[发明专利]挤压滑动搅拌装置、离子导电性聚合物粘附方法及粉状物质

说明书

技术领域

本发明涉及于用于粘附1次电池、2次电池、以及双层电容等电气部件电极元件的粉状物质的离子导电性聚合物。

背景技术

如图14所示，以前锂离子电池的正极h是把混合LiCoO₂的粉状电极活性物质a、粉状导电性碳b、粘合聚合物c和溶剂d的混合物e，进行浆液化后，涂覆在集电材料f上，形成合成膜g，制成正极。图14的合成膜g是在集电材料f上的混合物e的局部放大视图。

此外，如图15所示，负极i是把混合粉状石墨的粉状电极活性物质a、粘合聚合物c和溶剂d的混合物e，进行浆液化后，涂覆在集电材料f上，干燥后形成合成膜g，制成负极。

混合是在如图17所示的行星混合器m中进行。把混合物e放在容器m1中，旋转搅拌叶片m2，使混合物e变成浆液。

如图16所示，锂二次电池本身在正极h和负极i之间加入液态的电解液j，在电解液j中设置隔离片k。

可是在充放电时，由于含在上述合成膜g中的电极活性物质a，要通过浸透在合成膜g的空隙中的电解液j进行掺入或不掺入锂离子，所以如果电极活性物质a的粒子被粘合聚合物c覆盖，就会阻碍锂离子向电极活性物质a的浸透，使电池性能降低。这是由于一般所采用的粘合聚合物c不具有离子导电性的缘故。

即使在被粘合聚合物c覆盖的电极活性物质a粒子表面存在细微间隙，由于中间不能浸入足够的电解液j，所以会阻碍锂离子浸透，降低电池性能。

如减少添加粘合聚合物c的量，增加电极活性物质a的粒子表面间隙，则合成膜g的强度降低，电池在反复进行充放电时，电极活性物质a或电子导电辅助添加剂等与集电材料f之间的致密性依次降低，由于电子传导性的降低而使电池性能降低。

作为解决的方法，特开平10-106540号发表了将粘合聚合物c做成为网状的方法。即使用粘合聚合物c把电极活性物质a粘接成网状，由于使用的粘合聚合物c是没有离子导电性的聚合物，在粘合聚合物c中离子也不能浸透、移动。因此与以前的电极相同，会阻碍锂离子向电极活性物质a的渗透。其结果是降低了电池特性。

本发明者在USP5,641,590(特开平9-50824号公报)中发表了把离子导电性聚合物添加到电极中，代替以前的没有离子导电性的粘合聚合物c，用来制作电极的方法。可是，由于离子导电性聚合物本身的粘结力弱，制作合成膜g时，只是添加在电极活性物质a中，所以不能制作具有性能良好的电池。

另外，电池要用于各种电气制品，对火灾等的安全标准要求严格，在使用锂离子电池时，由于LiCoO₂加热到高温会产生氧，如在短路等情况下流过大电流，担心会爆炸和着火，要有足够的安全性。

技术方案

(a)本发明的目的是提供一种在粉状物质中有效粘附离子导电性聚合物的装置。

(b)本发明的另一目的是提供一种在粉状物质中有效粘附离子导电性聚合物的方法。

(c)本发明还有一个目的是提供粘附了离子导电性聚合物的粉状物质。

本发明内容如下。

本发明提供一种挤压滑动搅拌装置，其特征为：在此挤压滑动搅拌装置中，把离子导电性聚合物或离子导电性聚合物原料与粉状物质的混合物，用离子导电性聚合物粘附粉状物质，该装置具有带底的容器，容器中可放入混合物，设置有主叶片，主叶片可相对于底面移动，在底面和主叶片之间挤压滑动混合物。

本发明还提供把离子导电性聚合物粘附在粉状物质上的粘附方法，其特征是：挤压滑动离子导电性聚合物或离子导电性聚合物原料与粉状物质的混合物，将离子导电性聚合物或离子导电性聚合物原料粘附在粉状物质上。

本发明另提供粉状物质，是利用挤压滑动离子导电性聚合物或离子导电性聚合物原料与粉状物质的混合物得到的、粘附有离子导电性聚合物的粉状物质；或者是用离子导电性聚合物粘附2次电池的电极元件的粉状电极活性物质；以及用离子导电性聚合物粘附双层电容电极元件的粉状活性物质。

附图的简单说明

图1是表示把离子导电性聚合物粘附在粉状物质上的示意图。

图2为表示挤压滑动搅拌装置的示意图。

图3是平底容器的挤压滑动搅拌装置的结构图。

图4为另一种挤压滑动搅拌装置的结构图。

图5为制作具有提供离子的电极活性物质的电极元件图示。

图6为制作具有在离子间移动电荷的导电物质的电极元件的图示。

图7为2次电池的示意图。

图8为挤压滑动搅拌装置的侧视图。

图9是图8挤压滑动搅拌装置的侧视图。

图10为说明压实装置的图示。