JP7197267B2 - Electrode sheet manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、電池を構成する電極シートを製造する方法に関する。詳細には、集電箔の表面上に電極合材層を形成した構造の電極シートを製造する方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing an electrode sheet that constitutes a battery. Specifically, the present invention relates to a method of manufacturing an electrode sheet having a structure in which an electrode mixture layer is formed on the surface of a current collector foil.
従来、電極シート(正極シートまたは負極シート)として、集電箔の表面上に電極合材層を形成した構造の電極シートが知られている。このような構造の電極シートの製造方法としては、例えば、特許文献1に開示されている方法が知られている。具体的には、まず、電極活物質と結着材と溶媒とを混合して造粒した複数の湿潤造粒体からなる電極合材を作製する。次いで、この電極合材を対向する一対のロールの間隙に通すことによって膜状にし、膜状にした電極合材を集電箔の表面上に付着させる。
Conventionally, as an electrode sheet (positive electrode sheet or negative electrode sheet), an electrode sheet having a structure in which an electrode mixture layer is formed on the surface of a collector foil is known. As a method for manufacturing an electrode sheet having such a structure, for example, a method disclosed in
より具体的には、ロール成形工程において、集電箔に電極合材を転写するための第2ロールと、これに対向する第1ロールと、からなる一対のロールの間隙に電極合材を通すことによって、電極合材を膜状にすると共に、膜状にした電極合材を第2ロールに付着させる。その後、転写工程において、第2ロールに付着している膜状の電極合材を、集電箔の表面上に転写する(付着させる)。その後 電極合材層形成工程において、集電箔の表面上に付着させた膜状の電極合材を乾燥させることで、集電箔の表面上に電極合材層を形成して、電極シートを作製する。 More specifically, in the roll forming process, the electrode mixture is passed through a gap between a pair of rolls consisting of a second roll for transferring the electrode mixture to the current collector foil and a first roll facing the second roll. By doing so, the electrode mixture is made into a film, and the film-shaped electrode mixture is adhered to the second roll. Thereafter, in the transfer step, the film-like electrode mixture adhering to the second roll is transferred (adhered) onto the surface of the current collector foil. Thereafter, in the electrode mixture layer forming step, the film-like electrode mixture adhered to the surface of the current collector foil is dried to form an electrode mixture layer on the surface of the current collector foil, thereby forming an electrode sheet. make.
なお、特許文献1では、第2ロールの周速度を第1ロールの周速度よりも速くしている。これにより、第1ロールと第2ロールとの間で圧縮されて膜状にされた電極合材(湿潤造粒体)は、第1ロールと第2ロールとの間隙を通過するとき、第1ロールとの接触面積(液架橋面積)よりも第2ロールとの接触面積(液架橋面積)が大きくなる。これにより、膜状の電極合材(湿潤造粒体)は、第1ロールと第2ロールとの間隙を通過するとき、第2ロールの表面に付着する(担持される)。
In addition, in
ところで、湿潤造粒体からなる電極合材を作製するとき、電極合材全体にわたって溶媒を均一に分散させることが難しい。このため、電極合材において、当該電極合材を構成する複数の湿潤造粒体にかかる固形分率(換言すれば、溶媒含有率)に、大きなバラツキが生じることがあった。すなわち、固形分率の高い(換言すれば、溶媒含有率の低い)湿潤造粒体と固形分率の低い(換言すれば、溶媒含有率の高い)湿潤造粒体とが、電極合材中に混在することがあった。また、電極合材を構成する各々の湿潤造粒体においても、固形分率(換言すれば、溶媒含有率)に大きなバラツキが生じることがあった。すなわち、1つの湿潤造粒体の中で、固形分率の高い(換言すれば、溶媒含有率の低い)部位と固形分率の低い(換言すれば、溶媒含有率の高い)部位とが混在することがあった。 By the way, when producing an electrode mixture made of wet granules, it is difficult to uniformly disperse the solvent over the entire electrode mixture. For this reason, in the electrode mixture, the solid content (in other words, solvent content) of the plurality of wet granules constituting the electrode mixture may vary greatly. That is, a wet granule with a high solid content (in other words, a low solvent content) and a wet granule with a low solid content (in other words, a high solvent content) are mixed in the electrode mixture. was sometimes mixed with In addition, the solid content (in other words, the solvent content) of each wet granule constituting the electrode mixture also varies greatly. That is, in one wet granule, a portion with a high solid content (in other words, a low solvent content) and a portion with a low solid content (in other words, a high solvent content) are mixed. I had something to do.
このような湿潤造粒体からなる電極合材が、ロール成形工程において、対向して回転する第1ロールとこれよりも周速度が速い第2ロールとの間隙を通過するとき、電極合材中の一部の湿潤造粒体が、第2ロールの表面に付着せずに、第1ロールの表面に付着してしまうことがあった。このため、第2ロールの表面に付着する電極合材の膜に孔が空いてしまう(あるいは、部分的に膜の厚みが極端に薄くなる)ことがあった。その結果、転写工程において、第2ロールの表面から集電箔の表面上に転写させた電極合材の膜に孔が空いた状態となる(あるいは、部分的に膜の厚みが極端に薄くなる)成膜不良(成膜欠点)が発生することがあった。この成膜不良(成膜欠点)が多い場合には、電池を構成する電極シートとして、適切に使用できないことがあった。 When the electrode mixture made of such wet granules passes through the gap between the first roll rotating oppositely and the second roll having a faster peripheral speed in the roll forming process, the electrode mixture Part of the wet granules sometimes adhered to the surface of the first roll without adhering to the surface of the second roll. For this reason, the film of the electrode mixture adhering to the surface of the second roll may have holes (or the thickness of the film may become extremely thin in some parts). As a result, in the transfer process, the film of the electrode mixture transferred from the surface of the second roll onto the surface of the current collector foil has holes (or the thickness of the film is partially extremely thin). ) Defects in film formation (defects in film formation) may occur. When there are many film-forming defects (film-forming defects), it may not be possible to use it appropriately as an electrode sheet constituting a battery.
このような不具合が生じる理由は、以下のように考えられる。具体的には、例えば、湿潤造粒体の中で、固形分率の高い(換言すれば、溶媒含有率の低い)部位と固形分率の低い(換言すれば、溶媒含有率の高い)部位とが混在している場合において、当該湿潤造粒体が、対向して回転する第1ロールと第2ロールとの間隙を通過するとき、固形分率の高い(換言すれば、溶媒含有率の低い)部位が第2ロールの表面に接触すると共に、固形分率の低い(換言すれば、溶媒含有率の高い)部位が第1ロールの表面に接触した場合には、当該湿潤造粒体と第1ロールの表面との間の液架橋力が、当該湿潤造粒体と第2ロールの表面との間の液架橋力よりも大きくなる。 The reason why such a problem occurs is considered as follows. Specifically, for example, in the wet granules, a site with a high solid content (in other words, a low solvent content) and a site with a low solid content (in other words, a high solvent content) In the case where the wet granules are mixed, when the wet granules pass through the gap between the first roll and the second roll that rotate in opposition, the solid content is high (in other words, the solvent content is When the portion with a low solid content (in other words, with a high solvent content) contacts the surface of the first roll, the wet granule and The liquid bridge force between the surface of the first roll is greater than the liquid bridge force between the wet granule and the surface of the second roll.
このために、当該湿潤造粒体が、対向して回転する第1ロールと第2ロールとの間隙を通過するときに、第2ロールの表面に付着せずに、第1ロールの表面に付着してしまうことがある。このため、第2ロールの表面に付着する電極合材の膜において、当該湿潤造粒体が抜けた部位に孔が空いてしまう(あるいは、当該部位において膜の厚みが極端に薄くなる)ことがある。その結果、転写工程において、第2ロールの表面から集電箔の表面上に転写させた電極合材の膜においても、当該部位に孔が空いた状態となる(あるいは、当該部位において膜の厚みが極端に薄くなる)成膜不良(成膜欠点)が発生すると考えられる。 For this reason, the wet granules adhere to the surface of the first roll without adhering to the surface of the second roll when passing through the gap between the first roll and the second roll that rotate in opposition to each other. Sometimes I end up doing it. For this reason, in the film of the electrode mixture adhering to the surface of the second roll, holes may be formed at the sites where the wet granules are removed (or the thickness of the film may be extremely thin at those sites). be. As a result, in the transfer step, even in the film of the electrode mixture transferred from the surface of the second roll onto the surface of the current collector foil, holes are formed in the relevant portions (or the thickness of the film is extremely thin) film formation defects (film formation defects) are thought to occur.
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、成膜不良(成膜欠点)が生じ難い電極シートの製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for producing an electrode sheet in which film formation defects (film formation defects) are less likely to occur.
電極活物質と結着材と溶媒とを混合して造粒した複数の湿潤造粒体からなる電極合材を、対向して回転する第1ロールとこれよりも周速度が速い第2ロールとの間隙に通すことによって、前記電極合材を圧縮しつつ膜状にして、膜状にした前記電極合材を前記第2ロールの表面に付着させるロール成形工程と、前記第2ロールの表面に付着している膜状の前記電極合材を、集電箔の表面上に転写する転写工程と、前記集電箔の表面上に転写した膜状の前記電極合材を乾燥させることで、前記集電箔の表面上に電極合材層を形成する電極合材層形成工程と、を備え、前記集電箔の表面上に前記電極合材層を有する電極シートを製造する電極シートの製造方法において、前記ロール成形工程では、前記電極合材が前記第1ロールと前記第2ロールとの間隙を通過するときの、前記電極合材に含まれる前記湿潤造粒体と前記第1ロールの表面との間の液架橋力の平均値F1(kPa)と、前記電極合材に含まれる前記湿潤造粒体と前記第2ロールの表面との間の液架橋力の平均値F2(kPa)とが、F1<F2の関係を満たす電極シートの製造方法が好ましい。 An electrode mixture consisting of a plurality of wet granules obtained by mixing and granulating an electrode active material, a binder, and a solvent is passed through a first roll rotating in opposition to a second roll having a higher peripheral speed than the first roll. A roll forming step of compressing the electrode mixture into a film by passing it through a gap and attaching the film-like electrode mixture to the surface of the second roll; A transfer step of transferring the film-like electrode mixture adhering to the surface of the current collector foil, and drying the film-like electrode mixture transferred on the surface of the current collector foil, and an electrode mixture layer forming step of forming an electrode mixture layer on the surface of the current collector foil, and manufacturing an electrode sheet having the electrode mixture layer on the surface of the current collector foil. In the method, in the roll forming step, the wet granules contained in the electrode mixture and the first roll when the electrode mixture passes through the gap between the first roll and the second roll. The average value F1 (kPa) of the liquid bridge force between the surface and the average value F2 (kPa) of the liquid bridge force between the wet granules contained in the electrode mixture and the surface of the second roll. is preferably a method for producing an electrode sheet that satisfies the relationship F1<F2.
上述の製造方法では、ロール成形工程において、電極合材が第1ロールと第2ロールとの間隙を通過するときの、電極合材に含まれる湿潤造粒体と第1ロールの表面との間の液架橋力の平均値F1(kPa)と、電極合材に含まれる湿潤造粒体と第2ロールの表面との間の液架橋力の平均値F2(kPa)とが、F1<F2の関係を満たすようにする。なお、上述の製造方法では、従来と同様に、ロール成形工程において、第2ロールの周速度を第1ロールの周速度よりも速くしている。 In the above-described manufacturing method, in the roll forming step, when the electrode mixture passes through the gap between the first roll and the second roll, the wet granules contained in the electrode mixture and the surface of the first roll The average value F1 (kPa) of the liquid bridging force and the average value F2 (kPa) of the liquid bridging force between the wet granules contained in the electrode mixture and the surface of the second roll are such that F1 < F2 satisfy the relationship. In the manufacturing method described above, in the roll forming process, the peripheral speed of the second roll is made faster than the peripheral speed of the first roll, as in the conventional case.
より具体的には、電極合材において、当該電極合材を構成する複数の湿潤造粒体にかかる固形分率(換言すれば、溶媒含有率)にバラツキが生じていても、さらには、電極合材を構成する各々の湿潤造粒体において、固形分率(換言すれば、溶媒含有率)にバラツキが生じていても、ロール成形工程において、当該電極合材が第1ロールと第2ロールとの間隙を通過するときの、当該電極合材に含まれる湿潤造粒体と第1ロールの表面との間の液架橋力の平均値F1(kPa)と、電極合材に含まれる湿潤造粒体と第2ロールの表面との間の液架橋力の平均値F2(kPa)とが、F1<F2の関係を満たすようにする。 More specifically, in the electrode mixture, even if there is variation in the solid content (in other words, solvent content) of the plurality of wet granules constituting the electrode mixture, the electrode Even if the solid content (in other words, solvent content) varies among the wet granules that make up the mixture, in the roll forming process, the electrode mixture is divided into the first roll and the second roll. The average value F1 (kPa) of the liquid bridge force between the wet granules contained in the electrode mixture and the surface of the first roll when passing through the gap, and the wet granules contained in the electrode mixture The average value F2 (kPa) of the liquid bridge force between the granules and the surface of the second roll satisfies the relationship of F1<F2.
このようにすることで、電極合材に含まれる湿潤造粒体が、対向して回転する第1ロールと第2ロールとの間隙を通過するとき、第1ロールと第2ロールのうち、相対的に液架橋力の大きい第2ロールの表面に付着し易くなる。 By doing so, when the wet granules contained in the electrode mixture pass through the gap between the first roll and the second roll that rotate in opposition to each other, the first roll and the second roll are relatively It tends to adhere to the surface of the second roll, which has a relatively large liquid-bridging force.
例えば、湿潤造粒体の中で、固形分率の高い(換言すれば、溶媒含有率の低い)部位と固形分率の低い(換言すれば、溶媒含有率の高い)部位とが混在している場合において、当該湿潤造粒体が、対向して回転する第1ロールと第2ロールとの間隙を通過するとき、固形分率の高い(換言すれば、溶媒含有率の低い)部位が第2ロールの表面に接触すると共に、固形分率の低い(換言すれば、溶媒含有率の高い)部位が第1ロールの表面に接触した場合でも、当該湿潤造粒体と第2ロールの表面との間の液架橋力が、当該湿潤造粒体と第1ロールの表面との間の液架橋力よりも大きくなり、当該湿潤造粒体を第2ロールの表面に付着させることが可能となる。 For example, in wet granules, a portion with a high solid content (in other words, a low solvent content) and a portion with a low solid content (in other words, a high solvent content) are mixed. In the case where the wet granules pass through the gap between the first roll and the second roll that rotate in opposition, the portion with a high solid content (in other words, a low solvent content) is the first Even when the surface of the second roll is in contact with the surface of the second roll and the portion with a low solid content (in other words, a high solvent content) is in contact with the surface of the first roll, the wet granule and the surface of the second roll The liquid bridging force between the wet granules and the surface of the first roll becomes larger than the liquid bridging force between .
従って、上述のロール成形工程では、第2ロールの表面に付着する電極合材の膜において、電極合材に含まれる一部の湿潤造粒体が第1ロールの表面に付着したことに起因する孔(あるいは、膜厚の極端な低下)が生じ難くなる。その結果、後の転写工程において、第2ロールの表面から集電箔の表面上に転写させた電極合材の膜においても、孔(あるいは、膜厚の極端な低下)が生じ難くなり、成膜不良(成膜欠点)が発生し難くなる。 Therefore, in the above-described roll forming process, in the film of the electrode mixture adhering to the surface of the second roll, some wet granules contained in the electrode mixture adhere to the surface of the first roll. Holes (or extreme reduction in film thickness) are less likely to occur. As a result, in the subsequent transfer step, even in the film of the electrode mixture transferred from the surface of the second roll to the surface of the current collector foil, holes (or extreme reduction in film thickness) are less likely to occur, and the film is formed. Film defects (deposition defects) are less likely to occur.
以上説明したように、上述の製造方法は、成膜不良(成膜欠点)が生じ難い電極シートの製造方法となる。
なお、湿潤造粒体とは、溶媒が複数の電極活物質の粒子と結着材に保持(吸収)された状態で、これらが集合(結合)した物質(粒状体)をいう。
As described above, the above-described manufacturing method is a method for manufacturing an electrode sheet in which poor film formation (defective film formation) is unlikely to occur.
Note that the wet granules refer to a substance (granules) in which a plurality of electrode active material particles and a binder are aggregated (bonded) in a state in which the solvent is held (absorbed).
さらに、前記の電極シートの製造方法であって、前記ロール成形工程では、前記第1ロールの表面にエアを吹き付けることによって、前記第1ロールの表面を乾燥させつつ、前記電極合材を前記第1ロールと前記第2ロールとの間隙に通すことで、F1<F2の関係を満たすようにする電極シートの製造方法が好ましい。
また、本発明の一態様は、電極活物質と結着材と溶媒とを混合して造粒した複数の湿潤造粒体からなる電極合材を作製する電極合材作製工程と、前記電極合材を、対向して回転する第1ロールとこれよりも周速度が速い第2ロールとの間隙に通すことによって、前記電極合材を圧縮しつつ膜状にして、膜状にした前記電極合材を前記第2ロールの表面に付着させるロール成形工程と、前記第2ロールの表面に付着している膜状の前記電極合材を、集電箔の表面上に転写する転写工程と、前記集電箔の表面上に転写した膜状の前記電極合材を乾燥させることで、前記集電箔の表面上に電極合材層を形成する電極合材層形成工程と、を備え、前記集電箔の表面上に前記電極合材層を有する電極シートを製造する電極シートの製造方法において、前記電極合材作製工程は、前記溶媒を加えることなく前記電極活物質と前記結着材とを混合した先行混合体を作製する第1混合工程と、前記先行混合体と前記溶媒とを攪拌して、前記湿潤造粒体からなる前記電極合材を作製する第2混合工程と、を備え、前記第2混合工程では、前記攪拌の速度を、当該工程の前半よりも後半を速くし、前記ロール成形工程では、前記電極合材が前記第1ロールと前記第2ロールとの間隙を通過するときの、前記電極合材に含まれる前記湿潤造粒体と前記第1ロールの表面との間の液架橋力の平均値F1(kPa)と、前記電極合材に含まれる前記湿潤造粒体と前記第2ロールの表面との間の液架橋力の平均値F2(kPa)とが、F1<F2の関係を満たし、前記ロール成形工程では、前記第1ロールの表面にエアを吹き付けることによって、前記第1ロールの表面を乾燥させつつ、前記電極合材を前記第1ロールと前記第2ロールとの間隙に通すことで、F1<F2の関係を満たすようにする電極シートの製造方法である。
Further, in the method for manufacturing the electrode sheet, in the roll forming step, air is blown onto the surface of the first roll to dry the surface of the first roll while forming the electrode mixture into the first roll. A method of manufacturing an electrode sheet is preferable in which the relationship of F1<F2 is satisfied by passing the electrode sheet through the gap between the first roll and the second roll.
In one aspect of the present invention, an electrode mixture producing step of producing an electrode mixture comprising a plurality of wet granules obtained by mixing and granulating an electrode active material, a binder, and a solvent; The material is passed through a gap between a first roll that rotates in opposition to the first roll and a second roll that rotates at a higher peripheral speed than the first roll, thereby compressing the electrode mixture into a film shape, thereby forming the electrode mixture in the form of a film. a roll forming step of adhering the material to the surface of the second roll; a transfer step of transferring the film-like electrode mixture adhering to the surface of the second roll onto the surface of the current collector foil; an electrode mixture layer forming step of forming an electrode mixture layer on the surface of the current collector foil by drying the film-like electrode mixture transferred onto the surface of the current collector foil; In the electrode sheet manufacturing method for manufacturing an electrode sheet having the electrode mixture layer on the surface of an electric foil, the electrode mixture preparation step comprises: the electrode active material and the binder without adding the solvent; A first mixing step of producing a mixed pre-mixture, and a second mixing step of stirring the pre-mixture and the solvent to produce the electrode mixture made of the wet granules, In the second mixing step, the stirring speed is set faster in the latter half of the step than in the first half, and in the roll forming step, the electrode mixture passes through the gap between the first roll and the second roll. The average value F1 (kPa) of the liquid bridge force between the wet granules contained in the electrode mixture and the surface of the first roll, and the wet granules contained in the electrode mixture when and the average value F2 (kPa) of the liquid bridge force between the surface of the second roll satisfies the relationship of F1<F2, and in the roll forming step, by blowing air onto the surface of the first roll and a method of manufacturing an electrode sheet in which the relationship F1<F2 is satisfied by passing the electrode mixture through the gap between the first roll and the second roll while drying the surface of the first roll. be.
上述の製造方法では、ロール成形工程において、第1ロールの表面にエアを吹き付けることによって、第1ロールの表面を乾燥させつつ、電極合材(湿潤造粒体)を第1ロールと第2ロールとの間隙に通すことで、F1<F2の関係を満たすようにする。 In the above-described manufacturing method, in the roll forming process, the surface of the first roll is dried by blowing air onto the surface of the first roll, and the electrode mixture (wet granules) is formed between the first roll and the second roll. to satisfy the relationship F1<F2.
このように、第1ロールの表面にエアを吹き付けることによって第1ロールの表面を乾燥させることで、第1ロールの表面の水分量を、第2ロールの表面の水分量よりも少なくすることができる。換言すれば、第2ロールの表面の水分量を、第1ロールの表面の水分量よりも多くすることができる。これにより、ロール成形工程において、電極合材が第1ロールと第2ロールとの間隙を通過するときの、電極合材に含まれる湿潤造粒体と第1ロールの表面との間の液架橋力の平均値F1(kPa)と、電極合材に含まれる湿潤造粒体と第2ロールの表面との間の液架橋力の平均値F2(kPa)とが、F1<F2の関係を満たすようになる。 By drying the surface of the first roll by blowing air onto the surface of the first roll in this way, the moisture content of the surface of the first roll can be made smaller than the moisture content of the surface of the second roll. can. In other words, the water content on the surface of the second roll can be made larger than the water content on the surface of the first roll. Thereby, in the roll forming step, when the electrode mixture passes through the gap between the first roll and the second roll, a liquid bridge is formed between the wet granules contained in the electrode mixture and the surface of the first roll. The average value F1 (kPa) of the force and the average value F2 (kPa) of the liquid bridge force between the wet granules contained in the electrode mixture and the surface of the second roll satisfy the relationship of F1<F2. become.
このようにすることで、ロール成形工程において、電極合材に含まれる湿潤造粒体が、対向して回転する第1ロールと第2ロールとの間隙を通過するとき、第1ロールと第2ロールのうち、相対的に液架橋力の大きい第2ロールの表面に付着し易くなる。従って、第2ロールの表面上に形成される電極合材の膜において、孔(あるいは、膜厚の極端な低下)が生じ難くなり、ロール成形工程後の転写工程においても、第2ロールの表面から集電箔の表面上に転写させた電極合材の膜に孔(あるいは、膜厚の極端な低下)が生じ難くなる。従って、上述の製造方法によれば、成膜不良(成膜欠点)が生じ難くなる。 By doing so, in the roll forming step, when the wet granules contained in the electrode mixture pass through the gap between the first roll and the second roll that rotate in opposition to each other, the first roll and the second roll Among the rolls, it becomes easier to adhere to the surface of the second roll, which has a relatively large liquid-bridging force. Therefore, in the film of the electrode mixture formed on the surface of the second roll, holes (or extreme reduction in film thickness) are less likely to occur, and even in the transfer process after the roll forming process, the surface of the second roll It becomes difficult for holes (or extreme reduction in film thickness) to occur in the film of the electrode mixture transferred from the surface of the collector foil. Therefore, according to the manufacturing method described above, film formation defects (film formation defects) are less likely to occur.
さらに、前記いずれかの電極シートの製造方法であって、前記ロール成形工程では、前記第1ロールの表面に吹き付ける前記エアとして、露点が-30℃以下のドライエアを使用する電極シートの製造方法とすると良い。 Further, in any one of the electrode sheet manufacturing methods described above, in the roll forming step, dry air having a dew point of −30° C. or less is used as the air to be blown onto the surface of the first roll. good to do
上述の製造方法では、ロール成形工程において、第1ロールの表面に吹き付けるエアとして、露点が-30℃以下のドライエアを使用する。すなわち、ロール成形工程において、第1ロールの表面に、露点が-30℃以下のドライエアを吹き付けることによって、第1ロールの表面を乾燥させつつ、電極合材(湿潤造粒体)を第1ロールと第2ロールとの間隙に通すことで、F1<F2の関係を満たすようにする。 In the above manufacturing method, dry air with a dew point of -30°C or less is used as the air blown onto the surface of the first roll in the roll forming process. That is, in the roll forming step, dry air having a dew point of −30° C. or less is blown onto the surface of the first roll to dry the surface of the first roll, and the electrode mixture (wet granules) is formed on the first roll. and the second roll to satisfy the relationship of F1<F2.
このように、第1ロールの表面に露点が-30℃以下のドライエアを吹き付けることによって第1ロールの表面を乾燥させることで、第1ロールの表面の水分量を、第2ロールの表面の水分量に比べて、より一層少なくすることができる。換言すれば、第2ロールの表面の水分量を、第1ロールの表面の水分量に比べて、より一層多くすることができる。これにより、F1とF2との差を大きくすることができる。すなわち、F1に比べて、F2をより一層大きくすることができる。 In this way, the surface of the first roll is dried by blowing dry air with a dew point of −30° C. or less on the surface of the first roll, so that the moisture content on the surface of the first roll is changed to the moisture content on the surface of the second roll. Compared to the amount, it can be much less. In other words, the water content on the surface of the second roll can be made much larger than the water content on the surface of the first roll. This makes it possible to increase the difference between F1 and F2. That is, F2 can be made much larger than F1.
このようにすることで、ロール成形工程において、電極合材に含まれる湿潤造粒体が、対向して回転する第1ロールと第2ロールとの間隙を通過するとき、第2ロールの表面により一層付着し易くなる。従って、第2ロールの表面上に形成される電極合材の膜において、孔(あるいは、膜厚の極端な低下)がより一層生じ難くなり、ロール成形工程後の転写工程においても、集電箔の表面上に転写した電極合材の膜に、孔(あるいは、膜厚の極端な低下)がより一層生じ難くなる。従って、上述の製造方法によれば、成膜不良(成膜欠点)がより一層生じ難くなる。 By doing so, in the roll forming process, when the wet granules contained in the electrode mixture pass through the gap between the first roll and the second roll that rotate in opposition to each other, the surface of the second roll It becomes much easier to adhere. Therefore, in the film of the electrode mixture formed on the surface of the second roll, holes (or extreme reduction in film thickness) are more difficult to occur, and even in the transfer process after the roll forming process, the current collector foil Holes (or extreme reduction in film thickness) are much less likely to occur in the film of the electrode mixture transferred onto the surface of the . Therefore, according to the manufacturing method described above, film formation defects (film formation defects) are much less likely to occur.
さらに、前記いずれかの電極シートの製造方法であって、前記ロール成形工程では、F1≦2.8kPaの関係を満たす電極シートの製造方法とすると良い。 Further, in any one of the electrode sheet manufacturing methods described above, the roll forming step preferably satisfies the relationship F1≦2.8 kPa.
上述の製造方法では、ロール成形工程において、F1≦2.8kPaの関係を満たすようにする。具体的には、例えば、ロール成形工程において、F1≦2.8kPaとなるように、第1ロールの表面にエアを吹き付けることによって第1ロールの表面を乾燥させる。このように、電極合材に含まれる湿潤造粒体と第1ロールの表面との間の液架橋力の平均値F1(kPa)を小さくすることで、ロール成形工程において、電極合材に含まれる湿潤造粒体が第1ロールの表面に極めて付着し難くなる。換言すれば、ロール成形工程において、電極合材に含まれる湿潤造粒体が、第2ロールの表面に極めて付着し易くなる。 In the manufacturing method described above, the relationship F1≦2.8 kPa is satisfied in the roll forming process. Specifically, for example, in the roll forming step, the surface of the first roll is dried by blowing air onto the surface of the first roll so that F1≦2.8 kPa. In this way, by reducing the average value F1 (kPa) of the liquid bridge force between the wet granules contained in the electrode mixture and the surface of the first roll, the It becomes extremely difficult for the wet granules to adhere to the surface of the first roll. In other words, in the roll forming process, the wet granules contained in the electrode mixture are very likely to adhere to the surface of the second roll.
従って、第2ロールの表面上に形成される電極合材の膜において、孔(あるいは、膜厚の極端な低下)が極めて生じ難くなり、ロール成形工程後の転写工程においても、集電箔の表面上に転写した電極合材の膜に、孔(あるいは、膜厚の極端な低下)が極めて生じ難くなる。従って、上述の製造方法によれば、成膜不良(成膜欠点)が極めて生じ難くなる。 Therefore, in the film of the electrode mixture formed on the surface of the second roll, holes (or extreme reduction in film thickness) are extremely difficult to occur. It becomes extremely difficult for holes (or extreme reduction in film thickness) to occur in the film of the electrode composite material transferred onto the surface. Therefore, according to the manufacturing method described above, film formation defects (film formation defects) are extremely unlikely to occur.
さらに、前記いずれかの電極シートの製造方法であって、前記ロール成形工程では、前記第2ロールの表面に液体を付着させることによって、前記第2ロールの表面を湿潤させつつ、前記電極合材を前記第1ロールと前記第2ロールとの間隙に通すことで、F1<F2の関係を満たすようにする電極シートの製造方法とすると良い。
また、本発明の他の態様は、電極活物質と結着材と溶媒とを混合して造粒した複数の湿潤造粒体からなる電極合材を作製する電極合材作製工程と、前記電極合材を、対向して回転する第1ロールとこれよりも周速度が速い第2ロールとの間隙に通すことによって、前記電極合材を圧縮しつつ膜状にして、膜状にした前記電極合材を前記第2ロールの表面に付着させるロール成形工程と、前記第2ロールの表面に付着している膜状の前記電極合材を、集電箔の表面上に転写する転写工程と、前記集電箔の表面上に転写した膜状の前記電極合材を乾燥させることで、前記集電箔の表面上に電極合材層を形成する電極合材層形成工程と、を備え、前記集電箔の表面上に前記電極合材層を有する電極シートを製造する電極シートの製造方法において、前記電極合材作製工程は、前記溶媒を加えることなく前記電極活物質と前記結着材とを混合した先行混合体を作製する第1混合工程と、前記先行混合体と前記溶媒とを攪拌して、前記湿潤造粒体からなる前記電極合材を作製する第2混合工程と、を備え、前記第2混合工程では、前記攪拌の速度を、当該工程の前半よりも後半を速くし、前記ロール成形工程では、前記電極合材が前記第1ロールと前記第2ロールとの間隙を通過するときの、前記電極合材に含まれる前記湿潤造粒体と前記第1ロールの表面との間の液架橋力の平均値F1(kPa)と、前記電極合材に含まれる前記湿潤造粒体と前記第2ロールの表面との間の液架橋力の平均値F2(kPa)とが、F1<F2の関係を満たし、前記ロール成形工程では、前記第2ロールの表面に液体を付着させることによって、前記第2ロールの表面を湿潤させつつ、前記電極合材を前記第1ロールと前記第2ロールとの間隙に通すことで、F1<F2の関係を満たすようにする電極シートの製造方法である。
Further, in any one of the electrode sheet manufacturing methods described above, in the roll forming step, the surface of the second roll is wetted by adhering a liquid to the surface of the second roll, and the electrode mixture is is passed through the gap between the first roll and the second roll to satisfy the relationship F1<F2.
In another aspect of the present invention, an electrode mixture producing step of producing an electrode mixture comprising a plurality of wet granules obtained by mixing and granulating an electrode active material, a binder, and a solvent; By passing the composite material through a gap between a first roll that rotates in opposition to the first roll and a second roll that rotates at a higher circumferential speed than the first roll, the electrode composite material is compressed and formed into a film, thereby forming the electrode into a film. a roll forming step of adhering the composite material to the surface of the second roll; a transfer step of transferring the film-like electrode composite material adhering to the surface of the second roll onto the surface of the current collector foil; an electrode mixture layer forming step of forming an electrode mixture layer on the surface of the current collector foil by drying the film-like electrode mixture transferred onto the surface of the current collector foil; In the electrode sheet manufacturing method for manufacturing the electrode sheet having the electrode mixture layer on the surface of the current collector foil, the electrode mixture preparation step comprises: the electrode active material and the binder without adding the solvent; and a second mixing step of stirring the preceding mixture and the solvent to prepare the electrode mixture made of the wet granules. , in the second mixing step, the stirring speed is faster in the latter half of the step than in the first half; and in the roll forming step, the electrode mixture passes through the gap between the first roll and the second roll. The average value F1 (kPa) of the liquid bridge force between the wet granules contained in the electrode mixture and the surface of the first roll, and the wet granules contained in the electrode mixture when The average value F2 (kPa) of the liquid bridge force between the body and the surface of the second roll satisfies the relationship of F1<F2, and in the roll forming step, the liquid is adhered to the surface of the second roll. By passing the electrode mixture through the gap between the first roll and the second roll while wetting the surface of the second roll, an electrode sheet is manufactured that satisfies the relationship F1<F2. The method.
上述の製造方法では、ロール成形工程において、第2ロールの表面に液体を付着させることによって、第2ロールの表面を湿潤させつつ(湿らせつつ)、電極合材(湿潤造粒体)を第1ロールと第2ロールとの間隙に通すことで、F1<F2の関係を満たすようにする。 In the above-described manufacturing method, in the roll forming step, the liquid is applied to the surface of the second roll to moisten (moisten) the surface of the second roll while the electrode mixture (wet granules) is formed into the second roll. The relation F1<F2 is satisfied by letting the film pass through the gap between the first roll and the second roll.
このように、第2ロールの表面に液体を付着させることによって第2ロールの表面を湿潤させる(湿らせる)ことで、第2ロールの表面の水分量を、第1ロールの表面の水分量よりも多くすることができる。これにより、ロール成形工程において、電極合材が第1ロールと第2ロールとの間隙を通過するときの、電極合材に含まれる湿潤造粒体と第1ロールの表面との間の液架橋力の平均値F1(kPa)と、電極合材に含まれる湿潤造粒体と第2ロールの表面との間の液架橋力の平均値F2(kPa)とが、F1<F2の関係を満たすようになる。 In this way, by moistening (moistening) the surface of the second roll by adhering the liquid to the surface of the second roll, the water content on the surface of the second roll is reduced from the water content on the surface of the first roll. can be more. Thereby, in the roll forming step, when the electrode mixture passes through the gap between the first roll and the second roll, a liquid bridge is formed between the wet granules contained in the electrode mixture and the surface of the first roll. The average value F1 (kPa) of the force and the average value F2 (kPa) of the liquid bridge force between the wet granules contained in the electrode mixture and the surface of the second roll satisfy the relationship of F1<F2. become.
このようにすることで、ロール成形工程において、電極合材に含まれる湿潤造粒体が、対向して回転する第1ロールと第2ロールとの間隙を通過するとき、第1ロールと第2ロールのうち、相対的に液架橋力の大きい第2ロールの表面に付着し易くなる。従って、第2ロールの表面上に形成される電極合材の膜において、孔(あるいは、膜厚の極端な低下)が生じ難くなり、ロール成形工程後の転写工程においても、集電箔の表面上に転写した電極合材の膜に孔(あるいは、膜厚の極端な低下)が生じ難くなる。従って、上述の製造方法によれば、成膜不良(成膜欠点)が生じ難くなる。 By doing so, in the roll forming step, when the wet granules contained in the electrode mixture pass through the gap between the first roll and the second roll that rotate in opposition to each other, the first roll and the second roll Among the rolls, it becomes easier to adhere to the surface of the second roll, which has a relatively large liquid-bridging force. Therefore, in the film of the electrode mixture formed on the surface of the second roll, holes (or extreme reduction in film thickness) are less likely to occur, and even in the transfer process after the roll forming process, the surface of the current collector foil Holes (or extreme reduction in film thickness) are less likely to occur in the film of the electrode composite material that has been transferred thereon. Therefore, according to the manufacturing method described above, film formation defects (film formation defects) are less likely to occur.
