TW496006B - Electrode structure, and rolling machine - Google Patents

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TW496006B TW089119457A TW89119457A TW496006B TW 496006 B TW496006 B TW 496006B TW 089119457 A TW089119457 A TW 089119457A TW 89119457 A TW89119457 A TW 89119457A TW 496006 B TW496006 B TW 496006B
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rolling
electrode
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Takaya Sato
Tatsuo Shimizu
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Nisshin Spinning
Itochu Corp
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496006 A7 B7 五、發明說明（/ ) 枝術領域 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係有關爲滾壓一次電池、二次電池、電容器、 電偶層電容器等電氣元件之電極構造體的滾壓裝置，以及 電極構造體。 背景技術 過去，於鋰離子電池中，電極構造體0之正電極h如 圖12所不，係將LiCo〇2之粉狀電極活性物質a、粉狀導 電物質(粉狀導電性碳)b、結合劑聚合物c與溶劑d的混合 物e加以混合，經漿化後塗佈於集電材f，使其乾燥形成合 劑膜g來製造出。且，圖12之合劑膜g，係集電材f上的 混合物e之部份放大圖。 又，電極構造體之負電極i如圖13所示，係將粉狀石 墨之粉狀電極活性物質a、結合劑聚合物c與溶劑d之混 合物e加以混合，經漿化後塗佈於集電材，使其乾燥形成 合劑膜g來製造出.。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此種電極構造體，例如圖15所示，使用將電極構造體 〇夾在二支工作輥m、m間並施以滾壓之滾壓裝置，以提 高電極活性物質之充塡密度。但在滾壓電極構造體〇之際 ，插入於上下工作輥m、m間的電極構造體〇，係藉包含 上工作輥重量及下工作輥重量等之緊壓裝置η的緊壓力’ 來被上工作輥圓棒及下工作輥圓棒擠壓，當以輕輕的力量 擠壓時固然沒有問題，惟強力擠壓的話，上工作輥及下工 作輥均會彎曲。爲了耐此彎曲，雖可增大上工作輥m及下 工作輥m之粗度，惟此時輥子自截面方向看來擠壓電極構 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 496%- 年月 日二 A7 B7 ----- 五、發明說明（；） 造體0之圓弧長度則變長；即使變粗，相較於細小時，單 位面積之擠壓力不會有多大的變化。 儘管如此，習知鋰二次電池本身如圖14所示，由於將 液體電解液j置入正電極h與負電極1之間，故前提必須 於電極活性物質層(合劑膜）留有適當空孔1，藉此，使電解 液：ί進入電極活性物質周圍，發揮作爲電池的實用功能。 惟若將電解液改爲使用固體電解質，固體電解質即不 會如液體般進入電極活性物質周圍，因此，電流密度不足 ，無法發揮作爲電池之實用功能。 發明之摘沭 (a) 本發明課題在於提供適於滾壓電極構造體之滾壓裝 置。 (b) 本發明課題復在於提供效率佳之電極構造體。 本發明與以下有關。 本發明爲一種滾壓電極構造體之滾壓裝置，係對附著 粉狀電極活性物質於集電材而成之電極構造體施以滾壓者 ’特徵在於具備：用以夾持電極構造體並施以滾壓之一對 工作輥；用以施加壓力於各工作輥之一對背托輥；使至少 一背托輥向工作輥側施加壓力之緊壓裝置；以及用以旋轉 .驅動工作輥之驅動裝置； 或爲 一種滾壓裝置，係對附著粉狀電極活性物質於集電材 而成之電極構造體施以滾壓之滾壓裝置，其特徵在於具備 •用以夾持電極構造體並施以滾壓之一對工作輥；用以施 4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} --------訂·--------線· 本紙張尺度適用中國g家標準（CNS)A4規格（21Q χ 297公爱） 496006 A7 B7 五、發明說明（φ) 加壓力於一工作輥之背托輥；使背托輥向工作輥側施加壓 力之緊壓裝置；以及用以旋轉驅動工作輥之驅動裝置； 或爲 於前述滾壓裝置中，特徵在於，具備內部有工作輥軸 承之工作輥殼體、及內部有各輥軸承之殼體，於各殼體間 配置隔件； 或爲 ‘ 一種電極構造體，係離子移動於電極間之電氣元件用 之電極構造體，其特徵在於，使被著離子導電性聚合物之 粉狀電極活性物質附著於集電材，以滾壓裝置滾壓電極活 性物質於集電材來製得； 或爲 一種電極構造體，係離子移動於電極間之電氣元件用 之電極構造體，其特徵在於，使被著離子導電性聚合物之 粉狀商表面積材料附著於集電材，以滾壓裝置滾壓粉狀高 表面積材料於集電材來製得； 或爲. 於前述電極構造體中，特徵爲於粉狀電極活性物質中 混合粉狀導電物質。‘ 圖式之兌明 圖1係具有能供給離子之電極活性物質之電極構造體 的製作圖。 圖2係具有能在其與離子間移動電氣的電極活性物質 之電極構造體之製作圖。 5 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂—-------^^1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公璧） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 496006 A7 B7_ 五、發明說明（^ ) 圖3中（A)係滾壓裝置之槪略圖，（B)係被滾壓之電極 構造體例。 圖4係具備一對背托輥之滾壓機之立體圖。 圖5係具備一支背托輥之滾壓機之立體圖。 圖6係具備一對背托輥之滾壓機之說明圖。 圖7係具備一支背托輥之滾壓機之說明圖。 圖8係二次電極之示意圖。 圖9係擠壓滑動混練裝置之說明圖。 圖10係擠壓滑動混練裝置之圖式。 圖11係圖10之擠壓滑動混練裝置之側視圖。 圖12係習知具有能供給離子之電極活性物質之電極構 造體之製作圖。 圖13係習知具有能於其與離子間移動電氣的電極活性 物質之電極構造體之製作圖。 圖14係習知二次電池之示意圖。 圖15係習知滾壓機之說明圖。 以下使用圖式說明本發明之實施形態。 (a)電氣元件 離子移動於電極間之電氣元件，係在構成電極‘之電極 構造體之間配置離子導電性物質，離子移動於離子導電性 物質內以在電極間流動電氣者，例如有一次電池、二次電 池、電偶層電容器等。 電池，係於正電極構造體與負電極構造體二種電極構 造體之間配置離子導電性物質，離子(含質子（氫之陽離子)) 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂· — 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 496006 A7 B7 五、發明說明（《） 自一電極構造體移動至另一電極構造體並蓄積於該處。又 ，電偶層電容器，係配置離子導電性物質於一對電極構造 體之間，於電極構造體中之高表面積材料與離子導電性物 質之電解質之間形成電偶層。 (b)電極構造體 電極構造體，係使用於該電氣元件之電極，可與離子 間進行電氣的交接，或者可吸引離子。 電極構造體，有如圖12〜圖13所示，單將粉狀電極 活性物質用結合劑聚合物c結合後，附著於集電材之習知 構造；或如圖1〜圖2所示，將被著離子導電性聚合物12 之粉狀電極活性物質Π附著於集電材13之構造。 電極構造體，係例如將用於電池之粉狀電極活性物質 、或用於電偶層電容器之大表面積之粉狀高表面積材料， 附著於集電材上而成。 圖1所示電極構造體1之製程，其粉狀電極物質之粉 狀電極活性物質11具有如LiCo02結合粒構成之粒子形狀 ，用離子導電性聚合物12被著後，附著於集電材13上而 製得之；又，圖2所示之電極構造體1之製程，其粉狀電 極物質之粉狀電極活性物質11具有石墨、硬碳等之形狀， 用離子導電性聚合物12被著後，附著於集電材13上而製 得之。又以導電性聚合物被著本身爲粉狀電極物質之活性 碳等粉狀高表面積材料後，附著於集電材，即作成電偶層 電容器之電極構造體。 圖1顯示粉狀電極活性物質11之電導電性低之情形， 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · -ϋ ϋ n n n n ·ϋ 一 口 τ I I— n ϋ· flai 1 - 496006 A7 B7_ 五、發明說明（”） 其藉由混合粉狀導電物質14，以提高粉狀電極活性物質間 、以及粉狀電極活性物質11與集電材13間之導電性，增 進集電效率。且，粉狀導電物質14可被著離子導電性緊合 物，亦可不被著。 就被著而言，係在離子導電性聚合物12與粉狀電極物 質(亦即粉狀電極活性物質Π全表面、或粉狀高表面積材 料全表面)之間，以離子可充分移動的方式來互相接觸的狀 態。又，離子導電性聚合物12被著於粉狀電極活性物質 11或粉狀高表面積材料之表面，就是用離子導電性聚合物 12來被覆。粉狀電極活性物質11固然粒子越細小越具活 性，惟可藉由被著離子導電性聚合物12來抑制活性，使其 穩定化。 當離子導電性聚合物12被著層加厚，導電率將變小， 而使集電效率劣化，故形成薄層即可。 且，就粉狀電極活性物質11、粉狀導電物質14、粉 狀高表面積材料等之粉狀而言，係指表面積比體積大之物 質，且是粉狀、粒狀之物質。視情形，也指粉狀、粒狀物 質多數集合後之狀態。 將該等粉狀電極活性物質π塗佈於集電材13上而形 成塗佈層15後之電極構造體，若用滾壓裝置來滾壓，可提 高粉狀電極活性物質11與集電材13之密著性、粉狀電極 活性物質密度，而獲得良好電極構造體。且，被滾壓之電 極構造體，可使用習知構造，或被著離子導電性聚合物12 之構造。 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 496006 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（ί ) (C)滾壓裝置 滾壓裝置，只要能旋轉來賦予壓力者即可，其具有例 如圖3(A)之構成。此滾壓裝置根據控制裝置5之控制，自 退捲輥53拉出圖3(B)般之帶狀電極構造體丨(形成含粉狀 電極活性物質之塗佈層15於集電材13上而成），於前處理 部51作前處理，以滾壓機4滾壓，於後處理部52作後處 理，捲繞於捲繞輥54。在前處理，係測定例如帶狀電極構 造體.1之張力、厚度，進行修整、淸淨處理等。又，於後 處理，亦測定張力、厚度’進行淸淨處理等。 (d)滾壓機 圖4〜圖5顯示滾壓機4例。圖4之滾壓機，具備一 對工作輥43、43，並具備施加壓力於工作輥之一對背托輥 42、42。爲了進一步提局壓力，相對於小徑工作輥43、43 ，可採用直徑較大的大徑背托輥42、42。背托輥42，係在 硬度極高材料之表面附著超硬質彈性材而製作出，以防止 因與工作輥43接觸而破壞工作輥43之表面。此超硬質彈 性材可使用變性聚氨酯、聚醯亞胺等，可使用硬度例如在 JIS橡膠準則、蕭式硬度D之刻度80以上、較佳爲90〜98 之材料。又，超硬質彈性材料之厚度例如爲10mm〜30mm 。藉由表面配置彈性材，可省去對電極構造體1有不良影 響之油、油脂。工作輥43使用小徑鋼輥，藉由以二大徑輥 將其緊壓，可施加大的有效壓力於電極構造體1，而以滾 壓力大致塡埋電極構造體1之塗佈層15的空孔。 滾壓機底座41上配置有：用以驅動輥之馬達等的驅動 9 丨丨Ί丨7；-----··裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 496006 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（？） 裝置45，以及具有下背托輥42的軸承部47之背托輥殻體 442。下背托輥殼體4U上方配置有：一對工作輥43、43 之工作輥殼體443、443，以及上背托輥之背托輥殼體442 。輥軸471旋轉自如安裝於各軸承部47。 於各背托輥殼體442及各工作輥殼體443上，具備連 結桿441貫通孔，於滾壓機底座41與上部框板415間配置 各工作輥殼體443及各背托輥殼體442後，貫通連結桿 441，.以防止各輥42、43之位置偏移。亦可使用門型框來 代替連結桿441。各輥殼體442、443可設在輥42、43之 二端，於此情形下，連結桿441若使用四根，即可達成穩 定的固定。 且’依需要，亦可將退捲芯411及捲繞芯412安裝於 滾壓機4 ’自保持電極構造體1之退捲芯411拉出電極構 造體1後，經一對工作輥43、43滾壓，再用捲繞輥412捲 繞。於此情形下，亦可將退捲芯411及捲繞芯412安裝於 固定在殼體442等固定構件上之支架413，藉馬達414進 行驅動控制。 (e)緊壓裝置 緊壓裝置44固定於上部框板415，將上背托輥殼體 442向下壓。藉由其作用，上背托輥42向下緊壓上工作輥 43，於一對工作輥43、43之間產生緊壓力。緊壓裝置緊壓 上背托輥殼體442之二端，以使各輥均等地向下緊壓。 且，於圖4〜圖5中緊壓裝置44固然配置於上部，惟 亦可配置於下部，又’若將輥橫向並排，亦有配置於側部 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --·τ--1·-----装--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 496006 A7 B7 五、發明說明（β ) 的情形。 (f) 驅動裝置 驅動裝置45經由驅動皮帶451等將旋轉力傳達至工 作輥驅動齒輪453。依需要，安裝工作輥驅動齒輪、背 托輥驅動齒輪452於各輥之輥軸471，使各輥同步旋轉。 又，亦可直接驅動主輥，將其他輥用馬達作相關驅動，在 以齒輪驅動的情形或用馬達相關驅動的情形，都使其與主 輥同步旋轉。 (g) 調整板 藉由於各輥殼體間配置調整板46，防止因緊壓裝置 44之緊壓精度、動作精度等之偏差而發生異常壓力作用於 各輥間，以保證電極構造體之厚度精度。調整板46例如使 用彈簧及隔件。又調整板46，於油壓缸等之緊壓裝置44 前進時，可保持四支輥間之間隙。配置於工作輥43、43間 之調整板，係以工作輥間不接觸的方式設定適當的間隔。 彈簧，於壓缸等的緊壓裝置後退時，係以殼體442、443或 輥42、43間能均等的空出間隙的方式來彈壓。 (h) —支背托輥及一對工作輥之滾壓機 圖5之滾壓機具有一對工作輥43、43，以背托輥42 緊壓一側的工作輥，而省略一側的背托輥。藉此可配置三 支輥子，使滾壓機4小型化。爲了進一步提高緊壓力，可 將一對工作輥43、43作成小徑及大徑，以大徑背托輥42 緊壓小徑工作輥，而對大徑工作輥則省略背托輥。 ⑴滾壓機之動作 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 裝 ----訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 496006 A7 B7 五、發明說明（// ) 如圖6所示，以緊壓裝置44自上方緊壓背托輥42， 從而滾壓插入於上工作輥43與下工作輥43間之電極構造 體1。背托輥之直徑Φ約300mm、工作輥之直徑φ約150mm 時，滾壓電極構造體1之每單位面積的最大有效壓力變成 習知壓力之2倍〜2.5倍，而提高電池之性能。因此，使用 較習知者細小之工作輥43，且無輥子彎曲（工作輥43、43 之彎曲）所造成的差，以維持均一間隙甚爲重要。 ^ 因此，首先增減下工作輥43之調整板46，調整工作 輥43、43間之間隙，以遍及輥全寬而暫時成爲80//m。其 次，用工作輥43滾壓電極構造體1時，增減、插入上工作 輥之調整板46及下背托輥之調整板46，以推回工作輥彎 曲的份量而使電極構造體1遍及全寬形成均一厚度。於此 情形下，背托輥42亦可使用如圖6(B)所示之鼓筒狀者(經 過凸面加工後之輥子）。 圖7係使用三支輥者，下工作輥由於直徑大故不會彎 曲，上輥由於直徑小而能施加每單位面積較大的壓力於電 極構造體1，以背托輥推回其彎曲份量，而對電極構造體1 賦予均一的壓力。並且，易於進行電極構造構造體1之厚 度調整及隔#調整。 於此種條件下，若滾壓前電極構造體之厚度暫時爲 150//m，滾壓中工作輥間隙爲80//m，則確認出滾壓後電 極構造體之厚度會回復到期望的l〇〇/zm。 (j)粉狀電極活性物質 粉狀電極活性物質，可使用離子可插入脫離之材料或 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝---------訂--- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
496伸2|翁L I ;'簡 Κ:\: Α7 ] ^ gy 五、發明說明（丨ι) π共軛導電性高分子材料等。 例如，就作爲非水電解液電池之正電極來使用之電極 活性物質而言，固然未特別限定，惟在可充電之二次電池 情形下，宜使用鋰離子可插入脫離之硫屬化合物、或含鋰 之複合硫屬化合物。 上述硫屬化合物列舉之有FeS2、TiS2、M〇S2、V205、 V8〇13、Mh02等。上述含鋰複合硫屬化合物，列舉之有以 LiCo02、LixNiyMbyO](惟，Μ表示擇自過渡金屬或A1之至 少一種以上的金屬元素，較佳爲擇自Co、Μη、Ή、Cr、V 、A1之至少一種以上的金屬元素，0·05$χ$1·10，0.5$y S 1.0)表示之鋰複合氧化物，LiNi02、LiMn02、LiMn204 等。其等藉由以鋰、鈷、鎳、錳之氧化物、鹽類或氫氧化 物作爲起始原料，按組成混合此等起始原料，在氧環境氣 氛、60CTC〜l〇〇〇°C之溫度範圍下燒成製得。 又，作爲非水電解液電池之負電極使用之電極活性物 質固然未特別限定，惟可使用鋰離子能插入脫離之材料， 可使用鋰金屬、鋰合金（鋰與鋁、鉛、銦等之合金）、碳質 材料等。 又，π共軛導電性高分子材料列舉之有聚乙炔類、聚 .苯胺類、聚吡咯類、聚噻吩類、聚-Ρ(對)-苯撐類、聚咔唑 類、聚吖嗪類、硫聚合物等。 特別是，於非水電解液一次電池中，若使用鋰金屬於 負電極，即可獲得大的電池容量。 又，於非水電解液二次電池中，若使用鋰可插入脫離 13 -- - _ — (請先閉讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·-------訂---------綠 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 496006 A7 B7 五、發明說明（丨3 ) 之碳材料於負電極，即可獲優異的循環壽命。碳材料雖未 特別限疋，可列舉之有：熱分解碳類，焦炭類(瀝青焦炭、 針形焦炭、石油焦炭等），石墨類，玻璃狀碳類，有機高分 子化合物燒成體(將酚樹脂、呋喃樹脂等在適當溫度下燒成 碳化而成），碳纖維、活性碳等。 (k)表面積大的粉狀電極物質 表面積大的粉狀電極物質，係可將多數離子吸引至表 面之粉狀高表面積材料。作爲此種粉狀高表面積材料，特 別適合的是將碳材料藉水蒸汽賦活處理法、熔融KOH賦活 處理法等賦活化而得之活性碳。作爲活性碳，可列舉之有 :例如椰子殻系活性碳、酚系活性碳、石油焦炭系活性碳 、中間相瀝青系活性碳、聚吖嗪等，可單獨使用其中一種 ，或組合二種以上來使用。其中在實現大的靜電容量方面 ，以酚系活性碳、石油焦炭系活性碳、聚吖嗪較佳。 ⑴粉狀導電物質 粉狀導電物質係提高電極構造體之導電性者，雖未特 別限定，但可使用金屬粉末、碳粉末等。特別是，於碳粉 末中，以碳黑等熱分解碳及其石墨化品、人造及天然鱗片 狀石墨粉、碳纖維及其石墨化品等爲較佳。又，亦可使用 此等碳粉末之混合品。 (m)離子導電性聚合物 離子導電性聚合物，係將至少以下所舉鋰鹽以0·1Μ( 摩爾/升)以上濃度來溶解，且溶解有0.1Μ以上濃度之鋰鹽 的聚合物於室溫下顯示l(T8S(Siemens)/cm之導電性。且， 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝--------訂--------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 496006 A7 B7 五、發明說明（κ) 較佳之離子導電性聚合，係至少將鋰鹽以〇·8Μ〜um濃 度來溶解，以於室溫下顯示l〇_3S/cm〜10_3S/cm之導電性 〇 鋰鹽係使用以 CKV、CF3S03_、BF4_、PF6_、AsF6~ 、SbF6-、CF3CCV、（CF3S〇2)W等爲陰離子之鋰鹽中的至 少1種以上。 離子導電性聚合物的原料’係自外部賦與能量來進行 聚合，交聯等之離子導電性聚合物者。能量係熱、紫外線 、光、電子射線等。 (η)集電材 集電材爲易於電氣通過之物質即可，可按照電氣元件 來選擇形狀、材料，舉一例子來說，將鋁、銅等導電物質 作成板狀、箔狀或網狀。 於板狀、箔狀之集電材的情形，按照電氣元件之構造 可使用單面或兩面，而於單面或兩面上附著粉狀電極活性 物質。 (〇)二次電池 二次電池係於二種電極構造體1之間配置離子導電性 物質而成者。二次電池例如圖8(A)所示，係於正電極之電 極構造體101與負電極之電極構造體102之間置入電解液 14等液體，再於其間配置隔件15而成。又如圖8(B)所示 ，於正電極之電極構造體101與負電極之電極構造體102 之間，配置離子導電性聚合物16等固狀電解物質而形成。 (Ρ)電偶層電容器 15 尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210>< 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·!!111111 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 496006 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 A7 B7 五、發明說明（/5 ) 電偶層電容器的構七，係以粉狀闻表面積材料形成之 電極構造體1作爲1對電極，並在其間配置電解物質而成 〇 以下說明電極構造體之製造方法。 (a) 電極構造體之製造方法 電極構造體之製造方法，若舉以粉狀電極活性物質作 爲粉狀電極物質爲例，係在粉狀電極活性物質u之表面被， 著厚度極薄之離子導電性聚合物或離子導電性聚合物原料 。接著，添加溶劑而液化成糊狀，塗佈、乾燥於集電材i 後，蒸發溶劑。又，亦可一開始就添加溶劑，而著離 子導電性聚合物或離子導電性聚合物原料的同時作成糊狀 。於使用粉狀高表面積材料作爲粉狀電極活性物質的情形 下，亦如同粉狀電極活性物質般來製造電極 同/ 、,、此時^取微量離子導電性聚合物或離^導電性聚合物 ^料’以子導電性聚合物被著粉狀電極活性物質之粒子 衣面’、不能有空隙，以縮小粉狀物質相互間之間隙。 雜ίίΐΪ子導電性聚合物或離子導電性聚合物原料被 ^活性物質，係將離子導電性聚合物或離子導 电、水口原料與粉狀電極活性物質相互擠_滑動，以p 得擠壓滑動物。 诉^僧勁以& (b) 擠壓滑動 所3胃濟摩洛& 力’係邊使離子導電性聚合物12或離子導 電性聚合物12次险〇 电丨土水口切i欢離十― 、邊滑動_)=4娜狀補11之混合物1G相互擠壓 <動作。施加外力於混合物，使混合物相 16 本紙張尺度適用中國國家標 (210 x 297 公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
496006 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 A7 B7 五、發明說明（Μ) 互密著’並滾動粒子，藉由反覆進行該動作來獲得擠壓滑 動物。 (C)擠壓滑動混練裝置 擠壓滑動混練裝置例如圖9所示。將離子導電性聚合 物12或其原料與粉狀物質11之混合物10、或加入該混合 物與溶劑等而成之混合物10、置入容器21內，旋轉主葉 片22 °於容器21之底部211與主葉片之底面之間形成間 隙，藉由旋轉主葉片22，混合物10之一部份進入容器之 底部211與主葉片22之間，被施以擠壓滑動而進行混練。 反覆進行動作來將離子導電性聚合物12或其原料被著於粉 狀物質11。 擠壓滑動混練裝置2，依需要於容器21內具備分散葉 片23，高速旋轉分散葉片23，以將擠壓滑動後之混合物 10予以分散。 (d) 容器 容器21，係爲擠壓滑動並攪拌混合物10，而將混合 物10裝入其中者。容器21之底面，在局部具有較低之低 部2111，且具有自低部2111朝周邊部昇起之傾斜。例如 ，具有中央部低，朝周邊上昇之斜度。例如，形成硏缽狀 底部211 ’其低部2111之角度例如成120度。容器之底部 211具有耐摩耗性，例如使用SUS，可用鎢、碳化物實施 熱熔噴鍍來形成，藉由賦與耐磨耗性可減輕製品之污染。 且’亦可於底面形成複數個此種低部2111。 (e) 主葉片 17 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱) " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) « i n n n —ϋ —9 1 訂--------- φ. 496006 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（i?) 主葉片22，係配合容器21底面之協力作用，來擠壓 滑動、攪拌混合物者。主葉片22例如圖9(B)所示， 應於容器21低部2111之位置安裝軸，自低部2111沿容器 底部向上彎曲。主葉片22之刃數如圖9(B)所示，自中央 部安裝2片，亦可更多而爲10片以上，其依混合物之量、 種類而定。 驅動主葉片之主軸221之主馬達222轉數，於濟_滑 動時爲低速，例如在120RPM以下。 容器21底面與主葉片22底面間之間隙窄化成能進行 混合物擠壓滑動的程度，此間隙例如在15mm以下。此間 隙距離，依存於擠壓滑動混練裝置2之容量、主葉片之形 狀等。 主葉片22進行方向（擠壓滑動方向）之面，其相對於容 器21底面之擠壓角0呈銳角。例如依圖9(c)所示，主葉片 22之截面呈倒梯形的情形下，擠壓角成3度〜7〇度。又， 主葉片22之截面亦可如圖9(D)所示，爲圓形，圓角形狀 等。主葉片之材質具有耐磨耗性，例如，使用SUS，用鎢 、碳化物實施熱熔噴鍍來形成。 與主葉片22進行方向（擠壓滑動方法)相反方向之面， 相對於底面大致呈正交、或形成鈍角。藉此，若將主軸 221逆轉，即可使混合物10集中於主軸221周圍。 ⑴分散葉片 分散葉片23係對被主葉片22擠壓滑動後之混合物1〇 施以分散者。分散葉片23配置在可分散混合物之位置 18 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝
MI_1 n KmMmm 11 > n 1· I m n n an I %, 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 496006 A7 B7 五、發明說明（d) ’以1000〜4000次/分高速旋轉。藉由高速旋轉，將被著 在粉狀物質11粒子表面上之離子導電性聚合物12、或其 原料均一分散於粉狀物質全體。特別是固態混練時或低粘 度分散時，混合物易附著於主葉片軸221的周圍而造成不 均質混練。因此，將分散葉片23配置於主葉片之軸221， 藉由從乾燥狀態混合時起進行旋轉，以防止軸221周圍的 附著。 ’ (.g)擠壓滑動混練裝置之動作說明。 茲使用圖10及圖11之擠壓滑動混練裝置加以說明。 又，擠壓滑動混練裝置，被支持於支持台24，其可藉手柄 241來昇降容器21，並用控制盤25來控制。 首先，粉狀物質11(含添加劑)於計量後自粉狀物質投 入口 34投入。此時，於自動化系統中，在粉狀物質投入口 34上方設置計量用料斗，進行儲料及計量，根據投入指令 ’自動開啓粉狀物質投入口之閥3 41。同時，爲了、消除医j 粉末投入’容器內壓上昇所造成的計量誤差，僅開啓附有 呼吸用過濾器322之排氣口 32，只排出空氣。 其次，開啓離子導電性聚合物或其原料之投入口 33之 閥331，如同粉狀物質，進行手計量或自動計量來投入容 器21 ’在粉狀物質及離子導電性聚合物或其原料之投入結 束後，關閉投入閥331、341。此時，爲了促進粉狀物質及 離子導電性聚合物或其原料之濕潤，若循環3(rc^水於容 器之套筒213而自粉狀物質投入前就完成容器的昇溫，可 增進濕潤之效率。惟’使用滲透輔助溶劑時是進行常溫處 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) mMmt §mmmf i aiBi ammmt n n V ana n m n n in ti·· I - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 496006 A7 B7 五、發明說明（θ) 理。 其次，以H)RPM程度低速旋轉主馬達222，於容器 21之底面與主葉片22間對離子_性聚合物或其原料、 粉狀物質等之混合物丨〇施以_滑動’開始依序對粉狀物 質進行離子導·聚合物献__透。麟，經濟壓 滑動之混合物1〇沿主葉片22前端之容器上昇，再從容器 中央部之上方降下混合物10,以於整個容器內進行迴旋循 環運動。該循環運動會規則的進行，以使全濟作押一地评 壓滑動。接著反覆進Μ小時後，自動== 之旋轉速度上昇至60RPM，於混合物1〇之濕潤度大約達 到表面積的一半程度左右，估計歷經約1小時，運轉脫氣 口 35之真空泵353以開啓脫氣閥，經由過濾器μ2進 行脫氣。亦即，一面進行脫氣，〜面以主葉片22擠壓滑動 混合物，以促進離子導電性聚合物或其原料對粉狀物質之 濕潤及滲透分散。於離子導電性聚合物或其原料中添加對 粉狀物質分散促進用的低沸點溶劑情形下，須注意，若連 $買以局真空鼓風機吸引脫氣’離子導電性聚合物或其原料 之濃度·粘度即提高，將不易進行分散。 脫氣運轉約1小時後之滲透分散達到約70%左右，此 時即以2800RPM旋轉分散葉片以謀求分散促進。 (h)對集電材之塗佈 將擠壓滑動成糊狀之擠壓滑動物，薄薄地塗佈於集電 材表面。塗佈後，濺去溶劑，予以乾燥，獲得電極構造體 。塗佈擠壓滑動物於集電材之裝置係刮塗器等。塗佈後之 20 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝--------訂ί %, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 496006 A7 _____B7__ 五、發明說明（7。） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 電極構造體如圖3(B)所不，係在帶狀集電材上以每1個電 極之’塗佈層分離的方式來塗佈。滾壓後，於集電材無塗佈 層之部位連接引線。 ⑴滾壓裝置之滾壓 將電極構造體1定位於工作輥43、43間，使停轉張 力（待機時之張力，行進時2〇%〜30%程度之張力）作用於位 在退捲輥53與捲繞輥54間之電極構造體1。其次，若生 產線準入徐動運轉，生產線全體即進行極低速之運轉行進 。此後，依序藉由緊壓裝置的作動，開始下降上背托輥殼 體442及上背托輥U。上背托輥42及上工作輥43作線接 觸，以使上工作輥43邊與上背托輥42 —齊旋轉邊下降。 若上工作輥43接觸電極構造體1上面，三支輥子將一面接 觸一面旋轉，且更壓緊、降下彈簧，而使下工作輥43接觸 下背托輥42之面。如此，四支輥子將邊同步邊開始低速旋 轉。 油壓缸等的緊壓裝置44,若進一步以預先設定之壓力 壓緊上背托輥殼體442，四支輥子面即被均等的壓緊。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 工作輥43、43若強力滾壓電極構造體1，塗佈層15 及集電體13即一起壓縮而朝寬方向伸延、變形i另一方面 ，由於無塗佈層15之非塗佈部未壓縮，故不會變形。因此 ，塗佈層15與非塗佈層之交界部或是斷裂、或強度降低。 此拉伸強度之極限可考慮成捲繞輥54張力之2倍程度。 於滾壓帶狀電極構造體1之際，可提高工作輥43、43 之緊壓力，以獲得電極構造體1斷裂前的壓縮率變高之最 21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公" 496006 Α7 Β7 五、發明說明（w) 佳滾壓。 ’習知滾壓機，由於以無背托輥之二支工作輥來構成， 故即使想增高緊壓力，工作輥會彎曲而無法增高。相對於 此，本發明之滾壓機4可將電極構造體1滾壓到斷裂爲止 ，而獲得斷裂前的壓縮率高之電極構造體1，可獲得高電 極密度，低電極阻抗。 藉由使用本發明滾壓機4來滾壓電極構造體1，可增 大電極構造體之密度。電極密度增大意指電極構造體中之 粉狀電極活性物質彼此、以及粉狀電極活性物質與粉狀導 電物質的接觸面積之增大。結果，電極之阻抗降低。同時 ，可擴大粉狀電極活性物質以及粉狀導電物質與集電體接 觸之面積。因此，電極本身之阻抗減少，作爲電極具有更 佳的特性。當然，由於電極密度增大，故電極構造體每單 位面積所含粉狀電極活性物質及粉狀導電物質之量增大。 結果’若使用電極構造體1於電池，即可提高每單位面積 之能量密度。藉此，可製造更小型電池。 以下說明鋰二次電池之實施例。 (a)正電極構造體之製作例(實施例！） 將粉狀電極活性物質之平均粒徑5//m之LiCo02 9.1 重量份、粉狀導電物質之平均粒徑4/^m的石墨粉末0.6重 量份投入擠壓滑動混練裝置中。擠壓滑動20分鐘。其次， 添加離子導電性聚合物原料(Α1)0·5重量份及乙腈3.5重量 份。離子導電性聚合物原料(Α1)係混合物，其組成及混合 比顯示於表1。 22 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
In Ha n βϋ n n· I 一^^ a HI n I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 496006 A7 _ B7 五、發明說明（> z ) 表1 離子導電性聚合物原料(A1) 物質名稱 混合比（重量份） 三官能性（丙二醇·乙二醇）無規共聚物參尼斯？八-103(PO/EO=2/8，Mw=3,282,三洋化成工業（股）製 8.36 二官能性多元醇之丁二醇 0.34 乙撐氰醇 1.27 反應觸媒nc-im(三共空氣製品（股）製 0.03 合計 10 添加離子導電性聚合物原料(A1)後之擠壓滑動物，於 擠壓滑動混練裝置內擠壓滑動5小時，使擠壓滑動物呈糊 狀。在擠壓滑動物中添加0.25重量份之聚合型MDI、MR-2000(NPU公司製），於擠壓滑動混練裝置內攪拌5分鐘。 取出擠壓滑動物，移至厚度20//m之鋁箔上，以隔距100 //m之刮塗器流延塗佈。於室溫下放置15分鐘，接著於 8〇°C下加熱1小時。將所得單面塗佈之電極翻面後固定於 平面上，同樣以隔距100/zm之刮塗器流延塗佈混合物。 於室溫下放置15分鐘，接著於80°C下加熱1小時。所得 電極係於20//m厚之鋁集電片之兩面塗佈電極層著，其全 體厚度爲170/zm。於室溫下，以本發明之三輥滾壓機滾壓 此電極。滾壓後之電極厚度爲120/zm。 (b)正電極構造體之製作例(實施例2) 將粉狀電極活性物質之平均粒徑5/zm的LiC〇O29.0 重量份、粉狀導電物質之石墨化碳黑(ketjenblaCk)().6重量 23 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ------II 訂·------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 496006 Α7 Β7 五、發明說明（以） 份、平均粒徑4//m的石墨粉末〇·2重量份投入擠壓滑動混 裝置(容積300cc)內，擠壓滑動2〇分鐘。其次，添加1.172 重量份之離子導電性聚合物原料(al)及3.5重量份之乙腈。 此等混合物於濟壓滑動混練裝置內濟壓滑動5小時，使擠 壓滑動物呈糊狀。加入0.548重量份之聚合型MDI、MR-2〇0(MPU公司製)於擠壓滑動物中，擠壓滑動5分鐘。取出 擠壓滑動物，移至厚度20/zm之鋁箔上，以隔距之’ 刮塗器流延塗佈。放置於室溫下15分鐘，接著於80°C下 加熱1小時。將獲得之單面塗佈電極翻面後固定於平面， 同樣以1〇〇//m隔距之刮塗器流延塗佈混合物。放置於室 溫下15分鐘，接著於80°C下加熱1小時。所得電極係於 20/zm厚之鋁集電體之兩塗佈電極層者，全體厚度爲170 /zm。於室溫下，以本發明之三輥滾壓機滾壓此電極。滾 壓後之電極厚爲120//m。 (c)正電極構造體之製作例(實施例3) 將粉狀電極活性物質之平均粒徑的LiCo02 9.1 重量份、0.341重量份之離子導電中性聚合物原料（A!)、 3.0重量份之乙腈投入擠壓滑動混練裝置（容積300cc)內， 擠壓滑動1小時，使擠壓滑動物呈糊狀。其次，加入〇·159 重量份之聚合型MDI、MR-200(NPU公司製），擠壓滑動5 分鐘。取出擠壓滑動物，移至厚度20#m之鋁箔上，以 ΙΟΟμπι隔距之刮塗器流延塗佈。放置於室溫下I5分鐘， 接著在80。(：下加熱1小時。將獲得的單面塗佈電極翻面後 固定於平面，同樣以100/zm隔離之刮塗器流延塗佈混合 24 1本纸張尺T適用中國0¾準（CNS)A4規格（210 Γ297公$ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _裝--------訂---------. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 496006 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（外） 物。於空溫下放置15分鐘，接著於80°C下加熱1小時。 所得電極係於20/im厚之鋁集電體之兩面塗佈電極層者， 其全體厚度爲170//m。於室溫下，以本發明之三輥滾壓機 滾壓此電極。滾壓後之電極厚度爲° (d)正電極構造體之製作例(實施例4) 將粉狀電極活性物質之平均粒徑5/zm的LiC〇〇2 9.1 重量份、粉狀導電物質之平均粒徑的石墨粉末〇.6重’ 量份揆入擠壓滑動混練裝置(容積3〇〇cc)內，擠壓滑動2〇 分鐘。其次，添加2 · Q重量份之離子導電性聚合物原料 (A2)及3·0重量份之乙腈。離子導電性聚合物原料(A2)係 混合物，表2顯示其組成及混合比。 表2 離子導電性聚合物原料(A2) 物質名稱 (重量部） 氰乙基化·二羥丙基化聚乙烯醇 0.625 甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯（分子量468) 3.125 三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯 6.25 合 計 10 添加離子導電性聚合物原料(A2)之擠壓滑動物於擠壓 滑動混練裝置(容積30〇cc)內擠壓滑動5小時，使擠壓滑動 物呈糊狀。於擠壓滑動物中添加：將2，2，_偶氮（2，4_二 甲基戊腈)0_01重量份溶解於〇·5重量份之碳酸乙烯酯(EC)/ 碳酸二乙烯酯（DEC)=(l/l)v〇l之液體電解質而成的溶液。 取出擠壓滑動物，移至厚度20//m之鋁箔上，以i〇〇//m 25 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） ---t--------裝---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 496006 A7 __ B7 五、發明說明（>5) 隔距之刮塗器流延塗佈。放置於室溫下15分鐘，接著於 8〇°C下加熱3小時。將獲得之單面電極翻面後固定於平面 上，同樣以100//m隔距之刮塗器流延塗佈混合物。於室 溫下放置15分鐘，接著於80°C下加熱3小時。所得電極 係於20//m厚之鋁集電體之兩面塗佈電極層者，其全體之 厚度爲170//m。以本發明之三輥滾壓機於室溫下滾壓此電 極。滾壓後之電極厚度爲120//m。 (.e)負電極構造體之製作例(實施例5) 將粉狀電極活性物質之平均粒徑5//m的石墨粉末9.1 重量份、0.341重量份之離子導電性聚合物原料(A1)、3.〇 重重份之乙腈投入濟壓滑動混練裝置(容積300cc)內，擠壓 滑動7小時，使擠壓滑動物呈糊狀。其次添加〇.159重量 份之聚合型MDI、MR-200(NPU公司製）。取出擠壓滑動物 ’移至厚度20/zm之銅箔上，以ΙΟΟβ^隔距之刮塗器流 延塗佈。於室溫下放置15分鐘，接著於8〇°C下加熱1小 時。將所得單片塗佈之電極翻面後固定於平面上，同樣以 隔距之刮塗器流延塗佈混合物。於室溫下放置15分 鐘，接著於80°C下加熱1小時。所得電極係於20//m厚之 銅集電體之兩面塗佈電極層者，其全體厚度爲。以 本發明之二輥滾壓機於室溫下滾壓此電極。滾壓後之電極 厚度爲120/zm。 (f)負電極構造體之製作例(實施例 將粉狀電極活性物質之平均粒徑5 的石墨9.1重量 份、0.2重重份之離子導電性聚合物原料(a〗)及3.0重量份 26 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) n ·ϋ met n i emmmm HI 一 口 T > n ϋ n n n t§ n - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 496006 A7 ___ B7 五、發明說明（>〇 乙腈投入擠壓滑動混練裝置(容積300CC)內，擠壓滑動5小 時，使擠壓滑動物呈糊狀。於擠壓滑動物中添加：將0.01 重量份之2,2’-偶氮（2，‘二甲基乙腈)溶解於0.5重量份之碳 酸乙烯酯（EC)/碳酸二乙烯酯（DEC)之容量比1:1的液體電 解質而成之溶液，進一步擠壓滑動5分鐘。取出擠壓滑動 物，移至厚度20//m之銅箔上，以100/zm隔距之刮塗器 流延塗佈於室溫下放置15分鐘，接著於80°C下加熱3小 時。释所得單面塗佈之電極翻面後固定於平面上，同樣以 100//m隔距之刮塗器流延塗佈混合物。於室溫下放置15 分鐘，接著於80°C下加熱3小時。所得電極係於20//m厚 之銅集電體之兩面塗佈電極層者，其全體厚度爲170//m。 以本發明之三輥滾壓機於室溫下滾壓此電極。滾壓後之電 極厚度爲120//m。 (g)正電極構造體之製作例(實施例7) 在粉狀電極活性物質之平均粒徑5/zm的LiCo02 9.0 重量份、粉狀導電物質之石墨化碳黑〇·8重量份、0.2重量 份之平均粒徑石墨粉末中，將溶解有作爲高分子聚 合物、不具離子導電性的聚偏氟乙烯(PVDF)0.5重量份之 η-甲基吡咯酮II·5重量份以一般葉片式混料器加以混合。 混合8小時後取出混合物’移至厚度2 0 // m之銘箱上，以 100//m隔距之刮塗器流延塗佈。於室溫下放置15分鐘， 接著於80°C下加熱1小時。將所得單面塗佈之電極翻面後 固定於平面上’同樣以隔距之刮塗器流延塗佈混 合物。於室溫下置15分鐘，接著於80°C下加熱1小時。 2Ί ’ 本紙張尺度適用中國國家標¥ (CNS)A4規格（210 X 297公釐）"" (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
496006 A7 五、發明說明（>9 ) 所得電極係於20//m厚之鋁集電體之兩面塗佈電極層者， 其全體之厚度爲170//m。於室溫下，以本發明之三輥滾壓 機滾壓此電極。滾壓後之電極厚度爲120/zm。 (h)負電極構造體之製作例(實施例8) 在粉狀電極活性物質之平均粒徑4/zm的石墨粉末9.5 重量份中，將溶解有作爲高分子結合劑、不具有離子導電 性之聚偏氟乙烯(PVDF)0.5重量份之η-甲基吡咯酮25.5重 量份以一般葉片式混料器混合。混合8小時後，取出混合 物，移至厚度20//m之鋁箔上，以隔距100/im之刮塗器 流延塗佈。於室溫下放置15分鐘，接著於80°C下加熱1 小時。將所得單面塗佈之電極翻面後固定於平面上，同樣 以隔距1〇〇/zm隔距之刮塗器流延塗佈混合物。於室溫下 放置15分鐘，接著於80°C下加熱1小時。所得電極係於 20/zm厚之鋁集電體之兩面塗佈電極層者，其全體厚度爲 170//m。於室溫下，以本發明之三輥滾壓機滾壓此電極。 滾壓後之電極厚度爲12〇vm。 ⑴正電極構造體之比較例（比較例1) 在粉狀電極活性物質之平均粒徑5//m的LiCo02 9.0 重量份；粉狀導電物質之石墨化碳黑0 _ 8重量份、平均粒 徑4//m之石墨粉末0.2重量份中，將溶解有作爲高分子結 合劑、不具離子導電性之聚偏氟乙烯(PVDF)0.5重量份之 η-甲基吡咯酮11.5重量份以通常的葉片混料器加以混合。 混合8小時後，取出混合物，移至厚度20/zm之鋁箔上， 以隔距l〇〇//m之刮塗器流延塗佈。於室溫下放置15分鐘 28 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----I I I I 訂 *___I___ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 496006 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（j ) ，同樣以隔距100/zm之刮塗器流延塗佈混合物。放置於 室溫下15分鐘，接著於80°C下加熱1小時。將所得單面 塗佈之電極翻面後固定於平面上，同樣以隔距10〇Vm隔 距之刮塗器流延塗佈混合物。於室溫下放置15分鐘，接著 於80°C下加熱1小時。所得電極係於20#m厚之鋁集電體 之兩面塗佈電極層者，其全體之厚度爲170//m。於室溫下 以習知二輥滾壓機滾壓此電極。滾壓後之電極厚度爲140 //m。· G)負電極構造體之比較例（比較例2) 在電極活性物質之平均粒徑4//m之石墨粉末9.5重量 份中’將溶解有作爲高分子結合劑、不具離子導電性之聚 偏氟乙烯(PVDF)0.5重量份之η-甲基吡咯酮25.5重量份以 一般葉片式輥料器加以混合。混合8小時後，取出混合物 ’移至厚度20//m之鋁箔上，以隔距1〇〇//m之刮塗器流 延塗佈。於室溫下放置15分鐘，接著於80°C下加熱1小 時。將所得單面塗佈之電極翻面後固定於平面上，同樣以 隔距100/zm刮塗器流延塗佈混合物。於室溫下放置15分 鐘’接著於80°C下加熱1小時。所得電極係於20/zm厚之 銘集電體之兩面塗佈電極層者。其全體厚度爲17〇 。以 習知二輕滾壓機滾壓此電極。滾壓後之電極厚度爲140/im 〇 (k)充放電試驗 使用實施例與比較例所製作之正電極構造體，製作鋰 二次電池之試驗電池。正電極、負電極均切取4cm2電極面 公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·1 ϋ I m n n an 一口、I n ϋ n ί ϋ In 29 496006 A7 B7 五、發明說明（2?) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 積。於正電極與負電極之間夾入全固體高分子電解質(全聚 合物）、高分子凝膠電解質（聚合物凝膠）、液體電解質(液體 )及隔板，以作成試驗電池。各個電解質所含鋰鹽（支持電 解鹽）之濃度爲1Μ。將此電池以每lcm2電極面積0.3mA 充電至4.1V，中止15分鐘後，以0.3mA/cm2放電成2.7V 。將可達成此充放電循環2次之組合視爲可充放電，顯示 於表3中。茲顯示表4、表3所載電解質之內容。 ’ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 m 3 充放電試驗結果 NO 正極 負極 電解質 充放電試驗 1 實施例1 實施例5 API 可能 2 實施例1 實施例5 AP2 可能 3 實施例1 實施例5 AP3 可能 4 實施例1 實施例5 AP4 可能 5 實施例1 實施例5 PG1 可能 6 實施例1 實施例5 PG2 可能 7 實施例1 實施例5 L1 可能 8 實施例2 實施例5 AP3 可能 9 實施例2 實施例6 PG2 可能 10 實施例4 實施例5 AP3 可能 11 實施例4 實施例6 PG2 可能 12 實施例7 實施例8 L1 可能 13 比較例1 比較例2 API 無法充放電 14 比較例1 比較例2 AP2 無法充放電 30 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 496006 Α7Β7 五、發明說明（）。） 15 比較例1 比較例2 AP3 無法充放電 16 比較例1 比較例2 AP4 無法充放電 17 比較例1 比較例2 L1 可能 表4 試驗所使用的電解質 記號 種別 組成物 厚度 API 全聚合物 氰乙基化二羥丙基纖維素 (例如特開平8-225626記載） 100 // m AP2 全聚合物 氰乙基化二羥丙基纖維素、與甲基丙烯 酸酯聚合物之三維交聯體 (例如特開平8-225626記載） 1 00 // m AP3 全聚合物 高粘著性聚氨酯 (例如特願平1 1-78085記載） 100 // m AP4 全聚合物 氰乙基化二羥丙基化聚乙烯醇 (例如特願平1 1-78086記載） 100 μ m PG1 聚合物凝膠 含有碳酸乙烯酯（EC)/碳酸二乙烯酯 (DCE)=(l/l)vol液體電解質50%之氰乙 基化二羥丙基化聚乙烯酸、與甲基丙烯 酸酯聚合物之三維交聯體 (例如特願平1 1-78086記載） 100 // m PG2 聚合物凝膠 含有碳酸乙烯酯（EC)/碳酸二乙烯酯 (DCE)=(l/l)vol液體電解質50%之高粘 著性聚氨酯系電解質 (例如特願平1 1-78085記載） 1 00 // m L1 液體 含浸碳酸乙烯酯（EC)/碳酸二乙烯酯 (DCE)=(l/l)vol溶液之聚乙烯製隔板 23 // m 於實施例與比較例之充放電試驗中，使用本發明之正 電極及負電極之試驗電池，不僅在液狀電解質下，即使爲 固體或凝膠狀電解質亦可作充放電試驗，惟使用比較例之 31 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ϋ n n ϋ n I «_1 一口▼ a n n n n ·ϋ 1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 496006 A7 B7 五、發明說明（》丨） 電極者只有在電解爲液狀時始可充放電，固體電解質無法 充放電。 產業上可利用件 本發明可獲得如次效果。 (a) 本發明之滾壓裝置，將電極構造體滾壓後可充份提 高塗佈層之密度。 (b) 本發明可獲得效率佳之電極構造體。 符號說明 I 電極構造體 4 滾壓機 5 控制裝置 10 混合物 II 粉狀電極活性物質 12 離子導電性聚合物 13 集電材 14 粉狀導電物質 15 塗佈層 16 離子導電性聚合物 21 容器 Ύ1 主葉片 23 分散葉片 24 支持台 25 控制盤 32 排氣口 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 «1111!1. 496006 A7 B7 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（口） 33 35 41 42 43 44 45 46 51 52 53 54 101 102 211 213 221 222 231 241 2111 322 331 、 341 351 投入口 脫氣口 滾壓機底座 背托輥 工作輥 緊壓裝置 驅動裝置 調整板 前處理部 後處理部 退捲輥 捲繞輥 正電極之電極構造體 負電極之電極構造體 底部 套筒 主軸 主馬達 虽丨J馬達 手柄 低部 呼吸用過濾器 投入閥 脫氣閥 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210、297公釐） 496006 A7 B7 五、發明說明（W) 352 353 411 412 413 414 415 441 442 443 451 452 453 471 過濾器 真空泵 退捲芯 捲繞芯 支架 馬達 上部框板 連結桿 上背托輥殼體 工作輥殼體 驅動皮帶 背托輥驅動齒輪 工作輥驅動齒輪 輥軸 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·_ --------訂---- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 34 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

  1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 496006 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1. 一種滾壓電極構造體之滾壓裝置，係對附著粉狀電 極活性物質於集電材而成之電極構造體施以滾壓者，其特 徵在於，具備： 一對工作輥，用以夾持電極構造體並施以滾壓； 至少一對背托輥，用以施加壓力於各工作輥； 緊壓裝置，使至少一側的背托輥向工作輥側施加壓力 ;以及 驅動裝置，用以旋轉驅動工作輥。 2. 如申請專利範圍第1項之滾壓電極構造體之滾壓裝 置，其中背托輥具有較工作輥大之直徑。 3. 如申請專利範圍第1項之滾壓電極構造體之滾壓裝 置，其中背托輥被著彈性材料於表面。 4. 如申請專利範圍第1項之滾壓電極構造體之滾壓裝 置，其具備： 工作輥殼體，於內部具有工作輥軸承；以及 殼體，於內部具有各輥軸承； 於各殼體間配置隔件。 5. —種滾壓電極構造體之滾壓裝置，係對附著粉狀電 極活性物質於集電材而成之電極構造體施以滾壓者，其特 徵在於，具備： 一對工作輥，用以夾持電極構造體並施以滾壓； 背托輥，用以施加壓力於一側的工作輥表面； 緊壓裝置，使背托輥向工作輥側施加壓力；以及 驅動裝置，用以旋轉驅動工作輥。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) r--------訂---------線 . 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 496006 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 6·如申請專利範圍第5項之滾壓電極構造體之滾壓裝 置，其中背托輥具有較工作輥大之直徑。 7·如申請專利範圍第5項之滾壓電極構造體之滾壓裝 置’其中背托輥被著彈性材料於表面。 8·如申請專利範圍第5項之滾壓電極構造體之滾壓裝 置，其具備： 工作輥殻體，於內部具有工作輥軸承；以及 · 殼體’於內部具有各輥軸承； 於各殼體間配置隔件。 9·一種電極構造體，其係離子移動於電極間之二次電 池的電極構造體，其特徵在於： 將被著離子導電性聚合物之粉狀電極活性物質附著於 集電材’藉滾壓裝置將粉狀電極活性物質滾壓於集電材而 製得。 1〇·如申請專利範圍第9項之滾壓電極構造體，係在粉 狀電極活性物質中混合粉狀導電物質。 11·一種電極構造體，其係離子移動於電極間之電偶層 電容器之電極構造體，其特徵在於： 將被著離子導電性聚合物之粉狀高表面積材料_著於 集電材’藉滾壓裝置將粉狀高表面積材料滾壓於集電材而 製得。 12·如申請專利範圍第11項之電極構造體，係在粉狀 高表面積材料中混合粉狀導電物質。 -----------------訂---------線 · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) k紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）
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