JP2010021203A - Apparatus for manufacturing electrode for electric double layer capacitor - Google Patents
Apparatus for manufacturing electrode for electric double layer capacitor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010021203A JP2010021203A JP2008178166A JP2008178166A JP2010021203A JP 2010021203 A JP2010021203 A JP 2010021203A JP 2008178166 A JP2008178166 A JP 2008178166A JP 2008178166 A JP2008178166 A JP 2008178166A JP 2010021203 A JP2010021203 A JP 2010021203A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductive adhesive
- electrode
- current collector
- electric double
- double layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
Description
本発明は、アルミニウム箔にシート電極を貼り合せる機構を有する電気二重層キャパシタ用電極の製造装置に関するものであり、導電性接着剤を集電体に連続かつ高速で塗工するための装置及び材料の技術に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for manufacturing an electrode for an electric double layer capacitor having a mechanism for bonding a sheet electrode to an aluminum foil, and an apparatus and a material for applying a conductive adhesive to a current collector continuously and at high speed. Is related to the technology.
電気二重層キャパシタは、電解コンデンサに比べて大容量であり、二次電池に比べて高出力であるという特徴から、瞬時電圧低下保障装置の電源、電気自動車やフォークリフトの補助電源等に採用されている。 Electric double layer capacitors are used for power supplies for instantaneous voltage drop protection devices, auxiliary power supplies for electric vehicles and forklifts, etc. because of their large capacity compared to electrolytic capacitors and high output compared to secondary batteries. Yes.
電気二重層キャパシタ用電極は、活性炭等の高比表面積を有する炭素材、カーボンブラック等の導電性フィラー、及びバインダ樹脂を混練した電極合材を集電体に密着して形成される。集電体としては、アルミニウム、ニッケル、ステンレス等の金属箔または金属板が使用される。 The electrode for an electric double layer capacitor is formed by closely adhering an electrode mixture obtained by kneading a carbon material having a high specific surface area such as activated carbon, a conductive filler such as carbon black, and a binder resin to a current collector. As the current collector, a metal foil or a metal plate such as aluminum, nickel, and stainless steel is used.
電気二重層キャパシタ用電極の製造方法として、集電体と前記のような電極合材をシート状に成型してなる分極性電極(これ以降カーボンシートと称する)とを一体化する方法(シート法)と、インク状の電極合材を集電体に塗工(塗布)する方法(塗工法)とに大別される。 As a method for producing an electrode for an electric double layer capacitor, a method of integrating a current collector and a polarizable electrode (hereinafter referred to as a carbon sheet) formed by molding the electrode mixture as described above into a sheet (sheet method) ) And a method (coating method) of applying (applying) an ink-like electrode mixture to a current collector.
また、シート法には、導電性接着剤を介してカーボンシートと集電体とを貼り合せる方法と、カーボンシートを集電体に圧着する方法とが有るが、接触抵抗を小さくするために、導電性接着剤を使用する方法が主流となっている。 In addition, the sheet method includes a method of bonding the carbon sheet and the current collector through a conductive adhesive and a method of pressure bonding the carbon sheet to the current collector, but in order to reduce the contact resistance, A method using a conductive adhesive has become the mainstream.
電気二重層キャパシタは、以下の過程を経て製造される。まず、シート法及び塗工法のいずれか1つの方法により製造された電極と、セパレーターとを積層する。または電極とセパレーターとを巻き回す。次に、積層したものあるいは巻き回したものを電解液に含浸させる。そして、電解液に含浸させたものを外装材に収納し、電気二重層キャパシタが完成する。外装材として、アルミラミネートフィルムと金属缶とが有り、電気二重層キャパシタの使用環境に応じて選択される。 The electric double layer capacitor is manufactured through the following process. First, an electrode manufactured by any one of a sheet method and a coating method and a separator are laminated. Alternatively, the electrode and the separator are wound. Next, the electrolytic solution is impregnated with the laminated or wound one. And what was impregnated with electrolyte solution is stored in an exterior material, and an electric double layer capacitor is completed. As an exterior material, there are an aluminum laminated film and a metal can, which are selected according to the use environment of the electric double layer capacitor.
一般に塗工法により製造される電極は、シート法により製造される電極と比較すると、電極厚みを薄く出来る。また、塗工法により製造される電極は、シート法により製造される電極よりも製造コストが安価である。このため、低抵抗・高出力の電気二重層キャパシタを製造する際、かつ電気二重層キャパシタの量産を要する際に用いると好適である。 In general, an electrode manufactured by a coating method can be made thinner than an electrode manufactured by a sheet method. In addition, an electrode manufactured by a coating method is less expensive to manufacture than an electrode manufactured by a sheet method. For this reason, it is suitable for use in manufacturing a low resistance / high output electric double layer capacitor and when mass production of the electric double layer capacitor is required.
一方、塗工法により製造される電極は、電極中のカーボン材が脱落し易いという問題があり、これが内部短絡や性能劣化の原因となって製品の長期安定性の観点から信頼性に欠ける。 On the other hand, the electrode manufactured by the coating method has a problem that the carbon material in the electrode is easily dropped, which causes an internal short circuit and performance deterioration and lacks reliability from the viewpoint of long-term stability of the product.
そこで、高エネルギー密度の電気二重層キャパシタを製造する際、または電気二重層キャパシタの長期信頼性を重視する際は、シート法により電極を製造する傾向にある。シート法による電極製造では、カーボン材と樹脂バインダ等のバインダとから構成されるカーボンシートを製造する工程と、導電性接着剤をアルミニウム箔に塗工し、塗工した部分にカーボンシートを貼り合せる工程とからなる。上記貼り合せる工程において、アルミニウム箔上に導電性接着剤を数μmの厚みで薄く塗工することが、電気二重層キャパシタの、大容量化、低抵抗化及び高出力化、さらには低コスト化を実現する上で重要な課題となっている。 Therefore, when manufacturing an electric double layer capacitor having a high energy density, or when emphasizing the long-term reliability of the electric double layer capacitor, there is a tendency to manufacture an electrode by a sheet method. In electrode production by the sheet method, a process for producing a carbon sheet composed of a carbon material and a binder such as a resin binder, a conductive adhesive is applied to an aluminum foil, and the carbon sheet is bonded to the coated part. Process. In the above bonding process, it is possible to apply a thin conductive adhesive with a thickness of several μm on the aluminum foil to increase the capacity, lower resistance, higher output, and lower cost of the electric double layer capacitor. It has become an important issue in realizing.
シート法による電極の製造において、これまでに幾つかの製造方法が提案されているが、その中で、ロールコーターによる導電性接着剤を塗工する方法がある。特許文献1には、シート法における導電性接着剤の塗工装置として、ロールコーターにより製造可能であるとの記載がある。 In the production of an electrode by the sheet method, several production methods have been proposed so far. Among them, there is a method of applying a conductive adhesive by a roll coater. Patent Document 1 has a description that it can be manufactured by a roll coater as a conductive adhesive coating apparatus in the sheet method.
また、特許文献2には、格子状のセルパターンを有するグラビアロールにバックアップロールを設け、ダイレクトグラビア方式を用いて集電体に導電性接着剤を10μm以下の厚みで塗工し、CCDカメラで塗工不良を監視する技術が提案されている。 In Patent Document 2, a backup roll is provided on a gravure roll having a grid-like cell pattern, and a conductive adhesive is applied to a current collector to a thickness of 10 μm or less using a direct gravure method. Techniques for monitoring coating failures have been proposed.
さらに、特許文献3の実施例には、エッチング処理を施した硬質アルミニウム箔に、黒鉛とPTFEからなる導電性接着剤を、グラビアコーターを用いて塗工し、塗工した部分にカーボンシートを貼り合せる方法が記載されている。 Furthermore, in the example of Patent Document 3, a conductive adhesive made of graphite and PTFE is applied to an etched hard aluminum foil using a gravure coater, and a carbon sheet is attached to the applied portion. The method of combining is described.
そして、特許文献4には、柔軟性のある軟質アルミニウム箔を使用すると、それを使用した電極を、積層した場合または巻き回した場合に、電極が破断する事故を起こすことが無いため好ましいと記載されている。
上述したように、高性能で低コストの電気二重層キャパシタ用の電極を製造する過程で、アルミニウム箔に導電性接着剤を薄膜で連続的に塗工する装置として、グラビアコーターを使用する技術は公知である。また電極の、積層工程あるいは巻回工程において、取り扱いが容易であるとの理由から、軟質アルミニウム箔が好まれて使用されることが知られている。しかし、導電性接着剤を使用する貼り合せ電極を、高速で歩留まり良く量産する技術は、まだ知られていない。 As mentioned above, in the process of producing high-performance, low-cost electric double layer capacitor electrodes, the technology that uses a gravure coater as a device for continuously applying a thin film of conductive adhesive to aluminum foil It is known. In addition, it is known that a soft aluminum foil is preferred and used because it is easy to handle in the lamination process or winding process of the electrode. However, a technique for mass-producing bonded electrodes using a conductive adhesive at a high speed with a high yield is not yet known.
電気二重層キャパシタ用電極をシート法により製造する場合、塗工法と比較すると工程数が圧倒的に多く、また、別途導電性接着剤が必要となるためにコスト高となる問題がある。電極の製造コストを低減するため、特許文献1〜特許文献3に記載されているように、薄膜での塗工が可能であり、塗工速度が比較的速いグラビアコーターの適用が試みられてきた。しかしながら、従来のグラビアコーターによる導電性接着剤の塗工には、次のような課題がある。 When manufacturing the electrode for electric double layer capacitors by the sheet method, the number of steps is overwhelmingly large compared to the coating method, and there is a problem that the cost is increased because a separate conductive adhesive is required. In order to reduce the manufacturing cost of the electrode, as described in Patent Documents 1 to 3, it has been attempted to apply a gravure coater that can be applied with a thin film and has a relatively high coating speed. . However, the application of the conductive adhesive by the conventional gravure coater has the following problems.
特許文献1では、導電性接着剤の塗工装置について、接着剤の粘度や厚み、塗工温度によりロールコーター等の最適機種を選択できるとある。しかし、実際には導電性接着剤の性状や目的とする塗工厚み、製造環境だけでは、性能に優れた電気二重層キャパシタ用の電極を、歩留まり良く量産する塗工装置を選択することは極めて困難である。 According to Patent Document 1, an optimum model such as a roll coater can be selected for a conductive adhesive coating apparatus depending on the viscosity and thickness of the adhesive and the coating temperature. However, in practice, it is extremely difficult to select a coating device that can mass-produce electrodes for electric double layer capacitors with excellent performance only with the properties of the conductive adhesive, the desired coating thickness, and the manufacturing environment. Have difficulty.
特許文献2では、導電性接着剤の塗工方式として、グラビアロールにバックアップロールを設けてロール間で集電箔を固定し、導電性接着剤を印刷するダイレクトグラビア方式が使用されている。しかし、ダイレクトグラビア方式は、貼り合せ基材であるアルミニウム箔に対して、印圧が大きくなり過ぎることがあるため、集電体がグラビアロールとの摩擦により損傷する虞がある。 In Patent Document 2, as a conductive adhesive coating method, a direct gravure method in which a backup roll is provided on a gravure roll, a current collector foil is fixed between the rolls, and the conductive adhesive is printed is used. However, in the direct gravure method, since the printing pressure may be excessively large with respect to the aluminum foil as a bonding substrate, the current collector may be damaged by friction with the gravure roll.
また、ダイレクトグラビア方式では、グラビアロールとバックアップロールとの間でアルミニウム箔に圧力をかけて固定するために、これら2本のロールの間が基点となって、アルミニウム箔に対して引張応力が増大することがあり、集電体が変形したり、破断したりする虞がある。 Also, in the direct gravure method, the aluminum foil is pressed and fixed between the gravure roll and the backup roll, so the tensile stress increases with respect to the aluminum foil, with the base point between these two rolls. The current collector may be deformed or broken.
さらに、特許文献3では、黒鉛とPTFEとからなる導電性接着剤を、グラビアコーターで硬質アルミニウム箔に塗工するとの記載がある。しかし、高速で量産する技術には一切触れられておらず、硬質アルミニウム箔とカーボンシートとの密着性も良好ではない。 Furthermore, Patent Document 3 describes that a conductive adhesive composed of graphite and PTFE is applied to a hard aluminum foil with a gravure coater. However, the technology for mass production at high speed is not mentioned at all, and the adhesion between the hard aluminum foil and the carbon sheet is not good.
そして、特許文献4のように、柔軟性のある軟質アルミニウム箔を使用した場合、軟質アルミニウム箔には腰がなく、引張強度が小さいため、導電性接着剤を塗工する過程で生じる応力により皺等の変形が発生したり、破断したりする虞がある。 And when a flexible soft aluminum foil is used like patent document 4, since a soft aluminum foil does not have a waist and tensile strength is small, it will be damaged by the stress which arises in the process of applying a conductive adhesive. There is a risk of deformation or breakage.
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、大容量で低抵抗であり、長期耐久性に優れる電気二重層キャパシタ用電極を、歩留まり良く高速で量産できる製造装置を実現する事にある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and its purpose is to manufacture a high-capacity, low-resistance, and electric double-layer capacitor electrode that is excellent in long-term durability with high yield and high-speed production. It is to realize the device.
本発明の電気二重層キャパシタ用電極の製造装置は、上記課題を解決するために、キスコート方式によって導電性接着剤を集電体に塗工するグラビアロールを備え、炭素材である活物質、導電性を付与する導電性フィラー及びバインダを含むカーボンシートを、前記導電性接着剤を介して前記集電体と貼り合せる電気二重層キャパシタ用電極の製造装置において、前記グラビアロールの周面には、その回転軸に垂直な方向から見て、前記回転軸に対して斜め方向に沿って溝が形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, an apparatus for producing an electrode for an electric double layer capacitor according to the present invention includes a gravure roll for applying a conductive adhesive to a current collector by a kiss coating method, and an active material that is a carbon material, a conductive material. In the electric double layer capacitor electrode manufacturing apparatus in which a carbon sheet containing a conductive filler and a binder imparting properties is bonded to the current collector via the conductive adhesive, on the peripheral surface of the gravure roll, A groove is formed along an oblique direction with respect to the rotation axis when viewed from a direction perpendicular to the rotation axis.
上記発明によれば、前記溝に充填された前記導電性接着剤が、回転する上記グラビアロールの周面において、前記溝の中を絶えず流動し、その流動体が集電体に転写される。この際、前記導電性接着剤中の気泡や凝集物が前記溝の中を流れ、前記溝に沿って滑り出るので、前記集電体と前記グラビアロールとの接触面には、前記導電性接着剤のみが残る。よって、効率よく前記導電性接着剤を塗工できるので、転写効率が向上する。その結果として、導電性接着剤の塗工不良が発生することを防止出来、歩留まりの向上をもたらすことが出来る。従って、大容量で低抵抗の電気二重層キャパシタ用電極を、歩留まり良く高速で量産でき、電極の製造コストを低減させることが可能となる。 According to the invention, the conductive adhesive filled in the groove constantly flows in the groove on the peripheral surface of the rotating gravure roll, and the fluid is transferred to the current collector. At this time, bubbles and aggregates in the conductive adhesive flow through the groove and slide out along the groove. Therefore, the conductive adhesive adheres to the contact surface between the current collector and the gravure roll. Only the agent remains. Therefore, since the conductive adhesive can be applied efficiently, transfer efficiency is improved. As a result, it is possible to prevent poor coating of the conductive adhesive and to improve the yield. Therefore, it is possible to mass-produce high-capacity, low-resistance electric double layer capacitor electrodes with high yield and high speed, and to reduce the manufacturing cost of the electrodes.
また、上記集電体と上記導電性接着剤との界面における接着強度を大きくすることが可能となるので、長期耐久性に優れる電気二重層キャパシタ用電極を製造することが可能となる。 In addition, since it is possible to increase the adhesive strength at the interface between the current collector and the conductive adhesive, it is possible to manufacture an electrode for an electric double layer capacitor that is excellent in long-term durability.
前記電気二重層キャパシタ用電極の製造装置では、前記集電体は、焼鈍しを施さない硬質アルミニウム箔であってもよい。 In the electric double layer capacitor electrode manufacturing apparatus, the current collector may be a hard aluminum foil that is not annealed.
これにより、前記硬質アルミニウム箔に大きな応力がかかったとしても皺が生じず、また伸びて変形することも無い。この性状により、前記硬質アルミニウム箔を前記集電体として使用した場合に、製造された貼り合せ電極が変形する不良や事故を防止することが出来る。 Thereby, even if a large stress is applied to the hard aluminum foil, no wrinkles are formed, and the hard aluminum foil is not stretched and deformed. Due to this property, when the hard aluminum foil is used as the current collector, it is possible to prevent defects and accidents in which the manufactured bonded electrode is deformed.
前記いずれかの電気二重層キャパシタ用電極の製造装置では、前記グラビアロールは、前記集電体の走行方向に対して逆向きに回転してもよい。 In any one of the electric double layer capacitor electrode manufacturing apparatuses, the gravure roll may rotate in a direction opposite to a traveling direction of the current collector.
これにより、前記集電体と前記グラビアロールとの間に転写ビードと呼ばれる液溜まりが形成され、前記液溜まりが前記集電体に絶えず前記導電性接着剤を供給し続けるため、塗工面に前記導電性接着剤が塗工されない部分が生じるという不良を防ぐことが出来る。 Thereby, a liquid pool called a transfer bead is formed between the current collector and the gravure roll, and the liquid pool continuously supplies the conductive adhesive to the current collector. It is possible to prevent a defect that a portion where the conductive adhesive is not applied is generated.
本発明の電気二重層キャパシタ用電極の製造装置は、以上のように、グラビアロールの周面には、その回転軸に垂直な方向から見て、前記回転軸に対して斜め方向に沿って溝が形成されているものである。 As described above, the apparatus for manufacturing an electrode for an electric double layer capacitor according to the present invention has grooves along the oblique direction with respect to the rotation axis when viewed from the direction perpendicular to the rotation axis of the gravure roll. Is formed.
それゆえ、大容量で低抵抗であり、長期耐久性に優れる電気二重層キャパシタ用電極を、歩留まり良く高速で量産できる製造装置を実現するという効果を奏する。 Therefore, there is an effect of realizing a manufacturing apparatus capable of mass-producing an electrode for an electric double layer capacitor having a large capacity, low resistance, and excellent long-term durability with high yield.
本発明の一実施形態について図1に基づいて説明すれば、以下の通りである。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図1は、本発明の実施の形態に係る電気二重層キャパシタ用電極の製造装置1(これ以降、単に製造装置1と称する)を示す図である。製造装置1は、グラビアロール4、インクパン5、ドクターブレード6、ガイドロール7a〜ガイドロール7e、一対のニップロール8a、8b、乾燥機9、第1巻出しロール10、第2巻出しロール11及び巻取りロール12を備えている。 FIG. 1 is a diagram showing an electric double layer capacitor electrode manufacturing apparatus 1 (hereinafter simply referred to as manufacturing apparatus 1) according to an embodiment of the present invention. The manufacturing apparatus 1 includes a gravure roll 4, an ink pan 5, a doctor blade 6, a guide roll 7a to a guide roll 7e, a pair of nip rolls 8a and 8b, a dryer 9, a first unwinding roll 10, a second unwinding roll 11, and A winding roll 12 is provided.
製造装置1において、第1巻出しロール10から巻き出される集電体2は、ガイドロール7aにより後述するグラビアコーター13に導かれる。グラビアコーター13を出た集電体2は、ガイドロール7dにより、ニップロール8a、ニップロール8bに導かれる。また、第2巻出しロール11から巻き出されるカーボンシート14は、一対のニップロール8a、8bにより集電体2と貼り合せられる。 In the manufacturing apparatus 1, the current collector 2 unwound from the first unwinding roll 10 is guided to the gravure coater 13 described later by the guide roll 7a. The current collector 2 exiting the gravure coater 13 is guided to the nip roll 8a and the nip roll 8b by the guide roll 7d. Further, the carbon sheet 14 unwound from the second unwinding roll 11 is bonded to the current collector 2 by a pair of nip rolls 8a and 8b.
また、製造装置1において、集電体2に導電性接着剤3を塗工するグラビアコーター13は、導電性接着剤3を入れたインクパン5に、斜線状のセルパターンを周面に有するグラビアロール4を含浸させる。グラビアロール4が、塗工基材となる集電体2の走行方向に対して逆向きに回転しながら、グラビアロール4の周面に余剰に付着した導電性接着剤はドクターブレード6により除去される。 Further, in the manufacturing apparatus 1, the gravure coater 13 for applying the conductive adhesive 3 to the current collector 2 is a gravure having a diagonal cell pattern on the peripheral surface of the ink pan 5 containing the conductive adhesive 3. The roll 4 is impregnated. While the gravure roll 4 rotates in the direction opposite to the traveling direction of the current collector 2 serving as a coating substrate, the conductive adhesive excessively attached to the peripheral surface of the gravure roll 4 is removed by the doctor blade 6. The
その後で、2本のガイドロール7b、7cに支持された集電体2にグラビアロール4が接触(密接)することで、導電性接着剤3をに集電体2に転写する。この時に、グラビアロール4にはバックアップロールを設けず、集電体2としては、硬質アルミニウム箔が使用される。 Thereafter, the gravure roll 4 comes into contact (close contact) with the current collector 2 supported by the two guide rolls 7 b and 7 c, thereby transferring the conductive adhesive 3 to the current collector 2. At this time, the gravure roll 4 is not provided with a backup roll, and a hard aluminum foil is used as the current collector 2.
グラビアロール4にバックアップロールを設けない構造は、一般にキスコート方式と呼ばれ、基材に対して極めて低い印圧で塗料を印刷できる、即ち導電性接着剤3を塗工出来ることが特徴である。グラビアコーター13における、キスコート方式を使用して集電体2に導電性接着剤3を塗工する工程の後に、連続的にカーボンシート14を貼り合せる工程に移る。なお、グラビアコーター13の塗工速度は、集電体2の走行速度と等しい。 The structure in which the gravure roll 4 is not provided with a backup roll is generally called a kiss coating method, and is characterized in that a coating can be printed on the substrate with an extremely low printing pressure, that is, the conductive adhesive 3 can be applied. After the step of applying the conductive adhesive 3 to the current collector 2 using the kiss coating method in the gravure coater 13, the process proceeds to the step of continuously bonding the carbon sheet 14. Note that the coating speed of the gravure coater 13 is equal to the traveling speed of the current collector 2.
上記貼り合せる工程において、製造装置1に一対のニップロール8a、8bを設けており、ロール間で集電体2とカーボンシート14とを圧延しながら貼り合せて貼り合せ電極15を製造することが望ましい。これにより、導電性接着剤3の内部の気泡、及び導電性接着剤3とカーボンシート14との間の気泡を追い出し、導電性接着剤3及び集電体2、並びに導電性接着剤3及びカーボンシート14の密着性を向上させることが出来る。 In the bonding step, the manufacturing apparatus 1 is provided with a pair of nip rolls 8a and 8b, and it is desirable to manufacture the bonded electrode 15 by bonding the current collector 2 and the carbon sheet 14 while rolling between the rolls. . As a result, the bubbles inside the conductive adhesive 3 and the bubbles between the conductive adhesive 3 and the carbon sheet 14 are expelled, and the conductive adhesive 3 and the current collector 2, as well as the conductive adhesive 3 and the carbon. The adhesion of the sheet 14 can be improved.
さらに、第2巻き出しロール11とニップロール8a、8bとの間におけるカーボンシート14の張力を緩和することが出来る。このため、引張強度の小さなカーボンシート14であっても、カーボンシート14を破断させることなく安定して貼り合せを行うことが出来る。 Furthermore, the tension of the carbon sheet 14 between the second unwinding roll 11 and the nip rolls 8a and 8b can be relaxed. For this reason, even if it is the carbon sheet 14 with small tensile strength, it can bond stably, without breaking the carbon sheet 14. FIG.
また、カーボンシート14は多孔質材であるため、導電性接着剤3はカーボンシート14の表面に含浸され得る。貼り合せ部に設けたニップロール8a、8bにより、カーボンシート14への導電性接着剤3の含浸を促進する効果がある。 Further, since the carbon sheet 14 is a porous material, the surface of the carbon sheet 14 can be impregnated with the conductive adhesive 3. There is an effect of promoting the impregnation of the conductive adhesive 3 into the carbon sheet 14 by the nip rolls 8a and 8b provided in the bonding portion.
なお、一対のニップロール8a、8bは必須ではない。例えば通気性等の基材の性状によっては、一対のニップロール8a、8bが無くても、集電体2とカーボンシート14とを良好に貼り合せることが可能である。 The pair of nip rolls 8a and 8b is not essential. For example, depending on the properties of the base material such as air permeability, the current collector 2 and the carbon sheet 14 can be satisfactorily bonded without the pair of nip rolls 8a and 8b.
集電体2とカーボンシート14とを貼り合せた後に、乾燥機9にて貼り合せ電極15を乾燥させる。乾燥温度を50℃から200℃の範囲で選択することにより、乾燥を良好に行うことができる。より好ましい乾燥温度の範囲は、80℃から180℃の範囲である。 After the current collector 2 and the carbon sheet 14 are bonded together, the bonded electrode 15 is dried by the dryer 9. By selecting the drying temperature in the range of 50 ° C. to 200 ° C., it is possible to perform the drying well. A more preferred drying temperature range is from 80 ° C to 180 ° C.
なお、硬質アルミニウム箔の両面にカーボンシートを貼り合せる場合には、本実施の形態に係る工程を片面ずつ両面行うことによって対応することができる。 In addition, when bonding a carbon sheet on both surfaces of a hard aluminum foil, it can respond by performing the process which concerns on this Embodiment on both surfaces one side.
乾燥機9により乾燥した貼り合せ電極15は、ガイドロール7eにより巻取りロール12に導かれて巻き取られる。 The bonded electrode 15 dried by the dryer 9 is guided to the take-up roll 12 by the guide roll 7e and taken up.
グラビアロール4のセルパターンとして、薄膜での塗工に優れる四角錐(ピラミッド型)版や台形(格子型)版を使用すると、導電性接着剤3中に存在する気泡や凝集物が基点となりスジや欠け等の未塗工部が発生しやすい。このため、導電性接着剤3の塗工不良を起こす可能性が高くなる。 If a cell pattern of the gravure roll 4 is a quadrangular pyramid plate or a trapezoidal (lattice type) plate that is excellent in coating with a thin film, bubbles and aggregates present in the conductive adhesive 3 are used as a base point and Uncoated parts such as cracks and chips are likely to occur. For this reason, the possibility of causing poor coating of the conductive adhesive 3 is increased.
これに対して、図2に示すような、斜線版を使用し、斜線状のセルパターンを周面に有するグラビアロール4により導電性接着剤3の塗工を行うと、上述した気泡や凝集物が原因となる塗工不良を起こすことはなく、歩留まり良くカーボンシート14の貼り合せを行うことが可能となる。これは、グラビアロール4の周面に、その回転軸Xに垂直な方向から見て、回転軸Xに対して斜め方向に沿って形成された溝に充填された導電性接着剤3が、回転するグラビアロール4の周面において、前記溝の中を絶えず流動し、その流動体が集電体2に転写される。この際、導電性接着剤3中の気泡や凝集物が前記溝の中を流れ、前記溝に沿って滑り出るので、集電体2とグラビアロール4との接触面には、導電性接着剤3のみが残る。よって、効率よく前記導電性接着剤を塗工できるので、転写効率が向上する。その結果として、導電性接着剤3の塗工不良が発生することを防止出来、歩留まりの向上をもたらすことが出来る。 On the other hand, when the conductive adhesive 3 is applied with a gravure roll 4 having a hatched cell pattern on its peripheral surface as shown in FIG. Therefore, the carbon sheet 14 can be bonded with a good yield. This is because the conductive adhesive 3 filled in the grooves formed along the oblique direction with respect to the rotation axis X is rotated on the peripheral surface of the gravure roll 4 when viewed from the direction perpendicular to the rotation axis X. On the peripheral surface of the gravure roll 4, the fluid constantly flows in the groove, and the fluid is transferred to the current collector 2. At this time, bubbles and aggregates in the conductive adhesive 3 flow through the groove and slide out along the groove. Therefore, the conductive adhesive is formed on the contact surface between the current collector 2 and the gravure roll 4. Only 3 remains. Therefore, since the conductive adhesive can be applied efficiently, transfer efficiency is improved. As a result, it is possible to prevent defective coating of the conductive adhesive 3 and to improve the yield.
製造装置1では、前記溝は螺旋状に彫られていてもよい。 In the manufacturing apparatus 1, the groove may be carved in a spiral shape.
また、製造装置1では、前記溝の断面は三角形であってもよい。 Moreover, in the manufacturing apparatus 1, the cross section of the groove may be a triangle.
さらに、製造装置1では、回転軸Xと前記斜め方向とのなす角度は45度であってもよい。 Furthermore, in the manufacturing apparatus 1, the angle formed by the rotation axis X and the oblique direction may be 45 degrees.
これらの構成により、効率よく前記導電性接着剤を塗工できるので、転写効率が向上する。その結果として、導電性接着剤の塗工不良が発生することを防止出来、歩留まりの向上をもたらすことが出来る。 With these configurations, the conductive adhesive can be efficiently applied, so that transfer efficiency is improved. As a result, it is possible to prevent poor coating of the conductive adhesive and to improve the yield.
本実施の形態で用いるグラビアロール4の斜線版は、図3に示すような断面三角形の溝がロールの回転軸Xに対して45°の角度θで螺旋状に彫られているものを好適に使用することができるが、溝の角度は45°に限定されない。溝の線数は1インチ当り100線から250線を好適に使用することができ、より好ましくは150線から200線である。また、溝の深度は10μmから80μmを好適に使用することができ、より好ましくは30μmから50μmである。 As the oblique line version of the gravure roll 4 used in the present embodiment, a groove having a triangular cross section as shown in FIG. 3 spirally carved at an angle θ of 45 ° with respect to the rotation axis X of the roll is preferably used. Although it can be used, the angle of the groove is not limited to 45 °. The number of grooves can suitably be 100 to 250 lines per inch, more preferably 150 to 200 lines. Moreover, the depth of a groove | channel can use 10 to 80 micrometers suitably, More preferably, it is 30 to 50 micrometers.
また、本実施の形態において、グラビアロール4を、集電体2の走行方向に対して逆向きに回転させる、即ち図4において反時計方向に回転させることにより、低い印圧でも歩留り良く導電性接着剤3をアルミニウム箔である集電体2に塗工し、カーボンシート14と貼り合せた貼り合せ電極15を量産することを可能とした。グラビアロール4を、集電体2の走行方向に対して逆向きに回転させることにより、図4に示すように集電体2とグラビアロール4との間に転写ビードと呼ばれる液溜まり16が形成され、液溜まり16が集電体2に絶えず導電性接着剤3を供給し続けるため、塗工面に導電性接着剤3が塗工されない未塗工部が生じるという不良を防ぐことが出来る。 Further, in the present embodiment, the gravure roll 4 is rotated in the direction opposite to the traveling direction of the current collector 2, that is, rotated counterclockwise in FIG. The adhesive 3 was applied to the current collector 2 made of aluminum foil, and the bonded electrode 15 bonded to the carbon sheet 14 could be mass-produced. By rotating the gravure roll 4 in the direction opposite to the traveling direction of the current collector 2, a liquid pool 16 called a transfer bead is formed between the current collector 2 and the gravure roll 4 as shown in FIG. In addition, since the liquid reservoir 16 continuously supplies the conductive adhesive 3 to the current collector 2, it is possible to prevent a defect that an uncoated portion where the conductive adhesive 3 is not applied is generated on the coated surface.
逆に、グラビアロール4を正回転、即ち図4において時計方向に回転させて導電性接着剤3を塗工する場合には、液溜まり16が形成されないため、集電体2に導電性接着剤3が塗工されていない未塗工部を残す不良を起こすことがある。 Conversely, when the conductive adhesive 3 is applied by rotating the gravure roll 4 in the forward direction, that is, clockwise in FIG. 4, since the liquid reservoir 16 is not formed, the conductive adhesive is applied to the current collector 2. 3 may cause a defect that leaves an uncoated part that is not coated.
集電体2としては、アルミニウム、銅、チタン、タンタル、ニッケル、ステンレス等の金属箔を使用することが出来る。この中で、とりわけ安価で電気伝導性が良く、電気化学的な耐食性に優れたアルミニウム箔が好適に用いられる。 As the current collector 2, a metal foil such as aluminum, copper, titanium, tantalum, nickel, and stainless steel can be used. Among these, an aluminum foil that is inexpensive, has good electrical conductivity, and has excellent electrochemical corrosion resistance is preferably used.
純度が99.9%以上のアルミニウム箔を集電体2として使用すると、表面が劣化しにくく好ましいが、99.8%以上であれば好適に使用することが出来る。また、アルミニウム箔の厚みは、6μmから100μmまでの間で使用でき、好ましくは10μmから50μmまでの間である。 When an aluminum foil having a purity of 99.9% or more is used as the current collector 2, the surface is preferably hardly deteriorated, but if it is 99.8% or more, it can be suitably used. The thickness of the aluminum foil can be used between 6 μm and 100 μm, preferably between 10 μm and 50 μm.
さらに、本実施の形態において、集電体2に使用するアルミニウム箔として、表面が平滑な硬質アルミニウム箔の他に、化学エッチング、電解エッチング、サンドブラスト等の粗面化処理を施した硬質アルミニウム箔を使用しても良い。アルミニウム箔の表面が粗面化されていると、導電性接着剤3との密着性がアンカー効果により増大するとともに、接触抵抗が減少するため好ましい。 Further, in the present embodiment, as the aluminum foil used for the current collector 2, in addition to the hard aluminum foil having a smooth surface, a hard aluminum foil subjected to roughening treatment such as chemical etching, electrolytic etching, and sandblasting is used. May be used. It is preferable that the surface of the aluminum foil is roughened because the adhesion with the conductive adhesive 3 is increased by the anchor effect and the contact resistance is decreased.
さらに、本実施の形態において、皺が生じたり、伸びたりしない硬質アルミニウム箔を用いることにより、導電性接着剤3を塗工する際に生じる塗工不良によるロスを効果的に低減させるとともに、導電性接着剤3と硬質アルミニウム箔である集電体2との接着強度を向上させることができる。 Furthermore, in the present embodiment, by using a hard aluminum foil that does not cause wrinkles or stretch, it is possible to effectively reduce the loss due to coating failure that occurs when the conductive adhesive 3 is applied, and The adhesive strength between the conductive adhesive 3 and the current collector 2 that is a hard aluminum foil can be improved.
アルミニウム箔には、アルミニウム箔を圧延し、圧延後に加工硬化で硬くなった状態の硬質箔と、硬質箔を焼鈍して軟らかくした軟質箔とがある。本実施の形態において用いるアルミニウム箔は、焼鈍しを施さない硬質箔であって、JIS H 4160で規定されるH18材を使用する。 The aluminum foil includes a hard foil that is rolled and hardened by work hardening after rolling, and a soft foil that is softened by annealing the hard foil. The aluminum foil used in the present embodiment is a hard foil that is not annealed, and uses an H18 material defined by JIS H 4160.
硬質アルミニウム箔は、硬くて弾力に富み、腰が有る。このため、大きな応力がかかったとしても皺が生じず、また伸びて変形することも無い。この性状により、硬質アルミニウム箔を集電体2として使用した場合に、貼り合せ電極15が変形する不良や事故を防止することが出来る。 Hard aluminum foil is hard, elastic and has a low back. For this reason, even if a large stress is applied, no wrinkles are formed, and there is no elongation and deformation. Due to this property, when a hard aluminum foil is used as the current collector 2, it is possible to prevent defects and accidents in which the bonded electrode 15 is deformed.
さらに、硬質アルミニウム箔は、本実施の形態において用いるキスコート方式による導電性接着剤3の塗工に適した集電体であることを発明者らは見出した。つまり、弾力のある硬質アルミニウム箔は、応力に対して反発力があるため、バックアップロールの無いキスコート方式のグラビアロール4は、集電体2として使用する硬質アルミニウム箔に対して適度な圧力で密着することが出来る。この作用によって、グラビアロール4と集電体2として使用する硬質アルミニウム箔との密着性が強固で安定する。従って、10m/分以上の高速で塗工する場合においても、集電体2として使用する硬質アルミニウム箔に導電性接着剤3が塗工されない未塗工部が生じる不良を未然に防止することが出来る。 Furthermore, the inventors have found that the hard aluminum foil is a current collector suitable for application of the conductive adhesive 3 by the kiss coating method used in the present embodiment. That is, since the elastic hard aluminum foil has a repulsive force against the stress, the kiss coat type gravure roll 4 without the backup roll adheres to the hard aluminum foil used as the current collector 2 with an appropriate pressure. I can do it. By this action, the adhesion between the gravure roll 4 and the hard aluminum foil used as the current collector 2 is strong and stable. Accordingly, even when coating is performed at a high speed of 10 m / min or more, it is possible to prevent a defect in which an uncoated portion where the conductive adhesive 3 is not coated on the hard aluminum foil used as the current collector 2 is generated in advance. I can do it.
さらに、集電体2として表面をエッチング処理したアルミニウム箔を使用する場合に、軟質箔をエッチング処理したものよりも硬質箔をエッチング処理したものを使用した方が導電性接着剤3との密着性はより強固となる。 Furthermore, when using an aluminum foil whose surface is subjected to etching treatment as the current collector 2, it is better to use a material obtained by etching a hard foil than that obtained by etching a soft foil. Will become stronger.
本実施の形態において、交流エッチング処理を行ったアルミニウム箔を使用する場合、アルミニウム箔表面におけるエッチング処理層の深度は、平均して5μmから10μm前後の範囲で好適に使用される。図5に示すように、アルミニウム箔両面のエッチング処理層21にはエッチングピットと呼ばれるごく微細な孔が無数に存在し、2つのエッチング処理層21の間には粗面化されていない残芯層22が残存している。 In the present embodiment, when using an aluminum foil that has been subjected to AC etching treatment, the depth of the etching treatment layer on the surface of the aluminum foil is suitably used in an average range of about 5 μm to about 10 μm. As shown in FIG. 5, innumerable fine holes called etching pits exist in the etching treatment layer 21 on both surfaces of the aluminum foil, and the remaining core layer not roughened between the two etching treatment layers 21. 22 remains.
軟質箔の場合にはこの海綿状構造体が硬質箔に比べて軟らかく脆弱であるために、アルミニウム箔と導電性接着剤との接着強度は比較的小さくなる。本実施の形態においては、硬質アルミニウム箔をエッチング処理したものを使用することで、硬質アルミニウム箔と導電性接着剤との接着強度は増大し、結果として製造装置1により製造された電気二重層キャパシタの長期耐久性を向上させることができる。 In the case of a soft foil, the sponge-like structure is softer and more fragile than a hard foil, so that the adhesive strength between the aluminum foil and the conductive adhesive is relatively small. In the present embodiment, the use of the etched hard aluminum foil increases the adhesive strength between the hard aluminum foil and the conductive adhesive. As a result, the electric double layer capacitor manufactured by the manufacturing apparatus 1 The long-term durability can be improved.
さらに、本実施の形態において用いる導電性接着剤3は、導電性フィラー、結着剤及び分散剤を備えていると好適である。ここで、導電性フィラーとしては、黒鉛やカーボンブラック等のカーボン粒子を用いることが望ましく、これらを2種類以上併用するとさらに望ましい。 Furthermore, it is preferable that the conductive adhesive 3 used in the present embodiment includes a conductive filler, a binder, and a dispersant. Here, it is desirable to use carbon particles such as graphite and carbon black as the conductive filler, and it is more desirable to use two or more of these in combination.
また、導電性接着剤3に用いる結着剤としては、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸エステル、エチレン酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、ポリブチラール、ニトロセルロース、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンアクリロニトリルゴム、イソプレンゴム、ネオプレンゴム、アクリル酸樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、尿素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、水ガラス等が用いられる。 As the binder used for the conductive adhesive 3, carboxymethyl cellulose sodium salt, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyacrylic ester, ethylene vinyl acetate copolymer, ionomer resin, polybutyral, nitrocellulose, styrene butadiene Rubber, butadiene acrylonitrile rubber, isoprene rubber, neoprene rubber, acrylic resin, phenol resin, melamine resin, polyurethane resin, urea resin, polyimide resin, polyamideimide resin, water glass and the like are used.
また、導電性接着剤3に用いる分散剤としては、水が好適に用いられるが、これ以外にもメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール等の低級アルコール、ジメチルホルムアミド、キシレン、アセトン等、各種の溶媒を単独又は複数種類混合して用いることが出来る。 In addition, water is preferably used as the dispersant used in the conductive adhesive 3, but other solvents such as lower alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, and butanol, dimethylformamide, xylene, acetone, and the like. Can be used alone or in combination.
本実施の形態において用いる導電性接着剤3の粘度は、所望の厚みや、基材表面の性質により適宜変更すれば良い。具体的には、10mPa・s(ミリパスカル秒)から1000mPa・sであることが望ましく、100mPa・sから500mPa・sであるとさらに望ましい。 What is necessary is just to change suitably the viscosity of the conductive adhesive 3 used in this Embodiment by desired thickness and the property of the base-material surface. Specifically, the pressure is desirably 10 mPa · s (millipascal second) to 1000 mPa · s, and more desirably 100 mPa · s to 500 mPa · s.
本実施の形態において電気二重層キャパシタ用電極の貼り合せで使用するカーボンシート14は、例えば活性炭等の炭素材である活物質、導電性フィラー、バインダを含む原料組成物をシート状に成形して構成される。 In the present embodiment, the carbon sheet 14 used for bonding the electrode for the electric double layer capacitor is formed by forming a raw material composition including an active material, a conductive filler, and a binder, which is a carbon material such as activated carbon, into a sheet shape. Composed.
活性炭としては、電気二重層キャパシタ用途で使用されているものであれば特に限定されず、粉末状や繊維状の活性炭を使用することができる。活性炭は例えば、やしがら、木、石炭ピッチ、石油ピッチ、メソフェーズピッチ、コークス、フェノール樹脂等の原料からなる炭化物を水蒸気賦活、燐酸賦活、あるいはアルカリ賦活を行うことにより得られるものが使用される。 The activated carbon is not particularly limited as long as it is used for electric double layer capacitor applications, and powdered or fibrous activated carbon can be used. As the activated carbon, for example, those obtained by performing steam activation, phosphoric acid activation, or alkali activation of carbides made of raw materials such as palm, wood, coal pitch, petroleum pitch, mesophase pitch, coke, and phenol resin are used. .
導電性フィラーはカーボンシートの導電性を向上させる目的で配合され、当該技術分野で通常に使用される導電性の微粉末、例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、カーボンナノファイバー、黒鉛、金属粉末の中から1種類、あるいは2種類以上使用することができる。導電性フィラーの配合量は従来公知の量でよく、一般的に1質量%から35質量%の範囲である。導電性フィラーの配合量が前記の範囲よりも多いと、静電容量が少なくなるとともに、導電性フィラーにカーボンブラックを使用したカーボンシートでは、電解液の含浸性が低下する傾向にある。 The conductive filler is blended for the purpose of improving the conductivity of the carbon sheet, and is a conductive fine powder usually used in the technical field, such as carbon black such as acetylene black, furnace black, ketjen black, carbon nano One type or two or more types of fiber, graphite, and metal powder can be used. The compounding amount of the conductive filler may be a conventionally known amount, and is generally in the range of 1% by mass to 35% by mass. When the blending amount of the conductive filler is larger than the above range, the capacitance decreases and the carbon sheet using carbon black as the conductive filler tends to decrease the impregnation property of the electrolytic solution.
バインダは、活性炭と導電性フィラーを結着するために使用されるものであり、本発明に好適に使用可能なバインダの例として、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、クロロトリフルオロエチレン重合体、フッ化ビニリデン重合体、テトラフルオロエチレン−フルオロアルキルビニルエーテル共重合体等のフッ素樹脂が挙げられるが、特にこれらに限定されない。 The binder is used to bind the activated carbon and the conductive filler, and examples of the binder that can be suitably used in the present invention include polytetrafluoroethylene (PTFE), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer. , Fluorocarbon resins such as chlorotrifluoroethylene polymer, vinylidene fluoride polymer, and tetrafluoroethylene-fluoroalkyl vinyl ether copolymer, but are not particularly limited thereto.
本実施の形態で使用されるカーボンシート14は、当該技術分野で公知の方法により製造することができる。例えば、活性炭、導電性フィラー、バインダを分散し、水、アルコールやオイル等の分散媒を加えて湿式混練したものを、押出し成型あるいはロール成型でロッド状やシート状に予備成型した後、所望の厚みにロール圧延することにより得ることができる。また、前記材料に分散媒を加えずに、乾式で分散・混練したものを、ロール成形することによっても得ることができる。これらの方法は、所望のカーボンシートの配合、密度、厚みによって選択される。 The carbon sheet 14 used in the present embodiment can be manufactured by a method known in the technical field. For example, activated carbon, conductive filler, binder dispersed in water, alcohol, oil, etc. and added to a wet kneaded material are pre-molded into rods or sheets by extrusion or roll molding. It can be obtained by roll rolling to a thickness. Further, a material obtained by dispersing and kneading in a dry manner without adding a dispersion medium to the material can also be obtained by roll molding. These methods are selected depending on the desired composition, density, and thickness of the carbon sheet.
〔実施例〕
まず、本実施例におけるカーボンシート14及び導電性接着剤3は、以下に示す工程により得られる。
〔Example〕
First, the carbon sheet 14 and the conductive adhesive 3 in the present example are obtained by the steps shown below.
〔カーボンシート〕
活性炭粉末(比表面積:2000m2/g、平均粒径:8μm):75質量部、アセチレンブラック(1次粒子平均粒径:35nm):15質量部、PTFE粉末:10質量部からなる混合物に、エタノール:100質量部を加えて混練し、ロール圧延を施して、幅:150mm、厚み:150μmで長尺のカーボンシート14を得た。
[Carbon sheet]
Activated carbon powder (specific surface area: 2000 m 2 / g, average particle diameter: 8 μm): 75 parts by mass, acetylene black (primary particle average particle diameter: 35 nm): 15 parts by mass, PTFE powder: 10 parts by mass, Ethanol: 100 parts by mass were added and kneaded and roll-rolled to obtain a long carbon sheet 14 having a width of 150 mm and a thickness of 150 μm.
〔導電性接着剤〕
天然鱗片状黒鉛(平均粒径:4μm):10質量部、アセチレンブラック(平均粒径:1次粒子35nm):10質量部、ポリビニルアルコール:3質量部、カルボキシメチルセルロース:3質量部、精製水:74質量部を混合・攪拌して導電性接着剤3を得た。
[Conductive adhesive]
Natural scaly graphite (average particle size: 4 μm): 10 parts by mass, acetylene black (average particle size: primary particle 35 nm): 10 parts by mass, polyvinyl alcohol: 3 parts by mass, carboxymethylcellulose: 3 parts by mass, purified water: The conductive adhesive 3 was obtained by mixing and stirring 74 parts by mass.
以下に示す比較例1から4、実施例1から3で得られた電気二重層キャパシタ用電極を160℃で24時間真空乾燥を行うことにより、導電性接着剤中に残留している水分を除去した。その後、アルミニウム箔とカーボンシートとの貼り合せ電極の密着性試験を行った。また、アルミニウム箔と導電性接着剤との密着性試験を行うための試料として、比較例1から4、実施例1から3において、アルミニウム箔に導電性接着剤を塗工した後にカーボンシートを貼り合せず、前記と同様の乾燥を行うことにより試験試料を得た。 The electric double layer capacitor electrodes obtained in Comparative Examples 1 to 4 and Examples 1 to 3 shown below are vacuum-dried at 160 ° C. for 24 hours to remove moisture remaining in the conductive adhesive. did. Then, the adhesion test of the bonded electrode between the aluminum foil and the carbon sheet was performed. Further, as a sample for performing an adhesion test between an aluminum foil and a conductive adhesive, in Comparative Examples 1 to 4 and Examples 1 to 3, a carbon sheet is pasted after the conductive adhesive is applied to the aluminum foil. In addition, a test sample was obtained by performing the same drying as described above.
〔比較例1〕
平均エッチング深度が5μmで両面を交流エッチング処理された厚み40μmの軟質アルミニウム箔に対して、バックアップロールを設けずに、四角錐のセルパターンを有するグラビアロールをアルミニウム箔の走行方向に対して逆方向に回転させた状態で、導電性接着剤3を塗工した。このときのグラビアロールの塗工速度を2m/分とした。その後、カーボンシートを貼り合せて80℃に設定した乾燥機で乾燥させることにより、電気二重層キャパシタ用電極を得た。
[Comparative Example 1]
For a soft aluminum foil having a thickness of 4 μm and an AC etching treatment on both sides with an average etching depth of 5 μm, a gravure roll having a square pyramid cell pattern is opposite to the traveling direction of the aluminum foil without providing a backup roll. The conductive adhesive 3 was applied in a state where the adhesive was rotated. The gravure roll coating speed at this time was set to 2 m / min. Then, the electrode for electric double layer capacitors was obtained by bonding a carbon sheet and making it dry with the dryer set to 80 degreeC.
〔比較例2〕
グラビアロールのセルパターンを斜線としたこと以外は比較例1と同様にして貼り合せ電極を得た。
[Comparative Example 2]
A bonded electrode was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the cell pattern of the gravure roll was hatched.
〔比較例3〕
グラビアコーターの塗工速度を5m/分としたこと以外は比較例2と同様にして貼り合せ電極を得た。
[Comparative Example 3]
A bonded electrode was obtained in the same manner as in Comparative Example 2 except that the gravure coater coating speed was 5 m / min.
〔比較例4〕
グラビアコーターの塗工速度を10m/分としたこと以外は比較例2と同様にして貼り合せ電極を得た。
[Comparative Example 4]
A bonded electrode was obtained in the same manner as in Comparative Example 2 except that the gravure coater coating speed was 10 m / min.
〔実施例1〕
平均エッチング深度が5μmで両面を交流エッチング処理された厚み40μmの硬質アルミニウム箔を集電体2として使用し、上記硬質アルミニウム箔に対して、バックアップロールを設けずに、斜線のセルパターンを有するグラビアロール4をアルミニウム箔の走行方向に対して逆方向に回転させた状態で、導電性接着剤3を塗工した。この時のグラビアロール4の塗工速度を2m/分とした。その後、カーボンシート14を貼り合せて80℃に設定した乾燥機9で乾燥させることにより、電気二重層キャパシタ用電極である貼り合せ15を得た。
[Example 1]
A gravure having an oblique etching cell pattern without using a backup roll with respect to the hard aluminum foil, using a hard aluminum foil with a thickness of 40 μm having an average etching depth of 5 μm and AC etching on both sides as a current collector 2 The conductive adhesive 3 was applied in a state where the roll 4 was rotated in the direction opposite to the traveling direction of the aluminum foil. The coating speed of the gravure roll 4 at this time was 2 m / min. Thereafter, the carbon sheet 14 was bonded and dried with a dryer 9 set to 80 ° C., thereby obtaining a bonded 15 as an electrode for an electric double layer capacitor.
〔実施例2〕
グラビコーター13の塗工速度を5m/分としたこと以外は実施例1と同様にして貼り合せ電極を得た。
[Example 2]
A bonded electrode was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating speed of the gravi coater 13 was 5 m / min.
〔実施例3〕
グラビコーター13の塗工速度を10m/分としたこと以外は実施例1と同様にして貼り合せ電極を得た。
Example 3
A bonded electrode was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating speed of the gravi coater 13 was set to 10 m / min.
得られた試験試料に対して、以下に示す3つの評価を行った。結果を表1に示す。 The following three evaluations were performed on the obtained test samples. The results are shown in Table 1.
〔導電性接着剤の塗工状態〕
比較例1から4、実施例1から3において、アルミニウム箔に対する導電性接着剤の塗工状態を50mに渡り観察し、次の不良モードの基準に従って評価した。
[Applying state of conductive adhesive]
In Comparative Examples 1 to 4 and Examples 1 to 3, the coating state of the conductive adhesive on the aluminum foil was observed over 50 m, and evaluated according to the following criteria for failure mode.
即ち、導電性接着剤の塗工面において、未塗工部が全く無い場合は良好、図6に示すように小さな未塗工部20が発生する場合は不良、大きな未塗工部が断続的に発生する場合は塗工不能と評価した。 That is, on the coated surface of the conductive adhesive, it is good when there is no uncoated part, and when the small uncoated part 20 is generated as shown in FIG. 6, it is defective, and the large uncoated part is intermittent. When it occurred, it was evaluated that coating was impossible.
〔アルミニウム箔と導電性接着剤との密着性〕
テープ剥離試験により密着性を評価した。幅10mm、長さ100mmのアルミニウム箔に導電性接着剤を塗工したのみの試料において、導電性接着剤層の表面に、幅15mm、長さ120mm粘着テープ(住友スリーエム社製「スコッチテープ」(登録商標))を導電性接着剤と粘着テープの間の気泡が抜ける程度に十分に指で押し付けた後、粘着テープを引き剥がして、密着性を次の式に従って評価した。
密着性(%)=引き剥がし後の導電性接着剤層の重量/引き剥がし前の導電性接着剤層の重量×100
〔アルミニウム箔とカーボンシートとの接着力〕
テープ剥離試験により接着力を評価した。幅10mm、長さ100mmのアルミニウム箔(集電体2)とカーボンシート14との貼り合せ電極15の試料において、カーボンシート14の表面に、幅15mm、長さ120mmの粘着テープ(住友スリーエム社製「スコッチテープ」(登録商標))をカーボンシート14と粘着テープの間の気泡が抜ける程度に十分に指で押し付けた後、粘着テープを引き剥がして、カーボンシート部分の剥離状態を観察し、接着力を次の破壊モードの基準に従って評価した。
[Adhesion between aluminum foil and conductive adhesive]
Adhesion was evaluated by a tape peel test. In a sample in which a conductive adhesive is simply applied to an aluminum foil having a width of 10 mm and a length of 100 mm, an adhesive tape (“Scotch tape” manufactured by Sumitomo 3M Limited) (15 mm wide and 120 mm long) is applied to the surface of the conductive adhesive layer. (Registered Trademark)) was pressed with a finger sufficiently to remove air bubbles between the conductive adhesive and the pressure-sensitive adhesive tape, and then the pressure-sensitive adhesive tape was peeled off, and the adhesion was evaluated according to the following formula.
Adhesiveness (%) = weight of conductive adhesive layer after peeling / weight of conductive adhesive layer before peeling × 100
[Adhesive strength between aluminum foil and carbon sheet]
The adhesive strength was evaluated by a tape peeling test. In a sample of a bonded electrode 15 of an aluminum foil (current collector 2) having a width of 10 mm and a length of 100 mm and a carbon sheet 14, an adhesive tape having a width of 15 mm and a length of 120 mm (manufactured by Sumitomo 3M Limited) is applied to the surface of the carbon sheet 14. After pressing the “Scotch tape” (registered trademark) with your finger enough to remove air bubbles between the carbon sheet 14 and the adhesive tape, peel off the adhesive tape, observe the peeled state of the carbon sheet part, and bond The force was evaluated according to the following failure mode criteria.
即ち、硬化した導電性接着剤3の層が例えば図7の矢印Aにおいて破壊する場合は凝集破壊、導電性接着剤3の層とアルミニウム箔との境界面(図7の矢印B)、あるいは導電性接着剤3の層とカーボンシート14との境界面(図7の矢印C)が破壊する場合は接着破壊、カーボンシート14そのものが例えば図7の矢印Dにおいて破壊する場合は基材破壊と評価した。 That is, for example, when the cured conductive adhesive 3 layer breaks at the arrow A in FIG. 7, cohesive failure, the boundary surface between the conductive adhesive 3 layer and the aluminum foil (arrow B in FIG. 7), or conductive When the boundary surface between the layer of the adhesive 3 and the carbon sheet 14 (arrow C in FIG. 7) breaks, the bond breaks, and when the carbon sheet 14 breaks at, for example, the arrow D in FIG. did.
このような破壊モードの基準において、必ず起こる基材破壊に加えて、凝集破壊が生じた場合は導電性接着剤そのものの強度が十分でなく、接着破壊が生じた場合は貼り合せ基材の性状が適当ではないか、あるいは貼り合せ工程が不適切であることになる。 In the standard of such a failure mode, in addition to the base material failure that occurs without fail, the strength of the conductive adhesive itself is insufficient when cohesive failure occurs, and the properties of the bonded base material when adhesive failure occurs Is not appropriate, or the bonding process is inappropriate.
〔結果〕
表1の結果から、実施例1から3の電気二重層キャパシタ用電極は、比較例1から4の電気二重層キャパシタ用電極に比べて、高い生産性を示し、接着強度が良好であることがわかる。つまり、本発明の電気二重層キャパシタ用電極の製造装置によって製造した電極を使用して電気二重層キャパシタを構成すれば、より低い製造コストで、長期耐久性に優れたものとすることができる。
〔result〕
From the results of Table 1, it can be seen that the electric double layer capacitor electrodes of Examples 1 to 3 exhibit higher productivity and good adhesive strength than the electric double layer capacitor electrodes of Comparative Examples 1 to 4. Recognize. That is, if an electric double layer capacitor is formed using an electrode manufactured by the electric double layer capacitor electrode manufacturing apparatus of the present invention, the long-term durability can be improved at a lower manufacturing cost.
以上に示した実施形態または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と特許請求事項の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。 The above-described embodiments or examples are merely to clarify the technical contents of the present invention, and should not be construed in a narrow sense as being limited to such specific examples. Various modifications can be made within the spirit and scope of the claims.
本発明の電気二重層キャパシタ用電極の製造装置は、大容量で低抵抗の電気二重層キャパシタ用電極を、歩留まり良く高速で量産できるので、瞬時電圧低下保障装置の電源、電気自動車やフォークリフトの補助電源等に用いる電気二重層キャパシタの、電気二重層キャパシタ用電極の製造に好適に用いることが出来る。 The electric double layer capacitor electrode manufacturing apparatus of the present invention can mass-produce high capacity and low resistance electric double layer capacitor electrodes at a high speed with high yield. It can be suitably used for the production of an electric double layer capacitor electrode of an electric double layer capacitor used for a power source or the like.
1 製造装置
2 集電体
3 導電性接着剤
4 グラビアロール
5 インクパン
6 ドクターブレード
7a〜7e ガイドロール
8a、8b ニップロール
9 乾燥機
10 第1巻出しロール
11 第2巻出しロール
12 巻取りロール
13 グラビアコーター
14 カーボンシート
15 貼り合せ電極
20 未塗工部
21 エッチング処理層
22 残芯層
A〜D 矢印
X 回転軸
θ 角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Manufacturing apparatus 2 Current collector 3 Conductive adhesive 4 Gravure roll 5 Ink pan 6 Doctor blade 7a-7e Guide roll 8a, 8b Nip roll 9 Dryer 10 1st unwinding roll 11 2nd unwinding roll 12 Rewinding roll 13 Gravure coater 14 Carbon sheet 15 Bonded electrode 20 Uncoated part 21 Etching layer 22 Remaining core layer AD Arrow X Rotating axis θ Angle
Claims (3)
炭素材である活物質、導電性を付与する導電性フィラー及びバインダを含むカーボンシートを、前記導電性接着剤を介して前記集電体と貼り合せる電気二重層キャパシタ用電極の製造装置において、
前記グラビアロールの周面には、その回転軸に垂直な方向から見て、前記回転軸に対して斜め方向に沿って溝が形成されていることを特徴とする電気二重層キャパシタ用電極の製造装置。 It has a gravure roll that coats the current collector with conductive adhesive by kiss coat method,
In an apparatus for producing an electrode for an electric double layer capacitor, wherein a carbon sheet containing an active material that is a carbon material, a conductive filler that imparts conductivity, and a binder is bonded to the current collector via the conductive adhesive,
Manufacturing of an electrode for an electric double layer capacitor, wherein a groove is formed on a peripheral surface of the gravure roll along an oblique direction with respect to the rotation axis when viewed from a direction perpendicular to the rotation axis. apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008178166A JP2010021203A (en) | 2008-07-08 | 2008-07-08 | Apparatus for manufacturing electrode for electric double layer capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008178166A JP2010021203A (en) | 2008-07-08 | 2008-07-08 | Apparatus for manufacturing electrode for electric double layer capacitor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010021203A true JP2010021203A (en) | 2010-01-28 |
Family
ID=41705843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008178166A Pending JP2010021203A (en) | 2008-07-08 | 2008-07-08 | Apparatus for manufacturing electrode for electric double layer capacitor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010021203A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012129490A (en) * | 2010-12-10 | 2012-07-05 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Method of manufacturing electrode for energy storage device, and energy storage device using the same |
JP2013030408A (en) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Furukawa Sky Kk | Collector, electrode structure, nonaqueous electrolyte battery, and capacitor component |
JP2013030409A (en) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Furukawa Sky Kk | Collector, electrode structure, nonaqueous electrolyte battery, and capacitor component |
WO2013018159A1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | 古河スカイ株式会社 | Current collector, electrode structural body, nonaqueous electrolyte battery, capacitor component, and nitrocellulose resin material |
-
2008
- 2008-07-08 JP JP2008178166A patent/JP2010021203A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012129490A (en) * | 2010-12-10 | 2012-07-05 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Method of manufacturing electrode for energy storage device, and energy storage device using the same |
JP2013030408A (en) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Furukawa Sky Kk | Collector, electrode structure, nonaqueous electrolyte battery, and capacitor component |
JP2013030409A (en) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Furukawa Sky Kk | Collector, electrode structure, nonaqueous electrolyte battery, and capacitor component |
WO2013018159A1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | 古河スカイ株式会社 | Current collector, electrode structural body, nonaqueous electrolyte battery, capacitor component, and nitrocellulose resin material |
JPWO2013018159A1 (en) * | 2011-07-29 | 2015-02-23 | 株式会社Uacj | Current collector, electrode structure, non-aqueous electrolyte battery, power storage component, nitrified cotton-based resin material |
US9911546B2 (en) | 2011-07-29 | 2018-03-06 | Uacj Corporation | Current collector, electrode structure, nonaqueous electrolyte battery, electrical storage device, and nitrocellulose resin material |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6961665B2 (en) | How to form electrodes, electrochemical cells, and electrodes and electrochemical cells | |
EP3214677B1 (en) | Electrode current collector, method of manufacturing the same, electrode, lithium ion secondary battery, redox flow battery and electric double layer capacitor | |
JP5266844B2 (en) | Electrode for electric double layer capacitor and method for manufacturing the same | |
JPWO2010035827A1 (en) | Method for producing electrode for electrochemical device | |
JP2009158961A (en) | Super capacitor | |
JP5303235B2 (en) | Electrode for electric double layer capacitor and method for manufacturing the same | |
JP2008010681A (en) | Electrode for power storage device, and its manufacturing method | |
JP2006324288A (en) | Method of manufacturing electrode for electrochemical capacitor | |
JP2010027673A (en) | Method and device for manufacturing sheet electrode | |
JP2010021203A (en) | Apparatus for manufacturing electrode for electric double layer capacitor | |
JP5304153B2 (en) | Electrode for electric double layer capacitor and method for manufacturing the same | |
JP5458505B2 (en) | Electrode for electric double layer capacitor and method for manufacturing the same | |
WO2005090452A1 (en) | Conductive thermoplastic resin film and layered conductive thermoplastic resin film | |
JP2006100477A (en) | Electric double layer capacitor electrode member, its manufacturing method and electric double layer capacitor using same | |
JP2009278135A (en) | Polarizable electrode, capacitor using same, and method for manufacturing polarizable electrode | |
JP5293539B2 (en) | Electrode active material sheet with support and method for producing electrode for electrochemical device | |
JP6782950B2 (en) | Capacitors and electrodes for capacitors | |
TWI637081B (en) | Coated aluminum material and manufacturing method thereof | |
JP7054164B2 (en) | Capacitive energy storage device and method of making the device | |
JP2011151143A (en) | Manufacturing method of electrode for storage device and storage device | |
JP2006269827A (en) | Composition for electrochemical element electrode | |
JP2010086788A (en) | Method of manufacturing electrode for electrochemical element | |
TWI668902B (en) | Electrode and electrochemical energy storage device | |
JP5950757B2 (en) | Metal plate material, resin coating method on metal plate surface and use thereof | |
JP4978859B2 (en) | Electrode material for electric double layer capacitor and manufacturing method thereof |