JP2002050350A - 電池用電極の製造方法 - Google Patents
電池用電極の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 例えば二次電池の正極電極体の製造工程にお
いて、活物質を塗布・充填後の母材基板に集電部材接続
用の領域を形成する際に、超音波を使用すると基板自体
に損傷が発生し、集電部材の溶接強度が低下する。 【解決手段】 正極電極体に集電部材を溶接するための
接続領域を形成する工程を含む電池用電極の製造方法で
あって、接続領域を形成する工程が、正極電極体の母材
基板に活物質を塗布・充填、乾燥する工程と、接続領域
に圧力を印加して当該領域の活物質を破砕し、ついで、
領域から活物質の破砕片を除去する工程とから構成し
た。
いて、活物質を塗布・充填後の母材基板に集電部材接続
用の領域を形成する際に、超音波を使用すると基板自体
に損傷が発生し、集電部材の溶接強度が低下する。 【解決手段】 正極電極体に集電部材を溶接するための
接続領域を形成する工程を含む電池用電極の製造方法で
あって、接続領域を形成する工程が、正極電極体の母材
基板に活物質を塗布・充填、乾燥する工程と、接続領域
に圧力を印加して当該領域の活物質を破砕し、ついで、
領域から活物質の破砕片を除去する工程とから構成し
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電池用電極の製造方
法に関し、さらに詳しくは、とくに二次電池に使用され
る正極電極体において、この電極体の母材基板に塗布・
充填された正極活物質を基板を損傷することなく、しか
も、効率よく除去する工程を含む電極の製造方法に関す
る。
法に関し、さらに詳しくは、とくに二次電池に使用され
る正極電極体において、この電極体の母材基板に塗布・
充填された正極活物質を基板を損傷することなく、しか
も、効率よく除去する工程を含む電極の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話や携帯型ノートパソコン
などの電子機器のコードレス化、高性能化、ならびに小
型軽量化の進展にともない、これらの電子機器の電源と
なる二次電池に対しては高容量化への要求が高まってい
る。かかる二次電池は、例えば円筒形二次電池の場合、
一般に、正極電極体と、負極電極体とをセパレータを介
して互いに絶縁して積層し、負極電極体が外側になるよ
うに巻回してロール状の電極群を作製し、この電極群を
例えば円筒状のアウター缶に装填した構造を有する。
などの電子機器のコードレス化、高性能化、ならびに小
型軽量化の進展にともない、これらの電子機器の電源と
なる二次電池に対しては高容量化への要求が高まってい
る。かかる二次電池は、例えば円筒形二次電池の場合、
一般に、正極電極体と、負極電極体とをセパレータを介
して互いに絶縁して積層し、負極電極体が外側になるよ
うに巻回してロール状の電極群を作製し、この電極群を
例えば円筒状のアウター缶に装填した構造を有する。
【０００３】このような二次電池の集電構造としては、
上述した電極群の負極電極体の最外周をアウター缶と接
触させることにより負極側を集電している。一方、正極
側は、この正極電極体の端部に突出して形成された集電
部材（タブ）をアウター缶に対して絶縁される封口体に
接続することにより、正極側を集電する構成が一般的で
ある。
上述した電極群の負極電極体の最外周をアウター缶と接
触させることにより負極側を集電している。一方、正極
側は、この正極電極体の端部に突出して形成された集電
部材（タブ）をアウター缶に対して絶縁される封口体に
接続することにより、正極側を集電する構成が一般的で
ある。
【０００４】図２（ａ）〜（ｃ）は、従来の正極電極体
における集電部材の接続工程を示す。まず、図２（ａ）
のように、正極電極体の母材基板１にペースト状の正極
活物質２を塗工、すなわち、塗布・充填、乾燥する。こ
のとき、あらかじめ、電流を出し入れするための基板露
出部１ａを形成する。ついで、図２（ｂ）のように基板
露出部１ａに集電用のリード３を接続し、さらに、図２
（ｃ）のようにこのリード３に集電部材（タブ）４を接
続する工程が一般的である。
における集電部材の接続工程を示す。まず、図２（ａ）
のように、正極電極体の母材基板１にペースト状の正極
活物質２を塗工、すなわち、塗布・充填、乾燥する。こ
のとき、あらかじめ、電流を出し入れするための基板露
出部１ａを形成する。ついで、図２（ｂ）のように基板
露出部１ａに集電用のリード３を接続し、さらに、図２
（ｃ）のようにこのリード３に集電部材（タブ）４を接
続する工程が一般的である。
【０００５】しかしながら、最近の高容量化の要請にと
もない、母材基板にはできるだけ大量の活物質を充填す
ることが必要になってくるが、この点を考えると、図２
（ａ）に示したような活物質の充填されていない領域が
存在することは、高容量化を阻むことになるため好まし
くない。そこで、最近は上記の欠点を解消するために、
図３（ａ）〜（ｃ）に示す方法が採用されている。な
お、図３において、図２と同一の構成要素には同一の符
号を付して示してある。
もない、母材基板にはできるだけ大量の活物質を充填す
ることが必要になってくるが、この点を考えると、図２
（ａ）に示したような活物質の充填されていない領域が
存在することは、高容量化を阻むことになるため好まし
くない。そこで、最近は上記の欠点を解消するために、
図３（ａ）〜（ｃ）に示す方法が採用されている。な
お、図３において、図２と同一の構成要素には同一の符
号を付して示してある。
【０００６】すなわち、まず、図３（ａ）に示したよう
に、導電性母材基板１の全面に正極活物質２を塗布・充
填、乾燥したのち、これをプレスする。この工程によ
り、母材基板１には、乾燥されかつ緻密化された硬い正
極活物質が担持される。ついで、図３（ｂ）に示すよう
に、例えば、超音波などにより、母材基板１において集
電部材（タブ）を接続するための領域１ｂのみの正極活
物質を除去して基板を露出させる。しかるのち、図３
（ｃ）に示すように、この領域１ｂに集電部材（タブ）
４を溶接などにより接続する。
に、導電性母材基板１の全面に正極活物質２を塗布・充
填、乾燥したのち、これをプレスする。この工程によ
り、母材基板１には、乾燥されかつ緻密化された硬い正
極活物質が担持される。ついで、図３（ｂ）に示すよう
に、例えば、超音波などにより、母材基板１において集
電部材（タブ）を接続するための領域１ｂのみの正極活
物質を除去して基板を露出させる。しかるのち、図３
（ｃ）に示すように、この領域１ｂに集電部材（タブ）
４を溶接などにより接続する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
超音波を利用した方法は、活物質を除去すると同時に基
板にも損傷を与えることになり、続く集電部材の接続工
程で、集電部材を基板に溶接した際の溶接強度が低下
し、アウター缶に組み込んだときに集電部材の脱落など
が発生することもある。
超音波を利用した方法は、活物質を除去すると同時に基
板にも損傷を与えることになり、続く集電部材の接続工
程で、集電部材を基板に溶接した際の溶接強度が低下
し、アウター缶に組み込んだときに集電部材の脱落など
が発生することもある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたもので、正極電極体に集電部材を溶
接するための接続領域を形成する工程を含む電池用電極
の製造方法であって、前記接続領域を形成する工程が、
前記正極電極体の母材基板に活物質を塗布・充填、乾燥
したのち、前記接続領域に圧力を印加して当該領域の活
物質を破砕する工程と、前記領域から前記活物質の破砕
片を除去する工程とからなる方法が提供される。
するためになされたもので、正極電極体に集電部材を溶
接するための接続領域を形成する工程を含む電池用電極
の製造方法であって、前記接続領域を形成する工程が、
前記正極電極体の母材基板に活物質を塗布・充填、乾燥
したのち、前記接続領域に圧力を印加して当該領域の活
物質を破砕する工程と、前記領域から前記活物質の破砕
片を除去する工程とからなる方法が提供される。
【０００９】そして、上記の構成において、前記活物質
の破砕片の除去工程が、この破砕片に高圧のエアを吹き
付ける工程、または、この破砕片を吸引する工程である
ことが好ましい。
の破砕片の除去工程が、この破砕片に高圧のエアを吹き
付ける工程、または、この破砕片を吸引する工程である
ことが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図（ａ）〜（ｅ）を参照し
ながら本発明の電池用電極の製造方法の主要部をなす正
極電極体の母材基板に塗工された活物質の除去工程につ
いて順次説明する。図１（ａ）は、導電性の母材基板１
１に正極活物質１２が塗布・充填、乾燥されたものを示
す。母材基板１１としては、例えば発泡ニッケル基板、
網状焼結金属繊維の基板や、不織布にニッケルめっきを
施したフェルトめっき基板のような３次元基板；または
パンチドメタル、エキスパンドメタルのような２次元基
板をあげることができる。
ながら本発明の電池用電極の製造方法の主要部をなす正
極電極体の母材基板に塗工された活物質の除去工程につ
いて順次説明する。図１（ａ）は、導電性の母材基板１
１に正極活物質１２が塗布・充填、乾燥されたものを示
す。母材基板１１としては、例えば発泡ニッケル基板、
網状焼結金属繊維の基板や、不織布にニッケルめっきを
施したフェルトめっき基板のような３次元基板；または
パンチドメタル、エキスパンドメタルのような２次元基
板をあげることができる。
【００１１】正極活物質１２としては、例えば水酸化ニ
ッケル粉末を主成分とする粉末に導電材と結着剤を配合
し、その混合物を水などの任意の溶媒の存在下でペース
ト状に混練したものを使用し、このペースト状のものを
上述した導電性母剤基板に塗布・充填したのち乾燥す
る。つぎに、図１（ｂ）に示したように、乾燥後の硬い
正極活物質を破砕する工程に移る。すなわち、導電性基
板１１の活物質除去領域１１ａに圧力を印加する。具体
的には、例えば図１（ｂ）に示すように、上下に対向し
て配置された、先端部に波型の押圧部１３ａ，１４ａを
有する加圧ブロック１３，１４の間に導電性基板１１を
移送し、この基板１１を加圧ブロック１３，１４により
上下から挟み所定の圧力で加圧する。このとき、加圧ブ
ロック１３，１４の押圧部１３ａ，１４ａの押圧面積
は、活物質除去領域の面積に対応して適宜決定すること
が好ましい。
ッケル粉末を主成分とする粉末に導電材と結着剤を配合
し、その混合物を水などの任意の溶媒の存在下でペース
ト状に混練したものを使用し、このペースト状のものを
上述した導電性母剤基板に塗布・充填したのち乾燥す
る。つぎに、図１（ｂ）に示したように、乾燥後の硬い
正極活物質を破砕する工程に移る。すなわち、導電性基
板１１の活物質除去領域１１ａに圧力を印加する。具体
的には、例えば図１（ｂ）に示すように、上下に対向し
て配置された、先端部に波型の押圧部１３ａ，１４ａを
有する加圧ブロック１３，１４の間に導電性基板１１を
移送し、この基板１１を加圧ブロック１３，１４により
上下から挟み所定の圧力で加圧する。このとき、加圧ブ
ロック１３，１４の押圧部１３ａ，１４ａの押圧面積
は、活物質除去領域の面積に対応して適宜決定すること
が好ましい。
【００１２】また、押圧部１３ａ，１４ａの先端形状も
上記の波型に限定されるものではないが、基板に対して
点接触するものより、線または線に近い帯状の面で接触
するものの方が十分な破砕力が印加されるため好まし
い。この加圧工程により、硬い正極活物質は破砕され、
同時に導電性基板１１との結合が断たれることになる。
この工程によれば、活物質のみが破砕され、導電性基板
１１の損傷が防止されるという利点がある。
上記の波型に限定されるものではないが、基板に対して
点接触するものより、線または線に近い帯状の面で接触
するものの方が十分な破砕力が印加されるため好まし
い。この加圧工程により、硬い正極活物質は破砕され、
同時に導電性基板１１との結合が断たれることになる。
この工程によれば、活物質のみが破砕され、導電性基板
１１の損傷が防止されるという利点がある。
【００１３】つぎに、導電性基板１１の活物質除去領域
１１ａに存在する活物質の破砕片を除去する工程に移
る。この工程は、例えば、図１（ｃ）に示したように、
対向して配置されたエア噴射ノズル１５，１６の間に基
板１１を移送し、これらのノズル１５，１６を上下方向
から基板１１に近づけて、それらの先端から基板１１上
の破砕片に向けて高圧のエアを吹き付けることにより実
施することができる。
１１ａに存在する活物質の破砕片を除去する工程に移
る。この工程は、例えば、図１（ｃ）に示したように、
対向して配置されたエア噴射ノズル１５，１６の間に基
板１１を移送し、これらのノズル１５，１６を上下方向
から基板１１に近づけて、それらの先端から基板１１上
の破砕片に向けて高圧のエアを吹き付けることにより実
施することができる。
【００１４】このとき、正極活物質の破砕片が四方に飛
散することを防止するために、領域１１ａの外周に沿っ
て、例えば図１（ｃ）のようなガイド部材１７を配設こ
とが好ましい。さらに、このような高圧エアを吹き付け
ることによる除去工程のほかに、除去領域に近接する位
置に例えば吸引ダクトの吸い込み口を配設して、正極活
物質の破砕片を強力に吸引除去する工程を採用すること
もできる。この吸引工程を採用した場合には、破砕片が
周囲に飛散することがないので、上記のようなガイド部
材は不要になる。
散することを防止するために、領域１１ａの外周に沿っ
て、例えば図１（ｃ）のようなガイド部材１７を配設こ
とが好ましい。さらに、このような高圧エアを吹き付け
ることによる除去工程のほかに、除去領域に近接する位
置に例えば吸引ダクトの吸い込み口を配設して、正極活
物質の破砕片を強力に吸引除去する工程を採用すること
もできる。この吸引工程を採用した場合には、破砕片が
周囲に飛散することがないので、上記のようなガイド部
材は不要になる。
【００１５】この正極活物質の破砕片除去工程の終了後
に、通常の加圧成形工程を実施して図１（ｄ）に示すよ
うな正極電極体１０を作製する。この正極電極体１０に
は、図示のように導電性基板の露出部１１ａが形成さ
れ、この露出部１１ａが集電部材の接続領域となる。し
かるのち、図１（ｅ）に示すように上記の基板露出部１
１ａに、集電部材１８を溶接する。この工程において、
導電性基板１１の露出部１１ａにはまったく損傷がない
ので、集電部材の溶接強度が向上する。
に、通常の加圧成形工程を実施して図１（ｄ）に示すよ
うな正極電極体１０を作製する。この正極電極体１０に
は、図示のように導電性基板の露出部１１ａが形成さ
れ、この露出部１１ａが集電部材の接続領域となる。し
かるのち、図１（ｅ）に示すように上記の基板露出部１
１ａに、集電部材１８を溶接する。この工程において、
導電性基板１１の露出部１１ａにはまったく損傷がない
ので、集電部材の溶接強度が向上する。
【００１６】なお、上記の図１（ｂ），（ｃ）に示した
加圧工程、破砕片除去工程は、基板１１を加圧ブロック
１３，１４間、エア噴射ノズル１５，１６間に順次移送
して、連続的に行うことが好ましい。
加圧工程、破砕片除去工程は、基板１１を加圧ブロック
１３，１４間、エア噴射ノズル１５，１６間に順次移送
して、連続的に行うことが好ましい。
【００１７】
【実施例】以下に、本発明の電極の製造方法の一実施例
について説明する。 １）正極電極体の作製 水酸化ニッケル粉末９０質量部に対し、一酸化コバルト
１０質量部と、ポリアクリル酸ナトリウム０．２５質量
部と、カルボキシメチルセルロース０．２５質量部、Ｐ
ＴＦＥディスパージョン（比重１．５、固形分含量６０
質量％）を固形分換算で０．３質量部とを混合し、さら
に純水３０質量部を添加し、全体を混練してペーストを
調製した。このペーストを５０ｍｍ×１００ｍｍのニッ
ケルの発泡基板に充填し、乾燥した。
について説明する。 １）正極電極体の作製 水酸化ニッケル粉末９０質量部に対し、一酸化コバルト
１０質量部と、ポリアクリル酸ナトリウム０．２５質量
部と、カルボキシメチルセルロース０．２５質量部、Ｐ
ＴＦＥディスパージョン（比重１．５、固形分含量６０
質量％）を固形分換算で０．３質量部とを混合し、さら
に純水３０質量部を添加し、全体を混練してペーストを
調製した。このペーストを５０ｍｍ×１００ｍｍのニッ
ケルの発泡基板に充填し、乾燥した。
【００１８】この基板の長辺に沿って、７ｍｍ×７ｍｍ
の集電部材接続領域を形成するために、図１（ｂ）に示
したような、頂角が１５°で、高さ５ｍｍの断面三角錐
形状の畝が８本形成されている押圧部１３ａ，１４ａを
有する加圧ブロック１３，１４で基板の上下面を挟み、
５〜１０ｋｇｆの加圧力で押圧した。このとき、除去領
域においては活物質に線状の亀裂が入り、ニッケル基板
から一部浮き上がった状態となった。
の集電部材接続領域を形成するために、図１（ｂ）に示
したような、頂角が１５°で、高さ５ｍｍの断面三角錐
形状の畝が８本形成されている押圧部１３ａ，１４ａを
有する加圧ブロック１３，１４で基板の上下面を挟み、
５〜１０ｋｇｆの加圧力で押圧した。このとき、除去領
域においては活物質に線状の亀裂が入り、ニッケル基板
から一部浮き上がった状態となった。
【００１９】ついで、図１（ｃ）に示したように、除去
領域の２辺をＬ字型のガイド部材で囲繞し、エア噴射ノ
ズルから約０．８ＭＰａの高圧エアを当該除去領域に吹
き付けて活物質の破砕片を飛散させることにより除去し
た。しかるのち、基板全体をロール圧延して、厚み０．
８〜１．０ｍｍのニッケル正極電極体を作製した。この
電極体の活物質除去領域の露出基板に３ｍｍ×１０ｍｍ
×０．１ｍｍの集電部材（タブ）を溶接した。
領域の２辺をＬ字型のガイド部材で囲繞し、エア噴射ノ
ズルから約０．８ＭＰａの高圧エアを当該除去領域に吹
き付けて活物質の破砕片を飛散させることにより除去し
た。しかるのち、基板全体をロール圧延して、厚み０．
８〜１．０ｍｍのニッケル正極電極体を作製した。この
電極体の活物質除去領域の露出基板に３ｍｍ×１０ｍｍ
×０．１ｍｍの集電部材（タブ）を溶接した。
【００２０】２）評価試験 このようにタブを溶接した正極電極体を１００個作製
し、引張試験機により各タブの引っ張り強度を測定した
ところ、その平均値は１．５kg／cm2であった。なお、
比較のために、基板のロール圧延後に超音波を使用して
活物質を除去する工程を採用したことを除いては、上記
実施例と同様にして正極電極体を作製し、活物質除去領
域に集電部材を溶接した。このような正極電極体１００
個に対して、同様にしてタブの引っ張り強度を測定した
ところ、その平均値は、１．０kg／cm2であった。
し、引張試験機により各タブの引っ張り強度を測定した
ところ、その平均値は１．５kg／cm2であった。なお、
比較のために、基板のロール圧延後に超音波を使用して
活物質を除去する工程を採用したことを除いては、上記
実施例と同様にして正極電極体を作製し、活物質除去領
域に集電部材を溶接した。このような正極電極体１００
個に対して、同様にしてタブの引っ張り強度を測定した
ところ、その平均値は、１．０kg／cm2であった。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の電極体の製造方法によれば、従来の超音波を利用し
た活物質の除去工程と比較して、基板の損傷が著しく防
止されるので、集電部材の溶接強度が格段に向上し、電
池に組み込んだ際の集電部材の脱落などを防止すること
が可能となる。さらに、超音波による除去工程に比べて
作業効率が向上し、その工業的価値は大である。
明の電極体の製造方法によれば、従来の超音波を利用し
た活物質の除去工程と比較して、基板の損傷が著しく防
止されるので、集電部材の溶接強度が格段に向上し、電
池に組み込んだ際の集電部材の脱落などを防止すること
が可能となる。さらに、超音波による除去工程に比べて
作業効率が向上し、その工業的価値は大である。
【図１】本発明の一実施形態に係る電極体の製造方法
を、その工程にしたがって順次示した概念図である。
を、その工程にしたがって順次示した概念図である。
【図２】従来の電極体の製造方法の一例を、その工程に
したがって順次示した概念図である。
したがって順次示した概念図である。
【図３】従来の電極体の製造方法の他の例を、その工程
にしたがって順次示した概念図である。
にしたがって順次示した概念図である。
１ 導電性母材基板 1a，1b タブ接続領域（基板露出部） ２ 正極活物質 ３ 集電用リード ４ 集電部材（タブ） １０ 正極電極体 １１ 導電性母材基板 １１ａ タブ接続領域（基板露出部） １２ 正極活物質 13，14 加圧ブロック 13a，14a 押圧部 15，16 エア噴射ノズル １７ ガイド部材 １８ 集電部材（タブ）
Claims (3)
- 【請求項１】 正極電極体に集電部材を溶接するための
接続領域を形成する工程を含む電池用電極の製造方法で
あって、前記接続領域を形成する工程が、前記正極電極
体の母材基板に活物質を塗布・充填、乾燥したのち、前
記接続領域に圧力を印加して当該領域の活物質を破砕す
る工程と、前記領域から前記活物質の破砕片を除去する
工程とから成ることを特徴とする電池用電極の製造方
法。 - 【請求項２】 前記活物質の破砕片の除去工程が、この
破砕片に高圧のエアを吹き付ける工程である請求項１に
記載の電池用電極の製造方法。 - 【請求項３】 前記活物質の破砕片の除去工程が、この
破砕片を吸引する工程である請求項１に記載の電池用電
極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000234429A JP2002050350A (ja) | 2000-08-02 | 2000-08-02 | 電池用電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000234429A JP2002050350A (ja) | 2000-08-02 | 2000-08-02 | 電池用電極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002050350A true JP2002050350A (ja) | 2002-02-15 |
Family
ID=18726798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000234429A Pending JP2002050350A (ja) | 2000-08-02 | 2000-08-02 | 電池用電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002050350A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017526128A (ja) * | 2014-09-12 | 2017-09-07 | 東莞新能源科技有限公司Ｄｏｎｇｇｕａｎ Ａｍｐｅｒｅｘ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ | 極片コーティングの除去方法 |
| CN113555530A (zh) * | 2020-04-24 | 2021-10-26 | 丰田自动车株式会社 | 压缩带状电极板的制造方法及制造系统 |
-
2000
- 2000-08-02 JP JP2000234429A patent/JP2002050350A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017526128A (ja) * | 2014-09-12 | 2017-09-07 | 東莞新能源科技有限公司Ｄｏｎｇｇｕａｎ Ａｍｐｅｒｅｘ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ | 極片コーティングの除去方法 |
| CN113555530A (zh) * | 2020-04-24 | 2021-10-26 | 丰田自动车株式会社 | 压缩带状电极板的制造方法及制造系统 |
| CN113555530B (zh) * | 2020-04-24 | 2024-07-09 | 丰田自动车株式会社 | 压缩带状电极板的制造方法及制造系统 |
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