液体组合物、生产电极的方法、以及生产电化学元件的方法技术

本发明专利技术的名称是液体组合物、生产电极的方法、以及生产电化学元件的方法。提供了含有活性物质和25℃下相对渗透率为30或更低的分散介质的液体组合物。介质的液体组合物。介质的液体组合物。

【技术实现步骤摘要】
液体组合物、生产电极的方法、以及生产电化学元件的方法


[0001]本公开内容涉及液体组合物、生产电极的方法、以及生产电化学元件的方法。

技术介绍

[0002]诸如锂离子二次电池等电化学元件搭载于例如便携设备、混合动力汽车、和电动车辆等，并且需求增加。对可以安装在各种可穿戴设备和医疗贴片上的薄电池的需求也在增加。因此，对锂离子二次电池的要求已经多样化。
[0003]生产作为构成以锂离子二次电池为代表的电化学元件的电极的已知方法是通过使用例如模涂机、点涂机以及反向辊涂机在电极上施加电极混合液组合物以在电极基材上形成电极混合物层。但是，为了通过上述方法施加液体组合物，需要生产满足各种需要的丝网。
[0004]因此，提出的方法例如通过使用液体排出装置将含有活性物质的液体组合物排出到电极基材上来形成电极(例如，参见日本未审查专利申请公开号2020
‑
113532)。日本未审查专利申请公开号2020
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113532描述了，例如，N
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甲基吡咯烷酮(NMP)主要用作液体组合物的分散介质，并且活性物质的含量为20质量％至40质量％。

技术实现思路

[0005]根据本公开的实施方式，液体组合物含有活性物质，和在25℃下具有30或更低的相对渗透率的分散介质。
附图说明
[0006]图1是图示根据实施方式的电极混合液组合物的实例的示例性视图；
[0007]图2是图示根据实施方式的生产电极的方法生产的电极的实例的示例性视图；
>[0008]图3是图示根据实施方式的负电极的实例的横截面视图；
[0009]图4是图示根据实施方式的液体排出装置的实例的示例性视图；
[0010]图5是图示图4的液体排出装置的修改实例的示例性视图；
[0011]图6是图示根据实施方式的液体排出装置的另一实例的示例性视图；
[0012]图7是图示图6的液体排出装置的修改实例的示例性视图；
[0013]图8是图示根据实施方式的正电极的实例的横截面视图；
[0014]图9是图示根据实施方式的用于电化学元件中的电极元件的实例的横截面视图；
[0015]图10是图示根据实施方式的电化学元件的实例的横截面视图；和
[0016]图11是绘制实施例5和比较例4的液体组合物的循环特性的图。
具体实施方式
[0017]下面将参照附图描述用于执行本公开的实施方式。相同的部件将用相同的附图标记表示，并且可以不重复描述。
[0018](液体组合物)
[0019]如图1所示，根据实施方式的液体组合物包含活性材料A和分散介质B。液体组合物可进一步包含粘结剂C或粘合剂前体C
’
，或两者，以及根据需要的其他组分。
[0020]本专利技术的目的在于提供改进电极和电化学元件的生产率的液体组合物。
[0021]本专利技术可以提供改进电极和电化学元件的生产率的液体组合物。
[0022]日本未审查专利申请公开号2020
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113532的现有技术主要使用例如N
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甲基吡咯烷酮(NMP)作为液体组合物的分散介质。然而，当使用这种分散介质的液体组合物中所含的活性物质的含量相对高时，液体组合物的粘度高，并且可能难以通过液体排出装置排出液体组合物。即，为了获得使用这种分散介质并且可通过液体排出装置排出的液体组合物，增加液体组合物中所含的活性物质的含量不是一种选择。因此，在电极的生产率方面存在改进的余地。
[0023]在本说明书中，活性物质的含量相对高时，液体组合物中的活性物质的含量为40质量％或更大。
[0024]液体组合物在25℃下的粘度优选为200mPa
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s或更低，更优选为100mPa
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s或更低，和仍更优选为50mPa
·
s或更低。当液体组合物的粘度为200mPa
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s或更低时，具有在通过液体排出装置排出液体组合物时不易发生排出失败的优点。在本说明书中，可以将200mPa
·
s或更低的粘度描述为低粘度。
[0025]在本申请中，粘度表示25℃下的粘度。
[0026]测量液体组合物的粘度的方法没有特别限制并且可以根据预期目的适当选择。例如，可以根据JIS Z 8803测量粘度。用于进行测量的仪器没有特别限制并且可以根据预期目的适当选择。仪器的实例包括TV25
‑
型粘度计(锥板粘度计，可获得自Toki Sangyo Co.,Ltd.)。
[0027]<活性物质>
[0028]作为活性物质，可以使用正电极活性物质或负电极活性物质。可以单独使用一种正电极活性物质或负电极活性物质，或可以组合使用两种或多种正电极活性物质或负电极活性物质。
[0029]正电极活性物质没有特别限制，只要正电极活性物质可以吸附或释放碱金属离子即可。含碱金属的过渡金属化合物可以被用作正电极活性物质。
[0030]含碱金属的过渡金属化合物的实例包括含锂的过渡金属化合物，诸如含有选自钴、锰、镍、铬、铁和钒中的一种或多种元素以及锂的复合氧化物。
[0031]含锂的过渡金属化合物的实例包括钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂。
[0032]作为含碱金属的过渡金属化合物，还可以使用在其晶体结构中含有XO4四面体(X代表例如P、S、As、Mo、W和Si)的聚阴离子化合物。在这些化合物中，鉴于循环特性，优选诸如磷酸铁锂、磷酸钒锂等含锂的过渡金属磷酸化合物，并且鉴于锂扩散系数和输出特性，特别优选磷酸钒锂。
[0033]鉴于电子传导性，聚阴离子化合物优选为涂布有导电助剂诸如碳材料的复合化合物。
[0034]负电极活性物质没有特别限制，只要负电极活性物质可以吸附或释放碱金属离子。可以使用含具有石墨型晶体结构的石墨的碳材料作为负电极活性物质。
[0035]碳材料的实例包括天然石墨、人工石墨、难石墨化碳(硬石墨)、和易石墨化碳(软石墨)。
[0036]除碳材料外的负电极活性物质的实例包括钛酸锂和氧化钛。
[0037]在利用使用非水性电解质的电化学元件时，鉴于能量密度，作为负电极活性物质，优选使用诸如硅、锡、硅合金、锡合金、氧化硅、氮化硅和氧化锡等高容量材料。
[0038]活性物质的最大粒径没有特别限制并且可以根据预期目的适当选择，只要不破坏本公开的效果。活性物质的最大粒径优选为小于喷墨头的喷嘴直径，更优选为充分小于喷墨头的喷嘴直径，从而更好地提高喷墨排出性。具体地，液体组合物中包含的活性物质的最大粒径与喷墨头的喷嘴直径的比例(液体组合物中包含的活性物质的最大粒径/喷墨头的喷嘴直径)优选为0.8或更小，更优选为0.6或更小，和仍更优选为0.5或更小。当活性物质的最大粒径没有超出该范围时，液体组合物具有提高的排出稳定性。例如，液滴观察系统(EV1000，可获得自Ricoh Compa本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液体组合物，其包括：活性物质；和25℃下相对渗透率为30或更低的分散介质。2.根据权利要求1所述的液体组合物，其中所述活性物质相对于所述液体组合物的含量为40质量％或更大。3.根据权利要求1或2所述的液体组合物，其中所述活性物质的最大粒径为32微米或更小。4.根据权利要求1至3中任一项所述的液体组合物，其中所述活性物质的众数直径为0.5微米或更大但10微米或更小。5.根据权利要求1至4中任一项所述的液体组合物，其中所述分散介质25℃下的相对渗透率为15或更低。6.根据权利要求1至5中任一项所述的液体组合物，其中所述分散介质25℃下的相对渗透率10或更低。7.根据权利要求1至6中任一项所述的液体组合物，其中所述分散介质仅包括一种分散介质。8.根据权利要求1至7中任一项所述的液体组合物，其中所述分散介质是两种或多种分散介质的混合液。9.根据权利要求1至8中任一项所述的液体组合物，其中所述液体组合物25℃下的粘度为200mPa
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s或更低。10.根据权利要求1至9中任一项所述的液体组合物，其中所述液体组合物25℃下的粘度为100mPa
·
s或更低。11.根据权利要求1至10中任一项所述的液体组合物，其进一步包括：固体电解质。...

【专利技术属性】
技术研发人员：中岛聪，栗山博道，梶田伦正，匈坂俊也，P，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：