WO2024075574A1 - 電極層の製造方法 - Google Patents

電極層の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2024075574A1
WO2024075574A1 PCT/JP2023/034789 JP2023034789W WO2024075574A1 WO 2024075574 A1 WO2024075574 A1 WO 2024075574A1 JP 2023034789 W JP2023034789 W JP 2023034789W WO 2024075574 A1 WO2024075574 A1 WO 2024075574A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode material
material film
electrode
thickness
pallets
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/034789
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
健次 市川
英二郎 岩瀬
久晃 伊藤
Original Assignee
富士フイルム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 富士フイルム株式会社 filed Critical 富士フイルム株式会社
Publication of WO2024075574A1 publication Critical patent/WO2024075574A1/ja

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/06—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/12—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by mechanical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/12—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain a coating with specific electrical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/14—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • This disclosure relates to a method for manufacturing an electrode layer.
  • An electrode applied to a semi-solid battery is manufactured using, for example, an electrode material containing at least an electrode active material in the form of a powder and an electrolyte.
  • JP2021-530826A discloses a method that includes continuously distributing a semi-solid electrode slurry onto a current collector, separating the semi-solid electrode slurry into separate portions, and cutting the current collector to form a finished electrode.
  • JP 2019-212461 A discloses an electrode manufacturing method for manufacturing an electrode having an active material layer on at least one side of a current collector, the electrode manufacturing method including a cutting process for forming individual electrode pieces by cutting a sheet member, a pressing process for pressing the individual electrode pieces using a press roll, and a distance measurement process for determining the intersection points of multiple sides of the individual electrode pieces pressed and transported in the pressing process and measuring the distance between the intersection points.
  • JP-T-2021-530826 and JP-A-2019-212461 there is a method of cutting the electrode layer together with the current collector to form a rectangle.
  • this method is a method in which an electrode material film is formed on a current collector foil placed on a conveying member formed by connecting a plurality of pallets, and then the pallets are separated to form a rectangle of the electrode material film together with the current collector foil.
  • the thickness and density of the electrode material film may be distributed, and depending on the conditions for separating the pallets, the thickness and density may vary at the ends of the electrode material film.
  • An embodiment of the present disclosure has an objective of providing a method for manufacturing an electrode layer having an electrode material film, which is capable of grasping the in-plane uniformity of the density and thickness of the electrode material film.
  • electrode layer refers to a laminate of a current collecting foil and an electrode material film.
  • ⁇ 2> The method for producing an electrode layer according to ⁇ 1>, wherein the pallet is a laminate of a porous carbon layer, one surface of which is to come into contact with the current collecting foil, and a carbon fiber composite material layer.
  • ⁇ 3> The method for producing an electrode layer according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the pallet has a total thickness of 5 mm to 50 mm.
  • ⁇ 4> The method for manufacturing an electrode layer according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein information on the thickness and density of the electrode material film obtained by an X-ray inspection device is fed back to at least one of the process A and the process B.
  • ⁇ 5> The method for manufacturing an electrode layer according to ⁇ 4>, further comprising controlling at least one of a film formation condition for the electrode material film in the step A and a spacing condition between the pallets in the step B based on the fed-back information.
  • ⁇ 6> The method for producing an electrode layer according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the electrode material film contains an electrode active material, a conductive assistant, and an electrolyte solution, has a thickness of 50 ⁇ m to 500 ⁇ m, and has a solid component concentration of 30 vol% to 90 vol%.
  • a method for manufacturing an electrode layer having an electrode material film can be provided that is capable of grasping the in-plane uniformity of the density and thickness of the electrode material film.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of steps A to C in a method for producing an electrode layer according to the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a pallet used in the method for producing an electrode layer according to the present disclosure.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a conveying member used in the manufacturing method of an electrode layer according to the present disclosure.
  • a numerical range expressed using “to” means a range including the numerical values described before and after “to” as the lower and upper limits.
  • the upper or lower limit described in a certain numerical range may be replaced with the upper or lower limit of another numerical range described in stages.
  • the upper or lower limit described in a certain numerical range may be replaced with a value shown in the examples.
  • the term "process” includes not only independent processes, but also processes that cannot be clearly distinguished from other processes as long as the intended purpose of the process is achieved.
  • the amount of each component in the composition means the total amount of the plurality of substances present in the composition, unless otherwise specified.
  • a combination of two or more preferred aspects or embodiments is a more preferred aspect or embodiment.
  • a "solid component” means a component that is solid at 25° C. and 1 atmosphere
  • a "liquid component” means a component that is liquid at 25° C. and 1 atmosphere.
  • the manufacturing method of an electrode layer according to the present disclosure includes the steps of: step A of forming an electrode material film on a current collecting foil that is transported along the connecting direction of the pallets using a transport member in which a plurality of pallets are connected in one direction; step B of separating the connected pallets and dividing the laminate of the current collecting foil and the electrode material film into individual pallets; and step C of transporting the pallets carrying the divided laminate of the current collecting foil and the electrode material film along the connecting direction of the pallets and measuring the density and thickness of the electrode material film using an X-ray inspection device.
  • the electrode material film preferably contains an electrode active material, a conductive assistant, and an electrolyte, has a thickness of 50 ⁇ m to 500 ⁇ m, and has a solid component concentration of 30% to 90% by volume.
  • the manufacturing method of the electrode layer according to the present disclosure preferably forms an electrode material film on the current collector foil that is 50 ⁇ m to 500 ⁇ m thick and has a solid component concentration of 30% to 90% by volume.
  • the thickness of the electrode material film is measured by an X-ray inspection device in step C.
  • the thickness of the electrode material film is the arithmetic mean value of the measurements taken by the X-ray inspection device.
  • the solid component concentration of the electrode material film is calculated from the density measured by the X-ray inspection device in step C and the composition ratio of each component contained in the electrode material film.
  • the inventors have discovered a technique for applying a laminate of a current collecting foil and an electrode material film, while still placed on a pallet, to an X-ray inspection device, as in the above-mentioned electrode layer manufacturing method according to the present disclosure.
  • the manufacturing method of the electrode layer according to the present disclosure as shown in the above-mentioned step C, collapse of the electrode material film is suppressed when the electrode material film is subjected to inspection with an X-ray inspection device, and the thickness and density of the electrode material film are measured by the X-ray inspection device, so that the in-plane uniformity of the density and thickness of the electrode material film can be grasped.
  • this information is fed back to at least one of steps A and B, and based on the fed back information, for example, by controlling at least one of the film formation conditions of the electrode material film in step A and the spacing conditions between pallets in step B, it is also possible to form an electrode material film with excellent in-plane uniformity of density and thickness.
  • JP Patent Publication No. 2021-530826 discloses a method for measuring the thickness of an electrode material film using non-contact measurement technology, but does not mention an X-ray inspection device.
  • JP Patent Publication No. 2019-212461 discloses a technology in which an electrode material film is formed on a current collecting foil, and after the film is rectangularized, the thickness of the electrode layer is measured using a thickness measuring unit, but it is necessary to transfer the rectangularized electrode layer to a transport means that transports it to the thickness measuring unit.
  • step A a conveying member 20 formed by connecting a plurality of pallets 10 in one direction is used, and an electrode material film 42 is formed on the current collecting foil 30 conveyed along the connecting direction of the pallets 10 of the conveying member 20 (the Z direction in FIG. 1). On top of that, a laminate 60 of the current collecting foil 30 and the electrode material film 42 is formed.
  • the Z direction in Fig. 1 also corresponds to the transport direction of the current collecting foil 30, the pallet 10, the transport member 20 connecting these, and the like.
  • process B the connected pallets 10 are separated in the Z direction, and the laminate 60 of the current collector foil 30 and the electrode material film 42 is divided for each pallet 10.
  • the pallets 10 carrying the divided laminates 62 of the current collector foil 32 and the electrode material film 44 are obtained.
  • process C the pallet 10 carrying the laminate 62 of the divided current collecting foil 32 and the electrode material film 44 is transported along the connection direction of the pallet (i.e., the Z direction), and the density and thickness of the electrode material film 44 are measured using an X-ray inspection device 70.
  • step A a transport member in which a plurality of pallets are connected in one direction is used, and an electrode material film is formed on a current collecting foil that is transported along the connecting direction of the pallets.
  • the pallet and the conveying member used in the process A will be described.
  • the pallet is desired to have the mechanical strength and adsorptive properties for the current collector foil as a transport member, the mechanical strength required when forming the electrode material film, and further the X-ray transparency required in step C described below.
  • a pallet having the above characteristics is preferably, for example, a laminate of a porous carbon layer, one of whose surfaces is in contact with the current collecting foil, and a carbon fiber composite material layer.
  • the pallet which is a laminate of a porous carbon layer and a carbon fiber composite material layer, will be described with reference to FIG.
  • the pallet 10 shown in FIG. 2 is a laminate of a porous carbon layer 12 and a carbon fiber composite material layer 14 , and further has a void portion 16 adjacent to the porous carbon layer 12 .
  • the exposed surface of the porous carbon layer 12 i.e., the surface opposite to the surface on the carbon fiber composite material layer 14 side
  • the reference numerals will be omitted.
  • the porous carbon layer of the pallet is also called porous carbon, and is a layer having continuous (connected) pores in a carbon material. Therefore, by reducing the pressure in the pores in the porous carbon layer, the current collector foil placed on the porous carbon layer can be adsorbed. Therefore, as described above, the exposed surface of the porous carbon layer becomes the contact surface with the current collector foil.
  • the porous carbon layer is made of a carbon material, it is lightweight, has high mechanical strength, and is X-ray transparent.
  • the pore size in the porous carbon layer is preferably 100 nm to 5000 nm, and more preferably 300 nm to 500 nm, from the viewpoints of adsorptivity of the current collector foil, mechanical strength, and X-ray transparency.
  • the porosity of the porous carbon layer is preferably 10% to 40%, and more preferably 15% to 35%, from the viewpoints of adsorptivity of the current collecting foil, mechanical strength, and X-ray transparency.
  • the thickness of the porous carbon layer is preferably 3 mm to 15 mm, and more preferably 5 mm to 10 mm.
  • the carbon fiber composite layer of the pallet is a layer of a composite material (i.e., a carbon fiber composite material) containing a base material (i.e., a matrix) and carbon fibers.
  • the carbon fiber composite layer is provided adjacent to the porous carbon layer.
  • the carbon fiber composite material constituting the carbon fiber composite material layer include carbon fiber reinforced plastic (CFRP) and carbon fiber reinforced carbon composite material (C/C composite).
  • the base material include thermosetting resins (such as epoxy resins) and carbonized versions of these resins.
  • the thickness of the carbon fiber composite material layer is preferably 10 mm to 25 mm.
  • the carbon fiber composite material layer can also be thinned only in the area through which X-rays pass. In that case, from the viewpoint of X-ray transparency, it is preferable that the thickness is 10 mm or less, and more preferably 5 mm to 10 mm.
  • the gap provided in the pallet can be connected to a vacuum pump (not shown) via an air intake hole (not shown), for example, to reduce the pressure in the gap and in the pores of the porous carbon layer.
  • the total thickness of the pallet is preferably 5 mm to 50 mm, more preferably 20 mm to 50 mm, and even more preferably 25 mm to 35 mm.
  • the total thickness of the pallet referred to here means the distance from the contact surface with the current collector foil (i.e., the surface that attracts the current collector foil) to the opposite surface (i.e., the back surface).
  • the total thickness of the pallet is measured, for example, with a vernier caliper.
  • a conveying member in which a plurality of pallets are connected in one direction is used in the process A.
  • the connection of the pallets will be described with reference to FIG.
  • a table 80, rails 82 installed on the table 80, and a fixing member 84 for fixing the pallets 10 are used to connect multiple pallets 10.
  • the pallets 10 have guide grooves (not shown) on their back surfaces. Multiple pallets 10 are placed on the table 80 by fitting the guide grooves on the back surfaces onto the rails 82. Then, each pallet 10 is slid along the rails 82 in the direction of the arrow, and the pallets 10 are pressed against each other and brought into close contact. The closely-contacted pallets 10 are then fixed together by the fixing member 84, and a conveying member in which multiple pallets 10 are connected in one direction is obtained.
  • the method for forming the electrode material film on the current collector foil is not limited as long as it is possible to form an electrode material film that has a desired thickness and is a continuous layer on the current collector foil.
  • a preferred method for forming an electrode material film on a current collecting foil is, for example, as shown in FIG. 1 , a method in which an electrode material 40 is applied onto a current collecting foil being transported in the Z direction, and a forming member 50 is used to regulate the thickness of the electrode material 40 to form an electrode material film 42.
  • the shaping member 50 is installed so as to maintain a constant distance from the surface of the transport member 20 or the surface of the current collecting foil 30 placed on the transport member 20. It is preferable that the shaping member 50 maintains a constant distance even when in contact with the electrode material 40 and when the current collecting foil 30 is being transported and moved in the Z direction.
  • the shaping member 50 applies pressure to the surface of the transport member 20 or the surface of the current collecting foil 30 placed on the transport member 20 so as to maintain a constant distance from the surface of the transport member 20 or the surface of the current collecting foil 30 placed on the transport member 20, against a repulsive force from the electrode material 40 with which it is in contact (i.e., a force pushing away the shaping member 50).
  • the electrode material 40 supplied onto the current collecting foil 30 by the application means 48 forms a reservoir 46 between the current collecting foil 30 and the forming member 50.
  • the current collecting foil 30 is transported and moved in the Z direction by the transport member 20, so that the electrode material 40 passes through the gap between the forming member 50 and the surface of the transport member 20, or between the surface of the current collecting foil 30 placed on the transport member 20.
  • the electrode material 40 passes through this gap, the thickness of the electrode material 40 is restricted by contact with the forming member 50, and further, the electrode material 40 is applied to the surface of the current collecting foil 30, so that an electrode material film 42 made of the electrode material 40 is formed on the current collecting foil 30.
  • the contact portion of the molded member 50 with the electrode material 40 is vibrating.
  • the vibration is transmitted to the electrode material 40 and a shear force is applied, which may result in a decrease in viscosity of the electrode material 40 and an increase in fluidity.
  • at least the surface of the electrode material film 42 formed by spreading it on the current collecting foil 30 as described above has a regular surface shape, making it easier to form an electrode material film 42 with little variation in thickness.
  • a means for applying the electrode material onto the current collecting foil for example, a means for intermittently or continuously supplying the electrode material onto the current collecting foil (e.g., a hopper, a screw feeder, a disk feeder, a vibrating feeder, etc.) can be used.
  • a regulating frame may be used from the viewpoint of applying the electrode material uniformly.
  • the means for transporting and moving the transport members is not particularly limited.
  • a transport member made up of multiple connected pallets 10 is transported by placing the member on a table 80 and moving the table 80 using a Linear Motion Guide (LM guide) 90 or the like.
  • LM guide Linear Motion Guide
  • step B the connected pallets are separated from each other to separate the laminate of the current collecting foil and the electrode material film into individual pallets.
  • step B the long electrode material film formed in step A is cut together with the current collecting foil to the length of the pallet (specifically, the length in the conveying direction of the pallet (Z direction in FIG. 1)).
  • step B the connected pallets are spaced apart, and the conditions for this spacing may be determined appropriately depending on the tendency of the formed electrode material film to crumble.
  • the separation conditions include, for example, the speed and acceleration when separating the pallets. The more easily the electrode material film crumbles, the slower the speed or acceleration at which the pallets are separated from each other is preferably set.
  • a conveying member formed by connecting and fixing a plurality of pallets 10 on a table 80 has a laminate of current collecting foils and electrode material films formed thereon, and then the fixing by fixing members 84 is first removed. Thereafter, the pallets 10 are slid along rails 82 one after another to separate the pallets 10 from each other. The separated pallets are removed one by one from the table 80 and moved past the X-ray inspection device in step C, which will be described later.
  • step C the pallet on which the laminate of the divided current collecting foil and the electrode material film is placed is transported along the connecting direction of the pallet, and the density and thickness of the electrode material film are measured using an X-ray inspection device.
  • each pallet divided in process B is transported with the laminate of current collecting foil and electrode material film placed thereon, and the density and thickness of the electrode material film are measured using an X-ray inspection device on the transport path. That is, in process C, the pallet carrying the laminate of current collecting foil and electrode material film is passed through an X-ray inspection device installed on the transport path, thereby performing in-line X-ray inspection.
  • the X-ray inspection device is configured to include an X-ray source and a detection unit, and can determine the density and thickness of the electrode material film by irradiating X-rays onto a stack placed on a pallet and detecting the X-rays that have passed through the stack and the pallet.
  • Specific examples of the X-ray inspection device include an X-ray inspection device equipped with a photon sensor in a coating weight measurement system manufactured by Nordson Advanced Technology Co., Ltd., and the X-ray inspection device described in JP-A-2022-519242.
  • An area where a large amount of X-rays is detected means that the electrode material film has a low density or a small thickness
  • an area where a small amount of X-rays is detected means that the electrode material film has a high density or a large thickness.
  • X-ray transmission may vary depending on the type of collector foil and pallet.
  • feedback It is preferable that information on the thickness and density of the electrode material film obtained by the X-ray inspection device is fed back to at least one of process A and process B.
  • the electrode material film formed under the controlled conditions has improved in-plane uniformity of the density and thickness.
  • the film formation conditions for the electrode material film in process A which are controlled based on the feedback information, include the amount of electrode material applied onto the current collecting foil, the distribution of the electrode material applied onto the current collecting foil, the conveying speed of the current collecting foil, and the distance between the surface of the forming member and the surface of the conveying member (gap width).
  • the conditions for separating the pallets in process B which are controlled based on the feedback information, include the speed and acceleration when separating the pallets.
  • the density of the electrode material film in a certain area on the pallet is low (or high) or the thickness is small (or large)
  • it is preferable to adjust the distribution of the electrode material applied onto the current collecting foil adjust the distance between the molding member and the surface of the conveying member in the width direction, perform two-stage processing, etc.
  • the amount of electrode material applied to the region corresponding to the end of the electrode material film (the region on the current collecting foil) is preferable to control the amount of electrode material applied to the region corresponding to the end of the electrode material film (the region on the current collecting foil) by increasing the amount of electrode material applied, or by performing two-stage processing in which electrode material is supplied again only to the end of the electrode material film.
  • the two-stage processing refers to a processing in which, after an electrode material film is formed on the current collecting foil, an electrode material is applied to the electrode material film as necessary.
  • the two-stage processing is performed before the pallets are separated from each other, that is, before step B.
  • the electrode material may be applied to the electrode material film by using a means for applying the electrode material to the current collecting foil (e.g., the applying means 48 in FIG. 1) twice, or by using another means for applying the electrode material different from the means for applying the electrode material to the current collecting foil.
  • the means for applying the electrode material to the electrode material film may be arranged in series downstream of the means for applying the electrode material to the current collecting foil in the conveying direction of the conveying member.
  • the two-stage processing may, for example, be a method in which, as shown in Fig. 1, the thickness of the electrode material 40 applied onto the current collector foil 30 is regulated by a shaping member 50 to form an electrode material film 42, and then an electrode material is applied onto the electrode material film 42 by an electrode material application means (not shown) before carrying out step B.
  • the thickness of the electrode material may be regulated by another shaping member.
  • the thickness of the electrode material 40 applied onto the current collector foil 30 is regulated by the shaping member 50, the electrode material film 42 is formed, and then, before carrying out the step B, the current collector foil 30 having the electrode material film 42 is transported in the direction opposite to the Z direction, and the electrode material is applied again onto the electrode material film 42 by the application means 48.
  • the thickness of the electrode material is regulated once again by the shaping member 50.
  • the above-mentioned feedback can be performed manually or automatically based on the thickness and density information of the electrode material film obtained by the X-ray inspection device. In the latter case, it may be determined whether the density or thickness of the electrode material film in a certain area on the pallet is low based on the thickness and density information of the electrode material film obtained by the X-ray inspection device. Then, when it is determined that the density or thickness of the electrode material film in a certain area on the pallet is low, one of the above-mentioned controls is performed. Any of the above controls is preferably performed when the thickness or density of the electrode material film obtained by the X-ray inspection device exceeds ⁇ 5% of the set thickness (target thickness) or density. Also, it is preferable that the thickness or density of the electrode material film after any of the above controls is adjusted to be within ⁇ 3% of the set thickness or density, and more preferably within ⁇ 1%.
  • the method for producing an electrode layer according to the present disclosure may include other steps.
  • the other steps for example, a step of applying pressure to the electrode material film can be mentioned.
  • the method for producing an electrode layer according to the present disclosure may include a step of applying pressure to the electrode material film.
  • a pressure step in the manufacturing method of the electrode layer according to the present disclosure, it is possible to increase the density of the electrode material and to achieve in-plane uniformity in the density and thickness of the solid component.
  • this step for example, it is preferable to pressurize the electrode material film by using a pressure roller to pressurize the laminate placed on a pallet. At this time, it is preferable to pressurize the laminate by pressing a pressure roller against the film placed on the electrode material film.
  • a press may be used as the pressurizing means.
  • a vibrating pressurizing means may be used as the pressurizing means.
  • the pressure is preferably 0.01 MPa to 100 MPa, more preferably 0.1 MPa to 50 MPa, and particularly preferably 0.2 MPa to 10 MPa.
  • multiple pressure means may be used to apply pressure to the laminate in stages.
  • the density and thickness of the electrode material can be made more uniform.
  • This step is preferably performed by moving the pressure means and the electrode material film (specifically, the current collecting foil on which the electrode material film is formed) relative to each other.
  • moving the pressure means and the electrode material film relative to one another includes moving the pressure means in one direction relative to the electrode material film, moving the electrode material film in one direction relative to the pressure means, and moving both the pressure means and the electrode material film in one direction, but it is preferable to move the electrode material film in one direction relative to the pressure means.
  • the electrode material film may be heated to, for example, 30°C to 100°C and then pressurized in order to improve formability.
  • the current collecting foil and the molded member used in the manufacturing method of the electrode layer according to the present disclosure will be described in detail.
  • details of the electrode materials materials including electrode active materials, conductive assistants, electrolytes, etc.
  • the current collecting foil is not particularly limited, and any known current collecting foil (positive electrode current collecting foil and negative electrode current collecting foil) can be used.
  • the positive electrode current collector foil examples include foils (i.e., metal layers) of aluminum, aluminum alloys, stainless steel, nickel, and titanium.
  • the positive electrode current collector foil is preferably aluminum or an aluminum alloy.
  • the positive electrode current collector foil may be aluminum having a coating layer on the surface that includes one or more of carbon, nickel, titanium, silver, gold, platinum, and vanadium oxide.
  • Examples of the negative electrode current collector foil include foils (i.e., metal layers) of aluminum, copper, copper alloy, stainless steel, nickel, and titanium.
  • the negative electrode current collector foil is preferably aluminum, copper, copper alloy, or stainless steel, and more preferably copper or a copper alloy.
  • the negative electrode current collector foil may be copper or stainless steel having a coating layer on the surface that contains one or more of carbon, nickel, titanium, silver, and lithium.
  • the current collecting foil is preferably aluminum foil (including aluminum foil having the above-mentioned coating layer on its surface) or copper foil (including copper foil having the above-mentioned coating layer on its surface).
  • Aluminum foil is usually used as the current collecting foil for the positive electrode.
  • Copper foil is usually used as the current collecting foil for the negative electrode.
  • the current collector foil may be a laminate of a metal layer exemplified as the positive electrode current collector foil or the negative electrode current collector foil described above, and a resin film.
  • the resin film used in the laminate include polyethylene terephthalate (PET) film, polypropylene (PP) film, polyethylene (PE) film, cyclic olefin polymer (COP, COC) film, triacetyl cellulose (TAC) polyimide (PI) film, polyamide (PA) film, and other resin films.
  • a current collecting foil can be used by arranging a plurality of metal layers (metal layers that will become current collecting foils) of a desired size on a resin film with a space between them, folding the resin film portion between the metal layers to the side opposite the metal layer side, and bringing the separated metal layers into contact with each other without any gaps.
  • the metal layers that are in contact with each other without any gaps can be divided according to the distance between the pallets.
  • the thickness of the current collector foil (including the case of a laminate) is preferably 3 ⁇ m or more, more preferably 5 ⁇ m or more, and particularly preferably 10 ⁇ m or more. From the viewpoints of flexibility and light weight, the thickness of the current collector foil is preferably 100 ⁇ m or less, more preferably 70 ⁇ m or less, and particularly preferably 50 ⁇ m or less.
  • the thickness of the current collector foil is defined as the arithmetic average value of the thicknesses measured at three points by cross-sectional observation. A known microscope (e.g., a scanning electron microscope) can be used for cross-sectional observation.
  • the molding member include a blade and a roller.
  • the blades and rollers serving as the molding members may be vibrating when they come into contact with the electrode material, as described above.
  • the electrode material can be vibrated.
  • the blade is a member having a plate-like shape, and the shape, size, material, etc. of the contact portion that comes into contact with the electrode material may be appropriately determined depending on the physical properties of the electrode material (type of electrode active material, solid component concentration, composition of the electrolyte (viscosity, surface tension), etc.) and the size, thickness, etc. of the electrode material film to be formed. Furthermore, it is preferable that the electrode material does not easily adhere to the portion of the blade that comes into contact with the electrode material, and for example, it is preferable that at least the surface of the blade exhibits releasability.
  • the blade may be made of a fluororesin such as polytetrafluoroethylene (PTFE) or a resin such as polyether ether ketone (PEEK), or may be made of a metal such as stainless steel, aluminum, iron, or cemented carbide, or may be made of ceramic.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PEEK polyether ether ketone
  • the blade may be provided with a surface layer exhibiting releasability (for example, a surface layer containing a fluorine-based resin, or a surface layer containing silicon-based particles and a resin).
  • the blade may have a high hardness coating such as titanium oxide, titanium nitride (TiN), or tungsten carbide on the metallic or ceramic blade body.
  • the roller is a member whose outer circumferential surface is rotatable, and its size, material, etc. may be determined appropriately depending on the physical properties of the electrode material (type of electrode active material, solid component concentration, composition of the electrolyte (viscosity, surface tension), etc.) and the size and thickness of the electrode material film to be formed.
  • the material constituting the outer circumferential surface of the roller may be the same as that of the blade, and may have a surface layer exhibiting releasability.
  • the outer diameter of the roller is not particularly limited, but may be, for example, 20 mm to 30 mm.
  • the coefficient of friction between its outer circumferential surface and the electrode material can be considered to be 0.
  • the adhesion with the electrode material may increase, so it is preferable to interpose a film between the electrode material and the outer circumferential surface of the roller.
  • the electrode material contains an electrode active material, a conductive assistant, and an electrolyte, and may contain additives as necessary.
  • the electrode active material is a material capable of inserting and releasing ions of a metal element belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table.
  • the electrode active material is included in the solid component. Examples of the electrode active material include a positive electrode active material and a negative electrode active material.
  • Positive electrode active material is not limited, and any known electrode active material used for a positive electrode can be used.
  • the positive electrode active material is preferably a positive electrode active material that can reversibly insert and release lithium ions.
  • the positive electrode active material include transition metal oxides and elements that can be composited with lithium (e.g., sulfur).
  • the positive electrode active material is preferably a transition metal oxide.
  • the transition metal oxide is preferably a transition metal oxide containing at least one transition metal element (hereinafter referred to as "element Ma”) selected from the group consisting of Co (cobalt), Ni (nickel), Fe (iron), Mn (manganese), Cu (copper), and V (vanadium).
  • element Ma transition metal element selected from the group consisting of Co (cobalt), Ni (nickel), Fe (iron), Mn (manganese), Cu (copper), and V (vanadium).
  • the molar ratio of Li to Ma (Li/Ma) is preferably 0.3 to 2.2.
  • the transition metal oxide may also contain at least one transition metal element (hereinafter referred to as "element Mb") selected from the group consisting of Group 1 elements other than lithium, Group 2 elements, Al (aluminum), Ga (gallium), In (indium), Ge (germanium), Sn (tin), Pb (lead), Sb (antimony), Bi (bismuth), Si (silicon), P (phosphorus), and B (boron).
  • element Mb transition metal element selected from the group consisting of Group 1 elements other than lithium, Group 2 elements, Al (aluminum), Ga (gallium), In (indium), Ge (germanium), Sn (tin), Pb (lead), Sb (antimony), Bi (bismuth), Si (silicon), P (phosphorus), and B (boron).
  • element Mb transition metal element
  • the content of element Mb is preferably 0 mol% to 30 mol% with respect to the amount of substance of element Ma.
  • transition metal oxides include transition metal oxides having a layered rock salt structure, transition metal oxides having a spinel structure, lithium-containing transition metal phosphate compounds, lithium-containing transition metal halide phosphate compounds, and lithium-containing transition metal silicate compounds.
  • transition metal oxides having a layered rock salt structure include LiCoO 2 (lithium cobalt oxide [LCO]), LiNi 2 O 2 (lithium nickel oxide), LiNi 0.85 Co 0.10 Al 0.05 O 2 (lithium nickel cobalt aluminum oxide [NCA]), LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 (lithium nickel manganese cobalt oxide [NMC]), and LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 (lithium nickel manganese cobalt oxide [NMC]). ]), and LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 (lithium manganese nickel oxide).
  • transition metal oxides having a spinel structure examples include LiCoMnO4 , Li2FeMn3O8 , Li2CuMn3O8 , Li2CrMn3O8 , and Li2NiMn3O8 .
  • lithium-containing transition metal phosphate compounds include olivine-type iron phosphate salts (e.g., LiFePO4 and Li3Fe2 ( PO4 ) 3 ) , iron pyrophosphate salts (e.g., LiFeP2O7 ), cobalt phosphate salts (e.g., LiCoPO4 ), and monoclinic Nasicon- type vanadium phosphate salts (e.g., Li3V2 ( PO4 ) 3 (lithium vanadium phosphate)).
  • iron pyrophosphate salts e.g., LiFeP2O7
  • cobalt phosphate salts e.g., LiCoPO4
  • monoclinic Nasicon- type vanadium phosphate salts e.g., Li3V2 ( PO4 ) 3 (lithium vanadium phosphate)
  • lithium-containing transition metal halophosphate compounds include iron fluorophosphates (eg, Li 2 FePO 4 F), manganese fluorophosphates (eg, Li 2 MnPO 4 F), and cobalt fluorophosphates (eg, Li 2 CoPO 4 F).
  • iron fluorophosphates eg, Li 2 FePO 4 F
  • manganese fluorophosphates eg, Li 2 MnPO 4 F
  • cobalt fluorophosphates eg, Li 2 CoPO 4 F
  • lithium - containing transition metal silicate compounds examples include Li2FeSiO4 , Li2MnSiO4 , and Li2CoSiO4 .
  • the transition metal oxide is preferably a transition metal oxide having a layered rock salt structure, and more preferably at least one compound selected from the group consisting of LiCoO2 (lithium cobalt oxide [LCO]), LiNi0.85Co0.10Al0.05O2 (lithium nickel cobalt aluminum oxide [NCA]), and LiNi1 / 3Co1 / 3Mn1 / 3O2 (lithium nickel manganese cobalt oxide [NMC]).
  • LiCoO2 lithium cobalt oxide [LCO]
  • LiNi0.85Co0.10Al0.05O2 lithium nickel cobalt aluminum oxide [NCA]
  • NMC lithium nickel manganese cobalt oxide
  • the positive electrode active material may be a commercially available product or a synthetic product produced by a known method (e.g., a calcination method).
  • the positive electrode active material obtained by the calcination method may be washed with water, an acidic aqueous solution, an alkaline aqueous solution, or an organic solvent.
  • the positive electrode active material may have a carbon coating on its surface.
  • the shape of the positive electrode active material is not limited, but from the viewpoint of ease of handling, it is preferable that it be in particulate form.
  • the volume average particle diameter of the positive electrode active material is not limited and may be, for example, 0.1 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the volume average particle diameter of the positive electrode active material is preferably 0.3 ⁇ m to 40 ⁇ m, and more preferably 0.5 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • the volume average particle size of the positive electrode active material is measured by the following method.
  • a dispersion liquid containing 0.1% by mass or less of the positive electrode active material is prepared by mixing the positive electrode active material with a solvent (e.g., pure water, ethanol, heptane, octane, toluene, or xylene).
  • the dispersion liquid irradiated with 1 kHz ultrasonic waves for 10 minutes is used as a measurement sample.
  • a laser diffraction/scattering type particle size distribution measuring device e.g., LA-960 manufactured by Horiba, Ltd.
  • data is taken 50 times under a temperature of 25°C, and the volume average particle size is obtained from the volume frequency particle size distribution.
  • a quartz cell is used as the measurement cell.
  • the above measurement is performed using five samples, and the average of the measured values is the volume average particle size of the positive electrode active material.
  • JIS Z 8828:2013 refers the volume average particle size of the positive electrode
  • Methods for adjusting the particle size of the positive electrode active material include, for example, a method using a grinder, a crusher, or a classifier.
  • a known milling method may be used as a method for adjusting the particle size of the positive electrode active material.
  • the positive electrode active material may be used alone or in combination of two or more kinds. Even when one type of positive electrode active material is used, positive electrode active materials having different particle sizes may be used in combination.
  • the content of the positive electrode active material relative to the total volume of the electrode material is preferably 30% by volume to 60% by volume, more preferably 35% by volume to 55% by volume, and even more preferably 40% by volume to 50% by volume.
  • the amount of the positive electrode active material used is determined so that the content in the electrode material film falls within the above-mentioned range.
  • Negative electrode active material is not limited, and any known electrode active material used for a negative electrode can be used.
  • the negative electrode active material is preferably a negative electrode active material that can reversibly insert and release lithium ions.
  • the negative electrode active material examples include carbonaceous materials, metal oxides (e.g., tin oxide), silicon oxide, metal composite oxides, lithium alone, lithium alloys (e.g., lithium aluminum alloys), and metals capable of forming alloys with lithium (e.g., Sn, Si, and In).
  • the negative electrode active material is a carbonaceous material or a lithium composite oxide.
  • a carbonaceous material is a material that consists essentially of carbon.
  • Examples of carbonaceous materials include petroleum pitch, carbon black (e.g., acetylene black), graphite (e.g., natural graphite and artificial graphite (e.g., vapor-grown graphite)), hard carbon, and carbonaceous materials obtained by firing synthetic resins (e.g., polyacrylonitrile (PAN) and furfuryl alcohol resin).
  • PAN polyacrylonitrile
  • furfuryl alcohol resin e.g., polyacrylonitrile (PAN) and furfuryl alcohol resin
  • carbonaceous materials include carbon fibers (e.g., polyacrylonitrile-based carbon fibers, cellulose-based carbon fibers, pitch-based carbon fibers, vapor-grown carbon fibers, dehydrated PVA (polyvinyl alcohol)-based carbon fibers, lignin carbon fibers, glassy carbon fibers, and activated carbon fibers).
  • carbon fibers e.g., polyacrylonitrile-based carbon fibers, cellulose-based carbon fibers, pitch-based carbon fibers, vapor-grown carbon fibers, dehydrated PVA (polyvinyl alcohol)-based carbon fibers, lignin carbon fibers, glassy carbon fibers, and activated carbon fibers.
  • graphite include mesophase microspheres, graphite whiskers, and tabular graphite.
  • "flat" means a shape having two major planes facing in opposite directions.
  • the metal composite oxide is preferably a metal composite oxide capable of absorbing and releasing lithium.
  • the metal composite oxide capable of absorbing and releasing lithium preferably contains at least one element selected from the group consisting of titanium and lithium.
  • the metal oxides and metal composite oxides are preferably amorphous oxides.
  • the metal oxides and metal composite oxides are also preferably chalcogenides.
  • Chalcogenides are reaction products between metal elements and elements of Group 16 of the periodic table.
  • amorphous oxides and chalcogenides of semimetallic elements are preferred, and oxides and chalcogenides containing at least one element selected from the group consisting of elements of groups 13 to 15 in the periodic table, Al, Ga, Si, Sn, Ge, Pb, Sb, and Bi are more preferred.
  • the negative electrode active material further contains titanium.
  • the negative electrode active material containing titanium is preferably Li 4 Ti 5 O 12 (lithium titanate [LTO]).
  • the negative electrode active material may be a commercially available product or a synthetic product produced by a known method (e.g., a calcination method).
  • the negative electrode active material obtained by the calcination method may be washed with water, an acidic aqueous solution, an alkaline aqueous solution, or an organic solvent.
  • the negative electrode active material is available, for example, as CGB20 (Nippon Graphite Industries Co., Ltd.).
  • the composition of the negative electrode active material is measured using inductively coupled plasma (ICP) optical emission spectroscopy.
  • ICP inductively coupled plasma
  • the shape of the negative electrode active material is not limited, but it is preferable that it be particulate, as this makes it easier to handle and easier to control uniformity during mass production.
  • the volume average particle size of the negative electrode active material is preferably 0.1 ⁇ m to 60 ⁇ m, more preferably 0.3 ⁇ m to 50 ⁇ m, and particularly preferably 0.5 ⁇ m to 40 ⁇ m.
  • the volume average particle diameter of the negative electrode active material is measured by a method similar to the method for measuring the volume average particle diameter of the positive electrode active material.
  • Methods for adjusting the particle size of the negative electrode active material include, for example, using a grinder or a classifier.
  • the negative electrode active material may be used alone or in combination of two or more kinds. Even when one type of negative electrode active material is used, negative electrode active materials having different particle sizes may be used in combination.
  • the content of the negative electrode active material relative to the total volume of the electrode material is preferably 30 vol % to 60 vol %, more preferably 35 vol % to 57 vol %, and further preferably 45 vol % to 55 vol %.
  • the amount of the negative electrode active material used is determined so that the content in the electrode material film falls within the above-mentioned range.
  • the surfaces of the positive electrode active material and the negative electrode active material may each be coated with a surface coating agent.
  • the surface coating agent include metal oxides containing Ti, Nb, Ta, W, Zr, Si, or Li.
  • the metal oxides include titanate spinel, tantalum-based oxides, niobium-based oxides, and lithium niobate-based compounds.
  • the electrode material film contains a conductive assistant from the viewpoint of improving the electronic conductivity of the electrode active material.
  • the conductive assistant is not limited, and any known conductive assistant can be used.
  • the conductive assistant is included in the solid component.
  • Examples of conductive additives include graphite (e.g., natural graphite and artificial graphite), carbon black (e.g., acetylene black, ketjen black, and furnace black), amorphous carbon (e.g., needle coke), carbon fibers (e.g., vapor-grown carbon fibers and carbon nanotubes), other carbonaceous materials (e.g., graphene and fullerene), metal powders (e.g., copper powder and nickel powder), metal fibers (e.g., copper fibers and nickel fibers), and conductive polymers (e.g., polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene, and polyphenylene derivatives).
  • graphite e.g., natural graphite and artificial graphite
  • carbon black e.g., acetylene black, ketjen black, and furnace black
  • amorphous carbon e.g., needle coke
  • carbon fibers e.g.,
  • the conductive additive may be used alone or in combination of two or more types.
  • the content of the conductive assistant relative to the total volume of the electrode material is preferably 0.05 to 5% by volume, more preferably 0.1 to 4% by volume, and even more preferably 0.5 to 3% by volume.
  • the amount of the conductive assistant used is determined so that the content in the electrode material film falls within the above-mentioned range.
  • the electrolyte is not particularly limited, and a known electrolyte can be used.
  • the electrolyte includes an electrolyte and a solvent.
  • a specific electrolyte includes a lithium salt compound as an electrolyte and a carbonate compound as a solvent.
  • lithium salt compound is lithium hexafluorophosphate.
  • the electrolyte may contain a single lithium salt compound, or may contain two or more lithium salt compounds.
  • carbonate compounds examples include linear carbonate compounds such as ethyl methyl carbonate (EMC), dimethyl carbonate (DMC), and diethyl carbonate (DEC), and cyclic carbonate compounds such as ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC).
  • EMC ethyl methyl carbonate
  • DMC dimethyl carbonate
  • DEC diethyl carbonate
  • cyclic carbonate compounds such as ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC).
  • the electrolyte may contain a single carbonate compound, or may contain two or more carbonate compounds, or may contain a combination of one or more linear carbonate compounds and one or more cyclic carbonate compounds.
  • known inorganic solid electrolytes can be used as the electrolyte contained in the electrolytic solution.
  • an ionic liquid may be used as a component of the electrolyte solution.
  • the ionic liquid may be used as either an electrolyte or a solvent.
  • the content of the electrolyte relative to the total volume of the electrode material is preferably 70% by volume or less, and may be 50% by volume or less, or may be 40% by volume or less.
  • the lower limit of the content of the electrolyte relative to the total volume of the electrode material is not limited, and may be 10% by volume or more, or may be 30% by volume or more.
  • the content of the electrolyte relative to the total volume of the electrode material may be, for example, 30% by volume to 50% by volume.
  • the electrode material film may contain, as a liquid component, a solvent (hereinafter, simply referred to as "solvent”) other than the solvent contained as a component of the electrolyte solution.
  • solvent include alcohol compound solvents, ether compound solvents, amide compound solvents, amino compound solvents, ketone compound solvents, aromatic compound solvents, aliphatic compound solvents, and nitrile compound solvents.
  • the boiling point of the solvent is preferably 50°C or higher, and more preferably 70°C or higher, at normal pressure (i.e., 1 atm).
  • the upper limit of the boiling point of the solvent is preferably 250°C or lower, and more preferably 220°C or lower, at normal pressure (i.e., 1 atm).
  • the solvent may be used alone or in combination of two or more types.
  • the content of the liquid components (i.e., the electrolyte and the solvent) relative to the total volume of the electrode material is preferably 70% by volume or less, may be 50% by volume or less, or may be 40% by volume or less.
  • the lower limit of the content of the liquid components relative to the total volume of the electrode material is not limited, and may be 10% by volume or more, or may be 30% by volume or more.
  • the content of the liquid component relative to the total volume of the electrode material is preferably 30% by volume to 50% by volume.
  • the liquid components contained in the electrode material film i.e., the components in the electrode material film that are liquid at 25°C
  • the components in the electrode material film that are liquid at 25°C are preferably liquid even at -10°C, and are preferably liquid even at -20°C.
  • the components in the electrode material film that are liquid at 25°C are preferably components that do not solidify at -10°C, and are preferably components that do not solidify even at -20°C.
  • the electrode material film may contain, in addition to the above-mentioned components, a binder, a dispersant, other additives, etc.
  • the electrode material film preferably has a low binder content, and more preferably does not contain any binder.
  • the binder include fluorine-containing resins, hydrocarbon thermoplastic resins, acrylic resins, and urethane resins.
  • the dispersant may be any known dispersant capable of dispersing the object to be dispersed.
  • known additives that are added to electrodes can be used.
  • the electrode layer obtained by the method for producing an electrode layer according to the present disclosure can be used as various electrodes.
  • the sheet electrode layer may be used as an electrode as it is, or the electrode layer may be further processed to form an electrode.
  • the sheet-like electrode layer is preferably an electrode layer for a semi-solid secondary battery.
  • the electrode layer preferably has a thickness of 50 ⁇ m to 500 ⁇ m and a solid component concentration of 30 vol. % to 90 vol. %, similar to the above-mentioned electrode material film.
  • the thickness of the electrode layer may be measured in the same manner as the thickness of the electrode material film, or may be measured in the same manner as the thickness of the current collector foil.
  • the solid component concentration of the electrode material film is calculated from the composition ratio of each component contained in the electrode material film and the specific gravity of these components.
  • a battery can be obtained by bonding the obtained positive electrode layer and negative electrode layer together via a separator.
  • Current collector foil (S1) A positive electrode current collector foil (aluminum foil, average thickness 20 ⁇ m, Ra 0.5 ⁇ m, EAA-218D, carbon-coated product manufactured by Korea JCC) with a heat-sealing layer of a PET film having a heat-sealing layer containing an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) bonded to the back surface by heat fusion.
  • the Ra of the current collector refers to the arithmetic mean roughness Ra of the surface on which the electrode material film is formed.
  • Blade (B1) Stainless steel blade
  • Pallet (P1) A pallet that is a laminate of a 5 mm thick porous carbon layer and a 25 mm thick carbon fiber composite layer as shown in Figure 2.
  • the surface is a rectangle of 500 mm (width direction) x 150 mm (length direction).
  • Example 1 An electrode material film was formed on a current collector foil using an apparatus as shown in Fig. 1.
  • the current collector foil (S1) and the electrode material (P1) used in Example 1 were used as the current collector foil and the positive electrode material (P1), respectively.
  • the pallet (P1) and the molded member 50 were used as the pallet 10 and the blade (B1), respectively.
  • a blade which is a shaping member 50 , was placed at a fixed distance of 300 ⁇ m from the surface of a current collector foil 30 placed on a transport member 20 formed by connecting pallets 10 .
  • the electrode material 40 was supplied onto the current collecting foil 30, and a reservoir 46 of the electrode material 40 was formed between the current collecting foil 30 and the forming member 50.
  • the conveying member 20 was moved in the Z direction, whereby the thickness of the electrode material 40 was regulated by the forming member, and an electrode material film 42 was formed on the current collecting foil 30.
  • the blade serving as the molding member was vibrated by a vibrator. The amplitude of the vibrating blade was 7 ⁇ m and the period was 300 Hz.
  • the pallets 10 were separated from each other at a speed of 10 mm/sec, and the laminate 60 of the current collector foil 30 and the electrode material film 42 was divided into individual pallets.
  • the pallet 10 carrying the laminate 62 of the divided current collecting foil 32 and the electrode material film 44 was transported along the Z direction, which is the connection direction of the pallet, and the density and thickness of the electrode material film were measured using an X-ray inspection device.
  • the density of the electrode material film obtained by X-ray inspection was 2.76 g/cm 3 , and the thickness (average value) was 310 ⁇ m.
  • the solid component concentration of the obtained electrode material film was 47 vol %, and no collapse was observed at the edges. In this manner, an electrode layer having a width of 204 mm and a length of 146 mm was obtained.
  • Information on the density and thickness of the electrode material film obtained using an X-ray inspection device revealed that the central portion of the electrode material film was 325 ⁇ m thicker, about 17 ⁇ m thicker than the end portions. Based on this information, the conditions for forming the electrode material film were changed to reduce the amount of electrode material applied to the center of the current collector foil by 5%. As a result, an electrode material film was formed with a thickness (average value) of 310 ⁇ m, and the difference in thickness between the center and the ends in the width direction was within 8 ⁇ m.
  • Example 2 Similarly to Example 1, an electrode material film was formed, and the density and thickness of the electrode material film were measured using an X-ray inspection device.
  • the density of the electrode material film obtained by X-ray inspection was 2.76 g/cm 3 , and the thickness (average value) was 310 ⁇ m.
  • the solid component concentration of the obtained electrode material film was 47 vol %, and no collapse was observed at the edges.
  • Information on the density and thickness of the electrode material film obtained using an X-ray inspection device revealed that the end portions of the electrode material film were approximately 15 ⁇ m thinner than the central portion, being 295 ⁇ m. Based on this information, the conditions for forming the electrode material film were changed to increase the amount of electrode material applied to the ends of the current collector foil by 5%. As a result, an electrode material film was formed with a thickness (average value) of 310 ⁇ m, and the difference in thickness between the center and the ends in the width direction was within 6 ⁇ m.
  • the thickness of the electrode material film (width 204 mm, length 146 mm) in each of the above examples was measured using an X-ray measuring device, and the following information was obtained. That is, excluding the ends, one line in the width direction was sampled every 0.5 mm to obtain the thickness at a total of 400 points, and the average value A was calculated. Also, excluding the ends, one line in the length direction was sampled every 1 mm to obtain the thickness at a total of 100 points, and the average value B was calculated. By determining whether the two obtained average values A and B are within ⁇ 5% of a set target thickness, for example, the in-plane uniformity of the thickness of the electrode material film can be grasped. It should be noted that by using density measurement information obtained by an X-ray measurement device, it is possible to grasp the in-plane uniformity of the density of the electrode material film, in the same manner as in the case where the thickness measurement information is used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

複数のパレットが一方向に連結した搬送部材を用い、パレットの連結方向に沿って搬送する集電箔上に電極材料膜を形成する工程Ａと、連結しているパレット間を離間させて、集電箔と電極材料膜との積層体を１パレット毎に分割する工程Ｂと、分割した集電箔と電極材料膜との積層体を載せたパレットを、パレットの連結方向に沿って搬送し、Ｘ線検査装置を用いて電極材料膜の密度及び厚みを測定する工程Ｃと、　を含む、電極層の製造方法。

Description

電極層の製造方法
　本開示は、電極層の製造方法に関する。
　近年、半固体電池の開発が検討されている。
　半固体電池に適用される電極は、例えば、粉体である電極活物質と電解液とを少なくとも含む電極材料を用いて製造される。
　半固体電池の製造プロセスに適用する方法として、例えば、特表２０２１－５３０８２６号公報には、半固体電極スラリーを集電体上に連続的に分配することと、半固体電極スラリーを別個の部分に分離することと、集電体を切断して完成電極を形成することと、を備える方法が開示されている。
　また、特開２０１９－２１２４６１号公報には、集電体の少なくとも片面に活物質層を有する電極を製造する電極製造方法であって、シート部材を切断することによって電極の個片を形成する切断工程と、電極の個片を、プレスロールを用いてプレスするプレス工程と、プレス工程でプレスされて搬送される電極の個片について、複数の辺の交点を決定し、交点間の距離を測定する距離測定工程と、を備える、電極製造方法が開示されている。
　上述の特表２０２１－５３０８２６号公報及び特開２０１９－２１２４６１号公報に記載のように、電極層を集電体と共に切断し、矩形化する方法がある。この方法の一例としては、具体的には、例えば、複数のパレットを連結してなる搬送部材に載せた集電箔上に電極材料膜を形成し、その後、パレットを離間させることで、集電箔と共に電極材料膜を矩形化する方法が挙げられる。
　この方法では、成膜方法及びその条件によっては、電極材料膜の厚み及び密度に分布が生じてしまうことがある。また、パレットを離間させる際の条件によっては、電極材料膜の端部において厚みや密度の変化が生じてしまうことがある。
　そこで、本開示は、上記の事情に鑑みてなされたものである。
　本開示の一実施形態は、電極材料膜を有する電極層の製造方法であって、電極材料膜の密度及び厚みの面内均一性を把握しうる電極層の製造方法を提供することを課題とする。
　ここで、「電極層」とは、集電箔と電極材料膜との積層体を意味する。
　本開示は、以下の態様を含む。
＜１＞　複数のパレットが一方向に連結した搬送部材を用い、パレットの連結方向に沿って搬送する集電箔上に電極材料膜を形成する工程Ａと、
　連結しているパレット間を離間させて、集電箔と電極材料膜との積層体を１パレット毎に分割する工程Ｂと、
　分割した集電箔と電極材料膜との積層体を載せたパレットを、パレットの連結方向に沿って搬送し、Ｘ線検査装置を用いて電極材料膜の密度及び厚みを測定する工程Ｃと、
　を含む、電極層の製造方法。
＜２＞　パレットが、一方の面が集電箔との接触面となる多孔質カーボン層と、炭素繊維複合材料層との積層体である、＜１＞に記載の電極層の製造方法。
＜３＞　パレットの総厚みが５ｍｍ～５０ｍｍである、＜１＞又は＜２＞に記載の電極層の製造方法。
＜４＞　Ｘ線検査装置により得られた電極材料膜の厚み及び密度の情報を、工程Ａ及び工程Ｂの少なくとも一方にフィードバックする、＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の電極層の製造方法。
＜５＞　フィードバックされた情報をもとに、工程Ａにおける電極材料膜の成膜条件、及び、工程Ｂにおけるパレット間の離間条件の少なくとも一方を制御する、＜４＞に記載の電極層の製造方法。
＜６＞　電極材料膜は、電極活物質、導電助剤、及び電解液を含み、厚みが５０μｍ～５００μｍであり、且つ、固体成分濃度が３０体積％～９０体積％である、＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載の電極層の製造方法。
　本開示の一実施形態によれば、電極材料膜を有する電極層の製造方法であって、電極材料膜の密度及び厚みの面内均一性を把握しうる電極層の製造方法を提供することができる。
図１は、本開示に係る電極層の製造方法における工程Ａ～工程Ｃの一例を説明するための断面概略模式図である。 図２は、本開示に係る電極層の製造方法に用いるパレットの一例を説明するための断面概略模式図である。 図３は、本開示に係る電極層の製造方法に用いる搬送部材の一例を説明するための断面概略模式図である。
　以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。本開示は、以下の実施形態に何ら制限されず、本開示の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。各図面において同一の符号を用いて示す構成要素は、同一の構成要素であることを意味する。各図面において重複する構成要素、及び符号については、説明を省略することがある。図面における寸法の比率は、必ずしも実際の寸法の比率を表すものではない。
　本開示において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。本開示に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
　本開示において、「工程」との用語には、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
　本開示において、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する複数の物質の合計量を意味する。
　本開示において、２以上の好ましい態様又は形態の組み合わせは、より好ましい態様又は形態である。
　本開示において、「固体成分」とは、２５℃、１気圧下において固体状である成分を意味し、「液体成分」とは、２５℃、１気圧下において液体状である成分を意味する。
＜電極層の製造方法＞
　本開示に係る電極層の製造方法は、複数のパレットが一方向に連結した搬送部材を用い、パレットの連結方向に沿って搬送する集電箔上に電極材料膜を形成する工程Ａと、連結しているパレット間を離間させて、集電箔と電極材料膜との積層体を１パレット毎に分割する工程Ｂと、分割した集電箔と電極材料膜との積層体を載せたパレットを、パレットの連結方向に沿って搬送し、Ｘ線検査装置を用いて電極材料膜の密度及び厚みを測定する工程Ｃと、を含む。
　本開示においては、電極材料膜は、電極活物質、導電助剤、及び電解液を含み、厚みが５０μｍ～５００μｍであり、且つ、固体成分濃度が３０体積％～９０体積％であることが好ましい。つまり、本開示に係る電極層の製造方法は、集電箔上に、厚みが５０μｍ～５００μｍであり、且つ、固体成分濃度が３０体積％～９０体積％である電極材料膜を形成することが好ましい。
　ここで、電極材料膜の厚みは、工程ＣにおけるＸ線検査装置により測定される。なお、電極材料膜の厚みは、Ｘ線検査装置によって測定される測定値の算術平均値とする。
　また、電極材料膜の固体成分濃度は、工程ＣにおけるＸ線検査装置により測定される密度と、電極材料膜に含まれる各成分の組成比と、から算出される。
　既述のように、複数のパレットを連結してなる搬送部材に載せた集電箔上に電極材料膜を形成し、その後、パレットを離間させることで、集電箔と共に電極材料膜とを矩形化する方法では、電極材料膜の厚み及び密度に分布が生じてしまうことがある。
　そこで、電極材料膜について、厚み及び密度をＸ線検査装置にて検査することが検討されている。しかしながら、Ｘ線検査装置での検査の際、パレットから電極材料膜を移動させると、その際の振動等により、崩れ等が生じ、電極材料膜の厚み及び密度を変化させてしまうことがある。そこで、形成された電極材料膜の厚み及び密度を変化させることなく検査する方法が望まれている。
　そこで、上述の、本開示に係る電極層の製造方法のように、集電箔と電極材料膜との積層体をパレットに載せたままの状態で、Ｘ線検査装置に適用する手法を、本発明者らは見出した。
　本開示に係る電極層の製造方法では、上述の工程Ｃに示すように、Ｘ線検査装置での検査に適用する際の、電極材料膜の崩れ等が抑制されると共に、Ｘ線検査装置により電極材料膜の厚み及び密度が測定されることで、電極材料膜の密度及び厚みの面内均一性を把握することが可能となる。そして、本開示に係る電極層の製造方法では、電極材料膜の密度及び厚みの情報がえられることから、この情報を、工程Ａ及び工程Ｂの少なくとも一方フィードバックし、フィードバックされた情報をもとに、例えば、工程Ａにおける電極材料膜の成膜条件、及び、工程Ｂにおけるパレット間の離間条件の少なくとも一方を制御することで、密度及び厚みの面内均一性に優れた電極材料膜を形成することも可能となる。
　特表２０２１－５３０８２６号公報には、電極材料膜の厚さを非接触測定技術にて測定する手法が開示されているが、ここにＸ線検査装置の記載はない。また、特開２０１９－２１２４６１号公報には、集電箔上に電極材料膜が形成され、矩形化した後に、厚み測定部により電極層の厚みを測定する技術が開示されているが、矩形化された電極層を厚み測定部へと搬送する搬送手段に移し替える必要がある。
　以下、本開示に係る電極層の製造方法の各工程について説明する。
　工程Ａ～工程Ｃの一例について、図１を参照して説明する。
　図１に示すように、工程Ａでは、複数のパレット１０を一方向に連結してなる搬送部材２０を用い、搬送部材２０のパレット１０の連結方向（図１ではＺ方向）に沿って搬送する集電箔３０上に電極材料膜４２を形成する。これにより、搬送部材２０のパレット１０
上には、集電箔３０と電極材料膜４２との積層体６０が形成される。なお、図１中のＺ方向は、集電箔３０、パレット１０及びこれを連結してなる搬送部材２０等の搬送方向にも該当する。
　次いで、工程Ｂでは、連結しているパレット１０間をＺ方向に離間させて、集電箔３０と電極材料膜４２との積層体６０をパレット１０毎に分割する。これにより、分割した集電箔３２と電極材料膜４４との積層体６２を載せたパレット１０が得られる。
　続いて、工程Ｃでは、分割した集電箔３２と電極材料膜４４との積層体６２を載せたパレット１０を、パレットの連結方向（すなわち、Ｚ方向）に沿って搬送し、Ｘ線検査装置７０を用いて電極材料膜４４の密度及び厚みを測定する。
　以下、工程Ａ～工程Ｃのそれぞれについて説明する。
〔工程Ａ〕
　工程Ａでは、複数のパレットが一方向に連結した搬送部材を用い、パレットの連結方向に沿って搬送する集電箔上に電極材料膜を形成する。
（パレット及び搬送部材）
　工程Ａで用いるパレット及び搬送部材について説明する。
　パレットは、搬送部材としての機械的強度及び集電箔の吸着性、電極材料膜を形成する際に求められる機械的強度、更には、後述の工程Ｃで求められるＸ線透過性を有することが望まれる。
　上記の特性を有するパレットとしては、例えば、一方の面が集電箔との接触面となる多孔質カーボン層と、炭素繊維複合材料層と、の積層体であることが好ましい。
　多孔質カーボン層と炭素繊維複合材料層との積層体であるパレットについて、図２を用いて説明する。
　図２に示すパレット１０は、多孔質カーボン層１２と炭素繊維複合材料層１４との積層体であり、さらに、多孔質カーボン層１２に隣接するように空隙部１６を有する。
　なお、図２に示すパレット１０において、多孔質カーボン層１２の露出面（すなわち、炭素繊維複合材料層１４側の面とは反対の面）が、集電箔との接触面となる。
　以下、符号を省略して説明する。
　パレットが有する多孔質カーボン層は、ポーラスカーボンとも呼ばれ、カーボン材料中に、連続（連結）した気孔を有する層である。このため、多孔質カーボン層内の気孔内を減圧することで、多孔質カーボン層の上に載る集電箔を吸着することができる。そのため、上述のように、多孔質カーボン層の露出面が、集電箔との接触面となる。
　また、多孔質カーボン層は、カーボン材料から構成されることから、軽量でありつつも、機械的強度も高く、且つ、Ｘ線透過性も有する。
　多孔質カーボン層における孔径としては、集電箔の吸着性の観点から、機械的強度、及びＸ線透過性の観点から、１００ｎｍ～５０００ｎｍであることが好ましく、３００ｎｍ～５００ｎｍであることがより好ましい。
　また、多孔質カーボン層の空隙率としては、集電箔の吸着性の観点から、機械的強度、及びＸ線透過性の観点から、１０％～４０％であることが好ましく、１５％～３５％であることがより好ましい。
　多孔質カーボン層の厚さとしては、機械的強度、及びＸ線透過性の観点から、３ｍｍ～１５ｍｍであることが好ましく、５ｍｍ～１０ｍｍであることがより好ましい。
　パレットが有する炭素繊維複合材料層は、母材（すなわち、マトリックス）と炭素繊維とを含む複合材料（すなわち、炭素繊維複合材料）による層である。炭素繊維複合材料層は、多孔質カーボン層に隣接して設けられる。
　炭素繊維複合材料層を構成する炭素繊維複合材料としては、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、炭素繊維強化炭素複合材料（Ｃ／Ｃコンポジット）等が挙げられる。
　母材としては、例えば、熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ樹脂）、及びこの樹脂を炭化させたものが挙げられる。
　炭素繊維複合材料層の厚みは、機械的強度の観点から、１０ｍｍ～２５ｍｍであることが好ましい。なお、炭素繊維複合材料層は、Ｘ線透過する領域のみを薄くすることもできる。その場合、Ｘ線透過性の観点からは、１０ｍｍ以下とすることが好ましく、５ｍｍ～１０ｍｍとすることがより好ましい。
　パレットに設けられている空隙部は、例えば、吸気孔（不図示）を介して、真空ポンプ（不図示）等に接続され、空隙部及び多孔質カーボン層の気孔内を減圧することができる。
　パレットの総厚みは、機械的強度、及びＸ線透過性の観点から、５ｍｍ～５０ｍｍであることが好ましく、２０ｍｍ～５０ｍｍであることがより好ましく、２５ｍｍ～３５ｍｍであることがさらに好ましい。
　ここでいうパレットの総厚みは、集電箔との接触面（すなわち、集電箔の吸着面）から、その反対の面（すなわち、裏面）までの距離をいう。
　パレットの総厚みの測定は、例えば、ノギスにて行う。
　工程Ａでは、複数のパレットが一方向に連結した搬送部材が用いられる。パレットの連結について、図３を参照して、説明する。
　図３に示すように、複数のパレット１０の連結には、テーブル８０と、テーブル８０上に設置されたレール８２と、パレット１０を固定する固定化部材８４と、を用いる。パレット１０は、その裏面にガイド溝（不図示）を有している。複数のパレット１０は、レール８２上に裏面のガイド溝を嵌め合わせて置かれることで、テーブル８０上に載せられる。そして、レール８２に沿って、それぞれのパレット１０を矢印方向にスライド移動させて、パレット１０同士を押し付け、密着させる。その後、密着したパレット１０同士を固定化部材８４にて固定化させて、複数のパレット１０が一方向に連結した搬送部材が得られる。
（電極材料膜の形成）
　続いて、工程Ａにおいて、搬送部材で搬送する集電箔上に電極材料膜を形成する方法について説明する。
　集電箔上に電極材料膜を形成する方法としては、集電箔上に、所望の厚みで且つ連続層である電極材料膜を形成することが可能であれば、その形成方法は限定されない。
　集電箔上に電極材料膜を形成する方法として、例えば、図１に示すように、Ｚ方向に搬送している集電箔上に電極材料４０を付与し、成形部材５０により、電極材料４０の厚みを規制し、電極材料膜４２を形成する方法が好ましい。
　以下、図１に示す、電極材料膜４２の形成方法について、より具体的に説明する。
　図１示すように、搬送部材２０の表面、又は搬送部材２０上に載せられた集電箔３０の表面に対し、一定の距離を保つように成形部材５０が設置されている。成形部材５０は、電極材料４０と接触している状況、及び、集電箔３０がＺ方向に搬送移動している状況においても、一定の距離を保つようにされていることが好ましい。つまり、成形部材５０は、搬送部材２０の表面、又は搬送部材２０上に載せられた集電箔３０の表面に対し、一定の距離を保つように、接触している電極材料４０からの反発力（即ち、成形部材５０を押し退ける力）に対向するように圧力を印加している。
　図１に示すように、集電箔３０と成形部材５０との間には、付与手段４８により集電箔３０上に供給された電極材料４０が溜まり部４６を形成しており、この状態で、搬送部材２０により集電箔３０をＺ方向に搬送移動させることで、成形部材５０と搬送部材２０の表面、又は搬送部材２０上に載せられた集電箔３０の表面との間の空隙を電極材料４０が通ることとなる。この空隙を電極材料４０が通る際には、成形部材５０との接触により、電極材料４０の厚みが規制され、更に、電極材料４０が集電箔３０の表面に塗り付けられて、集電箔３０上に電極材料４０による電極材料膜４２が形成される。
　なお、成形部材５０の電極材料４０との接触部は、振動していることが好ましい。成形部材５０の電極材料４０との接触部が振動していることで、この振動が電極材料４０に伝搬し、せん断力が加わることで、電極材料４０の粘度の低下、流動性の向上等が生じることがある。その結果、上記のように、集電箔３０上に塗り付けられて形成された電極材料膜４２の少なくとも表面は、面状が整うこととなり、厚みのバラツキの少ない電極材料膜４２が形成され易くなる。
　このような電極材料膜４２の形成方法では、上述のように、集電箔３０と成形部材５０との間に、電極材料４０の溜まり部４６が形成されるよう、電極材料４０の集電箔３０上への供給量と、電極材料膜４２の形成量と、を制御することが好ましい。
　集電箔上への電極材料の付与手段（例えば、図１における付与手段４８）としては、例えば、集電箔上に電極材料を断続的に又は連続的に供給する手段（例えば、ホッパー、スクリューフィーダー、ディスクフィーダー、振動フィーダー等）を用いることができる。
　また、電極材料を集電箔上に付与する際、電極材料の付与を均一化する観点から、規制枠を用いることもできる。
　なお、搬送部材の搬送移動手段は、特に制限はない。例えば、図３に示すように、複数のパレット１０が連結した搬送部材は、テーブル８０に載せたまま、テーブル８０をＬＭガイド（Linear Motion Guide）９０等にて移動させることで、搬送する。
〔工程Ｂ〕
　工程Ｂでは、連結しているパレット間を離間させて、集電箔と電極材料膜との積層体を１パレット毎に分割する。
　工程Ｂでは、工程Ａにて形成された長尺の電極材料膜が、集電箔と共に、パレットの長さ（具体的には、パレットの搬送方向（図１ではＺ方向）における長さ）に切断される。
　工程Ｂでは、連結しているパレット間を離間させるが、この離間条件としては、形成された電極材料膜の崩れやすさに応じて、適宜、決定すればよい。
　離間条件としては、例えば、パレット間を離間させる際の速度及び加速度が挙げられる。
　電極材料膜の崩れやすいものほど、パレット間を離間させる際の速度又は加速度を小さくすることが好ましい。
　パレット間を離間の一例について、図３を参照して、説明する。
　例えば、図３に示すように、テーブル８０上で、複数のパレット１０が連結し、固定化されてなる搬送部材は、その上に、集電箔と電極材料膜との積層体が形成された後、まず、固定化部材８４による固定化が外される。その後、パレット１０を、次々とレール８２に沿ってスライド移動させて、パレット１０間を離間させる。
　離間したパレットは、一つずつテーブル８０から離脱し、後述する工程ＣにてＸ線検査装置を通過するように移動させる。
〔工程Ｃ〕
　工程Ｃでは、分割した集電箔と電極材料膜との積層体を載せたパレットを、パレットの連結方向に沿って搬送し、Ｘ線検査装置を用いて電極材料膜の密度及び厚みを測定する。
　工程Ｃでは、工程Ｂにて分割されたパレット毎に、集電箔と電極材料膜との積層体を載せた状態で搬送し、そのまま搬送経路上にてＸ線検査装置を用いて電極材料膜の密度及び厚みを測定する。つまり、工程Ｃでは、集電箔と電極材料膜との積層体を載せたパレットを、搬送経路上に設置したＸ線検査装置を通過させることで、インラインにてＸ線検査を行う。
（Ｘ線検査装置）
　Ｘ線検査装置としては、Ｘ線源と検出部とを含んで構成され、パレット上に載せた積層体に、Ｘ線を照射するとともに、積層体及びパレットを透過したＸ線を検出することで、電極材料膜の密度及び厚みを求めることができる。
　Ｘ線検査装置として具体的には、ノードソン・アドバンスト・テクノロジー（株）製の塗工量計測システムでフォトンセンサーを搭載したＸ線検査装置、特表２０２２－５１９２４２号公報に記載のＸ線検査装置等が挙げられる。
　検出されたＸ線の線量が多い領域は、電極材料膜の、密度が低い、又は、厚みが小さいことを意味し、検出されたＸ線の線量が少ない領域は、電極材料膜の、密度が高い、又は、厚みが大きいことを意味する。
　つまり、電極材料膜の膜面方向におけるＸ線の線量の差（変動）が小さい程、電極材料膜の密度及び厚みの面内均一性に優れると判断することができる。
　なお、集電箔及びパレットの種類によっては、Ｘ線透過能が異なる場合がある。そのため、Ｘ線検査装置においては、集電箔及びパレットの種類に応じて、発光部におけるＸ線の照射強度を変える、及び、Ｘ線の検出の感度を変える、の少なくとも一方を行うことが好ましい。このようにすることで、電極材料膜の密度及び厚みを精度よく測定することができる。
（フィードバック）
　Ｘ線検査装置により得られた電極材料膜の厚み及び密度の情報は、工程Ａ及び工程Ｂの少なくとも一方にフィードバックすることが好ましい。フィードバックされた情報をもとに、工程Ａにおける諸条件、及び、工程Ｂにおける諸条件の１つ以上を制御することで、制御された条件に基づき形成された電極材料膜は、その密度及び厚みの面内均一性が高められる。
　具体的には、フィードバックされた情報をもとに、工程Ａにおける電極材料膜の成膜条件、及び、工程Ｂにおけるパレット間の離間条件の少なくとも一方を制御することが好ましい。このようにすることで、本開示に係る電極層の製造方法を適用した製造ラインにおいて、電極材料膜の密度及び厚みの面内均一性に優れる電極層をより多く得られることになる。
　フィードバックされた情報をもとに制御される、工程Ａにおける電極材料膜の成膜条件としては、集電箔上への電極材料の付与量、集電箔上への電極材料の付与分布、集電箔の搬送速度、成形部材と搬送部材の表面との距離（空隙の幅）等が挙げられる。
　また、フィードバックされた情報をもとに制御される、工程Ｂにおけるパレット間の離間条件としては、パレット間の離間する際の速度、加速度等が挙げられる。
　具体的には、Ｘ線検査装置により得られた電極材料膜の厚み及び密度の情報にて、パレット上のある領域の電極材料膜の密度が低い（又は高い）若しくは厚みが小さい（又は大きい）ことが判明した場合、集電箔上への電極材料の付与分布の調整、成形部材と搬送部材の表面との距離の幅方向での調整、２段加工を行う等を制御することが好ましい。
　また、Ｘ線検査装置により得られた電極材料膜の厚み及び密度の情報にて、パレット上のある端部における領域の電極材料膜に密度が低い又は厚みが小さいことが判明した場合、電極材料膜の端部に相当する領域（集電箔上の領域）への電極材料の付与量を増加させる、電極材料膜の端部にのみ、再度電極材料を供給する２段加工を行う等にて制御することが好ましい。
　ここで、上述した２段加工について説明する。
　２段加工とは、集電箔上に電極材料膜が形成された後、必要に応じて、電極材料膜上への電極材料の付与を行う加工をいう。２段加工は、パレット間が離間される前、すなわち、工程Ｂよりも前に行われる。この場合、電極材料膜上への電極材料の付与は、集電箔上への電極材料の付与手段（例えば、図１における付与手段４８）を２度用いるようにしてもよいし、集電箔上への電極材料の付与手段とは別の、もう１つの電極材料の付与手段を用いてもよい。後者の場合、電極材料膜上への電極材料の付与手段は、集電箔上への電極材料の付与手段よりも搬送部材の搬送方向下流側に直列に並んで配置されればよい。
　後者の場合、２段加工では、例えば、図１に示すように、成形部材５０により、集電箔３０上に付与された電極材料４０の厚みを規制し、電極材料膜４２を形成した後、工程Ｂを行う前に、不図示の電極材料の付与手段にて、電極材料膜４２上に電極材料を付与する方法が挙げられる。この場合、電極材料膜上に電極材料が付与された後、もう１つの成形部材により電極材料の厚みを規制してもよい。
　また、前者の場合、２段加工では、図１に示すように、成形部材５０により、集電箔３０上に付与された電極材料４０の厚みを規制し、電極材料膜４２を形成した後、工程Ｂを行う前に、電極材料膜４２を有する集電箔３０をＺ方向とは逆方向に搬送移動させ、再度、付与手段４８にて電極材料膜４２上に電極材料を付与する方法が挙げられる。この場合、電極材料膜上に電極材料が付与された後、成形部材５０により、もう１度、電極材料の厚みが規制される。
　上述のフィードバックは、Ｘ線検査装置により得られた電極材料膜の厚み及び密度の情報に基づいて手動で又は自動的に行うことができる。後者では、Ｘ線検査装置により得られた電極材料膜の厚み及び密度の情報から、パレット上のある領域の電極材料膜の密度が低いか又は厚みが小さいかを判定してもよい。そして、パレット上のある領域の電極材料膜の密度が低い又は厚みが小さいと判定された場合は、上記のいずれかの制御が行われる。
　上記のいずれかの制御は、Ｘ線検査装置により得られた電極材料膜の厚み又は密度が、設定した厚み（目標とする厚み）又は密度に対して±５％を超えた場合に行われることが好ましい。また、上記のいずれかの制御が行われた後の電極材料膜の厚み又は密度が、設定した厚み又は密度に対して±３％以下になるように調整されることが望ましく、±１％以下になるよう調整されることがより望ましい。
　以上のようにして、パレット上に載った集電箔上には電極材料膜が形成される。
〔その他の工程〕
　本開示に係る電極層の製造方法は、その他の工程を含んでいてもよい。
　その他の工程としては、例えば、電極材料膜を加圧する工程等が挙げられる。
（電極材料膜を加圧する工程）
　本開示に係る電極層の製造方法は、電極材料膜を加圧する工程を有していてもよい。
　本開示に係る電極層の製造方法が加圧工程を含むことで、電極材料の密度を高め、且つ、固体成分の密度、厚みの面内均一化を図ることができる。
　本工程では、例えば、パレット上に載った積層体を、加圧ローラを用いて加圧することで電極材料膜を加圧することが好ましい。このとき、電極材料膜上にはフィルムが載せられており、フィルム上から加圧ローラを押し当てることで、積層体を加圧することが好ましい。
　なお、本工程は、例えば、加圧手段として、プレス機を用いてもよい。更に、加圧手段として、振動させた加圧手段を用いてもよい。
　積層体を加圧する場合、圧力は、０．０１ＭＰａ～１００ＭＰａであることが好ましく、０．１ＭＰａ～５０ＭＰａであることがより好ましく、０．２ＭＰａ～１０ＭＰａであることが特に好ましい。
　本工程では、複数の加圧手段を用いて、積層体を段階的に加圧してもよい。複数の加圧手段を用いて電極材料膜を段階的に加圧することで、電極材料の密度、厚みをより均一にできる。
　本工程では、加圧手段と電極材料膜（具体的には、電極材料膜が形成された集電箔）とを相対移動させて行うことが好ましい。
　本開示において、「加圧手段と電極材料膜とを相対移動させる」とは、電極材料膜に対して加圧手段を一方向に移動させること、加圧手段に対して電極材料膜を一方向に移動させること、及び加圧手段と電極材料膜とをそれぞれ一方向に移動させることを含むが、加圧手段に対して電極材料膜を一方向に移動させることが好ましい。
　本工程においては、成形性の向上の観点から、例えば、３０℃～１００℃にて加熱された電極材料膜を加圧してもよい。
　以下、本開示に係る電極層の製造方法で用いる、集電箔、及び成形部材の詳細について説明する。
　また、電極材料（電極活物質、導電助剤、電解液などを含む材料）の詳細についても説明する。
［集電箔］
　集電箔としては、特に制限されず、公知の集電箔（正極集電箔及び負極集電箔）を利用できる。
　正極集電箔としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、ニッケル、及びチタンの箔（すなわち金属層）が挙げられる。正極集電箔は、アルミニウム、又はアルミニウム合金であることが好ましい。正極集電箔は、表面に、カーボン、ニッケル、チタン、銀、金、白金、及び酸化バナジウムの１以上を含む被覆層を有する、アルミニウムであってもよい。
　負極集電箔としては、例えば、アルミニウム、銅、銅合金、ステンレス鋼、ニッケル、及びチタンの箔（すなわち金属層）が挙げられる。負極集電箔は、アルミニウム、銅、銅合金、又はステンレス鋼であることが好ましく、銅、又は銅合金であることがより好ましい。負極集電箔は、表面にカーボン、ニッケル、チタン、銀、及びリチウムの１以上を含む被覆層を有する、銅又はステンレス鋼であってもよい。
　集電箔としては、アルミニウム箔（表面に上述の被覆層を有するアルミニウム箔を含む）、銅箔（表面に上述の被覆層を有する銅箔を含む）であることが好ましい。アルミニウム箔は、通常、正極における集電箔として利用される。銅箔は、通常、負極における集電箔として利用される。
　また、集電箔としては、上述した正極集電箔又は負極集電箔として例示された金属層と、樹脂フィルムと、の積層体であってもよい。積層体に用いられる樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、ポリエチレン（ＰＥ）フィルム、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ、ＣＯＣ）フィルム、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）ポリイミド（ＰＩ）フィルム、ポリアミド（ＰＡ）フィルム等の樹脂フィルムが挙げられる。
　なお、上記の金属層と樹脂フィルムとの積層体を用いる場合、電極材料膜が形成される金属層表面がその面方向に分割可能であることが好ましい。
　例えば、樹脂フィルム上に、所望の大きさの複数の金属層（集電箔となる金属層）を互いに離間させて配置し、金属層間の樹脂フィルム部分を金属層側とは反対側に折り曲げ、離間していた金属層間を隙間なく接触させた集電箔を用いればよい。このような集電箔では、隙間なく接触させた金属層間をパレット間の離間にともない分割することができる。
　集電箔（積層体の場合も含む）の厚みは、搬送性等の観点から、３μｍ以上であることが好ましく、５μｍ以上であることがより好ましく、１０μｍ以上であることが特に好ましい。
　集電箔の厚みは、柔軟性、及び軽量性の観点から、１００μｍ以下であることが好ましく、７０μｍ以下であることがより好ましく、５０μｍ以下であることが特に好ましい。
　集電箔の厚みは、断面観察によって測定される３か所の厚みの算術平均値とする。断面観察においては、公知の顕微鏡（例えば、走査型電子顕微鏡）を用いることができる。
［成形部材］
　成形部材としては、好ましい例として、ブレード、及びローラが挙げられる。
　成形部材としてのブレード及びローラは、上述のように、電極材料に接触する際、振動していてもよい、振動している成形部材を用いることで、電極材料を振動させることができる。
（ブレード）
　ブレードは、板状形状を有する部材であり、電極材料に接触する接触部の形状、大きさ、材質等に関しては、電極材料の諸物性（電極活物質の種類、固体成分濃度、電解液の組成（粘度、表面張力）等）、形成する電極材料膜の大きさ、厚み等に応じて、適宜、決定されればよい。
　また、ブレードの電極材料との接触部は、電極材料が付着しにくいことが好ましく、例えば、ブレードの少なくとも表面は離型性を示すことが好ましい。
　例えば、ブレードとしては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の樹脂製であってもよいし、ステンレス鋼、アルミニウム、鉄、超硬合金等の金属製であってもよいし、セラミック製であってもよい。
　また、表面に離型性を付与するため、ブレードは、離型性を示す表面層（例えば、フッ素系樹脂を含む表面層、シリコン系の粒子及び樹脂を含む表面層）を備えていてもよい。
　更に、ブレードは、耐摩耗性を高める観点から、金属製又はセラミック製のブレード本体に、酸化チタン、窒化チタン（ＴｉＮ）、タングステンカーバイト等の高硬度被膜を有していてもよい。
（ローラ）
　ローラは、外周面が回転可能な部材であり、大きさ、材質等に関しては、電極材料の諸物性（電極活物質の種類、固体成分濃度、電解液の組成（粘度、表面張力）等）、形成す
る電極材料膜の大きさ、厚み等に応じて、適宜、決定されればよい。
　ローラの外周面を構成する材質としては、ブレードと同様であればよく、離型性を示す表面層を有していてもよい。
　ローラの外径としては、特に制限はないが、例えば、２０ｍｍ～３０ｍｍであればよい。
　また、ローラは回転することから、その外周面と電極材料との摩擦係数を０とみなすことができる。但し、その結果として、電極材料との密着性が高まる場合があることから、電極材料とローラの外周面との間にはフィルムを介在することが好ましい。
［電極材料］
　電極材料は、電極活物質、導電助剤、及び電解液を含み、必要に応じて、添加剤を含んでいてもよい。
（電極活物質）
　電極活物質は、周期律表における第１族又は第２族に属する金属元素のイオンを挿入、及び放出することが可能な物質である。電極活物質は、固体成分に含まれる。
　電極活物質としては、例えば、正極電極活物質及び負極電極活物質が挙げられる。
－正極電極活物質－
　正極電極活物質としては、制限されず、正極に用いられる公知の電極活物質を利用できる。正極電極活物質としては、可逆的にリチウムイオンを挿入及び放出できる正極電極活物質であることが好ましい。
　正極電極活物質としては、具体的には、例えば、遷移金属酸化物、及びリチウムと複合化できる元素（例えば、硫黄）が挙げられる。上記の中でも、正極電極活物質は、遷移金属酸化物であることが好ましい。
　遷移金属酸化物は、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｆｅ（鉄）、Ｍｎ（マンガン）、Ｃｕ（銅）、及びＶ（バナジウム）からなる群より選択される少なくとも１種の遷移金属元素（以下、「元素Ｍａ」という。）を含む遷移金属酸化物であることが好ましい。
　遷移金属酸化物がＬｉ及び元素Ｍａを含む場合、Ｍａに対するＬｉのモル比（Ｌｉ／Ｍａ）は、０．３～２．２であることが好ましい。
　また、遷移金属酸化物は、リチウム以外の第１族の元素、第２族の元素、Ａｌ（アルミニウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｉｎ（インジウム）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｓｎ（スズ）、Ｐｂ（鉛）、Ｓｂ（アンチモン）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｓｉ（ケイ素）、Ｐ（リン）、及びＢ（ホウ素）からなる群より選択される少なくとも１種の遷移金属元素（以下、「元素Ｍｂ」という。）を含んでいてもよい。元素Ｍｂの含有量は、元素Ｍａの物質量に対して、０ｍｏｌ％～３０ｍｏｌ％であることが好ましい。
　遷移金属酸化物としては、例えば、層状岩塩型構造を有する遷移金属酸化物、スピネル型構造を有する遷移金属酸化物、リチウム含有遷移金属リン酸化合物、リチウム含有遷移金属ハロゲン化リン酸化合物、及びリチウム含有遷移金属ケイ酸化合物が挙げられる。
　層状岩塩型構造を有する遷移金属酸化物としては、例えば、ＬｉＣｏＯ２（コバルト酸リチウム［ＬＣＯ］）、ＬｉＮｉ２Ｏ２（ニッケル酸リチウム）、ＬｉＮｉ０．８５Ｃｏ０．１０Ａｌ０．０５Ｏ２（ニッケルコバルトアルミニウム酸リチウム［ＮＣＡ］）、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２（ニッケルマンガンコバルト酸リチウム［ＮＭＣ
］）、及びＬｉＮｉ０．５Ｍｎ０．５Ｏ２（マンガンニッケル酸リチウム）が挙げられる。
　スピネル型構造を有する遷移金属酸化物としては、例えば、ＬｉＣｏＭｎＯ４、Ｌｉ２ＦｅＭｎ３Ｏ８、Ｌｉ２ＣｕＭｎ３Ｏ８、Ｌｉ２ＣｒＭｎ３Ｏ８、及びＬｉ２ＮｉＭｎ３Ｏ８が挙げられる。
　リチウム含有遷移金属リン酸化合物としては、例えば、オリビン型リン酸鉄塩（例えば、ＬｉＦｅＰＯ４、及びＬｉ３Ｆｅ２（ＰＯ４）３）、ピロリン酸鉄塩（例えば、ＬｉＦｅＰ２Ｏ７）、リン酸コバルト塩（例えば、ＬｉＣｏＰＯ４）、単斜晶ナシコン型リン酸バナジウム塩（例えば、Ｌｉ３Ｖ２（ＰＯ４）３（リン酸バナジウムリチウム））が挙げられる。
　リチウム含有遷移金属ハロゲン化リン酸化合物としては、例えば、フッ化リン酸鉄塩（例えば、Ｌｉ２ＦｅＰＯ４Ｆ）、フッ化リン酸マンガン塩（例えば、Ｌｉ２ＭｎＰＯ４Ｆ）、及びフッ化リン酸コバルト塩（例えば、Ｌｉ２ＣｏＰＯ４Ｆ）が挙げられる。
　リチウム含有遷移金属ケイ酸化合物としては、例えば、Ｌｉ２ＦｅＳｉＯ４、Ｌｉ２ＭｎＳｉＯ４、及びＬｉ２ＣｏＳｉＯ４が挙げられる。
　遷移金属酸化物は、層状岩塩型構造を有する遷移金属酸化物であることが好ましく、ＬｉＣｏＯ２（コバルト酸リチウム［ＬＣＯ］）、ＬｉＮｉ０．８５Ｃｏ０．１０Ａｌ０．０５Ｏ２（ニッケルコバルトアルミニウム酸リチウム［ＮＣＡ］）、及びＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２（ニッケルマンガンコバルト酸リチウム［ＮＭＣ］）からなる群より選択される少なくとも１種の化合物であることがより好ましい。
　正極電極活物質は、市販品であってもよく、公知の方法（例えば、焼成法）によって製造された合成品であってもよい。例えば、焼成法によって得られた正極電極活物質は、水、酸性水溶液、アルカリ性水溶液、又は有機溶剤を用いて洗浄されていてもよい。
　また、正極電極活物質は、その表面にカーボン被膜を有していてもよい。
　正極電極活物質の形状は、制限されないが、取扱性の観点から、粒子状であることが好ましい。
　正極電極活物質の体積平均粒径は、制限されず、例えば、０．１μｍ～５０μｍとすることができる。正極電極活物質の体積平均粒径は、０．３μｍ～４０μｍであることが好ましく、０．５μｍ～３０μｍであることがより好ましい。
　正極電極活物質の体積平均粒径が０．３μｍ以上であることで、取り扱いの際に正極電極活物質が飛散することを抑制できる。正極電極活物質の体積平均粒径が４０μｍ以下であることで、電極層の厚みを容易に調節することができ、また、成形過程において空隙の発生を抑制することができる。
　正極電極活物質の体積平均粒径は、以下の方法により測定する。
　正極電極活物質と溶剤（例えば、純水、エタノール、ヘプタン、オクタン、トルエン、又はキシレン）とを混合することによって、０．１質量％以下の正極電極活物質を含む分散液を調製する。１ｋＨｚの超音波を１０分間照射した分散液を測定試料とする。レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置（例えば、（株）堀場製作所製のＬＡ－９６０）を用いて、温度２５℃の条件下でデータの取り込みを５０回行い、体積頻度粒度分布から体積平均粒径を求める。測定用のセルには、石英セルを用いる。上記測定を５つの試料を用いて行い、測定値の平均を正極電極活物質の体積平均粒径とする。その他の詳細な条件については、必要に応じて、「ＪＩＳ Ｚ ８８２８：２０１３」を参照する。
　正極電極活物質の粒径を調整する方法としては、例えば、粉砕機、解砕機、又は分級機を用いる方法が挙げられる。また、正極電極活物質の粒径を調整する方法としては、公知のミリング法を適用してもよい。
　正極電極活物質は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
　また、１種の正極電極活物質を用いる場合であっても、粒径の異なる正極電極活物質を組み合わせて使用してもよい。
　電極材料の全体積に対する正極電極活物質の含有率は、３０体積％～６０体積％であることが好ましく、３５体積％～５５体積％であることより好ましく、４０体積％～５０体積％であること更に好ましい。
　本開示に係る電極層の製造方法では、電極材料膜中の含有率が上述の範囲になるよう、正極電極活物質の使用量が決定される。
－負極電極活物質－
　負極電極活物質としては、制限されず、負極に用いられる公知の電極活物質を利用できる。負極電極活物質は、可逆的にリチウムイオンを挿入及び放出できる負極電極活物質であることが好ましい。
　負極電極活物質としては、例えば、炭素質材料、金属酸化物（例えば、酸化スズ）、酸化ケイ素、金属複合酸化物、リチウム単体、リチウム合金（例えば、リチウムアルミニウム合金）、及びリチウムと合金を形成可能な金属（例えば、Ｓｎ、Ｓｉ、及びＩｎ）が挙げられる。上記の中でも、負極電極活物質は、信頼性の観点から、炭素質材料、又はリチウム複合酸化物であることが好ましい。
　炭素質材料は、実質的に炭素からなる材料である。
　炭素質材料としては、例えば、石油ピッチ、カーボンブラック（例えば、アセチレンブラック）、黒鉛（例えば、天然黒鉛、及び人造黒鉛（例えば、気相成長黒鉛））、ハードカーボン、及び合成樹脂（例えば、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、及びフルフリルアルコール樹脂）を焼成してなる炭素質材料が挙げられる。炭素質材料としては、例えば、炭素繊維（例えば、ポリアクリロニトリル系炭素繊維、セルロース系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、気相成長炭素繊維、脱水ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）系炭素繊維、リグニン炭素繊維、ガラス状炭素繊維、及び活性炭素繊維）も挙げられる。黒鉛としては、例えば、メソフェーズ微小球体、グラファイトウィスカー、及び平板状の黒鉛も挙げられる。
　本開示において、「平板状」とは、反対方向を向く２つの主平面を有する形状を意味する。
　金属複合酸化物としては、リチウムを吸蔵及び放出可能な金属複合酸化物であることが好ましい。
　リチウムを吸蔵及び放出可能な金属複合酸化物は、高電流密度充放電特性の観点から、チタン及びリチウムからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含むことが好ましい。
　金属酸化物、及び金属複合酸化物は、特に非晶質酸化物であることが好ましい。
　金属酸化物、及び金属複合酸化物は、カルコゲナイドであることも好ましい。カルコゲナイドは、金属元素と周期律表における第１６族の元素との反応生成物である。
　非晶質酸化物、及びカルコゲナイドからなる化合物群の中でも、半金属元素の非晶質酸化物、及びカルコゲナイドが好ましく、周期律表における第１３族～１５族の元素、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｐｂ、Ｓｂ、及びＢｉからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含む酸化物、並びにカルコゲナイドがより好ましい。
　負極電極活物質は、チタンを更に含むことも好ましい。リチウムイオンの吸蔵放出時の体積変動が小さいことから急速充放電特性に優れ、そして、電極の劣化が抑制されることでリチウムイオン二次電池の寿命向上が可能となる観点から、チタンを含む負極電極活物質は、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２（チタン酸リチウム［ＬＴＯ］）であることが好ましい。
　負極電極活物質は、市販品であってもよく、公知の方法（例えば、焼成法）によって製造された合成品であってもよい。例えば、焼成法によって得られた負極電極活物質は、水、酸性水溶液、アルカリ性水溶液、又は有機溶剤を用いて洗浄されていてもよい。
　負極電極活物質は、例えば、ＣＧＢ２０（日本黒鉛工業（株））として入手可能である。
　負極電極活物質の組成は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光分析法を用いて測定する。
　負極電極活物質の形状は、制限されないが、取り扱い易く、そして、量産の際に均一性を管理しやすいという観点から、粒子状であることが好ましい。
　負極電極活物質の体積平均粒径は、０．１μｍ～６０μｍであることが好ましく、０．３μｍ～５０μｍであることがより好ましく、０．５μｍ～４０μｍであることが特に好ましい。
　負極電極活物質の体積平均粒径は、上記正極電極活物質の体積平均粒径の測定方法に準ずる方法により測定する。
　負極電極活物質の粒径を調整する方法としては、例えば、粉砕機、又は分級機を用いる方法が挙げられる。
　負極電極活物質は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
　また、１種の負極電極活物質を用いる場合であっても、粒径の異なる負極電極活物質を組み合わせて使用してもよい。
　電極材料の全体積に対する負極電極活物質の含有率は、３０体積％～６０体積％であることが好ましく、３５体積％～５７体積％であることより好ましく、４５体積％～５５体積％であること更に好ましい。
　本開示に係る電極層の製造方法では、電極材料膜中の含有率が上述の範囲になるよう、負極電極活物質の使用量が決定される。
　正極電極活物質及び負極電極活物質の表面は、それぞれ、表面被覆剤で被覆されていてもよい。表面被覆剤としては、例えば、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｓｉ、又はＬｉを含む金属酸化物が挙げられる。上記金属酸化物としては、例えば、チタン酸スピネル、タンタル系酸化物、ニオブ系酸化物、及びニオブ酸リチウム系化合物が挙げられる。
（導電助剤）
　電極材料膜は、電極活物質の電子伝導性の向上という観点から、導電助剤を含む。導電助剤としては、制限されず、公知の導電助剤を利用できる。
　導電助剤は、固体成分に含まれる。
　導電助剤としては、例えば、黒鉛（例えば、天然黒鉛、及び人造黒鉛）、カーボンブラック（例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、及びファーネスブラック）、無定形炭素（例えば、ニードルコークス）、炭素繊維（例えば、気相成長炭素繊維、及びカーボンナノチューブ）、他の炭素質材料（例えば、グラフェン、及びフラーレン）、金属粉（例えば、銅粉、及びニッケル粉）、金属繊維（例えば、銅繊維、及びニッケル繊維）、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、及びポリフェニレン誘導体）が挙げられる。
　導電助剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
　電極材料の全体積に対する導電助剤の含有率は、０．０５体積％～５体積％であることが好ましく、０．１体積％～４体積％であることより好ましく、０．５体積％～３体積％であること更に好ましい。
　本開示に係る電極層の製造方法では、電極材料膜中の含有率が上述の範囲になるよう、導電助剤の使用量が決定される。
（電解液）
　電解液としては、特に制限されず、公知の電解液を利用できる。電解液としては、例えば、電解質と、溶剤と、を含む電解液が挙げられる。具体的な電解液としては、例えば、電解質としてリチウム塩化合物と、溶剤としてカーボネート化合物と、を含む電解液が挙げられる。
　リチウム塩化合物としては、例えば、ヘキサフルオロリン酸リチウムが挙げられる。電解液は、１種単独のリチウム塩化合物を含んでいてもよく、２種以上のリチウム塩化合物を含んでいてもよい。
　カーボネート化合物としては、例えば、炭酸エチルメチル（ＥＭＣともいう）、炭酸ジメチル（ＤＭＣともいう）、炭酸ジエチル（ＤＥＣ）等の鎖状カーボネート化合物、炭酸エチレン（ＥＣともいう）、炭酸プロピレン（ＰＣともいう）等の環状カーボネート化合物が挙げられる。電解液は、１種単独のカーボネート化合物を含んでいてもよく、２種以上のカーボネート化合物を含んでいてもよいし、１種以上の鎖状カーボネート化合物と１種以上の環状カーボネート化合物とを併用してもよい。
　電解液に含まれる電解質としては、例えば、公知の無機固体電解質も使用することができる。
　電解液の成分として、例えば、イオン液体を用いてもよい。イオン液体は、電解質として用いても溶剤として用いてもよい。
　電極材料の全体積に対する電解液の含有率は、７０体積％以下であることが好ましく、５０積％以下であってもよいし、４０体積％以下であってもよい。電極材料の全体積に対する電解液の含有率の下限は、制限されず、１０体積％以上であってもよく、３０体積％以上であってもよい。
　電極材料の全体積に対する電解液の含有率は、例えば、３０体積％～５０体積％であることがよい。
（溶剤）
　電極材料膜には、液体成分として、電解液の成分として含まれる溶剤以外の溶剤（以下
、単に「溶剤」ともいう。）を含んでいてもよい。
　溶剤としては、例えば、アルコール化合物溶剤、エーテル化合物溶剤、アミド化合物溶剤、アミノ化合物溶剤、ケトン化合物溶剤、芳香族化合物溶剤、脂肪族化合物溶剤、及びニトリル化合物溶剤が挙げられる。
　溶剤の沸点は、常圧（即ち１気圧）において、５０℃以上であることが好ましく、７０℃以上であることがより好ましい。溶剤の沸点の上限は、常圧（即ち１気圧）において、２５０℃以下であることが好ましく、２２０℃以下であることがより好ましい。
　溶剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
　電極材料の全体積に対する液体成分（即ち、電解液及び溶剤）の含有率は、７０体積％以下であることが好ましく、５０体積％以下であってもよく、４０体積％以下であってもよい。電極材料の全体積に対する液体成分の含有率の下限は、制限されず、１０体積％以上であってもよく、３０体積％以上であってもよい。
　電極材料の全体積に対する液体成分の含有率は、３０体積％～５０体積％であることがよい。
　なお、電極材料膜に含まれる液体成分、即ち、電極材料膜中の２５℃で液体状である成分は、－１０℃であっても液体状であることが好ましく、－２０℃であっても液体状であることが好ましい。つまり、電極材料膜中の２５℃で液体状である成分は、－１０℃で固化しない成分であることが好ましく、－２０℃でも固化しない成分であることが好ましい。
（その他の成分）
　電極材料膜は、上述成分の他、バインダー、分散剤、その他の添加剤等を含んでいてもよい。但し、電極材料膜は、エネルギー密度の向上の観点から、バインダーの含有率が低い方が好ましく、含まない方がより好ましい。
　バインダーとしては、例えば、含フッ素樹脂、炭化水素系熱可塑性樹脂、アクリル樹脂、及びウレタン樹脂が挙げられる。
　また、分散剤としては、分散対象物を分散しうる公知の分散剤であればよい。
　更に、その他の添加剤としては、電極に添加される公知の添加剤を利用することができる。
＜＜電極層＞＞
　本開示に係る電極層の製造方法によって得られる電極層は、種々の電極として用いることができる。なお、シート電極層をそのまま電極として用いてもよいし、電極層に更に加工を加えて電極としてもよい。
　シート状電極層は、半固体二次電池の電極層であることが好ましい。
　電極層は、電池性能（例えば、放電容量、及び出力特性）の向上の観点から、上述の電極材料膜と同様、厚みが５０μｍ～５００μｍであり、且つ、固体成分濃度が３０体積％～９０体積％であることが好ましい。
　電極層の厚みは、電極材料膜の厚みと同様の方法で測定されてもよいし、集電箔の厚みと同様の方法で測定されてもよい。
　また、電極材料膜の固体成分濃度は、電極材料膜に含まれる各成分の組成比と、それらの成分の比重と、から算出される。
　また、本開示に係る電極層の製造方法により、正極電極層と負極電極層とを製造した場合、得られた正極電極層と負極電極層とをセパレータを介して貼り合わせることで、電池が得られる。
　以下、実施例により本開示を詳細に説明するが、本開示はこれらに制限されるものではない。
　なお、後述する各例における各工程は、２２℃のドライルーム（低露点室）内にて行った。
［正極用電極材料（Ｐ１）の調製］
（１）炭酸エチレン（ＥＣ）４５ｇと、炭酸プロピレン（ＰＣ）１０ｇと、炭酸ジエチル（ＤＥＣ）４５ｇと、を混合した混合液に、ＬｉＰＦ６（電解質）１３．４ｇを混合した後に、更に、ビニレンカーボネート（ＶＣ）２．３ｇを混合した。得られた１１５．７ｇの混合液のうち、６４ｇを取り出し、これを電解液Ｘ１とした。
（２）導電助剤（ケッチェンブラック：ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ社製の「カーボンＥＣＰ６００ＪＤ」）２ｇと、正極電極活物質（リン酸鉄：Ａｌｅｅｅｓ社製の「ＬＦＰ　ＮＣＯ　Ｍ１２１」）１７４ｇと、をあわとり練太郎（株式会社シンキー社製）にて、１５００ｒｐｍ（revolutions per minute）で３０秒撹拌し、混練物Ｙ１（１７６ｇ）を調製した。
（３）混練物Ｙ１（１７６ｇ）に電解液Ｘ１（６４ｇ）を加え、あわとり練太郎（株式会社シンキー社製）にて、１５００ｒｐｍで１２０秒撹拌して、正極用電極材料（Ｐ１）を得た。
　得られた正極用電極材料（Ｐ１）は、降伏値が４５ｋＰａであるビンガム流体であって、固体成分と液体成分との体積比率は４８：５２であった。
［集電箔（Ｓ１）の準備］
　集電箔（Ｓ１）：正極集電箔（アルミニウム箔、平均厚み２０μｍ、Ｒａ０．５μｍ、ＥＡＡ－２１８Ｄ、Ｋｏｒｅａ　ＪＣＣ社製カーボンコート品）の裏面に、エチレン－酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を含む熱融着層を備えたＰＥＴフィルムの熱融着層を、熱融着を用いて貼り合わせたもの。
　なお、上記集電体のＲａは、電極材料膜の形成面における算術平均粗さＲａを指す。
［ブレード（Ｂ１）の準備］
　ブレード（Ｂ１）：ステンレス鋼製のブレード
［パレット（Ｐ１）の準備］
　パレット（Ｐ１）：図２に示すような、厚さ５ｍｍの多孔質カーボン層と、厚さ２５ｍｍの炭素繊維複合材料層との積層体であるパレット。表面は５００ｍｍ（幅方向）×１５０ｍｍ（長さ方向）の矩形。図２に示すように、空気の供給用の溝が一部あり。
＜実施例１＞
　図１に示すような装置を用い、集電箔上に電極材料膜を形成した。実施例１で使用した集電箔は集電箔（Ｓ１）であり、電極材料は正極用電極材料（Ｐ１）であった。また、パレット１０としてパレット（Ｐ１）と、成形部材５０としてブレード（Ｂ１）を、それぞれ用いた。
　具体的には、パレット１０を連結してなる搬送部材２０上に載せられた集電箔３０表面に対し、一定の距離：３００μｍを保つように成形部材５０であるブレードを設置した。
　集電箔３０上に電極材料４０を供給し、集電箔３０と成形部材５０との間に、電極材料４０の溜まり部４６を形成させた。その後、Ｚ方向に搬送部材２０を移動させることで、成形部材により電極材料４０の厚みを規制し、集電箔３０上に電極材料膜４２を形成した。
　なお、成形部材であるブレードは加振器により振動させた。振動しているブレードの振幅は７μｍであり、周期は３００Ｈｚであった。
　次いで、パレット１０間を速度１０ｍｍ／秒にて離間させて、集電箔３０と電極材料膜４２との積層体６０を１パレット毎に分割した。
　続いて、分割した集電箔３２と電極材料膜４４との積層体６２を載せたパレット１０を、パレットの連結方向であるＺ方向に沿って搬送し、Ｘ線検査装置を用いて電極材料膜の密度及び厚みを測定した。
　Ｘ線検査装置により得られた電極材料膜の密度２．７６ｇ／ｃｍ３、厚み（平均値）は３１０μｍであった。また、得られた電極材料膜の固体成分濃度は４７体積％であり、その端部に崩れは見られなかった。
　以上のようにして、幅２０４ｍｍ、長さ１４６ｍｍの電極層を得た。
　なお、Ｘ線検査装置を用いて得られた電極材料膜の密度及び厚みの情報では、電極材料膜の中央部が端部に比べて１７μｍ程厚く、３２５μｍであることが判明した。
　そこで、この情報をもとに、電極材料膜の成膜条件を、集電箔の中央部への電極材料の付与量を５％減らす条件へと変更した。その結果、厚み（平均値）が３１０μｍであり、中央の厚みと幅方向の端部との厚み差は８μｍ以内の電極材料膜が形成された。
＜実施例２＞
　実施例１と同様に、電極材料膜を形成し、Ｘ線検査装置を用いて電極材料膜の密度及び厚みを測定した。
　Ｘ線検査装置により得られた電極材料膜の密度２．７６ｇ／ｃｍ３、厚み（平均値）は３１０μｍであった。また、得られた電極材料膜の固体成分濃度は４７体積％であり、その端部に崩れは見られなかった。
　なお、Ｘ線検査装置を用いて得られた電極材料膜の密度及び厚みの情報では、電極材料膜の端部が中央部に比べて１５μｍ程薄く、２９５μｍであることが判明した。
　そこで、この情報をもとに、電極材料膜の成膜条件を、集電箔の端部への電極材料の付与量を５％増やす条件へと変更した。その結果、厚み（平均値）が３１０μｍであり、中央の厚みと幅方向の端部との厚み差は６μｍ以内の電極材料膜が形成された。
＜厚み面内均一性に関する評価＞
　上記各例での電極材料膜（幅２０４ｍｍ、長さ１４６ｍｍ）のＸ線測定装置による厚みの測定により、以下の情報を得た。
　すなわち、端部を除き、幅方向の１ラインを０．５ｍｍ毎にサンプリングし、計４００点の厚みを求め、その平均値Ａを算出した。また、端部を除き、長さ方向の１ラインを１ｍｍ毎にサンプリングし、計１００の厚みを求め、その平均値Ｂを算出した。
　得られた２つの平均値Ａ及びＢが、例えば、設定した目標厚みの±５％以内であるか否かを判定することで、電極材料膜の厚みの面内均一性を把握することができる。
 
　なお、Ｘ線測定装置による密度の測定情報を用いれば、上記の厚みの測定情報を用い場合と同様に、電極材料膜の密度の面内均一性を把握することもできる。
（符号の説明）
　１０　：パレット
　１２　：多孔質カーボン層
　１４　：炭素繊維複合材料層
　１６　：空隙部
　２０　：搬送部材
　３０　：集電箔
　３２　：分割した集電箔
　４０　：電極材料
　４２　：電極材料膜
　４４　：分割した電極材料膜
　４６　：電極材料の溜まり部
　４８　：電極材料の付与手段
　５０　：成形部材
　６０　：積層体
　６２　：分割した積層体
　７０　：Ｘ線検査装置
　８０　：テーブル
　８２　：レール
　８４　：固定化部材
　９０　：ＬＭガイド
　Ｘ　　：支持体の搬送方向
　２０２２年１０月３日に出願された日本国特許出願２０２２－１５９８３１の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
　本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
 

Claims (6)

  1. 　複数のパレットが一方向に連結した搬送部材を用い、パレットの連結方向に沿って搬送する集電箔上に電極材料膜を形成する工程Ａと、
    　連結しているパレット間を離間させて、集電箔と電極材料膜との積層体を１パレット毎に分割する工程Ｂと、
    　分割した集電箔と電極材料膜との積層体を載せたパレットを、パレットの連結方向に沿って搬送し、Ｘ線検査装置を用いて電極材料膜の密度及び厚みを測定する工程Ｃと、
    　を含む、電極層の製造方法。
  2. 　パレットが、一方の面が集電箔との接触面となる多孔質カーボン層と、炭素繊維複合材料層との積層体である、請求項１に記載の電極層の製造方法。
  3. 　パレットの総厚みが５ｍｍ～５０ｍｍである、請求項１又は請求項２に記載の電極層の製造方法。
  4. 　Ｘ線検査装置により得られた電極材料膜の厚み及び密度の情報を、工程Ａ及び工程Ｂの少なくとも一方にフィードバックする、請求項１に記載の電極層の製造方法。
  5. 　フィードバックされた情報をもとに、工程Ａにおける電極材料膜の成膜条件、及び、工程Ｂにおけるパレット間の離間条件の少なくとも一方を制御する、請求項４に記載の電極層の製造方法。
  6. 　電極材料膜は、電極活物質、導電助剤、及び電解液を含み、厚みが５０μｍ～５００μｍであり、且つ、固体成分濃度が３０体積％～９０体積％である、請求項１又は請求項２に記載の電極層の製造方法。
PCT/JP2023/034789 2022-10-03 2023-09-25 電極層の製造方法 WO2024075574A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022159831 2022-10-03
JP2022-159831 2022-10-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024075574A1 true WO2024075574A1 (ja) 2024-04-11

Family

ID=90608234

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/034789 WO2024075574A1 (ja) 2022-10-03 2023-09-25 電極層の製造方法

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024075574A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107486370A (zh) * 2017-10-12 2017-12-19 四川泰锂新能源科技有限公司 一种锂电池极片自动涂布机
CN209020697U (zh) * 2018-05-29 2019-06-25 国药集团德众（佛山）药业有限公司 一种具有双刮刀的贴剂生产线
US20210226192A1 (en) * 2020-01-21 2021-07-22 24M Technologies, Inc. Apparatuses and processes for forming a semi-solid electrode having high active solids loading and electrochemical cells including the same
US20220115710A1 (en) * 2020-10-09 2022-04-14 24M Technologies, Inc. Methods of continuous and semi-continuous production of electrochemical cells

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107486370A (zh) * 2017-10-12 2017-12-19 四川泰锂新能源科技有限公司 一种锂电池极片自动涂布机
CN209020697U (zh) * 2018-05-29 2019-06-25 国药集团德众（佛山）药业有限公司 一种具有双刮刀的贴剂生产线
US20210226192A1 (en) * 2020-01-21 2021-07-22 24M Technologies, Inc. Apparatuses and processes for forming a semi-solid electrode having high active solids loading and electrochemical cells including the same
US20220115710A1 (en) * 2020-10-09 2022-04-14 24M Technologies, Inc. Methods of continuous and semi-continuous production of electrochemical cells

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6975392B2 (ja) 全固体電池用電極体とその製造方法
KR101726958B1 (ko) 리튬 이온 2차 전지용 전극의 제조 장치
JP5640996B2 (ja) 電池用電極の製造方法及び電池用電極
JP7261601B2 (ja) 電池用電極の製造方法
US20160118642A1 (en) Method for manufacturing electrode and electrode manufacturing apparatus
WO2021033521A1 (ja) 電極用成形体の製造方法
KR102571725B1 (ko) 전고체 전지 및 그 제조 방법
US20220158161A1 (en) Method of manufacturing formed body for electrode
JP7242868B2 (ja) 電極用成形体の製造方法
JP2014194882A (ja) リチウムイオン電池の製造装置および製造方法
WO2024075574A1 (ja) 電極層の製造方法
WO2024075575A1 (ja) 電極層の製造方法
US20220123280A1 (en) Method of manufacturing formed body for electrode
WO2024024736A1 (ja) シート状電極用成形体の製造方法
WO2024106397A1 (ja) 電池の製造方法
WO2024024737A1 (ja) シート状電極用成形体の製造方法
WO2021033520A1 (ja) 電極用成形体の製造方法
WO2024024785A1 (ja) シート状電極用成形体の製造方法
WO2024024735A1 (ja) シート状電極用成形体の製造方法
US10658652B2 (en) Method of manufacturing lithium-ion secondary battery electrode sheet
KR102668117B1 (ko) 전극 코팅재의 제조 장치, 이를 이용하는 전극 코팅재의 제조 방법, 전지의 전극 제조 장치 및 이를 이용하는 전지의 전극 제조 방법
WO2023171062A1 (ja) 粉体塗工装置
EP3993085A1 (en) Method for producing molding for electrode
JP2022023465A (ja) 粉体供給装置ならびにリチウムイオン二次電池用電極の製造装置および製造方法
JP2023151443A (ja) 搬送治具、リチウムイオン電池の製造装置および製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23874702

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1