制造二次电池用电极的方法和制造二次电池的方法技术

本发明专利技术的一个目的是在制造其中第一层和第二层堆叠在集电器上的二次电池电极时，在干燥所述第一层前形成所述第二层时，抑制所述第一层和所述第二层的混合。此二次电池电极制造方法包括：将第一层用浆料施涂至集电器的表面上的步骤；在所述第一层用浆料干燥之前将第二层用浆料施涂至所述第一层用浆料上的步骤；和在施涂所述第一层用浆料和所述第二层用浆料之后干燥所述第一层用浆料和所述第二层用浆料，从而获得其中第一层和第二层依次堆叠在所述集电极上的多层结构的步骤。当在25℃下以1/秒的剪切速率测定所述第一层用浆料和所述第二层用浆料的粘度时，所述第一层用浆料的粘度为12000mPa·s以上，和/或所述第二层用浆料的粘度为4000mPa·s以上。

Method for manufacturing electrode and method for manufacturing secondary battery

An object of the invention is to inhibit the mixing of the first layer and the second layer when the second layer is formed before the first layer is dried while manufacturing the secondary battery electrode in which the first layer and the second layer are stacked on the collector. The manufacturing method of the secondary battery electrode comprises the steps of applying the first layer of slurry to the surface of the collector, applying the second layer of slurry to the first layer of slurry before the first layer of slurry is dried, and drying the first layer of slurry and the second layer of slurry after the first layer of slurry and the second layer of slurry are applied, so as to The step of obtaining a multilayer structure in which the first layer and the second layer are stacked on the collector in turn. When the viscosity of the slurry for the first layer and the slurry for the second layer is measured at a shear rate of 1 / s at 25 \u2103, the viscosity of the slurry for the first layer is more than 12000mpa \u00b7 s, and / or the viscosity of the slurry for the second layer is more than 4000mpa \u00b7 S.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造二次电池用电极的方法和制造二次电池的方法
本专利技术涉及一种制造用作二次电池的正极和负极的电极的方法。
技术介绍
二次电池广泛用作例如以下便携式电子装置的电源：智能电话、平板电脑、笔记本电脑、数码相机等。此外，二次电池已经扩展其作为电动车辆电源和家用电源的应用。其中，由于锂离子二次电池的能量密度高且重量轻，因此它们是当前生活中必不可少的蓄电装置。包括二次电池在内的传统电池具有如下结构，其中作为电极的正极和负极隔着插入其间的隔膜彼此相对。正极和负极各自具有片状集电器和形成在集电器两侧上的活性材料层。隔膜用于防止正极和负极之间的短路并有效地在正极和负极之间移动离子。以往，主要使用由聚丙烯或聚乙烯材料制成的聚烯烃类微孔隔膜作为隔膜。然而，聚丙烯和聚乙烯材料的熔点通常为110℃至160℃。因此，当聚烯烃类隔膜用于具有高能量密度的电池时，隔膜在电池的高温下熔化，并且电极之间可能发生大面积短路，这导致电池冒烟和着火。因此，为了改善二次电池的安全性，已知以下技术。专利文献1(日本专利第3622383号)描述了一种用于制造二次电池电极的技术，所述二次电池电极具有如下结构，其中通过在集电器上同时施涂用于电极材料层和保护层的涂布液，并干燥所述涂布液，来层压集电器、电极材料层和保护层。专利文献2(日本专利公开第2013-191550号)公开了一种二次电池用电极，其具有形成在集电器上的活性材料层和形成在活性材料层上的多孔绝缘层。专利文献3(日本专利申请公开第2014-21945号)公开了一种二次电池用电极，其中在集电器的表面上形成活性材料的混合物层，并且在所述混合物层的表面上形成可改善锂接收性的表面层。混合物层与表面层之间的界面的最大高度粗糙度为2至25μm，表面层的厚度为3至20μm，这提供了其中混合物层和表面层之间的粘附强度得到确保，并具有优异的安全性和充电特性的二次电池用电极。专利文献4(WO2015/045533)中，作为制造二次电池用电极的方法，还描述了在集电器的表面上形成电极材料层，并在所述电极材料层的表面上形成绝缘层。更具体地，在将电极材料浆料施涂至集电器的表面之后，通过施涂用于使浆料中包含的粘合剂成分析出的固化液来固化电极材料浆料的表面。然后，将绝缘材料浆料施涂在表面已固化的电极材料浆料上。最后，干燥电极材料浆料和绝缘材料浆料，从而获得其中电极材料层和绝缘层层压在集电器上的构造。或者，在将电极材料浆料施涂至集电器上之后，施涂包含用于使电极材料浆料的粘合剂析出的第一成分的绝缘材料浆料。然后，通过向电极材料浆料供给含有用于使电极材料浆料的粘合剂析出的第二成分的固化液来固化电极材料浆料。最后，将电极材料浆料和绝缘材料浆料进行干燥，从而获得其中电极材料层和绝缘层层压在集电器上的构造。引用列表专利文献专利文献1：日本专利第3622383号专利文献2：日本专利公开第2013-191550号专利文献3：日本专利公开第2014-211945号专利文献4：PCT国际公开第WO2015/045533号
技术实现思路
技术问题然而，在专利文献1中描述的技术中，由于在干燥用于活性材料层的涂布液之前施涂用于绝缘层的涂布液，因此两种涂布液在活性材料层和绝缘层之间的界面附近混合，活性材料层和绝缘层在界面处形成混合部分。两个层的局部混合对于改善两个层的粘附性是理想的。然而，大量的混合可能导致充电/放电容量的降低、电池电阻的增加、绝缘效果的降低等。为了抑制两个层的混合，如专利文献2中所述，可以在将活性材料层干燥之后形成绝缘层。在这种情况下，电极制造工序变得复杂。或者，为了抑制活性材料层和绝缘层的混合，可以设想如专利文献3中所述，规定两个层之间的界面的最大高度粗糙度。然而，当实际制造电极时，极难将两个层之间界面的最大高度粗糙度控制在特定范围内。另一方面，专利文献4中所述的制造方法需要供给用于固化电极材料浆料的固化液的步骤，并且电极制造工序与专利文献2中描述的制造方法一样变得复杂。本专利技术的一个目的是提供制造二次电池用电极的方法和制造二次电池的方法，所述制造二次电池用电极的方法在制造其中第一层和第二层层压在集电器上的二次电池用电极时，在第一层干燥之前形成第二层的同时抑制第一层和第二层的混合。问题的解决方案根据本专利技术的制造二次电池用电极(该电极用作二次电池的正极以及负极)的方法包括：将第一层用浆料施涂至集电器的表面的步骤，在第一层用浆料干燥之前在第一层用浆料上施涂第二层用浆料的步骤，和在施涂第一层用浆料和第二层用浆料之后干燥第一层用浆料和第二层用浆料，以获得其中第一层和第二层依次层压在集电器上的层压结构的步骤，其中，当在25℃下以1/秒的剪切速率测定第一层用浆料和第二层用浆料的粘度时，第一层用浆料的粘度为12000mPa·s以上，和/或第二层用浆料的粘度为4000mPa·s以上。或者，当第一层用浆料和第二层用浆料的粘度在25℃下以1/秒的剪切速率测定时，第二层用浆料的粘度为4000mPa·s以上并且第一层用浆料的粘度为5000mPa·s以上。专利技术的有益效果根据本专利技术，通过在电极表面上具有绝缘层的二次电池中采用具有特定结构的绝缘层，能够保持电极之间的高绝缘性并且能够抑制内部短路。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施方式的二次电池的分解透视图。图2是图1中所示的电池元件的示意性截面图。图3是示出图2中所示的正极和负极的构造的示意性截面图。图4A是示出电池元件中的正极和负极的一个配置例的截面图。图4B是示出电池元件中的正极和负极的另一个配置例的截面图。图4C是示出电池元件中的正极和负极的另一个配置例的截面图。图5是根据本专利技术的另一个实施方式的二次电池的分解透视图。图6是用于制造具有图2所示结构的电极的电极制造设备的一个实施方式的示意图。图6A是电极制造设备的另一个实施方式的示意图。图6B是电极制造设备的另一个实施方式的示意图。图7是示出配备有二次电池的电动车辆的一个示例的示意图。图8是示出配备有二次电池的蓄电装置的一个示例的示意图。图9是示出根据本专利技术的实验例的绝缘评价结果的图。图10是示出根据本专利技术的实验例的混合程度评价结果的图。具体实施方式参照图1，示出了根据本专利技术的一个实施方式的二次电池1的分解透视图，其包含电池元件10和将电池元件10与电解液一起封装在内的壳体。所述壳体具有壳体构件21、22，壳体构件21、22在电池元件10的厚度方向上从两侧将其封装并密封其外周部，从而密封电池元件10和电解液。正极端子31和负极端子32分别有一部分从壳体突出而连接至电池元件10。如图2所示，电池元件10具有如下构造，其中多个正极11和多个负极12设置成彼此面对从而交替地定位。另外，隔膜13设置在正极11和负极12之间，以确保正极11和负极12之间的离子传导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造二次电池用电极的方法，所述电极用作二次电池的正极和负极，所述方法包括：/n将第一层用浆料施涂至集电器的表面的步骤，/n在所述第一层用浆料干燥之前在所述第一层用浆料上施涂第二层用浆料的步骤，和/n在施涂所述第一层用浆料和所述第二层用浆料之后干燥所述第一层用浆料和所述第二层用浆料，以获得其中第一层和第二层依次层压在所述集电器上的层压结构的步骤，/n其中，当在25℃下以1/秒的剪切速率测定所述第一层用浆料和所述第二层用浆料的粘度时，所述第一层用浆料的粘度为12000mPa·s以上，和/或所述第二层用浆料的粘度为4000mPa·s以上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170404 JP 2017-074381;20171124 JP 2017-2256121.一种制造二次电池用电极的方法，所述电极用作二次电池的正极和负极，所述方法包括：
将第一层用浆料施涂至集电器的表面的步骤，
在所述第一层用浆料干燥之前在所述第一层用浆料上施涂第二层用浆料的步骤，和
在施涂所述第一层用浆料和所述第二层用浆料之后干燥所述第一层用浆料和所述第二层用浆料，以获得其中第一层和第二层依次层压在所述集电器上的层压结构的步骤，
其中，当在25℃下以1/秒的剪切速率测定所述第一层用浆料和所述第二层用浆料的粘度时，所述第一层用浆料的粘度为12000mPa·s以上，和/或所述第二层用浆料的粘度为4000mPa·s以上。


2.根据权利要求1所述的制造二次电池用电极的方法，其中，所述第二层用浆料的粘度为4000mPa·s以上，所述第一层用浆料的粘度为5000mPa·s以上。


3.根据权利要求1或2所述的制造二次电池用电极的方法，其中，在25℃下以5/秒的剪切速率测定的所述第一层用浆料和/或所述第二层用浆料的粘度小于或等于在25℃下以1/秒的剪切速率测定的粘度的一半。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的制造二次电池用电极的方法，其中所述第一层是活性材料层，所述第二层是绝缘层。


5.根据权利要求1至3中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：乙幡牧宏，吉田登，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP