带隔膜的电极板的制造方法和电池的制造方法技术

本发明专利技术的带隔膜的电极板的制造方法包括：在集电箔上形成未干燥活性物质层的工序；涂布包含水溶性高分子、水和高沸点溶剂的高分子溶液，在未干燥活性物质层上形成未干燥隔膜层的工序；以及使未干燥隔膜层内的水汽化，使水溶性高分子以三维网状析出，然后使高沸点溶剂汽化，形成多孔质隔膜层，并且使未干燥活性物质层内的分散介质汽化，形成活性物质层的工序。

Manufacturing method of electrode plate with diaphragm and manufacturing method of battery

【技术实现步骤摘要】
带隔膜的电极板的制造方法和电池的制造方法
本专利技术涉及带隔膜的电极板的制造方法和电池的制造方法，所述带隔膜的电极板在集电箔上形成活性物质层，并在活性物质层上进一步形成多孔质隔膜层。
技术介绍
已知使用聚乙烯醇(PVA)等的水溶性高分子形成多孔质体的方法。例如，日本特开2012-251057号公开了这样的方法(参照日本特开2012-251057的权利要求1、第(0033)段等)。该日本特开2012-251057中，首先将PVA溶解在水中制作PVA溶液。接着，在加热的同时将与水具有混合性的第1溶剂加入到该PVA溶液中。然后，例如，将该PVA溶液涂布到基板上并进一步冷却，得到析出了PVA的成形体。然后，将该成形体浸渍到第2溶剂中，将成形体中所含的混合溶剂(水和第1溶剂)与第2溶剂进行置换。然后，使其减压干燥，得到了由PVA构成的多孔质体。
技术实现思路
在用于电池的带隔膜的电极板(在集电箔上具有活性物质层的电极板上一体地形成隔膜层的电极板)形成隔膜层时，考虑采用上述多孔质体的形成方法。但是，所述形成方法的工序复杂，生产率低且成本高。另外，所述形成方法是适合于制造单个隔膜的方法，当在电极板上设置隔膜层时难以应用。因此，本专利技术人研究了以下方法。即，研究了下述方法：首先，制作包含PVA等的水溶性高分子、水以及高沸点溶剂的高分子溶液，所述高沸点溶剂比水更难溶解所述水溶性高分子且沸点比水高，所述高分子溶液中溶解了所述水溶性高分子。然后，将该高分子溶液涂布到电极板上，在电极板上形成未干燥隔膜层。然后，使未干燥隔膜层内的水汽化，使水溶性高分子以三维网状析出，然后使高沸点溶剂汽化，得到多孔质隔膜层。但是，得知在采用该方法形成隔膜层时，无法均匀地形成隔膜层，隔膜层的有些地方在隔膜层的内部形成孔洞、和/或在隔膜层中形成贯穿孔(贯穿隔膜层使电极板的活性物质层在底部露出的孔)。认为其原因如下。即，将高分子溶液涂布到干燥了的活性物质层上形成未干燥隔膜层时，直到使该未干燥隔膜层干燥形成隔膜层为止期间，构成未干燥隔膜层的高分子溶液的一部分会进入到活性物质层内的空隙中，且存在于活性物质层的孔洞内的空气会移动到未干燥隔膜层中。于是，由于该移动的空气使未干燥隔膜层内产生孔洞，而且孔洞变大使未干燥隔膜层形成贯穿孔。并且，认为这些孔洞和贯穿孔在干燥后的隔膜层中也会残留。本专利技术是鉴于这样的现有状况而完成的，提供一种能够在活性物质层上均匀地形成隔膜层的带隔膜的电极板的制造方法、以及具有带隔膜的电极板的电极体的电池的制造方法。用于解决所述课题的本专利技术一方案是一种带隔膜的电极板的制造方法，所述带隔膜的电极板具备集电箔、形成于该集电箔上的活性物质层、以及形成于该活性物质层上的多孔质隔膜层，所述制造方法具备未干燥活性物质层形成工序、未干燥隔膜层形成工序和干燥工序，所述未干燥活性物质层形成工序中，在所述集电箔上形成包含活性物质粒子和分散介质的未干燥活性物质层，所述未干燥隔膜层形成工序中，在所述未干燥活性物质层内包含所述分散介质的状态下涂布高分子溶液，在所述未干燥活性物质层上形成未干燥隔膜层，所述高分子溶液包含水溶性高分子、水和高沸点溶剂，所述高沸点溶剂比水更难溶解所述水溶性高分子且沸点比水高，所述高分子溶液中溶解了所述水溶性高分子，所述干燥工序中，使所述未干燥隔膜层内的水汽化，使所述水溶性高分子以三维网状析出，然后使所述高沸点溶剂汽化，形成多孔质的所述隔膜层，并且使所述未干燥活性物质层内的所述分散介质汽化，形成所述活性物质层。所述带隔膜的电极板的制造方法中，在集电箔上形成未干燥活性物质层，然后以在未干燥活性物质层内包含分散介质的状态涂布所述高分子溶液，在未干燥活性物质层上形成未干燥隔膜层。由于未干燥活性物质层内包含分散介质，因此根据所包含的分散介质的体积，未干燥活性物质层的空隙比干燥后的活性物质层的空隙少。因此，直到使未干燥隔膜层干燥形成隔膜层为止期间，构成未干燥隔膜层的高分子溶液的一部分进入到未干燥活性物质层中的空隙中，而存在于未干燥活性物质层的空隙内的空气移动到未干燥隔膜层的现象能够被防止或抑制。因此，能够防止或抑制在未干燥隔膜层中形成孔洞和贯穿孔，在干燥后的隔膜层中也形成孔洞和贯穿孔的情况，从而能够在活性物质层上均匀地形成隔膜层。再者，“未干燥隔膜层形成工序”以在未干燥活性物质层内包含着分散介质的状态进行即可，可以接着未干燥活性物质层形成工序实行未干燥隔膜层形成工序(可以在未干燥活性物质层刚形成后形成未干燥隔膜层)，也可以在未干燥活性物质层形成工序后使未干燥活性物质层内的一部分分散介质汽化(半干燥)，然后实行未干燥隔膜层形成工序。特别地，接着未干燥活性物质层形成工序实行未干燥隔膜层形成工序时，在形成未干燥隔膜层时，未干燥活性物质层内被分散介质填满，基本上没有空隙。因此，构成未干燥隔膜层的高分子溶液的一部分进入到未干燥活性物质层内的空隙中，而存在于未干燥活性物质层的空隙内的空气移动到未干燥隔膜层的现象被防止，能够在活性物质层上更均匀地形成隔膜层。作为“水溶性高分子”，可举例如聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等具有羟基的水溶性高分子、羟乙基纤维素(HEC)、羧甲基纤维素(CMC)等水溶性纤维素衍生物、具有酰胺基的水溶性高分子、具有醚的水溶性高分子、具有氨基的水溶性高分子、水溶性多糖类等。再者，相对于100g水，水溶性高分子在25℃时对于水的溶解度优选为1g以上。作为“比水更难溶解水溶性高分子且沸点比水高的高沸点溶剂”，可举例如γ-丁内酯(GBL)(沸点204℃)、碳酸亚丙酯(PC)(沸点240℃)、碳酸亚乙酯(沸点261℃)、碳酸亚丁酯(沸点250℃)等的碳酸酯系高沸点溶剂、二甲基砜(沸点248℃)、二乙基砜(沸点246℃)等的砜系高沸点溶剂、丁二腈(沸点：265～267℃)等的腈系高沸点溶剂等。再者，高沸点溶剂优选是例如GBL之类与水相溶、或例如PC之类形成乳液并均匀分散在水中的溶剂。作为在“未干燥活性物质层形成工序”中形成未干燥活性物质层的方法，例如，可以准备将活性物质粒子等分散在分散介质中而成的液态活性物质糊，将该活性物质糊涂布到集电箔上由此形成未干燥活性物质层。另外，如后所述，也可以准备包含活性物质粒子、分散介质等的湿润粒子凝聚而成的粒子凝聚体，通过辊压等将该粒子凝聚体压延由此形成未干燥活性物质层。此外，所述带隔膜的电极板的制造方法可以是，所述未干燥隔膜层形成工序中，对固体成分比率NV为70重量％以上的所述未干燥活性物质层形成所述未干燥隔膜层。形成未干燥隔膜层时的未干燥活性物质层的固体成分比率NV过低时，具体而言，固体成分比率NV低于70重量％时，未干燥活性物质层的分散介质量过多，难以在未干燥活性物质层上涂布形成未干燥隔膜层。相对于此，所述制造方法中，在未干燥隔膜层形成工序中，对固体成分比率NV为70重量％以上的未干燥活性物质层形成未干燥隔膜层，所以能够在未干燥活性物质层上合适地涂布形成未干燥隔膜层。此外，所述带隔膜的电极板的制造方法可以是，所述未干燥活性物质层形成工序中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带隔膜的电极板的制造方法，所述带隔膜的电极板具备集电箔、形成于该集电箔上的活性物质层、以及形成于该活性物质层上的多孔质的隔膜层，所述制造方法具备未干燥活性物质层形成工序、未干燥隔膜层形成工序和干燥工序，/n所述未干燥活性物质层形成工序中，在所述集电箔上形成包含活性物质粒子和分散介质的未干燥活性物质层，/n所述未干燥隔膜层形成工序中，在所述未干燥活性物质层内包含所述分散介质的状态下涂布高分子溶液，在所述未干燥活性物质层上形成未干燥隔膜层，所述高分子溶液包含水溶性高分子、水和高沸点溶剂，所述高沸点溶剂比水更难溶解所述水溶性高分子且沸点比水高，所述高分子溶液中溶解了所述水溶性高分子，/n所述干燥工序中，使所述未干燥隔膜层内的水汽化，使所述水溶性高分子以三维网状析出，然后使所述高沸点溶剂汽化，形成多孔质的所述隔膜层，并且使所述未干燥活性物质层内的所述分散介质汽化，形成所述活性物质层。/n

【技术特征摘要】
20190425 JP 2019-0835181.一种带隔膜的电极板的制造方法，所述带隔膜的电极板具备集电箔、形成于该集电箔上的活性物质层、以及形成于该活性物质层上的多孔质的隔膜层，所述制造方法具备未干燥活性物质层形成工序、未干燥隔膜层形成工序和干燥工序，
所述未干燥活性物质层形成工序中，在所述集电箔上形成包含活性物质粒子和分散介质的未干燥活性物质层，
所述未干燥隔膜层形成工序中，在所述未干燥活性物质层内包含所述分散介质的状态下涂布高分子溶液，在所述未干燥活性物质层上形成未干燥隔膜层，所述高分子溶液包含水溶性高分子、水和高沸点溶剂，所述高沸点溶剂比水更难溶解所述水溶性高分子且沸点比水高，所述高分子溶液中溶解了所述水溶性高分子，
所述干燥工序中，使所述未干燥隔膜层内的水汽化，使所述水溶性高分子以三维网状析出，然后使所述高沸点溶剂汽化，形成多孔质的所述隔膜层，并且使所述未干燥活性物质层内的所述分散介质汽化，形成所述活性物质层。


2.根据权利要求1所述的带隔膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：平野优，水口晓夫，松延广平，
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