JP2002134100A - 電池用極板の製造法 - Google Patents

電池用極板の製造法

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JP2002134100A
JP2002134100A JP2000325311A JP2000325311A JP2002134100A JP 2002134100 A JP2002134100 A JP 2002134100A JP 2000325311 A JP2000325311 A JP 2000325311A JP 2000325311 A JP2000325311 A JP 2000325311A JP 2002134100 A JP2002134100 A JP 2002134100A
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Yasushige Shimizu
恭重 清水
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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)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極部材の塗膜表面の異物及び鋭利な微少突
起を除去すると共に、除去した異物の再付着を防止し、
電池の内部短絡不良を低減できる電池用極板の製造法を
提供する。 【解決手段】 支持体上に砥粒層を有する研磨テープに
より、連続供給される帯状の電極部材を接触走行させな
がら前記電極部材の塗膜表面のクリーニングを行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属芯材にペース
ト状の活物質を塗着した電池用極板の製造法であって、
さらに詳しくは活物質が塗着された帯状の電極部材表面
の付着物を払拭する工程を有する電池用極板の製造法に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、各種携帯機器の小型化、軽量化が
進み、これに伴って特に小型、高容量化も強く求められ
ている状況にある。この要望に答えるために、リチウム
イオン二次電池やポリマー電池などが開発され、これら
電池は前記機器の電源として広く用いられている。
【0003】以下、リチウムイオン二次電池を例に用い
て構造を説明する。詳細な図示は省略するが、前記のリ
チウムイオン二次電池は、厚さ15〜20μmのAl箔
の集電体上に正極活物質、バインダー及び導電体が混
合、分散してなる電極ペーストを塗布、乾燥して形成さ
れた帯状の正極部材と、同じく厚さ10〜15μmのC
u箔の集電体上に負極活物質、バインダーが混合、分散
してなる電極ペーストを塗布、乾燥させて形成した帯状
の負極部材が、厚さ20〜30μmのセパレータを介し
て密着捲回された極板群を所定のケース内に収納して構
成される。このように正極部材と負極部材及びこれらに
挟まれたセパレータを密着捲回することにより、起電反
応が生ずる面積を大きくし、大電流放電を可能とした構
成になっている。
【0004】ところで、前記のようなリチウムイオン二
次電池は、製造段階もしくは電池の使用による劣化に起
因して、正極、負極部材の表面上に異物が付着してしま
うことがある。これは、極板から脱落した活物質や製造
工程で混入した異物、及び極板の裁断時に発生する裁断
くず等が付着しているものである。そして、前記付着物
が、極板と密着捲回されたセパレータの厚みより大きい
場合、付着物がセパレータを貫通し、正極部材と負極部
材を物理的に接触させてしまう内部短絡の原因となる。
また、付着物によって正負極部材が完全に接触する内部
短絡ではなく、短絡状態が不完全な微少短絡の場合もあ
る。この微少短絡は、製造工程における検査時には短絡
が検出されず、良品と判定された電池であっても、経時
的に短絡が進行し、ユーザーが機器を使用する段階で内
部短絡が生じ、不具合が発生することがある。このよう
な不具合は、ユーザーに混乱を生じさせると同時に製品
の信頼性を失墜させてしまう。さらに市場に流通した電
池から内部短絡の発生した電池のみを回収、交換するこ
とが非常に困難である。そこで、かかる内部短絡や微少
短絡の発生を防止するために、製造工程において電極部
材に付着した付着物、及び劣化に伴って電極から脱落し
てしまう活物質を予め除去するために、これらを電極部
材の表面から払拭する処理(以下、クリーニング処理)
が施される。
【0005】以下、図面を参照して従来のクリーニング
処理を説明する。図3に示すクリーニング装置は、電極
部材1の主面の上下に配設された払拭布によって活物質
塗膜面(以下塗膜面と呼ぶ)上の異物を除去する。具体
的には、本体フレーム(図示せず)に電極部材と、対向
するように取り付けられたガイドピン13上に、その外
周部に沿って電極部材1の走行方向Aとは逆方向の矢印
C方向に微少走行している不織布からなる払拭布12上
を電極部材1の塗膜面が接触走行するように掛け合わせ
る構成となっている。
【0006】また、この払拭布12は、供給部(図示せ
ず)より順次繰り出され、電極部材1とは逆方向の矢印
C方向にガイドピン13外周部に沿って微移動する。ガ
イドピン13はクリーニング処理が施される電極部材1
の幅寸法より若干長い軸長寸法を有しており、調整機構
(図示せず)により電極部材1に対して接離自在に支持
されている。
【0007】以上のように構成された従来のクリーニン
グ装置は、電極部材1が供給され始めると払拭布12も
同様に走行を開始し、電極部材1両面の塗膜面上の異物
を除去し始める。このようにして塗膜面をクリーニング
処理が施された電極部材1は次工程へと搬送されて密着
捲回される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のクリ
ーニング装置においては、払拭布12で塗膜面上の異物
を除去しても払拭布12表面から除去した異物が保持さ
れずに再び電極部材1表面に付着してしまう問題点を有
していた。そこで、図3に示したガイドピン13外周部
に吸引溝を形成して、この吸引溝を介して払拭除去した
異物が再付着しないように除去する構成(例えば、特開
平11−347504号公報に記載)が知られている。
この構成によれば、電極部材から除去された異物は、ガ
イドピン13外周部に形成された吸引溝に吸着されるた
めに、異物の電極部材への再付着を防止できる。しかし
ながら、吸引によって異物を吸着する方式であるため、
払拭布12の微細穴を介して、払拭布上を走行している
電極部材1も同様に吸引されてしまい、電極部材1の安
定走行が阻害され、トラブルの原因となってしまう。
【0009】そこで、前記トラブルを回避するために吸
引力を弱めると異物除去効率が損なわれ、異物の吸引効
果が発揮できなくなってしまう。そして、この効果を発
揮させるために電極部材1の走行速度を著しく遅くして
クリーニング処理を施す方法があるが、著しく生産性を
低下させてしまい、好ましい対策とはいえない。
【0010】このように生産性を重視すると吸引力を強
めないと効果が発揮できず、吸引力を強めると電極部材
1も同様に吸引されて、走行中にトラブルを発生させて
しまい、歩留り低下の要因となってしまうといったこと
が判明した。
【0011】本発明は、電極部材の走行性を阻害して生
産性を低下させることなく、除去した異物の再付着を防
止すると共に、前記従来の問題点を解決することを目的
とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電池用極板の製造法は、活物質を含む電極ペ
ーストを金属芯材に塗着して帯状の電極部材を作製する
電池用極板の製造法であって、支持体上に砥粒層を有す
る研磨テープと、連続供給される帯状の電極部材とを接
触走行させ、前記電極部材表面の付着物を払拭すること
を特徴とする。
【0013】すなわち、支持体上に砥粒層を有する研磨
テープにより、連続供給される帯状の電極部材を接触走
行させながら前記電極部材の表面のクリーニングを行う
ことにより、塗膜面上の異物に除去することで、効率的
なクリーニング処理を行うものである。また、前記研磨
テープと電極部材とを多孔質ガイドポストの曲面外周部
に巻き付け、この多孔質ガイドポストを介することによ
り、一度除去した異物の再付着を防止できるものであ
る。
【0014】さらに本発明の製造法によれば、図3に示
す従来の構成では除去できなかった塗膜面上の微細且つ
鋭利な突起物に対しても、研磨テープによって除去され
る。これにより、鋭利な微細突起物がセパレータを貫通
することによる内部短絡の発生、さらには突起物がセパ
レータに突き刺さることによる微少短絡の発生が大幅に
抑制するものである。
【0015】さらにまた、前記研磨テープは、前記支持
体と砥粒層を貫通する多数の穴を有する研磨テープであ
り、研磨くずなどの異物を前記多孔質ガイドピンに効率
よく誘導し、一度除去した異物の再付着防止が図れる構
成となっている。
【0016】
【発明の実施の形態】以下図1、図2を参照しながら本
発明の実施の形態について説明する。
【0017】図1は、研磨テープを用いたクリーニング
装置のクリーニング方法を示す概略図である。図1にお
いて、クリーニング処理が施される電極部材1は、多孔
質ガイドピン5の上面を走行する。また、多孔質ガイド
ピン5の周面には多数の穴6を設けてある。研磨テープ
4は多孔質ガイドピン5に巻き付けられ、電極部材1の
走行方方向とは逆の矢印Bの方向に走行している。
【0018】図2は、本実施例で使用した研磨テープ4
の平面図を示したものである。図2において、研磨テー
プ4は支持体7上に砥粒層8が形成され、直径Dの貫通
した円形の穴9が長手方向のピッチP1、幅方向のピッ
チP2で千鳥状に形成されている。
【0019】ここで、研磨テープ4に設けられた円形の
穴9の直径Dは、0.1mm〜4.0mmの範囲が好ま
しい。0.1mm未満の場合には、除去された異物の排
出が困難となり再付着するため、十分な排出効果が発揮
できない。また、4.0mmを超える場合には、研磨テ
ープ4と電極部材1の接触面積に対して円形の穴9が大
きすぎるため十分な異物除去が難しくなり効果的なクリ
ーニング処理が困難なためである。
【0020】なお、研磨テープに設けた円形の穴9の形
状は、楕円形など異物の排出が可能な形状であればよ
く、特に円形に限定するものではなく、他の形状でも何
等差し支えはない。
【0021】また、多孔質ガイドピン5の形状は、電極
部材1及び研磨テープが接触する面が滑らかな曲面形状
をなすものならば円筒に限定するものではない。さら
に、多孔質ガイドピン5は固定もしくは一定軸を中心と
して回転するものであれば使用することが可能であり、
中は中空のもの、充填されているもの、いずれでもよ
い。本実施例においては、摩耗粉及び離脱砥粒の排出を
容易にするため、多孔質ガイドピン5周面に多数の穴6
を設けたものを使用したが、前記穴6は設けなくても十
分な効果は得られる。
【0022】なお、本発明の実施の形態では、多孔質ガ
イドピン5の上に研磨テープ4を巻き付け、更にその上
に電極部材1を巻き付けたが、これを逆にしてもよい。
すなわち、電極部材1の被クリーニング面を上にして電
極部材1を巻き付け、その上に研磨テープ4を巻き付け
てもよい。また、本発明の製造方法はリチウム二次電池
に限らず他の電池、例えばニッケルカドミウム蓄電池や
ニッケル水素蓄電池等にも適用可能であることはいうま
でもない。
【0023】
【実施例】以下、実施例と比較例を用いて詳細に説明す
る。
【0024】(実施例1〜実施例7)まず、幅500m
m、厚さ20μmのAl箔の両面に正極用の電極塗膜層
を設け、圧延処理後の厚みが160μmとなるように調
整した長さ500mの広幅電極部材を用意した後、幅4
1mmに裁断した長尺状の正極電極部材を作製した。同
様にして、幅500mm、厚さ10μmのCu箔の両面
に負極用の電極塗膜層を設け、圧延処理後の厚みが15
0μmとなるように調整した長さ500mの広幅電極部
材を用意した後、幅42mmに裁断した長尺状の負極用
電極部材を作製した。
【0025】次に、本実施例におけるクリーニング方法
について図1を用いて詳細に説明する。
【0026】まず研磨テープ4は表面研磨仕上げを行っ
た多孔質燒結合金材料を使用した直径6mmの円筒より
なる多孔性ガイドピン5に巻き付け角120度で巻き付
けられ、矢印Bの方向に、張力190g、速度20mm
/mimの条件で走行している。電極部材1は研磨テー
プ4に塗膜面が接触するように、巻き付け角30度で巻
き付けられ、矢印Aの方向に張力220g、速度100
m/minの条件で走行している。
【0027】図2は、研磨テープ4の平面図を示したも
のである。図2において、研磨テープ4は厚さ23μ
m、幅45mmの支持体7上に、平均粒径2μmの砥粒
を含む砥粒層8が6〜7μmの厚さで形成され、直径D
の貫通した円形の穴9が長手方向のピッチP1、幅方向
のピッチP2で千鳥状に形成されている。
【0028】表1の実施例1〜実施例7に示したような
穴の直径D、長手方向のピッチP1、幅方向のピッチP
2の異なる研磨テープ4を用いて正極、負極用の電極部
材1の研磨を行いクリーニング処理を施した。
【0029】
【表1】
【0030】(比較例)円形の穴9を設けない研磨テー
プ4を用いた以外は実施例1と同様にして正極、負極用
の電極部材1の研磨を行いクリーニング処理を施した。
【0031】このようにして得られたクリーニング終了
後の正極用電極部材と、負極用電極部材とを、セパレー
タを介して密着捲回した後、厚み5mm、幅30mm、
高さ48mmのAl合金製ケースに挿入し、電解液と共
に密閉封口して、リチウムイオン二次電池(以下電池と
呼ぶ)を作製した。
【0032】各実施例、比較例毎に2000個作製した
電池を満充電し、25℃の環境下で7日間放置後、各電
池の電圧を測定し微少短絡及び完全短絡の発生有無を確
認した。ここで短絡の定義としては、各実施例および比
較例で作製した電池の電圧を全数測定し、母集団電圧測
定値の3σからはずれて電圧降下しているものを全て短
絡不良として、その発生率を確認した。各実施例および
比較例における確認結果を表2に示す。
【0033】
【表2】
【0034】表2より明らかなように、本発明のクリー
ニング方法を用いると、微少短絡不良を比較例の約1/
2に大幅低減することができた。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法によ
れば、支持体上に砥粒層から成る研磨テープにより、連
続供給される帯状の電極部材を接触走行させながら前記
電極部材の表面のクリーニングを行うことにより、塗膜
面上の異物並びに鋭利な微少突起も同時に除去し効率的
なクリーニング処理が行われる。また、前記研磨テープ
と電極部材とを多孔質ガイドポストの曲面外周部に巻き
付け、この多孔質ガイドポストを介することにより、一
度除去した異物の再付着防止を図ることができる。
【0036】さらには、前記研磨テープは、前記支持体
と砥粒層を貫通する多数の穴を有する研磨テープであ
り、研磨くずなどの異物を前記多孔質ガイドピンに効率
よく誘導し、一度除去した異物の再付着防止が図れる構
成となっており、電池特性の最重要不良である内部短絡
や微少短絡不良を大幅に低減することができ、極めて有
用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態におけるクリーニング形態
を示す概略図
【図2】本発明の一実施形態で使用する研磨テープの平
面図
【図3】従来のクリーニング形態を示す概略図
【符号の説明】
1 電極部材 4 研磨テープ 5 多孔性ガイドピン 6 穴 7 支持体 8 砥粒層 A 電極部材走行方向 B 研磨テープ走行方向

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 活物質を含む電極ペーストを金属芯材に
    塗着して帯状の電極部材を作製する電池用極板の製造法
    であって、支持体上に砥粒層を有する研磨テープと、連
    続供給される帯状の電極部材とを接触走行させ、前記電
    極部材表面の付着物を払拭することを特徴とする電池用
    極板の製造法。
  2. 【請求項2】 研磨テープと電極部材を多孔質ガイドポ
    ストの曲面部に巻き付け、研磨テープと電極部材とを接
    触走行させて電極部材表面の付着物を払拭する請求項1
    記載の電池用極板の製造法。
  3. 【請求項3】 研磨テープが、前記支持体と砥粒層を貫
    通する穴を有する請求項1記載の電池用極板の製造法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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