锂二次电池的制造方法技术

本发明专利技术涉及锂二次电池的制造方法。本发明专利技术要解决的问题是，由于在制造工序中混入的Ｆｅ系金属异物使电池内部短路，导致锂二次电池的可靠性降低。本发明专利技术的锂二次电池的制造方法是，通过用模头部除去混入到电极膜糊料中的Ｆｅ系微小金属异物，可以除去混入到锂电池电极膜糊料中的Ｆｅ系微小金属异物，因而能够提供没有电池内部短路事故的可靠性高的锂电池。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可靠性高的。
技术介绍
从环境保护、节能的观点来看，已开发了以发动机和电动机为动力源两者并用的电气混合动力汽车并已实现产品化。另外，将来还要致力于以燃料电池代替发动机使用的燃料电池混合动力汽车。作为该电气混合动力汽车的能源，能反复地进行充电放电的二次电池是必须的技术。其中，锂二次电池由于其工作电压高并容易得到高的输出而是有力的电池，今后作为混合动力汽车的电源越来越是重要性激增的电池。(例如，参照专利文献1、2)现有技术文献专利文献专利文献1-日本特开2006-338977号公报专利文献2-日本特开2007-317582号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题作为混合动力汽车所使用的锂二次电池，可靠性是最重要的。在制造锂二次电池时作为对可靠性具有影响的项目，有在制造工序中从装置及配管等混入微小的金属粉末。已知有如下情况金属粉末有时会混入用于形成电极膜的糊料中，在混入了金属粉末的情况下，在反复进行充放电的过程中，金属粉末成为金属离子而呈枝晶状在负极部析出，最终金属离子由于将正极和负极隔开的隔离物破坏而到达正极导致内部短路，因而造成火灾事故。这些金属异物中从制造工序的装置和配管混入的微小异物主要是狗粉和不锈钢粉，即狗系的微小金属异物。本专利技术的目的在于通过除去在制造工序中混入的狗系的微小金属异物，从而提供一种不会因内部短路而引起火灾的高可靠性的锂二次电池。为了实现上述专利技术目的，本专利技术在锂二次电池的制造工序中，通过在模头内用磁铁从糊料中捕获混入到糊料中的狗系微小金属异物而将其除去。本专利技术的效果如下。根据本专利技术，能够制造没有起因于狗系金属异物的内部短路的高可靠性的锂二次电池。附图说明图1表示狗粒子尺寸与捕获距离的关系。图2表示本专利技术的具有永久磁铁的!^e系微小金属异物的捕捉机构的模头。图3表示本专利技术的安装了两列捕捉机构的模头。 具体实施例方式对于在制造工序中混入的!^e系微小金属异物，作为引起内部短路场合的尺寸，通常为隔离物厚度以上和涂敷干燥后的电极模厚的1/2以上的尺寸，大致为25 30μπι以上。在此，一般作为锂二次电池的电极膜的活性物质材料的大小，因为作为粒度分布在大的粒子侧(累计占粒径的95%)为30 μ m左右，由于不能用过滤器来除去上述的!^e系微小金属异物，因此必须用磁铁来捕捉。对于用磁铁来捕捉!^e系微小金属异物，图1表示对从使用了 1. OT的磁铁时的!^e 粒子的磁铁面的位置与狗粒子到被磁铁面捕捉的移动距离(捕捉距离)进行计算的结果。 计算虽以混入狗的糊料的粘度为5000cps、流速为20cm/秒的情况进行的，但！^粒子的距磁铁面的位置越小，即与磁铁面越近则捕捉距离越小。另外，实际上在混入了 !^e系微小金属异物的糊料中，Fe系微小金属异物被磁铁面捕捉时由于与其它粒子、即活性物质粒子冲撞而妨碍向磁铁面的移动，因而捕捉距离距磁铁面越远，则捕捉距离比计算结果越大。间隙为Imm则捕捉距离为计算结果的大致2 4 倍，间隙为2mm则捕捉距离为计算结果的大致6 15倍。S卩，在混入了狗系微小金属异物的糊料中，需要尽可能减小距磁铁面的距离。一般，在用配管部中的磁铁来捕捉系微小金属异物时，磁铁面与配管部内表面的间隙约为5 10mm，与计算结果比较，大幅度地加大了捕捉距离。另外，由于狗系微小金属异物由装置和配管的连接部混入，因而优选尽可能在最后阶段、即将要进行电极膜的涂敷之前来进行。从以上可知，作为除去混入了 ！^e系微小金属异物的糊料中的狗系微小金属异物方法，最佳的是减小距磁铁面的间隙，并且在将要进行电极膜的涂敷之前的模头部进行。在模头部进行的情况下，由于将距磁铁面的距离减小到间隙为0. 5mm左右而能高效地捕捉！^ 系微小金属异物。例如，根据图1可知，30μπι的狗异物捕捉距离为13mm左右，异物捕捉距离为30mm左右。虽如上述，但由于在实际的系统中，捕捉距离比计算结果大，因而加大磁铁面、例如将磁力面做成多列是有效的。此外，虽然作为磁力越大而且磁场梯度越大捕捉距离越小，作为磁力只要在大约 2000高斯(0. 2T)以上即可，但因为还需要捕捉狗以外的SUS异物，因而作为捕捉部分的磁场优选为0. 3T以上。并且，作为磁场梯度，只要为一般的永久磁铁具有的磁场梯度即1 3T/cm左右即可。另外，作为磁铁，虽然有永久磁铁、电磁铁、超导磁铁等，但如上所述，只要能以必要的长度产生0. 3T以上的磁场即可。再有，对于电磁铁及超导磁铁，若使磁力为“0”，则能很容易地将糊料中被捕捉的狗系微小金属异物挤出并除去。对于永久磁铁，若能自由装拆，也能很容易地将被捕捉的 Fe系微小金属异物除去。再有，因为未捕捉的!^e系微小金属异物存在于涂敷电极膜的箔侧与存在于涂敷电极膜表面侧相比难以导致内部短路，因此，优选将除铁机构设置在模头的下侧、即箔侧。下面，说明各实施例。以上，虽然说明了有关本专利技术的狗系微小金属异物的除去方法，但以下对制造锂电池及评价的结果进行叙述。实施例1正极电极膜的糊料使用了锂过渡金属复合氧化物的锂锰钴镍复合氧化物 (LiMnCoNiO)粉末作为正极活性物质。作为粉末尺寸，平均粒径(D50)为9. 6 μ m，累积90% 粒径(D90)为16. 0 μ m,累积95%粒径(D%)为18. 5 μ m。相对于85重量分的该锂锰钴镍复合氧化物，作为导电材料混合了 9重量分的石墨粉末和2重量分的碳黑并调制成正极合剂。在该正极合剂中加入溶解了聚偏二氟乙烯的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下，简称为NMP) 溶液(粘合剂溶液)使得聚偏二氟乙烯(以下，简称为PVDF)为4重量分，并将其分散在 NMP中而制成糊料状。糊料的固体成分浓度为32体积％，粘度为22000cps。同样地，负极电极膜的糊料作为负极活性物质是平均粒径(D50)为9. 5 μ m，累积 90%粒径(D90)为16. 5 μ m,累积95%粒径(D%)为20. 2 μ m。将该非晶质碳粉末90重量分、作为导电材料的碳黑5重量分进行混合调制了负极合剂。在该负极合剂中加入粘合剂溶液使得PVDF为5重量分，并将其分散在NMP中而制成糊料状。糊料的固体成分浓度为30 体积％，粘度为2000cps。接着，使用带有永久磁铁的狗系微小金属异物的捕捉机构的模头(夕M ” K ) (图2)对这些正极糊料和负极糊料进行涂敷。模头具有糊料在其内部流动的糊料流道4， 糊料从糊料流道4排出的糊料排出部2，以及与糊料流道4邻接地配置的磁铁除铁部3。这时的模头的间隙为0. 5mm，!^e系微小金属异物的捕捉部分的0. 3T以上的磁场部分的距离为 25 28mm0作为涂敷干燥后的膜厚为60 70 μ m,正极涂敷在铝箔上，而负极涂敷在铜箔上， 干燥、滚压后制作成正极电极及负极电极。随后，夹住由厚度为30 μ m、孔隙率为45%的聚乙烯构成的微多孔性隔离物将上述正极和负极卷绕成螺旋状而制作成电极组。通过在该电极组中安装引线并容纳在有底圆筒状的容器(电池罐)中，再密封入非水电解液，从而组装成圆筒形锂二次电池。比较例与实施例1不同之处仅在于，在模头部未带有永久磁铁的!^e系微小金属异物的捕捉机构，其它都与实施例1同样地组装成圆筒形锂二次电池。试验及评价关于实施例1及比较例的电池，对于反复本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种锂二次电池的制造方法，其特征在于，包含以下工序：一边用带除铁机构的模头部除去混入到糊料中的Ｆｅ系金属异物，一边通过该模头将上述糊料涂敷到金属箔上并使其干燥的工序，用涂敷了上述糊料的金属箔夹住隔离物制作电极组的工序，以及将上述制作出的电极容纳在容器中，并封入非水溶液的工序。

【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：石原昌作，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP