掺杂系统、以及电极、电池和电容器的制造方法技术方案

掺杂系统向具有含有活性物质的层的带状的电极前体中的上述活性物质中掺杂碱金属。掺杂系统具备掺杂槽、传送单元、对电极单元、连接单元和多孔绝缘部件。掺杂槽收容含有碱金属离子的溶液。传送单元将上述电极前体沿着通过上述掺杂槽内的路径进行传送。对电极单元收容于上述掺杂槽。连接单元对上述电极前体和上述对电极单元进行电连接。多孔绝缘部件配置在上述电极前体和上述对电极单元之间，且不与上述电极前体接触。极前体接触。极前体接触。

【技术实现步骤摘要】
掺杂系统、以及电极、电池和电容器的制造方法
[0001]本申请为专利申请201780012705.7(申请日：2017年02月24日，专利技术创造名称：掺杂系统、以及电极、电池和电容器的制造方法)的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本国际申请基于2016年2月26日向日本专利局申请的日本专利申请第2016
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35609号、2016年3月7日向日本专利局申请的日本专利申请第2016
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43435号、2016年3月30日向日本专利局申请的日本专利申请第2016
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68995号、2016年3月31日向日本专利局申请的日本专利申请第2016
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72230号和2016年7月27日向日本专利局申请的日本专利申请第2016
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147613号主张优先权，并将日本专利申请第2016
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35609号、日本专利申请第2016
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43435号、日本专利申请第2016
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68995号、日本专利申请第2016
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72230号和日本专利申请第2016
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147613号的全部内容通过参照援引于本国际申请。


[0004]本公开涉及掺杂系统、以及电极、电池和电容器的制造方法。

技术介绍

[0005]近年来，电子设备的小型化
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轻量化令人瞩目，与之相伴，对于作为该电子设备的驱动用电源使用的电池也进一步要求小型化r/>·
轻量化。
[0006]为了满足这样的小型化
·
轻量化的要求，开发出了以锂离子二次电池为代表的非水电解质二次电池。另外，作为与需要高能量密度特性和高输出特性的用途对应的蓄电装置，已知有锂离子电容器。此外，还已知使用比锂成本低且资源丰富的钠的钠离子型的电池、电容器。
[0007]在这样的电池、电容器中，出于各种目的，采用预先将碱金属掺杂到电极中的工艺(通常称为预掺杂)。作为将碱金属掺杂到电极中的方法，已知有各种方法，例如，在专利文献1、2中公开了所谓单张式的方法，即，将已切取的电极板和碱金属板以隔着隔离件配置于电解液中的状态进行预掺杂。另一方面，在专利文献3～6中公开了所谓连续式的方法、即、使带状的电极板在电解液中一边转移一边进行预掺杂。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：日本特开平9
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293499号公报
[0011]专利文献2：日本特开2012
‑
69894号公报
[0012]专利文献3：日本特开平10
‑
308212号公报
[0013]专利文献4：日本特开2008
‑
77963号公报
[0014]专利文献5：日本特开2012
‑
49543号公报
[0015]专利文献6：日本特开2012
‑
49544号公报

