CN101546827B - 电极制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电极制造方法,可以提高具备开孔集电体的电极的生产率。在集电体材料(30)的一侧面的整个表面上形成阻蚀层(31),在集电体材料的另一侧面上形成规定图案的阻蚀层(32)。通过蚀刻处理在该集电体材料上形成通孔(20a、23a)。将电极浆料涂敷在形成有通孔(20a、23a)的集电体材料上,而并不除去阻蚀层(31、32)。即,因为通孔(20a、23a)由阻蚀层(31)闭塞,所以电极浆料不会通过通孔(20a、23a)漏出。由此可以沿水平方向输送集电体材料,可以提高电极的生产率。另外,阻蚀层(31、32)由PVdF构成,在使PVdF熔化的加热干燥工序中除去阻蚀层(31、32)。
Description
技术领域
本发明涉及一种具备开孔集电体的电极的制造方法。
背景技术
在电动车或混合动力车辆等上,搭载有锂离子电池或锂离子电容器等蓄电装置。制造用于安装在蓄电装置中的电极时,通常是在金属箔等集电体材料上涂敷含有活性物质的电极浆料。然后,通过一边将集电体材料沿水平方向输送一边通过干燥炉,由此使电极浆料干燥而形成电极复合层。
另外,为了提高蓄电装置的能量密度,提出了使金属锂箔和负极电化学接触的蓄电装置。在该蓄电装置中,可以向负极预掺杂锂离子。由此,可以降低负极电位并且提高负极的静电容量,可以提高蓄电装置的能量密度。另外,为了向层叠的多个负极均匀地掺杂锂离子,在各电极的集电体上形成有用于使锂离子通过的通孔(例如,参照专利文献1)。
但是,在具有通孔的集电体材料上涂敷电极浆料时,电极浆料可能会通过通孔而漏至集电体材料的背面侧。这样,电极浆料漏至集电体材料的背面侧会造成电极浆料附着在对集电体材料进行支撑的引导辊上。在这里,提出了一边沿垂直方向将集电体材料提起一边涂敷电极浆料的制造方法。根据该制造方法,在提起集电体材料的过程中不需要引导辊,从而可以防止电极浆料附着在引导辊上。另外,还提出了一种蓄电装置,其通过在集电体上形成较小的通孔而防止电极浆料漏至集电体材料的背面侧(例如,参照专利文献2)。
专利文献1:特许第3485935号公报
专利文献2:特开2007-141897号公报
发明内容
但是,沿垂直方向提起集电体材料会导致输送速度降低,存在电极的生产率降低的问题。即,需要沿垂直方向提起集电体材料直到涂敷在集电体材料上的电极浆料干燥。但是,集电体材料可能会由于自重而断裂,因此需要对集电体材料的提起高度进行限制。伴随该提起高度的限制,对电极浆料进行干燥的干燥炉的高度尺寸也受到限制。为了用这种矮的干燥炉对电极浆料进行干燥,需要降低集电体材料的输送速度。这样,沿垂直方向提起集电体材料则成为导致电极的生产率降低并且导致制造成本升高的主要原因。
另外,在集电体材料上形成较小的通孔,使电极浆料不会漏至集电体材料的背面侧的情况下,可以一边将集电体材料进行水平输送一边涂敷电极浆料。但是,与没有通孔的集电体材料相比,具有通孔的集电体材料的强度较低,具有通孔的集电体的输送速度存在降低的倾向。这样,即使通过缩小通孔直径而可以进行水平输送,但与没有通孔的集电体材料相比,仍然难以提高电极的生产率。另外,因为集电体的通孔变小,所以在向负极中掺杂锂离子时,锂离子的移动速度降低。这种移动速度的降低则导致负极的锂离子的掺杂作业时间增加。这种掺杂作业时间的增加,成为导致蓄电装置的生产率降低,并导致蓄电装置制造成本上升的主要原因。
此外,作为在集电体材料上加工通孔的方法,具有冲裁等机械加工和蚀刻等化学处理的方法,从获得的质量的角度出发,优选进行蚀刻。但是,进行蚀刻时,需要在集电体材料上形成规定图案的阻蚀层。另外,通过蚀刻形成通孔后,需要从集电体材料上除去阻蚀层。这样,为了进行蚀刻,需要很多工序,成为导致集电体的生产率降低,并导致电极的生产率降低的主要原因。
本发明的目的是提高具备开孔集电体的电极的生产率。
本发明的电极制造方法用于制造具备开孔集电体的电极,其特征在于,具有:保护层形成工序,在集电体材料的一侧面上形成覆盖至整个表面的保护层,并且在所述集电体材料的另一侧面上形成规定图案的保护层;蚀刻工序,在所述集电体材料的形成有所述规定图案的保护层的那一侧表面上进行蚀刻处理,在所述集电体材料上形成通孔;复合层形成工序,在具有所述保护层和所述通孔的所述集电体材料上涂敷电极浆料,形成电极复合层;以及保护层除去工序,从具有所述电极复合层的所述集电体材料上除去所述保护层。
本发明的电极制造方法,其特征在于,在所述保护层除去工序中,通过加热处理除去所述保护层。
本发明的电极制造方法,其特征在于,在所述保护层除去工序中,所述保护层被所述电极复合层吸收。
本发明的电极制造方法,其特征在于,所述保护层中使用与所述电极复合层中含有的粘结剂相同的材料。
本发明的电极制造方法,其特征在于,所述保护层中含有聚偏氟乙烯。
发明的效果
在本发明中,在具有保护层的集电体材料上涂敷电极浆料。由此,可以防止所涂敷的电极浆料从通孔漏出。从而,可以将涂敷有电极浆料的集电体材料沿水平方向进行输送,可以提高电极的生产率。
附图说明
图1是表示蓄电装置的斜视图。
图2是沿图1的A-A线的剖面图,概略地示出蓄电装置的内部构造。
图3是局部放大地示出蓄电装置的内部构造的剖面图。
图4是表示本发明一个实施方式的电极制造方法的流程图。
图5是表示各制造工序中的电极状态的概略图。
图6是表示各制造工序中的电极状态的概略图。
图7是表示涂敷干燥装置的一个例子的概略图。
具体实施方式
图1是表示蓄电装置10的斜视图。图2是沿图1的A-A线的剖面图,概略地示出蓄电装置10的内部构造。如图1和图2所示,将电极层叠单元12收容在作为封装容器的层压薄膜11内。该电极层叠单元12由交替层叠的正极(电极)13和负极(电极)14构成。在正极13和负极14间设置隔板15。另外,在电极层叠单元12的最外部,与负极14相对地配置锂电极16。在负极14和锂电极16之间设置隔板15。由上述电极层叠单元12和锂电极16构成三极层叠单元17。此外,向层压薄膜11内注入电解液。该电解液由含有锂盐的非质子性有机溶剂构成。
图3是局部放大地示出蓄电装置10的内部构造的剖面图。如图3所示,正极13具备设有大量通孔20a的正极集电体(开孔集电体)20。在该正极集电体20上涂敷有正极复合层(电极复合层)21。另外,正极集电体20上设有以凸出状延伸的端子焊接部20b。多个端子焊接部20b以重叠的状态相互接合。此外,相互接合的端子焊接部20b与正极端子22接合。同样地,负极14具备设有大量通孔23a的负极集电体(开孔集电体)23。在该负极集电体23上涂敷有负极复合层(电极复合层)24。另外,负极集电体23上设有以凸出状延伸的端子焊接部23b。多个端子焊接部23b以重叠状态相互接合。此外,相互接合的端子焊接部23b与负极端子25接合。
在正极复合层21中,作为正极活性物质而含有活性碳。该活性碳可以使锂离子及阴离子可逆地进行掺杂·脱附。另外,在负极复合层24中,作为负极活性物质而含有多并苯类有机半导体(PAS)。该PAS可以使锂离子可逆地进行掺杂·脱附。这样,通过采用活性碳作为正极活性物质,采用PAS作为负极活性物质,使图示的蓄电装置10作为锂离子电容器而起作用。此外,在本说明书中,掺杂(嵌入)是指吸收、承载、吸附、插入等。即,所谓嵌入是指锂离子等进入正极活性物质及负极活性物质的状态。另外,脱附(脱嵌)是指放出、脱离等。即,所谓脱嵌是指锂离子等离开正极活性物质及负极活性物质的状态。
如上所述,在蓄电装置10内安装有锂电极16。该锂电极16具有与负极集电体23接合的锂电极集电体26。此外,在该锂电极集电体26上压接有作为离子供给源的金属锂箔27。从而,成为经由锂电极集电体26及负极集电体23使金属锂箔27和负极复合层24连接的状态。由此,具有使负极14和锂电极16电气连接的构造。因此,通过向层压薄膜11内注入电解液,从锂电极16向负极14嵌入(以下,称为预嵌入)锂离子。
这样,通过向负极中预嵌入锂离子,可以降低负极电位。由此可以提高蓄电装置10的电池电压。另外,通过降低负极电位可以使正极13深度放电,可以提高蓄电装置10的电池容量(放电容量)。此外,通过向负极14预嵌入锂离子可以提高负极14的静电容量。由此,可以提高蓄电装置10的静电容量。这样,可以提高蓄电装置10的电池电压、电池容量、静电容量,因此可以提高蓄电装置10的能量密度。此外,从实现蓄电装置10的高容量化的角度出发,优选将金属锂箔27的量设定为使正极13和负极14短路后的正极电位小于或等于2.0V(相对于Li/Li+)。
另外,在正极集电体20和负极集电体23上形成有通孔20a、23a。因此,从锂电极16放出的锂离子可以在层叠方向上移动。由此,可以对层叠的所有负极14顺利地预嵌入锂离子。
下面,对正极13和负极14的制造方法进行说明。以下,在对制造方法的说明中,将正极13和负极14记载为电极,对正极13的制造方法和负极14的制造方法集中进行说明。此外,在以下制造方法的说明中,将正极复合层21和负极复合层24记载为电极复合层。图4是表示本发明一个实施方式的电极制造方法的流程图。另外,图5和图6是表示各制造工序中的电极状态的概略图。
如图4所示,在步骤S101中进行整面涂敷工序(保护层形成工序),在集电体材料30上形成作为保护层的阻蚀层31。在该整面涂敷工序中,如图5(A)所示,准备由金属箔形成的长条状集电体材料30。然后,在集电体材料30的一侧面30a的整个表面上涂敷阻蚀墨水。通过使该阻蚀墨水干燥而在集电体材料30的一侧面30a上形成覆盖至整个表面的阻蚀层31。接下来,在步骤S102中进行图案涂敷工序(保护层形成工序),在集电体材料30上形成作为保护层的阻蚀层32。在该图案涂敷工序中,如图5(B)所示,在集电体材料30的另一侧面30b上以规定的图案涂敷阻蚀墨水。通过使该阻蚀墨水干燥,从而在集电体材料30的另一侧面30b上形成与通孔20a、23a对应的规定图案的阻蚀层32。
在所述整面涂敷工序和图案涂敷工序中,可以通过凹版印刷或丝网印刷等来涂敷阻蚀墨水。另外,通过后述的后续工序除去阻蚀墨水,但在该后续工序中,虽然可以从集电体表面除去大部分阻蚀墨水,但阻蚀墨水会移动并残留在电极内部。因此,阻蚀墨水必须不会损害蓄电装置的特性。例如,使用在N-甲基-2-吡咯烷酮中溶解有聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVdF)的PVdF溶液。利用该PVdF得到的阻蚀层31、32对后述的蚀刻液和蓄电装置中使用的电解液具有耐受性。另外,在制造正极13时,例如使用铝箔作为集电体材料30。另一方面,在制造负极14时,例如使用铜箔作为集电体材料30。
如图4所示,在接下来的步骤S103中进行蚀刻工序,在集电体材料30上形成通孔20a、23a。在该蚀刻工序中,如图5(C)所示,将阻蚀层31、32用作掩模,对集电体材料30进行蚀刻处理。从而,从一面侧在集电体材料30上形成大量通孔20a、23a。该蚀刻处理使用的蚀刻液,可以根据集电体材料30的材质适当进行选择。如上所述,在使用铝箔或铜箔作为集电体材料30的情况下,可以使用盐酸或氯化亚铁水溶液作为蚀刻液。此外,由于是从一面侧在集电体材料30上形成通孔20a、23a,因此不需要如从两面进行蚀刻处理的情况那样,使集电体材料30上以规定图案形成的阻蚀层32进行高精度的定位。这样,可以使正极集电体20和负极集电体23的制造成本降低。
如图4所示,在接下来的步骤S104中进行第1浆料涂敷工序(复合层形成工序),在具有通孔20a、23a的集电体材料30上形成第1电极复合层33。在该第1浆料涂敷工序中,如图6(A)所示,在残留于集电体材料30上的阻蚀层32上涂敷电极浆料。此外,也可以以使电极浆料填充在通孔20a、23a内部的方式进行涂敷。然后,通过使电极浆料干燥,从而在阻蚀层32上形成电极复合层33。在这里,图7是表示涂敷干燥装置100一个例子的概略图。如图7所示,从辊轮101输送出的具有阻蚀层31、32的集电体材料30,被导入至金属型涂料机(die coater)等涂敷部102。由该涂敷部102将电极浆料涂敷在集电体材料30上。然后,为了使所涂敷的电极浆料干燥,将集电体材料30一边沿水平方向进行输送一边通过干燥炉103。
如上所述,在蚀刻工序后向集电体材料30上涂敷电极浆料,而并不除去阻蚀层31、32。即,进行电极浆料涂敷的集电体材料30,成为通孔20a、23a由阻蚀层31闭塞的状态。因此,即使在向集电体材料30上涂敷了电极浆料的情况下,电极浆料也不会通过通孔20a、23a而漏至集电体材料30的背面侧。因此,可以沿水平方向输送集电体材料30而不会使电极浆料附着在涂敷干燥装置100的引导辊104等上。由此,与沿垂直方向提起集电体材料30的涂敷方法相比,可以将干燥炉103设定得较长。由此,可以提高集电体材料30的输送速度,从而可以提高电极的生产率。
此外,具有通孔20a、23a的集电体材料30,与没有通孔的集电体材料相比强度降低。因此,难以提高具有通孔20a、23a的集电体材料30的输送速度。对此,通过在集电体材料30上残留阻蚀层31、32,可以提高浆料涂敷时集电体材料30的拉伸强度。由此,可以提高集电体材料30的输送速度,可以提高电极的生产率。
接下来,如图4所示,在步骤S105中进行第2浆料涂敷工序(复合层形成工序),在集电体材料30上形成第2电极复合层34。在该第2浆料涂敷工序中,如图6(B)所示,在残留于集电体材料30上的阻蚀层31上涂敷电极浆料,然后,通过使电极浆料干燥,在阻蚀层31上形成电极复合层。在该第2浆料涂敷工序中,处于在集电体材料30上形成有将通孔20a、23a闭塞的阻蚀层31和电极复合层33的状态。因此,电极浆料不会通过通孔20a、23a漏至集电体材料30的背面侧。由此,可以一边沿水平方向输送集电体材料30一边高效率地形成电极复合层34。
如图4所示,在接下来的步骤S106中进行加热干燥工序(保护层除去工序),一边加热一边使形成有电极复合层33、34的集电体材料30干燥。在该加热干燥工序中,如图6(C)所示,将具有电极复合层的集电体材料30以规定时间(例如12小时)在规定温度(例如150~200℃)下进行加热处理。由此除去电极复合层33、34中残留的水分,同时使阻蚀层31、32中含有的PVdF熔化或分解。然后,熔化的PVdF被电极复合层33、34吸收,从而从集电体材料30上除去阻蚀层31、32。此外,电极复合层33、34的干燥工序和阻蚀层31、32的除去工序也可以分别在不同的工序中进行。这样,通过对形成有电极复合层33、34的集电体材料30,以大于或等于PVdF熔化的温度(150℃)进行热处理,可以除去阻蚀层31、32而实现电极的低电阻化。另外,也可以通过以大于或等于使PVdF分解的恰当温度进行热处理而除去阻蚀层31、32。此外,构成阻蚀层31、32的PVdF是作为粘结剂而包含在电极浆料中的材料。因此,可以使PVdF渗入电极复合层33、34中,从而除去阻蚀层31、32。此外,在加热干燥工序中,为了防止集电体材料30及电极复合层33、34的氧化,优选在真空气氛下或者惰性气体气氛下进行加热处理。
在以上的说明中,在集电体材料30上涂敷电极浆料,该集电体材料上形成有将通孔20a、23a闭塞的阻蚀层31。由此,可以防止所涂敷的电极浆料从通孔20a、23a漏出。由此,可以将涂敷有电极浆料的集电体材料30沿水平方向输送,可以提高电极的生产率。另外,通过设置阻蚀层31、32可以提高集电体材料30的拉伸强度。由此,可以提高浆料涂敷时集电体材料30的输送速度,可以提高电极的生产率。此外,可以防止电极浆料的漏出,因此可以较大地形成通孔20a、23a。由此,不会降低锂离子的预嵌入速度,可以提高蓄电装置10的生产率。
另外,通过加热干燥工序除去阻蚀层31、32,因此可以降低电极的电阻。由此,可以提高安装有该电极的蓄电装置10的性能。此外,在除去水分而完成电极复合层33、34的加热干燥工序中,将阻蚀层31、32一起熔化并除去,因此无需增加成本,就可以除去阻蚀层31、32。
此外,在上述说明中,通过将干燥炉103的温度设定为大于或等于PVdF的熔化温度,在涂敷了电极浆料后立即除去阻蚀层31、32。在这种情况下,为了防止随着温度上升导致集电体材料30的断裂及电极复合层33、34的品质降低,对输送速度等各种条件进行设定是很重要的。另外,并不限于上述工序,也可以在通过涂敷干燥装置100的干燥炉103进行的干燥工序之外,另外设置单独的加热干燥工序。
另外,在加热干燥工序中,由于将集电体材料30和电极复合层33、34之间的阻蚀层31、32除去,所以根据条件的不同可能会在集电体材料30和电极复合层33、34之间产生间隙。在这种情况下,优选在加热干燥工序后对电极进行冲压加工。此外,在上述说明中,是对具有电极复合层33、34的长条状集电体材料30进行加热干燥工序,但并不限定于此。例如,也可以将具有电极复合层33、34的集电体材料30以规定尺寸切断后,对该切断后的集电体材料30进行加热干燥工序。
以下,对所述蓄电装置的构成要素按如下顺序进行详细说明。[A]正极、[B]负极、[C]正极集电体及负极集电体、[D]锂电极、[E]隔板、[F]电解液、[G]封装容器。
[A]正极
正极具有正极集电体和涂敷在其上的正极复合层。在蓄电装置作为锂离子电容器起作用的情况下,作为正极复合层中含有的正极活性物质,只要是可以使锂离子和/或阴离子可逆地嵌入·脱嵌的物质即可使用。即,只要是至少可以使锂离子和阴离子中的一种可逆地嵌入·脱嵌的物质即可,不特别限定。例如可以使用活性碳、过渡金属氧化物、导电性高分子、多并苯类物质等。
例如,活性碳优选由经过碱性活化处理、且比表面积大于或等于600m2/g的活性碳颗粒形成。作为活性碳的原料,使用酚醛树脂、石油沥青、石油焦炭、椰炭、煤炭类焦炭等。酚醛树脂及煤炭类焦炭可以提高比表面积,因而优选。在上述活性碳的碱性活化处理中使用的碱性活化剂,优选锂、钠、钾等金属离子的盐类或氢氧化物。其中,优选氢氧化钾。碱性活化的方法可以举出,例如,通过将碳化物和活性剂混合后,在惰性气体的气流中加热而进行活化的方法。另外,举出通过使活性碳原材料预先承载活性剂后加热而进行碳化以及活化工序的方法。另外,还可以举出将碳化物用水蒸气等的气体活化法活化后,利用碱性活化剂进行表面处理的方法。将经过这样的碱性活化处理后的活性碳,使用球磨机等已知的粉碎机进行粉碎。作为活性碳的粒度,可以使用通常使用的较宽范围内的粒度。例如,D50大于或等于2μm,优选2~50μm,特别优选2~20μm。另外,优选平均细孔直径小于或等于10nm,比表面积为600~3000m2/g的活性碳。其中,优选大于或等于800m2/g,特别优选1300~2500m2/g。
另外,在蓄电装置作为锂离子电池起作用的情况下,作为正极复合层中含有的正极活性物质,可以采用聚苯胺等导电性高分子,以及可以使锂离子可逆地嵌入·脱嵌的物质。例如,可以使用五氧化二钒(V2O5)或钴酸锂(LiCoO2)作为正极活性物质。此外,还可以使用LixCoO2、LixNiO2、LixMnO2、LixFeO2等以LixMyOz(x、y、z为正数,M为金属,也可以是大于或等于2种金属)这一通式表示的含锂的金属氧化物,或者也可以使用钴、锰、钒、钛、镍等过渡金属的氧化物或者钴、锰、钒、钛、镍等过渡金属的硫化物。特别地,在需要高电压的情况下,优选使用相对于金属锂的电位大于或等于4V的含锂的氧化物。特别优选例如含锂的钴氧化物、含锂的镍氧化物、或者含锂的钴-镍复合氧化物。
所述活性碳等正极活性物质形成为粉末状、颗粒状、短纤维状等。将该正极活性物质与粘结剂混合后形成电极浆料。接下来,通过将含有正极活性物质的电极浆料涂敷在正极集电体上并干燥,从而在正极集电体上形成正极复合层。此外,作为与正极活性物质混合的粘结剂,可以使用例如SBR等橡胶类粘结剂,聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等含氟类树脂,聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯酸酯等热塑性树脂。另外,正极复合层中还可以适当添加乙炔黑、石墨、金属粉末等导电性材料。
[B]负极
负极具有负极集电体和涂敷在其上的负极复合层。作为负极复合层中含有的负极活性物质,只要可以使锂离子可逆地嵌入·脱嵌即可,不特别限定。例如可以使用石墨(graphite)、难石墨化碳(hardcarbon)、多并苯类物质等各种碳材料,以及锡的氧化物、硅的氧化物等。由于石墨及难石墨化碳可以实现高容量化,所以优选作为负极活性物质。另外,由于作为芳香族缩聚物的热处理物的多并苯类有机半导体(PAS)可以实现高容量化,所以优选作为负极活性物质。该PAS具有多并苯类骨骼构造。优选该PAS的氢原子/碳原子的原子数比(H/C)落入大于或等于0.05而小于或等于0.50的范围内。由于在PAS的H/C大于0.50的情况下,芳香族类多环构造不能充分形成,所以不能使锂离子顺利地嵌入·脱嵌,有可能会使蓄电装置的充放电效率降低。在PAS的H/C小于0.05的情况下,可能导致蓄电装置的容量降低。
所述PAS等负极活性物质形成为粉末状、粒状、短纤维状等。将该负极活性物质与粘结剂混合后形成浆料。然后,通过将含有负极活性物质的电极浆料涂敷在负极集电体上并干燥,从而在负极集电体上形成负极复合层。此外,作为与负极活性物质混合的粘结剂,可以使用例如聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等含氟类树脂,聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯酸酯等热塑性树脂,以及丁苯橡胶(SBR)等橡胶类粘结剂。其中优选使用氟类粘结剂。作为该氟类粘结剂,例如可以举出聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-3氟化乙烯共聚物、乙烯-4氟化乙烯共聚物、丙稀-4氟化乙烯共聚物等。另外,负极复合层中还可以适当添加乙炔黑、石墨、金属粉末等导电性材料。
[C]正极集电体及负极集电体
作为正极集电体及负极集电体的材料,可以使用通常针对电池或电容器提出的各种材料。例如,作为正极集电体的材料,可以使用铝、不锈钢等。作为负极集电体的材料,可以使用不锈钢、铜、镍等。另外,所述正极集电体和负极集电体上形成的通孔的开口率并不特别限定,但优选40~60%。此外,对于通孔的大小及个数等也不特别限定,只要不阻碍锂离子的移动即可。另外,作为在正极集电体和负极集电体上形成的通孔的形状,可以是圆形、椭圆形、矩形、菱形、槽形等任何一种形状。
[D]锂电极
作为锂电极集电体的材料,可以使用通常针对电池或电容器的集电体提出的各种材料。作为上述材料,可以使用不锈钢、铜、镍等。另外,作为锂电极集电体,还可以使用膨胀金属、冲压金属、蚀刻箔、网、发泡体等具有贯穿其正反表面的通孔的材料。另外,取代粘贴在锂电极集电体上的金属锂箔,也可以使用能放出锂离子的锂-铝合金等。
[E]隔板
作为隔板,可以使用相对于电解液、正极活性物质、负极活性物质等具有耐久性,并且具有连通气孔而无导电性的多孔体等。通常,使用由纸(纤维素)、玻璃纤维、聚乙烯或聚丙烯等制成的布、无纺布或多孔体。隔板的厚度可以考虑电解液的保持量及隔板强度等进行适当设定。此外,优选隔板的厚度较薄,以减小蓄电装置的内部电阻。
[F]电解液
作为电解液,从即使在高电压下也不会引起电解这一点,锂离子能够稳定存在这一点来说,优选使用含有锂盐的非质子性有机溶剂。作为非质子性有机溶剂,例如,可以举出由碳酸乙二酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、γ-丁内酯、乙腈、二甲氧乙烷、四氢呋喃、二氧戊环、二氯甲烷、环丁砜等单独或混合而形成的溶剂。另外,作为锂盐可以举出,例如LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiPF6、LiN(C2F5SO2)2等。另外,为了减少由于电解液造成的内部电阻,优选电解液中的电解质浓度至少大于或等于0.1mol/L。特别优选落在0.5~1.5mol/L范围内。
另外,也可以使用离子性液体(离子液体)代替有机溶剂。对于离子性液体,提出了各种阳离子种和阴离子种的组合。作为阳离子种可以举出,例如N-甲基-N-丙基哌啶(PP13)、1-乙基-3-甲基咪唑(EMI)、二甲基-2-甲氧乙基铵(DEME)等。另外,作为阴离子种可以举出二(氟磺酰)亚胺(FSI)、二(三氟甲基磺酰)亚胺(TFSI)、PF6 -、BF4 -等。
[G]封装容器
作为封装容器,可以使用通常在电池中使用的各种材质。例如也可以使用铁及铝等金属材料。另外,还可以使用树脂等薄膜材料。另外,对于封装容器的形状也不特别限定。可以根据用途适当选择圆筒型或方型等。从蓄电装置的小型化及轻量化的角度出发,优选使用由铝层压薄膜制成的薄膜型封装容器。通常,使用3层层压薄膜,其外侧具有尼龙薄膜,中心具有铝箔,内侧具有改性聚丙烯等粘结层。
本发明不限于上述实施方式,可以在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。例如,通过本发明的制造方法得到的电极,可以应用于各种形式的电池和电容器,而不仅是可以应用于锂离子电池及锂离子电容器。
另外,在上述说明中,在进行整面涂敷工序后进行图案涂敷工序,但并不限于此。例如,也可以在进行图案涂敷工序后进行整面涂敷工序,还可以同时进行整面涂敷工序和图案涂敷工序。此外,在整面涂敷工序和图案涂敷工序中,利用凹版印刷来涂敷PVdF溶液,通过使PVdF干燥并薄膜化,而形成阻蚀层31、32,但也不限于此。例如,只要是相对于蚀刻液和电解液具有耐受性即可,也可以使用紫外线固化型或热固型阻蚀墨水来形成阻蚀层。另外,只要是相对于蚀刻液和电解液具有耐受性即可,也可以使用经过曝光处理和显影处理形成阻蚀层的光致阻蚀材料(photoresist)来形成阻蚀层。
Claims (2)
1.一种电极制造方法,其用于制造具备开孔集电体的电极,
其特征在于,具有:
保护层形成工序,在集电体材料的一侧面上形成覆盖至整个表面的保护层,并且在所述集电体材料的另一侧面上形成规定图案的保护层;
蚀刻工序,在所述集电体材料的形成有所述规定图案的保护层的那一侧表面上进行蚀刻处理,在所述集电体材料上形成通孔;
复合层形成工序,在具有所述保护层和所述通孔的所述集电体材料上涂敷电极浆料,形成电极复合层;以及
保护层除去工序,从具有所述电极复合层的所述集电体材料上除去所述保护层,
其中,保护层的材料仅使用电极复合层所含有的粘结剂,
在所述保护层除去工序中,通过加热处理除去所述保护层,
在所述保护层除去工序中,所述保护层被所述电极复合层吸收。
2.根据权利要求1所述的电极制造方法,其特征在于,
所述保护层中含有聚偏氟乙烯。
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