JP2002042789A - Method and device for manufacturing electrode for battery - Google Patents
Method and device for manufacturing electrode for batteryInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、集電体に電極剤を
塗工したシートをプレス加工して作製される電池用電極
の製造方法および製造装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a battery electrode formed by pressing a sheet in which a current collector is coated with an electrode agent.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、ビデオカメラやノート型パソコン
などの携帯機器の普及に伴い、小型高容量の電池に対す
る需要が高まっている。小型高容量の電池として、負極
材料にリチウムイオンのドーピング・脱ドーピングが可
能な各種炭素質材料を用いたリチウムイオン二次電池が
提案され、盛んに開発が進められている。リチウムイオ
ン二次電池に使用される電極シートの製造方法には種々
上げられるが、一般的には、次の方法が採られている。
すなわち、集電体の片面にペースト状の電極剤を塗工
し、乾燥する。次いで、集電体の反対面（未塗工面）に
も同様に電極剤を塗工し、乾燥する。その後に熱処理を
施し、最後にロールプレス等を用いて圧延して電極シー
トとする。このような従来の製造方法において、プレス
工程では一定圧力で電極シートにプレス圧を印加する。
電極シートは、リードを接続するためなどの目的で、通
常は電極剤の未塗工部分を有する。2. Description of the Related Art In recent years, with the spread of portable devices such as video cameras and notebook computers, demands for small and high-capacity batteries have increased. As a small and high-capacity battery, a lithium ion secondary battery using various carbonaceous materials capable of doping and undoping lithium ions as a negative electrode material has been proposed and is being actively developed. Although there are various methods for producing an electrode sheet used for a lithium ion secondary battery, the following method is generally employed.
That is, a paste-like electrode agent is applied to one surface of the current collector, and dried. Next, the electrode agent is similarly applied to the opposite surface (uncoated surface) of the current collector, and dried. Thereafter, heat treatment is performed, and finally, rolling is performed using a roll press or the like to obtain an electrode sheet. In such a conventional manufacturing method, a pressing pressure is applied to the electrode sheet at a constant pressure in the pressing step.
The electrode sheet usually has an uncoated portion of the electrode agent for the purpose of connecting leads and the like.
【０００３】プレス工程において、一定圧力でプレス圧
を印加する従来の製造方法では、塗工部と未塗工部分と
では厚みが異なるために、両者の境界部分には段差が存
在している。このような段差があるために、ロールプレ
ス工程において、この段差部分で機械的衝撃を受けるこ
とになる。このため、プレスの搬送速度にもよるが、段
差部分において電極剤が集電体から剥離しやすくなる。
ロールプレス工程で衝撃を受けた電極が、この後の電極
巻き込み工程において、電極剤が剥離すると、発生した
電極剤の破片、粉末等が、電極シート間やセパレータ等
の間に入り込む。そうすると、巻込み電極がいびつにな
ったり、あるいは巻込み電極の短絡等を生じたりし、生
産効率を低下させることとなる。また、ロールプレス工
程において、プレス圧を印加される部分が未塗工部分か
ら塗工部分に移行する場合、最初にプレスロールに接触
する段差近傍の塗工部分では、プレス圧が変動する。こ
のプレス圧が変動した部分の電極シートは、他の一定の
プレス圧を受けた部分とは特性が異なるおそれがある。
従って、そのようなプレス圧が変動するのは好ましくな
い。In a conventional manufacturing method in which a pressing pressure is applied at a constant pressure in a pressing step, since a thickness is different between a coated portion and an uncoated portion, a step is present at a boundary between the two portions. Due to such a step, a mechanical impact is applied to the step in the roll pressing process. For this reason, although it depends on the transport speed of the press, the electrode agent is easily separated from the current collector at the step portion.
When the electrode which has been impacted in the roll pressing step peels off the electrode agent in the subsequent electrode winding step, the generated fragments or powder of the electrode agent enter between the electrode sheets or the separator. Then, the winding electrode is distorted, or the winding electrode is short-circuited, and the production efficiency is reduced. Further, in the roll pressing step, when the portion to which the press pressure is applied shifts from the uncoated portion to the coated portion, the press pressure fluctuates in the coated portion near the step contacting the press roll first. The electrode sheet in the portion where the press pressure fluctuates may have different characteristics from those of the portion that has received another constant press pressure.
Therefore, it is not preferable that such press pressure fluctuates.
