JP6730201B2

JP6730201B2 - 湿潤粉体成膜方法

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Publication number: JP6730201B2
Application number: JP2017001520A
Authority: JP
Inventors: 智也召田; 英史後藤; 義樹稲毛
Original assignee: Toyota Motor Corp; Rix Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Rix Corp
Priority date: 2017-01-09
Filing date: 2017-01-09
Publication date: 2020-07-29
Anticipated expiration: 2037-01-09
Also published as: JP2018113113A

Description

本発明は，湿潤粉体成膜方法に関する。より詳細には，湿潤粉体をシート状に成膜する湿潤粉体成膜方法に関する。

リチウムイオン二次電池などの電池に用いられる電極板は，一般的に，集電箔上に電極合剤層を形成することで製造されている。また，電極合剤層の形成には，電極合剤層を形成する材料である活物質等の粉末に，溶媒を含ませてなる湿潤造粒物が用いられることがある。すなわち，電極合剤層を，湿潤造粒物をロール対の間隙に通すことによって加圧し，湿潤粒子をシート状に成膜することで形成する方法がある。

このような湿潤粉体の成膜に係る先行技術として，例えば，特許文献１に記載のものが挙げられる。特許文献１には，対向するロール対の間隙に合剤塗料を通過させて，そのロール対の一方のロール上に膜状に成形し，その後，ロール上の膜状の合剤塗料を，被塗布物上に転写する技術が開示されている。また，特許文献１では，合剤塗料に含まれる溶媒と，ロール表面や被塗布物表面との接触角を調整しておくことで，被塗布物上に，均一な塗膜物を得ることができるとされている。

特開２０１５−１７８０９３号公報

しかしながら，上記の従来技術によっても，集電箔の表面に形成された電極合剤層には，厚みが不均一な箇所が存在している場合があった。すなわち，厚みが十分に均一な電極合剤層を集電箔上に形成できているとはいえなかった。

本発明は，前記した従来の技術が有する問題点の解決を目的としてなされたものである。すなわちその課題とするところは，集電箔上に厚みが均一な電極合剤層を形成することができる湿潤粉体成膜方法を提供することである。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の湿潤粉体成膜方法は，溶媒を少なくとも活物質および結着材と混合することにより形成された湿潤造粒物を，ロール対の間隙に通すことでシート状に成形しつつ集電箔上に付着させることで集電箔上に電極合剤層を形成する湿潤粉体成膜方法であって，湿潤造粒物を，活物質および結着材を，溶媒と攪拌により混合してこれらの混合物を得る第１の攪拌工程と，混合物を，溶媒および界面活性剤と攪拌により混合する第２の攪拌工程とにより形成するとともに，湿潤造粒物における溶媒と界面活性剤との重量比率を，溶媒と界面活性剤とを混合した混合液に対する活物質の接触角が，１０°以上，８０°以下の範囲内となる比率とし，湿潤造粒物の全体の重量に占める固形分の重量の割合を，６３％以上，９２％以下の範囲内として形成することを特徴とする湿潤粉体成膜方法である。

本発明に係る湿潤粉体成膜方法では，湿潤造粒体を，第２の攪拌工程において界面活性剤を添加することにより形成する。さらに，湿潤造粒体を，溶媒と界面活性剤との混合液に対する活物質の接触角，全体の重量に占める固形分の重量の割合を所定の範囲内として形成する。そして，その湿潤造粒体により，集電箔上に厚みが均一な電極合剤層を形成することができる。

本発明によれば，集電箔上に厚みが均一な電極合剤層を形成することができる湿潤粉体成膜方法が提供されている。

電極板の断面図である。湿潤粉体成膜装置の概略構成図である。湿潤造粒物の形成方法を説明するための図である。接触角の測定方法を説明するための図である。

以下，本発明を具体化した最良の形態について，図面を参照しつつ詳細に説明する。

まず，図１により，本形態の方法において製造される電極板１００について説明する。電極板１００は，図１の断面図に示すように，集電箔１１０と，電極合剤層１２０とを有している。電極板１００は，図１における左右方向に長いものである。本形態の電極板１００において，電極合剤層１２０は，集電箔１１０の第１面１１１のみに形成されている。本形態の電極板１００は，例えば，リチウムイオン二次電池の正極板や負極板として用いられるものである。

集電箔１１０は，例えば金属箔である。例えば，電極板１００がリチウムイオン二次電池の正極板である場合には，集電箔１１０としてアルミニウム箔を用いることができる。また，例えば，電極板１００がリチウムイオン二次電池の負極板である場合には，集電箔１１０として銅箔を用いることができる。

また，電極合剤層１２０は，活物質１２１と結着材１２２とを少なくとも含むものである。活物質１２１は，例えば，リチウムイオン二次電池においては，リチウムイオンを吸蔵，放出することで，充放電に寄与するものである。また，結着材１２２は，電極合剤層１２０を構成する材料を互いに結着させて電極合剤層１２０を形成するとともに，その電極合剤層１２０を集電箔１１０の第１面１１１に結着させるためのものである。

さらに，本形態の電極合剤層１２０は，界面活性剤１２４を含んでいる。この界面活性剤１２４の作用等については，後に詳述する。

なお，電極板１００がリチウムイオン二次電池の正極板である場合には，例えば，活物質１２１として三元系正極活物質であるＮＭＣ（ＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｏ_２）を，結着材１２２としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を用いることができる。また，電極板１００がリチウムイオン二次電池の負極板である場合には，例えば，活物質１２１として黒鉛を，結着材１２２としてカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）やポリアクリル酸ナトリウムを用いることができる。

次に，本形態における電極板１００の製造方法について説明する。本形態では，電極板１００を，図２に示す湿潤粉体成膜装置１を用いて製造する。湿潤粉体成膜装置１は，図２に示すように，第１ロール１０，第２ロール２０，第３ロール３０を有している。図２において，上下方向が鉛直方向であり，重力は下向きに作用している。

本形態の湿潤粉体成膜装置１において，第１ロール１０，第２ロール２０，第３ロール３０はいずれも，軸方向を水平にした状態で配置されている。第１ロール１０，第２ロール２０，第３ロール３０は，例えば，金属などの材質よりなるものである。また，第１ロール１０および第２ロール２０は，それぞれの外周面１１，２１が第１対向位置Ａにおいて互いに対向した状態で，平行に配置されている。また，第３ロール３０は，外周面３１が第２ロール２０の外周面２１と第２対向位置Ｂにおいて対向した状態で，第２ロール２０と平行に配置されている。

第１ロール１０および第２ロール２０は，軸間距離が一定の距離となるように保持されている。そして，第１対向位置Ａにおける第１ロール１０の外周面１１と第２ロール２０の外周面２１との間には，隙間ＧＡが設けられている。また，第３ロール３０は，第２ロール２０との軸間距離が一定の距離となるように保持されている。そして，第２対向位置Ｂにおける第２ロール２０の外周面２１と第３ロール３０の外周面３１との間には，隙間ＧＢが設けられている。

第１ロール１０，第２ロール２０，第３ロール３０は電極板１００を製造する際にはそれぞれ回転するものである。図２には，第１ロール１０，第２ロール２０，第３ロール３０の回転方向をそれぞれ矢印により示している。つまり，図２において，第１ロール１０および第３ロール３０の回転方向は時計回りであり，第２ロール２０の回転方向は反時計回りである。

第１ロール１０および第２ロール２０の回転方向は，第１対向位置Ａにおける外周面１１，２１の移動方向がともに，同じとなる向きである。具体的には，第１ロール１０および第２ロール２０の回転方向は，第１対向位置Ａにおける外周面１１，２１の移動方向がともに，鉛直方向の下向きとなる向きである。また，第３ロール３０の回転方向は，第２対向位置Ｂにおける外周面３１の移動方向が，第２ロール２０の外周面２１の移動方向と同じとなる向きである。

また，本形態では，第２ロール２０は，第１ロール１０の周速よりも速い周速で回転するものである。さらに，第３ロール３０は，第２ロール２０の周速よりも速い周速で回転するものである。つまり，第１ロール１０，第２ロール２０，第３ロール３０は，この順で，回転の周速が速いものである。

また，第１対向位置Ａの上方には，仕切り部９０が設けられている。仕切り部９０は，第１ロール１０および第２ロール２０の上面から湿潤造粒物１３０がこぼれ落ちないようにするための囲いである。そして，仕切り部９０の内側には，湿潤造粒物１３０が溜まっている。湿潤造粒物１３０は，第１ロール１０および第２ロール２０の回転により，仕切り部９０の内側から第１対向位置Ａへと供給される。

また，第３ロール３０の外周面３１には，図２に示すように，集電箔１１０が巻き掛けられている。集電箔１１０は，第２面１１２側を第３ロール３０の外周面３１に向けた状態で，第３ロール３０の第２対向位置Ｂに巻き掛けられている。このため，集電箔１１０は，第３ロール３０の回転により搬送される。

また，集電箔１１０の第１面１１１は，第２対向位置Ｂにおいて，第２ロール２０の外周面２１に対向している。なお，第３ロール３０は，前述したように，第２ロール２０よりも速い周速で回転するものである。このため，第２対向位置Ｂにおける集電箔１１０の第１面１１１の移動速度は，第２対向位置Ｂにおける第２ロール２０の外周面２１の移動速度よりも速いものである。

また，集電箔１１０は，図２における第３ロール３０の右下から湿潤粉体成膜装置１内に供給され，第２対向位置Ｂを通過後，第３ロール３０の右上に向けて排出されるように搬送されている。集電箔１１０は，湿潤粉体成膜装置１に供給されてくるときには，その第１面１１１に，まだ何も形成されていない状態である。そして，湿潤粉体成膜装置１は，第２対向位置Ｂにおいて集電箔１１０の第１面１１１に電極合剤層１２０を形成することにより，電極板１００を製造することのできるものである。

次に，湿潤粉体成膜装置１によって電極板１００が製造される過程について説明する。まず，仕切り部９０の内部に供給された湿潤造粒物１３０は，その下方のものより順に，第１ロール１０および第２ロール２０の回転によって第１対向位置Ａへと送られる。

第１対向位置Ａに到達した湿潤造粒物１３０は，第１ロール１０および第２ロール２０の回転によって隙間ＧＡを通過しつつ，その隙間ＧＡの通過時に第１ロール１０の外周面１１と第２ロール２０の外周面２１との間で加圧される。この加圧により，湿潤造粒物１３０は圧延されつつ，湿潤造粒物１３０中の各粒子同士が結着材１２２の作用によって結着される。これにより，第１対向位置Ａを通過した湿潤造粒物１３０はシート状に成形され，成膜シート１３１とされる。

また，成膜シート１３１は，第１ロール１０の外周面１１および第２ロール２０の外周面２１のうち，第１対向位置Ａにおける移動速度が速い方の面に付着する。そして，前述したように，湿潤粉体成膜装置１においては，第２ロール２０の方が，第１ロール１０よりも周速の速いものである。つまり，第１対向位置Ａで形成された成膜シート１３１は，第１対向位置Ａの通過後，第２ロール２０の外周面２１に付着する。第２ロール２０の外周面２１に付着した成膜シート１３１は，第２ロール２０の回転によって搬送され，第２対向位置Ｂへと到達する。

また，第２対向位置Ｂには，集電箔１１０が通されている。このため，第２ロール２０の回転により第２対向位置Ｂへと到達した成膜シート１３１は，集電箔１１０とともに，第２対向位置Ｂの隙間ＧＢを通過する。その隙間ＧＢの通過の際に，集電箔１１０および成膜シート１３１は，その厚み方向に第２ロール２０および第３ロール３０によって加圧される。

第２対向位置Ｂにおいても，加圧された成膜シート１３１は，第２ロール２０の外周面２１および集電箔１１０の第１面１１１のうち，第２対向位置Ｂにおける移動速度が速い方に付着する。そして，前述したように，湿潤粉体成膜装置１における第３ロール３０は，第２対向位置Ｂにおける集電箔１１０の第１面１１１の移動速度が，第２ロール２０の周速よりも速くなる周速で回転している。このため，第２対向位置Ｂを通過した成膜シート１３１は，第２ロール２０の外周面２１上から集電箔１１０の第１面１１１上に転写される。

よって，図２に示すように，第２対向位置Ｂを通過後の集電箔１１０の第１面１１１には，電極合剤層１２０が形成されている。そして，湿潤粉体成膜装置１では，第１ロール１０，第２ロール２０，第３ロール３０を連続して回転させることにより，成膜シート１３１の形成と，その成膜シート１３１の集電箔１１０への転写とが連続して行われる。従って，集電箔１１０の搬送方向における長さの長い電極板１００が製造される。なお，電極板１００は，電池の製造に用いられる際には，適宜，適当な大きさに切り出される。

ここで，本形態の湿潤造粒物１３０について図３により説明する。湿潤造粒物１３０は，前述したように，電極合剤層１２０を形成するための材料である。このため，湿潤造粒物１３０の製造には，電極合剤層１２０に含まれている，活物質１２１，結着材１２２，界面活性剤１２４を用いる。そして，本形態では，端的には，図３に示すように，これらの材料を，溶媒１２３とともに攪拌する第１攪拌工程と第２攪拌工程とを行うことにより，湿潤造粒物１３０を得る。

また，本形態では，第１攪拌工程の前に，予め活物質１２１と結着材１２２とを混合する混合工程を行っている。この混合工程は，溶媒１２３等を加えずに，乾式で行う。すなわち，混合工程では，活物質１２１の粉末と結着材１２２の粉末とを混合してこれらの混合粉末を得る。このように，予め乾式の混合工程を行うことにより，最終的に，活物質１２１の粒子と結着材１２２の粒子とが，より良好に分布した湿潤造粒物１３０を得ることができる。

次に，混合工程後の第１攪拌工程では，活物質１２１と結着材１２２との混合粉末に，溶媒１２３を加えて攪拌を行う。また，第１攪拌工程で加える溶媒１２３の量は，最終的な湿潤造粒物１３０における溶媒１２３の量の全てではなく，一部である。そして，この第１攪拌工程により，活物質１２１と結着材１２２の混合粉末に溶媒１２３が混合した混合物を得る。

続いて，第２攪拌工程では，第１攪拌工程で得られた混合物に，溶媒１２３と界面活性剤１２４とを加えて攪拌を行う。第２攪拌工程で加える溶媒１２３の量により，湿潤造粒物１３０の最終的な溶媒１２３の量が調整される。つまり，すでに第１攪拌工程で加えた溶媒１２３の量に，第２攪拌工程で加える溶媒１２３の量を合わせることで，最終的な湿潤造粒物１３０における溶媒１２３の量となる。

また，本形態の第２攪拌工程では，溶媒１２３とともに，界面活性剤１２４を加える。界面活性剤１２４は，本形態では，溶媒１２３に溶解させた状態で加えている。ただし，例えば，溶媒１２３とは別の粉末として界面活性剤１２４を加えても良い。また，本形態では，界面活性剤１２４として，具体的には，ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を使用している。

そして，第２攪拌工程は，第１攪拌工程よりも，混合物を攪拌する撹拌翼の回転速度を遅くして攪拌を行う。そして，この第２攪拌工程により，活物質１２１等の各材料の粒子が溶媒１２３によって付着し合い，元の粒子よりも大きな塊となる。これにより，湿潤造粒物１３０が形成される。

上記のように，本形態では，湿潤造粒物１３０の形成を，界面活性剤１２４を添加して行っている。この界面活性剤１２４は，本形態では，溶媒１２３に対する活物質１２１の接触角を調整するために添加しているものである。

一般的に，活物質１２１は，電極合剤層１２０を構成する主成分であり，その大半を占めている物質である。そして，活物質１２１の溶媒１２３に対する接触角が小さすぎる場合には，溶媒１２３が活物質１２１の粒子の表面にのみ存在してしまい，電極合剤層１２０を構成する材料（主に活物質１２１）の粒子同士の間に存在する溶媒１２３の量が不足してしまうこととなる。一方，活物質１２１の溶媒１２３に対する接触角が大きすぎる場合には，活物質１２１と溶媒１２３との接触面積が小さくなってしまう。

すなわち，活物質１２１の溶媒１２３に対する接触角は，小さすぎても大きすぎても，溶媒１２３の，電極合剤層１２０を構成する材料の粒子同士を付着させる液架橋力が不足してしまうこととなる。つまり，例えば，湿潤粉体成膜装置１の第１対向位置Ａにて形成された成膜シート１３１が，脆いものとなってしまうおそれがある。このため，例えば，第１対向位置Ａにて形成され，一方の面が第１ロール１０の外周面１１，他方の面が第２ロール２０の外周面２１に張り付いている成膜シート１３１が，第１ロール１０から適切に剥がれず，厚み方向の中間の位置で裂けてしまう等のおそれがある。これにより，第２ロール２０の外周面２１上に形成されるべき成膜シート１３１が，一部，第１ロール１０の外周面１１上に残ってしまうおそれがあった。

これに対し，本形態では，界面活性剤１２４を添加していることにより，溶媒１２３と活物質１２１との接触角を，電極合剤層１２０を構成する材料の粒子同士の間に作用する溶媒１２３の液架橋力を十分なものとすることができる。具体的には，本形態では，湿潤造粒物１３０における溶媒１２３と界面活性剤１２４との重量比率を，溶媒１２３と界面活性剤１２４とを混合した混合液に対する，活物質１２１の接触角が，１０°以上，８０°以下の範囲内となる比率としている。湿潤造粒物１３０における溶媒１２３の重量は，第１攪拌工程で添加する溶媒１２３の重量と第２攪拌工程で加える溶媒１２３の重量とを合わせた合計重量である。

このような比率で界面活性剤１２４を加えていることにより，本形態では，溶媒１２３の液架橋力を十分なものとすることができる。これにより，成膜シート１３１を，第２ロール２０の外周面２１上に適切に形成することができる。また，湿潤粉体成膜装置１の第２対向位置Ｂにおいても，第２ロール２０の外周面２１上に成膜シート１３１を残すことなく，適切に，集電箔１１０の第１面１１１上へと転写することができる。

なお，活物質１２１は，粉末である。このため，本形態では，溶媒１２３と界面活性剤１２４とを混合した混合液に対する活物質１２１の接触角を，次のようにして測定した。図４は，本形態における接触角の測定方法を示す図である。図４には，ペレット１４０と，ペレット１４０の表面に滴下した混合液１４１とを示している。混合液１４１は，前述したように，溶媒１２３と界面活性剤１２４とを混合したものである。そして，接触角θは，図４に示すように，混合液１４１のペレット１４０表面との角度により示されるものである。

また，ペレット１４０は，活物質１２１によって形成したものである。具体的には，ペレット１４０は，活物質１２１の粉末に圧縮荷重をかけて固めたものである。本形態では，活物質１２１の粉末に１２ｋＮの荷重をかけて固めたものをペレット１４０として用い，その表面に混合液１４１を滴下することで接触角θの測定を行った。

また，本形態では，界面活性剤１２４を，第２攪拌工程で添加している。第１攪拌工程，つまり，結着材１２２が溶媒１２３に十分に溶解する前の段階で界面活性剤１２４を添加した場合，結着材１２２の溶解性が低下してしまうおそれがある。第１攪拌工程で界面活性剤１２４を添加した場合，その時点で，溶媒１２３が，活物質１２１を濡れさせやすいものとなってしまう。このため，溶媒１２３が活物質１２１の表面に多く存在してしまい，結着材１２２を溶解させる溶媒１２３が不足してしまう。このため，結着材１２２が適切に分布した湿潤造粒物１３０を形成できないおそれがある。

このような問題に対し，本形態では，第１攪拌工程において結着材１２２を溶媒１２３に適切に溶解させ，その後の第２攪拌工程において界面活性剤１２４を添加している。よって，本形態では，結着材１２２が良好に分布した湿潤造粒物１３０を形成することができる。

さらに，本形態では，湿潤造粒物１３０を，全体の重量に占める固形分の重量の割合を，６３％以上，９２％以下の範囲内として形成している。全体の重量は，活物質１２１等の固形分の重量に，溶媒１２３の重量を加えた重量である。この全体の重量に占める固形分の重量の割合が低すぎる場合，溶媒１２３の量が多すぎることにより，攪拌によって湿潤造粒物１３０を適切に形成できない。一方，全体の重量に占める固形分の重量の割合が高すぎる場合，溶媒１２３が含まれない固形分の粒子の集まりが形成され，一部，粉末の状態で残ってしまう。

すなわち，全体の重量に占める固形分の重量の割合は，低すぎても高すぎても，湿潤造粒物１３０を適切に形成することができない。これに対し，本形態では，全体の重量に占める固形分の重量の割合を上記の範囲内として形成しているため，湿潤造粒物１３０を適切に形成することができる。

このように，本形態では，湿潤造粒物１３０を，界面活性剤１２４を第２攪拌工程で添加して形成している。さらに，湿潤造粒物１３０を，溶媒１２３と界面活性剤１２４との混合液１４１の活物質１２１に対する接触角，全体重量に占める固形分の重量の割合をそれぞれ上記の範囲内として形成している。そして，このように形成された湿潤造粒物１３０を用いることで，均一な厚みの電極合剤層１２０を形成することができている。これにより，品質の高い電極板１００を製造することができる。

また，本形態では，電極合剤層１２０を構成する材料の粒子同士の間に作用する溶媒１２３の液架橋力を十分なものとすることができる。このため，湿潤粉体成膜装置１の各ロールの回転速度を速くしても，第２ロール２０上の成膜シート１３１および集電箔１１０上の電極合剤層１２０が適切に形成される。すなわち，本形態では，品質の高い電極板１００をより短時間で製造することができる。

次に，本形態の実施例について，比較例とともに説明する。実施例および比較例ではいずれも，図２に示す湿潤粉体成膜装置を用いて電極板を作製した。また，実施例および比較例ではいずれも，湿潤造粒物を，活物質，結着材，溶媒，界面活性剤としてそれぞれ同じ成分のものを用い，リックス社製の攪拌造粒機を用いて形成した。さらに，実施例および比較例ではいずれも，活物質と結着材と界面活性剤との割合を，９８．６：１：０．４とした。つまり，実施例，比較例において，電極合剤層に占める活物質の割合は，その他の材料と比較して高いものである。

ただし，実施例および比較例ではそれぞれ，界面活性剤を添加する工程，溶媒と界面活性剤との混合液に対する活物質の接触角，全体の重量に占める固形分の重量の割合を異なる条件として湿潤造粒物を形成した。その形成条件を，次の表１にまとめて示している。

表１に示すように，本形態に係る実施例１〜９はいずれも，界面活性剤を添加する工程，溶媒と界面活性剤との混合液に対する活物質の接触角，全体の重量に占める固形分の重量の割合（固形分率）をそれぞれ本形態の通りとして形成した湿潤造粒物を用いている。これに対し，比較例１〜５では，界面活性剤を添加する工程，溶媒と界面活性剤との混合液に対する活物質の接触角，固形分率のうち，少なくとも１つの条件が，本形態の条件とは異なる。

具体的には，比較例１では，界面活性剤を第１攪拌工程で添加している。比較例２では，界面活性剤を第１攪拌工程で添加しているとともに，溶媒と界面活性剤との混合液に対する活物質の接触角が，１０°未満の５°である。比較例３では，界面活性剤を第１攪拌工程で添加しているとともに，溶媒と界面活性剤との混合液に対する活物質の接触角が，８０°を超える８５°である。比較例４では，溶媒と界面活性剤との混合液に対する活物質の接触角が，１０°未満の５°である。比較例５では，溶媒と界面活性剤との混合液に対する活物質の接触角が，８０°を超える８５°である。

また，表１には，実施例１〜９および比較例１〜５について，評価項目を示している。この評価は，実施例１〜９および比較例１〜５でそれぞれ作製した電極板の電極合剤層の品質に関する評価である。具体的には，集電箔の表面に形成された電極合剤層を観察し，均一な厚みで品質の高い電極合剤層が形成されたものについては，評価を「○」として示している。一方，電極合剤層の厚みが均一でなく，例えば，電極合剤層の形成されるべき範囲において集電箔が露出しているような欠陥部分が存在している場合には，評価を「×」として示している。また，「×」と評価されるもののような明らかな欠陥部分は存在していないものの，「○」と評価されるものよりも電極合剤層の厚みの均一性が劣るものについては，評価を「△」として示している。

表１に示すように，実施例１〜９はいずれも評価が「○」または「△」であり，比較例１〜５はいずれも評価が「×」であった。すなわち，実施例１〜９では，十分な品質の電極合剤層が形成されていた。一方，比較例１〜５はいずれも，欠陥部分が存在する，品質が十分とはいえない電極合剤層が形成されていた。

まず，界面活性剤を第１攪拌工程で添加した比較例１〜３では，結着材が適切に分布した湿潤造粒物を形成できていないため，湿潤粉体成膜装置における成膜が良好に行われていない。また，溶媒と界面活性剤との混合液に対する活物質の接触角の小さい比較例２，４では，電極合剤層を構成する材料の粒子同士の間に存在する溶媒の量が不足している。さらに，溶媒と界面活性剤との混合液に対する活物質の接触角の大きい比較例３，５では，活物質の粒子と溶媒との接触面積が不足している。つまり，比較例２〜５ではいずれも，電極合剤層を構成する材料の粒子同士の間に作用する溶媒の液架橋力が不十分である。

すなわち，比較例１〜５はいずれも，界面活性剤を添加する工程，溶媒と界面活性剤との混合液に対する活物質の接触角，固形分率のうち，少なくとも１つの条件が，本形態の条件と異なるため，厚みの均一な電極合剤層を形成することができなかった。これに対し，界面活性剤を添加する工程，溶媒と界面活性剤との混合液に対する活物質の接触角，固形分率をいずれも本形態の条件を満たす実施例１〜９では，厚みの均一な電極合剤層が形成できることが確認された。

また，実施例１〜９のうち，固形分率を６３％とした実施例６では評価が「△」であるのに対し，固形分率を６５％とした実施例７では評価が「○」である。さらに，固形分率を９２％とした実施例９では評価が「△」であるのに対し，固形分率を９０％とした実施例８では評価が「○」である。つまり，固形分率を６５％以上，９０％以下として湿潤造粒物を規制することがより好ましいことが確認された。

以上詳細に説明したように，本実施の形態では，湿潤造粒物を，第１ロールおよび第２ロールの隙間に通すことでシート状の成膜シートに成形しつつ，これを集電箔の第１面上に転写により付着させる。これにより，集電箔上に電極合剤層を形成して電極板を製造する。湿潤造粒物は，活物質および結着材を，溶媒と攪拌により混合してこれらの混合物を得る第１攪拌工程と，その混合物を，溶媒および界面活性剤と攪拌により混合する第２攪拌工程とにより形成している。また，その際，湿潤造粒物における溶媒と界面活性剤との重量比率を，溶媒と界面活性剤とを混合した混合液に対する活物質の接触角が，１０°以上，８０°以下の範囲内となる比率としている。さらに，湿潤造粒物を，全体の重量に占める固形分の重量の割合を，６３％以上，９２％以下の範囲内として形成している。これにより，湿潤造粒物により集電箔上に厚みが均一な電極合剤層を形成することができる湿潤粉体成膜方法が実現されている。

また，本実施の形態の湿潤粉体成膜方法にて形成された中間物である湿潤造粒物は，界面活性剤を含んでいる。また，溶媒と界面活性剤との重量比率は，溶媒と界面活性剤とを混合した混合液に対する活物質の接触角が，１０°以上，８０°以下の範囲内となる比率である。さらに，全体の重量に占める，全体から溶媒を除いた固形分の重量の割合が，６３％以上，９２％以下の範囲内である。そして，上記の湿潤粉体成膜方法では，この湿潤造粒物を用いることにより，集電箔上に厚みが均一な電極合剤層を形成することができている。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，上記の実施形態では，集電箔の第１面のみに電極合剤層を形成する場合について説明したが，集電箔の第２面にも電極合剤層を形成することができる。集電箔の第２面の電極合剤層の形成についても，上記の実施形態で説明した第１面に形成する場合と同様に行うことができる。

また例えば，電極合剤層には，活物質および結着材の他にも，導電材等の材料が含まれていてもよい。この場合であっても，電極合剤層に占める活物質の割合は，その他の材料よりも高いものである。よって，例えば，電極合剤層に，例えば，アセチレンブラック（ＡＢ）のような導電材が含まれているような場合であっても，本発明を適用することができる。この場合，第２攪拌工程よりも前に（例えば乾式での混合工程），導電材を添加することとすればよい。

また，上記の実施形態で示した具体的な材料は，単なる一例であり，当然，その他のものを用いることもできる。つまり，例えば，活物質１２１としては，三元系正極活物質であるＮＭＣ（ＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｏ_２）に替えて，スピネル型のＬｉＭｎ_２Ｏ_４等のその他のものを使用することも可能である。また例えば，リチウムイオン二次電池の電極板に限らず，その他の電池の電極板にも適用することができる。

また例えば，上記では，界面活性剤としてＰＶＡを使用した例について説明している。しかし，その他の界面活性剤を用いることも可能である。

１湿潤粉体成膜装置
１０第１ロール
２０第２ロール
３０第３ロール
１００電極板
１１０集電箔
１２０電極合剤層
１２１活物質
１２２結着材
１２３溶媒
１２４界面活性剤
１３０湿潤造粒物
Ａ第１対向位置
Ｂ第２対向位置

Claims

溶媒を少なくとも活物質および結着材と混合することにより形成された湿潤造粒物を，ロール対の間隙に通すことでシート状に成形しつつ集電箔上に付着させることで集電箔上に電極合剤層を形成する湿潤粉体成膜方法において，
前記湿潤造粒物を，
前記活物質および前記結着材を，前記溶媒と攪拌により混合してこれらの混合物を得る第１の攪拌工程と，
前記混合物を，前記溶媒および界面活性剤と攪拌により混合する第２の攪拌工程とにより形成するとともに，
前記湿潤造粒物における前記溶媒と前記界面活性剤との重量比率を，前記溶媒と前記界面活性剤とを混合した混合液に対する前記活物質の接触角が，１０°以上，８０°以下の範囲内となる比率とし，
前記湿潤造粒物の全体の重量に占める固形分の重量の割合を，６３％以上，９２％以下の範囲内として形成することを特徴とする湿潤粉体成膜方法。