JPH03129666A

JPH03129666A - 正極合剤の製造方法

Info

Publication number: JPH03129666A
Application number: JP26629389A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Shinoda; 健一篠田; Tomoya Murata; 村田　知也; Yasuhiro Ishiguro; 康裕石黒; Kuniyoshi Nishida; 西田　国良; Masaaki Suzuki; 正章鈴木
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 1989-10-16
Filing date: 1989-10-16
Publication date: 1991-06-03
Also published as: JPH0582021B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明はスパイラル形リチウム電池などに用いられる
正極合剤の製造方法に関し、特に押出成形に好適な正極
合剤の製造方法に関する。

（従来の技術〉スパイラル形リチウム電池などに用いられる正極合剤の
製造方法は、一般にスラリー塗布方法が採用されている
。

この製造方法は、二酸化マンガンなどの活物質に導電材
としてグラファイト、結着剤としてテフロン及び水を加
え、混練することにより、スラリー状の混合物を形成し
、この混合物をホッパー内にいれ、ホッパーのスリット
から導出される集電体とともにスリットから順次流下さ
せることにより、集電体の外面に順次塗着し、プレスロ
ーうで加圧した後連続的に加熱炉内に移送して水分を除
去した後、ストックローラに巻き取っていた。

しかしながら、この製造方法であると、製造能力が低く
、毎分０．５〜１ｍ程度の製造能力しかなかった。また
、スラリー状合剤組成物と集電体との密着性が弱く、剥
離しやすいほか、均一の厚みにすることが困難であり、
塗布厚みのバラツキが大きかった。

このスラリー塗布方法に代るものとして押出し成形方法
が本発明者らにより提唱されている。

〈発明が解決しようとする課題〉しかしながら、従来の組成及び混合方法では得られた合
剤組成物の性状が押出成形に適合しなかった。

すなわち、従来の正極合剤の組成は、二酸化マンガン４
２％、グラファイト４％、テフロン４％。

水５０％を標準組成としているため、混練後の仕上がり
状態では柔らかすぎ、腰がないため、押出成形機では成
形できなかった。

混合物粘度を上げるための最も簡単な対策としては、水
の量を減することが考えられるが、水を減量した場合に
は固くなりすぎて、やはり押出し成形には不適合になる
。

この発明は以上の問題を解決するものであって、合剤組
成及び混練温度条件を最適にコントロールすることで、
押出成形に適合した正極合剤の製造方法を提供すること
を目的とする。

（課題を解決するための手段）前記目的を達成するため、この発明は、正極合剤の配合
比として、二酸化マンガン６０〜８０％（重量、以下同
じ）、グラファイト５〜８％、ポリビニルブチラール５
〜１０％、テフロン５〜１０％、アルコール１０〜２０
％とし、この合剤組成物を、４５〜７０℃の混練温度で
混練し、押出成形により、集電体とともにシート状に一
体成形するようにしたものである。

（作　用）以上の合剤組成物は混練によりゴム状弾性となり、押出
成形の可能な粘度及び弾性を持った性状に形成される。

そして、押出成形方法による正極合剤の成形速度は極め
て早＜、従来のスラリー塗布方法に比べて極めて短時間
のうちに正極合剤を成形できる。

また、仕上がった正極合剤の集電体に対する密着性も改
善され、成形厚みのバラツキも極めて小くなる。

（実　施　例）以下、この発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。

まず、この発明は、正極合剤の配合比として、二酸化マ
ンガン６０〜８０％（重量、以下同じ）。

グラファイト５〜８％、ポリビニルブチラール５〜１０
％、テフロン５〜１０％、アルコール１０〜２０％とし
、この合剤組成物を、４５〜７０℃のａ線温度で混練す
ることで、押出成形を可能とすることが要旨となってい
る。

以上の組成物の配合比の限定理由は次の通りである。

まず、活物質としての二酸化マンガン及び導電剤として
のグラファイトの組成比は不揮発成分として従来とほぼ
類似する範囲である。

また、結石剤としてのポリビニルブチラール。

テフロンの配合比も不揮発成分として従来とほぼ類似す
る範囲であるが、それぞれの下限である５％を下回った
場合には組成物そのものをシート状に押出す場合にゴム
状弾性が得られず、また上限である１０％を上回った場
合には正極合剤を作成した状態で内部抵抗が増し、これ
を用いた電池は低温時のパルス放電特性が劣る。したが
って、以上の範囲内の配合比とすることが望ましい。

次に溶剤成分としてのアルコールが１０％を下回った場
合には、混練状態で組成物がゴム状とはならず、押出し
用として不適な性状となる。また、２０％を上回った場
合には逆に柔らかくなり過ぎ、押出成形が困難となる。

したがって以上の範囲内の配合比とすることが望ましい
。

各成分は混練機の内部に二酸化マンガン　グラファイト
、ポリビニルブチラール、テフロン、アルコールの順に
投入され、撹拌混練される。

このときに混練機の温度を４５〜７０℃の範囲に保つ。

この温度が４５℃を下回ると、腰のない柔らかい混合物
となり、押出成形が困難となる。

また、７０℃を上回ると、組成物中のアルコールが蒸発
し、合剤組成物が固化し、押出し成形が不可能となるの
で、以上の温度範囲で混練することが必要であり、５０
℃程度が最も良好な温度範囲である。約１時間混練の後
合剤組成物は均一に分散混合されるとともに、ゴム状弾
性を示し、押出成形可能な粘度の混合物となる。

第１図は混練温度とプランジャによる押出し量との関係
を示すものである。

図においては４５〜７０℃の間が押出し量が比較的一定
しており、７０℃を越すと溶剤成分であるアルコールの
揮発により固化し、全く押出しが不能となる。また、４
５℃を下回った状態では押出し量が極めて大きくなるが
、押出し後の形状が定まらず成形が不可能となることが
確認されている。

次に練り上がった合剤組成物を取出し、第２図に示す押
出成形機１に投入し、押出成形機１の先端に設けた幅２
５ｍｎ、厚さ０．８ｍｍの口金１ａより多孔板からなる
集電体２とともにシート状に押出し、引取り及び加圧を
兼用したローラ４により引き取りつつ順次加熱炉３を通
過させ、揮発成分を除去した状態で巻き取りローラ６に
巻き取り、ストックすることでシート状正極合剤７を完
成する。

この押出し成形速度は１０〜１２ｍ／分であり、従来に
比べて１０倍以上の生産性を得られることを確認した。

また、完成したシート状正極合剤７の幅は２５ｍ、厚さ
は０．６５ｍｍ±０．０５關であり、従来のスラリー塗
布方法に比べて集電体に対する付着性が高く、しかも断
面形状も前記口金１ａの形状に応じて精度良（一定の形
状が得られることを確認した。

その後所定寸法に裁断し、セパレータを介してリチウム
負極などと重ね合わせてスパイラル状に巻回し、ケース
内に収装し、非水電解液を注液後封門することでスパイ
ラル形リチウム電池が完成する。

（発明の効果〉以上実施例によって詳細に説明したように、この発明に
よる正極合剤の製造方法にあっては、特に溶剤としてア
ルコールを選択し、これを加えた状態での混練温度を適
性に制御することによって、押出成形が可能となる。

そして、押出成形方法は従来のスラリー塗布方法に比べ
て極めて生産性が高く、集電体に対する付着性が改善さ
れ、しかも均一な厚みに成形する上で好適であり、得ら
れた正極合剤の品質も向上するなどの各種利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は混練温度と押出し量との関係を示すグラフ、第
２図は押出成形手順を示す説明図である。１・・・押出成形機２・・・集電体７・・・シート状正極合剤

Claims

【特許請求の範囲】

（１）正極合剤の配合比として、二酸化マンガン６０〜
８０％（重量、以下同じ）、グラファイト５〜８％、ポ
リビニルブチラール５〜１０％、テフロン５〜１０％、
アルコール１０〜２０％とし、この合剤組成物を、４５
〜７０℃の混練温度で混練し、押出成形により集電体と
ともにシート状に一体成形するようにしたことを特徴と
する正極合剤の製造方法。