DE102023130051A1

DE102023130051A1 - Elektrode, batterie und verfahren zum herstellen der elektrode

Info

Publication number: DE102023130051A1
Application number: DE102023130051.2A
Authority: DE
Inventors: Masashi Ueda; Shinji Kojima; Takuo Yanagi; Sokichi OKUBO
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2022-11-04
Filing date: 2023-10-31
Publication date: 2024-05-08
Also published as: KR20240065023A; JP2024067290A; CN117995980A; US20240079552A1

Abstract

Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Elektrode bereitzustellen, die imstande ist, die Erhöhung der Widerstandserhöhungsrate zu hemmen, während die Verschlechterung der Kapazitätsbeständigkeit während der Hochtemperaturspeicherung eingeschränkt wird. Die vorliegende Offenbarung löst die Aufgabe durch Bereitstellen einer Elektrode, die für eine Batterie zu verwenden ist, wobei die Elektrode aufweist: einen Stromkollektor, eine erste Elektrodenschicht, die auf dem Stromkollektor angeordnet ist, und eine zweite Elektrodenschicht, die auf der ersten Elektrodenschicht angeordnet ist, wobei die erste Elektrodenschicht ein erstes Aktivmaterial und ein erstes Bindemittel, das eine Fläche des ersten Aktivmaterials bedeckt, aufweist; die zweite Elektrodenschicht ein zweites Aktivmaterial und ein zweites Bindemittel, das eine Fläche des zweiten Aktivmaterials bedeckt, aufweist; und wenn C1(%) eine Bedeckung des ersten Bindemittels in Bezug auf das erste Aktivmaterial bezeichnet und C2(%) eine Bedeckung des zweiten Bindemittels in Bezug auf das zweite Aktivmaterial bezeichnet, C1größer als C2ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Elektrode, eine Batterie und ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode.
Stand der Technik
In den letzten Jahren wurde aufgrund der schnellen Verbreitung elektronischer Vorrichtungen, wie etwa eines Personalcomputers und eines tragbaren Telefons, die Entwicklung einer Batterie, die für die Energiequelle davon verwendet wird, vorangetrieben. Auch in der Automobilindustrie wurde die Entwicklung einer Batterie, die für Hybridelektrofahrzeuge (HEV), Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (PHEV) oder Batterieelektrofahrzeuge (BEV) verwendet wird, vorangetrieben. Unter verschiedenen Batterien weist eine Lithiumionen-Sekundärbatterie einen Vorteil einer hohen Energiedichte auf.
Eine Batterie, die durch die Lithiumionen-Sekundärbatterie dargestellt wird, weist üblicherweise eine Kathode, eine Anode und eine Elektrolytschicht, die zwischen der Kathode und der Anode angeordnet ist, auf. Die Kathode weist üblicherweise einen Kathodenstromkollektor und eine Kathodenschicht, die ein Kathodenaktivmaterial enthält, auf. Auch die Anode weist üblicherweise einen Anodenstromkollektor und eine Anodenschicht, die ein Anodenaktivmaterial enthält, auf.
Patentliteratur 1 offenbart einen mehrschichtigen Elektrodenstrukturkörper, in dem Elektrodenschichten, die ein Bindemittel, das durch mindestens ein Polymer konfiguriert ist, und ein Elektrodenmaterial aufweisen, auf einem Stromkollektor geschichtet sind, wobei eine erste Elektrodenschicht, die angeordnet ist, um ein Stromkollektormaterial zu kontaktieren, eine andere Materialzusammensetzung oder ein anderes Mischungsverhältnis als die einer zweiten Elektrodenschicht, die auf der ersten Elektrodenschicht angeordnet ist, aufweist.
Patentliteratur 2 offenbart einen Trennfilm, der zwischen einer Kathode und einer Anode einer Lithiumbatterie angeordnet ist, wobei der Trennfilm ein Basismaterial, eine erste Schicht und eine zweite Schicht, die auf einer gesamten Fläche des Basismaterials angeordnet sind, aufweist, wobei verschiedene Arten von Bindemitteln in der ersten Schicht und der zweiten Schicht verwendet werden.
Patentliteratur 3 offenbart ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode für eine Sekundärbatterie, wobei das Verfahren aufweist: einen Schritt zum Auftragen einer Aufschlämmung für die erste Schicht auf eine Fläche eines Stromkollektors, einen Schritt zum Auftragen einer Aufschlämmung für die zweite Schicht auf die Aufschlämmung für die erste Schicht, bevor die Aufschlämmung für die erste Schicht getrocknet wird, und einen Schritt zum Erhalten einer Schichtstruktur, in der Schichten in der Reihenfolge einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht auf dem Stromkollektor geschichtet sind, durch Trocknen der Aufschlämmung für die erste Schicht und der Aufschlämmung für die zweite Schicht nach dem Auftragen der Aufschlämmung für die erste Schicht und der Aufschlämmung für die zweite Schicht, wobei die erste Schicht eine Aktivmaterialschicht ist, die zweite Schicht eine Isolierschicht ist, die kein Aktivmaterial enthält, und verschiedene Arten von Bindemitteln die Viskosität der Aufschlämmungen unterschiedlich machen.
Patentliteratur 4 offenbart eine Elektrode für eine Lithiumionen-Sekundärbatterie, die einen Stromkollektor und eine Elektrodenschicht aufweist, wobei die Elektrodenschicht eine erste Elektrodenschicht und eine zweite Elektrodenschicht aufweist, deren Bindemittelharzkonzentration höher als eine Bindemittelharzkonzentration der ersten Elektrodenschicht ist.
Zitierliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift ( JP-A) Nr. 2001-307716
Patentliteratur 2: JP-A Nr. 2020-136276
Patentliteratur 3: JP-A Nr. 2019-096501
Patentliteratur 4: Veröffentlichung der internationalen Anmeldung: WO 2011/142083

Zusammenfassung der Offenbarung
Technisches Problem
Die Erfinder der vorliegenden Offenbarung haben gründlich recherchiert und herausgefunden, dass die Kapazitätsbeständigkeit verschlechtert werden kann, wenn die Batterie unter hoher Temperatur (wie etwa bei 60 °C) gespeichert wird. Dies liegt vermutlich daran, dass ein Bindemittel in der Elektrodenschicht durch den flüssigen Elektrolyten während der Hochtemperaturspeicherung aufgequollen wird, so dass die Bindungskraft der Elektrodenschicht verschlechtert wird und die Elektronenleitfähigkeit in der Grenzfläche zwischen dem Stromkollektor und der Elektrodenschicht verschlechtert wird. Währenddessen wird, wenn die Bindemittelmenge in der Elektrodenschicht erhöht wird, obwohl die Verschlechterung der Kapazitätsbeständigkeit während der Hochtemperaturspeicherung unterdrückt wird, die Widerstandserhöhungsrate während der Hochtemperatur groß.
Die vorliegende Offenbarung wurde angesichts der obigen Umstände vorgenommen und eine Hauptaufgabe davon besteht darin, eine Elektrode bereitzustellen, die imstande ist, die Erhöhung der Widerstandserhöhungsrate zu hemmen, während die Verschlechterung der Kapazitätsbeständigkeit während der Hochtemperaturspeicherung eingeschränkt wird.
Lösung des Problems

[1] Elektrode, die für eine Batterie zu verwenden ist, wobei die Elektrode aufweist:
- einen Stromkollektor, eine erste Elektrodenschicht, die auf dem Stromkollektor angeordnet ist, und eine zweite Elektrodenschicht, die auf der ersten Elektrodenschicht angeordnet ist, wobei
- die erste Elektrodenschicht ein erstes Aktivmaterial und ein erstes Bindemittel, das eine Fläche des ersten Aktivmaterials bedeckt, aufweist;
- die zweite Elektrodenschicht ein zweites Aktivmaterial und ein zweites Bindemittel, das eine Fläche des zweiten Aktivmaterials bedeckt, aufweist; und
- wenn C₁ (%) eine Bedeckung des ersten Bindemittels in Bezug auf das erste Aktivmaterial bezeichnet und C₂ (%) eine Bedeckung des zweiten Bindemittels in Bezug auf das zweite Aktivmaterial bezeichnet, C₁ größer als C₂ ist.
[2] Elektrode nach [1], wobei C1 größer als 50 % ist und C2 50 % oder weniger ist.
[3] Elektrode nach [1] oder [2], wobei eine Differenz zwischen C₁ und C₂ 30 % oder mehr ist.
[4] Elektrode nach einem von [1] bis [3], wobei das erste Bindemittel und das zweite Bindemittel ein fluorhaltiges Bindemittel sind.
[5] Elektrode nach einem von [1] bis [4], wobei das erste Bindemittel und das zweite Bindemittel dieselbe Zusammensetzung aufweisen.
[6] Elektrode nach einem von [1] bis [5], wobei das erste Aktivmaterial und das zweite Aktivmaterial ein Lithium-Übergangsmetall-Mischoxid sind.
[7] Elektrode nach einem von [1] bis [6], wobei das erste Aktivmaterial und das zweite Aktivmaterial dieselbe Zusammensetzung aufweisen.
[8] Elektrode nach einem von [1] bis [7], wobei die erste Elektrodenschicht einen ersten Verbundkörper enthält, in dem das erste Bindemittel und ein erstes leitfähiges Material auf einer Fläche des ersten Aktivmaterials dispergiert sind; und die zweite Elektrodenschicht einen zweiten Verbundkörper enthält, in dem das zweite Bindemittel und ein zweites leitfähiges Material auf einer Fläche des zweiten Aktivmaterials dispergiert sind.
[9] Batterie, die eine Kathode, eine Anode und eine Elektrolytschicht, die zwischen der Kathode und der Anode angeordnet ist, aufweist, wobei mindestens eines der Elemente, Kathode und Anode, die Elektrode nach einem von [1] bis [8] ist.
[10] Batterie nach [9], wobei die Batterie eine Lithiumionen-Batterie ist.
[11] Verfahren zum Herstellen einer Elektrode, die für eine Batterie zu verwenden ist, wobei das Verfahren aufweist:
- einen Schritt zum Bilden einer ersten Schicht, um eine erste Elektrodenschicht auf einem Stromkollektor unter Verwendung einer ersten Elektrodenmischung, die ein erstes Aktivmaterial und ein erstes Bindemittel, das eine Fläche des ersten Aktivmaterials bedeckt, enthält, durch ein Trockenverfahren zu bilden; und
- einen Schritt zum Bilden einer zweiten Schicht, um eine zweite Elektrodenschicht auf der ersten Elektrodenschicht unter Verwendung einer zweiten Elektrodenmischung, die ein zweites Aktivmaterial und ein zweites Bindemittel, das eine Fläche des zweiten Aktivmaterials bedeckt, enthält, durch ein Trockenverfahren zu bilden; und
- wenn C₁ (%) eine Bedeckung des ersten Bindemittels in Bezug auf das erste Aktivmaterial bezeichnet und C₂ (%) eine Bedeckung des zweiten Bindemittels in Bezug auf das zweite Aktivmaterial bezeichnet, C₁ größer als C₂ ist.

Vorteilhafte Effekte der Offenbarung
Die Elektrode in der vorliegenden Offenbarung zeigt einen Effekt des Hemmens der Erhöhung der Widerstandserhöhungsrate, während die Verschlechterung der Kapazitätsbeständigkeit während der Hochtemperaturspeicherung eingeschränkt wird.
Kurzbeschreibung der Figuren

1 ist eine schematische Querschnittsansicht, die die Elektrode in der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
2A und 2B sind eine schematische Draufsicht und eine schematische Querschnittsansicht, die die Elektrode in der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen.
3 ist eine schematische Querschnittsansicht, die die Batterie in der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das das Verfahren zum Herstellen der Elektrode in der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
5 ist ein binarisiertes Bild, das ein Verfahren zum Berechnen der Bedeckung von Bindemittel erklärt.
6 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Bedeckung von Bindemittel und dem Pulverkörperwiderstand zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Die Ausführungsformen in der vorliegenden Offenbarung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren ausführlich erklärt. Jede unten beschriebene Figur ist eine schematische Ansicht, und die Größe und die Form jedes Abschnitts sind angemessen übertrieben, um leicht verstanden zu werden. Ferner können in der vorliegenden Beschreibung beim Ausdrücken einer Ausführungsform des Anordnens eines Elements in Bezug auf das andere Element, wenn es einfach „auf“ oder „unter“ ausgedrückt wird, sowohl wenn das andere Element direkt auf oder unter dem einen Element angeordnet ist, um einander zu kontaktieren, als auch wenn das andere Element über oder unter dem einen Element angeordnet ist, das ein zusätzliches Element zwischenordnet, enthalten sein, sofern nicht anderweitig beschrieben.
A. Elektrode
1 ist eine erläuternde Ansicht, die die Elektrode in der vorliegenden Offenbarung erklärt. Die in 1 gezeigte Elektrode 10 weist einen Stromkollektor 1, eine erste Elektrodenschicht 2a, die auf dem Stromkollektor 1 angeordnet ist, und eine zweite Elektrodenschicht 2b, die auf der ersten Elektrodenschicht 2a angeordnet ist, auf. Außerdem weist die erste Elektrodenschicht 2a ein erstes Aktivmaterial und ein erstes Bindemittel, das eine Fläche des ersten Aktivmaterials bedeckt, auf. Die zweite Elektrodenschicht 2b weist ein zweites Aktivmaterial und ein zweites Bindemittel, das eine Fläche des zweiten Aktivmaterials bedeckt, auf. In der vorliegenden Offenbarung ist, wenn C₁ (%) eine Bedeckung des ersten Bindemittels in Bezug auf das erste Aktivmaterial bezeichnet und C₂ (%) eine Bedeckung des zweiten Bindemittels in Bezug auf das zweite Aktivmaterial bezeichnet, C₁ größer als C₂.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann, wenn die Bedeckung C₁ des ersten Bindemittels größer als die Bedeckung C₂ des zweiten Bindemittels ist, die Erhöhung der Widerstandserhöhungsrate gehemmt werden, während die Verschlechterung der Kapazitätsbeständigkeit während der Hochtemperaturspeicherung eingeschränkt wird. Wie oben beschrieben, kann die Kapazitätsbeständigkeit verschlechtert werden, wenn die Batterie unter hoher Temperatur (wie etwa bei 60 °C) gespeichert wird. Dies liegt vermutlich daran, dass ein Bindemittel in der Elektrodenschicht durch den flüssigen Elektrolyten während der Hochtemperaturspeicherung aufgequollen wird, so dass die Bindungskraft der Elektrodenschicht verschlechtert wird und die Elektronenleitfähigkeit in der Grenzfläche zwischen dem Stromkollektor und der Elektrodenschicht verschlechtert wird. Währenddessen wird, wenn die Bindemittelmenge in der Elektrodenschicht erhöht wird, obwohl die Verschlechterung der Kapazitätsbeständigkeit während der Hochtemperaturspeicherung unterdrückt wird, die Widerstandserhöhungsrate während der Hochtemperaturspeicherung groß.
Im Gegensatz dazu ist in der vorliegenden Offenbarung die Bedeckung C₁ des ersten Bindemittels in der ersten Elektrodenschicht relativ hoch und somit tritt das Abziehen des Stromkollektors und der ersten Elektrodenschicht nicht leicht auf; infolgedessen wird die Verschlechterung der Kapazitätsbeständigkeit während der Hochtemperaturspeicherung unterdrückt. Gleichzeitig wird, da die Bedeckung C₂ des zweiten Bindemittels in der zweiten Elektrodenschicht relativ niedrig ist, die Erhöhung der Widerstandserhöhungsrate während der Hochtemperaturspeicherung gehemmt. Mit anderen Worten kann sowohl die Verbesserung der Kapazitätsbeständigkeit als auch die Unterdrückung der Widerstandserhöhungsrate erreicht werden.
Die Bedeckung C₁ des ersten Bindemittels in Bezug auf das erste Aktivmaterial ist beispielsweise größer als 50 %, kann 60 % oder mehr betragen und kann 70 % oder mehr betragen. Wenn die Bedeckung C₁ zu klein ist, tritt ein Abziehen der ersten Elektrodenschicht und des Stromkollektors leicht auf. Währenddessen beträgt die Bedeckung C₁ beispielsweise 95 % oder weniger. Wenn die Bedeckung C₁ zu groß ist, können Ionenleitfähigkeit und Elektronenleitfähigkeit zu dem ersten Aktivmaterial gehemmt werden. Einzelheiten eines Verfahrens zum Berechnen der Bedeckung werden in den später beschriebenen Beispielen ausführlich erklärt. Im Übrigen kann die Bedeckung, abgesehen von einer später beschriebenen binären Codeverarbeitung, beispielsweise durch SEM-EDX erhalten werden.
Die Bedeckung C₁ des ersten Bindemittels in Bezug auf das erste Aktivmaterial ist beispielsweise größer als 50 %, kann 60 % oder mehr betragen und kann 70 % oder mehr betragen. Wenn die Bedeckung C₁ zu klein ist, tritt ein Abziehen der ersten Elektrodenschicht und des Stromkollektors leicht auf. Währenddessen beträgt die Bedeckung C₁ beispielsweise 95 % oder weniger. Wenn die Bedeckung C₁ zu groß ist, können Ionenleitfähigkeit und Elektronenleitfähigkeit zu dem ersten Aktivmaterial gehemmt werden.
Die Bedeckung C₂ des zweiten Bindemittels in Bezug auf das zweite Aktivmaterial beträgt beispielsweise 50 % oder weniger, kann 45 % oder weniger betragen und kann 35 % oder weniger betragen. Wenn die Bedeckung C₂ zu groß ist, neigt der Widerstand dazu, sich zu erhöhen. Währenddessen beträgt die Bedeckung C₂ beispielsweise 10 % oder mehr und kann 20 % oder mehr betragen. Wenn die Bedeckung C₂ zu klein ist, tritt ein Abziehen der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrodenschicht leicht auf.
Die Differenz zwischen der Bedeckung C₁ und der Bedeckung C₂ beträgt beispielsweise 15 % oder mehr, kann 30 % oder mehr betragen und kann 45 % oder mehr betragen.
1. erste Elektrodenschicht
Die erste Elektrodenschicht ist zwischen dem Stromkollektor und der zweiten Elektrodenschicht angeordnet. Außerdem weist die erste Elektrodenschicht ein erstes Aktivmaterial und ein erstes Bindemittel, das eine Fläche des ersten Aktivmaterials bedeckt, auf.
(1) erstes Bindemittel
Die erste Elektrodenschicht enthält ein erstes Bindemittel. Das erste Bindemittel ist üblicherweise ein Polymer. Typische Beispiele für das erste Bindemittel können Polyvinylidenfluorid (PVDF), ein Polyvinylidenfluorid-Polyhexafluorpropylen-Copolymer (PVDF-HFP), Polytetrafluorethylen (PTFE) und ein fluorhaltiges Bindemittel (fluoridbasiertes Bindemittel), wie etwa einen Fluorkautschuk, aufweisen.
Das erste Bindemittel weist vorzugsweise zum Beispiel [-CH₂-CF₂-] (es kann nachfolgend als Formel 1 bezeichnet werden) als eine konstituierende Einheit auf. Ferner weist das erste Bindemittel vorzugsweise eine konstituierende Einheit, die durch die Formel 1 dargestellt wird, als einen Hauptkörper der konstituierenden Einheit auf. „Hauptkörper der konstituierenden Einheit“ bedeutet, dass das Verhältnis (Molverhältnis) am meisten unter allen konstituierenden Einheiten, die das Bindemittel konfigurieren, ist. Der Anteil der konstituierenden Einheit, die durch die Formel 1 dargestellt wird, in Bezug auf alle konstituierenden Einheiten, die das erste Bindemittel konfigurieren, beträgt zum Beispiel 50 Mol-% oder mehr, kann 70 Mol-% oder mehr betragen und kann 90 Mol-% oder mehr betragen.
Das erste Bindemittel kann zum Beispiel [-C₂F₄-] (nachfolgend als Formel 2 bezeichnet) als eine konstituierende Einheit aufweisen. Ferner kann das erste Bindemittel die konstituierende Einheit, die durch die Formel 2 dargestellt wird, als einen Hauptkörper der konstituierenden Einheit aufweisen. Der Anteil der konstituierenden Einheit, die durch die Formel 2 dargestellt wird, in Bezug auf alle konstituierenden Einheiten, die das erste Bindemittel konfigurieren, beträgt zum Beispiel 50 Mol-% oder mehr, kann 70 Mol-% oder mehr betragen und kann 90 Mol-% oder mehr betragen.
Das erste Bindemittel kann [-CF₂CF(CF₃)-] (nachfolgend als Formel 3 bezeichnet) als eine konstituierende Einheit aufweisen oder nicht. In dem ersteren Fall kann das erste Bindemittel die konstituierende Einheit, die durch die Formel 1 oder die Formel 2 dargestellt wird, und die konstituierende Einheit, die durch die Formel 3 dargestellt wird, aufweisen.
Zusätzliche Beispiele für das erste Bindemittel können ein acrylharzbasiertes Bindemittel, wie etwa Polyacrylat, Polymethylacrylat, Polyethylacrylat, Polypropylacrylat, Polybutylacrylat, Polyhexylacrylat, Poly-2-ethylhexylacrylat und Polydecylacrylat; ein methacrylatharzbasiertes Bindemittel, wie etwa Polymethacrylat, Polymethylmethacrylat, Polyethylmethacrylat, Polybutylmethacrylat und Poly-2-ethylhexylmethacrylat; ein olefinharzbasiertes Bindemittel, wie etwa Polyethylen, Polypropylen und Polystyrol; ein imidharzbasiertes Bindemittel, wie etwa Polyimid und Polyamidimid; ein amidharzbasiertes Bindemittel, wie etwa Polyamid; ein polycarbonatbasiertes Bindemittel, wie etwa Polyitaconsäure, Polyitaconsäure, Polyfumarsäure, Polyangelsäure und Carboxymethylcellulose; und ein kautschukbasiertes Bindemittel, wie etwa einen Butadienkautschuk, einen Hydridbutadienkautschuk, einen Styrolbutadienkautschuk (SBR), einen Hydridstyrolbutadienkautschuk, einen Nitrilbutadienkautschuk, einen Hydridnitrilbutadienkautschuk und einen Ethylenpropylenkautschuk, aufweisen.
Der Quellungsgrad des ersten Bindemittels beträgt beispielsweise 25 % oder weniger, kann 23 % oder weniger betragen und kann 21 % oder weniger betragen. In der vorliegenden Offenbarung bezieht sich der Quellungsgrad des Bindemittels auf eine Gewichtszunahmerate eines Bindemittels allein, wenn es 24 Stunden lang bei 60 °C in einen flüssigen Elektrolyten eingetaucht wird. Der flüssige Elektrolyt, der für eine Messung des Quellungsgrads verwendet wird, ist vorzugsweise der gleiche flüssige Elektrolyt, der die Batterie konstituiert. Typischerweise kann der flüssige Elektrolyt, der auf solche Weise hergestellt wird, dass EC, DMC und EMC in einem Volumenverhältnis von EC : DMC : EMC = 3 : 4 : 3 gemischt werden, um das Mischungslösungsmittel herzustellen, und LiPF₆ darin gelöst wurde, um 1 M zu sein, verwendet werden. Einzelheiten eines Verfahrens zum Berechnen des Quellungsgrads werden in den später beschriebenen Beispielen erklärt.
Der Schmelzpunkt des ersten Bindemittels beträgt zum Beispiel 155 °C oder mehr und kann 160 °C oder mehr betragen. Währenddessen beträgt der Schmelzpunkt des ersten Bindemittels zum Beispiel 200 °C oder weniger, kann 180 °C oder weniger betragen und kann 170 °C oder weniger betragen. Der Schmelzpunkt des Bindemittels kann durch eine dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) gemäß zum Beispiel JIS K 7121 spezifiziert werden.
Das erste Bindemittel weist zum Beispiel eine granuläre Form auf. Die durchschnittliche Partikelgröße des ersten Bindemittels beträgt zum Beispiel 10 nm oder mehr und 1000 nm oder weniger, kann 50 nm oder mehr und 500 nm oder weniger betragen und kann 100 nm oder mehr und 300 nm oder weniger betragen. In der vorliegenden Offenbarung wird die durchschnittliche Partikelgröße durch Messen der Partikelgrößen des Zielobjekts durch SEM-Beobachtung und Berechnen des Durchschnittswerts davon bestimmt. Die Anzahl der Proben beträgt vorzugsweise 100 oder mehr.
Der Anteil des ersten Bindemittels in der ersten Elektrodenschicht ist nicht besonders beschränkt und beträgt zum Beispiel 0,1 Gew.-% oder mehr, kann 0,5 Gew.-% oder mehr betragen und kann 1 Gew.-% oder mehr betragen. Währenddessen beträgt der Anteil zum Beispiel 15 Gew.-% oder weniger, kann 10 Gew.-% oder weniger betragen und kann 5 Gew.-% oder weniger betragen.
(2) erstes Aktivmaterial
Die erste Elektrodenschicht enthält ein erstes Aktivmaterial. Das erste Aktivmaterial kann ein Kathodenaktivmaterial sein und kann ein Anodenaktivmaterial sein.
Das erste Aktivmaterial ist zum Beispiel ein Lithium-Übergangsmetall-Verbindungsoxid. Das Lithium-Übergangsmetall-Verbindungsoxid enthält Li, M¹ (M¹ ist ein Übergangsmetall einer Art oder 2 Arten oder mehr) und O. Beispiele für das Übergangsmetall M¹ können Ni, Co, Mn, Ti, V, Cr, Fe, Cu und Zn beinhalten. Unter ihnen enthält das erste Aktivmaterial vorzugsweise mindestens eine Art von Ni, Co und Mn als ein Übergangsmetall M¹. Ein Teil des Übergangsmetalls M¹ kann durch ein Metall (einschließlich Halbmetall), das zu der 13. bis 17. Gruppe im Periodensystem gehört, substituiert sein. Typische Beispiele für das Metall, das zu der 13. bis 17. Gruppe im Periodensystem gehört, können Al beinhalten.
Spezifische Beispiele für das erste Aktivmaterial können ein Aktivmaterial vom Steinsalzbett-Typ, wie etwa LiCoO₂, LiMnO₂, LiNiO₂, Li (Ni, Co,Mn) O₂ und Li(Ni,Co,Al)O₂; ein Aktivmaterial vom Spinell-Typ, wie etwa LiMn₂O₄, Li (Ni_0,5Mn_1,5)O₄ und Li₄Ti₅O₁₂; und ein Aktivmaterial vom Olivin-Typ, wie etwa LiFePO₄, LiMnPO₄, LiNiPO₄ und LiCoPO₄, beinhalten.
Das erste Aktivmaterial weist zum Beispiel eine granuläre Form auf. Die durchschnittliche Partikelgröße des ersten Aktivmaterials beträgt zum Beispiel 1 µm oder mehr und 50 µm oder weniger, kann 2 µm oder mehr und 30 µm oder weniger betragen und kann 3 µm oder mehr und 10 µm oder weniger betragen. Der Anteil des ersten Aktivmaterials in der ersten Elektrodenschicht ist nicht besonders beschränkt und beträgt zum Beispiel 40 Gew.-% oder mehr, kann 60 Gew.-% oder mehr betragen und kann 80 Gew.-% oder mehr betragen.
(3) erste Elektrodenschicht
Die erste Elektrodenschicht kann ferner ein erstes leitfähiges Material enthalten. Beispiele für das erste leitfähige Material können ein Kohlenstoffmaterial beinhalten. Beispiele für das Kohlenstoffmaterial können ein teilchenförmiges Kohlenstoffmaterial, wie etwa Ruß, und ein Faserkohlenstoffmaterial, wie etwa Kohlenstofffaser, Kohlenstoffnanoröhrchen (CNT) und Kohlenstoffnanofasern (CNF), beinhalten. Beispiele für den Ruß können Acetylenruß (AB), Ketjenruß (KB) und Ofenruß (FB) beinhalten.
Der Anteil des ersten leitfähigen Materials in der ersten Elektrodenschicht ist nicht besonders beschränkt und beträgt zum Beispiel 0,5 Gew.-% oder mehr und kann 1 Gew.-% oder mehr betragen. Währenddessen beträgt der Anteil des ersten leitfähigen Materials zum Beispiel 20 Gew.-% oder weniger und kann 10 Gew.-% oder weniger betragen. Außerdem enthält die erste Elektrodenschicht üblicherweise einen flüssigen Elektrolyten, der später beschrieben wird.
Die erste Elektrodenschicht enthält vorzugsweise einen ersten Verbundkörper, in dem das erste Bindemittel und das erste leitfähige Material auf einer Fläche des ersten Aktivmaterials dispergiert sind. In dem ersten Verbundkörper haften in der Fläche des ersten Aktivmaterials das erste leitfähige Material und das erste Bindemittel im dispergierten Zustand. Die erste Elektrodenschicht weist vorzugsweise kein anderes Material als den ersten Verbundkörper mit Ausnahme des später beschriebenen Elektrolyten auf. Wenn die erste Elektrodenschicht ein anderes Material als den ersten Verbundkörper (mit Ausnahme des später beschriebenen Elektrolyten) aufweist, beträgt der Anteil des Materials vorzugsweise 5 Gew.-% oder weniger und bevorzugter 1 Gew.-% oder weniger. Beispiele für das andere Material als den ersten Verbundkörper können ein zusätzliches leitfähiges Material und ein zusätzliches Bindemittel beinhalten. Diese Materialien sind die gleichen wie das oben beschriebene leitfähige Material und das Bindemittel. Außerdem weist der erste Verbundkörper üblicherweise eine granuläre Form auf.
Die Dicke der ersten Elektrodenschicht beträgt beispielsweise 1 pm oder mehr und 500 pm oder weniger, kann 5 pm oder mehr und 250 pm oder weniger betragen und kann 15 pm oder mehr und 150 pm oder weniger betragen.
2. zweite Elektrodenschicht
Die zweite Elektrodenschicht ist in einer Fläche der ersten Elektrodenschicht angeordnet, die dem Stromkollektor gegenüberliegt. Außerdem weist die zweite Elektrodenschicht ein zweites Aktivmaterial und ein zweites Bindemittel, das eine Fläche des zweiten Aktivmaterials bedeckt, auf.
(1) zweites Bindemittel
Die zweite Elektrodenschicht enthält ein zweites Bindemittel. Das zweite Bindemittel ist üblicherweise ein Polymer. Einzelheiten des zweiten Bindemittels sind die gleichen wie das oben beschriebene erste Bindemittel; daher werden die Beschreibungen hierin weggelassen.
Das zweite Bindemittel und das erste Bindemittel können dieselbe Zusammensetzung aufweisen und können unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen. Unter ihnen weisen das zweite Bindemittel und das erste Bindemittel vorzugsweise dieselbe Zusammensetzung auf. Da die Quellungsgrade des zweiten Bindemittels und des ersten Bindemittels dieselben sind, wenn sie durch den flüssigen Elektrolyten aufgequollen werden, wird keine Spannung leicht zwischen der zweiten Elektrodenschicht und der ersten Elektrodenschicht erzeugt.
Der Anteil des zweiten Bindemittels in der zweiten Elektrodenschicht ist nicht besonders beschränkt und beträgt zum Beispiel 0,1 Gew.-% oder mehr, kann 0,5 Gew.-% oder mehr betragen und kann 1 Gew.-% oder mehr betragen. Währenddessen beträgt der Anteil zum Beispiel 15 Gew.-% oder weniger, kann 10 Gew.-% oder weniger betragen und kann 5 Gew.-% oder weniger betragen. Außerdem ist der Anteil B₂ (Gew.-%) des zweiten Bindemittels in der zweiten Elektrodenschicht vorzugsweise derselbe wie der Anteil B₁ (Gew.-%) des ersten Bindemittels in der ersten Elektrodenschicht. Dass „der Anteil B₂ und der Anteil B₁ gleich sind“ bedeutet, dass der Absolutwert der Differenz zwischen beiden 0,5 Gew.-% oder weniger beträgt. Währenddessen kann der Anteil B₂ größer als der Anteil B₁ sein und kann kleiner als der Anteil B₁ sein.
(2) zweites Aktivmaterial
Die zweite Elektrodenschicht enthält ein zweites Aktivmaterial. Das zweite Aktivmaterial kann ein Kathodenaktivmaterial sein und kann ein Anodenaktivmaterial sein. Außerdem wirken das zweite Aktivmaterial und das erste Aktivmaterial üblicherweise als ein Aktivmaterial mit der gleichen Polarität. Einzelheiten des zweiten Aktivmaterials sind die gleichen wie das oben beschriebene erste Aktivmaterial; daher werden die Beschreibungen hierin weggelassen.
Das zweite Aktivmaterial und das erste Aktivmaterial können dieselbe Zusammensetzung aufweisen und können unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen. Unter ihnen weisen das zweite Aktivmaterial und das erste Aktivmaterial vorzugsweise dieselbe Zusammensetzung auf. Der Grund dafür ist, dass das Lade- und Entladeverhalten gleich sind und die Spannungssteuerung leicht werden kann.
Der Anteil des zweiten Aktivmaterials in der zweiten Elektrodenschicht ist nicht besonders beschränkt und beträgt zum Beispiel 40 Gew.-% oder mehr, kann 60 Gew.-% oder mehr betragen und kann 80 Gew.-% oder mehr betragen. Außerdem ist der Anteil A₂ (Gew.-%) des zweiten Aktivmaterials in der zweiten Elektrodenschicht vorzugsweise derselbe wie der Anteil A₁ (Gew.-%) des ersten Aktivmaterials in der ersten Elektrodenschicht. Dass der Anteil A₂ und der Anteil A₁ gleich sind, bedeutet, dass der Absolutwert der Differenz zwischen beiden 5 Gew.-% oder weniger beträgt. Währenddessen kann der Anteil A₂ größer als der Anteil A₁ sein und kann kleiner als der Anteil A₁ sein.
(3) zweite Elektrodenschicht
Die zweite Elektrodenschicht kann ferner ein zweites leitfähiges Material enthalten. Einzelheiten des zweiten leitfähigen Materials sind die gleichen wie das oben beschriebene erste leitfähige Material; daher werden die Beschreibungen hierin weggelassen.
Der Anteil des zweiten leitfähigen Materials in der zweiten Elektrodenschicht ist nicht besonders beschränkt und beträgt zum Beispiel 0,5 Gew.-% oder mehr und kann 1 Gew.-% oder mehr betragen. Währenddessen beträgt der Anteil des zweiten leitfähigen Materials zum Beispiel 20 Gew.-% oder weniger und kann 10 Gew.-% oder weniger betragen. Außerdem ist der Anteil E₂ (Gew.-%) des zweiten leitfähigen Materials in der zweiten Elektrodenschicht vorzugsweise derselbe wie der Anteil E₁ (Gew.-%) des ersten leitfähigen Materials in der ersten Elektrodenschicht. Dass der Anteil E₂ und der Anteil E₁ gleich sind, bedeutet, dass der Absolutwert der Differenz zwischen beiden 0,5 Gew.-% oder weniger beträgt. Währenddessen kann der Anteil E₂ größer als der Anteil E₁ sein und kann kleiner als der Anteil E₁ sein. Außerdem enthält die zweite Elektrodenschicht üblicherweise einen flüssigen Elektrolyten, der später beschrieben wird.
Die zweite Elektrodenschicht enthält vorzugsweise einen zweiten Verbundkörper, in dem das zweite Bindemittel und das zweite leitfähige Material auf einer Fläche des zweiten Aktivmaterials dispergiert sind. In dem zweiten Verbundkörper haften in der Fläche des zweiten Aktivmaterials das zweite leitfähige Material und das zweite Bindemittel im dispergierten Zustand. Die zweite Elektrodenschicht weist vorzugsweise kein anderes Material als den zweiten Verbundkörper mit Ausnahme des später beschriebenen Elektrolyten auf. Wenn die zweite Elektrodenschicht ein anderes Material als den zweiten Verbundkörper (mit Ausnahme des später beschriebenen Elektrolyten) aufweist, beträgt der Anteil des Materials vorzugsweise 5 Gew.-% oder weniger und bevorzugter 1 Gew.-% oder weniger. Beispiele für das andere Material als den zweiten Verbundkörper können ein zusätzliches leitfähiges Material und ein zusätzliches Bindemittel beinhalten. Außerdem weist der zweite Verbundkörper üblicherweise eine granuläre Form auf.
Die Dicke der ersten Elektrodenschicht beträgt beispielsweise 1 pm oder mehr und 500 pm oder weniger, kann 5 µm oder mehr und 250 µm oder weniger betragen und kann 15 µm oder mehr und 150 µm oder weniger betragen.
Es gibt keine besonderen Einschränkungen für die Beziehung zwischen der Dicke der zweiten Elektrodenschicht und der Dicke der ersten Elektrodenschicht. Die Dicke der zweiten Elektrodenschicht kann größer als die Dicke der ersten Elektrodenschicht sein, kann gleich der Dicke der ersten Elektrodenschicht sein und kann kleiner als die Dicke der ersten Elektrodenschicht sein. Dass „die Dicke der zweiten Elektrodenschicht und die Dicke der ersten Elektrodenschicht gleich sind“ bedeutet, dass der Absolutwert der Differenz der Dicke zwischen beiden 3 µm oder weniger beträgt.
T₁ bezeichnet die Dicke der ersten Elektrodenschicht und T₂ bezeichnet die Dicke der zweiten Elektrodenschicht. Die Rate von T₁ in Bezug auf die Summe von T₁ und T₂, die T₁/(T₁+T₂) ist, beträgt zum Beispiel 30 % oder mehr, kann 40 % oder mehr und kann 45 % oder mehr betragen. Innerhalb des obigen Bereichs kann die Verschlechterung der Kapazitätsbeständigkeit während der Hochtemperaturspeicherung weiter gehemmt werden. Die Rate T₁/(T₁+T₂) beträgt zum Beispiel 70 % oder weniger, kann 60 % oder weniger und kann 55 % oder weniger betragen. Innerhalb des obigen Bereichs kann die Erhöhung der Widerstandserhöhungsrate während der Hochtemperaturspeicherung weiter unterdrückt werden.
3. Stromkollektor
Der Stromkollektor in der vorliegenden Offenbarung sammelt Ströme der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrodenschicht. Der Stromkollektor kann ein Kathodenstromkollektor sein und kann ein Anodenstromkollektor sein. Beispiele für das Material für den Kathodenstromkollektor können SUS, Aluminium, Nickel, Eisen, Titan und Kohlenstoff beinhalten. Beispiele für das Material für den Anodenstromkollektor können SUS, Kupfer, Nickel und Kohlenstoff beinhalten. Außerdem können Beispiele für die Form des Stromkollektors eine Folienform und eine Netzform beinhalten.
4. Elektrode
Die Elektrode in der vorliegenden Offenbarung weist Schichten in der Reihenfolge eines Stromkollektors, einer ersten Elektrodenschicht und einer zweiten Elektrodenschicht in der Dickenrichtung auf. Außerdem wird die Elektrode in der vorliegenden Offenbarung für eine Batterie verwendet. 2A ist eine schematische Draufsicht, die die Elektrode in der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht, und 2B ist eine Querschnittsansicht von A-A in 2A. Wie in 2A und 2B gezeigt, ist in einer Draufsicht, die aus der Schichtrichtung D_L der Elektrode 10 beobachtet wird, die Fläche des Stromkollektors 1 vorzugsweise größer als die Fläche der ersten Elektrodenschicht 2a. Außerdem ist die Fläche der ersten Elektrodenschicht 2a vorzugsweise größer als die Fläche der zweiten Elektrodenschicht 2b. Mit anderen Worten, wenn aus der Schichtrichtung D_L der Elektrode 10 betrachtet wird und S₀ die Fläche des Stromkollektors 1 bezeichnet, S₁ die Fläche der ersten Elektrodenschicht 2a bezeichnet und S₂ die Fläche der zweiten Elektrodenschicht 2b bezeichnet, ist es vorzugsweise S₀ > S₁ > S₂.
Wie in 2A und 2B gezeigt, befindet sich, wenn aus der Schichtrichtung D_L der Elektrode 10 betrachtet wird, der gesamte Außenumfang der ersten Elektrodenschicht 2a vorzugsweise innerhalb des gesamten Außenumfangs des Stromkollektors 1 (Positionsbeziehung A). Auf die gleiche Weise befindet sich, wenn aus der Schichtrichtung D_L der Elektrode 10 betrachtet wird, der gesamte Außenumfang der zweiten Elektrodenschicht 2b vorzugsweise innerhalb des gesamten Außenumfangs der ersten Elektrodenschicht 2a (Positionsbeziehung B). Anlässlich eines Drückens des Stromkollektors, der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrodenschicht, wenn aus der Schichtrichtung der Elektrode betrachtet wird, neigt ein Druck dazu, in der Grenze zwischen dem Stromkollektor und der ersten Elektrodenschicht sowie in der Grenze zwischen der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrodenschicht auszutreten, und ein Abziehen tritt leicht auf, wenn das Bindemittel aufgequollen wird. Im Gegensatz dazu entweicht der Druck nicht leicht, indem die Positionsbeziehung A und die Positionsbeziehung B erfüllt werden, und somit tritt ein Abziehen nicht leicht auf, wenn das Bindemittel aufgequollen wird. Infolgedessen verbessert sich die Kapazitätsbeständigkeit.
B. Batterie
3 ist eine schematische Querschnittsansicht, die die Batterie in der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Die in 3 gezeigte Batterie 20 weist eine Kathode 13, die einen Kathodenstromkollektor 11 und eine Kathodenschicht 12 aufweist, eine Anode 16, die einen Anodenstromkollektor 14 und eine Anodenschicht 15 aufweist, und eine Elektrolytschicht 17, die zwischen der Kathode 13 und der Anode 16 angeordnet ist, auf. Mindestens eines der Elemente, Kathode 13 und Anode 16, entspricht der oben in „A. Elektrode“ beschriebenen Elektrode.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist mindestens eines der Elemente, Kathode und Anode, die oben beschriebene Elektrode, und somit wird die Erhöhung der Widerstandserhöhungsrate gehemmt, während die Verschlechterung der Kapazitätsbeständigkeit während der Hochtemperaturspeicherung eingeschränkt wird.
1. Kathode
Die Kathode weist einen Kathodenstromkollektor und und einen Gelelektrolyten aufweisen.
Der flüssige Elektrolyt enthält zum Beispiel ein Lithiumsalz und ein Lösungsmittel. Beispiele des Lithiumsalzes können ein anorganisches Lithiumsalz wie LiPF₆, LiBF₄, LiClO₄ und LiAsF₆; und ein organisches Lithiumsalz wie LiCF₃SO₃, LiN(SO₂CF₃)₂, LiN (SO₂C₂F₅)₂ und LiC(SO₂CF₃)₃ aufweisen. Beispiele des Lösungsmittels können Ethylencarbonat (EC), Propylencarbonat (PC), Butylencarbonat (BC), Dimethylcarbonat (DMC), Diethylcarbonat (DEC) und Ethylmethylcarbonat (EMC) aufweisen. Das Lösungsmittel kann nur eine Art sein und kann zwei Arten oder mehr sein.
Der Gelelektrolyt wird üblicherweise durch Hinzufügen eines Polymers zu einem flüssigen Elektrolyten erhalten. Beispiele des Polyethers können ein Polyethylenoxid und ein Polypropylenoxid aufweisen. Die Dicke der Elektrolytschicht beträgt beispielsweise 0,1 pm oder mehr und 1000 pm oder weniger. Die Elektrolytschicht kann einen Separator aufweisen.
4. Batterie
Die Batterie in der vorliegenden Offenbarung ist typischerweise eine Lithiumionen-Sekundärbatterie. Beispiele für die Anwendungen der Batterie in der vorliegenden Offenbarung können eine Energiequelle für Fahrzeuge, wie etwa Hybridelektrofahrzeuge (HEV), Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (PHEV), Batterieelektrofahrzeuge (BEV), benzinbetriebene Automobile und dieselbetriebene Automobile, aufweisen. Insbesondere ist die Batterie in der vorliegenden Offenbarung vorzugsweise eine Energiequelle zum Antreiben von Fahrzeugen. Auch kann die Batterie in der vorliegenden Offenbarung als eine Energiequelle für andere Körper als Fahrzeuge (wie etwa Schienenstraßentransport, Schiff und Flugzeug) verwendet werden und kann als eine Energiequelle für elektronische Produkte, wie etwa Informationsverarbeitungsausrüstung, verwendet werden.
C. Verfahren zum Herstellen der Elektrode
4 ist ein Ablaufdiagramm, das das Verfahren zum Herstellen der Elektrode in der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Zuerst wird eine erste Elektrodenschicht auf einem Stromkollektor unter Verwendung einer ersten Elektrodenmischung, die ein erstes Aktivmaterial und ein erstes Bindemittel, das eine Fläche des ersten Aktivmaterials bedeckt, enthält, durch ein Trockenverfahren (Schritt zum Bilden einer ersten Schicht; S1) gebildet. Als Nächstes wird eine zweite Elektrodenschicht auf der ersten Elektrodenschicht unter Verwendung einer zweiten Elektrodenmischung, die ein zweites Aktivmaterial und ein zweites Bindemittel, das eine Fläche des zweiten Aktivmaterials bedeckt, enthält, durch ein Trockenverfahren (Schritt zum Bilden einer zweiten Schicht; S2) gebildet. Die Bedeckung C₁ des ersten Bindemittels in Bezug auf das erste Aktivmaterial ist größer als die Bedeckung C₂ des zweiten Bindemittels in Bezug auf das zweite Aktivmaterial.
1. Schritt zum Bilden einer ersten Schicht
Der Schritt zum Bilden einer ersten Schicht in der vorliegenden Offenbarung ist ein Schritt zum Bilden einer ersten Elektrodenschicht auf dem Stromkollektor unter Verwendung einer ersten Elektrodenmischung, die ein erstes Aktivmaterial und ein erstes Bindemittel, das eine Fläche des ersten Aktivmaterials bedeckt, enthält, durch ein Trockenverfahren. In der vorliegenden Offenbarung bezieht sich das Trockenverfahren auf ein Verfahren zum Bilden einer Elektrodenschicht ohne Verwendung eines Dispersionsmediums wie eines organischen Lösungsmittels.
Die erste Elektrodenmischung enthält ein erstes Aktivmaterial und ein erstes Bindemittel, das eine Fläche des ersten Aktivmaterials bedeckt. Vorzugsweise enthält die erste Elektrodenmischung ferner ein erstes leitfähiges Material. Insbesondere enthält die erste Elektrodenmischung vorzugsweise einen ersten Verbundkörper, in dem das erste Bindemittel und das erste leitfähige Material auf einer Fläche des ersten Aktivmaterials dispergiert sind.
Beispiele für das Verfahren zum Herstellen des ersten Verbundkörpers können ein Verfahren zum Compoundieren des ersten Aktivmaterials, des ersten Bindemittels und des ersten leitfähigen Materials unter Verwendung einer Compoundierungsbehandlungsvorrichtung beinhalten. Die Compoundierungsbehandlung wird vorzugsweise durch ein Trockenverfahren durchgeführt. Beispiele für die Compoundierungsbehandlungsvorrichtung können einen Mischer, eine Perlmühle, eine Kugelmühle und einen Mörtel beinhalten. Im Fall der Compoundierungsbehandlung unter Verwendung eines Mischers kann die Drehzahl während des Compoundierens (Aufbringen einer Last) beispielsweise 500 U/min oder mehr und 20000 U/min oder weniger betragen und kann 1000 U/min oder mehr und 10.000 U/min oder weniger betragen. Außerdem beträgt die Behandlungszeit beispielsweise 30 Sekunden oder mehr und 2 Stunden oder weniger, kann 1 Minute oder mehr und 1 Stunde oder weniger betragen und kann 1 Minute oder mehr und 30 Minuten oder weniger betragen.
Die erste Elektrodenmischung weist vorzugsweise kein anderes Material als den ersten Verbundkörper auf. Wenn die erste Elektrodenmischung indes ein anderes Material als den ersten Verbundkörper aufweist, beträgt der Anteil des Materials vorzugsweise 5 Gew.-% oder weniger und bevorzugter 1 Gew.-% oder weniger. Beispiele für das andere Material als den ersten Verbundkörper können ein zusätzliches leitfähiges Material und ein zusätzliches Bindemittel beinhalten. Das zusätzliche leitfähige Material und das zusätzliche Bindemittel weisen die gleichen Gehalte auf wie die vorstehend in „A. Elektrode“ beschriebenen.
In der vorliegenden Offenbarung wird die erste Elektrodenschicht auf dem Stromkollektor unter Verwendung der ersten Elektrodenmischung durch ein Trockenverfahren gebildet. Das Bilden der ersten Elektrodenschicht durch ein Trockenverfahren ermöglicht eine Verringerung der Trocknungszeit und eine Verringerung der Verwendungsmenge eines organischen Lösungsmittels. Beispiele für das Trockenverfahren können ein elektrostatisches Schichtbildungsverfahren, wie etwa ein elektrostatisches Siebschichtbilden, beinhalten. Nach dem Bilden der ersten Elektrodenschicht auf dem Stromkollektor kann nach Bedarf ein Erwärmen durchgeführt werden, um die Haftfestigkeit zu verbessern, und ein Druckbeaufschlagen kann durchgeführt werden, um die Mischungsdichte zu verbessern. Der Stromkollektor weist die gleichen Gehalte auf wie die vorstehend in „A. Elektrode“ beschriebenen.
2. Schritt zum Bilden einer zweiten Schicht
Der Schritt zum Bilden einer zweiten Schicht in der vorliegenden Offenbarung ist ein Schritt zum Bilden einer zweiten Elektrodenschicht auf der ersten Elektrodenschicht unter Verwendung einer zweiten Elektrodenmischung, die ein zweites Aktivmaterial und ein zweites Bindemittel, das eine Fläche des zweiten Aktivmaterials bedeckt, enthält, durch ein Trockenverfahren.
Die zweite Elektrodenschicht enthält ein zweites Aktivmaterial und ein zweites Bindemittel, das eine Fläche des zweiten Aktivmaterials bedeckt. Vorzugsweise enthält die zweite Elektrodenmischung ferner ein zweites leitfähiges Material. Insbesondere enthält die zweite Elektrodenmischung vorzugsweise einen zweiten Verbundkörper, in dem das zweite Bindemittel und das zweite leitfähige Material auf einer Fläche des zweiten Aktivmaterials dispergiert sind. Das Verfahren zum Herstellen des zweiten Verbundkörpers ist das gleiche wie das Verfahren zum Herstellen des oben beschriebenen ersten Verbundkörpers.
Die zweite Elektrodenmischung weist vorzugsweise kein anderes Material als den zweiten Verbundkörper auf. Wenn die zweite Elektrodenmischung indes ein anderes Material als den zweiten Verbundkörper aufweist, beträgt der Anteil des Materials vorzugsweise 5 Gew.-% oder weniger und bevorzugter 1 Gew.-% oder weniger. Beispiele für das andere Material als den zweiten Verbundkörper können ein zusätzliches leitfähiges Material und ein zusätzliches Bindemittel beinhalten. Das zusätzliche leitfähige Material und das zusätzliche Bindemittel weisen die gleichen Gehalte auf wie die vorstehend in „A. Elektrode“ beschriebenen.
In der vorliegenden Offenbarung wird die zweite Elektrodenschicht auf der ersten Elektrodenschicht unter Verwendung der zweiten Elektrodenmischung durch ein Trockenverfahren gebildet. Das Bilden der zweiten Elektrodenschicht durch ein Trockenverfahren ermöglicht eine Verringerung der Trocknungszeit und eine Verringerung der Verwendungsmenge eines organischen Lösungsmittels. Beispiele für das Trockenverfahren können ein elektrostatisches Schichtbildungsverfahren, wie etwa ein elektrostatisches Siebschichtbilden, beinhalten. Nach dem Bilden der zweiten Elektrodenschicht auf der ersten Elektrodenschicht kann nach Bedarf ein Erwärmen durchgeführt werden, um die Haftfestigkeit zu verbessern, und ein Druckbeaufschlagen kann durchgeführt werden, um die Mischungsdichte zu verbessern.
3. Elektrode
Die durch den vorstehend beschriebenen Schritt zum Bilden einer ersten Schicht und den Schritt zum Bilden einer zweiten Schicht erhaltene Elektrode weist die gleichen Gehalte auf wie die vorstehend in „A. Elektrode“ beschriebenen.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt. Die Ausführungsformen sind beispielhaft und alle anderen Variationen sollen in den technischen Umfang der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen sein, wenn sie im Wesentlichen die gleiche Konstitution wie die in den Ansprüchen der vorliegenden Offenbarung beschriebene technische Idee aufweisen und eine ähnliche Funktionsweise und Wirkung aufweisen.
Beispiele
[Vergleichsbeispiel 1]
Zunächst wurden ein kathodenaktives Material (NCM, Partikelgröße von 3 bis 10 pm von Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.), ein leitfähiges Material (Acetylenruß, Li400 von Denka Company Limited.) und ein Bindemittel (#7300, Polyvinylidenfluorid von KUREHA CORPORATION) gewogen, um in dem Verhältnis von kathodenaktivem Material : leitfähigem Material : Bindemittel = 97,5/1,5/1 (Gew.-%) zu sein, und gemischt. Ein Dispersionsmedium wurde zu der erhaltenen Mischung gegeben und gerührt, um eine Kathodenaufschlämmung zu erhalten. Die erhaltene Kathodenaufschlämmung wurde auf einen Kathodenstromkollektor (Aluminiumfolie mit einer Dicke von 12 µm) durch einen Filmapplikator geklebt und dann bei 80 °C für 5 Minuten getrocknet. Dadurch wurde ein Kathodenstrukturkörper, der einen Kathodenstromkollektor und eine Kathodenschicht aufweist, erhalten.
Als Nächstes wurden ein anodenaktives Material (Naturgraphit) und ein Bindemittel (SBR und CMC) gemischt und dann wurde ein Dispersionsmedium zu der erhaltenen Mischung gegeben und gerührt, um eine Anodenaufschlämmung zu erhalten. Die erhaltene Anodenaufschlämmung wurde auf einen Anodenstromkollektor durch einen Filmapplikator geklebt und dann bei 80 °C für 5 Minuten getrocknet. Dadurch wurde ein Anodenstrukturkörper, der einen Anodenstromkollektor und eine Anodenschicht aufweist, erhalten.
Die Kathodenschicht in dem Kathodenstrukturkörper und die Anodenschicht in dem Anodenstrukturkörper waren einander zugewandt, wobei ein Separator dazwischen angeordnet, gewickelt und ein flüssiger Elektrolyt wurde eingespritzt, um eine Auswertungszelle zu erhalten. Der verwendete flüssige Elektrolyt wurde auf solche Weise hergestellt, dass EC, DMC und EMC in einem Volumenverhältnis von EC : DMC : EMC = 3 : 4 : 3 gemischt wurden, um das Mischungslösungsmittel herzustellen, und LiPF₆ darin gelöst wurde, um 1 M zu sein.
[Vergleichsbeispiel 2]
(1) Compoundierung von Kathodenmaterialien
Zunächst wurden ein kathodenaktives Material (NCM, Partikelgröße von 3 bis 10 pm von Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.), ein leitfähiges Material (Acetylenruß, Li400 von Denka Company Limited.) und ein Bindemittel (HSV1810, Polyvinylidenfluorid, Partikelgröße von 150 nm von ARKEMA) gewogen, um das kathodenaktive Material : leitfähiges Material : Bindemittel = 97,5 : 1,5 : 1 (Gew.-%) zu sein, projiziert in einen MP-Mischer von NIPPON COKE & ENGINEERING. CO., LTD., gerührt unter den Bedingungen von 10.000 U/min und 10 Minuten, um eine Compoundierungsbehandlung durchzuführen, und dadurch wurde ein Verbundkörper (Verbundkörper A) erhalten.
(2) Bildungsschicht
Der erhaltene Verbundkörper wurde auf einen Stromkollektor (Aluminiumfolie mit einer Dicke von 12 µm) unter Verwendung einer elektrostatischen Siebbildungsmaschine (von Berg Co., Ltd.) durch ein Trockenverfahren geklebt. Bei dieser Gelegenheit betrug die Spannung 1,5 kV und der Abstand von dem Stromkollektor zu dem Sieb betrug 1 cm.
(3) Fixierung
Das Bindemittel wurde durch Aufbringen der Last von 5 t für 1 Minute mit einer flachen Platte, deren Ober- und Unterseiten auf 180 °C erwärmt wurden, erweicht (geschmolzen) und der Verbundkörper wurde auf dem Stromkollektor fixiert, um einen Kathodenstrukturkörper, der den Kathodenstromkollektor und die Kathodenschicht aufweist, herzustellen.
(4) Herstellung einer Auswertungszelle
Eine Auswertungszelle wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 erhalten, außer dass der erhaltene Kathodenstrukturkörper verwendet wurde.
[Vergleichsbeispiel 3]
Ein Verbundkörper (Verbundkörper B) wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 2 erhalten, außer dass die Rührzeit der Compoundierungsbehandlung auf 60 Minuten geändert wurde. Eine Auswertungszelle wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 2 erhalten, außer dass der erhaltene Verbundkörper verwendet wurde.
[Beispiel 1]
Ein Verbundkörper A wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 2 hergestellt, und ein Verbundkörper B wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 3 hergestellt. Der erhaltene Verbundkörper B wurde auf einen Stromkollektor (Aluminiumfolie mit einer Dicke von 12 µm) unter Verwendung einer elektrostatischen Siebbildungsmaschine (von Berg Co., Ltd.) durch ein Trockenverfahren geklebt, um eine erste Elektrodenschicht (untere Schicht) zu bilden. Bei dieser Gelegenheit betrug die Spannung 1,5 kV und der Abstand von dem Stromkollektor zu dem Sieb betrug 1 cm. Als Nächstes wurde der Verbundkörper A auf die erste Elektrodenschicht durch das Trockenverfahren unter den gleichen Bedingungen geklebt, und dadurch wurde eine zweite Elektrodenschicht (obere Schicht) gebildet.
Danach wurde das Bindemittel durch Aufbringen der Last von 5 t für 1 Minute mit einer flachen Platte, deren Ober- und Unterseiten auf 180 °C erwärmt wurden, erweicht (geschmolzen) und der Verbundkörper A wurde auf dem Stromkollektor fixiert, um einen Kathodenstrukturkörper, der den Kathodenstromkollektor, eine erste Kathodenschicht (erste Elektrodenschicht), die auf dem Kathodenstromkollektor gebildet ist, und eine zweite Kathodenschicht (zweite Elektrodenschicht), die auf der ersten Kathodenschicht gebildet ist, aufweist, herzustellen. Eine Auswertungszelle wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 erhalten, außer dass der erhaltene Kathodenstrukturkörper verwendet wurde.
[Auswertung]
(1) Quellungsgrad
Der Quellungsgrad der in Vergleichsbeispiel 1 (Nassverfahren) und Vergleichsbeispiel 2 (Trockenverfahren) verwendeten Bindemittel wurde gemessen. Insbesondere wurde das Gewicht des Bindemittels (Gewicht des Bindemittels vor dem Eintauchen), das zu einer Plattenform verarbeitet wurde, gemessen und dann 24 Stunden lang bei 60 °C in einen flüssigen Elektrolyten eingetaucht (der flüssige Elektrolyt, der auf solche Weise hergestellt wurde, dass EC, DMC und EMC in einem Volumenverhältnis von EC : DMC : EMC = 3 : 4 : 3 gemischt wurden, um das Mischungslösungsmittel herzustellen, und LiPF₆ darin gelöst wurde, um 1 M zu sein). Als nächstes wurde das Gewicht des Bindemittels (Gewicht des Bindemittels nach dem Eintauchen), das aus dem flüssigen Elektrolyten herausgenommen wurde, gemessen und der Quellungsgrad wurde aus der folgenden Formel erhalten: $\begin{array}{l} Quellungsgrad des Bindemittels (%) = ((Gewicht des \\ Bindemittels nach dem Eintauchen) - (Gewicht des Bindemit- \\ tels vor dem Eintauchen)) / (Gewicht des Bindemittels vor \\ dem Eintauchen) * 100. \end{array}$
Infolgedessen betrug der Quellungsgrad des in Vergleichsbeispiel 1 (Nassverfahren) verwendeten Bindemittels 15 % und der Quellungsgrad des in Beispiel 1 (Trockenverfahren) verwendeten Bindemittels 21 %.
(2) Schmelzpunkt
Der Schmelzpunkt der in Vergleichsbeispiel 1 (Nassverfahren) und Vergleichsbeispiel 2 (Trockenverfahren) verwendeten Bindemittel wurde gemessen. Insbesondere wurde er durch dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) gemäß JIS K 7121 erhalten. Infolgedessen betrug der Schmelzpunkt des in Vergleichsbeispiel 1 (Nassverfahren) verwendeten Bindemittels 173 °C und der Schmelzpunkt des in Vergleichsbeispiel 2 (Trockenverfahren) verwendeten Bindemittels 167 °C.
(3) Bedeckung
Die Verbundkörper, die in den Vergleichsbeispielen 2 und 3 erhalten wurden, wurden durch SEM (Scanning Electron Microscope) beobachtet, es wurde eine binäre Codeverarbeitung durchgeführt, und dadurch wurden die Bedeckungen der Bindemittel berechnet. Insbesondere wurden, wie in 5 gezeigt, die Verbundkörper durch SEM beobachtet, und dann wurde eine binäre Codeverarbeitung durchgeführt. Bei der binären Codeverarbeitung wurde ein binäres Verarbeitungsverfahren von Otsu verwendet, um einen Schwellenwert einzustellen. Da das leitfähige Material (Acetylenruß) an einem Teil haftet, der durch das Bindemittel in der Fläche des Aktivmaterials bedeckt ist, wurde in dem Bild nach der binären Codeverarbeitung der Anteil der schwarzen Farbe in Bezug auf das Ganze als die Bedeckung des Bindemittels definiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
(4) Kapazitätsbeständigkeit
Hinsichtlich der Auswertungszellen, die in den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 und Beispiel 1 erhalten wurden, wurde die Kapazitätsbeständigkeit vor bzw. nach dem Hochtemperaturtest erhalten. Insbesondere wurden die Auswertungszellen geladen und entladen, und die Kapazitäten (Anfangskapazitäten) wurden erhalten. Als Nächstes wurden die Auswertungszellen in einem Thermostattank bei 60 °C für 10 Tage gespeichert, und die Kapazitäten der Auswertungszellen (Kapazitäten nach der Speicherung) wurden auf die gleiche Weise gemessen. Die Kapazitätsbeständigkeit wurde aus der nachstehenden Formel erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. $\begin{array}{l} Kapazit \ddot{a} tsbest \ddot{a} ndigkeit (%) = (Kapazit \ddot{a} t nach der \\ Speicherung / Anfangskapazit \ddot{a} t) * 100 \end{array}$
(5) Widerstandserhöhungsrate

Hinsichtlich der Auswertungszellen, die in den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 und Beispiel 1 erhalten wurden, wurden die Widerstandserhöhungsraten vor und nach dem Hochtemperaturtest erhalten. Insbesondere wurden die Auswertungszellen geladen und dann für 10 Sekunden bei dem Strom I von 0,3 C, 0,5 C bzw. 1 C entladen, und die Spannungsverringerungsbeträge ΔV in 10 Sekunden wurden gemessen. Die IV-Widerstände (Anfangswiderstand) der Auswertungszellen wurden aus der Beziehung zwischen dem Strom I und ΔV erhalten. Als Nächstes wurden die Auswertungszellen in einem Thermostattank bei 60 °C für 10 Tage gespeichert, und der IV-Widerstand (Widerstand nach der Speicherung) wurde jeweils auf die gleiche Weise erhalten. Die Widerstandserhöhungsraten wurden aus der nachstehenden Formel erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

\begin{array}{l} Widerstandserh \ddot{o} hungsrate (%) = (Widerstand nach der \\ Spiecherung / Anfangsspeicherung) * 100 \end{array}

[Tabelle 1]

	Elektrodenschicht		Bedeckung des Bindemittels [%]	Kapazitätsbeständigkeit (%]	Widerstandserhöhungsrate [%]
	Struktur	Dicke [µm]	Bedeckung des Bindemittels [%]	Kapazitätsbeständigkeit (%]	Widerstandserhöhungsrate [%]
Vergleichsbsp. 1	Nass_Einzelschicht	100	-	96,8	1,3
Vergleichsbsp. 2	Trocken_Einzelschicht	100	29,8	95,8	1,01
Vergleichsbsp. 3	Trocken_Einzelschicht	100	76,6	97.8	1,5
Beispiel 1	Trocken_Zwei Schichten	50/50	obere Schicht 29,8 / untere Schicht: 16,6	97,0	1,1

Wie in Tabelle 1 gezeigt, hatte das Vergleichsbeispiel 2 eine geringere Kapazitätsbeständigkeit als das Vergleichsbeispiel 1, aber die Abnahme der Widerstandserhöhungsrate wurde bestätigt. Um die Bedeckung zu verbessern, hatte das in Vergleichsbeispiel 2 (Trockenverfahren) verwendete Bindemittel einen niedrigeren Schmelzpunkt (höheren Quellungsgrad) als der des in Vergleichsbeispiel 1 (Nassverfahren) verwendeten Bindemittels. Aus diesem Grund wurde das Vergleichsbeispiel 2 leichter durch die Bindemittelquellung aufgrund des flüssigen Elektrolyten als das Vergleichsbeispiel 1 beeinflusst, und dadurch wird angenommen, dass die Kapazitätsbeständigkeit geringer als die des Vergleichsbeispiels 1 wurde. Andererseits wurde die Compoundierungsbehandlung in Vergleichsbeispiel 2 durchgeführt, und somit war die Bedeckung des Bindemittels in Vergleichsbeispiel 2 höher als die Bedeckung des Bindemittels in Vergleichsbeispiel 1. Dadurch wird angenommen, dass die Widerstandserhöhung aufgrund der Bindemittelquellung unterdrückt wurde.
Wie in Tabelle 1 gezeigt, hatte das Vergleichsbeispiel 3 eine höhere Kapazitätsbeständigkeit als das Vergleichsbeispiel 2, aber die Erhöhung der Widerstandserhöhungsrate wurde bestätigt. Da die Bedeckung des Bindemittels in Vergleichsbeispiel 3 höher als die des Vergleichsbeispiels 2 war, war die Bindungskraft in der Elektrodenschicht hoch. Aus diesem Grund wurde auch nach der Bindemittelquellung aufgrund des flüssigen Elektrolyten die Bindungskraft beibehalten, und dadurch wird angenommen, dass die Kapazitätsbeständigkeit hoch wurde. Andererseits wird, da die Bedeckung des Bindemittels in Vergleichsbeispiel 3 höher als die des Vergleichsbeispiels 2 war, angenommen, dass die Widerstandserhöhungsrate während der Hochtemperaturspeicherung (während der Bindemittelquellung) zunahm.
Im Gegensatz dazu war, wie in Tabelle 1 gezeigt, die Kapazitätsbeständigkeit von Beispiel 1 höher als die des Vergleichsbeispiels 2, und die Widerstandserhöhungsrate von Beispiel 1 war niedriger als die des Vergleichsbeispiels 3. Mit anderen Worten wurde sowohl die Verbesserung der Kapazitätsbeständigkeit als auch die Unterdrückung der Widerstandserhöhungsrate erreicht. Es wird angenommen, dass die Bedeckung des Bindemittels in der ersten Elektrodenschicht (untere Schicht) relativ hoch war, und somit trat das Abziehen der ersten Elektrodenschicht und des Stromkollektors nicht leicht auf; infolgedessen wurde die Verbesserung der Kapazitätsbeständigkeit erreicht. Gleichzeitig wird angenommen, dass die Bedeckung des Bindemittels in der zweiten Elektrodenschicht (obere Schicht) relativ niedrig war, und somit wurde die Widerstandserhöhungsrate während der Hochtemperaturspeicherung (während der Bindemittelquellung) unterdrückt.
[Referenzbeispiel]
Vier Verbundkörper (Verbundkörper A bis D) mit unterschiedlichen Bedeckungen wurden durch Einstellen der Rührzeit in der Compoundierungsbehandlung hergestellt. Im Übrigen waren die Verbundkörper A und B jeweils die gleichen wie die Verbundkörper A und B, die in den oben beschriebenen Vergleichsbeispielen 2 und 3 hergestellt wurden. Die Pulverkörperwiderstände der erhaltenen Verbundkörper A bis D wurden durch ein automatisches Pulverkörperwiderstandsmesssystem, Niedrigwiderstandsversion MCP-PD600, gemessen. Die Ergebnisse sind in 6 gezeigt. Wie in 6 gezeigt, wurde bestätigt, dass der Pulverkörperwiderstand drastisch abnahm, wenn die Bedeckung des Bindemittels 50 % oder weniger wurde. Aus diesem Grund wurde bestätigt, dass die Bedeckung C₂ des zweiten Bindemittels in Bezug auf das zweite Aktivmaterial vorzugsweise 50 % oder weniger beträgt.
Referenzliste

1: Stromkollektor
2a: erste Elektrodenschicht
2b: zweite Elektrodenschicht
10: Elektrode
11: Kathodenstromkollektor
12: Kathodenschicht
13: Kathodenschicht
14: Anodenstromkollektor
15: Anodenschicht
16: Anode
17: Elektrolytschicht
20: Batterie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2001307716 A [0007]
JP 2020136276 A [0007]
JP 2019096501 A [0007]
WO 2011142083 [0007]

Claims

Elektrode, die für eine Batterie zu verwenden ist, wobei die Elektrode dadurch gekennzeichnet ist, dass sie aufweist: einen Stromkollektor, eine erste Elektrodenschicht, die auf dem Stromkollektor angeordnet ist, und eine zweite Elektrodenschicht, die auf der ersten Elektrodenschicht angeordnet ist, wobei die erste Elektrodenschicht ein erstes Aktivmaterial und ein erstes Bindemittel, das eine Fläche des ersten Aktivmaterials bedeckt, aufweist; die zweite Elektrodenschicht ein zweites Aktivmaterial und ein zweites Bindemittel, das eine Fläche des zweiten Aktivmaterials bedeckt, aufweist; und wenn C₁ (%) eine Bedeckung des ersten Bindemittels in Bezug auf das erste Aktivmaterial bezeichnet und C₂ (%) eine Bedeckung des zweiten Bindemittels in Bezug auf das zweite Aktivmaterial bezeichnet, C₁ größer als C₂ ist.
Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass C1 größer als 50 % ist und C2 50 % oder weniger ist.
Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Differenz zwischen C₁ und C₂ 30 % oder mehr ist.
Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bindemittel und das zweite Bindemittel ein fluorhaltiges Bindemittel sind.
Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bindemittel und das zweite Bindemittel dieselbe Zusammensetzung aufweisen.
Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Aktivmaterial und das zweite Aktivmaterial ein Lithium-Übergangsmetall-Mischoxid sind.
Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Aktivmaterial und das zweite Aktivmaterial dieselbe Zusammensetzung aufweisen.
Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrodenschicht einen ersten Verbundkörper enthält, in dem das erste Bindemittel und ein erstes leitfähiges Material auf einer Fläche des ersten Aktivmaterials dispergiert sind; und die zweite Elektrodenschicht einen zweiten Verbundkörper enthält, in dem das zweite Bindemittel und ein zweites leitfähiges Material auf einer Fläche des zweiten Aktivmaterials dispergiert sind.
Batterie, die eine Kathode, eine Anode und eine Elektrolytschicht, die zwischen der Kathode und der Anode angeordnet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Elemente, Kathode und Anode, die Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ist.
Verfahren zum Herstellen einer Elektrode, die für eine Batterie zu verwenden ist, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es aufweist: einen Schritt zum Bilden einer ersten Schicht, um eine erste Elektrodenschicht auf einem Stromkollektor unter Verwendung einer ersten Elektrodenmischung, die ein erstes Aktivmaterial und ein erstes Bindemittel, das eine Fläche des ersten Aktivmaterials bedeckt, enthält, durch ein Trockenverfahren zu bilden; und einen Schritt zum Bilden einer zweiten Schicht, um eine zweite Elektrodenschicht auf der ersten Elektrodenschicht unter Verwendung einer zweiten Elektrodenmischung, die ein zweites Aktivmaterial und ein zweites Bindemittel, das eine Fläche des zweiten Aktivmaterials bedeckt, enthält, durch ein Trockenverfahren zu bilden; und wobei, wenn C₁ (%) eine Bedeckung des ersten Bindemittels in Bezug auf das erste Aktivmaterial bezeichnet und C₂ (%) eine Bedeckung des zweiten Bindemittels in Bezug auf das zweite Aktivmaterial bezeichnet, C₁ größer als C₂ ist.