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JP2016001575A - 電極の製造方法 - Google Patents

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JP2016001575A
JP2016001575A JP2014121609A JP2014121609A JP2016001575A JP 2016001575 A JP2016001575 A JP 2016001575A JP 2014121609 A JP2014121609 A JP 2014121609A JP 2014121609 A JP2014121609 A JP 2014121609A JP 2016001575 A JP2016001575 A JP 2016001575A
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和雄 生田
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Abstract

【課題】圧縮時の電極板の変形が抑えられる電極の製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明の製造方法は、集電体1と、電極活物質層60と、集電タブ63と、を有する電極の製造方法であって、活物質ペースト20を集電体1の表面に塗布して、塗布部10と、未塗布部11と、をもうける工程と、未塗布部11に剪断加工を施して集電タブ63の少なくとも一部を形成する工程と、集電体1を厚さ方向に圧縮する工程と、未塗布部11を切断するとともに集電タブ63を形成する工程と、を有し、未塗布部11が、1mm以下の幅で設けられた基部14と、基部14から突出したタブ本体部15と、からなる集電タブが形成可能なタブ部13と、電極板の形状の基準となる1mm以上の幅の基準部12と、を有することを特徴とする。
【選択図】図2

Description

本発明は、電極の製造方法に関し、詳しくは、シート状の電極の製造方法に関する。
ノート型コンピュータ、携帯電話、デジタルカメラ等の普及に伴い、これら小型の電子機器を駆動するための二次電池の需要が拡大している。そして、これら電子機器には、高容量化が可能であることから、非水電解質二次電池(特に、リチウムイオン二次電池)の使用が進められている。
非水電解質二次電池は、小型の電子機器への利用に加えて、車両(EV,HV,PHV)や家庭用電源(HEMS)等の大電力が求められる用途への適用も検討されている。この場合、非水電解質二次電池の電極板の大型化,多数の電極板を積層させて電極体を形成する,多数の電池セルを組み合わせて組電池とすること等の手段により、大電力を得られるようにしている。
非水電解質二次電池は、通常、正極板及び負極板をセパレータを介した状態で積層して電極体を形成し、非水電解質とともにケースに収容している。このとき、正極板及び負極板のそれぞれは、非水電解質二次電池の電極端子と電気的に接続されている。
電極板は、金属板(金属箔)よりなる集電体の表面に、電極活物質を含むペーストを塗布・乾燥し、所定の形状に成形して製造される。電極板は、ペーストが塗布されていない部分(集電タブ)を形成しておき、この集電タブが電極端子(電極タブ)に接続される。
しかしながら、ペーストが塗布されていない部分をもつ電極板は、厚さ方向に圧縮されると、変形(湾曲、しわ、亀裂の発生)を生じる場合がある。この圧縮は、塗布された電極活物質を含むペーストが乾燥した後に行われ、活物質塗工物を圧縮してエネルギー密度の高い活物質層を形成するために行われる。
電極板が圧縮されると、圧縮時に活物質層と活物質層が配された部分の集電体(金属箔)のみに伸びが生じるのに対し、活物質層が配されない金属箔部分は前記伸びに追随しない。この結果、電極板全体に変形が生じる。
この問題に対して、特許文献1には、活物質未塗布部を幅1〜10mmで形成し、その後圧縮する技術を開示している。特許文献1に記載の技術によると、集電体を用いた電極を、電池のエネルギー密度を低下させない程度に変形を抑えながら圧縮することができる。
特開平11−312517号公報
大容量、高出力の電池への適用を目的として電池性能の向上が求められている。この要求に対して、集電溶接点数を稼ぎ易い未塗工部を持つ電極板の大型化が検討されている。電極板を大型化すると、集電タブの活物質未塗布部も大きくなる。つまり、大型の電極板では、集電タブの活物質未塗布部を10mm以下とすることが難しくなり、その結果として、電極板の変形が生じるようになる。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、圧縮時の電極板の変形が抑えられる電極の製造方法を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために本発明者は、電極の製造方法について検討を重ねた結果、本発明をなすに至った。
本発明の電極の製造方法は、金属板よりなる集電体と、集電体の表面に形成された電極活物質を含む電極活物質層と、集電体の電極活物質層が形成されていない部分に電極活物質層から突出して設けられた集電タブと、を有する電極の製造方法であって、電極活物質を含む活物質ペーストを集電体の表面に塗布して、活物質ペーストが塗布された塗布部と、活物質ペーストが塗布されていない未塗布部と、をもうける工程と、未塗布部に剪断加工を施して集電タブの少なくとも一部を形成する工程と、活物質ペーストが塗布された集電体を、厚さ方向に圧縮する工程と、未塗布部を切断するとともに集電タブを形成する工程と、を有し、未塗布部が、塗布部に隣接した1mm以下の幅で設けられた基部と、基部から突出したタブ本体部と、からなる集電タブが形成可能なタブ部と、電極板の形状の基準となる1mm以上の幅の基準部と、を有することを特徴とする。
本発明の製造方法は、圧縮された電極活物質層をもつ電極板を製造する製造方法である。本発明の製造方法によると、電極活物質が圧縮されてなる電極活物質層を有することから、エネルギー密度の高い電極(電極板)を製造することができる。
本発明の製造方法は、1mm以下で設けられた基部と、基部から突出したタブ本体部と、からなる集電タブを備えた電極を製造することができる。基部の長さが1mm以下と短くなっており、電極活物質が圧縮されても、基部(電極板)に変形が生じなくなっている。つまり、本発明の製造方法は、製造時に電極の変形が抑えられた製造方法となっている。
更に、基部は、電極反応に寄与するものではないため、基部の長さを1mm以下と短くすることで、電池のエネルギー密度の低下を抑えることができる。
また、電極板を複数積層して電極体を形成するときに、集電タブは、折り曲げられて配置される。基部を短くすることで、この集電タブの折り曲げがタブ本体部で行われるようになる。
