CN104011908B - 电极的制造方法以及非水电解质电池的制造方法 - Google Patents
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Abstract
根据实施方式,提供包括集电体的供给、浆料的涂覆以及浆料的干燥的电极的制造方法。在电极的制造方法中,向具有形成在外周面的多个环状突起部的支撑辊上供给集电体。在集电体的表面中,在除了配置在环状突起部上的部分以外的部分,涂覆包含活性物质的浆料。接下来,使浆料干燥。
Description
技术领域
本发明的实施方式涉及电极的制造方法以及非水电解质电池的制造方法。
背景技术
近年来,作为混合动力电动汽车用的电源、以及使用了阳光、风力等自然能源的发电机用的蓄电装置,非水电解质电池得到了关注。在这些用途中,负载、发电量的时间变化剧烈,所以要求瞬间积蓄或者释放大电流的能力、即大电流特性高的二次电池。
关于这样的大电流特性高的二次电池,为了即使在流过了大电流时也尽可能减少电压的降低,需要尽可能减小电池内部的电阻。为此,已知竭力减小在集电体上涂覆并干燥而形成的电极层的厚度是有效的。
另一方面,关于非水电解质电池用电极的制造方法,一般是以下说明的方法。首先,使包含活性物质的电极材料分散到有机溶剂或者水中而成为浆料状。另外,在圆柱状的支撑辊表面卷绕集电体。从例如模头(die head)等浆料吐出装置吐出浆料,涂覆到支撑辊表面的集电体上。之后,通过使浆料干燥而得到电极。此时,如果所涂覆的电极的厚度变薄,则作为浆料吐出装置的模头的前端和从背侧支撑在支撑辊上的集电体表面的间隔当然变窄窄,有时为几十μm至100μm左右。此时,如果存在浆料中包含的活性物质粒子、其他材料的粒子、或者活性物质粒子以及其他材料凝集了的凝集块的大小超过几十μm至100μm的情况,则这样的粒子或者凝集块无法通过吐出装置的前端与集电体之间而夹在此处。以此为契机,有时集电体破裂而电极变为不良品、或者集电体断裂而不得不停止涂覆装置。特别是,如果集电体断裂而不得已地停止涂覆装置,则在去除断裂了的电极和供给新的集电体的方面需要花费时间,生产性显著降低。
专利文献1:日本特开2002-313327号公报
专利文献2:日本特开平4-061959号公报
专利文献3:日本特开2007-029789号公报
专利文献4:日本特开2003-157835号公报
发明内容
本发明想要解决的课题在于,提供一种能够防止在集电体上涂覆浆料时的集电体的破裂以及断裂的电极的制造方法以及非水电解质电池的制造方法。
根据实施方式,提供一种包括集电体的供给、浆料的涂覆以及浆料的干燥的电极的制造方法。在电极的制造方法中,对具有在外周面形成的多个环状突起部的支撑辊上供给集电体。对集电体的表面,在除了配置在环状突起部上的部分以外的部分,涂覆包含活性物质的浆料。接下来,使浆料干燥。
另外,根据实施方式,提供具备正极、负极以及非水电解质的非水电解质电池的制造方法。通过实施方式的方法制造正极以及所述负极中的至少一方的电极。
附图说明
图1是示出在实施方式中使用的支撑辊的一个例子的立体图。
图2是从端部侧观察了图1的支撑辊的平面图。
图3是示出使用了图1的支撑辊的涂覆工序的概略图。
图4是示出通过图1的支撑辊搬送的集电体的立体图。
图5是示出在单面涂覆了浆料的集电体的立体图。
图6是示出在双面涂覆了浆料的集电体的立体图。
图7是示出通过实施方式的方法制造出的电极的立体图。
图8是示出通过实施方式的方法制造的电池的展开立体图。
图9是在图8所示的电池中使用的电极群的部分展开立体图。
符号说明
1:外装罐;2:盖;3:正极输出端子;4:负极输出端子;5:电极群;6:正极;6a:正极集电片;6b:正极活性物质含有层;7:负极;7a:负极集电片;7b:负极活性物质含有层;8:隔离物;9:安全阀;9a:凹部;9b:槽部;10:注液口;11:正极引线;12:负极引线;21:支撑辊;22:芯棒;23:表层;24:突起部;C:集电体;25:模头;26:存液部;27:模缝;28:浆料吐出口;29:活性物质含有层;30:电极;31:集电片。
具体实施方式
以下,参照附图,说明实施方式。
(第1实施方式)
如图1以及图2所示,支撑辊21具有芯棒22、在芯棒22上形成的表层23、以及在表层23的外周面形成的多个突起部24。突起部24分别以圆环状包覆着表层23的外周面。在突起部24之间设置有间隔W。根据在集电体上涂覆的浆料的宽度来变更间隔W。
如图3所示,从集电体供给装置(未图示)向支撑辊21供给长条状的集电体C。集电体C在向其长度方向(集电体C的搬送方向)X施加有张力的状态下与支撑辊21的突起部24相接。因此,在未设置突起部24的部位,集电体C成为从表层23浮起的状态,在集电体C与表层23之间存在空间。即,集电体C通过多个突起部24支撑,在与位于突起部24之间的表层23之间存在间隙。在集电体C上,在与位于突起部24之间的表层23对应的表面涂覆有浆料。
如图3所示,浆料涂覆装置具备模头25。模头25具有:从浆料供给装置(未图示)接受浆料供给的存液部26、与存液部26连通了的模缝27、以及设置于模缝27的前端的多个浆料吐出口28。浆料吐出口28与支撑辊21的突起部24间的表层23分别对置。浆料吐出口28的数量能够根据在集电体C上涂覆的浆料的列数而变更。浆料吐出口28的数量不限于多个,也可以是一个。
例如,通过使包含活性物质的电极材料分散到有机溶剂或者水中而设为浆料状,调制浆料。活性物质没有特别限定,但例如可以例举出非水电解质电池的正极活性物质或者负极活性物质。
关于集电体C,例如,能够使用由金属或者合金构成的箔状的片。
说明浆料涂覆工序。通过集电体供给装置对支撑辊21上供给长条状的集电体C。关于集电体C,因为在其长度方向(集电体C的搬送方向)X上施加有张力,所以集电体C在与表层23之间存在间隙的状态下与突起部24相接。从浆料供给装置供给到存液部26的浆料在通过了模缝27之后,通过浆料吐出口28供给到集电体C的表面。浆料被供给到与突起部24间的表层23对应的部分的集电体C表面。在浆料吐出口28与集电体C的表面之间存在间隙。根据涂覆到集电体C的浆料的厚度,调整间隙的大小,有时为几十μm至100μm左右。如果使浆料的厚度变薄,则无法通过浆料吐出口28与集电体C的间隙的粒子、凝集块的比例变多,但在集电体C与表层23之间存在间隙,所以集电体C可能追踪粒子或者凝集块而朝向表层23弯曲,能够扩大浆料吐出口28与集电体C的间隙。其结果,粒子或者凝集块通过浆料吐出口28和集电体C的间隙,能够避免粒子以及凝集块滞留于一个部位的情况,所以能够防止集电体破裂或者断裂。由此,能够改善集电体破裂而电极成为不良品、或者集电体断裂而不得不停止涂覆装置的情况。因此,如图4所示,除了集电体C的表面中的、与突起部24对应的部分以外,能够均匀地涂覆浆料S。未涂覆浆料S的部分作为集电片发挥功能。
期望支撑辊21满足下述(1)式。
0.1≤(r-R)≤10 (1)
其中,如图2所示,r是突起部24的外径(mm),R是突起部24的内径(mm)。R等于到支撑辊21的表层23的半径。
通过使(r-R)成为0.1mm以上,能够充分地获得支撑辊21上的集电体C变形的余地,所以能够进一步减少集电体C的破裂以及断裂。(r-R)越大,支撑辊本体的直径相对越细,存在强度不足的危险。通过将(r-R)设为10mm以下,能够使支撑辊本体的强度成为充分的强度。(r-R)的更优选的范围是0.2≤(r-R)≤5。
期望支撑辊21满足下述(2)式。
5≤h≤50 (2)
其中,如图1所示,h是与支撑辊21的旋转轴Y平行的突起部24的宽度(mm)。H是与支撑辊21的旋转轴Y平行的方向的长度(mm)。
通过使h成为5mm以上,能够充分地确保支撑突起部24的集电体的面积,所以能够抑制由于将集电体C按压到突起部24的压力而对突起部24的边缘附近的集电体C附加褶皱、折痕。因此,通过将h设为5mm以上,能够减少制造不良。但是,如果h过大,则可涂覆的电极的宽度变窄,存在涂覆装置的有效宽度变窄而生产效率降低的危险,所以h优选为50mm以下。h的更优选的范围是10≤h≤40。
期望集电体C与支撑辊21的突起部24以满足下述(3)式的方式相接。
0.01≤θ≤0.5 (3)
其中,如图3所示,θ是从支撑辊21的旋转轴Y观察到的端面中的、和集电体C与支撑辊21的突起部24相接的部分的圆弧(以旋转轴Y为中心的)的长度对应的圆周角(弧度)。
通过使θ成为0.01弧度以上,能够使将集电体C向突起部24按压的压力成为充分的压力,所以能够抑制在集电体C上涂覆浆料时集电体C从突起部24浮起的情况。其结果,能够减少涂覆量的不均匀。另外,通过使θ成为0.5弧度以下,能够抑制由于将集电体C按压到突起部24的压力而对突起部24的边缘附近的集电体C附加褶皱、折痕,所以能够减少制造不良。θ的更优选的范围是0.02≤θ≤0.3。
在以上说明了的涂覆工序之后,进行使浆料干燥的工序,从而如图5所示,能够得到在单面形成有多列活性物质含有层29的集电体C。接着,在集电体C的剩余的单面中,在实施了使用支撑辊21的涂覆工序之后,进行使浆料干燥的工序,从而如图6所示,能够得到在双面中形成有多列活性物质含有层29的集电体C。
之后,在为了压缩活性物质含有层29而实施了加压成型之后,沿着集电体C与活性物质含有层29的边界Z裁断,从而得到图7所示的电极30。在所得到的电极30中,除了集电体C的一方的长边以外,形成有活性物质含有层29。未形成活性物质含有层29的长边作为集电片31发挥功能。另外,还能够在进行加压成型之前进行裁断。
另外,浆料涂覆装置不限于具备模头的例子,例如,能够使用涂布辊。
根据以上说明了的第1实施方式,在具有形成在外周面的多个环状突起部的支撑辊上供给集电体,所以能够在位于环状突起部间的外周面与集电体之间设置间隙。接下来,在除了配置在环状突起部上的部分以外的集电体的表面涂覆包含活性物质的浆料,从而因为存在集电体追踪混入浆料中的大的粒子、凝集块的形状而变形的余地,所以能够避免粒子以及凝集块存留于一个部位。因此,不管涂覆到集电体上的浆料厚度如何,集电体都不会破裂或者断裂,而能够制造电极。
另外,如果不使支撑辊与浆料涂覆装置对置,而在浆料涂覆装置的前级配置支撑辊,则变为在无基于支撑辊的支撑的集电体上涂覆浆料,所以在涂覆时,易于在集电体上产生松弛、歪斜,涂覆量的偏差变大。
(第2实施方式)
根据第2实施方式,提供具备正极、负极以及非水电解质的电池的制造方法。通过第1实施方式的方法,制造正极以及负极中的至少一方的电极。说明在正极以及负极的制造中使用的浆料以及集电体。
通过使包含正极活性物质、导电剂以及粘结剂的电极材料在恰当的溶剂中悬浮而调制正极用浆料。作为溶剂,可以例举出例如N-甲基-乙基吡咯烷酮。正极活性物质、导电剂、粘结剂的总量和溶剂的重量比期望是50:50至80:20。
关于正极活性物质能够使用一般的锂迁移金属复合氧化物。例如,是LiCoO2、Li1+a(Mn、Ni、Co)1-aO2(0.0<a<0.2)、Li1+bNi1-cMcO2(0.0<b<0.2、0.0<c<0.4、M是从Co、Al、Fe选择的一种以上)、Li1+dMn2-d-eM’eO4(M’是从Mg、Al、Fe、Co、Ni选择的一种以上)、LiMPO4(M是Fe、Co、Ni)等。
导电剂提高集电性能,能够抑制与集电体的接触电阻。关于导电剂,例如,可以例举出乙炔黑、炭黑、石墨等碳物质。
粘结剂能够使正极活性物质和导电剂粘结。关于粘结剂可以例举出例如聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVdF)、含氟橡胶等。
关于正极活性物质、导电剂以及粘结剂的配合比,正极活性物质优选为80重量%以上95重量%以下的范围,正极导电剂优选为3重量%以上18重量%以下的范围,粘结剂优选为2重量%以上17重量%以下的范围。关于正极导电剂,通过设为3重量%以上而能够发挥上述效果,通过设为18重量%以下,能够降低高温保存下的正极导电剂表面中的非水电解质的分解。关于粘结剂,通过设为2重量%以上而得到充分的电极强度,通过设为17重量%以下,能够减少电极的绝缘体的配合量,减少内部电阻。
正极集电体优选为铝箔或者包含Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu、Si等元素的铝合金箔。
例如,通过使负极活性物质、导电剂以及粘结剂在恰当的溶剂中悬浮而调制负极用浆料。作为溶剂,可以例举出例如N-甲基-乙基吡咯烷酮。负极活性物质、导电剂、粘结剂的总量和溶剂的重量比期望是50:50至80:20。
作为负极活性物质,能够使用例如含钛金属复合氧化物,可以例举出锂钛氧化物、在氧化物合成时不包含锂的钛系氧化物等。
作为锂钛氧化物,可以例举出例如具有尖晶石构造的Li4+xTi5O12(0≤x≤3)、具有斜方锰矿(ramsdellite)构造的Li2+yTi3O7(0≤y≤3)。
作为钛系氧化物,可以例举出含有TiO2、Ti和从由P、V、Sn、Cu、Ni、Co以及Fe构成的群选择的至少一种元素的金属复合氧化物等。TiO2优选为锐钛矿型且热处理温度为300~500℃的低结晶性的例子。作为含有Ti和从由P、V、Sn、Cu、Ni、Co以及Fe构成的群选择的至少一种元素的金属复合氧化物,例如,可以例举出TiO2-P2O5、TiO2-V2O5、TiO2-P2O5-SnO2、TiO2-P2O5-MeO(Me是从由Cu、Ni、Co以及Fe构成的群选择的至少一种元素)等。该金属复合氧化物优选为结晶相和非晶相共存或者以非晶相单独存在的微构造。通过设为这样的微构造,循环性能能够大幅提高。其中,优选为锂钛氧化物、含有Ti和从由P、V、Sn、Cu、Ni、Co以及Fe构成的群选择的至少一种元素的金属复合氧化物。
作为导电剂,可以例举出例如乙炔黑、炭黑、石墨等。
粘结剂能够使负极活性物质和导电剂粘接。关于粘结剂可以例举出例如聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVdF)、含氟橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶等。
关于负极活性物质、负极导电剂以及粘结剂的配合比,负极活性物质优选为70重量%以上96重量%以下的范围,负极导电剂优选为2重量%以上28重量%以下的范围,粘结剂优选为2重量%以上28重量%以下的范围。如果负极导电剂量小于2重量%,则负极层的集电性能降低,非水电解质二次电池的大电流特性降低。另外,如果粘结剂量小于2重量%,则负极层和负极集电体的粘结性降低,循环特性降低。另一方面,根据高容量化的观点,负极导电剂以及粘结剂分别优选为28重量%以下。
关于负极集电体,例如,可以例举出铝箔、铝合金箔、铜箔等。优选的负极集电体是在比1.0V高的电位范围内电气化学性稳定的铝箔或包含Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu、Si等元素的铝合金箔。
图8、图9示出通过第2实施方式的方法制造的非水电解质电池的一个例子。图8所示的电池是密闭型的方型非水电解质电池。非水电解质电池具备外装罐1、盖2、正极输出端子3、负极输出端子4以及电极群5。如图8所示,外装罐1呈有底方筒形状,例如,由铝、铝合金、铁或者不锈钢等金属形成。
如图9所示,扁平型的电极群5是正极6和负极7在之间隔着隔离物8而扁平形状地卷绕得到的。正极6包括例如由金属箔构成的帯状的正极集电体、由正极集电体的集电体露出部构成的正极集电片6a、以及至少形成在除了正极集电片6a的部分以外的正极集电体上的正极活性物质层6b。另一方面,负极7包括例如由金属箔构成的帯状的负极集电体、由负极集电体的集电体露出部构成的负极集电片7a、以及至少形成在除了负极集电片7a的部分以外的负极集电体上的负极活性物质层7b。
以使正极集电片6a在电极群的卷绕轴方向上从隔离物8突出、并且使负极集电片7a在与其相反的方向上从隔离物8突出的方式,使正极6以及负极7的位置偏移地卷绕了这样的正极6、隔离物8以及负极7。通过这样的卷绕,关于电极群5,如图9所示,漩涡状地卷绕了的正极集电片6a从一方的端面突出,并且漩涡状地卷绕了的负极集电片7a从另一方的端面突出。
电解液(未图示)被含浸于电极群5中。通过例如激光将矩形板状的盖2缝焊在外装罐1的开口部。盖2例如由铝、铝合金、铁或者不锈钢等金属形成。盖2和外装罐1期望由相同种类的金属形成。
如图8所示,在盖2的外表面的中央附近设置有安全阀9。安全阀9具有设置在盖2的外表面的矩形形状的凹部9a、和设置在凹部9a内的X字状的槽部9b。槽部9b是通过例如在板厚方向上对盖2进行加压成型而形成的。注液口10在盖2上开口,在电解液的注液后被密封。
在盖2的外表面,在将安全阀9夹在中间的两侧,隔着绝缘垫片(未图示)而铆接固定有正负极输出端子3、4。在关于负极活性物质使用炭素系材料的锂离子二次电池的情况下,关于正极输出端子3,例如,使用铝或者铝合金,关于负极输出端子4,例如,使用铜、镍、镍镀覆后的铁等金属。另外,在关于负极活性物质使用钛酸锂的情况下,除了上述以外,也可以关于负极输出端子4而使用铝或者铝合金。
正极引线11的一端通过铆接固定或者焊接而与正极输出端子3电连接,并且另一端与正极集电片6a电连接。负极引线12的一端通过铆接固定或者焊接与负极输出端子4电连接,并且另一端与负极集电片7a电连接。将正负极引线11、12电连接到正负极集电片6a、7a的方法没有特别限定,但可以例举出例如超声波焊接、激光焊接等焊接。
这样,正极输出端子3和正极集电片6a经由正极引线11电连接,负极输出端子4和负极集电片7a经由负极引线12电连接,从而从正负极输出端子3、4取出电流。
正负极引线11、12的材质没有特别指定,但期望为与正负极输出端子3、4相同的材质。例如,在输出端子的材质是铝或者铝合金的情况下,优选引线的材质为铝、铝合金。另外,在输出端子是铜的情况下,期望引线的材质为铜等。
此处,说明隔离物以及非水电解质。
(隔离物)
作为隔离物,例如,可以例举出包含聚乙烯、聚丙烯、纤维素、或者聚偏氟乙烯(PVdF)的多孔质膜、合成树脂制无纺布等。其中,由聚乙烯或者聚丙烯构成的多孔质膜能够在一定温度下熔融而切断电流,根据安全性提高的观点是优选的。另外,其中,关于由纤维素构成的多孔质膜,因为与相同的厚度的其他材质的隔离物相比空隙率能够包含更多的电解质,所以能够相对地提高电解质中的Li离子传导度,在需要流过大电流的高输出型的非水电解质电池中是最优选的。
(非水电解质)
作为非水电解质,可以例举出通过在有机溶剂中溶解电解质调制的液状非水电解质、对液状电解质和高分子材料进行复合化而得到的凝胶状非水电解质等。
液状非水电解质是通过以0.5mol/l以上2.5mol/l以下的浓度在有机溶剂中溶解电解质而调制的。
作为电解质,例如,可以例举出高氯酸锂(LiClO4)、六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、六氟化锂砷(LiAsF6)、三氟乙酸锂元(LiCF3SO3)、双三氟甲磺酰亚胺锂[LiN(CF3SO2)2]等锂盐、或者它们的混合物。优选在高电位下也不易氧化的例子,LiPF6最优选。
作为有机溶剂,例如,可以例举出碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸亚乙烯酯等环状碳酸酯、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(MEC)等链状碳酸酯、四氢呋喃(THF)、2-甲基四氢呋喃(2MeTHF)、二氧戊环(DOX)等环状醚、二甲氧基乙烷(DME)、二乙氧基乙烷(DEE)等链状醚类、γ-丁内酯(GBL)、乙腈(AN)、环丁砜(SL)等单独或者混合溶剂。
作为高分子材料,例如,可以例举出聚偏氟乙烯(PVdF)、聚丙烯腈(PAN)、聚氧化乙烯(PEO)等。
另外,作为非水电解质,也可以使用含有锂离子的常温熔融盐(离子性融体)、高分子固体电解质、无机固体电解质等。
常温熔融盐(离子性融体)是指,在由有机物阳离子和阴离子的组合构成的有机盐内,在常温(15℃~25℃)下作为液体存在的化合物。作为常温熔融盐,可以例举出以单体作为液体存在的常温熔融盐、通过与电解质混合而成为液体的常温熔融盐、通过在有机溶剂中溶解而成为液体的常温熔融盐等。另外,一般,在非水电解质电池中使用的常温熔融盐的融点是25℃以下。另外,有机物阳离子一般具有4级氨骨格。
将电解质溶解到高分子材料中并固体化而调制高分子固体电解质。
无机固体电解质是具有锂离子传导性的固体物质。
在图8以及图9中,说明了关于电池的外装部件使用了外装罐的例子,但能够用作外装部件的不限于外装罐,例如,能够使用层压膜制容器。层压膜是由金属层和包覆金属层的树脂层构成的多层膜。为了轻量化,金属层优选为铝箔或者铝合金箔。树脂层用于加强金属层,能够使用聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、尼龙、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等高分子。层压膜通过利用热熔接进行密封而成型。
电池的形状不限于图8以及图9所示的方型电池,例如,可以例举出扁平型、圆筒型、钱币型、按钮型、片型、层叠型等。另外,当然,除了载置在便携用电子机器等的小型电池以外,在载置于二轮至四轮的汽车等的大型电池中,也能够应用实施方式的电池。
根据以上说明的第2实施方式,通过第1实施方式的方法制造正极或者负极,所以不管涂覆到集电体上的浆料厚度如何,都不会使集电体破裂或者断裂,而能够制造正极或者负极。
实施例
以下,说明实施例,但只要不超过实施方式的主旨,实施方式不限于以下揭示的实施例。
(实施例1)
使正极活性物质LiCoO2、作为的正极导电剂的乙炔黑和石墨、作为粘结剂的聚偏氟乙烯(PVdF)分散到N-甲基-乙基吡咯烷酮中而制作出正极浆料。在向100μm和150μm的筛口的筛子提供了该浆料时,包含有100~150μm的粒子或者凝集体。
关于还作为涂覆浆料的支撑体的正极集电体而使用了厚度12μm、宽度600mm的铝箔。
关于支撑辊使用了具有芯棒、包覆芯棒的金属制表层、以及形成在表层的外周面的环状突起部的辊。到表层的直径是200mm(R是100mm),长度H是800mm。突起部设置了4个。各突起部的宽度h是20mm,各突起部的外径r是100.25mm。突起部的彼此的间隔全部设为150mm的等间隔。因此,(r-R)的值是0.25mm。
以使圆周角θ为0.2弧度的方式,向支撑辊上供给了集电体。另外,以与支撑辊的4个突起部全部相接的方式,使集电体在支撑辊上行走。
使用模头涂覆了浆料。在涂覆浆料之前测量模头和集电体的间隔时,为90μm。在集电体的表面中的、不与突起部重叠的部分即与位于突起部间的3个部位的表层重叠的部分,使用模头分别以宽度145mm涂覆了浆料。涂覆了的浆料的干燥前的厚度是60μm。
虽然进行了2000m的涂覆,但未发生浆料中包含的100~150μm的粒子或者凝集体夹在模头的浆料吐出口与集电体之间而使集电体破裂或者断裂的情况。
(实施例2~7)
除了如下述表1所示地变更(r-R)、h以及θ的值以外,与实施例相同地进行了2000m的涂覆。下述表1示出发生了集电体的破裂或者断裂的不良现象的次数。
(比较例)
除了使用了无突起部的直径200mm(R是100mm)的圆柱状的支撑辊以外,与实施例相同地进行了2000m的涂覆。
此时,浆料中包含的100~150μm的粒子或者凝集体夹在模头的浆料吐出口与集电体之间而使集电体断裂的情况发生了3次。每当此时,使涂覆停止,并实施恢复作业。在恢复作业中,首先进行由于断裂而附着了干燥前的浆料的支撑辊、干燥炉内部的支持辊的擦除清扫、断裂了的集电体的去除。之后,将集电体接合。在该作业的期间,为了作业员实施的干燥炉内部的清扫、集电体的再供给,需要使炉的温度降低至对作业安全的温度。在这样的炉的冷却和再加热中也需要相当的时间。
表1
根据表1可知,根据实施例1~7的方法,能够减少涂覆中的集电体的破裂以及断裂。相对于此,根据使用了无突起部的支撑辊的比较例,涂覆中的集电体的破裂以及断裂比实施例1~7增加了。
根据以上说明的至少一个实施方式的电极的制造方法,向具有形成在外周面的多个环状突起部的支撑辊上供给集电体,在除了配置在环状突起部上的部分以外的集电体的表面涂覆包含活性物质的浆料,所以不管涂覆到集电体上的浆料厚度如何,都不会使集电体破裂或者断裂,而能够制造电极。
虽然说明了本发明的几个实施方式,但这些实施方式仅为例示,并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够通过其他各种方式实施,能够在不脱离发明的要旨的范围内,能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围、要旨内,并且包含于权利要求书记载的发明和其均等范围内。
Claims (3)
1.一种电极的制造方法,其特征在于,具备:
对具有形成在外周面的多个环状突起部的支撑辊上供给集电体,对所述集电体的表面,在除了配置在所述环状突起部上的部分以外的部分,涂覆包含活性物质的浆料的工序;以及
使所述浆料干燥的工序,
所述支撑辊满足下述(1)式,
0.1≤(r-R)≤10 (1)
其中,r是所述环状突起部的外径,R是所述环状突起部的内径,所述r以及所述R的单位为mm,
所述集电体与所述支撑辊的所述环状突起部以满足下述(3)式的方式相接,
0.01≤θ≤0.5 (3)
其中,θ是和所述集电体与所述支撑辊的所述环状突起部相接的部分的圆弧的长度对应的圆周角,单位为弧度。
2.根据权利要求1所述的电极的制造方法,其特征在于,
所述支撑辊满足下述(2)式,
5≤h≤50 (2)
其中,h是所述环状突起部的宽度,单位为mm。
3.一种非水电解质电池的制造方法,该非水电解质电池具备正极、负极以及非水电解质,该非水电解质电池的制造方法的特征在于,
通过权利要求1~2中的任意一项所述的方法来制造所述正极以及所述负极中的至少一方的电极。
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Citations (1)
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JP2006175415A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Sony Corp | ダイヘッド、塗布装置および電池電極製造方法 |
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JP2010225467A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Toyota Motor Corp | 帯状体の乾燥装置 |
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