JP2001297753A - 非水系電池用極板の製造方法 - Google Patents

非水系電池用極板の製造方法

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JP2001297753A
JP2001297753A JP2000114887A JP2000114887A JP2001297753A JP 2001297753 A JP2001297753 A JP 2001297753A JP 2000114887 A JP2000114887 A JP 2000114887A JP 2000114887 A JP2000114887 A JP 2000114887A JP 2001297753 A JP2001297753 A JP 2001297753A
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positive electrode
hoop
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Takeshi Fukumasa
猛志 福政
Yasuhiko Takeuchi
靖彦 竹内
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多孔性集電体に正極または負極の活物質が塗
着された部分と塗着されていない部分からなる極板の製
造方法であって、寸法精度が良く、生産歩留りに優れた
製造方法を提供する。 【解決手段】 正極または負極の活物質が塗着された部
分と塗着されていない部分の界面と、巻き取りローラー
の前に配設した段付きローラーの段付き部とが接触する
ように配設させて巻き取る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ラス加工を施した
箔からなる多孔性集電体に正極または負極の活物質が塗
着された部分と塗着されていない部分を有する非水系電
池用極板の製造方法に関するもので、さらに詳しくは反
りが無く寸法精度に優れた非水系電池用極板の製造方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、民生用電子機器のポータブル化、
コードレス化が急速に進んでいる。これにつれて駆動用
電源を担う非水系二次電池においては、高エネルギー密
度でかつ超軽薄短小の性能と低価格が要望されている。
性能向上は当然のことながら、性能向上と平行して低コ
スト化も同時に取り組む必要がある。このような観点か
ら、非水系二次電池、特にリチウムポリマー二次電池
は、とりわけ生産コストが高いため、生産歩留りの向上
によるコスト低減が急がれている。特開平9−3064
7号公報にはストライプ状に活物質が塗着された部分と
塗着されていない部分を形成し、塗着されていない部分
にリード端子を設けることにより、リード端子部分の活
物質のこきとりと活物質の削減が可能で、コスト削減が
はかれる方法が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ラス加工を施
した箔からなる多孔性集電体に正極または負極の活物質
が塗着された部分と塗着されていない部分を各々1列以
上からなる幅広なフープ状極板をプレスして圧延するこ
とにより、正極または負極の活物質が塗着された部分の
多孔性集電体は負荷により歪みが生じるが、正極または
負極の活物質が塗着されていない部分の多孔性集電体は
歪みが生じない。このことにより、正極または負極の活
物質が塗着された部分と塗着されていない部分の多孔性
集電体界面が最も歪むことになる。このような幅広なフ
ープ状極板を、正極または負極の活物質が塗着された部
分と塗着されていない部分を各々1列ずつからなるフー
プ状極板に切断すると歪みが開放され、正極または負極
の活物質が塗着されていない部分を内側にして反ってし
まう。このように反ったフープ状極板から、正極または
負極の活物質が塗着されていない部分にリード引き出し
部がくる極板で、かつ正極または負極の活物質が塗着さ
れた部分と塗着されていない部分の界面位置がリード引
き出し部の所定寸法内に収まるように、連続的に切断も
しくは打ち抜く場合、フープ状極板が反っているために
寸法精度が確保できないので生産歩留りが悪く、コスト
低減に問題があった。
【0004】本発明は、このような非水系電池用のフー
プ状極板の生産歩留りに関する問題を解決するために、
正極または負極の多孔性集電体にラス加工を施した箔を
用い、正極または負極の活物質が塗着された部分と塗着
されていない部分を有するフープ状極板を、所定寸法に
精度良く切断もしくは打ち抜くことができ、生産歩留り
に優れた非水系電池用極板の製造方法を提供することを
主たる目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明は、少なくともリチウム含有金属酸化物から
なる正極活物質またはグラファイトからなる負極活物質
と、これらの活物質を結着させるバインダーからなるペ
ーストを多孔性集電体に塗着する部分と塗着しない部分
にストライプ塗着し、乾燥・圧延した後、巻き取りロー
ラーにて巻き取るフープ状極板の製造方法において、ラ
ス加工を施した箔を多孔性集電体に用い、正極または負
極の活物質が塗着された部分と塗着されていない部分の
界面と、前記巻き取りローラーの前に配設した段付きロ
ーラーの段付き部とが接触するように配設させて巻き取
る非水系電池用極板の製造方法を提供するものである。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態について説明する。
【0007】図1は本発明の一実施形態における非水系
電池用極板の製造プロセス図、図2は固定ローラーまた
はテンションローラーの段付き部の概略図である。
【0008】多孔性集電体1に活物質が塗着された部分
2aと塗着されていない部分2bを各々1箇所有するフ
ープ状極板3を、巻き取りローラー4に巻き取る場合、
前記フープ状極板3を固定ローラー5および固定ローラ
ー6の間にテンションを負荷できるテンションローラー
7を配設し、前記テンションローラー7を介して前記巻
き取りローラー4に巻き取る際に、正極活物質が塗着さ
れた部分2aと塗着されていない部分2bの界面と、前
記テンションローラー7に設けられた段付き部7aとが
接触するように配設することにより、極板の反りをなく
すことができる為、寸法精度が良く、生産歩留りに優れ
た極板が得られる。
【0009】また、前記段付き部7aは段差7bと段面
7cを有し、段差7bは前記フープ状正極板3を正極活
物質の塗着厚みの50%以上300%以下の段差からな
り、段面7cは正極活物質が塗着された部分2aと塗着
されていない部分2bの界面から、正極活物質が塗着さ
れた部分2aの方向に2mm以上20mm以下および/
または正極活物質が塗着されていない部分2bの方向に
2mm以上20mm以下からなるものである。
【0010】図3は極板の概略図で、活物質が塗着され
ていない部分2bにリード引き出し部8がくるように極
板9に打ち抜かれる。さらに詳しくは、前記リード引き
出し部8に活物質が塗着された部分2aと塗着されてい
ない部分2bの界面の位置10が前記極板9の肩部11
より所定寸法範囲内にあるように打ち抜かれる。
【0011】ところで、前記多孔性集電体1の厚みは、
5μm以上200μm以下が好ましく、20μm以上1
00μm以下が最適である。
【0012】なお、本発明はこのような実施形態に限定
されず、テンションローラー7の前に配設した固定ロー
ラー5に前記テンションローラー7と同様の段差5bと
段面5cを有する段付き部5aを設けても同様の効果が
得られる。
【0013】なお、非水系電池を構成する正極板および
負極板以外の構成部材については特に限定されず、従来
使用されている構成部材を使用できる。
【0014】正極活物質としては、例えば、リチウムイ
オンをゲストとして受け入れ得るリチウム含有遷移金属
化合物が使用される。例えば、コバルト、マンガン、ニ
ッケル、クロム、鉄およびバナジウムから選ばれる少な
くとも一種類の金属とリチウムとの複合金属酸化物、L
iCoO2、LiMnO2、LiNiO2、LiCoxNi
(1-x)2(0<x<1)、LiCrO2、αLiFe
2、LiVO2等が好ましい。
【0015】負極活物質としては、例えば、リチウムイ
オンを吸蔵、脱離し得る黒鉛型結晶構造を有するグラフ
ァイトを含む材料、例えば天然黒鉛や人造黒鉛が使用さ
れる。特に、格子面(002)の面間隔(d002)が
3.350〜3.400Åである黒鉛型結晶構造を有す
る炭素材料を使用することが好ましい。
【0016】バインダーとしては、例えば、活物質間の
密着性を保つフッ素系樹脂材料、ポリアルキレンオキサ
イド骨格を持つ高分子材料、またはゴム系ラテックス材
料が望ましい。フッ素系樹脂材料として、例えばポリフ
ッ化ビニリデン(PVDF)、フッ化ビニリデンとヘキ
サフルオロプロピレンの共重合体(P(VDF−HF
P))が好ましい。
【0017】非水系溶媒としては、例えば、主成分とし
て環状カーボネートおよび鎖状カーボネートが含有され
る。前記環状カーボネートとしては、エチレンカーボネ
ート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、およ
びブチレンカーボネート(BC)から選ばれる少なくと
も一種以上であることが好ましい。また、前記鎖状カー
ボネートとしては、ジメチルカーボネート(DMC)、
ジエチルカーボネート(DEC)、およびエチルメチル
カーボネート(EMC)等から選ばれる少なくとも一種
以上であることが好ましい。
【0018】電解質としては、例えば、電子吸引性の強
いリチウム塩を使用し、例えば、LiPF6、LiB
4、LiClO4、LiAsF6、LiCF3SO3、L
iN(SO2CF32、LiN(SO2252、Li
C(SO2CF33等が挙げられる。これらの電解質
は、一種類で使用しても良く、二種類以上組み合わせて
使用しても良い。これらの電解質は、前記非水系溶媒に
0.5〜1.5Mの濃度で溶解することが好ましい。
【0019】
【実施例】以下、実施例および比較例を用いて詳細に説
明するが、これらは、本発明を何ら限定するものではな
い。
【0020】(実施例1)正極活物質であるLiCoO
2と導電剤としてアセチレンブラック、および結着剤兼
電解液保持剤としてのポリマーであるフッ化ビニリデン
(VDF)とヘキサフルオロプロピレン(HFP)との
共重合体P(VDF−HFP)をNMP(N−メチル−
2−ピロリドン)からなる有機溶媒に混練分散したペー
ストをラス加工を施した厚さ50μmのアルミニウム箔
製の多孔性集電体1に塗着する部分2aと塗着しない部
分2bを各々1箇所有するようにストライプ塗着し、乾
燥、圧延した。このフープ状正極板3の正極活物質が塗
着された部分2aと塗着されていない部分2bの界面
と、段差7bが正極活物質の塗着厚みの100%の段差
からなり、段面7cは正極活物質が塗着された部分2a
と塗着されていない部分2bの界面から、正極活物質が
塗着された部分2aの方向に5mmで、かつ正極活物質
が塗着されていない部分2bの方向に5mmからなる段
付き部7aを固定ローラー5および固定ローラー6の間
に配設されたテンションローラー7の段付き部7aとを
接触させた後、巻き取りローラー4にて巻き取った。
【0021】このように得られたフープ状正極板を、正
極活物質が塗着された部分2aと塗着されていない部分
2bの界面の位置10が前記正極板9の肩部11より所
定寸法範囲内にあるように打ち抜いて、正極板を得た。
【0022】(実施例2)フープ状正極板3の正極活物
質が塗着された部分2aと塗着されていない部分2bの
界面と、段差5bが正極活物質の塗着厚みの250%の
段差からなり、段面5cは正極活物質が塗着された部分
2aと塗着されていない部分2bの界面から、正極活物
質が塗着された部分2aの方向に15mmで、かつ正極
活物質が塗着されていない部分2bの方向に2mmから
なる段付き部5aを有する固定ローラー5の段付き部5
aとを接触させた後、巻き取りローラー4にて巻き取っ
た以外は、実施例1と同様にして正極板を得た。
【0023】(比較例)段付き部のないテンションロー
ラー7を用いた以外は、実施例1と同様にして正極板を
得た。
【0024】実施例1と実施例2および比較例で得られ
た正極板100枚についてリード引き出し部8に正極活
物質が塗着された部分2aと塗着されていない部分2b
の界面の位置10が正極板9の肩部11より所定寸法範
囲内に入っている割合を求めた結果を表1に示す。
【0025】
【表1】
【0026】表1から所定寸法範囲内に入っている割合
は、比較例が81%であるのに対して、実施例1では9
8%、実施例2では97%の結果が得られ、極板の反り
がない為に寸法精度が良く、生産歩留りに優れているこ
とが明らかになった。
【0027】
【発明の効果】以上の説明のように本発明の非水系電池
用極板の製造方法によれば、正極または負極の活物質が
塗着された部分と塗着されていない部分の界面に段付き
ローラーの段付き部を配設させて巻き取ることにより、
極板の反りがない為に寸法精度が良く、生産歩留りに優
れている非水系電池用極板の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における製造プロセス図
【図2】段付き部の概略図
【図3】極板の概略図
【符号の説明】
1 多孔性集電体 2a 塗着された部分 2b 塗着されていない部分 3 フープ状極板 4 巻き取りローラー 5 固定ローラー 5a 固定ローラーの段付き部 5b 段付き部の段差 5c 段付き部の段面 6 固定ローラー 7 テンションローラー 7a テンションローラーの段付き部 7b 段付き部の段差 7c 段付き部の段面 8 リード引き出し部 9 極板 10 界面の位置 11 極板の肩部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H017 AA03 AS02 BB06 BB08 BB14 BB19 CC01 CC05 DD08 EE05 HH01 HH03 5H050 AA19 CA07 CA08 CA09 CB08 DA08 FA10 GA02 GA03 GA04 GA09 GA22 GA29 HA04

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくともリチウム含有金属酸化物から
    なる正極活物質またはグラファイトからなる負極活物質
    と、これらの活物質を結着させるバインダーからなるペ
    ーストを多孔性集電体に、塗着する部分と塗着しない部
    分にストライプ塗着し、乾燥・圧延した後、巻き取りロ
    ーラーにて巻き取るフープ状極板の製造方法において、
    正極または負極の活物質が塗着された部分と塗着されて
    いない部分の界面と、前記巻き取りローラーの前に配設
    した段付きローラーの段付き部とが接触するように配設
    させて巻き取ることを特徴とする非水系電池用極板の製
    造方法。
  2. 【請求項2】 前記多孔性集電体がラス加工を施した箔
    であることを特徴とする請求項1記載の非水系電池用極
    板の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記フープ状極板は、正極または負極の
    活物質が塗着された部分と塗着されていない部分を各々
    1箇所以上有し、圧延し、巻き取った後、正極または負
    極の活物質が塗着された部分と塗着されていない部分を
    各々1箇所有するように切断したフープ状極板であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の非水系電池用極板の製造
    方法。
  4. 【請求項4】 前記段付き部が活物質の塗着厚みの50
    %以上300%以下の段差からなり、活物質が塗着され
    た部分と塗着されていない部分の界面から、活物質が塗
    着された部分の方向に2mm以上20mm以下および/
    または活物質が塗着されていない部分の方向に2mm以
    上20mm以下からなることを特徴とする請求項1記載
    の非水系電池用極板の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記箔の厚みが5μm以上200μm以
    下であることを特徴とする請求項2記載の非水系電池用
    極板の製造方法。
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