JPH09274909A

JPH09274909A - 非水電解液二次電池用電極板及びその製造方法

Info

Publication number: JPH09274909A
Application number: JP8104809A
Authority: JP
Inventors: Shin Miyanowaki; 伸宮之脇; Koji Sato; 康志佐藤; Yuichi Miyazaki; 祐一宮崎
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1996-04-03
Filing date: 1996-04-03
Publication date: 1997-10-21

Abstract

(57)【要約】【課題】集電体面に、活物質層形成用塗工液をパター
ン状に、高速で且つ正確に塗工することができ、しかも
高価な活物質材料のロスが少ない非水電解液二次電池用
電極板及びその製造方法を提供すること。【解決手段】集電体面に活物質と結着剤とからなる電
極用塗工液を塗工して活物質層を形成する非水電解液二
次電池用電極板の製造方法において、上記塗工液を集電
体面の必要領域のみにノズル塗工装置により塗工して活
物質層を形成することを特徴とする非水電解液二次電池
用電極板及びその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、リチウム
イオン二次電池に代表される非水電解液二次電池用電極
板（以下単に「電極板」という）及びその製造方法に関
し、更に詳しくは端子取り出し部を除いて集電体面にパ
ターン状の活物質層を経済的に形成することができる電
極板及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器や通信機器の小型化及び
軽量化が急速に進んでおり、これらの駆動用電源として
用いられる二次電池に対しても小型化及び軽量化の要求
が強くなってきている。これらの要求に対して、従来の
アルカリ蓄電池に代わって、高エネルギー密度で且つ高
電圧を有するリチウムイオン二次電池に代表される非水
電解液二次電池が提案されている。

【０００３】又、二次電池の性能に大きく影響を及ぼす
電極板に関しては、充放電サイクル寿命を延長させるた
めに、又、高エネルギー密度化のために薄膜大面積化を
図ることが提案されている。例えば、特開昭６３−１０
４５６号公報や特開平３−２８５２６２号公報等に記載
されているように、金属酸化物、硫化物、ハロゲン化物
等の正極活物質粉末に、導電剤及び結着剤（バインダ
ー）を適当な湿潤剤（溶媒）に分散溶解させて、ペース
ト状の活物質塗工液を調製し、金属箔からなる集電体を
基体とし、該基体上に上記塗工液を塗工後、乾燥して塗
工層（活物質層）を形成して得られる電極板が開示され
ている。

【０００４】この際、結着剤として、例えば、ポリフッ
化ビニリデン等のフッ素系樹脂、又はシリコーン・アク
リル共重合体が用いられている。又、負極電極板は、カ
ーボン等の負極活物質に結着剤を適当な湿潤剤（溶媒）
に溶解させたものを加えて、ペースト状の活物質塗工液
を調製し、金属箔集電体に塗工して得られる。

【０００５】上記塗工型の電極板において、活物質塗工
液の調製に用いられる結着剤は、非水電解液に対して電
気化学的に安定であって、電解液へ溶出しないこと、更
には塗工をすることから何らかの溶媒に可溶である必要
がある。上記の活物質塗工液を金属箔集電体に塗工して
得られる電極板において、塗工及び乾燥されて形成され
る活物質層（塗工層）は可撓性が十分であり、電池の組
立工程及び充放電時に、剥離、脱落、ひび割れ等が生じ
ないように十分な密着性を有することが要求される。

【発明が解決しようとする課題】

【０００６】ところで、塗工電極板には、活物質層が形
成された部分（塗工部）と集電体が露出している部分
（未塗工部）の両方が存在することが必要であり、この
未塗工部は集電体から端子を取る場合、或いは、電池の
組み立て時に電極が不要となる部分を形成する場合等に
使用される。従って、最終的に得られる電極板は、集電
体上に所定のパターンで活物質層を形成することが望ま
しい。しかしながら、従来の一般的な塗工機、例えば、
ダイコーターを用いて塗工する方法で、集電体面に塗工
部（活物質層）と非塗工部（活物質層の境界や端子取り
出し部）を連続的且つ高速で作製するには、塗工液が集
電体面に対して接触する状態と接触しない状態を繰り返
すことが必要である。これには、ダイコーター部のダイ
ヘッド部分のスライドが起こり、塗工液の接触と非接触
とを繰り返すことが必要となる。

【０００７】例えば、集電体面の塗工部の長さが６０ｃ
ｍで、非塗工部の長さが５ｃｍの如く設定して連続塗工
を行うと、塗工機による塗工速度が増加するにつれ、塗
工液と集電体面との非接触時間が短くなる。その結果、
塗工液をパターン状に塗工するための機械的制御が難し
くなり、正確な塗工部と非塗工部とを連続的にパターン
状に形成することができず、又、高価な活物質の浪費が
生じる。一方、塗工液の塗工速度を低下させれば、上記
問題は発生しないが、電極板の生産性に問題が生じる。
従って本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
し、集電体面に、活物質塗工液をパターン状に、高速で
且つ正確に塗工することができ、しかも高価な活物質の
ロスが少ない電極板の製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。即ち、本発明は、集電体面に活物
質と結着剤とからなる電極用塗工液を塗工して活物質層
を形成する電極板の製造方法において、上記塗工液を集
電体面の必要領域のみにノズル塗工装置により塗工して
活物質層を形成することを特徴とする電極板及びその製
造方法である。本発明によれば、電極用塗工液の塗工
に、ノズル塗工装置を用いることによって、集電体面
に、活物質塗工液をパターン状に、高速で且つ正確に塗
工することができ、しかも高価な活物質のロスが少な
い。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に好ましい実施の形態を挙げて
本発明を更に詳細に説明する。本発明の方法は、先ず活
物質と結着剤とそれらの分散媒体とを用いて電極用塗工
液を調製する工程、該塗工液をノズル塗工装置を用いて
集電体面にパターン状に塗工する工程、塗工後に塗工層
から分散媒体を除去する工程、更には必要に応じて活物
質層の表面を平坦化する工程からなる。

【００１０】本発明の電極板に用いられる集電体として
は、例えば、アルミニウム、銅等の金属箔が好ましく用
いられる。金属箔の厚さとしては、５〜３０μｍ程度の
ものを用いる。本発明では、上記集電体の一方の表面に
正極活物質層又は負極活物質層を形成する。集電体と正
極活物質層或いは負極活物質層との密着性を向上させる
ために、集電体の一方の表面にカップリング剤層を形成
してもよい。カップリング剤層の形成に使用するカップ
リング剤としてはシラン系、チタネート系、アルミニウ
ム系等のカップリング剤があり、これらの中から集電体
及び活物質層との密着性に優れたカップリング剤を選択
して使用する。

【００１１】シラン系カップリング剤としては、例え
ば、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメト
キシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピル
メチルジメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシク
ロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピ
ルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジル
アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン・塩酸塩、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン、アミノシラン、γ−メルカプトプロピルトリメト
キシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエ
トキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−クロ
ロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザ
ン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、ビニル
トリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニ
ルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、オクタデシ
ルジメチル［３−（トリメトキシシリル）プロピル］ア
ンモニウムクロライド、γ−クロロプロピルメチルジメ
トキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキ
シシラン、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロ
シラン、トリメチルクロロシラン等が挙げられる。

【００１２】チタネート系カップリング剤としては、例
えば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、
イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネー
ト、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェー
ト）チタネート、テトライソプロピルビス（ジオクチル
ホスファイト）チタネート、テトラオクチルビス（ジト
リデシルホスファイト）チタネート、テトラ（２，２−
ジアリルオキシメチル）ビス（ジトリデシル）ホスファ
イトチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェー
ト）オキシアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパ
イロホスフェート）エチレンチタネート、イソプロピル
トリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリ
ルイソステアロイルチタネート、イソプロピルイソステ
アロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ（ジ
オクチルホスフェート）チタネート、イソプロピルトリ
クミルフェニルチタネート、イソプロピルトリ（Ｎ−ア
ミドエチル・アミノエチル）チタネート、ジクミルフェ
ニルオキシアセテートチタネート、ジイソステアロイル
エチレンチタネート等が挙げられる。

【００１３】アルミニウム系カップリング剤としては、
例えば、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレ
ート等が挙げられる。上記カップリング剤において本発
明の目的に最も有効なカップリング剤は、メルカプト
基、アミノ基又はビニルベンジルアミノエチル基を末端
基として有するカップリング剤である。

【００１４】上記カップリング剤からなる層を集電体の
一方の表面に形成する方法としては、カップリング剤を
水／有機溶媒混合液に溶解させた溶液、或いはカップリ
ング剤を有機溶媒に溶解させた溶液を集電体の一方の表
面に塗工する方法がある。この時、カップリング剤の加
水分解を促進させるために、塗工液のｐＨを３〜５に調
節してもよい。又、カップリング剤の加水分解用触媒と
しては、例えば、塩酸、酢酸等を添加してもよい。カッ
プリング剤と集電体表面との脱水反応を促進させるため
にはカップリング剤を塗工後、温度１２０〜１３０℃で
加熱してもよい。上記のカップリング剤用の有機溶媒と
しては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピ
ルアルコール、トルエン、ベンゼン、アセトン、テトラ
ヒドロフラン、セロソルブメチル等が挙げられる。

【００１５】カップリング剤を金属箔集電体の一方の表
面に塗工する方法としては、グラビアコート、グラビア
リバースコート、ロールコート、マイヤーバーコート、
ブレードコート、ナイフコート、エアーナイフコート、
スロットダイコート、スライドダイコート、ディップコ
ート等が挙げられ、塗工したカップリング剤層の乾燥厚
みとしては０．００１〜５μｍの範囲が好ましい。

【００１６】本発明で用いられる正極活物質としては、
例えば、ＬｉＣｏＯ₂、ＬｉＮｉＯ₂、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄等の
リチウム酸化物、ＴｉＳ₂、ＭｎＯ₂、ＭｏＯ₃、Ｖ₂Ｏ₅
等のカルコゲン化合物のうちの一種、或いは複数種が組
み合わせて用いられる。一方、負極活物質としては、金
属リチウム、リチウム合金、或いはグラファイト、カー
ボンブラック、アセチレンブラック等の炭素質材料、又
はリチウムイオンをインターカレートする材料が好まし
く用いられる。特に、ＬｉＣｏＯ₂を正極活物質とし
て、そして炭素質材料を負極活物質として用いることに
より、４Ｖ程度の高い放電電圧のリチウム系二次電池が
得られる。

【００１７】これらの活物質は形成される塗工層中に均
一に分散されるのが好ましい。このため、本発明におい
ては、活物質として１〜１００μｍの範囲の粒径を有
し、平均粒径が１０μｍ程度の粉体を用いるのが好まし
い。上記活物質を含む塗工液の調製に用いられる結着剤
としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリアクリル酸エステル樹脂、ポリカーボネート樹
脂、ポリウレタン樹脂、セルロース樹脂、ポリオレフィ
ン樹脂、ポリビニル樹脂、フッ素系樹脂及びポリイミド
樹脂等の熱可塑性樹脂、又はゴム系の樹脂、アクリル樹
脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂、アクリレートモノ
マー又はオリゴマー或いはそれらの混合物からなる電離
放射線硬化性樹脂、更にはこれらの各種樹脂の混合物を
使用することができる。

【００１８】本発明で使用する活物質塗工液の具体的な
調製方法について説明する。先ず、上記に挙げたような
材料から適宜に選択された結着剤と粉末状の活物質と
を、トルエン、メチルエチルケトン、Ｎ−メチルピロリ
ドン或いはこれらの混合物等の有機溶媒からなる分散媒
体中に入れ、更に必要に応じて導電剤を混合させた組成
物を、従来公知のホモジナイザー、ボールミル、サンド
ミル、ロールミル等の分散機を用いて混合分散すること
によって調製する。

【００１９】上記塗工液の調製において、塗工液全体を
１００重量部とした場合、その中で活物質と結着剤の合
計が約４０〜８０重量部、活物質と結着剤の比率は９：
１〜８：２の範囲であることが望ましい。そして残分が
分散媒体及びその他の添加剤である範囲が好ましい。塗
工液をノズル塗工装置で塗工するためには、得られる塗
工液の粘度を約１０，０００〜１００，０００ｃｐｓの
範囲に調整することが好ましい。上記塗工液の調製に際
して必要に応じて添加する導電剤としては、例えば、グ
ラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラック等
の炭素質材料が用いられる。

【００２０】本発明の主たる特徴は、上記塗工液をノズ
ル塗工装置を用いて集電体面にパターン状に塗工して活
物質層を形成することである。本発明で使用するノズル
塗工装置について図を参照して説明すると、該ノズル塗
工装置１とは、ＸＹロボット２とノズル３とからなり、
ノズル塗工装置１はＸＹロボット２と水平に位置してい
る支持体４上をＹ方向に移動できる集電体５にディスペ
ンサーと称される液体容器６内の塗工液をその下端のノ
ズル３から吐出しつつ、集電体５の表面に沿ってＸ方向
に液体容器６を駆動することによって、集電体５の表面
に塗工液を塗工して塗工面７を形成するものである。

【００２１】前記液体容器６には、可撓性パイプ８を介
して塗工液タンク９からコントローラー１０を経て塗工
液が供給されるようになっている。前記ＸＹロボット２
は、支持体４を含む基台１１上を、支持体４の上方を跨
ぐようにして設置された門型フレーム１２上に取り付け
られ、Ｘ方向に往復動自在であって且つ前記液体容器６
を支持するＸ方向駆動装置１３を含んで構成されてい
る。

【００２２】前記Ｘ方向駆動装置１３のＸ方向の移動及
び前記塗工液のためのコントローラー１０は、基台１１
に設けられた制御装置１４によって制御されるようにな
っている。前記ノズル３の下端吐出口は、集電体５の表
面に接近して設置され、両者の隙間は塗工液の塗工によ
って形成される塗工面７の目標塗工膜厚と一致するよう
にされている。

【００２３】又、制御装置１４はＸ方向駆動装置１３の
送りを次のように制御する。例えば、Ｘ方向駆動装置１
３によって液体容器６（ノズル３）を、Ｘ方向にライン
状に往復動させつつ、その往復の片道毎に、支持体４を
Ｙ方向に所定ピッチだけ搬送するようにされている。こ
こで、前記ピッチはノズル３による塗工液の塗工ライン
幅よりも大きくならないようにされ、これによって、ノ
ズル３の塗工ラインはＹ方向に隣接する塗工ラインと隙
間なく塗工されるものである。

【００２４】前記塗工ラインの幅方向のピッチは、前記
ノズル３の吐出口の径、吐出圧力、塗工液の粘度及び表
面張力を含む性質により決定するものとする。又、例え
ば、前記制御装置１４は、ノズル３がＸ方向に駆動され
１本の塗工ラインを形成した後、集電体５がＹ方向に１
ピッチだけ搬送される際にコントローラー１０を介して
液体容器６への加圧を遮断し、ノズル３からの塗工液の
吐出を中止させるように構成されている。

【００２５】次に、上記ノズル塗工装置１により、集電
体５上に塗工液を塗工する過程について説明する。液体
容器６にコントローラー１０を介して塗工液タンク９か
ら塗工液を加圧供給しつつ、Ｘ方向駆動装置１３によっ
て、液体容器６（ノズル３）をＸ方向に直線状に移動さ
せ、第１の塗工ラインを形成する。尚、塗工ライン形成
中は、液体容器６への加圧は一定圧力とする。第１の塗
工ラインの塗工が終了した時、ノズル３からの塗工液の
吐出がなされないので、塗工ラインの終端で塗工面７の
膜厚が他の部分よりも厚く形成されることがない。次
に、集電体５がＹ方向に１ピッチ搬送された後、前記第
１の塗工ラインと反対方向にノズル３がＸ方向駆動装置
１３によって駆動され、第２の塗工ラインが塗工及び形
成される。

【００２６】以上の繰り返しによって、例えば、３２０
ｍｍ幅の集電体上に、３００ｍｍ×６００ｍｍの塗工面
７を得られ、乾燥することによって、塗工膜を形成する
ことができる。又、ノズル３を制御装置１４によってＸ
Ｙ方向に制御し、且つ集電体５を搬送することによっ
て、集電体５の所定領域にのみ塗工液を塗工することが
できる。即ち、塗工面のパターニングができる。上記ノ
ズル塗工装置１におけるノズル３の下端吐出口の断面
は、真円形、楕円形、スリット状、或いは複数の小ノズ
ルからなるマルチノズル等としてもよい。

【００２７】前記ノズル３の断面が楕円形及びスリット
状の場合には、塗工ラインの幅が広くなるので、塗工速
度が向上される。更に、ノズル塗工装置１においてノズ
ル３は１本のみではなく、これをＹ方向に塗工ラインの
ピッチの整数倍の定間隔で複数本設けるようにしてもよ
い。この場合に、Ｙ方向に先行するＮ本目のノズルと
（Ｎ＋１）本面のノズルとの間隔、及び（Ｎ＋２）本目
のノズルと（Ｎ＋１）本目のノズルとの間隔が、前述の
如く、Ｙ方向ピッチの整数倍で且つ等しくなるように設
定されている。又、各ノズルはＸ方向及びＹ方向に共に
同期して、或いは非同期で駆動される。

【００２８】この複数のノズルを用いる場合も、該複数
のノズルによって塗工面への塗工液の塗工が分担される
ので、塗工速度を向上させることができる。尚、上記ノ
ズル塗工装置１においては、Ｙ方向に集電体５が搬送さ
れ、且つ液体容器６がＸ方向駆動装置１３によってＸ方
向に駆動することにより、ノズル３で、集電体５の所定
領域に塗工液を塗工するものであるが、本発明はこれに
限定されるものではなく、集電体５を固定して、液体容
器６をＸＹ方向に駆動して、塗工液を塗工するようにし
てもよい。

【００２９】又、上記ノズル塗工装置１において、ノズ
ル３と集電体５の塗工面７との間隔は目的とする塗工面
７の膜厚と等しくしたものであるが、本発明はこれに限
定されるものでなく、ノズル３を集電体５から大きく離
間させて、ノズル３から糸状に垂れ下がる塗工液によっ
て、塗工ラインを形成するようにしてもよい。又、ノズ
ル３と集電体５との間隔を、目標とする塗工面７の膜厚
よりも小さくして、塗工液を塗工するようにしてもよ
い。

【００３０】次に乾燥工程において、以上の如くしてパ
ターン状に形成された塗工層から分散媒体を除去するこ
とにより、目的とする活物質層を得る。前記乾燥工程に
おける熱源としては、熱風、赤外線、マイクロ波、高周
波等及びそれらの組み合わせが挙げられる。又、乾燥工
程において集電体をサポートする金属ローラーや金属シ
ート等が熱を放出することによって塗工層を乾燥させて
もよい。乾燥後の活物質層の厚さは１０〜２００μｍ、
好ましくは５０〜１５０μｍの範囲であり、このような
厚さになるように前記塗工時の塗工量を設定する。

【００３１】更に、上記のようにして塗工及び乾燥処理
して形成された塗工層の均質性をより向上させるため
に、塗工層の乾燥途中に、その表面にポリエチレンテレ
フタレートフィルム等の表面平滑なフィルムを軽く圧着
及び剥離して塗工層表面を平滑化させる工程を組み込ん
でもよい。又、乾燥後においては、塗工層に金属ロー
ル、加熱ロール、シートプレス機等を用いてプレス処理
を施して表面を平滑化することもできる。この際のプレ
ス条件としては、５００ｋｇｆ／ｃｍ²未満では塗工層
の均一性が得られにくく、又、７，５００ｋｇｆ／ｃｍ
²を超えると、集電体基材を含めた電極板自体が破損し
てしまうため、プレス条件は５００〜７，５００ｋｇｆ
／ｃｍ²の範囲が好ましい。更に好ましくは３，０００
〜５，０００ｋｇｆ／ｃｍ²の範囲である。更に、上記
の電極板を用いて電池の組み立て工程に移る前に、電極
板の活物質塗工層中の水分を除去するために、更に加熱
処理や減圧処理等を行うことが好ましい。

【００３２】以上のようにして作製した本発明の正極及
び負極の電極板を用いて、例えば、リチウム系二次電池
を作製する場合には、電解液として、溶質のリチウム塩
を有機溶媒に溶かした非水電解液が用いられる。非水電
解液を形成する溶質のリチウム塩としては、例えば、Ｌ
ｉＣｌＯ₄、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＡｓＦ₆、Ｌｉ
Ｃｌ、ＬｉＢｒ等の無機リチウム塩、及びＬｉＢ（Ｃ₆
Ｈ₅）₄、ＬｉＮ（ＳＯ₂ＣＦ₃）₂、ＬｉＣ（ＳＯ₂Ｃ
Ｆ₃）₃、ＬｉＯＳＯ₂ＣＦ₃、ＬｉＯＳＯ₂Ｃ₂Ｆ₅、Ｌｉ
ＯＳＯ₂Ｃ₃Ｆ₇、ＬｉＯＳＯ₂Ｃ₄Ｆ₉、ＬｉＯＳＯ₂Ｃ₅Ｆ
₁₁、ＬｉＯＳＯ₂Ｃ₆Ｆ₁₃、ＬｉＯＳＯ₂Ｃ₇Ｆ₁₅等の有機
リチウム塩等が用いられる。

【００３３】この際に使用される有機溶媒としては、環
状エステル類、鎖状エステル類、環状エーテル類、鎖状
エーテル類等が挙げられる。環状エステル類としては、
例えば、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネー
ト、γ−ブチロラクトン、ビニレンカーボネート、２−
メチル−γ−ブチロラクトン、アセチル−γ−ブチロラ
クトン、γ−バレロラクトン等が挙げられる。鎖状エス
テル類としては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエ
チルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジプロピル
カーボネート、メチルエチルカーボネート、メチルブチ
ルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチル
ブチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、ブ
チルプロピルカーボネート、プロピオン酸アルキルエス
テル、マロン酸ジアルキルエステル、酢酸アルキルエス
テル等が挙げられる。

【００３４】環状エーテル類としては、例えば、テトラ
ヒドロフラン、アルキルテトラヒドロフラン、ジアルキ
ルアルキルテトラヒドロンフラン、アルコキシテトラヒ
ドロフラン、ジアルコキシテトラヒドロフラン、１，３
−ジオキソラン、アルキル−１，３−ジオキソラン、
１，４−ジオキソラン等が挙げられる。鎖状エーテル類
としては、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエト
キシエタン、ジエチルエーテル、エチレングリコールジ
アルキルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエ
ーテル、トリエチレングリコールジアルキルエーテル、
テトラエチレングリコールジアルキルエーテル等が挙げ
られる。

【００３５】

【実施例】次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に
具体的に説明する。尚、文中「部」とあるのは「重量
部」である。実施例１先ず、正極活物質塗工液を以下の方法により調製した。
粒径が１〜１００μｍであり、平均粒径１０μｍのＬｉ
ＣｏＯ₂粉末９０部、導電剤としてグラファイト粉末５
部、結着剤としてポリフッ化ビニリデン樹脂（ダイキン
工業（株）製、ネオフロンＶＤＦＶＰ−８５０）４部
及びＮ−メチルピロリドン２０部の配合比で、予めポリ
フッ化ビニリデンをＮ−メチルピロリドンにて溶解した
ワニスを作製した後、そのワニスを用いプラネタリーミ
キサー（（株）小平製作所製）にて３０分間粉末を撹拌
混合することにより、スラリー状の正極活物質塗工液を
得た。この塗工液の粘度は３９，０００ｃｐｓであっ
た。

【００３６】厚さ２０μｍ、幅３２０ｍｍのアルミ箔集
電体上にノズル塗工装置を用い、ノズル内径０．９２ｍ
ｍ、圧力０．２ｋｇｆ／ｃｍ²にて上記正極活物質塗工
液を３００×５００ｍｍの面積に塗工した。塗工時の集
電体の送りピッチは１ｍｍで、ノズルの速度は３０ｍｍ
／ｓｅｃ．の条件で行った。ノズルの先端は通常の針の
形状と異なり、幅広い形状をしており、一回の塗工幅は
３０ｍｍとなっている。

【００３７】１４０℃のオーブン中にて乾燥後、５，０
００ｋｇｆ／ｃｍ²の条件でプレスを行って膜を均一に
した。次に８０℃の真空オーブン中で４８時間熟成して
水分を除去して、膜厚１００μｍの活物質層を有する正
極電極板を得た。

【００３８】次に負極活物質塗工液を次のようにして調
製した。グラファイト粉末８５部、結着剤としてポリフ
ッ化ビニリデン樹脂（ダイキン工業（株）製、ネオフロ
ンＶＤＦＶＰ−８５０）１５部及び分散媒体としてＮ
−メチルピロリドン２２５部の配合比で、分散機で８，
０００回転させて粉末を分散させ、負極活物質塗工液を
得た。この塗工液の粘度は３２，５００ｃｐｓであっ
た。

【００３９】前記正極電極板の場合と同様にして、負極
集電体である圧延銅箔上にノズル塗工装置を用いて塗工
し、以下正極電極板の場合と同様にして負極電極板を得
た。以上の正極電極板及び負極電極板の作製において
は、それぞれの塗工液の使用ロスが極めて少なく、殆ど
すべての塗工液が有効利用され、最終的に電極板の製造
コストが低下した。

【００４０】実施例２先ず、正極活物質塗工液を以下の方法により調製した。
粒径が１〜１００μｍであり、平均粒径が１０μｍのＬ
ｉＣｏＯ₂粉末９０部、導電剤としてグラファイト粉末
５部、結着剤としてＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジ
エン共重合樹脂）４部、アクリレートモノマーであるカ
ヤラッドＰＭ−１（日本化薬（株）製）０．５部、多官
能アクリレートモノマーであるカヤラッドＤＰＨＡ（日
本化薬（株）製）０．５部及びトルエン２０部の配合比
で分散機にて３０分間撹拌混合することにより、スラリ
ー状の正極活物質塗工液を得た。この塗工液の粘度は３
５，０００ｃｐｓであった。

【００４１】次いで厚さ２０μｍ幅３２０ｍｍのアルミ
箔集電体上に、上記塗工液を実施例１と同様の方法によ
りノズル塗工装置を使って、乾燥塗工層の厚みとして１
２６μｍとなるように塗工及び乾燥後、低エネルギー電
子線照射装置を用い、１８０ｋＶの加速電圧で１０Ｍｒ
ａｄの線量を塗工層面から照射し、結着剤を架橋させ
た。その後８０℃のオーブン中にて乾燥後、１４０℃の
オーブンにて２分間乾燥させた。次に５，０００ｋｇｆ
／ｃｍ²の条件でプレスを行って膜を均一にした。更に
８０℃の真空オーブン中で４８時間熟成して水分を除去
して正極電極板を得た。

【００４２】次に負極活物質塗工液を以下のようにして
作製した。実施例１で用いたと同様のグラファイト粉末
８５部、結着剤としてＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタ
ジエン共重合樹脂）１０部、アクリレートモノマーであ
るカヤラッドＰＭ−１（日本化薬（株）製）３部、多官
能アクリレートモノマーであるＭ−３１５（東亜合成化
学工業（株）製）１部及び分散媒体としてトルエン２２
５部の配合比で分散機としてホモジナイザーを用い８，
０００回転で分散させて、スラリー状の負極活物質塗工
液を得た。この塗工液の粘度は３１，０００ｃｐｓであ
った。

【００４３】上記塗工液を上記正極板と同様の方法によ
り乾燥塗工層の厚みとして１５６μｍとなるように塗工
し、乾燥後、電子線照射装置を用い、１８０ｋＶの加速
電圧で２０Ｍｒａｄの線量を塗工層面から照射し、結着
剤を架橋させた。以下正極電極板の場合と同様にして負
極電極板を得た。以上の正極電極板及び負極電極板の作
製において、それぞれの塗工液の使用ロスが極めて少な
く、殆どすべての塗工液が有効利用され、最終的に電極
板の製造コストが低下した。

【００４４】比較例１実施例１で用いたものと同じ集電体、正極活物質塗工液
及び負極活物質塗工液を用い、塗工方法として、いずれ
もダイコーターを用いて、ダイからの塗工液の吐出量を
制御することにより、実施例１と同様にして塗工部及び
非塗工部を形成して、それぞれ正極電極板及び負極電極
板を作製した。その結果、塗工速度の上昇により塗工膜
の形状が四角形から歪む傾向があった。更に該塗工膜を
乾燥後にスリットして短冊状の電極板とした。しかしな
がら、端子となる部分の長さが個々の短冊により違いが
あり、又、活物質量が個々の短冊で異なるため、安定し
て同じ性能の電池を作製することが困難であった。

【００４５】比較例２実施例１で用いたものと同じ正極活物質塗工液及び負極
活物質塗工液を用い、塗工方法としていずれもダイコー
ターを用いて、実施例１で用いたものと同じ集電体の片
側全面に連続塗工を行った。以後比較例１と同様にして
短冊状電極板とした後、電池の端子となる部分を剥ぎ取
った。しかしながら、この方法では、塗工液のロスが大
きく、電極板の製造コストを低下させにくい。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電極用塗工液の塗工にノズル塗工装置を用いることによ
って、集電体面に、活物質塗工液をパターン状に、高速
で且つ正確に塗工することができ、しかも高価な活物質
のロスが少ない電極板及びその製造方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法で用いたノズル塗工装置の１例
を示す斜視図。

【符号の説明】

１：ノズル塗工装置２：ＸＹロボット３：ノズル４：支持体５：集電体６：液体容器７：塗工面８：パイプ９：タンク１０：コントローラー１１：基台１２：フレーム１３：Ｘ方向駆動装置１４：制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】集電体面に活物質と結着剤とからなる電
極用塗工液を塗工して活物質層を形成する非水電解液二
次電池用電極板の製造方法において、上記塗工液を集電
体面の必要領域のみにノズル塗工装置により塗工して活
物質層を形成することを特徴とする非水電解液二次電池
用電極板の製造方法。
【請求項２】活物質層を形成する必要のない領域が、
端子の取り出し部分である請求項１に記載の非水電解液
二次電池用電極板の製造方法。
【請求項３】請求項１〜２に記載の製造方法を用いて
作製したことを特徴とする非水電解液二次電池用電極
板。