制造用于非水电解质二次电池的负极的方法技术

制造用于非水电解质二次电池的负极的方法包括：制备具有第一主表面(21a)和第二主表面(21b)的铜箔(21)，所述第一主表面(21a)和第二主表面(21b)为铜箔的相对面；通过将负极活性材料、增稠剂、粘合剂和溶剂相互混合以得到混合物并将混合物造粒而得到粒状体(4)；通过挤压粒状体而得到第一负极混合物层(21a)；将第一负极混合物层置于第一主表面上；和通过使第二主表面与加热辊(93)以其中第一负极混合物层置于第一主表面上的状态接触而将铜箔软化。加热辊的温度为铜箔的再结晶温度或更高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制造用于非水电解质二次电池的负极的方法。
技术介绍
日本专利申请公开No.2005-135856(JP2005-135856A)公开了具有13％或更高的伸长率的铜(Cu)箔作为用于非水电解质二次电池的负极集电器。一般而言，用于非水电解质二次电池的负极通过制备包含负极活性材料、增稠剂、粘合剂和溶剂的负极涂料(也称为“淤浆”或“糊”)并将负极涂料施涂于铜箔上以形成负极混合物层而制造。在相关技术中，在使用该方法形成的负极混合物层中，观察到称为粘合剂迁移的现象，且该现象可影响循环耐久性。下文描述粘合剂迁移对循环耐久性的潜在影响。在干燥步骤中，当包含在负极涂料中的溶剂挥发时，包含在负极涂料中的粘合剂与溶剂一起迁移至涂膜的表面上，然后在该表面上分离。因此，在负极混合物层的表面侧(上部层)上，为阻抗组分的粘合剂(通常合成橡胶)丰富地存在，因此抑制锂离子(Li+)的移动，这导致电阻提高。另一方面，在负极混合物层的铜箔侧(下部层)上，粘合剂是不足的，因此可能出现缺陷，例如一部分负极混合物层从铜箔上剥离。此外，在下部层上，由于为阻抗组分的粘合剂的量是小的，负极活性材料的反应性提高，并且由充电和放电导致的负极活性材料的膨胀和收缩变得比上部层更严重。因此，铜箔不能经得起负极活性材料的膨胀和收缩，并促进负极混合物层与铜箔之间的剥离。另外，上部层与下部层之间的膨胀或收缩量的差导致电解溶液不均匀地分布于负极混合物层中。因此，在负极混合物层的平面内方向或厚度方向上，存在负极活性材料的反应性的变化，促进局部劣化并降低循环耐久性。该倾向在重复高倍率(高电流)充电和放电时特别明显。粘合剂迁移可一定程度上例如通过降低涂膜的干燥速率而改善。然而，由于干燥速率的降低，生产率降低。另外，由于长热处理时间，包含在负极混合物层中的增稠剂碳化，因此电阻可能提高。根据JP2005-135856A，当使用具有高伸长率的铜箔时，铜箔可经得起由充电和放电导致的负极活性材料的膨胀和收缩，可抑制例如负极活性材料从铜箔上剥离的缺陷。然而，具有高伸长率(即容易改变)的铜箔在施涂步骤中难以处理并导致例如负极混合物层的尺寸准确度降低或者收率降低。铜箔的使用本身不抑制粘合剂迁移。
技术实现思路
本专利技术提供制造具有优秀循环耐久性的用于非水电解质二次电池的负极的方法。本专利技术一方面为制造用于非水电解质二次电池的负极的方法。该方法包括：制备具有第一主表面和第二主表面的铜箔，所述第一主表面和第二主表面为铜箔的相对面；通过将负极活性材料、增稠剂、粘合剂和溶剂相互混合以得到混合物并将混合物造粒而得到粒状体；通过挤压粒状体而得到第一负极混合物层；将第一负极混合物层置于第一主表面上；和通过使第二主表面与加热辊以其中第一负极混合物层置于第一主表面上的状态接触而将铜箔软化。加热辊的温度为铜箔的再结晶温度或更高。在上述制造方法中，负极混合物层通过使用粒状体而不是涂料形成。本文所述“粒状体”指通过将负极活性材料、增稠剂和粘合剂与少量溶剂混合以得到混合物并将混合物造粒而得到的粒状颗粒的聚集体。该粒状体具有比涂料更高的固体含量比例(不包括液体在内的混合物组分的质量含量)。粒状体可通过在辊之间挤压而加工成独立的负极混合物层(片)。在由粒状体形成的负极混合物层中，固体含量比例是高的(即溶剂的含量为低的)，且粘合剂的迁移范围限于各粒状颗粒内部。因此改善干燥期间的粘合剂迁移。在上述制造方法中，促进铜的再结晶，且铜箔通过使加热辊(加热辊)和铜箔相互接触而软化。因此，铜箔可经得起负极活性材料的膨胀和收缩，因此改进循环耐久性。此处，加热辊与铜箔(第二主表面)之间的接触以其中第一负极混合物层置于第一主表面上的状态进行。即，铜箔以其中铜箔由第一负极混合物层支撑的状态软化。因此，抑制由铜箔的软化导致的可操作性劣化。通过采用加热辊，铜箔可通过短的热处理时间软化。因此，对包含在第一负极混合物层中的各组分的热损害降低。因此，抑制增稠剂的碳化。由于上述效果的组合，使用上述制造方法制造的负极可显示出优秀的循环耐久性。在本专利技术方面中，在铜箔软化期间，加热辊的温度可以为200℃至400℃。通过将辊的温度设置在上述范围内，循环耐久性改进。在本专利技术方面中，在铜箔软化期间，加热辊与第二主表面之间的接触时间可以为1秒至10秒。通过将接触时间设置在上述范围内，循环耐久性改进。在本专利技术方面中，所制备的铜箔在软化以前可具有3％或更低的断裂伸长率。此外，软化的铜箔可具有10％至15％的断裂伸长率。根据本专利技术以上方面，软化以前铜箔的可操作性是高的，并确保软化以后铜的容许伸长率。因此可改进循环耐久性。在本专利技术方面中，所制备的铜箔在软化以前可具有3％或更低的断裂伸长率。此外可调整加热辊的温度和加热辊与第二主表面之间的接触时间中的至少一个使得软化的铜箔具有10％至15％的断裂伸长率。根据本专利技术以上方面，软化以前铜箔的可操作性是高的并确保软化以后铜的容许伸长率。因此可改进循环耐久性。在本专利技术方面中，将第一负极混合物层置于第一主表面和铜箔的软化可同时进行。根据本专利技术以上方面，可将制造用于非水电解质二次电池的负极的方法简化。在本专利技术方面中，当得到粒状体时，粒状体的固体含量比例可以为65质量％至80质量％。涂料的典型固体含量比例为约60质量％或更低。根据本专利技术以上方面，与其中固体含量比例设置在常用范围内的情况相比，可更可靠地抑制粘合剂迁移。本专利技术方法可进一步包括在铜箔软化以后将第二负极混合物层置于第二主表面上。在本专利技术以上方面中，制造其中负极混合物层在第一主表面和第二主表面上形成的负极。根据本专利技术这一方面，可降低对第二负极混合物层的热损害。如上所述，根据本专利技术方面，提供具有优秀循环耐久性的用于非水电解质二次电池的负极。附图简述下面参考附图描述本专利技术示例实施方案的特征、优点以及技术和工业重要性，其中类似的数字表示类似的元件，且其中：图1为显示根据本专利技术一个实施方案的用于非水电解质二次电池的负极的概要的流程图；图2为显示制造根据本专利技术实施方案的用于非水电解质二次电池的负极的方法的一部分的流程图；图3为显示根据本专利技术实施方案的粒状颗粒的示意图；图4为显示根据本专利技术实施方案的负极的结构实例的示意图；图5为显示根据本专利技术实施方案的负极的结构实例的截本文档来自技高网...

【技术保护点】
制造用于非水电解质二次电池的负极的方法，所述方法的特征在于包括：制备具有第一主表面和第二主表面的铜箔，所述第一主表面和第二主表面为铜箔的相对面；通过将负极活性材料、增稠剂、粘合剂和溶剂相互混合以得到混合物并将混合物造粒而得到粒状体；通过挤压粒状体而得到第一负极混合物层；将第一负极混合物层置于第一主表面上；和通过使第二主表面与加热辊以其中第一负极混合物层置于第一主表面上的状态接触而将铜箔软化，其中加热辊的温度为铜箔的再结晶温度或更高。

【技术特征摘要】
2014.11.19 JP 2014-2347091.制造用于非水电解质二次电池的负极的方法，所述方法的特征在于
包括：
制备具有第一主表面和第二主表面的铜箔，所述第一主表面和第二主
表面为铜箔的相对面；
通过将负极活性材料、增稠剂、粘合剂和溶剂相互混合以得到混合物
并将混合物造粒而得到粒状体；
通过挤压粒状体而得到第一负极混合物层；
将第一负极混合物层置于第一主表面上；和
通过使第二主表面与加热辊以其中第一负极混合物层置于第一主表面
上的状态接触而将铜箔软化，其中加热辊的温度为铜箔的再结晶温度或更
高。
2.根据权利要求1的制造用于非水电解质二次电池的负极的方法，其
中在铜箔软化期间，加热辊的温度为200℃至400℃。
3.根据权利要求1或2的制造用于非水电解质二次电池的负极的方
法，其中在铜箔软化期间，加热辊与第二主表面之间的接触时间为1秒至
10秒。
4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅山浩哉，小野寺直利，和田直之，福本友祐，桥本达也，横山友嗣，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP