JP2012069266A - Press method for electrode foil for battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池用の電極を製造する過程において、電極箔をプレスする方法に関する。 The present invention relates to a method for pressing an electrode foil in the process of manufacturing an electrode for a battery.
従来、帯状の活物質塗工部と活物質未塗工部が存在する活物質塗工シートをロールプレスして長尺状シート電極を形成した後、活物質未塗工部を過熱しながら、長尺状シート電極に長手方向の張力を加えるシート電極製造方法が知られている(特許文献1参照)。この方法によれば、ロールプレスによって長尺状シート電極に生じる不均一な歪みを緩和させることができる。 Conventionally, after forming an elongated sheet electrode by roll-pressing an active material coated sheet in which a strip-shaped active material coated part and an active material uncoated part exist, while overheating the active material uncoated part, A sheet electrode manufacturing method for applying a longitudinal tension to a long sheet electrode is known (see Patent Document 1). According to this method, it is possible to alleviate non-uniform distortion that occurs in the long sheet electrode due to the roll press.
しかしながら、特許文献1に記載の方法では、活物質塗工部を厚さ方向に加圧した際に電極に不均一な歪みが生じるため、ロールプレスの速度を速くすることが難しいという問題があった。 However, the method described in Patent Document 1 has a problem that it is difficult to increase the speed of the roll press because non-uniform distortion occurs in the electrode when the active material coated portion is pressed in the thickness direction. It was.
本発明は、電池用電極箔を厚さ方向にプレスする際に、プレス速度を向上させることができる技術を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the technique which can improve a press speed, when pressing the electrode foil for batteries to the thickness direction.
本発明による電池用電極箔のプレス方法は、長尺の集電箔の長手方向に連続的に電極活物質が塗布された塗工部分と、集電箔の長手方向に電極活物質が塗布されていない未塗工部分とを有する電池用電極箔をプレスする方法である。このプレス方法において、電池用電極箔を厚さ方向にプレスする際に、未塗工部分のプレスによる延伸量が塗工部分のプレスによる延伸量と同等になるように、塗工部分と未塗工部分をそれぞれ別々にプレスする。 The method for pressing a battery electrode foil according to the present invention comprises a coated portion in which an electrode active material is continuously applied in the longitudinal direction of a long current collector foil, and an electrode active material is applied in the longitudinal direction of the current collector foil. This is a method of pressing a battery electrode foil having an uncoated part. In this pressing method, when the battery electrode foil is pressed in the thickness direction, the coated portion and the uncoated portion are coated so that the stretch amount by pressing the uncoated portion is equal to the stretch amount by pressing the coated portion. Press the work parts separately.
本発明によれば、プレス後の電極箔に歪みが生じるのを防ぐことができるので、プレス速度を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the electrode foil after pressing from being distorted, so that the pressing speed can be improved.
以下、図面を参照しながら、一実施の形態における電池用電極箔のプレス方法について説明する。なお、電池用電極箔を用いて製造される電池は、例えば、電気自動車やハイブリッド車に搭載されて使用される。 Hereinafter, a method for pressing a battery electrode foil in an embodiment will be described with reference to the drawings. In addition, the battery manufactured using battery electrode foil is mounted and used for an electric vehicle or a hybrid vehicle, for example.
電池用の電極の製造では、集電箔の片面または両面に電極活物質を塗布して乾燥させた後、ロールプレスを行う。ロールプレス後の電極箔10は切断加工されて、所望の大きさの電極板が製造される。
In the production of an electrode for a battery, an electrode active material is applied to one side or both sides of a current collector foil and dried, followed by roll pressing. The
集電箔は、導電性材料から構成されている。集電箔を構成する材料に特に制限はなく、例えば、金属や導電性高分子材料または非導電性高分子材料に導電性フィラーが添加された樹脂が採用される。 The current collector foil is made of a conductive material. There is no restriction | limiting in particular in the material which comprises current collection foil, For example, resin which added the electroconductive filler to the metal, the electroconductive polymer material, or the nonelectroconductive polymer material is employ | adopted.
電極活物質には、正極を構成するための正極活物質、および、負極を構成するための負極活物質がある。正極活物質および負極活物質としては、既知の材料を用いることができる。 The electrode active material includes a positive electrode active material for constituting a positive electrode and a negative electrode active material for constituting a negative electrode. As the positive electrode active material and the negative electrode active material, known materials can be used.
集電箔に電極活物質を塗布する際、集電箔の幅方向に塗工部と未塗工部とを交互に形成する、いわゆるストライプ塗工が知られている。ストライプ塗工は、集電箔の長手方向に連続的な未塗工部を形成する塗工方法であり、集電箔の幅方向に連続的な未塗工部を形成する間欠塗工に比べて、塗工速度の高速化を実現しやすい。 When applying an electrode active material to a current collector foil, so-called stripe coating is known in which a coated portion and an uncoated portion are alternately formed in the width direction of the current collector foil. Stripe coating is a coating method that forms a continuous uncoated part in the longitudinal direction of the current collector foil, compared to intermittent coating that forms a continuous uncoated part in the width direction of the current collector foil. Therefore, it is easy to increase the coating speed.
図1は、ストライプ塗工によって、塗工部1と未塗工部2が形成された電極箔10を示す図である。塗工部1は、集電箔の両面に電極活物質が塗布されている部分であり、未塗工部2は、電極活物質が塗布されていない部分である。図1に示すように、塗工部1および未塗工部2はそれぞれ、長手方向に連続的に形成されている。
FIG. 1 is a view showing an
図2は、電極箔10を厚さ方向に加圧(プレス)する加圧ローラ20の側面図である。加圧ローラ20は、互いに連結されている活物質加圧ローラ21と偏心ローラ22とから構成される。
FIG. 2 is a side view of the
活物質加圧ローラ21は、電極箔10の塗工部1を加圧(プレス)するローラであり、上ローラ21Aおよび下ローラ21Bから構成される。以下では、活物質加圧ローラ21の上ローラ21Aおよび下ローラ21Bをそれぞれ、活物質加圧上ローラ21Aおよび活物質加圧下ローラ21Bと呼ぶ。活物質加圧ローラ21の幅は、塗工部1の幅と略同一である。
The active
偏心ローラ22は、電極箔10の未塗工部2を加圧(プレス)するローラであり、上ローラ22Aおよび下ローラ22Bから構成される。以下では、偏心ローラ22の上ローラ22Aおよび下ローラ22Bをそれぞれ、偏心上ローラ22Aおよび偏心下ローラ22Bと呼ぶ。偏心ローラ22の幅は、未塗工部2の幅と略同一である。
The
図3は、活物質加圧上ローラ21A、および、偏心上ローラ22Aの軸心の位置関係を示す図であり、図3(a)は側面図、図3(b)は、図3(a)の矢印Y1の方向から見た図である。図3(a)および図3(b)に示すように、活物質加圧上ローラ21Aの軸心31と、偏心上ローラ22Aの軸心32とは一致していない。なお、軸心とは、ローラの回転軸の中心である。
3A and 3B are views showing the positional relationship between the axial centers of the active material pressurizing
同様に、偏心下ローラ22Bの軸心も、活物質加圧下ローラ21Bの軸心と一致していない。
Similarly, the axis of the eccentric
すなわち、偏心上ローラ22Aの軸心は、活物質加圧上ローラ21Aの軸心に対してずれており、偏心下ローラ22Bの軸心は、活物質加圧下ローラ21Bの軸心に対してずれている。これにより、加圧ローラ20で電極箔10を加圧する際に、活物質加圧ローラ21および偏心ローラ22によって、塗工部1および未塗工部2をそれぞれ異なる圧力で加圧することができる。
That is, the axis of the eccentric
一実施の形態における電池用電極箔のプレス方法では、電極箔10を加圧する際に、塗工部1の伸び量と未塗工部2の伸び量とが等しくなるように、塗工部1および未塗工部2をそれぞれ同時に加圧する。例えば、加圧時の塗工部1の伸び率を0.1%で考えた場合、未塗工部2の伸び率を3%〜6%(張力:1.6〜5.0トン)とすると、偏心ローラ22に加える圧力は、0.03トン〜0.2トン程度とする。これにより、未塗工部2の伸び量を塗工部1の伸び量と同等にすることができる。
In the method of pressing a battery electrode foil in one embodiment, when the
図4は、偏心上ローラ22Aが電極箔10と接触する先端部分を拡大した図である。偏心上ローラ22Aの先端部40には、弾性体であるゴムのコーティングが施されている。図示は省略するが、偏心下ローラ22Bの先端部にも、弾性体であるゴムのコーティングが施されている。これは、加圧時に、偏心上ローラ22Aと未塗工部2との間に隙間ができないようにするためである。このことを、以下で詳しく説明する。
FIG. 4 is an enlarged view of the tip portion where the eccentric
塗工部1と未塗工部2との境界は、図4に示すように、常に直角な形状になっているとは限らない。すなわち、未塗工部2の幅は、常に同じ長さではなく、塗工部1との境界の形状によっては、幅が狭くなることがある。この場合、ゴムのコーティングを施さない状態で偏心ローラ22により加圧を行うと、偏心ローラ22と未塗工部2との間に隙間が生じてしまう。
The boundary between the coated part 1 and the
しかしながら、偏心上ローラ22の先端部に、弾性体であるゴムのコーティングを施しておくことにより、電極箔10の加圧時に、弾性体であるゴムは、電極箔10との接触面に応じて変形するため(図4参照)、未塗工部2の幅全体を加圧することができる。これにより、未塗工部2に未加圧の部分が生じて歪みが発生してしまうのを防ぐことができる。
However, by applying a rubber coating that is an elastic body to the tip of the eccentric
偏心ローラ22によって未塗工部2を加圧する際、塗工部1と未塗工部2との境界は、塗工部1の形状に沿って加圧を行う。すなわち、塗工部1を加圧する活物質加圧ローラ21が未塗工部2まではみ出ないようにするとともに、未塗工部2を加圧する偏心ローラ22が塗工部1まではみ出ないようにする。これにより、未塗工部2に未加圧の部分が生じて歪みが発生してしまうのを防ぐことができる。
When the
以上、一実施の形態における電池用電極箔のプレス方法によれば、長尺の集電箔の長手方向に連続的に電極活物質が塗布された塗工部1と、集電箔の長手方向に電極活物質が塗布されていない未塗工部2とを有する電池用電極箔10を厚さ方向にプレスする際に、未塗工部2のプレスによる延伸量が塗工部分1のプレスによる延伸量と同等になるように、塗工部1と未塗工部2をそれぞれ別々にプレスする。これにより、加圧後の電極箔10に歪みが生じるのを防いで、電極箔10のプレス速度を向上させることができる。
As described above, according to the method for pressing a battery electrode foil in one embodiment, a coating portion 1 in which an electrode active material is continuously applied in a longitudinal direction of a long current collector foil, and a longitudinal direction of the current collector foil When the
一般的に、電極箔10は、巻き出しロール(不図示)から巻き出されてから、加圧ローラ20で加圧された後、巻き取りロール(不図示)によって巻き取られる。一実施の形態における電池用電極箔のプレス方法によれば、加圧ローラ20による加圧後の電極箔10に歪みが生じないため、歪みを緩和させるための工程を設ける必要がなくなる。すなわち、巻き取りロールによる巻き出しから、巻き取りロールによる巻き取りまでの速度も向上させることができる。
In general, the
また、未塗工部2を加熱しながら、電極箔に長手方向の張力をかけて歪みを緩和させる従来の技術では、塗工部1と未塗工部2との境界付近の歪みを緩和するために、塗工部1も過熱されてしまう可能性があった。しかしながら、一実施の形態における電池用電極箔のプレス方法によれば、歪みを緩和するための過熱処理を行わないため、塗工部1が過熱されてしまうこともない。
Moreover, in the conventional technique which relieves distortion by applying longitudinal tension to the electrode foil while heating the
また、一実施の形態における電池用電極箔のプレス方法によれば、未塗工部2と塗工部1の境界では、塗工部1の形状に沿って未塗工部2をプレスする。これにより、未塗工部2に未加圧の部分が生じて歪みが発生してしまうのを防ぐことができる。また、未塗工部2と塗工部1の境界付近のプレス時に、未塗工部2と塗工部1の境界付近に隙間ができることで発生する応力集中を抑制することができる。
Further, according to the method for pressing the battery electrode foil in one embodiment, the
特に、一実施の形態における電池用電極箔のプレス方法によれば、未塗工部2のプレスを、塗工部1をプレスする活物質加圧ローラ21に対して回転中心軸が偏心した状態で連結されている偏心ローラ22によって行う。これにより、1回のプレス作業によって、未塗工部2のプレスによる延伸量が塗工部分1のプレスによる延伸量と同じになるように、電極箔10をプレスすることができる。
In particular, according to the method for pressing the battery electrode foil in one embodiment, the center of rotation is eccentric with respect to the active
本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the technical idea, and it is obvious that these are also included in the technical scope of the present invention. It is.
1…塗工部
2…未塗工部
10…電極箔
20…加圧ローラ
21…活物質加圧ローラ
22…偏心ローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (4)
前記電池用電極箔を厚さ方向にプレスする際に、前記未塗工部分のプレスによる延伸量が前記塗工部分のプレスによる延伸量と同等になるように、前記塗工部分と前記未塗工部分をそれぞれ別々にプレスする、
ことを特徴とする電池用電極箔のプレス方法。 A battery having a coated part in which the electrode active material is continuously applied in the longitudinal direction of the long current collector foil and an uncoated part in which the electrode active material is not applied in the longitudinal direction of the current collector foil An electrode foil pressing method,
When the battery electrode foil is pressed in the thickness direction, the uncoated portion and the uncoated portion are uncoated so that the unstretched portion of the uncoated portion is stretched by the same amount as the unstretched portion. Press the work parts separately,
A method for pressing an electrode foil for a battery.
前記塗工部分と前記未塗工部分を同時にそれぞれ別々にプレスする、
ことを特徴とする電池用電極箔のプレス方法。 In the press method of the battery electrode foil of Claim 1,
Pressing the coated part and the uncoated part separately at the same time,
A method for pressing an electrode foil for a battery.
前記未塗工部分と前記塗工部分の境界では、前記塗工部分の形状に沿って前記未塗工部分をプレスする、
ことを特徴とする電池用電極箔のプレス方法。 In the pressing method of the electrode foil for batteries of Claim 1 or Claim 2,
At the boundary between the uncoated part and the coated part, the uncoated part is pressed along the shape of the coated part.
A method for pressing an electrode foil for a battery.
前記未塗工部分のプレスを、前記塗工部分をプレスする加圧ローラに対して回転中心軸が偏心した状態で連結されている偏心ローラによって行う、
ことを特徴とする電池用電極箔のプレス方法。 In the pressing method of the electrode foil for batteries as described in any one of Claims 1-3,
The uncoated portion is pressed by an eccentric roller connected in a state where the rotation center axis is eccentric with respect to a pressure roller that presses the coated portion.
A method for pressing an electrode foil for a battery.
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