JP5949485B2 - Power storage device having electrolytic solution, secondary battery, and method for manufacturing electrode of power storage device having electrolytic solution - Google Patents

Power storage device having electrolytic solution, secondary battery, and method for manufacturing electrode of power storage device having electrolytic solution Download PDF

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Description

本発明は、電解液を有する蓄電装置及び二次電池並びに電解液を有する蓄電装置の電極の製造方法に関する。 The present invention relates to a power storage device having an electrolytic solution, a secondary battery, and a method for manufacturing an electrode of a power storage device having an electrolytic solution .

二次電池やキャパシタのような蓄電装置は再充電が可能であり、繰り返し使用することができるため電源として広く利用されている。そして、蓄電装置は、金属箔に活物質を含有するスラリー状又はペースト状の活物質合剤が塗布されて形成された活物質層を有するシート状の正極及びシート状の負極が、間にセパレータが存在する状態で層をなすように積層あるいは巻回された電極組立体を備えている。   Power storage devices such as secondary batteries and capacitors are widely used as power sources because they can be recharged and can be used repeatedly. The power storage device includes a sheet-like positive electrode and a sheet-like negative electrode each having an active material layer formed by applying a slurry-like or paste-like active material mixture containing an active material to a metal foil. The electrode assembly is laminated or wound so as to form a layer in the presence of the.

これまでの電極の断面を観察すると、一般に、活物質層中の活物質の存在比率は、活物質層の全領域で同等であった。
また、一般に、シート状の正極及びシート状の負極の製造工程では、活物質を含む活物質合剤を、帯状の金属箔に塗布、乾燥して活物質層を形成した後、活物質層の密度を高めるためにロールプレスを行う。ところが、活物質として有機ラジカル化合物を利用した二次電池では、有機ラジカル化合物の機械的強度が無機の活物質に比べて小さく、変形を伴う圧密化が起こり易いため、電極のプレスは行われていなかった。
Observing the cross section of the electrode so far, in general, the abundance ratio of the active material in the active material layer was the same in all regions of the active material layer.
In general, in the production process of a sheet-like positive electrode and a sheet-like negative electrode, an active material mixture containing an active material is applied to a band-shaped metal foil and dried to form an active material layer. Roll press is performed to increase the density. However, in a secondary battery using an organic radical compound as an active material, the mechanical strength of the organic radical compound is smaller than that of an inorganic active material, and compaction with deformation is likely to occur. Therefore, the electrode is pressed. There wasn't.

しかし、特許文献1には、有機ラジカル化合物を活物質とする電極のプレスを可能とした、高容量の二次電池用電極及び二次電池が提案されている。この二次電池用電極は、電極集電体と、有機ラジカル化合物を含む電極活物質と粒子状の導電助剤とを含み、前記電極集電体の一方の主面上に形成された電極活物質層とを有し、前記電極活物質層における電極集電体側の密度が前記電極集電体側と反対側の密度に比べて低い。また、二次電池用電極の製造方法では、電極活物質スラリーを電極集電体の一方の主面に塗工して電極活物質層を形成する工程と、電極活物質層を120℃より低い温度でプレスする工程とを備える。   However, Patent Document 1 proposes a high-capacity secondary battery electrode and a secondary battery that enable pressing of an electrode using an organic radical compound as an active material. The electrode for a secondary battery includes an electrode current collector, an electrode active material containing an organic radical compound, and a particulate conductive additive, and an electrode active material formed on one main surface of the electrode current collector. And the density of the electrode active material layer on the side of the electrode current collector is lower than the density on the side opposite to the electrode current collector side. Moreover, in the manufacturing method of the electrode for secondary batteries, an electrode active material slurry is apply | coated to one main surface of an electrode electrical power collector, an electrode active material layer is formed, and an electrode active material layer is lower than 120 degreeC And a step of pressing at a temperature.

また、近年、化石燃料の使用削減(二酸化炭素排出規制)が求められており、電気自動車やハイブリッド車のように、化石燃料を使用しないか使用量を低減するため蓄電装置を主電源や補助電源に使用する車両が増加している。そして、車両に使用される蓄電装置では、高出力が要求されるようになっている。   In recent years, there has been a demand for reducing the use of fossil fuels (restriction of carbon dioxide emissions). As in electric vehicles and hybrid vehicles, power storage devices can be used as a main power source or auxiliary power source to reduce the amount of fossil fuel used or not used. The number of vehicles used for is increasing. And in the electrical storage apparatus used for a vehicle, high output is requested | required.

特開2011−29135号公報JP 2011-29135 A

特許文献1では、有機ラジカル化合物を活物質とする電極においても、非有機ラジカル化合物を活物質とする電極の場合のように、電極をプレスすることで二次電池の容量密度を高めることを目的としている。そのため、非有機ラジカル化合物を活物質とする電極の改良に関しては何ら記載されていない。また、特許文献1では高出力化に関しても何ら記載されていない。   Patent Document 1 aims to increase the capacity density of a secondary battery by pressing an electrode even in an electrode using an organic radical compound as an active material, as in the case of an electrode using a non-organic radical compound as an active material. It is said. Therefore, there is no description regarding improvement of an electrode using a non-organic radical compound as an active material. Further, Patent Document 1 does not describe anything about high output.

本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、活物質として有機ラジカル化合物を使用せずに、従来の非有機ラジカル化合物を活物質とする電極を備えた場合に、出力特性を向上させることができる蓄電装置及び二次電池を提供することにある。また、その電極の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its object is to use a conventional non-organic radical compound as an active material without using an organic radical compound as an active material. Another object is to provide a power storage device and a secondary battery that can improve output characteristics. Moreover, it is providing the manufacturing method of the electrode.

前記の目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、金属箔の少なくとも片面に非有機ラジカル化合物からなる活物質が塗布された活物質層を有する正極用の電極及び負極用の電極が、その間にセパレータが存在する状態で積層された電極組立体を備えた電解液を有する蓄電装置であって、前記正極用の電極及び前記負極用の電極の少なくとも一方の電極は、前記活物質層における厚さ方向の中央より前記金属箔から遠い側における前記活物質の体積量が、前記中央より前記金属箔に近い側における活物質の体積量より多く、前記遠い側における前記活物質の体積量に対する前記近い側における前記活物質の体積量の割合が95%以下であり、前記遠い側における活物質層の密度が3.0〜3.4g/cm であり、前記近い側における活物質層の密度が2.8〜3.2g/cm であり、前記活物質層は、前記活物質層の体積量が多い領域と、前記活物質層の体積量が少ない領域とが同一層内に形成されている。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is characterized in that an electrode for a positive electrode and an electrode for a negative electrode each having an active material layer coated with an active material composed of a non-organic radical compound on at least one surface of a metal foil. A power storage device having an electrolyte solution including an electrode assembly laminated with a separator between them, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode is the active material layer The volume of the active material on the side farther from the metal foil than the center in the thickness direction is larger than the volume of the active material on the side closer to the metal foil than the center, and the volume of the active material on the far side the ratio of the volume of the active material in the near side is Ri der 95% or less, the density of the active material layer in the far side is 3.0~3.4g / cm 3, active in the near side with respect to The density of the material layer is 2.8 to 3.2 g / cm 3 , and the active material layer has the same layer where the volume of the active material layer is large and the volume of the active material layer is small that it has been formed on the inner.

この発明では、電極を構成する活物質の体積量が、金属箔に近い側より金属箔から遠い側の方が多い。そのため、活物質全体の体積量は同じで、活物質の体積量がほぼ一定に構成された電極(従来の電極)と容量は変わらずに、出力が高くなる。出力が高くなる理由としては、活物質の体積量が少ないと活物質層に入る電解液の量が多くなる。即ち、金属箔に近い側では活物質層内に電解液を保持し易く、放電反応が円滑に進行し、かつ金属箔に近いため、放電反応で発生した電気は金属箔に流れ易くなる。その結果、放電反応が短時間で進行し易くなり、出力が高くなると考えられる。したがって、活物質として有機ラジカル化合物を使用せずに、従来の非有機ラジカル化合物を活物質とする電極を備えた場合に、出力特性を向上させることができる。   In the present invention, the volume of the active material constituting the electrode is larger on the side farther from the metal foil than on the side closer to the metal foil. Therefore, the volume of the entire active material is the same, and the output is increased without changing the capacity as compared with an electrode (conventional electrode) in which the volume of the active material is substantially constant. The reason why the output becomes high is that when the volume of the active material is small, the amount of the electrolytic solution entering the active material layer increases. That is, on the side close to the metal foil, it is easy to hold the electrolyte in the active material layer, the discharge reaction proceeds smoothly, and it is close to the metal foil, so that the electricity generated by the discharge reaction easily flows to the metal foil. As a result, the discharge reaction is likely to proceed in a short time, and the output is considered to increase. Therefore, when an electrode using a conventional non-organic radical compound as an active material is provided without using an organic radical compound as an active material, output characteristics can be improved.

こで、「同一層内に形成されている」とは、全体が均一という意味ではなく、領域間の境目(境界)が明確でないという意味である。即ち、活物質の体積量が多い領域と、活物質の体積量が少ない領域は、それぞれ活物質の体積量が全体で均一であるとは限らず、異なる体積量の領域が連続して存在してもよい。 In here, the term "formed in the same layer" means that the whole is not mean uniform boundary between the regions (boundary) is not clear. That is, the region where the volume of active material is large and the region where the volume of active material is small are not necessarily uniform in volume as a whole, and regions of different volume exist continuously. May be.

活物質層の厚さ方向の中央より金属箔から遠い側で活物質の体積量が多い領域と、中央より金属箔に近い側で活物質の体積量が少ない領域とを形成する2つの領域が一層ではなく二層で構成される活物質層は、活物質の体積量が異なる活物質合剤を金属箔に2回に分けて塗布することにより形成された活物質層をロールプレスすることで形成される。一方、この発明では、活物質の体積量が多い領域と、活物質の体積量が少ない領域とを形成する2つの領域が同一層内に形成されているため、活物質の体積量が異なる2種類の活物質合剤を調整せずに、1種類の活物質合剤を金属箔に1回塗布した後、後工程で対応することができる。   There are two regions that form a region where the volume of active material is large on the side farther from the metal foil than the center in the thickness direction of the active material layer and a region where the volume of active material is small on the side closer to the metal foil than the center. An active material layer composed of two layers instead of a single layer is obtained by roll-pressing an active material layer formed by applying active material mixtures having different active material volume amounts to a metal foil in two portions. It is formed. On the other hand, in this invention, since the two regions forming the region having a large volume of the active material and the region having a small volume of the active material are formed in the same layer, the volume of the active material is different. Without adjusting the type of active material mixture, after applying one type of active material mixture to the metal foil once, it can be handled in a later step.

請求項に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記活物質層の厚さ方向における前記活物質の体積量が異なる電極は、前記活物質がリチウム化合物からなる正極である。この発明では、リチウムイオン二次電池やリチウムイオンキャパシタの様な蓄電装置において請求項1に記載の発明の効果が得られる。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the electrodes having different volume amounts of the active material in the thickness direction of the active material layer are positive electrodes in which the active material is made of a lithium compound. In the present invention, the effect of the invention according to claim 1 can be obtained in a power storage device such as a lithium ion secondary battery or a lithium ion capacitor.

請求項に記載の発明は、請求項1又は請求項に記載の蓄電装置の構成を備えた二次電池である。したがって、この発明の二次電池は、請求項1又は請求項に記載の発明の効果を有する。 According to a third aspect of the invention, a secondary battery having the configuration of a power storage device according to claim 1 or claim 2. Therefore, the secondary battery of the present invention has the effects of the invention described in claim 1 or claim 2 .

請求項に記載の発明は、金属箔の少なくとも片面に非有機ラジカル化合物からなる活物質が塗布された活物質層を有する、電解液を有する蓄電装置の電極の製造方法であって、前記金属箔の少なくとも片面に、前記活物質を含有するスラリー状又はペースト状の活物質合剤を塗布する塗布工程と、前記塗布工程で塗布された後、前記活物質合剤が乾燥されて前記活物質層が形成された前記金属箔をロールプレスするプレス工程とを有する。前記プレス工程では、ロールプレスを複数回行い、1回目の前記ロールプレスの際のプレスロール間のギャップを、最後の回の前記ロールプレスの際の前記プレスロール間のギャップより大きく設定し、かつ1回目の前記ロールプレスを2回目以降の前記ロールプレスより低い加圧力で行う。 Invention of Claim 4 is a manufacturing method of the electrode of the electrical storage apparatus which has an electrolyte solution which has an active material layer by which the active material which consists of a non-organic radical compound was apply | coated to at least one surface of metal foil, Comprising: An application step of applying the slurry-like or paste-like active material mixture containing the active material to at least one surface of the foil, and after the application in the application step, the active material mixture is dried and the active material A press step of roll pressing the metal foil on which the layer is formed. In the pressing step, the roll press is performed a plurality of times, the gap between the press rolls at the first roll press is set larger than the gap between the press rolls at the last roll press, and The first roll press is performed at a lower pressure than the second and subsequent roll presses.

この発明では、金属箔に活物質層を形成するまでは、従来と同様に行われ、プレス工程が従来と異なり、複数回のロールプレスが行われる。複数回のロールプレスのうち、1回目のロールプレスの際のプレスロール間のギャップは、最後の回のロールプレスの際のプレスロール間のギャップより大きく設定される。そして、1回目のロールプレスが2回目以降のロールプレスより低い加圧力で行われる。したがって、この製造方法では、従来の設備を使用して、プレス工程におけるロールプレスを複数回行うことにより目的の電極を製造することができ、既存の装置で実施することができる。   In this invention, until it forms an active material layer in metal foil, it carries out similarly to the past, a press process differs from the past, and a multiple times of roll press is performed. The gap between the press rolls in the first roll press among the multiple roll presses is set larger than the gap between the press rolls in the last roll press. The first roll press is performed at a lower pressure than the second and subsequent roll presses. Therefore, in this manufacturing method, the conventional electrode can be used to manufacture the target electrode by performing the roll press in the press process a plurality of times, and can be carried out with an existing apparatus.

請求項に記載の発明は、請求項に記載の発明において、前記ロールプレスは2回行い、1回目の前記ロールプレスの際の加圧力を、2回目の前記ロールプレスの際の加圧力の45〜55%の大きさで行う。この発明では、プレス工程においてロールプレスを2回行うことにより、他の製造工程を変更せずに目的の性能を有する電極を製造することができる。 The invention according to claim 5 is the invention according to claim 4 , wherein the roll press is performed twice, and the pressurizing force during the first roll press is the pressurizing force during the second roll press. Of 45 to 55%. In this invention, the electrode which has the target performance can be manufactured without changing another manufacturing process by performing a roll press twice in a press process.

請求項に記載の発明は、請求項に記載の発明において、前記プレス工程における前記プレスロールの線圧力範囲は、2回目のロールプレスの際が10〜15kN/cmであり、1回目のロールプレスの際は、2回目のロールプレスの際の半分の値である。したがって、この発明では、目的の性能を有する電極を容易に製造することができる。 The invention according to claim 6 is the invention according to claim 5 , wherein the linear pressure range of the press roll in the pressing step is 10 to 15 kN / cm at the time of the second roll press, At the time of roll press, the value is half that of the second roll press. Therefore, in the present invention, an electrode having a target performance can be easily manufactured.

請求項1〜請求項に記載の発明によれば、活物質として有機ラジカル化合物を使用せずに、従来の非有機ラジカル化合物を活物質とする電極を備えた場合に、出力特性を向上させることができる電解液を有する蓄電装置あるいは二次電池を提供することができる。また、請求項〜請求項に記載の発明によれば、その電解液を有する蓄電装置の電極の製造方法を提供することができる。 According to the first to third aspects of the invention, when an electrode using a conventional non-organic radical compound as an active material is provided without using an organic radical compound as an active material, the output characteristics are improved. A power storage device or a secondary battery including an electrolytic solution that can be used can be provided. Moreover, according to invention of Claim 4 -Claim 6 , the manufacturing method of the electrode of the electrical storage apparatus which has the electrolyte solution can be provided.

一実施形態の二次電池の一部破断模式斜視図。The partially broken schematic perspective view of the secondary battery of one Embodiment. (a)は電極組立体を構成する正極、負極、及びセパレータを模式的に示す分解斜視図、(b)は正極及び負極の模式部分断面図。(A) is a disassembled perspective view which shows typically the positive electrode, negative electrode, and separator which comprise an electrode assembly, (b) is a typical fragmentary sectional view of a positive electrode and a negative electrode. (a)は実施例の正極の模式断面図、(b)は比較例の正極の模式断面図。(A) is a schematic cross section of the positive electrode of an Example, (b) is a schematic cross section of the positive electrode of a comparative example. ロールプレスの模式図。Schematic diagram of a roll press.

以下、本発明を電解液を有する蓄電装置としての二次電池に具体化した一実施形態を図1〜図4にしたがって説明する。
図1に示すように、蓄電装置としての二次電池10は、ケース本体11a及び蓋体11bで構成されたケース11内に、積層型の電極組立体12が収容されている。なお、ケース11内には図示しないが電解液も収容されている。二次電池10は、リチウムイオン二次電池に具体化されている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a secondary battery as a power storage device having an electrolytic solution will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a secondary battery 10 as a power storage device includes a stacked electrode assembly 12 housed in a case 11 constituted by a case body 11 a and a lid body 11 b. In addition, although not illustrated in the case 11, the electrolyte solution is also accommodated. The secondary battery 10 is embodied as a lithium ion secondary battery.

図2(a)に示すように、電極組立体12は、複数の正極用の電極としてのシート状の正極13及び複数の負極用の電極としてのシート状の負極14が、正極13と負極14との間にシート状のセパレータ15が存在する状態で積層されて構成されている。正極13及び負極14は、金属箔16(図2(b)に図示)に活物質が塗布された活物質層13a,14aを有する部分が矩形状に形成され、活物質層13a,14aが形成されていない活物質非塗布部13b,14bからタブ部13c,14cが突出形成されている。活物質としては非有機ラジカル化合物からなる一般的な活物質が使用されている。   As shown in FIG. 2A, the electrode assembly 12 includes a sheet-like positive electrode 13 as a plurality of positive electrodes and a sheet-like negative electrode 14 as a plurality of negative electrodes. The sheet-like separator 15 is laminated between the two. In the positive electrode 13 and the negative electrode 14, portions having active material layers 13 a and 14 a coated with an active material on a metal foil 16 (shown in FIG. 2B) are formed in a rectangular shape, and the active material layers 13 a and 14 a are formed. Tab portions 13c and 14c are formed so as to protrude from the uncoated active material non-applied portions 13b and 14b. As the active material, a general active material made of a non-organic radical compound is used.

図1に示すように、タブ部13cが積層された積層群17pは正極用の導電部材18に溶接され、タブ部14cが積層された積層群17nは負極用の導電部材19に溶接されている。蓋体11bには正極端子20及び負極端子21が固定されている。電極組立体12は、正極用の導電部材18を介して正極端子20に電気的に接続されており、負極用の導電部材19を介して負極端子21に電気的に接続されている。なお、各導電部材18,19は、ケース11(ケース本体11a及び蓋体11b)から絶縁された状態で蓋体11bの下面(内面)に固定されている。   As shown in FIG. 1, the laminated group 17p in which the tab portion 13c is laminated is welded to the positive electrode conductive member 18, and the laminated group 17n in which the tab portion 14c is laminated is welded to the negative electrode conductive member 19. . A positive electrode terminal 20 and a negative electrode terminal 21 are fixed to the lid 11b. The electrode assembly 12 is electrically connected to the positive electrode terminal 20 via the positive electrode conductive member 18 and is electrically connected to the negative electrode terminal 21 via the negative electrode conductive member 19. In addition, each conductive member 18 and 19 is being fixed to the lower surface (inner surface) of the cover body 11b in the state insulated from the case 11 (case main body 11a and the cover body 11b).

次に正極13について詳述する。
図3(a)に示すように、正極13は、活物質層13aにおける厚さ方向の中央より金属箔16から遠い側における活物質22の体積量が、中央より金属箔16に近い側における活物質22の体積量より多く、遠い側における活物質22の体積量に対する近い側における活物質22の体積量の割合が95%以下である。活物質層13aは厚さが80μm以上で、例えば95μmである。そして、活物質層13aの密度は、金属箔16に近い側の密度が2.8〜3.2g/cm程度であり、金属箔16から遠い側の密度が3.0〜3.4g/cm程度である。即ち、活物質層13aにおける厚さ方向の中央より金属箔16から遠い側における活物質層13aの密度が、中央より金属箔16に近い側における活物質層13aの密度より高く、遠い側における活物質22の量に対する近い側における活物質22の量の割合が95%以下である。
Next, the positive electrode 13 will be described in detail.
As shown in FIG. 3A, the positive electrode 13 has an active material 22 on the side where the volume of the active material 22 on the side farther from the metal foil 16 than the center in the thickness direction of the active material layer 13a is closer to the metal foil 16 than the center. The ratio of the volume of the active material 22 on the near side to the volume of the active material 22 on the far side is greater than the volume of the material 22 and is 95% or less. The active material layer 13a has a thickness of 80 μm or more, for example, 95 μm. The density of the active material layer 13a is such that the density on the side close to the metal foil 16 is about 2.8 to 3.2 g / cm 3 , and the density on the side far from the metal foil 16 is 3.0 to 3.4 g / cm 3. It is about cm 3 . That is, the density of the active material layer 13a on the side farther from the metal foil 16 than the center in the thickness direction of the active material layer 13a is higher than the density of the active material layer 13a on the side closer to the metal foil 16 than the center. The ratio of the amount of the active material 22 on the near side to the amount of the material 22 is 95% or less.

図3(a)では、活物質層13aがその厚さ方向のほぼ中央を境にして金属箔16から遠い側の領域と、金属箔16に近い側の領域とがそれぞれ各領域において活物質の存在割合が同等に図示しているが、両領域は境界が明確ではない。即ち、活物質層13aは、活物質22の体積量が多い領域と、活物質22の体積量が少ない領域とが同一層内に形成されている。また、金属箔16から遠い側の領域では、活物質層13aの表面寄りで活物質の存在割合が多い。   In FIG. 3 (a), the active material layer 13a has a region far from the metal foil 16 and a region near the metal foil 16 with the center in the thickness direction as a boundary. Although the existence ratio is illustrated equally, the boundary between both areas is not clear. That is, in the active material layer 13a, a region where the volume of the active material 22 is large and a region where the volume of the active material 22 is small are formed in the same layer. In the region far from the metal foil 16, the active material is present in a large proportion near the surface of the active material layer 13a.

図3(b)は活物質22が均一に存在する活物質層13aを有する場合の模式図である。なお、プレス前の活物質層13aの密度は、2.6g/cm程度である。また、活物質層13aは金属箔16の両面に形成されているが、図3(a),(b)では片面の図示を省略している。 FIG. 3B is a schematic diagram in the case where the active material 22 has an active material layer 13a in which the active material 22 exists uniformly. In addition, the density of the active material layer 13a before pressing is about 2.6 g / cm 3 . The active material layer 13a is formed on both surfaces of the metal foil 16, but the illustration of one surface is omitted in FIGS. 3 (a) and 3 (b).

また、活物質層13aの密度の低い領域における活物質22の量と、高い領域における活物質22の量の割合を示す活物質の存在比率は、0.9程度である。なお、活物質の存在比率は、正極13の断面の電子顕微鏡像を用い、2値化法で求めた。具体的には、正極13を厚さ方向に切断した断面の電子顕微鏡像において、活物質層13aを複数の領域に区画し、各領域中の活物質22が存在する領域の面積と、活物質22が存在しない領域の面積とをそれぞれ計算し、活物質22が存在する領域の面積に1を掛け、活物質22が存在しない領域の面積に0を掛け、それらの合計値を求める。そして、両者の合計値の比で活物質22の存在割合を表したものである。例えば、密度の低い領域における合計値をS1とし、密度の高い領域における合計値をS2とすると、存在比率Raは、Ra=S1/S2として定義する。したがって、存在比率が、0.9程度ということは、百分率では、活物質層13aの密度の低い領域における活物質22の量が、高い領域における活物質22の量の90%程度であることを表す。   In addition, the active material existence ratio indicating the ratio of the amount of the active material 22 in the low density region of the active material layer 13a to the amount of the active material 22 in the high region is about 0.9. The abundance ratio of the active material was determined by a binarization method using an electron microscope image of the cross section of the positive electrode 13. Specifically, in an electron microscope image of a cross section obtained by cutting the positive electrode 13 in the thickness direction, the active material layer 13a is divided into a plurality of regions, and the area of the region where the active material 22 exists in each region, and the active material The area of the region where the active material 22 is present is calculated by multiplying the area of the region where the active material 22 is present by 1 and the area of the region where the active material 22 is not present is multiplied by 0 to obtain the total value. And the existence ratio of the active material 22 is represented by the ratio of the total value of both. For example, if the total value in the low density region is S1 and the total value in the high density region is S2, the existence ratio Ra is defined as Ra = S1 / S2. Therefore, the presence ratio of about 0.9 means that the percentage of the active material 22 in the low-density region of the active material layer 13a is about 90% of the amount of the active material 22 in the high region. Represent.

なお、負極14は従来と同様に構成され、活物質層14aの密度は厚さ方向において一定である。
次に電解液を有する蓄電装置の電極(正極13)の製造方法を説明する。
Note that the negative electrode 14 is configured in the same manner as the conventional one, and the density of the active material layer 14a is constant in the thickness direction.
Next , a method for manufacturing the electrode (positive electrode 13) of the power storage device having the electrolytic solution will be described.

電極の製造方法は、金属箔16に活物質を含有するスラリー状又はペースト状の活物質合剤を塗布する塗布工程と、塗布工程で塗布された後、活物質合剤が乾燥されて活物質層13aが形成された金属箔16をロール加圧するプレス工程とを有する。金属箔16としてアルミ箔(アルミシート)が使用され、活物質合剤として非有機ラジカル化合物からなる正極活物質を含む合剤が使用される。プレス工程では、塗布工程で活物質合剤が塗布、乾燥されて活物質層13aが形成された金属箔16をロールプレス(ロール加圧)する。   The electrode manufacturing method includes applying a slurry-like or paste-like active material mixture containing an active material to the metal foil 16, and applying the active material mixture in the application step, followed by drying the active material mixture A pressing step of roll-pressing the metal foil 16 on which the layer 13a is formed. Aluminum foil (aluminum sheet) is used as the metal foil 16, and a mixture containing a positive electrode active material made of a non-organic radical compound is used as the active material mixture. In the pressing step, the metal foil 16 on which the active material mixture is applied and dried in the application step to form the active material layer 13a is roll-pressed (roll-pressed).

ロールプレスは、図4に示すように、2本のプレスロール23,24間を活物質層13aを有する金属箔16が通過することにより行われる。プレス工程では、ロールプレスを2回行い、1回目のロールプレスの際のプレスロール23,24間のギャップGを、2回目のロールプレスの際のプレスロール23,24間のギャップGより大きく設定して、1回目のロールプレスを2回目のロールプレスより低い加圧力で行う。   As shown in FIG. 4, the roll press is performed when a metal foil 16 having an active material layer 13 a passes between two press rolls 23 and 24. In the pressing step, the roll press is performed twice, and the gap G between the press rolls 23 and 24 at the first roll press is set larger than the gap G between the press rolls 23 and 24 at the second roll press. Then, the first roll press is performed with a lower pressing force than the second roll press.

プレス工程において、プレスロール23,24の線圧力範囲は、2回目のロールプレスの際が10〜15kN/cmであり、1回目のロールプレス(プリプレス)の際は、2回目のロールプレスの際の半分の値である。1回目のロールプレスの条件と2回目のロールプレスの条件の違いは、プレスロール23,24による加圧力が異なるだけで、時間及び温度は同じである。   In the pressing step, the linear pressure range of the press rolls 23 and 24 is 10 to 15 kN / cm at the time of the second roll press, and at the time of the second roll press at the time of the first roll press (pre-press). Half of the value. The difference between the conditions of the first roll press and the second roll press is that the pressurizing force by the press rolls 23 and 24 is different, but the time and temperature are the same.

厚さ15μmのアルミ箔の両面に、活物質合剤を塗布、乾燥して帯状の金属箔16の両面に活物質層13aが形成されたロールプレスを受ける前の電極中間体を準備した。この状態では活物質層13aの厚さは115μm程度であった。次に帯状の電極中間体にロールプレスを2回行った。1回目のロールプレスは、プレスロール23,24の線圧力を6.25kN/cmで行い、2回目のロールプレスは、プレスロール23,24の線圧力を12.5kN/cmで行った。2回目のロールプレスの際のプレスロール23,24の線圧力は、従来のロールプレスを1回行う製造方法と同じ条件である。   An active material mixture was applied to both sides of an aluminum foil having a thickness of 15 μm, dried, and an electrode intermediate before receiving a roll press in which an active material layer 13a was formed on both sides of a strip-shaped metal foil 16 was prepared. In this state, the thickness of the active material layer 13a was about 115 μm. Next, the belt-shaped electrode intermediate was roll-pressed twice. In the first roll press, the linear pressure of the press rolls 23 and 24 was 6.25 kN / cm, and in the second roll press, the linear pressure of the press rolls 23 and 24 was 12.5 kN / cm. The linear pressure of the press rolls 23 and 24 at the time of the second roll press is the same as that in the manufacturing method in which the conventional roll press is performed once.

1回目のロールプレスの際のプレスロール23,24間のギャップGは180μmで、2回目のロールプレスの際のプレスロール23,24間のギャップGは130μmで行った。得られた帯状の正極13の断面の電子顕微鏡像を用い、活物質22の存在比率(活物質比率)を2値化法で求めた。結果を表1に示す。   The gap G between the press rolls 23 and 24 at the first roll press was 180 μm, and the gap G between the press rolls 23 and 24 at the second roll press was 130 μm. Using the electron microscopic image of the cross section of the obtained strip-shaped positive electrode 13, the abundance ratio of the active material 22 (active material ratio) was determined by a binarization method. The results are shown in Table 1.

なお、1回目のロールプレスで得られた正極13の活物質層13aの厚さと、2回目のロールプレスで得られた正極13の厚さを測定したところ、両者の値は殆ど変わらなかった。また、1回目のロールプレスで得られた正極13の断面の電子顕微鏡像を観察したところ、活物質層13aの表面寄り、即ち金属箔16から遠い側の領域における活物質22の存在割合が多くなっており、全体としては2回目のロールプレスを受けた後の正極13とほぼ同様状態であった。この理由は、電極中間体の加圧を、加圧板を正極13の厚さ方向へ移動させて行うのではなく、ロールプレスで行うことにより、金属箔16から遠い側、即ちプレスロール23,24に接する側に圧力が多く加わるためと考えられる。   In addition, when the thickness of the active material layer 13a of the positive electrode 13 obtained by the first roll press and the thickness of the positive electrode 13 obtained by the second roll press were measured, both values were hardly changed. Further, when an electron microscopic image of the cross section of the positive electrode 13 obtained by the first roll press was observed, the presence ratio of the active material 22 in the region closer to the surface of the active material layer 13a, that is, the region far from the metal foil 16, was large. As a whole, the state was almost the same as that of the positive electrode 13 after receiving the second roll press. The reason for this is that pressing of the electrode intermediate is not performed by moving the pressing plate in the thickness direction of the positive electrode 13 but by roll pressing, so that the side far from the metal foil 16, that is, the press rolls 23 and 24. This is probably because a lot of pressure is applied to the side in contact with the surface.

また、1回目のロールプレスを受けた正極13の表面と、2回目のロールプレスを受けた正極13の表面を観察したところ、2回目のロールプレスを受けた場合の方が、表面が光っていた。これは、2回目のロールプレスを受けることにより、金属箔16から遠い側の活物質層13aがさらに圧力を多く受けて、活物質層13a中の活物質22の割合が高くなったためと思われる。   Moreover, when the surface of the positive electrode 13 which received the 1st roll press and the surface of the positive electrode 13 which received the 2nd roll press were observed, the surface in the case of receiving the 2nd roll press was shining. It was. This is presumably because the active material layer 13a far from the metal foil 16 received more pressure due to the second roll press, and the ratio of the active material 22 in the active material layer 13a increased. .

また、得られた帯状の正極13と、従来と同様に構成された帯状の負極14を所定の大きさに切断して、セパレータ15と共に積層型の電極組立体12を構成し、その電極組立体12を用いて二次電池10を構成した。そして、二次電池10の容量と出力とを測定した。出力は、10秒間の値を測定した。容量及び出力の測定結果から容量比及び出力比を求めた。容量比は、1回目の試験の測定容量に対する割合で求めた。出力比は、1回目の試験の測定出力に対する割合で求めた。測定試験は同じ条件で2回行った。2回の試験結果を表1に示す。
(比較例1)
Further, the obtained strip-shaped positive electrode 13 and the strip-shaped negative electrode 14 configured in the same manner as in the prior art are cut into a predetermined size to form a laminated electrode assembly 12 together with the separator 15, and the electrode assembly The secondary battery 10 was configured using 12. And the capacity | capacitance and output of the secondary battery 10 were measured. The output was measured for 10 seconds. The capacity ratio and output ratio were determined from the measurement results of capacity and output. The capacity ratio was obtained as a ratio to the measured capacity of the first test. The output ratio was determined as a ratio to the measured output of the first test. The measurement test was performed twice under the same conditions. The results of the two tests are shown in Table 1.
(Comparative Example 1)

比較例1として、実施例と同じ条件で活物質層13aが形成された電極中間体を準備し、ロールプレスを実施例の2回目のロールプレスと同じ条件で、即ちプレスロール23,24の線圧力を12.5kN/cmで1回行った。比較例1は通常の製造方法に相当する。得られた帯状の正極13の断面の電子顕微鏡像を用い、活物質22の存在比率(活物質比率)を2値化法で求めた。結果を表1に示す。   As Comparative Example 1, an electrode intermediate body in which an active material layer 13a was formed under the same conditions as in the example was prepared, and the roll press was performed under the same conditions as the second roll press in the example, that is, the lines of the press rolls 23 and 24. The pressure was 1 time at 12.5 kN / cm. Comparative Example 1 corresponds to a normal manufacturing method. Using the electron microscopic image of the cross section of the obtained strip-shaped positive electrode 13, the abundance ratio of the active material 22 (active material ratio) was determined by a binarization method. The results are shown in Table 1.

また、得られた帯状の正極13と、従来と同様に構成された帯状の負極14を所定の大きさに切断して、セパレータ15と共に積層型の電極組立体12を構成し、その電極組立体12を用いて二次電池10を構成した。そして、二次電池10の容量と出力とを実施例と同様にして測定し、容量比及び出力比を求めた。容量比は、実施例における1回目の試験の測定容量に対する割合で求め、出力比は実施例における1回目の試験の測定出力に対する割合で求めた。測定試験は同じ条件で2回行った。2回の試験結果を表1に示す。
(比較例2)
Further, the obtained strip-shaped positive electrode 13 and the strip-shaped negative electrode 14 configured in the same manner as in the prior art are cut into a predetermined size to form a laminated electrode assembly 12 together with the separator 15, and the electrode assembly The secondary battery 10 was configured using 12. And the capacity | capacitance and output of the secondary battery 10 were measured like the Example, and the capacity | capacitance ratio and the output ratio were calculated | required. The capacity ratio was determined as a ratio to the measured capacity of the first test in the example, and the output ratio was determined as a ratio to the measured output of the first test in the example. The measurement test was performed twice under the same conditions. The results of the two tests are shown in Table 1.
(Comparative Example 2)

比較例2として、実施例と同じ条件で活物質層13aが形成された電極中間体を準備し、ロールプレスを実施例の2回目のロールプレスと同じ条件で、即ちプレスロール23,24の線圧力を12.5kN/cmで2回行った。得られた帯状の正極13の断面の電子顕微鏡像を用い、活物質22の存在比率(活物質比率)を2値化法で求めた。結果を表1に示す。   As Comparative Example 2, an electrode intermediate body in which an active material layer 13a was formed under the same conditions as in the example was prepared, and the roll press was performed under the same conditions as the second roll press in the example, that is, the lines of the press rolls 23 and 24. The pressure was applied twice at 12.5 kN / cm. Using the electron microscopic image of the cross section of the obtained strip-shaped positive electrode 13, the abundance ratio of the active material 22 (active material ratio) was determined by a binarization method. The results are shown in Table 1.

また、得られた帯状の正極13と、従来と同様に構成された帯状の負極14を所定の大きさに切断して、セパレータ15と共に積層型の電極組立体12を構成し、その電極組立体12を用いて二次電池10を構成した。そして、二次電池10の容量と出力とを実施例と同様にして測定し、容量比及び出力比を求めた。容量比は、実施例における1回目の試験の測定容量に対する割合で求め、出力比は実施例における1回目の試験の測定出力に対する割合で求めた。結果を表1に示す。   Further, the obtained strip-shaped positive electrode 13 and the strip-shaped negative electrode 14 configured in the same manner as in the prior art are cut into a predetermined size to form a laminated electrode assembly 12 together with the separator 15, and the electrode assembly The secondary battery 10 was configured using 12. And the capacity | capacitance and output of the secondary battery 10 were measured like the Example, and the capacity | capacitance ratio and the output ratio were calculated | required. The capacity ratio was determined as a ratio to the measured capacity of the first test in the example, and the output ratio was determined as a ratio to the measured output of the first test in the example. The results are shown in Table 1.

表1から活物質比率及び容量比では、同じ条件で試験を行ってもバラツキが1%程度あり、出力比では1〜3%程度あることが分かる。 It can be seen from Table 1 that the active material ratio and the capacity ratio have a variation of about 1% even when the test is performed under the same conditions, and the output ratio is about 1 to 3%.

表1から、比較例1及び比較例2では活物質比率が1.01及び1.02であり、活物質層13aの厚さ方向の中央より金属箔16から遠い側における活物質層13aと、中央より金属箔16に近い側における活物質層13aとで活物質22の存在比率が変わらないことが分かる。一方、実施例では、活物質比率が0.91及び0.92であり、活物質層13aの厚さ方向の中央より金属箔16に近い側における活物質22の存在割合が、中央より金属箔16に近い側における活物質22の存在割合に比べて91〜92%程度と少ないことが分かる。したがって、通常の加圧力でロールプレスを2回行っても、活物質層13aの厚さ方向の中央より金属箔16から遠い側における活物質層13a中の活物質22の存在割合を大きくすることはできず、1回目のロールプレスを2回目のロールプレスより低い加圧力で行う必要があることが確認される。   From Table 1, the active material ratio is 1.01 and 1.02 in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, and the active material layer 13a on the side farther from the metal foil 16 than the center in the thickness direction of the active material layer 13a, It can be seen that the existence ratio of the active material 22 does not change between the active material layer 13a on the side closer to the metal foil 16 than the center. On the other hand, in the examples, the active material ratios are 0.91 and 0.92, and the active material 22 is present on the side closer to the metal foil 16 than the center in the thickness direction of the active material layer 13a. It can be seen that the ratio of the active material 22 on the side close to 16 is as small as 91 to 92%. Therefore, even if the roll pressing is performed twice with normal pressure, the active material 22 in the active material layer 13a on the side farther from the metal foil 16 than the center in the thickness direction of the active material layer 13a is increased. It is confirmed that it is necessary to perform the first roll press with a lower pressure than the second roll press.

表1から、二次電池の容量比は、実施例、比較例1及び比較例2ともバラツキの範囲で一致している。したがって、活物質層13aの厚さ方向の中央より金属箔16から遠い側における活物質層13aと、中央より金属箔16に近い側における活物質層13aとで活物質22の存在比率が10%程度変化しても、二次電池の容量は変わらないことが分かる。   From Table 1, the capacity ratios of the secondary batteries are consistent with each other in Examples, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 within the range of variation. Therefore, the active material 22 is 10% of the active material layer 13a on the side farther from the metal foil 16 than the center in the thickness direction of the active material layer 13a and the active material layer 13a on the side closer to the metal foil 16 than the center. It can be seen that the capacity of the secondary battery does not change even if the degree is changed.

表1から、二次電池の出力比を比較例1と実施例とで比較すると、2回の平均値が実施例では0.985に対して、比較例1では0.795であり、実施例では比較例1に対して、{(0.985−0.975)/0.975}×100=24%となり、24%出力が大きくなっていることが確認された。   From Table 1, when comparing the output ratio of the secondary battery between Comparative Example 1 and Example, the average value of two times is 0.985 in Example, and 0.795 in Comparative Example 1, and Example Then, it was confirmed that {(0.985-0.975) /0.975} × 100 = 24% with respect to Comparative Example 1, and the output was increased by 24%.

一方、比較例2では、出力比の2回の平均値が0.69であり、比較例1と比べると、{(0.795−0.69)/0.795}×100=13.2%となり、13%程度出力が低下していることが確認された。即ち、従来と同様の加圧力でロールプレスを2回行っても、二次電池の容量は変わらず、出力が低下することが確認された。この理由としては、活物質22の全体量は変わらないが、2回のロールプレスにより、活物質層13aの空隙がつぶれ、電解液の浸透が悪くなったためと考えられる。   On the other hand, in Comparative Example 2, the average value of the output ratio twice was 0.69, and compared with Comparative Example 1, {(0.795−0.69) /0.795} × 100 = 13.2. It was confirmed that the output decreased by about 13%. That is, it was confirmed that even when the roll press was performed twice with the same pressure as the conventional one, the capacity of the secondary battery was not changed and the output was reduced. The reason for this is thought to be that although the total amount of the active material 22 does not change, the voids in the active material layer 13a are crushed by two roll presses, and the penetration of the electrolytic solution is deteriorated.

次に前記のように構成された二次電池10の作用を説明する。
二次電池10は、単体でも使用されるが、一般には複数の二次電池10が直列あるいは並列に接続されて構成された組電池として使用される。そして、二次電池10は種々の用途に使用されるが、例えば、車両に搭載されて走行用モータの電源や他の電気機器の電源としても使用される。
Next, the operation of the secondary battery 10 configured as described above will be described.
Although the secondary battery 10 is used alone, it is generally used as an assembled battery in which a plurality of secondary batteries 10 are connected in series or in parallel. The secondary battery 10 is used for various applications. For example, the secondary battery 10 is mounted on a vehicle and used as a power source for a traveling motor or a power source for other electrical devices.

二次電池10の出力特定について検討すると、活物質層13aにおいて金属箔16に近い側の活物質層の密度が低く、即ち活物質の体積量が少ないため、その領域では活物質層13aに入る電解液の量が多くなる。そのため、金属箔16に近い側では活物質層13a内に電解液を保持し易く、放電反応が円滑に進行し、かつ金属箔16に近いため、放電反応で発生した電気は金属箔16に流れ易くなるため、放電反応が短時間で進行し易くなり、出力が高くなると考えられる。   When the output specification of the secondary battery 10 is examined, since the density of the active material layer near the metal foil 16 in the active material layer 13a is low, that is, the volume of the active material is small, the active material layer 13a is entered in that region. The amount of electrolyte increases. Therefore, on the side close to the metal foil 16, it is easy to hold the electrolytic solution in the active material layer 13 a, the discharge reaction proceeds smoothly, and it is close to the metal foil 16, so electricity generated by the discharge reaction flows to the metal foil 16. Therefore, it is considered that the discharge reaction easily proceeds in a short time and the output is increased.

この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(1)二次電池10は、金属箔16の少なくとも片面に非有機ラジカル化合物からなる活物質が塗布された活物質層13a,14aを有する正極13及び負極14が間にセパレータ15が存在する状態で積層された電極組立体12を備えている。そして、正極13及び負極14の少なくとも一方の電極(この実施形態では正極13)は、活物質層13aにおける厚さ方向の中央より金属箔16から遠い側における活物質22の体積量が、中央より金属箔16に近い側における活物質22の体積量より多く、遠い側における活物質22の体積量に対する近い側における活物質22の体積量の割合が95%以下である。そのため、活物質全体の量が同じで、活物質22の体積量がほぼ一定に構成された電極を備えた場合と、容量は変わらずに出力が高くなる。したがって、活物質として有機ラジカル化合物を使用せずに、従来の非有機ラジカル化合物を活物質とする電極を備えた場合に、出力特性を二次電池の体格を大きくせずに、従来より負荷が大きな場合に対応することができる。そのため、車両の電源として好ましい。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The secondary battery 10 has a state in which the separator 15 exists between the positive electrode 13 and the negative electrode 14 having the active material layers 13a and 14a coated with the active material made of a non-organic radical compound on at least one surface of the metal foil 16. The electrode assembly 12 is laminated. At least one of the positive electrode 13 and the negative electrode 14 (the positive electrode 13 in this embodiment) has a volume amount of the active material 22 on the side farther from the metal foil 16 than the center in the thickness direction in the active material layer 13a. The ratio of the volume of the active material 22 on the near side to the volume of the active material 22 on the far side is larger than the volume of the active material 22 on the side close to the metal foil 16, and is 95% or less. For this reason, the output is increased without changing the capacity, as compared with the case where an electrode in which the entire amount of the active material is the same and the volume of the active material 22 is configured to be substantially constant is provided. Therefore, when an electrode using a conventional non-organic radical compound as an active material is used without using an organic radical compound as an active material, the output characteristics are increased compared to the conventional one without increasing the size of the secondary battery. Can handle large cases. Therefore, it is preferable as a power source for vehicles.

(2)活物質層13aは、活物質22の体積量が多い領域と、活物質22の体積量が少ない領域とが同一層内に形成されている。活物質層13aの厚さ方向の中央より金属箔16から遠い側で活物質22の体積量が多い領域と、中央より金属箔16に近い側で活物質22の体積量が少ない領域とを構成する2つの領域が一層ではなく二層で形成される活物質層13aは、活物質22の体積量が異なる活物質合剤を金属箔16に2回に分けて塗布することにより形成された活物質層13aをロールプレスすることで形成される。一方、この実施形態では、活物質22の体積量が多い領域と、活物質22の体積量が少ない領域とを構成する2つの領域が同一層内に形成されているため、活物質22の体積量が異なる2種類の活物質合剤を調整せずに、1種類の活物質合剤を金属箔16に1回塗布した後、後工程で対応することができる。   (2) In the active material layer 13a, a region where the volume of the active material 22 is large and a region where the volume of the active material 22 is small are formed in the same layer. A region where the volume of the active material 22 is larger on the side farther from the metal foil 16 than the center in the thickness direction of the active material layer 13a and a region where the volume of the active material 22 is smaller on the side closer to the metal foil 16 than the center are configured. The active material layer 13a in which the two regions to be formed are formed in two layers instead of one layer is an active material mixture formed by applying the active material mixture having different volume amounts of the active material 22 to the metal foil 16 in two portions. It is formed by roll pressing the material layer 13a. On the other hand, in this embodiment, since the two regions constituting the region where the volume of the active material 22 is large and the region where the volume of the active material 22 is small are formed in the same layer, the volume of the active material 22 After applying one type of active material mixture to the metal foil 16 once without adjusting two types of active material mixes having different amounts, it is possible to cope with it in a subsequent process.

(3)活物質層13aの厚さ方向における活物質22の体積量が異なる電極は、活物質22がリチウム化合物からなる正極13である。したがって、リチウムイオン二次電池やリチウムイオンキャパシタの様な蓄電装置において前述の(1),(2)の効果が得られる。   (3) The electrode in which the volume of the active material 22 in the thickness direction of the active material layer 13a is different is the positive electrode 13 in which the active material 22 is made of a lithium compound. Therefore, the effects (1) and (2) described above can be obtained in a power storage device such as a lithium ion secondary battery or a lithium ion capacitor.

(4)正極13の製造方法は、金属箔16の少なくとも片面に、活物質22を有するスラリー状又はペースト状の活物質合剤を塗布する塗布工程と、塗布工程で塗布された後、活物質合剤が乾燥されて活物質層13aが形成された金属箔16をロールプレスするプレス工程とを有する。プレス工程では、ロールプレスを2回行い、1回目のロールプレスの際のプレスロール23,24間のギャップGを、2回目のロールプレスの際のプレスロール23,24間のギャップGより大きくし、かつ1回目のロールプレスを2回目の2回目のロールプレスより低い加圧力で行う。したがって、この製造方法では、従来の設備を使用して、プレス工程におけるロールプレスを2回行うことにより目的の電極を製造することができ、既存の装置で実施することができる。   (4) The manufacturing method of the positive electrode 13 includes applying a slurry-like or paste-like active material mixture having the active material 22 on at least one surface of the metal foil 16, and applying the active material in the applying step. A pressing step of roll-pressing the metal foil 16 on which the mixture is dried and the active material layer 13a is formed. In the pressing step, the roll press is performed twice, and the gap G between the press rolls 23 and 24 at the first roll press is made larger than the gap G between the press rolls 23 and 24 at the second roll press. In addition, the first roll press is performed at a lower pressure than the second roll press. Therefore, in this manufacturing method, the target electrode can be manufactured by performing the roll press twice in the pressing process using conventional equipment, and can be carried out with an existing apparatus.

(5)プレス工程において、プレスロール23,24の線圧力は、2回目のロールプレスの際が10〜15kN/cmであり、1回目のロールプレスの際は、2回目のロールプレスの際の半分の値である。したがって、目的の性能を有する正極13を容易に製造することができる。   (5) In the pressing step, the linear pressure of the press rolls 23 and 24 is 10 to 15 kN / cm at the time of the second roll press, and at the time of the second roll press at the time of the first roll press. Half the value. Therefore, the positive electrode 13 having the desired performance can be easily manufactured.

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 二次電池10は、正極13及び負極14の両電極の少なくとも一方の電極が、活物質層13a,14aの厚さ方向における活物質22の体積量が、金属箔16に近い側より金属箔16から遠い側の方が多い構成であればよい。したがって、正極13ではなく、負極14において、活物質層14aの厚さ方向における活物質22の体積量が、金属箔16に近い側より金属箔16から遠い側の方が多い構成としてもよい。この場合も、正極13及び負極14とも活物質の体積量が金属箔16に近い側及び金属箔16から遠い側で同等な場合に比べて、出力特性が向上する。また、正極13及び負極14の両電極において、活物質層13a,14aの厚さ方向における活物質22の体積量が、金属箔16に近い側より金属箔16から遠い側の方が多い構成としてもよい。この場合、出力特性がより向上する。なお、活物質層13a,14aの厚さ方向における活物質22の体積量が、金属箔16に近い側より金属箔16から遠い側の方が多い構成は、活物質層13a,14aの密度が活物質層13a,14aの厚さ方向における金属箔16に近い側より金属箔16から遠い側の方が高くなる。
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.
○ In the secondary battery 10, at least one of the positive electrode 13 and the negative electrode 14 has a metal foil from the side where the volume of the active material 22 in the thickness direction of the active material layers 13 a and 14 a is closer to the metal foil 16. Any configuration may be used as long as the side far from 16 is larger. Therefore, in the negative electrode 14 instead of the positive electrode 13, the volume of the active material 22 in the thickness direction of the active material layer 14 a may be larger on the side farther from the metal foil 16 than on the side closer to the metal foil 16. Also in this case, the output characteristics of both the positive electrode 13 and the negative electrode 14 are improved as compared with the case where the volume of the active material is the same on the side close to the metal foil 16 and the side far from the metal foil 16. Further, in both the positive electrode 13 and the negative electrode 14, the volume of the active material 22 in the thickness direction of the active material layers 13 a and 14 a is larger on the side farther from the metal foil 16 than on the side closer to the metal foil 16. Also good. In this case, the output characteristics are further improved. In the configuration in which the volume of the active material 22 in the thickness direction of the active material layers 13a and 14a is larger on the side farther from the metal foil 16 than on the side closer to the metal foil 16, the density of the active material layers 13a and 14a is higher. The side farther from the metal foil 16 is higher than the side closer to the metal foil 16 in the thickness direction of the active material layers 13a and 14a.

○ 電極の製造方法におけるプレス工程では、ロールプレスは複数回行えばよく、2回に限らず3回以上行ってもよい。ロールプレスを3回以上行う場合は、1回目のロールプレスの際のプレスロール23,24間のギャップを、最後の回のロールプレスの際のプレスロール23,24間のギャップより大きく設定し、かつ1回目のロールプレスを2回目以降のロールプレスより低い加圧力で行う。但し、1回目のロールプレスは、ロールプレスを2回行う場合の1回目のロールプレスより低い加圧力で行う。   In the pressing process in the electrode manufacturing method, the roll press may be performed a plurality of times, and may be performed not only twice but also three times or more. When performing the roll press three times or more, the gap between the press rolls 23 and 24 at the first roll press is set larger than the gap between the press rolls 23 and 24 at the last roll press, In addition, the first roll press is performed at a lower pressure than the second and subsequent roll presses. However, the first roll press is performed at a lower pressure than the first roll press when the roll press is performed twice.

○ ロールプレスを2回行う製造方法の場合、1回目のロールプレスの際の加圧力は、2回目のロールプレスの際の加圧力の半分に限らない。例えば、2回目のロールプレスの際の加圧力の45〜55%の大きさで行ってもよい。   In the case of a manufacturing method in which roll pressing is performed twice, the pressing force at the first roll pressing is not limited to half of the pressing force at the second roll pressing. For example, you may carry out by the magnitude | size of 45 to 55% of the applied pressure in the case of the 2nd roll press.

○ プレス工程におけるプレスロール23,24の線圧力は、プレス前の電極中間体の活物質層13a,14aの厚さや密度によっても適正な値が変わる。そのため、プレス前の電極中間体の活物質層13a,14aの厚さや密度によっては、2回目のロールプレスの際のプレスロール23,24の線圧力を10〜15kN/cmより小さくしたり大きくしたりしてもよい。   The appropriate value of the linear pressure of the press rolls 23 and 24 in the pressing process varies depending on the thickness and density of the active material layers 13a and 14a of the electrode intermediate body before pressing. Therefore, depending on the thickness and density of the active material layers 13a and 14a of the electrode intermediate before pressing, the linear pressure of the press rolls 23 and 24 at the second roll press is made smaller or larger than 10 to 15 kN / cm. Or you may.

○ プレス工程で使用されるロールプレス装置として、プレスロール23,24を2組装備した構成の装置を使用し、1回目のロールプレスに引き続き、2回目のロールプレスを行うようにしてもよい。この場合、1回目のロールプレスを受けた電極をいったん巻き取りロールに巻き取った後、巻き取った電極を巻き取りロールから繰り出して2回目のロールプレスを行う場合に比べて、ロールプレスを効率良く行うことができる。   As a roll press apparatus used in the pressing process, an apparatus having two sets of press rolls 23 and 24 may be used, and the second roll press may be performed following the first roll press. In this case, the roll press is more efficient than the case where the electrode that has undergone the first roll press is once wound on the take-up roll and then the taken-up electrode is taken out from the take-up roll and the second roll press is performed. Can be done well.

○ 電極の製造方法は、塗布工程で金属箔16に活物質合剤が一層塗布されて形成された活物質層に対して、プレス工程で複数回のロールプレスを行うことで製造する方法に限らない。例えば、活物質の含有量が異なる2種類の活物質合剤を準備し、塗布工程では先ず金属箔16に活物質の含有量が少ない活物質合剤を塗布して第1の活物質層を形成し、その後、第1の活物質層上に活物質の含有量が多い活物質合剤を塗布して第2の活物質層を形成した電極中間体にロールプレスを行うことで製造してもよい。しかし、活物質合剤を1回塗布して形成した活物質層を有する電極中間体に複数回(好ましくは2回)のロールプレスを行う製造方法の方が、工数が少なくなる。   ○ The electrode manufacturing method is limited to a method of manufacturing the active material layer formed by applying a single layer of the active material mixture on the metal foil 16 in the coating process by performing a plurality of roll presses in the pressing process. Absent. For example, two types of active material mixtures having different active material contents are prepared, and in the coating step, first, an active material mixture having a low active material content is applied to the metal foil 16 to form a first active material layer. After that, an active material mixture containing a large amount of active material is applied onto the first active material layer, and then the electrode intermediate formed with the second active material layer is roll pressed. Also good. However, the number of man-hours is reduced in the manufacturing method in which the electrode intermediate having an active material layer formed by applying the active material mixture once is subjected to roll pressing a plurality of times (preferably twice).

○ 電極、即ち正極13及び負極14は、金属箔16の少なくとも片面に非有機ラジカル化合物からなる活物質層13a,14aを有していればよく、両面ではなく片面に活物質層13a,14a有する構成であってもよい。   The electrodes, that is, the positive electrode 13 and the negative electrode 14 only need to have active material layers 13a and 14a made of a non-organic radical compound on at least one side of the metal foil 16, and have active material layers 13a and 14a on one side instead of both sides. It may be a configuration.

○ 積層型の電極組立体12において、正極13及び負極14の間にセパレータ15が存在する構成として、シート状のセパレータ15を使用せずに、例えば、正極13及び負極14の一方を袋状のセパレータに収容して、そのセパレータと袋状のセパレータに収容されていない電極とを交互に積層してもよい。   ○ In the stacked electrode assembly 12, the separator 15 exists between the positive electrode 13 and the negative electrode 14. For example, one of the positive electrode 13 and the negative electrode 14 is formed in a bag shape without using the sheet-like separator 15. The separators and the electrodes that are not accommodated in the bag-shaped separator may be alternately stacked.

○ 二次電池10は電解液が必須ではなく、例えば、セパレータ15が高分子電解質で形成されていてもよい。
○ 積層型の電極組立体12に限らず、巻回型の電極組立体12を備えた二次電池10に適用してもよい。
(Circle) the secondary battery 10 does not necessarily require electrolyte solution, for example, the separator 15 may be formed with the polymer electrolyte.
The present invention may be applied not only to the stacked electrode assembly 12 but also to the secondary battery 10 including the wound electrode assembly 12.

○ 二次電池10は、リチウムイオン二次電池に限らず、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池等の他の二次電池であってもよい。
○ 蓄電装置は、二次電池10に限らず、例えば、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタ等のようなキャパシタであってもよい。
The secondary battery 10 is not limited to a lithium ion secondary battery, and may be another secondary battery such as a nickel hydrogen secondary battery or a nickel cadmium secondary battery.
The power storage device is not limited to the secondary battery 10 and may be a capacitor such as an electric double layer capacitor or a lithium ion capacitor.

G…ギャップ、10…蓄電装置としての二次電池、12…電極組立体、13…正極用の電極としての正極、13a,14a…活物質層、14…負極用の電極としての負極、15…セパレータ、16…金属箔、22…活物質、23,24…プレスロール。   G ... Gap, 10 ... Secondary battery as power storage device, 12 ... Electrode assembly, 13 ... Positive electrode as positive electrode, 13a, 14a ... Active material layer, 14 ... Negative electrode as negative electrode, 15 ... Separator, 16 ... metal foil, 22 ... active material, 23, 24 ... press roll.

Claims (6)

金属箔の少なくとも片面に非有機ラジカル化合物からなる活物質が塗布された活物質層を有する正極用の電極及び負極用の電極が、その間にセパレータが存在する状態で積層された電極組立体を備えた電解液を有する蓄電装置であって、
前記正極用の電極及び前記負極用の電極の少なくとも一方の電極は、前記活物質層における厚さ方向の中央より前記金属箔から遠い側における前記活物質の体積量が、前記中央より前記金属箔に近い側における活物質の体積量より多く、前記遠い側における前記活物質の体積量に対する前記近い側における前記活物質の体積量の割合が95%以下であり、前記遠い側における活物質層の密度が3.0〜3.4g/cm であり、前記近い側における活物質層の密度が2.8〜3.2g/cm であり、前記活物質層は、前記活物質層の体積量が多い領域と、前記活物質層の体積量が少ない領域とが同一層内に形成されていることを特徴とする電解液を有する蓄電装置。
A positive electrode having an active material layer coated with an active material composed of a non-organic radical compound on at least one surface of a metal foil, and an electrode assembly in which a negative electrode is laminated with a separator therebetween A power storage device having an electrolyte solution ,
In at least one of the positive electrode and the negative electrode, the volume of the active material on the side farther from the metal foil than the center in the thickness direction of the active material layer is greater than the metal foil from the center. greater than the volume of the active material in the side closer to the ratio of the volume of active material Ri der 95% or less, the active material layer in the far side in the side close to the volume of the active material in the far side the density of 3.0~3.4g / cm 3, density of the active material layer in the side closer is 2.8~3.2g / cm 3, the active material layer of the active material layer power storage device has a volume large amount region, an electrolytic solution and the volume amount is small region of the active material layer is characterized that you have been formed in the same layer.
前記活物質層の厚さ方向における前記活物質の体積量が異なる電極は、前記活物質がリチウム化合物からなる正極である請求項1に記載の電解液を有する蓄電装置。 The active volume amount is different electrode materials in the thickness direction of the active material layer, a power storage device having an electrolytic solution of claim 1 wherein the active material is a positive electrode comprising a lithium compound. 請求項1又は請求項に記載の電解液を有する蓄電装置の構成を備えた二次電池。 The secondary battery provided with the structure of the electrical storage apparatus which has the electrolyte solution of Claim 1 or Claim 2 . 金属箔の少なくとも片面に非有機ラジカル化合物からなる活物質が塗布された活物質層を有する、電解液を有する蓄電装置の電極の製造方法であって、
前記金属箔の少なくとも片面に、前記活物質を含有するスラリー状又はペースト状の活物質合剤を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程で塗布された後、前記活物質合剤が乾燥されて前記活物質層が形成された前記金属箔をロールプレスするプレス工程と
を有し、
前記プレス工程では、ロールプレスを複数回行い、1回目の前記ロールプレスの際のプレスロール間のギャップを、最後の回の前記ロールプレスの際の前記プレスロール間のギャップより大きく設定し、かつ1回目の前記ロールプレスを2回目以降の前記ロールプレスより低い加圧力で行うことを特徴とする電解液を有する蓄電装置の電極の製造方法。
A method for producing an electrode of a power storage device having an electrolytic solution, having an active material layer coated with an active material composed of a non-organic radical compound on at least one surface of a metal foil,
An application step of applying a slurry-like or paste-like active material mixture containing the active material to at least one surface of the metal foil;
A press step of roll-pressing the metal foil on which the active material mixture is dried and the active material layer is formed after being applied in the application step;
In the pressing step, the roll press is performed a plurality of times, the gap between the press rolls at the first roll press is set larger than the gap between the press rolls at the last roll press, and A method for producing an electrode of an electricity storage device having an electrolytic solution , wherein the first roll press is performed with a lower pressure than the second and subsequent roll presses.
前記ロールプレスは2回行い、1回目の前記ロールプレスの際の加圧力を、2回目の前記ロールプレスの際の加圧力の45〜55%の大きさで行う請求項に記載の電解液を有する蓄電装置の電極の製造方法。 5. The electrolytic solution according to claim 4 , wherein the roll press is performed twice, and the applied pressure at the first roll press is 45 to 55% of the applied pressure at the second roll press. 6. Manufacturing method of electrode of power storage device having 前記プレス工程における前記プレスロールの線圧力範囲は、2回目のロールプレスの際が10〜15kN/cmであり、1回目のロールプレスの際は、2回目のロールプレスの際の半分の値である請求項に記載の電解液を有する蓄電装置の電極の製造方法。 The linear pressure range of the press roll in the pressing step is 10 to 15 kN / cm at the time of the second roll press, and is half the value at the time of the second roll press at the time of the first roll press. The manufacturing method of the electrode of the electrical storage apparatus which has an electrolyte solution of a certain 5 .
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