JP2000003705A - リチウム電池用リチウムシート及びその製造方法、そのリチウムシートを用いたリチウム電池 - Google Patents

リチウム電池用リチウムシート及びその製造方法、そのリチウムシートを用いたリチウム電池

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    • B21B45/0242Lubricants

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明における圧延方法は、ロール左右の精
密な荷重コントロールをすることなく、幅狭のリチウム
シートを製造することを目的とする。 【構成】 ワークロール1、2とバックアップロール
3、4を用いてリチウムシート6を圧延する際、バック
アップロール3、4の表面に山を設け、そのバックアッ
プロール3、4の表面形状をワークロール1、2の表面
に転写しながら圧延することにより、リチウムシート6
の表面に筋を入れるリチウム電池用リチウムシートの製
造方法とすることで、上記目的を達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム電池に関
するものであり、詳しくはリチウム電池の負極に用いら
れるリチウムシートに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のリチウムシートの製造方法として
は2本の金属製バックアップロールに挟まれた2本の樹
脂製ワークロールを用いて、前記金属製バックアップロ
ールの左右の上方から荷重をかけることによって圧延を
行なっていた。この方法では、前記樹脂製ワークロール
および金属製バックアップロールの表面をできるだけ平
滑に加工して圧延を行っていた。例えば、特開平7ー2
99504号公報ではロールの表面凹凸は10μm 以下と
なっている。しかし、この方法では幅の狭いリチウムシ
ートを圧延する際、リチウムシートの蛇行および片寄り
により連続して圧延を行うことが困難であった。一般的
に連続圧延の際の蛇行及び片寄りを防止する方法として
は、1)シートの蛇行及び片寄り方向を検出し、ロール
左右の荷重を精密にコントロールする方法2)シートの
幅を広くし、シートの幅方向の抵抗を大きくする方法
3)ワークロール表面に圧延方向と平行な方向に溝を付
け、シートの幅方向の抵抗を大きくする方法等が知られ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術で
述べた1)〜3)の方法では、以下の問題点がある。
【0004】1)の方法では、装置が大がかりで高価な
ものになる。また、ワークロール及びバックアップロー
ルの表面が平滑であれば当然それによって圧延されるリ
チウムシート表面も平滑となるため、電池の負極材とし
て使用する場合、表面積が小さくなることにより全体と
して表面抵抗が大きくなり、大電流放電に不利になる。
【0005】2)の方法では、必要寸法が幅狭の場合、
打抜き又はスリットをせねばならず、材料が無駄にな
る。また、打抜きの場合は打抜き金型の性質上コーナー
部にはRがついてしまうため、電池容量的に不利にな
る。
【0006】3)の方法では、ワークロール表面に溝を
つけてもバックアップロール及びシートによって削ら
れ、ワークロール表面は次第に変化し、平滑になってい
く。
【0007】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、大電流放電に
適した表面積の大きなリチウムシートをリチウム電池に
無駄なく使用することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における圧延方法は、ロール左右の精密な荷
重コントロールをすることなく、幅狭のリチウムシート
を製造することである。
【0009】すなわち、図1に示すように、樹脂製のワ
ークロール1、2と金属製のバックアップロール3、4
を用いて潤滑剤5を供給しながらリチウムシート6を圧
延する。その際、ワークロール1、2にリチウムシート
6の蛇行及び片寄りを防止するための溝を均一に安定し
てつけるため、図2に示すバックアップロール3、4の
表面に図3に示すようなピッチPが 0.02 〜1.0mm で、
高さHが 0.01 〜0.1mm の定ピッチの山を設け、そのバ
ックアップロール3、4の表面形状をワークロール1、
2の表面に転写しながら圧延する。これにより、ワーク
ロール1、2の表面には常に安定した形状の溝が保た
れ、幅狭のリチウムシートであっても蛇行、片寄りを起
こすことなく安定して連続圧延を行なうことができる。
この定ピッチの山はピッチ、高さともにこの値よりも大
きければ、ワークロール1、2とリチウムシート6の接
触面積が大きくなることにより摩擦抵抗が大きくなり、
リチウムシート6の圧下率が低下するし、山の高さより
薄いリチウム箔を圧延することはできない。ピッチ、高
さともにこの値よりも小さいと旋盤加工の際のバイト先
端の摩耗によりロール全体の均一な加工が困難となる。
この方法によりリチウムシート表面にはバックアップロ
ール3、4よりワークロール1、2を介して間接的に定
ピッチの山が転写され、圧延の進行方向に平行に筋が入
るため、リチウムシート表面の表面積が大きくなり、大
電流放電に有利になる。また、必要寸法のままで圧延で
きるため、定寸法に切断すれば図4のようにコーナー部
にRのないリチウムシートを薄型電池に提供することが
できる。
【0010】
【実施例】以下、図面に基づき本発明の一実施例を説明
する。図1に示すように、直径33mmのポリプロピレン製
のワークロール1、2と、図2、3に示すようなピッチ
Pが0.1mm 、高さHが0.03mmの表面加工を施した直径40
mmのステンレス製のバックアップロール3、4を用い
て、上方向からバックアップロール3、4の左右均等に
30〜70kgの荷重7をかけ、幅17mmで厚さ200 μm のリ
チウムシート6を圧延した。このとき潤滑材5としてト
ルエンを1分間に1gの割合でリチウムシート6上に滴
下した。また、駆動は下側のワークロール2のみをモー
ターに連結し、20rpm の回転数にて運転したが、上下の
ワークロールをギアで連結することにより、同時駆動と
してもよい。また、このとき200 μm のリチウムシート
が巻いてある巻き出しリール8にはブレーキをかけ、圧
延されたリチウムシートを巻き取る巻き取りリール9に
はトルクモーターを用いて、それぞれのリチウムシート
が降伏点に達しない程度のテンションをかけた。この方
法により、40μm の厚さのリチウムシート10を±3 μ
m の精度で連続して得ることができた。ワークロールの
径と山高さ、荷重と潤滑剤の量を変化させることによ
り、リチウムシート10の厚さは、25μm 以上であれば
自由に変えることができる。また、リチウムシート10
の厚さを50μm 以上にするのであれば、高分子量ポリエ
チレン製のワークロール1、2を用いても良い。また、
バックアップロール3、4をジュラルミン又は黄銅製に
すれば切削性が良くなり、加工をより均一に行うことが
できる。上記方法によって得られたリチウムシートに
は、両側表面にワークロール1、2から転写された、圧
延方向と平行の 0.1mmピッチの筋が連続して入ってお
り、また、必要寸法で圧延されているため、定寸法で切
断すれば、図4のようなコーナー部にRのないリチウム
シートを無駄なくリチウム電池に提供することができ
る。
【0011】また、上記リチウムシートを負極として用
いたフィルム状リチウム電池を作製し、従来の表面が平
滑なリチウムシートを負極として用いたフィルム状リチ
ウム電池と、その放電特性を比較した。両電池を−20℃
の雰囲気下において0.15秒のパルス放電を行い、その時
の流れた電流値と降下した電圧値から抵抗値を求めて、
図5に示した。これによると本発明によるリチウムシー
トを負極として用いたフィルム状リチウム電池は、従来
の表面が平滑なリチウムシートを負極として用いたフィ
ルム状リチウム電池に比べ、同じ放電電流でも抵抗値が
30〜40%小さくなっているのがわかる。
【0012】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。
【0013】(1)請求項1によれば、表面抵抗が小さ
く大電流放電に適したリチウムシートをリチウム電池に
提供することができる。
【0014】(2)請求項2及び3によれば、ワークロ
ールには常に安定した溝を保つことができ、その溝を筋
としてリチウムシートに連続して転写することができ
る。
【0015】(3)請求項2及び3によれば、幅狭のリ
チウムシートであっても、蛇行、片寄りを起こすことな
く連続して圧延することができる。
【0016】(4)請求項4によれば、より高性能なリ
チウム電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による圧延方法を示す概略図である。
【図2】本発明に用いるバックアップロールの平面図で
ある。
【図3】図2に示すバックアップロールのA部の表面形
状を示す拡大図である。
【図4】従来と本発明のリチウムシートを示す平面図で
ある。
【図5】従来電池と本発明電池の低温パルス放電特性を
示す図である。
【符号の説明】
1、2 ワークロール 3、4 バックアップロール 5 潤滑剤 6 圧延前のリチウムシート 7 荷重 8 巻き出しリール 9 巻き取りリール 10 圧延後のリチウムシート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H014 AA02 BB05 EE05 HH06 5H015 AA02 BB05 EE05 HH13 5H024 AA12 BB05 CC04 HH13

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に筋が形成されており、該筋のピッ
    チが 0.02 〜1.0 mmで、該筋の高さが 0.01 〜0.1 mmで
    あることを特徴とするリチウム電池用リチウムシート。
  2. 【請求項2】 ワークロール1、2とバックアップロー
    ル3、4を用いてリチウムシート6を圧延する際、バッ
    クアップロール3、4の表面に山を設け、そのバックア
    ップロール3、4の表面形状をワークロール1、2の表
    面に転写しながら圧延することにより、リチウムシート
    6の表面に筋を入れることを特徴とするリチウム電池用
    リチウムシートの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記バックアップロール3、4の表面の
    山が、ピッチ 0.02 〜1.0mm 、高さ 0.01 〜0.1mm であ
    ることを特徴とする請求項2記載のリチウム電池用リチ
    ウムシートの製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のリチウムシートをを負極
    として用いることを特徴とするリチウム電池。
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