JP2005044539A - Manufacturing method of secondary battery electrode and roll press device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、リチウム二次電池に使用される二次電池用電極の製造方法及びロールプレス装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知の如く、カメラ一体型VTR、ノート型パソコン、携帯電話等の電子機器には、リチウム二次電池が使用されている。ところで、こうした二次電池には電極が組み込まれるが、活物質と基材の密着性向上および電極の薄膜化のため、電極をプレスすることが電池性能に対して重要である。
【0003】
図3は、従来における電極の製造方法の一例を示す(特許文献1)。
図中の符番1は、基材としての集電体1aと、この集電体1aに塗布されかつ乾燥処理が施されている活物質1bとからなる電極前駆体(厚みt1)を示す。
ここで、集電体1aは、例えばアルミニウム箔である。前記電極前駆体1は、矢印X方向に回転するロール2a,2b間に通して、厚みt2の電極3を矢印Y方向に連続的に成形する。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−185736号公報(段落[0016],[0023]及び図2参照)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の電極の製造方法において、ロール2a,2bを通過した電極3は図4に示すような平面形状になっている。図4において、符番4は活物質1bの塗布部であり、符番5は未塗布部である。この後、図4の点線Zのように、電極3の塗布部4と未塗布部5を切り取って電極片とし、これを複数枚積層して二次電池の電極として使用する。
【0006】
しかし、活物質1bを塗布した電極前駆体1をロール2a,2bでプレスする際、活物質の塗布部4と未塗布部5の境界部で電極3の長手方向に沿って伸び差が生じる。従って、図4の一点鎖線部分6の電極3に破れが生じるという問題があった。
【0007】
本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、活物質の塗布部と未塗布部の境に対応する基材に、該基材の長手方向に沿って予め穴を開けることにより、活物質を塗布した基材をプレスする際に徐々にたまっていく歪を開放し、もって電極に破れが生じるのを回避しえる二次電池用電極の製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
また、本発明は、長手方向に沿う両端部を残して両主面に活物質が塗布された基材を巻き取る第1の電極ロールと、前記基材を該基材の両主面から押圧する一対のプレスロールと、このプレスロールの上流側に配置され,活物質の塗布部と未塗布部の境に対応する前記基材に穴を開ける穴あけ機構と、前記穴あけ機構及びプレスロール間を通過した電極を巻き取る第2の電極ロールとを具備した構成にすることにより、基材に穴を確実に開けることができるロールプレス装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本願第1の発明に係る二次電池用電極の製造方法は、帯状の基材の両主面に、該基材の長手方向に沿う両端部を残して活物質を塗布した後、前記基材の両主面側から一対のプレスロールで活物質が一定厚みになるようにプレスして電極を形成する方法において、活物質の塗布部と未塗布部の境に対応する前記基材に、該基材の長手方向に沿って予め穴を開ける工程を有することを特徴とする二次電池用電極の製造方法である。
【0010】
本願第2の発明に係るロールプレス装置は、帯状の基材から二次電池用電極を形成する際に使用されるロールプレス装置において、長手方向に沿う両端部を残して両主面に活物質が塗布された基材を巻き取る第1の電極ロールと、前記基材を該基材の両主面から押圧する一対のプレスロールと、このプレスロールの上流側に配置され,活物質の塗布部と未塗布部の境に対応する前記基材に穴を開ける穴あけ機構と、前記穴あけ機構及びプレスロール間を通過した電極を巻き取る第2の電極ロールとを具備することを特徴とする。
【0011】
本発明において、前記穴は、基材の長手方向に沿って一定間隔で開けられていることが好ましい。また、穴は基材の長手方向に沿う両端部側に並んで形成することが好ましい。この理由は、穴加工を容易にし、また、穴の影響による電極ロールの蛇行を防止するためである。但し、穴のピッチは特に限定されず、基材をプレスする際の活物質の塗布部と未塗布部における伸び差を考慮して適宜設定する。
【0012】
本発明において、前記基材の両面に活物質を塗布し、プレスロールによりプレスして帯状の電極を形成した後、活物質の塗布部と未塗布部の部分を切り抜いて電極片を形成することが好ましい。本発明の場合、活物質の塗布部と未塗布部に対応する基材部分に破れがなく、かつ均一の厚さの電極が形成されるので、正常な電極片を得ることができ、信頼性の高い二次電極を組み立てることができる。
なお、電極片はプラス極用とマイナス極用とがあり、夫々別々に形成する。
本発明において、前記基材とは、例えば銅箔またはアルミニウム箔が挙げられる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例に係る二次電池用電極の製造方法について図1(A)〜(C)及び図2(A),(B)を参照して説明する。ここで、図1は本発明に係る電極を製造するためのロールプレス装置の説明図であり、図1(A)は全体図、図1(B)は図1(A)の正面図、図1(C)は図1(A),(B)の装置の一構成であるプレスロールの説明図を示す。また、図2(A)は本発明に係る電極を形成するための基材の平面図、図2(B)は同電極の平面図を示す。
【0014】
まず、ロールプレス装置について説明する。
図1中の符番11a,11bは、夫々互に離間して配置された第1の電極ロール,第2の電極ロールを示す。ここで、一方の電極ロール11aには、基材12が巻かれている。ここで、この基材12の両主面には、該基材12の長手方向に沿う両端部を残して活物質13が塗布されている。前記基材12は、例えば銅箔叉はアルミニウム箔から構成されている。他方の電極ロール11bには、後述する穴あけロール及びプレスロールを通過した電極14が巻き取られる。
【0015】
前記第1の電極ロール11a,第2の電極ロール11b間には、上下に対向して配置された一対のプレスロール15a,15bが配置されている。このプレスロール15a,15bにより前記基材12が上下方向からプレスされる。前記プレスロール15a,15bの上流側(第1の電極ロール11a側)には、穴あけ機構としての一対の穴あけロール16a,16bが上下方向に配置されている。
【0016】
一方の穴あけロール16aの長手方向に沿う両端部には、図1(C)に示すように、基材12に開けられる穴間距離のピッチで凸部17が設けられている。また、他方の穴あけロール16bには、図1(C)に示すように、前記凸部17に対応する位置に凹部18が形成されている。前記穴あけロール16a,16bにより、活物質13の塗布部と未塗布部の境に対応する前記基材12に穴19が開けられる。
【0017】
前記プレスロール15a,15bを通過する前の基材12は、図2(A)に示すように、前記穴あけロール16a,16bにより、活物質13を塗布すべき塗布部20と未塗布部21の境界部に、基材12の長手方向に沿って予め穴19が等間隔で開けられている。なお、穴19は、基材12の幅方向に向かって同じ位置に並んでいる。また、前記電極14の平面形状は、図2(B)に示すようになっている。
【0018】
次に、電極の製造方法について説明する。
まず、基材12の両主面に、活物質13を基材12の長手方向に沿う両端部を残して塗布した。つづいて、前記活物質13を塗布した基材12を電極ロール11aに巻いた後、前記基材12を穴あけロール16a,16b間に搬送し、長手方向に沿う活物質13の塗布部20と未塗布部21の境界の位置に等間隔で穴19を開けた。次に、前記活物質13を塗布した基材12を一対のプレスロール15a,15b間に送り、ここでプレス処理して均一な膜厚の電極14を電極ロール11bに巻いた。
【0019】
なお、例えば積層型の二次電池用電極を製作するには、図2(B)に一点線Xで示すように電極14の塗布部(活物質13形成箇所)及び未塗布部21を複数切り取り、例えばプラス用電極を製作する。また、マイナス用電極の場合も同様にして製作し、プラス用電極、マイナス用電極を交互に積層することにより積層型二次電池を製作する。巻取型電池の場合は、同様に製作したプラス用電極、マイナス用電極を重ね、巻き取ることにより巻取型電池を製作する。
【0020】
上記実施例によれば、活物質13の塗布部20と未塗布部21の境界部に位置する基材12に、該基材12の長手方向に沿って予め穴19を等間隔で開けた後、前記基材12を一対のプレスロール15a,15bによりプレスして電極14を形成するため、活物質13を塗布した基材12をプレスする際に徐々にたまっていく歪を開放することができ、もって電極14に破れが生じるのを回避することができる。従って、従来と比べて歩留りを向上できるとともに、上記電極を利用した二次電池の組立に要する作業時間を減少することができる。
【0021】
また、上記実施例に係るプレスロール装置は、図1に示すように、長手方向に沿う両端部を残して両主面に活物質13が塗布された基材12を巻き取る第1の電極ロール11aと、活物質13が塗布された基材12を該基材12の両主面から押圧する一対のプレスロール15a,15bと、このプレスロール15a、15bの上流側に配置され,活物質13の塗布部20と未塗布部21の境に対応する前記基材12に穴19を開ける穴あけロール16a,16bと、前記穴あけロール16a,16b及びプレスロール15a、15b間を通過した電極14を巻き取る第2の電極ロール11bとを具備した構成になっている。従って、前記プレスロール装置によれば、活物質13を塗布した基材12に穴19を確実に開けることができる。
【0022】
なお、上記実施例では、基材の長手方向に沿う穴を幅方向に並んで形成した場合について述べたが、これに限らず、穴位置が幅方向でずれて形成されていてもよい。また、上記実施例では、穴あけ機構として穴あけロールを用いた場合について述べたが、これに限定されない。
【0023】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、活物質の塗布部と未塗布部の境に対応する基材に、該基材の長手方向に沿って予め穴を開けることにより、活物質を塗布した基材をプレスする際に徐々にたまっていく歪を開放し、もって電極に破れが生じるのを回避しえる二次電池用電極の製造方法を提供できる。
【0024】
また、本発明によれば、長手方向に沿う両端部を残して両主面に活物質が塗布された基材を巻き取る第1の電極ロールと、前記基材を該基材の両主面から押圧する一対のプレスロールと、このプレスロールの上流側に配置され,活物質の塗布部と未塗布部の境に対応する前記基材に穴を開ける穴あけ機構と、前記穴あけ機構及びプレスロール間を通過した電極を巻き取る第2の電極ロールとを具備した構成にすることにより、基材に穴を確実に開けることができるロールプレス装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電極を製造するためのプレスロール装置の説明図。
【図2】本発明に係る電極を形成するための基材及び電極の平面図。
【図3】従来の電極を製造するための装置の説明図。
【図4】従来の電極の平面図。
【符号の説明】
11a,11b…電極ロール、 12…基材、 13…活物質、
14…電極、 15a,15b…プレスロール、
16a,16b…穴あけロール、 17…凸部、 18…凹部、
19…穴、 20…塗布部、 21…未塗布部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an electrode for a secondary battery used for a lithium secondary battery and a roll press apparatus.
[0002]
[Prior art]
As is well known, lithium secondary batteries are used in electronic devices such as camera-integrated VTRs, notebook computers, and mobile phones. By the way, although an electrode is incorporated in such a secondary battery, it is important for battery performance to press the electrode in order to improve the adhesion between the active material and the base material and to reduce the thickness of the electrode.
[0003]
FIG. 3 shows an example of a conventional electrode manufacturing method (Patent Document 1).
Here, the current collector 1a is, for example, an aluminum foil. The
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-11-185736 (see paragraphs [0016], [0023] and FIG. 2)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional electrode manufacturing method, the electrode 3 that has passed through the
[0006]
However, when the
[0007]
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and by making a hole in advance along the longitudinal direction of the base material corresponding to the boundary between the active material application part and the non-application part, the active material It is an object of the present invention to provide a method for producing an electrode for a secondary battery that releases a strain that gradually accumulates when pressing a base material coated with, thereby preventing the electrode from being broken.
[0008]
