JP2015023058A - Electrode sheet and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電極シート及びその製造方法の改良に関する。この電極シートは電気二重層コンデンサや二次電池等に利用される。 The present invention relates to an improvement in an electrode sheet and a manufacturing method thereof. This electrode sheet is used for electric double layer capacitors, secondary batteries and the like.
電極シートの製造では環境に対する影響を考慮して、有機溶剤の使用が制限されつつある。このような電極シートの製造方法の例が特許文献1に示されている。
まず、粉末状の活物質と導電助剤とを混合して第1混合物を得る。この第1混合物に水とバインダを加えて混合し、初期原料とする。
この初期原料をロール圧延して混練シートを形成する。ロール圧延により原料が混練かつ圧延され、シート状に附形される。この混練シートをほぐして微細化する。得られた微細原料を成形シート作製用の最終段階の原料(最終原料)として、これをロール圧延して成形シートを作成する。この成形シートを整形し、金属箔と積層し、更に乾燥して電極シートとなす。
ロール圧延して得られた混練シートを一旦ほぐして微細化し、得られた微細原料を再度ロール圧延することにより、原料に対する混練の度合いが増大する。混練の度合いが大きくなると、原料中において活物質の塊がより緻密化(微細化)されかつ均一に分散される。
更には、原料に対する混練の度合いが増大すると、原料中のバインダに加わるせん断力の積分値(せん断力の大きさ×時間)が増大し、もってその繊維化が促進されて粘性が高くなると考えられる。これにより、成形シート自体の機械的強度が増大し、かつ成形シート内において、活物質同士がより強く結合されて活物質の分散状態(緻密かつ均一分散)が安定する。
活物質が緻密化されかつ均一に分散された、即ち活物質の分散性に優れた成形シートを用いた電極シートは、その電気特性が向上し、例えばコンデンサの電極として利用したときにはその静電容量(単位体積当たり)が向上する。
In the production of electrode sheets, the use of organic solvents is being restricted in consideration of the influence on the environment. An example of a method for producing such an electrode sheet is shown in
First, a powdery active material and a conductive additive are mixed to obtain a first mixture. Water and a binder are added to the first mixture and mixed to obtain an initial raw material.
This initial raw material is roll-rolled to form a kneaded sheet. The raw material is kneaded and rolled by roll rolling and shaped into a sheet. The kneaded sheet is loosened and refined. The obtained fine raw material is used as a final stage raw material (final raw material) for forming a molded sheet, and this is roll-rolled to form a molded sheet. This molded sheet is shaped, laminated with a metal foil, and further dried to form an electrode sheet.
The degree of kneading with respect to the raw material is increased by once loosening and kneading the kneaded sheet obtained by roll rolling and then rolling the obtained fine raw material again. When the degree of kneading increases, the lump of the active material is further densified (miniaturized) and uniformly dispersed in the raw material.
Furthermore, if the degree of kneading with respect to the raw material increases, the integrated value of the shearing force applied to the binder in the raw material (the magnitude of the shearing force × time) increases, so that the fiberization is promoted to increase the viscosity. . Thereby, the mechanical strength of the molded sheet itself is increased, and the active materials are more strongly bonded to each other in the molded sheet, and the dispersion state (dense and uniform dispersion) of the active materials is stabilized.
An electrode sheet using a molded sheet in which the active material is densified and uniformly dispersed, that is, having excellent dispersibility of the active material, has improved electrical characteristics. For example, when used as an electrode of a capacitor, its electrostatic capacity (Per unit volume) is improved.
他方、電極シート自体の特性としてその空隙率をみたとき、特許文献2によれば、電極シート表面において空隙の占める割合を15〜20面積%とすることが好ましいとされていた。
その他、本願発明に関連する技術を紹介する特許文献3〜5を参照されたい。
On the other hand, when the porosity is seen as a characteristic of the electrode sheet itself, according to Patent Document 2, it is preferable that the ratio of the voids on the surface of the electrode sheet is 15 to 20 area%.
In addition, please refer to Patent Documents 3 to 5 that introduce technologies related to the present invention.
特許文献1に記載の製造方法によれば、電極シートにおいて活物質はある程度緻密化されてかつ均一に分散されている。
しかしながら、昨今のコンデンサにはより大きな静電容量が求められており、特許文献1に記載の製造方法で得られた電極シートでは、当該要求に十分に応えられないおそれがあった。
そこでこの発明は、電極シートにおける活物質の分散性の向上とその制御を簡易に行える、新規な電極シートの製造方法を提供することを一つの目的とする。
また、当該新規な製造方法で得られる新規な電極シートの提供を他の目的とする。
According to the manufacturing method described in
However, more recent capacitors are required to have a larger capacitance, and the electrode sheet obtained by the manufacturing method described in
Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel method for producing an electrode sheet that can easily improve the dispersibility of the active material in the electrode sheet and control it.
Another object is to provide a novel electrode sheet obtained by the novel production method.
特許文献1には、原料に対する混練の度合いを大きくすれば、成形シート内における活物質の分散性が向上し、もって電極シートの静電容量等の電気特性が向上することが示唆されている。
そこで本発明者らは、特許文献1に記載の混練シートをほぐして得られた微細原料を更にロール圧延して混練シートを形成し、得られた混練シートを再度ほぐして微細化し、この微細原料を用いて成形シートを作製してみた。このようにして得られた成形シートを用いた電極シートはより優れた電気特性を備えるものとなった。
Therefore, the present inventors further roll-rolled the fine raw material obtained by loosening the kneaded sheet described in
本発明者らによる上記の新たな知見に基づきこの発明は完成された。即ち、この発明の第1局面は次のように規定される。
最終原料を作製する最終原料作製ステップと、
最終原料を混練かつ圧延して成形シートを作製する成形シート作製ステップ
を含む電極シートの製造方法であって、
前記最終原料作製ステップで作製する前記最終原料には、
初期原料を混練して第1混練体を得る第1混練ステップと、
前記第1混練体をほぐして微細化する第1ほぐしステップと、
前記第1ほぐしステップで得られた微細原料を混練して第2混練体を形成する第2混練ステップと、
前記第2混練体をほぐして微細化する第2ほぐしステップと、
を経て得られた微細原料が含有される、電極シートの製造方法。
The present invention has been completed based on the above-mentioned new findings by the present inventors. That is, the first aspect of the present invention is defined as follows.
A final raw material production step for producing a final raw material;
A method for producing an electrode sheet comprising a molded sheet production step of kneading and rolling a final raw material to produce a molded sheet,
In the final raw material produced in the final raw material production step,
A first kneading step of kneading the initial raw material to obtain a first kneaded body;
A first unraveling step of unraveling the first kneaded body and refining;
A second kneading step of kneading the fine raw material obtained in the first unraveling step to form a second kneaded body;
A second unraveling step of unraveling the second kneaded body and refining;
The manufacturing method of an electrode sheet in which the fine raw material obtained through this is contained.
このように規定されるこの発明の第1局面によれば、第2混練ステップを実行することにより、原料に対する混練の度合いが向上する。その結果、成形シートにおける活物質の分散性が向上し、かかる成形シートを用いる電極シートの電気特性が向上する。
各混練ステップにおける混練の方法や条件、更には得られる混練体の形状は任意に設定可能である。
混練ステップを実行する混練装置としては、実施例で紹介するロール圧延機の他にニーダータイプの混練機を用いることができる。
ここにおいて、第2混練ステップでは、第1混練ステップで用いる混練機を転用でき、同じく第2ほぐしステップにおいても、第1ほぐしステップで用いたほぐし装置を転用できるので、製造装置として新たな設備の負担を要しない。即ち、製造コストの上昇を抑制できる。
According to the 1st aspect of this invention prescribed | regulated in this way, the degree of the kneading | mixing with respect to a raw material improves by performing a 2nd kneading | mixing step. As a result, the dispersibility of the active material in the molded sheet is improved, and the electrical characteristics of the electrode sheet using the molded sheet are improved.
The kneading method and conditions in each kneading step and the shape of the kneaded body to be obtained can be arbitrarily set.
As a kneading apparatus for executing the kneading step, a kneader type kneader can be used in addition to the roll rolling machine introduced in the embodiments.
Here, in the second kneading step, the kneader used in the first kneading step can be diverted, and also in the second unraveling step, the unraveling device used in the first unraveling step can be diverted. No burden is required. That is, an increase in manufacturing cost can be suppressed.
上記において、最終原料に含有される微細原料は、第2ほぐしステップを経たものであればよい。換言すれば、第n(ただし、n=2以上の整数)ほぐしステップで得られた微細原料が最終原料に含有される。勿論、第nほぐしステップで得られた微細原料とともに、その前の段階のほぐしステップ(第n−1、…、第n−kほぐしステップ、ただし、n−k≧2)のいずれか1つのステップ、若しくは複数のステップで得られた微細原料を含有させられる。 In the above, the fine raw material contained in the final raw material should just pass the 2nd loosening step. In other words, the fine raw material obtained in the n-th (where n is an integer equal to or greater than 2) loosening step is contained in the final raw material. Of course, together with the fine raw material obtained in the n-th unraveling step, any one of the previous-stage unraveling steps (the n−1,..., The n−k unraveling step, where n−k ≧ 2). Or a fine raw material obtained in a plurality of steps.
これまで、混練の度合いが異なる複数種の微細原料からなる最終原料を用いる電極シートの製造方法及び電極シートは、無かった。
前述のように異なる段階のほぐしステップで得られた微細原料、即ち第1最終原料と該第1最終原料より強く混練された第2最終原料とをともに最終原料として用いることができる(第2局面)。
混練の度合いの異なる複数の原料(第1最終原料、第2最終原料)を準備し、これらの混合比を制御すれば成形シートにおける活物質の分散性をより細かく制御できる。
ここに混練の度合いは、(A)混練時間、(B)混練温度、(C)混練速度、(D)微細原料の特性、(E)ほぐし条件等を調整することにより制御可能であると考えられる。なお、混練機としてロール圧延機を採用したときには、(B)混練温度としてのロール温度、(C)混練速度としてのロール回転数、更には(F)混練時に加える圧力としてのロール間距離などが混練の度合いを調整するパラメータとなる。
Until now, there has been no electrode sheet manufacturing method and electrode sheet using final raw materials composed of a plurality of types of fine raw materials having different degrees of kneading.
As described above, the fine raw material obtained in the different stages of the unraveling step, that is, the first final raw material and the second final raw material kneaded more strongly than the first final raw material can be used as the final raw material (second aspect). ).
By preparing a plurality of raw materials (first final raw material and second final raw material) having different degrees of kneading and controlling the mixing ratio thereof, the dispersibility of the active material in the molded sheet can be controlled more finely.
The degree of kneading is considered to be controllable by adjusting (A) kneading time, (B) kneading temperature, (C) kneading speed, (D) characteristics of fine raw materials, (E) unraveling conditions, etc. It is done. When a roll mill is employed as the kneading machine, (B) roll temperature as kneading temperature, (C) roll rotation speed as kneading speed, and (F) distance between rolls as pressure applied during kneading, etc. This is a parameter for adjusting the degree of kneading.
しかしながら、単独のパラメータ(A)〜(F)の変化と混練の度合いとを具体的に関係付けることは容易ではなく、さらに、パラメータが複数になるとそれらの変化と混練の度合いとを関連付けることは更に困難である。
これに対し、混練ステップとほぐしステップとを実行数nで制御すれば、混練の度合いの制御が極めて容易となる。
そこで、この発明の第3の局面は次のように規定される。即ち、
前記第1最終原料は第nほぐしステップで得られた微細原料を含んでおり、
前記第2最終原料は第n+1ほぐしステップで得られた微細原料を含んでおり、
上記において、nは2以上の整数である。
このように、混練ステップを経たほぐしステップの実行数nを調整することで成形シートの原料の混練の度合いを制御すれば、成形シートにおける活物質の分散性の制御が簡易となる。
However, it is not easy to specifically relate the change of the single parameters (A) to (F) and the degree of kneading, and further, when there are a plurality of parameters, it is not possible to relate these changes and the degree of kneading. It is even more difficult.
On the other hand, if the kneading step and the unraveling step are controlled by the execution number n, the degree of kneading can be controlled very easily.
Therefore, the third aspect of the present invention is defined as follows. That is,
The first final raw material includes the fine raw material obtained in the n th unraveling step,
The second final raw material includes the fine raw material obtained in the (n + 1) th unraveling step,
In the above, n is an integer of 2 or more.
Thus, if the degree of kneading of the raw material of the molded sheet is controlled by adjusting the execution number n of the unraveling step after the kneading step, the control of the dispersibility of the active material in the molded sheet becomes simple.
原料に対する混練の度合いを高めると、成形シート中において活物質の分散性(緻密化及び均一化)は向上する。
一方、混練ステップとほぐしステップの実行数nが所定のしきい値を超えると、即ち、原料に対する混練の度合いが過度になると、換言すれば、原料に与えられるせん断力の積分値が所定のしきい値を超えると、繊維化したバインダが破壊され易い。その場合、成形シートの機械的強度が低下する(即ち、脆くなる)のみならず、バインダが本来有すべき活物質に対する結着力が低下し、活物質同士の結合のばらつきが生じてその分散性が低下する。
When the degree of kneading with the raw material is increased, the dispersibility (densification and homogenization) of the active material in the molded sheet is improved.
On the other hand, when the number of executions n of the kneading step and the unraveling step exceeds a predetermined threshold value, that is, when the degree of kneading with respect to the raw material becomes excessive, in other words, the integral value of the shearing force applied to the raw material is predetermined. When the threshold value is exceeded, the fiberized binder is easily broken. In that case, not only the mechanical strength of the molded sheet is lowered (that is, it becomes brittle), but also the binding force to the active material that the binder should originally have is lowered, and the dispersion of bonding between the active materials occurs, resulting in dispersibility. Decreases.
本発明者らは、第2最終原料として、これ単独では混練の度合いが過剰であって、成形シート作製用のロール圧延機にかけたときに得られる成形シートの機械的強度が弱くなってしまうものを採用してみた。過剰混練の第2最終原料を採用することにより引き起こされる成形シートの機械的強度の低下を、第1最終原料の併用により減殺でき、他方、第1最終原料のみでは達成できない高い分散性を、過剰混練された第2最終原料に担わすことができると考えた。即ち、この発明の第4の局面は次のように規定される。
第2又は第3の局面に規定の製造方法において、前記第2最終原料は過剰混練されており、それのみでは前記成形シート作製ステップを実行したとき得られる成形シートの機械的強度が不十分となるものとし、
前記第1最終原料は、それのみで成形シート作製ステップを実行したとき、十分な機械的強度の成形シートを得られるものとする。
As the second final raw material, the present inventors alone have an excessive degree of kneading, and the mechanical strength of the molded sheet obtained when subjected to a roll rolling machine for forming a molded sheet is weakened. I tried to adopt. Decreasing the mechanical strength of the molded sheet caused by adopting the second final raw material of excessive kneading can be reduced by the combined use of the first final raw material. On the other hand, the high dispersibility that cannot be achieved with only the first final raw material is excessive. It was thought that it could be carried by the kneaded second final raw material. That is, the fourth aspect of the present invention is defined as follows.
In the manufacturing method defined in the second or third aspect, the second final raw material is excessively kneaded, and the mechanical strength of the molded sheet obtained when the molded sheet manufacturing step is executed alone is insufficient. Shall be
The first final raw material alone can provide a molded sheet having sufficient mechanical strength when the molded sheet production step is executed.
第1最終原料と第2最終原料との好適な混合比を探索した結果、第1最終原料と過剰に混練された第2最終原料との混合物において第2最終原料の配合比を35質量%以下とすると、成形シートに十分な機械的強度を確保しつつ高い活物質の分散性を得ることができた。即ち、この発明の第5の局面は次のように規定される。
第4の局面の製造方法において、前記第1最終原料と前記第2最終原料との混合物において前記第2最終原料の配合比を35質量%以下とする。
更に好ましい配合比は25質量%以下である。
As a result of searching for a suitable mixing ratio of the first final raw material and the second final raw material, the blending ratio of the second final raw material in the mixture of the first final raw material and the second final raw material excessively kneaded is 35% by mass or less. Then, high dispersibility of the active material could be obtained while ensuring sufficient mechanical strength for the molded sheet. That is, the fifth aspect of the present invention is defined as follows.
In the manufacturing method according to the fourth aspect, the blending ratio of the second final raw material in the mixture of the first final raw material and the second final raw material is 35% by mass or less.
A more preferable blending ratio is 25% by mass or less.
かかる第2最終原料と混合される第1最終原料についていえば、この第1最終原料は第2最終原料に比べて混練の度合いが小さい。混練ステップとほぐしステップの実行数nを制御することにより最終原料の混練の度合いを制御する場合、第1最終原料に施されるほぐしステップのn数は、第2最終原料に施されるほぐしステップのn数より小さくなる。
なお、混練ステップとほぐしステップの実行数nが2以上のとき、第1ほぐしステップで得られた微細原料(従来技術の最終原料)を併用可能である。
即ち、この発明の第6の局面は次のように規定される。
第1〜第4のいずれかの局面に記載の製造方法において、前記最終原料には前記第1ほぐしステップで得られた微細原料が含有される。
Regarding the first final raw material to be mixed with the second final raw material, the first final raw material is less kneaded than the second final raw material. When controlling the degree of kneading of the final raw material by controlling the number of executions n of the kneading step and the unraveling step, the n number of unraveling steps applied to the first final raw material is the unraveling step applied to the second final raw material. Smaller than the n number.
When the number n of the kneading step and the loosening step is 2 or more, the fine raw material (final raw material of the prior art) obtained in the first loosening step can be used in combination.
That is, the sixth aspect of the present invention is defined as follows.
In the manufacturing method according to any one of the first to fourth aspects, the final raw material contains the fine raw material obtained in the first unraveling step.
一般的に圧延して得られるシートの側縁には亀裂が入りやすく、成形シート作製ステップで形成される成形シートにおいてもその側縁には亀裂が入ることが多い。そこで、その両側縁を切除して、残りの部分を真の成形シートとして採用する。換言すれば、成形シート作製ステップにおいて作製されるシートの側縁部分は廃棄されていた。
微細原料の供給源としてこの側縁部分をみると、最終原料である第n微細原料の供給源である第n混練シートよりも、強く混練されたものといえる。
なお、この明細書で第n混練シートとは、(n−1)回、ただしn=2以上の整数、の混練作業回を経た原料を混練して得られた混練シートをいい。第n微細原料とは当該第n混練シートをほぐして得られた微細原料をさす。
Generally, a side edge of a sheet obtained by rolling is easily cracked, and even in a molded sheet formed in the molded sheet manufacturing step, the side edge is often cracked. Therefore, both side edges are cut off and the remaining part is adopted as a true molded sheet. In other words, the side edge portion of the sheet produced in the molded sheet production step has been discarded.
When this side edge portion is seen as a supply source of the fine raw material, it can be said that it is kneaded more strongly than the n-th kneading sheet which is the supply source of the n-th fine raw material as the final raw material.
In this specification, the n-th kneading sheet refers to a kneading sheet obtained by kneading raw materials that have been kneaded (n-1) times, where n = 2 or more. The nth fine raw material refers to a fine raw material obtained by loosening the nth kneaded sheet.
本発明者らは、切除された側縁部分を既述の第2最終原料として使用できるのではないか考え、この発明の第7の局面に想到した。即ち、
第1〜6の局面のいずれかに記載の製造方法において、前記最終原料には、前記成形シート作製ステップで得られた成形シートの側縁を切除するステップと、該切除された側縁をほぐして微細化するステップを経て得られた微細原料が含有される。
これにより、材料の歩留まりが向上する。本来廃棄されるべき成形シートの側縁を第2最終原料として利用できるからである。
なお、成形シートの側縁とは、最終原料を混練かつ圧延して得られた成形シートにおいて、亀裂が入るおそれがある両側縁の領域を指し、その幅は混練条件、圧延条件及び最終原料の特性等により、任意に定めることができる。
The inventors of the present invention have come up with the seventh aspect of the present invention by considering that the side edge portion that has been excised can be used as the second final raw material described above. That is,
In the manufacturing method according to any one of the first to sixth aspects, the final raw material includes a step of cutting side edges of the molded sheet obtained in the molded sheet manufacturing step, and loosening the cut side edges. The fine raw material obtained through the step of making finer is contained.
Thereby, the yield of material improves. This is because the side edge of the molded sheet that should be discarded can be used as the second final raw material.
The side edge of the molded sheet refers to a region of both side edges where cracks may occur in the molded sheet obtained by kneading and rolling the final raw material, and its width is the kneading condition, rolling condition and final raw material. It can be arbitrarily determined depending on characteristics.
上記で説明したこの発明の第1〜第7の局面の製造方法を実行すると、原料をより強く混練することとなるので、原料に含まれる固形成分はより緻密化される。その結果、成形シート中の空隙の存在が少なくなる。また、空隙ができたとしても空隙自体が小さくなり、かつその大きさが均一になる。更には、成形シートにおいて空隙の分散も均一化される。
本発明者らの検討によれば、上記第1〜第7の局面の製造方法を実行して得られた電極シートにおいて、好適な電気特性を示すものの表面を観察したとき、空隙の占める割合は5〜14面積%であり、かつ、その空隙の面積の標準偏差は1.0〜8.0μm2であった。
即ち、この発明の第8の局面は次のように規定される。
活物質、導電助剤及びバインダを含む材料を混練して得られた電極シートであって、表面において空隙の占める割合が5〜14面積%であり、かつ、該空隙の面積の標準偏差が1.0〜8.0μm2である電極シート。
なお、上記空隙の占める割合は7〜11面積%が好ましく、より好ましくは8〜10面積%である。上記空隙率の標準偏差も1.2〜4.5μm2が好ましく、より好ましい標準偏差は1.5〜3.5μm2である。
If the manufacturing method of the 1st-7th aspect of this invention demonstrated above is performed, since a raw material will be knead | mixed more strongly, the solid component contained in a raw material will be densified more. As a result, the presence of voids in the molded sheet is reduced. Further, even if a void is formed, the void itself is small and the size is uniform. Further, the dispersion of the voids in the molded sheet is made uniform.
According to the study by the present inventors, in the electrode sheet obtained by executing the manufacturing method of the above first to seventh aspects, when observing the surface of the material showing suitable electrical characteristics, the proportion of voids is The standard deviation of the void area was 1.0 to 8.0 μm 2 .
That is, the eighth aspect of the present invention is defined as follows.
An electrode sheet obtained by kneading a material containing an active material, a conductive additive, and a binder, the proportion of voids on the surface is 5 to 14 area%, and the standard deviation of the void area is 1 An electrode sheet having a thickness of 0.0 to 8.0 μm 2 .
In addition, 7-11 area% is preferable and, as for the ratio for which the said space | gap accounts, More preferably, it is 8-10 area%. The standard deviation of the porosity is preferably 1.2 to 4.5 μm 2 , and more preferably 1.5 to 3.5 μm 2 .
この発明の第9の局面では、第7の局面と同様に、成形シート作製ステップで得られた成形シートの側縁に着目した。従来の方法、即ち、第1混練ステップと第1ほぐしステップを経たものを最終原料としていた従来の方法において、この最終原料を用いて成形シート作製ステップを実行して得られた成形シートの側縁に注目すると、この側縁をほぐして得られた微細原料は第1ほぐしステップ実行後の第1微細原料よりも強く混練されている。
かかる側縁を最終原料に利用することは従来何ら提案されていなかった。
即ち、この発明の第9の側面は次のように規定される。
最終原料を作製する最終原料作製ステップと、
最終原料を混練かつ圧延して成形シートを作製する成形シート作製ステップと、
を含む電極シートの製造方法であって、
前記最終原料作製ステップで作製する前記最終原料には、
初期原料を混練して第1混練体を得る第1混練ステップと、
前記第1混練体をほぐして微細化する第1ほぐしステップと、により得られた第1微細原料、及び
該第1微細原料を前記成形シート作製ステップへ導入して得られたシートの側縁を切除するステップと、該切除された側縁をほぐして微細化するステップと、により得られた微細原料、が含有される、電極シートの製造方法。
In the ninth aspect of the present invention, attention is paid to the side edge of the molded sheet obtained in the molded sheet production step, as in the seventh aspect. In the conventional method in which the final raw material is the one obtained after the first kneading step and the first unraveling step, the side edge of the molded sheet obtained by executing the molded sheet production step using this final raw material When attention is paid to the above, the fine raw material obtained by loosening the side edges is kneaded more strongly than the first fine raw material after execution of the first loosening step.
The use of such side edges as the final raw material has never been proposed.
That is, the ninth aspect of the present invention is defined as follows.
A final raw material production step for producing a final raw material;
A molded sheet production step of kneading and rolling the final raw material to produce a molded sheet;
A method for producing an electrode sheet comprising:
In the final raw material produced in the final raw material production step,
A first kneading step of kneading the initial raw material to obtain a first kneaded body;
A first unraveling step of unraveling the first kneaded body to make it fine, and a first fine raw material obtained by the method, and a side edge of the sheet obtained by introducing the first fine raw material into the molded sheet producing step The manufacturing method of an electrode sheet containing the fine raw material obtained by the step to excise, the step which loosens and refines | miniaturizes this excised side edge.
このように規定される第9の局面の製造方法によれば、従来の製造方法に比べて、成形シート作製ステップで成形された成形シートにおいて従来は切除かつ廃棄されていたその側縁を再利用するので、歩留まりが向上する。更には、当該側縁は第1微細原料よりも強く混練されているので、これを最終原料に含有させることにより、成形シートにおける活物質の分散性が向上し、かかる成形シートを用いる電極シートの電気特性が向上する。 According to the manufacturing method of the ninth aspect defined in this way, compared to the conventional manufacturing method, the side edges that were conventionally cut and discarded in the molded sheet formed in the molded sheet manufacturing step are reused. This improves the yield. Further, since the side edge is kneaded more strongly than the first fine raw material, the dispersibility of the active material in the molded sheet is improved by including this in the final raw material, and the electrode sheet using such a molded sheet is improved. Electrical characteristics are improved.
上記において、初期原料には汎用的な粉末状の活物質、導電助剤及びバインダ並びに成形助剤が含まれている。各材料及びその配合比は、電極シートの用途や使用条件に応じて、適宜選択されることは言うまでもない。
活物質として、最も汎用される活性炭の他、カーボンナノチューブ及び繊維状炭素等の粒子状の炭素材料や、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム等の粒子状の金属化合物を用いることができる。活性炭を採用する場合、その平均粒径は2〜20μmとすることができる。好ましい粒径範囲は5〜15μmである。
導電助剤は粒子状の活物質の隙間をうめて成形シート全体の導電性の均一化をはかるものであり、活物質より小径な導電性粒子が採用される。例えば、0.5μm以下の粒径のカーボンブラックを用いることができる。
活物質に対する導電助剤の配合量は特に限定されるものではないが、1〜20質量%程度とすることが好ましい。
活物質と導電助剤との混合方法はそれらの特性に応じて任意に選択可能であるが、例えば撹拌羽根を備えたミキサー(カッターミキサー、アキシャルミキサー等)で混合することができる。この混合により第1混合物が得られる。
In the above, the initial raw material includes a general-purpose powdered active material, a conductive aid and a binder, and a molding aid. It goes without saying that each material and the blending ratio thereof are appropriately selected according to the application and use conditions of the electrode sheet.
In addition to the most widely used activated carbon, particulate carbon materials such as carbon nanotubes and fibrous carbon, and particulate metal compounds such as lithium cobaltate and lithium manganate can be used as the active material. When using activated carbon, the average particle diameter can be 2-20 micrometers. A preferred particle size range is 5 to 15 μm.
The conductive auxiliary agent is intended to make the conductivity of the entire molded sheet uniform by filling the gap between the particulate active materials, and conductive particles having a smaller diameter than the active material are employed. For example, carbon black having a particle size of 0.5 μm or less can be used.
Although the compounding quantity of the conductive support agent with respect to an active material is not specifically limited, It is preferable to set it as about 1-20 mass%.
The mixing method of the active material and the conductive auxiliary agent can be arbitrarily selected according to their characteristics. For example, they can be mixed with a mixer (such as a cutter mixer or an axial mixer) equipped with stirring blades. By this mixing, a first mixture is obtained.
バインダは活物質及び導電助剤を結着するためのものであり、電気分解されにくいPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)が汎用的に用いられる。
バインダを分散させる成形助剤には水系、油系、若しくは水と油の混合系が適宜選択される。
環境対策として水系の成形助剤を用いることが好ましい。
成形助剤として水を用いる場合、これにPTFEを分散させて、第1混合物と混合する。
第1混合物に対するPTFEの量は、活物質や導電助剤の材質や電極シートの使用条件等に応じて任意に選択される。例えば、第1混合物に対して5〜20質量%のPTFEを用いることができる。第1混合物に対するより好ましいPTFEの配合量は8〜15質量%である。
The binder is used to bind the active material and the conductive additive, and PTFE (polytetrafluoroethylene) which is not easily electrolyzed is used for general purposes.
As the molding aid for dispersing the binder, an aqueous system, an oil system, or a mixed system of water and oil is appropriately selected.
It is preferable to use a water-based molding aid as an environmental measure.
When water is used as a molding aid, PTFE is dispersed in this and mixed with the first mixture.
The amount of PTFE with respect to the first mixture is arbitrarily selected according to the material of the active material and the conductive additive, the use conditions of the electrode sheet, and the like. For example, 5 to 20% by mass of PTFE can be used with respect to the first mixture. A more preferable blending amount of PTFE with respect to the first mixture is 8 to 15% by mass.
このようにして得られた初期原料は混練されて第1混練体となる。
混練の方法や条件、更には第1混練体の形状は任意に設定可能であるが、実施の形態では汎用的なロール圧延機を用いて、シート状の混練体とする。
このロール圧延機は対向する一対のローラ間に供給された原料を加熱圧縮しシート状に附形するものであり、ローラ間において原料は混練される。一対のローラの間隔、ローラの温度、ローラの回転数等により原料に対する混練の度合いが調製される。
ロール圧延機に投入される原料自体の特性(温度、粒度、粒度の均一性、粘度、供給量等)によっても、その原料が受ける混練の度合いは変化する。
ロール圧延機の他に、ニーダータイプの混練機の採用が可能である。
The initial raw material thus obtained is kneaded to form a first kneaded body.
The kneading method and conditions, and the shape of the first kneaded body can be arbitrarily set. In the embodiment, a sheet-like kneaded body is formed using a general-purpose roll rolling mill.
This roll rolling machine heats and compresses a raw material supplied between a pair of opposed rollers and forms it into a sheet shape, and the raw material is kneaded between the rollers. The degree of kneading of the raw material is adjusted by the distance between the pair of rollers, the temperature of the rollers, the number of rotations of the rollers, and the like.
The degree of kneading received by the raw material also varies depending on the properties of the raw material itself (temperature, particle size, uniformity of particle size, viscosity, supply amount, etc.) input to the roll mill.
In addition to the roll mill, a kneader type kneader can be adopted.
各段階の混練ステップにおいて、混練機は同一のものとすることが好ましい。
この発明の実施の形態として、第1混練ステップにおいて初期原料を混練する混練機を、他の混練ステップにおいてもそのまま使用することが好ましい。製造装置の共通化のためである。勿論、各混練ステップにおける混練の条件を異なるものとすることができる。
第1最終原料と第2最終原料を調製するため、それぞれ専用の混練機を準備してもよいし、同じ混練機の混練条件を第1最終原料と第2最終原料に応じて調整してもよい。
In each stage of the kneading step, the kneaders are preferably the same.
As an embodiment of the present invention, it is preferable to use a kneader that kneads the initial raw material in the first kneading step as it is in the other kneading steps. This is for the common use of manufacturing equipment. Of course, the kneading conditions in each kneading step can be different.
In order to prepare the first final raw material and the second final raw material, respective dedicated kneaders may be prepared, or the kneading conditions of the same kneader may be adjusted according to the first final raw material and the second final raw material. Good.
成形シート作製ステップでは、微細原料を含む最終原料を混練してかつ圧延してこれをシート状に附形する。混練装置と圧延装置とを別体としてもよい。
この発明の実施の形態では、混練かつ圧延を実行する手段としてロール圧延機を採用する。このロール圧延機は、混練ステップにおいて混練機として用いるロール圧延機とは別に準備することが好ましい。後者が原料の混練を主目的するのに対して前者が成形シートの附形を主目的とするため、ロールの圧延条件が異なる場合が多いからである。
In the molded sheet manufacturing step, the final raw material including the fine raw material is kneaded and rolled to form a sheet. The kneading device and the rolling device may be separated.
In the embodiment of the present invention, a roll mill is adopted as means for performing kneading and rolling. This roll mill is preferably prepared separately from the roll mill used as a kneader in the kneading step. This is because the latter is mainly intended for kneading the raw material, whereas the former is mainly intended for forming the formed sheet, and therefore the roll rolling conditions are often different.
各段階のほぐしステップにおいて、混練シートをほぐして微細化するほぐし装置は同一のものを用いることができる。製造装置の共通化のためである。
この発明の実施の形態では、各混練ステップで得られた混練シートをほぐすために汎用的な粉砕機を使用する。かかる粉砕機は、混練シートを粉砕できるものであれば、その方式は特に制限されない。勿論、各ほぐしステップにおけるほぐしの条件は共通化しても、異なるものとしてもよい。
第1最終原料と第2最終原料を調製するため、それぞれ専用の粉砕機を準備してもよい。
これらほぐしステップにより得られた微細原料の粒度は、当該微細原料が投入されるロール圧延機に応じて任意に選択される。微細原料をロール圧延機へ導入する前に、微細原料を篩にかけて、その粒度調整を行うことが好ましい。
In the step of unraveling each stage, the same unraveling device for unraveling and kneading the kneaded sheet can be used. This is for the common use of manufacturing equipment.
In the embodiment of the present invention, a general-purpose pulverizer is used to loosen the kneaded sheet obtained in each kneading step. The type of the pulverizer is not particularly limited as long as it can pulverize the kneaded sheet. Of course, the conditions for unraveling in each unraveling step may be made common or different.
In order to prepare the first final raw material and the second final raw material, dedicated pulverizers may be prepared.
The particle size of the fine raw material obtained by these unraveling steps is arbitrarily selected according to the roll mill into which the fine raw material is charged. Before introducing the fine raw material into the roll mill, it is preferable to adjust the particle size by sieving the fine raw material.
混練ステップ及びほぐしステップにおける、混練とほぐしの実行数nは、混練装置の特性、原料の特性及び電極シートの使用条件等に応じて任意に選択される。 The number n of kneading and unraveling in the kneading step and the unraveling step is arbitrarily selected according to the characteristics of the kneading apparatus, the characteristics of the raw materials, the use conditions of the electrode sheet, and the like.
次にこの発明の第1実施例について説明する(図1参照)。
(初期原料の調製 S1)
活物質として活性炭(クラレケミカル社製、商品名:YP50F)90質量%と導電助剤としてカーボンブラック(電気化学工業社製、商品名:デンカブラック)10質量%とをミキサーに投入して、撹拌して、第1混合物を得た。
第1混合物をミキサーに留めたまま(これを50質量%とする)、PTFEディスパージョン(三井・デュポンフロロケミカル社製、商品名:PTFE 31-JR)を10質量%、純水40質量%を添加し、撹拌して、スラリー状の初期原料を得た。
Next, a first embodiment of the present invention will be described (see FIG. 1).
(Preparation of initial raw materials S1)
Activated charcoal (Kuraray Chemical Co., Ltd., trade name: YP50F) 90% by mass as active material and carbon black (Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., trade name: Denka Black) 10% by mass as a conductive additive are put into a mixer and stirred. As a result, a first mixture was obtained.
While retaining the first mixture in the mixer (this is 50% by mass), 10% by mass of PTFE dispersion (product name: PTFE 31-JR, manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemicals) and 40% by mass of pure water The mixture was added and stirred to obtain a slurry-like initial raw material.
(第1混練ステップ S3)
得られたスラリー状の初期原料を横型ロール圧延機に投入し、これをロール圧延して、第1混練シート(第1混練体)を得た。
ここに、ロール圧延の条件は、ロール温度50℃として、線圧が0.10〜0.80kN/mm、より好ましくは0.15〜0.25kN/mmとなるように、ロールギャップや投入材料幅を調整した。
(First kneading step S3)
The obtained slurry-like initial raw material was put into a horizontal roll rolling mill, which was roll-rolled to obtain a first kneaded sheet (first kneaded body).
Here, the roll rolling conditions are as follows: the roll temperature is 50 ° C., and the linear pressure is 0.10 to 0.80 kN / mm, more preferably 0.15 to 0.25 kN / mm. The width was adjusted.
(第1ほぐしステップ S5)
第1混練ステップS3で得られた第1混練シートをほぐすために、ミキサーで粉砕、微細化し、第1微細原料を得た。このときの粉砕条件は3600rpm、30秒であった。
得られた第1微細原料は目開き2mmの篩にかけて、その粒度調整を図った。
(First loosening step S5)
In order to loosen the first kneading sheet obtained in the first kneading step S3, the mixture was pulverized and refined with a mixer to obtain a first fine raw material. The grinding conditions at this time were 3600 rpm and 30 seconds.
The obtained first fine raw material was passed through a sieve having an aperture of 2 mm to adjust the particle size.
(第2混練ステップ S7)
第1ほぐしステップS5で得られた第1微細原料を、第1混練ステップS3で用いた横型ロール圧延機へ、同じロール圧延条件となるように、投入し、第2混練シート(第2混練体)を得た。
(第2ほぐしステップ S9)
このステップでは、ステップS7で得られた第2混練シートを第1ほぐしステップS5で用いたカッターミキサーへ、同じ粉砕条件となるように、投入して更に篩にかけ、第2微細原料を得た。
この例では、ステップS1,S3,S5,S7及びS9により最終原料作製ステップが構成される。
(Second kneading step S7)
The first fine raw material obtained in the first unraveling step S5 is charged into the horizontal roll mill used in the first kneading step S3 so as to have the same roll rolling conditions, and the second kneaded sheet (second kneaded body) )
(Second loosening step S9)
In this step, the second kneaded sheet obtained in step S7 was thrown into the cutter mixer used in the first unraveling step S5 so as to have the same pulverization conditions and further sieved to obtain a second fine raw material.
In this example, steps S1, S3, S5, S7 and S9 constitute a final raw material production step.
(成形シート作製ステップ S11)
このステップでは、第2のほぐしステップS9で得られた第2微細原料を最終原料として、横型ロール圧延機(ステップS3、S7で用いたものと同型のもの)へ投入し、成形シートを得た。
このとき、ロール圧延の条件は、ロール温度50℃として、線圧が0.05〜0.50kN/mm、より好ましくは0.08〜0.15kN/mmとなるように、ロールギャップや投入材料幅を調整した。
(Molded sheet production step S11)
In this step, the second fine raw material obtained in the second unraveling step S9 was used as a final raw material and charged into a horizontal roll mill (the same type as that used in steps S3 and S7) to obtain a molded sheet. .
At this time, the roll rolling conditions are as follows: the roll temperature is 50 ° C., and the linear pressure is 0.05 to 0.50 kN / mm, more preferably 0.08 to 0.15 kN / mm. The width was adjusted.
(成形シートの整形ステップ S13)
本実施例では、得られた成形シートを、汎用的な圧延機により所定の厚さ(本実施例では250μm)にまで圧延し、更には、シートの側縁部を切除して、成形シートを整形した。
(積層・乾燥ステップ S15)
本実施例では、得られた成形シートへ、導電性接着材を介してアルミ箔製の集電体を積層し、この積層体を乾燥させて電極シートとした。
上記において、整形ステップS13、積層・乾燥ステップS15は汎用的な工程である。
成形シートはそれ自身で、即ち集電体を積層することなく、電極シートとすることができる。
(Shaping sheet shaping step S13)
In this example, the obtained molded sheet was rolled to a predetermined thickness (250 μm in this example) with a general-purpose rolling mill, and further, the side edge of the sheet was excised to obtain a molded sheet. Shaped.
(Lamination / drying step S15)
In this example, a current collector made of aluminum foil was laminated on the obtained molded sheet via a conductive adhesive, and this laminate was dried to obtain an electrode sheet.
In the above, the shaping step S13 and the lamination / drying step S15 are general-purpose steps.
The molded sheet can be made into an electrode sheet by itself, that is, without stacking current collectors.
(第2実施例)
この発明の第2実施例を図2に基づき説明する。なお、図1と同じステップには同一の符号を付してその説明を省略する。
この例では、第2混練ステップ及び第2ほぐしステップ以降においても混練ステップとほぐしステップを繰り返した(ステップS17、19)。
図2において、混練ステップとほぐしステップの実行数nの上限値S(ステップS20参照)は任意に設定できるが、この実施例ではS=3とした。なお実行数nは2以上の整数である。
その場合、S=4、即ち混練ステップとほぐしの実行数nが4以上となると、得られた微細原料は過剰混練状態となり、これを最終原料としてそのまま成形シートの作製ステップS11にかけたとき、得られた成形シートは十分な機械的強度を持たない。
(Second embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same steps as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
In this example, the kneading step and the unraveling step were repeated after the second kneading step and the second unraveling step (steps S17 and S19).
In FIG. 2, the upper limit S (see step S20) of the number n of kneading steps and loosening steps can be set arbitrarily, but in this embodiment, S = 3. The execution number n is an integer of 2 or more.
In that case, when S = 4, that is, when the number n of kneading steps and unraveling is 4 or more, the obtained fine raw material is in an excessive kneading state, and when this is used as it is as the final raw material in the forming sheet production step S11, it is obtained. The formed sheet does not have sufficient mechanical strength.
実行数n=2のときにステップS19で得られた第2微細原料(調整用粉砕物=第1最終原料)と、実行数n=3のときにステップS19で得られた第3微細原料(第2最終原料)とをステップS30で混合した。両者の混合比は任意に選択できる。第1最終原料に比べて第2最終原料の方が強く混練されているので、後者の比率を多くすればするほど、電極シートにおける活物質の分散性が向上する。
この例では、ステップS1,S3,S5,S17,S19,S20及びS30により最終原料調製ステップが構成される。
The second fine raw material (adjusted pulverized product = first final raw material) obtained in step S19 when the execution number n = 2 and the third fine raw material obtained in step S19 when the execution number n = 3 ( The second final raw material) was mixed in step S30. The mixing ratio of the two can be arbitrarily selected. Since the second final raw material is kneaded more strongly than the first final raw material, the dispersibility of the active material in the electrode sheet improves as the latter ratio increases.
In this example, steps S1, S3, S5, S17, S19, S20 and S30 constitute a final raw material preparation step.
(第3実施例)
この発明の第3実施例を図3に基づき説明する。なお、図2と同じステップには同一の符号を付してその説明を省略する。
この例では、過剰(n=S+1、この実施例ではn=4、ステップS21参照)に混練した最終原料を第2最終原料として準備した。
当該第2最終原料は、ステップ30において、第1最終原料(n=S、この実施例ではn=3、過剰混練直前の混練強さ)と混合された。
本発明者らの検討によれば、ステップS30で得られた混合物において過剰混練された第2最終原料の配合比は35質量%以下とすることが好ましい。この場合の第2最終原料の配合比が35質量%を超えると、第2最終原料における過剰混練の影響が電極シートに表れ、その機械的強度が低下するおそれがある。
なお、第2最終原料の配合比を10質量%以上とすることにより、過剰混練された第2最終原料による活物質の高分散性の効果が表れる。
この例ではステップS1,S3,S5,S17,S19,S21及びS30により最終原料調製ステップが構成される。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same steps as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
In this example, the final raw material kneaded excessively (n = S + 1, in this example, n = 4, see step S21) was prepared as the second final raw material.
In Step 30, the second final raw material was mixed with the first final raw material (n = S, n = 3 in this example, kneading strength immediately before the excessive kneading).
According to the study by the present inventors, the blending ratio of the second final raw material excessively kneaded in the mixture obtained in step S30 is preferably 35% by mass or less. If the blending ratio of the second final raw material in this case exceeds 35% by mass, the influence of excessive kneading in the second final raw material appears on the electrode sheet, and the mechanical strength may be reduced.
In addition, the effect of the high dispersibility of the active material by the 2nd final raw material excessively kneaded by making the compounding ratio of the 2nd final raw material 10 mass% or more appears.
In this example, steps S1, S3, S5, S17, S19, S21 and S30 constitute a final raw material preparation step.
(第4実施例)
この発明の第4実施例を図4に基づき説明する。なお、図2と同じステップには同一の符号を付してその説明を省略する。
この例では、ステップS5で得られた第1微細原料を第nほぐしステップS19で得られた第n微細原料と混合して最終原料とした(ステップS31)。
この第4実施例においても、成形シートを構成する原料には第nほぐしステップS19を経たものが混合されているので、活物質の分散性が向上した。
この例ではステップS1,S3,S5,S17,S19,S20及びS31により最終原料調製ステップが構成される。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same steps as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
In this example, the first fine raw material obtained in step S5 is mixed with the nth fine raw material obtained in nth step S19 to obtain the final raw material (step S31).
Also in the fourth embodiment, since the raw material constituting the molded sheet is mixed with the material that has undergone the nth unraveling step S19, the dispersibility of the active material is improved.
In this example, steps S1, S3, S5, S17, S19, S20 and S31 constitute a final raw material preparation step.
(第5実施例) この発明の第5実施例を図5に基づき説明する。なお、図2及び図3と同じステップには同一の符号を付してその説明を省略する。
この例では、前のロットでの成形シートの整形ステップS13においてシートから切除された側縁部の所定量を、粉砕機へ投入し、第nほぐしステップ(ステップS19)を実行した。その第nほぐしステップS19で得られた微細原料を最終原料とした。成形シートの側縁部を最終原料とみたときは混練の度合いが過剰となっている場合もあるが、このように過剰混練された微細原料(第2最終原料)と過剰混練されていない最終原料(n=S,第1最終原料)とを所定の配合比(前者が35質量%以下)で混合すれば、十分な機械的強度を確保しつつ活物質の高い分散性を確保できる。
この例では、ステップS1,S3,S5,S13,S17,S19及びS20により最終原料調製ステップが構成される。
なお、第5実施例の変形態様として、図6に示すように、切除した側縁部を専用にほぐす側縁部のほぐしステップ(ステップS39)を別途設け、そこで得られた微細原料と第n微細原料とを混合してもよい(ステップS31)。側縁部のほぐしステップS39も他のほぐしステップ同じ粉砕機を利用できる。
この例では、ステップS1,S3,S5,S13,S17,S19,S20,S31及びS39により最終原料調製ステップが構成される。
更には、図7に示すように、切除した側縁部の所定量を第1ほぐしステップ(ステップS3)に導入してもよい。
この例では、ステップS1,S3,S5,S13,S17,S19及びS20により最終原料調製ステップが構成される。
(Fifth Embodiment) A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same steps as those in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
In this example, a predetermined amount of the side edge portion cut from the sheet in the shaping sheet shaping step S13 in the previous lot was put into the pulverizer, and the n-th loosening step (step S19) was executed. The fine raw material obtained in the n-th loosening step S19 was used as the final raw material. When the side edge of the molded sheet is regarded as the final raw material, the degree of kneading may be excessive, but the fine raw material (second final raw material) thus excessively kneaded and the final raw material not excessively kneaded If (n = S, the first final raw material) is mixed at a predetermined blending ratio (the former is 35% by mass or less), high dispersibility of the active material can be ensured while ensuring sufficient mechanical strength.
In this example, steps S1, S3, S5, S13, S17, S19 and S20 constitute a final raw material preparation step.
As a modification of the fifth embodiment, as shown in FIG. 6, a side edge loosening step (step S39) for loosening the cut side edge is provided separately, and the fine raw material obtained there and the n th You may mix a fine raw material (step S31). The same edge crushing step S39 can be used for other side crushing steps.
In this example, steps S1, S3, S5, S13, S17, S19, S20, S31 and S39 constitute a final raw material preparation step.
Furthermore, as shown in FIG. 7, a predetermined amount of the cut-off side edge may be introduced into the first loosening step (step S3).
In this example, steps S1, S3, S5, S13, S17, S19 and S20 constitute a final raw material preparation step.
(第6実施例)
この発明の第6実施例を図8に基づき説明する、図8において、図6と同じステップには同一の符号を付してその説明を省略する。
この実施例では、切除された側縁部をほぐしステップS39で微細化し、得られた微細原料を、第1微細原料と混合した(ステップS41)。
第1混練シートに比べ側縁部はより強く混練されている。従って、第1混練シートをほぐして得られる第1微細原料のみから得られる成形シートに比べ、切除された側縁部をほぐしてなる微細原料を混合させることで、得られる成形シートが活物質の分散性にすぐれたものとなる。
この例では、ステップS1,S3,S5,S13,S39及びS41により最終原料調製ステップが構成される。
(Sixth embodiment)
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8. In FIG. 8, the same steps as those in FIG.
In this example, the excised side edge was loosened and refined in step S39, and the obtained fine raw material was mixed with the first fine raw material (step S41).
The side edge portion is kneaded more strongly than the first kneading sheet. Therefore, compared with a molded sheet obtained only from the first fine raw material obtained by loosening the first kneaded sheet, by mixing the fine raw material obtained by loosening the excised side edge portion, the resulting molded sheet is made of an active material. Excellent dispersibility.
In this example, steps S1, S3, S5, S13, S39 and S41 constitute the final raw material preparation step.
以下、各実施例の電極シートの物性を示す。
電極シートの電気特性の代表的な指標として静電容量を採りあげる。この実施例では各実施例の静電容量を次のようにして測定した。
得られた電極シートを30mm×30mmにカットし、ビーカセルを組んだ。ビーカに入れる電解液には炭酸プロピレンに四フッ化ホウ酸トリエチルメチルアンモニウムを1.0モル/Lの濃度で溶解させたものを用い、充電条件:定電流電圧法、放電条件:定電流法、充電電流:30mA/cm2、放電電流:30mA/cm2、充電電圧:2.7V、充電時間:60分、放電電圧0V、放電温度25℃の条件にて実施した。なお、静電容量はエネルギー換算法を用いて、活物質層の体積当たりの静電容量として算出した。
Hereinafter, physical properties of the electrode sheet of each example are shown.
Capacitance is taken as a representative index of the electrical characteristics of the electrode sheet. In this example, the capacitance of each example was measured as follows.
The obtained electrode sheet was cut into 30 mm × 30 mm, and beaker cells were assembled. The electrolyte solution in the beaker was prepared by dissolving triethylmethylammonium tetrafluoroborate at a concentration of 1.0 mol / L in propylene carbonate, charging conditions: constant current voltage method, discharging conditions: constant current method, The charging current was 30 mA / cm 2 , the discharging current was 30 mA / cm 2 , the charging voltage was 2.7 V, the charging time was 60 minutes, the discharging voltage was 0 V, and the discharging temperature was 25 ° C. The capacitance was calculated as the capacitance per volume of the active material layer using an energy conversion method.
また、電極シートの表面の空隙率は次のように算出した。
電極シートを10mm×10mmにカットし、その表面を電子顕微鏡(JEOL社製、型式:JXA−8200)にて1000倍の倍率で撮影する。得られた画像を、画像処理ソフト(プラネトロン社製、Image Pro Plus)を用いて、二値化処理して、空隙率を演算した。
空隙の標準偏差も同じソフトの機能を用いて演算した。
Moreover, the porosity of the surface of the electrode sheet was calculated as follows.
The electrode sheet is cut into 10 mm × 10 mm, and the surface is photographed with an electron microscope (manufactured by JEOL, model: JXA-8200) at a magnification of 1000 times. The obtained image was binarized using image processing software (Image Pro Plus, manufactured by Planetron) to calculate the porosity.
The standard deviation of the air gap was also calculated using the same software function.
実施例1,3及びこれらに対する比較例の電極シートの静電容量、空隙率及び空隙の標準偏差を表1に示す。なお、表1において、静電容量の値は、比較例1の値を100としたときの相対値である。
実施例1は図1に示す製造方法を実行して得られた電極シートであり、比較例1は図1において第1ほぐしステップS5で得られた第1微細原料のみを用いて成形シートを作製したものである。
実施例3−1、3−2、3−3は図3に示す第3実施例の製造方法の実行に際し、第2最終原料(n=4、過剰混練されたもの)と第1最終原料(n=3、過剰混練直前のもの)混合物において、第2最終原料の配合比率をそれぞれ表に示す比率としたものである。
比較例2は、第3実施例の製造方法の実行に際し、混合物の粒度調節を目開き3mmの篩により行って、第2最終原料と第1最終原料との混合物において、第2最終原料の配合比率を40質量%としたものである。
Example 1 is an electrode sheet obtained by executing the manufacturing method shown in FIG. 1, and Comparative Example 1 is a molded sheet using only the first fine raw material obtained in the first loosening step S5 in FIG. It is what.
In Examples 3-1, 3-2, and 3-3, the second final raw material (n = 4, one that was excessively kneaded) and the first final raw material (when the production method of the third example shown in FIG. n = 3, immediately before excessive kneading) In the mixture, the blending ratio of the second final raw material is the ratio shown in the table.
In Comparative Example 2, in the execution of the manufacturing method of the third embodiment, the particle size of the mixture is adjusted with a sieve having an opening of 3 mm, and the mixture of the second final raw material is mixed in the second final raw material and the first final raw material. The ratio is 40% by mass.
表1の結果より、第2混練ステップと第2ほぐしステップを実行することにより強く混練を行った実施例1の電極シートは、比較例1の電極シートに比べて、静電容量が増大していることが分る。 From the results of Table 1, the electrode sheet of Example 1 that was strongly kneaded by executing the second kneading step and the second unraveling step had an increased capacitance compared to the electrode sheet of Comparative Example 1. You can see that
この発明は、上記発明の実施形態の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。 The present invention is not limited to the description of the embodiment of the invention. Various modifications may be included in the present invention as long as those skilled in the art can easily conceive without departing from the description of the scope of claims.
Claims (9)
最終原料を混練かつ圧延して成形シートを作製する成形シート作製ステップと、
を含む電極シートの製造方法であって、
前記最終原料作製ステップで作製する前記最終原料には、
初期原料を混練して第1混練体を得る第1混練ステップと、
前記第1混練体をほぐして微細化する第1ほぐしステップと、
前記第1ほぐしステップで得られた微細原料を混練して第2混練体を形成する第2混練ステップと、
前記第2混練体をほぐして微細化する第2ほぐしステップと、
を経て得られた微細原料が含有される、電極シートの製造方法。 A final raw material production step for producing a final raw material;
A molded sheet production step of kneading and rolling the final raw material to produce a molded sheet;
A method for producing an electrode sheet comprising:
In the final raw material produced in the final raw material production step,
A first kneading step of kneading the initial raw material to obtain a first kneaded body;
A first unraveling step of unraveling the first kneaded body and refining;
A second kneading step of kneading the fine raw material obtained in the first unraveling step to form a second kneaded body;
A second unraveling step of unraveling the second kneaded body and refining;
The manufacturing method of an electrode sheet in which the fine raw material obtained through this is contained.
前記第2最終原料は第n+1ほぐしステップで得られた微細原料を含んでおり、
上記において、nは2以上の整数である、請求項2に記載の製造方法。 The first final raw material includes the fine raw material obtained in the n th unraveling step,
The second final raw material includes the fine raw material obtained in the (n + 1) th unraveling step,
The manufacturing method according to claim 2, wherein n is an integer of 2 or more.
前記第1最終原料は適正混練されて、それのみで前記成形シート作製ステップを実行したとき得られる成形シートが十分な機械的強度を有する、請求項2又は3に記載の製造方法。 The second final raw material is excessively kneaded, and by itself, the mechanical strength of the molded sheet obtained when the molded sheet production step is executed becomes insufficient,
The manufacturing method according to claim 2 or 3, wherein the first final raw material is properly kneaded, and the molded sheet obtained when the molded sheet production step is executed alone has sufficient mechanical strength.
最終原料を混練かつ圧延して成形シートを作製する成形シート作製ステップと、
を含む電極シートの製造方法であって、
前記最終原料作製ステップで作製する前記最終原料には、
初期原料を混練して第1混練体を得る第1混練ステップと、
前記第1混練体をほぐして微細化する第1ほぐしステップと、により得られた第1微細原料、及び
該第1微細原料を前記成形シート作製ステップへ導入して得られたシートの側縁を切除するステップと、該切除された側縁をほぐして微細化するステップと、により得られた微細原料、が含有される、電極シートの製造方法。 A final raw material production step for producing a final raw material;
A molded sheet production step of kneading and rolling the final raw material to produce a molded sheet;
A method for producing an electrode sheet comprising:
In the final raw material produced in the final raw material production step,
A first kneading step of kneading the initial raw material to obtain a first kneaded body;
A first unraveling step of unraveling the first kneaded body to make it fine, and a first fine raw material obtained by the method, and a side edge of the sheet obtained by introducing the first fine raw material into the molded sheet producing step The manufacturing method of an electrode sheet containing the fine raw material obtained by the step to excise, the step which loosens and refines | miniaturizes this excised side edge.
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