CN1992109A - 电化学电容器用电极的制造方法及其的制造装置 - Google Patents

电化学电容器用电极的制造方法及其的制造装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电化学电容器用电极的制造方法以及电化学电容器用电极的制造装置,包括在集电体(16)上形成含多孔体粒子、粘合所述多孔体粒子的粘合剂以及溶解所述粘合剂的溶剂的涂膜(L2)的涂布部(110),通过热风干燥涂膜(L2),形成极化电极层(18)的热风干燥部(120),红外线干燥极化电极层(18)的红外线干燥部(210)。由此,可有效地除去热风干燥后残留的溶剂。因此,可缓和地进行热风干燥,其结果,可以防止粘合剂的移动等。而且,由于在某种干燥程度的状态下进行红外线照射,所以不会发生溶剂的突沸。

Description

电化学电容器用电极的制造方法及其的制造装置
技术领域
本发明涉及一种电化学电容器用电极的制造方法以及电化学电容器用电极的制造装置,特别是涉及一种通过涂布含多孔体粒子的极化电极层形成的电化学电容器用电极的制造方法以及电化学电容器用电极的制造装置。
背景技术
近年来,作为小型、轻量且具有比较大的容量的电池,双电层电容器等电化学电容器引人注目。由于双电层电容器不是利用如通常的二次电池那样的化学反应,而是直接向电极积蓄电荷型电池,所以具有可极其快速充放电这样的特征。利用这种特征,可以期待用作例如便携机器(小型电子机器)等备用电源、适用于电气汽车和双动力车的辅助电源等,而且为了提高其性能进行了各种研究。
作为双电层电容器的基本结构,是在极化电极层形成的一对集电体之间,具有隔着隔板填充有电解液的结构。作为在集电体上形成极化电极层的最简单的方法,公知的有使它们贴合的方法,但该方法,存在难以提高生产率的问题。
为了解决该问题,优选不贴合集电体和极化电极层,而是通过在集电体上涂布极化电极层用涂布液,并使其干燥在集电体上形成极化电极层。此时,为了得到所希望的电特性,通过干燥充分去除溶解很重要。
作为通过干燥去除溶解的方法,最简单的是热风干燥。但是,在进行热风干燥时,由于从涂膜的表面部分开始发生干燥,所以在涂膜内部从集电体侧向表面侧发生溶剂移动。伴随该情况,溶解在溶剂中的粘合剂也向表面侧移动,结果发生粘合剂分布不均匀,产生电极的品质下降的问题。
为了解决这样的问题,可以先缓和地进行热风干燥使干燥一定程度后,在用真空炉使完全干燥。但是,该方法中利用真空炉的干燥为批量处理,所以生产效率大幅下降。而且,轧辊状的原始结构下不能用真空炉直接进行充分地干燥,需要进行将原始结构切成规定的尺寸,并将切成的电极片排在真空炉内的作业,还是存在生产率极大下降的问题。
对此,日本专利公开2001-307716号公报中,公开了一种通过红外线照射使溶剂干燥的方法。根据该方法,因为涂膜几乎是均匀加热,所以不容易发生粘合剂移动等现象。但是,在该方法中,涂膜内部有时会发生突沸,在这样的情况下,存在使涂膜破坏的问题。突沸若是在红外线的照射能量很低的情况下不容易发生,但若这样,干燥又要花费非常长的时间。
另一方面,虽然不是关于电化学电容器用电极的制造方法,但在日本专利公开2001-176502号公报以及日本专利公开2002-170556号公报中,公开了一种通过红外线照射涂膜预备干燥后,进行热风干燥的方法。根据该方法可以比较高效率地进行干燥,但由于在涂膜中含溶剂多的状态下进行红外线照射,与日本专利公开2001-307716号公报相同,存在容易发生突沸的问题。而且,与二次电池等不同,如双电层电容器那样构成极化电极层的材料中含有多孔体粒子,由此而存在无数细孔的情况下,溶剂的干燥更为困难,很难不发生突沸而进行干燥。
发明内容
本发明即是为了解决这样的问题而完成,目的是提供一种不会发生因突沸引起的涂膜的破坏,并可使涂膜所含的溶剂高效率干燥的电化学电容器用电极的制造方法以及电化学电容器用电极的制造装置。
本发明的电化学电容器用电极的制造方法,特征在于,包括:在集电体上形成含多孔体粒子、粘合所述多孔体粒子的粘合剂以及溶解所述粘合剂的溶剂的涂膜的第1工序,通过热风干燥涂膜而形成极化电极层的第2工序,和红外线干燥极化电极层的第3工序。
在本发明中,优选第3工序是通过向极化电极层供给热风,同时照射红外线而进行的。
另外,本发明的电化学电容器用电极的制造方法,优选在进行第2工序后第3工序之前,还具有辊轧极化电极层的第4工序。此时,更优选为,连续进行第1工序、第2工序和第4工序。另外,特别优选第4工序是,加热极化电极层,同时在不足100kgf/cm的线压下进行辊轧。
本发明的电化学电容器用电极的制造装置,其特征在于,包括:在集电体上含形成多孔体粒子、粘合所述多孔体粒子的粘合剂以及溶解所述粘合剂的溶剂的涂膜的涂布单元;通过热风干燥涂膜而形成极化电极层的热风干燥单元;和红外线干燥极化电极层的红外线干燥单元。
根据本发明,由于进行热风干燥后再进行红外线照射,可有效地去除热风干燥后残留的溶剂。由此,可缓和地进行热风干燥,其结果,可以防止粘合剂的移动等。而且,由于是在干燥了一定程度的状态下进行红外线照射,所以也不会发生溶剂的突沸。从而可以高效率地制作出良好品质的电化学电容器用电极。
附图说明
图1是表示本发明最佳实施方式的双电层电容器电极的制造装置的结构的概略图。
图2是用于说明涂布液L1的调制方法的模式图。
图3是扩大了涂布部110附近的概略立体图。
图4是用于说明从叠层体20切出双电层电容器用电极10的方法的图,(a)是被切断为规定大小的叠层体20的概略平面图,(b)是切出双电层电容器用电极10的叠层体20的概略平面图,(c)是切出的双电层电容器用电极10的概略平面图。
图5是用于说明使用双电层电容器用电极10而制作双电层电容器的方法的模式图。
符号说明
10    双电层电容器用电极
12    引出电极
16    集电体
16a   未涂布区域
18    极化电极层
20    叠层体
34    混合单元
36    搅拌部
40    隔板
50    多孔体粒子
52    粘合剂
54    溶剂
56    导电助剂
100   双电层电容器用电极的制造装置的前段部分
101   供给辊
102   卷取辊
103   导辊
104   张紧辊
110   涂布部
111   支持辊
112   刮刀涂布机
120   热风干燥部
121、122  热风干燥机
130   辊轧部
131、132  辊筒
133   控制部
200   双电层电容器用电极的制造装置的后段部分
201   供给辊
202   卷取辊
210   红外线干燥部
211   干燥室
212   红外线灯
213   热风发生器
214   排气管
L1    涂布液
L2    涂膜
具体实施方式
下面,参照附图,对本发明的最佳实施方式进行详细说明。
图1(a),(b)是表示本发明最佳实施方式的双电层电容器电极的制造装置的结构的概略图。本实施方式的双电层电容器电极的制造装置,由图1(a)所示的前段部分100,图2(b)所示的后段部分200构成。
如图1(a)所示,前段部分100包括:卷有带状集电体16的供给辊101,通过以规定的速度旋转来卷绕集电体16和极化电极层18的叠层体20的卷取辊102,在供给辊101和卷取辊102之间按着以下顺序设置的涂布部110、热风干燥部120以及辊轧部130。这样,本实施方式的双电层电容器用电极的制造装置的前段部分100,具有将涂布部110、热风干燥部120、辊轧部130按顺序由上流(供给辊101)至下流(卷取辊102)配置的结构。
另一方面,如图1(b)所示,后段部分200包括:卷有带状叠层体20的供给辊201,卷取叠层体20的卷取辊202,设置在供给辊201和卷取辊202之间的红外线干燥部210。后段部分200的供给辊201,与前段部分100的卷取辊102相同。即,由前段部分100制作卷取辊102后,将其输送到后段部分200,作为后段部分200的供给辊201使用。
下面,对构成双电层电容器用电极的制作装置的各元素进行详细说明。
首先,对前段部分100进行说明。
涂布部110是,用于在集电体16的面上涂布极化电极层18的材料的涂布液L1的部分,即用于进行涂布工序的部分。涂布部110包括:支持辊111、在由支持辊111进行弯曲的集电体16的表面上涂布涂布液L1的刮刀涂布机(电极涂布单元)112。如图1所示,由供给辊101供给的集电体16,经由导辊103以及张紧辊104向涂布部110输送,由此,在集电体16的一个面上形成作为极化电极层18的基础的涂膜L2。在本实施方式中,供给辊101,卷取辊102,导辊103以及张紧辊104构成集电体16的输送单元。
另外,作为涂布涂布液L1的电极涂布单元112,并不限定于刮刀涂布法,可以使用公知的各种涂布方法并没有特别的限制。例如,可以采用挤压喷嘴(extrusion nozzle)法、挤压复合(extrusion lamination)法、刮刀(doctor plate)法、凹板辊筒法,逆转辊(reverse roll)法,涂膜器(applicator)涂布法、吻合涂布(kiss coating)法、杆式涂布法、网板印刷(screen printing)法等方法。
集电体16,只要是能充分进行向极化电极层18的电荷移动的良导体,作为其材料没有特别的限制,可以使用在公知的双电层电容器用电极中所使用的集电体材料,例如可以使用铝(Al)。虽然没有特别的限定,但优选将集电体16的表面进行粗糙化,由此,可以提高集电体16和极化电极层18的密合性。作为对集电体16的表面进行粗糙化的方法,没有特别的限定,可以用酸等药品通过化学腐蚀进行。
关于腐蚀的深度,优选设定为3~7μm左右。这是因为若腐蚀过浅,密合性的效果几乎得不到提高,相反若腐蚀过深,对极化电极层18的均匀涂布变得困难。另外,对于集电体16的背面,没有必要进行特别的粗糙化,但如后面所述,当在集电体16的两面形成极化电极层18时,优选对集电体16的两面进行粗糙化。
对于集电体16的厚度也没有特别的限定,但为了所制作的双电层电容器更加小型化,并在充分确保机械强度的限度内优选尽量设定得薄。具体的是,在使用铝(Al)作为集电体16的材料的情况下,优选设定其厚度在10μm以上,100μm以下,更为优选的是设定在15μm以上,50μm以下。若将由铝(Al)构成的集电体16的厚度设定在该范围,可以在确保充分的机械强度的同时,还可以达到最终制作的双电层电容器的小型化。
另外,涂布液L1,是构成极化电极层18的材料的液体,可以根据以下的方法进行调制。首先,如图2所示,在具有搅拌部36的混合装置34中,投入多孔体粒子50,粘合剂52,溶剂54以及根据需要投入导电助剂56,通过搅拌,可以调制涂布液L1。涂布液L1的调制,优选含混练操作和/或稀释混合操作。这里的“混练”的意思是指液体在比较高的粘度的状态下,通过搅拌使材料调合。“稀释混合”的意思是指在经混练的液体中再添加溶剂等并在比较低的粘度的状态下混合。对这些操作的时间以及操作时的温度没有特别的限制,但从使为均匀分散状态方面考虑,优选混练时间为30分钟~2小时左右,混练时的温度为40~80℃左右,优选稀释混合时间为1~5小时左右,稀释混合时的温度为20~50℃左右。
作为涂布液L1中所含的多孔体粒子50,只要是对电荷的蓄电和放电有用的具有电子传导性的多孔体粒子,并没有特别的限制,例如可以是经过粒状或纤维状的激活处理的活性炭等。作为这些活性炭,可以使用苯酚(phenol)类活性炭、椰壳活性炭等。该多孔体粒子的平均粒径优选为3~20μm,从氮吸附等温线使用BET等温吸附方式而求得的BET比表面积优选为1500m2/g以上,更为优选的是2000~2500m2/g。若使用这样的多孔体粒子50,可以得到高体积容量。
对于涂布液L1中所含的粘合剂52,是能够粘合上述多孔体粒子50的粘合剂,需要使用聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene)(PTFE)、聚偏二氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride)(PVDF)、氟橡胶等氟系粘合剂。这是因为C-F和C-H的键能等不同,纤维素系粘合剂或丙烯酸(acrylic)系粘合剂,在电化学方面比氟系粘合剂差。即使在氟系粘合剂中,也优选使用氟橡胶。这是因为若使用氟橡胶即使含量少,也能够充分地粘合多孔体粒子,由此提高极化电极层18的涂膜强度,同时增加双层界面的大小,加大体积容量。另外,还因为氟橡胶在电化学方面稳定。
作为氟橡胶,可以举出偏二氟乙烯(vinylidene Fluoride)-六氟丙烯(hexafluoropropylene)-四氟丙烯(VDF-HFP-TFE)系共聚物,偏二氟乙烯-六氟丙烯(VDF-HFP)共聚物,偏二氟乙烯-五氟丙稀(pentafluoropropylene)(VDF-PFP)系共聚物,偏二氟乙烯-五氟丙稀-四氟乙烯(VDF-PFP-TFE)系共聚物,偏二氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚-四氟乙烯(VDF-PFMVE-TFE)系共聚物,偏二氟乙烯-三氟氯乙烯(VDF-CTFE)系共聚物,乙烯-四氟乙烯系共聚物,丙稀-四氟乙烯系共聚物等。其中,优选为,选自VDF、HFP以及TFE中的至少2种共聚合而成的氟橡胶,从具有进一步提高密合性和耐药性的倾向出发,特别优选为,选自上述的3种共聚合而成的VDF-HFP-TFE系共聚物。
另外,作为涂布液L1所含的溶剂54,只要是可以溶解或分散粘合剂52的物质即可,并没有特别的限制,例如,可以使用NMP(n-甲基-2-吡咯烷酮)等。另外,优选使用甲乙酮(MEK)、甲基异丁基酮(MIBK)等酮系溶剂等良好溶剂和碳酸丙稀酯和碳酸乙烯酯等不良溶剂的混合溶剂。另外,溶剂54的配合量,优选相对涂布液L1中的固体成分总量100重量份为200~400重量份。
另外,优选在涂布液L1中根据需要添加导电助剂56。导电助剂56只要是可以使集电体16与极化电极层18之间的电荷移动能够充分进行的具有电子传导性材料,并没有特别的限制,例如优选使用碳黑和石墨。
作为碳黑,可以举出例如乙炔黑、科琴黑(kejen black)、炉法碳黑(furnace black)等,其中,优选使用乙炔黑。碳黑的平均粒径优选在25~50nm,BET比表面积优选在50m2/g以上,更为优选在50~140m2/g。
另外,作为石墨可以举出例如天然石墨,人造石墨,膨胀石墨等,特别优选使用人造石墨。另外,石墨的平均粒径优选在4~6μm,BET比表面积优选在10m2/g以上,更为优选在15~30m2/g。
涂布液L1中多孔体粒子50的含量,优选设定为,使形成极化电极层18后的多孔体粒子50的含量为以极化电极层18总量为基准84~92质量%。另外,粘合剂52的含量,优选设定为,使形成极化电极层18后的粘合剂52的含量为以极化电极层18总量为基准6.5~16质量%。特别优选设定为,在形成极化电极层18之后,以极化电极层18总量为基准,多孔体粒子50为84~92质量%,粘合剂52为6.5~16质量%,导电助剂56为0~1.5质量%。
热风干燥部120,是通过使涂膜L2中所含的溶剂54进行某种程度的蒸发,用于固化涂膜L2的部分。在本实施方式的双电层电容器用电极的制作装置中,由夹着集电体16而配置的两个热风干燥机121、122构成,由这些热风干燥机121、122所进行的加热,使涂膜L2中所含的溶剂54蒸发某种程度,由此涂膜L2固化而成为极化电极层18。
使用了热风干燥部120的涂膜L2的固化(极化电极层18的形成),没有必要进行至使溶剂54几乎去除的程度,只要将涂膜L2固化至,可在其后进行辊轧和卷取的程度即可。所以,与已有的只用热风干燥去除溶剂的方法相比,即使在短时间内结束热风干燥也没有关系。具体的是,在优选在70~130℃,0.1~5分钟的条件下进行干燥。这样,由于使用热风干燥部120的干燥比较缓和地进行,而抑制涂膜内部的溶剂54的移动。所以,不容易发生粘合剂52的分布不均匀等。
根据以上工序,成为在集电体16的面上形成极化电极层18的状态,但该状态下极化电极层18的密度低,在这样的状态下不能得到高的体积容量。干燥后的极化电极层18的密度,虽然也与多孔体粒子50的粒径有关,但是在0.5~0.6g/cm3左右。
辊轧部130是用于为提高极化电极层18的体积容量而对其进行压缩的部分。在本实施方式的双电层电容器用电极的制作装置中,具有配置在极化电极层18侧的第1辊筒131和配置在集电体16侧的第2辊筒132,利用这些辊筒131、132辊轧叠层体20,并压缩叠层体20中所含的极化电极层18。
在本实施方式中,在辊筒131,132的内部组装有加热器,利用其,辊轧部130可以对极化电极层18进行加热,同时进行辊轧。加热温度由辊轧部130中所含的控制部133来控制,由此,可保持极化电极层18的加热温度在所希望的温度。加热极化电极层18是为了软化极化电极层18中所含的粘合剂52。
结束如上所述辊轧后的叠层体20,被卷取辊102卷入。
图3是扩大显示涂布部110附近的概略立体图。
如图3所示,涂布部110中所含的刮刀涂布机112,在向长度方向D1上进行输送的带状集电体16上,形成成为极化电极层18的基础的规定宽度的涂膜L2,并在集电体16的宽度方向的两方的端部上留下未涂布区域16a。也就是说,在集电体16的宽度为W1,涂膜L2的宽度为W2时,设定它们的关系为
W1>W2,
由此,在通过了涂布部110的集电体16上,留下未涂布区域16a并在大致中央部分形成涂膜L2。
为此,若使用辊轧部130辊压叠层体20,在集电体16上,只对涂布有极化电极层18的区域施加压力,而对未涂布区域16a几乎不施加压力。由此,因为只对集电体16中的形成有极化电极层18的区域压延,所以由辊筒131、132施加的线压越高,在辊轧后的集电体16上产生的折皱越大。
一般的,这样的折皱,如果集电体16中的形成有极化电极层18的区域的延伸率(因辊轧的变形量)在1%以下是被容许的,但是,当发生超过1%的拉伸时,就会产生,使由卷取辊102进行的卷入变得困难,制品的可靠性下降等问题。
考虑的这种情况,在本实施方式中,设定利用辊轧部130的线压为不足100kgf/cm。以往,认为在这样的低压下不能够充分地压缩,但本发明通过对极化电极层18进行加热,同时进行辊轧,从而可以进行在这样的低压下的压缩。也就是说,在通过加热使粘合剂52软化时,粘合剂52就容易渗入到多孔体粒子50的细孔内部,其结果,即使是不足100kgf/cm这样的低压辊压,也可以大幅度提高极化电极层18的密度。
加热温度为不足粘合剂52的耐热温度,优选尽量设定较高温度,具体的是在粘合剂52的耐热温度为Tx(℃)时,优选设定为0.6Tx(℃)以上。这是因为加热温度设定的高,粘合剂52更加软化,若超过耐热温度,粘合剂52的组织被破坏,作为粘合剂的特性变差。这里,所谓“耐热温度”指的是,成为不能维持粘合剂的结构的温度,在树脂的情况下指的是熔点,在橡胶的情况下指的是由于橡胶分子的主链和交链(加硫)部分的切断热劣化开始的分解点。
辊轧时的线压,只要不足100kgf/cm即可并没有特别的限定,但优选尽量设定为低线压。这是因为在与加热同时的辊轧中,线压和压缩率(极化电极层18的密度)的关系中没有表现出大的相关,为了降低集电体16的变形,线压尽量低,具体的是,优选设定在50kgf/cm以下。线压的下限主要根据辊轧部130的规格决定,但即使下降至5kgf/cm左右也可以充分得到高密度。
辊轧时的速度,优选设定在5m/分钟以下。这是因为若辊轧速度过快,极化电极层18的加热会变得不充分。另外,在本实施方式的双电层电容器用电极的制造装置中,由于连续进行涂布、干燥以及辊轧,因此,当辊轧速度慢时其他工序也需要同样的慢。所以,在辊轧工序中的最佳速度和其他工序的最佳速度有较大的差时,可以在辊轧工序前卷取到临时卷取辊,并另外进行辊轧工序。
如此在集电体16上形成被压缩的极化电极层18而完成的叠层体20被卷取辊102卷入。
以上是前段部分100的结构。下面,对后段部分200的结构进行说明。
如图1(b)所示,后段部分200具有红外线干燥部210。红外线干燥部210,由干燥室211、设置在干燥室211内的红外线灯212、向干燥室211内供给热风的热风发生器213、和对干燥室211内的气体进行排气的排气管214构成。
由供给辊201供给的叠层体20,通过干燥室211的内部,此时利用红外线灯212照射红外线。由此,极化电极层18从内部被加热,并使残留的溶剂54进一步蒸发。在这期间,在干燥室211内由热风发生器213供给热风,由此促进溶剂54的蒸发。蒸发的溶剂54,通过排气管214被除去到干燥室211的外面。在本发明中,供给至干燥室211内的气体不必一定是热风,但通过供给热风,可以更加有效地干燥。
作为来自红外线灯212的加热温度,为不足粘合剂52的耐热温度,优选设定尽量高的温度,具体的是在粘合剂52的耐热温度为Tx(℃)时,优选设定为0.7Tx(℃)以上。这是因为加热温度设定越高,越能促进溶剂54的蒸发,若超过粘合剂52的耐热温度,如上面所述,粘合剂52的组织被破坏特性变差。另外,由于在经红外线照射进行干燥时,溶剂54的大部分已经被去除,所以即使红外线灯212的输出高,也不会发生突沸等。
关于叠层体20通过红外线干燥部210的时间,从尽量多的去除残留溶剂的观点出发,设定在1小时以上,优选的是设定为3小时左右的时间。这样,在一连串的制作工序中,由红外线照射的干燥工序,比其他工序花费时间。在本实施方式中,正因如此,将整个装置分离为前段部分100和后段部分200。如此通过将可以比较快速处理的工序和花费时间的工序分离开来,可以高效率地进行生产。
这样经过红外线干燥的集电体20,被卷取辊202卷入。
然后,如图4(a)所示,将卷取辊102所卷入的集电体20切断成规定的大小,如图4(b)所示,与制作的双电层电容器的尺寸相对应地裁切集电体20,如图4(c)所示,即可完成双电层电容器用电极10。此时,如图4(c)所示若同时取出没有被极化电极层18所覆盖的集电体16的一部分,可以将其作为引出电极12使用。
然后,如图5所示至少准备2个制作的双电层电容器用电极10,使极化电极层18相向,由这2个双电层电容器用电极10夹着隔板40,收容到未图示的容器内,将电解质溶液填充到容器内,即可完成双电层电容器。
隔板40是用于既可使极化电极层18、18之间的电解质溶液移动,又可以物理分离这些极化电极层18、18的膜。优选隔板40由绝缘性的多孔体形成,例如,可以使用由聚乙烯、聚丙烯或聚烯烃构成的薄膜的叠层体,或上述树脂的混合物的延伸膜,或,选自纤维素、聚酯以及聚丙烯中的至少1种构成材料构成的纤维无纺布等。对隔板40的厚度,没有特别的限定,但优选在15μm以上,200μm以下,更为优选的是在30μm以上,100μm以下。
另外,作为电解质溶液,可以使用公知的双电层电容器所使用的电解质溶液(使用电解质水溶液、有机溶剂的电解质溶液)。但是,双电层电容器所使用的电解质溶液,由于以电化学方式分解电压低,使电容器的耐用电压限制得较低,所以优选使用有机溶剂的电解质溶液(非水电解质溶液)。对具体的电解质溶液的种类没有特别的限定,但优选考虑溶质的溶解度、离解度、液体的粘性进行选择。特别优选高导电率并且高电位窗(分解开始电压高)的电解质溶液。作为代表的例子,可以使用将如四乙铵四氟硼酸盐(tetraethylammoniumtetrafluoroborate)这样的季铵盐溶解在碳酸丙稀酯、碳素二乙烯酯(diethylene carbonate)、乙腈(acetonitrile)等有机溶剂中的物质。另外,此时,需要严加管理混入水分。
如上面所说明的,在本实施方式的双电层电容器用电极的制造装置中,溶剂54的干燥分为2次,开始进行热风干燥,然后再进行红外线干燥。由此,可高效地制作出高品质的双电层电容器用电极。也就是说,不会发生如只进行热风干燥时,因溶剂的移动发生粘合剂分布不均匀,或在含溶剂多的状态下进行红外线干燥时那样发生因突沸引起的涂膜的破坏。另外,由于没有必要使用真空炉进行间歇加工,可提高生产效率。
另外,本实施方式中,由于是加热极化电极层18同时进行辊轧,粘合活性炭等多孔体粒子50的粘合剂52软化,容易渗入多孔体粒子50的细孔内部。其结果,即使是不足100kgf/cm这样的低压压轧,也可以大幅度提高极化电极层18的密度。由此,可以大幅度地抑制集电体所产生的折皱。
以上,对本发明的最佳实施方式进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式,可在不脱离本发明的宗旨的范围内进行种种变化,勿庸置疑,这些变化也包含在本发明范围内。
例如,在上述实施方式中,由涂布部110进行的涂布工序,由热风干燥部120进行的热风干燥工序以及由辊轧部130进行的辊轧工序都统一为前段部分100,由此连续进行这些工序,但本发明中连续进行这些工序并不是必须的。所以,在某工序的最佳速度和其他工序的最佳速度的存在较大的差时,一旦在这些工序间卷取到卷取辊,也可以进行别的工序。
另外,在上述实施方式中,由辊轧部130进行辊压之后,由红外线干燥部210进行红外线干燥,但对于该顺序也可以相反进行。
另外,根据本发明制造的电化学电容器用电极,除了可以作为双电层电容器用电极使用之外,  还可以作为伪容量电容器(pseudo-capacity capacitor)、赝电容(Pseudo capacitor)、氧化还原电容器等各种电化学电容器用的电极。
实施例
下面,对本发明的实施例进行说明,但该实施例对本发明并没有任何限定。
实施例1
是将作为涂布液所使用的多孔体粒子的粒状活性炭(KURARAY公司制,商品名:RP-20)90重量份,作为导电助剂的乙炔黑(电化学工业公司制,商品名:デンカブラツク)1重量份,用行星式分散器(Planetary dispersion)混合15分钟。对该混合物总量,投入作为粘合剂的聚偏二氟乙烯(PVDF)9重量份,作为溶剂的NMP(n-甲基-2-吡咯烷酮)100重量份(固体成分浓度:约50%),用行星式分散器搅拌45分钟。再向该混合物中添加作为溶剂的NMP(n-甲基-2-吡咯烷酮)140重量份(固体成分浓度:约30%),再搅拌4小时,由此调整成涂布液。
然后,将调整的涂布液,用挤压喷嘴法,在作为集电体的铝铂(厚度40μm)上涂布,通过在120℃的热风干燥炉内进行5分钟的干燥,形成厚度为300μm的叠层体。热风干燥后溶剂的残留量,若以刚涂布后为100%,则为35%。
然后,对经过热风干燥的叠层体照射红外线,进一步进行干燥。红外线干燥是边给热风并在175℃的温度下进行1小时。由此,完成实施例1的电极片试样。
对于实施例1的电极片试样,测定了溶剂的残留量,以刚涂布后为100%时的值为0.7%,得到良好值。
实施例2
除了设定进行红外线干燥的时间为3小时之外,其他与实施例1相同制作了实施例2的电极片试样。对实施例2的电极片试样,测定溶剂的残留量,以刚涂布后为100%时的值为0.1%,得到极其良好的值。
比较例1
除了代替红外线干燥,用真空炉进行干燥时间为15小时外,其他与实施例1相同制作了比较例1的电极片试样。设定真空炉内的温度为175℃。对比较例1的电极片试样,以刚涂布后为100%时的值为0.6%,得到良好值。但是,使用真空炉干燥需要非常长的时间(15小时)。
比较例2
除了使热风干燥和红外线干燥的顺序相反之外,其他与实施例1相同制作了比较例2的电极片试样。其结果,因最初所进行的红外线干燥发生了突沸,并在涂膜表面形成了较大的凹凸。

Claims (6)

1.一种电化学电容器用电极的制造方法,其特征在于,具有:
在集电体上形成含多孔体粒子、粘合所述多孔体粒子的粘合剂以及溶解所述粘合剂的溶剂的涂膜的第1工序,
通过热风干燥所述涂膜而形成极化电极层的第2工序,以及
红外线干燥所述极化电极层的第3工序。
2.如权利要求1所述的电化学电容器用电极的制造方法,其特征在于,
所述第3工序是通过向所述极化电极层供给热风,同时照射红外线而进行的。
3.如权利要求1或2所述的电化学电容器用电极的制造方法,其特征在于,
在进行了所述第2工序之后,进行所述第3工序之前,还具有辊轧所述极化电极层的第4工序。
4.如权利要求3所述的电化学电容器用电极的制造方法,其特征在于,
所述第1工序、所述第2工序以及所述第4工序是连续地进行。
5.如权利要求3所述的电化学电容器用电极的制造方法,其特征在于,
所述第4工序是,加热所述极化电极层,同时以不足100kgf/cm的线压进行辊轧。
6.一种电化学电容器用电极的制造装置,其特征在于,具有:
在集电体上形成含多孔体粒子、粘合所述多孔体粒子的粘合剂以及溶解所述粘合剂的溶剂的涂膜的涂布单元,
通过热风干燥所述涂膜而形成极化电极层的热风干燥单元,和
红外线干燥所述极化电极层的红外线干燥单元。
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