【０００４】この課題を解決するために、集電体に電極
剤を塗工して電池用電極シートを製造するに際して、集
電体に電極剤を塗工し、乾燥した後のプレス加工を、一
定のロール間隙を設けた状態で行なう方法が提案されて
いる（たとえば特開平11-213988号公報）。しかし、こ
の方法では、プレスロールに接触する段差近傍の塗工部
分が理想的な段差ではなく、一部盛り上がったような場
合には十分対応できず、得られる電極シートの特性むら
を解消することはできない。In order to solve this problem, when a current collector is coated with an electrode material to produce an electrode sheet for a battery, the current collector is coated with an electrode material and dried, followed by pressing. There has been proposed a method in which the fixing is performed with a fixed roll gap (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-213988). However, in this method, the coating portion near the step contacting the press roll is not an ideal step, and it cannot sufficiently cope with a case where a part is raised, and the characteristic unevenness of the obtained electrode sheet is eliminated. Can not.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
製造方法の欠点を解決するものであり、塗工時の段差や
塗りむらにがあった場合でもプレス圧の変動に対応でき
る手段を提供するものである。本発明は、後工程である
電極巻込み工程で電極剤の剥離を生じにくくし、電池製
造時の歩留まりを向上させる電池用電極シートの製造方
法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned drawbacks of the conventional manufacturing method, and provides a means capable of coping with fluctuations in press pressure even when there is a step or uneven coating during coating. To provide. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a battery electrode sheet that makes it difficult for the electrode agent to peel off in the electrode winding step as a subsequent step and improves the yield during battery manufacturing.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、集電体に電極
剤を塗工したシートを一対のロール間をとおしてプレス
加工する工程を有する電池用電極の製造方法において、
前記ロール間に導入されるシートの電極剤の厚さを検出
し、その検出値に基づいて前記ロール間の隙間を調整す
ることにより、前記シートをその電極剤の厚さに応じた
隙間に調整されたロールによりプレス加工することを特
徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a battery electrode, which comprises a step of pressing a current collector coated with an electrode material through a pair of rolls.
By detecting the thickness of the electrode material of the sheet introduced between the rolls, and adjusting the gap between the rolls based on the detected value, the sheet is adjusted to a gap according to the thickness of the electrode material. It is characterized in that it is pressed by a set roll.
【０００７】本発明は、集電体に電極剤を塗工したシー
トを移動させる装置、前記移動するシートをプレス加工
する一対のロール、前記ロール間の隙間を調整するロー
ル移動装置、前記シートの電極剤の厚さを検出する電極
剤厚さ検出装置、および前記電極剤厚さ検出装置の出力
に基づいて前記ロール移動装置によりロール間の隙間を
調整する制御装置を具備する電池用電極の製造装置を提
供する。本発明の電池用電極の製造装置は、さらに前記
ロールの変位を検出するロール変位検出装置を有し、前
記制御装置が、前記電極剤厚さ検出装置の出力および前
記ロール変位検出装置の出力に基づいてロール間の隙間
を調整するように構成されていることが好ましい。The present invention provides an apparatus for moving a sheet having a current collector coated with an electrode agent, a pair of rolls for pressing the moving sheet, a roll moving apparatus for adjusting a gap between the rolls, Manufacture of a battery electrode comprising: an electrode agent thickness detecting device that detects the thickness of an electrode agent; and a control device that adjusts a gap between rolls by the roll moving device based on an output of the electrode agent thickness detecting device. Provide equipment. The apparatus for manufacturing a battery electrode of the present invention further includes a roll displacement detection device that detects displacement of the roll, and the control device outputs the output of the electrode material thickness detection device and the output of the roll displacement detection device. It is preferable that the gap between the rolls is adjusted based on this.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】図１は、本発明による電池用電極
の製造装置の要部の構成を示す。１は集電体を表す。こ
の集電体１は、図示しない巻き取り装置により図矢印の
方向に移動される。電極活物質に結着剤および溶剤など
を混合してペーストを調整する混練機３から供給される
ペーストを塗工する塗工ヘッド４と対向する位置に設置
された塗工ロール５上において、集電体１はその片面に
電極剤のペーストが塗工される。塗工されたペースト
は、図示しない乾燥装置により乾燥されて電極剤層２が
形成される。ここでは、集電体の片面のみに電極剤が塗
工されているが、集電体の両面に電極剤が塗工されても
よい。FIG. 1 shows the structure of a main part of a device for manufacturing a battery electrode according to the present invention. 1 represents a current collector. The current collector 1 is moved in the direction of the arrow by a winding device (not shown). On a coating roll 5 installed at a position facing a coating head 4 for coating a paste supplied from a kneader 3 for mixing a binder and a solvent with the electrode active material to prepare a paste. The conductor 1 is coated with a paste of an electrode agent on one side thereof. The applied paste is dried by a drying device (not shown) to form the electrode agent layer 2. Here, the electrode agent is applied to only one surface of the current collector, but the electrode agent may be applied to both surfaces of the current collector.
【０００９】集電体１に電極剤層２を形成したシート
は、次に電極剤の厚さ検出装置７の下を通過した後、一
対のロール８ａ、８ｂ間をとおすことによりプレス加工
される。ロール８ａと８ｂには、両ロール間の隙間を調
整するロール移動装置９が左右に設けてある。制御装置
６は、電極剤の厚さ検出装置７の出力信号に基づいてロ
ール移動装置９を稼動させ、ロール８ａ、８ｂ間の隙間
を調整する。前記のロール上には、ロールの変位を検出
するロール変位検出装置１０が設けてある。制御装置６
には、ロール変位検出装置１０の出力信号も入力される
ようになっている。制御装置６は、シートの基準厚さに
対応するロールの基準位置からの変位を比較しながら検
出されたシートの厚さに適したロール間の隙間を設定す
ることができる。[0009] The sheet having the electrode material layer 2 formed on the current collector 1 is then pressed under the electrode material thickness detecting device 7 by being passed between a pair of rolls 8a and 8b. . The rolls 8a and 8b are provided with a roll moving device 9 for adjusting a gap between the two rolls on the left and right. The control device 6 operates the roll moving device 9 based on the output signal of the electrode agent thickness detecting device 7 to adjust the gap between the rolls 8a and 8b. A roll displacement detecting device 10 for detecting the displacement of the roll is provided on the roll. Control device 6
, The output signal of the roll displacement detecting device 10 is also input. The control device 6 can set the gap between the rolls suitable for the detected sheet thickness while comparing the displacement of the roll corresponding to the reference thickness of the sheet from the reference position.
【００１０】厚さ検出装置７は、超音波やレーザーを使
った一般的な手法を用いることが可能である。ロール移
動装置９は、一般的な手法を用いることが可能である
が、より正確にロール間隔を設定するには、ネジの回転
を利用した方法や、空気圧や油圧を使った手法を用いる
ことが望ましい。ロールがどの程度移動したかを知るた
めには、例えばネジの回転角度または回転数によっても
可能である。しかし、より正確にはロールの変位を検出
する装置を備えていることが望ましい。さらには、ロー
ルの変位検出装置をシートの幅方向にずらして少なくと
も２個設置するのが望ましい。ロール間隔を左右で同じ
くなるように調整するためである。ロールの変位を検出
する装置は特に限定されず、超音波やレーザーを使った
一般的な手法を用いることが可能である。プレス加工
は、必ずしもロールプレスに限定されるものではない
が、量産に供するためにはロールプレスが好ましい。以
下の例では、プレス後にシートの熱処理を行っている
が、プレス前に実施しても差し支えない。この熱処理
は、乾燥時の温度よりも高温にすることが集電体と電極
剤の結着力を高めるために好ましい。As the thickness detecting device 7, a general method using an ultrasonic wave or a laser can be used. The roll moving device 9 can use a general method, but in order to set the roll interval more accurately, a method using the rotation of a screw, or a method using air pressure or oil pressure is used. desirable. It is also possible to know how much the roll has moved, for example, by the rotation angle or the number of rotations of the screw. However, more precisely, it is desirable to have a device for detecting the displacement of the roll. Further, it is desirable to dispose at least two roll displacement detecting devices in the width direction of the sheet. This is for adjusting the roll interval to be the same on the left and right. The device for detecting the roll displacement is not particularly limited, and a general method using an ultrasonic wave or a laser can be used. The press working is not necessarily limited to a roll press, but a roll press is preferable for mass production. In the following example, the sheet is heat-treated after pressing, but may be performed before pressing. This heat treatment is preferably performed at a temperature higher than the drying temperature in order to increase the binding force between the current collector and the electrode agent.
【００１１】次に、本発明の電池用電極シートの製造方
法について、負極シートを一例として述べる。負極活物
質として、乳鉢などですりつぶしたミルド状炭素繊維を
用い、これに結着剤としてポリフッ化ビニリデン、導電
剤としてカーボンブラックを所定の割合で混合する。こ
の混合物に溶剤を加え、混練機により十分混合、分散さ
せ、負極用電極剤ペーストとする。集電体である銅箔の
片面に、乾燥ゾーンおよびドクターブレードを有する市
販のコーター等を使用して塗工し、所定温度にて乾燥す
る。集電体の反対面にもペーストを同様に塗工し、乾燥
した後、ロールプレスによって圧力を印加する。本発明
では、プレス圧力印加時のロールのプレス間隙を次のよ
うに調整する。すなわち、厚さ検出装置により取得した
電極剤の実際の厚さと、ロールの変位検出装置で取得し
た基準値に対する変位とを基にして、適切なロール隙間
を設定する。そしてし、ロールの移動機構を用いて、ロ
ール隙間を設定された値に調整する。こうして適切なロ
ール隙間に調整された状態でシートをプレス加工し、さ
らに所定の温度で熱処理を施す。本発明によれば、電極
剤の未塗工部と塗工部の段差部分においても、機械的衝
撃が小さくプレス圧変動は極力低減できるため、特性の
むらを小さく抑えることができる。Next, the method for producing an electrode sheet for a battery according to the present invention will be described using a negative electrode sheet as an example. Milled carbon fibers ground in a mortar or the like are used as the negative electrode active material, and polyvinylidene fluoride as a binder and carbon black as a conductive agent are mixed at a predetermined ratio. A solvent is added to the mixture, and the mixture is sufficiently mixed and dispersed by a kneader to obtain a negative electrode paste. One side of a copper foil as a current collector is applied using a commercially available coater or the like having a drying zone and a doctor blade, and dried at a predetermined temperature. A paste is similarly applied to the opposite surface of the current collector, dried, and then pressure is applied by a roll press. In the present invention, the press gap between the rolls when the press pressure is applied is adjusted as follows. That is, an appropriate roll gap is set based on the actual thickness of the electrode agent acquired by the thickness detecting device and the displacement with respect to the reference value acquired by the roll displacement detecting device. Then, the roll gap is adjusted to the set value by using the roll moving mechanism. The sheet is pressed in a state adjusted to an appropriate gap between the rolls, and is further subjected to a heat treatment at a predetermined temperature. According to the present invention, the mechanical impact is small and the press pressure fluctuation can be reduced as much as possible even at the step portion between the uncoated portion and the coated portion of the electrode agent, so that the characteristic unevenness can be suppressed to a small value.
【００１２】本発明の電極シートに使用できる集電体と
しては、金属箔、金属織物、金属メッシュ等があり、電
気抵抗の小さいものが好ましい。リチウムイオン二次電
池の電極用集電体としては金属箔が最も好ましい。具体
的には、正極用にアルミニウム箔、負極用に銅箔、正・
負極用にステンレス鋼箔等が使用できる。本発明の電池
用電極シートは、集電体の片面または両面に電極剤を塗
工した構成のものである。活物質と結着剤を混合し、結
着剤を溶解するか分散させる溶剤にてペースト状にした
電極剤を集電体の片面もしくは両面に塗工、乾燥し、プ
レスして形成されるものである。電極剤は、上述したよ
うに活物質と結着剤とを混合し、溶剤にてペースト状に
調製したものであるが、さらに導電材を混合した方が導
電性を高める上で好ましい。The current collector that can be used in the electrode sheet of the present invention includes a metal foil, a metal fabric, a metal mesh and the like, and those having a small electric resistance are preferable. A metal foil is most preferable as a current collector for an electrode of a lithium ion secondary battery. Specifically, aluminum foil for the positive electrode, copper foil for the negative electrode,
Stainless steel foil or the like can be used for the negative electrode. The battery electrode sheet of the present invention has a structure in which an electrode agent is applied to one or both surfaces of a current collector. An active material and a binder are mixed, and a paste is formed on one or both sides of a current collector with a solvent that dissolves or disperses the binder, and dried and pressed. It is. As described above, the electrode agent is prepared by mixing the active material and the binder and preparing a paste with a solvent. However, it is preferable to further mix a conductive material from the viewpoint of increasing conductivity.
【００１３】本発明に適用できる活物質としては特に限
定されず、リチウムイオンをドーピング・脱ドーピング
可能なものであれば、正極活物質および負極活物質のい
ずれの材料でも使用可能である。例えば負極活物質の例
としては、炭素質材料があり、その形態も粉末状、繊維
状など種々の形態のものが使用可能である。炭素繊維と
しては、特に限定されるものではなく、一般に有機物を
焼成したものが用いられる。ポリアクリロニトロル（Ｐ
ＡＮ）から得られるＰＡＮ系炭素繊維、石炭または石油
等のピッチから得られるピッチ系炭素繊維、セルロース
から得られるセルロース系炭素繊維、低分子量有機物の
気体から得られる気相成長炭素繊維などが使用できる。The active material applicable to the present invention is not particularly limited, and any material of a positive electrode active material and a negative electrode active material can be used as long as it can dope and dedope lithium ions. For example, examples of the negative electrode active material include a carbonaceous material, and various forms such as a powdery form and a fibrous form can be used. The carbon fiber is not particularly limited, and generally is obtained by firing an organic substance. Polyacrylonitrile (P
PAN-based carbon fiber obtained from AN), pitch-based carbon fiber obtained from pitch of coal or petroleum, cellulose-based carbon fiber obtained from cellulose, vapor-grown carbon fiber obtained from gas of low molecular weight organic substance, and the like. .
【００１４】正極活物質としては、アルカリ金属を含む
遷移金属酸化物や遷移金属カルコゲンなどの無機化合
物、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリフェニ
レンビニレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオ
フェンなどの共役系高分子、ジスルフィド結合を有する
架橋高分子、塩化チオニルなど、通常の二次電池におい
て用いられる正極を挙げることができる。これらの中
で、リチウム塩を含む非水電解液を用いた二次電池の場
合には、コバルト、マンガン、モリブデン、バナジウ
ム、クロム、鉄、銅、チタンなどの遷移金属酸化物や遷
移金属カルコゲンが好ましく用いられる。なかでもＬｉ
ＣｏＯ2 、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＭｎ2Ｏ4 、ＬｉyＮｉ
1-xＭｅxＯ2（Ｍｅ：Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅのいずれか
から選ばれる）、Ｌｉ1-x-aＡxＮｉ1-y-bＢyＯ2（ただ
し、Ａはアルカリ金属およびアルカリ土類金属よりなる
群から選ばれる少なくとも１種、Ｂは少なくとも１種の
遷移元素）は、電圧が高く、エネルギー密度も大きいた
めに好ましく使用できる。Examples of the positive electrode active material include inorganic compounds such as transition metal oxides and transition metal chalcogens containing alkali metals, conjugated polymers such as polyacetylene, polyparaphenylene, polyphenylenevinylene, polyaniline, polypyrrole, and polythiophene, and disulfide bonds. Positive electrodes used in ordinary secondary batteries, such as a crosslinked polymer having thionyl chloride and the like. Among these, in the case of a secondary battery using a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt, a transition metal oxide or a transition metal chalcogen such as cobalt, manganese, molybdenum, vanadium, chromium, iron, copper, and titanium is used. It is preferably used. Above all, Li
CoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , Li y Ni
1-x Me x O 2 ( Me: Ti, V, Mn, selected from any one of Fe), Li 1-xa A x Ni 1-yb B y O 2 ( however, A is alkali metal and alkaline earth At least one selected from the group consisting of metals and B is at least one transition element) can be preferably used because of its high voltage and high energy density.
【００１５】電極剤の結着剤としては、特に限定するも
のではなく、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれであ
っても良い。また、溶液やエマルジョンなどの状態で使
用することも可能である。添加量としては、通常電極剤
中に０．０１〜４０ｗｔ％で使用される。具体的には、
各種エポキシ樹脂、セルロース樹脂、有機フッ素ポリお
よびコポリマ、アクリル樹脂、有機クロル系樹脂、ポリ
アミド、ポリイミド、ポリカーボネート等が挙げられ
る。なかでもポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオ
ロエチレン、六フッ化プロピレンポリマおよびコポリマ
が結着力、化学的安定性、塗工性などの点で優れるため
好ましい。導電剤としては、種々の炭素質材料を使用す
ることができる。導電性が良好で、かつ活物質的な特性
はなるべく有しない材料であることが好ましい。具体的
には人工黒鉛、アセチレンブラック、ケッチェンブラッ
クなどの熱分解炭素、気相生長炭素、メソフェーズ炭
素、コークス、有機物焼成体などが挙げられる。導電剤
は、活物質相互の電気的な接続を補助する機能を有して
おり、導電剤の粒径は活物質と同サイズか、あるいは活
物質よりも小さいことが好ましい。導電剤の添加量とし
ては、限定するものではないが、０．５〜３０ｗｔ％、
さらに好ましくは０．７〜２０ｗｔ％である。０．５ｗ
ｔ％未満では導電性への効果に乏しく、２０ｗｔ％を越
えると電極単位重量当たりの容量が低下するため好まし
くない。The binder of the electrode agent is not particularly limited, and may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin. Further, it can be used in the form of a solution or an emulsion. The amount of addition is usually 0.01 to 40 wt% in the electrode agent. In particular,
Various epoxy resins, cellulose resins, organofluorine poly and copolymers, acrylic resins, organic chlorinated resins, polyamides, polyimides, polycarbonates and the like can be mentioned. Among them, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, propylene hexafluoride polymer and copolymer are preferable because they are excellent in binding power, chemical stability, coating property and the like. Various carbonaceous materials can be used as the conductive agent. It is preferable that the material has good conductivity and does not have characteristics of an active material as much as possible. Specific examples include pyrolytic carbon such as artificial graphite, acetylene black, and Ketjen black, vapor-grown carbon, mesophase carbon, coke, and a fired organic material. The conductive agent has a function of assisting the electrical connection between the active materials, and the particle size of the conductive agent is preferably the same size as the active material or smaller than the active material. The amount of the conductive agent to be added is not limited, but is 0.5 to 30 wt%,
More preferably, it is 0.7 to 20 wt%. 0.5w
If it is less than t%, the effect on conductivity is poor, and if it exceeds 20 wt%, the capacity per unit weight of the electrode is undesirably reduced.
【００１６】[0016]
【実施例】以下に具体的な実施例を用いて本発明を説明
する。本発明は、以下の実施例に限定されるものではな
い。 《実施例１》ロールコーターを用いて、リチウムイオン
二次電池用の電極シートを形成した実施例について述べ
る。負極活物質として黒鉛（日本黒鉛（株）製”ＬＢ−
ＢＧ”）、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（呉羽化
学工業（株）製”ＫＦポリマー＃１１００）、導電剤と
してアセチレンブラック（電気化学工業製“デンカブラ
ック”）をそれぞれ重量比９０：５：５の割合で混合し
た。この混合物に、ポリフッ化ビニリデンに対する溶剤
としてＮ−メチル−２−ピロリドンを加え、混練機によ
り十分混合、分散させて、負極シート用電極剤ペースト
とした。集電体ある１４μｍ厚さの銅箔を走行させ、集
電体の片面に前記電極剤ペーストを塗工した後、温度９
０℃に設定した乾燥ゾーンを経て巻き取った。反対面も
同様にして電極剤ペーストを塗工し、乾燥後に巻き取っ
た。このようにして得られた電極シートを３ｍ／分の速
度で温度２００℃に設定した熱処理ゾーンを通過させた
後に、レーザー変位計（キーエンス社製ＬＫ2000）を用
いて両面から電極剤厚みを測定した。この時の片面の電
極剤の厚みは１２０μｍおよび１２２μｍであり、この
値から全体の厚みは２５６μｍと計算された。ロール移
動装置には、ロールの間隔をあらかじめ測定された厚み
よりも１割狭い間隔にするように設定されており、プレ
ス用のロールの間隔はこれよりも１割少ない２３０μｍ
に設定されたうえでロールプレスを行い、負極シートを
得た。The present invention will be described below with reference to specific examples. The present invention is not limited to the following examples. Example 1 An example in which an electrode sheet for a lithium ion secondary battery was formed using a roll coater will be described. Graphite ("Nippon Graphite Co., Ltd." LB-
BG "), polyvinylidene fluoride (" KF Polymer # 1100 "manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd.) as a binder, and acetylene black (" DENKA BLACK "manufactured by Denki Kagaku Kogyo) as a conductive agent in a weight ratio of 90: 5: 5. At a rate of N-methyl-2-pyrrolidone was added to this mixture as a solvent for polyvinylidene fluoride, and the mixture was sufficiently mixed and dispersed by a kneader to obtain an electrode material paste for a negative electrode sheet. After a copper foil having a thickness of 14 μm, which is a current collector, is run and the above-mentioned electrode agent paste is applied to one surface of the current collector, a temperature of 9 μm is applied.
The film was wound through a drying zone set at 0 ° C. The opposite side was similarly coated with an electrode agent paste, dried and wound up. After passing the electrode sheet thus obtained through a heat treatment zone set at a temperature of 200 ° C. at a speed of 3 m / min, the thickness of the electrode agent was measured from both sides using a laser displacement meter (LK2000, manufactured by Keyence Corporation). . At this time, the thickness of the electrode material on one side was 120 μm and 122 μm, and the total thickness was calculated to be 256 μm from this value. The roll moving device is set so that the interval between the rolls is 10% smaller than the thickness measured in advance, and the interval between the rolls for pressing is 230 μm, which is 10% smaller than this.
Then, roll pressing was performed to obtain a negative electrode sheet.
【００１７】正極活物質のＬｉＣｏＯ2 （日本化学工業
（株）製の“セルシード”）、導電剤として上記のアセ
チレンブラック、および結着剤として上記のポリフッ化
ビニリデンを重量比８０：５：１５の割合で混合した。
この混合物に、溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドン
を加え、混練機により十分混合、分散させて、正極電極
剤用ペーストとした。このペーストを集電体である２０
μｍ厚みのアルミ箔の片面に塗工した後、温度９０℃に
設定した乾燥ゾーンを経て巻き取った。反対面も同様に
して電極剤ペーストを塗工し、乾燥した後に巻き取っ
た。このようにして得られた正極シートを３ｍ／分の速
度で温度２００℃に設定した熱処理ゾーン通過させた後
に、負極シートの場合と同様のレーザー変位計を用いて
両面から電極剤厚みを測定した。この時の片面の電極剤
の厚みは１１０μｍおよび１１３μｍであった。この値
から全体の厚みは２４３μｍと計算され、プレス用のロ
ールの間隔はこれよりも１割少ない２１８μｍに設定
し、ロールプレスを行うことで正極シートを得た。LiCoO 2 (“Cell Seed” manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) as a positive electrode active material, the above acetylene black as a conductive agent, and the above polyvinylidene fluoride as a binder in a weight ratio of 80: 5: 15. Mix in proportions.
To this mixture, N-methyl-2-pyrrolidone was added as a solvent, and the mixture was sufficiently mixed and dispersed by a kneader to obtain a paste for a positive electrode material. This paste is used as the current collector 20
After coating on one side of an aluminum foil having a thickness of μm, it was wound up through a drying zone set at a temperature of 90 ° C. The opposite side was similarly coated with an electrode agent paste, dried and wound up. After passing the thus obtained positive electrode sheet through a heat treatment zone set at a temperature of 200 ° C. at a speed of 3 m / min, the thickness of the electrode material was measured from both sides using the same laser displacement meter as in the case of the negative electrode sheet. . At this time, the thickness of the electrode material on one side was 110 μm and 113 μm. From this value, the total thickness was calculated to be 243 μm, the interval between the pressing rolls was set to 218 μm, which is 10% smaller than this, and roll pressing was performed to obtain a positive electrode sheet.
【００１８】得られた正極シートおよび負極シートを正
極は５４ｍｍ幅、負極は５６ｍｍ幅にそれぞれ裁断し、
リードを溶接した後、これらの正・負極シートを、２５
μｍ厚さ、幅５８ｍｍのポリエチレン製セパレータ（宇
部興産社製）と共に巻込み機によってスパイラル状の巻
込み電極を得た。上記本発明の製造方法にて、スパイラ
ル状の巻込み電極を１００個製造した。この実施例１で
電極巻き込み時に電極短絡を生じた個数は２個であっ
た。The obtained positive electrode sheet and negative electrode sheet are cut into a width of 54 mm for the positive electrode and a width of 56 mm for the negative electrode, respectively.
After welding the leads, these positive and negative electrode sheets are
A spiral wound electrode was obtained with a winding machine together with a polyethylene separator (manufactured by Ube Industries, Ltd.) having a thickness of 58 μm and a width of 58 mm. By the manufacturing method of the present invention, 100 spiral wound electrodes were manufactured. In Example 1, the number of electrode short-circuits at the time of electrode winding was two.
【００１９】《実施例２》実施例１と同様の手法にてロ
ールプレスを行い、負極シートおよび正極シートを得
た。ただし、負極シートは、活物質としてＰＡＮ系炭素
繊維（東レ（株）製”Ｔ−３００”）を１２００℃で焼
成したものを用いた。これらの正・負極シートおよびセ
パレータを用いてスパイラル状の巻込み電極を１００個
製造した。この際の巻込み不良、あるいは巻込み電極短
絡の生じた個数は５個であった。Example 2 Roll pressing was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a negative electrode sheet and a positive electrode sheet. However, the negative electrode sheet used was obtained by firing PAN-based carbon fiber (“T-300” manufactured by Toray Industries, Inc.) at 1200 ° C. as an active material. Using these positive / negative electrode sheets and separators, 100 spiral wound electrodes were manufactured. In this case, the number of winding defects or the number of winding electrode short-circuits was 5.
【００２０】《比較例１》実施例１で提示した製造工程
のうち、正・負極シートとも、従来の一定間隔によるロ
ールプレスによってプレスした以外は実施例１と同様に
して正・負極シートを製造し、実施例１と同様にして巻
き込み電極１００個を製造した。この際の電極短絡の生
じた個数は２１個であった。Comparative Example 1 In the manufacturing process presented in Example 1, positive and negative electrode sheets were manufactured in the same manner as in Example 1 except that both the positive and negative electrode sheets were pressed by a conventional roll press at a constant interval. Then, 100 wound electrodes were manufactured in the same manner as in Example 1. At this time, the number of electrode short-circuits was 21.
【００２１】以上のとおり実施例１および２では、比較
例１に比べて、巻込み時の電極短絡の発生が低減し、製
造時の歩留まりを改善することができた。As described above, in Examples 1 and 2, the occurrence of electrode short-circuit at the time of winding was reduced as compared with Comparative Example 1, and the production yield was improved.
【００２２】[0022]
【発明の効果】本発明によれば、プレス圧力印加時のロ
ール間隙を電極剤の厚みに応じたロール間隔で行うの、
電極巻き込み時に発生する電極剤の集電体からの剥離を
低減でき、従って電極シート製造時の歩留まりを向上す
ることができる。According to the present invention, the roll gap at the time of applying the press pressure is performed at a roll gap corresponding to the thickness of the electrode material.
Separation of the electrode agent from the current collector, which occurs when the electrode is involved, can be reduced, and therefore, the yield in manufacturing the electrode sheet can be improved.
【図１】本発明の一実施例における電極の製造装置の要
部の構成を示す。FIG. 1 shows a configuration of a main part of an electrode manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
１ 集電体 ２ 電極剤 ３ 混練機 ４ 塗工ヘッド ５ 塗工ロール ６ 制御装置 ７ 電極剤厚さ検出装置 ８ａ、８ｂ プレスロール ９ ロール移動装置 １０ ロール変位検出装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Current collector 2 Electrode agent 3 Kneader 4 Coating head 5 Coating roll 6 Control device 7 Electrode agent thickness detecting device 8a, 8b Press roll 9 Roll moving device 10 Roll displacement detecting device
Claims (3)
のロール間をとおしてプレス加工する工程を有する電池
用電極の製造方法であって、前記ロール間に導入される
シートの電極剤の厚さを検出し、その検出値に基づいて
前記ロール間の隙間を調整することにより、前記シート
をその電極剤の厚さに応じた隙間に調整されたロールに
よりプセル加工することを特徴とする電池用電極の製造
方法。1. A method for producing an electrode for a battery, comprising a step of pressing a sheet having a current collector coated with an electrode agent through a pair of rolls, wherein the electrode of the sheet introduced between the rolls is provided. By detecting the thickness of the agent, and adjusting the gap between the rolls based on the detected value, the sheet is processed by a roll adjusted to a gap corresponding to the thickness of the electrode agent. A method for producing a battery electrode.
させる装置、前記移動するシートをプレス加工する一対
のロール、前記ロール間の隙間を調整するロール移動装
置、前記シートの電極剤の厚さを検出する電極剤厚さ検
出装置、および前記電極剤厚さ検出装置の出力に基づい
て前記ロール移動装置によりロール間の隙間を調整する
制御装置を具備することを特徴とする電池用電極の製造
装置。2. An apparatus for moving a sheet coated with an electrode material on a current collector, a pair of rolls for pressing the moving sheet, a roll moving device for adjusting a gap between the rolls, and an electrode material for the sheet. For a battery, comprising: an electrode material thickness detecting device for detecting the thickness of the electrode material; and a control device for adjusting a gap between rolls by the roll moving device based on an output of the electrode material thickness detecting device. Electrode manufacturing equipment.
ル変位検出装置を有し、前記制御装置が、前記電極剤厚
さ検出装置の出力および前記ロール変位検出装置の出力
に基づいてロール間の隙間を調整する請求項２記載の電
池用電極の製造装置。3. A roll displacement detecting device for detecting a displacement of the roll, wherein the control device controls a gap between the rolls based on an output of the electrode agent thickness detecting device and an output of the roll displacement detecting device. 3. The apparatus for manufacturing a battery electrode according to claim 2, wherein:
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