さらに、前記いずれかの電極シートの製造方法であって、前記ロール成形工程では、前記第2ロールの表面に付着させる前記液体として、前記湿潤造粒体に含まれる前記溶媒と同等の液体を使用する電極シートの製造方法とすると良い。 Further, in any one of the electrode sheet manufacturing methods described above, in the roll forming step, a liquid equivalent to the solvent contained in the wet granules is used as the liquid to be adhered to the surface of the second roll. It is preferable to provide a method for manufacturing an electrode sheet that
上述の製造方法では、ロール成形工程において、第2ロールの表面に付着させる液体として、湿潤造粒体に含まれる溶媒と同等の液体を使用する。すなわち、ロール成形工程において、第2ロールの表面に、湿潤造粒体に含まれる溶媒と同等の液体を付着させることによって、第2ロールの表面を湿潤させる。 In the manufacturing method described above, a liquid equivalent to the solvent contained in the wet granules is used as the liquid to be adhered to the surface of the second roll in the roll forming process. That is, in the roll forming step, the surface of the second roll is wetted by attaching a liquid equivalent to the solvent contained in the wet granules to the surface of the second roll.
このように、第2ロールの表面に付着させる液体として、湿潤造粒体に含まれる溶媒と同等の液体を用いることで、電極合材に含まれる湿潤造粒体と第2ロールの表面との間の液架橋力の平均値F2(kPa)を適切に大きくすることができる。さらには、当該液体が湿潤造粒体に付着しても、湿潤造粒体に含まれる電極活物質及び結着材が劣化するなどの不具合が生じることがないので好ましい。 In this way, by using a liquid equivalent to the solvent contained in the wet granules as the liquid to be adhered to the surface of the second roll, the wet granules contained in the electrode mixture and the surface of the second roll can be It is possible to appropriately increase the average value F2 (kPa) of the inter-liquid bridging force. Furthermore, even if the liquid adheres to the wet granules, problems such as deterioration of the electrode active material and the binder contained in the wet granules do not occur, which is preferable.
さらに、前記いずれかの電極シートの製造方法であって、前記ロール成形工程では、F2≧12.4kPaの関係を満たす電極シートの製造方法とすると良い。 Further, in any one of the electrode sheet manufacturing methods described above, the roll forming step preferably satisfies the relationship F2≧12.4 kPa.
上述の製造方法では、ロール成形工程において、F2≧12.4kPaの関係を満たすようにする。具体的には、例えば、ロール成形工程において、F2≧12.4kPaとなるように、第2ロールの表面に液体を付着させることによって第2ロールの表面を湿潤させる。 In the manufacturing method described above, the relationship F2≧12.4 kPa is satisfied in the roll forming process. Specifically, for example, in the roll forming step, the surface of the second roll is wetted by adhering a liquid to the surface of the second roll so that F2≧12.4 kPa.
このように、電極合材に含まれる湿潤造粒体と第2ロールの表面との間の液架橋力の平均値F2(kPa)を大きくすることで、ロール成形工程において、電極合材に含まれる湿潤造粒体が第2ロールの表面に極めて付着し易くなる。従って、第2ロールの表面上に形成される電極合材の膜において、孔(あるいは、膜厚の極端な低下)が極めて生じ難くなり、ロール成形工程後の転写工程においても、集電箔の表面上に転写した電極合材の膜に、孔(あるいは、膜厚の極端な低下)が極めて生じ難くなる。従って、上述の製造方法によれば、成膜不良(成膜欠点)が極めて生じ難くなる。 Thus, by increasing the average value F2 (kPa) of the liquid bridge force between the wet granules contained in the electrode mixture and the surface of the second roll, The wet granules that are soaked are very likely to adhere to the surface of the second roll. Therefore, in the film of the electrode mixture formed on the surface of the second roll, holes (or extreme reduction in film thickness) are extremely difficult to occur. It becomes extremely difficult for holes (or extreme reduction in film thickness) to occur in the film of the electrode composite material transferred onto the surface. Therefore, according to the manufacturing method described above, film formation defects (film formation defects) are extremely unlikely to occur.
(実施例1)
以下、本発明を具体化した実施例1について、図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施例1は、リチウムイオン二次電池の負極シート(電極シート)の製造に、本発明を適用したものである。本実施例1では、負極シートの負極合材層(電極合材層)を形成するための負極合材(電極合材)の材料として、負極活物質(電極活物質)と、結着材と、溶媒とを使用する。
(Example 1)
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereafter,
なお、本実施例1では、負極活物質として、粉末状の炭素材料(具体的には、アモルファスコートグラファイト)を使用する。また、溶媒として、水を使用する。また、結着材として、CMC(カルボキシメチルセルロース)を使用する。
本実施例1において製造される負極シート19は、図3に示すように、負極集電箔7と、この負極集電箔7の表面上に積層された負極合材層18とを有する。
Note that in Example 1, a powdery carbon material (specifically, amorphous coated graphite) is used as the negative electrode active material. Moreover, water is used as a solvent. Moreover, CMC (carboxymethyl cellulose) is used as a binder.
The negative electrode sheet 19 produced in Example 1 has a negative electrode collector foil 7 and a negative electrode mixture layer 18 laminated on the surface of the negative electrode collector foil 7, as shown in FIG.
ここで、本実施例1にかかる電極シート(負極シート19)の製造方法について、詳細に説明する。図1は、実施例1にかかるロール成膜装置20の斜視概略図である。図2は、ロール成膜装置20の側面視概略図である。図4は、実施例1にかかる電極シート(負極シート19)の製造方法の流れを示すフローチャートである。図5は、図4のフローチャートのサブルーチンであり、負極合材6の製造方法の流れを示すフローチャートである。図6は、負極湿潤造粒体16(負極合材6)の作製手順を示す図である。
Here, a method for manufacturing the electrode sheet (negative electrode sheet 19) according to Example 1 will be described in detail. FIG. 1 is a schematic perspective view of a roll
図4に示すように、まず、ステップS1(電極合材作製工程)において、負極活物質13(炭素材料)と結着材14(CMC)と溶媒15(水)とを混合しつつ造粒して多数の負極湿潤造粒体16を作製すると共に、多数の負極湿潤造粒体16からなる負極合材6を作製する。具体的には、図5に示すように、ステップS11(第1混合工程)において、負極活物質13と結着材14とを混合して、先行混合体6Aを作製する。本実施例1では、公知の攪拌造粒機(図示なし)内に負極活物質13と結着材14とを投入し、攪拌することで、負極活物質13と結着材14とを混合(分散)して、先行混合体6Aとしている(図6参照)。
As shown in FIG. 4, first, in step S1 (electrode mixture preparation step), the negative electrode active material 13 (carbon material), the binder 14 (CMC), and the solvent 15 (water) are mixed and granulated. A large number of wet
次いで、ステップS12(第2混合工程)に進み、負極活物質13と結着材14とを混合してなる先行混合体6Aと、溶媒15である水とを混合して、負極湿潤造粒体16を作製すると共に、多数の負極湿潤造粒体16からなる負極合材6を作製する。具体的には、負極活物質13と結着材14とを混合してなる先行混合体6Aが収容されている前述の攪拌造粒機内に、溶媒15である水を加え、攪拌することで、多数の負極湿潤造粒体16にする。ステップS12(第2混合工程)の混合では、負極湿潤造粒体16を構成する全成分が混合されることとなる。この全成分混合を行うことにより、多数の負極湿潤造粒体16からなる負極合材6が得られる。
Next, in step S12 (second mixing step), the preceding mixture 6A obtained by mixing the negative electrode active material 13 and the binder 14 is mixed with water as the solvent 15 to obtain a negative electrode wet granule. 16 is produced, and a negative electrode composite material 6 composed of a large number of negative electrode
また、本実施例1のステップS12(第2混合工程)では、工程の前半と後半とで、攪拌の回転速度を変更している。具体的には、前半は低速回転で、負極活物質13と結着材14とを混合してなる先行混合体6Aと溶媒15である水とを攪拌(混合)している。これにより、適切に、負極活物質13と結着材14とに溶媒15(水)を吸収(保持)させつつこれらを造粒して、湿潤造粒体を作製することができる。但し、低速回転の攪拌で得られる湿潤造粒体は、粒径が大きすぎて、後述するステップS2(ロール成形工程)において適切に膜状にすることができない。このため、ステップS12(第2混合工程)の後半は、高速回転で攪拌し、湿潤造粒体を微細化して、ステップS2(ロール成形工程)において適切に膜状にできる粒径の負極湿潤造粒体16としている(図6参照)。 Further, in step S12 (second mixing step) of the first embodiment, the rotating speed of stirring is changed between the first half and the second half of the step. Specifically, in the first half, the rotation is at a low speed, and the preceding mixture 6A obtained by mixing the negative electrode active material 13 and the binder 14 and the water as the solvent 15 are stirred (mixed). As a result, the negative electrode active material 13 and the binder 14 can be appropriately granulated while absorbing (retaining) the solvent 15 (water) to prepare a wet granule. However, the wet granules obtained by stirring at low speed rotation have too large particle diameters and cannot be appropriately formed into a film in step S2 (roll forming step) described later. For this reason, in the second half of step S12 (second mixing step), the wet granules are stirred at high speed to make the wet granules finer, and the negative electrode wet granules having a particle size that can be appropriately formed into a film in step S2 (roll forming step). It is considered as granules 16 (see FIG. 6).
なお、負極湿潤造粒体16は、図7に示すように、溶媒15である水が、複数の負極活物質13の粒子と結着材14(図示省略)に保持(吸収)された状態で、これらが集合(結合)した物質(粒状体)である。負極合材6は、このような負極湿潤造粒体16の集合体である。
As shown in FIG. 7, the negative electrode
また、本実施例1では、ステップS11(第1混合工程)及びステップS12(第2混合工程)において混合する各成分の配合比は、次のようにしている。ステップS11(第1混合工程)では、負極活物質13と結着材14との混合比(配合比)を、重量比で99:1としている。また、ステップS12(第2混合工程)では、負極湿潤造粒体16のNV(固形分率)が重量比で71%となるように、溶媒15(水)を配合している。具体的には、溶媒15(水)以外の成分、すなわち負極活物質13及び結着材14が固形分(不揮発成分)であり、これらの合計重量が、負極湿潤造粒体16の全体重量(負極活物質13と結着材14と溶媒15の合計重量)に対して、71wt%となるようにする。
Moreover, in the first embodiment, the compounding ratio of each component to be mixed in step S11 (first mixing step) and step S12 (second mixing step) is as follows. In step S11 (first mixing step), the mixing ratio (mixing ratio) of the negative electrode active material 13 and the binder 14 is set to 99:1 by weight. Further, in step S12 (second mixing step), the solvent 15 (water) is blended so that the NV (solid content) of the negative electrode
次に、ステップS2(ロール成形工程)に進み、ステップS1(電極合材作製工程)で作製された負極合材6(負極湿潤造粒体16)を、対向して回転する第1ロール1と第2ロール2との間隙に通すことによって、負極合材6を圧縮しつつ膜状にして、膜状にした負極合材6を第2ロール2の表面2bに付着させる(図1及び図2参照)。その後、ステップS3(転写工程)に進み、第2ロール2の表面2bに付着している膜状の負極合材6(膜状負極合材8とする)を、負極集電箔7の表面上に転写する。なお、本実施例1では、図1及び図2に示すロール成膜装置20を用いて、ステップS2(ロール成形工程)及びステップS3(転写工程)を連続して行う。
Next, proceeding to step S2 (roll forming step), the negative electrode mixture 6 (negative electrode wet granules 16) produced in step S1 (electrode mixture producing step) is placed against the
ロール成膜装置20は、図1及び図2に示すように、第1ロール1と第2ロール2と第3ロール3の、3つのロールを有している。これらの3つのロール1,2,3は、水平方向に一列に並べて配置され、互いに平行に設けられている。また、第1ロール1と第2ロール2とは、わずかに間隔を置いて対面している。同様に、第2ロール2と第3ロール3とも、わずかに間隔を置いて対面している。さらに、第1ロール1と第2ロール2との対面箇所の上側には、仕切り板4と5が、ロールの幅方向(軸方向、図2において紙面に直交する方向)に離間して配置されている。
The
また、これら3つのロール1~3の回転方向は、図1及び図2において矢印で示すように、隣り合う(対面する)2つのロールの回転方向が互いに逆方向となるように、すなわち、対面する2つのロールが互いに順方向回転となるように設定されている。そして、第1ロール1と第2ロール2との対面箇所では、これらのロールの表面が回転により下向きに移動するようになっている。また、第2ロール2と第3ロール3との対面箇所では、これらのロールの表面が回転により上向きに移動するようになっている。
Further, the directions of rotation of these three
また、ロールの周速度(回転によるロールの表面の移動速度)は、第1ロール1において最も遅く、第3ロール3において最も速く、第2ロール2ではそれらの中間となるように設定されている。従って、ステップS2(ロール成形工程)において、第2ロール2の周速度を第1ロール1の周速度よりも速くしている。
In addition, the peripheral speed of the rolls (moving speed of the surface of the rolls due to rotation) is set to be the slowest for the
このようなロール成膜装置20では、第1ロール1と第2ロール2との対面箇所の上に位置する仕切り板4と5の間の収容空間内に、ステップS1(電極合材作製工程)で作製した負極合材6(負極湿潤造粒体16)が投入される。また、第3ロール3には、負極集電箔7が掛け渡されている。負極集電箔7は、金属箔(銅箔)であり、第3ロール3の回転と共に、第2ロール2と第3ロール3との対面箇所を通って、第3ロール3の右下から右上へと搬送されるようになっている。また、第2ロール2と第3ロール3との対面箇所には、負極集電箔7が通されている状態で、さらに第2ロール2と負極集電箔7との間に若干の隙間があるようにされている。すなわち、第2ロール2と第3ロール3との間の隙間(負極集電箔7が存在していない状態での隙間)は、負極集電箔7の厚さより少し広い。
In such a roll
ステップS2(ロール成形工程)では、まず、ロール成膜装置20の仕切り板4と5の間の収容空間内に、負極合材6を投入する。すると、投入された負極合材6が、第1ロール1と第2ロール2との対面箇所の隙間内に供給され、第1ロール1及び第2ロール2の回転により、両ロールの間の隙間を通過して膜状となる(図1、図2、図8参照)。このとき、第1ロール1よりも第2ロール2のほうが周速度が速いので、図8に示すように、負極合材6に含まれる負極湿潤造粒体16は、第1ロール1の表面1bよりも第2ロール2の表面2bにおいてより大きく引き伸ばされ、第1ロール1の表面1bよりも第2ロール2の表面2bでの接触面積(液架橋面積)が大きくなることで、第2ロール2の表面2bに付着する(担持される)。なお、図8は、図2のA部拡大図である。
In step S<b>2 (roll forming step), first, the negative electrode mixture 6 is put into the accommodation space between the
第2ロール2の表面2bに付着した膜状の負極合材6(膜状負極合材8)は、第2ロール2の回転と共に搬送されてゆく(図1、図2参照)。その後、第2ロール2と第3ロール3との対面箇所において、負極集電箔7と膜状負極合材8とが出会う。
すると、ステップS3(転写工程)において、膜状負極合材8が、第2ロール2から、より移動速度の速い第3ロール3と共に回転している負極集電箔7の表面上に転写される(付着する)。これにより、負極集電箔7上に膜状負極合材8が成膜された、膜状負極合材付き集電箔9が得られる。
The film-like negative electrode mixture material 6 (film-like negative electrode mixture material 8) adhering to the
Then, in step S3 (transfer step), the filmy negative electrode mixture material 8 is transferred from the
ところで、ステップS1(電極合材作製工程)において、負極湿潤造粒体16からなる負極合材6を作製するとき、負極合材6の全体にわたって溶媒15を均一に分散させることが難しい。このため、負極合材6において、当該負極合材6を構成する複数の負極湿潤造粒体16にかかる固形分率(換言すれば、溶媒含有率)に、大きなバラツキが生じることがあった。すなわち、固形分率の高い(換言すれば、溶媒含有率の低い)負極湿潤造粒体16と固形分率の低い(換言すれば、溶媒含有率の高い)負極湿潤造粒体16とが、負極合材6中に混在することがあった。
By the way, when the negative electrode mixture 6 composed of the negative electrode
また、負極合材6を構成する各々の負極湿潤造粒体16においても、固形分率(換言すれば、溶媒含有率)に大きなバラツキが生じることがあった。すなわち、1つの負極湿潤造粒体16の中で、固形分率の高い(換言すれば、溶媒含有率の低い)部位と固形分率の低い(換言すれば、溶媒含有率の高い)部位とが混在することがあった。例えば、図7に示す負極湿潤造粒体16Bでは、図において右側の部位が相対的に固形分率が高い(換言すれば、溶媒含有率の低い)第1部位16B1となっており、左側の部位が相対的に固形分率が低い(換言すれば、溶媒含有率の高い)第2部位16B2となっており、第1部位16B1と第2部位16B2とでは、固形分率(溶媒含有率)が大きく異なっている。
Further, in each negative electrode
従来、このような負極湿潤造粒体16からなる負極合材6が、ステップS2(ロール成形工程)において、対向して回転する第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するとき、負極合材6中の一部の負極湿潤造粒体16が、第2ロール2の表面2bに付着せずに、第1ロール1の表面1bに付着してしまうことがあった。このため、第2ロール2の表面2bに付着する負極合材6の膜に孔が空いてしまう(あるいは、部分的に膜の厚みが極端に薄くなる)ことがあった。その結果、ステップS3(転写工程)において、第2ロール2の表面2bから負極集電箔7の表面上に転写させた負極合材6の膜(膜状負極合材8)に孔が空いた状態となる(あるいは、部分的に膜の厚みが極端に薄くなる)成膜不良(成膜欠点)が発生することがあった。この成膜不良(成膜欠点)が多い場合には、電池を構成する負極シート19として、適切に使用できないことがあった。
Conventionally, when the negative electrode composite material 6 composed of such negative electrode
このような不具合が生じる理由は、以下のように考えられる。具体的には、例えば、図7に示すような、固形分率の高い(換言すれば、溶媒含有率の低い)第1部位16B1と固形分率の低い(換言すれば、溶媒含有率の高い)第2部位16B2とを有する負極湿潤造粒体16Bが、図8に示すように、ステップS2(ロール成形工程)において、対向して回転する第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するとき、第1部位16B1が第2ロール2の表面2bに接触すると共に、第2部位16B2が第1ロール1の表面1bに接触した場合には、当該負極湿潤造粒体16Bと第1ロール1の表面1bとの間の液架橋力が、当該負極湿潤造粒体16Bと第2ロール2の表面2bとの間の液架橋力よりも大きくなる傾向にある。
The reason why such a problem occurs is considered as follows. Specifically, for example, as shown in FIG. ) As shown in FIG. 8, the negative electrode
このために、当該負極湿潤造粒体16Bが、ステップS2(ロール成形工程)において、対向して回転する第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するときに、図21に示すように、第2ロール2の表面2bに付着せずに、第1ロール1の表面1bに付着してしまうことがある。このため、第2ロール2の表面2bに付着する負極合材6の膜(膜状負極合材8)において、当該負極湿潤造粒体16Bが抜けた部位に孔が空いてしまう(あるいは、当該部位において膜の厚みが極端に薄くなる)ことがある。その結果、ステップS3(転写工程)において、第2ロール2の表面2bから負極集電箔7の表面上に転写させた負極合材6の膜(膜状負極合材8)においても、図22に示すように、当該部位に孔Hが空いた状態となり(あるいは、当該部位において膜の厚みが極端に薄くなり)、成膜不良(成膜欠点)が発生すると考えられる。
For this reason, when the negative electrode
これに対し、本実施例1では、ロール成膜装置20に、乾燥装置60を設けている。この乾燥装置60は、エアARを外部に吹き出すためのエア吹き出し口61bを有するエアノズル61を備えている(図1及び図2参照)。このエアノズル61は、エア吹き出し口61bが第1ロール1の表面1bに対向するように配置されている。本実施例1のロール成形工程では、乾燥装置60のエアノズル61から、第1ロール1の表面1bにエアARを吹き付けることによって、第1ロール1の表面1bを乾燥させつつ、負極合材6(負極湿潤造粒体16)を第1ロール1と第2ロール2との間隙に通すようにしている。
On the other hand, in the present Example 1, the drying
このように、第1ロール1の表面1bにエアAR(大気)を吹き付けることによって第1ロール1の表面1bを乾燥させることで、第1ロール1の表面1bの水分量を、第2ロール2の表面2bの水分量よりも少なくすることができる。換言すれば、第2ロール2の表面2bの水分量を、第1ロール1の表面1bの水分量よりも多くすることができる。これにより、ステップS2(ロール成形工程)において、負極合材6が第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するときの、負極合材6に含まれる負極湿潤造粒体16と第1ロール1の表面1bとの間の液架橋力の平均値F1(kPa)と、負極合材6に含まれる負極湿潤造粒体16と第2ロール2の表面2bとの間の液架橋力の平均値F2(kPa)とが、F1<F2の関係を満たすようになる。
In this way, by drying the
このようにすることで、ステップS2(ロール成形工程)において、負極合材6に含まれる負極湿潤造粒体16が、対向して回転する第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するとき、第1ロール1と第2ロール2のうち、相対的に液架橋力の大きい第2ロール2の表面2bに付着し易くなる。従って、第2ロール2の表面2b上に形成される負極合材の膜(膜状負極合材8)において、孔(あるいは、膜厚の極端な低下)が生じ難くなり、後のステップS3(転写工程)において、負極集電箔7の表面上に転写した負極合材6の膜(膜状負極合材8)にも孔(あるいは、膜厚の極端な低下)が生じ難くなる。すなわち、成膜不良(成膜欠点)が生じ難くなる。
By doing so, in step S2 (roll forming step), the negative electrode
具体的には、例えば、図7に示すような、固形分率の高い(換言すれば、溶媒含有率の低い)第1部位16B1と固形分率の低い(換言すれば、溶媒含有率の高い)第2部位16B2とを有する負極湿潤造粒体16Bが、図8に示すように、ステップS2(ロール成形工程)において、対向して回転する第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するとき、第1部位16B1が第2ロール2の表面2bに接触すると共に、第2部位16B2が第1ロール1の表面1bに接触した場合でも、当該負極湿潤造粒体16Bと第2ロール2の表面2bとの間の液架橋力が、当該負極湿潤造粒体16Bと第1ロール1の表面1bとの間の液架橋力よりも大きくなり得る。しかも、第1ロール1よりも第2ロール2のほうが周速度が速いので、図8に示すように、当該負極湿潤造粒体16Bは、第1ロール1の表面1bよりも第2ロール2の表面2bにおいてより大きく引き伸ばされ、第1ロール1の表面1bよりも第2ロール2の表面2bでの接触面積(液架橋面積)が大きくなる。これにより、図9に示すように、当該負極湿潤造粒体16Bを、第2ロール2の表面2bに付着させることが可能となる。
Specifically, for example, as shown in FIG. ) As shown in FIG. 8, the negative electrode
従って、本実施例1のロール成形工程(ステップS2)では、第2ロール2の表面2bに付着する負極合材6の膜(膜状負極合材8)において、負極合材6に含まれる一部の負極湿潤造粒体16が第1ロール1の表面1bに付着したことに起因する孔(あるいは、膜厚の極端な低下)が生じ難くなる。その結果、後の転写工程(ステップS3)において、第2ロール2の表面2bから負極集電箔7の表面上に転写させた負極合材6の膜(膜状負極合材8)にも孔(あるいは、膜厚の極端な低下)が生じ難くなり、成膜不良(成膜欠点)が発生し難くなる。
Therefore, in the roll forming step (step S2) of the first embodiment, the film of the negative electrode mixture 6 (the film-like negative electrode mixture 8) attached to the
その後、ステップS4(電極合材層形成工程)に進み、図示しない乾燥炉内で、膜状負極合材付き集電箔9を乾燥させる(負極集電箔7の表面上に転写した膜状負極合材8を乾燥させる)。これにより、膜状負極合材8(負極湿潤造粒体16)に吸収(保持)されている溶媒15(水)が除去されて(蒸発して)、膜状負極合材8が負極合材層18(電極合材層)になる(図2参照)。これにより、負極集電箔7の表面上に負極合材層18を有する負極シート19(図3参照)が得られる。 After that, the process proceeds to step S4 (electrode mixture layer forming step), and the current collector foil 9 with the filmy negative electrode mixture is dried in a drying oven (not shown) (the filmy negative electrode transferred onto the surface of the negative electrode current collector foil 7 is dried). drying the mixture 8). As a result, the solvent 15 (water) absorbed (held) in the film-like negative electrode mixture 8 (negative electrode wet granules 16) is removed (evaporated), and the film-like negative electrode mixture 8 becomes a negative electrode mixture. It becomes the layer 18 (electrode mixture layer) (see FIG. 2). As a result, the negative electrode sheet 19 (see FIG. 3) having the negative electrode mixture layer 18 on the surface of the negative electrode current collector foil 7 is obtained.
なお、本実施例1では、膜状負極合材8(負極合材層18)を、負極集電箔7の片面のみに形成する(すなわち、片面塗工の負極シートを製造する)例を示しているが、負極集電箔7の両面に形成する(すなわち、両面塗工の負極シートを製造する)ようにしても良い。負極集電箔7の両面に負極合材層18を形成する場合は、負極集電箔7の片面に負極合材層18を形成した片面塗工の負極シートを製造した後、当該片面塗工の負極シートの負極集電箔7のうち負極合材層18を形成していない面に対し、ステップS2,S3,S4の処理を行うようにすれば良い。 Note that, in Example 1, an example in which the film-like negative electrode mixture 8 (negative electrode mixture layer 18) is formed only on one side of the negative electrode current collector foil 7 (that is, a single-sided coated negative electrode sheet is manufactured) is shown. However, it may be formed on both sides of the negative electrode current collector foil 7 (that is, a negative electrode sheet coated on both sides may be manufactured). When the negative electrode mixture layer 18 is formed on both sides of the negative electrode current collector foil 7, after manufacturing a single-sided coated negative electrode sheet in which the negative electrode mixture layer 18 is formed on one side of the negative electrode current collector foil 7, the single-sided coating is performed. Steps S2, S3, and S4 may be performed on the surface of the negative electrode collector foil 7 of the negative electrode sheet on which the negative electrode mixture layer 18 is not formed.
作製した負極シート19は、その後、後述する正極シート49及びセパレータと組み合わされて、電極体を形成する。次いで、この電極体に端子部材を取り付けた後、電池ケース内に電極体及び電解液を収容する。これにより、リチウムイオン二次電池が完成する。 The produced negative electrode sheet 19 is then combined with a positive electrode sheet 49 and a separator, which will be described later, to form an electrode body. Next, after attaching a terminal member to the electrode body, the electrode body and the electrolytic solution are accommodated in the battery case. This completes the lithium ion secondary battery.
(実施例2)
次に、本発明の実施例2について、図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施例2は、リチウムイオン二次電池の正極シート(電極シート)の製造に、本発明を適用したものである。本実施例2では、正極シートの正極合材層(電極合材層)を形成するための正極合材(電極合材)の材料として、正極活物質(電極活物質)と、結着材と、導電材と、溶媒とを使用する。
(Example 2)
Next,
なお、本実施例2では、正極活物質として、ニッケルコバルトアルミ酸リチウムを使用する。また、導電材として、アセチレンブラックを使用する。また、結着材として、ポリフッ化ビニリデン(以下、PVdFともいう)を使用する。また、溶媒として、N-メチルピロリドン(以下、NMPともいう)を使用する。
本実施例2において製造される正極シート49は、図3に示すように、正極集電箔37と、この正極集電箔37の表面上に積層された正極合材層48とを有する。
In addition, in the present Example 2, nickel cobalt lithium aluminum oxide is used as a positive electrode active material. Also, acetylene black is used as the conductive material. Also, polyvinylidene fluoride (hereinafter also referred to as PVdF) is used as a binder. In addition, N-methylpyrrolidone (hereinafter also referred to as NMP) is used as a solvent.
The positive electrode sheet 49 manufactured in Example 2 has, as shown in FIG.
ここで、本実施例2にかかる電極シート(正極シート49)の製造方法について、詳細に説明する。図10は、実施例2にかかる電極シート(正極シート49)の製造方法の流れを示すフローチャートである。図11は、図10のフローチャートのサブルーチンであり、正極合材36の製造方法の流れを示すフローチャートである。図12は、正極湿潤造粒体56(正極合材36)の作製手順を示す図である。なお、本実施例2では、実施例1と同様に、図1及び図2に示すロール成膜装置20を用いて、後述するステップT2(ロール成形工程)及びステップT3(転写工程)を行う。
Here, a method for manufacturing the electrode sheet (positive electrode sheet 49) according to the second embodiment will be described in detail. FIG. 10 is a flow chart showing the flow of the manufacturing method of the electrode sheet (positive electrode sheet 49) according to the second embodiment. FIG. 11 is a subroutine of the flow chart of FIG. 10 and is a flow chart showing the flow of the manufacturing method of the positive electrode composite material 36 . FIG. 12 is a diagram showing a procedure for producing the positive electrode wet granules 56 (the positive electrode mixture 36). In the second embodiment, as in the first embodiment, step T2 (roll forming process) and step T3 (transfer process), which will be described later, are performed using the roll
図10に示すように、まず、ステップT1(電極合材作製工程)において、正極活物質33と導電材44と結着材34と溶媒35とを混合しつつ造粒して多数の正極湿潤造粒体56を作製すると共に、多数の正極湿潤造粒体56からなる正極合材36を作製する。具体的には、図11に示すように、ステップT11(第1混合工程)において、図示しない公知の攪拌造粒機を用いて、正極活物質33と導電材44とを混合して、先行混合体36Aを作製する。(図12参照)。
As shown in FIG. 10, first, in step T1 (electrode mixture preparation step), the positive electrode active material 33, the conductive material 44, the binder 34, and the solvent 35 are mixed and granulated to form a large number of positive electrode wet granules. The
次いで、ステップT12(第2混合工程)に進み、正極活物質33と導電材44とを混合してなる先行混合体36Aと、結着材34及び溶媒35とを混合して、正極湿潤造粒体56を作製すると共に、多数の正極湿潤造粒体56からなる正極合材36を作製する。具体的には、正極活物質33と導電材44とを混合してなる先行混合体36Aが収容されている攪拌造粒機内に、結着材34と溶媒35とを混合した混合液を加え、攪拌することで、多数の正極湿潤造粒体56にする。ステップT12(第2混合工程)の混合では、正極湿潤造粒体56を構成する全成分が混合されることとなる。この全成分混合を行うことにより、多数の正極湿潤造粒体56からなる正極合材36が得られる。
Next, proceeding to step T12 (second mixing step), the preceding mixture 36A obtained by mixing the positive electrode active material 33 and the conductive material 44, the binder 34 and the solvent 35 are mixed, and the positive electrode wet granulation is performed. The
なお、正極湿潤造粒体56は、図7に示すように、溶媒35であるNMPが、複数の正極活物質33の粒子と導電材44の粒子(図示省略)と結着材34(図示省略)に保持(吸収)された状態で、これらが集合(結合)した物質(粒状体)である。正極合材36は、このような正極湿潤造粒体56の集合体である。
In the positive electrode
また、本実施例1では、ステップT11(第1混合工程)及びステップT12(第2混合工程)において混合する各成分の配合比は、次のようにしている。固形分である正極活物質33と導電材44と結着材34との混合比(配合比)を、重量比で94.4:4.1:1.5としている。また、ステップT12(第2混合工程)では、正極湿潤造粒体56のNV(固形分率)が重量比で81%となるように、溶媒35を配合している。
Moreover, in the first embodiment, the compounding ratio of each component to be mixed in step T11 (first mixing step) and step T12 (second mixing step) is as follows. The mixing ratio (compounding ratio) of the positive electrode active material 33, which is a solid content, the conductive material 44, and the binder 34 is 94.4:4.1:1.5 in terms of weight ratio. Further, in step T12 (second mixing step), the solvent 35 is blended so that the NV (solid content ratio) of the positive electrode
次に、ステップT2(ロール成形工程)に進み、ステップT1(電極合材作製工程)で作製された正極合材36(正極湿潤造粒体56)を、対向して回転する第1ロール1と第2ロール2との間隙に通すことによって、正極合材36を圧縮しつつ膜状にして、膜状にした正極合材36を第2ロール2の表面2bに付着させる(図1及び図2参照)。その後、ステップT3(転写工程)に進み、第2ロール2の表面2bに付着している膜状の正極合材36(膜状正極合材38とする)を、正極集電箔37の表面上に転写する。これにより、正極集電箔37上に膜状正極合材38が成膜された、膜状正極合材付き集電箔39が得られる。
Next, proceeding to step T2 (roll forming step), the positive electrode mixture 36 (positive electrode wet granules 56) produced in step T1 (electrode mixture producing step) is placed against the
ところで、本実施例2でも、実施例1と同様に、ロール成膜装置20に乾燥装置60を設けている。本実施例2のロール成形工程でも、実施例1のロール成形工程と同様に、乾燥装置60のエアノズル61から、第1ロール1の表面1bにエアARを吹き付けることによって、第1ロール1の表面1bを乾燥させつつ、正極合材36(正極湿潤造粒体56)を第1ロール1と第2ロール2との間隙に通すようにしている(図1及び図2参照)。
By the way, also in the second embodiment, the drying
このように、第1ロール1の表面1bにエアAR(大気)を吹き付けることによって第1ロール1の表面1bを乾燥させることで、第1ロール1の表面1bの水分量を、第2ロール2の表面2bの水分量よりも少なくすることができる。換言すれば、第2ロール2の表面2bの水分量を、第1ロール1の表面1bの水分量よりも多くすることができる。これにより、ステップT2(ロール成形工程)において、正極合材36が第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するときの、正極合材36に含まれる正極湿潤造粒体56と第1ロール1の表面1bとの間の液架橋力の平均値F1(kPa)と、正極合材36に含まれる正極湿潤造粒体56と第2ロール2の表面2bとの間の液架橋力の平均値F2(kPa)とが、F1<F2の関係を満たすようになる。
In this way, by drying the
このようにすることで、ステップT2(ロール成形工程)において、正極合材36に含まれる正極湿潤造粒体56が、対向して回転する第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するとき、第1ロール1と第2ロール2のうち、相対的に液架橋力の大きい第2ロール2の表面2bに付着し易くなる。従って、第2ロール2の表面2b上に形成される正極合材36の膜(膜状正極合材38)において、孔(あるいは、膜厚の極端な低下)が生じ難くなり、後のステップT3(転写工程)において、正極集電箔37の表面上に転写した正極合材36の膜(膜状正極合材38)にも孔(あるいは、膜厚の極端な低下)が生じ難くなる。すなわち、成膜不良(成膜欠点)が生じ難くなる。
By doing so, in step T2 (roll forming step), the positive electrode
具体的には、例えば、図7に示すような、固形分率の高い(換言すれば、溶媒含有率の低い)第1部位56B1と固形分率の低い(換言すれば、溶媒含有率の高い)第2部位56B2とを有する正極湿潤造粒体56Bが、図8に示すように、ステップT2(ロール成形工程)において、対向して回転する第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するとき、第1部位56B1が第2ロール2の表面2bに接触すると共に、第2部位56B2が第1ロール1の表面1bに接触した場合でも、当該正極湿潤造粒体56Bと第2ロール2の表面2bとの間の液架橋力が、当該正極湿潤造粒体56Bと第1ロール1の表面1bとの間の液架橋力よりも大きくなり得る。しかも、第1ロール1よりも第2ロール2のほうが周速度が速いので、図8に示すように、当該正極湿潤造粒体56Bは、第1ロール1の表面1bよりも第2ロール2の表面2bにおいてより大きく引き伸ばされ、第1ロール1の表面1bよりも第2ロール2の表面2bでの接触面積(液架橋面積)が大きくなる。これにより、図9に示すように、当該正極湿潤造粒体56Bを、第2ロール2の表面2bに付着させることが可能となる。
Specifically, for example, as shown in FIG. ) As shown in FIG. 8, the positive electrode
その後、ステップT4(電極合材層形成工程)に進み、図示しない乾燥炉内で、膜状正極合材付き集電箔39を乾燥させる(正極集電箔37の表面上に転写した膜状正極合材38を乾燥させる)。これにより、膜状正極合材38(正極湿潤造粒体56)に吸収(保持)されている溶媒35が除去されて(蒸発して)、膜状正極合材38が正極合材層48(電極合材層)になる(図2参照)。これにより、正極集電箔37の表面上に正極合材層48を有する正極シート49(図3参照)が得られる。 Thereafter, the process proceeds to step T4 (electrode mixture layer forming step), in which the current collector foil 39 with the positive electrode mixture is dried in a drying oven (not shown) (the positive electrode film transferred onto the surface of the positive electrode current collector foil 37 is dried). drying the composite 38). As a result, the solvent 35 absorbed (held) in the film-like positive electrode mixture 38 (positive wet granules 56) is removed (evaporated), and the film-like positive electrode mixture 38 becomes the positive electrode mixture layer 48 ( electrode mixture layer) (see FIG. 2). As a result, the positive electrode sheet 49 (see FIG. 3) having the positive electrode mixture layer 48 on the surface of the positive electrode collector foil 37 is obtained.
なお、本実施例2では、膜状正極合材38(正極合材層48)を、正極集電箔37の片面のみに形成する(すなわち、片面塗工の正極シートを製造する)例を示しているが、正極集電箔37の両面に形成する(すなわち、両面塗工の正極シートを製造する)ようにしても良い。正極集電箔37の両面に正極合材層48を形成する場合は、正極集電箔37の片面に正極合材層48を形成した片面塗工の正極シートを製造した後、当該片面塗工の正極シートの正極集電箔37のうち正極合材層48を形成していない面に対し、ステップT2,T3,T4の処理を行うようにすれば良い。 The second embodiment shows an example in which the film-like positive electrode mixture 38 (positive electrode mixture layer 48) is formed only on one side of the positive electrode current collector foil 37 (that is, a positive electrode sheet coated on one side is manufactured). However, it may be formed on both sides of the positive electrode current collector foil 37 (that is, a positive electrode sheet coated on both sides may be manufactured). When the positive electrode mixture layer 48 is formed on both sides of the positive electrode current collector foil 37, after manufacturing a single-sided coated positive electrode sheet in which the positive electrode mixture layer 48 is formed on one side of the positive electrode current collector foil 37, the single-sided coating is applied. Steps T2, T3, and T4 may be performed on the surface of the positive current collector foil 37 of the positive electrode sheet on which the positive electrode mixture layer 48 is not formed.
(実施例3)
次に、本発明の実施例3について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本実施例3は、実施例1と比較して、ステップS2(ロール成形工程)及びステップS3(転写工程)を行うために使用するロール成膜装置のみが異なり、その他については同様である。従って、ここでは、実施例1と異なる点を中心に説明し、同様な点については説明を省略または簡略化する。
(Example 3)
Next,
本実施例3は、実施例1と同様に、リチウムイオン二次電池の負極シート19(電極シート)の製造に、本発明を適用したものである。本実施例3では、実施例1と同様に、負極シート19の負極合材層18(電極合材層)を形成するための負極合材6(電極合材)の材料として、負極活物質13(電極活物質)と、結着材14と、溶媒15とを使用する。以下、本実施例3にかかる電極シート(負極シート19)の製造方法について、詳細に説明する。 In Example 3, as in Example 1, the present invention is applied to manufacture of the negative electrode sheet 19 (electrode sheet) of a lithium ion secondary battery. In Example 3, as in Example 1, the negative electrode active material 13 was used as the material of the negative electrode mixture 6 (electrode mixture) for forming the negative electrode mixture layer 18 (electrode mixture layer) of the negative electrode sheet 19 . (electrode active material), binder 14 and solvent 15 are used. A method for manufacturing the electrode sheet (negative electrode sheet 19) according to Example 3 will be described in detail below.
図4に示すように、まず、ステップS1(電極合材作製工程)において、負極活物質13(炭素材料)と結着材14(CMC)と溶媒15(水)とを混合しつつ造粒して多数の負極湿潤造粒体16を作製すると共に、多数の負極湿潤造粒体16からなる負極合材6を作製する。すなわち、実施例1と同等の負極合材6を作製する。
As shown in FIG. 4, first, in step S1 (electrode mixture preparation step), the negative electrode active material 13 (carbon material), the binder 14 (CMC), and the solvent 15 (water) are mixed and granulated. A large number of wet
次いで、ステップS2(ロール成形工程)に進み、ステップS1(電極合材作製工程)で作製された負極合材6(負極湿潤造粒体16)を、対向して回転する第1ロール1と第2ロール2との間隙に通すことによって、負極合材6を圧縮しつつ膜状にして、膜状にした負極合材6を第2ロール2の表面2bに付着させる(図13及び図14参照)。その後、ステップS3(転写工程)に進み、第2ロール2の表面2bに付着している膜状の負極合材6(膜状負極合材8とする)を、負極集電箔7の表面上に転写する。
Next, in step S2 (roll forming step), the negative electrode mixture 6 (negative electrode wet granules 16) produced in step S1 (electrode mixture production step) is placed between the
なお、本実施例3では、実施例1と異なり、図13及び図14に示すロール成膜装置120を用いて、ステップS2(ロール成形工程)及びステップS3(転写工程)を行う。
本実施例3のロール成膜装置120は、図13及び図14に示すように、実施例1のロール成膜装置20と比較して、乾燥装置60を乾燥装置160に変更した点のみが異なり、その他は同様である。
Note that, unlike the first embodiment, in the third embodiment, the roll
As shown in FIGS. 13 and 14, the roll
本実施例3のロール成膜装置120に設けられている乾燥装置160は、ドライエアDARを外部に吹き出すためのエア吹き出し口161bを有するエアノズル161を備えている(図13及び図14参照)。このエアノズル161は、エア吹き出し口161bが第1ロール1の表面1bに対向するように配置されている。本実施例3のロール成形工程では、乾燥装置160のエアノズル161から、第1ロール1の表面1bにドライエアDARを吹き付けることによって、第1ロール1の表面1bを乾燥させつつ、負極合材6(負極湿潤造粒体16)を第1ロール1と第2ロール2との間隙に通すようにしている。なお、本実施例3では、露点が-30℃以下のドライエアDARを、第1ロール1の表面1bに吹き付けるようにしている。
A
本実施例3では、このように、第1ロール1の表面1bにドライエアDARを吹き付けることによって第1ロール1の表面1bを乾燥させることで、実施例1と比較して、第1ロール1の表面1bの水分量を、第2ロール2の表面2bの水分量よりも、より一層少なくすることができる。換言すれば、実施例1と比較して、第2ロール2の表面2bの水分量を、第1ロール1の表面1bの水分量よりも、より一層多くすることができる。
In the
これにより、本実施例3では、ステップS2(ロール成形工程)において、負極合材6が第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するときの、負極合材6に含まれる負極湿潤造粒体16と第1ロール1の表面1bとの間の液架橋力の平均値F1(kPa)と、負極合材6に含まれる負極湿潤造粒体16と第2ロール2の表面2bとの間の液架橋力の平均値F2(kPa)とが、F1<F2の関係を満たすようになる。詳細には、本実施例3では、実施例1と比較して、F1とF2との差を大きくすることができる。すなわち、F1に比べて、F2をより一層大きくすることができる。
As a result, in the third embodiment, in step S2 (roll forming step), when the negative electrode mixture 6 passes through the gap between the
このようにすることで、ステップS2(ロール成形工程)において、負極合材6に含まれる負極湿潤造粒体16が、対向して回転する第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するとき、第1ロール1と第2ロール2のうち、相対的に液架橋力の大きい第2ロール2の表面2bに、より一層付着し易くなる。従って、第2ロール2の表面2b上に形成される負極合材の膜(膜状負極合材8)において、孔(あるいは、膜厚の極端な低下)がより一層生じ難くなり、後のステップS3(転写工程)において、負極集電箔7の表面上に転写した負極合材6の膜(膜状負極合材8)に、孔(あるいは、膜厚の極端な低下)がより一層生じ難くなる。すなわち、成膜不良(成膜欠点)がより一層生じ難くなる。
By doing so, in step S2 (roll forming step), the negative electrode
その後、ステップS4(電極合材層形成工程)に進み、図示しない乾燥炉内で、膜状負極合材付き集電箔9を乾燥させる(負極集電箔7の表面上に転写した膜状負極合材8を乾燥させる)。これにより、膜状負極合材8(負極湿潤造粒体16)に吸収(保持)されている溶媒15(水)が除去されて(蒸発して)、膜状負極合材8が負極合材層18(電極合材層)になる(図2参照)。これにより、負極集電箔7の表面上に負極合材層18を有する負極シート19(図3参照)が得られる。 After that, the process proceeds to step S4 (electrode mixture layer forming step), and the current collector foil 9 with the filmy negative electrode mixture is dried in a drying oven (not shown) (the filmy negative electrode transferred onto the surface of the negative electrode current collector foil 7 is dried). drying the mixture 8). As a result, the solvent 15 (water) absorbed (held) in the film-like negative electrode mixture 8 (negative electrode wet granules 16) is removed (evaporated), and the film-like negative electrode mixture 8 becomes a negative electrode mixture. It becomes the layer 18 (electrode mixture layer) (see FIG. 2). As a result, the negative electrode sheet 19 (see FIG. 3) having the negative electrode mixture layer 18 on the surface of the negative electrode current collector foil 7 is obtained.
(実施例4)
次に、本発明の実施例4について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本実施例4は、実施例2と比較して、ステップT2(ロール成形工程)及びステップT3(転写工程)を行うために使用するロール成膜装置のみが異なり、その他については同様である。従って、ここでは、実施例2と異なる点を中心に説明し、同様な点については説明を省略または簡略化する。
(Example 4)
Next,
本実施例4は、実施例2と同様に、リチウムイオン二次電池の正極シート49(電極シート)の製造に、本発明を適用したものである。本実施例4では、実施例2と同様に、正極シート49の正極合材層48(電極合材層)を形成するための正極合材36(電極合材)の材料として、正極活物質33(電極活物質)と、結着材34と、導電材44と、溶媒35とを使用する。以下、本実施例4にかかる電極シート(正極シート49)の製造方法について、詳細に説明する。 In Example 4, as in Example 2, the present invention is applied to manufacture of a positive electrode sheet 49 (electrode sheet) for a lithium ion secondary battery. In Example 4, as in Example 2, the positive electrode active material 33 was used as the material of the positive electrode mixture 36 (electrode mixture) for forming the positive electrode mixture layer 48 (electrode mixture layer) of the positive electrode sheet 49 . (electrode active material), a binder 34, a conductive material 44, and a solvent 35 are used. A method for manufacturing the electrode sheet (positive electrode sheet 49) according to Example 4 will be described in detail below.
図10に示すように、まず、ステップT1(電極合材作製工程)において、正極活物質33と導電材44と結着材34と溶媒35とを混合しつつ造粒して多数の正極湿潤造粒体56を作製すると共に、多数の正極湿潤造粒体56からなる正極合材36を作製する。すなわち、実施例2と同等の正極合材36を作製する。
As shown in FIG. 10, first, in step T1 (electrode mixture preparation step), the positive electrode active material 33, the conductive material 44, the binder 34, and the solvent 35 are mixed and granulated to form a large number of positive electrode wet granules. The
次に、ステップT2(ロール成形工程)に進み、ステップT1(電極合材作製工程)で作製された正極合材36(正極湿潤造粒体56)を、対向して回転する第1ロール1と第2ロール2との間隙に通すことによって、正極合材36を圧縮しつつ膜状にして、膜状にした正極合材36を第2ロール2の表面2bに付着させる(図13及び図14参照)。その後、ステップT3(転写工程)に進み、第2ロール2の表面2bに付着している膜状の正極合材36(膜状正極合材38とする)を、正極集電箔37の表面上に転写する。
Next, proceeding to step T2 (roll forming step), the positive electrode mixture 36 (positive electrode wet granules 56) produced in step T1 (electrode mixture producing step) is placed against the
なお、本実施例4では、実施例2と異なり、図13及び図14に示すロール成膜装置120を用いて、ステップT2(ロール成形工程)及びステップS3(転写工程)を行う。すなわち、実施例3と同様に、ロール成膜装置として、乾燥装置160を備えるロール成膜装置120を用いている。従って、本実施例4のロール成形工程では、乾燥装置160のエアノズル161から、第1ロール1の表面1bに、露点が-30℃以下のドライエアDARを吹き付けることによって、第1ロール1の表面1bを乾燥させつつ、正極合材36(正極湿潤造粒体56)を第1ロール1と第2ロール2との間隙に通している。
Note that in the fourth embodiment, unlike the second embodiment, the roll
これにより、本実施例4では、ステップT2(ロール成形工程)において、正極合材36が第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するときの、正極合材36に含まれる正極湿潤造粒体56と第1ロール1の表面1bとの間の液架橋力の平均値F1(kPa)と、正極合材36に含まれる正極湿潤造粒体56と第2ロール2の表面2bとの間の液架橋力の平均値F2(kPa)とが、F1<F2の関係を満たすようになる。詳細には、本実施例4では、実施例3と比較して、F1とF2との差を大きくすることができる。すなわち、F1に比べて、F2をより一層大きくすることができる。
As a result, in the fourth embodiment, in step T2 (roll forming step), the positive electrode wettability contained in the positive electrode mixture 36 when the positive electrode mixture 36 passes through the gap between the
このようにすることで、ステップT2(ロール成形工程)において、正極合材36に含まれる正極湿潤造粒体56が、対向して回転する第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するとき、第1ロール1と第2ロール2のうち、相対的に液架橋力の大きい第2ロール2の表面2bに、より一層付着し易くなる。従って、第2ロール2の表面2b上に形成される正極合材の膜(膜状正極合材38)において、孔(あるいは、膜厚の極端な低下)がより一層生じ難くなり、後のステップT3(転写工程)において、正極集電箔37の表面上に転写した正極合材36の膜(膜状正極合材38)に、孔(あるいは、膜厚の極端な低下)がより一層生じ難くなる。すなわち、成膜不良(成膜欠点)がより一層生じ難くなる。
By doing so, in step T2 (roll forming step), the positive electrode
その後、ステップT4(電極合材層形成工程)に進み、図示しない乾燥炉内で、膜状正極合材付き集電箔39を乾燥させる(正極集電箔37の表面上に転写した膜状正極合材38を乾燥させる)。これにより、膜状正極合材38(正極湿潤造粒体56)に吸収(保持)されている溶媒35が除去されて(蒸発して)、膜状正極合材38が正極合材層48(電極合材層)になる(図2参照)。これにより、正極集電箔37の表面上に正極合材層48を有する正極シート49(図3参照)が得られる。 Thereafter, the process proceeds to step T4 (electrode mixture layer forming step), in which the current collector foil 39 with the positive electrode mixture is dried in a drying oven (not shown) (the positive electrode film transferred onto the surface of the positive electrode current collector foil 37 is dried). drying the composite 38). As a result, the solvent 35 absorbed (held) in the film-like positive electrode mixture 38 (positive wet granules 56) is removed (evaporated), and the film-like positive electrode mixture 38 becomes the positive electrode mixture layer 48 ( electrode mixture layer) (see FIG. 2). As a result, the positive electrode sheet 49 (see FIG. 3) having the positive electrode mixture layer 48 on the surface of the positive electrode collector foil 37 is obtained.
(実施例5)
次に、本発明の実施例5について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本実施例5は、実施例1と比較して、ステップS2(ロール成形工程)及びステップS3(転写工程)を行うために使用するロール成膜装置のみが異なり、その他については同様である。従って、ここでは、実施例1と異なる点を中心に説明し、同様な点については説明を省略または簡略化する。
(Example 5)
Next,
図4に示すように、まず、ステップS1(電極合材作製工程)において、負極活物質13(炭素材料)と結着材14(CMC)と溶媒15(水)とを混合しつつ造粒して多数の負極湿潤造粒体16を作製すると共に、多数の負極湿潤造粒体16からなる負極合材6を作製する。すなわち、実施例1と同等の負極合材6を作製する。
As shown in FIG. 4, first, in step S1 (electrode mixture preparation step), the negative electrode active material 13 (carbon material), the binder 14 (CMC), and the solvent 15 (water) are mixed and granulated. A large number of wet
次いで、ステップS2(ロール成形工程)に進み、ステップS1(電極合材作製工程)で作製された負極合材6(負極湿潤造粒体16)を、対向して回転する第1ロール1と第2ロール2との間隙に通すことによって、負極合材6を圧縮しつつ膜状にして、膜状にした負極合材6を第2ロール2の表面2bに付着させる(図15及び図16参照)。その後、ステップS3(転写工程)に進み、第2ロール2の表面2bに付着している膜状の負極合材6(膜状負極合材8とする)を、負極集電箔7の表面上に転写する。
Next, in step S2 (roll forming step), the negative electrode mixture 6 (negative electrode wet granules 16) produced in step S1 (electrode mixture production step) is placed between the
なお、本実施例5では、実施例1と異なり、図15及び図16に示すロール成膜装置220を用いて、ステップS2(ロール成形工程)及びステップS3(転写工程)を行う。
本実施例5のロール成膜装置220は、図15及び図16に示すように、実施例1のロール成膜装置20と比較して、乾燥装置60を設けることなく、湿潤装置260を設けた点のみが異なり、その他は同様である。
Note that, in the fifth embodiment, unlike the first embodiment, the roll
As shown in FIGS. 15 and 16, the roll
本実施例5のロール成膜装置220に設けられている湿潤装置260は、第2ロール2の表面2b上に配置された不織布261と、この不織布261を第2ロール2の表面2bに対して押し付ける押圧手段(図示省略)とを備えている(図15及び図16参照)。このうち、不織布261には、負極合材6に含まれている溶媒15と同等の液体L1(すなわち、水)を含浸させている。従って、本実施例5のロール成形工程では、湿潤装置260の図示しない押圧手段によって、不織布261を、回転する第2ロール2の表面2bに押し当てることによって、不織布261に含まれている液体L1を第2ロール2の表面2bに付着させる。これにより、第2ロール2の表面2bを湿潤させつつ、負極合材6(負極湿潤造粒体16)を第1ロール1と第2ロール2との間隙に通すようにしている。
The wetting
本実施例5では、このように、第2ロール2の表面2bに液体L1を付着させることによって第2ロール2の表面2bを湿潤させることで、第2ロール2の表面2bの水分量を、第1ロール1の表面1bの水分量よりも多くすることができる。これにより、本実施例5では、ステップS2(ロール成形工程)において、負極合材6が第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するときの、負極合材6に含まれる負極湿潤造粒体16と第1ロール1の表面1bとの間の液架橋力の平均値F1(kPa)と、負極合材6に含まれる負極湿潤造粒体16と第2ロール2の表面2bとの間の液架橋力の平均値F2(kPa)とが、F1<F2の関係を満たすようになる。
In the
このようにすることで、ステップS2(ロール成形工程)において、負極合材6に含まれる負極湿潤造粒体16が、対向して回転する第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するとき、第1ロール1と第2ロール2のうち、相対的に液架橋力の大きい第2ロール2の表面2bに付着し易くなる。従って、第2ロール2の表面2b上に形成される負極合材の膜(膜状負極合材8)において、孔(あるいは、膜厚の極端な低下)が生じ難くなり、後のステップS3(転写工程)において、負極集電箔7の表面上に転写した負極合材6の膜(膜状負極合材8)に、孔(あるいは、膜厚の極端な低下)が生じ難くなる。すなわち、成膜不良(成膜欠点)が生じ難くなる。
By doing so, in step S2 (roll forming step), the negative electrode
その後、ステップS4(電極合材層形成工程)に進み、図示しない乾燥炉内で、膜状負極合材付き集電箔9を乾燥させる(負極集電箔7の表面上に転写した膜状負極合材8を乾燥させる)。これにより、膜状負極合材8(負極湿潤造粒体16)に吸収(保持)されている溶媒15(水)が除去されて(蒸発して)、膜状負極合材8が負極合材層18(電極合材層)になる(図2参照)。これにより、負極集電箔7の表面上に負極合材層18を有する負極シート19(図3参照)が得られる。 After that, the process proceeds to step S4 (electrode mixture layer forming step), and the current collector foil 9 with the filmy negative electrode mixture is dried in a drying oven (not shown) (the filmy negative electrode transferred onto the surface of the negative electrode current collector foil 7 is dried). drying the mixture 8). As a result, the solvent 15 (water) absorbed (held) in the film-like negative electrode mixture 8 (negative electrode wet granules 16) is removed (evaporated), and the film-like negative electrode mixture 8 becomes a negative electrode mixture. It becomes the layer 18 (electrode mixture layer) (see FIG. 2). As a result, the negative electrode sheet 19 (see FIG. 3) having the negative electrode mixture layer 18 on the surface of the negative electrode current collector foil 7 is obtained.
(実施例6)
次に、本発明の実施例6について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本実施例6は、実施例2と比較して、ステップT2(ロール成形工程)及びステップT3(転写工程)を行うために使用するロール成膜装置のみが異なり、その他については同様である。従って、ここでは、実施例2と異なる点を中心に説明し、同様な点については説明を省略または簡略化する。
(Example 6)
Next, Embodiment 6 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that Example 6 differs from Example 2 only in the roll film forming apparatus used for performing step T2 (roll forming step) and step T3 (transfer step), and the rest is the same. . Therefore, here, the points different from the second embodiment will be mainly described, and the description of the same points will be omitted or simplified.
図10に示すように、まず、ステップT1(電極合材作製工程)において、正極活物質33と導電材44と結着材34と溶媒35とを混合しつつ造粒して多数の正極湿潤造粒体56を作製すると共に、多数の正極湿潤造粒体56からなる正極合材36を作製する。すなわち、実施例2と同等の正極合材36を作製する。
As shown in FIG. 10, first, in step T1 (electrode mixture preparation step), the positive electrode active material 33, the conductive material 44, the binder 34, and the solvent 35 are mixed and granulated to form a large number of positive electrode wet granules. The
次に、ステップT2(ロール成形工程)に進み、ステップT1(電極合材作製工程)で作製された正極合材36(正極湿潤造粒体56)を、対向して回転する第1ロール1と第2ロール2との間隙に通すことによって、正極合材36を圧縮しつつ膜状にして、膜状にした正極合材36を第2ロール2の表面2bに付着させる(図15及び図16参照)。その後、ステップT3(転写工程)に進み、第2ロール2の表面2bに付着している膜状の正極合材36(膜状正極合材38とする)を、正極集電箔37の表面上に転写する。
Next, proceeding to step T2 (roll forming step), the positive electrode mixture 36 (positive electrode wet granules 56) produced in step T1 (electrode mixture producing step) is placed against the
なお、本実施例6では、実施例2と異なり、図15及び図16に示すロール成膜装置220を用いて、ステップS2(ロール成形工程)及びステップS3(転写工程)を行う。すなわち、実施例5と同様に、ロール成膜装置として、湿潤装置260を備えるロール成膜装置220を用いている。但し、本実施例6では、実施例5と異なり、湿潤装置260の不織布261には、正極合材36に含まれている溶媒35と同等の液体L2(すなわち、NMP)を含浸させている。
In addition, in the sixth embodiment, unlike the second embodiment, the roll
本実施例6のロール成形工程では、実施例5と同様に、湿潤装置260の不織布261を、回転する第2ロール2の表面2bに押し当てることによって、不織布261に含まれている液体L2を第2ロール2の表面2bに付着させることにより、第2ロール2の表面2bを湿潤させつつ、正極合材36(正極湿潤造粒体56)を第1ロール1と第2ロール2との間隙に通している。
In the roll forming process of Example 6, similarly to Example 5, the liquid L2 contained in the
これにより、本実施例6では、ステップT2(ロール成形工程)において、正極合材36が第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するときの、正極合材36に含まれる正極湿潤造粒体56と第1ロール1の表面1bとの間の液架橋力の平均値F1(kPa)と、正極合材36に含まれる正極湿潤造粒体56と第2ロール2の表面2bとの間の液架橋力の平均値F2(kPa)とが、F1<F2の関係を満たすようになる。
As a result, in the sixth embodiment, in step T2 (roll forming step), the positive electrode wettability contained in the positive electrode mixture 36 when the positive electrode mixture 36 passes through the gap between the
このようにすることで、ステップT2(ロール成形工程)において、正極合材36に含まれる正極湿潤造粒体56が、対向して回転する第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するとき、第1ロール1と第2ロール2のうち、相対的に液架橋力の大きい第2ロール2の表面2bに付着し易くなる。従って、第2ロール2の表面2b上に形成される正極合材の膜(膜状正極合材38)において、孔(あるいは、膜厚の極端な低下)が生じ難くなり、後のステップT3(転写工程)においても、正極集電箔37の表面上に転写した正極合材36の膜(膜状正極合材38)に孔(あるいは、膜厚の極端な低下)が生じ難くなる。すなわち、成膜不良(成膜欠点)が生じ難くなる。
By doing so, in step T2 (roll forming step), the positive electrode
その後、ステップT4(電極合材層形成工程)に進み、図示しない乾燥炉内で、膜状正極合材付き集電箔39を乾燥させる(正極集電箔37の表面上に転写した膜状正極合材38を乾燥させる)。これにより、膜状正極合材38(正極湿潤造粒体56)に吸収(保持)されている溶媒35が除去されて(蒸発して)、膜状正極合材38が正極合材層48(電極合材層)になる(図2参照)。これにより、正極集電箔37の表面上に正極合材層48を有する正極シート49(図3参照)が得られる。 Thereafter, the process proceeds to step T4 (electrode mixture layer forming step), in which the current collector foil 39 with the positive electrode mixture is dried in a drying oven (not shown) (the positive electrode film transferred onto the surface of the positive electrode current collector foil 37 is dried). drying the composite 38). As a result, the solvent 35 absorbed (held) in the film-like positive electrode mixture 38 (positive wet granules 56) is removed (evaporated), and the film-like positive electrode mixture 38 becomes the positive electrode mixture layer 48 ( electrode mixture layer) (see FIG. 2). As a result, the positive electrode sheet 49 (see FIG. 3) having the positive electrode mixture layer 48 on the surface of the positive electrode collector foil 37 is obtained.
(実施例7)
次に、本発明の実施例7について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本実施例7は、実施例5と比較して、ステップS2(ロール成形工程)及びステップS3(転写工程)を行うために使用するロール成膜装置のみが異なり、その他については同様である。従って、ここでは、実施例1と異なる点を中心に説明し、同様な点については説明を省略または簡略化する。
(Example 7)
Next, Embodiment 7 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that Example 7 differs from Example 5 only in the roll film forming apparatus used for performing Step S2 (roll forming step) and Step S3 (transfer step), and the rest is the same. . Therefore, here, the points different from the first embodiment will be mainly described, and the description of the same points will be omitted or simplified.
図4に示すように、まず、ステップS1(電極合材作製工程)において、負極活物質13(炭素材料)と結着材14(CMC)と溶媒15(水)とを混合しつつ造粒して多数の負極湿潤造粒体16を作製すると共に、多数の負極湿潤造粒体16からなる負極合材6を作製する。すなわち、実施例1と同等の負極合材6を作製する。
As shown in FIG. 4, first, in step S1 (electrode mixture preparation step), the negative electrode active material 13 (carbon material), the binder 14 (CMC), and the solvent 15 (water) are mixed and granulated. A large number of wet
次いで、ステップS2(ロール成形工程)に進み、ステップS1(電極合材作製工程)で作製された負極合材6(負極湿潤造粒体16)を、対向して回転する第1ロール1と第2ロール2との間隙に通すことによって、負極合材6を圧縮しつつ膜状にして、膜状にした負極合材6を第2ロール2の表面2bに付着させる(図17及び図18参照)。その後、ステップS3(転写工程)に進み、第2ロール2の表面2bに付着している膜状の負極合材6(膜状負極合材8とする)を、負極集電箔7の表面上に転写する。
Next, in step S2 (roll forming step), the negative electrode mixture 6 (negative electrode wet granules 16) produced in step S1 (electrode mixture production step) is placed between the
なお、本実施例7では、実施例5と異なり、図17及び図18に示すロール成膜装置320を用いて、ステップS2(ロール成形工程)及びステップS3(転写工程)を行う。
本実施例7のロール成膜装置320は、図17及び図18に示すように、実施例5のロール成膜装置220と比較して、湿潤装置260に代えて湿潤装置360を設けた点のみが異なり、その他は同様である。
Note that, in the seventh embodiment, unlike the fifth embodiment, the roll
As shown in FIGS. 17 and 18, the roll
本実施例7のロール成膜装置320に設けられている湿潤装置360は、第2ロール2の上方に配置された複数のスプレーノズル361と、スプレーノズル361に液体を供給する図示しない液体供給部とを備えている(図17及び図18参照)。なお、本実施例7では、スプレーノズル361に供給する液体として、負極合材6に含まれている溶媒15と同等の液体L1(すなわち、水)を用いる。従って、本実施例7のロール成形工程では、スプレーノズル361から下方に噴霧された液体L1を、第2ロール2の表面2bに付着させることにより、第2ロール2の表面2bを湿潤させつつ、負極合材6(負極湿潤造粒体16)を第1ロール1と第2ロール2との間隙に通すようにしている。
The wetting
本実施例7では、このように、第2ロール2の表面2bに液体L1を付着させることによって第2ロール2の表面2bを湿潤させることで、第2ロール2の表面2bの水分量を、第1ロール1の表面1bの水分量よりも多くすることができる。これにより、本実施例7では、ステップS2(ロール成形工程)において、負極合材6が第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するときの、負極合材6に含まれる負極湿潤造粒体16と第1ロール1の表面1bとの間の液架橋力の平均値F1(kPa)と、負極合材6に含まれる負極湿潤造粒体16と第2ロール2の表面2bとの間の液架橋力の平均値F2(kPa)とが、F1<F2の関係を満たすようになる。
In the present embodiment 7, the
このようにすることで、ステップS2(ロール成形工程)において、負極合材6に含まれる負極湿潤造粒体16が、対向して回転する第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するとき、第1ロール1と第2ロール2のうち、相対的に液架橋力の大きい第2ロール2の表面2bに付着し易くなる。従って、第2ロール2の表面2b上に形成される負極合材の膜(膜状負極合材8)において、孔(あるいは、膜厚の極端な低下)が生じ難くなり、後のステップS3(転写工程)において、負極集電箔7の表面上に転写した負極合材6の膜(膜状負極合材8)に、孔(あるいは、膜厚の極端な低下)が生じ難くなる。すなわち、成膜不良(成膜欠点)が生じ難くなる。
By doing so, in step S2 (roll forming step), the negative electrode
その後、ステップS4(電極合材層形成工程)に進み、図示しない乾燥炉内で、膜状負極合材付き集電箔9を乾燥させる(負極集電箔7の表面上に転写した膜状負極合材8を乾燥させる)。これにより、膜状負極合材8(負極湿潤造粒体16)に吸収(保持)されている溶媒15(水)が除去されて(蒸発して)、膜状負極合材8が負極合材層18(電極合材層)になる(図2参照)。これにより、負極集電箔7の表面上に負極合材層18を有する負極シート19(図3参照)が得られる。 After that, the process proceeds to step S4 (electrode mixture layer forming step), and the current collector foil 9 with the filmy negative electrode mixture is dried in a drying oven (not shown) (the filmy negative electrode transferred onto the surface of the negative electrode current collector foil 7 is dried). drying the mixture 8). As a result, the solvent 15 (water) absorbed (held) in the film-like negative electrode mixture 8 (negative electrode wet granules 16) is removed (evaporated), and the film-like negative electrode mixture 8 becomes a negative electrode mixture. It becomes the layer 18 (electrode mixture layer) (see FIG. 2). As a result, the negative electrode sheet 19 (see FIG. 3) having the negative electrode mixture layer 18 on the surface of the negative electrode current collector foil 7 is obtained.
(実施例8)
次に、本発明の実施例8について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本実施例8は、実施例6と比較して、ステップT2(ロール成形工程)及びステップT3(転写工程)を行うために使用するロール成膜装置のみが異なり、その他については同様である。従って、ここでは、実施例6と異なる点を中心に説明し、同様な点については説明を省略または簡略化する。
(Example 8)
Next, Embodiment 8 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that Example 8 differs from Example 6 only in the roll film forming apparatus used for performing step T2 (roll forming step) and step T3 (transfer step), and the rest is the same. . Therefore, here, the points different from the sixth embodiment will be mainly described, and the description of the same points will be omitted or simplified.
図10に示すように、まず、ステップT1(電極合材作製工程)において、正極活物質33と導電材44と結着材34と溶媒35とを混合しつつ造粒して多数の正極湿潤造粒体56を作製すると共に、多数の正極湿潤造粒体56からなる正極合材36を作製する。すなわち、実施例2と同等の正極合材36を作製する。
As shown in FIG. 10, first, in step T1 (electrode mixture preparation step), the positive electrode active material 33, the conductive material 44, the binder 34, and the solvent 35 are mixed and granulated to form a large number of positive electrode wet granules. The
次に、ステップT2(ロール成形工程)に進み、ステップT1(電極合材作製工程)で作製された正極合材36(正極湿潤造粒体56)を、対向して回転する第1ロール1と第2ロール2との間隙に通すことによって、正極合材36を圧縮しつつ膜状にして、膜状にした正極合材36を第2ロール2の表面2bに付着させる(図17及び図18参照)。その後、ステップT3(転写工程)に進み、第2ロール2の表面2bに付着している膜状の正極合材36(膜状正極合材38とする)を、正極集電箔37の表面上に転写する。
Next, proceeding to step T2 (roll forming step), the positive electrode mixture 36 (positive electrode wet granules 56) produced in step T1 (electrode mixture producing step) is placed against the
なお、本実施例8では、実施例6と異なり、図17及び図18に示すロール成膜装置320を用いて、ステップS2(ロール成形工程)及びステップS3(転写工程)を行う。すなわち、実施例7と同様に、ロール成膜装置として、湿潤装置360を備えるロール成膜装置320を用いている。但し、本実施例8では、実施例7と異なり、スプレーノズル361に供給する液体として、正極合材36に含まれている溶媒35と同等の液体L2(すなわち、NMP)を用いる。
In addition, in the eighth embodiment, unlike the sixth embodiment, the roll
本実施例8のロール成形工程では、実施例7と同様に、スプレーノズル361から下方に噴霧された液体L2を、第2ロール2の表面2bに付着させることにより、第2ロール2の表面2bを湿潤させつつ、正極合材36(正極湿潤造粒体56)を第1ロール1と第2ロール2との間隙に通している。
In the roll forming process of Example 8, similarly to Example 7, the liquid L2 sprayed downward from the
これにより、本実施例8では、ステップT2(ロール成形工程)において、正極合材36が第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するときの、正極合材36に含まれる正極湿潤造粒体56と第1ロール1の表面1bとの間の液架橋力の平均値F1(kPa)と、正極合材36に含まれる正極湿潤造粒体56と第2ロール2の表面2bとの間の液架橋力の平均値F2(kPa)とが、F1<F2の関係を満たすようになる。
As a result, in the eighth embodiment, in step T2 (roll forming step), the positive electrode wettability contained in the positive electrode mixture 36 when the positive electrode mixture 36 passes through the gap between the
このようにすることで、ステップT2(ロール成形工程)において、正極合材36に含まれる正極湿潤造粒体56が、対向して回転する第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するとき、第1ロール1と第2ロール2のうち、相対的に液架橋力の大きい第2ロール2の表面2bに付着し易くなる。従って、第2ロール2の表面2b上に形成される正極合材の膜(膜状正極合材38)において、孔(あるいは、膜厚の極端な低下)が生じ難くなり、後のステップT3(転写工程)においても、正極集電箔37の表面上に転写した正極合材36の膜(膜状正極合材38)に孔(あるいは、膜厚の極端な低下)が生じ難くなる。すなわち、成膜不良(成膜欠点)が生じ難くなる。
By doing so, in step T2 (roll forming step), the positive electrode
その後、ステップT4(電極合材層形成工程)に進み、図示しない乾燥炉内で、膜状正極合材付き集電箔39を乾燥させる(正極集電箔37の表面上に転写した膜状正極合材38を乾燥させる)。これにより、膜状正極合材38(正極湿潤造粒体56)に吸収(保持)されている溶媒35が除去されて(蒸発して)、膜状正極合材38が正極合材層48(電極合材層)になる(図2参照)。これにより、正極集電箔37の表面上に正極合材層48を有する正極シート49(図3参照)が得られる。 Thereafter, the process proceeds to step T4 (electrode mixture layer forming step), in which the current collector foil 39 with the positive electrode mixture is dried in a drying oven (not shown) (the positive electrode film transferred onto the surface of the positive electrode current collector foil 37 is dried). drying the composite 38). As a result, the solvent 35 absorbed (held) in the film-like positive electrode mixture 38 (positive wet granules 56) is removed (evaporated), and the film-like positive electrode mixture 38 becomes the positive electrode mixture layer 48 ( electrode mixture layer) (see FIG. 2). As a result, the positive electrode sheet 49 (see FIG. 3) having the positive electrode mixture layer 48 on the surface of the positive electrode collector foil 37 is obtained.
(製造方法の評価試験)
次に、実施例1~4の製造方法について評価する試験を行った。具体的には、各実施例のロール成膜装置20,120を用いて、100mの長さの膜状負極合材付き集電箔9または膜状正極合材付き集電箔39を作製した。そして、各実施例の膜状負極合材付き集電箔9または膜状正極合材付き集電箔39について、長さ100m中に成膜不良(成膜欠点)が何個発生しているかを調査した。その結果を表1に示す。
(Evaluation test of manufacturing method)
Next, tests were conducted to evaluate the manufacturing methods of Examples 1-4. Specifically, using the roll
また、比較例1として、実施例1のロール成膜装置20と比較して、乾燥装置60を設けていない点のみが異なるロール成膜装置を用いて、100mの長さの膜状負極合材付き集電箔9を作製した。さらに、比較例2として、実施例1のロール成膜装置20と比較して、乾燥装置60を設けていない点のみが異なるロール成膜装置を用いて、100mの長さの膜状正極合材付き集電箔39を作製した。これらについても、長さ100m中に成膜不良(成膜欠点)が何個発生しているかを調査した。その結果を表1に示す。
Further, as Comparative Example 1, a 100-m-long film-like negative electrode mixture material was prepared using a roll film-forming apparatus that was different from the roll film-forming
また、実施例1~4及び比較例1,2のロール成形工程において、「負極合材6が第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するときの、負極合材6に含まれる負極湿潤造粒体16と第1ロール1の表面1bとの間の液架橋力の平均値F1(kPa)」、または、「正極合材36が第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するときの、正極合材36に含まれる正極湿潤造粒体56と第1ロール1の表面1bとの間の液架橋力の平均値F1(kPa)」を調査した。なお、本試験では、以下のようにして、液架橋力の平均値F1(kPa)を求めている。
Further, in the roll forming process of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, "When the negative electrode mixture 6 passes through the gap between the
具体的には、公知の粉体層せん断力測定装置90(図19参照)を用いて、液架橋力の平均値F1(kPa)を求めた。粉体層せん断力測定装置90は、第1ロール1の表面1bと同等の表面91b(表面粗さ等が同等)を有する平板91と、この平板91の表面91b上に載置された筒体93と、この筒体93の内部を上下方向に移動可能な柱状のピストン95とを備える。
Specifically, the average value F1 (kPa) of the liquid bridge force was obtained using a known powder layer shear force measuring device 90 (see FIG. 19). The powder layer shear
例えば、実施例1のステップS2(ロール成形工程)における液架橋力の平均値F1(kPa)は、以下のようにして求めている。まず、筒体93の内部に負極合材6(負極湿潤造粒体16)を収容することで、負極合材6を構成する負極湿潤造粒体16が平板91の表面91bに接触した状態にした後、ピストン95によって負極合材6を鉛直方向下方に押圧することで、負極合材6を構成する負極湿潤造粒体16に所定の垂直応力(kPa)を加える。この状態で、平板91を水平方向(図19において右方向)に移動させてゆくことで、負極合材6を構成する負極湿潤造粒体16にせん断応力を加えるようにして、当該せん断応力(kPa)を測定した。
For example, the average value F1 (kPa) of the liquid bridge force in step S2 (roll forming step) of Example 1 is obtained as follows. First, by housing the negative electrode mixture 6 (negative electrode wet granules 16 ) inside the
但し、実施例1のロール成膜装置20と同様に、乾燥装置60のエアノズル61から平板91の表面91bにエアARを吹き付けることによって、平板91の表面91bを乾燥させつつ、上述の測定試験を行っている。すなわち、実施例1のロール成形工程における第1ロール1の表面1bと同様に、平板91の表面91bを乾燥させた状態で、せん断応力(kPa)を測定している。さらに、ピストン95によって負極合材6を構成する負極湿潤造粒体16に加える垂直応力(kPa)を異ならせて、各々の垂直応力(kPa)におけるせん断応力(kPa)を測定した。後述する実施例2にかかるせん断応力(kPa)の測定においても同様としている。
However, similarly to the roll
その後、図20に示すように、これらの測定データを、垂直応力(kPa)を横軸、せん断応力(kPa)を縦軸とした座標平面にプロットする。そして、これらのプロットデータを最小二乗法を用いて一次近似し、図20に直線で示すように、垂直応力(kPa)とせん断応力(kPa)との関係式(一次式)を得た。この一次式(直線)のy切片(すなわち、垂直応力の値が0のときのせん断応力の値)を、実施例1のステップS2(ロール成形工程)における「負極合材6が第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するときの、負極合材6に含まれる負極湿潤造粒体16と第1ロール1の表面1bとの間の液架橋力の平均値F1(kPa)」とみなした。
Then, as shown in FIG. 20, these measurement data are plotted on a coordinate plane with normal stress (kPa) on the horizontal axis and shear stress (kPa) on the vertical axis. Then, these plotted data were linearly approximated using the method of least squares to obtain a relational expression (linear expression) between normal stress (kPa) and shear stress (kPa) as shown by a straight line in FIG. The y-intercept of this linear expression (straight line) (that is, the value of the shear stress when the value of the normal stress is 0) is taken as "the negative electrode mixture 6 is the
これと同様にして、実施例2~4及び比較例1,2のロール成形工程における「負極合材6が第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するときの、負極合材6に含まれる負極湿潤造粒体16と第1ロール1の表面1bとの間の液架橋力の平均値F1(kPa)」、または、「正極合材36が第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するときの、正極合材36に含まれる正極湿潤造粒体56と第1ロール1の表面1bとの間の液架橋力の平均値F1(kPa)」を求めた。これらの結果を表1に示す。
Similarly, in the roll forming process of Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, "When the negative electrode mixture 6 passes through the gap between the
但し、実施例3,4にかかる液架橋力の平均値F1(kPa)を求める場合は、実施例3,4のロール成膜装置120と同様に、乾燥装置160のエアノズル161から平板91の表面91bにドライエアDARを吹き付けることによって、平板91の表面91bを乾燥させつつ、上述の測定試験を行っている。すなわち、実施例3,4のロール成形工程における第1ロール1の表面1bと同様に、平板91の表面91bを乾燥させた状態で、せん断応力(kPa)を測定している。なお、本測定試験では、ドライエアDARとして、露点が-30℃のドライエアDARを使用している。
また、比較例1,2にかかる液架橋力の平均値F1(kPa)を求める場合は、平板91の表面91bにエア等を吹き付けることなく、上述の測定試験を行っている。
However, when obtaining the average value F1 (kPa) of the liquid bridge force in Examples 3 and 4, the surface of the
Further, when obtaining the average value F1 (kPa) of the liquid bridging force applied to Comparative Examples 1 and 2, the above-described measurement test is performed without blowing air or the like to the
さらに、実施例5~8の製造方法について評価する試験を行った。具体的には、各実施例のロール成膜装置220,320を用いて、100mの長さの膜状負極合材付き集電箔9または膜状正極合材付き集電箔39を作製した。そして、各実施例の膜状負極合材付き集電箔9または膜状正極合材付き集電箔39について、長さ100m中に成膜不良(成膜欠点)が何個発生しているかを調査した。その結果を表2に示す。
Furthermore, tests were conducted to evaluate the manufacturing methods of Examples 5-8. Specifically, using the roll
また、比較例3として、実施例5のロール成膜装置220と比較して、湿潤装置260を設けていない点のみが異なるロール成膜装置を用いて、100mの長さの膜状負極合材付き集電箔9を作製した。さらに、比較例4として、実施例5のロール成膜装置220と比較して、湿潤装置260を設けていない点のみが異なるロール成膜装置を用いて、100mの長さの膜状正極合材付き集電箔39を作製した。これらについても、長さ100m中に成膜不良(成膜欠点)が何個発生しているかを調査した。その結果を表2に示す。
In addition, as Comparative Example 3, a film-like negative electrode mixture material having a length of 100 m was prepared using a roll film forming apparatus that was different from the roll
また、実施例5~8及び比較例3,4のロール成形工程において、「負極合材6が第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するときの、負極合材6に含まれる負極湿潤造粒体16と第2ロール2の表面2bとの間の液架橋力の平均値F2(kPa)」、または、「正極合材36が第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するときの、正極合材36に含まれる正極湿潤造粒体56と第2ロール2の表面2bとの間の液架橋力の平均値F2(kPa)」を調査した。なお、本試験では、以下のようにして、液架橋力の平均値F2(kPa)を求めている。
Further, in the roll forming process of Examples 5 to 8 and Comparative Examples 3 and 4, "When the negative electrode mixture 6 passes through the gap between the
具体的には、前述した実施例1等にかかる液架橋力の平均値F1(kPa)と同様に、粉体層せん断力測定装置90(図19参照)を用いて、液架橋力の平均値F2(kPa)を求めた。なお、第1ロール1の表面1bと第2ロール2の表面2bとは同等の表面(表面粗さ等が同等)であるため、本試験では、第1ロール1の表面1b及び第2ロール2の表面2bの代用として、平板91の表面91bを共通して用いている。
Specifically, similarly to the average value F1 (kPa) of the liquid bridge force according to Example 1 and the like described above, using the powder layer shear force measuring device 90 (see FIG. 19), the average value of the liquid bridge force F2 (kPa) was obtained. In addition, since the
但し、実施例5,6にかかる液架橋力の平均値F2(kPa)を求める場合は、実施例5,6のロール成膜装置220と同様に、不織布261に含まれている液体L1,L2を平板91の表面91bに付着させることによって、平板91の表面91bを湿潤させつつ、上述の測定試験を行っている。すなわち、実施例5,6のロール成形工程における第2ロール2の表面2bと同様に、平板91の表面91bを湿潤させた状態で、せん断応力(kPa)を測定している。
However, when obtaining the average value F2 (kPa) of the liquid bridge force according to Examples 5 and 6, the liquids L1 and L2 contained in the
また、実施例7,8にかかる液架橋力の平均値F2(kPa)を求める場合は、実施例7,8のロール成膜装置320と同様に、スプレーノズル361から噴霧された液体L1,L2を、平板91の表面91bに付着させることにより、平板91の表面91bを湿潤させつつ、上述の測定試験を行っている。すなわち、実施例7,8のロール成形工程における第2ロール2の表面2bと同様に、平板91の表面91bを湿潤させた状態で、せん断応力(kPa)を測定している。
また、比較例3,4にかかる液架橋力の平均値F2(kPa)を求める場合は、平板91の表面91bに液体を付着させることなく、上述の測定試験を行っている。
Further, when obtaining the average value F2 (kPa) of the liquid bridge force according to Examples 7 and 8, the liquids L1 and L2 sprayed from the
Further, when obtaining the average value F2 (kPa) of the liquid bridging force applied to Comparative Examples 3 and 4, the above-described measurement test is performed without the liquid adhering to the
その後、前述した液架橋力の平均値F1(kPa)と同様に、各実施例及び比較例について、各測定データを、垂直応力(kPa)を横軸、せん断応力(kPa)を縦軸とした座標平面にプロットする(図20参照)。そして、これらのプロットデータを最小二乗法を用いて一次近似し、図20に直線で示すように、垂直応力(kPa)とせん断応力(kPa)との関係式(一次式)を得た。この一次式(直線)のy切片(すなわち、垂直応力の値が0のときのせん断応力の値)を、各実施例及び比較例のステップS2(ロール成形工程)における液架橋力の平均値F2(kPa)とした。これらの結果を表2に示す。 After that, in the same manner as the average value F1 (kPa) of the liquid bridge force described above, for each example and comparative example, the vertical stress (kPa) was plotted on the horizontal axis, and the shear stress (kPa) was plotted on the vertical axis. Plot in the coordinate plane (see Figure 20). Then, these plotted data were linearly approximated using the method of least squares to obtain a relational expression (linear expression) between normal stress (kPa) and shear stress (kPa) as shown by a straight line in FIG. The y-intercept of this linear expression (straight line) (that is, the value of shear stress when the value of normal stress is 0) is the average value F2 of the liquid bridge force in step S2 (roll forming process) of each example and comparative example (kPa). These results are shown in Table 2.
ここで、表1及び表2に示す結果について検討する。
まず、表1に示す実施例1~4及び比較例1,2の結果について検討する。比較例1では、液架橋力の平均値F1が9.3kPaであり、成膜不良(成膜欠点)が213箇所もあった。また、比較例2では、液架橋力の平均値F1が6.2kPaであり、成膜不良(成膜欠点)が168箇所もあった。
Here, the results shown in Tables 1 and 2 are examined.
First, the results of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 shown in Table 1 are examined. In Comparative Example 1, the average value F1 of the liquid bridge force was 9.3 kPa, and there were 213 film formation defects (film formation defects). Further, in Comparative Example 2, the average value F1 of the liquid bridge force was 6.2 kPa, and there were 168 film formation defects (film formation defects).
これに対し、実施例1では、液架橋力の平均値F1が2.8kPaと小さくなり、成膜不良(成膜欠点)が9箇所と少なくなった。また、実施例2では、液架橋力の平均値F1が1.6kPaと小さくなり、成膜不良(成膜欠点)が7箇所と少なくなった。さらに、実施例3では、液架橋力の平均値F1が0.4kPaと極めて小さくなり、成膜不良(成膜欠点)が2箇所と極めて少なくなった。さらに、実施例4では、液架橋力の平均値F1が0.2kPaと極めて小さくなり、成膜不良(成膜欠点)が2箇所と極めて少なくなった。 On the other hand, in Example 1, the average value F1 of the liquid bridge force was as small as 2.8 kPa, and the number of film formation defects (film formation defects) was reduced to nine. In addition, in Example 2, the average value F1 of the liquid bridge force was as small as 1.6 kPa, and the film formation defects (film formation defects) were reduced to 7 locations. Furthermore, in Example 3, the average value F1 of the liquid bridging force was extremely small, at 0.4 kPa, and the film formation defects (film formation defects) were extremely small at two locations. Furthermore, in Example 4, the average value F1 of the liquid bridging force was extremely small, at 0.2 kPa, and the film formation defects (film formation defects) were extremely small at two locations.
このように、実施例1~4では、比較例1,2に比べて、成膜不良(成膜欠点)を極めて少なくすることができた。その理由は、実施例1~4では、比較例1,2に比べて、液架橋力の平均値F1を大幅に小さくすることができたためである。 As described above, in Examples 1 to 4, compared with Comparative Examples 1 and 2, film formation defects (film formation defects) could be significantly reduced. The reason for this is that in Examples 1 to 4, compared with Comparative Examples 1 and 2, the average value F1 of the liquid bridging force could be significantly reduced.
具体的には、実施例1,2では、ロール成形工程において、乾燥装置60のエアノズル61から、第1ロール1の表面1bにエアARを吹き付けることによって、第1ロール1の表面1bを乾燥させつつ、負極合材6(負極湿潤造粒体16)または正極合材36(正極湿潤造粒体56)を第1ロール1と第2ロール2との間隙に通すようにしたことで、液架橋力の平均値F1を低減して、F1<F2の関係を満たすようにしたからである(図1及び図2参照)。
Specifically, in Examples 1 and 2, the
また、実施例3,4では、ロール成形工程において、乾燥装置160のエアノズル161から、第1ロール1の表面1bにドライエアDARを吹き付けることによって、第1ロール1の表面1bを乾燥させつつ、負極合材6(負極湿潤造粒体16)または正極合材36(正極湿潤造粒体56)を第1ロール1と第2ロール2との間隙に通すようにしたことで、液架橋力の平均値F1を大幅に低減して、F1<F2の関係を満たすようにしたからである(図13及び図14参照)。
Further, in Examples 3 and 4, in the roll forming process, the
なお、実施例1,3及び比較例1におけるF2の値は、比較例3におけるF2の値と同等であるといえる。すなわち、F2=9.3(kPa)であるといえる。
また、実施例2,4及び比較例2におけるF2の値は、比較例4におけるF2の値と同等であるといえる。すなわち、F2=6.2(kPa)であるといえる。
It can be said that the value of F2 in Examples 1 and 3 and Comparative Example 1 is equivalent to the value of F2 in Comparative Example 3. That is, it can be said that F2=9.3 (kPa).
In addition, it can be said that the F2 value in Examples 2 and 4 and Comparative Example 2 is equivalent to the F2 value in Comparative Example 4. That is, it can be said that F2=6.2 (kPa).
このようにすることで、実施例1~4では、ロール成形工程において、負極合材6に含まれる負極湿潤造粒体16または正極合材36に含まれる正極湿潤造粒体56が、対向して回転する第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するとき、第1ロール1と第2ロール2のうち、相対的に液架橋力の大きい第2ロール2の表面2bに付着し易くなり、その結果、成膜不良(成膜欠点)が生じ難くなったといえる。
By doing so, in Examples 1 to 4, the negative electrode
以上の結果より、ロール成形工程において、第1ロール1の表面1bを乾燥させて、F1<F2の関係を満たすようにすることで、成膜不良(成膜欠点)が生じ難くなるといえる。さらには、ロール成形工程において、F1<F2の関係を満たすようにすることに加えて、F1≦2.8kPaの関係を満たすようにすることで、成膜不良(成膜欠点)が極めて生じ難くなるといえる。
From the above results, it can be said that film formation defects (film formation defects) are less likely to occur by drying the
なお、実施例1,2に比べて実施例3,4のほうが成膜不良(成膜欠点)を少なくすることができた理由は、以下のように考えられる。具体的には、実施例1,2では、第1ロール1の表面1bに、エアAR(大気)を吹き付けているのに対し、実施例3,4では、露点が-30℃以下(上述の試験では-30℃)のドライエアDARを吹き付けているため、実施例1,2に比べて、第1ロール1の表面1bをより一層乾燥させることができたといえる。これにより、実施例3,4では、実施例1,2に比べて、F1がより一層小さくなると共に、負極合材6に含まれる負極湿潤造粒体16または正極合材36に含まれる正極湿潤造粒体56が、第2ロール2の表面2bにより一層付着し易くなり、その結果、成膜不良(成膜欠点)が生じ難くなったといえる。
The reason why Examples 3 and 4 were able to reduce film formation defects (film formation defects) as compared with Examples 1 and 2 is considered as follows. Specifically, in Examples 1 and 2, air AR (atmosphere) is blown onto the
次に、表2に示す実施例5~8及び比較例3,4の結果について検討する。比較例3では、液架橋力の平均値F2が9.3kPaであり、成膜不良(成膜欠点)が213箇所もあった。また、比較例4では、液架橋力の平均値F1が6.2kPaであり、成膜不良(成膜欠点)が168箇所もあった。 Next, the results of Examples 5 to 8 and Comparative Examples 3 and 4 shown in Table 2 are examined. In Comparative Example 3, the average value F2 of the liquid bridge force was 9.3 kPa, and there were 213 film formation defects (film formation defects). Further, in Comparative Example 4, the average value F1 of the liquid bridge force was 6.2 kPa, and there were 168 film formation defects (film formation defects).
これに対し、実施例5では、液架橋力の平均値F2が29.1kPaと大きくなり、成膜不良(成膜欠点)が3箇所と極めて少なくなった。また、実施例6では、液架橋力の平均値F2が13.6kPaと大きくなり、成膜不良(成膜欠点)が5箇所と極めて少なくなった。さらに、実施例7では、液架橋力の平均値F2が19.1kPaと大きくなり、成膜不良(成膜欠点)が13箇所と少なくなった。さらに、実施例8では、液架橋力の平均値F2が12.4kPaと大きくなり、成膜不良(成膜欠点)が19箇所と少なくなった。 On the other hand, in Example 5, the average value F2 of the liquid bridging force was as large as 29.1 kPa, and the film formation defects (film formation defects) were very few at three locations. In Example 6, the average value F2 of the liquid bridging force was as large as 13.6 kPa, and the number of defective film formations (defects in film formation) was extremely small at 5 locations. Furthermore, in Example 7, the average value F2 of the liquid bridging force increased to 19.1 kPa, and the film formation defects (film formation defects) decreased to 13 locations. Furthermore, in Example 8, the average value F2 of the liquid bridging force increased to 12.4 kPa, and the film formation defects (film formation defects) decreased to 19 locations.
このように、実施例5~8では、比較例3,4に比べて、成膜不良(成膜欠点)を極めて少なくすることができた。その理由は、実施例5~8では、比較例3,4に比べて、液架橋力の平均値F2を大きくすることができたためである。 As described above, in Examples 5 to 8, as compared with Comparative Examples 3 and 4, film formation defects (film formation defects) could be significantly reduced. The reason for this is that in Examples 5 to 8, compared with Comparative Examples 3 and 4, the average value F2 of the liquid bridging force was able to be increased.
具体的には、実施例5,6では、ロール成形工程において、湿潤装置260を用いて、第2ロール2の表面2bに液体L1またはL2を付着させることによって、第2ロール2の表面2bを湿潤させつつ、負極合材6(負極湿潤造粒体16)または正極合材36(正極湿潤造粒体56)を第1ロール1と第2ロール2との間隙に通すようにしたことで、液架橋力の平均値F2を増大させて、F1<F2の関係を満たすようにしたからである(図15及び図16参照)。
Specifically, in Examples 5 and 6, the
また、実施例7,8では、ロール成形工程において、湿潤装置360を用いて、第2ロール2の表面2bに液体L1またはL2を付着させることによって、第2ロール2の表面2bを湿潤させつつ、負極合材6(負極湿潤造粒体16)または正極合材36(正極湿潤造粒体56)を第1ロール1と第2ロール2との間隙に通すようにしたことで、液架橋力の平均値F2を増大させて、F1<F2の関係を満たすようにしたからである(図17及び図18参照)。
Further, in Examples 7 and 8, in the roll forming process, the wetting
なお、実施例5,7及び比較例3におけるF1の値は、比較例1におけるF1の値と同等であるといえる。すなわち、F1=9.3(kPa)であるといえる。
また、実施例6,8及び比較例4におけるF1の値は、比較例2におけるF1の値と同等であるといえる。すなわち、F1=6.2(kPa)であるといえる。
It can be said that the value of F1 in Examples 5 and 7 and Comparative Example 3 is equivalent to the value of F1 in Comparative Example 1. That is, it can be said that F1=9.3 (kPa).
In addition, it can be said that the F1 value in Examples 6 and 8 and Comparative Example 4 is equivalent to the F1 value in Comparative Example 2. That is, it can be said that F1=6.2 (kPa).
このようにすることで、実施例5~8では、ロール成形工程において、負極合材6に含まれる負極湿潤造粒体16または正極合材36に含まれる正極湿潤造粒体56が、対向して回転する第1ロール1と第2ロール2との間隙を通過するとき、第1ロール1と第2ロール2のうち、相対的に液架橋力の大きい第2ロール2の表面2bに付着し易くなり、その結果、成膜不良(成膜欠点)が生じ難くなったといえる。
By doing so, in Examples 5 to 8, the negative electrode
以上の結果より、ロール成形工程において、第2ロール2の表面2bを湿潤させて、F1<F2の関係を満たすようにすることで、成膜不良(成膜欠点)が生じ難くなるといえる。さらには、ロール成形工程において、F1<F2の関係を満たすようにすることに加えて、F2≧12.4kPaの関係を満たすようにすることで、成膜不良(成膜欠点)が極めて生じ難くなるといえる。
From the above results, it can be said that film formation defects (film formation defects) are less likely to occur by moistening the
なお、実施例7,8に比べて実施例5,6のほうが成膜不良(成膜欠点)を少なくすることができた理由は、以下のように考えられる。具体的には、実施例7,8では、スプレーノズル361から噴霧した液体L1,L2を第2ロール2の表面2bに付着させているのに対し、実施例5,6では、不織布261を第2ロール2の表面2bに押し当てることによって、不織布261に含まれている液体L1,L2を第2ロール2の表面2bに付着させている。
The reason why Examples 5 and 6 were able to reduce film formation defects (film formation defects) as compared with Examples 7 and 8 is considered as follows. Specifically, in Examples 7 and 8, the liquids L1 and L2 sprayed from the
このため、実施例5,6では、実施例7,8に比べて、第2ロール2の表面2bをより均一に湿潤させることができたといえる。これにより、実施例5,6では、実施例7,8に比べて、負極合材6に含まれる負極湿潤造粒体16または正極合材36に含まれる正極湿潤造粒体56が、第2ロール2の表面2bの全体にわたって付着し易くなり、その結果、成膜不良(成膜欠点)が生じ難くなったといえる。
Therefore, in Examples 5 and 6, compared with Examples 7 and 8, it can be said that the
以上において、本発明を実施例1~8に即して説明したが、本発明は、実施例1~8に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。 In the above, the present invention has been described in accordance with Examples 1 to 8, but the present invention is not limited to Examples 1 to 8, and can be appropriately modified and applied without departing from the gist thereof. Needless to say.
例えば、実施例5~8では、第2ロール2の表面2bに付着させる液体として、負極合材6に含まれている溶媒15と同等の液体L1、または、正極合材36に含まれている溶媒35と同等の液体L2を用いた。しかしながら、第2ロール2の表面2bに付着させる液体は、電極合材に含まれる溶媒と同等の液体に限定されるものではなく、電極合材に含まれる物質と化学反応を引き起こさない液体であれば、いずれの液体を用いても良い。
For example, in Examples 5 to 8, the liquid to be adhered to the
1 第1ロール
1b 表面
2 第2ロール
2b 表面
6 負極合材(電極合材)
7 負極集電箔
8 膜状負極合材
9 膜状負極合材付き集電箔
13 負極活物質(電極活物質)
14,34 結着材
15,35 溶媒
16,16B 負極湿潤造粒体
18 負極合材層(電極合材層)
19 負極シート(電極シート)
20,120,220,320 ロール成膜装置
33 正極活物質(電極活物質)
36 正極合材(電極合材)
37 正極集電箔
38 膜状正極合材
39 膜状正極合材付き集電箔
48 正極合材層(電極合材層)
49 正極シート(電極シート)
56,56B 正極湿潤造粒体
60,160 乾燥装置
260,360 湿潤装置
AR エア
DAR ドライエア
L1,L2 液体
S1,T1 電極合材作製工程
S2,T2 ロール成形工程
S3,T3 転写工程
S4,T4 電極合材層形成工程
1
7 negative electrode current collector foil 8 filmy negative electrode mixture 9 current collector foil with filmy negative electrode mixture 13 negative electrode active material (electrode active material)
14, 34 binders 15, 35
19 negative electrode sheet (electrode sheet)
20, 120, 220, 320 Roll deposition device 33 Positive electrode active material (electrode active material)
36 positive electrode mixture (electrode mixture)
37 positive electrode current collector foil 38 film positive electrode mixture 39 current collector foil with film positive electrode mixture 48 positive electrode mixture layer (electrode mixture layer)
49 positive electrode sheet (electrode sheet)
56, 56B Wet
Claims (6)
前記電極合材を、対向して回転する第1ロールとこれよりも周速度が速い第2ロールとの間隙に通すことによって、前記電極合材を圧縮しつつ膜状にして、膜状にした前記電極合材を前記第2ロールの表面に付着させるロール成形工程と、
前記第2ロールの表面に付着している膜状の前記電極合材を、集電箔の表面上に転写する転写工程と、
前記集電箔の表面上に転写した膜状の前記電極合材を乾燥させることで、前記集電箔の表面上に電極合材層を形成する電極合材層形成工程と、を備え、
前記集電箔の表面上に前記電極合材層を有する電極シートを製造する電極シートの製造方法において、
前記電極合材作製工程は、
前記溶媒を加えることなく前記電極活物質と前記結着材とを混合した先行混合体を作製する第1混合工程と、
前記先行混合体と前記溶媒とを攪拌して、前記湿潤造粒体からなる前記電極合材を作製する第2混合工程と、を備え、
前記第2混合工程では、前記攪拌の速度を、当該工程の前半よりも後半を速くし、
前記ロール成形工程では、
前記電極合材が前記第1ロールと前記第2ロールとの間隙を通過するときの、前記電極合材に含まれる前記湿潤造粒体と前記第1ロールの表面との間の液架橋力の平均値F1(kPa)と、前記電極合材に含まれる前記湿潤造粒体と前記第2ロールの表面との間の液架橋力の平均値F2(kPa)とが、F1<F2の関係を満たし、
前記ロール成形工程では、
前記第1ロールの表面にエアを吹き付けることによって、前記第1ロールの表面を乾燥させつつ、前記電極合材を前記第1ロールと前記第2ロールとの間隙に通すことで、F1<F2の関係を満たすようにする
電極シートの製造方法。 an electrode mixture producing step of producing an electrode mixture comprising a plurality of wet granules obtained by mixing and granulating an electrode active material, a binder, and a solvent;
By passing the electrode mixture through a gap between a first roll that rotates in opposition to the first roll and a second roll that rotates at a faster peripheral speed than the first roll, the electrode mixture is compressed and made into a film. a roll forming step of adhering the electrode mixture to the surface of the second roll;
a transfer step of transferring the film-like electrode mixture adhering to the surface of the second roll onto the surface of the current collector foil;
an electrode mixture layer forming step of forming an electrode mixture layer on the surface of the current collector foil by drying the film-like electrode mixture transferred onto the surface of the current collector foil;
In the electrode sheet manufacturing method for manufacturing an electrode sheet having the electrode mixture layer on the surface of the current collector foil,
The electrode mixture preparation step includes:
a first mixing step of preparing a preliminary mixture by mixing the electrode active material and the binder without adding the solvent;
a second mixing step of stirring the preceding mixture and the solvent to prepare the electrode mixture made of the wet granules,
In the second mixing step, the stirring speed is faster in the latter half of the step than in the first half,
In the roll forming step,
Liquid bridge force between the wet granules contained in the electrode mixture and the surface of the first roll when the electrode mixture passes through the gap between the first roll and the second roll The average value F1 (kPa) and the average value F2 (kPa) of the liquid bridge force between the wet granules contained in the electrode mixture and the surface of the second roll satisfy the relationship of F1<F2. fill,
In the roll forming step,
By blowing air onto the surface of the first roll to dry the surface of the first roll, and passing the electrode mixture through the gap between the first roll and the second roll, it is possible to satisfy F1<F2. A method of manufacturing an electroded sheet that satisfies the relationship.
前記ロール成形工程では、前記第1ロールの表面に吹き付ける前記エアとして、露点が-30℃以下のドライエアを使用する
電極シートの製造方法。 A method for manufacturing the electrode sheet according to claim 1,
A method for manufacturing an electrode sheet, wherein in the roll forming step, dry air having a dew point of −30° C. or lower is used as the air to be blown onto the surface of the first roll.
前記ロール成形工程では、F1≦2.8kPaの関係を満たす
電極シートの製造方法。 A method for manufacturing the electrode sheet according to claim 1 or 2,
In the roll forming step, the method for producing an electrode sheet satisfying the relationship of F1≦2.8 kPa.
前記電極合材を、対向して回転する第1ロールとこれよりも周速度が速い第2ロールとの間隙に通すことによって、前記電極合材を圧縮しつつ膜状にして、膜状にした前記電極合材を前記第2ロールの表面に付着させるロール成形工程と、
前記第2ロールの表面に付着している膜状の前記電極合材を、集電箔の表面上に転写する転写工程と、
前記集電箔の表面上に転写した膜状の前記電極合材を乾燥させることで、前記集電箔の表面上に電極合材層を形成する電極合材層形成工程と、を備え、
前記集電箔の表面上に前記電極合材層を有する電極シートを製造する電極シートの製造方法において、
前記電極合材作製工程は、
前記溶媒を加えることなく前記電極活物質と前記結着材とを混合した先行混合体を作製する第1混合工程と、
前記先行混合体と前記溶媒とを攪拌して、前記湿潤造粒体からなる前記電極合材を作製する第2混合工程と、を備え、
前記第2混合工程では、前記攪拌の速度を、当該工程の前半よりも後半を速くし、
前記ロール成形工程では、
前記電極合材が前記第1ロールと前記第2ロールとの間隙を通過するときの、前記電極合材に含まれる前記湿潤造粒体と前記第1ロールの表面との間の液架橋力の平均値F1(kPa)と、前記電極合材に含まれる前記湿潤造粒体と前記第2ロールの表面との間の液架橋力の平均値F2(kPa)とが、F1<F2の関係を満たし、
前記ロール成形工程では、
前記第2ロールの表面に液体を付着させることによって、前記第2ロールの表面を湿潤させつつ、前記電極合材を前記第1ロールと前記第2ロールとの間隙に通すことで、F1<F2の関係を満たすようにする
電極シートの製造方法。 an electrode mixture producing step of producing an electrode mixture comprising a plurality of wet granules obtained by mixing and granulating an electrode active material, a binder, and a solvent;
By passing the electrode mixture through a gap between a first roll that rotates in opposition to the first roll and a second roll that rotates at a faster peripheral speed than the first roll, the electrode mixture is compressed and made into a film. a roll forming step of adhering the electrode mixture to the surface of the second roll;
a transfer step of transferring the film-like electrode mixture adhering to the surface of the second roll onto the surface of the current collector foil;
an electrode mixture layer forming step of forming an electrode mixture layer on the surface of the current collector foil by drying the film-like electrode mixture transferred onto the surface of the current collector foil;
In the electrode sheet manufacturing method for manufacturing an electrode sheet having the electrode mixture layer on the surface of the current collector foil,
The electrode mixture preparation step includes:
a first mixing step of preparing a preliminary mixture by mixing the electrode active material and the binder without adding the solvent;
a second mixing step of stirring the preceding mixture and the solvent to prepare the electrode mixture made of the wet granules,
In the second mixing step, the stirring speed is faster in the latter half of the step than in the first half,
In the roll forming step,
Liquid bridge force between the wet granules contained in the electrode mixture and the surface of the first roll when the electrode mixture passes through the gap between the first roll and the second roll The average value F1 (kPa) and the average value F2 (kPa) of the liquid bridge force between the wet granules contained in the electrode mixture and the surface of the second roll satisfy the relationship of F1<F2. fill,
In the roll forming step,
F1 < F2 by passing the electrode mixture through the gap between the first roll and the second roll while moistening the surface of the second roll by attaching a liquid to the surface of the second roll. A method of manufacturing an electrode sheet that satisfies the relationship of
前記ロール成形工程では、前記第2ロールの表面に付着させる前記液体として、前記湿潤造粒体に含まれる前記溶媒と同等の液体を使用する
電極シートの製造方法。 A method for manufacturing the electrode sheet according to claim 4,
In the roll forming step, as the liquid to be adhered to the surface of the second roll, a liquid equivalent to the solvent contained in the wet granules is used.
前記ロール成形工程では、F2≧12.4kPaの関係を満たす
電極シートの製造方法。 A method for manufacturing the electrode sheet according to claim 4 or 5,
In the roll forming step, the method for producing an electrode sheet satisfying the relationship of F2≧12.4 kPa.
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