电化学器件的制造方法及电化学器件技术

本发明专利技术涉及的电化学器件的制造方法的特征在于，制作在第一集电体上形成有含有导电性高分子的正极电极层的正极的工序、或制作在正极和负极之间隔着间隔件的层叠体的工序中的至少1个工序中，将正极和层叠体中的至少1个保持于减压气氛中之后，向减压气氛中导入以CO2为主体的气体。

Manufacturing methods and electrochemical devices for electrochemical devices

The manufacturing method of the electrochemical device in the present invention is characterized by making at least 1 of the positive pole and the stack of at least 1 working sequence in the process of forming a positive pole with a positive electrode layer containing a conductive polymer on the first collector or at least 1 sequence of layers that are produced between the positive pole and the negative electrode. After being maintained in the decompression atmosphere, the gas with CO2 as the main body is introduced into the decompression atmosphere.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电化学器件的制造方法及电化学器件
本专利技术涉及利用锂离子的电化学器件及其制造方法。
技术介绍
作为利用锂离子的电化学器件，已知在正极材料中使用导电性高分子，在负极材料中使用吸藏有锂离子的碳材料。在这些电化学器件中，在充电时，电解液中的锂离子被吸藏于负极，电解液中的阴离子嵌入正极。另外，在放电时，锂离子从负极被放出至电解液中，阴离子从正极脱嵌至电解液中。即，在充放电循环中，负极利用锂离子，正极利用阴离子(例如参照专利文献1～3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-123641号公报专利文献2：国际公开第2007/88604号专利文献3：日本特开平1-112658号公报
技术实现思路
这些利用锂离子的电化学器件中，在充放电时，内部的水分对容量、内部阻抗等有影响。因此研究了在制造正极材料中使用了导电性高分子的电极时，通过在减压气氛中保持规定时间的真空干燥、浸渍于尽量不含水分的非水系溶液的浸渍脱水等，减少其水分含量。然而，即使制作使用了包含按照上述进行脱水处理的导电性高分子的正极电极的电化学器件，电池特性也不充分，要求进一步提高可靠性。本专利技术是为了解决上述的课题而完成的，本专利技术的目的之一在于，提供电池特性优异、可提高可靠性的电化学器件及其制造方法。为了解决上述目的，本专利技术的第一方面的电化学器件的制造方法具备：制作在第一集电体上形成有含有导电性高分子的正极电极层的正极的工序、制作在第二集电体上形成有负极电极层的负极的工序、制作在正极和负极之间隔着间隔件的层叠体的工序、以及将层叠体与电解液一起封入外包装体内的工序，其中，所述负极电极层包含能够吸藏和放出锂离子的碳材料，制作正极的工序包括：将正极保持于减压气氛中之后，向减压气氛中导入以CO2为主体的气体的干燥工序。另外，本专利技术的第二方面的电化学器件的制造方法具备：制作在第一集电体上形成有含有导电性高分子的正极电极层的正极的工序、制作在第二集电体上形成有负极电极层的负极的工序、制作在正极和负极之间隔着间隔件的层叠体的工序、以及将层叠体与电解液一起封入外包装体内的工序，其中，负极电极层包含能够吸藏和放出锂离子的碳材料，制作层叠体的工序包括：将层叠体保持于减压气氛中之后，向减压气氛中导入以CO2为主体的气体的干燥工序。另外，本专利技术的第三方面的电化学器件具备：在第一集电体上形成有含有导电性高分子的正极电极层的正极、在第二集电体上形成有负极电极层的负极、隔在正极和负极之间的间隔件、以及包含锂离子和阴离子的电解液，其中，所述负极电极层包含吸藏有锂离子的碳材料，导电性高分子依据红外分光法测量的吸收光谱中，800cm-1处的吸收强度(A800)与800cm-1附近处的接近峰值吸收强度(Amax)之比(A800/Amax)为0.30以上，1085cm-1处的吸收强度(B1085)与1085cm-1附近处的接近峰值吸收强度(Bmax)之比(B1085/Bmax)为0.21以上，以及1340cm-1处的吸收强度(C1340)与1340cm-1附近处的接近峰值吸收强度(Cmax)之比(C1340/Cmax)为0.70以上。在此，接近峰值表示，在依据红外分光法测量的吸收光谱中，各波长(800cm-1、1085cm-1、1340cm-1)附近显示出的吸收峰之中各自强度最大的峰值。另外，锂离子的吸藏和放出表示，锂离子向碳材料所具有的多层状的晶体结构的层间可逆地出入。根据本专利技术，可以容易地得到可抑制容量降低、内部阻抗增加和产生气体，可提高可靠性的电化学器件。附图说明图1是本专利技术的实施方式的电化学器件的部分切开立体图。图2是对各电池单元的正极电极层测定的FT-IR的谱图。图3是表示电池单元A2、B2和X2基于浮充试验的(a)容量变化率、(b)直流阻抗变化率及(c)气体变化量的图。图4是表示电池单元B3和X3基于浮充试验的(a)容量变化率、(b)直流阻抗变化率及(c)气体变化量的图。具体实施方式以下，对本专利技术的一实施方式进行说明。图1是本专利技术的一实施方式的电化学器件的部分切开立体图。本实施方式的电化学器件中，电化学元件1具有有底筒状的形状，与电解液(未图示)一起被收纳于由Al等构成的外包装体2的内部。外包装体2的开口端侧被插入由橡胶等构成的封口部件3，并且被实施缩颈加工和卷边加工，由此进行内部的密封。需要说明的是，电化学元件1是本专利技术的层叠体的一例。作为电解液，使用将碳酸丙烯酯(PC)和碳酸二甲酯(DMC)按重量比1∶1混合的溶剂中混合有LiPF6等电解质的电解液。在此情况下，电解液中存在锂离子(Li+)和PF6-，PF6-是本专利技术的阴离子的一例。电化学元件1具有正极4和负极5隔着由纤维素等构成的间隔件6被卷绕的构成。正极4中，在由Al箔等构成的集电体4a的正反两面形成有由聚苯胺等构成的正极电极层4b。负极5中，在由Cu箔等构成的集电体5a的正反两面形成有包含难石墨化碳(硬碳)的负极电极层5b。在正极4和负极5分别连接有引线7、8，引线7、8贯通设置于封口部件3的贯通孔3a、3b被引出至外部。需要说明的是，集电体4a和5a是本专利技术的第一集电体和第二集电体的各自一例，聚苯胺和硬碳是本专利技术的导电性高分子和碳材料的各自一例。接着，对本实施方式的电化学器件的制造工艺进行说明。正极4(正极电极层4b)是通过电解聚合，使聚苯胺在集电体4a上直接析出而形成的。即，正极电极层4b中不含导电剂、粘结剂等。接着，在使聚苯胺析出后，进行除去吸附的水分的干燥工序(第1干燥工序)。即，将正极4在减压气氛中保持规定时间(真空干燥)。随后，在回到常压时向减压气氛中导入以CO2为主体的气体(吹扫)。负极5是按照如下方法形成的，制作将硬碳和导电剂、粘结剂等与水一起混炼而成的碳浆料，将其涂布于集电体5a上并干燥。即，负极电极层5b中含有导电剂、粘结剂等。此外，在负极电极层5b上通过真空蒸镀等形成锂薄膜。这是为了进行后述的锂的预嵌。引线7、8均是在形成正极电极层4b和负极电极层5b后，除去它们的一部分，在暴露的集电体4a和5a的表面通过电阻焊接、超声波焊接等而被接合的。对于间隔件6，以加热至100℃左右的状态在减压气氛中保持规定时间，从而除去吸附水分。随后，以设为常温的状态在减压气氛中吹扫干燥空气，从而回到常压。其后，以正极电极层4b和负极电极层5b隔着间隔件6相对置的方式，层叠为正极4间隔件6、负极5、间隔件6的顺序。将其以正极4成为内侧的方式由端部开始卷绕，从而形成电化学元件1。接着，在将电化学元件1插入外包装体2中之后，进行干燥工序(第2干燥工序)。该工序与上述的第1干燥工序同样地，在减压气氛中保持规定时间后，在回到常压时通过吹扫以CO2为主体的气体来进行。随后，向外包装体2内流入电解液，将整体在减压气氛中保持，从而使电化学元件1整体含浸电解液。最后，通过在减压气氛中吹扫干燥空气从而回到常压后，将引线7、8分别插入贯通孔3a、3b内，并且将封口部件3从外包装体4的开口端侧插入，对外包装体的开口端附近进行缩颈加工和卷边加工，从而将内部密封。由此，制作了本实施方式的电化学器件。如上所述，在本实施方式中，在第1干燥工序和第2干燥工序中，在使保持于减压气氛中的正极2和电化学元件1回到常压时，吹扫以CO2为主体的气体。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电化学器件的制造方法，其具备：准备包含第一集电体和含有导电性高分子的正极电极层的正极的工序、准备包含第二集电体和负极电极层的负极的工序、以及将所述正极、所述负极和电解液封入外包装体内的工序，准备所述正极的工序包括：将所述正极保持于减压气氛中之后，向所述减压气氛中导入以CO2为主体的气体的干燥工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.28 JP 2015-1896021.一种电化学器件的制造方法，其具备：准备包含第一集电体和含有导电性高分子的正极电极层的正极的工序、准备包含第二集电体和负极电极层的负极的工序、以及将所述正极、所述负极和电解液封入外包装体内的工序，准备所述正极的工序包括：将所述正极保持于减压气氛中之后，向所述减压气氛中导入以CO2为主体的气体的干燥工序。2.如权利要求1所述的电化学器件的制造方法，其具备：制作在第一集电体上形成有含有导电性高分子的正极电极层的正极的工序、制作在第二集电体上形成有负极电极层的负极的工序、制作在所述正极和所述负极之间隔着间隔件的层叠体的工序、以及将所述层叠体与电解液一起封入外包装体内的工序，其中，所述负极电极层包含能够吸藏和放出锂离子的材料，制作所述正极的工序包括：将所述正极保持于减压气氛中之后，向所述减压气氛中导入以CO2为主体的气体的干燥工序。3.一种电化学器件的制造方法，其具备：准备包含第一集电体和含有导电性高分子的正极电极层的正极的工序、准备包含第二集电体和负极电极层的负极的工序、准备包含所述正极和所述负极的层叠体的工序、以及将所述正极、所述负极和电解液封入外包装体内的工序，准备所述层叠体的工序包括：将所述层叠体保持于减压气氛中之后，向所述减压气氛中导入以CO2为主体的气体的干燥工序。4.如权利要求3所述的电化学器件的制造方法，其具备：制作在第一集电体上形成有含有导电性高分子的正极电极层的正极的工序、制作在第二集电体上形成有负极电极层的负极的工序、制作在所述正极和所述负极之间隔着间隔件的层叠体的工序、以及将所述层叠体与电解液一起封入外包装体内的工序，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：石井圣启，浅利琢磨，信森千穗，伊藤靖幸，松村菜穗，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP