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公開番号2025142941
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-01
出願番号2024042577
出願日2024-03-18
発明の名称電極の製造方法、電極前駆体及び電極
出願人株式会社豊田中央研究所,トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人アイテック国際特許事務所
主分類H01M 4/139 20100101AFI20250924BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】活物質粒子やその造粒粉を集電体上に好適に配置できる、新規な電極の製造方法、電極前駆体及び電極を提供する。
【解決手段】本開示の電極の製造方法は、集電体の表面に、活物質粒子を含む第1粉体を配置して第1粉体層を形成する第1粉体工程と、第1粉体層上に、活物質粒子の造粒粉を含み前記第1粉体よりも流動性の高い第2粉体を配置して第2粉体層を形成する第2粉体工程と、を含む。この電極の製造方法は、第1粉体層及び第2粉体層を積層方向にプレスするプレス工程を含むものとしてもよい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
集電体の表面に、活物質粒子を含む第１粉体を配置して第１粉体層を形成する第１粉体工程と、
前記第１粉体層上に、活物質粒子の造粒粉を含み前記第１粉体よりも流動性の高い第２粉体を配置して第２粉体層を形成する第２粉体工程と、
を含む、電極の製造方法。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記第２粉体は前記第１粉体よりも平均粒径が大きい、請求項１に記載の電極の製造方法。
【請求項３】
前記第１粉体の平均粒径が１μｍ以上４０μｍ以下であり、前記第２粉体の平均粒径が３０μｍ以上２００μｍ以下である、請求項２に記載の電極の製造方法。
【請求項４】
前記第２粉体の安息角は前記第１粉体の安息角の０．９倍以下である、請求項１に記載の電極の製造方法。
【請求項５】
前記第１粉体層の厚さを１０μｍ以上２０００μｍ以下とし、前記第２粉体層の厚さを３０μｍ以上６００μｍ以下とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の電極の製造方法。
【請求項６】
前記第１粉体層及び前記第２粉体層を積層方向にプレスするプレス工程を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の電極の製造方法。
【請求項７】
前記活物質粒子はグラファイトである、請求項１～４のいずれか１項に記載の電極の製造方法。
【請求項８】
活物質粒子と結着材とを撹拌及び／又は混合して前記第１粉体を調製する第１粉体調製工程と、活物質粒子と結着材とを含むスラリーを用い噴霧乾燥法により造粒して前記第２粉体を調製する第２粉体調製工程と、を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の電極の製造方法。
【請求項９】
集電体と、前記集電体の表面に形成され活物質粒子を含む第１粉体で形成された第１粉体層と、前記第１粉体層上に形成され活物質粒子の造粒粉を含み前記第１粉体よりも流動性の高い第２粉体で形成された第２粉体層と、を備えた電極前駆体。
【請求項１０】
集電体と、前記集電体の表面に形成され活物質粒子を含む第１粉体で形成された圧粉体である第１合材層と、前記第１合材層上に形成され活物質粒子の造粒粉を含み前記第１粉体よりも流動性の高い第２粉体で形成された圧粉体である第２合材層と、を備えた電極。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電極の製造方法、電極前駆体及び電極を開示する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
蓄電デバイス用電極の製造方法としては、例えば、バインダ液を塗布した集電体の表面に、活物質粒子の造粒粉を供給して均し、プレスする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、活物質粒子の層の剥離強度が高い電極が安定して得られるとしている。また、集電体の表面に、活物質粒子の造粒粉を供給し、振動を加えて選別し、集電体上に配置された枠体の内側に堆積させてプレスする方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方法では、集電体上に供給される粉体の厚み及び密度を均一にして電池性能を向上できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－１９９６７１号公報
特開２０２０－１２９４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１～２では、活物質粒子の造粒粉を用いているが、造粒粉は流動性が高いため集電体上にそのまま供給するだけでは周囲に広がるなどして所望の配置にならないことがあった。この点に関し、特許文献１では、集電体表面にバインダ液を塗布してから造粒粉を配置し、特許文献２では、枠体の内側に造粒粉を堆積させてプレスすることで集電体の所定位置に造粒粉を保持しているが、活物質粒子やその造粒粉を集電体上に好適に配置できる新規な方法が求められていた。
【０００５】
本開示は、このような課題に鑑みなされたものであり、活物質粒子やその造粒粉を集電体上に好適に配置できる、新規な電極の製造方法、電極前駆体及び電極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】
上述した目的を達成するために鋭意研究したところ、本発明者らは、活物質粒子を含む第１粉体を配置して第１粉体層を形成してから、活物質粒子の造粒粉を含み第１粉体よりも流動性の高い第２粉体を配置して第２粉体層を形成すると、活物質粒子やその造粒粉を集電体上に好適に配置できることを見いだし、本明細書で開示する発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本開示の電極の製造方法は、
集電体の表面に、活物質粒子を含む第１粉体を配置して第１粉体層を形成する第１粉体工程と、
前記第１粉体層上に、活物質粒子の造粒粉を含み前記第１粉体よりも流動性の高い第２粉体を配置して第２粉体層を形成する第２粉体工程と、
を含むものである。
【０００８】
本開示の電極前駆体は、
集電体と、前記集電体の表面に形成され活物質粒子を含む第１粉体で形成された第１粉体層と、前記第１粉体層上に形成され活物質粒子の造粒粉を含み前記第１粉体よりも流動性の高い第２粉体で形成された第２粉体層と、を備えたものである。
【０００９】
本開示の電極は、集電体と、前記集電体の表面に形成され活物質粒子を含む第１粉体で形成された圧粉体である第１合材層と、前記第１合材層上に形成され活物質粒子の造粒粉を含み前記第１粉体よりも流動性の高い第２粉体で形成された圧粉体である第２合材層と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本開示では、活物質粒子を集電体上に好適に配置する、新規な電極の製造方法、電極前駆体及び電極を提供できる。このような効果が得られる理由は、以下のように推察される。例えば、第１粉体は、造粒粉を含む第２粉体よりも流動性が低いため、集電体上に供給したときに周囲に広がりにくく所望位置に配置されやすい。そして、第１粉体に重ねて第２粉体を配置すると、第２粉体は第１粉体に保持されて周囲に広がりにくくできる。第１粉体は流動性が低いため第１粉体層単独では表面が粗いことや空隙分布がばらつくことがあるが、第２粉体層を重ねて形成すると流動性の高い第２粉体が第１粉体どうしの隙間を埋めるなどして、合材層の均一性を高めることもできる。このため、活物質粒子やその造粒粉を集電体上に好適に配置できると推察される。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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