JP6284020B2 - 電極シートの製造方法 - Google Patents
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Description
活物質粒子と、バインダと、溶媒とを含む、湿潤状態の造粒体を得る造粒工程;
造粒工程で得られた造粒体の集合物を、平面状またはブロック状に成形した成形体を得る成形工程;および、
成形工程で得られた成形体を成膜し、集電体に転写する工程と
を含んでいる。
かかる電極シートの製造方法によれば、合剤層と露出部と境界における合剤層の縁のばらつきが小さく抑えられる。この場合、好適には、成形工程前に、造粒工程で得られる造粒体の粒径が1mm〜4mmに調整する工程を有しているとよい。
ここで提案される、電極シートの製造方法には、造粒工程と、成形工程と、転写工程とが含まれている。ここで、図1は、造粒工程で得られる造粒体の模式図である。図2は、造粒体を成形した成形体の模式図である。図3は、転写工程で用いられる製造装置の構成例を示している。
造粒工程は、活物質粒子と、バインダと、溶媒とを含む、湿潤状態の造粒体を得る工程である。かかる造粒工程は、活物質粒子と、バインダと、溶媒とを含む合剤を用意する。そして、造粒装置によって、かかる合剤を造粒し、篩いにて大きさを揃える。これにより、図1に示すように、凡そ一定の大きさの複合造粒粒子からなる造粒体2を得るとよい。ここでは、造粒体2は、例えば、略球形、あるいは、鶏卵状のような形状を有している。ここでは、造粒体2が集合したものを造粒体2の集合物という。
成形工程は、図2に示すように、造粒工程で得られた造粒体2の集合物を平面状またはブロック状に成形した成形体4を得る工程である。ここでは、図示は省略するが、造粒工程で得られた湿潤状態の造粒体2の集合物を、予め定められた型枠に適当な量を入れて造粒体の集合物をブロック状に成形する。例えば、キューブ状や平板状の型枠に造粒体2の集合物を入れて成形する。これにより、略六面体に成形された造粒体2からなるブロックあるいは平板状(厚みのあるシート状の平板状)の成形体4が得られる。ここで得られるブロックあるいは平板状の成形体4には、略六面体に成形された多くの造粒体2が含まれている。
転写工程は、合剤を成膜し、集電体(例えば、集電箔21)に転写する工程である。転写工程は、成膜−転写工程とも称されうる。集電体としては、例えば、集電箔21(アルミ箔や銅箔のような金属箔)が例示されうる。ここでは、転写工程で用いられる装置は、図3に示すように、例えば、造膜ロール11と、転写ロール12と、バックロール13とを備えている。
ここで、図4は、作製された電極シートの露出部22を示す図である。ここで、図4は、問題になる事象を例示している。本発明者は、例えば、図4に示すように、帯状の集電箔21に対して、幅方向の片側の端部に長手方向に沿って集電箔21が露出する露出部22(図4参照、合剤層が形成されない部位)を設定し、当該露出部22を除く部分に合剤層23を形成することを考えている。この場合、集電箔21に合剤層23が形成されるべき領域の縁は、図4に示すように、直線Lで設定される。
ここで提案される電極シートの製造方法は、転写工程において、上述した成形工程で得られた成形体を集電体に転写する。
つまり、ここで提案される電極シートの製造方法は、以下のA〜Cの工程を含んでいる。
A.活物質粒子と、バインダと、溶媒とを含む、湿潤状態の造粒体2(図1参照)を得る工程(造粒工程)
B.造粒工程で得られた造粒体2の集合物を、平面状またはブロック状に成形した成形体4(図2参照)を得る工程(成形工程)
C.成形工程で得られた成形体4を成膜し、集電体(例えば、集電箔21(図5参照))に転写する工程
活物質粒子としては、平均粒径(D50:メジアン径)が20μmのカーボン(天然黒鉛)を用いた。ここで、カーボンの平均粒径は、市販されている種々のレーザ回折・散乱法に基づく粒度分布測定装置に基づいて測定した粒度分布から導き出せるメジアン径(D50:50%体積平均粒子径)によって評価される。
バインダには、スチレンブタジエンラバー水分散体を用いた。例えば、JSR株式会社製のスチレンブタジエンラバー水分散体(SBR:TRD1002)を用いることができる。
溶媒には水が用いられている。
また、ここでは、合剤を安定させるため、合剤には増粘剤が混合されている。増粘剤には、カルボキシメチルセルロース(CMC)が用いられている。例えば、日本製紙ケミカル製のカルボキシメチルセルロース(MAC500LC)を用いることができる。
ここで、合剤の固形分比は、活物質粒子:増粘剤:バインダ=100:1:1とした。
造粒工程で得られた造粒体(造粒物)の固形分濃度は、凡そ71%とした。
ここでは、まず活物質と、増粘剤(CMC)とを造粒装置の混練槽に投入し、混練する。ここでの混練条件は、アジテータを200rpm(r/min)、チョッパー1000rpmで攪拌時間は1分とした。
次に、溶媒を混練槽に投入して混練し、一次造粒を行う。ここでの混練条件は、アジテータを200rpm、チョッパー3000rpmで攪拌時間は3分とした。
次に、スチレンブタジエンラバー水分散体を投入し、さらに造粒する。ここでの混練条件は、アジテータを200rpm、チョッパー3000rpmで攪拌時間は1分とした。
ここで、篩の目開きサイズは、この試験では、1.0mm、2.0mm、2.8mm、4.0mm、9mmの5種類を用いた。ここでは、まず、全量を9mmの篩で篩い分けし、9mm以下に篩い分けられた造粒体を、さらに4.0の篩で篩い分けし、以下、目開きサイズ以下に篩い分けられた造粒体を、篩の目開きサイズを順に下げつつ篩い分けを行った。
これによって、造粒工程で得られた造粒体を、9mm以上、9mm〜4.0mm、4.0mm〜2.8mm、2.8mm〜2.0mm、2.0mm〜1.0mmのサイズに分けた。
2a 合剤
4 成形体
4a 合剤
10 成膜−転写装置
11 造膜ロール
12 転写ロール
13 バックロール
15 隔壁
21 集電箔
22 露出部
23 合剤層
23a 合剤層23の縁
L 集電箔21に合剤層23が形成されるべき領域の縁
Claims (1)
- 活物質粒子と、バインダと、溶媒とを含む、湿潤状態の造粒体を得る造粒工程と、
前記造粒工程で得られた造粒体を篩い分けて粒径が1mm〜4mmの造粒体の集合物を得る工程と、
前記粒径が1mm〜4mmの造粒体の集合物を、型枠に入れてブロックあるいは平板状に成形された成形体を得る成形工程と、
前記成形工程で得られた前記成形体を成膜し、集電体に転写する工程と
を含む、
電極シートの製造方法。
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