JP7488018B2 - How lithium-ion batteries are manufactured - Google Patents

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Description

本発明は、リチウムイオン電池の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a lithium-ion battery.

近年、環境保護のため二酸化炭素排出量の低減が切に望まれている。自動車業界では、電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV)の導入による二酸化炭素排出量の低減に期待が集まっており、これらの実用化の鍵を握るモータ駆動用二次電池の開発が鋭意行われている。二次電池としては、高エネルギー密度、高出力密度が達成できるリチウムイオン電池(リチウムイオン二次電池ともいう)に注目が集まっている。 In recent years, there has been a strong desire to reduce carbon dioxide emissions in order to protect the environment. In the automotive industry, there is hope that the introduction of electric vehicles (EVs) and hybrid electric vehicles (HEVs) will help reduce carbon dioxide emissions, and efforts are being made to develop secondary batteries for driving motors, which hold the key to putting these into practical use. As a secondary battery, attention is being focused on lithium-ion batteries (also known as lithium-ion secondary batteries), which can achieve high energy density and high power density.

リチウムイオン電池は、正極、負極及びセパレータを積層、または巻回して発電要素を構成し、そこに電解液を注液して製造される。ところで、電気自動車(EV)等に用いられる高容量の電池とする場合には電極が大きくなり、そこに含まれる活物質の量が増えるために電極内に均一に電解液を含浸させて電解液の含浸ムラを防止または抑制することが必要となる。
電解液の含浸ムラを防止または抑制する注液方法としては、例えば、発電要素を収容した収容部と電解液を溜めた空間とをもったラミネート容器の内部を負圧にして上記空間内の電解液を発電要素に徐々に浸透させる方法(特許文献1参照)等が知られている。
Lithium ion batteries are manufactured by stacking or rolling a positive electrode, a negative electrode, and a separator to form a power generating element, and injecting an electrolyte into the electrode. However, in order to manufacture a high-capacity battery for use in an electric vehicle (EV), the electrodes become larger and the amount of active material contained therein increases, so it is necessary to uniformly impregnate the electrodes with the electrolyte to prevent or suppress uneven impregnation of the electrolyte.
Known examples of injection methods for preventing or suppressing uneven impregnation of the electrolyte include a method in which negative pressure is created inside a laminated container having a storage section that stores a power generating element and a space that stores electrolyte, thereby allowing the electrolyte in the space to gradually permeate the power generating element (see Patent Document 1).

特開2009-76248号公報JP 2009-76248 A

しかしながら、特許文献1に記載された方法では、積層体の横方向から電解液が注入され、横方向に徐々に広がることで電解液が活物質層に含浸されるため、電極面積が大きくなった場合や電解液を注入してから短時間しか経過していない場合には電解液を均一に含浸させることが困難であり、含浸ムラを充分に防止または抑制できないという課題があった。 However, in the method described in Patent Document 1, the electrolyte is injected laterally into the laminate and gradually spreads laterally to impregnate the active material layer. This means that when the electrode surface area is large or when only a short time has passed since the electrolyte was injected, it is difficult to uniformly impregnate the electrolyte, and there is a problem in that uneven impregnation cannot be sufficiently prevented or suppressed.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、面積の大きな電極に対して電解液を含浸させる場合や、電解液を注入してから短時間しか経過していない場合であっても、電解液を均一に含浸することができるリチウムイオン電池の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above problems, and aims to provide a method for manufacturing a lithium-ion battery that can uniformly impregnate an electrolyte even when impregnating an electrode with a large surface area or when only a short time has passed since the electrolyte was injected.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、電極活物質層(A)と上記電極活物質層(A)の対極となる電極活物質層(B)とがセパレータを介して積層された積層単位、電解液、及び、上記積層単位と上記電解液とを収容する外装体を備えたリチウムイオン電池の製造方法であって、上記電極活物質層(A)、上記セパレータ及び上記電極活物質層(B)が積層されてなる積層単位を得る積層工程を備え、上記積層単位を形成する前において、上記セパレータ及び上記電極活物質層(B)の少なくとも1つには上記電解液が含有されており、上記電極活物質層(A)、上記セパレータ及び上記負極活物質層(B)は、下記(1)~(2)の少なくとも1つの条件を満たすことを特徴とするリチウムイオン電池の製造方法に関する。
(1)上記セパレータが有する細孔のすべてが上記電解液で満たされており、かつ電解液を含んでいない状態において上記電極活物質層(A)が有する細孔の総体積が上記電極活物質層(A)が有する上記電解液の体積よりも大きい。
(2)少なくとも上記電極活物質層(B)が上記電解液を含み、電解液を含んでいない状態において上記電極活物質層(B)が有する細孔の総体積に対する上記電極活物質層(B)に含まれる上記電解液の体積の割合が、電解液を含んでいない状態において上記電極活物質層(A)が有する細孔の総体積に対する上記電極活物質層(A)に含まれる上記電解液の体積の割合よりも大きい。
The present inventors conducted extensive research to solve the above problems and arrived at the present invention.
That is, the present invention relates to a method for producing a lithium ion battery comprising a laminate unit in which an electrode active material layer (A) and an electrode active material layer (B) serving as a counter electrode of the electrode active material layer (A) are laminated via a separator, an electrolyte, and an exterior body for accommodating the laminate unit and the electrolyte, the method comprising a lamination step of obtaining a laminate unit in which the electrode active material layer (A), the separator, and the electrode active material layer (B) are laminated, and prior to forming the laminate unit, at least one of the separator and the electrode active material layer (B) contains the electrolyte, and the electrode active material layer (A), the separator, and the negative electrode active material layer (B) satisfy at least one of the following conditions (1) to (2):
(1) All of the pores in the separator are filled with the electrolytic solution, and the total volume of the pores in the electrode active material layer (A) in a state in which the electrode active material layer (A) does not contain an electrolytic solution is larger than the volume of the electrolytic solution in the electrode active material layer (A).
(2) At least the electrode active material layer (B) contains the electrolytic solution, and the ratio of the volume of the electrolytic solution contained in the electrode active material layer (B) to the total volume of pores in the electrode active material layer (B) in a state in which the electrode active material layer (B) does not contain the electrolytic solution is greater than the ratio of the volume of the electrolytic solution contained in the electrode active material layer (A) to the total volume of pores in the electrode active material layer (A) in a state in which the electrode active material layer (B) does not contain the electrolytic solution.

本発明のリチウムイオン電池の製造方法は、面積の大きな電極に対して電解液を含浸させる場合や、電解液を注入してから短時間しか経過していない場合であっても、電解液を面方向に均一に含浸することができる。 The method for producing a lithium ion battery of the present invention can uniformly impregnate an electrode with a large area with the electrolyte in the planar direction even when the electrode is impregnated with the electrolyte or when only a short time has passed since the electrolyte was injected.

図1は、積層工程の例を模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic example of a lamination process. 図2は、積層単位を形成した直後の電解液の動きの一例を模式的に示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic example of the movement of the electrolyte immediately after the formation of the laminate unit. 図3は、積層単位を形成した直後の電解液の動きの別の一例を模式的に示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram that illustrates another example of the movement of the electrolyte immediately after the formation of the laminate unit.

以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本明細書において、リチウムイオン電池と記載する場合、リチウムイオン二次電池も含む概念とする。
The present invention will be described in detail below.
In this specification, the term "lithium ion battery" is intended to include the concept of a lithium ion secondary battery.

本発明のリチウムイオン電池の製造方法は、電極活物質層(A)と上記電極活物質層(A)の対極となる電極活物質層(B)とがセパレータを介して積層された積層単位、電解液、及び、上記積層単位と上記電解液とを収容する外装体を備えたリチウムイオン電池の製造方法であって、上記電極活物質層(A)、上記セパレータ及び上記電極活物質層(B)が積層されてなる積層単位を得る積層工程を備え、上記積層単位を形成する前において、上記セパレータ及び上記電極活物質層(B)の少なくとも1つには上記電解液が含有されており、上記電極活物質層(A)、上記セパレータ及び上記負極活物質層(B)は、下記(1)~(2)の少なくとも1つの条件を満たすことを特徴とする。
(1)上記セパレータが有する細孔のすべてが上記電解液で満たされており、かつ電解液を含んでいない状態において上記電極活物質層(A)が有する細孔の総体積が上記電極活物質層(A)が有する上記電解液の体積よりも大きい。
(2)少なくとも上記電極活物質層(B)が上記電解液を含み、電解液を含んでいない状態において上記電極活物質層(B)が有する細孔の総体積に対する上記電極活物質層(B)に含まれる上記電解液の体積の割合が、電解液を含んでいない状態において上記電極活物質層(A)が有する細孔の総体積に対する上記電極活物質層(A)に含まれる上記電解液の体積の割合よりも大きい。
The method for producing a lithium ion battery of the present invention is a method for producing a lithium ion battery comprising a laminate unit in which an electrode active material layer (A) and an electrode active material layer (B) serving as a counter electrode of the electrode active material layer (A) are laminated via a separator, an electrolyte, and an exterior body for accommodating the laminate unit and the electrolyte, the method comprising a lamination step of obtaining a laminate unit in which the electrode active material layer (A), the separator, and the electrode active material layer (B) are laminated, and before forming the laminate unit, at least one of the separator and the electrode active material layer (B) contains the electrolyte, and the electrode active material layer (A), the separator, and the negative electrode active material layer (B) satisfy at least one of the following conditions (1) to (2):
(1) All of the pores in the separator are filled with the electrolytic solution, and the total volume of the pores in the electrode active material layer (A) in a state in which the electrode active material layer (A) does not contain an electrolytic solution is larger than the volume of the electrolytic solution in the electrode active material layer (A).
(2) At least the electrode active material layer (B) contains the electrolytic solution, and the ratio of the volume of the electrolytic solution contained in the electrode active material layer (B) to the total volume of pores in the electrode active material layer (B) in a state in which the electrode active material layer (B) does not contain the electrolytic solution is greater than the ratio of the volume of the electrolytic solution contained in the electrode active material layer (A) to the total volume of pores in the electrode active material layer (A) in a state in which the electrode active material layer (B) does not contain the electrolytic solution.

本発明のリチウムイオン電池の製造方法では、積層単位を形成する前において、セパレータ及び電極活物質層(B)の少なくとも1つには電解液が含有されており、下記(1)~(2)の少なくとも1つの条件を満たす。
(1)上記セパレータが有する細孔のすべてが上記電解液で満たされており、かつ電解液を含んでいない状態において上記電極活物質層(A)が有する細孔の総体積が上記電極活物質層(A)が有する上記電解液の体積よりも大きい。
(2)少なくとも上記電極活物質層(B)が上記電解液を含み、電解液を含んでいない状態において上記電極活物質層(B)が有する細孔の総体積に対する上記電極活物質層(B)に含まれる上記電解液の体積の割合が、電解液を含んでいない状態において上記電極活物質層(A)が有する細孔の総体積に対する上記電極活物質層(A)に含まれる上記電解液の体積の割合よりも大きい。
In the method for producing a lithium ion battery of the present invention, before the stack unit is formed, at least one of the separator and the electrode active material layer (B) contains an electrolytic solution and satisfies at least one of the following conditions (1) and (2):
(1) All of the pores in the separator are filled with the electrolytic solution, and the total volume of the pores in the electrode active material layer (A) in a state in which the electrode active material layer (A) does not contain an electrolytic solution is larger than the volume of the electrolytic solution in the electrode active material layer (A).
(2) At least the electrode active material layer (B) contains the electrolytic solution, and the ratio of the volume of the electrolytic solution contained in the electrode active material layer (B) to the total volume of pores in the electrode active material layer (B) in a state in which the electrode active material layer (B) does not contain the electrolytic solution is greater than the ratio of the volume of the electrolytic solution contained in the electrode active material layer (A) to the total volume of pores in the electrode active material layer (A) in a state in which the electrode active material layer (B) does not contain the electrolytic solution.

(1)の場合、セパレータが有する細孔のすべてが電解液で満たされている一方で、電解液を含んでいない状態において電極活物質層(A)が有する細孔の総体積が電極活物質層(A)が有する電解液の体積よりも大きいので、電極活物質層(A)が電解液を含んでいない細孔を有しているといえる。従って、セパレータに含まれる電解液の一部が電極活物質層(A)に供給される。
このとき、電極活物質層(A)とセパレータは面同士で接触しているため、セパレータから電極活物質層(A)に電解液が供給される速度は、通常の方法(外装体内に電解液を注液する方法)と比較して速い。
In the case of (1), all of the pores in the separator are filled with the electrolyte, while the total volume of the pores in the electrode active material layer (A) in a state in which the electrode active material layer (A) does not contain the electrolyte is larger than the volume of the electrolyte in the electrode active material layer (A), so that it can be said that the electrode active material layer (A) has pores that do not contain the electrolyte. Therefore, a part of the electrolyte contained in the separator is supplied to the electrode active material layer (A).
At this time, since the electrode active material layer (A) and the separator are in surface-to-surface contact, the speed at which the electrolyte is supplied from the separator to the electrode active material layer (A) is faster than in the conventional method (a method in which the electrolyte is injected into the exterior body).

(2)の場合、電解液を含んでいない状態において電極活物質層(B)が有する細孔の総体積に対する電極活物質層(B)に含まれる電解液の体積の割合が、電解液を含んでいない状態において電極活物質層(A)が有する細孔の総体積に対する電極活物質層(A)に含まれる電解液の体積の割合よりも大きい。
そのため、電解液を含んでいない状態での細孔の総体積に占める電解液量が相対的に多い電極活物質層(B)に含まれる電解液の一部が、電解液を含んでいない状態での細孔の総体積に占める電解液量が相対的に少ない電極活物質層(A)に供給されることとなる。このとき、電極活物質層(B)に含まれる電解液の一部は、電極活物質層(B)と面同士で接触するセパレータを介して電極活物質層(A)へと供給されるため、セパレータを介して電極活物質層(B)から電極活物質層(A)へ電解液が供給される速度は、通常の方法(外装体内に電解液を注液する方法)と比較して速い。
なお、(2)の場合、電極活物質層(A)は電解液を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。電極活物質層(A)が電解液を含まない場合、電解液を含んでいない状態において電極活物質層(A)が有する細孔の総体積に対する電極活物質層(A)に含まれる電解液の体積の割合は、0%である。
In the case of (2), the ratio of the volume of the electrolyte contained in the electrode active material layer (B) to the total volume of the pores in the electrode active material layer (B) in a state where it does not contain an electrolyte is greater than the ratio of the volume of the electrolyte contained in the electrode active material layer (A) to the total volume of the pores in the electrode active material layer (A) in a state where it does not contain an electrolyte.
Therefore, a part of the electrolyte contained in the electrode active material layer (B), which occupies a relatively large amount of electrolyte in the total volume of the pores when the electrolyte is not contained, is supplied to the electrode active material layer (A), which occupies a relatively small amount of electrolyte in the total volume of the pores when the electrolyte is not contained. At this time, a part of the electrolyte contained in the electrode active material layer (B) is supplied to the electrode active material layer (A) through the separator that is in surface contact with the electrode active material layer (B), so that the speed at which the electrolyte is supplied from the electrode active material layer (B) to the electrode active material layer (A) through the separator is faster than that of a normal method (a method in which the electrolyte is injected into the exterior body).
In the case of (2), the electrode active material layer (A) may or may not contain an electrolyte solution. When the electrode active material layer (A) does not contain an electrolyte solution, the ratio of the volume of the electrolyte solution contained in the electrode active material layer (A) to the total volume of the pores in the electrode active material layer (A) in a state in which the electrode active material layer (A) does not contain an electrolyte solution is 0%.

上記(1)及び(2)の場合、電極活物質層(A)とセパレータの間での電解液の移動及びセパレータと電極活物質層(B)の間での電解液の移動は、セパレータと電極活物質層(A)又は電極活物質層(B)との接触面で行われ、厚さ方向に拡散するため、電解液の拡散距離が短く、電解液の濃度にばらつきが発生しにくい。
そのため、リチウムイオン電池用電極に対して、電解液を均一に含浸することができる。この効果は、電極の面積が大きい程顕著である。
In the above cases of (1) and (2), the movement of the electrolyte between the electrode active material layer (A) and the separator and the movement of the electrolyte between the separator and the electrode active material layer (B) occur at the contact surface between the separator and the electrode active material layer (A) or the electrode active material layer (B) and the electrolyte diffuses in the thickness direction. Therefore, the diffusion distance of the electrolyte is short and the concentration of the electrolyte is less likely to vary.
Therefore, the electrolyte can be uniformly impregnated into the lithium ion battery electrode, and this effect is more remarkable as the area of the electrode becomes larger.

本発明のリチウムイオン電池の製造方法において、上記(2)の場合、電解液を含んでいない状態において電極活物質層(B)が有する細孔の総体積に対する電極活物質層(B)に含まれる電解液の体積の割合(以下、電極活物質層(B)の電解液割合ともいう)と、電解液を含んでいない状態において電極活物質層(A)が有する細孔の総体積に対する電極活物質層(A)に含まれる電解液の体積の割合(以下、電極活物質層(A)の電解液割合ともいう)の差は特に限定されないが、45%以上であることが好ましい。
上記電解液割合の差が45%以上であると、電極活物質層(B)から電極活物質層(A)に対して迅速に電解液を供給することができる。
In the manufacturing method for a lithium ion battery of the present invention, in the above case of (2), the difference between the ratio of the volume of the electrolyte contained in the electrode active material layer (B) to the total volume of the pores that the electrode active material layer (B) has in a state where it does not contain an electrolyte (hereinafter also referred to as the electrolyte ratio in the electrode active material layer (B)) and the ratio of the volume of the electrolyte contained in the electrode active material layer (A) to the total volume of the pores that the electrode active material layer (A) has in a state where it does not contain an electrolyte (hereinafter also referred to as the electrolyte ratio in the electrode active material layer (A)) is not particularly limited, but is preferably 45% or more.
When the difference in the proportion of the electrolyte is 45% or more, the electrolyte can be rapidly supplied from the electrode active material layer (B) to the electrode active material layer (A).

本発明のリチウムイオン電池の製造方法では、積層単位を形成する前に上記(1)~(2)の少なくとも1つの条件を満たすが、(1)及び(2)の両方の条件を満たすことが好ましい。
上記(1)及び(2)の両方の条件を満たすと、電極活物質層(A)に充分な量の電解液を、迅速かつ均一に含浸させることができる。
In the method for producing a lithium ion battery of the present invention, at least one of the above conditions (1) and (2) is satisfied before the stack unit is formed, and it is preferable that both conditions (1) and (2) are satisfied.
When both of the above conditions (1) and (2) are satisfied, the electrode active material layer (A) can be rapidly and uniformly impregnated with a sufficient amount of the electrolyte.

積層単位を形成する前に上記(1)を満たす方法としては、例えば、積層単位を形成する前に、電極活物質層(A)に電解液を含浸させずに、セパレータに電解液を含浸させる方法等が挙げられる。
セパレータに電解液を含浸させる方法としては、所定量の電解液を入れた容器の中にセパレータを投入(浸漬)する方法や、セパレータの表面にスポイト等により電解液を滴下する方法等が挙げられる。
セパレータが有する細孔のすべてが上記電解液で満たされたか否かは、セパレータ表面の外観が白色から半透明に変化することで確認することができる。
なお、セパレータには、細孔の総体積よりも大きい体積の電解液を添加してもよい。この場合、セパレータの表面に、細孔に入らなかった電解液が保持される。
An example of a method for satisfying the above condition (1) before forming the laminate unit is a method in which the separator is impregnated with the electrolyte without impregnating the electrode active material layer (A) with the electrolyte before forming the laminate unit.
Methods for impregnating the separator with the electrolytic solution include a method in which the separator is placed (immersed) in a container containing a predetermined amount of electrolytic solution, and a method in which the electrolytic solution is dripped onto the surface of the separator using a dropper or the like.
Whether or not all of the pores in the separator are filled with the electrolyte can be confirmed by checking whether the appearance of the separator surface changes from white to translucent.
The separator may contain an electrolyte solution in a volume larger than the total volume of the pores, in which case the electrolyte solution that does not enter the pores is retained on the surface of the separator.

積層単位を形成する前に上記(2)を満たす方法としては、例えば、所定量の電解液を入れた容器の中に電極活物質層(B)を投入(浸漬)する方法や、電極活物質層(B)の表面にスポイト等により電解液を滴下する方法等が挙げられる。
さらには、電極活物質層(B)を作製する際に、電極活物質層を構成する各成分に加えて、電解液を添加しておき、これを混合、成形することによって電解液を含んだ電極活物質層(B)を作製する方法も挙げられる。
Examples of a method for satisfying the above condition (2) before forming the stacking unit include a method of putting (immersing) the electrode active material layer (B) into a container containing a predetermined amount of electrolyte solution, and a method of dripping the electrolyte solution onto the surface of the electrode active material layer (B) using a dropper or the like.
Furthermore, when preparing the electrode active material layer (B), an electrolytic solution may be added in addition to the components constituting the electrode active material layer, and the resulting mixture may be mixed and molded to prepare an electrode active material layer (B) containing the electrolytic solution.

本発明のリチウムイオン電池の製造方法を構成する積層工程について、図1を参照して具体的に説明する。
図1は、積層工程の例を模式的に示す図である。
図1に示すように、積層工程では、電極活物質層(A)10と、対極となる電極活物質層(B)30とを、セパレータ20を介して積層し、積層単位100を得る。
電極活物質層(A)10及び電極活物質層(B)30はいずれも、電解液を含有することのできる細孔を有する多孔質体である。セパレータ20も、その内部に電解液を含有することができる細孔を有する多孔質体である。
電極活物質層(B)30及びセパレータ20の少なくとも1つには電解液が含有されている。
The lamination step constituting the method for producing a lithium ion battery of the present invention will be specifically described with reference to FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic example of a lamination process.
As shown in FIG. 1, in the lamination step, an electrode active material layer (A) 10 and an electrode active material layer (B) 30 serving as a counter electrode are laminated via a separator 20 to obtain a laminate unit 100 .
Both the electrode active material layer (A) 10 and the electrode active material layer (B) 30 are porous bodies having pores capable of containing an electrolytic solution. The separator 20 is also a porous body having pores capable of containing an electrolytic solution therein.
At least one of the electrode active material layer (B) 30 and the separator 20 contains an electrolyte.

積層単位を形成した後の電解液の移動について説明する。
図2は、積層単位を形成した直後の電解液の動きの一例を模式的に示す説明図である。図2は、積層単位を形成する前にセパレータのみに電解液を含有させた場合の例を示している。
図2に示す場合、最初、電解液はセパレータ20のみに含有されている。積層単位100が形成されることによってセパレータ20と、電極活物質層(A)10及び電極活物質層(B)30とが接触すると、その接触面から電極活物質層(A)10及び電極活物質層(B)30に向かって電解液が移動する(図2中に示す矢印は、電解液が拡散する方向を示している。)。
The movement of the electrolyte after the formation of the laminate unit will be described.
Fig. 2 is an explanatory diagram showing a schematic example of the movement of the electrolyte immediately after the formation of the laminate unit. Fig. 2 shows an example in which the electrolyte is contained only in the separator before the formation of the laminate unit.
In the case shown in Fig. 2, initially, the electrolyte is contained only in the separator 20. When the separator 20 comes into contact with the electrode active material layer (A) 10 and the electrode active material layer (B) 30 due to the formation of the laminate unit 100, the electrolyte moves from the contact surface toward the electrode active material layer (A) 10 and the electrode active material layer (B) 30 (the arrows shown in Fig. 2 indicate the direction in which the electrolyte diffuses).

図3は、積層単位を形成した直後の電解液の動きの別の一例を模式的に示す説明図である。図3は、積層単位を形成する前に電極活物質層(B)のみに電解液を含有させた場合の例を示している。
図3に示す場合、最初、電解液は電極活物質層(B)30のみに含有されている。積層単位100が形成されることによってセパレータ20、電極活物質層(A)10及び電極活物質層(B)30が接触すると、電極活物質層(B)30とセパレータ20との接触面からセパレータ20に対してまず電解液が移動する。その後、セパレータ20と電極活物質層(A)10との接触面から電極活物質層(A)10に対して電解液が移動する(図3中に示す矢印は、電解液が拡散する方向を示している。)。
なお、積層単位を形成する前において、セパレータと電極活物質層(B)の両方に電解液を含有させた場合でも、セパレータから電極活物質層(A)へ電解液が移動する。
Fig. 3 is an explanatory diagram showing a schematic diagram of another example of the movement of the electrolyte immediately after the formation of the laminate unit. Fig. 3 shows an example in which the electrolyte is contained only in the electrode active material layer (B) before the formation of the laminate unit.
In the case shown in Fig. 3, initially, the electrolyte is contained only in the electrode active material layer (B) 30. When the separator 20, the electrode active material layer (A) 10, and the electrode active material layer (B) 30 come into contact with each other as a result of the formation of the laminate unit 100, the electrolyte first moves from the contact surface between the electrode active material layer (B) 30 and the separator 20 to the separator 20. Then, the electrolyte moves from the contact surface between the separator 20 and the electrode active material layer (A) 10 to the electrode active material layer (A) 10 (the arrows shown in Fig. 3 indicate the direction in which the electrolyte diffuses).
Even when the electrolyte is contained in both the separator and the electrode active material layer (B) before the lamination unit is formed, the electrolyte moves from the separator to the electrode active material layer (A).

電極活物質層は、電極活物質を含み、電解液を含有することのできる細孔を有する多孔質体である。電極活物質層には、電極活物質の他に、導電助剤や粘着性樹脂、電極用バインダが含まれていてもよい。 The electrode active material layer is a porous body that contains an electrode active material and has pores that can contain an electrolyte solution. In addition to the electrode active material, the electrode active material layer may also contain a conductive assistant, an adhesive resin, and an electrode binder.

本発明のリチウムイオン電池の製造方法において、電極活物質層(A)及び電極活物質層(B)にはそれぞれ種類の異なる電極活物質が用いられる。
すなわち、電極活物質は正極活物質及び負極活物質のいずれかであり、電極活物質層(A)が電極活物質として正極活物質を用いた正極活物質層であった場合、電極活物質層(B)は電極活物質として負極活物質を用いた負極活物質層である。
In the method for producing a lithium ion battery of the present invention, different types of electrode active materials are used for the electrode active material layer (A) and the electrode active material layer (B).
That is, the electrode active material is either a positive electrode active material or a negative electrode active material, and when the electrode active material layer (A) is a positive electrode active material layer using a positive electrode active material as the electrode active material, the electrode active material layer (B) is a negative electrode active material layer using a negative electrode active material as the electrode active material.

正極活物質層は、正極活物質を含み、電解液を含有することのできる細孔を有する多孔質体である。 The positive electrode active material layer is a porous body that contains a positive electrode active material and has pores that can contain an electrolyte.

正極活物質としては、リチウムと遷移金属との複合酸化物{遷移金属が1種である複合酸化物(LiCoO、LiNiO、LiAlMnO、LiMnO及びLiMn等)、遷移金属元素が2種である複合酸化物(例えばLiFeMnO、LiNi1-xCo、LiMn1-yCo、LiNi1/3Co1/3Al1/3及びLiNi0.8Co0.15Al0.05)及び遷移金属元素が3種類以上である複合酸化物[例えばLiMM’M’’(M、M’及びM’’はそれぞれ異なる遷移金属元素であり、a+b+c=1を満たす。例えばLiNi1/3Mn1/3Co1/3)等]等}、リチウム含有遷移金属リン酸塩(例えばLiFePO、LiCoPO、LiMnPO及びLiNiPO)、遷移金属酸化物(例えばMnO及びV)、遷移金属硫化物(例えばMoS及びTiS)及び導電性高分子(例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン及びポリ-p-フェニレン及びポリビニルカルバゾール)等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。
なお、リチウム含有遷移金属リン酸塩は、遷移金属サイトの一部を他の遷移金属で置換したものであってもよい。
Positive electrode active materials include composite oxides of lithium and transition metals {composite oxides containing one type of transition metal (LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiAlMnO 4 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , etc.), composite oxides containing two types of transition metal elements (for example, LiFeMnO 4 , LiNi 1-x Co x O 2 , LiMn 1-y Co y O 2 , LiNi 1/3 Co 1/3 Al 1/3 O 2 , and LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 ), and composite oxides containing three or more types of transition metal elements [for example, LiM a M' b M'' c O 2 (M, M', and M'' are different transition metal elements and satisfy a + b + c = 1, for example, LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 ), etc.}, lithium-containing transition metal phosphates (for example, LiFePO 4 , LiCoPO 4 , LiMnPO 4 and LiNiPO 4 ), transition metal oxides (for example, MnO 2 and V 2 O 5 ), transition metal sulfides (for example, MoS 2 and TiS 2 ), and conductive polymers (for example, polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene, poly-p-phenylene and polyvinylcarbazole), and two or more of them may be used in combination.
The lithium-containing transition metal phosphate may have some of the transition metal sites substituted with other transition metals.

正極活物質の体積平均粒子径は、リチウムイオン電池の電気特性の観点から、0.01~100μmであることが好ましく、0.1~35μmであることがより好ましく、1~30μmであることがさらに好ましい。 From the viewpoint of the electrical characteristics of the lithium ion battery, the volume average particle diameter of the positive electrode active material is preferably 0.01 to 100 μm, more preferably 0.1 to 35 μm, and even more preferably 1 to 30 μm.

負極活物質層は負極活物質を含み、電解液を含有することのできる細孔を有する多孔質体である。 The negative electrode active material layer contains a negative electrode active material and is a porous body having pores that can contain an electrolyte.

負極活物質としては、炭素系材料[例えばハードカーボン、難黒鉛化性炭素、アモルファス炭素、樹脂焼成体(例えばフェノール樹脂及びフラン樹脂等を焼成し炭素化したもの等)、コークス類(例えばピッチコークス、ニードルコークス及び石油コークス等)、炭化ケイ素及び炭素繊維等]、導電性高分子(例えばポリアセチレン及びポリピロール等)、金属(スズ、シリコン、アルミニウム、ジルコニウム及びチタン等)、金属酸化物(チタン酸化物、リチウム・チタン酸化物及びケイ素酸化物等)及び金属合金(例えばリチウム-スズ合金、リチウム-シリコン合金、リチウム-アルミニウム合金及びリチウム-アルミニウム-マンガン合金等)等及びこれらと炭素系材料との混合物等が挙げられる。
上記負極活物質のうち、内部にリチウム又はリチウムイオンを含まないものについては、予め負極活物質の一部又は全部にリチウム又はリチウムイオンを含ませるプレドープ処理を施してもよい。
Examples of the negative electrode active material include carbon-based materials [e.g., hard carbon, non-graphitizable carbon, amorphous carbon, baked resins (e.g., baked and carbonized phenolic resins and furan resins), cokes (e.g., pitch coke, needle coke, and petroleum coke), silicon carbide, and carbon fibers], conductive polymers (e.g., polyacetylene and polypyrrole), metals (tin, silicon, aluminum, zirconium, and titanium), metal oxides (titanium oxide, lithium-titanium oxide, and silicon oxide), and metal alloys (e.g., lithium-tin alloys, lithium-silicon alloys, lithium-aluminum alloys, and lithium-aluminum-manganese alloys), and mixtures of these with carbon-based materials.
Among the above-mentioned negative electrode active materials, those that do not contain lithium or lithium ions inside may be subjected to a pre-doping treatment in which lithium or lithium ions are contained in a part or the whole of the negative electrode active material in advance.

負極活物質の体積平均粒子径は、リチウムイオン電池の電気特性の観点から、0.01~100μmが好ましく、0.1~40μmであることがより好ましく、2~35μmであることがさらに好ましい。 From the viewpoint of the electrical characteristics of the lithium ion battery, the volume average particle diameter of the negative electrode active material is preferably 0.01 to 100 μm, more preferably 0.1 to 40 μm, and even more preferably 2 to 35 μm.

本明細書において、電極活物質の体積平均粒子径は、マイクロトラック法(レーザー回折・散乱法)によって求めた粒度分布における積算値50%での粒径(Dv50)を意味する。マイクロトラック法とは、レーザー光を粒子に照射することによって得られる散乱光を利用して粒度分布を求める方法である。なお、体積平均粒子径の測定には、日機装(株)製のマイクロトラック等を用いることができる。 In this specification, the volume average particle diameter of the electrode active material means the particle diameter at 50% of the cumulative value in the particle size distribution determined by the Microtrack method (laser diffraction/scattering method) (Dv50). The Microtrack method is a method for determining the particle size distribution by irradiating particles with laser light and using scattered light obtained. Note that the volume average particle diameter can be measured using a Microtrack manufactured by Nikkiso Co., Ltd., or the like.

導電助剤は導電性を有する材料から選択される。
具体的には、金属[ニッケル、アルミニウム、ステンレス(SUS)、銀、銅及びチタン等]、カーボン[グラファイト及びカーボンブラック(アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルランプブラック等)等]、及びこれらの混合物等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
これらの導電助剤は1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。また、これらの合金又は金属酸化物を用いてもよい。電気的安定性の観点から、好ましくはアルミニウム、ステンレス、カーボン、銀、銅、チタン及びこれらの混合物であり、より好ましくは銀、アルミニウム、ステンレス及びカーボンであり、さらに好ましくはカーボンである。またこれらの導電助剤としては、粒子系セラミック材料や樹脂材料の周りに導電性の材料(上記した導電助剤のうち金属のもの)をめっき等でコーティングしたものでもよい。
The conductive assistant is selected from materials having electrical conductivity.
Specific examples include metals [nickel, aluminum, stainless steel (SUS), silver, copper, titanium, etc.], carbon [graphite and carbon black (acetylene black, ketjen black, furnace black, channel black, thermal lamp black, etc.)], and mixtures thereof, but are not limited to these.
These conductive assistants may be used alone or in combination of two or more. In addition, alloys or metal oxides of these may be used. From the viewpoint of electrical stability, aluminum, stainless steel, carbon, silver, copper, titanium and mixtures thereof are preferable, silver, aluminum, stainless steel and carbon are more preferable, and carbon is even more preferable. In addition, these conductive assistants may be those in which a conductive material (a metal among the conductive assistants described above) is coated around the particulate ceramic material or resin material by plating or the like.

導電助剤の平均粒子径は、特に限定されるものではないが、リチウムイオン電池の電気特性の観点から、0.01~10μmであることが好ましく、0.02~5μmであることがより好ましく、0.03~1μmであることがさらに好ましい。
なお、「粒子径」とは、粒子の輪郭線上の任意の2点間の距離のうち、最大の距離Lを意味する。「平均粒子径」の値としては、走査型電子顕微鏡(SEM)や透過型電子顕微鏡(TEM)等の観察手段を用い、数~数十視野中に観察される粒子の粒子径の平均値として算出される値を採用するものとする。
The average particle size of the conductive assistant is not particularly limited, but from the viewpoint of the electrical characteristics of the lithium ion battery, it is preferably 0.01 to 10 μm, more preferably 0.02 to 5 μm, and even more preferably 0.03 to 1 μm.
The term "particle diameter" refers to the maximum distance L between any two points on the contour of a particle. The value of the "average particle diameter" is calculated as the average value of particle diameters of particles observed in several to several tens of fields of view using an observation means such as a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope (TEM).

導電助剤の形状(形態)は、粒子形態に限られず、粒子形態以外の形態であってもよく、カーボンナノチューブ等、いわゆるフィラー系導電性材料として実用化されている形態であってもよい。 The shape (form) of the conductive additive is not limited to a particulate form, but may be a form other than a particulate form, and may be a form that is in practical use as a so-called filler-based conductive material, such as carbon nanotubes.

導電助剤は、その形状が繊維状である導電性繊維であってもよい。
導電性繊維としては、PAN系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維、合成繊維の中に導電性のよい金属や黒鉛を均一に分散させてなる導電性繊維、ステンレス鋼のような金属を繊維化した金属繊維、有機物繊維の表面を金属で被覆した導電性繊維、有機物繊維の表面を導電性物質を含む樹脂で被覆した導電性繊維等が挙げられる。これらの導電性繊維の中では炭素繊維が好ましい。また、グラフェンを練りこんだポリプロピレン樹脂も好ましい。
導電助剤が導電性繊維である場合、その平均繊維径は0.1~20μmであることが好ましい。
The conductive assistant may be in the form of conductive fibers.
Examples of the conductive fiber include carbon fibers such as PAN-based carbon fibers and pitch-based carbon fibers, conductive fibers obtained by uniformly dispersing conductive metals or graphite in synthetic fibers, metal fibers obtained by fiberizing metals such as stainless steel, conductive fibers obtained by coating the surface of organic fibers with metals, and conductive fibers obtained by coating the surface of organic fibers with resins containing conductive substances. Among these conductive fibers, carbon fibers are preferred. Polypropylene resins kneaded with graphene are also preferred.
When the conductive assistant is a conductive fiber, the average fiber diameter is preferably 0.1 to 20 μm.

電極活物質は、その表面の少なくとも一部が被覆用樹脂を含む被覆剤で被覆された被覆電極活物質であってもよい。被覆電極活物質は、電解液を含んだ被覆剤が膨潤して粘着性を示すため、成形がより簡便な条件で行える。
従って、最初から電解液を含んだ電極活物質層を作製しやすくなる。
なお、電極活物質が正極活物質である場合の被覆電極活物質を、被覆正極活物質ともいい、電極活物質が負極活物質である場合の被覆電極活物質を、被覆負極活物質ともいう。
The electrode active material may be a coated electrode active material having at least a part of its surface coated with a coating agent containing a coating resin. The coated electrode active material can be molded under simpler conditions because the coating agent containing the electrolyte swells and exhibits adhesion.
Therefore, it becomes easier to prepare an electrode active material layer that contains an electrolytic solution from the beginning.
When the electrode active material is a positive electrode active material, the coated electrode active material is also called a coated positive electrode active material, and when the electrode active material is a negative electrode active material, the coated electrode active material is also called a coated negative electrode active material.

被覆剤は、被覆用樹脂を含んでなり、必要に応じてさらに導電材料を含んでいてもよい。
上記被覆用樹脂としては、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂などが挙げられ、例えば、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート、ポリサッカロイド(アルギン酸ナトリウム等)及びこれらの混合物等が挙げられる。これらの中ではアクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂又はポリアミド樹脂が好ましく、アクリル樹脂がより好ましい。
これらの中では、電解液に浸漬した際の吸液率が10%以上であり、飽和吸液状態での引張破断伸び率が10%以上である被覆用樹脂がより好ましい。
上述した被覆用樹脂のなかでも、国際公開第2015/005117号公報に被覆用樹脂として記載されているものは、本発明のリチウムイオン電池用電極組成物成形体の製造方法において、被覆剤を構成する被覆用樹脂として特に好適に用いることができる。
The coating agent contains a coating resin, and may further contain a conductive material as required.
Examples of the coating resin include thermoplastic resins and thermosetting resins, such as fluororesins, acrylic resins, urethane resins, polyester resins, polyether resins, polyamide resins, epoxy resins, polyimide resins, silicone resins, phenolic resins, melamine resins, urea resins, aniline resins, ionomer resins, polycarbonates, polysaccharides (such as sodium alginate), and mixtures thereof. Among these, acrylic resins, urethane resins, polyester resins, and polyamide resins are preferred, and acrylic resins are more preferred.
Among these, coating resins that have a liquid absorption rate of 10% or more when immersed in an electrolyte and a tensile elongation at break of 10% or more when saturated with electrolyte are more preferred.
Among the above-mentioned coating resins, those described as coating resins in WO 2015/005117 are particularly suitable for use as coating resins constituting the coating agent in the method for producing an electrode composition molded body for lithium ion batteries of the present invention.

なお、被覆活物質は、国際公開第2015/041184号公報等に記載の公知の方法で得ることができる。 The coated active material can be obtained by known methods such as those described in International Publication No. WO 2015/041184.

電極活物質層は、電極活物質と電極用バインダ及び/又は粘着性樹脂とを含む混合物を形成してなる多孔質体であってもよい。電極活物質層としては、電極用バインダを含むことなく電極活物質と粘着性樹脂とを含む混合物を成形してなる多孔質体であることが好ましい。
電極用バインダとしては、電極活物質同士及び電極活物質と集電体とを結着固定するために用いられる公知の溶剤乾燥型のリチウムイオン電池用結着剤(デンプン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフルオロエチレン、スチレン-ブタジエンゴム、ポリエチレン、ポリプロピレン及びスチレン-ブタジエン共重合体等の材料であって、溶剤に溶解又は分散して用いられ、溶剤を揮発、留去して固体として析出させることで結着する材料)が挙げられる。
電極用バインダは、溶媒成分を揮発させることで乾燥した場合にその表面が粘着性を示すことなく固体化して、電極活物質同士及び電極活物質と集電体とを強固に固定するものである。一方、粘着性樹脂は、溶媒成分を揮発させて乾燥させても固体化せずに粘着性を有する樹脂を意味する。ここで粘着とは、JIS Z0109:2015 粘着テープ・粘着シート用語に定義された、「高粘度液体に見られる現象であって、僅かな圧力を加えるだけで被着体に接着する現象」を意味し、粘着性樹脂は僅かな圧力を加えるだけで被着体に接着することができる樹脂である。そして、僅かな圧力を加えるだけでは被着体に接着できない固体状の上記電極用バインダと接着性樹脂とは異なる材料であり、区別される。電極用バインダは、単に結着剤、バインダ等とも呼ばれる。
The electrode active material layer may be a porous body formed by forming a mixture containing an electrode active material and an electrode binder and/or an adhesive resin. The electrode active material layer is preferably a porous body formed by molding a mixture containing an electrode active material and an adhesive resin without containing an electrode binder.
Examples of the electrode binder include known solvent-drying type binders for lithium ion batteries used to bind and fix electrode active materials to each other and to a current collector (materials such as starch, polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, styrene-butadiene rubber, polyethylene, polypropylene, and styrene-butadiene copolymers, which are used by being dissolved or dispersed in a solvent and which bind by volatilizing and distilling off the solvent to precipitate as a solid).
The electrode binder is a material that, when dried by volatilizing the solvent component, the surface of the electrode binder solidifies without showing any adhesiveness, and firmly fixes the electrode active material to itself and the electrode active material to the current collector. On the other hand, the adhesive resin means a resin that has adhesiveness without solidifying even when the solvent component is volatilized and dried. Here, the adhesive means a phenomenon seen in a high viscosity liquid, which is defined in JIS Z0109:2015 Adhesive Tape and Adhesive Sheet Terms, in which the adhesive resin adheres to the adherend by applying only a slight pressure, and the adhesive resin is a resin that can adhere to the adherend by applying only a slight pressure. The electrode binder, which cannot be adhered to the adherend by applying only a slight pressure, is a different material from the solid electrode binder and the adhesive resin, and is distinguished from them. The electrode binder is also simply called a binding agent, binder, etc.

粘着性樹脂とは、常温で短時間、わずかな圧力で被着体への可逆的な接着が可能な樹脂であり、酢酸ビニル、2-エチルヘキシルアクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、ブチルアクリレート及びブチルメタクリレートからなる群から選択された少なくとも1種の低Tgモノマーを必須構成単量体として含むことが好ましい。上記低Tgモノマーの合計重量割合は、構成単量体の合計重量に基づいて45重量%以上であることが好ましい。
また、上記被覆用樹脂がその一部を溶解する溶剤を使用しなければ粘着性を発現しないのに対し、上記粘着性樹脂は、その一部を溶解する溶剤を用いることなく電極活物質組成物中で粘着性を発現する点で、上記被覆用樹脂と上記粘着性樹脂とは区別される。
The adhesive resin is a resin capable of reversibly adhering to an adherend with slight pressure for a short time at room temperature, and preferably contains at least one low Tg monomer selected from the group consisting of vinyl acetate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, butyl acrylate, and butyl methacrylate as an essential constituent monomer. The total weight ratio of the low Tg monomer is preferably 45% by weight or more based on the total weight of the constituent monomers.
In addition, the coating resin does not exhibit adhesiveness unless a solvent that dissolves part of it is used, whereas the adhesive resin exhibits adhesiveness in the electrode active material composition without the use of a solvent that dissolves part of it, and thus the coating resin is distinguished from the adhesive resin.

上記粘着性樹脂としては、上記必須構成単量体の他に、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、アクリル酸等を含む重合体であってもよい。 The adhesive resin may be a polymer containing 2-hydroxyethyl methacrylate, acrylic acid, etc., in addition to the essential constituent monomers.

粘着性樹脂を用いる場合、電極活物質及び導電助剤の合計重量に対して0.01~10重量%の粘着性樹脂を用いることが好ましい。 When using an adhesive resin, it is preferable to use 0.01 to 10% by weight of the adhesive resin based on the total weight of the electrode active material and the conductive assistant.

導電材料としては、上述した導電助剤と同様のものを好適に用いることができる。
ただし、導電材料が被覆電極活物質の一部を構成する被覆剤に含まれるのに対して、導電助剤は該被覆剤中に含まれない点で明確に区別できる。
As the conductive material, the same conductive assistant as described above can be suitably used.
However, they can be clearly distinguished in that the conductive material is contained in a coating agent that constitutes a part of the coated electrode active material, whereas the conductive assistant is not contained in the coating agent.

電極活物質層は、電極活物質と必要による用いる電極用バインダ及び粘着性樹脂等とを、プラネタリミキサー、万能混合機及びタンブラーミキサー等の公知の粉体撹拌混合装置を用いて混合して混合物を得て、この混合物を公知の方法で成型することによって得ることができる。成形方法としては、例えば、圧縮成形、押出成形及びカレンダー成形等が挙げられる。
なお、電極活物質層が電極活物質と粘着性樹脂とを含む混合物を成形してなる多孔質体である場合、電極活物質の表面に粘着性樹脂を付着させた後に、必要に応じて用いる導電助剤等と混合して成形してもよく、電極活物質と粘着性樹脂と必要に応じて用いる導電助剤とを一括に混合して成形してもよい。
The electrode active material layer can be obtained by mixing the electrode active material with an electrode binder and an adhesive resin, etc., which are used as required, using a known powder stirring and mixing device such as a planetary mixer, a universal mixer, or a tumbler mixer to obtain a mixture, and molding this mixture by a known method, such as compression molding, extrusion molding, and calendar molding.
In addition, when the electrode active material layer is a porous body obtained by molding a mixture containing an electrode active material and an adhesive resin, the adhesive resin may be attached to the surface of the electrode active material, and then mixed with a conductive assistant or the like used as needed and molded, or the electrode active material, the adhesive resin, and the conductive assistant used as needed may be mixed together and molded.

混合物は乾燥体であってもよく、湿潤体であってもよいが、湿潤体であることが好ましい。湿潤体とは、乾燥した上記混合物に少量の液体(電解液又は電解液を構成する溶媒)を添加したものである。混合物が湿潤体の場合、ペンデュラー状態又はファニキュラー状態であることが好ましい。 The mixture may be in a dry state or a wet state, but is preferably in a wet state. A wet state is obtained by adding a small amount of liquid (electrolyte or a solvent that constitutes the electrolyte) to the above-mentioned dried mixture. When the mixture is in a wet state, it is preferably in a pendular or funicular state.

湿潤体である場合における電解液の割合は、特に限定されないが、ペンデュラー状態又はファニキュラー状態とするためには、正極の場合には電解液の割合を湿潤体全体の0.5~15重量%、負極の場合には電解液の割合を湿潤体全体の0.5~25重量%とすることが好ましい。 The proportion of electrolyte in the wet body is not particularly limited, but in order to achieve a pendular or funicular state, it is preferable that the proportion of electrolyte be 0.5 to 15% by weight of the entire wet body in the case of a positive electrode, and 0.5 to 25% by weight of the entire wet body in the case of a negative electrode.

圧縮成形によって電極活物質層を得る方法としては、任意の形状の型に上記混合物を入れて公知の圧縮装置を用いて圧縮する方法が挙げられる。
型の形状は、底面及び側面を有していればよく、その他の形状は特に限定されない。また、側面を構成する型と底面を構成する型とが分離可能に構成されていてもよい。
As a method for obtaining an electrode active material layer by compression molding, there can be mentioned a method in which the above mixture is placed in a mold of any shape and compressed using a known compression device.
The shape of the mold is not particularly limited as long as it has a bottom surface and a side surface. In addition, the mold constituting the side surface and the mold constituting the bottom surface may be configured to be separable.

型を構成する材料としては、金型等に使用される金属等の一般的な材料が挙げられる。
また、型と電極組成物成形体との間で発生する摩擦を低減するため、型の表面にはフッ素コート等が施されていてもよい。
型内に形成された空間(以下、単に空間ともいう)の形状は、得たい電極活物質層の形状に応じて調整すればよく、圧縮方向における形状変化がないものであることが好ましく、例えば、円柱形、角柱形等であることが好ましい。
空間の形状が円柱形の型を用いた場合には平面視略円形の、空間の形状が角柱状の型を用いた場合には平面視矩形の電極組成物成形体が得られる。
Examples of materials constituting the mold include general materials such as metals used in metal molds.
In order to reduce friction occurring between the mold and the electrode composition molded article, the surface of the mold may be coated with fluorine or the like.
The shape of the space formed in the mold (hereinafter also simply referred to as the space) may be adjusted according to the shape of the electrode active material layer to be obtained, and it is preferable that the shape does not change in the compression direction, for example, a cylindrical shape, a rectangular prism shape, etc.
When a mold in which the shape of the space is cylindrical is used, an electrode composition molded article that is approximately circular in plan view is obtained, and when a mold in which the shape of the space is prismatic is used, an electrode composition molded article that is rectangular in plan view is obtained.

押出成形によって電極活物質層を得る方法としては、公知の押出成形機を用いる方法が挙げられる。
押出成形機としては、例えば、原料(上記混合物)が供給される原料筒と、原料筒の原料吐出側に取り付けられたダイス(モールドともいう)と、原料筒内に配置された原料をダイスの方へ押し出すための回転軸状のスクリュとを有するものが挙げられる。
原料筒に混合物を投入し、スクリュの回転により原料筒を移動した混合物をダイスから押し出すことにより、筒状の成形体を得る事ができる。成形体の形状は、ダイスの形状、及び、スクリュの回転速度を調整することによって適宜調整することができる。
As a method for obtaining an electrode active material layer by extrusion molding, a method using a known extrusion molding machine can be mentioned.
An example of an extrusion molding machine is one that has a raw material tube into which raw material (the above-mentioned mixture) is supplied, a die (also called a mold) attached to the raw material discharge side of the raw material tube, and a rotating shaft-shaped screw for extruding the raw material placed in the raw material tube toward the die.
The mixture is fed into the raw material cylinder, and the mixture that moves through the raw material cylinder by rotating the screw is extruded through the die to obtain a cylindrical compact. The shape of the compact can be appropriately adjusted by adjusting the shape of the die and the rotation speed of the screw.

ダイスから吐出される筒状の成形体の形状は特に限定されないが、円柱形又は四角柱形であることが好ましい。ダイスから吐出される筒状の成形体を所定の長さで切断することにより、電極活物質層が得られる。 The shape of the cylindrical compact discharged from the die is not particularly limited, but a cylindrical or rectangular prism shape is preferable. The electrode active material layer is obtained by cutting the cylindrical compact discharged from the die to a predetermined length.

カレンダー成形によって電極活物質層を得る方法としては、公知のロールプレス装置を用いる方法が挙げられる。
ニーダー等の連続混合機から上記混合物を投入し、ドクターブレード等によってフィルム等の平滑な面上に一定の厚みに広げた混合物をロールプレス処理することでシート状の成形体を得る事ができる。シート状の成形体を所定の長さで切断することにより、電極活物質層が得られる。
As a method for obtaining an electrode active material layer by calendar molding, a method using a known roll press device can be mentioned.
The mixture is fed from a continuous mixer such as a kneader, and the mixture is spread to a certain thickness on a smooth surface such as a film using a doctor blade or the like, and then roll-pressed to obtain a sheet-like molded product. The sheet-like molded product is cut to a predetermined length to obtain an electrode active material layer.

電極活物質層の見かけの体積に対する電極活物質層が有する細孔体積の割合(以下、電極活物質層の細孔率という)は特に限定されないが、正極電極活物質層の場合は35~50%であることが好ましく、負極電極活物質層の場合は30~45%であることが好ましい。
上述した成形方法における圧力を調整することによって電極活物質層の細孔率を調整することができる。
なお、電極活物質層の細孔率は、電解液を含んでいない状態における電極活物質層の見掛け体積に対する電極活物質層中に含まれる細孔の総体積の割合であり、本発明において、電極活物質層中に含まれる細孔の合計体積は、電解液を含んでいない状態における電極活物質層の見掛け体積から電極活物質層の形成に用いた電極活物質の体積の合計を引き算することにより計算される値である。電極活物質層の形成に用いた電極活物質の体積は、電極活物質の質量と真密度とを掛け算することにより得られる。
なお、電極活物質の真密度は、OECD Test No.109,OECD GUIDLINE FOR THE TESTING OF CHEN|MICALS,Density of Liquids and Soliddsに記載の方法で得ることができる。
The ratio of the pore volume of the electrode active material layer to the apparent volume of the electrode active material layer (hereinafter referred to as the porosity of the electrode active material layer) is not particularly limited, but is preferably 35 to 50% in the case of a positive electrode active material layer, and is preferably 30 to 45% in the case of a negative electrode active material layer.
By adjusting the pressure in the above-mentioned molding method, the porosity of the electrode active material layer can be adjusted.
The porosity of the electrode active material layer is the ratio of the total volume of the pores contained in the electrode active material layer to the apparent volume of the electrode active material layer in a state in which the electrolyte is not contained, and in the present invention, the total volume of the pores contained in the electrode active material layer is a value calculated by subtracting the total volume of the electrode active material used to form the electrode active material layer from the apparent volume of the electrode active material layer in a state in which the electrolyte is not contained. The volume of the electrode active material used to form the electrode active material layer is obtained by multiplying the mass of the electrode active material by the true density.
The true density of the electrode active material can be obtained by the method described in OECD Test No. 109, OECD GUIDELINE FOR THE TESTING OF CHEN|MICALS, Density of Liquids and Solids.

電極活物質層のうち、少なくとも電極活物質層(A)は、電極活物質同士が電極用バインダによって互いに結着していない非結着体であることが好ましい。
非結着体である電極活物質層(A)は、電極用バインダを使用せずに混合物を準備し、成形することで得ることができる。
電極活物質層(A)を構成する電極活物質が被覆電極活物質である場合には、電極活物質層中に被覆用樹脂が存在していることとなる。ただし、被覆用樹脂は電極活物質粒子の表面を被覆するものであって、電極活物質粒子同士を不可逆的に接着するものではなく、接着は一時的(可逆的)なもので、容易に手でほぐすことができる。従って、被覆電極活物質を含む混合物を成形した場合であっても、電極用バインダを添加しないことで、電極活物質同士が電極用バインダによって互いに結着していない非結着体を得ることができる。
Of the electrode active material layers, at least the electrode active material layer (A) is preferably a non-binding material in which the electrode active materials are not bound to each other by an electrode binder.
The electrode active material layer (A), which is a non-binding material, can be obtained by preparing a mixture without using an electrode binder and molding it.
When the electrode active material constituting the electrode active material layer (A) is a coated electrode active material, the coating resin is present in the electrode active material layer. However, the coating resin coats the surface of the electrode active material particles, and does not irreversibly bond the electrode active material particles together, but the adhesion is temporary (reversible), and can be easily loosened by hand. Therefore, even when a mixture containing a coated electrode active material is molded, a non-bonded body in which the electrode active materials are not bonded to each other by the electrode binder can be obtained by not adding an electrode binder.

また、電極活物質層を得るための混合物に粘着性樹脂を含む場合には、電極活物質の表面が粘着性樹脂により可逆的に固定されることとなる。この場合、電極活物質同士であれば容易に分離することができ、電極活物質が、被覆電極活物質であったとしても、被覆用樹脂を破壊することなく被覆電極活物質同士を分離することができる。
従って、電極活物質(又は被覆電極活物質)と粘着性樹脂を用い、電極用バインダを用いずに準備された混合物を用いて成形する場合であっても、電極活物質同士が電極用バインダによって互いに結着していない非結着体を得ることができる。
In addition, when the mixture for obtaining the electrode active material layer contains an adhesive resin, the surface of the electrode active material is reversibly fixed by the adhesive resin. In this case, the electrode active materials can be easily separated from each other, and even if the electrode active material is a coated electrode active material, the coated electrode active materials can be separated from each other without destroying the coating resin.
Therefore, even when molding is performed using a mixture prepared using an electrode active material (or a coated electrode active material) and an adhesive resin without using an electrode binder, it is possible to obtain a non-bonded body in which the electrode active materials are not bonded to each other by the electrode binder.

本発明のリチウムイオン電池の製造方法において用いられるセパレータとしては、公知のリチウムイオン電池用セパレータを用いることができる。公知のリチウムイオン電池用セパレータとしては、多孔質ポリオレフィンからなるセパレータ[旭化成(株)製ハイポア、旭化成(株)製セルガード及び宇部興産(株)製ユーポア等]等が挙げられ、これらの表面に更にアルミナ等の絶縁性粒子からなる多孔膜を設けたものを用いてもよい。
セパレータの見掛け体積に対する細孔の合計体積の割合(以下、セパレータの細孔率という)は40~60%であることが好ましく、細孔率がこの範囲となるものであれば、市販のセパレータをそのまま用いることができる。
なお、セパレータの細孔率は市販のセパレータについてはその仕様書等に記載された値で確認できる他、水銀等の液体を細孔に圧入して細孔分布を定量するポロシメーターを用い、得られた細孔分布から細孔の合計体積を計算し、セパレータの外寸から計算される見掛け体積に対する細孔の合計体積の割合を計算することによって確認することができる。
The separator used in the method for producing a lithium ion battery of the present invention may be a known lithium ion battery separator, such as a separator made of porous polyolefin (such as Hipore, Celgard, and Ube Industries, Ltd.), or a separator having a porous membrane made of insulating particles such as alumina on its surface.
The ratio of the total volume of pores to the apparent volume of the separator (hereinafter referred to as the porosity of the separator) is preferably 40 to 60%, and commercially available separators with porosity in this range can be used as they are.
The porosity of a separator can be confirmed from the value described in the specifications of a commercially available separator, or can be confirmed by using a porosimeter that quantitatively measures the pore distribution by injecting a liquid such as mercury into the pores, calculating the total volume of the pores from the obtained pore distribution, and calculating the ratio of the total volume of the pores to the apparent volume calculated from the outer dimensions of the separator.

セパレータの厚さは特に限定されないが、5~200μmであることが好ましい。
セパレータの厚さが上記範囲であると、セパレータの厚さが充分薄く、セパレータを介して電極活物質層(B)から電極活物質層(A)に対して電解液を供給する速度が良好である。
さらに、セパレータの厚さが上記範囲であると、セパレータが含有することのできる電解液量が、電極活物質層(A)及び電極活物質層(B)が含有することのできる電解液量と比較して小さくなるため、電極活物質層(B)の電解液割合が、電極活物質層(A)の電解液割合よりも大きい場合(すなわち(2)の条件)においてセパレータが電解液を含有していない場合であっても、電極活物質層(B)に含まれる電解液がセパレータだけでなく、電極活物質層(A)にも供給される。
The thickness of the separator is not particularly limited, but is preferably 5 to 200 μm.
When the thickness of the separator is within the above range, the thickness of the separator is sufficiently thin, and the speed at which the electrolyte is supplied from the electrode active material layer (B) to the electrode active material layer (A) through the separator is good.
Furthermore, when the thickness of the separator is within the above range, the amount of electrolyte that the separator can contain is smaller than the amount of electrolyte that the electrode active material layer (A) and the electrode active material layer (B) can contain. Therefore, even when the electrolyte ratio in the electrode active material layer (B) is greater than the electrolyte ratio in the electrode active material layer (A) (i.e., condition (2)) and the separator does not contain electrolyte, the electrolyte contained in the electrode active material layer (B) is supplied not only to the separator but also to the electrode active material layer (A).

電解液としては、リチウムイオン電池の製造に用いられる、電解質及び非水溶媒を含有する電解液を使用することができる。 The electrolyte solution may be an electrolyte solution containing an electrolyte and a non-aqueous solvent, which is used in the manufacture of lithium-ion batteries.

電解質としては、通常の電解液に用いられているもの等が使用でき、好ましいものとしては、例えば、LiPF、LiBF、LiSbF、LiAsF、LiClO、及びLiN(SOF)等の無機アニオンのリチウム塩、LiN(SOCF及びLiN(SO等の有機アニオンのリチウム塩等が挙げられる。これらの内、電池出力及び充放電サイクル特性の観点から好ましいのはLiPF及びLiN(SOF)である。 As the electrolyte, those used in ordinary electrolytic solutions can be used, and preferred ones include, for example, lithium salts of inorganic anions such as LiPF6 , LiBF4 , LiSbF6 , LiAsF6 , LiClO4 , and LiN( SO2F ) 2 , and lithium salts of organic anions such as LiN( SO2CF3 ) 2 and LiN( SO2C2F5 ) 2 . Of these, LiPF6 and LiN( SO2F ) 2 are preferred from the viewpoint of battery output and charge / discharge cycle characteristics .

非水溶媒としては、非プロトン性溶媒を好ましく使用することができる。
非プロトン性溶媒とは、水素イオン供与性の基(解離性の水素原子を有する基、例えば、アミノ基、水酸基、及びチオ基。)を有さない溶媒であり、好ましく用いることができる溶媒としては、ラクトン化合物、環状又は鎖状炭酸エステル、鎖状カルボン酸エステル、環状又は鎖状エーテル、リン酸エステル、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホン等及びこれらの混合物であり、より好ましくは環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、及び環状炭酸エステルと鎖状炭酸エステルとの混合溶媒である。
As the non-aqueous solvent, an aprotic solvent can be preferably used.
The aprotic solvent is a solvent that does not have a hydrogen ion donating group (a group having a dissociable hydrogen atom, for example, an amino group, a hydroxyl group, and a thio group). Solvents that can be preferably used include lactone compounds, cyclic or chain carbonates, chain carboxylates, cyclic or chain ethers, phosphates, nitrile compounds, amide compounds, sulfones, and mixtures thereof, and more preferably cyclic carbonates, chain carbonates, and mixed solvents of cyclic carbonates and chain carbonates.

ラクトン化合物としては、5員環(γ-ブチロラクトン及びγ-バレロラクトン等)及び6員環のラクトン化合物(δ-バレロラクトン等)等を挙げることができる。 Examples of lactone compounds include 5-membered ring (such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone) and 6-membered ring lactone compounds (such as δ-valerolactone).

環状炭酸エステルとしては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート及びビニレンカーボネート等が挙げられる。
鎖状炭酸エステルとしては、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチル-n-プロピルカーボネート、エチル-n-プロピルカーボネート及びジ-n-プロピルカーボネート等が挙げられる。
Examples of the cyclic carbonate ester include propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, and vinylene carbonate.
Examples of the chain carbonate ester include dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl-n-propyl carbonate, ethyl-n-propyl carbonate, and di-n-propyl carbonate.

鎖状カルボン酸エステルとしては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル及びプロピオン酸メチル等が挙げられる。
環状エーテルとしては、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,3-ジオキソラン及び1,4-ジオキサン等が挙げられる。
鎖状エーテルとしては、ジメトキシメタン及び1,2-ジメトキシエタン等が挙げられる。
Examples of the chain carboxylate include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, and methyl propionate.
Examples of cyclic ethers include tetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,3-dioxolane, and 1,4-dioxane.
Examples of the chain ethers include dimethoxymethane and 1,2-dimethoxyethane.

リン酸エステルとしては、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸エチルジメチル、リン酸ジエチルメチル、リン酸トリプロピル、リン酸トリブチル、リン酸トリ(トリフルオロメチル)、リン酸トリ(トリクロロメチル)、リン酸トリ(トリフルオロエチル)、リン酸トリ(トリパーフルオロエチル)、2-エトキシ-1,3,2-ジオキサホスホラン-2-オン、2-トリフルオロエトキシ-1,3,2-ジオキサホスホラン-2-オン及び2-メトキシエトキシ-1,3,2-ジオキサホスホラン-2-オン等が挙げられる。
ニトリル化合物としては、アセトニトリル等が挙げられる。アミド化合物としては、N,N-ジメチルホルムアミド(以下、DMFともいう)等が挙げられる。スルホンとしては、ジメチルスルホン及びジエチルスルホン等の鎖状スルホン及びスルホラン等の環状スルホン等が挙げられる。
非プロトン性溶媒は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of the phosphate ester include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, ethyl dimethyl phosphate, diethyl methyl phosphate, tripropyl phosphate, tributyl phosphate, tri(trifluoromethyl phosphate), tri(trichloromethyl phosphate), tri(trifluoroethyl phosphate), tri(triperfluoroethyl phosphate), 2-ethoxy-1,3,2-dioxaphospholan-2-one, 2-trifluoroethoxy-1,3,2-dioxaphospholan-2-one, and 2-methoxyethoxy-1,3,2-dioxaphospholan-2-one.
Examples of the nitrile compound include acetonitrile, etc. Examples of the amide compound include N,N-dimethylformamide (hereinafter, also referred to as DMF), etc. Examples of the sulfone include linear sulfones such as dimethyl sulfone and diethyl sulfone, and cyclic sulfones such as sulfolane, etc.
The aprotic solvent may be used alone or in combination of two or more kinds.

電解液に含まれる上記の電解質の濃度は、低温での電池特性等の観点から、0.3~3mol/Lであることが好ましい。 The concentration of the above electrolyte contained in the electrolytic solution is preferably 0.3 to 3 mol/L from the viewpoint of battery characteristics at low temperatures, etc.

本発明のリチウムイオン電池の製造方法において、上記(2)の条件である場合、電解液を含んでいない状態において電極活物質層(B)が有する細孔の総体積に対する電極活物質層(B)に含まれる電解液の体積の割合が、電解液を含んでいない状態において電極活物質層(A)が有する細孔の総体積に対する電極活物質層(A)に含まれる電解液の体積の割合よりも大きければ、積層工程において用いられる電極活物質層(A)、セパレータ及び電極活物質層(B)が含有する電解液の量は、特に限定されない。
なかでも電解液を均一に含浸させる観点からは、電解液を含んでいない状態において電極活物質層(A)が有する細孔の総体積に対する電極活物質層(A)に含まれる電解液の体積の割合が0~90%であることが好ましく、0~50%であることがより好ましい。
In the manufacturing method for a lithium ion battery of the present invention, in the case where the above condition (2) is met, the amounts of the electrolyte contained in the electrode active material layer (A), the separator, and the electrode active material layer (B) used in the lamination step are not particularly limited, so long as the ratio of the volume of the electrolyte contained in the electrode active material layer (B) to the total volume of the pores that the electrode active material layer (B) has in a state where it does not contain the electrolyte is greater than the ratio of the volume of the electrolyte contained in the electrode active material layer (A) to the total volume of the pores that the electrode active material layer (A) has in a state where it does not contain the electrolyte.
In particular, from the viewpoint of uniformly impregnating the electrolyte solution, the ratio of the volume of the electrolyte solution contained in the electrode active material layer (A) to the total volume of the pores that the electrode active material layer (A) has in a state in which the electrolyte solution is not contained is preferably 0 to 90%, and more preferably 0 to 50%.

電解液を含んでいない状態において電極活物質層(B)が有する細孔の総体積に対する電極活物質層(B)に含まれる電解液の体積の割合は100%を超えていてもよい。上記割合が100%を超える場合、電極活物質層(B)は流動性を持つ活物質層となる。 The ratio of the volume of the electrolyte contained in the electrode active material layer (B) to the total volume of the pores in the electrode active material layer (B) in a state in which the electrolyte is not contained may exceed 100%. When the above ratio exceeds 100%, the electrode active material layer (B) becomes an active material layer having fluidity.

本発明のリチウムイオン電池の製造方法は、上記積層工程の前に、上記セパレータ及び上記電極活物質層(B)の少なくとも1つに上記電解液を含有させる吸液工程をさらに備えることが好ましい。 The method for producing a lithium ion battery of the present invention preferably further includes a liquid absorption step of impregnating at least one of the separator and the electrode active material layer (B) with the electrolyte solution prior to the stacking step.

上記吸液工程は、所定量の電解液を入れた容器の中に電極活物質層(B)を投入(浸漬)する方法、電極活物質層(B)の表面にスポイト等により電解液を滴下する方法、及び電極活物質層(B)を作製する際に、電極活物質層を構成する各成分に加えて、電解液を添加しておき、これを混合、成形することによって電解液を含んだ電極活物質層(B)を作製する方法等により行うことができる。 The above-mentioned liquid absorption process can be carried out by a method of putting (immersing) the electrode active material layer (B) into a container containing a predetermined amount of electrolyte solution, a method of dripping the electrolyte solution onto the surface of the electrode active material layer (B) using a dropper or the like, or a method of adding the electrolyte solution in addition to the components constituting the electrode active material layer when preparing the electrode active material layer (B), and then mixing and molding the mixture to prepare an electrode active material layer (B) containing the electrolyte solution.

なお、電解液割合が100%を超える電極活物質層(B)を得る方法としては、例えば、電極活物質を含む混合物を成形して得られた電極活物質層(B)に対して細孔が含むことのできる量よりも多い量の電解液を添加する方法や、電極活物質を含む混合物に対して、成形後の電極活物質(B)の細孔が含むことのできる量よりも多い量の電解液をあらかじめ添加してから成形する方法等が挙げられる。 Methods for obtaining an electrode active material layer (B) having an electrolyte ratio of more than 100% include, for example, a method in which an amount of electrolyte greater than the amount that the pores of the electrode active material layer (B) obtained by molding a mixture containing the electrode active material is added to the electrode active material layer (B) obtained by molding, and a method in which an amount of electrolyte greater than the amount that the pores of the electrode active material (B) after molding is added to a mixture containing the electrode active material in advance, and then the mixture is molded.

吸液工程において、セパレータに電解液を含有させる方法としては、所定量の電解液を入れた容器の中にセパレータを投入(浸漬)する方法や、セパレータの表面にスポイト等により電解液を滴下する方法等が挙げられる。 In the liquid absorption process, methods for impregnating the separator with the electrolyte include placing (immersing) the separator in a container containing a predetermined amount of electrolyte, or dripping the electrolyte onto the surface of the separator using a dropper, etc.

本発明のリチウムイオン電池の製造方法は、上記積層単位が外装体に収容された収容体を得る収容工程をさらに備えることが好ましい。
収容工程は、上記の積層工程の後に、上記積層単位を外装体に収容することで行ってもよく、外装体の内部で直接、電極活物質層(A)、セパレータ及び電極活物質層(B)を積層して積層単位を形成すること(すなわち、積層工程と収容工程を同時に行うこと)で行ってもよい。
The method for producing a lithium ion battery of the present invention preferably further includes a housing step of obtaining a housing in which the laminate unit is housed in an exterior body.
The accommodation step may be performed by accommodating the laminate unit in an outer casing after the lamination step, or by directly laminating the electrode active material layer (A), the separator, and the electrode active material layer (B) inside the outer casing to form a laminate unit (i.e., performing the lamination step and the accommodation step simultaneously).

なお、収容体を封止してしまう前に、正極側の電極活物質層に正極集電体を、負極側の電極集電体に負極集電体を接続する。
正極集電体は、正極となる電極活物質層のセパレータとは反対側の主面に設けられることが好ましい。また負極集電体は、負極となる電極活物質層のセパレータとは反対側の主面に設けられることが好ましい。
Before sealing the container, a positive electrode current collector is connected to the electrode active material layer on the positive electrode side, and a negative electrode current collector is connected to the electrode active material layer on the negative electrode side.
The positive electrode current collector is preferably provided on the main surface of the electrode active material layer that becomes the positive electrode, opposite the separator, and the negative electrode current collector is preferably provided on the main surface of the electrode active material layer that becomes the negative electrode, opposite the separator.

外装体としては、公知の金属缶ケース及びアルミニウムを含むラミネートフィルム等を用いることができる。ラミネートフィルムとしては、ポリプロピレン、アルミニウム及びナイロンをこの順に積層してなる3層構造のラミネートフィルム等を用いることができる。なかでも、収容後の積層単位に対して圧力を加えて電解液の含浸を促進することが行いやすい点から、ラミネートフィルムが好ましい。 The exterior body may be a known metal can case or a laminate film containing aluminum. The laminate film may be a three-layer laminate film made by laminating polypropylene, aluminum, and nylon in this order. Among these, a laminate film is preferred because it is easy to apply pressure to the laminate unit after storage to promote impregnation of the electrolyte.

正極集電体及び負極集電体としては、金属集電体や樹脂集電体を用いることができる。金属集電体としては、公知の金属集電体を用いることができる。たとえば、金属集電体は、銅、アルミニウム、チタン、ニッケル、タンタル、ニオブ、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、タングステン、ビスマス、アンチモン、およびこれらの一種以上を含む合金、ならびにステンレス合金からなる群から選択される一種以上からなると好ましい。金属集電体は薄板または金属箔から形成されてもよいし、基材の表面にスパッタリング、電着および塗布等の手法により金属層を形成してもよい。 A metal collector or a resin collector can be used as the positive electrode collector and the negative electrode collector. A known metal collector can be used as the metal collector. For example, the metal collector is preferably made of one or more selected from the group consisting of copper, aluminum, titanium, nickel, tantalum, niobium, hafnium, zirconium, zinc, tungsten, bismuth, antimony, alloys containing one or more of these elements, and stainless steel alloys. The metal collector may be formed from a thin plate or metal foil, or a metal layer may be formed on the surface of the substrate by a method such as sputtering, electrodeposition, or coating.

樹脂集電体は導電性を有する高分子組成物からなる集電体であり、好ましくは非導電性の高分子材料と導電性フィラーとの混合物からなり、日本国特許公開第2012-150905号公報及び国際公開第WO2015/005116号等に記載のもの等を用いることができる。
高分子材料としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリメチルペンテン(PMP)、ポリシクロオレフィン(PCO)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリメチルアクリレート(PMA)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂およびこれらの混合物等が挙げられる。
電気的安定性の観点から、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリメチルペンテン(PMP)およびポリシクロオレフィン(PCO)が好ましく、さらに好ましくはポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)およびポリメチルペンテン(PMP)である。
The resin current collector is a current collector made of a polymer composition having electrical conductivity, and is preferably made of a mixture of a non-conductive polymer material and a conductive filler. Those described in Japanese Patent Publication No. 2012-150905 and International Publication No. WO2015/005116, etc., can be used.
Examples of polymeric materials include polyethylene (PE), polypropylene (PP), polymethylpentene (PMP), polycycloolefin (PCO), polyethylene terephthalate (PET), polyethernitrile (PEN), polytetrafluoroethylene (PTFE), styrene butadiene rubber (SBR), polyacrylonitrile (PAN), polymethyl acrylate (PMA), polymethyl methacrylate (PMMA), polyvinylidene fluoride (PVdF), epoxy resin, silicone resin, and mixtures thereof.
From the viewpoint of electrical stability, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polymethylpentene (PMP) and polycycloolefin (PCO) are preferred, and polyethylene (PE), polypropylene (PP) and polymethylpentene (PMP) are more preferred.

導電性フィラーは、導電性を有する材料から選択され、集電体内のイオン透過を抑制する観点から、電荷移動媒体として用いられるイオンに関して伝導性を有さない材料を用いるのが好ましい。具体的には、カーボン材料、アルミニウム、金、銀、銅、鉄、白金、クロム、スズ、インジウム、アンチモン、チタン、ニッケルなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの導電性フィラーは1種単独で用いられてもよいし、2種以上併用してもよい。また、ステンレス(SUS)等のこれらの合金材が用いられてもよい。耐食性の観点から、好ましくはアルミニウム、ステンレス、カーボン材料、ニッケル、より好ましくはカーボン材料である。また、これらの導電性フィラーは、粒子系セラミック材料や樹脂材料の周りに、上記で示される金属をメッキ等でコーティングしたものであってもよい。 The conductive filler is selected from materials having electrical conductivity, and from the viewpoint of suppressing ion permeation in the current collector, it is preferable to use a material that does not have conductivity with respect to the ions used as the charge transfer medium. Specific examples include, but are not limited to, carbon materials, aluminum, gold, silver, copper, iron, platinum, chromium, tin, indium, antimony, titanium, and nickel. These conductive fillers may be used alone or in combination of two or more. In addition, alloy materials of these, such as stainless steel (SUS), may be used. From the viewpoint of corrosion resistance, aluminum, stainless steel, carbon materials, and nickel are preferable, and carbon materials are more preferable. In addition, these conductive fillers may be formed by coating the particulate ceramic material or resin material with the above-mentioned metal by plating or the like.

樹脂集電体は、日本国特許公開第2012-150905号公報及び国際公開第WO2015/005116号等に記載の公知の方法で得ることができ、ポリプロピレンに導電性フィラーとしてアセチレンブラックを5~20部分散させた後、熱プレス機で圧延したものが挙げられる。また、その厚みも特に制限されず、公知のものと同様、あるいは適宜変更して適用することができる。 The resin collector can be obtained by known methods described in Japanese Patent Publication No. 2012-150905 and International Publication No. WO2015/005116, and examples thereof include a method in which 5 to 20 parts of acetylene black is dispersed in polypropylene as a conductive filler, and then the polypropylene is rolled using a hot press machine. There are also no particular limitations on the thickness, and the thickness can be the same as known methods or can be modified as appropriate.

積層単位を外装体に収容した後に、さらに電解液を外装体内に注液する工程を行ってもよい。電解液を外装体内にさらに注液することでリチウムイオン電池内の電解液量を調節することができる。 After the laminate unit is housed in the exterior body, a step of injecting electrolyte into the exterior body may be further carried out. By injecting further electrolyte into the exterior body, the amount of electrolyte in the lithium ion battery can be adjusted.

本発明のリチウムイオン電池の製造方法では、収容体内の気体を排出する排気工程を行ってもよい。
排気行程を行うと、電極活物質層(A)、セパレータ及び電極活物質層(B)の細孔からの気体の排出が促進され、細孔への電解液の移動が迅速に行われ、電解液をさらに均一に含浸し易くなる。
収容体内の気体の排気は、外装体の開口部に公知の減圧装置(回転式真空ポンプ、アスピレーター等)を接続して収容体内を減圧して気体を排気する方法、該減圧装置に接続して内部が減圧されたドライチャンバー等の中に収容体を入れて収容体を減圧環境下に置くことで収容体内の気体を排出する方法、及び、収容体の外側から加圧して積層単位を圧縮して収容体内の気体を排気する方法等で行うことができ、なかでも収容体を減圧環境下に置くことで収容体内の気体を排出する方法が好ましい。
また、収容体内の気体を排出する排気工程では、過剰の電解液を気体と同時に、収容体の外部に排出してもよい。
In the method for producing a lithium ion battery of the present invention, an exhaust step of exhausting gas from within the container may be performed.
The exhaust step promotes the discharge of gas from the pores of the electrode active material layer (A), the separator, and the electrode active material layer (B), and the electrolyte moves rapidly into the pores, facilitating more uniform impregnation with the electrolyte.
The gas inside the container can be exhausted by a method in which a known pressure reducing device (rotary vacuum pump, aspirator, etc.) is connected to the opening of the exterior body to reduce the pressure inside the container and exhaust the gas; a method in which the container is placed in a dry chamber or the like that is connected to the pressure reducing device and has a reduced pressure inside, thereby placing the container in a reduced pressure environment and exhausting the gas inside the container; and a method in which pressure is applied from the outside of the container to compress the stacking unit and exhaust the gas inside the container, among which the method in which the gas inside the container is exhausted by placing the container in a reduced pressure environment is preferred.
In the exhaust step of discharging the gas from within the container, the excess electrolyte may be discharged to the outside of the container at the same time as the gas.

上記の収容体に対しては、排気行程を行った後、収容体の開口部をヒートシール等により封止することでリチウムイオン電池を得ることができる。収容体の封止は、収容体内の気体が排出された状態で行うことが好ましい。
減圧されたドライチャンバー等の密閉容器中に収容体を入れる方法によって排気行程を行った場合、密閉容器内が減圧された状態のまま(すなわち減圧環境下に収容体をおいたまま)収容体の開口部を封止することが好ましい。
収容体を減圧環境下においたまま封止すると、収容体を常圧環境下に戻した場合に、収容体の外側から均一に大気圧がかかり、積層単位を構成する電極活物質層(A)、電極活物質層(B)及びセパレータの密着性及び積層単位と集電体との密着性が向上し、電池の電気抵抗値を低くすることができる。
After the exhaust step, the opening of the housing is sealed by heat sealing or the like to obtain a lithium ion battery. The housing is preferably sealed in a state where the gas inside the housing has been exhausted.
When the exhaust process is performed by placing the container in a sealed container such as a depressurized dry chamber, it is preferable to seal the opening of the container while the pressure inside the sealed container is still reduced (i.e., while the container is placed in a reduced pressure environment).
If the container is sealed while being kept in a reduced pressure environment, when the container is returned to a normal pressure environment, atmospheric pressure is applied uniformly from the outside of the container, improving the adhesion between the electrode active material layer (A), the electrode active material layer (B), and the separator constituting the laminate unit and between the laminate unit and the current collector, thereby enabling the electrical resistance value of the battery to be reduced.

次に本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明の主旨を逸脱しない限り本発明は実施例に限定されるものではない。なお、特記しない限り部は重量部、%は重量%を意味する。 The present invention will now be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples as long as they do not deviate from the spirit of the present invention. Note that, unless otherwise specified, parts are parts by weight and % is % by weight.

<製造例1:粘着性樹脂の製造>
攪拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロートおよび窒素ガス導入管を付した4つ口コルベンに、酢酸ビニル5.0部、2-エチルヘキシルアクリレート23.7部および酢酸エチル185.5部を仕込み75℃に昇温した。酢酸ビニル11.1部、2-エチルヘキシルアクリレート21.0部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート28.1部、アクリル酸11.1部および2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)0.200部および2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)0.200部を混合した。得られた単量体混合液をコルベン内に窒素を吹き込みながら、滴下ロートで4時間かけて連続的に滴下してラジカル重合を行った。滴下終了後、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)0.800部を酢酸エチル12.4部に溶解した溶液を滴下ロートを用いて、重合を開始してから8時間目にかけて連続的に追加した。さらに、沸点で重合を2時間継続し、酢酸エチルを702.4部加えて樹脂濃度10重量%の粘着性樹脂溶液を得た。その後、100℃の減圧乾燥機内に3時間入れることで酢酸エチルを除去して粘着性樹脂を得た。得られた粘着性樹脂の重量平均分子量(以下、Mwと略記する)は420,000であった。
Mwは、以下の条件でゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定により求めた。
装置:「HLC-8120GPC」[東ソー(株)製]
カラム:「TSKgel GMHXL」(2本)、「TSKgel Multipore HXL-Mを各1本連結したもの」[いずれも東ソー(株)製]
試料溶液:0.25重量%のテトラヒドロフラン溶液
溶液注入量:10μL
流量:0.6mL/分
測定温度:40℃
検出装置:屈折率検出器
基準物質:標準ポリスチレン[東ソー(株)製]
<Production Example 1: Production of adhesive resin>
A four-neck flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, a dropping funnel and a nitrogen gas inlet tube was charged with 5.0 parts of vinyl acetate, 23.7 parts of 2-ethylhexyl acrylate and 185.5 parts of ethyl acetate, and the temperature was raised to 75°C. 11.1 parts of vinyl acetate, 21.0 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 28.1 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 11.1 parts of acrylic acid, 0.200 parts of 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) and 0.200 parts of 2,2'-azobis(2-methylbutyronitrile) were mixed. The obtained monomer mixture was continuously dropped into the flask over 4 hours using the dropping funnel while blowing nitrogen into the flask, to carry out radical polymerization. After the dropwise addition, a solution of 0.800 parts of 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) dissolved in 12.4 parts of ethyl acetate was continuously added using a dropping funnel over the 8th hour from the start of polymerization. Furthermore, polymerization was continued for 2 hours at the boiling point, and 702.4 parts of ethyl acetate were added to obtain an adhesive resin solution with a resin concentration of 10% by weight. Thereafter, the solution was placed in a vacuum dryer at 100°C for 3 hours to remove ethyl acetate, thereby obtaining an adhesive resin. The weight average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mw) of the obtained adhesive resin was 420,000.
The Mw was determined by gel permeation chromatography under the following conditions.
Apparatus: "HLC-8120GPC" [manufactured by Tosoh Corporation]
Column: "TSKgel GMHXL" (2 columns) and "TSKgel Multipore HXL-M, one column each connected together" [both manufactured by Tosoh Corporation]
Sample solution: 0.25% by weight tetrahydrofuran solution Injection amount: 10 μL
Flow rate: 0.6 mL/min Measurement temperature: 40° C.
Detector: Refractive index detector Reference material: Standard polystyrene [manufactured by Tosoh Corporation]

<製造例2:電解液の調製>
エチレンカーボネート(EC)とプロピレンカーボネート(PC)の混合溶媒(体積比率でEC:PC=1:1)にLiN(FSOを2mol/Lの割合で溶解させ、リチウムイオン電池用電解液を調製した。JIS B 7525-3:2013にある浮ひょう型比重計で測定した電解液の比重(20℃)は1.4であった。
<Production Example 2: Preparation of Electrolyte Solution>
LiN( FSO2 ) 2 was dissolved at a ratio of 2 mol/L in a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC) (volume ratio of EC:PC = 1:1) to prepare an electrolyte for lithium ion batteries. The specific gravity (20°C) of the electrolyte measured with a hydrometer according to JIS B 7525-3:2013 was 1.4.

[粘着性樹脂と負極活物質との混合物(負極用造粒混合物)の作製]
<製造例3>
ハードカーボン粉末[(株)クレハ製、真密度1.5g/cm]235部を万能混合機に入れ、室温、150rpmで撹拌した状態で、製造例1で得られた粘着性樹脂溶液(樹脂固形分濃度10重量%)50部を60分かけて滴下混合し、さらに30分撹拌した。
次いで、撹拌した状態でカーボンナノファイバー[帝人(株)製、真密度2.2g/cm]10部とアセチレンブラック[電気化学工業(株)製デンカブラック、真密度1.8g/cm]10部とを混合し、30分撹拌したままで70℃に昇温し、0.01MPaまで減圧し30分保持して粘着性樹脂溶液に含まれる酢酸エチルを留去した。本操作により負極用造粒混合物(NM-1)260部を得た。
[Preparation of mixture of adhesive resin and negative electrode active material (granulated mixture for negative electrode)]
<Production Example 3>
235 parts of hard carbon powder [manufactured by Kureha Corporation, true density 1.5 g/ cm3 ] was placed in a universal mixer and stirred at room temperature at 150 rpm. 50 parts of the adhesive resin solution (resin solids concentration 10% by weight) obtained in Production Example 1 was added dropwise over a period of 60 minutes and mixed, followed by stirring for an additional 30 minutes.
Next, 10 parts of carbon nanofibers [Teijin Limited, true density 2.2 g/cm 3 ] and 10 parts of acetylene black [Denka Black, Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., true density 1.8 g/cm 3 ] were mixed in a stirred state, and the mixture was heated to 70°C while stirring for 30 minutes, and the pressure was reduced to 0.01 MPa and maintained for 30 minutes to distill off ethyl acetate contained in the adhesive resin solution. By this operation, 260 parts of a granulated mixture for negative electrode (NM-1) was obtained.

<製造例4>
ハードカーボン粉末595部を万能混合機に入れ、室温、150rpmで撹拌した状態で、製造例1で得られた粘着性樹脂溶液(樹脂固形分濃度10重量%)130部を60分かけて滴下混合し、さらに30分撹拌した。
次いで、撹拌した状態でカーボンナノファイバー26部とアセチレンブラック26部とを混合し、30分撹拌したままで70℃に昇温し、0.01MPaまで減圧し30分保持して粘着性樹脂溶液に含まれる酢酸エチルを留去した。本操作により負極用造粒混合物(NM-2)660部を得た。
<Production Example 4>
595 parts of hard carbon powder was placed in a universal mixer and stirred at room temperature at 150 rpm. In this state, 130 parts of the adhesive resin solution (resin solids concentration: 10% by weight) obtained in Production Example 1 was added dropwise over 60 minutes and mixed, followed by stirring for an additional 30 minutes.
Next, 26 parts of carbon nanofibers and 26 parts of acetylene black were mixed in a stirred state, and the mixture was heated to 70°C while stirring for 30 minutes, and the pressure was reduced to 0.01 MPa and held for 30 minutes to distill off ethyl acetate contained in the adhesive resin solution. By this operation, 660 parts of a granulated mixture for negative electrode (NM-2) was obtained.

<製造例5>
ハードカーボン粉末926部を万能混合機に入れ、室温、150rpmで撹拌した状態で、製造例1で得られた粘着性樹脂溶液(樹脂固形分濃度10重量%)200部を60分かけて滴下混合し、さらに30分撹拌した。
次いで、撹拌した状態でカーボンナノファイバー37部とアセチレンブラック37部とを混合し、30分撹拌したままで70℃に昇温し、0.01MPaまで減圧し30分保持して粘着性樹脂溶液に含まれる酢酸エチルを留去した。本操作により負極用造粒混合物(NM-3)1000部を得た。
<Production Example 5>
926 parts of hard carbon powder was placed in a universal mixer and stirred at room temperature at 150 rpm. In this state, 200 parts of the adhesive resin solution (resin solids concentration: 10% by weight) obtained in Production Example 1 was added dropwise and mixed over a period of 60 minutes, and the mixture was further stirred for 30 minutes.
Next, 37 parts of carbon nanofibers and 37 parts of acetylene black were mixed in a stirred state, and the mixture was heated to 70°C while stirring for 30 minutes, and the pressure was reduced to 0.01 MPa and held for 30 minutes to distill off ethyl acetate contained in the adhesive resin solution. This operation yielded 1000 parts of a granulated mixture for negative electrode (NM-3).

<製造例6>
ハードカーボン粉末926部を万能混合機に入れ、室温、150rpmで撹拌した状態で、製造例1で得られた粘着性樹脂溶液(樹脂固形分濃度10重量%)200部を60分かけて滴下混合し、さらに30分撹拌した。
次いで、撹拌した状態でアセチレンブラック74部を混合し、30分撹拌したままで70℃に昇温し、0.01MPaまで減圧し30分保持して粘着性樹脂溶液に含まれる酢酸エチルを留去した。本操作により負極用造粒混合物(NM-4)1000部を得た。
<Production Example 6>
926 parts of hard carbon powder was placed in a universal mixer and stirred at room temperature at 150 rpm. In this state, 200 parts of the adhesive resin solution (resin solids concentration: 10% by weight) obtained in Production Example 1 was added dropwise and mixed over a period of 60 minutes, and the mixture was further stirred for 30 minutes.
Next, 74 parts of acetylene black was mixed in while stirring, and the mixture was heated to 70° C. while stirring for 30 minutes, and the pressure was reduced to 0.01 MPa and maintained for 30 minutes to distill off ethyl acetate contained in the adhesive resin solution. This operation yielded 1,000 parts of a granulated mixture for negative electrode (NM-4).

[粘着性樹脂と正極活物質との混合物(正極用造粒混合物)の作製]
<製造例7>
ニッケル系正極材粉末[戸田工業(株)製、真密度4.8g/cm]950部を万能混合機に入れ、室温、150rpmで撹拌した状態で、製造例1で得られた粘着性樹脂溶液(樹脂固形分濃度10重量%)200部、カーボンナノファイバー30部を投入混合し、30分撹拌し、さらに撹拌したままで70℃に昇温し、0.01MPaまで減圧し30分保持して粘着性樹脂溶液に含まれる酢酸エチルを留去した。本操作により正極用造粒混合物(PM-1)1000部を得た。
[Preparation of mixture of adhesive resin and positive electrode active material (granulated mixture for positive electrode)]
<Production Example 7>
950 parts of nickel-based positive electrode material powder [manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd., true density 4.8 g/cm 3 ] was placed in a universal mixer, and while stirring at room temperature and 150 rpm, 200 parts of the adhesive resin solution (resin solid concentration 10 wt %) obtained in Production Example 1 and 30 parts of carbon nanofibers were added and mixed, stirred for 30 minutes, and further heated to 70°C while stirring, reduced the pressure to 0.01 MPa, and maintained for 30 minutes to distill off ethyl acetate contained in the adhesive resin solution. By this operation, 1000 parts of a granulated mixture for positive electrode (PM-1) was obtained.

<製造例8>
ニッケル系正極材粉末855部を万能混合機に入れ、室温、150rpmで撹拌した状態で、製造例1で得られた粘着性樹脂溶液(樹脂固形分濃度10重量%)180部、カーボンナノファイバー27部を投入混合し、30分撹拌し、さらに撹拌したままで70℃に昇温し、0.01MPaまで減圧し30分保持して粘着性樹脂溶液に含まれる酢酸エチルを留去した。本操作により正極用造粒混合物(PM-2)900部を得た。
<Production Example 8>
855 parts of nickel-based positive electrode material powder was placed in a universal mixer, and while stirring at room temperature and 150 rpm, 180 parts of the adhesive resin solution (resin solid content concentration 10% by weight) obtained in Production Example 1 and 27 parts of carbon nanofiber were added and mixed, stirred for 30 minutes, and further heated to 70°C while stirring, reduced pressure to 0.01 MPa, and held for 30 minutes to distill off ethyl acetate contained in the adhesive resin solution. By this operation, 900 parts of a granulated mixture for positive electrode (PM-2) was obtained.

[負極活物質層の作製]
<製造例9>
製造例3で作製した負極用造粒混合物(NM-1)260部と、製造例2で得た電解液740部とを遊星撹拌型混合混練装置{あわとり練太郎[(株)シンキー製]}に入れ、2000rpmで5分間混合して、負極活物質組成物を作製した。電流取り出し用端子を取り付けた10cm×10cmの銅箔上全面に膜厚調整機能付きフィルムアプリケーターを用いて銅箔1cmあたりの塗布量が163.4mgとなるように上記負極活物質組成物を塗布し、厚みが1143μmの負極活物質層(N-1)を銅箔上に形成した。銅箔上に面積1cmあたりに乗せられたハードカーボン粉末の重量は38.4mgである。負極活物質層の体積から負極活物質層に含まれる負極活物質粒子であるハードカーボンの合計体積を除いた値(電解液を含んでいない状態における負極活物質層が有する細孔の総体積)に対する負極活物質層に含まれる電解液の体積の割合(すなわち、負極活物質層の電解液割合)は97%である。
[Preparation of negative electrode active material layer]
<Production Example 9>
260 parts of the negative electrode granulated mixture (NM-1) prepared in Production Example 3 and 740 parts of the electrolyte obtained in Production Example 2 were placed in a planetary stirring type mixing and kneading device {Awatori Rentaro [manufactured by Thinky Corporation]} and mixed at 2000 rpm for 5 minutes to prepare a negative electrode active material composition. The negative electrode active material composition was applied to the entire surface of a 10 cm x 10 cm copper foil equipped with a current extraction terminal using a film applicator with a film thickness adjustment function so that the coating amount per 1 cm 2 of copper foil was 163.4 mg, and a negative electrode active material layer (N-1) with a thickness of 1143 μm was formed on the copper foil. The weight of the hard carbon powder placed on the copper foil per 1 cm 2 area was 38.4 mg. The ratio of the volume of the electrolyte contained in the negative electrode active material layer to the value obtained by subtracting the total volume of the hard carbon, which is the negative electrode active material particles contained in the negative electrode active material layer, from the volume of the negative electrode active material layer (the total volume of the pores in the negative electrode active material layer in a state in which the negative electrode active material layer does not contain the electrolyte) (i.e., the electrolyte ratio in the negative electrode active material layer) is 97%.

<製造例10>
製造例4で作製した負極用造粒混合物(NM-2)660部と、製造例2で得た電解液340部とを遊星撹拌型混合混練装置{あわとり練太郎[(株)シンキー製]}に入れ、2000rpmで5分間混合して、負極活物質組成物を作製し、製造例9と同様の銅箔上の全面に膜厚調整機能付きフィルムアプリケーターを用いて銅箔1cmあたりの塗布量が104.6mgとなるように塗布し、厚みが715μmの負極活物質層(N-2)を銅箔上に形成した。銅箔上に面積1cmあたりに乗せられたハードカーボン粉末の重量は62.2mgである。負極活物質層の体積から負極活物質層に含まれる負極活物質粒子であるハードカーボンの合計体積を除いた値(電解液を含んでいない状態における負極活物質層が有する細孔の総体積)に対する負極活物質層に含まれる電解液の体積(すなわち、負極活物質層の電解液割合)の割合は86%である。
<Production Example 10>
660 parts of the negative electrode granulated mixture (NM-2) prepared in Production Example 4 and 340 parts of the electrolyte solution obtained in Production Example 2 were placed in a planetary stirring type mixing and kneading device {Awatori Rentaro [manufactured by Thinky Corporation]} and mixed at 2000 rpm for 5 minutes to prepare a negative electrode active material composition, which was then applied to the entire surface of a copper foil similar to that in Production Example 9 using a film applicator with a film thickness adjustment function so that the coating amount per 1 cm2 of copper foil was 104.6 mg, forming a negative electrode active material layer (N-2) with a thickness of 715 μm on the copper foil. The weight of the hard carbon powder placed on the copper foil per 1 cm2 area was 62.2 mg. The ratio of the volume of the electrolyte contained in the negative electrode active material layer (i.e., the electrolyte ratio in the negative electrode active material layer) to the value obtained by subtracting the total volume of the hard carbon, which is the negative electrode active material particles contained in the negative electrode active material layer, from the volume of the negative electrode active material layer (the total volume of the pores in the negative electrode active material layer in a state in which the negative electrode active material layer does not contain the electrolyte) was 86%.

<製造例11>
製造例5で作製した負極用造粒混合物(NM-3)を製造例9と同様の銅箔の上に銅箔1cmあたり53.8mgの重量でのせ、打錠機を用いて3400kgf/cmの圧力で圧縮成形し、厚さが511μmの負極活物質層(N-3)を銅箔上の全面に形成した。銅箔上に面積1cmあたりに乗せられたハードカーボン粉末の重量は38.4mgである。負極活物質層の体積から負極活物質層に含まれる負極活物質粒子であるハードカーボンの合計体積を除いた値(電解液を含んでいない状態における負極活物質層が有する細孔の総体積)に対する負極活物質層に含まれる電解液の体積の割合(すなわち、負極活物質層の電解液割合)は0%である。
<Production Example 11>
The negative electrode granulated mixture (NM-3) prepared in Production Example 5 was placed on the same copper foil as in Production Example 9 at a weight of 53.8 mg per 1 cm 2 of copper foil, and compression molded at a pressure of 3400 kgf/cm 2 using a tablet press to form a negative electrode active material layer (N-3) having a thickness of 511 μm on the entire surface of the copper foil. The weight of the hard carbon powder placed on the copper foil per 1 cm 2 area is 38.4 mg. The ratio of the volume of the electrolyte contained in the negative electrode active material layer to the value obtained by subtracting the total volume of the hard carbon, which is the negative electrode active material particle contained in the negative electrode active material layer, from the volume of the negative electrode active material layer (the total volume of the pores of the negative electrode active material layer in a state in which the electrolyte is not contained) (i.e., the electrolyte ratio of the negative electrode active material layer) is 0%.

<製造例12>
製造例6で作製した負極用造粒混合物(NM-4)を製造例9と同様の銅箔の上に銅箔1cmあたり53.8mgの重量でのせ、打錠機を用いて3400kgf/cmの圧力で圧縮成形し、厚さが521μmの負極活物質層(N-4)を銅箔上の全面に形成した。銅箔上に面積1cmあたりに乗せられたハードカーボン粉末の重量は38.4mgである。負極活物質層の体積から負極活物質層に含まれる負極活物質粒子であるハードカーボンの合計体積を除いた値(電解液を含んでいない状態における負極活物質層が有する細孔の総体積)に対する負極活物質層に含まれる電解液の体積の割合(すなわち、負極活物質層の電解液割合)は0%である。
<Production Example 12>
The negative electrode granulated mixture (NM-4) prepared in Production Example 6 was placed on the same copper foil as in Production Example 9 at a weight of 53.8 mg per 1 cm 2 of copper foil, and compression molded at a pressure of 3400 kgf/cm 2 using a tablet press to form a negative electrode active material layer (N-4) having a thickness of 521 μm on the entire surface of the copper foil. The weight of the hard carbon powder placed on the copper foil per 1 cm 2 area is 38.4 mg. The ratio of the volume of the electrolyte contained in the negative electrode active material layer to the value obtained by subtracting the total volume of the hard carbon, which is the negative electrode active material particle contained in the negative electrode active material layer, from the volume of the negative electrode active material layer (the total volume of the pores of the negative electrode active material layer in a state in which the electrolyte is not contained) (i.e., the electrolyte ratio of the negative electrode active material layer) is 0%.

[正極活物質層の作製]
<製造例13>
製造例7で作製した正極用造粒混合物(PM-1)を電流取り出し用端子を取り付けた10cm×10cmのカーボンコートアルミ箔の上にカーボンコートアルミ箔1cmあたり84.2mgの重量でのせ、打錠機を用いて3400kgf/cmの圧力で圧縮成形し、厚さが352μmの正極活物質層(P-1)をカーボンコートアルミ箔上の全面に形成した。カーボンコートアルミ箔の上に面積1cmあたりに乗せられたニッケル系正極材の重量は80.0mgである。正極活物質層の体積から正極活物質層に含まれる正極活物質粒子の合計体積を除いた値(電解液を含んでいない状態における正極活物質層が有する細孔の総体積)に対する正極活物質層(P-1)に含まれる電解液の体積の割合(すなわち、正極活物質層の電解液割合)は0%である。
[Preparation of Positive Electrode Active Material Layer]
<Production Example 13>
The positive electrode granulated mixture (PM-1) prepared in Production Example 7 was placed on a 10 cm x 10 cm carbon-coated aluminum foil with a current extraction terminal attached at a weight of 84.2 mg per 1 cm 2 of carbon-coated aluminum foil, and compression molded at a pressure of 3400 kgf / cm 2 using a tablet press to form a positive electrode active material layer (P-1) having a thickness of 352 μm on the entire surface of the carbon-coated aluminum foil. The weight of the nickel-based positive electrode material placed on the carbon-coated aluminum foil per 1 cm 2 area is 80.0 mg. The ratio of the volume of the electrolyte contained in the positive electrode active material layer (P-1) to the value obtained by subtracting the total volume of the positive electrode active material particles contained in the positive electrode active material layer from the volume of the positive electrode active material layer (the total volume of the pores in the positive electrode active material layer in a state in which the electrolyte is not contained) (i.e., the electrolyte ratio of the positive electrode active material layer) is 0%.

<製造例14>
製造例8で作製した正極用造粒混合物(PM-2)900部と、製造例2で得られた電解液100部とを遊星撹拌型混合混練装置{あわとり練太郎[(株)シンキー製]}に入れ、2000rpmで5分間混合して、正極活物質組成物を製造し、製造例13と同様のカーボンコートアルミ箔の上にカーボンコートアルミ箔1cmあたり92.2mgの重量でのせ、打錠機を用いて3400kgf/cmの圧力で圧縮成形し、厚さが347μmの正極活物質層(P-2)をカーボンコートアルミ箔上の全面に形成した。カーボンコートアルミ箔の上に面積1cmあたりに乗せられたニッケル系正極材の重量は80.0mgである。正極活物質層の体積から正極活物質層に含まれる正極活物質粒子の合計体積を除いた値(電解液を含んでいない状態における正極活物質層が有する細孔の総体積)に対する正極活物質層(P-2)に含まれる電解液の体積の割合(すなわち、正極活物質層の電解液割合)は37%である。
<Production Example 14>
900 parts of the positive electrode granulated mixture (PM-2) prepared in Production Example 8 and 100 parts of the electrolyte obtained in Production Example 2 were placed in a planetary stirring type mixing and kneading device {Awatori Rentaro [manufactured by Thinky Corporation]} and mixed for 5 minutes at 2000 rpm to produce a positive electrode active material composition, which was placed on the same carbon-coated aluminum foil as in Production Example 13 at a weight of 92.2 mg per 1 cm 2 of carbon-coated aluminum foil, and compression-molded at a pressure of 3400 kgf / cm 2 using a tablet press to form a positive electrode active material layer (P-2) having a thickness of 347 μm on the entire surface of the carbon-coated aluminum foil. The weight of the nickel-based positive electrode material placed on the carbon-coated aluminum foil per area of 1 cm 2 is 80.0 mg. The ratio of the volume of the electrolyte contained in the positive electrode active material layer (P-2) to the value obtained by subtracting the total volume of the positive electrode active material particles contained in the positive electrode active material layer from the volume of the positive electrode active material layer (the total volume of the pores in the positive electrode active material layer in a state in which the positive electrode active material layer does not contain the electrolyte) (i.e., the electrolyte ratio in the positive electrode active material layer) is 37%.

<製造例15>
[電解液を含浸させたセパレータの作製>
セパレータ(セルガード社製 セルガード(登録商標)3501、厚さ25μm、細孔率55%)(S-0)100部に製造例2で得た電解液5500部を滴下して電解液を含浸させたセパレータ(S-1)を作製した。電解液を約85部滴下したところでセパレータの細孔が全て電解液で埋まり電解液がセパレータに浸透しなくなった。その後、残りの電解液もセパレータ表面からこぼれないようにゆっくりと滴下して全量をセパレータの表面にのせた。なお、電解液の表面張力によってセパレータ表面からこぼれることなく表面にのせることができた。セパレータ(S-1)では、細孔に入らなかった過剰の電解液がセパレータ表面に載った状態であった。
<Production Example 15>
[Preparation of separator impregnated with electrolyte]
5,500 parts of the electrolyte obtained in Production Example 2 were dropped onto 100 parts of a separator (Celgard (registered trademark) 3501, manufactured by Celgard Corporation, thickness 25 μm, porosity 55%) (S-0) to prepare a separator (S-1) impregnated with the electrolyte. When about 85 parts of the electrolyte were dropped, all of the pores of the separator were filled with the electrolyte and the electrolyte no longer penetrated into the separator. Thereafter, the remaining electrolyte was slowly dropped so as not to spill from the separator surface, and the entire amount was placed on the surface of the separator. Note that the surface tension of the electrolyte allowed it to be placed on the surface of the separator without spilling. In the separator (S-1), the excess electrolyte that did not enter the pores was placed on the separator surface.

<製造例16>
電解液を450部に変更したこと以外は製造例15と同様にして細孔内に電解液を含浸させたセパレータ(S-2)を作製した。細孔に入らなかった過剰の電解液がセパレータ表面に載った状態であった。
<Production Example 16>
A separator (S-2) having the pores impregnated with the electrolytic solution was produced in the same manner as in Production Example 15, except that the amount of the electrolytic solution was changed to 450 parts. The excess electrolytic solution that did not enter the pores was on the surface of the separator.

<実施例1>
ドライチャンバー内で、2枚の角型のラミネートフィルムの3辺をヒートシールして作製した外装体の中にカーボンコートアルミ箔、正極活物質層(P-1)、電解液を含浸させていないセパレータ(S-0)、負極活物質層(N-1)及び銅箔をこの順に積層した。次いで、ドライチャンバー内を-1気圧に減圧し、ドライチャンバー内で外装体の上にテフロン板(テフロンは登録商標)を乗せ、その上から加重をかけて圧縮し、外装体から過剰の電解液6.4gを排出するまで圧縮を継続した。続いて開口部から電流取り出し用端子を出した状態で封止し、その後ドライチャンバー内を乾燥空気で常圧に戻して評価用電池を作製した。その後下記のサイクル特性評価を行った。
Example 1
In a dry chamber, the three sides of two rectangular laminate films were heat-sealed to prepare an exterior body, and the carbon-coated aluminum foil, the positive electrode active material layer (P-1), the separator (S-0) not impregnated with the electrolyte, the negative electrode active material layer (N-1) and the copper foil were laminated in this order. Next, the pressure in the dry chamber was reduced to -1 atm, and a Teflon plate (Teflon is a registered trademark) was placed on the exterior body in the dry chamber, and a weight was applied from above to compress the exterior body, and compression was continued until 6.4 g of excess electrolyte was discharged from the exterior body. Next, the opening was sealed with the current extraction terminal protruding, and then the dry chamber was returned to normal pressure with dry air to prepare an evaluation battery. Then, the following cycle characteristic evaluation was performed.

[サイクル特性の評価]
評価用電池の電流取り出し用端子を充放電測定装置「バッテリーアナライザー1470型」[東陽テクニカ(株)製]に接続した。
続いて、上記充放電測定装置を用いて、積層単位に対して、0.05Cの電流で正極の電位が2.5V(vs.Li/Li)となるまで放電して10分休止した後、正極の電位が4.2V(vs.Li/Li)となるまで充電して予備充電を行った。
続いて、予備充電工程後の評価用電池に対して、さらに、0.05Cの電流で正極の電位が2.5V(vs.Li/Li)となるまで放電、10分休止、0.05Cの電流で正極の電位が4.2V(vs.Li/Li)となるまで充電、10分休止、のサイクルを3回繰り返して行った。
1回目充電容量を100%とし、1回目充電容量に対する3回目充電容量の割合(3サイクル目容量維持率)を求め、結果を表1に示した。
電極活物質層中に電解液が不均一に含まれていると電解液が含浸していない部分の電極活物質がリチウムイオンの移動に関与できないために1回目の充電容量が設計値よりも小さくなり、充放電サイクルを繰り返す中で時間の経過とともに電解液が全体に行き渡ることで1回目よりも充電容量が大きくなる。すなわち、3サイクル目容量維持率が100%を超える。
一方、1サイクル目から電解液が均一に含まれている場合には、3サイクル目では設計値に近い充電容量を示す。そして設計値は1サイクル目容量から不可逆容量を引いた値となるため、電解液が均一に含まれる場合の3サイクル目容量維持率は100%よりも小さくなる。
[Evaluation of cycle characteristics]
The current output terminal of the evaluation battery was connected to a charge/discharge measuring device "Battery Analyzer 1470" (manufactured by Toyo Corporation).
Next, using the charge/discharge measuring device, the stacked unit was discharged at a current of 0.05 C until the positive electrode potential reached 2.5 V (vs. Li + /Li), and then rested for 10 minutes, after which it was charged until the positive electrode potential reached 4.2 V (vs. Li + /Li) to perform a preliminary charge.
Next, the evaluation battery after the preliminary charging process was further discharged at a current of 0.05 C until the positive electrode potential reached 2.5 V (vs. Li + /Li), rested for 10 minutes, charged at a current of 0.05 C until the positive electrode potential reached 4.2 V (vs. Li + /Li), and rested for 10 minutes, and the following cycle was repeated three times.
The first charge capacity was taken as 100%, and the ratio of the third charge capacity to the first charge capacity (third cycle capacity retention rate) was calculated. The results are shown in Table 1.
If the electrolyte is unevenly distributed in the electrode active material layer, the electrode active material in the portion not impregnated with the electrolyte cannot participate in the movement of lithium ions, so that the first charge capacity is smaller than the design value, and as the charge-discharge cycle is repeated, the electrolyte spreads throughout the entire electrode over time, so that the charge capacity becomes larger than the first charge capacity. In other words, the capacity retention rate at the third cycle exceeds 100%.
On the other hand, when the electrolyte is uniformly distributed from the first cycle, the charge capacity at the third cycle is close to the design value. Since the design value is the first cycle capacity minus the irreversible capacity, the capacity retention rate at the third cycle when the electrolyte is uniformly distributed is less than 100%.

<実施例2>
ドライチャンバー内で、実施例1と同様の外装体の中にカーボンコートアルミ箔、正極活物質層(P-2)、電解液を含浸させていないセパレータ(S-0)、負極活物質層(N-2)及び銅箔をこの順に積層した。次いで、ドライチャンバー内を-1気圧に減圧した。その後、開口部から電流取り出し用端子を出した状態で封止し、その後ドライチャンバー内を乾燥空気で常圧に戻して評価用電池を作製した。評価用電池を作製した。
実施例1と同様にサイクル特性を評価し、結果を表1に記載した。
Example 2
In a dry chamber, a carbon-coated aluminum foil, a positive electrode active material layer (P-2), a separator (S-0) not impregnated with an electrolyte, a negative electrode active material layer (N-2), and a copper foil were laminated in this order in an exterior body similar to that of Example 1. Next, the pressure in the dry chamber was reduced to -1 atm. Thereafter, the opening was sealed with a current extraction terminal protruding from it, and then the pressure in the dry chamber was returned to normal pressure with dry air to prepare a battery for evaluation. A battery for evaluation was prepared.
The cycle characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

<実施例3>
ドライチャンバー内で、実施例1と同様の外装体の中にカーボンコートアルミ箔、正極活物質層(P-1)、電解液を含浸させたセパレータ(S-1)、負極活物質層(N-3)及び銅箔をこの順に積層した。次いで、ドライチャンバー内を-1気圧に減圧した。その後、開口部から電流取り出し用端子を出した状態で封止し、ドライチャンバー内を乾燥空気で常圧に戻して評価用電池を作製した。
実施例1と同様にサイクル特性を評価し、結果を表1に記載した。
Example 3
In a dry chamber, a carbon-coated aluminum foil, a positive electrode active material layer (P-1), a separator (S-1) impregnated with an electrolytic solution, a negative electrode active material layer (N-3), and a copper foil were laminated in this order in an exterior body similar to that of Example 1. The pressure in the dry chamber was then reduced to -1 atm. Thereafter, the dry chamber was sealed with a current extraction terminal protruding from the opening, and the pressure in the dry chamber was returned to normal pressure with dry air to prepare a battery for evaluation.
The cycle characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

<実施例4>
ドライチャンバー内で、実施例1と同様の外装体の中にカーボンコートアルミ箔、正極活物質層(P-1)、電解液を含浸させたセパレータ(S-2)、負極活物質層(N-4)及び銅箔をこの順に積層した。次いで、開口部から電解液5.6gを入れた。次いで、ドラフトチャンバー内は常圧のまま、外装体の開口部から真空ポンプを用いて外装体の中を排気し、続いて電流取り出し用端子を出した状態で封止して評価用電池を作製した。
実施例1と同様にサイクル特性を評価し、結果を表1に記載した。
Example 4
In a dry chamber, a carbon-coated aluminum foil, a positive electrode active material layer (P-1), a separator (S-2) impregnated with an electrolytic solution, a negative electrode active material layer (N-4), and a copper foil were laminated in this order in an outer casing similar to that in Example 1. Then, 5.6 g of an electrolytic solution was poured in through the opening. Next, the inside of the outer casing was evacuated using a vacuum pump through the opening of the outer casing while keeping the inside of the draft chamber at normal pressure, and then the outer casing was sealed with the current extraction terminal exposed to prepare an evaluation battery.
The cycle characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

<比較例1>
ドライチャンバー内で、実施例1と同様の外装体の中にカーボンコートアルミ箔、正極活物質層(P-1)、電解液を含浸させていないセパレータ(S-0)、負極活物質層(N-4)及び銅箔をこの順に積層した。次いで、開口部から電解液6.2gを入れた。次いで、ドライチャンバー内を-1気圧に減圧した。その後、開口部から電流取り出し用端子を出した状態で封止し、ドライチャンバー内を乾燥空気で常圧に戻して評価用電池を作製した。
実施例1と同様にサイクル特性を評価し、結果を表1に記載した。
<Comparative Example 1>
In a dry chamber, a carbon-coated aluminum foil, a positive electrode active material layer (P-1), a separator (S-0) not impregnated with an electrolyte, a negative electrode active material layer (N-4), and a copper foil were laminated in this order in an outer casing similar to that of Example 1. Then, 6.2 g of electrolyte was poured into the opening. Then, the pressure in the dry chamber was reduced to -1 atm. Thereafter, the dry chamber was sealed with a current extraction terminal protruding from the opening, and the pressure in the dry chamber was returned to normal pressure with dry air to prepare a battery for evaluation.
The cycle characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

Figure 0007488018000001
Figure 0007488018000001

表1に記載の評価用電池の電極は全て10cm×10cmの正方形である。
また、表1において、電解液を含浸していないセパレータを「S-0」と、正極活物質層の体積から正極活物質層に含まれる正極活物質の合計体積を除いた値に対する正極活物質層に含まれる電解液の体積の割合を「正極活物質層の電解液割合[%]」と、負極活物質層の体積から負極活物質層に含まれる負極活物質の合計体積を除いた値に対する負極活物質層に含まれる電解液の体積の割合を「負極活物質層の電解液割合[%]」と記載した。
セパレータ(S-1)と(S-2)とはともに細孔は全て電解液で満たされ、細孔に入らなかった余剰の電解液がセパレータ表面に載っており、セパレータ(S-1)の方がより多く電解液が載っている。
All of the electrodes of the evaluation batteries shown in Table 1 were squares measuring 10 cm x 10 cm.
In addition, in Table 1, a separator that is not impregnated with an electrolyte solution is indicated as "S-0", the ratio of the volume of the electrolyte solution contained in the positive electrode active material layer to the value obtained by subtracting the total volume of the positive electrode active material contained in the positive electrode active material layer from the volume of the positive electrode active material layer is indicated as "electrolyte solution proportion [%] in positive electrode active material layer", and the ratio of the volume of the electrolyte solution contained in the negative electrode active material layer to the value obtained by subtracting the total volume of the negative electrode active material contained in the negative electrode active material layer from the volume of the negative electrode active material layer is indicated as "electrolyte solution proportion [%] in negative electrode active material layer".
In both separators (S-1) and (S-2), all of the pores are filled with the electrolyte, and the excess electrolyte that did not enter the pores is on the separator surface, with separator (S-1) having more electrolyte.

電極活物質層中に電解液が不均一に含まれていると、電解液の無い部分の電極活物質がリチウムイオンの移動に関与できないために充放電容量が小さくなり、時間が経過するとともに電解液が全体に含まれていくことで充放電容量が大きくなる。
表1の結果より、本発明のリチウムイオン電池の製造方法により作製された実施例に係る評価用電池は、比較例に係る評価用電池に比べて、3サイクル目容量維持率が100%より小さくなっており、電解液を均一に含浸させることができたことがわかる。
If the electrolyte is unevenly contained in the electrode active material layer, the electrode active material in the areas without electrolyte cannot participate in the movement of lithium ions, resulting in a small charge/discharge capacity. Over time, however, the electrolyte becomes incorporated throughout the electrode active material, increasing the charge/discharge capacity.
From the results in Table 1, it can be seen that the evaluation batteries according to the examples produced by the lithium ion battery manufacturing method of the present invention had third cycle capacity retention rates less than 100% compared to the evaluation batteries according to the comparative examples, and thus the electrolyte was able to be uniformly impregnated.

10 電極活物質層(A)
20 セパレータ
30 電極活物質層(B)
100 積層単位
10 Electrode active material layer (A)
20 Separator 30 Electrode active material layer (B)
100 stacking units

Claims (3)

電極活物質層と前記電極活物質層の対極となる電極活物質層とがセパレータを介して積層された積層単位、電解液、及び、前記積層単位と前記電解液とを収容する外装体を備えたリチウムイオン電池の製造方法であって、
前記電極活物質層、前記セパレータ及び前記電極活物質層が積層されてなる積層単位を得る積層工程と、
前記積層単位が前記外装体に収容された収容体を得る収容工程と、
前記収容体を減圧環境下に置くことで前記収容体内の気体を排出する排気工程とを備え、
前記積層単位を形成する前において、前記電極活物質層Bには前記電解液が含有されており、前記電極活物質層A及び前記電極活物質層は、下記(2)の条件を満たすことにより、前記積層単位を形成した後に、前記積層単位の積層方向に沿って前記電解液を移動させて、前記電極活物質層Bから前記電極活物質層Aに対して前記電解液を供給する、ことを特徴とするリチウムイオン電池の製造方法
)前記電極活物質層が前記電解液を含み、電解液を含んでいない状態において前記電極活物質層が有する細孔の総体積に対する前記電極活物質層に含まれる前記電解液の体積の割合を前記電極活物質層Bの電解液割合と定義し、電解液を含んでいない状態において前記電極活物質層が有する細孔の総体積に対する前記電極活物質層に含まれる前記電解液の体積の割合を前記電極活物質層Aの電解液割合と定義したときに、
前記電極活物質層Bの電解液割合が、前記電極活物質層Aの電解液割合よりも大きい。
A method for producing a lithium ion battery comprising: a lamination unit in which an electrode active material layer A and an electrode active material layer B serving as a counter electrode of the electrode active material layer A are laminated with a separator interposed therebetween; an electrolyte; and an exterior body for accommodating the lamination unit and the electrolyte,
a lamination step of obtaining a lamination unit in which the electrode active material layer A , the separator, and the electrode active material layer B are laminated ;
a housing step of obtaining a housing in which the laminate unit is housed in the exterior body;
and an exhaust step of exhausting gas from the container by placing the container in a reduced pressure environment ,
a method for producing a lithium ion battery, characterized in that, before the stacking unit is formed, the electrode active material layer B contains the electrolyte solution, and the electrode active material layer A and the electrode active material layer B satisfy the following condition (2) , so that after the stacking unit is formed, the electrolyte solution is moved along a stacking direction of the stacking unit and the electrolyte solution is supplied from the electrode active material layer B to the electrode active material layer A :
( 2 ) When the electrode active material layer B contains the electrolyte solution, and the ratio of the volume of the electrolyte solution contained in the electrode active material layer B to the total volume of the pores in the electrode active material layer B in a state in which the electrode active material layer B does not contain the electrolyte solution is defined as the electrolyte solution ratio of the electrode active material layer B , and the ratio of the volume of the electrolyte solution contained in the electrode active material layer A to the total volume of the pores in the electrode active material layer A in a state in which the electrode active material layer A does not contain the electrolyte solution is defined as the electrolyte solution ratio of the electrode active material layer A,
The electrolyte ratio in the electrode active material layer B is greater than the electrolyte ratio in the electrode active material layer A.
前記積層工程の前に、記電極活物質層に前記電解液を含有させる吸液工程をさらに備える請求項1に記載のリチウムイオン電池の製造方法。 The method for producing a lithium ion battery according to claim 1 , further comprising a liquid absorption step of impregnating the electrode active material layer B with the electrolytic solution before the lamination step. 前記電極活物質層及び/又は前記電極活物質層は、粘着性樹脂を含む請求項1又は2に記載のリチウムイオン電池の製造方法。 The method for producing a lithium ion battery according to claim 1 or 2 , wherein the electrode active material layer A and/or the electrode active material layer B contains an adhesive resin.
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