[發明專利]電極對干燥法、鋰離子二次電池制造法、雙電層電容器制造法、鋰離子電容器制造法

有效

• 申請號: 201180044593.6
• 申請日: 2011-09-22
• 公開（公告）號: CN103109397A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 稻原順一
• 申請（專利權）人: 愛斯佩克株式會社
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M10/058;H01G11/22;H01G11/84;H01G11/86
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 周靖;鄭霞

技術領域

本發明涉及電極對的干燥方法、鋰離子二次電池的制造方法、雙電層電容器的制造方法、以及鋰離子電容器的制造方法。

背景技術

近年，從高能量密度且可放充電的角度來看，廣泛使用鋰離子二次電池。鋰離子二次電池由于記憶效應小，故使用于需頻繁充電的便攜設備。另外，記憶效應是指如果重復進行未充分放電而繼續補充充電，則由于未充分放電而引起放電電壓顯著低下的現象，結果為可見容量減少的劣化現象。記憶效應的名稱來自“記憶”開始充電的殘量。

鋰離子二次電池的制造步驟大致分為：1.將正極活性物質涂布于電極箔上來制造正極的步驟，以及將負極活性材料涂布于電極箔上來制造負極的步驟；2.干燥卷狀態的正極和負極的步驟；3.夾著隔板（セパレーター）層疊正極和負極，來制造電極對的步驟；4.將電極對收容于容器并進行干燥的步驟；5.注入電解液于收容干燥電極對的容器來制造電池的步驟；以及，6.密封電池的步驟。

在上述2.步驟和4.步驟中，一般進行真空干燥。干燥分為兩個步驟的理由是大量水分附著在正極和負極上，為了去除水分僅進行一個步驟的干燥是不充分的。如果正極和負極殘留水分，則可能產生電解液中混入水分而產生電解液分解的缺陷，或正極活性物質變質等的缺陷。因此，水分的除去是非常重要的。

在此，在專利文獻1公開有在短時間進行水分的除去的技術。專利文獻1涉及以絕緣性物質粒子集合體層構成隔板的電池的制造方法。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本公開專利公報“特開平10－241742號公報（1998年9月11日公開）”

發明概述

發明所解決的課題

然而，上述現有的干燥方法需要長時間干燥，進而具有在隔板上產生褶皺的問題。

具體說明，上述2.步驟的干燥溫度在正極和負極的結合劑的熔點溫度以下，大概為130℃～200℃。另外，該干燥步驟是對卷狀的正極和負極進行的，故卷芯部難于干燥，需要干燥5小時～20小時的干燥時間。由此，干燥以高溫長時間進行，故存在運轉成本高的問題。

另一方面，在上述4.步驟中也存在干燥經歷長時間的問題。依據干燥的對象，上述4.步驟中也需要5小時～24小時的干燥時間。這些是非常長的時間，成為全部步驟的瓶頸。特別地，上述4.步驟由于通常在干燥室進行，因此，如干燥時間經過長時間則在制造成本方面成為較大負擔。

進而，在上述4.步驟中的干燥溫度在隔板的耐熱溫度以下，大概為70℃～80℃以下。該干燥步驟為向電極對注入電解液前的步驟，由于其為除去水分的最終階段，故非常重要。雖然干燥溫度在隔板的耐熱溫度以下，但通過長時間對隔板的溫度施加，或在隔板上產生溫度的部分偏差，存在產生褶皺的問題。由此，最終產品的成品率降低。以上問題雖然涉及鋰離子二次電池的制造，但對于雙電層電容器以及鋰離子電容器的制造也同樣重要。

另外，在專利文獻1中隔板由絕緣性物質粒子集合體層構成，可以進行100℃以上的干燥。然而，干燥時間為12小時，不能說是短時間。

本發明是鑒于上述現有問題而實行的，目的是提供一種不會在隔板上產生褶皺等不良，且可縮短電極對的干燥時間的電極對的干燥方法、鋰離子二次電池的制造方法、雙電層電容器的制造方法、鋰離子電容器的制造方法。

解決課題的手段

為了解決上述課題，本發明的電極對的干燥方法，其特征在于，包括：將正極材料涂布于集電體來制造正極的步驟；將負極材料涂布于集電體來制造負極的步驟；借助隔板來一組或多組地層疊上述正極和負極來制作電極對的步驟；將上述電極對收容于容器的步驟；并且還包含以下干燥步驟中的至少一個：使用冷凍干燥法干燥上述正極和負極中的至少任一方的步驟；以及使用冷凍干燥法干燥收容了上述電極對的容器的步驟。

根據上述發明，為了干燥電極對等而使用冷凍干燥法。該冷凍干燥法通過使電極對等冷凍后成為高真空，來進行由冰到水蒸氣的升華，且此時應供應升華熱并對電極對進行加熱。該結果與現有的真空干燥相比，可以縮短干燥時間。因此，可以控制電極對的制造成本。進而，根據該干燥方法，干燥溫度低，難以在電極對中的隔板上產生褶皺，因此，可以控制不良品的發生而提高成品率。并且通過提高其成品率和縮短上述干燥時間，可極大地抑制制造成本。