[发明专利]用于制造含水电极糊的方法和双轴混捏机

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造含水电极糊的方法和一种双轴混捏机，所述用于制造含水电极糊的方法包括：使包括活性物质和增稠剂的粉末以及含水溶剂稠混捏以形成混合物；以及用含水溶剂稀释所述混合物以制造含水电极糊。

背景技术

使用电极体作为电池的发电元件，所述电极体是通过层压或卷绕正极、负极和隔板而获得的并被浸渍有电解液。正极和负极是通过以下步骤而形成的：通过在正极集电体和负极集电体上涂覆用于正极和负极的电极糊而形成涂膜，使涂膜干燥，并压紧涂膜。

电极糊是以如下方式制造的：使活性物质、增稠剂和溶剂稠混捏以形成混合物，用溶剂稀释该混合物，且此后向经稀释的混合物添加粘合剂。例如，使用诸如行星式搅拌机之类的混捏机来执行稠混捏、稀释和粘合剂的添加。混捏机通过搅拌叶片的旋转来使分别在稠混捏、稀释和粘合剂添加期间一并（一起，en bloc）注入的活性物质、增稠剂、溶剂和粘合剂混捏。这种情况下，在混捏期间必须使用桨叶刮除附着于搅拌叶片上的电极糊。因此，工时增加，从而增加了直接劳动力成本。

根据日本专利申请公报No.2005-222772（JP2005-222772A）中公开的技术，利用连续式双轴混捏机制造电极糊，在所述连续式双轴混捏机中设置有由中空筒体可旋转地支承的两个旋转轴、螺杆和桨叶等。根据日本专利申请公报No.2005-222772（JP2005-222772A）中公开的技术，使用螺杆传送注入筒体内部的粉末（活性物质和增稠剂）和溶剂，并通过桨叶的旋转进行稠混捏。此后，根据日本专利申请公报No.2005-222772（JP2005-222772A）中公开的技术，粉末和溶剂的混合物被进一步注入筒体内部的溶剂稀释以制造电极糊。

从材料成本和减少在制造期间产生的废弃物的观点来看，使用利用了诸如离子交换水之类的含水溶剂的含水电极糊作为电极糊。这种情况下，使用例如CMC（羧甲基纤维素）作为增稠剂。增稠剂除其一部分外在稠混捏期间吸收含水溶剂并膨润（溶胀）。亦即，增稠剂的一部分在稀释期间吸收含水溶剂而膨润。

在日本专利申请公报No.2005-222772（JP2005-222772A）中公开的技术中，并未具体地公开在什么状态下注入含水溶剂。一般而言，考虑经孔板注入棒状（亦即，未被微粒化的状态）含水溶剂。当这种棒状含水溶剂作为在稀释期间使用的溶剂注入时，增稠剂的一部分中包含的不可溶纤维素迅速膨润且可能产生具有大尺寸的微凝胶。作为其结果，微凝胶可能不会通过筒体的旋转而被充分地粉碎。

亦即，在以上示例中，当制造含水电极糊时，许多比涂膜的厚度大的微凝胶残留在含水电极糊中。因此，在涂膜中，出现许多涂覆缺陷，例如不存在涂膜的覆盖不足和针孔。在含水溶剂一并注入诸如行星式搅拌机之类的混捏机的情况下也是这样。因此，当根据该示例制造含水电极糊时，电池的合格率降低。

此外，当根据该示例制造含水电极糊时，涂覆缺陷的最大尺寸变得更大。因此，由于锂析出，可能发生电池电阻的上升。

发明内容

本发明提供了一种能够减小含水电极糊中的微凝胶的尺寸的用于制造含水电极糊的方法和一种双轴混捏机。

本发明的第一方面涉及一种用于制造含水电极糊的方法。所述用于制造含水电极糊的方法包括：将由活性物质和增稠剂制成的粉末以及含水溶剂注入双轴混捏机内，并利用所述双轴混捏机使所述粉末和所述含水溶剂稠混捏以生成混合物；以及将平均液滴直径在1μm以上且在所述增稠剂的平均粒径（D50）以下的雾状含水溶剂通过喷射而注入所述双轴混捏机内，并利用所述双轴混捏机用所注入的含水溶剂来稀释所述混合物。

在上述方面中，在生成所述混合物时，可将用于与所述粉末一起稠混捏的含水溶剂在平均液滴直径在1μm以上且在所述增稠剂的平均粒径（D50）以下的雾状状态下喷射到所述双轴混捏机内。

本发明的第二方面涉及一种双轴混捏机。所述双轴混捏机包括：稠混捏区，在所述稠混捏区中，由活性物质和增稠剂制成的粉末以及含水溶剂被注入中空外壳的内部，并且通过使两个在互相间隔预定距离的平行状态下由所述中空外壳支承的旋转轴旋转，所述粉末和所述含水溶剂被稠混捏以生成混合物；稀释区，在所述稀释区中，含水溶剂被注入所述外壳的内部，通过使相应的所述旋转轴旋转，所述混合物被所注入的含水溶剂稀释；和第一喷雾器，所述第一喷雾器设置于所述稀释区并将用于稀释所述混合物的含水溶剂在平均液滴直径在1μm以上且在所述增稠剂的平均粒径（D50）以下的雾状状态下喷射到所述外壳的内部。