CN108780877A - 电化学装置和电化学装置用电极的制造方法 - Google Patents
电化学装置和电化学装置用电极的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108780877A CN108780877A CN201680083389.8A CN201680083389A CN108780877A CN 108780877 A CN108780877 A CN 108780877A CN 201680083389 A CN201680083389 A CN 201680083389A CN 108780877 A CN108780877 A CN 108780877A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- active material
- material layer
- collector
- electrode
- die head
- 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.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims abstract description 161
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 73
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 47
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 200
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 20
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 16
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 12
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 12
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 description 28
- 230000008569 process Effects 0.000 description 26
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 24
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 19
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 18
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 18
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 14
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 10
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 3
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 3
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N dipropyl carbonate Chemical compound CCCOC(=O)OCCC VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxol-2-one Chemical compound O=C1OC=CO1 VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910010182 Li2MO3—LiMO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001357 Li2MPO4F Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010364 Li2MSiO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910032387 LiCoO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001305 LiMPO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014776 LiMn2O2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003005 LiNiO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001228 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 (NCM 111) Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002097 Lithium manganese(III,IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 240000007817 Olea europaea Species 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 150000001733 carboxylic acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 150000004292 cyclic ethers Chemical class 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000010220 ion permeability Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002116 nanohorn Substances 0.000 description 1
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Inorganic materials O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 1
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/26—Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features
- H01G11/28—Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features arranged or disposed on a current collector; Layers or phases between electrodes and current collectors, e.g. adhesives
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
- H01G11/86—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof specially adapted for electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G13/00—Apparatus specially adapted for manufacturing capacitors; Processes specially adapted for manufacturing capacitors not provided for in groups H01G4/00 - H01G11/00
-
- 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
-
- 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
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
- H01M4/366—Composites as layered products
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
描述了使用四个模头15a‑15d的电化学装置用电极的制造方法，其中电极中的每一个包括集电体9、11和活性物质层10、12。活性物质层10、12各自含有下活性物质层10a、12a和上活性物质层10b、12b。在传送集电体9、11的同时，从位于传送方向S的最上游侧的模头15a和位于第二上游侧的模头15b喷出浆料以形成两个电极的下活性物质层10a、12a，并且从位于第三上游侧的模头15c和位于第四上游侧的模头15d喷出浆料以形成两个电极的上活性物质层10b、12b。
Description
技术领域
本发明涉及电化学装置和电化学装置用电极的制造方法。
背景技术
层压型电化学装置是一种类型的电化学装置，如二次电池，其广泛地用作手机、数码照相机、笔记本电脑、电动汽车和家用储能系统的电源。层压型电化学装置由多层电极体组成，其中多个正极、多个负极和将各个正极和负极对分隔开的隔膜交替地堆叠。
电化学装置用电极片由在集电体上用活性物质涂布的涂布部分和未涂布活性物质的未涂布部分组成，并且未涂布部分与电极端子连接。还可以涂布导电助剂和/或粘合剂。在层压型电化学装置中，将多层电极体密封在外壳内。正极端子的一端与正极片的未涂布部分连接，并且另一端引出到外壳的外部，并且负极端子的一端与负极片的未涂布部分电连接，并且另一端引出到外壳的外部。将电解液连同多层电极体一起密封在外壳内。二次电池的容量逐年在增大，并且在短路情况下产生的热量也增加。因此，要求对二次电池进一步采取措施以满足安全性。
这样的安全措施的一个实例是其中将绝缘部件布置在涂布部分和未涂布部分的边界部分上的构造。其有助于防止正极与负极之间的短路。然而，可能会发生电化学装置的品质问题，如每单位体积的能量密度的降低、一些电学特性的波动或在充电-放电循环中容量保持率的降低。通过设置绝缘部件如带而导致电极的部分厚度增大引起这些问题，因为不能均匀地压制层压电极。因此，存在一些构造，其通过使活性物质层的端部的厚度部分变薄然后将绝缘部件布置在这些变薄部分和未涂布部分上来防止或减少电极的部分厚度增大。
典型的层压型电化学装置用电极的制造方法包括将含有活性物质的流体浆料从模头(die head)喷出(eject)到集电体的步骤，和通过相对于模头移动集电体间歇地将浆料从模头喷出到长片材形式的集电体从而形成活性物质层的步骤。在上述制造步骤后，通过切割其上已经形成活性物质层的集电体来获得个体电极。与连续涂布过程相比，在间歇涂布过程中，由于重复的喷出浆料的进行和中断过程，更加难以提高涂布速度，并且在间歇涂布过程中不合理的加速使活性物质层的端部的形成控制复杂化。
在专利文献1中，赋予活性物质层双层构造以控制电极端部的形式，并且将绝缘部件布置在其中仅存在下活性物质层(lower active material layer)的单层部分上。此构造实现了防止电极多层体的厚度的部分增大。
专利文献2公开了使用多个模头来形成多层膜的技术。
专利文献3公开了其中使用多个模头来间歇地形成电极的制造方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：WO2015/087657A
专利文献2：JP2000-185254A
专利文献3：JPH10-015463A
发明内容
发明要解决的问题
当将含活性物质浆料从模头间歇地喷出到集电体时，浆料从模头的喷出停止一次，然后浆料的喷出继续。此过程需要时间来操作机构从而打开和关闭用于将浆料供应到模头中的阀门，并且需要时间来将模头朝向集电体更近地移动和将模头远离集电体移动。因此，在间歇涂布过程中的端部形状的控制在集电体箔的高速传送的情况下变得甚至更困难。尽管专利文献1公开了一种形成多层的电极从而形成在端部设置绝缘部件的位置的技术，但是没有考虑生产效率的改善。专利文献2仅涉及多层的电极的形成，并没有考虑控制形状。
此外，在专利文献3公开的发明中，可以以高速形成单层构造的活性物质，但是不能以高速形成具有尺寸精度的变薄部分。
因此，本发明的一个目的是通过提供电化学装置用电极的制造方法来提供上述问题的解决方案。并且其导致通过减少废弃部分来减少制造时间和降低制造成本从而提高生产效率。另外，通过本发明实现了在电极的活性物质层中的具有尺寸精度的变薄部分的形成。
解决问题的手段
根据本发明，提供了一种电化学装置用电极的制造方法，其中所述电极包括集电体和活性物质层，其中所述活性物质层包括在集电体上形成的下活性物质层和在下活性物质层上形成的上活性物质层(upper active material layer)，所述方法使用沿集电体的传送方向排成一行并且布置在集电体上的至少四个模头。在传送集电体的同时，通过以下方式形成两个电极的下活性物质层：将含活性物质的浆料从位于传送方向的最上游侧的模头喷出到集电体上，并且将浆料从位于传送方向的第二上游侧的模头喷出到集电体上，以及通过以下方式形成两个电极的上活性物质层：将浆料从位于传送方向的第三上游侧的模头喷出到集电体上，并且将浆料从位于传送方向的第四上游侧的模头喷出到集电体上。
发明的效果
本发明使得能够缩短用于制造电极的操作时间，并且使得能够提高制造效率。此外，本发明可以减少废弃部分，从而将制造成本降低至较低水平。更进一步，本发明使得能够在电极的活性物质层中形成具有精确尺寸的变薄部分。
附图简述
图1a是示出作为本发明的电化学装置的一个实例的二次电池的顶视图。
图1b是沿图1a的线A-A截取的横截面图。
图2是示出图1a和1b中所示的二次电池的正极的主要部分的放大图。
图3是示出图1a和1b中所示的二次电池的负极的主要部分的放大图。
图4是示出用于本发明的电化学装置用电极的制造方法的涂布装置的示意图。
图5a是给出图2中所示正极的活性物质层的形成过程的一部分的示意图示的说明图。
图5b是给出在图5a之后的过程的示意图示的说明图。
图5c是给出在图5b之后的过程的示意图示的说明图。
图5d是给出在图5c之后的过程的示意图示的说明图。
图5e是给出在图5d之后的过程的示意图示的说明图。
图5f是给出在图5e之后的过程的示意图示的说明图。
图6a是给出图2中所示正极的活性物质层的形成过程的一种变形的一部分的示意图示的说明图。
图6b是给出在图6a之后的过程的示意图示的说明图。
图6c是给出在图6b之后的过程的示意图示的说明图。
图6d是给出在图6c之后的过程的示意图示的说明图。
图6e是给出在图6d之后的过程的示意图示的说明图。
图6f是给出在图6e之后的过程的示意图示的说明图。
图6g是给出在图6f之后的过程的示意图示的说明图。
图7a是给出图2中所示正极的活性物质层的形成过程的另一示例性实施方案的一部分的示意图示的说明图。
图7b是给出在图7a之后的过程的示意图示的说明图。
图7c是给出在图7b之后的过程的示意图示的说明图。
图7d是给出在图7c之后的过程的示意图示的说明图。
图7e是给出在图7d之后的过程的示意图示的说明图。
图7f是给出在图7e之后的过程的示意图示的说明图。
图8是示出用于本发明的电化学装置用电极的制造方法的涂布装置的另一个实例的示意图。
发明的示例性实施方案
参照附图描述本发明的示例性实施方案。
二次电池配置
图1a和1b给出作为根据本发明制造的电化学装置的一个实例的二次电池1的示意图示。图1a是从二次电池1的主面(平坦面)的垂直上方看到的顶视图，并且图1b是沿图1a的线A-A截取的横截面图。图2是正极2的放大图，并且图3是负极3的放大图。
本示例性实施方案的二次电池1设置有多层电极体17，其中两种类型的电极，即正极2和负极3，与插入其间的隔膜4一起彼此交替层压。此多层电极体17连同电解液5一起容纳在由柔性膜6制成的外壳14的内部。正极端子7的一个端部与多层电极体17的正极2连接，并且负极端子8的一个端部与负极3连接。正极端子7的另一端部和负极端子8的另一端部引出到外壳14的外部。在图1b中，从该图中省去了位于厚度方向的中央部分上的层，并且示出电解液5。尽管为了清楚起见，正极2、负极3、隔膜4和柔性膜6在图1b中显示为不彼此接触，但是这些组件彼此紧密接触地层压。
正极2和负极3中的每一个或两个包括两层以上的活性物质层。
正极2中的每一个包括正极集电体9和在正极集电体9上涂布的正极活性物质层10。在正极集电体9的正面和反面上，存在其中形成了正极活性物质层10的涂布部分和其中未形成正极活性物质层10的未涂布部分。尽管在图1a和1b中未详细示出，但是当正极活性物质层10由两层组成时，正极活性物质层包括其中堆叠有下活性物质层10a和上活性物质层10b的两层部分以及仅由下活性物质层10a组成且其中不存在上活性物质层10b的单层部分，如图2中所示。类似地，图3中所示的负极3各自包括负极集电体11和在负极集电体11上涂布的负极活性物质层12。在负极集电体11的正面和反面上存在涂布部分和未涂布部分。当负极活性物质层12由两层组成时，负极活性物质层12包括其中堆叠有下活性物质层12a和上活性物质层12b的两层部分以及仅由下活性物质层12a组成的单层部分。于是，如图2中所示，带状绝缘部件20附着至在单层部分10a和未涂布部分9之间的边界部分。绝缘部件20可以制作为具有基本上等于或小于上活性物质层10b的厚度。在本示例性实施方案中，绝缘部件20设置在正极2上，但是绝缘部件20也可以设置在负极3上，或绝缘部件20可以设置在正极2和负极3两者上。
未涂布部分9和11中的每一个分别用作用于与正极端子7和负极端子8连接的正极耳片和负极耳片。在图1b的情况下，正极集电体9的未涂布部分在正端子7的一个端部上聚集到一起以形成集合部，并且此集合部插入在金属耳片13和正端子7之间，并且这些部分在这些部分彼此重叠的位置处通过例如超声波焊接连接。类似地，负极集电体11的未涂布部分在负极端子8的一个端部上聚集到一起以形成集合部，此集合部插入到金属耳片13和负极端子8之间，并且这些部分在这些部分彼此重叠的位置处通过例如超声波焊接连接。正极端子7的另一端部和负极端子8的另一端部各自延伸到由柔性膜6组成的外壳14的外部。
负极活性物质层12的外尺寸优选地大于正极活性物质层10，并且优选地等于或小于隔膜4的外尺寸。
在膜封装的二次电池1中，多层电极体17被柔性膜6从主面的两侧覆盖，并且重叠的柔性膜6在多层电极体17的外周的外侧处接合在一起并且密封。以此方式，形成容纳多层电极体17和电解液5的外壳14。典型地，柔性膜6是其中在作为衬底的金属箔的两侧上设置了树脂层的层压膜，至少在内侧上的树脂层由热可熔树脂如改性聚烯烃组成。然后由热可熔树脂组成的内侧的树脂层在彼此直接接触的状态下被加热，并且因此熔合在一起而实现热焊接并且形成其中外周被密封的外壳14。
可以视为组成本示例性实施方案的二次电池中的正极活性物质层10的活性物质的材料包括，例如，基于层状氧化物的材料，如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O2、Li2MO3-LiMO2或LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2；基于尖晶石的材料，如LiMn2O4；基于橄榄石的材料，如LiMPO4；基于橄榄石氟化物的材料，如Li2MPO4F或Li2MSiO4F；和基于钒氧化物的材料，如V2O5。在正极活性物质的每一种中，组成这些活性物质的元素的一部分可以被另一种元素代替，或Li可以是过量的组分。备选地，可以使用这些活性物质中的一种或两种以上的混合物。
可以用作组成负极活性物质层12的活性物质的材料包括：碳材料，如石墨、非晶质碳、类金刚石碳、富勒烯、碳纳米管和碳纳米角；锂金属材料；合金材料，如硅或锡；基于氧化物的材料，如Nb2O5或TiO2；或这些材料中的任意的复合物。
组成正极活性物质层10和负极活性物质层12的活性物质混合物是其中根据需要已经将粘合剂或导电助剂加入到前述活性物质中的每一种的物质。可以使用炭黑、碳纤维和石墨中的一种或两种以上的组合作为导电助剂。此外，可以使用聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素、苯乙烯-丁二烯橡胶和改性丙烯腈橡胶粒子作为粘合剂。
在正极活性物质层10和负极活性物质层12中的任一个中，由于层形成能力或制造过程中的变化产生的各层中不可避免的倾斜、不均匀性或弯曲不呈现问题。
可以使用铝、不锈钢、镍、钛或这些金属的合金作为正极集电体9，但铝是优选的。可以使用铜、不锈钢、镍、钛或这些金属的合金作为负极集电体11。
作为电解液5，可以使用选自以下各项的一种或两种以上的混合物：有机溶剂，如环状碳酸酯，如碳酸乙二酯、碳酸丙二酯、碳酸亚乙烯酯和碳酸丁二酯；链状碳酸酯，如碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸二丙酯(DPC)；脂族羧酸酯；γ-内酯，如γ-丁内酯；链状醚；和环状醚。另外，还可以将锂盐溶解在这些有机溶剂中。
隔膜4主要由树脂制成的多孔膜、纺织物或无纺布组成，并且可以用作树脂组分的材料包括，例如，聚烯烃树脂如聚丙烯和聚乙烯、聚酯树脂、丙烯酸类树脂、苯乙烯树脂、尼龙树脂、芳族聚酰胺树脂和聚酰亚胺树脂。基于聚烯烃的微孔膜由于其出色的离子渗透性以及其物理隔离正极和负极的能力而是特别优选的。此外，也可以在隔膜4上形成包含无机粒子的层。可以视为无机粒子的材料包括绝缘的氧化物、氮化物、硫化物和碳化物，并且这些之中，含有TiO2或Al2O3的材料是优选的。
外壳14是由柔性膜6组成的轻重量外壳，并且柔性膜6是设置有作为衬底的金属箔以及在金属箔的两侧上设置有树脂层的层压膜。作为金属箔，可以选择具有阻挡能力的材料以防止电解液5泄漏或水分从外部流入，并且可以使用诸如铝和不锈钢的材料。在金属箔的至少一个表面上设置热可熔树脂层，如改性聚烯烃。柔性膜6的热可熔树脂层彼此相对地布置，并且外壳14通过热熔合容纳多层电极体17的部分的周边来形成。可以在与其上形成有热可熔树脂层的表面相反的表面上设置树脂层如尼龙膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜或聚酯膜作为外壳14的正面。
可以使用由铝或铝合金构成的材料作为正极端子7。可以用作负极端子8的材料包括铜、铜合金、其中已经对铜或铜合金进行镀镍的材料以及镍。将这些端子7和8的其他侧面的端部引出到外壳14的外部。可以在端子7和8中每一个的与将要热熔合的外壳14的外周的部分对应的部位上预先设置密封剂18。
金属耳片13防止对正极集电体9或负极集电体11的损害，并且改善电极耳片与正极端子7或负极端子8之间的连接的可靠性。金属耳片13优选是薄且坚固的，并且设置为对电解液5有耐受性。可以考虑用于形成支撑耳片13的优选材料包括铝、镍、铜和不锈钢。
形成为覆盖活性物质层的涂布部分和未涂布部分的边界部分的绝缘部件20可以由聚酰亚胺、玻璃纤维、聚酯、聚丙烯或含有这些材料的材料形成。更具体地，绝缘部件20可以通过以下方式形成：对带型树脂部件施加热以将树脂部件与边界部分熔合，或将凝胶形式的树脂涂布至边界部分然后干燥。
二次电池的制造方法
图4是示出了用于本发明的电化学装置用电极的制造方法的涂布装置的示意图，并且更具体地，其给出了模具涂布器的涂布部分的示意图示。
在二次电池1的制造中，如图4中所示，使用包括四个模头15a、15b、15c、15d的模具涂布器和用于传送集电体9或11以通过面向四个模头15a、15b、15c、15d的位置的传送装置16来制造如图2和3中所示的电极2、3。
在图4中，模头15a、15b、15c、15d中的每一个布置为使它们的喷出口朝向圆柱形背压轧辊16，并且正极集电体9或负极集电体11布置在模头15a、15b、15c、15d和背压轧辊16之间。当在一个方向上传送集电体时涂布活性物质，由此可以沿着纵向在集电体上形成活性物质层。
为了令人满意地形成间歇涂布的未涂布部分，喷出口优选地布置为自上方在水平方向上定向，但是为了有利于理解图4中的各模头的操作，图5a-5f中的集电体9的传送方向S示意性地以线性形式示出。参照这些附图，以正极2的活性物质层10的形成过程为例提供说明。因为在本示例性实施方案中将两个电极组合为一组来进行活性物质层10的形成，所以说明将集中于在要成为在先电极(preceding electrode)的部分处的下活性物质层10a1和在此下活性物质层10a1上形成的上活性物质层10b1，以及在要成为在后电极(下一个电极，next electrode)的部分处的下活性物质层10a2和在此下活性物质层10a2上形成的上活性物质层10b2。在图5a-5f中所示的步骤的每一个中，在传送方向S上移动的过程中示出了其上形成这些活性物质层10的集电体9。
在本示例性实施方案中，在如图5a中所示的传送正极集电体9的同时，如图5b中所示的将含有正极活性物质的流体浆料从位于传送方向S的最上游侧的模头15a和从位于第二上游侧的模头15b朝向集电体9喷出。传送速度优选地等于或快于10m/min，更优选地等于或快于20m/min，并且仍更优选地等于或快于40m/min。即使传送速度慢，也预期本发明的采用提供较高的生产率和改善的电极端部稳定性，但是从生产效率的观点出发，较高的速度是优选的。尽管对速度的上限没有限制，但是如果通过四个头形成两层的活性物质，并且例如，如果在集电体的一侧上的活性物质层形成为具有200μm以下的厚度，则传送速度应优选地设定为100m/min以下。
浆料的粘度优选为1000-15000cp，并且更优选3000-9000cp。过高的粘度降低在停止从模头喷出活性物质时的跟随能力，并且过低的粘度使保持在刚喷出后的形式复杂化并且不利于改善对活性物质层的端部形状的控制。
从模头15b喷出的浆料形成在先电极的下活性物质层10a1，另外，从模头15a喷出的浆料形成在后电极的下活性物质层10a2。当如图5c中所示的已经完成两个电极的下活性物质层10a1和10a2时，如图5d中所示的进一步传送集电体9。然后，当如图5e中所示的下活性物质层10a1和10a2到达与模头15c和15d中的每一个相对的位置时，从位于第三上游侧的模头15c和从位于第四上游侧的模头15d喷出浆料。如图5f中所示，在先电极的上活性物质层10b1通过从来自第四上游侧的模头15d喷出的浆料形成，并且在后电极的上活性物质层10b2通过从来自第三上游侧的模头15c喷出的浆料形成。在此时间间隔期间，可以形成后面的两个电极的下活性物质层10a3和10a4。
以此方式，形成图2中所示的两层结构的正极活性物质层10。通过将上活性物质层10b的涂布开始点从下活性物质层10a的涂布开始点稍微移位，在涂布开始点的一侧上，形成不存在上活性物质层10b的仅由下活性物质层10a组成的单层部分。换言之，上活性物质层10b的涂布开始点位于下活性物质层10a上。将绝缘部件20放置在以此方式形成的单层部分和未涂布部分9的边界上。
为了方便，此处的说明集中于两个正极2的正极活性物质层10的制造方法，但是通过继续上述步骤来形成大量的两层结构的正极活性物质层10。然后，尽管在附图中未示出，但是如同图5a-5f中所示的步骤中的每一个那样，在正极集电体9的反侧上也形成两层结构的正极活性物质层10。随后对于每一个正极活性物质层10切割正极集电体9以获得多个如图2中所示的正极2。另外，通过如上所述的步骤在负极集电体11的两侧形成具有两层结构的负极活性物质层12，并且完成如图3中所示的负极3。在负极3上不布置绝缘部件20。
根据上文所述的本示例性实施方案的电极的制造方法，一个模头喷出浆料以形成一个电极的活性物质层，同时另一个模头喷出浆料以形成在后电极的活性物质层。因此，缩短了制造时间，并且减少了废弃的集电体部分。其导致制造成本降低至低水平。此外，在本示例性实施方案中，通过从不同模头喷出的浆料形成下活性物质层和上活性物质层，并且可以以良好的尺寸精度形成两层部分和单层部分。在用一个模头涂布浆料并且将活性物质层形成为具有连续的变薄部分和台阶部分的情况下，必需使模头靠近集电体然后远离集电体。另一方面，这样的复杂过程在本示例性实施方案中不是必要的。其导致良好的工作效率和出色的尺寸精度。另外，在本示例性实施方案中，可以通过多个模头并行地形成下活性物质层和上活性物质层。因此，与先前的用一个模头涂布浆料并且逐步地形成下活性物质层然后是上活性物质层的过程相比，其加工时间变得更短。
在如上文所述的本示例性实施方案中，在先电极的下活性物质层和在后电极的下活性物质层通过从位于最上游侧的模头15a和位于第二上游侧的模头15b喷出的浆料形成，并且在先电极的上活性物质层和在后电极的上活性物质层通过从位于第三上游侧的模头15c喷出的浆料和从位于来自第四上游侧的模头上的模头15d喷出的浆料形成。第三模头15c和第四模头15d在已经形成的下活性物质层上形成上活性物质层，并且因此这些模头布置为与集电体有间隙。因此，集电体9、11与模头15c之间的距离和集电体9、11与模头15d之间的距离比集电体9、11与模头15a之间的距离和集电体9、11与模头15b之间的距离更长。在一个实例中，模头15a和模头15b同时喷出浆料，并且模头15c和模头15d同时喷出浆料，并且由此可以提高工作效率。然而，本发明不限于此方法，并且可以考虑多种变形。尽管在附图中未示出，但是可以通过从模头15c喷出浆料形成在先电极的上活性物质层10b1，并且可以通过从模头15d喷出浆料形成在后电极的上活性物质层10b2。尽管在附图中未示出，但是可以通过从模头15a喷出浆料形成在先电极的下活性物质层10a1，并且可以通过从模头15b喷出浆料形成在后电极的下活性物质层10a2。
在图6a-6g所示的变形中，如图6a所示的传送正极集电体9，并且如图6b中所示的从模头15a喷出浆料以形成在先电极的下活性物质层10a1。如图6c-6e中所示的传送集电体9，并且当在先电极的下活性物质层10a1到达模头15c的相对位置时，如图6e-6f所示的从第一至第三模头15a-15c同时喷出浆料。通过从模头15c喷出浆料形成在先电极的上活性物质层10b1，并且通过从模头15b喷出浆料形成在后电极的下活性物质层10a2。此时，还可以通过从最上游侧的模头15a喷出浆料同时形成在在后电极之后的电极的下活性物质层10a3。进一步传送集电体9，并且当在后电极的下活性物质层10a2与模头15d相对时，如图6g中所示的通过从模头15d喷出浆料在在后电极的下活性物质层10a2上形成上活性物质层10b2。此时，从模头15a-15c同时喷出浆料使得能够不仅在后面的电极的下活性物质层10a3上形成上活性物质层10b3，而且同时形成随后的电极的下活性物质层10a4和10a5，由此实现良好的工作效率。
在图7a-7f中所示的示例性实施方案中，从四个模头15a-15d中的模头15c喷出浆料形成在先电极的下活性物质层10a1，并且从模头15d喷出浆料形成在先电极的上活性物质层10b1。并且从模头15a喷出浆料形成在后电极的下活性物质层10a2，并且从模头15b喷出浆料形成在后电极的上活性物质层10b2。
更具体地，如图7a中所示的传送正极集电体9，从模头15c喷出浆料形成在先电极的下活性物质层10a1，并且从模头15a喷出浆料形成在后电极的上活性物质层10a2，如图7b中所示。接下来，将下活性物质层10a1和10a2中的每一个分别传送到模头15d和模头15b的相对位置，并且将集电体9传送与单层部分的长度对应的距离。如图7c-7d中所示，从模头15d喷出浆料形成在先电极的上活性物质层10b1，并且从模头15b喷出浆料形成在后电极的上活性物质层10b2。在如图7e中所示的传送集电体9后，从模头15c喷出浆料和从模头15a喷出浆料形成两个随后的电极的下活性物质层10a3和10a4。
根据此方法，模头15a和模头15b在传送方向S上可以靠近地布置，并且类似地，模头15c和模头15d可以靠近地布置。因此，可以将涂布装置构造得更紧凑。在此配置中，模头15b和15d布置为与集电体间隔一定距离以在已经形成的下活性物质层上形成上活性物质层。因此，集电体9与模头15c之间的距离以及与模头15d之间的距离比集电体9、11与模头15a之间的距离更长。模头15c必须与集电体9分开以便不与上活性物质层碰撞，但是必须靠近集电体9以形成下活性物质层。因此，如图7d-7f中的箭头所示，模头15c是可移动的，并且模头15c与集电体9、11之间的距离可以变化。尽管在附图中未示出，但是浆料从模头15a喷出可以形成在先电极的下活性物质层10a1，模头15b可以形成在先电极的上活性物质层10b1，浆料从模头15c喷出可以形成在后电极的下活性物质层10a2，并且浆料从模头15d喷出可以形成在后电极的上活性物质层10b2。
用于上述多种制造方法的涂布装置不限于图4中所示的配置。例如，模头不必布置在其中存在背压轧辊的位置处。所有或一部分模头可以布置在背压轧辊之间的空间中，或集电体箔漂浮在传送辊之间的空间中的位置处(在附图中未示出)。涂布装置应配置为使得至少四个模头15a-15d沿集电体9的传送方向排成一行，并且所有四个头还布置在面向集电体9的位置处。备选地，本发明可以为具有五个以上图5a-7f中所示的模头的配置。
在形成上述两层结构的活性物质层后，将带型绝缘部件粘贴到在图2和3中所示的正极2和负极3中的一个或两者上的涂布部分和未涂布部分的边界部分，并且更具体地，放置在活性物质层的其中仅存在下活性物质层的单层部分和其中未形成活性物质层的集电体部分的边界上。在本示例性实施方案中，将绝缘部件20仅粘贴到如图2中所示的正极2。绝缘部件20的厚度基本上等于或小于上活性物质层10a的厚度，并且因此，整个电极2的厚度基本上相等，并且此厚度甚至在布置绝缘部件的位置处也不局部地增大。
如图1a和1b中所示，将这些正极2和负极3与插入其间的隔膜4一起彼此交替层压，并且与正极端子7和负极端子8连接。更具体地，多个正极2的正极集电体9紧密接触地叠置在正极端子7的一个端部上，并且在这些部分上进一步布置金属耳片13，于是将这些部分集中到一起并且接合。尽管存在多种将电极耳片和电极端子接合的方法，但是通常采用通过超声波焊接的接合。换言之，可以通过将电极臂(horn)和铁砧(在附图中未示出)压在夹紧多个正极集电体的正极端子7和支撑耳片13中的每一个上，然后在施加压力的同时施加振动来实现超声波焊接。在负极3中，将其中叠置多个负极集电体11的集合部通过金属耳片13和负极端子8夹紧，然后进行超声波焊接以及上述正极2的制造方法。
以此方式，通过将正极端子7连接到正极2的未涂布部分，即正极集电体9，并且通过将负极端子8连接到负极3的未涂布部分，即负极集电体11来制造多层电极体17。然后，通过柔性膜6从上方和下方覆盖多层电极体17的主面。然后，当平面地观看时，除了一个部分之外，向在多层电极体17的外周的外侧的其中柔性膜6重叠的部分施加压力和热量。然后，将在柔性膜6的内侧上的树脂层6b热熔合并且接合到一起。在此时，将正极端子7和负极端子8通过已经预先设置的密封剂18固定至柔性膜6的外周。另一方面，在其中柔性膜6重叠的部分中，已经对其施加压力和热量的部分保持为开放部分，并且在后面步骤时用作注入口。典型地，除了其中布置了正极端子7的侧面和其中布置了负极端子8的侧面，在外壳14的侧面中的任一个侧面的一部分中形成注入口。然后，将电解液5从注入口注入到外壳14的内部。已经密封了除注入口之外的侧面，因此电解液5不会泄漏。另外，电解液5不会渗入其中柔性膜6覆盖自身的部分。然后，向注入口施加压力和热量，并且将在柔性膜6的内侧的树脂层6b热熔合并且接合到一起。由此完成作为电化学装置的一个实例的二次电池。
本发明特别可用于锂离子二次电池，但是本发明在应用于除锂离子电池以外的二次电池或除电池以外的电化学装置如电容(capacitor)或电容器(condenser)时也是有效的。
尽管已经参照示例性实施方案具体地示出并且描述了本发明，但是本发明不限于这些示例性实施方案。本领域普通技术人员将理解，在不脱离由权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，其中可以进行多种在形式和细节方面的变化。
本申请要求基于2016年3月11日提交的日本专利申请号2016-48838的优先权权益，并且通过引用并入日本专利申请号2016-48838的全部公开内容。
附图标号说明
1 二次电池
2 正极
3 负极
4 隔膜
5 电解液
6 柔性膜
7 正极端子
8 负极端子
9 正极集电体
10 正极活性物质层
10a，10a1-10a5 上活性物质层
10b，10b1-10b5 下活性物质层
11 负极集电体
12 负极活性物质层
12a 上活性物质层
12b 下活性物质层
13 金属耳片
14 外壳
15a-15d 模头
16 轧辊
17 多层电极体
18 密封剂
19 切割线
20 绝缘部件
Claims (12)
1.一种电化学装置用电极的制造方法，
所述电极包括：
多个集电体，和
在所述集电体上形成的多个活性物质层；
所述活性物质层包括：
在所述集电体上形成的下活性物质层，和
在所述下活性物质层上形成的上活性物质层；
所述制造方法包括：
使用沿所述集电体的传送方向排成一行并且布置到所述集电体表面上的至少四个模头；并且
在传送所述集电体的同时，
通过将含活性物质的浆料从位于所述传送方向的最上游侧的模头喷出到所述集电体上以及将所述浆料从位于所述传送方向的第二上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成两个电极的所述下活性物质层；和
通过将所述浆料从位于所述传送方向的第三上游侧的模头喷出到所述集电体上以及将所述浆料从位于所述传送方向的第四上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成所述两个电极的所述上活性物质层。
2.根据权利要求1所述的电化学装置用电极的制造方法，所述制造方法包括：
通过将所述浆料从位于所述传送方向的第二上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成在先电极的下活性物质层，并且
通过将所述浆料从位于所述传送方向的最上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成在后电极的下活性物质层；和
通过将所述浆料从位于所述传送方向的第四上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成所述在先电极的上活性物质层，并且
通过将所述浆料从位于所述传送方向的第三上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成所述在后电极的上活性物质层。
3.根据权利要求1所述的电化学装置用电极的制造方法，所述制造方法包括：
通过将所述浆料从位于所述传送方向的最上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成在先电极的下活性物质层，并且
通过将所述浆料从位于所述传送方向的第二上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成在后电极的下活性物质层；和
通过将所述浆料从位于所述传送方向的第四上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成所述在先电极的上活性物质层，并且
通过将所述浆料从位于所述传送方向的第三上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成所述在后电极的上活性物质层。
4.根据权利要求1所述的电化学装置用电极的制造方法，所述制造方法包括：
通过将所述浆料从位于所述传送方向的最上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成在先电极的下活性物质层，并且
通过将所述浆料从位于所述传送方向的第二上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成在后电极的下活性物质层；和
通过将所述浆料从位于所述传送方向的第三上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成所述在先电极的上活性物质层，并且
通过将所述浆料从位于所述传送方向的第四上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成所述在后电极的上活性物质层。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电化学装置用电极的制造方法，其中：
所述集电体与位于所述传送方向的第三上游侧的模头之间的距离和所述集电体与位于所述传送方向的第四上游侧的模头之间的距离比所述集电体与位于所述传送方向的最上游侧的模头之间的距离和所述集电体与位于所述传送方向的第二上游侧的模头之间的距离更长。
6.一种电化学装置用电极的制造方法，
所述电极包括多个集电体和在所述集电体上形成的多个活性物质层；
所述活性物质层包括：
在所述集电体上形成的下活性物质层，和
在所述下活性物质层上形成的上活性物质层；
所述制造方法包括：
使用沿所述集电体的传送方向排成一行并且布置到所述集电体表面上的至少四个模头；并且
在传送所述电极的同时，
通过将浆料从位于所述传送方向的第三上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成一个电极的下活性物质层，
通过将所述浆料从位于所述传送方向的第四上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成所述一个电极的上活性物质层；和
通过将含有活性物质的浆料从位于所述传送方向的最上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成另一个电极的下活性物质层，并且
通过将所述浆料从位于所述传送方向的第二上游侧的模头喷出到所述集电体上来形成所述另一个电极的上活性物质层。
7.根据权利要求6所述的电化学装置用电极的制造方法，其中：
所述集电体与位于所述传送方向的第二上游侧的模头之间的距离和所述集电体与位于所述传送方向的第四上游侧的模头之间的距离比所述集电体与位于所述传送方向的最上游侧的模头之间的距离更长；并且
所述集电体与位于所述传送方向的第三上游侧的模头之间的距离是可变的。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电化学装置用电极的制造方法，其中：
所述上活性物质层的涂布开始点位于所述下活性物质层上，并且
所述活性物质层包括其中堆叠有所述下活性物质层和所述上活性物质层的两层部分，以及
由所述下活性物质层组成并且不存在所述上活性物质层的单层部分。
9.根据权利要求8所述的电化学装置用电极的制造方法，其中：
将绝缘部件放置在所述单层部分和未涂布部分的边界上。
10.根据权利要求9所述的电化学装置用电极的制造方法，其中
所述上活性物质层的厚度等于所述绝缘部件的厚度。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电化学装置用电极的制造方法，其中
所述浆料至少含有所述活性物质和粘合剂。
12.一种电化学装置的制造方法，所述制造方法包括：
通过根据权利要求1至11中任一项所述的电化学装置用电极的制造方法来制造正极和负极中的一个或两个；
通过将所述正极和所述负极与插入其间的隔膜一起彼此交替层压来形成多层电极体；和
将所述多层电极体和电解液容纳在外壳内。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016048838 | 2016-03-11 | ||
| JP2016-048838 | 2016-03-11 | ||
| PCT/JP2016/088709 WO2017154312A1 (ja) | 2016-03-11 | 2016-12-26 | 電気化学デバイス用電極と電気化学デバイスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108780877A true CN108780877A (zh) | 2018-11-09 |
Family
ID=59789117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201680083389.8A Pending CN108780877A (zh) | 2016-03-11 | 2016-12-26 | 电化学装置和电化学装置用电极的制造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20200295345A1 (zh) |
| JP (1) | JPWO2017154312A1 (zh) |
| CN (1) | CN108780877A (zh) |
| WO (1) | WO2017154312A1 (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112599792A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-04-02 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种燃料电池膜电极催化层的制备方法 |
| WO2023160181A1 (zh) * | 2022-02-28 | 2023-08-31 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置和电子装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11830672B2 (en) | 2016-11-23 | 2023-11-28 | KYOCERA AVX Components Corporation | Ultracapacitor for use in a solder reflow process |
| CN110462883B (zh) * | 2017-03-29 | 2022-10-11 | 株式会社村田制作所 | 二次电池的制造方法及制造装置 |
| KR20210045625A (ko) * | 2019-10-17 | 2021-04-27 | 주식회사 엘지화학 | 활물질 이중층을 형성하는 전극 슬러리 코팅 장치 및 방법 |
| JP7180863B2 (ja) * | 2018-08-21 | 2022-11-30 | エムテックスマート株式会社 | 全固体電池の製造方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1015463A (ja) * | 1996-07-04 | 1998-01-20 | Sony Corp | 塗布装置 |
| JP2000185254A (ja) * | 1998-10-15 | 2000-07-04 | Toppan Printing Co Ltd | 多層塗布装置 |
| JP2006130864A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Seiko Epson Corp | 液体吐出方式による立体造形物の造形方法 |
| CN1905247A (zh) * | 2005-07-29 | 2007-01-31 | 三洋电机株式会社 | 电极的制造方法、制造装置、以及电池 |
| JP2007098648A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Kubota Matsushitadenko Exterior Works Ltd | 建築板の塗装装置 |
| WO2015087657A1 (ja) * | 2013-12-12 | 2015-06-18 | Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 | 二次電池とその製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015109135A (ja) * | 2012-03-14 | 2015-06-11 | 日産自動車株式会社 | 電極及びその製造方法並びに製造装置 |
| JP2014065021A (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-17 | Gs Yuasa Corp | 塗工装置 |
| JP2015069783A (ja) * | 2013-09-27 | 2015-04-13 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 蓄電デバイス製造装置並びに蓄電デバイスおよびその製造方法 |
-
2016
- 2016-12-26 CN CN201680083389.8A patent/CN108780877A/zh active Pending
- 2016-12-26 JP JP2018504012A patent/JPWO2017154312A1/ja active Pending
- 2016-12-26 WO PCT/JP2016/088709 patent/WO2017154312A1/ja active Application Filing
- 2016-12-26 US US16/083,926 patent/US20200295345A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1015463A (ja) * | 1996-07-04 | 1998-01-20 | Sony Corp | 塗布装置 |
| JP2000185254A (ja) * | 1998-10-15 | 2000-07-04 | Toppan Printing Co Ltd | 多層塗布装置 |
| JP2006130864A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Seiko Epson Corp | 液体吐出方式による立体造形物の造形方法 |
| CN1905247A (zh) * | 2005-07-29 | 2007-01-31 | 三洋电机株式会社 | 电极的制造方法、制造装置、以及电池 |
| JP2007098648A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Kubota Matsushitadenko Exterior Works Ltd | 建築板の塗装装置 |
| WO2015087657A1 (ja) * | 2013-12-12 | 2015-06-18 | Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 | 二次電池とその製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112599792A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-04-02 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种燃料电池膜电极催化层的制备方法 |
| CN112599792B (zh) * | 2020-12-14 | 2022-07-19 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种燃料电池膜电极催化层的制备方法 |
| WO2023160181A1 (zh) * | 2022-02-28 | 2023-08-31 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置和电子装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2017154312A1 (ja) | 2019-01-24 |
| US20200295345A1 (en) | 2020-09-17 |
| WO2017154312A1 (ja) | 2017-09-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108780877A (zh) | 电化学装置和电化学装置用电极的制造方法 | |
| JP6572204B2 (ja) | 二次電池とその製造方法 | |
| US20170288201A1 (en) | Secondary battery and electrode production method | |
| JP6418650B2 (ja) | 積層型二次電池および電極の製造方法 | |
| CN107210494B (zh) | 二次电池 | |
| JP6381045B2 (ja) | 二次電池 | |
| JP6521323B2 (ja) | 二次電池とその製造方法 | |
| JP7002094B2 (ja) | 電気化学デバイス用の電極と、電気化学デバイスと、それらの製造方法 | |
| CN107615523B (zh) | 二次电池电极、二次电池制造方法及制造装置 | |
| CN108780876A (zh) | 电化学器件用电极、电化学器件、以及制造电化学器件用电极和电化学器件的方法 | |
| CN107851768A (zh) | 电化学器件的制造方法 | |
| JP5954339B2 (ja) | 角形二次電池及びその製造方法 | |
| JP2018045952A (ja) | 電極及び電気化学デバイスの製造方法と電極ロール | |
| CN105390629A (zh) | 一种电化学电池及其制备方法 | |
| JP2011216207A (ja) | ラミネート形電池の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Kanagawa County, Japan Applicant after: Vision AESC Energy Components Co., Ltd. Address before: Kanagawa County, Japan Applicant before: NEC Energy Components Co., Ltd. |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20181109 |