JP2024046380A - Manufacturing method of electrode sheet - Google Patents
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Abstract
【課題】寸法正確性に優れる間欠塗膜を第３ロールに転写することができる、電極シートの製造方法の提供。【解決手段】本開示の電極シートの製造方法は、対向して回転する第１ロール及び第２ロールの間に、電極合材を通し、前記第２ロール表面に塗膜を形成する塗膜形成工程と、上記塗膜が形成された上記第２ロールに対して線状部材を接触させ、次いで上記線状部材を上記第２ロール及び前記塗膜から引き離すことにより上記塗膜の一部を除去する除去工程と、上記除去工程後、上記第２ロールと対向して回転する第３ロールが搬送する集電箔と、上記塗膜とを、上記第２ロール及び上記第３ロールの間を通し、上記集電箔表面に、上記塗膜を転写する転写工程と、を含む。【選択図】図１[Problem] To provide a manufacturing method for an electrode sheet capable of transferring an intermittent coating film with excellent dimensional accuracy to a third roll. [Solution] The manufacturing method for an electrode sheet of the present disclosure includes a coating film forming step of passing an electrode mixture between a first roll and a second roll rotating opposite to each other to form a coating film on the surface of the second roll, a removal step of contacting a linear member with the second roll on which the coating film has been formed and then removing a part of the coating film by separating the linear member from the second roll and the coating film, and a transfer step of passing a current collecting foil conveyed by a third roll rotating opposite to the second roll and the coating film between the second roll and the third roll after the removal step to transfer the coating film to the surface of the current collecting foil. [Selected Figure] Figure 1
Description
本開示は、電極シートの製造方法に関する。 This disclosure relates to a method for manufacturing an electrode sheet.
従来、電極シート（正極シート又は負極シート）として、集電箔の表面に電極合材層を備える電極シートが知られている。電極シートの製造方法としては、以下の方法が知られている。まず、電極活物質、結着材及び溶媒を混合して造粒した複数の湿潤造粒体からなる電極合材を作製する。次いで、対向して回転する第１ロールと第２ロールとの間に電極合材を通すことによって電極合材を圧縮しつつ膜状にして、膜状にした電極合材を第２ロールの表面に付着させる。さらに、第２ロールと対向して回転する第３ロールによって搬送される集電箔を、第２ロールと第３ロールとの間隙に通すことによって、第２ロールの表面に付着している膜状の電極合材を、集電箔の表面に対し加圧しつつ接触させて、集電箔の表面に転写し、乾燥させることにより電極シートを得る。 Conventionally, an electrode sheet (positive electrode sheet or negative electrode sheet) having an electrode mixture layer on the surface of a current collector foil is known. The following method is known as a method for manufacturing an electrode sheet. First, an electrode mixture is prepared from a plurality of wet granules obtained by mixing and granulating an electrode active material, a binder, and a solvent. Next, the electrode mixture is passed between a first roll and a second roll rotating opposite to each other, whereby the electrode mixture is compressed and made into a film, and the film-like electrode mixture is attached to the surface of the second roll. Furthermore, the current collector foil conveyed by a third roll rotating opposite to the second roll is passed through the gap between the second roll and the third roll, whereby the film-like electrode mixture attached to the surface of the second roll is brought into contact with the surface of the current collector foil while being pressed, transferred to the surface of the current collector foil, and dried to obtain an electrode sheet.
第２ロール表面に形成される膜状の電極合材は、その用途によっては、連続塗膜ではなく、間欠塗膜であることが求められる。
集電箔の表面に転写される間欠塗膜は、塗布始端及び塗布終端の直線性が求められており（以下、「寸法正確性」ともいう。）、このような間欠塗膜を形成する方法として、特許文献１においては、表面に凸部を有するロール（以下、「凸ロール」ともいう。）を第２ロール表面に形成される塗膜に接触させることにより、塗膜の一部を除去し、間欠塗膜とする方法が開示されている。
Depending on the application, the film-like electrode mixture formed on the surface of the second roll is required to be an intermittent coating film rather than a continuous coating film.
The intermittent coating film transferred to the surface of the current collecting foil is required to have linearity at the start and end of the coating (hereinafter also referred to as "dimensional accuracy"). As a method of forming such an intermittent coating film, Patent Document 1 discloses a method in which a roll having convex portions on its surface (hereinafter also referred to as a "convex roll") is brought into contact with the coating film formed on the surface of a second roll to remove part of the coating film, thereby forming an intermittent coating film.
本開示の一実施形態が解決しようとする課題は、寸法正確性に優れる間欠塗膜を第３ロールに転写することができる、電極シートの製造方法を提供することである。 A problem to be solved by an embodiment of the present disclosure is to provide a method for manufacturing an electrode sheet that can transfer an intermittent coating film with excellent dimensional accuracy to a third roll.
上記課題を解決するための手段には、以下の実施態様が含まれる。
＜１＞ 対向して回転する第１ロール及び第２ロールの間に、電極合材を通し、上記第２ロール表面に塗膜を形成する塗膜形成工程と、
上記塗膜が形成された上記第２ロールに対して線状部材を接触させ、次いで上記線状部材を上記第２ロール及び上記塗膜から引き離すことにより上記塗膜の一部を除去する除去工程と、
上記除去工程後、上記第２ロールと対向して回転する第３ロールが搬送する集電箔と、上記塗膜とを、上記第２ロール及び上記第３ロールの間を通し、上記集電箔表面に、上記塗膜を転写する転写工程と、
を含む、電極シートの製造方法。
＜２＞ 上記線状部材が、太さ０．１７ｍｍ～４ｍｍのワイヤーを備える、上記＜１＞に記載の電極シートの製造方法。
＜３＞ 上記ワイヤーの引張強度が、２１Ｎ／ｍｍ２～２６００Ｎ／ｍｍ２である、上記＜２＞に記載の電極シートの製造方法。
＜４＞ 上記ワイヤーが、フッ素樹脂を含む、上記＜２＞又は＜３＞に記載の電極シートの製造方法。
＜５＞ 上記第２ロールと上記線状部材との接触を、第２ロールの接線に対して垂直な方向±２０°の角度から行う、上記＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の電極シートの製造方法。
Means for solving the above problems include the following embodiments.
<1> A coating film forming step of passing an electrode mixture between a first roll and a second roll that rotate oppositely and forming a coating film on the surface of the second roll;
A removal step of removing a part of the coating film by bringing a linear member into contact with the second roll on which the coating film is formed, and then separating the linear member from the second roll and the coating film. and,
After the removal step, the current collector foil conveyed by a third roll that rotates opposite to the second roll and the coating film are passed between the second roll and the third roll, and the current collector foil is passed between the second roll and the third roll. a transfer step of transferring the coating film onto the surface;
A method for manufacturing an electrode sheet, including:
<2> The method for producing an electrode sheet according to <1> above, wherein the linear member includes a wire having a thickness of 0.17 mm to 4 mm.
<3> The method for producing an electrode sheet according to <2> above, wherein the wire has a tensile strength of 21 N/mm 2 to 2600 N/mm 2 .
<4> The method for manufacturing an electrode sheet according to <2> or <3> above, wherein the wire contains a fluororesin.
<5> Any one of <1> to <4> above, wherein the second roll and the linear member are brought into contact at an angle of ±20° in a direction perpendicular to the tangent of the second roll. A method of manufacturing the electrode sheet described above.
本開示の一実施形態によれば、寸法正確性に優れる間欠塗膜を第３ロールに転写することができる、電極シートの製造方法を提供することできる。 According to an embodiment of the present disclosure, it is possible to provide a method for manufacturing an electrode sheet that can transfer an intermittent coating film with excellent dimensional accuracy to a third roll.
本開示において、「～」を用いて示された数値範囲は、「～」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を意味する。
本開示に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。本開示に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において、「工程」という語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても、その工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示において、２以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本開示において、各成分の量は、各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、複数種の物質の合計量を意味する。
本開示において実施形態を図面を参照して説明する場合、当該実施形態の構成は図面に示された構成に限定されない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。
In the present disclosure, a numerical range indicated using "~" means a range that includes the numerical values listed before and after "~" as the minimum and maximum values, respectively.
In the numerical ranges described step by step in the present disclosure, the upper limit or lower limit described in a certain numerical range may be replaced with the upper limit or lower limit of another numerical range described step by step. In the numerical ranges described in this disclosure, the upper limit value or lower limit value described in a certain numerical range may be replaced with the value shown in the Examples.
In this disclosure, the term "process" is used not only to refer to an independent process but also to include a process even if it cannot be clearly distinguished from other processes, as long as the intended purpose of the process is achieved. .
In the present disclosure, a combination of two or more preferred embodiments is a more preferred embodiment.
In the present disclosure, if there are multiple types of substances corresponding to each component, the amount of each component means the total amount of the multiple types of substances, unless otherwise specified.
In the present disclosure, when embodiments are described with reference to drawings, the configuration of the embodiments is not limited to the configuration shown in the drawings. Furthermore, the sizes of the members in each figure are conceptual, and the relative size relationships between the members are not limited thereto.
[電極シートの製造方法]
本開示の電極シートの製造方法は、対向して回転する第１ロール及び第２ロールの間に、電極合材を通し、前記第２ロール表面に塗膜を形成する塗膜形成工程と、
上記塗膜が形成された上記第２ロールに対して線状部材を接触させ、次いで上記線状部材を上記第２ロール及び前記塗膜から引き離すことにより上記塗膜の一部を除去する除去工程と、
上記除去工程後、上記第２ロールと対向して回転する第３ロールが搬送する集電箔と、上記塗膜とを、上記第２ロール及び上記第３ロールの間を通し、上記集電箔表面に、上記塗膜を転写する転写工程と、を含む。
[Manufacturing method of electrode sheet]
The method for producing an electrode sheet according to the present disclosure includes a coating film forming step of passing an electrode mixture between a first roll and a second roll rotating opposite to each other to form a coating film on a surface of the second roll;
a removing step of contacting a linear member with the second roll on which the coating film is formed, and then removing a portion of the coating film by separating the linear member from the second roll and the coating film;
After the removing step, the method includes a transfer step of passing the current collecting foil transported by a third roll rotating opposite to the second roll and the coating film between the second roll and the third roll, and transferring the coating film to the surface of the current collecting foil.
本開示の電極シートの製造方法によれば、寸法正確性に優れる間欠塗膜を第３ロールに転写することができる。上記効果が奏される理由は明らかではないが、以下のように推測される。
従来の凸ロールを使用して塗膜の一部を除去する際、凸ロール及び第２ロールの間隙寸法が変動することがある。間隙寸法が小さくなったときには、塗布始端及び塗布終端が伸びてしまい、寸法正確性が低下するおそれがある。本開示の電極シートの製造方法は、このようなロール間隙寸法が変動することはなく、寸法正確性に優れる間欠塗膜を第３ロールに転写することができると推測される。
また、従来の凸ロールを使用した場合、除去された塗膜は、凸ロールにより連続塗膜から引きちぎられたものであり、塗布始端及び塗布終端の直線性は十分とは言えなかった。本開示の電極シートの製造方法は、線状部材により、連続塗膜から塗膜の一部を切断し、除去しており、寸法正確性に優れる間欠塗膜を第３ロールに転写することができると推測される。
According to the method for manufacturing an electrode sheet of the present disclosure, an intermittent coating film with excellent dimensional accuracy can be transferred to the third roll. Although the reason for the above effect is not clear, it is presumed as follows.
When removing a portion of a coating film using a conventional convex roll, the gap size between the convex roll and the second roll may vary. When the gap size becomes smaller, the coating start end and the coating end end will be elongated, which may reduce dimensional accuracy. It is presumed that the method for manufacturing an electrode sheet of the present disclosure can transfer an intermittent coating film with excellent dimensional accuracy to the third roll without changing the size of the gap between the rolls.
In addition, when a conventional convex roll was used, the removed coating film was torn off from the continuous coating film by the convex roll, and the linearity of the coating start and coating ends was not sufficient. The electrode sheet manufacturing method of the present disclosure uses a linear member to cut and remove a part of the coating film from the continuous coating film, and it is possible to transfer the intermittent coating film with excellent dimensional accuracy to the third roll. It is presumed that it can be done.
本開示の電極シートの製造方法は、転写工程後、塗膜を乾燥する乾燥工程を含むことができる。 The method for manufacturing an electrode sheet of the present disclosure can include a drying step of drying the coating film after the transfer step.
（塗膜形成工程）
塗膜形成工程においては、対向して回転する第１ロール及び第２ロールの間に、電極合材を通し、上記第２ロール表面に塗膜を形成する。
(Coating film forming process)
In the coating film forming step, the electrode mixture is passed between a first roll and a second roll which rotate in an opposing manner, and a coating film is formed on the surface of the second roll.
形成される塗膜の厚さは、用途に応じ適宜変更することが好ましく、例えば、５０μｍ～６００μｍとすることができる。
なお、第２ロール及び第３ロールの間を通過後の塗膜の厚さについても、用途に応じ適宜変更することが好ましく、例えば、３０μｍ～５００μｍとすることができる。
The thickness of the coating film formed is preferably changed as appropriate depending on the application, and can be, for example, 50 μm to 600 μm.
Note that the thickness of the coating film after passing between the second roll and the third roll is also preferably changed as appropriate depending on the application, and can be, for example, 30 μm to 500 μm.
第２ロールの回転速度は、第１ロールの回転速度よりも大きいことが好ましい。第２ロール表面への塗膜の形成を容易に行うことができる。第１ロールの回転速度（ｒｐｍ：ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｓ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）をＳ１、第２ロールの回転速度をＳ２としたとき、Ｓ２／Ｓ１は、１．５～４．０であることが好ましい。 It is preferable that the rotation speed of the second roll is higher than the rotation speed of the first roll. A coating film can be easily formed on the surface of the second roll. When the rotational speed (rpm: revolutions per minute) of the first roll is S1 and the rotational speed of the second roll is S2, S2/S1 is preferably 1.5 to 4.0.
－電極合材－
電極合材は、ペースト、スラリー、及び造粒体のいずれの形態であってもよい。中でも、造粒体、特に湿潤状態の造粒体が好ましい。
なお、本開示において、「湿潤状態の造粒体」とは、少なくとも粉体材料と溶媒との混合物であって、粉体状、そぼろ状、チャンク状（粉体状より比較的大きな塊状）の不連続体として複数に分散して存在する造粒体をいう。
-Electrode composite material-
The electrode composite material may be in any form of paste, slurry, or granule. Among these, granules, particularly wet granules, are preferred.
In the present disclosure, the term "granules in a wet state" refers to a mixture of at least a powder material and a solvent, and includes powder-like, minced-like, and chunk-like (relatively larger lumps than powder-like). It refers to a granule that exists as a discontinuous body and is dispersed in multiple pieces.
電極合材は、従来から非水電解質二次電池、特に、リチウムイオン二次電池の電極材料として一般的に使用されているものを用いることができる。 As the electrode mixture, those commonly used as electrode materials for non-aqueous electrolyte secondary batteries, particularly lithium ion secondary batteries, can be used.
正極シートを製造する場合、電極合材は、正極活物質及び溶媒を含む。また、電極合材は、導電材、バインダ等を含むことができる。
正極活物質としては、リチウム遷移金属複合酸化物、リチウム遷移金属リン酸化合物（例えば、ＬｉＦｅＰＯ４）等を好ましく用いることができる。リチウム遷移金属複合酸化物の例としては、リチウムニッケル系複合酸化物、リチウムコバルト系複合酸化物、リチウムマンガン系複合酸化物、リチウムニッケルマンガン系複合酸化物（例えば、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ１．５Ｏ４）、リチウムニッケルマンガンコバルト系複合酸化物（例えば、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２）等が挙げられる。溶媒としては、Ｎ－メチル－２－ピロリドン等を使用し得る。導電材としては、アセチレンブラック（ＡＢ）等のカーボンブラックやその他（グラファイト等）の炭素材料を好適に使用し得る。バインダとしては、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等を使用し得る。
When producing a positive electrode sheet, the electrode mixture contains a positive electrode active material and a solvent. The electrode mixture may also contain a conductive material, a binder, and the like.
As the positive electrode active material, lithium transition metal composite oxide, lithium transition metal phosphate compound (e.g., LiFePO 4 ), etc. can be preferably used. Examples of lithium transition metal composite oxides include lithium nickel composite oxide, lithium cobalt composite oxide, lithium manganese composite oxide, lithium nickel manganese composite oxide (e.g., LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 ), lithium nickel manganese cobalt composite oxide (e.g., LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 ), etc. As the solvent, N-methyl-2-pyrrolidone, etc. can be used. As the conductive material, carbon black such as acetylene black (AB) and other carbon materials (e.g., graphite) can be suitably used. As the binder, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF), etc. can be used.
負極シートを製造する場合、電極合材は、負極活物質および溶媒を含む。また、電極合材は、バインダ、結着材等を含むことができる。
負極活物質としては、黒鉛、ハードカーボン、ソフトカーボン、カーボンナノチューブ等の炭素材料を好適に使用し得る。溶媒としては、水等を使用し得る。バインダとしては、スチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）等を使用し得る。結着材としては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等を使用し得る。
When a negative electrode sheet is produced, the electrode mixture contains a negative electrode active material and a solvent. The electrode mixture may also contain a binder, a binding material, and the like.
