JPH11149918A - Manufacture of battery electrode - Google Patents
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- JPH11149918A JPH11149918A JP9312414A JP31241497A JPH11149918A JP H11149918 A JPH11149918 A JP H11149918A JP 9312414 A JP9312414 A JP 9312414A JP 31241497 A JP31241497 A JP 31241497A JP H11149918 A JPH11149918 A JP H11149918A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電池電極の製造方法
に関する。The present invention relates to a method for manufacturing a battery electrode.
【0002】[0002]
【従来の技術】電池電極の製造方法としては、一般的
に、電池活物質と結合剤と溶媒とを含むペースト状の混
合材料を形成し、これを集電体に塗布して積層膜を集電
体上に形成し、集電体に積層した積層膜を乾燥すること
により積層膜中の溶媒を飛散させ、乾燥後の積層膜を集
電体とともにプレスすることにしている。2. Description of the Related Art As a method of manufacturing a battery electrode, generally, a paste-like mixed material containing a battery active material, a binder and a solvent is formed, and this is applied to a current collector to collect a laminated film. The solvent in the laminated film is scattered by drying the laminated film formed on the current collector and laminated on the current collector, and the dried laminated film is pressed together with the current collector.
【0003】また特開平8−167411号公報には、
酸化ニッケル粉末を含むスラリー状物をスプレードライ
ヤー手段により球状複合粒子粉体とし、その球状複合粒
子粉体と結合剤と溶媒とを混合してペースト状物を形成
し、そのペースト状物を集電体に塗布して積層膜を形成
する操作を含むニッケル電極の製造方法が開示されてい
る。この方法では、集電体の上に積層膜を形成した後
は、前記同様に乾燥、プレスがそれぞれ施される。[0003] Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-167411 discloses that
The slurry containing the nickel oxide powder is formed into a spherical composite particle powder by a spray drier, and the spherical composite particle powder, a binder and a solvent are mixed to form a paste, and the paste is collected. A method for manufacturing a nickel electrode including an operation of forming a laminated film by applying to a body is disclosed. In this method, after forming the laminated film on the current collector, drying and pressing are performed as described above.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術に係
る電池電極の製造方法では、集電体に塗布された乾燥前
の積層膜には、溶媒が多量に含まれている。このように
積層膜に溶媒が含まれていると、溶媒飛散に起因して積
層膜の体積減少の割合が多い。体積減少は一般的には約
40〜60%とかなり多い。In the above-described method for manufacturing a battery electrode according to the prior art, the laminated film before drying applied to the current collector contains a large amount of solvent. When the solvent is contained in the laminated film as described above, the rate of volume reduction of the laminated film due to the scattering of the solvent is large. Volume reduction is typically quite high, about 40-60%.
【0005】そのため、集電体に形成されている積層膜
には、溶媒飛散に起因して空孔が多量に形成される。よ
って、積層膜において細かなクラックを誘発したり、プ
レス時の圧縮による内部応力を誘発し易い不具合があ
り、そのため電池性能の向上には限界がある。更に、溶
媒飛散に起因する積層膜の体積減少が前記のように大き
いため、集電体に形成されている積層膜の厚みの変動も
大きく、電極の膜厚コントロールも容易ではない不具合
がある。[0005] Therefore, a large amount of holes are formed in the laminated film formed on the current collector due to scattering of the solvent. Therefore, there is a problem that a fine crack is induced in the laminated film or an internal stress due to compression at the time of pressing is apt to be induced. Further, since the volume decrease of the laminated film due to the scattering of the solvent is large as described above, the thickness of the laminated film formed on the current collector fluctuates greatly, and it is not easy to control the thickness of the electrode.
【0006】上記した特開平8−167411号公報に
係る方法においても、スプレードライヤー手段により球
状複合粒子粉体を形成するものの、その球状複合粒子粉
体を溶媒と共に混合してペースト状物を形成し、そのペ
ースト状物を集電体に塗布して積層膜を形成するため、
特開平8−167411号公報に係る積層膜にも溶媒が
多量に含まれており、そのため、溶媒飛散に起因する上
記した不具合が発生し易い。In the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-167411, spherical composite particle powder is formed by spray dryer means, but the spherical composite particle powder is mixed with a solvent to form a paste. , To apply the paste to the current collector to form a laminated film,
The laminated film according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-167411 also contains a large amount of solvent, and therefore, the above-described disadvantages due to solvent scattering are likely to occur.
