JP2004265814A

JP2004265814A - Method of manufacturing stacked battery

Info

Publication number: JP2004265814A
Application number: JP2003056832A
Authority: JP
Inventors: Hideki Uematsu; 秀樹上松; Tomio Sato; 富雄佐藤; Takeshi Kamiya; 武司神谷
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2004-09-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of inexpensively manufacturing a stacked battery while maintaining high productivity. <P>SOLUTION: A first active material layer 9a to be disposed on one face side of a collector 8 is formed by filling active material paste 72 in a recessed part 22p formed in a printing supporting body 22. Then, the collector 8 is disposed on the undried first active material layer stored in the recessed part 22P of the printing supporting body 22. In addition, a second active material layer 9b is formed by printing the active material paste 72 on the collector 8. An electrode complex 10a can be obtained by separating the first active material layer 9a and the second active material layer 9b from the printing supporting body 22. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層型電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、積層型電池の製造方法としては、以下に説明する方法が主流となっている。リチウムポリマー二次電池を例にすると、アセトンなどの有機溶媒と、活物質、導電助剤、可塑剤および高分子基質等の材料を混錬して、活物質ペーストを調整する。この活物質ペーストを予め帯状に成形して、自立性を有する活物質フィルムを作製する。この活物質フィルムを、同じく帯状に成形した集電体の一方の面側に圧着させる。同様の手順で、反対の面側にも活物質フィルムを圧着させたのち、方形状に切断して正極および／または負極用の電極複合体を得る。このようにして作製した正負の電極複合体と、セパレータとを圧着させることにより、発電要素を得ることができる（下記特許文献１）。なお、ドクターブレード法により活物質ペーストを集電体の片面に直接塗布したのち乾燥させ、その後、反対側にも同様に活物質ペーストを塗布し、乾燥、圧着および切断の各工程を経ることにより正極および／または負極の電極複合体を作製する方法もある。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許５４７０３５７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したように、帯状の活物質フィルムを集電体に圧着させる工程を含む方法では、圧着工程で一体化した活物質フィルムおよび集電体を、打ち抜き装置で切断する際に、除去される捨て代（打ち抜き代）が大きくなりがちである。そこで、流動性を有する活物質ペーストを、スクリーン印刷法により集電体に直接塗布する方法の採用が検討されている。マスクを用いたスクリーン印刷法によれば、円形やひし形といった、方形以外の形状の電池を容易に作製できるという利点もある。また、印刷マスクは安価であるため、設計変更にも対応し易い。
【０００５】
しかしながら、スクリーン印刷法は、マスクの位置決め、ペースト供給などの手順が多い分、生産性の低下が懸念される。両面同時印刷で生産性を高めるということも考え得るが、それは安価かつ容易な方法ではない。両面同時印刷を行うには特殊な構造の印刷装置および搬送設備が必要となり、コスト面で不利である。
【０００６】
本発明の課題は、高い生産性を維持しつつも安価に積層型電池の製造する方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上記課題を解決するために本発明の第１は、集電体の両面に活物質層が配置されてなる電極複合体と、セパレータとを積層させる工程を含む積層型電池の製造方法において、樹脂シートで構成された支持体上に活物質ペーストを印刷して、集電体の一方の面側に配置されるべき第１活物質層を形成する工程と、未乾燥の第１活物質層の上に集電体を載置する工程と、第１活物質層に隣接配置された集電体の他方の面側に、活物質ペーストを印刷して第２活物質層を形成する工程と、集電体、第１活物質層および第２活物質層を含んで構成された電極複合体を、支持体から離間させる工程とを含むことを特徴とする。
【０００８】
電極複合体は、各々集電体と活物質層とを含む正極複合体および負極複合体を示す。そして、上記本発明は、少なくとも１つ以上の正極複合体および／または負極複合体が、上記工程を経て作製されることを特徴とするものである。上記本発明によれば、第１活物質層が未乾燥のまま第２活物質層を印刷形成するようにしている。すなわち、２度の印刷の間に乾燥処理が介挿されない分、生産性が高まる。また、各活物質層は、印刷法により必要な箇所にだけ形成されるため、捨て代部が発生せず、材料が無駄にならずに済む。また、両面印刷とはいっても、集電体を反転させる操作を行わないので、搬送装置などの構成も簡便なものとなり、コスト面で有利である。
【０００９】
また、上記課題を解決するために本発明の第２は、集電体の両面に活物質層が配置されてなる電極複合体と、セパレータとを積層させる工程を含む積層型電池の製造方法において、電極複合体が下記（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の各工程を経て作製されることを特徴とする。（ａ）支持体に形成された凹部内に活物質ペーストを充填することにより、集電体の一方の面側に配置されるべき第１活物質層を形成する工程。（ｂ）未乾燥の第１活物質層が凹部内に収容されたまま、第１活物質層に隣接配置された集電体の他方の面側に、活物質ペーストを印刷して第２活物質層を形成する工程。（ｃ）集電体、第１活物質層および第２活物質層を含んで構成された電極複合体を、支持体から離間させる工程。
【００１０】
電極複合体は、各々集電体と活物質層とを含む正極複合体および負極複合体を示す。そして、上記本発明は、少なくとも１つ以上の正極複合体および／または負極複合体が、上記（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の各工程を経て作製されることを特徴とするものである。第１活物質層が未乾燥のまま第２活物質層を印刷形成するようにしている。すなわち、２度の印刷の間に乾燥処理が介挿されない分、生産性が高まる。また、各活物質層は、印刷法により必要な箇所にだけ形成されるため、捨て代部が発生せず、材料が無駄にならずに済む。また、第１活物質層を支持体の凹部内に形成するようにしているため、マスクやスキージといった印刷器具の重みが支持体に懸かるようになり、未乾燥の第１活物質層が変形することを防止できる。これにより、極めて寸法精度の高い積層型電池を製造できるようになる。特に、薄型（たとえば厚さ１ｍｍ以下）の電池においては要求される寸法精度がシビアであるから、本発明の適用が有効である。
【００１１】
１つの好適な態様において、上記（ａ）の工程は、支持体の凹部に印刷用マスクのパターン開口を重ね合わせて活物質ペーストを印刷充填する工程と、支持体から印刷用マスクを離間させる工程とを含み、上記（ｂ）の工程は、支持体の凹部内に形成された第１活物質層の上に集電体を配置する工程と、その集電体の第１活物質層が位置する側とは反対の面側に、活物質ペーストを印刷して第２活物質層を形成する工程とを含む。この手順によれば、集電体を裏返すことなく、両面印刷を行うことができるので非常に高効率である。集電体を反転させる操作を行わないので、搬送装置などの構成も簡便なものとなり、コスト面で有利である。
【００１２】
また、支持体は、開口を有する樹脂製の上部シートと、その上部シートの開口を一方側から塞いで凹部を形成する樹脂製の下部シートとを含んで構成することができる。この場合、上記（ａ）の工程において、上部シートの開口に、印刷用マスクのパターン開口を重ね合わせて、凹部に活物質ペーストを印刷充填するとよい。支持体を上記のようなシートで構成すれば、それらのシートとともに、活物質層や集電体を容易に搬送できる。そうすれば、各工程を互いに別位置にて行えるため、生産性の向上が期待できる。
【００１３】
好適な別形態において、支持体は、活物質ペースト充填用のパターン開口を有する印刷用マスクと、その印刷用マスクのパターン開口を、一方側から塞いで凹部を形成する樹脂製のシートとを含んで構成することができる。その場合、上記（ｂ）の工程は、印刷用マスクとシートとの積層状態を維持しつつ、印刷用マスクのパターン開口をシートが位置する側とは反対側から塞ぐようにして、凹部内に形成された第１活物質層の上に集電体を配置する工程と、その集電体の第１活物質層が位置する側とは反対の面側に、活物質ペーストを印刷して第２活物質層を形成する工程とを含む。この手順によれば、集電体を裏返すことなく、両面印刷を行うことができるので非常に高効率である。集電体を反転させる操作を行わないので、搬送装置などの構成も簡便なものとなる。
【００１４】
好適な別形態において、集電体として厚さ方向に複数の貫通孔を有するものを用いることができる。その場合、上記（ａ）の工程は、凹部を覆い隠すように支持体上に集電体を配置する工程と、集電体の貫通孔を通り抜けさせて凹部に活物質ペーストを充填する工程とを含む。この手順によれば、集電体を裏返すことなく、両面印刷を行うことができるので非常に高効率である。
【００１５】
より具体的には、支持体上に、集電体と、活物質ペースト充填用のパターン開口が凹部に重なるように印刷用マスクとを配置させたのち、印刷用マスクのパターン開口に活物質ペーストを流し込むとともに集電体を通り抜けさせて、凹部の形状に基づく外形を有する第１活物質層を形成し、さらに集電体を隔てて第１活物質層とは反対側に、印刷用マスクのパターン開口の形状に基づく外形を有する第２活物質層とを連続形成する。すなわち、第１活物質層を形成する印刷工程と、第２活物質層を形成する印刷工程とが兼用されている。実質的には１回の印刷で両面印刷を行っていることになり、より高い生産性を期待できる。
【００１６】
なお、支持体を樹脂製のシートで構成した場合、上記した（ｃ）の工程は、第２活物質層を形成するのに使用したマスクを第２活物質層から離間させる工程と、集電体のうち、活物質層の位置しない捨て代部とともにシートを切断する工程と、該切断後に第１活物質層に付着したシート残部を剥離および除去することにより電極複合体を得る工程とを含むものとすることができる。このようにすれば、製品である電極複合体を、比較的容易に支持体から離間させることができる。
【００１７】
また、上記（ｃ）の工程が、第１活物質層および第２活物質層を乾燥させる工程と、乾燥後の電極複合体を支持体から離間させる工程とを含むものとすることができる。これにより、電極複合体を支持体から離間させる際に、第１活物質層および第２活物質層が変形してしまうことがない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
図１に示すのは、本発明の方法により製造される積層型電池の一例の断面模式図であり、本実施形態ではリチウムポリマー二次電池１（以下、単に電池１という）を例示している。電池１は、発電要素であるセル２が、外装材４の中に密封された構造を有する。セル２は、セパレータ３，３を正極層７，７と負極層１０とにより挟んだ多層構造を有するものである。本実施形態では、負極層１０が２つのセパレータ３，３に挟まれる形にてこれらに共用され、各セパレータ３，３の負極層１０に面していない側が、個別に正極層７，７に覆われている。
【００１９】
正極層７は、金属箔または金属メッシュで構成された正極集電体５の片面側に、正極活物質層６を重ね合わせた構造を有する。他方、負極層１０は、金属箔または金属メッシュで構成された負極集電体８の両面に、負極活物質層９，９を重ね合わせた構造を有する。ただし、図１に示すセル２を複数積層させることも可能であり、その場合には、正極集電体５の両面に正極活物質層６が配置される。
【００２０】
正極集電体５は、ＡｌまたはＡｌ合金により構成されていることが好ましい。負極集電体８は、ＣｕまたはＣｕ合金により構成されていることが好ましい。また、正極集電体５および負極集電体８には、帯状の端子リード１２，１３の一端がそれぞれ接続されている。端子リード１２，１３は、外装材４の封口部１１を経て外側に延び出ている。
【００２１】
正極活物質層６は、正極活物質、導電助剤および高分子基質（ポリマー）を含んで構成される。同様に、負極活物質層９は、負極活物質、導電助剤および高分子基質を含んで構成される。セパレータ３、正極活物質層６および負極活物質層９は多孔質形態をなし、ＬｉＰＦ_６などのリチウム塩を、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートのような有機溶媒に溶解させた非水電解液が含浸（ゲル化）されている。
【００２２】
正極活物質層６および負極活物質層９を構成する高分子基質としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＥＦ）などのフッ素樹脂や、あるいはこれらのフッ素樹脂の共重合体を使用することができる。
【００２３】
正極活物質層６を構成する正極活物質としては、ＬｉＭｎＯ_２やＬｉＣｏＯ_２などの遷移金属リチウム酸化物を使用できる。負極活物質層９を構成する負極活物質としては、メソフューズカーボン材などの黒鉛系炭素材料が好適である。また、導電助剤（導電性物質）としてはアセチレンブラックなどの導電性カーボンを使用できる。
【００２４】
セパレータ３は、正極活物質層６および負極活物質層９に含まれる高分子基質と同様の材料、たとえばＰＶＤＦやＨＦＰ、あるいはそれらの共重合体により構成される（ＳｉＯ_２などのフィラーを混入させてもよい）。あるいは、ポリエチレンやポリプロピレンなどの多孔質樹脂フィルム、ポリエチレン層をポリプロピレン層で挟んだ複数層構造を持つ多孔質樹脂フィルム、ポリエチレンやポリプロピレンなどの樹脂層と、ＰＶＤＦやＨＦＰ、あるいはそれらの共重合体からなる樹脂層とを有する多孔質樹脂フィルムなどを使用してもよい。
【００２５】
外装材４は、アルミニウム箔の両面に樹脂層を設けたシート状のものである。外側に露出する樹脂層としては、たとえばポリエチレンテレフタラートや２軸延伸ナイロンなどが使用され、内側の樹脂層には、ポリエチレンやポリプロピレンなど、熱融着性と、電解液に対する耐性とを備える材料が使用される。
【００２６】
次に、電池１の製造方法について説明する。
本実施形態のリチウムポリマー二次電池１は、発電要素であるセル２に電力取出用の端子リード１２，１３等の部品を取り付け、外装材４内にセル２を収容させたのち、セル２に非水電解液を含浸させ、外装材４を封口することにより得られる。セル２は、セパレータ３と正負の電極複合体とを熱圧着して一体化させた積層体をメタノール等の溶媒に浸漬し、各電極複合体に含まれた可塑剤を抽出および除去することにより得られる。電極複合体は、正極層７、負極層１０となるものであり、可塑剤未抽出の活物質層と、集電体とから構成される。
【００２７】
以下の説明は、本実施形態の電池１の負極層１０となる電極複合体の作製手順を示すものであるが、複数のセル２（バイセル）を積層させた構造を有する電池を製造する場合には、正極層７となる電極複合体を作製する方法にもそのまま適用される。
【００２８】
（第１の方法）
図３に、電極複合体の作製手順を示す。まず、樹脂シートにより構成された印刷支持体４０の上に、印刷用マスク４１を配置する（図３−▲１▼）。印刷用マスク４１は、たとえばステンレス鋼などの金属材料により構成されるものである（以後のマスクについても同様）。印刷支持体４０は、二軸延伸加工されたポリエステルや、ポリエチレンテレフタラートなど、耐薬品性や機械特性に優れた樹脂材料で構成されるものである。印刷支持体４０と印刷用マスク４１との相対位置が定まったら、活物質ペースト７２の供給とともにスキージ１９を印刷用マスク４１の面内方向に摺動させて、パターン開口４１ｐに活物質ペースト７２を充填する。以上のようにして、印刷支持体４０の凹部４１ｐ内に第１活物質層９ａが形成される（図３−▲２▼）。活物質ペースト７２は、図２に示すように、活物質、導電助剤、可塑剤および高分子基質などの材料７０を、アセトンなどの有機溶媒７１とを混錬することにより調整されるものである。
【００２９】
次に、印刷用マスク４１を印刷支持体４０から離間させる（図３−▲３▼）。このあと、未乾燥の第１活物質層９ａの上に集電体８を載置し（図３−▲４▼）、その集電体の上にさらに活物質ペースト７２を印刷する。
【００３０】
ここで、集電体８として金属メッシュを用いる場合、開口率が３０％以上８０％以下に調整されていることが好ましい（好ましくは５０％以上７０％以下）。開口率が小さすぎると、セル２の全体積に対する活物質層の体積占有率も満足できる値が得られなくなる。他方、集電体としての強度不足が懸念されるため、開口率は無闇に大きくしない方がよい。なお、金属メッシュとしては、エキスパンドメタルおよびパンチングメタルのいずれを使用してもよい。さらには、エッチングにより貫通孔が形成された金属メッシュも使用できる。なお、１つの貫通孔の開口面積は、たとえば０．１ｍｍ^２以上２ｍｍ^２以下に調整されているとよい。つまり、メッシュが小さすぎると活物質ペースト７２の充填がスムーズに行なわれず、空隙等が生じる恐れがある。逆に大きすぎると、活物質ペースト７２（活物質層）との接触面積を稼ぐうえで不利となる。
【００３１】
ところで、未乾燥の第１活物質層９ａの上に集電体８を載置して、その集電体８の上にさらに活物質ペースト７２を印刷する場合、図７に示すように、同じ厚さ（深さ）の印刷用マスクを使用したにも関わらず、集電体８の一方の面側に配置された第１活物質層９０ａの厚さｄ１と、反対側に配置された第２活物質層９０ｂの厚さｄ２とが大きく異なってくることがある。また、同じ開口パターンの印刷用マスクを使用したにも関わらず、裏表の活物質層９０ａと９０ｂとで面積差ΔＳが発生することも考え得る。なぜなら、先に印刷した第１活物質層９０ａが、印刷用マスクやスキージの重みで変形する可能性があるからである。このような寸法差は、最終製品の寸法誤差や性能のバラツキに直結するため、極力ゼロに近づけるべきである。
【００３２】
そこで、図３に示す本実施形態においては、先に印刷した第１活物質層９ａが変形しないように、第１活物質層９ａの上に集電体８を載置する前に、第１活物質層９ａを取り囲むスペーサ４２を、印刷支持体４０の上に配置することができる（図３−▲３▼破線部）。あるいは、第１活物質層９ａが薄肉化することを見越し、第１活物質層９ａを形成する際に使用する印刷用マスク４１の厚さを、第２活物質層９ｂを形成する際に使用する第２の印刷用マスク４４の厚さよりも大に調整しておいてもよい。
【００３３】
次に、第１活物質層９ａの上に載置した集電体８の上に、第１活物質層９ａを形成した際に使用した印刷用マスク４１またはそれと同一のパターン開口４４ｐを有する第２の印刷用マスク４４を載置する（図３中では後者を示している）。第２の印刷用マスク４４は、先に印刷してある第１活物質層９ａにパターン開口４４ｐがちょうど重なるように位置決めされる。そして、集電体８の第１活物質層９ａが位置する側とは反対の面側に、第１活物質層９ａと同一の活物質ペースト７２を印刷して第２活物質層９ｂを形成する（図３−▲５▼）。このような本実施形態によれば、集電体８を反転させる必要がないため高効率である。
【００３４】
次に、集電体８、第１活物質層９ａおよび第２活物質層９ｂを含んで構成される電極複合体１０ａを、印刷支持体４０から離間させる（図３−▲６▼）。まず、第２活物質層９ｂを形成するのに使用した第２の印刷用マスク４４を第２活物質層９ｂから離間させ、第１活物質層９ａおよび第２活物質層９ｂを乾燥、硬化させる。次に、集電体８のうち活物質層９ａ，９ｂの位置しない捨て代部８’，８’を、印刷支持体４０とともに切断する。本実施形態において、印刷支持体４０は樹脂シートにより構成されているため、容易に切断可能である。該切断後は、第１活物質層９ａに付着したシート残部を剥離および除去することにより、電極複合体１０ａを得ることができる。
【００３５】
（第２の方法）
図４に、電極複合体の作製手順の別形態を示す。まず、印刷支持体２２を準備する。印刷支持体２２は、上部シート２０と下部シート２１とを含んで構成されている。上部シート２０は、得るべき活物質層の形状に対応した開口２０ｐを有する。下部シート２１は、上部シート２０の開口２０ｐを一方の面側から塞いで凹部２２ｐを形成している。上部シート２０および下部シート２１は、たとえば二軸延伸加工されたポリエステルや、ポリエチレンテレフタラートなどの樹脂材料からなる。なお、印刷支持体２２を長尺に構成し、長手方向に等間隔かつ複数の凹部２２ｐを形成し、図４に示す各工程と、印刷支持体２２の搬送操作とを交互に行うようにすれば、極めて高効率にて電極複合体を作製できるようになる。
【００３６】
図４−▲１▼に示すように、印刷支持体２２に印刷用マスク２４（メタルマスク）を重ね合わせる。上部シート２０の開口２０ｐと、印刷用マスク２４のパターン開口２４ｐとは、互いに等しい大きさと形状を有する。上部シート２０の開口２０ｐと、印刷用マスク２４のパターン開口２４ｐとが連通するとともに、両開口の外縁が一致するように、印刷支持体２２と印刷用マスク２４との相対位置決めが行なわれる。印刷支持体２２と印刷用マスク２４との相対位置が定まったら、活物質ペースト７２の供給とともにスキージ１９を印刷用マスク２４の面内方向に摺動させて、印刷支持体２２の凹部２２ｐおよび印刷用マスク２４のパターン開口２４ｐとに活物質ペースト７２を充填する。以上のようにして、印刷支持体２２の凹部２２ｐ内に第１活物質層９ａが形成される（図４−▲２▼）。
【００３７】
次に、印刷用マスク２４を印刷支持体２２から取り外す（図４−▲３▼）。次に、凹部２２ｐ内に収容された未乾燥の第１活物質層９ａの上に集電体８を載置する（図４−▲４▼）。
【００３８】
次に、第１活物質層９ａの上に載置した集電体８の上に、第１活物質層９ａを形成した際に使用した印刷用マスク２４またはそれと同一のパターン開口を有する印刷用マスクを載置する。印刷用マスク２４は、印刷支持体２２の凹部２２ｐ（すなわち上部シート２０の開口２０ｐ）に、パターン開口２４ｐがちょうど重なるように位置決めされる。そして、集電体８の第１活物質層９ａが位置する側とは反対の面側に、第１活物質層９ａと同一の活物質ペースト７２を印刷して第２活物質層９ｂを形成する（図４−▲５▼）。このような本実施形態によれば、集電体８を反転させる必要がないため高効率である。
【００３９】
次に、集電体８、第１活物質層９ａおよび第２活物質層９ｂを含んで構成される電極複合体１０ａを、印刷支持体２２から離間させる（図４−▲６▼）。まず、第２活物質層９ｂを形成するのに使用した印刷用マスク２４を第２活物質層９ｂから離間させ、第１活物質層９ａおよび第２活物質層９ｂを乾燥、硬化させる。次に、集電体８のうち活物質層９ａ，９ｂの位置しない捨て代部８’，８’を、印刷支持体２２とともに切断する。本実施形態において、印刷支持体２２は樹脂シートにより構成されているため、容易に切断可能である。該切断後は、第１活物質層９ａに付着したシート残部を剥離および除去することにより、電極複合体１０ａを得ることができる。
【００４０】
（第３の方法）
図５に、電極複合体の作製手順の別形態を示す。この態様において使用する印刷支持体２７は、活物質ペースト充填用のパターン開口２６ｐを有する印刷用マスク２６と、印刷用マスク２６のパターン開口２６ｐを一方側から塞いで凹部２７ｐを形成する樹脂製のシート２５とを含んで構成されている（図５−▲１▼）。シート２５は、前述した下部シート２１と同様のものを使用できる。もちろん、印刷支持体２７を長尺に構成し、長手方向に等間隔かつ複数の凹部２７ｐを形成し、図５に示す各工程と、印刷支持体２７の搬送操作とを交互に行ってもよい。
【００４１】
まず、印刷支持体２７の凹部２７ｐに活物質ペースト７２を充填し、第１活物質層９ａを形成する（図５−▲２▼）。次に、凹部２７ｐ内に収容された未乾燥の第１活物質層９ａの上に集電体８を載置する（図５−▲３▼）。集電体８は、印刷支持体２７の一部を構成する印刷用マスク２６と、シート２５との積層状態を維持しつつ、印刷用マスク２６のパターン開口２６ｐを、シートが位置する側とは反対側から塞ぐようにして配置される。次に、集電体８の第１活物質層９ａが位置する側とは反対の面側に、第１活物質層９ａと同一の活物質ペースト７２を印刷して第２活物質層９ｂを形成する（図５−▲４▼）。以上のような本実施形態によれば、集電体８を反転させる必要がないため高効率である。
【００４２】
次に、集電体８、第１活物質層９ａおよび第２活物質層９ｂを含んで構成される電極複合体１０ａを、印刷支持体２７から離間させる。まず、第２活物質層９ｂを形成するのに使用した印刷用マスク２９を第２活物質層９ｂから離間させ、第１活物質層９ａおよび第２活物質層９ｂを乾燥、硬化させる（図５−▲５▼）。次に、印刷支持体２７の構成部材のうち、シート２５を先に除去する。すると、電極複合体１０ｂは、印刷用マスク２６に取り付けられたような状態となっている。印刷用マスク２６を取り外すことにより、電極複合体１０ｂが得られる（図５−▲６▼）。
【００４３】
（第４の方法）
図６に、電極複合体の作製手順の別形態を示す。図６に示す実施形態において使用できる印刷支持体２２は、図４に示した実施形態と同様のものであるから説明を省略する。もちろん、印刷支持体２７を長尺に構成し、長手方向に等間隔かつ複数の凹部２７ｐを形成し、図５に示す各工程と、印刷支持体２７の搬送操作とを交互に行ってもよい。
【００４４】
まず、印刷支持体２２の上に、凹部２２ｐを覆い隠すようにして集電体８を配置する（図６−▲１▼）。ただし、このとき使用する集電体８は、必ず厚さ方向の貫通孔を複数有するもの、具体的には金属メッシュからなるものである。次に、活物質ペースト充填用のパターン開口３０ｐが、印刷支持体２２の凹部２２ｐにぴったり重なるように印刷用マスク３０を集電体８の上に配置する。このとき、集電体８の周縁部８ｋは、印刷用マスク３０と印刷支持体２２を構成する上部シート２０とに挟持される（図６−▲２▼）。
【００４５】
次に、印刷用マスク３０のパターン開口３０ｐに、前述した活物質ペースト７２を流し込む。すると、流動性を有する活物質ペースト７２は、まずメッシュを通り抜けて印刷支持体２２の凹部２２ｐに充填される。これにより、該凹部２２ｐの形状に基づく外形を有する第１活物質層９ａが形成される。さらに充填を続けると、凹部２２ｐがいっぱいになり、活物質ペースト７２は、集電体８の上に堆積するようになる。これにより、集電体８を隔てて第１活物質層９ａとは反対側に、印刷用マスク３０のパターン開口３０ｐの形状に基づく外形を有する第２活物質層９ｂが連続して形成される（図６−▲３▼）。すなわち、第１活物質層９ａを形成する印刷工程と、第２活物質層９ｂを形成する印刷工程とが兼用されている。また、集電体８を反転させる必要がないため高効率である。
【００４６】
次に、集電体８、第１活物質層９ａおよび第２活物質層９ｂを含んで構成される電極複合体１０ａを、印刷支持体２２から離間させる（図６−▲４▼▲５▼）。この工程に関しては、図４に示した方法と同様にすることができるので説明を省略する。
【００４７】
以上のようにして得られた電極複合体を、前述した手順にて各部品と組立てることにより図１に示す積層型電池１が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】積層型電池の一例の断面模式図。
【図２】活物質ペーストの調整手順を示す説明図。
【図３】電極複合体の作製手順を示す工程説明図。
【図４】電極複合体の作製手順を別形態を示す工程説明図。
【図５】電極複合体の作製手順の別形態を示す工程説明図。
【図６】電極複合体の作製手順の別形態を示す工程説明図。
【図７】両面印刷で発生する可能性のある不具合を示す模式図。
【符号の説明】
１積層型電池
８集電体
８’ 捨て代部
９ａ第１活物質層
９ｂ第２活物質層
１０ａ，１０ｂ電極複合体
２０上部シート
２１下部シート
２２，２７，４０印刷支持体（支持体）
２２ｐ，２７ｐ凹部
２４，２６，３０，４１，４４印刷用マスク
２４ｐ，２６ｐ，３０ｐ，４１ｐパターン開口
２５シート
２９印刷用マスク（第２印刷用マスク）
７２活物質ペースト[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a stacked battery.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a method described below has been mainly used as a method of manufacturing a stacked battery. Taking a lithium polymer secondary battery as an example, an active material paste is prepared by kneading an organic solvent such as acetone and materials such as an active material, a conductive auxiliary, a plasticizer and a polymer substrate. This active material paste is formed into a belt shape in advance to produce an active material film having self-supporting properties. This active material film is pressure-bonded to one surface of a current collector similarly formed in a belt shape. In the same procedure, the active material film is pressed on the opposite surface side, and then cut into a rectangular shape to obtain an electrode composite for the positive electrode and / or the negative electrode. A power generating element can be obtained by pressing the positive and negative electrode composites thus manufactured and the separator by pressure bonding (Patent Document 1 below). The active material paste is directly applied to one side of the current collector by a doctor blade method, and then dried.Then, the active material paste is applied to the other side in the same manner, and the respective steps of drying, pressing, and cutting are performed. There is also a method for producing an electrode composite of a positive electrode and / or a negative electrode.
[0003]
[Patent Document 1]
U.S. Pat. No. 5,470,357
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, in the method including the step of pressing the band-shaped active material film to the current collector, the active material film and the current collector integrated in the pressure bonding step are removed when cutting with a punching device. The cost of throwing away (punching cost) tends to increase. Therefore, adoption of a method of directly applying a flowable active material paste to a current collector by a screen printing method is being studied. According to the screen printing method using a mask, there is also an advantage that a battery having a shape other than a square such as a circle or a diamond can be easily manufactured. Further, since the print mask is inexpensive, it is easy to cope with a design change.
[0005]
However, in the screen printing method, there are many steps such as mask positioning and paste supply, and thus there is a concern that productivity may be reduced. Although it is conceivable to increase productivity by simultaneous printing on both sides, it is not an inexpensive and easy method. To perform simultaneous double-sided printing, a printing device and a transporting device having a special structure are required, which is disadvantageous in cost.
[0006]
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a stacked battery at low cost while maintaining high productivity.
[0007]
[Means for Solving the Problems and Functions / Effects]
In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention is to provide a method for manufacturing a laminated battery including a step of laminating an electrode composite in which active material layers are disposed on both surfaces of a current collector and a separator. Printing an active material paste on a support formed of a sheet to form a first active material layer to be disposed on one surface side of the current collector; Placing a current collector thereon, printing an active material paste on the other surface side of the current collector disposed adjacent to the first active material layer to form a second active material layer, Separating the electrode composite including the current collector, the first active material layer, and the second active material layer from the support.
[0008]
The electrode composite indicates a positive electrode composite and a negative electrode composite each including a current collector and an active material layer. The present invention is characterized in that at least one or more positive electrode composites and / or negative electrode composites are produced through the above steps. According to the present invention, the second active material layer is formed by printing while the first active material layer is not dried. That is, productivity is increased because the drying process is not inserted between the two printings. In addition, since each active material layer is formed only at a necessary portion by a printing method, a waste area is not generated, and the material is not wasted. In addition, since the operation of inverting the current collector is not performed even in the case of double-sided printing, the configuration of the transport device and the like is simplified, which is advantageous in terms of cost.
[0009]
In order to solve the above problem, a second aspect of the present invention relates to a method of manufacturing a stacked battery including a step of stacking an electrode composite having active material layers disposed on both surfaces of a current collector and a separator. The electrode composite is manufactured through the following steps (a), (b) and (c). (A) forming a first active material layer to be disposed on one surface side of the current collector by filling an active material paste into a recess formed in the support; (B) The second active material paste is printed on the other surface side of the current collector disposed adjacent to the first active material layer while the undried first active material layer is housed in the concave portion. Forming a material layer; (C) a step of separating the electrode composite including the current collector, the first active material layer, and the second active material layer from the support;
[0010]
The electrode composite indicates a positive electrode composite and a negative electrode composite each including a current collector and an active material layer. The present invention is characterized in that at least one or more positive electrode composites and / or negative electrode composites are produced through the steps (a), (b) and (c). is there. The second active material layer is formed by printing while the first active material layer is not dried. That is, productivity is increased because the drying process is not inserted between the two printings. In addition, since each active material layer is formed only at a necessary portion by a printing method, a waste area is not generated, and the material is not wasted. Further, since the first active material layer is formed in the concave portion of the support, the weight of a printing device such as a mask or a squeegee is suspended on the support, and the undried first active material layer is deformed. Can be prevented. This makes it possible to manufacture a laminated battery with extremely high dimensional accuracy. In particular, in a thin battery (for example, a thickness of 1 mm or less), the required dimensional accuracy is severe, so that the application of the present invention is effective.
[0011]
In one preferred embodiment, the step (a) includes a step of printing and filling the active material paste by overlapping a pattern opening of the printing mask with a concave portion of the support, and a step of separating the printing mask from the support. Wherein the step (b) includes arranging a current collector on the first active material layer formed in the concave portion of the support, and positioning the first active material layer of the current collector on the first active material layer. Forming a second active material layer by printing an active material paste on the surface opposite to the surface to be formed. According to this procedure, double-sided printing can be performed without turning over the current collector, so that the efficiency is very high. Since the operation of inverting the current collector is not performed, the configuration of the transfer device and the like is simplified, which is advantageous in cost.
[0012]
Further, the support can be configured to include a resin upper sheet having an opening, and a resin lower sheet forming a recess by closing the opening of the upper sheet from one side. In this case, in the step (a), the pattern opening of the printing mask may be overlapped with the opening of the upper sheet, and the recess may be printed and filled with the active material paste. If the support is composed of the above sheets, the active material layer and the current collector can be easily transported together with the sheets. Then, since each step can be performed at a different position, improvement in productivity can be expected.
[0013]
In another preferred embodiment, the support includes a printing mask having a pattern opening for filling the active material paste, and a resin sheet that forms a recess by closing the pattern opening of the printing mask from one side. Can be configured. In this case, in the step (b), the pattern opening of the printing mask is closed from the side opposite to the side where the sheet is located, while maintaining the laminated state of the printing mask and the sheet, so that Disposing a current collector on the formed first active material layer; and printing an active material paste on the surface of the current collector opposite to the side where the first active material layer is located. Forming two active material layers. According to this procedure, double-sided printing can be performed without turning over the current collector, so that the efficiency is very high. Since the operation of inverting the current collector is not performed, the configuration of the transfer device and the like is simplified.
[0014]
In another preferred embodiment, a current collector having a plurality of through holes in the thickness direction can be used. In this case, the step (a) includes a step of arranging the current collector on the support so as to cover the concave portion, and a step of filling the concave portion with the active material paste by passing through the through hole of the current collector. including. According to this procedure, double-sided printing can be performed without turning over the current collector, so that the efficiency is very high.
[0015]
More specifically, after arranging a current collector and a printing mask on the support so that the pattern opening for filling the active material paste overlaps the recess, the active material paste is placed on the pattern opening of the printing mask. To form a first active material layer having an outer shape based on the shape of the concave portion, and further form a printing mask on the side opposite to the first active material layer across the current collector. A second active material layer having an outer shape based on the shape of the pattern opening is continuously formed. That is, the printing step of forming the first active material layer and the printing step of forming the second active material layer are used together. Practically, double-sided printing is performed by one printing, and higher productivity can be expected.
[0016]
In the case where the support is formed of a resin sheet, the step (c) described above includes a step of separating the mask used to form the second active material layer from the second active material layer, and a step of collecting current. The method includes a step of cutting the sheet of the body together with the disposal margin where the active material layer is not located, and a step of obtaining an electrode composite by peeling and removing the remaining sheet attached to the first active material layer after the cutting. It can be. In this way, the electrode assembly as a product can be relatively easily separated from the support.
[0017]
The step (c) may include a step of drying the first active material layer and the second active material layer, and a step of separating the dried electrode assembly from the support. Accordingly, when the electrode composite is separated from the support, the first active material layer and the second active material layer are not deformed.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of a stacked battery manufactured by the method of the present invention. In this embodiment, a lithium polymer secondary battery 1 (hereinafter simply referred to as battery 1) is illustrated. . The battery 1 has a structure in which a cell 2 as a power generation element is sealed in an exterior material 4. The cell 2 has a multilayer structure in which the separators 3, 3 are sandwiched between the positive electrode layers 7, 7 and the negative electrode layer 10. In the present embodiment, the negative electrode layer 10 is shared by the two separators 3, 3 in such a manner that the negative electrode layer 10 is sandwiched between the two separators 3, 3. Covered.
[0019]
The positive electrode layer 7 has a structure in which a positive electrode active material layer 6 is overlapped on one side of a positive electrode current collector 5 formed of a metal foil or a metal mesh. On the other hand, the negative electrode layer 10 has a structure in which negative electrode active material layers 9 and 9 are stacked on both surfaces of a negative electrode current collector 8 formed of a metal foil or a metal mesh. However, a plurality of cells 2 shown in FIG. 1 can be stacked, and in that case, the positive electrode active material layers 6 are arranged on both surfaces of the positive electrode current collector 5.
[0020]
The positive electrode current collector 5 is preferably made of Al or an Al alloy. The negative electrode current collector 8 is preferably made of Cu or a Cu alloy. One ends of strip-shaped terminal leads 12 and 13 are connected to the positive electrode current collector 5 and the negative electrode current collector 8, respectively. The terminal leads 12 and 13 extend outward through the sealing portion 11 of the exterior material 4.
[0021]
The positive electrode active material layer 6 includes a positive electrode active material, a conductive additive, and a polymer substrate (polymer). Similarly, the negative electrode active material layer 9 includes a negative electrode active material, a conductive additive, and a polymer substrate. The separator 3, the positive electrode active material layer 6, and the negative electrode active material layer 9 have a porous form, ₆ A non-aqueous electrolyte obtained by dissolving a lithium salt such as in an organic solvent such as ethylene carbonate or propylene carbonate is impregnated (gelled).
[0022]
As a polymer substrate constituting the positive electrode active material layer 6 and the negative electrode active material layer 9, a fluororesin such as polyvinylidene fluoride (PVDF), hexafluoropropylene (HFP), or polytetrafluoroethylene (PTEF), or a fluororesin such as these. A copolymer of a fluororesin can be used.
[0023]
As the positive electrode active material constituting the positive electrode active material layer 6, LiMnO ₂ And LiCoO ₂ Such as transition metal lithium oxide can be used. As the negative electrode active material constituting the negative electrode active material layer 9, a graphite-based carbon material such as a meso-fuse carbon material is suitable. In addition, conductive carbon such as acetylene black can be used as the conductive assistant (conductive substance).
[0024]
The separator 3 is made of the same material as the polymer substrate contained in the positive electrode active material layer 6 and the negative electrode active material layer 9, for example, PVDF, HFP, or a copolymer thereof (SiO 2). ₂ And the like may be mixed). Alternatively, a porous resin film such as polyethylene or polypropylene, a porous resin film having a multilayer structure in which a polyethylene layer is sandwiched between polypropylene layers, a resin layer such as polyethylene or polypropylene, and PVDF or HFP, or a copolymer thereof. A porous resin film or the like having a resin layer formed may be used.
[0025]
The exterior material 4 is a sheet-like material in which resin layers are provided on both surfaces of an aluminum foil. As the resin layer exposed to the outside, for example, polyethylene terephthalate or biaxially stretched nylon is used, and for the inner resin layer, a material having heat fusibility and resistance to an electrolyte such as polyethylene or polypropylene is used. used.
[0026]
Next, a method for manufacturing the battery 1 will be described.
In the lithium polymer secondary battery 1 of the present embodiment, after the components such as the terminal leads 12 and 13 for taking out electric power are attached to the cell 2 which is a power generation element, and the cell 2 is accommodated in the exterior material 4, the cell 2 It is obtained by impregnating with a non-aqueous electrolyte and closing the package 4. The cell 2 is obtained by immersing a laminated body obtained by integrating the separator 3 and the positive and negative electrode composites by thermocompression bonding in a solvent such as methanol, and extracting and removing the plasticizer contained in each electrode composite. can get. The electrode composite becomes the positive electrode layer 7 and the negative electrode layer 10, and is composed of an active material layer from which a plasticizer has not been extracted and a current collector.
[0027]
The following description shows a procedure for producing an electrode composite to be the negative electrode layer 10 of the battery 1 of the present embodiment. However, in the case where a battery having a structure in which a plurality of cells 2 (bicells) are stacked is manufactured. Can be applied as it is to a method for producing an electrode composite to be the positive electrode layer 7.
[0028]
(First method)
FIG. 3 shows a procedure for producing the electrode assembly. First, a printing mask 41 is arranged on a printing support 40 made of a resin sheet (FIG. 3- (1)). The printing mask 41 is made of, for example, a metal material such as stainless steel (the same applies to subsequent masks). The print support 40 is made of a resin material having excellent chemical resistance and mechanical properties, such as biaxially stretched polyester and polyethylene terephthalate. When the relative position between the printing support 40 and the printing mask 41 is determined, the squeegee 19 is slid in the in-plane direction of the printing mask 41 together with the supply of the active material paste 72, and the active material paste 72 is inserted into the pattern openings 41p. Fill. As described above, the first active material layer 9a is formed in the concave portion 41p of the print support 40 (FIG. 3- (2)). As shown in FIG. 2, the active material paste 72 is prepared by kneading a material 70 such as an active material, a conductive aid, a plasticizer, and a polymer substrate with an organic solvent 71 such as acetone. is there.
[0029]
Next, the printing mask 41 is separated from the printing support 40 (FIG. 3- (3)). Thereafter, the current collector 8 is placed on the undried first active material layer 9a (FIG. 3- (4)), and the active material paste 72 is further printed on the current collector.
[0030]
Here, when a metal mesh is used as the current collector 8, the aperture ratio is preferably adjusted to 30% or more and 80% or less (preferably 50% or more and 70% or less). If the aperture ratio is too small, a satisfactory value cannot be obtained for the volume occupancy of the active material layer with respect to the entire volume of the cell 2. On the other hand, the aperture ratio should not be increased unnecessarily because there is a concern that the current collector may have insufficient strength. In addition, any of an expanded metal and a punching metal may be used as the metal mesh. Further, a metal mesh having a through hole formed by etching can be used. The opening area of one through hole is, for example, 0.1 mm. ² More than 2mm ² It should be adjusted as follows. That is, if the mesh is too small, the filling of the active material paste 72 may not be performed smoothly, and a gap or the like may be generated. On the other hand, if it is too large, it is disadvantageous in increasing the contact area with the active material paste 72 (active material layer).
[0031]
Meanwhile, when the current collector 8 is placed on the undried first active material layer 9a and the active material paste 72 is further printed on the current collector 8, as shown in FIG. Despite the use of a printing mask having a thickness (depth), the thickness d1 of the first active material layer 90a disposed on one surface side of the current collector 8 and the thickness d1 disposed on the opposite side are different. The thickness d2 of the second active material layer 90b may be significantly different. Further, it is conceivable that an area difference ΔS occurs between the front and back active material layers 90a and 90b even though the printing mask having the same opening pattern is used. This is because the previously printed first active material layer 90a may be deformed by the weight of the printing mask or squeegee. Since such a dimensional difference is directly linked to a dimensional error and a variation in performance of the final product, the dimensional difference should be as close to zero as possible.
[0032]
Therefore, in the present embodiment shown in FIG. 3, the first active material layer 9a printed before the current collector 8 is placed on the first active material layer 9a so as not to be deformed. A spacer 42 surrounding the active material layer 9a can be arranged on the print support 40 (FIG. 3- (3), broken line portion). Alternatively, in anticipation of the first active material layer 9a becoming thinner, the thickness of the printing mask 41 used when forming the first active material layer 9a is used when forming the second active material layer 9b. The thickness may be adjusted to be larger than the thickness of the second printing mask 44.
[0033]
Next, on the current collector 8 placed on the first active material layer 9a, the printing mask 41 used when the first active material layer 9a was formed or the second pattern having the same pattern opening 44p as the printing mask 41 was used. The second printing mask 44 is placed (the latter is shown in FIG. 3). The second printing mask 44 is positioned so that the pattern opening 44p just overlaps the first printed active material layer 9a. Then, the same active material paste 72 as the first active material layer 9a is printed on the surface of the current collector 8 opposite to the side where the first active material layer 9a is located to form the second active material layer 9b. (Fig. 3- (5)). According to the present embodiment, the current collector 8 does not need to be inverted, so that the efficiency is high.
[0034]
Next, the electrode assembly 10a including the current collector 8, the first active material layer 9a, and the second active material layer 9b is separated from the print support 40 (FIG. 3- (6)). First, the second printing mask 44 used to form the second active material layer 9b is separated from the second active material layer 9b, and the first active material layer 9a and the second active material layer 9b are dried and cured. Let it. Next, of the current collector 8, the disposal margins 8 ′, 8 ′ where the active material layers 9 a, 9 b are not located are cut together with the print support 40. In the present embodiment, since the print support 40 is made of a resin sheet, it can be easily cut. After the cutting, the electrode composite 10a can be obtained by peeling and removing the remaining sheet attached to the first active material layer 9a.
[0035]
(Second method)
FIG. 4 shows another embodiment of the procedure for producing the electrode assembly. First, the print support 22 is prepared. The print support 22 includes an upper sheet 20 and a lower sheet 21. The upper sheet 20 has an opening 20p corresponding to the shape of the active material layer to be obtained. The lower sheet 21 forms a concave portion 22p by closing the opening 20p of the upper sheet 20 from one surface side. The upper sheet 20 and the lower sheet 21 are made of, for example, a biaxially stretched polyester or a resin material such as polyethylene terephthalate. The print support 22 is formed to be long, a plurality of recesses 22p are formed at regular intervals in the longitudinal direction, and the steps shown in FIG. 4 and the operation of transporting the print support 22 are alternately performed. If this is the case, an electrode composite can be produced with extremely high efficiency.
[0036]
As shown in FIG. 4- (1), a printing mask 24 (metal mask) is superimposed on the printing support 22. The opening 20p of the upper sheet 20 and the pattern opening 24p of the printing mask 24 have the same size and shape. The printing support 22 and the printing mask 24 are positioned relative to each other so that the opening 20p of the upper sheet 20 and the pattern opening 24p of the printing mask 24 communicate with each other, and the outer edges of both openings coincide with each other. When the relative position between the printing support 22 and the printing mask 24 is determined, the squeegee 19 is slid in the in-plane direction of the printing mask 24 along with the supply of the active material paste 72, and the recess 22p of the printing support 22 and printing are performed. The active material paste 72 is filled into the pattern openings 24p of the mask 24 for use. As described above, the first active material layer 9a is formed in the recess 22p of the print support 22 (FIG. 4- (2)).
[0037]
Next, the printing mask 24 is removed from the printing support 22 (FIG. 4- (3)). Next, the current collector 8 is placed on the undried first active material layer 9a accommodated in the concave portion 22p (FIG. 4- (4)).
[0038]
Next, the printing mask 24 used when the first active material layer 9a was formed on the current collector 8 placed on the first active material layer 9a or a printing mask having the same pattern opening as the printing mask 24 was used. Place the mask. The printing mask 24 is positioned so that the pattern opening 24p exactly overlaps the concave portion 22p of the print support 22 (that is, the opening 20p of the upper sheet 20). Then, the same active material paste 72 as the first active material layer 9a is printed on the surface of the current collector 8 opposite to the side where the first active material layer 9a is located to form the second active material layer 9b. (Fig. 4- (5)). According to the present embodiment, the current collector 8 does not need to be inverted, so that the efficiency is high.
[0039]
Next, the electrode assembly 10a including the current collector 8, the first active material layer 9a, and the second active material layer 9b is separated from the print support 22 (FIG. 4- (6)). First, the printing mask 24 used to form the second active material layer 9b is separated from the second active material layer 9b, and the first active material layer 9a and the second active material layer 9b are dried and cured. Next, in the current collector 8, the disposal margins 8 ′, 8 ′ where the active material layers 9 a, 9 b are not located are cut together with the print support 22. In the present embodiment, since the print support 22 is made of a resin sheet, it can be easily cut. After the cutting, the electrode composite 10a can be obtained by peeling and removing the remaining sheet attached to the first active material layer 9a.
[0040]
(Third method)
FIG. 5 shows another embodiment of the procedure for producing the electrode assembly. The printing support 27 used in this embodiment includes a printing mask 26 having a pattern opening 26p for filling the active material paste, and a resin made resin that forms a recess 27p by closing the pattern opening 26p of the printing mask 26 from one side. And a sheet 25 (FIG. 5- (1)). The sheet 25 can be the same as the lower sheet 21 described above. Of course, the print support 27 may be configured to be long, a plurality of recesses 27p may be formed at regular intervals in the longitudinal direction, and the steps illustrated in FIG. 5 and the operation of transporting the print support 27 may be performed alternately. .
[0041]
First, the active material paste 72 is filled in the recesses 27p of the print support 27 to form the first active material layer 9a (FIG. 5- (2)). Next, the current collector 8 is placed on the undried first active material layer 9a accommodated in the concave portion 27p (FIG. 5- (3)). The current collector 8 moves the pattern opening 26p of the printing mask 26 while maintaining the stacked state of the printing mask 26 and the sheet 25, which form a part of the printing support 27, with the side where the sheet is located. It is arranged so as to block from the opposite side. Next, the same active material paste 72 as that of the first active material layer 9a is printed on the surface of the current collector 8 opposite to the side where the first active material layer 9a is located to form the second active material layer 9b. It is formed (FIG. 5- (4)). According to the present embodiment as described above, there is no need to invert the current collector 8 and thus the efficiency is high.
[0042]
Next, the electrode composite 10 a including the current collector 8, the first active material layer 9 a, and the second active material layer 9 b is separated from the print support 27. First, the printing mask 29 used to form the second active material layer 9b is separated from the second active material layer 9b, and the first active material layer 9a and the second active material layer 9b are dried and cured (FIG. 5- (5)). Next, among the constituent members of the printing support 27, the sheet 25 is removed first. Then, the electrode assembly 10b is in a state where it is attached to the printing mask 26. By removing the printing mask 26, the electrode assembly 10b is obtained (FIG. 5- (6)).
[0043]
(Fourth method)
FIG. 6 shows another embodiment of the procedure for producing the electrode assembly. The print support 22 that can be used in the embodiment shown in FIG. 6 is the same as that in the embodiment shown in FIG. Of course, the print support 27 may be configured to be long, a plurality of recesses 27p may be formed at regular intervals in the longitudinal direction, and the steps illustrated in FIG. 5 and the operation of transporting the print support 27 may be performed alternately. .
[0044]
First, the current collector 8 is arranged on the print support 22 so as to cover the recess 22p (FIG. 6- (1)). However, the current collector 8 used at this time always has a plurality of through holes in the thickness direction, specifically, a metal mesh. Next, the printing mask 30 is arranged on the current collector 8 such that the pattern opening 30p for filling the active material paste exactly overlaps the concave portion 22p of the print support 22. At this time, the peripheral portion 8k of the current collector 8 is sandwiched between the printing mask 30 and the upper sheet 20 constituting the printing support 22 (FIG. 6- (2)).
[0045]
Next, the above-described active material paste 72 is poured into the pattern openings 30p of the printing mask 30. Then, the active material paste 72 having fluidity first passes through the mesh and fills the concave portions 22 p of the print support 22. Thereby, the first active material layer 9a having an outer shape based on the shape of the concave portion 22p is formed. When the filling is further continued, the concave portion 22p becomes full, and the active material paste 72 is deposited on the current collector 8. Thus, a second active material layer 9b having an outer shape based on the shape of the pattern opening 30p of the printing mask 30 is formed continuously on the side opposite to the first active material layer 9a across the current collector 8. (FIG. 6- (3)). That is, the printing step for forming the first active material layer 9a and the printing step for forming the second active material layer 9b are used in combination. In addition, since the current collector 8 does not need to be inverted, the efficiency is high.
[0046]
Next, the electrode assembly 10a including the current collector 8, the first active material layer 9a, and the second active material layer 9b is separated from the print support 22 (FIG. 6- (4)-(5)). ). Since this step can be performed in the same manner as the method shown in FIG. 4, the description is omitted.
[0047]
By assembling the electrode composite obtained as described above with each component according to the above-described procedure, the stacked battery 1 shown in FIG. 1 is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of a stacked battery.
FIG. 2 is an explanatory view showing a procedure for adjusting an active material paste.
FIG. 3 is a process explanatory view showing a procedure for producing an electrode composite.
FIG. 4 is a process explanatory view showing another embodiment of the production procedure of the electrode composite.
FIG. 5 is a process explanatory view showing another embodiment of the production procedure of the electrode composite.
FIG. 6 is a process explanatory view showing another embodiment of the production procedure of the electrode composite.
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a problem that may occur in double-sided printing.
[Explanation of symbols]
1 Stacked battery
8 Current collector
8 'Abandonment allowance
9a First active material layer
9b Second active material layer
10a, 10b electrode composite
20 Upper sheet
21 Lower sheet
22, 27, 40 Printing support (support)
22p, 27p recess
24,26,30,41,44 Printing mask
24p, 26p, 30p, 41p Pattern opening
25 sheets
29 Printing mask (second printing mask)
72 Active Material Paste

Claims

In a method for manufacturing a laminated battery including a step of laminating an electrode composite in which active material layers are arranged on both surfaces of a current collector and a separator,
Printing an active material paste on a support made of a resin sheet to form a first active material layer to be disposed on one surface side of the current collector; Placing a current collector on the layer; and printing the active material paste on the other surface side of the current collector disposed adjacent to the first active material layer to form a second active material layer. Forming, and separating the electrode complex including the current collector, the first active material layer, and the second active material layer from the support. A method for manufacturing a stacked battery.

The lamination according to claim 1, wherein a thickness of a printing mask used when forming the first active material layer is larger than a thickness of a printing mask used when forming the second active material layer. Method of manufacturing a rechargeable battery.

The method for manufacturing a stacked battery according to claim 1, wherein the electrode composite is dried on the resin sheet.

In a method for manufacturing a laminated battery including a step of laminating an electrode composite in which an active material layer is disposed on both surfaces of a current collector and a separator, the electrode composite includes the following (a), (b), and ( A method for manufacturing a stacked battery, which is manufactured through the steps of c).
(A) forming a first active material layer to be disposed on one surface side of the current collector by filling an active material paste in a recess formed in the support;
(B) printing the active material paste on the other surface side of the current collector disposed adjacent to the first active material layer while the undried first active material layer is housed in the concave portion; Forming a second active material layer.
(C) a step of separating the electrode composite including the current collector, the first active material layer, and the second active material layer from the support;

The step of (a) includes a step of printing and filling the active material paste by overlapping a pattern opening of a printing mask with the concave portion, and a step of separating the printing mask from the support.
In the step (b), the step of arranging a current collector on the first active material layer formed in the recess and the side of the current collector on which the first active material layer is located 5. The method of manufacturing a stacked battery according to claim 4, further comprising: printing the active material paste on an opposite surface side to form the second active material layer.

The support is configured to include a resin upper sheet having an opening, and a resin lower sheet that forms the recess by closing the opening of the upper sheet from one side,
6. The method according to claim 4, wherein in the step (a), a pattern opening of a printing mask is overlapped with an opening of the upper sheet, and the recess is filled with the active material paste by printing. .

The support is configured to include a printing mask having a pattern opening for filling the active material paste, and a resin sheet that forms the recess by closing the pattern opening of the printing mask from one side. Yes,
In the step (b), the pattern opening of the printing mask is closed from the side opposite to the side where the sheet is located, while maintaining the laminated state of the printing mask and the sheet, Disposing a current collector on the first active material layer formed in the recess; and providing the active material on a surface of the current collector opposite to a side on which the first active material layer is located. 5. The method for manufacturing a stacked battery according to claim 4, further comprising: printing a paste to form the second active material layer.

The step (c) includes a step of separating a second printing mask for forming the second active material layer from the second active material layer, and a step of separating the sheet and the printing mask from each other. The method for manufacturing a stacked battery according to claim 7, comprising a step of separating from the material layer.

The current collector having a plurality of through holes in a thickness direction is used, and the step (a) includes arranging the current collector on the support so as to cover the recess. Filling the active material paste into the recesses by passing through the through holes of the current collector.

After arranging the current collector and a printing mask on the support such that the pattern opening for filling the active material paste overlaps the concave portion,
The active material paste is poured into the pattern opening of the printing mask and passed through the current collector to form the first active material layer having an outer shape based on the shape of the concave portion, and further separating the current collector. The method according to claim 9, wherein the second active material layer having an outer shape based on the shape of the pattern opening of the printing mask is continuously formed on a side opposite to the first active material layer. .

The support is made of a resin sheet, and the step (c) includes a step of separating a mask used for forming the second active material layer from the second active material layer; A step of cutting the sheet together with a throw-away portion where the active material layer is not located, and removing and removing the remaining sheet attached to the first active material layer after the cutting; The method for producing a stacked battery according to any one of claims 4, 5, 6, 9, and 10, which comprises a step of obtaining a body.

The method for manufacturing a stacked battery according to any one of claims 6, 7 and 11, wherein the sheet is a biaxially stretched resin sheet.

The step (c) includes a step of drying the first active material layer and the second active material layer, and a step of separating the dried electrode assembly from the support. 13. The method for manufacturing a stacked battery according to any one of the above items 12.