專(zhuān)利名稱(chēng)：碾壓電極構(gòu)造體的碾壓裝置和電極構(gòu)造體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碾壓一次電池、二次電池、電容器、電氣雙層電容器等電氣部件的電極構(gòu)造體的碾壓裝置和電極構(gòu)造體。
另外，如

圖13所示，電極構(gòu)造體的負(fù)電極i通過(guò)混合粉末狀石墨的粉末狀電極活性物質(zhì)a、粘合劑聚合物c和溶劑d的混合物e，泥漿化后在集電材料f上設(shè)置涂覆層，干燥，形成混合劑膜g進(jìn)行制造。
這種電極構(gòu)造體，例如圖15所示的在2根工作滾筒m、m之間夾持電極構(gòu)造體o，使用碾壓的碾壓裝置，提高電極活性物質(zhì)的填充密度。但是，在碾壓電極構(gòu)造體o時(shí)，在上、下工作滾筒m、m之間插入的電極構(gòu)造體o由于上工作滾筒的重量和包括支架p重量等在內(nèi)的擠壓裝置n的擠壓力被上工作滾筒和下工作滾筒的圓棒擠壞，用小的力不會(huì)出現(xiàn)擠壞的問(wèn)題，但用大的力擠壓時(shí)，上工作滾筒和下工作滾筒同時(shí)彎曲。為了耐受該彎曲，可以使上工作滾筒m與下工作滾筒m的直徑變粗，這時(shí)將從滾筒剖面方向觀察的擠壓電極構(gòu)造體o的圓弧長(zhǎng)度變長(zhǎng)，即使變粗，與細(xì)時(shí)單位面積的擠壓力沒(méi)有變化。
即使這樣，如圖14所示，以往的鋰二次電池本身由于在正電極h和負(fù)電極j之間裝入液體的電解液j，因此電極活性物質(zhì)層(混合劑膜)中殘留有適當(dāng)?shù)目湛祝@是前提，由此電解液j圍繞在電極活性物質(zhì)周?chē)鳛殡姵匕l(fā)揮實(shí)際使用上的功能。
但是，改變電解液使用固體電解質(zhì)，則固體的電解質(zhì)不能象液體那樣圍繞在電極活性物質(zhì)周?chē)?，因此不能充分得到電流密度，作為電池不能發(fā)揮實(shí)際使用上的功能。
<b>另外，本發(fā)明的目的還在于提供一種效率優(yōu)良的電極構(gòu)造體。
本發(fā)明如下所述。
本發(fā)明的碾壓電極構(gòu)造體的碾壓裝置，是碾壓在集電材料上附著了粉末狀電極活性物質(zhì)的電極構(gòu)造體的碾壓裝置，其特征在于，設(shè)有夾持并碾壓電極構(gòu)造體的一對(duì)工作滾筒、對(duì)各工作滾筒作用壓力的至少一對(duì)支撐滾筒、對(duì)至少一個(gè)支撐滾筒向工作滾筒側(cè)作用壓力的擠壓裝置和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)工作滾筒的驅(qū)動(dòng)裝置。
或者，一種碾壓裝置，是碾壓在集電材料上附著了粉末狀電極活性物質(zhì)的電極構(gòu)造體的碾壓裝置，其特征在于，設(shè)有夾持并碾壓電極構(gòu)造體的大徑和小徑工作滾筒、對(duì)小徑工作滾筒表面作用壓力的支撐滾筒、對(duì)支撐滾筒向小徑工作滾筒側(cè)作用壓力的擠壓裝置和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)工作滾筒的驅(qū)動(dòng)裝置。
或者，一種碾壓電極構(gòu)造體的碾壓裝置，其特征在于，在上述碾壓裝置中，設(shè)有內(nèi)部具有工作滾筒軸承的工作滾筒支架和內(nèi)部具有各滾筒軸承的支架，各支架之間設(shè)有隔板。
或者，一種電極構(gòu)造體，是離子在電極間移動(dòng)的電氣部件的電極構(gòu)造體，其特征在于，在集電材料上附著被離子導(dǎo)電性聚合物覆蓋的粉末狀電極活性物質(zhì)，通過(guò)碾壓裝置將粉末狀電極活性物質(zhì)碾壓在集電材料上得到。
或者，一種電極構(gòu)造體，是離子在電極間移動(dòng)的電氣部件的電極構(gòu)造體，其特征在于，在集電材料上附著被離子導(dǎo)電性聚合物覆蓋的粉末狀高表面積材料，通過(guò)碾壓裝置將粉末狀高表面積材料碾壓在集電材料上得到。
或者，一種電極構(gòu)造體，其特征在于，在上述電極構(gòu)造體中，在粉末狀電極活性物質(zhì)中混合粉末狀導(dǎo)電物質(zhì)。
圖2是具有電氣在離子之間移動(dòng)的電極活性物質(zhì)的電極構(gòu)造體的制造圖。
圖3中，(A)是碾壓裝置的概略圖，(B)是碾壓的電極構(gòu)造體的實(shí)例。
圖4是具有一對(duì)支撐滾筒的碾壓機(jī)的透視圖。
圖5是具有一個(gè)支撐滾筒的碾壓機(jī)的透視圖。
圖6是具有一對(duì)支撐滾筒的碾壓機(jī)的說(shuō)明圖。
圖7是具有一個(gè)支撐滾筒的碾壓機(jī)的說(shuō)明圖。
圖8是二次電池的示意圖。
圖9是擠壓滑動(dòng)混合裝置的說(shuō)明圖。
圖10是擠壓滑動(dòng)混合裝置的圖。
圖11是圖10的擠壓滑動(dòng)混合裝置的側(cè)視圖。
圖12是以往具有供給離子的電極活性物質(zhì)的電極構(gòu)造體的制造圖。
圖13是以往具有電氣在離子之間移動(dòng)的電極活性物質(zhì)的電極構(gòu)造體的制造圖。
圖14是以往的二次電池的示意圖。
圖15是以往的碾壓機(jī)的說(shuō)明圖。
電池是在正電極構(gòu)造體和負(fù)電極構(gòu)造體2種電極構(gòu)造體之間設(shè)置離子導(dǎo)電性物質(zhì)，離子(包括質(zhì)子(氫的陽(yáng)離子))從一個(gè)電極構(gòu)造體向另一個(gè)電極構(gòu)造體移動(dòng)，并被蓄積的結(jié)構(gòu)。另外，電氣雙層電容器是在一對(duì)電極構(gòu)造體之間設(shè)有離子導(dǎo)電性物質(zhì)，在電極構(gòu)造體中的高表面積材料和離子導(dǎo)電性物質(zhì)的電解質(zhì)之間形成電氣雙層的結(jié)構(gòu)。<b>電極構(gòu)造體電極構(gòu)造體是用于這些電氣部件的電極中的結(jié)構(gòu)，是能夠在離子之間接收電氣的結(jié)構(gòu)，或者是能夠吸引離子的結(jié)構(gòu)。
電極構(gòu)造體有如圖12～圖13所示，簡(jiǎn)單地用粘合劑聚合物c結(jié)合粉末狀電極活性物質(zhì)a并附著在集電材料上的以往結(jié)構(gòu)和如圖1～圖2所示，在集電材料13上附著被離子導(dǎo)電性聚合物12覆蓋的粉末狀電極活性物質(zhì)11的結(jié)構(gòu)。
電極構(gòu)造體具有在集電材料上附著了例如用于電池中的粉末狀電極活性物質(zhì)或用于電氣雙層電容器中的表面積大的粉末狀高表面積材料的結(jié)構(gòu)。
在圖1中，表示了粉末狀電極物質(zhì)的粉末狀電極活性物質(zhì)11如LiCoO2那樣具有由結(jié)合粒構(gòu)成的粒子形狀，被離子導(dǎo)電性聚合物12覆蓋，附著在集電材料13上得到的電極構(gòu)造體1的制造過(guò)程，另外，圖2中，表示了粉末狀電極物質(zhì)的粉末狀電極活性物質(zhì)11具有石墨或硬質(zhì)碳等的形狀，被離子導(dǎo)電性聚合物12覆蓋，附著在集電材料13上得到的電極構(gòu)造體1的制造過(guò)程。另外，用離子導(dǎo)電性聚合物覆蓋粉末狀電極物質(zhì)的活性炭等粉末高表面積材料，附著在集電材料上，制造電氣雙層電容器的電極構(gòu)造體。
在圖1中，表示有粉末狀電極活性物質(zhì)11的電傳導(dǎo)性低的情況，通過(guò)混合粉末狀導(dǎo)電物質(zhì)14能夠在粉末狀電極活性物質(zhì)之間和粉末狀電極活性物質(zhì)11和集電材料13之間提高電傳導(dǎo)性，使集電效率優(yōu)良。另外，粉末狀導(dǎo)電物質(zhì)14可以被離子導(dǎo)電性聚合物覆蓋，也可以不被覆蓋。
所謂覆蓋是在離子導(dǎo)電性聚合物12和粉末狀電極物質(zhì)，即粉末狀電極物質(zhì)11全部表面或粉末狀高表面積材料全部表面之間接觸，使離子能夠充分移動(dòng)的狀態(tài)。另外，離子導(dǎo)電性聚合物12在粉末狀電極活性物質(zhì)11或粉末狀高表面積材料的表面進(jìn)行覆蓋，被離子導(dǎo)電性聚合物12覆蓋。粉末狀電極活性物質(zhì)11的粒子越細(xì)，活性越高，但通過(guò)被離子導(dǎo)電性聚合物12覆蓋能夠抑制活性，使之穩(wěn)定。
如果覆蓋的離子導(dǎo)電性聚合物12的層厚，導(dǎo)電率變小，集電效率變差，因此可以形成薄的結(jié)構(gòu)。
另外，所謂粉末狀電極活性物質(zhì)11、粉末狀導(dǎo)電物質(zhì)14或粉末狀高表面積材料等的粉末是表面積與體積相比大的物質(zhì)，稱(chēng)作粉末狀或粉末狀物質(zhì)。根據(jù)情況稱(chēng)作粉末狀或粉末狀的物質(zhì)多個(gè)集合的狀態(tài)。
將這些粉末狀電極活性物質(zhì)11涂覆在集電材料13上形成了涂覆層15的電極構(gòu)造體1用碾壓裝置進(jìn)行碾壓，提高粉末狀電極活性物質(zhì)11和集電材料13的密合性或粉末狀電極活性物質(zhì)的密度，得到優(yōu)良的電極構(gòu)造體1。另外，碾壓的電極構(gòu)造體可以使用以往的結(jié)構(gòu)或被離子導(dǎo)電性聚合物12覆蓋的結(jié)構(gòu)等。<c>碾壓裝置碾壓裝置只要可以旋轉(zhuǎn)施加壓力即可，例如具有圖3(A)的結(jié)構(gòu)。該碾壓裝置中，基于控制裝置5的控制，從卷出滾筒53拉出圖3(B)所示的在集電材料13上形成了含有粉末狀電極活性物質(zhì)的涂覆層15的帶狀電極構(gòu)造體1，用前處理部51進(jìn)行前處理，用碾壓機(jī)4進(jìn)行碾壓，用后處理部52進(jìn)行后處理，卷繞在卷繞滾筒54上。在前處理中，例如測(cè)定帶狀電極構(gòu)造體1的張力和厚度，進(jìn)行修剪、凈化處理等。另外，在后處理中，也是測(cè)定張力和厚度，進(jìn)行凈化處理等。<d>碾壓機(jī)碾壓機(jī)4的實(shí)例如圖4～圖5所示。圖4的碾壓機(jī)設(shè)有一對(duì)工作滾筒43、43，設(shè)有對(duì)該工作滾筒作用壓力的一對(duì)支撐滾筒42、42。為了進(jìn)一步提高壓力，相對(duì)于小徑的工作滾筒43、43，可以設(shè)置直徑大的大徑支撐滾筒42、42。支撐滾筒42通過(guò)在非常高硬度的材料表面附著超硬質(zhì)彈性材料得到，通過(guò)與工作滾筒43的接觸，能夠防止損傷工作滾筒43的表面。該超硬質(zhì)彈性材料可以使用變質(zhì)尿烷或聚亞胺等，其硬度例如用JIS橡膠硬度肖氏D等級(jí)，可以使用80以上的材料，更優(yōu)選90～98的材料。另外，超硬質(zhì)彈性材料的厚度例如為10mm～30mm。通過(guò)在表面上設(shè)置彈性材料，能夠省略對(duì)電極構(gòu)造體1造成惡劣影響的油或潤(rùn)滑油。工作滾筒43使用小徑的鋼滾筒，通過(guò)用2個(gè)大徑滾筒擠壓它們，能夠?qū)﹄姌O構(gòu)造體1施加大的有效壓力，通過(guò)旋轉(zhuǎn)壓力幾乎能夠填埋電極構(gòu)造體1的涂覆層15的空孔。
在碾壓機(jī)底座41上設(shè)置驅(qū)動(dòng)滾筒的電動(dòng)機(jī)等驅(qū)動(dòng)裝置45和具有下支撐滾筒42的軸承部47的支撐滾筒支架442。在下支撐滾筒支架442的上方設(shè)置一對(duì)工作滾筒43、43的工作滾筒支架443、443和上支撐滾筒的支撐滾筒支架442。在各軸承部47可自由旋轉(zhuǎn)地安裝滾筒軸471。
在各支撐滾筒支架442和各工作滾筒支架443上設(shè)置連接桿441貫通的孔，在碾壓機(jī)底座41和上部框架板415之間設(shè)置各工作滾筒支架443和各支撐滾筒支架442，貫通連接桿441，防止各滾筒42、43錯(cuò)位。也可以代替連接桿441使用門(mén)型框架。各滾筒支架442、443可以設(shè)置在滾筒42、43的兩端，此時(shí)，如果使用4根連接桿441可以穩(wěn)定地進(jìn)行固定。
另外，必要時(shí)，在碾壓機(jī)4上安裝卷出型芯411和卷繞型芯412，可以從保持電極構(gòu)造體1的卷出型芯411拉出電極構(gòu)造體1，用一對(duì)工作滾筒43，43碾壓后，用卷繞型芯412卷繞。此時(shí)，卷出型芯411和卷繞型芯412安裝在固定于支架442等固定部件上的框架413上，也可以用電動(dòng)機(jī)414驅(qū)動(dòng)控制。<e>擠壓裝置擠壓裝置44固定在上部框架板415上，向下方擠壓上支撐滾筒支架442。通過(guò)該作用，上支撐滾筒42向下方擠壓上工作滾筒43，在一對(duì)工作滾筒43、43之間產(chǎn)生擠壓力。擠壓裝置擠壓上支撐滾筒支架442的兩端，均等地向下方擠壓各滾筒。
另外，在圖4～圖5中，擠壓裝置44設(shè)置在上部，也可以設(shè)置在下部，另外，如果在橫向上并列滾筒，有時(shí)也設(shè)置在側(cè)部。<f>驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)裝置45將旋轉(zhuǎn)力通過(guò)驅(qū)動(dòng)帶451等傳遞給工作滾筒驅(qū)動(dòng)齒輪453。必要時(shí)，在各滾筒的滾筒軸471上安裝工作滾筒驅(qū)動(dòng)齒輪453和支撐滾筒驅(qū)動(dòng)齒輪452，同步旋轉(zhuǎn)各滾筒。或者也可以直接驅(qū)動(dòng)主滾筒，用電動(dòng)機(jī)從屬驅(qū)動(dòng)剩余的滾筒，有時(shí)用齒輪驅(qū)動(dòng)，有時(shí)用電動(dòng)機(jī)從屬驅(qū)動(dòng)，使之與主滾筒同步旋轉(zhuǎn)。<g>調(diào)節(jié)板通過(guò)在各滾筒支架之間設(shè)置調(diào)節(jié)板46，防止由于擠壓裝置44的擠壓精度或動(dòng)作精度等的偏移而在各滾筒之間產(chǎn)生異常的壓力，保證電極構(gòu)造體1的厚度精度。調(diào)節(jié)板46使用例如彈簧或隔板。另外，調(diào)節(jié)板46在油壓汽缸等擠壓裝置前進(jìn)時(shí)，可以保持4根滾筒間的間隙。工作滾筒43、43之間設(shè)置的調(diào)節(jié)板設(shè)定工作滾筒間不接觸的適當(dāng)?shù)拈g隔。汽缸等擠壓裝置后退時(shí)，彈簧提升，使支架442、443和滾筒42、43均等地空出間隙。<h>大小一對(duì)工作滾筒的碾壓機(jī)圖5的碾壓機(jī)有一對(duì)工作滾筒43、43和通過(guò)支撐滾筒42擠壓一個(gè)工作滾筒，而省略了一個(gè)支撐滾筒。這樣，滾筒為3根，可以使碾壓機(jī)4小型化。為了進(jìn)一步提高擠壓力，可以將一對(duì)工作滾筒43、43的直徑制成小徑和大徑，用大徑的支撐滾筒42擠壓小徑的工作滾筒，在大徑工作滾筒上省略支撐滾筒。<i>碾壓機(jī)的動(dòng)作如圖6所示，通過(guò)擠壓裝置44從上面擠壓支撐滾筒42，伴隨與此，碾壓插入上工作滾筒43和下工作滾筒43之間的電極構(gòu)造體1。支撐滾筒的直徑φ為約300mm，工作滾筒的直徑φ為約150mm時(shí)，碾壓電極構(gòu)造體1的單位面積的有效最大壓力為以往壓力的2倍～2.5倍，電池的性能提高。因此，使用比以往細(xì)的工作滾筒43并且沒(méi)有滾筒彎曲(工作滾筒43、43的彎曲)產(chǎn)生的差，能夠維持均勻的間隙，這一點(diǎn)很重要。
因此，首先，調(diào)整下工作滾筒43的調(diào)節(jié)板46，調(diào)整工作滾筒43、43間的間隙在滾筒全寬假設(shè)為80μm。接著，在工作滾筒43碾壓電極構(gòu)造體1時(shí)，為了使電極構(gòu)造體1的全寬成為均勻的厚度，調(diào)整、插入上工作滾筒的調(diào)節(jié)板46和下支撐滾筒的調(diào)節(jié)板46的厚度，使之推回工作滾筒的彎曲部分。此時(shí)，支撐滾筒42也可以使用圖6(B)所示的鼓狀的結(jié)構(gòu)(克勞辛格加工的滾筒)。
圖7中，使用3根滾筒，下工作滾筒直徑大，因此沒(méi)有彎曲，上滾筒直徑小，因此可以給予電極構(gòu)造體1單位面積上大的壓力，彎曲的部分通過(guò)支撐滾筒42推回，可以給予電極構(gòu)造體1均勻的、大的壓力。而且，可以容易地進(jìn)行電極構(gòu)造體1厚度的調(diào)整和隔板的調(diào)整。
在這種條件下，碾壓前的電極構(gòu)造體的厚度假設(shè)為150μm，碾壓中工作滾筒的間隙為80μm，碾壓后的電極構(gòu)造體的厚度復(fù)原，可以確認(rèn)成為希望的100μm。<j>粉末狀電極活性物質(zhì)粉末狀電極活性物質(zhì)能夠使用可插入、解離離子的材料或π共軛導(dǎo)電性高分子材料等。
例如，作為非水電解液電池的正電極使用的電極活性物質(zhì)并沒(méi)有特別限定，在可充電的二次電池的場(chǎng)合，可以使用可插入、解離鋰離子的硫族化合物或含有鋰的復(fù)合硫族化合物。
作為上述硫族化合物，例如FeS2、TiS2、MoS2、V2O5、V6O13、MnO2等。作為上述含有鋰的復(fù)合硫族化合物，例如LiCoO2、LixNiyM1-yO2(其中，M表示選自過(guò)渡金屬或Al的至少一種以上的金屬元素，優(yōu)選表示選自Co、Mn、Ti、Cr、V、Al的至少一種以上的金屬元素，0.05≤x≤1.10、0.5≤y≤1.0)表示的鋰復(fù)合氧化物、LiNiO2、LiMnO2、LiMn2O4等。它們可以通過(guò)以鋰、鈷、鎳、錳的氧化物、鹽類(lèi)或氫氧化物為原料，根據(jù)組成混合這些原料，在氧氣環(huán)境、600℃～1000℃的溫度范圍下進(jìn)行燒制得到。
另外，作為非水電解液電池的負(fù)電極使用的電極活性物質(zhì)，并沒(méi)有特別限定，可使用能夠插入、解離鋰離子的材料，能夠使用鋰金屬、鋰合金(鋰與鋁、鉛、銦等的合金)、碳質(zhì)材料等。
另外，作為π共軛導(dǎo)電性高分子材料，例如聚乙炔類(lèi)、聚苯胺類(lèi)、聚吡咯類(lèi)、聚噻吩類(lèi)、聚對(duì)亞苯基類(lèi)、聚咔唑類(lèi)、聚并苯(polyacene)類(lèi)、硫磺聚合物類(lèi)等。
特別是在非水電解液一次電池中，如果在負(fù)電極中使用鋰金屬，可以得到大的電池容量。
另外，在非水電解液二次電池中，如果在負(fù)電極中使用可插入、解離鋰的碳材料，能夠得到優(yōu)良的循環(huán)壽命。作為碳材料，并沒(méi)有特別限定，例如熱分解碳類(lèi)、焦炭類(lèi)(瀝青焦炭、針狀結(jié)晶焦炭、石油焦炭等)、石墨類(lèi)、玻璃狀碳類(lèi)、有機(jī)高分子化合物燒制體(在適當(dāng)溫度下燒制酚醛樹(shù)脂、呋喃樹(shù)脂等將其碳化的物質(zhì))、碳纖維、活性碳等。<k>表面積大的粉末狀電極物質(zhì)表面積大的粉末狀電極物質(zhì)是能夠在表面吸引大量離子的粉末狀高表面積材料。作為粉末狀高表面積材料，可以使用比表面積為500m2/g以上，優(yōu)選1000m2/g以上，更優(yōu)選1500m2/g～3000m2/g并且平均粒徑為30μm以下，優(yōu)選5～30μm的碳材料。比表面積和平均粒徑如果超出上述范圍，有時(shí)難于得到靜電容量大并且低電阻的電氣雙層電容器。
作為這種粉末狀高表面積材料，特別是采用水蒸氣活化處理法、熔融KOH活化處理法等活化碳材料的活性碳適合。作為活性碳，例如椰子殼系活性炭、苯酚系活性炭、石油焦炭系活性炭、中間相瀝青系活性炭、聚并苯等，可以單獨(dú)使用它們的1種，也可以2種以上組合使用。其中，在實(shí)現(xiàn)大的靜電容量的方面，優(yōu)選苯酚系活性炭、石油焦炭系活性炭、聚并苯。<l>粉末狀導(dǎo)電物質(zhì)粉末狀導(dǎo)電物質(zhì)是提高電極構(gòu)造體導(dǎo)電性的物質(zhì)，并沒(méi)有特別限定，可以使用金屬粉末、碳粉末等。特別是在碳粉末中，碳黑等熱分解碳及其石墨化品、人造和天然的鱗片狀石墨粉、碳纖維及其石墨化品等合適。另外，也可以使用這些碳粉末的混合物。<m>離子導(dǎo)電性聚合物離子導(dǎo)電性聚合物是能夠以0.1M(摩爾/l)以上的濃度溶解至少下面例舉的鋰鹽，并且溶解了0.1M以上濃度鋰鹽的聚合物在室溫下顯示10-8S(西門(mén)子)/cm的電傳導(dǎo)性的聚合物。另外，特別優(yōu)選的離子導(dǎo)電性聚合物是至少將鋰鹽溶解為0.8M～1.5M的濃度，在室溫下顯示10-3S/cm～10-5S/cm的電傳導(dǎo)性的物質(zhì)。
所謂鋰鹽可以使用將ClO4-、CF3SO3-、BF4-、PF6-、AsF6-、SbF6-、CF3CO2-、(CF3SO2)2N-等與陽(yáng)離子制成的鋰鹽中的任意一種以上。
離子導(dǎo)電性聚合物原料是通過(guò)由外部給予能量聚合、交聯(lián)等成為離子導(dǎo)電性聚合物的物質(zhì)。所謂能量，有熱、紫外線、光、電子束等。<n>集電材料集電材料只要是易于導(dǎo)電的物質(zhì)即可，根據(jù)電氣部件選擇形狀和材料，作為一個(gè)實(shí)例，將鋁或銅等導(dǎo)電物質(zhì)制成板狀、箔或網(wǎng)狀。
板狀體或箔的集電材料的情況下，根據(jù)電氣部件的結(jié)構(gòu)，使用一面或兩面，在一面或兩面上附著粉末狀電極活性物質(zhì)。<o>二次電池二次電池是在2種電極構(gòu)造體1之間設(shè)置離子導(dǎo)電性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。如圖8(A)所示，二次電池在正電極的電極結(jié)構(gòu)體101與負(fù)電極的電極構(gòu)造體102之間裝入電解液14等液體，在其間設(shè)置隔板15?；蛘?，如圖8(B)所示，在正電極的電極構(gòu)造體101和負(fù)電極的電極構(gòu)造體102之間設(shè)置離子導(dǎo)電性聚合物16等固體狀的電解物質(zhì)而形成。<p>電氣雙層電容器電氣雙層電容器是將粉末狀高表面積材料形成的電極構(gòu)造體1作為1對(duì)電極，在它們之間設(shè)置電解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。
下面說(shuō)明電極構(gòu)造體的制造方法。<a>電極構(gòu)造體的制造方法電極構(gòu)造體的制造方法，以作為粉末狀電極物質(zhì)使用粉末狀電極活性物質(zhì)為例，首先將厚度非常薄的離子導(dǎo)電性聚合物或離子導(dǎo)電性聚合物原料覆蓋在粉末狀電極活性物質(zhì)11的表面。接著，添加溶劑，使之液狀化，制成漿狀，在集電材料上涂覆干燥，蒸發(fā)溶劑?；蛘?，也可以從最初添加溶劑，與離子導(dǎo)電性聚合物或離子導(dǎo)電性聚合物原料的覆蓋一起制成漿狀。作為粉末狀電極物質(zhì)，在使用粉末狀高表面積材料時(shí)，也與粉末狀電極活性物質(zhì)同樣進(jìn)行，制造電極構(gòu)造體。
此時(shí)，微量得到離子導(dǎo)電性聚合物或離子導(dǎo)電性聚合物原料，用離子導(dǎo)電性聚合物覆蓋粉末狀電極活性物質(zhì)的粒子表面，不能留有空隙，使粉末狀物質(zhì)的相互間隙縮小。
為了在粉末狀電極活性物質(zhì)上覆蓋粒子導(dǎo)電性聚合物或粒子導(dǎo)電性聚合物原料，可以相互擠壓滑動(dòng)粒子導(dǎo)電性聚合物或粒子導(dǎo)電性聚合物原料與粉末狀電極活性物質(zhì)，得到擠壓滑動(dòng)物。<b>擠壓滑動(dòng)所謂擠壓滑動(dòng)是相互擠壓同時(shí)滑動(dòng)(使之滑動(dòng))離子導(dǎo)電性聚合物12或離子導(dǎo)電性聚合物12的原料與粉末狀物質(zhì)11的混合物10的動(dòng)作。給予混合物外力，使混合物相互密合，粒子旋轉(zhuǎn)，反復(fù)進(jìn)行這些操作，能夠得到擠壓滑動(dòng)物。<c>擠壓滑動(dòng)混合裝置擠壓滑動(dòng)混合裝置例如如圖9所示。將離子導(dǎo)電性聚合物12或其原料與粉末狀物質(zhì)11的混合物10或者混入了該混合物與溶劑等的混合物10裝入容器21中，旋轉(zhuǎn)主葉片22。容器21的底211與主葉片22的底面之間有間隙，通過(guò)旋轉(zhuǎn)主葉片22，混合物10的一部分進(jìn)入容器的底211與主葉片22之間，被擠壓滑動(dòng)，并被混合。反復(fù)進(jìn)行該操作，使離子導(dǎo)電性聚合物12或其原料覆蓋在粉末狀物質(zhì)11上。
必要時(shí)，擠壓滑動(dòng)混合裝置2在容器21內(nèi)設(shè)置分散葉片23，高速旋轉(zhuǎn)分散葉片23，分散擠壓滑動(dòng)的混合物10。<d>容器容器21是用于擠壓滑動(dòng)、攪拌混合物10的裝入混合物10的容器。容器21的底面一部分具有低的低部2111，具有從低部2111沿周邊部變高的傾斜。例如，具有中央部低，沿周邊部上升的傾斜面。例如形成研缽狀的底211，其低部2111的角度例如為120度。容器的底211具有耐磨損性，例如可以使用SUS，用鎢或碳化物噴鍍形成，通過(guò)賦予耐磨損性，能夠減少產(chǎn)品的污染。另外，也可以在底面形成多個(gè)這種低部2111。<e>主葉片主葉片22是對(duì)容器21的底面發(fā)生作用，擠壓滑動(dòng)、攪拌混合物的機(jī)構(gòu)。例如如圖9(B)所示，主葉片22在對(duì)應(yīng)于容器21低部2111的位置安裝軸，從低部2111沿容器的底向上彎折。如圖9(B)所示，主葉片22刀刃的個(gè)數(shù)可以從中央部安裝2個(gè)，也可以更多，為10個(gè)以上，根據(jù)混合物的量或種類(lèi)決定。
驅(qū)動(dòng)主葉片主軸221的主電動(dòng)機(jī)222的旋轉(zhuǎn)數(shù)，在擠壓滑動(dòng)時(shí)為低速，例如120RPM以下。
容器21的底面和主葉片22的底面的間隙狹窄成可以進(jìn)行擠壓滑動(dòng)混合物的程度，該間隙例如為15mm以下。該間隙距離依賴(lài)于擠壓滑動(dòng)混合裝置2的容量或主葉片的形狀等。
形成主葉片22的前進(jìn)方向(擠壓滑動(dòng)方向)的面，使相對(duì)于容器21底面的擠壓角θ成銳角。例如圖9(C)所示，主葉片22的剖面為到梯形時(shí)，擠壓角為3度～70度。另外，如圖9(D)所示，主葉片22的剖面也可以為圓形、圓角狀等。主葉片的材質(zhì)具有耐磨損性，例如使用SUS，用鎢或碳化物噴鍍形成。
與主葉片22前進(jìn)方向(擠壓滑動(dòng)方向)相反方向的面相對(duì)于底面幾乎垂直或者形成鈍角。這樣，如果反向旋轉(zhuǎn)主軸221，能夠在主軸221的周?chē)匣旌衔?0。<f>分散葉片分散葉片23是分散用主葉片22擠壓滑動(dòng)的混合物10的機(jī)構(gòu)。分散葉片23設(shè)置在可以分散混合物10的位置，以1000～4000轉(zhuǎn)/分鐘的速度高速旋轉(zhuǎn)。通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)，將在粉末狀物質(zhì)11的粒子表面上覆蓋的離子導(dǎo)電性聚合物12或其原料均勻分散在粉末狀物質(zhì)整體中。在主葉片周?chē)妮S221的周?chē)?，特別是在攪得很稠時(shí)或分散低粘土?xí)r，混合物附著，易于成為不均勻的混合。因此，在主葉片的軸221旁設(shè)置分散葉片23，從干燥狀態(tài)的混合時(shí)開(kāi)始，通過(guò)旋轉(zhuǎn)能夠防止軸221周?chē)母街?amp;lt;g>擠壓滑動(dòng)混合裝置的動(dòng)作說(shuō)明使用圖10和圖11的擠壓滑動(dòng)混合裝置進(jìn)行說(shuō)明。另外，擠壓滑動(dòng)混合裝置被支撐臺(tái)24支撐，通過(guò)搖柄241可以升降容器21，通過(guò)控制盤(pán)25進(jìn)行控制。
首先，計(jì)量后將粉末狀物質(zhì)11(含有添加劑)從粉末狀物質(zhì)投入口34投入。此時(shí)，在自動(dòng)化的系統(tǒng)中，在粉末狀物質(zhì)投入口34的上方設(shè)置計(jì)量用漏斗等，進(jìn)行存儲(chǔ)和計(jì)量，根據(jù)投入指令自動(dòng)打開(kāi)粉末狀物質(zhì)投入口的閥341。同時(shí)，為了消除粉的投入引起的容器內(nèi)壓上升而造成的計(jì)量誤差，只打開(kāi)帶有呼吸用濾器322的排氣口32，只排出空氣。
接著，打開(kāi)離子導(dǎo)電性聚合物或其原料投入口33的閥331，與粉末狀物質(zhì)同樣，手工計(jì)量或自動(dòng)計(jì)量后投入容器21中，結(jié)束粉末狀物質(zhì)和離子導(dǎo)電性聚合物或其原料的投入后，關(guān)閉投入閥331、341。此時(shí)，為了促進(jìn)粉末狀物質(zhì)和離子導(dǎo)電性聚合物或其原料的潤(rùn)濕，在容器的套管213中循環(huán)30℃的溫水，從投入粉末狀物質(zhì)前使容器升溫，則潤(rùn)濕的效率變得優(yōu)良。但是，使用浸透輔助溶劑時(shí)，進(jìn)行常溫處理。
接著，以10RPM的速度低速旋轉(zhuǎn)主電動(dòng)機(jī)222，在容器21的底面和主葉片22之間擠壓滑動(dòng)離子導(dǎo)電性聚合物或其原料和粉末狀物質(zhì)等混合物10，相對(duì)于粉末狀物質(zhì)，離子導(dǎo)電性聚合物或其原料立即開(kāi)始浸透。此時(shí)，混合物10被擠壓滑動(dòng)的物質(zhì)沿主葉片22前端的容器上升，混合物10從容器中央部的上方下降，在容器內(nèi)經(jīng)過(guò)整個(gè)圓周進(jìn)行旋轉(zhuǎn)循環(huán)運(yùn)動(dòng)。該重復(fù)操作規(guī)則地進(jìn)行，將全體擠壓滑動(dòng)成均勻。持續(xù)進(jìn)行該重復(fù)操作約1小時(shí)后，通過(guò)自動(dòng)或手動(dòng)使主軸221的旋轉(zhuǎn)速度上升至60RPM，在混合物10的潤(rùn)濕達(dá)到約表面積一半的程度時(shí)，估計(jì)約1小時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)除氣口35的真空泵353，打開(kāi)除氣閥351，通過(guò)濾器352進(jìn)行除氣。也就是說(shuō)，進(jìn)行除氣，同時(shí)主葉片22擠壓滑動(dòng)混合物10，促進(jìn)相對(duì)于粉末狀物質(zhì)的離子導(dǎo)電性聚合物或其原料的潤(rùn)濕和浸透分散。其中，在離子導(dǎo)電性聚合物或其原料中添加相對(duì)于粉末狀物質(zhì)的分散促進(jìn)用的低沸點(diǎn)溶劑時(shí)，連續(xù)用高真空的壓縮機(jī)進(jìn)行吸引除氣，則離子導(dǎo)電性聚合物或其原料的濃度、粘度提高，難于進(jìn)行分散，因此需要注意。
除氣運(yùn)轉(zhuǎn)約1小時(shí)后的浸透分散達(dá)到約70％時(shí)，這次以2800RPM的速度旋轉(zhuǎn)分散葉片，實(shí)現(xiàn)分散的促進(jìn)。<h>在集電材料上涂覆將擠壓滑動(dòng)成為漿狀的擠壓滑動(dòng)物很薄地涂覆在集電材料的表面上。涂覆后，溶劑揮發(fā)，干燥，得到電極構(gòu)造體。在集電材料上涂覆擠壓滑動(dòng)物的裝置為刮漿刀給料器等。涂覆的電極構(gòu)造體如圖3(B)所示，在帶狀的集電材料上進(jìn)行涂覆，使每一個(gè)電極的涂覆層分離。碾壓后在沒(méi)有涂覆層的集電材料處連接導(dǎo)線。<i>采用碾壓裝置的碾壓在工作滾筒43、43之間設(shè)置電極構(gòu)造體1，對(duì)卷出滾筒53和卷繞滾筒54之間的電極構(gòu)造體1施加失速拉力(應(yīng)急時(shí)的拉力，移動(dòng)時(shí)為20％～30％程度的拉力)。接著，作業(yè)線緩慢運(yùn)轉(zhuǎn)，則作業(yè)線整體進(jìn)行極低速的運(yùn)轉(zhuǎn)移動(dòng)。然后，通過(guò)擠壓裝置的工作，上支撐滾筒支架442和上支撐滾筒42立即開(kāi)始下降。上支撐滾筒42和上工作滾筒43線接觸，上工作滾筒43與上支撐滾筒42一起旋轉(zhuǎn)，同時(shí)下降。上工作滾筒43與電極構(gòu)造體1的上面接觸，3根滾筒接觸，同時(shí)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)一步擠壓彈簧下降，則下工作滾筒43與下支撐滾筒42的面接觸。這樣，4根滾筒同步，同時(shí)開(kāi)始低速旋轉(zhuǎn)。
油壓缸等擠壓裝置44通過(guò)預(yù)先設(shè)定的壓力擠壓上支撐滾筒支架442，則4根滾筒的面均勻地被擠壓。
工作滾筒43、43強(qiáng)力碾壓電極構(gòu)造體1，則涂覆層13和集電體13一起被壓縮，沿寬方向延伸變形。另一方面，沒(méi)有涂覆層15的非涂覆部不被壓縮，因而不變形。因此，涂覆層15與非涂覆層的邊界部斷裂或強(qiáng)度降低。認(rèn)為該拉伸強(qiáng)度的界限為卷繞滾筒54的拉力的2倍。
碾壓帶狀的電極構(gòu)造體1時(shí)，提高工作滾筒43、43的擠壓力，能夠得到電極構(gòu)造體1斷裂前的壓縮率變高的狀態(tài)下的最佳碾壓。
以往的碾壓機(jī)由沒(méi)有支撐滾筒的2根工作滾筒構(gòu)成，因此即使提高擠壓力，工作滾筒彎曲，也不能提高。與此相對(duì)，本發(fā)明的碾壓機(jī)4能夠碾壓至電極構(gòu)造體1斷裂，能夠得到斷裂前的壓縮率高的電極構(gòu)造體1，能夠得到高的電極密度和低的電極阻抗。
通過(guò)使用本發(fā)明的碾壓機(jī)4碾壓電極構(gòu)造體1，則電極構(gòu)造體的密度增大。電極密度的增大意味電極構(gòu)造體中的粉末狀電極活性物質(zhì)之間以及粉末狀電極活性物質(zhì)與粉末狀導(dǎo)電物質(zhì)的接觸面積增大。結(jié)果，電極的阻抗降低。同時(shí)，粉末狀電極活性物質(zhì)與粉末狀導(dǎo)電物質(zhì)在集電體上的接觸面積也可以增大。因此，電極自身的阻抗減小，成為作為電極更優(yōu)選的特性。當(dāng)然，由于電極密度增大，因此電極構(gòu)造體單位面積中含有的粉末狀電極活性物質(zhì)和粉末狀導(dǎo)電物質(zhì)的量增大。結(jié)果，如果在電池中使用電極構(gòu)造體1，則可以提高單位面積的能量密度。這樣，能夠制造更小型的電池。
下面，說(shuō)明鋰離子二次電池的實(shí)施例。<a>正電極構(gòu)造體的制造例(實(shí)施例1)將粉末狀電極活性物質(zhì)的平均粒徑5μm的LiCoO29.1重量份和粉末狀導(dǎo)電物質(zhì)的平均粒徑4μm的石墨粉末0.6重量份投入擠壓滑動(dòng)混合裝置，擠壓滑動(dòng)20分鐘。接著，添加離子導(dǎo)電性聚合物原料(A1)0.546重量份和乙腈3.5重量份。離子導(dǎo)電性聚合物原料(A1)是混合物，其組成和混合比如表1所示。表1離子導(dǎo)電性聚合物原料(A1)

添加了離子導(dǎo)電性聚合物原料(A1)的擠壓滑動(dòng)物在擠壓滑動(dòng)混合裝置內(nèi)擠壓滑動(dòng)5小時(shí)。擠壓滑動(dòng)物呈漿狀。向擠壓滑動(dòng)物中加入Polymeric MDI、MR-200(NPU社制)0.254重量份，在擠壓滑動(dòng)混合裝置內(nèi)攪拌5分鐘，取出擠壓滑動(dòng)物，移至厚度為20μm的鋁箔上，用100μm間隙的刮漿刀給料器流塑涂覆。室溫下放置15分鐘，接著在80℃下加熱1小時(shí)。將得到的單面涂覆的電極翻過(guò)來(lái)，固定在平面上，同樣操作，用100μm間隙的刮漿刀給料器流塑涂覆混合物。室溫下放置15分鐘，接著在80℃下加熱1小時(shí)。得到的電極是在20μm厚的鋁集電體的兩面上涂覆了電極層的結(jié)構(gòu)，整體厚度為170μm。用本發(fā)明的3根滾筒碾壓機(jī)在室溫下碾壓該電極。碾壓后的電極厚度為120μm。<b>正電極構(gòu)造體的制造例(實(shí)施例2)將粉末狀電極活性物質(zhì)的平均粒徑5μm的LiCoO29.0重量份、粉末狀導(dǎo)電物質(zhì)的Ketien black 0.6重量份和平均粒徑4μm的石墨粉末0.2重量份投入擠壓滑動(dòng)混合裝置(容積300cc)中，擠壓滑動(dòng)20分鐘。接著，添加離子導(dǎo)電性聚合物原料(A1)1.172重量份和乙腈3.5重量份。這些混合物在擠壓滑動(dòng)混合裝置內(nèi)擠壓滑動(dòng)5小時(shí)。擠壓滑動(dòng)物呈漿狀。向擠壓滑動(dòng)物中加入Polymeric MDI、MR-200(NPU社制)0.548重量份，擠壓滑動(dòng)5分鐘。取出擠壓滑動(dòng)物，移至厚度為20μm的鋁箔上，用100μm間隙的刮漿刀給料器流塑涂覆。室溫下放置15分鐘，接著在80℃下加熱1小時(shí)。將得到的單面涂覆的電極翻過(guò)來(lái)，固定在平面上，同樣操作，用100μm間隙的刮漿刀給料器流塑涂覆混合物。室溫下放置15分鐘，接著在80℃下加熱1小時(shí)。得到的電極是在20μm厚的鋁集電體的兩面上涂覆了電極層的結(jié)構(gòu)，整體厚度為170μm。用本發(fā)明的3根滾筒碾壓機(jī)在室溫下碾壓該電極。碾壓后的電極厚度為120μm。<c>正電極構(gòu)造體的制造例(實(shí)施例3)將粉末狀電極活性物質(zhì)的平均粒徑5μm的LiCoO29.1重量份、離子導(dǎo)電性聚合物原料(A1)0.341重量份和乙腈3.0重量份投入擠壓滑動(dòng)混合裝置(容積300cc)中，擠壓滑動(dòng)7小時(shí)。擠壓滑動(dòng)物呈漿狀。接著，加入Polymeric MDI、MR-200(NPU社制)0.159重量份，擠壓滑動(dòng)5分鐘。取出擠壓滑動(dòng)物，移至厚度為20μm的鋁箔上，用100μm間隙的刮漿刀給料器流塑涂覆。室溫下放置15分鐘，接著在80℃下加熱1小時(shí)。將得到的單面涂覆的電極翻過(guò)來(lái)，固定在平面上，同樣操作，用100μm間隙的刮漿刀給料器流塑涂覆混合物。室溫下放置15分鐘，接著在80℃下加熱1小時(shí)。得到的電極是在20μm厚的鋁集電體的兩面上涂覆了電極層的結(jié)構(gòu)，整體厚度為170μm。用本發(fā)明的3根滾筒碾壓機(jī)在室溫下碾壓該電極。碾壓后的電極厚度為120μm。<d>正電極構(gòu)造體的制造例(實(shí)施例4)將粉末狀電極活性物質(zhì)的平均粒徑5μm的LiCoO29.1重量份和粉末狀導(dǎo)電物質(zhì)的平均粒徑4μm的石墨粉末0.6重量份投入擠壓滑動(dòng)混合裝置(容積300cc)中，擠壓滑動(dòng)20分鐘。接著，添加離子導(dǎo)電性聚合物原料(A2)2.0重量份和乙腈3.0重量份。離子導(dǎo)電性聚合物原料(A2)是混合物，其組成和混合比如表2所示。表2離子導(dǎo)電性聚合物原料(A2)

添加了離子導(dǎo)電性聚合物原料(A2)的擠壓滑動(dòng)物在擠壓滑動(dòng)混合裝置(容積300cc)內(nèi)擠壓滑動(dòng)5小時(shí)。擠壓滑動(dòng)物呈漿狀。向擠壓滑動(dòng)物中加入將2，2’-偶氮基二(2，4-二甲基戊腈)0.01重量份溶解于乙二醇碳酸酯(EC)/二乙二醇碳酸酯(DEC)＝(1/1)vol的液體電解質(zhì)0.5重量份中的液體，再擠壓滑動(dòng)5分鐘。取出擠壓滑動(dòng)物，移至厚度為20μm的鋁箔上，用100μm間隙的刮漿刀給料器流塑涂覆。室溫下放置15分鐘，接著在80℃下加熱3小時(shí)。將得到的單面涂覆的電極翻過(guò)來(lái)，固定在平面上，同樣操作，用100μm間隙的刮漿刀給料器流塑涂覆混合物。室溫下放置15分鐘，接著在80℃下加熱3小時(shí)。得到的電極是在20μm厚的鋁集電體的兩面上涂覆了電極層的結(jié)構(gòu)，整體厚度為170μm。用本發(fā)明的3根滾筒碾壓機(jī)在室溫下碾壓該電極。碾壓后的電極厚度為120μm。<e>負(fù)電極構(gòu)造體的制造例(實(shí)施例5)將粉末狀電極活性物質(zhì)的平均粒徑5μm的石墨粉末9.1重量份、離子導(dǎo)電性聚合物原料(A1)0.341重量份和乙腈3.0重量份投入擠壓滑動(dòng)混合裝置(容積300cc)中，擠壓滑動(dòng)7小時(shí)。擠壓滑動(dòng)物呈漿狀。接著，加入Polymeric MDI、MR-200(NPU社制)0.159重量份，擠壓滑動(dòng)5分鐘。取出擠壓滑動(dòng)物，移至厚度為20μm的銅箔上，用100μm間隙的刮漿刀給料器流塑涂覆。室溫下放置15分鐘，接著在80℃下加熱1小時(shí)。將得到的單面涂覆的電極翻過(guò)來(lái)，固定在平面上，同樣操作，用100μm間隙的刮漿刀給料器流塑涂覆混合物。室溫下放置15分鐘，接著在80℃下加熱1小時(shí)。得到的電極是在20μm厚的銅集電體的兩面上涂覆了電極層的結(jié)構(gòu)，整體厚度為170μm。用本發(fā)明的3根滾筒碾壓機(jī)在室溫下碾壓該電極。碾壓后的電極厚度為120μm。<f>負(fù)電極構(gòu)造體的制造例(實(shí)施例6)將粉末狀電極活性物質(zhì)的平均粒徑5μm的石墨粉末9.1重量份、離子導(dǎo)電性聚合物原料(A2)0.2重量份和乙腈3.0重量份投入擠壓滑動(dòng)混合裝置(容積300cc)中，擠壓滑動(dòng)5小時(shí)。擠壓滑動(dòng)物呈漿狀。向擠壓滑動(dòng)物中加入將2，2’-偶氮基二(2，4-二甲基戊腈)0.01重量份溶解于乙二醇碳酸酯(EC)/二乙二醇碳酸酯(DEC)的容量比為1∶1的液體電解質(zhì)0.5重量份中的液體，再擠壓滑動(dòng)5分鐘。取出擠壓滑動(dòng)物，移至厚度為20μm的銅箔上，用100μm間隙的刮漿刀給料器流塑涂覆。室溫下放置15分鐘，接著在80℃下加熱3小時(shí)。將得到的單面涂覆的電極翻過(guò)來(lái)，固定在平面上，同樣操作，用100μm間隙的刮漿刀給料器流塑涂覆混合物。室溫下放置15分鐘，接著在80℃下加熱3小時(shí)。得到的電極是在20μm厚的銅集電體的兩面上涂覆了電極層的結(jié)構(gòu)，整體厚度為170μm。用本發(fā)明的3根滾筒碾壓機(jī)在室溫下碾壓該電極。碾壓后的電極厚度為120μm。<g>正電極構(gòu)造體的制造例(實(shí)施例7)用通常的葉片混合器，在粉末狀電極活性物質(zhì)的平均粒徑5μm的LiCoO29.0重量份、粉末狀導(dǎo)電物質(zhì)的Ketien black 0.8重量份和平均粒徑4μm的石墨粉末0.2重量份中，作為高分子粘合劑混合溶解了沒(méi)有離子導(dǎo)電性的聚偏二氟乙烯(PVDF)0.5重量份的正甲基吡咯烷酮11.5重量份?；旌?小時(shí)后，取出混合物，移至厚度為20μm的鋁箔上，用100μm間隙的刮漿刀給料器流塑涂覆。室溫下放置15分鐘，接著在80℃下加熱1小時(shí)。將得到的單面涂覆的電極翻過(guò)來(lái)，固定在平面上，同樣操作，用100μm間隙的刮漿刀給料器流塑涂覆混合物。室溫下放置15分鐘，接著在80℃下加熱1小時(shí)。得到的電極是在20μm厚的鋁集電體的兩面上涂覆了電極層的結(jié)構(gòu)，整體厚度為170μm。用本發(fā)明的3根滾筒碾壓機(jī)在室溫下碾壓該電極。碾壓后的電極厚度為120μm。<h>負(fù)電極構(gòu)造體的制造例(實(shí)施例8)用通常的葉片混合器，在粉末狀電極活性物質(zhì)的平均粒徑4μm的石墨粉末9.5重量份中，作為高分子粘合劑混合溶解了沒(méi)有離子導(dǎo)電性的聚偏二氟乙烯(PVDF)0.5重量份的正甲基吡咯烷酮25.5重量份。混合8小時(shí)后，取出混合物，移至厚度為20μm的鋁箔上，用100μm間隙的刮漿刀給料器流塑涂覆。室溫下放置15分鐘，接著在80℃下加熱1小時(shí)。將得到的單面涂覆的電極翻過(guò)來(lái)，固定在平面上，同樣操作，用100μm間隙的刮漿刀給料器流塑涂覆混合物。室溫下放置15分鐘，接著在80℃下加熱1小時(shí)。得到的電極是在20μm厚的鋁集電體的兩面上涂覆了電極層的結(jié)構(gòu)，整體厚度為170μm。用本發(fā)明的3根滾筒碾壓機(jī)在室溫下碾壓該電極。碾壓后的電極厚度為120μm。<i>正電極構(gòu)造體的比較例(比較例1)用通常的葉片混合器，在粉末狀電極活性物質(zhì)的平均粒徑5μm的LiCoO29.0重量份、粉末狀導(dǎo)電物質(zhì)的Ketien black 0.8重量份和平均粒徑4μm的石墨粉末0.2重量份中，作為高分子粘合劑混合溶解了沒(méi)有離子導(dǎo)電性的聚偏二氟乙烯(PVDF)0.5重量份的正甲基吡咯烷酮11.5重量份。混合8小時(shí)后，取出混合物，移至厚度為20μm的鋁箔上，用100μm間隙的刮漿刀給料器流塑涂覆。室溫下放置15分鐘，接著在80℃下加熱1小時(shí)。將得到的單面涂覆的電極翻過(guò)來(lái)，固定在平面上，同樣操作，用100μm間隙的刮漿刀給料器流塑涂覆混合物。室溫下放置15分鐘，接著在80℃下加熱1小時(shí)。得到的電極是在20μm厚的鋁集電體的兩面上涂覆了電極層的結(jié)構(gòu)，整體厚度為170μm。用以往的2根滾筒碾壓機(jī)在室溫下碾壓該電極。碾壓后的電極厚度為140μm。<j>負(fù)電極構(gòu)造體的比較例(比較例2)用通常的葉片混合器，在粉末狀電極活性物質(zhì)的平均粒徑4μm的石墨粉末9.5重量份中，作為高分子粘合劑混合溶解了沒(méi)有離子導(dǎo)電性的聚偏二氟乙烯(PVDF)0.3重量份的正甲基吡咯烷酮25.5重量份?；旌?小時(shí)后，取出混合物，移至厚度為20μm的鋁箔上，用100μm間隙的刮漿刀給料器流塑涂覆。室溫下放置15分鐘，接著在80℃下加熱1小時(shí)。將得到的單面涂覆的電極翻過(guò)來(lái)，固定在平面上，同樣操作，用100μm間隙的刮漿刀給料器流塑涂覆混合物。室溫下放置15分鐘，接著在80℃下加熱1小時(shí)。得到的電極是在20μm厚的鋁集電體的兩面上涂覆了電極層的結(jié)構(gòu)，整體厚度為170μm。用以往的2根滾筒碾壓機(jī)碾壓該電極。碾壓后的電極厚度為140μm。<k>充放電試驗(yàn)使用實(shí)施例和比較例中制造的正電極構(gòu)造體，制造鋰離子二次電池的試驗(yàn)電池。正電極、負(fù)電極同時(shí)切成電極面積為4cm2。在正電極和負(fù)電極之間夾入全固體高分子電解質(zhì)(全聚合物)、高分子凝膠電解質(zhì)(聚合物凝膠)、液體電解質(zhì)(液體)和隔板，制成試驗(yàn)電池。使各電解質(zhì)中含有的鋰鹽(支持電解鹽)的濃度為1M。對(duì)該電池以每電極面積1cm20.3mA充電至4.1V，間歇15分鐘后，以0.3mA/cm2放電至2.7V。將可進(jìn)行該充放電循環(huán)2次的組合看作可充放電，如表3所示。表4表示表3中記載的電解質(zhì)的內(nèi)容。表3充放電試驗(yàn)結(jié)果

表4用于試驗(yàn)的電解質(zhì)

在實(shí)施例和比較例的充放電試驗(yàn)中，使用了本發(fā)明的正電極和負(fù)電極的試驗(yàn)電池，電解質(zhì)不僅是液體狀，而且固體狀或凝膠狀也可以進(jìn)行充放電試驗(yàn)，但使用了比較例的電極的電池中，只有電解質(zhì)是液體狀時(shí)可以進(jìn)行充放電，固體的電解質(zhì)不能進(jìn)行充放電。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明可以得到如下所述的效果。<a>本發(fā)明的碾壓裝置能夠碾壓電極構(gòu)造體，充分提高涂覆層的密度。<b>本發(fā)明能夠得到效率優(yōu)良的電極構(gòu)造體。
權(quán)利要求
1.一種碾壓電極構(gòu)造體的碾壓裝置，是碾壓在集電材料上附著了粉末狀電極活性物質(zhì)的電極構(gòu)造體的碾壓裝置，其特征在于，設(shè)有夾持并碾壓電極構(gòu)造體的一對(duì)工作滾筒、對(duì)各工作滾筒作用壓力的至少一對(duì)支撐滾筒、對(duì)至少一個(gè)支撐滾筒向工作滾筒側(cè)作用壓力的擠壓裝置和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)工作滾筒的驅(qū)動(dòng)裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的碾壓電極構(gòu)造體的碾壓裝置，其特征在于，支撐滾筒具有大于工作滾筒的直徑。
3.如權(quán)利要求1所述的碾壓電極構(gòu)造體的碾壓裝置，其特征在于，支撐滾筒在表面覆蓋彈性材料。
4.如權(quán)利要求1所述的碾壓電極構(gòu)造體的碾壓裝置，其特征在于，設(shè)有內(nèi)部具有工作滾筒軸承的工作滾筒支架和內(nèi)部具有各滾筒軸承的支架，各支架之間設(shè)有隔板。
5.一種碾壓裝置，是碾壓在集電材料上附著了粉末狀電極活性物質(zhì)的電極構(gòu)造體的碾壓裝置，其特征在于，設(shè)有夾持并碾壓電極構(gòu)造體的大徑和小徑工作滾筒、對(duì)小徑工作滾筒表面作用壓力的支撐滾筒、對(duì)支撐滾筒向小徑工作滾筒側(cè)作用壓力的擠壓裝置和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)工作滾筒的驅(qū)動(dòng)裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的碾壓電極構(gòu)造體的碾壓裝置，其特征在于，支撐滾筒具有大于工作滾筒的直徑。
7.如權(quán)利要求5所述的碾壓電極構(gòu)造體的碾壓裝置，其特征在于，支撐滾筒在表面覆蓋彈性材料。
8.如權(quán)利要求5所述的碾壓電極構(gòu)造體的碾壓裝置，其特征在于，設(shè)有內(nèi)部具有工作滾筒軸承的工作滾筒支架和內(nèi)部具有各滾筒軸承的支架，各支架之間設(shè)有隔板。
9.一種電極構(gòu)造體，是離子在電極間移動(dòng)的二次電池的電極構(gòu)造體，其特征在于，在集電材料上附著被離子導(dǎo)電性聚合物覆蓋的粉末狀電極活性物質(zhì)，通過(guò)碾壓裝置將粉末狀電極活性物質(zhì)碾壓在集電材料上得到。
10.如權(quán)利要求9所述的電極構(gòu)造體，其特征在于，在粉末狀電極活性物質(zhì)中混合粉末狀導(dǎo)電物質(zhì)。
11.一種電極構(gòu)造體，是離子在電極間移動(dòng)的電氣雙層電容器的電極構(gòu)造體，其特征在于，在集電材料上附著被離子導(dǎo)電性聚合物覆蓋的粉末狀高表面積材料，通過(guò)碾壓裝置將粉末狀高表面積材料碾壓在集電材料上得到。
12.如權(quán)利要求11所述的電極構(gòu)造體，其特征在于，在粉末狀高表面積材料中混合粉末狀導(dǎo)電物質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種適于碾壓電極構(gòu)造體的碾壓裝置和效率優(yōu)良的電極構(gòu)造體,該碾壓裝置設(shè)有夾持并碾壓電極構(gòu)造體的一對(duì)工作滾筒43、43,對(duì)各工作滾筒作用壓力的至少一對(duì)支撐滾筒42、42,對(duì)至少一個(gè)支撐滾筒向工作滾筒側(cè)作用壓力的擠壓裝置44和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)工作滾筒43的驅(qū)動(dòng)裝置45,碾壓表面覆蓋有彈性材料的電極構(gòu)造體1,并且本發(fā)明還提供一種用碾壓裝置碾壓的電極構(gòu)造體。
文檔編號(hào)H01M4/36GK1376316SQ00813255
公開(kāi)日2002年10月23日 申請(qǐng)日期2000年9月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月22日
發(fā)明者佐藤貴哉, 清水達(dá)夫 申請(qǐng)人:日清紡績(jī)株式會(huì)社, 伊藤忠商事株式會(huì)社