JP2001076712A - 電池用電極ペーストの塗布方法 - Google Patents
電池用電極ペーストの塗布方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スジ欠陥等の発生が少ない表面が平滑な電極
ペーストの集電体への塗布を可能にする電池用電極ペー
ストの塗布方法を提供する。 【解決手段】 バックアップロール10、計量ロール2
0の2本のロールを用いたロールコータ方式の塗布方
法、およびバックアップロール10、アプリケーション
ロール30、計量ロール20の3本のロールを用いたリ
バースロールコータ方式の塗布方法において、計量ロー
ル20を円柱状とし、その計量ロール20をバックアッ
プロール10またはアプリケーションロール30と同方
向に回転させるようにして電極ペースト2を集電体1に
塗布する。
ペーストの集電体への塗布を可能にする電池用電極ペー
ストの塗布方法を提供する。 【解決手段】 バックアップロール10、計量ロール2
0の2本のロールを用いたロールコータ方式の塗布方
法、およびバックアップロール10、アプリケーション
ロール30、計量ロール20の3本のロールを用いたリ
バースロールコータ方式の塗布方法において、計量ロー
ル20を円柱状とし、その計量ロール20をバックアッ
プロール10またはアプリケーションロール30と同方
向に回転させるようにして電極ペースト2を集電体1に
塗布する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池を構成する電
極シートの製造方法であって、活物質を含む電極ペース
トを集電体の表面に塗布する方法に関する。
極シートの製造方法であって、活物質を含む電極ペース
トを集電体の表面に塗布する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電池は様々な分野で広く使用され、近年
では、リチウム二次電池を初めとする高エネルギー密度
の電池が利用されるに至っている。例えば、リチウム二
次電池等は、正極、負極の2つのシート状の電極を、捲
回あるいは積層するという構成を採用している。そし
て、このようなシート状の電極では、活物質、結着剤等
を含む電極合材を金属箔製の集電体の表面に層状に形成
することによって構成されている。
では、リチウム二次電池を初めとする高エネルギー密度
の電池が利用されるに至っている。例えば、リチウム二
次電池等は、正極、負極の2つのシート状の電極を、捲
回あるいは積層するという構成を採用している。そし
て、このようなシート状の電極では、活物質、結着剤等
を含む電極合材を金属箔製の集電体の表面に層状に形成
することによって構成されている。
【0003】シート状の電極(以下、電極シートとい
う)は、一般的に、溶剤(分散媒)を添加することでペ
ースト状にされた電極合材(以下、電極ペーストとい
う)を、帯状の集電体の表面に塗布し、その後乾燥して
溶剤を蒸散させ、必要に応じプレス等により電極合材密
度を高め、さらに適当な大きさに裁断する等といった方
法で作製されている。
う)は、一般的に、溶剤(分散媒)を添加することでペ
ースト状にされた電極合材(以下、電極ペーストとい
う)を、帯状の集電体の表面に塗布し、その後乾燥して
溶剤を蒸散させ、必要に応じプレス等により電極合材密
度を高め、さらに適当な大きさに裁断する等といった方
法で作製されている。
【0004】この電極ペーストの集電体への塗布は、生
産性、電極合材の厚さの均一性等に優れるという理由か
ら、一般に、コータと呼ばれる塗工機を用いて行われい
る。コータは、ロールによって集電体を支持搬送し、支
持された集電体の部分と小さな隙間を隔ててコンマロー
ル、ナイフブレード等を配設し、集電体の搬送方向の手
前側より電極ペーストを供給し、隙間より滲み出る電極
ペーストを集電体の表面に塗布する装置である(図4参
照)。そして、コンマロール、ナイフブレード等は、隙
間の大きさを変更することにより集電体に塗布される電
極ペーストの塗布厚を変更することのできるものであ
り、コータにおいて計量器の役割を果たすものとなって
いる。
産性、電極合材の厚さの均一性等に優れるという理由か
ら、一般に、コータと呼ばれる塗工機を用いて行われい
る。コータは、ロールによって集電体を支持搬送し、支
持された集電体の部分と小さな隙間を隔ててコンマロー
ル、ナイフブレード等を配設し、集電体の搬送方向の手
前側より電極ペーストを供給し、隙間より滲み出る電極
ペーストを集電体の表面に塗布する装置である(図4参
照)。そして、コンマロール、ナイフブレード等は、隙
間の大きさを変更することにより集電体に塗布される電
極ペーストの塗布厚を変更することのできるものであ
り、コータにおいて計量器の役割を果たすものとなって
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のコータを用いて
電極ペーストを塗布する場合、塗布された電極ペースト
の表面に、スジ、ブツ、ダマといった欠陥が発生するこ
とが多かった。これは、電極ペーストが粒子状の活物質
を結着剤等と混合したものであることから、粗粒や凝集
塊を含み、これらが引き起こす欠陥である。このような
粗粒、凝集塊は、塗布前に、フィルター等を用いて除去
しているが、完全に取り除くことはできず、また、凝集
塊に至ってはフィルターを通した後にも発生し得る。し
たがって、フィルターという手段では、上記欠陥の発生
は回避することのできないものとなっていた。
電極ペーストを塗布する場合、塗布された電極ペースト
の表面に、スジ、ブツ、ダマといった欠陥が発生するこ
とが多かった。これは、電極ペーストが粒子状の活物質
を結着剤等と混合したものであることから、粗粒や凝集
塊を含み、これらが引き起こす欠陥である。このような
粗粒、凝集塊は、塗布前に、フィルター等を用いて除去
しているが、完全に取り除くことはできず、また、凝集
塊に至ってはフィルターを通した後にも発生し得る。し
たがって、フィルターという手段では、上記欠陥の発生
は回避することのできないものとなっていた。
【0006】スジ欠陥は、コンマロール、ナイフブレー
ド等と集電体との隙間に、粗粒、凝集塊等が詰まること
によって発生する欠陥であり、電極ペーストを薄く塗布
するために隙間を小さくする場合に、特に多く発生す
る。電池では、出力密度を向上させる等の目的で、電極
合材層を薄くし面積を大きくした電極シートが好まれる
場合がある。したがって、特に、電極ペーストを薄く塗
布する場合、スジ欠陥の発生を抑制することが強く望ま
れる。また薄く塗布する場合には、スジ欠陥ばかりでな
く、粗粒、凝集塊等が隙間に詰まることによって、集電
体の破損にまでつながる危険性をも有していた。
ド等と集電体との隙間に、粗粒、凝集塊等が詰まること
によって発生する欠陥であり、電極ペーストを薄く塗布
するために隙間を小さくする場合に、特に多く発生す
る。電池では、出力密度を向上させる等の目的で、電極
合材層を薄くし面積を大きくした電極シートが好まれる
場合がある。したがって、特に、電極ペーストを薄く塗
布する場合、スジ欠陥の発生を抑制することが強く望ま
れる。また薄く塗布する場合には、スジ欠陥ばかりでな
く、粗粒、凝集塊等が隙間に詰まることによって、集電
体の破損にまでつながる危険性をも有していた。
【0007】本発明者は、計量器の役割を果たす従来の
コンマロール、ナイフブレード等が固定されたものであ
るが故、電極ペースト中に存在する粗粒、凝集粒の隙間
への詰まりおよび隙間の通過が起こり易いという知見を
得た。本発明は、この知見にづくものであり、隙間を構
成する計量器の部分の機能を改善することにより、スジ
等の欠陥の少ない電極ペーストの塗布方法を提供するこ
とを課題としている。
コンマロール、ナイフブレード等が固定されたものであ
るが故、電極ペースト中に存在する粗粒、凝集粒の隙間
への詰まりおよび隙間の通過が起こり易いという知見を
得た。本発明は、この知見にづくものであり、隙間を構
成する計量器の部分の機能を改善することにより、スジ
等の欠陥の少ない電極ペーストの塗布方法を提供するこ
とを課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の電池用電極ペー
ストの塗布方法は、円柱形状をなし、その円柱側面で帯
状の集電体を支持し、回転することで該集電体を搬送す
るバックアップロールと、円柱形状をなし、前記バック
アップロールに支持される前記集電体の部分と隙間を隔
てた状態で該バックアップロールの前記集電体を挟んだ
反対側に該バックアップロールと平行に位置する計量ロ
ールと、前記集電体の部分と前記計量ロールとの前記隙
間の該集電体の搬送方向における手前側に位置し、該集
電体と該計量ロールとに接触する状態で電極ペーストを
貯溜するペースト溜とを備えたロールコータを用い、前
記集電体の部分と前記計量ロールとの前記隙間より滲出
する前記電極ペーストを該集電体の表面に塗布する電池
用電極ペーストの塗布方法であって、前記計量ロール
を、前記バックアップロールの回転方向と同方向に該バ
ックアップロールの周速度より小さな周速度で回転させ
ることを特徴とする。
ストの塗布方法は、円柱形状をなし、その円柱側面で帯
状の集電体を支持し、回転することで該集電体を搬送す
るバックアップロールと、円柱形状をなし、前記バック
アップロールに支持される前記集電体の部分と隙間を隔
てた状態で該バックアップロールの前記集電体を挟んだ
反対側に該バックアップロールと平行に位置する計量ロ
ールと、前記集電体の部分と前記計量ロールとの前記隙
間の該集電体の搬送方向における手前側に位置し、該集
電体と該計量ロールとに接触する状態で電極ペーストを
貯溜するペースト溜とを備えたロールコータを用い、前
記集電体の部分と前記計量ロールとの前記隙間より滲出
する前記電極ペーストを該集電体の表面に塗布する電池
用電極ペーストの塗布方法であって、前記計量ロール
を、前記バックアップロールの回転方向と同方向に該バ
ックアップロールの周速度より小さな周速度で回転させ
ることを特徴とする。
【0009】つまり、本発明の電池用電極ペーストの塗
布方法は、2本の円柱状のロールを用いて行うロールコ
ータ方式の塗布方法に関するもので、隙間を調整するこ
とで塗布厚を変更できる計量ロールを、バックアップロ
ールと同方向つまり集電体の搬送方向と逆の方向となる
ように回転させるものである。ペースト溜に存在する電
極ペーストに、集電体と計量ロールとの隙間から遠ざか
る流れを発生させることで、電極ペーストに含まれる粗
粒、凝集塊を効率よくその隙間から遠ざけ、その隙間を
通過するあるいは隙間に詰まることを効率よく抑制し、
スジ欠陥等の発生が少ない表面が平滑な電極ペーストの
塗布を可能にしている。
布方法は、2本の円柱状のロールを用いて行うロールコ
ータ方式の塗布方法に関するもので、隙間を調整するこ
とで塗布厚を変更できる計量ロールを、バックアップロ
ールと同方向つまり集電体の搬送方向と逆の方向となる
ように回転させるものである。ペースト溜に存在する電
極ペーストに、集電体と計量ロールとの隙間から遠ざか
る流れを発生させることで、電極ペーストに含まれる粗
粒、凝集塊を効率よくその隙間から遠ざけ、その隙間を
通過するあるいは隙間に詰まることを効率よく抑制し、
スジ欠陥等の発生が少ない表面が平滑な電極ペーストの
塗布を可能にしている。
【0010】またもう一つの本発明の電池用電極ペース
トの塗布方法は、円柱形状をなし、その円柱側面で帯状
の集電体を支持し、回転することで該集電体を搬送する
バックアップロールと、円柱形状をなし、前記バックア
ップロールに支持される前記集電体の部分と近接した状
態で該バックアップロールの前記集電体を挟んだ反対側
に該バックアップロールと平行に位置し、該バックアッ
プロールの回転方向と同方向に該バックアップロールの
周速度より小さな周速度で回転するアプリケーションロ
ールと、円柱形状をなし、前記アプリケーションロール
と隙間を隔てた状態で該アプリケーションロールと平行
に位置する計量ロールと、前記アプリケーションロール
と前記計量ロールとの前記隙間の該アプリケーションロ
ールの回転方向における手前側に位置し、該アプリケー
ションロールと該計量ロールとに接触する状態で電極ペ
ーストを貯溜するペースト溜とを備えたリバースロール
コータを用い、前記アプリケーションロールと前記計量
ロールとの前記隙間より滲出する前記電極ペーストを、
該アプリケーションロールの円柱側面の表面に膜状に供
給し、該供給された電極ペーストを、前記集電体の表面
に転写するように塗布する電池用電極ペーストの塗布方
法であって、前記計量ロールを、前記アプリケーション
ロールの回転方向と同方向に該アプリケーションロール
の周速度より小さな周速度で回転させることを特徴とす
る。
トの塗布方法は、円柱形状をなし、その円柱側面で帯状
の集電体を支持し、回転することで該集電体を搬送する
バックアップロールと、円柱形状をなし、前記バックア
ップロールに支持される前記集電体の部分と近接した状
態で該バックアップロールの前記集電体を挟んだ反対側
に該バックアップロールと平行に位置し、該バックアッ
プロールの回転方向と同方向に該バックアップロールの
周速度より小さな周速度で回転するアプリケーションロ
ールと、円柱形状をなし、前記アプリケーションロール
と隙間を隔てた状態で該アプリケーションロールと平行
に位置する計量ロールと、前記アプリケーションロール
と前記計量ロールとの前記隙間の該アプリケーションロ
ールの回転方向における手前側に位置し、該アプリケー
ションロールと該計量ロールとに接触する状態で電極ペ
ーストを貯溜するペースト溜とを備えたリバースロール
コータを用い、前記アプリケーションロールと前記計量
ロールとの前記隙間より滲出する前記電極ペーストを、
該アプリケーションロールの円柱側面の表面に膜状に供
給し、該供給された電極ペーストを、前記集電体の表面
に転写するように塗布する電池用電極ペーストの塗布方
法であって、前記計量ロールを、前記アプリケーション
ロールの回転方向と同方向に該アプリケーションロール
の周速度より小さな周速度で回転させることを特徴とす
る。
【0011】つまり、この態様の本発明の電池用電極ペ
ーストの塗布方法は、3本の円柱状のロールを用いるリ
バースロールコータ方式の塗布方法に関するもので、計
量ロールを、アプリケーションロールと同方向つまり集
電体の搬送方向と逆の方向となるように回転させるもの
である。前記態様の塗布方法と同様、ペースト溜に存在
する電極ペーストに、アプリケーションロールと計量ロ
ールとの隙間から遠ざかる流れを発生させることで、前
記塗布方法と同様に良好な表面状態の電極ペーストの塗
布を可能にしている。
ーストの塗布方法は、3本の円柱状のロールを用いるリ
バースロールコータ方式の塗布方法に関するもので、計
量ロールを、アプリケーションロールと同方向つまり集
電体の搬送方向と逆の方向となるように回転させるもの
である。前記態様の塗布方法と同様、ペースト溜に存在
する電極ペーストに、アプリケーションロールと計量ロ
ールとの隙間から遠ざかる流れを発生させることで、前
記塗布方法と同様に良好な表面状態の電極ペーストの塗
布を可能にしている。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の電池用電極ペー
ストの塗布方法の実施形態について、図面をも参照しつ
つ、詳細に説明する。説明は、まず、本塗布方法が適用
できる電池の1つであるリチウム二次電池の場合の集電
体、電極ペースト等について行い、次いで、2本のロー
ルを用いるロールコータ方式の塗布方法、3本のロール
を用いるリバースロール方式の塗布方法、他の応用例に
ついてそれぞれ行う。
ストの塗布方法の実施形態について、図面をも参照しつ
つ、詳細に説明する。説明は、まず、本塗布方法が適用
できる電池の1つであるリチウム二次電池の場合の集電
体、電極ペースト等について行い、次いで、2本のロー
ルを用いるロールコータ方式の塗布方法、3本のロール
を用いるリバースロール方式の塗布方法、他の応用例に
ついてそれぞれ行う。
【0013】〈リチウム二次電池の場合の集電体、電極
ペースト等〉本発明の塗布方法が適用できる電極の1つ
の例示として、リチウム二次電池の電極を取り上げ、そ
の集電体および電極ペーストについて説明する。ただ
し、本発明の塗布方法は、その適用対象をリチウム二次
電池の電極に限定するわけでなく、箔状または板状の集
電体を有し、その集電体の表面に電極合材を層状あるい
は膜状に形成する形式の電極であれば、いかなる電池の
電極であっても適用できる。
ペースト等〉本発明の塗布方法が適用できる電極の1つ
の例示として、リチウム二次電池の電極を取り上げ、そ
の集電体および電極ペーストについて説明する。ただ
し、本発明の塗布方法は、その適用対象をリチウム二次
電池の電極に限定するわけでなく、箔状または板状の集
電体を有し、その集電体の表面に電極合材を層状あるい
は膜状に形成する形式の電極であれば、いかなる電池の
電極であっても適用できる。
【0014】リチウム二次電池の正極には、電気化学的
安定性を考慮し、集電体として、アルミニウム箔等を用
いる。集電体にアルミニウム箔を用いる場合、その厚さ
は、15〜20μmを用いるのが一般的である。その大
きさは、電極の面積、コータの性能等に応じて任意のも
のとすることができる。
安定性を考慮し、集電体として、アルミニウム箔等を用
いる。集電体にアルミニウム箔を用いる場合、その厚さ
は、15〜20μmを用いるのが一般的である。その大
きさは、電極の面積、コータの性能等に応じて任意のも
のとすることができる。
【0015】正極集電体の表面に形成する正極合材は、
粒子状の活物質および導電材と、これらを結着する結着
剤からなる。正極活物質には、LiCoO2、LiNi
O2、LiMn2O4等の粒子粉末を用いることができ
る。導電材としては、黒鉛、カーボンブラック、アセチ
レンブラック等の炭素質の粉末粒子を用いることができ
る。結着剤としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポ
リフッ化ビニリデン、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、ポ
リプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂等を用い
ることができる。活物質の粒子径は、平均粒径で5〜3
0μmのものを用いるのが一般的であり、本発明の塗布
方法についてもこれに従えばよい。なお、導電材の粒子
は、活物質粒子より小さいものを用いるのが望ましく、
一次粒子が凝集した二次粒子の平均粒径において5〜2
0μmのものを用いればよい。
粒子状の活物質および導電材と、これらを結着する結着
剤からなる。正極活物質には、LiCoO2、LiNi
O2、LiMn2O4等の粒子粉末を用いることができ
る。導電材としては、黒鉛、カーボンブラック、アセチ
レンブラック等の炭素質の粉末粒子を用いることができ
る。結着剤としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポ
リフッ化ビニリデン、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、ポ
リプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂等を用い
ることができる。活物質の粒子径は、平均粒径で5〜3
0μmのものを用いるのが一般的であり、本発明の塗布
方法についてもこれに従えばよい。なお、導電材の粒子
は、活物質粒子より小さいものを用いるのが望ましく、
一次粒子が凝集した二次粒子の平均粒径において5〜2
0μmのものを用いればよい。
【0016】正極の形成は、上記正極合材をペースト状
のものとし、その正極ペーストを後述する本発明の塗布
方法により上記正極集電体の表面に塗布することによっ
て行う。正極ペーストは、ボールミル、媒体攪拌ミル等
を用いて、活物質と導電材と溶剤で希釈した結着剤とを
充分に混練し、活物質粒子、導電材粒子を結着剤中に均
一に分散させることによって調整する。溶剤としては、
N−メチル−2−ピロリドン等の有機溶剤を用いること
ができる。
のものとし、その正極ペーストを後述する本発明の塗布
方法により上記正極集電体の表面に塗布することによっ
て行う。正極ペーストは、ボールミル、媒体攪拌ミル等
を用いて、活物質と導電材と溶剤で希釈した結着剤とを
充分に混練し、活物質粒子、導電材粒子を結着剤中に均
一に分散させることによって調整する。溶剤としては、
N−メチル−2−ピロリドン等の有機溶剤を用いること
ができる。
【0017】正極ペーストの粘度は、E型粘度計を用
い、回転円盤の回転速度を0.5rpmとする条件で測
定した場合、8000〜15000mPa・sとするの
がよい。厚く塗布する場合には比較的高い粘度となるよ
うに、薄く塗布する場合には比較的低い粘度となるよう
に調整すればよい。なお、粘度調整は、溶剤の添加量を
調節すればよい。
い、回転円盤の回転速度を0.5rpmとする条件で測
定した場合、8000〜15000mPa・sとするの
がよい。厚く塗布する場合には比較的高い粘度となるよ
うに、薄く塗布する場合には比較的低い粘度となるよう
に調整すればよい。なお、粘度調整は、溶剤の添加量を
調節すればよい。
【0018】リチウム二次電池の中でも、負極に炭素物
質を用いるいわゆるリチウムイオン二次電池等の場合
は、負極の形成も正極同様に行うことができる。その場
合集電体として、銅箔等を用いる。集電体に銅箔を用い
る場合、その厚さは、10〜20μmを用いるのが一般
的である。
質を用いるいわゆるリチウムイオン二次電池等の場合
は、負極の形成も正極同様に行うことができる。その場
合集電体として、銅箔等を用いる。集電体に銅箔を用い
る場合、その厚さは、10〜20μmを用いるのが一般
的である。
【0019】負極集電体の表面に形成する負極合材は、
粒子状の活物質、これを結着する結着剤からなる。負極
活物質には、天然あるいは人造の黒鉛、コークス、難黒
鉛化性非晶質炭素等の炭素物質の粒子粉末を用いること
ができる。結着剤としては、正極の場合と同様、ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、フッ素
ゴム等の含フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン
等の熱可塑性樹脂等を用いることができる。負極活物質
の粒子径は、平均粒径で10〜30μmのものを用いる
のが一般的であり、本発明の塗布方法についてもこれに
従えばよい。
粒子状の活物質、これを結着する結着剤からなる。負極
活物質には、天然あるいは人造の黒鉛、コークス、難黒
鉛化性非晶質炭素等の炭素物質の粒子粉末を用いること
ができる。結着剤としては、正極の場合と同様、ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、フッ素
ゴム等の含フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン
等の熱可塑性樹脂等を用いることができる。負極活物質
の粒子径は、平均粒径で10〜30μmのものを用いる
のが一般的であり、本発明の塗布方法についてもこれに
従えばよい。
【0020】負極の形成は、正極の場合と同様、上記負
極合材をペースト状のものとし、その負極ペーストを後
述する本発明の塗布方法により上記負極集電体の表面に
塗布することによって行う。負極ペーストは、媒体攪拌
ミル等を用いて、活物質と溶剤で希釈した結着剤とを充
分に混練し、活物質粒子を結着剤中に均一に分散させる
ことによって調整する。溶剤としては、やはり、N−メ
チル−2−ピロリドン等の有機溶剤を用いることができ
る。
極合材をペースト状のものとし、その負極ペーストを後
述する本発明の塗布方法により上記負極集電体の表面に
塗布することによって行う。負極ペーストは、媒体攪拌
ミル等を用いて、活物質と溶剤で希釈した結着剤とを充
分に混練し、活物質粒子を結着剤中に均一に分散させる
ことによって調整する。溶剤としては、やはり、N−メ
チル−2−ピロリドン等の有機溶剤を用いることができ
る。
【0021】負極ペーストの粘度は、正極ペーストの場
合と同様に、E型粘度計を用い、回転円盤の回転速度を
0.5rpmとする条件で測定した場合、8000〜1
2000mPa・sとするのがよい。正極の場合と同
様、厚く塗布する場合には比較的高い粘度となるよう
に、薄く塗布する場合には比較的低い粘度となるように
調整すればよい。
合と同様に、E型粘度計を用い、回転円盤の回転速度を
0.5rpmとする条件で測定した場合、8000〜1
2000mPa・sとするのがよい。正極の場合と同
様、厚く塗布する場合には比較的高い粘度となるよう
に、薄く塗布する場合には比較的低い粘度となるように
調整すればよい。
【0022】〈ロールコータ方式の塗布方法〉上記の電
極ペーストを上記集電体表面に塗布する場合の本発明の
塗布方法の内、2本のロールを用いたロール方式の塗布
方法について説明する。図1に、本発明の塗布方法を実
現できるロール方式のコータ(塗布装置)を、模式的に
示す。また、図2に、図1に示すコータの断面を示す。
極ペーストを上記集電体表面に塗布する場合の本発明の
塗布方法の内、2本のロールを用いたロール方式の塗布
方法について説明する。図1に、本発明の塗布方法を実
現できるロール方式のコータ(塗布装置)を、模式的に
示す。また、図2に、図1に示すコータの断面を示す。
【0023】図示したコータは、円柱形状をなし、その
円柱側面11で帯状の集電体1を支持し、回転すること
で集電体1を搬送するバックアップロール10と、円柱
形状をなし、バックアップロール10に支持される集電
体1の部分と隙間を隔てた状態でバックアップロール1
0の集電体1を挟んだ反対側にバックアップロール10
と平行に位置する計量ロール20と、集電体1の部分と
計量ロール20との隙間25の集電体1の搬送方向にお
ける手前側に位置し、集電体1と計量ロール20とに接
触する状態で電極ペースト2を貯溜するペースト溜40
とを備えてなる。そして、計量ロール20は、バックア
ップロール10の回転方向と同方向にバックアップロー
ル10の周速度より小さな周速度で回転している。な
お、両ロールの周速度比を適正なものとするには同期制
御するのが望ましいため、図示したコータでは、計量ロ
ール20とバックアップロール10とを同期制御してい
る。
円柱側面11で帯状の集電体1を支持し、回転すること
で集電体1を搬送するバックアップロール10と、円柱
形状をなし、バックアップロール10に支持される集電
体1の部分と隙間を隔てた状態でバックアップロール1
0の集電体1を挟んだ反対側にバックアップロール10
と平行に位置する計量ロール20と、集電体1の部分と
計量ロール20との隙間25の集電体1の搬送方向にお
ける手前側に位置し、集電体1と計量ロール20とに接
触する状態で電極ペースト2を貯溜するペースト溜40
とを備えてなる。そして、計量ロール20は、バックア
ップロール10の回転方向と同方向にバックアップロー
ル10の周速度より小さな周速度で回転している。な
お、両ロールの周速度比を適正なものとするには同期制
御するのが望ましいため、図示したコータでは、計量ロ
ール20とバックアップロール10とを同期制御してい
る。
【0024】集電体1は、その長手方向の端部がそれぞ
れ図示していない巻出しロール、巻取りロールにつなが
っており、テンションをかけられながら、巻出しロー
ル、巻取りロール、バックアップロール10の回転駆動
力によって、張られた状態で搬送される。また、電極ペ
ースト2のペースト溜40への供給は、図示していない
ポンプによって行われ、供給路の途中にはフィルターが
設置され、著しい粗粒、凝集粒はフィルターによって取
り除かれる。
れ図示していない巻出しロール、巻取りロールにつなが
っており、テンションをかけられながら、巻出しロー
ル、巻取りロール、バックアップロール10の回転駆動
力によって、張られた状態で搬送される。また、電極ペ
ースト2のペースト溜40への供給は、図示していない
ポンプによって行われ、供給路の途中にはフィルターが
設置され、著しい粗粒、凝集粒はフィルターによって取
り除かれる。
【0025】隙間25からは、電極ペースト2が滲出す
るようになっており、集電体1が搬送されることによ
り、電極ペースト2が集電体1の表面に塗布される。表
現を変えれば、集電体1は、ペースト溜40の中を電極
ペースト2に接触する状態で搬送され、ペースト溜40
からの出口である隙間25を通過することで、その表面
に付着した電極ペースト2は隙間25の大きさに応じた
所定の厚さの層状のものとされる。
るようになっており、集電体1が搬送されることによ
り、電極ペースト2が集電体1の表面に塗布される。表
現を変えれば、集電体1は、ペースト溜40の中を電極
ペースト2に接触する状態で搬送され、ペースト溜40
からの出口である隙間25を通過することで、その表面
に付着した電極ペースト2は隙間25の大きさに応じた
所定の厚さの層状のものとされる。
【0026】なお、ペースト溜40と通ずる隙間25の
長さは、集電体1の幅に応じて調整することができ、集
電体1の全幅にわたって電極ペースト20を塗布するこ
とができるようになっている。さらに、ペースト溜40
の上方の位置には、計量ロール20の円柱表面21に当
接する状態でペースト掻取ブレード50(図1では省
略)が設けられており、計量ロール20に付着した電極
ペースト2が、その回転により、隙間25を通過したつ
まり塗布後の電極ペースト2の表面に重なって付着する
ことを防止している。
長さは、集電体1の幅に応じて調整することができ、集
電体1の全幅にわたって電極ペースト20を塗布するこ
とができるようになっている。さらに、ペースト溜40
の上方の位置には、計量ロール20の円柱表面21に当
接する状態でペースト掻取ブレード50(図1では省
略)が設けられており、計量ロール20に付着した電極
ペースト2が、その回転により、隙間25を通過したつ
まり塗布後の電極ペースト2の表面に重なって付着する
ことを防止している。
【0027】ペースト溜40の中の電極ペースト2は、
集電体1の移動および計量ロール20の回転によって、
図2に示す矢印の方向に流れを生じている。この電極ペ
ースト2の流れの作用によって、粗粒および凝集粒が隙
間25を通過することおよび隙間25へ詰まろうとする
ことを阻害される。したがって、隙間25を通過して集
電体1の表面に塗布された電極ペースト2は、粗粒およ
び凝集粒の存在によるブツ、ダマ等の欠陥の少ない、ま
た、目詰まりによるスジ等の欠陥の少ない、表面状態の
良好なものとなる。特に、電極合材層を薄く形成させた
い場合は、隙間25を小さくして塗布しなければならな
いが、粗粒等を含む電池用ペーストでは、この場合に隙
間25への目詰まりの問題は深刻となる。したがって、
本発明の塗布方法は、電極合材を薄く形成させたい場合
に、特に有効な技術となる。
集電体1の移動および計量ロール20の回転によって、
図2に示す矢印の方向に流れを生じている。この電極ペ
ースト2の流れの作用によって、粗粒および凝集粒が隙
間25を通過することおよび隙間25へ詰まろうとする
ことを阻害される。したがって、隙間25を通過して集
電体1の表面に塗布された電極ペースト2は、粗粒およ
び凝集粒の存在によるブツ、ダマ等の欠陥の少ない、ま
た、目詰まりによるスジ等の欠陥の少ない、表面状態の
良好なものとなる。特に、電極合材層を薄く形成させた
い場合は、隙間25を小さくして塗布しなければならな
いが、粗粒等を含む電池用ペーストでは、この場合に隙
間25への目詰まりの問題は深刻となる。したがって、
本発明の塗布方法は、電極合材を薄く形成させたい場合
に、特に有効な技術となる。
【0028】ここで、電極合材を薄く形成させるとは、
塗布直後の電極ペーストの塗布厚のみを意味するもので
はない。電極ペーストは溶剤を含み溶剤の蒸散によって
塗布された厚さは変化する。通常は、上記隙間の大きさ
を小さくすれば形成される電極合材層の厚さが薄くなる
が、隙間量と合材層の厚さは、直線的な関係とはならな
い。なお、乾燥後プレス等によって、合材密度を高める
ことを考慮すれば、電極合材層を薄く形成するために
は、単位面積当たりの溶剤を除く電極合材量(目付量)
を小さくすることが望ましい。
塗布直後の電極ペーストの塗布厚のみを意味するもので
はない。電極ペーストは溶剤を含み溶剤の蒸散によって
塗布された厚さは変化する。通常は、上記隙間の大きさ
を小さくすれば形成される電極合材層の厚さが薄くなる
が、隙間量と合材層の厚さは、直線的な関係とはならな
い。なお、乾燥後プレス等によって、合材密度を高める
ことを考慮すれば、電極合材層を薄く形成するために
は、単位面積当たりの溶剤を除く電極合材量(目付量)
を小さくすることが望ましい。
【0029】ロールコータ方式の装置を用いて塗布を行
う場合、計量ロールの直径は、バックアップロールの直
径とほぼ同じかまたはより小さくすることが望ましい。
これは、計量ロールの直径が大きすぎると、隙間25に
おいて、狭い隙間部分の距離が長くなり過ぎ、隙間25
の最小隙間間隔部の手前で粗粒物等が目詰まりを起こす
可能性が増すからである。
う場合、計量ロールの直径は、バックアップロールの直
径とほぼ同じかまたはより小さくすることが望ましい。
これは、計量ロールの直径が大きすぎると、隙間25に
おいて、狭い隙間部分の距離が長くなり過ぎ、隙間25
の最小隙間間隔部の手前で粗粒物等が目詰まりを起こす
可能性が増すからである。
【0030】また、計量ロールの周速度は、バックアッ
プロールの周速度の1/2以下とするのが望ましい。こ
れは計量ロールの周速度が大きすぎると、粗粒物等が隙
間25を通過する可能性が増すからである。なお実験に
よって見出したことであるが、計量ロールの周速度をバ
ックアップロールの周速度に対して0.3〜0.45と
することが、塗布された電極ペーストの表面状態をより
良好なものとする点でより望ましい。
プロールの周速度の1/2以下とするのが望ましい。こ
れは計量ロールの周速度が大きすぎると、粗粒物等が隙
間25を通過する可能性が増すからである。なお実験に
よって見出したことであるが、計量ロールの周速度をバ
ックアップロールの周速度に対して0.3〜0.45と
することが、塗布された電極ペーストの表面状態をより
良好なものとする点でより望ましい。
【0031】集電体表面への電極ペーストの塗布厚は、
前述した計量ロールとバックアップロールに支持された
集電体の部分との隙間の大きさを変えることで、任意の
ものとすることができる。リチウム二次電池の場合、電
極ペーストを50〜70μmの厚さ(乾燥後の厚さ)で
塗布する。その場合、電極ペーストの粘度等によっても
異なるものとなるが、隙間の大きさを100〜140μ
mとすればよい。
前述した計量ロールとバックアップロールに支持された
集電体の部分との隙間の大きさを変えることで、任意の
ものとすることができる。リチウム二次電池の場合、電
極ペーストを50〜70μmの厚さ(乾燥後の厚さ)で
塗布する。その場合、電極ペーストの粘度等によっても
異なるものとなるが、隙間の大きさを100〜140μ
mとすればよい。
【0032】集電体に塗布された電極ペーストは、乾燥
炉に搬送され、含んでいる溶剤が蒸散させられることに
より、その厚さを減少し、集電体に緊密に結着させられ
る。さらに、必要に応じ、ロールプレス等により圧縮し
て電極合材密度を高め、電池所定の寸法に裁断されてシ
ート状の電極が完成する。
炉に搬送され、含んでいる溶剤が蒸散させられることに
より、その厚さを減少し、集電体に緊密に結着させられ
る。さらに、必要に応じ、ロールプレス等により圧縮し
て電極合材密度を高め、電池所定の寸法に裁断されてシ
ート状の電極が完成する。
【0033】〈リバースロール方式の塗布方法〉前記の
電極ペーストを前記集電体表面に塗布する場合の本発明
の塗布方法の内、3本のロールを用いたリバースロール
方式の塗布方法について説明する。図3に、本発明の塗
布方法を実現できるリバースロール方式のコータを、模
式的に示す。
電極ペーストを前記集電体表面に塗布する場合の本発明
の塗布方法の内、3本のロールを用いたリバースロール
方式の塗布方法について説明する。図3に、本発明の塗
布方法を実現できるリバースロール方式のコータを、模
式的に示す。
【0034】図示したコータは、円柱形状をなし、その
円柱側面11で帯状の集電体1を支持し、回転すること
で集電体1を搬送するバックアップロール10と、円柱
形状をなし、バックアップロール10に支持される集電
体1の部分と近接した状態でバックアップロール10の
集電体1を挟んだ反対側にバックアップロール10と平
行に位置し、バックアップロール10の回転方向と同方
向にバックアップロール10の周速度より小さな周速度
で回転するアプリケーションロール30と、円柱形状を
なし、アプリケーションロール30と隙間25を隔てた
状態でアプリケーションロール30と平行に位置する計
量ロール20と、アプリケーションロール30と計量ロ
ールとの隙間25のアプリケーションロール30の回転
方向における手前側に位置し、アプリケーションロール
30と計量ロール20とに接触する状態で電極ペースト
2を貯溜するペースト溜40とを備えてなる。そして、
計量ロール20は、アプリケーションロール30の回転
方向と同方向にアプリケーションロール30の周速度よ
り小さな周速度で回転している。なお、両ロールの周速
度比を適正なものとするには同期制御するのが望ましい
ため、図示したコータでは、計量ロール20とアプリケ
ーションロール30とを同期制御している。
円柱側面11で帯状の集電体1を支持し、回転すること
で集電体1を搬送するバックアップロール10と、円柱
形状をなし、バックアップロール10に支持される集電
体1の部分と近接した状態でバックアップロール10の
集電体1を挟んだ反対側にバックアップロール10と平
行に位置し、バックアップロール10の回転方向と同方
向にバックアップロール10の周速度より小さな周速度
で回転するアプリケーションロール30と、円柱形状を
なし、アプリケーションロール30と隙間25を隔てた
状態でアプリケーションロール30と平行に位置する計
量ロール20と、アプリケーションロール30と計量ロ
ールとの隙間25のアプリケーションロール30の回転
方向における手前側に位置し、アプリケーションロール
30と計量ロール20とに接触する状態で電極ペースト
2を貯溜するペースト溜40とを備えてなる。そして、
計量ロール20は、アプリケーションロール30の回転
方向と同方向にアプリケーションロール30の周速度よ
り小さな周速度で回転している。なお、両ロールの周速
度比を適正なものとするには同期制御するのが望ましい
ため、図示したコータでは、計量ロール20とアプリケ
ーションロール30とを同期制御している。
【0035】集電体1と図示していない巻出しロールお
よび巻取りロールとの関係、電極ペースト2のペースト
溜40への供給等については、上記ロールコータの場合
と同様である。
よび巻取りロールとの関係、電極ペースト2のペースト
溜40への供給等については、上記ロールコータの場合
と同様である。
【0036】隙間25からは、電極ペースト2が滲出す
るようになっており、アプリケーションロール30が回
転することにより、電極ペースト2がアプリケーション
ロール30の円柱側面31に膜状に供給される。表現を
変えれば、アプリケーションロール30の円柱側面31
は、ペースト溜40の中を電極ペースト2に接触する状
態で移動し、ペースト溜40からの出口である隙間25
を通過することで、その円柱側面31に付着した電極ペ
ースト2は隙間25の大きさに応じた所定の厚さの層状
のものとされる。次いで、アプリケーションロール30
に供給された電極ペースト2は、バックアップロール1
0に支持された集電体1の部分と近接する箇所で、集電
体1の表面に転写されられるように塗布される。
るようになっており、アプリケーションロール30が回
転することにより、電極ペースト2がアプリケーション
ロール30の円柱側面31に膜状に供給される。表現を
変えれば、アプリケーションロール30の円柱側面31
は、ペースト溜40の中を電極ペースト2に接触する状
態で移動し、ペースト溜40からの出口である隙間25
を通過することで、その円柱側面31に付着した電極ペ
ースト2は隙間25の大きさに応じた所定の厚さの層状
のものとされる。次いで、アプリケーションロール30
に供給された電極ペースト2は、バックアップロール1
0に支持された集電体1の部分と近接する箇所で、集電
体1の表面に転写されられるように塗布される。
【0037】隙間25のの長さは、上記ロールコータの
場合と同様、集電体1の全幅にわたってと不可能なよう
な長さとなっている。さらに、上記ロールコータの場合
と同様、ペースト溜40の上方の位置には、計量ロール
20の円柱表面21に当接する状態でペースト掻取ブレ
ードが設けられており、また、図示していないが、アプ
リケーションロール30の背部には、アプリケーション
ロールの円柱側面31に当接し、転写されずに残った電
極ペースト2を取り除くためのもう一つのペースト掻取
ブレードが設けられている。
場合と同様、集電体1の全幅にわたってと不可能なよう
な長さとなっている。さらに、上記ロールコータの場合
と同様、ペースト溜40の上方の位置には、計量ロール
20の円柱表面21に当接する状態でペースト掻取ブレ
ードが設けられており、また、図示していないが、アプ
リケーションロール30の背部には、アプリケーション
ロールの円柱側面31に当接し、転写されずに残った電
極ペースト2を取り除くためのもう一つのペースト掻取
ブレードが設けられている。
【0038】アプリケーションロール30および計量ロ
ール20の回転によるペースト溜40の中の電極ペース
ト2の流れは、図2に示す上記ロールコータの場合と同
様な状態となり、粗粒および凝集粒が隙間25を通過す
ることおよび隙間25へ詰まろうとすることを阻害して
いる。したがって、隙間25を通過してアプリケーショ
ンロール30の円柱側面31に供給された電極ペースト
2は、粗粒および凝集粒が殆ど存在せず、また、目詰ま
りによるスジも殆ど生じず、転写されて集電体1の表面
に塗布される電極ペーストの表面状態も良好なものとな
る。
ール20の回転によるペースト溜40の中の電極ペース
ト2の流れは、図2に示す上記ロールコータの場合と同
様な状態となり、粗粒および凝集粒が隙間25を通過す
ることおよび隙間25へ詰まろうとすることを阻害して
いる。したがって、隙間25を通過してアプリケーショ
ンロール30の円柱側面31に供給された電極ペースト
2は、粗粒および凝集粒が殆ど存在せず、また、目詰ま
りによるスジも殆ど生じず、転写されて集電体1の表面
に塗布される電極ペーストの表面状態も良好なものとな
る。
【0039】リバースロールコータ方式の装置を用いて
塗布を行う場合、上記ロールコータ方式の場合と同様の
理由から、計量ロールの直径は、アプリケーションロー
ルの直径とほぼ同じかまたはより小さくすることが望ま
しい。なお、バックアップロールは、アプリケーション
ロールの略同径とするのが望ましい。
塗布を行う場合、上記ロールコータ方式の場合と同様の
理由から、計量ロールの直径は、アプリケーションロー
ルの直径とほぼ同じかまたはより小さくすることが望ま
しい。なお、バックアップロールは、アプリケーション
ロールの略同径とするのが望ましい。
【0040】また、上記ロールコータ方式の場合と同様
の理由から、計量ロールの周速度は、アプリケーション
ロールの周速度の1/2以下とするのが望ましく、計量
ロールの周速度をアプリケーションロールの周速度に対
して0.3〜0.45とすることがより望ましい。
の理由から、計量ロールの周速度は、アプリケーション
ロールの周速度の1/2以下とするのが望ましく、計量
ロールの周速度をアプリケーションロールの周速度に対
して0.3〜0.45とすることがより望ましい。
【0041】集電体表面への電極ペーストの塗布厚と、
計量ロールとアプリケーションロールとの隙間の関係に
ついては、上記ロールコータ方式の場合と同様である。
バックアップロールに支持される集電体とアプリケーシ
ョンロールは近接させるが、その間隔は、スムーズな転
写を行うため、限りなく0に近づけるのがよい。集電体
および塗布された電極ペーストは、上記ロールコータ方
式の場合と同様の工程に供され、シート状の電極が完成
させられる。
計量ロールとアプリケーションロールとの隙間の関係に
ついては、上記ロールコータ方式の場合と同様である。
バックアップロールに支持される集電体とアプリケーシ
ョンロールは近接させるが、その間隔は、スムーズな転
写を行うため、限りなく0に近づけるのがよい。集電体
および塗布された電極ペーストは、上記ロールコータ方
式の場合と同様の工程に供され、シート状の電極が完成
させられる。
【0042】〈その他の応用例〉本発明は、円柱状の計
量ロールを有し、その計量ロールをバックアップロール
またはアプリケーションロールの回転方法と同方向に回
転させることにより、粗粒および凝集粒の集電体への塗
布を抑制するものであるが、この計量ロールの作用を逆
手にとって興味ある実施形態とすることもできる。この
実施形態とは、計量ロールを間欠的に回転させるもので
ある。
量ロールを有し、その計量ロールをバックアップロール
またはアプリケーションロールの回転方法と同方向に回
転させることにより、粗粒および凝集粒の集電体への塗
布を抑制するものであるが、この計量ロールの作用を逆
手にとって興味ある実施形態とすることもできる。この
実施形態とは、計量ロールを間欠的に回転させるもので
ある。
【0043】計量ロールをバックアップロールまたはア
プリケーションロールと同方向に回転させる期間と、回
転させないあるいは逆転させる期間とを設けることによ
り、集電体に塗布される電極ペーストは、間欠的に粗粒
および凝集粒を含んだ区間、または、間欠的にスジが形
成される区間有するものとなる。電極シートの表面の一
部を荒らすことにより、例えば、過充電時等に電極表面
で発生するガスの通路が確保できることとなり、電極体
内部に発生するガスの電極体外部への放出を容易なもの
とし、安全性に優れた電池となる。
プリケーションロールと同方向に回転させる期間と、回
転させないあるいは逆転させる期間とを設けることによ
り、集電体に塗布される電極ペーストは、間欠的に粗粒
および凝集粒を含んだ区間、または、間欠的にスジが形
成される区間有するものとなる。電極シートの表面の一
部を荒らすことにより、例えば、過充電時等に電極表面
で発生するガスの通路が確保できることとなり、電極体
内部に発生するガスの電極体外部への放出を容易なもの
とし、安全性に優れた電池となる。
【0044】また、図2に示すように、コータは、計量
ロール20に当接するペースト掻取ブレード50を備え
ている。このペースト掻取ブレード50の計量ロール2
0への当接を解除すれば、粗粒および凝集粒を含んだ電
極ペースト2は、隙間25を通過せずに、計量ロール2
0の回転によって、隙間25を通過した電極ペースト2
のさらに表面に付着させられることになる。このよう
に、粗粒および凝集粒を隙間25を通過させずに集電体
表面に塗布できることは、粗粒および凝集粒の目詰まり
を起こすことなく、粗粒、凝集粒をも効率よく塗布する
ことができ、歩留りのよい電極ペーストの塗布を可能と
する。
ロール20に当接するペースト掻取ブレード50を備え
ている。このペースト掻取ブレード50の計量ロール2
0への当接を解除すれば、粗粒および凝集粒を含んだ電
極ペースト2は、隙間25を通過せずに、計量ロール2
0の回転によって、隙間25を通過した電極ペースト2
のさらに表面に付着させられることになる。このよう
に、粗粒および凝集粒を隙間25を通過させずに集電体
表面に塗布できることは、粗粒および凝集粒の目詰まり
を起こすことなく、粗粒、凝集粒をも効率よく塗布する
ことができ、歩留りのよい電極ペーストの塗布を可能と
する。
【0045】さらに、ペースト掻取ブレード50と計量
ロール20との隙間を徐々に大きくしていくことによ
り、電極合材の厚さが徐々に大きくなるような電極シー
トを作製することもでき、また、ペースト掻取ブレード
50を計量ロール20に間欠的に当接させることによ
り、間欠的に電極合材の厚さが変化する電極シートを作
製することもできる。
ロール20との隙間を徐々に大きくしていくことによ
り、電極合材の厚さが徐々に大きくなるような電極シー
トを作製することもでき、また、ペースト掻取ブレード
50を計量ロール20に間欠的に当接させることによ
り、間欠的に電極合材の厚さが変化する電極シートを作
製することもできる。
【0046】
【実施例】上記実施形態に基づき、実際にロールコータ
を用いて電極ペーストの塗布を行った。これを実施例と
して以下に掲げる。また、計量ロールを回転させないで
行った電極ペーストの塗布および従来からのコンマロー
ルを用いて行った電極ペーストの塗布を比較例として掲
げ、それぞれの塗布された電極ペーストの乾燥後の表面
状態を比較することにより、本発明の塗布方法を評価し
た。
を用いて電極ペーストの塗布を行った。これを実施例と
して以下に掲げる。また、計量ロールを回転させないで
行った電極ペーストの塗布および従来からのコンマロー
ルを用いて行った電極ペーストの塗布を比較例として掲
げ、それぞれの塗布された電極ペーストの乾燥後の表面
状態を比較することにより、本発明の塗布方法を評価し
た。
【0047】〈実施例1〉電極ペーストとしてリチウム
イオン二次電池用の負極ペーストを用いた。この電極ペ
ーストは、活物質に平均粒径25μmの黒鉛化メソフェ
ーズ小球体(MCMB)を、結着剤としてポリフッ化ビ
ニリデン(PVDF)を、溶剤としてN−メチル−2−
ピロリドン(NMP)をそれぞれ用い、二軸混練機で充
分に混練して調整した。なお、MCMBとPVDFとの
混合比は重量で92:8とし、ペーストの粘度が112
00mPa・sとなるようにNMPを添加して調整した
ものである。集電体には、10μmの厚さで、幅200
mmの銅箔を用いた。
イオン二次電池用の負極ペーストを用いた。この電極ペ
ーストは、活物質に平均粒径25μmの黒鉛化メソフェ
ーズ小球体(MCMB)を、結着剤としてポリフッ化ビ
ニリデン(PVDF)を、溶剤としてN−メチル−2−
ピロリドン(NMP)をそれぞれ用い、二軸混練機で充
分に混練して調整した。なお、MCMBとPVDFとの
混合比は重量で92:8とし、ペーストの粘度が112
00mPa・sとなるようにNMPを添加して調整した
ものである。集電体には、10μmの厚さで、幅200
mmの銅箔を用いた。
【0048】コータは、図1および図2に示す形式のも
ので、直径120mmφの鋼製のバックアップロール
と、直径90mmφの鋼製の計量ロールとを有するもの
を用いた。バックアップロールの周速度を3m/mi
n、計量ロールの周速度を1m/minとし、計量ロー
ルのバックアップロールに対する周速度比を0.33と
した。バックアップロールに支持された集電体の部分と
計量ロールとの隙間を、それぞれ123μm、100μ
m、30μmとして3種類の塗布を行った。
ので、直径120mmφの鋼製のバックアップロール
と、直径90mmφの鋼製の計量ロールとを有するもの
を用いた。バックアップロールの周速度を3m/mi
n、計量ロールの周速度を1m/minとし、計量ロー
ルのバックアップロールに対する周速度比を0.33と
した。バックアップロールに支持された集電体の部分と
計量ロールとの隙間を、それぞれ123μm、100μ
m、30μmとして3種類の塗布を行った。
【0049】〈実施例2〉電極ペーストおよび集電体、
ロールコータは実施例1の場合と同様のものを用いた。
バックアップロールの周速度を3m/min、計量ロー
ルの周速度を1.3m/minとし、計量ロールのバッ
クアップロールに対する周速度比を0.43とした。バ
ックアップロールに支持された集電体の部分と計量ロー
ルとの隙間を123μmとして電極ペーストの塗布を行
った。
ロールコータは実施例1の場合と同様のものを用いた。
バックアップロールの周速度を3m/min、計量ロー
ルの周速度を1.3m/minとし、計量ロールのバッ
クアップロールに対する周速度比を0.43とした。バ
ックアップロールに支持された集電体の部分と計量ロー
ルとの隙間を123μmとして電極ペーストの塗布を行
った。
【0050】〈実施例3〉電極ペーストおよび集電体、
ロールコータは実施例1の場合と同様のものを用いた。
バックアップロールの周速度を3m/min、計量ロー
ルの周速度を0.3m/minとし、計量ロールのバッ
クアップロールに対する周速度比を0.1とした。バッ
クアップロールに支持された集電体の部分と計量ロール
との隙間を123μmとして電極ペーストの塗布を行っ
た。
ロールコータは実施例1の場合と同様のものを用いた。
バックアップロールの周速度を3m/min、計量ロー
ルの周速度を0.3m/minとし、計量ロールのバッ
クアップロールに対する周速度比を0.1とした。バッ
クアップロールに支持された集電体の部分と計量ロール
との隙間を123μmとして電極ペーストの塗布を行っ
た。
【0051】〈比較例1〉実施例1の場合と同様のロー
ルコータを用いた塗布であるが、計量ロールを回転させ
ずに行った。電極ペーストおよび集電体については実施
例1のものと同様とした。バックアップロールに支持さ
れた集電体の部分と計量ロールとの隙間を123μmと
して電極ペーストの塗布を行った。
ルコータを用いた塗布であるが、計量ロールを回転させ
ずに行った。電極ペーストおよび集電体については実施
例1のものと同様とした。バックアップロールに支持さ
れた集電体の部分と計量ロールとの隙間を123μmと
して電極ペーストの塗布を行った。
【0052】〈比較例2〉円柱状の計量ロールに代え、
従来から用いられているコンマロールを用いたコータ
(図4(b)参照)にて電極ペーストの塗布を行った。コ
ンマロールは回転をしない。またコンマロールは、その
外径が実施例1の場合の計量ロールと同様に90mmφ
のものを用いた。バックアップロールに支持された集電
体の部分とコンマロールとの隙間を、それぞれ80μ
m、60μmとして電極ペーストの塗布を行った。
従来から用いられているコンマロールを用いたコータ
(図4(b)参照)にて電極ペーストの塗布を行った。コ
ンマロールは回転をしない。またコンマロールは、その
外径が実施例1の場合の計量ロールと同様に90mmφ
のものを用いた。バックアップロールに支持された集電
体の部分とコンマロールとの隙間を、それぞれ80μ
m、60μmとして電極ペーストの塗布を行った。
【0053】〈評価〉実施例、比較例のそれぞれの電極
ペースト塗布結果を、下記表1に示す。結果として、表
1には、それぞれ、コータの種類、バックアップロール
の周速度に対する計量ロールの周速度比、隙間の大き
さ、塗布乾燥後の電極合材層の厚さ、単位面積当たりの
電極合材量(目付量)、電極合材層密度、電極合材表面
の状態、および判定について掲げた。
ペースト塗布結果を、下記表1に示す。結果として、表
1には、それぞれ、コータの種類、バックアップロール
の周速度に対する計量ロールの周速度比、隙間の大き
さ、塗布乾燥後の電極合材層の厚さ、単位面積当たりの
電極合材量(目付量)、電極合材層密度、電極合材表面
の状態、および判定について掲げた。
【0054】
【表1】
【0055】上記表1から明らかなように、計量ロール
を回転させて行うロールコータ方式の塗布を行った実施
例は、いずれの場合もスジ欠陥が発生せず、比較的良好
な塗布面となることが判る。
を回転させて行うロールコータ方式の塗布を行った実施
例は、いずれの場合もスジ欠陥が発生せず、比較的良好
な塗布面となることが判る。
【0056】ただし、バックアップロールの周速度に対
する計量ロールの周速度比を0.1とした実施例3の場
合は、塗布面の一部に波打ちを生じた。これは、計量ロ
ールの周速度が小さいため、両ロールの回転のアンバラ
ンスの影響を受けたためと考えられる。このことから、
計量ロールの周速度は、バックアップロールの周速度の
0.3〜0.45とするのがより適切であることが確認
できる。
する計量ロールの周速度比を0.1とした実施例3の場
合は、塗布面の一部に波打ちを生じた。これは、計量ロ
ールの周速度が小さいため、両ロールの回転のアンバラ
ンスの影響を受けたためと考えられる。このことから、
計量ロールの周速度は、バックアップロールの周速度の
0.3〜0.45とするのがより適切であることが確認
できる。
【0057】これに対して、計量ロールを回転させてい
ない比較例1の場合は、スジ状の欠陥を生じた。したが
って、このことから、計量ロールの回転作用は、必須で
あることが確認できる。
ない比較例1の場合は、スジ状の欠陥を生じた。したが
って、このことから、計量ロールの回転作用は、必須で
あることが確認できる。
【0058】コンマロールを用いて行った比較例2の場
合は、合材層厚が薄く、目付量が小さいときには、スジ
欠陥が生じている。したがって、コンマロールは、電極
合材層を薄く形成しようとする場合、目付量が小さくな
るように塗布する場合には、適さない塗布方法であるこ
とが確認できる。
合は、合材層厚が薄く、目付量が小さいときには、スジ
欠陥が生じている。したがって、コンマロールは、電極
合材層を薄く形成しようとする場合、目付量が小さくな
るように塗布する場合には、適さない塗布方法であるこ
とが確認できる。
【0059】
【発明の効果】本発明の電池用電極ペーストの塗布方法
は、2本のロールを用いたロールコータ方式の塗布方
法、および3本のロールを用いたリバースロールコータ
方式の塗布方法において、計量ロールを円柱状とし、そ
の計量ロールをバックアップロールまたはアプリケーシ
ョンロールと同方向に回転させるようにして電極ペース
トを塗布するものである。
は、2本のロールを用いたロールコータ方式の塗布方
法、および3本のロールを用いたリバースロールコータ
方式の塗布方法において、計量ロールを円柱状とし、そ
の計量ロールをバックアップロールまたはアプリケーシ
ョンロールと同方向に回転させるようにして電極ペース
トを塗布するものである。
【0060】このような方式を採用することにより、本
発明の塗布方法は、電極合材層を薄く形成する場合であ
っても、電極ペーストに含まれる粗粒および凝集塊が計
量ロールと集電体あるいはアプリケーションロールとの
隙間を通過することおよび隙間に詰まることを効率よく
抑制し、スジ欠陥等の発生が少ない表面が平滑な電極ペ
ーストの塗布を可能にしている。
発明の塗布方法は、電極合材層を薄く形成する場合であ
っても、電極ペーストに含まれる粗粒および凝集塊が計
量ロールと集電体あるいはアプリケーションロールとの
隙間を通過することおよび隙間に詰まることを効率よく
抑制し、スジ欠陥等の発生が少ない表面が平滑な電極ペ
ーストの塗布を可能にしている。
【図1】 計量ロール、バックアップロールの2本のロ
ールを使用する本発明のロールコータ方式の塗布方法に
よって、電極ペーストが集電体の表面に塗布される様子
を示す。
ールを使用する本発明のロールコータ方式の塗布方法に
よって、電極ペーストが集電体の表面に塗布される様子
を示す。
【図2】 図1に示す塗布の様子を断面にて示す。
【図3】 計量ロール、アプリケーションロール、バッ
クアップロールの3本のロールを使用する本発明のリバ
ースロールコータ方式の塗布方法によって、電極ペース
トが集電体の表面に塗布される様子を示す。
クアップロールの3本のロールを使用する本発明のリバ
ースロールコータ方式の塗布方法によって、電極ペース
トが集電体の表面に塗布される様子を示す。
【図4】 従来からのナイフブレード、コンマロールを
用いた電極ペーストの塗布の方式を示す。
用いた電極ペーストの塗布の方式を示す。
1:集電体 2:電極ペースト 10:バックアップロール 11:円柱側面 20:計量ロール 21:円柱側面 25:隙間 30:アプリケーションロール 31:円柱側面 40:ペースト溜 50:ナイフブレード 60:コンマロール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河合 泰明 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 正木 英之 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 井上 俊彦 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 安達 紀和 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 4D075 AC26 AC28 AC29 AC34 AC94 DA03 DC19 EA31 4F040 AA02 AB05 AC01 BA24 CB16 CB21 CB26 CB33 5H014 AA04 BB05 BB08 BB17 CC01 HH00 HH06
Claims (4)
- 【請求項1】 円柱形状をなし、その円柱側面で帯状の
集電体を支持し、回転することで該集電体を搬送するバ
ックアップロールと、 円柱形状をなし、前記バックアップロールに支持される
前記集電体の部分と隙間を隔てた状態で該バックアップ
ロールの前記集電体を挟んだ反対側に該バックアップロ
ールと平行に位置する計量ロールと、 前記集電体の部分と前記計量ロールとの前記隙間の該集
電体の搬送方向における手前側に位置し、該集電体と該
計量ロールとに接触する状態で電極ペーストを貯溜する
ペースト溜とを備えたロールコータを用い、 前記集電体の部分と前記計量ロールとの前記隙間より滲
出する前記電極ペーストを該集電体の表面に塗布する電
池用電極ペーストの塗布方法であって、 前記計量ロールを、前記バックアップロールの回転方向
と同方向に該バックアップロールの周速度より小さな周
速度で回転させることを特徴とする電池用電極ペースト
の塗布方法。 - 【請求項2】 前記計量ロールは、前記バックアップロ
ールと略同径かあるいは該バックアップロールよりも小
径であり、前記計量ロールの周速度は、前記バックアッ
プロールの周速度の1/2以下である請求項1に記載の
電池用電極ペーストの塗布方法。 - 【請求項3】 円柱形状をなし、その円柱側面で帯状の
集電体を支持し、回転することで該集電体を搬送するバ
ックアップロールと、 円柱形状をなし、前記バックアップロールに支持される
前記集電体の部分と近接した状態で該バックアップロー
ルの前記集電体を挟んだ反対側に該バックアップロール
と平行に位置し、該バックアップロールの回転方向と同
方向に該バックアップロールの周速度より小さな周速度
で回転するアプリケーションロールと、 円柱形状をなし、前記アプリケーションロールと隙間を
隔てた状態で該アプリケーションロールと平行に位置す
る計量ロールと、 前記アプリケーションロールと前記計量ロールとの前記
隙間の該アプリケーションロールの回転方向における手
前側に位置し、該アプリケーションロールと該計量ロー
ルとに接触する状態で電極ペーストを貯溜するペースト
溜とを備えたリバースロールコータを用い、 前記アプリケーションロールと前記計量ロールとの前記
隙間より滲出する前記電極ペーストを、該アプリケーシ
ョンロールの円柱側面の表面に膜状に供給し、 該供給された電極ペーストを、前記集電体の表面に転写
するように塗布する電池用電極ペーストの塗布方法であ
って、 前記計量ロールを、前記アプリケーションロールの回転
方向と同方向に該アプリケーションロールの周速度より
小さな周速度で回転させることを特徴とする電池用電極
ペーストの塗布方法。 - 【請求項4】 前記計量ロールは、前記アプリケーショ
ンロールと略同径かあるいは該アプリケーションロール
よりも小径であり、前記計量ロールの周速度は、前記ア
プリケーションロールの周速度の1/2以下である請求
項3に記載の電池用電極ペーストの塗布方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25139799A JP2001076712A (ja) | 1999-09-06 | 1999-09-06 | 電池用電極ペーストの塗布方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25139799A JP2001076712A (ja) | 1999-09-06 | 1999-09-06 | 電池用電極ペーストの塗布方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001076712A true JP2001076712A (ja) | 2001-03-23 |
Family
ID=17222246
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25139799A Pending JP2001076712A (ja) | 1999-09-06 | 1999-09-06 | 電池用電極ペーストの塗布方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001076712A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004097970A2 (en) * | 2003-05-02 | 2004-11-11 | Avestor Limited Partnership | Current collector coating and method for applying same |
JP2009172540A (ja) * | 2008-01-25 | 2009-08-06 | Fdk Corp | 電極塗工方法及び装置、電極製造方法 |
WO2014050835A1 (ja) * | 2012-09-25 | 2014-04-03 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池用粉体供給装置および電極体の製造装置 |
JP2014133194A (ja) * | 2013-01-09 | 2014-07-24 | Panasonic Corp | 塗膜物の製造方法、塗膜物、非水系二次電池負極板、非水系二次電池、および移動体 |
JP2014165156A (ja) * | 2013-02-28 | 2014-09-08 | Panasonic Corp | 非水電解液二次電池、および非水電解液二次電池の負極板の製造方法 |
JP2016219343A (ja) * | 2015-05-25 | 2016-12-22 | トヨタ自動車株式会社 | 電極の製造方法 |
JP2017010614A (ja) * | 2015-06-16 | 2017-01-12 | トヨタ自動車株式会社 | 電極の製造方法および製造装置 |
JP2017147039A (ja) * | 2016-02-15 | 2017-08-24 | トヨタ自動車株式会社 | 電極板の製造方法 |
JPWO2020067379A1 (ja) * | 2018-09-28 | 2021-02-15 | 積水化学工業株式会社 | リチウムイオン二次電池用電極、及びリチウムイオン二次電池 |
-
1999
- 1999-09-06 JP JP25139799A patent/JP2001076712A/ja active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2014165156A (ja) * | 2013-02-28 | 2014-09-08 | Panasonic Corp | 非水電解液二次電池、および非水電解液二次電池の負極板の製造方法 |
JP2016219343A (ja) * | 2015-05-25 | 2016-12-22 | トヨタ自動車株式会社 | 電極の製造方法 |
JP2017010614A (ja) * | 2015-06-16 | 2017-01-12 | トヨタ自動車株式会社 | 電極の製造方法および製造装置 |
JP2017147039A (ja) * | 2016-02-15 | 2017-08-24 | トヨタ自動車株式会社 | 電極板の製造方法 |
JPWO2020067379A1 (ja) * | 2018-09-28 | 2021-02-15 | 積水化学工業株式会社 | リチウムイオン二次電池用電極、及びリチウムイオン二次電池 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040518 |