[发明专利]制造用于非水电解质二次电池的负极的方法

说明书

制造用于非水电解质二次电池的负极的方法包括：制备具有第一主表面(21a)和第二主表面(21b)的铜箔(21)，所述第一主表面(21a)和第二主表面(21b)为铜箔的相对面；通过将负极活性材料、增稠剂、粘合剂和溶剂相互混合以得到混合物并将混合物造粒而得到粒状体(4)；通过挤压粒状体而得到第一负极混合物层(21a)；将第一负极混合物层置于第一主表面上；和通过使第二主表面与加热辊(93)以其中第一负极混合物层置于第一主表面上的状态接触而将铜箔软化。加热辊的温度为铜箔的再结晶温度或更高。

技术领域

本发明涉及制造用于非水电解质二次电池的负极的方法。

背景技术

日本专利申请公开No.2005-135856(JP 2005-135856 A)公开了具有13％或更高的伸长率的铜(Cu)箔作为用于非水电解质二次电池的负极集电器。

一般而言，用于非水电解质二次电池的负极通过制备包含负极活性材料、增稠剂、粘合剂和溶剂的负极涂料(也称为“淤浆”或“糊”)并将负极涂料施涂于铜箔上以形成负极混合物层而制造。在相关技术中，在使用该方法形成的负极混合物层中，观察到称为粘合剂迁移的现象，且该现象可影响循环耐久性。

下文描述粘合剂迁移对循环耐久性的潜在影响。在干燥步骤中，当包含在负极涂料中的溶剂挥发时，包含在负极涂料中的粘合剂与溶剂一起迁移至涂膜的表面上，然后在该表面上分离。因此，在负极混合物层的表面侧(上部层)上，为阻抗组分的粘合剂(通常合成橡胶)丰富地存在，因此抑制锂离子(Li⁺)的移动，这导致电阻提高。另一方面，在负极混合物层的铜箔侧(下部层)上，粘合剂是不足的，因此可能出现缺陷，例如一部分负极混合物层从铜箔上剥离。此外，在下部层上，由于为阻抗组分的粘合剂的量是小的，负极活性材料的反应性提高，并且由充电和放电导致的负极活性材料的膨胀和收缩变得比上部层更严重。因此，铜箔不能经得起负极活性材料的膨胀和收缩，并促进负极混合物层与铜箔之间的剥离。另外，上部层与下部层之间的膨胀或收缩量的差导致电解溶液不均匀地分布于负极混合物层中。因此，在负极混合物层的平面内方向或厚度方向上，存在负极活性材料的反应性的变化，促进局部劣化并降低循环耐久性。该倾向在重复高倍率(高电流)充电和放电时特别明显。

粘合剂迁移可一定程度上例如通过降低涂膜的干燥速率而改善。然而，由于干燥速率的降低，生产率降低。另外，由于长热处理时间，包含在负极混合物层中的增稠剂碳化，因此电阻可能提高。

根据JP 2005-135856 A，当使用具有高伸长率的铜箔时，铜箔可经得起由充电和放电导致的负极活性材料的膨胀和收缩，可抑制例如负极活性材料从铜箔上剥离的缺陷。然而，具有高伸长率(即容易改变)的铜箔在施涂步骤中难以处理并导致例如负极混合物层的尺寸准确度降低或者收率降低。铜箔的使用本身不抑制粘合剂迁移。

发明内容

本发明提供制造具有优秀循环耐久性的用于非水电解质二次电池的负极的方法。

本发明一方面为制造用于非水电解质二次电池的负极的方法。该方法包括：制备具有第一主表面和第二主表面的铜箔，所述第一主表面和第二主表面为铜箔的相对面；通过将负极活性材料、增稠剂、粘合剂和溶剂相互混合以得到混合物并将混合物造粒而得到粒状体；通过挤压粒状体而得到第一负极混合物层；将第一负极混合物层置于第一主表面上；和通过使第二主表面与加热辊以其中第一负极混合物层置于第一主表面上的状态接触而将铜箔软化。加热辊的温度为铜箔的再结晶温度或更高。

在上述制造方法中，负极混合物层通过使用粒状体而不是涂料形成。本文所述“粒状体”指通过将负极活性材料、增稠剂和粘合剂与少量溶剂混合以得到混合物并将混合物造粒而得到的粒状颗粒的聚集体。该粒状体具有比涂料更高的固体含量比例(不包括液体在内的混合物组分的质量含量)。粒状体可通过在辊之间挤压而加工成独立的负极混合物层(片)。在由粒状体形成的负极混合物层中，固体含量比例是高的(即溶剂的含量为低的)，且粘合剂的迁移范围限于各粒状颗粒内部。因此改善干燥期间的粘合剂迁移。