CN115692594A - 电极的制造方法及电极制造装置 - Google Patents

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CN115692594A CN202210859120.1A CN202210859120A CN115692594A CN 115692594 A CN115692594 A CN 115692594A CN 202210859120 A CN202210859120 A CN 202210859120A CN 115692594 A CN115692594 A CN 115692594A
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Abstract

制备包含活性物质粉体和粘合剂的颗粒。颗粒被向辊的表面供给。颗粒带电。通过辊的旋转，颗粒被从第1区域向第2区域运送。通过在第2区域与第3区域之间形成第1电场，颗粒从第2区域朝向第3区域飞行。通过在第3区域与基材之间形成第2电场，颗粒从第3区域朝向基材飞行。

Description

电极的制造方法及电极制造装置
技术领域
本公开涉及电极的制造方法及电极制造装置。
背景技术
日本特开2020-149862号公报公开了一种电极片的制造方法。
发明内容
电极包含基材和活性物质层。活性物质层能够通过粉体(电极材料)涂装于基材的表面来形成。
曾提出了通过静电涂装来制造电极的方法。根据静电涂装，能够期待形成具有均质的组成的活性物质层。进而，为了提高生产率，可考虑通过卷对卷(roll-to-roll)方式来进行静电涂装。
为了将卷对卷方式应用于静电涂装，例如可考虑使用磁辊。即，通过磁力，粉体向磁辊的表面吸附。基材被支承辊支承。在磁辊与支承辊之间的间隙(gap)形成电场。静电力作用于电场中的粉体。以使得静电力胜于磁力的方式调整电场强度。通过静电力，粉体从磁辊脱离。粉体朝向基材飞行。粉体向基材附着。由此，能够形成活性物质层。即，能够制造电极。通过辊的旋转，能够连续地制造电极。
在电极材料不具有磁性的情况下，能够使用磁性载体(磁性粒子)。即，通过电极材料和磁性粒子混合，电极材料附着于磁性粒子。通过磁力，磁性粒子吸附于磁辊。由此，电极材料能够被担载于磁辊。
但是，电极材料与磁性粒子之间的附着力具有偏差大的倾向。在附着力过度地大的情况下，即使静电力作用，有时电极材料也没有从磁性粒子脱离。其结果，有产生涂装不均匀的可能性。
本公开的目的是降低涂装不均匀。
以下，说明本公开的技术构成及作用效果。但是，本说明书中的作用机理包含推定。作用机理不限定本公开的技术范围。
1.电极的制造方法包含下述(a)～(f)步骤。
(a)制备包含活性物质粉体和粘合剂的颗粒。
(b)将颗粒向辊的表面供给。
(c)使颗粒带电。
(d)通过辊的旋转，将颗粒从第1区域向第2区域运送。
(e)通过在第2区域与第3区域之间形成第1电场，使颗粒从第2区域朝向第3区域飞行。
(f)通过在第3区域与基材之间形成第2电场，使颗粒从第3区域朝向基材飞行。
在铅垂方向上，第2区域处于比第1区域低的位置。在与铅垂方向交叉的方向上，第3区域与第2区域分离开。在铅垂方向上，基材处于比第3区域低的位置。通过颗粒向基材附着，形成活性物质层。
在不依靠磁力而运送粉体(电极材料)的情况下，难以在抗拒重力的方向上运送粉体。这是因为：粉体可能因重力而从辊落下。因此，在不依靠磁力而运送粉体的情况下，在铅垂方向上，会从高的位置向低的位置运送粉体。
图1是示出第1参考方式中的电极制造装置的概念图。在第1参考方式中，在铅垂方向(Z轴方向)上，粉体被从高的位置向低的位置运送。而且，在第1参考方式中，向铅垂下方进行静电涂装(粉体的飞行)。
在铅垂方向上，支承辊212与供给辊211相邻。支承辊212处于比供给辊211低的位置。供给辊211将粉体1向供给辊211与支承辊212之间的间隙运送。支承辊212将基材13向供给辊211与支承辊212之间的间隙运送。在供给辊211与支承辊212之间的间隙进行静电涂装。但是，在粉体1到达供给辊211与支承辊212之间的间隙之前，粉体1可能因重力而从供给辊211落下。因此，可以认为在第1参考方式中会产生涂装不均匀、成品率损失。
图2是示出第2参考方式中的电极制造装置的概念图。在第2参考方式中也是在铅垂方向(Z轴方向)上从高的位置向低的位置运送粉体。而且，在第2参考方式中，在水平方向(X轴方向)上进行静电涂装(粉体的飞行)。
供给辊221运送粉体1。粉体1在难以因重力而落下的范围中被运送。在水平方向上，支承辊222与供给辊221相邻。在供给辊221与支承辊222之间的间隙进行静电涂装。但是，到达了基材13的粉体1的一部分可能不能够附着于基材13而因重力而落下。因此，可以认为在第2参考方式中也会产生涂装不均匀、成品率损失。
图3是示出本实施方式中的电极制造装置的概念图。本公开中的涂料是颗粒11。颗粒11能够通过粉体被造粒而制备。颗粒11也可被称为“造粒体”。通常的粉体，由于流动性低，因此具有在运送中容易引起粒子凝聚的倾向。若发生粒子凝聚，则具有即使静电力进行作用也难以飞行的倾向。颗粒11能够具有比粉体高的流动性。能够期待颗粒11通过静电力而容易飞行。
在本公开中，进行2个阶段的静电涂装(粉体的飞行)。第1辊110运送颗粒11。颗粒11被从第1区域R1向第2区域R2运送。颗粒11在难以因重力而落下的范围中被运送。因此，能够降低静电涂装前的、由重力引起的颗粒11的落下。即，能够降低成品率损失。
图4是示出本实施方式中的静电涂装的概念图。在与铅垂方向交叉的方向上，第3区域R3与第2区域R2分离开。在与铅垂方向交叉的方向上，进行第1静电涂装。即，通过在第2区域R2与第3区域R3之间形成第1电场E1，第1静电力F1作用于颗粒11。通过第1静电力F1，颗粒11从第2区域R2朝向第3区域R3飞行。
而且，在铅垂方向上进行第2静电涂装。即，通过在第3区域R3与基材13之间形成第2电场E2，第2静电力F2作用于移动到第3区域R3的颗粒11。通过第2静电力F2，颗粒11从第3区域R3朝向基材13飞行。除了第2静电力F2以外，重力F3也作用于飞行中的颗粒11。这是因为：在铅垂方向上，基材13处于比第3区域R3低的位置。通过第2静电力F2与重力F3的合力作用于飞行中的颗粒11，能够期待颗粒11牢固地附着于基材13。通过以上的作用的相辅相成，在本公开中能够期待降低涂装不均匀。
2.颗粒可以以质量分率计具有例如70～100％的固形分率。
“固形分率”表示溶剂以外的成分相对于混合物整体的质量分率。颗粒通过活性物质粉体及粘合剂被造粒而制备。颗粒可以是干燥状态。颗粒也可以是湿润状态。即，颗粒也可以包含溶剂(液体)。但是，颗粒与浆料(粒子分散液)不同。在颗粒中，溶剂形成了液滴。在颗粒中，溶剂(液体)分散于粉粒体(固体)中。另一方面，在浆料中，溶剂是分散介质。在浆料中，粉粒体(固体)分散于溶剂(液体)中。浆料能够具有例如60％以下的固形分率。
以往，一般通过浆料的涂布来制造电极。但是，在以往的方法中，会使用大量的溶剂。在本公开中，能够降低溶剂的使用量。通过减少溶剂，例如能够期待制造成本及环境负荷的降低。
3.颗粒可以具有例如100～200μm的D50。
通过颗粒具有100～200μm的D50，例如能够期待颗粒显示适宜的流动性。
4.颗粒可以具有例如50°以下的休止角。
休止角是粉粒体的流动性的指标。可以认为休止角越小则粉粒体的流动性越高。通过粉体的造粒，休止角能够变小。通过颗粒具有50°以下的休止角，例如能够期待降低涂装不均匀。
5.第1电场具有第1电场强度。第2电场具有第2电场强度。例如，第2电场强度可以比第1电场强度低。
能够通过第1电场强度来调整第1静电力。能够通过第2电场强度来调整第2静电力。在第2静电涂装中，除了第2静电力以外，重力也作用于颗粒。因此，例如，第2电场强度可以被设定得比第1电场强度低。
6.上述(d)也可以包含例如在辊的表面上将颗粒摊匀(铺匀)的步骤。
通过在辊的表面上颗粒被摊匀，能够降低颗粒的供给量的偏差。由此，例如能够期待降低涂装不均匀。
7.电极的制造方法例如可以还包含下述(g)步骤等。
(g)通过对活性物质层赋予压力和热之中的至少一者来使活性物质层固定于基材。
通过上述(g)步骤，例如能够期待提高活性物质层的剥离强度。
8.电极制造装置通过使包含活性物质粉体和粘合剂的颗粒向基材附着来制造电极。电极制造装置包含第1辊、中继板、第2辊和电场形成装置。
在与铅垂方向交叉的方向上，中继板与第1辊分离开。在铅垂方向上，第2辊处于比第1辊及中继板低的位置。电场形成装置被构成为在第1辊与中继板之间形成第1电场、且在中继板与第2辊之间形成第2电场。第1辊被构成为将颗粒向第1电场内运送。第2辊被构成为将基材向第2电场内运送。
在上述8.的电极制造装置中，通过颗粒在第1电场中及第2电场中依次飞行，颗粒能够到达基材。即，能够执行上述1.的电极的制造方法。
9.电极制造装置例如可以还包含第3辊。电极制造装置也可以被构成为：在颗粒到达第1电场之前，在第1辊与第3辊之间的间隙将颗粒摊匀。
在上述9.的电极制造装置中，能够执行上述6.的电极的制造方法。
本公开的上述及其他的目的、特征、方面及优点，通过与附图关联地理解的关于本公开的以下的详细的说明而变得明了。
附图说明
图1是示出第1参考方式中的电极制造装置的概念图。
图2是示出第2参考方式中的电极制造装置的概念图。
图3是示出本实施方式中的电极制造装置的概念图。
图4是示出本实施方式中的静电涂装的概念图。
图5是本实施方式中的电极的制造方法的概略流程图。
图6是示出电极的一例的概念图。
图7是示出第1制造例及第2制造例的制造结果的照片。
具体实施方式
<用语的定义等>
以下说明本公开的实施方式(在本说明书中可简记为“本实施方式”)及本公开的实施例(在本说明书中可简记为“本实施例”)。但是，本实施方式及本实施例不限定本公开的技术范围。
在本说明书中，“具备”、“包含”、“具有”、及它们的变形(例如“采用…来构成”等)的记载是开放形式。开放形式，除了必需要素以外，可以还包含追加要素，也可以不包含追加要素。“由…构成”这一记载是封闭形式。但是，即使是封闭形式，也不排除通常附带的杂质、与本公开技术无关系的附加性的要素。“实质上由…构成”这一记载是半封闭形式。在半封闭形式中，容许对本公开技术的基本且新颖的特性实质上不造成影响的要素的附加。
在本说明书中，“可以进行…”“能够进行…”等表达，不是以义务性的意思“必须进行…”这一意思使用，而是以容许性的意思“具有进行…的可能性”这一意思被使用。
在本说明书中，以单数形式表达的要素，只要没有特别说明，就也包含复数形式。例如“粒子”并不仅是“1个粒子”，也能意味着“粒子群”。
在本说明书所记载的方法中，多个步骤、动作及操作等，只要没有特别说明，其执行顺序就不限定于记载顺序。例如多个步骤可以同时进行。例如多个步骤也可以顺序倒过来。
在本说明书中，几何学的术语(例如“平行”、“正交”等)并不应该被理解为严格的意思。例如“平行”也可以从严格的意思下的“平行”稍微偏离。本说明书中的几何学的术语能够包含例如设计上、作业上、制造上等等的公差、误差等。各图中的尺寸关系有不与实际的尺寸关系一致的情况。为了帮助本公开技术的理解，有时各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)被变更。而且，也有时一部分的结构被省略。
在本说明书中，“与铅垂方向交叉的方向”表示不与铅垂方向平行的任意的方向。与铅垂方向交叉的方向，例如包含与铅垂方向正交的方向(即水平方向)。与铅垂方向交叉的方向，也可以与各辊的旋转轴正交。
在本说明书中，例如“70～100％”等的数值范围，只要没有特别说明，就包含上限值及下限值。即，“70～100％”表示“70％以上且100％以下”的数值范围。另外，也可以将从数值范围内任意地选择的数值作为新的上限值及下限值。例如，也可以通过将数值范围内的数值、和本说明书中的别的部分、表中、图中等所记载的数值任意地组合来设定新的数值范围。
在本说明书中，全部的数值可利用术语“约”来修饰。术语“约”能够意味例如±5％、±3％、±1％等。全部的数值是能够根据本公开技术的利用方式而变化的近似值。全部的数值用有效数字表示。测定值可以是多次的测定中的平均值。测定次数可以是3次以上，可以是5次以上，可以是10次以上。测定值等能够基于有效数字的位数通过四舍五入来进行尾数处理。测定值能够包含例如与测定装置的检测界限等相伴的误差。
在本说明书中，“100μm以上的D50”表示在质量(个数)基准的粒度分布中从粒径小的一侧起的频度的累积到达50％的粒径。质量基准的粒度分布能够依据“JIS Z 8815筛分试验方法通则”来测定。
在本说明书中，“小于100μm的D50”表示在体积基准的粒度分布中从粒径小的一侧起的频度的累积到达50％的粒径。体积基准的粒度分布能够利用激光衍射式粒度分布测定装置进行测定。
本说明书中的“休止角”表示在粉粒体自然落下到水平面时形成的圆锥(粉粒体的山)的斜面和该水平面构成的角。休止角能够利用ホソカワミクロン公司制的粉体特性评价装置“パウダテスタ”或其同等品来进行测定。
在本说明书中，在由例如“LiCoO2”等的化学计量组成式表达化合物的情况下，该化学计量组成式只不过是代表例。组成比也可以是非化学计量的。例如，在钴酸锂被表达为“LiCoO2”时，只要没有特别说明，钴酸锂就不限定于“Li/Co/O＝1/1/2”的组成比，能够以任意的组成比包含Li、Co及O。而且，也能够容许利用微量元素进行的掺杂、置换等。
本说明书中的“熔点”表示DSC(Differential Scanning Calorimetry：差示扫描量热法)曲线中的熔融峰(吸热峰)的峰顶温度。DSC曲线能够依据“JIS K 7121塑料的转变温度测定方法”来测定。“熔点附近”能够表示例如熔点±20℃的范围。
<电极制造装置>
图3是示出本实施方式中的电极制造装置的概念图。以下，“本实施方式中的电极制造装置”能够简记为“本制造装置”。本制造装置100通过使颗粒11向基材13附着来制造电极10。
本制造装置100包含第1辊110、中继板140、第2辊120和电场形成装置150。本制造装置100例如可以还包含料斗160、第3辊130等。
本制造装置100例如可以还包含控制装置(未图示)等。控制装置也可以限制各要素的动作。
本制造装置100例如可以还包含固定装置(未图示)等。固定装置能够对活性物质层12赋予热和压力之中的至少一者。固定装置也可以包含例如成对的热辊等。
在图3中，各辊的旋转轴可以实质上平行。在各辊中描绘出的曲线箭头表示辊的旋转方向。
电场形成装置
图4是示出本实施方式中的静电涂装的概念图。电场形成装置150包含第1电源151和第2电源152。第1电源151和第2电源152各自可以包含例如高压电源装置。第1电源151和第2电源152例如可以互相独立。第1电源151和第2电源152例如也可以是一体的。
第1电源151向第1辊110与中继板140之间施加直流电压(电位差)。即，第1电源151在第1辊110与中继板140之间形成第1电场E1。第2电源152向中继板140与第2辊120之间施加直流电压。即，第2电源152在中继板140与第2辊120之间形成第2电场E2。
在本制造装置100中，通过颗粒11在第1电场E1中及第2电场E2中依次飞行，颗粒11能够到达基材13。通过颗粒11向基材13附着，能够形成活性物质层12。
料斗
颗粒11可以被填充到例如料斗160中(参照图3)。料斗160包含旋转供料器161。旋转供料器161可以以例如一定的流量送出颗粒11。
第1辊
第1辊110具有导电性。第1辊110可以是例如金属制的。可以是第1辊110的全部具有导电性。也可以是第1辊110的一部分具有导电性。例如，可以是与颗粒11接触的部分具有导电性。例如，也可以是第1辊110的表层具有导电性。第1辊110与第1电源151电连接。
第1辊110例如也能够被称为“供给辊”。第1辊110在第1区域R1中从料斗160接受颗粒11。通过第1辊110旋转，在圆周方向上运送颗粒11。颗粒11被从第1区域R1向第2区域R2运送。
在铅垂方向上，第2区域R2处于比第1区域R1低的位置。第2区域R2形成于第1辊110与中继板140之间的间隙。在第1辊110与中继板140之间形成有第1电场E1。即，第1辊110将颗粒11向第1电场E1内运送。
第1区域R1可以是例如圆弧状。例如，可以以第1辊110的旋转轴为中心来设定“钟点位置(clock position)”。钟点位置中的6点钟方向及12点钟方向与铅垂方向(Z轴方向)平行。钟点位置中的3点钟方向及9点钟方向与水平方向(X轴方向)平行。第1区域R1例如可以形成于11点钟方向与1点钟方向之间。第1区域R1例如也可以形成于12点钟方向与1点钟方向之间。由第1区域R1的两端和第1辊110的中心(旋转轴)形成的扇形的中心角可以是例如1～45°。
第2区域R2与中继板140相对。第2区域R2的范围例如能够通过中继板140的大小、形状等来调整。第2区域R2可以是例如圆弧状。第2区域R2例如可以形成于2点钟方向与4点钟方向之间。第2区域R2例如也可以形成于2点钟方向与3点钟方向之间。由此，例如能够期待减少颗粒11的落下(成品率损失)。由第2区域R2的两端和第1辊110的中心形成的扇形的中心角可以是例如1～45°。
第3辊
第3辊130配置于料斗160与中继板140之间(参照图3)。第3辊130与第1辊110相对。第3辊130例如也可被称为“刮子(squeegee")”。在第1辊110与第3辊130之间的间隙中，颗粒11被摊匀。由此，例如能够降低颗粒11的供给量的偏差。
第3辊130的直径例如可以比第1辊110的直径小。第3辊130的旋转方向例如可以是与第1辊110的旋转方向相反的方向。通过相对于第1辊110的旋转方向，第3辊130逆旋转(反向旋转)，能够降低颗粒11的供给量(颗粒层的厚度)的偏差。再者，也可以使用辊以外的形态的刮子。例如，也可以使用刀片型的刮子等。
中继板
中继板140具有导电性。中继板140可以为例如金属制。可以是中继板140的全部具有导电性。也可以是中继板140的一部分具有导电性。例如，可以是中继板140的表层具有导电性。中继板140与第1电源151电连接。中继板140也与第2电源152电连接(参照图3、4)。
在与铅垂方向交叉的方向上，中继板140与第1辊110分离开。在水平方向上，中继板140也可以与第1辊110分离开。中继板140与第1辊110之间的间隙例如可以是颗粒11的D50的10～50倍。该间隙表示中继板140与第1辊110的最短距离。中继板140与第1辊110之间的间隙例如可以是1～10mm，可以是2～6mm。
中继板140包含第3区域R3(参照图4)。第3区域R3在与铅垂方向交叉的方向上与第2区域R2分离开。在水平方向上，第3区域R3也可以与第2区域R2分离开。
中继板140能够具有任意的形状。中继板140例如可以是平板状，也可以弯曲。在中继板140中，接受颗粒11的面例如可以是球面状，可以是抛物面状。例如，中继板140的与厚度方向平行的截面(参照图3、4)可以朝向铅垂下方弯曲，也可以折曲。在第1静电涂装中，颗粒11能够从多方向到达中继板140。例如通过中继板140弯曲，在第2静电涂装中，颗粒11向基材13附着的位置能够稳定。由此，例如能期待降低涂装不均匀。
中继板140例如也能够被称为“对向板”。中继板140包含第1对向面141和第2对向面142(参照图4)。第1对向面141与第1辊110相对。第1对向面141可以沿着铅垂方向延伸。第2对向面142与第2辊120(基材13)相对。第2对向面142可以在与铅垂方向交叉的方向上延伸。
第2对向面142可以与第1对向面141连续。第2对向面142也可以与第1对向面141分离开。也有第2对向面142与第1对向面141成为一体而不能够区别的情况。例如第2对向面142的一部分可以与第1对向面141重叠。例如第2对向面142的全部可以与第1对向面141重叠。第2对向面142也可以与第1对向面141实质上相同。例如，在中继板140为平板状的情况下，第2对向面142会与第1对向面141实质上相同。
第2辊
第2辊120具有导电性。第2辊120可以为例如金属制。可以是第2辊120的全部具有导电性。也可以是第2辊120的一部分具有导电性。例如可以是与基材13接触的部分具有导电性。例如可以是第2辊120的表层具有导电性。第2辊与第2电源152电连接。第2辊120也可以接地。
在铅垂方向上，第2辊120处于比第1辊110及中继板140低的位置(参照图3)。第2辊120例如可以配置于第1辊110的正下方。第2辊120例如可以配置于中继板140的正下方。第2辊120的直径例如可以比第1辊110的直径大。
第2辊120与中继板140之间的间隙例如可以是颗粒11的D50的20～100倍。该间隙表示第2辊120与中继板140的最短距离。第2辊120与中继板140之间的间隙例如可以是2～20mm，可以是6～10mm。
第2辊120例如也能够被称为“支承辊”。第2辊120支承基材13。通过第2辊120旋转来运送基材13。第2辊120将基材13向第2电场E2内运送。在铅垂方向上，基材13处于比第3区域R3低的位置(参照图4)。
<电极的制造方法>
图5是本实施方式中的电极的制造方法的概略流程图。以下，“本实施方式中的电极的制造方法”被简记为“本制造方法”。本制造方法包含“(a)颗粒的制备”、“(b)供给”、“(c)带电”、“(d)辊运送”、“(e)第1静电涂装”及“(f)第2静电涂装”。本制造方法例如可以在“(f)第2静电涂装”之后还包含“(g)固定”等。前述的本制造装置100可以执行例如“(b)供给”～“(g)固定”。
在本制造方法中，能够制造例如锂离子电池用的电极。但是，锂离子电池只不过是一例。本制造方法能够应用于任意的电池***。在本制造方法中，能够制造正极和负极中的至少一者。
(a)颗粒的制备
本制造方法包含制备包含活性物质粉体和粘合剂的颗粒11的步骤。颗粒11换而言之是活性物质层12的前驱体。颗粒11能够通过粉体被造粒而制备。颗粒11包含活性物质粉体和粘合剂。即，能够通过活性物质粉体与粘合剂的混合粉体被造粒而制备颗粒11。混合粉体能够进一步包含任意成分(导电材料等)。例如，可以通过干式造粒来制备颗粒11，也可以通过湿式造粒来制备颗粒11。在本制造方法中，能够使用任意的干式造粒机、湿式造粒机。
颗粒11是复合粒子的集合体。1个复合粒子包含1个以上的活性物质粒子。1个复合粒子也可以包含2个以上的活性物质粒子。1个复合粒子也可以包含活性物质粒子的凝聚体。
复合粒子能够具有任意的形状。复合粒子例如可以是料片(pellet)状、球状、薄片状、柱状、不定形状等。
颗粒11例如可以具有50～500μm的D50。颗粒11例如可以具有100～200μm的D50。通过颗粒11具有100～200μm的D50，例如能够期待颗粒11显示适宜的流动性。
通过造粒，能够期待流动性的提高。活性物质粉体(造粒前)例如可以具有超过50°的休止角。颗粒11(造粒后)例如可以具有50°以下的休止角。通过颗粒11具有50°以下的休止角，例如能够期待降低涂装不均匀。颗粒11可以具有例如45°以下的休止角。颗粒11可以具有例如30°以上的休止角。
<活性物质粉体>
活性物质粉体包含活性物质粒子。活性物质粉体是活性物质粒子的集合体。活性物质粉体例如可以具有1～30μm的D50，可以具有1～20μm的D50，可以具有1～10μm的D50。
活性物质粒子发生电极反应。活性物质粒子能够包含任意的成分。活性物质粒子可以包含例如正极活性物质。活性物质粒子可以包含选自例如LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn2O4、Li(NiCoMn)O2、Li(NiCoAl)O2和LiFePO4之中的至少1种。例如“Li(NiCoMn)O2”中的“(NiCoMn)”表示括号内的组成比的合计为1。只要合计为1，则各成分量是任意的。Li(NiCoMn)O2可以包含例如Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2、Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2、Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)O2等。
活性物质粒子可以包含例如负极活性物质。活性物质粒子可以包含选自例如石墨、软碳、硬碳、硅、氧化硅、硅基合金、锡、氧化锡、锡基合金和Li4Ti5O12之中的至少1种。
<粘合剂>
粘合剂可以为粉体状。粘合剂在活性物质层12中将固体材料彼此结合。粘合剂的配合量，可以相对于100质量份的活性物质粉体为例如0.1～10质量份。粘合剂能够包含任意的成分。粘合剂可以包含选自例如聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚四氟乙烯(PTFE)、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVdF-HFP)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素(CMC)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)和聚丙烯酸(PAA)之中的至少1种。
<任意成分>
颗粒11也可以还包含例如导电材料。导电材料可以是粉体状。导电材料能够在活性物质层12中形成电子传导通路。导电材料的配合量，可以相对于100质量份的活性物质粉体为例如0.1～10质量份。导电材料能够包含任意的成分。导电材料可以包含例如导电性碳粒子、导电性碳纤维等。导电材料可以包含选自例如炭黑、气相生长碳纤维、碳纳米管和石墨烯薄片之中的至少1种。炭黑可以包含选自例如乙炔黑、炉黑、槽法炭黑和热裂解法炭黑(thermal black)之中的至少1种。
颗粒11也可以还包含例如溶剂。溶剂是液体。溶剂也可以成为液滴而分散于颗粒11中。例如也可以粘合剂吸收溶剂而溶胀。溶剂能够包含任意的成分。溶剂可以包含选自例如水、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)和丁酸丁酯之中的至少1种。颗粒11例如可以具有70～100％的固形分率，可以具有80～100％的固形分率，可以具有90～100％的固形分率。
颗粒11也可以还包含例如固体电解质。即，在本制造方法中，也能够制造全固体电池用的电极10。固体电解质可以是粉体状。固体电解质能够在活性物质层12中形成离子传导路径。固体电解质能够包含任意的成分。固体电解质可以包含选自例如Li2S-P2S5、LiI-Li2S-P2S5、LiBr-Li2S-P2S5和LiI-LiBr-Li2S-P2S5之中的至少1种。
(b)供给
本制造方法包含将颗粒11向第1辊110的表面供给的步骤(参照图3)。例如，可以向料斗160填充颗粒11。旋转供料器161可以以例如一定的流量将颗粒11向第1区域R1送出。
(c)带电
本制造方法包含使颗粒11带电的步骤。再者，在图5中，为了方便起见，在“(b)供给”与“(d)辊运送”之间图示了“(c)带电”。但是，“(c)带电”能够在“(a)颗粒的制备”与“(e)第1静电涂装”之间在任意的时机下执行。例如，“(c)带电”和“(d)辊运送”也可以同时地执行。
例如，第1电源151可以向第1辊110供给电荷(电子)。例如，第1辊110可以向颗粒11注入电荷(参照图3)。由此，颗粒11能够带负电荷。
(d)辊运送
本制造方法包含通过第1辊110的旋转来将颗粒11从第1区域R1向第2区域R2运送的步骤(参照图3)。在铅垂方向上，第2区域R2处于比第1区域R1低的位置。第2区域R2位于第1电场E1内(参照图4)。
可以在颗粒11到达第1电场E1(第2区域R2)之前在第1辊110的表面上将颗粒11摊匀。例如，可以在第1辊110与第3辊130之间的间隙将颗粒11摊匀。由此，能够期待颗粒11向第1电场E1的供给量稳定。
(e)第1静电涂装
本制造方法包含通过在第2区域R2与第3区域R3之间形成第1电场E1来使颗粒11从第2区域R2朝向第3区域R3飞行的步骤(参照图4)。
例如第1电源151可以向第1辊110与中继板140之间施加直流电压。由此，能够在第2区域R2与第3区域R3之间形成第1电场E1。第1静电力F1能够作用于被供给到第2区域R2的颗粒11。通过第1静电力F1，颗粒11能够从第1辊110脱离并朝向中继板140飞行。
(f)第2静电涂装
本制造方法包含通过在第3区域R3与基材13之间形成第2电场E2来使颗粒11从第3区域R3朝向基材13飞行的步骤(参照图4)。到达了基材13的颗粒11能够附着于基材13。由此，能够形成活性物质层12。即，能够制造电极10。
例如第2电源152可以向中继板140与第2辊120之间施加直流电压。由此，能够在第3区域R3与基材13之间形成第2电场E2。第2静电力F2能够作用于附着于中继板140的颗粒11。而且，重力F3也能够作用于颗粒11。通过第2静电力F2与重力F3的合力，颗粒11能够从中继板140脱离并朝向基材13飞行。能够期待通过第2静电力F2与重力F3的合力而使颗粒11牢固地附着于基材13。
<基材>
基材13可以是例如片状。基材13可以是例如带状。基材13具有导电性。基材13可以是集电体。基材13可以包含例如金属箔。基材13可以包含选自例如铝(Al)箔、Al合金箔、铜(Cu)箔、Cu合金箔、镍(Ni)箔、Ni合金箔、钛(Ti)箔和Ti合金箔之中的至少1种。基材13例如可以具有5～50μm的厚度，可以具有5～20μm的厚度。
<电场强度>
静电力能够通过电场强度来调整。第1电场E1具有第1电场强度。第2电场E2具有第2电场强度。在第1电场E1中，第1静电力F1作用于颗粒11。在第2电场E2中，除了第2静电力F2以外，重力F3也作用于颗粒11。因此，例如第2电场强度可以比第1电场强度低。
第1电场强度通过向第1辊110与中继板140之间施加的直流电压除以第1辊110与中继板140之间的间隙(最短距离)来求出。若第1电场强度过度地低，则有颗粒11不能够飞行的可能性。若第1电场强度过度地高，则颗粒11碰撞中继板140时的冲击可能变得过度地大。通过碰撞的反作用，颗粒11有可能从中继板140弹回。第1电场强度例如可以是75000～300000V/m，可以是100000～200000V/m。
第2电场强度通过向中继板140与第2辊120之间施加的直流电压除以中继板140与第2辊120之间的间隙(最短距离)来求出。若第2电场强度过度地低，则有颗粒11不能够附着于基材13的可能性。若第2电场强度过度地高，则颗粒11碰撞基材13时的冲击可能变得过度地大。通过碰撞的反作用，颗粒11有可能从基材13弹回。第2电场强度例如可以是37500～150000V/m，可以是50000～100000V/m。
(g)固定
本制造方法也可以包含通过向活性物质层12赋予压力和热之中的至少一者来使活性物质层12固定于基材13的步骤。通过活性物质层12的固定，例如能够期待提高活性物质层12的剥离强度。
压力和热可以分开地赋予。压力和热也可以实质上同时地赋予。例如，可以利用热辊、热板等来压缩活性物质层12。活性物质层12的加热温度例如可以是粘合剂的熔点附近的温度。通过粘合剂的软化、熔融、再固化，能够期待固定力的提高。加热温度例如可以为80～200℃，可以为120～200℃，可以为140～180℃。
压力例如能够根据活性物质层12的目标厚度、目标密度等来调整。例如可以向活性物质层12施加50～200MPa的压力。
其他
根据以上所述，能够制造电极10。在活性物质层12(颗粒11)包含溶剂的情况下，也可以将电极10干燥。也可以配合电池设计而将电极切断成规定的平面形状。
<电极>
图6是示出电极的一例的概念图。电极10可以是正极，也可以是负极。电极10能够配合电池设计而具有任意的外形。电极10可以是例如带状。电极10包含基材13和活性物质层12。活性物质层12配置于基材13的表面。活性物质层12可以仅配置于基材13的一面。活性物质层12也可以配置于基材13的表背两面。
活性物质层12能够具有任意的厚度。活性物质层12例如可以具有10～500μm的厚度，可以具有50～200μm的厚度。在电极10是正极时，活性物质层12可以具有例如2～4g/cm3的密度。在电极10是负极时，活性物质层12可以具有例如1～2g/cm3的密度。再者，活性物质层12的密度表示“表观密度”。表观密度通过活性物质层12的质量除以活性物质层12的表观体积而求出。表观体积包含空隙体积。
活性物质层12例如以质量分率计可以包含1～10％的粘合剂、0～10％的导电材料、和余量的活性物质粉体。活性物质粉体可以包含正极活性物质，也可以包含负极活性物质。
实施例
<电极的制造>
以下说明本实施例。在第1制造例中，制造了正极。在第2制造例中，制造了负极。
第1制造例
准备了下述材料。
活性物质粉体：Li(NiCoMn)O2
导电材料：乙炔黑
粘合剂：PVdF
基材13：Al箔(厚度12μm)
准备了アーステクニカ公司制的混合装置“ハイスピードミキサー”。向混合装置的混合槽投入了活性物质粉体、导电材料和粘合剂。材料的配合比是“活性物质粉体/导电材料/粘合剂＝90/5/5(质量比)”。搅拌叶片的转速被设定为4500rpm。将材料进行了1分钟的混合。由此，制备了混合粉体。混合粉体具有59.6°的休止角。
准备了干式造粒机。利用干式造粒机将混合粉体进行了造粒。由此，制备了颗粒11。构成颗粒11的复合粒子的每一个都被成形为薄片状。颗粒11利用16目的金属网进行了整粒。整粒后的颗粒11具有100～200μm的D50。整粒后的颗粒11具有42.1°的休止角。
准备了图4、5的电极制造装置。各部分的设定如下所述。
第1电场E1：第1辊110(-1200V)、中继板140(-600V)
第1辊110与中继板140之间的间隙：4mm
第1电场强度：150000V/m
第2电场E2：中继板140(-600V)、第2辊120(0V，GND)
中继板140与第2辊120之间的间隙：8mm
第2电场强度：75000V/m
从料斗160向第1辊110的表面供给了颗粒11。通过颗粒11从第1辊110接受电荷的注入，颗粒11带电了。通过第1辊110的旋转，颗粒11被从第1区域R1运送到第2区域R2。通过颗粒11在第1电场E1中及第2电场E2中依次飞行，颗粒11向基材13附着。由此，形成了活性物质层12。即，制造了电极10。活性物质层12具有60mm×200mm的平面尺寸。
将电极10夹入到2张热板(平板)之间。热板的温度是160℃。利用热板历经30秒钟向活性物质层12赋予了15tf(吨力)的载荷。由此，活性物质层12固定于基材13。
第2制造例
准备了下述材料。
活性物质粉体：非晶碳被覆石墨(amorphous-carbon-coated graphite)
粘合剂：PVdF
基材13：Cu箔(厚度8μm)
在非晶碳被覆石墨中，各石墨粒子的表面被非晶碳材料被覆着。准备了アーステクニカ公司制的混合装置“ハイスピードミキサー”。向混合装置的混合槽投入了活性物质粉体和粘合剂。材料的配合比是“活性物质粉体/粘合剂＝97.5/2.5(质量比)”。搅拌叶片的转速被设定为4500rpm。将材料进行了1分钟的混合。由此，制备了混合粉体。混合粉体具有49.7°的休止角。
利用干式造粒机将混合粉体进行了造粒。由此制备了颗粒11。构成颗粒11的复合粒子的每一个都被成形为薄片状。颗粒11利用16目的金属网进行了整粒。整粒后的颗粒11具有100～200μm的D50。整粒后的颗粒11具有44.3°的休止角。除了这些之外，与第1制造例同样地制造了电极10。
<制造结果>
图7是示出第1制造例及第2制造例的制造结果的照片。不论在第1制造例和第2制造例的哪一例中，对于活性物质层12都没有看到涂装不均匀。另外，在第1制造例和第2制造例中，投入的颗粒11的全部量被使用于活性物质层12的形成。即，未产生实质性的成品率损失。
本实施方式及本实施例在所有的方面为例示。本实施方式及本实施例不是限制性的。本公开的技术范围包含与权利要求书的记载均等的意思及范围内的全部的变更。例如，从当初就预设了可从本实施方式及本实施例抽取任意的结构并将它们任意地组合。

Claims (9)

1.一种电极的制造方法，包含以下步骤：
(a)制备包含活性物质粉体和粘合剂的颗粒；
(b)将所述颗粒向辊的表面供给；
(c)使所述颗粒带电；
(d)通过所述辊的旋转，将所述颗粒从第1区域向第2区域运送；
(e)通过在所述第2区域与所述第3区域之间形成第1电场，使所述颗粒从所述第2区域朝向所述第3区域飞行；以及
(f)通过在所述第3区域与基材之间形成第2电场，使所述颗粒从所述第3区域朝向所述基材飞行，
在铅垂方向上，所述第2区域处于比所述第1区域低的位置，
在与所述铅垂方向交叉的方向上，所述第3区域与所述第2区域分离开，
在所述铅垂方向上，所述基材处于比所述第3区域低的位置，
通过所述颗粒向所述基材附着，形成活性物质层。
2.根据权利要求1所述的电极的制造方法，
所述颗粒以质量分率计具有70～100％的固形分率。
3.根据权利要求1或2所述的电极的制造方法，
所述颗粒具有100～200μm的D50。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的电极的制造方法，
所述颗粒具有50°以下的休止角。
5.根据权利要求1～4的任一项所述的电极的制造方法，
所述第1电场具有第1电场强度，
所述第2电场具有第2电场强度，
所述第2电场强度比所述第1电场强度低。
6.根据权利要求1～5的任一项所述的电极的制造方法，
所述(d)步骤包含在所述辊的所述表面上将所述颗粒摊匀的步骤。
7.根据权利要求1～6的任一项所述的电极的制造方法，
还包含(g)通过向所述活性物质层赋予压力和热之中的至少一者，来使所述活性物质层固定于所述基材的步骤。
8.一种电极制造装置，是通过使包含活性物质粉体和粘合剂的颗粒向基材附着来制造电极的电极制造装置，包含：
第1辊；
中继板；
第2辊；和
电场形成装置，
在与铅垂方向交叉的方向上，所述中继板与所述第1辊分离开，
在所述铅垂方向上，所述第2辊处于比所述第1辊及所述中继板低的位置，
所述电场形成装置被构成为在所述第1辊与所述中继板之间形成第1电场、且在所述中继板与所述第2辊之间形成第2电场，
所述第1辊被构成为将所述颗粒向所述第1电场内运送，
所述第2辊被构成为将所述基材向所述第2电场内运送。
9.根据权利要求8所述的电极制造装置，
还包含第3辊，
并且，被构成为：在所述颗粒到达所述第1电场之前，在所述第1辊与所述第3辊之间的间隙将所述颗粒摊匀。
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