CN105914342A - 电极糊的脱气方法 - Google Patents

电极糊的脱气方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105914342A
CN105914342A CN201610085610.5A CN201610085610A CN105914342A CN 105914342 A CN105914342 A CN 105914342A CN 201610085610 A CN201610085610 A CN 201610085610A CN 105914342 A CN105914342 A CN 105914342A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode paste
paste
degassing method
degassing
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610085610.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105914342B (zh
Inventor
杉原敦史
中岛雅夫
下园雄二
后藤英史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN105914342A publication Critical patent/CN105914342A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105914342B publication Critical patent/CN105914342B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/043—Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D19/00—Degasification of liquids
    • B01D19/0031—Degasification of liquids by filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D19/00—Degasification of liquids
    • B01D19/0036—Flash degasification
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D19/00—Degasification of liquids
    • B01D19/0042—Degasification of liquids modifying the liquid flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D19/00—Degasification of liquids
    • B01D19/0042—Degasification of liquids modifying the liquid flow
    • B01D19/0052—Degasification of liquids modifying the liquid flow in rotating vessels, vessels containing movable parts or in which centrifugal movement is caused
    • B01D19/0057—Degasification of liquids modifying the liquid flow in rotating vessels, vessels containing movable parts or in which centrifugal movement is caused the centrifugal movement being caused by a vortex, e.g. using a cyclone, or by a tangential inlet
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

Abstract

提供一种电极糊脱气方法，其将通过捏合含有电极活性材料的固体内容物和分散介质而形成的电极糊引入减压容器和在对所述电极糊施加剪切力的同时将所述电极糊脱气。将所述电极糊中的固体内容物比率设定为55质量％或更高，并将所述减压容器中的压力设定为-50kPa或更高。可以抑制残留气泡和电极糊的干燥，由此提高产品收率。

Description

电极糊的脱气方法
技术领域
本发明涉及电极糊的脱气方法。
发明背景
锂离子二次电池是可通过非水电解质中的锂离子在储存和排放锂离子的正极和负极之间运动而充电-再充电的非水电解质二次电池。最近已在电动车(EV)和插电式混合动力车(PHV)中安装大容量锂离子二次电池。
上述锂离子二次电池的负极和正极各自具有层状结构，其中在集电体上形成活性材料层。通过在集电体上施加和干燥含有固体内容物(如活性材料、粘合剂和增稠剂)和分散介质(溶剂)的正极糊或负极糊(下文称作“电极糊”)，形成活性材料层，此后压制。
通常，如上电极糊通过混合固体内容物，如活性材料、粘合剂和增稠剂并随后捏合所得粉末混合物和分散介质制造。此时，在捏合的电极糊中通常含有气泡；因此，如果就这样将这种糊施加到集电体上，没有活性材料等施加到与气泡接触的集电体部分上，这造成所谓的“透明(transparency)缺陷”。因此，在捏合过程之后和在施加过程之前进行脱气过程以消除电极糊中的气泡。
同时，在电极糊中，为了减少干燥过程中所需的时间以提高生产率，通过降低分散介质的混合比促成更高的固体内容物比率。随着电极糊的固体内容物比率变高，其粘度增加更多，以致更难释放气泡。特别地，50质量％或更高的电极糊固体内容物比率使得难以进行脱气。
日本专利申请公开No.2014-017064公开了在将捏合后的电极糊引入脱气罐以成型为膜形式的同时通过将该脱气罐减压来除去电极糊中的气泡的技术。通过将真空度设定为大约-90kPa，固体内容物比率高达大约50质量％的电极糊的脱气变得可行。在说明书中，以表压表示真空度(减压度)。
本发明的发明人已经发现JP 2014-017064 A中描述的电极糊脱气方法中的下列问题。在将电极糊的固体内容物比率进一步提高到55质量％或更高的情况下，如果在大约-90kPa的真空度下进行脱气加工，仍存在由于减压在电极糊中生成的气泡，这可能在施加过程中造成大量透明缺陷。真空度的进一步提高减少气泡，但电极糊有可能由于更高的固体内容物比率而在脱气过程中变干。因此，在施加过程中可能出现条纹缺陷。
发明内容
本发明提供能将具有55质量％或更高的固体内容物比率的电极糊有效脱气的电极糊脱气方法。
本发明的电极糊脱气方法包括将通过捏合含有电极活性材料的固体内容物和分散介质而形成的电极糊引入减压容器和在对所述电极糊施加剪切力的同时将所述电极糊脱气，其中将所述电极糊中的固体内容物比率设定为55质量％或更高，并将所述减压容器中的压力设定为-50kPa或更高。通过将所述减压容器中的压力设定为-50kPa或更高，可以抑制残留气泡和电极糊的干燥，由此提高产品收率。
可以在对所述电极糊施加剪切力的同时将所述电极糊成型为膜形式。通过这种配置，可以促进脱气。可以将减压容器中的压力设定为-20kPa或更低。通过这种配置，可以促进脱气。
可以将所述电极糊送至安置在减压容器中的盘形转子以对所述电极糊施加剪切力。借助简单配置，可以对所述电极糊施加剪切力。可以使所述电极糊从转子溅射以碰撞减压容器的内壁表面。可以通过碰撞时的气泡破裂促进脱气。从所述减压容器中排出的电极糊可以经过滤器过滤。通过这种配置，可以消除残留气泡。
根据本发明，可以提供能将具有55质量％或更高的固体内容物比率的电极糊有效脱气的电极糊脱气方法。
附图说明
下面参考附图描述本发明的示例性实施方案的特征、优点以及技术和工业意义，其中类似数字是指类似元件，且其中：
图1是非水电解质二次电池的构造实例的示意性全图；
图2是电极层状体的示意性截面图；
图3是电极的示意性截面图；
图4是解释根据本发明的第一实施方案的电极糊脱气方法和示意性显示脱气装置100及其之前的设备和之后的设备的图；
图5是显示容器110的真空度与脱气后的各糊中的气泡数(气泡总数和0.3毫米或更大的气泡数)之间的关系的图；且
图6是显示容器110的真空度与容器110在施加过程后的效率百分比之间的关系的图。
具体实施方式
<第一实施方案>下面参考附图详细描述本发明适用的具体实施方案。但是，本发明不限于下列实施方案。为了解释的清楚性，适当简化下列描述和附图。
<非水电解质二次电池>参考图1至图3，描述使用已用根据本发明的第一实施方案的电极糊脱气方法脱气的电极糊制成的非水电解质二次电池。在本实施方案中，作为非水电解质二次电池的一个实例解释锂离子二次电池。图1是非水电解质二次电池的构造实例的示意性全图。图2是电极层状体的示意性截面图。图3是电极的示意性截面图。
通过将电极层状体30和非水电解质(未显示)装在外壳(电池容器)11中，构造如图1中所示的非水电解质二次电池1。如图2中所示，通过堆叠正极21和负极22及安置在它们之间以将它们互相隔离的隔片31，形成电极层状体30。外壳11的外表面带有用于外部连接的两个外部端子(正极端子和负极端子)12。
作为非水电解质，可以使用公知的非水电解质并可以使用液体、凝胶或固体非水电解质。例如，优选使用通过将含锂电解质溶解在高介电常数碳酸酯溶剂(如碳酸亚丙酯和碳酸亚乙酯)和低粘度碳酸酯溶剂(如碳酸二乙酯、碳酸甲基乙基酯和碳酸二甲酯)的混合溶剂中形成的非水电解质。
作为混合溶剂，例如优选使用如碳酸亚乙酯(EC)/碳酸二甲酯(DMC)/碳酸乙基甲基酯(EMC)，和碳酸亚乙酯(EC)/碳酸二乙酯(DEC)之类的混合溶剂。含锂电解质的实例可包括锂盐，例如LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、Li2SiF6、LiOSO2CkF(2k+1)(k＝1至8的整数)和LiPFn{CkF(2k+1)}(6-n)(n＝1至5的整数，k＝1至8的整数)及其组合。
作为隔片31，可以使用任何膜，只要该膜将正极21与负极22电绝缘并允许锂离子透过，优选使用多孔聚合物膜。例如优选使用聚烯烃多孔膜，如PP(聚丙烯)多孔膜、PE(聚乙烯)多孔膜和PP(聚丙烯)-PE(聚乙烯)层状多孔膜。
如图3中所示，通过在集电体20A上布置电极活性材料层20B，形成电极20(正极21或负极22)。在集电体20A的一个表面或两个表面上形成电极活性材料层20B。图3显示布置在集电体20A的一个表面上的电极活性材料层20B的一个实例。
例如通过在铝箔上施加含有正极活性材料、电极导电助剂如炭粉、粘合剂如聚偏二氟乙烯(PVDF)和分散介质如N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)的正极糊、然后干燥和压制这种糊，形成正极活性材料层。正极材料的一个实例可包括含锂复合氧化物，如LiCoO2、LiMnO2、LiMn2O4、LiNiO2、LiNixCo(1-x)O2和LiNixCoyMn(1-x-y)O2，例如(在式中，0<x<1，0<y<1)。
例如通过在集电体如铜箔上施加含有负极活性材料、粘合剂如改性苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳(SBR)、增稠剂如羧甲基-纤维素钠盐(CMC)和分散介质如水的负极糊、然后干燥和压制这种糊，形成负极活性材料层。作为负极活性材料，优选使用基于Li/Li+具有2.0V或更小的锂储存能力的负极活性材料。负极活性材料的实例可包括掺杂和去掺杂锂离子的碳如石墨、金属锂、锂合金和过渡金属氧化物/过渡金属氮化物/过渡金属硫化物及其组合，等。
<电极糊的脱气方法>参考图4，描述根据本发明的第一实施方案的电极糊脱气方法。图4是解释根据本发明的第一实施方案的电极糊脱气方法的图，并且是示意性显示脱气装置100及其之前的设备和之后的设备的图。图4的脱气装置100以示意性的纵向截面图显示。与脱气装置100一起描述电极糊的脱气方法。
根据本实施方案的电极糊脱气方法优选用于高固体内容物比率的电极糊，其不包括分散介质的固体内容物如活性材料、粘合剂和增稠剂的比率(固体内容物比率)为55质量％或更高。上述电极糊脱气方法适用于正极的电极糊和负极的电极糊。
如图4中所示，本实施方案的脱气装置100包括容器110和安置在容器110内的转子120。容器110是可以密封的减压罐(减压容器)，内部通过包括真空泵的真空装置Vac.减压。容器110包括罐体(其包括漏斗形下部111和圆柱形侧部112)和封闭罐体的上部开口的盖元件113。盖元件113带有糊进料部件(未显示)，如进料喷嘴，并将电极糊P从这一部件送入容器110。下部111带有电极糊P的排出口111M。
转子120至少包括水平部121。在本实施方案中，转子120是包括水平部121和从这一水平部121斜向上延伸出的侧部122的盘形转子，将其上部成型为开口。转子120的形状不限于具体形状，只要转子120至少包括水平部121，并可以是仅由水平部121形成的简单盘。
在容器110的盖元件113上提供电机124，并将这种电机124和转子120的水平部121的中心经电机轴123互相连接。通过电机124的驱动使转子120围绕电机轴123旋转。转子120安置在侧部112的中间高度之上的位置(更靠近盖元件113的位置)。
在图4中，安置在脱气装置100的前一步骤中的前导设备200是例如电极糊P的捏合机或储存装置。将电极糊P从前导设备200经管道等送入脱气装置100。
来自电极糊P的前导设备200的电极糊P经盖元件113送入安置在容器110内的转子120。图4使用箭头示意性示出了电极糊P从前导设备200到脱气装置100、然后到转子120的进料路径。
例如将电极糊P供给到转子120的水平部121的中部附近。通过转子120的旋转对进料到水平部121上的电极糊P施以剪切力以成型为具有低粘度的膜形式。此外，电极糊P由于离心作用而沿侧部122上升，并从转子120的最外周缘120E溅射。溅射的电极糊P碰撞容器110的侧部112的内壁表面112S并沿内壁表面112S向下流向排出口111M。图4使用箭头示意性显示电极糊P进料到脱气装置100之后的路径。
从脱气装置100的排出口111M排出的电极糊P优选经过滤器300送入施加装置400。脱气过程后的电极糊P在一些情况中可能含有少量气泡或各种外来污染物。使用过滤器300对脱气过程后的电极糊P施以压力过滤，由此除去少量残留气泡或各种外来污染物。作为过滤器300，可以使用公知的过滤器。施加装置400是将电极糊P施加到集电体上的涂布模头等。
如上所述，在根据本实施方案的电极糊脱气方法中，将电极糊P进料到转子120的水平部121上，并通过转子120的旋转作用对电极糊P施加剪切力以将电极糊P成型为具有低粘度的膜形式。与容器110中的减压一起，借助简单配置将电极糊P成型为具有低粘度的膜形式，由此促进电极糊P的脱气。进一步使电极糊P溅射到容器110的内壁表面112S。与内壁表面112S的碰撞作用打破(消除)在电极糊P中因减压膨胀的气泡。通过上述原理，可以将具有高固体内容物比率和高粘度的电极糊P有效脱气。
在根据本实施方案的电极糊脱气方法中，假定电极糊P的固体内容物比率为55质量％或更高。电极糊P可以是正极糊和负极糊。由于电极糊P的固体内容物比率为55质量％或更高，可以减少施加过程后的干燥时间。电极糊P的固体内容物比率优选为65质量％或更低。如果固体内容物比率变得大于65质量％，由于粘度提高，有可能在施加过程中造成条纹缺陷。
根据本实施方案的电极糊脱气方法的特征之一在于，将容器110的内压减压至-50kPa或更高。在将固体内容物比率为大约50质量％的电极糊P脱气的相关技术的脱气方法中，必须将容器110的内压减压至大约-90kPa。一直认为，在容器110的内压较低时，进一步促进脱气，即真空度越高越优选。
本发明发明人已经发现，在将电极糊的固体内容物比率设定为55质量％或更高的情况下，如果在大约-90kPa的真空度下进行脱气加工，在电极糊中因减压而生成的气泡不能完全消除，仍留在电极糊中，这可能在施加过程中造成大量透明缺陷。此外，还已经发现，更高的真空度减少气泡，但电极糊有可能在脱气过程中变干，这可能在施加过程中造成条纹缺陷。
本发明人已经发现，不同于相关技术中的一般认识，将容器110的内压设定为-50kPa或更高，这比相关技术高以抑制气泡和电极糊的干燥，由此降低了缺陷百分比(提高效率百分比，即产品收率)。如果将容器110的内压设定为低于-50kPa，由留在该糊中的来自溶剂的气体(如溶解氧)作为气泡出现，这样的气泡没有被完全消除并仍留下；因此，气泡数在脱气过程后骤增。
在根据本实施方案的电极糊脱气方法中，真空度可以比现有技术低(压力可以更高)，因此可以配置小型真空泵，这在设施成本和运行成本方面优选。此外，由于该真空度即使在容器110中有小泄漏也可达到，因此可以抑制在达到所需真空度前的生产线停工；因此，生产率优异。容器110的内压可以为任何值，只要其比大气压小，但更优选将容器110的内压设定为-20kPa或更低以通过电极糊P中的气泡的破裂促进脱气。更优选将容器110的内压设定为-40kPa或更低以抑制施加过程中的透明缺陷。
优选将转子120的最外周缘120E的剪切速率设定在1×105至1×107s-1的范围内。对位于转子120的最外周缘120E处的电极糊P施加这种剪切速率。电极糊P的粘度随剪切速率而变，随着剪切速率变大，粘度变低，以使脱气变得更容易。具体而言，在小于1×105s-1的剪切速率下，粘度不够低，以致脱气变得不足，且通过碰撞内壁表面112S造成的气泡破裂也变得不足。另一方面，大于1×107s-1的剪切速率在电极糊P碰撞内壁表面112S时生成气泡，这反而增加施加过程中的透明缺陷。可以通过公知方法基于转子的最外周缘的最大直径、转子的最外周缘的平面图形状和转子的旋转数获得“任何形式的转子的最外周缘的剪切速率”。
可以在使送入转子120的电极糊P稳定碰撞容器110的内壁表面112S的范围内设计转子120和容器110的内壁表面112S之间的距离。为此，优选将转子120和容器110的内壁表面112S之间的距离设定为200毫米或更小。
如上所述，根据本实施方案，可以提供能将具有高固体内容物比率的电极糊P有效脱气的电极糊P脱气方法。
<实验例>下面参考实验例解释，其中使用各种真空度研究气泡数和效率百分比以检验根据第一实施方案的电极糊脱气方法的效果。在实验例中，使用负极糊。使用石墨作为负极活性材料，使用羧甲基-纤维素钠盐(CMC)作为增稠剂，使用改性苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳(SBR)作为粘合溶剂，并使用水作为分散溶剂。
固体内容物的材料掺合比为石墨/CMC/SBR＝98.6/0.7/0.7(固体内容物的质量比)。将该糊的固体内容物比率设定为60质量％。将该糊的温度设定为20℃。该糊在2.0s-1剪切速率下的粘度为14812.5mPa·s。
使用具有如图4中所示的结构的脱气装置100进行上述负极糊的脱气。使用真空罐作为容器110。真空罐的内径为电极糊相对于转子120的水平部121的进料速率和电极糊从排出口111M的排出速率都是1.4升/分钟。
作为转子120，使用盘形转子，其包括水平部121、从这一水平部121斜向上延伸出的侧部122和开放上部。关于转子120的尺寸，下部直径为高度为45毫米。将水平部121和侧部122的各自厚度设定为2毫米。将侧部122相对于水平部121的倾角设定为60°。
转子120和容器110的内壁表面112S之间的距离为200毫米或更小。将转子120的旋转速率设定为1500rpm。因此，转子120的最外周缘120E的剪切速率为2.8×106s-1。在上述各种条件下，在各自的条件下使用容器110的各种真空度进行脱气：0、-20、-40、-50、-60、-80和-95kPa。
[气泡数的测量方法]从排出口111M排出脱气后的糊，将10cc的各糊置于彼此相对的一对玻璃(它们之间有一定距离)之间并使用光学相机拍摄各糊的照片。对各所得照片进行公知的图像分析以获得每10cc各糊的气泡数。关于气泡数，测定气泡总数和具有0.3毫米或更大的直径的气泡数。
[优质产品测定]使用深度过滤器(具有50微米平均开孔直径的树脂过滤器)压滤脱气后的各糊。随后，使用模头涂布机将各过滤糊施加到成幅的铜箔(集电体)上，并使其经过干燥炉以干燥。通过测定是否可通过模头涂布机施加，目视检查条纹缺陷，并将无条纹的产品确定为优质产品。通过使用Futec Inc.制造的缺陷检查系统研究每单位长度的各铜箔的缺陷数，测定透明缺陷。将每米缺陷数不多于预定基准值的产品确定为优质产品。
下面解释实验结果。图5是显示容器110的真空度与脱气后的各糊中的气泡数(气泡总数和具有0.3毫米或更大的直径的气泡数)之间的关系的图。横轴代表真空度，纵轴代表每10cc的各糊中的气泡数。为了参考，脱气前的气泡数也显示在图5中。白色正方形标记指示气泡总数，黑色正方形标记指示具有0.3毫米或更大的直径的气泡数。图6是显示容器110的各真空度与施加过程后的效率百分比之间的关系的图。横轴代表真空度，纵轴代表效率百分比(％)。在各图5和图6中，在横轴中，真空度朝右变高(压力变小)。
如图5中所示，通过将容器110的压力设定为-50kPa或更高，可以降低气泡总数和具有0.3毫米或更大的直径的气泡数。因此，如图6中所示，具有-50kPa或更高压力的容器110的情况表现出更高的效率百分比。特别地，具有-20kPa至-50kPa的压力的容器110的各情况表现出大于80％的效率百分比，且具有-40kPa至-50kPa的压力的容器110的各情况表现出大于90％的效率百分比。在容器110的压力从0kPa到-40kPa变低时气泡数降低的原因被认为是，最初存在于糊中的气泡因减压而膨胀破裂。
相反，如果将容器110的压力设定为进一步低于-50kPa，如图6中所示，气泡数开始增加，因此效率百分比急剧降低。具体而言，具有-50kPa的压力的容器110的情况表现出大于90％的效率百分比，但具有-60kPa的压力的容器110的情况表现出小于40％的效率百分比。在压力为-60kPa或更高的情况下，没有检测到条纹缺陷，只有归因于气泡的透明缺陷影响效率百分比。在容器110的压力从-50kPa到-80kPa变低时气泡数增加的原因被认为是，来自于糊中存在的溶剂的气体(如溶解的氧)由于减压而重新作为气泡出现，这些气泡没有被完全消除并仍留下。
如图5和图6中所示，在容器110具有-80kPa的压力的情况下，气泡数变得最大，且效率百分比变得最小。如果将容器110压力降至-95kPa，气泡数降低，且效率百分比改进到接近80％。在容器110具有-95kPa的压力的情况下，检测到由糊变干造成的条纹缺陷。具体而言，发现较高固体内容物比率和较高真空度都重新造成糊变干。
