(57)【要約】      （修正有）【課題】固練り工程における製造条件を管理し、ペーストの品質管理を可能にする。そして、安定した品質のペーストの供給を可能にし、リチウム二次電池の品質の安定に寄与するペーストの製造方法を提供する。【解決手段】ペースト６の原料となる各粉体１ａ・１ｂを混合して粉体混合物１を生成する粉体混合工程と、粉体混合物１に分散媒たる水３ａを添加して原料物質４を生成する第一分散媒添加工程と、原料物質４における粉体混合物１の分散を進めるために原料物質４を混練する固練り工程と、固練り工程を経た原料物質４にさらに水３ｂを添加する第二分散媒添加工程と、を備えるペースト６の製造方法であって、固練り時間を一定とした場合の第一分散媒添加工程において添加する水３ａの重量ｂ１と、ペースト６の粘度、粒度および剥離強度との各相関を求め、求めた該各相関に基づいて、第一分散媒添加工程において添加する水３ａの重量ｂ１の最適値を決定する。【選択図】図２
2010257653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペーストの原料となる粉体を混合して粉体混合物を生成する粉体混合工程と、
前記粉体混合物に分散媒を添加して原料物質を生成する第一分散媒添加工程と、
前記原料物質における前記粉体混合物の分散を進めるために前記原料物質を混練する固練り工程と、
前記固練り工程を経た前記原料物質にさらに分散媒を添加する第二分散媒生成工程と、
を備えるペーストの製造方法であって、
前記固練り工程を行う固練り時間を一定とした場合の前記第一分散媒添加工程において添加する前記分散媒の量と、
前記ペーストの粘度、粒度および剥離強度との各相関を求め、
求めた該各相関に基づいて、前記第一分散媒添加工程において添加する前記分散媒の最適量を決定する、
ことを特徴とするペーストの製造方法。
【請求項２】
ペーストの原料となる粉体を混合して粉体混合物を生成する粉体混合工程と、
前記粉体混合物に分散媒を添加して原料物質を生成する第一分散媒添加工程と、
前記原料物質における前記粉体混合物の分散を進めるために前記原料物質を混練する固練り工程と、
前記固練り工程を経た前記原料物質にさらに分散媒を添加する第二分散媒生成工程と、
を備えるペーストの製造方法であって、
前記第一分散媒添加工程において添加する前記分散媒の量を一定とした場合の前記固練り工程を行う固練り時間と、
前記ペーストの粘度、粒度および剥離強度との各相関を求め、
求めた該各相関に基づいて、最適な前記固練り時間を決定する、
ことを特徴とするペーストの製造方法。
【請求項３】
ペーストの原料となる粉体を混合して粉体混合物を生成する粉体混合工程と、
前記粉体混合物に分散媒を添加して原料物質を生成する第一分散媒添加工程と、
前記原料物質における前記粉体混合物の分散を進めるために前記原料物質を混練する固練り工程と、
前記固練り工程を経た前記原料物質にさらに分散媒を添加する第二分散媒生成工程と、
を備えるペーストの製造方法であって、
前記固練り工程を行う固練り時間を一定とした場合の前記第一分散媒添加工程において添加する前記分散媒の量と、
前記ペーストの粘度、粒度および剥離強度との各相関を求め、
求めた該相関に基づいて、前記第一分散媒添加工程において添加する前記分散媒の最適量を決定し、さらに、
前記第一分散媒添加工程において添加する前記分散媒の量を決定した前記最適量とした場合の前記固練り時間と、
前記ペーストの粘度、粒度および剥離強度との各相関を求め、
求めた該各相関に基づいて、最適な前記固練り時間を決定する、
ことを特徴とするペーストの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペーストの製造方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン二次電池は、例えばハイブリッド自動車に搭載される等、その利用範囲が様々な用途に拡大している。このため、リチウムイオン二次電池の性能向上に対するニーズが高まっており、リチウムイオン二次電池の性能向上に係る技術の重要性が増している。
【０００３】
リチウムイオン二次電池の製造工程においては、負極用ペーストおよび正極用ペーストが生成され、各ペーストを用いて負極部および正極部が生成されるのが一般的であるが、各ペーストの品質の良否はリチウムイオン二次電池の性能の良否に直結するものであるため、リチウムイオン二次電池の製造工程におけるペーストの品質管理は、非常に重要な要素となっている。
【０００４】
リチウムイオン二次電池の製造に用いられるペーストの品質管理に係る技術は、例えば、以下に示す特許文献１にその技術が開示され公知となっている。
