电化学器件用电极、电化学器件、以及制造电化学器件用电极和电化学器件的方法技术

本发明专利技术提供了一种电化学器件用电极(2)，其包含集电体(9)和活性物质层(10)，活性物质层(10)包括涂覆在集电体(9)上的活性物质，其中，活性物质层(10)包括紧密结合到集电体(9)的下活性物质层(10a)以及经由下活性物质层(10a)设置在集电体(9)上的上活性物质层(10b)。下活性物质层(10a)比上活性物质层(10b)薄。在集电体(9)的纵向方向上，上活性物质层(10b)的终止部与下活性物质层(10a)的终止部位置一致，或者位于下活性物质层(10a)的终止部之前。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电化学器件用电极、电化学器件、以及制造电化学器件用电极和电化学器件的方法
本专利技术涉及电化学器件用电极、电化学器件、以及制造电化学器件用电极和电化学器件的方法。
技术介绍
二次电池是一种典型类型的电化学器件，广泛用作蜂窝电话、数码相机、膝上型计算机、电动车辆和家庭能量储存系统的电源。电化学器件可以大致分为卷绕式和层叠式。卷绕式电化学器件具有由一对长的正极片和负极片在二者之间介入有分隔件且二者彼此堆叠的状态下卷绕而成的结构。相比之下，层叠式电化学器件具有以下构造：多对电极片，即多个正极片和多个负极片彼此交替层叠，且分隔件介于所述两种电极之间。与需要一个长的正极片和一个长的负极片的卷绕式电化学器件相比，层叠的电化学器件需要多个小的正极片和多个小的负极片。电化学器件用电极片包括在集电体上涂覆有活性物质的涂覆部和未涂覆活性物质以连接电极端子的未涂覆部。制造电极的典型方法包括以下步骤：通过相对于模头移动长的片状的集电体，并间歇地将浆料从模头(diehead)喷射到集电体，从而形成活性物质层。在上述电极制造步骤之后，通过切割其上已形成活性物质层的集电体来获得单个电极。通过间歇涂覆工艺制造的活性物质层的周边部分的尺寸大于通过连续涂覆工艺制造的活性物质层的周边部分的尺寸，因此，实施了多种方案。作为这些方案之一，一种已知技术涉及以多层形成电极。专利文献1公开了一种二次电池，其中电极具有两层构造的活性物质层。另外，专利文献2公开了使用多个模头。专利文献2中描述的专利技术不涉及制造在集电体上形成有活性物质层的电极。现有技术文献专利文献专利文献1：WO2015/087657专利文献2：日本未审专利申请公布No.2000-185254
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题在间歇涂覆工艺中，活性物质层的形成不会在停止从模头喷射活性物质浆料时立即结束，而是在喷射之后继续形成活性物质层。换句话说，即使在模头停止喷射活性物质之后，遗留在模头的喷射口中和周围的活性物质随着集电体的移动而被拉出并粘附到集电体。结果，形成的活性物质层比设计长度长。因此，从完成的电极上切除在停止喷射之后形成的过量活性物质层并将其丢弃。因此，丢弃的电极的数量增加，并且导致浪费的材料的大量增加，即制造成本的增加。在专利文献1中描述的电极中，带式绝缘构件粘贴在涂覆部和未涂覆部之间的边界上。该结构实现了正极和负极的短路的防止。并且，电极构造为两层结构，以防止由这些绝缘构件造成的局部厚度增加。然而，在这种结构中也没有考虑到防止或减少以下情况：即使在喷射停止之后仍拉出活性物质，并且随后沿着集电体的纵向方向形成大于所需大小的活性物质层。结果，存在丢弃部分会增加的可能性，从而导致制造成本上升。专利文献2公开了在同一步骤中以多层的方式涂覆不同组分的涂覆液，但没有考虑在停止喷射之后抑制活性物质的拉出。因此，本专利技术的目的是提供一种电化学器件用电极、以及制造电化学器件用电极的方法，其防止或减少在集电体上形成大于所需大小的活性物质层，并且通过减少丢弃部分来实现制造成本的降低。用于解决问题的手段在本专利技术的电化学器件用电极中，该电极包括集电体和由涂覆在所述集电体上的活性物质组成的活性物质层，所述活性物质层包括粘附到所述集电体的下活性物质层和形成在所述下活性物质层上的上活性物质层。所述下活性物质层的厚度小于所述上活性物质层的厚度。在所述集电体的纵向方向上，所述上活性物质层的终止部与所述下活性物质层的终止部位置一致，或者位于比所述下活性物质层的终止部更靠近起始部的一侧。一种本专利技术的制造电化学器件用电极的方法，所述电化学器件用电极包括集电体和活性物质层，该方法包括：在所述集电体上形成下活性物质层；形成叠置在所述下活性物质层上的上活性物质层；以及切割形成有所述下活性物质层和所述上活性物质层的所述集电体；所述下活性物质层比所述上活性物质层薄。在形成所述上活性物质层时，将所述上活性物质层形成为使得在所述集电体的纵向方向上所述上活性物质层的终止部与所述下活性物质层的终止部位置一致，或者位于比所述下活性物质层的终止部更靠近起始部的一侧。本专利技术的效果本专利技术防止或减少在集电体上形成大于所需大小的活性物质层，并通过减少丢弃部分来实现制造成本的降低。附图说明图1a是示出了作为本专利技术的电化学器件的一例的二次电池的俯视图。图1b是沿图1a的线A-A截取的截面图。图2是图1a和图1b所示的二次电池正极的主要部分的放大图。图3是示出了图1a和图1b所示的二次电池的负极的主要部分的放大图。图4是示出了在本专利技术的制造电化学器件用电极的方法中使用的涂覆装置的示意图。图5a是示出了图2所示的正极的下活性物质层的形成过程的放大图。图5b是示出了图2所示的正极的上活性物质层的形成过程的放大图。