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公開番号2025018737
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023122714
出願日2023-07-27
発明の名称電極の製造方法及び電池の製造方法
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類H01M 4/1391 20100101AFI20250130BHJP(基本的電気素子)
要約
【課題】製造時の不良発生を低減することが可能な電極の製造方法及び電池の製造方法を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、ニオブ含有酸化物及びチタン含有酸化物のうちの少なくとも一方と、水を含むスラリーを、集電体に塗工することにより構造体を得る工程S1と、スラリーを乾燥させてカールフィッシャー法による含有水分量が1000質量ppm以上10000質量ppm以下の活物質含有層を形成する工程S2と、構造体をプレスする工程S3とを含む、電極の製造方法が提供される。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
ニオブ含有酸化物及びチタン含有酸化物のうちの少なくとも一方と、水を含むスラリーを、集電体に塗工することにより構造体を得る工程と、
前記スラリーを乾燥させてカールフィッシャー法による含有水分量が１０００質量ｐｐｍ以上１００００質量ｐｐｍ以下の活物質含有層を形成する工程と、
前記構造体をプレスする工程と
を含む電極の製造方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記塗工は、前記集電体を搬送方向に移動させつつ、かつ少なくとも前記集電体の搬送方向と平行な端部を除いて行われ、
前記乾燥は、前記構造体を前記搬送方向に移動させつつ、かつ前記構造体の前記端部を前記搬送方向と交差する方向に引っ張りながらなされる、請求項１に記載の電極の製造方法。
【請求項３】
前記構造体の搬送方向に加わる張力を、前記含有水分量に応じて調整する工程をさらに含む、請求項２に記載の電極の製造方法。
【請求項４】
前記プレス後の前記構造体を複数積層し、得られた積層体の両方の最外層を加圧しながら乾燥させることにより、前記活物質含有層のカールフィッシャー法による含有水分量を６００質量ｐｐｍ以下とする工程をさらに含む、請求項１に記載の電極の製造方法。
【請求項５】
前記プレス後の前記構造体を裁断する工程と、
前記裁断後の前記構造体を複数積層し、得られた積層体の両方の最外層を加圧しながら乾燥させることにより、前記活物質含有層のカールフィッシャー法による含有水分量を６００質量ｐｐｍ以下とする工程をさらに含む、請求項１に記載の電極の製造方法。
【請求項６】
前記ニオブ含有酸化物は、一般式Ｌｉ
x
Ｔｉ
1-y
Ｍ１
y
Ｎｂ
2-z
Ｍ２
z
Ｏ
7+δ
で表されるニオブ含有酸化物、及び、一般式Ｌｉ
x
Ｔｉ
1-y
Ｍ３
y+z
Ｎｂ
2-z
Ｏ
7-δ
で表されるニオブ含有酸化物からなる群より選択される少なくとも１種を含み、
前記Ｍ１は、Ｚｒ，Ｓｉ，及びＳｎからなる群より選択される少なくとも１つであり、前記Ｍ２は、Ｖ，Ｔａ，及びＢｉからなる群より選択される少なくとも１つであり、前記Ｍ３は、Ｍｇ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｗ，Ｔａ，及びＭｏからなる群より選択される少なくとも１つであり、前記ｘは０≦ｘ≦５を満たし、前記ｙは０≦ｙ＜１を満たし、前記ｚは０≦ｚ＜２を満たし、前記δは－０．３≦δ≦０．３を満たす、請求項１に記載の電極の製造方法。
【請求項７】
前記チタン含有酸化物は、単斜晶型二酸化チタン、アナターゼ型二酸化チタン、ルチル型二酸化チタン及びブロンズ型二酸化チタンよりなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項１に記載の電極の製造方法。
【請求項８】
請求項１～７のいずれか１項に記載の方法で得られた電極を第１電極とし、前記第１電極と第２電極の間にセパレータを配置して電極群を作製する工程と、
前記電極群を外装部材に収納する工程と、
前記外装部材に収納された前記電極群に非水電解質を保持させる工程とを含む、電池の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
実施形態は、電極の製造方法及び電池の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
ニオブチタン含有酸化物を用いた電極の寿命性能を高めるため、電極にカルボキシメチルセルロース（carboxymethyl cellulose；ＣＭＣ）などの親水性結着剤を添加することが行われている。しかしながら、この電極には、活物質含有層が硬くなりやすく、プレス及び裁断時に破断や欠けなどの不良が生じるという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－５３９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施形態は、製造時の不良発生を低減することが可能な電極の製造方法及び電池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】
【０００５】
実施形態によれば、ニオブ含有酸化物及びチタン含有酸化物のうちの少なくとも一方と、水を含むスラリーを、集電体に塗工することにより構造体を得る工程と、
スラリーを乾燥させてカールフィッシャー法による含有水分量が１０００質量ｐｐｍ以上１００００質量ｐｐｍ以下の活物質含有層を形成する工程と、
構造体をプレスする工程と、を含む電極の製造方法が提供される。
【０００６】
また、実施形態によれば、実施形態の方法で得られた電極を第１電極とし、第１電極と第２電極の間にセパレータを配置して電極群を作製する工程と、
電極群を外装部材に収納する工程と、
外装部材に収納された電極群に非水電解質を保持させる工程とを含む、電池の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施形態の方法の一例を示すフロー図。
実施形態の方法における塗工及び乾燥の一例を示す模式図。
構造体の一例を示す平面図。
図３に示す構造体のＩＶ－ＩＶ線に沿って切断した断面図。
図３に示す構造体のＶ－Ｖ線に沿って切断した断面図。
構造体の活物質含有層非形成部を一対のローラで挟んだ状態を示す側面図。
構造体の活物質含有層非形成部を一対のローラで挟んだ状態を示す、搬送方向と直交する方向に沿って切断した断面図。
ロール状に巻かれた構造体の一例を示す模式的な斜視図。
実施形態の方法におけるプレス及び巻き取りの一例を示す模式的な斜視図。
図９に示すプレス工程を示す拡大断面図。
実施形態の方法における裁断の一例を示す模式的な平面図。
実施形態の方法で製造された電極を示す平面図。
皺が発生したタブを有する電極を示す平面図。
実施形態の方法で製造された電池の部分切欠斜視図。
図１４のＢで示す部分の拡大断面図。
実施形態の方法で製造された積層型電極群の他の例を示す斜視図。
実施形態の方法で製造された電池を端子延出方向と垂直な方向に切断した断面図。
図１７のＡで示す部分の拡大断面図。
実施形態の方法の他の例を示すフロー図。
実施形態の方法の第２乾燥で用いる筐体を示す平面図。
図２０の筐体をXXI－XXI線に沿って切断した断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施形態）
第１の実施形態は、電極の製造方法に関する。
【０００９】
ニオブ含有酸化物及びチタン含有酸化物のうちの少なくとも一方と、水を含むスラリーを、集電体に塗工し、乾燥し、プレスし、裁断することにより作製された電極は、硬い。そのため、この電極と対極との間にセパレータを配置してスタック型電極群を製造する工程を、自動化するのが容易である。一方で、プレスまたは裁断で破断や欠けが生じやすい。
【００１０】
実施形態の方法は、ニオブ含有酸化物及びチタン含有酸化物のうちの少なくとも一方と、水を含むスラリーを、集電体に塗工することにより構造体を得る工程と、
前記スラリーを乾燥させてカールフィッシャー法による含有水分量が１０００質量ｐｐｍ以上１００００質量ｐｐｍ以下の活物質含有層を形成する工程と、
前記構造体をプレスする工程とを含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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