The present invention also provides a first electrode roll for winding a base material coated with an active material on both main surfaces, leaving both ends along the longitudinal direction, and pressing the base material from both main surfaces of the base material A pair of press rolls, a drilling mechanism that is disposed upstream of the press roll and that opens a hole in the base material corresponding to the boundary between the active material application part and the non-application part, and between the punching mechanism and the press roll. An object of the present invention is to provide a roll press apparatus that can reliably make a hole in a base material by providing a second electrode roll that winds up the passed electrode.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In the method for manufacturing an electrode for a secondary battery according to the first invention of the present application, an active material is applied to both main surfaces of a belt-like base material, leaving both ends along the longitudinal direction of the base material, and then the base material. In the method of forming an electrode by pressing the active material so as to have a certain thickness from a pair of press rolls from both main surface sides, the base material corresponding to the boundary between the coated portion and the uncoated portion of the active material, It is a manufacturing method of the electrode for secondary batteries characterized by having the process of making a hole previously along the longitudinal direction of a substrate.
[0010]
A roll press device according to a second invention of the present application is a roll press device used when forming an electrode for a secondary battery from a strip-shaped base material, with active materials on both main surfaces leaving both end portions along the longitudinal direction. A first electrode roll that winds up the base material coated with a coating material, a pair of press rolls that press the base material from both main surfaces of the base material, and an active material coating disposed upstream of the press roll. And a second electrode roll that winds up the electrode that has passed between the punching mechanism and the press roll.
[0011]
In the present invention, the holes are preferably opened at regular intervals along the longitudinal direction of the substrate. Moreover, it is preferable to form a hole along with the both ends along the longitudinal direction of a base material. The reason for this is to facilitate drilling and prevent meandering of the electrode roll due to the influence of the holes. However, the pitch of the holes is not particularly limited, and is set as appropriate in consideration of the difference in elongation between the coated portion and the uncoated portion of the active material when the substrate is pressed.
[0012]
In this invention, after apply | coating an active material on both surfaces of the said base material and pressing with a press roll and forming a strip | belt-shaped electrode, the part of the application part of an active material and the part of an unapplication part are cut out, and an electrode piece is formed. Is preferred. In the case of the present invention, the base material portion corresponding to the active material coated portion and the uncoated portion is not torn and an electrode having a uniform thickness is formed, so that a normal electrode piece can be obtained and reliability is improved. High secondary electrode can be assembled.
The electrode pieces are for the positive electrode and the negative electrode, and are formed separately.
In the present invention, examples of the substrate include copper foil and aluminum foil.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a method for manufacturing an electrode for a secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 (A) to 1 (C) and FIGS. 2 (A) and 2 (B). Here, FIG. 1 is explanatory drawing of the roll press apparatus for manufacturing the electrode which concerns on this invention, FIG. 1 (A) is a general view, FIG.1 (B) is a front view of FIG. 1 (C) is an explanatory view of a press roll which is one configuration of the apparatus of FIGS. 1 (A) and 1 (B). 2A is a plan view of a base material for forming an electrode according to the present invention, and FIG. 2B is a plan view of the electrode.
[0014]
First, the roll press apparatus will be described.
[0015]
Between the
[0016]
As shown in FIG. 1C,
[0017]
As shown in FIG. 2 (A), the
[0018]
Next, an electrode manufacturing method will be described.
First, the
[0019]
For example, in order to manufacture a laminated type secondary battery electrode, a plurality of coated portions (
[0020]
According to the above embodiment, after the
[0021]
In addition, as shown in FIG. 1, the press roll apparatus according to the above embodiment is a first electrode roll that winds up the
[0022]
In addition, in the said Example, although the case where the hole in alignment with the longitudinal direction of a base material was formed along with the width direction was described, not only this but a hole position may be shifted and formed in the width direction. Moreover, in the said Example, although the case where a drilling roll was used as a drilling mechanism was described, it is not limited to this.
[0023]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the active material is applied to the base material corresponding to the boundary between the active material application part and the non-application part by pre-drilling along the longitudinal direction of the base material. Thus, it is possible to provide a method for manufacturing an electrode for a secondary battery that can release strain that gradually accumulates when pressing the base material, and can prevent the electrode from being broken.
[0024]
Moreover, according to this invention, the 1st electrode roll which winds up the base material with which the active material was apply | coated to both main surfaces, leaving the both ends along a longitudinal direction, and both the main surfaces of this base material A pair of press rolls that are pressed from each other, a punching mechanism that is disposed upstream of the press roll and that opens a hole in the base material corresponding to the boundary between the active material application part and the non-application part, and the punching mechanism and the press roll The roll press apparatus which can open a hole reliably in a base material can be provided by setting it as the structure which comprised the 2nd electrode roll which winds up the electrode which passed between.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view of a press roll apparatus for producing an electrode according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a base material and electrodes for forming an electrode according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of an apparatus for producing a conventional electrode.
FIG. 4 is a plan view of a conventional electrode.
[Explanation of symbols]
11a, 11b ... electrode roll, 12 ... base material, 13 ... active material,
14 ... Electrode, 15a, 15b ... Press roll,
16a, 16b ... drilling roll, 17 ... convex, 18 ... concave,
19 ... hole, 20 ... applied part, 21 ... unapplied part.
Claims (4)
活物質の塗布部と未塗布部の境に対応する前記基材に、該基材の長手方向に沿って予め穴を開ける工程を有することを特徴とする二次電池用電極の形成方法。After applying the active material to both main surfaces of the band-shaped base material leaving both ends along the longitudinal direction of the base material, the active material is made to have a constant thickness with a pair of press rolls from both main surface sides of the base material. In the method of forming an electrode by pressing as follows:
A method for forming an electrode for a secondary battery, comprising: a step of previously forming a hole in the base material corresponding to a boundary between an active material application part and an unapplied part along the longitudinal direction of the base material.
長手方向に沿う両端部を残して両主面に活物質が塗布された基材を巻き取る第1の電極ロールと、前記基材を該基材の両主面から押圧する一対のプレスロールと、このプレスロールの上流側に配置され,活物質の塗布部と未塗布部の境に対応する前記基材に穴を開ける穴あけ機構と、前記穴あけ機構及びプレスロール間を通過した電極を巻き取る第2の電極ロールとを具備することを特徴とするロールプレス装置。In a roll press device used when forming an electrode for a secondary battery from a strip-shaped substrate,
A first electrode roll that winds up a base material coated with an active material on both main surfaces, leaving both ends along the longitudinal direction, and a pair of press rolls that press the base material from both main surfaces of the base material; The punching mechanism is disposed upstream of the press roll and opens a hole in the base material corresponding to the boundary between the active material coated portion and the uncoated portion, and the electrode that has passed between the punching mechanism and the press roll is wound up. A roll press apparatus comprising a second electrode roll.
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