专利名称：电极的制造方法、电极的制造装置以及二次电池的制造方法
技术领域：
本发明涉及使用液滴喷出装置的电极的制造方法、电极的制造装置以及二次电池的制造方法。
背景技术：
近年来，随着电动汽车(EV)、混合动力汽车(HEV)、燃料电池汽车(FCV)的投入使用，作为这些汽车动力源的电池的开发也在高速进行。对这些电池有诸如能够反复充放电、以及能够实现高输出、高能量密度等非常严格的条件要求。
为了满足上述要求，在专利文献1中提议有使用下述薄型二次电池并将其串联并联而成的电池，在所述二次电池中，在外装容器中收纳有板状的正极和负极，并在正极和电极之间封入液状电解质。
作为这种薄型二次电池的正极和负极的制造方法，例如公知有下述方法使用被称作涂敷器的涂敷装置，在集电体上涂敷电极材料(正极材料或负极材料)而形成电极的方法。但是，在基于该方法的情况下，容易产生涂敷不均，从而难以制造对电极层的厚度管理严格、具备均匀的充放电特性的电池。
作为解决该问题的方案，在专利文献2、3中提议有下述方法使用喷墨式液体喷出装置向基材表面喷出含有活性物质和有机溶剂的溶液(电极层形成用组合物)，然后利用加热板对所得到的涂膜进行加热，从而形成膜厚薄的薄电极层。
但是，当使用喷墨式液滴喷出装置时，由于以液滴为单位涂敷电极层形成用组合物，因此，在用烤炉或加热板等进行的加热干燥工序中，在涂膜内产生对流而使溶质偏流，从而产生在所形成的电极层表面发生干燥不均、无法得到均匀的电极层的问题。
专利文献1特开2003-151526号公报；专利文献2特开2005-11656号公报；专利文献3特开2005-11657号公报。
发明内容
本发明是鉴于所述现有技术的实际情况而作出的，其目的在于提供一种电极的制造方法、电极的制造装置以及二次电池的制造方法，所述电池具有无干燥不均、均匀且膜厚薄的电极层。
本发明的发明者为解决上述课题进行了刻苦研讨。其结果是发现了下述技术可完成本发明如果通过液滴喷出装置将含有活性物质和有机溶剂的电极层形成用组合物喷出到集电体上并形成所述组合物的涂膜，在涂膜形成之后的规定时间内，将包含所述涂膜的气氛减压至规定的压力，维持该压力而干燥并去除所述溶剂，则会形成无干燥不均的均匀的电极层。
根据本发明的第一方案提供(1)～(5)的电极的制造方法。
(1)一种电极的制造方法，该电极具有集电体和包含形成在该集电体上的活性物质的电极层，所述电极的制造方法的特征在于，通过液滴喷出装置将含有活性物质和有机溶剂的电极层形成用组合物喷出到所述集电体上，形成所述组合物的涂膜，然后在规定时间内将包含所述涂膜的气氛减压至使所述有机溶剂的沸点成为10～30℃的压力，并维持该压力，由此干燥并去除所述溶剂，从而形成电极层。
(2)一种电极的制造方法，该电极具有集电体和包含形成在该集电体上的活性物质的电极层，所述电极的制造方法的特征在于，通过液滴喷出装置将含有活性物质和有机溶剂的电极层形成用组合物喷出到所述集电体上，形成所述组合物的涂膜，然后在规定时间内将包含所述涂膜的气氛减压至使所述有机溶剂的沸点成为10～30℃的压力，并维持该压力，然后进一步加热至50～150℃，由此干燥并去除所述溶剂，从而形成电极层。
(3)如(1)或(2)所述的电极的制造方法，其特征在于，所述电极是二次电池的正极电极。
(4)如(1)至(3)中任一项所述的电极的制造方法，其特征在于，形成平均膜厚为0.1～50μm的电极层。
(5)如(4)所述的电极的制造方法，其特征在于，所述活性物质是包含Li-Mn系复合氧化物及/或Li-Co系复合氧化物的正极活性物质。
根据本发明的电极的制造方法，可以形成无干燥不均的膜厚均匀的电极层。因此，根据本发明的制造方法所得到的电极可适用于具备均匀充放电特性的大容量的二次电池。
根据本发明的第二方案提供下述(6)～(8)的电极的制造装置。
(6)一种电极的制造装置，该电极具有集电体和包含形成在该集电体上的活性物质的电极层，所述电极的制造装置的特征在于，包括液滴喷出机构，其将含有活性物质和有机溶剂的电极层形成用组合物喷出到所述集电体上，形成所述组合物的涂膜；和减压干燥机构，其在规定时间内将包含所述涂膜的气氛减压至使所述有机溶剂的沸点成为10～30℃的压力，并维持该压力，由此干燥并去除所述溶剂，从而形成电极层。
(7)如(6)所述的电极的制造装置，其特征在于，所述减压干燥机构还具有将所述涂膜加热至50～150℃的功能。
(8)如(6)或(7)所述的电极的制造装置，其特征在于，是用于制造二次电池的正极电极的装置。
根据本发明的电极的制造装置，能够效率良好地形成无干燥不均的膜厚均匀的电极层。
本发明的电极的制造装置可以优选用于本发明的电极的制造方法。
根据本发明的第三方案提供下述(9)、(10)的二次电极的制造方法。
(9)一种二次电池的制造方法，该二次电池具有负极电极、电解质、以及正极电极，所述二次电池的制造方法的特征在于，包括下述工序通过液滴喷出装置将含有活性物质和有机溶剂的电极层形成用组合物喷出到集电体上，形成所述组合物的涂膜，然后在规定时间内将包含所述涂膜的气氛减压至使所述有机溶剂的沸点成为10～30℃的压力，并维持该压力，由此干燥并去除所述溶剂，从而形成电极层，形成正极电极或负极电极。
(10)一种二次电池的制造方法，该二次电池具有负极电极、电解质、以及正极电极，所述二次电池的制造方法的特征在于，包括下述工序通过液滴喷出装置将含有活性物质和有机溶剂的电极层形成用组合物喷出到集电体上，形成所述组合物的涂膜，然后在规定时间内将包含所述涂膜的气氛减压至使所述有机溶剂的沸点成为10～30℃的压力，并维持该压力，然后进一步加热至50～150℃，由此干燥并去除所述溶剂，从而形成电极层，形成正极电极或负极电极。
根据本发明的二次电池的制造方法，由于具有形成无干燥不均的膜厚均匀的电极层的电极的工序，因此能够得到放热性均匀、无局部劣化、难以发生龟裂和切口的二次电池。
图1是本发明实施方式的二次电池的制造流水线的一个示例的示意图；图2是在本发明中使用的液滴喷出装置的一个示例的简要示意图；图3是在本发明中使用的减压装置的一个示例的简要示意图；图4是本发明实施方式的锂电池的构造截面图。
图中，1a、1b喷出装置；2a、2b减压装置；3a、3b加热装置；4驱动装置；5控制装置；6电解质供给装置；7组装装置；BC1、BC1’、BC2、BC2’皮带传送机；11液滴喷头；13喷头本体；15喷嘴形成面；17工作台；19容器；21喷出物输送管；23a喷出物流路部接地接头；23b喷头部气泡排除阀；27喷出物；27a液面；29液面控制传感器；25吸引盖(cap)；31吸入阀；33吸入压检测传感器；35吸入泵；37废液容器；40腔室；42工作台；44空气孔；10锂电池；100正极；200负极；100a、200a集电体；100b正极电极层；200b负极电极层。
具体实施例方式
下面详细说明本发明。
1)电极的制造方法及制造装置本发明的电极的制造方法是具有集电体和包含形成在该集电体上的活性物质的电极层的电极的制造方法，其特征在于，通过液滴喷出装置将含有活性物质和有机溶剂的电极层形成用组合物(以下简称为“组合物”)喷出到所述集电体上并形成所述组合物的涂膜，然后在规定时间内将包含所述涂膜的气氛减压至使所述有机溶剂的沸点成为10～30℃的压力，维持该压力，由此干燥并去除所述溶剂，从而形成电极层。
作为本发明中使用的集电体，只要是由具有导电性的原材料形成的片状物即可，并无特别的限定。例如可以使用将铝、铜、镍、不锈钢材等加工成的金属箔、电解箔、压延箔、压纹加工品、泡沫板等。
对集电体的厚度没有特别限定，通常为5～30μm。
本发明中使用的组合物含有活性物质和有机溶剂。本发明中使用的组合物形成正极层时含有正极活性物质，形成负极层时含有负极活性物质。
作为正极活性物质可以使用公知的物质，对此并没有特别的限定。例如在形成锂电池用正极时，可以举出LiMn2O4等Li-Mn系复合氧化物、LiCoO2等Li-Co系复合氧化物、LiNiO2等Li-Ni系复合氧化物。这些正极活性物质可以单独使用一种，也可以组合两种以上进行使用。
作为负极活性物质可以使用公知的物质，对此并没有特别的限定。例如在形成锂电池用的负极时，可以举出锂、钛等金属及其合金；天然石墨、人造石墨、炭黑、活性炭、碳化纤维、焦炭、软质炭黑、硬质炭黑、石墨等碳材料等。这些负极活性物质可以单独使用一种，也可以组合两种以上进行使用。
作为所述组合物中使用的有机溶剂并没有特别限定，但从作业效率的观点出发，优选常压下的沸点为50～200℃的溶剂。作为相关的有机溶剂，可以举出N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺等胺系溶剂；乙腈、丙腈等腈系溶剂；四氢呋喃、1，2-二甲氧基乙烷、二异丙基醚等醚系溶剂；丙酮、丁酮、二乙基酮、甲基异丁基酮、环己醇等酮系溶剂；醋酸乙酯、醋酸丙酯、乳酸甲酯等酯系溶剂；苯、甲苯、二甲苯、氯苯等芳香族系溶剂；氯仿、1，2-二氯乙烷等卤素系溶剂；以及混合两种以上的上述溶剂所形成的混合溶剂。
另外，所述组合物根据要求，还可以含有其它成分。作为其它成分例如可举出聚偏氟乙烯等粘接剂；炭黑、乙炔黑、碳载体(ケツチエン)、各种石墨等导电材等。
所述组合物可以通过将所述活性物质以及其它根据需要的其它成分混合搅拌在有机溶剂中调制而成。对混合搅拌的方法没有特别限定，可以使用现有公知的混合搅拌装置来进行。
对所述组合物中的活性物质、其它成分、以及有机溶剂的混合比例没有特别限定。活性物质的混合量相对于组合物全体通常为10％重量～60％重量，其它成分的混合量相对于组合物全体通常为0％重量～20％重量，有机溶剂的混合量相对于组合物全体通常为20％重量～90％重量。
对于所述组合物的粘度没有特别限定，但优选低到可以喷出液滴的程度。所述组合物的粘度优选1～100cP左右。作为在该范围调整组合物的粘度的方法，可以举出改变有机溶剂的混合比例(增加等)的方法；使组合物的温度上升的方法；向组合物中添加使粘度降低的高分子电解质原料等其它化合物的方法等。
本发明的电极的制造方法例如可以使用图1所示的二次电池的制造流水线I中的虚线内的电极制造流水线II来进行实施。
图1的电极制造流水线II由液滴喷出装置1a(以下称为“喷出装置1a”)、减压装置2a、加热装置3a、连接各装置的皮带传送机BC1、以及皮带传送机BC1’构成。这些装置连接驱动皮带传送机BC1的驱动装置4以及对装置整体进行控制的控制装置5。
首先，准备所需大小的铝箔等金属箔来作为集电体，然后通过喷出装置1a来喷出如前所述调制而成的电极层形成用组合物，从而形成所述组合物的涂膜。
图2示出本发明中所使用的液滴喷出装置的示例。图2是喷墨式喷出装置1a的简要结构的示意图。
作为喷出装置1a，只要是所谓的喷墨式喷出装置即可，对此无特别限定。例如可以举出通过加热发泡产生气泡、从而喷出液滴的加热式喷出装置、以及通过利用压电元件的压缩来喷出液滴的压电式喷出装置等。
喷出装置1a具有向集电体上喷出喷出物(电极层形成用组合物)的喷墨头11。该喷墨头11具有喷头本体13和形成有多个喷出喷出物的喷嘴的喷嘴形成面15。从该喷嘴形成面15的喷嘴向集电体上喷出喷出物。
喷出装置1a具有放置集电体的工作台17。该工作台17被设置成可在例如X轴方向、Y轴方向、以及Z轴方向的规定方向上移动。工作台17如图中所示在沿X轴的方向上移动，由此将通过皮带传送机BC1运送的集电体放置到工作台17上，从而取入到喷出装置1a内。
另外，喷墨头11与容器19连接，该容器19收纳从形成在喷嘴形成面15上的喷嘴喷出的喷出物。即，容器19和喷墨头11通过输送喷出物的喷出物输送管21来连接。
该喷出物输送管21具有用于防止喷出物输送管21的流路内带电的喷出物流路部接地接头23a和喷头部气泡排除阀23b。该喷头部气泡排除阀23b被用于通过后述的吸引盖25来吸收喷墨头11内的喷出物的场合。即，当吸引盖25吸入喷墨头11内的喷出物时，将该喷头部气泡排除阀23b置于关闭状态，从而无法从容器19流入喷出物。于是，当用吸引盖25吸入时，所吸入的喷出物的流速加快，从而使喷墨头11内的气泡被迅速排出。
喷出装置1a具有液面控制传感器29，该液面控制传感器29用于控制收纳在容器19内的喷出物的收纳量，即收纳在容器19内的喷出物的液面27a的高度。该液面控制传感器29对喷墨头11所具有的喷嘴形成面15的前端部15a和容器19内的液面27a的高度差h(以下称为“水位差值”)进行控制，使之保持在规定范围内。通过控制液面27a的高度，可以以规定范围内的压力将容器19内的喷出物27输送到喷墨头11。通过以规定范围内的压力输送喷出物27，可以从喷墨头11稳定地喷出喷出物27。
另外，在该吸引盖25的下方设有流路，在该流路中设有吸入阀31、检测吸入异常的吸入压检测传感器33、以及由管泵等组成的吸入泵35。另外，由该吸入泵35等吸入、并通过流路输送来的喷出物被收纳在废液容器37内。
通过液滴喷出装置喷出的喷出物的液滴体积优选在1～100皮可升的范围内。如果所喷出的液滴体积过小，则担心出现振动降低不充分的问题。而液滴体积过大，也会有振动降低不充分的担心。由于用液滴喷出装置喷出的颗粒的体积基本相同，因此，所获得的电极层均匀性优良。
本发明中，在集电体上形成所述组合物的涂膜之后，在规定时间内将包含所述涂膜的气氛减压至使所述有机溶剂的沸点成为10～30℃的压力。即，在图1中，通过皮带传送机BC1’将形成了所述组合物的涂膜的集电体(以下有时称为“带涂膜集电体”)输送到减压装置2a内，在规定时间内进行将压力降至使包含在所述组合物中的有机溶剂的沸点变成10～30℃的压力的操作，并通过维持该状态来干燥去除有机溶剂。
对所述规定时间没有特别限定，但优选物理上尽可能短的时间，具体来说为30秒至几分钟。
减压度为在组合物中使用的有机溶剂的沸点变成10～30℃，优选变成15～25℃。例如，当使用N-甲基吡咯烷酮来作为有机溶剂时，由于N-甲基吡咯烷酮的沸点为10～25℃时的压力约为50Pa，因此，减压装置2a内的减压度可以为约50Pa。
在减压装置2a内成为规定的减压度之后，维持该减压度的时间没有特别限定，只要该时间可充分地干燥去除包含在所述组合物中的溶剂即可。通常为10秒至10分钟，优选为30秒至3分钟。
这样，通过采用干燥去除包含在所述组合物中的有机溶剂的方法，可以在通过喷墨方式涂敷的涂膜中液体不流动的情况下迅速干燥去除有机溶剂，其结果是，可以形成无干燥不均的电极层。
对于在本发明中使用的减压装置没有特别限制，只要能够将收纳带涂膜集电体的空间内降至使所述有机溶剂的沸点为10～30℃的减压度，并仅保持该减压度能够干燥去除包含在所述组合物中的有机溶剂的时间即可。
图3示出在本发明中使用的减压装置2a的一个示例的简图。图3所示的减压装置2a具有收纳带涂膜集电体的腔室40、载置带涂膜集电体41的工作台42、以及用于吸入存在于腔室40内的气体并将其排出到外部的换气口44。工作台42与输送带涂膜集电体41出入的皮带传送机BC1’(BC)连接。另外，换气口44与省略了图示的减压泵连接。
在通过皮带传送机BC1’将带涂膜集电体41输送到减压装置2a内之后，立即封闭腔室40内，使腔室40内急速减压至规定的减压度。如前所述，在形成涂膜之后，使腔室40内减压至规定减压度之前所需的时间为30秒至几分钟以内，优选在30秒至一分钟以内。
另外，虽然省略了图示，但也可以将液体喷出装置1a整体收纳到减压装置2a的腔室40内。由此，可以不用将带涂膜集电体从液滴喷出装置输送到减压装置，而是在将其载置到液体喷出装置的工作台上的状态下，在涂膜形成之后迅速地使腔室内急速减压，从而能够在较短的时间内将带涂膜集电体置于规定的减压气氛中。但是在该情况下，由于将液滴喷出装置整体置于减压气氛中，因此需要采取在液滴喷出装置的喷出喷嘴头上遮蔽盖等对策。
本发明中，在进行了所述减压干燥之后，优选进一步将带涂膜集电体加热至50～150℃来进行干燥。通过加热干燥，能够完全干燥去除有机溶剂。
例如图1所示，通过皮带传送机BC1将减压装置2a内的带涂膜集电体运送至加热装置3a，在该加热装置3a内，通过将带涂膜集电体加热至50～150℃来进行该加热干燥。
加热时间基于加热温度，通常为30秒至一个小时。
作为加热方法可以举出使用加热板、烤炉等的方法。
另外，可以通过在所述减压装置中设置加热单元而在减压装置的腔室内进行加热干燥。例如，如果给减压装置2a内的放置带涂膜集电体的工作台42赋予加热板的功能，则可以不用将集电体从减压装置运送到加热装置，而是在减压装置的腔室内进行加热干燥。
加热干燥既可以在减压状态下进行，也可以在常压下进行。例如，可以在减压装置2a的减压干燥后，保持减压度的状态下进行加热，也可以在腔室40内的压力恢复到常压之后进行加热。
如上所述，可以制造集电体以及在集电体上具有电极层的电极。所获得的电极层的表面是均匀的，无干燥不均。可以利用目视观察到无干燥不均。
电极层的平均膜厚没有特别限定，但优选为0.1～50μm。
另外，在集电体的一方形成有电极层的电极的平均厚度优选为10～70μm。电极和电池的厚度可以用公知的千分尺来进行测量。
所形成的电极层的厚度可以通过重复描绘相同喷出图案的次数来进行调整。例如，仅喷出一滴所述组合物的液滴时，涂膜的膜厚薄，其结果为电极层的膜厚不充分，此时，可以通过向同一地区喷出两次以上的液滴来增加电极层的厚度。
根据本发明制造的电极具有上述的平均厚度，且同时没有干燥不均，非常平坦，因此，使用该电极制造的电池不会产生起因于电极厚度不均的共振所引起的龟裂和切口，从而延长了寿命。
根据本发明制造的电极可以被用作各种电池的电极。其中，从更为奏效的角度出发，优选作为二次电池的正极电极，更优选作为锂离子二次电池的正极电极。
2)二次电池的制造方法本发明的二次电池的制造方法是具有负极电极、电解质、以及正极电极的二次电池的制造方法，其特征在于，具有下述工序通过液滴喷出装置将含有活性物质和有机溶剂的电极层形成用组合物喷出到集电体上并形成所述组合物的涂膜，然后在规定时间内将包含所述涂膜的气氛减压至使所述有机溶剂的沸点成为10～30℃的压力，通过维持该压力，干燥并去除所述溶剂来形成电极层，从而形成正极电极和负极电极的工序。
二次电池按照正极电极、电解质、负极电极的顺序进行配置，且这些部件被封装在外包装材料中。具体来说，分别制造正极和负极，使电解质介于所获得的正极和负极之间，通过将正极、负极以及电解质封装在外包装材料内来组装二次电池。
本发明的二次电池的制造方法例如可以通过图1所示的二次电池的制造流水线I来进行实施。
在制造流水线I中，通过所述虚线内所示的电极的制造流水线II来制造正极电极，与之并行地，通过由喷出装置1b、减压装置2b、加热装置3b、皮带传送机BC2、以及皮带传送机BC2’构成、用于形成负极电极的制造流水线，按照与所述正极电极的制造方法相同的方法来形成负极电极，在组装装置7中，将所得到的正极电极和负极电极收纳到外包装材料内，通过电解质供给装置6来供给并封装电解质，由此来制造二次电极。
作为电解质，例如可举出LiCIO4、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiSbF6、LiCF3SO3、LiC4F9SO3、LiCF3CO2、Li2C2F4(SO3)2、LiN(CF3SO2)2、LiCnF2n+1SO3(n≥2)、LiN(RfOSO2)2(这里，Rf表示氟烷基)、LiN(CF3SO2)(C4F9SO2)、LiN(C2F5SO2)(C4F98O2)、LiN(CF3SO2)(C2F58O2)；环氧乙烯和环氧丙烷的巨大聚合物(マクロマ一)；各种聚合物构成的凝胶聚合物电解质、真聚合物电解质、LiPON等无机固体电解质；含有Li离子的常温溶解盐等。
当所述电解质包含溶剂时，作为该溶剂例如可以举出1，2-二甲氧基乙烷、1，2-二甲氧基乙烷、碳酸丙烯、碳酸乙烯、γ-丁内酯、四氢呋喃、1，3-二氧杂戊烷、二乙基碳酸酯、二甲基碳酸脂、乙基甲基(メチカル)碳酸脂等。这些溶剂可以单独使用一种，也可以组合多种进行使用。
在正极和负极之间优选如图4所示设有隔板，用于使各电极电绝缘。
图4所示的电池10是由隔板300分开正极电极100和负极电极200的叠层型锂电池。图4中，正极电极100具有串联集电体100a和正极电极层100b的叠层构造，负极电极200具有串联集电体200a和负极电极层200b的叠层构造。另外，在正极和负极的内部填充有省略了图示的电解质。
在图4所示的锂电池中，例如将LiCoO2用作正极活性物质，将炭(C)用作负极活性物质，如下所示，可以反复进行充放电。
化学式1
(式中，x表示小于1的正数)对于隔板没有特别的限定，只要能够适用于二次电池的使用范围即可。例如可以举出利用聚乙烯、聚丙烯等烯烃系树脂；聚丙烯和聚乙烯等的共聚物等的单个微小多孔薄膜或将其复合而形成隔板。
隔板的厚度没有特别的限定，通常为10～50μm。
对于外包装材料没有特别限定，例如至少可举出金属箔膜和树脂片材叠层而成的高分子金属复合片材等。
在二次电池的工业生产过程中，为了提高生产率，可以采用下述工序制作比最终电池的尺寸大的电极，然后将该电极切割成规定大小。
作为二次电池的形状可以举出层压型、圆筒型、平板型等。
例如层压型的二次电池可如下所述进行制造将如前所述制造的正极电极、负极电极切割成适当大小，安装端子，在干燥的氩气氛中，用正极电极和负极电极夹持电解质膜，在将端子引出到外部的状态下，对铝层压包装盒内进行真空密封。
例如圆筒型的二次电池可如下所述进行制造使用如前所述制造的正极电极、负极电极，按照正极电极、隔板、负极电极、隔板的顺序叠层并卷起，切成规定的长度，插入铁制的圆筒罐内，添加电解质后封口。
当根据本发明制造的电池用于需要高输出、高能量密度，且所要求的条件非常苛刻的车辆时，会发挥特别有益的效果。所得到的电池相对于振动的耐久性高，即使在持续施加诸如汽车这样的振动的环境下使用，也不会因振动而产生电池劣化。
下面通过实施例进一步详细说明本发明。但本发明不限于下述实施例。
(第一实施例)准备作为正极活性物质的尖晶石型LiMn2O4(平均粒子直径0.6μm)，作为导电材料的炭黑(2质量份)、以及用于使固态成分的分散稳定化的表面活性剂(5质量份)，其中加入N-甲基吡咯烷酮(75质量份)。充分搅拌之，从而调制成正极电极层形成用组合物(以下称为“组合物1”)。该组合物的粘度大约为10cP。
根据图1所示的电极制造流水线II，使用组合物如下所述地制作正极电极层。
将组合物1导入液滴喷出装置1a，向作为集电体的厚度为20μm的铝箔喷出组合物，从而形成组合物1的涂膜。
在涂膜形成后的一分钟之内，将形成了涂膜的集电体从液滴喷出装置1a移送到具有加热单元的减压装置2a中，将减压装置2a的腔室内减压至使N-甲基吡咯烷酮的沸点变成20℃的压力、即50Pa。在该相同压力下维持一分钟，然后使腔室内返回常压，利用加热板在120℃下加热干燥30分钟，从而形成正极电极层。
测量所得到的正极电极层的平均膜厚为2μm。用千分尺(シグマ光机株式会社制)来测量平均膜厚。
目视观察所得到的正极电极层的表面是否有干燥不均。其结果为完全没有产生干燥不均。
(第一比较例)与第一实施例相同地调制组合物1，并在集电体上形成涂膜。在涂膜形成之后，放置形成了该涂膜的集电体5分钟，然后放置到120℃的加热板上，并在该相同温度下加热干燥30分钟。
测量所得到的正极电极层的平均膜厚，结果由于膜厚偏差非常大，无法计算出。
目视观察所得到的正极电极层的表面是否有干燥不均，其结果为产生了干燥不均，甚至部分电极层剥离。
权利要求
1.一种电极的制造方法，该电极具有集电体和包含形成在该集电体上的活性物质的电极层，所述电极的制造方法的特征在于，通过液滴喷出装置将含有活性物质和有机溶剂的电极层形成用组合物喷出到所述集电体上，形成所述组合物的涂膜，然后在规定时间内将包含所述涂膜的气氛减压至使所述有机溶剂的沸点成为10～30℃的压力，并维持该压力，由此干燥并去除所述溶剂，从而形成电极层。
2.一种电极的制造方法，该电极具有集电体和包含形成在该集电体上的活性物质的电极层，所述电极的制造方法的特征在于，通过液滴喷出装置将含有活性物质和有机溶剂的电极层形成用组合物喷出到所述集电体上，形成所述组合物的涂膜，然后在规定时间内将包含所述涂膜的气氛减压至使所述有机溶剂的沸点成为10～30℃的压力，并维持该压力，然后进一步加热至50～150℃，由此干燥并去除所述溶剂，从而形成电极层。
3.如权利要求1或2所述的电极的制造方法，其特征在于，所述电极是二次电池的正极电极。
4.如权利要求1至3中任一项所述的电极的制造方法，其特征在于，形成平均膜厚为0.1～50μm的电极层。
5.如权利要求4所述的电极的制造方法，其特征在于，所述活性物质是包含Li-Mn系复合氧化物及/或Li-Co系复合氧化物的正极活性物质。
6.一种电极的制造装置，该电极具有集电体和包含形成在该集电体上的活性物质的电极层，所述电极的制造装置的特征在于，包括液滴喷出机构，其将含有活性物质和有机溶剂的电极层形成用组合物喷出到所述集电体上，形成所述组合物的涂膜；和减压干燥机构，其在规定时间内将包含所述涂膜的气氛减压至使所述有机溶剂的沸点成为10～30℃的压力，并维持该压力，由此干燥并去除所述溶剂，从而形成电极层。
7.如权利要求6所述的电极的制造装置，其特征在于，所述减压干燥机构还具有将所述涂膜加热至50～150℃的功能。
8.如权利要求6或7所述的电极的制造装置，其特征在于，其是用于制造二次电池的正极电极的装置。
9.一种二次电池的制造方法，该二次电池具有负极电极、电解质、以及正极电极，所述二次电池的制造方法的特征在于，包括下述工序通过液滴喷出装置将含有活性物质和有机溶剂的电极层形成用组合物喷出到集电体上，形成所述组合物的涂膜，然后在规定时间内将包含所述涂膜的气氛减压至使所述有机溶剂的沸点成为10～30℃的压力，并维持该压力，由此干燥并去除所述溶剂，从而形成电极层，形成正极电极或负极电极。
10.一种二次电池的制造方法，该二次电池具有负极电极、电解质、以及正极电极，所述二次电池的制造方法的特征在于，包括下述工序通过液滴喷出装置将含有活性物质和有机溶剂的电极层形成用组合物喷出到集电体上，形成所述组合物的涂膜，然后在规定时间内将包含所述涂膜的气氛减压至使所述有机溶剂的沸点成为10～30℃的压力，并维持该压力，然后进一步加热至50～150℃，由此干燥并去除所述溶剂，从而形成电极层，形成正极电极或负极电极。
全文摘要
本发明提供一种具有无干燥不均、均匀且膜厚薄的电极层的电极的制造方法、电极的制造装置以及二次电池的制造方法。其中，所述电极具有集电体和包含形成在该集电体上的活性物质的电极层，在所述电极的制造方法中，通过液滴喷出装置将含有活性物质和有机溶剂的电极层形成用组合物喷出到所述集电体上并形成所述组合物的涂膜，然后在规定时间内将包含所述涂膜的气氛减压至使所述有机溶剂的沸点成为10～30℃的压力，并维持该压力，由此干燥并去除所述溶剂，从而形成电极层。所述电极的制造装置用于实施该电极的制造方法，所述二次电极的制造方法具有通过所述电极的制造方法形成电极的工序。
文档编号H01M10/00GK101055926SQ20071009178
公开日2007年10月17日 申请日期2007年4月11日 优先权日2006年4月12日
发明者长谷井宏宣 申请人:精工爱普生株式会社