JP2002025624A - リチウム二次電池の製造方法 - Google Patents

リチウム二次電池の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の解決課題は、より速くて効率的にリ
チウム二次電池を生産することができるリチウム二次電
池の製造方法を提供することにある。 【解決手段】 本発明は、（１）電極を絶縁する隔離膜
をローラにより巻き出す段階と、（２）前記隔離膜両面
の陰極板及び陽極板が接着される位置にエアーインジェ
クターを利用して接着剤を塗布する段階と、（３）前記
隔離膜の両面に各々陰極板及び陽極板を一定間隔で接着
する段階と、（４）前記接着された陰極板及び陽極板を
ラミネーションさせる段階と、（５）前記陰極板及び陽
極板が付着された隔離膜を陰極板と陽極板がお互い交互
とされるように積層する段階を含むリチウム二次電池の
製造方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はリチウム二次電池の
製造方法に関するものであり、より詳細には（１）電極
を絶縁する隔離膜をローラにより巻き出す段階と、
（２）前記隔離膜両面の陰極板及び陽極板が接着される
位置にエアーインジェクター(air injector)を利用して
接着剤を塗布する段階と、（３）前記隔離膜の両面に各
々陰極板及び陽極板を一定間隔で接着する段階と、
（４）前記接着された陰極板及び陽極板をラミネーショ
ン(lamination)させる段階と、（５）前記陰極板及び陽
極板が付着された隔離膜を陰極板と陽極板がお互い交互
とされるように積層する段階を含むリチウム二次電池の
製造方法に関するものである。
【０００２】すなわち、本発明は一定の規格で切断され
た陰極板及び陽極板を垂直方向に一貫して進行する隔離
膜の両面に一定間隔で接着させた後、この電池板を多数
回畳んで交互とされるように構成することによって製品
の製造工程を単純化、一貫化させると同時に多様な模
様、大きさ及び望みの容量の電池を難なく得ることがで
きるようにした図１のような形態のリチウム二次電池の
一貫的な製造方法に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】従来、このような形態の積層式リチウム
二次電池はよく知られている。従来にこのような二次電
池を製造するにあたっては水平方向に進行する隔離膜の
一側面に多数の陰極板を一定間隔で接着処理した後、再
び前記隔離膜の他側面に多数の陽極板を前記陰極板と対
応される位置に接着処理して図２のような方法で多数回
畳んで交互とされるように構成することによって製造す
る。
【０００４】しかし、このような従来の方法は水平処理
工程を基本として陰極板と陽極板の付着及びラミネーシ
ョン工程が各々分離遂行されることによって接着剤の塗
布工程、陰極板または陽極板の付着工程及びラミネーシ
ョン工程を二回ずつ経なければならない工程効率上の無
駄があった。また、接着剤の噴射にソレノイドバルブ
（Solenoid valve）方式のノズルを使用することによっ
て接着剤の噴射量制御が難しく、接着剤の粘度によって
広がる程度が異なり、ストリング(string)現象が発生す
ることによって電池生産時に不良率を高めて電池の性能
を落とす問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記のような
従来技術の問題点を解決するためのものであって、垂直
処理方式で上記のリチウム二次電池を生産することによ
り電池の生産効率を高めると同時に電池の不良率を低く
する新しいリチウム二次電池の生産方法を提供する。
【０００６】すなわち、本発明は、（１）電極を絶縁す
る隔離膜をローラにより巻き出す段階と、（２）前記隔
離膜両面の陰極板及び陽極板が接着される位置にエアー
インジェクターを利用して接着剤を塗布する段階と、
（３）前記隔離膜の両面に各々陰極板及び陽極板を一定
間隔で同時に接着する段階と、（４）前記接着された陰
極板及び陽極板をラミネーション(lamination)させる段
階と、（５）前記陰極板及び陽極板が付着された隔離膜
を陰極板と陽極板がお互い交互とされるように積層する
段階を含むリチウム二次電池の一貫的製造方法を提供す
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ために、本発明は以下の手段を採用する。本発明に使用
される陽極板はアルミニウムのような金属（フォイル形
態）上に陽極活物質を塗布、乾燥してこれを一定の大き
さで切断して準備する。陽極活物質としてはスピネルあ
るいは層状構造をなしているＬｉＣＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ
４のような物質が使用され得るが、これに限定されな
い。陰極板も銅のような金属（フォイル形態）上に陰極
活物質を塗布、乾燥してこれを一定の大きさで切断して
準備する。陰極活物質としては要求される電気化学的特
性を有するように処理された黒鉛系や炭素系列の材料を
使用することができ、代表的な物質としてはメゾカーボ
ンマイクロビーズ(mesocarbon microbeads、MCMB)とメ
ゾ-フェーズピッチカーボンフィルム(meso-phase pitch
carbon film)系列の炭素材があるがこれに限定されな
い。
【０００８】隔離膜としてはポリエチレンまたはポリプ
ロピレンとからなされた単層または多層のポリマー多孔
質膜が使用されることができる。隔離膜表面で陰極板ま
たは陽極板を接着させるために接着剤がエアーインジェ
クターを通じて塗布される。エアーインジェクターはイ
ンクジェットマーキング(Inkjet Marking)の印刷原理を
応用したものであり、圧縮空気を利用して接着液をノズ
ルを通じて噴射するようにして垂直工程で隔離膜の両面
に接着液の塗布が可能なようにした。既存に使用した方
式であるソレノイドバルブを利用したノズルに比べて本
発明で使用するエアーインジェクターのノズルを利用し
た場合、噴射された接着剤が中の部分が空いている円の
形状をなして接着層と極板間の接触面積と接着層の厚さ
を減少させて無駄な接着剤の塗布を防ぐことによりスト
リング現象を減少させて電極板の電子伝導度を向上させ
ることができる。この時、エアーインジェクターノズル
の内径は５０〜３００μｍとすることが望ましい。
【０００９】以上のような本発明の目的と別の特徴及び
長所などは次に参照する本発明の好適な実施例に対する
以下の説明から明確になるであろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図３で示した本発明の実施
例を通じて本発明をより具体的に説明しようとするが、
下記の実施例によって本発明の権利範囲を制限しようと
することではない。
【００１１】まずローラ１１０から隔離膜１００が巻き
出される。巻き出された隔離膜がガイドローラ(guide r
oller)１２１とダンサーローラ(dancer roller)１２２
を通過して接着剤塗布部１３０に移送される。この時、
ガイドローラを通過した隔離膜は垂直で移送される状態
となる。
【００１２】接着剤塗布部１３０では陰極板、陽極板の
接着部位にエアーインジェクター１３１を利用して接着
剤１４０を図４に図示された形態で自動噴射する。この
時、隔離膜１００が垂直で移送されることにより、その
両側面に接着剤が一度に噴射できて工程効率を高めるこ
とができる。
【００１３】接着剤が塗布された隔離膜１００はインデ
ックスヘッド(Index head)２００と加熱器２１０を過ぎ
て陰極板と陽極板の接着部に移送される。陰極板２４１
と陽極板２４２はロボットのような自動接着手段２２０
を利用して極板が蓄積されたマガジン(magazine)２３０
から極板を取って隔離板１００に接着させる。この過程
も、隔離板１００の両側に一度に極板を付着させること
ができることによって工程効率を増加させる。
【００１４】前記段階で電極板が付着された隔離板１０
０はインデックスヘッド２００をすぎてラミネータ(Lam
inator)３１０で熱圧着して固定する。
【００１５】前記電極板が付着された隔離板１００はま
たインデックスヘッド２００、ガイドローラ１２１及び
コンベア(conveyor)４１０をすぎてスタッカ(stacker)
４２０で陰極板２４１と陽極板２４２とが交互とされる
ように積層し、これを圧縮機４３０により圧着する。
【００１６】このように製造された初期セルを望みの大
きさで切断して自動包装、電解液注入により完全なセル
形態をなした後、真空包装してリチウム二次電池を完成
することができる。
【００１７】上述の通りに、接着剤の塗布、電極板の付
着及びラミネーション工程を垂直である状態で進行した
ために既存の水平方式で発生する隔離膜のたゆみによる
極板の定位置離脱及び積層時の極板のゆがみに対する問
題点を解決することができて生産性と品質を向上させる
ことができた。
【００１８】
【発明の効果】上記の通りに本発明はリチウム二次電池
生産方法に垂直工程を導入して生産工程の数を減らすこ
とによって生産効率を高めた。また接着剤の塗布工程に
エアーインジェクターを導入することによって接着剤の
塗布状態を安定化させて極板の伝導度を向上させて、隔
離膜の離脱を防止して電池の不良率を低くして性能を改
善させた。
【００１９】以上では本発明を実施例によって詳細に説
明したが、本発明は実施例によって限定されず、本発明
が属する技術分野において通常の知識を有するものであ
れば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修
正または変更できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により生産されるリチウム二次電池の構
造を示した断面図である。
【図２】本発明により生産されるリチウム二次電池の積
層方法に対する説明図である。
【図３】本発明によるリチウム二次電池の概略的な製造
工程図である。
【図４】エアーインジェクターによる接着剤の塗布状態
を示す側面図である。
【符号の説明】
１０ 隔離膜 ２０ 陰極板 ３０ 陽極板 ４０ 電極タップ １００ 隔離膜 １３０ 接着剤塗布部 １３１ エアーインジェクター １４０ 接着剤 ２４１ 陰極板 ２４２ 陽極板 ３１０ ラミネータ ４２０ スタッカ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（１）電極を絶縁する隔離膜をローラによ
    り巻き出す段階と、（２）前記隔離膜両面の陰極板及び
    陽極板が接着される位置にエアーインジェクターを利用
    して接着剤を塗布する段階と、（３）前記隔離膜の両面
    に各々陰極板及び陽極板を一定間隔で接着する段階と、
    （４）前記接着された陰極板及び陽極板をラミネーショ
    ンさせる段階と、（５）前記陰極板及び陽極板が付着さ
    れた隔離膜を陰極板と陽極板がお互い交互とされるよう
    に積層する段階を含むリチウム二次電池の製造方法。
  2. 【請求項２】前記エアーインジェクターはノズルの内径
    が５０〜３００μｍであるものを使用することを特徴と
    する請求項１に記載のリチウム二次電池の製造方法。
  3. 【請求項３】前記（２）ないし（４）段階は隔離膜が垂
    直である状態でなされることを特徴とする請求項１に記
    載のリチウム二次電池の製造方法。
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