电极的制造方法、电池的制造方法、电极和电池技术

本发明专利技术涉及电极的制造方法、电池的制造方法、电极和电池。通过将活性物质粒子、胶囊状粒子、粘结剂和有机溶剂混合，从而制备浆料。通过将浆料涂布于基材的表面，从而形成涂膜。通过将涂膜加热干燥，从而形成活性物质层。通过将活性物质层压缩，从而制造电极。胶囊状粒子包含热塑性树脂。热塑性树脂通过在有机溶剂的共存下加热而软化。通过热塑性树脂软化，从而胶囊状粒子收缩，在活性物质层内形成孔隙。在活性物质层内形成孔隙。在活性物质层内形成孔隙。

【技术实现步骤摘要】
电极的制造方法、电池的制造方法、电极和电池


[0001]本公开涉及电极的制造方法、电池的制造方法、电极和电池。

技术介绍

[0002]国际公开第2015/098586号(文献1)公开了将中空粒子添加到负极用浆料中(例如参照段落0124
‑
0127)。

技术实现思路

[0003]一直在追求电池电阻的降低。为了降低电池电阻，例如考虑增大电极中的反应面积。
[0004]电极包含活性物质层。活性物质层包含活性物质粒子。一般地，活性物质层为多孔质。电解液浸透至活性物质粒子之间的间隙(孔隙)。在活性物质粒子与电解液的界面处进行电极反应。例如，通过控制活性物质层内的孔隙量、孔隙形状，从而期待反应面积增大，电池电阻降低。
[0005]例如，认为通过降低活性物质层的密度，从而孔隙量增大。通过孔隙量的增大，期待反应面积的增大。不过，如果活性物质层的密度单纯地降低，则活性物质粒子间的接点减少，电子传导电阻也有可能增大。通过电子传导电阻的增大，电池电阻反而也有可能增大。
[0006]例如，也考虑将发泡剂(气体产生物质)添加到活性物质层中。通过在活性物质层内，发泡剂发出气体，从而期待在活性物质层内形成孔隙。但是，由于气体产生，认为难以控制孔隙的形状。另外，一般在电极的制造过程中，采用压延机将活性物质层压缩。认为在活性物质层的压缩时，孔隙垮塌。
[0007]例如，也考虑通过采用压花辊等压缩活性物质层，从而在活性物质层的表面形成沟槽。通过沟槽的形成，活性物质层的表面积在表观上增大。但是，在形成了沟槽的部分，活性物质层的密度局部地升高。由于活性物质层内的孔隙减少，因此电池电阻反而有可能增大。另外，由于活性物质层的密度具有波动，因此电极反应变得不均匀，也有可能产生其他的不利情形。
[0008]本公开的目的在于电池电阻的降低。
[0009]以下对本公开的技术构成和作用效果进行说明。不过，本公开的作用机理包含推定。作用机理的正确与否并不限制权利要求。
[0010][1]电极的制造方法包含下述(A1)至(D1)。
[0011](A1)通过将活性物质粒子、胶囊状粒子、粘结剂和有机溶剂混合从而制备浆料。
[0012](B1)通过将浆料涂布于基材的表面从而形成涂膜。
[0013](C1)通过将涂膜加热、干燥从而形成活性物质层。
[0014](D1)通过将活性物质层压缩从而制造电极。
[0015]胶囊状粒子包含热塑性树脂。热塑性树脂通过在有机溶剂的共存下加热而软化。通过热塑性树脂软化，从而胶囊状粒子收缩，在活性物质层内形成孔隙。
[0016]在上述[1]的电极的制造方法中，采用胶囊状粒子形成孔隙。胶囊状粒子为所谓的造孔材料。浆料为活性物质层的前体。将胶囊状粒子添加到浆料中。浆料包含有机溶剂。就胶囊状粒子而言，如果在与有机溶剂接触的状态下加热，则软化、收缩。
[0017]在浆料的干燥时，将胶囊状粒子在有机溶剂的共存下加热。由此，胶囊状粒子收缩，在活性物质层内形成孔隙。在本公开中，可采用胶囊状粒子的个数和形状来控制孔隙量和孔隙形状。因此，期待电池电阻的降低。
[0018]在本公开中，通过为有机溶剂的共存下，从而能够降低热塑性树脂的软化点。因此，在对于其他材料(例如粘结剂等)施加的热损伤没有变得过大的温度范围，能够使胶囊状粒子收缩。
[0019]再有，文献1对于通过在活性物质层内使中空粒子收缩从而形成孔隙，既没有公开也没有暗示。另外，文献1公开了通过将包含中空粒子的成型物烧成，从而形成独立气泡(参照段落0059)。但是，认为该方法不能应用于电极。这是因为，通过烧成，粘结剂变质，粘结剂的粘结力有可能丧失。认为如果粘结剂的粘结力丧失，则活性物质层不再能够维持其结构。另外，通过烧成，粘结剂也有可能烧失。
[0020][2]在上述[1]的制造方法中，胶囊状粒子例如可包含外壳和内包物。外壳包含热塑性树脂。内包物包含选自挥发性物质和气体中的至少一种。
[0021]胶囊状粒子例如可为所谓的热膨胀性微胶囊。热膨胀性微胶囊包含挥发性物质作为内包物。通过热膨胀性微胶囊的外壳软化、破裂，从而释放内包物，热膨胀性微胶囊可收缩。膨胀前的热膨胀性微胶囊可作为本公开的胶囊状粒子使用。膨胀前的热膨胀性微胶囊包含挥发性物质(固体或液体)作为内包物。膨胀后的热膨胀性微胶囊可作为本公开的胶囊状粒子使用。膨胀后的热膨胀性微胶囊包含气体作为内包物。
[0022][3]在上述[2]的制造方法中，在内包物包含挥发性物质时，挥发性物质相对于胶囊状粒子，例如可具有5％以上的体积分率。
[0023][4]在上述[2]的制造方法中，在内包物包含气体时，气体相对于胶囊状粒子，例如可具有50％以上的体积分率。
[0024][5]在上述[1]至[4]的制造方法中，胶囊状粒子的D50与活性物质层的厚度之比例如可为0.2至0.8。
[0025]胶囊状粒子的D50与活性物质层的厚度之比为0.2至0.8时，具有浆料的涂布性提高的倾向。
[0026][6]在上述[1]至[5]的制造方法中，活性物质粒子包含正极活性物质或负极活性物质。
[0027]即，在本公开的制造方法中，可制造正极，也可制造负极。因此，本公开的基材表示正极基材或负极基材。本公开的活性物质层表示正极活性物质层或负极活性物质层。
[0028][7]电池的制造方法包含(A2)至(F2)。
[0029](A2)通过将活性物质粒子、胶囊状粒子、粘结剂和水系溶剂混合，从而制备浆料。
[0030](B2)通过将浆料涂布于基材的表面，从而形成涂膜。
[0031](C2)通过将涂膜加热干燥，从而形成活性物质层。
[0032](D2)通过将活性物质层压缩，从而制造电极。
[0033](E2)将包含电极和电解液的电池组装。
[0034](F2)对电池实施加热熟化。
[0035]电解液包含有机溶剂。胶囊状粒子包含热塑性树脂。热塑性树脂通过与电解液接触而软化。通过热塑性树脂软化，从而胶囊状粒子收缩，在活性物质层内形成孔隙。
[0036]在上述[7]的电池的制造方法中，在电极的制造后直至电池完成的期间形成孔隙。在上述[7]的制造方法中，作为浆料的分散介质，使用水系溶剂。在胶囊状粒子中所含的热塑性树脂即使在水系溶剂中加热也难以收缩。因此，在上述[7]的制造方法中，在干燥后的电极中，胶囊状粒子也可基本上没有收缩地残存。进而，胶囊状粒子在压缩后的电极中也可维持规定形状。
[0037]在上述[7]的制造方法中，在电池内，胶囊状粒子与电解液接触。即，胶囊状粒子与有机溶剂接触。胶囊状粒子通过与有机溶剂的接触，可收缩。即，可形成孔隙。
[0038][8]在上述[7]的制造方法中，例如在加热熟化时可形成孔隙。
[0039]在上述[7]的制造方法中，胶囊状粒子例如可在从与电解液的接触到加热熟化的期间收缩。胶囊状粒子可通过与有机溶剂接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电极的制造方法，其包含：通过将活性物质粒子、胶囊状粒子、粘结剂和有机溶剂混合从而制备浆料；通过将所述浆料涂布于基材的表面从而形成涂膜；通过将所述涂膜加热、干燥从而形成活性物质层；和通过将所述活性物质层压缩从而制造电极，所述胶囊状粒子包含热塑性树脂，所述热塑性树脂通过在所述有机溶剂的共存下加热而软化，通过所述热塑性树脂软化，从而所述胶囊状粒子收缩，在所述活性物质层内形成孔隙。2.根据权利要求1所述的电极的制造方法，其中，所述胶囊状粒子包含外壳和内包物，所述外壳包含所述热塑性树脂，所述内包物包含选自挥发性物质和气体中的至少一种。3.根据权利要求2所述的电极的制造方法，其中，所述内包物包含所述挥发性物质，所述挥发性物质相对于所述胶囊状粒子，具有5％以上的体积分率。4.根据权利要求2所述的电极的制造方法，其中，所述内包物包含所述气体，所述气体相对于所述胶囊状粒子，具有50％以上的体积分率。5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的电极的制造方法，其中，所述胶囊状粒子的D50与所述活性物质层的厚度之比为0.2至0.8。6.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的电极的制造方法，其中，所述活性物质粒子包含正极活性物质或负极活性物质。7.电池的制造方法，其包含：通过将活性物质粒子、胶囊状粒子、粘结剂和水系溶剂混合从而制备浆料；通过将所述浆料涂布于基材的表面从而形成涂膜；通过将所述涂膜加热并干燥从而形成活性物质层；通过将所述活性物质层压缩从而制造电极；组装包含所述电极和电解液的电池；和对所述电池实施加热熟化，所述电解液包含有机溶剂，所述胶囊状粒子包含热塑性树脂，所述热塑性树脂通过与所述电解液接触而软化，通过所述热塑性树脂软化，从而所述胶囊状粒子收缩，在所述活性物质层内形成孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田晃，松田茂树，
申请(专利权)人：泰星能源解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：