[發明專利]電極的制造方法、電極的制造裝置以及二次電池的制造方法

無效

• 申請號: 200710091785.8
• 申請日: 2007-04-11
• 公開（公告）號: CN101055926A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: 長谷井宏宣
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M10/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 李貴亮

技術領域

本發明涉及使用液滴噴出裝置的電極的制造方法、電極的制造裝置以及二次電池的制造方法。

背景技術

近年來，隨著電動汽車(EV)、混合動力汽車(HEV)、燃料電池汽車(FCV)的投入使用，作為這些汽車動力源的電池的開發也在高速進行。對這些電池有諸如能夠反復充放電、以及能夠實現高輸出、高能量密度等非常嚴格的條件要求。

為了滿足上述要求，在專利文獻1中提議有使用下述薄型二次電池并將其串聯并聯而成的電池，在所述二次電池中，在外裝容器中收納有板狀的正極和負極，并在正極和電極之間封入液狀電解質。

作為這種薄型二次電池的正極和負極的制造方法，例如公知有下述方法：使用被稱作涂敷器的涂敷裝置，在集電體上涂敷電極材料(正極材料或負極材料)而形成電極的方法。但是，在基于該方法的情況下，容易產生涂敷不均，從而難以制造對電極層的厚度管理嚴格、具備均勻的充放電特性的電池。

作為解決該問題的方案，在專利文獻2、3中提議有下述方法：使用噴墨式液體噴出裝置向基材表面噴出含有活性物質和有機溶劑的溶液(電極層形成用組合物)，然后利用加熱板對所得到的涂膜進行加熱，從而形成膜厚薄的薄電極層。

但是，當使用噴墨式液滴噴出裝置時，由于以液滴為單位涂敷電極層形成用組合物，因此，在用烤爐或加熱板等進行的加熱干燥工序中，在涂膜內產生對流而使溶質偏流，從而產生在所形成的電極層表面發生干燥不均、無法得到均勻的電極層的問題。

專利文獻1：特開2003-151526號公報；

專利文獻2：特開2005-11656號公報；

專利文獻3：特開2005-11657號公報。

發明內容

本發明是鑒于所述現有技術的實際情況而作出的，其目的在于提供一種電極的制造方法、電極的制造裝置以及二次電池的制造方法，所述電池具有無干燥不均、均勻且膜厚薄的電極層。

本發明的發明者為解決上述課題進行了刻苦研討。其結果是發現了下述技術可完成本發明：如果通過液滴噴出裝置將含有活性物質和有機溶劑的電極層形成用組合物噴出到集電體上并形成所述組合物的涂膜，在涂膜形成之后的規定時間內，將包含所述涂膜的氣氛減壓至規定的壓力，維持該壓力而干燥并去除所述溶劑，則會形成無干燥不均的均勻的電極層。

根據本發明的第一方案提供(1)～(5)的電極的制造方法。

(1)一種電極的制造方法，該電極具有集電體和包含形成在該集電體上的活性物質的電極層，所述電極的制造方法的特征在于，通過液滴噴出裝置將含有活性物質和有機溶劑的電極層形成用組合物噴出到所述集電體上，形成所述組合物的涂膜，然后在規定時間內將包含所述涂膜的氣氛減壓至使所述有機溶劑的沸點成為10～30℃的壓力，并維持該壓力，由此干燥并去除所述溶劑，從而形成電極層。

(2)一種電極的制造方法，該電極具有集電體和包含形成在該集電體上的活性物質的電極層，所述電極的制造方法的特征在于，通過液滴噴出裝置將含有活性物質和有機溶劑的電極層形成用組合物噴出到所述集電體上，形成所述組合物的涂膜，然后在規定時間內將包含所述涂膜的氣氛減壓至使所述有機溶劑的沸點成為10～30℃的壓力，并維持該壓力，然后進一步加熱至50～150℃，由此干燥并去除所述溶劑，從而形成電極層。

(3)如(1)或(2)所述的電極的制造方法，其特征在于，所述電極是二次電池的正極電極。

(4)如(1)至(3)中任一項所述的電極的制造方法，其特征在于，形成平均膜厚為0.1～50μm的電極層。

(5)如(4)所述的電極的制造方法，其特征在于，所述活性物質是包含Li-Mn系復合氧化物及/或Li-Co系復合氧化物的正極活性物質。

根據本發明的電極的制造方法，可以形成無干燥不均的膜厚均勻的電極層。因此，根據本發明的制造方法所得到的電極可適用于具備均勻充放電特性的大容量的二次電池。

根據本發明的第二方案提供下述(6)～(8)的電極的制造裝置。

(6)一種電極的制造裝置，該電極具有集電體和包含形成在該集電體上的活性物質的電極層，所述電極的制造裝置的特征在于，包括：液滴噴出機構，其將含有活性物質和有機溶劑的電極層形成用組合物噴出到所述集電體上，形成所述組合物的涂膜；和減壓干燥機構，其在規定時間內將包含所述涂膜的氣氛減壓至使所述有機溶劑的沸點成為10～30℃的壓力，并維持該壓力，由此干燥并去除所述溶劑，從而形成電極層。

(7)如(6)所述的電極的制造裝置，其特征在于，所述減壓干燥機構還具有將所述涂膜加熱至50～150℃的功能。