JP5842407B2

JP5842407B2 - Method for producing lithium ion secondary battery

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Publication number: JP5842407B2
Application number: JP2011142979A
Authority: JP
Inventors: 陽三内田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2011-06-28
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2031-06-28
Also published as: JP2013012327A

Description

本発明は，リチウムイオン二次電池の製造方法に関する。さらに詳細には，正極と負極とを有し，正極および負極がそれぞれ，集電体とその上に形成された活物質層とを有するリチウムイオン二次電池の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a lithium ion secondary battery. More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a lithium ion secondary battery having a positive electrode and a negative electrode, each of the positive electrode and the negative electrode having a current collector and an active material layer formed thereon.

近年，携帯電話，ノート型パソコン，ビデオカムコーダなどのポータブル電子機器やハイブリッド電気自動車などの車両の普及により，これらの駆動用電源に用いられる電池の需要は増大している。このような電池として，リチウムイオン二次電池がある。そして，リチウムイオン二次電池は，正極板と負極板とを，これらの間にセパレータを挟み込みつつ捲回してなる電極体をケースに挿入し，電解液を注入して封口することにより製造される。 In recent years, with the spread of portable electronic devices such as mobile phones, notebook computers, video camcorders, and vehicles such as hybrid electric vehicles, the demand for batteries used for these driving power sources is increasing. As such a battery, there is a lithium ion secondary battery. A lithium ion secondary battery is manufactured by inserting an electrode body formed by winding a positive electrode plate and a negative electrode plate with a separator between them into a case, and injecting and sealing an electrolyte. .

リチウムイオン二次電池の電極板は，集電体の上に活物質層を形成することにより製造される。ここにおいて，活物質層には，少なくとも活物質とバインダーとが含まれている。活物質は，リチウムイオン二次電池の充放電に寄与するものである。バインダーは，活物質を集電体の表面に保持するためのものである。そして，電極板には，集電体と活物質層との密着強度が高いことが要求される。集電体と活物質層とが剥離した場合，その箇所では，集電体と活物質層との間の抵抗が大きい。このため，そのリチウムイオン二次電池は，充放電性能を十分に発揮することができなくなるからである。 An electrode plate of a lithium ion secondary battery is manufactured by forming an active material layer on a current collector. Here, the active material layer contains at least an active material and a binder. The active material contributes to charge / discharge of the lithium ion secondary battery. The binder is for holding the active material on the surface of the current collector. The electrode plate is required to have high adhesion strength between the current collector and the active material layer. When the current collector and the active material layer are separated, the resistance between the current collector and the active material layer is large at that location. For this reason, the lithium ion secondary battery cannot fully exhibit charge / discharge performance.

例えば，特許文献１では，活物質層を，集電体表面の第１の層と，第１の層の上の第２の層とに分けて形成している。ここにおいて，第１の層に，第２の層よりも結着力が強いものを用いることにより，集電体と活物質層との密着強度を高くすることができるとされている。 For example, in Patent Document 1, the active material layer is divided into a first layer on the surface of the current collector and a second layer on the first layer. Here, it is said that the adhesion strength between the current collector and the active material layer can be increased by using a first layer having a stronger binding force than the second layer.

特開２００４−７９３７０号公報JP 2004-79370 A

しかし，特許文献１においては，第１の層と第２の層とを分けて形成している。このため，第１の層と第２の層とが，それぞれに乾燥工程を必要とする。これにより，生産効率を悪化させてしまうという問題があった。 However, in Patent Document 1, the first layer and the second layer are formed separately. For this reason, the first layer and the second layer each require a drying step. As a result, there was a problem that production efficiency was deteriorated.

また，出来上がった活物質層中のバインダーの分布が好ましくないことがある。乾燥工程では，溶媒を蒸発させる。この時，活物質層中の溶媒は，集電体より遠ざかる向きに移動し，最終的に活物質層の表面から大気へ蒸発する。これに伴い，活物質層中のバインダーも，集電体より遠ざかる向きに移動する。さらに，乾燥工程が加熱乾燥の場合，活物質層内には熱対流が生じる。そして，熱対流による活物質層中のバインダーの移動も，集電体より遠ざかる向きの方が優勢である。つまり，乾燥工程により，活物質層の集電体側においては，バインダーが少なくなるおそれがある。よって，活物質層が集電体から剥離しやすくなるという問題があった。 In addition, the distribution of the binder in the finished active material layer may be undesirable. In the drying process, the solvent is evaporated. At this time, the solvent in the active material layer moves away from the current collector, and finally evaporates from the surface of the active material layer to the atmosphere. Along with this, the binder in the active material layer also moves away from the current collector. Furthermore, when the drying process is heat drying, thermal convection occurs in the active material layer. The movement of the binder in the active material layer due to thermal convection is more dominant in the direction away from the current collector. That is, the binder may be reduced on the current collector side of the active material layer due to the drying process. Therefore, there is a problem that the active material layer is easily separated from the current collector.

本発明は，前記した従来の技術が有する問題点の解決を目的としてなされたものである。すなわちその課題とするところは，生産効率が良く，集電体と活物質層との密着強度の高いリチウムイオン二次電池の製造方法を提供することである。 The present invention has been made for the purpose of solving the problems of the prior art described above. That is, the problem is to provide a method for producing a lithium ion secondary battery with high production efficiency and high adhesion strength between the current collector and the active material layer.

この課題の解決を目的としてなされた本発明のリチウムイオン二次電池の製造方法は，正極と負極とを有し，正極および負極がそれぞれ，集電体とその上に形成された活物質層とを有するリチウムイオン二次電池の製造方法であって，正極および負極の少なくとも一方を，集電体に，溶媒にバインダーを分散してなるバインダー溶液を塗工し，その上に，活物質とバインダーとを少なくとも含む粉末成分を，塗工されたバインダー溶液が乾燥する前に供給して堆積させ，堆積した粉末成分がバインダー溶液を吸収した後に集電体上のバインダー溶液および粉末成分の堆積層を，加熱しつつ堆積層の厚さ方向に加圧することにより製造し，バインダー溶液として，溶媒およびバインダーのみからなるものを用いることを特徴とするリチウムイオン二次電池の製造方法である。 The method of manufacturing a lithium ion secondary battery of the present invention, which has been made for the purpose of solving this problem, has a positive electrode and a negative electrode, and the positive electrode and the negative electrode are respectively a current collector and an active material layer formed thereon. A method for producing a lithium ion secondary battery comprising: applying at least one of a positive electrode and a negative electrode to a current collector and a binder solution in which a binder is dispersed in a solvent; The powder component containing at least the coating solution is supplied and deposited before the coated binder solution is dried. After the deposited powder component absorbs the binder solution, the binder solution and the deposited layer of the powder component on the current collector are formed. , lithium produced by pressurizing in a thickness direction of the heated while the deposited layer, as a binder solution, characterized by using one made of only a solvent and a binder Io A method of manufacturing a secondary battery.

本発明においては，バインダー溶液の塗工後には，乾燥工程が不要である。そして，粉末成分の供給後においても，乾燥工程を省くことが可能である。本発明において溶媒を含んでいるのはバインダー溶液のみであるため，使用している溶媒の量が少ないからである。よって，電極板を，効率良く生産することができる。 In the present invention, a drying step is not necessary after the application of the binder solution. And it is possible to omit a drying process even after supply of a powder component. In the present invention, the solvent is contained only in the binder solution, so that the amount of the solvent used is small. Therefore, an electrode plate can be produced efficiently.

また，集電体の表面に，まず，溶媒およびバインダーよりなるバインダー溶液を塗工している。さらに，従来ほどの乾燥工程を必要としない。これにより，電極板の完成後において，活物質層の集電体側には，バインダーが多く残ることとなる。よって，集電体と活物質層との密着強度の高い電極板を製造することができる。 In addition, a binder solution comprising a solvent and a binder is first applied to the surface of the current collector. Furthermore, it does not require a drying process as in the past. As a result, after the electrode plate is completed, a large amount of binder remains on the current collector side of the active material layer. Therefore, an electrode plate with high adhesion strength between the current collector and the active material layer can be manufactured.

さらに，集電体の表面に液状のバインダー溶液を塗工し，その上に粉末成分を，塗工されたバインダー溶液が乾燥する前に供給する。このため，粉末成分はバインダー溶液の上に堆積するとともに，バインダー溶液の一部を吸収する。この時，粉末成分は，バインダー溶液のバインダーの一部も同時に吸収している。また，粉末成分にも，もともとバインダーが含まれている。よって，電極板の完成後における活物質層では，バインダー溶液および粉末成分のバインダーが混在することにより，好適なバインダー分布を形成している。つまり，活物質層全体として，好適に結着させることができる。一方，乾燥したバインダー溶液の上に粉末成分を供給した場合，乾燥したバインダー溶液が絶縁膜となり，集電体と粉末成分の活物質との間の電気抵抗を増加させるおそれがある。 Further, a liquid binder solution is applied to the surface of the current collector, and a powder component is supplied thereon before the coated binder solution is dried . Therefore, the powder component is deposited on the binder solution and absorbs a part of the binder solution. At this time, the powder component also absorbs part of the binder of the binder solution. Also, the powder component originally contains a binder. Therefore, in the active material layer after completion of the electrode plate, a suitable binder distribution is formed by mixing the binder solution and the binder of the powder component. That is, the whole active material layer can be suitably bound. On the other hand, when the powder component is supplied onto the dried binder solution, the dried binder solution becomes an insulating film, which may increase the electrical resistance between the current collector and the active material of the powder component.

また，上記に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法であって，粉末成分として，活物質の表面に少なくともバインダーを付着させたものを用いてもよい。このようなものであっても，集電体と活物質層との密着強度の高い電極板を，効率良く生産できることに変わりないからである。 Moreover, it is a manufacturing method of the lithium ion secondary battery as described above, and a powder component in which at least a binder is attached to the surface of the active material may be used. This is because an electrode plate having high adhesion strength between the current collector and the active material layer can be efficiently produced even with such a structure.

本発明によれば，生産効率が良く，集電体と活物質層との密着強度の高いリチウムイオン二次電池の製造方法が提供されている。 According to the present invention, there is provided a method for producing a lithium ion secondary battery with good production efficiency and high adhesion strength between a current collector and an active material layer.

実施形態に係る電池の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the battery concerning an embodiment. 実施形態に係る電池の断面図（図１のＡ−Ａ断面図）である。It is sectional drawing (AA sectional drawing of FIG. 1) of the battery which concerns on embodiment. 実施形態に係る電池の断面図（図１のＢ−Ｂ断面図）である。It is sectional drawing (BB sectional drawing of FIG. 1) of the battery which concerns on embodiment. 実施形態に係る電池の拡大断面図（図３のＣ部）である。It is an expanded sectional view (C section of Drawing 3) of the battery concerning an embodiment. 実施形態に係る電極板製造装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the electrode plate manufacturing apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る電極板製造装置に供給されてくる銅箔の断面図である。It is sectional drawing of the copper foil supplied to the electrode plate manufacturing apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る電極板製造装置の，塗工部を通過した後の銅箔の断面図である。It is sectional drawing of the copper foil after passing the coating part of the electrode plate manufacturing apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る電極板製造装置の，粉体供給部を通過した後の銅箔の断面図である。It is sectional drawing of the copper foil after passing the powder supply part of the electrode plate manufacturing apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る電極板製造装置の，プレスローラの間を通過する直前の銅箔の断面図である。It is sectional drawing of the copper foil just before passing between the press rollers of the electrode plate manufacturing apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る電極板製造装置の，プレスローラを通過した後の銅箔の断面図である。It is sectional drawing of the copper foil after passing the press roller of the electrode plate manufacturing apparatus which concerns on embodiment. 第２の形態の粉末成分を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the powder component of a 2nd form. 実験の結果を示すグラフ図である。It is a graph which shows the result of experiment.

以下，本発明を具体化した最良の形態について，図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，リチウムイオン二次電池について本発明を具体化したものである。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best mode for embodying the present invention will be described in detail with reference to the drawings. This embodiment embodies the present invention for a lithium ion secondary battery.

［第１の形態］
[電池]
図１に本形態に係る電池１０の部分断面図を示す。図１に示すように，電池１０は，電極体２０と，電解液３０と，これら電極体２０および電解液３０を収容する電池ケース４０とを備えるリチウムイオン二次電池である。電池ケース４０は電池ケース本体４１と封口板４２とを備えている。また，封口板４２は，絶縁部材４３と安全弁４４とを備えている。 [First embodiment]
[battery]
FIG. 1 shows a partial cross-sectional view of a battery 10 according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the battery 10 is a lithium ion secondary battery including an electrode body 20, an electrolytic solution 30, and a battery case 40 that accommodates the electrode body 20 and the electrolytic solution 30. The battery case 40 includes a battery case main body 41 and a sealing plate 42. Further, the sealing plate 42 includes an insulating member 43 and a safety valve 44.

図２は，図１に示すＡ−Ａ断面による電池１０の断面図である。図２に示すように，電極体２０は，扁平形状をした捲回型の電極体である。また，図３は，図１に示すＢ−Ｂ断面による電池１０の断面図である。図３に示すように，電極体２０は，帯状の正極板１００と帯状の負極板２００とを，これらの間に帯状でかつ正極板１００および負極板２００より幅狭のセパレータ５０を挟み込みつつ捲回したものである。 2 is a cross-sectional view of the battery 10 taken along the line AA shown in FIG. As shown in FIG. 2, the electrode body 20 is a flat wound electrode body. 3 is a cross-sectional view of the battery 10 taken along the line BB shown in FIG. As shown in FIG. 3, the electrode body 20 includes a belt-like positive electrode plate 100 and a belt-like negative electrode plate 200, while sandwiching a separator 50 that is belt-like and narrower than the positive electrode plate 100 and the negative electrode plate 200 therebetween. It is a turn.

図４は，図３に示す電池１０のＣ部の拡大断面図である。図４に示すように，正極板１００は，正極集電体であるアルミニウム箔１１０の両面に，正極活物質層１２０を形成したものである。一方負極板２００は，負極集電体である銅箔２１０の両面に負極活物質層２２０を形成したものである。 4 is an enlarged cross-sectional view of a portion C of the battery 10 shown in FIG. As shown in FIG. 4, the positive electrode plate 100 is obtained by forming a positive electrode active material layer 120 on both surfaces of an aluminum foil 110 that is a positive electrode current collector. On the other hand, the negative electrode plate 200 is obtained by forming a negative electrode active material layer 220 on both surfaces of a copper foil 210 that is a negative electrode current collector.

また，図３に示すように，正極板１００には，セパレータ５０および負極板２００より図中上向き（図１では右向き）に突出した部分がある。正極板１００のこの部分には正極活物質層１２０は形成されておらず，アルミニウム箔１１０のみである。正極板１００は，この部分において，正極端子６０と接続している。 Further, as shown in FIG. 3, the positive electrode plate 100 has a portion protruding upward in the figure (rightward in FIG. 1) from the separator 50 and the negative electrode plate 200. The positive electrode active material layer 120 is not formed on this portion of the positive electrode plate 100, but only the aluminum foil 110. The positive electrode plate 100 is connected to the positive electrode terminal 60 at this portion.

