JP7297060B2 - 互いに異なるバインダー含量を有する電極合剤領域を含む二次電池用極板及びそれを用いた二次電池用電極の製造方法 - Google Patents
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Description
正極活物質としてNCM(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)100重量部、導電材としてカーボンブラック(FX35、Denka、平均粒径(D50)15~40nm)1.5重量部及びバインダー高分子としてポリフッ化ビニリデン(KF9700、Kureha)3.5重量部を溶剤であるNMP(N-methyl-2-pyrrolidone)に添加して第1合剤スラリーを製造した。
正極活物質としてNCM(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)100重量部、導電材としてカーボンブラック(FX35、Denka、平均粒径(D50)15~40nm)0.1重量部及びバインダー高分子としてポリフッ化ビニリデン(KF9700、Kureha)2重量部を溶剤であるNMP(N‐methyl‐2‐pyrrolidone)に添加して第2合剤スラリーを製造した。
第1合剤スラリー及び第2合剤スラリーをアルミニウムホイルで形成された集電体層上に二重スリットコーティング装置を用いてストライプコーティングした。具体的には、上記二重スリットコーティング装置において第1スリットを通じて第1合剤スラリーを600mg/25cm2のローディング量で集電体層上に3個のラインが形成されるようにストライプコーティングし、続いて吐出された第1合剤スラリーラインの間を充填するように第2スリットを通じて第2合剤スラリーを同様のローディング量で吐出した。上記二重スリットコーティング装置において、吐出物ラインの数及び幅は吐出口に配置するガイドの形態によって制御される。吐出された第1合剤スラリーの幅と第2合剤スラリーの幅との比率は1:10水準である。以後、真空乾燥過程を経た正極合剤層の厚さは平均100μmである。
吐出された第1合剤スラリーの幅と第2合剤スラリーの幅との比率が1:500水準であることを除いては、実施例1と同様の方法で二次電池用極板を製造した。
二重スリットコーティング装置において、第1スリットを通じて5個のラインが形成されるように第1合剤スラリーを吐出したことを除いては、実施例1と同様の方法で二次電池用極板を製造した。
アルミニウムホイル上に第1合剤スラリーを60mg/25cm2のローディング量でコーティングして下部合剤層を形成した。形成された下部合剤層上に上部合剤層を形成した。
下部合剤層を形成する合剤スラリーの製造時、導電材としてカーボンナノチューブ(LUCAN‐BT1001M、LG Chem、縦横比(aspect ratio) 100~300)を使用したということを除いては、実施例3と同様の方法で二次電池用極板を製造した。
第2合剤スラリーのみを吐出して合剤層を形成したということを除いては、実施例1と同様の方法で二次電池用極板を製造した。
実施例1、実施例2及び比較例において製造された各試片に対してスリッティングを行い、不良の可否を判別した。実施例1、実施例2の試片に対しては第1合剤スラリーが塗布された領域に沿ってスリッティングを行い、比較例の試片に対しては実施例1、実施例2のスリッティング位置とそれぞれに対応される位置にスリッティングを行った。
110、210、310:集電体層
120:合剤層
121a、121b、231a、231b、321a、321b:バインダー含量の高い領域
122a、122b、232a、232b、322a、322b:バインダー含量の低い領域
220:下部合剤層
230:上部合剤層
Claims (9)
- 集電体層、前記集電体層の一面又は両面に形成された下部合剤層、及び前記下部合剤層上に形成された電極用合剤層を含み、
前記電極用合剤層は、バインダー含量の高い高バインダー含有領域とバインダー含量の低い低バインダー含有領域を含み、かつ、
幅方向(TD)断面を基準として、前記電極用合剤層の一側端から他側端の方向に、第1高バインダー含有領域、第1低バインダー含有領域、第k高バインダー含有領域、第k低バインダー含有領域及び第n高バインダー含有領域が順次に形成された構造であり、
kは2~n-1の間の整数であり、nは3~10の間の整数であり、
前記高バインダー含有領域は、電極スリッティング工程で切削が行われる領域であり、
前記高バインダー含有領域と前記低バインダー含有領域とのバインダー含量の偏差は20重量%以上であり、前記下部合剤層のバインダー含量と前記高バインダー含有領域のバインダー含量との偏差は15重量%以下である、二次電池用極板。 - 前記高バインダー含有領域と前記低バインダー含有領域とのバインダー含量の比率は1.2:1~30:1の範囲にある、請求項1に記載の二次電池用極板。
- 前記高バインダー含有領域は、
前記電極用合剤層の厚さを基準として、
高さ20%地点のバインダー含量(BL)と高さ80%地点のバインダー含量(BH)との偏差は15重量%以下である、請求項1又は2に記載の二次電池用極板。 - 前記高バインダー含有領域の幅(LBH)と前記低バインダー含有領域の幅(LBL)との比(LBH:LBL)は、1:3~1:600の範囲にある、請求項1から3のいずれか一項に記載の二次電池用極板。
- 幅方向(TD)断面を基準として、前記集電体層の両側端は合剤層が形成されない無地部を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の二次電池用極板。
- 集電体層の一面又は両面に電極用合剤層を形成する段階、及び
前記電極用合剤層が形成された前記集電体層をスリッティングする段階を含み、
前記電極用合剤層を形成する段階は、
バインダー含量の高い電極合剤用スラリーを吐出して形成した高バインダー含有領域とバインダー含量の低い電極合剤用スラリーを吐出して形成した低バインダー含有領域とを含むように形成し、かつ、
幅方向(TD)断面を基準として、前記電極用合剤層の一側端から他側端の方向に、第1高バインダー含有領域、第1低バインダー含有領域、第k高バインダー含有領域、第k低バインダー含有領域及び第n高バインダー含有領域を順次に形成し、
kは2~n-1の間の整数であり、nは3~10の間の整数であり、
前記集電体層をスリッティングする段階において、前記高バインダー含有領域を切削し、
前記電極用合剤層を形成する段階の前に、集電体層上にバインダー含量の高いスラリーを吐出して下部合剤層を形成する段階を含み、
前記電極用合剤層を形成する段階は、形成された下部合剤層上に上部合剤層を形成する過程で行われ、
前記下部合剤層のバインダー含量と前記上部合剤層中の高バインダー含有領域のバインダー含量との偏差は15重量%以下であり、
前記上部合剤層において、前記高バインダー含有領域と低バインダー含有領域とのバインダー含量の偏差が20重量%以上である、二次電池用電極製造方法。 - 前記電極用合剤層を形成する段階は、
二重スリットコーティング装置を用いたストライプコーティングによって行い、かつ、
第1スリットは集電体層上に第1スラリーをパターン化された形態に吐出し、
第2スリットは集電体層上に吐出された第1スラリーパターンの間を充填する形態に第2スラリーを吐出する、請求項6に記載の二次電池用電極製造方法。 - 前記第1スリットを通じて吐出される第1スラリーはバインダー含量の高い高バインダー含有スラリーであり、
前記第2スリットを通じて吐出される第2スラリーはバインダー含量の低い低バインダー含有スラリーである、請求項7に記載の二次電池用電極製造方法。 - 前記下部合剤層と前記上部合剤層との厚さ比率が、1:1.5~1:20の範囲にある、請求項6から8のいずれか一項に記載の二次電池用電極製造方法。
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