非水二次电池用电极的制造方法技术

本发明专利技术提供一种制造电极的方法，所述电极是在活性物质层的表面具有多孔质无机层的电极，其适于输入输出性能优异的非水二次电池的构筑。在该制造方法中，准备在集电体（３４２）上保持有以活性物质粒子（４２）为主成分的活性物质层（３４４）的电极原材料。将该活性物质层（３４４）的至少表面（３４４ａ）的水分浓度调整成为１００ｐｐｍ～５００ｐｐｍ。在对所述水分浓度进行了调整的活性物质层表面（３４４ａ）涂布含有无机粒子（４４）、粘合剂和有机溶剂的浆液（Ｓ），形成多孔质无机层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合作为非水二次电池(锂离子电池等)的构成要素的电极及采用该电极的电池。本申请要求基于在2008年12月沈日申请的日本专利申请2008-333156号优先权，该申请的全部内容作为参照纳入到本说明书中。
技术介绍
锂二次电池等的非水二次电池，作为在利用电作为驱动源的车辆上搭载的电源、 或者个人电脑、便携终端等的电气制品等所搭载的电源，其重要性在提高。特别是，轻量且可获得高能量密度的锂离子电池，被期待着很好地用作为车辆搭载用高输出电源。作为涉及非水二次电池的技术文献，可举出专利文献1 6。现有技术文献专利文献1 日本国专利申请公开平7-220759号公报专利文献2 日本国专利申请公开2004-134244号公报专利文献3 日本国专利申请公开2003-132889号公报专利文献4 日本国专利申请公开平9-320590号公报专利文献5 日本国专利申请公开2005-310764号公报专利文献6 日本国专利申请公开2007-103066号公报
技术实现思路
锂离子电池所具备的典型的电极(正极及负极)，具有下述构成在集电体上保持有以能够可逆地吸藏及释放锂离子的材料(活性物质)为主成分的层(活性物质层)。作为形成该活性物质层的优选的方法，可举出对集电体给予将粉末状的活性物质(活性物质粒子)在适当的溶剂中分散或溶解而调制成为膏状或浆状的组合物(活性物质层形成用组合物)并使其干燥，并根据需要进行压制的方法。在活性物质层的表面设置无机粒子主体的多孔质层可成为提高锂离子电池等的电池的可靠性(内部短路的防止等)的有效手段。作为形成该多孔质无机层的方法，从生产率等的观点看，可优选采用在适当的溶剂中溶解了粘合剂(粘结剂)的液状介质中分散无机粒子，调制膏状或浆状的组合物(涂剂)，将该组合物在活性物质层的表面涂布的方法。专利文献1记载了在活性物质层的表面形成了由树脂粘合剂和固体粒子构成的多孔性保护膜的非水电解液二次电池。作为多孔性保护膜的形成方法，可举出涂布微粒子浆液的方法，所述微粒子浆液是将微粒子和粘合剂一起分散于溶剂中而成的。在这里，若在活性物质层的表面涂布上述的涂剂，则上述液状介质的至少一部分侵入活性物质层内。于是，该液状介质中所包含的粘合剂被覆活性物质粒子的表面，会成为使电池的输入输出性能降低的要因。在要求高输入输出性能的车辆电源用电池中，抑制上述输入输出性能的降低并且形成上述无机层特别有意义。本专利技术的目的是提供可高效制造适于构筑输入输出电阻低的(换言之，输入输出性能优异的)非水二次电池的电极的方法，所述电极是在活性物质层的表面具有多孔质无机层的电极。本专利技术的其他目的是提供采用该电极而形成的非水二次电池(例如锂离子电池)。根据本专利技术，提供一种制造在活性物质层上具有多孔质无机层的非水二次电池用电极的方法。该方法包括准备在集电体上保持有以活性物质粒子为主成分的活性物质层的电极原材料。另外，包括调解上述活性物质层的水分浓度使得该活性物质层的至少表面的水分浓度变为IOOppm 500ppm。另外，包括在对上述水分浓度进行了调节的活性物质层的表面涂布包含无机粒子、粘合剂和有机溶剂的浆液，形成多孔质无机层。根据该方法，通过使活性物质层的至少表面有意地存在水分，利用该水分，可调节上述浆液所包含的溶剂及该溶剂中溶解的粘合剂对上述活性物质层内的侵入程度。由此， 可抑制上述粘合剂过度侵入活性物质层内的现象，减轻多孔质无机层的形成对输入输出性能的影响。另外，通过将活性物质层表面的水分浓度设为上述范围，可形成相对于活性物质层的密着性(例如，可根据后述的90°剥离强度评价。)好的无机层。因此，采用上述方法制造的电极，可用作为非水二次电池的构成要素，可实现可靠性更高且高性能(例如，输入输出性能优异)的电池。另外，在本说明书中，所谓「二次电池」一般是指可反复充放电的蓄电装置，是包含锂二次电池等的所谓蓄电池以及双电层电容器等的蓄电元件的用语。另外，所谓「非水二次电池」是指具备非水电解质(典型为在非水溶剂中含有支持电解质的电解质)的电池。另外，所谓「锂二次电池」是指采用锂离子作为电解质离子，通过正负极间的锂离子的移动而充放电的二次电池。一般地被称为锂离子电池的二次电池是本说明书中的锂二次电池所包含的典型例。作为构成上述浆液(即，多孔质无机层形成用的无机粒子分散液。以下也有时称为涂剂。)的有机溶剂的优选例，可举出酰胺系溶剂(例如，N-甲基-2-吡咯烷酮)。另外， 作为上述粘合剂的优选例，可举出丙烯酸系粘合剂。该组成的涂剂，利用活性物质层表面的水分容易调节粘合剂侵入该活性物质层的程度，因此是优选的。作为上述无机粒子，可优选使用氧化铝粒子等的各种陶瓷粒子。尤其优选使用氧化铝粒子(典型为α-氧化铝粒子)。作为在这里公开的方法的优选的适用对象，可例示具备上述活性物质粒子为碳粒子的活性物质层(即，以碳粒子为主成分的活性物质层)的电极的制造。具有该活性物质层的电极，例如，可优选用作为锂离子电池的负极。因此，本专利技术，作为另一方面，提供锂离子电池用负极的制造方法。这里公开的方法，可采用下述方式优选地实施在上述水分浓度的调节之前，进行向位于上述活性物质层的表层部的上述活性物质粒子的表面导入亲水性官能团的处理。该方式适于在上述水分浓度调节时使活性物质层的表面的水分浓度比内部高。这样，通过在活性物质层的表面水分不均地存在的状态下涂布涂剂，可降低作为活性物质层全体的水分保持量，防止粘合剂的过度侵入。作为导入上述亲水性官能团的处理，例如，可优选采用包含使活性物质层的表层部与低级醇接触的操作的处理。上述活性物质层的水分浓度，例如，可通过包含在露点为-10°C以上(典型为-10°C +10°C)的环境中保持该活性物质层的操作来很好地调节。通过准备具备至少表面(典型为表面及内部)的水分浓度比目标值低的活性物质层的电极原材料，并在上述环境下保持该电极原材料，以使上述低水分浓度的活性物质层的至少表面成为目标的水分浓度的方式包含水分即可。进行上述亲水性官能团导入处理，这在缩短使上述低水分浓度的活性物质层包含期望量的水分所需的时间和提高电极的生产率方面是有利的。根据本专利技术，还提供一种锂离子电池制造方法，其特征是采用使用这里公开的任一方法制造的电极来构筑锂离子电池。根据该方法，可制造可靠性更高且高性能(例如，输入输出性能优异)的电池。这样的锂离子电池，例如适于用作为汽车等的车辆所搭载的马达(电动机)用的电源。附图说明图1是表示一实施方式涉及的锂离子电池的结构的示意截面图。图2是表示构成一实施方式涉及的锂离子电池的正负极片及隔板的示意截面图。图3是表示一实施方式涉及的电极的结构的示意平面图。图4是示意地表示剥离强度的测定方法的说明图。图5是表示水分浓度、与IV电阻及剥离强度的关系的曲线图。图6是例示活性物质层表面的水分浓度适当的状况的示意说明图。图7是例示活性物质层表面的水分浓度过低的状况的示意说明图。图8是例示活性物质层表面的水分浓度过高的状况的示意说明图。图9是具备一实施方式涉及的锂离子电池的车辆(汽车)的示意侧面图。具体实施例方式以下，说明本专利技术的优选实施方式。另外，在本说明书中特别言及的事项以外的事项即本专利技术的实施所必要的事项可作为基于该领域的现有技术的技术人员的设计事项来把本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种非水二次电池用电极制造方法，是制造在活性物质层上具有多孔质无机层的非水二次电池用电极的方法，包括：准备在集电体上保持有以活性物质粒子为主成分的活性物质层的电极原材料；调整所述活性物质层的水分浓度使得该活性物质层的至少表面的水分浓度变为１００ｐｐｍ～５００ｐｐｍ；以及在对所述水分浓度进行了调整的活性物质层的表面涂布含有无机粒子、粘合剂和有机溶剂的浆液，形成多孔质无机层。

【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：森岛龙太，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP