CN100337347C - 二次电池用电极板及其制造方法和使用此电极板的二次电池 - Google Patents

二次电池用电极板及其制造方法和使用此电极板的二次电池 Download PDF

Info

Publication number
CN100337347C
CN100337347C CNB2004100032920A CN200410003292A CN100337347C CN 100337347 C CN100337347 C CN 100337347C CN B2004100032920 A CNB2004100032920 A CN B2004100032920A CN 200410003292 A CN200410003292 A CN 200410003292A CN 100337347 C CN100337347 C CN 100337347C
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat insulating
insulating lamella
electrode
battery lead
lead plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CNB2004100032920A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1532962A (zh
Inventor
柳川俊郎
福田忠利
田中均
奥村芳信
大下龙司
宫本吉久三
冈崎淳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Publication of CN1532962A publication Critical patent/CN1532962A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100337347C publication Critical patent/CN100337347C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431Cells with wound or folded electrodes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B39/00Arrangements for moving, supporting, or positioning work, or controlling its movement, combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B39/008Rollers for roller conveyors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B2203/00Auxiliary arrangements, devices or methods in combination with rolling mills or rolling methods
    • B21B2203/18Rolls or rollers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139Processes of manufacture
    • H01M4/1391Processes of manufacture of electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139Processes of manufacture
    • H01M4/1393Processes of manufacture of electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/10Battery-grid making
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49108Electric battery cell making
    • Y10T29/49112Electric battery cell making including laminating of indefinite length material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49108Electric battery cell making
    • Y10T29/49115Electric battery cell making including coating or impregnating

Abstract

一种二次电池用电极板,在至少一方的表面上比电极的特定宽度更宽地并且跨越特定长度地形成了活性物质层(22a)~(22d)和(22a’)~(22d’)的电极薄片材料(20)的与其他电极相对的短路预估位置处,粘贴绝缘薄片(13a),对电极薄片材料(20)和绝缘构件同时进行切割而形成特定形状的电极体。使用在其一面上粘贴了低温热塑性糊材的绝缘构件,使此绝缘构件热熔敷在所述电极薄片材料(20)上。此种二次电池用电极板可以减少绝缘薄片的糊材对电极体的制造装置及电池规格的不良影响。

Description

二次电池用电极板及其制造方法和使用此电极板的二次电池
技术领域
本发明涉及非水电解质二次电池,例如适于锂二次电池等的电极板及此电极板的制法和使用此电极板的二次电池,更详细来说,涉及将防止短路用的绝缘薄片高效率地可靠地粘贴在特定位置上的电极板及此电极板的制法等。
背景技术
伴随着携带型电子机器的迅速普及,对于被其所使用的电池的要求规格逐年趋向严格,尤其需要小型薄型化、高容量并且循环特性优良、性能稳定的产品,在二次电池领域,与其他的电池相比,高能量密度的锂二次电池受到关注,在二次电池市场中有很大的发展。
此锂二次电池具有以下的构成,即,由长方形的铜箔等制成的负极集电体的两面上以薄膜状涂布负极用活性物质而形成的负极,和在由长方形的铜箔等制成的正极集电体的两面上以薄膜状涂布正极用活性物质而形成的正极,放置由微多孔性聚丙烯薄膜等制成的隔膜,将正极和负极相互绝缘的状态下,卷绕成圆柱状或椭圆形,当为方形电池时,还要将卷绕电极体压扁形成扁平状,然后在所述负极及正极的各特定部分上分别焊接负极引线及正极引线,并收装在特定形状的罐体中。
此外,所述扁平状的卷绕电极体通常用以下的方法制作。
首先,在带状的负极电极体的两面,沿长度方向间断地涂布负极用活性物质,并加工成特定厚度、宽度,形成多个负极连接的负极材料,同样,在带状的正极电极体的两面,沿长度方向间断地涂布正极用活性物质,并加工成特定厚度、宽度,形成多个正极连接的负极材料。将此负极材料及正极材料与介于它们之间的2张隔膜一起送到特定的卷绕位置上。
在卷绕位置上,在设于此位置上的圆柱状或椭圆柱状的卷芯上,一边按照负极材料及第1隔膜、正极材料及第2隔膜的顺序重叠,一边以该负极材料作内侧进行卷绕,从负极材料中切取卷绕在卷芯上的负极的部分,同时,从正极材料中切取卷绕在卷芯上的正极的部分,进而从第1及第2隔膜中切取卷绕在卷芯上的1个扁平卷绕电极体所用的长度部分,依次反复进行此卷绕处理,依次形成基本上为圆柱状或椭圆柱状的卷绕电极体。而且,负极引线、正极引线是在卷绕之前就被焊接或成形于负极材料及正极材料的未涂布部分上。
在制造方形电池的情况下,还要使用特定的冲压装置,从径向夹入,压扁圆柱状或椭圆柱状的电极体,形成扁平状的电极体。
但是,在这样的电极体的形成中,从负极材料及正极材料上切出用于卷绕在卷芯上的负极及正极时,在负极及正极的切割端部,即在由金属材料制成的负极集电体及正极集电体的切割端部上,会产生毛刺。而且在制造工序中,由于活性物质的脱落或制造装置的磨损,会有导电性的粒子附着在正极或负极的未涂布活性物质的部分上的情况。
当在产生此毛刺或粒子的状态下,压扁椭圆柱状的电极体而成形时,由于毛刺或粒子使得相邻的隔膜被刺破,并通过此毛刺使负极和正极电导通而形成短路电路。这时由于此短路电路使得电池在使用中产生异常的发热,从而导致容量降低,并且还成为缩短电池寿命的原因。
因此,作为消除由毛刺引起的故障的方法,提出了以下的方法,即,将电极引线配置在卷绕群的中心部和卷绕群的最外周的方法,或者在电极引线的接合部分上使极性不同的电极不互相面对的方法,还有在正极、隔膜及负极中的至少一个的与正极引线相面对的部分上进行绝缘性的覆盖的方法,其中最后的进行绝缘覆盖的方法被更多地采用,在专利文献中也更多见(例如专利文献1、2)。
【专利文献1】
特开2002-42881号(第3页右栏~第4页左栏、图1、图2、图8)
【专利文献2】
特开平10-241737号(第3页~第4页、图1)
在所述专利文献1中,记述有在正极、隔膜及负极中的至少一个的与正极引线相面对的部分上粘贴绝缘带的粘贴装置。图4是表示此带粘贴装置的立体图,图5是说明使用图4的带粘贴装置,将绝缘带粘贴在负极材料上的工序的侧视图。
带粘贴装置60由上侧带粘贴机构61、控制此带粘贴机构的控制部62构成。而且,虽然在与上侧带粘贴机构61相面对的负极材料71的下方,存在下侧带粘贴机构及控制此粘贴机构的控制部,但是在图4中被省略。
上侧带粘贴机构61由吸附带状绝缘带74的吸附头(head)63、使此吸附头63向特定方向移动的移动装置64、对带状绝缘带74进行切割的刀具65构成,另外,控制部62基于来自活性物质检测传感器66及侧缘检测传感器67的信号和来自旋转编码器68的信号,对上侧带粘贴机构61的整体进行驱动控制,将被切割的绝缘薄片粘贴在特定位置上。
在此带粘贴装置60中,在负极集电体69的上下面上间断地涂布负极用活性物质70,在未涂布区域69A上,依次焊接负极引线72,并受导辊73的指引而移动。在此状态下,首先利用来自吸引导管63A的负压,使带状绝缘带74吸附在吸附头63上,并使之向负极材料71移动。然后,如图5(a)所示,在使带状绝缘带74的前端与刀具65的刀刃的移动轨迹基本一致的状态下,利用移动装置64使吸附头63移动至粘贴位置,使之与带状绝缘带74的前端部分的上表面74B接触。
然后,如图5(b)所示,通过使吸附头63移动至负极材料71侧的切割位置,使带状绝缘带74的切割对象位置74C与刀具65的刀刃的移动轨迹基本一致,使刀具65移动,从带状绝缘带74中切出先头部分形成长方形的粘贴对象位置74D。
最后,如图5(c)所示,使吸附头63移动至负极材料71的上方,使长方形绝缘带74D的下表面74A与负极材料71的上表面相面对。接着使吸附头63下降,使长方形绝缘带74D的下表面74A(涂布有粘接剂的面)与负极材料71的上表面对接,通过解除作用在该吸附头63上的负压,使长方形绝缘带74D粘贴在负极材料71的上表面上。
此带粘贴装置69也适用于正极材料。在正极材料的上表面及下表面上,在该正极材料的正极的部分上的例如在正极集电体和正极用活性物质的涂布区域交界的位置,或在正极引线的焊接位置等那样的各种预估的短路位置上,粘贴长方形绝缘带。另外,向所述那样的电极上粘贴绝缘带被认为是防止由导电性粒子造成的短路的有效手段。
利用此带粘贴装置60,在形成扁平状的电极体时,可以预先在被估计会由在负极集电体及正极集电体的切割端部,即负极及正极的切割端部上产生的毛刺而使负极和正极的短路的短路预估位置上,粘贴绝缘带。
但是,被粘贴在短路预估位置上的绝缘带的沿着此带的长度方向的长度根据毛刺的高度要比负极及正极中任意一个电极的宽度略长,使得沿着此长度方向的一端侧从电极的一方的侧缘向外侧突出,并且使得沿着长度方向的另一端侧从电极的另一方的侧缘向外侧突出。即,如图5(c)所示,长方形绝缘带74D的左右两端从负极材料71向外突出长度L。另外,虽然想粘贴成不从电极的侧缘向外突出,但是不可能准确地粘贴相同尺寸的绝缘带。
所以,从电极体露出部分的绝缘带的糊材会在制造装置的后工序,例如将粘贴了绝缘带的电极体压扁成形时,附着在冲压机上,所以就不得不频繁地进行冲压机等的清扫,从而导致生产效率的降低。
另外,在将电极体插入外壳时,也会有由于绝缘带的糊材附着在外壳上而使插入变得困难的情况。而且,在用以往的方法将电极宽度加工成特定尺寸后,在电极体卷绕工序前,由于要将绝缘带添加在每一个电极上,因此有电极体的生产效率极低等问题。
发明内容
所以,为了解决以往技术中的问题,本发明的第1个目的在于,提供一种降低了绝缘薄片的糊材对电极体的制造装置及电池规格的不良影响的二次电池用电极板。
另外,本发明的第2个目的在于,提供一种抑制室温下的糊材粘附性并抑制糊材附着在制造装置上的同时,还将多个电极板集中加工而提高生产效率的二次电池用电极体的制造方法。
另外,本发明的第3个目的在于,提供一种通过使用由所述制造方法制作的电极板来提高制造成品率,进而极大地减少短路的可靠性高的二次电池。
利用以下方案达成所述的发明目的。
本发明的二次电池电极体的特征是,在至少一方的表面上形成了比电极的特定的宽度更宽并且跨越特定的长度的活性物质层的电极薄片材料的与其他电极相对的短路预估位置处,粘贴绝缘构件,将该电极薄片材料和该绝缘构件同时进行切割而形成特定形状的电极板。另外,所述绝缘构件最好在其一面上事先粘贴有低温热塑性糊材,使该绝缘构件热熔敷在所述电极薄片材料上。
在此构成中,可以在容易发生内部短路的位置上将绝缘薄片可靠地粘贴在电极板上,并使之不会从电极板的纵向宽度方向突出来。
因此,由于绝缘薄片不会从电极板向外突出,所以就可以在制造电极体时,抑制粘贴绝缘薄片的糊材向冲压机等的附着。另外,通过使用低温热塑性糊材作为糊材,就可以抑制室温下的糊材的粘附性,从而抑制糊材在电极体制造装置上的附着。
本发明的二次电池用电极板的制造方法的特征是,包含以下的各工序:
(1)在电极薄片材料的至少一方表面上,每隔特定间隔间歇地依次涂布比电极板的特定的宽度更宽并且跨越特定的长度的活性物质的工序;
(2)从一面粘贴了糊材的绝缘薄片材料上依次冲裁比电极板的特定的宽度更宽的绝缘薄片的工序;
(3)在所述电极薄片材料的与其他电极板相对的短路预估位置上依次粘贴所述绝缘薄片的工序;
(4)然后,将所述电极薄片材料和所述绝缘薄片同时切断,形成特定形状的电极板的工序。
另外,最好在所述绝缘薄片的一面上预先粘贴低温热塑性糊材,并使该绝缘薄片热熔敷在所述电极薄片材料上。
在此制造方法中,由于在将绝缘薄片粘贴在电极薄片材料上后,形成特定形状的电极体,因此绝缘薄片就不会从电极上露出。另外,由于在电极薄片材料上涂布多个电极板用的活性物质,进行特定的处理后形成活性物质层,并在粘贴绝缘薄片后切割成特定形状的电极板,因此就可以对多个电极板进行集中加工,从而可以提高生产率。另外,由于将绝缘薄片的糊材加热熔融进行粘贴,因此可以抑制室温下的糊材的粘附性,从而可以抑制在后工序中,糊材向装置上的附着。
本发明的二次电池的特征是,使用了用所述的电极板制作的电极体。
当使用此电极板时,制造材料利用率提高,从而可以获得极大地减少了短路的可靠性高的二次电池。
附图说明
图1是说明本发明的一个实施方式的二次电池用电极板的制法的概要图,图1(a)是表示绝缘薄片材料,绝缘薄片及电极薄片材料的位置关系的图,图1(b)是电极薄片材料的侧视图。
图2表示本发明的一个实施方式的电极板,图2(a)是俯视图,图2(b)是侧视图。
图3是图1的制法中所使用的绝缘带粘贴装置的概要图。
图4是表示以往技术的带粘贴装置的立体图。
图5是说明使用图4的带粘贴装置将绝缘带粘贴在负极材料上的工序的侧视图。
其中:10-绝缘薄片材料,11、21-薄片材料,13a-绝缘薄片,20-电极薄片材料,22a~22d、22a’~22d’-活性物质层,23-位置检测传感器,L1~L8-宽度,30-电极板,30a~30h-电极板
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的电极板及其制造方法进行说明。图1是说明绝缘薄片的粘贴方法的概要图,图1(a)是表示绝缘薄片材料、绝缘薄片及电极薄片材料的位置关系的图,图1(b)是电极薄片材料的侧视图。图2是表示用图1的制造方法制作的一张电极板,图2(a)是俯视图,图2(b)是侧视图。
准备好具有预先特定的形状的绝缘薄片材料10和电极薄片材料20。绝缘薄片材料10由具有特定的宽度及厚度的薄片材料11和设于此薄片材料11的下面的糊材12构成。使用纸或者聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃,聚氯乙烯,聚对苯二甲酸乙二酯等聚酯,聚亚胺,聚酰胺,对聚苯硫等树脂材料等作为薄片材料11。其纵向长度L1比一片电极的特定长度L8更长,而且当有n多个电极时,要比L8×n(n>1)的长度更长一些,厚度选定10~200μm,优选20~100μm。当然,此薄片材料的厚度应比毛刺的高度更大。
另外,虽然可以使用任意的糊剂作为糊材12,但是可以使用在室温下基本没有粘附性的并且在60~120℃、最好在70~100℃下粘接性增大的糊材。优选EVA(乙烯醋酸乙烯共聚体)、EEA(乙烯丙烯酸乙酯)、EMAA(乙烯异丁烯酸)。
使用适宜的冲裁装置(参照图3)从此绝缘薄片材料10上依次冲裁出特定纵向长度L2和横向长度L3的绝缘薄片13a。在纵向长度L2与所述L8×n、L1的关系中,设定L8×n<L2≤L1,另外,横向长度L3选定为较短的任意长度。
此绝缘薄片材料10虽然可以用于正负任意的电极体中,但是,通常正极用电极板的宽度要比负极用的宽度更窄一些。例如,当将正极的宽度设为56mm时,则将负极的宽度选定为比其更长的57.5mm,所以负极用绝缘薄片10的宽度比正极用的宽度略大。
电极薄片材料20由具有特定的宽度及厚度的薄片材料21、在此薄片材料21的长度方向的上下表面上分开特定的间隔并以特定的宽度间歇地涂布的活性物质层22a~22d构成。各活性物质层22a~22d是对活性物质层22a依次进行特定的处理而形成的。此电极薄片材料20可以用于正负任意的电极板的制作。其中正极用的电极薄片20具有以下的构成。
正极用的薄片材料21虽然可以从铝、不锈钢、镍、钛或它们的合金中选择任意一种,但是在其中优选铝。其纵向长度L4比1片电极的特定宽度L8更长,而且当有n多个电极时,要比L8×n(n>1)的长度更长一些,长度方向的长度使用任意长度。使用其厚度为10~100μm,优选使用10~30μm的。
在薄片材料21的上下表面涂布有正极用活性物质。所涂布的活性物质是包含正极活性物质的正极合剂,使用锂钴复合氧化物那样的锂复合氧化物作为此正极用活性物质。使上表面的正极用活性物质层22a~22d和下表面的活性物质层22a’~22d’分别相对,并如图1(b)所示那样,使下表面的活性物质层22a’~22d’的长度方向的终端部比上表面的终端部略短一些。
各活性物质层22a~22d和22a’~22d’都具有特定的纵向长度L5和横向长度L6,其纵向长度L5比1片电极的特定宽度L8更长,而且当有n多个电极时,要比L8×n(n>1)的长度更长一些,横向长度L6被选定为与电极的特定横向长度L6一样长。活性物质涂布的厚度使用30~100μm,优选使用40~80μm。
下面,将对使用具有所述构成的绝缘薄片材料10及正极用电极薄片材料20制作正极用的电极体的方法进行说明。
将绝缘薄片材料10及正极电极薄片材料20分别以特定的速度向箭头A方向移动。
在薄片材料21的上下表面上预先在特定范围内涂布了正极活性物质的状态下,将薄片材料21向箭头方向A移动,用位置检测传感器23检测出涂布在薄片材料21的上表面的正极活性物质层22a的涂布边界,其信号被送至冲裁装置(参照图3)。然后,所涂布的正极活性物质层22a及电极薄片材料20用适宜的加热装置(参照图3)被加热至将绝缘薄片13a的糊材熔融的温度。
另一方面,冲裁装置接受来自位置检测传感器23的信号,冲裁出特定形状的绝缘薄片13a,此薄片13a与薄片材料21的正极活性物质层22b的前端及后端的侧缘接触或接近而被粘贴在其上,粘贴了绝缘薄片13a的正极活性物质层22c被移送至下一道工序。此后,正极电极薄片材料20在长度方向上以特定的电极宽度L8被切割装置25a、25b切割,形成多片电极体30a~30h。
至此为止的说明虽然是电极薄片材料20上表面的正极活性物质层的形成,但在下表面也设置同样的构件及装置,即绝缘薄片材料10、位置检测传感器(由于都与上表面的构件及装置相同,因此省略),对于正极活性物质层22a’~22d’也进行相同的处理。
图2表示以用所述方法切割制作的多片电极板30a~30h为代表的1片电极板30,此电极板30如此图所示,在绝缘薄片13a与薄片材料21的正极活性物质层22b的前端及后端的侧缘接触或接近而被粘贴在其上后,电极薄片材料20在长度方向以特定的电极宽度L8切割而形成正极电极板30,因此可以形成使绝缘薄片13a不会从薄片材料21的纵向露出的正极用电极板。
另外,负极的电极板也是用与正极的电极板相同的方法制作。所以重复的部分的说明将省略,只说明不同的部分。负极的电极板的宽度由于一般比正极的电极板的宽度更宽一些,因此,当形成负极的电极板时,所使用的电极薄片材料20的宽度要比正极用的材料的宽度更宽一些。
负极用的薄片材料21虽然可以使用铜、不锈钢、镍、钛或它们的合金中的任意一种,但是其中优选铜。其厚度使用5~100μm,优选使用5~30μm。
另外,此负极用薄片材料21上涂布的活性物质是含有负极材料的负极合剂,活性物质除了石墨、焦炭等碳材料以外,还可以是金属氧化物、合金等、可以掺杂和脱掺杂锂锂的物质。活性物质涂布的厚度使用30~100μm,优选使用40~80μm。
当采用此方法时,由于在将绝缘薄片13a粘贴在电极薄片材料20上后,形成特定形状的电极体,因此绝缘薄片13a不会从电极上露出。另外,由于在电极薄片材料20上涂布多个电极板用的活性物质,进行特定的处理形成活性物质层,在粘贴绝缘薄片13a后切割成特定形状的电极体,因此可以对多个电极体进行集中加工,从而提高了生产率。
图3是表示绝缘薄片的粘贴装置的概略图。
此粘贴装置40由以下部分构成,即,
从绝缘薄片材料10上依次冲裁出比电极的特定的宽度更宽的绝缘薄片13a的冲裁机构42、43、
搬送被冲裁的绝缘薄片13a的粘贴辊46、
将被移送的绝缘薄片13a依次粘贴在电极薄片材料20的与其他电极板相对的短路预估位置上的薄片粘贴机构47、50。
冲裁机构由冲模滚筒(die cylinder)42和砧座滚筒(anvil cylinder)43构成,薄片粘贴机构由加热辊47和加压辊50构成。
在此粘贴装置40中,设置有预先卷绕了绝缘薄片材料10的原材料辊41,卷绕在此原材料辊41上的绝缘薄片材料10被送至由冲模滚筒42及砧座滚筒43构成的旋转式冲模单元中,在这里,从绝缘薄片材料10上冲裁出绝缘薄片13a。被冲裁的绝缘薄片13a通过吸附被送至硅橡胶制的粘贴辊46上,剩余的绝缘薄片材料10被卷绕在残屑卷绕辊44上。符号45a~45c是引导绝缘薄片材料10的导辊。
另一方面,电极薄片材料20的上下表面预先被活性物质涂布机构(图示省略)每隔特定间隔间歇地依次涂布了活性物质,并从箭头A1的方向由导辊45所引导,经过加热辊47,向箭头A2的方向移动。在此移动线路上,当电极薄片材料20在中途经过导辊45时,被远红外灯49预加热,然后又被加热辊47加热,升温至使绝缘薄片13a开始熔融的温度,例如120℃。
另外,在此移动线路中,利用传感器48检测出电极薄片材料20的绝缘薄片13a的粘贴位置,利用此检测信号使吸附了粘贴绝缘薄片13a并处于待机状态的粘贴辊46在修正了粘贴位置的最佳时点(timing)旋转,然后使之与电极薄片材料20同步地旋转,将绝缘薄片13a粘贴在特定位置上。利用通过加热装置51被加热到绝缘薄片13a的糊材12熔融的温度以上的硅橡胶制的加压辊50,对绝缘薄片13a的粘贴部分进行加压,通过热熔敷将绝缘薄片13a牢固地固定在电极薄片材料20上。
利用此粘贴装置40粘贴了绝缘薄片13a的电极薄片材料20,此后又利用适宜的切割装置25a、25b(参照图1),使电极薄片材料20和绝缘薄片13a同时被切割,形成特定形状的电极板。
当采用此装置时,由于在将绝缘薄片13a粘贴在电极薄片材料20上后,形成特定形状的电极体,因此绝缘薄片13a就不会从电极上露出。另外,由于在电极薄片材料20上涂布多个电极板用的活性物质,进行特定的处理形成活性物质层,在粘贴绝缘薄片13a后切割成特定形状的电极板,因此可以对多个电极板进行集中加工,从而提高了生产率。
而且,由于将绝缘薄片13a的糊材加热熔融后粘贴,因此可以抑制室温下的糊材的粘附性,从而可以抑制在后续工序中糊材向装置的附着。
另外,绝缘薄片粘贴装置40也可以不是利用冲模单元(die unit)从电极薄片材料20的宽度左右的原材料辊切出绝缘薄片,而是从切出粘贴绝缘薄片13a宽度的切缝(slit)的较窄宽度的辊拉出并切割一定的尺寸,然后送至粘贴辊上。这样就可以减少废弃材料。
另外,绝缘薄片粘贴装置40也可以不是利用绝缘薄片粘贴装置40的远红外灯49进行预加热,而是利用红外灯或热风等加热机器进行预加热。
使用所述的制造方法或装置,制作负极及正极用的电极板,并使用这些电极板制作二次电池。电池制造方法采用已知的方法。例如,在负极用电极板和正极用电极板之间,放置特定的隔膜,在相互绝缘的状态下,卷绕成圆形或椭圆形。然后,将此卷绕电极板压扁成扁平状,形成扁平状的电极体,将设置在负极及正极电极板上的负极及正极引线焊接在特定形状的外壳或封口板上,与特定的电解液一起收装在外壳中制作而成。
当使用此电极板时,制造成品率较高,而且可以实现极大地减少了短路的可靠性高的二次电池。
本发明的电极板由于绝缘薄片不会从电极板上突出来,因此可以在制造电极体时,抑制用于粘贴绝缘薄片的糊材向冲压机等的附着。另外,通过使用低温热塑性糊材作为糊材,可以抑制室温下的糊材的粘附性并抑制糊材在电极体制造装置或电池组装装置上的附着。
另外,本发明的制造方法由于在将绝缘薄片粘贴在电极薄片材料上后,形成特定形状的电极体,因此绝缘薄片不会从电极露出。另外,由于在电极薄片材料上涂布多个电极板用活性物质,进行特定的处理形成活性物质层,在粘贴绝缘薄片后切割成特定形状的电极板,因此可以集中加工多个电极板,从而可以提高生产率。另外,由于使绝缘薄片的糊材加热熔融后粘贴,因此可以抑制室温下的糊材的粘附性,从而可以抑制在后续工序中糊材向装置的附着。
另外,本发明的电池制造成品率较高,而且可以获得极大地减少了短路的可靠性高的二次电池。

Claims (6)

1.一种二次电池用电极板,其特征是,在至少一方的表面上形成了比电极板的特定的宽度更宽并且跨越特定的长度的活性物质层的电极薄片材料的与其他电极相对的短路预估位置处,粘贴绝缘薄片,在切断该电极薄片材料时,按照切断线通过所述粘贴绝缘薄片的位置的方式对该电极薄片材料和该绝缘薄片同时进行切割而形成特定形状的电极板,使该绝缘薄片不突出于该电极板之外。
2.根据权利要求1所述的电极板,其特征是,所述绝缘薄片在其一面上粘贴有在室温下没有粘附性且在60~120℃下粘接性增大的糊材,使该绝缘薄片热熔敷在所述电极薄片材料上。
3.一种二次电池,其特征是,使用了权利要求1或2的电极板。
4.一种二次电池用电极板的制造方法,其特征是,包含以下各工序:
(1)在电极薄片材料的至少一方表面上,每隔特定间隔间歇地依次涂布比电极板的特定的宽度更宽并且跨越特定的长度的活性物质的工序;
(2)从一面粘贴了糊材的绝缘薄片材料上依次冲裁比电极板的特定的宽度更宽的绝缘薄片的工序;
(3)在所述电极薄片材料的与其他电极板相对的短路预估位置上依次粘贴所述绝缘薄片的工序;
(4)然后,对所述电极薄片材料、及所述电极薄片材料和所述绝缘薄片粘贴部分同时进行切割,形成该绝缘薄片不突出于该电极板之外的特定形状的电极板的工序。
5.根据权利要求4所述的二次电池用电极板的制造方法,其特征是,所述糊材为在室温下没有粘附性且在60~120℃下粘接性增大的糊材,用该糊材使所述绝缘薄片热熔敷在所述电极薄片材料上。
6.一种二次电池,其特征是,使用了用权利要求4或5所述的制造方法制作的电极板。
CNB2004100032920A 2003-02-04 2004-02-03 二次电池用电极板及其制造方法和使用此电极板的二次电池 Expired - Lifetime CN100337347C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003027018 2003-02-04
JP2003027018A JP3754420B2 (ja) 2003-02-04 2003-02-04 二次電池用電極板及びその製造方法並びにこの電極板を用いた二次電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1532962A CN1532962A (zh) 2004-09-29
CN100337347C true CN100337347C (zh) 2007-09-12

Family

ID=32954872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004100032920A Expired - Lifetime CN100337347C (zh) 2003-02-04 2004-02-03 二次电池用电极板及其制造方法和使用此电极板的二次电池

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7163565B2 (zh)
JP (1) JP3754420B2 (zh)
KR (1) KR101073319B1 (zh)
CN (1) CN100337347C (zh)
TW (1) TWI268004B (zh)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2707499T3 (es) 2005-12-22 2019-04-03 Glaxosmithkline Biologicals Sa Vacuna de conjugado de polisacárido neumocócico
JP5139647B2 (ja) * 2006-05-22 2013-02-06 Necエナジーデバイス株式会社 電極体の製造方法
JP5103789B2 (ja) * 2006-05-24 2012-12-19 パナソニック株式会社 リチウム二次電池用負極およびそれを用いたリチウム二次電池
US20110179926A1 (en) * 2010-01-22 2011-07-28 Phoenix Silicon International Corporation Protection structure for cutting electrode strip
JP5577802B2 (ja) * 2010-04-07 2014-08-27 日産自動車株式会社 電池モジュール
KR101271492B1 (ko) * 2010-12-02 2013-06-05 주식회사 엘지화학 신규한 전극시트 커팅 장치 및 이를 사용하여 생산되는 이차전지
JP5893461B2 (ja) 2011-04-07 2016-03-23 日産自動車株式会社 位置検出装置および位置検出方法
JP2012221913A (ja) * 2011-04-14 2012-11-12 Nissan Motor Co Ltd 電極製造方法及びレーザーカット装置
JP2012221912A (ja) * 2011-04-14 2012-11-12 Nissan Motor Co Ltd 電極製造方法および電極製造装置
JP2012221914A (ja) * 2011-04-14 2012-11-12 Nissan Motor Co Ltd レーザー透過部材の切断方法及び切断装置並びに電極製造方法
JP5899938B2 (ja) 2012-01-12 2016-04-06 日産自動車株式会社 二次電池の製造方法、二次電池
JP5976833B2 (ja) * 2012-11-05 2016-08-24 日東電工株式会社 電気化学デバイス用粘着テープ
KR20150057716A (ko) 2013-11-20 2015-05-28 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
CN104779368B (zh) * 2015-04-15 2019-04-16 东莞市创明电池技术有限公司 一种锂离子电池正极片的制备方法及所制得的锂离子电池
CN105355921B (zh) * 2015-10-16 2018-04-03 广东烛光新能源科技有限公司 一种电化学电池及其制备方法
CN108480146A (zh) * 2018-04-20 2018-09-04 中山市众旺德新能源科技有限公司 一种极片自动涂胶设备
KR102341464B1 (ko) * 2018-05-04 2021-12-22 주식회사 엘지에너지솔루션 전극시트 커팅장치 및 커팅방법
CN208690417U (zh) * 2018-08-27 2019-04-02 宁德新能源科技有限公司 电芯以及电化学装置
WO2020203112A1 (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 パナソニック株式会社 電極体の搬送ドラム
CN114373888A (zh) * 2022-02-11 2022-04-19 上海兰钧新能源科技有限公司 一种正极片结构、正极片、叠片单元制作方法及二次电池

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10241737A (ja) * 1997-02-26 1998-09-11 Fuji Film Selltec Kk 巻回電極群を備えた非水二次電池とその製造方法
JP2000030742A (ja) * 1998-07-10 2000-01-28 Asahi Chem Ind Co Ltd リチウムイオン二次電池要素
JP2000144074A (ja) * 1998-11-11 2000-05-26 Nitto Denko Corp 巻回絶縁接着テープ又はシート
JP2002042881A (ja) * 2000-07-27 2002-02-08 Sony Corp テープ貼着装置及びテープ貼着方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5631102A (en) * 1996-02-12 1997-05-20 Wilson Greatbatch Ltd. Separator insert for electrochemical cells
US7335448B2 (en) * 2002-05-30 2008-02-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Lithium ion secondary battery

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10241737A (ja) * 1997-02-26 1998-09-11 Fuji Film Selltec Kk 巻回電極群を備えた非水二次電池とその製造方法
JP2000030742A (ja) * 1998-07-10 2000-01-28 Asahi Chem Ind Co Ltd リチウムイオン二次電池要素
JP2000144074A (ja) * 1998-11-11 2000-05-26 Nitto Denko Corp 巻回絶縁接着テープ又はシート
JP2002042881A (ja) * 2000-07-27 2002-02-08 Sony Corp テープ貼着装置及びテープ貼着方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1532962A (zh) 2004-09-29
KR101073319B1 (ko) 2011-10-12
JP2004241182A (ja) 2004-08-26
US20040191634A1 (en) 2004-09-30
TW200421650A (en) 2004-10-16
US7163565B2 (en) 2007-01-16
TWI268004B (en) 2006-12-01
JP3754420B2 (ja) 2006-03-15
KR20040071613A (ko) 2004-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100337347C (zh) 二次电池用电极板及其制造方法和使用此电极板的二次电池
CN1525591A (zh) 非水电解质二次电池及其所使用的电极的制造方法
CN102969480B (zh) 电极及电极的制造方法
TWI484686B (zh) 電極組及包含其之電化學電池
JP2016001575A (ja) 電極の製造方法
WO2000026976A1 (fr) Cellule d'electrolyse non-aqueuse et son procede de production
CN1176509C (zh) 非水电解液电池
EP4207392A1 (en) Electrode plate, manufacturing method, secondary battery and production device
CN1702901A (zh) 二次电池
CN104170151A (zh) 电极组件的制造方法及包括由该方法制造的电极组件的电化学元件
CN103959542B (zh) 电极组件、所述电极组件的制造方法和包含所述电极组件的电化学电池
TW201230444A (en) Method for manufacturing lithium rechargeable battery, layer-built cell battery, and complex
TW201236874A (en) Novel device for laminating electrode assembly and secondary battery manufactured using the same
JP2008300141A (ja) 積層型二次電池およびその製造方法
JP2005277064A (ja) 電極の製造方法及び電極、並びに、電気化学デバイスの製造方法及び電気化学デバイス
US20160126596A1 (en) Method for producing laminate battery, apparatus for producing laminate battery, and laminate battery
CN103490089A (zh) 电极组件、其制造方法和锂二次电池
WO2019073914A1 (ja) 二次電池および二次電池の製造方法
JP2009181812A (ja) 捲回型電池およびその製造方法
US20040185332A1 (en) Tabs for electrochemical cells
JP4022492B2 (ja) 電気二重層キャパシタの製造方法
JP2003217559A (ja) 電池リード及びその製造方法
CN1237651C (zh) 锂离子二次电池
EP4195330A1 (en) Battery arrangements and methods for forming battery arrangements
EP4345962A1 (en) Method for manufacturing battery

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20070912