JP4876478B2 - Method for producing sheet for electrochemical element electrode - Google Patents

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Description

本発明は、リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタなどの電気化学素子に、特に電気二重層キャパシタに好適に用いられる電気化学素子電極(本明細書では単に「電極」と言うことがある。)用シートの製造方法及び製造装置に関する。   The present invention may be referred to simply as an “electrochemical element electrode” (herein simply referred to as “electrode”) used in an electrochemical element such as a lithium ion secondary battery or an electric double layer capacitor, particularly suitable for an electric double layer capacitor. ) Sheet manufacturing method and manufacturing apparatus.

小型で軽量、且つエネルギー密度が高く、更に繰り返し充放電が可能なリチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタなどの電気化学素子は、その特性を活かして急速に需要を拡大している。リチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が比較的に大きいことから携帯電話やノート型パーソナルコンピュータなどの分野で利用され、電気二重層キャパシタは、急激な充放電が可能なので、パソコン等のメモリバックアップ小型電源として利用されている。更に、電気二重層キャパシタは電気自動車用の大型電源としての応用が期待されている。また、高いエネルギー密度と充放電速度の両立を目指し、正極、負極の2つの電極のうち、一方にファラデー反応電極、もう一方に非ファラデー反応電極を使用するハイブリッドキャパシタも開発が進められている。また、金属酸化物や導電性高分子の表面の酸化還元反応(疑似電気二重層容量)を利用するレドックスキャパシタもその容量の大きさから注目を集めている。これら電気化学素子には、用途の拡大や発展に伴い、低抵抗化、高容量化、機械的特性の向上など、より一層の特性の改善が求められている。そのようななかで、電気化学素子の性能を向上させるために、電気化学素子電極を形成する方法についても様々な改善が行われている。   Electrochemical elements such as lithium ion secondary batteries and electric double layer capacitors that are small and light, have high energy density, and can be repeatedly charged and discharged are rapidly expanding their demands by utilizing their characteristics. Lithium ion secondary batteries are used in mobile phones, notebook personal computers, and other fields because of their relatively high energy density, and electric double layer capacitors can be rapidly charged and discharged. It is used as a power source. Furthermore, the electric double layer capacitor is expected to be applied as a large power source for electric vehicles. Also, with the aim of achieving both high energy density and charge / discharge speed, a hybrid capacitor that uses a Faraday reaction electrode for one of the positive electrode and the negative electrode and a non-Faraday reaction electrode for the other has been developed. In addition, redox capacitors that utilize the oxidation-reduction reaction (pseudo electric double layer capacitance) on the surface of metal oxides or conductive polymers are also attracting attention due to their large capacity. With the expansion and development of applications, these electrochemical elements are required to further improve characteristics such as low resistance, high capacity, and improved mechanical characteristics. Under such circumstances, in order to improve the performance of the electrochemical device, various improvements have been made on the method of forming the electrochemical device electrode.

電気化学素子電極は、例えば、電極活物質等を含有する電極材料をシート状に形成し、このシート(活物質層)を集電体に圧着することによって得ることができる。
このシート状成形体を得るために、特許文献1には、炭素微粉、導電性助材及びバインダーからなる原料を混合、混練して混練物とし、次いでこの混練物をロールプレスで所定の厚さのシート状成形体とする方法が記載されている。具体的には、図1に示すような、一対のロール5と仕切板4で形成された空間に混練物3を貯留し、該一対のロールで該混練物をプレス成形してシート状成形体2を得る製造装置を用いている。
The electrochemical element electrode can be obtained, for example, by forming an electrode material containing an electrode active material or the like into a sheet shape and pressing the sheet (active material layer) onto a current collector.
In order to obtain this sheet-like molded product, Patent Document 1 discloses that a raw material composed of carbon fine powder, a conductive auxiliary material and a binder is mixed and kneaded to obtain a kneaded product, and then this kneaded product has a predetermined thickness by a roll press. A method for producing a sheet-like molded article is described. Specifically, as shown in FIG. 1, a kneaded product 3 is stored in a space formed by a pair of rolls 5 and a partition plate 4, and the kneaded product is press-molded by the pair of rolls to form a sheet-like molded body. 2 is used.

また、特許文献2には、黒鉛粒子と銅粒子の混合物を、集電体となる銅箔とともにロールプレスで所定の厚さのシート状成形体とする方法が記載されている。具体的には図2に示すような、一対のロールと仕切板と集電体とで形成された二つの空間に黒鉛粒子と銅粒子の混合物を貯留し、該一対のロールで該混合物を集電体とともにプレスして、集電体上に活物質層が形成された電極シートを得る製造装置を用いている。
さらに、特許文献3には、図3に示すように、一対の加熱ロールと仕切板とで形成される空間に電極材料を貯留し、該一対の加熱ロールで電極材料シートを得、電極材料シートと電極芯材とを上記加熱ロールの下流側に存在する一対の圧着ロールに供給し、この圧着ロールで電極材料シートと電極芯材とを圧着する方法が記載されている。
しかしながら、これらの製造方法で得られる電極用シートは、膜厚が不均一であり、電極密度のばらつきが大きいものであった。特に、幅方向(TD方向)のばらつきが大きく改良が必要であった。
Patent Document 2 describes a method in which a mixture of graphite particles and copper particles is formed into a sheet-like molded body having a predetermined thickness by a roll press together with a copper foil serving as a current collector. Specifically, as shown in FIG. 2, a mixture of graphite particles and copper particles is stored in two spaces formed by a pair of rolls, a partition plate, and a current collector, and the mixture is collected by the pair of rolls. A manufacturing apparatus that obtains an electrode sheet in which an active material layer is formed on a current collector by pressing with the current collector is used.
Further, in Patent Document 3, as shown in FIG. 3, an electrode material is stored in a space formed by a pair of heating rolls and a partition plate, and an electrode material sheet is obtained by the pair of heating rolls. And the electrode core material are supplied to a pair of pressure rolls existing on the downstream side of the heating roll, and the electrode material sheet and the electrode core material are pressure bonded with the pressure roll.
However, the electrode sheet obtained by these production methods has a non-uniform film thickness and a large variation in electrode density. In particular, the variation in the width direction (TD direction) is large, and improvement is required.

特開2001−230158号公報JP 2001-230158 A 特開2003−317707号公報JP 2003-317707 A 特開2002−237298号公報JP 2002-237298 A

本発明の目的は、長さ方向(MD方向)及びTD方向ともに膜厚が均一で、電極密度のばらつきが小さい、電気化学素子電極用シートを製造する方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for producing a sheet for an electrochemical element electrode having a uniform film thickness in both the length direction (MD direction) and the TD direction and a small variation in electrode density.

本発明者は、一対のロールと仕切板とで形成された空間に貯留されている電極材料のロールへの供給量にむらが生じることに気づいた。そこで本発明者は、一対のロール上方に定量フィーダーを設け、この定量フィーダーで電極材料をロールに供給することによって、膜厚が均一で、電極密度のばらつきが小さい、電気化学素子電極用シートが得られることを見出した。また、電極材料を特定の温度に予め加温することによって、電極材料の供給を均一にでき、均一な膜厚の電気化学素子電極用シートが得られることを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて完成するに至ったものである。   The inventor has noticed that unevenness occurs in the supply amount of the electrode material stored in the space formed by the pair of rolls and the partition plate to the rolls. Therefore, the present inventor provided a quantitative feeder above the pair of rolls, and by supplying the electrode material to the roll with this quantitative feeder, an electrochemical element electrode sheet having a uniform film thickness and small variations in electrode density was obtained. It was found that it can be obtained. Further, it has been found that by preheating the electrode material to a specific temperature, the supply of the electrode material can be made uniform, and an electrochemical element electrode sheet having a uniform film thickness can be obtained. The present invention has been completed based on these findings.

かくして本発明によれば、(1)電極材料を定量フィーダーによって、略水平に配置された一対のプレス用ロール又はベルトに供給し、このプレス用ロール又はベルトで電極材料をシート状成形体に成形する工程を含む、電気化学素子電極用シートの製造方法が提供される。
本発明によれば、(2)40〜160℃の電極材料をフィーダーによって、略水平に配置された一対のプレス用ロール又はベルトに供給し、このプレス用ロール又はベルトで電極材料をシート状成形体に成形する工程を含む、電気化学素子電極用シートの製造方法が提供される。
Thus, according to the present invention, (1) an electrode material is supplied to a pair of press rolls or belts arranged substantially horizontally by a quantitative feeder, and the electrode material is formed into a sheet-like molded body by the press rolls or belts. The manufacturing method of the sheet | seat for electrochemical element electrodes including the process to perform is provided.
According to the present invention, (2) an electrode material at 40 to 160 ° C. is supplied to a pair of press rolls or belts arranged substantially horizontally by a feeder, and the electrode material is formed into a sheet shape by the press rolls or belts. There is provided a method for producing an electrochemical element electrode sheet, comprising a step of forming a body.

本発明の製造方法の好適な態様としては、(3)さらに、シート状集電体をプレス用ロール又はベルトに供給し、このプレス用ロール又はベルトで電極材料をシート状成形体に成形するとともにシート状集電体に圧着する工程を含む、前記の電気化学素子電極用シートの製造方法、
(4)前記シート状集電体が空孔を有するものである前記の電気化学素子電極用シートの製造方法、
(5)さらに、前記プレス用ロール又はベルト表面で供給された前記電極材料が転がらないようにする工程を含む、前記の電気化学素子電極用シートの製造方法、及び/又は
As a preferred embodiment of the production method of the present invention, (3) the sheet-shaped current collector is further supplied to a press roll or belt, and the electrode material is formed into a sheet-shaped molded body with the press roll or belt. A method for producing the sheet for an electrochemical element electrode, comprising a step of pressure bonding to a sheet-like current collector,
(4) The method for producing an electrochemical element electrode sheet, wherein the sheet-shaped current collector has pores,
(5) Furthermore, the manufacturing method of the said sheet | seat for electrochemical element electrodes including the process which prevents the said electrode material supplied on the said roll or belt surface from rolling, and / or

(6)定量フィーダーが、粉体貯留槽、散布ロール及び放電体からなり、
前記散布ロールが前記粉体貯留槽の下方に配置され、
前記放電体が前記散布ロールの周面に近接した下方に配置され、
前記粉体貯留槽は電極材料を貯留し前記散布ロールに供給できる構造を有し、
前記散布ロールに前記粉体貯留槽から供給される電極材料を付着させ、
前記散布ロールを回転させて電極材料を下方に運び、
前記放電体に電圧を印加して放電させ、この放電によって前記散布ロールに付着していた電極材料を前記散布ロールから遊離させ、電極材料を散布する機構を有するものである、前記の電気化学素子電極用シートの製造方法、が提供される。
(6) The quantitative feeder consists of a powder storage tank, a spreading roll and a discharge body,
The spray roll is disposed below the powder storage tank,
The discharge body is disposed below the peripheral surface of the spreading roll,
The powder storage tank has a structure capable of storing an electrode material and supplying it to the spray roll,
The electrode material supplied from the powder storage tank is attached to the spray roll,
Rotate the spreading roll to carry the electrode material downward,
The electrochemical element having a mechanism in which a voltage is applied to the discharge body to discharge, the electrode material adhering to the spray roll by this discharge is released from the spray roll, and the electrode material is sprayed. A method for producing an electrode sheet is provided.

また、本発明によれば、(7)略水平に配置された一対のプレス用ロール又はベルトと、このプレス用ロール又はベルトの上方に配置された定量フィーダーとを有する電気化学素子電極用シートの製造装置が提供される。
本発明製造装置の好適な態様として(8)さらにプレス用ロール又はベルト表面で電極材料が転がらないようにする手段を有する前記の電気化学素子電極用シートの製造装置、及び/又は
(9)定量フィーダーが、粉体貯留槽、散布ロール及び放電体からなり、 前記散布ロールが前記粉体貯留槽の下方に配置され、 前記放電体が前記散布ロールの周面に近接した下方に配置され、前記粉体貯留槽は電極材料を貯留し前記散布ロールに供給できる構造を有し、前記散布ロールに前記粉体貯留槽から供給される電極材料を付着させ、前記散布ロールを回転させて電極材料を下方に運び、前記放電体に電圧を印加して放電させ、この放電によって前記散布ロールに付着していた電極材料を前記散布ロールから遊離させ、電極材料を散布する機構を有するものである、前記の電気化学素子電極用シートの製造装置、が提供される。
Further, according to the present invention, (7) an electrochemical element electrode sheet comprising a pair of pressing rolls or belts disposed substantially horizontally and a quantitative feeder disposed above the pressing rolls or belts. A manufacturing apparatus is provided.
As a preferred aspect of the production apparatus of the present invention, (8) the electrochemical device electrode sheet production apparatus further comprising means for preventing the electrode material from rolling on the surface of the press roll or belt, and / or (9) determination. The feeder is composed of a powder storage tank, a spray roll, and a discharge body, the spray roll is disposed below the powder storage tank, the discharge body is disposed near a peripheral surface of the spray roll, The powder storage tank has a structure capable of storing an electrode material and supplying the electrode material to the spray roll. The electrode material supplied from the powder storage tank is attached to the spray roll, and the electrode roll is rotated to rotate the electrode material. Carrying down, discharging the electrode by applying a voltage to the discharge body, releasing the electrode material adhering to the spreading roll by this discharge from the spreading roll, and a mechanism for spreading the electrode material Is intended to apparatus for producing the sheet for an electrochemical device electrode, it is provided.

本発明の電気化学素子電極用シートの製造方法によれば、MD方向及びTD方向ともに膜厚が均一で、電極密度のばらつきが小さい、電気化学素子電極用シートが得られる。その結果、電気抵抗が小さく、大きな容量を得ることができる電極を大量に効率よく製造でき、二次電池や電気二重層キャパシタの製造コストを大幅に低減できる。   According to the method for producing an electrochemical element electrode sheet of the present invention, an electrochemical element electrode sheet having a uniform film thickness in both the MD and TD directions and a small variation in electrode density can be obtained. As a result, an electrode having a small electric resistance and a large capacity can be efficiently manufactured in a large amount, and the manufacturing cost of the secondary battery or the electric double layer capacitor can be greatly reduced.

本発明の電気化学素子電極用シートの製造方法は、電極材料を定量フィーダーによって、略水平に配置された一対のプレス用ロール又はベルトに供給し、このプレス用ロール又はベルトで電極材料をシート状成形体に成形することを含むものである。   In the method for producing an electrochemical element electrode sheet of the present invention, an electrode material is supplied to a pair of press rolls or belts arranged substantially horizontally by a quantitative feeder, and the electrode material is formed into a sheet form with the press rolls or belts. It includes forming into a molded body.

本発明に用いる電極材料は、電気化学素子電極を得るために使用されるものであり、具体的には、少なくとも電極活物質および結着剤を含有し、必要に応じさらに導電材、溶解型樹脂などを含有する。
電極活物質は、電気化学素子の種類によって適宜選択される。リチウムイオン二次電池の正極用の電極活物質としては、LiCoO、LiNiO、LiMnO、LiMn、LiFePO、LiFeVOなどのリチウム含有複合金属酸化物;TiS、TiS、非晶質MoSなどの遷移金属硫化物;Cu、非晶質VO・P、MoO、V、V13などの遷移金属酸化物;が例示される。さらに、ポリアセチレン、ポリ−p−フェニレンなどの導電性高分子が挙げられる。
The electrode material used in the present invention is used for obtaining an electrochemical element electrode. Specifically, the electrode material contains at least an electrode active material and a binder, and further includes a conductive material and a soluble resin as necessary. Etc.
The electrode active material is appropriately selected depending on the type of electrochemical element. As an electrode active material for a positive electrode of a lithium ion secondary battery, lithium-containing composite metal oxides such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiFePO 4 , LiFeVO 4 ; TiS 2 , TiS 3 , non Transition metal sulfides such as crystalline MoS 3 ; transition metal oxides such as Cu 2 V 2 O 3 , amorphous V 2 O · P 2 O 5 , MoO 3 , V 2 O 5 , V 6 O 13 ; Illustrated. Furthermore, conductive polymers such as polyacetylene and poly-p-phenylene are listed.

リチウムイオン二次電池の負極用の電極活物質としては、例えば、アモルファスカーボン、グラファイト、天然黒鉛、メゾカーボンマイクロビーズ(MCMB)、及びピッチ系炭素繊維などの炭素質材料;ポリアセン等の導電性高分子などが挙げられる。これらの電極活物質は、電気化学素子の種類に応じて、単独でまたは二種類以上を組み合わせて使用することができる。電極活物質を組み合わせて使用する場合は、平均粒径又は粒径分布の異なる二種類以上の電極活物質を組み合わせて使用してもよい。   Examples of the electrode active material for the negative electrode of the lithium ion secondary battery include carbonaceous materials such as amorphous carbon, graphite, natural graphite, mesocarbon microbeads (MCMB), and pitch-based carbon fibers; high conductivity such as polyacene Examples include molecules. These electrode active materials can be used individually or in combination of 2 or more types according to the kind of electrochemical element. When the electrode active materials are used in combination, two or more types of electrode active materials having different average particle sizes or particle size distributions may be used in combination.

リチウムイオン二次電池の電極に使用する電極活物質は球形の粒子に整粒されたものが好ましい。粒子の形状が球形であると、電極成形時により高密度な電極が形成できる。また、重量平均粒径1μm程度の細かな粒子と重量平均粒径3〜8μmの比較的大きな粒子の混合物や、0.5〜8μmにブロードな粒径分布を持つ粒子が好ましい。粒径が50μm以上の粒子は篩い分けなどにより除去して用いるのが好ましい。電極活物質のASTM D4164で規定されるタップ密度は特に制限されないが、正極では2g/cm以上、負極では0.6g/cm以上のものが好適に用いられる。 The electrode active material used for the electrode of the lithium ion secondary battery is preferably sized into spherical particles. When the shape of the particles is spherical, a higher density electrode can be formed during electrode molding. A mixture of fine particles having a weight average particle diameter of about 1 μm and relatively large particles having a weight average particle diameter of 3 to 8 μm, or particles having a broad particle size distribution of 0.5 to 8 μm is preferable. Particles having a particle size of 50 μm or more are preferably used after being removed by sieving or the like. The tap density defined by ASTM D4164 of the electrode active material is not particularly limited, but those having a positive electrode of 2 g / cm 3 or more and those of a negative electrode of 0.6 g / cm 3 or more are preferably used.

電気二重層キャパシタ用の電極活物質としては、通常、炭素の同素体が用いられる。電気二重層キャパシタ用の電極活物質は、同じ重量でもより広い面積の界面を形成することが可能なもの、すなわち比表面積の大きいものが好ましい。具体的には、比表面積が30m/g以上、好ましくは500〜5,000m/g、より好ましくは1,000〜3,000m/gであることが好ましい。炭素の同素体の具体例としては、活性炭、ポリアセン、カーボンウィスカ及びグラファイト等が挙げられ、これらの粉末または繊維を使用することができる。電気二重層キャパシタ用の好ましい電極活物質は活性炭であり、具体的にはフェノール系、レーヨン系、アクリル系、ピッチ系、又はヤシガラ系等の活性炭を挙げることができる。これら炭素の同素体は、電気二重層キャパシタ用電極活物質として、単独でまたは二種類以上を組み合わせて使用することができる。炭素の同素体を組み合わせて使用する場合は、平均粒径又は粒径分布の異なる二種類以上の炭素の同素体を組み合わせて使用してもよい。 As an electrode active material for an electric double layer capacitor, an allotrope of carbon is usually used. The electrode active material for an electric double layer capacitor is preferably one that can form an interface with a larger area even with the same weight, that is, one having a large specific surface area. Specifically, the specific surface area of 30 m 2 / g or more, preferably preferably 500~5,000m 2 / g, more preferably 1,000~3,000m 2 / g. Specific examples of the allotrope of carbon include activated carbon, polyacene, carbon whisker, and graphite, and these powders or fibers can be used. A preferable electrode active material for the electric double layer capacitor is activated carbon, and specific examples include phenol-based, rayon-based, acrylic-based, pitch-based, and coconut shell-based activated carbon. These allotropes of carbon can be used singly or in combination of two or more as an electrode active material for electric double layer capacitors. When carbon allotropes are used in combination, two or more types of carbon allotropes having different average particle diameters or particle size distributions may be used in combination.

また、黒鉛類似の微結晶炭素を有し、その微結晶炭素の層間距離が拡大された非多孔性炭素を電極活物質として用いることができる。このような非多孔性炭素は、多層グラファイト構造の微結晶が発達した易黒鉛化炭を700〜850℃で乾留し、次いで苛性アルカリと共に800〜900℃で熱処理し、さらに必要に応じ加熱水蒸気により残存アルカリ成分を除くことで得られる。
電気二重層キャパシタ用の電極活物質として、重量平均粒径が0.1〜100μm、好ましくは1〜50μm、更に好ましくは5〜20μmの粉末を用いると、電気二重層キャパシタ用電極の薄膜化が容易で、静電容量も高くできるので好ましい。
In addition, nonporous carbon having microcrystalline carbon similar to graphite and having an increased interlayer distance of the microcrystalline carbon can be used as the electrode active material. Such non-porous carbon is obtained by dry-distilling graphitized charcoal with microcrystals of a multilayer graphite structure at 700 to 850 ° C., then heat-treating with caustic at 800 to 900 ° C., and if necessary with heated steam. It is obtained by removing the residual alkali component.
When a powder having a weight average particle diameter of 0.1 to 100 μm, preferably 1 to 50 μm, more preferably 5 to 20 μm is used as an electrode active material for an electric double layer capacitor, the electrode for the electric double layer capacitor can be made thin. It is preferable because it is easy and the capacitance can be increased.

導電材は、導電性を有し、電気二重層を形成し得る細孔を有さない粒子状の炭素の同素体からなり、電気化学素子電極の導電性を向上させるものである。導電材の重量平均粒径は、電極活物質の重量平均粒径よりも小さいことが好ましく、通常0.001〜10μm、好ましくは0.05〜5μm、より好ましくは0.01〜1μmの範囲である。導電材の粒径がこの範囲にあると、より少ない使用量で高い導電性が得られる。導電材の具体例としては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、及びケッチェンブラック(アクゾノーベル ケミカルズ ベスローテン フェンノートシャップ社の登録商標)などの導電性カーボンブラック;天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛;が挙げられる。これらの中でも、導電性カーボンブラックが好ましく、アセチレンブラックおよびファーネスブラックがより好ましい。これらの導電材は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
導電材の量は、電極活物質100重量部に対して、通常0.1〜50重量部、好ましくは0.5〜15重量部、より好ましくは1〜10重量部の範囲である。導電材の量がこの範囲にある電極を使用すると電気化学素子の容量を高く且つ内部抵抗を低くすることができる。
The conductive material is made of an allotrope of particulate carbon that has conductivity and does not have pores capable of forming an electric double layer, and improves the conductivity of the electrochemical element electrode. The weight average particle diameter of the conductive material is preferably smaller than the weight average particle diameter of the electrode active material, and is usually in the range of 0.001 to 10 μm, preferably 0.05 to 5 μm, more preferably 0.01 to 1 μm. is there. When the particle size of the conductive material is within this range, high conductivity can be obtained with a smaller amount of use. Specific examples of the conductive material include conductive carbon black such as furnace black, acetylene black, and ketjen black (registered trademark of Akzo Nobel Chemicals Bethloten Fennaut Shap); graphite such as natural graphite and artificial graphite. . Among these, conductive carbon black is preferable, and acetylene black and furnace black are more preferable. These conductive materials can be used alone or in combination of two or more.
The amount of the conductive material is usually 0.1 to 50 parts by weight, preferably 0.5 to 15 parts by weight, more preferably 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the electrode active material. When an electrode having an amount of the conductive material within this range is used, the capacity of the electrochemical element can be increased and the internal resistance can be decreased.

結着剤は、電極活物質や導電材などを結着させることができる化合物である。好適な結着剤は溶媒に分散する性質のあるものであり、例えば、フッ素系重合体、ジエン系重合体、アクリレート系重合体、ポリイミド、ポリアミド、ポリウレタン等の高分子化合物が挙げられ、より好ましくはフッ素系重合体、ジエン系重合体、及びアクリレート系重合体が挙げられる。これら結着剤は単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。   The binder is a compound that can bind an electrode active material or a conductive material. Suitable binders have a property of being dispersed in a solvent, and examples thereof include polymer compounds such as fluorine polymers, diene polymers, acrylate polymers, polyimides, polyamides, polyurethanes, and the like. Includes a fluorine-based polymer, a diene-based polymer, and an acrylate-based polymer. These binders can be used alone or in combination of two or more.

フッ素系重合体はフッ素原子を含む単量体単位を含有する重合体である。フッ素系重合体中のフッ素を含有する単量体単位の割合は通常50重量%以上である。フッ素系重合体の具体例としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂が挙げられ、ポリテトラフルオロエチレンが好ましい。   The fluorine-based polymer is a polymer containing a monomer unit containing a fluorine atom. The ratio of the monomer unit containing fluorine in the fluoropolymer is usually 50% by weight or more. Specific examples of the fluorine-based polymer include fluorine resins such as polytetrafluoroethylene and polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoroethylene is preferable.

ジエン系重合体は、共役ジエンの単独重合体もしくは共役ジエンを含む単量体混合物を重合して得られる共重合体、またはそれらの水素添加物である。前記単量体混合物における共役ジエンの割合は通常40重量%以上、好ましくは50重量%以上、より好ましくは60重量%以上である。ジエン系重合体の具体例としては、ポリブタジエンやポリイソプレンなどの共役ジエン単独重合体;カルボキシ変性されていてもよいスチレン・ブタジエン共重合体(SBR)などの芳香族ビニル・共役ジエン共重合体;アクリロニトリル・ブタジエン共重合体(NBR)などのシアン化ビニル・共役ジエン共重合体;水素化SBR、水素化NBRなどが挙げられる。   The diene polymer is a homopolymer of a conjugated diene or a copolymer obtained by polymerizing a monomer mixture containing a conjugated diene, or a hydrogenated product thereof. The proportion of the conjugated diene in the monomer mixture is usually 40% by weight or more, preferably 50% by weight or more, more preferably 60% by weight or more. Specific examples of the diene polymer include conjugated diene homopolymers such as polybutadiene and polyisoprene; aromatic vinyl / conjugated diene copolymers such as carboxy-modified styrene / butadiene copolymer (SBR); Examples include vinyl cyanide / conjugated diene copolymers such as acrylonitrile / butadiene copolymer (NBR); hydrogenated SBR, hydrogenated NBR, and the like.

アクリレート系重合体は、アクリル酸エステルおよび/またはメタクリル酸エステルの単独重合体またはこれらを含む単量体混合物を重合して得られる共重合体である。前記単量体混合物におけるアクリル酸エステルおよび/またはメタクリル酸エステルの割合は通常40重量%以上、好ましくは50重量%以上、より好ましくは60重量%以上である。アクリレート系重合体の具体例としては、アクリル酸2−エチルヘキシル・メタクリル酸・アクリロニトリル・エチレングリコールジメタクリレート共重合体、アクリル酸2−エチルヘキシル・メタクリル酸・メタクリロニトリル・ジエチレングリコールジメタクリレート共重合体、アクリル酸2−エチルヘキシル・スチレン・メタクリル酸・エチレングリコールジメタクリレート共重合体、アクリル酸ブチル・アクリロニトリル・ジエチレングリコールジメタクリレート共重合体、およびアクリル酸ブチル・アクリル酸・トリメチロールプロパントリメタクリレート共重合体などの架橋型アクリレート系重合体;エチレン・アクリル酸メチル共重合体、エチレン・メタクリル酸メチル共重合体、エチレン・アクリル酸エチル共重合体、およびエチレン・メタクリル酸エチル共重合体などのエチレンと(メタ)アクリル酸エステルとの共重合体;上記エチレンと(メタ)アクリル酸エステルとの共重合体にラジカル重合性単量体をグラフトさせたグラフト重合体;などが挙げられる。なお、上記グラフト重合体に用いられるラジカル重合性単量体としては、例えば、メタクリル酸メチル、アクリロニトリル、メタクリル酸などが挙げられる。その他に、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体などのエチレンと(メタ)アクリル酸との共重合体等が結着剤として使用できる。   The acrylate polymer is a copolymer obtained by polymerizing a homopolymer of acrylic acid ester and / or methacrylic acid ester or a monomer mixture containing them. The ratio of acrylic acid ester and / or methacrylic acid ester in the monomer mixture is usually 40% by weight or more, preferably 50% by weight or more, more preferably 60% by weight or more. Specific examples of the acrylate polymer include 2-ethylhexyl acrylate / methacrylic acid / acrylonitrile / ethylene glycol dimethacrylate copolymer, 2-ethylhexyl acrylate / methacrylic acid / methacrylonitrile / diethylene glycol dimethacrylate copolymer, acrylic Crosslinking of 2-ethylhexyl acid / styrene / methacrylic acid / ethylene glycol dimethacrylate copolymer, butyl acrylate / acrylonitrile / diethylene glycol dimethacrylate copolymer, and butyl acrylate / acrylic acid / trimethylolpropane trimethacrylate copolymer Type acrylate polymer; ethylene / methyl acrylate copolymer, ethylene / methyl methacrylate copolymer, ethylene / ethyl acrylate copolymer, and Copolymer of ethylene and (meth) acrylic acid ester such as ethylene / ethyl methacrylate copolymer; Graft obtained by grafting a radical polymerizable monomer to the above copolymer of ethylene and (meth) acrylic acid ester Polymer; and the like. In addition, as a radically polymerizable monomer used for the said graft polymer, methyl methacrylate, acrylonitrile, methacrylic acid etc. are mentioned, for example. In addition, a copolymer of ethylene and (meth) acrylic acid such as an ethylene / acrylic acid copolymer or an ethylene / methacrylic acid copolymer can be used as a binder.

これらの中で、集電体との結着性や表面平滑性に優れた活物質層が得られ、また、高静電容量で且つ低内部抵抗の電気化学素子用電極が製造できるという観点から、ジエン系重合体および架橋型アクリレート系重合体が好ましく、架橋型アクリレート系重合体が特に好ましい。   Among these, from the viewpoint that an active material layer excellent in binding property and surface smoothness with a current collector can be obtained, and an electrode for an electrochemical element having high capacitance and low internal resistance can be produced. Diene polymers and cross-linked acrylate polymers are preferred, and cross-linked acrylate polymers are particularly preferred.

結着剤は、その形状によって特に制限はないが、結着性が良く、また、作成した電極の静電容量の低下や充放電の繰り返しによる劣化を抑えることができるため、粒子状であることが好ましい。粒子状の結着剤としては、例えば、ラテックスのごとき分散型結着剤の粒子が水に分散した状態のものや、このような分散液を乾燥して得られる粉末状のものが挙げられる。   The binder is not particularly limited depending on its shape, but has good binding properties, and can be prevented from being deteriorated due to a decrease in the capacitance of the created electrode or repeated charge / discharge, so that it is particulate. Is preferred. Examples of the particulate binder include those in which particles of a dispersion-type binder such as latex are dispersed in water, and powders obtained by drying such a dispersion.

また、結着剤は、2種以上の単量体混合物を段階的に重合することにより得られるコアシェル構造を有する粒子であっても良い。コアシェル構造を有する結着剤は、第一段目の重合体を与える単量体をまず重合しシード粒子を得、このシード粒子の存在下に、第二段目となる重合体を与える単量体を重合することにより製造することが好ましい。   Further, the binder may be particles having a core-shell structure obtained by polymerizing a mixture of two or more kinds of monomers stepwise. A binder having a core-shell structure is obtained by first polymerizing a monomer that gives the first-stage polymer to obtain seed particles, and in the presence of the seed particles, a single quantity that gives the second-stage polymer. It is preferable to manufacture by polymerizing the body.

上記コアシェル構造を有する結着剤のコアとシェルの割合は、特に限定されないが、質量比でコア部:シェル部が通常50:50〜99:1、好ましくは60:40〜99:1、より好ましくは70:30〜99:1である。コア部及びシェル部を構成する重合体は上記の重合体の中から選択できる。コア部とシェル部は、その一方が0℃未満のガラス転移温度を有し、他方が0℃以上のガラス転移温度を有するものであることが好ましい。また、コア部とシェル部とのガラス転移温度の差は、通常20℃以上、好ましくは50℃以上である。   The ratio between the core and the shell of the binder having the core-shell structure is not particularly limited, but the core part: shell part is usually 50:50 to 99: 1, preferably 60:40 to 99: 1 by mass ratio. Preferably it is 70: 30-99: 1. The polymer which comprises a core part and a shell part can be selected from said polymer. It is preferable that one of the core part and the shell part has a glass transition temperature of less than 0 ° C and the other has a glass transition temperature of 0 ° C or higher. Moreover, the difference of the glass transition temperature of a core part and a shell part is 20 degreeC or more normally, Preferably it is 50 degreeC or more.

粒子状の結着剤は、その数平均粒径によって格別な限定はないが、通常は0.0001〜100μm、好ましくは0.001〜10μm、より好ましくは0.01〜1μmの数平均粒径を有するものである。結着剤の数平均粒径がこの範囲であるときは、少量の結着剤の使用でも優れた結着力を活物質層に与えることができる。ここで、数平均粒径は、透過型電子顕微鏡写真で無作為に選んだ結着剤粒子100個の径を測定し、その算術平均値として算出される個数平均粒径である。粒子の形状は球形、異形、どちらでもかまわない。   The particulate binder is not particularly limited depending on its number average particle diameter, but is usually 0.0001 to 100 μm, preferably 0.001 to 10 μm, more preferably 0.01 to 1 μm. It is what has. When the number average particle diameter of the binder is within this range, an excellent binding force can be imparted to the active material layer even when a small amount of the binder is used. Here, the number average particle diameter is a number average particle diameter calculated as an arithmetic average value obtained by measuring the diameter of 100 binder particles randomly selected in a transmission electron micrograph. The shape of the particles can be either spherical or irregular.

この結着剤の使用量は、電極活物質100重量部に対して、通常は0.1〜50重量部、好ましくは0.5〜20重量部、より好ましくは1〜10重量部の範囲である。   The amount of the binder used is usually 0.1 to 50 parts by weight, preferably 0.5 to 20 parts by weight, and more preferably 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the electrode active material. is there.

電極材料にはその他に溶媒に溶解する樹脂(以下、「溶解型樹脂」という。)を含有していることが好ましい。溶解型樹脂は、好適には後述する複合粒子の製造においてスラリーの溶媒に溶解させて用いられ、電極活物質、導電材等を溶媒に均一に分散させる作用をさらに有するものである。溶解型樹脂は、好適には水に溶解する樹脂であり、具体的には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース系ポリマー、ならびにこれらのアンモニウム塩またはアルカリ金属塩;ポリ(メタ)アクリル酸ナトリウムなどのポリ(メタ)アクリル酸塩;ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド;ポリビニルピロリドン、ポリカルボン酸、酸化スターチ、リン酸スターチ、カゼイン、各種変性デンプン、キチン、キトサン誘導体などが挙げられる。これらの溶解型樹脂は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。中でも、セルロース系ポリマーが好ましく、カルボキシメチルセルロースまたはそのアンモニウム塩もしくはアルカリ金属塩が特に好ましい。   In addition, the electrode material preferably contains a resin that is soluble in a solvent (hereinafter referred to as “dissolvable resin”). The soluble resin is preferably used by being dissolved in a slurry solvent in the production of composite particles described later, and further has an action of uniformly dispersing the electrode active material, the conductive material, and the like in the solvent. The soluble resin is preferably a resin that dissolves in water, and specifically includes cellulosic polymers such as carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, and ammonium salts or alkali metal salts thereof; poly (meta ) Poly (meth) acrylates such as sodium acrylate; polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol, polyethylene oxide; polyvinyl pyrrolidone, polycarboxylic acid, oxidized starch, phosphate starch, casein, various modified starches, chitin, chitosan derivatives, etc. Can be mentioned. These soluble resins can be used alone or in combination of two or more. Among these, a cellulose polymer is preferable, and carboxymethyl cellulose or an ammonium salt or an alkali metal salt thereof is particularly preferable.

溶解型樹脂の使用量は、格別な限定はないが、電極活物質100重量部に対して、通常は0.1〜10重量部、好ましくは0.5〜5重量部、より好ましくは0.8〜2重量部の範囲である。溶解型樹脂を用いることで、スラリー中の固形分の沈降や凝集を抑制できる。また、噴霧乾燥時のアトマイザーの詰まりを防止することができるので、噴霧乾燥を安定して連続的に行うことができる。   The use amount of the soluble resin is not particularly limited, but is usually 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.5 to 5 parts by weight, and more preferably 0.8 to 100 parts by weight of the electrode active material. It is in the range of 8 to 2 parts by weight. By using the dissolution type resin, sedimentation and aggregation of solid content in the slurry can be suppressed. Moreover, since the clogging of the atomizer at the time of spray drying can be prevented, spray drying can be performed stably and continuously.

電極材料には、さらに必要に応じてその他の添加剤を含有していてもよい。その他の添加剤としては、例えば、界面活性剤がある。界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性、ノニオン性、ノニオニックアニオンなどの両性の界面活性剤が挙げられるが、中でもアニオン性若しくはノニオン性の界面活性剤で熱分解しやすいものが好ましい。界面活性剤の量は、格別な限定はないが、電極活物質100重量部に対して0〜50重量部、好ましくは0.1〜10重量部、より好ましくは0.5〜5重量部の範囲である。   The electrode material may further contain other additives as necessary. Examples of other additives include a surfactant. Examples of the surfactant include amphoteric surfactants such as anionic, cationic, nonionic, and nonionic anions. Among them, anionic or nonionic surfactants that are easily thermally decomposed are preferable. The amount of the surfactant is not particularly limited, but is 0 to 50 parts by weight, preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the electrode active material. It is a range.

本発明で好適に用いられる電極材料は上記成分を複合して含有する粒子形状のもの(以下、複合粒子ということがある。)である。この複合粒子は、通常、電極活物質、導電材、結着剤を少なくとも含有し、前記電極活物質及び導電材が結着剤によって結着されてなるもので構成されている。
本発明に用いる複合粒子は、その重量平均粒径が、通常は0.1〜1000μm、好ましくは5〜500μm、より好ましくは10〜100μmの範囲である。
The electrode material suitably used in the present invention is in the form of particles containing the above components in a composite (hereinafter sometimes referred to as composite particles). The composite particles usually include at least an electrode active material, a conductive material, and a binder, and the electrode active material and the conductive material are bound by a binder.
The weight average particle size of the composite particles used in the present invention is usually in the range of 0.1 to 1000 μm, preferably 5 to 500 μm, more preferably 10 to 100 μm.

本発明に好適な複合粒子は、微小圧縮試験機によって荷重速度0.9mN/secで最大荷重9.8mNまで圧縮したときの粒径変位率が通常5〜70%、好ましくは20〜50%である。粒径変位率は、複合粒子の圧縮前の粒径Dに対する、圧縮による粒径の減少量(ΔD=D−D)の割合(=ΔD/D×100)である。なお、Dは荷重を掛けているときの粒径で荷重量に応じて変化する値である。 The composite particles suitable for the present invention have a particle size displacement rate of usually 5 to 70%, preferably 20 to 50% when compressed to a maximum load of 9.8 mN at a load speed of 0.9 mN / sec by a micro compression tester. is there. The particle size displacement rate is a ratio (= ΔD / D 0 × 100) of the amount of particle size reduction (ΔD = D 0 −D 1 ) due to compression to the particle size D 0 before compression of the composite particles. Incidentally, D 1 is a value that varies according to the load amount of the particle diameter when being under a load.

また、本発明に好適に用いられる複合粒子は、微小圧縮試験機によって荷重速度0.9mN/secで最大荷重9.8mNまで圧縮したときの、単位秒あたりの粒径変位率変化量が好ましくは25%以下、より好ましくは10%以下、特に好ましくは7%以下である。単位秒あたりの粒径変位率変化量は、荷重速度0.9mN/secで荷重が増えていったときの粒径変位率の単位秒あたりの変化量である。微小圧縮試験機によって測定される最大荷重9.8mNまで圧縮したときの粒径変位率は、複合粒子の形状維持力を示すために必要な数値である。該粒径変位率が小さ過ぎると、加圧によってもほとんど複合粒子が変形しないので、粒子同士の接触面積が小さく、導電性が高くならない。一方、粒径変位率が大き過ぎると、複合粒子が圧壊し、複合粒子中に形成された導電材及び電極活物質によるネットワークが壊れ、導電性が低下する。また、単位秒あたりの粒径変位率変化量は、圧壊の有無を判断する一指標である。圧壊が起きると、粒径が急激に小さくなるので、単位秒あたりの粒径変位率変化量が25%を超える。圧壊によって、複合粒子中に形成された導電材及び電極活物質によるネットワークが壊れ、導電性が低下する。最大荷重9.8mNまで圧縮したときの粒径変位率が5〜70%である複合粒子は、適度な柔らかさを持つので、粒子同士の接触面積が大きい。そして、圧壊しないので、導電材及び電極活物質のネットワークが維持される。   In addition, the composite particles suitably used in the present invention preferably have a change in particle size displacement rate per unit second when compressed to a maximum load of 9.8 mN at a load speed of 0.9 mN / sec using a micro compression tester. It is 25% or less, more preferably 10% or less, and particularly preferably 7% or less. The change amount of the particle size displacement rate per unit second is the change amount per unit second of the particle size change rate when the load increases at a load speed of 0.9 mN / sec. The particle size displacement rate when compressed to a maximum load of 9.8 mN measured by a micro-compression tester is a numerical value necessary to show the shape maintenance force of the composite particles. If the particle size displacement rate is too small, the composite particles are hardly deformed even by pressurization, so that the contact area between the particles is small and the conductivity is not increased. On the other hand, when the particle size displacement rate is too large, the composite particles are crushed, the network formed by the conductive material and the electrode active material formed in the composite particles is broken, and the conductivity is lowered. Further, the change amount of the particle size displacement rate per unit second is an index for determining the presence or absence of crushing. When crushing occurs, the particle size decreases rapidly, so the amount of change in particle size displacement rate per unit second exceeds 25%. By crushing, the network formed by the conductive material and the electrode active material formed in the composite particles is broken, and the conductivity is lowered. Since the composite particle having a particle size displacement rate of 5 to 70% when compressed to a maximum load of 9.8 mN has appropriate softness, the contact area between the particles is large. And since it does not crush, the network of an electroconductive material and an electrode active material is maintained.

本発明に用いる複合粒子は、その製造方法によって特に制限を受けないが、例えば、(1)導電材、分散型結着剤、溶解型樹脂及びその他添加剤を含有するスラリーを得る工程、電極活物質を流動化させ、そこに前記スラリーを噴霧して、流動層造粒する工程、前記流動造粒工程で得られた粒子を転動造粒する工程、及び必要に応じて熱処理する工程を有するもの、(2)電極活物質、導電材、分散型結着剤及び溶解型樹脂を含有するスラリーを得る工程、前記スラリーを噴霧乾燥して、噴霧造粒する工程、及び必要に応じて熱処理する工程を有するものなどが挙げられる。   The composite particles used in the present invention are not particularly limited by the production method. For example, (1) a step of obtaining a slurry containing a conductive material, a dispersion-type binder, a soluble resin, and other additives, electrode activity Fluidizing the substance, spraying the slurry thereon, fluidized bed granulation, rolling granulation of the particles obtained in the fluidized granulation, and heat treatment as necessary (2) A step of obtaining a slurry containing an electrode active material, a conductive material, a dispersion-type binder and a soluble resin, a step of spray-drying the slurry, spray granulating, and a heat treatment as necessary The thing etc. which have a process are mentioned.

本発明に用いられる定量フィーダーは、電極材料を定量的に供給できるフィーダーであれば特に限定されない。ここで、定量的に供給できるとは、かかるフィーダーを用いて電極材料を連続的に供給し、一定間隔で供給量を複数回測定し、その測定値の平均値mと標準偏差σから求められるCV値(=σ/m×100)が4以下であることをいう。
本発明に用いられる定量フィーダーは、CV値が好ましくは2以下である。定量フィーダーの具体例としては、テーブルフィーダー、ロータリーフィーダーなどの重力供給機、スクリューフィーダー、ベルトフィーダーなどの機械力供給機などが挙げられる。これらのうちロータリーフィーダーが好適である。
The quantitative feeder used for this invention will not be specifically limited if it is a feeder which can supply an electrode material quantitatively. Here, quantitative supply means that the electrode material is continuously supplied using such a feeder, the supply amount is measured a plurality of times at regular intervals, and the average value m of the measured values and the standard deviation σ m are obtained. The CV value (= σ m / m × 100) obtained is 4 or less.
The quantitative feeder used in the present invention preferably has a CV value of 2 or less. Specific examples of the quantitative feeder include a gravity feeder such as a table feeder and a rotary feeder, and a mechanical force feeder such as a screw feeder and a belt feeder. Of these, the rotary feeder is preferred.

本発明に特に好適に用いられるロータリーフィーダーは、粉体貯留槽、散布ロール及び放電体からなり、粉体貯留槽は電極材料を貯留し散布ロールに供給できる構造を有し、粉体貯留槽の下方に配置された散布ロールに粉体貯留槽から供給された電極材料を付着させ、前記散布ロールを回転させて電極材料の下方に運び、散布ロールの周面に近接した下方に配置された放電体に電圧を印加して放電させ、この放電によって散布ロールに付着していた電極材料を散布ロールから遊離させ、電極材料を散布する機構を有するものである。   The rotary feeder particularly preferably used in the present invention includes a powder storage tank, a spray roll, and a discharge body. The powder storage tank has a structure capable of storing an electrode material and supplying it to the spray roll. The electrode material supplied from the powder storage tank is attached to the spraying roll disposed below, the spraying roll is rotated and carried below the electrode material, and the discharge disposed below the peripheral surface of the spraying roll. A voltage is applied to the body to cause discharge, and the electrode material adhering to the spreading roll by this discharge is released from the spreading roll and has a mechanism for spreading the electrode material.

図4は、ロータリーフィーダーの一例を示す図である。図4に示すように、このロータリーフィーダー50は、粒子状の電極材料3を収容するとともに、収容した電極材料3を下部から散布するように構成された粉体貯留槽57を有している。より具体的には、粉体貯留槽57は、内部にロール軸方向に広がる収容空間を形成してなるものである。更に、貯留槽57の下部にはロール軸方向に長い矩形の開口部があり、散布ロール52が該開口部を塞ぐように且つロール下半分が外部に露出するよう、略水平に配設されている。そして、粉体貯留槽57の下部外側縁にV字状に先端開口幅を絞り込み、散布ロール52の両側周面に接するようにブレードが設けられている。このブレードにより、散布ロール52と粉体貯留槽57の収容空間の下部開口との間の隙間が埋められ、電極材料3が落下しないようになっている。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a rotary feeder. As shown in FIG. 4, the rotary feeder 50 includes a powder storage tank 57 configured to store the particulate electrode material 3 and to spray the stored electrode material 3 from below. More specifically, the powder storage tank 57 is formed with an accommodation space extending in the roll axis direction inside. Furthermore, a rectangular opening that is long in the roll axis direction is provided at the bottom of the storage tank 57, and the spray roll 52 is disposed substantially horizontally so as to close the opening and to expose the lower half of the roll to the outside. Yes. A blade opening is provided at the lower outer edge of the powder storage tank 57 so that the tip opening width is narrowed in a V shape and is in contact with the circumferential surfaces on both sides of the spreading roll 52. The blade fills the gap between the spreading roll 52 and the lower opening of the storage space of the powder storage tank 57, so that the electrode material 3 does not fall.

散布ロール52は、円筒形状をなしており、外周面に微細な凹凸(図示せず)が設けてあって、散布ロール52が回転することにより、微細な凹凸に入り込んだ電極材料3がブレードで所定の層厚にされ、散布ロール52の回転とともに散布ロール下部に運ばれる。電極材料3の供給量は散布ロールの回転速度によって任意に調整でき、しかも一定回転速度のときには供給量が一定である。   The spreading roll 52 has a cylindrical shape, and fine irregularities (not shown) are provided on the outer peripheral surface. When the spreading roll 52 rotates, the electrode material 3 that has entered the fine irregularities is a blade. The layer thickness is set to a predetermined value, and is carried to the lower part of the spreading roll as the spreading roll 52 rotates. The supply amount of the electrode material 3 can be arbitrarily adjusted by the rotation speed of the spreading roll, and the supply amount is constant at a constant rotation speed.

散布ロール52の下部には、放電体51が軸方向に延設され、散布ロール52の周面に近接させて配置してある。そして、放電体51は、散布ロール52とともに周知の放電スプレー装置(特開平9−1039号公報、特開2004−58018号公報参照)を構成し、図示しない高電圧交流電源に接続してあって、散布ロール52によって下部に運ばれてきた電極材料3を放電により散布ロール52から離脱させ、散布ロール52の下方で回転しているプレス用ロール5又はベルトの周面に電極材料3を散布供給する。プレス用ロール5の周面には電極材料が均一に散布され、その散布された状態で加圧されるので、加圧成形されたシート状成形体は電極材料の密度むらが非常に小さい。   Below the spreading roll 52, the discharge body 51 extends in the axial direction and is arranged close to the peripheral surface of the spreading roll 52. And the discharge body 51 comprises the well-known discharge spray apparatus (refer Unexamined-Japanese-Patent No. 9-1039, Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-58018) with the spreading roll 52, and is connected to the high voltage alternating current power supply which is not shown in figure. The electrode material 3 carried to the lower part by the spreading roll 52 is separated from the spreading roll 52 by electric discharge, and the electrode material 3 is sprayed and supplied to the peripheral surface of the press roll 5 or belt rotating below the spreading roll 52. To do. Since the electrode material is uniformly sprayed on the peripheral surface of the press roll 5 and pressed in the sprayed state, the non-uniform density of the electrode material is very small.

さらに、図4に示されているロータリーフィーダーでは散布ロール52から離脱した電極材料がプレス用ロール5以外の場所に散布されないようにするために、仕切ロール55及び56が設けられている。そして仕切ロールの近傍に放電体53及び54が設置され、この放電体53及び54による放電で、仕切ロールに付着した電極材料を離脱させ、プレス用ロール5に散布できるようになっている。仕切ロールの回転方向は図4に示す方向に限定されず、電極材料の種類などに応じて適宜回転方向、回転速度を調整できる。   Further, in the rotary feeder shown in FIG. 4, partition rolls 55 and 56 are provided in order to prevent the electrode material separated from the spray roll 52 from being sprayed to places other than the press roll 5. Discharge bodies 53 and 54 are installed in the vicinity of the partition roll, and the discharge of the discharge bodies 53 and 54 allows the electrode material adhering to the partition roll to be detached and sprayed on the press roll 5. The rotation direction of the partition roll is not limited to the direction shown in FIG. 4, and the rotation direction and rotation speed can be adjusted as appropriate according to the type of electrode material.

本発明の製法では、この定量フィーダーによって、前記電極材料を、略水平に配置された一対のプレス用ロール又はベルトに供給し、このプレス用ロール又はベルトで電極材料をシート状成形体に成形する。
図5は定量フィーダー50によって一対のプレス用ロール5に電極材料を供給し、供給された電極材料をプレス用ロールでプレスしてシート状成形体を得ているところを示している。なお、図5に示されている一対のプレス用ロールは、一対のプレス用ベルトに置き換えることができる。
In the production method of the present invention, the electrode material is supplied to a pair of press rolls or belts arranged substantially horizontally by the quantitative feeder, and the electrode material is formed into a sheet-like molded body with the press rolls or belts. .
FIG. 5 shows that the electrode material is supplied to the pair of pressing rolls 5 by the quantitative feeder 50, and the supplied electrode material is pressed by the pressing roll to obtain a sheet-like molded body. The pair of press rolls shown in FIG. 5 can be replaced with a pair of press belts.

また、本発明の他の製法では、40〜160℃に加温された前記電極材料を、略水平に配置された一対のプレス用ロール又はベルトに供給し、このプレス用ロール又はベルトで電極材料をシート状成形体に成形する。供給される電極材料の温度は、好ましくは70〜140℃である。この温度範囲にある電極材料を用いると、プレス用ロール又はベルトの表面で電極材料の滑りがなく、電極材料が連続的かつ均一にプレス用ロール又はベルトに供給されるので、膜厚が均一で、電極密度のばらつきが小さい、電気化学素子電極用シートを得ることができる。   Moreover, in the other manufacturing method of this invention, the said electrode material heated at 40-160 degreeC is supplied to a pair of press roll or belt arranged substantially horizontally, and this press roll or belt uses this electrode material. Is formed into a sheet-like molded body. The temperature of the supplied electrode material is preferably 70 to 140 ° C. When an electrode material in this temperature range is used, there is no slippage of the electrode material on the surface of the press roll or belt, and the electrode material is continuously and uniformly supplied to the press roll or belt. In addition, an electrochemical element electrode sheet with small variations in electrode density can be obtained.

成形時の温度は、通常0〜200℃であり、結着剤の融点またはガラス転移温度より高いことが好ましく、融点またはガラス転移温度より20℃以上高いことがより好ましい。ロールを用いる場合の成形速度は、通常0.1〜20m/分、好ましくは1〜10m/分である。またプレス用ロール間のプレス線圧は、通常0.2〜30kN/cm、好ましくは0.5〜10kN/cmである。ベルトを用いる場合の成形速度は、通常1〜15m/分、好ましくは5〜10m/分である。またプレス用ベルト間の圧力は、通常5〜50MPa、好ましくは10〜30MPaである。   The temperature at the time of molding is usually 0 to 200 ° C., preferably higher than the melting point or glass transition temperature of the binder, and more preferably 20 ° C. higher than the melting point or glass transition temperature. The forming speed in the case of using a roll is usually 0.1 to 20 m / min, preferably 1 to 10 m / min. Moreover, the press linear pressure between the rolls for a press is 0.2-30 kN / cm normally, Preferably it is 0.5-10 kN / cm. The forming speed in the case of using a belt is usually 1 to 15 m / min, preferably 5 to 10 m / min. The pressure between the pressing belts is usually 5 to 50 MPa, preferably 10 to 30 MPa.

本発明の製造方法においては、さらに、シート状集電体を一対のプレス用ロールに供給し、このプレス用ロールで電極材料をシート状成形体に成形するとともにシート状集電体に圧着することを含むことが好ましい。
図5ではシート状集電体1がプレス用ロール5に供給され、集電体1の両面において電極材料3がプレス用ロール5で加圧成形されている。本発明に使用されるシート状集電体は、その材料としては、例えば、金属、炭素、導電性高分子などを用いることができ、好適には金属が用いられる。集電体用金属としては、通常、アルミニウム、白金、ニッケル、タンタル、チタン、ステンレス鋼、その他の合金等が使用される。これらの中で導電性、耐電圧性の面からアルミニウムまたはアルミニウム合金を使用するのが好ましい。また、高い耐電圧性が要求される場合には特開2001−176757号公報等で開示される高純度のアルミニウムを好適に用いることができる。集電体は、フィルムまたはシート状であり、その厚みは、使用目的に応じて適宜選択されるが、通常1〜200μm、好ましくは5〜100μm、より好ましくは10〜50μmである。
In the production method of the present invention, the sheet-shaped current collector is further supplied to a pair of press rolls, and the electrode material is formed into a sheet-shaped molded body with the press rolls and is crimped to the sheet-shaped current collector. It is preferable to contain.
In FIG. 5, the sheet-like current collector 1 is supplied to the press roll 5, and the electrode material 3 is press-molded by the press roll 5 on both surfaces of the current collector 1. As the material of the sheet-like current collector used in the present invention, for example, metal, carbon, conductive polymer and the like can be used, and metal is preferably used. As the current collector metal, aluminum, platinum, nickel, tantalum, titanium, stainless steel, and other alloys are usually used. Among these, it is preferable to use aluminum or an aluminum alloy in terms of conductivity and voltage resistance. In addition, when high voltage resistance is required, high-purity aluminum disclosed in JP 2001-176757 A can be suitably used. The current collector is in the form of a film or a sheet, and the thickness thereof is appropriately selected according to the purpose of use, but is usually 1 to 200 μm, preferably 5 to 100 μm, more preferably 10 to 50 μm.

シート状集電体は、空孔を有していてもよい。すなわち、空孔の形状としては、四角形、菱形、亀甲形状、六角形、丸形、星形、十文字形などが挙げられる。空孔を有するシート状集電体の具体例としては、平板を菱形や亀甲形の網状に展開して得られるエキスパンドメタル、平板に穿孔して得られるパンチングメタル、金属線や金属帯を平織り若しくはあや織りして又はクリンプ金属線を嵌め合わせて得られる金網などが挙げられる。空孔を有するシート状集電体を用いると、得られる電極の体積あたりの容量を高くすることができる。シート状集電体が空孔を有する場合の空孔の割合は、好ましくは10〜79面積%、より好ましくは20〜60面積%である。   The sheet-like current collector may have pores. That is, examples of the shape of the holes include a quadrangle, a rhombus, a turtle shell shape, a hexagon, a round shape, a star shape, and a cross shape. Specific examples of the sheet-like current collector having pores include expanded metal obtained by expanding a flat plate into a rhombus or turtle shell-shaped net, punching metal obtained by perforating a flat plate, or a metal wire or a metal band plain weave or Examples thereof include a wire net obtained by twilling or fitting a crimp metal wire. When a sheet-like current collector having pores is used, the capacity per volume of the obtained electrode can be increased. When the sheet-like current collector has holes, the ratio of the holes is preferably 10 to 79 area%, more preferably 20 to 60 area%.

本発明の好適な製造方法では、電極材料3をプレス用ロール5又はベルトに供給した後、このプレス用ロール又はベルト表面で電極材料が転がらないようにする手段で電極材料を定着させることを含む。
プレス用ロール又はベルト表面で電極材料が転がらないようにする手段としては、プレス用ロール又はベルト表面の温度を高くし電極材料を熱融着させる手段、プレス用ロール又はベルト表面でコロナ放電などを行って帯電させ、電極材料を帯電付着させる手段、電極材料が散布された直後、例えば、図4の仕切ロール56と散布ロール52との隙間から挿入して、プレス用ロール又はベルトにカバーシート11(カバーシートとしてシート状集電体を用いると好ましい。)を被せて電極材料を抑える手段などが挙げられる。
In a preferable manufacturing method of the present invention, after the electrode material 3 is supplied to the press roll 5 or the belt, the electrode material is fixed by means for preventing the electrode material from rolling on the surface of the press roll or belt. .
As means for preventing the electrode material from rolling on the surface of the press roll or belt, means for increasing the temperature of the surface of the press roll or belt and thermally fusing the electrode material, corona discharge on the surface of the press roll or belt, etc. Immediately after the electrode material is spread and charged, the electrode sheet is charged and adhered, for example, inserted from the gap between the partition roll 56 and the spread roll 52 in FIG. (It is preferable to use a sheet-like current collector as the cover sheet.) And a means for suppressing the electrode material.

成形した成形体の厚みのばらつきを無くし、密度を上げて高容量化をはかるために、必要に応じて更に後加圧を行っても良い。後加圧の方法は、ロールによるプレス工程が一般的である。ロールプレス工程では、2本の円柱状のロールをせまい間隔で平行に上下にならべ、それぞれを反対方向に回転させて、その間に電極をかみこませ加圧する。ロールは加熱又は冷却等、温度調節しても良い。   In order to eliminate the variation in the thickness of the molded body, increase the density, and increase the capacity, further pressurization may be performed as necessary. The post-pressing method is generally a press process using a roll. In the roll press process, two cylindrical rolls are arranged in parallel at a narrow interval in the vertical direction, and each is rotated in the opposite direction. The temperature of the roll may be adjusted by heating or cooling.

以下、実施例及び比較例を示し、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。また、部および%は、特に記載のない限り重量基準である。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not restrict | limited to the following Example. Parts and% are based on weight unless otherwise specified.

実施例1
電極活物質(比表面積2000m/g及び重量平均粒径5μmの活性炭)100部、導電材(アセチレンブラック「デンカブラック粉状」:電気化学工業(株)製)5部、分散型結着剤(数平均粒径0.15μm、ガラス転移温度−40℃の架橋型アクリレート系重合体の40%水分散体:「AD211」;日本ゼオン(株)製)7.5部、溶解型樹脂(カルボキシメチルセルロースの1.5%水溶液「DN−800H」:ダイセル化学工業(株)製)93.3部、及びイオン交換水231.8部をT.K.ホモミクサー(特殊機化工業(株)製)で攪拌混合して、固形分25%のスラリーを得た。次いで、スラリーをスプレー乾燥機(大川原化工機(株)製ピン型アトマイザー付)を用いて150℃の熱風で噴霧乾燥し、重量平均粒径50μmの球状の複合粒子を得た。この複合粒子の重量平均粒径は、粉体測定装置(パウダテスタPT−R:ホソカワミクロン(株)製)を用いて測定した。
Example 1
100 parts of an electrode active material (activated carbon with a specific surface area of 2000 m 2 / g and a weight average particle size of 5 μm), 5 parts of a conductive material (acetylene black “Denka Black Powder” manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), a dispersion-type binder (40% aqueous dispersion of cross-linked acrylate polymer having a number average particle size of 0.15 μm and a glass transition temperature of −40 ° C .: “AD211”; manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) 7.5 parts, soluble resin (carboxy 93.3 parts of a 1.5% aqueous solution of methylcellulose “DN-800H” (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) and 231.8 parts of ion-exchanged water K. The mixture was stirred and mixed with a homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) to obtain a slurry having a solid content of 25%. Next, the slurry was spray-dried with hot air at 150 ° C. using a spray dryer (with a pin type atomizer manufactured by Okawara Chemical Industries Co., Ltd.) to obtain spherical composite particles having a weight average particle size of 50 μm. The weight average particle diameter of the composite particles was measured using a powder measuring apparatus (Powder Tester PT-R: manufactured by Hosokawa Micron Corporation).

複合粒子を微小圧縮試験機((株)島津製作所製:MCT−W)を用いて最大荷重9.8mN、負荷速度0.9mN/secで圧縮した。粒径変位率、単位秒あたり粒径変位率変化量はそれぞれ22%、8%であった。得られた複合粒子を、図4に示すような、定量フィーダー(ニッカ株式会社製、ニッカスプレーK−V)を用い各フィーダーの供給速度70g/minで、ロールプレス機(押し切り粗面熱ロール;ヒラノ技研工業(株)製)のプレス用ロール(ロール温度120℃、プレス線圧4kN/cm)に供給した。プレス用ロールの表面はコロナ放電により帯電させ、定量フィーダーから供給された複合粒子をプレス用ロール上で転がらないように付着させ、成形速度6.0m/minで加圧成形し、平均厚さ390μm、平均密度0.57g/cmのシート状成形体を得た。MD方向の厚さばらつきはσn−1=2.83、TD方向の厚さばらつきはσn−1=2.57であった。 The composite particles were compressed at a maximum load of 9.8 mN and a load speed of 0.9 mN / sec using a micro compression tester (manufactured by Shimadzu Corporation: MCT-W). The change rate of the particle size displacement rate and the change rate of the particle size displacement rate per second were 22% and 8%, respectively. The obtained composite particles are rolled using a quantitative feeder (Nikka Spray KV, manufactured by Nikka Co., Ltd.) as shown in FIG. 4 at a feed rate of 70 g / min. It was supplied to a press roll (roll temperature 120 ° C., press linear pressure 4 kN / cm) manufactured by Hirano Giken Kogyo Co., Ltd. The surface of the pressing roll is charged by corona discharge, and the composite particles supplied from the quantitative feeder are attached so as not to roll on the pressing roll, and are pressure-molded at a molding speed of 6.0 m / min, and an average thickness of 390 μm. A sheet-like molded body having an average density of 0.57 g / cm 3 was obtained. The thickness variation in the MD direction was σ n-1 = 2.83, and the thickness variation in the TD direction was σ n-1 = 2.57.

実施例2
実施例1において使用したロールプレス機をベルトプレス機(ダブルベルト式プレス装置:プレス圧1.5MPa,加圧ゾーン長1m、温度120℃)に替えた他は実施例1と同様にしてシート状成形体を得た。このシート状成形体は、平均密度が0.545g/cm、平均厚さ390μm、MD方向厚さばらつきσn−1が4.62、TD方向の厚さばらつきσn−1が4.33であった。
Example 2
The sheet press is the same as in Example 1 except that the roll press used in Example 1 is replaced with a belt press (double belt press: press pressure 1.5 MPa, pressure zone length 1 m, temperature 120 ° C.). A molded body was obtained. This sheet-like molded body has an average density of 0.545 g / cm 3 , an average thickness of 390 μm, MD direction thickness variation σ n-1 of 4.62, and TD direction thickness variation σ n-1 of 4.33. Met.

実施例3
実施例1において複合粒子を加圧成形する際に、厚さ20μmのアルミニウム箔(表面が導電性接着剤で処理されたもの)を図5のシート状集電体1のようにロールに同時挿入した他は実施例1と同様に加圧成形して集電体と一体化されたシート状成形体を得た。このシート状成形体の平均密度は0.535g/cm、平均厚さは415μm、MD方向厚さばらつきσn−1は4.78、TD方向厚さばらつきσn−1は3.69であった。
Example 3
When press-molding the composite particles in Example 1, an aluminum foil having a thickness of 20 μm (having a surface treated with a conductive adhesive) is simultaneously inserted into a roll like the sheet-like current collector 1 of FIG. The sheet-like molded body integrated with the current collector was obtained by pressure molding in the same manner as in Example 1. The average density of the sheet-like molded body was 0.535 g / cm 3 , the average thickness was 415 μm, the MD direction thickness variation σ n-1 was 4.78, and the TD direction thickness variation σ n-1 was 3.69. there were.

実施例4
実施例1において、コロナ放電する代わりに、厚さ50μmの導電性フィルム(鬼怒川ゴム工業(株)製KZ−45)を図4のカバーシート11のように挿入し、さらに複合粒子の供給速度を140g/minに変えた他は実施例1と同様に加圧成形して集電体と一体化されたシート状成形体を得た。このシート状成形体の平均密度は0.520g/cm、平均厚さは445μm、MD方向厚さばらつきσn−1は4.48、TD方向厚さばらつきσn−1は3.38であった。
Example 4
In Example 1, instead of corona discharge, a conductive film having a thickness of 50 μm (KZ-45 manufactured by Kinugawa Rubber Industrial Co., Ltd.) was inserted as shown in the cover sheet 11 of FIG. A sheet-like molded body integrated with the current collector was obtained by pressure molding in the same manner as in Example 1 except that it was changed to 140 g / min. The average density of this sheet-like molded body is 0.520 g / cm 3 , the average thickness is 445 μm, the MD direction thickness variation σ n-1 is 4.48, and the TD direction thickness variation σ n-1 is 3.38. there were.

実施例5
実施例4において、厚さ50μmの導電性フィルムを厚さ20μmのアルミニウム箔(表面が導電性接着剤で処理されたもの)に替えた他は実施例4と同様にして集電体と一体化されたシート状成形体を得た。このシート状成形体の平均密度は0.530g/cm、平均厚さは415μm、MD方向厚さばらつきσn−1は4.28、TD方向厚さばらつきσn−1は4.18であった。
Example 5
In Example 4, integrated with the current collector in the same manner as in Example 4 except that the conductive film having a thickness of 50 μm was replaced with an aluminum foil having a thickness of 20 μm (the surface was treated with a conductive adhesive). A sheet-like molded body was obtained. The average density of the sheet-like molded body is 0.530 g / cm 3 , the average thickness is 415 μm, the MD direction thickness variation σ n-1 is 4.28, and the TD direction thickness variation σ n-1 is 4.18. there were.

実施例6
低密度ポリエチレンにアセチレンブラックを配合しカレンダー成形してフィルムを得、その表面を導電性接着剤で処理して厚さ30μmの導電性薄膜フィルムを得た。
上記の導電性薄膜フィルムを用い図4のカバーシート11のように挿入し、さらに厚さ20μmのアルミニウム箔を図5のシート状集電体のようにロールに同時挿入し、複合粒子の供給速度を140g/minに変えた他は実施例1と同様に加圧成形して、集電体と一体化されたシート状成形体を得た。このシート状成形体の平均密度は0.510g/cm、平均厚さは484μm、MD方向厚さばらつきσn−1は6.48、TD方向厚さばらつきσn−1は5.38であった。
Example 6
Acetylene black was blended with low density polyethylene and calendered to obtain a film, and the surface was treated with a conductive adhesive to obtain a conductive thin film having a thickness of 30 μm.
The conductive thin film is inserted as shown in the cover sheet 11 of FIG. 4, and an aluminum foil having a thickness of 20 μm is simultaneously inserted into a roll like the sheet-like current collector of FIG. The pressure was molded in the same manner as in Example 1 except that the pressure was changed to 140 g / min to obtain a sheet-like molded body integrated with the current collector. The average density of this sheet-like molded body was 0.510 g / cm 3 , the average thickness was 484 μm, the MD direction thickness variation σ n-1 was 6.48, and the TD direction thickness variation σ n-1 was 5.38. there were.

実施例7
実施例1において、定量フィーダー(ニッカスプレーK−V)の粉体貯留槽を加温して100℃に保った複合粒子を用いた他は実施例1と同様にしてシート状成形体を得た。平均厚さ403μm、平均密度0.58g/cmのシート状成形体を得た。MD方向の厚さばらつきはσn−1=1.41、TD方向の厚さばらつきはσn−1=1.24であった。
Example 7
In Example 1, a sheet-like molded product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the powder storage tank of the quantitative feeder (Nikka Spray K-V) was heated and maintained at 100 ° C. . A sheet-like molded body having an average thickness of 403 μm and an average density of 0.58 g / cm 3 was obtained. The thickness variation in the MD direction was σ n-1 = 1.41, and the thickness variation in the TD direction was σ n-1 = 1.24.

実施例8
実施例3において、厚さ20μmのアルミニウム箔に代えて、厚さ50μmで空孔の割合が37面積%のエキスパンドメタルを用いた他は実施例3と同様に加圧成形して集電体と一体化されたシート状成形体を得た。このシート状成形体の平均密度は0.57g/cm、平均厚さは480μm、MD方向厚さばらつきσn−1は4.32、TD方向厚さばらつきσn−1は3.97であった。
Example 8
In Example 3, instead of an aluminum foil having a thickness of 20 μm, a current collector was formed by pressure molding in the same manner as in Example 3 except that an expanded metal having a thickness of 50 μm and a void ratio of 37 area% was used. An integrated sheet-like molded body was obtained. The average density of the sheet-like molded body was 0.57 g / cm 3 , the average thickness was 480 μm, the MD direction thickness variation σ n-1 was 4.32, and the TD direction thickness variation σ n-1 was 3.97. there were.

比較例1
実施例1で用いた定量フィーダーを用いず、図1に示すような装置構成のロールプレス機を用いた他は実施例1と同様にしてシート状成形体を得た。複合粒子の供給量にむらが生じ、ロール表面の温度に分布が生じた。得られたシート状成形体は、平均密度が0.513g/cm、平均厚さが430μm、MD方向厚さばらつきσn−1が38.12、TD方向厚さばらつきσn−1が41.24であった。
Comparative Example 1
A sheet-like molded body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the quantitative feeder used in Example 1 was not used and a roll press machine having an apparatus configuration as shown in FIG. 1 was used. Unevenness occurred in the supply amount of the composite particles, and distribution occurred in the temperature of the roll surface. The obtained sheet-like molded product had an average density of 0.513 g / cm 3 , an average thickness of 430 μm, an MD direction thickness variation σ n-1 of 38.12, and a TD direction thickness variation σ n-1 of 41. .24.

比較例2
実施例1で用いた定量フィーダーを用いず、図3に示すような装置構成のロールプレス機を用いた他は実施例1と同様にしてシート状成形体を得た。2対のロールから供給されるシートは厚みむらがあり、それらを圧着したシート状成形体は、その平均密度が0.505g/cm、平均厚さ750μm、MD方向厚さばらつきσn−1が47.22、TD方向厚さばらつきσn−1が58.91であった。
Comparative Example 2
A sheet-like molded body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the quantitative feeder used in Example 1 was not used and a roll press machine having an apparatus configuration as shown in FIG. 3 was used. The sheets supplied from the two pairs of rolls have uneven thickness, and the sheet-like molded body obtained by press-bonding them has an average density of 0.505 g / cm 3 , an average thickness of 750 μm, and a MD direction thickness variation σ n-1. Was 47.22 and TD direction thickness variation σ n-1 was 58.91.

(電極密度の測定法)
シート状成形体を40mm×60mmの大きさに切り出し、その重量と体積を測定し、集電体部分を除いた電極密度を計算した。
(電極厚さ及びばらつきの測定法)
電極の厚さ測定は明産社製接触式ウェブ厚さ計RC−101型を用い、0.5mm間隔で20点の電極厚さを測定し平均値とばらつきを求めた。
(Measurement method of electrode density)
The sheet-like molded body was cut into a size of 40 mm × 60 mm, its weight and volume were measured, and the electrode density excluding the current collector portion was calculated.
(Measurement method of electrode thickness and variation)
The electrode thickness was measured using a contact type web thickness meter RC-101 manufactured by Meisho Co., Ltd., and the electrode thickness at 20 points was measured at intervals of 0.5 mm to obtain an average value and variation.

以上の実施例および比較例より、本発明の製造方法にしたがって製造した実施例1〜5のシート状成形体は、MD方向及びTD方向共に厚さばらつきが小さく、高密度であることがわかる。特に、TD方向の厚さばらつきが改善されている。これに対して、従来の方法にしたがって製造した比較例1〜2のシート状成形体は、厚さばらつきが特にTD方向で大きく、密度が低いことがわかる。   From the above Examples and Comparative Examples, it can be seen that the sheet-like molded bodies of Examples 1 to 5 manufactured according to the manufacturing method of the present invention have a small thickness variation in both the MD direction and the TD direction and have a high density. In particular, the thickness variation in the TD direction is improved. On the other hand, it can be seen that the sheet-like molded bodies of Comparative Examples 1 and 2 manufactured according to the conventional method have a large thickness variation particularly in the TD direction and a low density.

本発明の電気化学素子電極用シートの製造方法を用いると、膜厚が均一で、電極密度のばらつきが小さい、電気化学素子電極用シートを容易に得ることができる。この電気化学素子電極用シートは、パソコンや携帯端末等のメモリのバックアップ電源、パソコン等の瞬時停電対策用電源、電気自動車又はハイブリッド自動車への応用、太陽電池と併用したソーラー発電エネルギー貯蔵システム、電池と組み合わせたロードレベリング電源等の様々な用途に好適に用いることができる。   By using the method for producing an electrochemical element electrode sheet of the present invention, an electrochemical element electrode sheet having a uniform film thickness and small variations in electrode density can be easily obtained. This electrochemical element electrode sheet is used as a backup power source for memories such as personal computers and portable terminals, a power source for instantaneous power failure such as personal computers, application to electric vehicles or hybrid vehicles, solar power generation energy storage system combined with solar cells, batteries Can be suitably used for various applications such as a load leveling power source combined with the above.

従来の電極シートの製造装置の一例を示す図。The figure which shows an example of the manufacturing apparatus of the conventional electrode sheet. 従来の電極シートの製造装置の別の一例を示す図。The figure which shows another example of the manufacturing apparatus of the conventional electrode sheet. 従来の電極シートの製造装置の別の一例を示す図。The figure which shows another example of the manufacturing apparatus of the conventional electrode sheet. 図5の点線で囲まれた部分(定量フィーダー)の拡大図。The enlarged view of the part (quantitative feeder) enclosed with the dotted line of FIG. 本発明の電気化学素子電極用シートの製造装置の一例を示す図。The figure which shows an example of the manufacturing apparatus of the sheet | seat for electrochemical element electrodes of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:シート状集電体
2:活物質層
3:電極材料
4:仕切版
11:カバーシート
50:定量フィーダー
51,53,54:放電体
52:散布ロール
55,56:仕切ロール
1: Sheet-shaped current collector 2: Active material layer 3: Electrode material 4: Partition plate 11: Cover sheet 50: Fixed feeder 51, 53, 54: Discharge body 52: Dispersion roll 55, 56: Partition roll

Claims (9)

電極活物質、導電材、分散型結着剤、及び溶解型樹脂を含有するスラリーを噴霧して造粒することによって複合粒子からなる電極材料を得、
該電極材料を定量フィーダーによって、略水平に配置された一対のプレス用ロール又はベルトに供給し、
このプレス用ロール又はベルトで電極材料をシート状成形体に成形する工程を含む、電気化学素子電極用シートの製造方法。
An electrode material composed of composite particles is obtained by spraying and granulating a slurry containing an electrode active material, a conductive material, a dispersion-type binder, and a soluble resin ,
The electrode material is supplied to a pair of press rolls or belts arranged substantially horizontally by a quantitative feeder,
The manufacturing method of the sheet | seat for electrochemical element electrodes including the process of shape | molding electrode material into a sheet-like molded object with this roll for a press or a belt.
電極活物質、導電材、分散型結着剤、及び溶解型樹脂を含有するスラリーを噴霧して造粒することによって複合粒子からなる電極材料を得、
40〜160℃の当該電極材料をフィーダーによって、略水平に配置された一対のプレス用ロール又はベルトに供給し、
このプレス用ロール又はベルトで電極材料をシート状成形体に成形する工程を含む、電気化学素子電極用シートの製造方法。
An electrode material composed of composite particles is obtained by spraying and granulating a slurry containing an electrode active material, a conductive material, a dispersion-type binder, and a soluble resin ,
Supply the electrode material at 40 to 160 ° C. to a pair of press rolls or belts arranged substantially horizontally by a feeder,
The manufacturing method of the sheet | seat for electrochemical element electrodes including the process of shape | molding electrode material into a sheet-like molded object with this roll for a press or a belt.
さらに、シート状集電体を前記プレス用ロール又はベルトに供給し、 このプレス用ロール又はベルトで電極材料をシート状成形体に成形するとともにシート状集電体に圧着する工程を含む、請求項1又は2記載の電気化学素子電極用シートの製造方法。   Furthermore, the sheet-shaped current collector is supplied to the pressing roll or belt, and the step of forming the electrode material into the sheet-shaped molded body with the pressing roll or belt and press-bonding to the sheet-shaped current collector is further included. The manufacturing method of the sheet | seat for electrochemical element electrodes of 1 or 2. 前記シート状集電体が空孔を有するものである請求項1〜3のいずれかに記載の電気化学素子電極用シートの製造方法。   The method for producing a sheet for an electrochemical element electrode according to any one of claims 1 to 3, wherein the sheet-like current collector has pores. さらに、前記プレス用ロール又はベルトの表面で供給された前記電極材料が転がらないようにする工程を含む、請求項1〜4のいずれかに記載の電気化学素子電極用シートの製造方法。   Furthermore, the manufacturing method of the sheet | seat for electrochemical element electrodes in any one of Claims 1-4 including the process of preventing the said electrode material supplied on the surface of the said roll for a roll or a belt. 前記フィーダーが、粉体貯留槽、散布ロール及び放電体からなる定量フィーダーであって
前記散布ロールが前記粉体貯留槽の下方に配置され、
前記放電体が前記散布ロールの周面に近接した下方に配置され、
前記粉体貯留槽は電極材料を貯留し前記散布ロールに供給できる構造を有し、
前記散布ロールに前記粉体貯留槽から供給される電極材料を付着させ、
前記散布ロールを回転させて電極材料を下方に運び、
前記放電体に電圧を印加して放電させ、この放電によって前記散布ロールに付着していた電極材料を前記散布ロールから遊離させ、電極材料を散布する機構を有するものである、請求項1のいずれか一項に記載の電気化学素子電極用シートの製造方法。
The feeder is a powder reservoir, a metering feeder ing from spraying the roll and the discharge member,
The spray roll is disposed below the powder storage tank,
The discharge body is disposed below the peripheral surface of the spreading roll,
The powder storage tank has a structure capable of storing an electrode material and supplying it to the spray roll,
The electrode material supplied from the powder storage tank is attached to the spray roll,
Rotate the spreading roll to carry the electrode material downward,
The discharge member voltage applying to be discharged into the electrode material adhering to said distributing roll by the discharge released from the spraying roll, and has a mechanism for spraying the electrode material, according to claim 1 to 5, The manufacturing method of the sheet | seat for electrochemical element electrodes as described in any one of these .
電極活物質、導電材、分散型結着剤、及び溶解型樹脂を含有するスラリーを噴霧して複合粒子からなる電極材料を造粒するための手段と、略水平に配置された一対のプレス用ロール又はベルトと、このプレス用ロール又はベルトの上方に配置された定量フィーダーとを有する電気化学素子電極用シートの製造装置。 A means for granulating an electrode material composed of composite particles by spraying a slurry containing an electrode active material, a conductive material, a dispersion-type binder, and a soluble resin, and a pair of presses arranged substantially horizontally An apparatus for producing an electrochemical element electrode sheet comprising a roll or a belt and a quantitative feeder disposed above the press roll or belt. さらにプレス用ロール又はベルト表面で電極材料が転がらないようにする手段を有する請求項7記載の電気化学素子電極用シートの製造装置。   The apparatus for producing an electrochemical element electrode sheet according to claim 7, further comprising means for preventing the electrode material from rolling on the surface of the press roll or the belt. 定量フィーダーが、粉体貯留槽、散布ロール及び放電体からなり、
前記散布ロールが前記粉体貯留槽の下方に配置され、
前記放電体が前記散布ロールの周面に近接した下方に配置され、
前記粉体貯留槽は電極材料を貯留し前記散布ロールに供給できる構造を有し、
前記散布ロールに前記粉体貯留槽から供給される電極材料を付着させ、
前記散布ロールを回転させて電極材料を下方に運び、
前記放電体に電圧を印加して放電させ、この放電によって前記散布ロールに付着していた電極材料を前記散布ロールから遊離させ、電極材料を散布する機構を有するものである、請求項7又は8記載の電気化学素子電極用シートの製造装置。
The quantitative feeder consists of a powder storage tank, a spray roll and a discharge body,
The spray roll is disposed below the powder storage tank,
The discharge body is disposed below the peripheral surface of the spreading roll,
The powder storage tank has a structure capable of storing an electrode material and supplying it to the spray roll,
The electrode material supplied from the powder storage tank is attached to the spray roll,
Rotate the spreading roll to carry the electrode material downward,
9. The device according to claim 7, wherein a voltage is applied to the discharge body to cause discharge, and the electrode material adhering to the spreading roll by this discharge is released from the spreading roll to disperse the electrode material. The manufacturing apparatus of the sheet | seat for electrochemical element electrodes of description.
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