JP2001222992A

JP2001222992A - 電極構造体、電池及び電気二重層キャパシタの製造方法

Info

Publication number: JP2001222992A
Application number: JP2000032279A
Authority: JP
Inventors: Takaya Sato; 佐藤貴哉; Tatsuo Shimizu; 清水達夫
Original assignee: Itochu Corp; Nisshinbo Industries Inc; Nisshin Spinning Co Ltd
Current assignee: Itochu Corp; Nisshinbo Holdings Inc
Priority date: 2000-02-09
Filing date: 2000-02-09
Publication date: 2001-08-17
Also published as: US20040058239A1; EP1143543A2; EP1143543A3

Abstract

(57)【要約】【目的】付着性がよく、抵抗が低い電極層を集電材面
に形成すること。【構成】電極材料１１とバインダー１７と溶剤を含む
混合物３１を集電材１３面に塗布し、塗布された混合物
３１に赤外線５２を照射して溶剤１９を蒸発させ、、集
電材面に電極層１８を形成する電極構造体１、これを用
いた電池及び電気二重層キャパシタの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電極構造体、それを用
いた電池や電気二重層キャパシタの製造に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、電極構造体を製造する場合、電極
材料、粉状導電物質、バインダー及び溶剤を含む混合物
を集電材面に塗布し、塗布された混合物に熱風加熱装置
により熱風を当てて溶剤を蒸発させ、混合物を乾燥さ
せ、集電材の表面に電極層を付着させて電極構造体を製
造していた。しかし、電極層が集電材から剥離し易く、
また、電極層の抵抗が低くならなかった。この熱風加熱
装置は、例えば図１１のように、集電材ｇに塗布された
電極層ｈからなる電極構造体をコンベアｄにより筐体ｃ
内に移動し、熱風吹出口ｂから電極層ｈに向けて熱風ｆ
を吹き付け、電極層ｈに含まれる溶剤を蒸発させる。熱
風は、溶剤を筐体の出口ｅを通して外部へ移送される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】＜イ＞本発明は、集電
材への付着性のよい電極層を有する電極構造体を製造す
ることを目的とする。＜ロ＞また、本発明は、抵抗が低い電極層を有する電極
構造体を製造することを目的とする。＜ハ＞また、本発明は、付着性がよく、抵抗が低い電極
層の電極構造体を備えた電池や電気二重層キャパシタを
製造することを目的とする。

【０００４】

【問題を解決するための手段】本発明は、電極材料とバ
インダーと溶剤を含む混合物を集電材に塗布し、塗布さ
れた混合物に赤外線を照射して溶剤を蒸発させ、、集電
材に電極層を形成する電極構造体の製造方法、又は、イ
オン導電性ポリマーで被着した電極材料と溶剤を含む混
合物を集電材に塗布し、塗布された混合物に赤外線を照
射して溶剤を蒸発させ、、集電材に電極層を形成する電
極構造体の製造方法、又は、前記電極構造体の製造方法
において、混合物に粉状導電物質を含めることを特徴と
する電極構造体の製造方法、又は、粉状電極活物質、粉
状導電物質、バインダー及び溶剤を含む混合物を集電材
に塗布し、塗布された混合物に赤外線を照射して溶剤を
蒸発させ、、集電材に電極層を形成して電極構造体を製
造し、電極構造体を電極とする電池の製造方法、又は、
イオン導電性ポリマーで被着した粉状電極活物質、粉状
導電物質及び溶剤を含む混合物を集電材に塗布し、塗布
された混合物に赤外線を照射して溶剤を蒸発させ、、集
電材に電極層を形成して電極構造体を製造し、電極構造
体を電極とする電池の製造方法、又は、高表面積材料、
バインダー及び溶剤を含む混合物を集電材に塗布し、塗
布された混合物に赤外線を照射して溶剤を蒸発させ、、
集電材に電極層を形成して電極構造体を製造し、電極構
造体を電極とする電気二重層キャパシタの製造方法、又
は、イオン導電性ポリマーで被着した高表面積材料、粉
状導電物質及び溶剤を含む混合物を集電材に塗布し、塗
布された混合物に赤外線を照射して溶剤を蒸発させ、、
集電材に電極層を形成して電極構造体を製造し、電極構
造体を電極とする電気二重層キャパシタの製造方法にあ
る。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。

【０００６】＜イ＞電極構造体電極構造体は、電解質を電極間に介在させた電気部品の
電極に使用するものである。電気部品が電池の場合、電
極構造体は、電解質のイオンとの間で電気の受け渡しが
できるものである。電気部品が電気二重層キャパシタの
場合、電極構造体は、表面積の大きな高表面積材料と電
解質との間で電気二重層を形成するものである。

【０００７】図１に幾つかの電極構造体の例を示す。図
１（Ａ）は、電池の正電極として使用するものであり、
集電材１３の面に電極材料１１である粉状電極活物質と
粉状導電物質１４とバインダー１７からなる電極層１８
が付着した電極構造物１である。粉状電極活物質とし
て、例えばＬｉＣｏＯ₂が使用される。図１（Ｂ）は、
図１（Ａ）の電極材料１１をイオン導電性ポリマー１２
で被着したものである。イオン導電性ポリマー１２がバ
インダーの機能も有している。図１（Ｃ）は、電池の負
電極として使用するものであり、集電材１３の面に電極
材料１１である粉状電極活物質とバインダー１７からな
る電極層１８が付着した電極構造物１である。粉状電極
活物質として、例えば黒鉛粉末が使用される。図１
（Ｄ）は、図１（Ｃ）の電極材料をイオン導電性ポリマ
ー１２で被着したものである。イオン導電性ポリマーが
バインダーの機能も有している。図１（Ｅ）は、電極二
重層キャパシタの電極として使用するものであり、集電
材１３の面に電極材料１１である高表面積材料とバイン
ダー１７からなる電極層１８が付着した電極構造物１で
ある。高表面積材料として、例えば活性炭素が使用され
る。図１（Ｆ）は、図１（Ｅ）の粉状活性炭をイオン導
電性ポリマー１２で被着したものである。イオン導電性
ポリマーがバインダーの機能も有している。なお、電極
材料１１をイオン導電性ポリマー１２で被着している場
合、イオン導電性ポリマーがバインダーとして作用す
る。なお、イオン導電性ポリマーで被着した電極材料
は、後で詳述する。

【０００８】＜ロ＞電極構造体の製造方法図２は、電極構造体の製造方法の例を示すものである。
電極構造体１は、電極材料１１、粉状導電物質１４、バ
インダー１７と溶剤１９を混合器３で混合してスラリー
化して混合物３１とする。混合物３１は、集電材１３の
表面に薄く塗布される。塗布する手段は、ドクターナイ
フアプリケータなどがある。塗布した混合物から溶剤を
蒸発させ、乾燥させて、電極層１８として集電材１３に
付着させて製造する。ここで、溶剤を蒸発させ、乾燥さ
せる際、集電材に塗布した混合物３１に、熱風を当てる
のではなく、赤外線照射装置により赤外線５２を照射し
て行う。

【０００９】赤外線照射装置５は、例えば図３のよう
に、集電材１３に塗布された電極層１８を筐体５４内に
コンベア５８で移動し、赤外線発生器５１で発生された
赤外線５２を照射する。筐体５４と赤外線発生器５１と
の間に赤外線を透過する赤外線透過隔壁５３を配置す
る。また、赤外線透過隔壁５３は、蒸発した気体の種類
や濃度などにって赤外線発生器５１に問題が生じない場
合などでは、配置しない。電極層１８から蒸発した溶剤
１９は、赤外線透過隔壁５３により赤外線発生器５１と
は遮断されている。筐体５４内に充満した溶剤１９は、
濃度が高くなると濃度平衡に到り、蒸発が制限されるの
で、ファン５６により筐体５４内から溶剤回収器５５へ
吸引され、回収される。その際、筐体５４内の気圧が外
気圧と釣り合うために外気５７が筐体５４内ヘ供給され
るが、この外気５７は、送風により溶剤１９を蒸発させ
るためのものではなく、溶剤の濃度平衡を乱す程度でよ
く、流速は、筐体５４の大きさにも依存するが、例えば
０．５ｍ／分以下で良い。なお、電極層１８が集電材１
３の両面に塗布された場合、赤外線は、電極構造体１の
両面から照射するとよい。

【００１０】赤外線は、可視光に近い近赤外線から中赤
外線更に電波に近い遠赤外線まで含むが、混合物を空気
からの熱の伝搬で熱するのではなく、空気を殆ど介さず
に遠隔的に混合物を熱することができれば、どの様な赤
外線を使用してもよい。遠赤外線は、近赤外線よりも混
合物の内部に透過する率が高いので、内部を熱すること
が出来る。

【００１１】溶剤１９を蒸発させ、混合物３１を乾燥さ
せる手段として赤外線を使用すると、混合物３１が乾燥
してできた電極層１８が集電材１１に良く付着し、しか
も、電極層１８の抵抗が低くなった。その理由につい
て、図４に示すように一応推測することができる。図４
は、集電材１２に被着した混合物の溶剤１９を蒸発させ
た際の混合物３１内の状態を強調して示したものであ
り、図４（Ａ）は、熱風ｆを混合物３１に当ててバイン
ダーが混合した溶剤３２を蒸発させた従来の方法を示し
ており、図４（Ｂ）は、赤外線５２を混合物３１に当て
てバインダーが混合した溶剤３２を蒸発させた本発明の
方法を示している。

【００１２】従来の図４（Ａ）の場合、溶剤の蒸発のメ
カニズムは以下のように考えられる。まず、熱風ｆを混
合物表面に当てると、混合物３１の表面付近が熱風で急
速に暖められ、表面付近の溶剤が活発に蒸発すると共に
熱風ｆによって飛び去る。それにより、表面付近の溶剤
が急激に蒸発し、それを補うように混合物内部や集電極
付近の溶剤が表面付近に移動する。その際、溶剤に混合
していたバインダーや粉状導電物質が溶剤と共に混合物
３１の表面付近へ運ばれる。その結果、混合物の集電材
側のバインダーや粉状導電物質の濃度が薄くなる。それ
により、電極層が集電材１３から剥離し易くなり、ま
た、集電材付近の比抵抗が高くなり、電極層全体の抵抗
が高まる。

【００１３】それに対して、本発明の図４（Ｂ）の場
合、溶剤の蒸発のメカニズムは以下のように考えられ
る。まず、赤外線５２を混合物表面に照射すると、赤外
線５２は、混合物内部まで透過し、混合物全体を熱す
る。それと共に、熱風を吹き付けないので、溶剤は、混
合物の表面から徐々に蒸発する。そのため、バインダー
や粉状導電物質１４の濃度は、全体に均一となる。その
結果、混合物３１が乾燥して出来た電極層において、集
電材付近のバインダー濃度が薄くならないため、電極層
が集電材１３に良く付着する。また、集電材付近の粉状
導電物質濃度も薄くならないため、電極層全体の抵抗が
低くなる。

【００１４】＜ハ＞集電材集電材１３は、電気を通しやすい物質であればよく、電
気部品に応じて、形状や材料が選ばれ、一例としてアル
ミや銅などの導電物質を板状、箔又はメッシュ状に形成
される。板状体や箔の集電材の場合、電気部品の構造に
応じて片面又は両面が使用される。

【００１５】集電材１３に密着した電極層１８は、集電
材に押しつけて更に密着させると良い。密着するには、
例えば、図１０のような密着装置４で行う。圧力ローラ
４１の間に混合物を塗布した集電材からなる電極構造物
１を挟み、バックアップローラ４２に圧力装置４３で圧
力を付与して回転することにより、電極層を集電材に密
着することができる。

【００１６】＜ニ＞電池電池は、図１（Ａ）又は図１（Ｂ）の電極構造体を正電
極にし、図１（Ｃ）又は図１（Ｄ）の電極構造体を負電
極にし、これらの間に電解物質を配置した構成となる。
図１（Ｂ）の電極構造体を正電極とし、図１（Ｄ）の電
極構造体を負電極とした電池の例を図５に示す。図５
（Ａ）は電解物質が電解液１６の場合であり、電極間に
セパレータ１５を配置する。図５（Ｂ）は電解物質が固
体のイオン導電性ポリマー１２の場合を示している。セ
パレータ１５は、一対の電極構造体１を分離するために
配置し、電解物質が固体などでも必要に応じて使用され
る。

【００１７】＜ホ＞電気二重層キャパシタ電気二重層キャパシタは、図１（Ｅ）の電極構造体を１
対の電極とし、又は図１（Ｆ）の電極構造体を１対の電
極とし、これらの間に電解物質を配置した構成となる。
図１（Ｅ）の電極構造体を用いた電気二重層キャパシタ
を図６（Ａ）で示し、図１（Ｆ）の電極構造体を用いた
電気二重層キャパシタを図６（Ｂ）で示す。図６（Ａ）
は電解物質が電解液１６の場合であり、電極間にセパレ
ータ１５を配置する。図６（Ｂ）は電解物質が固体のイ
オン導電性ポリマー１２の場合を示している。セパレー
タ１５は、一対の電極構造体１を分離するために配置
し、電解物質が固体などでも必要に応じて使用される。

【００１８】以下に、電極構造体の実施例を説明する。

【００１９】＜イ＞電極構造体の試料の製造８種類の電極構造体の試料１〜８について、赤外線加熱
と従来の熱風加熱の２種類の加熱方法で乾燥させ、それ
らの剥離強度とインピーダンスを測定した。各試料の電
極材料、粉状導電物質、バインダー、溶剤の材料及び割
合は、表１に示す。試料の測定は、剥離強度とインピー
ダンスを測定した。その結果を、表２に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】試料１〜６は、キャパシタ用電極であり、
電極材料としてフェノール由来活性炭（関西化学（株）
製）に粉状導電物質としてカーボンブラックを添加し、
混合器を用いて、乾式混合を行った。また、試料７〜８
は、電池の正極用の電極であり、電極材料としてＬｉＣ
ｏＯ₂に粉状導電物質としてカーボンブラックを添加
し、混合器を用いて、乾式混合を行った。その後、試料
１〜８とも、バインダーを添加し混合を行った。更に、
所定の溶剤を加えて混合を行った。混合した後、ドクタ
ーナイファプリケータにより集電体に塗布した。試料を
赤外線又は熱風で乾燥させた。

【００２３】赤外線照射装置は、遠赤外線セラミックパ
ネルヒーターＰＨ−１００、ｉＰＨ１００Ｃ（坂口電熱
株式会社製）を使用した。全ての試料の赤外線の乾燥条
件は、３０Ｖ、１時間であった。

【００２４】熱風加熱装置は、図１１のような装置を用
い、熱風吹出口から混合物の表面に熱風を当てる。熱風
は、８０〜２００℃程度の温度で１５〜２５ｍ／分程度
の流速に制御される。

【００２５】試料１から６までは電極材料に活性炭を使
用した。試料７では電極材料にＬｉＣｏＯ₂を、バイン
ダーにＰＶＤＦを使用した。試料８では電極材料にＬｉ
ＣｏＯ₂を、バインダーにポリマーＡ２を使用し、イオ
ン導電性ポリマーで被着した。試料１から４までは粉状
導電物質のカーボンブラックを含めず、試料５から８ま
では濃度の差はあるがカーボンブラックを含めている。
バインダーは、ポリマーＡ１、ポリマーＡ２、テフロン
パウダー、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）を使用し
た。ポリマーＡ１及びポリマーＡ２は、イオン導電性ポ
リマー原料であり、表３及び表４に示す。溶剤は、ＮＭ
Ｐ（Ｎメチルピロリドン）を主に使用し、実施例７のみ
ＭＥＫ（メチルエチルケトン）も使用した。

【００２６】

【表３】

【００２７】

【表４】

【００２８】＜ロ＞電極構造体の試料の測定結果剥離強度の測定方法は、集電材の表面に作製された電極
層にセロテープを貼り付け、引き剥がすことにより、電
極層がセロテープに付着して集電材から剥離する。この
剥離量により剥離強度をランク付けすることができる。
図７は、電極層がセロテープに付着した状態（写真から
起こした図）を示している。図７（Ａ）は電極層の上層
部のほんの一部が薄く剥がれた状態を描いた図（黒い部
分が電極層の剥がれた部分）であり、ランクａとする。
図７（Ｂ）は電極層の中層部から薄く剥がれた状態を描
いた図（黒い部分が電極層の剥がれた部分）であり、ラ
ンクｂとする。図７（Ｃ）は電極層が集電材から完全に
剥離した状態を描いた図（黒い部分が電極層の剥がれた
部分）であり、ランクｃとする。

【００２９】インピーダンス測定法は、集電体の上に形
成した電極を、直径２ｃｍ、厚さ５mmの銅板に挟み、上
下より４．５ｋｇ／ｃｍ２の圧力で押さえ、交流１０Ｋ
Ｈｚの抵抗値をインピーダンスアナライザを使用して測
定した。

【００３０】同一の試料番号で赤外線加熱と熱風加熱の
試料を対比すると、何れの試料においても、剥離強度
は、赤外線照射をした方が１ランクか２ランク程度、剥
離強度が強かった。また、インピーダンスも、赤外線照
射をした方がインピーダンスが小さく、抵抗が小さいこ
とを示している。

【００３１】以下に、イオン導電性ポリマーで被着する
電極材料について説明する。

【００３２】＜イ＞イオン導電性ポリマーで被着し電極
構造体図１では、粉状電極活物質１１がＬｉＣｏＯ₂のように
結合粒からなる粒子の形状を有し、イオン導電性ポリマ
ー１２で被着する過程を示している。被着するとは、イ
オン導電性ポリマー１２と粉状電極活物質１１全表面と
の間でイオンが十分に移動できるように接している状態
であり、イオン導電性ポリマー１２が粉状電極活物質１
１の表面に被着して、イオン導電性ポリマー１２で覆う
ことである。粉状電極活物質１１は粒子が細かいほど活
性となるが、イオン導電性ポリマー１２で被着すること
により活性を抑え、安定にすることができる。被着した
イオン導電性ポリマー１２の層は厚いと、導電率が小さ
くなり、集電効率が悪くなるので薄く形成するとよい。
なお、イオン導電性ポリマーで被着し電極構造体に関す
る発明は、本出願人が先に出願している発明（特願平１
１−２６２５０１号、特願平１１−２６２５０２号）に
記載されている。

【００３３】なお、粉状電極活物質１１や粉状導電物質
１４などの粉状とは、細かい粒状の物質を言う。又は、
多数の物質が集合した状態を云う。場合によっては、細
かい粒状の物質が多数集合した状態を言う。

【００３４】＜ロ＞粉状電極活物質粉状電極活物質は、イオンを挿入離脱可能な材料やπ共
役導電性高分子材料などが使用できる。例えば、非水電
解液電池の正電極として使用する電極活物質としては特
に限定するものではないが、充電可能な電池の場合、リ
チウムイオンを挿入離脱可能なカルコゲン化合物若しく
はリチウムを含む複合カルコゲン化合物を用いると良
い。

【００３５】上記カルコゲン化合物としては、Ｆｅ
Ｓ₂、ＴｉＳ₂、ＭｏＳ₂、Ｖ₂Ｏ₅、Ｖ₆Ｏ ₁₃、ＭｎＯ₂な
どが挙げられる。上記リチウムを含む複合カルコゲン化
合物としては、ＬｉＣｏＯ₂、ＬｉｘＮｉｙＭ₁−ｙＯ₂
（但し、Ｍは、遷移金属若しくはＡｌから選ばれる少な
くとも１種類以上の金属元素を表し、好ましくはＣｏ、
Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌから選ばれる少なくとも１
種類以上の金属元素を表し、０．０５≦ｘ≦１．１０、
０．５≦ｙ≦１．０である。）で表せるリチウム複合酸
化物、ＬｉＮｉＯ₂、ＬｉＭｎＯ₂、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄などが
挙げられる。これらは、リチウム、コバルト、ニッケ
ル、マンガンの酸化物、塩類、若しくは水酸化物を出発
原料とし、これら出発原料を組成に応じて混合し、酸素
雰囲気下６００℃〜１０００℃の温度範囲で焼成するこ
とにより得られるものである。

【００３６】また、非水電解液電池の負電極として使用
する電極活物質としては特に限定するものではないが、
リチウムイオンを挿入離脱可能な材料を用いればよく、
リチウム金属、リチウム合金（リチウムとアルミニウ
ム、鉛、インジウムなどとの合金）、炭素質材料などを
用いることができる。

【００３７】また、π共役導電性高分子材料としては、
ポリアセチレン類、ポリアニリン類、ポリピロール類、
ポリチオフェン類、ポリ−ρ（パラ）−フェニレン類、
ポリカルバゾール類、ポリアセン類、硫黄ポリマー類な
どが挙げられる。

【００３８】特に、非水電解液１次電池においては、負
電極にリチウム金属を用いると大きな電池容量を得るこ
とができる。

【００３９】また、非水電解液電池においては、負電極
にリチウムを挿入離脱可能な炭素材料を用いると、優れ
たサイクル寿命を得ることができる。炭素材料として
は、特に限定するものではないが、熱分解炭素類、コー
クス類（ピッチコーク、ニードルコークス、石油コーク
スなど）、グラファイト類、ガラス状炭素類、有機高分
子化合物焼成体（フェノール樹脂、フラン樹脂などを適
当な温度で焼成して炭化したもの）、炭素繊維、活性炭
などが挙げられる。

【００４０】＜ハ＞粉状導電物質粉状導電物質は、電極構造体の導電性を高めるものであ
り、特に限定するものではないが、金属粉末、炭素粉末
などが用いられる。特に、炭素粉末においては、カーボ
ンブラックなどの熱分解炭素、及びその黒鉛化品、人造
及び天然の鱗片状黒鉛粉、炭素繊維とその黒鉛化品など
が好適である。また、これらの炭素粉末の混合品も用い
られる。

【００４１】＜ニ＞イオン導電性ポリマーイオン導電性ポリマーは、以下に挙げる少なくともリチ
ウム塩を０．１Ｍ（モル／ｌ）以上の濃度で溶解するこ
とができ、且つ、０．１Ｍ以上の濃度のリチウム塩を溶
解したポリマーが室温で１０^-8Ｓ（ジーメンス）／ｃｍ
の電気伝導性を示すポリマーである。なお、特に好まし
くは、イオン導電性ポリマーは、少なくともリチウム塩
を０．８Ｍ〜１．５Ｍの濃度で溶解し、室温で１０^-2Ｓ
／ｃｍ〜１０^-5Ｓ／ｃｍの電気伝導性を示すものであ
る。

【００４２】リチウム塩とは、ＣｌＯ₄ ^-、ＣＦ₃Ｓ
Ｏ₃ ^-、ＢＦ₄ ^-、ＰＦ₆ ^-、ＡｓＦ₆ ^-、ＳｂＦ₆ ^-、ＣＦ₃Ｃ
Ｏ₂ ^-、（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎ^-などをアニオンとするリチウ
ム塩のいずれか１種以上を使用する。

【００４３】イオン導電性ポリマー原料は、外部からエ
ネルギーを付与して重合、架橋などによりイオン導電性
ポリマーとなるものであり、また、その原料自体がポリ
マーのものもある。エネルギーとは、熱、紫外線、光、
電子線などである。

【００４４】以下、電極材料をイオン導電性ポリマーで
被着する方法を説明する。

【００４５】＜イ＞電極構造体の製造方法電極材料をイオン導電性ポリマーで被着する方法は、図
８のようにイオン導電性ポリマーと粉状電極活物質とを
相互に押圧摺動する。この際、イオン導電性ポリマーを
微量にして、粉状電極活物質の粒子の表面をイオン導電
性ポリマーで被着し、空隙ができず、粉状物質の相互の
間隙を小さくするようにする。

【００４６】＜ロ＞押圧摺動押圧摺動とは、イオン導電性ポリマー１２と粉状物質１
１の混合物１０を相互に押しつけながら摺動する（ずら
せる）動作である。混合物に外力を与え、混合物を相互
に密着させ、粒子が回動し、これらが繰り返されて、押
圧摺動物が得られる。

【００４７】＜ハ＞押圧摺動混練装置押圧摺動混練装置は、例えば図９に示す。イオン導電性
ポリマー１２と粉状物質１１の混合物１０、又はその混
合物と溶剤などを入れた混合物１０を容器２１に入れ、
主ブレード２２を回転する。容器２１の底２１１と主ブ
レード２２の底面とは間隙を有し、主ブレード２２を回
転することにより、混合物１０の一部は、容器の底２１
１と主ブレード２２の間に入り、押圧摺動され、練り混
ぜられる。これを繰り返してイオン導電性ポリマー１２
を粉状物質１１に被着させる。押圧摺動混練装置２は、
ディスパーブレード２３を容器２１内に備え、ディスパ
ーブレード２３を高速回転して、押圧摺動された混合物
１０を分散する。

【００４８】＜ニ＞容器容器２１は、混合物１０を押圧摺動して、撹拌するため
の混合物１０を入れるものである。容器２１の底面は、
一部が低い低部２１１１を有し、低部２１１１から周辺
部に従って高くなる傾斜を有している。例えば、中央部
が低く、周辺に従って上昇する勾配を有している。例え
ば摺鉢状の底２１１を形成し、その低部２１１１の角度
は、例えば１２０度とする。容器の底２１１は、耐摩耗
性を持ち、例えば、ＳＵＳを用い、タングステンやカー
バイドで溶射して形成される。なお、底面にこのような
低部２１１１を複数個形成しても良い。

【００４９】＜ホ＞主ブレード主ブレード２２は、容器２１の底面に対して共働して、
混合物を押圧摺動し、撹拌するものである。主ブレード
２２は、例えば図９（Ｂ）のように、容器２１の低部２
１１１に対応した位置に軸が取り付けられ、低部２１１
１から容器の底に沿って上向きに曲げられる。主ブレー
ド２２の刃の本数は、図９（Ｂ）のように、中央部から
２枚取り付けられたものでも、それより多く、１０枚以
上のものでもよく、混合物の量や種類に応じて決められ
る。

【００５０】主ブレードの主軸２２１を駆動する主モー
タ２２２の回転数は、押圧摺動に際しては、低速であ
り、例えば１２０ＲＰＭ以下とする。

【００５１】容器２１の底面と主ブレード２２の底面の
間隙は混合物の押圧摺動が行える程度に狭くしてあり、
その間隙は、例えば１５ｍｍ以下とする。この間隙距離
は、押圧摺動混練装置２の容量や主ブレードの形状など
に依存する。

【００５２】主ブレード２２の進行方向（押圧摺動方
向）の面は、容器２１の底面に対する押圧角θが鋭角を
成すように形成される。例えば図９（Ｃ）のように、主
ブレード２２の断面が逆台形の場合、押圧角は３度〜７
０度とする。また、主ブレード２２の断面は、図９
（Ｄ）のように、円形、丸いコーナ形状などでも良い。
主ブレードの材質は、耐摩耗性を有し、例えば、ＳＵＳ
を用い、タングステンやカーバイドで溶射して形成され
る。

【００５３】主ブレード２２の進行方向（押圧摺動方
向）と反対の方向の面は、底面に対してほぼ直交し、又
は鈍角に形成する。これにより、主軸２２１を逆回転す
ると、混合物１０を主軸２２１の周りに集めることがで
きる。

【００５４】なお、底面に複数の低部２１１１が有れ
ば、主ブレード２２の中心部もその個数に対応した低部
の位置に配置される。

【００５５】＜ヘ＞ディスパーブレードディスパーブレード２３は、主ブレード２２で押圧摺動
された混合物１０を分散するものである。ディスパーブ
レード２３は、混合物１０を分散できる位置に配置さ
れ、１０００〜４０００回／分のように高速で回転す
る。高速で回転することにより、粉状物質１１の粒子の
表面に被着したイオン導電性ポリマー１２やその原料を
粉状物質全体に均一に分散する。

【００５６】

【発明の効果】本発明は、次のような効果を得ることが
できる。＜イ＞集電材への付着性がよい電極層を得ることができ
る。＜ロ＞また、抵抗が低い電極層を得ることができる。＜ハ＞また、付着性がよく、抵抗が低い電極層の電池や
電気二重層キャパシタを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】各種の電極構造体の構造を示す図

【図２】電極構造体の作製の概要図

【図３】赤外線照射装置の概要図

【図４】熱風と赤外線による混合物の乾燥の説明図

【図５】電池の構造を示す図

【図６】電気二重層キャパシタの構造を示す図

【図７】剥離強度のレベルを示す図

【図８】イオン導電性ポリマーを被着する説明図

【図９】押圧摺動混練装置の説明図

【図１０】密着装置の説明図

【図１１】熱風加熱装置の概要図

【符号の説明】

１・・・電極構造体１１・・電極材料１２・・イオン導電性ポリマー１３・・集電材１４・・粉状導電物質１５・・セパレータ１６・・電解液１７・・バインダー１８・・電極層１９・・溶剤２・・・押圧摺動混練装置２１・・容器２２・・主ブレード２３・・ディスパーブレード３・・・混合器３１・・混合物４・・・密着装置５・・・赤外線照射装置５１・・赤外線発生器５２・・赤外線５３・・赤外線透過隔壁５４・・筐体５５・・溶剤回収器５６・・ファン５７・・外気５８・・コンベア

フロントページの続き (72)発明者清水達夫東京都千代田区紀尾井町４−13 シーアイテクノセールス株式会社内Ｆターム(参考） 5H050 AA02 AA12 BA18 CA08 CA11 CB07 CB12 DA10 DA11 FA00 GA02 GA10 GA22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極材料とバインダーと溶剤を含む混合物
を集電材に塗布し、塗布された混合物に赤外線を照射し
て溶剤を蒸発させ、、集電材に電極層を形成する電極構
造体の製造方法。
【請求項２】イオン導電性ポリマーで被着した電極材料
と溶剤を含む混合物を集電材に塗布し、塗布された混合
物に赤外線を照射して溶剤を蒸発させ、、集電材に電極
層を形成する電極構造体の製造方法。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の電極構造体
の製造方法において、混合物に粉状導電物質を含めることを特徴とする電極構
造体の製造方法。
【請求項４】粉状電極活物質、粉状導電物質、バインダ
ー及び溶剤を含む混合物を集電材に塗布し、塗布された
混合物に赤外線を照射して溶剤を蒸発させ、、集電材に
電極層を形成して電極構造体を製造し、電極構造体を電
極とする電池の製造方法。
【請求項５】イオン導電性ポリマーで被着した粉状電極
活物質、粉状導電物質及び溶剤を含む混合物を集電材に
塗布し、塗布された混合物に赤外線を照射して溶剤を蒸
発させ、、集電材に電極層を形成して電極構造体を製造
し、電極構造体を電極とする電池の製造方法。
【請求項６】高表面積材料、バインダー及び溶剤を含む
混合物を集電材に塗布し、塗布された混合物に赤外線を
照射して溶剤を蒸発させ、、集電材に電極層を形成して
電極構造体を製造し、電極構造体を電極とする電気二重
層キャパシタの製造方法。
【請求項７】イオン導電性ポリマーで被着した高表面積
材料、粉状導電物質及び溶剤を含む混合物を集電材に塗
布し、塗布された混合物に赤外線を照射して溶剤を蒸発
させ、、集電材に電極層を形成して電極構造体を製造
し、電極構造体を電極とする電気二重層キャパシタの製
造方法。