[發明專利]經處理的活性材料、其處理方法及含有該經處理的活性材料的糊料

有效

• 申請號: 200880009085.2
• 申請日: 2008-03-21
• 公開（公告）號: CN101636862A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發明（設計）人: 森島龍太;黑田明
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M4/60
• 分類號: H01M4/60;H01M4/02;H01M4/58
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 林柏楠;劉金輝

本申請要求基于2007年3月26日提交的日本專利申請No.2007- 079864的優先權。該申請的全部內容以引用方式并入本發明。

技術領域

本發明涉及一種通過處理活性材料獲得的經處理的活性材料及處理活 性材料的方法，更特別涉及一種用在二次電池中的經處理的活性材料及處 理所述用于二次電池的活性材料的方法。本發明還涉及一種含有所述經處 理的活性材料的糊料和制造該糊料的方法。

背景技術

一種已知的制造電池電極的技術為捏和活性材料、水和有機分子鏈而 制備成活性材料漿料并將所得活性材料漿料涂覆在集電體(collector)表面 上。

根據日本專利申請特開2004-273424中公開的技術，通過捏和負極活 性材料、水和有機分子鏈(在日本專利申請特開2004-273424中，被稱為具 有增稠效果的有機物質)制備活性材料漿料。使用最大分散粒度為50μm以 下(使用顆粒計量法(grain?gauge?method)測量活性材料漿料的粒度)的活性 材料漿料。通過使用最大分散粒度為50μm以下的活性材料漿料，防止了 當將活性材料漿料涂覆在集電體表面上以制造用于二次電池的電極時，在 電極中流動的電流密度波動。

根據日本專利申請特開2005-129482中公開的技術，通過捏和活性材 料、水、水溶性纖維素和橡膠粘合劑制備活性材料漿料。根據日本專利申 請特開2005-129482中公開的技術，通過混合活性材料、水和水溶性纖維 素制備第一漿料。然后，通過將橡膠粘合劑摻入第一漿料制備第二漿料。 通過將第二漿料涂覆在集電體表面上制造用于二次電池的電極。當通過混 合制備第一漿料時，將活性材料壓向容器內壁，防止它在第一漿料中聚集。

在二次電池中，在重復充電和放電過程中，充放電性能有時會下降。 這是因為在重復充電和放電過程中，活性材料從集電體表面脫落。如在日 本專利申請特開2004-273424中所述，可以通過降低50μm以下的最大分 散粒度而抑制電極中流動的電流密度的波動，并因此預期可抑制活性材料 從集電體表面的脫落。然而，對于在日本專利申請特開2004-273424中所 述的技術，因為活性材料與有機分子鏈之間的結合力小，所以在重復充電 和放電過程中，活性材料不可避免地從集電體表面脫落。同樣，對于在日 本專利申請特開2005-129482中所述的技術，因為活性材料與水溶性纖維 素之間的結合力弱，所以活性材料不可避免地從集電體表面脫落。

對于傳統技術，活性材料與有機分子鏈通過范德華力吸引。范德華力 結合力為10kJ/mol以下。在混合第一漿料的情況下，當如在日本專利申 請特開2005-129482中所述壓向容器的內壁時，有機分子鏈(在這種情況下 為水溶性纖維素)被強烈地壓在第一漿料中的活性材料上。然而，活性材料 與有機分子鏈之間的結合力不能增加。當制備第一漿料時，測定水的量使 得其能夠使最終漿料(第二漿料)具有足夠的流動性以將該漿料涂覆在集電 體表面上。因此，盡管活性材料與有機分子鏈結合在一起，這種結合僅僅 在于范德華力的作用。

根據本發明，獲得了經處理的活性材料，其中至少一種有機分子鏈與 活性材料表面強結合。根據本發明，提供了含有所述經處理的活性材料的 糊料。根據本發明，提供了使用所述經處理的活性材料的二次電池。此外， 根據本發明，提供了處理活性處理的方法、制造糊料的方法和制造糊料的 設備。根據本發明使用所述經處理的活性材料制備的二次電池即使在重復 充電和放電過程中也沒有顯示出經處理的活性材料從集電體表面脫落的特 征。此外，當使用所述經處理的活性材料制造二次電池時，可以長時間維 持二次電池的良好充放電特征。

發明內容

在根據本發明的經處理的活性材料中，至少一種有機分子鏈被化學吸 附在活性材料表面。

在經處理的活性材料中，活性材料和至少一種有機分子鏈強結合。因 為當經處理的活性材料涂覆在集電體表面時，活性材料與有機分子鏈難以 分離，所以活性材料難以從集電體表面脫落。該現象的發生是因為有機分 子鏈被化學吸附在活性材料表面上。化學吸附的結合力高達40-400 kJ/mol，大大高于范德華力。范德華力等于或小于10kJ/mol。因此，在根 據本發明的經處理的活性材料中，因為有機分子鏈被化學吸附在活性材料 表面上，所以活性材料與有機分子鏈不能容易地分離。因為有機分子鏈纏 結在集電體表面上，所以可以抑制活性材料從電極體脫落。