專利名稱：制造電池的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)將電解質(zhì)涂覆到電極上以形成電解質(zhì)層的制造電池的方法，以及所用的涂覆機(jī)。
近來(lái)已開(kāi)發(fā)出便攜式的電子裝置，因此，作為這種便攜式電子裝置電源的電池具有重要的作用。便攜式電子裝置要求小而輕，相應(yīng)于這種要求，也要求電池體積小以適應(yīng)于便攜式電子裝置內(nèi)部的相應(yīng)空間，以及輕的重量以便盡可能不增加便攜式電子裝置的重量。
作為適合于于這種要求的電池，以取代一直是作為二次電池主流的鉛基酸式電池和鎳-鎘電池，迫切需要一種其能量密度和輸出密度比這些電池高的鋰二次電池和鋰離子二次電池。
傳統(tǒng)上，在鋰二次電池或鋰離子二次電池中，使用可將鋰離子溶于非水性溶劑的液體型電解質(zhì)，作為輔助離子傳導(dǎo)的物質(zhì)(因此，稱作電解質(zhì)液體)。為此，必須有一個(gè)由金屬殼制成的殼體，以防止泄漏并嚴(yán)格保持電池內(nèi)部的密閉性。然而，使用金屬殼作為殼體，很難制造出薄而平的例如平板狀的電池，薄而小的例如卡片狀的電池，以及在形狀上靈活彎曲的電池。
為取代電解質(zhì)液體，建議在二次電池中使用例如凝膠型電解質(zhì)，其高分子化合物具有包括鋰鹽、固體型電解質(zhì)的電解質(zhì)液體，鋰鹽分散在具有離子傳導(dǎo)性的高分子化合物間，或者使用含有鋰鹽的固體型無(wú)機(jī)導(dǎo)體電解質(zhì)。這些電池不會(huì)泄漏，因而不需要作為殼體的金屬殼。這樣便可以通過(guò)使用疊層膜或類似物作為外殼材料以減小電池的重量和厚度尺寸，從而實(shí)現(xiàn)電池形狀上的靈活自由。
在使用凝膠型電解質(zhì)的情況下，通過(guò)后面描述的方法，電解質(zhì)層形成于電極混合物層上，混合物層在電極集電器上形成。首先，將由多個(gè)電極混合物層(多個(gè)電極混合物層斷續(xù)地形成于帶狀電極集電器上)組成的帶狀電極浸入裝有電解質(zhì)的容器。然后，將帶狀電極從容器中抽出，用一對(duì)匙形刀(醫(yī)用)將粘附在電極兩個(gè)面上的電解液刮除，以便在帶狀電極的兩個(gè)面上形成具有預(yù)定厚度的電解質(zhì)層。之后，帶狀電極在斷續(xù)地形成地混合物層之間被切割成為多個(gè)電極。
在這種制造電解質(zhì)層的方法中，當(dāng)將電極浸入容器時(shí)，如有任何阻止電極傳送或降低電極傳送速度的意外發(fā)生，則電極浸入到容器中的部分將在此意外發(fā)生時(shí)吸附多于所要求的電解質(zhì)，這將引起對(duì)電解質(zhì)數(shù)量的控制故障。在這種情況下，需要將電解質(zhì)量增多的區(qū)域去掉，然而，有缺陷的區(qū)域和正常區(qū)域之間的電解質(zhì)層厚度幾乎相同，這就需要采取手段，在每次意外發(fā)生時(shí)將有缺陷的區(qū)域加以標(biāo)記。
當(dāng)電極混合物層在電極集電器兩個(gè)面上形成時(shí)，電極混合物在正面和背面的不同區(qū)域上形成的情況下，電極的厚度在各部分是不同的。因此，使用一對(duì)匙刀進(jìn)行刮除的方法很難得到平滑的電解質(zhì)層。
由于將含有斷續(xù)地形成于電極集電器上的多個(gè)電極混合物層的帶狀電極浸入容器從而形成電解質(zhì)層，電解質(zhì)直接附著在電極集電器上電極混合物層沒(méi)有形成的區(qū)域。在這種情況下，當(dāng)將一個(gè)成為電極端的引線連接到?jīng)]有形成電極混合物層的區(qū)域時(shí)，則需要一個(gè)電解質(zhì)剝離工藝。
本發(fā)明正是考慮到上述問(wèn)題而實(shí)現(xiàn)的，目的是提供一種高產(chǎn)率的制造電池的方法，以及該方法所用的涂覆機(jī)。
本發(fā)明制造電池的方法是一種制造在正電極和負(fù)電極上置有電解質(zhì)層的電池的方法，包括以下幾個(gè)步驟通過(guò)加壓裝置將電解質(zhì)擠壓到正電極或負(fù)電極的至少一個(gè)面上，由此形成電解質(zhì)層；進(jìn)而通過(guò)將電解質(zhì)斷續(xù)地涂覆到帶狀電極的至少一個(gè)面上由此形成多個(gè)電解質(zhì)層，帶狀電極包括多個(gè)形成于電極集電器上的電極混合物層；以及將斷續(xù)地涂有電解質(zhì)的電極在多個(gè)電解質(zhì)層之間切割開(kāi)。
根據(jù)本發(fā)明的涂覆機(jī)包括一個(gè)用于供給涂料的噴嘴元件；一個(gè)傳送機(jī)構(gòu)，用于將與噴嘴元件相關(guān)的涂覆體輸送到與噴嘴元件相對(duì)的位置；一個(gè)加壓機(jī)構(gòu)，用于將涂層材料涂覆到正被傳送機(jī)構(gòu)相對(duì)于噴嘴傳送的涂覆體；一個(gè)關(guān)閉機(jī)構(gòu)，用于關(guān)閉噴嘴單元內(nèi)的涂層材料流經(jīng)通道；以及一個(gè)控制機(jī)構(gòu)，用于斷續(xù)地驅(qū)動(dòng)關(guān)閉機(jī)構(gòu)，以便從噴嘴單元中斷續(xù)地輸送涂層材料。
根據(jù)本發(fā)明的一種制造電池的方法，由于電解質(zhì)層是通過(guò)加壓機(jī)構(gòu)將電解質(zhì)進(jìn)行擠壓而形成的，即使有意外發(fā)生，如形成機(jī)構(gòu)在形成電解質(zhì)層的中間停止，也可以得到厚度均一的形成于電極上的電解質(zhì)層。
根據(jù)本發(fā)明的涂覆機(jī)，通過(guò)斷續(xù)地驅(qū)動(dòng)關(guān)閉機(jī)構(gòu)，涂料被加壓機(jī)構(gòu)加壓，涂覆到相對(duì)于噴嘴元件傳送的預(yù)涂覆體。因此，電解質(zhì)可以在包括多個(gè)電極混合物層的帶狀電極上形成，電極混合物層斷續(xù)地形成于電極集電器上；以及通過(guò)在電解質(zhì)層之間將電極切開(kāi)，可以由此形成在電極混合物層上形成有電解質(zhì)層的疊層體。
本發(fā)明的其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)可以從以下說(shuō)明中更加全面地了解。
從下面的優(yōu)選實(shí)施例并結(jié)合附圖，可以更為清楚地說(shuō)明本發(fā)明的上述目的及其他目的和特點(diǎn)。


圖1是使用與本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案有關(guān)的電池制造方法而制造出的電池的透視圖；圖2表示圖1中所示電池的每一部件的透視圖；圖3是沿圖2所示卷壓電池的Ⅲ-Ⅲ線方向的截面圖；圖4A和圖4B是表示與本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案有關(guān)的電池制造方法的平面圖；圖4A表示帶狀正電極的一部分放大的平面視圖；圖4B是帶狀負(fù)電極的一部分放大的平面視圖；圖5是形成圖1所示電池的電解質(zhì)層時(shí)所用涂覆機(jī)結(jié)構(gòu)的部分截面視圖。
圖6是圖5中噴嘴的一部分放大的截面視圖；圖7是形成圖1所示電池的電解質(zhì)層時(shí)所用另一種涂覆機(jī)結(jié)構(gòu)的部分截面視圖。
圖8A和圖8B是圖7所示噴嘴元件放大的截面視圖，解釋了與本發(fā)明的實(shí)施方案有關(guān)的生產(chǎn)電池的方法；圖8A表示電解質(zhì)E從噴嘴中送出狀態(tài)的截面視圖；圖8B表示電解質(zhì)E停止送出的狀態(tài)截面視圖；圖9A和圖9B表示根據(jù)與本發(fā)明有關(guān)的實(shí)施方案生產(chǎn)電池的方法的截面視圖；圖9A表示根據(jù)本發(fā)明的方法生產(chǎn)的帶狀正電極的截面視圖；圖9B表示根據(jù)傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的帶狀正電極的截面視圖；圖10是改變圖7所示的本發(fā)明的一種涂覆機(jī)結(jié)構(gòu)的一部分的截面視圖。
下面將參考附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案。
首先對(duì)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的電池制造方法所制得的二次電池的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是根據(jù)與本實(shí)施方案有關(guān)的電池制造方法制造的二次電池的結(jié)構(gòu)圖。圖2是圖1中所示二次電池每一部件的單個(gè)視圖。該二次電池具有的結(jié)構(gòu)為卷壓電極20密封到殼體元件30內(nèi)并且與正電極引線11和負(fù)電極引線12相接觸。
圖3表示圖2中卷壓電極20沿Ⅲ-Ⅲ線的截面結(jié)構(gòu)。卷壓電極20的結(jié)構(gòu)為正電極21和陽(yáng)極22疊在一起，其間夾入凝膠型的電解質(zhì)層23，電極被卷壓多次。正電極21和負(fù)電極22之間，隔膜24隨電解質(zhì)層23插入。為簡(jiǎn)化圖面，圖3所示的卷壓電極20僅卷壓一次。
正電極21具有一個(gè)正集電層25，以及配置于正集電層25兩個(gè)表面的正電極混合物層26。正集電層25的一端沿軸向暴露在外面。負(fù)電極22具有一個(gè)負(fù)集電層27，以及配置于負(fù)集電層27兩面的負(fù)電極混合物層。負(fù)集電層27的一端沿軸向暴露在外面。
正電極引線11和負(fù)電極引線12從殼體元件30的內(nèi)部引到外面，例如，以相同的方向。正電極引線11的一部分與殼體元件30內(nèi)的正電極集電器層25的暴露部分相連接。另一方面，負(fù)電極引線12的一部分與殼體元件3內(nèi)的負(fù)電極集電器層27的暴露部分相連接。如圖1和2所示，殼體元件30包括一對(duì)矩形薄膜30a和30b。正電極引線11和負(fù)電極引線12用薄膜31附著到薄膜30a和30b上面，用于加強(qiáng)其間的粘合以防止進(jìn)入空氣。
然后，對(duì)二次電池的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。與此有關(guān)的是，在此還將解釋制造多個(gè)二次電池的情況。
首先，例如，在一個(gè)厚度為5μm-50μm范圍內(nèi)的帶狀正電極集電器25a(見(jiàn)圖5)上，斷續(xù)地形成厚度在50μm-300μm范圍內(nèi)的多個(gè)正電極混合物層26，以產(chǎn)生帶狀正電極21a(見(jiàn)圖5)。帶狀正電極21a被單個(gè)地分開(kāi)成為上述正電極21(見(jiàn)圖3)。特別地，帶狀正電極21a的生產(chǎn)按以下方法進(jìn)行。首先，將正電極混合物(包括正電極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑如碳黑或石墨以及粘接劑如聚偏氟乙烯等)，分散到溶劑如二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮中，由此形成正電極混合物漿料。然后，將正電極混合物漿料斷續(xù)地涂覆到帶狀正電極集電器25a的正面和背面，然后，將帶狀正電極集電器25a進(jìn)行干燥，并進(jìn)行模壓成型。帶狀正電極集電器25a用金屬薄膜如鋁(Al)箔，鎳(Ni)箔或不銹鋼箔制成。
此時(shí)，作為正電極活性物質(zhì)材料，優(yōu)選使用金屬氧化物、金屬硫化物，或者一種或兩種以上特殊的高分子物質(zhì)。正電極活性物質(zhì)可以根據(jù)其使用目的選擇，但是，如果需要高的能量密度，最好選用主要包括LixMO2的鋰(Li)混合氧化物。X的值根據(jù)電池的充電-放電狀態(tài)而變化，通常，滿意值為0.05≤x≤1.12。在該組成分子式中，M最好為一種以上的過(guò)渡金屬，優(yōu)選為，至少為鈷(Co)、鎳或錳(Mn)中的一種材料。這種鋰的混合氧化物的一個(gè)特別的例子可以為L(zhǎng)iNiyCo1-yO2(0≤y≤1)或LiMn2O4。
生產(chǎn)出帶狀正電極21a之后，電解質(zhì)層23分別形成于正電極混合物層26上，正電極混合物層根據(jù)本方法斷續(xù)地形成，這將在后面進(jìn)行說(shuō)明。
如果混合劑層(正電極混合物層26，負(fù)電極混合物層28)在帶狀電極集電器(帶狀正電極集電器25a，帶狀負(fù)電極集電器27)的兩個(gè)面上形成，以及電解質(zhì)23分別在其上面形成，則每次形成一個(gè)面。
圖5和7表示此處所用的涂覆機(jī)的結(jié)構(gòu)視圖。
圖5所示涂覆機(jī)配置了一個(gè)用于輸送電解質(zhì)E的電解質(zhì)輸送機(jī)構(gòu)40，一個(gè)用于傳送帶狀電極(此處為帶狀正電極21a)的傳送輥51、支持輥52和卷繞機(jī)53。支持輥52安裝于與噴嘴41正對(duì)著的位置，支持輥52的直徑約為帶狀正電極集電器、混合物劑層以及電解質(zhì)層23總厚度的1000倍，電解質(zhì)輸送機(jī)40具有一個(gè)噴嘴41，噴嘴41包括一個(gè)用于充填電解質(zhì)E的充填原件41a。供料管42的一端與充填元件41a相連，另一端與裝有電解質(zhì)E的容器43連接。在供料管42的中部安裝有一個(gè)作為加壓裝置的配料泵44。在電解質(zhì)輸送機(jī)構(gòu)40中，在噴嘴41中的電解質(zhì)E流經(jīng)的通道41b的中部，安裝有一個(gè)圖中未示出的開(kāi)關(guān)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)可以將通道41b打開(kāi)或關(guān)閉。與此有關(guān)的是，盡管此處配料泵44安裝在噴嘴41的外部，但可以在噴嘴41內(nèi)安裝一個(gè)齒輪泵作為加壓機(jī)構(gòu)。
在該涂覆機(jī)內(nèi)，帶狀電極21a從傳送輥51沿水平方向承載，然后，以固定速度向支持輥52的方向傳送，將電解質(zhì)E涂覆到正電極混合物層26上，由卷繞機(jī)53進(jìn)行卷繞。通過(guò)調(diào)整支持輥52和噴嘴41之間的距離，電解質(zhì)層23的厚度得到調(diào)整。
如圖7所示的涂覆機(jī)包括一個(gè)用于輸送電解質(zhì)E的電解質(zhì)輸送機(jī)構(gòu)60，一個(gè)傳送輥71和卷繞機(jī)72，作為傳送帶狀電極的裝置(此處為帶狀正電極21a)。電解質(zhì)輸送機(jī)60具有一個(gè)噴嘴61，噴嘴61包括一個(gè)用于充填電解質(zhì)E的充填原件61a。供料管62的一端與充填元件61a相連，另一端與裝有電解質(zhì)E的容器63連接。在供料管62的中部安裝有一個(gè)作為加壓裝置的配料泵64。在噴嘴61中的電解質(zhì)E流經(jīng)的通道61b的中部，安裝有一個(gè)可以將通道61b打開(kāi)或關(guān)閉的開(kāi)關(guān)65。開(kāi)關(guān)65可以移動(dòng)到通道61b的關(guān)閉位置或通道61b的打開(kāi)位置。與此有關(guān)的是，盡管此處配料泵64安裝在噴嘴41的外部，但可以在噴嘴61內(nèi)安裝一個(gè)齒輪泵作為加壓機(jī)構(gòu)。
該涂覆機(jī)還具有一個(gè)作為檢測(cè)裝置的傳感器66(例如，一個(gè)反射成象開(kāi)關(guān))，傳感器66位于卷繞機(jī)71一側(cè)的噴嘴61附近。傳感器66用于檢測(cè)帶狀電極傳輸時(shí)的位置(此處為帶狀正電極21a)，并將檢測(cè)信號(hào)發(fā)送到控制器67?？刂破?7接收檢測(cè)信號(hào)，對(duì)配料泵64和開(kāi)關(guān)65進(jìn)行控制，如稍后所述。
在該涂覆機(jī)內(nèi)，帶狀電極(此處為帶狀正電極21a)從傳送輥71沿水平方向傳送，傳送時(shí)，按圖7所示的方向A以固定速度傳送，電解質(zhì)E隨開(kāi)關(guān)65的打開(kāi)和關(guān)閉，被斷續(xù)地涂覆到正電極混合物層26上，由卷繞機(jī)72卷繞。與此有關(guān)的是，通過(guò)將噴嘴61沿上下方向移動(dòng)以調(diào)整從噴嘴61的送料口(見(jiàn)圖8A和8B)到正電極混合物層26之間的距離，從而電解質(zhì)層23的厚度得到調(diào)整。
在該實(shí)施方案中，當(dāng)形成電解質(zhì)層23時(shí)，電解質(zhì)E事先裝到上述電解質(zhì)輸送機(jī)60的容器63中。對(duì)于電解質(zhì)E，其所用材料包括作為電解質(zhì)鹽的鋰鹽、溶解鋰鹽的非水性溶劑和高分子化合物。對(duì)于鋰鹽，LiPF6、LiAsF6、LiBF4、LiClO4、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N或LiC4F9SO3是合適的，可以使用一種材料或?qū)⑵渲袃煞N以上材料混合使用。在電解質(zhì)層23中，用于非水性溶劑的鋰離子的濃度最好在0.10-2.0mol/l的范圍之內(nèi)。這是因?yàn)樵谠撍龇秶鷥?nèi)可以得到優(yōu)良的離子傳導(dǎo)性。
對(duì)于非水性溶劑，例如，碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸亞丁酯、γ-丁丙酯、γ-戊內(nèi)酯、二乙氧基乙烷、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、1,3-二氧戊環(huán)、乙酸甲酯、甲基丙酸、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、2,4-二氟苯甲醚、2,6-二氟苯甲醚或者4-溴鄰二甲氧基苯是合適的，可以使用一種材料或?qū)⑵渲袃煞N以上的材料混合使用。在使用如后面所述的疊層薄膜作為殼體元件30的情況下，優(yōu)先選用沸點(diǎn)高于150℃的材料如碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、γ-丁丙酯、2,4-二氟苯甲醚、2,6-二氟苯甲醚或者4-溴鄰二甲氧基苯。由于這個(gè)原因，易揮發(fā)會(huì)引起殼體元件30出現(xiàn)凸起，而導(dǎo)致殼體變形。作為高分子化合物，聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、丁腈橡膠、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹(shù)脂、丙烯腈-聚氯乙烯-丙烯-二烯苯乙烯樹(shù)脂、丙烯腈-氯乙烯樹(shù)脂、丙烯腈-甲基丙烯酸酯樹(shù)脂、丙烯腈-丙烯酸酯樹(shù)脂、聚環(huán)氧乙烷或者聚醚變性硅氧烷是合適的，可以使用一種或?qū)⑵渲械膬煞N以上材料混合使用。也可以使用由聚偏氟乙烯與六氟丙烯或四氟乙烯相結(jié)合而制成的共聚物。另外還可以使用由聚丙烯腈結(jié)合乙烯基單體如乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、丁基丙烯酸、亞丁基丁二酸、甲基丙烯酸氫氧化物、丙烯酸乙酯氫氧化物、丙烯酰胺、氯乙烯、1,1-二氟乙烯或者1,1-二氯乙烯制成的共聚物。另外，還可以使用由環(huán)氧乙烷結(jié)合聚環(huán)氧乙烷、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、或者丁基丙烯酸制成的共聚物。除此之外，也可以采用1,1-二氟乙烯共聚物或者醚變性硅氧烷共聚物。
在圖5所示的涂覆機(jī)內(nèi)，將電解質(zhì)E裝到容器43中之后，帶狀電極21a由傳送輥51、支持輥52和卷繞機(jī)53沿圖5所示的A方向傳送。帶狀電極傳送時(shí)，當(dāng)正電極混合物層26在帶狀正電極21a上形成的區(qū)域與噴嘴41的送料口正對(duì)時(shí)，圖中未示出的開(kāi)關(guān)退出從而將通道41b打開(kāi)。在此狀態(tài)下，配料泵44在圖中未示出的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下，壓力在0.01Mpa-0.3Mpa的范圍之內(nèi)。由此，壓力被均勻地施加到填充于噴嘴41的充填元件41a內(nèi)的電解質(zhì)E上，將電解質(zhì)E以100ml/min-200ml/min的速度擠壓。從而電解質(zhì)層23以均勻的厚度(例如厚度范圍為5-100μm)在正電極混合物層26的一個(gè)面上形成。由于電解質(zhì)E是通過(guò)壓力擠壓的，即使正電極混合物層26在帶狀正電極集電器25a的正面和背面的長(zhǎng)度不同，電解質(zhì)層23的厚度仍可均勻一致。
如上述圖7所示的涂覆機(jī)的方式相似，帶狀正電極21a由傳送輥71和卷繞機(jī)72沿圖7所示的A方向傳送，電解質(zhì)層23在帶狀正電極21a的正電極層26上形成。圖8A表示帶狀正電極21a的正電極混合物層的暴露區(qū)B正好位于噴嘴61的送料口61c的下面時(shí)的視圖，電解質(zhì)層23形成。另一方面，圖8B表示帶狀正電極21a的集電器暴露區(qū)C正好位于噴嘴61的送料口61c的下面時(shí)的視圖，電解質(zhì)E的供給停止。
在此，當(dāng)傳感器66在檢測(cè)定時(shí)的基礎(chǔ)上，在檢測(cè)出從帶狀正電極21a的集電器暴露區(qū)域C到電極21a的正電極混合物層暴露區(qū)B的界線之后，在控制器67的控制下，將在此時(shí)之前將充填元件61a的流經(jīng)通道61b關(guān)閉的開(kāi)關(guān)65拉開(kāi)，以打開(kāi)流經(jīng)通道61b，而在此之前處于停止?fàn)顟B(tài)的配料泵64，也在0.01Mpa到0.3Mpa的壓力范圍內(nèi)被啟動(dòng)。因此，如圖8A所示，電解質(zhì)E由噴嘴61的送料口61c被涂覆到正電極混合物層26的表面，以形成電解質(zhì)層23。
接下來(lái)，當(dāng)傳感器66在檢測(cè)定時(shí)的基礎(chǔ)上檢測(cè)出從正電極混合物層暴露區(qū)B到集電器的暴露區(qū)C的界線之后，將在此之前將流經(jīng)通道61b打開(kāi)的開(kāi)關(guān)65，向前推進(jìn)到流經(jīng)通道61b內(nèi)部，以關(guān)閉流經(jīng)通道61b，供料泵64停止運(yùn)行。結(jié)果，噴嘴61b停止輸送電解質(zhì)E。因此，如圖8B所示，在集電器的暴露區(qū)C，存在一個(gè)電解質(zhì)層23沒(méi)有形成的狀態(tài)，帶狀正電極集電器25a暴露在外面。之后，當(dāng)傳感器66再次檢測(cè)出從帶狀正電極21a的集電器暴露區(qū)C到正電極混合物層暴露區(qū)B之間的界線時(shí)，電解質(zhì)層23以與前面所述相同的方式形成于正電極混合物層26上。重復(fù)相同的步驟以制成電解質(zhì)層23。
這里，由于傳感器66檢測(cè)出集電器暴露區(qū)C和正電極混合物層暴露區(qū)B之間的界線，以及在檢測(cè)信號(hào)的基礎(chǔ)上，控制器67對(duì)配料泵64和開(kāi)關(guān)65進(jìn)行控制，電解質(zhì)層23以固定的間隔選則性地在形成于帶狀正電極集電器25a上許多的正電極混合物層26上形成。與此有關(guān)的是，盡管電解質(zhì)層23的形成覆蓋了正電極混合物層26的整個(gè)表面(即頂部和側(cè)面)，電解質(zhì)層23還可以只形成于正電極混合物層26除側(cè)面之外的頂部。
在圖5和圖7所示的涂覆機(jī)內(nèi)，當(dāng)電解質(zhì)E從噴嘴41和61中涂覆時(shí)，如果其粘度在0.001Pa·s-0.05Pa·s的范圍之間，電解質(zhì)E會(huì)平滑地通過(guò)流經(jīng)通道41b和61b。另外，如下所述，電解質(zhì)E的粘度可以調(diào)整。首先，在充填元件41a和61a的附近提供一個(gè)未在圖中表示的油槽，加熱并循環(huán)油槽內(nèi)的油，用以加熱電解質(zhì)E。另一種方式，也可以通過(guò)添加沸點(diǎn)低的非水性溶劑來(lái)調(diào)整電解質(zhì)E的粘度。
與此有關(guān)的是，在圖5和7所示涂覆機(jī)的卷繞輥53和72的附近，安裝一個(gè)用以干燥涂覆的電解質(zhì)的干燥機(jī)54。在圖7中，干燥機(jī)54未表示。形成的電解質(zhì)層23被傳送到干燥機(jī)54的相應(yīng)位置，以干燥涂覆的電解質(zhì)。之后，電解質(zhì)23和帶狀正電極21a一起被覆蓋一層由丙烯制成的塑料薄膜(未示出)，并由卷繞機(jī)53和72卷繞。將其用塑料膜覆蓋的原因，如前所述，是為防止電解質(zhì)層23中的非水性溶劑揮發(fā)或防止電解質(zhì)層23吸收水分。
如前所述，電解質(zhì)23是斷續(xù)地形成于帶狀負(fù)電極(負(fù)電極混合物層斷續(xù)地形成于帶狀負(fù)電極集電器上)上的。
帶狀負(fù)電極22a的制備通過(guò)下述方法進(jìn)行。首先，將鋰金屬、鋰合金如鋰和鋁的合金、或者能夠存儲(chǔ)和釋放鋰的負(fù)電極材料與粘接劑如聚亞乙烯均勻混合，然后，分散到溶劑如二甲基甲醛或N-甲基吡咯烷酮中以制成負(fù)電極混合物漿料。之后，負(fù)電極混合物漿料斷續(xù)地涂覆到由金屬箔如銅(Cu)箔等制成的帶狀負(fù)電極集電器的表面和背面上，再將帶狀負(fù)電極集電器干燥并模壓成型。
對(duì)于能夠吸留和釋放鋰的負(fù)電極材料，可使用碳材料、硅或硅的化合物、金屬氧化物或高分子材料之中的一種或兩種以上的化合物。對(duì)于碳材料，可以使用熱解炭、焦炭如瀝青焦炭、針狀焦炭或石油焦炭、石墨、玻璃焦炭、有機(jī)高分子化合物如纖維素、酚醛樹(shù)脂、或在適當(dāng)溫度下焙燒的呋喃樹(shù)脂、炭纖維或活性炭。對(duì)于硅化合物，可以使用Mg2Si。對(duì)于金屬氧化物，可以使用SnO2。對(duì)于高分子化合物，可以使用聚乙炔、聚胺苯、聚吡咯、或二硫化物聚合物。
將帶狀正電極和帶狀負(fù)電極(在其上有許多電解質(zhì)層分別間斷地形成)分別從卷繞機(jī)中抽出，剝離掉覆蓋在帶狀正電極和帶狀負(fù)電極上的塑料薄膜。
接下來(lái)，通過(guò)焊接或用粘結(jié)材料，將由鋁制成的正電極引線11連接到正電極混合物層26之間的帶狀正電極集電器的暴露區(qū)域25a中。另一方面，通過(guò)焊接或用粘結(jié)材料，將由銅制成的負(fù)電極引線12粘結(jié)到負(fù)電極混合物層28之間的帶狀負(fù)電極集電器的暴露區(qū)域27a中。
然后，用一個(gè)剪切器將帶狀正電極集電器從電解質(zhì)層之間切割開(kāi)以單個(gè)分開(kāi)。結(jié)果，形成多個(gè)疊層體，該多個(gè)疊層體包括正電極引線11，通過(guò)將正電極混合物層26和電解質(zhì)層23依次疊放到正電極集電器25上形成。用上述相似的方式，將帶狀負(fù)電極集電器從電解質(zhì)層23之間切開(kāi)以單個(gè)分開(kāi)。結(jié)果形成多個(gè)疊層體，該多個(gè)疊層體包括負(fù)電極端極12，通過(guò)將負(fù)電極混合物層28和電解質(zhì)層23依次疊放到負(fù)電極集電器27上形成。接下來(lái)，如圖2和3所示，將每個(gè)疊層體與隔膜24一起疊層，方式為每個(gè)層均面對(duì)其電解質(zhì)層23，并且卷壓以形成卷壓的電極20。隔膜24由多孔膜制成，多孔膜主要以聚烯烴材料如聚丙烯或聚乙烯為基?？梢允褂糜蓛煞N以上的多孔膜疊加的材料。
形成卷壓電極20之后，例如，制備一對(duì)組成殼體元件30的薄膜30a和30b。卷壓電極夾層到薄膜30a和30b之間。在引出正電極引線11和負(fù)電極引線12的薄膜30a和30b的末端，薄膜31的放置方式使得正電極引線11和負(fù)電極引線12夾入其間。然后，正電極引線11和負(fù)電極引線12分別被夾入到殼體元件30之間，薄膜31夾在中間。
對(duì)于薄膜30a和30b，例如，該層壓膜依次由尼龍膜、鋁箔和聚乙烯膜疊壓而成，聚乙烯膜的位置使其與卷壓電極20相對(duì)。薄膜之一的薄膜30a的形狀成圓形，最外端與其內(nèi)部卷壓電極20相適應(yīng)。
將卷壓電極20夾入到薄膜30a和30b間之后，在較低的壓力氣氛下，殼體元件30受壓而與卷壓電極20相銜接，薄膜30a和30b外部的每一部分以熱封等方式緊密粘結(jié)。由此制成圖1所示的二次電池。
在上述制造的二次電池中，當(dāng)充電時(shí)，鋰從正電極混合物層26以離子形式釋放，經(jīng)由電解質(zhì)層23和隔膜24被負(fù)電極混合物層28吸留。另一方面，放電時(shí)，鋰從負(fù)電極混合物層28以離子形式釋放，經(jīng)由電解質(zhì)層23和隔膜24在正電極混合物層26上吸留。
然后，參考圖6，對(duì)圖5所示的電解質(zhì)輸送機(jī)40的噴嘴41進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖6是噴嘴41的局部的放大視圖。
在圖6中，噴嘴41的頂部包括一個(gè)與流經(jīng)通道41b垂直的端面41c，斜面41d和41e從端面41c以預(yù)定的角度傾斜。端面41c的寬度WF位于傳送方向一側(cè)(如圖6所示的方向A)較通道41b更近處，其范圍在2mm-4mm之間。另一方面，端面41c的寬度WB位于傳送方向正對(duì)方向較通道41b更遠(yuǎn)處，其范圍在1mm-3mm之間。根據(jù)寬度WF和WB，通道41b的寬度WD確定為0.1-0.4mm。斜面41d根據(jù)外角θF沿傳送方向從面41c上形成，θF在50°-120°之間。斜面41e根據(jù)外角θB沿與傳送方向相反的方向從面41c上形成，θB在10°-45°之間。如上所述，提供斜面41d和41e以防止電解質(zhì)在輸送時(shí)累積成堆。從噴嘴41輸送的電解質(zhì)(電解質(zhì)23)表面認(rèn)為隨噴嘴41端部的形狀而變化，因此，一個(gè)結(jié)構(gòu)如包括垂直于通道41b的端面41c，可以得到良好狀態(tài)的電解質(zhì)層23。
噴嘴41的安裝方式最好使端面41c幾乎與支持輥52的正切T相平行。即流經(jīng)通道41b最好與支持輥41b的正切T相垂直。特別地，流經(jīng)通道41b與正切T形成的角θFT在80°-100°范圍內(nèi)，電解質(zhì)的擠壓方向最好使得流經(jīng)通道41b與正切T形成的角在80°-100°的范圍之內(nèi)。
顯然，對(duì)于本發(fā)明的許多改變和變化都包括在上述教導(dǎo)的范圍內(nèi)。因此，可以理解的是在后附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本發(fā)明都可以實(shí)施，而不局限于描述過(guò)的具體實(shí)施例。
這里，如實(shí)施例1-9，使用與圖5和6所示相似的涂覆機(jī)，將電解質(zhì)涂覆到電極混合物層上，改變通道41b與正切T的角度θFT，電解質(zhì)以此角度涂覆到支持輥52上。表1中所示為每個(gè)實(shí)施例中由通道41b與正切T形成的角θFT。對(duì)于電解質(zhì)，將一種材料如聚偏二氟乙烯溶解于碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯和γ-丁內(nèi)酯的混合溶劑中，再將LiPF6溶解于其中。當(dāng)電解質(zhì)干燥時(shí)碳酸二乙酯揮發(fā)掉。至于帶狀集電器，則采用鋁。對(duì)于電極混合物，則將LiCoO2、碳黑和聚偏二氟乙烯分散到N-甲基吡咯烷酮中而得到。
表1
對(duì)每個(gè)實(shí)施例涂覆電解質(zhì)的表面用肉眼進(jìn)行了觀察，得到如表1所示結(jié)果。在表1中，術(shù)語(yǔ)“粗糙涂層”的含義為電解質(zhì)的涂覆厚度不均勻，術(shù)語(yǔ)“條紋狀涂層”含義為電解質(zhì)部分偏薄。由表1可見(jiàn)，如果角θFT為78°(實(shí)施例5)和102°(實(shí)施例9)，則產(chǎn)生粗糙涂層或條紋狀涂層，因而電解質(zhì)涂覆不平滑。如果角θFT設(shè)定為80-100°，電解質(zhì)沿由通道41b與正切T形成的80-100°的角度范圍擠壓，則可以平滑地涂覆電解質(zhì)。
這里，盡管省略了具體說(shuō)明，如果采用銅箔作為帶狀電極集電器，以及用將諸如石墨和聚偏二氟乙烯分散到N-甲基吡咯烷酮中的材料作為電極混合物，則可以得到相同的結(jié)果。
接下來(lái)，參考圖9A和9B，對(duì)斷續(xù)形成的電解質(zhì)層23的效果進(jìn)行說(shuō)明。圖9A表示用上述方法，在帶狀正電極21a上斷續(xù)地形成電解質(zhì)層23之后的狀態(tài)。而圖9B表示在帶狀正電極121a的整個(gè)面上形成電解質(zhì)層123之后的狀態(tài)，在帶狀正電極集電器125a的兩個(gè)面上斷續(xù)地形成正電極混合物層126。具體地，電解質(zhì)層123是通過(guò)將帶狀正電極121a浸入盛有電解質(zhì)的容器，然后用一對(duì)匙刀(刮刀)將粘附在帶狀正電極兩個(gè)面上的電解質(zhì)刮涂而形成的。
在如表9B所示的傳統(tǒng)方法中，為了將正電極引線11(見(jiàn)圖4A)電連接到帶狀正電極121a(特別地，為帶狀正電極集電器125a)，必須將正電極引線連接區(qū)域111a上粘附的電解質(zhì)剝離，然后將正電極引線與之連接。
另一方面，在本實(shí)施方案的帶狀正電極121a中，電解質(zhì)層23只在正電極混合物層26上形成，可防止電解質(zhì)粘附到正電極引線連接區(qū)11a上，這樣，便不需要上述剝離過(guò)程，正電極引線11可以容易地與正電極引線連接區(qū)11a相連接。
如上所述，根據(jù)與實(shí)施方案有關(guān)的制造電池的方法，通過(guò)使用配料泵，電解質(zhì)在壓力的作用下從噴嘴中擠壓出來(lái)，這樣可以輸送一定量的電解質(zhì)。由此，可以形成在厚度、寬度和長(zhǎng)度方向上薄而平的電解質(zhì)層，以及在每個(gè)電池中皆含有相等的電解質(zhì)量。另外，即使在電極傳送時(shí)有任何意外發(fā)生，則通過(guò)停止配料泵可中止電解質(zhì)的輸送，這可以控制涂層失敗，在電解質(zhì)層形成過(guò)程中進(jìn)行產(chǎn)品控制。
在帶狀電極集電器(帶狀正電極集電器和帶狀負(fù)電極集電器)上斷續(xù)地形成多個(gè)電極混合物層(正電極混合物層和負(fù)電極混合物層)并進(jìn)一步在其上形成電解質(zhì)層之后，帶狀電極集電器被切割，這可以防止電解質(zhì)粘結(jié)到導(dǎo)線連接區(qū)域。結(jié)果，因此常規(guī)的電解質(zhì)剝離步驟便沒(méi)有必要，這可以提高產(chǎn)率。而且，電解質(zhì)沒(méi)有被涂覆到不必要的部位，可以降低生產(chǎn)成本。
進(jìn)而，形成電解質(zhì)層時(shí)使用了與本實(shí)施方案有關(guān)的涂覆機(jī)，這樣當(dāng)傳感器檢測(cè)出電極混合物層暴露區(qū)和電極集電器暴露區(qū)之間的界線，在檢測(cè)信號(hào)的基礎(chǔ)上，控制器對(duì)配料泵和開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。因此，電解質(zhì)可以斷續(xù)地涂覆，因而提高了電池產(chǎn)率。
與此有關(guān)的是，當(dāng)形成電解質(zhì)時(shí)，取代圖5和7所示的涂覆機(jī)，而采用圖10所示的涂覆機(jī)。在后面的敘述中，對(duì)于與圖7中的涂覆機(jī)相同的元件和相同的標(biāo)號(hào)，不再進(jìn)行詳述。
在圖10所示的涂覆機(jī)的噴嘴61中，在電解質(zhì)E的流經(jīng)通道61b的中部提供一個(gè)截面為圓形的軸承，一個(gè)開(kāi)關(guān)以可移動(dòng)的方式安裝在軸承上。開(kāi)關(guān)的一部分是一個(gè)凹槽(凹槽81a)。開(kāi)關(guān)由一個(gè)未在圖中表示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，相應(yīng)于電解質(zhì)涂覆或未涂覆的定時(shí)。當(dāng)涂覆電解質(zhì)時(shí)，凹槽81a與流經(jīng)通道61b的墻壁平行，當(dāng)不涂覆電解質(zhì)時(shí)，凹槽81a橫跨通道61b。因此，當(dāng)涂覆電解質(zhì)時(shí)，通過(guò)將通道61b打開(kāi)，則電解質(zhì)流經(jīng)凹槽81a，從送料口61c送出。另一方面，當(dāng)不涂覆電解質(zhì)時(shí)，通道61b關(guān)閉。
該涂覆機(jī)包括一個(gè)支持輥91，在噴嘴61下方，其沿圖10所示的箭頭D方向可以移動(dòng)。這樣，當(dāng)支持輥91轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，預(yù)備涂覆體從傳送輥51(見(jiàn)圖7)被傳送至卷繞機(jī)52(見(jiàn)圖7)。
盡管通過(guò)給定的實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方案，而可得到多種變化和改變。例如，盡管上述實(shí)施方案中，對(duì)使用涂覆機(jī)斷續(xù)地形成電解質(zhì)層進(jìn)行了描述，但是，當(dāng)在帶狀電極集電器上形成電極混合物層時(shí)，也可以使用上述涂覆機(jī)。在這種情況下，容器盛裝上述正電極漿料或上述負(fù)電極漿料以便作為預(yù)涂覆體以在電極集電器上形成正電極混合物層或負(fù)電極混合物層，使得電極混合物層和電解質(zhì)層依次斷續(xù)地形成。涂覆機(jī)不僅可以在斷續(xù)地形成電極混合物層的情況下使用，還可以在連續(xù)形成電極混合物的情況下使用。
進(jìn)而，盡管在上述實(shí)施方案中，形成了凝膠型的電解質(zhì)層，也可以采用由固體型電解質(zhì)制成的電解質(zhì)層，即將電解質(zhì)鹽分散到具有離子傳導(dǎo)性的高分子化合物中而形成，或者使用由固體型無(wú)機(jī)電解質(zhì)制成的電解質(zhì)層。這種固體型電解質(zhì)層可以通過(guò)在電極混合物層上涂覆流體狀的電解質(zhì)，然后將非水性溶劑完全揮發(fā)而制得。
進(jìn)而，盡管在上述實(shí)施方案中，對(duì)電極混合物層形成于帶狀電極集電器的兩個(gè)面上的情況進(jìn)行了說(shuō)明，電極混合物層也可以在帶狀電極集電器的一個(gè)面上形成。盡管電解質(zhì)層可以在帶狀電極集電器的兩個(gè)面上形成，電解質(zhì)層也可以在單個(gè)面上分別形成。
進(jìn)而，盡管在上述實(shí)施方案中，帶狀電極在將導(dǎo)線(正電極引線11和負(fù)電極引線12)連接到帶狀電極集電器上之后被切割開(kāi)，導(dǎo)線也可以在切開(kāi)帶狀電極之后連接。另外，盡管在該實(shí)施方案中，導(dǎo)線在電解質(zhì)形成之后連接，電解質(zhì)層也可以在連接了導(dǎo)線之后形成。
進(jìn)而，盡管在上述的實(shí)施方案中，所述電池的結(jié)構(gòu)為將卷壓電極20包覆在疊層膜的內(nèi)部例子，本發(fā)明也適用于生產(chǎn)其他具有各種形狀的電池，如圓盤(pán)形、鈕扣狀或柱狀電池。
進(jìn)而，盡管在上述實(shí)施方案中，所述電池的反應(yīng)介質(zhì)為鋰，本發(fā)明也適用于反應(yīng)介質(zhì)為鈉(Na)或鈣(Ca)的其他類型電池。在此情況下，作為電解質(zhì)鹽，用鈉鹽和鈣鹽代替鋰鹽，以及作為正電極活物質(zhì)，可以采用適當(dāng)?shù)慕饘傺趸锘蚪饘倭蚧铩?br> 另外，盡管在上述實(shí)施方案中，描述了生產(chǎn)二次電池的情況，本發(fā)明也適用于生產(chǎn)原電池。
盡管本發(fā)明為解釋目的，是參考具體的實(shí)施方案進(jìn)行說(shuō)明的，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，顯然可作多種改變，而并不偏離本發(fā)明的基本構(gòu)思和范圍。
權(quán)利要求
1.一種制造包括正電極、負(fù)電極和電解質(zhì)層的電池的方法，包括如下步驟通過(guò)加壓機(jī)構(gòu)，將裝于充填元件中的電解質(zhì)從充填元件擠壓到正電極或負(fù)電極的至少一個(gè)面上以形成電解質(zhì)層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的制造電池的方法，包括通過(guò)在正電極或負(fù)電極中的至少一個(gè)電極的至少一個(gè)面上斷續(xù)地輸送電解質(zhì)而形成多個(gè)電解質(zhì)層；其中正電極和負(fù)電極為帶狀結(jié)構(gòu)；以及在斷續(xù)地形成的電解質(zhì)層之間將電極切割開(kāi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的制造電池的方法，包括在電極集電器的至少一個(gè)面上斷續(xù)地形成含有電極活性物質(zhì)的電極混合物層；以及在步驟之后在電極混合物層的至少一個(gè)面上形成電解質(zhì)層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的制造電池的方法，其中電極混合物層在電極集電器的兩個(gè)面上形成，且電極混合物層形成的區(qū)域在電極集電器的正面和背面的位置互不相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的制造電池的方法，其中當(dāng)正電極或負(fù)電極在其上形成電解質(zhì)層時(shí)由傳送機(jī)構(gòu)傳送。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的制造電池的方法，其中傳送機(jī)構(gòu)的安裝離開(kāi)充填元件的送料口一定距離，并包括一個(gè)能夠調(diào)整充填元件與充填元件的送料口之間的相對(duì)距離的輥?zhàn)?；以及正電極和負(fù)電極在傳送時(shí)正好位于充填元件的送料口下面，正電極和負(fù)電極的背面與輥?zhàn)酉嘟佑|。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的制造電池的方法，電解質(zhì)的擠壓方向在80-100°的范圍之內(nèi)，與輥?zhàn)釉诔涮钤乃土峡谙路降恼蟹较蛳鄬?duì)應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的制造電池的方法，其中輸送的電解質(zhì)經(jīng)過(guò)加熱以調(diào)整粘度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的制造電池的方法，其中輸送的電解質(zhì)經(jīng)加熱將其粘度調(diào)整到0.001Pa·s-0.05Pa·s范圍之內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2的制造電池的方法，其中電解質(zhì)通過(guò)一個(gè)安裝在電解質(zhì)輸送裝置的電解質(zhì)流經(jīng)通道中的開(kāi)關(guān)的開(kāi)合運(yùn)動(dòng)間斷地輸送的。
11.如權(quán)利要求2的制造電池的方法，其中電解質(zhì)干燥和輸送之后，電解質(zhì)層在電極表面上形成；以及包括一個(gè)用塑料薄膜卷壓電極表面的步驟。
12.如權(quán)利要求1的制造電池的方法，其中電解質(zhì)包括電解質(zhì)鹽和高分子化合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的制造電池的方法，其中電解質(zhì)進(jìn)一步包括非水性溶劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的制造電池的方法，其中電解質(zhì)鹽包括選自LiPF6、LiAsF6、LiF4、LiClO4、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N或LiC4F9SO3的至少一種材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的制造電池的方法，其中高分子化合物包括至少一種選自聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、丁腈橡膠、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹(shù)脂、丙烯腈-聚氯乙烯-丙烯-二烯苯乙烯樹(shù)脂、丙烯腈-氯乙烯樹(shù)脂、丙烯腈-甲基丙烯酸酯樹(shù)脂、丙烯腈-丙烯酸酯樹(shù)脂、聚環(huán)氧乙烷、聚醚變性硅氧烷、聚偏乙烯與其他高分子化合物制成的共聚物、由聚丙烯腈與其他高分子化合物制成的共聚物、由聚環(huán)氧乙烷與其他高分子化合物制成的共聚物的材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的制造電池的方法，其中非水性溶劑包括選自碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸亞丁酯、γ-丁內(nèi)酯、γ-戊內(nèi)酯、二乙氧基乙烷、四氫呋喃、2-甲基-四氫呋喃、1,3-二氧戊環(huán)、乙酸甲酯、甲基丙酸、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、2,4-二氟苯甲醚、2,6-二氟苯甲醚或4-溴鄰二甲氧基苯中的至少一種材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的制造電池的方法，其中正電極包括由分子式LixMO2表示的鋰的混合氧化物(這里，x滿足0.05≤x≤1.12,M為一種以上的過(guò)渡金屬)，其中負(fù)電極包括至少一種能夠吸留和釋放鋰的材料如碳素物、硅、硅化合物、金屬氧化物、高分子材料。
18.一種涂覆機(jī)包括用于輸送涂層材料的噴嘴；將與噴嘴正對(duì)的預(yù)涂覆體進(jìn)行傳送、并將涂覆體相對(duì)噴嘴移動(dòng)的機(jī)構(gòu)；由傳送機(jī)構(gòu)傳送的預(yù)涂覆體經(jīng)過(guò)噴嘴時(shí)，將涂層材料施加到預(yù)涂覆體的加壓機(jī)構(gòu)；用于關(guān)閉噴嘴內(nèi)涂層材料流經(jīng)通道的關(guān)閉機(jī)構(gòu)；用于間斷地驅(qū)動(dòng)關(guān)閉裝置使得間斷地輸送來(lái)自噴嘴的涂層材料的控制機(jī)構(gòu)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的涂覆機(jī)，其中傳送機(jī)構(gòu)包括一個(gè)用于支持位于與噴嘴相對(duì)的位置的背面的預(yù)涂覆體的輥?zhàn)印?br> 20.根據(jù)權(quán)利要求18的涂覆機(jī)，噴嘴的頂部具有一個(gè)用于輸送涂層材料的送料口，其頂面與涂層材料的流經(jīng)通道垂直，其斜面位于預(yù)涂覆體的傳送方向，與頂面的方向相對(duì)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的涂覆機(jī)，其中，噴嘴頂部的斜面對(duì)于預(yù)涂覆體傳送方向的噴嘴頂面具有50-120°范圍內(nèi)的角度，對(duì)于在相對(duì)于預(yù)涂覆體傳送方向的相反方向的噴嘴頂面具有10°-45°的角度。
22.根據(jù)權(quán)利要求18的涂覆機(jī)，其中關(guān)閉機(jī)構(gòu)具有一個(gè)截面為圓形的軸承，安裝在涂層材料流經(jīng)通道的中部；以及一個(gè)截面為半圓形的開(kāi)關(guān)，其在軸承的部分位置上具有可旋轉(zhuǎn)的凹槽。
23.根據(jù)權(quán)利要求18的涂覆機(jī)，其中涂層材料作為電解質(zhì)使用；涂覆體被用作電極如正電極或負(fù)電極；以及多個(gè)電解質(zhì)層斷續(xù)地形成于電極上。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的涂覆機(jī)，其中的電極，其包括電極活性材料的多個(gè)電極混合物層斷續(xù)地形成于電極集電器上，以在電極混合物層上形成電解質(zhì)層。
25.如權(quán)利要求24的涂覆機(jī)，包括一個(gè)用于檢測(cè)電極混合物層的末端的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，電極混合物層斷續(xù)地形成；以及根據(jù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)到的定時(shí)的基礎(chǔ)上，用于控制加壓機(jī)構(gòu)和關(guān)閉機(jī)構(gòu)的移動(dòng)的控制機(jī)構(gòu)。
26.根據(jù)權(quán)利要求18的涂覆機(jī)，其中含有電極活性物質(zhì)的電極混合物用作涂層材料；預(yù)涂覆體用作電極集電器；以及包括電極混合物的多個(gè)電極混合物層在電極集電器上斷續(xù)地形成。
全文摘要
一種電池制造方法，及該方法所用的涂覆機(jī)。傳感器檢測(cè)出從帶狀正電極的集電器暴露區(qū)C到正電極混合物層暴露區(qū)B之間的界線，在檢測(cè)定時(shí)的基礎(chǔ)上，開(kāi)關(guān)從流經(jīng)通道中退出，配料泵啟動(dòng)。當(dāng)傳感器檢測(cè)到從正電極混合物層暴露區(qū)B到集電器暴露區(qū)C之間的界線，在檢測(cè)定時(shí)的基礎(chǔ)上，開(kāi)關(guān)插入流經(jīng)通道內(nèi)，將流經(jīng)通道關(guān)閉，配料泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)。電解質(zhì)從噴嘴中停止輸送。重復(fù)上述步驟，電解質(zhì)層斷續(xù)地形成。
文檔編號(hào)H01M2/36GK1317842SQ0112072
公開(kāi)日2001年10月17日 申請(qǐng)日期2001年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月17日
發(fā)明者志田政幸, 赤平幸朗, 吉野孝伸, 今泉和弘, 杉山毅 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社