技术实现思路

[0016]上述连续式的方法虽然与单张式的方法相比生产率优异，但利用专利文献3～6中公开的方法，局部的预掺杂会加快，因此有可能产生形成不良的SEI(固体电解质界面，Solid Electrolyte Interface)被膜、碱金属在电极上析出等各种不良情况。
[0017]本公开的一个方面优选提供能够制造预掺杂有碱金属的高品质的电极的掺杂系统、以及电极、电池和电容器的制造方法。
[0018]本公开的一个方式是一种掺杂系统，其向具有含有活性物质的层的带状的电极前体中的上述活性物质中掺杂碱金属，具备：掺杂槽，收容含有碱金属离子的溶液；传送单元，将上述电极前体沿着通过上述掺杂槽内的路径进行传送；对电极单元，收容于上述掺杂槽；连接单元，对上述电极前体和上述对电极单元进行电连接；以及多孔绝缘部件，配置于上述电极前体和上述对电极单元之间，且不与上述电极前体接触。
[0019]本公开的一个方式中的掺杂系统具备多孔绝缘部件。多孔绝缘部件配置在电极前体和对电极单元之间。因此，不易发生电极前体与对电极单元接触或过度接近。由此，容易控制碱金属向活性物质中的掺杂量。其结果，能够制造高品质的电极。
[0020]另外，多孔绝缘部件不与电极前体接触。因此，能够抑制因与多孔绝缘部件接触而损伤电极前体。其结果，能够制造高品质的电极。
[0021]本公开的另一方式是一种掺杂系统，向具有含有活性物质的层的带状的电极前体中的上述活性物质中掺杂碱金属，具备：掺杂槽，收容含有碱金属离子的溶液；传送单元，将上述电极前体沿着通过上述掺杂槽内的路径进行传送；导电性传送辊，包含于上述传送单元；对电极单元，收容于上述掺杂槽；连接单元，对上述传送辊和上述对电极单元进行电连接；以及可弹性变形的挤压单元，向上述传送辊的方向挤压上述电极前体。
[0022]本公开的另一方式的掺杂系统具备向传送辊的方向挤压电极前体的可弹性变形的挤压单元。挤压单元根据电极前体的形状进行弹性变形，在较宽的范围将电极前体按压于传送辊。由此，使电极前体与传送辊的电连接稳定。其结果，能够制造高品质的电极。
[0023]本公开的另一方式是一种掺杂系统，向具有含有活性物质的层的带状的电极前体中的上述活性物质中掺杂碱金属，具备：多个电解液槽，收容含有碱金属离子的溶液；传送单元，将上述电极前体沿着通过上述多个电解液槽内的路径进行传送；对电极单元，收容于上述多个电解液槽中的至少1个；以及连接单元，对上述电极前体和上述对电极单元进行电连接。
[0024]根据本公开的另一方式的掺杂系统，能够高效地向电极前体的活性物质中掺杂碱金属。其结果，能够高效地制造高品质的电极。
[0025]本公开的另一方式是一种向活性物质中掺杂碱金属的方法，包含：第1掺杂工序，通过在收容含有碱金属离子的溶液和对电极单元的第1电解液槽中对具有含有活性物质的层的电极前体和上述对电极单元进行电连接，从而向上述活性物质中掺杂碱金属；以及第2掺杂工序，在上述第1掺杂工序之后，通过在收容含有碱金属离子的溶液和对电极单元的第2电解液槽中对上述电极前体和上述对电极单元进行电连接，从而在与上述第1掺杂工序不同的条件下向上述活性物质中掺杂碱金属。
[0026]根据本公开的另一方式的向活性物质中掺杂碱金属的方法，能够高效地向电极前体的活性物质中掺杂碱金属。其结果，能够高效地制造高品质的电极。
[0027]本公开的另一方式是一种电极制造系统，制造具有含有掺杂有碱金属的活性物质的层的带状的电极，具备：掺杂单元，向具有含有活性物质的层的带状的电极前体中的上述活性物质中掺杂碱金属，制造上述电极；卷绕单元，对由上述掺杂单元制造的上述电极进行卷绕；以及气体供给单元，向上述卷绕单元供给选自稀有气体和二氧化碳中的至少1种气体。
[0028]根据本公开的另一方式中的电极制造系统，能够抑制在掺杂碱金属之后电极的品质劣化。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种向活性物质中掺杂碱金属的方法，包含如下工序：第1掺杂工序，通过在收容含有碱金属离子的溶液和对电极单元的第1电解液槽中对具有含有活性物质的层的电极前体和所述对电极单元进行电连接，从而向所述活性物质中掺杂碱金属，以及第2掺杂工序，在所述第1掺杂工序之后，通过在收容含有碱金属离子的溶液和对电极单元的第2电解液槽中对所述电极前体和所述对电极单元进行电连接，从而在与所述第1掺杂工序不同的条件下，向所述活性物质中掺杂碱金属；收容于所述第1电解液槽的所述溶液的组成与收容于所述第2电解液槽的所述溶液的组成不...

【专利技术属性】
技术研发人员：直井雅也，川田幸广，药师寺广基，相田一成，小久保辉一，
申请(专利权)人：武藏能源解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：