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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025042065
(43)【公開日】2025-03-27
(54)【発明の名称】電極の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01M 4/139 20100101AFI20250319BHJP
H01M 4/04 20060101ALI20250319BHJP
B05D 7/24 20060101ALI20250319BHJP
B05D 5/12 20060101ALI20250319BHJP
B05D 3/00 20060101ALI20250319BHJP
【ＦＩ】
H01M4/139
H01M4/04 A
B05D7/24 301E
B05D5/12 B
B05D3/00 D
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023148874
(22)【出願日】2023-09-14
(71)【出願人】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104499
【弁理士】
【氏名又は名称】岸本 達人
(74)【代理人】
【識別番号】100101203
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100129838
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 典輝
(72)【発明者】
【氏名】大野 雅人
【テーマコード（参考）】
4D075
5H050
【Ｆターム（参考）】
4D075AE19
4D075BB24Z
4D075BB33Z
4D075BB37Z
4D075BB48Z
4D075BB91Z
4D075BB93Z
4D075CA22
4D075CA47
4D075CA48
4D075DA04
4D075DB01
4D075DB06
4D075DB07
4D075DC08
4D075DC11
4D075DC18
4D075DC19
4D075EA05
4D075EA06
4D075EA10
4D075EB12
4D075EB17
4D075EB18
4D075EB22
4D075EC01
4D075EC10
4D075EC30
4D075EC33
5H050AA19
5H050BA16
5H050BA17
5H050CA01
5H050CA08
5H050CA09
5H050CB02
5H050CB03
5H050CB07
5H050CB08
5H050CB09
5H050CB11
5H050GA02
5H050GA10
5H050GA22
5H050GA27
5H050HA14
5H050HA15
(57)【要約】
【課題】生産性を向上できる電極の製造方法を提供する。
【解決手段】電極の製造方法であって、基材に電極スラリーを塗工する塗工工程と、前記電極スラリーを乾燥する乾燥工程と、を有し、前記乾燥工程は、前記塗工工程後、前記電極スラリーを第１露点下で定率乾燥する第１工程と、前記第１工程後、前記電極スラリーを第２露点下で減率乾燥する第２工程と、前記第２工程後、前記電極スラリーを第３露点下で減率乾燥する第３工程と、を含み、前記第２露点は、前記第１露点よりも低く、前記第３露点は、前記第２露点よりも低い、電極の製造方法。
【選択図】図１
【解決手段】電極の製造方法であって、基材に電極スラリーを塗工する塗工工程と、前記電極スラリーを乾燥する乾燥工程と、を有し、前記乾燥工程は、前記塗工工程後、前記電極スラリーを第１露点下で定率乾燥する第１工程と、前記第１工程後、前記電極スラリーを第２露点下で減率乾燥する第２工程と、前記第２工程後、前記電極スラリーを第３露点下で減率乾燥する第３工程と、を含み、前記第２露点は、前記第１露点よりも低く、前記第３露点は、前記第２露点よりも低い、電極の製造方法。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電極の製造方法であって、
基材に電極スラリーを塗工する塗工工程と、
前記電極スラリーを乾燥する乾燥工程と、を有し、
前記乾燥工程は、
前記塗工工程後、前記電極スラリーを第１露点下で定率乾燥する第１工程と、
前記第１工程後、前記電極スラリーを第２露点下で減率乾燥する第２工程と、
前記第２工程後、前記電極スラリーを第３露点下で減率乾燥する第３工程と、を含み、
前記第２露点は、前記第１露点よりも低く、
前記第３露点は、前記第２露点よりも低い、電極の製造方法。
基材に電極スラリーを塗工する塗工工程と、
前記電極スラリーを乾燥する乾燥工程と、を有し、
前記乾燥工程は、
前記塗工工程後、前記電極スラリーを第１露点下で定率乾燥する第１工程と、
前記第１工程後、前記電極スラリーを第２露点下で減率乾燥する第２工程と、
前記第２工程後、前記電極スラリーを第３露点下で減率乾燥する第３工程と、を含み、
前記第２露点は、前記第１露点よりも低く、
前記第３露点は、前記第２露点よりも低い、電極の製造方法。
【請求項2】
前記第１工程における第１炉内の圧力は、前記第２工程における第２炉内の圧力よりも小さく、
前記第２工程における前記第２炉内の圧力は、前記第３工程における第３炉内の圧力よりも小さい、請求項１に記載の電極の製造方法。
前記第２工程における前記第２炉内の圧力は、前記第３工程における第３炉内の圧力よりも小さい、請求項１に記載の電極の製造方法。
【請求項3】
前記第３工程における前記第３炉内の温度は、６５℃以上である、請求項２に記載の電極の製造方法。
【請求項4】
前記第１炉の体積は、前記第２炉及び前記第３炉の体積よりも大きい、請求項２に記載の電極の製造方法。
【請求項5】
前記第３露点は、－２０℃以下である、請求項１に記載の電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電極の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１において開示されるような電極の製造方法に関して様々な技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－１４５０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来技術では、プレス加工時の残留応力が経時的に開放され電極厚みが増加する電極のスプリングバックを抑制するため、塗工乾燥処理、プレス処理、ベーク（絶乾）処理の順に処理しているが、塗工乾燥処理後のワーク温度が高い状態でプレス処理をすると、電極合材の線膨張量と集電体の線膨張量が異なることによる電極ひずみが生じてしまうため、プレス処理前に一度温度を下げる必要がある。
よって、塗工乾燥処理で温度を上げたにもかかわらず、一度温度を低下させ、再度ベーク処理で温度を上げる必要があり、エネルギー効率が悪い（生産性が低い）。
よって、塗工乾燥処理で温度を上げたにもかかわらず、一度温度を低下させ、再度ベーク処理で温度を上げる必要があり、エネルギー効率が悪い（生産性が低い）。
【0005】
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、生産性を向上できる電極の製造方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の第１実施形態においては、電極の製造方法であって、
基材に電極スラリーを塗工する塗工工程と、
前記電極スラリーを乾燥する乾燥工程と、を有し、
前記乾燥工程は、
前記塗工工程後、前記電極スラリーを第１露点下で定率乾燥する第１工程と、
前記第１工程後、前記電極スラリーを第２露点下で減率乾燥する第２工程と、
前記第２工程後、前記電極スラリーを第３露点下で減率乾燥する第３工程と、を含み、
前記第２露点は、前記第１露点よりも低く、
前記第３露点は、前記第２露点よりも低い、電極の製造方法を提供する。
基材に電極スラリーを塗工する塗工工程と、
前記電極スラリーを乾燥する乾燥工程と、を有し、
前記乾燥工程は、
前記塗工工程後、前記電極スラリーを第１露点下で定率乾燥する第１工程と、
前記第１工程後、前記電極スラリーを第２露点下で減率乾燥する第２工程と、
前記第２工程後、前記電極スラリーを第３露点下で減率乾燥する第３工程と、を含み、
前記第２露点は、前記第１露点よりも低く、
前記第３露点は、前記第２露点よりも低い、電極の製造方法を提供する。
【0007】
本開示の第２実施形態においては、第１実施形態において、前記第１工程における第１炉内の圧力は、前記第２工程における第２炉内の圧力よりも小さく、
前記第２工程における前記第２炉内の圧力は、前記第３工程における第３炉内の圧力よりも小さくてもよい。
前記第２工程における前記第２炉内の圧力は、前記第３工程における第３炉内の圧力よりも小さくてもよい。
【0008】
本開示の第３実施形態においては、第２実施形態において、前記第３工程における前記第３炉内の温度は、６５℃以上であってもよい。
【0009】
本開示の第４実施形態においては、第２実施形態において、前記第１炉の体積は、前記第２炉及び前記第３炉の体積よりも大きくてもよい。
【0010】
本開示の第５実施形態においては、第１実施形態において、前記第３露点は、－２０℃以下であってもよい。
【発明の効果】
【0011】
本開示の電極の製造方法は、生産性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本開示の乾燥工程の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本開示による実施の形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本開示の実施に必要な事柄（例えば、本開示を特徴付けない電極の一般的な構成および製造プロセス）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本開示は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
また、図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。
また、図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。
【0014】
本開示においては、電極の製造方法であって、
基材に電極スラリーを塗工する塗工工程と、
前記電極スラリーを乾燥する乾燥工程と、を有し、
前記乾燥工程は、
前記塗工工程後、前記電極スラリーを第１露点下で定率乾燥する第１工程と、
前記第１工程後、前記電極スラリーを第２露点下で減率乾燥する第２工程と、
前記第２工程後、前記電極スラリーを第３露点下で減率乾燥する第３工程と、を含み、
前記第２露点は、前記第１露点よりも低く、
前記第３露点は、前記第２露点よりも低い、電極の製造方法を提供する。
基材に電極スラリーを塗工する塗工工程と、
前記電極スラリーを乾燥する乾燥工程と、を有し、
前記乾燥工程は、
前記塗工工程後、前記電極スラリーを第１露点下で定率乾燥する第１工程と、
前記第１工程後、前記電極スラリーを第２露点下で減率乾燥する第２工程と、
前記第２工程後、前記電極スラリーを第３露点下で減率乾燥する第３工程と、を含み、
前記第２露点は、前記第１露点よりも低く、
前記第３露点は、前記第２露点よりも低い、電極の製造方法を提供する。
【0015】
従来は、塗工乾燥工程にて１００℃程度まで昇温し、その後のプレス工程で電極ひずみ発生を抑制するため常温まで冷却し、ベーク（絶乾）工程（注液前の電極絶乾）にて再度２００℃程度まで昇温していた。本開示においては、電極スラリーの蒸気をベーク工程に持ち込まないようにすることにより、リール・ｔｏ・リール搬送における従来の塗工乾燥工程とベーク工程を直結させることにより、プレス工程での冷却が不要となり、エネルギー効率を良くし、生産性を向上させることができる。
【0016】
（１）塗工工程
塗工工程は、基材に電極スラリーを塗工する工程である。
塗工工程は、基材に電極スラリーを塗工する工程である。
【0017】
基材は、集電体等であってもよい。
集電体は、負極集電体、正極集電体、バイポーラ集電体等であってもよい。集電体の材料としては、例えば、アルミニウム、銅、ＳＵＳ、ニッケル等の金属が挙げられる。集電体の厚さは、例えば０．１μｍ以上、１００μｍ以下である。集電体の形状は、シート状等であってもよい。
集電体は、負極集電体、正極集電体、バイポーラ集電体等であってもよい。集電体の材料としては、例えば、アルミニウム、銅、ＳＵＳ、ニッケル等の金属が挙げられる。集電体の厚さは、例えば０．１μｍ以上、１００μｍ以下である。集電体の形状は、シート状等であってもよい。
【0018】
電極スラリーは、基材の第１面に塗工される。電極スラリーは、集電体の第１面のみに塗工されてもよく、集電体の第１面および当該第１面の裏面である第２面に塗工されてもよい。
電極スラリーは、活物質、バインダー、導電材、電解質、増粘剤等を含む電極材料を溶媒とともに混合して調製することができる。電極スラリーは、正極スラリーであってもよく、負極スラリーであってもよい。電極スラリーは、１００００ｐｐｍ以下程度の水分を含んでいてもよい。
電極スラリーは、活物質、バインダー、導電材、電解質、増粘剤等を含む電極材料を溶媒とともに混合して調製することができる。電極スラリーは、正極スラリーであってもよく、負極スラリーであってもよい。電極スラリーは、１００００ｐｐｍ以下程度の水分を含んでいてもよい。