一方，負極板２００には，セパレータ５０および正極板１００より図３中下向き（図１では左向き）に突出した部分がある。負極板２００のこの部分には，負極活物質層２２０は形成されておらず，銅箔２１０のみである。負極板２００は，この部分において，負極端子７０と接続している。 On the other hand, the negative electrode plate 200 has a portion that protrudes downward in FIG. 3 (leftward in FIG. 1) from the separator 50 and the positive electrode plate 100. In this portion of the negative electrode plate 200, the negative electrode active material layer 220 is not formed, but only the copper foil 210. The negative electrode plate 200 is connected to the negative electrode terminal 70 at this portion.

さらに，図１に示すように，正極端子６０と負極端子７０とは，それぞれ電極板に接続していない側の端を，絶縁部材４３を介し，電池ケース４０の外部に突出している。このように，正極板１００と負極板２００とは，それぞれに用いられる材料が異なるのみであって，同様の構造をしている。このため，正極板１００の製造方法は，負極板２００と共通している。よって，本形態では，本発明を負極板２００に適用したものについて説明する。 Further, as shown in FIG. 1, the positive electrode terminal 60 and the negative electrode terminal 70 protrude to the outside of the battery case 40 through the insulating member 43 at the ends that are not connected to the electrode plates. Thus, the positive electrode plate 100 and the negative electrode plate 200 have the same structure except for the materials used for each. For this reason, the manufacturing method of the positive electrode plate 100 is the same as that of the negative electrode plate 200. Therefore, in this embodiment, a case where the present invention is applied to the negative electrode plate 200 will be described.

［電極板製造装置］
図５は，本形態の電極板の製造方法に用いる電極板製造装置１の概略構成図である。ただし以下については，前述しように，電極板製造装置１により，負極板２００を製造することとして説明する。電極板製造装置１は，塗工部２，折り返しローラ３，粉体供給部４，スキージ５，プレスローラ６，プレスローラ７を備えている。 [Electrode plate manufacturing equipment]
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the electrode plate manufacturing apparatus 1 used in the electrode plate manufacturing method of the present embodiment. However, the following description will be made assuming that the negative electrode plate 200 is manufactured by the electrode plate manufacturing apparatus 1 as described above. The electrode plate manufacturing apparatus 1 includes a coating unit 2, a folding roller 3, a powder supply unit 4, a squeegee 5, a press roller 6, and a press roller 7.

電極板製造装置１には，銅箔２１０が，図５中右下から矢印Ｘの向きに供給される。そして，銅箔２１０の進行方向は，電極板製造装置１内において，折り返しローラ３により折り返される。その後銅箔２１０は，電極板製造装置１より，右上へ矢印Ｙの向きに搬出される。特に限定する訳ではないが，銅箔２１０が電極板製造装置１内を搬送される速度は，３０ｍ／ｍｉｎである。 The copper foil 210 is supplied to the electrode plate manufacturing apparatus 1 from the lower right in FIG. Then, the traveling direction of the copper foil 210 is folded back by the folding roller 3 in the electrode plate manufacturing apparatus 1. Thereafter, the copper foil 210 is unloaded from the electrode plate manufacturing apparatus 1 in the direction of arrow Y to the upper right. Although it does not necessarily limit, the speed at which the copper foil 210 is conveyed in the electrode plate manufacturing apparatus 1 is 30 m / min.

ここにおいて，電極板製造装置１に矢印Ｘの向きに供給されてくる時の銅箔２１０の下面を，第１面とする。また，銅箔２１０の第１面と反対の面を，第２面とする。銅箔２１０の第１面には，電極板製造装置１に供給されてくる時において，まだ何も形成されていない。そして，電極板製造装置１は，銅箔２１０の第１面に，負極活物質層２２０を形成するためのものである。また，銅箔２１０の第１面は，折り返しローラ３により折り返されるため，折り返しローラ３を通過した後には上面である。 Here, the lower surface of the copper foil 210 when supplied to the electrode plate manufacturing apparatus 1 in the direction of the arrow X is defined as a first surface. Further, a surface opposite to the first surface of the copper foil 210 is defined as a second surface. On the first surface of the copper foil 210, nothing is formed yet when it is supplied to the electrode plate manufacturing apparatus 1. The electrode plate manufacturing apparatus 1 is for forming the negative electrode active material layer 220 on the first surface of the copper foil 210. Further, since the first surface of the copper foil 210 is folded back by the folding roller 3, it is the upper surface after passing through the folding roller 3.

塗工部２は，ロッドコーターである。しかし，別の塗工装置，例えば，グラビアコーターやダイコーターなどであってもよい。塗工部２は，銅箔２１０の第１面に，バインダー溶液２３０を，一定の厚さで連続的に塗工するためのものである。 The coating part 2 is a rod coater. However, another coating apparatus such as a gravure coater or a die coater may be used. The coating unit 2 is for continuously coating the binder solution 230 on the first surface of the copper foil 210 with a certain thickness.

粉体供給部４は，粉体供給装置である。粉体供給部４は，銅箔２１０の第１面側に，一定量の粉末成分２４０を，連続的に供給するためのものである。また，スキージ５は，粉体供給部４により供給された粉末成分２４０を，所定の厚さに均すためのものである。 The powder supply unit 4 is a powder supply device. The powder supply unit 4 is for continuously supplying a certain amount of the powder component 240 to the first surface side of the copper foil 210. Further, the squeegee 5 is for leveling the powder component 240 supplied from the powder supply unit 4 to a predetermined thickness.

プレスローラ６とプレスローラ７とは，これらの間を通過する対象物を加圧することができる一対の加圧ローラである。さらに，プレスローラ６とプレスローラ７とは，これらの間を通過する対象物を，その通過時において加熱することができる。すなわち，プレスローラ６とプレスローラ７とは，これらの間を通過する対象物を，加熱しつつ加圧することができるのである。 The press roller 6 and the press roller 7 are a pair of pressure rollers that can press an object passing between them. Further, the press roller 6 and the press roller 7 can heat the object passing between them when passing. That is, the press roller 6 and the press roller 7 can press the object passing between them while heating.

[電極板の製造方法]
次いで電極板の製造方法について説明する。本形態では，集電体の上に活物質層を形成することによる負極板の製造を，電極板製造装置１を用いて次の概略工程によって行う。
１．バインダー溶液の塗工
２．粉末成分の供給
３．加熱・加圧
そして以下，上記１から３の概略工程に沿って，図６から図１０を参照しつつ順に説明する。 [Method for manufacturing electrode plate]
Next, a method for manufacturing the electrode plate will be described. In this embodiment, the production of the negative electrode plate by forming the active material layer on the current collector is performed by the following schematic process using the electrode plate production apparatus 1.
1. 1. Application of binder solution 2. Supply of powder components Heating / Pressurizing Then, the following description will be made in order along the general steps 1 to 3 with reference to FIGS.

まず，「１．バインダー溶液の塗工」について説明する。図６は，電極板製造装置１に矢印Ｘの向きに供給されてくる銅箔２１０を示している。図６に示すように，この時の銅箔２１０の第１面および第２面には，まだ何も形成されていない。 First, “1. Application of binder solution” will be described. FIG. 6 shows the copper foil 210 supplied to the electrode plate manufacturing apparatus 1 in the direction of the arrow X. As shown in FIG. 6, nothing has been formed on the first and second surfaces of the copper foil 210 at this time.

図５に示すように，銅箔２１０は，電極板製造装置１内を搬送され，まず，塗工部２に到達する。塗工部２は，銅箔２１０の第１面に，バインダー溶液２３０を塗工するためのものである。よって，塗工部２を通過した後の銅箔２１０の第１面には，図７に示すように，バインダー溶液２３０が塗工されている。 As shown in FIG. 5, the copper foil 210 is conveyed in the electrode plate manufacturing apparatus 1 and first reaches the coating unit 2. The coating unit 2 is for coating the binder solution 230 on the first surface of the copper foil 210. Therefore, as shown in FIG. 7, the binder solution 230 is applied to the first surface of the copper foil 210 after passing through the coating portion 2.

図７に示すように，バインダー溶液２３０は，溶媒２３１とバインダー２３２とからなるものである。本形態では，バインダー溶液２３０を，いわゆる水系のものとしている。よって，溶媒２３１としては，水または水を主体とする混合溶媒を好ましく用いることができる。また，溶媒２３１は，水系のものに限定されず，有機溶剤系のものであってもよい。有機溶剤系のものとしては，例えばＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）などが挙げられる。 As shown in FIG. 7, the binder solution 230 includes a solvent 231 and a binder 232. In this embodiment, the binder solution 230 is a so-called aqueous system. Therefore, as the solvent 231, water or a mixed solvent mainly containing water can be preferably used. Further, the solvent 231 is not limited to an aqueous solvent and may be an organic solvent solvent. Examples of organic solvent-based materials include N-methylpyrrolidone (NMP).

バインダー２３２としては，溶媒２３１に分散し得るものが好ましい。本形態においては，溶媒２３１が水系のものであるため，例えば，スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ），ポリアクリル酸（ＰＡＡ）などが好ましい。なお，本形態においては，バインダー２３２として，ＳＢＲを用いている。また，溶媒２３１として有機溶剤系のものを用いた際には，バインダー２３２として，例えば，ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ），ポリアクリル酸（ＰＡＡ）などを好ましく用いることができる。 The binder 232 is preferably one that can be dispersed in the solvent 231. In this embodiment, since the solvent 231 is water-based, for example, styrene butadiene rubber (SBR), polyacrylic acid (PAA) and the like are preferable. In this embodiment, SBR is used as the binder 232. In addition, when an organic solvent-based solvent is used as the solvent 231, for example, polyvinylidene fluoride (PVdF), polyacrylic acid (PAA), or the like can be preferably used as the binder 232.

なお，本形態においては，溶媒２３１として水を用いている。そして，本形態におけるバインダー溶液２３０は，バインダー２３２の濃度を１０ｗｔ％としたＳＢＲ水溶液である。また，塗工部２により塗工されたバインダー溶液２３０の厚みは，濡れた状態で１．５μｍである。また図５に示すように，塗工部２を通過した銅箔２１０は，折り返しローラ３により折り返される。 In this embodiment, water is used as the solvent 231. The binder solution 230 in this embodiment is an SBR aqueous solution in which the concentration of the binder 232 is 10 wt%. Further, the thickness of the binder solution 230 applied by the application unit 2 is 1.5 μm in a wet state. Further, as shown in FIG. 5, the copper foil 210 that has passed through the coating unit 2 is folded back by the folding roller 3.

次いで，「２．粉末成分の供給」について説明する。折り返しローラ３を通過した銅箔２１０は，次に，粉体供給部４に到達する。そして，図７に示すように，粉体供給部４に到達した銅箔２１０の第１面には，バインダー溶液２３０が塗工されている。 Next, “2. Supply of powder component” will be described. The copper foil 210 that has passed through the folding roller 3 then reaches the powder supply unit 4. Then, as shown in FIG. 7, the binder solution 230 is applied to the first surface of the copper foil 210 that has reached the powder supply unit 4.

粉体供給部４は，銅箔２１０の第１面側に，粉末成分２４０を供給するためのものである。粉体供給部４の中では，粉末成分２４０を構成する各材料が，それぞれ均一に分布している。そして，粉体供給部４を通過した後の銅箔２１０の第１面側には，図８に示すように，粉末成分２４０が堆積されている。 The powder supply unit 4 is for supplying the powder component 240 to the first surface side of the copper foil 210. In the powder supply unit 4, each material constituting the powder component 240 is uniformly distributed. And the powder component 240 is deposited on the 1st surface side of the copper foil 210 after passing the powder supply part 4, as shown in FIG.

本形態においては，粉末成分２４０は，負極活物質２４１，バインダー２４２により構成されている。本形態における粉末成分２４０は，負極活物質２４１，バインダー２４２にそれぞれ粉末状のものを用い，これらを混ぜ合わせることにより製造されたものである。 In this embodiment, the powder component 240 is composed of the negative electrode active material 241 and the binder 242. The powder component 240 in this embodiment is manufactured by using powdered materials for the negative electrode active material 241 and the binder 242 and mixing them.

負極活物質２４１としては，炭素系材料，リチウム遷移金属複合酸化物，リチウム遷移金属複合窒化物などが例示される。なお，本形態においては，負極活物質２４１として，炭素系材料であるアモルファスコート黒鉛を用いている。 Examples of the negative electrode active material 241 include carbon-based materials, lithium transition metal composite oxides, and lithium transition metal composite nitrides. In this embodiment, amorphous coated graphite that is a carbon-based material is used as the negative electrode active material 241.

また，特に限定する訳ではないが，バインダー２４２として，ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を用いている。この他にもバインダー２４２として好適なものがあれば，それを用いることもできる。そして，粉末成分２４０は，負極活物質２４１とバインダー２４２とを，次の比率（ｗｔ％）で配合したものである。
負極活物質２４１：９８
バインダー２４２：２ In addition, although not particularly limited, polytetrafluoroethylene (PTFE) is used as the binder 242. In addition, if there is a suitable binder 242, it can also be used. And the powder component 240 mix | blends the negative electrode active material 241 and the binder 242 with the following ratio (wt%).
Negative electrode active material 241: 98
Binder 242: 2

ここにおいて，粉末成分２４０の供給された銅箔２１０の第１面側には，前述したようにバインダー溶液２３０が塗工されている。よって，図８に示すように，粉体供給部４を通過した後において粉末成分２４０が堆積しているのは，バインダー溶液２３０の上である。粉末成分２４０の堆積した銅箔２１０は，次に，スキージ５を通過する。堆積した粉末成分２４０は，スキージ５を通過することにより，所定の厚さに均される。そして，粉体供給部４により供給され，スキージ５を通過した粉末成分２４０の堆積量は，１０ｍｇ／ｃｍ^２である。また，粉末成分２４０が堆積してなる堆積層の厚さは，１００μｍ程度である。 Here, as described above, the binder solution 230 is applied to the first surface side of the copper foil 210 supplied with the powder component 240. Therefore, as shown in FIG. 8, the powder component 240 is deposited on the binder solution 230 after passing through the powder supply unit 4. Next, the copper foil 210 on which the powder component 240 is deposited passes through the squeegee 5. The deposited powder component 240 is leveled to a predetermined thickness by passing through the squeegee 5. The deposition amount of the powder component 240 supplied by the powder supply unit 4 and passing through the squeegee 5 is 10 mg / cm ² . The thickness of the deposited layer formed by depositing the powder component 240 is about 100 μm.

バインダー溶液２３０は，液状である。これに対し，粉末成分２４０は，粉末状である。このため，図９に矢印Ｚで示すように，堆積した粉末成分２４０は，バインダー溶液２３０を毛管力により吸収する。そして，プレスローラ６とプレスローラ７との間を通過する直前には，粉末成分２４０は，ある程度のバインダー溶液２３０を吸収している。これにより，バインダー溶液２３０と粉末成分２４０とは，これらが混在した負極活物質層２２０となる。しかし，粉末成分２４０は，バインダー溶液２３０の全てを吸収している訳ではない。よって，負極活物質層２２０の銅箔２１０側には，その表面側よりも多くのバインダー２３２が残っている。さらに，図９に示すように，負極活物質２４１の一部は，銅箔２１０と接触している。 The binder solution 230 is liquid. On the other hand, the powder component 240 is powdery. For this reason, as shown by the arrow Z in FIG. 9, the deposited powder component 240 absorbs the binder solution 230 by capillary force. The powder component 240 absorbs a certain amount of the binder solution 230 immediately before passing between the press roller 6 and the press roller 7. Thereby, the binder solution 230 and the powder component 240 become the negative electrode active material layer 220 in which these are mixed. However, the powder component 240 does not absorb all of the binder solution 230. Accordingly, more binder 232 remains on the copper foil 210 side of the negative electrode active material layer 220 than on the surface side thereof. Furthermore, as shown in FIG. 9, a part of the negative electrode active material 241 is in contact with the copper foil 210.

次いで，「３．加熱・加圧」について説明する。図５に示すように，粉体供給部４およびスキージ５を通過した銅箔２１０は，次に，プレスローラ６とプレスローラ７との間を通過する。これにより，銅箔２１０上のバインダー溶液２３０および粉末成分２４０の堆積層（すなわち負極活物質層２２０）は，加熱されつつ加圧される。 Next, “3. Heating and pressurization” will be described. As shown in FIG. 5, the copper foil 210 that has passed through the powder supply unit 4 and the squeegee 5 then passes between the press roller 6 and the press roller 7. Thereby, the binder solution 230 and the deposited layer of the powder component 240 (that is, the negative electrode active material layer 220) on the copper foil 210 are pressurized while being heated.

負極活物質層２２０は，プレスローラ６とプレスローラ７とにより，これらの間を通過する時において１５０℃まで加熱される。これは，負極活物質層２２０に含まれている溶媒２３１が，蒸発するように考慮されたものである。また，加熱温度が高すぎると，負極活物質層２２０に含まれる材料を損傷するおそれがあるため好ましくない。よって，加熱温度は，上記が満たされる範囲内で設定することができ，１５０℃に限定されるものではない。 The negative electrode active material layer 220 is heated to 150 ° C. by the press roller 6 and the press roller 7 when passing between them. This is because the solvent 231 included in the negative electrode active material layer 220 is considered to evaporate. Further, if the heating temperature is too high, the material contained in the negative electrode active material layer 220 may be damaged, which is not preferable. Therefore, the heating temperature can be set within a range where the above is satisfied, and is not limited to 150 ° C.

プレスローラ６とプレスローラ７との間を通過する時において，負極活物質層２２０中の溶媒２３１は蒸発する。よって，バインダー２３２およびバインダー２４２は，これらを包囲していた溶媒２３１が蒸発することにより，強い結着力を奏するようになるのである。 When passing between the press roller 6 and the press roller 7, the solvent 231 in the negative electrode active material layer 220 evaporates. Therefore, the binder 232 and the binder 242 exhibit a strong binding force as the solvent 231 surrounding them evaporates.

さらに，負極活物質層２２０は，プレスローラ６とプレスローラ７との間を通過する時において，その厚さ方向に加圧される。これにより，負極活物質層２２０中の負極活物質２４１においては，それぞれが互いに多くの接触箇所を有することとなる。そして，負極活物質２４１はその状態で，結着力が強くなったバインダー２３２およびバインダー２４２により結着される。 Furthermore, the negative electrode active material layer 220 is pressed in the thickness direction when passing between the press roller 6 and the press roller 7. Thereby, in the negative electrode active material 241 in the negative electrode active material layer 220, each has many contact portions. In this state, the negative electrode active material 241 is bound by the binder 232 and the binder 242 whose binding force is increased.

また加圧されることにより，負極活物質２４１は銅箔２１０へ押し付けられる。これにより，負極活物質２４１と銅箔２１０との接触箇所は多くなる。さらに，負極活物質層２２０の銅箔２１０側には，その表面側よりも多くのバインダー２３２が分布している。もともとバインダー溶液２３０が塗工されていた箇所だからである。そして，負極活物質２４１と銅箔２１０とは，多くの接触箇所を有しつつ，負極活物質層２２０の表面側よりも多くのバインダー２３２およびバインダー２４２により結着される。 Further, the negative electrode active material 241 is pressed against the copper foil 210 by being pressurized. Thereby, the contact location of the negative electrode active material 241 and the copper foil 210 increases. Further, more binder 232 is distributed on the copper foil 210 side of the negative electrode active material layer 220 than on the surface side thereof. This is because the binder solution 230 was originally applied. The negative electrode active material 241 and the copper foil 210 are bound by more binders 232 and binders 242 than the surface side of the negative electrode active material layer 220 while having many contact portions.

このように，銅箔２１０と負極活物質層２２０とを，その厚さ方向に加熱しつつ加圧することで，銅箔２１０の第１面の負極活物質層２２０の形成が完了する。なお，本形態においては，プレスローラ６とプレスローラ７との間を通過した後における負極活物質層２２０の厚さは，８０μｍ程度である。 Thus, the formation of the negative electrode active material layer 220 on the first surface of the copper foil 210 is completed by pressing the copper foil 210 and the negative electrode active material layer 220 while heating them in the thickness direction. In this embodiment, the thickness of the negative electrode active material layer 220 after passing between the press roller 6 and the press roller 7 is about 80 μm.

また，プレスローラ６とプレスローラ７とを通過した銅箔２１０と負極活物質層２２０とは，電極板製造装置１の中を搬送されつつ大気放熱により冷却される。すなわち，本形態では，特段の冷却装置などは設けられていない。なお，冷却装置を設けてもよい。 Further, the copper foil 210 and the negative electrode active material layer 220 that have passed through the press roller 6 and the press roller 7 are cooled by atmospheric heat radiation while being conveyed through the electrode plate manufacturing apparatus 1. That is, in this embodiment, no special cooling device or the like is provided. A cooling device may be provided.

その後，銅箔２１０の第２面においても，第１面と同様の方法を用いることにより負極活物質層２２０を形成し，負極板２００を製造する。 Thereafter, the negative electrode active material layer 220 is formed on the second surface of the copper foil 210 by using the same method as the first surface, and the negative electrode plate 200 is manufactured.

ところで，本形態の電極板製造装置１は，塗工部２によるバインダー溶液２３０の塗工と，粉体供給部４による粉末成分の供給とを，連続的に行う。塗工部２と粉体供給部４との間には，折り返しローラ３があるのみであり，乾燥などを行うものを設けていない。このため，塗工部２と粉体供給部４との，銅箔２１０の搬送経路上における距離は短い。具体的に，本形態では，２ｍとしている。さらに，銅箔２１０が塗工部２を通過後，粉体供給部４に到達するまでの時間は，４秒である。 By the way, the electrode plate manufacturing apparatus 1 of this embodiment continuously performs the coating of the binder solution 230 by the coating unit 2 and the supply of the powder component by the powder supply unit 4. There is only a folding roller 3 between the coating unit 2 and the powder supply unit 4, and nothing for performing drying or the like is provided. For this reason, the distance on the conveyance path | route of the copper foil 210 of the coating part 2 and the powder supply part 4 is short. Specifically, in this embodiment, it is 2 m. Furthermore, the time until the copper foil 210 reaches the powder supply unit 4 after passing through the coating unit 2 is 4 seconds.

これにより，バインダー溶液２３０が乾燥する前に粉末成分２４０を堆積させることができる。よって，粉末成分２４０によるバインダー溶液２３０の吸収を，好適に行わせることができる。バインダー溶液２３０が乾燥した後では，これを粉末成分２４０に吸収させることが困難だからである。 Accordingly, the powder component 240 can be deposited before the binder solution 230 is dried. Therefore, the absorption of the binder solution 230 by the powder component 240 can be suitably performed. This is because it is difficult for the powder component 240 to absorb the binder solution 230 after it is dried.

また，バインダー溶液２３０が乾燥する前に粉末成分２４０を堆積させることで，銅箔２１０と負極活物質２４１との間の電気抵抗を低減することができる。乾燥したバインダー溶液２３０の上に粉末成分２４０を堆積させた場合，負極活物質２４１を，乾燥したバインダー溶液２３０の層に入り込ませることは困難となる。つまり，バインダー溶液２３０が絶縁層となり，銅箔２１０と負極活物質２４１との間の電気抵抗を増加させてしまうおそれがあるのである。従って，本形態の電極板製造装置１は，塗工部２によるバインダー溶液２３０の塗工と，粉体供給部４による粉末成分２４０の供給とを，連続的に行うのである。 In addition, the electrical resistance between the copper foil 210 and the negative electrode active material 241 can be reduced by depositing the powder component 240 before the binder solution 230 is dried. When the powder component 240 is deposited on the dried binder solution 230, it becomes difficult for the negative electrode active material 241 to enter the layer of the dried binder solution 230. That is, the binder solution 230 becomes an insulating layer, which may increase the electrical resistance between the copper foil 210 and the negative electrode active material 241. Therefore, the electrode plate manufacturing apparatus 1 of this embodiment continuously performs the coating of the binder solution 230 by the coating unit 2 and the supply of the powder component 240 by the powder supply unit 4.

なお，本形態においては，塗工部２と粉体供給部４との銅箔２１０の搬送経路上における距離を２ｍとしたが，これに限るものではない。これは電極板製造装置１の搬送速度，塗工するバインダー溶液２３０の厚さや溶媒の量，周囲の環境の温度や湿度などを考慮し設定された値である。 In the present embodiment, the distance on the transport path of the copper foil 210 between the coating unit 2 and the powder supply unit 4 is 2 m, but is not limited thereto. This is a value set in consideration of the conveying speed of the electrode plate manufacturing apparatus 1, the thickness of the binder solution 230 to be applied, the amount of solvent, the temperature and humidity of the surrounding environment, and the like.

また，前述したように，負極板２００には，負極活物質層２２０が形成されていない部分がある。負極端子７０を接続する部分である。よって，本形態では，銅箔２１０の幅方向（図５中奥行き方向）の両端部には，負極活物質層２２０を形成していない。そして，銅箔２１０の両面に負極活物質層２２０を形成後，これを幅方向の中心で裁断したものを負極板２００として電池１０に用いている。 Further, as described above, the negative electrode plate 200 includes a portion where the negative electrode active material layer 220 is not formed. This is a portion to which the negative electrode terminal 70 is connected. Therefore, in this embodiment, the negative electrode active material layer 220 is not formed at both ends of the copper foil 210 in the width direction (the depth direction in FIG. 5). And after forming the negative electrode active material layer 220 on both surfaces of the copper foil 210, it cut | judged in the center of the width direction is used for the battery 10 as the negative electrode plate 200. FIG.

ここにおいて，集電体の表面に活物質層の形成部と未形成部とを備える電極板を，粉末成分のみを用いて製造する場合，活物質層の形成部と未形成部との境界を正確に成形することは困難である。粉末成分は，その供給時の落下の衝撃や集電体の搬送時の振動などを受けることにより，散乱しやすいからである。 Here, when an electrode plate having an active material layer formed portion and an unformed portion on the surface of the current collector is manufactured using only the powder component, the boundary between the active material layer formed portion and the unformed portion is defined. It is difficult to mold accurately. This is because the powder component easily scatters due to a drop impact during supply or vibration during transport of the current collector.

しかし，本発明においては，集電体の表面に，まず，バインダー溶液を塗工している。バインダー溶液の塗工においては，その塗工部と未塗工部との境界を，正確かつ容易に成形することができる。バインダー溶液は，バインダーの存在により，ある程度の粘性を有しているからである。また，その上に粉末成分を供給することにより，粉末成分をバインダー溶液の塗工部に付着させることができる。すなわち，供給した粉末成分を，散乱することなく，バインダー溶液の塗工部のみに付着させつつ堆積させることができる。これにより，集電体の表面の活物質層の形成部と未形成部との境界を，正確かつ容易に成形することができるのである。 However, in the present invention, the binder solution is first applied to the surface of the current collector. In the application of the binder solution, the boundary between the coated part and the uncoated part can be accurately and easily formed. This is because the binder solution has a certain degree of viscosity due to the presence of the binder. Moreover, a powder component can be made to adhere to the coating part of a binder solution by supplying a powder component on it. That is, the supplied powder component can be deposited while being attached only to the coating portion of the binder solution without scattering. As a result, the boundary between the active material layer forming portion and the non-forming portion on the surface of the current collector can be accurately and easily formed.

［第２の形態］
第２の形態について説明する。本形態に係る電池１０は第１の形態と同様である。また，本形態においても第１の形態と同様に，電極板を製造するために図５に示す電極板製造装置１を用いている。本形態では，電極板製造装置１の粉体供給部４より供給される粉末成分が第１の形態と異なる。また，本形態においても第１の形態と同様に，負極板を製造することとして説明する。 [Second form]
The second embodiment will be described. The battery 10 according to this embodiment is the same as the first embodiment. Also in this embodiment, as in the first embodiment, the electrode plate manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 5 is used to manufacture an electrode plate. In this form, the powder component supplied from the powder supply part 4 of the electrode plate manufacturing apparatus 1 is different from the first form. Also, in this embodiment, as in the first embodiment, it will be described as manufacturing a negative electrode plate.

本形態の粉末成分３４０を図１１に示す。図１１に示すように，粉末成分３４０は，負極活物質３４１，バインダー３４２，増粘材３４３よりなるものである。本形態においては，負極活物質３４１として，第１の形態と同じアモルファスコート黒鉛を用いている。また，バインダー３４２として，ＳＢＲを用いている。バインダー３４２には，その他にも，ＰＶｄＦ，ＰＡＡ，ポリエチレン（ＰＥ）などを好ましく用いることができる。さらに，増粘材３４３として，カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を用いている。増粘材３４３は，本形態においてはあった方がよいが，必ずしも必要というわけではない。そして，粉末成分３４０は，負極活物質３４１，バインダー３４２，増粘材３４３を，次の比率（ｗｔ％）で配合したものである。
負極活物質３４１：９７．３
バインダー３４２：２．０
増粘材３４３：０．７ The powder component 340 of this form is shown in FIG. As shown in FIG. 11, the powder component 340 is composed of a negative electrode active material 341, a binder 342, and a thickener 343. In this embodiment, the same amorphous coated graphite as that in the first embodiment is used as the negative electrode active material 341. In addition, SBR is used as the binder 342. In addition, PVdF, PAA, polyethylene (PE), etc. can be preferably used for the binder 342. Furthermore, carboxymethyl cellulose (CMC) is used as the thickener 343. The thickener 343 is better in this embodiment, but is not always necessary. And the powder component 340 mix | blends the negative electrode active material 341, the binder 342, and the thickener 343 by the following ratio (wt%).
Negative electrode active material 341: 97.3
Binder 342: 2.0
Thickener 343: 0.7

図１１に示すように，本形態の粉末成分３４０では，負極活物質３４１の表面にバインダー３４２および増粘材３４３が付着している。これは，粉末成分３４０を構成する各材料を溶媒３４４とともに混練し液状にした後，乾燥することにより得られたものである。この点，粉末成分２４０を構成する各材料にそれぞれ粉末状のものを用い，これらを混ぜ合わせることにより製造した第１の形態のものとは異なる。 As shown in FIG. 11, in the powder component 340 of this embodiment, a binder 342 and a thickener 343 are attached to the surface of the negative electrode active material 341. This is obtained by kneading each material constituting the powder component 340 together with the solvent 344 to form a liquid and then drying. In this respect, the material constituting the powder component 240 is different from that of the first embodiment manufactured by using powdery materials and mixing them.

すなわち，まず，負極活物質３４１，バインダー３４２，増粘材３４３を，溶媒３４４とともに混練した。溶媒３４４は，水である。これにより，負極活物質３４１，バインダー３４２，増粘材３４３が，溶媒３４４中において均等に混ざり合った合材ペーストが得られた。次に，この合材ペーストを，溶媒３４４がすべてなくなるまで乾燥させた。 That is, first, the negative electrode active material 341, the binder 342, and the thickener 343 were kneaded together with the solvent 344. The solvent 344 is water. As a result, a composite paste in which the negative electrode active material 341, the binder 342, and the thickener 343 were evenly mixed in the solvent 344 was obtained. Next, this mixture paste was dried until all the solvent 344 was exhausted.

合材ペーストでは，溶媒３４４をすべて蒸発させることにより，固形分である負極活物質３４１が粉末状に残ることとなる。そしてこの時，負極活物質３４１の表面には，バインダー３４２および増粘材３４３が付着しているのである。このように，本形態に用いる粉末成分３４０を製造した。なお，粉末成分３４０の平均粒径は，解砕と分級を行うことにより，２０μｍに調整されている。 In the mixed material paste, by evaporating all the solvent 344, the negative electrode active material 341 that is a solid content remains in a powder form. At this time, the binder 342 and the thickener 343 are attached to the surface of the negative electrode active material 341. Thus, the powder component 340 used for this form was manufactured. The average particle diameter of the powder component 340 is adjusted to 20 μm by crushing and classification.

本形態においては，第１の形態と異なる方法で製造された粉末成分３４０を粉体供給部４に投入し，電極板製造装置１を用いて負極板２００の製造を行った。なお，銅箔２１０の搬送速度，塗工部２により塗工されるバインダー溶液２３０を構成する材料やその厚さ，粉体供給部４による粉末成分３４０の供給量やスキージ５を通過後の粉末成分３４０の堆積層の厚さ，プレスローラ６とプレスローラ７とによる加熱温度やこれを通過した後における負極活物質層２２０の厚さなどは同じである。 In the present embodiment, the powder component 340 manufactured by a method different from the first embodiment is charged into the powder supply unit 4, and the negative electrode plate 200 is manufactured using the electrode plate manufacturing apparatus 1. In addition, the conveyance speed of the copper foil 210, the material constituting the binder solution 230 applied by the coating unit 2 and its thickness, the supply amount of the powder component 340 by the powder supply unit 4, and the powder after passing through the squeegee 5 The thickness of the deposited layer of the component 340, the heating temperature by the press roller 6 and the press roller 7, the thickness of the negative electrode active material layer 220 after passing through this, and the like are the same.

よって，本形態においても，粉末成分３４０以外は第１の形態と同様の製造方法を用いることにより，負極板２００を製造した。 Therefore, also in this embodiment, the negative electrode plate 200 was manufactured by using the same manufacturing method as in the first embodiment except for the powder component 340.

［効果の確認］
本発明者は，本発明に係る電極板である実施例１および実施例２と，これと比較するための電極板である比較例１および比較例２とを作製した。そして，実施例１，２と比較例１，２とを用い，それぞれ集電体と活物質層との間で９０°剥離試験を行うことにより，本発明の効果を確認した。 [Confirmation of effect]
This inventor produced Example 1 and Example 2 which are the electrode plates which concern on this invention, and Comparative Example 1 and Comparative Example 2 which are electrode plates for comparing with this. Then, using Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, the effect of the present invention was confirmed by conducting a 90 ° peel test between the current collector and the active material layer, respectively.

実施例１は，第１の形態により作製された負極板である。実施例２は，第２の形態により作製された負極板である。一方，比較例１，２は，従来より一般的に用いられている電極板の製造方法を用いて作製された負極板である。すなわち，比較例１，２は，集電体として実施例１，２と同じ銅箔を用い，銅箔の表面に合材ペーストを塗工後，乾燥することにより作製されたものである。そして，比較例１，２では，実施例１，２と同条件となるように，合材ペーストを目付１０．０ｍｇ／ｃｍ^２で塗工した。また，乾燥を，１００℃で６０ｓｅｃの条件で行った。 Example 1 is a negative electrode plate manufactured according to the first embodiment. Example 2 is a negative electrode plate manufactured according to the second mode. On the other hand, Comparative Examples 1 and 2 are negative electrode plates manufactured by using an electrode plate manufacturing method generally used conventionally. That is, Comparative Examples 1 and 2 were prepared by using the same copper foil as that of Examples 1 and 2 as a current collector, applying a mixture paste on the surface of the copper foil, and then drying. In Comparative Examples 1 and 2, the composite paste was applied at a basis weight of 10.0 mg / cm ² so as to satisfy the same conditions as in Examples 1 and ² . Moreover, drying was performed on the conditions for 60 seconds at 100 degreeC.

ここにおいて，比較例１に用いた合材ペーストは，負極活物質，バインダー，増粘材を，溶媒とともに混練したものである。比較例１に用いた合材ペーストは，負極活物質，バインダー，増粘材を，次の比率（ｗｔ％）で配合したものである。
負極活物質：９７．３
バインダー：２．０
増粘材：０．７
比較例１の合材ペーストにおいては，負極活物質およびバインダーとして，それぞれ実施例１と同じアモルファスコート黒鉛およびＰＴＦＥを用いている。そして，比較例１の合材ペーストにおいては，増粘材としてＣＭＣを加えている。また，溶媒は，水である。つまり，比較例１は，実施例１とほぼ同じ材料を用い，異なる製造方法で作製された負極板である。 Here, the composite paste used in Comparative Example 1 is obtained by kneading a negative electrode active material, a binder, and a thickener together with a solvent. The composite paste used in Comparative Example 1 is a mixture of a negative electrode active material, a binder, and a thickener in the following ratio (wt%).
Negative electrode active material: 97.3
Binder: 2.0
Thickener: 0.7
In the composite paste of Comparative Example 1, the same amorphous coated graphite and PTFE as in Example 1 are used as the negative electrode active material and the binder, respectively. And in the mixed-material paste of the comparative example 1, CMC is added as a thickener. The solvent is water. That is, Comparative Example 1 is a negative electrode plate that is made of substantially the same material as in Example 1 and is manufactured by a different manufacturing method.

また，比較例２に用いた合材ペーストは，負極活物質，バインダー，増粘材を，溶媒とともに混練したものである。比較例２に用いた合材ペーストは，負極活物質，バインダー，増粘材を，次の比率（ｗｔ％）で配合したものである。
負極活物質：９７．３
バインダー：２．０
増粘材：０．７
比較例２の合材ペーストにおいては，負極活物質，バインダー，増粘材として，それぞれ実施例２と同じアモルファスコート黒鉛，ＳＢＲ，ＣＭＣを用いている。また，溶媒は，水である。つまり，比較例２は，実施例２と同じ材料を用い，異なる製造方法で作製された負極板である。 Further, the composite paste used in Comparative Example 2 is obtained by kneading a negative electrode active material, a binder, and a thickener together with a solvent. The composite paste used in Comparative Example 2 is a mixture of a negative electrode active material, a binder, and a thickener in the following ratio (wt%).
Negative electrode active material: 97.3
Binder: 2.0
Thickener: 0.7
In the composite paste of Comparative Example 2, the same amorphous coated graphite, SBR, and CMC as in Example 2 are used as the negative electrode active material, binder, and thickener, respectively. The solvent is water. That is, Comparative Example 2 is a negative electrode plate that is made of the same material as that of Example 2 and manufactured by a different manufacturing method.

図１２に，実施例１，２と比較例１，２とを用い，それぞれ銅箔と負極活物質層との間で９０°剥離試験を行った結果を示す。比較例１においては，剥離試験の開始とともに負極活物質層が銅箔より剥離したため，測定不能であった。また，比較例２の剥離強度は，約２．５Ｎ／ｍである。これに対し，実施例１の剥離強度は，約４．３Ｎ／ｍである。また，実施例２の剥離強度は，約５．８Ｎ／ｍである。すなわち，本発明に従って作製された実施例１，２の剥離強度はいずれも，比較例１，２のそれに対して高い値を示した。 FIG. 12 shows the results of performing a 90 ° peel test between the copper foil and the negative electrode active material layer using Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, respectively. In Comparative Example 1, measurement was not possible because the negative electrode active material layer peeled from the copper foil as the peel test started. The peel strength of Comparative Example 2 is about 2.5 N / m. On the other hand, the peel strength of Example 1 is about 4.3 N / m. The peel strength of Example 2 is about 5.8 N / m. That is, the peel strengths of Examples 1 and 2 produced according to the present invention were higher than those of Comparative Examples 1 and 2.

比較例１，２では，溶媒を蒸発させるために，加熱による乾燥を行っている。このため，溶媒は銅箔より遠ざかる向きに移動する。そしてこの時，合材ペースト内のバインダーは，溶媒とともに銅箔の表面から遠ざかる向きに移動する。さらに加熱により，合材ペースト内には熱対流が生じる。そして，熱対流によっても，合材ペースト内のバインダーは，銅箔の表面から遠ざかる向きに移動する。すなわち，比較例の負極板においては，加熱による乾燥を行うことにより，負極活物質層の銅箔側のバインダーが少ないのである。よって，銅箔と負極活物質層との間の密着強度が低下しているのである。 In Comparative Examples 1 and 2, drying by heating is performed to evaporate the solvent. For this reason, the solvent moves in a direction away from the copper foil. At this time, the binder in the composite paste moves together with the solvent in a direction away from the surface of the copper foil. Furthermore, heat convection is generated in the composite paste by heating. The binder in the composite paste also moves away from the surface of the copper foil by thermal convection. That is, the negative electrode plate of the comparative example has less binder on the copper foil side of the negative electrode active material layer by drying by heating. Therefore, the adhesion strength between the copper foil and the negative electrode active material layer is reduced.

一方，実施例１，２では，まず，銅箔の表面にバインダー溶液を塗工している。そして，実施例１，２において，負極活物質層の形成に必要とする溶媒は，バインダー溶液に用いたもののみである。つまり，少量の溶媒しか用いていないため，特段の乾燥は行っていない。このため，形成後の負極活物質層の銅箔側には，その表面側と比較して多くのバインダーが残っている。これにより，銅箔と負極活物質層との間の密着強度が高い負極板を製造することができるのである。 On the other hand, in Examples 1 and 2, first, a binder solution is applied to the surface of the copper foil. In Examples 1 and 2, the solvent required for forming the negative electrode active material layer is only that used for the binder solution. In other words, since only a small amount of solvent is used, no special drying is performed. Therefore, more binder remains on the copper foil side of the negative electrode active material layer after the formation than on the surface side. As a result, a negative electrode plate having high adhesion strength between the copper foil and the negative electrode active material layer can be produced.

以上，詳細に説明したように，本発明に従って製造された負極板の密着強度は高い。また，その製造方法においては，特段の乾燥を行っていない。よって，生産効率が良く，集電体と活物質層との密着強度の高いリチウムイオン二次電池の製造方法が実現されている。 As described above in detail, the adhesion strength of the negative electrode plate manufactured according to the present invention is high. In addition, no particular drying is performed in the manufacturing method. Therefore, a production method of a lithium ion secondary battery with high production efficiency and high adhesion strength between the current collector and the active material layer has been realized.

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，本形態では，負極板に本発明を適用したが，正極板に本発明を適用しても本発明の効果を得ることができる。 Note that this embodiment is merely an example and does not limit the present invention. Accordingly, the present invention can be variously improved and modified without departing from the scope of the invention. For example, in the present embodiment, the present invention is applied to the negative electrode plate, but the effect of the present invention can be obtained even if the present invention is applied to the positive electrode plate.

また例えば，第１の形態では，バインダー溶液の塗工後において，さらに粉末成分の供給後においても，特段の乾燥工程は設けていない。これは第２の形態でも同様である。しかし，電極板の完成後において，その活物質層の水分量を極めて少なくしたい場合，粉末成分の供給後に乾燥を行ってもよい。しかし，溶媒を少量しか用いていないため，従来と比較し，わずかな乾燥を行うのみでよい。すなわち，集電体と活物質層との密着強度の高い電極板を，効率良く生産できることに変わりはない。 Further, for example, in the first embodiment, no special drying process is provided after the binder solution is applied and even after the powder component is supplied. The same applies to the second embodiment. However, after the electrode plate is completed, if it is desired to reduce the water content of the active material layer, drying may be performed after supplying the powder component. However, since only a small amount of solvent is used, it is only necessary to perform a slight drying compared to the conventional method. In other words, an electrode plate with high adhesion strength between the current collector and the active material layer can be efficiently produced.

また例えば，扁平型のリチウムイオン二次電池に限らず，捲回型電極体を用いる電池であれば，同様に適用することができる。また例えば，捲回しないで負極板と正極板とを積層する積層型電極体を有する電池にも適用することができる。 Further, for example, the present invention is not limited to a flat lithium ion secondary battery, and can be similarly applied to a battery using a wound electrode body. Further, for example, the present invention can be applied to a battery having a laminated electrode body in which a negative electrode plate and a positive electrode plate are laminated without winding.

１０…電池
１００…正極板
１１０…アルミニウム箔
１２０…正極活物質層
２００…負極板
２１０…銅箔
２２０…負極活物質層
２３０…バインダー溶液
２３１…溶媒
２３２…バインダー
２４０…粉末成分
２４１…負極活物質
２４２…バインダー DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Battery 100 ... Positive electrode plate 110 ... Aluminum foil 120 ... Positive electrode active material layer 200 ... Negative electrode plate 210 ... Copper foil 220 ... Negative electrode active material layer 230 ... Binder solution 231 ... Solvent 232 ... Binder 240 ... Powder component 241 ... Negative electrode active material 242 ... Binder

Claims

In a method for producing a lithium ion secondary battery, comprising a positive electrode and a negative electrode, each of the positive electrode and the negative electrode having a current collector and an active material layer formed thereon,
At least one of the positive electrode and the negative electrode,
A binder solution formed by dispersing a binder in a solvent is applied to the current collector;
On top of that, a powder component containing at least an active material and a binder is supplied and deposited before the coated binder solution is dried,
After the deposited powder component absorbs the binder solution, the binder solution on the current collector and the deposited layer of the powder component are manufactured by pressing in the thickness direction of the deposited layer while heating,
A method for producing a lithium ion secondary battery, wherein the binder solution comprises only the solvent and the binder.

In the manufacturing method of the lithium ion secondary battery of Claim 1,
A method for producing a lithium ion secondary battery, wherein the powder component is one having at least the binder attached to the surface of the active material.