CN103022421B - 用于蓄电装置的电极的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于蓄电装置的电极的制造方法，其包括以下步骤：制造用于形成电极活性材料层的浆糊，在所述浆糊中，固体分材料的聚集体被分散在溶剂中，所述固体分材料至少包含电极活性材料和粘合剂；将所述浆糊涂敷在集电体的表面上；以及对涂敷有所述浆糊的所述集电体进行干燥，以形成由所述固体分材料形成的所述电极活性材料层。以如下方式制造所述浆糊：所述固体分材料在所述浆糊中的含量比为60-80质量%，具有等于或小于20μm的颗粒尺寸的所述聚集体的丰度比为至少99%，并且在25℃和40s-1的切变速率下的粘度为200-5000mPa·s。

Description

用于蓄电装置的电极的制造方法
技术领域
本发明涉及用于蓄电装置的电极的制造方法。
背景技术
以锂离子二次电池、电双层电容器及其组合（锂离子电容器为典型实例）为代表的蓄电装置近年来变得日益重要。特别地，在低重量下提供高能量密度的锂离子二次电池优选被用作安装在车辆中的高输出电源。在典型锂二次电池结构中，提供这样的电极：其中，导电部件（集电体）承载电极活性材料层，该电极活性材料层包含能够可逆地吸入和释放用作电荷载体的锂离子的电极活性材料。在用于电双层电容器的典型结构中，提供这样的电极（可极化的电极）：其中，电极层包括位于诸如活性碳的导电部件（集电体）上的极化材料（也称为“活性材料”）。该极化材料能够通过吸附阳离子或阴离子而形成离子和电荷层（电双层）。这些电极典型地通过以下方式制造：首先在适宜的溶剂中分散固体分材料（solids fractionmaterial），即，电极活性材料（在这里及下面，该电极活性材料包括上述极化材料）、呈现高导电性的导电材料、粘合剂（binder）等等以产生浆糊形式的组合物（该组合物在下文中简称为“浆糊”），从而形成电极活性材料层；在集电体的表面上层状涂敷该浆糊；以及对该施加的浆糊进行干燥以去除溶剂并在集电体上形成包括电极活性材料的电极活性材料层。浆糊（paste）形式包括浆料（slurry）形式和墨（ink）形式。
关于这些蓄电装置电极的制造，已经存在许多尝试以通过控制在用于形成电极活性材料层的浆糊中存在的电极活性材料的状态来改善所获得的电极和蓄电装置的特性。例如，WO 2001/092158公开了：通过使用作为用于锂离子二次电池的正电极活性材料的锂-过渡金属复合氧化物的特定化学组合物以及通过使累积体积-颗粒尺寸分布曲线在20%的累积体积百分比处的曲线梯度和在80%的累积体积百分比处的曲线梯度在规定范围内，而在使用该锂-过渡金属复合氧化物的颗粒进行电极制造时，可以便于在压制（pressing）期间颗粒的压缩流动。由此，可制造高容量电极。
然而，已经以改善电极性能为目的进行了对电极材料（例如，上述活性材料颗粒）的状态的改善。也就是，尚未以改善制造方法为目的而非以改善电极（制造对象）为目的而做出积极地修改和/或控制电极材料的状态的努力。
发明内容
本发明提供了一种用于蓄电装置的电极的制造方法，其可以通过控制用以形成电极活性材料层的浆糊的分散的状态而削减对浆糊进行干燥所需的时间和能量。本发明还提供了制造蓄电装置的方法，该方法包括用于蓄电装置的电极的制造方法。
为了实现优化在用于蓄电装置的电极的制造过程中的干燥所消耗的时间和热的量的高速干燥，本申请的发明人进行了广泛和集中的研究。结果发现，与通过精细地控制高速干燥条件（和设备）相比，在集电体上涂敷用以形成电极活性材料层的浆糊而提供的涂敷膜的高速干燥可通过将用以形成电极活性材料层的浆糊（该浆糊为已被涂敷的材料）的状态控制为最优状态而更有效地实施。基于该发现实现了本发明。
本发明的第一方面涉及一种用于蓄电装置的电极的制造方法。该制造方法包括制造用于形成电极活性材料层的浆糊。所述浆糊包括至少包含电极活性材料和粘合剂的固体分材料的聚集体（aggregate），且所述聚集体被分散在溶剂中。该制造方法包括将所述浆糊涂敷在集电体的表面上；以及对涂敷有所述浆糊的所述集电体进行干燥，以形成由所述固体分材料形成的所述电极活性材料层。
在蓄电装置电极的制造方法中的上述浆糊制造步骤中利用下列（A）到（C）作为必需条件进行浆糊制造：
（A）所述固体分材料在所述浆糊中的含量比为60-80质量%，
（B）具有等于或小于20μm的颗粒尺寸的所述聚集体的丰度比为至少99%，以及
（C）在25℃和40s-1（或更小）的切变速率下的粘度为200-5000mPa·s。
在本说明书中，“丰度比（丰度频率）”是指特定颗粒尺寸范围内的聚集体的数目与浆糊中的聚集体的总数目的比率。例如，术语“具有等于或小于20μm的颗粒尺寸的聚集体的丰度比为至少99%”意味着Y/X×100≥99，其中X为浆糊中的聚集体的总数目，Y为浆糊中的具有等于或小于20μm的颗粒尺寸的聚集体的数目。
通过根据（A）到（C）控制用以形成电极活性材料层的浆糊的状态，该构造使得浆糊的高速干燥成为可能，并且使得在减少干燥所需的能量和热量且显著缩短所需时间的同时制造蓄电装置电极成为可能。因此，提供给了一种制造用于蓄电装置的电极的高度有效的方法，而不需要特殊的设备或设施。此外，通过降低干燥步骤中所需的时间、能量以及热量，可以实现成本降低。
此外，在浆糊制造步骤中，可以使提供了聚集体中的至少99%（即，基本上全部）的丰度比的颗粒尺寸等于或小于电极活性材料的通过激光衍射散射方法得到的平均颗粒尺寸的两倍。该特征使得对用以形成电极活性材料层的浆糊的状态的更有利的控制（即使在使用具有微细颗粒尺寸的材料作为电极活性材料时）成为可能。
可以在70-150℃的温度下以1-15m/s的风速持续50-150秒的时间进行所述干燥。该特征使得在所形成的电极活性材料层中不产生例如褶皱（crease）、波纹（ripple）、开裂（crack）、裂缝（fissure）等等的情况下执行浆糊的高速干燥成为可能。作为结果，提供了制造蓄电装置电极的进一步更有效的方法。
例如，当集电体上的浆糊的涂敷重量（每单位面积的重量）为25-50mg/cm2时，可以使干燥时间等于或短于120秒。当考虑到常规干燥所需要的时间为约450秒时，该干燥时间变为常规的三分之一到四分之一，由此可以获得干燥时间的显著缩短。
还可以添加导电材料作为固体分材料。可以混合该固体分材料以提供电极活性材料、和粘合剂的电极活性材料:导电材料：粘合剂为97-80:2-15:1-5的质量比。根据该特征，在例如其中使用具有低导电性的材料作为电极活性材料的那些实例中，可以并入导电材料作为用以形成电极活性材料层的浆糊中的固体分材料。对导电材料的含量比没有很大的限制。
由此，例如，可以通过使用可构成锂离子二次电池的正电极的诸如锂-过渡金属氧化物的正电极活性材料作为上述电极活性材料，制造用于锂离子二次电池的正电极。或者，可以通过使用可构成用于锂离子二次电池的负电极的诸如以硅为代表的金属的化合物的材料的负电极活性材料作为上述电极活性材料，制造用于锂离子二次电池的负电极。此外，可以通过使用可构成用于电双层电容器的电极的极化材料（活性材料），典型地活性碳，作为上述电极材料，制造用于电双层电容器的负电极。该结构使得具有所需性能的各种类型的蓄电装置电极的高度有效且低能量的制造成为可能。
可以使用用于蓄电装置的电极的上述制造方法来制造用于各种蓄电装置的电极（正电极和负电极）。特别地，例如，可以以高效率并使用很少的能量制造呈现优良性能（例如，高容量特性、优良的充电-放电循环特性、优良的高速率充电-放电特性等等）的蓄电装置电极。本发明另外还提供了一种制造蓄电装置的方法，其中该方法使用通过本文中公开的用于使用该电极的蓄电装置的电极的制造方法而获得的电极，其可以为例如用作驱动安装在车辆中的电动机的动力源（电源）的电容器或二次电池提供有利的性能。由此，根据本发明，可以提供对具有所需性能的各种类型的蓄电装置电极的高度有效且低能量的制造。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性，其中，相似的标号表示相似的部件，且其中：
图1为示意性示出了电极制造装置的示例性实施例的结构的说明图；
图2为示意性示出了蓄电装置（在该情况下，锂离子二次电池）的示例性实施例的外形的透视图；
图3为沿图2中的线III-III截取的纵截面图；
图4为示出了用以形成正电极活性材料层的浆糊的示例性实施例的聚集体的颗粒尺寸分布的图；以及
图5为示出了在用以形成正电极活性材料层的浆糊的示例性实施例中具有等于或小于20μm的颗粒尺寸的聚集体的丰度比的图。
具体实施方式
下面描述本发明的示例性实施例。本领域的技术人员基于所属领域的常规技术，可将本发明的实施所需的却没有包括在本说明书所具体描述的事项内的事项理解为设计事项。本发明可基于本说明书的内容和该技术领域的公知技术发现而实施。
本说明书的“蓄电装置”通常指能够反复充电的装置，以二次电池、电容器（也称为蓄电器）等等为代表。这典型地涵盖诸如锂离子二次电池（包括锂离子聚合物电池）、镍氢电池、镍-镉电池、铅蓄电池、镍-锌电池等等的二次电池以及诸如锂离子电容器、电双层电容器等等的电容器。本发明涵盖的“蓄电装置”不限于其中蓄电机制为所谓的化学反应（法拉第反应）的蓄电装置（例如，二次电池），而且还涵盖其中蓄电机制为不伴随化学反应（非法拉第反应）的所谓的物理现象（介电极化）的蓄电装置（所谓的“物理电池”），例如，电双层电容器。此外，本说明书中的“活性材料”涵盖可以形成上述蓄电装置中的电极的电极材料。例如，二次电池中的活性材料是指能够可逆地吸入和释放（典型地，插入和解吸附）用作电荷载体的化学物种（species）（例如，锂离子二次电池中的锂离子）的材料。例如，电容器中的活性材料是指能够可逆地吸附和解吸附电解质离子（阳离子，阴离子）的材料。
下面描述制造蓄电装置电极的方法的示例性实施例。将作为实例使用锂离子二次电池的正电极的制造作为用于蓄电装置的电极的示例性实施例进行该描述。该正电极具有这样的结构：其中，主要由正电极活性材料构成的正电极活性材料层被形成在集电体上。在下文中，将首先描述用于制造正电极的材料，随后详细描述制造正电极的方法。
正电极集电体可以为由具有优良导电性的金属制成的导电部件，并可与用于常规非水电解质二次电池（典型地，锂离子二次电池）的正电极的集电体相同。例如，可使用其中主要成分为铝、镍、钛、铁等等的金属，并且可以使用这些金属的合金。更优选铝和铝合金。对正电极集电体的形状没有特别的限制，可以根据例如二次电池的所需形状而构思各种形状。例如，各种配置是可能的，例如，棒形、板形、片形、箔、网孔等等。典型地使用铝片形式的正电极集电体。
在该正电极集电体的表面上形成正电极活性材料。正电极活性材料层主要由正电极活性材料构成，并用粘合剂固化并固定在正电极集电体上。正电极活性材料层在必要时包含导电材料。
正电极活性材料为具有实现本发明的目的的能力的正电极活性材料，而在组成和形状方面不特别受限。包含锂和至少一种过渡金属元素的复合氧化物是典型的正电极活性材料的实例。实例为钴-锂复合氧化物（LiCoO2）、镍-锂复合氧化物（LiNiO2）以及锰-锂复合氧化物（LiMn2O4）。其他实例为包含两种过渡金属元素物种的所谓的二元型含锂复合氧化物，由镍·钴系统LiNixCo1–xO2(0<x<1)、钴·锰系统LiCoxMn1–xO2(0<x<1)以及镍·锰系统LiNixMn1–xO2(0<x<1)和LiNixMn2–xO4(0<x<2)表示。另外的实例为所谓的三元型含锂复合氧化物以及所谓的固溶型锂-过剩过渡金属复合氧化物，所述三元型含锂复合氧化物包含三种过渡金属物种且由通式Li(LiaMnxCoyNiz)O2(该式中的a、x、y以及z为满足a+x+y+z=1的实数)表示，所述固溶型锂-过剩过渡金属复合氧化物由通式xLi[Li1/3Mn2/3]O2·(1–x)LiMeO2(在该式中,Me为单一过渡金属或者两种或更多过渡金属，且x满足0<x≤1)表示。
由通式LiMAO4（M为选自Fe、Co、Ni和Mn的至少一种金属元素，A为选自P、Si、S和V的元素）表示的聚阴离子型化合物也是上述正电极活性材料的实例。构成这样的正电极活性材料的化合物可以例如通过常规方法制造和制备。例如，为符合于希望的正电极活性材料的组成而适当选择的起始材料被以规定的比例混合，并且通过适宜的装置煅烧该混合物。这可以产生将用作构成正电极活性材料的化合物的氧化物。制造正电极活性材料（典型地，含锂复合氧化物）的方法自身无论如何都不是本发明的特征。
虽然正电极活性材料的形式没有被严格地限制，可以通过任何适宜的方式对如上所述制造的正电极活性材料进行研磨、粒化并分类。这可以提供基本上由具有希望的平均颗粒尺寸和/或颗粒尺寸分布的二次颗粒（secondary particle）形成的正电极活性材料颗粒的粉末。考虑用以形成活性材料层的浆糊的分散性（浆糊为如下所述），在实施例中有利地使用其颗粒尺寸（二次颗粒）在等于或小于20μm的范围以内的正电极活性材料。例如，约2到10μm对于正电极活性材料的平均颗粒尺寸是优选的。更优选约4到7μm的平均颗粒尺寸。对于本实施例的电极，除非另外特别地声明，“平均颗粒尺寸”表示使用基于激光散射·衍射工序的颗粒尺寸分布测量设备测量的颗粒尺寸分布的50%的累计值处的颗粒尺寸。在50%的累计值处的颗粒尺寸为当从小颗粒尺寸对颗粒数目进行计数时与全部颗粒的中间值对应的颗粒的颗粒尺寸（数目基准）。
对于导电材料没有特别的限制。在其中在本实施例的正电极中形成的正电极活性材料层中存在导电材料的情况下，可以使用在该类型的常规蓄电装置中使用的各种导电材料。例如，可以使用碳材料（例如碳粉末或碳纤维）作为导电材料。碳粉末可以各种碳黑（例如，乙炔黑、炉法炭黑（furnace black）、科琴黑（ketjen black））和石墨粉末为例。可以使用这些中的单一一种或使用两种或更多种。导电材料中的二次颗粒的平均颗粒尺寸优选为活性材料的平均颗粒尺寸的约五百分之一到二十分之一。
粘合剂用于将在正电极活性材料层中存在的导电材料的颗粒接合到在正电极活性材料层中存在的正电极活性材料的颗粒，并用于将这些颗粒接合到正电极集电体。该粘合剂可以为能够被溶解或分散在在形成正电极活性材料层期间使用的溶剂中的聚合物。当例如使用水溶剂（aqueoussolvent）作为该溶剂时，在水中溶解的聚合物（水溶性）可以以纤维素聚合物和聚乙烯醇（PVA）为例，纤维素聚合物为例如羧甲基纤维素（CMC）、甲基纤维素（MC）、乙酸邻苯二甲酸纤维素（CAP）以及羟丙基甲基纤维素（HPMC）。在水中分散的聚合物（水分散性）的例子如下：烯类聚合物，例如，聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）；聚环氧乙烷（PEO）；氟树脂，例如聚四氟乙烯（PTFE）、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物（FEP）以及四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物（PFA）；乙酸乙烯酯共聚物；以及橡胶，例如，苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR）以及丙烯酸改性的SBR树脂（SBR乳胶）。在其中使用非水溶剂作为溶剂的情况下，优选使用诸如聚偏氟乙烯（PVDF）、聚偏氯乙烯（PVDC）以及聚丙烯腈（PAN）。除了作为粘合剂之外，作为粘合剂的例子而提供的聚合物还可以用于呈现增稠剂或其他添加剂以便浆糊形成电极活性材料层的功能（用以形成电极活性材料层的该浆糊在下面也简称为浆糊）。
可以使用水溶剂或非水溶剂作为溶剂。水溶剂可以水为例，以及可以使用主要由水构成的混合溶剂（基于水的溶剂）的组合物为例。在该混合溶剂中的除水之外的溶剂可以为来自可与水均匀混合的有机溶剂的单一合适的选择对象或者两个或更多种合适的选择对象（低级醇、低级酮等等）。N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）为非水溶剂的有利实例。
下面具体描述制造用于蓄电装置的电极的本发明的方法的示例性实施例。这里，描述锂离子二次电池的正电极的制造作为具体实例。制造该正电极的方法包括以下步骤。
浆糊制造步骤：制造用于形成正电极活性材料层的浆糊，在所述浆糊中，固体分材料的聚集体被分散在规定的溶剂中，所述固体分材料至少包含电极活性材料和粘合剂。
涂敷步骤：将该浆糊涂敷在正电极集电体的表面上。
干燥步骤：对涂敷有浆糊的正电极集电体进行干燥，以形成由浆糊中的固体分材料形成的正电极活性材料层。
在浆糊制造步骤中制造浆糊，该浆糊为用于形成正电极活性材料层的浆糊。具体而言，为了制备用于形成正电极活性材料层的浆糊，将固体分材料分散在规定的溶剂中，所述固体分材料包含先前描述的正电极活性材料、粘合剂且典型地还包含导电材料。例如，通过将例如先前描述的正电极活性材料、导电材料、粘合剂等等的固体分材料、溶剂以及必要时的诸如分散剂、增稠剂等等的添加剂引入混合器中并混合，进行固体分材料在溶剂中的分散。该混合器可以为在制造用于形成活性材料层的浆糊中使用的常规混合器。例如，可以使用能够制造浆糊并称为拌合器（kneader）、搅拌器（stirrer）、分散器（disperser）以及混合器（mixer）等等。
对该固体分材料中的混合没有特别限制，只要该混合在实现本发明的目的的范围内即可。如果作为大体的目标，当使用导电材料时，例如，每100质量份的正电极活性材料（电极活性材料）使用约1-30质量份（优选约2-20质量份，例如，约5-15质量份）。导电材料可以被预先（preliminarily）并入（例如，混合、涂敷或承载）在电极活性材料中。例如，每100质量份的正电极活性材料可以使用0.5-10质量份的粘合剂。此外，当例如使用电极活性材料、导电材料以及粘合剂作为固体分材料时，优选将这些材料混合以提供电极活性材料:导电材料：粘合剂的97-80:2-15:1-5以及更优选的95-86:3-10:2-4的质量比。
该浆糊中的固体分材料，即，正电极活性材料、粘合剂和导电材料可以彼此聚集而形成聚集体。此外，这些聚集体以分散状态存在于溶剂中。该实施例的制造方法的特征在于所制成的浆糊的状态（分散的状态）。也就是，浆糊被制造为具有以下特性（A）到（C）并由此均匀并高度地分散。
（A）固体分材料在浆糊中的含量比为60-80质量%。
（B）具有等于或小于20μm的颗粒尺寸的聚集体的丰度比为至少99%。
（C）在25℃和40s-1（或更小）的切变速率下的粘度为200-5000mPa·s。
在（A）中，固体分材料在浆糊中的含量比被设定到60-80质量%。该含量比为明显高于用于形成正电极活性材料层的常规浆糊中的固体分材料含量比（典型地，50-60质量%）的值。在该实施例的制造方法中，浆糊中较大的固体分材料含量比，即，较低的溶剂量是优选的，因为这可以进一步削减在下游干燥步骤中由溶剂去除（干燥）所消耗的时间和能量。结果，在该实施例中，固体分材料在浆糊中的含量为至少60质量%。当固体分材料含量比并非至少60质量%时，这导致例如难以缩短干燥时间。然而，浆糊中过大的固体分材料含量比（即，过低的溶剂量）是不利的，这是由于会在涂敷步骤（下一步骤）中损害浆糊在集电体表面上的涂敷性（coatability）。差的涂敷性导致例如所形成的正电极活性材料层的无序表面状况、在干燥步骤期间容易产生开裂和裂缝、以及降低正电极活性材料层固着到集电体的表面的能力。因此，固体分材料含量比还被设定在等于或小于80质量%的值。浆糊中的固体分材料含量比优选为65-75质量%，更优选为68-72质量%。
上述（B）设定在浆糊中分散的聚集体的尺寸。通常认为增加在浆糊中存在的正电极活性材料和聚集体的颗粒尺寸将对于实现由（A）设定的浆糊中的固体分材料含量比，即，减少溶剂的量（这还可通过例如邻苯二甲酸二丁酯（DBP）吸收的量来评估）以及通过增加聚集体的颗粒尺寸来减小表面积是有效的。然而，增加聚集体的颗粒尺寸是不利的，这是由于其与改善电极性能相冲突。因此，通过具有不大于20μm的尺寸的聚集体的丰度比（%）来设定在该实施例的浆糊中的聚集体的颗粒尺寸。通过使聚集体颗粒为等于或小于20μm的尺寸并由此带来聚集体在浆糊中的高度分散，实现由（A）设定的浆糊中的固体分材料含量比，同时保持电极性能。例如，可使用通过激光衍射散射方法测量颗粒尺寸分布的设备测量这些聚集体的颗粒尺寸和丰度比。通过激光衍射散射而进行的该测量在其中浆糊包含高固体分材料含量比（固体分浓度）的那些情况下会是成问题的。然而，由于在该实施例的浆糊中聚集体被高度分散，为测量所获取的浆糊样品可被稀释（例如，稀释50倍）并且在不影响聚集体的颗粒尺寸的状态下测量颗粒尺寸分布。
以该实施例的制造方法制造浆糊，以为具有等于或小于20μm的颗粒尺寸的聚集体提供至少99%的丰度比。例如，通过在混合之后使浆糊通过具有20μm的孔尺寸的过滤器来进行该制造。该特征的实施可以显著缩短在用于从具有例如至少60质量%的固体分材料含量比的浆糊对溶剂进行干燥的下游干燥步骤中所需的时间。具有等于或小于20μm的颗粒尺寸的聚集体的丰度比优选为至少99.7数目%，更严格地至少99.8%，进一步更优选100%。
上述（C）规定浆糊在25℃和40s-1的切变速率下的粘度。可以使用用于测量粘弹性的设备（流变仪）测量该粘度。例如，可使用来自Anton Paar的转动流变仪（例如，MCR301）极精确地测量粘度。200-5000mPa·s的粘度可涵盖用于形成正电极活性材料层的普通浆糊的标准粘度范围。也就是，可以在合适的范围内建立浆糊在集电体上的涂敷性。然而，当浆糊满足上面给出的条件（A）和（B）时，粘度通常呈现极高的值并变为非常难以实现小于或等于5000mPa·s的值。
在用于形成正电极活性材料层的浆糊中，多个正电极活性材料颗粒典型地与例如粘合剂和导电材料颗粒聚集而形成聚集体。该聚集体的尺寸（颗粒尺寸）还可通过使用具有微细颗粒尺寸的正电极活性材料而减小。然而，随着浆糊中的固体分材料含量比的增加，聚集体之间的距离变窄，并且，由于聚集体彼此聚集而倾向于出现粗糙化和/或粘度倾向于升高。归因于此，即使使用具有微细颗粒尺寸的正电极活性材料，要满足条件（A）到（C）也不是容易的事。
与此形成对照，在本实施例的制造方法中，几乎没有在用于形成正电极活性材料层的浆糊中分散的聚集体处于其中正电极活性材料颗粒彼此聚集的配置。该聚集体被制造为使粘合剂、导电材料颗粒等等聚集到基本上单一的正电极活性材料颗粒。也就是，浆糊中几乎没有正电极活性材料颗粒聚集，而是保持高分散状态。通过例如在浆糊制造期间在合适的时间引入合适的分散剂来管理聚集体的颗粒尺寸分布范围，可以实现在高浓度的浆糊中的高度分散。通过这样做，该制造方法可以以如上述（A）中规定的具有至少60质量%的固体分材料含量比的浆糊实现上述（C）的在25℃和40s-1的切变速率下的200-5000mPa·s的粘度，同时如上述（B）中规定的那样将至少99%的聚集体的颗粒尺寸保持在等于或小于20μm的尺寸。优选使浆糊在25℃和40s-1的切变速率下的粘度为400-3000mPa·s，更优选为500-1500mPa·s。
形成规定（B）中的聚集体尺寸（颗粒尺寸分布的范围）的基础的“20μm的颗粒尺寸”可以在例如约10-20μm的范围内变化。也就是，进行制造，以便浆糊中的正电极活性材料颗粒保持在正电极活性材料颗粒之间基本上没有集聚的高度分散状态。因此，依赖于所使用的正电极活性材料的颗粒尺寸，用于规定上述聚集体的尺寸的颗粒尺寸可以变化，以便提供其中正电极活性材料颗粒没有彼此集聚的状态。作为基本准则，该颗粒尺寸可以被设定为是所使用的正电极活性材料的平均颗粒尺寸的约两倍的尺寸。假设该“平均颗粒尺寸的两倍”为当活性材料颗粒单独存在时或当最多约几个活性材料颗粒以低概率彼此聚集时的可允许范围。还考虑所使用的正电极活性材料的颗粒尺寸分布。具体而言，利用具有7μm的平均颗粒尺寸的正电极活性材料作为实例，则可以使用14μm作为用于规定聚集体尺寸的颗粒尺寸。也就是，在制造时考虑条件（B），以为具有等于或小于14μm的颗粒尺寸的聚集体提供至少99%的丰度比。
可以使用各种常规涂敷装置将用于形成活性材料层的浆糊涂敷在集电体上。例如，可以使用涂布机将浆糊涂敷在集电体的一侧或两侧上。涂布机可以为能够在集电体上涂覆浆糊的任何涂布机，并且可以使用例如狭缝涂布机、模具涂布机（die coater）、凹板涂布机（gravure coater）、辊涂布机、刮片涂布机（doctor blade coater）或缺角轮涂布机（comma coater）。
图1示出了通过在长片型集电体的表面上涂敷并干燥用于形成正电极活性材料层的浆糊而形成正电极活性材料层的电极制造装置100。如图1所示意性示出的，电极制造装置100具有卷出辊105、浆糊涂敷部120、干燥炉125以及卷取辊（wind-up roll）110。从电极制造装置100中的卷出辊105提供正电极集电体62，并且在浆糊涂敷部120中将所产生的浆糊涂敷在正电极集电体62上。该浆糊涂敷部120具有如上所述的常规涂敷装置。在浆糊涂敷部120中，可以通过使用诸如狭缝涂布机、模具涂布机或凹板涂布机的合适涂敷装置将浆糊适当地涂敷在正电极集电体62上。例如，可以依照将具有所希望的电极的二次电池的应用而自由地设定正电极活性材料在正电极集电体62上的涂敷重量。可以在例如约10-50mg/cm2的范围以内适宜地设置所述涂敷重量。
如图1所示，在正电极集电体62上形成的由正电极活性材料层64形成的正电极片66（正电极）被卷绕在卷取辊110上。根据需要，可以对正电极片66进行施压（压缩）。这里的施压（压缩）方法可以为常规压缩方法，例如，辊压法、板压法（platen press）等等。这使得可以调整正电极活性材料层64的厚度。为了调整正电极活性材料层64的厚度，可以使用厚度测量装置测量该厚度，可以调整施压压力，并且可以进行多次压缩以实现希望的厚度。
在干燥步骤中，从涂敷在上述正电极集电体的表面上的浆糊去除溶剂，由此对浆糊进行干燥。例如，在图1示出的实例中，在使涂敷有浆糊的正电极集电体62经受由张力辊115施加的恒定张力的同时，在干燥炉125内输运涂敷有浆糊的正电极集电体62。在通过干燥炉125期间，通过从已被形成在正电极集电体62上的用于形成正电极活性材料层的浆糊蒸发溶剂来进行干燥。这导致在集电体上形成正电极活性材料层。
可以将所谓的高速干燥用于该制造方法中的干燥。干燥温度理想地不大于粘合剂的熔点，可以为约50-175℃。干燥温度优选为70-150℃。难以对干燥温度设定限制，这是由于干燥时间依赖于浆糊的涂敷重量；然而，作为基础准则，例如，在约10-50mg/cm2的范围内，干燥时间可被设定到低于450秒的范围。约40-300秒是典型的，优选50-150秒。干燥还有利地伴随约1-15m/s的风速的送风。特别地，可通过使涂敷有浆糊的正电极集电体62在被设定到50-175℃的设定温度的炉内持续40-300秒通过并同时以约1-15m/s的风速送风来执行该高速干燥。例如，对于在集电体上的浆糊的25-50mg/cm2的涂敷重量（每单位面积的重量），通过执行该高速干燥可使干燥时间短于或等于120秒。该情况下的干燥时间可以缩短至不大于90秒，甚至缩短到等于或短于72秒的水平。
与通常的干燥条件（干燥条件：100-130（℃）的温度，90-180（s）的时间，8-12（m/s）的风速）相比，上述高速干燥可显著缩短干燥时间。这从而使得可以以短的时长实现有效的干燥。此外，在本制造方法中，用于形成正电极活性材料层的浆糊中的分散状态被控制为很好地适应于上述高速干燥的状态。相应地，即使在经受高速干燥时，例如，正电极活性材料将正常干燥而不会产生褶皱、波纹、开裂、裂缝等等。此外，例如，即使当用于形成正电极活性材料层的浆糊的单位面积重量（areal weight）已经被设定在高至40mg/cm2或更高的值时，也可相似地以高速率进行高品质干燥。当对未通过本发明的制造方法制造的用于形成正电极活性材料层的常规浆糊进行上述高速干燥时，在干燥过程期间在正电极活性材料层的表面上出现褶皱和裂缝。该褶皱和裂缝的产生显著损害了正电极的电极性能。当对用于形成正电极活性材料层的常规浆糊进行高速干燥时，对于干燥条件和某种类型的特殊干燥装置的考虑因而是必需的。
在本实施例的制造方法中用于执行该干燥的装置应能够去除过量的挥发性成分，但却不受特别的限制。例如，可以使用诸如热风装置、各种红外装置、电磁感应装置和微波装置的合适干燥装置。这实现了制造用于二次电池的电极的方法，在该方法中，削减了对用于制造电极活性材料层的浆糊进行干燥所需的时间和能量。此外，由于粘合剂和导电材料的均匀分布，由该制造方法产生的二次电池电极同样具有改善的耐久性。
下面将描述使用上述正电极制造锂离子二次电池的方法的实施例。首先将解释适于与上述正电极（正电极片66）组合的负电极、分隔体（separator）等。这里制造的锂离子二次电池可具有与常规锂离子二次电池相同的结构。构成这里的负电极的负电极集电体优选为主要由例如铜、镍、钛、不锈钢等等构成的合金。负电极集电体的形状可以为与正电极的形状相同的棒形、板形、箔、片形或网孔。典型地使用片形负电极集电体。
在负电极中形成的负电极活性材料层中存在的负电极活性材料应为能够吸入和释放锂的材料，而没有其他特别的限制。典型实例为包含例如石墨的粉末碳材料。例如，优选使用石墨颗粒。另外，具体地，例如，诸如Si、Ti、Ge、Sn、Pb、Al、Ga、In、Zn、As、Sb或Bi的金属或主要由这些金属元素构成的金属合金或由金属化合物形成的金属材料（优选地，诸如氧化锂钛（Li4Ti5O12）的金属氧化物）可作为构成金属元素。同样适合使用的为例如具有完全被碳膜涂敷的表面的高导电颗粒负电极活性材料。在该情况下，导电材料不需要存在于负电极活性材料层中，或者导电材料含量比可以低于常规含量比。
除了先前描述的负电极活性材料之外，在负电极中形成的负电极活性材料层可在必要时包含可在上述正电极活性材料层中混合的单一材料或两种或更多种材料。这些材料可以为与上面作为正电极活性材料层的构成材料的实例而提供的材料相同的能够用作粘合剂、导电材料、分散剂等等的材料。这里的粘合剂不限于基于水的粘合剂，而是还可以使用诸如聚偏氟乙烯（PVDF）的基于溶剂的粘合剂。
负电极的制造典型地还包括制造用于形成负电极活性材料层的浆糊，在该浆糊中，至少包含负电极活性材料和粘合剂的固体分材料被分散在与常规使用的相同的合适溶剂（例如，水或有机溶剂）中。由此制造的用以形成负电极活性材料层的浆糊被涂敷在负电极集电体上并被干燥，然后在必要时被压缩（施压）以产生负电极，该负电极具有负电极集电体和在该负电极集电体上形成的负电极活性材料层。还可以根据电极制造方法进行该负电极的制造，或者本发明的其制造可以采用与常规所使用的方法相同的方法。由于常规方法并不是本发明的特征，因此将不提供对常规方法的详细描述。
与常规使用的分隔体相同的分隔体可以被用作与正电极和负电极的分隔体。例如，可以优选使用由树脂制成的多孔片（微孔树脂片）。该多孔片的构成材料优选为聚烯烃树脂，例如，聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯等等。
特别地，可以有利地使用多孔聚烯烃片，例如，诸如PE片或PP片的单层片、其中PE层与PP层层叠的双层片、或者其中单PE层夹在两个PP层之间的三层片。当固体电解质或电解质凝胶被用作电解质时，分隔体也可以是不必需的（即，在这样的情况下，电解质自身可用作分隔体）。
对于电解质，可以使用与迄今在锂离子二次电池中使用的相同的非水电解质（典型地，电解液）而没有特定限制。该非水电解质典型地具有其中在合适的非水溶剂（有机溶剂）中存在能够用作电解质的锂盐的组成。可以使用来自迄今在锂离子二次电池中使用的锂盐的合适选择作为考虑的电解质。
该锂盐可以以LiPF6、LiClO4、LiAsF6、Li(CF3SO2)2N、LiBF4、LiCF3SO3等等为例。可以仅使用单一物种自身作为该电解质，或者可以使用两种或更多种物种的组合。LiPF6是特别优选的实例。非水溶剂可以以碳酸酯为例，例如，碳酸亚乙酯（EC）、碳酸甲乙酯（EMC）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）以及碳酸异丙烯酯（PC）。可以使用单一非水溶剂自身，或者可以使用两种或更多种的组合。
下面参考附图描述制造具有由蓄电装置电极的上述制造方法制造的正电极片（正电极）的锂离子二次电池的方法的实施例，但是本发明不旨在受该示例性实施例的限制。由此，除了由蓄电装置电极的上述制造方法制造所使用的电极之外，对所使用的电极活性材料的组成和形态以及所制造的蓄电装置的类型和形状（外形和尺寸）没有特别的限制。例如，当制造作为蓄电装置的锂离子二次电池时，电池外壳可以具有例如棱柱形或圆筒形形状或具有小的按钮形状。此外，其可以为这样的薄片类型：其中，外部由例如层叠膜制成。在下面的示例性实施例中描述棱柱形电池。
附图中的尺寸关系（长度、宽度、厚度等等）未必反映实际尺寸关系。图2为示意性示例了根据考虑的示例性实施例的锂离子二次电池的透视图。图3为沿图2中的线III-III的纵截面图。如图2和3所示，根据该示例性实施例的锂离子二次电池10具有由上述构成材料（正电极和负电极中的每一者的活性材料、正电极和负电极中的每一者的集电体、分隔体等等）制成的电极组件50以及容纳电极组件50和合适的非水电解质（典型地，电解液）的棱柱形（典型地，扁平长方体形）电池壳15。
壳15具有箱形壳主体30和盖25，在箱形壳主体30中扁平长方体形中的窄表面中的一个形成开口20，盖25被附接到开口20（例如，通过焊接）并封闭该开口20。可以根据需要将与在常规锂离子二次电池中所使用的相同的材料用于构成壳15的材料，但这里没有特别的限制。例如，优选使用金属容器（例如，由铝、钢等构成）或合成树脂容器（例如，聚烯烃树脂或诸如聚酰胺树脂的高熔点树脂）。根据该示例性实施例的壳15由例如铝构成。
盖25以与壳主体30的开口20的形状匹配的矩形形状形成。用于外部连接的正电极端子60和负电极端子70均被设置在盖25上。这些端子60、70的一部分被形成为从盖25朝壳15的外部延伸。以与常规锂离子二次电池的情况相同的方式，在盖25中设置安全阀（图中未示出）以在电池处于异常状态时从壳15释放在壳15内产生的气体。该安全阀应具有当壳15内的压力升高并超过规定水平时打开并将气体释放到壳15外部的机构，但在其他方面可以没有特别限制地使用。
如图3所示，在该示例性实施例中，锂离子二次电池10具有卷绕式电极组件50。将电极组件50以其中卷绕轴横倒（lie sideways）（也就是，使开口位于相对于卷绕轴的横向方向的方向）的配置被容纳在壳主体30中。为了形成电极组件50，具有在长片形正电极集电体62的表面上形成的正电极活性材料层64的正电极片（正电极）66和具有在长片形负电极集电体（电极集电体）72的表面上形成的负电极活性材料层（电极活性材料层）74的负电极片（负电极）76与两个长片形分隔体片80层叠并进行卷绕，并从侧表面方向对所产生的电极组件50进行压缩和扁平化以形成扁平形状。
正电极活性材料层64未形成在卷绕的正电极片66的沿其纵向方向延伸的一个边缘处，由此使正电极集电体62暴露，而负电极活性材料层74同样未形成在卷绕的负电极片76的沿其纵向方向延伸的一个边缘处，由此使负电极集电体72暴露。正电极端子60被接合到正电极集电体62的该暴露的边缘并由此被电连接到扁平化的卷绕电极组件50的正电极片66。相似地，负电极端子70被接合到负电极集电体72的暴露的边缘并由此被电连接到负电极片76。可以通过例如超声焊接或电阻焊接，将正负电极端子60、70分别接合到正负电极集电体62、72。除了使用根据实施例的电极制造方法制造的电极作为正电极或负电极（这里作为正电极片66）之外，构件自身和构成具有上述结构的卷绕电池组件50的材料可以与在常规锂离子二次电池中的电极组件的情况相同并且没有特别的限制。
在所考虑的示例性实施例中，将负电极片76和如上所述制造的正电极片66与两个分隔体（例如，多孔聚烯烃树脂）80交错卷绕。通过这样做，卷绕电极组件50被容纳在壳主体30内，其中所产生的卷绕电极组件50的卷绕轴横倒。此外，引入包含合适量（例如，1M的浓度）的合适支撑盐（例如，诸如LiPF6的锂盐）的形式为EC+DMC混合溶剂（例如，以1:1的质量比）的非水电解液。此后，通过在壳主体30的开口20中安装并密封盖25来制造根据该示例性实施例的锂离子二次电池10。例如，可以通过将盖25焊接到壳主体30来密封壳主体30的开口20。例如，可以通过激光焊接执行该焊接。
在上述示例性实施例中，使用上述用于锂离子二次电池的电极的制造方法制造正电极片66。然而，该实施例不限于正电极，例如，还可以用于制造锂离子二次电池的负电极。此外，上述实例实施例涉及锂离子二次电池10的实例，但是本发明并不局限于锂离子二次电池，而是可应用于制造其他蓄电装置。例如，其可以应用于诸如镍氢电池的二次电池的电极（正电极和负电极）以及诸如锂离子电容器和电极双层电容器的电容器的电极（正电极和负电极）。在该情况下，在电极制造期间可以使用高速干燥，并可以显著缩短干燥时间，并且作为结果，可以显著削减干燥所需的时间和能量。由此，对于二次电池制造，还可以预期制造时间和能量的削减。
在下面的具体实例中，通过在前面描述的制造方法制造蓄电装置电极（在该情况下，用于锂离子二次电池的正电极），并评估该制造方法。
为了制造用于锂离子二次电池的正电极，首先制备用于形成正电极活性材料层的浆糊。也就是，在所提供的正电极活性材料:导电材料:粘合剂混合的91-93:6-4:3的质量比的范围内混合由正电极活性材料、导电材料以及粘合剂构成的固体分材料。将该固体分材料与规定量的溶剂和分散剂（必要时）混合并搅拌，并通过将固体分材料聚集体完全分散在溶剂中来制造用以形成正电极活性材料层的浆糊。在固体分材料中使用下列材料：正电极活性材料：LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2（平均颗粒尺寸：10μm）；乙炔黑（AB）（平均一次颗粒尺寸：48nm）；粘合剂：聚偏氟乙烯（PVDF）；此外，N-甲基吡咯烷酮（NMP）被用于溶剂，且碱性三嗪衍生物被用于分散剂。
将15μm厚的铝箔制备为正电极集电体，且在正电极集电体的两侧涂敷用以形成正电极活性材料层的上述浆糊。对于在正电极集电体上的浆糊的涂敷重量（单位面积重量），进行涂敷以在集电体的一侧上提供20mg/cm2且在两侧提供总共40mg/cm2的干燥后的正电极活性材料层。然后，对涂敷有浆糊的集电体进行高速干燥。在使涂敷有浆糊的集电体移动通过隧道干燥炉的同时，进行该高速干燥。干燥炉的内部被分为从入口考虑的第一区域、第二区域以及第三区域，并且设置多个地点风扇（spot fan）以便在每个区域中送风到电极的两侧。诸如干燥温度、地点风扇的开/关以及风速的条件可以逐区域设置。为了避免急剧干燥，高速干燥条件为如下。仅在位于干燥炉的入口侧的第一区域中，干燥温度为100℃，且仅在电极的下侧的两个风扇被操作为以5m/s的风速送风。在随后的第二和第三区域中，干燥温度为150℃，且在电极的上侧的三个风扇和在下侧的两个风扇被操作为以5m/s的风速送风。在干燥之后，涂层被施压以产生具有正电极活性材料层的正电极片。
通过设置用以形成正电极活性材料层的浆糊中的固体分材料混合以提供正电极活性材料:导电材料:粘合剂的91-93:6-4:3的质量比；通过使浆糊中的固体分材料含量比以66-73质量%的五个值变化；以及通过连同分散剂分散在溶剂中，来制造用以形成正电极活性材料层的浆糊。由此，浆糊1具有73质量%的固体分材料含量比；浆糊2具有68质量%的固体分材料含量比；浆糊3具有64质量%的固体分材料含量比；浆糊4具有62质量%的固体分材料含量比；以及浆糊5具有60质量%的固体分材料含量比。为了检查浆糊中的聚集体的分散状态是否存在时间变化，通过将其中固体分材料含量比为60质量%的样品5静置约24小时来制备浆糊6。
对浆糊1到6测量了浆糊中的聚集体的颗粒尺寸分布，并在图4中示出了结果。使用基于激光衍射的颗粒尺寸分布分析仪（来自Nikkiso Co.,Ltd.的MT3300）测量聚集体的颗粒尺寸分布。浆糊1到6为高浓度的溶液，并且因而被稀释50倍，然后在不影响聚集体的颗粒尺寸的状态下测量颗粒尺寸分布。从图4可以了解，可以确认通过使用已经明智地管理了平均颗粒尺寸（或颗粒尺寸分布）的正电极活性材料，本实施例的电极制造方法可以精确地制造（以60-73质量%的固体分材料含量比（固体分浓度））用以形成正电极活性材料层的浆糊。此外，还显示出了，所有的浆糊1到6对于具有等于或小于20μm的颗粒尺寸的颗粒具有至少99.85%的丰度比，几乎没有活性材料与其自身的聚集，并呈现高度分散的状态。此外，在25℃和40s-1的切变速率下的粘度在所有情况下为从200到5000mPa·s的范围。从浆糊6的颗粒尺寸分布还可以确认，在保持约24小时的浆糊中没有通过聚集体彼此的进一步聚集而形成极大的聚集体，并且高度分散的状态保持了至少约24小时。
对于样品1，通过将用于形成正电极活性材料层的浆糊中的固体分材料混合设定为提供正电极活性材料:导电材料:粘合剂的91:6:3的质量比并通过将浆糊中的固体分材料含量比（不挥发值（non-volatile value，NV））设定为52质量%，来制备浆糊。然后使用该浆糊，根据上述制造方法制造正电极。在不添加分散剂的情况下制造用于该样品1的浆糊。样品1为根据典型的制造正电极的常规方法制备的正电极，并且在样品1的浆糊制造期间不使用实施例的制造方法。对用以形成正电极活性材料层的样品1浆糊在25℃和40s-1下的粘度的测量给出了2782mPa·s，如表1所示。使用流变仪（来自Anton Paar的MCR301）测量粘度。对于干燥步骤，首先对涂敷有样品1浆糊的集电体进行上述高速干燥。当该步骤完成时，在正电极集电体上涂敷的浆糊的表面中产生开裂。因此改变干燥条件以检测干燥极限时间，该时间是在不出现开裂等等的情况下可完成干燥的最短时间。结果，样品1的干燥极限时间为450秒。通过气体色谱法测量用作溶剂的NMP的量，来确定干燥所需的时间。由此，从干燥的开始起，在炉中从用以形成正电极活性材料层的样品1浆糊的边缘的截面附近对气体取样，并通过气体色谱法测量NMP水平：判断在没有检测到NMP的时刻干燥是否完成。通过在干燥后目视检查电极，来评估是否存在开裂。
在样品2到8中，通过调整用以形成正电极活性材料层的样品1浆糊中的固体分材料含量比和固体分混合（solid fraction blend）来改变粘度，从而制备用以形成正电极活性材料层的浆糊。然后使用这些浆糊，根据上述制造方法制造正电极。通过添加分散剂而制造样品2到8的浆糊。对用于制造所产生的浆糊2到8的浆糊测量固体分材料含量比（NV）和粘度（25℃，40S-1），并在下面的表1中示出。还对样品2到8测量干燥步骤中的干燥极限时间，并且还在表1中示出了“节省时间”，其是与样品1的浆糊的干燥极限时间（450s）相比所节省的时间。
表1
从表1可以了解，对于其中浆糊的固体分材料含量比小于60质量%的样品5到8，由于溶剂的大的量，即使在不同浆糊粘度下，浆糊的干燥时间或者不能被缩短，或者仅能缩短极短的时间。此外，即使在其中浆糊中的固体分材料含量比为至少60质量%的样品2和3的情况下，干燥时间也不能缩短，这是由于浆糊的粘度高于5000mPa·s。与此相对照，对于其中浆糊的固体分材料含量比为至少60质量%且粘度不高于5000mPa·s的样品4，示出了浆糊干燥时间从450秒大幅缩短了180秒（40%）。这确认了：通过使固体分材料比率为至少60质量%且使粘度不大于5000mPa·s，获得了缩短浆糊干燥时间的显著效果。
对于样品9到13，用以形成正电极活性材料层的浆糊中的固体分材料含量比被保持恒定在60质量%，并且使用混合条件来改变在浆糊中分散的具有等于或小于20μm的颗粒尺寸的聚集体的丰度比。具体而言，混合器为具有行星混合器和分散混合器作为拌合器的多轴搅拌器；其旋转速率分别被设定为35rpm/3,000rpm，并改变混合时间。由此，样品9的混合时间为60分钟；样品10的混合时间为50分钟；样品11的混合时间为40分钟；样品12的混合时间为30分钟；以及样品13的混合时间为20分钟。同样使用所产生的浆糊制造正电极。通过添加分散剂来制造样品9到13的浆糊。然后使用这些浆糊并使用上述制造方法制造正电极。表2给出了用以制造样品9到13的浆糊的下列结果，从左开始为：具有等于或小于20μm的颗粒尺寸的聚集体的丰度比和固体分材料含量比（NV）的测量结果。对于样品9到13还测量了干燥步骤中的干燥极限时间，并且在表2的“节省时间”列中给出了与样品1的浆糊的干燥极限时间（450s）相比节省的时间。图5给出了具有等于或小于20μm的颗粒尺寸的聚集体的浆糊中的丰度比与干燥步骤中的节省时间之间的关系。
表2
从表2和图5可以了解，干燥步骤中的节省时间显示为显著地受到具有等于或小于20μm的颗粒尺寸的聚集体的丰度比的影响，即使当浆糊中的固体分材料含量比保持恒定在60质量%时也是如此。也就是，对于60质量%的浆糊中的固体分材料含量比，当具有等于或小于20μm的颗粒尺寸的聚集体的丰度比为约90质量%时，完全不存在缩短干燥时间的效果。然而，干燥时间的缩短在约97质量%的丰度比时开始可见，并将在约99质量%处观察到该效果的急剧增加。此外，还显示出了具有等于或小于20μm的颗粒尺寸的聚集体的丰度比的仅0.1%的差异就可以显著影响缩短干燥时间的效果。虽然这里没有示出具体数据，但当考虑到在60质量%以上的值处浆糊中的固体分材料含量比的各种改变时，发现：当浆糊中的固体分材料含量比为至少60质量%时，在其中使具有等于或小于20μm的颗粒尺寸的聚集体的丰度比为至少99质量%的所有情况下都获得了干燥时间的显著缩短。
基于样品1到13的上述结果，通过将用以形成正电极活性材料层的浆糊中的固体分材料混合设定为提供正电极活性材料:导电材料:粘合剂的93:4:3的质量比并通过将浆糊中的固体分材料含量比设定到60质量%，来制造样品14的浆糊。用于该样品14的搅拌条件与用于上述样品9的相同，并且使用分散剂执行制造。结果，在所获得的浆糊中的具有等于或小于20μm的颗粒尺寸的聚集体的丰度比为99.9%且浆糊的粘度不大于5000mPa·s。然后使用该浆糊并使用上述制造方法制造正电极。结果，在上述高速干燥中干燥时间为72秒。也就是，可以以72秒横越通过干燥炉来进行干燥，在干燥炉中，仅仅在干燥炉的入口侧的第一区域中干燥温度为100℃并仅在电极下侧的两个风扇被操作为以5m/s的风速送风，并且干燥炉中，在随后的第二区域和第三区域中，干燥温度为150℃，并且在电极上侧的三个风扇和在下侧的两个风扇被操作为以5m/s的风速送风。节省时间为378秒，这导致与样品1相比干燥时间显著缩短了84%。从该结果可以了解，这确认了通过使用本实施例的制造方法执行用以形成正电极活性材料层的浆糊的制造，可以显著缩短干燥步骤中的干燥时间。特别地，样品14显示出了干燥时间可被缩短80%或更多，并且，通过本实施例的电极制造方法可以显著缩短制造时间。该制造时间的缩短可导致干燥所需的热的有效使用和改善的生产率，并可以实现成本降低。
使用样品1和样品14作为正电极来装配层叠单元型锂电池，并评估这些电池的性能。对于诸如电池容量、容量保持率等等的特性，发现：对于样品1正电极和样品14正电极，获得了相同的性能。由此，使用本实施例的制造方法，可以在削减制造所需的制造时间（干燥时间）和能量的同时执行电极制造，并且这可以在不损害所产生的电池的性能的情况下实现。在前面使用合适的示例性实施例描述了本发明，但该描述不是限制性的，并且当然可以进行各种修改。
使用本文中公开的技术，可以提供一种制造蓄电装置电极的方法，其中可以在不需要特殊的干燥设备和设施的情况下显著缩短干燥时间（以及由此降低干燥所需的能量和热量）。由于在用以形成活性材料层的浆糊中的聚集体的高度分散，该制造方法实现了高速干燥而不损害二次电池电极的性能。因此，通过使用通过该制造方法制造的电极，本发明提供了可以通过削减制造时间和制造能量来实现成本降低的制造蓄电装置的方法。

Claims (10)

1.一种用于蓄电装置的电极的制造方法，包括以下步骤：
制造用于形成电极活性材料层的浆糊，在所述浆糊中，固体分材料的聚集体被分散在溶剂中，所述固体分材料至少包含电极活性材料和粘合剂；
将所述浆糊涂敷在集电体的表面上；以及
对涂敷有所述浆糊的所述集电体进行干燥，以形成由所述固体分材料形成的所述电极活性材料层，
其中，以如下方式制造所述浆糊：所述固体分材料在所述浆糊中的含量比为60-80质量％，具有等于或小于20μm的颗粒尺寸的所述聚集体的丰度比为至少99％，并且在25℃和40s-1的切变速率下的粘度为200-5000mPa·s。
2.根据权利要求1的制造方法，其中，在制造所述浆糊的步骤中，以如下方式制造所述浆糊：具有等于或小于所述电极活性材料的通过激光衍射散射方法测量的平均颗粒尺寸的两倍的颗粒尺寸的所述聚集体的丰度比为至少99％。
3.根据权利要求1或2的制造方法，其中，在对所述集电体进行干燥的步骤中，通过在70-150℃的气氛中以1-15m/s的风速持续50-150秒送风而对所述涂敷的集电体进行干燥。
4.根据权利要求1或2的制造方法，其中，当所述集电体上的所述浆糊的涂敷重量为25-50mg/cm2时，对所述涂敷的集电体进行干燥的时间等于或短于120秒。
5.根据权利要求1或2的制造方法，其中，进一步添加导电材料作为所述固体分材料。
6.根据权利要求5的制造方法，其中，所述电极活性材料、所述导电材料以及所述粘合剂被用作所述固体分材料并被混合以提供电极活性材料:导电材料:粘合剂的97-80:2-15:1-5的质量比。
7.根据权利要求6的制造方法，其中，所述固体分材料被混合以提供电极活性材料:导电材料:粘合剂的95-86:3-10:2-4的质量比。
8.根据权利要求1或2的制造方法，其中，所述固体分材料在所述浆糊中的含量比为65-75质量％。
9.根据权利要求8的制造方法，其中，所述固体分材料在所述浆糊中的含量比为68-72质量％。
10.根据权利要求1或2的制造方法，其中，通过使用正电极活性材料作为所述电极活性材料来制造用于锂离子二次电池的正电极，所述正电极活性材料是用于锂离子二次电池的正电极的组成物。
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