200は、中空状のマスクを複数連結させて輪状に構成される。例えば、回転マスク200は、図3に示すように、マスク201aと、マスク201bと、マスク201cとを連結して構成される。以下の説明においてマスク201a~201cを区別しない場合、単にマスク201とも記載する。 The rotating mask 200 is configured in a ring shape by connecting a plurality of hollow masks. For example, as shown in FIG. 3, the rotating mask 200 is configured by connecting a mask 201a, a mask 201b, and a mask 201c. In the following description, the masks 201a to 201c are simply referred to as the mask 201 when they are not distinguished from each other.

電極組成物供給装置300は、チャンバ100内において、集電体21B上への電極組成物22cの供給を行なう。上述したように、実施形態において、電極活物質層22(正極活物質層22a、負極活物質層22b)を形成するために、電極組成物供給装置300から供給される電極組成物22c(正極組成物、負極組成物)は、電極活物質(正極活物質、負極活物質)と電解液(非水電解液)を含んでなる湿潤粉体である。また、実施形態において、電極組成物22cとしての湿潤粉体は、ペンデュラー状態又はファニキュラー状態であることがより好ましい。また、電極活物質は、高分子化合物を含む被覆材により被覆された被覆電極活物質である。このため、供給工程においては、電極組成物22cを柔らかい状態にしておくことが必要となる。 The electrode composition supply device 300 supplies the electrode composition 22c onto the current collector 21B in the chamber 100. As shown in FIG. As described above, in the embodiment, the electrode composition 22c (positive electrode composition A material, a negative electrode composition) is a wet powder containing an electrode active material (positive electrode active material, negative electrode active material) and an electrolytic solution (non-aqueous electrolytic solution). Moreover, in the embodiment, it is more preferable that the wet powder as the electrode composition 22c is in a pendular state or a funicular state. Moreover, the electrode active material is a coated electrode active material coated with a coating material containing a polymer compound. Therefore, it is necessary to keep the electrode composition 22c in a soft state in the supply step.

具体的には、電極組成物供給装置300は、電極組成物22cを内部に保持するホッパ301を備える。電極組成物供給装置300は、ホッパ301の開口から、集電体21B上、且つ、マスク201の内部空間の位置に対して、電極組成物22cを供給する。 Specifically, the electrode composition supply device 300 includes a hopper 301 that holds the electrode composition 22c therein. The electrode composition supply device 300 supplies the electrode composition 22c from the opening of the hopper 301 onto the current collector 21B and to the position in the inner space of the mask 201 .

電極組成物22cの供給について、図4を用いて説明する。図4の矢印に示すように、回転マスク200は、集電体21Bに当接する面の移動方向と集電体21Bの搬送方向(下流側D1)とが一致する方向に回転する。即ち、図4においては、回転マスク200は、反時計回りに回転する。これにより、マスク201a~201cが、集電体21Bに対して順次当接する。 The supply of the electrode composition 22c will be described with reference to FIG. As indicated by the arrow in FIG. 4, the rotating mask 200 rotates in a direction in which the moving direction of the surface in contact with the current collector 21B coincides with the conveying direction (downstream side D1) of the current collector 21B. That is, in FIG. 4, the rotating mask 200 rotates counterclockwise. As a result, the masks 201a to 201c sequentially come into contact with the current collector 21B.

電極組成物供給装置300が備えるホッパ301は、輪状の回転マスク200の内側に配置され、マスク201a~201cのうち、集電体21Bに対して当接しているマスク201の内部空間の位置に対して、電極組成物22cを供給する。なお、内部空間への電極組成物22cの供給が完了したマスク201は、回転マスク200の回転により集電体21Bから剥離される。即ち、回転マスク200の回転により、集電体21Bへのマスク201の供給及び回収が連続的に行なわれる。 The hopper 301 provided in the electrode composition supply device 300 is arranged inside the ring-shaped rotating mask 200, and among the masks 201a to 201c, the position of the inner space of the mask 201 that is in contact with the current collector 21B. to supply the electrode composition 22c. The mask 201, for which the supply of the electrode composition 22c to the internal space has been completed, is separated from the current collector 21B by the rotation of the rotating mask 200. FIG. That is, by rotating the rotating mask 200, the mask 201 is continuously supplied to and recovered from the current collector 21B.

例えば、ホッパ301の開口の位置に図示しないシャッタが設けられ、当該シャッタがホッパ301の開口を開閉することによって電極組成物22cの供給及び停止を制御し、マスク201の内部空間の位置に対して電極組成物22cを供給することができる。 For example, a shutter (not shown) is provided at the position of the opening of the hopper 301, and the shutter controls the supply and stop of the electrode composition 22c by opening and closing the opening of the hopper 301. An electrode composition 22c can be provided.

或いは、電極組成物供給装置300は、ホッパ301の開口を、マスク201同士の連結部により開閉することで、電極組成物22cを供給してもよい。即ち、回転マスク200が回転している間、マスク201の内部空間と、マスク201同士の連結部とが交互に、ホッパ301の開口の位置を通過することとなる。ここで、ホッパ301の開口にマスク201の内部空間が位置している時には、ホッパ301の開口が開いた状態となり、電極組成物22cの供給が行なわれる。一方で、ホッパ301の開口にマスク201同士の連結部が位置している時には、ホッパ301の開口が閉じた状態となり、電極組成物22cの供給が停止される。 Alternatively, the electrode composition supply device 300 may supply the electrode composition 22c by opening and closing the opening of the hopper 301 by connecting the masks 201 to each other. In other words, while the rotating mask 200 is rotating, the inner space of the mask 201 and the connecting portion between the masks 201 alternately pass through the opening of the hopper 301 . Here, when the inner space of the mask 201 is positioned at the opening of the hopper 301, the opening of the hopper 301 is opened and the electrode composition 22c is supplied. On the other hand, when the connecting portion between the masks 201 is positioned at the opening of the hopper 301, the opening of the hopper 301 is closed and the supply of the electrode composition 22c is stopped.

回転マスク200は、図4に示すように、ローラ202を更に備えてもよい。ローラ202は、集電体21B上に供給された電極組成物22cを圧縮する。例えば、ローラ202は、圧縮装置400による圧縮に先立って電極組成物22cを軽く圧縮することで、電極組成物22cの表面を整えるとともに、電極組成物22cの飛散を抑制する。 The rotating mask 200 may further comprise rollers 202, as shown in FIG. The roller 202 compresses the electrode composition 22c supplied onto the current collector 21B. For example, the roller 202 lightly compresses the electrode composition 22c prior to compression by the compression device 400, thereby smoothing the surface of the electrode composition 22c and suppressing scattering of the electrode composition 22c.

図5に、回転マスク200及び電極組成物供給装置300の斜視図を示す。図5に示すように、回転マスク200は、輪状の回転マスク200に対して内側から当接するガイド203によって、回転可能に保持される。 FIG. 5 shows a perspective view of the rotating mask 200 and the electrode composition supply device 300. As shown in FIG. As shown in FIG. 5, the rotating mask 200 is rotatably held by a guide 203 that abuts against the annular rotating mask 200 from the inside.

ガイド203は、回転マスク200を回転させる駆動機構として動作してもよい。即ち、例えばモータ等によってガイド203が回転することにより、回転マスク200に動力を伝えて回転させることができる。或いは、図5に図示しない駆動機構が更に設けられ、当該駆動機構が回転マスク200を回転させてもよい。例えば、輪状の回転マスク200に対して外側又は側面から当接する輪状部材を設け、モータ等によって当該輪状部材が回転することにより、回転マスク200を駆動することとしてもよい。 Guide 203 may operate as a drive mechanism to rotate rotating mask 200 . That is, by rotating the guide 203 by a motor or the like, power can be transmitted to the rotating mask 200 to rotate it. Alternatively, a drive mechanism (not shown in FIG. 5) may be further provided and the drive mechanism may rotate the rotating mask 200 . For example, a ring-shaped member that abuts on the ring-shaped rotating mask 200 from the outside or side surface may be provided, and the ring-shaped member may be rotated by a motor or the like to drive the rotating mask 200 .

