No.41「薄膜旋回型高速ミキサーを使った連続処理システムの導入」

No.41
薄膜旋回型高速ミキサーを使った連続処理システムの導入
リチウムイオン二次電池や高性能キャパシタの電極塗工液を均一に分散する薄膜法の連続システム
Continuous Dispersion System of Electrode Coating Solution for Lithium Ion Battery or Capacitor by High-speed Thin Film Method

蓄電デバイスの開発動向

HEV用の高出力リチウムイオン二次電池に加えて、アイドリングストップシステムの回生エネルギーの貯蔵や車載電池の電流平準化のために用いられる高出力キャパシタなどの蓄電デバイスの開発が活発化しています。

蓄電デバイスの技術課題

HEV用のリチウムイオン二次電池には、高出力化の要求に応えるため、活物質や導電助剤の微粒子化によって実現する薄くて均一な電極膜が求められます。またキャパシタの電極膜においては、分散させることが難しい活性炭微粒子のさらなる微細化も検討されています。このように、蓄電デバイスの高出力化と長寿命化を両立させるためには、電極塗工液中*1)の微粒子を均一に分散させ、内部抵抗を低減することが必須とされています。

*1)塗工液:電極活物質、導電助剤、バインダー及び溶媒などを混合・攪拌した溶液で、金属箔に塗工・乾燥することによりリチウムイオン二次電池などの電極とするもの。

薄膜旋回型高速ミキサーを使った連続処理システムの導入

種々の検討を行った結果、薄膜旋回型高速ミキサー(プライミクス社製)を用いて塗工液を調製する方法は、従来のプラネタリー方式を用いる方法に比べて、液中の粒子に大きなせん断エネルギーを与えることができ、難分散性の活物質や導電助剤をより均一に分散させられることが確認できました(事例:写真1)。コイン電池などの小型電池の試作にはすでにこの方法を採用しております。このたびは、10リットル/時間以上の処理能力を有する連続処理システムを導入することによって大容量のラミネート電池を試作することが可能になりました。また、当社では当該システムを極低露点のドライルーム内に設置しておりますので、大気雰囲気下で吸湿やゲル化が起こることが懸念される材料を使った試作も可能です。是非ご活用をご検討下さい。

写真1 コバルト酸リチウム正極膜断面のSEM像
写真1 コバルト酸リチウム正極膜断面のSEM像
薄膜旋回型高速ミキサーの原理
写真2 薄膜旋回型高速ミキサーを使った連続処理システム
<設備能力> 周速:30m/sec(最大)
        処理能力:11L/min(最大)

写真2 薄膜旋回型高速ミキサーを使った連続処理システム

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