JP7360671B2 - リチウムイオン電池電極の製造方法 - Google Patents
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Description
ステップ(S1)、カーボンナノチューブ原料を製造する。
ステップ(S2)、リチウムイオン電池の電極活物質および溶媒を提供する。
ステップ(S3)、カーボンナノチューブ原料及び電極活物質を溶媒と混合し、超音波分散させて、電極混合物を形成する。
ステップ(S4)、電極混合物を基板に噴霧して電極層を形成し、電極層を乾燥させた後、基板を除去してリチウムイオン電池電極を形成する。
ステップ(S41)、電極混合物を回収装置16に入れる。
ステップ(S42)、液体パイプ106を回収装置16に設置し、スプレーガンの位置を固定する。
ステップ(S43)、回転装置18を始動して基板12を回転させ、スプレーガン10を使用して基板12の表面に電極混合物を噴霧して電極層を形成する。
ステップ(S44)、電極層を乾燥させた後、基板12を取り外してリチウムイオン電池電極20を得る。
0.2gの超配列カーボンナノチューブ及び1gのリン酸鉄リチウム(LEP)粉末を600mLのエタノールに入れ、30分間超音波分散させて電極混合物を得る。得られた電極混合物を、スプレーガンを介して1000メッシュのフィルタースクリーンに噴霧し、乾燥後、自立構造を有するリチウムイオン電池正極をフィルタースクリーンから取り外す。
活物質であるリン酸鉄リチウム、導電剤super-p(導電性カーボンブラック)及びバインダー(PVDF)を質量比8:1:1で混合し、NMP溶剤に分散させてスラリーを得る。金属集電体(AlまたはCu)にスラリーをコーティングして乾燥させた後、リチウムイオン電池の正極が得られる。
実施例1のリチウムイオン電池の正極を正極とし、ポリプロピレンフィルムをセパレータとし、リチウム箔を負極とし、ステンレスガスケットを使用して、前記の部品が積層され、R2016バッテリーシェルによって組み立ち、ボタン電池を形成する。FECとFEMCとHFEとからなる混合液に1MのLiPF6を添加し、電解質を形成する。FECとFEMCとHFEとの質量パーセント比は2:6:2である。ボタン電池の組み立て工程は、アルゴングローブボックスで行わる。
比較例2のボタン電池の構造は、実施例2のボタン電池の構造と基本的に同じである。異なる点は、比較例1のリチウムイオン電池の正極を正極として使用することである。
0.2gの超配列カーボンナノチューブ及び1gのNCA粉末を600mLのエタノールに30分間超音波分散させて電極混合物を得る。得られた電極混合物を、スプレーガンを介して1000メッシュのフィルタースクリーンに噴霧し、乾燥後、自立構造を有するリチウムイオン電池正極をフィルタースクリーンから取り外す。上記のリチウムイオン電池正極を正極とし、ポリプロピレンフィルムをセパレータとし、リチウム箔を負極とし、ステンレスのガスケットを使用し、前記の部品が積層され、R2016バッテリーシェルによって組み立ち、ボタン電池を形成する。FECとFEMCとHFEとからなる混合液に1MのLiPF6を添加し、電解質を形成する。FECとFEMCとHFEとの質量パーセント比は2:6:2である。ボタン電池の組み立て工程は、アルゴングローブボックスで行わる。
活物質NCA、導電剤super-p(導電性カーボンブラック)、バインダー(PVDF)を質量比8:1:1で混合し、NMP溶剤に分散させてスラリーを得る。金属集電体(AlまたはCu)にスラリーをコーティングして乾燥させた後、リチウムイオン電池の正極が得られる。比較例3のボタン電池の構造は実施例3のボタン電池の構造と基本的に同じであるが、異なる点は比較例3のリチウムイオン電池の正極を正極として使用する。
10 スプレーガン
102 気体入口
104 液体入口
106 液体パイプ
108 気体パイプ
12 基板
14 支持体
16 回収装置
162 溝
18 回転装置
20 リチウムイオン電池電極
Claims (4)
- カーボンナノチューブ原料を製造する第一ステップと、
リチウムイオン電池の電極活物質および揮発性を有する溶媒を提供する第二ステップと、
前記カーボンナノチューブ原料及び前記電極活物質を前記溶媒と混合し、超音波分散させて、電極混合物を形成する第三ステップと、
前記電極混合物を基板に噴霧して電極層を形成し、前記電極層を乾燥させた後、前記基板を除去して、カーボンナノチューブのネットワーク構造体及び前記電極活物質のみからなるリチウムイオン電池電極を形成する第四ステップと、
を含み、
前記カーボンナノチューブ原料の製造方法は、基板に超配列カーボンナノチューブアレイを成長するサッブステップと、前記基板から前記超配列カーボンナノチューブアレイを削り取って前記カーボンナノチューブ原料を得るサッブステップと、を含むことを特徴とするリチウムイオン電池電極の製造方法。 - 前記超配列カーボンナノチューブアレイは、表面に不純物が含まれず、延伸方向が同じである複数のカーボンナノチューブを含むことを特徴とする、請求項1に記載のリチウムイオン電池電極の製造方法。
- 前記電極活物質は、リチウムイオン電池の正極活物質またはリチウムイオン電池の負極活物質であることを特徴とする、請求項1に記載のリチウムイオン電池電極の製造方法。
- 前記第四ステップは、
前記電極混合物を回収装置に入れる第一サッブステップと、
液体パイプを前記回収装置に設置し、スプレーガンの位置を固定する第二サッブステップと、
回転装置を始動して前記基板を回転させ、前記スプレーガンを使用して前記基板の表面に前記電極混合物を噴霧して前記電極層を形成する第三サッブステップと、
前記電極層を乾燥させた後、前記基板を取り外して前記リチウムイオン電池電極を得る第四サッブステップと、
を含むことを特徴とする、請求項1に記載のリチウムイオン電池電極の製造方法。
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