As the negative electrode active material, carbon materials such as graphite, hard carbon, soft carbon, and carbon nanotubes can be suitably used. As the solvent, water or the like can be used. As the binder, styrene butadiene rubber (SBR) or the like can be used. As the binding material, carboxymethyl cellulose (CMC) or the like can be used.
電極合材は、公知の攪拌造粒機内に、上記材料を投入し、混合及び造粒することにより作製することができる。また、電極合材は、市販されるものを使用してもよい。 The electrode mixture can be prepared by putting the above materials into a known agitation granulator, mixing and granulating them. Alternatively, a commercially available electrode mixture may be used.
（除去工程）
除去工程においては、塗膜が形成された第２ロールに対して線状部材を接触させ、次いで線状部材を第２ロール及び塗膜から引き離すことにより塗膜の一部を除去する。第２ロールに対する線状部材の接触から、線状部材を第２ロール及び塗膜から引き離すまでの間に、線状部材の配置位置を通過した塗膜が除去される。
第２ロールに対する線状部材の接触により、連続塗膜が切断され、間欠塗膜の終端が形成される。また、線状部材を第２ロール及び塗膜から引き離すことにより、連続塗膜が切断され、間欠塗膜の始端が形成される。
(Removal process)
In the removal step, a part of the coating film is removed by bringing the linear member into contact with the second roll on which the coating film is formed, and then pulling the linear member away from the second roll and the coating film. The coating film that has passed through the placement position of the linear member is removed from the time the linear member comes into contact with the second roll until the linear member is separated from the second roll and the coating film.
The continuous coating film is cut by the contact of the linear member with the second roll, and the end of the intermittent coating film is formed. Further, by separating the linear member from the second roll and the coating film, the continuous coating film is cut and a starting end of the intermittent coating film is formed.
除去工程は１回行ってもよく、２回以上行ってもよい。
除去工程の間隔は、要求される塗膜のサイズに応じ適宜調整することが好ましい。例えば、除去工程は、間欠塗膜の間隔が１ｍｍ以上となるように実施することができる。
The removal step may be performed once or twice or more.
It is preferable to adjust the interval between the removal steps as appropriate depending on the required size of the coating film. For example, the removal step can be performed such that the interval between the intermittent coatings is 1 mm or more.
一実施形態において、線状部材はワイヤーを備えることができる。また、線状部材は、ワイヤーを保持する保持部を備えることができる。
ワイヤーの断面形状は、円形状、円形状を平行又はらせん状に束ねたワイヤー、角型等が挙げられ、これらの中でも、円形状が好ましい。
In one embodiment, the linear member can include a wire. Further, the linear member can include a holding part that holds the wire.
Examples of the cross-sectional shape of the wire include a circular shape, a wire in which circular shapes are bundled in parallel or a spiral shape, and a square shape. Among these, a circular shape is preferable.
寸法正確性の観点から、ワイヤーの太さは、０．１７ｍｍ～４.００ｍｍであることが好ましく、０．２０ｍｍ～１．００ｍｍであることがより好ましく、０．２５ｍｍ～０．５０ｍｍであることが更に好ましい。また、ワイヤーの太さを上記数値範囲内とすることにより、ワイヤーへの塗膜の付着を防止することができ、塗膜の除去性が低下することを抑制することができる。
また、ワイヤーへの塗膜付着を防止するために、ワイヤーに対し、ブロワーを当ててもよい。
ワイヤーの太さは、ワイヤーの断面において直線を引いたとき、最大となる長さを意味する。ワイヤーの太さは、例えば、ミツトヨ社製のノギスにより測定することができる。
From the viewpoint of dimensional accuracy, the wire thickness is preferably 0.17 mm to 4.00 mm, more preferably 0.20 mm to 1.00 mm, and even more preferably 0.25 mm to 0.50 mm. Furthermore, by setting the wire thickness within the above numerical range, adhesion of the coating film to the wire can be prevented, and a decrease in removability of the coating film can be suppressed.
Also, a blower may be applied to the wire to prevent the coating from adhering to the wire.
The wire thickness means the maximum length when a straight line is drawn on the cross section of the wire. The wire thickness can be measured, for example, by a Mitutoyo caliper.
ワイヤーの引張強度は、２１ＭＰａ～２６００ＭＰａであることが好ましく、５０ＭＰａ～５００ＭＰａであることがより好ましく、５０ＭＰａ～２００ＭＰａであることが更に好ましい。
本開示において、引張強度は、Zwick Roell社のAllroundLineにより測定する。
The tensile strength of the wire is preferably from 21 MPa to 2600 MPa, more preferably from 50 MPa to 500 MPa, and even more preferably from 50 MPa to 200 MPa.
In this disclosure, tensile strength is measured by Zwick Roell's AllroundLine.
ワイヤーは、樹脂、金属等を含むことができる。ワイヤーへの塗膜の付着防止性の観点から、ワイヤーは樹脂を含むことが好ましい。 The wire can include resin, metal, and the like. From the viewpoint of preventing the coating film from adhering to the wire, the wire preferably contains a resin.
樹脂としては、フッ素樹脂、ナイロン樹脂、フロロカーボン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエーテルケトンケトン樹脂等が挙げられる。
上記した中でも、寸法正確性の観点から、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリオレフィン樹脂から選択される１つ以上の樹脂が好ましく、フッ素樹脂が好ましく、ポリフッ化ビニリデン、テフロン樹脂から選択される１つ以上の樹脂がより好ましく、ポリフッ化ビニリデンが更に好ましい。
また、耐薬品性の観点からは、ポリオレフィン樹脂が好ましく、ポリプロピレン樹脂がより好ましい。
また、フッ素樹脂をワイヤーが含むことにより、ワイヤーへの塗膜の付着を防止することができ、塗膜の除去性が低下することを抑制することができる。
ワイヤーが樹脂を含む場合、ワイヤーの総質量に対する樹脂の含有率は、特に限定されるものではなく、例えば、５０質量％～１００質量％とすることができ、６０質量％～１００質量％とすることができ、７０質量％～１００質量％とすることができる。
Examples of the resin include fluororesin, nylon resin, fluorocarbon resin, polyester resin, polyolefin resin, polystyrene resin, and polyether ketone ketone resin.
Among the above, from the viewpoint of dimensional accuracy, one or more resins selected from fluororesin, polyolefin resin, and polyolefin resin are preferred, fluororesin is preferred, one or more resins selected from polyvinylidene fluoride and Teflon resin are more preferred, and polyvinylidene fluoride is even more preferred.
From the viewpoint of chemical resistance, polyolefin resins are preferred, and polypropylene resins are more preferred.
Furthermore, by making the wire contain a fluororesin, adhesion of the coating film to the wire can be prevented, and a decrease in removability of the coating film can be suppressed.
When the wire contains resin, the content of the resin relative to the total mass of the wire is not particularly limited, and can be, for example, 50% by mass to 100% by mass, 60% by mass to 100% by mass, or 70% by mass to 100% by mass.
金属としては、鉄、マンガン、ニッケル、クロム、モリブデン、マグネシウム、シリコン、アルミニウム、チタン、これらの合金等が挙げられる。
ワイヤーが金属を含む場合、ワイヤーの総質量に対する金属の含有率は、特に限定されるものではなく、例えば、５０質量％～１００質量％とすることができ、６０質量％～１００質量％とすることができ、７０質量％～１００質量％とすることができる。
Examples of metals include iron, manganese, nickel, chromium, molybdenum, magnesium, silicon, aluminum, titanium, and alloys thereof.
When the wire contains a metal, the content of the metal with respect to the total mass of the wire is not particularly limited, and may be, for example, 50% by mass to 100% by mass, and 60% by mass to 100% by mass. The content can be 70% by mass to 100% by mass.
第２ロールに対する線状部材の接触、及び線状部材の第２ロール及び塗膜からの引き離しは、手動により行ってもよく、駆動装置等を使用して行ってもよい。 The contact of the linear member with the second roll and the separation of the linear member from the second roll and the coating film may be performed manually, or may be performed using a drive device or the like.
除去した塗膜は、回収装置により回収されることが好ましい。これにより、塗膜が線状部材に堆積し、塗膜の除去性が低下してしまうことを抑制することができる。回収装置としては、従来公知の集塵機を使用することができる。 The removed coating film is preferably recovered by a recovery device. This can prevent the paint film from being deposited on the linear member and reducing the removability of the paint film. As the collection device, a conventionally known dust collector can be used.
（転写工程）
転写工程は、除去工程の後に行われ、第２ロールと対向して回転する第３ロールが搬送する集電箔と、第２ロールの表面に形成され、搬送される塗膜とを、第２ロール及び第３ロールの間を通し、上記集電箔表面に、上記塗膜を転写する。転写される塗膜は、除去工程により一部を除去されており、間欠塗膜となっている。
(Transfer process)
The transfer step is performed after the removal step, in which the current collector foil conveyed by the third roll rotating opposite to the second roll and the coating film formed on the surface of the second roll and conveyed are passed between the second roll and the third roll to transfer the coating film onto the surface of the current collector foil. A part of the coating film to be transferred has been removed in the removal step, making it an intermittent coating film.
第２ロール及び第３ロールの間の最小間隙寸法は、塗膜及び集電箔の厚さの合計よりも小さいことが好ましい。これにより、第２ロール及び第３ロールにより、塗膜及び集電箔に対して圧力が加えられ、塗膜が集電箔の表面に転写される。
上記最小間隙寸法は、塗膜及び集電箔の厚さの合計よりも３０μｍ以上小さいことが好ましく、５０μｍ以上小さいことがより好ましい。
The minimum gap dimension between the second roll and the third roll is preferably smaller than the sum of the thicknesses of the coating film and current collector foil. As a result, pressure is applied to the coating film and the current collector foil by the second roll and the third roll, and the coating film is transferred to the surface of the current collector foil.
The minimum gap size is preferably 30 μm or more smaller than the total thickness of the coating film and current collector foil, and more preferably 50 μm or more smaller than the total thickness of the coating film and current collector foil.
第３ロールの回転速度は、第２ロールの回転速度よりも大きいことが好ましい。集電箔表面への塗膜の転写を容易に行うことができる。第３ロールの回転速度をＳ３、第２ロールの回転速度をＳ２としたとき、Ｓ３／Ｓ２は、１．５～４．０であることが好ましい。 It is preferable that the rotation speed of the third roll is higher than the rotation speed of the second roll. The coating film can be easily transferred to the surface of the current collector foil. When the rotation speed of the third roll is S3 and the rotation speed of the second roll is S2, S3/S2 is preferably 1.5 to 4.0.
－集電箔－
集電箔は、従来公知のものを使用することができる。正極シートを製造する場合、集電箔としては、アルミニウム箔を使用することができる。負極シートを製造する場合、集電箔としては、銅箔を使用することができる。
集電箔の厚さは、用途に応じ適宜変更することが好ましく、例えば、６μｍ～５０μｍとすることができる。
- Current collecting foil -
The current collector foil may be a conventionally known one. When a positive electrode sheet is produced, an aluminum foil may be used as the current collector foil. When a negative electrode sheet is produced, a copper foil may be used as the current collector foil.
The thickness of the current collector foil is preferably changed appropriately depending on the application, and can be, for example, 6 μm to 50 μm.
（乾燥工程）
本開示の電極シートの製造方法は、転写工程後、塗膜を乾燥する乾燥工程を含むことができる。
乾燥方法は、特に限定されるものではなく、例えば、第３ロールにより、集電箔及び塗膜の積層体を乾燥装置内へ搬送し、これを通過させる方法が挙げられる。
(drying process)
The method for manufacturing an electrode sheet of the present disclosure can include a drying step of drying the coating film after the transfer step.
The drying method is not particularly limited, and includes, for example, a method in which the laminate of the current collector foil and the coating film is transported into a drying device by a third roll and passed through the drying device.
（その他の工程）
本開示の電極シートは、集電箔の塗膜が形成された表面と反対側の表面に、電極合材の塗膜を更に形成する第２塗膜形成工程を含んでいてもよい。
具体的には、転写工程又は乾燥工程の後、対向して回転する第４ロール及び第５ロールの間に、電極合材と、集電箔及び塗膜の積層体とを通し、上記集電箔の塗膜が形成された表面と反対側の表面に、第２塗膜を形成することにより行うことができる。第２塗膜形成工程後、塗膜を乾燥する第２乾燥工程を含んでいてもよい。また、必要に応じて第２塗膜に対し上記除去工程を施してもよい。
(Other processes)
The electrode sheet of the present disclosure may include a second coating film forming step of further forming a coating film of an electrode mixture on the surface of the current collector foil opposite to the surface on which the coating film is formed.
Specifically, after the transfer step or the drying step, the electrode mixture and the laminate of the current collector foil and the coating film are passed between a fourth roll and a fifth roll rotating in an opposing manner, and a second coating film is formed on the surface of the current collector foil opposite to the surface on which the coating film is formed. After the second coating film forming step, a second drying step of drying the coating film may be included. Furthermore, the second coating film may be subjected to the above-mentioned removal step as necessary.
以下、図１～図６を参照して、本開示の電極シートの製造方法の一実施形態について説明する。なお、本開示の電極シートの製造方法は、これらに限定されるものではない。
図１～図４は、本開示の電極シートの製造方法に使用することができる電極シート製造装置の一実施形態を示す側面概略図である。
図１に示す電極シート製造装置１０は、第１ロール１１、第２ロール１２、第３ロール１３、線状部材１４及び仕切り板１５を備える。一実施形態において、２枚の仕切り板１５は、第１ロール１１及び第２ロール１２と、電極合材の供給部を形成する。
電極シート製造装置は、第３ロールよりも下流に、乾燥装置（図４において符号１８で示す）及び巻き取りロール（図示せず）を備えていてもよい。
図１において、塗膜、集電箔等の搬送方向を符号ＣＤで示す。
また、図１～図４において、電極合材を符号１６で示し、集電箔を符号１７で示す。
Hereinafter, an embodiment of the manufacturing method of the electrode sheet of the present disclosure will be described with reference to Fig. 1 to Fig. 6. Note that the manufacturing method of the electrode sheet of the present disclosure is not limited to these.
1 to 4 are schematic side views showing one embodiment of an electrode sheet manufacturing apparatus that can be used in the electrode sheet manufacturing method of the present disclosure.
1 includes a first roll 11, a second roll 12, a third roll 13, a linear member 14, and a partition plate 15. In one embodiment, the two partition plates 15, together with the first roll 11 and the second roll 12, form a supply section for the electrode mixture.
The electrode sheet manufacturing apparatus may include a drying device (indicated by reference numeral 18 in FIG. 4) and a take-up roll (not shown) downstream of the third roll.
In FIG. 1, the conveying direction of the coating film, current collecting foil, etc. is indicated by the symbol CD.
1 to 4, the electrode mixture is indicated by reference numeral 16, and the current collecting foil is indicated by reference numeral 17. As shown in FIG.
まず、第１ロール１１及び第２ロール１２の幅方向に離間して配置された仕切り板１５の上方から、電極合材１６を供給し、対向して回転する第１ロール１１と第２ロール１２との間を通し、第２ロール１２の表面に塗膜１６Ａを形成する（塗膜形成工程）。形成された塗膜１６Ａは、第２ロール１２の回転により、搬送される。第１ロール１１及び第２ロール１２の回転方向を図１において矢印で示す。 First, an electrode mixture 16 is supplied from above a partition plate 15 arranged at a distance in the width direction of the first roll 11 and the second roll 12, and passed between the first roll 11 and the second roll 12 which rotate in opposite directions, forming a coating film 16A on the surface of the second roll 12 (coating film forming process). The formed coating film 16A is transported by the rotation of the second roll 12. The rotation directions of the first roll 11 and the second roll 12 are indicated by arrows in FIG. 1.
次いで、図１に示す矢印の方向へ線状部材１４を移動させ、図２に示すように、線状部材１４と第２ロール１２とを接触させる。
次いで、図２に示す矢印の方向へ線状部材１４を移動させ、図３に示すように、線状部材１４を第２ロール１２及び塗膜１６Ａから引き離し、塗膜１６Ａの一部を除去する（除去工程）。このように、線状部材１４が第２ロール１２に接触してから引き離されるまでの間に、線状部材１４が設置される位置を通過した塗膜１６Ａが除去される。除去された塗膜１６Ａは回収装置（図示せず）により回収することが好ましい。
図１～図４では、線状部材を１つ備える電極シート製造装置を示したがこれに限定されず、複数に備えていてもよい。
Next, the linear member 14 is moved in the direction of the arrow shown in FIG. 1, and as shown in FIG. 2, the linear member 14 and the second roll 12 are brought into contact.
Next, the linear member 14 is moved in the direction of the arrow shown in FIG. 2, and as shown in FIG. 3, the linear member 14 is separated from the second roll 12 and the coating film 16A, and a part of the coating film 16A is removed. (Removal process). In this way, the coating film 16A that has passed through the position where the linear member 14 is installed is removed from the time the linear member 14 comes into contact with the second roll 12 until it is separated. The removed coating film 16A is preferably recovered by a recovery device (not shown).
Although FIGS. 1 to 4 show an electrode sheet manufacturing apparatus equipped with one linear member, the apparatus is not limited to this, and may be equipped with a plurality of linear members.
