[发明专利]电极制造方法

说明书

技术问题：要提供一种电极，即使在相对低温条件下压缩该形成于类似薄片的集电极上的电极，也确保具有良好的性能。技术方案：一种电极制造方法，包括步骤：在集电极的非涂覆区域之外的表面上涂覆活性材料层，以形成涂覆区域；干燥所涂覆的活性材料层；通过压缩来提高所干燥的活性材料层的密度，以形成高密度区域。在压缩步骤中，在与活性材料层的非涂覆区域相邻的条状涂覆区域中形成密度低于所述高密度区域的低密度区域。

技术领域

本发明涉及一种电极制造方法和电极，更具体地，涉及诸如锂离子二次电池的电极的电极以及电极制造方法。

背景技术

锂离子二次电池可具有减小的尺寸、重量和高能量密度，因而被用于便携式设备的电源、电动自行车或电动汽车的电源、或者备份商业电源的电源的应用中。近来，已经提出了各类提高锂离子二次电池的性能的方案。

在锂离子二次电池中，包括活性材料粒子的拉浆被连续地或者间歇地涂覆到条状集电极的表面上，然后通过干燥和挤压，降低活性材料粒子之间的接触电阻和活性材料粒子与集电极之间的接触电阻，以增加能量密度，从而提高电池性能。

例如，在锂二次电池中，当负电极活性材料层主要包括碳粒子(诸如石墨)时，正电极活性材料层使用含锂复合氧化物，诸如锂锰复合氧化物粒子。由于正电极活性材料层主要包括金属氧化物粒子，相比于负电极活性材料层，呈现出更高的接触电阻并更难压缩。因此，相比于主要包括碳粒子的电极，需要更高的压力来压缩主要包括金属氧化物粒子的电极。

电极包括涂覆有活性材料的层叠部和用作导电部的电极引出部(暴露部)。当通过高压来压缩涂覆有活性材料层的层叠部时，执行该压缩，从而不将压力直接施加到相邻的暴露部。在这种情况下，在层叠部和暴露部之间将施加有大的剪切应力(shearingstress)。

因此，如解释传统示例的图9所示，在集电极101的暴露部102出现了褶皱130或裂纹。当活性材料层连续地形成在条状集电极上时该趋势更为突出。为解决该问题，已提出一种方法，在压缩期间加热电极(如专利文献1)，以及另一种方法，通过退火使得暴露部更容易延展(如专利文献2)

引用列表

专利文献

专利文献1：JP 05-129020A

专利文献2：JP 2000-251942A

发明内容

本发明要解决的问题

在压缩活性材料层期间通过将电极本身加热至140℃至250℃，由于该方法防止在压缩期间有大的剪切应力施加在涂覆了活性材料层的涂覆部与集电极的暴露部之间的边界表面上，因此能够将活性材料层的空隙百分比降低至约17％，而不会在边界上施加大的剪切应力。然而这种情况下，由于在高温下压缩，电极本身的强度或电池性能会发生劣化。

另一方面，当压缩时的加热温度低于140℃时，会有相对大的剪切应力施加在边界表面，因此，必须限制压缩的压力来防止褶皱的出现或边界表面强度的降低，但这会导致不能获得想要的空隙百分比。进一步地，通过退火来使暴露部更容易延展的方法具有制造设备复杂以及成本提高的缺陷。

为计算每一区域的密度和空隙百分比，精确地切割出每一区域中的一部分电极(电极元件体，具有面积A(cm²))，通过电子天平、测微器等测量切割部的重量和平均厚度。基于获得的测量结果，根据以下公式计算密度和空隙百分比：

电极密度[g/cm³]＝(电极元件体的重量[g]-集电极的重量[g])/((电极元件体的平均厚度[cm]-集电极的厚度[cm])×A[cm²])

空隙百分比[％]＝(1-电极密度[g/cm³]/电极构成材料的平均真实密度[g/cm³])×100