能源器件的粉体层复合体、其制造方法以及能源器件的粉体涂布装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及能源器件的粉体层复合体、其制造方法以及能源器件的粉体涂布装置。该粉体层复合体具备集电体、和在集电体上形成的膜厚为50μm以上的粉体层。粉体层包含由至少1种粒子材料构成的粉体。粉体层中包含的溶剂的浓度为50ppm以下。粉体层的任意的30mm

【技术实现步骤摘要】
能源器件的粉体层复合体、其制造方法以及能源器件的粉体涂布装置


[0001]本专利技术涉及能源器件的粉体层复合体、其制造方法以及能源器件的粉体涂布装置。

技术介绍

[0002]以往，已知一面搬运集电体等部件一面在集电体的表面上涂布粉体的技术。
[0003]例如，专利文献1中，公开了在作为长条(大张)的集电体的集电体的表面上涂布包含活性物质的粉体的复合材料的技术。
[0004]专利文献1中，记载了向集电体的表面上供给粉体后，利用刮板使供给的粉体平坦，从而均匀地调整由粉体形成的层(以下作为“粉体层”)的厚度。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本专利第6067636号公报

技术实现思路

[0008]本专利技术的一个方案涉及的能源器件的粉体层复合体具备集电体和在上述集电体上形成的膜厚为50μm以上的粉体层，上述粉体层包含由至少1种粒子材料构成的粉体，上述粉体层中包含的溶剂的浓度为50ppm以下，在上述粉体层的任意的30mm
×
30mm的区域内，上述粉体层的单位面积质量偏差为10％以下。
[0009]本专利技术的一方案涉及的能源器件的粉体层复合体的制造方法包括：向集电体的表面上供给粉体，形成包含上述粉体的粉体层的工序；和一边使上述集电体相对于按照与集电体之间形成间隙的方式配置的刮板沿规定方向相对移动，一边使用以频率2kHz以上且300kHz以下振动的上述刮板调整上述粉体层的厚度和上述粉体层中的上述粉体的填充率的工序，在调整上述粉体层的厚度和上述粉体层中的上述粉体的填充率的工序中，按照上述粉体层中的上述粉体的填充率成为上述粉体的振实填充率以上的方式填充上述粉体层中的上述粉体。
[0010]本专利技术的一个方案涉及的能源器件的粉体涂布装置具备：向集电体的表面上供给粉体的粉体供给部；按照与上述集电体之间形成间隙的方式配置、以频率2kHz以上且300kHz以下振动、并调整通过上述粉体供给部向上述集电体的表面上供给的上述粉体的单位面积质量和填充率的刮板；使上述集电体相对于上述刮板沿规定方向相对移动的驱动部；和控制上述间隙和上述刮板的振动中的至少一者的控制部。
附图说明
[0011]图1是用于说明比较例涉及的粉体层的示意图。
[0012]图2是实施方案涉及的粉体层复合体的示意图。
[0013]图3是表示实施方案涉及的粉体层复合体的制造工序的流程图。
[0014]图4A是用于说明在实施方案涉及的粉体排列工序中，填充向集电体的表面上供给的粉体的工序的示意图。
[0015]图4B是用于说明在实施方案涉及的粉体排列工序中，剩余粉体喷出至粉体层上部的状态的示意图。
[0016]图4C是用于说明在实施方案涉及的粉体排列工序中，将剩余粉体刮去，使粉体层的厚度一定的状态的示意图。
[0017]图5是实施方案涉及的粉体层复合体的制造中使用的粉体涂布装置的示意图。
[0018]附图标记说明
[0019]1集电体
[0020]2粉体
[0021]3粉体层
[0022]4粉体层复合体
[0023]5刮板
[0024]6剩余粉体
[0025]10粉体涂布装置
[0026]11粉体供给部
[0027]12驱动部
[0028]13控制部
具体实施方式
[0029](得到本专利技术的一个方案的经由)
[0030]本专利技术人等发现，关于在集电体的表面上形成的粉体层，存在以下这样的问题。如专利文献1，即使用刮板使粉体层的厚度均匀，在大张的粉体层中也会发生粉体的单位面积质量偏差。因此，使用这样的粉体层的大张的能源器件的品质容易产生问题。粉体的单位面积质量是指，用重量表示每单位面积的粉体量的值，单位面积质量的单位为例如g/cm2。
[0031]在此，关于粉体层的偏差利用图1进行具体说明。图1是用于说明比较例涉及的粉体层的示意图。图1中的白色的箭头表示集电体1X的搬运方向。图1中所示的刮板5X按照与集电体1X之间形成间隙的方式固定。如图1所示，通过搬运集电体1X，粉体2X被刮板5X整平，粉体层3X的膜厚被控制为一定。但是，由于不能控制粉体2X的填充情况(疏密)的偏差，因此难以控制粉体层3X的单位面积质量为一定。
