JP6033131B2 - リチウムイオン二次電池の電極板の製造方法およびリチウムイオン二次電池の電極板の製造装置 - Google Patents
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Description
少なくとも、正極または負極の活物質、バインダ、固化剤、および第1の溶剤を含むスラリ状の電極材料を集電箔の表面に塗布する塗工部と、前記集電箔の表面に塗布された前記スラリ状の電極材料に固化液を接触させることにより、前記スラリ状の電極材料を固化させる固化室と、前記固化室において固化された前記電極材料に含まれる液体成分を除去して前記電極材料を乾燥させる乾燥室と、を有し、
前記固化室は、前記集電箔の搬送方向に直交する方向に沿った前記固化液の接触幅を、前記集電箔の表面に塗布された前記スラリ状の電極材料の幅以上、前記集電箔の集電タブ取り付け位置以内に規定する固化液接触機構を備える、リチウムイオン二次電池の製造装置である。
本実施例1では、集電箔の搬送方向に直交する方向に沿った固化液の接触幅が、塗布膜の幅以上、かつ、集電タブ取り付け位置以内となるように、固化室に噴霧ノズルを配置した電極板製造装置について説明する。
本実施例2では、集電箔の搬送方向に直交する方向に沿った固化液の接触幅が、塗布膜の幅以上、かつ、集電タブ取り付け位置以内となるように、固化室に噴霧ノズルと噴霧マスクを配置した電極板製造装置について説明する。
本実施例3では、実施例2で使用した噴霧マスクに加熱ヒータを取り付けた電極板製造装置について説明する。
ここでは、実施例1の正極スラリを厚さ20μmのアルミニウム箔(正極集電箔)に厚さ100μmとなるようアプリケーターで塗布し、そのまま熱風乾燥炉中で120℃、10分間乾燥した後、塗布膜中に含まれるNMPを蒸発除去してリチウムイオン二次電池用正極板を製造した。本比較例1の製造方法は、従来の製造方法に相当する。
ここでは、実施例1の正極スラリを厚さ20μmのアルミニウム箔(正極集電箔)に厚さ100μmとなるようアプリケーターで塗布し、純水中に20秒間浸漬して電極材料を固化した。その後、熱風乾燥炉中で120℃、10分間乾燥し、塗布膜中に含まれる純水およびNMPを蒸発除去してリチウムイオン二次電池用正極板を製造した。本比較例2の製造方法は、固化工程における電極材料の流出を考慮しない製造方法である。
実施例1〜3のように、電極材料の乾燥工程に先立って固化工程を設けることにより、塗布膜の内部において、集電箔側のバインダ濃度と表面側バインダ濃度との差が、固化工程を設けない比較例1と比べて小さくなり、バインダの濃度分布が均一化した。
12 塗工手段
13 集電箔ロール
14 ローラー搬送系
15 集電箔
16 乾燥室
18 固化室
21 外壁
22 塗布膜
23 噴霧ノズル
24 固化液
25 固化液タンク
26 供給ポンプ
27 噴霧パターン
28 集電タブ取り付け位置
29 噴霧マスク
30 傾斜部
31 排出溝
32 加熱ヒータ
51、51A、51B 塗工部
52、52A、52B 塗工手段
53 集電箔ロール
54、54A、54B ローラー搬送系
55 集電箔
56、56A、56B 乾燥室
57 電極ロール
58 非接触式搬送系
Claims (14)
- 正極または負極の活物質、バインダ、固化剤、および第1の溶剤を含むスラリ状の電極材料を集電箔の表面に塗布する塗工部と、
前記集電箔の表面に塗布された前記スラリ状の電極材料に固化液を接触させることにより、前記スラリ状の電極材料を固化させる固化室と、
前記固化室において固化された前記電極材料に含まれる液体成分を除去して前記電極材料を乾燥させる乾燥室と、
を有し、
前記固化室は、前記集電箔の搬送方向に直交する方向に沿った前記固化液の接触幅を、前記集電箔の表面に塗布された前記スラリ状の電極材料の幅以上、前記集電箔の集電タブ取り付け位置以内に規定する固化液接触機構を備える、リチウムイオン二次電池の電極板の製造装置。 - 請求項1記載のリチウムイオン二次電池の電極板の製造装置において、
前記固化液接触機構は、噴霧ノズルである、リチウムイオン二次電池の電極板の製造装置。 - 請求項2記載のリチウムイオン二次電池の電極板の製造装置において、
前記噴霧ノズルの噴霧領域における前記固化液の流量分布は、均等流量分布を持ち、
前記噴霧ノズルの中心の流量の50%流量となる位置は、前記集電箔面に塗布された前記スラリ状の電極材料の幅の末端以上である、リチウムイオン二次電池の電極板の製造装置。 - 請求項2記載のリチウムイオン二次電池の電極板の製造装置において、
前記噴霧ノズルと前記集電箔との間に、前記噴霧ノズルの噴霧領域を規定する噴霧マスクを設けた、リチウムイオン二次電池の電極板の製造装置。 - 請求項4記載のリチウムイオン二次電池の電極板の製造装置において、
前記噴霧マスクは、傾斜部と、前記傾斜部の表面に付着した過分な前記固化液を排出するための排出溝とを有する、リチウムイオン二次電池の電極板の製造装置。 - 請求項5記載のリチウムイオン二次電池の電極板の製造装置において、
前記傾斜部は、加熱ヒータを内蔵する、リチウムイオン二次電池の電極板の製造装置。 - 請求項1記載のリチウムイオン二次電池の電極板の製造装置において、
前記集電箔を搬送する搬送系として、前記集電箔の表面と接触する接触式のローラー搬送系を有する、リチウムイオン二次電池の電極板の製造装置。 - (a)少なくとも、正極または負極の活物質、バインダ、固化剤、および第1の溶剤を含むスラリ状の電極材料を集電箔の表面に塗布する工程、
(b)前記集電箔の表面に塗布された前記スラリ状の電極材料に固化液を接触させることにより、前記スラリ状の電極材料を固化させる工程、
(c)固化された前記電極材料に含まれる液体成分を除去して前記電極材料を乾燥させる工程、
を有し、
前記(b)工程では、前記集電箔の搬送方向に直交する方向に沿った前記固化液の接触幅を、前記集電箔の表面に塗布された前記スラリ状の電極材料の幅以上、前記集電箔の集電タブ取り付け位置以内とする、リチウムイオン二次電池の電極板の製造方法。 - 請求項8記載のリチウムイオン二次電池の電極板の製造方法において、
前記第1の溶剤は、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、プロピレンカーボネート、ジメチルホルムアミドまたはγ−ブチロラクトンを含む、リチウムイオン二次電池の電極板の製造方法。 - 請求項8記載のリチウムイオン二次電池の電極板の製造方法において、
前記固化液は、前記スラリ状の電極材料に含まれる前記固化剤が不溶である性質と、前記スラリ状の電極材料に含まれる前記第1の溶剤と相互溶解する性質とを持つ第2の溶剤を含む、リチウムイオン二次電池の電極板の製造方法。 - 請求項10記載のリチウムイオン二次電池の電極板の製造方法において、
前記第2の溶剤は、水、エタノール、イソプロピルアルコールまたは酢酸を含む、リチウムイオン二次電池の電極板の製造方法。 - 請求項8記載のリチウムイオン二次電池の電極板の製造方法において、
前記スラリ状の電極材料は、導電助剤をさらに含む、リチウムイオン二次電池の電極板の製造方法。 - 請求項8記載のリチウムイオン二次電池の電極板の製造方法において、
前記バインダは、ポリビニリデンフルオライド系ポリマー、ゴム系ポリマー、もしくはこれらの混合物である、リチウムイオン二次電池の電極板の製造方法。 - 請求項8記載のリチウムイオン二次電池の電極板の製造方法において、
前記バインダは、前記固化剤を兼用する、リチウムイオン二次電池の電極板の製造方法。
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