図5に示すように、電極組成物供給装置300は、スクリューコンベア302を更に備えてもよい。スクリューコンベア302は、電極組成物22cを搬送して、ホッパ301の内部に供給する。 As shown in FIG. 5, the electrode composition supply device 300 may further include a screw conveyor 302 . The screw conveyor 302 conveys the electrode composition 22 c and supplies it to the inside of the hopper 301 .

図6に示すように、回転マスク200及びホッパ301を覆うカバー204と、カバー204の内部を排気する排気管205とを更に設けることとしてもよい。図6は、図5と同じ角度から回転マスク200及び電極組成物供給装置300を示した斜視図である。カバー204を設けることにより、ホッパ301からの電極組成物22cの供給時や、ローラ202による電極組成物22cの圧縮時において、電極組成物22cの飛散を抑制することができる。 As shown in FIG. 6, a cover 204 covering the rotating mask 200 and the hopper 301 and an exhaust pipe 205 for exhausting the inside of the cover 204 may be further provided. FIG. 6 is a perspective view showing the rotating mask 200 and the electrode composition supply device 300 from the same angle as FIG. By providing the cover 204 , scattering of the electrode composition 22 c can be suppressed when the electrode composition 22 c is supplied from the hopper 301 or when the electrode composition 22 c is compressed by the rollers 202 .

図2に戻って説明を続ける。圧縮装置400は、集電体21B上に供給された電極組成物22cを圧縮することで、図1A及び図1Bに示した電極活物質層22を形成する。具体的には、圧縮装置400は、集電体21B及び電極組成物22cを挟み込んで圧縮する。 Returning to FIG. 2, the description continues. The compression device 400 compresses the electrode composition 22c supplied onto the current collector 21B to form the electrode active material layer 22 shown in FIGS. 1A and 1B. Specifically, the compression device 400 sandwiches and compresses the current collector 21B and the electrode composition 22c.

図2では圧縮装置400として一対のローラのみを示したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、電池用電極製造装置1000は、圧縮装置400として一対のローラを複数備え、電極組成物22cを段階的に圧縮する構成としても構わない。また、ローラと電極組成物22cとの間に離型フィルムを挟んだ状態で、電極組成物22cの圧縮を行なうこととしてもよい。これにより、電極組成物22cの一部がローラに付着することを回避し、電極組成物22cの表面をより平滑にすることができる。或いは、ローラと電極組成物22cとの間にセパレータ30を挟んだ状態で、電極組成物22cの圧縮を行なうこととしてもよい。これにより、電極組成物22cの表面をより平滑にすることができるとともに、正極20a又は負極20bに対してセパレータ30を供給する工程を省略することができる。 Although FIG. 2 shows only a pair of rollers as the compression device 400, embodiments are not limited to this. For example, the battery electrode manufacturing apparatus 1000 may include a plurality of pairs of rollers as the compressing device 400 to compress the electrode composition 22c step by step. Alternatively, the electrode composition 22c may be compressed while a release film is interposed between the roller and the electrode composition 22c. Thereby, it is possible to prevent a part of the electrode composition 22c from adhering to the roller, and to make the surface of the electrode composition 22c smoother. Alternatively, the electrode composition 22c may be compressed with the separator 30 sandwiched between the roller and the electrode composition 22c. As a result, the surface of the electrode composition 22c can be made smoother, and the step of supplying the separator 30 to the positive electrode 20a or the negative electrode 20b can be omitted.

枠体供給装置500は、搬送される集電体21Bに対して枠体35を供給する。例えば、枠体供給装置500は、ロボットアームを有し、事前に製造された枠体35を、搬送される集電体21B上の所定の位置に配置する。或いは、枠体35は、集電体21Bの上で製造されてもよい。一例を挙げると、集電体21Bを基材とし、ディスペンサーやコーター等によって集電体21B上に所定の材料を所定の形状に吐出又は塗布することで、集電体21B上に枠体35を形成することができる。 The frame supply device 500 supplies the frame 35 to the conveyed current collector 21B. For example, the frame supply device 500 has a robot arm and places the pre-manufactured frame 35 at a predetermined position on the conveyed current collector 21B. Alternatively, the frame 35 may be manufactured on the current collector 21B. As an example, the current collector 21B is used as a base material, and a predetermined material is discharged or applied in a predetermined shape onto the current collector 21B using a dispenser, a coater, or the like, thereby forming the frame 35 on the current collector 21B. can be formed.

枠体供給装置500が枠体35の供給を行なった後に、圧縮装置400による電極組成物22cの圧縮が行なわれてもよい。また、図4及び図5に示したローラ202が、圧縮装置400として機能する場合であってもよい。即ち、ローラ202は、集電体21B及び電極組成物22cを挟み込んで圧縮し、図1A及び図1Bに示した電極活物質層22を形成することとしてもよい。 After the frame supply device 500 supplies the frame 35, the compression device 400 may compress the electrode composition 22c. Also, the roller 202 shown in FIGS. 4 and 5 may function as the compression device 400 . That is, the rollers 202 may sandwich and compress the current collector 21B and the electrode composition 22c to form the electrode active material layer 22 shown in FIGS. 1A and 1B.

上述したように、回転マスク200は、中空状のマスク201を複数連結させて輪状に構成される。電極組成物供給装置300は、電極組成物22cを内部に保持するホッパ301の開口から、集電体21B上かつマスク201の内部空間の位置に対して電極組成物22cを供給する。回転マスク200は、集電体21Bに当接する面の移動方向と集電体21Bの搬送方向とが一致する方向に回転することで、複数のマスク201が集電体21Bに対して順次当接するように構成される。電極組成物供給装置300は、回転マスク200に含まれる複数のマスク201のうち、集電体21Bに対して当接しているマスク201の内部空間の位置に対して、電極組成物22cを供給する。これにより、実施形態の電池用電極製造装置1000は、集電体21B上への電極組成物22cの供給を精度良く行なうことができる。更に、図3~図6に示した通り、回転マスク200はコンパクトであり、集電体21B上へのマスクの供給及び回収を簡易な構成で実現することができる。回転マスク200の製造や、メンテナンス等を行なうことも容易であり、製造コストの削減が図られる。 As described above, the rotating mask 200 is configured in a ring shape by connecting a plurality of hollow masks 201 . The electrode composition supply device 300 supplies the electrode composition 22c from the opening of the hopper 301 that holds the electrode composition 22c to the position on the current collector 21B and the internal space of the mask 201 . The rotating mask 200 rotates in a direction in which the moving direction of the surface that contacts the current collector 21B coincides with the transport direction of the current collector 21B, so that the plurality of masks 201 sequentially contact the current collector 21B. configured as The electrode composition supply device 300 supplies the electrode composition 22c to the position of the internal space of the mask 201, which is in contact with the current collector 21B, among the plurality of masks 201 included in the rotating mask 200. . Thereby, the battery electrode manufacturing apparatus 1000 of the embodiment can precisely supply the electrode composition 22c onto the current collector 21B. Furthermore, as shown in FIGS. 3 to 6, the rotating mask 200 is compact, and the supply and recovery of the mask onto the current collector 21B can be realized with a simple configuration. Manufacture and maintenance of the rotating mask 200 are also easy, and the manufacturing cost can be reduced.

また、実施形態では、電極組成物供給装置300による電極組成物22cの供給や、圧縮装置400による電極組成物22cの圧縮といった各工程を、内部が大気圧よりも減圧されたチャンバ100内で実行する。これにより、電極組成物22cの内部に空気が残留することが防止でき、電極活物質層22の均一性を向上することができる。 In addition, in the embodiment, each step of supplying the electrode composition 22c by the electrode composition supply device 300 and compressing the electrode composition 22c by the compression device 400 is performed in the chamber 100 whose inside is reduced in pressure below atmospheric pressure. do. As a result, air can be prevented from remaining inside the electrode composition 22c, and the uniformity of the electrode active material layer 22 can be improved.

ここで、回転マスク200は簡易な構成となっており、サイズもコンパクトである。従って、回転マスク200を内部に格納するためにチャンバ100を大型化する必要はなく、この点でも製造コストが抑制される。 Here, the rotating mask 200 has a simple configuration and a compact size. Accordingly, there is no need to increase the size of the chamber 100 in order to store the rotating mask 200 therein, which also reduces manufacturing costs.

上述した実施形態では、電極組成物22cが載置される帯状の基材フィルムが帯状の集電体21Bであるものとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図2に示した帯状の集電体21Bに代えて、帯状のセパレータシートや、帯状の離形フィルムを基材フィルムとしてもよい。なお、帯状のセパレータシートは、後にトリミングすることで、図1A及び図1Bに示したセパレータ30を形成することができる。 In the above-described embodiment, the strip-shaped base film on which the electrode composition 22c is placed is described as the strip-shaped current collector 21B, but the present invention is not limited to this. For example, instead of the strip-shaped current collector 21B shown in FIG. 2, a strip-shaped separator sheet or a strip-shaped release film may be used as the base film. The strip-shaped separator sheet can be trimmed later to form the separator 30 shown in FIGS. 1A and 1B.

例えば、セパレータシートを基材フィルムとする場合、セパレータシート上に電極組成物22cを供給し、電極組成物22cにおけるセパレータシートと反対側の面に集電体21Bを供給し、更に、セパレータシート及び集電体21Bを所定の形状にトリミングすることで、正極20a又は負極20bを作製することができる。 For example, when the separator sheet is used as the base film, the electrode composition 22c is supplied on the separator sheet, the current collector 21B is supplied to the surface of the electrode composition 22c opposite to the separator sheet, and the separator sheet and By trimming the current collector 21B into a predetermined shape, the positive electrode 20a or the negative electrode 20b can be produced.

また、離形フィルムを基材フィルムとする場合、離形フィルム上に電極組成物22cを供給し、電極組成物22cにおける離形フィルムと反対側の面に集電体21Bを供給し、離形フィルムを回収した後、集電体21Bと反対側の面にセパレータシートを供給し、更に、集電体21B及びセパレータシートを所定の形状にトリミングすることで、正極20a又は負極20bを作製することができる。なお、セパレータシートを供給して後にトリミングすることに代え、電極組成物22cに対してセパレータ30を供給することとしても構わない。 Further, when the release film is used as the base film, the electrode composition 22c is supplied on the release film, the current collector 21B is supplied to the surface of the electrode composition 22c opposite to the release film, and the release film is After the film is collected, a separator sheet is supplied to the surface opposite to the current collector 21B, and the current collector 21B and the separator sheet are trimmed into a predetermined shape to produce the positive electrode 20a or the negative electrode 20b. can be done. Instead of supplying a separator sheet and then trimming, the separator 30 may be supplied to the electrode composition 22c.

或いは、離形フィルム上に電極組成物22cを供給し、電極組成物22cにおける離形フィルムと反対側の面にセパレータシートを供給し、離形フィルムを回収した後、セパレータシートと反対側の面に集電体21Bを供給し、更に、セパレータシート及び集電体21Bを所定の形状にトリミングすることで、正極20a又は負極20bを作製することができる。なお、集電体21Bを供給して後にトリミングすることに代え、所定の形状にトリミングされた集電体21を電極組成物22cに対して供給することとしても構わない。 Alternatively, the electrode composition 22c is supplied on the release film, the separator sheet is supplied to the surface of the electrode composition 22c opposite to the release film, the release film is recovered, and then the surface opposite to the separator sheet The positive electrode 20a or the negative electrode 20b can be produced by supplying the current collector 21B to the separator sheet and trimming the separator sheet and the current collector 21B into a predetermined shape. Instead of supplying the current collector 21B and then trimming it, the current collector 21 trimmed into a predetermined shape may be supplied to the electrode composition 22c.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。更に、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。 As described above, the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment. is also included. Furthermore, it goes without saying that the configurations shown in the respective embodiments can be used in combination as appropriate.

10:単セル
20:電極
20a:正極
20b:負極
21:集電体
21a:正極集電体層
21b:負極集電体層
21B:帯状の集電体
21R:集電体ロール
22:電極活物質層
22a:正極活物質層
22b:負極活物質層
22c:電極組成物
30:セパレータ
35:枠体
100:チャンバ
200:回転マスク
201a:マスク
201b:マスク
201c:マスク
202:ローラ
203:ガイド
204:カバー
205:排気管
300:電極組成物供給装置
301:ホッパ
302:スクリューコンベア
400:圧縮装置
500:枠体供給装置
1000:電池用電極製造装置
D:搬送方向
D1:下流側
D2:上流側
10: Single cell 20: Electrode 20a: Positive electrode 20b: Negative electrode 21: Current collector 21a: Positive electrode current collector layer 21b: Negative electrode current collector layer 21B: Strip-shaped current collector 21R: Current collector roll 22: Electrode active material Layer 22a: Positive electrode active material layer 22b: Negative electrode active material layer 22c: Electrode composition 30: Separator 35: Frame 100: Chamber 200: Rotating mask 201a: Mask 201b: Mask 201c: Mask 202: Roller 203: Guide 204: Cover 205: Exhaust pipe 300: Electrode composition supply device 301: Hopper 302: Screw conveyor 400: Compression device 500: Frame supply device 1000: Battery electrode manufacturing device D: Conveying direction D1: Downstream side D2: Upstream side

Claims (5)

中空状のマスクを複数連結させて輪状に構成した回転マスクと、
電極組成物を内部に保持するホッパの開口から、基材フィルム上かつ前記マスクの内部空間の位置に対して前記電極組成物を供給する供給部と、を備え、
前記回転マスクは、前記基材フィルムに当接する面の移動方向と当該基材フィルムの搬送方向とが一致する方向に回転することで、複数の前記マスクが前記基材フィルムに対して順次当接するように構成され、
前記供給部は、前記回転マスクに含まれる複数の前記マスクのうち、前記基材フィルムに対して当接しているマスクの内部空間の位置に対して前記電極組成物を供給する、電池用電極製造装置。
a rotating mask configured in a ring shape by connecting a plurality of hollow masks;
a supply unit that supplies the electrode composition from an opening of a hopper that holds the electrode composition inside to a position on the base film and in the internal space of the mask;
The rotating mask rotates in a direction in which the direction of movement of the surface in contact with the base film coincides with the transport direction of the base film, so that the plurality of masks sequentially contact the base film. configured as
The supply unit supplies the electrode composition to a position of an internal space of one of the plurality of masks included in the rotating mask that is in contact with the base film. Device.
前記回転マスク及び前記ホッパを覆うカバーと、
前記カバーの内部を排気する排気部と、
を更に備える、請求項1に記載の電池用電極製造装置。
a cover that covers the rotating mask and the hopper;
an exhaust unit for exhausting the inside of the cover;
The battery electrode manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising:
前記回転マスクは、前記基材フィルム上に供給された前記電極組成物を圧縮する圧縮部を更に備える、請求項1又は2に記載の電池用電極製造装置。 3. The battery electrode manufacturing apparatus according to claim 1, wherein said rotating mask further comprises a compressing part for compressing said electrode composition supplied onto said base film. 前記供給部は、前記ホッパの開口を、前記回転マスクにおける前記マスク同士の連結部により開閉することで、前記電極組成物を供給する、請求項1~3のいずれか一項に記載の電池用電極製造装置。 The battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the supply unit supplies the electrode composition by opening and closing the opening of the hopper by a connection portion between the masks in the rotating mask. Electrode manufacturing equipment. 電極組成物を内部に保持するホッパの開口から、基材フィルム上かつ中空状のマスクの内部空間の位置に対して前記電極組成物を供給することを含む電池用電極製造方法であって、
前記マスクを複数連結させて輪状に構成した回転マスクを、前記基材フィルムに当接する面の移動方向と当該基材フィルムの搬送方向とが一致する方向に回転させることで、複数の前記マスクを前記基材フィルムに対して順次当接させ、
前記回転マスクに含まれる複数の前記マスクのうち、前記基材フィルムに対して当接しているマスクの内部空間の位置に対して前記電極組成物を供給する、電池用電極製造方法。
A method for producing a battery electrode, comprising supplying the electrode composition to a position of the inner space of a hollow mask on a base film from an opening of a hopper that holds the electrode composition inside,
A plurality of the masks are rotated by rotating a rotating mask formed in a ring shape by connecting a plurality of the masks in a direction in which the moving direction of the surface in contact with the base film coincides with the conveying direction of the base film. successively brought into contact with the base film,
A method for manufacturing a battery electrode, wherein the electrode composition is supplied to a position of an internal space of a mask that is in contact with the base film, among the plurality of masks included in the rotating mask.
JP2021163041A 2021-10-01 2021-10-01 Battery electrode manufacturing device and battery electrode manufacturing method Pending JP2023053788A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021163041A JP2023053788A (en) 2021-10-01 2021-10-01 Battery electrode manufacturing device and battery electrode manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021163041A JP2023053788A (en) 2021-10-01 2021-10-01 Battery electrode manufacturing device and battery electrode manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023053788A true JP2023053788A (en) 2023-04-13

Family

ID=85873185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021163041A Pending JP2023053788A (en) 2021-10-01 2021-10-01 Battery electrode manufacturing device and battery electrode manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023053788A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2019009130A (en) Thin electrochemical cell
US6103416A (en) Laminated lithium-ion cell and process for fabricating same
WO1999031751A1 (en) Lithium ion secondary battery and its manufacture
US20200280104A1 (en) Anode Subassemblies for Lithium-Metal Batteries, Lithium-Metal Batteries Made Therewith, and Related Methods
JPH11154534A (en) Lithium ion secondary battery element
JP2023053788A (en) Battery electrode manufacturing device and battery electrode manufacturing method
WO2023100840A1 (en) Battery electrode manufacturing device and battery electrode manufacturing method
JP2023053789A (en) Battery electrode manufacturing device and battery electrode manufacturing method
WO2023171772A1 (en) Battery electrode manufacturing device and battery electrode manufacturing method
JP2023080523A (en) Battery electrode manufacturing device and battery electrode manufacturing method
WO2022210966A1 (en) Battery electrode manufacturing device
JP2023096326A (en) Battery electrode manufacturing device and battery electrode manufacturing method
JP2023051209A (en) Battery electrode manufacturing device and battery electrode manufacturing method
JP2023103563A (en) Battery electrode manufacturing device and battery electrode manufacturing method
JP2023051223A (en) Battery electrode manufacturing device and battery electrode manufacturing method
JP2023003069A (en) Battery electrode manufacturing device and method for manufacturing battery electrode
JP2023119212A (en) Battery electrode manufacturing device and battery electrode manufacturing method
WO2023157931A1 (en) Battery electrode manufacturing device and battery electrode manufacturing method
JP2023003092A (en) Battery electrode manufacturing device
JP2023148518A (en) Battery electrode manufacturing device and battery electrode manufacturing method
WO2023167339A1 (en) Apparatus for producing battery electrode and method for producing battery electrode
WO2022270604A1 (en) Battery electrode manufacturing device and battery electrode manufacturing method
JP2023003068A (en) Battery electrode manufacturing device and method for manufacturing battery electrode
JP2023128856A (en) Manufacturing device for battery electrode and manufacturing method for battery electrode
JP2023132707A (en) Battery electrode manufacturing device and battery electrode manufacturing method