一実施形態において、線状部材１４は、図５に示すように、ワイヤー保持部１４Ａ及びワイヤー保持部に保持されるワイヤー１４Ｂを備えることが好ましい。
また、寸法正確性の観点から、第２ロール１２と線状部材１４との接触は、第２ロール１２の接線ｌに対して垂直な方向Ｌ±２０°の角度から行うことが好ましく、±１０°の角度から行うことがより好ましい。図６において、上記角度をθで示す。
In one embodiment, the linear member 14 preferably includes a wire holding portion 14A and a wire 14B held by the wire holding portion, as shown in FIG.
From the viewpoint of dimensional accuracy, the contact between the second roll 12 and the linear member 14 is preferably performed at an angle of ±20°, more preferably ±10°, with respect to the direction L perpendicular to the tangent line l of the second roll 12. In Fig. 6, the above angle is indicated by θ.
次いで、図４に示すように、第２ロール１２と対向して回転する第３ロール１３が搬送する集電箔１７及び塗膜１６Ａを、第２ロール１２と第３ロール１３との間を通し、集電箔１７の表面に、塗膜１６Ａを転写する。
ここで、上記した除去工程を繰り返し行うことにより、図４に示すように、連続塗膜ではなく、間欠塗膜を形成することができ、これを集電箔表面へ転写することができる。
Next, as shown in FIG. 4 , the current collecting foil 17 and coating film 16A transported by the third roll 13 rotating opposite to the second roll 12 are passed between the second roll 12 and the third roll 13, and the coating film 16A is transferred to the surface of the current collecting foil 17.
Here, by repeatedly carrying out the above-mentioned removing step, it is possible to form an intermittent coating film, rather than a continuous coating film, as shown in FIG. 4, and this can be transferred to the surface of the current collecting foil.
次いで、第３ロール１３により集電箔１７及び塗膜１６Ａの積層体を乾燥装置１８へと搬送し、通過させることにより塗膜１６Ａを乾燥させる。 Next, the third roll 13 transports the laminate of the current collector foil 17 and the coating film 16A to the drying device 18, and the coating film 16A is dried by passing through the drying device 18.
次いで、図示しない巻き取りロールにより、積層体（電極シート）を巻き取る。 Next, the laminate (electrode sheet) is wound up by a winding roll (not shown).
本開示の電極シートの製造方法により得られる電極シートは、リチウムイオン二次電池の正極シート又は負極シートとして使用することができる。 The electrode sheet obtained by the electrode sheet manufacturing method disclosed herein can be used as a positive electrode sheet or a negative electrode sheet for a lithium ion secondary battery.
以下、実施例により本開示をさらに詳細に説明するが、本開示の発明がこれら実施例のみに限定されるものではない。 The present disclosure will be explained in more detail below with reference to examples, but the invention of the present disclosure is not limited to these examples.
＜実施例１＞
図１に示す電極シート製造装置を用意した。
第１ロール及び第２ロール間の最小間隙寸法は２２０μｍ、第２ロール及び第３ロール間の最小間隙寸法は１３０μｍとした。
第１ロールの回転速度は０．７５ｒｐｍ、第２ロールの回転速度は２ｒｐｍ、第３ロールの回転速度は５ｒｐｍとした。
線状部材は、ポリフッ化ビニリデン製であり、太さ０．３０ｍｍのワイヤー（断面形状：円形）を図５に示すワイヤー保持部に保持させたものを使用した。なお、ワイヤーの引張強度は６６．５ＭＰａであった。
<Example 1>
An electrode sheet manufacturing apparatus shown in FIG. 1 was prepared.
The minimum gap size between the first roll and the second roll was 220 μm, and the minimum gap size between the second roll and the third roll was 130 μm.
The rotation speed of the first roll was 0.75 rpm, the rotation speed of the second roll was 2 rpm, and the rotation speed of the third roll was 5 rpm.
The linear member was made of polyvinylidene fluoride, and a wire with a thickness of 0.30 mm (cross-sectional shape: circular) was held in a wire holding part shown in FIG. 5. Note that the tensile strength of the wire was 66.5 MPa.
電極合材として、９７．３質量％のリチウムニッケルマンガン系複合酸化物（正極活物質）と、１．５質量％のカーボンナノチューブ（導電材）と、１．２質量％のポリフッ化ビニリデン（バインダ）とを混合し、更にＮ－メチル－２－ピロリドン（溶媒）を混合し、電極合材を得た（固形分濃度８９質量％）。電極合材は、湿潤状態の造粒体であった。 The electrode mixture was prepared by mixing 97.3% by mass of lithium nickel manganese composite oxide (positive electrode active material), 1.5% by mass of carbon nanotubes (conductive material), and 1.2% by mass of polyvinylidene fluoride (binder), and then mixing with N-methyl-2-pyrrolidone (solvent) to obtain an electrode mixture (solids concentration 89% by mass). The electrode mixture was a wet granule.
まず、第１ロール及び第２ロールの幅方向に離間して配置された仕切り板の上方から、電極合材を供給し、対向して回転する第１ロールと第２ロールとの間を通し、第２ロールの表面に厚さ２００μｍの塗膜を形成した（塗膜形成工程）。形成された塗膜は、第２ロールの回転により、搬送した。 First, the electrode mixture is supplied from above the partition plate arranged apart in the width direction of the first roll and the second roll, and is passed between the first roll and the second roll that rotate oppositely. A coating film with a thickness of 200 μm was formed on the surface of the second roll (coating film formation step). The formed coating film was conveyed by rotation of the second roll.
次いで、第２ロールの接線に対して垂直な方向から、線状部材を第２ロールに接触させ、１３ｍｍ進行後、線状部材を第２ロール及び塗膜から引き離し、塗膜の一部を除去した（除去工程）。線状部材の引き離しが完了から３００ｍｍ進行後に、除去工程を再度行い、これを繰り返し行った。除去された塗膜は、回収装置により回収した。 Next, the linear member is brought into contact with the second roll from a direction perpendicular to the tangent line of the second roll, and after advancing 13 mm, the linear member is separated from the second roll and the coating film to remove a part of the coating film. (removal process). After 300 mm had passed since the completion of the separation of the linear members, the removal process was performed again, and this process was repeated. The removed coating film was recovered by a recovery device.
