JP6778727B2 - 非水二次電池用負極の製造方法、および非水二次電池の製造方法 - Google Patents
非水二次電池用負極の製造方法、および非水二次電池の製造方法 Download PDFInfo
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Description
本発明の非水二次電池用負極(以下、単に「負極」という場合がある)の製造方法は、負極集電体の少なくとも片面に、負極活物質、バインダ樹脂および溶媒を含有する負極合剤含有組成物を塗布して塗膜を形成する塗膜形成工程と、前記塗膜を乾燥して負極合剤層を形成する乾燥工程とを有している。
本発明の非水二次電池の製造方法は、正極、負極、セパレータおよび非水電解液を有する非水二次電池を製造するに当たり、本発明の非水二次電池用負極の製造方法で負極を製造する工程を有することを特徴としている。本発明の非水二次電池の製造方法において、負極を製造する工程以外の工程(正極の製造工程、負極と正極との間にセパレータを介在させて電極体を製造する工程、電池の組み立て工程など)については、従来から知られている非水二次電池の製造時に採用されている工程と同様とすることができる。
<負極の作製>
負極活物質である平均粒子径D50が20μmである黒鉛質炭素:98質量部、粘度が1500〜5000mPa・sの範囲に調整された1質量%濃度のCMC水溶液:1.0質量部およびSBR:1.0質量部を、比伝導度が2.0×105Ω/cm以上のイオン交換水を溶剤として混合して、水系の負極合剤含有ペーストを調製した。
正極活物質であるLiCoO2:95質量部と、導電助剤である人造黒鉛:1質量部およびケッチェンブラック:1質量部と、バインダ樹脂であるPVDF:3質量部とを、NMPを溶剤として均一になるように混合して、正極合剤含有ペーストを調製した。前記正極合剤含有ペーストを、厚みが15μmのアルミニウム箔からなる集電体の両面に厚みを調節して片面塗布量25mg/cm2になるように間欠塗布し、乾燥した後、カレンダー処理を行って、全厚が145μmになるように正極合剤層の厚みを調整し、幅が54.5mmになるように切断して正極を作製した。更にこの正極のアルミニウム箔の露出部にタブを溶接してリード部を形成した。
EC、MEC、およびDMCを、体積比で1:1:1の割合で混合した混合溶媒に、リチウム塩としてLiPF6を1.1mol/dm3の濃度で溶解させて非水電解液を調製した。
前記の負極(電池組み立て用負極)と前記の正極とを、非水二次電池用PE製微多孔質セパレータ(厚み16μm、空孔率40%、平均孔径0.08μm、PEの融点135℃)を介在させつつ重ね、渦巻状に巻回して巻回電極体を作製した。得られた巻回電極体を押し潰して扁平状にし、厚み6mm、幅42mm、高さ61mmのアルミニウム合金製外装缶に入れ、前記の非水電解液を注入した。そして、非水電解液の注入後に外装缶の封止を行って、図3に示す構造で、図4に示す外観の角形非水二次電池を作製した。
塗膜(負極合剤層)の表面温度が86℃となった段階で乾燥を終了した以外は実施例1と同様にして負極を作製し、この負極を用いた以外は実施例1と同様にして角形非水二次電池を作製した。
塗膜(負極合剤層)の表面温度が95℃となった段階で乾燥を終了した以外は実施例1と同様にして負極を作製し、この負極を用いた以外は実施例1と同様にして角形非水二次電池を作製した。
負極集電体の厚みを4μmに変更した以外は実施例3と同様にして負極を作製し、この負極を用いた以外は実施例1と同様にして角形非水二次電池を作製した。
負極集電体の厚みを8μmに変更した以外は実施例3と同様にして負極を作製し、この負極を用いた以外は実施例1と同様にして角形非水二次電池を作製した。
負極合剤含有ペーストを塗布した箇所における乾燥後の塗膜の量(形成される負極合剤層の量)が10mg/cm2となるようにした以外は実施例3と同様にして負極を作製し、この負極を用いた以外は実施例1と同様にして角形非水二次電池を作製した。
負極合剤含有ペーストを塗布した箇所における乾燥後の塗膜の量(形成される負極合剤層の量)が14mg/cm2となるようにした以外は実施例3と同様にして負極を作製し、この負極を用いた以外は実施例1と同様にして角形非水二次電池を作製した。
負極集電体を、引張強度が400N/mm2のものに変更した以外は実施例3と同様にして負極を作製し、この負極を用いた以外は実施例1と同様にして角形非水二次電池を作製した。
乾燥手段105でのドライヤーによる温風の温度、および遠赤外線ヒーターの温度を調節して、図2中に示すBの領域での塗膜の表面温度が70℃±5℃で一定となるように調整し、この一定温度で20秒乾燥した後に、塗膜(負極合剤層)の表面温度が70℃の段階で乾燥を終了した以外は、実施例1と同様にして負極を作製し、この負極を用いた以外は実施例1と同様にして角形非水二次電池を作製した。
塗膜(負極合剤層)の表面温度が76℃となった段階で乾燥を終了した以外は実施例1と同様にして負極を作製し、この負極を用いた以外は実施例1と同様にして角形非水二次電池を作製した。
塗膜(負極合剤層)の表面温度が105℃となった段階で乾燥を終了した以外は実施例1と同様にして負極を作製し、この負極を用いた以外は実施例1と同様にして角形非水二次電池を作製した。
負極集電体の厚みを8μmに変更した以外は比較例1と同様にして負極を作製し、この負極を用いた以外は実施例1と同様にして角形非水二次電池を作製した。
負極合剤含有ペーストを塗布した箇所における乾燥後の塗膜の量(形成される負極合剤層の量)が10mg/cm2となるようにした以外は比較例1と同様にして負極を作製し、この負極を用いた以外は実施例1と同様にして角形非水二次電池を作製した。
負極集電体を、引張強度が400N/mm2のものに変更した以外は比較例1と同様にして負極を作製し、この負極を用いた以外は実施例1と同様にして角形非水二次電池を作製した。
塗膜(負極合剤層)の表面温度が95℃となった段階で乾燥を終了した以外は実施例9と同様にして負極を作製し、この負極を用いた以外は実施例1と同様にして角形非水二次電池を作製した。
負極集電体の厚みを8μmに変更し、負極合剤含有ペーストを塗布した箇所における乾燥後の塗膜の量(形成される負極合剤層の量)が10mg/cm2となるようにした以外は比較例1と同様にして負極を作製し、この負極を用いた以外は実施例1と同様にして角形非水二次電池を作製した。
2 負極
3 セパレータ
4 外装缶
6 扁平状巻回電極体
9 蓋体
101 ロール(負極集電体を巻き取ったロール)
102 負極集電体
103 ロール(負極合剤層形成後の負極集電体を巻き取るためのロール)
104 塗布手段
105 乾燥手段
Claims (6)
- 非水二次電池用負極の製造方法であって、
負極集電体の少なくとも片面に、負極活物質、バインダ樹脂および溶媒である水を含有する負極合剤含有組成物を塗布して塗膜を形成する塗膜形成工程と、
前記塗膜を乾燥して負極合剤層を形成する乾燥工程とを有しており、
前記乾燥工程では、前記塗膜の加熱を開始して前記塗膜の表面温度を上昇させ、続いて前記塗膜の表面温度が降下してから所定温度(Ta)±5℃の範囲内に継続して収まるように前記塗膜の表面温度を調整し、その後に前記塗膜の表面温度が上昇し始めてから、前記塗膜の表面温度が(Ta+5℃)×1.2℃以下の時点で乾燥を終了し、前記所定温度Taを60〜80℃とすることを特徴とする非水二次電池用負極の製造方法。 - 前記負極合剤層の量が、前記負極集電体の片面あたり10mg/cm2以上である請求項1に記載の非水二次電池用負極の製造方法。
- 前記負極集電体の厚みが8μm以下である請求項1または2に記載の非水二次電池用負極の製造方法。
- 前記負極集電体の引張強度が300N/mm2以上である請求項1〜3のいずれかに記載の非水二次電池用負極の製造方法。
- 前記塗膜の表面温度が降下してから所定温度(Ta)±5℃の範囲内に10秒以上継続して収まるように調整する請求項1〜4のいずれかに記載の非水二次電池用負極の製造方法。
- 正極、負極、セパレータおよび非水電解液を有する非水二次電池の製造方法であって、
請求項1〜5のいずれかに記載の非水二次電池用負極の製造方法によって前記負極を製造する工程を有することを特徴とする非水二次電池の製造方法。
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