【0007】本発明は上記した実情に鑑みなされたもの
であり、その課題は、溶媒飛散に伴うクラックの抑制、
内部応力の抑制に有利であり、膜厚コントロールに有利
な電池電極の製造方法を提供するにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to suppress cracks caused by scattering of a solvent,
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a battery electrode which is advantageous for suppressing internal stress and advantageous for controlling film thickness.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項1に係る電池電極
の製造方法は、電池活物質と結合剤とを含む流動性をも
つ混合材料をスプレードライヤー手段により粉末化して
粉末を生成する操作と、生成した粉末を集電体にホット
プレス手段により一体成形して電極を形成する操作とを
実施することを特徴とするものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a battery electrode, comprising the steps of powdering a fluid mixed material containing a battery active material and a binder by a spray drier to produce a powder. And forming the electrode by integrally molding the generated powder on the current collector by hot pressing means.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】スプレードライヤー手段とは、流
動性をもつ混合材料を粉体化するとともに高速乾燥する
手段である。本発明方法では、電池活物質と結合剤とを
含む流動性をもつ混合材料を用い、混合材料と加熱気体
とを噴霧手段に供給し、混合材料を加熱気体と共に噴霧
して粉末化するとともに、加熱気体の熱により粉末を高
速乾燥する形態を採用できる。また、電池活物質と結合
剤とを含む流動性をもつ混合材料を用い、混合材料を噴
霧手段により熱風などの加熱気体に向けて噴霧し、これ
により加熱気体の熱によって粉末を高速乾燥する形態を
採用することもできる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Spray dryer means is a means for powdering a fluid mixed material and drying it at a high speed. In the method of the present invention, a mixed material having fluidity including a battery active material and a binder is used, and the mixed material and a heated gas are supplied to spraying means, and the mixed material is sprayed and powdered with the heated gas, A form in which the powder is dried at high speed by the heat of the heated gas can be adopted. In addition, a fluid mixed material containing a battery active material and a binder is used, and the mixed material is sprayed toward a heated gas such as hot air by a spraying means, whereby powder is dried at high speed by the heat of the heated gas. Can also be adopted.
【0010】このようにスプレードライヤー手段で形成
された粉末は、高速乾燥され、溶媒を含まないか、実質
的に含まない。本発明方法で用いる電極活物質として
は、正極活物質、負極活物質のいずれでもよい。正極活
物質として例えばリチウム含有化合物の粉末を採用でき
る。リチウム含有化合物としては、LiCoO2、Li
NiO2、LiMn2O4を採用できる。負極活物質とし
ては炭素質材料を採用できる。本発明方法で用いる代表
的な結合剤としては、熱溶融性をもつ熱可塑性樹脂、殊
に、熱溶融性をもつフッ素樹脂を採用できる。このよう
な結合剤としてはポリフッ化ビニリデン(PVDF)が
ある。[0010] The powder thus formed by the spray drier means is dried at a high speed and contains no or substantially no solvent. The electrode active material used in the method of the present invention may be either a positive electrode active material or a negative electrode active material. For example, a powder of a lithium-containing compound can be used as the positive electrode active material. LiCoO 2 , Li
NiO 2 and LiMn 2 O 4 can be employed. A carbonaceous material can be used as the negative electrode active material. As a typical binder used in the method of the present invention, a thermoplastic resin having a heat melting property, in particular, a fluororesin having a heat melting property can be adopted. One such binder is polyvinylidene fluoride (PVDF).
【0011】ホットプレス手段は、圧力と熱とを同時に
付加する手段である。本発明方法に係るホットプレスに
おける圧力や温度は、結合剤の種類などに応じて選択で
きる。結合剤が融点を有する場合には、ホットプレスに
おける温度を結合剤の融点以上、あるいは、融点付近に
できる。この場合にはホットプレスにおいて結合剤の流
動による再配列を期待できるため、集電体に形成した積
層膜において、空孔の低減を図り得、積層膜における不
説にクラックの低減、内部応力の低減に一層有利であ
る。The hot pressing means is a means for simultaneously applying pressure and heat. The pressure and temperature in the hot press according to the method of the present invention can be selected according to the type of the binder and the like. When the binder has a melting point, the temperature in the hot press can be set to the melting point of the binder or higher or around the melting point. In this case, since rearrangement due to the flow of the binder can be expected in the hot press, it is possible to reduce vacancies in the laminated film formed on the current collector, and to mysteriously reduce cracks and reduce internal stress in the laminated film. It is more advantageous for reduction.
【0012】結合剤がポリフッ化ビニリデンである場合
には、ホットプレス手段における温度としては、175
〜220℃程度、殊に180〜200℃程度が好まし
い。When the binder is polyvinylidene fluoride, the temperature in the hot pressing means is 175
The temperature is preferably about -220C, particularly preferably about 180-200C.
【0013】[0013]
【実施例】以下、実施例を図面を参照して説明する。本
実施例は、リチウムイオン電池に使用される電極に適用
する場合である。本実施例では、正極活物質として、平
均粒径が10μmのLiCoO2を用いた。導電化材と
して、平均粒径が2μmのカーボンを用いた。結合剤と
して、融点183℃の熱可塑性樹脂であるポリフッ化ビ
ニリデン(PVDF)を用いた。Embodiments will be described below with reference to the drawings. This embodiment is a case where the present invention is applied to an electrode used for a lithium ion battery. In this example, LiCoO 2 having an average particle size of 10 μm was used as the positive electrode active material. Carbon having an average particle size of 2 μm was used as the conductive material. As a binder, polyvinylidene fluoride (PVDF), which is a thermoplastic resin having a melting point of 183 ° C., was used.
【0014】そして、重量比で、LiCoO2:カーボ
ン=9:1となるように調整したものに、溶融状態のポ
リフッ化ビニリデンを混合し、流動性をもつ混合材料を
形成した。そして図1から理解できるように、型装置4
の下型44に設置した集電体1(アルミ箔、平均厚み2
0μm)の上方に配置した噴霧ガン2(スプレードライ
ヤー手段として機能)を用い、噴霧ガン2に、混合材料
と加熱気体(具体的には250〜300℃程度のアルゴ
ン)とを供給した。供給流量としては、混合材料は20
〜30g/minであり、加熱気体はノズル口径1.0
〜1.3mm、圧3.0〜4.0kgf/cm2=約29
4〜392kPaであった。ただしこれに限定されるも
のではない。Then, polyvinylidene fluoride in a molten state was mixed with the mixture adjusted to have a weight ratio of LiCoO 2 : carbon = 9: 1 to form a mixed material having fluidity. Then, as can be understood from FIG.
Current collector 1 (aluminum foil, average thickness 2
A mixed material and a heated gas (specifically, argon at about 250 to 300 ° C.) were supplied to the spray gun 2 by using a spray gun 2 (functioning as a spray drier means) disposed above (0 μm). As the supply flow rate, the mixed material is 20
-30 g / min, and the heated gas has a nozzle diameter of 1.0
~1.3Mm, pressure 3.0~4.0kgf / cm 2 = about 29
It was 4-392 kPa. However, it is not limited to this.
【0015】上記した操作により噴霧ガン2から粉末を
噴出し、その粉末を集電体1に積層し、集電体1の上に
積層膜3を形成した。この場合には噴霧ガン2を適宜移
動させ得る。ホットプレス前の積層膜3の目標厚みは8
0〜90μm程度である。本実施例では、スプレードラ
イヤー法により得られた粉末は平均粒径が30μm程度
の複合粒子であった。重量測定の結果、ポリフッ化ビニ
リデンは、固形分(または塗布物)の総重量に対して5
重量%であった。According to the above operation, powder was sprayed from the spray gun 2, the powder was laminated on the current collector 1, and a laminated film 3 was formed on the current collector 1. In this case, the spray gun 2 can be moved appropriately. The target thickness of the laminated film 3 before hot pressing is 8
It is about 0 to 90 μm. In this example, the powder obtained by the spray dryer method was a composite particle having an average particle size of about 30 μm. As a result of the weight measurement, polyvinylidene fluoride was 5% based on the total weight of the solid content (or the applied material).
% By weight.
【0016】上記したようにスプレードライヤー法によ
り生成した粉末で形成した積層膜3を集電体1に積層し
た状態で、ホットプレス手段により積層膜3と集電体1
とを一体成形し、実施例1〜実施例3に係る電極を形成
した。この場合には、積層膜3を包囲する囲み型の治具
6を用い、積層膜3を整えた。すなわち、図2から理解
できるように、ヒータ41をもつ上型42とヒータ43
をもつ下型44とを備えた型装置4(ホットプレス手段
として機能)を用い、上型42を降下させ、上型42の
型面42aで、集電体1上の積層膜3を加圧して積層膜
3を均厚化するとともに、ヒータ41、43で加熱し
た。With the laminated film 3 formed of the powder produced by the spray drier method as described above, laminated on the current collector 1, the laminated film 3 and the current collector 1 are hot-pressed.
Were integrally formed to form electrodes according to Examples 1 to 3. In this case, the laminated film 3 was prepared using a surrounding jig 6 surrounding the laminated film 3. That is, as can be understood from FIG. 2, the upper mold 42 having the heater 41 and the heater 43
The upper mold 42 is lowered using the mold apparatus 4 having a lower mold 44 having a function as a hot press means, and the laminated film 3 on the current collector 1 is pressed by the mold surface 42 a of the upper mold 42. The thickness of the laminated film 3 was made uniform by heating, and the heaters 41 and 43 heated the laminated film 3.
【0017】本実施例に係るホットプレスの条件は20
0℃、5分間としたが、これに限定されるものではな
い。実施例1〜実施例3に係る電極において、プレス
圧、ホットプレス後の積層膜3の平均膜厚、ホットプレ
ス後の積層膜3の膜密度は、表1に示すようであった。
すなわち、プレス圧としては、実施例1では100kg
f/cm2(≒980×104Pa=9.8MPa)であ
り、実施例2では130kgf/cm2(≒1274×
104Pa=12.74MPa)であり、実施例3では1
60kgf/cm 2(≒1568×104Pa=15.6
8MPa)であった。The condition of the hot press according to this embodiment is 20
0 ° C, 5 minutes, but not limited to this
No. In the electrodes according to Examples 1 to 3,
Pressure, average film thickness of the laminated film 3 after hot pressing, hot pressing
The film density of the laminated film 3 after the heat treatment was as shown in Table 1.
That is, in Example 1, the pressing pressure was 100 kg.
f / cmTwo(≒ 980 × 10FourPa = 9.8 MPa)
In Example 2, 130 kgf / cmTwo(≒ 1274 ×
10FourPa = 12.74 MPa), and in Example 3, 1
60kgf / cm Two(≒ 1568 × 10FourPa = 15.6
8 MPa).
【0018】[0018]
【表1】 以上の説明から理解できるように、スプレードライヤ法
で生成した粉末から積層膜3を形成している本実施例で
は、ホットプレス前の集電体1に形成されている積層膜
3には溶媒は含まれていない。[Table 1] As can be understood from the above description, in the present embodiment in which the laminated film 3 is formed from the powder generated by the spray dryer method, the solvent is not applied to the laminated film 3 formed on the current collector 1 before hot pressing. Not included.
【0019】また、比較例1として、溶媒を含むスラリ
ー状物から従来方法にしたがって電極を形成した。すな
わち、重量比で、LiCoO2:カーボン:ポリフッ化
ビニリデン=9:1:0.53で秤量した。この場合に
は、固形分を100%としたとき、ポリフッ化ビニリデ
ンの割合は5重量%である。この比較例1では、溶媒と
してN−メチルピロリドン(NMP)を用い、結合剤は
(PVDF/NMP)の割合が8重量%となるように調
整した。これにより電池活物質、結合剤、溶媒(NM
P)を含むスラリー状物が生成された。As Comparative Example 1, an electrode was formed from a slurry containing a solvent according to a conventional method. That is, the weight ratio was LiCoO2: carbon: polyvinylidene fluoride = 9: 1: 0.53. In this case, when the solid content is 100%, the ratio of polyvinylidene fluoride is 5% by weight. In Comparative Example 1, N-methylpyrrolidone (NMP) was used as a solvent, and the binder was adjusted so that the ratio of (PVDF / NMP) was 8% by weight. Thereby, battery active material, binder, solvent (NM
A slurry containing P) was produced.
【0020】そして比較例1では、得られたスラリー状
物を集電体(アルミ箔、平均厚み20μm)に、ペース
ト塗布装置であるコーターにより塗布して積層膜を形成
し、乾燥(80℃で10分間の仮乾燥、200℃で1時
間の本乾燥)後、プレス(プレス圧:130kgf/c
m2、時間:1分間)を行った。上記した仮乾燥は、積
層膜中の溶媒の飛散を主目的とする。本乾燥は積層膜に
おける結合剤であるポリフッ化ビニリデンの溶融を主目
的とする。In Comparative Example 1, the obtained slurry was applied to a current collector (aluminum foil, average thickness: 20 μm) using a coater as a paste application device to form a laminated film, and dried (at 80 ° C.). After temporary drying for 10 minutes and main drying at 200 ° C. for 1 hour), press (press pressure: 130 kgf / c)
m 2 , time: 1 minute). The above-mentioned temporary drying has a main purpose of scattering the solvent in the laminated film. The main purpose of this drying is to melt polyvinylidene fluoride as a binder in the laminated film.
【0021】以上の説明から理解できるように、比較例
1では、集電体に形成された乾燥前の積層膜には溶媒
(NMP)が多量に含まれている。比較例1に係る電極
は、表1に示すように、プレス後の積層膜3の平均膜厚
が66μm、膜密度が2.94gf/cm3 であった。
表1から理解できるように、比較例1と実施例2とを比
較すると、比較例1と実施例2とはプレス圧、積層膜3
の平均膜厚はほぼ等しいものの、比較例1よりも実施例
2の方が積層膜3の膜密度が高い。その理由は、比較例
1では集電体に積層された乾燥前の積層膜には溶媒が含
まれているため、乾燥に伴う溶媒飛散が生じ、これによ
り膜密度が低下していると推察される。As can be understood from the above description, in Comparative Example 1, the laminated film before drying formed on the current collector contains a large amount of the solvent (NMP). As shown in Table 1, the electrode according to Comparative Example 1 had an average film thickness of 66 μm and a film density of 2.94 gf / cm 3 after pressing.
As can be understood from Table 1, when Comparative Example 1 and Example 2 are compared, Comparative Example 1 and Example 2 show that the press
Although the average film thicknesses are almost the same, the film density of the laminated film 3 is higher in Example 2 than in Comparative Example 1. The reason is presumed that in Comparative Example 1, since the solvent was contained in the laminated film before drying laminated on the current collector, the solvent was scattered due to drying, and the film density was lowered. You.
【0022】(比較例2)本発明者は試験的に、比較例
1で得られた電極をホットプレスした。ホットプレス条
件は、200℃で1分間、5分間、10分間とした。す
ると、集電体からの積層膜の脱落が顕著であった。これ
は、溶媒飛散時に介在する空孔と、プレス時に発生した
クラックの影響と推察される。(Comparative Example 2) The inventor hot-pressed the electrode obtained in Comparative Example 1 on a trial basis. The hot pressing conditions were 200 ° C. for 1 minute, 5 minutes, and 10 minutes. Then, the detachment of the laminated film from the current collector was remarkable. This is presumed to be due to the effect of pores interposed at the time of solvent scattering and cracks generated at the time of pressing.
【0023】このため比較例2では、ホットプレスに代
えて、積層膜の内部応力を緩和するために、比較例1で
得られた電極に対して、200℃、30分間の熱処理を
施した。このように熱処理を施したもののホットプレス
が施されていない比較例2に係る電極では、比較例1で
得られた電極をホットプレスした場合に比較して、平均
膜厚は5〜10μm程度厚く、活物質の充填密度の減少
がみられた。For this reason, in Comparative Example 2, the electrode obtained in Comparative Example 1 was subjected to a heat treatment at 200 ° C. for 30 minutes in order to alleviate the internal stress of the laminated film instead of hot pressing. In the electrode according to Comparative Example 2 that has been subjected to the heat treatment but not subjected to hot pressing, the average film thickness is about 5 to 10 μm thicker than when the electrode obtained in Comparative Example 1 is hot pressed. As a result, a decrease in the packing density of the active material was observed.
【0024】(電池セル試験1)上記した実施例2によ
り作成した電極を組み付けて電池セル(以下、単にセル
という)1を形成した。更に比較例1により作成した電
極を組み付けてセル2を形成した。比較例2により作成
した電極を組み付けてセル3を形成した。そしてセル1
〜セル3の電池性能を調査した。すなわち、調査項目は
初期容量(1/3C:充放電2サイクルを実行したとき
の容量)、サイクル特性(1/3C:30サイクルまで
充放電を繰り返した際の容量変化)である。初期容量の
結果を表2に示し、サイクル特性の結果を図3に示す。(Battery Cell Test 1) A battery cell (hereinafter, simply referred to as a cell) 1 was formed by assembling the electrodes prepared in Example 2 described above. Further, a cell 2 was formed by assembling the electrodes prepared in Comparative Example 1. The cell 3 was formed by assembling the electrodes prepared in Comparative Example 2. And cell 1
-Battery performance of cell 3 was investigated. That is, the investigation items are the initial capacity (1 / C: capacity when two cycles of charge and discharge are executed) and cycle characteristics (1 / C: change in capacity when charge and discharge are repeated up to 30 cycles). Table 2 shows the results of the initial capacity, and FIG. 3 shows the results of the cycle characteristics.
【0025】[0025]
【表2】 このような電池セル試験1では、対極には金属リチウム
を用い、電解液には、電解質としてのLiClO4を溶
媒に溶かしたもの(濃度:1mol/リットル)を用
い、溶媒としては、エチレンカーボネート(EC)とジ
エチルカーボネート(DEC)とを、体積比で8:2に
混合したものを用いた。セパレータとしては、ポリエチ
レン(PE)のフィルムを用いた。[Table 2] In such a battery cell test 1, metallic lithium was used for the counter electrode, LiClO 4 as an electrolyte dissolved in a solvent (concentration: 1 mol / l) was used as an electrolytic solution, and ethylene carbonate (ethylene carbonate) was used as a solvent. A mixture of EC) and diethyl carbonate (DEC) at a volume ratio of 8: 2 was used. A polyethylene (PE) film was used as the separator.
【0026】試験結果としては、図3に示すように、初
期容量はセル1〜セル3共にほぼ等しく良好であった
が、サイクル特性はセル1(○印)、セル3(□印)、
セル2(△印)の順で悪くなった。すなわち、実施例
2、比較例2、比較例1の順で悪くなった。この理由と
しては、比較例1、比較例2では、乾燥前の積層膜にお
いて溶媒が含まれているため、乾燥に伴い溶媒が飛散
し、積層膜における内部応力、積層膜3におけるクラッ
クが誘発され、このような内部応力やクラックの存在な
どのため、充放電の繰り返しにより活物質の剥離や脱落
などが誘発され、サイクル特性が劣化したものと考えら
れる。As a result of the test, as shown in FIG. 3, the initial capacity was almost the same in all of the cells 1 to 3 and good, but the cycle characteristics were as follows: cell 1 ((), cell 3 (□),
Cell 2 (marked with △) became worse in order. That is, the results became worse in the order of Example 2, Comparative Example 2, and Comparative Example 1. The reason for this is that, in Comparative Examples 1 and 2, since the solvent is contained in the laminated film before drying, the solvent is scattered with drying, and internal stress in the laminated film and cracks in the laminated film 3 are induced. It is considered that due to such internal stress and existence of cracks, repetition of charge / discharge induced exfoliation and dropping of the active material, and the cycle characteristics were degraded.
【0027】(電池セル試験2)上記した実施例1〜実
施例3で作成した電極をセルにそれぞれ組み込み、セル
A、セルB、セルCとした。そして前記した電池セル試
験1の場合と同様な条件で評価した。初期容量の結果を
表3に示し、サイクル特性の結果を図4に示す。表3、
図4から理解できるように、実施例1〜実施例3共に、
初期容量は共に良好であり、更に、充放電を30サイク
ルを実行しても容量の低下はあまりなかった。すなわ
ち、実施例1〜実施例3では充放電を繰り返してもサイ
クル特性は良好であった。(Battery Cell Test 2) The electrodes prepared in Examples 1 to 3 were incorporated into cells, and cells A, B, and C were obtained. And it evaluated on the same conditions as the case of the above-mentioned battery cell test 1. Table 3 shows the results of the initial capacity, and FIG. 4 shows the results of the cycle characteristics. Table 3,
As can be understood from FIG.
Both the initial capacities were good, and the capacity did not decrease much even after 30 cycles of charging and discharging. That is, in Examples 1 to 3, the cycle characteristics were good even after repeated charging and discharging.
【0028】その理由は、積層膜3において溶媒が含ま
れていないため、溶媒飛散に起因する内部応力、クラッ
クが抑制され、そのため充放電を繰り返したとしても、
活物質の剥離や脱落などが抑制され、サイクル特性が良
好となるものと推察される。更に、ホットプレスにより
ポリフッ化ビニリデンが再溶融されて再配列することに
より、充填密度が高くなったことも起因していると推察
される。The reason is that since no solvent is contained in the laminated film 3, the internal stress and cracks caused by the scattering of the solvent are suppressed, so that even if charging and discharging are repeated,
It is presumed that peeling and falling off of the active material are suppressed and the cycle characteristics are improved. Further, it is presumed that the packing density was increased due to the re-melting and rearrangement of polyvinylidene fluoride by hot pressing.
【0029】[0029]
【表3】 上記した試験結果では、図4から理解できるように、実
施例2の電極を用いたセルBが優れた性能を示してい
た。また実施例3の電極を用いたセルC、実施例1の電
極を用いたセルAは、サイクル特性においてセルBより
も若干の性能ダウンは認められたものの、概ね良好であ
った。[Table 3] In the test results described above, as can be understood from FIG. 4, the cell B using the electrode of Example 2 showed excellent performance. Further, in the cell C using the electrode of Example 3 and the cell A using the electrode of Example 1, although the performance was slightly lower than that of the cell B in the cycle characteristics, it was generally good.
【0030】(他の例)上記した例では、スプレードラ
イヤー法を実行するにあたり、流動性をもつ混合材料と
加熱気体とを噴霧ガン2に供給しているが、これに限ら
ず、熱風が送風される乾燥室を用い、混合材料を粉末化
手段により粉末化すると共に乾燥室に供給することにし
ても良い。この場合には、粉末は熱風と接触して熱風に
より瞬時に乾燥する。スプレードライヤー手段として
は、噴霧ガン2の他に、粉末化手段として機能する高速
回転する回転ディスクや回転ノズルなどを、熱風が供給
される乾燥室に配置する方式を採用することもできる。(Other Examples) In the above-described example, when the spray dryer method is performed, the mixed material having fluidity and the heated gas are supplied to the spray gun 2. However, the present invention is not limited to this. It is also possible to use a drying chamber in which the mixed material is pulverized by the pulverizing means and supply the mixed material to the drying chamber. In this case, the powder comes into contact with hot air and is instantaneously dried by the hot air. In addition to the spray gun 2, a method in which a rotating disk or a rotating nozzle that rotates at a high speed and functions as a powdering means may be disposed in a drying chamber to which hot air is supplied.
【0031】図5に示す例では、集電体1に積層した積
層膜3を型装置4でホットプレスする際に、薄い板体8
を利用し、溶媒を実質的に含まない積層膜3と上型42
の型面42aとの間に板体8を介在させている。このよ
うにすれば、集電体1に積層した積層膜3の膜密度の均
一化に有利である。更に、板体8の表面には非粘着層8
hが形成されているため、ホットプレス後の積層膜3と
上型42との離脱に有利である。In the example shown in FIG. 5, when the laminated film 3 laminated on the current collector 1 is hot-pressed by the mold device 4, the thin plate 8
And the upper film 42 and the laminated film 3 substantially containing no solvent.
The plate body 8 is interposed between the mold body 42a and the mold surface 42a. This is advantageous for making the film density of the laminated film 3 laminated on the current collector 1 uniform. Further, the non-adhesive layer 8
Since h is formed, it is advantageous in separating the laminated film 3 and the upper die 42 after hot pressing.
【0032】上記した例では、リチウムイオン電池の電
極の製造に適用しているが、他の電池の電極の製造に適
用しても良いものである。In the above example, the present invention is applied to the manufacture of an electrode of a lithium ion battery, but may be applied to the manufacture of an electrode of another battery.
【0033】[0033]
【発明の効果】本発明方法によれば、電池活物質と結合
剤とを含む流動性をもつ混合材料をスプレードライヤー
手段により粉末化して粉末を生成する操作と、生成した
粉末を集電体にホットプレス手段により一体成形して電
極を形成する操作とを実施することを特徴とする。According to the method of the present invention, an operation of pulverizing a fluid mixed material containing a battery active material and a binder by a spray drier means to produce a powder, and applying the produced powder to a current collector And forming an electrode by integral molding by hot pressing means.
【0034】このような本発明方法によれば、スプレー
ドライヤー手段により生成された粉末、すなわち、集電
体上の粉末で形成された積層膜には溶媒が含まれていな
いか、実質的に含まれていないため、従来技術とは異な
り、溶媒乾燥に起因するクラックの発生や内部応力の発
生を抑制できる。従って活物質の剥離、脱落を抑制する
のに有利である。よって電極における活物質の均一分布
化に有利であり、ひいては電池電極の性能の向上に有利
である。According to the method of the present invention, the powder produced by the spray dryer means, that is, the laminated film formed of the powder on the current collector contains no or substantially no solvent. Therefore, unlike the related art, the generation of cracks and the generation of internal stress due to the drying of the solvent can be suppressed. Therefore, it is advantageous for suppressing peeling and falling off of the active material. Therefore, it is advantageous for uniform distribution of the active material in the electrode, and is also advantageous for improving the performance of the battery electrode.
【0035】更には集電体に形成した積層膜の厚み変動
を抑制できるため、電極の膜厚コントロールにも有利で
ある。更に本発明方法によれば、乾燥に起因する溶媒飛
散を防止できるため、溶媒を排出するための排気設備の
簡略化や廃止にも有利である。Further, the thickness variation of the laminated film formed on the current collector can be suppressed, which is advantageous for controlling the thickness of the electrode. Further, according to the method of the present invention, since the scattering of the solvent due to the drying can be prevented, it is advantageous for simplifying or eliminating the exhaust equipment for discharging the solvent.
【図1】スプレードライヤー手段により生成した粉末を
集電体に積層する状態を模式的に示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a state in which powder generated by a spray drier is laminated on a current collector.
【図2】集電体に積層して形成した積層膜をホットプレ
スにより加圧加熱する状態を模式的に示す構成図であ
る。FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing a state in which a laminated film formed by laminating on a current collector is heated under pressure by hot pressing.
【図3】充放電特性を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing charge / discharge characteristics.
【図4】充放電特性を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing charge / discharge characteristics.
【図5】他の例に係り、集電体に積層した積層膜をホッ
トプレスにより加圧加熱する状態を模式的に示す構成図
である。FIG. 5 is a configuration diagram schematically showing a state in which a laminated film laminated on a current collector is heated under pressure by a hot press according to another example.
図中、1は集電体、2は噴霧ガン、3は積層膜、4は型
装置を示す。In the figure, 1 is a current collector, 2 is a spray gun, 3 is a laminated film, and 4 is a mold device.
Claims (1)
混合材料をスプレードライヤー手段により粉末化して粉
末を生成する操作と、 生成した粉末を集電体にホットプレス手段により一体成
形して電極を形成する操作とを実施することを特徴とす
る電池電極の製造方法。An operation for pulverizing a fluid mixed material containing a battery active material and a binder by a spray drier means to produce a powder; and forming the produced powder integrally with a current collector by a hot press means. And a step of forming an electrode by performing the method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9312414A JPH11149918A (en) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | Manufacture of battery electrode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP9312414A JPH11149918A (en) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | Manufacture of battery electrode |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11149918A true JPH11149918A (en) | 1999-06-02 |
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ID=18028953
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP9312414A Pending JPH11149918A (en) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | Manufacture of battery electrode |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH11149918A (en) |
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- 1997-11-13 JP JP9312414A patent/JPH11149918A/en active Pending
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