CN116037425B - 电极的制造方法以及电极的制造装置 - Google Patents

电极的制造方法以及电极的制造装置 Download PDF

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Abstract

本公开涉及电极的制造方法以及电极的制造装置。(a)制作包含活性物质、粘合剂和气体的气溶胶。(b)形成气溶胶的膜状流。(c)通过电晕放电来形成带电区域。(d)膜状流从带电区域通过。(e)从带电区域通过后，膜状流向电场导入。在电场中，通过静电力而使膜状流的固体成分附着于基材的表面，由此形成活性物质层。

Description

电极的制造方法以及电极的制造装置
技术领域
本公开涉及电极的制造方法以及电极的制造装置。
背景技术
日本特开2018-192380号公报公开了一种静电粉体涂装装置。
发明内容
一般地电极通过在基材的表面形成活性物质层来制造。曾提出了通过静电涂装来形成活性物质层的方法。例如，粉体(电极材料)被喷雾到空气中。通过由针状的电晕放电电极产生的电晕放电，粉体带电。以使得产生朝向基材的方向的静电力的方式形成电场。通过静电力使粉体附着于基材的表面，能够形成活性物质层。
然而，在空中飞行的粉体与针状的电晕放电电极的距离存在容易产生偏差的倾向。通过粉体(带电对象)与电晕放电电极的距离产生偏差，粉体的带电量也产生偏差。电场中的静电力与带电量成比例。存在由于带电量的偏差大因此涂装效率降低的可能性。
本公开的目的是降低带电量的偏差。
以下说明本公开的技术构成以及作用效果。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，包含下述步骤(a)～(e)。
(a)制作包含活性物质、粘合剂和气体的气溶胶。
(b)形成气溶胶的膜状流。
(c)通过电晕放电来形成带电区域。
(d)使膜状流从带电区域通过。
(e)从带电区域通过后，将膜状流向电场导入。
在电场中，通过静电力而使膜状流的固体成分附着于基材的表面，由此形成活性物质层。
在本公开中，形成气溶胶的膜状流。膜状流扩展成膜状而飞行。通过带电对象为平面性的，例如能够期待带电对象与电晕放电电极的距离的偏差降低。即，能够期待带电量的偏差降低。
2.膜状流具有流动方向和宽度方向。宽度方向与流动方向正交。带电区域可以以在宽度方向上从膜状流通过的方式形成。
膜状流具有流动方向、宽度方向和厚度方向。流动方向是气溶胶的飞行方向(移动方向)。宽度方向与流动方向正交。厚度方向与流动方向及宽度方向正交。
通过电晕放电来形成带电区域。带电区域以在宽度方向上从膜状流通过的方式形成。因此，能够期待膜状流(气溶胶)在宽度方向上均匀地带电。即，能够期待宽度方向上的带电量的偏差降低。
3.电晕放电可由电晕放电电极产生。电晕放电电极可以沿着宽度方向线状地延伸。
例如，可以通过电晕放电电极沿着宽度方向线状地延伸，来形成从膜状流通过的带电区域。
4.在宽度方向上，电晕放电电极可以具有比膜状流大的宽度。
可以通过电晕放电电极具有比膜状流大的宽度，来形成从膜状流通过的带电区域。
5.电晕放电电极可以包含多个突出部。多个突出部在宽度方向上排列。
在突出部的顶端容易产生电晕放电。通过多个突出部在宽度方向上排列，能够期待带电区域内的电荷密度变得均匀。由此，能够期待带电量的偏差降低。
6.在上述步骤(d)中，可以在膜状流远离电晕放电电极的方向上朝向膜状流输送气体。
若膜状流(气溶胶)向电晕放电电极侧飞散，则有材料损失、涂装效率降低的可能性。通过以使得膜状流远离电晕放电电极的方式进行送风，能够期待涂装效率的提高。再者，涂装效率表示活性物质层的形成量(质量)相对于材料的投入量(质量)的比率。
7.电极的制造方法，可以还包含例如下述步骤(f)。
(f)通过对活性物质层赋予热和压力中的至少一者来使活性物质层固定于基材。
8.基材可以为例如片状。膜状流的流动方向和宽度方向可以沿着基材的表面。
通过膜状流以沿着基材的表面的方式飞行，能够期待顺利地形成活性物质层。
9.电极的制造装置，包含支承部、电场形成装置、气溶胶供给部和带电装置。支承部被构成为支承基材。电场形成装置被构成为形成电场。气溶胶供给部被构成为形成气溶胶的膜状流。带电装置被构成为通过电晕放电来形成带电区域。膜状流从带电区域通过后，向电场导入。气溶胶包含活性物质、粘合剂和气体。在电场中，通过静电力来使膜状流的固体成分附着于基材，由此形成活性物质层。
在上述“9”的制造装置中，能够实施上述“1”的制造方法。
10.膜状流具有流动方向和宽度方向。宽度方向与流动方向正交。带电区域可以以在宽度方向上从膜状流通过的方式形成。
在上述“10”的制造装置中，能够实施上述“2”的制造方法。
11.带电装置可以包含电晕放电电极。电晕放电电极可以沿着宽度方向线状地延伸。
在上述“11”的制造装置中，能够实施上述“3”的制造方法。
12.电晕放电电极可以包含多个突出部。多个突出部在宽度方向上排列。
在上述“12”的制造装置中，能够实施上述“5”的制造方法。
13.气溶胶供给部可以包含例如扁喷嘴。扁喷嘴具有在宽度方向上扩展的喷出口。能从喷出口喷出气溶胶的膜状流。
例如，扁喷嘴适合于膜状流的形成。
14.在宽度方向上，电晕放电电极可以具有比喷出口大的宽度。
在上述“14”的制造装置中，能够实施上述“4”的制造方法。
15.电极的制造装置可以还包含送风装置。送风装置可以被构成为在膜状流远离电晕放电电极的方向上朝向膜状流输送气体。
在上述“15”的制造装置中，能够实施上述“6”的制造方法。
16.电极的制造装置可以还包含固定装置。固定装置可以被构成为通过对活性物质层赋予热和压力中的至少一者来使活性物质层固定于基材。
在上述“16”的制造装置中，能够实施上述“7”的制造方法。
17.支承部可以为辊状。基材可以为片状。可以通过支承部旋转来输送基材。
通过支承部为辊状，能够应用辊对辊工艺(roll-to-roll process)。通过辊对辊工艺，能够期待生产率的提高。
18.在与支承部的旋转轴正交的截面中，膜状流的流动方向可以沿着支承部的切线方向。
通过膜状流(气溶胶)沿着辊的切线方向飞行，例如能够期待顺利地形成活性物质层。
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清楚。
附图说明
图1是本实施方式中的电极的制造方法的概略流程图。
图2是表示电极的制造过程的第1概念图。
图3是表示喷嘴的喷出口的概念图。
图4是表示电晕放电电极的一例的概念图。
图5是表示电极的制造过程的第2概念图。
图6是表示第1制造装置的概略截面图。
图7是表示第2制造装置的概略截面图。
图8是表示第3制造装置的概略截面图。
具体实施方式
<术语的定义等>
以下说明本公开的实施方式(可简记为“本实施方式”)及本公开的实施例(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”、以及它们的变形(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产生影响的要素的附加。
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，就也包括复数形式。例如“粒子”并不仅是“1个粒子”，也可意味着“粒子的集合体(粉体、粉末、粒子群)”。
在本说明书中，各种方法中所包含的多个步骤、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，多个步骤也可以同时进行。例如，多个步骤也可以顺序倒过来。
在本说明书中，例如“m～n％”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，“m～n％”表示“m％以上且n％以下”的数值范围。另外，“m％以上且n％以下”包含“超过m％且小于n％”。而且，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与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，所有的数值利用术语“约”来修饰。术语“约”可意味例如±5％、±3％、±1％等。所有的数值可为能根据本公开技术的利用方式而变化的近似值。所有的数值可用有效数字表示。测定值可为多次测定中的平均值。测定次数可以为3次以上，可以为5次以上，可以为10次以上。一般地，测定次数越多，则能够期待平均值的可靠性越提高。测定值可基于有效数字的位数通过四舍五入来进行尾数处理。测定值可包含例如与测定装置的检测极限等相伴的误差等。
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“气溶胶”表示固体和液体中的至少一者分散于气体中的分散系。气溶胶也可被称为例如烟雾等。气溶胶的外观可被形容为例如云状、喷烟状等。气溶胶也可被称为“云粉体”。
本说明书中的“带电区域”，表示通过电晕放电从而电荷密度增加了的区域(空间)。电荷密度可利用吸引式法拉第笼(suction-type Faraday cage)来测定。
本说明书的“D50”被定义为：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。
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”来测定。“熔点附近”可表示例如熔点±20℃的范围。
本说明书中的几何学的术语(例如“平行”“垂直”“正交”等)并不应该按严格的意义来理解。例如“平行”也可以稍微偏离严格意义上的“平行”。本说明书中的几何学的术语可包含例如设计上、作业上、制造上等的公差、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，也有时一部分的构成被省略。
在本说明书中，“α沿着β方向”表示α具有的方向(例如电极延伸的方向)与β方向构成的角(锐角)为0～45°。构成的角例如可以为0～30°，可以为0～15°。构成的角为0°表示α具有的方向与β方向平行。
在本说明书中，“电极”作为正极和负极的总称来使用。电极有时表示正极或负极，有时表示正极和负极这两者。
＜电极的制造方法＞
图1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”可简称为“本制造方法”。本制造方法包含：“(a)气溶胶的制作”、“(b)膜状流的形成”、“(c)带电区域的形成”、“(d)带电”和“(e)静电涂装”。本制造方法也可以进一步包含例如“(f)固定”等。再者，图1的流程图中的记载顺序只不过是形式性的。例如也可以实质上同时地实施“(b)膜状流的形成”～“(d)带电”。
在本制造方法中，能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个例子。本制造方法能应用于任意的电池***。在本制造方法中，可以制造正极，也可以制造负极。
“(a)气溶胶的制作”
本制造方法包含下述步骤：制作包含活性物质、粘合剂和气体的气溶胶。气溶胶例如能够通过将活性物质、粘合剂和气体混合来制作。
〈活性物质〉
活性物质可以包含活性物质粒子。活性物质可以是活性物质粒子的集合体。即，活性物质可以为粉体状。各个活性物质粒子可以为一次粒子的凝聚体(二次粒子)。在气溶胶中，活性物质粒子(二次粒子)可以不进一步凝聚而分散从而悬浮。在气溶胶中，也可以实质上全部的活性物质粒子(二次粒子)不进一步凝聚而分散从而悬浮。在气溶胶中，也可以一部分的活性物质粒子形成凝聚体。
活性物质也有时包含极少量的金属异物。例如在活性物质的制造过程中，有由于制造装置磨损而导致金属异物向活性物质混入的可能性。金属异物可以包含例如不锈钢(SUS)、铁(Fe)、铜(Cu)等。
大的金属异物有对电池性能造成不良影响的可能性。金属异物的尺寸越大，金属异物的质量也会越大。在本制造方法中，气溶胶飞行。在气溶胶飞行时，质量大的金属异物不能够飞行，能够期待从气溶胶中除去。
活性物质例如可以具有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。活性物质粒子可以包含任意的成分。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例如选自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例如选自石墨、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中将固体材料彼此结合。粘合剂的配合量，相对于100质量份的活性物质可以为例如0.1～10质量份。粘合剂可以包含任意的成分。粘合剂可以包含例如选自聚偏二氟乙烯(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。
〈气体〉
气体是气溶胶的分散介质。气体可以包含任意的成分。气体可以包含例如选自空气、氮气和氩气之中的至少1种。例如，在气溶胶的分散质(活性物质、固体电解质等)与空气中的水分容易反应的情况下，可以使用不活性气体(氮气、氩气等)。
<任意成分>
气溶胶也可以还包含例如导电材料。导电材料可以为粉体状。导电材料能够在活性物质层中形成电子传导路径。导电材料的配合量，相对于100质量份的活性物质可以为例如0.1～10质量份。导电材料可以包含任意的成分。导电材料可以包含例如导电性碳粒子、导电性碳纤维等。导电材料可以包含例如选自炭黑、气相生长碳纤维、碳纳米管和石墨烯薄片之中的至少1种。炭黑可以包含例如选自乙炔黑、炉黑、槽法炭黑(channel black)和热裂解法炭黑(thermal black)之中的至少1种。
气溶胶可以还包含例如溶剂。溶剂为液体。溶剂可以为例如雾状。例如也可以粘合剂吸收溶剂而溶胀。溶剂可以包含任意的成分。溶剂可以包含例如选自水、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)和丁酸丁酯之中的至少1种。