如上述实验例中所示，在将具有55％或更大的固体内容物比率的高固体内容物比率电极糊脱气时，将容器110的真空度降低(将压力提高)到-50kPa或更高，这比相关技术低，由此抑制留在电极糊中的气泡数以及电极糊的干燥，由此提高产品产率。在具有-40kPa的真空度的样品的情况中，证实气泡通过过滤完全消除。
本发明不限于上述实施方案和实施例，并可以适当作出设计变动而不背离本发明的精神。例如，本发明不限于非水电解质二次电池并可用于制造用于任何用途的电极糊，只要该电极糊具有55质量％或更高的固体内容物比率。施加剪切力的方式不限于旋转，例如可以通过使用刮刀薄铺电极糊来施加剪切力。

Claims (6)

1.电极糊的脱气方法，其特征在于包括：
将通过捏合含有电极活性材料的固体内容物和分散介质而形成的电极糊引入减压容器和
在对所述电极糊施加剪切力的同时将所述电极糊脱气，
其中
将所述电极糊中的固体内容物比率设定为55质量％或更高，并将所述减压容器中的压力设定为-50kPa或更高。
2.根据权利要求1的脱气方法，其中
在对所述电极糊施加剪切力的同时将所述电极糊成型为膜形式。
3.根据权利要求1或2的脱气方法，其中
将所述减压容器中的压力设定为-20kPa或更低。
4.根据权利要求1至3任一项的脱气方法，其中
将所述电极糊送至安置在所述减压容器中的盘形转子以对所述电极糊施加剪切力。
5.根据权利要求4的脱气方法，其中
使所述电极糊从转子溅射以碰撞所述减压容器的内壁表面。
6.根据权利要求1至5任一项的脱气方法，其中
从所述减压容器中排出的所述电极糊经过滤器过滤。
CN201610085610.5A 2015-02-19 2016-02-15 电极糊的脱气方法 Active CN105914342B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-030311 2015-02-19
JP2015030311A JP6567835B2 (ja) 2015-02-19 2015-02-19 電極用ペーストの脱泡方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105914342A true CN105914342A (zh) 2016-08-31
CN105914342B CN105914342B (zh) 2019-03-12

Family

ID=55353107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610085610.5A Active CN105914342B (zh) 2015-02-19 2016-02-15 电极糊的脱气方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9570735B2 (zh)
EP (1) EP3059787B1 (zh)
JP (1) JP6567835B2 (zh)
KR (1) KR101712527B1 (zh)
CN (1) CN105914342B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109126209A (zh) * 2018-07-16 2019-01-04 安徽华塑股份有限公司 一种电石炉用电极糊的脱气生产设备
CN110475617A (zh) * 2017-04-05 2019-11-19 株式会社石井表记 喷墨涂布装置及电池制造用装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014184925A1 (ja) * 2013-05-16 2014-11-20 トヨタ自動車株式会社 電極ペーストの製造方法
WO2017138192A1 (ja) * 2016-02-08 2017-08-17 国立研究開発法人産業技術総合研究所 非水電解質二次電池の正極用スラリーの製造方法及び非水電解質二次電池の正極用スラリー
US10707531B1 (en) 2016-09-27 2020-07-07 New Dominion Enterprises Inc. All-inorganic solvents for electrolytes
JP6950640B2 (ja) * 2018-07-27 2021-10-13 トヨタ自動車株式会社 電極合材ペーストの製造方法
EP4102616A4 (en) * 2020-10-23 2023-09-13 LG Energy Solution, Ltd. ELECTRODE INSULATING FLUID SUPPLY APPARATUS AND ELECTRODE INSULATING FLUID SUPPLY METHOD

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004171918A (ja) * 2002-11-20 2004-06-17 Fdk Corp 負極ゲル製造方法
CN1179431C (zh) * 1999-09-22 2004-12-08 日清纺绩株式会社 碾压电极构造体的碾压装置和电极构造体
WO2007126400A1 (en) * 2006-04-27 2007-11-08 Elena Moiseevna Shembel Electrode for lithium primary and secondary (rechargeable) batteries and the method of its production
CN103314472A (zh) * 2011-01-13 2013-09-18 丰田自动车株式会社 电极材料涂敷装置和过滤装置
CN103531745A (zh) * 2012-07-05 2014-01-22 丰田自动车株式会社 电极浆料制造方法、制造系统和二次电池

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4501296B2 (ja) * 2001-03-16 2010-07-14 株式会社Ｉｈｉ 塗工液撹拌装置
JP4199487B2 (ja) * 2002-07-03 2008-12-17 トヨタ自動車株式会社 ペースト材料の連続脱泡装置
JP2004311236A (ja) * 2003-04-08 2004-11-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 極板の製造方法
JP2006310120A (ja) 2005-04-28 2006-11-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd リチウムイオン二次電池用極板のペースト製造方法
KR101071766B1 (ko) * 2008-10-06 2011-10-11 현대자동차주식회사 연료전지용 촉매슬러리의 제조방법 및 장치
JP5670104B2 (ja) * 2009-09-29 2015-02-18 日本碍子株式会社 正極活物質及びリチウム二次電池
JP2011206673A (ja) * 2010-03-30 2011-10-20 Mitsubishi Paper Mills Ltd 連続脱泡装置
JP5429491B2 (ja) 2010-06-17 2014-02-26 住友金属鉱山株式会社 無機材料スラリを用いた導電性ペーストおよび該ペーストの製造方法
JP5835581B2 (ja) * 2012-03-21 2015-12-24 Jsr株式会社 蓄電デバイスの電極用バインダー組成物
JP5626264B2 (ja) * 2012-05-31 2014-11-19 トヨタ自動車株式会社 電極の製造方法、および電池
JP5936089B2 (ja) * 2012-09-27 2016-06-15 トヨタ自動車株式会社 電極用ペーストの製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1179431C (zh) * 1999-09-22 2004-12-08 日清纺绩株式会社 碾压电极构造体的碾压装置和电极构造体
JP2004171918A (ja) * 2002-11-20 2004-06-17 Fdk Corp 負極ゲル製造方法
WO2007126400A1 (en) * 2006-04-27 2007-11-08 Elena Moiseevna Shembel Electrode for lithium primary and secondary (rechargeable) batteries and the method of its production
CN103314472A (zh) * 2011-01-13 2013-09-18 丰田自动车株式会社 电极材料涂敷装置和过滤装置
