电化学装置和电化学装置用电极的制造方法制造方法及图纸

描述了使用四个模头15a‑15d的电化学装置用电极的制造方法，其中电极中的每一个包括集电体9、11和活性物质层10、12。活性物质层10、12各自含有下活性物质层10a、12a和上活性物质层10b、12b。在传送集电体9、11的同时，从位于传送方向S的最上游侧的模头15a和位于第二上游侧的模头15b喷出浆料以形成两个电极的下活性物质层10a、12a，并且从位于第三上游侧的模头15c和位于第四上游侧的模头15d喷出浆料以形成两个电极的上活性物质层10b、12b。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电化学装置和电化学装置用电极的制造方法
本专利技术涉及电化学装置和电化学装置用电极的制造方法。
技术介绍
层压型电化学装置是一种类型的电化学装置，如二次电池，其广泛地用作手机、数码照相机、笔记本电脑、电动汽车和家用储能系统的电源。层压型电化学装置由多层电极体组成，其中多个正极、多个负极和将各个正极和负极对分隔开的隔膜交替地堆叠。电化学装置用电极片由在集电体上用活性物质涂布的涂布部分和未涂布活性物质的未涂布部分组成，并且未涂布部分与电极端子连接。还可以涂布导电助剂和/或粘合剂。在层压型电化学装置中，将多层电极体密封在外壳内。正极端子的一端与正极片的未涂布部分连接，并且另一端引出到外壳的外部，并且负极端子的一端与负极片的未涂布部分电连接，并且另一端引出到外壳的外部。将电解液连同多层电极体一起密封在外壳内。二次电池的容量逐年在增大，并且在短路情况下产生的热量也增加。因此，要求对二次电池进一步采取措施以满足安全性。这样的安全措施的一个实例是其中将绝缘部件布置在涂布部分和未涂布部分的边界部分上的构造。其有助于防止正极与负极之间的短路。然而，可能会发生电化学装置的品质问题，如每单位体积的能量密度的降低、一些电学特性的波动或在充电-放电循环中容量保持率的降低。通过设置绝缘部件如带而导致电极的部分厚度增大引起这些问题，因为不能均匀地压制层压电极。因此，存在一些构造，其通过使活性物质层的端部的厚度部分变薄然后将绝缘部件布置在这些变薄部分和未涂布部分上来防止或减少电极的部分厚度增大。典型的层压型电化学装置用电极的制造方法包括将含有活性物质的流体浆料从模头(diehead)喷出(eject)到集电体的步骤，和通过相对于模头移动集电体间歇地将浆料从模头喷出到长片材形式的集电体从而形成活性物质层的步骤。在上述制造步骤后，通过切割其上已经形成活性物质层的集电体来获得个体电极。与连续涂布过程相比，在间歇涂布过程中，由于重复的喷出浆料的进行和中断过程，更加难以提高涂布速度，并且在间歇涂布过程中不合理的加速使活性物质层的端部的形成控制复杂化。在专利文献1中，赋予活性物质层双层构造以控制电极端部的形式，并且将绝缘部件布置在其中仅存在下活性物质层(loweractivemateriallayer)的单层部分上。此构造实现了防止电极多层体的厚度的部分增大。专利文献2公开了使用多个模头来形成多层膜的技术。专利文献3公开了其中使用多个模头来间歇地形成电极的制造方法。现有技术文献专利文献专利文献1：WO2015/087657A专利文献2：JP2000-185254A专利文献3：JPH10-015463A
技术实现思路
专利技术要解决的问题当将含活性物质浆料从模头间歇地喷出到集电体时，浆料从模头的喷出停止一次，然后浆料的喷出继续。此过程需要时间来操作机构从而打开和关闭用于将浆料供应到模头中的阀门，并且需要时间来将模头朝向集电体更近地移动和将模头远离集电体移动。因此，在间歇涂布过程中的端部形状的控制在集电体箔的高速传送的情况下变得甚至更困难。尽管专利文献1公开了一种形成多层的电极从而形成在端部设置绝缘部件的位置的技术，但是没有考虑生产效率的改善。专利文献2仅涉及多层的电极的形成，并没有考虑控制形状。此外，在专利文献3公开的专利技术中，可以以高速形成单层构造的活性物质，但是不能以高速形成具有尺寸精度的变薄部分。因此，本专利技术的一个目的是通过提供电化学装置用电极的制造方法来提供上述问题的解决方案。并且其导致通过减少废弃部分来减少制造时间和降低制造成本从而提高生产效率。另外，通过本专利技术实现了在电极的活性物质层中的具有尺寸精度的变薄部分的形成。解决问题的手段根据本专利技术，提供了一种电化学装置用电极的制造方法，其中所述电极包括集电体和活性物质层，其中所述活性物质层包括在集电体上形成的下活性物质层和在下活性物质层上形成的上活性物质层(upperactivemateriallayer)，所述方法使用沿集电体的传送方向排成一行并且布置在集电体上的至少四个模头。在传送集电体的同时，通过以下方式形成两个电极的下活性物质层：将含活性物质的浆料从位于传送方向的最上游侧的模头喷出到集电体上，并且将浆料从位于传送方向的第二上游侧的模头喷出到集电体上，以及通过以下方式形成两个电极的上活性物质层：将浆料从位于传送方向的第三上游侧的模头喷出到集电体上，并且将浆料从位于传送方向的第四上游侧的模头喷出到集电体上。专利技术的效果本专利技术使得能够缩短用于制造电极的操作时间，并且使得能够提高制造效率。此外，本专利技术可以减少废弃部分，从而将制造成本降低至较低水平。更进一步，本专利技术使得能够在电极的活性物质层中形成具有精确尺寸的变薄部分。附图简述图1a是示出作为本专利技术的电化学装置的一个实例的二次电池的顶视图。图1b是沿图1a的线A-A截取的横截面图。图2是示出图1a和1b中所示的二次电池的正极的主要部分的放大图。图3是示出图1a和1b中所示的二次电池的负极的主要部分的放大图。图4是示出用于本专利技术的电化学装置用电极的制造方法的涂布装置的示意图。图5a是给出图2中所示正极的活性物质层的形成过程的一部分的示意图示的说明图。图5b是给出在图5a之后的过程的示意图示的说明图。图5c是给出在图5b之后的过程的示意图示的说明图。图5d是给出在图5c之后的过程的示意图示的说明图。图5e是给出在图5d之后的过程的示意图示的说明图。图5f是给出在图5e之后的过程的示意图示的说明图。图6a是给出图2中所示正极的活性物质层的形成过程的一种变形的一部分的示意图示的说明图。图6b是给出在图6a之后的过程的示意图示的说明图。图6c是给出在图6b之后的过程的示意图示的说明图。图6d是给出在图6c之后的过程的示意图示的说明图。图6e是给出在图6d之后的过程的示意图示的说明图。图6f是给出在图6e之后的过程的示意图示的说明图。图6g是给出在图6f之后的过程的示意图示的说明图。图7a是给出图2中所示正极的活性物质层的形成过程的另一示例性实施方案的一部分的示意图示的说明图。图7b是给出在图7a之后的过程的示意图示的说明图。图7c是给出在图7b之后的过程的示意图示的说明图。图7d是给出在图7c之后的过程的示意图示的说明图。图7e是给出在图7d之后的过程的示意图示的说明图。图7f是给出在图7e之后的过程的示意图示的说明图。图8是示出用于本专利技术的电化学装置用电极的制造方法的涂布装置的另一个实例的示意图。专利技术的示例性实施方案参照附图描述本专利技术的示例性实施方案。二次电池配置图1a和1b给出作为根据本专利技术制造的电化学装置的一个实例的二次电池1的示意图示。图1a是从二次电池1的主面(平坦面)的垂直上方看到的顶视图，并且图1b是沿图1a的线A-A截取的横截面图。图2是正极2的放大图，并且图3是负极3的放大图。本示例性实施方案的二次电池1设置有多层电极体17，其中两种类型的电极，即正极2和负极3，与插入其间的隔膜4一起彼此交替层压。此多层电极体17连同电解液5一起容纳在由柔性膜6制成的外壳14的内部。正极端子7的一个端部与多层电极体17的正极2连接，并且负极端子8的一个端部与负极3连接。正极端子7的另一端部和负极端子8的另一端部引出到外壳14的外部。在图1b中，从该图中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电化学装置用电极的制造方法，所述电极包括：多个集电体，和在所述集电体上形成的多个活性物质层；所述活性物质层包括：在所述集电体上形成的下活性物质层，和在所述下活性物质层上形成的上活性物质层；所述制造方法包括：使用沿所述集电体的传送方向排成一行并且布置到所述集电体表面上的至少四个模头；并且在传送所述集电体的同时，通过将含活性物质的浆料从位于所述传送方向的最上游侧的模头喷出到所述集电体上以及将所述浆料从位于所述传送方向的第二上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成两个电极的所述下活性物质层；和通过将所述浆料从位于所述传送方向的第三上游侧的模头喷出到所述集电体上以及将所述浆料从位于所述传送方向的第四上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成所述两个电极的所述上活性物质层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.11 JP 2016-0488381.一种电化学装置用电极的制造方法，所述电极包括：多个集电体，和在所述集电体上形成的多个活性物质层；所述活性物质层包括：在所述集电体上形成的下活性物质层，和在所述下活性物质层上形成的上活性物质层；所述制造方法包括：使用沿所述集电体的传送方向排成一行并且布置到所述集电体表面上的至少四个模头；并且在传送所述集电体的同时，通过将含活性物质的浆料从位于所述传送方向的最上游侧的模头喷出到所述集电体上以及将所述浆料从位于所述传送方向的第二上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成两个电极的所述下活性物质层；和通过将所述浆料从位于所述传送方向的第三上游侧的模头喷出到所述集电体上以及将所述浆料从位于所述传送方向的第四上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成所述两个电极的所述上活性物质层。2.根据权利要求1所述的电化学装置用电极的制造方法，所述制造方法包括：通过将所述浆料从位于所述传送方向的第二上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成在先电极的下活性物质层，并且通过将所述浆料从位于所述传送方向的最上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成在后电极的下活性物质层；和通过将所述浆料从位于所述传送方向的第四上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成所述在先电极的上活性物质层，并且通过将所述浆料从位于所述传送方向的第三上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成所述在后电极的上活性物质层。3.根据权利要求1所述的电化学装置用电极的制造方法，所述制造方法包括：通过将所述浆料从位于所述传送方向的最上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成在先电极的下活性物质层，并且通过将所述浆料从位于所述传送方向的第二上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成在后电极的下活性物质层；和通过将所述浆料从位于所述传送方向的第四上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成所述在先电极的上活性物质层，并且通过将所述浆料从位于所述传送方向的第三上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成所述在后电极的上活性物质层。4.根据权利要求1所述的电化学装置用电极的制造方法，所述制造方法包括：通过将所述浆料从位于所述传送方向的最上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成在先电极的下活性物质层，并且通过将所述浆料从位于所述传送方向的第二上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成在后电极的下活性物质层；和通过将所述浆料从位于所述传送方向的第三上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成所述在先电极的上活性物质层，并且通过将所述浆料从位于所述传送方向的第四上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成所述在后电极的上...

【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