气溶胶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。固体电解质可以为粉体状。固体电解质在活性物质层中能够形成离子传导路径。固体电解质可以包含任意的成分。固体电解质可以包含例如选自Li2S-P2S5、LiI-Li2S-P2S5、LiBr-Li2S-P2S5和LiI-LiBr-Li2S-P2S5之中的至少1种。
〈复合粒子〉
本制造方法可以包含例如制作复合粒子的步骤。以下，“复合粒子的集合体(粉体)”也记为“复合粉体”。例如，也可以通过混合复合粉体和气体来制作气溶胶。
复合粒子包含活性物质粒子和其他的固体材料。例如，能够通过在强的剪切力施加的条件下混合活性物质粒子和其他的固体材料来形成复合粒子。在复合粒子中，也可以在活性物质粒子的表面固定有例如粘合剂及导电材料。
在本实施方式中，如后所述，通过固体粒子(电极材料)飞行来形成活性物质层。若各材料的比重有差异，则有轻的材料优先地飞行的可能性。其结果，有活性物质层的组成产生不均匀的可能性。通过活性物质粒子、导电材料及粘合剂形成复合粒子，能期待形成均质的活性物质层。
在复合粒子形成后，例如可以在粘合剂的熔点附近的温度下对复合粒子实施热处理。通过热处理，粘合剂软化、熔融、再固化。其结果，能期待粘合剂及导电材料等牢固地固定于活性物质粒子的表面。在固定强度低的情况下，例如，在复合粒子飞行时，有导电材料等从活性物质粒子的表面剥离的可能性。
例如，在复合粒子包含多个活性物质粒子的情况下(即，在复合粒子为活性物质粒子的凝聚体的情况下)，有复合粒子的飞行能力降低的可能性。可以认为是因为复合粒子的质量变大的缘故。复合粒子例如也可以包含单个(single)的活性物质粒子。即，也可以通过在1个活性物质粒子上附着粘合剂、导电材料等来形成1个复合粒子。
“(b)膜状流的形成”
本制造方法包含形成气溶胶的膜状流的步骤。在本制造方法中，能够采用任意的方法来形成气溶胶的膜状流。在膜状流中，气溶胶中所含有的气体能够在流动方向上运送固体成分(活性物质等)。也可以调整例如气体的流速等以使得膜状流不成为紊流而成为层流。
图2是表示电极的制造过程的第1概念图。例如，也可以通过从喷嘴30以膜状喷出气溶胶来形成膜状流1。膜状流1具有膜状的外观。膜状流1具有面状的扩展。即，膜状流1以具有流动方向、宽度方向和厚度方向的方式形成。流动方向相当于图2的Y轴方向。宽度方向相当于图2的X轴方向。宽度方向与流动方向正交。厚度方向相当于图2的Z轴方向。厚度方向与流动方向及宽度方向正交。
图3是表示喷嘴的喷出口的概念图。膜状流1的扩展(形状)例如能够通过喷嘴30的喷出口31的形状来调整。喷嘴30可以是例如扁喷嘴。扁喷嘴可以具有在宽度方向(X轴方向)上扩展的喷出口31。喷出口31可以在宽度方向上线状地延伸。能够从喷出口31喷出气溶胶的膜状流1。喷出口31在XZ平面中可以直线状地延伸，也可以曲线状地延伸，也可以波形线(wavy line)状地延伸。
喷出口31可以是例如长方形状。喷出口31的纵横比例如可以为5～100，可以为10～50，可以为20～30。再者，“纵横比”表示宽度方向(X轴方向)的尺寸相对于厚度方向(Z轴方向)的尺寸之比。喷出口31的宽度例如能够根据目标的活性物质层的宽度等来进行调整。
“(c)带电区域的形成”
本制造方法包含通过电晕放电来形成带电区域40的步骤。例如，带电区域40可以以使得在宽度方向(X轴方向)上从膜状流1通过的方式形成。可以认为由此能够降低宽度方向上的带电量的偏差。
例如，从电晕放电电极41产生电晕放电(参照图2)。在图2中，虚线的箭头表示电晕放电的照射方向。能在电晕放电的照射方向上形成带电区域40。带电区域40，在膜状流1的厚度方向(Z轴方向)上具有扩展。带电区域40例如可以从电晕放电电极41延伸至支承部10。
例如，带电区域40可以在宽度方向上延伸。在宽度方向上延伸的带电区域40能够采用任意的方法来形成。例如，多个针状电极可以在宽度方向上排列。例如，可以使用在宽度方向上延伸的线电极(线状电极)。
图4是表示电晕放电电极的一例的概念图。电晕放电电极41例如可以沿着宽度方向(X轴方向)线状地延伸。在俯视图(XY平面)中，电晕放电电极41例如可以直线状地延伸，可以曲线状地延伸，可以波形线状地延伸。通过电晕放电电极41在宽度方向上延伸，带电区域40也在宽度方向上延伸。在宽度方向上，电晕放电电极41可以具有比膜状流1大的宽度。可以认为由此容易形成在宽度方向上从膜状流1通过的带电区域40。
在宽度方向上，电晕放电电极41的宽度例如可以为膜状流1的宽度的1.01～2倍，也可以为1.1～1.5倍。在宽度方向上，电晕放电电极41的宽度例如可以为喷出口31的宽度的1.01～2倍，也可以为1.1～1.5倍。
电晕放电电极41可以包含多个突出部42。突出部42例如可以在膜状流1的厚度方向(Z轴方向)上突出。突出部42例如可以朝向支承部10突出。突出部42可以随着趋向顶端而越来越细。多个突出部42在宽度方向上排列。电晕放电电极41可以包含例如2～100个突出部42。在突出部42的顶端容易产生电晕放电。通过多个突出部42在宽度方向上排列，能够期待带电区域40内的电荷密度变得均匀。由此，能够期待带电量的偏差降低。相邻的突出部42彼此的间隔(间距)可以为例如0.1～100mm。
“(d)带电”
本制造方法包含使膜状流1从带电区域40通过的步骤。带电区域40形成在膜状流1的飞行路径的途中。通过膜状流1从带电区域40通过，向膜状流1中所包含的固体成分注入电荷。即，固体成分(活性物质等)带电。在本制造方法中，带电区域40可以以使得在宽度方向上从膜状流1通过的方式形成。可以认为由此在宽度方向上固体成分能够均匀地带电。即，可以认为能够降低宽度方向上的带电量的偏差。
固体成分的带电量例如可以为100nC/g以上，可以为500nC/g以上，可以为1000nC/g以上，可以为1500nC/g以上。带电量越多，能够期待涂装效率越提高。带电量例如可以为3000nC/g以下，可以为2000nC/g以下。
在膜状流1从带电区域40通过时，例如可以向膜状流1远离电晕放电电极41的方向输送气体。若膜状流1(气溶胶)的固体成分向电晕放电电极41侧落下，则有材料损失、涂装效率降低的可能性。通过以使得膜状流1远离电晕放电电极41的方式进行送风，能够期待涂装效率的提高。所送的气体可以为例如空气。气体的送风方向例如可以是与膜状流1的厚度方向(Z轴方向)相同的方向。
“(e)静电涂装”
本制造方法包含在从带电区域40通过后将膜状流1向电场导入(E)的步骤。在电场中，朝向基材2的方向的静电力(F＝qE)作用于膜状流1。通过静电力，膜状流1的固体成分(活性物质等)能够附着于基材2的表面。由此形成活性物质层3。即，制造出电极4。
基材2可以为例如片状。基材2可以是集电体。基材2可以包含例如金属箔。基材2可以包含例如选自铝(Al)箔、Al合金箔、Cu箔、Cu合金箔、镍(Ni)箔、Ni合金箔、钛(Ti)箔和Ti合金箔中的至少1种。基材2例如可以具有5～50μm的厚度，可以具有5～20μm的厚度。
例如，基材2被支承部10支承。例如向支承部10与对向电极22之间施加直流电压。由此，在支承部10与对向电极22之间形成电场。电场以对膜状流1作用朝向基材2(支承部10)的方向的静电力的方式形成。电场强度可以为例如50～500V/mm。电场强度通过直流电压除以支承部10与对向电极22之间的间隙(gap)来求出。直流电压可以为例如500～1500V。间隙可以为例如1～10mm。
“(f)固定”
本制造方法可以包含通过对活性物质层3赋予压力和热中的至少一者来使活性物质层3固定于基材2的步骤。通过活性物质层3的固定，例如能够期待活性物质层3的剥离强度提高。
图5是表示电极的制造过程的第2概念图。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60、热板等来压缩活性物质层3。活性物质层3的加热温度例如可以为粘合剂的熔点附近的温度。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3的目标厚度、目标密度等来进行调整。例如，可以对活性物质层3施加50～200MPa的压力。
活性物质层3可以仅形成于基材2的一面，也可以形成于基材2的表背两面。活性物质层3(固定后)例如可以具有10μm～1mm的厚度，可以具有50～500μm的厚度。活性物质层3例如可以具有1～5g/cm3的密度，可以具有2～4g/cm3的密度。
＜第1制造装置＞
图6是表示第1制造装置的概略截面图。在第1制造装置100中，能够实施本制造方法。第1制造装置100包含支承部110、电场形成装置120、气溶胶供给部130和带电装置140。第1制造装置100例如也可以还包含送风装置150、固定装置(未图示)、控制装置(未图示)等。控制装置例如能够控制各装置的动作以及协作。在第1制造装置100中，能够连续生产电极。在图6～8中，单点划线的箭头表示气溶胶以及膜状流的流动。
“支承部”
支承部110支承基材。支承部110为辊状。支承部110也可称为“支承辊”。片状的基材被支承于支承部110的表面。通过支承部110旋转，来输送基材。基材可以为带状。支承部110可以具有比基材大的宽度(X轴方向的尺寸)。支承部110可以具有比膜状流大的宽度。
支承部110可以具有导电性。也可以支承部110的全部具有导电性。也可以支承部110的一部分具有导电性。例如，也可以与基材接触的部分具有导电性。例如，也可以支承部110的表层具有导电性。支承部110与高压电源121电连接。支承部110可以接地。
“电场形成装置”
电场形成装置120形成电场。电场形成装置120可以包含例如高压电源121和对向电极122。高压电源121向支承部110与对向电极122之间施加直流电压。由此，在支承部110与对向电极122之间形成电场。电场具有从支承部110朝向对向电极122的方向。对电场中的负电荷作用朝向基材2(支承部110)的方向的静电力。对向电极122可以具有比膜状流1大的宽度(X轴方向的尺寸)。
“气溶胶供给部”
气溶胶供给部130形成气溶胶的膜状流。气溶胶的详细情况如前所述。气溶胶供给部130可以包含例如气体供给部131、多孔板132、气溶胶制作部133和扁喷嘴134。
多孔板132将气体供给部131和气溶胶制作部133隔开。气溶胶的固体成分(活性物质等)可以被载置于多孔板132上。在多孔板132形成有多个开气孔。例如，可以调整多孔板132的孔眼以使得活性物质粒子不埋没于开气孔中。多孔板132的孔眼例如可以为活性物质的D50的0.5～2倍。多孔板132的孔眼可以为例如5～20μm。多孔板132可以采用任意的材料形成。例如，多孔板132可以是陶瓷粉体的烧结体。多孔板132可以为例如氧化铝制。
气体供给部131通过多孔板132向气溶胶制作部133供给气体。在气溶胶制作部133中，能够通过将气体和固体成分混合来制作气溶胶。通过气体从多孔板132通过，能够期待面内方向的气体的流动变得均匀。由此，能够期待气溶胶的组成稳定。气溶胶制作部133也可以包含例如搅拌叶片等。搅拌叶片也可以将材料混合。例如气溶胶制作部133也可以振动。可以通过气溶胶制作部133的振动来将材料混合。例如，也可以通过并用搅拌叶片的搅拌和振动来将材料混合。
在气溶胶制作的初期阶段，静止状态的固体成分(活性物质等)和气流在多孔板132上接触。此时，固体成分猛烈地飞扬，有从扁喷嘴134漏出的可能性。即，存在材料的一部分损失的可能性。例如，也可以调整气溶胶制作部133的内容积(例如Z轴方向的尺寸)以使得不发生材料的漏出。
扁喷嘴134的详细情况如前所述。扁喷嘴134具有扁平状的喷出口。喷出口沿宽度方向(X轴方向)延伸。扁喷嘴134能够将气溶胶的流动转换成为膜状流。扁喷嘴134也可以将膜状流在支承部110的切线方向上喷出。即，在与支承部110的旋转轴正交的截面中，膜状流的流动方向可以沿着支承部110的切线方向。通过膜状流沿着辊的切线方向飞行，膜状流的流动方向和宽度方向沿着基材的表面。通过膜状流沿着基材的表面，能够期待顺利地形成活性物质层。
在与膜状流的宽度方向正交的截面(YZ平面)中，扁喷嘴134内的流路也可以随着趋向顶端而越来越细。通过流路越来越细，例如能够期待膜状流容易成为层流。
“带电装置”
带电装置140通过电晕放电来形成带电区域。带电装置140也可以包含例如电晕放电电极141。带电装置140也可以还包含例如壳体142。电晕放电电极141也可以被收纳于壳体142内。电晕放电电极141的详细情况如前所述。电晕放电电极141可以沿着宽度方向(X轴方向)线状地延伸。电晕放电电极141也可以包含例如突出部(参照图4)。带电装置140也可以包含多个电晕放电电极141。多个电晕放电电极141例如可以在膜状流的流动方向上排列。在第1制造装置100中，配置有3列电晕放电电极141。例如，也可以配置1～10列的电晕放电电极141。
通过从电晕放电电极141产生的电晕放电，能够形成带电区域。放电电压可以为例如-100～-1kV。膜状流从带电区域通过而被向电场(支承部110与对向电极122之间的间隙)导入。膜状流的固体成分在从带电区域通过时带电。通过电场中的静电力，膜状流的固体成分被吸引到基材(支承部110)。通过固体成分附着于基材的表面，来形成活性物质层。
“送风装置”
第1制造装置100也可以还包含送风装置150。送风装置150可以并设于电晕放电电极141。送风装置150向朝向支承部110的方向输送气体。即，送风装置150向膜状流远离电晕放电电极141的方向输送气体。
“固定装置”
第1制造装置100也可以还包含固定装置。固定装置通过对活性物质层赋予热和压力中的至少一者来使活性物质层固定于基材。固定装置可以包含例如热辊60、热压机等(参照图5)。
＜第2制造装置＞
图7是表示第2制造装置的概略截面图。在第2制造装置200中，也能够实施本制造方法。第2制造装置200包含支承部210、电场形成装置220、气溶胶供给部230和带电装置240。第2制造装置200也可以还包含送风装置250。电场形成装置220也可以包含高压电源221和对向电极222。气溶胶供给部230也可以包含气体供给部231、多孔板232、气溶胶制作部233和扁喷嘴234。带电装置240也可以包含电晕放电电极241和壳体242。在第1制造装置100与第2制造装置200之间，同一名称的装置以及构件能够具有同样的功能。
第2制造装置200，从扁喷嘴234喷出的膜状流的流动方向为铅垂向下，在这一点上与第1制造装置100不同。在第2制造装置200中，膜状流和电晕放电电极241在水平方向上排列。可以认为由于电晕放电电极241未配置在膜状流的铅垂下方，因此能够减少固体成分因重力而向电晕放电电极241落下的不良情况。
＜参考方式＞
图8是表示第3制造装置的概略截面图。第3制造装置300是参考方式涉及的制造装置。第3制造装置300的带电方法与第1制造装置100及第2制造装置200的带电方法不同。第3制造装置300包含支承部310、电场形成装置320和气溶胶供给部330。电场形成装置320包含高压电源321和静电筛(electrostatic screen)322。气溶胶供给部330包含气体供给部331、多孔板332、气溶胶制作部333和搅拌叶片335。
高压电源321在支承部310与静电筛322之间形成电场。高压电源321向静电筛322供给电荷。静电筛322为网状。在第3制造装置300中，在气溶胶从静电筛322通过时，气溶胶的固体成分(粒子)与静电筛322接触，由此固体成分带电。但是，也可能存在不与静电筛322接触而从静电筛322通过的粒子。因此，第3制造装置300在带电量方面与第1制造装置100以及第2制造装置200相比有可能是不利的。
[实施例]
＜电极的制造＞
“第1制造例”
在第1制造例中，通过本制造方法制造了正极。
准备了下述材料。
活性物质：Li(NiCoMn)O2(粉体状)
导电材料：乙炔黑
粘合剂：PVdF
基材：Al箔(厚度12μm)
准备了日本コークス工业公司制的混合装置“マルチパーパスミキサ”。该装置包含球形罐(混合槽)。通过球形罐的对流促进效应，产生强的剪切力，固体材料能够被复合化。
向球形罐投入了活性物质、导电材料及粘合剂。材料的配合比是“活性物质/导电材料/粘合剂＝90/5/5(质量比)”。搅拌叶片的转速被设定为10000rpm。将材料混合10分钟。由此，形成了复合粉体。复合粉体是复合粒子的集合体。可以认为复合粒子的每一个都包含单个的活性物质粒子。可以认为在活性物质粒子的表面固定有粘合剂及导电材料。
准备了金属制的托盘。复合粉体在托盘上被薄薄地摊开。通过托盘被在烘箱内保管，来对复合粉体实施了热处理。烘箱的设定温度是160℃。保管时间是30分钟。可以认为通过热处理，粘合剂及导电材料固定于活性物质粒子的表面。
准备了第1制造装置100(参照图6)。各部分的设定如下所述。
多孔板132：氧化铝多孔板(孔径10μm、平面尺寸75mm×75mm)
电晕放电电极141：-20kV
送风装置150的风量：3L/分钟
电晕放电电极141与支承部110之间的间隙：16mm
对向电极122：-1000V
支撑部110：0V(GND)
支承部110与对向电极122之间的间隙：4mm
电场强度：250V/mm
基材2的运送速度：1m/分钟
向多孔板132上供给复合粉体。对气溶胶制作部133赋予振动。振动的频率为120Hz，振动的振幅为0.13mm。在气溶胶制作部133振动的状态下，气体供给部131通过多孔板132向气溶胶制作部133供给空气。供气量为25L/分钟。由此制作了气溶胶。通过气溶胶从扁喷嘴134喷出，来形成了膜状流。利用电晕放电电极141来形成了带电区域。通过膜状流从带电区域通过，从而膜状流带电。带电后的膜状流被向电场导入。以1m/分钟的速度形成了活性物质层。即，制造出电极。活性物质层具有60mm×200mm的平面尺寸。
将电极夹于2张热板(平板)之间。热板的温度是160℃。利用热板对活性物质层赋予了15tf(吨力)的载荷。可以认为由此活性物质层固定于基材。
“第2制造例”
在第2制造例中，通过本制造方法制造了负极。
准备了下述材料。
活性物质：非晶碳被覆石墨(粉体状)
粘合剂：PVdF
基材：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”。在该装置中，在混合时，能够产生比较缓和的剪切力。向混合装置的混合槽投入了活性物质及粘合剂。材料的配合比是“活性物质/粘合剂＝97.5/2.5(质量比)”。搅拌叶片的转速被设定为4500rpm。将材料混合了2分钟。由此，形成了复合粉体。除此以外，与第1制造例同样地制造了电极。
“第3制造例”
在第3制造例中，通过参考方式涉及的制造方法制造了正极。与第1制造例同样地准备了复合粉体。
准备了第3制造装置300(参照图8)。各部分的设定如下所述。
静电筛322：不锈钢(SUS)制网(孔径100μm)
多孔板332：氧化铝多孔板(孔径10μm、平面尺寸75mm×75mm)
静电筛322与支承部310之间的间隙：4mm
静电筛322：-1000V
支撑部310：0V(GND)
电场强度：250V/mm
向多孔板332上供给了复合粉体。利用气体供给部331向复合粉体供给了空气。供气量为25L/分钟。通过搅拌叶片335将复合粉体和空气进行搅拌来制作了气溶胶。搅拌叶片335的转速为120rpm。
通过静电筛322向电场供给气溶胶，由此在基材的表面形成了活性物质层。除此以外，与第1制造例同样地制造了电极。
“第4制造例”
除了使用第2制造例的复合粉体以外，与第3制造例同样地制造了电极(负极)。
＜评价方法＞
“活性物质层的品质”
通过目视来确认了活性物质层的品质(缺陷等的有无)。
“带电量”
回收带电后的气溶胶。利用吸引式法拉第笼(ナノシーズ公司制)测定带电量。根据气溶胶的固体成分的质量和带电量来求出每单位质量的带电量[nC/g]。
“活性物质层的单位面积质量”
利用冲裁冲头来从电极制取试样片。试样片为圆形。试样片的直径为25mm。通过测定试样片的质量，来求出活性物质层的单位面积质量。单位面积质量表示每单位面积的质量[mg/cm2]。
表1
＜评价结果＞
不论在哪个制造例中都没有在活性物质层中观察到缺陷等。即，活性物质层的品质良好。
第3、4制造例，与第1、2制造例相比，带电量少。可以认为是因为气溶胶的固体成分(粒子)的一部分未与静电筛接触而从静电筛通过的缘故。
第1、2制造例，与第3、4制造例相比，带电量显著地多。可以认为是因为在气溶胶(膜状流)的宽度方向上固体成分均匀地带电的缘故。在第1、2制造例中，单位面积质量也增大了。可以认为随着带电量的增大，涂装效率提高了。
本实施方式及本实施例在所有的方面是例示。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，从当初就预定了从本实施方式及本实施例抽取任意的构成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）制作包含活性物质、粘合剂和气体的气溶胶；
（b）形成所述气溶胶的膜状流；
（c）通过电晕放电来形成带电区域；
（d）使所述膜状流从所述带电区域通过；以及
（e）从所述带电区域通过后，将所述膜状流向电场导入，
在所述电场中，通过静电力而使所述膜状流的固体成分附着于基材的表面，由此形成活性物质层，
在步骤（d）中，在所述膜状流远离所述电晕放电电极的方向上朝向所述膜状流输送气体，
所述膜状流具有流动方向和宽度方向，
所述宽度方向与所述流动方向正交，
所述带电区域以在所述宽度方向上从所述膜状流通过的方式形成，
所述电晕放电由电晕放电电极产生，
所述电晕放电电极沿着所述宽度方向线状地延伸，
在所述宽度方向上，所述电晕放电电极具有比所述膜状流大的宽度。
2.根据权利要求1所述的电极的制造方法，
所述电晕放电电极包含多个突出部，
多个所述突出部在所述宽度方向上排列。
3.根据权利要求1或2所述的电极的制造方法，还包含步骤（f）：通过对所述活性物质层赋予热和压力中的至少一者来使所述活性物质层固定于所述基材。
4.根据权利要求1或2所述的电极的制造方法，
所述基材为片状，
所述膜状流的所述流动方向和所述宽度方向沿着所述基材的所述表面。
5.一种电极的制造装置，包含支承部、电场形成装置、气溶胶供给部、带电装置和送风装置，
所述支承部被构成为支承基材，
所述电场形成装置被构成为形成电场，
所述气溶胶供给部被构成为形成气溶胶的膜状流，
所述带电装置被构成为通过电晕放电来形成带电区域，
所述膜状流从所述带电区域通过后，向所述电场导入，
所述气溶胶包含活性物质、粘合剂和气体，
在所述电场中，通过静电力来使所述膜状流的固体成分附着于所述基材，由此形成活性物质层，
所述送风装置被构成为在所述膜状流远离所述电晕放电电极的方向上朝向所述膜状流输送气体，
所述膜状流具有流动方向和宽度方向，
所述宽度方向与所述流动方向正交，
所述带电区域以在所述宽度方向上从所述膜状流通过的方式形成，
所述带电装置包含电晕放电电极，
所述电晕放电电极沿着所述宽度方向线状地延伸，
所述气溶胶供给部包含扁喷嘴，
所述扁喷嘴具有在所述宽度方向上扩展的喷出口，
所述气溶胶的所述膜状流从所述喷出口喷出，
在所述宽度方向上，所述电晕放电电极具有比所述喷出口大的宽度。
6.根据权利要求5所述的电极的制造装置，
所述电晕放电电极包含多个突出部，
多个所述突出部在所述宽度方向上排列。
7.根据权利要求5或6所述的电极的制造装置，还包含固定装置，
所述固定装置被构成为通过对所述活性物质层赋予热和压力中的至少一者来使所述活性物质层固定于所述基材。
8.根据权利要求5或6所述的电极的制造装置，
所述支承部为辊状，
所述基材为片状，
通过所述支承部旋转来输送所述基材。
9.根据权利要求8所述的电极的制造装置，
在与所述支承部的旋转轴正交的截面中，所述膜状流的所述流动方向沿着所述支承部的切线方向。
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