锂离子二次电池用电极的制造方法技术

本发明专利技术提供容量维持率的下降得到了抑制、并具有优异的循环稳定性的锂离子二次电池用电极的制造方法。本发明专利技术是含有正极活性物质的正极和含有负极活性物质的负极的制造方法，其包含用于制造正极和负极的电极用浆料的制造工序，电极用浆料的制造工序包含下述工序：至少将正极活性物质或负极活性物质与导电助剂和非水溶剂进行混合的第一工序S1；以及通过将第一工序S1中得到的浆料稀释或浓缩后混炼来制造电极用浆料的第二工序S2，在第一工序S1中，按照得到的浆料的水分含量达到1000ppm以下、粘度达到500cP～8000cP的条件的方式来进行混合，在第二工序S2中，按照得到的电极用浆料的水分含量被维持为结束第一工序S1后的浆料的水分含量的方式来进行混炼。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂离子二次电池用电极的制造方法
本专利技术涉及锂离子二次电池用电极的制造方法。
技术介绍
对于锂离子二次电池等非水电解液二次电池，要求具有能够耐受长期的反复充放电的电池性能。作为确保这样的电池性能的尝试之一，进行了有关电极的制造方法的研究。例如，在专利文献1中记载了使用规定了水分量的材料来制备正极浆料、并将其作为正极材料的正极的制造方法，根据这样的技术，电池容量维持率的下降得到了抑制。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-192136号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题可是，即使如专利文献1的技术那样规定了水分量，在制造正极浆料的工序中活性物质仍会受到化学损害，因此正极活性物质的活性下降，这会关系到电容量维持率的下降，所以制造的工序还有改善的余地。本专利技术的目的是提供容量维持率的下降得到了抑制并具有优异的循环稳定性的锂离子二次电池用电极的制造方法。用于解决问题的手段本专利技术的锂离子二次电池用电极的制造方法是含有正极活性物质的正极和含有负极活性物质的负极的制造方法，其包含用于制造正极和负极的电极用浆料的制造工序，电极用浆料的制造工序包含下述工序：将正极活性物质或负极活性物质与导电助剂和非水溶剂进行混合的第一工序；以及通过将第一工序中得到的浆料稀释或浓缩后混炼来制造电极用浆料的第二工序，在第一工序中，按照得到的浆料的水分含量达到1000ppm以下、粘度达到500cP～8000cP的条件的方式来进行混合，在第二工序中，按照得到的电极用浆料的水分含量被维持为结束第一工序后的浆料的水分含量的方式来进行混炼。由此发现了：电极用浆料中的活性物质的化学损害被降低，结果是能够获得良好的电池特性。专利技术效果根据本专利技术的锂离子二次电池用电极的制造方法，能够获得具有优异的循环稳定性的锂离子二次电池。附图说明图1是锂离子二次电池的剖面图。图2是表示电极用浆料的制造工序的流程图。具体实施方式有关本专利技术的锂离子二次电池，为了容易理解，使用作为一个实施方式的图1来进行说明。图1是锂离子二次电池的剖面图。锂离子二次电池10是将由正极1、负极2和隔膜3制成的层叠体5、非水电解液6和端子7封装至封装体8中而成的。<电极>电极(正极1和负极2)具有嵌入和脱嵌锂离子即发生电极反应的功能，通过该电极反应而进行锂离子二次电池的充电和放电。电极由含有活性物质的活性物质层和集电体形成。就正极1而言，在正极集电体22的单面或两面形成了正极活性物质层23；就负极2而言，在负极集电体32的单面或两面形成了负极活性物质层33。此外，电极也可以是在集电体的一面上形成了正极活性物质层23、在另一面上形成了负极活性物质层33的形态，即双极型(bipolar)。活性物质是对电极反应有贡献的物质。作为正极1中所含的正极活性物质，只要是锂锰氧化物(例如LiMnO2)、锂镍氧化物(例如LiNiO2)、锂钴氧化物(例如LiCoO2)、锂镍钴氧化物(例如LiNi1-yCoyO2)、锂镍锰氧化物(例如LiNixCoyMn1-y-zO2)、尖晶石型锂锰氧化物(例如LiMn2O4)或具有橄榄石结构的锂磷氧化物(例如LiFePO4、LiFe1-yMnyPO4或LiCoPO4等)等锂复合氧化物就可以优选地使用，锂镍氧化物、锂镍锰氧化物或尖晶石型锂锰氧化物是更优选的，锂镍锰氧化物是进一步优选的。上述的正极活性物质可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。作为负极2中所含有的负极活性物质，只要是标准电位比正极活性物质低的物质就没有特别限定，可以优选使用碳或硬质炭黑等碳材料、锡(Sn)等金属或在这些金属中含有氧化硅(SiO)而成的物质、或五氧化铌(Nb2O5)、钛酸化合物、钛酸锂或二氧化钛等金属氧化物，钛酸化合物、二氧化钛或钛酸锂是更优选的，二氧化钛或钛酸锂是进一步优选的。上述的负极活性物质可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。作为钛酸化合物，优选为H2Ti3O7、H2Ti4O9、H2Ti5O11、或H2Ti6O13、H2Ti12O25，更优选为H2Ti12O25。作为二氧化钛，优选为锐钛矿型、青铜型(TiO2(B))，从锂的嵌入和脱嵌高效地进行的观点出发，更优选为青铜型。另外，也可以使用锐钛矿型和青铜型的混合物。作为钛酸锂，优选为尖晶石结构、斜方锰矿型，优选作为分子式以Li4Ti5O12表示的钛酸锂。在尖晶石结构的情况下，锂离子的嵌入和脱嵌的反应中的活性物质的膨胀收缩小。特别优选的是，将钛化合物设定为Li4Ti5O12，因为具备安全性、稳定性更加优异的负极成为可能，所以能够获得安全性、稳定性优异的锂离子二次电池。活性物质的堆密度优选为0.2g/cm3～2.2g/cm3，更优选为0.2g/cm3～2.0g/cm3。集电体22、32是从活性物质层23、33集电(集流)的构件。集电体22、32只要是导电性材料就可以优选使用。作为导电性材料，优选铝或其合金，从在正极反应气氛下稳定的观点出发，更优选为JIS标准1030、1050、1085、1N90或1N99等所代表的高纯度铝。集电体22，32的厚度没有特别限定，但优选为10μm～100μm。电极还可以进一步含有导电助剂。导电助剂是指以辅助电极的导电性为目的而正极活性物质和负极活性物质中所含有的导电性或半导电性的物质。作为导电助剂，只要是金属材料或碳材料就可以优选使用。作为金属材料，可以列举出铜或镍等。作为碳材料，可以列举出天然石墨、人造石墨、气相生长碳纤维、碳纳米管、或乙炔黑、科琴黑或炉黑等炭黑等。上述这些导电助剂可以使用1种，也可以使用2种以上。导电助剂的量相对于正极活性物质或负极活性物质100重量份优选为1重量份～30重量份、更优选为2重量份～15重量份。导电助剂的量如果在上述这样的范围内，则电极的导电性变得更加良好。电极还可以进一步含有粘合剂。粘合剂是指提高活性物质层23、33与集电体22、32的粘结性的材料。作为粘合剂，只要是选自聚偏氟乙烯(PVdF)、聚四氟乙烯(PTFE)、苯乙烯-丁二烯橡胶、聚酰亚胺和它们的衍生物之中的至少1种就可以优选使用。粘合剂的量相对于正极活性物质或负极活性物质100重量份优选为1重量份～30重量份、更优选为2重量份～15重量份。如果为上述这些范围，则能够充分获得活性物质层与集电体的粘结性。<电极的制作方法>作为电极的制作方法，可以优选使用下述方法：制作电极用浆料，然后将电极用浆料负载于集电体上，然后除去非水溶剂，从而在集电体上形成活性物质层。电极用浆料的材料至少含有活性物质和非水溶剂，优选进一步含有粘合剂、导电助剂、分散剂或增稠剂等。分散剂具有使活性物质等材料在浆料中分散的作用。作为非水溶剂，优选使用N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、甲乙酮、醋酸甲酯、醋酸乙酯或四氢呋喃。使电极用浆料负载于集电体上的方法优选使用通过刮板、模涂器或缺角轮涂布机(commacoater)来涂布浆料的方法、通过喷涂使浆料附着于集电体上的方法、或在浆料中浸渍集电体的方法。从制作方法的容易性的观点出发，优选涂布浆料的方法。作为从负载于集电体上的电极用浆料中除去非水溶剂的方法，从作业容易的观点出发，优选使用烘箱或真空烘箱进行的干燥。作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子二次电池用电极的制造方法，其特征在于，其是含有正极活性物质的正极和含有负极活性物质的负极的制造方法，该制造方法包含用于制造正极和负极的电极用浆料的制造工序，所述电极用浆料的制造工序包含下述工序：至少将所述正极活性物质或所述负极活性物质与导电助剂和非水溶剂进行混合的第一工序；以及通过将所述第一工序中得到的浆料稀释或浓缩后混炼来制造电极用浆料的第二工序，在所述第一工序中，按照得到的浆料的水分含量达到1000ppm以下、粘度达到500cP～8000cP的条件的方式来进行混合，在所述第二工序中，按照得到的电极用浆料的水分含量被维持为结束所述第一工序后的浆料的水分含量的方式来进行混炼。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.27 JP 2016-0891371.一种锂离子二次电池用电极的制造方法，其特征在于，其是含有正极活性物质的正极和含有负极活性物质的负极的制造方法，该制造方法包含用于制造正极和负极的电极用浆料的制造工序，所述电极用浆料的制造工序包含下述工序：至少将所述正极活性物质或所述负极活性物质与导电助剂和非水溶剂进行混合的第一工序；以及通过将所述第一工序中得到的浆料稀释或浓缩后混炼来制造电极用浆料的第二工序，在所述第一工序中，按照得到的浆料的水分含量达到1000ppm以下、粘度达到500cP～8000cP的条件的方式来进行混合，在所述第二工序中，按照得到的电极用浆料的水分含量被维持为结束所述第一工序后的浆料的水分含量的方式来进行混炼。2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池用电极的制造方法，其中，将所述电极用浆料中...

【专利技术属性】
技术研发人员：大垣扶志香，仓津将人，高冈步，
申请(专利权)人：株式会社钟化，
类型：发明
国别省市：日本,JP