电池用电极的制造方法技术

本发明专利技术提供的电极制造方法，包括：向含有粘合剂的粘合剂溶液（50）中混入微气泡（52）的工序；对集电体（10）赋予混入气泡的粘合剂溶液（50）形成粘合剂溶液层（56）的工序；通过从粘合剂溶液层（56）的上方赋予含有活性物质（32）的活性物质层形成用糊，在集电体（10）上堆积粘合剂溶液层（56）和糊层（36）的工序；和通过使堆积的粘合剂溶液层（56）和糊层（36）一同干燥，得到在集电体（10）上形成有粘合剂层和活性物质层的电极的工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制造电池用电极的方法，特别是涉及具有包含电极活性物质的电极混合剂层保持在集电体上的结构的。
技术介绍
近年来，锂离子电池、镍氢电池等的二次电池作为车辆搭载用电源、或个人计算机和便携终端的电源重要性不断提高。特别是重量轻且可得到高能量密度的锂二次电池，作为可很好地用作车辆搭载用高输出电源的电池受到期待。在这种二次电池的ー个典型结构中，具备能够可逆地吸藏和释放锂离子的材料(电极活性物质)保持在导电性部件(电极集电体)的结构的电极。例如，作为被用于正极的电极活性物质(正极活性物质)的代表例，可例示含有锂和ー种或两种以上的过渡金属元素作为构成金属元素的氧化物。另外，作为被用于正极的电极集电体(正极集电体)的代表例，可列举出以铝或铝合金为主体的片状或箔 状的部件。作为制造具有该结构的正极时使正极集电体保持正极活性物质的代表性方法之一，可举出下述方法，对正极集电体涂布使正极活性物质的粉末和粘合剂(粘结剂)分散于适当的介质中而成的糊状或浆液状活性物质层形成用材料(以下，称为活性物质层形成用糊)，并使其通过热风干燥机等进行干燥，由此形成含有正极活性物质的层(正极活性物质层)。正极活性物质层中所包含的粘合剂由例如聚合物材料构成，发挥着粘结正极活性物质层中所包含的正极活性物质彼此、和正极活性物质层与正极集电体的作用。作为与这种电极制造相关的现有技术可举出专利文献I。现有技术文献专利文献I :日本国专利申请公开平11-176423号公报
技术实现思路
但是，如果在制造上述电极时将含有活性物质和粘合剂的混合剂层形成用糊涂布于集电体井吹热风使其干燥，则在干燥中发生对流，集电体附近的粘合剂在糊涂布物的表层部(集电体的相反侧)上浮，因此集电体附近的粘合剂量变少，结果存在集电体和混合剂层的密着性(粘结强度)降低的问题。专利文献I记载了为提高集电体和混合剂层的密着性，在集电体和活性物质层之间设置含有粘合剂的粘结层的技木。在专利文献I中，在集电体的表面涂设粘结层，趁着该被涂设的粘结层处于湿润状态，在该粘结层上重层涂设活性物质层。采用该方法，粘结层和活性物质层之间的粘结变得牢固，可以防止它们的层间剥离。但是，在如专利文献I那样在集电体和活性物质层之间设置含有粘合剂(聚合物材料)的粘结层时，该粘结层导电性低，因此有集电体和活性物质层之间的电阻增大的可能性。如果集电体和活性物质层之间的电阻増大，则电池的内阻变大，因此使用具有该粘结层的电极构建的电池的电池性能与没有形成该粘结层的电池相比显著地降低。本专利技术是鉴于该点完成的，其主要目的是提供ー种，上述电池用电极是在集电体上依次层叠有粘合剂层和活性物质层的结构，能够降低集电体和活性物质层的界面电阻。根据本专利技术，提供一种制造电池用电极的方法，上述电池用电极是在集电体上依次层叠有含有粘合剂的粘合剂层和含有活性物质的活性物质层的结构。该方法包括向含有粘合剂的粘合剂溶液中混入微气泡的エ序；对集电体赋予上述混入气泡的粘合剂溶液形成粘合剂溶液层的エ序；通过从上述粘合剂溶液层的上方赋予含有活性物质的活性物质层形成用糊，在集电体上堆积上述粘合剂溶液层和糊层的エ序；和通过使上述堆积的粘合剂溶液层和糊层一同干燥，得到在上述集电体上形成有粘合剂层和活性物质层的电极的エ序。在此，所谓在本说明书中所说的微气泡，是直径为微米等级或其以下的尺寸(即直径为I U m以下的纳米等级)的微细的气泡，例如具有50 i! m以下(特别优选10 i! m以下)的气泡直径。微气泡是非常微细的气泡，一般具有带电作用(典型的是微气泡的表面带负电)， 因此气泡彼此结合生长被抑制，在液体中的浮游速度慢，因此在液体中长期滞留。根据本专利技术的方法，在将上述微气泡混入到粘合剂溶液中后对集电体赋予，因此其后直到被干燥的期间，微气泡在粘合剂溶液层(即湿润状态的粘合剂层)内持续滞留。如果在该状态下干燥粘合剂溶液层，则微气泡在維持内部空间的状态下脱离到外部，因此在干燥后得到的粘合剂层中形成多数的微气泡的脱离痕迹(空孔)。通过该微气泡的脱离痕迹(空孔)(典型的是通过填充到空孔的活性物质和/或导电材料)确保集电体和活性物质层之间的导电通路，可以降低集电体和活性物质层的界面电阻。即，根据本专利技术的方法，可以通过微气泡的脱离痕迹(空孔)来抑制集电体和活性物质层的界面电阻的上升，并且通过粘合剂层来提高集电体和活性物质层的密着性(粘结强度)，可以制造兼具集电性能和密着性的高性能的电池用电极。在此公开的优选制造方法的一方式中，作为上述微气泡，混入比上述粘合剂溶液层的厚度小的气泡。在此公开的优选技术中，将粘合剂溶液层的厚度形成为SynTlOOiim的厚度。例如，在将粘合剂溶液层的厚度形成为大致IOym的情况下，优选混入直径低于1011111(典型的是1111^1011111，在特别优选的方式中为2111^1011111)的气泡。如果使用超过想要形成的粘合剂溶液层的厚度的直径的微气泡，则该气泡容易从粘合剂溶液层脱离，有时不能够在粘合剂层中形成适当的脱离痕迹(对确保集电体-活性物质层的导电通路适合的尺寸的空孔)。气泡直径的下限没有特别限制，例如为Ium左右。如果相比于该直径值过小，则微气泡在粘合剂溶液层中逐渐缩小，最終(在粘合剂溶液层的干燥前)溶解，有时不能够在粘合剂层中形成合适尺寸的脱离痕迹(空孔)。因此，优选微气泡的气泡直径大致为Ium以上(优选为5 u m以上)，并且低于想要形成的粘合剂溶液层的厚度(例如，低于10 y m)。例如I y nT20 u m、特别是2 u nTlO u m的气泡，由于在液体中的浮游速度慢且长期间存在，因此可以在粘合剂层中稳定地形成所希望的脱离痕迹(空孔)，在该点上优选。在此公开的优选的一方式中，作为上述微气泡，混入由与上述粘合剂溶液的溶剂相比比热小的气体构成的气泡。例如，在作为粘合剂溶液的溶剂使用水(比热为4. 271J/g K)的情况下，混入由与水相比比热小的气体构成的气泡。在此公开的优选的技术中，混入由Ar气体(比热为0. 523J/g K)构成的气泡。通过这样内含与粘合剂溶液的溶剂相比比热小的气体，粘合剂溶液层更加容易干燥，可以提高干燥效率(进而可以提高电极的生产率)。再者，上述粘合剂溶液，除了上述粘合剂和微气泡以外，可以根据需要含有其他的粘合剂层形成成分。作为这样的材料的例子，可举出导电材料。作为该导电材料，可优选使用炭黑例如こ炔黑(AB)、或者碳纤维等的碳系材料。或者，也可以使用镍粉末等的导电性金属粉末等。通过使用含有导电材料的粘合剂溶液，可以对绝缘质的粘合剂层赋予导电性，可以进一歩降低集电体和活性物质层的界面电阻。在此公开的优选的一方式中，上述微气泡带有规定极性的电，上述粘合剂溶液含有导电材料，该导电材料能够带有与上述微气泡的极性相反的极性的电。例如，在微气泡带 有负电的情况下，优选使上述导电材料带有正电。如果这样使导电材料带有正电(与微气泡的极性相反的极性)，则导电材料通过电引力(静电引力)聚集到微气泡的周边。因此，导电材料选择性地配置在因干燥产生的微气泡的脱离痕迹(空孔)处。由此，可以有效地降低集电体和活性物质层的界面电阻。根据本专利技术，还可提供使用由在此公开的上述任一方法得到的电极构建的电池(例如锂二次电池本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电池用电极的制造方法，所述电池用电极具有在集电体上依次层叠有含有粘合剂的粘合剂层和含有活性物质的活性物质层的结构，该制造方法包括 向含有粘合剂的粘合剂溶液中混入微气泡的エ序； 对集电体赋予所述混入气泡的粘合剂溶液形成粘合剂溶液层的エ序； 通过从所述粘合剂溶液层的上方赋予含有活性物质的活性物质层形成用糊，在集电体上堆积所述粘合剂溶液层和糊层的エ序；和 通过使所述堆积的粘合剂溶液层和糊层一同干燥，得到在所述集电体上形成有粘合剂层和活性物质层的电极的エ序。2.根据权利要求I所述的制造方法，作为所述微气泡，混入比所述粘合剂溶液层的厚度小的气...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎信之，
申请(专利权)人：山崎信之，
类型：发明
国别省市：