【0019】
活物質は正極活物質であってもよい。正極活物質としては、例えば酸化物活物質が挙げられる。酸化物活物質としては、例えば、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＶＯ２、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２等の岩塩層状型活物質、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｌｉ（Ｎｉ０．５Ｍｎ１．５）Ｏ４等のスピネル型活物質、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４、ＬｉＮｉＰＯ４、ＬｉＣｕＰＯ４等のオリビン型活物質が挙げられる。
【0020】
活物質は負極活物質であってもよい。負極活物質としては、例えば、カーボン活物質、酸化物活物質および金属活物質等を挙げることができる。カーボン活物質としては、例えば、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、高配向性グラファイト（ＨＯＰＧ）、ハードカーボンおよびソフトカーボン等を挙げることができる。酸化物活物質としては、例えば、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２およびＳｉＯを挙げることができる。金属活物質としては、例えば、Ｉｎ、Ａｌ、ＳｉおよびＳｎ等を挙げることができる。
【0021】
バインダーとしては、例えば、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）およびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素含有バインダー、ブタジエンゴム等のゴム系バインダーおよびアクリル系バインダーが挙げられる。
【0022】
導電材としては、例えば、炭素材料、金属粒子、導電性ポリマー等が挙げられる。炭素材料としては、例えば、アセチレンブラック（ＡＢ）およびケッチェンブラック（ＫＢ）等の粒子状炭素材料；炭素繊維、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）およびカーボンナノファイバー（ＣＮＦ）等の繊維状炭素材料が挙げられる。
【0023】
増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース等の多糖類を挙げることができる。
【0024】
電解質としては、例えば、硫化物固体電解質および酸化物固体電解質などの固体電解質が挙げられる。硫化物固体電解質としては、例えば、Ｌｉ元素、Ｘ元素（Ｘは、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎの少なくとも一種である）、および、Ｓ元素を含有する固体電解質が挙げられる。また、硫化物固体電解質は、Ｏ元素およびハロゲン元素の少なくとも一方をさらに含有していてもよい。ハロゲン元素としては、例えば、Ｆ元素、Ｃｌ元素、Ｂｒ元素、Ｉ元素が挙げられる。
【0025】
酸化物固体電解質としては、例えば、Ｌｉ２Ｏ－Ｂ２Ｏ３－Ｐ２Ｏ５、Ｌｉ２Ｏ－ＳｉＯ２、Ｌｉ２Ｏ－Ｂ２Ｏ３、Ｌｉ１．３Ａｌ０．３Ｔｉ０．７（ＰＯ４）３、Ｌｉ５Ｌａ３Ｔａ２Ｏ１２、Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２、Ｌｉ６ＢａＬａ２Ｔａ２Ｏ１２、Ｌｉ３．６Ｓｉ０．６Ｐ０．４Ｏ４、Ｌｉ４ＳｉＯ４、Ｌｉ３ＰＯ４、Ｌｉ３ＰＯ４－３／２ｘＮｘ（ｘ≦１）が挙げられる。
【0026】
溶媒としては、例えば、水系溶媒、有機溶媒等が挙げられる。水系溶媒とは、水、または、水と極性有機溶媒とを含む混合溶媒を意味する。例えば、活物質、バインダー等の種類に応じて適当な分散媒が選択され得る。
水系溶媒としては、取扱いの容易さからは、水を好適に用いることができる。混合溶媒に使用可能な極性有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン等のケトン類、テトラヒドロフラン等のエーテル類等が挙げられる。
有機溶媒としては、例えば、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）等が挙げられる。
水系溶媒としては、取扱いの容易さからは、水を好適に用いることができる。混合溶媒に使用可能な極性有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン等のケトン類、テトラヒドロフラン等のエーテル類等が挙げられる。
有機溶媒としては、例えば、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）等が挙げられる。
【0027】
（２）乾燥工程
乾燥工程は、前記電極スラリーを乾燥する工程である。
通常、乾燥工程では、電極スラリーの乾燥のために乾燥装置を用いる。乾燥装置は、熱風装置、レーザー装置、ＩＲ（赤外線）装置など、電極スラリーを乾燥させることができる従来公知の装置を用いることができる。乾燥工程では、電極スラリーを水分が数百ｐｐｍ以下になるまで絶乾してもよい。
電極スラリーは、乾燥工程により電極層となる。
乾燥工程は、前記電極スラリーを乾燥する工程である。
通常、乾燥工程では、電極スラリーの乾燥のために乾燥装置を用いる。乾燥装置は、熱風装置、レーザー装置、ＩＲ（赤外線）装置など、電極スラリーを乾燥させることができる従来公知の装置を用いることができる。乾燥工程では、電極スラリーを水分が数百ｐｐｍ以下になるまで絶乾してもよい。
電極スラリーは、乾燥工程により電極層となる。
【0028】
乾燥工程は、第１工程と、第２工程と、第３工程と、を含む。
第１工程は、前記塗工工程後、前記電極スラリーを第１露点下で定率乾燥する工程である。
第２工程は、前記第１工程後、前記電極スラリーを第２露点下で減率乾燥する工程である。
第３工程は、前記第２工程後、前記電極スラリーを第３露点下で減率乾燥する工程である。
第１工程においては、第１炉内で電極スラリーを乾燥してもよく、第２工程においては、第２炉内で電極スラリーを乾燥してもよく、第３工程においては、第３炉内で電極スラリーを乾燥してもよい。乾燥工程においては、基材及び基材上に塗工された電極スラリーを含むワークを搬送体に載せて、第１炉、第２炉、第３炉の順に搬送してもよい。また、塗工工程、乾燥工程の順にワークを搬送体に載せて搬送してもよい。搬送速度は、例えば、３０ｍ／ｍｉｎ以上であってもよい。
第１工程は、前記塗工工程後、前記電極スラリーを第１露点下で定率乾燥する工程である。
第２工程は、前記第１工程後、前記電極スラリーを第２露点下で減率乾燥する工程である。
第３工程は、前記第２工程後、前記電極スラリーを第３露点下で減率乾燥する工程である。
第１工程においては、第１炉内で電極スラリーを乾燥してもよく、第２工程においては、第２炉内で電極スラリーを乾燥してもよく、第３工程においては、第３炉内で電極スラリーを乾燥してもよい。乾燥工程においては、基材及び基材上に塗工された電極スラリーを含むワークを搬送体に載せて、第１炉、第２炉、第３炉の順に搬送してもよい。また、塗工工程、乾燥工程の順にワークを搬送体に載せて搬送してもよい。搬送速度は、例えば、３０ｍ／ｍｉｎ以上であってもよい。
【0029】
第２露点は、第１露点よりも低く、第３露点は、第２露点よりも低い。
第１露点は－２０℃以上であってもよく、－１０℃以上であってもよい。第２露点は、第１露点よりも低く、且つ、第３露点よりも高く、例えば－１０℃以下であってもよい。第３露点は、－２０℃以下であってもよい。
第１露点は－２０℃以上であってもよく、－１０℃以上であってもよい。第２露点は、第１露点よりも低く、且つ、第３露点よりも高く、例えば－１０℃以下であってもよい。第３露点は、－２０℃以下であってもよい。
【0030】
第１工程における第１炉内の圧力は、第２工程における第２炉内の圧力よりも小さく、第２工程における第２炉内の圧力は、第３工程における第３炉内の圧力よりも小さくてもよい。これにより、第１炉から第２炉への気流の発生を抑制し、第２炉から第３炉への気流の発生を抑制し、第２炉及び第３炉の露点が第１炉の露点よりも低い状態を維持することができる。
第１工程における第１炉内の圧力は、乾燥工程系外に対して負圧であり、且つ、第２工程における第２炉内の圧力に対して負圧であってもよい。
第２工程における第２炉内の圧力は第１工程における第１炉内の圧力に対して正圧であり、且つ、第３工程における第３炉内の圧力に対して負圧であってもよい。
第３工程における第３炉内の圧力は乾燥工程系外に対して負圧であり、且つ、第２工程における第２炉内の圧力に対して正圧であってもよい。
第１工程における第１炉内の圧力は、乾燥工程系外に対して負圧であり、且つ、第２工程における第２炉内の圧力に対して負圧であってもよい。
第２工程における第２炉内の圧力は第１工程における第１炉内の圧力に対して正圧であり、且つ、第３工程における第３炉内の圧力に対して負圧であってもよい。
第３工程における第３炉内の圧力は乾燥工程系外に対して負圧であり、且つ、第２工程における第２炉内の圧力に対して正圧であってもよい。
【0031】
第１炉の体積は、第２炉及び第３炉の体積よりも大きくてもよい。第２炉及び第３炉の体積を第１炉の体積よりも小さくすることで、第２工程以降にエアの露点を低くすることができる。第２炉及び第３炉の体積は、同じであってもよく、異なっていてもよい。
【0032】
第１工程においては、熱風装置、レーザー装置、ＩＲ装置等を用いて電極スラリーを加熱してもよい。第１工程においては、第１炉内に外気を供給してもよいし、熱風として露点－２０℃以上２５℃以下、温度６５℃以上のエアを供給し、第１炉内の温度を６５℃以上にしてもよい。第１工程においては、第１炉内の圧力が、第２炉内の圧力よりも小さいことを利用して、第２炉内に熱風を供給し、第２炉内から第１炉内に熱風が流れるように気流を発生させ、第２炉内に供給される熱風を第１炉内に供給してもよい。これにより、第２炉内の露点の上昇を抑制することができる。第１工程においては、輻射熱を利用してもよい。
第１工程においては、電極スラリーの乾燥に必要な最高温度まで電極スラリーを加熱してもよく、電極スラリーの加熱温度は１００℃～２００℃であってもよい。
第１工程における電極スラリーの乾燥時間は、電極スラリーの定率乾燥期間内であれば特に限定されない。定率乾燥期間は、材料の表面と中心温度は同一に保たれ、含水量が時間とともに直線的に減少する期間である。
第１工程における電極スラリーの乾燥時間は、第１炉内の露点、温度、電極スラリーの加熱温度等に応じて適宜設定することができる。
第１工程においては、レーザー及びＩＲ等により、温度１００℃～２００℃、１０秒～１５秒の条件で電極スラリーを乾燥してもよい。
第１工程においては、電極スラリーの乾燥に必要な最高温度まで電極スラリーを加熱してもよく、電極スラリーの加熱温度は１００℃～２００℃であってもよい。
第１工程における電極スラリーの乾燥時間は、電極スラリーの定率乾燥期間内であれば特に限定されない。定率乾燥期間は、材料の表面と中心温度は同一に保たれ、含水量が時間とともに直線的に減少する期間である。
第１工程における電極スラリーの乾燥時間は、第１炉内の露点、温度、電極スラリーの加熱温度等に応じて適宜設定することができる。
第１工程においては、レーザー及びＩＲ等により、温度１００℃～２００℃、１０秒～１５秒の条件で電極スラリーを乾燥してもよい。
【0033】
第２工程においては、第２炉内に熱風として例えば、露点－１０℃以下、温度６５℃以上のエアを供給し、第２炉内の温度を６５℃以上にしてもよい。第２工程においては、第１炉内の圧力が、第２炉内の圧力よりも小さく、第２炉内の圧力が、第３炉内の圧力よりも小さいことを利用して、第３炉内に熱風を供給し、第３炉内から第２炉内及び第１炉内に熱風が流れるように気流を発生させ、第３炉内に供給される熱風を第２炉内及び第１炉内に供給してもよい。これにより、第３炉内の露点の上昇を抑制することができる。第２工程においては、第２炉を設けることにより、第１炉と第３炉を隔離し、第３炉内を低露点に維持することができる。
第２工程における電極スラリーの乾燥時間は、電極スラリーの減率乾燥期間内であれば特に限定されない。減率乾燥期間は、表面温度が急速に上昇し始め、中心温度も表面温度に追従して上昇し、材料の表面温度と中心温度が熱源温度に近づくまでの期間である。
第２工程における電極スラリーの乾燥時間は、電極スラリーの減率乾燥期間内であれば特に限定されない。減率乾燥期間は、表面温度が急速に上昇し始め、中心温度も表面温度に追従して上昇し、材料の表面温度と中心温度が熱源温度に近づくまでの期間である。
【0034】
第３工程においては、第３炉内に熱風として露点－２０℃以下、温度６５℃以上のエアを供給し、第３炉内の温度を６５℃以上にしてもよい。第３工程においては、熱風装置、レーザー装置、ＩＲ装置等を用いて電極スラリーを加熱してもよい。第３工程においては、輻射熱を利用してもよい。
第３工程における電極スラリーの加熱温度は、１００℃～２００℃であってもよい。
第３工程における第３炉内に供給する熱風の温度は、電極スラリーの温度の低下を抑制する観点から、第１工程における第１炉内に供給する熱風の温度と同じかそれ以上であってもよく、電極スラリーの到達温度以上の温度であってもよい。
第３工程における電極スラリーの乾燥時間は、電極スラリーの減率乾燥期間内であれば特に限定されない。
第３工程においては、レーザー及びＩＲ等により、温度１００℃～２００℃、１０秒～１５秒の条件で電極スラリーを乾燥してもよい。
第３工程における電極スラリーの加熱温度は、１００℃～２００℃であってもよい。
第３工程における第３炉内に供給する熱風の温度は、電極スラリーの温度の低下を抑制する観点から、第１工程における第１炉内に供給する熱風の温度と同じかそれ以上であってもよく、電極スラリーの到達温度以上の温度であってもよい。
第３工程における電極スラリーの乾燥時間は、電極スラリーの減率乾燥期間内であれば特に限定されない。
第３工程においては、レーザー及びＩＲ等により、温度１００℃～２００℃、１０秒～１５秒の条件で電極スラリーを乾燥してもよい。
【0035】
第３工程における第３炉の出口の露点は－２０℃以下であってもよい。第３炉を出た後の出口側の領域はドライエア雰囲気であってもよい。第３工程により、電極スラリーから水分が数百ｐｐｍ以下、例えば５００ｐｐｍ以下になるまで除去され基材上に電極層が形成される。第３工程後、基材及び電極層を含む電極をプレス処理してもよい。
【0036】
炉内への外気の流入の際や電極スラリー自体の水分が乾燥する際に露点が変動する。そのため、乾燥工程においては、露点計を設けて、熱風としてエアを給気する環境下において、実測した露点に応じて、エアの露点、熱風の給気量、熱風の温度を適宜調整してもよい。
具体的には、露点計は、第３炉内の排気配管に設けてもよい。そして、排気配管の露点を給気側にフィードバックし、露点値が予め設定した所定の露点となるようにエアの露点、熱風の給気量、熱風の温度を調整してもよい。
電極スラリーの水分の蒸発等により、炉内環境が変動しても変化に追従し露点、熱風供給量、熱風温度等を調整することで、電極スラリーの乾燥を安定して行うことができる。
第１炉～第３炉の全ての炉について、露点、熱風供給量、熱風温度等を調整するのではなく、最終ゾーンである第３炉の露点を観測し、制御することで最も効率よく電極スラリーを絶乾することができる。
熱風供給量の調整には、露点に応じて開閉及び開度を制御可能なオートダンパー等を用いてもよい。
具体的には、露点計は、第３炉内の排気配管に設けてもよい。そして、排気配管の露点を給気側にフィードバックし、露点値が予め設定した所定の露点となるようにエアの露点、熱風の給気量、熱風の温度を調整してもよい。
電極スラリーの水分の蒸発等により、炉内環境が変動しても変化に追従し露点、熱風供給量、熱風温度等を調整することで、電極スラリーの乾燥を安定して行うことができる。
第１炉～第３炉の全ての炉について、露点、熱風供給量、熱風温度等を調整するのではなく、最終ゾーンである第３炉の露点を観測し、制御することで最も効率よく電極スラリーを絶乾することができる。
熱風供給量の調整には、露点に応じて開閉及び開度を制御可能なオートダンパー等を用いてもよい。
【0037】
図１は、本開示の乾燥工程の一例を示す模式図である。
図１に示す乾燥工程は、搬送方向にワーク１が搬送され、第１工程においてワーク１は第１炉１０内でレーザー装置１１により加熱され、第２工程において熱風装置２１により第２炉２０内に熱風５０が供給され、第３工程において熱風装置３２により第３炉３０内に熱風５０が供給され、且つ、ワーク１は第３炉３０内でレーザー装置３１により加熱される。
第１工程においても熱風装置により第１炉１０内に熱風５０を供給してもよい。第１工程においては、レーザー装置１１の代わりに、熱風装置、ＩＲ装置等を用いてもよい。
第２工程においては、第１炉１０と第３炉３０を隔てる仕切りを設けてもよい。
第２工程においては、熱風装置２１から供給する熱風５０は、露点－１０℃以下、温度６５℃以上であってもよい。
第３工程においては、熱風装置３２から供給する熱風５０は、露点－２０℃以下、温度６５℃以上であってもよい。
第２炉２０と第３炉３０の体積は、第１炉１０の体積よりも小さい。第１炉１０内の圧力が、第２炉２０内の圧力よりも小さいため、第２炉２０内に供給される熱風５０は、第２炉２０内から第１炉１０内に流れるように気流が発生し、第２炉２０内の第２露点が第１炉１０内の第１露点よりも低い状態が維持される。
第２炉２０内の圧力が、第３炉３０内の圧力よりも小さいため、第３炉３０内に供給される熱風５０は、第３炉３０内から第２炉２０内に流れるように気流が発生し、第３炉３０内の第３露点が第２炉２０内の第２露点よりも低い状態が維持される。
第３工程後の第３炉３０の出口側の領域は、ドライエア雰囲気であってもよい。
第３工程後、ワーク１は、プレス処理される。
図１に示す乾燥工程は、搬送方向にワーク１が搬送され、第１工程においてワーク１は第１炉１０内でレーザー装置１１により加熱され、第２工程において熱風装置２１により第２炉２０内に熱風５０が供給され、第３工程において熱風装置３２により第３炉３０内に熱風５０が供給され、且つ、ワーク１は第３炉３０内でレーザー装置３１により加熱される。
第１工程においても熱風装置により第１炉１０内に熱風５０を供給してもよい。第１工程においては、レーザー装置１１の代わりに、熱風装置、ＩＲ装置等を用いてもよい。
第２工程においては、第１炉１０と第３炉３０を隔てる仕切りを設けてもよい。
第２工程においては、熱風装置２１から供給する熱風５０は、露点－１０℃以下、温度６５℃以上であってもよい。
第３工程においては、熱風装置３２から供給する熱風５０は、露点－２０℃以下、温度６５℃以上であってもよい。
第２炉２０と第３炉３０の体積は、第１炉１０の体積よりも小さい。第１炉１０内の圧力が、第２炉２０内の圧力よりも小さいため、第２炉２０内に供給される熱風５０は、第２炉２０内から第１炉１０内に流れるように気流が発生し、第２炉２０内の第２露点が第１炉１０内の第１露点よりも低い状態が維持される。
第２炉２０内の圧力が、第３炉３０内の圧力よりも小さいため、第３炉３０内に供給される熱風５０は、第３炉３０内から第２炉２０内に流れるように気流が発生し、第３炉３０内の第３露点が第２炉２０内の第２露点よりも低い状態が維持される。
第３工程後の第３炉３０の出口側の領域は、ドライエア雰囲気であってもよい。
第３工程後、ワーク１は、プレス処理される。
【0038】
本開示の製造方法で得られる電極は、電極層と集電体を備える。
電極層は、正極層であってもよく、負極層であってもよい。電極層は、正極活物質および負極活物質の一方と、さらに、バインダー、導電材、電解質等を含有していてもよい。これらの材料については、上記のとおりである。
集電体は、負極集電体、正極集電体、バイポーラ集電体等であってもよい。集電体の材料、集電体の厚さ、集電体の形状については、上記のとおりである。
電極層は、正極層であってもよく、負極層であってもよい。電極層は、正極活物質および負極活物質の一方と、さらに、バインダー、導電材、電解質等を含有していてもよい。これらの材料については、上記のとおりである。
集電体は、負極集電体、正極集電体、バイポーラ集電体等であってもよい。集電体の材料、集電体の厚さ、集電体の形状については、上記のとおりである。
【0039】
本開示の電極は、通常、電池の製造に用いられる。電極は、正極であってもよく、負極であってもよい。
電極が用いられる電池の種類は特に限定されないが、例えば、リチウムイオン二次電池が挙げられる。電池は、電解質として電解液を用いた液系電池であってもよく、電解質として固体電解質を用いた固体電池であってもよい。電池の用途としては、例えば、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）、電気自動車（ＢＥＶ）、ガソリン自動車、ディーゼル自動車等の車両の電源が挙げられる。中でも、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）または電気自動車（ＢＥＶ）の駆動用電源に用いられてもよい。また、電池は、車両以外の移動体（例えば、鉄道、船舶、航空機）の電源として用いられてもよく、情報処理装置等の電気製品の電源として用いられてもよい。
電極が用いられる電池の種類は特に限定されないが、例えば、リチウムイオン二次電池が挙げられる。電池は、電解質として電解液を用いた液系電池であってもよく、電解質として固体電解質を用いた固体電池であってもよい。電池の用途としては、例えば、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）、電気自動車（ＢＥＶ）、ガソリン自動車、ディーゼル自動車等の車両の電源が挙げられる。中でも、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）または電気自動車（ＢＥＶ）の駆動用電源に用いられてもよい。また、電池は、車両以外の移動体（例えば、鉄道、船舶、航空機）の電源として用いられてもよく、情報処理装置等の電気製品の電源として用いられてもよい。
【符号の説明】
【0040】
１．ワーク
１０．第１炉
１１．レーザー装置
２０．第２炉
２１．熱風装置
３０．第３炉
３１．レーザー装置
３２．熱風装置
５０．熱風
１０．第１炉
１１．レーザー装置
２０．第２炉
２１．熱風装置
３０．第３炉
３１．レーザー装置
３２．熱風装置
５０．熱風
【図1】