JP4831804B2 - Electrode film drying equipment - Google Patents
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Description
本発明は、巻回された電極フィルムを乾燥させる電極フィルムの乾燥装置に関する。 The present invention is related to the drying apparatus of the electrode film for drying the electrode film wound.
近年、電力貯蔵の蓄電池や移動体の電源として、非水電解質二次電池が注目されている。非水電解質二次電池の一種であるリチウム二次電池としては、例えば、特許文献1に示すような、角型のものが例示される。
図6に、特許文献1に記載されているリチウム二次電池を示す。このリチウム二次電池1は、複数の正極電極2,2・・・と、負極電極3,3・・・と、正極電極2,2・・・と負極電極3,3・・・との間にそれぞれ配置されたセパレータ4,4・・・と、非水電解液とを主体として構成されている。
正極電極2,2・・・、負極電極3,3・・・およびセパレータ4,4・・・ならびに非水電解液は、ステンレス等からなる電池ケース5に収納されている。そして電池ケース5の開口部には封口体6が取り付けられている。
電池ケース5内においては、正極電極2,2・・・、セパレータ4,4・・・、負極電極3,3・・・が交互に複数重ね合わされて収納されている。
正極電極2,2・・・の一端には正極タブ12a,12a・・・が形成され、正極タブ12a,12a・・・の上部には正極タブ12a,12a・・・を連結する正極リード12bが取り付けられている。
そして、正極リード12bの上部には、封口体6を貫通する正極端子7が取り付けられている。
また、負極電極3,3・・・の一端には負極タブ13a,13a・・・が形成され、負極タブ13a,13a・・・の上部には負極タブ13a,13a・・・を連結する負極リード13bが取り付けられている。
そして、負極リード13bの上部には、封口体6を貫通する負極端子8が取り付けられている。
また、封口体6のほぼ中央に注液口9が設けられている。
In recent years, nonaqueous electrolyte secondary batteries have attracted attention as storage batteries for power storage and as power sources for mobile objects. As a lithium secondary battery which is a kind of nonaqueous electrolyte secondary battery, for example, a rectangular one as shown in
FIG. 6 shows a lithium secondary battery described in
The
In the
The positive electrode tabs 12a, 12a,... Are formed at one ends of the
And the
In addition, negative electrode tabs 13a, 13a,... Are formed at one end of the
And the
In addition, a liquid injection port 9 is provided substantially at the center of the sealing body 6.
上述したリチウム二次電池において、非水電解液とは、炭酸エチレン、炭酸プロピレンなどの非水電解液溶媒に電解質であるリチウム塩が溶解しているものである。ここで、リチウム塩としては、例えば、LiPF6 、LiBF4 、LiSbF6 、LiAsF6 、LiClO4 、LiCF3SO3 、LiC4F9SO3 、LiSbF6 、LiAlO4 、LiAlCl4 、LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(ただし、x,yは自然数)、LiCl、LiI等のうちの1種または2種以上のものを例示できる。
In the above-described lithium secondary battery, the nonaqueous electrolytic solution is a solution in which a lithium salt as an electrolyte is dissolved in a nonaqueous electrolytic solution solvent such as ethylene carbonate or propylene carbonate. Examples of the lithium salt, for example, LiPF 6, LiBF 4, LiSbF 6, LiAsF 6, LiClO 4, LiCF 3
このようなリチウム二次電池の正極電極または負極電極は、金属からなる集電体に電極形成物質からなる膜が形成された電極フィルムからなるものであり、その作製方法としては、例えば、集電体に電極形成物質を塗工し、例えば特許文献2に記載の真空処理装置などによって乾燥する方法などが挙げられる。このような電極フィルムの作製方法において、乾燥は極めて重要な工程である。すなわち、水分は電池性能を低下させるおそれのある物質であり、リチウム二次電池内に水分が混入すると、下記化学反応式(1)に示すように、活性なリチウムと水分とが反応して不活性な水酸化リチウムを形成するので、電池容量を低下させることがあった。また、下記化学反応式(2)に示すように、非水電解液に溶解されたリチウム塩と水とが反応して劣化促進物質である酸を形成するので、寿命を短くすることがあった。このような理由から、通常、乾燥によって水分を100ppm程度にまで低減させていた。そして、この程度の水分量では、500サイクル程度の充放電が可能であった。
The positive electrode or the negative electrode of such a lithium secondary battery is made of an electrode film in which a film made of an electrode forming material is formed on a current collector made of metal. For example, a method of applying an electrode-forming substance to the body and drying it with a vacuum processing apparatus described in
ところで、リチウム二次電池などの非水電解質二次電池は、なお一層の電池性能向上が求められており、例えば、さらなる充放電サイクルの向上、すなわち電池寿命の長期化が望まれている。電池寿命の長期化は、電極中の水分量をより少なくすることで達成されるが、これまでより水分量を少なくするためには、乾燥時間を長くしなければならず、生産性が低下した。特に、電極フィルムは、通常、巻回されているから、内側に巻かれた部分は露出しておらず、乾燥が困難であった。そのため、内側に巻かれた部分の水分量を低くするには、乾燥時間をより一層長くしたり、真空度をより低くしたりする必要があった。したがって、生産性が低下したり、特殊な高性能の真空装置を使用したりする必要があった。
本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであり、巻回された電極フィルムの全体を短時間で低水分量に乾燥できる電極フィルムの乾燥装置を提供することを目的とする。
