[发明专利]电极和湿颗粒的制造方法

说明书

本发明电极的制造方法包括：通过搅拌电极活性材料、粘合材料和溶剂的混合物而形成湿颗粒的方法；和通过滚压湿颗粒而在集电器上形成电极材料层的方法。形成湿颗粒的方法包括：通过在第一搅拌速度下搅拌混合物而将电极活性材料造粒的方法；和将粒化电极活性材料在比第一搅拌速度更快的第二搅拌速度下搅拌以细化至400μm或更小的平均粒度的方法。在第二搅拌速度下的搅拌时间短于第一搅拌速度下的搅拌时间且为短于5秒。

发明背景

1.发明领域

本发明涉及电极和湿颗粒的制造方法。

2.相关技术描述

非水电解质二次电池如锂离子二次电池用于混合动力车辆(HV)、插电式混合动力车辆(PHV)、电车(EV)等中。非水电解质二次电池包含形成一对电极的正极和负极、将电极相互隔离的隔片和非水电解质。作为用于非水电解质二次电池的电极(正极或负极)的结构，已知包含由金属箔等形成的集电器和在其上形成且含有电极活性材料的电极层(电极活性材料层)的结构。

在日本专利申请公开No.2002-110145(JP 2002-110145 A)中，公开了具有正极板的非水电解质二次电池，其中将包含正极活性材料、导电材料和粘合材料的正极混合物施涂于集电器上并干燥。此处，在将正极活性材料和导电材料干混合以后，将有机溶剂加入其中以湿分散。此外，将分散的粘合材料溶液加入有机溶剂中并将所得物捏合，由此制造正极混合物。

然而，已知电极的制造方法，其中将湿颗粒(例如对应于JP 2002-110145 A的正极混合物)供入彼此以相反方向转动的第一辊与第二辊之间，并使湿颗粒粘附在第一辊上，同时滚压，由此形成电极材料层。通过将电极材料层干燥，形成电极层。输送集电器的方法不特别受限。例如，电极材料层也可在集电器上形成，同时使用第一辊或第二辊输送集电器。另外，通过使用与第一辊相反地转动的第三辊输送集电器，可将粘附在第一辊上的电极材料层输送至第三辊上的集电器上。

发明人发现关于电极的制造方法的以下可能性，其中电极材料层通过滚压上述湿颗粒而形成。在根据JP 2002-110145 A所公开的相关技术的方法制造湿颗粒的情况下，由于搅拌在捏合方法期间以高速度进行长时间，湿颗粒固结。因此，滚压期间湿颗粒的展性劣化，并可能在形成的电极材料层中产生针孔。

相反，当搅拌在捏合方法中以低速度进行时，湿颗粒的粒度变得粗化。因此，考虑粗颗粒在滚压期间被抓取在辊上，并且可能在电极材料层中产生条纹。即，存在根据相关技术的湿颗粒可导致通过滚压形成的电极材料层的成膜性能劣化的可能性。

发明概述

本发明提高通过滚压湿颗粒而形成的电极材料层的成膜性能。

根据本发明一方面的电极制造方法包括：通过将电极活性材料、粘合材料和溶剂的混合物搅拌而形成湿颗粒的方法；和通过滚压湿颗粒而在集电器上形成电极材料层的方法，其中形成湿颗粒的方法包括通过将混合物以第一搅拌速度搅拌而将电极活性材料造粒的方法，和将粒化电极活性材料以比第一搅拌速度更快的第二搅拌速度搅拌以细化至400μm或更小的平均粒度的方法，且第二搅拌速度下的搅拌时间短于第一搅拌速度下的搅拌时间，且短于5秒。

由于湿颗粒的粒度在细化方法中细化，可减少电极材料层中产生的条纹。另外，由于细化方法中的搅拌时间短，可防止湿颗粒的固结。因此，提高滚压期间湿颗粒的展性，因此可减少形成的电极材料层中的针孔。即，可进一步提高通过滚压的电极材料层的成膜性能。

为搅拌叶片的顶端速度的第一搅拌速度可以为10m/s或更低。抑制湿颗粒在搅拌容器上的粘附，因此提高收率。为搅拌叶片的顶端速度的第二搅拌速度可以为15m/s或更高。可进一步减少电极材料层中产生的条纹。另外，第二搅拌速度下的搅拌时间可以为3秒或更短。可进一步减少电极材料层中产生的针孔。湿颗粒的固体含量分数可以为70质量％或更高。粘合材料和分散剂之和相对于固体含量的比可以为3质量％或更低。