CN100539263C - 电极带的轧制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电极带的轧制方法，在将由金属薄板构成的带状芯材(2)的两面设置有电极合剂层(3a、3b)的电极带(1)向一对轧辊(8a、8b)之间供给并进行轧制的轧制工序中，当电极带(1)的电极合剂层(3a、3b)的平均厚度在正反面不同时，将电极带(1)中的电极合剂层的平均厚度薄的一方设为a面，另一方设为b面，按照使a面卷绕在轧辊中的一方上的方式供给电极带(1)，由此，即使在芯材正反面的电极合剂层厚度不同的情况下，也能够获得在轧制后平坦的电极带。
Description
技术领域
本发明涉及在由金属薄板构成的芯材的两面设置有电极合剂层的电极带的轧制方法，特别是涉及在电极合剂层的厚度在正反面不同的情况下，实现轧制后的电极带的变形得以抑制的电极带的轧制方法。
背景技术
碱性蓄电池及锂离子二次电池等电池作为便携设备及电动工具或电动汽车用的电源被广泛应用。作为其电极的代表性制造方法，可以列举出如碱性蓄电池的正极那样在三维金属多孔体中填充粉末材料的方法；以及如锂离子电池的正负极或镍氢电池的负极那样在由金属薄板构成的芯材上涂敷将粉末材料混炼而成的电极合剂膏糊的方法。在这些电极的制造方法中，特别是后者的涂敷方法的生产率高，因此，可以不论电池系统地被应用。另外，作为高效率的制造方法，提出了以多列涂敷为首的各种制造方法(例如，参照专利文献1及专利文献2)。
在芯材的两面涂敷电极合剂膏糊的方法中，将涂敷后的电极合剂膏糊干燥而制造电极带。然后，如图3所示，电极带21在卷绕为卷材状的电极卷22的状态下被设置于轧制装置的开卷部23，在开卷部23开卷，通过导辊24向由一对轧辊26a、26b构成的轧制部25供给，对涂敷于芯材21a两面的电极合剂层21b进行轧制。另外，电极合剂层21b的厚度C通常在两面被设定为相同厚度。由轧制部25轧制后的电极带21通过导辊27被送向卷绕部28，卷绕为卷材状后取出。
将如此制造成的正负极的电极经由隔膜卷转而构成电极组，将该电极组插入金属电解槽后，注入电解液，由此得到所希望的电池。
但是，在镍氢蓄电池或锂离子二次电池等正极容量限定式(正极方的理论容量小)电池的情况下，大多将通过涂敷方式制作的负极配置于电极组的最外周，并通过使其接触金属电解槽的内壁而进行集电。由于该最外周的负极中的芯材的外侧的负极合剂层对电池反应几乎没有用，所以通过使该合剂层尽量薄，可以使电池容量不过分增大。这样，作为在该最外周的负极中将其芯材的外侧的负极合剂层变薄的方法之一，有使负极的正反面的负极合剂层的厚度不同、并将厚度薄的一方作为外侧进行卷绕的方法。另外，即使使用合剂层厚度在正反面不同的电极，通过在电极合剂层中使用电阻值低的电极合剂，电池效率也不会降低。
但是，使用合剂层厚度在正反面不同的电极来生产电池是有困难的。即，当设于芯材的两面的合剂层的厚度在正反面不同时，如果将电极合剂涂敷于芯材的两面且干燥后再进行轧制，则涂敷层厚的一方的材料供给容易，从而易于延展，相反，由于薄的一方难以延展，故电极按照厚的一方的涂层成为外侧的方式呈圆弧状翘曲。然而，为了以厚度薄的一方的合剂涂布层作为外侧而卷绕电极从而构成电极组，就需要在轧制后打卷的相反方向卷绕电极组，因此，电极组的最外周的卷绕最终端将会向外侧翘曲，从而存在向电解槽的插入性降低、短路不良增多的问题。
这在将电极作成长条状并将正负电极经由隔膜而交互重叠的层叠型电极组的情况下也是相同的，由于配置于最外侧的负极向电极组的外侧翘曲，从而存在向电解槽的插入性同样降低的问题。
专利文献1：特开2001-297756号公报
专利文献2：特开2002-304988号公报
发明内容
本发明是鉴于上述问题而开发的，其目的在于，提供一种电极带的轧制方法，即使在芯材的正反面使电极合剂层厚度不同的情况下，也能够在轧制后获得平坦电极，使得电极组插向电解槽的插入性不会降低。
为实现上述目的，本发明提供一种电极带的轧制方法，其包括：供给在由金属薄板构成的带状芯材的两面设置有电极合剂层的电极带的供给工序；将电极带向一对轧辊间供给并进行轧制的轧制工序；将轧制后的电极带卷绕的卷绕工序，其中，电极带的电极合剂层的平均厚度在正反面不同，将电极带中的电极合剂层的平均厚度薄的一方设为a面，另一方设为b面，在轧制工序中以使a面卷绕在轧辊中的一方上的方式供给电极带。
根据该构成，电极合剂层的平均厚度薄的a面以大面积接触于轧辊而长时间受到轧制作用，另一方的b面以比其小的面积接触而受到短时间的轧制作用，在轧制时a面侧也不会难以延伸，从而能够提高电极轧制后的平坦性。
另外，将轧制前的电极带的电极合剂层薄的部分的厚度设为A，另一方的厚度设为B，通过使A/B为0.1以上且小于1，由此能够可靠地得到上述作用效果。
附图说明
图1是示意地表示本发明的电极带的轧制方法的一实施例的侧视图。
图2是电极带的其它构成例的横向剖面图。
图3是示意地表示现有例的电极带的轧制方法的侧视图。
具体实施方式
下面，参照图1、图2来说明本发明的电极带的轧制方法的一个实施方式。
在图1中，1为在由金属薄板构成的芯材2的两面设置了电极合剂层3a、3b的电极带。电极合剂层3a、3b是通过将电极合剂膏糊涂敷于芯材2的两面的涂敷部、并由涂敷厚度调整部将其调整为规定的涂敷厚度后干燥而形成的。电极带1在卷绕为卷材状的电极卷4的状态下被设置于轧制装置的开卷部5，由开卷部5卷出，经由导辊6向由一对轧辊8a、8b构成的轧制部7供给，对电极合剂层3a、3b进行轧制。在轧制部7轧制后的电极带1通过导辊9送向卷绕部10，卷绕为卷材状取出。
在此，电极带1中的一方的电极合剂层3a的厚度A形成为比另一方的电极合剂层3b的厚度B薄。在这种情况下，将导辊6配置于比一对轧辊8a、8b的接触点更向一方的电极合剂层3a的表面a侧(图1中为上侧)移动了规定距离的位置，以使较薄的一方的电极合剂层3a的表面a卷绕在轧辊8a上的方式供给电极带1。
根据以上的构成，由于能够使电极合剂层3a与轧辊8a的接触面积比电极合剂层3b与轧辊8b的接触面积大，所以，因薄而难以拉伸的电极合剂层3a在轧制时也不会难以延伸。
将轧制前的电极合剂层3a的厚度设为A、电极合剂层3b的厚度设为B，若A/B值为0.1以上且小于1，则能够显著得到上述作用效果。另一方面，实验证明，当A/B小于0.1时，即使持有本发明的技术，也难以确保轧制后的电极带的平坦性。
在上述实施方式的说明中，例示了电极合剂层3a、3b分别以同一厚度涂敷于芯材2的整个表面的电极带1的一例，但是，本发明中的厚度薄的电极合剂层3a包含其平均厚度薄的情况，例如图2所示，在通过在电极合剂层3a的宽度方向的一部分区域形成薄层部11从而使电极合剂层3a的平均厚度变薄的情况下，也能够得到同样的作用效果。
从以上的实施方式的说明可知，本发明只要是在由金属薄板构成的芯材的两面涂敷了电极合剂层的电极带，就不限于以下实施例中的镍氢电池的负极，这是不言而喻的，例如也可以适用于作为碱性蓄电池的烧结式镍正极的前驱体即烧结基片、及使用条板金属作为金属薄板的锂聚合物电池的正、负极。
下面，对将本发明用于镍氢蓄电池的负极(储氢合金电极)的实施例和比较例进行说明。
(实施例1)
将由组成式MmNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3表示的储氢合金用湿式球磨机在水中粉碎为平均粒径为30μm而获得储氢合金粉末。将该储氢合金粉末浸渍于碱性水溶液中进行表面处理后，相对于该储氢合金粉末100kg添加固体成分比为1.5％的羧甲基纤维素水溶液10kg及科琴碳黑0.4kg并进行混炼，进而添加固体成分比为40％的丁苯共聚物橡胶粒子的水溶液1.75kg并进行搅拌，由此制成电极合剂膏糊。
将该电极合剂膏糊涂敷于由厚度60μm、宽度300mm、冲孔孔径1mm、开孔率40％的实施了镀镍的铁制冲孔金属构成的芯材2的两面，覆盖宽度为260mm。进行涂敷使得两面的涂敷厚度如下：通过调整芯材穿过涂敷厚度调整部时的芯材位置，将单面的电极合剂层3a的厚度A设为60μm、另一面的电极合剂层3b的厚度B设为140μm，使A/B＝0.43，然后进行干燥而制成电极带1。
按图1所示的位置关系轧制该电极带1。具体而言，从导辊6到轧辊8a、8b的距离为500mm，导辊6相对于轧辊8a、8b的接触点的高度为50mm。
从轧制后的电极带1取得样品，使轧制方向的长度为200mm、宽度为50mm。将该样品以电极合剂层3a为上的方式放置在平板上，用游标卡尺测量翘曲高度，其结果为0.3mm。
(实施例2)
与实施例1相比，将电极合剂层3a的厚度A设为5μm、电极合剂层3b的厚度B设为195μm，使得A/B＝0.03，除此之外，和实施例1相同地涂敷电极合剂膏糊并进行干燥，制成电极带1。在和实施例1相同地将该电极带进行轧制后，和实施例1相同地测量翘曲高度，其结果为1.3mm。
(实施例3)
与实施例1相比，将电极合剂层3a的厚度A设为18μm、电极合剂层3b的厚度B设为182μm，使得A/B＝0.1，除此之外，和实施例1相同地涂敷电极合剂膏糊并进行干燥，制成电极带1。和实施例1相同地对该电极带进行轧制后，和实施例1相同地测量翘曲高度，其结果为0.7mm。
(实施例4)
与实施例1相比，将电极合剂层3a的厚度A设为90μm，电极合剂层3b的厚度B设为110μm，使得A/B＝0.82，除此之外，和实施例1相同地涂敷电极合剂层并进行干燥，制成电极带1。和实施例1相同地对该电极带轧制后，和实施例1相同地测量翘曲高度，其结果为—0.2mm。
(比较例)
如图3所示，采用和实施例1相同的电极带1，实施和现有技术相同的轧制。和实施例1相同地测量翘曲高度，其结果为2.7mm。
从以上的说明表明，通过将薄的一方的电极合剂层按照卷绕在轧辊上的方式进给，使得薄的一方的电极合剂层和厚的一方的电极合剂层相比，能够加宽与轧辊接触的接触面积，因而在轧制时不会难以延伸，从而能够确保轧制后的平坦性，其结果是可降低妨碍电极组向电解槽的插入性的翘曲量。另外，如实施例1、3、4所示可以明确，将薄的一方的电极合剂层的厚度设为A，厚的一方的电极合剂层的厚度设为B，A/B优选为0.1以上且小于1。
如以上说明，根据本发明的电极带的轧制方法，在芯材正反面的电极合剂层的厚度不同的情况下，也能够得到确保轧制后的平坦性的电极，因此，能够提高电极组向电解槽的插入性，因此，作为基于高的生产性可制造各种电池的电极的技术，其可利用性高，对锂离子电池、镍氢电池等各种电池的电极制造是有用的。
Claims (1)
1、一种电极带的轧制方法，其包括：
供给在由金属薄板构成的带状芯材(2)的两面设置有电极合剂层(3a、3b)的电极带(1)的供给工序；
将电极带向一对轧辊(8a、8b)间供给并进行轧制的轧制工序；
将轧制后的电极带卷绕的卷绕工序，
其中，电极带的电极合剂层的平均厚度在正反面不同，将电极带的电极合剂层中的平均厚度薄的一方(3a)设为a面，另一方(3b)设为b面，在轧制工序中以使a面卷绕在轧辊中的一方(8a)上的方式供给电极带；
当设定轧制前的电极带(1)中的电极合剂层薄的部分(3a)的厚度为A、另一部分(3b)的厚度为B时，A/B的值为0.1以上且小于1。
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