电池用电极的制造方法技术

根据本发明专利技术，提供一种制造包含活性物质２２与粘合剂５４的复合材料层被保持在集电体１０上的电池用电极的方法。该方法包括：在集电体１０的表面形成由聚合物形成的突起物６４的工序；从聚合物突起物６４上方将包含粘合剂５４的粘合剂溶液５０涂布到集电体１０上形成粘合剂溶液层５６的工序；通过从粘合剂溶液层５６上方涂布含有活性物质２２的复合材料膏４０，在集电体１０上堆叠粘合剂溶液层５６与复合材料膏层４６的工序；和通过使堆叠的粘合剂溶液层５６与复合材料膏层４６一起干燥，得到在集电体１０上形成有复合材料层的电极的工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制造电池用电极的方法，特别是涉及具有包含电极活性物质的电极复合材料层被保持在集电体上的构造的。
技术介绍
近年来，锂离子电池、镍氢电池和其他的二次电池作为车辆搭载用电源、或个人电脑和便携终端的电源重要性不断提高。特别是轻量且得到高能量密度的锂二次电池作为优选用作车辆搭载用高输出电源的电池受到期待。这种二次电池的一种典型构造中，具备可以可逆地吸收和放出锂离子的材料(电极活性物质)被保持在导电性部件(电极集电体) 上的电极。例如，作为被用于负极的电极活性物质(负极活性物质)的代表例，例示石墨碳、 无定形碳等的碳系材料。另外，作为被用于负极的电极集电体(负极集电体)的代表例，列举出以铜或铜合金为主体的片状或箔状的部件。作为制造具有该构造的负极时在负极集电体上保持负极活性物质的代表方法之一，列举出在负极集电体(铜箔等)上涂布使负极活性物质的粉末与粘合剂(粘结剂)分散在适当的介质中而成的复合材料膏，并使其从热风干燥机等中通过进行干燥，由此形成含有负极活性物质的层(负极复合材料层)的方法。该情况下，负极复合材料层中的粘合剂在粘结负极活性物质彼此的同时也发挥着粘结负极复合材料层与负极集电体的作用。另外，负极复合材料层中的粘合剂也有将负极复合材料层粘结在负极集电体上的作用。作为涉及这种电极制造的技术文献可以列举出专利文献1。现有技术文献专利文献1 日本特许第3553244号公报
技术实现思路
但是，制造上述负极时如果在负极集电体涂布含有负极活性物质粉末与粘合剂的复合材料膏并干燥，则干燥中会发生对流，集电体附近的粘合剂在膏涂布物的表层部(集电体的相反侧)聚集(上浮)，因此集电体附近的粘合剂量变少，结果存在负极集电体与负极复合材料层的粘结强度(附着性)降低这样的问题。如果负极集电体与负极复合材料层的粘结强度降低，则在其后的制造工序(例如将负极片与正极片卷绕成涡旋状的工序)或电池使用时负极复合材料层从负极集电体上浮或剥离，成为使电池性能降低的要因。本专利技术是鉴于这点提出的，其主要目的在于提供可以提高集电体与复合材料层的粘结强度(附着性)的。根据本专利技术，提供制造包含活性物质与粘合剂的复合材料层被保持在集电体上的电池用电极的方法。上述复合材料层通过在集电体上涂布含有上述活性物质的复合材料膏并干燥来形成。在此，上述复合材料层的形成包括在集电体的表面形成由聚合物形成的突起物的工序。另外，包括从上述聚合物突起物上方将含有粘合剂的粘合剂溶液涂布到集电体上形成粘合剂溶液层的工序。另外，包括通过从上述粘合剂溶液层上方涂布含有活性物质的复合材料膏，从而在集电体上堆叠上述粘合剂溶液层与复合材料膏层的工序。进一步地，包括通过使上述堆叠的粘合剂溶液层与复合材料膏层一起干燥，得到在上述集电体上形成有复合材料层的电极的工序。根据本专利技术的方法，通过在集电体与复合材料膏层之间形成粘合剂溶液层，并使该粘合剂溶液层与复合材料膏层一起干燥，来形成复合材料层，所以在集电体与复合材料层的界面配置了大量来自粘合剂溶液层的粘合剂。由此，集电体附近的粘合剂量变多，得到具备与集电体密合性(粘结强度)好的复合材料层的电极。另外，在集电体的表面形成有发挥止滑作用的由聚合物形成的突起物，所以可以防止复合材料膏层的滑动。即，如果从粘合剂溶液层上方涂布复合材料膏，有时复合材料膏在粘合剂溶液层弹起产生滑动，干燥后得到的复合材料层的表面(涂布面)产生凹凸，但如果根据本专利技术，首先，在集电体的表面形成聚合物突起物，在其上依次堆叠粘合剂溶液层与复合材料膏层，所以复合材料膏层被聚合物突起物卡住。由此，复合材料膏层的滑动被阻止，可以制造具备表面凹凸少的平坦性好的复合材料层的电极。上述聚合物突起物的高度优选大于上述粘合剂溶液层的厚度。该情况下，聚合物突起物的顶端在粘合剂溶液层的上面的更上方突出，所以可以适当地抑制复合材料膏层的滑动。优选上述聚合物突起物的高度大于上述粘合剂溶液层的厚度与上述复合材料膏层的厚度加起来的总厚度。该情形下，聚合物突起物的顶端在复合材料膏层的上面的更上方突出，所以可以更确实地抑制复合材料膏层的滑动。在此被公开的制造方法的优选的一形态中，将上述聚合物突起物形成多个独立的点状(散点状)。该情况下，可以通过多个独立的点状的突起物适当地防止复合材料膏层的滑动。在此被公开的制造方法的优选的一形态中，将上述聚合物突起物形成图案化了的凸状。该情况下，通过图案化了的凹凸型的突起物可以适当地抑制复合材料膏层的滑动。在此被公开的制造方法的优选的一形态中，通过将含有聚合物的聚合物溶液涂布到集电体后，进行干燥来形成上述聚合物突起物。该情况下，可以简单地形成上述聚合物突起物。例如，通过喷雾进行上述聚合物溶液的涂布，由此可以轻松地形成点状的聚合物突起物。另外，通过印刷(喷墨、凸版、凹版、丝网等)进行上述聚合物溶液的涂布，由此可以轻松地形成图案化了的凸状的聚合物突起物。在此被公开的制造方法的优选的一形态中，对于上述聚合物溶液的涂布物赋予静电。该情况下，通过静电的能量聚合物溶液的涂布物的干燥速度加快。因此，可以高效地 (优选不用干燥炉)形成聚合物突起物。在此被公开的制造方法的优选的一形态中，上述聚合物突起物在上述复合材料层中发挥粘合剂功能。该情况下，聚合物突起物发挥粘合剂功能，所以可以进一步地提高复合材料层与集电体的附着性。该情况下，可以用与上述粘合剂溶液所含的粘合剂相同的材料 (共同的聚合物)构成上述聚合物突起物。根据本专利技术，另外提供使用以在此被公开的上述任一种方法得到的电极构建的电池(例如锂二次电池)。该电池将上述电极用作至少一方的电极而构建，所以显示优异的电池性能。例如，通过使用上述电极构建电池，可以提供满足循环耐久性高、输出特性优异、生产率好之中的至少一项(优选为全部)的电池。这样的电池适合作为例如被搭载于汽车等车辆的电池。从而，根据本专利技术，提供具备在此被公开的任一种的电池(可以为多个电池连接而成的电池组的方式)的车辆。特别是由于轻量且得到高输出，因而，上述电池为锂二次电池(典型的是锂离子电池)且具备该锂二次电池作为动力源(典型的是混合动力车辆或电动车辆的动力源)的车辆(例如汽车)为优选。附图说明图1是模式化地表示本专利技术的一实施方式涉及的电极的剖面图。图2是模式化地表示本专利技术的一实施方式涉及的电极的制造工序的剖面图。图3是模式化地表示本专利技术的一实施方式涉及的电极的制造工序的剖面图。图4是模式化地表示本专利技术的一实施方式涉及的电极的制造工序的剖面图。图5是模式化地表示本专利技术的一实施方式涉及的电极的制造工序的剖面图。图6是模式化地表示本专利技术的一实施方式涉及的电极的制造工序的剖面图。图7是模式化地表示本专利技术的一实施方式涉及的电极的制造装置的剖面图。图8是表示实施例和比较例涉及的复合材料层的膜厚线条的图。图9是模式化地表示本专利技术的一实施方式涉及的电池的图。图IOA是模式化地表示本专利技术的一实施方式涉及的电极的制造工序的剖面图。图IOB是模式化地表示本专利技术的一实施方式涉及的电极的制造工序的俯视图。图11是搭载了本专利技术的一实施方式涉及的电池的车辆的侧视图。具体实施例方式以下，一边参照附图，一边说明本专利技术的实施方式。在以下的附图中，对发挥相同效果的部件和部位附带相同标记进行说明。再者，各图中的尺本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电池用电极的制造方法，是制造具有包含活性物质与粘合剂的复合材料层被保持在集电体上的构造的电池用电极的方法，其包括：在集电体的表面上形成聚合物突起物的工序；从所述聚合物突起物上方将含有粘合剂的粘合剂溶液涂布到集电体上以形成粘合剂溶液层的工序；通过从所述粘合剂溶液层上方涂布含有活性物质的复合材料膏，从而将所述粘合剂溶液层与复合材料膏层堆叠在集电体上的工序；和通过使所述堆叠的粘合剂溶液层与复合材料膏层一起干燥，来得到在所述集电体上形成有复合材料层的电极的工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：内田阳三，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP