JP2007311280A - Manufacturing method of electrode plate for secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リチウムイオン電池に代表される非水系二次電池における高密度の電極活物質層を有する二次電池用電極板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a secondary battery electrode plate having a high-density electrode active material layer in a non-aqueous secondary battery represented by a lithium ion battery.
近年、携帯用電子機器の電源として利用が広がっているリチウム二次電池は、負極にリチウムの吸蔵・放出が可能な炭素質材料等を用い、正極にLiCoO2等の遷移金属とリチウムの複合酸化物を活物質として用いており、これによって高電位で高放電容量の二次電池を実現しているが、近年の電子機器および通信機器の多機能化に伴って、さらなる高容量化が望まれている。 In recent years, lithium secondary batteries, which are widely used as power sources for portable electronic devices, use a carbonaceous material capable of occluding and releasing lithium for the negative electrode, and a composite oxidation of lithium and a transition metal such as LiCoO 2 for the positive electrode. In this way, secondary batteries with high potential and high discharge capacity have been realized. However, with the recent increase in functionality of electronic devices and communication devices, higher capacities are desired. ing.
ここで、高容量電池を実現するための電極板としては、正極板および負極板ともに各々の構成材料を塗料化した合剤塗料を集電体の両面に塗布すると共に、集電体の少なくとも幅方向の両端部に合剤塗料を塗布しない未塗布部を形成し、乾燥後に塗布部の合剤密度を上げるため、プレス加工等により規定厚みまで圧縮する方法が用いられている。この際、より多くの活物質を充填してプレス加工することにより、合剤密度が高くなり、一層の高容量化が可能となる。 Here, as an electrode plate for realizing a high-capacity battery, both a positive electrode plate and a negative electrode plate are coated with a mixture paint obtained by coating each constituent material on both sides of the current collector, and at least the width of the current collector In order to form an uncoated portion where no mixture paint is applied at both ends in the direction and increase the mixture density of the coated portion after drying, a method of compressing to a specified thickness by press working or the like is used. At this time, the mixture density is increased by filling with a larger amount of active material and pressing, thereby enabling a further increase in capacity.
しかし、電極板の活物質密度を高くするためには、プレス加工時により大きな圧力が必要となり、プレス加工時に合剤塗料の塗布部と未塗布部との境界に、シワや亀裂が発生したり、さらには電極板のソリ、切断が生じるという課題があった。
そこで、電極板の波打ちやシワ等の歪みを低減するために、図7に示されるように、正極板31の幅方向(Y軸方向)の端部に形成された電極活物質の未塗工領域34における集電体32に集電体32の幅方向に平行なスリット33を形成する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
However, in order to increase the active material density of the electrode plate, a larger pressure is required during press working, and wrinkles and cracks may occur at the boundary between the coated and uncoated parts of the mixture paint during press working. Furthermore, there is a problem that warping and cutting of the electrode plate occur.
Therefore, in order to reduce the distortion of the electrode plate such as undulations and wrinkles, as shown in FIG. 7, the electrode active material formed on the end portion in the width direction (Y-axis direction) of the positive electrode plate 31 is not coated. A method has been proposed in which a
また、電極板のしわや亀裂の発生を防止するために、図8(a)に示すように、一側縁部に未塗布部41aを残した状態で集電体41に正極合剤または負極合剤を塗布した電極板において、予め集電体41の未塗布部41aとなる領域を塗布部42となる領域よりも延伸し易い状態に形成、あるいは未塗布部41aに凹凸を形成、もしくは剥離テープを貼り付けて塗布した後に、同図(b)に示すように塗布部42をプレスローラ43a,43bで圧縮成形する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
Further, in order to prevent the generation of wrinkles and cracks in the electrode plate, as shown in FIG. 8A, the positive electrode mixture or the negative electrode is applied to the
さらに、電極板の切断やシワを防止するために、図9に示されるように、集電体55の上に活物質層54を間欠的に形成した電極板53をプレス加工する際に、上プレスローラ51の外管57が軸59に対して偏芯できるように可動層58を構成し、図9(a)のように活物質層54が形成されている部分をプレスする時の上プレスローラ51と下プレスローラ52とのローラ間のギャップをA1とし、また図9(b)のように活物質層54が形成されていない部分をプレスする時の上プレスローラ51と下プレスローラ52とのローラ間のギャップをB1とした際に、A1>B1≧集電体55の厚みとすることで、活物質層54が形成されていない集電体55部分をプレスする時に上プレスローラ51と下プレスローラ52とが集電体55と接触しないように構成する方法が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
しかしながら、上述した特許文献1の従来技術では、長尺の帯状の集電体を用いるために、帯状の集電体の両端部を長尺にわたってスリット加工することは電極板の強度を損ね、スリット加工中に電極板が蛇行し、また合剤の脱落を招きスリット加工をすることが困難となる。
However, in the above-described prior art of
また、特許文献2の従来技術では、帯状の集電体の両端部を予めアニール処理、凹凸形成、テープ貼り等の方法により前処理する必要があり、前処理に時間がかかるとともにコストアップとなる。
Moreover, in the prior art of
さらに、特許文献3の従来技術においては帯状の集電体における長手方向の間欠状に塗布して成形された未塗布部分に関しては、応力緩和の効果を期待できるが、幅方向の両端部の未塗布部分については、このような応力緩和の効果は期待できず、シワや亀裂の発生、電極板のソリ、切断が生じるという課題がある。
Furthermore, in the prior art of
本発明は上記従来の課題を鑑みてなされたもので、帯状の集電体における幅方向の両端部に正極合剤塗料または負極合剤塗料の未塗布領域を残しながら、集電体の長手方向に正極合剤塗料または負極合剤塗料を間欠状にまたは全面に塗布し乾燥した電極板の少なくとも幅方向の両端部における未塗布領域を除去した状態で、所定厚みにプレス加工する二次電池用電極板の製造方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and the longitudinal direction of the current collector while leaving uncoated areas of the positive electrode mixture paint or the negative electrode mixture paint at both ends in the width direction of the belt-like current collector For secondary batteries that are pressed to a predetermined thickness with the uncoated areas removed at least at both ends in the width direction of the electrode plate that has been applied intermittently or applied to the entire surface and dried at least in the width direction. It aims at providing the manufacturing method of an electrode plate.
上記のような目的を達成するために本発明の非水系二次電池用電極板の製造方法は、
少なくともリチウム含有複合酸化物よりなる活物質、導電材および非水溶性高分子の結着材を分散媒にて混練分散した正極合剤塗料、または少なくともリチウムを保持しうる材料よりなる活物質および非水溶性高分子の結着材を分散媒にて混練分散した負極合剤塗料を帯状の集電体に間欠状にまたは全面に塗布し、乾燥後に前記集電体の長手方向に活物質層を形成した電極板をプレス加工、スリット加工する二次電池用電極板の製造方法であって、集電体の幅方向の両端部に正極合剤塗料または負極合剤塗料の未塗布領域を残しながら集電体の長手方向に正極合剤塗料または負極合剤塗料を間欠状にまたは全面に塗布し、乾燥した電極板の少なくとも幅方向の両端部の未塗布領域を除去した状態で所定厚みにプレス加工することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the method for producing an electrode plate for a non-aqueous secondary battery according to the present invention includes:
An active material comprising at least a lithium-containing composite oxide, a positive electrode mixture paint obtained by kneading and dispersing a conductive material and a water-insoluble polymer binder in a dispersion medium, or an active material comprising at least lithium and a non-active material A negative electrode mixture paint obtained by kneading and dispersing a water-soluble polymer binder with a dispersion medium is applied to a strip-like current collector intermittently or on the entire surface, and after drying, an active material layer is formed in the longitudinal direction of the current collector. A method of manufacturing an electrode plate for a secondary battery that presses and slits the formed electrode plate, while leaving an uncoated region of the positive electrode mixture paint or negative electrode mixture paint at both ends in the width direction of the current collector A positive or negative electrode mixture paint is applied intermittently or over the entire surface in the longitudinal direction of the current collector, and pressed to a predetermined thickness with at least uncoated areas at both ends in the width direction of the dried electrode plate removed. It is characterized by processing Than is.
本発明の二次電池用電極板の製造方法によると、本発明の非水系二次電池用電極板の製造方法は、帯状の集電体における幅方向の両端部に正極合剤塗料または負極合剤塗料の未塗布領域を残しながら、集電体の長手方向に合剤塗料を間欠状にまたは全面に塗布し、乾燥した電極板の少なくとも幅方向の両端部の未塗布領域を除去した状態で、所定厚みにプレス加工することにより、電極板の幅方向において活物質合剤の塗布領域がプレスされた際にこの領域の集電体に加わる応力と、活物質合剤の未塗布領域がプレスされた際にこの領域の集電体に加わる応力(ほとんど無しに等しい)との応力差が生じることなく、活物質合剤の塗布領域のみに均一な圧力をかけることができ、間欠状または全面に塗布された電極板のプレス加工時に発生するシワ、切断、ソリ等を抑制し、高品質で高密度な電極板を得ることが可能である。また、この高品質で高密度な電極板を用いることで高容量な二次電池を実現することが可能となる。 According to the method for producing an electrode plate for a secondary battery of the present invention, the method for producing the electrode plate for a non-aqueous secondary battery of the present invention includes a positive electrode mixture paint or a negative electrode compound at both ends in the width direction of the belt-like current collector. With the mixture paint applied intermittently or over the entire surface in the longitudinal direction of the current collector while leaving the uncoated area of the current collector, the uncoated areas at both ends in the width direction of the dried electrode plate are removed. When the active material mixture application area is pressed in the width direction of the electrode plate by pressing to a predetermined thickness, the stress applied to the current collector in this area and the unapplied area of the active material mixture are pressed. It is possible to apply a uniform pressure only to the active material mixture application region without causing a difference in stress from the stress applied to the current collector in this region (equal to almost none). Occurs during press processing of electrode plates applied to Wrinkles, cut, to suppress warpage or the like, it is possible to obtain a high-density electrode plate with high quality. Further, a high-capacity secondary battery can be realized by using this high-quality and high-density electrode plate.
本発明の第1の発明においては、少なくともリチウム含有複合酸化物よりなる活物質、導電材および非水溶性高分子の結着材を分散媒にて混練分散した正極合剤塗料、または少
なくともリチウムを保持しうる材料よりなる活物質および非水溶性高分子の結着材を分散媒にて混練分散した負極合剤塗料を帯状の集電体に間欠状にまたは全面に塗布し、乾燥後に集電体の長手方向に活物質層を形成した電極板をプレス加工、スリット加工する二次電池用電極板の製造方法であって、集電体の幅方向の両端部に正極合剤塗料または負極合剤塗料の未塗布領域を残しながら、集電体の長手方向に正極合剤塗料または負極合剤塗料を間欠状にまたは全面に塗布し、乾燥した電極板の少なくとも幅方向の両端部の未塗布領域を除去した状態で所定厚みにプレス加工することにより、電極板の幅方向において活物質合剤の塗布領域がプレスされた際にこの領域の集電体に加わる応力と、活物質合剤の未塗布領域がプレスされた際にこの領域の集電体に加わる応力(ほとんど無しに等しい)との応力差が生じることなく、活物質合剤の塗布領域のみに均一な圧力をかけることができ、プレス加工時に発生するシワ、切断、ソリ等を抑制することが可能である。
In the first invention of the present invention, a positive electrode mixture paint obtained by kneading and dispersing at least an active material comprising a lithium-containing composite oxide, a conductive material and a water-insoluble polymer binder in a dispersion medium, or at least lithium. A negative electrode mixture paint obtained by kneading and dispersing an active material made of a material that can be held and a water-insoluble polymer binder in a dispersion medium is applied intermittently or over the entire surface of the belt-shaped current collector, and then collected after drying. A method for producing an electrode plate for a secondary battery in which an electrode plate having an active material layer formed in the longitudinal direction of the body is pressed and slit processed, and a positive electrode mixture paint or a negative electrode compound is formed on both ends of the current collector in the width direction. The positive electrode mixture paint or the negative electrode mixture paint is applied intermittently or over the entire surface in the longitudinal direction of the current collector while leaving the uncoated area of the agent paint, and at least the widthwise ends of the dried electrode plate are not applied. With the area removed, the When the active material mixture application area is pressed in the width direction of the electrode plate, the stress applied to the current collector in this area and the unapplied area of the active material mixture are pressed. There is no stress difference from the stress applied to the current collector in this area (equal to almost none), and uniform pressure can be applied only to the active material mixture application area. It is possible to suppress warping and the like.
本発明の第2の発明においては、正極合剤塗料または負極合剤塗料を帯状の集電体に塗布し、乾燥した電極板の幅方向の両端部における合剤塗料のダレ部を含めた領域を除去した後に所定厚みにプレスすることにより、電極板の幅方向において活物質合剤の塗布厚みが一定な領域がプレスされた際にこの領域の集電体に加わる応力と、活物質合剤の塗布厚みが薄くなるダレ領域がプレスされた際にこの領域の集電体に加わる応力との応力差が生じることなく、活物質合剤の塗布領域のみに均一な圧力をかけることができ、プレス加工時に発生するシワ、切断、ソリ等を抑制する効果をさらに高めることが可能である。 In the second aspect of the present invention, the positive electrode mixture paint or the negative electrode mixture paint is applied to the belt-like current collector, and the region including the sagging portion of the mixture paint at both ends in the width direction of the dried electrode plate Is applied to the current collector in the region when the region where the coating thickness of the active material mixture is constant is pressed in the width direction of the electrode plate, and the active material mixture When the sagging region where the coating thickness of the material is reduced is pressed, a uniform pressure can be applied only to the active material mixture coating region without causing a stress difference with the stress applied to the current collector in this region, It is possible to further enhance the effect of suppressing wrinkles, cutting, warping and the like that occur during pressing.
本発明の第3の発明においては、電極板の幅方向の両端部に未塗布領域を残した状態でプレス加工を一回した後に、未塗布領域を除去して所定厚みにプレスすることにより、複数回のプレス加工を行った場合でも、電極板に複数回のプレス加工による大きな応力が発生する前の電極板の幅方向における活物質合剤の未塗布領域と塗布領域とに加わるプレス加工時の応力状態の差を緩和し、すなわち、小さな応力状態の差の間で緩和することでプレス加工時に発生するシワ、切断、ソリ等を抑制する効果が得られるため、電極板をより高密度化することが可能である。 In the third invention of the present invention, after pressing once with the uncoated area left at both ends in the width direction of the electrode plate, the uncoated area is removed and pressed to a predetermined thickness, Even when multiple pressing operations are performed, during the pressing process that is applied to the uncoated and coated areas of the active material mixture in the width direction of the electrode plate before the electrode plate is subjected to large stress due to the multiple pressing operations. Since the effect of suppressing wrinkles, cutting, warping, etc. that occur during press working can be obtained by relaxing the difference in stress state of the material, that is, relaxing between the differences in small stress state, the electrode plate is made more dense Is possible.
本発明の第4の発明においては、スリッターを具備したプレス機を用いて、電極板の両端部の未塗布領域をスリット加工することにより、電極板を高密度化するためにプレス加工を施した後に規定の幅にスリット加工する工程を簡略化することが可能である。 In the fourth invention of the present invention, a press machine provided with a slitter was used to slit the uncoated areas at both ends of the electrode plate, thereby pressing the electrode plate to increase the density. It is possible to simplify the process of slitting to a specified width later.
以下に、本発明における二次電池用電極板の製造方法の一例を示す。まず、正極活物質、導電材、結着材を適切な分散媒中に入れ、プラネタリーミキサー等の分散機により混合分散して、帯状の集電体への塗布に最適な粘度に調整して混練を行い、正極合剤塗料を作製した。正極合剤塗料用の活物質としては、例えばコバルト酸リチウムおよびその変性体(コバルト酸リチウムにアルミニウムやマグネシウムを固溶させたものなど)、ニッケル酸リチウムおよびその変性体(一部ニッケルをコバルト置換させたものなど)、マンガン酸リチウムおよびその変性体などの複合酸化物を挙げることができる。 Below, an example of the manufacturing method of the electrode plate for secondary batteries in this invention is shown. First, the positive electrode active material, conductive material, and binder are placed in an appropriate dispersion medium, mixed and dispersed by a dispersing machine such as a planetary mixer, and adjusted to an optimum viscosity for application to a strip-shaped current collector. Kneading was performed to prepare a positive electrode mixture paint. Examples of active materials for positive electrode mixture paints include lithium cobaltate and modified products thereof (such as lithium cobaltate in which aluminum or magnesium is dissolved), lithium nickelate and modified products thereof (partially nickel is substituted with cobalt) And composite oxides such as lithium manganate and modified products thereof.
このときの導電材としては、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック、各種グラファイトを単独、あるいは組み合わせて用いても良い。 As the conductive material at this time, for example, carbon black such as acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black and thermal black, and various graphites may be used alone or in combination.
このときの正極合剤塗料用の結着材としては、例えばポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリフッ化ビニリデンの変性体、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、アクリレート単位を有するゴム粒子結着剤等を用いることができ、この際に反応性官能基を導入したアクリレートモノマー、またはアクリレートオリゴマーを結着剤中に混入させることも可能である。 As the binder for the positive electrode mixture paint at this time, for example, polyvinylidene fluoride (PVdF), a modified polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene (PTFE), a rubber particle binder having an acrylate unit, or the like is used. In this case, an acrylate monomer or an acrylate oligomer into which a reactive functional group is introduced can be mixed in the binder.
次に負極合剤塗料用の活物質、結着材を適切な分散媒中に入れ、プラネタリーミキサー等の分散機により混合分散して、集電体への塗布に最適な粘度に調整して混練を行い、負極合剤塗料を作製した。負極合剤塗料用の活物質としては、各種天然黒鉛および人造黒鉛、シリサイドなどのシリコン系複合材料および各種合金組成材料を用いることができる。 Next, the active material and binder for the negative electrode mixture paint are placed in an appropriate dispersion medium, mixed and dispersed by a dispersing machine such as a planetary mixer, and adjusted to the optimum viscosity for application to the current collector. Kneading was performed to prepare a negative electrode mixture paint. As an active material for the negative electrode mixture paint, various natural graphites, artificial graphite, silicon-based composite materials such as silicide, and various alloy composition materials can be used.
このときの負極合剤塗料用の結着材としてはPVDFおよびその変性体をはじめ各種バインダーを用いることができるが、リチウムイオン受入れ性向上の観点から、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子(SBR)およびその変性体に、カルボキシメチルセルロース(CMC)をはじめとするセルロース系樹脂等を併用したり少量添加するのがより好ましいといえる。 Various binders such as PVDF and modified products thereof can be used as the binder for the negative electrode mixture paint at this time. From the viewpoint of improving lithium ion acceptability, styrene-butadiene copolymer rubber particles (SBR). In addition, it can be said that it is more preferable to use a cellulose resin such as carboxymethyl cellulose (CMC) in combination or a small amount thereof in the modified product.
図1(a)は本発明の一実施の形態における電極板の活物質からなる合剤塗料を塗布した状態を示す平面図であり、図1(b)は同実施の形態における電極板の活物質からなる合剤塗料を塗布した状態を示す断面図である。本発明の二次電池用電極板の製造方法においては、図1(a)に示すように正極板または負極板は、上記のようにして作製した正極合剤塗料および負極合剤塗料を用いて、帯状の集電体1における幅方向の両端部に未塗布領域3を残した状態で、帯状の集電体1の長手方向に正極合剤塗料または負極合剤塗料を間欠状に塗布乾燥させて、帯状の集電体1上に活物質層2を形成した電極板4を作製した。
FIG. 1A is a plan view showing a state in which a mixture paint made of an active material of an electrode plate in one embodiment of the present invention is applied, and FIG. 1B is an active state of the electrode plate in the same embodiment. It is sectional drawing which shows the state which applied the mixture paint which consists of a substance. In the method for producing an electrode plate for a secondary battery of the present invention, as shown in FIG. 1A, the positive electrode plate or the negative electrode plate uses the positive electrode mixture paint and the negative electrode mixture paint produced as described above. The positive electrode mixture paint or the negative electrode mixture paint is intermittently applied and dried in the longitudinal direction of the belt-like
図2(a)は本発明の一実施の形態における電極板のプレス時の状態を示す平面図であり、図2(b)は同実施の形態における電極板のプレス時の状態を示す断面図である。また、図4は本発明の一実施の形態における電極板のプレス加工を示す断面図であり、同図に示したように、上記帯状の電極板4を巻き出し部12より送り出し、プレス機に設置したスリター部13により、図1(a)の活物質合剤の未塗布領域3を除去し、図2(a)のように帯状の電極板4における幅方向の両端部に活物質層2が存在する状態にした後に、上プレスローラ14と下プレスローラ15の隙間を通過させ、巻き取り部16で帯状の電極板4を巻き取ることで、電極板4をプレス加工した。
FIG. 2A is a plan view showing a state during pressing of the electrode plate in one embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a cross-sectional view showing a state during pressing of the electrode plate in the same embodiment. It is. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the pressing process of the electrode plate in one embodiment of the present invention. As shown in FIG. The
次に、図5は本発明の別の実施例における電極板のプレス加工を示す断面図であり、同図に示したように、上記帯状の正極板4を巻き出し部12より送り出し、上プレスローラ14と下プレスローラ15の隙間を通過させ、巻き取り部16で帯状の正極板4を巻き取った。次いで巻き取り部16を反転させて、この帯状の電極板4を反転させた巻き取り部16より送り出しスリッター17により、図1(a)の活物質合剤の未塗布領域3を除去し、図2(a)のように帯状の電極板4における幅方向の両端部が活物質層2からなる状態にした後に、図5に示すように上プレスローラ14と下プレスローラ15の隙間を通過させ、反転させた巻き出し部12で帯状の正極板4を巻き取った。さらにこの帯状の電極板4を正転させた巻き出し部12より送り出し、上プレスローラ14と下プレスローラ15の隙間を通過させ、巻き取り部16で帯状の電極板4を巻き取ることで、電極板4をプレス加工した。
Next, FIG. 5 is a cross-sectional view showing the press working of the electrode plate in another embodiment of the present invention. As shown in FIG. The gap between the roller 14 and the lower press roller 15 was passed, and the belt-like
上記電極板4の製造方法により、電極板4の幅方向において活物質層2の塗布領域がプレスされた際にこの領域の集電体1に加わる応力と、活物質層2の未塗布領域3がプレスされた際にこの領域の集電体1に加わる応力(ほとんど無しに等しい)との応力差が生じることなく、活物質層2の塗布領域のみに均一な圧力をかけることができ、プレス加工時に発生するシワ、切断、ソリ等を抑制することができる。
When the application region of the
図6は本発明の一実施例における電極板のスリット加工を示す断面図であり、図4に示したスリッター部13および図5に示したスリッター17としては、例えば図6に示したように、未塗布領域3を除去するたに必要な寸法に設定されたスペーサ21の両端部にシ
ェア刃22を設置した回転軸23で構成し、この回転軸23により回転する上下一対のシェア刃22の隙間に電極板4を通過させることにより、未塗布領域3を除去することが可能である。さらに、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the slit processing of the electrode plate in one embodiment of the present invention. As the slitter unit 13 shown in FIG. 4 and the
まず、活物質としてコバルト酸リチウムを100重量部、導電剤としてアセチレンブラックを活物質100重量部に対して2重量部、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを活物質100重量部に対して3重量部とを適量のN−メチル−2−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、正極合剤塗料を作製した。 First, 100 parts by weight of lithium cobaltate as an active material, 2 parts by weight of acetylene black as a conductive agent with respect to 100 parts by weight of the active material, and 3 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder with respect to 100 parts by weight of the active material Was mixed with an appropriate amount of N-methyl-2-pyrrolidone in a double-arm kneader to prepare a positive electrode mixture paint.
次いで、図1(a)、(b)に示したように、この正極合剤塗料を15μm厚のアルミニウム箔からなる帯状の集電体1の表面における幅方向の両端部に未塗布領域3を残した状態で、帯状の集電体1の長手方向に間欠状に塗布乾燥し、次いで上記帯状の集電体1の裏面も表面と同様に塗布乾燥して、乾燥後に片面の厚みが100μmとなる活物質層2を有する帯状の正極板4を作製した。
Next, as shown in FIGS. 1A and 1B, this positive electrode mixture paint is applied with
さらに、図4に示したように、この帯状の正極板4を巻き出し部12より送り出しスリッター部13(詳細は図6参照)により、図1(a)の未塗布領域3を除去し、図2(a)、(b)に示したように、帯状の正極板4における幅方向の両端部に活物質層2が存在する状態にした後に、上プレスローラ14と下プレスローラ15の隙間を通過させ、巻き取り部16で帯状の正極板4を巻き取ることで、総厚が165μmとなる帯状の正極板4を作製した。
Further, as shown in FIG. 4, the belt-like
このプレス後の帯状の正極板4を直径18mm、高さ65mmの円筒形二次電池のサイズに適応した幅にスリットすることで、本発明のリチウムイオン電池用正極板とした。上記実施例1においては、正極板4として図1(a)に示したように、正極板4の長手方向に活物質層2を間欠状に塗布したものを用いたが、これに限定されるものではなく、図3(a),(b)に示したように、正極板4の長手方向に活物質層2を全面に塗布したものを用いることも可能である。
The strip-shaped
実施例1により得られた帯状の正極板4は、プレス作業中に切断することなく、プレス後もシワの発生等の異常は認められず、高密度な正極板4を得ることができた。また、上記帯状の電極板4を直径18mm、高さ65mmの円筒形二次電池のサイズに適応した幅にスリットした上記正極板4の内、両端列に相当する正極板4のソリ量を測定したところ、いずれも0.5mm/1m以下であった。
The strip-like
(比較例1)
一方、比較として実施例1と同様の正極合剤塗料を用い、実施例1と同様にして、乾燥後に片面合剤厚みが100μmとなる帯状の正極板4を作製した。この帯状の正極板4を図1(a)に示した未塗布領域3を残した状態でプレスすることで、図2(b)で示すように総厚が165μmとなる帯状の正極板4を作製した。さらに実施例1と同様にスリットして比較例1のリチウムイオン電池用の正極板4とした。
(Comparative Example 1)
On the other hand, as a comparison, the same positive electrode mixture paint as in Example 1 was used, and in the same manner as in Example 1, a belt-like
上記比較例1の帯状の正極板4は、プレス作業中に両端部の未塗布領域3と塗布領域との境界でシワが発生し、シワが大きな場合には、この境界を起点として帯状正極板の切断が発生することがあった。しかも切断が発生しない場合においても、上記帯状の電極板4を直径18mm、高さ65mmの円筒形二次電池のサイズに適応した幅にスリットした上記正極板4の内、両端列に相当する正極板4のソリ量を測定したところ、2mm〜5mm/1mと大きく湾曲していた。
The strip-like
これは、塗布領域直下の帯状の集電体1には活物質層2を介してプレス圧が加わるが、未塗布領域3の帯状の集電体1にはプレス圧が掛からないため、未塗布領域3の直下における帯状の集電体1には、帯状の集電体1の長手方向に引張応力が発生し、この結果として未塗布領域3と塗布領域である活物質層2の境界に歪みが集中することで、帯状の正極板4のシワ、切断あるいはスリット後の正極板4のソリが発生するものと考えられる。
This is because, although a pressing pressure is applied to the strip-shaped
まず、活物質としてコバルト酸リチウムを100重量部、導電剤としてアセチレンブラックを活物質100重量部に対して3重量部、増粘剤として1重量%水溶液のカルボキシメチルセルロースを40重量部(CMCの固形分換算で0.4重量部)、結着剤としてフッ素樹脂共重合体の水分散物(固形分40重量%)を10重量部(結着剤の固形分換算で4重量部)とを適量の水と共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、正極合剤塗料を作製した。 First, 100 parts by weight of lithium cobaltate as an active material, 3 parts by weight of acetylene black as a conductive agent with respect to 100 parts by weight of active material, and 40 parts by weight of carboxymethyl cellulose as a thickener as a thickener (solid state of CMC) Appropriate amount of 10 parts by weight of an aqueous dispersion of fluororesin copolymer (solid content 40% by weight) as a binder (4 parts by weight in terms of solid content of binder) A positive electrode mixture paint was prepared by stirring and kneading with a double-arm kneader together with water.
次いで、図1(a)に示したように、この塗料を15μm厚のアルミニウム箔からなる帯状の集電体1の表面における幅方向の両端部に未塗布領域3を残した状態で、帯状の集電体1の長手方向に間欠的に塗布乾燥し、次いで上記帯状の集電体1の裏面も表面と同様に塗布乾燥して、乾燥後に片面厚みが105μmとなる活物質層2を有する帯状の正極板4を作製した。
Next, as shown in FIG. 1 (a), in the state where the
さらに、図5に示したように、この帯状の正極板4を巻き出し部12より送り出し上プレスローラ14と下プレスローラ15の隙間を通過させ、巻き取り部16で帯状の正極板4を巻き取った。次いで巻き取り部16を反転させて、この帯状の正極板4を巻き取り部16より送り出しスリッター17(詳細は図6参照)により、図1(a)の未塗布領域3を除去し、図2(a)に示したように帯状の正極板4における幅方向の両端部が活物質層2からなる状態にした後に、上プレスローラ14と下プレスローラ15の隙間を通過させ、巻き出し部12で帯状の正極板4を巻き取った。さらにこの帯状の正極板4を巻き出し部12より送り出し、上プレスローラ14と下プレスローラ15の隙間を通過させ、巻き取り部16で帯状の正極板4を巻き取ることで、総厚が155μmとなる帯状の正極板4を作製した。
Further, as shown in FIG. 5, the belt-like
このプレス後の帯状正極板を直径18mm、高さ65mmの円筒形二次電池のサイズに適応した幅にスリットすることで、本発明のリチウムイオン電池用正極板とした。 上記実施例2においては、正極板4として図1(a)に示したように、正極板4の長手方向に活物質層2を間欠塗布したものを用いたが、これに限定されるものではなく、図3(a)に示したように、正極板4の長手方向に活物質層2を全面塗布したものを用いることも可能である。
The strip-shaped positive electrode plate after pressing was slit to a width suitable for the size of the cylindrical secondary battery having a diameter of 18 mm and a height of 65 mm, thereby obtaining a positive electrode plate for a lithium ion battery of the present invention. In Example 2 described above, as the
実施例2により得られた帯状の正極板4は、プレス作業中に切断することなく、プレス後もシワの発生等の異常は認められず、高密度正極板を得ることができた。また、上記帯状の電極板を直径18mm、高さ65mmの円筒形二次電池サイズに適応した幅にスリットした上記正極板4の内、両端列に相当する正極板4のソリ量を測定したところ、いずれも0.5mm/1m以下であった。
The strip-like
(比較例2)
一方、比較として実施例2と同様の正極合剤塗料を用い、実施例2と同様にして、乾燥後に片面合剤厚みが105μmとなる帯状の正極板4を作製した。この帯状正極板4を図1(a)に示した未塗布領域3を残した状態でプレスすることで、総厚が155μmとなる帯状の正極板4を作製した。さらに実施例2と同様にスリットして比較例2のリチウムイオン電池用の正極板4とした。
(Comparative Example 2)
On the other hand, as a comparison, the same positive electrode mixture paint as in Example 2 was used, and in the same manner as in Example 2, a belt-like
上記比較例2の帯状の正極板4は、初回プレス時には特に大きな課題は発生しなっかたものの、二回あるいは三回プレス作業中に、両端部の未塗布領域3と塗布領域との境界でシワが発生し、シワが大きな場合には、この境界を起点として帯状の正極板4の切断が発生することがあった。しかも切断が発生しない場合においても、上記帯状の正極板4を直径18mm、高さ65mmの円筒形二次電池サイズに適応した幅にスリットした上記正極板4の内、両端列に相当する正極板4のソリ量を測定したところ、3mm〜7mm/1mと大きく湾曲していた。
Although the belt-like
これは、塗布領域直下の帯状の集電体1には活物質層2を介してプレス圧が加わるが、未塗布領域3の帯状の集電体1にはプレス圧が掛からないため、プレス回数を増やして行くことで、未塗布領域3の直下における帯状の集電体1には、帯状の集電体1の長手方向に発生する引張応力が除々に大きくなり、この結果として未塗布領域3と塗布領域である活物質層2の境界に歪みが集中することで、帯状の正極板4のシワ、切断あるいはスリット後の正極板4のソリが発生するものと考えられる。以上、本発明を実施するための最良の形態について説明してきたが、上記実施の形態においては、正極板の実施の形態を示したが、これに限定されるものではなく、同様に高密度な負極板を作製する際にも適応可能である。
This is because, although a pressing pressure is applied to the strip-shaped
また、上記実施の形態においては、帯状集電体上における活物質合剤の未塗布領域だけを除去した実施の形態を示したが、これに限定されるものではなく、活物質合剤の塗布領域に均一なプレス圧を加えるという観点からすれば、帯状集電体に塗布乾燥した際に生じる幅方向の両端部における活物質合剤のダレ部を含めて、未塗布領域を除去することがより好ましい。以上の結果から、本発明を用いることにより帯状電極板のシワ、切断および電極板のソリを抑止することができ、高品質かつ高密度な二次電池用電極板を得ることができる。 Further, in the above-described embodiment, the embodiment in which only the uncoated area of the active material mixture on the belt-like current collector is shown, but the present invention is not limited to this, and the application of the active material mixture From the viewpoint of applying a uniform press pressure to the region, it is possible to remove the uncoated region, including the sagging portion of the active material mixture at both ends in the width direction that occurs when the band-shaped current collector is applied and dried. More preferred. From the above results, by using the present invention, wrinkling and cutting of the strip electrode plate and warping of the electrode plate can be suppressed, and a high quality and high density electrode plate for a secondary battery can be obtained.
本発明に係る非水系二次電池用電極板は、帯状集電体の幅方向の両端部に未塗布領域を残した状態で、帯状集電体の長手方向に正極合剤塗料または負極合剤塗料を間欠状に塗布乾燥し、次いで少なくとも帯状集電体における幅方向両端部の未塗布領域を除去した状態で所定厚みにプレスすることで、高品質かつ高密度な電極板が得られるので、電子機器および通信機器の多機能化に伴って高容量化が望まれているポータブル用電源用電池等として有用である。 The electrode plate for a non-aqueous secondary battery according to the present invention is a positive electrode mixture paint or a negative electrode mixture in the longitudinal direction of the strip current collector in a state where uncoated areas are left at both ends in the width direction of the strip current collector. By applying and drying the paint intermittently, and then pressing to a predetermined thickness in a state where at least the uncoated areas at both ends in the width direction of the belt-like current collector are removed, a high-quality and high-density electrode plate can be obtained. It is useful as a battery for a portable power source and the like for which higher capacity is desired along with the multifunctionalization of electronic devices and communication devices.
1 集電体
2 活物質層
3 未塗布領域
4 電極板
12 巻き出し部
13 スリッター部
14 上プレスローラ
15 下プレスローラ
16 巻き取り部
17 スリッター
21 スペーサ
22 シェア刃
23 回転軸
DESCRIPTION OF
Claims (4)
The method for producing an electrode plate for a non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein uncoated areas at both ends of the electrode plate are slit using a press machine equipped with a slitter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006141173A JP2007311280A (en) | 2006-05-22 | 2006-05-22 | Manufacturing method of electrode plate for secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006141173A JP2007311280A (en) | 2006-05-22 | 2006-05-22 | Manufacturing method of electrode plate for secondary battery |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
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-
2006
- 2006-05-22 JP JP2006141173A patent/JP2007311280A/en active Pending
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