电极糊剂的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及在锂离子二次电池等的电极等的制造中使用的电极糊剂的制造方法。
【背景技术】
[0002]近年来，混合动力汽车、电动汽车等车辆、笔记本型电脑等便携电子设备等的驱动用电源利用可进行充放电的锂离子二次电池。
[0003]锂离子二次电池例如具备:在正极集电体上形成有正极活性物质层的正极板、在负极集电体上形成有负极活性物质层的负极板和非水电解质，所述正极活性物质层含有可脱离嵌入锂的锂氧化物等正极活性物质、粘接剂以及导电助剂，所述负极活性物质层含有可吸藏放出锂的碳材料等负极活性物质和粘接剂。
[0004]正极板例如通过在正极集电体上涂布含有正极活性物质、粘接剂、导电助剂和溶剂的正极糊剂而得到。
[0005]例如，专利文献1中记载了，作为具有金属箔、和形成于该金属箔上且含有正极活性物质粒子、碳系导电助剂及粘接剂的正极活性物质层的正极板的制造方法，具备制作正极糊剂的正极糊剂作制工序、和将该正极糊剂涂布于金属箔上的涂布工序，正极糊剂作制工序中，在以横轴为混合粉末密度，以对数刻度的纵轴为正极糊剂的粘度的单对数曲线图中，按照混合粉末的混合粉末密度的值X、及正极糊剂的粘度的值y的组(x，y)进入规定区域R内的方式，制备以在50?65*1:%的范围选择的固体成分浓度制备正极糊剂。
[0006]正极糊剂等的电极糊剂的固体成分浓度越高，越能够减少制造正极板等电极板时的干燥时间及溶剂量，所以优选。但是，在将电极糊剂的固体成分浓度设为例如大于65质量％这样的比现有技术中假定的浓度高的固体成分浓度的情况下，电极糊剂的粘度会过高，有时难以通过口模涂布机等涂布装置进行涂布。因此，在制作电极糊剂方面，从进一步提高固体成分浓度的观点来看尚有改善的余地。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本特开2012-252810号公报
【发明内容】
[0010]发明所要解决的课题
[0011]本发明的目的在于，提供一种电极糊剂的制造方法，可以制造即使为例如大于65质量％那样的高固体成分浓度也能够进行涂布的低粘度的电极糊剂。
[0012]用于解决课题的手段
[0013]本发明提供一种含有活性物质和溶剂的电极糊剂的制造方法，包含以下的微混合处理工序:通过微混合器对固体成分和溶剂的混合物进行混炼，所述混合物含有以高固体成分浓度配合的活性物质。
[0014]另外，所述电极糊剂的制造方法中，所述微混合器的混合部的剪切力优选在4000kJ/L以上16000kJ/L以下的范围。
[0015]另外，所述电极糊剂的制造方法中，所述混合物的固体成分浓度优选大于65质量％。
[0016]另外，所述电极糊剂的制造方法中，在所述微混合处理工序之前，优选包含在所述活性物质上被覆添加剂的被覆处理工序。
[0017]另外，所述电极糊剂的制造方法中，在所述微混合处理工序中，优选还加入了添加剂进行混炼。
[0018]另外，所述电极糊剂的制造方法中，优选所述活性物质含有锂镍锰复合氧化物，所述电极糊剂还含有具有锂离子导电性的物质作为添加剂。
[0019]发明效果
[0020]根据本发明，可以制造即使为例如大于65质量％那样的高固体成分浓度也能够进行涂布的低粘度的电极糊剂。
【附图说明】
[0021]图1是示出本发明实施方式的电极糊剂的制造方法的一例的概略图；
[0022]图2是示出本发明实施方式的电极糊剂的制造方法的另一例的概略图；
[0023]图3是示出本发明实施方式的电极糊剂的制造方法的另一例的概略图；
[0024]图4是示出本发明实施方式的电极糊剂的制造方法的另一例的概略图；
[0025]图5是示出有关实施例1?3及比较例1?4中得到的电极的200循环后的容量维持率及电池输出的图；
[0026]图6是示出有关实施例4及比较例5中得到的电极糊剂的固体成分率及糊粘度的图。
【具体实施方式】
[0027]以下，说明本发明的实施方式。本实施方式是实施本发明的一例，本发明不限于本实施方式。
[0028]<电极糊剂的制造方法>
[0029]本发明实施方式的电极糊剂的制造方法是含有活性物质和溶剂的电极糊剂的制造方法，包含以下的微混合处理工序:通过微混合器对含有固体成分和溶剂的混合物进行混炼，所述混合物以高固体成分浓度配合有活性物质。
[0030]微混合器例如为可通过高压栗将浆料送入喷嘴部等混合部、通过流过混合部时产生的高剪切力(例如500kJ/L以上16000kJ/L以下，优选为4000kJ/L以上16000kJ/L以下，更优选为8000kJ/L以上16000kJ/L以下)进行混炼的混炼装置，并且用于进行混炼的喷嘴部等混合部的直径为1000 μm以下，优选为30 μπι?100 μm，更优选为50 μπι?100 μπι的微尺度。微混合器为可将水和油之类的物质混合使其乳化的装置，例如可举出吉田机械兴业株式会社制的于7工4夕等。
[0031]如果微混合器的剪切力低于500kJ/L，则正极活性物质等的凝集不易解开，有时分散不充分，如果大于16000kJ/L，则有时正极活性物质微粉化。
[0032]如果微混合器的喷嘴部等混合部的直径低于30 μ m，则有时混合部堵塞，如果大于1000 μ m，则正极活性物质等的凝集不易解开，有时分散不充分。
[0033]图1示出本实施方式的电极糊剂的制造方法的一例的概略。如图1所示，例如将储存于混合槽14的、混合了含有正极活性物质等活性物质、导电助剂和粘接剂的固体成分、以及溶剂的混合物(混合浆料)通过栗16送入微混合器10的具有喷嘴部等混合部的混炼部12，通过流过混合部时产生的高剪切力进行混炼、分散，从而获得正极糊剂等电极糊剂(微混合处理工序)。
[0034]本说明书中，“高固体成分浓度”例如是指上述混合物中的固体成分的浓度大于65质量％，优选大于69质量％。上述混合物中的固体成分浓度上限例如为75质量％以下。如果固体成分的浓度大于75质量％，则有时混炼、分散变得困难。
[0035]在电池制造生产线中，将电极糊剂涂布于集电体上并进行干燥从而得到电极板的电极涂布工序，设备费用较高，其中涂布装置的干燥装置的设备费用较高。为抑制设备费用，期望缩短干燥炉的炉长，作为其方法之一，考虑降低所使用的电极糊剂的溶剂量、即提高电极糊剂中的固体成分浓度。但是，在现有的制造方法中，如果提高电极糊剂的固体成分浓度，则电极糊剂的粘度大幅增加，有时会超过口模涂布机等涂布装置可涂布的糊剂粘度规格范围。
[0036]本实施方式的电极糊剂的制造方法中，通过使用微混合器进行混炼，与现有的二轴混炼机等混炼装置相比，可以以更高的剪切力进行混炼，因此，可以解开磷酸锂等添加剂、正极活性物质等的凝集，制作大致均匀地分散了的电极糊剂，另外，得到的电极糊剂的粘度降低。因此，即使为高于现有技术的固体成分浓度、例如大于65质量％的高固体成分浓度，也能够制作满足可进行电极涂布的要件的低粘度的电极糊剂。
[0037]作为正极活性物质，只要可以是脱离嵌入锂的物质即可，没有特别限制，例如可举出 LiCo02、LiNi02、LiMn02、LiCoNi02、LiNiCoMn02等层状氧化物、LiMn 204等尖晶石系氧化物、LiFeP04等橄榄石系氧化物等锂氧化物等。
[0038]作为正极活性物质，除此之外还优选举出可充电至约5V左右的锂镍锰复合氧化物。作为锂镍猛复合氧化物，例如可举出1^祖。.5]?111.504等LiNi mMnn0p等。也可以一部分通过T1、Fe等进行元素置换。
[0039]作为导电助剂，只要是赋予导电性的助剂即可，没有特别限制，但例如可举出乙炔黑、科琴黑、炉黑、石墨、碳纤维等碳系导电助剂。
[0040]作为粘接剂，只要是能够适度分散正极活性物质等的粘接剂即可，没有特别限制，例如可举出聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)等氟系树脂等。
[0041]作为溶剂，只要是能够适度分散正极活性物质等固体成分的溶剂即可，没有特别限制，例如可举出N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等。
[0042]但是，过去，为实现锂离子二次电池的进一步高性能化(例如高能量密度化、高输出化等)，探讨了通过正极材料的变更等实现的电池的高电压化。但是，在高电压条件下电解液发生氧化分解，有时产生该氧化分解导致的循环特性降低。作为其对策之一，探讨了通过在正极活性物质上被覆保护层来实现抑制氧化分解，但相反地存在因被覆而导致电阻增加、导致输出降低的可能性。
[0043]例如，特开2003-308842号公报中记载了，在作为高电压正极材料使用锂镍锰复合氧化物时，通过使正极活性物质层内含有0.5?5%的磷酸锂，可以抑制非水电解液的分解，提高充放电效率。
[0044]该技术中，即使仅通过添加混合磷酸锂，也能够抑制氧化分解。要抑制电解液的分解，0.