JPH0582021B2

JPH0582021B2 -

Info

Publication number: JPH0582021B2
Application number: JP1266293A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Shinoda; Tomoya Murata; Yasuhiro Ishiguro; Kunyoshi Nishida; Masaaki Suzuki
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 1989-10-16
Filing date: 1989-10-16
Publication date: 1993-11-17
Also published as: JPH03129666A

Description

【発明の詳細な説明】 ≪産業上の利用分野≫ この発明はスパイラル形リチウム電池などに用
いられる正極合剤の製造方法に関し、特に押出成
形に好適な正極合剤の製造方法に関する。

≪従来の技術≫ スパイラル形リチウム電池などに用いられる正
極合剤の製造方法は、一般にスラリー塗布方法が
採用されている。

この製造方法は、二酸化マンガンなどの活物質
に導電材としてグラフアイト、結着剤としてテフ
ロン及び水を加え、混練することにより、スラリ
ー状の混合物を形成し、この混合物をホツパー内
にいれ、ホツパーのスリツトから導出される集電
体とともにスリツトから順次流下させることによ
り、集電体の外面に順次塗着し、プレスローラで
加圧した後連続的に加熱炉内に移送して水分を除
去した後、ストツクローラに巻き取つていた。

しかしながら、この製造方法であると、製造能
力が低く、毎分0.5〜１ｍ程度の製造能力しかな
かつた。また、スラリー状合剤組成物と集電体と
の密着性が弱く、剥離しやすいほか、均一の厚み
にすることが困難であり、塗布厚みのバラツキが
大きかつた。

このスラリー塗布方法に代るものとして押出し
成形方法が本発明者らにより提唱されている。

≪発明が解決しようとする課題≫ しかしながら、従来の組成及び混合方法では得
られた合剤組成物の性状が押出成形に適合しなか
つた。

すなわち、従来の正極合剤の組成は、二酸化マ
ンガン42％、グラフアイト４％、テフロン４％、
水50％を標準組成としているため、混練後の仕上
がり状態では柔らかすぎ、腰がないため、押出成
形機では成形できなかつた。

混合物粘度を上げるための最も簡単な対策とし
ては、水の量を減ずることが考えられるが、水を
減量した場合には固くなりすぎて、やはり押出し
成形には不適合になる。

この発明は以上の問題を解決するものであつ
て、合剤組成及び混練温度条件を最適にコントロ
ールすることで、押出成形に適合した正極合剤の
製造方法を提供することを目的とする。

≪課題を解決するための手段≫ 前期目的を達成するため、この発明は、正極合
剤の配合比として、二酸化マンガン60〜80％（重
量、以下同じ）、グラフアイト５〜８％、ポリビ
ニルブチラール５〜10％、テフロン５〜10％、ア
ルコール10〜20％とし、この合剤組成物を、45〜
70℃の混練温度で混練し、押出成形により、集電
体とともにシート状に一体成形するようにしたも
のである。

≪作用≫ 以上の合剤組成物は混練によりゴム状弾性とな
り、押出成形の可能な粘度及び弾性を持つた性状
に形成される。

そして、押出成形方法による正極合剤の成形速
度は極めて早く、従来のスラリー塗布方法に比べ
て極めて短時間のうちに正極合剤を成形できる。

また、仕上がつた正極合剤の集電体に対する密
着性も改善され、成形厚みのバラツキも極めて小
くなる。

≪実施例≫ 以下、この発明の一実施例を図面を用いて詳細
に説明する。

まず、この発明は、正極合剤の配合比として、
二酸化マンガン60〜80％（重量、以下同じ）、グ
ラフアイト５〜８％、ポリビニルブチラール５〜
10％、テフロン５〜10％、アルコール10〜20％と
し、この合剤組成物を、45〜70℃の混練温度で混
練することで、押出成形を可能とすることが要旨
となつている。

以上の組成物の配合比の限定理由は次の通りで
ある。

まず、活物質としての二酸化マンガン及び導電
剤としてのグラフアイトの組成比は不揮発成分と
して従来とほぼ類似する範囲である。

また、結着剤としてのポリビニルブチラール、
テフロンの配合比も不揮発成分として従来とほぼ
類似する範囲であるが、それぞれの下限である５
％を下回つた場合には組成物そのものをシート状
に押出す場合にゴム状弾性が得られず、また上限
である10％を上回つた場合には正極合剤を作成し
た状態で内部抵抗が増し、これを用いた電池は低
温時のパルス放電特性が劣る。したがつて、以上
の範囲内の配合比とすることが望ましい。

次に溶剤成分としてのアルコールが10％を下回
つた場合には、混練状態で組成物がゴム状とはな
らず、押出し用として不適な性状となる。また、
20％を上回つた場合には逆に柔らかくなり過ぎ、
押出成形が困難となる。したがつて以上の範囲内
の配合比とすることが望ましい。

各成分は混練機の内部に二酸化マンガン、グラ
フアイト、ポリビニルブチラール、テフロン、ア
ルコールの順に投入され、攪拌混練される。

このときに混練機の温度を45〜70℃の範囲に保
つ。この温度が45℃を下回ると、腰のない柔らか
い混合物となり、押出成形が困難となる。

また、70℃を上回ると、組成物中のアルコール
が蒸発し、合剤組成物が固化し、押出し成形が不
可能となるので、以上の温度範囲で混練すること
が必要であり、50℃程度が最も良好な温度範囲で
ある。約１時間混練の後合剤組成物は均一に分散
混合されるとともに、ゴム状弾性を示し、押出成
形可能な粘度の混合物となる。

第１図は混練温度とプランジヤによる押出し量
との関係を示すものである。

図においては45〜70℃の間が押出し量が比較的
一定しており、70℃を越すと溶剤成分であるアル
コールの揮発により固化し、全く押出しが不能と
なる。また、45℃を下回つた状態では押出し量が
極めて大きくなるが、押出し後の形状が定まらず
成形が不可能となることが確認されている。

次に練り上がつた合剤組成物を取出し、第２図
に示す押出成形機１に投入し、押出成形機１の先
端に設けた幅25mm、厚さ0.8mmの口金１ａより多
孔板からなる集電対２とともにシート状に押出
し、引取り及び加圧を兼用したローラ４により引
き取りつつ順次加熱炉３を通過させ、揮発成分を
除去した状態で巻き取りローラ６に巻き取り、ス
トツクすることでシート状正極合剤７を完成す
る。

この押出し成形速度は10〜12ｍ／分であり、従
来に比べて10倍以上の生産性を得られることを確
認した。

また、完成したシート状正極合剤７の幅は25
mm、厚さは0.65mm±0.05mmであり、従来のスラリ
ー塗布方法に比べて集電体に対する付着性が高
く、しかも断面形状も前記口金１ａの形状に応じ
て精度良く一定の形状が得られることを確認し
た。

その後所定寸法に裁断し、セパレータを介して
リチウム負極などと重ね合わせてスパイラル状に
巻回し、ケース内に収装し、非水電解液を注液後
封口することでスパイラル形リチウム電池が完成
する。

≪発明の効果≫ 以上実施例によつて詳細に説明したように、こ
の発明による正極合剤の製造方法にあつては、特
に溶剤としてアルコールを選択し、これを加えた
状態での混練温度を適性に制御することによつ
て、押出成形が可能となる。

そして、押出成形方法は従来のスラリー塗布方
法に比べて極めて生産性が高く、集電体に対する
付着性が改善され、しかも均一な厚みに成形する
上で好適であり、得られた正極合剤の品質も向上
するなどの各種利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は混練温度と押出し量との関係を示すグ
ラフ、第２図は押出成形手順を示す説明図であ
る。１……押出成形機、２……集電体、７……シー
ト状正極合剤。

Claims

【特許請求の範囲】

１正極合剤の配合比として、二酸化マンガン60
〜80％（重量、以下同じ）、グラフアイト５〜８
％、ポリビニルブチラール５〜10％、テフロン５
〜10％、アルコール10〜20％とし、この合剤組成
物を、45〜70℃の混練温度で混練し、押出成形に
より集電体とともにシート状に一体成形するよう
にしたことを特徴とする正極合剤の製造方法。