一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

锂离子二次电池用的正极电极、锂离子二次电池用的正极电极片材和其制造方法与流程

2021-12-04 03:52:00 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及锂离子二次电池用的正极电极、锂离子二次电池用的正极电极片材和其制造方法。


背景技术:

2.近年来,考虑到环境问题,对电动汽车、混合动力汽车的关注提高,对作为其驱动源的二次电池的高能量密度化、高容量化的技术要求进一步提高。
3.这样的二次电池用的电极由在铝、铜等带状的金属箔上涂布含有活性物质的浆料并干燥而得到的电极片材制作。活性物质的涂布方法可以大致分为间断涂布方式和连续涂布方式。
4.作为抑制因锂离子二次电池的隔离膜的热收缩而导致的正极箔暴露部与负极的电接触的结构,在专利文献1~15等中记载了在电极端部设置绝缘层的结构。这些之中,专利文献8、11、13~15具有包含导电材料的绝缘层。
5.被设计为高能量密度的二次电池中使用的电极有将作为集流体的金属箔的厚度设计得薄的倾向。另一方面,为了进一步高容量化,推进了活性物质部的厚膜化。
6.现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2016

186945号公报专利文献2:日本特开2004

259625号公报专利文献3:日本特开2012

204334号公报专利文献4:日本特开平10

74535号公报专利文献5:日本特表2005

509247号公报专利文献6:日本特开2003

151535号公报专利文献7:日本特开2006

147392号公报专利文献8:日本特开2012

114079号公报专利文献9:日本特开2012

74359号公报专利文献10:日本特表2009

518808号公报专利文献11:日本特开2009

238487号公报专利文献12:日本特开2011

81920号公报专利文献13:日本特开2007

095656号公报专利文献14:日本特开2012

178326号公报专利文献15:国际公开第2012/128160号。


技术实现要素:

7.发明要解决的课题
然而,在涂布厚膜后涂布绝缘物的情况下,无法缩窄涂布设备前端与工件的间距,因此绝缘物的薄膜涂布是困难的。因此,存在因活性物质包裹部的厚度增加而导致电池单元的厚度增加、绝缘材料费增加、和有干燥时产生裂纹的风险等的问题。
8.本发明鉴于上述情况而进行,其目的在于,提供能够减少制造成本的高性能的锂离子二次电池用的正极电极、锂离子二次电池用的正极电极片材和其制造方法。
9.用于解决课题的手段本发明的各方面中,为了解决上述课题,各自采用以下的构成。
10.第一方面涉及锂离子二次电池用的正极电极。
11.第一方面所涉及的锂离子二次电池用的正极电极具有:集流体;第一复合材料层,其设置在前述集流体的至少一个面上,至少包含正极活性物质;和第二复合材料层,其一部分被前述第一复合材料层覆盖,以与前述正极活性物质不同的颗粒作为主成分构成;前述第二复合材料层设置于形成有前述第一复合材料层的形成区域与未形成前述第一复合材料层的非形成区域的边界部之中、前述第一复合材料层的至少一个端部侧;前述第二复合材料层的一端位于前述第一复合材料层的形成区域中的前述集流体的前述至少一个面与前述第一复合材料层的下表面之间,另一端位于前述非形成区域;包含分散于前述第一复合材料层和前述第二复合材料层中的导电性物质。
12.第二方面涉及锂离子二次电池用的正极电极片材。
13.第二方面所涉及的第1锂离子二次电池用的正极电极片材中,在作为卷取到辊上的带状片材的集流体的两面或单面上,至少包含正极活性物质的第一复合材料层、和一部分被前述第一复合材料层覆盖、且以与前述正极活性物质不同的颗粒作为主成分构成的第二复合材料层在前述片材的长度方向上连续地、且相对于前述片材的长度方向平行地并列形成,前述第一复合材料层的前述片材的宽度方向侧的至少一端覆盖前述第二复合材料层的一部分而形成。
14.第二方面所涉及的第2锂离子二次电池用的正极电极片材中,在作为卷取到辊上的带状片材的集流体的两面或单面上,在前述片材的长度方向上分别间断地形成至少包含正极活性物质的第一复合材料层、和一部分被前述第一复合材料层覆盖、且以与前述正极活性物质不同的颗粒作为主成分构成的第二复合材料层,前述第二复合材料层在形成有前述第一复合材料层的形成区域与未形成活性物质复合材料层的非形成区域的边界部之中,设置于前述第一复合材料层的前述片材的长度方向的至少一个端部侧,前述第二复合材料层的一端位于前述第一复合材料层的形成区域中的前述集流
体的前述至少一个面与前述第一复合材料层的下部面之间,另一端位于前述非形成区域。
15.第三方面涉及通过至少1个计算机执行的锂离子二次电池用的正极电极片材的制造方法。
16.第三方面所涉及的第1锂离子二次电池用的正极电极片材的制造方法至少按顺序包括:在作为卷取到辊上的带状片材的集流体的两面或单面的一部分上,在前述片材的长度方向上连续地涂布包含选自糊状的混合物(m1)、具有导电性的热塑性树脂(m2)、具有导电性的热固性树脂(m3)、导电性油墨(m4)中的任一种导电性物质(m)的混合物的步骤(a1),所述糊状的混合物(m1)至少包含具有导电性的粒状、纤维状或鳞片状的固体物和分散介质;在前述片材的长度方向上连续地涂布至少包含正极活性物质和分散介质的糊状的混合物(p)的步骤(b1);和通过干燥而将形成物固化的步骤(c);前述步骤(b1)中包括:以覆盖在前述步骤(a1)中涂布有包含前述导电性物质(m)的混合物的区域的包含前述片材的宽度方向的一端的部分与未涂布包含前述导电性物质(m)的混合物的部分两者的方式涂布前述混合物(p),且使得前述混合物(p)不覆盖涂布有包含前述导电性物质(m)的混合物的区域的包含前述片材的宽度方向的另一端的部分。
17.第三方面所涉及的第2锂离子二次电池用的正极电极片材的制造方法至少按顺序包括:在作为卷取到辊上的带状片材的集流体的两面或单面的一部分上,在前述片材的长度方向上间断地涂布包含选自糊状的混合物(m1)、具有导电性的热塑性树脂(m2)、具有导电性的热固性树脂(m3)、导电性油墨(m4)中的任一种导电性物质(m)的混合物的步骤(a2),所述糊状的混合物(m1)至少包含具有导电性的粒状、纤维状或鳞片状的固体物和分散介质;在前述片材的长度方向上间断地涂布至少包含正极活性物质和分散介质的糊状的混合物(p)的步骤(b2);和通过干燥而将形成物固化的步骤(c);前述步骤(b2)中包括:以覆盖在前述步骤(a2)中涂布有包含前述导电性物质(m)的混合物的区域的包含前述片材的长度方向的一端的部分与未涂布包含前述导电性物质(m)的混合物的部分两者的方式涂布前述混合物(p),且使得前述混合物(p)不覆盖涂布有包含前述导电性物质(m)的混合物的区域的包含前述片材的宽度方向的另一端的部分。
18.应予说明,作为本发明的其它面,可以是使至少1个计算机执行上述第三方面的任一方法的程序,也可以是记录了这样的程序的计算机可读的记录介质。该记录介质包括非暂态的有形的介质。
19.该计算机程序在被计算机执行时,在计算机中包括在锂离子二次电池用的正极电极片材的制造装置上实施其制造方法的计算机程序代码。
20.应予说明,作为本发明的方式,还有效的是将以上的构成要素的任意的组合、本发明的表述在方法、装置、系统、记录介质、计算机程序等之间变换。
21.此外,本发明的各种构成要素不必各自独立存在,也可以多个构成要素形成为一
个构件,一个构成要素由多个构件形成,某一构成要素是其它构成要素的一部分、某一构成要素的一部分与其它构成要素的一部分重复等。
22.此外,本发明的方法和计算机程序中按顺序记载了多个流程,但该记载的顺序不限定执行多个流程的顺序。因此,在实施本发明的方法和计算机程序时,该多个流程的顺序能够在对内容不造成阻碍的范围变更。
23.进一步,本发明的方法和计算机程序的多个流程不限于在各自不同的时机执行。因此,也可以在某一流程的执行中发生另一流程,某一流程的执行时机与另一流程的执行时机的一部分或全部重合等。
24.发明的效果根据上述各方面,可提供能够减少制造成本的高性能的锂离子二次电池用的正极电极、锂离子二次电池用的正极电极片材、其制造方法。
附图说明
25.图1是用于说明第一实施方式的锂离子二次电池用的正极电极的构成的电极片材的部分截面图。
26.图2是图1的电极片材的俯视图。
27.图3是示出图1的电极片材的制造方法的流程的一例的流程图。
28.图4是表示实现图1的电极片材的制造装置的控制装置的计算机硬件构成的一例的框图。
29.图5是第1实施方式的变形方式的电极片材的俯视图。
30.图6是示出图5的电极片材的制造方法的流程的一例的流程图。
31.图7是用于说明图5的电极片材的制造步骤的图。
32.图8是示出本发明的实施方式所涉及的电池的构成的一例的示意图。
33.图9是示出实施例1和比较例1的电极片材的制造方法的流程的图。
34.图10是对在实施例2和比较例2的电极片材中混入异物的情况进行说明的图。
具体实施方式
35.以下,使用附图说明本发明的实施方式。应予说明,所有附图中,对相同的构成要素赋予相同的标记,适当省略说明。
36.(第1实施方式)本实施方式所涉及的电极是锂离子二次电池用的正极。图1是用于说明本实施方式的锂离子二次电池用的正极电极的构成的电极片材10的部分截面图。锂离子二次电池用的正极电极从图2的电极片材10中切出而制作。图1为从箭头i的方向观察图2的电极片材10的线i

i处的截面图。
37.本实施方式的锂离子二次电池用的正极电极具有集流体(以下也称为金属箔9)、设置在集流体(金属箔9)的至少一个面上的至少包含正极活性物质的第一复合材料层11、和一部分被第一复合材料层11覆盖且以与活性物质不同的颗粒作为主成分构成的第二复合材料层12。第二复合材料层12在形成有第一复合材料层11的形成区域(以下也称为涂布区域15)与未形成第一复合材料层11的非形成区域(以下也称为非涂布区域17)的边界部19
之中,设置于第一复合材料层11的至少一个端部11a侧。第二复合材料层12的一端12a位于第一复合材料层11的涂布区域15中的金属箔9的至少一个面与第一复合材料层11的下表面之间,另一端12b位于非涂布区域17。包含分散于第一复合材料层11和第二复合材料层12中的导电性物质。
38.图2是本发明的实施方式所涉及的电极片材10的俯视图。本实施方式中,以通过连续涂布方式制作电极片材10的情况为例进行说明,但电极片材10的制作方法也可以如后述那样为间断涂布方式,没有限定。电极片材10在带状的金属箔9的至少一面上,在沿长度方向dx搬运电极片材10的同时形成第一复合材料层11和第二复合材料层12。
39.本实施方式的电极片材10在作为卷取到涂布装置的辊上的带状片材的集流体(金属箔9)的两面或单面上,在电极片材10的长度方向dx上连续地且相对于电极片材10的长度方向dx平行地并列形成至少包含正极活性物质的第一复合材料层11、和一部分被第一复合材料层11覆盖且以与活性物质不同的颗粒作为主成分构成的第二复合材料层12。
40.第一复合材料层11的电极片材10的宽度方向dy侧的至少一端11a覆盖第二复合材料层12的一部分而形成。
41.<电极的构成>以下对电极的构成进行详细说明。本实施方式的电极是锂离子电池用的正极电极。
42.第一复合材料层11包含电极活性物质,根据需要,包含粘接剂树脂等粘合剂、导电助剂、增稠剂等。
43.作为第一复合材料层11中包含的电极活性物质,只要是在锂离子电池的正极中能够使用的通常的正极活性物质,则没有特别限定。例如,可以举出锂

镍复合氧化物、锂

钴复合氧化物、锂

锰复合氧化物、锂



锰复合氧化物、锂



钴复合氧化物、锂



铝复合氧化物、锂





铝复合氧化物、锂





钴复合氧化物、锂





铝复合氧化物、锂







铝复合氧化物等的锂与过渡金属的复合氧化物;tis2、fes、mos2等过渡金属硫化物;mno、v2o5、v6o
13
、tio2等过渡金属氧化物、橄榄石型锂磷氧化物等。
44.橄榄石型锂磷氧化物包含例如选自mn、cr、co、cu、ni、v、mo、ti、zn、al、ga、mg、b、nb和fe中的至少1种元素、锂、磷和氧。这些化合物为了提高其特性,也可以将一部分元素部分替代为其它元素。
45.这些之中,优选为橄榄石型锂铁磷氧化物、锂

镍复合氧化物、锂

钴复合氧化物、锂

锰复合氧化物、锂



锰复合氧化物、锂



钴复合氧化物、锂



铝复合氧化物、锂





铝复合氧化物、锂





钴复合氧化物、锂





铝复合氧化物、锂







铝复合氧化物。这些正极活性物质除了工作电位高之外,容量也大,具有大能量密度。
46.正极活性物质可以仅单独使用一种,也可以组合使用二种以上。
47.正极活性物质的含量在以第一复合材料层11的总量作为100质量份时,优选为85质量份以上且99.8质量份以下。此外,第一复合材料层11的密度为3.40g/cm3以上。
48.第一复合材料层11中包含的粘接剂树脂根据用途适当选择。例如,可使用能够溶解于溶剂的氟系粘接剂树脂、能够分散于水的水系粘接剂等。
49.作为氟系粘接剂树脂,只要可进行电极成型、具有充分的电化学稳定性,则没有特别限定,可以举出例如聚偏二氟乙烯系树脂、氟橡胶等。这些氟系粘接剂树脂可以单独使用
一种,也可以组合使用二种以上。这些之中,优选为聚偏二氟乙烯系树脂。氟系粘接剂树脂可例如溶解于n

甲基

吡咯烷酮(nmp)等溶剂中使用。
50.作为水系粘接剂,只要可进行电极成型、具有充分的电化学稳定性,则没有特别限定,可以举出例如聚四氟乙烯系树脂、聚丙烯酸系树脂、苯乙烯
·
丁二烯系橡胶、聚酰亚胺系树脂等。这些水系粘接剂可以单独使用一种,也可以组合使用二种以上。这些之中,优选为苯乙烯
·
丁二烯系橡胶。
51.应予说明,本实施方式中,水系粘接剂是指能够在水中分散而形成乳液水溶液的物质。
52.在使用水系粘接剂的情况下,可进一步使用增稠剂。作为增稠剂,没有特别限定,可以举出例如羧基甲基纤维素、甲基纤维素、羟基丙基纤维素等纤维素系聚合物和它们的铵盐以及碱金属盐;聚羧酸;聚环氧乙烷;聚乙烯吡咯烷酮;聚丙烯酸钠等聚丙烯酸盐;聚乙烯醇等水溶性聚合物等。
53.粘接剂树脂的含量在以第一复合材料层11的总量作为100质量份时,优选为0.1质量份以上且10.0质量份以下。如果粘接剂树脂的含量为上述范围内,则电极浆料的涂布性、粘接剂的粘合性和电池特性的平衡更优异。
54.此外,如果粘接剂树脂的含量为上述上限值以下,则电极活性物质的比例变大,单位电极质量的容量变大,故而优选。如果粘接剂树脂的含量为上述下限值以上,则抑制电极剥离,故而优选。
55.导电助剂的含量在以第一复合材料层11的总量作为100质量份时,优选为0.1质量份以上且5.0质量份以下。如果导电助剂的含量为上述范围内,则电极浆料的涂布性、粘接剂的粘合性和电池特性的平衡更优异。
56.此外,如果导电助剂的含量为上述上限值以下,则电极活性物质的比例变大,单位电极质量的容量变大,故而优选。如果导电助剂的含量为上述下限值以上,则电极的导电性变得更良好,故而优选。
57.第一复合材料层11和第二复合材料层12中分散的导电性物质可以由相同种类构成。
58.第一复合材料层11和第二复合材料层12中包含的导电性物质优选包含至少一种以上的选自碳纳米管、碳纳米角、石墨烯、碳纳米刷、炭黑、乙炔黑、科琴黑中的碳材料。
59.第二复合材料层12的电阻率优选为第一复合材料层11的电阻率的1倍以上且100倍以下。在低于1倍的情况下,无法引起锂离子二次电池的平稳放电。此外,在大于100倍的情况下,绝缘效果差,锂离子二次电池中,无法实现抑制正极的金属箔9的暴露部与负极间的电流这一原本的效果。
60.进一步,分散于第二复合材料层12中的导电性物质相对于第二复合材料层12的总量,优选包含0.1质量份以上且20.0质量份以下。在低于0.1质量份的情况下,无法引起锂离子二次电池的平稳放电。此外,在大于20.0质量份的情况下,绝缘效果差,锂离子二次电池中,无法实现抑制正极的金属箔9的暴露部与负极间的电流这一原本的效果。
61.第二复合材料层12中,可以进一步包含分散的粘合剂。第二复合材料层12中包含的粘合剂的量相对于第二复合材料层12的总量,优选包含0.5质量份以上且60质量份以下。
62.在上述第二复合材料层12中包含的粘合剂相对于第二复合材料层12的总量的比
例低于下限的0.5质量份的情况下,无法保持上述第二复合材料层12与作为集流体的金属箔9的粘合性。在第二复合材料层12的粘合剂的比例的上限的60质量份以上的情况下,粘性过高,难以涂布。此外,即使在能够涂布的情况下,在经过将第一复合材料层11与第二复合材料层12同时干燥固化的步骤的情况下,第二复合材料层12侧的粘接剂向第一复合材料层11侧扩散,第一复合材料层11的电阻变得过高,有可能对电池的输出特性等造成影响。
63.第一复合材料层11的厚度没有特别限定,可根据期望的特性适当设定。例如,从能量密度的观点出发,可设定得厚,此外从输出特性的观点出发,可设定得薄。第一复合材料层11的厚度(单面的厚度)例如可以在10μm以上且250μm以下的范围适当设定,优选为20μm以上且200μm以下,更优选为30μm以上且150μm以下。
64.第二复合材料层12的最大厚度优选比第一复合材料层11的最小厚度薄。优选第二复合材料层12的平均厚度为3μm以上,相对于前述第一合剂层的平均厚度为90%以下的范围。
65.在第二复合材料层12的厚度低于3μm的情况下,膜厚变得过薄,无法充分维持抑制正极金属箔9的暴露部与负极的电接触这一原本的功能。在第二复合材料层12的厚度大于第一复合材料层11的90%的情况下,在涂布第一复合材料层11时,在第二复合材料层12的端部的边界部高低差变得过大,涂布设备前端与工件的间距无法落入用于涂布均匀膜厚的适当范围。
66.第二复合材料层12的密度优选为0.5g/cm3以上且3.0g/cm3以下。更优选第二复合材料层12的密度为0.7g/cm3以上且2.8g/cm3以下。
67.在第二复合材料层12的密度低于0.5g/cm3的情况下,第二复合材料层12的空隙率变得过大,在产生电池的隔离膜的热收缩时,无法充分维持抑制正极的金属箔9的暴露部与负极的电接触这一原本的功能。在第二复合材料层12的密度为3.0g/cm3以上的情况下,通过复合材料层的锂离子的传导率变差,无法确保正常时的电池特性。
68.第一复合材料层11中包含的电极活性物质的平均粒径从抑制充放电时的副反应、抑制充放电効率的降低的观点出发,优选为1μm以上、更优选为2μm以上,从输入输出特性、电极制作方面的观点(电极表面的平滑性等)出发,优选为100μm以下、更优选为50μm以下。在此,平均粒径是指利用激光衍射散射法的粒度分布(体积基准)中的累算值50%处的粒径(中值直径:d50)。
69.第二复合材料层12中作为主成分包含的颗粒的平均粒径优选为0.1μm以上且3.0μm以下。此外,粒径为0.2μm以下的颗粒和粒径为2μm以上的颗粒的比例分别优选为10体积%以下。
70.第二复合材料层12中作为主成分包含的颗粒包含一种以上的选自氧化铝、二氧化硅、热塑性树脂、电离放射线固化型树脂、热固性树脂和绝缘性油墨中的材料。
71.优选第二复合材料层12中包含的粘合剂与第一复合材料层11中包含的粘合剂为同一种,且第二复合材料层12中包含的粘合剂相对于第二复合材料层12的总量的比例大于第一复合材料层11中包含的粘合剂相对于第一复合材料层11的总量的比例。
72.作为本实施方式所涉及的集流体层(金属箔9),没有特别限定,可使用铝、不锈钢、镍、钛或它们的合金等。作为其形状,可以举出例如箔、平板状、网状等。特别地,可以适合地使用铝箔、铝合金箔和铁不锈钢合金箔中任一种。此外,金属箔9的厚度优选为12μm以下。
73.<电极片材10的制造方法>图3是示出本实施方式的电极片材10的制造方法的流程的一例的流程图。电极片材10的制造方法至少按顺序包括第1涂布步骤(a1)、第2涂布步骤(b1)和固化步骤(c)。
74.电极片材10的制造系统未图示,主要具有涂布装置和干燥装置。涂布装置包括:将金属箔9的片材卷取、并在片材的长度方向dx上搬运的辊;和在金属箔9的至少一面上分别涂布形成第一复合材料层11和第二复合材料层12的糊状或浆料状的混合物的至少2个模具涂布机。
75.涂布装置的辊和模具涂布机被未图示的控制装置(后述计算机)控制,实现本实施方式的电极片材10的制造方法的各步骤。
76.第1涂布步骤a1中,在作为卷取到制造装置的辊的带状片材的集流体(金属箔9)的两面或单面的一部分上,在金属箔9的片材的长度方向dx上连续地涂布形成第二复合材料层12的混合物。通过该步骤a1,形成第二复合材料层12。该混合物包含选自糊状的混合物(m1)、具有导电性的热塑性树脂(m2)、具有导电性的热固性树脂(m3)、导电性油墨(m4)中的任一种导电性物质(m),所述糊状的混合物(m1)至少包含具有导电性的粒状、纤维状或鳞片状的固体物和分散介质。
77.在第1涂布步骤a1之后的第2涂布步骤b1中,在金属箔9的片材的长度方向dx上连续地涂布至少包含正极活性物质和分散介质的糊状的混合物(p)。通过该步骤b1,形成第一复合材料层11。并且,在第2涂布步骤b1之后的固化步骤c中,通过干燥,将形成物(第一复合材料层11和第二复合材料层12)固化。
78.步骤b1中,以覆盖在步骤a1中涂布有包含导电性物质(m)的混合物的区域16的包含金属箔9的片材的宽度方向dy的一端的部分与未涂布包含导电性物质(m)的混合物的部分的两者的方式涂布混合物(p),且使得混合物(p)不覆盖涂布有包含导电性物质(m)的混合物的区域16的包含金属箔9的片材的宽度方向dy的另一端12b的部分。
79.此外,步骤c中,将包含导电性物质(m)的混合物和混合物(p)同时固化。
80.在此,对为了形成第一复合材料层11而涂布的电极浆料的配制方法进行说明。
81.电极浆料可通过将电极活性物质、根据需要的粘接剂树脂、导电助剂和增稠剂混合而配制。电极活性物质、粘接剂树脂和导电助剂的配合比率与电极活性物质层中的电极活性物质、粘接剂树脂和导电助剂的含有比率相同,因此在此省略说明。
82.电极浆料使电极活性物质、根据需要的粘接剂树脂、导电助剂和增稠剂在溶剂中分散或溶解而得到。
83.各成分的混合流程没有特别限定,例如将电极活性物质和导电助剂进行干式混合后,添加粘接剂树脂和溶剂进行湿式混合,由此可配制电极浆料。
84.此时,作为所使用的混合机,可以使用球磨机、行星混合机等公知的机器,没有特别限定。
85.作为电极浆料中使用的溶剂,可使用n

甲基
‑2‑
吡咯烷酮(nmp)等有机溶剂、水。
86.在集流体层上涂布电极浆料的方法可使用一般公知的方法。例如,可以举出模具涂布机法、刮刀涂布法、挤出法、帘式法。这些之中,在可以与电极浆料的粘性等物性和干燥性一起,得到良好的涂布层的表面状态的方面,优选为模具涂布机法。
87.此外,作为步骤c中的涂布在集流体层上的电极浆料的干燥方法,没有特别限定,
可以举出例如使用加热辊从集流体层侧或已干燥的电极活性物质层侧,对电极浆料进行间接加热,使电极浆料干燥的方法;使用红外线、远红外线
·
近红外线的加热器等电磁波,使电极浆料干燥的方法;从集流体层侧或已干燥的电极活性物质层侧吹热风,对电极浆料进行间接加热,使电极浆料干燥的方法等。
88.将通过以上的步骤制作的电极片材10裁切为规定的大小,可以得到多个电极。从电极片材10中切出电极的方法没有特别限定,例如可使用由金属等制成的刃裁切电极片材10。
89.在图2的电极片材10的情况下,可以举出与宽度方向dy平行地裁切,切出规定宽度的多个电极的方法。进一步,根据用途,以作为集流体达到期望的外形尺寸的方式沿着与裁断线垂直的方向dx的线,冲裁为规定的尺寸,可得到电池用的电极。
90.图4是示出实现本发明的实施方式所涉及的电极片材的制造装置的控制装置的计算机100的硬件构成的一例的框图。
91.控制装置分别通过至少1个计算机100实现。计算机100具有cpu(central processing unit,中央处理器)102、内存储器(memory)104、在内存储器104中加载的实现控制装置的程序110、容纳该程序110的存储装置(storage)105、i/o(input output,输入/输出)106、和网络连接用通信接口(i/f)107。cpu102和各要素经由总线109而彼此连接,通过cpu102控制计算机100整体。但是,将cpu102等彼此连接的方法不限于总线连接。经由连接,但连接手段不限于总线。
92.cpu102将在存储装置105中存储的程序110读取至内存储器104并执行,由此能够实现使用控制装置的电极片材10的制造方法的各步骤。
93.控制装置通过计算机100的硬件和软件的任意组合而实现。并且,本领域技术人员可以理解,其实现方法、装置存在多种多样的变形例。
94.程序110可以在计算机100中的可读记录介质中记录。记录介质没有特别限定,可以考虑各种各样的形态。此外,程序可以从记录介质加载至计算机100的内存储器104,也可以通过网络而下载至计算机100,加载至内存储器104。
95.记录程序110的记录介质包含非暂态的有形的计算机100可使用的介质,在该介质中,刻录有计算机100可读的程序代码。程序110在计算机100上执行时,使计算机100执行实现控制装置的电极片材10的制造方法。
96.如以上说明那样,根据本实施方式,在形成第一复合材料层11的步骤a2之前,进行形成第二复合材料层12的步骤a1,因此能够将第二复合材料层12形成为薄膜,故而能够抑制第二复合材料层12的材料费,同时能够抑制第二复合材料层12干燥时产生裂纹。
97.进一步,根据本实施方式,在第二复合材料层12中包含导电助剂,由此能够具有与第一复合材料层11相同的电子导电性,在第二复合材料层12中形成电流通路。此外,第二复合材料层12的电阻低于第一复合材料层11,因此从负极126向正极121的电流通路容易在第二复合材料层12中流通。由此,如图10(a)所示,在步骤内在第二复合材料层12中混入金属异物32的情况下,金属异物32作为被处于氧化电位的正极集流体表面氧化得到的金属离子(m

)溶解在电解液中。如果到达负极侧,则如图10(b)所示,金属离子在处于还原电位的负极表面通过还原反应而形成金属(m),析出。
98.然而,根据本实施方式,即使所析出的金属生长而突破隔离膜120,在到达第二复
合材料层12的时刻,也通过第二复合材料层12内的导电材料而在第二复合材料层12整体中形成电流通路。因此,能够引起平稳的放电,避免因局部短路而导致的异常发热。
99.另一方面,如图10(c)所示,替代第二复合材料层12而设置绝缘层34的情况下,如果所析出的金属生长而突破隔离膜120,则正极121与负极126连通,产生短路,形成自放电不良。
100.图10中,示出了仅第二复合材料层12存在的范围d1中混入异物32的例子,但在第一复合材料层11和第二复合材料层12存在的范围d2、或仅第一复合材料层11存在的范围d3中混入异物32的情况也同样地,根据本实施方式,正极121与负极126不连通,不形成自放电不良。
101.此外,如果在第二复合材料层12与第一复合材料层11的重叠部分不具有导电性,则不贡献于充放电反应,因此实际上电池的容量变小。本实施方式中,第一复合材料层11与第二复合材料层12具有导电性,由此能够解决该问题。
102.此外,专利文献13的例子中,为了可靠地用保护层覆盖集流体的暴露区域,必须以保护层一定程度覆盖活性物质层的方式涂布保护层。然而,如果存在活性物质层,则用于形成保护层的模头无法充分接近箔,因此无法形成膜厚薄的膜。
103.除此之外,如果在活性物质层侧粘贴掩蔽胶带,则保护层的涂布结束后剥离掩蔽胶带时,活性物质层本身从集流体上剥离。因此,考虑到无法在活性物质层侧粘贴掩蔽胶带、涂布中使用的装置的稳定性、偏差,不得不将覆盖活性物质层的保护层的面积设定为较大。此外,根据涂布时的箔的蛇行、涂布装置的位置偏移等制造条件,覆盖上述活性物质层的保护层的面积存在大的偏差。因此,保护层不仅在活性物质层端部的倾斜部、还在其内侧的活性物质层上形成。
104.进一步,如果在形成活性物质层后粘贴掩蔽胶带,在活性物质层端部端部上涂布保护层,则掩蔽胶带与箔的边界、和作为活性物质层与箔的边界的被涂布部处存在大的高低差、倾斜,因此容易产生厚度的偏差,同时引起液体蓄积,涂布必要程度以上的保护层的厚度变厚。
105.如果层叠多张以这样的构成设计的电极,则仅在保护层在活性物质层上重叠形成的区域,产生局部的层叠方向上的厚度的增加(高低差)。即,电池整体的膜厚无法变得均匀,形成仅在存在保护层的部分在厚度方向上突出的形状。
106.另一方面,在锂离子电池的制造过程、使用过程中,在电池的层叠方向上未进行均匀的挤压,由此未进行气体去除,或产生充放电反应的不均匀等问题。此外,在掩蔽胶带与箔的边界、和作为活性物质层与箔的边界的被涂布部存在大的高低差、倾斜的部分处,如上述那样,涂布保护层时引起液体蓄积,仅该部分干燥无法充分进行,因此粘接剂也无法分散至箔附近,剥离强度变弱,在后续步骤、使用电池时,有时保护层从该处剥离。
107.此外,作为形成保护层的液体蓄积部分那样的部分、在保护层的干燥不充分的情况下施加于后续步骤的其它缺点,存在下述情况:由于与填料(氧化铝等)相比,导电助剂具有更容易凝集的性质,因此仅导电助剂凝集,容易产生保护层内的电阻偏差。即,导电助剂容易仅在保护层表面上分布,随着膜厚变厚,在膜厚方向上不进行电传导,在从负极析出而到达正极上的保护层的时点,难以通过保护层内的导电材料而在保护层整体中形成电流通路,无法充分得到引起平稳的放电、避免因局部短路而导致的异常发热这一效果。
108.还存在的问题在于,在去除掩蔽胶带时,在集流体箔表面上形成的保护层也连同掩蔽胶带被剥离。此外,因粘贴掩蔽胶带时的位置偏移,在与负极相对的正极的箔暴露部上有可能完全不形成第二复合材料层12。
109.本实施方式中,在第一复合材料层11之前,先形成导电性的第二复合材料层12,因此即使是膜厚薄的第二复合材料层12,也能够以均匀的厚度、在高准确度且高精度地控制涂布位置的同时形成第二复合材料层12。并且,第二复合材料层12内的导电助剂均匀分布,在第二复合材料层12的任意部分,均保持厚度方向上的导电性,电阻保持为一定以下。
110.在第一复合材料层11与第二复合材料层12的重叠区域中,第二复合材料层12内的导电助剂也均匀分布,且膜厚也薄,因此第一复合材料层11中的远离集流箔一侧所存在的活性物质颗粒所贡献的电子也通过第二复合材料层12内的导电通路而传递至箔侧。即,活性物质颗粒表面的电子向箔的移动电阻变少,其结果是,这样的重叠区域的活性物质也贡献于充放电,因此能够确保电池的容量大。
111.在第二复合材料层12的任意部分均保持厚度方向上的导电性,电阻保持为一定以下,因此能够引起平稳的放电。在第一复合材料层11与第二复合材料层12的重叠区域中,还将膜厚的增加抑制为小,因此消除了在层叠电极时的局部厚度的增加(高低差),能够均匀地挤压电池。因此,能够在制造过程中从电池内部进行充分的气体释放,除此之外在使用过程中也引起均匀的充放电反应,因此确保了稳定的电池特性。
112.(第1实施方式的变形方式)第1实施方式中,对通过在金属箔9上连续涂布电极活性物质的方法制作电极片材10的例子进行了说明。作为第1实施方式的变形方式,针对通过间断涂布金属箔9的电极活性物质的方法制作电极片材10的例子,说明如下。
113.图5是本变形方式的电极片材10的俯视图。
114.本实施方式的电极片材10中,在作为卷取到辊上的带状片材的集流体(金属箔9)的两面或单面上,在金属箔9的片材的长度方向dx上,各自在金属箔9的宽度方向dy上以规定的宽度,在金属箔9的长度方向dx上间断地形成至少包含正极活性物质的第一复合材料层11和一部分被第一复合材料层11覆盖、且以与活性物质不同的颗粒作为主成分构成的第二复合材料层12。
115.并且,第二复合材料层12在形成有第一复合材料层11的形成区域15与未形成活性物质复合材料层的非形成区域17的边界部19之中,设置于金属箔9的片材的长度方向dx的第一复合材料层11的端部之中至少一个端部11a侧。
116.第二复合材料层12的一端12a位于第一复合材料层11的形成区域15中的金属箔9的至少一个面与第一复合材料层11的下表面之间,另一端12b位于非形成区域17。
117.<电极片材10的制造方法>图6是示出本变形方式的电极片材10的制造方法的流程的一例的流程图。电极片材10的制造方法至少按顺序包括第1涂布步骤(a2)、第2涂布步骤(b2)和固化步骤(c)。
118.本变形方式中,能够使用与上述第1实施方式相同的涂布装置,但本变形方式的涂布装置与上述第1实施方式的不同之处在于,在金属箔9的至少一面上分别涂布形成第一复合材料层11和第二复合材料层12的糊状或浆料状的混合物的至少2个模具涂布机相对于电极片材10的配置。
119.接着,与图7一起对各步骤进行说明。
120.图7(a2)、图7(b2)、图7(c2)是从箭头ii的方向观察图7(a1)、图7(b1)、图7(c1)的电极片材10的线ii

ii处的截面图。
121.首先,在涂布装置上准备金属箔9(图7(a1)和图7(a2))。
122.接着,在第1涂布步骤a2中,在作为卷取到制造装置的辊上的带状片材的集流体(金属箔9)的两面或单面的一部分上,在前述片材的宽度方向dy上以规定的宽度,在长度方向dx上间断地涂布形成第二复合材料层12的混合物。通过该步骤a2,如图7(b1)和图7(b2)所示,形成第二复合材料层12。
123.图7(b1)和图7(b2)中,虚线15的区域表示形成第二复合材料层12的涂布区域15。如图所示,第二复合材料层12在形成有第一复合材料层11的涂布区域15与未形成第一复合材料层11的非涂布区域17的边界部19之中,设置于形成有第一复合材料层11的涂布区域的至少一个端部11a侧。
124.形成第二复合材料层12的混合物包含选自糊状的混合物(m1)、具有导电性的热塑性树脂(m2)、具有导电性的热固性树脂(m3)、导电性油墨(m4)中的任一种导电性物质(m),所述糊状的混合物(m1)至少包含具有导电性的粒状、纤维状或鳞片状的固体物和分散介质。
125.在第1涂布步骤a2之后的第2涂布步骤b2中,在片材的宽度方向dy上,以规定的宽度,在长度方向dx上间断地涂布至少包含正极活性物质和分散介质的糊状的混合物(p)。通过该步骤b2,如图7(c1)和图7(c2)所示,形成第一复合材料层11。
126.在该步骤b2中,以覆盖在步骤a2中涂布有包含导电性物质(m)的混合物的区域16的包含金属箔9的长度方向dx的一端12a的部分与未涂布包含导电性物质(m)的混合物的部分(非涂布区域17)两者的方式涂布混合物(p),且使得混合物(p)不覆盖涂布有包含导电性物质(m)的混合物的区域16的包含片材的长度方向dx的另一端12b的部分。
127.并且,在第2涂布步骤b2之后的固化步骤c中,通过干燥,将形成物(第一复合材料层11和第二复合材料层12)固化。该步骤c中,将包含导电性物质(m)的混合物和混合物(p)同时固化。
128.如上所述,本变形方式的电极片材10中,也能够实现与上述第1实施方式相同的效果。
129.以上,参照附图对本发明的实施方式进行了描述,但这些为本发明的例示,也可采用除了上述之外的各种各样的构成。
130.此外,本发明不限于前述的实施方式,在能够实现本发明的目的的范围的变形、改良等也包括在本发明中。
131.以下,对使用第1实施方式中制作的正极电极制造的电池进行说明。
132.图8是示出本发明的实施方式所涉及的电池150的构成的一例的示意图。
133.本实施方式所涉及的电池具有上述实施方式中说明的由电极片材10制作的正极电极。以下,针对本实施方式所涉及的电池,以电池为锂离子电池的层叠型电池150的情况作为代表例进行说明。
134.层叠型电池150具有正极121和负极126经由隔离膜120交替层叠多层的电池要素,这些电池要素与电解液(未图示)一起容纳在由可挠性膜140制成的容器中。成为在电池要
素上电连接有正极端子131和负极端子136,正极端子131和负极端子136的一部分或全部伸出可挠性膜140的外部的构成。
135.正极121中,在正极集流体层123的正反面分别设置正极活性物质的涂布部(正极活性物质层122)和非涂布部,负极126中,在负极集流体层128的正反面设置负极活性物质的涂布部(负极活性物质层127)和非涂布部。
136.将正极集流体层123的正极活性物质的非涂布部作为用于与正极端子131连接的正极耳130,将负极集流体层128的负极活性物质的非涂布部作为用于与负极端子136连接的负极耳125。
137.正极耳130彼此汇集在正极端子131上,与正极端子131一起通过超声焊接等彼此连接,负极耳125彼此汇集在负极端子136上,与负极端子136一起通过超声焊接等彼此连接。在此基础上,正极端子131的一端伸出可挠性膜140的外部,负极端子136的一端也伸出可挠性膜140的外部。
138.如上述那样,在正极活性物质的涂布部(涂布区域15)(正极活性物质层122)与非涂布部(非涂布区域17)的边界部124处,可形成第二复合材料层12。此外,第二复合材料层12的一端落入正极活性物质的涂布部(涂布区域15)(正极活性物质层122),另一端延伸至正极耳130。
139.在负极活性物质的涂布部(负极活性物质层127)与非涂布部的边界部129处,根据需要可形成绝缘构件,可形成于负极耳125与负极活性物质两者的边界部附近。
140.通常,负极活性物质层127的外形尺寸大于正极活性物质层122的外形尺寸,小于隔离膜120的外形尺寸。
141.(含有锂盐的非水电解液)本实施方式中使用的含有锂盐的非水电解液可根据电极活性物质的种类、锂离子电池的用途等从公知的物种中适当选择。
142.作为具体的锂盐的例子,可以举出例如liclo4、libf6、lipf6、licf3so3、licf3co2、liasf6、lisbf6、lib
10
cl
10
、lialcl4、licl、libr、lib(c2h5)4、cf3so3li、ch3so3li、lic4f9so3、li(cf3so2)2n、低级脂肪酸羧酸锂等。
143.作为溶解锂盐的溶剂,只要是通常用作溶解电解质的液体的物质,则没有特别限定,可以举出碳酸亚乙酯(ec)、碳酸亚丙酯(pc)、碳酸亚丁酯(bc)、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸乙基甲基酯(emc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲基乙基酯(mec)、碳酸亚乙烯酯(vc)等碳酸酯类;γ

丁内酯、γ

戊内酯等内酯类;三甲氧基甲烷、1,2

二甲氧基乙烷、二乙基醚、四氢呋喃、2

甲基四氢呋喃等醚类;二甲基亚砜等亚砜类;1,3

二氧杂环戊烷、4

甲基

1,3

二氧杂环戊烷等氧杂环戊烷类;乙腈、硝基甲烷、甲酰胺、二甲基甲酰胺等含氮溶剂;甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯等有机酸酯类;磷酸三酯、二乙二醇二甲醚类;三乙二醇二甲醚类;环丁砜、甲基环丁砜等环丁砜类;3

甲基
‑2‑
噁唑烷酮等噁唑烷酮类;1,3

丙烷磺内酯、1,4

丁烷磺内酯、萘磺内酯等磺内酯类等。它们可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
144.(容器)本实施方式中,容器可以使用公知的材料,从电池的轻量化的观点出发,优选使用可挠性膜140。可挠性膜140可使用在成为基材的金属层的正反面上设置有树脂层的物质。
金属层可选择具有防止电解液的漏出、来自外部的水分的侵入等阻隔性的金属层,可使用铝、不锈钢等。在金属层的至少一个面上设置有改性聚烯烃等热熔接性的树脂层,使可挠性膜140的热熔接性的树脂层彼此经由电池要素相对,将容纳电池要素的部分的周围热熔接,由此形成外装体。在作为与形成有热熔接性的树脂层的面相反侧的面的外装体表面上,可设置尼龙膜、聚酯膜等树脂层。
145.(端子)本实施方式中,正极端子131可以使用由铝、铝合金构成的端子,负极端子136可以使用由铜、铜合金或者对它们实施了镍镀敷而得到的物质等。各个端子伸出容器的外部,但在各个端子的位于将外装体的周围热熔接的部分的部位处,可预先设置热熔接性的树脂。
146.(绝缘构件)在活性物质的涂布部与非涂布部的边界部129处形成绝缘构件的情况下,可使用聚酰亚胺、玻璃纤维、聚酯、聚丙烯或者在构成中包含这些。对这些构件施加热,使边界部129熔接,或将凝胶状的树脂涂布在边界部129处、干燥,由此可形成绝缘构件。
147.(隔离膜)本实施方式所涉及的隔离膜120优选具有包含耐热性树脂作为主成分的树脂层。
148.在此,上述树脂层由作为主成分的耐热性树脂形成。在此,“主成分”是指树脂层中的比例为50质量%以上,优选为70质量%以上、进一步优选为90质量%以上、可以为100质量%。
149.构成本实施方式所涉及的隔离膜120的树脂层可以为单层,也可以为二种以上的层。
150.作为形成上述树脂层的耐热性树脂,可以举出例如选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚间亚苯基对苯二甲酸酯、聚对亚苯基间苯二甲酸酯、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、脂肪族聚酰胺、全芳族聚酰胺、半芳族聚酰胺、全芳族聚酯、聚苯硫醚、聚对亚苯基苯并双噁唑、聚酰亚胺、聚芳酯、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚缩醛、聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜、氟系树脂、聚醚腈、改性聚苯醚等中的一种或二种以上。
151.这些之中,从耐热性、机械强度、伸缩性、价格等平衡优异的观点出发,优选为选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、脂肪族聚酰胺、全芳族聚酰胺、半芳族聚酰胺和全芳族聚酯中的一种或二种以上,更优选为选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、脂肪族聚酰胺、全芳族聚酰胺和半芳族聚酰胺中的一种或二种以上,进一步优选为选自聚对苯二甲酸乙二醇酯和全芳族聚酰胺中的一种或二种以上,更优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
152.构成本实施方式所涉及的隔离膜120的树脂层优选为多孔性树脂层。由此,在锂离子电池中产生异常电流、电池的温度上升的情况等中,多孔性树脂层的微孔能够闭塞而阻断电流的流动,能够避免电池的热失控。
153.上述多孔性树脂层的空孔率从机械强度和锂离子传导性的平衡的观点出发,优选为20%以上且80%以下、更优选为30%以上且70%以下、特别优选为40%以上且60%以下。
154.空孔率可由下式求出。
155.ε={1

ws/(ds
·
t)}
×
100在此,ε:空孔率(%)、ws:单位面积重量(g/m2)、ds:真密度(g/cm3)、t:膜厚(μm)。
156.本实施方式所涉及的隔离膜120的平面形状没有特别限定,可根据电极、集流体的
形状适当选择,例如可制成矩形。
157.本实施方式所涉及的隔离膜120的厚度从机械强度和锂离子传导性的平衡的观点出发,优选为5μm以上且50μm以下。
158.如以上说明那样,可使用由上述实施方式中任一电极片材10制作的正极电极,实施电池等电化学设备的组装。
实施例
159.(实施例1)图9(a1)~图9(a3)是示出本发明的实施例1的电极片材10的制造方法的流程的图。
160.如图9(a1)所示,实施例1中,如图3、图6中说明那样,首先通过步骤a1或步骤a2在金属箔9的至少一个面上涂布第二复合材料层12。因此,第二复合材料层12的涂布装置的模具涂布机22的位置能够以接近金属箔9的上表面的高度h1设置。其可低于后述图9(b2)的比较例的涂布装置的模具涂布机22的位置、即高度h2。
161.像这样,能够接近金属箔9地配置模具涂布机22,因此如图9(a2)所示,能够进行第二复合材料层12的薄膜涂布。
162.并且,如图9(a3)所示,以一部分覆盖进行了薄膜形成的第二复合材料层12上的方式,通过步骤b1或步骤b2形成第一复合材料层11。
163.像这样,在实施例1中形成的第二复合材料层12能够形成薄膜,因此能够抑制第二复合材料层12的材料费,同时能够抑制第二复合材料层12干燥时产生裂纹。
164.(比较例1)图9(b1)~图9(b3)是示出比较例1的电极片材10的制造方法的流程的图。
165.比较例1中,如图9(b1)所示,在第二复合材料层12之前,先在金属箔9上涂布第一复合材料层11。故而,如图9(b2)所示,涂布装置的模具涂布机22的位置(高度h2)与图9(a1)的实施例1的位置(高度h1)相比,高出第一复合材料层11的高度量,即为远离金属箔9的位置。因此,如图9(b3)所示,通过比较例1形成的第二复合材料层12与通过实施例1形成的第二复合材料层12相比,膜厚更厚。因此,第二复合材料层12的材料费变高,同时在第二复合材料层12干燥时容易产生裂纹30。
166.(实施例2)图10(a)和图10(b)是示意性示出使用本发明的正极电极制作的实施例2的锂离子二次电池的截面图的图。
167.图10(a)所示的实施例2的电池150使用本发明的具有包含导电性物质的第二复合材料层12的正极电极121。如图10(a)所示,在步骤内在第二复合材料层12中混入金属异物32的情况下,金属异物32作为被处于氧化电位的正极集流体表面氧化了的金属离子(m

)溶解在电解液中。如果到达负极侧,则如图10(b)所示,金属离子在处于还原电位的负极表面通过还原反应而形成金属(m),析出。
168.然而,即使所析出的金属生长而突破隔离膜120,在到达第二复合材料层12的时点,也通过第二复合材料层12内的导电材料而在第二复合材料层12整体中形成电流通路。因此,能够引起平稳的放电,避免因局部短路而导致的异常发热。
169.(比较例2)
图10(c)是示意性示出使用不具有第二复合材料层12的正极电极制作的比较例2的锂离子二次电池的截面图的图。替代第二复合材料层12而设置绝缘层34的情况下,所析出的金属生长而突破隔离膜120,正极121与负极126连通,产生短路,形成自放电不良。
170.以上,参照实施方式和实施例说明了本技术发明,但本技术发明不限于上述实施方式和实施例。对本发明的构成、详情,在本发明的范围内可以进行本领域技术人员能够理解的各种各样的变更。
171.以下,附记参考方式的例子。
172.1. 锂离子二次电池用的正极电极,其具有:集流体;第一复合材料层,其设置在前述集流体的至少一个面上,至少包含正极活性物质;和第二复合材料层,其一部分被前述第一复合材料层覆盖,以与前述正极活性物质不同的颗粒作为主成分构成;前述第二复合材料层设置于形成有前述第一复合材料层的形成区域与未形成前述第一复合材料层的非形成区域的边界部之中、前述第一复合材料层的至少一个端部侧;前述第二复合材料层的一端位于前述第一复合材料层的形成区域中的前述集流体的前述至少一个面与前述第一复合材料层的下表面之间,另一端位于前述非形成区域;包含分散于前述第一复合材料层和前述第二复合材料层中的导电性物质。
173.2. 根据1.所述的锂离子二次电池用的正极电极,其中,分散于前述第一复合材料层和前述第二复合材料层中的导电性物质由同一种类构成。
174.3. 根据1.或2.所述的锂离子二次电池用的正极电极,其中,前述导电性物质包含至少一种以上的选自碳纳米管、碳纳米角、石墨烯、碳纳米刷、炭黑、乙炔黑、科琴黑中的碳材料。
175.4. 根据1.至3.中任一项所述的锂离子二次电池用的正极电极,其中,前述第二复合材料层的电阻率是前述第一复合材料层的电阻率的1倍以上且100倍以下。
176.5. 根据1.至4.中任一项所述的锂离子二次电池用的正极电极,其中,分散于前述第二复合材料层中的前述导电性物质相对于前述第二复合材料层的总量,包含0.1质量份以上且20.0质量份以下。
177.6. 根据1.至5.中任一项所述的锂离子二次电池用的正极电极,其中,在前述第二复合材料层中进一步包含分散的粘合剂,前述第二复合材料层中包含的前述粘合剂的量相对于前述第二复合材料层的总量,包含0.5质量份以上且60质量份以下。
178.7. 根据1.至5.中任一项所述的锂离子二次电池用的正极电极,其中,前述第二复合材料层的最大厚度比前述第一复合材料层的最小厚度薄。
179.8. 根据1.至7.中任一项所述的锂离子二次电池用的正极电极,其中,前述第二复合材料层的平均厚度为3μm以上,相对于前述第一合剂层的平均厚度为90%以下。
180.9. 根据1.至8.中任一项所述的锂离子二次电池用的正极电极,其中,前述第二复合材料层的密度为0.5g/cm3以上且3.0g/cm3以下。
181.10. 根据1.至9.中任一项所述的锂离子二次电池用的正极电极,其中,前述第二
复合材料层中作为主成分包含的颗粒的平均粒径为0.1m以上且3.0μm以下。
182.11. 根据1.至10.中任一项所述的锂离子二次电池用的正极电极,其中,前述第二复合材料层中作为主成分包含的颗粒包含一种以上的选自氧化铝、二氧化硅、热塑性树脂、电离放射线固化型树脂、热固性树脂和绝缘性油墨中的材料。
183.12. 根据6.至11.中任一项所述的锂离子二次电池用的正极电极,其中,前述第二复合材料层中包含的前述粘合剂与前述第一复合材料层中包含的粘合剂为同一种,且前述第二复合材料层中包含的粘合剂相对于前述第二复合材料层的总量的比例大于前述第一复合材料层中包含的粘合剂相对于前述第一复合材料层的总量的比例。
184.13. 锂离子二次电池用的正极电极片材,其中,在作为卷取到辊上的带状片材的集流体的两面或单面上至少包含正极活性物质的第一复合材料层、和一部分被前述第一复合材料层覆盖、且以与前述正极活性物质不同的颗粒作为主成分构成的第二复合材料层在前述片材的长度方向上连续地且相对于前述片材的长度方向平行地并列形成,前述第一复合材料层的前述片材的宽度方向侧的至少一端覆盖前述第二复合材料层的一部分而形成。
185.14. 锂离子二次电池用的正极电极片材,其中,在作为卷取到辊上的带状片材的集流体的两面或单面上,在前述片材的长度方向上分别间断地形成至少包含正极活性物质的第一复合材料层、和一部分被前述第一复合材料层覆盖、且以与前述正极活性物质不同的颗粒作为主成分构成的第二复合材料层,前述第二复合材料层在形成有前述第一复合材料层的形成区域与未形成活性物质复合材料层的非形成区域的边界部之中,设置于前述第一复合材料层的前述片材的长度方向的至少一个端部侧,前述第二复合材料层的一端位于前述第一复合材料层的形成区域中的前述集流体的前述至少一个面与前述第一复合材料层的下表面之间,另一端位于前述非形成区域。
186.15. 锂离子二次电池用的正极电极片材的制造方法,其至少按顺序包括:在作为卷取到辊上的带状片材的集流体的两面或单面的一部分上,在前述片材的长度方向上连续地涂布包含选自糊状的混合物(m1)、具有导电性的热塑性树脂(m2)、具有导电性的热固性树脂(m3)、导电性油墨(m4)中的任一种导电性物质(m)的混合物的步骤(a1),所述糊状的混合物(m1)至少包含具有导电性的粒状、纤维状或鳞片状的固体物和分散介质;在前述片材的长度方向上连续地涂布至少包含正极活性物质和分散介质的糊状的混合物(p)的步骤(b1);和通过干燥而将形成物固化的步骤(c);前述步骤(b1)中,以覆盖在前述步骤(a1)中涂布有包含前述导电性物质(m)的混合物的区域的包含前述片材的宽度方向的一端的部分与未涂布包含前述导电性物质(m)的混合物的部分的两者的方式涂布前述混合物(p),且使得前述混合物(p)不覆盖涂布有包含前述导电性物质(m)的混合物的区域的包含前述片材的宽度方向的另一端的部分。
187.16. 锂离子二次电池用的正极电极片材的制造方法,其至少按顺序包括:在作为卷取到辊上的带状片材的集流体的两面或单面的一部分上,在前述片材的长度方向上间断地涂布包含选自糊状的混合物(m1)、具有导电性的热塑性树脂(m2)、具有导电性的热固性树脂(m3)、导电性油墨(m4)中的任一种导电性物质(m)的混合物的步骤(a2),所述糊状的混合物(m1)至少包含具有导电性的粒状、纤维状或鳞片状的固体物和分散介质;在前述片材的长度方向上间断地涂布至少包含正极活性物质和分散介质的糊状的混合物(p)的步骤(b2);和通过干燥而将形成物固化的步骤(c);前述步骤(b2)中包括:以覆盖在前述步骤(a2)中涂布有包含前述导电性物质(m)的混合物的区域的包含前述片材的长度方向的一端的部分与未涂布包含前述导电性物质(m)的混合物的部分的两者的方式涂布前述混合物(p),且使得前述混合物(p)不覆盖涂布有包含前述导电性物质(m)的混合物的区域的包含前述片材的长度方向的另一端的部分。
188.17. 根据15.或16.所述的锂离子二次电池用的正极电极片材的制造方法,其中,前述步骤(c)中,将包含前述导电性物质(m)的混合物和前述混合物(p)同时固化。
189.本技术要求2019年3月29日提交的日本技术特愿2019

067769号作为基础的优先权,其公开全部并入本文。
190.附图标记说明9 金属箔10 电极片材11 第一复合材料层12 第二复合材料层15 涂布区域、形成区域16 区域17 非涂布区域、非形成区域19 边界部22 模具涂布机30 裂纹32 金属异物34 绝缘层100 计算机102 cpu104 内存储器105 存储装置106 i/o107 通信i/f109 总线110 程序120 隔离膜
121 正极电极122 正极活性物质层123 正极集流体层124 边界部125 负极耳126 负极电极127 负极活性物质层128 负极集流体层129 边界部130 正极耳131 正极端子136 负极端子140 可挠性膜150 电池
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

发表评论 共有条评论
用户名: 密码:
验证码: 匿名发表

相关文献