JP5374960B2 - Electrode plate for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Electrode plate for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery Download PDF

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Description

本発明は、リチウムイオン二次電池などの非水電解液二次電池に用いられる電極板及びその製造方法、並びに非水電解液二次電池に関するものである。   The present invention relates to an electrode plate used for a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery, a method for producing the same, and a non-aqueous electrolyte secondary battery.

リチウムイオン二次電池に代表される非水電解液二次電池は、高エネルギー密度、高電圧を有し、また充放電時におけるメモリ効果(完全に充電させる前に電池の充電を行なうと次第に電池容量が減少していく現象)が無いことから、携帯機器、及び大型機器など様々な分野で用いられている。   A non-aqueous electrolyte secondary battery represented by a lithium ion secondary battery has a high energy density and a high voltage, and also has a memory effect during charging / discharging (when the battery is charged before it is fully charged, the battery is gradually charged. Since there is no phenomenon in which the capacity decreases, it is used in various fields such as portable devices and large devices.

一般的な非水電解液二次電池は、正極、負極、セパレータ、及び有機電解液から構成され、当該正極及び負極としては、金属箔などの集電体上に、塗工組成物を塗布することにより、電極活物質層が形成されたものが一般に用いられている。   A general non-aqueous electrolyte secondary battery is composed of a positive electrode, a negative electrode, a separator, and an organic electrolyte, and the positive electrode and the negative electrode are coated with a coating composition on a current collector such as a metal foil. Thus, a material in which an electrode active material layer is formed is generally used.

通常、電極活物質層は、放電可能な電極活物質、結着剤、必要に応じて導電剤、及びその他の材料を、有機溶媒中で混練及び/又は分散させて、スラリー状の電極活物質層用塗工組成物を調製し、当該塗工組成物を集電体上に塗布した後に乾燥することにより形成される。   Usually, the electrode active material layer is a slurry-like electrode active material obtained by kneading and / or dispersing a dischargeable electrode active material, a binder, and, if necessary, a conductive agent and other materials in an organic solvent. It is formed by preparing a coating composition for a layer, applying the coating composition on a current collector, and then drying.

近年、特に電気自動車、ハイブリッド自動車そしてパワーツールなどの高出力特性が必要とされる分野に向けて大容量の二次電池の開発が進められている。しかしながら、インピーダンスが高い電池は、高出力充放電時にその容量を十分に生かすことができないという問題がある。   In recent years, development of large-capacity secondary batteries has been promoted especially for fields that require high output characteristics such as electric vehicles, hybrid vehicles, and power tools. However, a battery with high impedance has a problem that it cannot fully utilize its capacity during high-power charge / discharge.

このため、電極活物質層を薄膜大面積化して、電池のインピーダンスを下げる方法が用いられている。
また、リチウムイオン二次電池に用いられる非水電解液は、一般的に水系電解液に比べて抵抗が高いことから、開発当初から鉛蓄電池などの他の電池に比べて、薄く広い面積の電極を使用し、かつ正極と負極との極板間距離を短くする形態が開発されている。
For this reason, a method is used in which the electrode active material layer has a large thin film area to reduce the impedance of the battery.
In addition, since non-aqueous electrolytes used for lithium ion secondary batteries generally have higher resistance than aqueous electrolytes, they are thin and wide-area electrodes compared to other batteries such as lead-acid batteries from the beginning of development. A form has been developed in which the distance between the positive electrode and the negative electrode is shortened.

しかしながら、スラリー状の電極活物質層用塗工組成物を集電体上に塗布した後に乾燥する方法では、塗工用組成物から成膜するために活物質を集電体に固定するための結着剤が必要とされるため、電極活物質層を薄膜化することは困難であり、層の厚みの薄膜化は数十μm程度までが限界である。また、結着剤は電解液の活物質への浸透性、及び電極導電性の妨げになる。   However, in the method of drying after applying the slurry-like electrode active material layer coating composition on the current collector, the active material is fixed to the current collector to form a film from the coating composition. Since a binder is required, it is difficult to reduce the thickness of the electrode active material layer, and the thickness of the layer is limited to about several tens of μm. Further, the binder hinders the permeability of the electrolytic solution into the active material and the electrode conductivity.

集電体上に薄膜状の電極活物質層を形成する方法として、真空蒸着法、及びゾルゲル法等が知られている。しかしながら、真空蒸着法では、真空装置等の大規模な装置を必要とし、ゾルゲル法では、電極活物質層のゾルを集電体上でゲル化させるために、触媒を用いて重合反応を行う必要があり、成膜の形成に多くの時間を要する。   Known methods for forming a thin-film electrode active material layer on a current collector include a vacuum deposition method and a sol-gel method. However, the vacuum deposition method requires a large-scale device such as a vacuum device, and the sol-gel method requires a polymerization reaction using a catalyst in order to gel the sol of the electrode active material layer on the current collector. Therefore, it takes a long time to form a film.

さらに、集電体上に薄膜状の電極活物質層を形成する方法として、電極活物質層形成液を霧化して集電体上に噴霧する方法も知られている。   Furthermore, as a method for forming a thin-film electrode active material layer on a current collector, a method in which an electrode active material layer forming liquid is atomized and sprayed on the current collector is also known.

特許文献1に記載された第1の方法では、リチウムを基にした溶液を超音波発生機により霧の液滴とする(該特許文献1中の図5参照。)。そして霧の液滴を加圧しつつ加熱されている射出管を通して気化させてノズルから霧化溶液として基体に噴霧する。霧化溶液は加熱されているので基体に接する前から空気中の酸素との間で化学反応が始まり電極活物質であるコバルト酸リチウムが合成される。そして、それらのコバルト酸リチウムが基体上に堆積して電極活物質層が形成される。   In the first method described in Patent Document 1, a solution based on lithium is formed into mist droplets by an ultrasonic generator (see FIG. 5 in Patent Document 1). Then, the mist droplets are vaporized through a heated injection tube while being pressurized, and sprayed onto the substrate as an atomized solution from a nozzle. Since the atomized solution is heated, a chemical reaction starts with oxygen in the air before coming into contact with the substrate, and lithium cobalt oxide as an electrode active material is synthesized. Then, those lithium cobalt oxides are deposited on the substrate to form an electrode active material layer.

特許文献1に記載された第2の方法では、前駆体溶液(リチウムを基にした溶液)を超音波発生機で噴霧化して前駆体霧液滴とする(該特許文献1中の図14参照。)。この前駆体霧液滴を加熱気体流により基体上に蒸着する。なお、加熱気体流の熱源によっても、前駆体霧液滴の化学反応が基体に達するまでに進行してコバルト酸リチウムが合成される。そして、それらのコバルト酸リチウムが基体上に堆積して電極活物質層が形成される。   In the second method described in Patent Document 1, a precursor solution (lithium-based solution) is atomized by an ultrasonic generator to form a precursor mist droplet (see FIG. 14 in the Patent Document 1). .) The precursor mist droplets are deposited on the substrate by a heated gas stream. Note that, even by the heat source of the heated gas flow, the chemical reaction of the precursor mist droplets proceeds until the base reaches the substrate, so that lithium cobalt oxide is synthesized. Then, those lithium cobalt oxides are deposited on the substrate to form an electrode active material layer.

これら方法で形成された電極活物質層は、薄膜化が可能であると共に結晶性を持つために導電性などに優れている。また、電極活物質層が結晶化されて形成されるため、加熱処理による電極活物質層の結晶化工程(アニール工程)の必要が無いと言う利点をも有している。   The electrode active material layer formed by these methods is excellent in conductivity and the like because it can be thinned and has crystallinity. Further, since the electrode active material layer is formed by crystallization, there is an advantage that there is no need for a crystallization step (annealing step) of the electrode active material layer by heat treatment.

しかしながら、特許文献1に記載されている第1及び第2の方法でも、真空蒸着法で用いられる真空装置よりは簡易であるが、霧化溶液又は前駆体霧液滴を直接的(図5)又は間接的(図14)に加熱する装置が必要になる。   However, the first and second methods described in Patent Document 1 are simpler than the vacuum apparatus used in the vacuum deposition method, but the atomized solution or the precursor mist droplets are directly applied (FIG. 5). Or an apparatus for heating indirectly (FIG. 14) is required.

また、近年においては、電極の電気特性を向上させることを目的として、形成した電極活物質層を更に高度に結晶化させる必要性が生じてきている。この場合には、電極を再度加熱(アニール工程)する必要があるが、リチウムを基にした溶液を霧化して形成した電極活物質層は、アニール工程を行う際の加熱で亀裂が生じる現象が知られている(例えば、特許文献1中の段落番号0022参照。)。   In recent years, it has become necessary to further crystallize the formed electrode active material layer for the purpose of improving the electrical characteristics of the electrode. In this case, it is necessary to heat the electrode again (annealing process). However, the electrode active material layer formed by atomizing the lithium-based solution has a phenomenon that cracks are generated by heating during the annealing process. It is known (for example, see paragraph number 0022 in Patent Document 1).

さらに、電極板の表面積を大きくすることで、電池のインピーダンスを下げたり、帯電量を増大させたりすることが行われている。この場合には、集電体に多孔質材料を用いることが一般に知られている。多孔質材料は、その表面に凹凸を有していたり、細孔部を有していたりする。そのため、外形が同じ通常の材料と比較すると、その表面積は極めて大きくなる。   Furthermore, by increasing the surface area of the electrode plate, the impedance of the battery is lowered or the charge amount is increased. In this case, it is generally known to use a porous material for the current collector. The porous material has irregularities on its surface or has pores. Therefore, the surface area becomes extremely large as compared with a normal material having the same outer shape.

しかしながら、スラリー状の電極活物質層形成液やゾルゲル法で用いられるゾルは、その粘度が高いために多孔質材料の凹凸に沿って均一に塗布されなかったり、細孔部に形成液やゾルが浸透することが困難であったりするという問題が生じている。   However, the slurry-like electrode active material layer forming liquid and the sol used in the sol-gel method are not uniformly applied along the irregularities of the porous material due to its high viscosity, or the forming liquid or sol is not formed in the pores. There is a problem that it is difficult to penetrate.

特表2003−515888号公報Special Table 2003-515888

本発明は上記の実状に鑑みて成し遂げられたものであり、第1の目的は、短時間で形成され且つその厚みが薄い電極活物質層から構成される非水電解液二次電池用電極板及びその製造方法、並びに当該電極板を正極板として用いて構成される非水電解液二次電池を提供することにある。   The present invention has been accomplished in view of the above circumstances, and a first object is to form an electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery that is formed in a short time and is composed of a thin electrode active material layer. Another object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery configured using the electrode plate as a positive electrode plate.

また、本発明の第2の目的は、製造された電極板を再加熱しても、その電極板に設けられている電極活物質層に亀裂などの異常が生じない非水電解液二次電池用電極板及びその製造方法、並びに当該電極板を正極板として用いて構成される非水電解液二次電池を提供することにある。   The second object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery in which abnormalities such as cracks do not occur in the electrode active material layer provided on the electrode plate even when the manufactured electrode plate is reheated. It is in providing the non-aqueous-electrolyte secondary battery comprised using the electrode plate and its manufacturing method, and the said electrode plate as a positive electrode plate.

また、本発明の第3の目的は、集電体に多孔質材料を用いた際にも、その全表面に略均一な厚みで電極活物質層が設けられている非水電解液二次電池用電極板、及びその製造方法、並びに当該電極板を正極板として用いて構成される非水電解液二次電池を提供することにある。   A third object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery in which an electrode active material layer is provided on the entire surface with a substantially uniform thickness even when a porous material is used for the current collector. It is providing the non-aqueous-electrolyte secondary battery comprised using the electrode plate, its manufacturing method, and the said electrode plate as a positive electrode plate.

発明に係る非水電解液二次電池の製造方法は、集電体上に正極活物質層が設けられた非水電解液二次電池用電極板を正極板として用いた非水電解液二次電池の製造方法であって、
正極活物質として、コバルト、ニッケル、マンガン、鉄又はチタンのうち少なくとも1種類以上を含むリチウム複合酸化物を生成する原料を含有する正極活物質層形成液を、該正極活物質層形成液の溶媒の沸点以下の温度で超音波により霧化処理し、500〜600℃に加熱されている前記集電体の少なくとも一の面側に噴霧し、該正極活物質形成液を該一の面側に付着させ、
前記一の面側に付着させた前記正極活物質層形成液中の前記原料を前記集電体の熱により化学反応させて、該集電体上で正極活物質を生成し、
前記集電体上に生成した正極活物質を400〜600℃に再度加熱して結晶化を行うことにより、前記正極活物質層を形成することを特徴とする。
The method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention includes a non-aqueous electrolyte secondary battery using an electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery in which a positive electrode active material layer is provided on a current collector as a positive electrode plate. A method for manufacturing a secondary battery, comprising:
As a positive electrode active material, a positive electrode active material layer forming liquid containing a raw material for producing a lithium composite oxide containing at least one of cobalt, nickel, manganese, iron or titanium is used as a solvent for the positive electrode active material layer forming liquid. And spraying on at least one surface side of the current collector heated to 500 to 600 ° C., and applying the positive electrode active material forming liquid to the one surface side Attach
Chemically reacting the raw material in the positive electrode active material layer forming liquid attached to the one surface side by the heat of the current collector to produce a positive electrode active material on the current collector;
The positive electrode active material layer formed on the current collector is heated again to 400 to 600 ° C. for crystallization to form the positive electrode active material layer.

本発明においては、前記電極活物質層形成液を所定の温度に加熱された集電体上に噴霧させることで、電極活物質層を形成するため、スラリー状電極活物質層用塗工組成物を用いる方法よりも短時間で電極活物質層を形成でき、結着剤などを用いないために該電極活物質層の厚みも薄く形成することができる。また、本発明においては、前記集電体上でその熱により前記電極活物質層を形成する原料が化学反応するために、前記電極活物質層は前記集電体との密着性に優れている。また、前記集電体の温度などの実験条件を調整することで、前記電極活物質層の多孔度、及び結晶性などを制御できる。   In the present invention, since the electrode active material layer is formed by spraying the electrode active material layer forming liquid onto a current collector heated to a predetermined temperature, the slurry-like electrode active material layer coating composition is used. Thus, the electrode active material layer can be formed in a shorter time than the method using, and since the binder is not used, the electrode active material layer can be formed thinner. Further, in the present invention, since the raw material for forming the electrode active material layer by the heat on the current collector chemically reacts, the electrode active material layer has excellent adhesion to the current collector. . Further, the porosity and crystallinity of the electrode active material layer can be controlled by adjusting experimental conditions such as the temperature of the current collector.

本発明においては、前記集電体上で前記原料から前記電極活物質が合成され、該電極活物質は歪みが小さくなるように前記集電体上に堆積していくため、前記電極活物質層の応力が小さいと言う特徴をも有する。このため、一度製造された非水電解液二次電池用電極板を再度加熱(アニール工程)しても、前記電極活物質層の結晶化が進行するのみで、該層に亀裂などの異常の発生を防止できる。   In the present invention, the electrode active material is synthesized from the raw material on the current collector, and the electrode active material is deposited on the current collector so as to reduce strain. It also has the feature that the stress of is small. For this reason, even if the electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery once manufactured is reheated (annealing process), the crystallization of the electrode active material layer only proceeds, and there is an abnormality such as a crack in the layer. Occurrence can be prevented.

本発明においては、前記集電体上に前記電極活物質形成液を噴霧するために、該集電体に多孔質材料を用いている際にも、該多孔質材料の表面の凹凸や細孔部の全面に該電極活物質形成液が均一に付着する。該形成液が化学反応を生じて、前記電極活物質が合成されて堆積することで、該多孔質材料の表面の凹凸や細孔部の表面に沿って均一な厚さの前記電極活物質層が形成される。   In the present invention, even when a porous material is used for the current collector in order to spray the electrode active material forming liquid on the current collector, surface irregularities and pores of the porous material The electrode active material forming liquid uniformly adheres to the entire surface of the part. The forming liquid causes a chemical reaction, and the electrode active material is synthesized and deposited, whereby the electrode active material layer having a uniform thickness along the surface irregularities and the surface of the pores of the porous material. Is formed.

本発明に係る非水電解液二次電池用電極板の製造方法は、集電体上に電極活物質層が設けられた非水電解液二次電池用電極板の製造方法であって、
電極活物質を生成する原料を含有する電極活物質層形成液を、該電極活物質層形成液の溶媒の沸点以下の温度で、所定の温度に加熱されている前記集電体の少なくとも一の面側に噴霧し、該電極活物質形成液を該一の面側に付着させ、
前記一の面側に付着させた前記電極活物質層形成液中の前記原料を前記集電体の熱により化学反応させて、該集電体上で電極活物質を生成することにより前記電極活物質層を形成することを特徴とするものである。
A method for producing an electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention is a method for producing an electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery in which an electrode active material layer is provided on a current collector,
An electrode active material layer forming liquid containing a raw material for generating an electrode active material is heated to a predetermined temperature at a temperature not higher than the boiling point of the solvent of the electrode active material layer forming liquid. Spray on the surface side, adhere the electrode active material forming liquid to the one surface side,
The electrode active material is produced on the current collector by chemically reacting the raw material in the electrode active material layer forming liquid adhered to the one surface side by the heat of the current collector. A material layer is formed.

(電極板)
本発明に係る非水電解液二次電池用電極板の製造方法は、正極板、及び負極板のいずれの製造方法においても採用することができるが、正極板の製造方法としてより好適に採用することができる。
以下において、本発明に係る非水電解液二次電池用電極板の製造方法について、正極板の製造方法を代表例として挙げて説明する。
(Electrode plate)
The method for producing an electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention can be employed in any method for producing a positive electrode plate and a negative electrode plate, but is more preferably employed as a method for producing a positive electrode plate. be able to.
Below, the manufacturing method of a positive electrode plate is mentioned as a representative example, and the manufacturing method of the electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary batteries which concerns on this invention is demonstrated.

本発明に係る非水電解液二次電池用正極板の製造方法は、(1)正極活物質層形成液の調製工程、(2)正極活物質層形成液の噴霧・付着工程、及び(3)正極活物質層の形成工程を含み、当該(1)〜(3)の工程を経て、所望の非水電解液二次電池用正極板が得られると共に、当該非水電解液二次電池用正極板を構成材料として所望の非水電解液二次電池が得られる。   The method for producing a positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention includes (1) a step of preparing a positive electrode active material layer forming liquid, (2) a step of spraying and attaching a positive electrode active material layer forming liquid, and (3 ) Including a step of forming a positive electrode active material layer, and through the steps (1) to (3), a desired positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery is obtained, and for the non-aqueous electrolyte secondary battery A desired nonaqueous electrolyte secondary battery can be obtained using the positive electrode plate as a constituent material.

本発明に係る非水電解液二次電池用正極板は、例えば、図1に示す電極板製造装置1を用いて製造することができ、以下において、当該電極板製造装置1による製造方法についても、例に挙げて説明する。   The positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention can be manufactured using, for example, the electrode plate manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 1, and the manufacturing method using the electrode plate manufacturing apparatus 1 is also described below. An example will be described.

(1)正極活物質層形成液の調製工程
本工程においては、正極活物質を生成する原料(溶質)が、所定の濃度となるように溶媒に加えて、溶解させて正極活物質層形成液を調製する。
(1) Preparation Step of Positive Electrode Active Material Layer Forming Solution In this step, the raw material (solute) for producing the positive electrode active material is added to a solvent so as to have a predetermined concentration and dissolved to form a positive electrode active material layer forming solution. To prepare.

なお、図1に示す電極板製造装置1を用いる場合には、調製した正極活物質層形成液を、電極活物質形成液の貯蔵容器2内に収容する。   In addition, when using the electrode plate manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 1, the prepared positive electrode active material layer formation liquid is accommodated in the storage container 2 of an electrode active material formation liquid.

正極活物質を生成する原料としては、一般に非水電解液二次電池用正極板の正極活物質を生成する原料として用いられるものであれば、特に限定されないが、コバルト、ニッケル、マンガン、鉄又はチタンのうち少なくとも1種以上を含むリチウム複合酸化物を生成する原料が好ましく用いられる。   The raw material for producing the positive electrode active material is not particularly limited as long as it is generally used as a raw material for producing the positive electrode active material of the positive electrode plate for a nonaqueous electrolyte secondary battery, but cobalt, nickel, manganese, iron or A raw material for producing a lithium composite oxide containing at least one of titanium is preferably used.

なお、ここで「正極活物質を生成する原料」とは、後述する(3)正極活物質層の形成工程において、正極集電体上に噴霧して付着させた正極活物質層形成溶液を、正極集電体に加えられた熱によって化学反応させて、正極集電体上で正極活物質を生成することができる単独の化合物、あるいは2種以上の化合物の組み合わせのことを意味する。   Here, the “raw material for producing the positive electrode active material” means a positive electrode active material layer forming solution sprayed and adhered on the positive electrode current collector in the step of forming a positive electrode active material layer described later (3) It means a single compound or a combination of two or more compounds that can be chemically reacted with heat applied to the positive electrode current collector to produce a positive electrode active material on the positive electrode current collector.

上記リチウム複合酸化物を生成する原料としては、例えば、LiCoO(コバルト酸リチウム)を生成する原料、LiNiO(ニッケル酸リチウム)を生成する原料、LiMn(マンガン酸リチウム)を生成する原料、LiFeO(鉄酸リチウム)を生成する原料、及びLiTiO(チタン酸リチウム)を生成する原料等が代表的に挙げられる。 The raw material for generating the lithium composite oxide, for example, to produce a raw material for generating the LiCoO 2 (lithium cobaltate), a raw material for generating the LiNiO 2 (lithium nickel oxide), and LiMn 2 O 4 (lithium manganate) material, the raw material for generating a LiFeO 2 (ferrate lithium), and LiTiO 2 raw material or the like for generating the (lithium titanate) and the like typically.

LiCoOを生成する原料としては、Liからなる化合物、及びCoからなる化合物を主原料として組み合わせて用いることができ、さらに、必要に応じてその他の原料を組み合わせて用いることもできる。
Liからなる化合物としては、例えば、くえん酸リチウム四水和物、過塩素酸リチウム三水和物、酢酸リチウム二水和物、硝酸リチウム、及びりん酸リチウム等が挙げられ、また、Coからなる化合物としては、例えば、塩化コバルト(II)六水和物、蟻酸コバルト(II)二水和物、コバルト(III)アセチルアセトナート、コバルト(II)アセチルアセトナート二水和物、酢酸コバルト(II)四水和物、しゅう酸コバルト(II)二水和物、硝酸コバルト(II)六水和物、塩化コバルト(II)アンモニウム六水和物、亜硝酸コバルト(III)ナトリウム、及び硫酸コバルト(II)七水和物等が挙げられる。
主原料として用いるLiからなる化合物、及びCoからなる化合物の組み合わせ割合(Li:Co=X:1)は、特に限定されないが、1≦X<2であることが好ましく、1≦X≦1.2であることがより好ましい。
上記組み合わせ割合が、上記範囲未満である場合には、所望の性能を有する正極板を効率良く製造することができない場合がある。
As a raw material for producing LiCoO 2 , a compound made of Li and a compound made of Co can be used in combination as main raw materials, and further, other raw materials can be used in combination as required.
Examples of the compound composed of Li include lithium citrate tetrahydrate, lithium perchlorate trihydrate, lithium acetate dihydrate, lithium nitrate, and lithium phosphate, and also composed of Co. Examples of the compound include cobalt (II) chloride hexahydrate, cobalt (II) formate dihydrate, cobalt (III) acetylacetonate, cobalt (II) acetylacetonate dihydrate, cobalt acetate (II ) Tetrahydrate, cobalt (II) oxalate dihydrate, cobalt (II) nitrate hexahydrate, cobalt (II) ammonium chloride hexahydrate, sodium cobalt (III) nitrite, and cobalt sulfate ( II) The heptahydrate etc. are mentioned.
The combination ratio (Li: Co = X: 1) of the compound composed of Li and the compound composed of Co used as the main raw material is not particularly limited, but is preferably 1 ≦ X <2, and preferably 1 ≦ X ≦ 1. 2 is more preferable.
When the combination ratio is less than the above range, a positive electrode plate having desired performance may not be produced efficiently.

LiNiOを生成する原料としては、Liからなる化合物、及びNiからなる化合物を主原料として組み合わせて用いることができ、さらに、必要に応じてその他の原料を組み合わせて用いることもできる。
Liからなる化合物としては、例えば、くえん酸リチウム四水和物、過塩素酸リチウム三水和物、酢酸リチウム二水和物、硝酸リチウム、及びりん酸リチウム等が挙げられ、また、Niからなる化合物としては、例えば、塩化ニッケル(II)六水和物、酢酸ニッケル(II)四水和物、過塩素酸ニッケル(II)六水和物、臭化ニッケル(II)三水和物、硝酸ニッケル(II)六水和物、ニッケル(II)アセチルアセトナート二水和物、次亜りん酸ニッケル(II)六水和物、及び硫酸ニッケル(II)六水和物等が挙げられる。
主原料として用いるLiからなる化合物、及びNiからなる化合物の組み合わせ割合(Li:Ni=X:1)は、特に限定されないが、1≦X<2であることが好ましく、1≦X≦1.2であることがより好ましい。
上記組み合わせ割合が、上記範囲未満である場合には、所望の性能を有する正極板を効率良く製造することができない場合がある。
As a raw material for producing LiNiO 2 , a compound made of Li and a compound made of Ni can be used in combination as main raw materials, and further, other raw materials can be used in combination as required.
Examples of the compound composed of Li include lithium citrate tetrahydrate, lithium perchlorate trihydrate, lithium acetate dihydrate, lithium nitrate, and lithium phosphate, and also composed of Ni. Examples of the compound include nickel chloride (II) hexahydrate, nickel acetate (II) tetrahydrate, nickel perchlorate (II) hexahydrate, nickel bromide (II) trihydrate, nitric acid Examples include nickel (II) hexahydrate, nickel (II) acetylacetonate dihydrate, nickel (II) hypophosphite hexahydrate, and nickel (II) sulfate hexahydrate.
The combination ratio of the compound composed of Li and the compound composed of Ni used as the main raw material (Li: Ni = X: 1) is not particularly limited, but is preferably 1 ≦ X <2, and preferably 1 ≦ X ≦ 1. 2 is more preferable.
When the combination ratio is less than the above range, a positive electrode plate having desired performance may not be produced efficiently.

LiMnを生成する原料としては、Liからなる化合物、及びMnからなる化合物を主原料として組み合わせて用いることができ、さらに、必要に応じてその他の原料を組み合わせて用いることもできる。
Liからなる化合物としては、例えば、くえん酸リチウム四水和物、過塩素酸リチウム三水和物、酢酸リチウム二水和物、硝酸リチウム、及びりん酸リチウム等が挙げられ、また、Mnからなる化合物としては、例えば、酢酸マンガン(III)二水和物、硝酸マンガン(II)六水和物、硫酸マンガン(II)五水和物、しゅう酸マンガン(II)二水和物、及びマンガン(III)アセチルアセトナート等が挙げられる。
主原料として用いるLiからなる化合物、及びMnからなる化合物の組み合わせ割合(Li:Mn=X:1)は、特に限定されないが、0.5≦X<1であることが好ましく、0.5≦X≦0.6であることがより好ましい。
上記組み合わせ割合が、上記範囲未満である場合には、所望の性能を有する正極板を効率良く製造することができない場合がある。
As raw materials for producing LiMn 2 O 4 , a compound made of Li and a compound made of Mn can be used in combination as main raw materials, and other raw materials can be used in combination as required.
Examples of the compound composed of Li include lithium citrate tetrahydrate, lithium perchlorate trihydrate, lithium acetate dihydrate, lithium nitrate, and lithium phosphate, and also composed of Mn. Examples of the compound include manganese acetate (III) dihydrate, manganese (II) nitrate hexahydrate, manganese (II) sulfate pentahydrate, manganese (II) oxalate dihydrate, and manganese ( III) Acetylacetonate and the like.
The combination ratio (Li: Mn = X: 1) of the compound composed of Li and the compound composed of Mn used as the main raw material is not particularly limited, but is preferably 0.5 ≦ X <1, 0.5 ≦ More preferably, X ≦ 0.6.
When the combination ratio is less than the above range, a positive electrode plate having desired performance may not be produced efficiently.

LiFeOを生成する原料としては、Liからなる化合物、及びFeからなる化合物を主原料として組み合わせて用いることができ、さらに、必要に応じてその他の原料を組み合わせて用いることもできる。
Liからなる化合物としては、例えば、くえん酸リチウム四水和物、過塩素酸リチウム三水和物、酢酸リチウム二水和物、硝酸リチウム、及びりん酸リチウム等が挙げられ、また、Feからなる化合物としては、例えば、塩化鉄(II)四水和物、くえん酸鉄(III)、酢酸鉄(II)、しゅう酸鉄(II)二水和物、硝酸鉄(III)九水和物、乳酸鉄(II)三水和物、及び硫酸鉄(II)七水和物等が挙げられる。
主原料として用いるLiからなる化合物、及びFeからなる化合物の組み合わせ割合(Li:Fe=X:1)は、特に限定されないが、1≦X<2であることが好ましく、1≦X≦1.2であることがより好ましい。
上記組み合わせ割合が、上記範囲未満である場合には、所望の性能を有する正極板を効率良く製造することができない場合がある。
As raw materials for producing LiFeO 2 , a compound composed of Li and a compound composed of Fe can be used in combination as main raw materials, and other raw materials can be used in combination as required.
Examples of the compound composed of Li include lithium citrate tetrahydrate, lithium perchlorate trihydrate, lithium acetate dihydrate, lithium nitrate, and lithium phosphate, and also composed of Fe. Examples of the compound include iron (II) chloride tetrahydrate, iron (III) citrate, iron (II) acetate, iron (II) oxalate dihydrate, iron (III) nitrate nonahydrate, Examples thereof include iron (II) lactate trihydrate and iron (II) sulfate heptahydrate.
The combination ratio (Li: Fe = X: 1) of the compound composed of Li and the compound composed of Fe used as the main raw material is not particularly limited, but is preferably 1 ≦ X <2, and preferably 1 ≦ X ≦ 1. 2 is more preferable.
When the combination ratio is less than the above range, a positive electrode plate having desired performance may not be produced efficiently.

LiTiOを生成する原料としては、Liからなる化合物、及びTiからなる化合物を主原料として組み合わせて用いることができ、さらに、必要に応じてその他の原料を組み合わせて用いることもできる。
Liからなる化合物としては、例えば、くえん酸リチウム四水和物、過塩素酸リチウム三水和物、酢酸リチウム二水和物、硝酸リチウム、及びりん酸リチウム等が挙げられ、また、Tiからなる化合物としては、例えば、四塩化チタン、及びチタンアセチルアセトナート等が挙げられる。
主原料として用いるLiからなる化合物、及びTiからなる化合物の組み合わせ割合(Li:Ti=X:1)は、特に限定されないが、1≦X<2であることが好ましく、1≦X≦1.2であることがより好ましい。
上記組み合わせ割合が、上記範囲未満である場合には、所望の性能を有する正極板を効率良く製造することができない場合がある。
As raw materials for producing LiTiO 2 , a compound made of Li and a compound made of Ti can be used in combination as main raw materials, and other raw materials can be used in combination as required.
Examples of the compound composed of Li include lithium citrate tetrahydrate, lithium perchlorate trihydrate, lithium acetate dihydrate, lithium nitrate, and lithium phosphate, and also composed of Ti. Examples of the compound include titanium tetrachloride and titanium acetylacetonate.
The combination ratio of the compound composed of Li and the compound composed of Ti used as the main raw material (Li: Ti = X: 1) is not particularly limited, but is preferably 1 ≦ X <2, and preferably 1 ≦ X ≦ 1. 2 is more preferable.
When the combination ratio is less than the above range, a positive electrode plate having desired performance may not be produced efficiently.

正極活物質層形成液の調製に用いる溶媒としては、正極活物質を生成する原料を溶解又は分散させることができる溶媒であれば、特に限定されず、例えば、水系溶媒;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、プロパノール、及びブタノール等の総炭素数が5以下の低級アルコール系溶媒;トルエン、エチルベンゼン、及びキシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;アセチルアセトン、ジアセチル、及びベンゾイルアセトン等のジケトン系溶媒;アセト酢酸エチル、ピルビン酸エチル、ベンゾイル酢酸エチル、及びベンゾイル蟻酸エチル等のケトエステル系溶媒;並びにこれらの混合溶媒;等が代表的に挙げられる。   The solvent used for preparing the positive electrode active material layer forming liquid is not particularly limited as long as it can dissolve or disperse the raw material for generating the positive electrode active material. For example, an aqueous solvent; methanol, ethanol, isopropyl alcohol Lower alcohol solvents having a total carbon number of 5 or less such as toluene, propanol and butanol; aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, ethylbenzene and xylene; diketone solvents such as acetylacetone, diacetyl and benzoylacetone; ethyl acetoacetate And ketoester solvents such as ethyl pyruvate, ethyl benzoyl acetate, and ethyl benzoyl formate; and mixed solvents thereof.

正極活物質層形成液の調製に用いる溶媒の沸点の温度は、40〜200℃であることが好ましく、50〜180℃であることがより好ましく、60〜150℃であることがさらに好ましい。   The boiling point temperature of the solvent used for preparing the positive electrode active material layer forming liquid is preferably 40 to 200 ° C, more preferably 50 to 180 ° C, and further preferably 60 to 150 ° C.

上記溶媒の沸点の温度が、上記範囲未満である場合には、溶媒の沸点の温度が低過ぎるため、次工程(2)正極活物質層形成液の噴霧・付着工程において、加熱された集電体からの輻射熱の影響を受け易くなり、噴霧された液滴から溶媒が沸騰して消失してしまう場合がある。一方、上記溶媒の沸点の温度が、上記範囲を超える場合には、溶媒の沸点の温度が高過ぎるため、次工程(3)正極活物質層の形成工程において、正極活物質層を形成する原料の化学反応が円滑に行われ難くなり、膜を好適に成長させることができず、集電体との密着性に劣る場合がある。   When the temperature of the boiling point of the solvent is less than the above range, the temperature of the boiling point of the solvent is too low. Therefore, in the next step (2) the step of spraying and attaching the positive electrode active material layer forming liquid, It becomes easy to be affected by the radiant heat from the body, and the solvent may boil off from the sprayed droplets. On the other hand, when the temperature of the boiling point of the solvent exceeds the above range, the temperature of the boiling point of the solvent is too high. Therefore, in the next step (3) forming the positive electrode active material layer, the raw material for forming the positive electrode active material layer The chemical reaction is difficult to be performed smoothly, and the film cannot be grown properly, and the adhesion to the current collector may be poor.

正極活物質層形成液中の溶質(正極活物質を生成する原料)の濃度は、0.001〜5mol/Lであることが好ましく、0.01〜2mol/Lであることがより好ましく、0.1〜1mol/Lであることがさらに好ましい。   The concentration of the solute (the raw material for producing the positive electrode active material) in the positive electrode active material layer forming liquid is preferably 0.001 to 5 mol / L, more preferably 0.01 to 2 mol / L, and 0 More preferably, it is 1-1 mol / L.

上記正極活物質層形成液中の溶質の濃度が、上記範囲未満である場合には、正極活物質層形成液中の溶質の濃度が低過ぎるため、次工程(3)正極活物質層の形成工程において、正極活物質層の形成に時間がかかり、生産性に劣る場合がある。一方、上記正極活物質層形成液中の溶質の濃度が、上記範囲を超える場合には、正極活物質層形成液中の溶質の濃度が高過ぎるため、当該形成液の粘度が高まり、次工程(2)正極活物質層形成液の噴霧・付着工程において、ノズルの閉塞が起り易くなり、精度良く噴霧することができない場合がある。   When the concentration of the solute in the positive electrode active material layer forming liquid is less than the above range, the concentration of the solute in the positive electrode active material layer forming liquid is too low, so the next step (3) Formation of the positive electrode active material layer In the process, it takes time to form the positive electrode active material layer, and the productivity may be inferior. On the other hand, when the concentration of the solute in the positive electrode active material layer forming liquid exceeds the above range, the concentration of the solute in the positive electrode active material layer forming liquid is too high. (2) In the spraying / adhering step of the positive electrode active material layer forming liquid, the nozzle is likely to be clogged, and the spraying may not be performed with high accuracy.

本工程において、正極活物質層形成液は、主に、上述した正極活物質を生成する原料、及び上述した溶媒を構成成分として調製され、結着剤を必要としないが、導電性などに悪影響を及ぼさない程度であれば、従来のスラリー状の電極活物質層用塗工組成物の調製工程に一般に用いられている結着剤、及び必要に応じて、導電剤及び増粘剤等を用いてもよい。   In this step, the positive electrode active material layer forming liquid is prepared mainly using the raw material for generating the positive electrode active material described above and the solvent described above as a constituent component, and does not require a binder, but adversely affects conductivity and the like. If necessary, a binder generally used in the preparation process of a conventional slurry-like coating composition for electrode active material layer, and if necessary, a conductive agent and a thickener are used. May be.

(2)正極活物質層形成液の噴霧・付着工程
本工程においては、上記(1)工程を経て得られる、調製された正極活物質層形成液を、当該正極活物質層形成液の溶媒の沸点以下の温度で霧化し、所定の温度に加熱されて温められた正極集電体の少なくとも一面側に、当該正極活物質層形成液を噴霧し、均一に付着させる。
(2) Spray / adhesion step of positive electrode active material layer forming liquid In this step, the prepared positive electrode active material layer forming liquid obtained through the step (1) is used as a solvent for the positive electrode active material layer forming liquid. The positive electrode active material layer forming liquid is sprayed and uniformly deposited on at least one surface side of the positive electrode current collector which is atomized at a temperature equal to or lower than the boiling point and heated to a predetermined temperature.

本工程において、調製された正極活物質層形成液を、噴霧する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、図1に示す電極板製造装置1を用いる場合には、電極活物質層形成液(正極活物質層形成液)3を超音波発生装置4にて霧化処理を行なう。
なお、霧化処理には、超音波発生装置4の他に、スプレー等の手段を用いることもできる。
In this step, the method for spraying the prepared positive electrode active material layer forming liquid is not particularly limited. For example, when the electrode plate manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 1 is used, the electrode active material layer is used. The forming liquid (positive electrode active material layer forming liquid) 3 is atomized by the ultrasonic generator 4.
In addition to the ultrasonic generator 4, means such as a spray can be used for the atomization process.

霧化した電極活物質層形成液(正極活物質層形成液)は、加圧装置5にてパイプ6を通じてノズル7から吐出し、ホットプレート10により所定の温度に加熱されて温められた集電体11上に、霧状液滴8として噴き付けて、噴霧を行なうことができる。   The atomized electrode active material layer forming liquid (positive electrode active material layer forming liquid) is discharged from the nozzle 7 through the pipe 6 by the pressurizing device 5 and heated to a predetermined temperature by the hot plate 10 to be heated. Spraying can be performed by spraying on the body 11 as a mist droplet 8.

ノズル7から吐出する電極活物質層形成液(正極活物質層形成液)の吐出量は、好適な噴霧を行なう観点から、1〜50ml/minであることが好ましく、1〜30ml/minであることがより好ましく、1〜20ml/minであることがさらに好ましい。   The discharge amount of the electrode active material layer forming liquid (positive electrode active material layer forming liquid) discharged from the nozzle 7 is preferably 1 to 50 ml / min, and preferably 1 to 30 ml / min from the viewpoint of suitable spraying. More preferably, it is 1-20 ml / min.

ノズル7から吐出する電極活物質層形成液(正極活物質層形成液)の吐出圧力は、好適な噴霧を行なう観点から、1〜1×10Paであることが好ましく、10〜7×10Paであることがより好ましく、100〜5×10Paであることがさらに好ましい。 The discharge pressure of the electrode active material layer forming liquid (positive electrode active material layer forming liquid) discharged from the nozzle 7 is preferably 1 to 1 × 10 7 Pa, preferably 10 to 7 × 10, from the viewpoint of suitable spraying. 6 Pa is more preferable, and 100 to 5 × 10 6 Pa is even more preferable.

ノズル7先端部から集電体11表面までの距離は、好適な噴霧を行なう観点から、5〜50cmであることが好ましく、10〜25cmであることがより好ましく、15〜20cmであることがさらに好ましい。   The distance from the tip of the nozzle 7 to the surface of the current collector 11 is preferably 5 to 50 cm, more preferably 10 to 25 cm, and further preferably 15 to 20 cm, from the viewpoint of suitable spraying. preferable.

ノズル7先端部と集電体11表面との角度は、均一な噴霧を行なう観点から、90度であることが好ましいが、特に限定されるものではなく、適宜角度を変えて噴霧を行なうこともできる。   The angle between the tip of the nozzle 7 and the surface of the current collector 11 is preferably 90 degrees from the viewpoint of uniform spraying, but is not particularly limited, and spraying may be performed by appropriately changing the angle. it can.

正極集電体の表面積あたりに付着される電極活物質層形成液(正極活物質層形成液)の付着量は、0.001〜1ml/cmであることが好ましく、0.01〜0.5ml/cmであることがより好ましく、0.05〜0.1ml/cmであることがさらに好ましい。 The amount of the electrode active material layer forming liquid (positive electrode active material layer forming liquid) attached per surface area of the positive electrode current collector is preferably 0.001 to 1 ml / cm 2 , and preferably 0.01 to 0. more preferably 5 ml / cm 2, further preferably 0.05~0.1ml / cm 2.

上記正極活物質層形成液の付着量が、上記範囲未満である場合には、正極集電体に対する正極活物質層形成液の付着量が少な過ぎるため、次工程(3)正極活物質層の形成工程において、正極活物質層を形成する原料の反応効率が低下し、正極活物質層の形成に時間がかかり、生産性に劣る場合がある。一方、上記正極集電体に対する正極活物質層形成液の付着量が、上記範囲を超える場合には、正極集電体に対する正極活物質層形成液の付着量が多過ぎるため、次工程(3)正極活物質層の形成工程において、正極活物質層を形成する原料の化学反応が円滑に行われ難くなり、膜を好適に成長させることができず、集電体との密着性に劣る場合がある。   When the adhesion amount of the positive electrode active material layer forming liquid is less than the above range, the adhesion amount of the positive electrode active material layer forming liquid to the positive electrode current collector is too small. In the forming step, the reaction efficiency of the raw material for forming the positive electrode active material layer is reduced, and it takes time to form the positive electrode active material layer, which may be inferior in productivity. On the other hand, when the amount of the positive electrode active material layer forming liquid adhering to the positive electrode current collector exceeds the above range, the amount of the positive electrode active material layer forming liquid adhering to the positive electrode current collector is too large. ) In the step of forming the positive electrode active material layer, the chemical reaction of the raw material for forming the positive electrode active material layer is difficult to be performed smoothly, the film cannot be grown properly, and the adhesion to the current collector is poor. There is.

本工程において、正極活物質層形成液を霧化する際には、特別な加熱を正極活物質層形成液に施す必要はないが、正極活物質層形成液の溶媒の沸点を超えない程度に施される加熱であれば、特に制限されるものではない。   In this step, when the positive electrode active material layer forming solution is atomized, it is not necessary to apply special heating to the positive electrode active material layer forming solution, but to the extent that the boiling point of the solvent of the positive electrode active material layer forming solution is not exceeded. There is no particular limitation as long as it is applied.

正極集電体としては、一般に非水電解液二次電池用正極板の正極集電体として用いられるものであれば、特に限定されないが、アルミニウム、ニッケル、銅などの単体又は合金から形成されているもの、もしくはカーボンシート、カーボン板、及びカーボンテキスタイル等の高い導電性を有するものが好ましく用いられる。   The positive electrode current collector is not particularly limited as long as it is generally used as a positive electrode current collector of a positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery, but is formed from a single substance or an alloy such as aluminum, nickel, or copper. Those having high conductivity such as carbon sheets, carbon plates, and carbon textiles are preferably used.

正極集電体の厚みは、一般に非水電解液二次電池用正極板の正極集電体として用いられるものの厚みであれば、特に限定されないが、10〜100μmであることが好ましく、15〜50μmであることがより好ましい。   The thickness of the positive electrode current collector is not particularly limited as long as it is generally used as a positive electrode current collector of a positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery, but is preferably 10 to 100 μm, and preferably 15 to 50 μm. It is more preferable that

所定の温度に加熱されて用いる正極集電体の温度は、200〜800℃であることが好ましく、300〜600℃であることがより好ましく、350〜500℃であることがさらに好ましい。   The temperature of the positive electrode current collector that is heated to a predetermined temperature is preferably 200 to 800 ° C, more preferably 300 to 600 ° C, and further preferably 350 to 500 ° C.

ここで、「所定の温度」とは、正極集電体に加えられた熱により、正極集電体の直上の雰囲気(図1に示される「集電体の直上雰囲気9」に相当。)が温められた場合でも、当該雰囲気の温度の影響を受けて(加熱された集電体からの輻射熱の影響を受けて)、噴霧される正極活物質層形成液の溶媒が沸騰により消失し、溶質のみが噴霧されるような状態とならないように設定された温度であることを意味する。   Here, the “predetermined temperature” is an atmosphere immediately above the positive electrode current collector (corresponding to “atmosphere 9 immediately above the current collector” shown in FIG. 1) due to heat applied to the positive electrode current collector. Even when heated, the solvent of the positive electrode active material layer forming liquid to be sprayed disappears by boiling due to the influence of the temperature of the atmosphere (under the influence of radiant heat from the heated current collector), and the solute It means that the temperature is set so as not to spray only.

上記正極集電体の温度が、上記範囲未満である場合には、正極集電体の温度が低過ぎるため、次工程(3)正極活物質層の形成工程において、正極活物質層を形成する原料の反応効率が低下し、正極活物質層の形成に時間がかかり、生産性に劣る場合がある。一方、上記正極集電体の温度が、上記範囲を超える場合には、正極集電体の温度が高過ぎるため、噴霧された液滴から溶媒が沸騰して消失してしまう場合がある。   When the temperature of the positive electrode current collector is less than the above range, the temperature of the positive electrode current collector is too low. Therefore, in the next step (3) the step of forming the positive electrode active material layer, the positive electrode active material layer is formed. The reaction efficiency of the raw material is lowered, and it takes time to form the positive electrode active material layer, which may be inferior in productivity. On the other hand, when the temperature of the positive electrode current collector exceeds the above range, the temperature of the positive electrode current collector is too high, and the solvent may boil off from the sprayed droplets and disappear.

所定の温度に加熱されて用いる正極集電体の直上の雰囲気の温度(正極集電体から高さ20cm以内の範囲にある領域温度)は、正極活物質層形成液の溶媒の沸点の温度のプラス50℃以内の温度範囲にあることが好ましい。   The temperature of the atmosphere immediately above the positive electrode current collector to be used after being heated to a predetermined temperature (region temperature in a range within 20 cm in height from the positive electrode current collector) is the temperature of the boiling point of the solvent of the positive electrode active material layer forming liquid. It is preferable to be in a temperature range within plus 50 ° C.

(3)正極活物質層の形成工程
本工程においては、上記(2)工程を経て得られる、正極集電体の少なくとも一面側に、噴霧して付着させた正極活物質層形成液を、正極集電体の熱により化学反応させて、正極活物質層形成液の溶媒を揮発させると共に正極活物質を合成するにつれて、当該正極集電体の表面から上方に向けて堆積させて、さらに柱状あるいは粒状の膜を成長させて(結晶化させて)、所望の正極活物質層を形成させる。
(3) Formation process of positive electrode active material layer In this process, the positive electrode active material layer forming liquid sprayed and adhered to at least one surface side of the positive electrode current collector obtained through the above step (2) is used as the positive electrode. As the positive electrode active material is synthesized by volatilizing the solvent of the positive electrode active material layer forming liquid by chemically reacting with the heat of the current collector and synthesizing the positive electrode active material, the positive electrode current collector is deposited upward from the surface of the positive electrode current collector. A granular film is grown (crystallized) to form a desired positive electrode active material layer.

本工程において、正極活物質層を形成させる方法は、特に限定されるものではないが、例えば、図1に示す電極板製造装置1を用いる場合には、ホットプレート10から熱伝導して温められた集電体11の熱により化学反応させて、電極活物質層13の形成を行なうことができる。   In this step, the method for forming the positive electrode active material layer is not particularly limited. For example, when the electrode plate manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 1 is used, the positive electrode active material layer is heated by heat conduction from the hot plate 10. The electrode active material layer 13 can be formed by a chemical reaction caused by the heat of the current collector 11.

ホットプレートの温度は、電極活物質を生成する原料を含有する正極活物質層形成液を、化学反応させて、電極活物質を生成するのに最も重要な要素であり、ホットプレート10の温度調節を十分に行うことで、電極活物質層の厚み、及び結晶化度などの制御を行うことができる。   The temperature of the hot plate is the most important factor for generating the electrode active material by chemically reacting the positive electrode active material layer forming liquid containing the raw material for generating the electrode active material. By sufficiently performing the above, it is possible to control the thickness, crystallinity, and the like of the electrode active material layer.

本発明では、ホットプレートから温められた集電体11の温度は、高い導電性を有し、且つ高い熱伝導性を有する、アルミニウム、ニッケルなどの集電体を用いた場合には、当該ホットプレートの設定した温度とほぼ同一になる。   In the present invention, the temperature of the current collector 11 heated from the hot plate is high when the current collector such as aluminum or nickel having high conductivity and high thermal conductivity is used. It is almost the same as the set temperature of the plate.

なお、電極板製造装置1が設置されている環境温度は、特に限定されるものではないが、通常は室温下(約25℃)であることが好ましい。   In addition, although the environmental temperature in which the electrode plate manufacturing apparatus 1 is installed is not particularly limited, it is usually preferable to be at room temperature (about 25 ° C.).

本工程において、形成される正極活物質層の結晶化度を更に高める観点から、正極集電体を再度加熱する工程(アニール工程)を行うことが好ましい。アニール工程の条件は、特に限定されるものではないが、正極活物質層に亀裂などの異常が生じないように設定する必要がある。   In this step, from the viewpoint of further increasing the crystallinity of the positive electrode active material layer to be formed, it is preferable to perform a step of heating the positive electrode current collector again (annealing step). The conditions for the annealing step are not particularly limited, but it is necessary to set the conditions such that cracks and other abnormalities do not occur in the positive electrode active material layer.

アニール工程での加熱温度は、300〜800℃であることが好ましく、350〜650℃であることがより好ましく、400〜600℃であることがさらに好ましい。   The heating temperature in the annealing step is preferably 300 to 800 ° C, more preferably 350 to 650 ° C, and further preferably 400 to 600 ° C.

上記アニール工程での加熱温度が、上記範囲未満である場合には、結晶化度を高める効果を十分に発揮させることができない場合がある。一方、上記アニール工程での加熱温度が、上記範囲を超える場合には、正極活物質が劣化し易くなる場合がある。   When the heating temperature in the annealing step is less than the above range, the effect of increasing the crystallinity may not be sufficiently exhibited. On the other hand, when the heating temperature in the annealing step exceeds the above range, the positive electrode active material may be easily deteriorated.

アニール工程での加熱時間は、10〜10000分であることが好ましく、30〜6000分であることがより好ましく、60〜600分であることがさらに好ましい。   The heating time in the annealing step is preferably 10 to 10000 minutes, more preferably 30 to 6000 minutes, and further preferably 60 to 600 minutes.

上記アニール工程での加熱時間が、上記範囲未満である場合には、結晶化度を高める効果を十分に発揮させることができない場合がある。一方、上記アニール工程での加熱時間が、上記範囲を超える場合には、正極活物質が劣化し易くなる場合がある。   When the heating time in the annealing step is less than the above range, the effect of increasing the crystallinity may not be sufficiently exhibited. On the other hand, when the heating time in the annealing step exceeds the above range, the positive electrode active material may be easily deteriorated.

形成される正極活物質層の厚みは、0.01〜50μmであることが好ましく、0.1〜10μmであることがより好ましく、0.2〜5μmであることがさらに好ましい。   The thickness of the positive electrode active material layer to be formed is preferably 0.01 to 50 μm, more preferably 0.1 to 10 μm, and further preferably 0.2 to 5 μm.

上記正極活物質層の厚みが、上記範囲未満である場合には、十分な体積エネルギー密度が得られない場合がある。一方、上記正極活物質層の厚みが、上記範囲を超える場合には、正極活物質層に亀裂などの異常が生じ易くなり、集電体との密着性に劣る場合がある。   When the thickness of the positive electrode active material layer is less than the above range, a sufficient volume energy density may not be obtained. On the other hand, when the thickness of the positive electrode active material layer exceeds the above range, abnormalities such as cracks are likely to occur in the positive electrode active material layer, and the adhesion to the current collector may be poor.

本発明に係る電極板の製造方法によれば、従来の電極板の製造方法で施されるプレス加工を必要とせずとも、集電体に対する所望の密着性及び均質性が得られるが、プレス加工を施してもよい。
プレス加工としては、例えば、金属ロール、弾性ロール、加熱ロール、ロールプレス、及びシートプレス等を用いて行うことができる。
According to the method for manufacturing an electrode plate according to the present invention, the desired adhesion and homogeneity to the current collector can be obtained without the need for the press processing performed by the conventional electrode plate manufacturing method. May be applied.
As press work, it can carry out using a metal roll, an elastic roll, a heating roll, a roll press, a sheet press etc., for example.

本発明に係る電極板の製造方法は、特許文献1の製造方法で実施されているような予備加熱(200℃程度)を必要とせず、製造設備が簡易で済むと共に、且つ短時間で厚みが薄い所望の電極活物質層を形成することができる。
また、本発明で製造された電極板を再加熱しても(アニール工程を施しても)、電極活物質層に亀裂などの異常はみられず、結晶化度の高い所望の電極活物質層を形成することができる。
さらに、集電体として多孔質材料を用いても、当該集電体の全表面に略均一な厚みで電極活物質層を形成することができ、充放電特性に優れた電極板を得ることができる。
The electrode plate manufacturing method according to the present invention does not require preheating (about 200 ° C.) as performed in the manufacturing method of Patent Document 1, the manufacturing equipment is simple, and the thickness is short. A thin desired electrode active material layer can be formed.
In addition, even when the electrode plate manufactured according to the present invention is reheated (even if an annealing process is performed), the electrode active material layer does not show any abnormalities such as cracks, and the desired electrode active material layer having a high degree of crystallinity Can be formed.
Furthermore, even when a porous material is used as a current collector, an electrode active material layer can be formed with a substantially uniform thickness on the entire surface of the current collector, and an electrode plate having excellent charge / discharge characteristics can be obtained. it can.

(非水電解液二次電池)
非水電解液二次電池は、本発明に係る正極板、及び負極板を、ポリエチレン製多孔質フィルムのようなセパレータを介して巻き回して、電池容器内に収納する。そして、電池容器内に非水電解液を充填することにより組み立てられる。
(Non-aqueous electrolyte secondary battery)
In the nonaqueous electrolyte secondary battery, the positive electrode plate and the negative electrode plate according to the present invention are wound through a separator such as a polyethylene porous film and stored in a battery container. And it assembles by filling a non-aqueous electrolyte in a battery container.

非水電解液は、一般に非水電解液二次電池用の非水電解液として用いられるものであれば、特に限定されないが、リチウム塩を有機溶媒に溶解させた非水電解液が好ましく用いられる。   The non-aqueous electrolyte is not particularly limited as long as it is generally used as a non-aqueous electrolyte for a non-aqueous electrolyte secondary battery, but a non-aqueous electrolyte in which a lithium salt is dissolved in an organic solvent is preferably used. .

リチウム塩としては、例えば、LiClO、LiBF、LiPF、LiAsF、LiCl、及びLiBr等の無機リチウム塩;LiB(C、LiN(SOCF、LiC(SOCF、LiOSOCF、LiOSO、LiOSO、LiOSO11、LiOSO13、及びLiOSO15等の有機リチウム塩;等が代表的に挙げられる。 Examples of the lithium salt include inorganic lithium salts such as LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiCl, and LiBr; LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiC (SO 2 CF 3) 3, LiOSO 2 CF 3, LiOSO 2 C 2 F 5, LiOSO 2 C 4 F 9, LiOSO 2 C 5 F 11, LiOSO 2 C 6 F 13, and an organic lithium such as LiOSO 2 C 7 F 15 Salt; and the like.

リチウム塩の溶解に用いられる有機溶媒としては、例えば、環状エステル類、鎖状エステル類、環状エーテル類、及び鎖状エーテル類等が挙げられる。   Examples of the organic solvent used for dissolving the lithium salt include cyclic esters, chain esters, cyclic ethers, and chain ethers.

環状エステル類としては、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ビニレンカーボネート、2−メチル−γ−ブチロラクトン、アセチル−γ−ブチロラクトン、及びγ−バレロラクトン等が挙げられる。   Examples of the cyclic esters include propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, vinylene carbonate, 2-methyl-γ-butyrolactone, acetyl-γ-butyrolactone, and γ-valerolactone.

鎖状エステル類としては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルエチルカーボネート、メチルブチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチルブチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、ブチルプロピルカーボネート、プロピオン酸アルキルエステル、マロン酸ジアルキルエステル、及び酢酸アルキルエステル等が挙げられる。   Chain esters include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dibutyl carbonate, dipropyl carbonate, methyl ethyl carbonate, methyl butyl carbonate, methyl propyl carbonate, ethyl butyl carbonate, ethyl propyl carbonate, butyl propyl carbonate, propionic acid alkyl ester, malon Examples include acid dialkyl esters and acetic acid alkyl esters.

環状エーテル類としては、テトラヒドロフラン、アルキルテトラヒドロフラン、ジアルキルテトラヒドロフラン、アルコキシテトラヒドロフラン、ジアルコキシテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、アルキル−1,3−ジオキソラン、及び1,4−ジオキソラン等が挙げられる。   Examples of cyclic ethers include tetrahydrofuran, alkyltetrahydrofuran, dialkyltetrahydrofuran, alkoxytetrahydrofuran, dialkoxytetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, alkyl-1,3-dioxolane, and 1,4-dioxolane.

鎖状エーテル類としては、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、ジエチルエーテル、エチレングリコールジアルキルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、トリエチレングリコールジアルキルエーテル、及びテトラエチレングリコールジアルキルエーテル等が挙げられる。   Examples of the chain ethers include 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, diethyl ether, ethylene glycol dialkyl ether, diethylene glycol dialkyl ether, triethylene glycol dialkyl ether, and tetraethylene glycol dialkyl ether. .

(実施例1)
<正極用電極板の作製>
正極活物質を生成する原料(溶質)としてLiNO[分子量:68.95];20.7g(0.3mol)及びCo(NO・6HO[分子量:291.03];87.3g(0.3mol)を用い、エタノール/アセチルアセトン混合溶媒(体積比=1:1)300mLに加えて、溶解させ、溶質の濃度が2mol/Lである正極活物質層形成液を調製した。
Example 1
<Preparation of electrode plate for positive electrode>
LiNO 3 [molecular weight: 68.95]; 20.7 g (0.3 mol) and Co (NO 3 ) 2 .6H 2 O [molecular weight: 291.03]; 87. 3 g (0.3 mol) was used and added to 300 mL of ethanol / acetylacetone mixed solvent (volume ratio = 1: 1) and dissolved to prepare a positive electrode active material layer forming liquid having a solute concentration of 2 mol / L.

500℃に加熱したホットプレートの上に、正極集電体である厚さ15μmのアルミ箔を置き、当該正極集電体の一面側に、上記にて調製した正極活物質層形成液を、図1に示した電極板製造装置1を用いて、超音波式ネブライザーを通じて、噴霧を行ない、正極活物質層を形成した。   On the hot plate heated to 500 ° C., an aluminum foil having a thickness of 15 μm, which is a positive electrode current collector, is placed, and the positive electrode active material layer forming liquid prepared above is placed on one side of the positive electrode current collector. Using the electrode plate manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 1, spraying was performed through an ultrasonic nebulizer to form a positive electrode active material layer.

正極集電体上に形成された正極活物質層を、電気炉を用いて、600℃の空気雰囲気下で1時間焼成して(アニーリング工程)、正極活物質層の結晶化を行ない、所定の大きさ(縦2cm×横2cm)に裁断し、実施例1の正極用電極板を作製した。   The positive electrode active material layer formed on the positive electrode current collector is baked in an air atmosphere at 600 ° C. for 1 hour using an electric furnace (annealing step) to crystallize the positive electrode active material layer, It cut | judged to a magnitude | size (length 2cm x width 2cm), and produced the electrode plate for positive electrodes of Example 1. FIG.

なお、上記にて作製した正極板を、走査型電子顕微鏡(SEM)、及びX線回折装置(XRD)を用いて観察したところ、正極集電体上に、正極活物質層として厚さ0.5μmのLiCoO層が成膜されていることが確認された。 In addition, when the positive electrode plate produced above was observed using a scanning electron microscope (SEM) and an X-ray diffractometer (XRD), the positive electrode active material layer had a thickness of 0. 0 on the positive electrode current collector. It was confirmed that a 5 μm LiCoO 2 layer was formed.

<三極式ビーカーセルの作製>
エチレンカーボネート(EC)/ジメチルカーボネート(DMC)混合溶媒(体積比=1:1)に、溶質として六フッ化リン酸リチウム(LiPF)を加えて、当該溶質であるLiPFの濃度が、1mol/Lとなるように濃度調整して、非水電解液を調製した。
<Production of tripolar beaker cell>
Lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is added as a solute to a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) / dimethyl carbonate (DMC) (volume ratio = 1: 1), and the concentration of LiPF 6 as the solute is 1 mol. The non-aqueous electrolyte was prepared by adjusting the concentration to be / L.

作用極として上記にて作製した正極用電極板(縦2cm×横2cm、含有される正極活物質の重量:0.4mg)、対極及び参照極としてニッケルメッシュ上に金属リチウム箔を圧着した金属リチウム板、電解液として上記にて作製した非水電解液を用い、各電極板(正極用電極板、対極、参照極)には、予めスポット溶接機を用いてリード線(ニッケル線)を取り付けた後、三極式ビーカーセルを組み立て、実施例1の三極式ビーカーセルを作製し、下記充放電試験に供した。   The positive electrode plate prepared above as a working electrode (length 2 cm × width 2 cm, weight of the positive electrode active material contained: 0.4 mg), metal lithium having a metal lithium foil pressed onto a nickel mesh as a counter electrode and a reference electrode Using the non-aqueous electrolyte prepared above as the plate and electrolyte, lead wires (nickel wires) were previously attached to each electrode plate (electrode plate for positive electrode, counter electrode, reference electrode) using a spot welder. Then, the tripolar beaker cell was assembled, the tripolar beaker cell of Example 1 was produced, and it used for the following charging / discharging test.

(比較例1)
正極活物質の原料として平均粒径10μmのLiCoO粉末80重量部、導電剤としてアセチレンブラック(電気化学工業社製、デンカブラック)10重量部、及び結着剤としてPVDF(クレハ社製、KF#1100)10重量部に、有機溶媒であるNMP(三菱化学社製)を加えて、分散させ、固形分濃度が55重量%となるように分散及び/又は混練させて、スラリー状の正極活物質層用塗工組成物を調製した。
(Comparative Example 1)
80 parts by weight of LiCoO 2 powder having an average particle size of 10 μm as a raw material for the positive electrode active material, 10 parts by weight of acetylene black (Denka Black, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a conductive agent, and PVDF (manufactured by Kureha, KF # 1100) To 10 parts by weight, NMP (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) as an organic solvent is added and dispersed, and dispersed and / or kneaded so that the solid content concentration becomes 55% by weight. A layer coating composition was prepared.

上記にて調製した正極活物質層用塗工組成物を、正極集電体である厚さ15μmのアルミ箔上に、乾燥後の正極活物質層用塗工組成物の塗工量が50g/mとなるように塗布し、オーブンを用いて、120℃の空気雰囲気下で乾燥を行ない、正極活物質層を形成した。 The coating amount of the positive electrode active material layer coating composition prepared above was dried on a positive electrode current collector 15 μm-thick aluminum foil with a coating amount of the positive electrode active material layer coating composition of 50 g / It was applied so that the m 2, using an oven, subjected to drying under an air atmosphere at 120 ° C., to form a positive electrode active material layer.

さらに、形成された正極活物質層の塗工密度が2.0g/cm(正極活物質層の厚さ:25μm)となるように、ロールプレス機を用いてプレスした後、所定の大きさ(2cm×2cm)に裁断し、120℃にて12時間、真空乾燥させて、比較例1の正極用電極板を作製し、実施例1と同様にして比較例1の三極式ビーカーセルを作製し、下記充放電試験に供した。 Furthermore, after pressing using a roll press machine so that the coating density of the formed positive electrode active material layer is 2.0 g / cm 3 (thickness of the positive electrode active material layer: 25 μm), a predetermined size is obtained. (2 cm × 2 cm) and vacuum-dried at 120 ° C. for 12 hours to produce a positive electrode plate of Comparative Example 1. The tripolar beaker cell of Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1. It produced and used for the following charging / discharging test.

<充放電試験>
(実施例1)
(充電試験)
実施例1にて作製した三極式ビーカーセルを、25℃の環境下で、電圧が4.2Vに達するまで定電流(52μA)で定電流充電し、当該電圧が4.2Vに達した後は、電圧が4.2Vを上回らないように、当該電流(放電レート:1C)が5%以下となるまで減らしていき、定電圧で充電を行ない、満充電させた後、10分間休止させた。
<Charge / discharge test>
Example 1
(Charge test)
After the tripolar beaker cell prepared in Example 1 was charged at a constant current (52 μA) under a 25 ° C. environment until the voltage reached 4.2 V, the voltage reached 4.2 V In order to prevent the voltage from exceeding 4.2V, the current (discharge rate: 1C) was reduced until it became 5% or less, charged at a constant voltage, fully charged, and then suspended for 10 minutes. .

(放電試験)
その後、当該三極式ビーカーセルを、25℃の環境下で、電圧が4.2V(満充電電圧)から3.0V(放電終止電圧)になるまで、定電流(52μA)(放電レート:1C)で定電流放電し、縦軸にセル電圧(V)、横軸に放電時間(h)をとり、放電曲線を作成し、正極用電極板の放電容量(mAh)を求め、当該正極用電極板の重量当たりの放電容量(mAh/g)に換算した。
(Discharge test)
Thereafter, the three-electrode beaker cell was kept at a constant current (52 μA) (discharge rate: 1 C) until the voltage changed from 4.2 V (full charge voltage) to 3.0 V (discharge end voltage) in an environment of 25 ° C. ), The cell voltage (V) is taken on the vertical axis, the discharge time (h) is taken on the horizontal axis, a discharge curve is created, and the discharge capacity (mAh) of the electrode plate for the positive electrode is obtained. It was converted into a discharge capacity (mAh / g) per weight of the plate.

なお、ここで、上記「1C」とは、上記三極式ビーカーセルを用いて定電流放電して、1時間で放電終了となる電流値(放電終止電圧に達する電流値)のことを意味する。   Here, “1C” means a current value (current value that reaches the discharge end voltage) at which the constant current discharge is performed using the tripolar beaker cell and the discharge is completed in one hour. .

上記で行なった定電流(52μA)(放電レート:1C、放電終了時間:1時間)での定電流放電試験を基準として、定電流(1.04mA)(放電レート:20C、放電終了時間:3分)、定電流(2.6mA)(放電レート:50C、放電終了時間:1.2分)、定電流(5.2mA)(放電レート:100C、放電終了時間:0.6分)においても、同様にして各々定電流放電試験を行なった。   Based on the constant current discharge test at the constant current (52 μA) (discharge rate: 1 C, discharge end time: 1 hour) performed as described above, the constant current (1.04 mA) (discharge rate: 20 C, discharge end time: 3 Min), constant current (2.6 mA) (discharge rate: 50 C, discharge end time: 1.2 minutes), constant current (5.2 mA) (discharge rate: 100 C, discharge end time: 0.6 minutes) In the same manner, a constant current discharge test was performed.

(比較例1)
(充電試験)
また、比較例1にて作製した三極式ビーカーセルを、25℃の環境下で、電圧が4.2Vに達するまで定電流(2.1mA)で定電流充電し、当該電圧が4.2Vに達した後は、電圧が4.2Vを上回らないように、当該電流(放電レート:1C)が5%以下となるまで減らしていき、定電圧で充電を行ない、満充電させた後、10分間休止させた。
(Comparative Example 1)
(Charge test)
In addition, the tripolar beaker cell manufactured in Comparative Example 1 was charged at a constant current (2.1 mA) under a 25 ° C. environment until the voltage reached 4.2 V, and the voltage was 4.2 V. In order to prevent the voltage from exceeding 4.2 V, the current (discharge rate: 1 C) is reduced until it becomes 5% or less, and charging is performed at a constant voltage, and after the battery is fully charged, 10 Paused for a minute.

(放電試験)
その後、当該三極式ビーカーセルを、25℃の環境下で、電圧が4.2V(満充電電圧)から3.0V(放電終止電圧)になるまで、定電流(2.1mA)(放電レート:1C)で定電流放電し、縦軸にセル電圧(V)、横軸に放電時間(h)をとり、放電曲線を作成し、正極用電極板の放電容量(mAh)を求め、当該正極用電極板の重量当たりの放電容量(mAh/g)に換算した。
(Discharge test)
Thereafter, the three-electrode beaker cell is kept at a constant current (2.1 mA) (discharge rate) until the voltage changes from 4.2 V (full charge voltage) to 3.0 V (discharge end voltage) in an environment of 25 ° C. 1C), the cell voltage (V) is taken on the vertical axis, the discharge time (h) is taken on the horizontal axis, a discharge curve is created, and the discharge capacity (mAh) of the positive electrode plate is obtained. The discharge capacity per unit weight (mAh / g) was converted.

上記で行なった定電流(2.1mA)(放電レート:1C、放電終了時間:1時間)での定電流放電試験を基準として、定電流(4.16mA)(放電レート:20C、放電終了時間:3分)、定電流(104mA)(放電レート:50C、放電終了時間:1.2分)、定電流(208mA)(放電レート:100C、放電終了時間:0.6分)においても、同様にして各々定電流放電試験を行なった。   Based on the constant current discharge test with the constant current (2.1 mA) (discharge rate: 1 C, discharge end time: 1 hour) performed as described above, the constant current (4.16 mA) (discharge rate: 20 C, discharge end time) : 3 minutes), constant current (104 mA) (discharge rate: 50 C, discharge end time: 1.2 minutes), constant current (208 mA) (discharge rate: 100 C, discharge end time: 0.6 minutes) Each of them was subjected to a constant current discharge test.

(結果)
実施例1及び比較例1にて作製した三極式ビーカーセルの充放電試験の結果を、表1に示した。
なお、表1中にある放電容量維持率(%)とは、下記計算式1により算出した値であり、正極用電極板の放電レート特性を評価するための指標として用いた。
(result)
Table 1 shows the results of the charge / discharge test of the tripolar beaker cell produced in Example 1 and Comparative Example 1.
The discharge capacity retention rate (%) in Table 1 is a value calculated by the following calculation formula 1, and was used as an index for evaluating the discharge rate characteristics of the positive electrode plate.

(結果のまとめ)
比較例1の正極用電極板は、実施例1と比べて作製に多くの時間を要し、また、実施例1よりも厚みのある正極活物質層から構成される正極用電極板であった。
さらに、比較例1で作製された正極用電極板の正極活物質層について、その表面状態を観察したところ、図3に示されるように、空隙が観察された。
これに対して、実施例1の正極用電極板の製造方法では、正極用電極板を短時間で作製することができ、且つ、結着剤を用いないで正極活物質層を形成することができたために、正極用電極板を構成する正極活物質層の厚みを薄く形成させることができた。
さらに、実施例1で作製された正極用電極板の正極活物質層について、その表面状態を観察したところ、図2に示されるように、亀裂などの異常は確認されず、正極活物質層と正極集電体との密着性に優れた所望の正極用電極板が得られた。
(Summary of results)
The positive electrode plate of Comparative Example 1 was a positive electrode plate that required more time for production than Example 1 and was composed of a positive electrode active material layer that was thicker than Example 1. .
Further, when the surface state of the positive electrode active material layer of the positive electrode plate produced in Comparative Example 1 was observed, voids were observed as shown in FIG.
On the other hand, in the method for producing a positive electrode plate of Example 1, the positive electrode plate can be produced in a short time, and the positive electrode active material layer can be formed without using a binder. As a result, the thickness of the positive electrode active material layer constituting the positive electrode plate could be reduced.
Furthermore, when the surface state of the positive electrode active material layer of the positive electrode plate produced in Example 1 was observed, as shown in FIG. 2, no abnormality such as a crack was confirmed, and the positive electrode active material layer and A desired positive electrode plate excellent in adhesion with the positive electrode current collector was obtained.

表1に示される充放電試験の結果からは、以下のことが分かる。
実施例1及び比較例1にて作製された三極式ビーカーセルにおいて、放電レート1Cにおける放電容量は、共に同じ値であったものの、比較例1の三極式ビーカーセルは、放電レートを高くすると、急激に放電容量維持率が低下し、放電レート特性に劣る三極式ビーカーセルであった。
これに対して、実施例1の三極式ビーカーセルは、放電レートを高くしても、放電容量維持率の低下は、それほど大きいものではなく、放電レート特性に優れた三極式ビーカーセルであった。
From the results of the charge / discharge test shown in Table 1, the following can be understood.
In the tripolar beaker cell produced in Example 1 and Comparative Example 1, the discharge capacity at the discharge rate 1C was the same value, but the tripolar beaker cell of Comparative Example 1 had a high discharge rate. As a result, the discharge capacity retention rate suddenly decreased, and the tripolar beaker cell was inferior in discharge rate characteristics.
On the other hand, the tripolar beaker cell of Example 1 is a tripolar beaker cell with excellent discharge rate characteristics, even if the discharge rate is increased, the decrease in the discharge capacity maintenance rate is not so great. there were.

図1は、本発明に係る非水電解液二次電池用電極板の製造方法に用いられる製造装置の一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing an example of a production apparatus used in the method for producing an electrode plate for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention. 図2は、実施例1で製造された本発明に係る非水電解液二次電池用正極板を構成する正極活物質層の表面SEM写真である。FIG. 2 is a surface SEM photograph of the positive electrode active material layer constituting the positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention manufactured in Example 1. 図3は、比較例1で製造された従来のスラリー法による非水電解液二次電池用正極板を構成する正極活物質層の表面SEM写真である。FIG. 3 is a surface SEM photograph of the positive electrode active material layer constituting the positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery manufactured by Comparative Example 1 using a conventional slurry method.

符号の説明Explanation of symbols

1 電極板製造装置
2 電極活物質層形成液の貯蔵容器
3 電極活物質層形成液
4 超音波発生装置
5 加圧装置
6 パイプ
7 ノズル
8 霧状液滴
9 集電体の直上雰囲気
10 ホットプレート
11 集電体
12 電極活物質
13 電極活物質層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrode plate manufacturing apparatus 2 Storage container of electrode active material layer forming liquid 3 Electrode active material layer forming liquid 4 Ultrasonic generator 5 Pressurizing device 6 Pipe 7 Nozzle 8 Atomized droplet 9 Atmosphere immediately above current collector 10 Hot plate 11 Current collector 12 Electrode active material 13 Electrode active material layer

Claims (1)

集電体上に正極活物質層が設けられた非水電解液二次電池用電極板を正極板として用いた非水電解液二次電池の製造方法であって、
正極活物質として、コバルト、ニッケル、マンガン、鉄又はチタンのうち少なくとも1種類以上を含むリチウム複合酸化物を生成する原料を含有する正極活物質層形成液を、該正極活物質層形成液の溶媒の沸点以下の温度で超音波により霧化処理し、500〜600℃に加熱されている前記集電体の少なくとも一の面側に噴霧し、該正極活物質形成液を該一の面側に付着させ、
前記一の面側に付着させた前記正極活物質層形成液中の前記原料を前記集電体の熱により化学反応させて、該集電体上で正極活物質を生成し、
前記集電体上に生成した正極活物質を400〜600℃に再度加熱して結晶化を行うことにより、前記正極活物質層を形成することを特徴とする、非水電解液二次電池の製造方法。
A method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery using, as a positive electrode plate, a non-aqueous electrolyte secondary battery electrode plate provided with a positive electrode active material layer on a current collector,
As a positive electrode active material, a positive electrode active material layer forming liquid containing a raw material for producing a lithium composite oxide containing at least one of cobalt, nickel, manganese, iron or titanium is used as a solvent for the positive electrode active material layer forming liquid. And spraying on at least one surface side of the current collector heated to 500 to 600 ° C., and applying the positive electrode active material forming liquid to the one surface side Attach
Chemically reacting the raw material in the positive electrode active material layer forming liquid attached to the one surface side by the heat of the current collector to produce a positive electrode active material on the current collector;
The positive electrode active material generated on the current collector is heated again to 400 to 600 ° C. for crystallization to form the positive electrode active material layer. Production method.
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