制造电极的方法技术

制造电极的方法包括：形成湿颗粒；和通过将形成的湿颗粒辊压而在电极集电器上形成电极混合物层。当形成湿颗粒时，将导电材料和具有20nm或更小的初级粒径的细粒搅拌并相互混合，并将搅拌的混合物和电极活性材料搅拌并相互混合。在形成湿颗粒时的搅拌期间，搅拌器中所含搅拌叶片的圆周速度为10m/s或更高。

【技术实现步骤摘要】
专利技术背景1.专利
本专利技术涉及制造电极的方法。2.相关技术描述非水电解质二次电池如锂离子二次电池用于混合动力车辆(HV)、插电式混合动力车辆(PHV)、电车(EV)等中。非水电解质二次电池包含形成一对电极的正极和负极、将电极相互隔离的隔片和非水电解质。作为用于非水电解质二次电池的电极(正极或负极)的结构，已知包含由金属箔等形成的电极集电器和在其上形成且含有电极活性材料的电极混合物层的结构。在日本专利申请公开No.2007-305546(JP2007-305546A)中，公开了一种技术，其中包含陶瓷颗粒(纳米颗粒)的正极混合物层用作形成锂离子二次电池的正极的正极混合物层。在JP2007-305546A公开的技术中，正极混合物层中陶瓷颗粒(具有50nm或更小的中值直径)的含量相对于100重量份正极活性材料为等于或高于0.1重量份且等于或低于1.0重量份。另外，在JP2007-305546A公开的技术中，在制造正极时，将正极活性材料、陶瓷颗粒、粘合材料和导电材料均匀地混合成正极混合物，并将正极混合物分散于溶剂中以具有淤浆形式。将淤浆通过刮刀方法等均匀地施涂于正极集电器的两个表面上。作为制造非水电解质二次电池的电极的一种技术，存在通过滚压湿颗粒而在电极集电器上形成电极混合物层的技术。在该技术中，将湿颗粒供入以彼此相反的方向转动的第一辊与第二辊(参见图4中的第一辊21和第二辊22)之间，并使湿颗粒在滚压时粘附在第一辊上，由此形成电极混合物层。将形成的电极混合物层转移至电极集电器上，因此形成其中电极混合物层置于电极集电器上的电极(稍后描述该技术的细节)。如上所述，在通过将湿颗粒供入两个辊之间并滚压湿颗粒而形成电极混合物层的方法中，如果湿颗粒的展性是低的，则存在在通过滚压形成的电极混合物层中可产生针孔、条纹等的可能性。专利技术概述根据本专利技术一方面，提高湿颗粒的展性，因此防止通过滚压湿颗粒而形成的电极混合物层中针孔或条纹的产生。根据本专利技术一方面的制造电极的方法包括：通过将导电材料、电极活性材料、粘合材料和溶剂混合而形成湿颗粒；和通过滚压湿颗粒而在电极集电器上形成电极混合物层。当形成湿颗粒时，将导电材料和具有20nm或更小的初级粒径的细粒搅拌并相互混合，并且将搅拌的混合物和电极活性材料搅拌并相互混合。在形成湿颗粒时的搅拌期间，搅拌器中所含搅拌叶片的圆周速度为10m/s或更高。在根据本专利技术方面的制造电极的方法中，当形成湿颗粒时，加入具有20nm或更小的初级粒径的细粒。该细粒充当电极活性材料颗粒之间的润滑剂，因此可提高湿颗粒的展性。此时，在根据本专利技术方面的制造电极的方法中，由于将导电材料和细粒搅拌，其后将电极活性材料加入其中并搅拌，可防止强剪切应力在电极活性材料和细粒上的同时施加。因此，防止细粒渗入电极活性材料表面的不平坦部分中，因此细粒可均匀地分散于电极活性材料的表面上。另外，在根据本专利技术方面的制造电极的方法中，由于搅拌叶片的圆周速度为10m/s或更高，细粒可均匀地分散于电极活性材料的表面上。如上所述，在根据本专利技术方面的制造电极的方法中，由于细粒可均匀地分散于电极活性材料的表面上，可提高湿颗粒的展性。因此，当电极混合物层通过滚压湿颗粒而形成时，可防止电极混合物层中针孔或条纹的产生。根据本专利技术方面，可防止通过滚压湿颗粒而形成的电极混合物层中针孔或条纹的产生。附图简述下面参考附图描述本专利技术示例实施方案的特征、优点以及技术和工业重要性，其中类似的数字表示类似的元件，且其中：图1为阐示根据一个实施方案制造电极的方法的流程图；图2为阐示形成湿颗粒的方法的流程图；图3为阐示搅拌器的一个实例的视图；图4为阐示在电极集电器上形成电极混合物层时使用的电极制造设备的一个实例的透视图；图5为产生本专利技术效果的视图；图6为阐示根据对比例形成湿颗粒的方法的流程图；图7为显示试样的展性和成膜性能的表1，其中细粒的类型和初级粒径改变；图8为显示试样10和14-19的展性、成膜性能和电池IV特性的表2，其中加入的细粒的量改变；图9为显示试样10和20-22的展性和成膜性能的表3，其中第一搅拌方法(步骤S11)中的搅拌速度(搅拌叶片的圆周速度)改变；和图10为显示通过将搅拌方法分成第一搅拌方法和第二搅拌方法而制造的试样以及用不分开的搅拌方法制造的试样的展性、成膜性能和电池IV特性的表4。实施方案详述在下文中参考附图描述本专利技术的一个实施方案。图1为阐示根据该实施方案制造电极的方法的流程图。根据该实施方案制造电极的方法可用于制造非水电解质二次电池如锂离子二次电池的电极(正极和负极)。如图1所示，在制造电极时，湿颗粒通过将至少导电材料、电极活性材料、粘合材料和溶剂混合而形成(步骤S1)。其后将步骤S1中形成的湿颗粒滚压，由此在电极集电器上形成电极混合物层(步骤S2)。首先详细描述形成湿颗粒的方法(步骤S1)。图2为阐示形成湿颗粒的方法的流程图。在下文中描述制造用于正极的湿颗粒的方法。然而，用于负极的湿颗粒也可通过使用相同的方法制造。首先，如图2所示，将导电材料、分散剂和细粒倒入搅拌器中并干搅拌(步骤S11：第一搅拌方法)。此处，作为导电材料，例如可使用乙炔黑(AB)、炭黑如科琴黑，或者石墨。例如，导电材料(AB)的初级粒径为约50nm，且其二级颗粒为约300nm。作为分散剂，可使用羧甲基纤维素钠盐(CMC)等。在根据该实施方案制造电极的方法中，可省去分散剂的添加。作为细粒，例如可使用陶瓷颗粒，例如氧化铝、二氧化硅和二氧化钛。考虑细粒与电解质之间的反应效应，特别优选使用氧化铝颗粒。即，通过使用氧化铝颗粒作为细粒，可防止细粒与电解质之间的反应，因此可防止电池特性的劣化。例如，细粒的初级粒径为20nm或更小。另外，加入的细粒的量相对于电极活性材料(正极活性材料)可以为0.05重量％或更多且1重量％或更少。图3为阐示根据该实施方案制造电极的方法中所用搅拌器的一个实例的平面图(上图)和侧视图(下图)。如图3所示，搅拌器10包括搅拌容器11、转轴12、搅拌叶片13、14和主体部分15。将搅拌物体(导电材料、分散剂和细粒)倒入搅拌容器11中。转轴12与转动机制(rotatingmechanism)(未图示)连接并配置用于在搅拌期间转动。搅拌叶片13、14与转轴12连接以从转轴12向外周方向延伸。如图3的下图本文档来自技高网...

【技术保护点】
制造电极的方法，其特征是包括：通过将导电材料、电极活性材料、粘合材料和溶剂混合而形成湿颗粒；和通过滚压湿颗粒而在电极集电器上形成电极混合物层，其中：当形成湿颗粒时，将导电材料和具有20nm或更小的初级粒径的细粒搅拌并相互混合，并且将搅拌的混合物和电极活性材料搅拌并相互混合，且在形成湿颗粒时的搅拌期间，搅拌器中所含搅拌叶片的圆周速度为10m/s或更高。

【技术特征摘要】
2015.01.19 JP 2015-0077391.制造电极的方法，其特征是包括：
通过将导电材料、电极活性材料、粘合材料和溶剂混合而形成湿颗粒；和
通过滚压湿颗粒而在电极集电器上形成电极混合物层，其中：
当形成湿颗粒时，将导电材料和具有20nm或更小的初级粒径的细粒搅拌
并相互混合，并且将搅拌的混合物和电极活性材料搅拌并相互混合，且
在形成湿颗粒时的搅拌期间，搅拌器中所含搅拌叶片的圆周...

【专利技术属性】
技术研发人员：上薗知之，榎原胜志，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP