[发明专利]电极对干燥法、锂离子二次电池制造法、双电层电容器制造法、锂离子电容器制造法

说明书

技术领域

本发明涉及电极对的干燥方法、锂离子二次电池的制造方法、双电层电容器的制造方法、以及锂离子电容器的制造方法。

背景技术

近年，从高能量密度且可放充电的角度来看，广泛使用锂离子二次电池。锂离子二次电池由于记忆效应小，故使用于需频繁充电的便携设备。另外，记忆效应是指如果重复进行未充分放电而继续补充充电，则由于未充分放电而引起放电电压显著低下的现象，结果为可见容量减少的劣化现象。记忆效应的名称来自“记忆”开始充电的残量。

锂离子二次电池的制造步骤大致分为：1.将正极活性物质涂布于电极箔上来制造正极的步骤，以及将负极活性材料涂布于电极箔上来制造负极的步骤；2.干燥卷状态的正极和负极的步骤；3.夹着隔板（セパレーター）层叠正极和负极，来制造电极对的步骤；4.将电极对收容于容器并进行干燥的步骤；5.注入电解液于收容干燥电极对的容器来制造电池的步骤；以及，6.密封电池的步骤。

在上述2.步骤和4.步骤中，一般进行真空干燥。干燥分为两个步骤的理由是大量水分附着在正极和负极上，为了去除水分仅进行一个步骤的干燥是不充分的。如果正极和负极残留水分，则可能产生电解液中混入水分而产生电解液分解的缺陷，或正极活性物质变质等的缺陷。因此，水分的除去是非常重要的。

在此，在专利文献1公开有在短时间进行水分的除去的技术。专利文献1涉及以绝缘性物质粒子集合体层构成隔板的电池的制造方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开专利公报“特开平10－241742号公报（1998年9月11日公开）”

发明概述

发明所解决的课题

然而，上述现有的干燥方法需要长时间干燥，进而具有在隔板上产生褶皱的问题。

具体说明，上述2.步骤的干燥温度在正极和负极的结合剂的熔点温度以下，大概为130℃～200℃。另外，该干燥步骤是对卷状的正极和负极进行的，故卷芯部难于干燥，需要干燥5小时～20小时的干燥时间。由此，干燥以高温长时间进行，故存在运转成本高的问题。

另一方面，在上述4.步骤中也存在干燥经历长时间的问题。依据干燥的对象，上述4.步骤中也需要5小时～24小时的干燥时间。这些是非常长的时间，成为全部步骤的瓶颈。特别地，上述4.步骤由于通常在干燥室进行，因此，如干燥时间经过长时间则在制造成本方面成为较大负担。

进而，在上述4.步骤中的干燥温度在隔板的耐热温度以下，大概为70℃～80℃以下。该干燥步骤为向电极对注入电解液前的步骤，由于其为除去水分的最终阶段，故非常重要。虽然干燥温度在隔板的耐热温度以下，但通过长时间对隔板的温度施加，或在隔板上产生温度的部分偏差，存在产生褶皱的问题。由此，最终产品的成品率降低。以上问题虽然涉及锂离子二次电池的制造，但对于双电层电容器以及锂离子电容器的制造也同样重要。

另外，在专利文献1中隔板由绝缘性物质粒子集合体层构成，可以进行100℃以上的干燥。然而，干燥时间为12小时，不能说是短时间。

本发明是鉴于上述现有问题而实行的，目的是提供一种不会在隔板上产生褶皱等不良，且可缩短电极对的干燥时间的电极对的干燥方法、锂离子二次电池的制造方法、双电层电容器的制造方法、锂离子电容器的制造方法。

解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的电极对的干燥方法，其特征在于，包括：将正极材料涂布于集电体来制造正极的步骤；将负极材料涂布于集电体来制造负极的步骤；借助隔板来一组或多组地层叠上述正极和负极来制作电极对的步骤；将上述电极对收容于容器的步骤；并且还包含以下干燥步骤中的至少一个：使用冷冻干燥法干燥上述正极和负极中的至少任一方的步骤；以及使用冷冻干燥法干燥收容了上述电极对的容器的步骤。

根据上述发明，为了干燥电极对等而使用冷冻干燥法。该冷冻干燥法通过使电极对等冷冻后成为高真空，来进行由冰到水蒸气的升华，且此时应供应升华热并对电极对进行加热。该结果与现有的真空干燥相比，可以缩短干燥时间。因此，可以控制电极对的制造成本。进而，根据该干燥方法，干燥温度低，难以在电极对中的隔板上产生褶皱，因此，可以控制不良品的发生而提高成品率。并且通过提高其成品率和缩短上述干燥时间，可极大地抑制制造成本。