JP6170149B2 - リチウムイオン電池用電極の製造方法 - Google Patents
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Description
(1) 集電体上に、表面の初期粘着力が1以上であるバインダー層を形成するバインダー層形成工程と、前記バインダー層表面に、安息角が45°以下である粉体を接触させ、前記粉体を付着させる付着工程と、前記付着工程において付着させた前記粉体を所定の密度に圧縮する圧縮工程とを含むことを特徴とするリチウムイオン電池用電極の製造方法、
(2) 前記付着工程において、粉体槽を用いたディップ方式により前記粉体を付着させることを特徴とする(1)記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法、
(3) 前記付着工程において、エアーを用いた粉体噴霧方式により前記粉体を付着させることを特徴とする(1)記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法、
(4) 前記粉体の圧縮度が40%以下であることを特徴とする(1)〜(3)の何れかに記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法、
(5) 前記集電体に形成された前記バインダー層の厚みが0.1〜5μmであることを特徴とする(1)〜(4)の何れかに記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法、
(6) 前記粉体は、電極活物質および結着材を含む成分を造粒することにより得られる複合粒子であることを特徴とする(1)〜(5)の何れかに記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法、
が提供される。
圧縮度=(かため嵩密度−ゆるめ嵩密度)/かため嵩密度×100(%)
で規定される。
(初期粘着力)
JIS Z 0237、JIS Z 8703に準じ、常温(5〜35℃)において傾斜角度20°のステンレス板上の斜面に、長さ10cmのバインダー層を貼りつけ、斜面の上方10cmの位置より直径1/32インチから32/32インチまでの30種類の大きさの鋼球を初速度0で転がした。バインダー層上で停止する最大径の球の大きさを、ボールナンバーにて表示し、初期粘着力とした。
(複合粒子の製造)
負極活物質として人造黒鉛(体積平均粒子径:24.5μm、黒鉛層間距離(X線回折法による(002)面の面間隔(d値)):0.354nm)を97部、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩を1.5部、結着材としてBM−400B(日本ゼオン社製)を固形分換算量で1.5部混合し、さらにイオン交換水を固形分濃度が20%となるように加え、混合分散して複合粒子用スラリーを得た。そして、得られた複合粒子用スラリーを、スプレー乾燥機(大川原化工機社製)を使用し、回転円盤方式のアトマイザ(直径65mm)を用い、噴霧乾燥造粒を行い、アトマイザの回転数、熱風温度および粒子回収出口の温度を調整することにより、平均粒子径60μmの負極電極用複合粒子を得た。これを後述する粉体10として用いた。尚、噴霧乾燥造粒を行う際に、上記アトマイザの回転数、熱風温度および粒子回収出口の温度を調整することにより、この粉体10の安息角及び圧縮度を調整した。
(安息角及び圧縮度)
ホソカワミクロン社製パウダテスタPT−S型を用いて、常法に従って、上記粉体10の安息角、圧縮度の測定を行った。
表1に示すように、集電体6にガラス転移温度(Tg)が−20℃のアクリル系バインダーを塗布乾燥した初期粘着力が4のバインダー層2μmを形成し、安息角が32.1°であり、圧縮度が17.6%である粉体10を、図1に示すような粉体成形装置2を用いて粉体貯留槽12を用いたディップ方式により付着させ、圧縮ロール14を用いて10kN/cmで圧縮することにより、電極シートを作製した。集電体6の粉体目付量を測定したところ4.9mg/cm2であり、表面状態を観察したところ良好であった。
表1に示すように、集電体6にガラス転移温度(Tg)が−20℃のアクリル系バインダーを塗布乾燥した初期粘着力が4のバインダー層2μmを形成し、安息角が32.1°であり、圧縮度が17.6%である粉体10を、図2に示すような粉体成形装置20を用いて、エアーを用いた粉体噴霧方式により付着させ、圧縮ロール14を用いて10kN/cmで圧縮することにより、電極シートを作製した。集電体6の粉体目付量を測定したところ4.9mg/cm2であり、表面状態を観察したところ良好であった。
表1に示すように、集電体6にガラス転移温度(Tg)が−40℃のアクリル系バインダーを塗布乾燥した初期粘着力が1未満のバインダー層2μmを形成し、安息角が32.1°であり、圧縮度が17.6%である粉体10を、図1に示すような粉体成形装置2を用いて粉体貯留槽12を用いたディップ方式により付着させ、圧縮ロール14を用いて10kN/cmで圧縮することにより、電極シートを作製した。集電体6の粉体目付量を測定したところ0.7mg/cm2であり、表面状態を観察したところスケが発生していた。なお、前記スケとは、電極の厚さが薄いことで集電体表面が露出してしまうことをいう。
表1に示すように、集電体6にガラス転移温度(Tg)が−20℃のアクリル系バインダーを塗布乾燥した初期粘着力が4のバインダー層2μmを形成し、平均粒子径が40μmであり、安息角が45.6°であり、圧縮度が33.0%である粉体10を、図1に示すような粉体成形装置2を用いて粉体貯留槽12を用いたディップ方式により付着させ、圧縮ロール14を用いて10kN/cmで圧縮することにより、電極シートを作製した。集電体6の粉体目付量を測定したところ4.0mg/cm2であり、表面状態を観察したところダマが発生していた。なお、前記ダマとは、粉体の凝集物が電極の表面に存在し、膜厚や目付量が部分的に大きくなってしまうことをいう。なお、粉体10の安息角及び圧縮度は、噴霧乾燥造粒を行う際に、アトマイザの回転数、熱風温度および粒子回収出口の温度を調整することにより調整した。
Claims (5)
- 集電体上に、(メタ)アクリロニトリル単位、ブタジエン単位及びエチレン性不飽和カルボン酸単位を含む重合体を主としてなるバインダーを含む、表面の初期粘着力が1以上であるバインダー層を形成するバインダー層形成工程と、
前記バインダー層表面に、安息角が45°以下である粉体を接触させ、前記粉体を付着させる付着工程と、
前記付着工程において付着させた前記粉体を所定の密度に圧縮する圧縮工程と
を含み、
前記付着工程において、粉体槽を用いたディップ方式により前記粉体を付着させることを特徴とするリチウムイオン電池用電極の製造方法。 - 集電体上に、(メタ)アクリロニトリル単位、ブタジエン単位及びエチレン性不飽和カルボン酸単位を含む重合体を主としてなるバインダーを含む、表面の初期粘着力が1以上であるバインダー層を形成するバインダー層形成工程と、
前記バインダー層表面に、安息角が45°以下である粉体を接触させ、前記粉体を付着させる付着工程と、
前記付着工程において付着させた前記粉体を所定の密度に圧縮する圧縮工程と
を含み、
前記付着工程において、エアーを用いた粉体噴霧方式により前記粉体を付着させることを特徴とするリチウムイオン電池用電極の製造方法。 - 前記粉体の圧縮度が40%以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法。
- 前記集電体に形成された前記バインダー層の厚みが0.1〜5μmであることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法。
- 前記粉体は、電極活物質および結着材を含む成分を造粒することにより得られる複合粒子であることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法。
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