DE102016100583B9

DE102016100583B9 - Verfahren zur Herstellung einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigen Elektrolyten und Sekundärbatterie mit nichtwässrigen Elektrolyten

Info

Publication number: DE102016100583B9
Application number: DE102016100583.5A
Authority: DE
Inventors: Hiroya Umeyama; Harunari Shimamura; Tatsuya Hashimoto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-01-16
Filing date: 2016-01-14
Publication date: 2022-07-07
Anticipated expiration: 2036-01-15
Also published as: US20160211554A1; JP2016134237A; JP6156398B2; KR101843629B1; DE102016100583B4; CN105811021B; US10644354B2; DE102016100583A1; KR20160088809A; CN105811021A

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigen Elektrolyten, das Verfahren aufweisend:
einen ersten Schritt (S101, S201) zur Bildung einer ersten Elektrodenmischschicht, die ein Elektroden-Aktivmaterial und ein erstes Bindemittel enthält;
einen zweiten Schritt (S102, S202) zur Bildung von Granulatpartikeln, die das Elektroden-Aktivmaterial und ein zweites Bindemittel enthalten;
einen dritten Schritt (S103, S203) zur Bildung einer zweiten Elektrodenmischschicht, die aus den Granulatpartikeln gebildet ist, auf der ersten Elektrodenmischschicht;
einen vierten Schritt (S302) zur Bildung einer wärmebeständigen Schicht, die einen anorganischen Füllstoff und ein drittes Bindemittel enthält, auf einer Oberfläche eines Separators;
einen fünften Schritt (S400) zur Herstellung eines Elektrodenkörpers durch Beschichten der Elektrode und des Separators derart, dass die zweite Elektrodenmischschicht und die wärmebeständige Schicht miteinander Kontakt haben; und
einen sechsten Schritt (S500) zur Erwärmung des Elektrodenkörpers.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigen Elektrolyten und eine Sekundärbatterie mit nichtwässrigen Elektrolyten.
2. Stand der Technik
Die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2003-151638 ( JP 2003-151638 A ) offenbart eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie mit einer Klebharzschicht, durch die eine Elektrode (positive Elektrode oder negative Elektrode) und ein Separator miteinander verklebt sind, wobei die Klebharzschicht ein Durchgangsloch hat.
In der JP 2003-151638 A wird eine Klebharzlösung, die einen Füllstoff, ein Bindemittel und ein Lösemittel enthält, eingestellt und auf den Separator aufgetragen. Bevor die Klebharzlösung getrocknet wird, werden der Separator und die Elektrode miteinander verklebt und anschließend getrocknet. Folglich werden der Separator und die Elektrode integriert, um einen Elektrodenkörper zu erhalten.
Es wird jedoch angenommen, dass die Menge des Bindemittels zur Adhäsion in diesem Zustand in einer adhäsiven Grenzfläche aufgrund einer Diffusion des Bindemittels durch Poren einer Elektrodenmischschicht abnimmt. Die Klebefestigkeit zwischen der Elektrode und dem Separator ist abhängig von der Menge des Bindemittels in der adhäsiven Grenzfläche. Daher wird während Hochlast-Zyklen, in denen eine Ausdehnung und Schrumpfung der Elektrode beträchtlich ist, erwartet, dass ein Adhäsionszustand zwischen der Elektrode und dem Separator nicht aufrechterhalten werden kann. Wenn die Elektrode und der Separator sich voneinander ablösen und sich ein Spalt bildet, strömt eine Elektrolytlösung durch den Spalt aus dem Elektrodenkörper. Folglich ist die Verteilung einer Elektrolytlösung und eines in der Elektrolytlösung enthaltenen Leitelektrolyts ungleichmäßig, wodurch eine durch Hochlast-Zyklen verursachte Widerstandserhöhung gefördert wird.
KURZFASSUNG
Gemäß der Erfindung kann eine durch Hochlast-Zyklen verursachte Widerstandserhöhung unterdrückt werden.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigen Elektrolyten vorgesehen, wobei das Verfahren umfasst: einen ersten Schritt zur Bildung einer ersten Elektroden-Mischschicht, die ein Elektroden-Aktivmaterial und ein erstes Bindemittel enthält; einen zweiten Schritt zur Bildung von Granulatpartikeln, die das Elektroden-Aktivmaterial und ein zweites Bindemittel enthalten; einen dritten Schritt zur Bildung einer zweiten Elektroden-Mischschicht, die aus den Granulatpartikeln gebildet ist, auf der ersten Elektroden-Mischschicht; einen vierten Schritt zur Bildung einer wärmebeständigen Schicht, die einen anorganischen Füllstoff und ein drittes Bindemittel enthält, auf einer Oberfläche eines Separators; einen fünften Schritt zur Herstellung eines Elektrodenkörpers durch Beschichten der Elektrode und des Separators derart, dass die zweite Elektroden-Mischschicht und die wärmebeständige Schicht miteinander Kontakt haben; und einen sechsten Schritt zur Erwärmung des Elektrodenkörpers.
Bei dem vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren werden das zweite Bindemittel und das dritte Bindemittel miteinander verschmolzen, wodurch die Elektrode und der Separator miteinander integriert werden. In den Granulatpartikeln, die das zweite Bindemittel enthalten, ist die Menge des Lösemittels geringer als beispielsweise in einer Klebharzlösung. Dementsprechend diffundiert das zweite Bindemittel, wenn die aus den Granulatpartikeln gebildete zweite Elektrodenmischschicht auf der ersten Elektrodenmischschicht gebildet wird, in die erste Elektrodenmischschicht, wodurch eine Abnahme der Bindemittelmenge zur Adhäsion unterdrückt werden kann. Folglich wird die Klebefestigkeit sichergestellt, wodurch das Ablösen zwischen der Elektrode und dem Separator während der Hochlast-Zyklen unterdrückt werden kann. Das heißt, das Ausströmen der Elektrolytlösung aus dem Elektrodenkörper kann unterdrückt werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann die Beimischungsmenge des Lösemittels reduziert werden, da die Abnahme der Bindemittelmenge in der adhäsiven Grenzfläche unterdrückt werden kann. Folglich kann eine durch Hochlast-Zyklen verursachte Widerstandserhöhung unterdrückt werden.
Die Schmelzpunkte des zweiten Bindemittels und des dritten Bindemittels können niedriger sein als die Schmelzpunkte des ersten Bindemittels und des Separators.
Da die Schmelzpunkte des zweiten Bindemittels und des dritten Bindemittels niedriger sind als die Schmelzpunkte des ersten Bindemittels, können die Elektrode und der Separator miteinander verschmolzen werden, während das Schmelzen des in der ersten Elektrodenmischschicht enthaltenen ersten Bindemittels unterdrückt wird.
Da die Schmelzpunkte des zweiten Bindemittels und des dritten Bindemittels niedriger sind als die Schmelzpunkte des ersten Bindemittels, können die Elektrode und der Separator miteinander verschmolzen werden, während eine Abnahme der Luftdurchlässigkeit des Separators unterdrückt wird.
Bei dem sechsten Schritt kann der Elektrodenkörper auf eine Temperatur von 120°C bis 135°C erwärmt werden. Das zweite Bindemittel und das dritte Bindemittel können innerhalb des vorstehend beschriebenen Temperaturbereichs geschmolzen werden, und eine Auswirkung auf das Bauteil kann verringert werden.
Bei dem sechsten Schritt kann der Elektrodenkörper erwärmt werden während ein Druck von 0,01 t/cm² bis 0,12 t/cm² in einer Laminierrichtung der Elektrode und des Separators aufgebracht wird. Die Klebefestigkeit zwischen der Elektrode und dem Separator wird innerhalb des vorstehend beschriebenen Bereichs verbessert.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Sekundärbatterie mit nichtwässrigen Elektrolyten mit einem Elektrodenkörper vorgesehen, in dem eine positive Elektrode und eine negative Elektrode mit einem dazwischen angeordneten Separator laminiert werden. Zumindest eine der positiven Elektrode und/oder der negativen Elektrode umfasst eine erste Elektrodenmischschicht und eine zweite Elektrodenmischschicht, die auf der ersten Elektrodenmischschicht vorgesehen ist. Die erste Elektrodenmischschicht enthält ein Elektroden-Aktivmaterial und ein erstes Bindemittel. Die zweite Elektrodenmischschicht besteht aus Granulatpartikeln. Die Granulatpartikel enthalten das Elektroden-Aktivmaterial und ein zweites Bindemittel. Eine wärmebeständige Schicht ist auf einer Oberfläche des Separators vorgesehen. Die wärmbeständige Schicht enthält einen anorganischen Füllstoff und ein drittes Bindemittel und ist mit der zweiten Elektrodenmischschicht verschmolzen.
Bei der vorstehend beschriebenen Sekundärbatterie mit nichtwässrigen Elektrolyten sind das zweite Bindemittel und das dritte Bindemittel miteinander verschmolzen, wodurch die Elektrode und der Separator fest miteinander verklebt sind. Folglich kann das Ausströmen der Elektrolytlösung aus dem Elektrodenkörper unterdrückt werden. Die Granulatpartikel sind ferner in einer adhäsiven Grenzfläche zwischen der zweiten Elektrodenmischschicht und der wärmebeständigen Schicht vorhanden. Folglich sind die zweite Elektrodenmischschicht und die wärmebeständige Schicht durch Punktverklebung miteinander verklebt, und ein Spalt mit geeigneter Größe wird in der adhäsiven Grenzfläche gebildet. Demnach wird die Ionen-Durchlässigkeit verbessert, und eine durch Hochlast-Zyklen verursachte Widerstandserhöhung kann unterdrückt werden.
Die Schmelzpunkte des zweiten Bindemittels und des dritten Bindemittels können niedriger sein als ein Schmelzpunkt des Separators. Das heißt, die Schmelzpunkte der in der zweiten Elektrodenmischschicht und der wärmebeständigen Schicht enthaltenen Bindemittel können niedriger eingestellt werden als eine Abschalttemperatur des Separators. Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration werden das zweite Bindemittel und das dritte Bindemittel bei abnormaler Wärmeentwicklung, beispielsweise während einer Überladung, geschmolzen, um die Poren in der adhäsiven Grenzfläche zu verschließen bevor die Abschaltfunktion des Separators einsetzt. Folglich wird die Ionen-Durchlässigkeit gehemmt, und eine Temperaturerhöhung kann unterdrückt werden.
Das zweite Bindemittel und das dritte Bindemittel können zumindest eines von Polyvinylidenfluorid mit einem Schmelzpunkt von 140°C oder niedriger und/oder Polyacrylnitril mit einem Schmelzpunkt von 140°C oder niedriger sein. Solange die Schmelzpunkte hiervon 140°C oder niedriger sind, können das zweite Bindemittel und das dritte Bindemittel ein Bindemittel aus einem Copolymer von Polyvinylidenfluorid und Hexafluorpropylen sein. Das heißt, das zweite Bindemittel und das dritte Bindemittel können Bindemittel sein, die zumindest Polyvinylidenfluorid (ein Bindemittel aus einem Homopolymer von Polyvinylidenfluorid oder ein Bindemittel aus einem Copolymer von Polyvinylidenfluorid und Hexafluorpropylen) enthält. Von diesen Harzen kann eine hohe Klebefestigkeit erwartet werden.
Ein Verhältnis einer Dicke der zweiten Elektrodenmischschicht zu einer Dicke der ersten Elektrodenmischschicht kann 5 % bis 20 % sein. Innerhalb des vorstehend beschriebenen Bereichs ist ein Unterdrückungseffekt einer durch Hochlast-Zyklen verursachten Widerstandserhöhung hoch.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Aspekte kann eine durch Hochlast-Zyklen verursachte Widerstandserhöhung unterdrückt werden.
Figurenliste
Die Merkmale und Vorteile sowie die technische und industrielle Bedeutung der beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend mit Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente anzeigen, und in der gilt:

1 ist ein Flussdiagramm, das die Zusammenfassung eines Verfahrens zur Herstellung einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigen Elektrolyten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Elektrodenherstellungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt;
3 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beispielkonfiguration einer positiven Elektrode gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt;
4 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beispielkonfiguration einer negativen Elektrode gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt;
5 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beispielkonfiguration eines Elektrodenkörpers gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt;
6 ist eine schematische Teilschnittansicht entlang der Linie VI-VI in 5;
7 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigen Elektrolyten gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt;
8 ist eine schematische Teilschnittansicht entlang der Linie VIII-VIII in 7;
9 ist eine Tabelle, die Charakteristiken der Muster Nr. 1 bis 6 zeigt;
10 ist eine Tabelle, die Charakteristiken der Muster Nr. 7 bis 12 zeigt;
11 ist eine Tabelle, die Charakteristiken der Muster Nr. 13 bis 18 zeigt;
12 ist eine Tabelle, die Charakteristiken der Muster Nr. 19 bis 24 zeigt;
13 ist eine Tabelle, die Charakteristiken der Muster Nr. 25 bis 30 zeigt;
14 ist eine Tabelle, die Charakteristiken der Muster Nr. 31 bis 38 zeigt; und
15 ist eine Tabelle, die Charakteristiken der Muster Nr. 39 bis 46 zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend wird eine Ausführungsform der Erfindung (nachstehend als „die Ausführungsform“ bezeichnet) detailliert beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die nachfolgende Beschreibung beschränkt.
In der nachfolgenden Beschreibung können die „erste Positivelektrodenmischschicht und erste Negativelektrodenmischschicht“ als „erste Elektrodenmischschicht“ betrachtet werden, und die „zweite Positivelektrodenmischschicht und zweite Negativelektrodenmischschicht“ können als „zweite Elektrodenmischschicht“ betrachtet werden. Die „Positivelektroden-Granulatpartikel und Negativelektroden-Granulatpartikel“ können als „Granulatpartikel“ betrachtet werden. Das „Positivelektroden-Aktivmaterial und Negativelektroden-Aktivmaterial“ kann als „Elektroden-Aktivmaterial“ betrachtet werden. Das „erste Positivelektroden-Bindemittel und erste Negativelektroden-Bindemittel“ kann als „erstes Bindemittel“ betrachtet werden, und das „zweite Positivelektroden-Bindemittel und zweite Negativelektroden-Bindemittel“ kann als „zweites Bindemittel“ betrachtet werden.
[Verfahren zur Herstellung der Sekundärbatterie mit nichtwässrigen Elektrolyten]
1 ist ein Flussdiagramm, das die Zusammenfassung eines Verfahrens zur Herstellung einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigen Elektrolyten gemäß einer Ausführungsform zeigt. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst das Herstellungsverfahren einen Positivelektroden-Herstellungsschritt (S100), einen Negativelektroden- Herstellungsschritt (S200), einen Separator- Herstellungsschritt (S300), einen Elektrodenkörper-Herstellungsschritt (S400), einen Elektrodenkörper-Erwärmungsschritt (S500), einen Gehäuse-Aufnahme-Schritt (S600), und einen Flüssigkeitsinjektions-Schritt (S700). Nachstehend wird eine Ausführungsform beschrieben, in der ein Separator und sowohl eine positive Elektrode als auch eine negative Elektrode miteinander integriert sind. Jedoch kann eine durch Hochlast-Zyklen verursachte Widerstandserhöhung unterdrückt werden, solange der Separator und eine der positiven Elektrode oder der negativen Elektrode miteinander integriert sind.
[Positivelektroden- Herstellungsschritt (S100)]
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst der Positivelektroden- Herstellungsschritt einen Erste-Positivelektrodenmischschicht-Bildungsschritt (S101), einen Positivelektroden-Granulationsschritt (S102), und einen Zweite-Positivelektrodenmischschicht- Bildungsschritt (S103). Bei dem Positivelektroden- Herstellungsschritt wird eine in 3 gezeigte positive Elektrode 10 hergestellt.
[Erste-Positivelektrodenmischschicht-Bildungsschritt (S101)]
Bei dem Erste-Positivelektrodenmischschicht-Bildungsschritt wird eine erste Positivelektrodenmischschicht 12a gebildet, die ein erstes Positivelektrodenbindemittel enthält. Bei diesem Schritt wird zunächst eine Positivelektroden-Mischpaste hergestellt. Die Positivelektroden-Mischpaste kann unter Verwendung bekannter Methoden hergestellt werden. Die Positivelektroden-Mischpaste kann beispielsweise durch Verkneten eines Positivelektroden-Aktivmaterials, eines Leitermaterials, und des ersten Positivelektrodenbindemittels miteinander mit einem Lösemittel hergestellt werden. Als Lösemittel kann beispielsweise N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) verwendet werden. Als Knetmaschine kann beispielsweise ein Planetenmischer verwendet werden.
Anschließend wird eine Positivelektroden-Stromabnehmerfolie 11 hergestellt. Die Positivelektroden-Stromabnehmerfolie ist beispielsweise eine Aluminium(Al)-Folie. Die erste Positivelektrodenmischschicht 12a kann durch Aufbringen der Positivelektroden-Mischpaste auf die Positivelektroden-Stromabnehmerfolie 11 und Trocknen des Beschichtungsfilms gebildet werden. Nach dem Trocknen kann die erste Positivelektrodenmischschicht 12a gewalzt werden, um deren Dicke einzustellen.
Die erste Positivelektrodenmischschicht 12a ist nicht notwendigerweise derart gebildet, dass sie mit der Positivelektroden-Stromabnehmerfolie 11 Kontakt hat. Es kann beispielsweise eine dritte Positivelektrodenmischschicht zwischen der ersten Positivelektrodenmischschicht 12a und der Positivelektroden-Stromabnehmerfolie 11 gebildet werden. Wie im Falle der zweiten Positivelektrodenmischschicht 12b nachstehend beschrieben ist, kann die erste Positivelektrodenmischschicht 12a aus Granulatpartikeln bestehen. In diesem Fall kann der Herstellungsschritt vereinfacht werden.
Die Art des Positivelektroden-Aktivmaterials ist nicht besonders eingeschränkt. Das Positivelektroden-Aktivmaterial kann beispielsweise LiCoO₂, LiNiO₂, LiNi_aCo_bO₂ (wobei a+b=1, 0<a<1, und 0<b<1), LiMnO₂, LiMn₂O₄, LiNi_aCo_bMn_cO₂ (wobei a+b+c=1, 0<a<1, 0<b<1, und 0<c<1), oder LiFePO₄ sein. Die Mischmenge des Positivelektroden-Aktivmaterials in der ersten Positivelektrodenmischschicht kann beispielsweise 88,5 Ma% bis 91,5 Ma% sein. Das Leitermaterial kann beispielsweise Acetylenruß (AB) sein. Die Mischmenge des Leitermaterials in der ersten Positivelektrodenmischschicht kann beispielsweise 7 Ma% bis 9 Ma% sein.
Als das erste Positivelektrodenbindemittel kann ein Harzbindemittel mit einem höheren Schmelzpunkt als ein zweites, nachstehend beschriebenes Positivelektrodenbindemittel verwendet werden. Folglich kann die Fixierfestigkeit der ersten Positivelektrodenmischschicht 12a sichergestellt werden. Der Schmelzpunkt des ersten Positivelektrodenbindemittels kann höher sein als 140°C. Der Schmelzpunkt des ersten Positivelektrodenbindemittels kann höher sein als 150°C. Der Schmelzpunkt des ersten Positivelektrodenbindemittels kann 400°C oder niedriger sein. Das erste Positivelektrodenbindemittel kann beispielsweise Polyvinylidenfluorid (PVDF) oder Polytetrafluorethylen (PTFE) sein. Der Schmelzpunkt des ersten Positivelektrodenbindemittels kann basierend auf dem Molekulargewicht eingestellt werden. Die Mischmenge des ersten Positivelektrodenbindemittels in der ersten Positivelektrodenmischschicht kann beispielsweise 1,5 Ma% bis 2,5 Ma% sein.
In dieser Beschreibung bezeichnet der „Schmelzpunkt des Harzes“ eine Spitzentemperatur in der dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) gemäß den Richtlinien der japanischen Industrienorm „JIS K 7121:2012 Testing methods for transition temperatures of plastics“.
[Positivelektroden-Granulationsschritt (S102)]
Bei dem Positivelektroden-Granulationsschritt werden Positivelektroden-Granulatpartikel, die ein Positivelektroden-Aktivmaterial und ein zweites Positivelektrodenbindemittel enthalten, gebildet. Die Positivelektroden-Granulatpartikel können unter Verwendung bekannter Methoden hergestellt werden. Die Positivelektroden-Granulatpartikel können beispielsweise durch Beimischen einer vorgegebenen Menge eines Lösemittels zu einem Positivelektroden-Aktivmaterial, einem Leitermaterial, und einem zweiten Positivelektrodenbindemittel und Vermischen der Komponenten miteinander hergestellt werden. Als das Lösemittel kann beispielsweise NMP verwendet werden. Die Mischmaschine kann beispielsweise ein Planetenmischer sein. Der Durchmesser der Positivelektroden-Granulatpartikel kann beispielsweise auf ca. 0,5 mm bis 2,0 mm eingestellt werden. Die Konzentration des Feststoffgehalts der Positivelektroden-Granulatpartikel kann beispielsweise ca. 70 Ma% bis 80 Ma% betragen.
Als das Positivelektroden-Aktivmaterial und das Leitermaterial können die in dem „Erste-Positivelektrodenmischschicht-Bildungsschritt“ beschriebenen Beispiele verwendet werden. Die Mischmenge des Positivelektroden-Aktivmaterials in den Positivelektroden-Granulatpartikeln kann beispielsweise 81 Ma% bis 90 Ma% betragen. Die Mischmenge des Leitermaterials in den Positivelektroden-Granulatpartikeln kann beispielsweise 7 Ma% bis 9 Ma% betragen.
Als das zweite Positivelektrodenbindemittel wird ein Harzbindemittel mit einem niedrigen Schmelzpunkt verwendet. Dies ist darin begründet, dass eine Wärmebehandlung bei einer niedrigen Temperatur durchgeführt wird, um die Elektrode und den Separator miteinander zu integrieren. Es ist bevorzugt, dass als zweites Positivelektrodenbindemittel ein Harzbindemittel mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als das nachstehend beschriebene erste Positivelektrodenbindemittel verwendet wird. Folglich kann bei dem Elektrodenkörper-Erwärmungsschritt das Schmelzen des ersten Positivelektrodenbindemittels unterdrückt werden. Wenn das erste Positivelektrodenbindemittel schmilzt, kann sich der Widerstand der Batterie erhöhen.
Der Schmelzpunkt des zweiten Positivelektrodenbindemittels kann 140°C oder niedriger sein. Der Schmelzpunkt des zweiten Positivelektrodenbindemittels kann beispielsweise 130°C oder höher sein. Als das zweite Positivelektrodenbindemittel ist beispielsweise PVDF mit einem Schmelzpunkt von 140°C oder niedriger oder Polyacrylnitril (PAN) mit einem Schmelzpunkt von 140°C oder niedriger bevorzugt. Eine Kombination aus PVDF und PAN kann verwendet werden. Die Mischmenge des zweiten Positivelektrodenbindemittels in den Positivelektroden-Granulatpartikeln kann beispielsweise 2,5 Ma% bis 12,0 Ma% betragen.
[Zweite-Positivelektrodenmischschicht- Bildungsschritt (S103)]
Bei dem Zweite-Positivelektrodenmischschicht- Bildungsschritt wird eine zweite, aus den Positivelektroden-Granulatpartikeln bestehende Positivelektrodenmischschicht 12b auf der ersten Positivelektrodenmischschicht 12a gebildet. Die zweite Positivelektrodenmischschicht 12b kann unter Verwendung einer in 2 gezeigten Elektrodenherstellungsvorrichtung 90 gebildet werden. Der Betrieb der Elektrodenherstellungsvorrichtung 90 ist wie folgt.
Die Positivelektroden-Granulatpartikel werden einer Zuführvorrichtung 95 zugeführt. Eine Mehrzahl an Positivelektroden-Granulatpartikeln 1 werden einer A-Walze 91 oder einer B-Walze 92 von der Zuführvorrichtung 95 zugeführt. Die Pfeile in 2 zeigen die Rotationsrichtungen der jeweiligen Walzenelemente an. Die Mehrzahl an Positivelektroden-Granulatpartikeln 1 werden entlang der A-Walze 91 und der B-Walze 92 in die Pfeilrichtung transportiert und erreichen einen Spalt zwischen der A-Walze 91 und der B-Walze 92. In dem Spalt wird Druck durch die A-Walze 91 und die B-Walze 92 auf die Mehrzahl an Positivelektroden-Granulatpartikeln 1 derart ausgeübt, dass die Mehrzahl an Positivelektroden-Granulatpartikeln 1 zu der plattenförmigen zweiten Positivelektrodenmischschicht 12b ausgebildet werden. Die Breite der zweiten Positivelektrodenmischschicht 12b wird durch Trennelemente 94 eingestellt. Die Beschichtungsmasse (Flächenmasse) und Dicke der zweiten Positivelektrodenmischschicht 12b werden durch den Spalt zwischen der A-Walze 91 und der B-Walze 92 eingestellt.
Die zweite Positivelektrodenmischschicht 12b, die plattenförmig ausgebildet worden ist, wird in der Pfeilrichtung entlang der B-Walze 92 transportiert. Die erste Positivelektrodenmischschicht 12a und die Positivelektroden-Stromabnehmerfolie 11 werden entlang einer C-Walze 93 in die Pfeilrichtung transportiert. In dem Spalt zwischen der B-Walze 92 und der C-Walze 93 wird Druck durch die B-Walze 92 und die C-Walze 93 auf die zweite Positivelektrodenmischschicht 12b und die erste Positivelektrodenmischschicht 12a derart ausgeübt, dass die zweite Positivelektrodenmischschicht 12b gegen eine Oberfläche der ersten Positivelektrodenmischschicht 12a gepresst wird.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist die Menge des Lösemittels in den Granulatpartikeln gering. Daher ist es unwahrscheinlich, dass das zweite Positivelektrodenbindemittel diffundiert und in die erste Positivelektrodenmischschicht 12a eindringt.
Nach dem Pressen kann die zweite Positivelektrodenmischschicht 12b unter Verwendung eines Trockenofens getrocknet werden. Die erste Positivelektrodenmischschicht 12a und die zweite Positivelektrodenmischschicht 12b können gewalzt werden, um deren Gesamtdicke einzustellen. Anschließend wird die in 3 gezeigte positive Elektrode 10 durch Bearbeiten des gesamten Körpers des Laminats zur Erhaltung einer vorgegebenen Abmessung fertiggestellt. In der positiven Elektrode 10 ist ein Abschnitt Ep, in dem die Positivelektroden-Stromabnehmerfolie 11 freiliegt, zur Verbindung mit einem externen Anschluss angeordnet.
[Negativelektroden-Herstellungsschritt (S200)]
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst der Negativelektroden-Herstellungsschritt einen Erste-Negativelektrodenmischschicht-Bildungsschritt (S201), einen Negativelektroden-Granulationsschritt (S202), und einen Zweite-Negativelektrodenmischschicht-Bildungsschritt (S203). Bei dem Negativelektroden-Herstellungsschritt wird eine in 4 gezeigte negative Elektrode 20 hergestellt.
[Erste-Negativelektrodenmischschicht-Bildungsschritt (S201)]
Bei dem Erste-Negativelektrodenmischschicht-Bildungsschritt wird eine erste Negativelektrodenmischschicht 22a gebildet, die ein erstes Negativelektrodenbindemittel enthält. Bei diesem Schritt wird zunächst eine Negativelektrodenmischpaste hergestellt. Die Negativelektrodenmischpaste kann unter Verwendung bekannter Methoden hergestellt werden. Die Negativelektrodenmischpaste kann beispielsweise durch Verkneten eines Negativelektroden-Aktivmaterials und des ersten Negativelektrodenbindemittels miteinander mit einem Lösemittel hergestellt werden. Als Lösemittel kann beispielsweise Wasser oder NMP verwendet werden. Wenn Wasser als das Lösemittel verwendet wird, kann beispielsweise Styrol-Butadien-Kautschuk (SRB) als das erste Negativelektrodenbindemittel verwendet werden. In diesem Fall kann beispielsweise ein Verdickungsmittel wie Carboxymethylcellulose (CMC) in Kombination verwendet werden. Wenn NMP als das Lösemittel verwendet wird, kann beispielsweise PVDF als das erste Negativelektrodenbindemittel verwendet werden. Die Knetmaschine kann beispielsweise ein Planetenmischer sein.
Anschließend wird eine Negativelektroden-Stromabnehmerfolie 21 hergestellt. Die Negativelektroden-Stromabnehmerfolie ist beispielsweise eine Kupfer(Cu)-Folie. Die erste Negativelektrodenmischschicht 22a kann durch Auftragen der Negativelektrodenmischpaste auf die Negativelektroden-Stromabnehmerfolie 21 und Trocknen des Beschichtungsfilms hergestellt werden. Nach dem Trocknen kann die erste Negativelektrodenmischschicht 22a gewalzt werden, um deren Dicke einzustellen.
Die erste Negativelektrodenmischschicht 22a ist nicht notwendigerweise derart ausgebildet, dass sie mit der Negativelektroden-Stromabnehmerfolie 21 Kontakt hat. Es kann beispielsweise eine dritte Negativelektrodenmischschicht zwischen der ersten Negativelektrodenmischschicht 22a und der Negativelektroden-Stromabnehmerfolie 21 gebildet sein. Die erste Negativelektrodenmischschicht kann aus Granulatpartikeln bestehen.
Die Art des Negativelektroden-Aktivmaterials ist nicht besonders eingeschränkt. Das Negativelektroden-Aktivmaterial kann beispielsweise ein kohlenstoffbasiertes Negativelektroden-Aktivmaterial wie Graphit, amorphes beschichtetes Graphit, oder Koks sein oder ein auf einer Legierung basiertes Negativelektroden-Aktivmaterial wie Silizium (Si) oder Zinn (Sn). Die Mischmenge des Negativelektroden-Aktivmaterial in der ersten Negativelektrodenmischschicht kann beispielsweise 98 Ma% bis 99 Ma% betragen. Die Mischmenge des ersten Negativelektrodenbindemittels in der ersten Negativelektrodenmischschicht kann beispielsweise 0,5 Ma% bis 1,0 Ma% betragen. Wenn ein Verdickungsmitteln in Kombination verwendet wird, kann die Mischmenge des Verdickungsmittels in der ersten Negativelektrodenmischschicht beispielsweise 0,5 Ma% bis 1,0 Ma% betragen.
[Negativelektroden-Granulationsschritt (S202)]
Bei dem Negativelektroden-Granulationsschritt werden die Negativelektroden-Granulatpartikel gebildet, die ein Negativelektroden-Aktivmaterial und ein zweites Negativelektrodenbindemittel enthalten. Die Negativelektroden-Granulatpartikel können unter Verwendung bekannter Methoden herstellt werden. Die Negativelektroden-Granulatpartikel können beispielsweise durch Beimischen einer vorgegebenen Menge eines Lösemittels zu einem Negativelektroden-Aktivmaterial und einem zweiten Negativelektrodenbindemittel und Vermischen der Komponenten miteinander hergestellt werden. Als das Negativelektroden-Aktivmaterial können die in dem ,„Erste-Negativelektrodenmischschicht-Bildungsschritt“ beschriebenen Beispiele verwendet werden. Die Mischmenge des Negativelektroden-Aktivmaterials in den Negativelektroden-Granulatpartikeln kann beispielsweise 88 Ma% bis 97,5 Ma% betragen. Wie im Falle des zweiten Positivelektrodenbindemittels ist es bevorzugt, dass das zweite Negativelektrodenbindemittel zumindest aus einem von PVDF mit einem Schmelzpunkt von 140°C oder niedriger und/oder PAN mit einem Schmelzpunkt von 140°C oder niedriger gebildet ist. Das Lösemittel kann beispielsweise NMP sein. Die Mischmenge des zweiten Negativelektrodenbindemittels in den Negativelektroden-Granulatpartikeln kann beispielsweise 2,5 Ma% bis 12,0 Ma% betragen.
[Zweite-Negativelektrodenmischschicht-Bildungsschritt (S203)]
Bei dem Zweite-Negativelektrodenmischschicht-Bildungsschritt wird eine zweite, aus den Negativelektroden-Granulatpartikeln gebildete Negativelektrodenmischschicht 22b auf der ersten Negativelektrodenmischschicht 22a ausgebildet. Wie in dem Fall der zweiten Positivelektrodenmischschicht 12b kann die zweite Negativelektrodenmischschicht 22b unter Verwendung einer in 2 gezeigten Elektrodenherstellungsvorrichtung 90 gebildet werden. Anschließend wird die in 4 gezeigte negative Elektrode 20 durch Bearbeiten des gesamten Körpers des Laminats zur Erhaltung einer vorgegebenen Abmessung fertiggestellt. In der negativen Elektrode 20 ist ein Abschnitt Ep, in dem die Negativelektroden-Stromabnehmerfolie 21 freiliegt, zur Verbindung mit einem externen Anschluss angeordnet.
[Separator-Herstellungsschritt (S300)]
Bei dem Separator-Herstellungsschritt wird ein Separator hergestellt, auf dem eine wärmebeständige Schicht ausgebildet ist.
[Substrat-Herstellungsschritt (S301)]
Zunächst wird ein Separator als ein Substrat hergestellt. Der Separator ist beispielsweise eine poröse Harzschicht mit einer Mehrzahl an Poren. Der Separator kann eine poröse Harzschicht sein, die beispielsweise aus Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) besteht. Der Separator kann eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur haben. Bei einer mehrschichtigen Struktur ist es bevorzugt, dass der Separator zwei oder mehr poröse Harzschichten mit unterschiedlichen Porengrößen umfasst. Der Separator kann beispielsweise eine dreischichtige Struktur haben, bei der drei poröse Schichten, eine PP-Schicht, eine PE-Schicht, und eine PP-Schicht in dieser Reihenfolge laminiert werden. Die Dicke des Separators kann beispielsweise 10 µm bis 30 µm betragen.
Der Separator kann eine Abschaltfunktion haben. Die Abschaltfunktion ist eine Funktion, bei der die Poren der porösen Schicht des Separators bei einer vorgegebenen Temperatur verschlossen werden, um die Ionen-Durchlässigkeit zu unterbinden. Die Temperatur, bei der die Poren verschlossen werden, wird als eine Abschalttemperatur bezeichnet. Wenn der Separator eine mehrschichtige Struktur hat, kann zumindest eine Schicht die Abschaltfunktion haben. Die Abschalttemperatur des Separators ist eine Temperatur in der Nähe des Schmelzpunktes der Harzkomponente. Der Schmelzpunkt des Separators kann höher eingestellt werden als der des zweiten Positivelektrodenbindemittels, des zweiten Negativelektrodenbindemittels, und eines dritten, nachstehend beschriebenen Bindemittels. Folglich können Temperaturbedingungen gewählt werden, bei denen die Elektrode und der Separator miteinander integriert werden können, während eine Veränderung der Poren des Separators unterdrückt wird.
[Wärmebeständige-Schicht-Bildungsschritt (S302)]
Bei einem Wärmebeständige-Schicht-Bildungsschritt wird eine wärmebeständige Schicht, die einen anorganischen Füllstoff und ein drittes Bindemittel enthält, auf einer Oberfläche eines Separators gebildet. Zunächst wird eine Paste zur Bildung der wärmebeständigen Schicht hergestellt. Diese Paste kann unter Verwendung bekannter Methoden hergestellt werden. Beispielsweise kann die Paste durch Verkneten eines anorganischen Füllstoffes und des dritten Bindemittels miteinander mit einem Lösemittel hergestellt werden. Als das Lösemittel kann beispielsweise Wasser oder NMP verwendet werden. Es kann beispielsweise ein Verdickungsmittel wie CMC in Kombination verwendet werden. Als eine Knetmaschine ist beispielsweise ein Ultraschalldispergierer „CLEARMIX“ (hergestellt von M Technique Co., Ltd.) bevorzugt. Anschließend wird die Paste auf eine Oberfläche des Separators aufgetragen, und der Beschichtungsfilm wird getrocknet. Folglich kann die wärmebeständige Schicht gebildet werden. Ein Auftragsverfahren kann ein Tiefdruckbeschichtungsverfahren sein.
Die Art des anorganischen Füllstoffes ist nicht besonders eingeschränkt. Die folgenden anorganischen Füllstoffe können beispielsweise verwendet werden:

α-Aluminiumoxid (D50: 0,2 µm bis 1,2 µm, BET: 1,3 m²/g bis 50 m²/g)
Boehmit (D50: 0,2 µm bis 1,8 µm, BET: 2,8 m²/g bis 50 m²/g)
Titandioxid (D50: 0,2 µm bis 1,0 µm, BET: 2,0 m²/g bis 50 m²/g)
Zirkoniumdioxid (D50: 0,2 µm bis 1,0 µm, BET: 2,0 m²/g bis 50 m²/g)
Magnesiumoxid (D50: 0,2 µm bis 1,0 µm, BET: 2,0 m²/g bis 50 m²/g)

Hier bezieht sich „D50“ auf eine Partikelgröße entsprechend einem kumulativen Wert von 50 % bei einer Partikelgrößenverteilung, die unter Verwendung eines Laserbeugungs-Streuverfahrens erhalten wird. „BET“ bezieht sich auf eine spezifische Oberfläche, die unter Verwendung eines BET-Verfahrens gemessen wird. Die Mischmenge des anorganischen Füllstoffes in der wärmebeständigen Schicht kann beispielsweise 30 Ma% bis 97 Ma% betragen.
Als das dritte Bindemittel kann wie im Falle des zweiten Positivelektrodenbindemittels und des zweiten Negativelektrodenbindemittels ein Harz verwendet werden, das bei einer niedrigen Temperatur schmelzbar ist. Das dritte Bindemittel kann beispielsweise PVDF mit einem Schmelzpunkt von 140°C oder niedriger oder PAN mit einem Schmelzpunkt von 140°C oder niedriger sein. Alternativ können PVDF und PAN in Kombination verwendet werden. Das zweite Positivelektrodenbindemittel, das zweite Negativelektrodenbindemittel, und das dritte Bindemittel können aus demselben Harz gebildet sein. Die Mischmenge des dritten Bindemittels in der wärmebeständigen Schicht kann beispielsweise 3 Ma% bis 70 Ma% betragen.
[Elektrodenkörper-Herstellungsschritt (S400)]
Bei dem in 5 gezeigten Elektrodenkörper-Herstellungsschritt wird ein Elektrodenkörper 80 durch Laminieren der positiven Elektrode 10 und der negativen Elektrode 20 mit dazwischen angeordneten Separatoren 40 zum Erhalt eines Laminats und durch Wickeln des Laminats hergestellt. Während des Wickelns kann die auf den Separator aufgebrachte Spannung beispielsweise ca. 0,35 N/mm² bis 4,3 N/mm² betragen. Hierin bezieht sich Spannung auf eine Spannung, die pro Querschnittsfläche der Separatoren aufgebracht wird. Die jeweiligen Elemente werden um eine Wickelachse AW gewickelt. Zu diesem Zeitpunkt werden die Abschnitte Ep, in denen die Elektrodenstromabnehmerfolien freiliegen, an Endabschnitten in einer sich entlang der Wickelachse AW bewegenden Richtung angeordnet. Der Elektrodenkörper muss nicht notwendigerweise vom Wickeltyp sein. Der Elektrodenkörper kann beispielsweise durch abwechselndes Laminieren der positiven Elektrode und der negativen Elektroden mit den dazwischen angeordneten Separatoren hergestellt werden.
6 ist eine schematische Teilschnittansicht entlang der Linie VI-VI in 5. In 6 zeigt ein Pfeil eine Laminierungsrichtung D der positiven Elektrode, der negativen Elektrode, und des Separators an. Wie in 6 gezeigt ist werden bei diesem Schritt die positive Elektrode 10 und der Separator 40 derart laminiert, dass die zweite Positivelektrodenmischschicht 12b und eine wärmbeständige Schicht 41 Kontakt miteinander haben. Zudem werden die negative Elektrode 20 und der Separator 40 derart laminiert, dass die zweite Negativelektrodenmischschicht 22b und die wärmebeständige Schicht 41 Kontakt miteinander haben. Nach dem Wickeln wird der Elektrodenkörper zu einer flachen Form ausgebildet.
[Elektrodenkörper-Erwärmungsschritt (S500)]
Bei dem Elektrodenkörper-Erwärmungsschritt wird der Elektrodenkörper erwärmt. Der Elektrodenkörper wird beispielsweise in einen Ofen eingebracht, der für eine vorgegebene Zeitdauer auf eine vorgegebene Temperatur eingestellt wird. Aufgrund der Erwärmung werden das zweite, in der zweiten Positivelektrodenmischschicht enthaltene Positivelektrodenbindemittel und das in der wärmebeständigen Schicht enthaltene dritte Bindemittel miteinander verschmolzen. Zudem werden das zweite, in der zweiten Negativelektrodenmischschicht enthaltene Negativelektrodenbindemittel und das in der wärmebeständigen Schicht enthaltene dritte Bindemittel miteinander verschmolzen. Folglich wird ein Elektrodenkörper hergestellt, in dem der Separator und die Elektroden miteinander integriert sind.
Die Erwärmungstemperatur kann beispielsweise um ca. 5°C bis 10°C niedriger sein als die Schmelzpunkte des zweiten Positivelektrodenbindemittels, des zweiten Negativelektrodenbindemittels, und des dritten Bindemittels. Insbesondere kann die Erwärmungstemperatur 120°C bis 135°C betragen. Die Untergrenze der Erwärmungstemperatur kann 125°C betragen, und deren Obergrenze kann 130°C betragen.
Der Elektrodenkörper kann erwärmt werden, während Druck auf ihn ausgeübt wird. Das heißt, der Elektrodenkörper kann erwärmt werden, während ein vorgegebener Druck in der Laminierungsrichtung der positiven Elektrode, des Separators, und der negativen Elektrode ausgeübt wird. Der Druck kann beispielsweise durch Pressen des Elektrodenkörpers mit zwei flachen Platten ausgeübt werden. In diesem Fall kann der Druck beispielsweise 0,01 t/cm² bis 0,12 t/cm² betragen. Die Untergrenze des Drucks kann 0,03 t/cm² oder 0,05 t/cm² betragen. Die Obergrenze des Drucks kann 0,10 t/cm² oder 0,08 t/cm² betragen.
[Gehäuse-Aufnahme-Schritt (S600)]
Bei dem Gehäuse-Aufnahme-Schritt wird der Elektrodenkörper in ein externes Gehäuse eingebracht. Wie in 7 gezeigt ist, umfasst ein externen Gehäuse 50 beispielsweise einen mit einem Boden versehenen quadratischen Gehäusekörper 52 und eine Dichtungsplatte 54. Ein Positivelektrodenanschluss 70 und ein Negativelektrodenanschluss 72 sind an der Dichtungsplatte 54 angeordnet. In dem externen Gehäuse 50 können beispielsweise eine Flüssigkeitsinjektionsöffnung, ein Sicherheitsventil, und eine Stromunterbrechungsvorrichtung (die alle nicht gezeigt sind) angeordnet sein. Das externe Gehäuse 50 kann beispielsweise aus einer A1-Legierung gebildet sein.
8 ist eine schematische Teilschnittansicht entlang der Linie VIII-VIII in 7. Wie in 8 gezeigt ist, ist der Elektrodenkörper 80 in das externe Gehäuse 50 eingebracht. Zu diesem Zeitpunkt ist der Elektrodenkörper 80 in den Abschnitten Ep, in denen die Stromabnehmerfolien freiliegen, mit dem Positivelektrodenanschluss 70 und dem Negativelektrodenanschluss 72 verbunden.
[Flüssigkeitsinjektions-Schritt]
Bei dem Flüssigkeitsinjektions-Schritt wird eine Elektrolytlösung in das externe Gehäuse injiziert. Die Elektrolytlösung kann beispielsweise über eine an dem externen Gehäuse 50 angeordnete Flüssigkeitsinjektionsöffnung injiziert werden. Nach der Injektion wird die Flüssigkeitsinjektionsöffnung unter Verwendung vorgegebener Mittel abgedichtet.
Die Elektrolytlösung ist ein Flüssigelektrolyt, in dem ein Leitelektrolyt in einem nichtwässrigen Lösemittel gelöst ist. Das nichtwässrige Lösemittel kann ein cyclisches Carbonat, Ethylencarbonat (EC), Propylencarbonat (PC), Butylencarbonat (BC), oder γ-Butyrolacton (γBL) sein; oder kann ein Kettencarbonat wie Dimethylcarbonat (DMC), Ethylmethylcarbonat (EMC), oder Diethylcarbonat (DEC) sein. Unter diesen nichtwässrigen Lösemitteln kann eine Kombination aus zwei oder mehreren Arten verwendet werden. Aus Sicht der elektrischen Leitfähigkeit und elektrochemischen Stabilität kann eine Mischung eines cyclischen Carbonats und eines Kettencarbonats verwendet werden. In diesem Falle kann ein Volumenverhältnis des cyclischen Carbonats zu dem Kettencarbonat beispielsweise ca. 1:9 bis 5:5 betragen.
Der Leitelektrolyt kann beispielsweise ein Li-Salz wie LiPF₆, LiBF₄, LiClO₄, LiAsF₆, Li(CF₃SO₂)₂N, Li(FSO₂)₂N oder LiCF₃SO₃ sein. Unter diesen Leitelektrolyten kann eine Kombination von zwei oder mehreren Arten verwendet werden. Die Konzentration des Li-Salzes in der Elektrolytlösung kann beispielsweise ca. 0,5 mol/l bis 2,0 mol/l betragen.
Die Elektrolytlösung kann einen Zusatzstoff enthalten. Beispiele des Zusatzstoffes, des in dieser Ausführungsform verwendet werden kann, umfasst Li-Salze, die einen Oxalatkomplex wie Lithiumbis(oxalato)borat (LiB(C₂O₄)₂), Lithiumdifluoro(oxalato)borat (LiBF₂(C₂O₄)), und Lithiumdifluorobis(oxalato)phosphat (LiPF₂(C₂O₄)₂) als ein Anion verwenden; und andere Zusatzstoffe wie Lithiumdifluorophosphat (LiPO₂F₂), Vinylencarbonat (VC), Vinylethylencarbonat (VEC), Fluoroethylencarbonat (FEC), Ethylensulfit (ES), Propansulton (PS), und Lithiumbis(trifluoromethansulfonyl)imid (LiTFSI).
Durch Durchführen der vorstehend beschriebenen Schritte kann eine Sekundärbatterie mit nichtwässrigen Elektrolyten gemäß der Ausführungsform hergestellt werden.
[Sekundärbatterie mit nichtwässrigen Elektrolyten]
7 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigen Elektrolyten gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt. Üblicherweise kann eine Batterie 100 unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens zur Herstellung einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigen Elektrolyten hergestellt werden.
Wie in 8 gezeigt ist, umfasst die Batterie 100 den Elektrodenkörper 80. Wie in 5 gezeigt ist, wird der Elektrodenkörper 80 durch Laminieren der positiven Elektrode 10 und der negativen Elektrode 20 mit den dazwischen angeordneten Separatoren 40 zum Erhalt eines Laminats und durch Wickeln des Laminats erhalten. 6 ist eine schematische Teilschnittansicht entlang der Linie VI-VI in 5.
Wie in 6 gezeigt ist, umfasst die positive Elektrode 10: die erste Positivelektrodenmischschicht 12a; und die zweite Positivelektrodenmischschicht 12b, die auf der ersten Positivelektrodenmischschicht 12a angeordnet ist. Die erste Positivelektrodenmischschicht 12a enthält das Positivelektroden-Aktivmaterial und das erste Positivelektrodenbindemittel. Die zweite Positivelektrodenmischschicht 12b besteht aus den Positivelektroden-Granulatpartikeln 1. Die Positivelektroden-Granulatpartikel 1 enthalten das Positivelektroden-Aktivmaterial und das zweite Positivelektrodenbindemittel.
Die negative Elektrode 20 umfasst: die erste Negativelektrodenmischschicht 22a; und die zweite Negativelektrodenmischschicht 22b, die auf der ersten Negativelektrodenmischschicht 22a angeordnet ist. Die erste Negativelektrodenmischschicht 22a enthält das Negativelektroden-Aktivmaterial und das erste Negativelektrodenbindemittel. Die zweite Negativelektrodenmischschicht 22b besteht aus Negativelektroden-Granulatpartikeln 2. Die Negativelektroden-Granulatpartikel 2 enthalten das Negativelektroden-Aktivmaterial und das zweite Negativelektrodenbindemittel.
Die wärmebeständige Schicht 41 ist auf einer Oberfläche des Separators 40 angeordnet. Die wärmebeständige Schicht 41 enthält den anorganischen Füllstoff und das dritte Bindemittel.
Bei dieser Ausführungsform werden die zweite Positivelektrodenmischschicht 12b und die wärmebeständige Schicht 41 miteinander verschmolzen. Das heißt, das in der zweiten Positivelektrodenmischschicht 12b enthaltene zweite Positivelektrodenbindemittel und das in der wärmebeständigen Schicht 41 enthaltene dritte Bindemittel werden miteinander verschmolzen. Auf diese Weise werden die zweite Positivelektrodenmischschicht 12b und die wärmebeständige Schicht 41 miteinander integriert. Folglich kann das Ausströmen der Elektrolytlösung in dem Elektrodenkörper 80, das Auftritt wenn sich die positive Elektrode 10 und der Separator 40 voneinander ablösen, unterdrückt werden.
Bei der Ausführungsform sind die Positivelektroden-Granulatpartikel 1 in einer adhäsiven Grenzfläche zwischen der zweiten Positivelektrodenmischschicht 12b und der wärmebeständigen Schicht 41 vorhanden. Daher kann ein Spalt mit einer geeigneten Größe in der adhäsiven Grenzfläche gebildet werden, wodurch die Ionen-Durchlässigkeit gefördert wird. Folglich kann eine durch Hochlast-Zyklen verursachte Widerstandserhöhung unterdrückt werden.
Die Dicke der ersten Positivelektrodenmischschicht 12a kann beispielsweise 25 µm bis 85 µm betragen. Die Dicke der zweiten Positivelektrodenmischschicht 12b kann beispielsweise 1,25 µm bis 17 µm betragen. Ein Verhältnis der Dicke der zweiten Positivelektrodenmischschicht 12b zu der Dicke der ersten Positivelektrodenmischschicht 12a kann beispielsweise 4 % bis 25 % betragen. Innerhalb des vorstehend beschriebenen Bereichs kann eine durch Hochlast-Zyklen verursachte Widerstandserhöhung unterdrückt werden. Das Verhältnis der Dicke der zweiten Positivelektrodenmischschicht 12b zu der Dicke der ersten Positivelektrodenmischschicht 12a wird durch Dividieren der Dicke der zweiten Positivelektrodenmischschicht 12b durch die Dicke der ersten Positivelektrodenmischschicht 12a berechnet. Die Untergrenze des Dickenverhältnisses kann 5 % bis 10 % betragen. Die Obergrenze des Dickenverhältnisses kann 15 % betragen. Innerhalb des vorstehend beschriebenen Bereichs kann die Verbesserung des Unterdrückungseffekts einer Widerstandserhöhung erwartet werden.
Bei dieser Ausführungsform sind die zweite Negativelektrodenmischschicht 22b und die wärmebeständige Schicht 41 miteinander verschmolzen. Das heißt, das in der zweiten Negativelektrodenmischschicht 22b enthaltene zweite Negativelektrodenbindemittel und das in der wärmebeständigen Schicht 41 enthaltene dritte Bindemittel werden miteinander verschmolzen. Auf diese Weise werden die zweite Negativelektrodenmischschicht 22b und die wärmebeständige Schicht 41 miteinander integriert. Folglich kann das Ausströmen der Elektrolytlösung in dem Elektrodenkörper 80, das Auftritt wenn sich die negative Elektrode 20 und der Separator 40 voneinander ablösen, unterdrückt werden.
Bei dieser Ausführungsform sind die Negativelektroden-Granulatpartikel 2 in einer adhäsiven Grenzfläche zwischen der zweiten Negativelektrodenmischschicht 22b und der wärmebeständigen Schicht 41 vorhanden. Daher kann ein Spalt mit einer geeigneten Größe in der adhäsiven Grenzfläche gebildet werden, wodurch die Ionen-Durchlässigkeit gefördert wird. Folglich kann eine durch Hochlast-Zyklen verursachte Widerstandserhöhung unterdrückt werden.
Die Dicke der ersten Negativelektrodenmischschicht 22a kann beispielsweise 40 µm bis 140 µm betragen. Die Dicke der zweiten Negativelektrodenmischschicht 22b kann beispielsweise 2 µm bis 28 µm betragen. Ein Verhältnis der Dicke der zweiten Negativelektrodenmischschicht 22b zu der Dicke der ersten Negativelektrodenmischschicht 22a kann 4 % bis 25 % betragen. Innerhalb des vorstehend beschriebenen Bereichs kann eine durch Hochlast-Zyklen verursachte Widerstandserhöhung unterdrückt werden. Das Verhältnis der Dicke der zweiten Negativelektrodenmischschicht 22b zu der Dicke der ersten Negativelektrodenmischschicht 22a wird durch Dividieren der Dicke der zweiten Negativelektrodenmischschicht 22b durch die Dicke der ersten Negativelektrodenmischschicht 22a berechnet. Die Untergrenze des Dickenverhältnisses kann 5 % bis 10 % sein. Die Obergrenze des Dickenverhältnisses kann 15 % sein. Innerhalb des vorstehend beschriebenen Bereichs kann die Verbesserung des Unterdrückungseffekts einer Widerstandserhöhung erwartet werden.
Die Dicke der wärmebeständigen Schicht 41 kann beispielsweise 2,5 µm bis 11 µm betragen. Die Untergrenze der Dicke der wärmbeständigen Schicht kann 3,0 µm oder 4,0 µm betragen. Die Obergrenze der Dicke der wärmebeständigen Schicht 10 µm oder 8,0 µm betragen.
Die Dicke des Separators 40 kann beispielsweise 10 µm bis 30 µm betragen. Es ist bevorzugt, dass die Schmelzpunkte des zweiten Positivelektrodenbindemittels, des zweiten Negativelektrodenbindemittels, und des dritten Bindemittels niedriger sind als der des Separators. Demzufolge kann die Abschaltfunktion der zweiten Positivelektrodenmischschicht 12b und der wärmebeständigen Schicht 41, der zweiten Negativelektrodenmischschicht 22b und der wärmebeständigen Schicht 41 verliehen werden. Das heißt, wenn beispielsweise während eines Überladens eine abnormale Wärmeentwicklung entsteht, wird das in jeder Schicht enthaltene Bindemittel geschmolzene, um die Poren der Schicht zu verschließen bevor die Abschaltfunktion des Separators einsetzt. Folglich kann die Ionen-Durchlässigkeit während einer abnormen Situation unterdrückt werden. Wenn sich die Temperatur weiter erhöht, wird der Separator abgeschaltet. Durch das Unterdrücken der Ionen-Durchlässigkeit in mehreren Schritten während einer abnormen Situation, kann eine Verbesserung der Sicherheit der Batterie erwartet werden. Das zweite Positivelektrodenbindemittel, das zweite Negativelektrodenbindemittel, und das dritte Bindemittel können beispielsweise PVDF mit einem Schmelzpunkt von 140°C oder niedriger oder PAN mit einem Schmelzpunkt von 140°C oder niedriger sein. Von diesen Harzen kann eine Art allein, oder zwei oder mehr Arten in Kombination verwendet werden.
Bei der Batterie 100 werden die Positivelektrodenkapazität und die Negativelektrodenkapazität durch Wählen eines Aktivmaterial eingestellt und durch Einstellen dessen Beimischungsmenge. Ein Positiv- und Negativelektrodenkapazitätsverhältnis (Negativelektrodenkapazität ÷ Positivelektrodenkapazität) kann beispielsweise ca. 1,7 bis 2,0 sein.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform ist nicht auf die vorstehende Beschreibung beschränkt. Wie vorstehend beschrieben ist, kann der Elektrodenkörper gemäß der Ausführungsform ein laminierter Elektrodenkörper sein. Zudem kann die Ausführungsform eine laminierte Batterie sein.
Nachfolgend wird die Ausführungsform unter Verwendung von Beispielen detaillierter beschrieben. Die Ausführungsform ist jedoch nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt.
[Herstellung der Sekundärbatterie mit nichtwässrigen Elektrolyten]
Die Muster Nr. 1 bis 46 wurden unter Verwendung des folgenden Verfahrens hergestellt. Das Muster Nr. 2 entspricht einem Vergleichsbeispiel, und die anderen Muster entsprechen den Beispielen der Erfindung.
[Muster Nr. 1]
1. Herstellung der positiven Elektrode
1-1. Bilden der ersten Positivelektrodenmischschicht
Eine erste Positivelektrodenmischschicht wurde durch Auftragen einer Positivelektrodenmischpaste auf beide Hauptoberflächen einer Positivelektroden-Stromabnehmerfolie gebildet. Die Konfiguration der ersten Positivelektrodenmischschicht war wie folgt:

Positivelektroden-Aktivmaterial: LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂
Leitermaterial: Acetylenruß
Erstes Positivelektrodenbindemittel: PVDF (Schmelzpunkt: 155°C)
Zusammensetzung der Mischung: (Positivelektroden-Aktivmaterial : Leitermaterial : erstes Positivelektrodenbindemittel = 90:8:2)
Dicke der ersten Positivelektrodenmischschicht:68 µm
Positivelektroden-Stromabnehmerfolie: Al-Folie (Dicke: 15 µm)

1-2. Bilden der zweiten Positivelektrodenmischschicht
Unter Verwendung der in 2 gezeigten Elektrodenherstellungsvorrichtung wurde eine zweite Positivelektrodenmischschicht aus Granulatpartikeln gebildet und gegen die erste Positivelektrodenmischschicht gepresst. Die Konfiguration der zweiten Positivelektrodenmischschicht war wie folgt:

Positivelektroden-Aktivmaterial: LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂
Leitermaterial: Acetylenruß
Erstes Positivelektrodenbindemittel: PVDF (Schmelzpunkt: 135°C)
Zusammensetzung der Mischung: (Positivelektroden-Aktivmaterial : Leitermaterial : zweites Positivelektrodenbindemittel = 88:8:4)
Durchmesser der Positivelektroden-Granulatpartikel: 1,0 mm
Dicke der zweiten Positivelektrodenmischschicht:7,5 µm

2. Herstellung der negativen Elektrode
2-1. Bilden der ersten Negativelektrodenmischschicht
Eine erste Negativelektrodenmischschicht wurde durch Auftragen einer Negativelektrodenmischpaste auf beide Hauptoberflächen einer Negativelektroden-Stromabnehmerfolie gebildet. Die Konfiguration der ersten Negativelektrodenmischschicht war wie folgt:

Negativelektroden-Aktivmaterial: amorphes, beschichtetes Graphit
Verdickungsmittel: CMC
Erstes Negativelektrodenbindemittel: SBR (Glasübergangspunkt: -20°C bis 10°C)
Zusammensetzung der Mischung: (Negativelektroden-Aktivmaterial : Verdickungsmittel : erstes Negativelektrodenbindemittel = 98:1:1)
Dicke der ersten Negativelektrodenmischschicht: 80 µm
Negativelektroden-Stromabnehmerfolie: Cu-Folie (Dicke: 10 µm)

2-2. Bilden der zweiten Negativelektrodenmischschicht
Unter Verwendung der in 2 gezeigten Elektrodenherstellungsvorrichtung wurde eine zweite Negativelektrodenmischschicht aus Granulatpartikeln gebildet und gegen eine Oberfläche der ersten Negativelektrodenmischschicht gepresst. Die Konfiguration der zweiten Negativelektrodenmischschicht war wie folgt:

Negativelektroden-Aktivmaterial: amorphes, beschichtetes Graphit
Zweites Negativelektrodenbindemittel: PVDF (Schmelzpunkt: 135°C)
Zusammensetzung der Mischung: (Negativelektroden-Aktivmaterial : zweites Negativelektrodenbindemittel = 96:4)
Durchmesser der Negativelektroden-Granulatpartikel: 1,0 mm
Dicke der zweiten Negativelektrodenmischschicht: 8,8 µm

3. Herstellung des Separators
Eine wärmebeständige Schicht wurde auf beiden Oberflächen eines Separators einschließlich einer PE-Einzelschicht durch Auftragen einer Paste, die einen anorganischen Füllstoff und ein drittes Bindemittel enthält, gebildet. Die Konfiguration des Separators war wie folgt:

Separator: PE-Einzelschicht (Dicke 20 µm)
Anorganischer Füllstoff: α-Aluminiumoxid (D50: 0,7 µm, BET: 15 m²/g)
Drittes Bindemittel: PVDF (Schmelzpunkt: 135°C)
Zusammensetzung der wärmebeständigen Schicht: (anorganischer Füllstoff : drittes Bindemittel = 95,9 : 4,1)
Dicke der wärmebeständigen Schicht: 4,5 µm

4. Bilden des Elektrodenkörpers
Die positive Elektrode, die negative Elektrode, und der Separator wurden zum Erhalt eines Laminats derart laminiert, dass die zweite Positivelektrodenmischschicht und die zweite Negativelektrodenmischschicht Kontakt mit den auf beiden Oberflächen des Separators gebildeten wärmebeständigen Schichten, und das Laminat wurde gewickelt. Folglich wurde ein elliptischer Elektrodenkörper hergestellt. Der elliptische Elektrodenkörper wurde ferner zu einer flachen Form ausgebildet. Die Gesamtanzahl der Laminatschichten in dem Separator des Elektrodenkörpers betrug 130. Die Außenabmessungen des in 8 gezeigten Elektrodenkörpers 80 waren wie folgt:

Breite W: 130 mm
Höhe H: 50 mm

5. Erwärmen des Elektrodenkörpers
Der Elektrodenkörper wurde zwischen zwei flachen Platten angeordnet, und deren Peripherie wurde durch eine Vorrichtung begrenzt. Hierdurch wurde ein Druck von 0,06 t/cm² auf den Elektrodenkörper ausgeübt. Unter Beibehalten dieses Zustands wurde der Elektrodenkörper in einen Ofen eingebracht, der für eine vorgegebene Zeitdauer auf 130°C eingestellt war. Hierdurch wurden das zweite Positivelektrodenbindemittel und das dritte Bindemittel miteinander verschmolzen, und das zweite Negativelektrodenbindemittel und das dritte Bindemittel wurden miteinander verschmolzen. Folglich wurden die Elektroden und der Separator miteinander integriert.
6. Gehäuse-Aufnahme
Wie in 8 gezeigt ist, wurden der Positivelektrodenanschluss 70 und der Negativelektrodenanschluss 72 miteinander verbunden, und der Elektrodenkörper 80 wurde anschließend in das externen Gehäuse 50 eingebracht.
7. Flüssigkeitsinjektions-Schritt
Eine Elektrolytlösung mit der folgenden Zusammensetzung wurde hergestellt:

Leitelektrolyt: LiPF₆ (1,1 mol/l)
Nichtwässriges Lösemittel: (EC : EMC : DMC=3:3:4 (Volumenverhältnis )) Zusatzstoffe: LiB(C₂O₄)₂, LiPO₂F₂

Die Elektrolytlösung wurde über die Flüssigkeitsinjektionsöffnung des externen Gehäuses injiziert, und die Flüssigkeitsinjektionsöffnung wurde abgedichtet, um das Innere des externen Gehäuses abzudichten.
Auf diese Weise wurde eine Sekundärbatterie mit nichtwässrigen Elektrolyten gemäß des Musters Nr. 1 hergestellt. Bei dieser Batterie betrug das Positiv- und Negativelektrodenkapazitätsverhältnis 1,85 und die Nennleistung betrug 4 Ah.
[Muster Nr. 2]
Das Muster Nr. 2 wurde unter Verwendung desselben Verfahrens wie bei dem Muster Nr. 1 erhalten, außer dass die zweite Positivelektrodenmischschicht und die zweite Negativelektrodenmischschicht, wie in 9 gezeigt ist, als Beschichtungsschichten gebildet waren, d. h. die zweite Positivelektrodenmischschicht und die zweite Negativelektrodenmischschicht bestanden aus einer Paste.
In 9 bezieht sich „Beschichtungsschicht“ auf eine Schicht, die durch Auftragen der Paste gebildet wird, und „Granluatpartikelschicht“ bezieht sich auf eine aus Granulatpartikeln bestehende Schicht. In 9 sind das erste Positivelektrodenbindemittel und das erste Negativelektrodenbindemittel durch „erstes Bindemittel“ dargestellt, und das zweite Positivelektrodenbindemittel und das zweite Negativelektrodenbindemittel sind durch „zweites Bindemittel“ dargestellt.
[Muster Nr. 3 und 4]
Die Muster Nr. 3 und 4 wurden unter Verwendung desselben Verfahrens wie bei dem Muster Nr. 1 erhalten, außer, dass die wärmebeständige Schicht, wie in 9 gezeigt ist, nur auf einer Oberfläche des Separators gebildet war; und die positive Elektrode, die negative Elektrode, und der Separator wurden derart laminiert, dass die wärmebeständige Schicht auf der Positivelektrodenseite oder der Negativelektrodenseite angeordnet war.
[Muster Nr. 5 und 6]
Die Muster Nr. 5 und 6 wurden unter Verwendung desselben Verfahrens wie bei dem Muster Nr. 1 erhalten, außer, dass eine der zweiten Positivelektrodenmischschicht oder der zweiten Negativelektrodenmischschicht, wie in 9 gezeigt ist, zu der Beschichtungsschicht geändert wurde.
[Muster Nr. 7 bis 12]
Die Muster Nr. 7 bis 12 wurden unter Verwendung desselben Verfahrens wie bei dem Muster Nr. 1 erhalten, außer, dass die Mischmenge des zweiten Positivelektrodenbindemittels in der zweiten Positivelektrodenmischschicht, wie in 10 gezeigt ist, geändert wurde.
[Muster Nr. 13 bis 18]
Die Muster Nr. 13 bis 18 wurden unter Verwendung desselben Verfahrens wie bei dem Muster Nr. 1 erhalten, außer, dass das Verhältnis der Dicke der zweiten Positivelektrodenmischschicht zu der Dicke der ersten Positivelektrodenmischschicht, wie in 11 gezeigt ist, geändert wurde.
[Muster Nr. 19 bis 24]
Die Muster Nr. 19 bis 24 wurden unter Verwendung desselben Verfahrens wie bei dem Muster Nr. 1 erhalten, außer, dass die Mischmenge des zweiten Negativelektrodenbindemittels in der zweiten Negativelektrodenmischschicht, wie in 12 gezeigt ist, geändert wurde.
[Muster Nr. 25 bis 30]
Die Muster Nr. 25 bis 30 wurden unter Verwendung desselben Verfahrens wie bei dem Muster Nr. 1 erhalten, außer, dass das Verhältnis der Dicke der zweiten Negativelektrodenmischschicht zu der Dicke der ersten Negativelektrodenmischschicht, wie in 13 gezeigt ist, geändert wurde.
[Muster Nr. 31 bis 38]
Die Muster Nr. 31 bis 38 wurden unter Verwendung desselben Verfahrens wie bei dem Muster Nr. 1 erhalten, außer, dass die Mischmenge des dritten Bindemittels in der wärmebeständigen Schicht, wie in 14 gezeigt ist, geändert wurde.
[Muster Nr. 39 bis 46]
Die MusterNr. 39 bis 46 wurden unter Verwendung desselben Verfahrens wie bei dem Muster Nr. 1 erhalten, außer, dass die Dicke der wärmebeständigen Schicht, wie in 15 gezeigt ist, geändert wurde.
[Hochlast-Zyklen-Test]
Eine Widerstandserhöhungsrate jedes Musters wurde in einem Hochlast-Zyklen-Test gemessen. Es wird angenommen, dass eine Widerstandserhöhung in dem Hochlast-Zyklen-Test durch das Ausströmen der Elektrolytlösung aus dem Elektrodenkörper verursacht wurde.
1000 Lade-Entlade-Zyklen, in denen eine Abfolge von Laden → Ruhephase → Entladen → Ruhephase als ein Zyklus eingestellt wurde, wurden unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:

Laden: 2,5 C x 240 s
Ruhephase: 120 s
Entladen: 30 C x 20 s
Ruhephase: 120 s

Hier bezieht sich die Einheit „C“ für den Stromwert auf den Stromwert, bei dem die Nennkapazität einer Batterie in 1 Std vollständig entladen wird.
Die Widerstandserhöhungsrate wurde anhand der folgenden Beziehung berechnet: $\begin{array}{l} Widerstandserh \ddot{o} hungsrate = {(Widerstand nach 1000 Zyklen) - (Widerstand vor \\ den Zyklen)} \div (Widerstand vor den Zyklen) \times 100. \end{array}$
Die Ergebnisse sind in 9 bis 15 gezeigt.
[Ergebnisse und Diskussion]
1. Muster Nr. 1 bis 6
Aus 9 war ersichtlich, dass eine Widerstandserhöhung bei Muster Nr. 1, bei dem die zweite Positivelektrodenmischschicht und die zweite Negativelektrodenmischschicht aus Granulatpartikeln bestanden und mit der wärmebeständigen Schicht verschmolzen waren, erheblich verringert werden konnte. Es wird angenommen, dass eine Abnahme der Menge des Bindemittels in der adhäsiven Grenzfläche unterdrückt werden konnte, da das zweite Positivelektrodenbindemittel und das zweite Negativelektrodenbindemittel als Bindemittel zur Adhäsion in den Granulatpartikeln enthalten waren. Da die Granulatpartikel in der adhäsiven Grenzfläche vorhanden sind, wurde ein Spalt mit einer geeigneten Größe gebildet, um die Ionen-Durchlässigkeit zu fördern, was zur Unterdrückung einer Widerstandserhöhung beitrug.
Bei Muster Nr. 2, bei dem die zweite Positivelektrodenmischschicht und die zweite Negativelektrodenmischschicht als Pastenbeschichtungsschichten gebildet waren, war eine Widerstandserhöhungsrate hoch. Es wird angenommen, dass das zweite Bindemittel, aufgrund der hohen Menge des Lösemittels in der Paste, in die erste Elektrodenmischschicht als eine untere Schicht diffundiert hat, wodurch sich die Menge des Bindemittels in der adhäsiven Grenzfläche verringerte. Es wird angenommen, dass die Poren auf der Oberfläche der ersten Elektrodenmischschicht durch das zweite Bindemittel verschlossen werden, um die Ionen-Durchlässigkeit zu hemmen, was zu einer Widerstandserhöhung beitrug.
Es konnte durch die Ergebnisse von Muster Nr. 3 bis 6 nachgewiesen werden, dass eine Widerstandserhöhung unterdrückt werden konnte, da die zweite Elektrodenmischschicht in mindestens einer der Elektroden aus Granulatpartikeln bestand und mit der wärmebeständigen Schicht verschmolzen war.
2. Muster Nr. 7 bis 12
Der Unterdrückungseffekt einer Widerstandserhöhung konnte durch 10, als die Mischmenge des zweiten Positivelektrodenbindemittels innerhalb eines Bereichs von 2,5 Ma% bis 12,0 Ma% lag, nachgewiesen werden. Ferner konnte nachgewiesen werden, dass der Effekt hoch war, wenn die Mischmenge des zweiten Positivelektrodenbindemittels innerhalb eines Bereichs von 3,0 Ma% bis 10,0 Ma% lag.
3. Muster Nr. 13 bis 18
Der Unterdrückungseffekt einer Widerstandserhöhung konnte durch 11, als das Verhältnis der Dicke der zweiten Positivelektrodenmischschicht zu der Dicke der ersten Positivelektrodenmischschicht innerhalb eines Bereich von 4 % bis 25 % lag, nachgewiesen werden. Ferner konnte nachgewiesen werden, dass der Effekt hoch war, wenn das Verhältnis der Dicke der zweiten Positivelektrodenmischschicht zu der Dicke der ersten Positivelektrodenmischschicht innerhalb eines Bereichs von 5 % bis 20 % lag.
4. Muster Nr. 19 bis 24
Der Unterdrückungseffekt einer Widerstandserhöhung konnte durch 12, als die Mischmenge des zweiten Negativelektrodenbindemittels innerhalb eines Bereichs von 2,5 Ma% bis 12,0 Ma% lag, nachgewiesen werden. Ferner konnte nachgewiesen werden, dass der Effekt hoch war, wenn die Mischmenge des zweiten Negativelektrodenbindemittels innerhalb eines Bereichs von 3,0 Ma% bis 10,0 Ma% lag.
5. Muster Nr. 25 bis 30
Der Unterdrückungseffekt einer Widerstandserhöhung konnte durch 13, als das Verhältnis der Dicke der zweiten Negativelektrodenmischschicht zu der Dicke der ersten Negativelektrodenmischschicht innerhalb eines Bereich von 4 % bis 25 % lag, nachgewiesen werden. Ferner konnte nachgewiesen werden, dass der Effekt hoch war, wenn das Verhältnis der Dicke der zweiten Negativelektrodenmischschicht zu der Dicke der ersten Negativelektrodenmischschicht innerhalb eines Bereichs von 5 % bis 20 % lag.
6. Muster Nr. 31 bis 38
Der Unterdrückungseffekt einer Widerstandserhöhung konnte durch 14, als die Mischmenge des dritten Bindemittels in der wärmebeständigen Schicht innerhalb eines Bereichs von 2,5 Ma% bis 80,0 Ma% lag, nachgewiesen werden. Ferner konnte nachgewiesen werden, dass der Effekt hoch war, wenn die Mischmenge des dritten Bindemittels in der wärmebeständigen Schicht innerhalb eines Bereichs von 3,0 Ma% bis 70, Ma% lag.
7. Muster Nr. 39 bis 46
Der Unterdrückungseffekt einer Widerstandserhöhung konnte durch 15, als die Dicke der wärmebeständigen Schicht innerhalb eines Bereichs von 2,5 µm bis 11 µm lag, nachgewiesen werden. Ferner konnte nachgewiesen werden, dass der Effekt hoch war, wenn die Dicke der wärmebeständigen Schicht innerhalb eines Bereichs von 3 µm bis 10 µm lag.
Vorstehend sind die Ausführungsform und die Beispiele der Erfindung beschrieben worden. Es ist primär beabsichtigt, dass die Konfigurationen der Ausführungsform und die Beispiele in geeigneter Weise kombiniert werden können.
Die hierin offenbarte Ausführungsform und die Beispiele sind in jeder Hinsicht lediglich beispielhaft und nicht in besonderer Weise beschränkt.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigen Elektrolyten, das Verfahren aufweisend: einen ersten Schritt (S101, S201) zur Bildung einer ersten Elektrodenmischschicht, die ein Elektroden-Aktivmaterial und ein erstes Bindemittel enthält; einen zweiten Schritt (S102, S202) zur Bildung von Granulatpartikeln, die das Elektroden-Aktivmaterial und ein zweites Bindemittel enthalten; einen dritten Schritt (S103, S203) zur Bildung einer zweiten Elektrodenmischschicht, die aus den Granulatpartikeln gebildet ist, auf der ersten Elektrodenmischschicht; einen vierten Schritt (S302) zur Bildung einer wärmebeständigen Schicht, die einen anorganischen Füllstoff und ein drittes Bindemittel enthält, auf einer Oberfläche eines Separators; einen fünften Schritt (S400) zur Herstellung eines Elektrodenkörpers durch Beschichten der Elektrode und des Separators derart, dass die zweite Elektrodenmischschicht und die wärmebeständige Schicht miteinander Kontakt haben; und einen sechsten Schritt (S500) zur Erwärmung des Elektrodenkörpers.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schmelzpunkte des zweiten Bindemittels und des dritten Bindemittels niedriger sind als die Schmelzpunkte des ersten Bindemittels und des Separators.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei bei dem sechsten Schritt der Elektrodenkörper auf eine Temperatur von 120°C bis 135°C erwärmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei bei dem sechsten Schritt der Elektrodenkörper erwärmt wird während ein Druck von 0,01 t/cm² bis 0,12 t/cm² in einer Laminierrichtung der Elektrode und des Separators aufgebracht wird.
Sekundärbatterie mit nichtwässrigen Elektrolyten, aufweisend: einen Elektrodenkörper, bei dem eine positive Elektrode (10) und eine negative Elektrode (20) mit einem dazwischen angeordneten Separator laminiert werden, wobei zumindest eine der positiven Elektrode (10) und/oder der negativen Elektrode (20) eine erste Elektrodenmischschicht (12a, 22a) umfasst und eine zweite Elektrodenmischschicht (12b, 22b), die auf der ersten Elektrodenmischschicht vorgesehen ist, die erste Elektrodenmischschicht (12a) ein Elektroden-Aktivmaterial enthält und ein erstes Bindemittel, die zweite Elektrodenmischschicht (12b) aus Granulatpartikeln besteht, die Granulatpartikel das Elektroden-Aktivmaterial und ein zweites Bindemittel enthalten; eine wärmebeständige Schicht auf einer Oberfläche des Separators (40) vorgesehen ist, und die wärmbeständige Schicht einen anorganischen Füllstoff und ein drittes Bindemittel enthält und mit der zweiten Elektrodenmischschicht verschmolzen ist.
Sekundärbatterie mit nichtwässrigen Elektrolyten nach Anspruch 5, wobei die Schmelzpunkte des zweiten Bindemittels und des dritten Bindemittels niedriger sind als ein Schmelzpunkt des Separators (40).
Sekundärbatterie mit nichtwässrigen Elektrolyten nach Anspruch 5 oder 6, wobei das zweite Bindemittel und das dritte Bindemittel zumindest eines von Polyvinylidenfluorid mit einem Schmelzpunkt von 140°C oder niedriger und/oder Polyacrylnitril mit einem Schmelzpunkt von 140°C oder niedriger sind.
Sekundärbatterie mit nichtwässrigen Elektrolyten nach Anspruch 5 bis 7, wobei ein Verhältnis einer Dicke der zweiten Elektrodenmischschicht (12b, 22b) zu einer Dicke der ersten Elektrodenmischschicht (12a, 22a) 5 % bis 20 % beträgt.