[go: up one dir, main page]

JP5698044B2 - Battery electrode manufacturing method and battery electrode manufacturing apparatus - Google Patents

Battery electrode manufacturing method and battery electrode manufacturing apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP5698044B2
JP5698044B2 JP2011063345A JP2011063345A JP5698044B2 JP 5698044 B2 JP5698044 B2 JP 5698044B2 JP 2011063345 A JP2011063345 A JP 2011063345A JP 2011063345 A JP2011063345 A JP 2011063345A JP 5698044 B2 JP5698044 B2 JP 5698044B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
active material
negative electrode
electrode active
drying
current collector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011063345A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012199150A (en
Inventor
賢太 平松
賢太 平松
邦子 寺木
邦子 寺木
真田 雅和
雅和 真田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Screen Holdings Co Ltd
Original Assignee
Screen Holdings Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Screen Holdings Co Ltd filed Critical Screen Holdings Co Ltd
Priority to JP2011063345A priority Critical patent/JP5698044B2/en
Publication of JP2012199150A publication Critical patent/JP2012199150A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5698044B2 publication Critical patent/JP5698044B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

本発明は、活物質層間に固体電解質層を介在させてなるリチウムイオン二次電池等の電池用電極の製造方法及び電池用電極製造装置に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a battery electrode such as a lithium ion secondary battery having a solid electrolyte layer interposed between active material layers, and a battery electrode manufacturing apparatus.

正極、負極、電解質(固体電解質)及びセパレータ等で構成されているリチウムイオン二次電池は、軽量、大容量かつ高速充放電可能であるため、現在、ノートパソコンや携帯電話等のモバイル機器や自動車等の分野において広く普及しているが、更なる大容量化及び高速充放電のために、様々な研究がなされている。   Lithium ion secondary batteries composed of positive electrodes, negative electrodes, electrolytes (solid electrolytes), separators, etc. are lightweight, large-capacity, and capable of high-speed charge / discharge. However, various researches have been made to further increase the capacity and charge / discharge at high speed.

正極及び負極にそれぞれ含まれる正極活物質及び負極活物質と電解質との反応が律速となるが、電解質のリチウムイオン伝導度が低い。したがって、大容量化及び高速充放電のためには、正極と負極との間隔をできるだけ狭く、かつ、正極及び負極の電極面積をできるだけ大きくすること、特に正極活物質及び負極活物質と電解質との接触面積を増大させることが重要である。   The reaction between the positive electrode active material and the negative electrode active material contained in the positive electrode and the negative electrode, respectively, and the electrolyte is rate-limiting, but the lithium ion conductivity of the electrolyte is low. Therefore, in order to increase the capacity and charge / discharge at high speed, the gap between the positive electrode and the negative electrode should be as narrow as possible and the electrode area of the positive electrode and the negative electrode should be as large as possible. It is important to increase the contact area.

この点に着目し、例えば、特許文献1(特開2006−147210号公報)においては、低コスト、高安全性、高エネルギー密度・高出力を実現する固体電解質二次電池構造を提供することを意図する技術が提案されている。   Focusing on this point, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-147210) provides a solid electrolyte secondary battery structure that realizes low cost, high safety, high energy density, and high output. The intended technology has been proposed.

即ち、上記特許文献1においては、表面が平坦な基板上に、正極集電体と負極集電体をそれぞれ対向した櫛歯型形状でパターニングし、この正及び負集電体上に正電極(本願発明でいうところの正極活物質)材料及び負電極(本願発明でいうところの負極活物質)材料の粒子を集電体面の垂直方向に電子写真方式によりパターニングし、縦型の電極を形成し、正及び負電極間に形成される空隙を固体電解質で充填した平面状櫛歯型形状の二次電池構成が提案されている(特許文献1、要約等を参照)。   That is, in the above-mentioned Patent Document 1, a positive electrode current collector and a negative electrode current collector are patterned on a substrate having a flat surface in a comb-like shape facing each other, and a positive electrode ( By patterning the particles of the positive electrode active material in the present invention material and the negative electrode (negative electrode active material in the present invention) material in the direction perpendicular to the current collector surface by electrophotography, a vertical electrode is formed. A planar comb-shaped secondary battery configuration in which a gap formed between positive and negative electrodes is filled with a solid electrolyte has been proposed (see Patent Document 1, Abstract, etc.).

特開2006−147210号公報JP 2006-147210 A

しかしながら、上記特許文献1において提案されている技術では、塗布後の電極材料(即ち活物質)のパターンを、「加熱(150〜250℃程度の温度)、または溶剤(メタノール、アセトン、アセト二トリル等の極性溶媒)を供給することで溶融し、蒸発、固化させる。」ものである(特許文献1、段落番号[0023])。   However, in the technique proposed in the above-mentioned Patent Document 1, the pattern of the electrode material (that is, the active material) after coating is expressed by “heating (temperature of about 150 to 250 ° C.) or solvent (methanol, acetone, acetonitrile). And the like, and then it is melted, evaporated and solidified. "(Patent Document 1, paragraph [0023]).

このような方法では、熱による衝撃や溶剤添加による状態変化によって塗布後のパターンの形状が損なわれてしまい、高アスペクト比で高さのある活物質層を形成しにくく、最終的に得られる電池の性能に劣る。また、後者の溶剤を供給する方法は、蒸発、固化に時間もかかり、経済性・生産性にも劣る。更に、上記特許文献1で用いられている電子写真方式は、転写版を用いる転写プロセスであり、当該転写版を帯電させることが必要もあるため、工程及び装置構成が煩雑になるという問題もある。   In such a method, the shape of the pattern after coating is lost due to a shock caused by heat or a state change caused by addition of a solvent, and it is difficult to form a high active material layer with a high aspect ratio. Inferior performance. Further, the latter method of supplying the solvent takes time for evaporation and solidification, and is inferior in economic efficiency and productivity. Furthermore, the electrophotographic method used in Patent Document 1 is a transfer process using a transfer plate, and it is necessary to charge the transfer plate, which causes a problem that the process and apparatus configuration become complicated. .

以上の問題点に鑑み、本発明の目的は、従来に比べて簡易な工程及び装置構成で、高アスペクト比で厚膜の活物質層を形成することができ、充放電容量に優れるリチウムイオン二次電池等の電池を実現するための電池用電極を得るための技術を提供することを目的とする。   In view of the above problems, it is an object of the present invention to form a thick active material layer with a high aspect ratio with a simpler process and apparatus configuration than in the prior art, and to provide a lithium ion secondary battery excellent in charge / discharge capacity. It aims at providing the technique for obtaining the electrode for batteries for implement | achieving batteries, such as a secondary battery.

上記課題を解決すべく、本発明者らは、
ペースト状の活物質材料を線状に吐出するノズルを集電体に対して相対移動させて、前記集電体上に線状の活物質パターンを形成する塗布工程と、
前記活物質パターンを5℃〜50℃の範囲内の第1の乾燥温度で乾燥させる第1乾燥工程と、
前記第1乾燥工程後の前記活物質パターンを、前記第1の乾燥温度より高い70℃〜150℃の範囲内の第2の乾燥温度で乾燥させる第2乾燥工程と、
を含み、
前記塗布工程において、前記活物質材料が、少なくとも活物質粉末及び溶剤を含む混合物であって、前記混合物が、前記混合物の湿潤点における固形分割合よりも小さな固形分割合を有し、
前記第1乾燥工程において、前記活物質パターンの固形分割合が、前記混合物の湿潤点における固形分割合と等しくなるまで、前記活物質パターン内の溶剤を気化させて前記活物質パターン外に排出し、
前記集電体上にアスペクト比が0.4以上の活物質パターンを形成すること、
を特徴とする電池用電極の製造方法を提供する。
In order to solve the above problems, the present inventors have
An application step of forming a linear active material pattern on the current collector by moving a nozzle for discharging the paste-like active material material in a linear shape relative to the current collector;
A first drying step of drying the active material pattern at a first drying temperature within a range of 5 ° C to 50 ° C ;
A second drying step of drying the active material pattern after the first drying step at a second drying temperature within a range of 70 ° C. to 150 ° C. higher than the first drying temperature;
Only including,
In the coating step, the active material is a mixture containing at least an active material powder and a solvent, and the mixture has a solid content ratio smaller than a solid content ratio at a wet point of the mixture,
In the first drying step, the solvent in the active material pattern is vaporized and discharged out of the active material pattern until the solid content ratio of the active material pattern becomes equal to the solid content ratio at the wet point of the mixture. ,
Forming an active material pattern having an aspect ratio of 0.4 or more on the current collector;
The manufacturing method of the electrode for batteries characterized by these is provided.

このような構成本発明の電池用電極の製造方法によれば、塗布工程によって形成した活物質パターンを二段階で乾燥させるため、活物質パターンの形状や寸法を損なうことなく高アスペクト比で厚膜の活物質層を形成することができ、充放電容量に優れるリチウムイオン二次電池等の電池を実現するための電池用電極が得られる。 According to the method for manufacturing a battery electrode of the present invention having such a configuration , the active material pattern formed by the coating process is dried in two stages, so that the thickness and thickness of the active material pattern can be increased without damaging the shape and dimensions of the active material pattern. An active material layer of the film can be formed, and a battery electrode for realizing a battery such as a lithium ion secondary battery excellent in charge / discharge capacity can be obtained.

また、このような構成によれば、塗布工程によって形成した活物質パターンを二段階で乾燥させる際に、より確実に活物質パターンの形状や寸法を損なうことなく高アスペクト比で厚膜の活物質層を形成することができ、充放電容量に優れるリチウムイオン二次電池等の電池を実現するための電池用電極が得られる。 In addition, according to such a configuration, when the active material pattern formed by the coating process is dried in two stages, the active material having a high aspect ratio and a thick film can be more reliably lost without losing the shape and dimensions of the active material pattern. A battery electrode for realizing a battery such as a lithium ion secondary battery having excellent charge / discharge capacity can be obtained.

ここで、「湿潤点」とは、溶剤を除く活物質材料の成分の混合物に、混練しながら徐々に溶剤を添加した場合に、全体が濡れる点のことをいう。この「湿潤点」の測定では、溶剤を除く活物質材料の成分の混合物(粉末状)に、溶剤をビュレットで少量ずつ滴下し、スパチュラで混練する。このように溶剤を滴下して添加しながら混練していくと、前記粉末状の混合物をお団子のようにひと塊にできる滴下量に達する。このように、ひと塊を得るために要する溶剤の最少量を「湿潤点」という。湿潤点における固形分割合は、活物質材料の組成によって異なるが、その範囲は概ね50〜80質量%である。   Here, the “wetting point” refers to a point where the whole becomes wet when the solvent is gradually added to the mixture of the components of the active material excluding the solvent while kneading. In the measurement of the “wet point”, the solvent is dropped little by little with a burette into a mixture (powder) of the components of the active material excluding the solvent and kneaded with a spatula. When the solvent is added dropwise and kneaded while being added, the amount of the mixture that can be formed into a lump like the dumpling is reached. Thus, the minimum amount of solvent required to obtain a mass is called the “wet point”. The solid content ratio at the wet point varies depending on the composition of the active material, but the range is approximately 50 to 80% by mass.

また、本発明は、
ペースト状の活物質材料を線状に吐出するノズルと、
集電体上に線状の活物質パターンを形成するために前記ノズルを前記集電体に対して相対移動させる走査手段と、
前記集電体上に形成された前記活物質パターンを乾燥させる乾燥手段と、
前記活物質パターンを5℃〜50℃の範囲内の第1の乾燥温度で乾燥させ、ついで前記第1の乾燥温度より高い70℃〜150℃の範囲内の第2の乾燥温度で乾燥させるように前記乾燥手段を制御する制御手段と、
を含み、
前記活物質材料が、少なくとも活物質粉末及び溶剤を含む混合物であって、前記混合物は、前記混合物の湿潤点における固形分割合よりも小さな固形分割合を有し、
前記制御手段が、前記活物質パターンの固形分割合が、前記混合物の湿潤点における固形分割合と等しくなるまで、前記活物質パターンを第1の乾燥温度で乾燥させ、前記活物質パターン内の溶剤を気化させて前記活物質パターン外に排出する構成を有し、
前記集電体上の活物質パターンのアスペクト比が0.4以上であること、
を特徴とする電池用電極製造装置を提供する。
The present invention also provides:
A nozzle that discharges a paste-like active material in a line;
Scanning means for moving the nozzle relative to the current collector to form a linear active material pattern on the current collector;
Drying means for drying the active material pattern formed on the current collector;
The active material pattern is dried at a first drying temperature within a range of 5 ° C. to 50 ° C. , and then dried at a second drying temperature within a range of 70 ° C. to 150 ° C. higher than the first drying temperature. Control means for controlling the drying means;
Only including,
The active material is a mixture containing at least an active material powder and a solvent, and the mixture has a solid content ratio smaller than a solid content ratio at a wet point of the mixture,
The control means dries the active material pattern at a first drying temperature until the solid content ratio of the active material pattern becomes equal to the solid content ratio at the wet point of the mixture, and the solvent in the active material pattern Vaporizing and discharging out of the active material pattern,
The aspect ratio of the active material pattern on the current collector is 0.4 or more,
A battery electrode manufacturing apparatus is provided.

このような構成本発明の電池用電極製造装置によれば、線状の活物質パターンを形成することができ、当該活物質パターンを二段階で乾燥させることができるため、活物質パターンの形状や寸法を損なうことなく高アスペクト比で厚膜の活物質層を形成することができ、充放電容量に優れるリチウムイオン二次電池等の電池を実現するための電池用電極が得られる。 According to the battery electrode manufacturing apparatus of the present invention having such a configuration, a linear active material pattern can be formed, and the active material pattern can be dried in two stages. Thus, a thick active material layer can be formed with a high aspect ratio without impairing the dimensions, and a battery electrode for realizing a battery such as a lithium ion secondary battery having excellent charge / discharge capacity can be obtained.

また、このような構成によれば、活物質パターンを二段階で乾燥させる際に、活物質パターン内の固形分割合を制御することができ、より確実に活物質パターンの形状や寸法を損なうことなく高アスペクト比で厚膜の活物質層を形成することができ、充放電容量に優れるリチウムイオン二次電池等の電池を実現するための電池用電極が得られる。
In addition, according to such a configuration, when the active material pattern is dried in two stages, the solid content ratio in the active material pattern can be controlled, and the shape and dimensions of the active material pattern can be more reliably impaired. Thus, a thick active material layer can be formed with a high aspect ratio, and a battery electrode for realizing a battery such as a lithium ion secondary battery excellent in charge / discharge capacity can be obtained.

本発明によれば、従来に比べて簡易な工程及び装置構成で、高アスペクト比で高さのある活物質層を形成することができ、充放電容量に優れるリチウムイオン二次電池等の電池を実現するための電池用電極を得るための技術を提供することができる。   According to the present invention, a battery such as a lithium ion secondary battery that can form an active material layer having a high aspect ratio and a high height with a simpler process and device configuration than the conventional one, and is excellent in charge / discharge capacity. A technique for obtaining a battery electrode to be realized can be provided.

本発明の一実施形態において製造されるリチウムイオン二次電池の概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view of the lithium ion secondary battery manufactured in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態において負極集電体10の表面に負極活物質層12からなる負極活物質層パターン12Aを形成した構造体(負極)20の概略斜視図である。1 is a schematic perspective view of a structure (negative electrode) 20 in which a negative electrode active material layer pattern 12A composed of a negative electrode active material layer 12 is formed on the surface of a negative electrode current collector 10 in an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態における負極製造装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the negative electrode manufacturing apparatus in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態においてノズルディスペンス法により負極活物質層12からなる負極活物質層パターン12Aを形成する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the negative electrode active material layer pattern 12A which consists of the negative electrode active material layer 12 is formed by the nozzle dispensing method in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態においてスピンコート法を用いて固体電解質層を形成する様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically a mode that a solid electrolyte layer is formed using the spin coat method in one Embodiment of this invention. ドクターブレード法を用いて正極活物質層を形成する様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically a mode that a positive electrode active material layer is formed using a doctor blade method. 本発明の別の実施形態における負極製造装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the negative electrode manufacturing apparatus in another embodiment of this invention. 本発明の変形例において製造されるリチウムイオン二次電池の概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view of the lithium ion secondary battery manufactured in the modification of this invention. 本発明の実施例1において形成した正極活物質層のアスペクト比等を示すグラフである。It is a graph which shows the aspect-ratio etc. of the positive electrode active material layer formed in Example 1 of this invention. 本発明の比較例1において形成した正極活物質層のアスペクト比等を示すグラフである。It is a graph which shows the aspect-ratio etc. of the positive electrode active material layer formed in the comparative example 1 of this invention. 本発明の実施例1において形成した正極活物質層の固形分割合の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the solid content ratio of the positive electrode active material layer formed in Example 1 of this invention. 本発明の実施例2において形成した負極活物質層のアスペクト比等を示すグラフである。It is a graph which shows the aspect-ratio etc. of the negative electrode active material layer formed in Example 2 of this invention. 本発明の比較例2において形成した負極活物質層のアスペクト比等を示すグラフである。It is a graph which shows the aspect-ratio etc. of the negative electrode active material layer formed in the comparative example 2 of this invention. 本発明の実施例2において形成した負極活物質層の固形分割合の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the solid content ratio of the negative electrode active material layer formed in Example 2 of this invention.

以下、図面を参照しながら本発明の電池用電極の製造方法及び電池用電極製造装置の実施形態について説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。なお、以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略することもある。また、図面は、本発明を概念的に説明するためのものであるから、理解容易のために、必要に応じて寸法、比又は数を誇張又は簡略化して表している場合もある。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a battery electrode manufacturing method and a battery electrode manufacturing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. In the following description, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. Moreover, since the drawings are for conceptual description of the present invention, the dimensions, ratios, or numbers may be exaggerated or simplified as necessary for easy understanding.

≪実施形態1≫
(1)リチウムイオン二次電池の構造
本実施形態では、図1に示す構造のリチウムイオン二次電池を製造する場合について本発明を説明する。図1は、本実施形態において製造されるリチウムイオン二次電池1の概略縦断面図である。また、図2は、負極集電体10の表面上に負極活物質層12を形成した時点で得られる構造体(即ち、負極集電体10と、負極集電体10の表面に形成された負極活物質層12と、を含む負極)20を示す斜視図である。
Embodiment 1
(1) Structure of Lithium Ion Secondary Battery In the present embodiment, the present invention will be described in the case of manufacturing a lithium ion secondary battery having the structure shown in FIG. FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a lithium ion secondary battery 1 manufactured in the present embodiment. 2 shows a structure obtained when the negative electrode active material layer 12 is formed on the surface of the negative electrode current collector 10 (that is, formed on the surface of the negative electrode current collector 10 and the negative electrode current collector 10). 1 is a perspective view showing a negative electrode 20 including a negative electrode active material layer 12.

本実施形態のリチウムイオン二次電池1は、負極集電体10の上に負極活物質層12、固体電解質層14、正極活物質層16及び正極集電体18をこの順番に積層した構造を有している。負極集電体10と負極活物質層12とが負極を構成し、正極活物質層16と正極集電体18とが正極を構成する。本明細書においては、X、Y及びZ座標方向を図1及び図2に示すように定義する。   The lithium ion secondary battery 1 of this embodiment has a structure in which a negative electrode active material layer 12, a solid electrolyte layer 14, a positive electrode active material layer 16, and a positive electrode current collector 18 are laminated in this order on a negative electrode current collector 10. Have. The negative electrode current collector 10 and the negative electrode active material layer 12 constitute a negative electrode, and the positive electrode active material layer 16 and the positive electrode current collector 18 constitute a positive electrode. In this specification, the X, Y, and Z coordinate directions are defined as shown in FIGS.

負極集電体10としては、本発明の属する技術分野において公知の材料を用いることができるが、例えばアルミニウム箔や銅箔等の金属膜であればよい。また、図示しないが、この負極集電体10は、絶縁性の基材の表面に形成されていてもよい。かかる基材としては絶縁性材料で形成された平板状部材を用いればよく、かかる絶縁性材料としては、例えば樹脂、ガラス又はセラミックス等が挙げられる。また、基材は可撓性を有するフレキシブル基板であってもよい。   As the negative electrode current collector 10, a known material in the technical field to which the present invention belongs can be used, but a metal film such as an aluminum foil or a copper foil may be used. Although not shown, the negative electrode current collector 10 may be formed on the surface of an insulating base material. As such a base material, a flat plate member made of an insulating material may be used. Examples of such an insulating material include resin, glass, ceramics, and the like. The base material may be a flexible flexible substrate.

図1に示すように、負極活物質層12は断面形状が略半円状であり、図2に示すように、負極集電体10上には、Y方向に沿って延びる負極活物質層12がX方向に一定間隔をあけて多数並んだストライプ状(ラインアンドスペース構造)の負極活物質層パターン12Aが形成されている。この負極活物質層12はアスペクト比が高く、高さも有している。   As shown in FIG. 1, the negative electrode active material layer 12 has a substantially semicircular cross-sectional shape. As shown in FIG. 2, the negative electrode active material layer 12 extending along the Y direction on the negative electrode current collector 10. A stripe active (line and space structure) negative electrode active material layer pattern 12A is formed in which a large number of are arranged at regular intervals in the X direction. The negative electrode active material layer 12 has a high aspect ratio and a high height.

負極活物質層12に含まれる負極活物質としては、本願発明の技術分野で常用されるものを使用でき、例えば、金属、金属繊維、炭素材料、酸化物、窒化物、珪素、珪素化合物、錫、錫化合物、各種合金材料等が挙げられる。これらのなかでも、容量密度の大きさ等を考慮すると、酸化物、炭素材料、珪素、珪素化合物、錫、錫化合物等が好ましい。酸化物としては、例えば、式:Li4/3Ti5/3−xFe(0≦x≦0.2)で表されるチタン酸リチウム等が挙げられる。炭素材料としては、例えば、各種天然黒鉛(グラファイト)、コークス、黒鉛化途上炭素、炭素繊維、球状炭素、各種人造黒鉛、非晶質炭素等が挙げられる。珪素化合物としては、例えば、珪素含有合金、珪素含有無機化合物、珪素含有有機化合物、固溶体等が挙げられる。珪素化合物の具体例としては、例えば、SiO(0.05<a<1.95)で表される酸化珪素、珪素とFe、Co、Sb、Bi、Pb、Ni、Cu、Zn、Ge、In、Sn及びTiから選ばれる少なくとも1種の元素とを含む合金、珪素、酸化珪素又は合金に含まれる珪素の一部がB、Mg、Ni、Ti、Mo、Co、Ca、Cr、Cu、Fe、Mn、Nb、Ta、V、W、Zn、C、N及びSnから選ばれる少なくとも1種の元素で置換された珪素化合物又は珪素含有合金、これらの固溶体等が挙げられる。錫化合物としては、例えば、SnO(0<b<2)、SnO、SnSiO、NiSn、MgSn等が挙げられる。負極活物質は1種を単独で用いてもよく、必要に応じて2種以上を組み合わせて用いてもよい。 As the negative electrode active material contained in the negative electrode active material layer 12, those commonly used in the technical field of the present invention can be used. For example, metals, metal fibers, carbon materials, oxides, nitrides, silicon, silicon compounds, tin , Tin compounds, various alloy materials, and the like. Of these, oxides, carbon materials, silicon, silicon compounds, tin, tin compounds and the like are preferable in view of the capacity density. As the oxide, for example, the formula: Li 4/3 Ti 5/3- x Fe x O 4 lithium titanate represented by (0 ≦ x ≦ 0.2) and the like. Examples of the carbon material include various natural graphite (graphite), coke, graphitizing carbon, carbon fiber, spherical carbon, various artificial graphite, amorphous carbon, and the like. Examples of the silicon compound include a silicon-containing alloy, a silicon-containing inorganic compound, a silicon-containing organic compound, a solid solution, and the like. Specific examples of the silicon compound include, for example, silicon oxide represented by SiO a (0.05 <a <1.95), silicon and Fe, Co, Sb, Bi, Pb, Ni, Cu, Zn, Ge, An alloy containing at least one element selected from In, Sn, and Ti, silicon, silicon oxide, or a part of silicon contained in the alloy is B, Mg, Ni, Ti, Mo, Co, Ca, Cr, Cu, Examples thereof include silicon compounds or silicon-containing alloys substituted with at least one element selected from Fe, Mn, Nb, Ta, V, W, Zn, C, N, and Sn, and solid solutions thereof. Examples of the tin compound include SnO b (0 <b <2), SnO 2 , SnSiO 3 , Ni 2 Sn 4 , Mg 2 Sn, and the like. A negative electrode active material may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type as needed.

また、負極活物質層12は、導電助剤を含んでいてもよい。導電助剤としては、本発明の技術分野で常用されるものを使用でき、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛等のグラファイト類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック類、炭素繊維、金属繊維等の導電性繊維類、フッ化カーボン、アルミニウム等の金属粉末類、酸化亜鉛等の導電性ウィスカー類、酸化チタン等の導電性金属酸化物、フェニレン誘導体等の有機導電性材料等が挙げられる。導電剤は1種を単独で使用でき又は必要に応じて2種以上を組み合わせて使用できる。   Moreover, the negative electrode active material layer 12 may contain the conductive support agent. As the conductive auxiliary agent, those commonly used in the technical field of the present invention can be used. For example, natural graphite, graphite such as artificial graphite, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, thermal black Carbon blacks such as carbon fibers, conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers, metal powders such as carbon fluoride and aluminum, conductive whiskers such as zinc oxide, conductive metal oxides such as titanium oxide, and phenylene derivatives Organic conductive materials such as A conductive agent can be used individually by 1 type, or can be used in combination of 2 or more type as needed.

負極活物質層12の上側には、図1に示すように、固体電解質によって形成された略一定の厚さを有する薄膜状の固体電解質層13が設けられている。固体電解質層13は、負極集電体10と負極活物質層12とで形成される負極20表面の凹凸に追従するように、当該負極20上面の略全体を一様に覆っており、かつ、固体電解質層13の表面も凹凸形状を有している。   On the upper side of the negative electrode active material layer 12, as shown in FIG. 1, a thin-film solid electrolyte layer 13 having a substantially constant thickness formed by a solid electrolyte is provided. The solid electrolyte layer 13 uniformly covers substantially the entire upper surface of the negative electrode 20 so as to follow the unevenness of the surface of the negative electrode 20 formed by the negative electrode current collector 10 and the negative electrode active material layer 12, and The surface of the solid electrolyte layer 13 also has an uneven shape.

固体電解質層13に含まれる固体電解質としては、例えば、ポリエチレンオキシド及び/又はポリスチレン等の樹脂等の高分子電解質材料が挙げられ、支持塩としては、例えば、六フッ化リン酸リチウム(LiPF)、過塩素酸リチウム(LiClO)及びリチウムビストリフルオロメタンスルホニルイミド(LiTFSI)等が挙げられる。ホウ酸エステルポリマー電解質を用いてもよい。もちろん、本発明の効果を損なわない範囲で、種々の添加剤を混合してもよい。 Examples of the solid electrolyte contained in the solid electrolyte layer 13 include polymer electrolyte materials such as resins such as polyethylene oxide and / or polystyrene, and examples of the supporting salt include lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ). , Lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium bistrifluoromethanesulfonylimide (LiTFSI), and the like. A borate polymer electrolyte may be used. Of course, various additives may be mixed as long as the effects of the present invention are not impaired.

固体電解質層14の上側には、図1に示すように、正極活物質層16が設けられている。正極活物質層16の下面側は固体電解質層14上面の凹凸に沿った凹凸形状を有するが、その上面側は略平坦形状を有する。この正極活物質層16も、上記のように負極活物質層12が高アスペクト比及び高さを有しているため、同様に、高アスペクト比及び高さを有している。   As shown in FIG. 1, a positive electrode active material layer 16 is provided on the upper side of the solid electrolyte layer 14. The lower surface side of the positive electrode active material layer 16 has a concavo-convex shape along the concavo-convex shape of the upper surface of the solid electrolyte layer 14, but the upper surface side has a substantially flat shape. The positive electrode active material layer 16 also has a high aspect ratio and height in the same manner because the negative electrode active material layer 12 has a high aspect ratio and height as described above.

正極活物質層16が含む正極活物質(粉末)としては、例えば、リチウム含有複合金属酸化物、カルコゲン化合物、二酸化マンガン等が挙げられる。リチウム含有複合金属酸化物は、リチウムと遷移金属とを含む金属酸化物又は該金属酸化物中の遷移金属の一部が異種元素によって置換された金属酸化物である。ここで、異種元素としては、例えば、Na、Mg、Sc、Y、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Cr、Pb、Sb、B等が挙げられ、Mn、Al、Co、Ni、Mg等が好ましい。異種元素は1種でも又は2種以上でもよい。これらのなかでも、リチウム含有複合金属酸化物を好ましく使用できる。リチウム含有複合金属酸化物としては、例えば、LiCoO、LiNiO、LiMnO、LiCoNi1−y、LiCo1−y、LiNi1−y、LiMn、LiMn2−y、LiMPO、LiMPOF(前記各式中、例えば、MはNa、Mg、Sc、Y、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Cr、Pb、Sb、V及びBよりなる群から選ばれる少なくとも1種。0<x≦1.2、0<y≦0.9、2.0≦z≦2.3)、LiMeO(式中、Me=MxMyMz;Me及びMは遷移金属、x+y+z=1)等が挙げられる。リチウム含有複合金属酸化物の具体例としては、例えば、LiNi1/3Mn1/3Co1/3、LiNi0.8Co0.15Al0.05等が挙げられる。ここで、上記各式中リチウムのモル比を示すx値は、充放電により増減する。また、カルコゲン化合物としては、例えば二硫化チタン、二硫化モリブデン等が挙げられる。正極活物質は1種を単独で使用でき2種以上を併用してもよい。正極活物質層16には、負極活物質層12に関して上記に記載した導電助剤を含めてもよい。 Examples of the positive electrode active material (powder) included in the positive electrode active material layer 16 include lithium-containing composite metal oxides, chalcogen compounds, and manganese dioxide. The lithium-containing composite metal oxide is a metal oxide containing lithium and a transition metal or a metal oxide in which a part of the transition metal in the metal oxide is substituted with a different element. Here, examples of the different elements include Na, Mg, Sc, Y, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al, Cr, Pb, Sb, and B, and Mn, Al, Co, Ni, Mg and the like are preferable. One kind or two or more kinds of different elements may be used. Among these, lithium-containing composite metal oxides can be preferably used. The lithium-containing composite metal oxide, for example, Li x CoO 2, Li x NiO 2, Li x MnO 2, Li x Co y Ni 1-y O 2, Li x Co y M 1-y O z, Li x Ni 1-y M y O z , Li x Mn 2 O 4, Li x Mn 2-y M y O 4, LiMPO 4, Li 2 MPO 4 F ( in the respective formulas, for example, M is Na, Mg, Sc , Y, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al, Cr, Pb, Sb, V and B. At least one selected from the group consisting of 0 <x ≦ 1.2 and 0 <y ≦ 0. 9, 2.0 ≦ z ≦ 2.3), LiMeO 2 (wherein Me = MxMyMz; Me and M are transition metals, x + y + z = 1), and the like. Specific examples of the lithium-containing composite metal oxide include LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 and LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 . Here, x value which shows the molar ratio of lithium in each said formula increases / decreases by charging / discharging. Examples of the chalcogen compound include titanium disulfide and molybdenum disulfide. A positive electrode active material can be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. The positive electrode active material layer 16 may include the conductive additive described above with respect to the negative electrode active material layer 12.

このように略平坦形状を有する正極活物質層16の上面側には、正極集電体18が積層されており、これによってリチウムイオン二次電池1が形成されている。正極集電体18としては、本発明の属する技術分野において公知の材料を用いることができるが、例えば銅箔やアルミニウム箔等の金属膜であればよい。また、図示しないが、この正極集電体18は、絶縁性の基材の表面に形成されていてもよい。かかる基材としては絶縁性材料で形成された平板状部材を用いればよく、かかる絶縁性材料としては、例えば樹脂、ガラス又はセラミックス等が挙げられる。また、基材は可撓性を有するフレキシブル基板であってもよい。   Thus, the positive electrode current collector 18 is laminated on the upper surface side of the positive electrode active material layer 16 having a substantially flat shape, and thereby the lithium ion secondary battery 1 is formed. As the positive electrode current collector 18, a material known in the technical field to which the present invention belongs can be used, and any metal film such as a copper foil or an aluminum foil may be used. Although not shown, the positive electrode current collector 18 may be formed on the surface of an insulating base material. As such a base material, a flat plate member made of an insulating material may be used. Examples of such an insulating material include resin, glass, ceramics, and the like. The base material may be a flexible flexible substrate.

なお、このリチウムイオン電池二次電池1には、図示しないが、適宜タブ電極が設けられていてもよく、また、複数のリチウムイオン電池二次電池1を直列及び/又は並列に接続してリチウムイオン二次電池装置としてもよい。   Although not shown, this lithium ion battery secondary battery 1 may be provided with a tab electrode as appropriate, and a plurality of lithium ion battery secondary batteries 1 are connected in series and / or in parallel. It is good also as an ion secondary battery apparatus.

このような構造を有する本実施形態のリチウムイオン二次電池は、薄型で折り曲げ容易である。また、負極活物質層12及び正極活物質層16を図示したような凹凸を有する立体的構造として、その体積に対する表面積を大きくしているので、薄い固体電解質層14を介した正極活物質層16と対向する接触面積を大きく確保でき、高効率・高出力が得られる。このように、本実施形態のリチウムイオン二次電池1は小型で高性能である。   The lithium ion secondary battery of this embodiment having such a structure is thin and easy to bend. Further, since the negative electrode active material layer 12 and the positive electrode active material layer 16 have a three-dimensional structure having irregularities as shown in the figure, the surface area with respect to the volume is increased, so the positive electrode active material layer 16 via the thin solid electrolyte layer 14. A large contact area can be secured, and high efficiency and high output can be obtained. Thus, the lithium ion secondary battery 1 of this embodiment is small and has high performance.

(2)本実施形態の電極及びリチウムイオン二次電池の製造方法及び製造装置
次に、上記した本実施形態における電極及びリチウムイオン二次電池1を製造する方法について説明する。本実施形態のリチウムイオン二次電池1を製造する際には、図1に示す負極集電体10に負極活物質層12を形成して負極を製造し、負極のうちの負極活物質層12の上面に固体電解質14を形成し、ついで、固体電解質14の上面に、正極活物質層16及び正極集電体18(正極)を形成する。
(2) Manufacturing Method and Manufacturing Device for Electrode and Lithium Ion Secondary Battery of the Present Embodiment Next, a method for manufacturing the electrode and the lithium ion secondary battery 1 according to the present embodiment will be described. When manufacturing the lithium ion secondary battery 1 of this embodiment, the negative electrode active material layer 12 is formed on the negative electrode current collector 10 shown in FIG. 1 to manufacture the negative electrode, and the negative electrode active material layer 12 of the negative electrode is manufactured. Then, the solid electrolyte 14 is formed on the upper surface, and then the positive electrode active material layer 16 and the positive electrode current collector 18 (positive electrode) are formed on the upper surface of the solid electrolyte 14.

(2−1)負極
まず、本実施形態における負極の製造方法について説明する。本実施形態の負極は、以下の工程(ア)〜(ウ)を有する本発明の電池用電極の製造方法により製造する。
(ア)ペースト状の負極活物質材料を線状に吐出するノズルを長尺状の負極集電体に対して相対移動させて、前記負極集電体上に線状の負極活物質層からなる負極活物質パターンを形成する塗布工程、
(イ)前記負極活物質パターンを第1の乾燥温度で乾燥させる第1乾燥工程、及び
(ウ)前記第1乾燥工程後の前記負極活物質パターンを、前記第1の乾燥温度より高い第2の乾燥温度で乾燥させる第2乾燥工程。
(2-1) Negative Electrode First, a method for producing a negative electrode in the present embodiment will be described. The negative electrode of this embodiment is manufactured by the method for manufacturing a battery electrode of the present invention having the following steps (a) to (c).
(A) A nozzle for discharging a paste-like negative electrode active material in a linear shape is moved relative to the long negative electrode current collector, and a linear negative electrode active material layer is formed on the negative electrode current collector. A coating process for forming a negative electrode active material pattern;
(A) a first drying step in which the negative electrode active material pattern is dried at a first drying temperature; and (c) a second negative electrode active material pattern that is higher than the first drying temperature after the first drying step. The 2nd drying process dried at the drying temperature of.

ここで、図3に、本実施形態の負極の製造方法を実施するための製造装置を概念的に示す。図3に示すように、本実施形態の負極製造装置100は、上記塗布工程(ア)及び上記第1乾燥工程(イ)を実施するための前段部分と、上記第2乾燥工程(ウ)を実施するための後段部分と、で構成されている。   Here, in FIG. 3, the manufacturing apparatus for enforcing the manufacturing method of the negative electrode of this embodiment is shown notionally. As shown in FIG. 3, the negative electrode manufacturing apparatus 100 according to the present embodiment includes a front part for performing the coating step (a) and the first drying step (a), and the second drying step (c). And a rear stage portion for implementation.

本実施形態の負極製造装置100の前段部分は、まず、巻出しローラ30からの負極集電体10が、搬送ローラ32及び搬送ローラ34によって矢印Yの方向に搬送され、巻取りローラ36によって巻き取られる構成を有している。即ち、これら搬送ローラ32及び搬送ローラ34が、ノズル40を負極集電体10に対して相対移動させる走査手段といえる。このように、巻出しローラ30から出て巻取りローラ36によって巻き取られるまでの間に、図2に示すように、負極集電体10の表面上に負極活物質層12からなる活物質層パターン12Aが形成される。 Negative preliminary portion of the manufacturing apparatus 100 of the present embodiment, first, the anode current collector 10 from the payout roller 30 is conveyed in the direction of arrow Y 1 by the conveying roller 32 and the conveying roller 34, the take-up roller 36 It has the structure wound up. That is, it can be said that the transport roller 32 and the transport roller 34 are scanning means for moving the nozzle 40 relative to the negative electrode current collector 10. As described above, the active material layer made of the negative electrode active material layer 12 is formed on the surface of the negative electrode current collector 10 as shown in FIG. 2 until it comes out of the take-out roller 30 and is taken up by the take-up roller 36. A pattern 12A is formed.

(ア)塗布工程
搬送される負極集電体10の表面には、ノズル40から、ペースト状の負極活物質材料が線状に吐出される。本実施形態においては、ノズル40は固定され、負極集電体10が搬送されることにより、ノズル40が負極集電体10に対して相対移動される。
(A) Application Step A paste-like negative electrode active material is linearly discharged from the nozzle 40 onto the surface of the negative electrode current collector 10 being conveyed. In the present embodiment, the nozzle 40 is fixed, and the negative electrode current collector 10 is conveyed, whereby the nozzle 40 is moved relative to the negative electrode current collector 10.

ペースト状の負極活物質材料は、上記負極活物質と、上記導電助剤と、結着材と、溶剤等と、を常法により攪拌・混合(混練)して得られる混合物で構成され、ノズル40から吐出できるように種々の粘度を有することができるが、本実施形態においては、例えば、せん断速度1s−1で、下限10Pa・s、上限10000Pa・s程度であるのが好ましい。なお、各成分は溶剤に溶解していても分散していてもよい(一部が溶解して残部が分散している場合も含む。)。 The paste-like negative electrode active material is composed of a mixture obtained by stirring and mixing (kneading) the negative electrode active material, the conductive auxiliary agent, a binder, a solvent, and the like by a conventional method, and a nozzle. In this embodiment, for example, it is preferable that the shear rate is 1 s −1 and the lower limit is about 10 Pa · s and the upper limit is about 10000 Pa · s. Each component may be dissolved or dispersed in a solvent (including the case where a part is dissolved and the remainder is dispersed).

また、塗布工程に用いる負極活物質材料の固形分割合は、負極活物質材料がノズル40から吐出できるように種々の固形分割合を有することができるが、前記混合物の湿潤点における固形分割合よりも小さな固形分割合を有しているのが好ましい。   Further, the solid content ratio of the negative electrode active material used in the coating process can have various solid content ratios so that the negative electrode active material can be discharged from the nozzle 40, but from the solid content ratio at the wet point of the mixture. Preferably have a small solid content ratio.

これらの粘度及び固形分割合は、負極活物質、導電助剤、結着材及び溶剤等の成分の種類や配合量、寸法又は形状等によっても異なるが、上記負極活物質と、上記導電助剤と、結着材と、溶剤等と、を常法により攪拌・混合(混練)する際の混練時間の長さによって、調整することができる。   These viscosities and solid content ratios vary depending on the types and blending amounts, dimensions, shapes, etc. of components such as the negative electrode active material, conductive auxiliary agent, binder and solvent, but the negative electrode active material and the conductive auxiliary agent. And the length of the kneading time when the binder, the solvent and the like are agitated and mixed (kneaded) by a conventional method.

結着剤としては、本発明の技術分野で常用されるものを使用でき、例えば、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)、ポリエチレン、ポリプロピレン、アラミド樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアクリルニトリル、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸メチルエステル、ポリアクリル酸エチルエステル、ポリアクリル酸ヘキシルエステル、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチルエステル、ポリメタクリル酸エチルエステル、ポリメタクリル酸ヘキシルエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン、ポリエーテル、ポリエーテルサルホン、ポリヘキサフルオロプロピレン、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンジエン共重合体、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。また、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、エチレン、プロピレン、ペンタフルオロプロピレン、フルオロメチルビニルエーテル、アクリル酸、ヘキサジエン等から選ばれるモノマー化合物の共重合体を結着剤として用いてもよい。結着剤は1種を単独で使用でき又は必要に応じて2種以上を組み合わせて使用できる。   As the binder, those commonly used in the technical field of the present invention can be used. For example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyethylene, polypropylene, aramid resin, polyamide, polyimide, polyamideimide , Polyacrylonitrile, polyacrylic acid, polyacrylic acid methyl ester, polyacrylic acid ethyl ester, polyacrylic acid hexyl ester, polymethacrylic acid, polymethacrylic acid methyl ester, polymethacrylic acid ethyl ester, polymethacrylic acid hexyl ester, poly Vinyl acetate, polyvinyl pyrrolidone, polyether, polyether sulfone, polyhexafluoropropylene, styrene-butadiene rubber, ethylene-propylene diene copolymer, carboxymethyl cellulose And the like. Copolymers of monomer compounds selected from tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, perfluoroalkyl vinyl ether, vinylidene fluoride, chlorotrifluoroethylene, ethylene, propylene, pentafluoropropylene, fluoromethyl vinyl ether, acrylic acid, hexadiene, etc. May be used as a binder. A binder can be used individually by 1 type, or can be used in combination of 2 or more type as needed.

溶剤としては、固体電解質層14を構成する六フッ化リン酸リチウム(LiPF)等を分解しないように、水を除く有機溶剤を用いるのが好ましい。かかる有機溶剤としては、本発明の技術分野で常用されるものを使用でき、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルアミン、アセトン、シクロヘキサノン等が挙げられる。有機溶剤は1種を単独で使用でき又は2種以上を混合して使用できる。 As the solvent, it is preferable to use an organic solvent excluding water so as not to decompose lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) and the like constituting the solid electrolyte layer 14. As the organic solvent, those commonly used in the technical field of the present invention can be used, and examples thereof include dimethylformamide, dimethylacetamide, methylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylamine, acetone, and cyclohexanone. Can be mentioned. An organic solvent can be used individually by 1 type, or can mix and use 2 or more types.

ここで、図4の(a)は、図3に示す本実施形態の負極活物質製造装置100において、負極活物質層12からなる負極活物質層パターン12Aが形成される様子を模式的に示す側面図(即ち、搬送される負極集電体10の主面に対して略平行な方向からみた場合にみえる図)であり、図4の(b)は、負極活物質層12からなる負極活物質層パターン12Aが形成される様子を模式的に示す斜視図である。   Here, FIG. 4A schematically shows a state in which the negative electrode active material layer pattern 12A composed of the negative electrode active material layer 12 is formed in the negative electrode active material manufacturing apparatus 100 of the present embodiment shown in FIG. FIG. 4B is a side view (ie, a view seen from a direction substantially parallel to the main surface of the conveyed negative electrode current collector 10), and FIG. 4B is a negative electrode active material layer 12 composed of a negative electrode active material layer 12. It is a perspective view showing typically signs that material layer pattern 12A is formed.

このノズルディスペンス法では、塗布液である負極活物質材料を吐出するための吐出口(図示せず。)を1つ又は複数穿設されたノズル40を、負極集電体10上方に配置し、その吐出口から一定量の負極活物質材料を吐出させながら、負極集電体10をノズル40に他対して相対的に矢印Yの方向に一定速度で搬送させる。こうすることで、負極集電体10上には、Y方向に沿って複数の負極活物質層12が形成されてストライプ状に塗布される。本実施形態では、図1及び図2に示すように、負極活物質層12の断面形状が略半円状であるため、ノズル40の吐出口も略半円状を有している。 In this nozzle dispensing method, a nozzle 40 having one or a plurality of discharge ports (not shown) for discharging a negative electrode active material that is a coating solution is disposed above the negative electrode current collector 10. While discharging a certain amount of negative electrode active material from the discharge port, the negative electrode current collector 10 is conveyed at a constant speed in the direction of the arrow Y 1 relative to the nozzle 40. By doing so, a plurality of negative electrode active material layers 12 are formed on the negative electrode current collector 10 along the Y direction and applied in stripes. In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, since the cross-sectional shape of the negative electrode active material layer 12 is substantially semicircular, the discharge port of the nozzle 40 also has a substantially semicircular shape.

ノズル40に複数の吐出口を設ければ複数の負極活物質層12が形成されてストライプ状とすることができ、負極集電体10の搬送を続けることにより、巻出しローラ30からの負極集電体10の全面にストライプ状に負極活物質層12を形成することができる。   If a plurality of discharge ports are provided in the nozzle 40, a plurality of negative electrode active material layers 12 can be formed into a stripe shape. By continuing the conveyance of the negative electrode current collector 10, the negative electrode current collection from the unwinding roller 30 The negative electrode active material layer 12 can be formed in a stripe shape on the entire surface of the electric body 10.

(イ)第1乾燥工程
上記のように形成された複数の負極活物質層12からなるストライプ状の負極活物質層パターン12Aは、まだ溶剤等を含むいわば塗布膜の状態であるため、負極活物質層パターン12Aが設けられた負極集電体10は、乾燥手段である送風機42の下側領域を通り抜けるように搬送される。この下側領域において、複数の負極活物質層12からなる負極活物質層パターン12Aにドライエアー44によって第1乾燥工程が実施される。
(A) First drying step Since the striped negative electrode active material layer pattern 12A composed of the plurality of negative electrode active material layers 12 formed as described above is still in the state of a coating film containing a solvent or the like, The negative electrode current collector 10 provided with the material layer pattern 12A is conveyed so as to pass through the lower region of the blower 42 which is a drying means. In this lower region, the first drying step is performed by the dry air 44 on the negative electrode active material layer pattern 12 </ b> A composed of the plurality of negative electrode active material layers 12.

第1乾燥工程の乾燥温度は、本発明の効果を損なわない範囲であればよいが、例えば5℃〜50℃の範囲内、好ましくは常温(23℃)〜50℃の範囲内の温度であればよい。また、第1乾燥工程の乾燥時間は、負極集電体10の搬送速度によって制御することもでき、負極活物質層の組成や固形分割合によっても異なるが、概ね1〜60分間でよい。   The drying temperature in the first drying step may be in a range that does not impair the effects of the present invention, but may be, for example, in the range of 5 ° C to 50 ° C, preferably in the range of normal temperature (23 ° C) to 50 ° C. That's fine. Moreover, although the drying time of a 1st drying process can also be controlled by the conveyance speed of the negative electrode electrical power collector 10, and changes also with a composition and solid content ratio of a negative electrode active material layer, it may be about 1 to 60 minutes.

ここで、この第1乾燥工程においては、塗布後の負極活物質材料(即ち、負極活物質層12からなる負極活物質パターン12A)の固形分割合が、塗布前の負極活物質材料の湿潤点における固形分割合と略等しくなるまで、負極活物質層12からなる負極活物質パターン12A中の溶剤を気化させて外に排出すること、が好ましい。仮に、ノズル40から吐出させる際の負極活物質材料の固形分割合が60質量%であった場合は、第1乾燥工程により、塗布後の負極活物質材料の固形分割合を例えば70質量%以上とする。   Here, in this first drying step, the solid content ratio of the negative electrode active material after application (that is, the negative electrode active material pattern 12A made of the negative electrode active material layer 12) is the wet point of the negative electrode active material before application. It is preferable to vaporize the solvent in the negative electrode active material pattern 12A composed of the negative electrode active material layer 12 and discharge it to the outside until it is substantially equal to the solid content ratio. If the solid content ratio of the negative electrode active material when discharged from the nozzle 40 is 60% by mass, the solid content ratio of the negative electrode active material after coating is, for example, 70% by mass or more by the first drying step. And

(ウ)第2乾燥工程
つぎに、上記第1乾燥工程を経た負極活物質層12を有する負極集電体10からなる構造体(負極)20を、図3に示すように、巻取りローラ36で巻き取り、得られるロール状負極50を、第2乾燥工程に供する。
(C) Second Drying Step Next, the structure (negative electrode) 20 including the negative electrode current collector 10 having the negative electrode active material layer 12 that has undergone the first drying step is wound on a winding roller 36 as shown in FIG. The rolled negative electrode 50 obtained by winding is subjected to the second drying step.

この第2乾燥工程においては、ロール状負極50を、加熱乾燥炉52内に搬入し、加熱乾燥炉52内に設けられた支持体54に配置し、ここで、第1の乾燥温度を超える第2の乾燥温度で乾燥させる。加熱乾燥炉52としては、例えば熱風、遠赤外線又は真空乾燥を用いた乾燥炉等を用いることができる。   In this second drying step, the roll-shaped negative electrode 50 is carried into the heating / drying furnace 52 and placed on the support 54 provided in the heating / drying furnace 52, where the first negative temperature exceeds the first drying temperature. Dry at a drying temperature of 2. As the heating and drying furnace 52, for example, a drying furnace using hot air, far infrared rays, or vacuum drying can be used.

第2乾燥工程の乾燥温度は、第1乾燥工程の乾燥温度よりも高く、上限は本発明の効果を損なわない範囲であればよいが、例えば70℃〜150℃の範囲内、例えば80℃であればよい。また、第2乾燥工程の乾燥時間は、概ね10分間〜24時間でよい。   The drying temperature in the second drying step is higher than the drying temperature in the first drying step, and the upper limit may be in a range that does not impair the effects of the present invention. For example, in the range of 70 ° C to 150 ° C, for example, 80 ° C. I just need it. The drying time in the second drying step may be approximately 10 minutes to 24 hours.

この第2乾燥工程においては、塗布後の負極活物質材料(即ち、負極活物質層12からなる負極活物質パターン12A)の固形分割合が、略100質量%になるまで、負極活物質層12からなる負極活物質パターン12A中の溶剤を気化させて外に排出する。なお、第2乾燥工程を複数回に分けて行ってもよい。   In this second drying step, the negative electrode active material layer 12 is applied until the solid content ratio of the negative electrode active material after coating (that is, the negative electrode active material pattern 12A made of the negative electrode active material layer 12) is substantially 100% by mass. The solvent in the negative electrode active material pattern 12A is vaporized and discharged to the outside. Note that the second drying step may be performed in multiple steps.

図3に示す負極製造装置100には、図示しないが、このように負極活物質層12を第1の乾燥温度で乾燥させ、ついで第1の乾燥温度より高い第2の乾燥温度で乾燥させるように、搬送ローラ32、搬送ローラ34、送風機42及び加熱乾燥炉52を制御する制御手段が設けられている。 このような二段階の乾燥工程を行うことにより、形状や寸法を損なうことなく高アスペクト比で厚膜の負極活物質層12を形成することができ、充放電容量に優れるリチウムイオン二次電池等の電池を実現するための負極が得られる。   In the negative electrode manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 3, although not shown, the negative electrode active material layer 12 is thus dried at the first drying temperature and then dried at the second drying temperature higher than the first drying temperature. Further, control means for controlling the transport roller 32, the transport roller 34, the blower 42 and the heating / drying furnace 52 is provided. By performing such a two-step drying process, a thick negative electrode active material layer 12 can be formed with a high aspect ratio without impairing the shape and dimensions, and a lithium ion secondary battery having excellent charge / discharge capacity, etc. A negative electrode for realizing the battery is obtained.

この時点では、略平坦な負極集電体10の表面に対して負極活物質層12を盛り上げた状態となっており、単に負極活物質層12の上面が平坦となるように負極活物質材料を塗布する場合に比べて、負極活物質材料の使用量に対する表面積を大きくすることができ、後に形成する正極活物質層との対向面積を大きくして大容量化を実現することができる。   At this time, the negative electrode active material layer 12 is raised with respect to the surface of the substantially flat negative electrode current collector 10, and the negative electrode active material material is simply placed so that the upper surface of the negative electrode active material layer 12 is flat. Compared with the case of application, the surface area relative to the amount of the negative electrode active material used can be increased, and the area facing the positive electrode active material layer to be formed later can be increased to realize a large capacity.

(2−2)固体電解質層
上記のように負極集電体10と負極活物質層12とからなる負極20の上面に、固体電解質層14を形成する方法については、従来公知の方法を採用することができ特に制限されるものではないが、本実施形態においては、例えばスピンコート法によって固体電解質材料を塗布して固体電解質層14を形成する。
(2-2) Solid Electrolyte Layer As a method for forming the solid electrolyte layer 14 on the upper surface of the negative electrode 20 composed of the negative electrode current collector 10 and the negative electrode active material layer 12 as described above, a conventionally known method is adopted. Although not particularly limited, in the present embodiment, the solid electrolyte layer 14 is formed by applying a solid electrolyte material, for example, by spin coating.

図5は、本実施形態において、スピンコート法による固体電解質材料の塗布の様子を模式的に示す図である。図5に示すように、負極集電体10と負極活物質層12とを積層してなる負極20は、鉛直方向(Z方向)の回転軸周りを所定の回転方向Drに回転自在の回転ステージ60に略水平に載置される。   FIG. 5 is a diagram schematically showing the state of application of the solid electrolyte material by spin coating in the present embodiment. As shown in FIG. 5, a negative electrode 20 formed by laminating a negative electrode current collector 10 and a negative electrode active material layer 12 is a rotary stage that is rotatable around a rotation axis in the vertical direction (Z direction) in a predetermined rotation direction Dr. 60 is mounted substantially horizontally.

したがって、本実施形態においては、負極活物質層12が形成された負極集電体10からなる負極を、負極集電体10の長さ方向に略垂直な方向において、回転ステージ60に載置できる寸法に切断してから、固体電解質層14を形成する。   Therefore, in the present embodiment, the negative electrode composed of the negative electrode current collector 10 on which the negative electrode active material layer 12 is formed can be placed on the rotary stage 60 in a direction substantially perpendicular to the length direction of the negative electrode current collector 10. After cutting into dimensions, the solid electrolyte layer 14 is formed.

回転ステージ60が所定の回転速度で回転し、回転ステージ60の回転軸上の上部位置に設けられたノズル62から、塗布液であるペースト状の固体電解質材料64が負極20に向かって吐出される。負極20の上面に滴下された固体電解質材料は、回転する回転ステージ60の遠心力によって周囲に次第に広がり、余分な固体電解質材料は負極20の端部から飛ばされる。   The rotary stage 60 rotates at a predetermined rotational speed, and a paste-like solid electrolyte material 64 as a coating solution is discharged toward the negative electrode 20 from a nozzle 62 provided at an upper position on the rotary shaft of the rotary stage 60. . The solid electrolyte material dropped on the upper surface of the negative electrode 20 gradually spreads around by the centrifugal force of the rotating rotary stage 60, and excess solid electrolyte material is blown off from the end of the negative electrode 20.

このような機構により、負極20の上面は固体電解質材料によって薄く均一に覆われ、これを乾燥硬化させることで、固体電解質層14を形成することができる。用いる固体電解質材料の組成、粘度及び固形分割合、並びに乾燥硬化の条件については、本発明の効果を損なわない範囲で、従来公知の方法に従って適宜選択すればよい。   With such a mechanism, the upper surface of the negative electrode 20 is thinly and uniformly covered with the solid electrolyte material, and the solid electrolyte layer 14 can be formed by drying and curing this. What is necessary is just to select suitably according to a conventionally well-known method about the composition of a solid electrolyte material to be used, a viscosity and solid content ratio, and the conditions of dry hardening in the range which does not impair the effect of this invention.

スピンコート法では、固体電解質材料の粘度及び回転ステージ60の回転速度によって、得られる個体電解質層14の膜厚を制御することができ、また、本実施形態における負極20のように表面に凹凸を有する被塗布物に対しても、当該凹凸に沿って膜厚の均一な薄膜状の固体電解質層14を形成することができる。   In the spin coating method, the thickness of the solid electrolyte layer 14 to be obtained can be controlled by the viscosity of the solid electrolyte material and the rotation speed of the rotary stage 60, and the surface is uneven as in the negative electrode 20 in the present embodiment. A thin-film solid electrolyte layer 14 having a uniform film thickness can be formed along the unevenness even on an object to be coated.

固体電解質層14の厚さについては、任意ではあるが、負極活物質層12と正極活物質層16とが確実に分離され、また、内部抵抗が高くなり過ぎない厚さであることが必要である。なお、負極活物質層12に凹凸を設けて増大させた表面積の効果を損なわないためには、固体電解質層14の厚さt14(図1における符号t14)と、負極活物質層12の凹凸の高低差t12(図1における符号t12)とが、関係式:t14<t12を満たすことが望ましい。   The thickness of the solid electrolyte layer 14 is arbitrary, but it is necessary that the negative electrode active material layer 12 and the positive electrode active material layer 16 be reliably separated from each other and that the internal resistance be not too high. is there. In order not to impair the effect of the increased surface area by providing irregularities on the negative electrode active material layer 12, the thickness t14 of the solid electrolyte layer 14 (symbol t14 in FIG. 1) and the irregularities of the negative electrode active material layer 12 It is desirable that the height difference t12 (symbol t12 in FIG. 1) satisfies the relational expression: t14 <t12.

(2−3)正極
上記のように形成された負極集電体10、負極活物質層12及び固体電解質層14を積層してなる積層体70の上面に、正極活物質層16を形成する方法については、従来公知の方法を採用することができ特に制限されるものではないが、本実施形態においては、例えばドクターブレード法によってペースト状の正極活物質材料を塗布して正極活物質層16を形成する。
(2-3) Positive Electrode A method of forming the positive electrode active material layer 16 on the upper surface of the laminate 70 formed by laminating the negative electrode current collector 10, the negative electrode active material layer 12, and the solid electrolyte layer 14 formed as described above. In the present embodiment, a positive electrode active material layer 16 is applied by applying a paste-like positive electrode active material by, for example, a doctor blade method. Form.

正極活物質材料としては、上記した正極活物質、導電助剤、結着剤及び溶剤等を攪拌・混合(混練)して得られるものを用いることができるが、用いる正極活物質材料の組成、粘度及び固形分割合、並びに乾燥硬化の条件については、本発明の効果を損なわない範囲で、従来公知の方法に従って適宜選択すればよい。   As the positive electrode active material, a material obtained by stirring and mixing (kneading) the above-described positive electrode active material, conductive additive, binder, solvent and the like can be used. What is necessary is just to select suitably according to a conventionally well-known method about the viscosity and solid content ratio, and the conditions of dry hardening in the range which does not impair the effect of this invention.

図6はドクターブレード法による正極活物質材料の塗布の様子を模式的に示す図である。より詳しくは、図6の(a)は、ドクターブレード法によって積層体70の上面に正極活物質材料が塗布されて正極活物質層16が形成される様子を模式的に示す側面図(即ち、負極活物質層12を有する負極集電体10の主面に対して略平行な方向からみた場合にみえる図)であり、図6の(b)は、正極活物質材料が塗布されて正極活物質層16が形成される様子を模式的に示す斜視図である。   FIG. 6 is a diagram schematically showing a state of application of the positive electrode active material by the doctor blade method. More specifically, FIG. 6A is a side view schematically showing that the positive electrode active material layer 16 is formed by applying the positive electrode active material on the upper surface of the laminate 70 by the doctor blade method (that is, FIG. 6B is a view seen when viewed from a direction substantially parallel to the main surface of the negative electrode current collector 10 having the negative electrode active material layer 12. FIG. It is a perspective view which shows a mode that the material layer 16 is formed typically.

正極活物質材料を吐出するノズル72は、積層体70に対して相対的に矢印Yで示される方向に走査移動される。ノズル72の移動方向Yにおいて、ノズル70の後方側にはドクターブレード74が取り付けられており、ドクターブレード74の下端は、積層体70の上面に形成された固体電解質層14よりも上方位置で、吐出された正極活物質材料の上面に接触するため、これにより上面が平坦な正極活物質層16を得ることができる。 Nozzles 72 for ejecting positive electrode active material is scanned moved in the direction indicated by the relatively arrow Y 2 with respect to stack 70. In the moving direction Y 2 of the nozzle 72, a doctor blade 74 is attached to the rear side of the nozzle 70, and the lower end of the doctor blade 74 is located above the solid electrolyte layer 14 formed on the upper surface of the laminate 70. Since the upper surface of the discharged positive electrode active material is in contact, the positive electrode active material layer 16 having a flat upper surface can be obtained.

この工程で用いるノズル72としては、図4に示したノズル40のように多数の吐出口を有するノズルであってもよいし、移動方向Yに直交する方向(即ち矢印Xの方向)に延びるスリット状の吐出口を有するノズルであってもよい。 The nozzles 72 used in this step may be a nozzle having a plurality of ejection ports as the nozzle 40 shown in FIG. 4, extending in a direction perpendicular to the moving direction Y 2 (i.e., the direction of the arrow X) A nozzle having a slit-like discharge port may be used.

このようにして、正極活物質材料を積層体70に塗布することにより、下面が固体電解質層14の凹凸に沿った凹凸を有し、上面が略平坦な正極活物質層16を、積層体70の上面に形成することができる。   In this way, by applying the positive electrode active material to the laminate 70, the positive electrode active material layer 16 having an unevenness along the unevenness of the solid electrolyte layer 14 on the lower surface and a substantially flat upper surface is formed on the laminate 70. Can be formed on the upper surface of the substrate.

上記のようにして形成された正極活物質層16の上面に、正極集電体18を積層することにより、図1に示す構造を有する本実施形態のリチウムイオン二次電池1を得ることができる。正極集電体18としては、従来公知の材料を用いることができ、例えば銅箔等の金属箔を用いることができる。   By laminating the positive electrode current collector 18 on the upper surface of the positive electrode active material layer 16 formed as described above, the lithium ion secondary battery 1 of the present embodiment having the structure shown in FIG. 1 can be obtained. . As the positive electrode current collector 18, a conventionally known material can be used, and for example, a metal foil such as a copper foil can be used.

このとき、上記正極活物質層16が硬化しないうちに正極集電体18を積層すると、正極活物質層16と正極集電体18とを互いに密着させて接合することができ、好ましい。また、正極活物質層16の上面は略平坦であるため、正極集電体18を隙間なく積層することができる。   At this time, it is preferable to stack the positive electrode current collector 18 before the positive electrode active material layer 16 is cured, because the positive electrode active material layer 16 and the positive electrode current collector 18 can be brought into close contact with each other and bonded. Moreover, since the upper surface of the positive electrode active material layer 16 is substantially flat, the positive electrode current collector 18 can be stacked without any gap.

≪実施形態2≫
本実施形態は、負極集電体に負極活物質層を形成した後に得られる構造体(負極)を、第1乾燥工程に供した後、切断してから第2乾燥工程に供すること以外は、上記実施形態1と同じである。ここでは、実施形態1との相違点を中心に説明する。
<< Embodiment 2 >>
In the present embodiment, the structure (negative electrode) obtained after forming the negative electrode active material layer on the negative electrode current collector is subjected to the first drying step, then cut and then subjected to the second drying step, The same as in the first embodiment. Here, it demonstrates centering on difference with Embodiment 1. FIG.

図7に、本実施形態の負極の製造方法を実施するための製造装置を概念的に示す。図7に示すように、本実施形態の負極製造装置200は、塗布工程(ア)及び上記第1乾燥工程(イ)を実施するための前段部分と、第2乾燥工程(ウ)を実施するための後段部分と、で構成されている。   In FIG. 7, the manufacturing apparatus for enforcing the manufacturing method of the negative electrode of this embodiment is shown notionally. As shown in FIG. 7, the negative electrode manufacturing apparatus 200 according to the present embodiment performs the former part for performing the coating process (A) and the first drying process (A), and the second drying process (C). And a subsequent stage portion.

本実施形態の負極製造装置200の前段部分は、まず、巻出しローラ30からの負極集電体10が及び搬送ローラ32によって矢印Yの方向に搬送され、搬送ローラ34a及び34bに達するまでの間に、図2に示すように、負極集電体10の表面上に負極活物質層12からなる活物質層パターン12Aが形成されて、負極活物質層12を有する負極集電体10からなる構造体(負極)20が得られる。 Preliminary portion of the negative electrode manufacturing apparatus 200 of the present embodiment, first, the negative electrode current collector 10 from the payout roller 30 and the conveyance roller 32 is conveyed in the direction of arrow Y 1, to reach the conveying rollers 34a and 34b In the meantime, as shown in FIG. 2, an active material layer pattern 12 </ b> A composed of the negative electrode active material layer 12 is formed on the surface of the negative electrode current collector 10, and the negative electrode current collector 10 having the negative electrode active material layer 12 is formed. A structure (negative electrode) 20 is obtained.

この負極活物質層12を有する負極集電体10からなる構造体(負極)20は、続いて搬送ローラ34a及び34bで上下から挟まれて位置決めされた後、切断機構36によってシート状に切断され、得られたシート状負極20Aは搬送ローラ36a及び36b並びに搬送ローラ38a及び38bで上下から挟まれながら、第2乾燥工程に供される。   The structure (negative electrode) 20 composed of the negative electrode current collector 10 having the negative electrode active material layer 12 is then positioned by being sandwiched from above and below by the transport rollers 34a and 34b, and then cut into a sheet by the cutting mechanism 36. The obtained sheet-like negative electrode 20A is subjected to the second drying step while being sandwiched from above and below by the transport rollers 36a and 36b and the transport rollers 38a and 38b.

(ア)塗布工程
塗布工程においては、上記実施形態1と同様に、搬送される負極集電体10の表面に、ノズル40からペースト状の負極活物質材料が線状に吐出され、複数の負極活物質層12からなるストライプ状の負極活物質層パターン12Aが形成される。
(A) Application process In the application process, as in the first embodiment, a paste-like negative electrode active material is linearly discharged from the nozzle 40 onto the surface of the negative electrode current collector 10 to be conveyed, and a plurality of negative electrodes A stripe-shaped negative electrode active material layer pattern 12A made of the active material layer 12 is formed.

(イ)第1乾燥工程
上記のように形成された複数の負極活物質層12は、まだ溶剤等を含むいわば塗布膜の状態であるため、負極活物質層12を有する負極集電体10からなる構造体(負極)20は、続いて、送風機42の下側領域を通り抜けるように搬送され、この下側領域において、ドライエアー44によって第1乾燥工程が実施される。
(A) First drying step Since the plurality of negative electrode active material layers 12 formed as described above are in the state of a coating film that still contains a solvent or the like, from the negative electrode current collector 10 having the negative electrode active material layer 12. The resulting structure (negative electrode) 20 is then conveyed so as to pass through the lower region of the blower 42, and the first drying step is performed by the dry air 44 in the lower region.

(ウ)第2乾燥工程
上記第1乾燥工程を経た後、負極活物質層12を有する負極集電体10からなる構造体(負極)20は、図7に示すように、搬送ローラ34a及び34bで上下(負極集電体10のうちの負極活物質層12が設けられていない両端部)から挟んで位置決めされて上下から切断機構46によって切断され、シート状の構造体(負極)20として、搬送ローラ36a及び36b並びに搬送ローラ38a及び38bで上下から挟まれながら、加熱乾燥炉52Aに搬送される。
(C) Second Drying Step After the first drying step, the structure (negative electrode) 20 composed of the negative electrode current collector 10 having the negative electrode active material layer 12 is transferred to the transport rollers 34a and 34b as shown in FIG. And sandwiched from above and below (both ends of the negative electrode current collector 10 where the negative electrode active material layer 12 is not provided) and cut by the cutting mechanism 46 from above and below to form a sheet-like structure (negative electrode) 20. The paper is conveyed to the heating and drying furnace 52A while being sandwiched from above and below by the conveyance rollers 36a and 36b and the conveyance rollers 38a and 38b.

この加熱乾燥炉52Aは、複数の棚52Bを有するキャビネット構造を有しており、この棚52Bに、シート状の構造体(負極)20を置いて第2加熱工程を行うことができる。かかる加熱乾燥炉52Aとしては、例えば、真空乾燥炉等を用いることができる。   The heating and drying furnace 52A has a cabinet structure having a plurality of shelves 52B, and the second heating step can be performed by placing the sheet-like structure (negative electrode) 20 on the shelves 52B. As the heating and drying furnace 52A, for example, a vacuum drying furnace or the like can be used.

このような二段階の乾燥工程を行うことにより、負極活物質パターン12Aの形状や寸法を損なうことなく高アスペクト比で厚膜の負極活物質層12を形成することができ、充放電容量に優れるリチウムイオン二次電池等の電池を実現するための負極が得られる。また、上記のようにして得たシート状の構造体(負極)20に、上記実施形態1で述べたのと同様にして、固体電解質層14、正極活物質層16及び正極集電体18を設けることにより、充放電容量に優れるリチウムイオン二次電池等の電池が得られる。   By performing such a two-step drying process, the negative electrode active material layer 12 having a high aspect ratio can be formed without impairing the shape and dimensions of the negative electrode active material pattern 12A, and the charge / discharge capacity is excellent. A negative electrode for realizing a battery such as a lithium ion secondary battery is obtained. Further, the solid electrolyte layer 14, the positive electrode active material layer 16, and the positive electrode current collector 18 are added to the sheet-like structure (negative electrode) 20 obtained as described above in the same manner as described in the first embodiment. By providing, a battery such as a lithium ion secondary battery having excellent charge / discharge capacity can be obtained.

≪変形態様≫
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
例えば、上記実施形態においては、負極活物質層12を先に形成し、当該形成においてのみ、塗布工程、第1乾燥工程及び第2乾燥工程を用いた場合について説明したが、正極活物質層16を先に形成し、当該形成に塗布工程、第1乾燥工程及び第2乾燥工程を用いてもよい。
≪Deformation mode≫
As mentioned above, although the example of embodiment of this invention was demonstrated, this invention is not limited only to these.
For example, in the above embodiment, the case where the negative electrode active material layer 12 is formed first, and the coating process, the first drying process, and the second drying process are used only in the formation has been described. May be formed first, and the coating process, the first drying process, and the second drying process may be used for the formation.

正極活物質層を、本発明の電極製造方法にしたがって塗布工程、第1乾燥工程及び第2乾燥工程により形成する場合、負極活物質層の場合と同様の条件等を採用すればよいが、塗布工程において用いるペースト状の正極活物質材料の固形分割合が、仮に50質量%程度とすれば、塗布後の正極活物質層の固形分割合は、第1乾燥工程によって例えば60質量%以上とすればよい。   When the positive electrode active material layer is formed by the coating process, the first drying process and the second drying process according to the electrode manufacturing method of the present invention, the same conditions as in the case of the negative electrode active material layer may be adopted. If the solid content ratio of the paste-like positive electrode active material used in the process is about 50% by mass, the solid content ratio of the positive electrode active material layer after coating is set to, for example, 60% by mass or more by the first drying step. That's fine.

また、上記実施形態においては、負極活物質層12の形成においてのみ、塗布工程、第1乾燥工程及び第2乾燥工程を用いた場合について説明したが、負極活物質層12及び正極活物質層16のいずれも塗布工程、第1乾燥工程及び第2乾燥工程を用いて形成しても構わない。   Moreover, in the said embodiment, although the application | coating process, the 1st drying process, and the 2nd drying process were demonstrated only in formation of the negative electrode active material layer 12, the negative electrode active material layer 12 and the positive electrode active material layer 16 were demonstrated. Any of these may be formed using a coating process, a first drying process, and a second drying process.

また、上記実施形態においては、塗布工程によって負極活物質層12を形成した後、第1乾燥工程及び第2乾燥工程を連続して行った後に、固体電解質層14、正極活物質層16及び正極集電体18を設ける場合について説明したが、第1乾燥工程を行った後、固体電解質層14、正極活物質層16及び正極集電体18を設けてから、第2乾燥工程を行っても構わない。   Moreover, in the said embodiment, after forming the negative electrode active material layer 12 by the application | coating process, after performing a 1st drying process and a 2nd drying process continuously, the solid electrolyte layer 14, the positive electrode active material layer 16, and a positive electrode Although the case where the current collector 18 is provided has been described, after the first drying step, the solid electrolyte layer 14, the positive electrode active material layer 16, and the positive electrode current collector 18 are provided, and then the second drying step is performed. I do not care.

また、上記実施形態においては、本発明の負極製造方法において、塗布工程の後の第1乾燥工程を送風機により実施する場合について説明したが、送風機を用いずに自然乾燥させてもよく、また、真空乾燥を行ってもよい。   Moreover, in the said embodiment, in the negative electrode manufacturing method of this invention, although demonstrated about the case where the 1st drying process after an application | coating process was implemented with an air blower, you may dry naturally without using an air blower, Vacuum drying may be performed.

なお、上記実施形態では、負極集電体10上への負極活物質層12の描画パターンを、一定間隔に並んだ複数のストライプからなるいわゆるラインアンドスペース構造としたが、描画パターンについてはこれに限定されるものではない。また、上記実施形態においては、負極活物質層12の断面形状を略半円状とした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、正方形、長方形又は台形等の略矩形状であってもよい。   In the above embodiment, the drawing pattern of the negative electrode active material layer 12 on the negative electrode current collector 10 has a so-called line-and-space structure composed of a plurality of stripes arranged at regular intervals. It is not limited. In the above-described embodiment, the case where the cross-sectional shape of the negative electrode active material layer 12 is substantially semicircular has been described. May be.

凹凸パターンを形成する必要のある負極活物質層12の形成にはノズルディスペンス法による塗布を適用しているので、種々のパターンを短時間で形成することができる。また、微細パターンの作成にもノズルディスペンス法を好適に適用することが可能である。この製造方法では、微細パターンを作成する必要があるのは最初の塗布工程、つまり活物質塗布液の塗布工程のみであり、以後の塗布工程では一様に塗布を行うことができれば足り微細パターンの作製を要しない。   Since the application by the nozzle dispensing method is applied to the formation of the negative electrode active material layer 12 that needs to form a concavo-convex pattern, various patterns can be formed in a short time. Also, the nozzle dispensing method can be suitably applied to the creation of a fine pattern. In this manufacturing method, it is only necessary to create a fine pattern only in the first coating step, that is, the coating step of the active material coating solution. If the uniform coating can be performed in the subsequent coating step, the fine pattern is sufficient. No production is required.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、各工程において適用する塗布方法は上記に限定されるものではなく、当該工程の目的に適うものであれば他の塗布方法を適用してもよい。例えば、上記した実施形態では、固体電解質層14を形成するのにスピンコート法を適用しているが、塗布対象面の凹凸に追従した薄膜を形成することのできる方法であれば他の方法、例えばスプレーコート法によって固体電解質材料を塗布してもよい。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the coating method applied in each step is not limited to the above, and other coating methods may be applied as long as they meet the purpose of the step. For example, in the above-described embodiment, the spin coating method is applied to form the solid electrolyte layer 14, but any other method can be used as long as it can form a thin film that follows the unevenness of the surface to be coated. For example, the solid electrolyte material may be applied by a spray coating method.

また例えば、上記実施形態では、正極活物質層16を形成するのにドクターブレード法を適用しているが、塗布対象面と接する下面がその凹凸に追従し、かつ上面を略平坦に仕上げることが可能な塗布方法であれば他の方法であってもよい。このような目的を達成するには正極活物質材料の粘度があまり高くないことが望ましいが、言い換えれば、正極活物質材料の粘度が適切に選ばれていればドクターブレードを用いなくても下面を凹凸にかつ上面を略平坦に仕上げることは可能であり、例えばノズルディスペンス法やスリットコート法、バーコート法等で塗布してもよい。   Further, for example, in the above embodiment, the doctor blade method is applied to form the positive electrode active material layer 16. Any other application method may be used as long as it is possible. In order to achieve such an object, it is desirable that the viscosity of the positive electrode active material is not so high. It is possible to finish the unevenness and to make the upper surface substantially flat. For example, it may be applied by a nozzle dispensing method, a slit coating method, a bar coating method, or the like.

また、上記実施形態においては、図1に示す構造の全固体型のリチウムイオン二次電池を作製する場合について説明したが、これに限らず、本発明は、例えば図8に示す構造のリチウムイオン二次電池を作製する場合にも適用することができる。   Further, in the above embodiment, the case where the all solid state lithium ion secondary battery having the structure shown in FIG. 1 is manufactured has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to the lithium ion having the structure shown in FIG. The present invention can also be applied when manufacturing a secondary battery.

図8は、本発明の変形例において製造されるリチウムイオン二次電池の概略縦断面図である。図8に示すリチウムイオン二次電池201においては、負極集電体110の一方の面(図8における上側の面)に、上記本発明の電極製造方法によって負極活物質層112が設けられて、負極が構成されている。また、正極集電体118の一方の面(図8における下側の面)に、上記本発明の電極製造方法によって正極活物質層116が設けられて、正極が構成されている。   FIG. 8 is a schematic longitudinal sectional view of a lithium ion secondary battery manufactured in a modification of the present invention. In the lithium ion secondary battery 201 shown in FIG. 8, the negative electrode active material layer 112 is provided on one surface (the upper surface in FIG. 8) of the negative electrode current collector 110 by the electrode manufacturing method of the present invention, A negative electrode is configured. Further, the positive electrode active material layer 116 is provided on one surface (the lower surface in FIG. 8) of the positive electrode current collector 118 by the electrode manufacturing method of the present invention, thereby forming a positive electrode.

そして、負極(負極活物質層112及び負極集電体110)及び正極(正極活物質層116及び正極集電体118)が、例えば絶縁性材料からなるスペーサ202を介して対向して設置されており、電池缶に入れた後、負極集電体110、スペーサ202及び正極集電体118によって形成された内部空間に電解質液が注入し、電池缶を密閉すること等により、リチウムイオン二次電池201が構成されている。   Then, the negative electrode (the negative electrode active material layer 112 and the negative electrode current collector 110) and the positive electrode (the positive electrode active material layer 116 and the positive electrode current collector 118) are placed facing each other with a spacer 202 made of, for example, an insulating material. After being put in the battery can, an electrolyte solution is injected into the internal space formed by the negative electrode current collector 110, the spacer 202, and the positive electrode current collector 118, and the battery can is sealed. 201 is configured.

≪実施例1≫
まず、コバルト酸リチウム(LiCoO、日本化学工業(株)製の正極活物質)と、アセチレンブラック(電気化学工業(株)製の導電助剤)と、ポリ塩化ビニリデン(キシダ化学(株)製のバインダー)と、を8:1:1の質量比で混合し、得られた混合物とN−メチル−2−ピロリドンとを混合し、固形分割合が60質量%の正極活物質材料を得た(粘度:1000Pa・s)。
Example 1
First, lithium cobaltate (LiCoO 2 , a positive electrode active material manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.), acetylene black (conducting aid manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), and polyvinylidene chloride (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) And a mixture of the obtained mixture and N-methyl-2-pyrrolidone to obtain a positive electrode active material having a solid content of 60% by mass. (Viscosity: 1000 Pa · s).

幅70μm及び高さ150μmのスリットを有するノズルを、アルミニウム箔の表面に対して相対移動させながら、前記スリットから上記正極活物質材料を、アルミニウム箔の表面上に塗布し、線状の正極活物質材料の塗膜を得た(塗布工程)。   While moving a nozzle having a slit with a width of 70 μm and a height of 150 μm relative to the surface of the aluminum foil, the positive electrode active material is applied onto the surface of the aluminum foil from the slit, and a linear positive electrode active material A coating film of the material was obtained (application process).

次に、上記塗布工程により得られた正極活物質材料の塗膜を、室温(25℃)で0、10、20、30、40、50又は60分間自然乾燥した(第1乾燥工程)。   Next, the coating film of the positive electrode active material obtained by the coating step was naturally dried at room temperature (25 ° C.) for 0, 10, 20, 30, 40, 50, or 60 minutes (first drying step).

続いて、第1乾燥工程を経た正極活物質材料の塗膜を、80℃で1時間加熱乾燥し(第2乾燥工程)、これにより正極活物質層を得た。このときの正極活物質層の幅及び高さを、(株)キーエンス社製のレーザー顕微鏡で測定し、アスペクト比を算出して、これらを図9に示した。   Then, the coating film of the positive electrode active material material which passed through the 1st drying process was heat-dried at 80 degreeC for 1 hour (2nd drying process), and, thereby, the positive electrode active material layer was obtained. The width and height of the positive electrode active material layer at this time were measured with a laser microscope manufactured by Keyence Corporation, the aspect ratio was calculated, and these are shown in FIG.

≪比較例1≫
幅70μm及び高さ150μmのスリットを有するノズルを、アルミニウム箔の表面に対して相対移動させながら、前記スリットから上記正極活物質材料を、アルミニウム箔の表面上に塗布し、線状の正極活物質材料の塗膜を得た(塗布工程)。
≪Comparative example 1≫
While moving a nozzle having a slit with a width of 70 μm and a height of 150 μm relative to the surface of the aluminum foil, the positive electrode active material is applied onto the surface of the aluminum foil from the slit, and a linear positive electrode active material A coating film of the material was obtained (application process).

次に、上記塗布工程により得られた正極活物質材料の塗膜を、室温(25℃)で0、
3、5、9、13、18、21、26、32、36、42、49、54又は60分間自然乾燥し(乾燥工程)、これにより正極活物質層を得た。このときの正極活物質層の幅及び高さを、(株)キーエンス社製のレーザー顕微鏡で測定し、アスペクト比を算出して、これらを図10に示した。
Next, the coating film of the positive electrode active material obtained by the coating step is 0 at room temperature (25 ° C.).
It was naturally dried for 3, 5, 9, 13, 18, 21, 26, 32, 36, 42, 49, 54 or 60 minutes (drying step), thereby obtaining a positive electrode active material layer. The width and height of the positive electrode active material layer at this time were measured with a laser microscope manufactured by Keyence Corporation, the aspect ratio was calculated, and these are shown in FIG.

図9及び図10から、第1乾燥時間が10分以上であれば、第2乾燥工程を経てアスペクト比の高い正極活物質層が得られることがわかる。また、上記実施例1において、乾燥時間0.5分毎に、正極活物質材料の塗膜の固形分割合を、電子天秤にて質量の経時的変化を測定することにより求めた。その結果を図11に示した。図11のグラフにおいて、横軸は乾燥時間(分)を示し、縦軸は正極活物質材料の塗膜の固形分割合を示す。この正極負極活物質材料の湿潤点における固形分割合は、約70質量%であることが確認された。   9 and 10 that the positive electrode active material layer having a high aspect ratio can be obtained through the second drying step if the first drying time is 10 minutes or more. Moreover, in the said Example 1, the solid content ratio of the coating film of positive electrode active material material was calculated | required by measuring the time-dependent change of mass with an electronic balance every 0.5 minute of drying time. The results are shown in FIG. In the graph of FIG. 11, the horizontal axis indicates the drying time (minutes), and the vertical axis indicates the solid content ratio of the coating film of the positive electrode active material. It was confirmed that the solid content ratio at the wet point of this positive electrode negative electrode active material was about 70% by mass.

≪実施例2≫
まず、チタン酸リチウム(LiTi12、石原産業(株)製の負極活物質)と、アセチレンブラック(電気化学工業(株)製の導電助剤)と、ポリ塩化ビニリデン(キシダ化学(株)製のバインダー)と、を8:1:1の質量比で混合し、得られた混合物とN−メチル−2−ピロリドンとを混合し、固形分割合が50質量%の負極活物質材料を得た(粘度:600Pa・s)。
<< Example 2 >>
First, lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 , negative electrode active material manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.), acetylene black (conducting aid manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), and polyvinylidene chloride (Kishida Chemical ( Binder manufactured by the same company) is mixed at a mass ratio of 8: 1: 1, the resulting mixture and N-methyl-2-pyrrolidone are mixed, and the negative electrode active material having a solid content ratio of 50% by mass (Viscosity: 600 Pa · s).

幅70μm及び高さ150μmのスリットを有するノズルを、アルミニウム箔の表面に対して相対移動させながら、前記スリットから上記負極活物質材料を、アルミニウム箔の表面上に塗布し、線状の負極活物質材料の塗膜を得た(塗布工程)。   While moving a nozzle having a slit with a width of 70 μm and a height of 150 μm relative to the surface of the aluminum foil, the negative electrode active material is applied onto the surface of the aluminum foil from the slit, and a linear negative electrode active material A coating film of the material was obtained (application process).

次に、上記塗布工程により得られた負極活物質材料の塗膜を、室温(25℃)で0、10、20、30、40、50又は60分間自然乾燥した(第1乾燥工程)。   Next, the coating film of the negative electrode active material obtained by the coating step was naturally dried at room temperature (25 ° C.) for 0, 10, 20, 30, 40, 50, or 60 minutes (first drying step).

続いて、第1乾燥工程を経た負極活物質材料の塗膜を、80℃で1時間加熱乾燥し(第2乾燥工程)、これにより負極活物質層を得た。このときの負極活物質層の幅及び高さを、(株)キーエンス社製のレーザー顕微鏡で測定し、アスペクト比を算出して、これらを図12に示した。   Then, the coating film of the negative electrode active material material which passed through the 1st drying process was heat-dried at 80 degreeC for 1 hour (2nd drying process), and, thereby, the negative electrode active material layer was obtained. The width and height of the negative electrode active material layer at this time were measured with a laser microscope manufactured by Keyence Corporation, the aspect ratio was calculated, and these are shown in FIG.

≪比較例2≫
幅70μm及び高さ150μmのスリットを有するノズルを、アルミニウム箔の表面に対して相対移動させながら、前記スリットから上記負極活物質材料を、アルミニウム箔の表面上に塗布し、線状の負極活物質材料の塗膜を得た(塗布工程)。
«Comparative example 2»
While moving a nozzle having a slit with a width of 70 μm and a height of 150 μm relative to the surface of the aluminum foil, the negative electrode active material is applied onto the surface of the aluminum foil from the slit, and a linear negative electrode active material A coating film of the material was obtained (application process).

次に、上記塗布工程により得られた負極活物質材料の塗膜を、室温(25℃)で0、
3、5、9、13、18、21、26、32、36、42、49、54又は60分間自然乾燥し(乾燥工程)、これにより負極活物質層を得た。このときの負極活物質層の幅及び高さを、(株)キーエンス社製のレーザー顕微鏡で測定し、アスペクト比を算出して、これらを図13に示した。
Next, the coating film of the negative electrode active material obtained by the coating step is 0 at room temperature (25 ° C.).
It was naturally dried for 3, 5, 9, 13, 18, 21, 26, 32, 36, 42, 49, 54 or 60 minutes (drying step), whereby a negative electrode active material layer was obtained. The width and height of the negative electrode active material layer at this time were measured with a laser microscope manufactured by Keyence Corporation, the aspect ratio was calculated, and these are shown in FIG.

図12及び図13から、第1乾燥時間が45分以上であれば、第2乾燥工程を経てアスペクト比の高い負極活物質層が得られることがわかる。また、上記実施例2において、乾燥時間0.5分毎に、負極活物質材料の塗膜の固形分割合を、電子天秤にて質量の経時的変化を測定することにより求めた。その結果を図14に示した。図14のグラフにおいて、横軸は乾燥時間(分)を示し、縦軸は負極活物質材料の塗膜の固形分割合を示す。この負極活物質材料の湿潤点における固形分割合は、約60質量%であることが確認された。   12 and 13 that the negative electrode active material layer having a high aspect ratio can be obtained through the second drying step if the first drying time is 45 minutes or longer. Further, in Example 2 described above, the solid content ratio of the coating film of the negative electrode active material was determined by measuring the change with time of the mass with an electronic balance every 0.5 minutes. The results are shown in FIG. In the graph of FIG. 14, the horizontal axis indicates the drying time (minutes), and the vertical axis indicates the solid content ratio of the coating film of the negative electrode active material. It was confirmed that the solid content ratio at the wet point of this negative electrode active material was about 60% by mass.

1、201・・・リチウムイオン二次電池、
10・・・負極集電体、
12・・・負極活物質層、
12A・・・負極活物質層パターン、
14・・・固体電解質層、
16・・・正極活物質層、
18・・・正極集電体、
20・・・構造体(負極)、
20A・・・シート状負極、
30・・・巻出しローラ、
32・・・搬送ローラ、
34、34a、34b・・・搬送ローラ、
36・・・巻取りローラ、
36a、36b・・・搬送ローラ、
38a、38b・・・搬送ローラ、
40・・・ノズル、
42・・・送風機、
44・・・ドライエアー、
46・・・切断機構、
50・・・ロール状負極、
52・・・加熱乾燥炉、
52A・・・加熱乾燥炉、
52B・・・棚、
54・・・支持体、
60・・・回転ステージ、
62・・・ノズル、
64・・・固体電解質材料、
70・・・構造体、
72・・・ノズル、
74・・・ドクターブレード、
110・・・負極集電体、
112・・・負極活物質層、
114・・・電解質液、
116・・・正極活物質層、
118・・・正極集電体、
202・・・スペーサ。
1,201 ... Lithium ion secondary battery,
10 ... negative electrode current collector,
12 ... negative electrode active material layer,
12A ... negative electrode active material layer pattern,
14 ... solid electrolyte layer,
16 ... positive electrode active material layer,
18 ... positive electrode current collector,
20 ... Structure (negative electrode),
20A ... sheet-like negative electrode,
30 ... Unwinding roller,
32 ... Conveying roller,
34, 34a, 34b ... conveying rollers,
36 ... take-up roller,
36a, 36b ... conveying rollers,
38a, 38b ... conveying rollers,
40 ... Nozzle,
42 ... Blower,
44 ... Dry air,
46 ... cutting mechanism,
50 ... Rolled negative electrode,
52 ... heating and drying furnace,
52A ... heating and drying furnace,
52B ... shelf
54 ... Support,
60 ... rotary stage,
62 ... Nozzle,
64 ... Solid electrolyte material,
70: Structure,
72 ... Nozzle,
74 ... Doctor blade,
110 ... negative electrode current collector,
112 ... negative electrode active material layer,
114 ... electrolyte solution,
116 ... positive electrode active material layer,
118... Positive electrode current collector,
202: Spacer.

Claims (2)

ペースト状の活物質材料を線状に吐出するノズルを集電体に対して相対移動させて、前記集電体上に線状の活物質パターンを形成する塗布工程と、
前記活物質パターンを5℃〜50℃の範囲内の第1の乾燥温度で乾燥させる第1乾燥工程と、
前記第1乾燥工程後の前記活物質パターンを、前記第1の乾燥温度より高い70℃〜150℃の範囲内の第2の乾燥温度で乾燥させる第2乾燥工程と、
を含み、
前記塗布工程において、前記活物質材料が、少なくとも活物質粉末及び溶剤を含む混合物であって、前記混合物が、前記混合物の湿潤点における固形分割合よりも小さな固形分割合を有し、
前記第1乾燥工程において、前記活物質パターンの固形分割合が、前記混合物の湿潤点における固形分割合と等しくなるまで、前記活物質パターン内の溶剤を気化させて前記活物質パターン外に排出し、
前記集電体上にアスペクト比が0.4以上の活物質パターンを形成すること、
を特徴とする電池用電極の製造方法。
An application step of forming a linear active material pattern on the current collector by moving a nozzle for discharging the paste-like active material material in a linear shape relative to the current collector;
A first drying step of drying the active material pattern at a first drying temperature within a range of 5 ° C to 50 ° C ;
A second drying step of drying the active material pattern after the first drying step at a second drying temperature within a range of 70 ° C. to 150 ° C. higher than the first drying temperature;
Only including,
In the coating step, the active material is a mixture containing at least an active material powder and a solvent, and the mixture has a solid content ratio smaller than a solid content ratio at a wet point of the mixture,
In the first drying step, the solvent in the active material pattern is vaporized and discharged out of the active material pattern until the solid content ratio of the active material pattern becomes equal to the solid content ratio at the wet point of the mixture. ,
Forming an active material pattern having an aspect ratio of 0.4 or more on the current collector;
A method for producing an electrode for a battery characterized by the above.
ペースト状の活物質材料を線状に吐出するノズルと、
集電体上に線状の活物質パターンを形成するために前記ノズルを前記集電体に対して相対移動させる走査手段と、
前記集電体上に形成された前記活物質パターンを乾燥させる乾燥手段と、
前記活物質パターンを5℃〜50℃の範囲内の第1の乾燥温度で乾燥させ、ついで前記第1の乾燥温度より高い70℃〜150℃の範囲内の第2の乾燥温度で乾燥させるように前記乾燥手段を制御する制御手段と、
を含み、
前記活物質材料が、少なくとも活物質粉末及び溶剤を含む混合物であって、前記混合物は、前記混合物の湿潤点における固形分割合よりも小さな固形分割合を有し、
前記制御手段が、前記活物質パターンの固形分割合が、前記混合物の湿潤点における固形分割合と等しくなるまで、前記活物質パターンを第1の乾燥温度で乾燥させ、前記活物質パターン内の溶剤を気化させて前記活物質パターン外に排出する構成を有し、
前記集電体上の活物質パターンのアスペクト比が0.4以上であること、
を特徴とする電池用電極製造装置
A nozzle that discharges a paste-like active material in a line;
Scanning means for moving the nozzle relative to the current collector to form a linear active material pattern on the current collector;
Drying means for drying the active material pattern formed on the current collector;
The active material pattern is dried at a first drying temperature within a range of 5 ° C. to 50 ° C., and then dried at a second drying temperature within a range of 70 ° C. to 150 ° C. higher than the first drying temperature. Control means for controlling the drying means;
Including
The active material is a mixture containing at least an active material powder and a solvent, and the mixture has a solid content ratio smaller than a solid content ratio at a wet point of the mixture,
The control means dries the active material pattern at a first drying temperature until the solid content ratio of the active material pattern becomes equal to the solid content ratio at the wet point of the mixture, and the solvent in the active material pattern Vaporizing and discharging out of the active material pattern,
The aspect ratio of the active material pattern on the current collector is 0.4 or more,
A battery electrode manufacturing apparatus .
JP2011063345A 2011-03-22 2011-03-22 Battery electrode manufacturing method and battery electrode manufacturing apparatus Expired - Fee Related JP5698044B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011063345A JP5698044B2 (en) 2011-03-22 2011-03-22 Battery electrode manufacturing method and battery electrode manufacturing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011063345A JP5698044B2 (en) 2011-03-22 2011-03-22 Battery electrode manufacturing method and battery electrode manufacturing apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012199150A JP2012199150A (en) 2012-10-18
JP5698044B2 true JP5698044B2 (en) 2015-04-08

Family

ID=47181166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011063345A Expired - Fee Related JP5698044B2 (en) 2011-03-22 2011-03-22 Battery electrode manufacturing method and battery electrode manufacturing apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5698044B2 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5849875B2 (en) * 2012-07-10 2016-02-03 株式会社豊田自動織機 Electrode manufacturing method
JP6003560B2 (en) * 2012-11-15 2016-10-05 株式会社豊田自動織機 Electrode manufacturing method
JP2014164982A (en) * 2013-02-25 2014-09-08 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Electrode for battery, battery, method of manufacturing electrode for battery, and apparatus of manufacturing electrode for battery
JP2015052547A (en) * 2013-09-09 2015-03-19 トヨタ自動車株式会社 Measuring device, electrode plate production device and method therefor
JP6400771B1 (en) * 2017-04-11 2018-10-03 株式会社石井表記 Decompression unit with heater and battery manufacturing device
JP6828634B2 (en) * 2017-08-08 2021-02-10 トヨタ自動車株式会社 Negative electrode manufacturing method
KR102319539B1 (en) * 2018-11-02 2021-10-28 주식회사 엘지에너지솔루션 A method for manufacturing an all solid state battery
WO2021033520A1 (en) * 2019-08-19 2021-02-25 富士フイルム株式会社 Method for manufacturing electrode molding
CN117334821B (en) * 2023-10-31 2025-03-14 江苏正力新能电池技术股份有限公司 Preparation method of negative electrode plate
CN119140396B (en) * 2024-11-19 2025-03-11 汉宇新能(杭州)科技发展有限公司 A combined coating device for perovskite cells

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09274909A (en) * 1996-04-03 1997-10-21 Dainippon Printing Co Ltd Electrode plate for non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing the same
JP4095144B2 (en) * 1997-12-09 2008-06-04 Tdk株式会社 Method for manufacturing battery electrode
JP2001327906A (en) * 2000-05-24 2001-11-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Stripe coating equipment
JP2007280907A (en) * 2006-04-12 2007-10-25 Seiko Epson Corp Electrode manufacturing method, electrode manufacturing apparatus, and secondary battery manufacturing method
JP2008293793A (en) * 2007-05-24 2008-12-04 Sumitomo Electric Ind Ltd Solid thin film battery and method for producing solid thin film battery
KR101494435B1 (en) * 2008-01-15 2015-02-23 삼성전자주식회사 Electrode, lithium battery, electrode manufacturing method and composition for electrode coating
JP5487577B2 (en) * 2008-08-26 2014-05-07 セイコーエプソン株式会社 Battery and battery manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012199150A (en) 2012-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5698044B2 (en) Battery electrode manufacturing method and battery electrode manufacturing apparatus
CN103390740B (en) Dividing plate, its manufacture method and include its lithium rechargeable battery
CN115336041B (en) secondary batteries
JP5676173B2 (en) Method for producing negative electrode for secondary battery
JP5785030B2 (en) Manufacturing method of all solid state battery
JP2014056747A (en) Process of manufacturing electrode for cell
US9142837B2 (en) Lithium ion secondary battery and preparation process of same
US11205771B2 (en) Method for preparing electrode for secondary battery
JP7779615B2 (en) Negative electrode and secondary battery including the same
JP7771378B2 (en) Negative electrode and secondary battery including the same
JP6209844B2 (en) Nonaqueous battery electrode and manufacturing method thereof
US20240063392A1 (en) Electrode and battery
JP2014060014A (en) Method of manufacturing electrode for battery and apparatus of manufacturing electrode for battery
US8148018B2 (en) Method and apparatus of manufacturing negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte secondary battery using the negative electrode
KR101533140B1 (en) Preparation process of electrode for battery
JP5740335B2 (en) Electrolyte layer forming method, electrolyte layer forming apparatus, and nozzle for forming electrolyte layer used therein
JP6850975B2 (en) Positive electrode for lithium-ion batteries and lithium-ion batteries
JP2013206653A (en) Electrode for lithium ion secondary battery, single battery and lithium ion secondary battery using the same
JP5712093B2 (en) Lithium ion secondary battery and manufacturing method thereof
JP2013067747A (en) Active material ink for nozzle dispensing
JP5812484B2 (en) Electrode manufacturing method and lithium ion secondary battery manufacturing method using the same
JP5812485B2 (en) Lithium ion secondary battery manufacturing method and all solid state battery manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140303

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140924

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141104

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141202

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150212

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5698044

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees