[发明专利]制造锂二次电池的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造锂二次电池（典型地，锂离子电池）的方法。更详细地，本发明涉及制造电池正极的方法。

背景技术

与传统电池相比，包括锂离子电池的锂二次电池尺寸小、重量轻且能量密度高。由于这些特点，锂二次电池广泛用于商业领域（用于个人计算机和便携式终端的电源）。此外，从高输出密度的角度来说，锂二次电池也可被用作高输出电源以驱动诸如混合动力汽车（HV）的车辆。

这样的锂二次电池（典型地，锂离子电池）包括电池盒、容纳在电池盒内的正极和负极的电极体以及电解质（典型地，电解液（electrolyte solution）。在集电体上，正极和负极中的每一者包括电极混合物层（具体地，正极混合物层和负极混合物层），电极混合物层主要由能够可逆地存储和释放电荷载体（典型地，锂离子）的活性材料制成。例如，在锂二次电池的正极中，当通过将正极活性材料、高电导率材料（导电材料）和粘合剂混合在合适的溶剂中而制备的浆状（包括浆糊状和墨水状）组合物被涂敷在正极集电体上时，形成正极混合物层。

添加导电材料以改善正极混合物层中的导电性，并且，在通常的锂二次电池中，优选使用导电性碳细颗粒（典型地，炭黑）。然而，由于导电性碳细颗粒具有小的一次粒径（primary particle size），例如几十纳米，且具有强的内聚力，其很难在溶剂中均匀地分散。在用以形成正极混合物层的浆料的制备期间，例如通过增加所使用的溶剂的量，可以增强碳粉的分散性。然而，当溶剂的量这样增加时，用于对用以形成正极混合物层的浆料进行干燥的温度和/或时间变得不利地高和/或长。作为解决该问题的技术，日本专利申请公开10-144302（JP10-144302A）公开了当制备用以形成正极混合物层的浆料时，首先，利用介质分散器（例如球磨机）仅仅将难以分散的导电材料分散在溶剂中，随后与活性材料混合并拌合（knead）。根据该方法，可制备不会不规则分散且是均匀的用以形成正极混合物层的浆料。

然而，根据本发明人的学习，当使用诸如在JP10-144302A中描述的介质分散器时，由于导电材料、溶剂和粉碎介质（例如球磨机情况中的球）被放在一起，在分散后导电材料的粒径分布变得很尖锐，且当对这样的用以形成正极混合物层的浆料进行干燥时，导电材料的粒径分布倾向于偏心定位（eccentrically located）。此外，有这样的担心，即，由于介质之间的强剪切作用（shearing action），颗粒被碎解（disintegration）而增加分散系统的粘度或引起其过度分散（曾经分散的颗粒的过度聚集）。这样的粘度的增加和导电材料的粒径分布的局域化（localization）不仅降低工作效率，还会不利地导致电池性能的劣化（例如IV电阻增加）。此外，当使用介质分散器时，需注意粉碎介质的磨损或污染；因此，从制造技术的角度来说，也需要一种更优良的方法。

发明内容

本发明提供了一种制造锂二次电池的方法，其中当用以形成正极混合物层的浆料中的导电材料的分散性被改善时，电池性能得到改善（例如实现了低IV电阻）。

本发明涉及一种锂二次电池的制造方法。该制造方法包括：通过将包含导电性碳细颗粒的导电材料分散在溶剂中的分散处理而制备第一浆料；通过将所述第一浆料与正极活性材料和粘合剂混合而制备第二浆料；将所述第二浆料施加在正极集电体上以形成正极混合物层；以及形成具有所述集电体的锂二次电池，在所述集电体上形成有所述正极混合物层。这里，以如下方式进行所述分散处理：使得所述导电材料的累计90%的粒径（D₉₀）与所述导电材料的累计10%的粒径（D₁₀）的比率（D₉₀/D₁₀）可以为10以上且200以下。所述导电材料的所述累计90%的粒径（D₉₀）和所述导电材料的所述累计10%的粒径（D₁₀）是基于粒径分布测量的。这样，首先，仅导电材料被分散在溶剂中以粉碎聚集的导电材料。从而，导电材料可很好地分散在溶剂中。此外，满足粒径范围的导电材料具有相对宽的粒径分布；因此，导电材料可优选地填充正极活性材料的颗粒之间的空隙（例如，大的空隙被粗颗粒填充，而小的空隙被细颗粒填充）。因此，正极混合物层中的导电路径（即，正极活性材料与导电材料之间的接触面积）变得优良，且在具有这样的正极混合物层的锂二次电池中，可以改善电池性能（例如，实现低IV电阻）。