WO2024157798A1 - 合剤シート成形装置 - Google Patents
合剤シート成形装置 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2024157798A1 WO2024157798A1 PCT/JP2024/000562 JP2024000562W WO2024157798A1 WO 2024157798 A1 WO2024157798 A1 WO 2024157798A1 JP 2024000562 W JP2024000562 W JP 2024000562W WO 2024157798 A1 WO2024157798 A1 WO 2024157798A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- unit
- mixture
- molding
- electrode mixture
- roll
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 118
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims abstract description 56
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 52
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 22
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 12
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 12
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 10
- 230000032258 transport Effects 0.000 claims description 6
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 10
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 9
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 5
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 2
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003759 ester based solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004210 ether based solvent Substances 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000005453 ketone based solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 229910000625 lithium cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido(oxo)cobalt Chemical compound [Li+].[O-][Co]=O BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SWVGZFQJXVPIKM-UHFFFAOYSA-N n,n-bis(methylamino)propan-1-amine Chemical compound CCCN(NC)NC SWVGZFQJXVPIKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
-
- 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
Definitions
- This disclosure relates to a composite sheet molding device.
- Patent Document 1 describes a powder film-forming device that includes a pair of rolls and a partition that stores a granulated material (electrode mixture) that contains an electrode active material.
- the electrode mixture is drawn between the rolls from the partition as the pair of rolls rotate, and the pair of rolls roll the electrode mixture to form a film-forming sheet (mixture sheet).
- This disclosure was made in light of these circumstances, and its purpose is to provide a technology for improving the molding stability of composite sheets.
- One aspect of the present disclosure is a mixture sheet molding device.
- This device includes a storage section for a dry electrode mixture, a granulation section that breaks down aggregates of the dry electrode mixture contained in the storage section, and a molding section having a first forming roll and a second forming roll adjacent to each other at a predetermined interval, in which the dry electrode mixture that has been broken down in the granulation section is supplied to the gap between the two rolls, and the molding section compresses the dry electrode mixture into a sheet to form a mixture sheet.
- FIG. 2 is a schematic diagram of a mixture sheet forming device according to an embodiment.
- 2(A) and 2(B) are diagrams showing modified examples of the particle size regulating unit.
- FIG. 1 is a schematic diagram of a mixture sheet forming device 1 according to an embodiment.
- the mixture sheet forming device 1 includes a storage unit 2, a granulation unit 4, and a forming unit 6.
- the storage unit 2 is, for example, a known hopper, and stores a powder or particulate dry electrode mixture 8 that is the raw material for the mixture sheet 10.
- the dry electrode mixture 8 contains an electrode active material and a binding material, i.e., a binder. It also contains a conductive agent and a solvent as necessary. The binding material and the solvent function as binding components that bind the electrode active materials together.
- the electrode active material is lithium cobalt oxide or lithium iron phosphate for the positive electrode, and graphite for the negative electrode.
- the conductive agent is graphite, carbon black, acetylene black, etc.
- the binder is polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), etc.
- examples of the solvent include water; alcohols such as ethanol; N-methylpyrrolidone (NMP); toluene; dimethyl carbonate (DMC); ethyl methyl carbonate (EMC); etc.
- examples of the solvent include amine-based solvents such as N,N-dimethylaminopropylamine and diethylenetriamine; ether-based solvents such as tetrahydrofuran; ketone-based solvents such as methyl ethyl ketone; ester-based solvents such as methyl acetate; and amide-based solvents such as dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone.
- dry means that the solvent content is 10 mass% or less relative to the total mass of the dry electrode mixture 8.
- the solvent content may be 5 mass% or less, 3 mass% or less, 0.1 mass%, or substantially 0% relative to the total mass of the dry electrode mixture 8.
- the electrode mixture has cohesive properties because it contains a binding component.
- a binder with stronger binding power can be used to stably maintain the binding state between the electrode active materials.
- the binding power of the binder is stronger, the electrode mixture is more likely to aggregate.
- aggregates 8a of the dry electrode mixture 8 are likely to occur in the storage section 2.
- the supply of the dry electrode mixture 8 from the storage section 2 to the molding section 6 becomes unstable, and the molding stability of the mixture sheet 10 may decrease.
- the mixture sheet molding device 1 of this embodiment is provided with a granulation unit 4 on the path of the dry electrode mixture 8 from the storage unit 2 to the molding unit 6.
- the granulation unit 4 crushes the aggregates 8a contained in the storage unit 2 to return the dry electrode mixture 8 to a powder state.
- the molding unit 6 is supplied with the dry electrode mixture 8 that has been subjected to the crushing process in the granulation unit 4. This makes it possible to stably supply the dry electrode mixture 8 to the molding unit 6.
- the molding stability of the mixture sheet 10 can be improved.
- the homogeneity of the mixture sheet 10 to be molded can be improved.
- the dry electrode mixture 8 can be introduced into the storage unit 2 while still containing the aggregates 8a. This makes it possible to simplify the manufacturing process of the mixture sheet 10.
- the granulation section 4 has a crushing roll 12 having crushing blades on its circumferential surface, and a screen 14.
- the crushing roll 12 and the screen 14 are adjacent to each other with a predetermined gap between them.
- the screen 14 is composed of a perforated plate such as a metal mesh, punched metal, or expanded metal.
- the aggregates 8a are pressed against the screen 14 and crushed, passing through the screen 14 in powder form.
- the dry electrode mixture 8 that has passed through the screen 14 is sent to the molding section 6.
- the crushing mechanism provided in the sizing unit 4 is not limited to a combination of the crushing roll 12 and the screen 14.
- the sizing unit 4 may be composed of only the crushing roll 12 or only the screen 14.
- the sizing unit 4 may also be composed of a known crushing mechanism such as a vibrating sieve, roll mill, hammer mill, pin mill, cutter mill, etc.
- the storage unit 2 and the sizing unit 4 may also be an integral structure.
- the molding unit 6 compresses the dry electrode mixture 8 that has passed through the granulation unit 4 into a sheet to form a mixture sheet 10.
- the molding unit 6 has a first molding roll 16 and a second molding roll 18.
- the first molding roll 16 and the second molding roll 18 are disposed directly below the granulation unit 4.
- the first molding roll 16 and the second molding roll 18 are oriented so that their respective rotation axes are parallel to each other, and are adjacent to each other with a predetermined gap between them.
- the second molding roll 18 is disposed downstream of the first molding roll 16 in the conveying direction of the mixture sheet 10.
- the first forming roll 16 and the second forming roll 18 place the dry electrode mixture 8 on their respective peripheral surfaces and supply it into the gap between the two rolls. Therefore, the first forming roll 16 and the second forming roll 18 also function as feed rolls.
- the first forming roll 16 and the second forming roll 18 rotate in opposite directions to each other, compressing the dry electrode mixture 8 supplied into the gap into a sheet. This forms the mixture sheet 10.
- the mixture sheet 10 is continuously sent out from the gap between the first forming roll 16 and the second forming roll 18. Therefore, the mixture sheet 10 is in the shape of a long strip in the transport direction.
- the first forming roll 16 and the second forming roll 18 have different surface roughnesses of their respective peripheral surfaces, different peripheral speeds of their respective peripheral surfaces, or both.
- the peripheral surface 16a of the first forming roll 16 has a first surface roughness
- the peripheral surface 18a of the second forming roll 18 has a second surface roughness that is greater than the first surface roughness.
- the first forming roll 16 rotates at a first peripheral speed
- the second forming roll 18 rotates at a second peripheral speed that is greater than the first peripheral speed. Due to the difference in surface roughness or peripheral speed, the mixture sheet 10 formed by the first forming roll 16 and the second forming roll 18 is supported by the peripheral surface 18a of the second forming roll 18 while being stretched and transported downstream.
- the mixture sheet forming device 1 of this embodiment is equipped with a stretching roll 20 downstream of the second forming roll 18 in the conveying direction of the mixture sheet 10.
- the stretching roll 20 is oriented so that its rotation axis is parallel to the rotation axis of the second forming roll 18, and is adjacent to the second forming roll 18 with a predetermined distance between them.
- the mixture sheet 10 is passed through the gap between the second forming roll 18 and the stretching roll 20.
- the second forming roll 18 and the stretching roll 20 rotate in opposite directions with the mixture sheet 10 sandwiched between them, thereby allowing the mixture sheet 10 to be conveyed.
- the second forming roll 18 and the stretching roll 20 rotate at different peripheral speeds. Specifically, the peripheral speed of the stretching roll 20 is faster than that of the second forming roll 18.
- the second forming roll 18 and the stretching roll 20 have different surface roughnesses of their respective peripheral surfaces. Specifically, the surface roughness of the peripheral surface 20a of the stretching roll 20 is greater than the surface roughness of the peripheral surface 18a of the second forming roll 18. Due to at least one of the difference in peripheral speed and the difference in surface roughness, the mixture sheet 10 passing through the gap between the stretching roll 20 and the second forming roll 18 is stretched.
- the mixture sheet 10 is delivered to the stretching roll 20 at a position where the second forming roll 18 and the stretching roll 20 face each other, and is supported by the peripheral surface 20a and transported downstream.
- One or more stretching rolls 20 may be arranged downstream of the stretching roll 20 adjacent to the second forming roll 18.
- a transport roll having only a transport function and no stretching function may be arranged.
- a lamination roll may be arranged to transport a substrate such as a collector plate and laminate the mixture sheet 10 onto the substrate.
- Figures 2(A) and 2(B) are diagrams showing modifications of the sizing unit 4. That is, for example, as shown in Figure 2(A), the mixture sheet molding device 1 may be provided with a first sizing unit 4a and a second sizing unit 4b arranged in series on the path of the dry electrode mixture 8 from the storage unit 2 to the molding unit 6. In this case, the dry electrode mixture 8 in the storage unit 2 passes through the first sizing unit 4a and the second sizing unit 4b in this order and is supplied to the molding unit 6. With this configuration, the aggregates 8a can be more reliably crushed. Therefore, the molding stability of the mixture sheet 10 can be further improved.
- the first sizing unit 4a has a first crushing roll 12a and a first screen 14a
- the second sizing unit 4b has a second crushing roll 12b and a second screen 14b.
- the first screen 14a has a first mesh size
- the second screen 14b has a second mesh size that is smaller than the first mesh size.
- the crushing mechanism of the first sizing unit 4a and the second sizing unit 4b is not limited to a combination of a crushing roll and a screen.
- the first sizing unit 4a and the second sizing unit 4b may be configured with different crushing mechanisms.
- the mixture sheet molding device 1 may include a third sizing unit 4c and a fourth sizing unit 4d arranged in parallel on the path of the dry electrode mixture 8 from the storage unit 2 to the molding unit 6.
- a portion of the dry electrode mixture 8 in the storage unit 2 passes through the third sizing unit 4c and is supplied to the molding unit 6, and another portion passes through the fourth sizing unit 4d and is supplied to the molding unit 6.
- the processing amount per unit time of the sizing unit 4 can be increased. Therefore, the manufacturing throughput of the mixture sheet 10 can be improved.
- the third sizing unit 4c has a third crushing roll 12c and a third screen 14c
- the fourth sizing unit 4d has a fourth crushing roll 12d and a fourth screen 14d.
- the third screen 14c and the fourth screen 14d have the same mesh size.
- the crushing mechanisms provided in the third sizing unit 4c and the fourth sizing unit 4d are not limited to a combination of a crushing roll and a screen.
- the third sizing unit 4c and the fourth sizing unit 4d may be configured with different crushing mechanisms.
- three or more sizing units 4 may be arranged in series or in parallel. In addition, the series and parallel arrangements of the sizing units 4 may be combined.
- the mixture sheet forming device 1 crushes the aggregates 8a of the dry electrode mixture 8 by the granulation unit 4 and then supplies them to the forming unit 6. This improves the stability of supplying the dry electrode mixture 8 to the forming unit 6. As a result, the forming stability of the mixture sheet 10 is improved, and forming defects of the mixture sheet 10 can be reduced. In addition, the quality of the mixture sheet 10 can be improved. In particular, in the case of the dry electrode mixture 8, which uses a binder with stronger binding power than the wet electrode mixture, the aggregates 8a are more likely to be formed than in the case of the wet electrode mixture. Therefore, the mixture sheet forming device 1 according to this embodiment can function particularly effectively when the electrode mixture is dry. Even when the electrode mixture is wet, the forming stability of the mixture sheet 10 can be improved by this embodiment.
- Mixture sheet forming device (1)
- the second forming roll (18) supports and transports the mixture sheet (10) on its peripheral surface (18a),
- the mixture sheet forming device (1) is provided with a stretching roll (20) adjacent to the second forming roll (18) at a predetermined interval and stretching the mixture sheet (10) passing through a gap between the second forming roll (18) and the stretching roll (20).
- the composite sheet forming apparatus (1) according to the first item.
- the sizing unit (4) includes a first sizing unit (4a) and a second sizing unit (4b) arranged in series in the middle of a path of the dry electrode mixture (8) from the storage unit (2) to the molding unit (6),
- the dry electrode mixture (8) in the storage section (2) is supplied to the molding section (6) by passing through the first sizing section (4a) and the second sizing section (4b) in this order.
- the composite sheet forming apparatus (1) according to the first or second item.
- the sizing unit (4) includes a third sizing unit (4c) and a fourth sizing unit (4d) arranged in parallel on the path of the dry electrode mixture (8) from the storage unit (2) to the molding unit (6), A portion of the dry electrode mixture (8) in the storage section (2) passes through a third sizing section (4c) and is supplied to the molding section (6), and another portion passes through a fourth sizing section (4d) and is supplied to the molding section (6).
- the composite sheet forming apparatus (1) according to the first or second item.
- This disclosure can be used in a composite sheet molding device.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
合剤シート成形装置1は、乾式電極合剤8の貯留部2と、貯留部2内に含まれる乾式電極合剤8の凝集体8aを解砕する整粒部4と、所定の間隔をあけて互いに隣接する第1成形ロール16および第2成形ロール18を有する成形部6であって、整粒部4で解砕処理が施された乾式電極合剤8が当該2つのロールの隙間に供給され、乾式電極合剤8をシート状に圧縮して合剤シート10を成形する成形部6と、を備える。
Description
本開示は、合剤シート成形装置に関する。
特許文献1には、一対のロールと、電極活物質を含む造粒物(電極合剤)を貯留する仕切り部と、を備えた粉体成膜装置が記載されている。この粉体成膜装置では、一対のロールの回転により電極合剤が仕切り部からロール間に引き込まれ、一対のロールが電極合剤を圧延することで成膜シート(合剤シート)が成形されていた。
一対のロールによって電極合剤から合剤シートを成形する場合、合剤シートの成形安定性の向上が望まれる。特に電極合剤が乾式である場合、成形安定性の向上が強く望まれる。
本開示はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、合剤シートの成形安定性の向上を図るための技術を提供することにある。
本開示のある態様は、合剤シート成形装置である。この装置は、乾式電極合剤の貯留部と、貯留部内に含まれる乾式電極合剤の凝集体を解砕する整粒部と、所定の間隔をあけて互いに隣接する第1成形ロールおよび第2成形ロールを有する成形部であって、整粒部で解砕処理が施された乾式電極合剤が当該2つのロールの隙間に供給され、乾式電極合剤をシート状に圧縮して合剤シートを成形する成形部と、を備える。
以上の構成要素の任意の組合せ、本開示の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。
本開示によれば、合剤シートの成形安定性の向上を図ることができる。
以下、本開示を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、本開示を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも本開示の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に「第1」、「第2」等の用語が用いられる場合には、特に言及がない限りこの用語はいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
図1は、実施の形態に係る合剤シート成形装置1の模式図である。合剤シート成形装置1は、貯留部2と、整粒部4と、成形部6とを備える。貯留部2は、例えば公知のホッパーであり、合剤シート10の原材料となる粉体状あるいは粒子状の乾式電極合剤8を貯留する。
乾式電極合剤8は、電極活物質、および結着材つまりバインダを含有する。また、必要に応じて導電剤および溶媒を含有する。結着材および溶媒は、電極活物質どうしを結着させる結着成分として機能する。一般的なリチウムイオン二次電池の場合、電極活物質は、正極であればコバルト酸リチウムやリン酸鉄リチウム等であり、負極であれば黒鉛等である。導電剤は、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック等である。結着材は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)等である。
溶媒は、乾式電極合剤8が負極に用いられる場合、水;エタノール等のアルコール類;N-メチルピロリドン(NMP);トルエン;ジメチルカーボネート(DMC);エチルメチルカーボネート(EMC)等が例示される。また、溶媒は、乾式電極合剤8が正極に用いられる場合、N,N-ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチレントリアミン等のアミン系溶媒;テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒;メチルエチルケトン等のケトン系溶媒;酢酸メチル等のエステル系溶媒;ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン等のアミド系溶媒が例示される。
本実施の形態における「乾式」とは、溶媒の含有量が乾式電極合剤8の全質量に対して10質量%以下であることを意味する。なお、溶媒の含有量は、乾式電極合剤8の全質量に対して5質量%以下、あるいは3質量%以下、あるいは0.1質量%、あるいは実質的に0%であってもよい。乾式電極合剤8を用いることで、合剤シート10の乾燥炉を省略あるいは簡略化することができる。
電極合剤は、結着成分を含有するため凝集性を有する。特に、溶媒の含有量が少ない乾式電極合剤8では、電極活物質どうしの結着状態を安定的に維持するために、より結着力の強い結着材が採用され得る。結着材の結着力が強まると、電極合剤はより凝集しやすくなる。このため、貯留部2内には、乾式電極合剤8の凝集体8aが発生しやすい。団粒状の凝集体8aが発生すると、貯留部2から成形部6への乾式電極合剤8の供給が不安定になり、合剤シート10の成形安定性が低下し得る。
これに対し、本実施の形態の合剤シート成形装置1は、貯留部2から成形部6に至る乾式電極合剤8の経路の途中に整粒部4を備える。整粒部4は、貯留部2内に含まれる凝集体8aを解砕して、乾式電極合剤8を粉状に戻す。成形部6には、整粒部4で解砕処理が施された乾式電極合剤8が供給される。これにより、成形部6に対して安定的に乾式電極合剤8を供給することが可能となる。この結果、合剤シート10の成形安定性を高めることができる。また、成形される合剤シート10の均質性を高めることができる。また、整粒部4を設けることで、乾式電極合剤8をコンテナ等に保管している間に凝集体8aが発生した場合であっても、凝集体8aを含んだまま乾式電極合剤8を貯留部2に投入することができる。よって、合剤シート10の製造工程の簡略化を図ることができる。
一例としての整粒部4は、周面に解砕羽根を有する解砕ロール12と、スクリーン14とを有する。解砕ロール12およびスクリーン14は、所定の間隔をあけて互いに隣接する。解砕ロール12が回転することで、貯留部2内の凝集体8aが解砕ロール12とスクリーン14との間に引き込まれるとともにスクリーン14に押し付けられる。スクリーン14は、例えば金属メッシュ、パンチングメタル、エキスパンドメタル等の多孔板で構成される。凝集体8aは、スクリーン14に押し付けられて解砕され、粉状になってスクリーン14を通過する。スクリーン14を通過した乾式電極合剤8は、成形部6に送り出される。
整粒部4が備える解砕機構は、解砕ロール12およびスクリーン14の組み合わせに限定されない。例えば、整粒部4は、解砕ロール12のみ、またはスクリーン14のみで構成されてもよい。また、整粒部4は、振動篩機、ロールミル、ハンマーミル、ピンミル、カッターミル等の公知の解砕機構で構成されてもよい。また、貯留部2および整粒部4は、一体構造であってもよい。
成形部6は、整粒部4を通過した乾式電極合剤8をシート状に圧縮して、合剤シート10を成形する。成形部6は、第1成形ロール16および第2成形ロール18を有する。一例として、第1成形ロール16および第2成形ロール18は、整粒部4の直下に配置される。第1成形ロール16および第2成形ロール18は、それぞれの回転軸が互いに平行になるよう姿勢が定められ、所定の間隔をあけて互いに隣接する。第2成形ロール18は、第1成形ロール16よりも合剤シート10の搬送方向の下流側に配置される。
第1成形ロール16および第2成形ロール18は、乾式電極合剤8をそれぞれの周面に載せて2つのロールの隙間に供給する。したがって、第1成形ロール16および第2成形ロール18は、フィードロールとしても機能する。第1成形ロール16および第2成形ロール18は、互いに逆方向に回転し、隙間に供給された乾式電極合剤8をシート状に圧縮する。これにより、合剤シート10が成形される。合剤シート10は、第1成形ロール16および第2成形ロール18の隙間から連続的に送り出される。したがって、合剤シート10は、搬送方向に長い帯状である。
また、本実施の形態の第1成形ロール16および第2成形ロール18は、それぞれの周面の表面粗さが互いに異なるか、それぞれの周速が互いに異なるか、あるいはその両方である。周面の表面粗さが異なる場合、第1成形ロール16の周面16aは第1表面粗さを有し、第2成形ロール18の周面18aは第1表面粗さより大きい第2表面粗さを有する。周速が異なる場合、第1成形ロール16は第1周速で回転し、第2成形ロール18は第1周速より速い第2周速で回転する。表面粗さの違い、あるいは周速の違いにより、第1成形ロール16および第2成形ロール18で成形された合剤シート10は、延伸されながら第2成形ロール18の周面18aに支持されて下流側に搬送される。
本実施の形態の合剤シート成形装置1は、第2成形ロール18よりも合剤シート10の搬送方向の下流側に延伸ロール20を備える。延伸ロール20は、回転軸が第2成形ロール18の回転軸と平行になるよう姿勢が定められて、第2成形ロール18と所定の間隔をあけて隣接する。第2成形ロール18と延伸ロール20との隙間には、合剤シート10が通される。第2成形ロール18および延伸ロール20は、合剤シート10を互いの間に挟んで互いに逆方向に回転することで、合剤シート10を搬送することができる。
また、第2成形ロール18および延伸ロール20は、互いに異なる周速で回転する。具体的には、延伸ロール20の周速は、第2成形ロール18の周速より速い。あるいは、第2成形ロール18および延伸ロール20は、それぞれの周面の表面粗さが互いに異なる。具体的には、延伸ロール20の周面20aの表面粗さは、第2成形ロール18の周面18aの表面粗さより大きい。周速の差および表面粗さの差の少なくとも一方により、延伸ロール20と第2成形ロール18との隙間を通過する合剤シート10は延伸される。
合剤シート10は、第2成形ロール18および延伸ロール20が対向する位置で延伸ロール20側に受け渡され、周面20aで支持されて下流側に搬送される。なお、第2成形ロール18に隣接する延伸ロール20の下流側に、さらに1つ以上の延伸ロール20が配列されてもよい。また、延伸機能を有せず搬送機能のみを有する搬送ロールが配置されてもよい。また、集電板等の基材を搬送して基材に合剤シート10を積層するラミロールが配置されてもよい。
整粒部4には、次のような変形例を挙げることができる。図2(A)および図2(B)は、整粒部4の変形例を示す図である。すなわち、例えば図2(A)に示すように、合剤シート成形装置1は、貯留部2から成形部6に至る乾式電極合剤8の経路の途中に直列配置される第1整粒部4aおよび第2整粒部4bを備えてもよい。この場合、貯留部2内の乾式電極合剤8は、第1整粒部4a、第2整粒部4bの順に通過して成形部6に供給される。このような構成によれば、凝集体8aをより確実に解砕することができる。よって、合剤シート10の成形安定性をより一層向上させることができる。
一例として、第1整粒部4aは第1解砕ロール12aおよび第1スクリーン14aを有し、第2整粒部4bは第2解砕ロール12bおよび第2スクリーン14bを有する。第1スクリーン14aは第1目開きを有し、第2スクリーン14bは第1目開きより小さい第2目開きを有する。このような構成によれば、凝集体8aを第1整粒部4aで粗く解砕した後に第2整粒部4bで細かく解砕することができる。これにより、乾式電極合剤8の整粒の精度をより高めることができる。
なお、上述した整粒部4の場合と同様に、第1整粒部4aおよび第2整粒部4bが備える解砕機構は、解砕ロールおよびスクリーンの組み合わせに限定されない。また、第1整粒部4aおよび第2整粒部4bは、互いに異なる解砕機構で構成されてもよい。
また、図2(B)に示すように、合剤シート成形装置1は、貯留部2から成形部6に至る乾式電極合剤8の経路の途中に並列配置される第3整粒部4cおよび第4整粒部4dを備えてもよい。この場合、貯留部2内の乾式電極合剤8は、一部が第3整粒部4cを通過して成形部6に供給され、他の一部が第4整粒部4dを通過して成形部6に供給される。このような構成によれば、整粒部4の単位時間当たりの処理量を増やすことができる。よって、合剤シート10の製造スループットの向上を図ることができる。
一例として、第3整粒部4cは第3解砕ロール12cおよび第3スクリーン14cを有し、第4整粒部4dは第4解砕ロール12dおよび第4スクリーン14dを有する。第3スクリーン14cおよび第4スクリーン14dは、同じ目開きを有する。なお、上述した整粒部4の場合と同様に、第3整粒部4cおよび第4整粒部4dが備える解砕機構は、解砕ロールおよびスクリーンの組み合わせに限定されない。また、第3整粒部4cおよび第4整粒部4dは、互いに異なる解砕機構で構成されてもよい。
また、3つ以上の整粒部4が直列配置あるいは並列配置されてもよい。また、整粒部4の直列配置と並列配置とが組み合わせられてもよい。
以上説明したように、本実施の形態に係る合剤シート成形装置1は、乾式電極合剤8の凝集体8aを整粒部4によって解砕した後に成形部6に供給する。これにより、成形部6に対する乾式電極合剤8の供給安定性を高めることができる。この結果、合剤シート10の成形安定性が向上し、合剤シート10の成形不良を減らすことができる。また、合剤シート10の品質を高めることができる。特に、湿式電極合剤の場合よりも結着力の強い結着材が用いられる乾式電極合剤8の場合、湿式電極合剤に比べて凝集体8aが形成されやすい。したがって、本実施の形態の合剤シート成形装置1は、電極合剤が乾式である場合に特に効果的に機能を発揮することができる。なお、電極合剤が湿式の場合でも、本実施の形態によって合剤シート10の成形安定性の向上を図ることができる。
以上、本開示の実施の形態について詳細に説明した。前述した実施の形態は、本開示を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施の形態の内容は、本開示の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された本開示の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。設計変更が加えられた新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。前述の実施の形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「本実施の形態の」、「本実施の形態では」等の表記を付して強調しているが、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。各実施の形態に含まれる構成要素の任意の組み合わせも、本開示の態様として有効である。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。
実施の形態は、以下に記載する項目によって特定されてもよい。
[第1項目]
乾式電極合剤(8)の貯留部(2)と、
貯留部(2)内に含まれる乾式電極合剤(8)の凝集体(8a)を解砕する整粒部(4)と、
所定の間隔をあけて互いに隣接する第1成形ロール(16)および第2成形ロール(18)を有する成形部(6)であって、整粒部(4)で解砕処理が施された乾式電極合剤(8)が当該2つのロールの隙間に供給され、乾式電極合剤(8)をシート状に圧縮して合剤シート(10)を成形する成形部(6)と、を備える、
合剤シート成形装置(1)。
[第2項目]
第2成形ロール(18)は、周面(18a)で合剤シート(10)を支持して搬送し、
合剤シート成形装置(1)は、第2成形ロール(18)と所定の間隔をあけて隣接し、第2成形ロール(18)との隙間を通過する合剤シート(10)を延伸する延伸ロール(20)を備える、
第1項目に記載の合剤シート成形装置(1)。
[第3項目]
整粒部(4)として、貯留部(2)から成形部(6)に至る乾式電極合剤(8)の経路の途中に直列配置される第1整粒部(4a)および第2整粒部(4b)を備え、
貯留部(2)内の乾式電極合剤(8)は、第1整粒部(4a)、第2整粒部(4b)の順に通過して成形部(6)に供給される、
第1項目または第2項目に記載の合剤シート成形装置(1)。
[第4項目]
整粒部(4)として、貯留部(2)から成形部(6)に至る乾式電極合剤(8)の経路の途中に並列配置される第3整粒部(4c)および第4整粒部(4d)を備え、
貯留部(2)内の乾式電極合剤(8)は、一部が第3整粒部(4c)を通過して成形部(6)に供給され、他の一部が第4整粒部(4d)を通過して成形部(6)に供給される、
第1項目または第2項目に記載の合剤シート成形装置(1)。
[第1項目]
乾式電極合剤(8)の貯留部(2)と、
貯留部(2)内に含まれる乾式電極合剤(8)の凝集体(8a)を解砕する整粒部(4)と、
所定の間隔をあけて互いに隣接する第1成形ロール(16)および第2成形ロール(18)を有する成形部(6)であって、整粒部(4)で解砕処理が施された乾式電極合剤(8)が当該2つのロールの隙間に供給され、乾式電極合剤(8)をシート状に圧縮して合剤シート(10)を成形する成形部(6)と、を備える、
合剤シート成形装置(1)。
[第2項目]
第2成形ロール(18)は、周面(18a)で合剤シート(10)を支持して搬送し、
合剤シート成形装置(1)は、第2成形ロール(18)と所定の間隔をあけて隣接し、第2成形ロール(18)との隙間を通過する合剤シート(10)を延伸する延伸ロール(20)を備える、
第1項目に記載の合剤シート成形装置(1)。
[第3項目]
整粒部(4)として、貯留部(2)から成形部(6)に至る乾式電極合剤(8)の経路の途中に直列配置される第1整粒部(4a)および第2整粒部(4b)を備え、
貯留部(2)内の乾式電極合剤(8)は、第1整粒部(4a)、第2整粒部(4b)の順に通過して成形部(6)に供給される、
第1項目または第2項目に記載の合剤シート成形装置(1)。
[第4項目]
整粒部(4)として、貯留部(2)から成形部(6)に至る乾式電極合剤(8)の経路の途中に並列配置される第3整粒部(4c)および第4整粒部(4d)を備え、
貯留部(2)内の乾式電極合剤(8)は、一部が第3整粒部(4c)を通過して成形部(6)に供給され、他の一部が第4整粒部(4d)を通過して成形部(6)に供給される、
第1項目または第2項目に記載の合剤シート成形装置(1)。
本開示は、合剤シート成形装置に利用することができる。
1 合剤シート成形装置、 2 貯留部、 4 整粒部、 4a 第1整粒部、 4b 第2整粒部、 4c 第3整粒部、 4d 第4整粒部、 6 成形部、 8 乾式電極合剤、 8a 凝集体、 10 合剤シート、 16 第1成形ロール、 18 第2成形ロール、 20 延伸ロール。
Claims (4)
- 乾式電極合剤の貯留部と、
前記貯留部内に含まれる前記乾式電極合剤の凝集体を解砕する整粒部と、
所定の間隔をあけて互いに隣接する第1成形ロールおよび第2成形ロールを有する成形部であって、前記整粒部で解砕処理が施された前記乾式電極合剤が当該2つのロールの隙間に供給され、前記乾式電極合剤をシート状に圧縮して合剤シートを成形する成形部と、を備える、
合剤シート成形装置。 - 前記第2成形ロールは、周面で前記合剤シートを支持して搬送し、
前記合剤シート成形装置は、前記第2成形ロールと所定の間隔をあけて隣接し、前記第2成形ロールとの隙間を通過する前記合剤シートを延伸する延伸ロールを備える、
請求項1に記載の合剤シート成形装置。 - 前記整粒部として、前記貯留部から前記成形部に至る前記乾式電極合剤の経路の途中に直列配置される第1整粒部および第2整粒部を備え、
前記貯留部内の前記乾式電極合剤は、前記第1整粒部、前記第2整粒部の順に通過して前記成形部に供給される、
請求項1または2に記載の合剤シート成形装置。 - 前記整粒部として、前記貯留部から前記成形部に至る前記乾式電極合剤の経路の途中に並列配置される第3整粒部および第4整粒部を備え、
前記貯留部内の前記乾式電極合剤は、一部が前記第3整粒部を通過して前記成形部に供給され、他の一部が前記第4整粒部を通過して前記成形部に供給される、
請求項1または2に記載の合剤シート成形装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023008694 | 2023-01-24 | ||
JP2023-008694 | 2023-01-24 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2024157798A1 true WO2024157798A1 (ja) | 2024-08-02 |
Family
ID=91970458
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2024/000562 WO2024157798A1 (ja) | 2023-01-24 | 2024-01-12 | 合剤シート成形装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2024157798A1 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016024986A (ja) * | 2014-07-22 | 2016-02-08 | 日本ゼオン株式会社 | 電気化学素子電極用複合粒子の製造方法、電気化学素子電極用複合粒子、電気化学素子電極、および電気化学素子 |
JP2021174762A (ja) * | 2020-04-28 | 2021-11-01 | 現代自動車株式会社Hyundai Motor Company | 二次電池用電極の製造システムおよび製造方法 |
JP2022150788A (ja) * | 2021-03-26 | 2022-10-07 | プライムアースEvエナジー株式会社 | 二次電池用電極の製造方法 |
-
2024
- 2024-01-12 WO PCT/JP2024/000562 patent/WO2024157798A1/ja unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016024986A (ja) * | 2014-07-22 | 2016-02-08 | 日本ゼオン株式会社 | 電気化学素子電極用複合粒子の製造方法、電気化学素子電極用複合粒子、電気化学素子電極、および電気化学素子 |
JP2021174762A (ja) * | 2020-04-28 | 2021-11-01 | 現代自動車株式会社Hyundai Motor Company | 二次電池用電極の製造システムおよび製造方法 |
JP2022150788A (ja) * | 2021-03-26 | 2022-10-07 | プライムアースEvエナジー株式会社 | 二次電池用電極の製造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102227863B1 (ko) | 리튬 이온 이차 전지 전극용 시트의 제조 방법 | |
CN109326766B (zh) | 电极片的制造方法 | |
KR101787564B1 (ko) | 전극판의 제조 방법 및 제조 장치 | |
JP5640996B2 (ja) | 電池用電極の製造方法及び電池用電極 | |
CA2834780C (en) | Process for the manufacture of carbon sheet for an electrode | |
US10651475B2 (en) | Electrode plate manufacturing apparatus, manufacturing method of positive plate, and manufacturing method of negative plate | |
US11998888B2 (en) | Particle aggregate manufacturing method, electrode plate manufacturing method, and particle aggregate | |
WO2024157798A1 (ja) | 合剤シート成形装置 | |
US20220263056A1 (en) | Manufacturing method for wet granular body of electrode active material mixture, manufacturing method for electrode plate, wet granular body of electrode active material mixture, and manufacturing apparatus for wet granular body of electrode active material mixture | |
JP2020087531A (ja) | 圧密化済み帯状電極板の製造方法、圧密化済み帯状電極板及び電池 | |
JP6669050B2 (ja) | 電極の製造方法 | |
JP2014182936A (ja) | リチウムイオン二次電池電極用シートの製造装置およびリチウムイオン二次電池電極用シートの製造方法 | |
WO2024070092A1 (ja) | 合剤シートの製造装置 | |
JP2001035756A (ja) | キャパシタ用分極性電極の製造方法 | |
WO2024157796A1 (ja) | 合剤シート成形装置 | |
WO2024157799A1 (ja) | 合剤シートの搬送装置 | |
WO2024157797A1 (ja) | 合剤シート成形装置 | |
WO2024111289A1 (ja) | 電極合剤の製造方法および電極の製造方法 | |
JP2015026433A (ja) | 二次電池用電極層の形成方法 | |
WO2024100985A1 (ja) | 圧粉体成形装置および圧粉体成形方法 | |
JP2004186193A (ja) | 電気二重層コンデンサ用シート状電極の製造方法及びロール圧延装置 | |
JP2011018687A (ja) | 電極シートの製造方法及び電極体の製造方法 | |
JPH0794171A (ja) | シート状極板の製造方法および非水電池 | |
CN116487517A (zh) | 电极片的制造方法 | |
WO2023139860A1 (ja) | 圧粉体の延伸搬送装置 |
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: 24747129 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |