电化学装置用构件的制造或再利用方法、电化学装置的制造方法、电化学装置用构件、以及电化学装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供一种电化学装置用构件的制造方法等，该制造方法在制造电化学装置时不易产生因溶剂减少、吸湿等造成的电化学装置组成的不可逆的变化的问题。本发明专利技术的电化学装置用构件的制造方法包括对具有增塑性和自支撑性的成型材料组合物实施本说明书所记载的至少一种赋形操作，上述成型材料组合物包含：至少一种填充剂(F)；作为水、离子液体、或它们的混合物的增塑剂(P

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电化学装置用构件的制造或再利用方法、电化学装置的制造方法、电化学装置用构件、以及电化学装置


[0001]本专利技术涉及电化学装置用构件的制造或再利用方法、电化学装置的制造方法、电化学装置用构件、以及电化学装置。

技术介绍

[0002]一直以来，在锂一次电池等一次电池；锂离子二次电池、锂金属二次电池、钠离子二次电池、钾离子二次电池、镁二次电池、铝二次电池等非水系二次电池；空气电池；染料敏化型太阳能电池等太阳能电池；双电层电容器、锂离子电容器等电容器；电致变色显示装置；电化学发光元件；双电层晶体管；电化学致动器等电化学装置中，使用着包含活性物质的电极。
[0003]而且，在例如专利文献1中记载了所要解决的技术问题是提供一种使活性物质颗粒与溶液的接触表面积均匀的电极糊，还记载了制造电极糊的方法，即，使用进行了化学干燥的材料，将活性物质固体颗粒成分与液体不挥发性增塑剂成分和挥发性无水粉碎溶剂混合来形成浆料，粉碎浆料直至粒径和粒径分布达到期望的值，除去挥发性无水粉碎溶剂，由此制造电极糊。
[0004]此外，在例如专利文献2中记载了非水电池用正极板的制造方法：将包含二氧化锰等活性物质粉末、由在未烧结状态被纤维化而形成结合网的氟树脂构成的粘结剂、以及由聚环氧乙烷构成的粘性剂的溶液为主体的糊涂覆于极板芯体，然后，在上述聚环氧乙烷的分解温度以下的温度进行热处理，除去水分。
[0005]进而，在例如专利文献3中记载了包含离子性物质和由含有高沸点有机化合物的有机化合物构成的增塑剂的电化学装置用电解质组合物、以及包含将混合该电化学装置用电解质组合物和电极活性物质而得到的混合物成型所得到的电极复合材料层的电化学装置用电极、以及它们的制造方法。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开平10
‑
334886号公报；
[0009]专利文献2：日本特开昭61
‑
91861号公报；
[0010]专利文献3：日本特开2019
‑
114390号公报。

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的问题
[0012]专利文献1和3所记载的技术是将在电解液中混炼了活性物质而成的成型材料(糊、浆料、混合物)涂敷在集流体或在集流体上成型、以电解液中的非水系有机溶剂不完全挥发的方式制造电极。然而，在这样的制造方法中，存在如下问题：当在成型加工中为开放环境时，在挥发了必要量以上的非水系有机溶剂的情况下，难以补充挥发部分的有机溶剂，
此外在发生吸湿的情况下，难以除去吸湿的水分，因此品质一旦发生变化就难以恢复，为了得到稳定的生产、稳定的装置性能，必须对挥发量进行管理。此外，在制造电极的过程中，在不进行适当地管理的情况下，还存在操作人员暴露于挥发的非水系有机溶剂中的风险，这也是一个问题。
[0013]此外，专利文献2所记载的技术虽然研究了对于锂一次电池用正极的制造的应用性，但没有研究对于用于锂离子二次电池等其他电池的构件的制造的应用性。此外，专利文献2所记载的技术也没有研究构件随着制造过程中的溶剂量的变动而产生的品质变化、品质的恢复。特别是与一次电池相比，二次电池的电极的单位面积重量精度(例如电极的厚度、电极的表面粗糙度的精度)更为重要，但专利文献2所记载的技术没有研究电极的单位面积重量精度。此外，也没有通过赋形操作来形成构件。
[0014]因此，本专利技术的目的在于提供一种电化学装置用构件的制造方法等，该制造方法在制造电化学装置时，不易产生因溶剂减少、吸湿等造成的电化学装置组成的不可逆的变化的问题。
[0015]用于解决问题的方案
[0016]本专利技术人为了实现上述目的进行了深入研究，结果发现，通过对如下的成型材料组合物实施规定的赋形操作，能够制造在制造过程中不可逆的品质变化得以被抑制的电化学装置用构件，以至完成了本专利技术，上述成型材料组合物包含填充剂、作为水、离子液体、或它们的混合物的增塑剂以及聚合物，实质上不包含有机溶剂，具有塑性和自支撑性，聚合物能够被增塑剂塑化。
[0017]即，本专利技术的目的在于有利地解决上述问题，本专利技术的电化学装置用构件的制造方法的特征在于，包括对成型材料组合物实施选自下述A组中的至少一种赋形操作，
[0018]上述成型材料组合物具有塑性和自支撑性，包含至少一种填充剂(F)、作为水、离子液体、或它们的混合物的增塑剂(P
‑
S)以及聚合物(P1)，实质上不包含有机溶剂，
[0019][A组：挤出、向模具注射、拉伸、压缩成型、利用加压降低厚度、利用加压使厚度均匀化、切割、开孔、切削、弯曲为收纳于电化学装置容器中的最终形状、不同组成的成型材料组合物彼此粘贴在一起]。
[0020]如果使用像这样制造的电化学装置用构件制造电化学装置(例如，电极)，则能够抑制在制造电化学装置时因溶剂减少、吸湿等造成的电化学装置组成的不可逆的变化。
[0021]聚合物(P1)可以为也能够被电解液溶剂(E
‑
S)塑化的聚合物。此外，聚合物(P1)可以为潮解性的聚合物。聚合物(P1)优选为包含环氧乙烷(EO)作为单体单元的聚合物、聚唑啉系聚合物、聚
‑
N
‑
乙烯基乙酰胺系聚合物、或表氯醇
‑
有机胺缩聚物。
[0022]填充剂(F)可以包含活性物质(A)。此外，填充剂(F)可以包含无机固态电解质。此外，填充剂(F)可以包含纤维状物质。此外，填充剂(F)可以包含固体润滑剂。
[0023]纤维状物质可以具有10μm以上的纤维长度。此外，纤维状物质可以具有电化学装置用构件的厚度以上的纤维长度。此外，纤维状物质可以具有纳米尺寸的纤维径。
[0024]固体润滑剂可以选自下述B组。
[0025][B组：石墨、石墨烯、氮化硼、聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基烷烃(PFA)、硫化钼、二硫化钨、云母、滑石、氟化石墨、氰尿酸三聚氰胺、金属皂]。
[0026]填充剂(F)可以为纳米尺寸。填充剂(F)在成型材料组合物中所占的体积分数可以
为50体积％以上。
[0027]成型材料组合物还可以包含能够被增塑剂(P
‑
S)塑化但在电解液中不溶解的聚合物(P2)。
[0028]本专利技术的电化学装置用构件的制造方法可以包括将聚合物(P1)不可逆地交联。交联的方法可以为热交联。此外，交联的方法可以为UV交联。此外，交联剂可以添加到成型材料组合物中。此外，交联剂可以添加到电解液中。此外，聚合物(P1)可以为自交联性聚合物。
[0029]本专利技术的电化学装置用构件的制造方法可以包括通过测量构件的厚度来管理单位面积重量并进行反馈。此外，本专利技术的电化学装置用构件的制造方法可以包括压碎由成型材料组合物形成的多条股来形成片。此外，本专利技术的电化学装置用构件的制造方法可以包括通过从块状的成型材料组合物中削掉来得到构件。
[0030]此外，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造方法，为电化学装置用构件的制造方法，包括对成型材料组合物实施选自下述A组中的至少一种赋形操作的步骤，所述成型材料组合物具有塑性和自支撑性，包含至少一种填充剂(F)、作为水、离子液体或它们的混合物的增塑剂(P
‑
S)以及聚合物(P1)，实质上不包含有机溶剂，A组：挤出、向模具注射、拉伸、压缩成型、利用加压降低厚度、利用加压使厚度均匀化、切割、开孔、切削、弯曲为收纳于电化学装置容器中的最终形状、不同组成的成型材料组合物彼此粘贴在一起。2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述聚合物(P1)为也能够被电解液溶剂(E
‑
S)塑化的聚合物。3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，所述聚合物(P1)为潮解性的聚合物。4.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，所述聚合物(P1)为包含环氧乙烷(EO)作为单体单元的聚合物、聚唑啉系聚合物、聚
‑
N
‑
乙烯基乙酰胺系聚合物、或表氯醇
‑
有机胺缩聚物。5.根据权利要求1～4中任一项所述的制造方法，其中，所述填充剂(F)包含活性物质(A)。6.根据权利要求1～5中任一项所述的制造方法，其中，所述填充剂(F)包含无机固态电解质。7.根据权利要求1～6中任一项所述的制造方法，其中，所述填充剂(F)包含纤维状物质。8.根据权利要求7所述的制造方法，其中，所述纤维状物质具有10μm以上的纤维长度。9.根据权利要求7或8所述的制造方法，其中，所述纤维状物质具有电化学装置用构件的厚度以上的纤维长度。10.根据权利要求7～9中任一项所述的制造方法，其中，所述纤维状物质具有纳米尺寸的纤维径。11.根据权利要求1～10中任一项所述的制造方法，其中，所述填充剂(F)包含选自下述B组的固体润滑剂，B组：石墨、石墨烯、氮化硼、聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基烷烃(PFA)、硫化钼、二硫化钨、云母、滑石、氟化石墨、氰尿酸三聚氰胺、金属皂。12.根据权利要求1～11中任一项所述的制造方法，其中，所述填充剂(F)为纳米尺寸。13.根据权利要求1～12中任一项所述的制造方法，其中，所述填充剂(F)在所述成型材料组合物中所占的体积分数为50体积％以上。14.根据权利要求1～13中任一项所述的制造方法，其中，所述成型材料组合物还包含被所述增塑剂(P
‑
S)塑化但在电解液中不溶解的聚合物(P2)。15.根据权利要求1～14中任一项所述的制造方法，其中，包括将所述聚合物(P1)不可逆地交联的步骤。16.根据权利要求15所述的制造方法，其中，交联的方法为热交联。17.根据权利要求15所述的制造方法，其中，交联的方法为UV交联。18.根据权利要求15～17中任一项所述的制造方法，其中，交联剂添加到成型材料组合物中。
19.根据权利要求15～17中任一项所述的制造方法，其中，交联剂添加到电解液中。20.根据权利要求15～17中任一项所述的制造方法，其中，聚合物(P1)为自交联性聚合物。21.根据权利要求1～20中任一项所述的制造方法，其中，包括通过测量构件的厚度来管理单位面积重量并进行反馈的步骤。22.根据权利要求1～21中任一项所述的制造方法，其中，包括压碎由成型材料组合物形成的多条股来形成片的步骤。23.根据权利要求1～22中任一项所述的制造方法，其中，包括通过从块状的成型材料组合物中削掉来得到构件的步骤。24.根据权利要求1～23中任一项所述的制造方法，其中，包括将所述成型材料组合物贴在基材上的步骤。25.根据权利要求24所述的制造方法，其中，包括在将所述成型材料组合物赋形成期望的厚度后贴在所述基材上的步骤。26.根据权利要求24或25所述的制造方法，其中，包括从所述基材的表面和背面大致同时地粘贴所述成型材料组合物的步骤。27.根据权利要求24或25所述的制造方法，其中，包括在将所述成型材料组合物贴在所述基材的表面侧后再贴在背面侧的步骤。28.根据权利要求24～27中任一项所述的制造方法，其中，所述基材在与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：米丸裕之，
申请(专利权)人：日本瑞翁株式会社，
类型：发明
国别省市：