KR20150134310A

KR20150134310A - 리튬 이온 이차 전지 전극용 시트의 제조 방법

Info

Publication number: KR20150134310A
Application number: KR1020157014505A
Authority: KR
Inventors: 유지 시바타; 가즈유키 오니시; 에이지 오리사카; 가즈히로 스즈키
Original assignee: 제온 코포레이션
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2015-12-01
Also published as: WO2014156464A1; JP2014191880A; KR102227863B1; CN105190957A; JP6086384B2; CN105190957B

Abstract

회전축이 평행하게 배치된 1 쌍의 프레스용 롤 (4) 중의 일방의 프레스용 롤 (4B) 의 회전 속도와 타방의 프레스용 롤 (4A) 의 회전 속도를 상이하게 하는 것이 가능한 압연 장치 (2) 를 사용하여, 분체와의 마찰 계수가 소정의 범위인 기재 (22) 상에 상기 분체를 압축 성형함으로써 상기 기재 상에 전극 조성물층 (28) 을 성형하는 압연 공정과, 상기 압연 공정에 있어서의 상기 기재에 대한 상기 분체의 겉보기 중량을 측정하는 측정 공정과, 상기 측정 공정에 의한 측정 결과에 기초하여, 상기 일방의 프레스용 롤의 회전 속도의 상기 타방의 프레스용 롤의 회전 속도에 대한 속도비를 변경하는 변경 공정을 포함한다.

Description

리튬 이온 이차 전지 전극용 시트의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRODE SHEET FOR LITHIUM-ION SECONDARY BATTERY}

본 발명은 전극 활물질 등을 함유하는 분체를 압축 성형하여 리튬 이온 이차 전지 전극용 시트를 제조하는 리튬 이온 이차 전지 전극용 시트의 제조 방법에 관한 것이다.

소형이고 경량이면서, 또한 에너지 밀도가 높고, 반복 충방전이 가능한 리튬 이온 이차 전지는, 환경 대응으로부터도 향후 수요의 확대가 전망되고 있다. 리튬 이온 이차 전지는, 에너지 밀도가 커 휴대 전화나 노트형 컴퓨터 등의 분야에서 이용되고 있지만, 용도의 확대나 발전에 수반하여, 저저항화, 대용량화 등 보다 추가적인 성능 향상이 요구되고 있다.

리튬 이온 이차 전지 전극은 전극 시트로서 얻을 수 있고, 예를 들어, 전극 활물질을 함유하는 분체로부터 전극 시트 등의 압연 시트를 제조하기 위해서 분체 압연 장치를 사용한 분체의 압축 성형이 실시되고 있다. 분체 압연 장치에서는 1 쌍의 프레스용 롤의 롤 사이에 공급되는 분체를 기재 상에 연속적으로 압축 성형 함으로써 압연 시트가 얻어진다. 여기서, 압연 시트를 제조할 때에는 박막이고, 또한, 밀도 분포, 막두께 분포의 편차가 적은, 정밀도가 양호한 압연 시트를 제조하는 것이 요구된다.

예를 들어, 특허문헌 1 에 있어서는, 1 쌍의 프레스용 롤과 1 쌍의 프레스용 롤의 일방의 상방에 예비 압하롤을 형성한 압연 장치를 사용하여 압연 시트를 성형하는 것이 개시되어 있다. 이 압연 장치에 있어서는, 예비 압하롤이 형성된 측의 프레스용 롤과 예비 압하롤의 속도 비율을 조정함으로써 얻어지는 압연 시트의 두께를 제어하고 있다. 즉, 프레스용 롤의 주속도가 일정한 경우에, 예비 압하롤의 회전 속도를 느리게 하면 얻어지는 압연 시트는 얇아지고, 예비 압하롤의 주속도를 빠르게 하면 얻어지는 압연 시트는 두꺼워진다. 또한, 특허문헌 1 에 있어서는, 1 쌍의 프레스용 롤의 회전 속도를 변화시킴으로써 얻어지는 압연 시트의 두께를 조절하고 있다.

일본 특허공보 제3873719호

그러나, 이 압연 장치에 있어서는, 압연 시트의 막두께를 조정하기 위한 부재인 예비 압하롤을 형성해야 하고, 또한, 1 쌍의 프레스용 롤의 회전 속도를 변화시키면 생산 라인의 속도를 일정하게 유지할 수 없기 때문에 생산 능력에 영향을 미치고 있었다.

본 발명의 목적은, 생산 능력에 영향을 미치지 않고, 간이한 수단에 의해 기재에 대한 분체의 겉보기 중량의 제어를 실시할 수 있는 리튬 이온 이차 전지 전극용 시트의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명자들은, 예의 검토한 결과, 분체와 기재의 마찰 계수를 소정 범위로 하고, 또, 일방의 프레스용 롤의 회전 속도를 타방의 프레스용 롤의 회전 속도에 대해 변경함으로써, 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명에 의하면,

(1) 회전축이 평행하게 배치된 1 쌍의 프레스용 롤 중의 일방의 프레스용 롤의 회전 속도와 타방의 프레스용 롤의 회전 속도를 상이하게 하는 것이 가능한 압연 장치를 사용하여, 분체와의 마찰 계수가 소정의 범위인 기재 상에 상기 분체를 압축 성형함으로써 상기 기재 상에 전극 조성물층을 성형하는 압연 공정과, 상기 압연 공정에 있어서의 상기 기재에 대한 상기 분체의 겉보기 중량 (目付量) 을 측정하는 측정 공정과, 상기 측정 공정에 의한 측정 결과에 기초하여, 상기 일방의 프레스용 롤의 회전 속도의 상기 타방의 프레스용 롤의 회전 속도에 대한 속도비를 변경하는 변경 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지 전극용 시트의 제조 방법,

(2) 상기 일방의 프레스용 롤의 회전 속도의 상기 타방의 프레스용 롤의 회전 속도에 대한 속도비를 10 ∼ 300 ％ 의 범위에서 변경하는 것을 특징으로 하는 (1) 에 기재된 리튬 이온 이차 전지 전극용 시트의 제조 방법,

(3) 상기 기재의 표면 조도 (Ra) 가, 0.1 ∼ 5 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 (1) 에 기재된 리튬 이온 이차 전지 전극용 시트의 제조 방법,

(4) 상기 기재는, 상기 전극 조성물층이 성형되는 측의 표면에 접착제층을 갖는 것을 특징으로 하는 (1) 에 기재된 리튬 이온 이차 전지 전극용 시트의 제조 방법,

(5) 상기 기재의 표면은 표면 개질되어 있는 것을 특징으로 하는 (1) 에 기재된 리튬 이온 이차 전지 전극용 시트의 제조 방법,

(6) 상기 분체는, 전극 활물질 및 결착재를 함유하는 성분을 조립 (造粒) 함으로써 얻어지는 복합 입자인 것을 특징으로 하는 (1) ∼ (5) 중 어느 하나에 기재된 리튬 이온 이차 전지 전극용 시트의 제조 방법이 제공된다.

본 발명에 관련된 리튬 이온 이차 전지 전극용 시트의 제조 방법에 의하면, 생산 능력에 영향을 미치지 않고, 간이한 수단에 의해 기재에 대한 분체의 겉보기 중량의 제어를 실시할 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 분체 압연 장치의 개략을 나타내는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 관련된 리튬 이온 이차 전지 전극용 시트의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 1 은, 실시형태에 관련된 리튬 이온 이차 전지 전극용 시트의 제조 방법에 사용하는 분체 압연 장치의 개략을 나타내는 도면이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 분체 압연 장치 (2) 는, 회전축 (14A, 14B) 이 수평이고 또한 평행하게 배열된 1 쌍의 롤 (4A, 4B) 을 포함하는 프레스용 롤 (4), 프레스용 롤 (4) 에 의해 압축 성형된 압연 시트 (6) 의 두께를 측정하는 막두께 검출 센서 (8), 장치 전체의 제어를 실시하는 제어부 (10), 얻어지는 압연 시트 (6) 의 시트상 성형물 (28) 의 목표 막두께의 입력이나 압연 시트 (6) 의 제조 개시 지시를 접수하는 조작부 (12), 프레스용 롤 (4) 의 롤 (4A) 을 회전축 (14A) 을 중심으로 회전시키는 모터 등을 갖는 회전 구동부 (16A), 롤 (4B) 을 회전축 (14B) 을 중심으로 회전시키는 모터 등을 갖는 회전 구동부 (16B) 를 구비하고 있다.

여기서, 프레스용 롤 (4) 의 롤 (4A, 4B) 은 각각 도 1 에 나타내는 화살표 방향으로 회전함으로써 프레스용 롤 (4) 과 칸막이 판 (26) 에 의해 형성된 공간에 저조 (貯槽) 된 분체 (20) 를 넣고, 분체 (20) 를 백업 기재 (22) 의 일방의 면에 압축하여 시트상 성형물 (28) 을 성형한다.

또, 막두께 검출 센서 (8) 로는 끼워 넣기 타입, 접촉 타입 등의 것을 사용할 수 있고, 검출 방식으로는 레이저식, X 선식, 적외선식, 베타선식, 과전류식, 전자 (電磁) 식, 초음파식, 광학식 등을 사용할 수 있다.

다음으로, 분체 압연 장치 (2) 에 의해 압연 시트 (6) 를 제조하는 순서에 대해 설명한다. 조작부 (12) 를 통하여 압연 시트 (6) 의 시트상 성형물 (28) 의 목표 막두께 (T_D) 의 입력 및 압연 시트 (6) 의 제조 개시 지시가 실시되면, 제어부 (10) 는 회전 구동부 (16A, 16B) 를 제어하여, 프레스용 롤 (4) 의 롤 (4A, 4B) 을 도 1 에 나타내는 화살표 방향으로 회전시킨다.

여기서, 회전 구동부 (16A) 가 롤 (4A) 을 회전시키는 속도는 백업 기재 (22) 의 반송 속도에 따른 속도이다. 즉, 회전 구동부 (16A) 는 압연 시트 (6) 의 생산 라인의 속도에 따른 회전 속도로 롤 (4A) 을 회전시킨다. 또, 회전 구동부 (16B) 는 입력된 목표 막두께에 따른 회전 속도로 롤 (4B) 을 회전시킨다. 따라서, 롤 (4A) 과 롤 (4B) 의 회전 속도는 동일한 속도여도 되고, 상이한 속도여도 된다. 상기 일방의 프레스용 롤의 회전 속도의 상기 타방의 프레스용 롤의 회전 속도에 대한 속도비는 1 ∼ 500 ％, 바람직하게는 10 ∼ 300 ％ 의 범위에서 변경할 수 있다.

여기서, 롤 (4A) 및 롤 (4B) 의 각각의 회전 속도와 얻어지는 압연 시트 (6) 에 있어서의 시트상 성형물 (28) 의 막두께의 관계는, 미리 측정하여 제어부 (10) 에 기억되어 있다. 또, 프레스용 롤 (4) 에 의해 백업 기재 (22) 에 압축 성형되는 분체 (20) 의 겉보기 중량과 막두께의 관계도 미리 제어부 (10) 에 기억되어 있다.

프레스용 롤 (4) 을 회전시킴으로써 분체 (20) 의 압축 성형을 개시하면, 프레스용 롤 (4) 과 칸막이 판 (26) 에 의해 형성된 공간에 저조된 분체 (20) 는, 프레스용 롤 (4) 에 들어가 백업 기재 (22) 의 일방의 면에 압축 성형된다. 즉, 시트상 성형물 (28) 이 백업 기재 (22) 에 적층된 압연 시트 (6) 가 얻어진다.

다음으로, 제어부 (10) 는, 조작부 (12) 를 통하여 입력된 목표 막두께 (T_D) 와 막두께 검출 센서 (8) 로부터의 출력에 기초하여 구해지는 시트상 성형물 (28) 의 막두께 (T_A) 를 비교하고, 회전 구동부 (16B) 를 제어하여 롤 (4B) 의 회전 속도를 변경시킨다. 여기서, 롤 (4B) 의 회전 속도가 빨라질수록, 분체 (20) 가 들어가는 양을 작게 할 수 있어, 얻어지는 압연 시트 (6) (시트상 성형물 (28)) 의 두께 (막두께) 를 얇게 할 수 있다.

따라서, 목표 막두께 (T_D) 보다 시트상 성형물 (28) 의 막두께 (T_A) 쪽이 얇은 경우에는, 제어부 (10) 는 회전 구동부 (16B) 를 제어하여 롤 (4B) 의 회전 속도를 저하시킨다. 한편, 목표 막두께 (T_D) 보다 시트상 성형물 (28) 의 막두께 (T_A) 쪽이 두꺼운 경우에는, 제어부 (10) 는 회전 구동부 (16B) 를 제어하여 롤 (4B) 의 회전 속도를 증가시킨다. 또, 목표 막두께 (T_D) 와 시트상 성형물 (28) 의 막두께 (T_A) 가 일치하는 경우에는, 제어부 (10) 는 회전 구동부 (16B) 를 제어한 롤 (4B) 의 회전 속도의 변경을 실시하지 않는다. 여기서, 제어부 (10) 는 회전 구동부 (16B) 를 제어하여 롤 (4B) 의 회전 속도를 변경시킬 때에, 롤 (4B) 의 회전 속도를 롤 (4A) 의 회전 속도의 1 ∼ 500 ％, 바람직하게는 10 ∼ 300 ％ 로 한다.

백업 기재 (22) 로는, 얇은 필름상의 기재이면 되고, 통상, 두께 1 ㎛ ∼ 1000 ㎛, 바람직하게는 5 ㎛ ∼ 100 ㎛ 이다. 백업 기재 (22) 로는, 알루미늄, 백금, 니켈, 탄탈, 티탄, 스테인리스강, 구리, 그 밖의 합금 등의 금속박 또는 탄소, 도전성 고분자, 종이, 천연 섬유, 고분자 섬유, 포백, 고분자 수지 필름 등을 들 수 있고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다. 고분자 수지 필름으로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트의 폴리에스테르 수지 필름, 폴리이미드, 폴리프로필렌, 폴리페닐렌설파이드, 폴리염화비닐, 아라미드 필름, PEN, PEEK 등을 함유하여 구성되는 플라스틱 필름, 시트 등을 들 수 있다.

이들 중에서도, 압연 시트 (6) 로서, 리튬 이온 이차 전지 전극용 시트를 제조하는 경우에는, 백업 기재 (22) 로서 금속박 또는 탄소, 도전성 고분자를 사용할 수 있고, 바람직하게는 금속이 사용된다. 이들 중에서 도전성, 내전압성의 면에서 구리, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용하는 것이 바람직하다.

또, 백업 기재 (22) 로는, 후술하는 복합 입자 등의 분체 (20) 와의 마찰 계수가 소정의 범위가 되도록 처리되어 있는 기재를 사용한다. 이와 같은 처리로는, 백업 기재 (22) 의 조면화 처리, 코로나 방전에 의한 백업 기재 (22) 의 표면 개질 처리, 백업 기재 (22) 의 표면에 접착제층을 형성하는 처리 등을 사용할 수 있다. 또한, 이와 같은 처리는, 적어도 백업 기재 (22) 의 시트상 성형물 (28) 이 형성되는 측의 면에 실시되어 있으면 된다.

백업 기재 (22) 를 조면화 처리하는 경우에 있어서, 조면화된 면의 표면 조도 (Ra) 는, 분체 (20) 와 백업 기재 (22) 의 밀착성의 관점에서, 바람직하게는 0.1 ∼ 5 ㎛, 보다 바람직하게는 0.2 ∼ 3 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.2 ∼ 1 ㎛ 의 범위이다.

표면 조도 (Ra) 는, JIS B0601 에 준거하여, 예를 들어 나노 스케일 하이브리드 현미경 (VN－8010, 키엔스사 제조) 을 사용하여, 조도 곡선을 그리고, 하기 식에 의해 산출할 수 있다. 하기 식에 있어서, L 은 측정 길이, x 는 평균선에서 측정 곡선까지의 편차이다.

백업 기재 (22) 의 표면을 조면화하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 백업 기재 (22) 의 표면을 엠보스 처리하는 방법, 백업 기재 (22) 의 표면을 샌드 블라스트 처리하는 방법, 백업 기재 (22) 를 구성하는 재료에 매트재를 이겨서 넣는 방법, 매트재를 포함하는 층을 백업 기재 (22) 의 표면에 코팅하는 방법 등을 들 수 있다. 그 중에서도 분체 (20) 로서 사용되는 복합 입자와의 밀착성의 관점에서 백업 기재 (22) 의 표면을 샌드 블라스트 처리하는 방법이 바람직하다.

백업 기재 (22) 로서 분체 (20) 와의 마찰 계수가 소정의 범위가 되도록 처리되어 있는 기재를 사용함으로써, 프레스용 롤 (4) 의 롤 (4A) 과 롤 (4B) 의 회전 속도가 상이한 경우에도, 고속으로 회전하고 있는 측의 롤에 분체 (20) 의 들러붙음을 방지할 수 있다. 따라서, 프레스용 롤 (4) 의 롤 (4A) 과 롤 (4B) 의 회전 속도가 상이한 경우에도, 압연 시트 (6) 를 얻을 수 있다.

프레스용 롤 (4) 과 칸막이 판 (26) 에 의해 형성되는 공간에 저조되는 분체 (20) 로는, 예를 들어 전극 활물질을 함유하는 복합 입자를 들 수 있다. 복합 입자는, 전극 활물질 및 결착재를 함유하고, 필요에 따라 그 밖의 분산제, 도전재 및 첨가제를 함유해도 된다. 분체 (20) 로서 전극 활물질을 함유하는 복합 입자를 사용하는 경우에는, 얻어지는 압연 시트 (6) 를 전극 재료로 이루어지는 전극층으로서 사용할 수 있다.

복합 입자를 리튬 이온 이차 전지의 전극 재료로서 사용하는 경우, 정극용 활물질로는, 리튬 이온을 가역적으로 도프·탈도프 가능한 금속 산화물을 들 수 있다. 이러한 금속 산화물로는, 예를 들어, 코발트산리튬, 니켈산리튬, 망간산리튬, 인산철리튬 등을 들 수 있다. 또한, 상기에서 예시한 정극 활물질은 적절히 용도에 따라 단독으로 사용해도 되고, 복수 종 혼합하여 사용해도 된다.

또한, 리튬 이온 이차 전지용 정극의 대극 (對極) 으로서의 부극의 활물질로는, 이 (易) 흑연화성 탄소, 난 (難) 흑연화성 탄소, 열분해 탄소 등의 저결정성 탄소 (비정질 탄소), 그라파이트 (천연 흑연, 인조 흑연), 주석이나 규소 등의 합금계 재료, 규소 산화물, 주석 산화물, 티탄산리튬 등의 산화물 등을 들 수 있다. 또한, 상기에 예시한 전극 활물질은 적절히 용도에 따라 단독으로 사용해도 되고, 복수 종 혼합하여 사용해도 된다.

리튬 이온 이차 전지 전극용의 전극 활물질의 형상은, 입상으로 정립된 것이 바람직하다. 입자의 형상이 구형이면, 전극 성형시에 보다 고밀도의 전극을 형성할 수 있다.

리튬 이온 이차 전지 전극용의 전극 활물질의 체적 평균 입자경은, 정극, 부극 모두 통상 0.1 ∼ 100 ㎛, 바람직하게는 0.5 ∼ 50 ㎛, 보다 바람직하게는 0.8 ∼ 30 ㎛ 이다.

복합 입자에 사용되는 결착재로는, 상기 전극 활물질을 서로 결착시킬 수 있는 화합물이면 특별히 제한은 없다. 바람직한 결착재는, 용매에 분산되는 성질이 있는 분산형 결착재이다. 분산형 결착재로서, 예를 들어, 실리콘계 중합체, 불소 함유 중합체, 공액 디엔계 중합체, 아크릴레이트계 중합체, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리우레탄 등의 고분자 화합물을 들 수 있고, 바람직하게는 불소계 함유 중합체, 공액계 디엔 중합체 및 아크릴레이트계 중합체, 보다 바람직하게는 공액 디엔계 중합체 및 아크릴레이트계 중합체를 들 수 있다.

분산형 결착재의 형상은 특별히 제한은 없지만, 입자상인 것이 바람직하다. 입자상인 것에 의해, 결착성이 양호하고, 또, 제작한 전극 용량의 저하나 충방전의 반복에 의한 열화를 억제할 수 있다. 입자상의 결착재로는, 예를 들어, 라텍스와 같은 결착재의 입자가 물에 분산된 상태인 것이나, 이와 같은 분산액을 건조시켜 얻어지는 입자상인 것을 들 수 있다.

결착재의 양은, 얻어지는 전극 활물질층과 집전체의 밀착성을 충분히 확보할 수 있고, 또한, 내부 저항을 낮게 할 수 있는 관점에서, 전극 활물질 100 중량부에 대해, 건조 중량 기준으로 통상은 0.1 ∼ 50 중량부, 바람직하게는 0.5 ∼ 20 중량부, 보다 바람직하게는 1 ∼ 15 중량부이다.

복합 입자에는, 전술한 바와 같이 필요에 따라 분산제를 사용해도 된다. 분산제의 구체예로는, 카르복시메틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스 계 폴리머, 그리고 이들의 암모늄염 또는 알칼리금속염, 폴리비닐알코올 등을 들 수 있다. 이들 분산제는, 각각 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

복합 입자에는, 전술한 바와 같이 필요에 따라 도전재를 사용해도 된다. 도전재의 구체예로는, 퍼네스 블랙, 아세틸렌 블랙, 및 케첸 블랙 (아크조노벨 케미컬즈 베스로텐 펜노트 셔트업사의 등록 상표) 등의 도전성 카본 블랙을 들 수 있다. 이들 중에서도, 아세틸렌 블랙 및 케첸 블랙이 바람직하다. 이들 도전재는 단독으로 또는 2 종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

복합 입자는, 전극 활물질, 결착재 및 필요에 따라 첨가되는 상기 도전재 등 다른 성분을 사용하여 조립함으로써 얻어지고, 적어도 전극 활물질, 결착재를 함유하여 이루어지지만, 상기의 각각이 개별적으로 독립된 입자로서 존재하는 것이 아니라, 구성 성분인 전극 활물질, 결착재를 함유하는 2 성분 이상에 의해 1 입자를 형성하는 것이다. 구체적으로는, 상기 2 성분 이상의 개개의 입자의 복수 개가 결합하여 이차 입자를 형성하고 있고, 복수 개 (바람직하게는 수 개 ∼ 수십 개) 의 전극 활물질이 결착재에 의해 결착되어 입자를 형성하고 있는 것이 바람직하다.

복합 입자의 제조 방법은 특별히 제한되지 않고, 유동층 조립법, 분무 건조 조립법, 전동층 조립법 등의 공지된 조립법에 의해 제조할 수 있다.

복합 입자의 체적 평균 입자경은, 원하는 두께의 전극 활물질층을 용이하게 얻는 관점에서, 통상 0.1 ∼ 1000 ㎛, 바람직하게는 1 ∼ 500 ㎛, 보다 바람직하게는 30 ∼ 250 ㎛ 의 범위이다.

또한, 복합 입자의 평균 입자경은, 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치 (예를 들어, SALD－3100；시마즈 제작소 제조) 에 의해 측정하여, 산출되는 체적 평균 입자경이다.

본 실시형태에 관련된 리튬 이온 이차 전지 전극용 시트의 제조 방법에 의하면, 생산 능력에 영향을 미치지 않고, 간이한 수단에 의해 기재에 대한 분체의 겉보기 중량의 제어를 실시할 수 있다. 또, 낮은 겉보기 중량의 전극용 시트, 즉, 박막의 전극용 시트를 제조할 수 있다.

또, 얻어지는 압연 시트의 막두께의 측정 결과에 기초하여 롤 (4B) 의 회전 속도를 제어하는 피드백 제어를 실시할 수 있기 때문에, 원하는 막두께의 전극용 시트를 제조할 수 있다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예에 제한되는 것은 아니다. 또, 부 및 ％ 는, 특별한 기재가 없는 한 중량 기준이다.

(조립 입자의 제조)

부극 활물질로서 인조 흑연 (체적 평균 입자경：24.5 ㎛, 흑연층간 거리 (X 선 회절법에 의한 (002) 면의 면 간격 (d 값))：0.354 ㎚) 을 97 부, 카르복시메틸 셀룰로오스나트륨염을 1.5 부, 결착재로서 BM－400B (닛폰 제온사 제조) 를 고형분 환산량으로 1.5 부를 혼합하고, 추가로 이온 교환수를 고형분 농도가 20 ％ 가 되도록 첨가하고, 혼합 분산하여 복합 입자용 슬러리를 얻었다. 그리고, 얻어진 복합 입자용 슬러리를 스프레이 건조기 (오카와하라 화공기사 제조) 를 사용하여, 회전 원반 방식의 아토마이저 (직경 65 ㎜) 를 사용하여 회전수 25,000 rpm, 열풍 온도 160 ℃, 입자 회수 출구의 온도 90 ℃ 의 조건에서 분무 건조 조립을 실시하여, 부극 전극용 복합 입자를 얻었다. 얻어진 복합 입자의 체적 평균 입자경은 70 ㎛ 였다.

(겉보기 중량의 측정)

도 1 에 나타내는 장치 구성의 분체 압연 장치 (2) 에 있어서, 분체 (20) 로서 입자경이 70 ㎛ 인 복합 입자를 사용하고, 롤 (4A) 과 롤 (4B) 의 롤 간극을 0.1 ㎜ 로 하여 압연 시트 (6) 의 제작을 실시하였다. 또, 백업 기재 (22) 로서의 표면이 샌드 블라스트 처리된 두께 50 ㎛ 표면 조도 (Ra) 가 0.35 ㎛ 인 PET 필름을 사용하였다. 여기서, 프레스용 롤 (4) 의 롤 (4A) 의 회전 속도 (백업 기재 (22) 의 반송 속도) 를 5 m/min 으로 하고, 롤 (4B) 의 회전 속도를 4 m/min, 5 m/min, 6 m/min, 7.5 m/min, 10 m/min 으로 하여 각각 시트상 성형물 (28) 의 제조를 실시하였다. 또, 시트상 성형물 (28) 의 제조시에, 복합 입자 및 알루미늄 박 (백업 기재) 을 분체 압연 장치 (2) 에 투입하고, 프레스용 롤 (4) 에 의해 PET 필름에 확인되는 분체의 양 (겉보기 중량, 단위：㎎/㎠) 을 측정하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

표 1 의 결과로부터, 롤 (4A) 의 회전 속도가 일정한 경우, 롤 (4B) 의 회전 속도가 빨라질수록, 겉보기 중량이 감소하는 것이 나타났다. 또, 겉보기 중량이 적을수록 얻어지는 시트상 성형물 (28) 의 막두께가 얇아지기 때문에, 롤 (4A) 의 회전 속도에 대한 롤 (4B) 의 회전 속도가 빨라질수록, 얻어지는 압연 시트 (6) 및 시트상 성형물 (28) 의 막두께가 얇아지는 것이 나타났다.

Claims

회전축이 평행하게 배치된 1 쌍의 프레스용 롤 중의 일방의 프레스용 롤의 회전 속도와 타방의 프레스용 롤의 회전 속도를 상이하게 하는 것이 가능한 압연 장치를 사용하여, 분체와의 마찰 계수가 소정의 범위인 기재 상에 상기 분체를 압축 성형함으로써 상기 기재 상에 전극 조성물층을 성형하는 압연 공정과,
상기 압연 공정에 있어서의 상기 기재에 대한 상기 분체의 겉보기 중량을 측정하는 측정 공정과,
상기 측정 공정에 의한 측정 결과에 기초하여, 상기 일방의 프레스용 롤의 회전 속도의 상기 타방의 프레스용 롤의 회전 속도에 대한 속도비를 변경하는 변경 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지 전극용 시트의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 일방의 프레스용 롤의 회전 속도의 상기 타방의 프레스용 롤의 회전 속도에 대한 속도비를 10 ∼ 300 ％ 의 범위에서 변경하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지 전극용 시트의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 기재의 표면 조도 (Ra) 가, 0.1 ∼ 5 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지 전극용 시트의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 기재는, 상기 전극 조성물층이 성형되는 측의 표면에 접착제층을 갖는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지 전극용 시트의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 기재의 표면은 표면 개질되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지 전극용 시트의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분체는, 전극 활물질 및 결착재를 함유하는 성분을 조립 (造粒) 함으로써 얻어지는 복합 입자인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지 전극용 시트의 제조 방법.