[0032]对于全固体电池等薄层的能源器件而言，需要通过提高粉体层的品质使能源器件高性能化。本专利技术提供能够使能源器件高性能化的能源器件的粉体层复合体等。具体来说，本专利技术在集电体上形成大张且单位面积质量偏差小的粉体层。以下，进行详细说明。
[0033](本专利技术的概要)
[0034]本专利技术的一个方案的概要如下。
[0035]本专利技术的一个方案中的能源器件的粉体层复合体具备集电体和在上述集电体上形成的膜厚为50μm以上的粉体层，上述粉体层包含由至少1种粒子材料构成的粉体，上述粉体层中包含的溶剂的浓度为50ppm以下，在上述粉体层的任意的30mm
×
30mm的区域内，上述
粉体层的单位面积质量偏差为10％以下。
[0036]由此，实现粉体层的单位面积质量偏差小、溶剂导致的粉体层的劣化受到抑制的粉体层复合体。因此，通过将这样的粉体层复合体用于能源器件，能够提高能源器件的输出功率和品质，使能源器件高性能化。
[0037]另外，例如，上述粉体层中的上述粉体的填充率可以是上述粉体的振实填充率以上。
[0038]由此，与振实而填充粉体的情况相比，粉体层中的粉体间的空隙变少，能够进一步减小粉体层的单位面积质量偏差。
[0039]另外，例如，上述至少1种粒子材料包含上述至少1种粒子材料中体积比例最大的粒子材料即主粉体，上述主粉体的由(D90
‑
D10)/D50表示的粒度分布大于75％，上述粉体层中的上述粉体的填充率可以是上述粉体的振实填充率的1.1倍以上。
[0040]在粉体的粒度分布大的情况下，粉体的流动性变差，容易发生粉体层的单位面积质量的偏差，但通过粉体层中的粉体的填充率比振实而填充粉体的情况高10％以上，从而粉体层中的粉体间的空隙变得更少，能够进一步减小粉体层的单位面积质量偏差。
[0041]另外，例如，上述粉体层中的上述粉体的填充率可以是80％以上。
[0042]由此，粉体间的接触变多，能够使使用粉体层复合体的能源器件更高性能化。
[0043]另外，例如，上述集电体为正极集电体，上述粉体可以包含正极活性物质和具有离子传导性的固体电解质作为上述至少1种粒子材料。
[0044]由此，能够将粉体层复合体用作全固体电池的正极。
[0045]另外，例如，上述集电体为负极集电体，上述粉体可以包含负极活性物质和具有离子传导性的固体电解质作为上述至少1种粒子材料。
[0046]由此，能够将粉体层复合体用作全固体电池的负极。
[0047]另外，本专利技术的一个方案中的能源器件的粉体层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能源器件的粉体层复合体，其具备：集电体、和在所述集电体上形成的膜厚为50μm以上的粉体层，所述粉体层包含由至少1种粒子材料构成的粉体，所述粉体层中包含的溶剂的浓度为50ppm以下，在所述粉体层的任意的30mm
×
30mm的区域内，所述粉体层的单位面积质量偏差为10％以下。2.根据权利要求1所述的能源器件的粉体层复合体，其中，所述粉体层中的所述粉体的填充率为所述粉体的振实填充率以上。3.根据权利要求2所述的能源器件的粉体层复合体，其中，所述至少1种粒子材料包含所述至少1种粒子材料中体积比例最大的粒子材料即主粉体，所述主粉体的由(D90
‑
D10)/D50表示的粒度分布大于75％，所述粉体层中的所述粉体的填充率为所述粉体的振实填充率的1.1倍以上。4.根据权利要求1所述的能源器件的粉体层复合体，其中，所述粉体层中的所述粉体的填充率为80％以上。5.根据权利要求1所述的能源器件的粉体层复合体，其中，所述集电体为正极集电体，所述粉体包含正极活性物质和具有离子传导性的固体电解质作为所述至少1种粒子材料。6.根据权利要求1所述的能源器件的粉体层复合体，其中，所述集电体为负极集电体，所述粉体包含负极活性物质和具有离子传导性的固体电解质作为所述至少1种粒子材料。7.一种能源器件的粉体层复合体的制造方法，包括以下工序：向集电体的表面上供给粉体而形成包含所述粉体的粉体层的工序；一边使所述集电体相对于按照与集电体之间形成间隙的方式配置的刮板沿规定方向相对移动，一边使用以频率2kHz以上且300kHz以下振动的所述刮板调整所述粉体层的厚度和所述粉体层中的所述粉体的填充率...

【专利技术属性】
技术研发人员：小岛俊之，堀川晃宏，土田修三，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：