[发明专利]电池用电极的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造电池用电极的方法，特别是涉及具有包含电极活性物质的电极混合剂层保持在集电体上的结构的电池用电极的制造方法。

背景技术

近年来，锂离子电池、镍氢电池等的二次电池作为车辆搭载用电源、或个人计算机和便携终端的电源重要性不断提高。特别是重量轻且可得到高能量密度的锂二次电池，作为可很好地用作车辆搭载用高输出电源的电池受到期待。在这种二次电池的一个典型结构中，具备能够可逆地吸藏和释放锂离子的材料（电极活性物质）保持在导电性部件（电极集电体）的结构的电极。例如，作为被用于正极的电极活性物质（正极活性物质）的代表例，可例示含有锂和一种或两种以上的过渡金属元素作为构成金属元素的氧化物。另外，作为被用于正极的电极集电体（正极集电体）的代表例，可列举出以铝或铝合金为主体的片状或箔状的部件。

作为制造具有该结构的正极时使正极集电体保持正极活性物质的代表性方法之一，可举出下述方法，对正极集电体涂布使正极活性物质的粉末和粘合剂（粘结剂）分散于适当的介质中而成的糊状或浆液状活性物质层形成用材料（以下，称为活性物质层形成用糊），并使其通过热风干燥机等进行干燥，由此形成含有正极活性物质的层（正极活性物质层）。正极活性物质层中所包含的粘合剂由例如聚合物材料构成，发挥着粘结正极活性物质层中所包含的正极活性物质彼此、和正极活性物质层与正极集电体的作用。作为与这种电极制造相关的现有技术可举出专利文献1。

现有技术文献

专利文献1：日本国专利申请公开平11-176423号公报

发明内容

但是，如果在制造上述电极时将含有活性物质和粘合剂的混合剂层形成用糊涂布于集电体并吹热风使其干燥，则在干燥中发生对流，集电体附近的粘合剂在糊涂布物的表层部（集电体的相反侧）上浮，因此集电体附近的粘合剂量变少，结果存在集电体和混合剂层的密着性（粘结强度）降低的问题。

专利文献1记载了为提高集电体和混合剂层的密着性，在集电体和活性物质层之间设置含有粘合剂的粘结层的技术。在专利文献1中，在集电体的表面涂设粘结层，趁着该被涂设的粘结层处于湿润状态，在该粘结层上重层涂设活性物质层。采用该方法，粘结层和活性物质层之间的粘结变得牢固，可以防止它们的层间剥离。

但是，在如专利文献1那样在集电体和活性物质层之间设置含有粘合剂（聚合物材料）的粘结层时，该粘结层导电性低，因此有集电体和活性物质层之间的电阻增大的可能性。如果集电体和活性物质层之间的电阻增大，则电池的内阻变大，因此使用具有该粘结层的电极构建的电池的电池性能与没有形成该粘结层的电池相比显著地降低。

本发明是鉴于该点完成的，其主要目的是提供一种电池用电极的制造方法，上述电池用电极是在集电体上依次层叠有粘合剂层和活性物质层的结构，能够降低集电体和活性物质层的界面电阻。

根据本发明，提供一种制造电池用电极的方法，上述电池用电极是在集电体上依次层叠有含有粘合剂的粘合剂层和含有活性物质的活性物质层的结构。该方法包括：向含有粘合剂的粘合剂溶液中混入微气泡的工序；对集电体赋予上述混入气泡的粘合剂溶液形成粘合剂溶液层的工序；通过从上述粘合剂溶液层的上方赋予含有活性物质的活性物质层形成用糊，在集电体上堆积上述粘合剂溶液层和糊层的工序；和通过使上述堆积的粘合剂溶液层和糊层一同干燥，得到在上述集电体上形成有粘合剂层和活性物质层的电极的工序。

在此，所谓在本说明书中所说的微气泡，是直径为微米等级或其以下的尺寸（即直径为1μm以下的纳米等级）的微细的气泡，例如具有50μm以下（特别优选10μm以下）的气泡直径。微气泡是非常微细的气泡，一般具有带电作用（典型的是微气泡的表面带负电），因此气泡彼此结合生长被抑制，在液体中的浮游速度慢，因此在液体中长期滞留。

根据本发明的方法，在将上述微气泡混入到粘合剂溶液中后对集电体赋予，因此其后直到被干燥的期间，微气泡在粘合剂溶液层（即湿润状态的粘合剂层）内持续滞留。如果在该状态下干燥粘合剂溶液层，则微气泡在维持内部空间的状态下脱离到外部，因此在干燥后得到的粘合剂层中形成多数的微气泡的脱离痕迹（空孔）。通过该微气泡的脱离痕迹（空孔）（典型的是通过填充到空孔的活性物质和/或导电材料）确保集电体和活性物质层之间的导电通路，可以降低集电体和活性物质层的界面电阻。即，根据本发明的方法，可以通过微气泡的脱离痕迹（空孔）来抑制集电体和活性物质层的界面电阻的上升，并且通过粘合剂层来提高集电体和活性物质层的密着性（粘结强度），可以制造兼具集电性能和密着性的高性能的电池用电极。