锂离子二次电池的制造装置和制造方法_3

文档序号:8548279阅读:来源:国知局
室16与图9?图11所示的以前的干燥室同样地具有热风干燥炉等结构,但与以前的干燥室相比,能够缩短干燥室内的运送路径。
[0065]下面,对用于形成本实施方式的锂离子电池的电极膜的电极材料的组成进行说明。
[0066]作为本实施方式所用的正极活性物质,可列举钴酸锂、含有锰的尖晶石结构的含锂复合氧化物、或者包含镍、钴、锰的复合氧化物、或者橄榄石型磷酸铁所代表的橄榄石型化合物等,但不限于这些物质。特别是含有锰的尖晶石结构的含锂复合氧化物由于热稳定性优异,因此能够制作安全性高的电池。
[0067]作为正极的活性物质,可以仅使用上述含有锰的尖晶石结构的含锂复合氧化物,也可以与其它正极用活性物质并用。作为这样的正极用活性物质,例如可列举Li1+xM02 (-0.1 < X < 0.1、M:Co、N1、Mn、Al、Mg、Zr、Ti 等)所表示的橄榄石型化合物等。另外,作为层状结构的含锂过渡金属氧化物的具体例子,除了 LiCo02、LiNihCcvyAIyO2 (0.1彡X彡0.3,0.01 ^ y ^ 0.2)等之外还可列举至少包含Co、Ni和Mn的氧化物(LiMnl73Nil73Col73O2^ LiMn5/12Ni5/12Co1/602^ LiNi3/5Mn1/5Co1/502# )等。
[0068]作为本实施方式所用的负极活性物质,可列举天然石墨(鳞片状石墨)、人造石墨、膨胀石墨等石墨材料、烧成沥青而得到的焦炭等易石墨化性碳质材料、低温烧成糠醇树脂(PFA)、聚对亚苯(PPP)和酚醛树脂而得到的非晶质碳等难石墨化性碳质材料等碳材料。另外,除了碳材料以外,锂、含锂化合物也可以用作负极活性物质。作为含锂化合物,可列举L1-Al等锂合金、包含S1、Sn等那样能够与锂合金化的元素的合金。进一步,也可以使用Sn氧化物、Si氧化物等氧化物系材料。
[0069]本实施方式所用的导电助剂通常用作正极的电极膜所含有的电子传导助剂,例如优选炭黑、乙炔黑、科琴黑、石墨、碳纤维、碳纳米管等碳材料。在这些碳材料中,从添加量与导电性的效果、和涂布用电极材料浆料的制造性方面出发,特别优选乙炔黑或者科琴黑。该导电助剂也可以包含在负极的电极膜中,而且有时还优选包含在负极的电极膜中。
[0070]本实施方式所用的粘合剂优选含有用于将上述活性物质和导电助剂粘结的粘合剂。作为这样的粘合剂,例如优选使用聚偏氟乙烯系聚合物(含有80质量%以上作为主要成分单体的偏氟乙烯的含氟单体组的聚合物)、橡胶系聚合物等。这些聚合物可以并用2种以上。另外,本实施方式所用的粘合剂优选以溶解在溶剂中的溶液形态提供。
[0071]作为用于合成上述聚偏氟乙烯系聚合物的含氟单体组,可列举偏氟乙烯、偏氟乙烯与其他单体的混合物且含有80质量%以上偏氟乙烯的单体混合物等。作为上述其它单体,例如可列举氟乙烯、三氟乙烯、三氟氯乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、氟烷基乙烯基醚等。另夕卜,作为上述橡胶系聚合物,例如可列举苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、乙烯丙烯二烯橡胶、氟橡月父等。
[0072]本实施方式所用的粘合剂,可以与具有作为固化剂的性能的成分分别添加,粘合剂本身也可以具有作为固化剂的功能。在粘合剂与具有作为固化剂的性能的成分分别添加的情况下,粘合剂适合使用具有粘结活性物质和导电助剂性质的上述聚合物材料,但不一定必须为溶解在溶剂中的溶液形态,也可以为在溶剂中分散有聚合物材料的乳液形态。
[0073]电极材料中的上述粘合剂的含量,以干燥后的电极膜作为基准,优选为0.1质量%以上,更优选为0.3质量%以上且10质量%以下,更优选为5质量%以下。如果粘合剂的含量过少,则有不仅固化工序中的涂布膜固化不充分,而且干燥后所得的电极膜的机械强度不足,电极膜从集电箔剥离的问题。另一方面,如果粘合剂的含量过量,则在电极膜中的活性物质的量减少,有可能电池容量降低。
[0074]本实施方式所用的集电箔,不限于片状的箔,也可以使用将作为其基体的铝、铜、不锈钢、钛等纯金属或者合金性导电材料加工成网、冲孔金属、泡沫金属、或者板状所得的箔等。基体的厚度例如为5 μπι?30 μm,更优选为8 μπι?16 μm。
[0075]作为在集电箔的表面涂布本实施方式的浆料状电极材料的方法,例如可列举以挤出涂布机、逆转辊、刮片、敷料器等为代表的各种涂布方法。
[0076]本实施方式所用的2种溶剂(第I溶剂和第2溶剂)适当地选择使用两者很重要。该溶剂应该依据本实施方式的固化剂、或者兼用作固化剂的粘合剂成分的溶解性、和溶剂相互的溶解性来选择。
[0077]作为第I溶剂,可列举N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、碳酸亚丙酯、二甲基甲酰胺、γ-丁内酯等所代表的非质子性极性溶剂、或者包含这些物质中的2种以上的混合液。另夕卜,作为第2溶剂,可列举水、乙醇、异丙醇、乙酸等所代表的质子性溶剂、或者包含这些物质中的2种以上的混合液,但不限于这里列举的例子。根据情况,作为第2溶剂,也可以选择脂肪族饱和烃、脂肪族胺类、酯类、醚类、卤系各种溶剂等。进一步,根据情况,也可以选择交换第I溶剂与第2溶剂。该溶剂的选择依赖于电极膜所用的固化成分的选择和与其符合的2种溶剂的组合。
[0078]本实施方式的固化室具有用于使包含上述第2溶剂的固化液与包含上述第I溶剂的集电箔上的涂布膜接触的固化液供给装置。另外,该固化室具有使固化液的接触区域在与集电箔运送方向垂直的方向的涂布宽度末端以上、且在集电箔的非涂布部的集电片安装位置以内的固化液接触机构。具体而言,是使用设置于固化液供给装置的喷雾嘴,使固化液与涂布膜表面接触的方式,通过调整喷雾嘴的种类和配置,从而使固化液仅与上述喷雾区域接触。
[0079]另外,上述固化工序也包含在喷雾嘴与涂布膜之间安装喷雾掩模来控制固化液的接触区域的方式。利用喷雾掩模控制从喷雾嘴喷出的固化液的接触区域的方式,与通过喷雾嘴的种类和配置来控制喷雾区域的方式相比,能够更简单地进行喷雾区域的控制。关于固化装置的更具体构成,在后述的实施例中清楚说明。
[0080]在本实施方式中,由于在固化工序后的干燥工序中不会发生涂布膜中的粘合剂移动,因此将固化后的涂布膜干燥的方法不限于通常的温风干燥。即,可以为照射红外线或者远红外线或者可见光这样的电磁波的加热方式,或者也可以为利用高频电场的介质加热方式。进一步,也可以使用利用磁通量变化的感应加热方式、或者利用引入了加热器的加热辊、热板的接触加热方式。
[0081]由本实施方式能够提供的锂离子二次电池,除了包含通过上述方法制造的正、负电极板以外,可以与以前的锂离子二次电池同样地制造。即,对于收纳这些电极板的电池外装容器的结构、尺寸、或者以正、负电极板作为主要构成要素的卷绕体或者层叠体的结构等,没有特别限制。
[0082]以上,对于一边以低成本且提高生产率一边制造粘合剂在电极膜内大致均匀分布的电极板,从而能够维持/提高电极板品质的本实施方式的制造方法和制造装置已进行了说明,下面对用于实现本实施方式的优选实施例进行说明。
[0083](实施例1)
[0084]在本实施例1中,对于按照使沿着与集电箔运送方向垂直的方向的固化液的接触宽度在涂布膜的宽度以上、且在集电片安装位置以内的方式在固化室中配置有喷雾嘴的电极板制造装置进行说明。
[0085]如图2所示,本实施例1的固化室18由金属制或者合成树脂制的外壁21包围,在集电箔15的运送路径上设有与外部隔开的空间。涂布有电极材料的涂布膜22的集电箔15通过辊筒运送系统14被导入喷雾嘴23、储存固化液24的固化液罐25、供给泵26、具有废液罐27的固化室18中。然后,通过与由喷雾嘴23供给的固化液24接触,涂布膜22固化,并运出至下个干燥装置中。
[0086]如图3所示,向涂布膜22表面喷射的固化液24的喷雾图案33,其涂布膜宽度方向的喷雾区域末端与设置在集电箔15的非涂布部的集电片安装位置28相比更靠内侧。因此,涂布膜22中的电极材料成分不会流出至集电片安装位置28。
[0087]关于喷雾图案33的形状,只要涂布宽度方向的喷雾区域末端比集电片安装位置28更靠内侧,就不限于图3所示的椭圆形状,可以为圆形形状、方型形状、或者将这些形状组合的图案等。进一步,喷雾区域中的流量分布具有如图4所示的均等流量分布,成为喷雾嘴23中心流量的50%流量的位置在涂布膜宽度的末端以上。具有这样均等流量分布的喷雾区域,可以通过单个喷嘴实现,也可以组合多个喷嘴实现。通过使用具有这样的喷雾图案、流量分布的喷雾嘴23,能够使固化液与涂布膜表面均等地接触,能够提高电极膜的
当前第3页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1