次いで、第２ロールと対向して回転する第３ロールが搬送する集電箔及び塗膜を、第２ロールと第３ロールとの間を通し、集電箔の表面に、塗膜を転写した。集電箔は厚さ３０μｍのアルミニウム箔を使用した。また、第２ロールと第３ロールとの間を通過した塗膜の厚さは１００μｍであった。 Then, the current collector foil and coating film conveyed by the third roll rotating opposite the second roll were passed between the second roll and the third roll, and the coating film was transferred to the surface of the current collector foil. The current collector foil was an aluminum foil with a thickness of 30 μm. The thickness of the coating film that passed between the second roll and the third roll was 100 μm.
次いで、第３ロールにより集電箔及び塗膜の積層体を乾燥装置へと搬送し、通過させることにより塗膜を乾燥させた。 Next, the laminate of the current collector foil and the coating film was transported to a drying device by a third roll, and the coating film was dried by passing through the drying device.
次いで、図示しない巻き取りロールにより、積層体（電極シート）を巻き取った。 The laminate (electrode sheet) was then wound up by a winding roll (not shown).
得られた電極シートが備える間欠塗膜の始端側の幅方向の２つの角を直線（Ｌ１－Ｌ１’）で結び、この直線からのはみ出し量の絶対値を測定したところ、１ｍｍであった。
また、間欠塗膜の終端側の幅方向の２つの角を直線（Ｌ２－Ｌ２’）で結び、この直線からのはみ出し量の絶対値を測定したところ、１ｍｍであった。
The two corners in the width direction on the starting end side of the intermittent coating film of the obtained electrode sheet were connected by a straight line (L1-L1'), and the absolute value of the amount of protrusion from this straight line was measured and found to be 1 mm.
In addition, two corners in the width direction on the end side of the intermittent coating film were connected by a straight line (L2-L2'), and the absolute value of the amount of protrusion from this line was measured and found to be 1 mm.
＜比較例１＞
線状部材を、かき取り部に変更した以外は、実施例１と同様にして、電極シートを得た。
なお、かき取り部は、かき取り刃と、かき取り刃を往復移動させる移動部を備える。移動部は、かき取り刃を重力方向に上下させることが可能である。
<Comparative example 1>
An electrode sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that the linear member was changed to a scraped portion.
Note that the scraping unit includes a scraping blade and a moving unit that reciprocates the scraping blade. The moving part can move the scraping blade up and down in the direction of gravity.
得られた電極シートが備える間欠塗膜の始端側の幅方向の２つの角を直線（Ｌ１－Ｌ１’）で結び、この直線からのはみ出し量の絶対値を測定したところ、１０ｍｍであった。
また、間欠塗膜の終端側の幅方向の２つの角を直線（Ｌ２－Ｌ２’）で結び、この直線からのはみ出し量の絶対値を測定したところ、４ｍｍであった。
The two corners in the width direction on the starting end side of the intermittent coating film of the obtained electrode sheet were connected by a straight line (L1-L1'), and the absolute value of the amount of protrusion from this straight line was measured and found to be 10 mm.
In addition, the two corners in the width direction on the end side of the intermittent coating film were connected by a straight line (L2-L2'), and the absolute value of the amount of protrusion from this line was measured and found to be 4 mm.
上記結果から、線状部材を使用し、塗膜の除去を行った実施例の電極シートの製造方法によれば、始端及び終端の直線性に優れる間欠塗膜を備える電極シートを製造することができることが分かる。 From the above results, it is possible to manufacture an electrode sheet with an intermittent coating film with excellent linearity at the starting and ending ends according to the method for producing an electrode sheet of the example in which a linear member is used and the coating film is removed. I know what I can do.
１０：電極シート製造装置、１１：第１ロール、１２：第２ロール、１３：第３ロール、１４：線状部材、１４Ａ：ワイヤー保持部、１４Ｂ：ワイヤー、１５：仕切り板、１６：電極合材、１６Ａ：塗膜、１７：集電箔、１８：乾燥装置、ｌ：第２ロールの接線、Ｌ：第２ロールの接線に対して垂直な方向 10: Electrode sheet manufacturing device, 11: First roll, 12: Second roll, 13: Third roll, 14: Linear member, 14A: Wire holding part, 14B: Wire, 15: Partition plate, 16: Electrode assembly material, 16A: coating film, 17: current collector foil, 18: drying device, l: tangent to second roll, L: direction perpendicular to the tangent to second roll
Claims (5)
前記塗膜が形成された前記第２ロールに対して線状部材を接触させ、次いで前記線状部材を前記第２ロール及び前記塗膜から引き離すことにより前記塗膜の一部を除去する除去工程と、
前記除去工程後、前記第２ロールと対向して回転する第３ロールが搬送する集電箔と、前記塗膜とを、前記第２ロール及び前記第３ロールの間を通し、前記集電箔表面に、前記塗膜を転写する転写工程と、
を含む、電極シートの製造方法。 A coating film forming step of passing an electrode mixture between a first roll and a second roll that rotate oppositely, and forming a coating film on the surface of the second roll;
A removal step of removing a part of the coating film by bringing a linear member into contact with the second roll on which the coating film is formed, and then separating the linear member from the second roll and the coating film. and,
After the removal step, the current collector foil conveyed by a third roll that rotates opposite to the second roll and the coating film are passed between the second roll and the third roll, and the current collector foil is removed. a transfer step of transferring the coating film onto the surface;
A method for manufacturing an electrode sheet, including:
The method for manufacturing an electrode sheet according to claim 1 or 2, wherein the second roll and the linear member are brought into contact at an angle of ±20° in a direction perpendicular to a tangent to the second roll.
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