Incidentally, non-aqueous electrolyte secondary batteries such as lithium secondary batteries are required to further improve battery performance. For example, further improvement of charge / discharge cycles, that is, longer battery life is desired. Longer battery life is achieved by reducing the amount of water in the electrode, but in order to reduce the amount of water more than before, the drying time has to be lengthened and productivity has been reduced. . In particular, since the electrode film is usually wound, the portion wound inside is not exposed and is difficult to dry. Therefore, in order to reduce the moisture content of the portion wound inside, it was necessary to further increase the drying time or lower the degree of vacuum. Therefore, productivity has been reduced, and special high-performance vacuum devices have to be used.
The present invention has been made in view of the circumstances, it shall be the object of the invention to provide a drying apparatus in a short time the electrode film can be dried to a low moisture content the entire wound electrode film.
本発明の電極フィルムの乾燥装置は、巻回された電極フィルムを乾燥させる電極フィルムの乾燥装置であって、巻回された電極フィルムを巻き解いて繰り出す繰出手段と、前記繰出手段により繰り出されて露出した電極フィルム表面を加熱する加熱手段と、前記繰出手段及び前記加熱手段と共に前記電極フィルムを収容する乾燥容器と、を具備することを特徴としている。
このような乾燥装置によれば、繰出手段によって巻回された電極フィルムの巻きを解き、解いた際に露出した電極フィルム表面を加熱手段によって加熱乾燥するので、巻きの内側の部分も容易に乾燥できる。その結果、巻回された電極フィルムの全体を短時間で低水分量に乾燥できる。
The electrode film drying apparatus of the present invention is an electrode film drying apparatus for drying a wound electrode film, and unwinds and feeds the wound electrode film, and is fed by the feeding means. It comprises heating means for heating the exposed electrode film surface, and a drying container for accommodating the electrode film together with the feeding means and the heating means .
According to such a drying apparatus, the electrode film wound by the feeding means is unwound, and the exposed electrode film surface is heated and dried by the heating means, so that the inner part of the winding is also easily dried. it can. As a result, the entire wound electrode film can be dried to a low moisture content in a short time.
本発明の電極フィルムの乾燥装置においては、前記加熱手段が、電極フィルム表面に接触する加熱ロールであることが好ましい。加熱手段が加熱ロールであれば、直接電極フィルムを加熱するので、より短時間に乾燥できる。
また、繰り出された電極フィルムの移動方向を変更させる経由ロールを具備することが好ましい。経由ロールを具備していれば、電極フィルム表面の露出面積を大きくできるので、より短時間に乾燥できる。
In the electrode film drying apparatus of the present invention, the heating means is preferably a heating roll in contact with the electrode film surface. If the heating means is a heating roll, the electrode film is directly heated, so that it can be dried in a shorter time.
Moreover, it is preferable to provide the via roll which changes the moving direction of the drawn-out electrode film. If the via roll is provided, the exposed area on the surface of the electrode film can be increased, so that it can be dried in a shorter time.
また、本発明の電極フィルムの乾燥装置においては、相互間で前記電極フィルムの移動方向が変わる複数の前記加熱ロールを具備してもよい。また、前記繰出手段は、巻回された電極フィルムが取り付けられる取付ロールと、該取付ロールの回転で巻き解かれ繰出された該電極フィルムを再び巻回する巻回ロールとを有してもよい。Moreover, in the drying apparatus of the electrode film of this invention, you may comprise the said several heating roll from which the moving direction of the said electrode film changes between each other. The feeding means may include an attachment roll to which the wound electrode film is attached, and a winding roll to rewind the electrode film unwound and fed by the rotation of the attachment roll. .
本発明の電極フィルムの乾燥装置によれば、巻き回された電極フィルムの全体を短時間で低水分量に乾燥できる。 According to the drying apparatus of the electrode film of the present invention, Ru can dried to a low moisture content of the entire wound electrode film in a short time.
以下、本発明の一実施形態例について図面を参照して説明する。
はじめに、電極フィルムの乾燥装置について説明する。
図1に、本実施形態例の電極フィルムの乾燥装置20(以下、乾燥装置20と略す)を示す。この乾燥装置20は、巻回された電極フィルム21を繰り出す繰出手段22と、繰出手段22により繰り出されて露出した電極フィルム表面23に接触して加熱する加熱ロール24(加熱手段)と、繰出手段22と加熱ロール24とを収容する乾燥容器25とを具備して概略構成される。
さらに、繰出手段22は、乾燥しようとする巻回された電極フィルム21を取り付ける取付ロール26と、駆動手段(図示せず)によって回転し、電極フィルムを再び巻回する巻回ロール27とを具備している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, an electrode film drying apparatus will be described.
In FIG. 1, the drying apparatus 20 (henceforth the drying apparatus 20) of the electrode film of this embodiment is shown. The
Further, the feeding means 22 includes an
また、乾燥容器25には、除湿手段30が配管31およびポンプ32を介して接続されている。このように、乾燥容器25に除湿手段30が配管31およびポンプ32を介して接続されていれば、ポンプ32によって乾燥容器25内から排出されたガスを除湿手段30に通してガス中の水分を除去し、そのガスを再び乾燥容器25内に供給することができる。したがって、乾燥前にボンベ33から乾燥容器25内に充填したガスを再利用できる。また、乾燥容器25内を乾燥雰囲気にできる。
Further, a
以下、上述した乾燥装置20の各構成要素について説明する。
繰出手段22では、電極フィルムが所望の水分量になるように、巻回ロール27の回転速度を決定することが好ましい。巻回ロール27の回転速度によって決定される電極フィルムの移動速度(「巻回速度」ともいう)が遅くなれば、電極フィルム表面が乾燥雰囲気に接する時間が長くなるので、より低水分量に乾燥させることができるが、過度に遅くすると乾燥時間が長くなるので、本発明の効果が十分に発揮されなくなるおそれがある。
図2に、巻回ロール27の回転速度に対する電池容量の傾向を示す。図2のグラフのように、回転速度が遅い領域では電池容量は高いが、回転速度がある程度速くなると、電池容量は低下する。なお、図2の例では、電極フィルム露出長さは一定にされている。
Hereinafter, each component of the
The feeding means 22 preferably determines the rotation speed of the
FIG. 2 shows a tendency of the battery capacity with respect to the rotation speed of the winding
加熱ロール24は、ヒータを内蔵したロールである。また、この加熱ロール24は経由ロールを兼ねている。ここで、経由ロールとは、そのロール表面に、繰り出された電極フィルムが接して電極フィルムの移動方向を変更させるものである。経由ロールを設け、その経由ロールに電極フィルムを接触させれば、電極フィルム表面の露出面積を大きくできるので、より低水分量に乾燥できる。
加熱ロール24の温度は、電極フィルム表面の温度が110〜130℃に加熱されるように設定されることが好ましい。加熱ロール24の温度が上述した範囲であれば、乾燥速度をより高くできると同時に、乾燥に要するエネルギー消費を抑制できる。
The
The temperature of the
乾燥容器25内の温度は0〜300℃であることが好ましい。乾燥容器25内の温度が0〜300℃であれば、より短時間かつ少ないエネルギー量で乾燥できる。一方、0℃未満では乾燥時間が長くなることがあり、300℃を超えると乾燥に要するエネルギー量が多くなることがある。
乾燥容器25内の圧力は常圧より低いことが好ましい。乾燥容器25内の圧力が常圧より低ければ、水分がより揮発しやすくなるので乾燥速度がさらに速くなる。
乾燥容器25内は不活性ガス雰囲気であることが好ましい。乾燥容器25内が不活性ガス雰囲気であれば、電極フィルムを構成する集電体の酸化を防止できる。不活性ガスとしては、例えば、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなどが用いられる。
The temperature in the drying
The pressure in the drying
The inside of the drying
また、乾燥容器25には、巻回された電極フィルムを出し入れするための扉35a,35bが設けられ、そのうち一方の扉35bは、次工程の装置を収容するドライルームなどの乾燥領域36に接していることが好ましい。このように乾燥容器25の扉の一つが乾燥領域36に接していれば、その扉35bから電極フィルムを取り出すことで、乾燥した電極フィルムに再び水分が取り込まれることを防止でき、低水分量に乾燥した電極フィルムを次工程に供することができる。
Further, the drying
さらに、乾燥容器25内には、電極フィルム表面23の水分量を測定する赤外計や露点計などの水分測定手段37が備えられていることが好ましい。赤外計や露点計などの水分測定手段37により水分量が測定され、その水分量に基づいて電極フィルムの移動速度を制御すれば、確実にかつ効率的に、所望の水分量まで乾燥できる。
Furthermore, it is preferable that a moisture measuring means 37 such as an infrared meter or a dew point meter for measuring the moisture content of the
上述した電極フィルムの乾燥装置20を用いた電極フィルムの乾燥方法は、繰出手段22によって、巻回された電極フィルム21を繰り出すとともに、電極フィルムを再び巻回する。このようにして、電極フィルムの表面を順次露出させ、その露出した電極フィルム表面23に加熱ロール24を接触させることで、電極フィルムを加熱して乾燥する。
In the electrode film drying method using the electrode
このような乾燥装置20によって、電極フィルムの水分量を20ppm以下にすることが好ましい。電極フィルムの水分量を20ppm以下にすれば、充放電サイクルを4000サイクル程度にまで向上させることができる。なお、4000サイクルは約10年の寿命に相当する。
It is preferable that the moisture content of the electrode film is 20 ppm or less by such a
以上説明した乾燥装置20では、繰出手段22によって巻回された電極フィルム21の巻きを一旦解き、解いた際に露出した電極フィルム表面23に加熱ロール24を接触させて加熱し、乾燥させ、再び巻回するので、巻回された電極フィルム21の内部まで短時間に乾燥できる。すなわち、巻回された電極フィルム21の全体を短時間で低水分量に乾燥できる。
In the drying
次に、本実施形態例におけるリチウム二次電池用電極(以下、電極と略す)およびリチウム二次電池について説明する。本実施形態例における電極は、上述した乾燥装置で乾燥された電極フィルムからなるものであり、リチウム二次電池は、その電極を具備するものである。リチウム二次電池の形態としては、例えば、図6に示す角型のリチウム二次電池が挙げられる。また、コイン型、円筒型であってもよい。
このリチウム二次電池では、電極に含まれる水分量が少なくなっているので、活性なリチウムと水分との反応による不活性な水酸化リチウムの形成が抑制されており、電池容量が向上している。また、非水電解液に溶解されたリチウム塩と水分との反応による酸の形成が抑制されているので、寿命が長い。なお、このリチウム二次電池において、正極電極および負極電極の少なくとも一方が上記電極であれば、上記効果は発揮されるが、正極電極および負極電極の両方が上記電極であれば、上記効果はより発揮される。
Next, an electrode for a lithium secondary battery (hereinafter abbreviated as an electrode) and a lithium secondary battery in this embodiment will be described. The electrode in this embodiment is composed of the electrode film dried by the above-described drying apparatus, and the lithium secondary battery includes the electrode. Examples of the form of the lithium secondary battery include a square lithium secondary battery shown in FIG. Further, it may be a coin type or a cylindrical type.
In this lithium secondary battery, since the amount of water contained in the electrode is reduced, the formation of inactive lithium hydroxide due to the reaction between active lithium and moisture is suppressed, and the battery capacity is improved. . In addition, since the formation of acid due to the reaction between the lithium salt dissolved in the non-aqueous electrolyte and moisture is suppressed, the lifetime is long. In this lithium secondary battery, if at least one of the positive electrode and the negative electrode is the above electrode, the above effect is exhibited. However, if both the positive electrode and the negative electrode are the above electrode, the above effect is more effective. Demonstrated.
なお、本発明は、上述した実施形態例に限定されない。例えば、上述した乾燥装置20では、経由ロールを兼ねる加熱ロール24が1つ備えられていたが、複数備えられていてもよい。図3に、4つの経由ロール(加熱ロールでもある)41,41,41,41を具備する乾燥装置40を示す。このように加熱した経由ロールを増やせば、電極フィルム表面をより加熱できる上に、乾燥雰囲気中における電極フィルム表面の露出面積を増加させるので、より水分除去量を少なくできる。
図4に、電極露出長さ(電極露出面積)に対する電池容量の傾向を示す。このグラフのように、電極露出長さが長くなれば、水分の除去量が増加するので、電池容量が向上する。しかし、電極露出長さがある程度にまで長くなると、電極フィルム露出長さが長くなっても電池容量は増加しなくなる。なお、図4の例では、巻回ロールの回転速度は一定にされている。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, in the drying
FIG. 4 shows the tendency of the battery capacity with respect to the electrode exposure length (electrode exposure area). As shown in this graph, as the electrode exposure length increases, the amount of water removed increases, and the battery capacity is improved. However, if the electrode exposure length is increased to some extent, the battery capacity does not increase even if the electrode film exposure length is increased. In addition, in the example of FIG. 4, the rotational speed of the winding roll is made constant.
また、上述した乾燥装置20では、加熱手段が経由ロールを兼ねる加熱ロール24であったが、図5に示すように、加熱手段が熱風ヒータ42であり、経由ロールを具備していない乾燥装置43であってもよい。このような乾燥装置43では、電極フィルム表面の損傷を防止できる。
また、加熱ロールの代わりに、加熱ブロックを用いることもできる。
In the drying
Moreover, a heating block can also be used instead of a heating roll.
(実施例1)
正極活物質としてマンガン酸リチウム90重量%と、導電剤として黒鉛5重量%と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン5重量%とを、溶剤であるN−メチルピロリドン中で固形分が50重量%になるように混合してスラリーとした。このスラリーを集電体となる幅200mmのアルミ箔に幅140mmの範囲に200m連続的に塗布しながら、80℃で乾燥して塗膜を形成し、これをロール状に巻き取った。次いで、集電体上の塗膜をローラープレスにて膜密度が2.4g/cm3 となるように成形し、正極電極を作製した。次いで、この正極電極を巻回したまま100Pa以下に減圧しながら110℃で72時間加熱乾燥した。
また、負極活物質として黒鉛90重量%と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン10重量%とを、溶剤であるN−メチルピロリドン中で固形分が50重量%になるように混合してスラリーとした。このスラリーを集電体となる幅200mmのアルミ箔に幅140mmの範囲に200m連続的に塗布しながら、80℃で乾燥して塗膜を形成し、これをロール状に巻き取った。次いで、集電体上の塗膜をローラープレスにて膜密度が1.4g/cm3 となるように成形し、負極電極を作製した。次いで、常圧、130℃の窒素雰囲気の乾燥装置内で、この負極電極を繰り出し、150℃に加熱した加熱ロールを経由しながら0.5m/秒の巻回速度で巻き回すことで乾燥した。乾燥時間は、巻回する時間を含め9時間とした。
次いで、巻き取った負極の中間(長さ方向に端部から100m)部分を50×50mmの大きさに裁断した後、カールフィッシャー水分計(京都電子工業株式会社製MKC−510N)で水分測定した。
また、正極および負極を面積が2cm2 の円形になるように切断し、これらを組み合わせるとともに両極の間にセパレータを挟んでコイン型電池を作製した。そして、このコイン型電池の充放電試験を行った。なお、コイン型電池の非水電解液としては、炭酸エチレン(EC)と炭酸ジメチル(DMC)とを、混合比EC:DMC=1:2となるように混合し、この混合溶媒にLiPF6 を1モル/リットルの濃度になるように溶解したものを用いた。
乾燥条件、含水量、充放電試験の結果を表1に示す。なお、充放電試験では、初期容量を100%とし、500サイクル後の電池容量の維持率を求めた。
Example 1
90% by weight of lithium manganate as a positive electrode active material, 5% by weight of graphite as a conductive agent, 5% by weight of polyvinylidene fluoride as a binder, and a solid content of 50% by weight in N-methylpyrrolidone as a solvent It mixed so that it might become a slurry. The slurry was dried at 80 ° C. to form a coating film while being continuously applied to an aluminum foil having a width of 200 mm as a current collector in a range of 140 mm in a width of 140 mm, and this was wound into a roll. Next, the coating film on the current collector was molded with a roller press so that the film density was 2.4 g / cm 3 , thereby producing a positive electrode. Next, the positive electrode was wound and dried at 110 ° C. for 72 hours while reducing the pressure to 100 Pa or less.
Further, 90% by weight of graphite as a negative electrode active material and 10% by weight of polyvinylidene fluoride as a binder were mixed in a solvent such as N-methylpyrrolidone so as to have a solid content of 50% by weight to form a slurry. . The slurry was dried at 80 ° C. to form a coating film while being continuously applied to an aluminum foil having a width of 200 mm as a current collector in a range of 140 mm in a width of 140 mm, and this was wound into a roll. Next, the coating film on the current collector was molded with a roller press so that the film density was 1.4 g / cm 3 , thereby preparing a negative electrode. Next, this negative electrode was fed out in a drying apparatus in a nitrogen atmosphere at normal pressure and 130 ° C., and dried by winding at a winding speed of 0.5 m / sec through a heating roll heated to 150 ° C. The drying time was 9 hours including the winding time.
Next, after cutting the middle part (100 m from the end in the length direction) of the wound negative electrode into a size of 50 × 50 mm, the moisture was measured with a Karl Fischer moisture meter (MKC-510N, manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.). .
Further, the positive electrode and the negative electrode were cut so as to have a circular shape with an area of 2 cm 2 , and these were combined and a coin-type battery was produced by sandwiching a separator between both electrodes. And the charging / discharging test of this coin type battery was done. As the non-aqueous electrolyte for the coin-type battery, ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (DMC) are mixed so that the mixing ratio EC: DMC = 1: 2, and LiPF 6 is added to the mixed solvent. What was melt | dissolved so that it might become a density | concentration of 1 mol / liter was used.
Table 1 shows the results of the drying conditions, water content, and charge / discharge test. In the charge / discharge test, the initial capacity was set to 100%, and the battery capacity retention rate after 500 cycles was determined.
(実施例2〜11)
負極電極の乾燥条件を表1に示すようにしたこと以外は実施例1と同様にしてコイン型電池を作製した。含水量、充放電試験の結果を表1に示す。
(Examples 2 to 11)
A coin-type battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the drying conditions of the negative electrode were as shown in Table 1. Table 1 shows the water content and the results of the charge / discharge test.
(比較例1)
負極電極作製時に負極電極を、「負極電極を繰り出し、150℃に加熱した加熱ロールを経由しながら0.5m/秒の巻回速度で巻き回すことで乾燥した」代わりに「負極電極を巻回したまま130℃で、100Pa以下に減圧しながら72時間加熱乾燥した」こと以外は実施例1と同様にしてコイン型電池を作製した。含水量、充放電試験の結果を表2に示す。
(Comparative Example 1)
When the negative electrode was made, the negative electrode was “dried by winding the negative electrode and winding it at a winding speed of 0.5 m / second while passing through a heated roll heated to 150 ° C.” A coin-type battery was fabricated in the same manner as in Example 1, except that the film was heated and dried at 130 ° C. for 72 hours while reducing the pressure to 100 Pa or less. Table 2 shows the water content and the results of the charge / discharge test.
(比較例2〜13)
負極電極の乾燥条件を表2または表3に示すようにしたこと以外は実施例1と同様にしてコイン型電池を作製した。含水量、充放電試験の結果を表2または表3に示す。
(Comparative Examples 2 to 13)
A coin-type battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the drying conditions of the negative electrode were as shown in Table 2 or Table 3. The water content and the results of the charge / discharge test are shown in Table 2 or Table 3.
なお、実施例1〜4では巻回速度の影響について調べ、実施例5〜7では圧力の影響について調べ、実施例1,8,9では乾燥ガスの影響について調べ、実施例10〜12では加熱ロールの本数の影響について調べた。 In addition, in Examples 1-4, it investigated about the influence of winding speed, Example 5-7 investigated about the influence of pressure, Example 1, 8, 9 investigated about the influence of dry gas, and in Examples 10-12, it heated. The influence of the number of rolls was investigated.