图6是示出了比较例的正极的活性物质层的形成过程的放大图。图7是示出了用于制造图6所示的比较例的正极的切割过程的俯视图。图8是示出了用于制造图2所示的正极的切割过程的俯视图。图9是示出了根据本专利技术的另一示例性实施例的用于制造正极的切割过程的俯视图。具体实施方式参考附图描述本专利技术的示例性实施例。二次电池的结构图1a和图1b给出了作为本专利技术的电化学器件的一例的二次电池1的示意图。图1a是从二次电池1的主表面的垂直上方观看的俯视图，并且图1b是沿着图1a的线A-A截取的截面图。图2是正极2的放大图，并且图3是负极3的放大图。本专利技术的二次电池1设置有多层电极体17，其中两种类型的电极(即，正极和负极3)交替地彼此层叠、且分隔件介于所述两种电极之间。该多层电极体17与电解液5一起容纳在外壳14的内部，外壳14由柔性膜6构成。正极端子7的一个端部连接到多层电极体17的正极2，并且负极端子8的一个端部连接到负极3。正极端子7的另一端部以及负极端子8的另一端部被引出到由柔性膜6构成的外壳14的外部。在图1b中，从图中省略了位于厚度方向的中央部分的层，并且示出了电解液5。尽管为了清楚起见，正极2、负极3、分隔件4和柔性膜6在图1b中示出为彼此不接触，但是这些部件彼此紧密接触地层叠。正极2或负极3中的任一个或两个包括两层或更多层活性物质层。每个正极2包括正极集电体9、以及涂覆在正极集电体9上的正极活性物质层10。在正极集电体9的正面和背面上，存在形成有正极活性物质层10的涂覆部、以及未形成正极活性物质层10的未涂覆部。虽然在图1a和图1b中没有详细示出，但是当正极活性物质层10由两层构成时，下活性物质层10a和上活性物质层10b被堆叠并构成两层构造，如图2所示，其中，下活性物质层10a的厚度小于上活性物质层10b的厚度，并且优选等于或小于20μm。类似地，负极3均包括负极集电体11、以及涂覆在负极集电体11上的负极活性物质层12。在负极集电体11的正面和背面上有涂覆部和未涂覆部。当负极活性物质层12由两层构成时，下活性物质层12a和上活性物质层12b堆叠并构成两层构造，其中，下活性物质层12a的厚度小于上活性物质层12b的厚度，并且优选不超过20μm。每个未涂覆部9和11分别用作正极片和负极片，用于与正极端子7和负极端子8连接。在图1b的情况下，正极集电体9的未涂覆部在正极端子7的一个端部上聚集在一起以形成集合部，且该集合部介于金属片13和正极端子7之间，并且这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电化学器件用电极，包括集电体和由涂覆在所述集电体上的活性物质组成的活性物质层，其中：所述活性物质层包括粘附到所述集电体的下活性物质层和形成在所述下活性物质层上的上活性物质层；所述下活性物质层的厚度小于所述上活性物质层的厚度；并且在所述集电体的纵向方向上，所述上活性物质层的终止部与所述下活性物质层的终止部位置一致，或者位于比所述下活性物质层的终止部更靠近起始部的一侧。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.11 JP 2016-0486441.一种电化学器件用电极，包括集电体和由涂覆在所述集电体上的活性物质组成的活性物质层，其中：所述活性物质层包括粘附到所述集电体的下活性物质层和形成在所述下活性物质层上的上活性物质层；所述下活性物质层的厚度小于所述上活性物质层的厚度；并且在所述集电体的纵向方向上，所述上活性物质层的终止部与所述下活性物质层的终止部位置一致，或者位于比所述下活性物质层的终止部更靠近起始部的一侧。2.根据权利要求1所述的电化学器件用电极，其中，在俯视观察时，所述上活性物质层的终止部不突出到所述下活性物质层的终止部的外侧。3.根据权利要求1或2所述的电化学器件用电极，其中，所述下活性物质层的厚度为20μm或更小。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电化学器件用电极，其中，所述下活性物质层的厚度为所述活性物质的粒径的200％或更小。5.根据权利要求1至4中任一项所述的电化学器件用电极，其中，所述下活性物质层与所述上活性物质层的厚度比为1:5至1:7。6.一种电化学器件，包括：多层电极体，由正极和负极以及分隔件制成，所述正极和所述负极由根据权利要求1至5中任一项所述的电化学器件用电极制成，所述分隔件布置在所述正极与所述负极之间；外壳，容纳所述多层电极体；以及电解液，与所述多层电极体一起容纳在所述外壳的内部。7.一种制造电化学器件用电极的方法，所述电化学器件用电极包括集电体和活性物质层，所述方法包括：在所述集电体上形成下活性物质层；形成叠置在所述下活性物质层上的上活性物质层；以及切割形成有所述下活性物质层和所述上活性物质层的所述集电体；其中：所述下活性物质层比所述上活性物质层薄；并且在形成所述上活性物质层时，将所述上活性物质层形成为使得在所述集电体的纵向方向上所述上活性物质层的终止部与所述下活性物质层的终止部位置一致，或者位于比所述下活性物质层的终止部更靠近起始部的一侧。8.根据权利要求7所述的制造电化学器件用电极的方法，其中：在形成所述上活性物质层时，将所述上活性物质层形成为使得在俯视观察时所...

【专利技术属性】
技术研发人员：平井政则，佐藤健治，
申请(专利权)人：NEC能源元器件株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP