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WO2021025072A1 - リチウムイオン電池の製造方法 - Google Patents

リチウムイオン電池の製造方法 Download PDF

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WO2021025072A1
WO2021025072A1 PCT/JP2020/030061 JP2020030061W WO2021025072A1 WO 2021025072 A1 WO2021025072 A1 WO 2021025072A1 JP 2020030061 W JP2020030061 W JP 2020030061W WO 2021025072 A1 WO2021025072 A1 WO 2021025072A1
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WO
WIPO (PCT)
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electrode
active material
lithium ion
ion battery
electrode active
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Ceased
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PCT/JP2020/030061
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English (en)
French (fr)
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勇輔 中嶋
亮介 草野
祐一郎 横山
祐貴 猫橋
健一郎 榎
佑弥 田中
堀江 英明
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APB Corp
Original Assignee
APB Corp
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Priority to US17/630,605 priority patent/US20220263064A1/en
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    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a lithium ion battery.
  • Patent Document 1 describes a secondary battery in which an electrode having an active material layer formed on a resin current collector and an electrolyte layer arranged between the electrodes are laminated.
  • a film provided on the outer peripheral portion of the electrolyte layer and having a sealing portion for liquid-tightly sealing between the resin current collectors adjacent to each other in the stacking direction, and the sealing portion is provided with a heat-sealingable material.
  • a secondary battery having a layer and a reinforcing member arranged so as to be in surface contact with the film layer is disclosed.
  • Patent Document 2 describes a method for manufacturing an electrode in which a positive electrode fixed to a first frame jig and containing an electrolytic solution and a negative electrode fixed to a second frame jig and containing the electrolytic solution are bonded together via a separator.
  • the method for manufacturing an electrode is such that, in a state where the positive electrode and the negative electrode are pressed against each other and pressed against each other, the positive electrode is fixed to the first frame jig or the negative electrode is released from being fixed to the second frame jig. It is disclosed.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and can improve the production speed of a lithium ion battery having a structure in which the outer periphery of the electrode active material layer is sealed with a sealing material and an electrolytic solution is sealed. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a lithium ion battery capable of producing the same.
  • the present invention has a set of positive electrode current collectors, positive electrode active material layers, separators, negative electrode active material layers and negative electrode current collectors laminated in this order, and the outer periphery of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer is formed. It is a method for manufacturing a lithium ion battery having a structure in which an electrolytic solution is sealed by being sealed with a sealing material. A frame-shaped sealing material and a bottom surface member are prepared, and the sealing material and the bottom surface member are used. A supply step of supplying the electrode active material composition containing the electrode active material particles and the electrolytic solution to the space surrounded by the electrode active material composition, and a compression step of compressing the electrode active material composition to form an electrode active material layer.
  • the present invention relates to a method for manufacturing a lithium ion battery, which comprises a step of manufacturing a positive electrode and / or a negative electrode by an electrode manufacturing step including.
  • the method for producing a lithium ion battery of the present invention includes a set of positive electrode current collectors, positive electrode active material layers, separators, negative electrode active material layers and negative electrode current collectors stacked in this order, and the positive electrode active material layer and the above.
  • the outer periphery of the negative electrode active material layer is sealed with a sealing material, and the manufacturing speed of a lithium ion battery having a structure in which an electrolytic solution is sealed can be improved.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows typically an example of the supply process which comprises the manufacturing method of the lithium ion battery of this invention. It is a perspective view which shows typically an example of the compression process which constitutes the manufacturing method of the lithium ion battery of this invention. It is a perspective view which shows typically an example of the recovery process which is a preferable aspect of the manufacturing method of the lithium ion battery of this invention. It is sectional drawing which shows typically an example of the combination process which comprises the manufacturing method of the lithium ion battery of this invention. It is sectional drawing which shows typically an example of the lithium ion battery manufactured by the manufacturing method of the lithium ion battery of this invention. FIG.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing an example of an electrode material for a lithium ion battery manufactured by a method for manufacturing an electrode material for a lithium ion battery.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an example of the supply process.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing another example of the supply process.
  • FIG. 9A is a perspective view schematically showing an example of a supply process
  • FIG. 9B is a perspective view schematically showing an example of a removal process.
  • 10A, 10B and 10C are perspective views schematically showing another example of the removal step.
  • 11A, 11B and 11C are perspective views schematically showing still another example of the removal step.
  • 12A and 12B are perspective views schematically showing still another example of the removal step.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing an example of the pressurizing process.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing an example of manufacturing an electrode material for a lithium ion battery using an apparatus for manufacturing an electrode material for a lithium ion battery.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view schematically showing another example of manufacturing an electrode material for a lithium ion battery using an apparatus for manufacturing an electrode material for a lithium ion battery.
  • lithium ion battery of the present invention the method for manufacturing the lithium ion battery of the present invention will be described.
  • the concept includes a lithium ion secondary battery.
  • the method for producing a lithium ion battery of the present invention includes a set of positive electrode current collectors, positive electrode active material layers, separators, negative electrode active material layers and negative electrode current collectors stacked in this order, and the positive electrode active material layer and the above.
  • This is a method for manufacturing a lithium ion battery having a structure in which the outer periphery of the negative electrode active material layer is sealed with a sealing material and an electrolytic solution is sealed.
  • a frame-shaped sealing material and a bottom surface member are prepared, and the above-mentioned sealing is performed.
  • an electrode active material composition containing electrode active material particles and an electrolytic solution is supplied to a space surrounded by a frame-shaped sealing material and a bottom surface member, and the electrode active material is described above. Since the composition is compressed to form the electrode active material layer, a structure in which the encapsulant and the electrode active material layer are integrated can be formed. Therefore, as compared with the case where the sealing material and the electrode active material layer are separately prepared, the step of sealing the outer periphery of the electrode active material layer with the sealing material can be easily performed, so that the manufacturing speed can be improved. Can be done. Further, since the structure in which the encapsulant and the electrode active material layer are integrated can be formed, there is a problem that the encapsulant and the electrode active material layer overlap when the lithium ion battery is combined. Absent.
  • the method for manufacturing a lithium ion battery of the present invention includes an electrode manufacturing step including a supply step and a compression step. First, the supply process constituting the method for manufacturing the lithium ion battery of the present invention will be described.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a supply process constituting the method for manufacturing a lithium ion battery of the present invention.
  • a frame-shaped sealing material 1 and a bottom surface member 2 are prepared, and an electrode active material particle and an electrolytic solution are placed in a space surrounded by the sealing material 1 and the bottom surface member 2.
  • the electrode active material composition 3 containing the above is supplied.
  • the method for supplying the electrode active material composition 3 is not particularly limited, and known coating methods such as a spray coater method, a flow coater method, a die coater method, a roll coater method, a blade coater method, a rod coater method, and a bar coater method are used.
  • a construction method can be used.
  • the amount of the electrode active material composition 3 to be supplied is not particularly limited, and an amount that becomes the thickness of the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer described later may be supplied. Subsequently, the sealing material 1, the bottom surface member 2, and the electrode active material composition 3 used in the supply step will be described.
  • the encapsulant 1 is not particularly limited as long as it is a material durable to the electrolytic solution, but a polymer material is preferable, and a thermosetting polymer material is more preferable.
  • the thermosetting polymer material include epoxy resins, polyolefin resins, polyurethane resins, polyvinylidene fluoride resins and the like, and epoxy resins are preferable because they have high durability and are easy to handle.
  • a double-sided tape-shaped sealing member (a sealing member formed by applying the above-mentioned thermosetting polymer material or the like on both sides of a flat base material) can be preferably used.
  • a known one such as a three-layer structure seal film (a film in which a modified polypropylene film is laminated on top of a polyethylene naphthalate film) or the like can be used.
  • the shape of the sealing material 1 is not particularly limited, and examples thereof include a polygon such as a triangle, a quadrangle, and a pentagon, a circle, an ellipse, and the like, but a quadrangle is preferable.
  • the size, height, and thickness of the sealing material 1 are not particularly limited, and may be appropriately set according to the lithium ion battery to be manufactured.
  • the size of the sealing material 1 for example, in the case of a quadrangle, the length of one piece is preferably 30 to 2000 mm, more preferably 70 to 1000 mm.
  • the height of the sealing material 1 is about the same as that of the electrode active material layer 4 described later, and is preferably 150 to 1500 mm, more preferably 250 to 1000 mm, for example. It may be higher than the electrode active material layer 4 described later, and the height may be adjusted by appropriately cutting or the like after forming the electrode active material layer 4.
  • the thickness of the sealing material 1 is preferably, for example, 5 to 20 mm, more preferably 10 to 20 mm, from the viewpoint of imparting sufficient strength to the sealing material 1.
  • Examples of the method for obtaining the frame-shaped sealing material 1 include a method of performing a punching step of performing a predetermined punching process on a sheet-shaped thermosetting polymer material.
  • the punching step may or may not be performed continuously with the supply step, the compression step, and the combination step.
  • a mask material may be arranged on the surface of the sealing material 1.
  • the electrode active material composition 3 may spill out of the frame of the sealing material 1, but in the recovery step, the mask material is recovered and outside the frame of the sealing material 1 ( The electrode active material composition 3 spilled on the mask material) can be recovered. The recovery process will be described later.
  • the mask material is not particularly limited, and a known material such as a metal mask material or a resin film mask material can be used.
  • the bottom surface member 2 may be a mold release material or an electrode current collector, but the bottom surface member 2 is preferably an electrode current collector.
  • a transfer step of transferring the electrode active material layer from the bottom member 2 to the electrode current collector is required, but when the bottom member 2 is an electrode current collector, the transfer step is required. Can be omitted, so that the manufacturing speed can be further improved.
  • the electrode current collector may be a positive electrode current collector or a negative electrode current collector. A positive electrode current collector, a negative electrode current collector, and a mold release material that can be used as the bottom member 2 will be described.
  • the positive electrode current collector As the positive electrode current collector, a current collector used in a known lithium ion battery can be used. For example, a known metal current collector and a resin current collector composed of a conductive material and a resin (Japanese Patent Laid-Open No. The resin current collectors and the like described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-150905 and International Publication No. 2015-005116, etc.) can be used.
  • the positive electrode current collector is preferably a resin current collector from the viewpoint of battery characteristics and the like.
  • the metal collector examples include copper, aluminum, titanium, nickel, tantalum, niobium, hafnium, zirconium, zinc, tungsten, bismuth, antimony, alloys containing one or more of these metals, and a group consisting of stainless alloys.
  • a metal current collector in which the metal material is formed on the surface of a base material made of a material other than the metal material by a method such as sputtering, electrodeposition, or coating may be used.
  • the resin current collector preferably contains a conductive filler and a matrix resin.
  • the matrix resin include polyethylene (PE), polypropylene (PP), polymethylpentene (PMP), polycycloolefin (PCO), polyethylene terephthalate (PET), polyether nitrile (PEN), and polytetrafluoroethylene (PTFE). ), Styrene-butadiene rubber (SBR), polyacrylonitrile (PAN), polymethylacrylate (PMA), polymethylmethacrylate (PMMA), polyvinylidene fluoride (PVdF), epoxy resin, silicone resin, or a mixture thereof. ..
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • PMP polymethylpentene
  • PCO polycycloolefin
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyether nitrile
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • SBR Styrene-butadiene rubber
  • PAN polyacrylonitrile
  • polyethylene (PE), polypropylene (PP), polymethylpentene (PMP) and polycycloolefin (PCO) are preferable, and polyethylene (PE), polypropylene (PP) and polymethylpentene are more preferable. (PMP).
  • the conductive filler is selected from materials having conductivity. Specifically, metals [nickel, aluminum, stainless steel (SUS), silver, copper, titanium, etc.], carbon [graphite and carbon black (acetylene black, ketjen black, furnace black, channel black, thermal lamp black, etc.), etc.), etc. ], And mixtures thereof, etc., but are not limited to these. These conductive fillers may be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may use these alloys or metal oxides. From the viewpoint of electrical stability, aluminum, stainless steel, carbon, silver, copper, titanium and mixtures thereof are preferable, silver, aluminum, stainless steel and carbon are more preferable, and carbon is even more preferable. Further, as these conductive fillers, a conductive material (a metal one among the above-mentioned conductive filler materials) may be coated around a particle-based ceramic material or a resin material by plating or the like.
  • the average particle size of the conductive filler is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 10 ⁇ m, more preferably 0.02 to 5 ⁇ m, and 0, from the viewpoint of the electrical characteristics of the battery. It is more preferably .03 to 1 ⁇ m.
  • particle diameter means the maximum distance L among the distances between arbitrary two points on the contour line of a particle.
  • SEM scanning electron microscope
  • TEM transmission electron microscope
  • the shape (form) of the conductive filler is not limited to the particle form, and may be a form other than the particle form, or may be a form practically used as a so-called filler-based conductive material such as carbon nanotubes.
  • the conductive filler may be a conductive fiber whose shape is fibrous.
  • the conductive fiber carbon fiber such as PAN-based carbon fiber and pitch-based carbon fiber, conductive fiber obtained by uniformly dispersing a metal having good conductivity or graphite in synthetic fiber, and a metal such as stainless steel are used as fibers. Examples thereof include carbonized metal fibers, conductive fibers in which the surface of organic fibers is coated with metal, and conductive fibers in which the surface of organic fibers is coated with a resin containing a conductive substance. Among these conductive fibers, carbon fibers are preferable. Further, a polypropylene resin kneaded with graphene is also preferable.
  • the conductive filler is a conductive fiber, its average fiber diameter is preferably 0.1 to 20 ⁇ m.
  • the weight ratio of the conductive filler in the resin current collector is preferably 5 to 90% by weight, more preferably 20 to 80% by weight.
  • the weight ratio of the conductive filler is preferably 20 to 30% by weight.
  • the resin current collector may contain other components (dispersant, crosslink accelerator, crosslinker, colorant, ultraviolet absorber, plasticizer, etc.) in addition to the matrix resin and the conductive filler. Further, a plurality of resin current collectors may be laminated and used, or a resin current collector and a metal foil may be laminated and used.
  • the size (area) of the positive electrode current collector may be appropriately set according to the lithium ion battery to be manufactured, but is preferably about the same as the size of the frame-shaped sealing material 1 described above.
  • the thickness of the positive electrode current collector is not particularly limited, but is preferably 5 to 150 ⁇ m. When a plurality of resin current collectors are laminated and used as a positive electrode current collector, the total thickness after lamination is preferably 5 to 150 ⁇ m.
  • the positive electrode current collector can be obtained, for example, by forming a conductive resin composition obtained by melt-kneading a matrix resin, a conductive filler, and a dispersant for a filler used if necessary into a film by a known method. ..
  • Examples of the method for molding the conductive resin composition into a film include known film molding methods such as the T-die method, the inflation method, and the calender method.
  • the positive electrode current collector can also be obtained by a molding method other than film molding.
  • the negative electrode current collector will be described.
  • the negative electrode current collector is preferably a resin current collector from the viewpoint of battery characteristics and the like.
  • the size (area) of the negative electrode current collector may be appropriately set according to the lithium ion battery to be manufactured, but is preferably about the same as the size of the frame-shaped encapsulant 1 described above.
  • the thickness of the negative electrode current collector is not particularly limited, but is preferably 5 to 150 ⁇ m.
  • the mold release material will be described.
  • the release material is not particularly limited, and a known release paper, release film, metal foil, or the like can be appropriately selected and used.
  • a release paper based on glassin paper, kraft paper, clay coat paper, etc. non-fluororesin such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene, polypropylene, polyimide, PTFE, ETFE, ethylene-hexafluoro, etc.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PET polyethylene
  • polypropylene polypropylene
  • polyimide polyimide
  • PTFE polyimide
  • ETFE ethylene-hexafluoro
  • a release film such as a propylene copolymer
  • a fluororesin such as PFA and PVdF
  • a metal foil such as a copper foil and an aluminum foil.
  • the size (area) of the release material may be appropriately set according to the lithium ion battery to be manufactured, but is preferably about the same as the size of the frame-shaped sealing material 1 described above.
  • the thickness of the release material is not particularly limited, but is preferably 5 to 150 ⁇ m.
  • the electrode active material composition 3 may be a positive electrode active material composition or a negative electrode active material composition. First, a case where the electrode active material composition 3 is a positive electrode active material composition will be described.
  • the positive electrode active material composition contains positive electrode active material particles and an electrolytic solution.
  • composite oxide of lithium and transition metal ⁇ composite oxide is a transition metal is one (LiCoO 2, LiNiO 2, LiAlMnO 4, LiMnO 2 and LiMn 2 O 4, etc.), transition metal elements
  • transition metal elements There composite oxide is a two (e.g. LiFeMnO 4, LiNi 1-x Co x O 2, LiMn 1-y Co y O 2, LiNi 1/3 Co 1/3 Al 1/3 O 2 and LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2) and the metal element is three or more in a composite oxide [e.g.
  • lithium-containing transition metal phosphate for example, LiFePO 4 , LiCoPO 4 , LiMnPO 4 and LiNiPO). 4
  • transition metal oxides eg MnO 2 and V 2 O 5
  • transition metal sulfides eg MoS 2 and TiS 2
  • conductive polymers eg polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene and poly-p-phenylene.
  • polyvinylcarbazole and the like, and two or more kinds may be used in combination.
  • the lithium-containing transition metal phosphate may be one in which a part of the transition metal site is replaced with another transition metal.
  • the volume average particle size of the positive electrode active material particles is preferably 0.01 to 100 ⁇ m, more preferably 0.1 to 35 ⁇ m, and further preferably 2 to 30 ⁇ m from the viewpoint of the electrical characteristics of the battery. preferable.
  • the positive electrode active material particles may be coated positive electrode active material particles in which at least a part of the surface thereof is coated with a coating material containing a polymer compound.
  • a coating material containing a polymer compound When the periphery of the positive electrode active material particles is coated with a coating material, the volume change of the positive electrode is alleviated and the expansion of the positive electrode can be suppressed.
  • those described as active material coating resins in JP-A-2017-054703 and International Publication No. 2015-005117 can be preferably used.
  • the covering material may contain a conductive agent.
  • the conductive agent the same conductive filler as that contained in the positive electrode current collector can be preferably used.
  • electrolytic solution examples include those containing an electrolyte and a non-aqueous solvent.
  • electrolyte those used in known electrolytes can be used.
  • lithium salts of inorganic acids such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiN (FSO 2 ) 2 and LiClO 4 can be used.
  • Lithium salts of organic acids such as LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 and LiC (CF 3 SO 2 ) 3 are mentioned, and LiN (FSO 2 ) 2 (also referred to as LiFSI). ) Or LiPF 6 .
  • the electrolyte concentration of the electrolytic solution is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 5 mol / L, more preferably 0.8 to 4 mol / L, and further preferably 1 to 2 mol / L. preferable.
  • non-aqueous solvent those used in known electrolytic solutions can be used, and for example, a lactone compound, a cyclic or chain carbonate, a chain carboxylic acid ester, a cyclic or chain ether, a phosphoric acid ester, or a nitrile can be used.
  • a lactone compound a cyclic or chain carbonate, a chain carboxylic acid ester, a cyclic or chain ether, a phosphoric acid ester, or a nitrile
  • Compounds, amide compounds, sulfones, sulfolanes and the like and mixtures thereof can be used.
  • lactone compound examples include a 5-membered ring ( ⁇ -butyrolactone, ⁇ -valerolactone, etc.) and a 6-membered ring lactone compound ( ⁇ -valerolactone, etc.).
  • Examples of the cyclic carbonate include propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate and the like.
  • Examples of the chain carbonate ester include dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl-n-propyl carbonate, ethyl-n-propyl carbonate, di-n-propyl carbonate and the like.
  • Examples of the chain carboxylic acid ester include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate and the like.
  • Examples of the cyclic ether include tetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,3-dioxolane, 1,4-dioxane and the like.
  • Examples of the chain ether include dimethoxymethane and 1,2-dimethoxyethane.
  • phosphate ester examples include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, ethyl dimethyl phosphate, diethyl methyl phosphate, tripropyl phosphate, tributyl phosphate, tri (trifluoromethyl) phosphate, tri (trichloromethyl) phosphate, and so on.
  • Examples of the nitrile compound include acetonitrile and the like.
  • Examples of the amide compound include DMF and the like.
  • Examples of the sulfone include dimethyl sulfone and diethyl sulfone.
  • One type of non-aqueous solvent may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • lactone compounds, cyclic carbonates, chain carbonates and phosphate esters are preferable from the viewpoint of battery output and charge / discharge cycle characteristics, and lactone compounds, cyclic carbonates and chains are more preferable.
  • a carbonic acid ester is particularly preferable, and a mixed solution of a cyclic carbonic acid ester and a chain carbonic acid ester is particularly preferable.
  • the most preferable is a mixed solution of ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (DMC), or a mixed solution of ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC).
  • the positive electrode active material composition may contain a conductive auxiliary agent.
  • a conductive material similar to the conductive filler contained in the positive electrode current collector can be preferably used.
  • the conductive auxiliary agent is preferably contained in a range in which the weight ratio of the conductive auxiliary agent in the positive electrode active material layer is 3 to 10% by weight when the positive electrode active material layer is formed.
  • the positive electrode active material composition preferably does not contain a binder.
  • a non-binding positive electrode active material layer can be formed.
  • the non-binding body means that the positive electrode active material particles are not fixed in position by a binder (also referred to as a binder), and the positive electrode active material particles and the positive electrode active material particles and the positive electrode current collector are irreversible. It means that it is not fixed to.
  • the positive electrode active material layer is a non-bonded body, the positive electrode active material particles are not irreversibly fixed to each other, so that the electrodes of the positive electrode active material particles can be separated without being mechanically destroyed, and the positive electrode can be separated.
  • the binder means a drug that cannot reversibly fix the positive electrode active material particles to each other and the positive electrode active material particles and the positive electrode current collector, and is starch, polyvinylidene fluoride, or polyvinyl.
  • examples thereof include known solvent-drying type binders for lithium ion batteries such as alcohol, carboxymethyl cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, styrene-butadiene rubber, polyethylene and polypropylene.
  • binders are used by dissolving or dispersing in a solvent, and by volatilizing and distilling off the solvent, the surface solidifies without showing adhesiveness. Therefore, the positive electrode active material particles and the positive electrode active material particles and the positive electrode collection It cannot be reversibly fixed to the electric body.
  • the positive electrode active material composition may contain an adhesive resin.
  • the adhesive resin include those prepared by mixing a small amount of an organic solvent with the non-aqueous secondary battery active material coating resin described in JP-A-2017-054703 and adjusting the glass transition temperature to room temperature or lower. Further, those described as a pressure-sensitive adhesive in JP-A No. 10-255805 can be preferably used.
  • the adhesive resin is a resin having adhesiveness (property of adhering by applying a slight pressure without using water, solvent, heat, etc.) without solidifying even if the solvent component is volatilized and dried. Means.
  • a solution-drying type electrode binder used as a binder means a binder that dries and solidifies by volatilizing a solvent component to firmly bond and fix active material particles to each other. Therefore, the above-mentioned binder (solution-drying type electrode binder) and the adhesive resin are different materials.
  • the negative electrode active material composition contains negative electrode active material particles and an electrolytic solution.
  • Negative electrode active material particles examples include carbon-based materials [graphite, non-graphitizable carbon, amorphous carbon, calcined resin (for example, phenol resin, furan resin, etc. calcined and carbonized), cokes (for example, pitch coke, etc.).
  • silicon-based materials silicon, silicon oxide (SiOx), silicon-carbon composite (carbon particles whose surface is coated with silicon and / or silicon carbide, silicon particles or Silicon oxide particles whose surface is coated with carbon and / or silicon carbide, silicon carbide, etc.) and silicon alloys (silicon-aluminum alloy, silicon-lithium alloy, silicon-nickel alloy, silicon-iron alloy, silicon-titanium alloy, etc.
  • the negative electrode active material particles those that do not contain lithium or lithium ions inside may be pre-doped with a part or all of the negative electrode active material particles containing lithium or lithium ions in advance.
  • carbon-based materials, silicon-based materials and mixtures thereof are preferable from the viewpoint of battery capacity and the like, graphite, non-graphitizable carbon and amorphous carbon are more preferable as carbon-based materials, and silicon-based materials are more preferable. , Silicon oxide and silicon-carbon composites are more preferred.
  • the volume average particle diameter of the negative electrode active material particles is preferably 0.01 to 100 ⁇ m, more preferably 0.1 to 20 ⁇ m, and even more preferably 2 to 10 ⁇ m from the viewpoint of the electrical characteristics of the battery.
  • the volume average particle size of the negative electrode active material particles means the particle size (Dv50) at an integrated value of 50% in the particle size distribution obtained by the microtrack method (laser diffraction / scattering method).
  • the microtrack method is a method for obtaining a particle size distribution using scattered light obtained by irradiating particles with laser light.
  • a microtrack or the like manufactured by Nikkiso Co., Ltd. can be used for measuring the volume average particle size.
  • the negative electrode active material particles may be coated negative electrode active material particles in which at least a part of the surface thereof is coated with a coating material containing a polymer compound.
  • a coating material containing a polymer compound When the periphery of the negative electrode active material particles is coated with a coating material, the volume change of the negative electrode can be alleviated and the expansion of the negative electrode can be suppressed.
  • the same material as the coating material constituting the coated positive electrode active material particles can be preferably used.
  • Electrolytic solution As the composition of the electrolytic solution, an electrolytic solution similar to the electrolytic solution contained in the positive electrode active material composition can be preferably used.
  • the negative electrode active material composition may contain a conductive auxiliary agent.
  • a conductive material similar to the conductive filler contained in the positive electrode active material composition can be preferably used. It is preferable that the weight ratio of the conductive auxiliary agent in the negative electrode active material layer is in the range of 2 to 10% by weight.
  • the negative electrode active material composition may contain an adhesive resin.
  • the adhesive resin the same adhesive resin as the adhesive resin which is an optional component of the positive electrode active material composition can be preferably used.
  • the negative electrode active material composition preferably does not contain a binder.
  • a non-binder negative electrode active material layer can be formed.
  • the reason why the negative electrode active material layer is preferably non-bound is the same as the reason why the positive electrode active material layer is preferably non-bound.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing an example of a compression process constituting the method for manufacturing a lithium ion battery of the present invention.
  • the electrode active material composition 3 supplied to the space surrounded by the sealing material 1 and the bottom surface member 2 is compressed by the compressor 5 to form the electrode active material layer 4.
  • the electrode active material layer 4 becomes a positive electrode active material layer when the above-mentioned positive electrode active material composition is compressed by the compressor 5, and the negative electrode active material layer 4 becomes a negative electrode active material when the above-mentioned negative electrode active material composition is compressed by the compressor 5.
  • a layer The thickness of the electrode active material layer 4 is not particularly limited, and is preferably 150 to 600 ⁇ m, more preferably 200 to 450 ⁇ m from the viewpoint of battery performance.
  • the compressor 5 is not particularly limited, and examples thereof include a roll press machine, a vacuum press machine, a hydraulic press machine, and a hydraulic press machine.
  • the distance between the press rolls is not particularly limited and can be appropriately set according to the thickness and density of the electrode active material layer 4, for example, 100 to 1000 ⁇ m. preferable.
  • the speed of compression in the compression step is not particularly limited, but can be appropriately set to a speed at which the bottom surface member 2 and the electrode active material layer 4 do not bend or wrinkle.
  • the compressor 5 is a roll press machine.
  • the rotation speed of the roll is preferably 1 to 20 m / min from the viewpoint of maintaining a sufficient compression holding time.
  • the linear pressure applied by the compressor 5 to the electrode active material composition 3 is preferably 35 to 3500 N / cm.
  • the linear pressure applied by the compressor 5 to the electrode active material composition 3 means the linear pressure calculated from the load obtained by the load cell attached to the compressor 5 and the thickness of the electrode active material layer after compression. To do.
  • the electrode can be obtained by compressing the electrode active material composition 3 in the compression step to form the electrode active material layer 4 on the electrode current collector. ..
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing an example of a recovery step, which is a preferred embodiment of the method for manufacturing a lithium ion battery of the present invention.
  • the conveying means 60 conveys the sealing material 1 on which the mask material 6 is arranged on the surface and the bottom surface member 2 in one direction (the direction indicated by the arrow in FIG. 3), and the sealing material.
  • the electrode active material composition 3 is supplied by the supply means 40 to the space surrounded by 1 and the bottom surface member 2.
  • the electrode active material composition 3 supplied by the supply means 40 is compressed by the compressor 5 to form the electrode active material layer 4.
  • the mask material 6 arranged on the surface of the sealing material 1 is separated from the sealing material 1 by the collecting means 50, and is recovered together with the electrode active material composition 3 spilled on the mask material 6.
  • the recovered electrode active material composition 3 can be reused. Further, by measuring the state (scattering condition) of the electrode active material composition 3 on the mask material 6 with a camera 70 or the like, the result can be fed back to the supply process and the compression process.
  • the recovery step may or may not be performed continuously with the supply step, the compression step, and the combination step.
  • the electrode active material composition 3 spilled on the mask material 6 during the supply step and the compression step is referred to as the electrode active material composition 3 even after the compression step.
  • An electrode can be obtained by further including a transfer step in which the electrode manufacturing step transfers the electrode active material layer 4 formed in the compression step from the bottom surface member 2 to the electrode current collector.
  • the transfer step for example, when the bottom surface member 2 is the above-mentioned mold release material, the electrode can be obtained by transferring the electrode active material layer 4 from the bottom surface member 2 which is the mold release material to the electrode current collector. Further, when the bottom surface member 2 is an electrode current collector, a new electrode can be obtained by transferring the electrode active material layer 4 from the bottom surface member 2 which is an electrode current collector to another electrode current collector. ..
  • the transfer step is not particularly limited, and a known transfer method can be used. Specifically, the electrode can be obtained by stacking the electrode active material layer 4 on the electrode current collector, heating or pressurizing the electrode, and then peeling off the bottom surface member 2.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an example of a combination process constituting the method for manufacturing a lithium ion battery of the present invention.
  • the positive electrode 10 having the positive electrode current collector 11, the positive electrode active material layer 12 and the sealing material 1, the separator 30, and the negative electrode 20 having the negative electrode current collector 21, the negative electrode active material layer 22 and the sealing material 1
  • the lithium ion battery 100 can be obtained by heating and adhering the sealing material 1 in combination with the above.
  • the method for heating the sealing material 1 is not particularly limited, and for example, an impulse sealer or the like can be used.
  • the above-mentioned electrolytic solution may be separately injected.
  • the method for manufacturing a lithium ion battery of the present invention includes a step of manufacturing a positive electrode 10 and a negative electrode 20 by an electrode manufacturing step, and a combination step of combining a positive electrode 10, a separator 30, and a negative electrode 20. It is preferable that the compression step and the combination step are continuously performed.
  • the electrode manufacturing step further includes a transfer step, the electrode manufacturing step includes a step of manufacturing the positive electrode 10 and the negative electrode 20, and a combination step of combining the positive electrode 10, the separator 30, and the negative electrode 20. It is preferable that the supply step, the compression step, the transfer step and the combination step are continuously performed.
  • “continuously performed” means a series of electrode manufacturing steps (supply step and compression step, and if necessary, punching step, recovery step and transfer step) and combination step. It means that it is done on the production line.
  • the "series of manufacturing lines” include, for example, a positive electrode manufacturing process line for manufacturing a positive electrode and a negative electrode manufacturing process line for manufacturing a negative electrode, and includes a positive electrode manufacturing process line and a negative electrode manufacturing process line. For example, a case where a line is formed by merging and performing a combination process.
  • the separator 30 used in the combination step is not particularly limited, and for example, a porous film made of polyethylene or polypropylene, a laminated film of the above-mentioned porous film (laminated film of a porous polyethylene film and a porous polypropylene, etc.), a synthetic film, etc.
  • a separator used in known lithium-ion batteries such as non-woven films made of fibers (polyester fibers, aramid fibers, etc.) or glass fibers, and ceramic fine particles such as silica, alumina, and titania attached to their surfaces. Can be done.
  • the lithium ion battery obtained by the method for producing a lithium ion battery of the present invention has a set of positive electrode current collectors, positive electrode active material layers, separators, negative electrode active material layers and negative electrode current collectors stacked in this order.
  • the positive electrode active material layer and the outer periphery of the negative electrode active material layer are sealed with a sealing material, and an electrolytic solution is sealed.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an example of a lithium ion battery manufactured by the method for manufacturing a lithium ion battery of the present invention. As shown in FIG.
  • the lithium ion battery 100 has a set of positive electrode current collectors 11 and positive electrode active material layers 12, separators 30, negative electrode active material layers 21, and negative electrode current collectors 22 stacked in this order.
  • the outer periphery of the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 22 is sealed with the sealing material 1, and the electrolytic solution is sealed.
  • a power generation element obtained by laminating an electrode sheet obtained by applying an active material on a sheet and then pressurizing with a pressure roll and a separator is described as an electric vehicle and a hybrid electric vehicle. It is disclosed that it is suitable as a power generation element used in a high energy density lithium ion battery that can be used as a power source or the like.
  • the method for producing an electrode described in JP-A-2016-181469 has a problem that it cannot be applied when the fluidity of the electrode composition to be coated is low. Specifically, a uniform coating film cannot be formed due to the low fluidity of the electrode composition. Further, since the pressurized electrode composition is brittle, cracks or chips may occur when the electrode sheet is cut. For these reasons, there is a problem that the battery performance such as durability is not sufficient when the electrode sheet is used as a battery.
  • the method and apparatus for manufacturing the lithium ion electrode material shown below are made in view of the above problems, and are uniform on the current collector at predetermined intervals even when the fluidity of the electrode composition is low.
  • the electrode composition layer can be arranged.
  • the electrode material for a lithium ion battery obtained by the method for producing an electrode material for a lithium ion battery has an electrode composition in which an electrode composition layer composed of an electrode composition containing an electrode active material is arranged on the surface of a continuous sheet-like base material.
  • the material layer arrangement portion is arranged intermittently.
  • the electrode composition layer arrangement portion When the electrode composition layer arrangement portion is intermittently arranged on the surface of the continuous sheet-like base material, the electrode composition layer arrangement portion and the electrode composition layer are arranged on the surface of one base material. It means a state in which a portion (non-arranged portion of the electrode composition layer) is present, two or more electrode composition layer-arranged portions are present, and the portions are not in contact with each other.
  • the distance between the electrode composition layer arrangement portions provided so as not to come into contact with each other may be constant or different.
  • the electrode composition layer arranged in the electrode composition layer arrangement portion functions as an electrode for a lithium ion battery by being arranged on the current collector. Therefore, when the base material is a current collector, the electrode material for the lithium ion battery can be used as the electrode for the lithium ion battery. On the other hand, when the base material is not a current collector, the electrode for a lithium ion battery can be obtained by moving the electrode composition layer onto the current collector.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing an example of an electrode material for a lithium ion battery manufactured by a method for manufacturing an electrode material for a lithium ion battery.
  • an electrode composition in which an electrode composition layer 120 composed of an electrode composition containing an electrode active material is arranged on the surface of a continuous sheet-shaped base material 110.
  • the layer arrangement portion is arranged intermittently.
  • Electrode composition layer arrangement portion On the surface of the base material 110, a region other than the region where the electrode composition layer 120 is arranged (electrode composition layer arrangement portion) is also referred to as an electrode composition layer non-arrangement portion.
  • the electrode composition layer arrangement portion on which the electrode composition layer 120 is arranged has an island shape surrounded by the electrode composition layer non-arrangement portion, and the electrode composition layer non-arrangement portion and the islands. It can be said that the electrode composition layer-arranged portions are arranged alternately.
  • the electrode material for a lithium ion battery obtained by the method for manufacturing an electrode material for a lithium ion battery is viewed from a cut surface cut in a direction along the longitudinal direction of the base material and in a direction perpendicular to the thickness direction of the base material.
  • the electrode composition layer arrangement portion and the electrode composition layer non-arrangement portion are alternately arranged in the.
  • the electrode material 200 for a lithium ion battery shown in FIG. 6 there are regions where the electrode composition layer is not provided at both ends in the width direction of the base material 110, but the electrode material 200 for a lithium ion battery can be obtained by the method for producing the electrode material.
  • the electrode composition layer may be arranged up to the end portion in the width direction of the base material. In this case, it can be said that the electrode composition layer-arranged portion and the electrode composition layer-non-arranged portion on which the electrode composition layer is arranged are arranged in stripes, respectively.
  • the base material is cut as necessary to form an electrode composition layer arrangement portion. To separate. At this time, by setting the position where the base material is cut to the non-arranged portion of the electrode composition layer, it is not necessary to cut the arranged portion of the electrode composition layer, and the electrode composition layer is less likely to be cracked or chipped. As a result, a lithium ion battery having excellent battery performance such as durability can be manufactured.
  • an electrode composition layer arrangement portion in which an electrode composition layer composed of an electrode composition containing an electrode active material is arranged intermittently on the surface of a continuous sheet-like base material.
  • a method for producing an arranged electrode material for a lithium ion battery wherein the electrode composition is continuously supplied onto the base material, and the electrode composition is supplied onto the base material by the supply step.
  • a pressurizing step of pressurizing an object to obtain the electrode composition layer and a part of the electrode composition supplied onto the base material by the supply step are removed, and the electrode composition layer is placed on the base material. It is characterized by comprising a removing step of forming an arrangement portion.
  • the order of the removal step and the pressurization step is not particularly limited. Therefore, the removing step may be performed and then the pressurizing step may be performed, or the pressurizing step may be performed and then the removing step may be performed. Further, the pressurizing step and the removing step may be performed at the same time. The case where the removal step is first performed and then the pressurization step is performed will be described below.
  • the electrode composition containing the electrode active material is continuously supplied on a continuous sheet-like base material.
  • Continuously supplying means that the electrode composition is supplied without interruption so as to straddle two or more electrode composition layer arrangement portions formed by the removal step described later.
  • the electrode composition may be supplied intermittently.
  • the electrode composition formed on the base material by intermittently supplying the electrode composition is removed by two or more electrode composition layer arrangement portions by a removal step described later. Must be. Therefore, when only one electrode composition layer arrangement portion is formed in one intermittently supplied electrode composition, it cannot be said that the electrode composition is continuously supplied on the base material.
  • the continuous sheet shape means having a sufficient length for intermittently arranging a plurality of electrode composition layer arranging portions on a single base material.
  • the supply on the base material includes not only the case where the electrode composition is directly supplied to the surface of the base material but also the case where the electrode composition is supplied on another member arranged on the base material. Therefore, in the supply step, the electrode composition is directly or indirectly supplied onto the base material.
  • the thickness of the electrode composition supplied on the substrate may be adjusted if necessary.
  • Examples of the method for adjusting the thickness of the electrode composition include a method using a squeegee, a rotating roller, a doctor blade, an applicator and the like.
  • the step of adjusting the thickness of the electrode composition may be carried out by an apparatus used in the above-mentioned supply step, or may be carried out by using an apparatus different from the apparatus used in the supply step.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an example of the supply process.
  • the electrode composition 220 is continuously supplied onto the sheet-shaped base material 110.
  • the electrode composition 220 is continuously supplied from the hopper 210 arranged on the base material 110 while changing the relative positions of the hopper 210 capable of quantitatively supplying the electrode composition 220 and the base material 110.
  • a method of supplying to can be used.
  • the method of changing the relative positions of the hopper 210 and the base material 110 is not particularly limited, and the base material 110 may be moved in one direction by a belt conveyor. Further, a method in which wheels are provided on the hopper 210 to drive the wheels, a method in which the hopper 210 is wound in one direction by a winch, or the like may be used.
  • the hopper 210 corresponds to a supply means in a device for manufacturing an electrode material for a lithium ion battery, which will be described later.
  • the rate of change in the relative position between the hopper 210 and the base material 110 can be appropriately adjusted depending on the density and thickness of the electrode composition layer and the viscosity of the electrode composition layer.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing another example of the supply process.
  • the electrode composition 220A is intermittently supplied onto the sheet-shaped base material 110 by a quantitative supply device (not shown).
  • the intermittently supplied electrode composition 220A is adjusted in thickness by passing between the base material 110 and the squeegee 230 to become the electrode composition 220B.
  • One electrode composition 220B becomes two or more electrode composition layer arrangement portions by performing a removal step later. That is, in the supply step shown in FIG. 8, since the electrode composition is supplied so as to straddle the two or more electrode composition layer arrangement portions formed in the subsequent removal step, the electrode composition is continuously supplied. It can be said that it is.
  • the hopper and the squeegee used as needed correspond to the supply means in the apparatus for manufacturing the electrode material for a lithium ion battery, which will be described later.
  • the constituent material is not particularly limited as the base material.
  • the current collector itself may be used as the base material.
  • the electrode composition layer formed on the surface of the base material may be peeled off from the base material.
  • a current collector is used as the base material, it is not necessary to peel off the electrode composition layer.
  • the electrode current collector described in the method for manufacturing a lithium ion battery of the present invention can be preferably used.
  • a base material other than the current collector a sheet-like material that does not function as a current collector [polymer film (polyester film, polyolefin sheet, Teflon (registered trademark) sheet, etc.), paper, etc.] or the like can be used. ..
  • the base material may be a composite material.
  • Examples of cases where the base material is a composite material include a current collector and a framed current collector having an insulator (also referred to as a frame-shaped member) arranged in an annular shape along the outer circumference of the current collector. Can be mentioned.
  • the electrode active material composition described in the method for producing a lithium ion battery of the present invention can be preferably used.
  • the removing step a part of the electrode composition supplied on the base material is removed to form an electrode composition layer arrangement portion on the base material.
  • the region where the electrode composition layer arrangement portion is not formed becomes the electrode composition layer non-arrangement portion.
  • a mask layer having an opening at a position corresponding to the arrangement pattern of the electrode composition layer arrangement portion is used as a base before the supply step.
  • Examples thereof include a method of placing the electrode composition on the surface of the material and removing the electrode composition supplied onto the mask layer from the base material after the supply step.
  • the step of placing the mask layer having an opening on the surface of the base material is also referred to as a masking step.
  • the position and shape of the opening of the mask layer correspond to the position and shape of the electrode composition layer arrangement portion formed by the removing step.
  • the arrangement pattern of the electrode composition layer arrangement portion includes the position, shape, size of the electrode composition layer arrangement portion, the arrangement of a plurality of electrode composition layer arrangement portions, and the like. , Refers to the arrangement of the electrode composition layer arrangement portion.
  • a masking step of placing a mask layer having an intermittently arranged opening on the surface of the base material before the removal step is performed.
  • the electrode composition is supplied onto the mask layer and the entire surface of the opening in the supply step, and the removal step is a step of removing the electrode composition supplied on the mask layer from the substrate. Is preferable.
  • FIG. 9A is a perspective view schematically showing an example of a supply process
  • FIG. 9B is a perspective view schematically showing an example of a removal process.
  • a mask layer 240 having openings (A 1 , A 2 , A 3 , A 4 and A 5 ) having a size corresponding to the electrode composition layer arrangement portion was provided. It is placed on the base material 110.
  • the electrode composition 220 is supplied on the mask layer 240 and on the entire surface of the openings (A 1 , A 2 , A 3 , A 4 and A 5 ) of the mask layer 240.
  • the mask layer 240 is removed from the base material 110 in the removing step.
  • the electrode composition 220 arranged in the opening of the mask layer 240 remains on the base material 110.
  • the electrode composition 220 supplied on the mask layer 240 is removed from the base material 110 together with the mask layer 240.
  • the electrode composition 220 remains only in the region where the openings (A 1 , A 2 , A 3 , A 4 and A 5 ) of the mask layer 240 are located, so that the electrode composition 220 is formed on the base material 110.
  • the electrode composition layer arrangement portion which is a provided region, is intermittently formed.
  • a two-step removal step may be performed.
  • the two-step removal step includes, for example, a first removal step of removing at least a part of the electrode composition supplied on the mask layer from the mask layer, and a second removal step of removing the mask layer from the substrate.
  • a first removal step of removing at least a part of the electrode composition supplied on the mask layer from the mask layer and a second removal step of removing the mask layer from the substrate.
  • the electrode composition remaining on the mask layer may be removed together with the mask layer in the second removing step. If at least a part of the electrode composition supplied onto the mask layer is removed by the first removing step, the electrode composition remaining on the mask layer during the second removing step of removing the mask layer from the substrate. It is possible to prevent the object from falling onto the electrode composition arranged in the opening of the mask layer.
  • a plurality of openings provided in the mask layer are provided at positions corresponding to the arrangement pattern of the electrode composition layer arrangement portion.
  • the sizes of the plurality of openings may be the same or different as long as they have a size corresponding to each electrode composition layer arrangement portion. Further, the distances between the openings may be the same or different. That is, in the method for producing an electrode material for a lithium ion battery of the present invention, a mask layer having an opening at a position corresponding to the arrangement pattern of the electrode composition layer arrangement portion is placed on the surface of the base material before the supply step.
  • the electrode composition is supplied onto the mask layer and the entire surface of the opening in the supply step, and the electrode composition supplied on the mask layer is supplied from the substrate in the removal step.
  • the step of removing the entire mask layer is preferable.
  • the mask layer 240 corresponds to a removing means in a device for manufacturing an electrode material for a lithium ion battery, which will be described later.
  • the mask layer having openings can be used without limitation as long as it can be separably stacked on the base material and has a plurality of intermittently arranged openings of a predetermined size at predetermined positions. It is possible to use a metal sheet having an opening, a resin film having an opening, and the like.
  • the mask layer and the base material may be temporarily adhered so that the electrode composition does not enter between the mask layer and the base material in the feeding step.
  • a paint that forms a coating film that can be peeled off from the base material may be applied to the surface of the base material so as to leave a predetermined opening to form a mask layer.
  • Electrode composition supplied on the base material there is a method of removing a part of the electrode composition directly supplied on the base material.
  • a method of removing a part of the electrode composition directly supplied on the base material for example, a cover is placed on the continuously supplied electrode composition at a position corresponding to the arrangement pattern of the electrode composition layer arrangement portion. Examples thereof include a method in which a layer is placed and the electrode composition in a region where the cover layer is not provided is removed. In this case, a part of the electrode composition directly supplied onto the base material (the electrode composition supplied to the region where the cover layer is not provided) is removed, so that the electrode composition is supplied onto the base material.
  • the layer arrangement portion is arranged intermittently.
  • the removal step 2 when the removal step 2 is performed, the removal step removes a part of the electrode composition directly supplied onto the substrate, and the electrode composition is not removed. It is preferable that the step is to use the material as the electrode composition layer arrangement portion.
  • FIGS. 10A, 10B and 10C are perspective views schematically showing another example of the removal step.
  • a cover layer 140 having a size corresponding to the electrode composition layer arrangement portion is placed on the electrode composition 220 at a place where the electrode composition layer is arranged.
  • the position where the cover layer 140 is placed is each region (B 1 , B 2 , B 3 , B 4 and B 5 ) where the electrode composition layer is arranged.
  • the electrode composition 220 not covered by the cover layer 140 is suction-removed by the suction device 250.
  • the electrode composition layer arrangement portion which is a region where the electrode composition 220 is provided, is intermittently provided on the base material 110. Can be placed in.
  • the cover layer 140 does not have to cover the entire unremoved portion of the electrode composition 220.
  • the electrode composition 220 may be exposed at the central portion of each cover layer 140.
  • a region not covered by the cover layer 140 covers so as not to remove the electrode composition 220 in the region surrounded by the cover layer 140.
  • the electrode composition layer arrangement portion can be intermittently arranged by removing the electrode composition 220 (excluding the portion exposed in the central portion of the layer 140).
  • Examples of the method of removing the electrode composition in the region not covered by the cover layer 140 include a method of blowing off the electrode composition on the substrate by using air blow or the like in addition to suction.
  • the cover layer 140 corresponds to a removing means in a device for manufacturing an electrode material for a lithium ion battery, which will be described later.
  • the material constituting the cover layer is not particularly limited as long as the electrode composition covered with the cover layer can be protected from the removing means and the electrode composition under the cover layer can be left on the base material.
  • cover layers 140 shown in FIGS. 10B and 10C are separated from each other, the cover layers used in the removing step may be connected to each other and integrated. However, it is limited to those that do not hinder the removal of the electrode composition by the configuration in which the cover layers are connected to each other.
  • the electrode composition layer arrangement portion is illustrated in one row, but the arrangement electrode composition layer arrangement portion has each electrode composition.
  • the material layer arranging portions are intermittently arranged, two or more rows composed of the electrode composition layer non-arranged portions and the electrode composition layer arranging portions arranged alternately may be arranged.
  • Electrode composition layer is located at a position corresponding to the arrangement pattern of the electrode composition layer arrangement portion.
  • a mask layer having an opening having an opening having a plan view dimension equal to or larger than the arrangement portion is placed on the surface of the base material, and after the supply step, the cover layer is placed at a position corresponding to the arrangement pattern of the electrode composition layer arrangement portion. Then, a method of removing the mask layer from the substrate after removing at least a part of the electrode composition in the region where the cover layer is not provided can be mentioned.
  • the step of placing the mask layer having an opening on the surface of the base material is also referred to as a masking step.
  • the plan view dimension of the opening of the mask layer is set to be equal to or larger than the electrode composition layer arrangement portion.
  • the plan view dimension of the opening of the mask layer is larger than the plan view dimension of the electrode composition layer arrangement portion, a part of the electrode composition arranged in the opening of the mask layer is not covered with the cover layer. It will be. If the electrode composition supplied on the mask layer is removed from the substrate in this state, the arrangement pattern of the obtained electrode composition layer arrangement portion does not match the arrangement pattern of the desired electrode composition layer arrangement portion. ..
  • the cover layer is placed on the electrode composition arranged in the opening of the mask layer so as to have a desired arrangement pattern of the electrode composition layer arrangement portion, and the electrode composition in the region where the cover layer is not provided is provided.
  • the electrode composition layer arrangement portion is formed on the substrate.
  • the electrode composition remaining on the mask layer is the electrode composition layer. It is possible to suppress the fall to the arrangement part.
  • the electrode composition layer arrangement portion or higher is located at a position corresponding to the arrangement pattern of the electrode composition layer arrangement portion before the supply step.
  • a masking step of placing a mask layer having an opening having a plan view dimension on the surface of a base material is provided, and in the supply step, the electrode composition is supplied onto the mask layer and the entire surface of the opening, and a removal step is performed. It is preferable to have a first removing step of removing at least a part of the electrode composition supplied on the mask layer from the mask layer, and a second removing step of removing the mask layer from the base material.
  • FIGS. 11A, 11B, 11C, 12A and 12B are perspective views schematically showing still another example of the removal step.
  • a mask layer 240 having openings (C 1 , C 2 , C 3 , C 4 and C 5 ) having a plan view dimension equal to or larger than the electrode composition layer arrangement portion is provided prior to the feeding step.
  • the electrode composition 220 is supplied on the mask layer 240 and on the entire surface of the openings (C 1 , C 2 , C 3 , C 4 and C 5 ) of the mask layer 240.
  • the cover layer 140 is placed inside the opening of the mask layer 240.
  • the position where the cover layer 140 is placed is each region where the electrode composition layer is placed.
  • the plan view dimensions of the openings (C 1 , C 2 , C 3 , C 4 and C 5 ) provided in the mask layer 240 may be equal to or greater than the plan view dimensions of the cover layer 140.
  • FIG. 11B shows an example in which the plan view dimensions of the openings (C 1 , C 2 , C 3 , C 4 and C 5 ) provided in the mask layer 240 are slightly larger than the plan view dimensions of the cover layer 140.
  • the plan view dimensions of the openings (C 1 , C 2 , C 3 , C 4 and C 5 ) may be the same as the plan view dimensions of the cover layer 140.
  • a first removing step of removing the electrode composition 220 in the region not covered by the cover layer 140 by the aspirator 250 is performed.
  • the plan view dimensions of the openings (C 1 , C 2 , C 3 , C 4 and C 5 ) of the mask layer 240 are larger than the plan view dimensions of the cover layer 140. Therefore, not only the electrode composition 220 on the mask layer 240, but also the electrode composition 220 that is not covered by the cover layer 140 inside the opening of the mask layer 240 is removed by the aspirator 250.
  • a second removing step of removing the mask layer 240 from the substrate 110 is performed. At least a part of the electrode composition on the mask layer is removed by the first removing step. Therefore, in the second removing step, it is possible to prevent the electrode composition remaining on the mask layer 240 from falling and protect the electrode composition layer arrangement portion.
  • the cover layer 140 is removed.
  • the electrode composition layer arrangement portion can be formed on the substrate 110.
  • the electrode composition supplied on the substrate by the feeding step is pressurized to obtain an electrode composition layer.
  • Preferred methods for pressurizing the electrode composition include a flat plate press and a roll press.
  • the pressurizing pressure in the flat plate press and the linear pressure in the roll press are not particularly limited, and can be adjusted according to the composition of the electrode composition, the fluidity of the electrode composition, and the density of the electrode composition.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing an example of the pressurizing process.
  • the electrode composition 220 arranged on the base material 110 is pressurized by the roll presses 260a and 260b.
  • the electrode composition layer 120 is formed on the base material 110 by the pressurizing step.
  • the electrode composition layer arrangement portion in which the electrode composition layer 120 is arranged is intermittently arranged on the surface of the continuous sheet-like base material 110, and the electrode for a lithium ion battery as shown in FIG. The material is obtained.
  • the roll presses 260a and 260b correspond to pressurizing means in a device for manufacturing an electrode material for a lithium ion battery, which will be described later.
  • the pressurizing step shown in FIG. 13 is an example of a pressurizing step performed after the removing step.
  • the members for example, mask layer and cover layer
  • the removing step may be pressurized together with the electrode composition.
  • the electrode material for a lithium ion battery obtained by the above procedure may be further subjected to a step of cutting at a portion where the electrode composition layer is not arranged to obtain an electrode material for a lithium ion battery having a desired size.
  • the electrode material for a lithium ion battery manufactured by the method for manufacturing an electrode material for a lithium ion battery when a plurality of electrode composition layer arrangement portions are separated for use as an electrode of a lithium ion battery, the electrode composition layer is not arranged.
  • the base material can be cut without cutting the electrode composition layer to obtain a plurality of electrode composition layers, so that the electrode composition layer is not cracked or chipped.
  • the electrode material for a lithium ion battery obtained by cutting may have a plurality of electrode composition layer arrangement portions, or may have a single electrode composition layer arrangement portion. Therefore, even when the fluidity of the electrode composition is low, it is possible to manufacture an electrode material for a lithium ion battery for manufacturing a lithium ion battery having sufficient durability.
  • the electrode material for the lithium ion battery itself becomes the electrode for the lithium ion battery.
  • the method for cutting the base material in the non-arranged portion of the electrode composition layer is not particularly limited, and examples thereof include known cutting methods (rotary cutting blade, guillotine blade, Thomson type, laser cutting, etc.).
  • the electrode composition is preferably a wet powder containing an electrode active material and an electrolytic solution. It is more desirable that the wet powder is in a pendular state or a funicular state.
  • the ratio of the electrolytic solution in the wet powder is not particularly limited, but in the case of the positive electrode, the ratio of the electrolytic solution is preferably 0.5 to 15% by weight, and 0.5 to 5% by weight of the entire wet powder. More preferably, it is more preferably 0.5 to 3% by weight. In the case of the negative electrode, the proportion of the electrolytic solution is preferably 0.5 to 25% by weight, more preferably 0.5 to 10% by weight, and 0.5 to 5% by weight of the entire wet powder. It is more preferable to use% by weight.
  • a positive electrode material for a lithium ion battery manufactured by using a positive electrode active material as an electrode active material and a negative electrode active material as an electrode active material are used.
  • the manufactured negative electrode material for a lithium ion battery is laminated with a separator so that the electrode composition layers (positive electrode composition layer and negative electrode composition layer) face each other to produce a power storage element.
  • the positive electrode material for a lithium ion battery and the negative electrode material for a lithium ion battery are laminated so that the electrode composition layers face each other via a separator, and the outer periphery of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector is an electrolytic resistant liquid. It is also possible to manufacture a lithium ion battery without using an exterior body by sealing it with a resin or the like having a property.
  • the electrode composition layer arrangement portion in which the electrode composition layer composed of the electrode composition containing the electrode active material is arranged on the surface of the continuous sheet-like base material is intermittently provided.
  • a pressurizing means for pressurizing an object to obtain the electrode composition layer, and a part of the electrode composition supplied onto the base material by the supply means is removed, and the electrode composition layer is placed on the base material. It is characterized by comprising a removing means for forming an arrangement portion.
  • Examples of the supply means include a known powder quantitative supply device (hopper or the like).
  • a cover layer mounting means for mounting the cover layer on the electrode composition arranged on the base material and an electrode composition for removing the electrode composition in the region where the cover layer is not provided.
  • a means including a peeling means for peeling the mask layer after the composition is supplied can be mentioned. Among these, it is preferable to provide a mask layer placing means and a peeling means.
  • Preferred pressurizing means include a flat plate press and a roll press.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing an example of manufacturing an electrode material for a lithium ion battery using an apparatus for manufacturing an electrode material for a lithium ion battery.
  • the apparatus 300 for manufacturing the electrode material for a lithium ion battery shown in FIG. 14 is pressurized with a hopper 210 as a supply means, a mask layer 240 as a removal means, a mask layer mounting roller 270 and a mask layer peeling roller 280. It is provided with roll presses 260a and 260b which are means.
  • the base material 110 is moved in one direction (arrow direction) by the base material moving roller 290.
  • the mask layer 240 having the opening A is placed on the base material 110 by the mask layer mounting roller 270.
  • the electrode composition 220 is supplied from the hopper 210 onto the base material 110 and the entire surface of the opening A of the mask layer 240.
  • the thickness of the supplied electrode composition 220 is adjusted by the squeegee 230.
  • the mask layer 240 is peeled from the surface of the base material 110 by the mask layer peeling roller 280.
  • the electrode composition 220 remaining on the base material 110 is pressed by roll presses 260a and 260b, which are pressurizing means, to form the electrode composition layer 120 on the base material 110, whereby the electrode composition layer 120 is formed for a lithium ion battery.
  • the electrode material can be manufactured.
  • An electrode material for a thium ion battery can be manufactured.
  • the removing means may also serve as the pressurizing means.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view schematically showing another example of manufacturing an electrode material for a lithium ion battery using an apparatus for manufacturing an electrode material for a lithium ion battery.
  • the apparatus 400 for manufacturing the electrode material for a lithium ion battery shown in FIG. 15 includes a hopper 210 as a supply means, a mask layer 240 as a removal means, a roll press 260b as a pressurizing means, and a pressurizing / mask layer peeling device. It is equipped with a roller 295.
  • the pressurizing and mask layer peeling roller 295 also serves as a mask layer peeling roller as a removing means and a roll press as a pressurizing means.
  • the base material 110 is moved in one direction (arrow direction) by the base material moving roller 290.
  • the mask layer 240 having the opening A is placed on the base material 110 by the mask layer mounting roller 270.
  • the electrode composition 220 is supplied from the hopper 210 onto the base material 110 and the entire surface of the opening A of the mask layer 240.
  • the thickness of the supplied electrode composition 220 is adjusted by the squeegee 230.
  • the electrode composition 220 is pressed by the pressurizing and mask layer peeling roller 295 and the roll press 260b, and the mask layer 240 is peeled from the surface of the base material 110.
  • the electrode composition layer 120 can be formed on the base material 110 to produce an electrode material for a lithium ion battery.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-181802 discloses a method of compression-molding a mixture containing an aprotic solvent and an electrode active material and not containing a resin binder at a temperature lower than the melting point of the aprotic solvent. There is.
  • the method for manufacturing an electrode for a lithium ion battery shown below can improve the electrode strength during the manufacturing process without adversely affecting the battery performance.
  • the method for producing an electrode for a lithium ion battery includes a compression molding step of compression molding an electrode composition containing an aproton solvent and electrode active material particles, and a cooling step of cooling the compression molded electrode composition.
  • the compression molding step is carried out at an environmental temperature equal to or higher than the melting point of the aprotonic solvent, and in the cooling step, the compression molded electrode composition is cooled to a temperature lower than the melting point of the aprotonic solvent. It is characterized by.
  • the same electrode composition as that described in the method for producing an electrode for a lithium ion battery of the present invention can be preferably used.
  • the electrolytic solution is not an essential configuration.
  • compression molding process an electrode composition containing an aprotic solvent and electrode active material particles is compression molded.
  • the compression molding step is carried out at an environmental temperature above the melting point of the aprotic solvent.
  • the compression molding step is performed at an environmental temperature above the melting point of the aprotic solvent, the aprotic solvent exists in a liquid state. Therefore, the liquid aprotic solvent spreads throughout the compression-molded electrode composition (hereinafter, also referred to as a compression-molded product), and compression failure is unlikely to occur.
  • the compression molding can be performed by using an arbitrary pressurizing device such as a hydraulic press device and a pressurizing jig.
  • an arbitrary pressurizing device such as a hydraulic press device and a pressurizing jig.
  • a pressurizing device such as a hydraulic press device and a pressurizing jig.
  • a compression molded body molded into a cylindrical shape can be obtained.
  • a compression molded product having an arbitrary shape can be obtained.
  • the shape of the compression molded product to be produced is preferably 250 to 2000 ⁇ m in thickness. Further, in the case of a cylindrical compression molded product, the diameter is preferably 10 to 70 mm. If the environmental temperature at which the compression molding step is carried out is higher than room temperature, the pressurizing device and / or the pressurizing jig may be heated, if necessary.
  • the pressure applied to the mixture is preferably 10 to 3000 MPa.
  • the pressurization time is preferably 1 to 300 seconds. At this time, the temperature of the electrode composition to be compressed may be higher than the environmental temperature at which the compression molding step is carried out.
  • the melting point of the aprotic solvent is preferably 0 to 40 ° C.
  • melting point of solvent simply means the melting point measured under standard atmospheric pressure.
  • An aprotic solvent is a solvent that does not have a hydrogen ion donating group (a group having a dissociative hydrogen atom, for example, an amino group, a hydroxyl group, and a thio group), and is, for example, a lactone compound, a cyclic or cyclic solvent.
  • a hydrogen ion donating group a group having a dissociative hydrogen atom, for example, an amino group, a hydroxyl group, and a thio group
  • examples thereof include chain carbonate, chain carboxylic acid ester, cyclic or chain ether, phosphoric acid ester, nitrile compound, amide compound, sulfone and the like, and a mixture thereof.
  • chain carbonate and cyclic carbonate are preferable.
  • chain carbonate include dimethyl carbonate (melting point 3 ° C.).
  • cyclic carbonate include vinylene carbonate (melting point 20 ° C.) and ethylene carbonate (melting point 35 ° C.). Of these, cyclic carbonate is more preferred, and ethylene carbonate is even more preferred.
  • the environmental temperature at which the compression molding step is carried out is more preferably 40 ° C. or higher.
  • the weight ratio of ethylene carbonate contained in the aprotic solvent is preferably 50 to 100% by weight, more preferably 100% by weight, based on the weight of the aprotic solvent.
  • the aprotic solvent may also serve as an electrolytic solution.
  • the compression molding step is carried out at an environmental temperature equal to or higher than the melting point of the aprotic solvent having the lowest melting point.
  • the weight ratio of the aprotic solvent contained in the electrode composition is preferably 2 to 30% by weight, more preferably 5 to 10% by weight, based on the weight of the electrode composition.
  • the weight ratio of the coating polymer compound contained in the electrode composition is 0.1 to 10 based on the weight of the electrode composition. It is preferably% by weight.
  • the content of the coating polymer compound contained in the electrode composition is less than 0.1% by weight based on the weight of the electrode composition, the content of the coating polymer compound contained in the electrode composition is small. Too much, electrode cracking may worsen or the compression characteristics may deteriorate.
  • the content of the coating polymer compound contained in the electrode composition exceeds 10% by weight based on the weight of the electrode composition, the content of the coating polymer compound contained in the electrode composition is high. Too much can increase electrical resistance.
  • the weight ratio of the electrode active material particles contained in the electrode composition is preferably 70 to 95% by weight based on the weight of the electrode composition.
  • the coating layer constituting the coated active material particles shall not be included in the weight of the electrode active material particles.
  • the compression molding step may be performed on the current collector.
  • a compression molded product can be obtained on the current collector.
  • the compression molded product obtained on the current collector can be used together with the current collector as an electrode of a lithium ion battery.
  • the electrode current collector described in the method for manufacturing a lithium ion battery of the present invention can be preferably used.
  • the weight ratio of the adhesive resin contained in the positive electrode active material composition is preferably 0 to 2% by weight based on the weight of the positive electrode active material composition.
  • the ratio of the total weight of the resin components (coating material, electrode binder and adhesive resin) contained in the positive electrode active material composition is 0.1 to 10% by weight. preferable.
  • the compression molded electrode composition is cooled to a temperature below the melting point of the aprotic solvent.
  • the aprotic solvent can be solidified to increase the strength (also referred to as electrode strength) of the compression-molded electrode composition. Therefore, the amount of the resin added to increase the electrode strength can be reduced, and the battery performance is not adversely affected.
  • the cooling step is preferably performed in a state where the compression in the compression molding step is not released.
  • the pressurizing device and / or the pressurizing jig used for the compression molding of the electrode composition in the compression molding step may be directly cooled.
  • a cooling pipe is arranged in the pressurizing device and / or the pressurizing shaft, and water or a freezing liquid cooled through the refrigerating device is put into the cooling pipe. Examples include a method of distribution.
  • an electrode for a lithium ion battery can be manufactured.
  • the electrode for a lithium ion battery manufactured by the method for manufacturing an electrode for a lithium ion battery was arranged so that the positive electrode active material particles and the negative electrode active material particles faced each other via a separator, and an electrolytic solution for the lithium ion battery was added. After that, it can be made into a lithium ion battery by storing it in a container such as an aluminum laminated film.
  • a solution prepared by dissolving 0.800 parts of 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) in 12.4 parts of ethyl acetate was started using a dropping funnel, and then 6 to 8 Added continuously over time. Further, the polymerization was continued at the boiling point for 2 hours, and 702.4 parts of ethyl acetate was added to obtain a solution of an adhesive resin having a resin concentration of 10% by weight. Then, the ethyl acetate was removed by putting it in a vacuum dryer at 100 ° C. for 3 hours.
  • the weight average molecular weight of the adhesive resin (hereinafter abbreviated as Mw) was 420,000.
  • ⁇ Production Example 3 Preparation of positive electrode composition> Using a universal mixer high-speed mixer FS25 [manufactured by EarthTechnica Co., Ltd.], 20 parts of carbon fiber [Donacabo Mild S-243 manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.] and a solution of the adhesive resin obtained in Production Example 1 300 parts and acetylene black [Denka Black manufactured by Denka Co., Ltd.] 57 parts and LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 [BASF Toda Battery Materials Co., Ltd. HED NCA-7050, volume average particle size 10 ⁇ m] 875 parts were stirred at room temperature and 720 rpm for 15 minutes.
  • a universal mixer high-speed mixer FS25 manufactured by EarthTechnica Co., Ltd.
  • 20 parts of carbon fiber [Donacabo Mild S-243 manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.]
  • a solution of the adhesive resin obtained in Production Example 1 300 parts and acetylene black [Denka
  • the pressure was reduced to 0.01 MPa while maintaining the stirring, then the temperature was raised to 80 ° C. while maintaining the stirring and the degree of pressure reduction, and the stirring, the degree of pressure reduction and the temperature were maintained for 8 hours to distill off the volatile matter.
  • the obtained mixture was pulverized with a hammer crusher NH-34S [manufactured by Sansho Industry Co., Ltd.] to which a 300 ⁇ m metal mesh was attached and granulated to obtain a mixed granule of a positive electrode active material and an adhesive resin. ..
  • ⁇ Production Example 4 Preparation of Wet Powder of Positive Electrode Composition> 99.0 parts of the mixed granules obtained in Production Example 3 and 1.0 part of the electrolytic solution prepared in Production Example 2 were put into a planetary stirring type mixing and kneading device ⁇ Awatori Kentarou [manufactured by Shinky Co., Ltd.] ⁇ . The mixture was added and mixed at 2000 rpm for 5 minutes to prepare a wet powder of the positive electrode composition in which the weight ratio of the electrolytic solution based on the total weight of the positive electrode composition was 1.0% by weight.
  • ⁇ Reference Example 1> (1) Supply process An opening with a width of 42 mm and a length of 57 mm is placed on a 100 ⁇ m-thick release paper set in an automatic coating machine for applicators [Eager Corporation desktop test coater (model: EGPI-1210)]. A SUS sheet-shaped mask having a thickness of 600 ⁇ m, a width of 90 mm, and a length of 227 mm having two masks having an interval of 29 mm in the length direction was arranged. Further, 10 g of the wet powder of the positive electrode composition prepared in Production Example 4 was placed in a mountain shape. Further, a film applicator with a micrometer [manufactured by Eager Corporation] was placed on the mask with a gap interval of 0.
  • a film applicator with a micrometer was translated on a pile of wet powder of the positive electrode composition at a constant moving speed of 20 mm / s, and the surface of the pile was scraped off. After the scraping was performed, when linear scratches were observed on the surface of the electrode composition, the scraping operation was repeated until a surface without scratches was obtained.
  • (2) Removal Step After the scraping was performed, the SUS sheet-shaped mask placed on the paper pattern was removed to obtain a positive electrode composition layer in which the electrode composition was intermittently arranged on the paper pattern.
  • the top view dimensions of the positive electrode composition layer are 42 mm in width and 57 mm in length, and two positive electrode composition layers are arranged with an interval of 29 mm in the length direction.
  • the base material on which the positive electrode composition layer was arranged was set in a roll press machine, and pressurization was performed under the following conditions to obtain an electrode material (1A) for a lithium ion battery.
  • the electrode material (1A) for a lithium ion battery discharged from the roll press machine was firmly solidified to the extent that its shape was not broken even when it was placed on a glass plate and moved, and had a smooth surface.
  • ⁇ Conditions for roll press machine> ⁇ Roll size: 250 mm ⁇ x 400 mm ⁇ Roll rotation speed: 0.2 m / min ⁇ Roll interval (gap): 100 ⁇ m ⁇ Linear pressure: 1 ton / cm
  • ⁇ Reference Example 2> (1) Supply process The positive electrode active material composition prepared in Production Example 4 on a 100 ⁇ m-thick release paper set in an automatic coating machine for an applicator [Eager Corporation desktop test coater (model: EGPI-1210)]. 10 g of wet powder of the product was placed in a mountain shape. Further, a film applicator with a micrometer [manufactured by Eager Corporation] was placed on the paper pattern with a gap interval of 600 ⁇ m. A film applicator with a micrometer was translated on a pile of wet powder of the positive electrode composition at a constant moving speed of 20 mm / s, and the surface of the pile was scraped off.
  • Eager Corporation desktop test coater model: EGPI-1210
  • ⁇ Reference Example 3> (1) Supply process An opening with a width of 44 mm and a length of 59 mm is placed on a 100 ⁇ m-thick release paper set in an automatic coating machine for applicators [Eager Corporation desktop test coater (model: EGPI-1210)]. A SUS sheet-shaped mask having a thickness of 600 ⁇ m, a width of 90 mm, and a length of 227 mm having two masks having an interval of 19 mm in the length direction was arranged. Further, 10 g of the wet powder of the positive electrode composition prepared in Production Example 4 was placed in a mountain shape. Further, a film applicator with a micrometer [manufactured by Eager Corporation] was placed on the mask with a gap interval of 0.
  • a film applicator with a micrometer was translated on a pile of wet powder of the positive electrode composition at a constant moving speed of 20 mm / s, and the surface of the pile was scraped off. After the scraping was performed, when linear scratches were observed on the surface of the electrode composition, the scraping operation was repeated until a surface without scratches was obtained.
  • Electrode composition layers having a width of 50 mm and a length of 67 mm are intermittently arranged on the release paper at intervals of 19 mm in the length direction.
  • Two rectangular SUS plate-shaped members (cover layers) having a width of 42 mm and a length of 57 mm are placed on the electrode composition arranged on the release paper, separated by a distance of 29 mm in the length direction.
  • the position where the plate-shaped member is arranged is adjusted so that the plate-shaped member does not overlap the mask in the top view. Since the top view dimension of the plate-shaped member is smaller than the top view dimension of the opening of the mask, the electrode composition is slightly exposed on the outside of the plate-shaped member and inside the opening of the mask.
  • a suction machine for the electrode composition exposed in the area surrounded by the outside of the plate-shaped member and the opening of the mask and the electrode composition existing on the upper surface of the mask [Kotohira Kogyo Co., Ltd. clean room dust collector (model: KDC-C01) ] was removed by suction. After removal by suction, the plate-shaped member was removed, and the electrode composition was intermittently placed on the paper pattern. (3) Pressurization process Pressurization was performed under the same conditions as in Reference Example 1 to obtain an electrode material (1C) for a lithium ion battery.
  • ⁇ Reference comparison example 1> (1) Supply process The positive electrode active material composition prepared in Production Example 4 on a 100 ⁇ m-thick release paper set in an automatic coating machine for an applicator [Eager Corporation desktop test coater (model: EGPI-1210)]. 10 g of wet powder of the product was placed in a mountain shape. Further, a film applicator with a micrometer [manufactured by Eager Corporation] was placed on the paper pattern with a gap interval of 600 ⁇ m. A film applicator with a micrometer was translated on a pile of wet powder of the positive electrode composition at a constant moving speed of 20 mm / s, and the surface of the pile was scraped off.
  • Eager Corporation desktop test coater model: EGPI-1210
  • the electrode materials for lithium ion batteries (1A) to (1C) obtained in Reference Examples 1 to 3 and the electrode materials for comparative lithium ion batteries (H1A) obtained in Reference Comparative Example 1 were evaluated by the following items. The results are shown in Table 1 together with the manufacturing conditions of the electrode material for the lithium ion battery. ⁇ Shape evaluation of electrode materials for lithium-ion batteries> (1) Visual Evaluation of Appearance The surface of the visually observed electrode material for a lithium ion battery was visually observed, and the appearance was evaluated based on the presence or absence of scratches and cracks on the surface. The results are shown in Table 1.
  • ⁇ Production Example 6 Preparation of coated positive electrode active material particles> Put 93.7 parts of positive electrode active material powder (LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 powder, volume average particle diameter 4 ⁇ m) into the universal mixer High Speed Mixer FS25 [manufactured by EarthTechnica Co., Ltd.]. With stirring at room temperature and 720 rpm, one part of the coating polymer compound solution obtained in Production Example 5 was added dropwise over 2 minutes, and the mixture was further stirred for 5 minutes.
  • positive electrode active material powder LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 powder, volume average particle diameter 4 ⁇ m
  • ⁇ Reference Example 4 95 parts of the coated positive electrode active material particles obtained in Production Example 6 are mixed at 2000 rpm for 3 minutes using a planetary stirring type mixing and kneading device ⁇ Awatori Kentarou [manufactured by Shinky Co., Ltd.] ⁇ , and further, ethylene carbonate (EC). And 16.7 parts of a mixed solution of methyl ethyl carbonate (weight ratio 3: 7) were added, and the mixture was mixed at 2000 rpm for 3 minutes. Next, methyl ethyl carbonate is distilled off by drying under reduced pressure at 80 ° C.
  • EC ethylene carbonate
  • Electrode active material particles constituting the coating active material particles, a coating polymer compound and a conductive auxiliary agent, and an aprotic solvent.
  • a mixture (electrode composition) containing a certain ethylene carbonate was obtained.
  • the weight ratio of the aprotic solvent to the electrode composition was 5% by weight based on the weight of the electrode composition.
  • [Compression molding process] 0.636 g of the electrode composition was weighed, and the mixture was placed in a cylindrical bottomed container and compressed by a pressurizing device to obtain a compression molded product formed into a cylindrical shape ( ⁇ 15 mm).
  • the pressurizing conditions were a pressurizing pressure of 100 MPa and a pressurizing time of 5 seconds, the room temperature was 20 ° C., and the pressurizing device and the pressurizing jig were heated to 40 ° C. before use.
  • the yield stress of the obtained electrode ( ⁇ 15 mm) was measured using an autograph [manufactured by Shimadzu Corporation] in accordance with ISO178 (Plastic-How to determine bending characteristics), and the electrode strength was evaluated according to the following criteria. did. The results are shown in Table 2.
  • the electrode of the electrode ( ⁇ 15 mm) is set on a jig with a distance between fulcrums of 5 mm, and the load cell (rated load: 20 N) set in the autograph is lowered toward the electrode at a speed of 1 mm / min, and from the yield point.
  • the yield stress was calculated.
  • ⁇ : Yield stress is 1000 kPa or more.
  • Yield stress is 300 kPa or more and less than 1000 kPa.
  • X Yield stress is less than 300 kPa.
  • ⁇ Reference comparison examples 2-4> The ratios of the positive electrode active material particles constituting the coated positive electrode active material particles, the coating polymer compound and the conductive auxiliary agent, and the aprotonic solvent were changed as shown in Table 2, and the compression molding step was performed at room temperature for cooling. Electrodes (compression-formed bodies of electrode compositions) and half-cells according to Reference Comparative Examples 2 to 4 were prepared in the same procedure as in Reference Example 4 except that no step was performed, and electrode cracking, electrode strength, compression characteristics, and The battery resistance was evaluated. The results are shown in Table 2. The weight of the electrode composition used when producing the electrode (compression molded product of the electrode composition) was the same as that of Reference Example 4.
  • the method for producing a lithium ion battery of the present invention is particularly useful as a method for producing a lithium ion battery used for mobile phones, personal computers, hybrid vehicles and electric vehicles.
  • Electrode active material layer 1 Encapsulant 2 Bottom member 3 Electrode active material composition 4 Electrode active material layer 5 Compressor 6 Mask material 10 Positive electrode 11 Positive electrode current collector 12 Positive electrode active material layer 20 Negative electrode 21 Negative electrode current collector 22 Negative electrode active material layer 30 Separator 40 Supply means 50 Recovery means 60 Transport means 70 Camera 100 Lithium ion battery 110 Base material 120 Electrode composition layer 140 Cover layer (removal means) 200 Electrode material for lithium-ion battery 210 Hopper (supply means) 220A, 220B, 220 Electrode composition 230 squeegee (supply means) 240 Mask layer (removal means) 250 aspirator (removal means) 260a, 260b roll press (pressurizing means) 270 Mask layer mounting roller (removal means) 280 Mask layer peeling roller (removal means) 290 Base material moving roller 295 Pressurizing and mask layer peeling roller (pressurizing means and removing means) 300, 400 Lithium-ion battery electrode material manufacturing equipment A, A 1 , A

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Abstract

本発明は、順に積層されたひと組の正極集電体、正極活物質層、セパレータ、負極活物質層及び負極集電体を有し、上記正極活物質層及び上記負極活物質層の外周が封止材により封止され、電解液が封入された構成を有するリチウムイオン電池の製造方法であって、枠状の封止材と底面部材とを準備し、上記封止材と上記底面部材とによって囲われた空間に、電極活物質粒子と電解液とを含む電極活物質組成物を供給する供給工程と、上記電極活物質組成物を圧縮して、電極活物質層を形成する圧縮工程と、を含む電極製造工程により正極及び/又は負極を製造する工程を有することを特徴とするリチウムイオン電池の製造方法に関する。

Description

リチウムイオン電池の製造方法
本発明は、リチウムイオン電池の製造方法に関する。
近年、環境保護のため二酸化炭素排出量の低減が切に望まれている。自動車業界では、電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV)の導入による二酸化炭素排出量の低減に期待が集まっており、これらの実用化の鍵を握るモータ駆動用二次電池の開発が鋭意行われている。二次電池としては、高エネルギー密度、高出力密度が達成できるリチウムイオン電池に注目が集まっている。
このようなリチウムイオン電池として、特許文献1には、樹脂集電体に活物質層が形成されてなる電極と、上記電極の間に配置される電解質層とを積層してなる二次電池において、上記電解質層の外周部に配置され、積層方向に隣り合う上記樹脂集電体の間を液密に封止するシール部を有し、上記シール部は、熱融着可能な材料を備えるフィルム層と、上記フィルム層と面接触するように配置される補強部材とを有する二次電池が開示されている。
また、特許文献2には、第1枠治具に固定され電解液を含有した正極および第2枠治具に固定され上記電解液を含有した負極を、セパレーターを介して貼り合わせる電極の製造方法であって、上記正極および上記負極を加圧して互いに押し付けた状態で、上記正極の上記第1枠治具に対する固定または上記負極の上記第2枠治具に対する固定を解除する電極の製造方法が開示されている。
特開2017-16825号公報 特開2019-040821号公報
特許文献1に記載の二次電池では、樹脂集電体の間を液密に封止するシール部を電極活物質層と重ならないように配置することが困難であり、二次電池の製造速度が低下することがあるといった問題があった。
また、特許文献2に記載の電極の製造方法では、正極層及び負極層の周辺部分をシールするシール部を有する積層体の製造方法が開示されているが、製造速度が充分であるとは言えず、改善の余地があった。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、電極活物質層の外周が封止材により封止され、電解液が封入された構成を有するリチウムイオン電池の製造速度を向上することができるリチウムイオン電池の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、順に積層されたひと組の正極集電体、正極活物質層、セパレータ、負極活物質層及び負極集電体を有し、上記正極活物質層及び上記負極活物質層の外周が封止材により封止され、電解液が封入された構成を有するリチウムイオン電池の製造方法であって、枠状の封止材と底面部材とを準備し、上記封止材と上記底面部材とによって囲われた空間に、電極活物質粒子と電解液とを含む電極活物質組成物を供給する供給工程と、上記電極活物質組成物を圧縮して、電極活物質層を形成する圧縮工程と、を含む電極製造工程により正極及び/又は負極を製造する工程を有することを特徴とするリチウムイオン電池の製造方法に関する。
本発明のリチウムイオン電池の製造方法は、順に積層されたひと組の正極集電体、正極活物質層、セパレータ、負極活物質層及び負極集電体を有し、上記正極活物質層及び上記負極活物質層の外周が封止材により封止され、電解液が封入された構成を有するリチウムイオン電池の製造速度を向上することができる。
本発明のリチウムイオン電池の製造方法を構成する供給工程の一例を模式的に示す斜視図である。 本発明のリチウムイオン電池の製造方法を構成する圧縮工程の一例を模式的に示す斜視図である。 本発明のリチウムイオン電池の製造方法の好ましい態様である回収工程の一例を模式的に示す斜視図である。 本発明のリチウムイオン電池の製造方法を構成する組合せ工程の一例を模式的に示す断面図である。 本発明のリチウムイオン電池の製造方法により製造されるリチウムイオン電池の一例を模式的に示す断面図である。 図6は、リチウムイオン電池用電極材の製造方法により製造されるリチウムイオン電池用電極材の一例を模式的に示す斜視図である。 図7は、供給工程の一例を模式的に示す断面図である。 図8は、供給工程の別の一例を模式的に示す断面図である。 図9Aは、供給工程の一例を模式的に示す斜視図であり、図9Bは、除去工程の一例を模式的に示す斜視図である。 図10A、図10B及び図10Cは、除去工程の別の一例を模式的に示す斜視図である。 図11A、図11B及び図11Cは、除去工程のさらに別の一例を模式的に示す斜視図である。 図12A及び図12Bは、除去工程のさらに別の一例を模式的に示す斜視図である。 図13は、加圧工程の一例を模式的に示す断面図である。 図14は、リチウムイオン電池用電極材の製造装置を用いてリチウムイオン電池用電極材を製造する様子の一例を模式的に示す断面図である。 図15は、リチウムイオン電池用電極材の製造装置を用いてリチウムイオン電池用電極材を製造する様子の別の一例を模式的に示す断面図である。
以下、本発明のリチウムイオン電池の製造方法について説明する。
なお、本明細書において、リチウムイオン電池と記載する場合、リチウムイオン二次電池も含む概念とする。
本発明のリチウムイオン電池の製造方法は、順に積層されたひと組の正極集電体、正極活物質層、セパレータ、負極活物質層及び負極集電体を有し、前記正極活物質層及び前記負極活物質層の外周が封止材により封止され、電解液が封入された構成を有するリチウムイオン電池の製造方法であって、枠状の封止材と底面部材とを準備し、上記封止材と上記底面部材とによって囲われた空間に、電極活物質粒子と電解液とを含む電極活物質組成物を供給する供給工程と、上記電極活物質組成物を圧縮して、電極活物質層を形成する圧縮工程と、を含む電極製造工程により正極及び/又は負極を製造する工程を有することを特徴とする。
本発明のリチウムイオン電池の製造方法では、枠状の封止材と底面部材とによって囲われた空間に電極活物質粒子と電解液とを含む電極活物質組成物を供給し、上記電極活物質組成物を圧縮して、電極活物質層を形成するため、封止材と電極活物質層とが一体となった構造を形成することができる。
そのため、封止材と電極活物質層を別々に用意する場合と比べて、電極活物質層の外周を封止材により封止する工程を簡便に行うことができるため、製造速度を向上することができる。
また、封止材と電極活物質層とが一体となった構造を形成することができるので、リチウムイオン電池を組み合わせる際に、封止材と電極活物質層とが重なってしまうといった問題も生じない。
<電極製造工程>
本発明のリチウムイオン電池の製造方法では、供給工程と、圧縮工程と、を含む電極製造工程を有する。
まずは、本発明のリチウムイオン電池の製造方法を構成する供給工程について説明する。
〔供給工程〕
本発明のリチウムイオン電池の製造方法を構成する供給工程の一例について、図1を用いて説明する。
図1は、本発明のリチウムイオン電池の製造方法を構成する供給工程の一例を模式的に示す斜視図である。
図1に示すように、供給工程では、枠状の封止材1と底面部材2とを準備し、封止材1と底面部材2とによって囲われた空間に、電極活物質粒子と電解液とを含む電極活物質組成物3を供給する。
電極活物質組成物3を供給する方法としては、特に限定されず、スプレーコーター法、フローコーター法、ダイコーター法、ロールコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法又はバーコーター法等の公知の塗工方法を用いることができる。
電極活物質組成物3を供給する量としては、特に限定されず、後述する正極活物質層又は負極活物質層の厚みとなる量を供給すればよい。
続いて、供給工程で用いる封止材1、底面部材2及び電極活物質組成物3について説明する。
[封止材]
封止材1としては、電解液に対して耐久性がある材料であれば特に限定されないが、高分子材料が好ましく、熱硬化性高分子材料がより好ましい。
熱硬化性高分子材料としては、例えば、エポキシ系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂及びポリフッ化ビニリデン樹脂等が挙げられ、耐久性が高く取り扱いが容易であることからエポキシ系樹脂が好ましい。
また、封止材1としては、両面テープ状のシール部材(平面状の基材の両面に上述の熱硬化性高分子材料等を塗布して形成したシール部材等)を好適に用いることができ、例えば、三層構造のシールフィルム(ポリエチレンナフタレートフィルムの上下に変性ポリプロピレンフィルムを積層したフィルム等)等の公知のものを用いることができる。
封止材1の形状としては、特に限定されず、三角形、四角形、五角形等の多角形や、円形、楕円形等が挙げられるが、四角形であることが好ましい。
封止材1の大きさ、高さ、及び、厚みについては特に限定されず、製造しようとするリチウムイオン電池に応じて適宜設定すればよい。
封止材1の大きさとしては、例えば四角形の場合、一片の長さが、30~2000mmであることが好ましく、70~1000mmであることがより好ましい。
また、封止材1の高さとしては、後述する電極活物質層4と同程度であり、例えば、150~1500mmであることが好ましく、250~1000mmであることがより好ましい。なお、後述する電極活物質層4よりも高くてもよく、電極活物質層4を形成後に適宜切断等して高さを調整してもよい。
また、封止材1の厚みとしては、封止材1に充分な強度を付与する観点から、例えば、5~20mmであることが好ましく、10~20mmであることがより好ましい。
枠状の封止材1を得る方法としては、シート状の熱硬化性高分子材料に対して、所定の打ち抜き加工を施す打ち抜き工程を行う方法等が挙げられる。
打ち抜き工程は、供給工程、圧縮工程及び組合せ工程と連続的に行われてもよいし、連続的に行われなくてもよい。
封止材1は、表面にマスク材が配置されていてもよい。
この場合、供給工程及び後述する圧縮工程後に、マスク材を回収する回収工程を有することが好ましい。
供給工程及び後述する圧縮工程の際には、電極活物質組成物3が封止材1の枠外にこぼれることがあるが、回収工程では、マスク材を回収するとともに、封止材1の枠外(マスク材上)にこぼれた電極活物質組成物3を回収することができる。
回収工程については後述する。
マスク材としては特に限定されず、金属製のマスク材や、樹脂フィルムのマスク材等の公知の材料を用いることができる。
[底面部材]
底面部材2としては、離型材であってもよいし、電極集電体であってもよいが、底面部材2は、電極集電体であることが好ましい。
底面部材2が離型材の場合には、電極活物質層を底面部材2から電極集電体に転写する転写工程が必要となるが、底面部材2が電極集電体の場合には上記転写工程を省略できるため、製造速度をより一層向上することができる。
なお、電極集電体は、正極集電体であっても、負極集電体であってもよい。
底面部材2として用いることができる正極集電体、負極集電体及び離型材について説明する。
(正極集電体)
まずは、正極集電体について説明する。
正極集電体としては、公知のリチウムイオン電池に用いられる集電体を用いることができ、例えば公知の金属集電体及び導電性材料と樹脂とから構成されてなる樹脂集電体(特開2012-150905号公報及び国際公開第2015-005116号等に記載の樹脂集電体等)を用いることができる。
正極集電体は、電池特性等の観点から、樹脂集電体であることが好ましい。
金属集電体としては、例えば、銅、アルミニウム、チタン、ニッケル、タンタル、ニオブ、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、タングステン、ビスマス、アンチモン及びこれらの金属を1種以上含む合金、並びに、ステンレス合金からなる群から選択される一種以上の金属材料が挙げられる。これらの金属材料は薄板や金属箔等の形態で用いてもよい。また、上記金属材料以外で構成される基材表面にスパッタリング、電着、塗布等の方法により上記金属材料を形成したものを金属集電体として用いてもよい。
樹脂集電体としては、導電性フィラーとマトリックス樹脂とを含むことが好ましい。
マトリックス樹脂としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリメチルペンテン(PMP)、ポリシクロオレフィン(PCO)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリメチルアクリレート(PMA)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂又はこれらの混合物等が挙げられる。
電気的安定性の観点から、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリメチルペンテン(PMP)及びポリシクロオレフィン(PCO)が好ましく、さらに好ましくはポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)及びポリメチルペンテン(PMP)である。
導電性フィラーは、導電性を有する材料から選択される。
具体的には、金属[ニッケル、アルミニウム、ステンレス(SUS)、銀、銅及びチタン等]、カーボン[グラファイト及びカーボンブラック(アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルランプブラック等)等]、及びこれらの混合物等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
これらの導電性フィラーは1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。また、これらの合金又は金属酸化物を用いてもよい。電気的安定性の観点から、好ましくはアルミニウム、ステンレス、カーボン、銀、銅、チタン及びこれらの混合物であり、より好ましくは銀、アルミニウム、ステンレス及びカーボンであり、さらに好ましくはカーボンである。またこれらの導電性フィラーとしては、粒子系セラミック材料や樹脂材料の周りに導電性材料(上記した導電性フィラーの材料のうち金属のもの)をめっき等でコーティングしたものでもよい。
導電性フィラーの平均粒子径は、特に限定されるものではないが、電池の電気特性の観点から、0.01~10μmであることが好ましく、0.02~5μmであることがより好ましく、0.03~1μmであることがさらに好ましい。なお、本明細書中において、「粒子径」とは、粒子の輪郭線上の任意の2点間の距離のうち、最大の距離Lを意味する。「平均粒子径」の値としては、走査型電子顕微鏡(SEM)や透過型電子顕微鏡(TEM)等の観察手段を用い、数~数十視野中に観察される粒子の粒子径の平均値として算出される値を採用するものとする。
導電性フィラーの形状(形態)は、粒子形態に限られず、粒子形態以外の形態であってもよく、カーボンナノチューブ等、いわゆるフィラー系導電性材料として実用化されている形態であってもよい。
導電性フィラーは、その形状が繊維状である導電性繊維であってもよい。
導電性繊維としては、PAN系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維、合成繊維の中に導電性のよい金属や黒鉛を均一に分散させてなる導電性繊維、ステンレスのような金属を繊維化した金属繊維、有機物繊維の表面を金属で被覆した導電性繊維、有機物繊維の表面を導電性物質を含む樹脂で被覆した導電性繊維等が挙げられる。これらの導電性繊維の中では炭素繊維が好ましい。また、グラフェンを練りこんだポリプロピレン樹脂も好ましい。
導電性フィラーが導電性繊維である場合、その平均繊維径は0.1~20μmであることが好ましい。
樹脂集電体中の導電性フィラーの重量割合は、5~90重量%であることが好ましく、20~80重量%であることがより好ましい。
特に、導電性フィラーがカーボンの場合、導電性フィラーの重量割合は、20~30重量%であることが好ましい。
樹脂集電体は、マトリックス樹脂及び導電性フィラーのほかに、その他の成分(分散剤、架橋促進剤、架橋剤、着色剤、紫外線吸収剤、可塑剤等)を含んでいてもよい。また、複数の樹脂集電体を積層して用いてもよく、樹脂集電体と金属箔とを積層して用いても良い。
正極集電体の大きさ(面積)としては、製造しようとするリチウムイオン電池に応じて適宜設定すればよいが、上述した枠状の封止材1の大きさと同程度であることが好ましい。
正極集電体の厚さは特に限定されないが、5~150μmであることが好ましい。複数の樹脂集電体を積層して正極集電体として用いる場合には、積層後の全体の厚さが5~150μmであることが好ましい。
正極集電体は、例えば、マトリックス樹脂、導電性フィラー及び必要により用いるフィラー用分散剤を溶融混練して得られる導電性樹脂組成物を公知の方法でフィルム状に成形することにより得ることができる。
導電性樹脂組成物をフィルム状に成形する方法としては、例えば、Tダイ法、インフレーション法及びカレンダー法等の公知のフィルム成形法が挙げられる。なお、正極集電体は、フィルム成形以外の成形方法によっても得ることができる。
(負極集電体)
負極集電体について説明する。
負極集電体としては、正極集電体で記載した構成と同様のものを適宜選択して用いることができ、同様の方法により得ることができる。
負極集電体は、電池特性等の観点から、樹脂集電体であることが好ましい。
負極集電体の大きさ(面積)としては、製造しようとするリチウムイオン電池に応じて適宜設定すればよいが、上述した枠状の封止材1の大きさと同程度であることが好ましい。
負極集電体の厚さは特に限定されないが、5~150μmであることが好ましい。
(離型材)
離型材について説明する。
離型材としては、特に限定されず、公知の離型紙や、離型フィルムや、金属箔等を適宜選択して用いることができる。
具体的には、グラシン紙、クラフト紙、クレーコート紙等を基材とした離型紙や、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド等の非フッ素樹脂や、PTFE、ETFE、エチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、PFA、PVdF等の含フッ素樹脂等の離型フィルムや、銅箔、アルミ箔等の金属箔が挙げられる。
離型材の大きさ(面積)としては、製造しようとするリチウムイオン電池に応じて適宜設定すればよいが、上述した枠状の封止材1の大きさと同程度であることが好ましい。
離型材の厚さは特に限定されないが、5~150μmであることが好ましい。
[電極活物質組成物]
続いて、電極活物質組成物3を構成する材料について説明する。
電極活物質組成物3は、正極活物質組成物であってもよく、負極活物質組成物であってもよい。
まずは、電極活物質組成物3が正極活物質組成物の場合について説明する。
[正極活物質組成物]
正極活物質組成物は、正極活物質粒子と、電解液とを含む。
(正極活物質粒子)
正極活物質粒子としては、リチウムと遷移金属との複合酸化物{遷移金属が1種である複合酸化物(LiCoO、LiNiO、LiAlMnO、LiMnO及びLiMn等)、遷移金属元素が2種である複合酸化物(例えばLiFeMnO、LiNi1-xCo、LiMn1-yCo、LiNi1/3Co1/3Al1/3及びLiNi0.8Co0.15Al0.05)及び金属元素が3種類以上である複合酸化物[例えばLiMM’M’’(M、M’及びM’’はそれぞれ異なる遷移金属元素であり、a+b+c=1を満たす。例えばLiNi1/3Mn1/3Co1/3)等]等}、リチウム含有遷移金属リン酸塩(例えばLiFePO、LiCoPO、LiMnPO及びLiNiPO)、遷移金属酸化物(例えばMnO及びV)、遷移金属硫化物(例えばMoS及びTiS)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-p-フェニレン及びポリビニルカルバゾール)等の粒子が挙げられ、2種以上を併用してもよい。
なお、リチウム含有遷移金属リン酸塩は、遷移金属サイトの一部を他の遷移金属で置換したものであってもよい。
正極活物質粒子の体積平均粒子径は、電池の電気特性の観点から、0.01~100μmであることが好ましく、0.1~35μmであることがより好ましく、2~30μmであることがさらに好ましい。
正極活物質粒子は、その表面の少なくとも一部が高分子化合物を含む被覆材により被覆された被覆正極活物質粒子であってもよい。
正極活物質粒子の周囲が被覆材で被覆されていると、正極の体積変化が緩和され、正極の膨張を抑制することができる。
被覆材を構成する高分子化合物としては、特開2017-054703号公報及び国際公開第2015-005117号等に活物質被覆用樹脂として記載されたものを好適に用いることができる。
被覆材には、導電剤が含まれていてもよい。
導電剤としては、正極集電体に含まれる導電性フィラーと同様のものを好適に用いることができる。
(電解液)
電解液としては、電解質と非水溶媒とを含むものが挙げられる。
電解質としては、公知の電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、LiPF、LiBF、LiSbF、LiAsF、LiN(FSO及びLiClO等の無機酸のリチウム塩、LiN(CFSO、LiN(CSO及びLiC(CFSO等の有機酸のリチウム塩等が挙げられ、LiN(FSO(LiFSIともいう)又はLiPFが好ましい。
電解液の電解質濃度としては、特に限定されないが、0.5~5mol/Lであることが好ましく、0.8~4mol/Lであることがより好ましく、1~2mol/Lであることがさらに好ましい。
非水溶媒としては、公知の電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、ラクトン化合物、環状又は鎖状炭酸エステル、鎖状カルボン酸エステル、環状又は鎖状エーテル、リン酸エステル、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホン、スルホラン等及びこれらの混合物を用いることができる。
ラクトン化合物としては、5員環(γ-ブチロラクトン及びγ-バレロラクトン等)及び6員環のラクトン化合物(δ-バレロラクトン等)等を挙げることができる。
環状炭酸エステルとしては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート及びブチレンカーボネート等が挙げられる。
鎖状炭酸エステルとしては、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチル-n-プロピルカーボネート、エチル-n-プロピルカーボネート及びジ-n-プロピルカーボネート等が挙げられる。
鎖状カルボン酸エステルとしては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル及びプロピオン酸メチル等が挙げられる。
環状エーテルとしては、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,3-ジオキソラン及び1,4-ジオキサン等が挙げられる。
鎖状エーテルとしては、ジメトキシメタン及び1,2-ジメトキシエタン等が挙げられる。
リン酸エステルとしては、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸エチルジメチル、リン酸ジエチルメチル、リン酸トリプロピル、リン酸トリブチル、リン酸トリ(トリフルオロメチル)、リン酸トリ(トリクロロメチル)、リン酸トリ(トリフルオロエチル)、リン酸トリ(トリパーフルオロエチル)、2-エトキシ-1,3,2-ジオキサホスホラン-2-オン、2-トリフルオロエトキシ-1,3,2-ジオキサホスホラン-2-オン及び2-メトキシエトキシ-1,3,2-ジオキサホスホラン-2-オン等が挙げられる。
ニトリル化合物としては、アセトニトリル等が挙げられる。アミド化合物としては、DMF等が挙げられる。スルホンとしては、ジメチルスルホン及びジエチルスルホン等が挙げられる。
非水溶媒は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
非水溶媒の内、電池出力及び充放電サイクル特性の観点から好ましいのは、ラクトン化合物、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル及びリン酸エステルであり、更に好ましいのはラクトン化合物、環状炭酸エステル及び鎖状炭酸エステルであり、特に好ましいのは環状炭酸エステルと鎖状炭酸エステルの混合液である。最も好ましいのはエチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)の混合液、又は、エチレンカーボネート(EC)とプロピレンカーボネート(PC)の混合液である。
(その他)
正極活物質組成物には、導電助剤が含まれていてもよい。
導電助剤としては、正極集電体に含まれる導電性フィラーと同様の導電性材料を好適に用いることができる。
導電助剤は、正極活物質層を形成したときに、正極活物質層における導電助剤の重量割合が、3~10重量%となる範囲で含むことが好ましい。
正極活物質組成物は、結着剤を含まないことが好ましい。
正極活物質組成物が結着剤を含まない場合には、非結着体の正極活物質層を形成することができる。
ここで、非結着体とは、正極活物質粒子が結着剤(バインダともいう)により位置を固定されておらず、正極活物質粒子同士及び正極活物質粒子と正極集電体が不可逆的に固定されていないことを意味する。
正極活物質層が非結着体である場合、正極活物質粒子同士は不可逆的に固定されていないため、正極活物質粒子同士の界面を機械的に破壊することなく分離することができ、正極活物質層に応力がかかった場合でも正極活物質粒子が移動することで正極活物質層の破壊を防止することができるため、好ましい。
なお、本明細書において、結着剤とは、正極活物質粒子同士及び正極活物質粒子と正極集電体とを可逆的に固定することができない薬剤を意味し、デンプン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフルオロエチレン、スチレン-ブタジエンゴム、ポリエチレン及びポリプロピレン等の公知の溶剤乾燥型のリチウムイオン電池用結着剤等が挙げられる。これらの結着剤は溶剤に溶解又は分散して用いられ、溶剤を揮発、留去することで表面が粘着性を示すことなく固体化するので正極活物質粒子同士及び正極活物質粒子と正極集電体とを可逆的に固定することができない。
正極活物質組成物には、粘着性樹脂が含まれていてもよい。
粘着性樹脂としては、例えば、特開2017-054703号公報に記載された非水系二次電池活物質被覆用樹脂に少量の有機溶剤を混合してそのガラス転移温度を室温以下に調整したもの、及び、特開平10-255805公報に粘着剤として記載されたもの等を好適に用いることができる。
なお、粘着性樹脂は、溶媒成分を揮発させて乾燥させても固体化せずに粘着性(水、溶剤、熱などを使用せずに僅かな圧力を加えることで接着する性質)を有する樹脂を意味する。一方、結着剤として用いられる溶液乾燥型の電極用バインダーは、溶媒成分を揮発させることで乾燥、固体化して活物質粒子同士を強固に接着固定するものを意味する。
従って、上述した結着剤(溶液乾燥型の電極バインダー)と粘着性樹脂とは異なる材料である。
[負極活物質組成物]
負極活物質組成物は、負極活物質粒子と、電解液とを含む。
(負極活物質粒子)
負極活物質粒子としては、炭素系材料[黒鉛、難黒鉛化性炭素、アモルファス炭素、樹脂焼成体(例えばフェノール樹脂及びフラン樹脂等を焼成し炭素化したもの等)、コークス類(例えばピッチコークス、ニードルコークス及び石油コークス等)及び炭素繊維等]、珪素系材料[珪素、酸化珪素(SiOx)、珪素-炭素複合体(炭素粒子の表面を珪素及び/又は炭化珪素で被覆したもの、珪素粒子又は酸化珪素粒子の表面を炭素及び/又は炭化珪素で被覆したもの並びに炭化珪素等)及び珪素合金(珪素-アルミニウム合金、珪素-リチウム合金、珪素-ニッケル合金、珪素-鉄合金、珪素-チタン合金、珪素-マンガン合金、珪素-銅合金及び珪素-スズ合金等)等]、導電性高分子(例えばポリアセチレン及びポリピロール等)、金属(スズ、アルミニウム、ジルコニウム及びチタン等)、金属酸化物(チタン酸化物及びリチウム・チタン酸化物等)及び金属合金(例えばリチウム-スズ合金、リチウム-アルミニウム合金及びリチウム-アルミニウム-マンガン合金等)等及びこれらと炭素系材料との混合物等が挙げられる。
上記負極活物質粒子のうち、内部にリチウム又はリチウムイオンを含まないものについては、予め負極活物質粒子の一部又は全部にリチウム又はリチウムイオンを含ませるプレドープ処理を施してもよい。
これらの中でも、電池容量等の観点から、炭素系材料、珪素系材料及びこれらの混合物が好ましく、炭素系材料としては、黒鉛、難黒鉛化性炭素及びアモルファス炭素がさらに好ましく、珪素系材料としては、酸化珪素及び珪素-炭素複合体がさらに好ましい。
負極活物質粒子の体積平均粒子径は、電池の電気特性の観点から、0.01~100μmが好ましく、0.1~20μmであることがより好ましく、2~10μmであることがさらに好ましい。
本明細書において、負極活物質粒子の体積平均粒子径は、マイクロトラック法(レーザー回折・散乱法)によって求めた粒度分布における積算値50%での粒径(Dv50)を意味する。マイクロトラック法とは、レーザー光を粒子に照射することによって得られる散乱光を利用して粒度分布を求める方法である。なお、体積平均粒子径の測定には、日機装(株)製のマイクロトラック等を用いることができる。
負極活物質粒子は、その表面の少なくとも一部が高分子化合物を含む被覆材により被覆された被覆負極活物質粒子であってもよい。
負極活物質粒子の周囲が被覆材で被覆されていると、負極の体積変化が緩和され、負極の膨張を抑制することができる。
被覆材としては、被覆正極活物質粒子を構成する被覆材と同様のものを好適に用いることができる。
(電解液)
電解液の組成は、正極活物質組成物に含まれる電解液と同様の電解液を好適に用いることができる。
(その他)
負極活物質組成物には、導電助剤が含まれていてもよい。
導電助剤としては、正極活物質組成物に含まれる導電性フィラーと同様の導電性材料を好適に用いることができる。
負極活物質層としたときの導電助剤の重量割合が、2~10重量%となる範囲で含むことが好ましい。
負極活物質組成物には、粘着性樹脂が含まれていてもよい。
粘着性樹脂としては、正極活物質組成物の任意成分である粘着性樹脂と同様のものを好適に用いることができる。
負極活物質組成物は、結着剤を含まないことが好ましい。
負極活物質組成物が結着剤を含まない場合には、非結着体の負極活物質層を形成することができる。
負極活物質層が非結着体であることが好ましい理由は、正極活物質層が非結着体であることが好ましい理由と同様である。
〔圧縮工程〕
続いて、本発明のリチウムイオン電池の製造方法を構成する圧縮工程について説明する。
図2は、本発明のリチウムイオン電池の製造方法を構成する圧縮工程の一例を模式的に示す斜視図である。
圧縮工程では、封止材1と底面部材2とによって囲われた空間に供給された電極活物質組成物3を、圧縮機5によって圧縮し、電極活物質層4を形成する工程である。
(電極活物質層)
電極活物質層4は、上述した正極活物質組成物を圧縮機5によって圧縮した場合には正極活物質層となり、上述した負極活物質組成物を圧縮機5によって圧縮した場合には負極活物質層となる。
電極活物質層4の厚みとしては、特に限定されず、電池性能の観点から、150~600μmであることが好ましく、200~450μmであることがより好ましい。
(圧縮機)
圧縮機5としては、特に制限されず、例えば、ロールプレス機、真空プレス機、水圧プレス機、油圧プレス機等を挙げることができる。
圧縮機5がロールプレス機の場合、プレスロール同士の間隔は、特に限定されず、電極活物質層4の厚みや密度に応じて適宜設定することができ、例えば、100~1000μmであることが好ましい。
圧縮工程により圧縮する速度としては、特に限定されないが、底面部材2や電極活物質層4に撓み又はシワが生じないような速度に適宜設定することができ、例えば、圧縮機5がロールプレス機の場合、ロールの回転速度としては、充分な圧縮保持時間を保つ観点から、1~20m/分であることが好ましい。
圧縮機5が電極活物質組成物3に加える線圧としては、35~3500N/cmであることが好ましい。
なお、圧縮機5が電極活物質組成物3に加える線圧は、圧縮機5に付属されているロードセルによる得られる荷重と、圧縮後の電極活物質層の厚みとにより計算した線圧を意味する。
底面部材2が電極集電体である場合、圧縮工程により、電極活物質組成物3を圧縮して、電極集電体上に電極活物質層4を形成することにより、電極を得ることができる。
〔回収工程〕
封止材1の表面にマスク材が配置されている場合、供給工程及び圧縮工程の後に、マスク材及びマスク材上にこぼれた電極活物質組成物3を回収する回収工程を有することが好ましい。
図3は、本発明のリチウムイオン電池の製造方法の好ましい態様である回収工程の一例を模式的に示す斜視図である。
図3に示すように、搬送手段60により、表面にマスク材6が配置された封止材1と底面部材2とを一方向(図3中、矢印で示す方向)に搬送し、封止材1と底面部材2とによって囲われた空間に、供給手段40により電極活物質組成物3を供給する。供給手段40により供給された電極活物質組成物3は、圧縮機5により圧縮されて、電極活物質層4を形成する。その後、封止材1の表面に配置されたマスク材6は、回収手段50により、封止材1と分離され、マスク材6上にこぼれた電極活物質組成物3とともに回収される。回収された電極活物質組成物3は、再利用することができる。
また、マスク材6上の電極活物質組成物3の様子(飛散具合)をカメラ70等で計測することにより、その結果を供給工程及び圧縮工程にフィードバックすることができる。
回収工程は、供給工程、圧縮工程及び組合せ工程と連続的に行われてもよいし、連続的に行われなくてもよい。
なお、本明細書では、供給工程及び圧縮工程の際にマスク材6上にこぼれた電極活物質組成物3については、圧縮工程後も電極活物質組成物3と呼称する。
〔転写工程〕
電極製造工程が、圧縮工程で形成された電極活物質層4を底面部材2から電極集電体に転写する転写工程をさらに有することにより、電極を得ることができる。
転写工程では、例えば、底面部材2が上述した離型材である場合、電極活物質層4を、離型材である底面部材2から電極集電体に転写することにより、電極を得ることができる。また、底面部材2が電極集電体である場合、電極活物質層4を電極集電体である底面部材2から別の電極集電体に転写することにより、新たな電極を得ることができる。
転写工程として特に限定されず、公知の転写方法を用いることができる。
具体的には、電極活物質層4を電極集電体上に重ね、加熱や加圧をした後、底面部材2を剥離することで電極を得ることができる。
<組合せ工程>
電極製造工程により製造された電極は、セパレータ及び対となる電極と組み合わせることにより、リチウムイオン電池を製造することができる。
図4は、本発明のリチウムイオン電池の製造方法を構成する組合せ工程の一例を模式的に示す断面図である。
組合せ工程では、正極集電体11、正極活物質層12及び封止材1を有する正極10と、セパレータ30と、負極集電体21、負極活物質層22及び封止材1を有する負極20とを組み合わせ、封止材1を加熱して接着することにより、リチウムイオン電池100を得ることができる。
封止材1を加熱する方法としては特に限定されず、例えば、インパルスシーラー等を用いることができる。
なお、正極10、セパレータ30と、負極20とを組み合わせる際には、上述した電解液を別途注入してもよい。
本発明のリチウムイオン電池の製造方法では、電極製造工程により正極10及び負極20をそれぞれ製造する工程と、正極10、セパレータ30、及び、負極20を組み合わせる組合せ工程と、を有し、供給工程、圧縮工程及び組合せ工程が連続的に行われることが好ましい。
また、電極製造工程が転写工程をさらに有する場合には、電極製造工程により正極10及び負極20を製造する工程と、正極10、セパレータ30、及び、負極20を組み合わせる組合せ工程と、を有し、供給工程、圧縮工程、転写工程及び組合せ工程が連続的に行われることが好ましい。
なお、本明細書において、「連続的に行われる」とは、電極製造工程(供給工程及び圧縮工程、並びに、必要に応じて打ち抜き工程、回収工程及び転写工程)と、組合せ工程とが一連の製造ライン上で行われることを意味する。「一連の製造ライン」としては、例えば、正極を製造する正極製造工程のラインと、負極を製造する負極製造工程のラインとを有しており、正極製造工程のラインと負極製造工程のラインとが合流して組合せ工程を行うラインを構成する場合等が挙げられる。
(セパレータ)
組合せ工程に用いられるセパレータ30としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレン又はポリプロピレン製の多孔性フィルム、上記多孔性フィルムの積層フィルム(多孔性ポリエチレンフィルムと多孔性ポリプロピレンとの積層フィルム等)、合成繊維(ポリエステル繊維及びアラミド繊維等)又はガラス繊維等からなる不織布、及びそれらの表面にシリカ、アルミナ、チタニア等のセラミック微粒子を付着させたもの等の公知のリチウムイオン電池に用いられるセパレータを用いることができる。
<リチウムイオン電池>
本発明のリチウムイオン電池の製造方法により得られるリチウムイオン電池は、順に積層されたひと組の正極集電体、正極活物質層、セパレータ、負極活物質層及び負極集電体を有し、上記正極活物質層及び上記負極活物質層の外周が封止材により封止され、電解液が封入された構成を有する。
図5は、本発明のリチウムイオン電池の製造方法により製造されるリチウムイオン電池の一例を模式的に示す断面図である。
図5に示すように、リチウムイオン電池100は、順に積層されたひと組の正極集電体11、正極活物質層12、セパレータ30、負極活物質層21及び負極集電体22を有し、正極活物質層12及び負極活物質層22の外周が封止材1により封止され、電解液が封入された構成を有する。
[リチウムイオン電極材の製造方法及び製造装置]
続いて、リチウムイオン電極材の製造方法及び製造装置について説明する。
特開2016―181469号公報には、シート上に活物質を塗工した後加圧ロールで加圧して得られる電極シートとセパレータとを積層して得られる発電素子が、電気自動車及びハイブリッド電気自動車等の電源等に使用できる高エネルギー密度のリチウムイオン電池に用いられる発電素子として適していることが開示されている。
しかしながら、特開2016―181469号公報に記載の電極の製造方法は、塗工する電極組成物の流動性が低い場合には適用できないという問題があった。具体的には、電極組成物の流動性が低いために均一な塗膜を形成できない。さらに、加圧された電極組成物は脆いため、電極シートの切断時に割れや欠落が生じる場合がある。これらの理由から、電極シートを電池にした場合に耐久性等の電池性能が充分でない問題があった。
以下に示すリチウムイオン電極材の製造方法及び製造装置は、上記課題を鑑みてなされたものであり、電極組成物の流動性が低い場合であっても、集電体上に所定の間隔で均一な電極組成物層を配置できる。
まず、リチウムイオン電池用電極材の製造方法により得られるリチウムイオン電池用電極材について説明する。
リチウムイオン電池用電極材の製造方法により得られるリチウムイオン電池用電極材は、連続するシート状の基材の表面に電極活物質を含む電極組成物からなる電極組成物層が配置された電極組成物層配置部が間欠的に配置されている。
連続するシート状の基材の表面に電極組成物層配置部が間欠的に配置されているとは、1つの基材の表面に、電極組成物層配置部と、電極組成物層が配置されていない部分(電極組成物層非配置部)とが存在し、電極組成物層配置部が2個以上存在し、かつ、互いに接触していない状態を意味する。互いに接触しないように設けられた電極組成物層配置部同士の距離は、一定であってもよく、異なっていてもよい。
電極組成物層配置部に配置された電極組成物層は、集電体上に配置されることによって、リチウムイオン電池用の電極として機能する。従って、基材が集電体である場合には、リチウムイオン電池用電極材をリチウムイオン電池用電極として用いることができる。一方、基材が集電体ではない場合には、電極組成物層を集電体上に移すことで、リチウムイオン電池用電極を得ることができる。
リチウムイオン電池用電極材の製造方法により得られるリチウムイオン電池用電極材の例について、図6を参照しながら説明する。
図6は、リチウムイオン電池用電極材の製造方法により製造されるリチウムイオン電池用電極材の一例を模式的に示す斜視図である。
図6に示すように、リチウムイオン電池用電極材200では、連続するシート状の基材110の表面に、電極活物質を含む電極組成物からなる電極組成物層120が配置された電極組成物層配置部が、間欠的に配置されている。
基材110の表面のうち、電極組成物層120が配置された領域(電極組成物層配置部)以外の領域を電極組成物層非配置部ともいう。
リチウムイオン電池用電極材200では、電極組成物層120が配置された電極組成物層配置部が電極組成物層非配置部に囲まれた島状であり、電極組成物層非配置部と島状の電極組成物層配置部とが交互に配置されているともいえる。
リチウムイオン電池用電極材の製造方法により得られるリチウムイオン電池用電極材を、基材の長手方向に沿った方向、かつ、基材の厚さ方向に垂直な方向に切断した切断面からみた場合には、電極組成物層配置部と電極組成物層非配置部とが交互に配置されていることになる。
図6に示すリチウムイオン電池用電極材200では、基材110の幅方向の両端部に、電極組成物層が設けられていない領域が存在するが、リチウムイオン電池用電極材の製造方法で得られるリチウムイオン電池用電極材においては、基材の幅方向の端部にまで電極組成物層が配置されていてもよい。この場合、電極組成物層が配置された電極組成物層配置部と電極組成物層非配置部とがそれぞれ縞状に配置されているともいえる。
リチウムイオン電池用電極材の製造方法で得られるリチウムイオン電池用電極材を用いてリチウムイオン電池を製造する際には、必要に応じて、基材を切断して、電極組成物層配置部を分離する。このとき、基材を切断する位置を、電極組成物層非配置部とすることによって、電極組成物層配置部を切断する必要がなくなり、電極組成物層に割れや欠落等が生じにくい。その結果、耐久性等の電池性能に優れたリチウムイオン電池を製造することができる。
[リチウムイオン電池用電極材の製造方法]
リチウムイオン電池用電極材の製造方法は、連続するシート状の基材の表面に、電極活物質を含む電極組成物からなる電極組成物層が配置された電極組成物層配置部が間欠的に配置されたリチウムイオン電池用電極材の製造方法であって、上記基材上に上記電極組成物を連続的に供給する供給工程と、上記供給工程によって上記基材上に供給された上記電極組成物を加圧して上記電極組成物層を得る加圧工程と、上記供給工程によって上記基材上に供給された上記電極組成物の一部を除去して、上記基材上に電極組成物層配置部を形成する除去工程と、を備えることを特徴とする。
リチウムイオン電池用電極材の製造方法においては、除去工程と加圧工程の順序は特に限定されない。従って、除去工程を行ってから加圧工程を行ってもよいし、加圧工程を行ってから除去工程を行ってもよい。また、加圧工程と除去工程を同時に行ってもよい。以下には、まず除去工程を行い、その後加圧工程を行う場合を説明する。
[供給工程]
供給工程では、連続するシート状の基材上に電極活物質を含む電極組成物を連続的に供給する。
連続的に供給する、とは、後述する除去工程によって形成される2以上の電極組成物層配置部に跨るように、電極組成物を途切れないように供給することを意味する。この時、電極組成物を間欠的に供給してもよい。ただし、電極組成物を間欠的に供給する場合、電極組成物を間欠的に供給することで基材上に形成された電極組成物を、後述する除去工程によって2以上の電極組成物層配置部とする必要がある。従って、間欠的に供給された1つの電極組成物に1つの電極組成物層配置部しか形成しない場合は、基材上に電極組成物を連続的に供給しているとはいえない。
また連続するシート状とは、単一の基材上に、複数個の電極組成物層配置部を間欠的に配置するのに充分な長さを有していることを意味する。
また基材上に供給するとは、基材の表面に直接供給するだけでなく、基材の上に配置された別の部材上に電極組成物を供給する場合も含む。従って、供給工程では、基材上に、直接又は間接的に電極組成物を供給する。
基材上に供給された電極組成物の厚さは、必要に応じて調整してもよい。
電極組成物の厚さを調整する方法としては、スキージ、回転ローラ、ドクターブレード、アプリケータ等を用いる方法が挙げられる。電極組成物の厚さを調整する工程は、上述した供給工程において用いられる装置によって行われてもよく、供給工程において用いられる装置とは別の装置を用いて行われてもよい。
供給工程の一例について、図7を参照しながら説明する。
図7は、供給工程の一例を模式的に示す断面図である。
図7に示すように、供給工程では、シート状の基材110上に、電極組成物220を連続的に供給する。具体的には、定量的に電極組成物220を供給可能なホッパー210と基材110との相対位置を変化させながら、基材110上に配置されたホッパー210から、電極組成物220を連続的に供給する方法を用いることができる。
ホッパー210と基材110との相対位置を変化させる方法は特に限定されず、ベルトコンベヤによって基材110を一方向に移動させてもよい。また、ホッパー210に車輪を設け、車輪を駆動させる方法や、ホッパー210をウインチにより一方向に巻き取る方法等であってもよい。
なお、ホッパー210は、後述するリチウムイオン電池用電極材の製造装置における供給手段に相当する。
ホッパー210と基材110との相対位置の変化速度は、電極組成物層の密度や厚さ、及び電極組成物層の粘度により適宜調整することができる。
供給工程の別の一例について、図8を参照しながら説明する。
図8は、供給工程の別の一例を模式的に示す断面図である。
図8に示すように、供給工程では、シート状の基材110上に、定量供給装置(図示しない)によって電極組成物220Aを間欠的に供給する。間欠的に供給された電極組成物220Aは、基材110とスキージ230との間を通過することによって、厚さが調整され、電極組成物220Bとなる。
1つの電極組成物220Bは、後に除去工程を行うことで、2以上の電極組成物層配置部となる。すなわち、図8に示す供給工程では、後の除去工程において形成される2以上の電極組成物層配置部に跨るように電極組成物を供給しているため、電極組成物を連続的に供給しているといえる。
なお、ホッパー及び必要に応じて用いるスキージは、後述するリチウムイオン電池用電極材の製造装置における供給手段に相当する。
基材としては、構成材料は特に限定されない。基材として集電体そのものを用いてもよい。基材が集電体ではない場合には、基材の表面に形成した電極組成物層を基材から剥離できるものであればよい。なお、基材として集電体を用いる場合、電極組成物層を剥離する必要はない。
集電体としては、本発明のリチウムイオン電池の製造方法で説明した電極集電体を好適に用いることができる。
集電体以外の基材としては、集電体としては機能しないシート状の材料[高分子フィルム(ポリエステルフィルム、ポリオレフィンシート及びテフロン(登録商標)シート等)及び紙等]等を用いることができる。
また、基材は複合材料であってもよい。基材が複合材料である場合の例としては、集電体と、該集電体の外周に沿って環状に配置された絶縁体(枠状部材ともいう)を有する枠付き集電体等が挙げられる。
供給工程において用いられる電極組成物としては、本発明のリチウムイオン電池の製造方法において説明した電極活物質組成物を好適に用いることができる。
[除去工程]
除去工程では、基材上に供給された電極組成物の一部を除去して、基材上に電極組成物層配置部を形成する。電極組成物層配置部が形成されなかった領域が、電極組成物層非配置部となる。
なお、除去工程よりも後に加圧工程が行われる場合であって、加圧工程によって電極組成物層配置部の大きさが変化する場合には、加圧後に所望の形状となるような電極組成物層配置部の大きさを予め設定しておくことが好ましい。
[除去工程の実施形態1]
基材上に供給された電極組成物の一部を除去する方法としては、例えば、供給工程の前に、電極組成物層配置部の配置パターンに応じた位置に開口部を有するマスク層を基材の表面に載置して、供給工程の後に、基材上からマスク層上に供給された電極組成物を除去する方法が挙げられる。
開口部を有するマスク層を基材の表面に載置する工程は、マスキング工程ともいう。
なお、マスク層が有する開口部の位置及び形状は、除去工程によって形成される電極組成物層配置部の位置及び形状に対応している。
また、本明細書において、電極組成物層配置部の配置パターンとは、電極組成物層配置部の位置、形状、大きさ、及び、複数個の電極組成物層配置部の並び等を含めた、電極組成物層配置部の配置を指す。
リチウムイオン電池用電極材の製造方法において、除去工程の実施形態1を行う場合、除去工程の前に、間欠的に配置された開口部を有するマスク層を基材の表面に載置するマスキング工程を備え、供給工程において、電極組成物を、マスク層上、及び、開口部の全面に供給し、除去工程が、マスク層上に供給された電極組成物を基材上から除去する工程であることが好ましい。
除去工程の一例について、図9A及び図9Bを参照しながら説明する。
図9Aは、供給工程の一例を模式的に示す斜視図であり、図9Bは、除去工程の一例を模式的に示す斜視図である。
図9Aに示すように、供給工程の前に、電極組成物層配置部に対応する大きさの開口部(A、A、A、A及びA)を有するマスク層240を、基材110上に載置する。
この場合、供給工程では、マスク層240上と、マスク層240の開口部(A、A、A、A及びA)の全面に、電極組成物220が供給される。
続いて、図9Bに示すように、除去工程においてマスク層240を基材110から除去する。このとき、マスク層240の開口部の中に配置されている電極組成物220は基材110上に残存することとなる。一方、マスク層240の上に供給された電極組成物220は、マスク層240ごと基材110上から除去される。
マスク層240の開口部(A、A、A、A及びA)があった領域だけに電極組成物220が残存することで、基材110上には、電極組成物220が設けられた領域である電極組成物層配置部が間欠的に形成される。
除去工程の実施形態1では、2段階の除去工程を行ってもよい。
2段階の除去工程とは、例えば、マスク層上に供給された電極組成物の少なくとも一部をマスク層上から除去する第1除去工程と、マスク層を基板上から除去する第2除去工程とが挙げられる。
第1除去工程においてマスク層上の電極組成物を完全に除去していない場合、第2除去工程において、マスク層上に残存する電極組成物をマスク層ごと除去すればよい。
第1除去工程によってマスク層上に供給された電極組成物の少なくとも一部を除去しておくと、マスク層を基板上から除去する第2除去工程の際に、マスク層上に残存する電極組成物が、マスク層の開口部に配置された電極組成物上に落下することを抑制できる。
マスク層に設けられた開口部は、電極組成物層配置部の配置パターンに応じた位置に複数個設けられている。複数ある開口部の大きさは、各電極組成物層配置部に対応する大きさであれば全て同じであってもよく、異なっていてもよい。また、開口部同士の距離は、全て同じであってもよく、異なっていてもよい。
すなわち、本発明のリチウムイオン電池用電極材の製造方法においては、供給工程の前に、電極組成物層配置部の配置パターンに応じた位置に開口部を有するマスク層を基材の表面に載置するマスキング工程を備え、供給工程において、電極組成物を、マスク層上、及び、開口部の全面に供給し、除去工程が、マスク層上に供給された電極組成物を、基材上からマスク層ごと除去する工程であることが好ましい。
なお、マスク層240は、後述するリチウムイオン電池用電極材の製造装置における除去手段に相当する。
開口部を有するマスク層としては、基材上に分離可能に重ねることができ、かつ間欠的に配置された所定の大きさの開口部を所定の位置に複数有する構造であれば制限なく使用することができ、開口部を有する金属シート及び開口部を有する樹脂フィルム等を使用することができる。
供給工程においてマスク層と基材との間に電極組成物が侵入しないように、マスク層と基材とが一時的に接着されていてもよい。
また、基材から剥離可能な塗膜を形成する塗料を、所定の開口部を残すように基材の表面に塗布して、マスク層を形成してもよい。
[除去工程の実施形態2]
また、基材上に供給された電極組成物の一部を除去する別の方法としては、上記基材上に直接供給された上記電極組成物の一部を除去する方法が挙げられる。基材上に直接供給された電極組成物の一部を除去する方法としては、例えば、連続的に供給された電極組成物上に、電極組成物層配置部の配置パターンに応じた位置にカバー層を載置し、カバー層が設けられていない領域の電極組成物を除去する方法が挙げられる。この場合、基材上に直接供給された電極組成物のうちの一部(カバー層が設けられていない領域に供給された電極組成物)が除去されることで、基材上に電極組成物層配置部が間欠的に配置される。
リチウムイオン電池用電極材の製造方法において、除去工程の実施形態2を行う場合、除去工程は、基材上に直接供給された電極組成物の一部を除去して、除去されなかった電極組成物を電極組成物層配置部とする工程であることが好ましい。
除去工程の別の一例について、図10A、図10B及び図10Cを参照しながら説明する。
図10A、図10B及び図10Cは、除去工程の別の一例を模式的に示す斜視図である。
図10Aに示すように、まず、供給工程の後、電極組成物220上に、電極組成物層配置部に対応する大きさのカバー層140を電極組成物層が配置される場所にそれぞれ載置する。図10Aにおいては、カバー層140を載置する位置は、電極組成物層が配置されるそれぞれの領域(B、B、B、B及びB)である。
続いて、図10Bに示すように、カバー層140によって覆われていない電極組成物220を、吸引器250によって吸引除去する。
最後に、図10Cに示すように、カバー層140を電極組成物220上から取り除くことによって、基材110上に、電極組成物220が設けられた領域である電極組成物層配置部を間欠的に配置することができる。
なお、カバー層140は、電極組成物220の取り除かれない部分の全てを覆っている必要はない。例えば、図10A及び図10Bにおいて、各カバー層140の中央部において、電極組成物220が露出していてもよい。カバー層140の中央部において、電極組成物220が露出している場合、カバー層140で囲まれた領域にある電極組成物220を除去しないように、カバー層140に覆われていない領域(カバー層140の中央部に露出した部分を除く)に存在する電極組成物220を除去することで電極組成物層配置部を間欠的に配置することができる。
カバー層140で覆われていない領域の電極組成物を除去する方法としては、吸引のほかにエアブロー等を用いて基材上の電極組成物を吹き飛ばす方法等が挙げられる。
なお、カバー層140は、後述するリチウムイオン電池用電極材の製造装置における除去手段に相当する。
カバー層を構成する材料としては、カバー層で覆った電極組成物を除去手段から保護してカバー層の下にある電極組成物を基材上に残すことができるものであれば特に限定されない。
図10B及び図10Cに示すカバー層140は、それぞれ分離しているが、除去工程において用いられるカバー層は、互いに接続されて一体化していてもよい。ただし、カバー層同士を接続する構成によって、電極組成物の除去を妨げないものに限る。
なお、図6に示したリチウムイオン電池用電極材では、電極組成物層配置部が、1列に配置されているものを例示しているが、配置電極組成物層配置部は、各電極組成物層配置部が間欠的に配置されている限り、交互に配置された電極組成物層非配置部と電極組成物層配置部とで構成された列が2列以上配置されていてもよい。
[除去工程の実施形態3]
基材上に供給された電極組成物の一部を除去するさらに別の方法としては、例えば、供給工程の前に、電極組成物層配置部の配置パターンに応じた位置に、電極組成物層配置部以上の平面視寸法の開口部を有するマスク層を上記基材の表面に載置して、供給工程の後に、電極組成物層配置部の配置パターンに応じた位置にカバー層を載置し、カバー層が設けられていない領域の電極組成物の少なくとも一部を除去した後に、マスク層を基材上から除去する方法が挙げられる。
開口部を有するマスク層を基材の表面に載置する工程は、マスキング工程ともいう。
上記方法によると、マスク層の開口部の平面視寸法は、電極組成物層配置部以上に設定されている。
マスク層の開口部の平面視寸法が、電極組成物層配置部の平面視寸法よりも大きい場合、マスク層の開口部に配置された電極組成物の一部が、カバー層で覆われていないことになる。この状態でマスク層上に供給された電極組成物を基板上から除去してしまうと、得られる電極組成物層配置部の配置パターンが、所望の電極組成物層配置部の配置パターンに合致しない。そこで、所望の電極組成物層配置部の配置パターンとなるように、マスク層の開口部に配置された電極組成物上にカバー層を載置し、カバー層が設けられていない領域の電極組成物を除去した後、基板上からマスク層を除去することで、基板上に電極組成物層配置部が形成される。
加えて、マスク層の開口部に配置された電極組成物の全部をカバー層で覆うことにより、マスク層を基板上から除去する工程において、マスク層上に残存する電極組成物が電極組成物層配置部に落下することを抑制できる。
リチウムイオン電池用電極材の製造方法において、除去工程の実施形態3を行う場合、供給工程の前に、電極組成物層配置部の配置パターンに応じた位置に、電極組成物層配置部以上の平面視寸法の開口部を有するマスク層を基材の表面に載置するマスキング工程を備え、供給工程において、電極組成物を、マスク層上、及び、開口部の全面に供給し、除去工程が、マスク層上に供給された電極組成物の少なくとも一部をマスク層上から除去する第1除去工程と、マスク層を基材上から除去する第2除去工程と、を有することが好ましい。
除去工程のさらに別の一例について、図11A、図11B、図11C、図12A及び図12Bを参照しながら説明する。
図11A、図11B、図11C、図12A及び図12Bは、除去工程のさらに別の一例を模式的に示す斜視図である。
図11Aに示すように、供給工程の前に、電極組成物層配置部以上の平面視寸法を有する開口部(C、C、C、C及びC)を有するマスク層240を、基材110上に載置する。この場合、供給工程では、マスク層240上と、マスク層240の開口部(C、C、C、C及びC)の全面に、電極組成物220が供給される。
続いて、図11Bに示すように、マスク層240の開口部の内側に、カバー層140を載置する。カバー層140を載置する位置が、電極組成物層が配置されるそれぞれの領域となる。
マスク層240に設けられた開口部(C、C、C、C及びC)の平面視寸法は、カバー層140の平面視寸法以上であればよい。図11Bは、マスク層240に設けられた開口部(C、C、C、C及びC)の平面視寸法がカバー層140の平面視寸法よりも少し大きな例であるが、開口部(C、C、C、C及びC)の平面視寸法がカバー層140の平面視寸法と同じであってもよい。
続いて、図11Cに示すように、カバー層140に覆われていない領域の電極組成物220を吸引器250により除去する第1除去工程を行う。マスク層240の開口部(C、C、C、C及びC)の平面視寸法は、カバー層140の平面視寸法よりも大きい。従って、マスク層240上の電極組成物220だけでなく、マスク層240の開口部の内側でカバー層140により覆われていない電極組成物220も、吸引器250により除去される。
続いて、図12Aに示すように、マスク層240を基板110上から除去する第2除去工程を行う。第1除去工程によってマスク層上の電極組成物の少なくとも一部が除去されている。従って、第2除去工程において、マスク層240上に残存する電極組成物が落下することを抑制し、電極組成物層配置部を保護することができる。
最後に、図12Bに示すように、カバー層140を除去する。
以上の工程により、基板110上に電極組成物層配置部を形成することができる。
[加圧工程]
加圧工程では、供給工程によって基材上に供給された電極組成物を加圧して、電極組成物層を得る。
電極組成物を加圧する好ましい方法としては、平板プレス及びロールプレス等が挙げられる。
平板プレスにおける加圧圧力及びロールプレスにおける線圧は特に限定されず、電極組成物の組成、電極組成物の流動性及び電極組成物の密度に応じて、調整することができる。
ロールプレスを用いた場合の加圧工程の一例について、図13を参照しながら説明する。
図13は、加圧工程の一例を模式的に示す断面図である。
図13に示すように、加圧工程では、基材110上に配置された電極組成物220をロールプレス260a及び260bにより加圧する。加圧工程によって、基材110上に電極組成物層120が形成される。
以上の工程により、連続するシート状の基材110の表面に電極組成物層120が配置された電極組成物層配置部が間欠的に配置された、図1に示すようなリチウムイオン電池用電極材が得られる。
なお、ロールプレス260a及び260bは、後述するリチウムイオン電池用電極材の製造装置における加圧手段に相当する。
なお、図13に示す加圧工程は、除去工程の後に行われる加圧工程の例である。
除去工程の前に加圧工程を行う場合は、除去工程で使用される部材(例えばマスク層やカバー層)を、電極組成物とともに加圧してもよい。
上記手順により得られたリチウムイオン電池用電極材は、さらに電極組成物層非配置部において切断する工程を行い、所望の寸法のリチウムイオン電池用電極材としてもよい。
リチウムイオン電池用電極材の製造方法により製造されたリチウムイオン電池用電極材では、リチウムイオン電池の電極に用いるために、複数の電極組成物層配置部を分離する場合、電極組成物層非配置部において切断することで、電極組成物層を切断することなく基材を切断して、複数の電極組成物層を得ることができるため、電極組成物層に割れや欠落が生じない。このとき、切断によって得られるリチウムイオン電池用電極材は、複数の電極組成物層配置部を有していてもよいし、単一の電極組成物層配置部を有していてもよい。
そのため、電極組成物の流動性が低い場合であっても、充分な耐久性能を有するリチウムイオン電池を製造するためのリチウムイオン電池用電極材を製造することができる。
なお、基材が集電体である場合、リチウムイオン電池用電極材そのものがリチウムイオン電池用電極となる。
電極組成物層非配置部において基材を切断する方法は特に限定されないが、公知の切断方法(回転式切断刃、ギロチン刃、トムソン型及びレーザーによる切断等)が挙げられる。
リチウムイオン電池用電極材の製造方法において、電極組成物は、電極活物質と電解液を含んでなる湿潤粉体であることが好ましい。
湿潤粉体は、ペンデュラー状態又はファニキュラー状態であることがより望ましい。
湿潤粉体における電解液の割合は、特に限定されないが、正極の場合には電解液の割合を湿潤粉体全体の0.5~15重量%とすることが好ましく、0.5~5重量%とすることがより好ましく、0.5~3重量%とすることがさらに好ましい。また、負極の場合には、電解液の割合を湿潤粉体全体の0.5~25重量%とすることが好ましく、0.5~10重量%とすることがより好ましく、0.5~5重量%とすることがさらに好ましい。
リチウムイオン電池用電極材からリチウムイオン電池を製造する方法としては、例えば、電極活物質として正極活物質を用いて製造されたリチウムイオン電池用正極材と、電極活物質として負極活物質を用いて製造されたリチウムイオン電池用負極材とを、セパレータを介して、電極組成物層同士(正極組成物層と負極組成物層)が対向するように積層して蓄電素子を作製し、この蓄電素子を電池外装体に収容して封止する方法が挙げられる。
封止前には、必要に応じて電解液を添加してもよい。
また、リチウムイオン電池用正極材とリチウムイオン電池用負極材とをセパレータを介して電極組成物層同士が対向するように積層し、正極集電体と負極集電体との外周を耐電解液性を有する樹脂等で封止することで、外装体を使用せずにリチウムイオン電池を製造することもできる。
[リチウムイオン電池用電極材の製造装置]
リチウムイオン電池用電極材の製造装置は、連続するシート状の基材の表面に電極活物質を含む電極組成物からなる電極組成物層が配置された電極組成物層配置部が、間欠的に配置されたリチウムイオン電池用電極材の製造装置であって、上記基材上に上記電極組成物を連続的に供給する供給手段と、上記供給手段によって上記基材上に供給された上記電極組成物を加圧して上記電極組成物層を得る加圧手段と、上記供給手段によって上記基材上に供給された上記電極組成物の一部を除去して、上記基材上に電極組成物層配置部を形成する除去手段と、を備えることを特徴とする。
供給手段としては、例えば、公知の粉体定量供給装置(ホッパー等)等が挙げられる。
除去手段としては、例えば、基材上に配置された電極組成物の上にカバー層を載置するカバー層載置手段と、カバー層が設けられていない領域の電極組成物を除去する電極組成物除去手段とを備える手段や、電極組成物が供給される前の基材の表面に、開口部を有するマスク層を載置するマスク層載置手段と、基材及びマスク層の表面に電極組成物が供給された後に、マスク層を剥がす剥離手段とを備える手段が挙げられる。
これらの中では、マスク層載置手段と剥離手段とを備えることが好ましい。
好ましい加圧手段としては、平板プレス及びロールプレス等が挙げられる。
リチウムイオン電池用電極材の製造装置の一例について、図14を参照しながら説明する。
図14は、リチウムイオン電池用電極材の製造装置を用いてリチウムイオン電池用電極材を製造する様子の一例を模式的に示す断面図である。
図14に示すリチウムイオン電池用電極材の製造装置300は、供給手段であるホッパー210と、除去手段であるマスク層240、マスク層載置用ローラ270及びマスク層剥離用ローラ280と、加圧手段であるロールプレス260a及び260bとを備える。
基材110は、基材移動用ローラ290により一方向(矢印方向)に移動している。まず、開口部Aを有するマスク層240が、マスク層載置用ローラ270によって基材110上に載置される。その後、基材110上及びマスク層240の開口部Aの全面にホッパー210から電極組成物220が供給される。供給された電極組成物220はスキージ230によりその厚さが調整される。その後、マスク層剥離用ローラ280によって、マスク層240は、基材110の表面から剥離される。最後に、基材110上に残存する電極組成物220を加圧手段であるロールプレス260a及び260bによって加圧して、基材110上に電極組成物層120を形成することで、リチウムイオン電池用電極材を製造することができる。
チウムイオン電池用電極材を製造することができる。
リチウムイオン電池用電極材の製造装置においては、除去手段が加圧手段を兼ねていてもよい。
除去手段が加圧手段を兼ねている場合の一例について、図15を参照しながら説明する。
図15は、リチウムイオン電池用電極材の製造装置を用いてリチウムイオン電池用電極材を製造する様子の別の一例を模式的に示す断面図である。
図15に示すリチウムイオン電池用電極材の製造装置400は、供給手段であるホッパー210と、除去手段であるマスク層240と、加圧手段であるロールプレス260bと、加圧兼マスク層剥離用ローラ295とを備える。加圧兼マスク層剥離用ローラ295は、除去手段であるマスク層剥離用ローラと加圧手段であるロールプレスを兼ねている。
基材110は、基材移動用ローラ290により一方向(矢印方向)に移動している。まず、開口部Aを有するマスク層240が、マスク層載置用ローラ270によって基材110上に載置される。その後、基材110上及びマスク層240の開口部Aの全面にホッパー210から電極組成物220が供給される。供給された電極組成物220はスキージ230によりその厚さが調整される。その後、電極組成物220が加圧兼マスク層剥離用ローラ295及びロールプレス260bによって加圧されるとともに、マスク層240が基材110の表面から剥離される。以上の工程により、基材110上に電極組成物層120を形成して、リチウムイオン電池用電極材を製造することができる。
続いて、リチウムイオン電池用電極の製造方法について説明する。
特開2018―181802号公報には、非プロトン性溶媒と電極活物質とを含み樹脂結着剤を含まない混合物を、非プロトン性溶媒の融点よりも低い温度で圧縮成形する方法が開示されている。
特開2018―181802号公報に記載の電極の製造方法は、固体状の非プロトン性溶媒を用いるため、得られる成形体中において非プロトン性溶媒が均一に分散しにくいという問題があった。
一方、プレス後の電極強度を上げる他の方法としては、電極に含まれる高分子材料(バインダ、活物質被覆樹脂等)の重量割合を増やす等が考えられるが、この場合電極の電気抵抗が上がってしまい電池性能に悪影響があることが懸念された。
以下に示すリチウムイオン電池用電極の製造方法は、電池性能に悪影響を与えることなく製造工程中の電極強度を向上させることができる。
[リチウムイオン電池用電極の製造方法]
リチウムイオン電池用電極の製造方法は、非プロトン性溶媒と電極活物質粒子とを含む電極組成物を圧縮成形する圧縮成形工程と、上記圧縮成形された電極組成物を冷却する冷却工程とを有し、上記圧縮成形工程が上記非プロトン性溶媒の融点以上の環境温度で実施され、上記冷却工程では、上記圧縮成形された電極組成物を上記非プロトン性溶媒の融点未満の温度まで冷却することを特徴とする。
リチウムイオン電池用電極の製造方法で用いられる電極組成物としては、本発明のリチウムイオン電池の製造方法で説明した電極活物質組成物と同様のものを好適に用いることができる。ただし、電解液は必須の構成ではない。
[圧縮成形工程]
圧縮成形工程では、非プロトン性溶媒と電極活物質粒子とを含む電極組成物を圧縮成形する。
圧縮成形工程は、非プロトン性溶媒の融点以上の環境温度で実施される。
圧縮成形工程が非プロトン性溶媒の融点以上の環境温度で実施されるため、非プロトン性溶媒は液体の状態で存在する。そのため、圧縮成形された電極組成物(以下、圧縮成形体ともいう)の全体に液体の非プロトン性溶媒が行き渡り、圧縮不良が起こりにくい。
圧縮成形は、油圧プレス装置等の任意の加圧装置及び加圧治具を用いて行うことができる。例えば、円筒形状の有底容器内に電極組成物を入れて、その上から上記筒の内径より少しだけ小さい径の丸棒形状の加圧治具を挿入し、加圧装置により圧縮することで円柱形状に成形された圧縮成形体が得られる。
加圧治具の形状を変更することにより、任意の形状の圧縮成形体を得ることができる。
作製する圧縮成形体の形状は、厚さ250~2000μmであることが好ましい。
また、円柱形状の圧縮成形体の場合、直径10~70mmであることが好ましい。
圧縮成形工程を実施する環境温度が室温よりも高い場合、必要に応じて、加圧装置及び/又は加圧治具を加熱してもよい。
圧縮成形工程における環境温度以外の圧縮条件としては、上記混合物にかかる圧力は10~3000MPaであることが好ましい。また、加圧時間は1~300秒であることが好ましい。
このとき、圧縮される電極組成物の温度が、圧縮成形工程が実施される環境温度より高くなってもよい。
非プロトン性溶媒の融点は、0~40℃であることが好ましい。
なお、本明細書において単に「溶媒の融点」というときには、標準大気圧下で測定した融点を意味する。
非プロトン性溶媒とは、水素イオン供与性の基(解離性の水素原子を有する基、例えば、アミノ基、水酸基、及びチオ基。)を有さない溶媒であり、例えば、ラクトン化合物、環状又は鎖状カーボネート、鎖状カルボン酸エステル、環状又は鎖状エーテル、リン酸エステル、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホン等及びこれらの混合物等が挙げられる。
圧縮成形工程で用いられる非プロトン性溶媒としては、鎖状カーボネート及び環状カーボネートが好ましい。
鎖状カーボネートとしては、ジメチルカーボネート(融点3℃)などが挙げられる。
環状カーボネートとしては、ビニレンカーボネート(融点20℃)及びエチレンカーボネート(融点35℃)等が挙げられる。
これらの中では、環状カーボネートがより好ましく、エチレンカーボネートがさらに好ましい。
非プロトン溶媒としてエチレンカーボネートを用いる場合、圧縮成形工程が実施される環境温度は40℃以上であることがより好ましい。
非プロトン性溶媒に含まれるエチレンカーボネートの重量割合は、非プロトン性溶媒の重量を基準として、50~100重量%であることが好ましく、100重量%がより好ましい。
なお、非プロトン性溶媒は、電解液を兼ねていてもよい。
なお、電極組成物に含まれる非プロトン性溶媒が2種以上の場合、圧縮成形工程は、融点が最も低い非プロトン性溶媒の融点以上の環境温度で実施される。
電極組成物に含まれる非プロトン性溶媒の重量割合は、電極組成物の重量を基準として2~30重量%であることが好ましく、5~10重量%であることがより好ましい。
電極組成物に含まれる電極活物質粒子が被覆電極活物質粒子である場合、電極組成物に含まれる被覆用高分子化合物の重量割合は、電極組成物の重量を基準として、0.1~10重量%であることが好ましい。
電極組成物に含まれる被覆用高分子化合物の含有量が、電極組成物の重量を基準として0.1重量%未満であると、電極組成物に含まれる被覆用高分子化合物の含有量が少なすぎて、電極割れが悪化したり、圧縮特性が低下してしまうことがある。
一方、電極組成物に含まれる被覆用高分子化合物の含有量が、電極組成物の重量を基準として10重量%を超える場合には、電極組成物に含まれる被覆用高分子化合物の含有量が多すぎて、電気抵抗を増加させてしまうことがある。
電極組成物に含まれる電極活物質粒子の重量割合は、電極組成物の重量を基準として70~95重量%であることが好ましい。
なお、電極活物質粒子が被覆活物質粒子である場合、被覆活物質粒子を構成する被覆層は、電極活物質粒子の重量に含めないものとする。
圧縮成形工程は、集電体上で行ってもよい。集電体上に電極組成物を配置して圧縮成形を行うことにより、集電体上で圧縮成形体が得られる。
集電体上で得られた圧縮成形体は、集電体とともにリチウムイオン電池の電極として使用することができる。
集電体としては、本発明のリチウムイオン電池の製造方法で説明した電極集電体を好適に用いることができる。
リチウムイオン電池用電極の製造方法において、正極活物質組成物に含まれる粘着性樹脂の重量割合は、正極活物質組成物の重量を基準として0~2重量%であることが好ましい。
リチウムイオン電池用電極の製造方法において、正極活物質組成物に含まれる樹脂成分(被覆材、電極用バインダ及び粘着性樹脂)の合計重量の割合は、0.1~10重量%であることが好ましい。
[冷却工程]
冷却工程では、圧縮成形された電極組成物を、非プロトン性溶媒の融点未満の温度まで冷却する。
冷却工程によって、非プロトン性溶媒を固体化させて、圧縮成形された電極組成物の強度(電極強度ともいう)を高めることができる。
そのため、電極強度を高めるための樹脂の添加量を低減することができ、電池性能に悪影響を与えることがない。
冷却工程は、圧縮成形工程における圧縮を解除しない状態で行うことが好ましい。
冷却工程では、圧縮成形工程において電極組成物の圧縮成形に用いた加圧装置及び/又は加圧治具を直接冷却してもよい。
加圧装置及び/又は加圧治具を直接冷却する方法としては、加圧装置及び/又は加圧軸内に冷却管を配し、冷凍装置を経て冷却された水又は冷凍液を冷却管に流通させる方法等が挙げられる。
以上の手順により、リチウムイオン電池用電極を製造することができる。
リチウムイオン電池用電極の製造方法により製造されたリチウムイオン電池用電極は、正極活物質粒子と負極活物質粒子がセパレータを介して対向するように配置し、リチウムイオン電池用の電解液を添加した後、アルミラミネートフィルム等の容器に収容することにより、リチウムイオン電池とすることができる。
(参考実施例)
続いて、リチウムイオン電池用電極材の製造方法及びリチウムイオン電池用電極の製造方法を参考実施例によって具体的に説明する。ただし、上記のリチウムイオン電池用電極材の製造方法及びリチウムイオン電池用電極の製造方法の趣旨を逸脱しない限り、上記のリチウムイオン電池用電極材の製造方法及びリチウムイオン電池用電極の製造方法は、以下の参考実施例に限定されるものではない。なお、特筆しない限り部は重量部、%は重量%を意味する。
[リチウムイオン電池用電極材の製造方法の参考実施例]
<製造例1:粘着性樹脂の製造>
攪拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロート及び窒素ガス導入管を付した4つ口コルベンに、酢酸ビニル5.0部、2-エチルヘキシルアクリレート23.7部及び酢酸エチル185.5部を仕込み75℃に昇温した。酢酸ビニル11.1部、2-エチルヘキシルアクリレート21.0部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート28.1部、アクリル酸11.1部及び2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)0.200部及び2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)0.200部を混合した。得られた単量体混合液をコルベン内に窒素を吹き込みながら、滴下ロートで4時間かけて連続的に滴下してラジカル重合を行った。滴下終了後、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)0.800部を酢酸エチル12.4部に溶解した溶液を滴下ロートを用いて、重合を開始してから6~8時間目にかけて連続的に追加した。さらに、沸点で重合を2時間継続し、酢酸エチルを702.4部加えて樹脂濃度10重量%の粘着性樹脂の溶液を得た。その後、100℃の減圧乾燥機内に3時間入れることで酢酸エチルを除去した。粘着性樹脂の重量平均分子量(以下、Mwと略記する)は420,000であった。
Mwは、以下の条件でゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定により求めた。
装置:「HLC-8120GPC」[東ソー(株)製]
カラム:「TSKgel GMHXL」(2本)、「TSKgel Multipore  HXL-Mを各1本連結したもの」[いずれも東ソー(株)製]
試料溶液:0.25重量%のテトラヒドロフラン溶液
溶液注入量:10μL
流量:0.6mL/分
測定温度:40℃
検出装置:屈折率検出器
基準物質:標準ポリスチレン[東ソー(株)製]
<製造例2:電解液の調製>
エチレンカーボネート(EC)とプロピレンカーボネート(PC)の混合溶媒(体積比率でEC:PC=1:1)にLiN(FSO(LiFSI)を2mol/Lの割合で溶解させ、電解液を調製した。
<製造例3:正極組成物の作製>
万能混合機ハイスピードミキサーFS25[(株)アーステクニカ製]を用いて、炭素繊維[大阪ガスケミカル(株)製 ドナカーボ・ミルド S-243]20部と製造例1で得た粘着性樹脂の溶液300部とアセチレンブラック[デンカ(株)製 デンカブラック]57部とLiNi0.8Co0.15Al0.05[(株)BASF戸田バッテリーマテリアルズ製HED NCA-7050、体積平均粒子径10μm]875部を室温、720rpmの条件で15分撹拌した。撹拌を維持したまま0.01MPaまで減圧し、次いで撹拌と減圧度を維持したまま温度を80℃まで昇温し、撹拌、減圧度及び温度を8時間維持して揮発分を留去した。得られた混合物を300μmの金属メッシュを取り付けたハンマークラッシャーNH-34S[(株)三庄インダストリー製]で粉砕し造粒を行い、正極活物質と粘着性樹脂との混合造粒物を得た。
<製造例4:正極組成物の湿潤粉体の作製>
製造例3で得られた混合造粒物99.0部と製造例2で作製した電解液1.0部とを遊星撹拌型混合混練装置{あわとり練太郎[(株)シンキー製]}に入れ、2000rpmで5分間混合して、正極組成物の合計重量に基づく上記電解液の重量割合が1.0重量%である正極組成物の湿潤粉体を作製した。
<参考実施例1>
(1)供給工程
アプリケータ用自動塗工機[イーガーコーポレーション社製卓上テストコーター(型式:EGPI-1210)]にセットした厚さ100μmの離型紙上に、幅42mm、長さ57mmの開口部を、長さ方向に29mmの間隔を隔てて2つ有する、厚み600μm、幅90mm、長さ227mmのSUS製シート状のマスクを配置した。さらに製造例4で作製した正極組成物の湿潤粉体10gを山状に乗せた。さらにマイクロメーター付フィルムアプリケーター[イーガーコーポレーション社製]をギャップ間隔0でマスク上に乗せた。マイクロメーター付フィルムアプリケーターを正極組成物の湿潤粉体の山の上を移動速度20mm/sの一定速度で平行移動させ、山の表面を擦切る操作を行った。なお、擦切りを行った後、電極組成物の表面に線状のキズが観察された場合にはキズの発生がない表面が得られるまで擦切りの操作をやり直した。
(2)除去工程
擦切りを行った後、離型紙上に配置したSUS製シート状のマスクを取り外し、離型紙上に電極組成物が間欠的に配置された正極組成物層を得た。正極組成物層の上面視寸法は、幅42mm、長さ57mmであり、長さ方向に29mmの間隔を隔てて2つの正極組成物層が配置されている。
(3)加圧工程
続いて、正極組成物層が配置された基材をロールプレス機にセットし、以下の条件で加圧を行い、リチウムイオン電池用電極材(1A)を得た。
ロールプレス機から排出されたリチウムイオン電池用電極材(1A)は、ガラス板の上に載せて移動しても形状が壊れない程度にしっかり固められており、平滑な表面を有していた。
<ロールプレス機の条件>
・ロールサイズ:250mmφ×400mm
・ロール回転速度:0.2m/分
・ロールの間隔(ギャップ):100μm
・線圧:1ton/cm
<参考実施例2>
(1)供給工程
アプリケータ用自動塗工機[イーガーコーポレーション社製卓上テストコーター(型式:EGPI-1210)]にセットした厚さ100μmの離型紙上に、製造例4で作製した正極活物質組成物の湿潤粉体10gを山状に乗せた。さらにマイクロメーター付フィルムアプリケーター[イーガーコーポレーション社製]をギャップ間隔600μmにして離型紙上に乗せた。マイクロメーター付フィルムアプリケーターを正極組成物の湿潤粉体の山の上を移動速度20mm/sの一定速度で平行移動させ、山の表面を擦切る操作を行った。なお、擦切りを行った後、表面に線状のキズが観察された場合にはキズの発生がない表面が得られるまで擦切りの操作をやり直した。
剥離紙上に供給された電極組成物の上面視寸法は、幅42mm、長さ150mmであった。
(2)除去工程
擦切りを行った後、幅42mm、長さ57mmの長方形のSUS製の板状部材(カバー層)を2つ、長さ方向に29mmの間隔を隔てて、擦切った電極組成物上に載せた。板状部材の外側にはみ出した電極組成物を吸引機[コトヒラ工業社製クリーンルーム用集じん機(型式:KDC-C01)]で吸引除去した。吸引除去した後に、板状部材を取り外し、離型紙上に電極組成物を間欠的に配置した。
(3)加圧工程
参考実施例1と同様の条件で加圧を行い、リチウムイオン電池用電極材(1B)を得た。
<参考実施例3>
(1)供給工程
アプリケータ用自動塗工機[イーガーコーポレーション社製卓上テストコーター(型式:EGPI-1210)]にセットした厚さ100μmの離型紙上に、幅44mm、長さ59mmの開口部を、長さ方向に19mmの間隔を隔てて2つ有する、厚み600μm、幅90mm、長さ227mmのSUS製シート状のマスクを配置した。さらに製造例4で作製した正極組成物の湿潤粉体10gを山状に乗せた。さらにマイクロメーター付フィルムアプリケーター[イーガーコーポレーション社製]をギャップ間隔0でマスク上に乗せた。マイクロメーター付フィルムアプリケーターを正極組成物の湿潤粉体の山の上を移動速度20mm/sの一定速度で平行移動させ、山の表面を擦切る操作を行った。なお、擦切りを行った後、電極組成物の表面に線状のキズが観察された場合にはキズの発生がない表面が得られるまで擦切りの操作をやり直した。
離型紙上には、幅50mm、長さ67mmの電極組成物層が、長さ方向に19mmの間隔を隔てて間欠的に配置されている。
(2)除去工程
剥離紙上に配置された電極組成物の上に、幅42mm、長さ57mmの長方形のSUS製の板状部材(カバー層)を2つ、長さ方向に29mmの間隔を隔てて、擦切った電極組成物上に載せた。このとき、上面視において板状部材がマスクに重ならないように、板状部材が配置される位置を調整した。板状部材の上面視寸法はマスクの開口部の上面視寸法よりも小さいため、板状部材の外側かつマスクの開口部の内側には電極組成物がわずかに露出している。
板状部材の外側とマスクの開口部に囲まれる領域に露出した電極組成物及びマスク上面部に存在する電極組成物を吸引機[コトヒラ工業社製クリーンルーム用集じん機(型式:KDC-C01)]で吸引除去した。吸引除去した後に、板状部材を取り外し、離型紙上に電極組成物を間欠的に配置した。
(3)加圧工程
参考実施例1と同様の条件で加圧を行い、リチウムイオン電池用電極材(1C)を得た。
<参考比較例1>
(1)供給工程
アプリケータ用自動塗工機[イーガーコーポレーション社製卓上テストコーター(型式:EGPI-1210)]にセットした厚さ100μmの離型紙上に、製造例4で作製した正極活物質組成物の湿潤粉体10gを山状に乗せた。さらにマイクロメーター付フィルムアプリケーター[イーガーコーポレーション社製]をギャップ間隔600μmにして離型紙上に乗せた。マイクロメーター付フィルムアプリケーターを正極組成物の湿潤粉体の山の上を移動速度20mm/sの一定速度で平行移動させ、山の表面を擦切る操作を行った。なお、擦切りを行った後、表面に線状のキズが観察された場合にはキズの発生がない表面が得られるまで擦切りの操作をやり直した。
(2)加圧工程
擦切りの後、何も操作を行わず、参考実施例1と同様の条件で加圧を行った。
(3)切断工程
加圧された電極組成物層を、上面視寸法が、幅42mm、長さ66mmとなるように、基材ごとトムソン型を用いて切断して、比較用リチウムイオン電池用電極材(H1A)を得た。
参考実施例1~3で得られたリチウムイオン電池用電極材(1A)~(1C)及び参考比較例1で得られた比較用リチウムイオン電池用電極材(H1A)を以下の項目で評価し、その結果をリチウムイオン電池用電極材の製造条件と共に表1に記載した。
<リチウムイオン電池用電極材の形状評価>
(1)目視での外観評価
目視したリチウムイオン電池用電極材の表面を目視で観察し、表面のキズ及びヒビ割れの有無により外観評価を行った。結果を表1に示す。
表面にキズ及びヒビ割れが確認できないものを、○と判定し、キズ又はヒビ割れがあれば△と判定し、電極組成物層の崩落や欠陥がみられた場合には×と判定した。
(2)重量のばらつき
それぞれのリチウムイオン電池用電極材から、φ7mmの丸刃ポンチ(塚谷製)を用いて電極組成物層を12箇所で打ち抜き、ばらつき評価用の試料とした。12個の試料についてその重量を測定して得られる平均重量と標準偏差とから変動係数を計算した。変動係数が小さいほど、電極組成物層の重量ばらつきがなく、均一性が高いといえる。変動係数が2%未満の場合は◎(均一性が非常に優れる)と判定し、2~5%の範囲であれば○と判定し、5%を超えていれば×と判定した。結果を表1に示す。
なお、12個の試料は、打ち抜いた場所に偏りが生じないように幅方向と長さ方向のそれぞれに均等な間隔で3列×4列で打ち抜いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
参考比較例1の結果より、正極組成物層を切断することにより、正極組成物層の端部に割れや欠け等が発生するだけでなく、重量もばらついてしまうことがわかった。
一方、参考実施例1~3の結果より、リチウムイオン電池用電極材の製造方法を用いた場合には、電極組成物層を切断しないため、電極組成物層の端部の割れ、欠けや、重量のばらつき等の不具合を抑制することができる。
[リチウムイオン電池用電極の製造方法の参考実施例]
<製造例5:被覆用高分子化合物とその溶液の作製>
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロート及び窒素ガス導入管を付した4つ口フラスコにDMF407.9部を仕込み75℃に昇温した。次いで、メタクリル酸242.8部、メチルメタクリレート97.1部、2-エチルヘキシルメタクリレート242.8部、及びDMF116.5部を配合したモノマー配合液と、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)1.7部及び2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)4.7部をDMF58.3部に溶解した開始剤溶液とを4つ口フラスコ内に窒素を吹き込みながら、撹拌下、滴下ロートで2時間かけて連続的に滴下してラジカル重合を行った。滴下終了後、75℃で反応を3時間継続した。次いで80℃に昇温し反応を3時間継続し樹脂濃度50%の共重合体溶液を得た。これにDMFを789.8部加えて、樹脂固形分濃度30重量%である被覆用高分子化合物溶液を得た。
<製造例6:被覆正極活物質粒子の作製>
正極活物質粉末(LiNi0.8Co0.15Al0.05粉末、体積平均粒子径4μm)93.7部を万能混合機ハイスピードミキサーFS25[(株)アーステクニカ製]に入れ、室温、720rpmで撹拌した状態で、製造例5で得られた被覆用高分子化合物溶液1部を2分かけて滴下し、さらに5分撹拌した。
次いで、撹拌した状態で導電助剤であるアセチレンブラック[デンカ(株)製 デンカブラック(登録商標)]1部を分割しながら2分間で投入し、30分撹拌を継続した。その後、撹拌を維持したまま0.01MPaまで減圧し、次いで撹拌と減圧度を維持したまま温度を140℃まで昇温し、撹拌、減圧度及び温度を8時間維持して揮発分を留去した。得られた粉体を目開き212μmの篩いで分級し、被覆正極活物質粒子を得た。
<参考実施例4>
製造例6で得た被覆正極活物質粒子95部を遊星撹拌型混合混練装置{あわとり練太郎[(株)シンキー製]}を用いて2000rpmで3分間混合し、さらに、エチレンカーボネート(EC)とメチルエチルカーボネート(重量比3:7)の混合溶液16.7部を加えて、2000rpmで3分間混合した。
次いで、80℃、-0.1MPaで減圧乾燥することによりメチルエチルカーボネートを留去し、被覆活物質粒子を構成する正極活物質粒子、被覆用高分子化合物及び導電助剤並びに非プロトン性溶媒であるエチレンカーボネートを含む混合物(電極組成物)を得た。電極組成物に対する非プロトン性溶媒の重量割合は、電極組成物の重量を基準として、5重量%であった。
[圧縮成形工程]
上記電極組成物0.636gを秤量し、円筒形状の有底容器内に混合物を入れて加圧装置により圧縮することで円柱形状(Φ15mm)に成形された圧縮成形体を得た。
加圧条件は、加圧圧力100MPa、加圧時間5秒であり、室温は20℃、加圧装置と加圧治具は40℃に加熱して用いた。
[冷却工程]
加圧装置及び加圧治具に冷却水を供給して室温(20℃)まで冷却することにより、参考実施例4に係る電極(電極組成物の圧縮成形体)を得た。
[電極割れの評価]
得られた電極組成物の圧縮成形体の外観を目視で観察し、割れが発生していないかどうかを確認し、以下の基準で評価した。結果を表2に示す。
◎:電極の表面にヒビ・割れが全くない。
○:電極の表面に小さなヒビがある。
△:電極の表面に大きなヒビがあるが、電極としての形状を維持しており、実用上問題ない。
×:電極としての形状を保つことができず、実用上問題がある。
[電極強度の測定]
得られた電極(Φ15mm)の降伏応力をISO178(プラスチック-曲げ特性の求め方)に準拠して、オートグラフ[(株)島津製作所製]を用いて測定し、以下の基準で電極強度を評価した。結果を表2に示す。
まず、電極(Φ15mm)の電極を支点間距離5mmの治具にセットし、オートグラフにセットされたロードセル(定格荷重:20N)を1mm/minの速度で電極に向かって降下させ、降伏点から降伏応力を算出した。
○:降伏応力が1000kPa以上。
△:降伏応力が300kPa以上、1000kPa未満。
×:降伏応力が300kPa未満。
[圧縮特性の評価]
得られた電極(Φ15mm)の電極厚みを接触式膜厚計で測定し、電極の外形寸法及び電極の重量から、電極の空隙率を測定し、圧縮特性を以下の基準で評価した。結果を表2に示す。
○:空隙率が35%以下であり、圧縮特性が良好。
△:空隙率が35%を超え、40%以下であり、圧縮特性が不良。
×:空隙率が40%を超えており、圧縮特性が著しく不良。
[電池抵抗の評価]
得られた電極を用いてハーフセルを作製し、放電時の電気抵抗から、以下の基準で電池抵抗を評価した。結果を表2に示す。
○:電池の抵抗値が16Ω以下であり、電池抵抗が低い。
×:電池の抵抗値が16Ωを超えており、電池抵抗が高い。
<参考実施例5>
被覆正極活物質粒子を構成する正極活物質粒子、被覆用高分子化合物及び導電助剤、並びに、非プロトン性溶媒の割合を表2に示すように変更したほかは参考実施例4と同様の手順で、参考実施例5に係る電極(電極組成物の圧縮成形体)及びハーフセルを作製し、電極割れ、電極強度、圧縮特性、及び電池抵抗を評価した。結果を表2に示す。なお、電極(電極組成物の圧縮成形体)を作製する際に用いる電極組成物の重量は、参考実施例4と同じとした。
<参考比較例2~4>
被覆正極活物質粒子を構成する正極活物質粒子、被覆用高分子化合物及び導電助剤、並びに、非プロトン性溶媒の割合を表2に示すように変更し、圧縮成形工程を室温で行い、冷却工程を行わないほかは参考実施例4と同様の手順で、参考比較例2~4に係る電極(電極組成物の圧縮成形体)及びハーフセルを作製し、電極割れ、電極強度、圧縮特性、及び電池抵抗を評価した。結果を表2に示す。なお、電極(電極組成物の圧縮成形体)を作製する際に用いる電極組成物の重量は、参考実施例4と同じとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
参考実施例4及び参考実施例5では、電極強度が高く電池抵抗の低い電極を製造することができた。
参考比較例2では、電極割れを起こすことなく圧縮特性も良好であったが、電池抵抗が大きくなった。これは被覆用高分子化合物の含有量が多すぎることによると推察される。
参考比較例3では、電池抵抗が良好であったが、電極組成物が電極の形状を維持することができず、電極強度が充分ではなかった。これは、参考比較例1と比較して被覆用高分子化合物の含有量が低下したためであると推察される。
参考比較例4では、電池抵抗は良好であったが、電極割れが発生し、圧縮特性も不良であるため電極強度が充分ではなかった。これは、圧縮成形工程を実施する環境温度が非プロトン性溶媒の融点未満の温度であったため、固体状の非プロトン性溶媒が電極組成物中に均一に分散しなかったためと推察される。
以上の結果より、リチウムイオン電池用電極の製造方法を用いることで、電池抵抗を大きくすることなく、電極強度の高いリチウムイオン電池用電極を得ることができることがわかる。
本発明のリチウムイオン電池の製造方法は、特に、携帯電話、パーソナルコンピューター、ハイブリッド自動車及び電気自動車用に用いられるリチウムイオン電池の製造方法として有用である。
1   封止材
2   底面部材
3   電極活物質組成物
4   電極活物質層
5   圧縮機
6   マスク材
10  正極
11  正極集電体
12  正極活物質層
20  負極
21  負極集電体
22  負極活物質層
30  セパレータ
40  供給手段
50  回収手段
60  搬送手段
70  カメラ
100 リチウムイオン電池
110 基材
120 電極組成物層
140 カバー層(除去手段)
200 リチウムイオン電池用電極材
210 ホッパー(供給手段)
220A、220B、220 電極組成物
230 スキージ(供給手段)
240 マスク層(除去手段)
250 吸引器(除去手段)
260a、260b ロールプレス(加圧手段)
270 マスク層載置用ローラ(除去手段)
280 マスク層剥離用ローラ(除去手段)
290 基材移動用ローラ
295 加圧兼マスク層剥離用ローラ(加圧手段兼除去手段)
300、400 リチウムイオン電池用電極材の製造装置
A、A、A、A、A、A、C、C、C、C、C 開口部
、B、B、B、B 電極組成物が配置される領域

Claims (5)

  1. 順に積層されたひと組の正極集電体、正極活物質層、セパレータ、負極活物質層及び負極集電体を有し、前記正極活物質層及び前記負極活物質層の外周が封止材により封止され、電解液が封入された構成を有するリチウムイオン電池の製造方法であって、
    枠状の封止材と底面部材とを準備し、前記封止材と前記底面部材とによって囲われた空間に、電極活物質粒子と電解液とを含む電極活物質組成物を供給する供給工程と、
    前記電極活物質組成物を圧縮して、電極活物質層を形成する圧縮工程と、を含む電極製造工程により正極及び/又は負極を製造する工程を有することを特徴とするリチウムイオン電池の製造方法。
  2. 前記底面部材が電極集電体である請求項1に記載のリチウムイオン電池の製造方法。
  3. 前記電極製造工程により正極及び負極をそれぞれ製造する工程と、
    前記正極、セパレータ、及び前記負極を組み合わせる組合せ工程と、を有し、
    前記供給工程、前記圧縮工程及び前記組合せ工程が連続的に行われる請求項1又は2に記載のリチウムイオン電池の製造方法。
  4. 前記電極製造工程が、圧縮工程で形成された電極活物質層を底面部材から電極集電体に転写する転写工程をさらに有する請求項1又は2に記載のリチウムイオン電池の製造方法。
  5. 前記電極製造工程により正極及び負極を製造する工程と、
    前記正極、セパレータ、前記負極を組み合わせる組合せ工程と、を有し、
    前記供給工程、前記圧縮工程、前記転写工程及び前記組合せ工程が連続的に行われる請求項4に記載のリチウムイオン電池の製造方法。
     
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113131096A (zh) * 2021-03-04 2021-07-16 深圳市璞厉科技有限公司 一种锂离子电池极片和隔膜的复合方法及锂离子电池
JP2022015604A (ja) * 2020-07-09 2022-01-21 Apb株式会社 リチウムイオン電池の電極材の製造装置及びその製造方法
JP2022128160A (ja) * 2021-02-22 2022-09-01 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 二次電池用電極の製造方法
JP2022128161A (ja) * 2021-02-22 2022-09-01 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 二次電池用電極の製造方法
US20230065983A1 (en) * 2021-08-30 2023-03-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of producing electrode and electrode production apparatus

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7545244B2 (ja) 2020-07-09 2024-09-04 トヨタ自動車株式会社 全固体電池の製造装置、および全固体電池の製造方法
EP4037006A3 (en) * 2021-01-27 2022-12-07 Prime Planet Energy & Solutions, Inc. Electrode material comprising moisture powder, electrode, method for producing same, and secondary battery provided with said electrode
WO2024164215A1 (zh) * 2023-02-09 2024-08-15 浙江南都电源动力股份有限公司 一种复合阴极框架组件、电芯及电芯的组装方式
GB202311054D0 (en) * 2023-07-19 2023-08-30 Imperial College Innovations Ltd Electrode manufacturing technology
US12494471B2 (en) * 2023-12-08 2025-12-09 Enovix Corporation Mechanical stripping of sacrificial layer
EP4571861A1 (en) * 2023-12-14 2025-06-18 CUSTOMCELLS Holding GmbH Method and apparatus for manufacturing an electrode foil
DE102024102672A1 (de) * 2024-01-31 2025-07-31 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Beschichten einer Trägerfolie, Verfahren zum Herstellen einer Elektrode sowie Elektrode
WO2026010018A1 (ko) * 2024-07-03 2026-01-08 삼성에스디아이 주식회사 전고체 전지 제조 장치 및 이를 이용한 전고체 전지 제조 방법

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10255805A (ja) 1997-03-06 1998-09-25 Nitto Denko Corp 電池活物質固定用もしくは活物質含有接着剤又は粘着剤
JP2012150905A (ja) 2011-01-17 2012-08-09 Nippon Shokubai Co Ltd 樹脂集電体および二次電池
WO2015005117A1 (ja) 2013-07-08 2015-01-15 三洋化成工業株式会社 リチウムイオン電池活物質被覆用樹脂、リチウムイオン電池活物質被覆用樹脂組成物及びリチウムイオン電池用被覆活物質
WO2015005116A1 (ja) 2013-07-08 2015-01-15 三洋化成工業株式会社 樹脂集電体用分散剤、樹脂集電体用材料及び樹脂集電体
WO2016104679A1 (ja) * 2014-12-26 2016-06-30 日産自動車株式会社 非水電解質二次電池とその製造方法
JP2016181469A (ja) 2015-03-25 2016-10-13 株式会社豊田自動織機 蓄電装置の電極シートの製造方法および検査方法
JP2017016825A (ja) 2015-06-30 2017-01-19 日産自動車株式会社 二次電池およびその製造方法
JP2017041310A (ja) * 2015-08-18 2017-02-23 三洋化成工業株式会社 電池の製造方法
JP2017054703A (ja) 2015-09-09 2017-03-16 三洋化成工業株式会社 非水系二次電池活物質被覆用樹脂、非水系二次電池用被覆活物質及び非水系二次電池用被覆活物質の製造方法
JP2017147223A (ja) * 2016-02-12 2017-08-24 三洋化成工業株式会社 リチウムイオン電池の製造方法及びリチウムイオン電池
JP2018045902A (ja) * 2016-09-15 2018-03-22 三洋化成工業株式会社 リチウムイオン電池及びその製造方法
JP2018152340A (ja) * 2017-03-13 2018-09-27 三洋化成工業株式会社 リチウムイオン電池用電極及びリチウムイオン電池用電極の製造方法
JP2018181802A (ja) 2017-04-21 2018-11-15 三洋化成工業株式会社 電極活物質成形体の製造方法及びリチウムイオン電池の製造方法
JP2019040821A (ja) 2017-08-28 2019-03-14 日産自動車株式会社 電極の製造方法および製造装置
JP2019071227A (ja) * 2017-10-10 2019-05-09 日産自動車株式会社 非水電解質二次電池用電極

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3831525B2 (ja) * 1998-06-30 2006-10-11 三洋電機株式会社 電池
FR2879824A1 (fr) * 2004-12-16 2006-06-23 Snecma Moteurs Sa Plaque bipolaire pour pile a combustible
CN113394458A (zh) * 2005-10-20 2021-09-14 三菱化学株式会社 锂二次电池以及其中使用的非水电解液
JP5686191B2 (ja) * 2011-07-27 2015-03-18 トヨタ自動車株式会社 固体電池の製造方法
WO2013076996A1 (ja) * 2011-11-25 2013-05-30 パナソニック株式会社 リチウムイオン二次電池用負極およびその製造方法、ならびにリチウムイオン二次電池
JP6936670B2 (ja) * 2017-09-14 2021-09-22 三洋化成工業株式会社 リチウムイオン電池用セパレータ

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10255805A (ja) 1997-03-06 1998-09-25 Nitto Denko Corp 電池活物質固定用もしくは活物質含有接着剤又は粘着剤
JP2012150905A (ja) 2011-01-17 2012-08-09 Nippon Shokubai Co Ltd 樹脂集電体および二次電池
WO2015005117A1 (ja) 2013-07-08 2015-01-15 三洋化成工業株式会社 リチウムイオン電池活物質被覆用樹脂、リチウムイオン電池活物質被覆用樹脂組成物及びリチウムイオン電池用被覆活物質
WO2015005116A1 (ja) 2013-07-08 2015-01-15 三洋化成工業株式会社 樹脂集電体用分散剤、樹脂集電体用材料及び樹脂集電体
WO2016104679A1 (ja) * 2014-12-26 2016-06-30 日産自動車株式会社 非水電解質二次電池とその製造方法
JP2016181469A (ja) 2015-03-25 2016-10-13 株式会社豊田自動織機 蓄電装置の電極シートの製造方法および検査方法
JP2017016825A (ja) 2015-06-30 2017-01-19 日産自動車株式会社 二次電池およびその製造方法
JP2017041310A (ja) * 2015-08-18 2017-02-23 三洋化成工業株式会社 電池の製造方法
JP2017054703A (ja) 2015-09-09 2017-03-16 三洋化成工業株式会社 非水系二次電池活物質被覆用樹脂、非水系二次電池用被覆活物質及び非水系二次電池用被覆活物質の製造方法
JP2017147223A (ja) * 2016-02-12 2017-08-24 三洋化成工業株式会社 リチウムイオン電池の製造方法及びリチウムイオン電池
JP2018045902A (ja) * 2016-09-15 2018-03-22 三洋化成工業株式会社 リチウムイオン電池及びその製造方法
JP2018152340A (ja) * 2017-03-13 2018-09-27 三洋化成工業株式会社 リチウムイオン電池用電極及びリチウムイオン電池用電極の製造方法
JP2018181802A (ja) 2017-04-21 2018-11-15 三洋化成工業株式会社 電極活物質成形体の製造方法及びリチウムイオン電池の製造方法
JP2019040821A (ja) 2017-08-28 2019-03-14 日産自動車株式会社 電極の製造方法および製造装置
JP2019071227A (ja) * 2017-10-10 2019-05-09 日産自動車株式会社 非水電解質二次電池用電極

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4012816A4

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022015604A (ja) * 2020-07-09 2022-01-21 Apb株式会社 リチウムイオン電池の電極材の製造装置及びその製造方法
JP2022128160A (ja) * 2021-02-22 2022-09-01 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 二次電池用電極の製造方法
JP2022128161A (ja) * 2021-02-22 2022-09-01 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 二次電池用電極の製造方法
JP7208281B2 (ja) 2021-02-22 2023-01-18 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 二次電池用電極の製造方法
JP7214765B2 (ja) 2021-02-22 2023-01-30 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 二次電池用電極の製造方法
CN113131096A (zh) * 2021-03-04 2021-07-16 深圳市璞厉科技有限公司 一种锂离子电池极片和隔膜的复合方法及锂离子电池
US20230065983A1 (en) * 2021-08-30 2023-03-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of producing electrode and electrode production apparatus

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