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JP7816626B2 - Manufacturing method of electrode mixture layer - Google Patents
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JP7816626B2 - Manufacturing method of electrode mixture layer - Google Patents

Manufacturing method of electrode mixture layer

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JP7816626B2 JP2025124650A JP2025124650A JP7816626B2 JP 7816626 B2 JP7816626 B2 JP 7816626B2 JP 2025124650 A JP2025124650 A JP 2025124650A JP 2025124650 A JP2025124650 A JP 2025124650A JP 7816626 B2 JP7816626 B2 JP 7816626B2
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Description

本開示は、電極の製造方法に関する。 This disclosure relates to a method for manufacturing an electrode.

特許文献1(特開2020-149862号公報)には、活物質およびバインダを含む電極合材材料を磁性キャリアに付着させ、マグネットロールにより搬送し、マグネットロールと集電箔を担持させたバックアップロールとの間に電位差を生じさせ、静電気力により電極合材材料のみを集電箔に付着させる、電極の製造方法が開示されている。 Patent Document 1 (JP 2020-149862 A) discloses a method for manufacturing electrodes in which an electrode mixture material containing an active material and a binder is attached to a magnetic carrier, which is then transported by a magnet roll. A potential difference is generated between the magnet roll and a backup roll carrying a current collector foil, and only the electrode mixture material is attached to the current collector foil by electrostatic force.

特開2020-149862号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-149862

従来、電極の製造方法としては、活物質とバインダ等の添加剤とを溶媒に溶解させて塗布液を調製し、該塗布液を集電箔の表面に塗布し、乾燥させることにより、活物質層を集電箔の表面に形成する湿式法が用いられてきた。一方、溶媒を用いずに、活物質と添加物とを混練し、圧縮成形する乾式法も知られている。 Conventionally, electrodes have been manufactured using a wet method, in which an active material and additives such as a binder are dissolved in a solvent to prepare a coating solution, which is then applied to the surface of a current collector foil and dried to form an active material layer on the surface of the current collector foil. However, a dry method is also known in which the active material and additives are kneaded together without using a solvent, and then compression molded.

乾式法では、乾燥工程が不要になるため、エネルギー量が少なくなるという利点がある。しかし、溶媒を使用しないため、バインダの分散が難しくなり、活物質とバインダとの接触面積が低下する。また、湿式法のように、溶媒が乾燥により揮発する際に、活物質の表面にバインダが偏析することが起こらないため、付着力が発揮されない。このように、乾式法では、剥離強度が低くなるという不都合があった。 The dry method has the advantage of requiring less energy because it does not require a drying process. However, because no solvent is used, it is difficult to disperse the binder, reducing the contact area between the active material and the binder. Furthermore, unlike the wet method, when the solvent evaporates due to drying, the binder does not segregate on the surface of the active material, so adhesion is not achieved. As such, the dry method has the disadvantage of low peel strength.

したがって、本開示の目的は、剥離強度が向上した電極の製造方法を提供することである。 Therefore, the object of the present disclosure is to provide a method for manufacturing electrodes with improved peel strength.

〔1〕 活物質およびバインダを乾式法で混合することにより、第1複合材料を作製する工程と、
前記第1複合材料および導電材を乾式法で混合することにより、第2複合材料を作製する工程と、
集電箔の表面に前記第2複合材料を塗布することにより、電極合材層を形成する工程と、
前記電極合材層を圧縮することにより、電極を形成する工程と、を備える、電極の製造方法。
[1] A step of preparing a first composite material by mixing an active material and a binder by a dry method;
preparing a second composite material by dry mixing the first composite material and a conductive material;
forming an electrode mixture layer by applying the second composite material to a surface of a current collecting foil;
and compressing the electrode mixture layer to form an electrode.

活物質およびバインダを、導電材を添加する前に予め混合することにより、活物質の表面にバインダが付着する。これにより、活物質とバインダとの接触面積が増加し、剥離強度が向上するものと考えられる。 By pre-mixing the active material and binder before adding the conductive material, the binder adheres to the surface of the active material. This increases the contact area between the active material and the binder, which is thought to improve peel strength.

〔2〕 前記第1複合材料および前記第2複合材料は、メカノケミカル処理により複合化されてなる、〔1〕に記載の電極の製造方法。 [2] The electrode manufacturing method described in [1], wherein the first composite material and the second composite material are combined by mechanochemical treatment.

〔3〕 前記第2複合材料の塗布は、静電スクリーン印刷により行われる、〔1〕または〔2〕に記載の電極の製造方法。 [3] The electrode manufacturing method described in [1] or [2], wherein the second composite material is applied by electrostatic screen printing.

〔4〕 活物質およびバインダを乾式法で混合することにより、第1複合材料を作製する工程と、
前記第1複合材料および導電材を乾式法で混合することにより、第2複合材料を作製する工程と、
集電箔の表面に前記第2複合材料を塗布することにより、電極合材層を形成する工程と、
前記電極合材層を圧縮することにより、電極を形成する工程と、を備え、
前記第1複合材料および前記第2複合材料は、メカノケミカル処理により複合化されてなり、
前記第2複合材料の塗布は、静電スクリーン印刷により行われる、電極の製造方法。
[4] preparing a first composite material by mixing an active material and a binder by a dry method;
preparing a second composite material by dry mixing the first composite material and a conductive material;
forming an electrode mixture layer by applying the second composite material to a surface of a current collecting foil;
and compressing the electrode mixture layer to form an electrode.
the first composite material and the second composite material are combined by a mechanochemical treatment,
The method for manufacturing an electrode, wherein the application of the second composite material is performed by electrostatic screen printing.

図1は、本実施形態の電極の製造方法の概略を示すフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing an outline of the method for manufacturing an electrode according to this embodiment. 図2は、第2複合材料の塗布方法の一例を示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of a method for applying the second composite material. 図3は、実施例および比較例について、活物質表面のバインダおよび導電材の分布を示した模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the distribution of the binder and the conductive material on the surface of the active material for the examples and the comparative examples. 図4は、実施例および比較例について、剥離強度を示す棒グラフである。FIG. 4 is a bar graph showing the peel strength for the Examples and Comparative Examples.

以下、本開示の一実施形態について説明する。ただし、本開示はこれらに限定されるものではない。なお、本明細書では、「正極」および「負極」を総称して「電極」と記す。 One embodiment of the present disclosure will be described below. However, the present disclosure is not limited to this. In this specification, "positive electrode" and "negative electrode" will be collectively referred to as "electrodes."

図1は、本実施形態の電極の製造方法の概略を示すフローチャートである。図1に示すように、本実施形態の電極の製造方法は、少なくとも第1複合材料作製工程(S10)と、第2複合材料作製工程(S20)と、電極合材層形成工程(S30)と、電極形成工程(S40)と、を備える。 Figure 1 is a flowchart showing an outline of the electrode manufacturing method of this embodiment. As shown in Figure 1, the electrode manufacturing method of this embodiment includes at least a first composite material preparation process (S10), a second composite material preparation process (S20), an electrode mixture layer formation process (S30), and an electrode formation process (S40).

なお、本実施形態で製造される電極は、例えば、リチウムイオン二次電池用のシート状の電極(電極シート)である。電極は、正極および負極のいずれであってもよい。 The electrode manufactured in this embodiment is, for example, a sheet-shaped electrode (electrode sheet) for a lithium-ion secondary battery. The electrode may be either a positive electrode or a negative electrode.

《第1複合材料作製工程(S10)》
第1複合材料作製工程においては、活物質およびバインダを乾式法で混合することにより第1複合材料を作製する。後述するように、導電材を別工程で混合することにより、活物質の表面に存在するバインダの量が増加し、剥離強度が向上することが期待される。ここで、「乾式法」とは、塗料の固形分率が90%以上である混合方法を意味する。乾式法における塗料の固形分率は、95~100%であってもよい。
<<First Composite Material Preparation Step (S10)>>
In the first composite material preparation step, the active material and binder are mixed by a dry method to prepare the first composite material. As will be described later, by mixing the conductive material in a separate step, the amount of binder present on the surface of the active material increases, and it is expected that the peel strength will be improved. Here, the "dry method" refers to a mixing method in which the solid content of the paint is 90% or more. The solid content of the paint in the dry method may be 95 to 100%.

例えば、活物質粉体とバインダとが単純な乾式法で混合されることにより、第1複合材料が作製されてもよい。例えば、メカノケミカル処理により、活物質粉体とバインダとが複合化されてもよい。 For example, the first composite material may be prepared by mixing the active material powder and the binder using a simple dry process. For example, the active material powder and the binder may be composited using a mechanochemical process.

「メカノケミカル処理」とは、対象となる材料にせん断力、衝突力、摩擦力等の機械的エネルギーを連続的に加えることによって、材料同士を反応させたり材料の物理化学的性質を変化させるメカノケミカル反応を生じさせる処理のことを意味する。メカノケミカル処理を行う装置としては、例えば、遊星ボールミル、ビーズミル、ジェットミル、ディスパ、プラネタリーミキサ、ホモジナイザ等が挙げられる。 "Mechanochemical processing" refers to a process in which mechanical energy such as shear force, collision force, and friction force is continuously applied to the target material, causing mechanochemical reactions that cause materials to react with each other or change the physicochemical properties of the material. Examples of equipment that can be used for mechanochemical processing include planetary ball mills, bead mills, jet mills, dispersers, planetary mixers, and homogenizers.

(活物質)
活物質は、正極活物質でもよいし、負極活物質でもよい。活物質は、粒子状であってもよく、活物質からなる一次粒子が集合して形成された多孔質活物質粒子であってもよい。
(active material)
The active material may be a positive electrode active material or a negative electrode active material. The active material may be in a particulate form, or may be porous active material particles formed by aggregation of primary particles made of the active material.

正極活物質としては、例えば、リチウム含有金属酸化物、リチウム含有リン酸塩等が挙げられる。リチウム含有金属酸化物としては、例えば、LiCoO2、LiNiO2、一般式LiNiaCob2(ただし、式中、a+b=1、0<a<1、0<b<1である。)で表される化合物、LiMnO2、LiMn24、一般式LiNiaCobMnc2(ただし式中、a+b+c=1、0<a<1、0<b<1、0<c<1である。)で表される化合物、LiFePO4等が挙げられる。ここで、一般式LiNiaCobMnc2で表される化合物としては、例えばLiNi1/3Co1/3Mn1/32等が挙げられる。リチウム含有リン酸塩としては、例えば、LiFePO等が挙げられる。 Examples of the positive electrode active material include lithium-containing metal oxides and lithium-containing phosphates. Examples of lithium-containing metal oxides include LiCoO 2 , LiNiO 2 , compounds represented by the general formula LiNi a Co b O 2 (wherein a + b = 1, 0 < a < 1, 0 < b < 1), LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , compounds represented by the general formula LiNi a Co b Mn c O 2 (wherein a + b + c = 1, 0 < a < 1, 0 < b < 1, 0 < c < 1), and LiFePO 4 . Examples of the compound represented by the general formula LiNi a Co b Mn c O 2 include LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 . Examples of lithium-containing phosphates include LiFePO4 .

正極活物質の平均粒径は、例えば1~25μm程度でよい。なお、ここでの「平均粒径」は、レーザ回折・散乱法によって測定された体積基準の粒度分布において、積算値50%での粒径(D50)を意味する。 The average particle size of the positive electrode active material may be, for example, approximately 1 to 25 μm. Note that "average particle size" here refers to the particle size at 50% cumulative value (D50) in the volume-based particle size distribution measured by laser diffraction/scattering.

負極活物質としては、例えば、黒鉛、易黒鉛化性炭素、難黒鉛化性炭素等の炭素系負極活物質、珪素(Si)、錫(Sn)等を含有する合金系負極活物質等が挙げられる。負極活物質粒子の平均粒径(D50)は、例えば1~25μm程度でよい。 Examples of negative electrode active materials include carbon-based negative electrode active materials such as graphite, graphitizable carbon, and non-graphitizable carbon, as well as alloy-based negative electrode active materials containing silicon (Si), tin (Sn), etc. The average particle size (D50) of the negative electrode active material particles may be, for example, approximately 1 to 25 μm.

(バインダ)
バインダとしては、例えば、カルボキシメチルセルロース(CMC)、スチレンブタジエンラバー(SBR)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリアクリル酸(PAA)等が挙げられる。バインダは1種単独で使用されてもよいし、2種以上が組み合わされて使用されてもよい。
(binder)
Examples of binders include carboxymethyl cellulose (CMC), styrene butadiene rubber (SBR), polyvinylidene fluoride (PVdF), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyacrylic acid (PAA), etc. One type of binder may be used alone, or two or more types may be used in combination.

《第2複合材料作製工程(S20)》
第2複合材料作製工程においては、第1複合材料および導電材を乾式法で混合することにより第2複合材料を作製する。
<<Second Composite Material Preparation Step (S20)>>
In the second composite material preparation step, the first composite material and the conductive material are mixed by a dry method to prepare the second composite material.

例えば、第1複合材料と導電材とが単純な乾式法で混合されることにより、第2複合材料が作製されてもよい。例えば、メカノケミカル処理により、第1複合材料と導電材とが複合化されてもよい。 For example, the second composite material may be produced by mixing the first composite material and the conductive material using a simple dry process. For example, the first composite material and the conductive material may be combined using a mechanochemical process.

(導電材)
導電材としては、例えば、アセチレンブラック(AB)、サーマルブラック、ファーネスブラック等のカーボンブラックが挙げられる。導電材は、1種単独で使用されてもよいし、2種以上が組み合わされて使用されてもよい。
(Conductive material)
Examples of the conductive material include carbon black such as acetylene black (AB), thermal black, furnace black, etc. The conductive material may be used alone or in combination of two or more.

第2複合材料に対する活物質の含有率は、例えば、90~99質量%程度である。第2複合材料に対するバインダの含有率は、例えば、0.5~5質量%程度である。第2複合材料に対する導電材の含有率は、例えば、0.5~5質量%程度である。 The active material content in the second composite material is, for example, approximately 90 to 99% by mass. The binder content in the second composite material is, for example, approximately 0.5 to 5% by mass. The conductive material content in the second composite material is, for example, approximately 0.5 to 5% by mass.

《電極合材層形成工程(S30)》
電極合材層形成工程においては、電極合材層を集電箔上に形成する。例えば、第2複合材料を集電箔の表面に付着させることにより、電極合材層を集電箔上に形成する。例えば、静電印刷技術、静電塗装技術、または、これらと類似する技術が使用されてもよい。
《Electrode composite material layer formation step (S30)》
In the electrode mixture layer forming step, the electrode mixture layer is formed on the current collecting foil. For example, the electrode mixture layer is formed on the current collecting foil by adhering the second composite material to the surface of the current collecting foil. For example, electrostatic printing, electrostatic painting, or similar techniques may be used.

図2は、第2複合材料の塗布方法の一例を示す概念図である。例えば、静電スクリーン印刷法により、第2複合材料10が塗布されてもよい。第2複合材料10は、スクリーン101上に配置される。スクリーン101は導電性である。スクリーン101には、複数の貫通孔が形成されている。スクリーン101の下方に集電箔11が配置される。電源102は、集電箔11とスクリーン101との間に直流電圧を印加する。これにより、スクリーン101と集電箔11との間に電界が形成される。スクリーン101から第2複合材料10に電荷が注入される。すなわち、第2複合材料10が帯電する。印刷ブラシ103が第2複合材料10をならすことにより、第2複合材料10が電界に導入される。電界中においては、第2複合材料10に静電気力が働く。静電気力により、第2複合材料10が集電箔11の表面に付着し得る。例えば、スクリーン101の貫通孔のパターンにより、塗布パターンが制御され得る。すなわち所望の散在状態が形成され得る。 Figure 2 is a conceptual diagram showing an example of a method for applying the second composite material. For example, the second composite material 10 may be applied by electrostatic screen printing. The second composite material 10 is placed on a screen 101. The screen 101 is conductive. A plurality of through holes are formed in the screen 101. A current collector foil 11 is placed below the screen 101. A power source 102 applies a DC voltage between the current collector foil 11 and the screen 101. This creates an electric field between the screen 101 and the current collector foil 11. An electric charge is injected from the screen 101 into the second composite material 10. In other words, the second composite material 10 is charged. A printing brush 103 smooths the second composite material 10, introducing the second composite material 10 into the electric field. In the electric field, an electrostatic force acts on the second composite material 10. The electrostatic force can cause the second composite material 10 to adhere to the surface of the current collector foil 11. For example, the application pattern can be controlled by the pattern of through holes in the screen 101. In other words, the desired scattering state can be created.

電極合材層は、例えば、10~500μmの厚さを有していてもよいし、50~200μmの厚さを有していてもよい。 The electrode mixture layer may have a thickness of, for example, 10 to 500 μm, or 50 to 200 μm.

《電極形成工程(S40)》
電極形成工程においては、電極合材層を圧縮することにより、電極合材層を集電箔に定着させ、電極を形成する。電極合材層が集電箔に定着することにより、剥離強度の向上が期待される。
《Electrode formation step (S40)》
In the electrode formation process, the electrode mixture layer is compressed to fix the electrode mixture layer to the current collector foil, thereby forming an electrode. Fixing the electrode mixture layer to the current collector foil is expected to improve peel strength.

圧力は、例えば、電極合材層の狙い厚さ、狙い密度等に応じて調整され得る。例えば、1~10t/cmの圧力が電極合材層に加えられてもよい。 The pressure can be adjusted depending on, for example, the target thickness, the target density, etc. of the electrode mixture layer. For example, a pressure of 1 to 10 t/cm 2 may be applied to the electrode mixture layer.

本工程においては、熱が付与されてもよい。熱は、圧力とは別々に付与されてもよく、実質的に同時に付与されてもよい。例えば、ヒートロール、ヒートプレート等により、電極合材層が加熱されてもよい。加熱温度は、例えば、バインダの融点付近の温度であってもよい。加熱温度は、例えば、50~200℃であってもよい。 Heat may be applied in this process. Heat may be applied separately from pressure, or may be applied substantially simultaneously. For example, the electrode mixture layer may be heated using a heat roll, a heat plate, or the like. The heating temperature may be, for example, a temperature near the melting point of the binder. The heating temperature may be, for example, 50 to 200°C.

以上より、本電極が製造され得る。本電極は、電池の仕様に応じて、所定の平面形状に切断されてもよい。 The electrode can be manufactured in this manner. This electrode may be cut into a specified planar shape according to the battery specifications.

本開示の製造方法によって得られる電極は、例えば、リチウムイオン二次電池(非水電解質二次電池)等の二次電池の電極として用いることができる。リチウムイオン二次電池等の二次電池は、例えば、ハイブリッド自動車(HV)、電気自動車(EV)、プラグインハイブリッド車(PHV)等の電源として用いることができる。ただし、本開示の製造方法によって得られる電極は、このような車載用途に限られず、あらゆる用途に適用可能である。 Electrodes obtained by the manufacturing method of the present disclosure can be used, for example, as electrodes for secondary batteries such as lithium-ion secondary batteries (nonaqueous electrolyte secondary batteries). Secondary batteries such as lithium-ion secondary batteries can be used as power sources for hybrid vehicles (HVs), electric vehicles (EVs), plug-in hybrid vehicles (PHVs), and the like. However, electrodes obtained by the manufacturing method of the present disclosure are not limited to such in-vehicle applications and can be used for a variety of applications.

以下、実施例を用いて本実施形態を説明するが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。 The present embodiment will be explained below using examples, but the present embodiment is not limited to these.

〔実施例1〕
実施例1の電極(正極)を、以下のようにして製造した。
Example 1
The electrode (positive electrode) of Example 1 was produced as follows.

《第1複合材料作製工程》
正極活物質としてNCM(ニッケルコバルトマンガン酸リチウム)(湖南瑞翔製)が、バインダとしてPVdF(アルケマ(株)製、カイナー301F)が、それぞれ準備された。メカノケミカル処理を行う装置として、日本コークス工業(株)製の「MPミキサ」が準備された。該装置に正極活物質とバインダとを投入して、10000rpmにて10分間処理を行うことで、第1複合材料が作製された。
<<First composite material production process>>
NCM (nickel cobalt manganese oxide lithium) (manufactured by Hunan Ruixiang) was prepared as the positive electrode active material, and PVdF (Kynar 301F, manufactured by Arkema K.K.) was prepared as the binder. An "MP Mixer" manufactured by Nippon Coke & Engineering Co., Ltd. was prepared as an apparatus for mechanochemical treatment. The positive electrode active material and the binder were charged into the apparatus, and treatment was carried out at 10,000 rpm for 10 minutes, to produce a first composite material.

《第2複合材料作製工程》
導電材としてAB(デンカ(株)製、Li100)が準備された。第1複合材料と導電材とを上述の装置に投入して、10000rpmにて10分間処理を行うことで、第2複合材料が作製された。なお、第2複合材料における正極活物質とバインダと導電材との混合比(質量比)は、95.5:3.0:1.5であった。
<<Second composite material production process>>
AB (Li100, manufactured by Denka Co., Ltd.) was prepared as the conductive material. The first composite material and the conductive material were placed in the above-mentioned device and treated at 10,000 rpm for 10 minutes to produce a second composite material. The mixing ratio (mass ratio) of the positive electrode active material, binder, and conductive material in the second composite material was 95.5:3.0:1.5.

《電極合材層形成工程》
集電箔としてAl箔(厚み:12μm)が準備された。電極合材層を形成する装置として、ベルク工業(有)製の卓上型手動式静電スクリーン印刷機「T-1」が準備された。該装置を用いて、静電スクリーン印刷法により、Al箔の表面に第2複合材料からなる電極合材層を形成した。形成条件は、電圧が1.5kV、スクリーンと集電箔との間の距離が1cmであった。
《Electrode composite layer formation process》
An Al foil (thickness: 12 μm) was prepared as a current collector foil. A tabletop manual electrostatic screen printer "T-1" manufactured by Berg Industries Co., Ltd. was prepared as a device for forming an electrode mixture layer. Using this device, an electrode mixture layer made of the second composite material was formed on the surface of the Al foil by electrostatic screen printing. The formation conditions were a voltage of 1.5 kV and a distance of 1 cm between the screen and the current collector foil.

《電極形成工程》
電極合材層を圧縮および加熱することで、電極合材層を集電箔に定着させた。電極を形成する装置として、上板と下板とを備える装置が準備された。上板を160℃、下板を80℃に熱した。上板と下板との間に電極合材層を形成した集電箔を設置し、5t/cmの荷重を60秒間かけることにより、実施例1の電極(正極)を作製した。
《Electrode formation process》
The electrode mixture layer was fixed to the current collector foil by compressing and heating. An apparatus equipped with an upper plate and a lower plate was prepared as an electrode forming apparatus. The upper plate was heated to 160°C, and the lower plate was heated to 80°C. The current collector foil on which the electrode mixture layer was formed was placed between the upper plate and the lower plate, and a load of 5 t/ cm2 was applied for 60 seconds to produce the electrode (positive electrode) of Example 1.

〔比較例1〕
比較例1では、バインダと導電材との混合する順番を逆にした。すなわち、上述の装置に、実施例1と同じ正極活物質と導電材とを投入して、10000rpmにて10分間処理を行った。次に、上記混合物に実施例1と同じバインダをさらに投入して、10000rpmにて10分間処理を行った。これらの点を除いては、実施例1と同じ方法で比較例1の電極を作製した。
Comparative Example 1
In Comparative Example 1, the order of mixing the binder and conductive material was reversed. That is, the same positive electrode active material and conductive material as in Example 1 were added to the above-mentioned device and treated at 10,000 rpm for 10 minutes. Next, the same binder as in Example 1 was further added to the above mixture and treated at 10,000 rpm for 10 minutes. Except for these points, the electrode of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1.

〔比較例2〕
比較例2では、正極活物質とバインダと導電材とを同時に混合した。すなわち、上述の装置に、実施例1と同じ正極活物質とバインダと導電材とを投入して、10000rpmにて10分間処理を行った。この点を除いては、実施例1と同じ方法で比較例2の電極を作製した。
Comparative Example 2
In Comparative Example 2, the positive electrode active material, binder, and conductive material were simultaneously mixed. That is, the same positive electrode active material, binder, and conductive material as in Example 1 were placed in the above-described apparatus and treated at 10,000 rpm for 10 minutes. Except for this, the electrode of Comparative Example 2 was fabricated in the same manner as in Example 1.

<評価>
実施例1および比較例1~2の電極について、90度剥離試験により電極合材層と集電箔との間の剥離強度が測定された。打ち抜きポンチにより、各電極から試料片が採取された。試料片は円形であった。試料片の直径は、11.28mmであった。測定には、アイコーエンジニアリング(株)製の「MODEL-2257」が用いられた。その結果を図4に示す。
<Evaluation>
For the electrodes of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, the peel strength between the electrode mixture layer and the current collector foil was measured by a 90-degree peel test. A sample piece was taken from each electrode using a punch. The sample piece was circular. The diameter of the sample piece was 11.28 mm. A "MODEL-2257" manufactured by Aiko Engineering Co., Ltd. was used for the measurement. The results are shown in Figure 4.

図4に示される結果から、実施例1の電極は、比較例1~2の電極よりも剥離強度が向上していることが分かる。 The results shown in Figure 4 show that the electrode of Example 1 has improved peel strength compared to the electrodes of Comparative Examples 1 and 2.

図3は、実施例1および比較例1~2の活物質表面のバインダおよび導電材の分布を示した模式図である。図3(a)に示すように、実施例1では、活物質1とバインダ2とを混合して第1複合材料を作製することで、活物質表面に存在するバインダ量が増加し、剥離強度が向上したものと考えられる。 Figure 3 is a schematic diagram showing the distribution of binder and conductive material on the surface of the active material in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. As shown in Figure 3(a), in Example 1, by mixing active material 1 and binder 2 to prepare the first composite material, the amount of binder present on the surface of the active material increased, which is thought to have improved the peel strength.

一方、図3(b)に示すように、比較例1では、活物質1と導電材3とを先に混合したため、活物質表面にバインダ2が存在せず、剥離強度が向上しなかったものと考えられる。また、図3(c)に示すように、比較例2では、活物質1とバインダ2と導電材3とを同時に混合したため、活物質表面に存在するバインダ量が実施例1に比べて増加せず、剥離強度も実施例1と比べて向上しなかったものと考えられる。 On the other hand, as shown in Figure 3(b), in Comparative Example 1, active material 1 and conductive material 3 were mixed first, so binder 2 was not present on the active material surface, and it is thought that this is why peel strength did not improve. Also, as shown in Figure 3(c), in Comparative Example 2, active material 1, binder 2, and conductive material 3 were mixed simultaneously, so the amount of binder present on the active material surface did not increase compared to Example 1, and it is thought that peel strength did not improve compared to Example 1.

今回開示された実施形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments and examples disclosed herein should be considered in all respects to be illustrative and not restrictive. The scope of the present disclosure is indicated by the claims, not the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.

1 活物質、2 バインダ、3 導電材、10 第2複合材料、11 集電箔、101 スクリーン、102 電源、103 印刷ブラシ。 1 Active material, 2 Binder, 3 Conductive material, 10 Second composite material, 11 Current collecting foil, 101 Screen, 102 Power supply, 103 Printing brush.

Claims (2)

活物質およびバインダを乾式法で混合することにより、第1複合材料を作製する工程と、
前記第1複合材料および導電材を乾式法で混合することにより、第2複合材料を作製する工程と、
集電箔の表面に前記第2複合材料を塗布することにより、電極合材層を形成する工程と、
を備え、
前記第2複合材料の塗布は、静電スクリーン印刷により行われ、
前記バインダは、カルボキシメチルセルロース、スチレンブタジエンラバー、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、および、ポリアクリル酸からなる群から選択される少なくとも1種からなる、電極合材層の製造方法。
preparing a first composite material by dry mixing an active material and a binder;
preparing a second composite material by dry mixing the first composite material and a conductive material;
forming an electrode mixture layer by applying the second composite material to a surface of a current collecting foil;
Equipped with
applying the second composite material by electrostatic screen printing;
The method for producing an electrode mixture layer, wherein the binder comprises at least one selected from the group consisting of carboxymethyl cellulose, styrene butadiene rubber, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, and polyacrylic acid.
前記第1複合材料および前記第2複合材料は、メカノケミカル処理により複合化されてなる、請求項1に記載の電極合材層の製造方法。
The method for manufacturing an electrode mixture layer according to claim 1 , wherein the first composite material and the second composite material are combined by a mechanochemical treatment.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102860343B1 (en) * 2024-06-10 2025-09-16 한국에너지기술연구원 A anode for a lithium secondary battery comprising a fluorine-free compound as a binder, a manufacturing method the same, and a lithium secondary battery comprising the same
WO2025244203A1 (en) * 2024-05-24 2025-11-27 한국에너지기술연구원 Method for manufacturing lithium secondary battery dry electrode including thermoplastic binder, and lithium secondary battery including same

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001351616A (en) 2000-06-05 2001-12-21 Toyota Motor Corp Electrode manufacturing method
JP2009206079A (en) 2008-01-30 2009-09-10 Panasonic Corp Nonaqueous secondary battery and method for producing the same
JP2012140016A (en) 2012-04-25 2012-07-26 Werk Kogyo Kk Electrostatic screen printer and electrostatic screen printing method
JP2014137965A (en) 2013-01-18 2014-07-28 Nippon Steel & Sumikin Engineering Co Ltd Method of manufacturing electrode
JP2017183025A (en) 2016-03-30 2017-10-05 日立造船株式会社 Method for manufacturing all-solid type secondary battery, and coating device
WO2018155240A1 (en) 2017-02-23 2018-08-30 Necエナジーデバイス株式会社 Positive electrode for lithium ion batteries, and lithium ion battery
JP2020181717A (en) 2019-04-25 2020-11-05 株式会社ジェイテクト Manufacturing method of lithium ion secondary battery electrode
DE102021210652A1 (en) 2021-09-23 2023-03-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Process for producing an electrode powder mixture for a battery cell
WO2023182081A1 (en) 2022-03-22 2023-09-28 三井化学株式会社 Electrode binder, electrode, lithium ion secondary battery, and method for producing electrode

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190114151A (en) * 2018-03-29 2019-10-10 현대자동차주식회사 Lithium secondary battery and manufacturing method thereof

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001351616A (en) 2000-06-05 2001-12-21 Toyota Motor Corp Electrode manufacturing method
JP2009206079A (en) 2008-01-30 2009-09-10 Panasonic Corp Nonaqueous secondary battery and method for producing the same
JP2012140016A (en) 2012-04-25 2012-07-26 Werk Kogyo Kk Electrostatic screen printer and electrostatic screen printing method
JP2014137965A (en) 2013-01-18 2014-07-28 Nippon Steel & Sumikin Engineering Co Ltd Method of manufacturing electrode
JP2017183025A (en) 2016-03-30 2017-10-05 日立造船株式会社 Method for manufacturing all-solid type secondary battery, and coating device
WO2018155240A1 (en) 2017-02-23 2018-08-30 Necエナジーデバイス株式会社 Positive electrode for lithium ion batteries, and lithium ion battery
JP2020181717A (en) 2019-04-25 2020-11-05 株式会社ジェイテクト Manufacturing method of lithium ion secondary battery electrode
DE102021210652A1 (en) 2021-09-23 2023-03-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Process for producing an electrode powder mixture for a battery cell
WO2023182081A1 (en) 2022-03-22 2023-09-28 三井化学株式会社 Electrode binder, electrode, lithium ion secondary battery, and method for producing electrode

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