蓄电器件用电极的制造方法、蓄电器件用电极和蓄电器件技术

本公开的蓄电器件用电极的制造方法，至少包括以下工序：(a)通过混合多个活性物质粒子、导电材料、粘合剂和溶剂，调制多个复合粒子。(b)通过混合多个复合粒子和多根金属短纤维，使多个复合粒子各自的表面附着多根金属短纤维。(c)通过在多根金属短纤维的附着后，将多个复合粒子汇集并压缩，由此制造蓄电器件用电极。多个复合粒子各自至少包含多个活性物质粒子、导电材料和粘合剂。在蓄电器件用电极中，多根金属短纤维的合计含量为15质量％以上且35质量％以下。

【技术实现步骤摘要】
蓄电器件用电极的制造方法、蓄电器件用电极和蓄电器件
本公开涉及蓄电器件用电极的制造方法、蓄电器件用电极和蓄电器件。
技术介绍
日本特开2016-154100号公报公开了通过在金属箔的表面形成活性物质层来制造电极。
技术实现思路
一般对于蓄电器件用电极(以下可简称为“电极”)使用金属箔等。即，通过在金属箔的表面形成活性物质层来制造电极。金属箔承担集电功能。金属箔也是活性物质层的支持体。金属箔具有二维(平面的)结构。认为如果活性物质层变厚，则在活性物质层厚度方向上的电阻的影响变大，因此放电时的直流电阻增加。本公开的目的是提供一种放电时能够显示低的直流电阻的蓄电器件用电极。以下，说明本公开的技术方案和作用效果。但本公开的作用机制包含推定。不应根据作用机制的正确与否来限定请求保护的范围。〔1〕本公开的蓄电器件用电极的制造方法至少包含以下的(a)～(c)。(a)通过混合多个活性物质粒子、导电材料、粘合剂和溶剂，调制多个复合粒子。(b)通过混合多个复合粒子和多根金属短纤维(shortfibers、切段纤维)，使多个复合粒子各自的表面附着多根金属短纤维。(c)在附着多根金属短纤维之后，将多个复合粒子汇集并压缩，由此制造蓄电器件用电极。多个复合粒子各自至少包含多个活性物质粒子、导电材料和粘合剂。在蓄电器件用电极中，多根金属短纤维的合计含量为15质量％以上且35质量％以下。图1是用于说明本公开的作用机制的第1概念图。本公开的电极的制造方法中，首先调制多个复合粒子5。多个复合粒子5可通过多个活性物质粒子1(即粉体)的湿式造粒来调制。“湿式造粒”表示通过溶剂来对粉体进行造粒。图2是用于说明本公开的作用机制的第2概念图。本公开的电极的制造方法中，通过混合多个复合粒子5和多根金属短纤维2，使多个复合粒子5各自的表面上附着多根金属短纤维2。图3是用于说明本公开的作用机制的第3概念图。本公开的制造方法中，在附着多根金属短纤维2之后，多个复合粒子5被汇集并压缩。由此制造电极10。本公开的电极的制造方法中，认为多根金属短纤维2承担集电功能。认为在电极10中多根金属短纤维2能够沿着多个复合粒子5的晶界连接。因为多根金属短纤维2附着在多个复合粒子5各自的表面。认为多根金属短纤维2能够三维地(立体地)连接。即，可期待形成三维导电网络。结果，可期待电极10在放电时显示低的直流电阻。但是，金属短纤维存在具有高密度的倾向。即，金属短纤维存在具有小的比体积的倾向。因此，仅靠金属短纤维，电极中的导电通路体积也可能不足。导电材料能够具有大的比体积。认为通过金属短纤维与导电材料组合使用，能够使电极10中的导电通路体积增加。此外，在电极中，多根金属短纤维2的合计含量为15质量％以上且35质量％以下。如果多根金属短纤维2的合计含量小于15质量％，则可能不充分形成三维导电网络。如果多根金属短纤维2的合计含量超过35质量％，则电极10可能变脆。〔2〕导电材料可以是多根碳短纤维。碳短纤维是纤维状导电材料。碳短纤维能够具有大的比体积。而且认为碳短纤维是纤维状的，因此容易有助于形成三维导电网络。通过导电材料是多根碳短纤维，可期待降低放电时的直流电阻。〔3〕本公开的蓄电器件用电极至少包含压粉体(粉末压坯)。压粉体至少包含多个复合粒子和多根金属短纤维。多个复合粒子各自至少包含多个活性物质粒子、导电材料和粘合剂。与多个复合粒子各自的内部相比，多根金属短纤维更多地配置在多个复合粒子各自的表面。多根金属短纤维的合计含量为15质量％以上且35质量％以下。本公开的电极至少包含压粉体。压粉体能够通过粉体的压缩成形来形成。压粉体可以是自支撑体(利用其本身维持形状的物体)。即，本公开的电极可以是实质上不包含金属箔等支持体的结构。认为在压粉体中，多根金属短纤维形成了三维导电网络。因为与多个复合粒子各自的内部相比，多根金属短纤维更多地配置在多个复合粒子各自的表面。因此，可期待本公开的电极在放电时显示低的直流电阻。其中，多根金属短纤维的合计含量为15质量％以上且35质量％以下。如果多根金属短纤维的合计含量小于15质量％，则可能不充分形成三维导电网络。如果多根金属短纤维的合计含量超过35质量％，则电极可能变脆。〔4〕导电材料可以是多根碳短纤维。认为碳短纤维是纤维状的，因此容易有助于形成三维导电网络。通过导电材料是多根碳短纤维，可期待放电时的直流电阻降低。〔5〕本公开的蓄电器件至少包含上述〔3〕或〔4〕所述的蓄电器件用电极。可期待本公开的蓄电器件的输出特性优异。因为本公开的电极在放电时能够显示低的直流电阻。〔6〕上述〔5〕的蓄电器件可以是锂离子二次电池。可期待锂离子二次电池的输出特性优异。因为本公开的电极在放电时能够显示低的直流电阻。本公开的上述和其他目的、特征、方式和优点，根据配合附图理解的本公开的以下详细说明变得明确。附图说明图1是用于说明本公开的作用机制的第1概念图。图2是用于说明本公开的作用机制的第2概念图。图3是用于说明本公开的作用机制的第3概念图。图4是表示本实施方式的蓄电器件用电极的制造方法概略的流程图。图5是表示本实施方式的蓄电器件用电极结构的一例的截面概念图。图6是表示本实施方式的蓄电器件结构的一例的截面概念图。图7是表示电极中的金属的质量比率与直流电阻的关系的坐标图。具体实施方式以下，说明本公开的实施方式(本说明书中也记为“本实施方式”)。但以下的说明不限定请求保护的范围。以下，主要说明对锂离子二次电池应用的例子。但本实施方式的蓄电器件不应被限定于锂离子二次电池。本实施方式的蓄电器件可以是例如镍氢电池、锂一次电池、钠离子二次电池、全固体电池，锂离子电容器、双电层电容器等。<蓄电器件用电极的制造方法>图4是表示本实施方式的蓄电器件用电极的制造方法概略的流程图。本实施方式的电极的制造方法至少包含“(a)复合粒子的调制”、“(b)金属短纤维的附着”和“(c)电极的制造”。《(a)复合粒子的调制》本实施方式的电极的制造方法包括：通过混合多个活性物质粒子1、导电材料、粘合剂和溶剂来调制多个复合粒子5。多个复合粒子5能够采用湿式造粒调制。多个复合粒子5可以通过例如搅拌造粒机来调制。多个复合粒子5也可以通过例如转动造粒机来调制。如图1所示，通过混合多个活性物质粒子1、导电材料(未图示)、粘合剂(未图示)和溶剂(未图示)，能够调制多个复合粒子5(造粒物)。可以通过预先混合固体材料(多个活性物质粒子1、导电材料和粘合剂)来调制粉体混合物。其后，可以混合粉体混合物和溶剂。由此可期待例如固体材料的分散性提高。多个复合粒子5各自至少包含多个活性物质粒子1、导电材料和粘合剂。在电极的制造过程中，多个复合粒子5各自可以还包含溶剂。多个复合粒子5的D50可以调制为例如0.5mm以上且2mm以下。“多个复合粒子5的D50”表示在采用依据“JISK0069”的方法得到的粒径分布中，累计筛上百分率变为50％的粒径。多个复合粒子5的D50可根据例如搅拌翼的转速、搅拌时间、溶剂使用量等来调整。多个复合粒子5的D50可以调制为例如1mm以上且1.5mm以下。搅拌翼的转速可以为例如1000rpm以上且10000rpm以下。搅拌翼的转速也可以为例如1000rpm以上且2000rpm以下。搅拌时间可以为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓄电器件用电极的制造方法，至少包括以下工序：通过混合多个活性物质粒子、导电材料、粘合剂和溶剂，调制多个复合粒子；通过混合所述多个复合粒子和多根金属短纤维，使所述多个复合粒子各自的表面上附着所述多根金属短纤维；以及在附着所述多根金属短纤维之后，将所述多个复合粒子汇集并压缩，由此制造蓄电器件用电极，所述多个复合粒子各自至少包含所述多个活性物质粒子、所述导电材料和所述粘合剂，在所述蓄电器件用电极中，所述多根金属短纤维的合计含量为15质量％以上且35质量％以下。

【技术特征摘要】
2017.12.15 JP 2017-2404381.一种蓄电器件用电极的制造方法，至少包括以下工序：通过混合多个活性物质粒子、导电材料、粘合剂和溶剂，调制多个复合粒子；通过混合所述多个复合粒子和多根金属短纤维，使所述多个复合粒子各自的表面上附着所述多根金属短纤维；以及在附着所述多根金属短纤维之后，将所述多个复合粒子汇集并压缩，由此制造蓄电器件用电极，所述多个复合粒子各自至少包含所述多个活性物质粒子、所述导电材料和所述粘合剂，在所述蓄电器件用电极中，所述多根金属短纤维的合计含量为15质量％以上且35质量％以下。...

【专利技术属性】
技术研发人员：林邦彦，
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