JP2023016208A - 電極の製造方法および電極製造装置 - Google Patents

電極の製造方法および電極製造装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2023016208A
JP2023016208A JP2021120372A JP2021120372A JP2023016208A JP 2023016208 A JP2023016208 A JP 2023016208A JP 2021120372 A JP2021120372 A JP 2021120372A JP 2021120372 A JP2021120372 A JP 2021120372A JP 2023016208 A JP2023016208 A JP 2023016208A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
roll
granules
region
electric field
active material
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.)
Pending
Application number
JP2021120372A
Other languages
English (en)
Inventor
知之 上薗
Tomoyuki Uezono
桃香 小田
Momoka ODA
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2021120372A priority Critical patent/JP2023016208A/ja
Priority to US17/860,560 priority patent/US20230027943A1/en
Priority to KR1020220087686A priority patent/KR20230014643A/ko
Priority to CN202210859120.1A priority patent/CN115692594A/zh
Publication of JP2023016208A publication Critical patent/JP2023016208A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0409—Methods of deposition of the material by a doctor blade method, slip-casting or roller coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/043—Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
    • H01M4/0435—Rolling or calendering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C9/00—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important
    • B05C9/08—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation
    • B05C9/12—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation the auxiliary operation being performed after the application
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/007—Processes for applying liquids or other fluent materials using an electrostatic field
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/14—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by electrical means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0438—Processes of manufacture in general by electrochemical processing
    • H01M4/0469—Electroforming a self-supporting electrode; Electroforming of powdered electrode material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H01M4/622—Binders being polymers
    • H01M4/623—Binders being polymers fluorinated polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2252/00—Sheets
    • B05D2252/02—Sheets of indefinite length
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

【課題】塗装ムラを低減する。【解決手段】電極の製造方法は（ａ）～（ｆ）を含む。（ａ）活物質粉体とバインダとを含む顆粒を調製する。（ｂ）顆粒をロールの表面に供給する。（ｃ）顆粒を帯電させる。（ｄ）ロールの回転により、顆粒を第１領域から第２領域に搬送する。（ｅ）第２領域と第３領域との間に第１電界を形成することにより、第２領域から第３領域に向かって、顆粒を飛行させる。（ｆ）第３領域と基材との間に第２電界を形成することにより、第３領域から基材に向かって、顆粒を飛行させる。鉛直方向において、第２領域は第１領域より低い位置にある。鉛直方向と交差する方向において、第３領域は第２領域から離れている。鉛直方向において、基材は第３領域より低い位置にある。顆粒が基材に付着することにより、活物質層が形成される。【選択図】図５

Description

本開示は、電極の製造方法および電極製造装置に関する。
特開２０２０－１４９８６２号公報は、電極シートの製造方法を開示する。
特開２０２０－１４９８６２号公報
電極は基材と活物質層とを含む。活物質層は、粉体（電極材料）が基材の表面に塗装されることにより形成され得る。
静電塗装により電極を製造する方法が提案されている。静電塗装によれば、均質な組成を有する活物質層が形成されることが期待される。さらに、生産性を高めるため、ロールｔоロール方式により静電塗装を行うことが考えられる。
ロールｔоロール方式を静電塗装に適用するため、例えば、マグネットロールの使用が考えられる。すなわち磁力により、粉体がマグネットロールの表面に吸着する。基材がバックアップロールに支持される。マグネットロールとバックアップロールとのギャップに電界が形成される。電界中の粉体に静電気力が作用する。静電気力が磁力に打ち勝つように、電界強度が調整される。静電気力により、粉体がマグネットロールから離脱する。粉体は基材に向かって飛行する。粉体が基材に付着する。これにより活物質層が形成され得る。すなわち電極が製造され得る。ロールの回転により連続的に電極が製造され得る。
電極材料が磁性を有しない場合、磁性担体（磁性粒子）が使用され得る。すなわち、電極材料と磁性粒子とが混合されることにより、磁性粒子に電極材料が付着する。磁力により、磁性粒子がマグネットロールに吸着する。これにより、電極材料がマグネットロールに担持され得る。
ただし、電極材料と磁性粒子との付着力は、ばらつきが大きい傾向がある。付着力が過度に大きい場合、静電気力が作用しても、電極材料が磁性粒子から離脱しないことがある。その結果、塗装ムラが発生する可能性がある。
本開示の目的は、塗装ムラを低減することである。
以下、本開示の技術的構成および作用効果が説明される。ただし本明細書の作用メカニズムは推定を含む。作用メカニズムは本開示の技術的範囲を限定しない。
１．電極の製造方法は下記（ａ）～（ｆ）を含む。
（ａ）活物質粉体とバインダとを含む顆粒を調製する。
（ｂ）顆粒をロールの表面に供給する。
（ｃ）顆粒を帯電させる。
（ｄ）ロールの回転により、顆粒を第１領域から第２領域に搬送する。
（ｅ）第２領域と第３領域との間に第１電界を形成することにより、第２領域から第３領域に向かって、顆粒を飛行させる。
（ｆ）第３領域と基材との間に第２電界を形成することにより、第３領域から基材に向かって、顆粒を飛行させる。
鉛直方向において、第２領域は第１領域より低い位置にある。鉛直方向と交差する方向において、第３領域は第２領域から離れている。鉛直方向において、基材は第３領域より低い位置にある。顆粒が基材に付着することにより、活物質層が形成される。
磁力に頼らずに粉体（電極材料）を搬送する場合、重力に逆らう方向に、粉体を搬送することは困難である。重力によって、粉体がロールから落下し得るためである。したがって、磁力に頼らずに粉体を搬送する場合、鉛直方向において、高い位置から低い位置へ粉体を搬送することになる。
図１は、第１参考形態における電極製造装置を示す概念図である。第１参考形態においては、鉛直方向（Ｚ軸方向）において、高い位置から低い位置へ粉体が搬送される。さらに第１参考形態においては、鉛直下方へ静電塗装（粉体の飛行）を行われる。
鉛直方向において、バックアップロール２１２は、供給ロール２１１と隣り合っている。バックアップロール２１２は、供給ロール２１１より低い位置にある。供給ロール２１１は、粉体１を供給ロール２１１とバックアップロール２１２とのギャップに搬送する。バックアップロール２１２は、基材１３を供給ロール２１１とバックアップロール２１２とのギャップに搬送する。供給ロール２１１とバックアップロール２１２とのギャップにおいて、静電塗装が行われる。しかし、供給ロール２１１とバックアップロール２１２とのギャップに粉体１が到達するまでに、重力により粉体１が供給ロール２１１から落下し得る。したがって、第１参考形態においては、塗装ムラ、歩留まりロスが発生すると考えられる。
図２は、第２参考形態における電極製造装置を示す概念図である。第２参考形態においても、鉛直方向（Ｚ軸方向）において、高い位置から低い位置へ粉体が搬送される。さらに、第２参考形態においては、水平方向（Ｘ軸方向）に静電塗装（粉体の飛行）が行われる。
供給ロール２２１は粉体１を搬送する。粉体１は、重力によって落下し難い範囲で搬送される。水平方向において、バックアップロール２２２は、供給ロール２２１と隣り合っている。供給ロール２２１とバックアップロール２２２とのギャップにおいて、静電塗装が行われる。しかし、基材１３に到達した粉体１の一部は、基材１３に付着できず、重力により落下し得る。したがって、第２参考形態においても、塗装ムラ、歩留まりロスが発生すると考えられる。
図３は、本実施形態における電極製造装置を示す概念図である。本開示における塗料は顆粒１１である。顆粒１１は粉体が造粒されることにより調製され得る。顆粒１１は「造粒体」とも称され得る。通常の粉体は流動性が低いため、搬送中に粒子凝集を起こしやすい傾向がある。粒子凝集が起こると、静電気力が作用しても、飛行し難い傾向がある。顆粒１１は、粉体に比して高い流動性を有し得る。顆粒１１は、静電気力により飛行しやすいことが期待される。
本開示においては、２段階の静電塗装（粉体の飛行）が行われる。第１ロール１１０は顆粒１１を搬送する。顆粒１１は、第１領域Ｒ１から第２領域Ｒ２に搬送される。顆粒１１は、重力によって落下し難い範囲で搬送される。したがって静電塗装前における、重力による顆粒１１の落下が低減され得る。すなわち、歩留まりロスが低減され得る。
図４は、本実施形態における静電塗装を示す概念図である。鉛直方向と交差する方向において、第３領域Ｒ３は第２領域Ｒ２から離れている。鉛直方向と交差する方向に、第１静電塗装が行われる。すなわち、第２領域Ｒ２と第３領域Ｒ３との間に第１電界Ｅ１が形成されることにより、顆粒１１に第１静電気力Ｆ１が作用する。第１静電気力Ｆ１により、第２領域Ｒ２から第３領域Ｒ３に向かって顆粒１１が飛行する。
さらに、鉛直方向に第２静電塗装が行われる。すなわち、第３領域Ｒ３と基材１３との間に第２電界Ｅ２が形成されることにより、第３領域Ｒ３に移動した顆粒１１に、第２静電気力Ｆ２が作用する。第２静電気力Ｆ２により、第３領域Ｒ３から基材１３に向かって顆粒１１が飛行する。飛行中の顆粒１１には、第２静電気力Ｆ２に加えて、重力Ｆ３も作用する。鉛直方向において、基材１３が第３領域Ｒ３より低い位置にあるためである。飛行中の顆粒１１に、第２静電気力Ｆ２と重力Ｆ３との合力が作用することにより、顆粒１１が基材１３に強固に付着することが期待される。以上の作用の相乗により、本開示においては、塗装ムラの低減が期待される。
２．顆粒は、質量分率で、例えば７０～１００％の固形分率を有していてもよい。
「固形分率」は、混合物全体に対する、溶剤以外の成分の質量分率を示す。顆粒は、活物質粉体およびバインダが造粒されることにより調製される。顆粒は乾燥状態であってもよい。顆粒は湿潤状態であってもよい。すなわち、顆粒は溶剤（液体）を含んでいてもよい。ただし顆粒は、スラリー（粒子分散液）と異なる。顆粒においては、溶剤が液滴を形成している。顆粒においては、溶剤（液体）が粉粒体（固体）中に分散している。他方、スラリーにおいては溶剤が分散媒である。スラリーにおいては、溶剤（液体）中に粉粒体（固体）が分散している。スラリーは、例えば６０％以下の固形分率を有し得る。
従来、スラリーの塗布により、電極を製造することが一般的である。しかし従来法においては、多量の溶剤が使用され得る。本開示においては、溶剤の使用量が低減され得る。溶剤の低減により、例えば、製造コストおよび環境負荷の低減が期待される。
３．顆粒は、例えば１００～２００μｍのＤ５０を有していてもよい。
顆粒が１００～２００μｍのＤ５０を有することにより、例えば、顆粒が好適な流動性を示すことが期待される。
４．顆粒は、例えば５０°以下の安息角を有していてもよい。
安息角は、粉粒体の流動性の指標である。安息角が小さい程、粉粒体の流動性が高いと考えられる。粉体の造粒により、安息角は小さくなり得る。顆粒が５０°以下の安息角を有することにより、例えば、塗装ムラの低減が期待される。
５．第１電界は第１電界強度を有する。第２電界は第２電界強度を有する。例えば、第２電界強度は第１電界強度より低くてもよい。
第１電界強度により、第１静電気力が調整され得る。第２電界強度により、第２静電気力が調整され得る。第２静電塗装においては、第２静電気力に加えて、重力が顆粒に作用する。そのため、例えば、第２電界強度は第１電界強度より低く設定されてもよい。
６．上記（ｄ）は、例えば、ロールの表面において、顆粒を敷き均すことを含んでいてもよい。
ロールの表面において顆粒が敷き均されることにより、顆粒の供給量のばらつきが低減され得る。これにより、例えば、塗装ムラの低減が期待される。
７．電極の製造方法は、例えば下記（ｇ）等をさらに含んでいてもよい。
（ｇ）圧力および熱の少なくとも一方を活物質層に付与することにより、活物質層を基材に定着させる。
上記（ｇ）により、例えば、活物質層の剥離強さの向上が期待される。
８．電極製造装置は、活物質粉体とバインダとを含む顆粒を基材に付着させることにより電極を製造する。電極製造装置は、第１ロールと、中継板と、第２ロールと、電界形成装置とを含む。
鉛直方向と交差する方向において、中継板は第１ロールから離れている。鉛直方向において、第２ロールは、第１ロールおよび中継板より低い位置にある。電界形成装置は、第１ロールと中継板との間に第１電界を形成し、かつ中継板と第２ロールとの間に第２電界を形成するように構成されている。第１ロールは、顆粒を第１電界内に搬送するように構成されている。第２ロールは、基材を第２電界内に搬送するように構成されている。
上記８．の電極製造装置においては、顆粒が第１電界中および第２電界中を順次飛行することにより、基材に到着し得る。すなわち、上記１．の電極の製造方法が実行可能である。
９．電極製造装置は、例えば第３ロールをさらに含んでいてもよい。電極製造装置は、顆粒が第１電界に到達する前に、第１ロールと第３ロールとのギャップにおいて、顆粒が敷き均されるように構成されていてもよい。
上記９．の電極製造装置においては、上記６．の電極の製造方法が実行可能である。
図１は、第１参考形態における電極製造装置を示す概念図である。 図２は、第２参考形態における電極製造装置を示す概念図である。 図３は、本実施形態における電極製造装置を示す概念図である。 図４は、本実施形態における静電塗装を示す概念図である。 図５は、本実施形態における電極の製造方法の概略フローチャートである。 図６は、電極の一例を示す概念図である。 図７は、第１製造例および第２製造例の製造結果を示す写真である。
＜用語の定義等＞
以下、本開示の実施形態（本明細書においては「本実施形態」と略記され得る。）、および本開示の実施例（本明細書においては「本実施例」と略記され得る。）が説明される。ただし、本実施形態および本実施例は、本開示の技術的範囲を限定しない。
本明細書において、「備える」、「含む」、「有する」、および、これらの変形（例えば「から構成される」等）の記載は、オープンエンド形式である。オープンエンド形式は必須要素に加えて、追加要素をさらに含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。「からなる」との記載はクローズド形式である。ただしクローズド形式であっても、通常において付随する不純物であったり、本開示技術に無関係であったりする付加的な要素は排除されない。「実質的に…からなる」との記載はセミクローズド形式である。セミクローズド形式においては、本開示技術の基本的かつ新規な特性に実質的に影響を与えない要素の付加が許容される。
本明細書において、「してもよい」、「し得る」等の表現は、義務的な意味「しなければならない」という意味ではなく、許容的な意味「する可能性を有する」という意味で使用されている。
本明細書において、単数形で表現される要素は、特に断りの無い限り、複数形も含む。例えば「粒子」は「１つの粒子」のみならず、「粒子群」も意味し得る。
本明細書に記載される方法において、複数のステップ、動作および操作等は、特に断りのない限り、その実行順序が記載順序に限定されない。例えば、複数のステップが同時進行してもよい。例えば複数のステップが相前後してもよい。
本明細書において、幾何学的な用語（例えば「平行」、「直交」等）は、厳密な意味に解されるべきではない。例えば「平行」は、厳密な意味での「平行」から多少ずれていてもよい。本明細書における幾何学的な用語は、例えば、設計上、作業上、製造上等の公差、誤差等を含み得る。各図中の寸法関係は、実際の寸法関係と一致しない場合がある。本開示技術の理解を助けるために、各図中の寸法関係（長さ、幅、厚さ等）が変更されている場合がある。さらに一部の構成が省略されている場合もある。
本明細書において、「鉛直方向と交差する方向」は、鉛直方向と平行でない任意の方向を示す。鉛直方向と交差する方向は、例えば、鉛直方向と直交する方向（すなわち水平方向）を含む。鉛直方向と交差する方向は、各ロールの回転軸と直交していてもよい。
本明細書において、例えば「７０～１００％」等の数値範囲は、特に断りのない限り、上限値および下限値を含む。すなわち「７０～１００％」は、「７０％以上１００％以下」の数値範囲を示す。また、数値範囲内から任意に選択された数値が、新たな上限値または下限値とされてもよい。例えば、数値範囲内の数値と、本明細書中の別の部分、表中、図中等に記載された数値とが任意に組み合わされることにより、新たな数値範囲が設定されてもよい。
本明細書において、全ての数値は用語「約」によって修飾されている。用語「約」は、例えば±５％、±３％、±１％等を意味し得る。全ての数値は、本開示技術の利用形態によって変化し得る近似値である。全ての数値は有効数字で表示される。測定値は、複数回の測定における平均値であり得る。測定回数は、３回以上であってもよいし、５回以上であってもよいし、１０回以上であってもよい。測定値は有効数字の桁数に基づいて、四捨五入により端数処理され得る。測定値は、例えば測定装置の検出限界等に伴う誤差を含み得る。
本明細書において「１００μｍ以上のＤ５０」は、質量（個数）基準の粒度分布において、粒径が小さい方からの頻度の累積が５０％に達する粒径を示す。質量基準の粒度分布は、「JIS Z 8815 ふるい分け試験方法通則」に準拠して測定され得る。
本明細書において、「１００μｍ未満のＤ５０」は、体積基準の粒度分布において、粒径が小さい方からの頻度の累積が５０％に達する粒径を示す。体積基準の粒度分布は、レーザ回折式粒度分布測定装置により測定され得る。
本明細書における「安息角」は、水平面に粉粒体が自然落下した際に形成される円錐（粉粒体の山）の斜面と、該水平面とのなす角を示す。安息角は、ホソカワミクロン社製の粉体特性評価装置「パウダテスタ」か、またはその同等品により測定され得る。
本明細書において、例えば「ＬｉＣｏＯ2」等の化学量論的組成式によって化合物が表現されている場合、該化学量論的組成式は代表例に過ぎない。組成比は非化学量論的であってもよい。例えば、コバルト酸リチウムが「ＬｉＣｏＯ2」と表現されている時、特に断りのない限り、コバルト酸リチウムは「Ｌｉ／Ｃｏ／Ｏ＝１／１／２」の組成比に限定されず、任意の組成比でＬｉ、ＣｏおよびＯを含み得る。さらに、微量元素によるドープ、置換等も許容され得る。
本明細書における「融点」は、ＤＳＣ（Differential Scanning Calorimetry）曲線における融解ピーク（吸熱ピーク）のピークトップ温度を示す。ＤＳＣ曲線は、「JIS K 7121 プラスチックの転移温度測定方法」に準拠して測定され得る。「融点付近」は、例えば融点±２０℃の範囲を示し得る。
＜電極製造装置＞
図３は、本実施形態における電極製造装置を示す概念図である。以下「本実施形態における電極製造装置」が「本製造装置」と略記され得る。本製造装置１００は、顆粒１１を基材１３に付着させることにより、電極１０を製造する。
本製造装置１００は、第１ロール１１０と、中継板１４０と、第２ロール１２０と、電界形成装置１５０とを含む。本製造装置１００は、例えば、ホッパー１６０、第３ロール１３０等をさらに含んでいてもよい。
本製造装置１００は、例えば、制御装置（不図示）等をさらに含んでいてもよい。制御装置が各要素の動作を制限してもよい。
本製造装置１００は、例えば、定着装置（不図示）等をさらに含んでいてもよい。定着装置は、活物質層１２に熱および圧力の少なくとも一方を付与し得る。定着装置は、例えば、一対のヒートロール等を含んでいてもよい。
図３において、各ロールの回転軸は、実質的に平行であってもよい。各ロールに描かれた曲線矢印は、ロールの回転方向を示している。
《電界形成装置》
図４は、本実施形態における静電塗装を示す概念図である。電界形成装置１５０は、第１電源１５１と第２電源１５２とを含む。第１電源１５１および第２電源１５２の各々は、例えば、高圧電源装置を含んでいてもよい。第１電源１５１および第２電源１５２は、例えば、互いに独立していてもよい。第１電源１５１および第２電源１５２は、例えば一体であってもよい。
第１電源１５１は、第１ロール１１０と、中継板１４０との間に直流電圧（電位差）を印加する。すなわち第１電源１５１は、第１ロール１１０と、中継板１４０との間に第１電界Ｅ１を形成する。第２電源１５２は、中継板１４０と、第２ロール１２０との間に直流電圧を印加する。すなわち第２電源１５２は、中継板１４０と、第２ロール１２０との間に第２電界Ｅ２を形成する。
本製造装置１００においては、顆粒１１が第１電界Ｅ１中および第２電界Ｅ２中を順次飛行することにより、顆粒１１が基材１３に到着し得る。顆粒１１が基材１３に付着することにより、活物質層１２が形成され得る。
《ホッパー》
顆粒１１は、例えばホッパー１６０に充填されてもよい（図３参照）。ホッパー１６０は、ロータリーフィーダ１６１を含む。ロータリーフィーダ１６１は、例えば一定の流量で、顆粒１１を送出してもよい。
《第１ロール》
第１ロール１１０は、導電性を有する。第１ロール１１０は、例えば金属製であってもよい。第１ロール１１０の全部が導電性を有していてもよい。第１ロール１１０の一部が導電性を有していてもよい。例えば、顆粒１１と接触する部分が導電性を有していてもよい。例えば、第１ロール１１０の表層が導電性を有していてもよい。第１ロール１１０は、第１電源１５１と電気的に接続されている。
第１ロール１１０は、例えば「供給ロール」とも称され得る。第１ロール１１０は、第１領域Ｒ１において、ホッパー１６０から顆粒１１を受け取る。第１ロール１１０が回転することにより、円周方向に顆粒１１が搬送される。顆粒１１は、第１領域Ｒ１から第２領域Ｒ２に搬送される。
鉛直方向において、第２領域Ｒ２は、第１領域Ｒ１よりも低い位置にある。第２領域Ｒ２は、第１ロール１１０と中継板１４０とのギャップに形成されている。第１ロール１１０と中継板１４０との間には第１電界Ｅ１が形成されている。すなわち第１ロール１１０は、顆粒１１を第１電界Ｅ１内に搬送する。
第１領域Ｒ１は、例えば円弧状であってもよい。例えば、第１ロール１１０の回転軸を中心として、「クロックポジション」が設定されてもよい。クロックポジションにおける６時方向および１２時方向は、鉛直方向（Ｚ軸方向）と平行である。クロックポジションにおける３時方向および９時方向は、水平方向（Ｘ軸方向）と平行である。第１領域Ｒ１は、例えば１１時方向と１時方向との間に形成されていてもよい。第１領域Ｒ１は、例えば１２時方向と１時方向との間に形成されていてもよい。第１領域Ｒ１の両端と、第１ロール１１０の中心（回転軸）とによって形成される扇形の中心角は、例えば、１～４５°であってもよい。
第２領域Ｒ２は、中継板１４０と対向している。第２領域Ｒ２の範囲は、例えば、中継板１４０の大きさ、形状等により調整され得る。第２領域Ｒ２は、例えば円弧状であってもよい。第２領域Ｒ２は、例えば２時方向と４時方向との間に形成されていてもよい。第２領域Ｒ２は、例えば２時方向と３時方向との間に形成されていてもよい。これにより、例えば、顆粒１１の落下（歩留まりロス）の低減が期待される。第２領域Ｒ２の両端と、第１ロール１１０の中心とによって形成される扇形の中心角は、例えば、１～４５°であってもよい。
《第３ロール》
第３ロール１３０は、ホッパー１６０と中継板１４０との間に配置されている（図３参照）。第３ロール１３０は、第１ロール１１０と対向している。第３ロール１３０は、例えば「スキージ」とも称され得る。第１ロール１１０と第３ロール１３０とのギャップにおいては、顆粒１１が敷き均される。これにより、例えば顆粒１１の供給量のばらつきが低減され得る。
第３ロール１３０の直径は、例えば、第１ロール１１０の直径より小さくてもよい。第３ロール１３０の回転方向は、例えば、第１ロール１１０の回転方向と反対方向であってもよい。第１ロール１１０の回転方向に対して、第３ロール１３０が逆回転していることにより、顆粒１１の供給量（顆粒層の厚さ）のばらつきが低減し得る。なお、ロール以外の形態のスキージが使用されてもよい。例えば、ブレード型のスキージ等が使用されてもよい。
《中継板》
中継板１４０は導電性を有する。中継板１４０は、例えば金属製であってもよい。中継板１４０の全部が導電性を有していてもよい。中継板１４０の一部が導電性を有していてもよい。例えば、中継板１４０の表層が導電性を有していてもよい。中継板１４０は、第１電源１５１と電気的に接続されている。中継板１４０は、第２電源１５２とも電気的に接続されている（図３、４参照）。
鉛直方向と交差する方向において、中継板１４０は、第１ロール１１０から離れている。水平方向において、中継板１４０は、第１ロール１１０から離れていてもよい。中継板１４０と第１ロール１１０とのギャップは、例えば、顆粒１１のＤ５０の１０～５０倍であってもよい。当該ギャップは、中継板１４０と第１ロール１１０との最短距離を示す。中継板１４０と第１ロール１１０とのギャップは、例えば１～１０ｍｍであってもよいし、２～６ｍｍであってもよい。
中継板１４０は第３領域Ｒ３を含む（図４参照）。第３領域Ｒ３は、鉛直方向と交差する方向において、第２領域Ｒ２から離れている。水平方向において、第３領域Ｒ３は第２領域Ｒ２から離れていてもよい。
中継板１４０は、任意の形状を有し得る。中継板１４０は、例えば、平板状であってもよいし、湾曲していてもよい。中継板１４０において、顆粒１１を受ける面は、例えば球面状であってもよいし、放物面状であってもよい。例えば、中継板１４０の厚さ方向と平行な断面（図３、４）は、鉛直下方に向かって、湾曲していてもよいし、屈曲していてもよい。第１静電塗装において、顆粒１１は多方向から中継板１４０に到着し得る。例えば中継板１４０が湾曲していることにより、第２静電塗装において、顆粒１１が基材１３に付着する位置が安定し得る。これにより、例えば、塗装ムラが低減することが期待される。
中継板１４０は、例えば「対向板」とも称され得る。中継板１４０は、第１対向面１４１と第２対向面１４２とを含む（図４参照）。第１対向面１４１は、第１ロール１１０と対向する。第１対向面１４１は、鉛直方向に沿って延びていてもよい。第２対向面１４２は、第２ロール１２０（基材１３）と対向する。第２対向面１４２は、鉛直方向と交差する方向に延びていてもよい。
第２対向面１４２は、第１対向面１４１と連続していてもよい。第２対向面１４２は、第１対向面１４１から離れていてもよい。第２対向面１４２が、第１対向面１４１と一体となって区別できないこともある。例えば第２対向面１４２の一部が、第１対向面１４１と重なっていてもよい。例えば第２対向面１４２の全部が、第１対向面１４１と重なっていてもよい。第２対向面１４２は、第１対向面１４１と実質的に同一であってもよい。例えば、中継板１４０が平板状である場合、第２対向面１４２が第１対向面１４１と実質的に同一になり得る。
《第２ロール》
第２ロール１２０は、導電性を有する。第２ロール１２０は、例えば金属製であってもよい。第２ロール１２０の全部が導電性を有していてもよい。第２ロール１２０の一部が導電性を有していてもよい。例えば、基材１３と接触する部分が導電性を有していてもよい。例えば、第２ロール１２０の表層が導電性を有していてもよい。第２ロールは、第２電源１５２と電気的に接続されている。第２ロール１２０は、接地されていてもよい。
鉛直方向において、第２ロール１２０は、第１ロール１１０および中継板１４０より低い位置にある（図３参照）。第２ロール１２０は、例えば、第１ロール１１０の真下に配置されていてもよい。第２ロール１２０は、例えば、中継板１４０の真下に配置されていてもよい。第２ロール１２０の直径は、例えば、第１ロール１１０の直径より大きくてもよい。
第２ロール１２０と中継板１４０とのギャップは、例えば、顆粒１１のＤ５０の２０～１００倍であってもよい。当該ギャップは、第２ロール１２０と中継板１４０との最短距離を示す。第２ロール１２０と中継板１４０とのギャップは、例えば２～２０ｍｍであってもよいし、６～１０ｍｍであってもよい。
第２ロール１２０は、例えば「バックアップロール」とも称され得る。第２ロール１２０は、基材１３を支持する。第２ロール１２０が回転することにより、基材１３が搬送される。第２ロール１２０は、基材１３を第２電界Ｅ２内に搬送する。鉛直方向において、基材１３は、第３領域Ｒ３より低い位置にある（図４参照）。
＜電極の製造方法＞
図５は、本実施形態における電極の製造方法の概略フローチャートである。以下「本実施形態における電極の製造方法」が「本製造方法」と略記される。本製造方法は、「（ａ）顆粒の調製」、「（ｂ）供給」、「（ｃ）帯電」、「（ｄ）ロール搬送」、「（ｅ）第１静電塗装」、および「（ｆ）第２静電塗装」を含む。本製造方法は、例えば「（ｆ）第２静電塗装」の後に、「（ｇ）定着」等をさらに含んでいてもよい。前述の本製造装置１００が、例えば「（ｂ）供給」～「（ｇ）定着」を実行してもよい。
本製造方法においては、例えば、リチウムイオン電池用の電極が製造され得る。ただしリチウムイオン電池は、一例に過ぎない。本製造方法は、任意の電池系に適用され得る。本製造方法においては、正極および負極の少なくとも一方が製造され得る。
《（ａ）顆粒の調製》
本製造方法は、活物質粉体とバインダとを含む顆粒１１を調製することを含む。顆粒１１は、いわば活物質層１２の前駆体である。顆粒１１は粉体が造粒されることにより調製され得る。顆粒１１は、活物質粉体とバインダとを含む。すなわち、活物質粉体とバインダとの混合粉体が造粒されることにより、顆粒１１が調製され得る。混合粉体は、任意成分（導電材等）をさらに含み得る。例えば、乾式造粒により顆粒１１が調製されてもよいし、湿式造粒により顆粒１１が調製されてもよい。本製造方法においては、任意の乾式造粒機、湿式造粒機が使用され得る。
顆粒１１は、複合粒子の集合体である。１個の複合粒子は、１個以上の活物質粒子を含む。１個の複合粒子は、２個以上の活物質粒子を含んでいてもよい。１個の複合粒子は、活物質粒子の凝集体を含んでいてもよい。
複合粒子は、任意の形状を有し得る。複合粒子は、例えば、ペレット状、球状、フレーク状、柱状、不定形状等であってもよい。
顆粒１１は、例えば、５０～５００μｍのＤ５０を有していてもよい。顆粒１１は、例えば１００～２００μｍのＤ５０を有していてもよい。顆粒１１が１００～２００μｍのＤ５０を有することにより、例えば、顆粒１１が好適な流動性を示すことが期待される。
造粒により、流動性の向上が期待される。活物質粉体（造粒前）は、例えば５０°超の安息角を有していてもよい。顆粒１１（造粒後）は、例えば、５０°以下の安息角を有していてもよい。顆粒１１が５０°以下の安息角を有することにより、例えば、塗装ムラの低減が期待される。顆粒１１は、例えば、４５°以下の安息角を有していてもよい。顆粒１１は、例えば、３０°以上の安息角を有していてもよい。
〈活物質粉体〉
活物質粉体は活物質粒子を含む。活物質粉体は、活物質粒子の集合体である。活物質粉体は、例えば、１～３０μｍのＤ５０を有していてもよいし、１～２０μｍのＤ５０を有していてもよいし、１～１０μｍのＤ５０を有していてもよい。
活物質粒子は電極反応を生起する。活物質粒子は任意の成分を含み得る。活物質粒子は、例えば、正極活物質を含んでいてもよい。活物質粒子は、例えば、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、Ｌｉ（ＮｉＣｏＭｎ）Ｏ2、Ｌｉ（ＮｉＣｏＡｌ）Ｏ2、およびＬｉＦｅＰＯ4からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。例えば「Ｌｉ（ＮｉＣｏＭｎ）Ｏ2」における「（ＮｉＣｏＭｎ）」は、括弧内の組成比の合計が１であることを示す。合計が１である限り、個々の成分量は任意である。Ｌｉ（ＮｉＣｏＭｎ）Ｏ2は、例えばＬｉ（Ｎｉ1/3Ｃｏ1/3Ｍｎ1/3）Ｏ2、Ｌｉ（Ｎｉ0.5Ｃｏ0.2Ｍｎ0.3）Ｏ2、Ｌｉ（Ｎｉ0.8Ｃｏ0.1Ｍｎ0.1）Ｏ2等を含んでいてもよい。
活物質粒子は、例えば、負極活物質を含んでいてもよい。活物質粒子は、例えば、黒鉛、ソフトカーボン、ハードカーボン、珪素、酸化珪素、珪素基合金、錫、酸化錫、錫基合金、およびＬｉ4Ｔｉ5Ｏ12からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。
〈バインダ〉
バインダは粉体状であり得る。バインダは、活物質層１２において、固体材料同士を結合する。バインダの配合量は、１００質量部の活物質粉体に対して、例えば０．１～１０質量部であってもよい。バインダは、任意の成分を含み得る。バインダは、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）、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＶｄＦ－ＨＦＰ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、およびポリアクリル酸（ＰＡＡ）からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。
〈任意成分〉
顆粒１１は、例えば導電材をさらに含んでいてもよい。導電材は粉体状であり得る。導電材は、活物質層１２中に電子伝導パスを形成し得る。導電材の配合量は、１００質量部の活物質粉体に対して、例えば０．１～１０質量部であってもよい。導電材は任意の成分を含み得る。導電材は、例えば、導電性炭素粒子、導電性炭素繊維等を含んでいてもよい。導電材は、例えば、カーボンブラック、気相成長炭素繊維、カーボンナノチューブ、およびグラフェンフレークからなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。カーボンブラックは、例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、およびサーマルブラックからなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。
顆粒１１は、例えば溶剤をさらに含んでいてもよい。溶剤は液体である。溶剤は、液滴となって顆粒１１中に分散していてもよい。例えばバインダが溶剤を吸収して膨潤していてもよい。溶剤は、任意の成分を含み得る。溶剤は、例えば、水、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）、および酪酸ブチルからなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。顆粒１１は、例えば、７０～１００％の固形分率を有していてもよいし、８０～１００％の固形分率を有していてもよいし、９０～１００％の固形分率を有していてもよい。
顆粒１１は、例えば固体電解質をさらに含んでいてもよい。すなわち本製造方法においては、全固体電池用の電極１０も製造され得る。固体電解質は粉体状であり得る。固体電解質は、活物質層１２中にイオン伝導パスを形成し得る。固体電解質は任意の成分を含み得る。固体電解質は、例えば、Ｌｉ2Ｓ－Ｐ2Ｓ5、ＬｉＩ－Ｌｉ2Ｓ－Ｐ2Ｓ5、ＬｉＢｒ－Ｌｉ2Ｓ－Ｐ2Ｓ5、およびＬｉＩ－ＬｉＢｒ－Ｌｉ2Ｓ－Ｐ2Ｓ5からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。
《（ｂ）供給》
本製造方法は、顆粒１１を第１ロール１１０の表面に供給することを含む（図３参照）。例えば、顆粒１１がホッパー１６０に充填されてもよい。ロータリーフィーダ１６１が、例えば一定の流量で、顆粒１１を第１領域Ｒ１に送出してもよい。
《（ｃ）帯電》
本製造方法は、顆粒１１を帯電させることを含む。なお、図５においては、便宜上、「（ｂ）供給」と「（ｄ）ロール搬送」との間に「（ｃ）帯電」が図示されている。ただし「（ｃ）帯電」は、「（ａ）顆粒の調製」と「（ｅ）第１静電塗装」との間において、任意のタイミングで実行され得る。例えば、「（ｃ）帯電」と「（ｄ）ロール搬送」とが同時に実行されてもよい。
例えば、第１電源１５１が第１ロール１１０に電荷（電子）を供給してもよい。例えば、第１ロール１１０が顆粒１１に電荷を注入してもよい（図３参照）。これにより顆粒１１が負に帯電し得る。
《（ｄ）ロール搬送》
本製造方法は、第１ロール１１０の回転により、顆粒１１を第１領域Ｒ１から第２領域Ｒ２に搬送することを含む（図３参照）。鉛直方向において、第２領域Ｒ２は第１領域Ｒ１より低い位置にある。第２領域Ｒ２は、第１電界Ｅ１内に位置している（図４参照）。
顆粒１１が第１電界Ｅ１（第２領域Ｒ２）に到達する前に、第１ロール１１０の表面において、顆粒１１が敷き均されてもよい。例えば、第１ロール１１０と第３ロール１３０とのギャップにおいて、顆粒１１が敷き均されてもよい。これにより第１電界Ｅ１への顆粒１１の供給量が安定することが期待される。
《（ｅ）第１静電塗装》
本製造方法は、第２領域Ｒ２と第３領域Ｒ３との間に第１電界Ｅ１を形成することにより、第２領域Ｒ２から第３領域Ｒ３に向かって、顆粒１１を飛行させることを含む（図４参照）。
例えば第１電源１５１が第１ロール１１０と中継板１４０との間に直流電圧を印加してもよい。これにより第２領域Ｒ２と第３領域Ｒ３との間に第１電界Ｅ１が形成され得る。第２領域Ｒ２に供給された顆粒１１には、第１静電気力Ｆ１が作用し得る。第１静電気力Ｆ１により、顆粒１１は、第１ロール１１０から離脱し、中継板１４０に向かって飛行し得る。
《（ｆ）第２静電塗装》
本製造方法は、第３領域Ｒ３と基材１３との間に第２電界Ｅ２を形成することにより、第３領域Ｒ３から基材１３に向かって、顆粒１１を飛行させることを含む（図４参照）。基材１３に到着した顆粒１１は、基材１３に付着し得る。これにより活物質層１２が形成され得る。すなわち電極１０が製造され得る。
例えば第２電源１５２が中継板１４０と第２ロール１２０との間に直流電圧を印加してもよい。これにより第３領域Ｒ３と基材１３との間に第２電界Ｅ２が形成され得る。中継板１４０に付着した顆粒１１には、第２静電気力Ｆ２が作用し得る。さらに顆粒１１には、重力Ｆ３も作用し得る。第２静電気力Ｆ２と重力Ｆ３との合力により、顆粒１１は、中継板１４０から離脱し、基材１３に向かって飛行し得る。第２静電気力Ｆ２と重力Ｆ３との合力により、顆粒１１が基材１３に強固に付着することが期待される。
〈基材〉
基材１３は、例えばシート状であってもよい。基材１３は、例えば帯状であってもよい。基材１３は導電性を有する。基材１３は集電体であってもよい。基材１３は、例えば金属箔を含んでいてもよい。基材１３は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）箔、Ａｌ合金箔、銅（Ｃｕ）箔、Ｃｕ合金箔、ニッケル（Ｎｉ）箔、Ｎｉ合金箔、チタン（Ｔｉ）箔、およびＴｉ合金箔からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。基材１３は、例えば、５～５０μｍの厚さを有していてもよいし、５～２０μｍの厚さを有していてもよい。
〈電界強度〉
静電気力は電界強度により調整され得る。第１電界Ｅ１は第１電界強度を有する。第２電界Ｅ２は第２電界強度を有する。第１電界Ｅ１中においては、第１静電気力Ｆ１が顆粒１１に作用する。第２電界Ｅ２中においては、第２静電気力Ｆ２に加えて、重力Ｆ３が顆粒１１に作用する。したがって、例えば第２電界強度は第１電界強度より低くてもよい。
第１電界強度は、第１ロール１１０と中継板１４０との間に印加される直流電圧が、第１ロール１１０と中継板１４０とのギャップ（最短距離）で除されることにより求まる。第１電界強度が過度に低いと、顆粒１１が飛行できない可能性がある。第１電界強度が過度に高いと、顆粒１１が中継板１４０に衝突する際の衝撃が過度に大きくなり得る。衝突の反動によって、顆粒１１が中継板１４０から跳ね返る可能性がある。第１電界強度は、例えば、７５０００～３０００００Ｖ／ｍであってもよいし、１０００００～２０００００Ｖ／ｍであってもよい。
第２電界強度は、中継板１４０と第２ロール１２０との間に印加される直流電圧が、中継板１４０と第２ロール１２０とのギャップ（最短距離）で除されることにより求まる。第２電界強度が過度に低いと、顆粒１１が基材１３に付着できない可能性がある。第２電界強度が過度に高いと、顆粒１１が基材１３に衝突する際の衝撃が過度に大きくなり得る。衝突の反動によって、顆粒１１が基材１３から跳ね返る可能性がある。第２電界強度は、例えば、３７５００～１５００００Ｖ／ｍであってもよいし、５００００～１０００００Ｖ／ｍであってもよい。
《（ｇ）定着》
本製造方法は、圧力および熱の少なくとも一方を活物質層１２に付与することにより、活物質層１２を基材１３に定着させることを含んでいてもよい。活物質層１２の定着により、例えば、活物質層１２の剥離強さの向上が期待される。
圧力および熱は、別々に付与されてもよい。圧力および熱は、実質的に同時に付与されてもよい。例えば、ヒートロール、ヒートプレート等により、活物質層１２が圧縮されてもよい。活物質層１２の加熱温度は、例えば、バインダの融点付近の温度であってもよい。バインダの軟化、溶融、再固化により、定着力の向上が期待される。加熱温度は、例えば８０～２００℃であってもよいし、１２０～２００℃であってもよいし、１４０～１８０℃であってもよい。
圧力は、例えば、活物質層１２の狙い厚さ、狙い密度等に応じて調整され得る。例えば、５０～２００ＭＰａの圧力が活物質層１２に加えられてもよい。
《その他》
以上より、電極１０が製造され得る。活物質層１２（顆粒１１）が溶剤を含む場合、電極１０が乾燥されてもよい。電池設計に合わせて、電極が所定の平面形状に切断されてもよい。
＜電極＞
図６は、電極の一例を示す概念図である。電極１０は正極であってもよいし、負極であってもよい。電極１０は、電池設計に合わせて、任意の外形を有し得る。電極１０は、例えば、帯状であってもよい。電極１０は基材１３と活物質層１２とを含む。活物質層１２は、基材１３の表面に配置されている。活物質層１２は、基材１３の片面のみに配置されていてもよい。活物質層１２は、基材１３の表裏両面に配置されていてもよい。
活物質層１２は、任意の厚さを有し得る。活物質層１２は、例えば、１０～５００μｍの厚さを有していてもよいし、５０～２００μｍの厚さを有していてもよい。電極１０が正極である時、活物質層１２は、例えば、２～４ｇ／ｃｍ3の密度を有していてもよい。電極１０が負極である時、活物質層１２は、例えば１～２ｇ／ｃｍ3の密度を有していてもよい。なお、活物質層１２の密度は「みかけ密度」を示す。みかけ密度は、活物質層１２の質量が、活物質層１２のみかけ体積で除されることにより求まる。みかけ体積は空隙体積を含む。
活物質層１２は、例えば、質量分率で、１～１０％のバインダと、０～１０％の導電材と、残部の活物質粉体とを含んでいてもよい。活物質粉体は、正極活物質を含んでいてもよいし、負極活物質を含んでいてもよい。
＜電極の製造＞
以下本実施例が説明される。第１製造例においては正極が製造された。第２製造例においては負極が製造された。
《第１製造例》
下記材料が準備された。
活物質粉体：Ｌｉ（ＮｉＣｏＭｎ）Ｏ2
導電材：アセチレンブラック
バインダ：ＰＶｄＦ
基材１３：Ａｌ箔（厚さ １２μｍ）
アーステクニカ社製の混合装置「ハイスピードミキサー」が準備された。混合装置の混合槽に、活物質粉体と導電材とバインダとが投入された。材料の配合比は「活物質粉体／導電材／バインダ＝９０／５／５（質量比）」であった。攪拌羽根の回転数が４５００ｒｐｍに設定された。１分間にわたって材料が混合された。これにより混合粉体が調製された。混合粉体は、５９．６°の安息角を有していた。
乾式造粒機が準備された。乾式造粒機により、混合粉体が造粒された。これにより、顆粒１１が調製された。顆粒１１を構成する複合粒子の各々が、フレーク状に成形された。顆粒１１が、１６メッシュの金網により整粒された。整粒後の顆粒１１は、１００～２００μｍのＤ５０を有していた。整粒後の顆粒１１は、４２．１°の安息角を有していた。
図４、５の電極製造装置が準備された。各部の設定は下記のとおりであった。
第１電界Ｅ１：第１ロール１１０（－１２００Ｖ）、中継板１４０（－６００Ｖ）
第１ロール１１０と中継板１４０とのギャップ：４ｍｍ
第１電界強度：１５００００Ｖ／ｍ
第２電界Ｅ２：中継板１４０（－６００Ｖ）、第２ロール１２０（０Ｖ、ＧＮＤ）
中継板１４０と第２ロール１２０とのギャップ：８ｍｍ
第２電界強度：７５０００Ｖ／ｍ
ホッパー１６０から第１ロール１１０の表面に顆粒１１が供給された。顆粒１１が第１ロール１１０から電荷の注入を受けることにより、顆粒１１が帯電した。第１ロール１１０の回転により、顆粒１１が第１領域Ｒ１から第２領域Ｒ２に搬送された。顆粒１１が第１電界Ｅ１中および第２電界Ｅ２中を順次飛行することにより、顆粒１１が基材１３に付着した。これにより活物質層１２が形成された。すなわち電極１０が製造された。活物質層１２は、６０ｍｍ×２００ｍｍの平面サイズを有していた。
２枚のヒートプレート（平板）に電極１０が挟み込まれた。ヒートプレートの温度は１６０℃であった。ヒートプレートにより、３０秒間にわたって１５ｔｆの荷重が活物質層１２に付与された。これにより活物質層１２が基材１３に定着した。
《第２製造例》
下記材料が準備された。
活物質粉体：アモルファスコート黒鉛
バインダ：ＰＶｄＦ
基材１３：Ｃｕ箔（厚さ ８μｍ）
アモルファスコート黒鉛においては、各黒鉛粒子の表面がアモルファス炭素材料によって被覆されていた。アーステクニカ社製の混合装置「ハイスピードミキサー」が準備された。混合装置の混合槽に、活物質粉体とバインダとが投入された。材料の配合比は「活物質粉体／バインダ＝９７．５／２．５（質量比）」であった。攪拌羽根の回転数が４５００ｒｐｍに設定された。１分間にわたって材料が混合された。これにより混合粉体が調製された。混合粉体は、４９．７°の安息角を有していた。
乾式造粒機により、混合粉体が造粒された。これにより、顆粒１１が調製された。顆粒１１を構成する複合粒子の各々が、フレーク状に成形された。顆粒１１が、１６メッシュの金網により整粒された。整粒後の顆粒１１は、１００～２００μｍのＤ５０を有していた。整粒後の顆粒１１は、４４．３°の安息角を有していた。これらを除いては、第１製造例と同様に電極１０が製造された。
＜製造結果＞
図７は、第１製造例および第２製造例の製造結果を示す写真である。第１製造例および第２製造例のいずれにおいても、活物質層１２に塗装ムラはみられない。また、第１製造例および第２製造例においては、投入した顆粒１１の全量が、活物質層１２の形成に使用された。すなわち、実質的な歩留まりロスが発生しなかった。
本実施形態および本実施例は、全ての点で例示である。本実施形態および本実施例は、制限的ではない。本開示の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内における全ての変更を包含する。例えば、本実施形態および本実施例から、任意の構成が抽出され、それらが任意に組み合わされることも当初から予定されている。
１ 粉体、１０ 電極、１１ 顆粒、１２ 活物質層、１３ 基材、１００ 電極製造装置、１１０ 第１ロール、１２０ 第２ロール、１３０ 第３ロール、１４０ 中継板、１４１ 第１対向面、１４２ 第２対向面、１５０ 電界形成装置、１５１ 第１電源、１５２ 第２電源、１６０ ホッパー、１６１ ロータリーフィーダ、２１１，２２１ 供給ロール、２１２，２２２ バックアップロール、Ｅ１ 第１電界、Ｅ２ 第２電界、Ｆ１ 第１静電気力、Ｆ２ 第２静電気力、Ｆ３ 重力、Ｒ１ 第１領域、Ｒ２ 第２領域、Ｒ３ 第３領域。

Claims (9)

  1. （ａ）活物質粉体とバインダとを含む顆粒を調製すること、
    （ｂ）前記顆粒をロールの表面に供給すること、
    （ｃ）前記顆粒を帯電させること、
    （ｄ）前記ロールの回転により、前記顆粒を第１領域から第２領域に搬送すること、
    （ｅ）前記第２領域と第３領域との間に第１電界を形成することにより、前記第２領域から前記第３領域に向かって、前記顆粒を飛行させること、および、
    （ｆ）前記第３領域と基材との間に第２電界を形成することにより、前記第３領域から前記基材に向かって、前記顆粒を飛行させること、
    を含み、
    鉛直方向において、前記第２領域は前記第１領域より低い位置にあり、
    前記鉛直方向と交差する方向において、前記第３領域は前記第２領域から離れており、
    前記鉛直方向において、前記基材は前記第３領域より低い位置にあり、
    前記顆粒が前記基材に付着することにより、活物質層が形成される、
    電極の製造方法。
  2. 前記顆粒は、質量分率で７０～１００％の固形分率を有する、
    請求項１に記載の電極の製造方法。
  3. 前記顆粒は、１００～２００μｍのＤ５０を有する、
    請求項１または請求項２に記載の電極の製造方法。
  4. 前記顆粒は、５０°以下の安息角を有する、
    請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電極の製造方法。
  5. 前記第１電界は第１電界強度を有し、
    前記第２電界は第２電界強度を有し、
    前記第２電界強度は前記第１電界強度より低い、
    請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電極の製造方法。
  6. 前記（ｄ）は、
    前記ロールの前記表面において、前記顆粒を敷き均すこと
    を含む、
    請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電極の製造方法。
  7. （ｇ）圧力および熱の少なくとも一方を前記活物質層に付与することにより、前記活物質層を前記基材に定着させること、
    をさらに含む、
    請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電極の製造方法。
  8. 活物質粉体とバインダとを含む顆粒を基材に付着させることにより電極を製造する、電極製造装置であって、
    第１ロールと、
    中継板と、
    第２ロールと、
    電界形成装置と、
    を含み、
    鉛直方向と交差する方向において、前記中継板は前記第１ロールから離れており、
    前記鉛直方向において、前記第２ロールは、前記第１ロールおよび前記中継板より低い位置にあり、
    前記電界形成装置は、前記第１ロールと前記中継板との間に第１電界を形成し、かつ前記中継板と前記第２ロールとの間に第２電界を形成するように構成されており、
    前記第１ロールは、前記顆粒を前記第１電界内に搬送するように構成されており、
    前記第２ロールは、前記基材を前記第２電界内に搬送するように構成されている、
    電極製造装置。
  9. 第３ロールをさらに含み、
    前記顆粒が前記第１電界に到達する前に、
    前記第１ロールと前記第３ロールとのギャップにおいて、前記顆粒が敷き均されるように構成されている、
    請求項８に記載の電極製造装置。
JP2021120372A 2021-07-21 2021-07-21 電極の製造方法および電極製造装置 Pending JP2023016208A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021120372A JP2023016208A (ja) 2021-07-21 2021-07-21 電極の製造方法および電極製造装置
US17/860,560 US20230027943A1 (en) 2021-07-21 2022-07-08 Method of producing electrode, and electrode production apparatus
KR1020220087686A KR20230014643A (ko) 2021-07-21 2022-07-15 전극의 제조 방법 및 전극 제조 장치
CN202210859120.1A CN115692594A (zh) 2021-07-21 2022-07-20 电极的制造方法及电极制造装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021120372A JP2023016208A (ja) 2021-07-21 2021-07-21 電極の製造方法および電極製造装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023016208A true JP2023016208A (ja) 2023-02-02

Family

ID=84977020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021120372A Pending JP2023016208A (ja) 2021-07-21 2021-07-21 電極の製造方法および電極製造装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230027943A1 (ja)
JP (1) JP2023016208A (ja)
KR (1) KR20230014643A (ja)
CN (1) CN115692594A (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
CN115692594A (zh) 2023-02-03
KR20230014643A (ko) 2023-01-30
US20230027943A1 (en) 2023-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109891637B (zh) 用于锂离子电池的阴极浆料
US10547044B2 (en) Dry powder based electrode additive manufacturing
US11276846B2 (en) Method for manufacturing electrode for secondary battery and electrode manufactured thereby
JP5640996B2 (ja) 電池用電極の製造方法及び電池用電極
JP5227483B1 (ja) リチウム二次電池用複合活物質およびその製造方法
JP2009524707A5 (ja)
JP7261601B2 (ja) 電池用電極の製造方法
JP2023016208A (ja) 電極の製造方法および電極製造装置
JP6705400B2 (ja) 二次電池用電極の製造方法
JP2004039538A (ja) 二次電池の正極活物質
CN107086291A (zh) 生产电极板的方法
JP2022158238A (ja) 二次電池用電極の製造方法および湿潤粉体
JP2023012690A (ja) 電極の製造方法および電極製造装置
JP2004039539A (ja) 二次電池の正極活物質
US20230381809A1 (en) Method of Producing Electrode and Electrode Production Apparatus
JP7410074B2 (ja) 二次電池用電極の製造方法
JP2023082849A (ja) リチウムイオン電池用電極およびその製造方法
JP2023057661A (ja) 電極の製造方法
JP2023135983A (ja) 電極の製造方法
JP2023069327A (ja) スラリーの製造方法
JP2023082871A (ja) 電極の製造方法
JP2023135980A (ja) 電極の製造方法、および電極
JP2023073649A (ja) 電極の製造方法および電極
JP2022510196A (ja) 電気化学セルのための前駆体材料を製造する方法
JP2018073699A (ja) 電池用電極の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230515

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240417