JP6211426B2 - リチウムイオン電池用粉体供給方法、リチウムイオン電池用粉体供給装置及びリチウムイオン電池製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、供給対象物に対して粉体を供給するリチウムイオン電池用粉体供給方法、リチウムイオン電池用粉体供給装置及びリチウムイオン電池製造方法に関するものである。

小型で軽量、且つエネルギー密度が高く、繰り返し充放電が可能なリチウムイオン電池は、環境対応からも今後の需要の拡大が見込まれている。リチウムイオン電池は、エネルギー密度が大きく携帯電話やノート型パソコン等の分野で利用されているが、用途の拡大や発展に伴い、低抵抗化、大容量化等、より一層の性能向上が求められている。

リチウムイオン電池電極は電極用シートとして得ることができ、例えば、電極活物質を含む粉体から電極用シートとしての圧延シートを製造するために粉体圧延装置を用いた粉体の圧延成形が行われている。粉体圧延装置では一対のプレス用ロールのロール間に供給される粉体を基材上に連続的に圧縮成形することにより圧延シートが得られる。

ここで、圧延シートを製造する際には、薄膜であり、かつ、密度分布、膜厚分布のばらつきが少ない、精度のよい圧延シートを製造することが求められる。そのため、上記ロール間に供給される粉体量（粉体目付量）のバラつきを抑制することが求められる。

例えば、特許文献１には、ロータリーフィーダー等の定量フィーダーを用いてプレス用ロールの周面に均一に粉体を供給することが開示されている。

また、特許文献２には、超音波振動を用いて粉体を移送することが開示されている。

特許第４８７６４７８号公報 特開平３−２２３８７４号公報

ここで特許文献２のように超音波振動を用いてロール間へ粉体の供給を行う場合には、粉体である粒子状物体を、少ないエネルギーにより十分に高速で搬送できる一方、供給される粉体の、対象物に供給される時点における重量バラつきが大きくなるという問題があった。

本発明の目的は、供給対象物に対する粉体目付量を幅方向、流れ方向に一定に制御することができるリチウムイオン電池用粉体供給方法、リチウムイオン電池用粉体供給装置及びリチウムイオン電池製造方法を提供することである。

本発明者らは、鋭意検討の結果、対象物への供給時点における粉体の重量バラつきが、供給口近傍における粉体の充填密度と関係があることを見出した。そして、供給される粉体を供給口の近傍において所定密度に充填することにより上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させた。

即ち、本発明によれば、
（１） ホッパーに収容された粉体を粉体供給筒の先端に形成された粉体供給口から供給対象物に対して供給する粉体供給方法であって、前記粉体供給筒内の粉体を、進行波を用いて前記粉体供給口方向に搬送するとともに押圧して粉体を所定密度に充填する押圧工程と、前記粉体供給口の近傍において所定密度に充填された粉体を、前記粉体供給口から前記供給対象物に対して供給する供給工程とを含むことを特徴とするリチウムイオン電池用粉体供給方法、
（２） 前記進行波の振動数及び振幅の少なくとも一方を変化させることにより前記粉体供給口からの粉体の供給量を変化させる供給量制御工程を更に含むことを特徴とする（１）記載のリチウムイオン電池用粉体供給方法、
（３） 前記ホッパー内の粉体の安息角を測定する測定工程と、前記測定工程における測定結果に基づいて前記進行波の振動数及び振幅の少なくとも一方を変化させることにより前記粉体供給口からの粉体の供給量を変化させる供給量制御工程とを更に含むことを特徴とする（１）記載のリチウムイオン電池用粉体供給方法、
（４） 前記粉体供給口の近傍における粉体供給後の粉体目付量に基づいて前記粉体供給口からの粉体の供給量を変化させる供給量制御工程を更に含むことを特徴とする（１）記載のリチウムイオン電池用粉体供給方法、
（５） 前記進行波の振動数及び振幅の少なくとも一方、及び前記粉体供給筒の前記粉体供給口の近傍に付与される振動の振動数及び振幅の少なくとも一方に基づいて前記粉体供給口からの粉体の供給量を変化させる供給量制御工程を更に含むことを特徴とする（１）記載のリチウムイオン電池用粉体供給方法、
（６） 前記進行波と前記粉体供給口の近傍に付与される振動とは、それぞれ独立に制御可能であることを特徴とする（５）記載のリチウムイオン電池用粉体供給方法、
（７） 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）〜（６）の何れかに記載のリチウムイオン電池用粉体供給方法、
（８） ホッパーに収容された粉体を粉体供給筒の先端に形成された粉体供給口から供給対象物に対して供給する粉体供給装置であって、前記粉体供給筒は、先端部において厚み方向の容積が絞られた形状を有し、前記粉体供給筒の前記ホッパーが接続されている基端部に、前記粉体供給筒内の粉体を前記粉体供給口方向に押圧し前記粉体供給口の近傍において所定密度に充填する進行波を発生させる進行波発生部を備えることを特徴とするリチウムイオン電池用粉体供給装置、
（９） 前記進行波の振動数及び振幅の少なくとも一方を変化させることにより前記粉体供給口からの粉体の供給量を変化させる供給量制御部を更に備えることを特徴とする（８）記載のリチウムイオン電池用粉体供給装置、
（１０） 前記ホッパー内の粉体の安息角を測定する測定部と、前記測定部における測定結果に基づいて前記進行波の振動数及び振幅の少なくとも一方を変化させることにより前記粉体供給口からの粉体の供給量を変化させる供給量制御部を更に備えることを特徴とする（８）記載のリチウムイオン電池用粉体供給装置、
（１１） 前記進行波の振動数及び振幅の少なくとも一方を変化させる進行波制御部と、前記進行波制御部による制御および前記粉体供給口の近傍における粉体供給後の粉体目付量に基づいて前記粉体供給口からの粉体の供給量を変化させる供給量制御部とを更に備えることを特徴とする（８）記載のリチウムイオン電池用粉体供給装置、
（１２） 前記進行波の振動数及び振幅の少なくとも一方を変化させる進行波制御部と、前記粉体供給筒の前記粉体供給口の近傍に設けられ前記粉体供給筒に振動を付与する振動付与部と、前記振動付与部により付与される振動の振動数及び振幅の少なくとも一方を変化させる振動制御部と、前記進行波制御部による制御および前記振動制御部による制御に基づいて前記粉体供給口からの粉体の供給量を変化させる供給量制御部とを更に備えることを特徴とする（８）記載のリチウムイオン電池用粉体供給装置、
（１３） 前記進行波発生部により発生させる進行波と前記振動付与部により付与される振動とは、それぞれ独立に制御可能であることを特徴とする（１２）記載のリチウムイオン電池用粉体供給装置、
（１４） （１）〜（７）の何れかに記載のリチウムイオン電池用粉体供給方法を用いて供給されたリチウムイオン電池用粉体を用いたリチウムイオン電池の製造方法
が提供される。

本発明によれば、供給対象物に対する粉体目付量を幅方向、流れ方向に一定に制御することができる。

本発明の実施の形態に係るリチウムイオン電池用粉体供給装置の概略を示す図である。 本発明の実施の形態に係るリチウムイオン電池用粉体供給装置及び粉体圧延装置を示す図である。

以下、図面を参照して本発明のリチウムイオン電池用粉体供給方法及びリチウムイオン電池用粉体供給装置について説明する。図１は、実施の形態に係るリチウムイオン電池用粉体供給装置の概略を示す図である。

図１に示すようにリチウムイオン電池用粉体供給装置（以下、粉体供給装置という。）２は粉体４を収容するホッパー６を備えている。ホッパー６は、上部に外部から粉体４を投入する粉体投入口８を有し下部に粉体供給筒１０が接続されている。粉体供給筒１０は、その先端にホッパー６に収容されている粉体４を基材１２に対して供給する粉体供給口１４を備えている。ここで、粉体供給筒１０は先端に向かって次第に厚み方向の容積が絞られた形状を有している。

また、粉体供給装置２は制御部１５を備えており、制御部１５には、粉体供給筒１０のホッパー６が接続されている基端部に設けられ進行波（好ましくは超音波領域の進行波）を発生させる圧電素子１６ａ，１６ｂ、粉体供給筒１０の粉体供給口１４の近傍に設けられ振動を発生させる圧電素子２０、ホッパー６に収容された粉体４の安息角を検出する安息角検出部２４、圧電素子１６ａ，１６ｂにより発生させた進行波の振動数及び振幅と粉体供給口１４から基材１２に対して供給される粉体４の供給量との関係を所定の安息角ごとに記憶し、更に圧電素子１６ａ，１６ｂにより進行波を発生させながら、圧電素子２０により振動を発生させた場合に、圧電素子１６ａ，１６ｂにより発生させた進行波の振動数及び振幅と圧電素子２０により発生させた振動の振動数及び振幅と、粉体供給口１４から基材１２に対して供給される粉体４の供給量との関係を所定の安息角ごとに記憶する記憶部２６、粉体供給装置２に対して基材１２への粉体４の供給開始及び終了の指示、基材１２への粉体４の供給量の入力等を行う入力部２８が接続されている。ここで粉体４の供給量とは、粉体４を構成する個々の粒子そのものに、粒子間の空隙も含めた、粉体供給口１４からの粉体４の吐出ボリュームをいう。

安息角検出部２４は、注入法、排出法、傾斜法等の公知の方法により粉体４の安息角を検出する。ここで、圧電素子１６ａ，１６ｂにより発生させた進行波の振動数及び振幅と粉体供給口１４から基材１２に対して供給される粉体４の供給量との関係は、所定の安息角ごとに予め進行波の振動数及び振幅の少なくとも一方を変化させながら測定してもよいし、シミュレーションにより求めてもよい。更に圧電素子１６ａ，１６ｂにより進行波を発生させながら、圧電素子２０により振動を発生させた場合に、発生させた振動の振動数及び振幅と粉体供給口１４から基材１２に対して供給される粉体４の供給量との関係を所定の安息角ごとに予め進行波の振動数及び振幅の少なくとも一方を変化させながら、更に圧電素子２０により発生させた振動の振動数及び振幅の少なくとも一方を変化させながら測定してもよいし、シミュレーションにより求めてもよい。

なお本発明で用いる粉体４の安息角は、０°〜６０°、好ましくは２０°〜５０°であり、圧電素子１６ａ，１６ｂにより発生させる進行波の振動数は、０．１ｋＨｚ以上、好ましくは１ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ、振幅は０．１μｍ以上、好ましくは０．１μｍ〜３μｍである。

次に、粉体供給装置２を用いた粉体供給方法について説明する。入力部２８を介して基材１２に対する粉体４の供給量の入力及び供給開始指示が行われると、制御部１５は安息角検出部２４において検出された粉体４の安息角を取得する。粉体４の安息角を取得すると、制御部４は入力された粉体４の供給量と安息角検出部２４により検出された安息角とを用いて、記憶部２６から圧電素子１６ａ，１６ｂを駆動させる際の振動数及び振幅を読み出す。

次に、制御部１５は圧電素子１６ａ，１６ｂを上述の振動数及び振幅で駆動させる。圧電素子１６ａ，１６ｂの駆動が開始されると、図１の矢印で示すように粉体４は、圧電素子１６ａ，１６ｂにより発生される超音波領域等の進行波（図１において「〜」で示す）により、粉体供給筒１０内をホッパー６の下部から粉体供給口１４方向へ押圧され、粉体供給口１４まで移送される。ここで、上述のように粉体供給筒１０は先端に向かって厚み方向の容積が絞られた形状を有しているため、粉体供給筒１０の先端に移送されるに従って粉体４の密度は大きくなる。即ち、図１のホッパー６内において異なるパターンで示した領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの順に粉体４の密度は大きくなり粉体供給口１４近傍において所定の密度で充填される。そして、粉体４は、粉体供給口１４を介して基材１２に供給される。ここで基材１２上への粉体４の供給量は、圧電素子２０が発生する進行波の振動数及び振幅の少なくとも一方を変更することにより変化させることができる。

なお、粉体供給装置２を用いて基材１２上に粉体４の供給を行っているときに、制御部４は、所定時間ごとに安息角検出部２４から粉体４の安息角を取得する。安息角が所定値以上変化した場合には、制御部１５は入力部２８を介して入力された粉体４の供給量と安息角検出部２４により検出された安息角とを用いて、記憶部２６から圧電素子１６ａ，１６ｂを駆動させる際の振動数及び振幅を読み出す。そして、制御部１５は、読み出した振動数及び振幅にて圧電素子１６ａ，１６ｂを駆動させる。したがって、粉体４の供給中に、粉体４の安息角が変化した場合においても、圧電素子１６ａ，１６ｂにより発生させる進行波の振動数及び振幅の少なくとも一方を変化させることにより、基材１２に対する粉体４の供給量を一定に保つことができる。ここで本来は粉体供給口１４近傍の粉体４の充填密度に基づいて、進行波の振動数及び振幅の少なくとも一方を変化させることにより粉体供給口１４からの粉体４の供給量を変化させるのが好ましいが、インラインで連続して測定することが可能な粉体４の安息角を間接指標として用いることにより、粉体供給口１４近傍の粉体４の充填密度を用いるのと同等の精度で粉体４の供給量を制御することができる。

ここで、粉体４の安息角をインラインで連続して測定する方法の一例を説明する。ホッパー６の粉体投入口８に粉体を投入する経路に、安息角検出部２４（ここでは、安息角測定用皿および画像検出装置から構成される）を設ける。粉体４は、ホッパー６に投入される前に、先ず前記安息角測定用皿に対して、全部または一部供給され、前記画像検出装置により安息角が測定される（注入法）。安息角が測定された粉体４は測定用皿上から回収され、ホッパー６の粉体投入口８に通じる経路に移送される。前記操作を定時的に繰り返すことにより、インラインで粉体４の安息角が測定できる。尚、図１においては、安息角検出部２４は、ホッパー６内の紛体４の中に位置しているが、上記例の場合は、安息角検出部２４は、ホッパー６の外部の、粉体投入口８に至る経路に位置する。

また、上述の実施の形態においては、基材１２上への粉体４の供給量を圧電素子１６ａ，１６ｂにより発生させる進行波の振動数及び振幅の少なくとも一方を変化させることにより制御しているが、圧電素子１６ａ，１６ｂにより進行波を発生させながら、圧電素子２０により振動を発生させて、基材１２に対する粉体４の供給量を制御してもよい。この場合には、制御部１５は、記憶部２６から、安息角ごとに記憶されている、圧電素子１６ａ，１６ｂにより進行波を発生させながら圧電素子２０により振動を発生させた場合の、圧電素子２０の振動の振動数及び振幅と粉体供給口１４から基材１２に対して供給される粉体４の供給量との関係を読み出し、この読み出した振動数及び振幅に基づいて圧電素子２０を駆動させる。ここで圧電素子１６ａ，１６ｂにより発生させる進行波の振動数及び振幅と、圧電素子２０により発生させる振動の振動数及び振幅とは、独立に制御可能である。

また、上述の実施の形態においては、基材１２上への粉体４の供給量を圧電素子１６ａ，１６ｂにより発生させる進行波の振動数及び振幅の少なくとも一方を変化させることにより制御しているが、基材１２への粉体４の供給量は、粉体供給筒１０の粉体供給口１４近傍における供給筒の高さを変えて容積を変化させることにより制御するようにしてもよい。この場合には、圧電素子１６ａ，１６ｂにより発生させる進行波の振動数及び振幅の少なくとも一方を変化させること、及び粉体供給筒１０の粉体供給口１４近傍における供給筒の高さを変えて容積を変化させることにより、基材１２への粉体４の供給量を制御する。

また、上述の実施の形態において、粉体供給口１４の近傍における粉体供給後の粉体目付量に基づいて粉体供給口１４からの粉体の供給量を変化させるようにしてもよい。この場合には、粉体供給口１４の近傍における粉体供給後の粉体目付量の測定を行い、測定結果に基づいて進行波の振動数及び振幅の少なくとも一方を変化させて、粉体供給口１４からの粉体４の供給量を変化させる。

図２は、粉体供給装置２及び粉体圧延装置３０を示す図である。図２に示すように、基材１２上に供給された粉体４は、粉体圧延装置３０を構成する一対のロール３０ａ，３０ｂにより加圧される。加圧により基材１２上にシート状成形物３２が形成された圧延シート３４が得られる。

ここで、基材１２としては、薄いフィルム状の基材であればよく、通常、厚さ１μｍ〜１０００μｍ、好ましくは５μｍ〜８００μｍである。基材１２としては、アルミニウム、白金、ニッケル、タンタル、チタン、ステンレス鋼、銅、その他の合金などの金属箔または炭素、導電性高分子、紙、天然繊維、高分子繊維、布帛、高分子樹脂フィルムなどが挙げられ、目的に応じて適宜選択することができる。高分子樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂フィルム、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリ塩化ビニル、アラミドフィルム、ＰＥＮ、ＰＥＥＫ等を含んで構成されるプラスチックフィルム、シート等が挙げられる。

これらの中でも、圧延シート３４として、リチウムイオン電池電極用シートを製造する場合には、基材１２として、金属箔または炭素、導電性高分子を用いることができ、好適には金属が用いられる。これらの中で導電性、耐電圧性の面から銅、アルミニウムまたはアルミニウム合金を使用することが好ましい。

また、基材１２の表面には塗膜処理、穴あけ加工、バフ加工、サンドブラスト加工及び／又はエッチング加工等の処理が施されていても良い。基材１２の表面に接着剤等を塗布すると、基材１２上に形成されるシート状成形物３２を強固に保持することができるため、特に好ましい。

ホッパー６に収容される粉体４としては、電極活物質を含む複合粒子が挙げられる。複合粒子は、電極活物質及び結着材を含み、必要に応じてその他の分散剤、導電材および添加剤を含んでもよい。

複合粒子をリチウムイオン電池の電極材料として用いる場合、正極用活物質としては、リチウムイオンを可逆的にドープ・脱ドープ可能な金属酸化物が挙げられる。かかる金属酸化物としては、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、燐酸鉄リチウム等を挙げることができる。なお、上記にて例示した正極活物質は適宜用途に応じて単独で使用してもよく、複数種混合して使用してもよい。

なお、リチウムイオン電池用正極の対極としての負極の活物質としては、易黒鉛化性炭素、難黒鉛化性炭素、熱分解炭素などの低結晶性炭素（非晶質炭素）、グラファイト（天然黒鉛、人造黒鉛）、錫やケイ素等の合金系材料、ケイ素酸化物、錫酸化物、チタン酸リチウム等の酸化物、等が挙げられる。なお、上記に例示した電極活物質は適宜用途に応じて単独で使用してもよく、複数種混合して使用してもよい。

リチウムイオン電池電極用の電極活物質の形状は、粒状に整粒されたものが好ましい。粒子の形状が球形であると、電極成形時により高密度な電極が形成できる。

リチウムイオン電池電極用の電極活物質の体積平均粒子径は、正極、負極ともに通常０．１〜１００μｍ、好ましくは０．５〜５０μｍ、より好ましくは０．８〜３０μｍである。

複合粒子に用いられる結着材としては、前記電極活物質を相互に結着させることができる化合物であれば特に制限はない。好適な結着材は、溶媒に分散する性質のある分散型結着材である。分散型結着材として、例えば、シリコン系重合体、フッ素含有重合体、共役ジエン系重合体、アクリレート系重合体、ポリイミド、ポリアミド、ポリウレタン等の高分子化合物が挙げられ、好ましくはフッ素系含有重合体、共役系ジエン重合体およびアクリレート系重合体、より好ましくは共役ジエン系重合体およびアクリレート系重合体が挙げられる。

分散型結着材の形状は、特に制限はないが、粒子状であることが好ましい。粒子状であることにより、結着性が良く、また、作製した電極の容量の低下や充放電の繰り返しによる劣化を抑えることができる。粒子状の結着材としては、例えば、ラテックスのごとき結着材の粒子が水に分散した状態のものや、このような分散液を乾燥して得られる粒子状のものが挙げられる。

結着材の量は、得られる電極活物質層と集電体との密着性が充分に確保でき、かつ、内部抵抗を低くすることができる観点から、電極活物質１００重量部に対して、乾燥重量基準で通常は０．１〜５０重量部、好ましくは０．５〜２０重量部、より好ましくは１〜１５重量部である。

複合粒子には、前述のように必要に応じて分散剤を用いてもよい。分散剤の具体例としては、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロースなどのセルロース系ポリマー、ならびにこれらのアンモニウム塩またはアルカリ金属塩などが挙げられる。これらの分散剤は、それぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて使用できる。

複合粒子には、前述のように必要に応じて導電材を用いてもよい。導電材の具体例としては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、及びケッチェンブラック（アクゾノーベル ケミカルズ ベスローテン フェンノートシャップ社の登録商標）などの導電性カーボンブラックが挙げられる。これらの中でも、アセチレンブラックおよびケッチェンブラックが好ましい。これらの導電材は、単独でまたは二種類以上を組み合わせて用いることができる。

複合粒子は、電極活物質、結着材および必要に応じ添加される前記導電材等他の成分を用いて造粒することにより得られ、少なくとも電極活物質、結着材を含んでなるが、前記のそれぞれが個別に独立した粒子として存在するのではなく、構成成分である電極活物質、結着材を含む２成分以上によって一粒子を形成するものである。具体的には、前記２成分以上の個々の粒子の複数個が結合して二次粒子を形成しており、複数個（好ましくは数個〜数十個）の電極活物質が、結着材によって結着されて粒子を形成しているものが好ましい。

複合粒子の製造方法は特に制限されず、流動層造粒法、噴霧乾燥造粒法、転動層造粒法などの公知の造粒法により製造することができる。

複合粒子の体積平均粒子径は、所望の厚みの電極活物質層を容易に得る観点から、通常０．１〜１０００μｍ、好ましくは１〜５００μｍ、より好ましくは３０〜２５０μｍの範囲である。

なお、複合粒子の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（たとえば、ＳＡＬＤ−３１００；島津製作所製）にて測定し、算出される体積平均粒子径である。

本実施の形態に係る粉体供給方法及び粉体供給装置によれば、進行波（特に超音波領域の進行波）を用いて供給される粉体の重量バラつきを抑制することができる。

また、本実施の形態に係る粉体供給方法及び粉体供給装置によれば、進行波を用いて粉体を移送し粉体を所定の密度に充填するため、粉体を定体積で移送することができる。また、粉体を所定の密度に充填することにより粉体の自重による密度変化による影響を受けないため、粉体の供給量がホッパーへの粉体投入量に依存しない。

また、粉体の安息角を測定しながら、粉体の供給量をフィードバック制御することができるため、粉体の供給量の制御を精度良く行うことができる。また、進行波のエネルギーにより二次凝集した粉体を分散させることができるため、基材上に均一に粉体を供給することができる。

（リチウムイオン電池の製造）
本実施の形態に係る粉体供給方法及び粉体供給装置により製造される圧延シート３４をリチウムイオン電池の正極および負極の少なくとも一方に用い、リチウムイオン電池を製造することができる。本実施の形態に係るリチウムイオン電池は、正極、負極、セパレータおよび電解液を備え、正極および負極の少なくとも一方は圧延シート３４を所望のサイズに切り出したものである。

圧延シート３４は膜厚精度が良好であるため、圧延シート３４を正極および負極の少なくとも一方に用いたリチウムイオン電池は、電気化学特性は良好である。

（セパレータ）
セパレータとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂や、芳香族ポリアミド樹脂を含んでなる微孔膜または不織布；無機セラミック粉末を含む多孔質の樹脂コート；などを用いることができる。セパレータの厚さは、リチウムイオン電池を製造する際の作業性の観点から、好ましくは０．５〜４０μｍである。

（電解液）
電解液は、特に限定されないが、例えば、非水系の溶媒に支持電解質としてリチウム塩を溶解したものが使用できる。リチウム塩としては、例えば、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＳｂＦ₆、ＬｉＡｌＣｌ₄、ＬｉＣｌＯ₄、ＣＦ₃ＳＯ₃Ｌｉ、Ｃ₄Ｆ₉ＳＯ₃Ｌｉ、ＣＦ₃ＣＯＯＬｉ、（ＣＦ₃ＣＯ）₂ＮＬｉ、（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂ＮＬｉ、（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）ＮＬｉなどのリチウム塩が挙げられる。特に溶媒に溶けやすく高い解離度を示すＬｉＰＦ₆、ＬｉＣｌＯ₄、ＣＦ₃ＳＯ₃Ｌｉは好適に用いられる。これらは、単独、または２種以上を混合して用いることができる。支持電解質の量は、電解液に対して、通常１ｗｔ％以上、好ましくは５ｗｔ％以上、また通常は３０ｗｔ％以下、好ましくは２０ｗｔ％以下である。

電解液に使用する溶媒としては、支持電解質を溶解させるものであれば特に限定されないが、通常、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、およびメチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）などのアルキルカーボネート類；γ−ブチロラクトン、ギ酸メチルなどのエステル類、１，２−ジメトキシエタン、およびテトラヒドロフランなどのエーテル類；スルホラン、およびジメチルスルホキシドなどの含硫黄化合物類；が用いられる。特に高いイオン伝導性が得易く、使用温度範囲が広いため、ジメチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネートが好ましい。これらは、単独、または２種以上を混合して用いることができる。また、電解液には添加剤を含有させて用いることも可能である。また、添加剤としてはビニレンカーボネート（ＶＣ）などのカーボネート系の化合物が好ましい。

上記以外の電解液としては、ポリエチレンオキシド、ポリアクリロニトリルなどのポリマー電解質に電解液を含浸したゲル状ポリマー電解質や、硫化リチウム、ＬｉＩ、Ｌｉ₃Ｎ、Ｌｉ₂Ｓ−Ｐ₂Ｓ₅ガラスセラミックなどの無機固体電解質を挙げることができる。

リチウムイオン電池は、正極と負極とをセパレータを介して重ね合わせ、これを電池形状に応じて巻く、折るなどして電池容器に入れ、電池容器に電解液を注入して封口して得られる。さらに必要に応じてエキスパンドメタルや、ヒューズ、ＰＴＣ素子などの過電流防止素子、リード板などを入れ、電池内部の圧力上昇、過充放電の防止をすることもできる。電池の形状は、ラミネートセル型、コイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角形、扁平型などいずれであってもよい。

（粉体目付量の測定）
（実施例１）
表１に示すように、安息角が24.2°である粉体４を粉体供給装置２のホッパー６内に粉体投入口８から投入し、圧電素子１６ａ，１６ｂにより、振動数27.80kHz、振幅0.5μmの進行を発生させ、基材１２に対して粉体４の供給を行った。基材１２の粉体目付量を測定したところ13 mg/cm²であった。

（実施例２）
表１に示すように、安息角が32.1°である粉体４を粉体供給装置２のホッパー６内に粉体投入口８から投入し、圧電素子１６ａ，１６ｂにより、振動数27.98kHz、振幅0.8μmの進行を発生させ、基材１２に対して粉体４の供給を行った。基材１２の粉体目付量を測定したところ13 mg/cm²であった。
（実施例３）
表１に示すように、安息角が42.3°である粉体４を粉体供給装置２のホッパー６内に粉体投入口８から投入し、圧電素子１６ａ，１６ｂにより、振動数28.05kHz、振幅1.4μmの進行を発生させ、基材１２に対して粉体４の供給を行った。基材１２の粉体目付量を測定したところ13 mg/cm²であった。

上記の各実施例より、粉体４の安息角に応じて進行波の振動数及び振幅を制御することにより粉体４の目付量を制御できることが分かった。

（厚み精度の測定）
（実施例４）
実施例１と同様の条件により基材１２に対する粉体４の供給を行った。基材１２の粉体目付量を流れ方向に１００点測定し、バラツキ（σ）を求めたところ、σ＝０．２４であった。

なお、実施例４においては、先端に向かって次第に厚み方向の容積が絞られた形状であって、水平方向に対して３０°の角度をなして絞られた形状を有する粉体供給筒１０を備える粉体供給装置２を用いた。

（比較例１）
先端に向かって厚み方向の容積が絞られていない形状の粉体供給筒を備える粉体供給装置を用いた以外は、実施例４と同様に基材１２に対する粉体４の供給を行った。基材１２の粉体目付量を流れ方向に１００点測定し、バラツキ（σ）を求めたところ、σ＝０．３５であった。

上記実施例４及び比較例１より、先端に向かって次第に厚み方向の容積が絞られた形状を有する粉体供給筒１０を備える粉体供給装置２を用いて基材１２に対する粉体４の供給を行うことにより、粉体４の目付量のバラツキを抑制できることが分かった。

なお、上述の各実施例及び比較例における粉体目付量の測定は、Ｘ線を用いた目付測定器により行った。

２…リチウムイオン電池用粉体供給装置、４…粉体、６…ホッパー、８…粉体投入口、１０…粉体供給筒、１２…基材、１４…粉体供給口、１５…制御部、１６ａ，１６ｂ，２０…圧電素子、２４…安息角検出部、２６…記憶部

Claims (10)

1. ホッパーに収容された粉体を粉体供給筒の先端部に形成された粉体供給口から供給対象物に対して供給する粉体供給方法であって、
   前記粉体供給筒内の粉体を、進行波を用いて前記粉体供給口方向に搬送するとともに、前記粉体供給筒の厚み方向の容積が絞られた形状を有する前記粉体供給筒の先端部に所定密度で充填する充填工程と、
   前記粉体供給筒の先端部に所定密度で充填された粉体を、前記粉体供給口から前記供給対象物に対して供給する供給工程と、
   前記ホッパー内の粉体の安息角を測定する測定工程と、
   前記測定工程における測定結果に基づいて前記進行波の振動数及び振幅の少なくとも一方を変化させることにより前記粉体供給口からの粉体の供給量を変化させる供給量制御工程と
   を含むことを特徴とするリチウムイオン電池用粉体供給方法。
2. 前記供給量制御工程は、前記粉体供給口の近傍における粉体供給後の粉体目付量に基づいて前記粉体供給口からの粉体の供給量を変化させることを特徴とする請求項１記載のリチウムイオン電池用粉体供給方法。
3. 前記供給量制御工程は、前記進行波の振動数及び振幅の少なくとも一方、及び前記粉体供給筒の前記粉体供給口の近傍に付与される振動の振動数及び振幅の少なくとも一方に基づいて前記粉体供給口からの粉体の供給量を変化させることを特徴とする請求項１記載のリチウムイオン電池用粉体供給方法。
4. 前記進行波と前記粉体供給口の近傍に付与される振動とは、それぞれ独立に制御可能であることを特徴とする請求項３記載のリチウムイオン電池用粉体供給方法。
5. 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粉体供給方法。
6. ホッパーに収容された粉体を粉体供給筒の先端部に形成された粉体供給口から供給対象物に対して供給する粉体供給装置であって、
   前記粉体供給筒は、前記先端部において厚み方向の容積が絞られた形状を有し、
   前記粉体供給筒の前記ホッパーが接続されている基端部に、前記粉体供給筒内の粉体を前記粉体供給口方向に搬送し前記粉体供給筒の先端部に所定密度で充填する進行波を発生させる進行波発生部と、
   前記ホッパー内の粉体の安息角を測定する測定部と、
   前記測定部における測定結果に基づいて前記進行波の振動数及び振幅の少なくとも一方を変化させる進行波制御部と、
   前記進行波制御部による制御に基づいて前記粉体供給口からの粉体の供給量を変化させる供給量制御部と
   を備えることを特徴とするリチウムイオン電池用粉体供給装置。
7. 前記供給量制御部は、前記進行波制御部による制御および前記粉体供給口の近傍における供給後の粉体目付量基づいて前記粉体供給口からの粉体の供給量を変化させることを特徴とする請求項６記載のリチウムイオン電池用粉体供給装置。
8. 前記粉体供給筒の前記粉体供給口の近傍に設けられ前記粉体供給筒に振動を付与する振動付与部と、
   前記振動付与部により付与される振動の振動数及び振幅の少なくとも一方を変化させる振動制御部とを更に備え、
   前記供給量制御部は、前記進行波制御部による制御および前記振動制御部による制御に基づいて前記粉体供給口からの粉体の供給量を変化させることを特徴とする請求項６記載のリチウムイオン電池用粉体供給装置。
9. 前記進行波発生部により発生させる進行波と前記振動付与部により付与される振動とは、それぞれ独立に制御可能であることを特徴とする請求項８記載のリチウムイオン電池用粉体供給装置。
10. リチウムイオン電池を製造するリチウムイオン電池の製造方法であって、
    請求項１〜５の何れか一項に記載のリチウムイオン電池用粉体供給方法を用いてリチウムイオン電池用粉体を供給する粉体供給工程と、
    前記供給工程において供給された前記リチウムイオン電池用粉体と基材とを加圧して圧延シートを形成するシート形成工程と
    を含むことを特徴とするリチウムイオン電池の製造方法。
    

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