JP2008176939A - 非水電解質二次電池用電極板およびその製造方法ならびに非水電解質二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】裁断後における電極板断面の周縁部に発生する尖ったバリを防止しするための、非水電解質二次電池用電極板の製造方法ならびにその電極板を用いた非水電解質二次電池を提供することを目的とするものである。
【解決手段】１枚の幅広の電極板を、複数のガイドロールを介して搬送するスリッターにおいて、裁断刃により複数の幅狭の電極板に裁断した後、前記幅狭の電極板の個々の両縁部のみを押圧ロールで押圧することにより、裁断後における電極板断面の周縁部に発生する尖ったバリを著しく抑制し、その結果、安全性に優れた非水電解質二次電池を提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属箔を集電体とする非水電解質二次電池用電極板の製造方法に係り、さらに詳しくは、裁断後の電極板周縁部に突出しているバリを抑制した電極板を用いた非水電解質二次電池に関する。

近年、電子機器のポータブル化、コードレス化が急速に進んでおり、これらの駆動用電源として、小型かつ軽量で、高エネルギー密度を有する二次電池への要望も高まっている。また、小型民生用途のみならず、電力貯蔵用や電気自動車といった長期に渡る耐久性や安全性が要求される大型の二次電池に対する技術展開も加速してきている。
このような観点から、非水電解質二次電池、特に、リチウム二次電池が、高電圧であり、かつ高エネルギー密度を有するため、電子機器用、または電力貯蔵用、電気自動車の電源として期待されている。

非水電解質二次電池は、正極、負極およびそれらの間に介在するセパレータを具備し、セパレータには、主としてポリオレフィン製の微多孔膜が用いられている。非水電解質には、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＰＦ₆等のリチウム塩を非プロトン性の有機溶媒に溶解した液状非水電解質（非水電解液）が用いられている。また正極活物質としては、リチウムに対する電位が高く、安全性に優れ、比較的合成が容易であるリチウムコバルト酸化物（例えばＬｉＣｏＯ₂）を用い、負極活物質としては、黒鉛などの種々の炭素材料を用いた非水電解質二次電池が実用化されている。

そのような状況下の中、さらなる高容量化を目指す観点から、例えば、安全性に関して言えば、工程中で発生した金属粉やその他の異物が電池内部に混入し、前記セパレータを突き破ることにより内部短絡を誘引すると言った課題を有している。

前記金属粉や異物を発生させる要因としては種々あるが、その一例として裁断工程における裁断後の電極板の両縁部に発生する集電体のバリとか活物質層脱落による裁断くずの発生等が挙げられる。

通常、非水電解質二次電池用の正極および負極の電極板は、電極活物質と結着剤および溶媒とを混合分散して調整した電極塗液を、幅広集電体の片面もしくは両面に塗布、乾燥させた後所定の厚みになるように圧延して、長尺状に巻いた幅広電極板の原反を製作する。

その後、前記長尺状に巻いた幅広電極板の原反は、次工程である裁断工程のスリッター装置に配設されている複数の裁断刃により、幅広電極板から所定の寸法を有する複数の幅狭電極板に裁断され捲回して複数のフープが得られるように製造されている。

前記幅広電極板から幅狭電極板への裁断は、通常、シアー方式、ギャング方式等の裁断刃により所定の寸法に裁断される。

前記裁断刃は、上刃用回転軸と下刃用回転軸に、複数の円形の上刃と下刃を装着し、互いに平行且つ接触して所定の噛み合わせ深さが得られるような間隔で配設されている。そして、前記上刃用、下刃用の回転軸を回転することにより、せん断力で所定の寸法に裁断できるように構成されている。

ここで、前記シアー方式、ギャング方式等の上刃は刃先角度が８５〜９０°、厚みが１ｍｍ未満の薄い丸刃を、下刃は上刃より数倍厚い丸刃を用いられるのが一般的である。

このような構成の裁断刃で電極板を裁断すると、電極板の厚みよりも外側に飛び出した状態の集電体のバリが生じてしまう。

図５（ａ）および（ｂ）に、このバリ１１が生じる過程を表した断面概略図を示す。

図５は、幅広の電極板から一組の上刃２と下刃３により幅狭電極板１に裁断される様子の一部を例示したものである。

前記バリ１１が生じる理由としては、５（ａ）、（ｂ）に示すように、連続走行する幅広の電極板は、回転軸は図示しないが、走行方向と同一方向にほぼ同速回転する上刃２と下刃３のせん断力により図５（ａ）のように裁断される。この一連の裁断過程において、電極板の両縁部の一方は切断部分が上刃２によって下方に押されて捲くれ上がり、もう一方は下刃３によって上方に捲くれ上がるような状態で裁断される。その結果、図５（ｂ）に示したような電極板の厚みよりも外側に飛び出した状態のバリが発生することになる。

このようにして製造された電極板を用いて電池を製作すると、前記バリがセパレータを突き破って内部短絡を誘発する要因となっている。

そこで、裁断後の電極板の両縁部断面に発生する集電体のバリや裁断くずを改良する目的で、レーザ光を利用して裁断する方法が提案されている（特許文献１参照）。

この提案によれば、レーザ光の高密度熱源で極板を裁断するので、前記電極板が高熱により溶断される。その結果、電極板の両縁部断面に発生する集電体のバリの発生が無く内部短絡を防止できることが可能であると述べられている。

また、バリや裁断くずの問題を改善する目的で、切断面を含む電極板の周縁部に熱融着性樹脂で被覆する方法が例示されている（特許文献２参照）。
特開昭６１−６６３６４号公報 特開平５−１９０２００号公報

しかしながら、特許文献１に提案されているようなレーザ光による裁断方法では、電極板の裁断面のバリや裁断くずは軽減されるものの、熱溶融による裁断面の凹凸や、熱溶融時に発生するすすの汚れ等により、その処理方法に関し新たな課題を有していた。

また、特許文献２に提案されているような技術を用いても、裁断面のバリや裁断くずを樹脂で被覆するだけの方法であって、尖ったバリや裁断くずを抑えるものではないため、内部短絡の発生を十分に防止することが困難であった。

そこで本発明は、上記課題に鑑みて成し遂げられたものであり、裁断後における電極板断面の周縁部に発生する尖ったバリを防止しするための、非水電解質二次電池用電極板の製造方法ならびにその電極板を用いた非水電解質二次電池を提供することを目的としたものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明の非水電解質リチウム二次電池用電極板の製造方法は１枚の幅広の電極板を、複数のガイドロールを介して搬送するスリッターにおいて、刃物により複数の幅狭の電極板に裁断した後、さらに前記幅狭の電極板を個別に複数のガイドロールを介して搬送する裁断工程を有する非水電解質リチウム二次電池用電極板の製造方法であって、前記裁断工程において、前記幅狭の電極板の個々の両縁部のみを押圧ロールで押圧することを特徴とするものであり、本発明の製造方法を用いることにより、裁断後における電極板断面の周縁部に発生する尖ったバリを、前記押圧ロールで押圧することにより軽減することが可能となる。

また、本発明の製造方法により製造される非水電解質リチウム二次電池用電極板を用いて製作した非水電解質リチウム二次電池は、裁断後における電極板断面の周縁部に発生する尖ったバリを、押圧ロールで押圧することによりバリを抑制した電極板を用いるため、安全性に優れた非水電解質リチウム二次電池を提供することが可能となる。

本発明によれば、裁断後における電極板断面の周縁部に発生する尖ったバリを、押圧ロールで押圧することによりバリが抑制された電極板を用いるため、内部短絡の発生しにくく、安全性に優れた非水電解質リチウム二次電池を提供することができる。

請求項１に記載の本発明は、１枚の幅広の電極板を、複数のガイドロールを介して搬送するスリッターにおいて、刃物により複数の幅狭の電極板に裁断した後、さらに前記幅狭の電極板を個別に複数のガイドロールを介して搬送する裁断工程を有する非水電解質リチウム二次電池用電極板の製造方法であって、前記裁断工程において、前記幅狭の電極板の個々の両縁部のみを押圧ロールで押圧することを特徴とする非水電解質リチウム二次電池用電極板の製造方法であって、本発明により、裁断後における電極板断面の周縁部に発生する尖ったバリを、押圧ロールで押圧することによりバリが抑制された電極板を製造することを可能にするものである。

また、請求項２に記載の本発明は、前記裁断工程において、前記幅狭の電極板を個別に複数のガイドロールを介して搬送した後、それぞれロール状に捲回して、フープにする工程を有し、前記押圧ロールは、最終のガイドロールと前記フープの間に配置されていることを特徴とする請求項１記載の非水電解質リチウム二次電池用電極板の製造方法であって、本発明を用いることにより、前記押圧ロールの取り付け、調整等の作業性が向上し、裁断工程において生産性を損ねることなく製造することが可能となるため、より好ましい製造方法の提供をするものである。

さらに、請求項３に記載の本発明は、請求項１記載の製造方法により製造される非水電解質リチウム二次電池用電極板であり、裁断後における電極板断面の周縁部に発生する尖ったバリが十分に抑制された、最良の形態を有した電極板である。

また、請求項４に記載の本発明は、前記電極板を用いて作製した非水電解質リチウム二次電池であり、裁断後における電極板断面の周縁部に発生する尖ったバリを、押圧ロールで押圧することにより十分に抑制された電極板を用いるため、安全性に優れた非水電解質リチウム二次電池である。

以下、本発明の非水電解質二次電池用電極板の製造方法の実施の形態に関して詳細に説明する。

本発明の非水電解質二次電池用電極板の製造方法は、正極、負極の電極板の製造方法に
特徴を有し、他の構成要素は特に制限されない。例えば、電極板を構成する上で必要な集電体、活物質、結着剤、溶媒等および本発明により製造された電極板を用いて製作される電池の形状等は何等限定されないことは言うまでもない。

まず始めに、本発明に係る正極、負極の電極板の製造方法に関して説明する。

（正極板の製造方法）
正極板は、アルミニウム製の箔やラス加工やエッチング処理された厚み１０μｍ〜６０μｍの箔からなる集電体の片側または両面に正極活物質と結着剤、必要に応じて導電剤、増粘剤を溶剤に混練分散させたペーストを塗着、乾燥、圧延して活物質層を作製されている。

前記正極活物質としては、特に限定されるものではないが、例えば、リチウムイオンをゲストとして受け入れ得るリチウム含有遷移金属化合物が使用される。例えば、コバルト、マンガン、ニッケル、クロム、鉄およびバナジウムから選ばれる少なくとも一種類の金属とリチウムとの複合金属酸化物、ＬｉＣｏＯ₂、ＬｉＭｎＯ₂、ＬｉＮｉＯ₂、ＬｉＣｏ_xＮｉ_(1-x)Ｏ₂（０＜ｘ＜１）、ＬｉＣｒＯ₂、αＬｉＦｅＯ₂、ＬｉＶＯ₂等が好ましい。

前記結着剤としては、溶剤に混練分散できるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、フッ素系結着材やアクリルゴム、変性アクリルゴム、スチレンーブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリル系重合体、ビニル系重合体等を単独、或いは二種類以上の混合物または共重合体として用いることができる。フッ素系結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンと六フッ化プロピレンの共重合体やポリテトラフルオロエチレン樹脂のディスパージョンが好ましい。

正極活物質及び結着剤に必要に応じて導電剤、増粘剤を加えることができ、導電剤としてはアセチレンブラック、グラファイト、炭素繊維等を単独、或いは二種類以上の混合物が好ましく、増粘剤としてはエチレン−ビニルアルコール共重合体、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロースなどが好ましい。

前記溶剤としては、結着剤が溶解可能な溶剤が適切で、有機系結着剤の場合は、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルスルホルアミド、テトラメチル尿素、アセトン、メチルエチルケトン等の有機溶剤を単独またはこれらを混合した混合溶剤が好ましく、水系結着剤の場合は水または温水が好ましい。

前記活物質、結着剤、必要に応じて加える導電剤を溶剤に混練分散させてペースト状合剤を製作する方法は、特に限定されるものではなく、例えば、プラネタリーミキサー、ホモミキサー、ピンミキサー、ニーダー、ホモジナイザー等を用いることができる。これらを単独、或いは組み合わせて使用することも可能である。

また、上記ペースト状合剤の混練分散時に、各種分散剤、界面活性剤、安定剤等を必要に応じて添加することも可能である。

前記集電体上に塗着乾燥する工程は、特に限定されるものではなく、上記のように混錬分散させたペースト状合剤を、例えば、スリットダイコーター、リバースロールコーター、リップコーター、ブレードコーター、ナイフコーター、グラビアコーター、ディップコーター等を用いて、容易に塗着することができ、自然乾燥に近い乾燥が好ましいが、生産性を考慮すると７０℃〜３００℃の温度で５時間〜１分間乾燥させるのが好ましい。

圧延工程は、ロールプレス機によって所定の厚みになるまで、線圧１０００〜２０００ｋｇ／ｃｍで数回圧延を行うか、線圧を変えて圧延するのが好ましい。

次に、以上のようにして得られた正極の電極板を裁断工程にて所定の寸法に裁断するのであるが、ここで用いる裁断刃は、シアー刃方式、ギャング刃方式のいずれを用いても差し支えはない。

（負極板の製造方法）
負極板は、集電体の片側または両側に、負極活物質、結着剤、必要に応じて導電助剤を有機溶剤に混練分散させたペースト状の合剤を塗着、乾燥し、集電体の他面にも塗着、乾燥した後、圧延して製作される。

負極板の集電体としては、銅製の箔、ラス加工を施した箔、またはエッチング加工を施した箔からなり、厚みは１０μｍ〜５０μｍの範囲が好ましい。

負極活物質としては、特に限定されるものではないが、例えば、有機高分子化合物（フェノール樹脂、ポリアクリロニトリル、セルロース等）を焼成することにより得られる炭素材料、コークスやピッチを焼成することにより得られる炭素材料、或いは人造グラファイト、天然グラファイト等を、その形状としては、球状、鱗片状、塊状のものを用いることができる。

結着剤、必要に応じて添加できる増粘剤としては、正極板と同様の結着剤と増粘剤を用いることができる。

他は前記正極板と同様にして製造することが可能である。

（電池の製作）
このようにして得ることができた正極板、負極板を用いて製作した非水電解質リチウム二次電池の構成を、円筒型リチウム二次電池を代表例として説明する（図示省略）。

上部が開口している有底の電池ケース内に前記正極板と負極板とをセパレータを介して絶縁された状態で渦巻状に巻回された極板群が収容され、正極板に接続された正極リードの他端部が、電池ケースの開口部をガスケットを介して封口する封口板に接続され、負極板に接続された負極リードの他端部が、電池ケースの底部に接続される。

リードを溶接するための無地部を有する極板フープを用い極板群を作製するには、まず、極板フープに一定のテンションを維持しつつリードを溶接して取付け、絶縁テープ貼りを行った後、正極板と負極板とをセパレータを介して絶縁され、正極板の正極リードの位置が対向する負極板の負極活物質層領域内に配設されるように、渦巻状に巻回する必要がある。

正極板は、正極リードを溶接する為の正極活物質無地部に溶接して取付けるが、この正極活物質無地部の寸法は、幅方向の寸法が５ｍｍ〜１５ｍｍで、長手方向の寸法は正極リードの幅寸法より１ｍｍ〜２ｍｍ広い範囲がスポット溶接や抵抗溶接等の溶接性と電池容量低下抑制の観点から好ましい。

そして、上記絶縁テープは、正極板の活物質層にかからないように貼着することにより、巻き状態が均一な極板群を得ることができる。

セパレータとしては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などの微多孔性ポリオレ
フイン系樹脂が好ましい。

負極板には、負極リードが負極活物質無地部に溶接して取付けられているが、この負極リードが前記正極活物質層領域外に配設されるように極板群を構成するのが好ましいので、負極板の長手方向の端部に取付け、正極板と負極板とを同時に巻き始め極板群の巻き終わり部に負極リードを配設するか、負極板を先行して巻きはじめ極板群の巻き始め部に負極リードを配設する。その負極活物質無地部は、正極活物質層の領域外にある為、幅寸法いっぱいに形成されていても容量低下することはないが、リード及び絶縁テープなどの使用量を低減することによる製造コスト低減の観点から、５ｍｍ〜１５ｍｍの範囲が好ましい。なお、極板群上下部にはそれぞれ絶縁板が配設されている。

さらに電池ケース内には、非水電解液が注液され、続いて安全機構を設けた封口板が絶縁パッキンを介して電池ケースの開口部の周縁部を内方にかしめ加工することにより密閉されている。

電解液としては、非水溶媒に電解質を溶解することにより、調整される。前記非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジクロロエタン、１，３−ジメトキシプロパン、４−メチル−２−ペンタノン、１，４−ジオキサン、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、バレロニトリル、ベンゾニトリル、スルホラン、３−メチル−スルホラン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル等を用いることができ、これらの非水溶媒は、単独或いは二種類以上の混合溶媒として、使用することができる。

非水電解液に含まれる電解質としては、例えば、電子吸引性の強いリチウム塩を使用し、例えば、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＬｉＮ（ＳＯ₂ＣＦ₃）₂、ＬｉＮ（ＳＯ₂Ｃ₂Ｆ₅）₂、ＬｉＣ（ＳＯ₂ＣＦ₃）₃等が挙げられる。これらの電解質は、一種類で使用しても良く、二種類以上組み合わせて使用しても良い。これらの電解質は、前記非水溶媒に対して０．５〜１．５Ｍの濃度で溶解させることが好ましい。

以下、本発明の実施例を図１〜図４を用いて説明するが、これらは本発明を何ら限定するものではなく、また、本実施例では正極板を用いた正極板裁断工程における製造方法を例に説明するが、負極板の負極板裁断工程の製造方法においても、全く同様の効果が得られ応用展開可能であることは言うまでもない。

図１は正極裁断工程において、本発明の押圧ロールを配備したスリッター装置の概略図を示したものである。

アルミニウム集電体（以下、集電体と略す）の両面に正極活物質を塗布、乾燥、圧延して得られた幅広で長尺状に巻かれた原反Ｂから１枚の幅広電極板４が繰り出されガイドロール５、６を介して刃物ユニットＡに搬送される。刃物ユニットＡに搬送された幅広電極板４は、刃物ユニットＡに組み込まれた複数の上刃２と下刃３により複数の幅狭の電極板１に裁断される。ここで使用する刃物はシアー刃方式、ギャング刃方式どちらを用いてもよく特に限定されるものではないが、本実施例においては、シアー刃方式の刃物を用いた。

複数に裁断された幅狭電極板１は、刃物ユニットＡ出口直後に配設されている上下段振り分けガイドロール７、８により一列毎に上段側、下段側に振り分けられる。

上下段に振り分ける理由としては、幅狭に裁断された幅狭電極板１の周縁部が、同じく幅狭に裁断された隣接の電極板の周縁部と干渉しないようにするためで、干渉し合うと電極板周縁部の裁断くずを飛散させたり、また、新たに活物質層を脱落させたりして発塵の原因となるためである。さらには、干渉しあうことにより、電極板の周縁部が損傷したり、破断したりして生産性を著しく悪化させる原因ともなる。

従って、一般的には複数の幅狭に裁断された後の電極板は、一列毎に上段側、下段側に振り分けられ、以後、上下段に分離した状態で順次搬送される。その後、上段側、下段側に振り分けられた幅狭電極板１は、上段側最終ガイドロール９、下段側最終ガイドロール１０を経て各列毎にロール状に捲回して、上段側フープＣと下段側フープＤが得られる。

本実施例においては、図示は簡略するが上段側に３列のフープＣ、下段側に３列のフープＤがロール状に捲回されるような構成で裁断した。

ここで、上段側３列のフープＣは押圧ロール部Ｅの後述する本発明の押圧ロール１４で処理された幅狭電極板１が捲回されおり、下段側３列のフープＤは押圧ロール１４を配設せずに未処理の幅狭電極板１が捲回されるように裁断した。この理由としては、本発明の押圧ロール１４の効果を明確にするため、同一の長尺状に巻かれた原反Ｂを使用して、同一の条件で裁断した製造品で、押圧ロール１４有無によるバリの発生具合を比較するためである。

図２は図１に記載した押圧ロール部Ｅを詳細に図示したもので、本発明の押圧ロールの断面概略構成図である。

複数に裁断された幅狭電極板１は、上段側最終ガイドロール９を通過した後、押圧ロール部Ｅの押圧ロール１４に搬送され、この押圧ロール１４と押圧ロール１４の押圧力を受け止めるバックアップロール１５とに挟みこまれて、幅狭電極板１左右の周縁部が押圧される。バックアップロール１５はモータと連結された駆動ロール方式を用いても差し支えはないが、取り扱いが簡便なフリーロール方式でも問題はない。

押圧ロール１４は、エアーチューブ１７より送り込まれたエアー量により押圧力が調整可能なエアーシリンダー１２に連結されている。押圧ロール１４とエアーシリンダー１２は、押圧ロール１４を取り付けるためのブラケット１３と連結されており、このブラケット１３は、押圧ロール１４の外周面が幅狭電極板１走行方向と同一方向に回転するように、固定ピン１６により押圧ロール１４と連結されている。

従って、エアシリンダー１２に送り込まれるエアー量に応じてエアシリンダー１２のストロークＳのスピードと押圧力が決定され押圧力が自由に調整されることになる。図示していないが、エアーシリンダー１２に市販されているスピードコントロール部品を介在させても問題はない。

ここでは、市販されている直径φ１０ｍｍのエアーシリンダー１２を用いたが、油圧制御式のシリンダーでも良い。また、ブラケット１３内にコイルばねを内臓して押圧力を発生させる構造であっても差し支えはない。しかし、押圧力の安定性、作業性、導入コスト等を考慮するとエアーシリンダー１２が好適である。

また、押圧ロール１４の材質は一般鋼材、ＳＵＳ鋼材、ベアリング鋼材、鋼材に硬質表
面処理を施したもの、ウレタンゴム等の樹脂材のどれを用いても良いが、耐摩耗性、導入コストおよび汎用性等を鑑みて、ベアリング鋼材を用いて製作した。

さらに、押圧ロール１４の幅および直径は、電極板１周縁部が適切に押圧されればよく、特には限定するものではないが、幅は５ｍｍ〜１５ｍｍ、直径φ１５ｍｍ〜φ３０ｍｍ程度が好ましい。ここでは幅１０ｍｍ、直径φ２０ｍｍで製作したロールを用いた。

押圧力に関しては製造する製品の種類により幅狭電極板１の活物質、結着剤、導電剤等の使用材料および製造仕様が異なるため為、特には限定しないが、幅狭電極板１周縁部や活物質層にダメージを与えることなく、且つ幅狭電極板１の搬送にも影響を与えない程度で押圧可能な条件で調整する。本実施例においては、０．４〜１．０ＭＰの範囲で調整すればよい。

図３は、押圧ロール１４による押圧位置上面概略図を示している。

押圧ロール１４は、幅狭電極板１周縁部の左右同位置に配設されおり、押圧位置ｔは、可能な限り押圧力の集中力が最も高まる周縁部近傍が効果的である。

しかし、実際の裁断は、高速度で幅狭電極板１を搬送させるため、複数の搬送ロールと幅狭電極板１の隙間に空気が巻き込まれて、微小な左右の振れが走行中の幅狭電極板１に生じる。この現象を抑えるには、幅狭電極板１に掛かる張力を高めて空気を排除することにより軽減することは可能であるが、裁断精度や安定走行を確保するためには、必要以上に張力を高めることは困難である。従って、前記裁断精度や安定走行を確保しつつ幅狭電極板１に掛かる張力とのバランスを考慮する必要性があり、実質的には走行中の幅狭電極板１の微小な左右の振れは１ｍｍ程度発生する。

故に、前記電極板１の搬送時の振れを考慮して、本実施例における押圧ロール１４の押圧位置ｔは、周縁部の端から内側１．５ｍｍまでを押圧位置として実施した。

（実施例１）
正極板用活物質としては、コバルト酸リチウム１００重量部に対して、導電材として親水化処理したカーボンブラックを３重量部、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースを０．４重量部混合したものに、分散媒として水を分割添加して、双腕式練合機にて攪拌し一次混練した。

次に、結着材としてフッ素樹脂共重合体の水分散物を、前記正極板１用活物質１００重量部に対して４重量部および前記分散媒としての水を、最終合剤塗料が最適固形分比率となる量だけ分割添加して、双腕式練合機にて攪拌し二次混練することで、正極板用合剤塗料を製作した。

このようにして作製した正極板用合剤塗料を、厚さ１５μｍの連続走行する幅広の集電体の両面に、スリットダイ塗工方式で間欠状に塗布、乾燥して正極板活物質層を形成した。そして正極板活物質層の総厚が１６０μｍとなるように圧延した後、裁断工程にて図１に示したスリッター装置を用いて幅５４ｍｍに裁断した幅狭電極板１を得た。裁断に際し用いた上刃２と下刃３は、研磨直後の刃物を用いて実施した。

そして、５０ｍ（便宜上０ｍとする）、５０００ｍ、１０００００ｍ、１５００００ｍ、２０００００ｍ、２５００００ｍ、３０００００ｍ付近の幅狭電極板１周縁部のバリを確認した。

ここで、スリッター装置の上段側に本発明の押圧ロール１４を配設し、周縁部を押圧した幅狭電極板１を捲回したフープＣを３フープ得て実施例１とした。

（実施例２）
実施例１で用いた上刃２と下刃３を再研磨して裁断した以外は、実施例１と全く同様にして、スリッター装置の上段側に本発明の押圧ロール１４を配設し、周縁部を押圧した幅狭電極板１を捲回したフープＣを３フープ得て実施例２とした。

（実施例３）
実施例２で用いた上刃２と下刃３を再研磨して裁断した以外は、実施例１と全く同様にして、スリッター装置の上段側に本発明の押圧ロール１４を配設し、周縁部を押圧した幅狭電極板１を捲回したフープＣを３フープ得て実施例３とした。

（比較例１）
実施例１を実施した際に、スリッター装置の下段側には本発明の押圧ロール１４を配設せず、電極板１周縁部の処理を施していないフープＤを３フープ得て比較例１とした。

（比較例２）
実施例２を実施した際に、スリッター装置の下段側には本発明の押圧ロール１４を配設せず、電極板１周縁部の処理を施していないフープＤを３フープ得て比較例２とした。

（比較例３）
実施例３を実施した際に、スリッター装置の下段側には本発明の押圧ロール１４を配設せず、電極板１周縁部の処理を施していないフープＤを３フープ得て比較例３とした。

（試料のサンプリングおよびバリの評価方法）
実施例１、比較例１を代表例として、試料のサンプリング方法およびバリの評価方法について説明する。

正極活物質形成層と活物質形成層がない集電体部分のみとが間欠状に形成された幅広電極板４から、連続的に幅狭に裁断した幅狭電極板１がロール状に捲回されているフープＣ、Ｄの最外周の第一番目の幅狭電極板１を１ピッチ（活物質形成層と活物質形成層がない集電体部分が一体化した状態の幅狭電極板１を言う）切り出し、その両縁部の切断面をデジタルマイクロスコープ（（株）キーエンス ＶＨＫ１００Ｆ ×５００倍）で最長バリの寸法をそれぞれ測定した。

本実施例で使用したスリッター装置では、押圧ロール１４で周縁部を処理したフープＣと押圧ロール１４で周縁部を処理していないフープＤが、１回の裁断でそれぞれ３ロールずつ、合計６フープが同時に製作される。そして、この６フープ全数の最外周の第一番目のＡｌ集電体部の両縁部全数、合計１２箇所の切断面を前記の方法で最長バリの寸法をそれぞれ測定した。

そして、押圧ロール１４で周縁部を処理したフープＣの各ロールの最長バリの寸法を抽出し、３ロール分、合計６箇所の測定結果を平均化した値を最長バリの寸法測定結果とし、各測定点（０ｍ〜３０００００ｍ）においても全く同様にして最長バリの寸法を測定して、実施例１の最長バリの寸法測定結果とした。また、同時に製作されている押圧ロール１４での未処理品も、実施例１の最長バリの寸法測定方法と全く同様にして測定を行い、比較例１の測定結果とした。

実施例２〜３、比較例２〜３も全く同様にして各測定点（０ｍ〜３０００００ｍ）での
最長バリの寸法を測定して平均化し、各測定点での最長バリの寸法測定結果とした。

表１に、以上のようにして測定した最長バリの寸法測定結果を示す。

表１から明らかなように、本発明である押圧ロール１４で処理した実施例１〜３の幅狭電極板１周縁部のバリ高さは、３０００００ｍまで連続使用して劣化傾向にある上刃２、下刃３を用いても、研磨直後である０ｍ付近の最長バリの寸法と相違はなく安定しており、最大でも６μｍ以下の最長バリの寸法で推移している。

一方、押圧ロール１４で処理していない比較例１〜３の幅狭電極板１周縁部の最長バリの寸法は、裁断距離が増す程、すなわち上刃２、下刃３の刃物が劣化する程、最長バリの寸法は大きくなり、３０００００ｍ付近では最大１９μｍまで最長バリが成長している。また、研磨直後の刃物を用いても、１０μｍ程度の最長バリがすでに発生している。

図４は本発明の効果を示すための裁断距離と最長バリの寸法の関係を示すプロット図であり、押圧ロール１４で処理した実施例１〜３（図４中１０１〜１０３）の幅狭電極板１周縁部の最長バリの寸法は、押圧ロール１４で処理しなかった比較例１〜３（図４中 ２０１〜２０３）の最長バリの寸法に比べて大きく抑制されており、その効果は明白であると言える。

この理由としては、裁断後に発生しているバリを、押圧ロール１４で押圧することにより、バリが押し潰され、その結果、全体のバリ高さが低く押さえ込まれたものと推測している。

この押し潰されたバリをさらに詳しく観察すると、バリ先端部に尖った鋭さはなく平坦化されており、また、バリが剥離された形跡も確認できなかった。

このことから、裁断後に処理後に微細なバリを撒き散らかしたりすることはないことが判明した。

以上の結果から、本発明の押圧ロール１４を用いて処理した幅狭電極板１は、周縁部断面の尖ったバリが著しく抑制されており、その結果、尖ったバリによる電池の内部短絡を防止することが可能となり、安全性に優れた非水電解質二次電池用電極板を用いた非水電解質二次電池を提供することができる。

本発明の非水電解質二次電池用電極板の製造方法ならびにその電極板を用いて製作され
た非水電解質二次電池は、高容量で高出力電池の安全性に優れているので、ポータブル機器等の電源として有用である。

本発明の押圧ロールを配備したスリッター装置の概略図 本発明の押圧ロールの断面概略構成図 本発明の押圧ロールの押圧位置を示す上面概略図 裁断距離と最長バリの寸法関係を示すプロット図 （ａ）バリが生じる一過程を示す断面概略図、（ｂ）バリが生じる次過程を示す断面概略図

符号の説明

１ 幅狭電極板
２ 上刃
３ 下刃
４ 幅広電極板
５ ガイドロール
６ ガイドロール
７ 上下振り分けロール
８ 上下振り分けロール
９ 上段側最終ガイドロール
１０ 下段側最終ガイドロール
Ａ 刃物ユニット
Ｂ 原反
Ｃ 上段側フープ
Ｄ 下段側フープ
Ｅ 押圧ロール部

Claims (4)

1. １枚の幅広の電極板を、複数のガイドロールを介して搬送するスリッターにおいて、刃物により複数の幅狭の電極板に裁断した後、さらに前記幅狭の電極板を個別に複数のガイドロールを介して搬送する裁断工程を有する非水電解質リチウム二次電池用電極板の製造方法であって、前記裁断工程において、前記幅狭の電極板の個々の両縁部のみを押圧ロールで押圧することを特徴とする非水電解質リチウム二次電池用電極板の製造方法。
2. 前記裁断工程において、前記幅狭の電極板を個別に複数のガイドロールを介して搬送した後、それぞれロール状に捲回して、フープにする工程を有し、前記押圧ロールは、最終のガイドロールと前記フープの間に配置されていることを特徴とする請求項１記載の非水電解質リチウム二次電池用電極板の製造方法。
3. 請求項１または２記載の非水電解質リチウム二次電池用電極板の製造方法により作製した非水電解質リチウム二次電池用電極板。
4. 請求項３記載の非水電解質リチウム二次電池用電極板を有する非水電解質リチウム二次電池。