电极及其制造方法技术

本发明专利技术提供电极及其制造方法，所述电极的特征在于，含有集电体和在所述集电体的单面和双面上形成的活性物质含有层，所述活性物质含有层的厚度在所述集电体的每一个单面上为20～200μm，碳酸二乙酯向所述活性物质含有层的浸透速度为0.1g/(cm2·分)以上。另外，本发明专利技术的电极的制造方法，其特征在于，包括：在集电体的单面或双面上形成活性物质含有层来构成电极前驱体的电极前驱体形成工序、压缩处理所述电极前驱体的压缩工序，在所述电极前驱体形成工序中，所述集电体附近的活性物质含有层的空隙率比所述集电体附近以外的活性物质含有层的空隙率大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂二次电池等中使用的。
技术介绍
以锂二次电池为代表的非水电解质电池，由于具有能量密度高这样的特点，广泛用作手机、笔记本电脑等便携设备的电源。伴随着便携设备的高性能化，有要进一步发展锂离子二次电池的高容量化的倾向，需要更加提高能量密度。作为提高锂离子二次电池的能量密度的手段之一，尝试了增大在集电体的单面或两面上形成的活性物质含有层的厚度。但是，如果增大活性物质含有层的厚度，会增大从活性物质含有层到集电体的距离，因此电解液变得难以从活性物质含有层的表面浸透到集电体附近，会有不提高放电特性的情形。为了解决该问题，例如在日本特开2008-251401号公报中，提出的一种电极，其中，活性物质含 有层中集电体侧的下层部中的活性物质粒子的粒径分布的峰值数，比活性物质含有层中的与集电体相反侧的表层部中的活性物质粒子的粒径分布的峰值数多，下层部的厚度为表层部与下层部的合计厚度的50 90%。
技术实现思路
但是，日本特开2008-251401号公报中记载的电极，虽然活性物质含有层的表层部的空隙率增高，电解液的浸透性提高，但是，相反地有降低活性物质含有层的下层部的空隙率、降低其下层部中的电解液的浸透性的倾向。为了解决上述问题，本专利技术提供提高了活性物质含有层的下层部中的电解液的浸透性的电极。本专利技术的电极是含有集电体和在所述集电体的单面或双面上形成的活性物质含有层的电极，所述活性物质含有层的厚度在所述集电体的每一个单面上为20 200μπι，碳酸二乙酯向所述活性物质含有层的浸透速度为O. lg/(cm2 ·分)以上。此外，本专利技术的电极的制造方法，其特征在于，包括在集电体的单面或双面上形成活性物质含有层来构成电极前驱体的电极前驱体形成工序、压缩处理所述电极前驱体的压缩工序，在所述电极前驱体形成工序中，以所述活性物质含有层形成侧的所述集电体的表面作为第一基准面，从所述第一基准面开始每隔5 μ m以与所述第一基准面平行的平面划分所述活性物质含有层，将所述活性物质含有层分割成多个区分层，以与所述第一基准面平行的平面、且距离所述第一基准面5 μ m位置的平面作为第二基准面，距第一基准面5 10 μ m的范围内的区分层的平均空隙率为Va%，从所述第二基准面到所述活性物质含有层的表面的范围内的各区分层的平均空隙率中最大平均空隙率为Vm%时，以下记式(I)和(2)成立的方式形成所述活性物质含有层。Va ^ 16%(I)Va/Vm ^ O. 98 (2)根据本专利技术，提供活性物质含有层的下层部中的空隙率高、电解液的浸透性高的电极。附图说明图I是本专利技术中使用的电极前驱体的一例的模式剖面图。具体实施例方式本专利技术的电极具有集电体和在所述集电体的单面或双面上形成的活性物质含有层。所述活性物质含有层的厚度在所述集电体的每个单面上为20 200 u m,碳酸二乙酯向所述活性物质含有层的浸透速度为0. lg/(cm2 分)以上。此外，所述活性物质含有层是对电极前驱体进行压缩处理而形成的，在所述电极前驱体中，以所述活性物质含有层形成侧的所述集电体的表面作为第一基准面，从所述第 一基准面开始每隔5 y m以与所述第一基准面平行的平面划分所述活性物质含有层，将所述活性物质含有层分割成多个区分层，以与所述第一基准面平行的平面、且距离所述第一基准面5 U m位置的平面作为第二基准面，距所述第一基准面5 10 y m的范围内的区分层的平均空隙率为Va%，从所述第二基准面到所述活性物质含有层的表面的范围内的各区分层的平均空隙率中最大平均空隙率为Vm%时，下记式(1)和(2)成立。Va ^ 16%(I)Va/Vm ^ 0. 98(2)此外，本专利技术的电极的制造方法，其特征在于，包括在集电体的单面或双面上形成活性物质含有层来构成电极前驱体的电极前驱体形成工序、压缩处理所述电极前驱体的压缩工序，在所述电极前驱体形成工序中，以所述活性物质含有层形成侧的所述集电体的表面作为第一基准面，从所述第一基准面开始每隔5 y m以与所述第一基准面平行的平面划分所述活性物质含有层，将所述活性物质含有层分割成多个区分层，以与所述第一基准面平行的平面、且距离所述第一基准面5 y m位置的平面作为第二基准面，距所述第一基准面5 IOym的范围内的区分层的平均空隙率为Va%，从所述第二基准面到所述活性物质含有层的表面的范围内的各区分层的平均空隙率中最大平均空隙率为Vm%时，以下记式(I)和(2)成立的方式形成所述活性物质含有层。Va ^ 16%(I)Va/Vm ^ 0. 98 (2)通过满足所述式⑴和(2)，可以使得构成电极前驱体的活性物质含有层中的集电体表面附近的空隙率大于活性物质含有层的表面侧的空隙率。所述电极前驱体，通过最终的压缩处理进行加压，整体地降低活性物质含有层的空隙，但即使通过压缩处理制作的电极中，在所述电极前驱体中也残存空隙的分布比例，因此，即使在压缩处理后的电极中也能提高电解液的浸透性。因此，即使活性物质含有层的厚度为集电体的每个单面上为20 200 这样大，也可以使得碳酸二乙酯向活性物质含有层的浸透速度为0. lg/(cm2 分)以上这样的高值。本专利技术中，碳酸二乙酯的浸透速度是通过后述的实施例中说明的方法来测定的。另外，本专利技术中，使用碳酸二乙酯来测定向活性物质含有层的浸透速度，是因为碳酸二乙酯是锂离子二次电池的代表性的电解液溶剂。本专利技术中，电极前驱体意味着在集电体的表面涂布后述的活性物质含有层形成用涂料之后进行干燥后的物质，为未进行压缩处理前的状态。通过将压缩处理前的电极前驱体中的空隙率规定为如上所述，即使经过压缩处理而形成电极，也能提高电极的电解液的浸透度。Va的上限值优选为36%。Va如果超过36%，活性物质含有层中的集电体的表面附近的空隙率变得过大，有活性物质含有层与集电体的粘结性降低的倾向。Va的下限值更优选为24%。Va/Vm如果小于O. 98，在活性物质含有层中的集电体的表面附近的空隙率不会达到最大，Va/Vm的上限值为I. 00。S卩、Va = Vm的情况。如果Va = Vm,是Va的平均空隙率为各区分层的平均空隙率中成为最大值的情形，由于活性物质含有层中集电体的表面附近的空隙率为最大，因而最为优选。本专利技术中，所述第一基准面与所述第二基准面之间的5μπι的范围内的集电体的表面部分的空隙率不会成为问题。这是因为，构成集电体的表面上的活性物质含有层的成分粒子中的比较大的粒子进行排列，干燥过程中，小粒子较少地从集电体侧侵入并填埋到该大粒子之间，而以空隙的状态被固定，因此，集电体表面部分的活性物质含有层的空隙率有比其他部分大的倾向。 接着，基于附图说明本专利技术中使用的电极前驱体的一个例子。图I是显示本专利技术中使用的电极前驱体的一个例子的模式剖面图。图I中，电极前驱体10中在集电体11的单面上形成活性物质含有层12。这里，集电体11的表面作为第一基准面13，从第一基准面 13开始每隔5 μ m以与第一基准面13平行的平面划分活性物质含有层12，将活性物质含有层12分割成η层的区分层，以与第一基准面13平行的平面、且从第一基准面13开始5 μ m 位置上的平面为第二基准面14，第一基准面13开始5 10 μ m范围内的区分层12a的平均空隙率为Va%，从第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.18 JP PCT/JP2011/0565681.一种电极，其为含有集电体和在所述集电体的单面或双面上形成的活性物质含有层的电极，其特征在于，所述活性物质含有层的厚度在所述集电体的每一个单面上为20 200 ym，碳酸二乙酯向所述活性物质含有层的浸透速度为0. lg/(cm2 分)以上。2.根据权利要求I所记载的电极，其中， 所述活性物质含有层是对电极前驱体进行压缩处理而形成的， 所述电极前驱体，以所述活性物质含有层形成侧的所述集电体的表面作为第一基准面，从所述第一基准面开始每隔5 y m以与所述第一基准面平行的平面划分所述活性物质含有层，将所述活性物质含有层分割成多个区分层，以与所述第一基准面平行的平面且距离所述第一基准面5 u m位置的平面作为第二基准面，距所述第一基准面5 10 y m的范围内的区分层的平均空隙率为Va%，从所述第二基准面到所述活性物质含有层的表面的范围内的各区分层的平均空隙率中最大平均空隙率为Vm%时，下记式(I)和(2)成立， Va ^ 16%(1)， Va/Vm ≥ 0. 98(2)。3.根据权利要求2所记载的电极，其中，对于所述电极前驱体，下记式(3)和⑷成立， 36%^ Va ^ 16%(3)， I. 00 ≥ Va/Vm ≥0. 98 (4)。4.根据权利要求I所记载的电极，其中， 所述活性物质含有层为正极活性物质含有层时，所述正极活性物质含有层的密度为·2.0 3. 8g/cm3。5.根据权利要求I所记载的电极，其中， 所述活性物质含有层为负极活性物质含有层时，所述负极活性物质含...

【专利技术属性】
技术研发人员：光桥裕之，土井嗣裕，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：