実施例1〜8では、負極電極を繰り出し、150℃に加熱した加熱ロールを経由しながら巻き回すことで乾燥したので、乾燥時間を長くせず、圧力を極端に低くしないで低水分量にできた。
一方、比較例1〜8では、低水分量にできたものの、乾燥時間が長かったり、圧力を極端に低くしたりする必要があった。また、比較例9では正極電極を乾燥しなかったので正極電極の水分量が高く、比較例10では負極電極を乾燥しなかったので負極電極の水分量が高かった。比較例11では負極電極を繰り出さなかったので水分量が高かった。
In Examples 1 to 8, since the negative electrode was fed and dried by winding it through a heated roll heated to 150 ° C., the drying time was not lengthened, and the amount of moisture could be reduced without extremely reducing the pressure. It was.
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 8, although the moisture content was low, the drying time was long and the pressure had to be extremely low. Moreover, since the positive electrode was not dried in Comparative Example 9, the moisture content of the positive electrode was high, and in Comparative Example 10, the negative electrode was not dried, so the moisture content of the negative electrode was high. In Comparative Example 11, the amount of water was high because the negative electrode was not drawn out.
実施例1〜4の結果から、図7に示すように、巻回速度が遅ければ電極中の水分量が少なくなり、巻回速度が4m/秒以下であれば、水分量を20ppm以下にできることが判明した。
また、実施例5〜7および比較例12の結果から、図8に示すように、圧力が低ければ電極中の水分量が少なくなり、80kPa以下であれば水分量を20ppm以下にできることが判明した。
また、実施例1,8,9の結果から、図9に示すように、不活性ガスを用いれば500サイクル後の電池容量が96%以上になることが判明した。
また、実施例10〜12の結果から、図10に示すように、加熱ロール本数が多くなれば水分量が少なくなり、加熱ロール本数が4本以上であれば、乾燥時間1時間、巻回速度4m/秒以下でも水分量を20ppm以下にできることが判明した。
From the results of Examples 1 to 4, as shown in FIG. 7, if the winding speed is slow, the amount of water in the electrode decreases, and if the winding speed is 4 m / second or less, the water content can be 20 ppm or less. There was found.
Further, from the results of Examples 5 to 7 and Comparative Example 12, as shown in FIG. 8, it was found that the water content in the electrode decreases when the pressure is low, and the water content can be 20 ppm or less when the pressure is 80 kPa or less. .
From the results of Examples 1, 8, and 9, it was found that the battery capacity after 500 cycles would be 96% or more when an inert gas was used, as shown in FIG.
Further, from the results of Examples 10 to 12, as shown in FIG. 10, when the number of heating rolls increases, the amount of water decreases, and when the number of heating rolls is four or more, the drying time is 1 hour, the winding speed. It has been found that the water content can be reduced to 20 ppm or less even at 4 m / second or less.
また、比較例1〜10の結果から、図11,12に示すように、乾燥時間が長くなるにしたがって電極中の含水量が低くなることが判明した。さらに、図13、図14に示すように、正極電極では水分量が120ppm以下、負極電極では水分量が20ppm以下であれば、500サイクル後の電池容量の維持率が80%以上になることが判明した。 Moreover, it turned out that the moisture content in an electrode becomes low from the result of Comparative Examples 1-10 as shown in FIG. Furthermore, as shown in FIGS. 13 and 14, if the moisture content is 120 ppm or less for the positive electrode and the moisture content is 20 ppm or less for the negative electrode, the retention rate of the battery capacity after 500 cycles may be 80% or more. found.
1 リチウム二次電池(非水電解質二次電池)
2 正極電極(非水電解質二次電池用電極)
3 負極電極(非水電解質二次電池用電極)
20,40,43 電極フィルムの乾燥装置
21 巻回された電極フィルム
22 繰出手段
23 電極フィルム表面
24 加熱ロール(加熱手段)
41 経由ロール
1 Lithium secondary battery (non-aqueous electrolyte secondary battery)
2 Positive electrode (electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery)
3 Negative electrode (electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery)
20, 40, 43 Electrode
41 Via Roll
Claims (5)
巻回された電極フィルムを巻き解いて繰り出す繰出手段と、前記繰出手段により繰り出されて露出した電極フィルム表面を加熱する加熱手段と、前記繰出手段及び前記加熱手段と共に前記電極フィルムを収容する乾燥容器と、を具備することを特徴とする電極フィルムの乾燥装置。 An electrode film drying apparatus for drying a wound electrode film,
Unwinding means for unwinding and unwinding the wound electrode film, heating means for heating the exposed electrode film surface unwound by the unwinding means, and a drying container for housing the electrode film together with the unwinding means and the heating means When drying device electrode film characterized by comprising a.
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