CN103531745A (zh) * 2012-07-05 2014-01-22 丰田自动车株式会社 电极浆料制造方法、制造系统和二次电池

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110475617A (zh) * 2017-04-05 2019-11-19 株式会社石井表记 喷墨涂布装置及电池制造用装置
CN110475617B (zh) * 2017-04-05 2022-01-28 株式会社石井表记 喷墨涂布装置及电池制造用装置
US11628464B2 (en) 2017-04-05 2023-04-18 Kabushiki Kaisha Ishii Hyoki Inkjet application device and device for manufacturing battery
CN109126209A (zh) * 2018-07-16 2019-01-04 安徽华塑股份有限公司 一种电石炉用电极糊的脱气生产设备
CN109126209B (zh) * 2018-07-16 2020-12-18 安徽华塑股份有限公司 一种电石炉用电极糊的脱气生产设备

Also Published As

Publication number Publication date
EP3059787A1 (en) 2016-08-24
KR101712527B1 (ko) 2017-03-06
US20160248076A1 (en) 2016-08-25
JP2016152184A (ja) 2016-08-22
US9570735B2 (en) 2017-02-14
CN105914342B (zh) 2019-03-12
JP6567835B2 (ja) 2019-08-28
EP3059787B1 (en) 2018-12-05
KR20160102117A (ko) 2016-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105914342A (zh) 电极糊的脱气方法
JP5625123B2 (ja) 遠心力を用いて二次電池を脱気する方法
JP5593454B2 (ja) バッテリセルの製造方法、及びその製造方法で製造されたバッテリセル
CN102812589B (zh) 非水电解液二次电池
CN101278421B (zh) 非水电解质电池用正极、非水电解质电池用负极、非水电解质电池用隔离件以及使用它们的非水电解质电池
US20050233218A1 (en) Lithium-ion secondary battery and method of charging lithium-ion secondary battery
JP5818078B2 (ja) 非水電解質二次電池の製造方法
CN101330139A (zh) 锂二次电池
CN102959764A (zh) 陶瓷隔板及蓄电设备
CN108110313A (zh) 锂离子二次电池及其制造方法
KR102254336B1 (ko) 상압에서 탈포하는 과정을 포함하는 이차전지용 전극 슬러리의 제조 방법
CN106058261A (zh) 非水电解质二次电池及其制造方法
JP6609946B2 (ja) リチウムイオン二次電池用電極、その製造方法及びリチウムイオン二次電池
JP6303871B2 (ja) セパレータおよびリチウムイオン二次電池
JP6098542B2 (ja) 負極ペースト及びその製造方法
CN105470436A (zh) 隔离物以及使用该隔离物的锂离子二次电池
JP2013080626A (ja) 非水電解質二次電池の製造方法
JP6618387B2 (ja) リチウムイオン二次電池
WO2017002615A1 (ja) リチウムイオン二次電池の製造方法およびリチウムイオン二次電池の評価方法
WO2016079821A1 (ja) リチウムイオン電池およびその製造方法
JP2016072200A (ja) 電極用ペーストの脱泡方法
JP2010055950A (ja) 電池の製造方法
CN114335413A (zh) 具有改善的快速充电性能的二次电池用电极、制造该电极的方法以及包括该电极的二次电池
JP2015088314A (ja) 二次電池の電極用ペーストの製造方法
JP2015079610A (ja) 電極用ペーストの塗工装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant