[发明专利]等离子体喷涂装置和电池用电极的制造方法

说明书

本发明提供一种等离子体喷涂装置，具有：供给部，将喷涂材料的粉末用等离子体生成气体来运送，从前端部的开口进行喷射；等离子体生成部，利用500W～10kW的电力将喷射出的上述等离子体生成气体分解而生成等离子体；以及，腔室，使上述供给部和上述等离子体生成部成为封闭空间，利用在该封闭空间中生成的上述等离子体使上述喷涂材料的粉末熔融而成膜于对象物，其中，上述喷涂材料为锂(Li)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)和金(Au)中的任一者，上述喷涂材料的粉末为1μm～50μm的粒径。

技术领域

本发明涉及等离子体喷涂装置和电池用电极的制造方法。

背景技术

已知有使锂(Li)等喷涂材料的粒子的粉末利用由高速气体形成的等离子体射流的热进行熔融而朝向基材的表面喷出，在基材的表面形成被膜的等离子体喷涂(例如，参照专利文献1～3)。

另外，为了抑制锂二次电池的不可逆反应以及改善容量效率，在研究将锂系材料掺杂于负极或正极的预锂化(pre-lithiation)技术。例如，已知一种锂离子电容器用电极的制造装置，其通过一边使含有锂的粉末熔融一边吹送到电极片上而形成锂的薄膜，由此将锂离子掺杂于电极(例如，参照专利文献4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-325895号公报

专利文献2：日本特开平8-225916号公报

专利文献3：日本专利第5799153号说明书

专利文献4：日本特开2014-123663号公报

发明内容

然而，在现有的利用喷雾法或涂布法的预锂化中，需要将活性锂的表面用有机材料或无机材料涂覆而得的Li粉末成膜于电极，然后除去锂表面的有机材料或无机材料，使锂扩散并掺杂到电极内。为了除去有机材料或无机材料，需要将Li的膜加压而破坏所涂覆的有机材料或无机材料的工序、以及利用特定的溶剂除去被破坏的有机材料或无机材料的工序这2个工序，制造工序繁琐。另外，用于除去有机材料或无机材料的特定的溶剂的管理困难。因此，到目前为止尚未确立现成的预锂化量产技术。

另外，熔点低的喷涂材料时，以高能量进行喷涂材料的熔融则材料会升华，材料成为不是液体，因此有时无法成膜。

针对上述课题，在一个方面，本发明的目的在于利用等离子体喷涂对特定的金属的喷涂材料进行成膜。

为了解决上述课题，根据一个形态，提供一种等离子体喷涂装置，具有：供给部，将喷涂材料的粉末用等离子体生成气体来运送，从前端部的开口进行喷射；等离子体生成部，利用500W～10kW的电力将喷射出的上述等离子体生成气体分解而生成等离子体；以及，腔室，使上述供给部和上述等离子体生成部成为封闭空间，利用在该封闭空间中生成的上述等离子体使上述喷涂材料的粉末熔融而成膜于对象物，其中，上述喷涂材料为锂(Li)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)和金(Au)中的任一者，上述喷涂材料的粉末为1μm～50μm的粒径。

根据其他形态，提供一种电池用电极的制造方法，具有如下工序：将喷涂材料的粉末用等离子体生成气体来运送，从前端部的开口进行喷射；利用500W～10kW的电力将喷射出的上述等离子体生成气体分解而生成等离子体；以及，利用所生成的上述等离子体使上述喷涂材料的粉末熔融而成膜于电池用电极的基材的表面，其中，上述喷涂材料为锂(Li)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)和金(Au)中的任一者，上述喷涂材料的粉末为1μm～50μm的粒径。

根据一个方面，能够利用等离子体喷涂对特定的金属的喷涂材料进行成膜。

附图说明

图1是表示一个实施方式的等离子体喷涂装置的整体构成的一个例子的图。

图2是将一个实施方式的等离子体射流与比较例进行对比的图。