本発明の製造方法は、未塗布部が1mm以上の幅の基準部を有することで、タブ部カットの工程以降にこの基準部を電極形状の成形の基準とすることができる。電極形状の成形の基準とは、例えば、所定の巻き取りずれを防止するための搬送時の蛇行補正に使用すること、を例示できる。基準部を基準として電極が成形されることで、製造される電極板の形状を所望の形状(目的とする性能を備える電極板)とすることができる。
本発明の製造方法は、未塗布部がタブ部とは異なる位置に基準部を有している。この構成では、製造される電極から基準部を除去することが可能となる。そして、本発明の製造方法は、未塗布部を切断するときに基準部を取り除くことができ、電極反応に寄与しない基準部が残存しない電極を製造できる。
第1形態で正極ペーストが集電体に塗布される工程を示した図である。 第1形態で正極ペーストが塗布された塗工体を示した図である。 第1形態で打ち抜き加工を行う工程を示した図である。 第1形態で打ち抜き加工が施された塗工体を示した図である。 第1形態で塗工体が圧縮される工程を示した図である。 第1形態で塗工体が分割される工程を示した図である。 第1形態で基準部が分割された塗工体を示した図である。 第1形態で塗工体が塗布部で分割される工程を示した図である。 第1形態で塗布部で分割された塗工体を示した図である。 第1形態の正極板を示した図である。 第2形態で正極ペーストが塗布された塗工体を示した図である。 第2形態で塗布部で分割された塗工体を示した図である。 第2形態の正極板を示した図である。 第3形態で正極ペーストが塗布された塗工体を示した図である。 第3形態の正極板を示した図である。 第4形態で正極ペーストが塗布された塗工体を示した図である。 第5形態の正極板を示した図である。 実施形態のリチウムイオン二次電池の構成を示す断面図である。 実施形態のリチウムイオン二次電池の外形を示す図である。 実施形態のリチウムイオン二次電池の別の外形を示す図である。 実施形態のリチウムイオン二次電池の電極の接続構造を示す断面図である。
以下、実施の形態を用いて本発明を説明する。
本発明の実施の形態として、非水電解質二次電池の正極板を製造した。
[第1形態]
本形態では、金属板よりなる集電体1から、正極板6を製造する。集電体1は、連続した帯状を有し、長手方向に沿って連続的に搬送され、電極板6の製造に供される。
(塗布)
まず、金属板(金属箔)よりなる集電体1の両面に、正極活物質を含む正極ペースト20(電極活物質を含む活物質ペースト)を塗布する。正極ペースト20の塗布は、塗工後の塗工体が、正極ペースト20が塗布された塗布部10と、正極ペースト20が塗布されない未塗布部11と、を有するように行われる。本形態では正極ペースト20の塗布が集電体1の両面に行われたが、一方の表面への塗布であってもよい。また、正極ペースト20の塗布についても、両面に同時に塗布しても、一方の表面ずつに塗布しても、いずれでもよい。
正極ペースト20の塗布は、図1に示したように、ペースト塗布乾燥装置(以下、塗布乾燥装置)2で行われる。長尺の帯状の集電体1は、図示されない搬送装置により塗布乾燥装置2の塗布装置部21に搬送され、その両面(表面及び裏面)に正極ペースト20が所定の目付け重量で塗布される。正極ペースト20は、集電体1の表面には表面塗布装置210で、裏面には裏面塗布装置211で、それぞれ塗布される。
正極ペースト20は、図2に示したように、帯状の集電体1の幅方向の両端部以外の部分に塗布される。すなわち、塗布乾燥装置2の塗布装置部21で正極ペースト20が塗布された塗工体は、正極ペースト20が塗布された塗布部10と、塗布部10の両側方(集電体1の両側端部)に正極ペースト20が塗布されない未塗布部11と、がもうけられる。
本形態では、図2に示したように、集電体1の幅方向で一方の端部から他方の端部にかけて(図2中では上から下に向かって)、未塗布部11A,塗布部10A,未塗布部11Bが、この順序で設けられる。
本形態では、未塗布部11Aは、基準部12と、集電タブ63が形成可能なタブ部13と、からなる。本形態で形成される集電タブ63を図2中、破線で示した。集電タブ63が形成可能な未塗布部11Aでは、タブ部13が塗布部10に隣接した位置に、基準部12は集電体1の幅方向の端部に位置する。
基準部12は、集電体1の幅方向での長さが1mm以上で形成されている。基準部12の幅方向での長さは、ズレの補正が可能(ズレの検知が可能)な幅であればよく、1mm以上が選択される。
タブ部13は、集電体1の幅方向での長さが1mm以下の基部14と、集電体1の幅方向での長さが予め設定された長さのタブ本体部15と、を形成可能な状態で有する。タブ部13は、基部14が塗布部10に隣接してもうけられている。タブ本体部15の予め設定された長さとは、限定されるものではなく、非水電解質二次電池を形成したときに、電極端子との接続が可能な長さとすることができる。
塗布部10,10Aは、集電体1の幅方向での長さ(塗布幅)が限定されるものではなく、非水電解質二次電池を形成したときの、電極板のサイズと同様とすることができる。本形態では、後述の工程で二つに分割されるため、電極板のサイズの2倍に設定される。
本形態では、未塗布部11Bは、集電タブ63が形成可能なタブ部13よりなる。未塗布部11Bのタブ部13は、未塗布部11Aのタブ部13と同様に設定される。未塗布部11Bは、基準部12が形成されていない以外は、未塗布部11Aと同様である。
(乾燥)
塗工体は、塗布乾燥装置2内を搬送され乾燥装置部22で、正極集電体1及び正極ペースト20が乾燥される。
塗布乾燥装置2の乾燥装置部22における乾燥は、その乾燥方法が限定されるものではない。正極ペースト20中の正極活物質等の成分が劣化しない温度に加熱することができる。また、塗工体の乾燥は、乾燥装置を用いることなく、自然乾燥としてもよい。
(集電タブ形成)
正極ペースト20が乾燥した塗工体は、図3に示した打ち抜き装置(パンチング装置3)に搬送される。パンチング装置3は、未塗布部11(11A,11B)を所定の形状をなすようにパンチング加工(垂直方向の剪断加工(打ち抜き加工))する。パンチング装置3は、上ダイ30と下ダイ31とでパンチング加工することにより集電タブ63の一部を形成する。なお、集電タブ63の一部を形成するための打ち抜き加工の例として、図3のパンチング装置3を示したが、同様の加工を行うことができる装置、たとえば、ロータリーダイカッターを用いることもできる。
具体的には、図4に示したように、未塗布部11Aは、帯状の集電体1の長手方向で隣接する二つの集電タブ63のタブ本体部15,15と、基部14と、基準部12とで区画される領域が打ち抜かれる。
また、未塗布部11Bでは、長手方向で集電タブ63が連続した状態となるように形成される。このとき、基部14が長手方向で切断されずにつながった状態となっている。
集電体1は、基準部12を基準にして(基準部を基準にしてズレを補正しながら)搬送される。基準部12を基準にしてのズレの補正方法は限定されるものではない。たとえば、図3に記載のように、塗工体のズレを検知手段35を用いて検知し、検知結果を制御手段36(コントローラ)に送信する。制御手段36では、検知結果から集電体1のズレが生じていると判定したらアクチュエータ37を動かして集電体1の搬送方向を修正(補正)する。検知手段35でのズレの検知は、基準部12にレジスタライン(あるいは図柄)を印刷(付与)しておき(図示せず)、このレジスタラインを検知することで行う。検知手段35は、レジスタラインを光学的に検出する装置である。
なお、集電体1のズレの検知(ズレの補正)は、図3においてパンチング装置3で行われることを例示したが、このパンチング装置3のみで行われるものではなく、集電タブ形成以降の工程の各装置で適宜行うことができる。
また、集電タブ形成前の工程である塗布乾燥装置2でも行うこともできる。塗布乾燥装置2で行う場合には、上記の方法に加えて、超音波センサを使用するズレの補正方法を用いることができる。
(圧縮)
塗工体は、圧縮装置4に搬送され、塗工体(乾燥した正極ペースト20を有する集電体1)が厚さ方向に圧縮される。圧縮により、正極活物質層60が集電体1の表面に形成される。圧縮は、図5に示したように、一対のプレスローラ40,40で押圧(加圧)して行われる。圧縮は、予め設定された加圧力で行われる。予め設定された加圧力とは、形成される正極活物質層60が所定の密度を持つことができるように決定される。
(未塗布部の切断)
圧縮により正極活物質層60が形成された塗工体は、回転刃装置5に搬送され、未塗布部11が切断される。回転刃装置5は、図6に示したように、塗工体の上下に位置する一対の回転丸刃(上刃50,下刃51)を有し、厚さ方向に回転による剪断力を付与して塗工体を切断する。図6は、後述のように塗布部10を2条に分けるように切断する様子(図8に対応)を示した。
本形態では、回転刃装置5で、帯状の塗工体を、複数条に切断・分割する。
回転刃装置5は、まず、未塗布部11Aの基準部12を切断する。より具体的には、タブ本体部13と基準部12の接続部(境界)で切断する。この切断は、所定の突出長さを有するものであれば、タブ本体部13の先端(集電タブ63の突出方向の先端)で行ってもよい。基準部12が切断された状態を、図7に示す。
同様に、回転刃装置5を用いて、図8に示したように、塗布部10(10A)の幅方向の中央部を切断する。切断された塗工体を図9に示す。
その後、長手方向の長さが所定の長さ(少なくとも一つの集電タブ63を持つ長さ)となるように切断する。本形態では、図9中の破線で示した箇所で切断する。この切断も、回転刃装置5を用いて行う。
以上により、本形態では、図10に示した正極板6が製造できる。
(正極板)
本形態の正極板6は、図10に示したように、集電体1の両面に正極活物質層60が方形状に形成された正極板となっている。正極板6は、方形状の正極活物質層60の一つの辺から突出した集電タブ63が形成されている。集電タブ63は、正極活物質層60の一つの辺から1mm以下で突出した基部64(14)と、基部64から突出したタブ本体部65(15)と、からなる。タブ本体部65は、基部64の突出方向に垂直な方向の一方の端部(集電体の長手方向の一方の端部)に沿って形成されている。
本形態の正極板6は、方形状の正極活物質層60の他の三辺が、正極板6の外周形状を形成している。
上記のように、本形態の製造方法は、正極ペースト20を集電体1の表面に塗布した後に圧縮して、正極活物質層60を形成する。すなわち、本形態の製造方法は、正極活物質層60が圧縮されて形成されることから、エネルギー密度の向上した正極板6を製造できる。
更に、本形態の製造方法は、正極ペースト20を集電体1の表面(両面)に塗布した後に圧縮工程を施すが、集電体1の未塗布部11のタブ部13の基部14(64)を1mm以下で設けることで、塗布部10の圧縮に伴う基部14(64)(集電体1)の変形が抑えられている。
この1mm以下の基部14(64)は、集電タブ63が折り曲げられるときの応力を小さくすることができる。正極板6を複数積層して非水電解質二次電池の電極体を形成すると、正極板6と電極端子とを電気的に接続するために集電タブ63が折り曲げられる。基部14(64)を短くすることで、この集電タブ63の折り曲げが、基部14(64)ではなくタブ本体部15(65)で行われるようになる。タブ本体部15(65)の長さ(集電体1の長手方向の長さ)は基部14(64)の長さよりも短いため、折り曲げ時の応力が小さくなる。すなわち、本形態で製造される正極板6は、非水電解質二次電池を容易に製造できる電極となっている。
また、本形態の製造方法では、正極ペースト20を集電体1の両面(表面)に塗布してなる塗工体は、未塗布部11に基準部12をタブ部13とは別にもうけている。この基準部12を設けることで、帯状の集電体1の搬送ズレを検知することができ、集電体1(塗工体)のズレ(小さな変形)を補正することができる。
そして、本形態の製造方法では、未塗布部11の基準部12を回転刃装置5で切断して除去している。これにより、製造される正極板6が電極反応に寄与しない部分を持たなくなり、非水電解質二次電池のエネルギー密度の低下を抑えられる。
更に、基準部12の切断を行う回転刃装置5は、集電体1の厚さ方向に回転による剪断力でバリを抑制しながら集電体1(塗工体)を切断できる。すなわち、集電体1(塗工体)に変形を生じさせることなく基準部12を切断する(正極板6の形状を成形する)ことができ、所望の形状(目的とする性能を備える)正極板6を製造することができる。具体的には、回転刃装置5は回転による剪断力を付与して切断を行うが、集電タブ63の成形の打ち抜き装置では、基本的に垂直方向の力(押し切り+剪断)を付与して切断(パンチング)が行われる。集電体のような金属に垂直方向の力を付与すると、切り残りがバリとなり、集電体1の変形につながる。
本形態の正極板6は、後述の非水電解質二次電池(リチウムイオン二次電池)を製造することができる。
[第2形態]
本形態では、塗布部10及び未塗布部11の態様が異なる以外は第1形態と同様にして正極板を製造する。
(塗布)
第1形態と同様に、塗布乾燥装置で正極ペースト20の塗布を行う。
正極ペースト20は、図11に示したように、集電体1の幅方向で2条となるように塗布される。本形態の塗工体は、集電体1の幅方向に、未塗布部11C,塗布部10B,未塗布部11D,塗布部10C,未塗布部11Eと並んでいる。
集電体1の幅方向の両端の未塗布部11C,11Eは、第1形態の未塗布部11Bと同様である。二つの塗布部10B,10Cに挟まれた未塗布部11Dは、第1形態の基準部12と同様であり、1mm以上の幅である。
二つの塗布部10B,10Cは、集電体1の幅方向の長さが、第1形態の塗布部10Aの半分の長さで形成される。
本形態では、二つの塗布部10B,10Cに挟まれた未塗布部11Dが、第1形態の基準部12と同様に機能する。
(集電タブ形成)
第1形態の他方の未塗布部11Bと同様にして、集電体1の幅方向の両端の未塗布部11C,11Eに集電タブ63をパンチング加工(垂直方向の剪断加工)で形成する。
(圧縮)
第1形態と同様にして、塗工体を厚さ方向に圧縮して正極活物質層60が形成される。
(未塗布部の切断)
圧縮により正極活物質層60が形成された塗工体は、第1形態と同様に回転刃装置5に搬送され、二つの塗布部10B,10Cに挟まれた未塗布部11Dの中央で2条に切断される。2条に切断された状態の塗工体を、図12に示す。
その後、所定の長さ(少なくとも一つの集電タブ63を持つ長さ)となるように、第1形態と同様にして長さ方向で切断する。
以上により、図13に示した本形態の正極板6が製造される。
(正極板)
本形態の正極板6は、図13に示したように、集電体1の両面に正極活物質層60が方形状に形成された正極板となっている。正極板6は、方形状の正極活物質層60の一つの辺から突出した集電タブ63が形成されている。集電タブ63は、第1形態と同様に形成されている。
方形状の正極活物質層60の他の一辺であって、集電タブ63が突出する辺に背向する辺からも、集電体1がわずかに露出した集電体露出部66が形成されている。集電体部66は、正極活物質層60からの突出長さが、未塗布部11Dの幅よりも短い長さ(半分の長さ)となっている。
方形状の正極活物質層60の他の2辺は、第1形態と同様である。
本形態の正極板6は、集電体露出部66が形成されたこと以外は第1形態と同様であり、同様の効果を発揮する。本形態の製造方法においても、第1形態と同様であり、同様の効果を発揮する。
更に、本形態の正極板6は、幅方向の中央部に基準部12を設け、その後、この基準部12で切断して集電体1を2条に分割している。集電体1を分割するときに、正極活物質層を切断しないため、正極板6の正極活物質層60が加工時に損傷することが抑えられる。
[第3形態]
本形態は、塗布部10及び未塗布部11の態様が異なる以外は第1〜第2形態と同様にして正極板を製造する。
(塗布)
第1形態と同様に、塗布乾燥装置で正極ペースト20の塗布を行う。
正極ペースト20は、図14に示したように、集電体1の幅方向で2条となるように塗布される。本形態の塗工体は、集電体1の幅方向に、未塗布部11F,塗布部10D,未塗布部11G,塗布部10E,未塗布部11Hと並んでいる。
集電体1の幅方向の一方の端部の未塗布部11Fは、第1形態の他方の未塗布部11Bと同様である。
二つの塗布部10D,10Eに挟まれた未塗布部11Gは、第1形態の他方の未塗布部11Bの2倍の長さ(幅)で形成される。未塗布部11Gは、二つの塗布部10D,10Eのそれぞれに集電タブ63を形成可能な幅で形成される。
集電体1の幅方向の他方の端部の未塗布部11Hは、第1形態の一方の未塗布部11Aと同様な幅で形成されている。未塗布部11Hは、塗布部10Eに隣接する位置に第1形態の基準部12が形成され、この基準部12に集電タブ63を形成可能なタブ部13(基部14及びタブ本体部15)が形成される。未塗布部11Hは、基部14に相当する部分14’が、全体として1mm以上の基準部12となるように形成される。
二つの塗布部10D,10Eのそれぞれは、第1形態の塗布部11Aと同様に形成される。
(集電タブ形成)
第1形態と同様にして、集電体1の未塗布部11F,11G,11Hにパンチング加工(垂直方向の剪断加工)で集電タブ63の一部又は全部を基準部12とともに形成する。
(圧縮)
第1形態と同様にして、塗工体を厚さ方向に圧縮して正極活物質層60が形成される。
(未塗布部の切断)
圧縮により正極活物質層60が形成された塗工体は、第1形態と同様に回転刃装置5に搬送され、二つの塗布部10D,10Eに挟まれた未塗布部11Gの中央で2条に切断される。
2条に切断された塗工体は、その後、第1形態と同様に、それぞれの塗布部10D,10Eで2条に切断される。合計で4条に分割される。
その後、所定の長さ(少なくとも一つの集電タブ63を持つ長さ)となるように、第1形態と同様にして長さ方向で切断する。
以上により、図15に示した本形態の正極板6が製造される。
(正極板)
本形態の正極板6は、第1形態と同様に形成されているものであり、同様の効果を発揮する。本形態の製造方法においても、第1形態と同様であり、同様の効果を発揮する。
本形態では、未塗布部11Hに対応した正極板、すなわち集電タブ63の基部64の長さが長い正極板6’(図15中の右側)も合わせて製造できる。この正極板6’は、非水電解質二次電池を形成したときに電極端子との距離により配置位置を調節することで、非水電解質二次電池の電極体に使用することができる。
[第4形態]
本形態では、塗布部10及び未塗布部11の態様が異なる以外は第1〜第3形態と同様にして正極板を製造する。
(塗布)
第1形態と同様に、塗布乾燥装置で正極ペースト20の塗布を行う。
正極ペースト20は、図16に示したように、集電体1の幅方向で2条となるように塗布される。本形態の塗工体は、集電体1の幅方向に、未塗布部11I,塗布部10F,未塗布部11J,塗布部10G,未塗布部11Kと並んでいる。
集電体1の幅方向の端部に位置する未塗布部11I,11Kは、第1形態の他方の未塗布部11Bと同様である。
二つの塗布部10F,10Gに挟まれた未塗布部11Jは、第1形態の一方の未塗布部11Aと他方の未塗布部11Bの長さ(幅)の和と同じ長さで形成される。未塗布部11Jは、塗布部10Fに第1形態と同様な集電タブ63を、塗布部10Eに第3形態の未塗布部11Hと同様な集電タブ63を形成する(形成可能なタブ部13が形成される)。
二つの塗布部10F,10Gのそれぞれは、第1形態の塗布部11A(第3形態の二つの塗布部10D,10E)と同様に形成される。
(集電タブ形成)
第1形態と同様にして、集電体1の未塗布部11I,11J,11Kにパンチング加工(垂直方向の剪断加工)で集電タブ63の一部又は全部を基準部12とともに形成する。
(圧縮)
第1形態と同様にして、塗工体を厚さ方向に圧縮して正極活物質層60が形成される。
(未塗布部の切断)
圧縮により正極活物質層60が形成された塗工体は、第1形態と同様に回転刃装置5に搬送され、二つの塗布部10F,10Gに挟まれた未塗布部11Jの中央で2条に切断される(集電タブ63が形成される)。
2条に切断された塗工体は、その後、第1形態と同様に、それぞれの塗布部10F,10Gで2条に切断される。
その後、所定の長さ(少なくとも一つの集電タブ63を持つ長さ)となるように、第1形態と同様にして長さ方向で切断する。
以上により、本形態の正極板6が製造された。
(正極板)
本形態の正極板6は、第1〜第3形態と同様に形成されているものであり、同様の効果を発揮する。本形態の製造方法においても、第1形態と同様であり、同様の効果を発揮する。
本形態では、第3形態と同様に、未塗布部11Jに対応した正極板、すなわち集電タブ63の基部64の長さが長い正極板(第3形態の正極板6’と同様)も合わせて製造できる。第3形態と同様の効果を発揮する。
[第5形態]
本形態では、塗布部10及び未塗布部11の態様が異なる以外は第4形態と同様にして正極板を製造する。
本形態は、集電体1の未塗布部11I,11J,11Kから形成される四つの集電タブ63I,63J,63K,63Lの突出長さ(集電体1の幅方向の長さ)がすべて異なる。
未塗布部11Iからは、集電タブ63Iが形成される。未塗布部11Kからは、集電タブ63Kが形成される。未塗布部11Jからは、塗布部10Fに接続された集電タブ63Jと、塗布部10Gに接続された集電タブ63Lと、が形成される。
集電タブ63I,63J,63Kは、集電体1の幅方向での長さが1mm以下の基部14I,14J,14K(いずれも同じ長さ)と、基部14から突出した集電体1の幅方向での長さが予め設定された長さのタブ本体部15I,15J,15Kと、を有する。集電タブ63Lは、集電体1の幅方向での長さが1mm以上の基部14Lと、予め設定された長さのタブ本体部15Lと、を有する。
四つの集電タブ63I,63J,63K,63Lは、集電タブ63の突出長さが、63L<63K<63I<63Jとなっている。四つの集電タブ63I,63J,63K,63Lの突出長さは、タブ本体部15I〜15Lの長さを異なるものとすることで、調節される。
本形態の正極板6は、第3形態と同様であり、同様の効果を発揮する。
本形態で正極板6I,6J,6K,6Lは、図17に示したように、集電タブ63の突出長さに合わせて、正極端子との距離を変更することができる。この構成は、正極活物質層と正極端子の間に、過剰な集電タブ63が位置しないため、正極板6I,6J,6K,6Lの位置のズレを許容しない。すなわち、電池性能の低下が抑えられる。
[各形態のその他の構成]
上記の各形態では、塗布部10を1条又は2条で形成する態様の実施形態となっているが、3条以上で形成する態様であってもよい。この場合でも、同様の効果が得られる。
上記の各形態では、基準部12が1条で設けられている。本発明の製造方法は、未塗布部11が、1mm以下の幅の基部14と、基部14から突出したタブ本体部15と、を有するタブ部13を少なくとも一つ有する態様であれば、基準部12が2条以上で形成されていてもよい。その場合でも、同様の効果が得られる。
上記の各形態では、非水電解質二次電池の正極を製造したが、本発明の製造方法は正極のみに限定されるものではなく、負極の製造に用いてもよい。負極の製造に用いる場合には、正極活物質に替えて負極活物質を用いる。
本発明の製造方法は、集電体を用いる電極の製造に用いることができ、非水電解質二次電池の電極の製造に用いることが好ましい。
[非水電解質二次電池の構成]
非水電解質二次電池は、その種類が限定されるものではないが、正負両極でリチウムイオンの吸蔵・放出が行われるリチウムイオン二次電池であることが好ましい。
リチウムイオン二次電池7は、正極板70(正極板6)及び負極板71がセパレータ72を介して複数層積層した電極体73が非水電解質74とともに電池ケース75に封入(収容)されている。正極には電池ケース75を貫通する正極端子76が、負極には電池ケース75を貫通する負極端子77が、それぞれ電気的に接続されている。正極端子76と負極端子77は、いずれも金属箔(金属シート)よりなる。リチウムイオン二次電池7の代表的な構成を、図18に示す。
(正極)
正極板70(正極板6)は、正極活物質、導電材及び結着材を混合して得られた正極ペーストを正極集電体に塗布し、その後、上記の各形態のように製造される。
正極活物質は、従来公知の正極活物質を用いることができる。正極活物質は、例えば、種々の酸化物、硫化物、リチウム含有酸化物、導電性高分子などを用いることができる。正極活物質は、リチウム−遷移金属複合酸化物であることが好ましい。
リチウム−遷移金属複合酸化物は、ポリアニオン構造のリチウム金属化合物(Liα βη4−γγ)であることがより好ましい。(なお、M:Mn,Co,Ni,Fe,Cu,Cr,Mg,Ca,Zn,Tiより選ばれる1種以上、X:P,As,Si,Mo,Geより選ばれる1種以上、Z:Al,Mg,Ca,Zn,Tiより選ばれる1種以上を任意で含有可能、0≦α≦2.0、0≦β≦1.5、1≦η≦1.5、0≦γ≦1.5)
リチウム−遷移金属複合酸化物は、オリビン構造のリチウム−遷移金属複合酸化物であることが好ましい。このオリビン構造のリチウム−遷移金属複合酸化物としては、LiFePO,LiFeMn1−xPO(0≦x<1)を例示できる。
導電材は、正極の電気伝導性を確保する。導電材としては、黒鉛の微粒子,アセチレンブラック,ケッチェンブラック,カーボンナノファイバーなどのカーボンブラック,ニードルコークスなどの無定形炭素の微粒子などを使用できるが、これらに限定されない。
結着剤は、正極活物質粒子や導電材を結着する。結着剤としては、例えば、PVDF,EPDM,SBR,NBR,フッ素ゴムなどを使用できるが、これらに限定されない。
正極合剤は、溶媒に分散させて正極集電体に塗布される。溶媒としては、通常は結着剤を溶解する有機溶媒を使用する。例えば、NMP,ジメチルホルムアミド,ジメチルアセトアミド,メチルエチルケトン,シクロヘキサノン,酢酸メチル,アクリル酸メチル,ジエチルトリアミン,N−N−ジメチルアミノプロピルアミン,エチレンオキシド,テトラヒドロフランなどを挙げることができるが、これらに限定されない。また、水に分散剤、増粘剤などを加えてPTFEなどで正極活物質をスラリー化する場合もある。
正極集電体は、例えば、アルミニウム,ステンレスなどの金属を加工したもの、例えば板状に加工した箔,網,パンチドメタル,フォームメタルなどを用いることができるが、これらに限定されない。
(負極)
負極板71は、負極活物質と結着剤とを混合して得られた負極ペーストを負極集電体の表面に塗布し、その後、上記の各形態と同様に製造される。
負極活物質は、従来の負極活物質を用いることができる。Sn,Si,Sb,Ge,Cの少なくともひとつの元素を含有する負極活物質を挙げることができる。これらの負極活物質のうち、Cは、リチウムイオン二次電池の電解質イオンを吸蔵・脱離可能な(Li吸蔵能がある)炭素材料であることが好ましく、アモルファスコート天然黒鉛であることがより好ましい。
また、これらの負極活物質のうち、Sn、Sb、Geは、特に、体積変化の多い合金材料である。これらの負極活物質は、Ti−Si、Ag−Sn、Sn−Sb、Ag−Ge、Cu−Sn、Ni−Snなどのように、別の金属と合金をなしていてもよい。
導電材としては、炭素材料、金属粉、導電性ポリマーなどを用いることができる。導電性と安定性の観点から、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンブラックなどの炭素材料を使用することが好ましい。
結着材としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、フッ素樹脂共重合体(四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体)SBR、アクリル系ゴム、フッ素系ゴム、ポリビニルアルコール(PVA)、スチレン・マレイン酸樹脂、ポリアクリル酸塩、カルボキシルメチルセルロース(CMC)などを挙げることができる。
溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)などの有機溶媒、又は水などを挙げることができる。
負極集電体としては、従来の集電体を用いることができ、銅、ステンレス、チタンあるいはニッケルなどの金属を加工したもの、例えば板状に加工した箔,網,パンチドメタル,フォームメタルなどを用いることができるが、これらに限定されない。
正極板70と負極板71の大きさは限定されるものではなく、所望の電池性能を発揮できる正極活物質及び負極活物質を備えた電極活物質層を有する形状とすることができる。なお、リチウムイオン二次電池において、負極板71(負極活物質層)は、その面積を正極板70(正極活物質層)の面積以上とする(広い面積で形成される)ことができる。
(非水電解質)
非水電解質74は、支持塩が有機溶媒に溶解してなるものを用いる。
非水電解質74の支持塩は、その種類が特に限定されるものではないが、LiPF,LiBF,LiClO及びLiAsFから選ばれる無機塩,これらの無機塩の誘導体,LiSOCF,LiC(SOCF及びLiN(SOCF,LiN(SO,LiN(SOCF)(SO),から選ばれる有機塩、並びにこれらの有機塩の誘導体の少なくとも1種であることが望ましい。これらの支持塩は、電池性能を更に優れたものとすることができ、かつその電池性能を室温以外の温度域においても更に高く維持することができる。支持塩の濃度についても特に限定されるものではなく、用途に応じ、支持塩及び有機溶媒の種類を考慮して適切に選択することが好ましい。
支持塩が溶解する有機溶媒(非水溶媒)は、通常の非水電解質に用いられる有機溶媒であれば特に限定されるものではなく、例えばカーボネート類,ハロゲン化炭化水素,エーテル類,ケトン類,ニトリル類,ラクトン類,オキソラン化合物等を用いることができる。特に、プロピレンカーボネート,エチレンカーボネート,1,2−ジメトキシエタン,ジメチルカーボネート,ジエチルカーボネート,エチルメチルカーボネート,ビニレンカーボネート等及びそれらの混合溶媒が適当である。例に挙げたこれらの有機溶媒のうち、特にカーボネート類,エーテル類からなる群より選ばれた1種以上の非水溶媒を用いることにより、支持塩の溶解性、誘電率及び粘度において優れ、電池の充放電効率が高いので、好ましい。
リチウムイオン二次電池において、最も好ましい非水電解質74は、支持塩が有機溶媒に溶解したものである。
(セパレータ)
セパレータ72は、正極板70と負極板71との間に介在し、両者を電気的に絶縁するとともに、非水電解質74を保持する。
セパレータ72は、その大きさが限定されるものではない。リチウムイオン二次電池において、正極板70及び負極板71を電気的に絶縁するために、これら電極板70,71よりも大きいことが好ましい。
セパレータ72は、例えば、多孔性合成樹脂膜、特にポリオレフィン系高分子(ポリエチレン、ポリプロピレン)の多孔膜を用いる。セパレータは、2つの電極板70,71の電気的な絶縁を担保するために、それぞれの電極板70,71又は電極活物質層よりも大きな寸法で成形される。
(電池ケース)
電池ケース75は、ラミネート外装体より形成される。ラミネート外装体は、ラミネートフィルムから構成される。ラミネートフィルムは、可塑性樹脂層750/金属箔751/可塑性樹脂層752をこの順で含む。これらの層以外にも、樹脂層や金属層を含んでいてもよい。ラミネートフィルムの表面や、各層の間には何らかの表面処理(プラズマ処理、酸処理、化学的処理など)を行い、それぞれの層間や接着される部材との間の接着性を向上することができる。そして熱融着する面には可塑性樹脂層を配設する。可塑性樹脂層は、熱や何らかの溶媒により軟化させた状態で他のラミネートフィルム(又は電極端子76,77)などに押圧することにより接着される。2つの可塑性樹脂層750,752を構成する可塑性樹脂は、同じ材料であっても、異なる材料であっても、いずれでもよい。可塑性樹脂層を構成する可塑性樹脂としては非水電解質74に対して安定性が高い材料であることが望ましく、例えばポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル、ABS樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリメタクリル酸メチルなどのアクリル樹脂、ナイロン、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体などのフッ素樹脂、ポリカーボネートなどを単独で又は複数積層して又は複数混合(ポリマーアロイなどとして)用いることができる。
この電池ケース75は、ラミネート外装体に限定されるものではなく、円柱状や角柱状の樹脂や金属の硬質材料よりなるケースを用いてもよい。
(電極端子)
電極端子76,77は、電極体73の正極板70の集電タブ700又は負極板71の集電タブ710に電気的に接続されている。電極端子76,77は、シート状の金属板で形成される。電極端子76,77は、接続される正極板70,負極板71のそれぞれの集電タブ700,710(集電体)と同じ材料を使用することができる。
電極端子のそれぞれがラミネート外装体よりなる電池ケース75を貫通する部分では、ラミネート外装体を構成するラミネートフィルムの可塑性樹脂層と電極端子76,77とが密封状態を保つように接合されている。つまり、ラミネートフィルムを重ね合わせて融着するときに、その間に電極端子76,77を挟持することにより、電極端子76,77とラミネートフィルムとが接合される。
電極端子76,77は、ラミネートフィルムとの接着性を向上する目的で表面処理を行ったり、金属製のタブ本体とその表面を被覆する可塑性樹脂層とから構成したりすることができる。電極端子76,77に行う表面処理としては、表面粗化などを行いアンカー効果を期待する物理的なものや、プラズマ処理やプライマー塗布によって化学的に表面を活性化したりするものが例示できる。
電極端子76,77は、その幅及び設置位置が限定されるものではないが、電極板70,71との電流の流れを阻害しないためには、可能な限り断面積(端子の幅)が広いことが好ましい。電極端子76,77の幅が広くなると、電極体73で発生した熱の放熱にも寄与できる。
リチウムイオン二次電池7は、図19に示したように一対の電極端子76,77が互いに背向する方向に突出して設けられても(図18で示した形態)、図20に示したように一対の電極端子76,77が同一方向に突出して設けられても、いずれでもよい。なお、上記の各形態の説明に用いた各図の正極板は、図20に示した形態に用いる。
電極端子76,77は、電池ケース75がラミネート外装体よりなる場合にはシート状の金属板であることが好ましいが、例えば、金属ケース75が硬質材料よりなる場合には棒状とすることが好ましい。
[電極体のその他の形態]
(第1変形形態)
上記の第3形態では、図15に示したように、1mm以下の基部14を備えた正極板6と、1mm以上の基準部12と基部14に相当する部分14’を備えた正極板6’と、が製造される。
これらの正極板6,6’は、図21に示したように、電極体73を形成したときに、1mm以上の基準部12と基部14に相当する部分14’が正極端子76に近接した位置に正極板6’が位置するように配され、正極端子76からの距離が長い位置に正極板6が位置するように配することができる。
本形態では、図21に示したように、正極板6の集電タブ63の方が、正極板6’の集電タブ63’よりも、折り曲げ量が大きくなっている。集電タブの折り曲げは、折り曲げ量が多くなるほど、応力が大きくなる。すなわち、正極端子76からの距離が長い位置に配される正極板6の方が、正極板6’と比較して、より大きな応力が加わる。
ここで、正極板6’は、正極板6と比較して基部14’が長くなっており、折り曲げに要する応力も大きくなっている。すなわち、正極板6’は、正極板6と比較して、折り曲げにくくなっている。すなわち、本形態のように正極板6,6’を配することで、より容易にリチウムイオン二次電池を製造できる。
(第2変形形態)
上記の第4形態では、集電タブ63(63I,63J,63K,63L)の長さが異なる4種類の正極板6I,6J,6K,6Lが製造される。
本形態では、第1変形形態と同様に、正極板6L(第1変形形態の正極板6’に相当)を正極端子76に近接した位置に配置し、正極端子76からの距離が長い位置に正極板6I〜6Kが位置するように配される。
そして、正極板6I〜6Kは、正極端子76に近接した位置に、集電タブ63の突出長さが短い集電板が位置するように配される。すなわち、正極端子76に近接した位置から離反する位置までかけて、正極板6L,6K,6I,6Jをこの順序で配する。
本形態では、正極板6の積層位置により、正極端子76間での距離が変化することを、集電タブ63の長さを変更することで対応している。
この構成によると、積層位置が異なる正極板6に、適切な長さの集電タブ63を形成することで、集電タブ63が長くなりすぎることによる不具合の発生を抑えることができる。
なお、本第2変形形態において、正極板6I〜6Kは、それぞれ複数枚の正極板であってもよい。この場合でも、同様の効果を発揮できる。
以下、実施例を用いて本発明を説明する。
本発明の実施例として、リチウムイオン二次電池用正極を製造した。
[実施例1]
本例は、上記の第1形態で正極板を製造した。
正極活物質(LiFePO:88質量部),アセチレンブラック(6質量部),PVDF(6質量部)を混合して得られた正極ペーストを調製した。
正極ペースト30を厚さ0.015mmのアルミニウム箔よりなる正極集電体1の両面に塗布、乾燥し、0.18mg/mmの片面目付け重量を有する正極活物質層を得た。正極集電体1への正極ペースト20の塗布は、集電タブ63の基部14が0.7mm,タブ本体部15が19.3mmとなるように行われた。また、基準部12は、1.5mmであった。各部12,14,15の未塗布部11における関係がわかるように、各部のサイズを図2に合わせて示した。
乾燥した塗工体に対して、打ち抜き装置3で集電タブ63の一部を形成した。
その後、厚さ方向に圧縮して正極活物質層60を形成した。この圧縮は、正極活物質層60とロールプレス機の接触部が平均100MPaの加圧力で、圧縮後の正極活物質層60の厚さが片面0.086mmとなるように行われた。
圧縮後、回転刃装置5で基準部14を切り落とす。また、基準部14と同様に塗布部10を2条に分割するように切断する。その後、長手方向の長さを所定の長さで切断して正極板の形状を成形した。
以上により、本例の正極板6を製造できた。
本例では、正極ペースト20の塗工体に対して、圧縮を行っているが、集電体1の変形も確認できなかった。
[実施例2]
本例は、上記の第2形態で正極板を製造した。
実施例1と同様に調製した正極ペースト20を厚さ0.015mmのアルミニウム箔よりなる正極集電体1に塗布、乾燥し、0.18mg/mmの片面目付け重量を有する正極活物質層を得た。正極集電体1への正極ペースト30の塗布は、集電タブ63の基部14が0.7mm,タブ本体部15が19.3mmとなるように行われた。また、基準部12は、1.5mmであった。各部12,14,15の未塗布部11における関係がわかるように、各部のサイズを図11に合わせて示した。
乾燥した塗工体に対して、打ち抜き装置3で集電タブ63の一部を形成した。
その後、厚さ方向に圧縮して正極活物質層60を形成した。この圧縮は、正極活物質層60とロールプレス機の接触部が平均100MPaの加圧力で、圧縮後の正極活物質層60の厚さが片面0.086mmとなるように行われた。
圧縮後、回転刃装置5で、基準部14の中央を分割して2条に分割する。その後、長手方向の長さを所定の長さで切断して正極板6の形状を成形した。
以上により、本例の正極板6を製造できた。
本例では、正極ペースト20の塗工体に対して、圧縮を行っているが、集電体の変形も確認できなかった。
[実施例3]
本例は、上記の第3形態で正極板を製造した。
実施例1と同様に調製した正極ペースト20を厚さ0.015mmのアルミニウム箔よりなる正極集電体1に塗布、乾燥し、0.18mg/mmの片面目付け重量を有する正極活物質層を得た。正極集電体1への正極ペースト30の塗布は、集電タブ63の基部14が0.7mm,タブ本体部15が19.3mmとなるように行われた。また、基準部12は、1.5mmであった。すなわち、未塗布部11Fが20mm(19.3+0.7mm)で、未塗布部11Gが40.0mm(0.7+19.3+19.3+0.7mm)で、未塗布部11Hが20.0mm(1.5+18.5mm)であった。各部12,14,15の未塗布部11における関係がわかるように、各部のサイズを図14に合わせて示した。
乾燥した塗工体に対して、打ち抜き装置3で集電タブ63の一部を形成した。
その後、厚さ方向に圧縮して正極活物質層60を形成した。この圧縮は、正極活物質層60とロールプレス機の接触部が平均100MPaの加圧力で、圧縮後の正極活物質層60の厚さが片面0.086mmとなるように行われた。
圧縮後、回転刃装置5で、未塗布部11Gの中央(一対のタブ本体部15,15の境界)を分割して2条に分割する。その後、塗布部10を2条に分割するように切断する。その後、長手方向の長さを所定の長さで切断して正極板6の形状を成形した。
以上により、本例の正極板6を製造できた。
本例では、正極ペースト20の塗工体に対して、圧縮を行っているが、集電体1の変形も確認できなかった。
[実施例4]
本例は、上記の第5形態で正極板を製造した。
実施例1と同様に調製した正極ペースト20を厚さ0.015mmのアルミニウム箔よりなる正極集電体1に塗布、乾燥し、0.18mg/mmの片面目付け重量を有する正極活物質層を得た。正極集電体1への正極ペースト30の塗布は、集電タブ63の基部14が0.7mm,タブ本体部15がそれぞれ異なる長さで行われた。また、基準部12は、1.5mmであった。すなわち、未塗布部11Iが15.6mm(14.4+0.7mm)で、未塗布部11Jが30mm(0.7+16.3+11.5+1.5mm)で、未塗布部11Kが14.3mm(0.7+13.6mm)であった。各部12,14,15の未塗布部11における関係がわかるように、各部のサイズを図16に合わせて示した。
乾燥した塗工体に対して、打ち抜き装置3で集電タブ63の一部を形成した。
その後、厚さ方向に圧縮して正極活物質層60を形成した。この圧縮は、正極活物質層60とロールプレス機の接触部が平均100MPaの加圧力で、圧縮後の正極活物質層60の厚さが片面0.086mmとなるように行われた。
圧縮後、回転刃装置5で、未塗布部11Gの略中央(一対のタブ本体部15J,15Kの境界)を分割して2条に分割する。その後、塗布部10を2条に分割するように切断する。その後、長手方向の長さを所定の長さで切断して正極板6の形状を成形した。
以上により、本例の正極板6を製造できた。
本例では、正極ペーストの塗工体に対して、圧縮を行っているが、集電体の変形も確認できなかった。
[比較例]
本例は、集電タブ63の基部14が1.5mm、タブ部が18.5mmで有ること以外は、実施例1と同様にして正極板の製造を行った。
本例では、正極ペーストの塗工体に対して、圧縮を行ったときに、集電体の基部14にシワが発生し、搬送時の張力で切断され、電極化できなかった。
(評価)
上記のように、比較例では、圧縮してなる正極活物質層を形成する(圧縮する)ときに正極板に変形が生じた。
これに対し、実施例1〜4の正極板は、同等の加圧力で圧縮しても、正極板に変形が生じなかった。
すなわち、各実施例によると、正極ペースト20を集電体1の表面に塗布した後に圧縮工程を施しても、集電体1の未塗布部11のタブ部13の基部14(64)を1mm以下で設けておくことで、塗布部10の圧縮に伴う基部14(64)(集電体1)の変形が抑えられる効果が確認できた。
タブ部13が塗布部10に隣接しており、これにより、塗布部10に1mm以下の基部が隣接することとなる。この結果、基部14(64)(集電体1)の変形が抑えられる効果が発揮された。
各実施例によると、圧縮行程を施した後の正極板6の成形(基準部12の切断や塗布部の切断)を回転刃50で、集電体1の厚さ方向に回転による剪断力でバリを抑制しながら集電体1(塗工体)を切断している。これによると、集電体1(塗工体)に変形を生じさせることなく基準部12を切断する(正極板6の形状を成形する)ことができ、所望の形状(目的とする性能を備える)正極板6を製造となっている。特に、各実施例は、圧縮工程を施しても、集電体1に変形が生じないことから、その後の正極板6の形成(成形)に回転刃装置5を用いることで、より寸法精度に優れた(電極性能の低下が抑えられた)正極となっている。
各実施例によると、帯状の集電体1の幅方向で、塗布部10と未塗布部11とが並んで形成されている。塗布部10が1または2以上設けられている。これにより、正極板6を連続的に製造できる。
実施例1によると、基準部12が回転刃装置5により取り除かれる。この結果、正極板6から電極反応に寄与しない部分を持たなくなり、正極板6を使用する非水電解質二次電池のエネルギー密度の低下を抑えられる。
実施例2によると、基準部12が二つの塗布部10B,10Cの間に設けられ、この未基準部12で2条に切断される。帯状の塗工体を幅方向の両端の間で切断して2条に分割するときに、未塗布部11で切断可能となり、正極活物質層60を切断する場合に比べて、正極活物質層60の損傷を抑えることができる。
1:集電体
10:塗布部 11:未塗布部
12:基準部 13:タブ部
14:基部 15:タブ本体部
2:ペースト塗布乾燥装置 20:正極ペースト
21:塗布装置部 22:乾燥装置部
3:パンチング装置
30:上ダイ 31:下ダイ
35:検知手段 36:制御手段
37:アクチュエータ
4:圧縮装置 40:プレスローラ
5:回転刃装置 50:回転刃
6:正極板 60:正極活物質層
63:集電タブ 64:基部
65:タブ本体部
7:リチウムイオン二次電池
70:正極板 71:負極板
72:セパレータ 73:電極体
74:非水電解質 75:電池ケース
76:正極端子 77:負極端子

Claims (9)

  1. 金属板よりなる集電体(1)と、該集電体の表面に形成された電極活物質を含む電極活物質層(60)と、該集電体の該電極活物質層が形成されていない部分に該電極活物質層から突出して設けられた集電タブ(63)と、を有する電極(6)の製造方法であって、
    該電極活物質を含む活物質ペースト(20)を該集電体の表面に塗布して、該活物質ペーストが塗布された塗布部(10)と、該活物質ペーストが塗布されていない未塗布部(11)と、をもうける工程と、
    該未塗布部に剪断加工を施して該集電タブの少なくとも一部を形成する工程と、
    該活物質ペーストが塗布された該集電体を、厚さ方向に圧縮する工程と、
    該未塗布部を切断するとともに該集電タブを形成する工程と、
    を有し、
    該未塗布部が、
    該塗布部に隣接した1mm以下の幅で設けられた基部(14)と、該基部から突出したタブ本体部(15)と、からなる該集電タブが形成可能なタブ部(13)と、
    該電極板の形状の基準となる1mm以上の幅の基準部(12)と、
    を有することを特徴とする電極の製造方法。
  2. 前記未塗布部の切断は、回転刃(50,51)で行われる請求項1記載の電極の製造方法。
  3. 前記集電タブの少なくとも一部を形成する前に、前記活物質ペーストを乾燥する工程を有する請求項1〜2のいずれか1項に記載の電極の製造方法。
  4. 前記集電体は、前記塗布部と前記未塗布部とが幅方向に並ぶ帯状を有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の電極の製造方法。
  5. 前記塗布部は、1または2以上設けられている請求項4記載の電極の製造方法。
  6. 前記タブ部は、前記塗布部に隣接している請求項1〜5のいずれか1項に記載の電極の製造方法。
  7. 前記基準部は、前記未塗布部を切断するときに取り除かれる請求項1〜6のいずれか1項に記載の電極の製造方法。
  8. 前記基準部は、二つの前記塗布部の間に設けられ、前記未塗布部を切断するときに該基準部で切断される請求項1〜6のいずれか1項に記載の電極の製造方法。
  9. 非水電解質二次電池用電極の製造方法である請求項1〜8のいずれか1項に記載の電極の製造方法。
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