锂离子二次电池的制造方法以及制造装置制造方法及图纸

在涂布了锂离子二次电池的电极后使用狭缝模头涂布机涂布形成隔板的绝缘材料时，由于在电极材料和绝缘材料的界面形成混合层，因此伴随绝缘材料变薄，因短路而产生不良的危险性提高。作为其解决方法，提出了一种锂离子二次电池的制造方法，其中，使用狭缝模头涂布机在以规定速度供给的电极基板上涂布电极材料，在其下游使用帘涂机在所述电极基板上的电极材料层上涂布绝缘材料，然后在干燥炉中使两种材料的层干燥、粘着，从而制造电极片。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及锂离子二次电池的制造方法及其装置，特别涉及具备正极、负极以及将正极与负极电分离的隔板的锂离子二次电池的制造方法以及制造装置。
技术介绍
随着便携电子设备的发展，作为这些便携电子设备的电力供给源，使用能够反复充电的小型二次电池。其中，能量密度高、循环寿命长、同时自身放电性低且工作电压高的锂离子二次电池受到关注。锂离子二次电池由于具有上述优点，因此多用于数码相机、笔记本型个人电脑、手机等便携电子设备。此外，近年来，作为电动汽车用电池、电力储存用电池，正在进行能够实现高容量、高输出以及高能量密度的大型锂离子二次电池的研究开发。特别是在汽车产业中，为了应对环境问题，正在进行使用电动机作为动力源的电动汽车、使用引擎(内燃机)和电动机这两者作为动力源的混合动力车的开发。作为这种电动汽车、混合动力车的电源，锂离子二次电池也受到关注。但是，锂离子二次电池的工作电压高、能量密度高，因此需要针对由内部短路、外部短路等所导致的异常发热的充分对策。如图8中所示的工作原理，锂离子二次电池是非水电解质二次电池的一种，是电解质中的锂离子承担电传导的二次电池。正极材料(活性物质)使用锂金属氧化物、负极材料(活性物质)使用石墨等碳材料、电解质使用碳酸亚乙酯等有机溶剂+六氟磷酸锂(LiPF6)这种锂盐的二次电池正成为主流。在电池中，充电时锂离子从正极出来进入负极，放电时相反，锂离子从负极出来进入正极。锂离子二次电池的结构，例如具备将涂布有正极材料的正极板、涂布有负极材料的负极板、和防止正极板与负极板接触的聚合物膜等隔板卷绕而成的电极卷绕体。并且，在锂离子二次电池中，将该电极卷绕体插入到外装罐中，并向外装罐中注入电解液。也就是说，在锂离子二次电池中，在金属箔上涂布正极材料所得的正极板以及在金属箔上涂布负极材料所得的负极板形成为带状，形成为带状的正极板和负极板以不直接接触的方式隔着隔板被卷绕为截面漩涡状，形成电极卷绕体。日本特开2003－045491号公报(专利文献1)公开了在如下方面进行改善的技术，即，在分别形成正极电极膜、负极电极膜，在负极电极膜上贴合隔膜，并将所述正极电极膜层叠在该带有隔膜的负极电极膜上，形成电极卷绕体的以往的电极制造方法中工序数量多的方面；以及在层叠了多片所述电极卷绕体的集电体内均匀注入溶液状的电解物质非常困难，经常产生次品的方面。日本特开2003－045491号公报(专利文献1)中公开了二次电池制造方法以及二次电池制造装置，所述二次电池制造方法为：使用具有溶液喷出用狭缝的模涂机，在正极片状物的两面涂布含有正极电极物质的溶液和含有电解、绝缘物质的溶液，经过加热工序，形成正极电极片状物，同样地，使用模涂机在负极片状物的两面涂布含有负极电极物质的溶液和含有电解、绝缘物质的溶液，经过加热工序，形成负极电极片状物，层叠两电极片状物，形成电极卷绕体。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003－045491号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在锂离子二次电池的电极材料涂布中，如专利文献1所述，通过在载体材料的表面上涂布正极、负极的电极材料后，涂布形成隔板的绝缘材料，可以提高生产效率，能够实现制造装置的紧凑化。然而，在载体材料的表面上涂布正极、负极的电极材料后，继续用狭缝模头涂布机涂布形成隔板的绝缘材料时，在电极材料层和绝缘材料层的界面形成电极材料与绝缘材料的混合层，伴随起到隔板功能的绝缘材料层变薄，容易产生正极与负极的短路，不良的危险性提高。因此，本专利技术提供一种能够使在电极材料层和绝缘材料层的界面形成的混合层变薄的锂离子二次电池的制造方法以及制造装置。解决问题的方法为了解决上述问题，本专利技术在具备正极、负极以及将正极与负极电分离的隔板的锂离子二次电池的制造方法中，使用狭缝模头涂布机在以规定速度供给的电极基板上涂布电极材料，在其下游使用帘涂机在所述电极基板上的电极材料层上涂布绝缘材料，然后在干燥炉中使两种材料的层干燥、粘着，从而制造电极片。另外，为了解决上述问题，本专利技术构成锂离子二次电池的制造装置，其特征在于，具备：以规定速度供给电极基板的电极基板送出辊；以规定速度输送电极基板的第1、第2、第3辊筒；从与所述第1辊筒相对的位置对所述电极基板涂布电极材料的狭缝模头涂布机；在所述狭缝模头涂布机的下游，从与所述第2辊筒相对的位置对所述电极基板上的电极材料层涂布绝缘材料的帘涂机；在所述帘涂机的下游，对涂布在所述电极基板上的电极材料和绝缘材料的层进行加热，使其干燥、粘着的干燥炉；和对粘着有所述电极材料和绝缘材料的所述电极基板进行卷绕的卷绕辊。专利技术效果根据本专利技术，在采用于载体材料的表面上重叠着涂布电极材料和绝缘材料，同时使其干燥、粘着的电极片的制造方法时，由于能够将电极材料层和绝缘材料层界面的混合层的生成控制为较薄，因此，即使在绝缘材料变薄时，正极与负极的短路也减少，不良的危险性也降低。上述之外的课题、构成以及效果，通过以下实施方式的说明而变得明确。附图说明图1是实施例1中的锂离子二次电池的制造工序的构成图。图2是本专利技术比较例中的锂离子二次电池的制造工序的构成图。图3是在载体材料上涂布的浆料状的电极材料层和绝缘材料层界面的截面概念图。图4是表示实施例1与比较例的模涂法中绝缘层膜厚与混合层膜厚的关系的图。图5是实施例2中的锂离子二次电池的制造工序的构成图。图6是表示实施例2与比较例的模涂法中绝缘层膜厚与混合层膜厚的关系的图。图7(a)是示意性地表示使用狭缝模头涂布机进行涂布的状况的截面图，(b)是示意性地表示使用帘涂机进行涂布的状况的截面图。图8是说明锂离子二次电池的工作原理的图。图9是示意性地表示到锂离子二次电池制造完成为止的具体工序的图。具体实施方式以下，使用附图对实施例进行说明。图9是示意性地表示到锂离子二次电池制造完成为止的具体工序的图。如图9所示，锂离子二次电池的制造工序包括正极电极片制造工序、负极电极片制造工序、电池单元的组装工序和电池模块的组装工序。在正极电极片制造工序中，首先，混炼并调合作为正极材料原料的各种材料，制作浆料材料(正极材料)。接着，在膜状的金属箔上涂布该浆料材料并干燥，然后对涂布了浆料材料的金属箔进行压缩、切断的加工，制造膜状的正极电极片。另一方面，在负极电极片制造工序中，虽然使用的作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子二次电池的制造方法，是具备正极、负极以及将正极与负极电分离的隔板的锂离子二次电池的制造方法，其特征在于，使用狭缝模头涂布机在以规定速度供给的电极基板上涂布电极材料，在其下游使用帘涂机在所述电极基板上的电极材料层上涂布绝缘材料，然后在干燥炉中使两种材料的层干燥、粘着，从而制造电极片。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.29 JP 2012-1886501.一种锂离子二次电池的制造方法，是具备正极、负极以及将正极与负
极电分离的隔板的锂离子二次电池的制造方法，其特征在于，
使用狭缝模头涂布机在以规定速度供给的电极基板上涂布电极材料，在
其下游使用帘涂机在所述电极基板上的电极材料层上涂布绝缘材料，然后在
干燥炉中使两种材料的层干燥、粘着，从而制造电极片。
2.如权利要求1所述的锂离子二次电池的制造方法，其特征在于，所述
电极材料中，
正极材料PAS使用如下形成的浆料：混合包含钴酸锂的活性物质和作为
导电助剂的碳，并与使包含聚偏氟乙烯的粘结剂溶解在N－甲基吡咯烷酮
NMP中所得的溶液混炼，
负极材料NAS使用如下形成的浆料：将包含碳材料的负极活性物质与使
包含聚偏氟乙烯的粘结剂溶解在N－甲基吡咯烷酮NMP中所得的溶液混
炼。
3.如权利要求1所述的锂离子二次电池的制造方法，其特征在于，所述
绝缘材料使用如下形成的浆料：将二氧化硅SiO2的粉体与使包含聚偏氟乙烯
的粘结剂溶解在N－甲基吡咯烷酮NMP中所得的溶液混炼。
4.如权利要求1所述的锂离子二次电池的制造方法，其特征在于，使用
帘涂机在以规定速度供给的所述电极基板上的电极材料层上涂布绝缘材料
后，通过刮刀涂布机调整涂膜高度，然后投入到干燥炉中。
5.一种锂离子二次电池的制造装置，其特征在于，具备...

【专利技术属性】
技术研发人员：高原洋一，西龟正志，漥田千惠美，菊池广，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP