(57)【要約】【課題】リチウムを吸蔵した電極活物質を正しく評価することができる電極活物質の評価方法、電極の製造方法、電極活物質の評価装置、電極活物質の評価システム、及び電極の製造システムを提供すること。【解決手段】電極活物質の評価方法は、リチウムを吸蔵した電極活物質の評価方法である。電極活物質の評価方法では、前記電極活物質を含む集合体を加圧して体積抵抗を測定し、前記体積抵抗の測定値に基づき前記電極活物質を評価する。前記集合体を加圧する圧力が０．００１ＭＰａ以上、６０ＭＰａ以下であることが好ましい。前記集合体を加圧し始めた時点から１秒以上経過し、前記時点から１６８時間以内であるときに、前記体積抵抗を測定することが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムを吸蔵した電極活物質の評価方法であって、
前記電極活物質を含む集合体を加圧して体積抵抗を測定し、
前記体積抵抗の測定値に基づき前記電極活物質を評価する電極活物質の評価方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電極活物質の評価方法であって、
前記集合体を加圧する圧力が０．００１ＭＰａ以上、６０ＭＰａ以下である電極活物質の評価方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電極活物質の評価方法であって、
前記集合体を加圧し始めた時点から１秒以上経過し、前記時点から１６８時間以内であるときに、前記体積抵抗を測定する電極活物質の評価方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電極活物質の評価方法であって、
さらに、前記集合体に金属箔を接触させて前記集合体の開回路電圧を測定し、
前記電極活物質の評価に、前記開回路電圧の測定値をさらに用いる電極活物質の評価方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電極の評価方法であって、
前記電極活物質は炭素材料を含む電極活物質の評価方法。
【請求項６】
リチウムを吸蔵した電極活物質を含む集合体を加圧して体積抵抗を測定し、
前記体積抵抗の測定値が予め設定された基準範囲内にある前記電極活物質を用いて電極を製造する電極の製造方法。
【請求項７】
リチウムを吸蔵した電極活物質を含む集合体を加圧する加圧ユニットと、
前記加圧ユニットにより加圧された前記集合体の体積抵抗を測定する体積抵抗測定ユニットと、
を備える電極活物質の評価装置。
【請求項８】
電極活物質の評価システムであって、
請求項７に記載の電極活物質の評価装置と、
リチウムを吸蔵した電極活物質を含む集合体の開回路電圧を測定する開回路電圧測定装置と、
を備え、
前記開回路電圧測定装置は、
前記集合体にセパレータを介して金属箔を接触させる接触ユニットと、
前記接触ユニットが前記集合体にセパレータを介して前記金属箔を接触させた状態で前記集合体の開回路電圧を測定する開回路電圧測定ユニットと、
を備える電極活物質の評価システム。
【請求項９】
電極活物質にリチウムを吸蔵させるリチウム吸蔵装置と、
前記リチウム吸蔵装置によりリチウムを吸蔵した電極活物質を評価する請求項７に記載の電極活物質の評価装置、又は、前記リチウム吸蔵装置によりリチウムを吸蔵した電極活物質を評価する請求項８に記載の電極活物質の評価システムと、
を備える電極の製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電極活物質の評価方法、電極の製造方法、電極活物質の評価装置、電極活物質の評価システム、及び電極の製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化・軽量化は目覚ましく、それに伴い、当該電子機器の駆動用電源として用いられる電池に対しても小型化・軽量化の要求が一層高まっている。
このような小型化・軽量化の要求を満足するために、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池が開発されている。また、高エネルギー密度特性及び高出力特性を必要とする用途に対応する蓄電デバイスとして、リチウムイオンキャパシタが知られている。更に、リチウムより低コストで資源的に豊富なナトリウムを用いたナトリウムイオン型の電池やキャパシタも知られている。
【０００３】
このような電池やキャパシタにおいては、様々な目的のために、予めアルカリ金属を電極活物質に吸蔵させるプロセス（一般にプレドープと呼ばれている）が採用されている。アルカリ金属を電極活物質にプレドープする方法としては様々な方法が知られている。例えば、特許文献１、２では、切り取られた電極板とアルカリ金属板とを、セパレータを介して電解液中に配置した状態でプレドープを行う、所謂枚葉式の方法が開示されている。一方、特許文献３〜６では、帯状の電極板を電解液中で移送させながらプレドープを行う、所謂連続式の方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２９３４９９号公報
【特許文献２】特開２０１２−６９８９４号公報
【特許文献３】特開平１０−３０８２１２号公報
【特許文献４】特開２００８−７７９６３号公報
【特許文献５】特開２０１２−４９５４３号公報
【特許文献６】特開２０１２−４９５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電極活物質にリチウムをプレドープしたとき、プレドープの条件によっては、ＳＥＩ（Solid Electrolyte Interphase）膜が厚膜化することがある。ＳＥＩ膜が厚膜化した電極活物質は抵抗が高く、電極の製造に適さない。そのため、プレドープ後の電極活物質を評価することが必要になる。
【０００６】
本開示の一局面は、リチウムを吸蔵した電極活物質を正しく評価することができる電極活物質の評価方法、電極の製造方法、電極活物質の評価装置、電極活物質の評価システム、及び電極の製造システム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】
【０００７】
本開示の一局面は、リチウムを吸蔵した電極活物質の評価方法であって、前記電極活物質を含む集合体を加圧して体積抵抗を測定し、前記体積抵抗の測定値に基づき前記電極活物質を評価する電極活物質の評価方法である。
【０００８】
本開示の一局面である電極活物質の評価方法では、リチウムを吸蔵した電極活物質を含む集合体を加圧して体積抵抗を測定する。そして、体積抵抗の測定値に基づき電極活物質を評価する。体積抵抗の測定値は、リチウムを吸蔵した電極活物質のＳＥＩ膜の厚みや均一性と相関を有すると推察される。そのため、本開示の一局面である電極活物質の評価方法によれば、リチウムを吸蔵した電極活物質を正しく評価することができる。
【０００９】
本開示の別の局面は、リチウムを吸蔵した電極活物質を含む集合体を加圧して体積抵抗を測定し、前記体積抵抗の測定値が予め設定された基準範囲内にある前記電極活物質を用いて電極を製造する電極の製造方法である。
【００１０】
本開示の別の局面である電極の製造方法では、リチウムを吸蔵した電極活物質を含む集合体を加圧して体積抵抗を測定し、体積抵抗の測定値が予め設定された基準範囲内にある電極活物質を用いて電極を製造する。体積抵抗の測定値は、リチウムを吸蔵した電極活物質のＳＥＩ膜の厚みや均一性と相関を有すると推察される。そのため、本開示の別の局面である電極の製造方法によれば、ＳＥＩ膜が厚膜化した電極活物質やＳＥＩ膜が不均一に形成された電極活物質を用いて電極を製造してしまうことを抑制できる。
【００１１】
本開示の別の局面は、リチウムを吸蔵した電極活物質を含む集合体を加圧する加圧ユニットと、前記加圧ユニットにより加圧された前記集合体の体積抵抗を測定する体積抵抗測定ユニットと、を備える電極活物質の評価装置である。
【００１２】
本開示の別の局面である電極活物質の評価装置を用いれば、リチウムを吸蔵した電極活物質を含む集合体を加圧して体積抵抗を測定することができる。体積抵抗の測定値は、リチウムを吸蔵した電極活物質のＳＥＩ膜の厚みや均一性と相関を有すると推察される。そのため、本開示の別の局面である電極活物質の評価装置によれば、リチウムを吸蔵した電極活物質を正しく評価することができる。
【００１３】
本開示の別の局面は、電極活物質の評価システムであって、電極活物質の評価装置と、リチウムを吸蔵した電極活物質を含む集合体の開回路電圧を測定する開回路電圧測定装置と、を備え、前記開回路電圧測定装置は、前記集合体に金属箔を接触させる接触ユニットと、前記接触ユニットが前記集合体に前記金属箔を接触させた状態で前記集合体の開回路電圧を測定する開回路電圧測定ユニットと、を備える電極活物質の評価システムである。
【００１４】
本開示の別の局面である電極活物質の評価システムを用いれば、リチウムを吸蔵した電極活物質を含む集合体を加圧して体積抵抗を測定することができる。また、本開示の別の局面である電極活物質の評価システムを用いれば、リチウムを吸蔵した電極活物質を含む集合体の開回路電圧を測定することができる。
【００１５】
体積抵抗の測定値及び開回路電圧の測定値は、リチウムを吸蔵した電極活物質のＳＥＩ膜の厚みや均一性と相関を有すると推察される。そのため、本開示の別の局面である電極活物質の評価システムによれば、リチウムを吸蔵した電極活物質を正しく評価することができる。
【００１６】
本開示の別の局面は、電極活物質にリチウムを吸蔵させるリチウム吸蔵装置と、前記リチウム吸蔵装置によりリチウムを吸蔵した電極活物質を評価する本開示の電極活物質の評価装置と、を備える電極の製造システムである。
【００１７】
本開示の別の局面である電極の製造システムによれば、リチウムを吸蔵した電極活物質を正しく評価し、評価結果が良好な電極活物質を用いて電極を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】電極活物質の評価装置１の構成を表す説明図である。
【図２】電極活物質の評価システム１００の構成を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本開示の実施形態を説明する。
１．電極活物質の評価方法
本開示の電極活物質の評価方法は、リチウムを吸蔵した電極活物質の評価方法である。本開示の電極活物質の評価方法では、リチウムを吸蔵した電極活物質を含む集合体を加圧して体積抵抗を測定し、体積抵抗の測定値に基づき電極活物質を評価する。体積抵抗の測定値は、リチウムを吸蔵した電極活物質のＳＥＩ膜の厚みや均一性と相関を有すると推察される。そのため、本開示の電極活物質の評価方法によれば、リチウムを吸蔵した電極活物質を正しく評価することができる。
【００２０】
電極活物質は、リチウムイオンの挿入／脱離を利用する蓄電デバイスに適用可能な電極活物質であれば特に限定されるものではなく、負極活物質であってもよいし、正極活物質であってもよい。
【００２１】
負極活物質は、特に限定されるものではないが、例えば、黒鉛、易黒鉛化炭素、難黒鉛化炭素、黒鉛粒子等をピッチや樹脂の炭化物で被覆した複合炭素材料等の炭素材料；リチウムと合金化が可能なＳｉ、Ｓｎ等の金属若しくは半金属又はこれらの酸化物を含む材料等が挙げられる。炭素材料の具体例としては、特開２０１３−２５８３９２号公報に記載の炭素材料が挙げられる。リチウムと合金化が可能な金属若しくは半金属又はこれらの酸化物を含む材料の具体例としては、特開２００５−１２３１７５号公報、特開２００６−１０７７９５号公報に記載の材料が挙げられる。
【００２２】
正極活物質としては、例えば、マンガン酸化物、バナジウム酸化物等の遷移金属酸化物；硫黄単体、金属硫化物等の硫黄系活物質等が挙げられる。
正極活物質、及び負極活物質のいずれにおいても、単一の物質から成るものであってもよいし、２種以上の物質を混合して成るものであってもよい。電極活物質は、炭素材料を含むものであることが好ましい。電極活物質が炭素材料を含む場合、ドープして得られた活物質の安定性が高い。
【００２３】
集合体は、定形であってもよいし、不定形であってもよい。集合体の態様として、例えば、粉体、スラリー、ケーキ等が挙げられる。集合体は、例えば、電極活物質と、液体とを含むものであってもよい。また、集合体は、例えば、電極活物質と、液体と、他の成分とを含むものであってもよい。他の成分として、例えば、導電助剤等が挙げられる。
【００２４】
集合体を加圧する態様は特に限定されない。例えば、一対の板状部材の間に集合体を設置し、一対の板状部材の間隔を狭めることで、集合体を加圧することができる。
集合体を加圧する圧力は、０．００１ＭＰａ以上、６０ＭＰａ以下であることが好ましい。圧力がこの範囲内である場合、活物質同士を接触させ、ドープを促進することができる。集合体を加圧する圧力は一定であってもよいし、時間の経過とともに変化してもよい。
【００２５】
例えば、集合体を加圧し始めた時点から１秒以上経過し、前記時点から１６８時間以内であるときに、体積抵抗を測定することが好ましい。この場合、体積抵抗を再現性良く測定することができる。
【００２６】
体積抵抗の測定値に基づき、リチウムを吸蔵した電極活物質を評価する方法として、例えば、以下の方法がある。
体積抵抗の測定値が、予め設定された基準範囲内である場合は、基準範囲外である場合よりも、リチウムを吸蔵した電極活物質が優れていると評価する。体積抵抗の測定値に関する基準範囲として、例えば、所定の下限値以上である範囲、所定の上限値以下である範囲、所定の下限値以上、且つ所定の上限値以下である範囲が挙げられる。
【００２７】
あるいは、体積抵抗の測定値が大きいほど、リチウムを吸蔵した電極活物質が優れていると評価してもよい。
本開示の電極活物質の評価方法では、例えば、さらに、集合体に金属箔を接触させて集合体の開回路電圧を測定することができる。そして、リチウムを吸蔵した電極活物質の評価に、開回路電圧の測定値をさらに用いることができる。開回路電圧の測定値は、リチウムを吸蔵した電極活物質のＳＥＩ膜の厚みや均一性と相関を有すると推察される。そのため、体積抵抗の測定値と、開回路電圧の測定値とを用いれば、リチウムを吸蔵した電極活物質を一層正しく評価することができる。
【００２８】
体積抵抗の測定値と、開回路電圧の測定値とを用いて、リチウムを吸蔵した電極活物質を評価する方法として、例えば、体積抵抗の測定値と、開回路電圧の測定値とが、それぞれ、予め設定された基準範囲内である場合は、それ以外の場合よりも、リチウムを吸蔵した電極活物質が優れていると評価する方法がある。
【００２９】
２．電極の製造方法
本開示の電極の製造方法では、リチウムを吸蔵した電極活物質を含む集合体を加圧して体積抵抗を測定し、体積抵抗の測定値が予め設定された基準範囲内にある電極活物質を用いて電極を製造する。本開示の電極の製造方法によれば、ＳＥＩ膜が厚膜化した電極活物質やＳＥＩ膜が不均一に形成された電極活物質を用いて電極を製造してしまうことを抑制できる。
【００３０】
体積抵抗の測定値に関する基準範囲として、例えば、所定の下限値以上である範囲、所定の上限値以下である範囲、所定の下限値以上、且つ所定の上限値以下である範囲が挙げられる。
【００３１】
本開示の電極の製造方法では、例えば、電極の製造に用いる電極活物質を選択する条件として、体積抵抗の測定値に加えて、他の要素を用いてもよい。他の要素として、例えば、開回路電圧の測定値等が挙げられる。この場合、ＳＥＩ膜が厚膜化した電極活物質やＳＥＩ膜が不均一に形成された電極活物質を用いて電極を製造してしまうことを一層抑制できる。開回路電圧の測定は、上記「１．電極活物質の評価方法」に記載の方法で行うことができる。
【００３２】
例えば、本開示の電極の製造方法では、体積抵抗の測定値と、開回路電圧の測定値とが、それぞれ、予め設定された基準範囲内である電極活物質を用いて電極を製造することができる。
【００３３】
本開示の電極の製造方法により製造する電極は正極であってもよいし、負極であってもよい。電極は、例えば、電池、キャパシタ等が備える電極である。
３．電極活物質の評価装置
本開示の電極活物質の評価装置は、リチウムを吸蔵した電極活物質を含む集合体を加圧する加圧ユニットと、加圧ユニットにより加圧された集合体の体積抵抗を測定する体積抵抗測定ユニットとを備える。本開示の電極活物質の評価装置を用いれば、リチウムを吸蔵した電極活物質を正しく評価することができる。
【００３４】
本開示の電極活物質の評価装置は、例えば、体積抵抗の測定値に基づき、リチウムを吸蔵した電極活物質を評価することができる。体積抵抗の測定値に基づき、リチウムを吸蔵した電極活物質を評価する方法として、前記「１．電極活物質の評価方法」で述べた方法が挙げられる。
【００３５】
本開示の電極活物質の評価装置の例を図１に示す。電極活物質の評価装置１は、本体部３と、本体部３の内部に設けられた内部空間５と、を備える。
電極活物質の評価装置１は、内部空間５における下方に、第１の電極７、第２の電極９、及びニッケル板１１を備える。第２の電極９は第１の電極７の上方に位置する。ニッケル板１１は第２の電極９のさらに上方に位置する。第１の電極７の位置は固定されている。第２の電極９、及びニッケル板１１の位置は固定されておらず、上下方向に移動可能である。
【００３６】
電極活物質の評価装置１はバネ１３を備える。バネ１３の上端１３Ａは、本体部３のうち、内部空間５の上端を構成する部分に当接する。バネ１３の下端１３Ｂは、ニッケル板１１の上面に当接する。バネ１３は、ニッケル板１１及び第２の電極９を下方に付勢する。
【００３７】
第１の電極７と、第２の電極９との間に、リチウムを吸蔵した電極活物質を含む集合体１５を収容することができる。電極活物質の評価装置１は、バネ１３によりニッケル板１１及び第２の電極９を下方に付勢することで、集合体１５を加圧する。バネ１３、ニッケル板１１、及び第２の電極９は加圧ユニットに対応する。
【００３８】
電極活物質の評価装置１は、第１の電極７及び第２の電極９を用いて、加圧された集合体１５の体積抵抗を測定する。第１の電極７及び第２の電極９は体積抵抗測定ユニットに対応する。
【００３９】
４．電極活物質の評価システム
本開示の電極活物質の評価システムは、電極活物質の評価装置と、リチウムを吸蔵した電極活物質を含む集合体の開回路電圧を測定する開回路電圧測定装置と、を備える。
【００４０】
電極活物質の評価装置は、前記「３．電極活物質の評価装置」の項で述べたものである。
開回路電圧測定装置は、前記集合体に金属箔を接触させる接触ユニットと、前記接触ユニットが前記集合体に前記金属箔を接触させた状態で前記集合体の開回路電圧を測定する開回路電圧測定ユニットと、を備える。
【００４１】
本開示の電極活物質の評価システムは、例えば、体積抵抗の測定値と、開回路電圧の測定値とを用いて、リチウムを吸蔵した電極活物質を評価することができる。その結果、リチウムを吸蔵した電極活物質を正しく評価することができる。
【００４２】
体積抵抗の測定値と、開回路電圧の測定値とを用いて、リチウムを吸蔵した電極活物質を評価する方法として、例えば、体積抵抗の測定値と、開回路電圧の測定値とが、それぞれ、予め設定された基準範囲内である場合は、それ以外の場合よりも、リチウムを吸蔵した電極活物質が優れていると評価する方法がある。
【００４３】
本開示の電極活物質の評価システムの例を図２に示す。電極活物質の評価システム１００は、電極活物質の評価装置１と、開回路電圧測定装置１０１と、を備える。電極活物質の評価装置１は、前記「３．電極活物質の評価装置」で述べた装置である。
【００４４】
開回路電圧測定装置１０１は、基本的には、電極活物質の評価装置１と同様の構成を有する。開回路電圧測定装置１０１が備える本体部１０３、内部空間１０５、第１の電極１０７、ニッケル板１１１、及びバネ１１３は、それぞれ、電極活物質の評価装置１における本体部３、内部空間５、第１の電極７、ニッケル板１１、及びバネ１３と同じである。バネ１１３の上端１１３Ａは、本体部１０３のうち、内部空間１０５の上端を構成する部分に当接する。バネ１１３の下端１１３Ｂは、ニッケル板１１１の上面に当接する。
【００４５】
開回路電圧測定装置１０１は、電極活物質の評価装置１における第２の電極９の位置に、金属箔１０９を備える。金属箔１０９の位置は固定されておらず、上下方向に移動可能である。第１の電極１０７と、金属箔１０９との間に、リチウムを吸蔵した電極活物質を含む集合体１５を収容することができる。
【００４６】
開回路電圧測定装置１０１は、バネ１１３によりニッケル板１１１及び金属箔１０９を下方に付勢することで、集合体１１５にセパレータ１１４を介して金属箔１０９を接触させる。開回路電圧測定装置１０１は、集合体１１５にセパレータ１１４を介して金属箔１０９を接触させた状態で集合体１１５の開回路電圧を測定する。バネ１１３、ニッケル板１１１、及び金属箔１０９は接触ユニットに対応する。第１の電極１０７及び金属箔１０９は開回路電圧測定ユニットに対応する。
【００４７】
５．電極の製造システム
本開示の電極の製造システムは、電極活物質にリチウムを吸蔵させるリチウム吸蔵装置と、リチウム吸蔵装置によりリチウムを吸蔵した電極活物質を評価する電極活物質の評価装置と、を備える。本開示の電極の製造システムによれば、リチウムを吸蔵した電極活物質を正しく評価し、評価結果が良好な電極活物質を用いて電極を製造することができる。
【００４８】
リチウム吸蔵装置は、例えば、公知の方法で電極活物質にリチウムを吸蔵させることができる。例えば、電極活物質を含む層を備えた電極板とアルカリ金属板とを、セパレータを介して電解液中に配置し、電極活物質にリチウムを吸蔵させることができる。また、電極活物質を含む層を備えた、帯状の電極板を電解液中で移送させながら、電極活物質にリチウムを吸蔵させることができる。
また、不定形の電極活物質の集合体とリチウムを混練、攪拌又は混合することで、電極活物質にリチウムを吸蔵させることができる。この場合、得られたリチウムを吸蔵させた電極活物質が不定形の集合体であるため、本評価方法を用いて評価することに好適である。なお、ここで不定形とは、集合体全体の形状が可変であることを意味する。活物質を含む不定形の集合体は、電極の状態に成形されたものではない。不定形の集合体としては、例えば、粉体（粉粒体）、スラリー、ケーキ等が挙げられる。粉体である集合体は、活物質の粒子から成るものであってもよいし、活物質の粒子に加えて、他の成分の粒子を含むものであってもよい。他の成分の粒子としては、例えば、アルカリ金属供給源の粒子、前記導電助剤の粒子等が挙げられる。
【００４９】
電極活物質の評価装置は、前記「３．電極活物質の評価装置」の項で述べたものである。電極活物質の評価装置は、リチウム吸蔵装置により製造された、リチウムを吸蔵した電極活物質を評価する。
【００５０】
本開示の電極の製造システムは、例えば、電極活物質の評価装置による評価結果が予め設定された基準よりも良好な電極活物質を用いて電極を製造することができる。電極活物質の評価方法は、例えば、前記「１．電極活物質の評価方法」の項で述べた方法である。
【００５１】
本開示の電極の製造システムにより製造する電極は正極であってもよいし、負極であってもよい。電極は、例えば、電池、キャパシタ等が備える電極である。
６．実施例
実施例を挙げて、本開示の実施の形態をさらに具体的に説明する。ただし、本開示は、下記実施例に限定されない。なお、以下の各実施例の製造及び使用等は、露点−５０〜−６０℃に制御されたドライルーム中で行った。
【００５２】
（６−１)リチウムを吸蔵した電極活物質の集合体の製造
６時間真空乾燥させたハードカーボン３６０ｍｇと電解液３６０ｍｇとを混合し、スラリーを作製した。ハードカーボンは電極活物質に対応する。電解液は、濃度１ＭのＬｉＰＦ６と、溶媒とを含む。溶媒は、ＥＣ（エチレンカーボネート）と、ＰＣ（プロピレンカーボネート）とを、体積比で５：５となるように含む。
【００５３】
次に、第１のガラス基板上に銅箔を敷いた。上記のように作製したスラリーをその銅箔上に供給し、アプリケーターバーを用いて厚さ約１ｍｍのスラリー層を作製した。
次に、作製したスラリー層の上に、穴開き銅箔と、リチウム金属片と、電解液を含浸させた濾紙と、第２のガラス基板とをこの順に積層し、積層体を形成した。リチウム金属片の厚さは１００μｍであり、重量は１０．８ｍｇである。
【００５４】
次に、積層体の外周部をポリイミドテープにより封止した。次に、第２のガラス基板上に重りを載せることにより、スラリー層を加圧した。加圧の圧力は０．０１ＭＰａである。加圧は４８時間行った。加圧する時間を以下ではドープ時間とする。スラリー層を加圧しているとき、ハードカーボンはリチウムを吸蔵する。その結果、スラリー層は、リチウムを吸蔵したハードカーボンを含む集合体となる。この集合体を以下では集合体Ｓ１とする。
【００５５】
また、基本的には集合体Ｓ１の製造方法と同様の方法で、集合体Ｓ２〜Ｓ７を製造した。ただし、集合体Ｓ２〜Ｓ７の製造においては、スラリー層を加圧するときの圧力及びドープ時間を、表１に示すとおりとした。
【００５６】
【表１】
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（６−２）開回路電圧の測定
集合体Ｓ１〜Ｓ７のそれぞれについて、以下のようにして開回路電圧（ＯＣＶ）を測定した。集合体の１部をガラスセパレータ上に濾過し、評価用電極の作用極とした。この作用極と、リチウム金属箔から成る対極と、リチウム金属箔から成る参照極と、を用いて３極セルを組み立てた。この３極セルに電解液を注液した。そして、注液の直後におけるリチウム金属箔に対する作用極の電位を測定した。リチウム金属箔に対する作用極の電位は開回路電圧に対応する。開回路電圧（ＯＣＶ）の測定結果を上記表１に示す。
【００５７】
（６−３）体積抵抗の測定
集合体Ｓ１〜Ｓ７のそれぞれについて、体積抵抗を測定した。体積抵抗の測定には、三菱化学アナリテック製の粉体抵抗測定システムＭＣＰ‐ＰＤ５１型を使用した。体積抵抗を測定するとき、集合体を０．０２ＭＰａで加圧した。体積抵抗の測定は、集合体を加圧し始めた時点から１時間経過したときに行った。体積抵抗の測定結果を上記表１に示す。
【００５８】
体積抵抗と、開回路電圧とに基づき、以下の基準により、集合体に含まれる電極活物質を評価した。その結果を上記表１に示す。
○：体積抵抗が２０００Ω・ｃｍ以上であり、且つ開回路電圧が０．９Ｖ以下である。
【００５９】
×：体積抵抗が２０００Ω・ｃｍ未満であるか、開回路電圧０．９Ｖを超える。
（６−４）ラミネートセルの製造
(i)負極の製造
前記（６−１)で製造した集合体Ｓ１〜Ｓ７のいずれかと、電解液とを、固形分が１０質量％となるよう混合し、負極用スラリーを得た。電解液は、ＥＣと、ＬｉＰＦ６を１Ｍの濃度で含むＰＣとを、体積比で１：１となるように混合した電解液である。
【００６０】
次に、前記負極用スラリーを吸引・ろ過し、ガラスセパレータ上に負極活物質を得た。次に、Ｃｕから成る負極集電体上に、負極活物質を含む層を形成した。次に、負極活物質を含む層を油圧プレス機にてプレス加工し、負極を得た。
【００６１】
(ii)対極(正極)の製造
以下の材料を二軸型プラネタリーミキサー（プライミクス株式会社製、商品名「ＴＫハイビスミックス２Ｐ−０３」）に投入し、６０ｒｐｍで２時間攪拌してペーストを得た。
【００６２】
電気化学デバイス電極用バインダー（株式会社クレハ製、商品名「ＫＦポリマー＃１１２０」）：４．０質量部（固形分換算）
導電助剤（電気化学工業株式会社製、商品名「デンカブラック５０％プレス品」）：３．０質量部
正極活物質である粒径５μｍのＬｉＣｏＯ２（ハヤシ化成株式会社製）：１００質量部（固形分換算）
Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）：３６質量部
次に、得られたペーストにＮＭＰを投入し、固形分を６５質量％に調整した。次に、固形分を調整したペーストを、攪拌脱泡機（株式会社シンキー製、商品名「泡とり練太郎」）を使用して攪拌混合することにより、蓄電デバイス電極用スラリーを調製した。攪拌混合の条件は、まず、２００ｒｐｍで２分間攪拌混合し、次に、１８００ｒｐｍで５分間攪拌混合し、さらに真空下において１８００ｒｐｍで１．５分間攪拌混合するという条件である。
【００６３】
次に、アルミニウム箔よりなる集電体の表面に、上記のように調製した蓄電デバイス電極用スラリーを、乾燥後の膜厚が８０μｍとなるようにドクターブレード法によって均一に塗布し、電極層を形成した。次に、１２０℃で２０分間乾燥処理した。次に、電極層の密度が３．０ｇ／ｃｍ３となるようにロールプレス機によりプレス加工することにより、対極（正極）を得た。
【００６４】
(iii)ラミネートセルの作製
前記(i)で得られた負極と、前記(ii)で得られた対極（正極）とを用いて、ラミネートセルを作製した。ラミネートセルには、集合体Ｓ１を用いて作製したものと、集合体Ｓ２を用いて作製したものと、集合体Ｓ３を用いて作製したものと、集合体Ｓ４を用いて作製したものと、集合体Ｓ５を用いて作製したものと、集合体Ｓ６を用いて作製したものと、集合体Ｓ７を用いて作製したものとがある。
【００６５】
（６−５）セル評価
前記（６−４）で作製したラミネートセルに対し、５０サイクルのサイクル試験を行った。初回サイクルでは、０．０５ＣレートにてＣＣＣＶ充電（４．２Ｖ／０．０５Ｃ＊５％ｃｕｔ）を行い、０．０５ＣレートにてＣＣＣＶ放電（２．５Ｖ／０．０５Ｃ＊５％ｃｕｔ）を行った。初回サイクルにおける充電容量に対する放電容量の比率から初回クーロン効率を算出した。初回クーロン効率を上記表１に示す。
【００６６】
なお、表１では、集合体Ｓｉ（ｉは１〜７のいずれか）を用いて作製したラミネートセルの初回クーロン効率を、Ｓｉの行に示す。後述する容量維持率についても同様である。
初回サイクルにおける放電容量を、初回放電容量とする。初回サイクルに続いて、２−５０サイクルを行った。２−５０サイクルでは、０．２ＣレートにてＣＣＣＶ充電（４．２Ｖ／０．０５Ｃ＊５％ｃｕｔ）を行い、ＣＣ放電（２．５Ｖ）を行った。５０サイクル目における放電容量を、５０サイクル目放電容量とする。初回放電容量に対する、５０サイクル目放電容量の比率を容量維持率とした。容量維持率を上記表１に示す。
【００６７】
クーロン効率と、容量維持率とに基づき、以下の基準によりラミネートセルを評価した。その結果を上記表１に示す。
○：クーロン効率が８５％以上であり、且つ容量維持率が７０％以上である。
【００６８】
×：クーロン効率が８５％未満であるか、容量維持率が７０％未満である。
（６−６）体積抵抗、及びＯＣＶと、セル評価の結果との相関関係
表１に示すように、体積抵抗が大きいほど、セル評価結果が良好であった。また、ＯＣＶが小さいほど、セル評価結果が良好であった。すなわち、体積抵抗及びＯＣＶと、セル評価結果との間に相関関係があることが確認できた。
【００６９】
上記評価結果から、体積抵抗、及び／又は、ＯＣＶに基づいてリチウムをドープした電極活物質を評価することによって、セル評価と同等の評価結果が得られることが分かった。  
７.他の実施形態
以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
【００７０】
（７−１）上記各実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
【００７１】
（７−２）上述した電極活物質の評価方法、電極の製造方法、電極活物質の評価装置、電極活物質の評価システム、及び電極の製造システムの他、当該電極活物質の評価装置を構成要素とするシステム、電極の評価方法、電極活物質の製造方法等、種々の形態で本開示を実現することもできる。
【符号の説明】
【００７２】
１…電極活物質の評価装置、３、１０３…本体部、５、１０５…内部空間、７、１０７…第１の電極、９…第２の電極、１１、１１１…ニッケル板、１３、１１３…バネ、１３Ａ…上端、１３Ｂ…下端、１５…集合体、１００…電極活物質の評価システム、１０１…開回路電圧測定装置、１０９…金属箔
【図１】
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【図２】
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