专利名称：用于制造电极的方法
技术领域：
本发明涉及用于制造电极的方法。
背景技术：
已经提出了各种方法作为用于制造电池的电极的方法。例如，在日本专利申请公开2000-106175 (JP 2000-106175A)中公开了一种制造用于二次电池的电极片(electrodesheet)的方法。在JP 2000-106175A中描述了如下的制造方法。最初，通过涂敷将涂层液体(电极混合物糊膏)施加到具有第一表面和与第一表面相反的第二表面的电极集电体(electrodecurrent collector)(招箔)的表面(第一表面)。然后，使用在电极集电体(招箔)的相反两 侧上设置的加热器风扇，对在电极集电体的第一表面上沉积的电极混合物糊膏进行干燥。更具体而言，将通过用电极混合物糊膏涂敷电极集电体的第一表面而形成的第一糊膏涂敷部件(paste-coated member)暴露到从第一加热器风扇供给的热空气，并且还暴露到从第二加热器风扇供给的热空气，第一加热器风扇被设置在第一糊膏涂敷部件的一侧，第二加热器风扇被设置在第一糊膏涂敷部件的另一侧，第一糊膏涂敷部件的所述一侧相对于电极集电体的第一表面和第二表面更靠近第一表面，第一糊膏涂敷部件的所述另一侧相对于电极集电体的第一表面和第二表面更靠近第二表面，从而使电极混合物糊膏干燥。从第一加热器风扇供给的热空气的温度和量等于从第二加热器风扇供给的热空气的温度和量。然而，如果通过将用电极混合物糊膏涂敷电极集电体的第一表面而形成的第一糊膏涂敷部件暴露到从设置在第一糊膏涂敷部件的上述一侧的第一加热器风扇供给的热空气，且还通过将第一糊膏涂敷部件暴露到从设置在另一侧的第二加热器风扇供给的热空气，同时将从第一加热器风扇供给的热空气的温度和量控制为等于从第二加热器风扇供给的热空气的温度和量，来对电极混合物糊膏进行干燥，如在JP 2000-106175中那样，则在通过对电极混合物糊膏进行干燥而形成的电极混合物层上会形成裂纹(crack)。
发明内容
本发明的发明人进行的研究表明，当以在JP 2000-106175A中公开的方式对电极混合物糊膏进行干燥时，在其中大量溶剂保留在电极混合物糊膏的内部(邻近电极集电体)的条件下，电极混合物糊膏的表面倾向于在早期阶段干燥。因此，推测收缩应力被施加到表面上的薄膜(当电极混合物糊膏的表面干燥时形成的膜)，并且由于收缩应力超过表面上的薄膜的强度而形成裂纹。本发明提供了一种用于制造电极的方法，该方法使得在通过对电极混合物糊膏进行干燥而形成的电极混合物层中不可能或较小可能形成裂纹。本发明的一方面涉及一种用于制造电极的方法，包括通过涂敷将电极混合物糊膏施加到具有第一表面和第二表面的电极集电体的所述第一表面，以提供第一糊膏涂敷部件，在所述第一糊膏涂敷部件中，所述电极混合物糊膏被沉积在所述电极集电体的所述第一表面上，所述第一糊膏涂敷部件具有包括所述电极混合物糊膏的表面的第一表面和与所述第一糊膏涂敷部件的所述第一表面相反的第二表面；以及对在所述电极集电体的所述第一表面上沉积的所述电极混合物糊膏进行干燥。在所述电极混合物糊膏的干燥的初始阶段，对所述电极混合物糊膏进行干燥，使施加到所述第一糊膏涂敷部件的所述第二表面的热量大于施加到所述第一糊膏涂敷部件的所述第一表面的热量。在上述制造方法中，在干燥的初始阶段，对电极混合物糊膏进行干燥，使施加到第一糊膏涂敷部件的第二表面的热量大于施加到第一糊膏涂敷部件的第一表面的热量。即，在电极集电体的第一表面上沉积的电极混合物糊膏的干燥的初始阶段，对电极混合物糊膏进行干燥，使向电极集电体的其上未沉积电极混合物糊膏的第二表面施加的热量大于向在电极集电体的第一表面上沉积的电极混合物糊膏的表面施加的热量。以该方式，可以使电极混合物糊膏的内部(邻近电极集电体)较早地(即，以较短时间)干燥。因此，可以防止在通过对正电极混合物糊膏进行干燥而形成的电极混合物层中形成或较小可能形成裂纹。如果在电池中使用具有其中形成有裂纹的电极混合物层的电极，则在电极中会发生不均匀的反应，并且电池特性会劣化。因此，不希望在通过对电极混合物糊膏进行干燥而 形成的电极混合物层中形成裂纹。电极混合物糊膏为包含溶剂的电极混合物，其可通过在溶剂中混合活性材料和粘合剂而获得。在所述干燥的初始阶段，所述第一糊膏涂敷部件的所述第二表面可被暴露到热空气。通过在干燥的初始阶段将第一糊膏涂敷部件(通过用电极混合物糊膏涂敷电极集电体的第一表面而形成)的第二表面暴露到热空气，可以使向第一糊膏涂敷部件的第二表面施加的热量大于向第一糊膏涂敷部件的第一表面施加的热量而对所述电极混合物糊膏进行干燥。由此，可以防止在电极混合物层中形成或较小可能形成裂纹。或者，在所述干燥的初始阶段，可以用红外射线辐射所述第一糊膏涂敷部件的第二表面。通过在干燥的初始阶段用红外射线辐射第一糊膏涂敷部件(通过用电极混合物糊膏涂敷电极集电体的第一表面而形成)的第二表面(而未用红外射线辐射第一糊膏涂敷部件的第一表面)，可以这样对电极混合物糊膏进行干燥使施加到第一糊膏涂敷部件的第二表面的热量大于施加到第一糊膏涂敷部件的第一表面的热量。由此，可以防止在电极混合物层中形成裂纹或较小可能形成裂纹。在上述制造方法中，可将在所述电极集电体的所述第一表面上沉积的所述电极混合物糊膏的基重(basi s weight)控制为等于或大于IOmg/cm2，且可将对所述电极混合物糊膏进行干燥的干燥时间设定为满足如下关系的时长基重(mg/cm2)/干燥时间(秒)^ O. 3。
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性，其中相似的标号表示相似的要素，且其中图I为根据本发明的一个实施例的干燥装置的示意图；图2为示出了从图I的干燥装置的每个风扇供给的空气的空气速度的图；图3为制造正电极片的方法的流程图，其用于解释根据本发明的实施例的用于制造电极的方法；图4为用于解释第一涂敷步骤的图；图5为用于解释第一干燥步骤的图；图6为用于解释第二涂敷步骤的图； 图7为用于解释第二干燥步骤的图；图8为用于解释压缩模制步骤的图；图9为根据本发明的实施例的修改例的干燥装置的示意图；图10为根据比较例的干燥装置的示意图；以及图11为示出了与比较例有关的干燥测试的结果的图。
具体实施例方式将描述本发明的一个实施例。图I为根据该实施例的干燥装置I的示意图。干燥装置I用于对通过涂敷而施加到正电极集电体11的第一表面Ilb (或第二表面lie)的正电极混合物糊膏12进行干燥。更具体而言，干燥装置I包括干燥炉7、设置在干燥炉7的上部中的多个上部风扇2、设置在干燥炉7的下部中的多个下部风扇3、以及设置在干燥炉7的中部中的多个辊5。上述多个辊5在干燥炉7的整个长度内沿干燥炉7的纵向方向(图I中的横向方向)以特定的间隔设置，被操作为从干燥炉7的入口 7a朝其出口 7c供给第一糊膏涂敷部件10B，该第一糊膏涂敷部件IOB是通过用正电极混合物糊膏12涂敷正电极集电体11的第一表面Ilb而形成的。辊5还操作为从干燥炉7的入口 7b朝其出口 7c供给第二糊膏涂敷部件10C，该第二糊膏涂敷部件IOC是通过用正电极混合物糊膏12涂敷正电极集电体11的第二表面Ilc而形成的。在该实施例中，在第一干燥步骤中，第一糊膏涂敷部件IOB在干燥炉7中从炉7的入口 7b朝出口 7c移动，以便用正电极混合物糊膏12涂敷的第一表面Ilb面向上，而第二表面Ilc面向下。同样，在第二干燥步骤中，第二糊膏涂敷部件IOC在干燥炉7中从炉7的入口 7b朝出口 7c移动，以便用正电极混合物糊膏12涂敷的第二表面Ilc面向上，而第一表面Ilb面向下。上部风扇2用于在干燥炉7中向下吹热空气。在第一干燥步骤中，上部风扇2将热空气供给到在干燥炉7中移动的第一糊膏涂敷部件10B，以便在图I中观察的第一糊膏涂敷部件IOB的上表面(即，正电极混合物糊膏12的表面12b (参见图3))被暴露到热空气。在第二干燥步骤中，上部风扇2将热空气供给到在干燥炉7中移动的第二糊膏涂敷部件10C，以便在图I中观察的第二糊膏涂敷部件IOC的上表面(即，正电极混合物糊膏12的表面12b)被暴露到热空气。下部风扇3用于在干燥炉7中向上吹热空气。在第一干燥步骤中，下部风扇3将热空气供给到在干燥炉7中移动的第一糊膏涂敷部件10B，以便在图I中观察的第一糊膏涂敷部件IOB的下表面(即，正电极集电体11的第二表面lie)被暴露到热空气。在第二干燥步骤中，下部风扇3将热空气供给到在干燥炉7中移动的第二糊膏涂敷部件10C，以便在图I中观察的第二糊膏涂敷部件IOC的下表面(S卩，电极混合物层13的表面13b (参见图6))被暴露到热空气。
在该实施例的干燥装置I中，在干燥炉7的从入口 7b到出口 7c的长度内设置总共六个下部风扇3。更具体而言，当干燥炉7的内部被分割为沿从入口 7b到出口 7c的方向设置的三个区域(第一区域7f、第二区域7g以及第三区域7h)时，下部风扇3被设置为在每个区域中包含彼此间隔的两个风扇3。通过上述设置，在第一干燥步骤中，在从沉积在第一表面Ilb上的正电极混合物糊膏12的干燥初始阶段到干燥结束的整个时期内，在图I中观察的第一糊膏涂敷部件IOB的下表面(即，正电极集电体11的第二表面lie)被暴露到从下部风扇3供给的热空气。相似地，在第二干燥步骤中，在从沉积在第二表面Ilc上的正电极混合物糊膏12的干燥初始阶段到干燥结束的整个时期内，在图I中观察的第二糊膏涂敷部件IOC的下表面(S卩，电极混合物层13的表面13b)被暴露到从下部风扇3供给的热空气。在该实施例的干燥装置I中，从下部风扇3供给的热空气的温度被设定为150° C。并且，从下部风扇3供给的热空气的空气速度被设定为如图2所示。更具体而言，从位于第一区域7f的下部风扇3供给的热空气的空气速度被设定为7m/sec。从位于第二区域7g的下部风扇3供给的热空气的空气速度被设定为5m/sec。并且，从位于第三区域 7h的下部风扇3供给的热空气的空气速度被设定为3m/sec。在图2中，由其中干燥炉7的总长度被表示为100的数值来表示各风扇的位置。即，在图2中指示了风扇的位置，其中干燥炉7的入口 7b的位置被表示为O且出口 7c的位置被表示为100。另一方面，在干燥炉7中设置总共四个上部风扇2。更具体而言，没有上部风扇2被设置在第一区域7f中，上部风扇2中的一个被设置在第二区域7g中的靠近出口 7c的位置处，而剩余的三个上部风扇2以给定间隔被设置在第三区域7h中。通过该设置，在该实施例的第一干燥步骤中，在沉积在第一表面Ilb上的正电极混合物糊膏12的干燥初始阶段，在图I中观察的第一糊膏涂敷部件IOB的上表面未被暴露到从上部风扇2供给的热空气。更具体而言，在第一干燥步骤中，仅仅在沉积在第一表面Ilb上的正电极混合物糊膏12的干燥中期和随后的时期期间，在图I中观察的第一糊膏涂敷部件IOB的上表面被暴露到从上部风扇2供给的热空气。相似地，在第二干燥步骤中，在图I中观察的第二糊膏涂敷部件IOC的上表面在沉积在第二表面Ilc上的正电极混合物糊膏12的干燥初始阶段未被暴露到热空气，而是仅在正电极混合物糊膏12的干燥中期和随后的时期期间被暴露到热空气。由此，在该实施例中，在第一干燥步骤的初始阶段，热空气被施加到通过用正电极混合物糊膏12涂敷正电极集电体11的第一表面Ilb而形成的第一糊膏涂敷部件10B，以便第一糊膏涂敷部件IOB的上表面(即，正电极混合物糊膏12的表面12b)未暴露到热空气，而第一糊膏涂敷部件IOB的下表面暴露到热空气。并且，在第二干燥步骤的初始阶段，热空气被施加到通过用正电极混合物糊膏12涂敷正电极集电体11的第二表面Ilc而形成的第二糊膏涂敷部件10C，以便第二糊膏涂敷部件IOC的上表面(即，正电极混合物糊膏12的表面12b)未暴露到热空气，而第二糊膏涂敷部件IOC的下表面暴露到热空气。由此，在该实施例中，在第一干燥步骤的初始阶段，使施加到通过用正电极混合物糊膏12涂敷正电极集电体11的第一表面Ilb而形成的第一糊膏涂敷部件IOB的下表面的热量大于施加到第一糊膏涂敷部件IOB的上表面的热量，从而可以对正电极混合物糊膏12进行干燥。即，在干燥沉积在第一表面Ilb上的正电极混合物糊膏12的初始阶段，使施加到其上未沉积正电极混合物糊膏12的第二表面Ilc的热量大于施加到在第一表面Ilb上沉积的正电极混合物糊膏12的表面12b的热量，从而可以对正电极混合物糊膏12进行干燥。结果，在第一干燥步骤中，可以较早地(即，以较短的时间)干燥在第一表面Ilb上沉积的正电极混合物糊膏12的内部(邻近正电极集电体11)。因此，可以防止在通过对正电极混合物糊膏12进行干燥而形成的正电极混合物层13中形成裂纹，或较小可能形成裂纹。同样，在第二干燥步骤的初始阶段，使施加到通过用正电极混合物糊膏12涂敷正电极集电体11的第二表面Ilc而形成的第二糊膏涂敷部件IOC的下表面的热量大于施加到第二糊膏涂敷部件IOC的上表面的热量，从而可以对正电极混合物糊膏12进行干燥。即，在干燥沉积在第二表面Ilc上的正电极混合物糊膏12的初始阶段，使施加到在正电极集电体11的第一表面Ilb上形成的电极混合物层13的表面13b的热量大于施加到在第二表面Ilc上沉积的正电极混合物糊膏12的表面12b的热量，从而可以对正电极混合物糊膏12进行干燥。结果，在第二干燥步骤中，可以较早地(即，以较短的时间)干燥在第二表面Ilc上沉积的正电极混合物糊膏12的内部(邻近正电极集电体11)。因此，可以防止在通过对正电极混合物糊膏12进行干燥而形成的电极混合物层13中形成裂纹，或较小可能形成裂纹。
在该实施例的干燥装置I中，从上部风扇2供给的热空气的温度被设定为150° C。并且，从上部风扇2供给的热空气的空气速度被设定为如图2所示。更具体而言，从位于第二区域7g中的上部风扇2供给的热空气的空气速度被设定为5m/sec。并且，从位于第三区域7h中的上部风扇2供给的热空气的空气速度被设定为3m/sec。接下来，将描述根据本发明的一个实施例的用于制造电极的方法。图3为制造正电极片10的方法的流程图，其用于解释根据该实施例的制造电极的方法。最初，在步骤SI(第一涂敷步骤)中，通过涂敷而将正电极混合物糊膏12施加到具有第一表面Ilb和第二表面Ilc的正电极集电体11的第一表面Ilb (参见图4)。更具体而言，使用涂敷装置(未示出)通过涂敷而将正电极混合物糊膏12施加到以恒定速度供给的正电极集电体11的第一表面11b，以制造第一糊膏涂敷部件IOB (参见图4)。在该实施例中，在第一表面Ilb上沉积的正电极混合物糊膏12的基重被控制为等于或大于10mg/cm2 (例如,20mg/cm2)。通过使正电极混合物糊膏12的基重等于或大于lOmg/cm2，可以提供具有高容量的正电极10，由此提供高容量电池。使用具有15 μ m的厚度的铝箔作为正电极集电体11。为了提供正电极混合物糊膏12，正电极活性材料(LiNi1/3Co1/3Mn1/302)、导电材料(乙炔黑)以及粘合剂(PVDF)被分散在正电极溶剂(NMP)中，并被形成为糊膏。正电极混合物糊膏12的固体含量百分比为60wt%。正电极活性材料、导电材料和粘合剂的混合比为91 6 3 (重量比)。然后，在步骤S2 (第一干燥步骤)中，对在正电极集电体11的第一表面Ilb上沉积的正电极混合物糊膏12进行干燥。更具体而言，通过用正电极混合物糊膏12涂敷正电极集电体11的第一表面Ilb而形成的第一糊膏涂敷部件IOB被以恒定速度供给，并通过上述干燥装置I的干燥炉7，以便对正电极混合物糊膏12进行干燥。结果，使得正电极溶剂(NMP)从正电极混合物糊膏12去除(蒸发)，从而在正电极集电体11的第一表面Ilb上形成电极混合物层13。如上所述，在步骤S2 (第一干燥步骤)的初始阶段，对正电极混合物糊膏12进行干燥，使施加到第一糊膏涂敷部件IOB的下表面的热量大于施加到第一糊膏涂敷部件IOB的上表面的热量。即，在干燥初始阶段，对正电极混合物糊膏12进行干燥，使施加到其上未沉积正电极混合物糊膏12的正电极集电体11的第二表面Ilc的热量大于施加到在第一表面Ilb上沉积的正电极混合物糊膏12的表面12b的热量。结果，在第一干燥步骤中，可以较早地(即，以较短的时间)使在第一表面Ilb上沉积的正电极混合物糊膏12的内部(邻近正电极集电体11)干燥。因此，可以防止在通过对正电极混合物糊膏12进行干燥而形成的电极混合物层13中形成裂纹，或较小可能形成裂纹。在该实施例中，在第一干燥步骤中，正电极混合物糊膏12的干燥时间被设定为满足关系“基重(mg/cm2) /干燥时间(秒)^ O. 3”的时长。在沉积在正电极集电体11的第一表面Ilb上的正电极混合物糊膏12的基重为20mg/cm2的情况下，例如，正电极混合物糊膏12的干燥时间被设定为在66. 7秒内。更具体而言，当正电极混合物糊膏12的基重为20mg/cm2时，控制第一糊膏涂敷部件IOB的供给速度，使得第一糊膏涂敷部件IOB在通过炉7的 入口 7b之后到达干燥装置I的干燥炉7的出口 7c所花费的时间变为等于或小于66. 7秒。由此，可以通过缩短干燥时间并同时确保正电极混合物糊膏12的充分大的基重，来提高正电极10的生产效率。为了适当地对正电极混合物糊膏12进行干燥，即使正电极混合物糊膏12的干燥时间被缩短到满足关系“基重(mg/cm2) /干燥时间(秒)^ O. 3”的时长，在该实施例中，干燥温度(热空气的温度)也被控制为高至150° C。在使正电极混合物糊膏的基重等于或大于lOmg/cm2的情况下，如果通过将第一糊膏涂敷部件暴露到从在第一糊膏涂敷部件的一侧上设置的第一加热器风扇(上部风扇)供给的热空气并将第一糊膏涂敷部件暴露到从在第一糊膏涂敷部件的另一侧上设置的第二加热器风扇(下部风扇)供给的热空气且同时将从第一加热器风扇(上部风扇)和第二加热器风扇(下部风扇)供给的热空气的温度和量控制到相等的值来对正电极混合物糊膏进行干燥，如图JP 2000-106175—样，则可能在电极混合物层中形成裂纹。此外，如果在高温度下以短的时间对正电极混合物糊膏进行干燥，更具体而言，在约150° C的干燥温度下以满足关系“基重(mg/cm2) /干燥时间(秒)^ O. 3”的时长(干燥时间)对正电极混合物糊膏进行干燥，特别地，裂纹倾向于容易地在电极混合物层中形成。另一方面，在该实施例中，在第一干燥步骤的初始阶段，对正电极混合物糊膏12进行干燥，使施加到第一糊膏涂敷部件IOB的下表面的热量大于施加到第一糊膏涂敷部件IOB的上表面的热量。即，在干燥初始阶段，对正电极混合物糊膏12进行干燥，使施加到其上未沉积正电极混合物糊膏12的正电极集电体11的第二表面Ilc的热量大于施加到在第一表面Ilb上沉积的正电极混合物糊膏12的表面12b的热量。结果，即使基重和干燥时间被如上所述地设定，也可以防止在通过对正电极混合物糊膏12进行干燥而形成的正电极混合物层13中形成裂纹，或较小可能形成裂纹。然后，在步骤S3 (第二涂敷步骤)中，同样通过涂敷将正电极混合物糊膏12施加到正电极集电体11的第二表面11c。更具体而言，通过使用涂敷装置(未示出)涂敷而将正电极混合物糊膏12施加到通过步骤S1、S2在第一表面Ilb上形成有电极混合物层13的正电极集电体11的第二表面11c，从而制成第二糊膏涂敷部件IOC (参见图6)。在该实施例中，在第二表面Ilc上沉积的正电极混合物糊膏12的基重被控制为等于或大于10mg/cm2 (例如,20mg/cm2)。通过使正电极混合物糊膏12的基重等于或大于lOmg/cm2，可以提供具有高容量的正电极10，由此提供高容量电池。
然后，在步骤S4 (第二干燥步骤)中，对在正电极集电体11的第二表面Ilc上沉积的正电极混合物糊膏12进行干燥。更具体而言，通过用正电极混合物糊膏12涂敷正电极集电体11的第二表面Ilc而形成的第二糊膏涂敷部件IOC被以恒定速度供给，并通过上述干燥装置I的干燥炉7，以便对正电极混合物糊膏12进行干燥。结果，使正电极溶剂(NMP)从正电极混合物糊膏12去除(蒸发)，从而在正电极集电体11的第二表面Ilc上也形成电极混合物层13 (参见图7)。如上所述，在步骤S4 (第二干燥步骤)的初始阶段，对正电极混合物糊膏12进行干燥，使施加到第二糊膏涂敷部件IOC的下表面的热量大于施加到第二糊膏涂敷部件IOC的上表面的热量。即，在干燥初始阶段，对正电极混合物糊膏12进行干燥，使施加到已经形成在正电极集电体11的第一表面Ilb上的电极混合物层13的表面13b的热量大于施加到在正电极集电体11的第二表面Ilc上沉积的正电极混合物糊膏12的表面12b的热量。结果，在第二干燥步骤中，同样可以较早地(或者说，以较短的时间)使在第二表面Ilc上沉积的正电极混合物糊膏12的内部(邻近正电极集电体11)干燥。因此，可以防止在通过对正电极混合物糊膏12进行干燥而形成的电极混合物层13中形成裂纹，或较小可能形成裂纹。
在该实施例中，在第二干燥步骤中，与第一干燥步骤一样，正电极混合物糊膏12的干燥时间被设定为满足关系“基重(mg/cm2) /干燥时间(秒)^ O. 3”的时长。在沉积在正电极集电体11的第二表面Ilc上的正电极混合物糊膏12的基重为20mg/cm2的情况下，例如，正电极混合物糊膏12的干燥时间被设定为在66. 7秒内。更具体而言，当正电极混合物糊膏12的基重为20mg/cm2时，第二糊膏涂敷部件IOC的供给速度被控制为使第二糊膏涂敷部件IOC在通过炉7的入口 7b之后到达干燥装置I的干燥炉7的出口 7c所花费的时间变为等于或小于66. 7秒。然后，在步骤S5 (压缩模制步骤)中，对在正电极集电体11的第一表面Ilb和第二表面Ilc上形成的电极混合物层13进行压缩模制，从而完成正电极片10 (参见图8)。根据上述制造方法，可以防止在电极混合物层13中形成裂纹，或较小可能形成裂纹。由此制成的正电极片10可以被用于形成例如锂离子二次电池的正电极。接下来，将描述比较例。图10为根据该比较例的干燥装置301的示意图。干燥装置301与示例的实施例的干燥装置I的区别在于，在第一区域7f中设置上部风扇2且在第二区域7g中设置附加的上部风扇2，并且从上部风扇2和下部风扇3供给的热空气的空气速度都被控制到相同的速度(例如，3m/sec)。干燥装置301的其他特征与示例性实施例的干燥装置I的特征相同或相似。在比较例的干燥装置301中，在第一干燥步骤中，在从沉积在正电极集电体11的第一表面Ilb上的正电极混合物糊膏12的干燥初始阶段到干燥结束的整个时期内，在图10中观察的第一糊膏涂敷部件IOB的下表面被暴露到从下部风扇3供给的热空气，且在图10中观察的第一糊膏涂敷部件IOB的上表面被暴露到从上部风扇2供给的热空气。在第二干燥步骤中，第二糊膏涂敷部件IOC同样被以相同的方式暴露到热空气。上述干燥方法与在上述JP 2000-106175A中公开的方法相似。接下来，将解释使用比较例的干燥装置301进行的干燥测试的结果。在该干燥测试中，制成三种类型的第一糊膏涂敷部件，其具有在正电极集电体11的第一表面Ilb上沉积的不同基重W(mg/cm2)的正电极混合物糊膏12，其中基重W分别为5. 85,12. 5和20(mg/cm2)。对于每种类型的第一糊膏涂敷部件，使干燥装置301干燥部件的干燥时间(秒)变化，并检查通过对正电极混合物糊膏12进行干燥而形成的电极混合物层中的裂纹的存在与否。图11中示出了测试结果。在图11中，其中形成有裂纹的样品被标记为X，而其中未形成裂纹的样品被标记为O。并且，图11中示出的虚线为满足关系“基重(mg/cm2)/干燥时间(秒)彡O. 3”的直线。如图11所示，当正电极混合物糊膏12的基重W被控制在5. 85mg/cm2时，即使干燥装置301对正电极混合物糊膏12进行干燥的干燥时间为18秒，也没有形成裂纹。即，即使关系“基重(mg/cm2) /干燥时间(秒)=5. 85/18=0. 325彡O. 3”被满足，也不会在通过对正电极混合物糊膏12进行干燥而形成的涂层膜(电极混合物层)中形成裂纹。然而，在正电极混合物糊膏12的基重W被增加到12. 5mg/cm2的情况下，当干燥装置301对正电极混合物糊膏12进行干燥的干燥时间为38. 5秒时，形成裂纹。即，当正电极混合物糊膏12的基重W被控制到12. 5mg/cm2且在满足关系“基重(mg/cm2) /干燥时间(秒)=12. 5/38. 5=0. 325彡O. 3”的同时对正电极混合物糊膏12进行干燥时，在通过对正电极混合物糊膏12进行干燥而形成的涂层膜(电极混合物层)中形成裂纹。然后，随着干燥 时间逐渐增加，确定可以使正电极混合物糊膏12干燥而不会导致裂纹形成的干燥时间。结果，发现如果正电极混合物糊膏12在其中干燥时间被设定为180秒或更长的长时长内被干燥，则可以对正电极混合物糊膏12进行干燥而不会导致裂纹形成。在正电极混合物糊膏12的基重W被增加到20mg/cm2的情况下，当干燥装置301对正电极混合物糊膏12进行干燥的干燥时间为61. 5秒时，形成裂纹。S卩，当正电极混合物糊膏12的基重W被控制到20mg/cm2且在满足关系“基重(mg/cm2) /干燥时间(秒)=20/61. 5=0. 325彡O. 3”的同时对正电极混合物糊膏12进行干燥时，在通过对正电极混合物糊膏12进行干燥而形成的涂层膜(电极混合物层)中形成裂纹。然后，随着干燥时间逐渐增加，确定可以使正电极混合物糊膏12干燥而不会导致裂纹形成的干燥时间。结果，发现如果正电极混合物糊膏12在其中干燥时间被设定为450秒或更长的长时长内被干燥，则可以对正电极混合物糊膏12进行干燥而不会导致裂纹形成。另一方面，当使用示例性实施例的干燥装置I进行上述干燥测试时，当正电极混合物糊膏12的基重W被控制到5. 85mg/cm2且对正电极混合物糊膏12进行干燥的干燥时间为18秒时没有裂纹形成。S卩，即使基重(mg/cm2)/干燥时间(秒)=5. 85/18=0. 325彡O. 3的关系被满足，在正电极混合物糊膏12的涂层膜(电极混合物层)中也没有裂纹形成。在使用示例性实施例的干燥装置I的干燥测试中，当正电极混合物糊膏12的基重W被增加到12. 5mg/cm2且对正电极混合物糊膏12进行干燥的干燥时间为38. 5秒时没有裂纹形成。即，在正电极混合物糊膏12的基重W被控制到12. 5mg/cm2的情况下，即使在满足关系“基重(mg/cm2) /干燥时间(秒)=12. 5/38. 5=0. 325彡O. 3”的同时对正电极混合物糊膏12进行干燥时，在通过对正电极混合物糊膏12进行干燥而形成的涂层膜(电极混合物层)中也没有形成裂纹。在使用实施例的干燥装置I的干燥测试中，当正电极混合物糊膏12的基重W被增加到20mg/cm2并且对正电极混合物糊膏12进行干燥的干燥时间为61. 5秒时没有裂纹形成。即，在正电极混合物糊膏12的基重W被控制到20mg/cm2的情况下，即使在满足关系“基重(mg/cm2) /干燥时间(秒)=20/61. 5=0. 325彡O. 3”的同时对正电极混合物糊膏12进行干燥时，在通过对正电极混合物糊膏12进行干燥而形成的涂层膜(电极混合物层)中也没有形成裂纹。从上述结果可以理解，当在正电极集电体的第一表面上沉积的正电极混合物糊膏的基重W被控制为等于或大于lOmg/cm2且在通过将(通过用电极混合物糊膏涂敷电极集电体的第一表面而形成的)第一糊膏涂敷部件的上表面暴露到从上部风扇供给的热空气并将第一糊膏涂敷部件的下表面暴露到从下部风扇供给的热空气，同时将从上部风扇和下部风扇供给的热空气的温度和量控制到相同的值时，有可能在通过对电极混合物糊膏进行干燥而形成的电极混合物层中形成裂纹。特别地，当以被设定为满足关系“基重(mg/cm2)/干燥时间(秒)> O. 3”的时长的电极混合物糊膏的干燥时间来对电极混合物糊膏进行干燥时，有可能形成裂纹。另一方面，在正电极集电体的第一表面上沉积的正电极混合物糊膏的基重W被控制为等于或大于lOmg/cm2的情况下，如果使施加到第一糊膏涂敷部件IOB的下表面的热量 大于施加到第一糊膏涂敷部件IOB的上表面的热量而对正电极混合物糊膏12进行干燥，可以防止在通过对正电极混合物糊膏12进行干燥而形成的电极混合物层13中形成裂纹，或较小可能形成裂纹。即，在干燥初始阶段，对正电极混合物糊膏12进行干燥，使施加到其上未沉积正电极混合物糊膏12的正电极集电体11的第二表面Ilc的热量大于施加到在正电极集电体11的第一表面Ilb上沉积的正电极混合物糊膏12的表面12b的热量,从而防止在电极混合物层13中形成裂纹，或较小可能形成裂纹。当以被设定为满足关系“基重(mg/cm2) /干燥时间(秒)^ O. 3”的时长的电极混合物糊膏的干燥时间来对电极混合物糊膏进行干燥时，该方法特别有用。当将上述干燥测试应用于第二干燥步骤时，可以获得相似的结果。即，当对用正电极混合物糊膏12涂敷正电极集电体11的第一表面Ilb并对正电极混合物糊膏12进行干燥之后用正电极混合物糊膏12涂敷正电极集电体11的第二表面Ilc而形成的每个第二糊膏涂敷部件进行上述干燥测试时，获得相似的结果。接下来，将描述本发明的示例性实施例的修改例。如图9所示，该修改例的干燥装置101与示例性实施例的干燥装置I的区别在于，用红外加热器103取代设置在第一区域7f中的两个下部风扇3和设置在第二区域7g中且较靠近入口 7b的下部风扇3中的一个。对于修改例的干燥装置101，在第一干燥步骤的初始阶段，用从红外加热器103施加的红外射线辐射通过用正电极混合物糊膏12涂敷正电极集电体11的第一表面Ilb而形成的第一糊膏涂敷部件IOB的下表面，即，正电极集电体11的第二表面11c。并且，在第二干燥步骤的初始阶段，用从红外加热器103施加的红外射线辐射通过用正电极混合物糊膏12涂敷正电极集电体11的第二表面Ilc而形成的第二糊膏涂敷部件IOC的下表面，即，在第一表面Ilb上形成的电极混合物层13的表面13b。在该修改例中，在第一干燥步骤的初始阶段，通过用正电极混合物糊膏12涂敷正电极集电体11的第一表面Ilb而形成的第一糊膏涂敷部件IOB未用红外射线在上表面(即，正电极混合物糊膏12的表面12b)处辐射(或未暴露到热空气)，而是用从第一糊膏涂敷部件IOB下方施加的红外射线在下表面(B卩，正电极集电体11的第二表面lie)处辐射，以便加热第一糊膏涂敷部件10B。此外，在第二干燥步骤的初始阶段，通过用正电极混合物糊膏12涂敷正电极集电体11的第二表面Ilc而形成的第二糊膏涂敷部件IOC未用红外射线在上表面(即，正电极混合物糊膏12的表面12b)处辐射(或未暴露到热空气)，而是用从第二糊膏涂敷部件IOC下方施加的红外射线在下表面(即，电极混合物层13的表面13b)处辐射，以便加热第二糊膏涂敷部件10C。由此，在该修改例中，同样地，在第一干燥步骤的初始阶段，可以对正电极混合物糊膏12进行干燥，使施加到通过用正电极混合物糊膏12涂敷正电极集电体11的第一表面Ilb而形成的第一糊膏涂敷部件IOB的下表面的热量大于施加到第一糊膏涂敷部件IOB的上表面的热量,与不例性实施例的情况一样。S卩，在沉积在第一表面Ilb上的正电极混合物糊膏12的干燥初始阶段，可以对正电极混合物糊膏12进行干燥，使施加到其上未沉积正电极混合物糊膏12的第二表面Ilc的热量大于施加到在第一表面Ilb上沉积的正电极混合物糊膏12的表面12b的热量。由此，可以较早地(或者说，以较短的时间)干燥在第一表面Ilb上沉积的正电极混合物糊膏12的内部(邻近正电极集电体 11)。结果，可以防止在通过对正电极混合物糊膏12进行干燥而形成的电极混合物层13中形成裂纹，或较小可能形成裂纹。相似地，在第二干燥步骤中，可以防止在正电极集电体11的第二表面Ilc上形成的电极混合物层13中形成裂纹，或较小可能形成裂纹。虽然参考一个实施例及其修改例描述了本发明，但应该理解，本发明不局限于示例的实施例和实例，而是在不背离本发明的原理的情况下可以根据需要以各种改变来具体化。在示例的实施例和实例中，本发明被应用于制造正电极的方法。然而，本发明还可应用于制造负电极的方法。将描述通过本发明的示例性实施例的制造方法提供的操作和效果。通常，需要增加被用作用于驱动电动车辆或混合动力车辆的电源的电池的容量。鉴于该需要，在本发明的示例性实施例的制造方法中，在第一涂敷步骤中在第一表面上沉积的电极混合物糊膏的基重被控制为等于或大于10mg/cm2。通过被由此控制为等于或大于10mg/cm2的电极混合物糊膏的基重，可以增加产生的电池的容量。在本发明的示例性实施例的制造方法中，在第一干燥步骤中，电极混合物糊膏的干燥时间被设定为满足关系“基重(mg/cm2) /干燥时间(秒)彡O. 3”的时长。例如，可以在66. 7秒内(使干燥时间等于或小于66. 7秒)干燥在电极集电体上沉积的基重为20mg/cm2的电极混合物糊膏。通过如此减少的干燥时间，可以在实现电极混合物糊膏的大基重的同时提高电极的生产效率。当电极混合物糊膏的干燥时间被设定为满足关系“基重(mg/cm2) /干燥时间(秒)彡O. 3”的时长时，干燥温度优选升高(例如，等于或高于150° C)，以便适当地对电极混合物糊膏进行干燥。将描述以下情况电极混合物糊膏的基重等于或大于lOmg/cm2，且使从第一加热器风扇供给的热空气的温度和量等于从第二加热器风扇供给的热空气的温度和量而对电极混合物糊膏进行干燥，如在JP 2000-106175A中的情况。当在通过将(通过用电极混合糊膏涂敷电极集电体的第一表面而形成的)第一糊膏涂敷部件暴露到从在第一糊膏涂敷部件的面向电极混合物糊膏的一侧设置的第一加热器风扇供给的热空气并还将第一糊膏涂敷部件暴露到从在第一糊膏涂敷部件的另一侧设置的第二加热器风扇供给的热空气而对电极混合物糊膏进行干燥时，有可能形成裂纹。此外，如果在高温度下以短的时间对电极混合物糊膏进行干燥，更具体而言，如果在约150° C的干燥温度下以满足关系“基重(mg/cm2)/干燥时间(秒)^ O. 3”的时长对电极混合物糊膏进行干燥，则较大可能形成裂纹。另一方面，在本发明的示例性实施例的制造方法中，在第一干燥步骤的干燥初始阶段，使施加到第一糊膏涂敷部件的下表面(或电极集电体的第二表面)的热量大于施加到由电极混合物糊膏的暴露表面提供的第一糊膏涂敷部件的上表面的热量而对电极混合物糊膏进行干燥。结果，即使如上所述设定基重和干燥时间，也可以减少或消除在电极混合物层中形成的裂纹。上述电极制造方法还可以包括在第一干燥步骤之后用电极混合物糊膏涂敷电极集电体的第二表面的第二涂敷步骤以及干燥在第二表面上沉积的电极混合物糊膏的第二干燥步骤。在第二干燥步骤的初始阶段，这样对电极混合物糊膏进行干燥使施加到通过用电极混合物糊膏涂敷电极集电体的第二表面而形成的第二糊膏涂敷部件的下表面(即，在电极集电体的第一表面上形成的电极混合物层的表面)的热量大于施加到由电极混合物糊膏的暴露表面提供的第二糊膏涂敷部件的上表面的热量。在本发明的示例性实施例的制造方法中，通过涂敷将电极混合物糊膏不仅施加到 电极集电体的第一表面而且还施加到第二表面，然后干燥。更具体而言，在第一干燥步骤之后的第二涂敷步骤中，通过涂敷将电极混合物糊膏施加到电极集电体的第二表面。然后，在第二干燥步骤中，干燥在第二表面上沉积的电极混合物糊膏。在本发明的示例性实施例的制造方法中，在第二干燥步骤的初始阶段，这样对电极混合物糊膏进行干燥使施加到(通过用电极混合物糊膏涂敷电极集电体的第二表面而形成)第二糊膏涂敷部件的下表面的热量大于施加到由电极混合物糊膏的暴露表面提供的第二糊膏涂敷部件的上表面的热量。即，在沉积在第二表面上的电极混合物糊膏的干燥初始阶段，这样对电极混合物糊膏进行干燥使施加到在电极集电体的第一表面上形成的电极混合物层的表面的热量大于施加到在电极集电体的第二表面上沉积的电极混合物糊膏的暴露表面的热量。结果，可以以较短时间使在第二表面上沉积的电极混合物糊膏的内部(邻近电极集电体)干燥，因此，可以防止在电极混合物层中形成裂纹，或较小可能形成裂纹。因此，在上述制造方法中，可防止在通过对在第一表面和第二表面上沉积的电极混合物糊膏进行干燥而形成的电极混合物层中形成裂纹，或较小可能形成裂纹。在本发明的示例性实施例中，在第二干燥步骤的干燥初始阶段，第二糊膏涂敷部件的下表面或在电极集电体的第一表面上形成的电极混合物层的表面被暴露到热空气。在干燥初始阶段，(通过用电极混合物糊膏涂敷电极集电体的第二表面而形成的)第二糊膏涂敷部件被暴露到从在第二糊膏涂敷部件的一侧供给的热空气，但没有暴露到从在第二糊膏涂敷部件的另一侧供给的热空气，第二糊膏涂敷部件的所述一侧相对于第一表面和第二表面更靠近第一表面，第二糊膏涂敷部件的所述另一侧相对于第一表面和第二表面更靠近第二表面，从而可以这样对电极混合物糊膏进行干燥使从第二糊膏涂敷部件的上述一侧施加的热量大于从第二糊膏涂敷部件的另一侧施加的热量。结果，可防止在通过对在第二表面上沉积的电极混合物糊膏进行干燥而形成的电极混合物层中形成裂纹，或较小可能形成裂纹。在本发明的实施例的上述修改例中，在第二干燥步骤的初始阶段，用红外射线辐射第二糊膏涂敷部件的下表面或在电极集电体的第一表面上形成的电极混合物层的表面。在干燥初始阶段，用从在第二糊膏涂敷部件的一侧施加的红外射线辐射(通过用电极混合物糊膏涂敷电极集电体的第二表面而形成的)第二糊膏涂敷部件，但没有用从第二糊膏涂敷部件的另一侧供给的红外射线辐射第二糊膏涂敷部件，第二糊膏涂敷部件的所述一侧相对于第一表面和第二表面更靠近第一表面，第二糊膏涂敷部件的所述另一侧相对于第一表面和第二表面更靠近第二表面，从而可以这样对电极混合物糊膏进行干燥使从第二糊膏涂敷部件的上述一侧施加的热量大于从第二糊膏涂敷部件的另一侧施加的热量。结果，可防止在通过对在第二表面上沉积的电极混合物糊膏进行干燥而形成的电极混合物层中形成裂纹，或较小可能形成裂纹。在示例性实施例的制造方法的第二涂敷步骤中，在第二表面上沉积的电极混合物糊膏的基重被控制为等于或大于lOmg/cm2。在第二 干燥步骤中，电极混合物糊膏的干燥时间被设定为满足条件“基重(mg/cm2) /干燥时间(秒)^ O. 3”的时长。通过将在第二表面上沉积的电极混合物糊膏的基重控制为等于或大于10mg/cm2，可以增加所产生的电池的容量。同样，可通过将电极混合物糊膏的干燥时间设定为满足关系“基重(mg/cm2) /干燥时间(秒)彡O. 3”的时长来提高电极的生产效率。此外，在本发明的示例性实施例的制造方法中，在第二干燥步骤的初始阶段，这样对电极混合物糊膏进行干燥使施加到通过用电极混合物糊膏涂敷电极集电体的第二表面而形成的第二糊膏涂敷部件的一个表面(该表面相对于第一表面和第二表面更靠近第一表面)的热量大于施加到第二糊膏涂敷部件的另一表面(该另一表面相对于第一表面和第二表面更靠近第二表面)的热量。结果，即使如上所述地设定基重和干燥时间，也可以防止在通过对电极混合物糊膏进行干燥而形成的电极混合物层中形成裂纹，或较小可能形成裂纹。
权利要求
1.一种用于制造电极的方法，包括 通过涂敷将电极混合物糊膏(12)施加到具有第一表面(Ilb)和第二表面(Ilc)的电极集电体(11)的所述第一表面(11b)，以提供第一糊膏涂敷部件(10B)，在所述第一糊膏涂敷部件(IOB )中，所述电极混合物糊膏(12 )被沉积在所述电极集电体(11)的所述第一表面(Ilb)上，所述第一糊膏涂敷部件(10B)具有包括所述电极混合物糊膏(12)的表面(12b)的第一表面和与所述第一糊膏涂敷部件(IOB)的该第一表面相反的第二表面；以及 对在所述电极集电体(11)的所述第一表面(Ilb)上沉积的所述电极混合物糊膏(12)进行干燥，其中， 在所述电极混合物糊膏(12)的干燥的初始阶段，对所述电极混合物糊膏(12)进行干燥，使施加到所述第一糊膏涂敷部件(IOB)的所述第二表面的热量大于施加到所述第一糊膏涂敷部件(IOB)的所述第一表面的热量。
2.根据权利要求I的方法，其中， 在所述干燥的初始阶段，所述第一糊膏涂敷部件(IOB)的所述第二表面被暴露到热空气。
3.根据权利要求I的方法，其中， 在所述干燥的初始阶段，用红外射线辐射所述第一糊膏涂敷部件(IOB)的所述第二表面。
4.根据权利要求I到3中任一项的方法，其中， 将在所述电极集电体(11)的所述第一表面(Ilb)上沉积的所述电极混合物糊膏(12)的基重控制为等于或大于lOmg/cm2，并且将对所述电极混合物糊膏(12)进行干燥的干燥时间设定为满足如下关系的时长基重(mg/cm2) /干燥时间(秒)^ O. 3。
5.根据权利要求I到4中任一项的方法，还包括 在对在所述第一表面上沉积的所述电极混合物糊膏进行干燥之后，通过涂敷将所述电极混合物糊膏(12)施加到所述电极集电体(11)的所述第二表面(11c)，以提供第二糊膏涂敷部件(10C)，在所述第二糊膏涂敷部件(10C)中，所述电极混合物糊膏(12)被沉积在所述电极集电体(11)的所述第二表面(Ilc)上，所述第二糊膏涂敷部件(IOC)具有包括所述电极混合物糊膏(12)的表面(12b)的第一表面和与所述第二糊膏涂敷部件(10C)的该第一表面相反的第二表面；以及 对在所述电极集电体(11)的所述第二表面(Ilc)上沉积的所述电极混合物糊膏(12)进行干燥，其中， 在沉积在所述电极集电体(11)的所述第二表面(I Ic )上的所述电极混合物糊膏(12 )的干燥的初始阶段，使施加到所述第二糊膏涂敷部件(IOC)的所述第二表面的热量大于施加到所述第二糊膏涂敷部件(IOC)的所述第一表面的热量。
6.根据权利要求5的方法，其中， 在沉积在所述电极集电体(11)的所述第二表面(IlC)上的所述电极混合物糊膏(12)的干燥的初始阶段，所述第二糊膏涂敷部件(10C)的所述第二表面被暴露到热空气。
7.根据权利要求5的方法，其中， 在沉积在所述电极集电体(11)的所述第二表面(Ilc)上的所述电极混合物糊膏(12)的干燥的初始阶段，用红外射线辐射所述第二糊膏涂敷部件(IOC)的所述第二表面。
8.根据权利要求5到7中任一项的方法，其中， 将在所述电极集电体(11)的所述第二表面(Ilc)上沉积的所述电极混合物糊膏(12)的基重控制为等于或大于lOmg/cm2，并且将对在所述电极集电体(11)的所述第二表面(He)上沉积的所述电极混合物糊膏(12)进行干燥的干燥时间设定为满足如下关系的时长基重(mg/cm2) /干燥时间(秒)^ O. 3。
9.根据权利要求I的方法，其中， 在所述电极混合物糊膏(12)的干燥的初始阶段，使从所述第一糊膏涂敷部件(IOB)的一侧施加的热量大于从所述第一糊膏涂敷部件(IOB)的另一侧施加的热量，所述第一糊膏涂敷部件(IOB )的所述一侧相对于所述电极集电体(11)的所述第一表面(Ilb)和所述第二表面(lie)更靠近所述第二表面(11c)，所述第一糊膏涂敷部件(10B)的所述另一侧相对于所述第一表面(Ilb)和所述第二表面(Ilc)更靠近所述第一表面(lib)。
10.根据权利要求9的方法，其中， 在所述电极混合物糊膏(12)的干燥的初始阶段，从所述第一糊膏涂敷部件(IOB)的所述一侧供给热空气，而没有从所述第一糊膏涂敷部件(IOB)的所述另一侧供给热空气。
全文摘要
本发明涉及用于制造电极的方法。一种用于制造电极的方法包括通过涂敷将电极混合物糊膏施加到具有第一表面(11b)和第二表面(11c)的电极集电体(11)的所述第一表面，以提供第一糊膏涂敷部件，所述第一糊膏涂敷部件具有作为所述电极混合物糊膏的表面的第一表面和与该第一表面相反的第二表面；以及对在所述电极集电体的所述第一表面上沉积的所述电极混合物糊膏进行干燥。在所述电极混合物糊膏的干燥的初始阶段，使施加到所述第一糊膏涂敷部件的所述第二表面的热量大于施加到所述第一糊膏涂敷部件的所述第一表面的热量。
文档编号H01M4/04GK102790200SQ201210153529
公开日2012年11月21日 申请日期2012年5月17日 优先权日2011年5月17日
发明者森淳哉, 萩原英辉 申请人:丰田自动车株式会社