用于二次电池电极的制造方法和电极制造装置制造方法

用于二次电池电极的制造方法和电极制造装置制造方法
【专利摘要】一种用于二次电池电极的制造方法，包括以下步骤：传送电极集电体（10）；向所述电极集电体（10）上涂覆以浆体状态调制的活性物质层形成组合物；以及使在所述电极集电体（10）上形成的由所述活性物质层形成组合物制成的涂膜干燥。通过在与所述电极集电体（10）的涂膜面平行的方向上吹送第一热空气来使所述涂膜干燥。
【专利说明】用于二次电池电极的制造方法和电极制造装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于二次电池电极的制造方法。此外，本发明涉及一种适合于前述用于二次电池电极的制造方法的电极制造装置。
【背景技术】
[0002]已表达出将诸如锂离子电池、镍氢电池等二次电池作为电动车辆或混合动力车辆的驱动源或者作为个人计算机或移动终端的电源的期待。特别地，已期待将重量轻并提供高能量密度的锂二次电池作为车载高输出电源。在一典型构型中，锂二次电池配备有电极，该电极构造成使得能可逆地吸入和放出锂离子的材料(电极活性物质)由导电部件(电极集电体)保持。例如，作为用于负极的电极活性物质(负极活性物质)的代表性示例，例示了诸如石墨碳、无定形碳等碳材料。此外，作为用于负极的电极集电体(负极集电体)的代表性示例，能够提到主要由铜或铜合金制成的片状或箔状部件。另一方面，作为用于正极的电极活性物质(正极活性物质)的代表性示例，能够提到包含锂和一种、两种或更多种过渡金属元素作为构成金属元素的氧化物。此外，作为用于正极的电极集电体(正极集电体)的代表性示例，能够提到主要由铝或铝合金制成的片状或箔状部件。
[0003]作为在制造如上所述构成的正极和负极(在下文中，正极和负极将被统称为“电极”)时使负极集电体保持负极活性物质的代表性方法，能够提到以下方法。通过向电极集电体涂覆已使用电极活性物质和分散在合适的介质中的粘合剂(结合剂)以糊膏状态或墨汁状态调制的组合物(在下文中，该组合物将被简单地称作“浆体”)——即电极活性物质层形成用浆体——而形成包括电极活性物质的一层(电极活性物质层)。使浆体干燥。
[0004]在日本专利申请公报N0.2006-073234 (JP-2006-073234A)中，作为制造提供极板与活性物质之间的高粘合性及优良的循环特性的非水电解质二次电池的方法，记载了 一种通过向干燥炉上方和下方的热空气的温度赋予温度差(5°C)来提高粘合强度的方法。此外，日本专利申请公报N0.2012-097917 (JP-2012-097917A)公开了一种构型，其中能防止发生迁移现象的干燥部具有干燥气氛互相不同的多个干燥炉，并且在最上游的一个干燥炉的下游配置有排气口。
[0005]在日本专利申请公报N0.2006-073234 (JP-2006-073234A)中，需要高精度温度控制设备来确保粘合性。此外，在日本专利申请公报N0.2006-073234 (JP-2006-073234A)的方法中，尽管在涂膜薄时可以期待某些效果，但是，如果所涂覆的糊膏量大，即湿膜的厚度增加，则导致极板附近的粘合剂上浮至所涂覆的浆体(所涂覆的糊膏)的表面层的迁移现象，使得粘合剂偏析/离析。当粘合剂由于迁移现象而偏析时，粘合剂在活性物质层中的分布变得不均一，并且不会获得高品质的电极片(例如，集电体与活性物质层之间的粘合性降低)。
[0006]此外，在日本专利申请公报N0.2012-097917 (JP-2012-097917A)中，通过在特定位置配置排气口来防止迁移现象。但是，涂膜的膜厚度的范围、待涂覆的组合物中所含的溶剂等的设计自由度始终不高。
【发明内容】

[0007]本发明提供了生产率优良且品质高的用于二次电池电极的制造方法和电极制造
装置。
[0008]本发明的第一方面涉及一种用于二次电池电极的制造方法，所述制造方法包括:i)传送电极集电体，?)向所述电极集电体上涂覆以浆体状态调制的用于形成电极活性物质层的组合物(在下文中称作“活性物质层形成组合物”)，以及iii)使涂覆在所述电极集电体上的由所述活性物质层形成组合物制成的涂膜干燥。通过在与所述电极集电体的涂膜面平行的方向上将第一热空气吹送到所述涂膜面上来使所述涂膜干燥。
[0009]根据上述制造方法，通过在与电极集电体的涂膜面平行的方向上向所述涂膜面吹送第一热空气来抑制溶剂从涂膜快速蒸发。根据此构型，在作为金属基材的电极集电体涂覆有包含电池电极的构成成分(活性物质、粘合剂等)的浆体(糊膏)涂膜且然后干燥的情况下，能够有效地防止浆体涂膜中的粘合剂上浮至表层部的迁移现象。结果，粘合剂在电极中的分布变得均一。这样，能够提闻涂I旲与电极集电体之间的粘合强度，并且能够提供闻品质的电池电极。此外，通过调节在平行方向上所吹送的第一热空气的空气量、温度和风速以及电极集电体的传送速度等，能够扩大用于获得高品质的电池电极的涂膜的膜厚度的范围，以及活性物质层形成组合物中包含的溶剂的类型的变更范围。这样，获得了可以提高生产率的优良优点。
[0010]可与电极集电体的传送方向相反地吹送第一热空气。此外，可在用于在平行方向上吹送所述第一热空气的区域在电极集电体的传送方向上的上游和/或下游设置用于直接向所述电极集电体吹送第二热空气的区域。此外，可在与所述涂膜面基本垂直的方向上向所述电极集电体上吹送所述第二热空气。
[0011]本发明的第二方面涉及一种电极制造装置，所述电极制造装置配备有:传送部，所述传送部传送电极集电体；涂覆部，所述涂覆部在所述电极集电体上形成涂膜；和干燥部，所述干燥部使所述涂膜干燥。所述干燥部配备有在与所述电极集电体平行的方向上向所述电极集电体吹出第一热空气的吹送部。
[0012]所述第一热空气的吹送方向可与所述电极集电体的传送方向相反。
[0013]本发明具有可以提供生产率优良且品质高的用于二次电池电极的制造方法和电极制造装置的优良效果。
【专利附图】

【附图说明】
[0014]下面将参照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意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中:
[0015]图1是用于说明根据本发明的第一实施例的电极制造装置的一示例的示意图；
[0016]图2是用于说明涂膜的迁移的说明图；
[0017]图3是用于说明根据本发明的第一实施例的卷绕电极体的示意图；
[0018]图4是根据本发明的第一实施例的电池的示意图；
[0019]图5是用于说明根据本发明的第二实施例的电极制造装置的一示例的示意图；
[0020]图6是用于说明根据本发明的第三实施例的电极制造装置的一示例的示意图；以及
[0021]图7是用于说明根据本发明的第四实施例的电极制造装置的一示例的示意图。【具体实施方式】
[0022]下文将说明本发明适用的示例性实施例。本发明的实施例能够基于在本说明书中公开的内容和相关领域中的技术常识来实施。此外，在本发明的以下实施例中，相同的要素部件将分别用相同的附图标记表示，并且在适合时将省略其说明。
[0023][第一实施例]
[0024]图1是根据本发明的第一实施例的用于二次电池的电极制造装置I的一示例的示意图。该用于二次电池的电极制造装置I具有干燥部20、涂覆部30、传送部40等。用于二次电池的电极制造装置I能够传送作为基材的电极集电体10，通过涂覆部30形成涂膜11，并使所形成的涂膜11干燥。
[0025]干燥部20是使电极集电体10上的涂膜11干燥的装置，并且配备有在平行于电极集电体10的涂膜面的方向上吹出热空气的吹送部。吹送部至少具有用于在平行于电极集电体10的涂膜面的方向上吹送热空气的区域即可。在此应该注意的是，平行于电极集电体10的涂膜面的热空气流指主要平行于涂膜面流动的气流。是否存在未平行于涂膜面流动的部分流无关紧要。此外，不需要在已传送至干燥部20的电极集电体10的涂膜11的全部区域内在平行方向上吹送热空气。可在一个或一些有助于干燥的区域内采用其它构型，如同本发明的后述实施例的情况下一样。
[0026]吹送部能够在平行于电极集电体10的涂膜面的方向上吹送热空气即可，并且可采用各种构型。在本发明的第一实施例中，在电极集电体10的上方安装有在平行于电极集电体10的涂膜面的方向上吹送热空气的多个热空气吹出口 21作为吹送部。在图1中，箭头表示来自热空气吹出口 21的吹送方向。
[0027]顺便说一下，如果能够实现在干燥部20中在平行于所传送的电极集电体10的涂膜面的方向上吹送热空气，则热空气吹出口 21在干燥部20中的位置不受限制。热空气吹出口 21可贯通干燥部20中的侧面或下部设置，或者设置在多个位置。亦即，热空气流在平行于电极集电体10的涂膜面的方向上流动即可。
[0028]热空气吹出口 21是吹送通过合适的热源(例如，加热器)加热的气体的吹出口。利用热空气吹出口 21在平行方向上吹送热空气的系统可以实现装置构型的简化。顺便说一下，除热空气干燥外，可一并使用诸如红外线干燥等其它干燥装置作为干燥部20的干燥装置。
[0029]用于二次电池的电极制造装置I配备有排气口 22和联接到该排气口的回收部(未示出)，气体经所述排气口排出至干燥部20之外。回收部构造成能从自排气口 22排出的气体回收上述涂膜的溶剂。通过将排气口 22配置于在平行方向上吹送的热空气流的下游，能够简单地形成在平行于涂膜11面的方向上流动的热空气。顺便说一下，在本发明的第一实施例中，热空气与电极集电体10的传送方向相反地流动。但是，通过允许热空气从电极集电体10的传送方向的宽度方向一端流向另一端,或允许热空气在与传送方向相同的方向上流动，可利用气流方向调节装置等来实现复杂的流动。
[0030]从热空气吹出口 21吹送的气体的类型并未具体受限。例如，该气体可为空气，或者诸如N2气体或He气体的惰性气体。此外，干燥部20可沿着电极集电体10的传送方向具有干燥气氛互相不同的多个干燥炉。在此提到的干燥气氛指热空气的温度(干燥气氛的温度)、风速、流量、风向(热空气流的方向)等。从所有热空气吹出口 21吹送的气体可被设定成温度和风速相等。但是，风速和温度可根据位置适合地变化。此外，还可适合地设定可动性和非可动性。
[0031]干燥部20具有控制单元(未示出)。该控制单元将干燥炉内的气氛控制为期望的干燥气氛。在本发明的第一实施例中，干燥部20具有单个干燥炉，但可具有多个即两个或更多个干燥炉。
[0032]此外，夹杂有蒸发后的溶剂气体的气体(在下文中称作运载气体)从热空气吹出口21导入干燥部20内。导入干燥部20的运载气体的类型未被特别限制，并且可为例如空气，或者诸如N2气体或He气体的惰性气体。干燥部20具有供该运载气体供给到干燥部内所经过的热空气吹出口 21和供该运载气体排出到干燥部外所经过的排气口(未示出)。排气口允许在干燥炉内蒸发的溶剂(气化成分)连同运载气体一起排出至干燥部外。此外，热空气吹出口 21允许量与从排气口排出的气体相当的运载气体导入干燥部20内。在本发明的第一实施例中，运载气体从热空气吹出口供给。但是，可与热空气吹出口分开设置供给口，并且可经该供给口和热空气吹出口供给运载气体。
[0033]作为回收运载气体中包含的溶剂的装置，可以任意地使用通常被采用作为一般的回收装置的装置。回收部可被设计为冷却回收装置。例如，可使从排气口排出的运载气体冷却，并且可使蒸发后的溶剂的温度降低至或低于露点、液化(冷凝)并被回收。优选地，上述运载气体通过与使冷却介质流经的盘管接触而被冷却。该冷却回收装置适合从小空气量的气体回收高浓度溶剂。
[0034]此外，回收部可被设计为吸附回收装置。例如，从排气口排出的溶剂气体能够通过被诸如沸石等吸附剂吸附而被回收。适合使用具有被支承在加工成蜂巢状的结构上的吸附剂的转子/转动体。该转子被分隔成吸附区域和再生区域。上述运载气体被供给至吸附区域，并且该运载气体中的溶剂被吸附转子吸附。随后使转子旋转，并使已吸附了溶剂的吸附转子移动至再生区域。在再生区域内，利用加热器使被吸附转子吸附的溶剂脱附。脱附的溶剂可被冷却、液化和回收。该吸附回收装置适合从大空气量的气体回收低浓度溶剂。
[0035]热空气吹出口 21联接到热空气发生装置(未示出)。作为热空气发生装置，能够任意地选择常规地被用作一般的热空气发生装置的装置。热空气发生装置具有例如内置的吹送风扇和加热器，并将热空气送入干燥部20内。在从自回收部回收的运载气体去除溶剂之后，运载气体可被再加热和再利用。
[0036]在用于二次电池的电极制造装置I中，传送电极集电体10的传送部40未被特别限制，并且可任意地使用常规采用的部分。在本发明的第一实施例中，辊41至44等被设置为用于传送电极集电体10的传送部40。电极集电体10顺次经多个辊41至44悬挂，并且拉力被施加至电极集电体10。一个或一些棍装设有转动该一个或一些棍的驱动装置(未示出)。电极集电体10构造成可通过转动辊41至44而连续传送。在本发明的第一实施例中，已从干燥部20的入口传送的电极集电体10通过辊42和43的转动而在干燥部20中被连续传送，由此使电极集电体10上的涂膜11干燥。
[0037]电极集电体10通过传送部40从已以辊状方式退绕的辊体51拉出，并通过涂覆部30在电极集电体10上形成涂膜。在通过干燥部20使涂膜11干燥之后，电极电极体10由辊体52退绕。
[0038]涂覆部30是用于在电极集电体10的纵向上涂覆活性物质层形成组合物31的装置。作为向电极集电体10涂覆活性物质层形成组合物31的装置，例如，能够提到模头涂布器式涂覆机。在模头涂布器式涂覆机中，活性物质层形成组合物31收纳在罐32中，并且已通过泵33吸入的活性物质层形成组合物31被供给至模34。然后，在电极集电体10通过备用辊42的旋转而被传送以经过备用辊42与模34之间的间隙(涂覆间隙)的同时，将由活性物质层形成组合物31制成的涂膜11从模34涂覆至电极集电体10。该模头涂布器式涂覆机能够在调节由活性物质层形成组合物31制成的涂膜11的重量的同时用活性物质层形成组合物31连续涂覆电极集电体10。
[0039]随后，将描述根据本发明的第一实施例的用于二次电池电极的制造方法的一示例。虽然在下文中将描述用于锂二次电池的电池电极的制造方法，但锂二次电池的示例是用于实施本发明的示例，且不限制本发明的适用对象。
[0040]作为在根据本发明的第一实施例的用于锂二次电池的电极的制造方法中使用的活性物质层形成组合物31中包含的活性物质，可使用一种、两种或更多种已通常用于锂二次电池的物质，而没有特别限制。例如，作为负极活性物质，能够提到诸如石墨碳、无定形碳等碳材料、锂过渡金属复合氧化物(锂钛复合氧化物等)、锂过渡金属复合氮化物等。作为正极活性物质，能够提到包含作为构成金属元素的过渡金属元素和锂的氧化物(锂过渡金属氧化物)等，诸如锂镍氧化物(LiNiO2)、锂钴氧化物(LiCoO2)、锂锰氧化物(LiMn2O4)等。
[0041]上述活性物质层形成组合物可包含能够根据需要被用作一般的锂二次电池中的活性物质层的构成成分的一种、两种或更多种材料。作为这些材料的示例，能够提到粘合齐U。作为粘合剂，例如，例示丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素(CMC)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯(PE)、聚丙烯酸(PAA)等。或者，可使用诸如聚偏二氟乙烯(PVDF)等树脂组合物。
[0042]作为分散或溶解这些活性物质和粘合剂的溶剂，能够提到有机溶剂，诸如N-甲基吡咯烷酮(NMP)、吡咯烷酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、甲苯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等，或这些物质中的两种或更多种的组合。或者，可使用水或主要包含水的混合溶齐U。作为构成该混合溶剂的不同于水的溶剂，可适当地选择和使用能够均一地与水混合的一种、两种或更多种有机溶剂(低级醇、低级酮等)。活性物质层形成组合物中的溶剂含有率未被特别限制，但优选为整个浆体(糊膏)的约30至70重量％。
[0043]上述活性物质层形成组合物所适用的片状电极集电体可类似于常规锂二次电池的电极，且未被特别限制。例如，优选使用适合于负极的金属箔如铜箔等作为负极集电体。此外，优选使用适合于正极的金属箔如铝箔等作为正极集电体。
[0044]向电极集电体涂覆上述活性物质层形成组合物的操作能以类似于制作常规的一般锂二次电池电极的情况相似的方式执行。例如，可以利用适合的涂覆装置(狭缝涂布器、模头涂布器、缺角轮/刮刀式涂布器等)用预定量的上述活性物质层形成组合物以均匀厚度来涂覆上述电极集电体。
[0045]在上述活性物质层形成组合物这样涂覆至电极集电体之后，利用根据本发明的第一实施例的干燥部20使已涂覆有上述活性物质层形成组合物的片状电极集电体干燥。
[0046]在电极制造装置I中，通过使辊42旋转来将电极集电体10送至涂覆部(模头涂布器式涂覆机)30。涂覆部30向模具34供给已通过泵33吸入的活性物质层形成组合物31，并从模具34将由活性物质层形成组合物31制成的涂膜11涂覆到电极集电体10上。通过使辊42和43旋转来将已从干燥部的入口传送的电极集电体10连续传送到干燥部20内。然后，使电极集电体10上由活性物质层形成组合物31制成的涂膜11干燥。将具有由干燥后的活性物质层形成组合物31制成的涂膜(活性物质层)11的电极集电体10从干燥部20的出口传送至干燥部20外。这样，能够制造具有电极集电体10的片状电极，在所述电极集电体上形成有作为活性物质层的涂膜11。在该片状电极中，利用上述用于二次电池的电极制造装置使在电极集电体的表面上形成的涂膜11干燥。因此，能够有效地防止涂膜11中的粘合剂上浮至表层部的迁移现象，并且能够均一地形成粘合剂在作为活性物质层的涂膜11中的分布。因此，能够制造高品质的电池电极。
[0047]将已这样制造的用于正极的片状电极和用于负极的片状电极以及已分开制作的两个片状分隔件如图3所示彼此叠置，从而制作卷绕型锂二次电池电极。然后，如图4所示，将制作好的电极收纳在容器中并充填预定的电解质溶液，由此制造目标二次电池。
[0048]如图4所示，根据本发明的第一实施例的锂二次电池5配备有金属外壳150(其也优选由树脂或层压膜制成)。该外壳(外容器)150配备有在其上端具有开口并呈扁平矩形平行六面体形状的外壳本体152和封闭所述开口的盖体154。外壳150的上表面(B卩，盖体154)设置有与卷绕电极体180的正极110电连接的正极端子172，和与该电极体的负极120电连接的负极端子174。在外壳150的内部，收纳有扁平形状的卷绕电极体180。例如，通过连同共计两个长片状分隔件(分隔片)130 一起层压和卷绕长片状正极(正极片)110和长片状负极(负极片)120，并从其侧面方向挤压所获得的卷绕体，来制造卷绕电极体180。
[0049]如图3所示，通过卷绕片状电极体182来形成卷绕电极体180。片状电极体182在卷绕电极体180装配前的阶段具有长(带状)片状结构。如同对于典型卷绕电极体而言的情况一样，通过连同共计两个分隔片130 —起层压正极片110和负极片120来形成片状电极体 182。
[0050]正极片110是通过将正极活性物质层114粘附在长片状、箔状正极集电体112的两面上而形成的。但是，正极活性物质层114中的每个并未沿着片状电极体在其宽度方向上的端边粘附至一个侧向边缘，而是使正极集电体112露出一定宽度。如同对于正极片110而言的情况一样，负极片120也是通过将负极活性物质层124粘附在长片状、箔状负极集电体122的两面上而形成的。但是，负极活性物质层124中的每个并未沿着片状电极体在其宽度方向上的端边粘附至一个侧向边缘，而是使负极集电体122露出一定宽度。
[0051]此外，作为在正极片110与负极片120之间使用的分隔片130，例如，能够提到由多孔聚烯烃树脂构成的分隔片。或者，可采用具有聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)的三层结构的分隔件。
[0052]在构成上述卷绕电极体时，使正极片110和负极片120彼此叠置，同时在宽度方向上稍微彼此移位，使得未形成正极片110的正极活性物质层的第一非形成部分和未形成负极片120的负极活性物质层的第二非形成部分从每个分隔片130在其宽度方向上的两侧突出。结果，在横向于卷绕电极体180的卷绕方向的方向上，正极片110的第一非形成部分和负极片120的第二非形成部分从卷绕芯部部分(即，通过紧密地卷绕形成正极片110的正极活性物质层的第一形成部分、形成负极片120的负极活性物质层的第二形成部分和两个分隔片130而获得的部分)向外突出。正极引线端子176和负极引线端子178分别附接至这种正极侧突出部分(即，正极混合物层的非形成部分)110A和这种负极侧突出部分(即，负极混合物层的非形成区域)110B，并分别与上述正极端子172和上述负极端子174电连接。
[0053]然后，将卷绕电极体180从外壳本体152的上端开口收纳在本体152内，并将包含合适的电解质的电解液配置在(注入)外壳本体152中。电解质例如为诸如LiPF6等锂盐。例如，适量(例如，IM的浓度)的诸如LiPF6等锂盐溶解在诸如碳酸二乙酯和碳酸乙烯酯的混合溶剂(例如，以1:1的质量比)的非水电解液中，并且能够被用作电解液。
[0054]此后，通过焊接等到盖体154上来密封上述开口，从而完成根据本发明的第一实施例的锂二次电池5的组装。密封外壳150的过程和配置(注入)电解质的过程可与在制造常规锂二次电池时采用的方法相似。这样，完成了根据本发明的第一实施例的锂二次电池5的构造。
[0055]这样构造的锂二次电池5有效地防止了活性物质层中的粘合剂上浮至表层部的迁移现象，并因此表现出优良的电池性能。例如，通过利用上述电极来构造电池(例如，锂二次电池)，能够提供满足高循环耐久性、良好的输入/输出特性和低生产成本中的至少一者(优选全部)的电池。
[0056]在此应该注意的是，如果涂膜从在经由干燥炉使电极集电体10上的涂膜11干燥的用于二次电池的电极制造装置I中干燥的初始阶段快速干燥，则可能发生涂膜的构成成分中的一种或一部分上浮至涂膜的表层部的迁移现象，如图2的说明图所示。特别地，在包含电池电极的构成成分(活性物质、粘合剂等)的涂膜被涂覆至金属基材(集电体)并被干燥的情况下，如果发生迁移现象，则粘合剂在电极中的分布变得不均一，使得电极集电体10与涂膜11之间的粘附性降低。
[0057]为了避免上述不便之处，在本发明的第一实施例中，在平行于电极集电体10的方向上吹送热空气。利用在平行方向上吹送的热空气，抑制了溶剂快速蒸发，并且抑制了浆状涂膜11快速干燥。通过使用根据本发明的第一实施例的干燥部作为用于二次电池的电极制造装置I来制造包含电池电极的构成成分(活性物质、粘合剂等)的浆体涂膜被涂覆至金属基材(集电体)并被干燥的电极，能够有效地防止浆体涂膜中的粘合剂上浮至表层部的迁移现象。于是，能够均一地形成粘合剂在电极中的分布。结果，能够提高电极集电体10与浆体涂膜之间的粘合强度，并且能够制造高品质的电池电极。
[0058]此外，根据本发明的第一实施例，能够根据涂膜的厚度和要干燥的溶剂的类型而适当地改变热空气吹出口 21处的热空气吹送速度和温度。此外，能够调节多个热空气吹送口 21中的每个的可动性和非可动性。此外，能够控制排气口的功率。因此,能够提供生产率优良且品质高的用于二次电池电极的制造方法。此外，能够提供适合于二次电池电极的制造的电极制造装置。
[0059]对应于这些需求的二次电池电极能够在共同的电极制造装置中制造。因此，还存在能够削减设备成本的优点。
[0060][第二实施例]
[0061]接下来，将描述与本发明的上述第一实施例不同的电极制造装置的一个示例。图5是示出了根据本发明的第二实施例的电极制造装置2的一示例的示意图。根据本发明的第二实施例的电极制造装置2的基本构型和操作除以下方面外与本发明的上述第一实施例相同。亦即，根据本发明的第二实施例的干燥部20与设置有单个干燥炉的本发明的第一实施例的不同之处在于存在两个干燥炉。
[0062]根据本发明的第二实施例的干燥部20具有干燥炉Zl和Z2。通过设置干燥炉Zl和Z2，能够提高干燥条件(热空气的风速、热空气的温度、干燥气体等)的设计自由度，并且能够提供具有更闻品质的电池电极。
[0063]一般而言，优选将干燥炉Zl中的热空气的温度设定成比干燥炉Z2中的热空气的温度低。这样，能够避免溶剂的快速蒸发，并且能够更可靠地防止迁移现象。
[0064]根据本发明的第二实施例的电极制造装置2能够获得与本发明的上述第一实施例相似的效果。此外，由于设置了两个干燥炉，故能够提高干燥条件的设计自由度，并且能够更有效地提高生产率。
[0065][第三实施例]
[0066]图6是示出了根据本发明的第三实施例的电极制造装置3的一示例的示意图。根据本发明的第三实施例的电极制造装置3的基本构型和操作除以下方面外与本发明的上述第一实施例相同。亦即，根据本发明的第三实施例的干燥部20与设置有单个干燥炉的本发明的第一实施例的不同之处在于存在三个干燥炉。此外，根据本发明的第三实施例的干燥部与热空气未直接向涂膜11吹送的本发明的第一实施例的不同之处在于，热空气在三个干燥炉中的中间一个(即，干燥炉Z2)在平行方向上吹送，并且热空气在其上游的干燥炉Zl和其下游的干燥炉Z3向涂膜吹送。
[0067]在根据本发明的第三实施例的干燥部20中，直接向涂膜吹送热空气的干燥炉Zl安装在沿平行方向吹送热空气的干燥炉Z2的前方。这样，能够快速地升高涂膜11的温度。此外，在沿平行方向吹送热空气的干燥炉Z2中，能够使电极集电体10的界面附近的溶剂彻底干燥，从而防止发生迁移现象。此外，通过在干燥炉Z2下游的干燥炉Z3中直接向涂膜吹送热空气，能够使涂膜11快速而可靠地干燥。这样，能够在短时间内实施干燥而不会引起迁移现象。
[0068]对于每个干燥炉Zl至Z3中的干燥气氛，能够根据被处理物来适合地选择干燥条件。但是，一般而言，干燥气氛的温度优选以随着距下游侧的干燥炉的距离减小而升高这样的方式设定。通过使干燥气氛的温度随着距下游侧的干燥炉的距离减小而升高，能够更可靠地防止迁移现象。
[0069]根据本发明的第三实施例的电极制造装置3可以获得与本发明的上述第二实施例相似的效果。此外，由于设置了三个干燥炉，故能够提高干燥条件的设计自由度，并且能够更有效地提高生产率。
[0070][第四实施例]
[0071]图7是示出了根据本发明的第四实施例的电极制造装置4的一示例的示意图。根据本发明的第四实施例的电极制造装置4的基本构型和操作除以下方面外与本发明的上述第二实施例相同。亦即，根据本发明的第四实施例的干燥部20与未直接向涂膜11吹送热空气的本发明的第二实施例的不同之处在于，热空气在两个干燥炉中的下游侧干燥炉(即，干燥炉Z2)处在平行方向上吹送，并且上游侧干燥炉Zl直接向涂膜吹送热空气。
[0072]根据本发明的第四实施例的干燥部20具有干燥炉Zl和Z2，并先于在平行方向上吹送热空气的干燥炉Z2直接向涂膜吹送热空气。这样，能够使涂膜11的温度快速升高，并且随后在沿平行方向吹送热空气的干燥炉Z2中，能够使电极集电体10的界面附近的溶剂缓慢干燥，从而防止发生迁移现象。这样，能够实施干燥而不会引起迁移现象。
[0073]对于每个干燥炉Zl和Z2中的干燥气氛，能够根据被处理物来适合地选择干燥条件。但是，一般而言，干燥气氛的温度优选以随着距下游侧的干燥炉的距离减小而升高这样的方式设定。通过使干燥气氛的温度随着距下游侧的干燥炉的距离减小而升高，能够更可靠地防止发生迁移现象。
[0074]根据本发明的第四实施例的电极制造装置4能够获得与本发明的上述第二实施例相似的效果。
[0075][示例]
[0076]下文将参照本发明的示例更具体地说明本发明。这些示例中的每个只不过是本发明的一个方面，而不应该限制本发明。在所有以下示例和比较例中，使用了共同的电极集电体和共同的活性物质层形成组合物。
[0077](示例I 至 6)
[0078]通过根据本发明的第四实施例构成的电极制造装置制作用于锂离子电池的电极。亦即，在第一干燥炉Zl内，在与电极集电体10的涂膜面基本垂直的方向上吹送热空气，而在第二干燥炉Z2内，在平行方向上吹送热空气。根据相应示例的电极制造装置的制造条件在表I中示出。
[0079](示例7至9)通过根据本发明的第二实施例构成的电极制造装置制作锂离子电池的电极。亦即，在第一干燥炉Zl和第二干燥炉Z2两者内都在平行方向上吹送热空气。根据相应示例的电极制造装置的制造条件在表I中示出。
[0080](比较例I至3)通过对于第一干燥炉和第二干燥炉都在与电极集电体10的涂膜面基本垂直的方向上吹送热空气的电极制造装置制作锂离子电池的电极。锂离子电池的电极是通过同一电极制造装置在在除了仅第二干燥炉的吹送方向改变之外与示例I至3的条件相同的条件下制造的。
[0081](比较例4至6)使用红外线干燥炉代替热空气干燥炉制造锂离子电池的电极。热空气干燥炉配备有第一干燥炉和第二干燥炉，并为第一和第二干燥炉两者设定165°C的温度。使电极集电体、待涂覆的组合物等其它条件与示例中相同。
[0082]对从示例和比较例获得的电极的粘附强度进行评价。结果在表I中示出。表I的结果表明，在第二干燥炉内的热空气方向被设定为平行的那些示例中，获得在从5.9N/m至
2.lN/m的范围内的粘附强度，并且获得优良的粘附强度。此外，干燥状态也良好。另一方面，在比较例I至3中，粘附强度为0.8至0.3N/m。所获得的结果为粘附强度比在示例中低。认为其原因在于粘附强度由于发生迁移现象而降低的事实，这是因为在第一干燥炉和第二干燥炉两者热空气是与电极集电体10的涂膜面垂直地吹送的。在固定速率干燥机中，认为热空气未直接向作为工件的涂膜吹送，由此抑制了粘合剂在涂膜中的迁移现象，并且能够维持涂膜与基材箔之间的粘附强度。此外，比较例4至6是热空气干燥炉已由红外线干燥炉替代的示例，但粘附强度具有等于或小于2N/m的值。这些结果意味着，在平行方向上吹送的热空气极大地帮助了粘附强度的增加。
【权利要求】
1.一种用于二次电池电极的制造方法，包括以下步骤: 传送电极集电体(10)； 向所述电极集电体(10)上涂覆以浆体状态调制的活性物质层形成组合物；以及 使在所述电极集电体(10)上形成的由所述活性物质层形成组合物制成的涂膜干燥，其中， 通过在与所述电极集电体(10)的涂膜面平行的方向上吹送第一热空气来使所述涂膜干燥。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中， 与所述电极集电体(10)的传送方向相反地吹送所述第一热空气。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法，还包括: 在用于吹送所述第一热空气的区域的上游和下游中的至少一者直接向所述电极集电体(10)吹送第二热空气的步骤。
4.根据权利要求3所述的制造方法，其中， 在与所述涂膜面基本垂直的方向上向所述电极集电体(10)吹送所述第二热空气。
5.一种电极制造装置，包括: 传送部(40)，所述传送部传送电极集电体； 涂覆部(30 )，所述涂覆部在所述电极集电体上形成涂膜；和 干燥部(20 )，所述干燥部使所述涂膜干燥，其中， 所述干燥部(20)配备有在与所述电极集电体(10)平行的方向上吹出第一热空气的第一吹送部。
6.根据权利要求5所述的电极制造装置，其中， 所述第一吹送部的吹送方向与所述电极集电体(10)的传送方向相反。
7.根据权利要求5或6所述的电极制造装置，其中， 所述干燥部(20)配备有第二吹送部，所述第二吹送部在所述第一吹送部的上游和下游中的至少一者直接向所述电极集电体吹送第二热空气。
8.根据权利要求7所述的电极制造装置，其中， 所述第二吹送部在与所述电极集电体(10)基本垂直的方向上向所述电极集电体(10)吹送所述第二热空气。
【文档编号】H01M4/139GK103779538SQ201310487511
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月17日 优先权日:2012年10月19日
【发明者】藤田正人 申请人:丰田自动车株式会社