特許文献１に係る従来技術では、リチウムイオン二次電池の正極部の製造に用いられる正極用ペーストの管理方法に係る技術が開示されており、正極用ペーストの分散性を粘度計で測定した凝集量を指標として管理することにより、優れたセル特性を発揮でき、安定した分散特性を有する正極用ペーストを得られる旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１３４７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、最終的に生成されたペーストのある特定の要素（例えば、凝集量）に係る測定結果が同一であったとしても、ペーストの総合的な品質は、製造条件の差異等によってばらつきが生じていることが多い。つまり、凝集量の測定結果が同じペーストであっても、品質に影響のある凝集量以外の要素には差異が生じうるため、ペーストの凝集量の測定結果を管理するだけでは、ペーストの品質管理を十分に行うことが困難であった。
【０００７】
また、例えば、従来のペーストの製造方法における固練り工程の際の製造条件（例えば、固練り時の固形分率や固練り時間等の条件）は、結果物たるペーストの粘度の良否によって決定されている。つまり、結果物たるペーストの粘度が所定の基準を満たしていれば、ペーストは良品であると判断され、固練り工程における製造条件が問題とされることはなかった。
【０００８】
しかしながら、ペーストの粘度の測定結果を管理するだけでは、ペーストの品質管理を十分に行うことができなかった。このため、ペーストの総合的な品質にばらつきが生じてしまい、リチウムイオン二次電池の品質を安定させることが困難となっていた。
【０００９】
本発明は、係る現状の課題を鑑みてなされたものであり、ペーストの製造において、固練り工程における製造条件を管理することによって、結果物たるペーストの品質管理を可能にするとともに、安定した品質のペーストの供給を可能にして、リチウムイオン二次電池の品質の安定に寄与するペーストの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１１】
即ち、請求項１においては、ペーストの原料となる粉体を混合して粉体混合物を生成する粉体混合工程と、前記粉体混合物に分散媒を添加して原料物質を生成する第一分散媒添加工程と、前記原料物質における前記粉体混合物の分散を進めるために前記原料物質を混練する固練り工程と、前記固練り工程を経た前記原料物質にさらに分散媒を添加する第二分散媒生成工程と、を備えるペーストの製造方法であって、前記固練り工程を行う固練り時間を一定とした場合の前記第一分散媒添加工程において添加する前記分散媒の量と、前記ペーストの粘度、粒度および剥離強度との各相関を求め、求めた該各相関に基づいて、前記第一分散媒添加工程において添加する前記分散媒の最適量を決定するものである。
【００１２】
請求項２においては、ペーストの原料となる粉体を混合して粉体混合物を生成する粉体混合工程と、前記粉体混合物に分散媒を添加して原料物質を生成する第一分散媒添加工程と、前記原料物質における前記粉体混合物の分散を進めるために前記原料物質を混練する固練り工程と、前記固練り工程を経た前記原料物質にさらに分散媒を添加する第二分散媒生成工程と、を備えるペーストの製造方法であって、前記第一分散媒添加工程において添加する前記分散媒の量を一定とした場合の前記固練り工程を行う固練り時間と、前記ペーストの粘度、粒度および剥離強度との各相関を求め、求めた該各相関に基づいて、最適な前記固練り時間を決定するものである。
【００１３】
請求項３においては、ペーストの原料となる粉体を混合して粉体混合物を生成する粉体混合工程と、前記粉体混合物に分散媒を添加して原料物質を生成する第一分散媒添加工程と、前記原料物質における前記粉体混合物の分散を進めるために前記原料物質を混練する固練り工程と、前記固練り工程を経た前記原料物質にさらに分散媒を添加する第二分散媒生成工程と、を備えるペーストの製造方法であって、前記固練り工程を行う固練り時間を一定とした場合の前記第一分散媒添加工程において添加する前記分散媒の量と、前記ペーストの粘度、粒度および剥離強度との各相関を求め、求めた該相関に基づいて、前記第一分散媒添加工程において添加する前記分散媒の最適量を決定し、さらに、前記第一分散媒添加工程において添加する前記分散媒の量を決定した前記最適量とした場合の前記固練り時間と、前記ペーストの粘度、粒度および剥離強度との各相関を求め、求めた該各相関に基づいて、最適な前記固練り時間を決定するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１５】
請求項１においては、ペーストの粘度および粒度を安定させることができ、ペーストの品質のばらつきを防止できる。また、当該ペーストから成形される塗膜の剥離強度を向上させることができる。
【００１６】
請求項２においては、ペーストの粘度および粒度を安定させることができ、ペーストの品質のばらつきを防止できる。また、当該ペーストから成形される塗膜の剥離強度を向上させることができる。
【００１７】
請求項３においては、ペーストの粘度および粒度を安定させることができ、ペーストの品質のばらつきを防止できる。また、当該ペーストから成形される塗膜の剥離強度を向上させることができる。そして、当該原料物質から生成されるペーストの品質を最適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ペーストの製造工程の全体的な流れを示すフロー図。
【図２】ペーストの製造状況を示す模式図。
【図３】本発明の第一実施例に係るペーストの製造方法により製造したペーストの分析結果を示す図、（ａ）ペーストの粘度と固練り工程における固形分率との関係を示す図、（ｂ）ペーストの粒度と固練り工程における固形分率との関係を示す図、（ｃ）ペーストの剥離強度と固練り工程における固形分率との関係を示す図。
【図４】本発明の第二実施例に係るペーストの製造方法により製造したペーストの分析結果を示す図、（ａ）ペーストの粘度と固練り時間との関係を示す図、（ｂ）ペーストの粒度と固練り時間との関係を示す図、（ｃ）ペーストの剥離強度と固練り時間との関係を示す図。
【図５】ペーストの製造条件の決定方法を説明する図、（ａ）固形分率の決定状況を示す図、（ｂ）固練り時間の決定状況を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施例に係るペーストの製造方法について、図１および図２を用いて説明をする。図１はペーストの製造工程の全体的な流れを示すフロー図、図２はペーストの製造状況を示す模式図である。尚、本実施例では、製造されるペーストの例として、リチウムイオン二次電池の負極部を形成するために用いられる負極用ペーストの製造方法を例示して説明をするが、本発明に係るペーストの製造方法を適用するペーストの種類をこれに限定するものではない。
【００２０】
一般的にリチウムイオン二次電池の負極部を形成する際に用いられる負極用ペーストは、負極活物質たる炭素粉末と、該炭素粉末に親水性を与える界面活性剤としての役割および結着剤としての役割を果たすＣＭＣ粉末と、を混合した粉体混合物を原料として製造される。
そして係る粉体混合物に分散媒たる水を添加して略粘土状の原料物質を生成し、係る原料物質を混練し、さらに水を加えて固形分率等を調整することによって、負極用ペーストが製造される。
【００２１】
（粉体混合工程および第一分散媒添加工程）
図１および図２に示す如く、負極用ペースト６（以下、単にペースト６と記載する）の製造工程においては、まず粉体混合工程が行われ、プラネタリミキサー２に炭素粉末１ａおよびＣＭＣ粉末１ｂを投入し、粉体のみの状態で混合して粉体混合物１を生成しておく。
【００２２】
プラネタリミキサー２は、混練に用いられる一般的な装置であり、モーター２ａ、遊星歯車装置２ｂ、混合翼２ｃ・２ｄ、分散翼２ｅ、混練容器２ｆ等によって構成される。プラネタリミキサー２は、モーター２ａによって、遊星歯車装置２ｂを介して混合翼２ｃ・２ｄを回転駆動する構成であるため、混練容器２ｆ中のデッドゾーンが少なくなり、効果的な混練を行うことができる。
【００２３】
そして、次に第一分散媒添加工程が行われ、生成された粉体混合物１に分散媒たる水３ａを添加して、原料物質４を生成する。尚、ここでは、ペースト６に添加すべき全ての水（水３）を添加するのではなく、固練り工程より前の第一分散媒添加工程において添加される水３ａと、後述する固練り工程より後の第二分散媒添加工程に添加される水３ｂに分けて添加する構成としている。尚、本実施例では、粉体のみの状態である原料を粉体混合物と呼び、粉体混合物に分散媒等が添加されて略粘土状となっている原料を原料物質と呼ぶものとしている。そして、すべての原料が添加された原料物質であって、最終的に完成したものをペーストと呼び区別するようにしている。また、本実施例では、分散媒として水を選択しているが、本発明に係るペーストの製造方法において使用する分散媒の種類をこれに限定するものではない。
【００２４】
（粗練り工程）
次に、プラネタリミキサー２の混合翼２ｃ・２ｄを比較的低い回転数（例えば、１５ｒｐｍ程度）で回転させて粗練り工程が行われる。粗練りは、原料物質４中に未だ粉状で残っている各粉体１ａ・１ｂがある程度分散するまでは粘度が高いため、プラネタリミキサー２のモーター２ａの故障を防止する観点から、各粉体の分散が進んで原料物質４の粘度が落ち着くまでは、比較的低い回転数で混練を行うようにするものである。ここで粗練り工程は、予め定めた時間（以下、粗練り時間と呼ぶ）だけ行われる。
【００２５】
（固練り工程）
そして、粗練り時間が経過すると、次に粗練り時に比して混合翼２ｃ・２ｄの回転数を高めて（例えば、５０ｒｐｍ程度）、固練り工程が行われる。固練りは、混練によってある程度分散が進んだ原料物質４に対して、該原料物質４に含まれる各粉体１ａ・１ｂ同士を摺り合わせて、各粉体１ａ・１ｂのダマを解しながら各粉体１ａ・１ｂの分散をさらに進めることによって、原料物質４の質を改良するために行われるものである。この固練り工程についても、予め定めた時間（以下、固練り時間と呼ぶ）だけ行われる。
【００２６】
ここで、粉体混合物１の総重量をＡ、第一分散媒添加工程において添加する水３ａの重量をｂ１とするとき、粗練り工程および固練り工程における原料物質４の固形分率Ｘ１は、Ａ／（Ａ＋ｂ１）と表すことができる。
【００２７】
（第二分散媒添加工程および希釈工程）
そして、固練り時間が経過すると、第二分散媒添加工程が行われ、原料物質４に対して残りの水３ｂが添加される。そして、固練り時の回転数を維持し混練を継続することによって、希釈工程が行われる。これにより、最終的なペースト６の粘度や固形分率の調整が行われる。
【００２８】
ここで、第二分散媒添加工程において添加する水３ｂの重量をｂ２とするとき、希釈工程における原料物質４の固形分率Ｘ２は、Ａ／（Ａ＋ｂ１＋ｂ２）と表すことができる。また固形分率Ｘ２は、添加する水３の総重量をＢ（即ち、Ｂ＝ｂ１＋ｂ２）とするとき、Ａ／（Ａ＋Ｂ）と表すこともできる。
【００２９】
（結着剤添加工程）
そして、原料物質４の希釈が行われた後には、結着剤添加工程が行われ、回転数を維持し混練を継続しながら、ペースト６の結着力を増加させるために必要な結着剤５を原料物質４に添加する。そして、原料物質４に対して添加した結着剤５が均一に分散するまで混練を継続して、最終的にペースト６が完成する。
【００３０】
ここで、結着剤添加工程において添加する結着剤５の重量をＣとするとき、ペースト６の固形分率（即ち、結着剤添加工程における原料物質４の固形分率）Ｘ３は、（Ａ＋Ｃ）／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）と表すことができる。
【００３１】
そして、以下に示す本発明に係る各実施例は、図１中に示す囲み部α内の各工程（即ち、第一分散媒添加工程および固練り工程）における製造条件を管理することによって、結果物たるペースト６の品質管理を可能とするペーストの製造方法について、説明を行うものである。
【００３２】
次に、本発明の第一実施例に係るペーストの製造方法について、図１および図３を用いて説明をする。図３は本発明の第一実施例に係るペーストの製造方法により製造したペーストの分析結果を示す図、（ａ）ペーストの粘度と固練り工程における固形分率との関係を示す図、（ｂ）ペーストの粒度と固練り工程における固形分率との関係を示す図、（ｃ）ペーストの剥離強度と固練り工程における固形分率との関係を示す図である。
【００３３】
図１に示す如く、通常、第一分散媒添加工程および第二分散媒添加工程では、最終的なペースト６の固形分率Ｘ３に基づいて添加すべき水３の総重量Ｂを求め、総重量Ｂの水３を所定の重量ｂ１およびｂ２（ここで、ｂ１＋ｂ２＝Ｂ）に分けて、２回で添加するようにしている。
本実施例では、固練り工程を行う際の固形分率Ｘ１（即ち、Ａ／（Ａ＋ｂ１））に着目し、固形分率Ｘ１を適切に管理することによって、ペースト６の品質管理を行う構成としている。尚、本実施例では、水３を２回に分けて添加する構成としているが、本発明はこれに限定されず、３回以上に分けて添加する構成とすることも可能である。
【００３４】
ここで、固形分率Ｘ１の差異が、ペースト６の品質にどのような影響を及ぼすかについて確認した実験結果を、図３（ａ）〜（ｃ）に示している。尚、この実験では、固練り時間と最終的なペースト６の固形分率Ｘ３を一定とする条件の下で、水３ａと水３ｂの比率（即ち、ｂ１とｂ２の比率）を変更して、固練り工程における固形分率Ｘ１の条件が異なる各ペースト６・６・・・を生成し、その後各ペースト６・６・・・についての粘度、粒度、剥離強度の各要素を測定したものである。
【００３５】
まず始めに、固練り工程における固形分率Ｘ１とペースト６の粘度との関係について説明をする。
図３（ａ）に示す如く、固練り時間を一定とする条件の下では、固形分率Ｘ１が「ｂ」％付近でペースト６の粘度が最も低くなっている。このように、最終的なペースト６の固形分率Ｘ３が一定であっても、ペースト６の粘度は一定とはならず、固練り工程における固形分率Ｘ１がペースト６の粘度に影響を及ぼすことが確認できた。つまり、固練り工程における固形分率Ｘ１とペースト６の粘度には相関が認められる。尚、本実施例では、ペースト６の粘度は、回転式粘度計を用いて測定している。
【００３６】
ペースト６に高速塗工性が求められる場合には、ペースト６の粘度は低い方が望ましいが、その他の条件との兼ね合い等も考慮して、当該ペースト６の適切な粘度を決定する。そして、固練り工程における固形分率Ｘ１を管理することによって、ペースト６を所望する適切な粘度で生成することが可能となる。
【００３７】
次に、固練り工程における固形分率Ｘ１とペースト６の粒度との関係について説明をする。
図３（ｂ）に示す如く、固練り時間を一定とする条件の下では、固練り工程における固形分率Ｘ１が小さい（即ち、水３の添加量がより多い）ほど粒度は低くなり、反対に、固練り工程における固形分率Ｘ１が大きい（即ち、水３の添加量がより少ない）ほど粒度は高くなっている。このように、最終的なペースト６の固形分率Ｘ３が一定であっても、ペースト６の粒度は一定とはならず、固練り工程における固形分率Ｘ１がペースト６の粒度に影響を及ぼすことが確認できた。つまり、固練り工程における固形分率Ｘ１とペースト６の粒度との間には相関が認められる。尚、本実施例では、ペースト６の粒度は、グラインドメータを用いて測定している。
【００３８】
ここで、粒度は粉体混合物１の分散性を表す指標と考えられるため、ペースト６の粒度は低い方が望ましいが、図３（ｂ）からは、固形分率Ｘ１が「ｂ」％を越えると、ペースト６の粒度が急に増加に転じる傾向が伺えるため、固練り工程における固形分率Ｘ１は、「ｂ」％以下とするのが望ましいと判断できる。そして、固練り工程における固形分率Ｘ１を「ｂ」％以下に管理することによって、ペースト６を適切な粒度で生成することが可能となる。
【００３９】
次に、固練り工程における固形分率Ｘ１とペースト６の剥離強度との関係について説明をする。
図３（ｃ）に示す如く、固練り時間を一定とする条件の下では、固練り工程における固形分率Ｘ１が「ａ」〜「ｂ」％の範囲となる場合にペースト６の剥離強度が最も高くなっている。このように、最終的なペースト６の固形分率Ｘ３が一定であっても、ペースト６の剥離強度は一定とはならず、固練り工程における固形分率Ｘ１がペースト６の剥離強度に影響を及ぼすことが確認できた。つまり、固練り工程における固形分率Ｘ１とペースト６の剥離強度との間には相関が認められる。尚、本実施例では、ペースト６の剥離強度は、ペースト６を所定の条件で塗工して成形した電極体を使用して、係る電極体の剥離強度を測定することによって求めている。
【００４０】
塗工されたペースト６（即ち、電極体）が後に剥離してしまうとリチウムイオン二次電池の機能が著しく低下してしまうため、ペースト６の剥離強度は可能な限り高いことが望ましいが、図３（ｃ）からは、固形分率Ｘ１を「ａ」〜「ｂ」％とした場合にペースト６の剥離強度が最大となる傾向が伺えるため、固形分率Ｘ１は、「ａ」〜「ｂ」％の範囲とすることが望ましいと判断できる。そして、固練り工程における固形分率Ｘ１を「ａ」〜「ｂ」％に管理することによって、電極体の剥離強度が最大限に高められるペースト６を生成することが可能となる。
【００４１】
以上の測定結果を踏まえて、本実施例では、当該原料物質４についての固練り工程における固形分率Ｘ１の最適値が「ａ」％であると判断した。そして、この固形分率Ｘ１から、第一分散媒添加工程において添加する水３ａの重量ｂ１の最適値を決定することができる。
これにより、固練り時間を一定とする条件の下では、第一分散媒添加工程において添加する水３ａの重量ｂ１を最適値とする（即ち、固練り工程における固形分率Ｘ１を求めた最適値である「ａ」％に管理する）ことによって、粘度が適切であり、粒度も低く、かつ、電極体の剥離強度が最大限に高められるペースト６を生成することが可能となる。
【００４２】
即ち、本発明の第一実施例に係るペースト６の製造方法は、ペースト６の原料となる各粉体１ａ・１ｂを混合して粉体混合物１を生成する粉体混合工程と、粉体混合物１に分散媒たる水３ａを添加して原料物質４を生成する第一分散媒添加工程と、原料物質４における粉体混合物１の分散を進めるために原料物質４を混練する固練り工程と、固練り工程を経た原料物質４にさらに水３ｂを添加する第二分散媒添加工程と、を備えるペースト６の製造方法であって、固練り時間を一定とした場合の第一分散媒添加工程において添加する水３ａの重量ｂ１と、ペースト６の粘度、粒度および剥離強度との各相関（即ち、図３（ａ）〜（ｃ））を求め、求めた該各相関（即ち、図３（ａ）〜（ｃ））に基づいて、第一分散媒添加工程において添加する水３ａの重量ｂ１の最適値を決定するものである。
【００４３】
このような構成により、固練り時間を一定とした場合において、ペースト６の品質が最良となる固練り工程における原料物質４の固形分率Ｘ１の最適値（本実施例では、「ａ」％）を求め、固練り工程における固形分率Ｘ１が当該最適値（「ａ」％）となるようにペースト６の製造工程を管理することによって、ペースト６の粘度および粒度を安定させることができ、ペースト６の品質がばらつくことを防止できる。また、当該ペースト６から成形される塗膜（例えば、負極電極体）の剥離強度を向上させることができる。
【００４４】
尚、本実施例では、固形分率Ｘ１と、ペースト６の粘度、粒度および剥離強度との各相関を求める構成としているが、ペースト６やペースト６から生成される電極体等から測定されるその他の要素（例えば、電池として完成された後の充放電サイクル特性等）との相関を求める構成とすることも可能である。また、本実施例では、水３ａの量として重量ｂ１を求める構成としているが、水３ａの量としてその他の物理量（例えば、体積等）を求める構成とすることも可能である。
【００４５】
次に、本発明の第二実施例に係るペーストの製造方法について、図１および図４を用いて説明をする。図４は本発明の第二実施例に係るペーストの製造方法により製造したペーストの分析結果を示す図、（ａ）ペーストの粘度と固練り時間との関係を示す図、（ｂ）ペーストの粒度と固練り時間との関係を示す図、（ｃ）ペーストの剥離強度と固練り時間との関係を示す図である。
【００４６】
図１に示す如く、通常、固練り工程を行う時間（即ち、固練り時間）は、経験則等によって定めた一定の時間に設定されている。
本実施例では、この固練り時間に着目し、固練り時間を適切に管理することによって、ペースト６の品質管理を行う構成としている。
【００４７】
ここでは、固練り時間の差異が、ペースト６の品質にどのような影響を及ぼすかについて確認した実験の結果を、図４（ａ）〜（ｃ）に示している。尚、この実験では、固練り工程における固形分率Ｘ１は、前述の如く決定した値を採用して「ａ」％で一定とし、かつ、最終的なペースト６の固形分率Ｘ３を一定とする条件の下で、固練り時間を変更して、固練り工程における固練り時間の条件が異なる各ペースト６・６・・・を生成し、その後各ペースト６・６・・・についての粘度、粒度、剥離強度の各要素を測定したものである。
【００４８】
まず始めに、固練り時間とペースト６の粘度との関係について説明をする。
図４（ａ）に示す如く、固形分率Ｘ１を一定（本実施例では「ａ」％）とする条件の下では、固練り時間が増加するにつれてペースト６の粘度が低くなっている。このように、最終的なペースト６の固形分率Ｘ３が一定であっても、ペースト６の粘度は一定とはならず、固練り時間がペースト６の粘度に影響を及ぼすことが確認できた。つまり、固練り時間とペースト６の粘度との間には相関が認められる。尚、本実施例では、ペースト６の粘度は、回転式粘度計を用いて測定している。
【００４９】
ペースト６に高速塗工性が求められる場合には、ペースト６の粘度は低い方が望ましいが、その他の条件との兼ね合い等も考慮して、当該ペースト６の適切な粘度を決定する。そして、固練り時間を管理することによって、ペースト６を所望する適切な粘度で生成することが可能となる。
【００５０】
次に、固練り時間とペースト６の粒度との関係について説明をする。
図４（ｂ）に示す如く、固形分率Ｘ１を一定（本実施例では「ａ」％）とする条件の下では、固練り時間が「ｆ」分を越えるとペースト６の粒度の変化がほぼなくなっている。このように、最終的なペースト６の固形分率Ｘ３が一定であっても、ペースト６の粒度は一定とはならず、固練り時間がペースト６の粒度に影響を及ぼすことが確認できた。つまり、固練り時間とペースト６の粒度との間には相関が認められる。尚、本実施例では、ペースト６の粒度は、グラインドメータを用いて測定している。
【００５１】
ここで、固練り時間が「ｆ」分を越えると、ペースト６の粒度が一定となっているが、この状況から、固練り時間を「ｆ」分以上とすれば、原料物質４における粉体混合物１の分散が十分に進行し落ち着く状況に至ることが判る。このため、粒度を最適化する観点から見れば、固練り時間は、「ｆ」分間行えば十分であると判断できる。そして、固練り時間を「ｆ」分とするように管理することによって、ペースト６を所望する適切な粒度で生成することが可能となる。
【００５２】
次に、固練り時間とペースト６の剥離強度との関係について説明をする。
図４（ｃ）に示す如く、固形分率Ｘ１を一定とする条件の下では、固練り時間が「ｆ」分付近でペースト６の剥離強度が最も高くなっている。このように、最終的なペースト６の固形分率Ｘ３が一定であっても、ペースト６の剥離強度は一定とはならず、固練り時間がペースト６の剥離強度に影響を及ぼすことが確認できた。つまり、固練り時間とペースト６の剥離強度との間には相関が認められる。尚、本実施例では、ペースト６の剥離強度は、ペースト６を所定の条件で塗工して成形した電極体を使用して、係る電極体の剥離強度を測定することによって求めている。
【００５３】
塗工されたペースト６（即ち、電極体）が後に剥離してしまうとリチウムイオン二次電池の性能が著しく低下してしまうため、ペースト６の剥離強度は可能な限り高いことが望ましいが、図４（ｃ）からは、固練り時間を「ｆ」分とした場合にペースト６の剥離強度が最大となる傾向が伺えるため、固練り時間は、「ｆ」分とすることが望ましいと判断できる。そして、固練り時間を「ｆ」分とするように管理することによって、電極体の剥離強度が最大限まで高められるペースト６を生成することが可能となる。
【００５４】
以上の測定結果を踏まえて、本実施例では、当該原料物質４について、固練り時間を「ｆ」分とすることに決定した。これにより、第一分散媒添加工程において添加する水３ａの重量ｂ１（即ち、固練り工程における固形分率Ｘ１）を一定とする条件（本実施例では、固形分率Ｘ１は「ａ」％）の下では、固練り時間を「ｆ」分として管理することによって、粘度が適切であり、粒度も低く、かつ、電極体の剥離強度が最大限に高められるペースト６を生成することが可能となる。
【００５５】
即ち、本発明の第二実施例に係るペースト６の製造方法は、ペースト６の原料となる各粉体１ａ・１ｂを混合して粉体混合物１を生成する粉体混合工程と、粉体混合物１に分散媒たる水３ａを添加して原料物質４を生成する第一分散媒添加工程と、原料物質４における粉体混合物１の分散を進めるために原料物質４を混練する固練り工程と、固練り工程を経た原料物質４にさらに分散媒たる水３ｂを添加する第二分散媒添加工程と、を備えるペースト６の製造方法であって、第一分散媒添加工程において添加する水３ａの重量ｂ１を一定とした場合の固練り時間と、ペースト６の粘度、粒度および剥離強度との各相関（即ち、図４（ａ）〜（ｃ））を求め、求めた該各相関（即ち、図４（ａ）〜（ｃ））に基づいて、最適な固練り時間を決定するものである。
【００５６】
このような構成により、固練り工程における原料物質４の固形分率Ｘ１を一定（本実施例では「ａ」％）とした場合において、ペースト６の品質が最良となる固練り時間の最適値（本実施例では「ｆ」分）を求め、固練り時間が当該最適値（「ｆ」分）となるようにペースト６の製造工程を管理することによって、ペースト６の粘度および粒度を安定させることができ、ペースト６の品質がばらつくことを防止できる。また、当該ペースト６から成形される塗膜（例えば、負極電極体）の剥離強度を向上させることができる。
【００５７】
尚、本実施例では、固練り時間と、ペースト６の粘度、粒度および剥離強度との各相関を求める構成としているが、ペースト６から測定されるその他の要素との相関を求める構成とすることも可能である。また、本実施例では、水３ａの量として重量ｂ１を求める構成としているが、水３ａの量としてその他の物理量（例えば、体積等）を求める構成とすることも可能である。
【００５８】
さらに、本発明の第一実施例に係るペーストの製造方法と、本発明の第二実施例に係るペーストの製造方法を組み合わせることによって、本発明の第三実施例に係るペーストの製造方法とすることができる。
つまり、本発明の第三実施例に係るペーストの製造方法では、本発明の第一実施例に係るペーストの製造方法において求めた製造条件と、本発明の第二実施例に係るペーストの製造方法において求めた製造条件と、を総合的に判断して、固練り工程における製造条件を求めるようにしている。
そして本実施例では、当該原料物質４についての固練り工程における製造条件は、固形分率Ｘ１の最適値が「ａ」〜「ｂ」％であって、かつ、固練り時間の最適値が「ｅ」〜「ｆ」分であると判断した。
【００５９】
即ち、本発明の第三実施例に係るペーストの製造方法は、ペースト６の原料となる各粉体１ａ・１ｂを混合して粉体混合物１を生成する粉体混合工程と、粉体混合物１に分散媒たる水３ａを添加して原料物質４を生成する第一分散媒添加工程と、原料物質４における粉体混合物１の分散を進めるために原料物質４を混練する固練り工程と、固練り工程を経た原料物質４にさらに分散媒たる水３ｂを添加する第二分散媒添加工程と、を備えるペースト６の製造方法であって、固練り工程を行う固練り時間を一定とした場合の第一分散媒添加工程において添加される水３ａの重量ｂ１と、ペースト６の粘度、粒度および剥離強度との各相関（即ち、図３（ａ）〜（ｃ））を求め、求めた該相関（即ち、図３（ａ）〜（ｃ））に基づいて、第一分散媒添加工程において添加する水３ａの重量ｂ１の最適値を決定し、さらに、第一分散媒添加工程において添加する水３ａの重量を決定した重量ｂ１の最適値とした場合の固練り時間と、ペースト６の粘度、粒度および剥離強度との各相関（即ち、図４（ａ）〜（ｃ））を求め、求めた該各相関（即ち、図４（ａ）〜（ｃ））に基づいて、最適な固練り時間を決定するものである。
【００６０】
このような構成により、固練り時間を一定とした場合において、ペースト６の品質が最良となる固練り工程における原料物質４の固形分率Ｘ１の最適値（本実施例では、「ａ」％）を求め、さらに、固練り工程における原料物質４の固形分率Ｘ１を当該最適値（「ａ」％）として、ペースト６の品質が最良となる固練り時間の最適値（本実施例では「ｆ」分）を求め、固練り時間が当該最適値（「ｆ」分）となるようにペースト６の製造工程を管理することによって、ペースト６の粘度および粒度を安定させることができ、ペースト６の品質のばらつきを防止できる。また、当該ペースト６から成形される塗膜（例えば、負極電極体）の剥離強度を向上させることができる。そして、当該原料物質４から生成されるペースト６の品質を最適化することができる。
【００６１】
尚、本実施例では、固練り時間および固形分率Ｘ１と、ペースト６の粘度、粒度および剥離強度との各相関を求める構成としているが、ペースト６から測定されるその他の要素との相関を求める構成とすることも可能である。また、本実施例では、水３ａの量として重量ｂ１を求める構成としているが、水３ａの量としてその他の物理量（例えば、体積等）を求める構成とすることも可能である。
【００６２】
また、本実施例では、原料として炭素粉末１ａおよびＣＭＣ粉末１ｂ等を使用して生成されたペースト６についての測定結果を例示しているが、異なる原料を使用した場合であっても同様の傾向が現れるものと考えられる。但し、固練り工程における固形分率Ｘ１の最適値や、固練り時間の最適値は、使用する原料の仕様に応じて変化するものと予想される。
【００６３】
次に、本発明に係るペーストの製造方法における製造条件の決定方法について、図５を用いて説明をする。図５はペーストの製造条件の決定方法を説明する図、（ａ）固形分率の決定状況を示す図、（ｂ）固練り時間の決定状況を示す図である。
先述した本発明の第一実施例に係るペーストの製造方法では、固練り工程における固形分率Ｘ１に係る製造条件は、固形分率Ｘ１とペースト６の粘度、粒度および剥離強度との関係を示すグラフに基づいて決定するようにしている。
【００６４】
図５（ａ）に示す如く、本発明に係るペーストの製造方法における製造条件の決定方法では、例えば、固形分率Ｘ１とペースト６の粘度との関係を示すグラフ（図３（ａ）と同じグラフである）において、当該グラフの接線の傾きが小さい（即ち、傾きが横軸方向に近い）部分を選んで固形分率Ｘ１を決定するようにしている。尚、ここで決定する固形分率Ｘ１は、その他の各グラフ（即ち、図３（ｂ）、（ｃ））においても各グラフの接線の傾きが小さい部分に対応していることが望ましい。
【００６５】
ここで、図５（ａ）に示すグラフの接線の傾きが小さい部分を選んで、固形分率Ｘ１を「ｂ」％と決定した場合、作業者の特性等に起因する誤差等によって、固形分率Ｘ１に上下各ｄ（合計２ｄ）の誤差が生じたとすると、ペースト６の粘度は誤差Ｄ１の範囲となる。
【００６６】
一方、グラフの接線の傾きが大きい（即ち、傾きが縦軸方向に近い）部分を選んでしまい、固形分率Ｘ１を「ｈ」％に決定した場合には、固形分率Ｘ１に先程と同じ上下各ｄ（合計２ｄ）の誤差が生じると、ペースト６の粘度は誤差Ｄ２（Ｄ２＞Ｄ１）の範囲となり、ペースト６の粘度の誤差が大きくなってしまう。
【００６７】
即ち、図３（ａ）〜（ｃ）の各グラフを用いて、グラフの接線の傾きが小さい部分（例えば、固形分率Ｘ１が「ｂ」％である付近）を選んで固形分率Ｘ１を決定することによって、生成されたペースト６の品質のばらつきを抑えることができる。
【００６８】
またこれと同様に、先述した本発明の第二実施例に係るペーストの製造方法では、固練り時間に係る製造条件は、固練り時間とペースト６の粘度、粒度および剥離強度との関係を示すグラフに基づいて決定するようにしている。
【００６９】
図５（ｂ）に示す如く、本発明に係るペーストの製造方法における製造条件の決定方法では、例えば、固練り時間とペースト６の剥離強度との関係を示すグラフ（図４（ｃ）と同じグラフである）において、当該グラフの接線の傾きが小さい部分を選んで固練り時間を決定するようにしている。尚、ここで決定する固練り時間は、その他の各グラフ（即ち、図４（ｂ）、（ｃ））においても各グラフの接線の傾きが小さい部分に対応していることが望ましい。
【００７０】
ここで、図５（ｂ）に示す如く、グラフの接線の傾きが小さい部分を選んで、固練り時間を「ｆ」分と決定した場合、作業員による操作時間の誤差等によって、固練り時間に上下各ｄ（合計２ｄ）の誤差が生じたとすると、ペースト６の剥離強度は誤差Ｄ３の範囲となる。
【００７１】
一方、グラフの接線の傾きが大きい部分を選んでしまい、固練り時間を「ｅ」分と決定した場合には、固練り時間に先程と同じ上下各ｄ（合計２ｄ）の誤差が生じると、ペースト６の剥離強度は誤差Ｄ４（Ｄ４＞Ｄ３）の範囲となり、ペースト６の剥離強度の誤差が大きくなってしまう。
【００７２】
即ち、図４（ａ）〜（ｃ）の各グラフを用いて、グラフの接線の傾きが小さい部分（例えば、固練り時間が「ｆ」分である付近）を選んで固練り時間を決定することによって、生成されたペースト６の品質のばらつきを抑えることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１    粉体混合物
１ａ  炭素粉末（粉体）
１ｂ  ＣＭＣ粉末（粉体）
３    水（分散媒）
３ａ  水
３ｂ  水
４    原料物質
６    ペースト（負極用ペースト）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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