CN107851775A - 电极片制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制造电极片的方法，其包括：压缩步骤，在至少一对旋转柱状压缩辊之间设置具有作为活性物质形成部的活性物质层的带状电极片，通过所述一对压缩辊对所述电极片进行压制和压缩；以及切割步骤，与所述电极片的纵向平行地割经过所述压缩步骤的所述电极片；在活性物质层的宽度被假定为第一宽度时，压缩步骤使用具有等于或小于第一宽度的第二宽度的压缩辊压缩电极片。

Description

电极片制造方法

技术领域

本发明涉及制造用于电池电极的电极片的方法。

背景技术

电池电极由带状的集电器制成，其中含有活性物质的浆料被涂布并干燥在铝、铜等的金属箔上。活性物质的涂布方法大致可分为间歇涂布法和连续涂布法。

间歇涂布法是一种沿着带状集电器的纵向以预定间隔交替地形成活性物质形成部和未形成部的方法。活性物质未形成部用作与外部端子电连接的电极引出片。

连续涂布法是在带状集电器的纵向上连续形成活性物质的方法。根据连续涂布方法，活性物质未形成部布置在集电器的平行于集电器的纵向的宽度方向上的两端处。在连续涂布方法中活性物质未形成部也用作电极引出片。另外，以下将活性物质形成部称为“活性物质层”。

图1A是示出了使用间歇涂布法形成的电极片的示例的示意图，图1B是示出了使用连续涂布法形成的电极片的示例的示意图。

图1A和图1B中所示的虚线示出了集电器12的切割位置。图1A示出了从带状集电器12切割出六排电极片10的情况，图1B示出了从带状集电器12切割出两排电极片10的情况。

如图1A和图1B所示，涂布有浆料并干燥的带状集电器12平行于其纵向被切割，以形成具有所需宽度的电极片10。此时，根据间歇涂布法，如图1A所示，电极片10形成有沿宽度方向布置直到两端的活性物质层11或活性物质未形成部。此外，根据连续涂布法，如图1B所示，形成电极片10，使得活性物质未形成部布置在宽度方向上的一端处，并且活性物质层11布置在宽度方向上的另一端处。另外，假设集电器12和电极片10的纵向示出了带状的集电器12和电极片10的卷绕方向，假设宽度方向为与纵向正交的方向。

图2是示出了电极片压缩步骤的示意图。图3A是示出了从使用间歇涂布法形成的电极片中切割出电极的情况的示意图，而图3B是示出了从使用连续涂层形成的电极片中切割出电极的情况的示意图方法。图2示出了压缩使用间歇涂布法形成的电极片10的情况。

如图2所示，从集电器12中切割出的电极片10被一对压缩辊20压缩，从而使电极片10上的活性物质层11的厚度和密度变得均匀。之后，根据使用(见图3A和图3B)将电极片10切割成预定的尺寸，层压或卷绕(分隔件(未示出)介于其间)，并与电解液一起密封到外部壳体(未示出)中。电池通过经由电极引出片从外壳引出外部端子(未示出)而形成。

例如，在专利文献1至4中记载了电极片制造步骤包含压缩步骤。

在专利文献1中描述了，为了防止活性物质在接近集电器的宽度方向的两端的区域与接近中心部分的区域之间产生厚度差，将活性物质分割成多个区域，并涂布在集电器的宽度方向上涂布。

专利文献2提出了在电极片压缩之后进行的热处理的条件，以减少由干燥浆中残留的粘度改进剂、表面活性剂或粘合剂等引起的电极片厚度的变化。

在专利文献3中，记载了通过压缩辊的压缩，在电极片的宽度方向的端部设置的活性物质未形成部中产生的折痕被拉伸到电极片的外侧，并且与纵向平行地切割宽度方向的端部从而防止电极片的宽度在纵向上移动。

专利文献4中记载了一种压制装置，其具有压缩活性物质层的第一辊部和压缩活性物质未形成部的第二辊部，以防止在使用连续涂布法形成的电极片中在压缩期间活性物质层和活性物质未形成部之间的边界处产生折痕。

如图2所示，前述的压缩步骤是使电极片在通常比电极片宽的一对旋转柱状压缩辊之间通过，从而通过压缩辊对电极片进行压制和压缩。

因为电极片的厚度在活性物质层和活性物质未形成部之间变化，所以在通过压缩辊压缩时，集电器在活性物质层中比在活性物质未形成部中受到更强的力而压缩。由于压缩集电器在与其表面平行的方向上拉伸，所以活性物质层和活性物质未形成部之间的拉伸集电器的量存在差异，并在集电器中产生折痕。当在集电器中产生折痕时，这可能会影响制造步骤中或制造之后的电池质量，例如集电器的撕裂、活性物质在折皱附近的脱落以及在电极片卷起成辊状时的变形。

另外，由于在压缩辊中与电极片接触的点发生磨损而形成凹部(见图2)，所以需要定期更换压缩辊。特别是，如在使用间歇涂布法形成的电极片的情况下那样，在将活性物质层配置到宽度方向端部的状态下压缩电极片的情况下，有时会在电极片的宽度方向上的端部产生不需要的突起(毛刺)并且毛刺可能导致在压缩辊中形成不希望的凹槽。这还可以缩短压缩辊的寿命周期。

上述专利文献1或2没有示出用于减少在压缩步骤中产生的在电极片中产生的折痕的技术或者用于防止压缩辊的寿命周期缩短的技术。

在上述专利文献3中，没有示出防止压缩辊的寿命周期缩短的技术，而是示出了通过切割在压缩步骤中产生的电极片的端部的折痕来降低折痕对制造步骤的影响的技术。上述专利文献4是用于防止由于压缩步骤而在电极片中自身产生折痕的技术，并且毛刺不会在压缩辊中形成凹槽。

但是，专利文献3中记载的技术是以在宽度方向的两端分别设置有活性物质未形成部的电极片为前提，所以问题在于可用电极片受到限制。此外，专利文献3中记载的技术需要用于拉伸在电极片中产生的折痕的机构，并且需要精确地控制包括折痕的活性物质未形成部的切割位置。这导致制造电极片的设备的尺寸增加以及复杂的处理步骤的数量增加，导致制造成本的增加。

另一方面，专利文献4示出了仅适用于使用连续涂布法形成的电极片的压缩技术，问题是不能用于使用间歇涂布法形成的电极片。

相关文献

专利文献

专利文献1：JP2002-304988A

专利文献2：JP2008-147114A

专利文献3：JP2015-026562A

专利文献4：JP2014-103068A

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够降低压缩步骤中产生的集电器的折痕的影响并延长压缩辊的生命周期的制造电极片的方法。

为了实现上述目的，本发明的制造电极片的方法的一个示意方面包括：压缩步骤，在至少一对旋转压缩辊之间设置具有作为活性物质形成部的活性物质层的带状电极片，通过所述一对压缩辊对所述电极片进行压制和压缩；以及切割步骤，与所述电极片的纵向平行地切割经过所述压缩步骤的所述电极片；所述压缩步骤使用具有等于或小于第一宽度的第二宽度的压缩辊压缩所述电极片，其中第一宽度是所述活性物质层的宽度。

附图说明

图1A是示出了使用间歇涂布法形成的电极片的示例的示意图。

图1B是示出了使用连续涂布法形成的电极片的示例的示意图。

图2是示出了电极片的压缩步骤的示意图。

图3A是示出了从使用间歇涂布法形成的电极片中切割出电极的情况的示意图。

图3B是示出了从使用连续涂布法形成的电极片中切割出电极的情况的示意图。

图4是示出了根据第一示例实施例的制造电极片的方法的示例的示意图。

图5A是示出了根据第二示例实施例的制造电极片的方法中使用的压缩辊的轮廓的轮廓图以及示出了压缩步骤之后的电极片和切割步骤之后的电极片的截面图。

图5B是示出了根据第二示例实施例的用于制造电极片的过程的示意图。

图6A是示出了根据第三示例实施例的用于制造电极片的方法的压缩辊的轮廓的轮廓图。

图6B是示出了根据第三示例实施例的用于制造电极片的过程的示意图。

具体实施方式

接下来，将使用附图描述本发明。

第一示例实施例

图4是示出了根据第一示例实施例的制造电极片的方法的示例的示意图。图4示出了使用间歇涂布法形成的电极片10被压缩和切割的情况。

如图4所示，在根据第一示例实施例的制造电极片的方法中，首先压缩电极片10，然后平行于纵向切割电极片10的宽度方向上的两端并将其移除。此时，根据第一示例实施例，使用具有等于或小于活性物质层11的宽度的辊宽度的压缩辊1来压缩电极片10。考虑到压缩后的集电器12的伸长量，辊宽度可以被设置为等于或小于压缩之前的活性物质层1l的宽度，或者可以被设置为等于或小于压缩之后的活性物质层11的宽度。

在压缩步骤之后执行的电极片10的切割步骤中，以留下具有等于或小于上述辊宽度的宽度的部分的方式分别平行于纵向来切割电极片10的宽度方向上的两端，使得移除了未被压缩辊1压缩的电极片10的宽度方向上的端部。

这样，通过将压缩辊1的辊宽度设置为等于或小于电极片10上的活性物质层11的宽度，能够防止在电极片10的宽度方向的端部产生毛刺，由此能够防止在压缩辊1中形成任何毛刺引起的凹槽。此外，由于压缩辊1在其整个宽度方向上与电极片10接触，因此其相对均匀地研磨，从而防止在压缩辊1中形成任何凹陷部分。因此，可以延长压缩辊1的寿命周期。

根据第一示例实施例的制造电极片的方法，首先执行压缩步骤，然后切割并移除未被压缩辊1压缩的电极片10的宽度方向上的端部，并且由此可以使电极片10上的活性物质层11的厚度均匀。此外，由于未被压缩辊1压缩的电极片10的宽度方向上的端部也包括在压缩步骤中产生的集电器12的折痕，所以切割和移除端部也降低了活性物质的量由于集电器12中的折痕而减少。这使得可以减小在压缩步骤中产生的集电器12的折痕的影响。

如上所述，由于将处理后的电极片10卷绕成辊状并送往下一步骤，因此活性物质层11的厚度变得均匀，这还防止卷绕成辊状的电极片10发生变形。

注意，在使用连续涂布法形成的电极片(见图1B)的情况下，在宽度方向的一端处包括活性物质未形成部的电极片10中，活性物质未形成部需要作为上述电极引出片留下。因此，如果这样的电极片10被宽度小于活性物质层11的压缩辊1压缩，则较厚的活性物质层11保留在与活性物质未形成部的边界上。

因此，当在宽度方向上的活性物质未形成部的电极片10被压缩时，压缩辊1的宽度可以与活性物质层11的宽度基本匹配。也就是说，示例实施例的制造电极片的方法也适用于使用连续涂布法形成的电极片10。

根据示例实施例，由于在压缩步骤之后包括未被压缩辊1压缩的活性物质层11的电极片10的宽度方向上的端部被切割并移除，因此可以使电极片10上活性物质层11的厚度均匀且减少压缩步骤中产生的集电器12的折痕的影响。此外，通过将压缩辊1的宽度设置为等于或小于电极片10上的活性物质层11的宽度，由此能够防止在压缩辊1上形成凹部或槽，能够延长压缩辊1的生命周期。

此外，与上述专利中描述的技术的情况一样，示例性实施方式消除了用于拉伸电极片10中产生的折痕的机构的必要性或者如上述专利文献3所述的技术一样精确地控制包括折痕的活性物质未形成部中的切割位置的必要性。因此，可以减少用于制造电极片10的制造成本的任何增加。

此外，根据示例实施例的制造电极片的方法不限于如上述专利文献4中描述的技术的情况那样使用连续涂布法形成的电极片10，而还可以应用于使用间歇涂布法形成的电极片10。

第二示例实施例

图5A是示出了根据第二示例实施例的制造电极片的方法中使用的压缩辊的轮廓的轮廓图以及示出了压缩步骤之后的电极片和切割步骤之后的电极片的截面图。图5B是示出了根据第二示例实施例的用于制造电极片的过程的示意图。图5B示出了使用间歇涂布法形成的电极片10被压缩和切割的情况。

根据第二示例实施例的制造电极片的方法是这样一种方法，其中如在第一示例实施例的情况下一样首先压缩电极片10，然后切割使得电极片10的宽度方向上的两端变为平行于纵向。如图5A和图5B所示，在第二示例实施例中，使用在宽度方向上的两端具有小辊直径的压缩辊2，压缩辊2的压缩宽度被设置为等于或小于电极片10上活性物质层11的宽度。其余的配置和制造方法与第一示例实施例的相似，因此省略其描述。

使用图5A和图5B中所示的压缩辊2的第二示例实施例也可以获得与第一示例实施例中相似的效果。

第三示例实施例

图6A是示出了根据第三示例实施例的用于制造电极片的方法的压缩辊的轮廓的轮廓图，并且图6B是示出了根据第三示例实施例的用于制造电极片的过程的示意图。图6B示出了使用间歇涂布法形成的电极片10被压缩和切割的情况。

与第一示例实施例的情况一样，根据第三示例实施例的制造电极片的方法是这样一种方法，其中首先压缩电极片10，然后平行于纵向切割电极片10的宽度方向上的两端。如图6A和6B所示，第三示例实施例使用压缩辊3，其在与电极片10上活性物质层的端部相对应的位置处设置有凹槽，以使得压缩辊3的实质压缩宽度等于或小于电极片10上活性物质层11的宽度。其余的配置和制造方法与第一示例实施例的相似，因此省略其描述。

使用图6A和图6B中所示的压缩辊3的第三示例实施例也可以获得与第一示例实施例类似的效果。

至此参考示例实施例描述了本发明，然而本发明不限于上述示例实施例。可以在本发明的范围内对本发明的结构和细节进行本领域技术人员可理解的各种修改。

本申请要求基于2015年7月28日提交的JP2015-148392A的优先权，其公开通过引用的方式整体并入本文。

Claims (4)

1.一种制造电极片的方法，包括：

压缩步骤，在至少一对旋转柱状压缩辊之间设置具有作为活性物质形成部的活性物质层的带状电极片，通过所述一对压缩辊对所述电极片进行压制和压缩；以及

切割步骤，与所述电极片的纵向平行地切割经过所述压缩步骤的所述电极片；

所述压缩步骤使用具有等于或小于第一宽度的第二宽度的压缩辊压缩所述电极片，其中第一宽度是所述活性物质层的宽度。

2.根据权利要求1所述的制造电极片的方法，其中，

所述压缩步骤通过具有等于或小于第三宽度的第四宽度的压缩辊压缩所述电极片，其中所述第三宽度是在压缩所述带状电极片时所述电极片在垂直于所述电极片的纵向的宽度方向上延伸的宽度。

3.根据权利要求1或2所述的制造电极片的方法，其中，

所述切割步骤以留下宽度等于或小于压缩辊的宽度的部分的方式与所述纵向平行地切割所述电极片的宽度方向上的两端，使得移除未被所述一对压缩辊压缩的垂直于所述电极片的纵向的宽度方向上的端部。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的制造电极片的方法，其中，所述电极片包括在纵向上以预定间隔交替布置的活性物质层和活性物质未形成部。