CN117199224A - 浆料组合物的制造方法和全固体电池的制造方法 - Google Patents

浆料组合物的制造方法和全固体电池的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117199224A
CN117199224A CN202310656412.XA CN202310656412A CN117199224A CN 117199224 A CN117199224 A CN 117199224A CN 202310656412 A CN202310656412 A CN 202310656412A CN 117199224 A CN117199224 A CN 117199224A
Authority
CN
China
Prior art keywords
slurry composition
producing
electrode layer
binder
binder solution
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
Application number
CN202310656412.XA
Other languages
English (en)
Inventor
筒井靖贵
田村隆明
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
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Panasonic Holdings 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, Panasonic Holdings Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN117199224A publication Critical patent/CN117199224A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0561Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
    • H01M10/0562Solid materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402Methods of deposition of the material
    • H01M4/0409Methods of deposition of the material by a doctor blade method, slip-casting or roller coating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/043Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
    • H01M4/0435Rolling or calendering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139Processes of manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00Electrolytes
    • H01M2300/0017Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065Solid electrolytes
    • H01M2300/0068Solid electrolytes inorganic
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明涉及浆料组合物的制造方法和全固体电池的制造方法。浆料组合物的制造方法包括以下的(a)~(c)。(a)通过将粘合剂和溶剂混合,从而形成粘合剂溶液。(b)通过将粘合剂溶液过滤,从而形成滤液。(c)通过将滤液和固体电解质混合,从而制造浆料组合物。

Description

浆料组合物的制造方法和全固体电池的制造方法
技术领域
本公开涉及浆料组合物的制造方法和全固体电池的制造方法。
背景技术
日本特开2022-014285号公报公开了通过采用滤筒(filter cartridge)对树脂溶液进行处理从而将未溶解树脂和污染物除去。
发明内容
研究了体型的全固体电池。全固体电池包含发电要素。发电要素可通过将电极层与分隔体层交替地层叠而形成。发电要素中所含的各层可通过浆料组合物的涂布而形成。
浆料组合物可通过将粘合剂溶液与粉末成分(活性物质、固体电解质等)混合而形成。浆料组合物的涂布时,由于发生斑点状的不均,有时生产率下降。
本公开的目的在于减少斑点状的不均。
以下,对本公开的技术构成和作用效果进行说明。不过,本说明书的作用机理包含推定。作用机理并不限定本公开的技术的范围。
1.浆料组合物的制造方法包括下述(a)~(c)。
(a)通过将粘合剂和溶剂混合,从而形成粘合剂溶液。
(b)通过将粘合剂溶液过滤,从而形成滤液。
(c)通过将滤液和固体电解质混合,从而制造浆料组合物。
根据本公开的新认识,斑点状的不均由凝胶粒子引起。粘合剂溶液可通过将粘合剂和溶剂混合而形成。粘合剂溶液即使乍看是均匀的,也可能包含凝胶粒子。凝胶粒子可能包含粘合剂的不溶解成分。暂时溶解的粘合剂有时也作为凝胶粒子析出。包含凝胶粒子的粘合剂溶液在浆料组合物中使用,由此,可能发生斑点状的不均。
在上述“1.”的制造方法中,在浆料组合物的形成之前,将粘合剂溶液过滤。即,可将粘合剂溶液(滤液)与凝胶粒子(残渣)分离。将滤液(过滤后的粘合剂溶液)用于浆料组合物,由此,可减少斑点状的不均。
粘合剂例如可包含苯乙烯丁二烯橡胶。
溶剂例如可包含四氢萘。
予以说明,浆料组合物可用于电极层,也可用于分隔体层(固体电解质层)。
2.在上述“1.”所述的浆料组合物的制造方法中,(b)可包括使粘合剂溶液通过滤材。滤材例如可具有20μm以下的网眼。
3.在上述“2.”所述的浆料组合物的制造方法中,滤材例如可具有2μm以下的网眼。
4.在上述“1.”~“3.”中任一项所述的浆料组合物的制造方法中,在(b)中,过滤的残渣可包含凝胶粒子。
5.在上述“1.”~“4.”中任一项所述的浆料组合物的制造方法中,(c)可包括通过将活性物质、滤液和固体电解质混合,从而制造浆料组合物。
通过将包含活性物质的浆料组合物涂布,从而可形成电极层。
6.全固体电池的制造方法包括下述(d)~(f)。
(d)通过将采用上述“1.”~“5.”中任一项所述的浆料组合物的制造方法制造的浆料组合物涂布于基材的表面,从而形成涂布层。
(e)形成包含涂布层的发电要素。
(f)制造包含发电要素的全固体电池。
以下,对本公开的实施方式(以下可简记为“本实施方式”)和本公开的实施例(以下可简记为“本实施例”)进行说明。不过,本实施方式和本实施例并不限定本公开的技术的范围。
通过结合附图对本发明进行以下的详细说明,本发明的上述和其他的目的、特征、方面和优点将变得清楚。
附图说明
图1为本实施方式中的制造方法的概略流程图。
图2为示出本实施方式中的发电要素的概念图。
具体实施方式
<用语及其定义等>
“具备”、“包含”、“具有”以及这些的变形(例如“由…构成”等)的记载为开放形式。开放形式除了必要要素之外,可以进一步包含追加要素,也可以不包含追加要素。“由…组成”的记载为封闭形式。不过,即使是封闭形式,也不排除通常附带的杂质、或与本公开技术无关的附加的要素。“基本上由…组成”的记载为半封闭形式。在半封闭形式中,允许附加基本上不影响本公开技术的基本且新的特性的要素。
“可以”、“可能”等的表达不是义务的含义“必须的含义”,而是以允许的含义“具有…可能性这样的含义”来使用。
各种方法中所含的多个步骤、动作以及操作等只要没有特别说明,则其执行顺序并不限定于记载顺序。例如,也可以同时进行多个步骤。例如,也可以使多个步骤顺序颠倒。
只要没有特别说明,以单数形式表现的要素也包括复数形式。例如,“粒子”不仅是“1个粒子”,也可意指“粒子的集合体(粉体、粉末、粒子组)”。
例如,“m~n%”等数值范围包含上限值和下限值。即,“m~n%”表示“m%以上且n%以下”的数值范围。另外,“m%以上且n%以下”包含“超过m%且小于n%”。进而,从数值范围内任意选择的数值也可以是新的上限值或下限值。例如,通过将数值范围内的数值与本说明书中的其他部分、表中、图中等记载的数值任意地组合,也可以设定新的数值范围。
全部的数值采用用语“约”来修饰。用语“约”例如可意指±5%、±3%、±1%等。全部的数值可为可根据本公开技术的利用形态而变化的近似值。全部的数值可用有效数字表示。测定值可为多次测定中的平均值。测定次数可为3次以上,也可为5次以上,也可为10次以上。一般测定次数越多,期待平均值的可靠性越提高。测定值可基于有效数字的位数,通过四舍五入来进行端数处理。测定值可包含例如与测定装置的检测极限等相伴的误差等。
在化合物采用化学计量组成式(例如,“LiCoO2”等)表示的情况下,该化学计量组成式只不过是该化合物的代表例。化合物可以具有非化学计量的组成。例如,钴酸锂表示为“LiCoO2”时,只要没有特别说明,钴酸锂并不限定于“Li/Co/O=1/1/2”的组成比,可以以任意的组成比含有Li、Co和O。进而,也可允许基于微量元素的掺杂、置换等。
“D50”表示在体积基准的粒度分布中从粒径小的一侧起的频率的累计达到50%的粒径。
“固体分率”表示溶剂以外的成分的合计质量分率。
“电极”是正极或负极的总称。例如,电极层为正极层或负极层的总称。电极层可为正极层,也可为负极层。
“中空粒子”表示在粒子的截面图像(例如电子显微镜图像)中的中心部的空洞的面积为粒子整体的截面积的30%以上的粒子。“实心粒子”表示在粒子的截面图像中的中心部的空洞的面积小于粒子整体的截面积的30%的粒子。
<制造方法>
图1为本实施方式中的制造方法的概略流程图。以下可将“本实施方式中的制造方法”简记为“本制造方法”。本制造方法包括“浆料组合物的制造方法”、“电极层的制造方法”、“分隔体层的制造方法”、“全固体电池的制造方法”。
浆料组合物的制造方法包括“(a)粘合剂溶液的形成”、“(b)过滤”和“(c)浆料组合物的制造”。
电极层的制造方法或分隔体层的制造方法除了(a)~(c)以外,还包括“(d)涂布层的形成”。
全固体电池的制造方法除了(a)~(d)以外,还包括“(e)发电要素的形成”和“(f)全固体电池的制造”。
《(a)粘合剂溶液的形成》
本制造方法包括通过将粘合剂和溶剂混合从而形成粘合剂溶液。在本制造方法中,可使用任意的混合装置。只要粘合剂可溶解于溶剂,则混合条件是任意的。混合温度例如可为10~40℃。混合时间例如可为8~24小时。
(粘合剂)
就粘合剂而言,在电极层或分隔体层中可使固体材料结合。粘合剂可包含任意的成分。粘合剂例如可包含选自橡胶系粘合剂和氟系粘合剂中的至少1种。橡胶系粘合剂例如可包含选自丁二烯橡胶(BR)、氢化丁二烯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、氢化苯乙烯丁二烯橡胶、腈基丁二烯橡胶(NBR)、氢化腈基丁二烯橡胶、和乙烯丙烯橡胶(EPM)中的至少1种。氟系粘合剂例如可包含选自聚偏二氟乙烯(PVDF)、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)和聚四氟乙烯(PTFE)中的至少1种。粘合剂可包含在此例示的各材料的聚合物共混物、聚合物合金、共聚物等。包含来自SBR的成分的粘合剂也记为“SBR系粘合剂”。SBR系粘合剂以质量分率计例如可包含10%以上的来自SBR的成分,也可包含30%以上的来自SBR的成分,也可包含50%以上的来自SBR的成分,也可包含70%以上的来自SBR的成分,也可包含90%以上的来自SBR的成分。SBR系粘合剂也可由SBR组成。
粘合剂可包含热塑性树脂。例如,通过对于包含热塑性树脂的发电要素实施热压加工,从而可使热塑性树脂液体化。在压制加工中,由于热塑性树脂可流动,从而期待发电要素变得致密。通过发电要素变得致密,从而期待电池特性(例如输入输出特性等)的提高。热塑性树脂可包含例如SBR等。SBR可具有适于热压加工的软化点。
粘合剂溶液中的粘合剂浓度以质量分率计例如可为1~20%,也可为5~15%。
(溶剂)
就溶剂而言,只要可溶解粘合剂,则可包含任意的成分。溶剂例如可包含选自芳族烃、酯、醇、酮和内酰胺中的至少1种。溶剂例如可包含选自四氢萘、丁酸丁酯和N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中的至少1种。
丁酸丁酯例如与NMP等相比,期待难以使硫化物固体电解质劣化。四氢萘例如与丁酸丁酯和NMP等相比,期待难以使硫化物固体电解质劣化。
《(b)过滤》
本制造方法包括通过将粘合剂溶液过滤从而形成滤液。滤液可也称为“过滤后粘合剂溶液”。残渣可包含凝胶粒子。即,通过过滤,可将凝胶粒子的至少一部分从粘合剂溶液分离。粘合剂溶液即使乍看是均匀的,也可包含凝胶粒子。通过凝胶粒子的减少,从而期待斑点状的不均的减少。
例如,通过使粘合剂溶液通过滤材,从而可形成滤液。滤材例如可包含网式过滤器、深度过滤器等。深度过滤器例如可具有褶皱结构。滤材例如可具有20μm以下的网眼,也可具有2μm以下的网眼。滤材例如可具有0.2μm以上的网眼,也可具有1μm以上的网眼。滤材例如可具有2~20μm的网眼。
网眼越变小,期待斑点状的不均越减少。不过,网眼越变小,过滤阻力可能越增大。例如,通过采用泵等对粘合剂溶液加压,从而压送粘合剂溶液。
《(c)浆料组合物的制造》
本制造方法包括通过将滤液(过滤后的粘合剂溶液)与固体电解质混合从而制造浆料组合物。在本制造方法中,可使用任意的混合装置。例如,可使用超声波均化器等。
浆料组合物可用于分隔体层。分隔体层用的浆料组合物可通过将滤液和固体电解质混合而形成。通过在浆料组合物中追加溶剂,从而可调整浆料组合物的固体分率。即,通过将滤液、固体电解质和溶剂混合,从而制造浆料组合物。追加溶剂与粘合剂溶液的溶剂可为同一种,也可为不同种。浆料组合物的固体分率例如可为30~50%,可为35~45%。
浆料组合物可用于电极层。电极层用的浆料组合物可通过将活性物质、滤液和固体电解质混合而形成。可进一步追加粘合剂和溶剂。电极层用的浆料组合物例如可通过将活性物质、滤液、固体电解质、导电材料、粘合剂和溶剂混合而形成。可将各材料一并混合,也可在混合中阶段性地追加。
追加溶剂与粘合剂溶液的溶剂可为同一种,也可为不同种。浆料组合物的固体分率例如可为30~50%,也可为35~45%。追加粘合剂与粘合剂溶液的粘合剂可为同一种,也可为不同种。最终的粘合剂的配合量相对于100质量份的活性物质,例如可为0.1~10质量份。
浆料组合物例如可进一步包含分散剂、稳定剂等。分散剂例如可包含氨基酰胺、铵盐、羧酸酯等。
(活性物质)
活性物质可为粉末状。活性物质例如可具有1~30μm的D50。活性物质例如可包含中空粒子。活性物质例如可包含实心粒子。
活性物质可包含正极活性物质。即,浆料组合物可用于正极层。正极活性物质可包含例如选自LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn2O4、Li(NiCoMn)O2、Li(NiCoAl)O2、Li(NiCoMnAl)O2和LiFePO4中的至少1种。例如“Li(NiCoMn)O2”中的“(NiCoMn)”表示括号内的组成比的合计为1。只要合计为1,则各个成分量是任意的。Li(NiCoMn)O2例如可包含选自LiNi1/3Co1/3Mn1/ 3O2、LiNi0.4Co0.3Mn0.3O2、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2、LiNi0.5Co0.4Mn0.1O2、LiNi0.5Co0.1Mn0.4O2、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、LiNi0.6Co0.3Mn0.1O2、LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2、LiNi0.7Co0.1Mn0.2O2、LiNi0.7Co0.2Mn0.1O2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2和LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2中的至少1种。Li(NiCoAl)O2例如可包含LiNi0.8Co0.15Al0.05O2等。
正极活性物质例如可由下述式(α)表示。
Li1-yNixMe1-xO2…(α)
0.5≤x≤1
-0.5≤y≤0.5
Me例如包含选自Co、Mn和Al中的至少1种。x例如可为0.6以上,也可为0.7以上,也可为0.8以上,也可为0.9以上。
在正极活性物质的表面可附着金属的单质、氧化物、碳化物、卤化物等。例如,可附着Zr、W等的氧化物等。附着物例如可在正极活性物质的表面以岛状分布。
正极活性物质例如可被氧化物层被覆。氧化物层也称为缓冲层。氧化物层可阻碍正极活性物质与硫化物固体电解质的直接接触。氧化物层例如可具有5~50nm的厚度。氧化物层例如可包含Li、Nb、Ti、P、O、F等。
活性物质可包含负极活性物质。即,浆料组合物可用于负极层。负极活性物质可包含任意的成分。负极活性物质例如可包含选自天然石墨、人造石墨、软碳、硬碳、Si、SiOx(0<x<2,例如可掺杂Mg等)、Si基合金、Sn、SnOx(0<x<2)、Li、Li基合金和Li4Ti5O12中的至少1种。通过将合金系活性物质(例如Si等)负载于碳系活性物质(例如石墨等),从而可形成复合材料。
(固体电解质)
固体电解质可在电极层和分隔体层内形成离子传导通路。固体电解质可为粉末状。固体电解质例如可具有0.1~5μm的D50。就固体电解质的配合量而言,相对于100体积份的活性物质,例如可为1~200体积份。固体电解质例如可包含选自硫化物固体电解质、氧化物固体电解质和氢化物固体电解质中的至少1种。
硫化物固体电解质包含S。硫化物固体电解质例如可包含Li、P和S。硫化物固体电解质例如可进一步包含O、Ge、Si等。硫化物固体电解质例如可进一步包含卤素等。硫化物固体电解质例如可进一步包含I、Br等。硫化物固体电解质例如可为玻璃陶瓷型,也可为硫银锗矿型。硫化物固体电解质例如可包含选自LiI-LiBr-Li3PS4、Li2S-SiS2、LiI-Li2S-SiS2、LiI-Li2S-P2S5、LiI-Li2O-Li2S-P2S5、LiI-Li2S-P2O5、LiI-Li3PO4-P2S5、Li2S-GeS2-P2S5、Li2S-P2S5和Li3PS4中的至少1种。
例如,“LiI-LiBr-Li3PS4”表示通过将LiI、LiBr和Li3PS4以任意的摩尔比混合而生成的硫化物固体电解质。例如,可采用机械化学法生成硫化物固体电解质。“Li2S-P2S5”包含Li3PS4。Li3PS4例如可通过将Li2S和P2S5以“Li2S/P2S5=75/25(摩尔比)”混合而生成。
(导电材料)
导电材料可在电极层内形成电子传导通路。就导电材料的配合量而言,相对于100质量份的活性物质,例如可为0.1~10质量份。导电材料可包含任意的成分。导电材料例如可包含选自炭黑(CB)、气相生长碳纤维(VGCF)、碳纳米管(CNT)和石墨烯片(GF)中的至少1种。CB例如可包含选自乙炔黑(AB)、科琴黑(注册商标)、炉法炭黑、槽法炭黑和热解炭黑中的至少1种。
《(d)涂布层的形成》
本制造方法可包含通过将浆料组合物涂布于基材的表面从而形成涂布层。在本制造方法中,可使用任意的涂布装置。例如可使用模压涂布机、辊涂机等。
图2为示出本实施方式中的发电要素的概念图。基材11可具有导电性。基材11可作为集电体发挥功能。基材11例如可为片材状,也可为网状。基材11例如可具有5~50μm的厚度。基材11例如可包含金属箔、金属筛网、多孔金属体等。基材11例如可包含选自Al、Cu、Ni、Cr、Ti和Fe中的至少1种。基材11例如可包含Al箔、Al合金箔、Ni箔、Cu箔、Cu合金箔、Ti箔、SUS箔等。碳层可被覆金属箔的表面。碳层例如可包含导电性碳材料(例如CB等)。
涂布层例如可为电极层。例如,可将电极层用的浆料组合物涂布于基材11的表面。通过使浆料组合物干燥,从而可形成第1电极层10。在本制造方法中,可使用任意的干燥装置。例如,可使用热板、热风干燥机、红外线干燥机等。
在第1电极层10的干燥后,可对第1电极层10实施压制加工。例如,可实施热压加工,也可实施冷压加工。例如,可实施50~150℃的热压加工。在本制造方法中,可使用任意的压制加工装置。例如,可使用辊压机等。压制加工后的第1电极层10例如可具有10~200μm的厚度。
涂布层例如可为分隔体层。例如,通过将分隔体层用的浆料组合物涂布于第1电极层10的表面,从而可形成分隔体层30。在分隔体层30的干燥后,可对分隔体层30实施压制加工。
例如,通过将分隔体层用的浆料组合物涂布于临时支承体(例如金属箔等)的表面,可形成分隔体层30。在分隔体层30的形成后,可将分隔体层30转印于第1电极层10的表面。
《(e)发电要素的形成》
本制造方法包括形成包含涂布层的发电要素。例如,通过在分隔体层30的表面形成第2电极层20,从而可形成发电要素50。第2电极层20也可通过浆料组合物的涂布而形成。第2电极层20具有与第1电极层10不同的极性。例如,在第1电极层10为负极层时,第2电极层20为正极层。例如,在第1电极层10为正极层时,第2电极层20为负极层。分隔体层30介于第1电极层10与第2电极层20之间。分隔体层30可将第1电极层10与第2电极层20分离。
可在第2电极层20的表面连接有集电体21。例如,可采用粘接剂等将集电体21粘贴于第2电极层20的表面。集电体21可具有与上述的基材11相同的构成。
发电要素50可包含单个第1电极层10、单个分隔体层30和单个第2电极层20。发电要素50也可包含多个第1电极层10、多个分隔体层30和多个第2电极层20。例如,通过将电极层与分隔体层交替地层叠,从而可形成发电要素50。发电要素50中所含的涂布层的层数是任意的。发电要素50可包含例如3~100层的涂布层。
可对发电要素50实施压制加工。可对发电要素50实施例如热压加工。
《(f)全固体电池的制造》
本制造方法包括制造包含发电要素50的全固体电池。例如,可将引线极耳(leadtap)、外部端子等与发电要素50连接。可将发电要素50容纳于外包装体(未图示)。可将外包装体密封。外包装体可具有任意的形态。外包装体可为例如金属箔层叠膜制的袋等。外包装体可为例如金属制的壳体等。外包装体可包含例如Al等。外包装体可单独地容纳1个发电要素50,也可容纳多个发电要素50。多个发电要素50可形成串联电路,也可形成并联电路。
实施例
<制造例1>
《(a)粘合剂溶液的形成》
准备下述材料。
粘合剂:SBR系粘合剂(密度0.9g/cm3)
溶剂:四氢萘
称量粘合剂和溶剂。在玻璃容器内,通过搅拌粘合剂和溶剂,从而使粘合剂溶解于溶剂。即,形成粘合剂溶液。搅拌时间为16小时。在粘合剂溶液中,粘合剂的质量分率为10%。
《(b)过滤》
准备ROKI TECHNO公司制的滤筒(商品编号SHP 200XS)。滤筒包含具有褶皱结构的深度过滤器(滤材)。滤材的网眼为20μm。
将用泵加压的粘合剂溶液通过滤筒,从而形成滤液。
《(c)浆料组合物的制造》
准备下述材料。
活性物质:Li4Ti5O12(密度3.5g/cm3)
导电材料:VGCF(密度2g/cm3)
粘合剂:SBR系粘合剂(密度0.9g/cm3)
固体电解质:硫化物固体电解质(密度2g/cm3)
分散剂:羟烷基氨基酰胺型
溶剂:四氢萘
通过采用SMT公司制的超声波均化器(型号UH-50),将102质量份的活性物质、34质量份的固体电解质、0.5质量份的分散剂、1.1质量份的导电材料和93质量份的溶剂混合,从而形成悬浊液。将8.8质量份的滤液(上述得到的滤液)追加于悬浊液。采用超声波均化器搅拌悬浊液,直至悬浊液变得均匀。由此制造浆料组合物。
《(d)涂布层的形成》
作为基材,准备A1箔。在A1箔的表面形成碳层。采用刮刀法,将浆料组合物涂布于基材的表面。通过将涂膜在110℃下干燥30分钟,从而形成负极层。采用辊压机对负极层实施压制加工。压制温度为室温。线压为0.3吨/cm。
采用以上的条件,形成多个负极层。在各负极层的表面,通过目视计数具有1mm以上的最大费雷特直径的斑点。通过用斑点的个数除以样品数(负极层的个数),从而求出斑点状的不均的发生率。
进而,在负极层的表面具有2μm以上的最大费雷特直径的斑点的情况下,将该负极层判定为不良。通过用不良的个数除以样品数,从而求出不良率(百分率)。
<制造例2>
除了通过采用ROKI TECHNO公司制的滤筒(商品编号SHP 020XS)实施粘合剂溶液的过滤以外,与制造例1同样地制造浆料组合物,形成负极层。制造例2的滤材具有2μm的网眼。
<制造例3>
除了没有过滤地使用粘合剂溶液以外,与制造例1同样地,制造浆料组合物,形成负极层。
[表1]
制造例3 制造例1 制造例2
滤材的网眼 未过滤 20μm 2μm
斑点状不均的发生率 25个 2.5个 0.15个
不良率 100% 20% 0%
<结果>
通过将粘合剂溶液过滤,从而发现斑点状的不均减少的倾向。发现滤材的网眼越小、斑点状的不均越减少的倾向。
本实施方式和本实施例在所有的方面都为例示。本实施方式和本实施例为非限制性的。本公开的技术的范围包含与专利权利要求的范围的记载等同的含义和范围内的所有的变形。例如,从本实施方式和本实施例中抽出任意的构成、将它们任意地组合也是从最初就可预想到的。

Claims (6)

1.浆料组合物的制造方法,其包括:
(a)通过将粘合剂和溶剂混合,从而形成粘合剂溶液;
(b)通过将所述粘合剂溶液过滤,从而形成滤液;和
(c)通过将所述滤液和固体电解质混合,从而制造浆料组合物。
2.根据权利要求1所述的浆料组合物的制造方法,其中,所述(b)包括使所述粘合剂溶液通过滤材,所述滤材具有20μm以下的网眼。
3.根据权利要求2所述的浆料组合物的制造方法,其中,所述滤材具有2μm以下的网眼。
4.根据权利要求1所述的浆料组合物的制造方法,其中,在所述(b)中,过滤的残渣包含凝胶粒子。
5.根据权利要求1所述的浆料组合物的制造方法,其中,所述(c)包括:通过将活性物质、所述滤液和所述固体电解质混合,从而制造浆料组合物。
6.全固体电池的制造方法,其包括:
(d)通过将采用根据权利要求1至5中任一项所述的浆料组合物的制造方法制造的浆料组合物涂布于基材的表面,从而形成涂布层;
(e)形成包含所述涂布层的发电要素;和
(f)制造包含所述发电要素的全固体电池。
CN202310656412.XA 2022-06-07 2023-06-05 浆料组合物的制造方法和全固体电池的制造方法 Pending CN117199224A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022092107A JP2023179055A (ja) 2022-06-07 2022-06-07 スラリー組成物の製造方法、および全固体電池の製造方法
JP2022-092107 2022-06-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117199224A true CN117199224A (zh) 2023-12-08

Family

ID=88976022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310656412.XA Pending CN117199224A (zh) 2022-06-07 2023-06-05 浆料组合物的制造方法和全固体电池的制造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230395772A1 (zh)
JP (1) JP2023179055A (zh)
CN (1) CN117199224A (zh)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023179055A (ja) 2023-12-19
US20230395772A1 (en) 2023-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6642471B2 (ja) 複合活物質粒子、正極、全固体リチウムイオン電池及びこれらの製造方法
US20160218349A1 (en) Positive electrode active material layer
JP6296030B2 (ja) 電極積層体及び全固体電池の製造方法
KR101964277B1 (ko) 전고체 전지용 전극의 제조방법
JP2014078400A (ja) 硫化物系固体電池用負極用スラリー、硫化物系固体電池用負極及びその製造方法、並びに、硫化物系固体電池及びその製造方法
JP7442915B2 (ja) リチウム二次電池用電極の設計方法およびこれを含むリチウム二次電池用電極の製造方法
JP7156095B2 (ja) 正極スラリーの製造方法、正極の製造方法及び全固体電池の製造方法、並びに、正極及び全固体電池
TW201334274A (zh) 電極材料、電極材料之製造方法、電極及二次電池
US20240250296A1 (en) Method for producing all solid-state battery, and all solid-state battery
JP2019106352A (ja) 硫化物固体電池の製造方法
EP4303958A1 (en) Electrode material, method of producing electrode material, and method of producing all-solid-state battery
KR102066256B1 (ko) Vo2(b) 입자들을 전극 활물질로서 포함하는 아연 이온 이차전지
JP2021144906A (ja) 全固体電池用正極および全固体電池
CN114450822A (zh) 非水系二次电池用粘结剂组合物及其评价方法、非水系二次电池功能层用浆料组合物、非水系二次电池用功能层、非水系二次电池用电池构件以及非水系二次电池
EP4037010A1 (en) Electrode for secondary battery, and secondary battery comprising same
CN117199224A (zh) 浆料组合物的制造方法和全固体电池的制造方法
JP2020053156A (ja) 複合活物質粒子の製造方法
JP2023132755A (ja) 全固体電池用電極、全固体電池及びこれらの製造方法
CN115312769A (zh) 补锂添加剂及其粒径控制方法和应用
CN115050919A (zh) 二次电池用电极的制造方法及二次电池的制造方法
US20240047656A1 (en) Electrode, all-solid-state battery, and method of producing electrode
JP7524869B2 (ja) 固体電池
EP4451358A1 (en) Electrode active material composite particle, solid state battery, method for manufacturing electrode active material composite particle, and method for manufacturing a solid state battery
JP2018181708A (ja) 全固体リチウムイオン二次電池用の負極合材、当該負極合材を含む負極、及び当該負極を備える全固体リチウムイオン二次電池
JP7548010B2 (ja) 非水系二次電池用バインダー組成物、非水系二次電池機能層用スラリー組成物、非水系二次電池用機能層、非水系二次電池用電池部材および非水系二次電池

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