(57)【要約】【課題】簡便な方法により、造粒体により製造された電池用電極において、電極合材層の側端部の凹凸を抑制する。【解決手段】電池用電極の製造方法は、電極活物質、バインダおよび水を攪拌混合することにより、第１固形分率を有する第１造粒体を調製するステップ（Ｓ０１）と、該第１造粒体と水蒸気とを接触させることにより、該第１固形分率よりも低い第２固形分率を有する第２造粒体を調製するステップ（Ｓ０２）と、該第２造粒体により、電池用電極を製造するステップ（Ｓ０３）と、を備える。製造するステップは、第２造粒体を圧延すること、および、第２造粒体を集電体の表面に配置することを含む。第１造粒体は、１００質量部の電極活物質に対し、バインダを０．５質量部以上含有する。第１固形分率は、７０質量％以上８５質量％以下である。【選択図】図１
2017120705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極活物質、バインダおよび水を攪拌混合することにより、第１固形分率を有する第１造粒体を調製するステップと、
前記第１造粒体と水蒸気とを接触させることにより、前記第１固形分率よりも低い第２固形分率を有する第２造粒体を調製するステップと、
前記第２造粒体により、電池用電極を製造するステップと、を備え、
前記製造するステップは、前記第２造粒体を圧延すること、および、前記第２造粒体を集電体の表面に配置することを含み、
前記第１造粒体は、１００質量部の前記電極活物質に対し、前記バインダを０．５質量部以上含有し、
前記第１固形分率は、７０質量％以上８５質量％以下である、電池用電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池用電極の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１５−２０１３１８号公報（特許文献１）には、電極活物質およびバインダを攪拌混合することにより、塊状の第１造粒粒子からなる第１造粒体を得、複数の第１造粒粒子を平面状またはブロック状に成形することにより、平面状またはブロック状の第２造粒粒子からなる第２造粒体を得、該第２造粒体により電極を製造する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２０１３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
「造粒体」とは、電極活物質、バインダおよび溶媒を含有する造粒粒子（複合粒子）の集合体（粒体）である。造粒体をシート状に圧延し、圧延された造粒体を集電体の表面に配置することにより、電池用電極を製造することができる（特許文献１を参照のこと）。
【０００５】
集電体の表面に配置された造粒体は、電極合材層（負極合材層または正極合材層）となる。この電極合材層の側端部には、その前駆体である造粒粒子の形状が反映されることになる。
【０００６】
通常、電極活物質等を単純に攪拌混合すると、混合物が圧密され、造粒粒子が大きく成長した造粒体が形成されやすい。この造粒体を圧延することにより形成された電極合材層の側端部には、造粒粒子の大きさ、および形状に由来する凹凸が現れる。
【０００７】
電極合材層の側端部の凹凸が大きいと、電池設計上の制約となり、電池のエネルギー密度が制限されることになる。凹凸の大きさを加味して、正極合材層に対する負極合材層の対向面積比等を設定する必要が生じるためである。
【０００８】
特許文献１では、予め造粒粒子の形状を整えておくことにより、電極合材層の側端部の凹凸を小さくする方法が開示されている。しかし、かかる態様によれば、製造工数の増加を余儀なくされる。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものである。すなわち本発明の目的は、簡便な方法により、造粒体により製造された電池用電極において、電極合材層の側端部の凹凸を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の電池用電極の製造方法は、以下の造粒ステップ、調湿ステップおよび電極製造ステップを備える。
（造粒ステップ）電極活物質、バインダおよび水を攪拌混合することにより、第１固形分率を有する第１造粒体を調製する。
（調湿ステップ）第１造粒体と水蒸気とを接触させることにより、第１固形分率よりも低い第２固形分率を有する第２造粒体を調製する。
（電極製造ステップ）第２造粒体により、電池用電極を製造する。
電極製造ステップは、第２造粒体を圧延すること、および、第２造粒体を集電体の表面に配置することを含む。第１造粒体は、１００質量部の電極活物質に対し、バインダを０．５質量部以上含有する。第１固形分率は、７０質量％以上８５質量％以下である。
【００１１】
以下、本発明について説明する。以下の説明では、電池用電極を「電極」と略記する場合がある。
【００１２】
「固形分率」とは、造粒体に含有される成分のうち、溶媒（水）以外の成分が占める質量比率である。固形分率は、造粒体の粒径の決定因子のひとつである。たとえば、固形分率が低い状態（溶媒が多い状態）で造粒を行うと、粒子成長が促進され、粒径が大きく緻密な造粒粒子からなる造粒体が形成されやすい。ただし固形分率が過度に低くなると、混合物が塗料化してしまうため、造粒体を形成することができない。
【００１３】
本発明者は、造粒体の固形分率を高くすることにより、粒径が小さく、適度に疎な造粒粒子からなる造粒体を形成すれば、電極合材層の側端部の凹凸を抑制できるのではないかとの着想を得、かかる着想の具体化を試みた。ところが、固形分率の高い造粒体は、延性に乏しく、圧延により電極を製造することが困難であることが判明した。
【００１４】
すなわち、圧延等の加工時に、造粒粒子が延びずに千切れるため、仕上がった電極合材層において、所望の面質を実現することが困難であった。また転写時に造粒体の表面が潰れ、電極合材層の表層が高密度化してしまうこともあった。
【００１５】
本発明者は、かかる知見に基づき、さらに研究を重ね、造粒体において小粒径と延性とを両立できる方法を見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１６】
すなわち本発明の製造方法は、高固形分率（第１固形分率）の第１造粒体を調製する造粒ステップと、第１造粒体と水蒸気とを接触させることにより、低固形分率（第２固形分率）の第２造粒体を調製する調湿ステップと、を備える。この手順によれば、固形分率が高い状態で造粒が行われるため、小粒径の造粒体を形成でき、なおかつ小粒径を維持したまま、所望の延性が得られる程度に、造粒体の固形分率を下げることができる。
【００１７】
こうして形成された第２造粒体を圧延し、集電体の表面に配置することにより、側端部の凹凸が小さく、なおかつ所望の面質を有する電極合材層を形成することができる。
【００１８】
さらに本発明の調湿ステップは、予め造粒体の形状を整える等の態様に比し、非常に簡便に行うことができる。たとえば調湿ステップは、単純に、造粒体を湿度の高い環境に置く態様としてもよい。すなわち造粒体の搬送路、保管場所等を湿度の高い環境とすれば、実質的に製造工数の増加を伴わずに、調湿ステップを実行することができる。
【００１９】
ただし、第１造粒体におけるバインダの配合量は、１００質量部の電極活物質に対して０．５質量部以上とする。バインダの配合量が０．５質量部未満になると、電極活物質同士を十分結着することができず、電極合材層の崩落、剥離等が生じる可能性がある。
【００２０】
また第１固形分率は７０質量％以上８５質量％以下とする。第１固形分率が７０質量％未満の場合、大粒径の造粒体が形成されるため、側端部の凹凸抑制効果が低減する可能性がある。あるいは、混合物が塗料化して造粒体が形成できないことも考えられる。
【００２１】
第１固形分率が８５質量％を超えると、粒子間を結合する溶媒が少ないため、造粒体の粒径が小さくなる。そのため調湿ステップにおいて水蒸気が入り込む隙間が小さくなり、造粒体を静置した状態での調湿が困難である。このとき造粒体を攪拌する等して水蒸気と接触させた場合には、造粒体の形状が変化する可能性がある。また造粒粒子内（すなわち電極活物質同士の間）が疎になりすぎるため、電池抵抗が増加する可能性もある。
【発明の効果】
【００２２】
上記によれば、簡便な方法により、造粒体により製造された電池用電極において、電極合材層の側端部の凹凸を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る電池用電極の製造方法の概略を示すフローチャートである。
【図２】電極製造ステップの一例を示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電池用電極の構成の一例を示す概略図である。
【図４】図４（Ａ）は、本発明の実施形態の第２造粒体を示す概念図であり、図４（Ｂ）は、第２造粒体により製造された電極合材層の側端部の周辺を示す概略平面図である。
【図５】図５（Ａ）は、従来の造粒体を示す概念図であり、図５（Ｂ）は、従来の造粒体により製造された電極合材層の側端部の周辺を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態（以下「本実施形態」と記す）について説明する。ただし、本実施形態は以下の説明に限定されるものではない。たとえば、以下の説明では、非水電解質二次電池（典型的にはリチウムイオン電池）用電極への適用例を説明するが、本実施形態はリチウムイオン電池用電極の製造方法に限定されるものではない。
【００２５】
また以下の説明では、負極および正極を総称して「電極」と称している。すなわち以下の説明において「電極」は、「負極」または「正極」を示し、「電極合材層」は、「負極合材層」または「正極合材層」を示している。
【００２６】
＜電池用電極の製造方法＞
図１は、本実施形態の電池用電極の製造方法の概略を示すフローチャートである。当該製造方法は、造粒ステップ（Ｓ０１）、調湿ステップ（Ｓ０２）および電極製造ステップ（Ｓ０３）を備える。以下、各ステップを説明する。
【００２７】
《造粒ステップ（Ｓ０１）》
造粒ステップでは、電極活物質、バインダおよび水を攪拌混合することにより、第１固形分率を有する第１造粒体を調製する。本ステップでは、従来公知の攪拌造粒装置を用いて、第１造粒体を調製することができる。
【００２８】
（電極活物質）
電極活物質は、電荷担体（典型的にはリチウムイオン）を電気化学的に吸蔵、放出できる物質である。負極を製造する場合、電極活物質（負極活物質）は、たとえば黒鉛、易黒鉛化性炭素、難黒鉛化性炭素等の炭素系材料でよい。また正極を製造する場合、電極活物質（正極活物質）は、たとえばＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＮｉ1/3Ｃｏ1/3Ｍｎ1/3Ｏ2等のリチウム含有金属酸化物等でよい。
【００２９】
電極活物質の吸油量は、造粒体の固形分率に影響を与える因子である。本実施形態において、電極活物質の吸油量は、好ましくは５０ｍｌ／１００ｇ以上６５ｍｌ／１００ｇ以下である。電極活物質の吸油量が６５ｍｌ／１００ｇを超えると、電極活物質の表面に保持される水分が増加するため、所望の延性を得るために、固形分率を大幅に下げる必要が生じることもある。また電極活物質の吸油量が５０ｍｌ／１００ｇ未満になると、電極活物質の表面に保持される水分が減少するため、造粒体の固形分率が高くなりやすく、延性が得られ難い。すなわち、いずれの場合も、小粒径と延性とのバランスの維持が困難になる可能性がある。
【００３０】
ここで本実施形態の「電極活物質の吸油量」は、次のようにして測定される値を示す。すなわち、電極活物質（粉末）に亜麻仁油（油）を一定速度で滴下しながら、回転翼で粉末と油とを混合する。混合中、回転翼に生じるトルクが最大となる油の滴下量〔ｍｌ〕を測定する。かかる滴下量を粉末１００ｇあたりの値に換算することにより、吸油量〔ｍｌ／１００ｇ〕が求められる。測定に用いる粉末量は、たとえば３０ｇ程度であり、油の滴下速度は、たとえば２ｍｌ／ｍｉｎ程度である。また回転翼の回転速度は、６０ｒｐｍ程度であり、測定温度は、２０℃±５℃程度である。
【００３１】
（バインダ）
本実施形態では溶媒に水を用いるため、水への分散性（あるいは溶解性）が高く、保水性が高いバインダが好ましい。バインダとしては、たとえば、増粘多糖類、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、およびポリアクリル酸（ＰＡＡ）等、ならびにこれらの混合物等を用いることができる。これらのバインダのうち、ＣＭＣおよびＰＡＡの少なくとも一方が好ましい。ＣＭＣおよびＰＡＡは、ナトリウム（Ｎａ）塩あるいはリチウム（Ｌｉ）塩等になっていてもよい。
【００３２】
バインダの配合量は、１００質量部の電極活物質に対し、０．５質量部以上とする。０．５質量部未満では結着力が十分でないためである。バインダの配合量は、１００質量部の電極活物質に対し、好ましくは０．５質量部以上３．０質量部以下とする。すなわち第１造粒体および後述の第２造粒体は、１００質量部の電極活物質に対し、好ましくはバインダを０．５質量部以上３．０質量部以下含有する。本実施形態で用いるバインダは、水を保持するため、配合量が過度に多いと固形分率の調整が困難になることも考えられる。
【００３３】
第１造粒体の固形分率（第１固形分率）は、７０質量％以上８５質量％以下とする。７０質量％未満の場合、粒子成長が進行するため、第１造粒体を所望の小粒径に調整できない場合がある。固形分率が８５質量％を超えると、造粒粒子内が疎になり過ぎるため、電池抵抗が増加する可能性がある。仕上がり粒径の観点から、第１造粒体の固形分率は、好ましくは７１質量％以上８０質量％以下であり、より好ましくは７５質量％以上７８質量％以下である。
【００３４】
本実施形態では、造粒体の粒径を、造粒体の篩分けによって得られるＤ５０により評価する。かかる「Ｄ５０」は、次の手順により測定される値を示す。まず目開きの異なる篩を複数種準備する。たとえば目開きが０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度の篩を複数種準備する。造粒体を乾燥させ、その固形分率を実質的に１００質量％に調整する。造粒体を、目開きが粗い篩の方から順次通過させていき、各篩上に残った各造粒体の質量を測定する。目開きが粗い篩の方から、篩上の造粒体の質量頻度を累積していき、質量頻度の累積が５０％になる粒径がＤ５０である。
【００３５】
第１造粒体のＤ５０（すなわち後述の第２造粒体のＤ５０）は、固形分率の他、攪拌羽根および解砕羽根の回転速度、攪拌時間等によっても調整可能である。電極合材層の側端部の凹凸をよりいっそう小さくするとの観点から、第１造粒体および第２造粒体のＤ５０は、好ましくは０．５ｍｍ以下であり、より好ましくは０．４ｍｍ以下である。造粒粒子を適度に密にするとの観点から、Ｄ５０は、たとえば０．２ｍｍ以上である。
【００３６】
（その他の成分）
本ステップでは、第１造粒体が電極活物質、バインダおよび水を含有する限り、第１造粒体がこれら以外の成分を含有するように、調製してもよい。かかる成分としては、たとえばカーボンブラック等の導電成分等が挙げられる。
【００３７】
《調湿ステップ（Ｓ０２）》
調湿ステップでは、第１造粒体と水蒸気とを接触させることにより、第１固形分率よりも低い第２固形分率を有する第２造粒体を調製する。
【００３８】
たとえば、第１造粒体を、湿度が高い環境下に置くことにより、第１造粒体と水蒸気とを接触させることができる。湿度が不十分な場合、第１造粒体から水が蒸発し、固形分率はむしろ高くなるため注意が必要である。
【００３９】
第１造粒体が置かれる環境は、第１造粒体に水分を吸着させることができる程度に、すなわち第１造粒体の固形分率を低下させることができる程度に、水蒸気を含む環境であればよい。一例として、第１造粒体が置かれる環境は、たとえば温度が１５℃以上２５℃以下であり、かつ相対湿度が９０％以上１００％以下である環境とすることができる。処理時間は、たとえば１時間〜２日間程度でよい。もちろん、温度、処理時間等を調整することにより、相対湿度が９０％未満の環境であっても、第１造粒体の固形分率を所望の値まで低下させることが可能である。
【００４０】
調湿ステップでの固形分率の低下幅は、好ましくは１〜１０質量％程度（好ましくは３〜７質量％程度）である。急激に固形分率を下げると、造粒粒子が水を保持できず、実効的な固形分率が低下しないことも考えられる。
【００４１】
第２造粒体の固形分率（第２固形分率）は、好ましくは６５質量％以上８０質量％以下程度である。第２固形分率が８０質量％を超えると、造粒体を転写（配置）する際に、造粒体の表層が潰れて、表層の密度が高い電極合材層が形成される可能性がある。電極合材層において、表層の密度が高いと、リチウムイオンの移動が妨げられ、電池抵抗が増加する可能性がある。また固形分率が６５質量％未満になると、造粒体の性状が塗料に近づくため、圧延、転写が困難になる可能性もある。
【００４２】
《電極製造ステップ（Ｓ０３）》
電極製造ステップでは、造粒体により、電池用電極を製造する。本実施形態における電池用電極は、たとえば帯状のシート部材である。
【００４３】
電極製造ステップは、第２造粒体を圧延すること（圧延操作）、および第２造粒体を集電体の表面に配置すること（配置操作）を含む。以下に説明するように、「配置すること」の一態様として、「転写すること」が挙げられる。圧延操作および配置操作は、この順に実行されてもよいし、相前後して実行されてもよいし、あるいは同時に実行されてもよい。
【００４４】
（電極製造装置）
図２は、電極製造ステップの一例を示す概略図である。図２に示される電極製造装置９０は、３本のロール、すなわちＡロール９１、Ｂロール９２およびＣロール９３を備えている。各ロールは、図示しない駆動装置によって回転駆動される。図２において、各ロールに描かれた曲線矢印は、各ロールの回転方向を示している。
【００４５】
調湿ステップを経た第２造粒体１０Ａ（粒体）は、Ａロール９１とＢロール９２とのギャップに供給される。Ａロール９１には、Ａロール９１からＢロール９２に向かう方向に荷重が加えられている。そのためＡロール９１とＢロール９２とのギャップでは、第２造粒体１０Ａが圧延され、シート状に成形されることになる。
【００４６】
圧延されてシート状となった第２造粒体１０Ｂ（シート体）は、Ｂロール９２によって搬送され、Ｂロール９２とＣロール９３とのギャップに供給される。集電体１１は、Ｃロール９３によって搬送され、Ｂロール９２とＣロール９３とのギャップに供給される。電池用電極が負極である場合、集電体１１は、たとえば銅（Ｃｕ）箔等である。電池用電極が正極である場合、集電体１１は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）等箔である。
【００４７】
Ｂロール９２とＣロール９３とのギャップでは、第２造粒体１０Ｂが集電体１１に擦り付けられる。これにより、第２造粒体１０Ｂが集電体１１に圧着され、第２造粒体１０Ｂが集電体１１の表面に配置される。すなわち第２造粒体１０Ｂが、Ｂロール９２の表面から集電体１１の表面へと転写される。前述のように、このとき第２造粒体１０Ｂの固形分率が過度に高いと、第２造粒体１０ＢにおいてＢロール９２と接していた側の表面が潰されて、密に詰まるため、表層の密度が高い電極合材層が形成される可能性がある。
【００４８】
第２造粒体１０Ｂを集電体１１の表面に配置することにより、第２造粒体１０Ｂは電極合材層１０となる。その後、第２造粒体１０Ｂに残存する溶媒を蒸発させる操作を行ってもよい。溶媒の蒸発操作は、図示しない乾燥炉において行われ得る。さらに電池の仕様に合わせて、圧縮、裁断等を行うことにより、電池用電極を製造することができる。
【００４９】
＜電池用電極＞
図３は、本実施形態の電池用電極の構成の一例を示す概略図である。電極１００は、集電体１１と、集電体１１の表面に配置されている電極合材層１０とを含む。電極合材層１０は、集電体１１の両面に配置されている。電極合材層１０は、幅方向の端部に、側端部ＳＥを有する。幅方向とは、電極１００の長手方向と直交する方向を意味する。幅方向の一方端において、集電体１１が電極合材層１０から露出した部分は、外部端子との接続部として利用できる。
【００５０】
図４（Ａ）は、本実施形態の第２造粒体を示す概念図であり、図４（Ｂ）は、第２造粒体により製造された電極合材層の側端部の周辺を示す概略平面図である。図４（Ａ）に示されるように、第２造粒体１０Ａは、造粒時の固形分率が高いため、粒径が小さく、内部が適度に疎な造粒粒子から構成されている。そのため、第２造粒体１０Ａにより製造された電極合材層１０では、図４（Ｂ）に示されるように、側端部ＳＥの凹凸が小さくなる。
【００５１】
また第２造粒体１０Ａでは、電極活物質１同士の間隔、および造粒粒子２同士の間隔が適度に、かつ同程度に疎である。このため、電極合材層１０内の細孔分布がシャープとなる。細孔分布がシャープであると、電極合材層１０に電解液を含浸させた際に、電解液の分布が均質となるため、たとえばサイクル耐久性の向上が期待できる。
【００５２】
図５（Ａ）は、従来の造粒体を示す概念図であり、図５（Ｂ）は、従来の造粒体により製造された電極合材層の側端部の周辺を示す概略平面図である。図５（Ａ）に示されるように、従来の造粒体２０Ａは、造粒時の固形分率が低いため、粒径が大きく、内部が緻密な造粒粒子から構成されている。そのため、造粒体２０Ａにより製造された電極合材層２０では、図５（Ｂ）に示されるように、側端部ＳＥの凹凸が大きくなる。
【００５３】
また造粒体２０Ａでは、電極活物質１同士の間隔が密である一方、造粒粒子２同士の間隔が疎である。このため、電極合材層２０では、細孔分布がブロードになりやすい。細孔分布がブロードになると、電解液の分布に、ばらつきが生じる可能性がある。
【実施例】
【００５４】
以下、実施例を用いて本実施形態を説明する。ただし本実施形態は、以下の例に限定されるものではない。
【００５５】
＜電池用電極の製造＞
以下のようにして電池用電極を製造し、電極合材層の面質ならびに側端部の凹凸を評価した。
【００５６】
《実施例１》
以下の材料を準備した。
【００５７】
（電極材料）
電極活物質：黒鉛（吸油量：５８ｍｌ／１００ｇ）
バインダ  ：カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩（ＣＭＣ−Ｎａ）
溶媒      ：水
集電体    ：Ｃｕ箔。
【００５８】
１．造粒ステップ（Ｓ０１）
攪拌造粒装置を準備した。当該装置の攪拌槽に、電極活物質（１００質量部）、バインダ（１．５質量部）および所定量の水を入れ、攪拌混合した。これにより、第１固形分率が７５質量％である第１造粒体を調製した。
【００５９】
２．調湿ステップ（Ｓ０２）
第１造粒体を、温度２５℃、相対湿度９０％の環境下に置くことにより、第１造粒体と水蒸気とを接触させた。これにより第１固形分率よりも低い第２固形分率を有する第２造粒体を調製した。第２固形分率は７０質量％とした。
【００６０】
３．電極製造ステップ（Ｓ０３）
図２に示される電極製造装置９０に、第２造粒体１０Ａおよび集電体１１を供給し、前述のように第２造粒体１０Ａを圧延し、圧延された第２造粒体１０Ｂを集電体１１の表面に転写した。以上より、実施例１に係る電池用電極（負極）を製造した。
【００６１】
《実施例２〜６》
下記表１に示すように、電極活物質の吸油量、バインダの配合量、第１固形分率、および第２固形分率を変更することを除いては、実施例１と同様にして、実施例２〜６に係る電池用電極を製造した。なお第２固形分率は、調湿ステップにおける放置時間（処理時間）の長さにより調整した。
【００６２】
《実施例７》
ＣＭＣに代えて、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）をバインダとして用いることを除いては、実施例１と同様にして、実施例７に係る電池用電極を製造した。
【００６３】
《比較例１》
造粒段階で、固形分率が７０質量％（実施例１における最終固形分率）になるように、造粒体を調製した。この造粒体を、調湿ステップ（Ｓ０２）を経ずに、そのまま電極製造装置９０（図２を参照のこと）に供給することにより、電極を製造することを除いては、実施例１と同様にして、比較例１に係る電池用電極を製造した。比較例１は、調湿ステップを含まない製造例に相当する。
【００６４】
《比較例２〜５》
下記表１に示すように、電極活物質の吸油量、バインダの配合量、第１固形分率、および第２固形分率を変更することを除いては、実施例１〜６と同様にして、比較例２〜５に係る電池用電極を製造した。
【００６５】
【表１】
2017120705.tif 000003
【００６６】
＜評価＞
１．Ｄ５０の測定
前述の方法に従って、第２造粒体のＤ５０を測定した。結果を表１に示す。
【００６７】
２．面質の評価
電極合材層の表面を目視で観察して状態を確認した。結果を表１に示す。表１中、「表層高密度化」とは、電極合材層の表層が詰まって高密度化している状態を示し、「合材剥がれ」とは、電極合材層の結着力が十分でなく、合材の崩落、合材層の剥離等が生じている状態を示す。「良好」とは、「表層高密度化」および「合材剥がれ」がなく、なおかつ「ピンホール、スジ等の欠点」がない状態を示している。
【００６８】
３．電極合材層の側端部の凹凸の評価
電極から、電極合材層の側端部を含むように、１０ｃｍ×１０ｃｍの領域を切り出し、試料とした。図４（Ｂ）および図５（Ｂ）に示すように、顕微鏡を用いて、電極合材層１０，２０の側端部ＳＥを、電極合材層１０，２０の表面の法線方向から観察し、電極合材層１０，２０から見て最も外側に突出している位置と、最も内側に凹んでいる位置との幅方向の距離を測定した。結果を表１の「側端部の凹凸の大きさ」の欄に示す。「側端部の凹凸の大きさ」が小さいほど、側端部の凹凸が抑制されていることを示している。
【００６９】
＜考察＞
１．実施例１〜７ならびに比較例１
表１に示されるように、第１固形分率が７０質量％以上８５質量％以下である第１造粒体を調製し、さらに第１造粒体と水蒸気とを接触させることにより、第１固形分率よりも低い第２固形分率を有する第２造粒体を調製した実施例１〜７では、Ｄ５０が０．５ｍｍ以下である小粒径を実現できた。そして実施例１〜７の第２造粒体により製造された電池用電極では、面質がいずれも良好であり、なおかつ側端部の凹凸が抑制されていた。実施例１〜７では、造粒体において小粒径と延性とを両立できるためと考えられる。
【００７０】
比較例１は、Ｄ５０が大きい。造粒時の固形分率が低いため、粒子成長が促進されていると考えられる。この造粒体により製造された電極では、電極合材層の側端部の凹凸が大きい。造粒体の粒径が大きいためと考えられる。
【００７１】
２．実施例１〜３ならびに比較例２および３
電極活物質の吸油量が大きくなるにつれて、電極活物質の表面が保持する水分が増加するため、第１固形分率が低下する傾向にある。表１の結果から、電極活物質の吸油量が５０ｍｌ／１００ｇ以上６５ｍｌ／１００ｇ以下の範囲において、所望の固形分率を実現しやすいと考えられる。
【００７２】
比較例２では、転写時に造粒体の表面が潰れ、電極合材層の表層が高密度化していた。電極活物質の吸油量が低く、第１固形分率が高くなったためと考えられる。
【００７３】
比較例３では、合材剥がれが確認された。電極活物質の吸油量が大きくなり過ぎると、結着力が低下すると考えられる。
【００７４】
３．実施例１、４および５ならびに比較例４および５
バインダの配合量が増加するにつれて、バインダに保持される水分が増加するため、第１固形分率が低下する傾向にある。
【００７５】
比較例４では、合材剥がれが確認された。バインダの配合量が少ないためと考えられる。したがってバインダの配合量は、１００質量部の電極活物質に対し、０．５質量部以上であることを要する。
【００７６】
比較例５では、転写時に造粒体の表面が潰れ、電極合材層の表層が高密度化していた。バインダの配合量が過度に多いため、バインダに保持される水分が増加し、造粒体の延性が低下していると考えられる。したがって、バインダの配合量は、３質量部以下が好ましいと考えられる。
【００７７】
４．実施例１および７
バインダとしてＰＡＡを用いた場合にも、ＣＭＣと同等の効果が確認された。したがって、本実施形態のバインダには、ＣＭＣおよびＰＡＡの少なくとも一方を用いることができる。
【００７８】
今回開示された実施形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７９】
１  電極活物質、２  造粒粒子、１０，２０  電極合材層、１０Ａ，１０Ｂ  第２造粒体、１１  集電体、２０Ａ  造粒体、９０  電極製造装置、９１  Ａロール、９２  Ｂロール、９３  Ｃロール、１００  電極、ＳＥ  側端部。
【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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