JP2013214456A - Power storage device, secondary battery, power storage device manufacturing method, and power storage device electrode manufacturing method - Google Patents

Power storage device, secondary battery, power storage device manufacturing method, and power storage device electrode manufacturing method Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power storage device and a secondary battery which can improve current collection efficiency and can also improve output density and energy density.SOLUTION: A secondary battery electrode 10 included in the electrode body of a power storage device (secondary battery) includes an active material layer 12 having a coating of active material applied to at least one face of a metal-made collector plate 11. The collector plate 11 includes an active material non-coated portion 13 on one end side in the breadth direction thereof, which is formed along the whole region of the active material layer 12. The active material layer 12 is provided with a metal mesh 14 smaller in thickness than the active material layer 12 itself, part of which at least is disposed inside the active material layer 12. The metal mesh 14 has a plurality of polygonal openings 14a formed therein, in one of which at least the line width of corner portions is narrower than twice the line width of linear portions of the opening 14a.

Description

本発明は、蓄電装置、二次電池及び蓄電装置の製造方法並びに蓄電装置用電極の製造方法に関する。   The present invention relates to a power storage device, a secondary battery, a method for manufacturing a power storage device, and a method for manufacturing a power storage device electrode.

二次電池は再充電が可能であり、繰り返し使用することができるため電源として広く利用されている。近年、化石燃料の使用削減(二酸化炭素排出規制)が求められており、電気自動車やハイブリッド車等の主電源や補助電源に使用される二次電池では、大電流での充電及び放電や二次電池の大容量化が要求されるようになっている。   Secondary batteries are widely used as a power source because they can be recharged and used repeatedly. In recent years, there has been a demand for reduction in the use of fossil fuels (restriction of carbon dioxide emissions). Secondary batteries used for main and auxiliary power sources such as electric vehicles and hybrid vehicles are charged and discharged with large currents and secondary batteries. Increased capacity of batteries is required.

ニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池などの二次電池では、電極として金属箔製の集電板に活物質を塗布(担持)したものが使用されている。そして、集電板に塗布された活物質の量を多くすることにより、二次電池の出力(放電電流に放電電圧を乗じた値)を高くすることができる。集電板に塗布(担持)される活物質量を多くする構成として、金属箔に多数の孔を形成した所謂パンチングメタルに活物質を塗布することが提案されている。また、水素吸蔵電極として、エキスパンドメタルを集電板に使用することが提案されている(特許文献1参照)。エキスパンドメタルとは、薄平板に互いに平行な線状で裏まで達する切り込みを多数設け、その薄平板を切り込み方向と直角方向に拡張して、多数の菱形状の開口を形成したものである。その結果、図13に示すように、エキスパンドメタル51では、一つの開口部52を囲繞する線状部53は、菱形の角部と対応する部分の線幅W1が他の部分の線幅W2の2倍になる。なお、特許文献1では、水素吸蔵合金粉末を結着剤とともに混練して予備成形したシートを、菱形状開口を有し、エキスパンドメタルからなる金属集電板に圧着して製造した水素吸蔵電極が提案されている。   2. Description of the Related Art Secondary batteries such as nickel metal hydride secondary batteries and lithium ion secondary batteries use an active material coated (supported) on a current collector plate made of metal foil as an electrode. Further, by increasing the amount of the active material applied to the current collector plate, the output of the secondary battery (a value obtained by multiplying the discharge current by the discharge voltage) can be increased. As a configuration for increasing the amount of active material applied (supported) on the current collector plate, it has been proposed to apply the active material to a so-called punching metal in which a large number of holes are formed in a metal foil. Further, it has been proposed to use an expanded metal for the current collector plate as a hydrogen storage electrode (see Patent Document 1). Expanded metal is a thin flat plate provided with a large number of cuts that reach the back in a line parallel to each other, and the thin flat plate is expanded in a direction perpendicular to the cut direction to form a large number of rhomboid openings. As a result, as shown in FIG. 13, in the expanded metal 51, the line portion 53 surrounding one opening 52 has a line width W1 corresponding to the corner of the rhombus that is equal to the line width W2 of the other portion. Doubled. In Patent Document 1, a hydrogen storage electrode manufactured by press-bonding a sheet obtained by kneading a hydrogen storage alloy powder together with a binder to a metal current collector plate having a rhomboid opening and made of expanded metal is disclosed. Proposed.

特許第2529023号Japanese Patent No. 2529023

一般に電極は、集電板の幅方向の一端側に集電端子を接合する活物質非塗布部(タブ部)が形成されており、活物質非塗布部を除いた領域に活物質が塗布されて活物質層が形成されている。このような構成の電極を使用した二次電池では、活物質層で発電された電気は集電端子を介して出力される。しかし、活物質の導電率は金属箔の導電率に比べて小さいため、集電板としてパンチングメタルや金属メッシュを使用した場合は、導電率の大きな部分の面積が少なくなり、二次電池の放電時に活物質非塗布部に向かって電流密度の大きな状態で電流が流れることができず、集電効率が悪くなる。その結果、二次電池の出力密度、即ち二次電池の単位体積当たりの出力あるいは単位重量当たりの出力が小さくなる。   In general, an electrode is formed with an active material non-applied portion (tab portion) that joins a current collecting terminal to one end side in the width direction of the current collector plate, and the active material is applied to a region excluding the active material non-applied portion. Thus, an active material layer is formed. In the secondary battery using the electrode having such a configuration, electricity generated in the active material layer is output through the current collecting terminal. However, since the conductivity of the active material is small compared to the conductivity of the metal foil, when punching metal or metal mesh is used as the current collector plate, the area of the large conductivity portion is reduced, and the secondary battery discharges. Sometimes, current cannot flow in a state where the current density is large toward the active material non-coated portion, and the current collection efficiency is deteriorated. As a result, the output density of the secondary battery, that is, the output per unit volume or the unit weight of the secondary battery is reduced.

エキスパンドメタルにおいて、開口部の開口率の調整を行う方法としては、線幅の変更、ピッチの変更などがある。しかし、エキスパンドメタルにてピッチの変更を行うには,刃型を新しく作製しなければならず,多大なコストを要する。また、エキスパンドメタルでは加工できるピッチに限界があり,目の細かいメッシュを作成することが難しい。さらに、エキスパンドメタルでは、開口部の形状は菱形に限り、各角部と対応する部分の線幅W1が他の部分の線幅W2の2倍になるため、その分、開口率が減少する。また、パンチングメタルも開口率の調整や開口率と開口部の大きさの両方を同時に調整することは難しい。   In the expanded metal, methods for adjusting the aperture ratio of the opening include changing the line width and changing the pitch. However, in order to change the pitch with expanded metal, it is necessary to make a new blade mold, which requires a great deal of cost. In addition, the pitch that can be processed with expanded metal is limited, and it is difficult to create a fine mesh. Furthermore, in the expanded metal, the shape of the opening is limited to a rhombus, and the line width W1 of the portion corresponding to each corner is twice the line width W2 of the other portion, so the opening ratio is reduced accordingly. In addition, it is difficult for the punching metal to adjust the aperture ratio and simultaneously adjust both the aperture ratio and the size of the opening.

本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、集電効率が向上し、出力密度の向上及びエネルギー密度の向上を両立させることができる蓄電装置及び二次電池を提供することにある。また、他の目的は、その蓄電装置の製造方法及び蓄電装置用電極の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a power storage device and a secondary battery in which current collection efficiency can be improved and both output density and energy density can be improved. It is to provide. Another object is to provide a method for manufacturing the power storage device and a method for manufacturing an electrode for the power storage device.

前記の目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、金属製の集電板の表面に活物質が塗布された活物質層を有する構成の電極を有する電極体を備える蓄電装置であって、
前記活物質層より厚さが薄い金属メッシュが、少なくとも一部分が前記活物質層内に配置された状態で設けられており、前記金属メッシュには、多角形の開口部が複数形成され、少なくとも、一つの前記開口部の各コーナー部の線幅は、前記開口部の直線部の線幅の2倍より狭い。ここで、「少なくとも一部分が活物質層内に配置された状態」とは、金属メッシュの片面が活物質層から露出した状態あるいは、金属メッシュ全体が活物質層内に埋設された状態を意味し、金属メッシュ全体が活物質層内に埋設された状態には、金属メッシュが集電板と接触した状態と、集電板と接触しない状態とがある。なお、集電板と接触した状態には一体化された状態も含む。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a power storage device including an electrode body having an electrode having an active material layer in which an active material is coated on a surface of a metal current collector plate. And
A metal mesh having a thickness smaller than that of the active material layer is provided in a state where at least a part is disposed in the active material layer, and the metal mesh has a plurality of polygonal openings, and at least, The line width of each corner portion of one opening is smaller than twice the line width of the straight portion of the opening. Here, “a state in which at least a part is disposed in the active material layer” means a state in which one side of the metal mesh is exposed from the active material layer, or a state in which the entire metal mesh is embedded in the active material layer. The state in which the entire metal mesh is embedded in the active material layer includes a state in which the metal mesh is in contact with the current collector plate and a state in which the metal mesh is not in contact with the current collector plate. The state in contact with the current collector plate includes an integrated state.

この発明では、電極を構成する集電板はパンチングメタルや金属メッシュで構成されるのではなく、集電板自体には開口部は存在しない。そのため、この発明の電極を正極及び負極として用いた二次電池においては、集電板には二次電池の放電時に活物質非塗布部に向かって電流密度の大きな状態で電流が流れることができ、集電板をパンチングメタルや金属メッシュで構成した場合に比べて集電効率が良くなる。また、活物質層より厚さが薄い金属メッシュが、少なくとも一部分が活物質層内に配置された状態で設けられているため、活物質で発生した電気が金属メッシュを介して集電板に伝導される。その結果、金属メッシュが存在しない場合に比べて蓄電装置の出力密度が大きくなる。したがって、集電効率が向上し、蓄電装置の出力密度の向上及びエネルギー密度の向上を両立させることができる。また、金属メッシュには、多角形の開口部が複数形成され、少なくとも、一つの開口部の各コーナー部の線幅は、開口部の直線部の線幅の2倍より狭い。そのため、エキスパンドメタルを金属メッシュとして用いる場合に比べて、集電効率がより向上する。   In the present invention, the current collector plate constituting the electrode is not made of punching metal or metal mesh, and the current collector plate itself has no opening. Therefore, in a secondary battery using the electrode of the present invention as a positive electrode and a negative electrode, a current can flow in the current collector in a state where the current density is large toward the active material non-coated portion when the secondary battery is discharged. The current collection efficiency is improved as compared with the case where the current collecting plate is made of a punching metal or a metal mesh. In addition, a metal mesh having a thickness smaller than that of the active material layer is provided in a state where at least a part is disposed in the active material layer, so that electricity generated in the active material is conducted to the current collector plate through the metal mesh. Is done. As a result, the output density of the power storage device is greater than when no metal mesh is present. Therefore, current collection efficiency can be improved, and both improvement in output density and energy density of the power storage device can be achieved. In addition, a plurality of polygonal openings are formed in the metal mesh, and at least the line width of each corner of one opening is smaller than twice the line width of the straight line of the opening. Therefore, current collection efficiency is further improved as compared with the case where expanded metal is used as a metal mesh.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記金属メッシュは、少なくとも前記集電板の集電端子が接合される側の端部に前記開口部が形成されない帯状部を有する。金属メッシュの厚さが薄い場合、例えば30μm以下の場合、金属メッシュを取り扱う際に皺が生じる場合がある。しかし、この発明では、金属メッシュの少なくとも集電板の集電端子が接合される側の端部に、開口部が形成されない帯状部を有するため、帯状部の存在により、金属メッシュが平坦な状態に保持され易くなる。また、帯状部を集電端子が接合される側に形成したことにより、帯状部を反対側に形成した場合に比べて、電極が蓄電装置に使用された状態において、活物質層で発生した電気が効率良く電極端子に集められる。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the metal mesh has a belt-like portion where the opening is not formed at least at the end of the current collector plate on the side where the current collector terminal is joined. Have. When the metal mesh is thin, for example, 30 μm or less, wrinkles may occur when handling the metal mesh. However, in the present invention, since the metal mesh has a band-shaped portion where no opening is formed at the end of the current collector plate on the side where the current collector terminal is joined, the metal mesh is flat due to the presence of the band-shaped portion. Are easily held. In addition, since the band-shaped portion is formed on the side where the current collector terminal is joined, the electric power generated in the active material layer in a state where the electrode is used in the power storage device, compared to the case where the band-shaped portion is formed on the opposite side. Is efficiently collected on the electrode terminals.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記集電板には、前記活物質が塗布された面に活物質が塗布されていない活物質非塗布部が形成されるとともに、前記活物質非塗布部は、集電端子が接合される側の辺の全域に沿って設けられており、前記金属メッシュは、前記開口部の開口率が前記活物質非塗布部に近い位置の方が遠い位置より小さく形成されている。ここで、「活物質非塗布部」とは、電極と蓄電装置の電極端子とを電気的に接続する集電端子を接合する部分を意味する。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or claim 2, wherein the current collector plate is not applied with an active material on a surface where the active material is applied. And the active material non-applied portion is provided along the entire area of the side on which the current collecting terminal is joined, and the metal mesh has an opening ratio of the opening portion of the active material non-active portion. The position closer to the application part is formed smaller than the position farther away. Here, the “active material non-application portion” means a portion where a current collecting terminal for electrically connecting the electrode and the electrode terminal of the power storage device is joined.

蓄電装置で放電を行う場合、電流は電極が蓄電装置の電極端子に接合される部分(例えば、集電端子に接合される部分)に近いほど電流密度が大きくなる状態で流れる。この発明では、集電板には、活物質が塗布された面に活物質が塗布されていない活物質非塗布部が形成されるとともに、活物質非塗布部は、集電端子が接合される側の辺の全域に沿って設けられており、金属メッシュは、開口部の開口率が活物質非塗布部に近い位置の方が遠い位置より小さく形成されている。そのため、電極は、電極が蓄電装置の電極端子に接合される部分に近い部分の方が単位面積当たりの電気抵抗が小さくなるため、集電効率がより向上する。また、活物質非塗布部が活物質層の全域に沿って設けられているため、集電端子の接合位置の自由度が高くなる。   When discharging in the power storage device, the current flows in a state where the current density increases as the electrode is closer to the portion where the electrode is bonded to the electrode terminal of the power storage device (for example, the portion bonded to the current collecting terminal). In this invention, the current collector plate is formed with an active material non-applied portion where the active material is not applied on the surface where the active material is applied, and the current collector terminal is joined to the active material non-applied portion. The metal mesh is formed so that the opening ratio of the opening portion is closer to the position closer to the active material non-applied portion than the distant position. Therefore, the electrode has a lower electrical resistance per unit area near the portion where the electrode is joined to the electrode terminal of the power storage device, so that the current collection efficiency is further improved. In addition, since the active material non-applied portion is provided along the entire area of the active material layer, the degree of freedom of the junction position of the current collecting terminal is increased.

請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記金属メッシュは、前記開口部の大きさが前記活物質非塗布部に近い位置に存在する前記開口部の方が遠い位置に存在する前記開口部より小さく形成されている。この発明では、開口部の大きさが活物質非塗布部に近い位置に存在する開口部の方が遠い位置に存在する開口部より小さく形成されている。そのため、電極は、電極が蓄電装置の電極端子に接合される部分に近い部分の方が単位面積当たりの電気抵抗が小さくなるため、集電効率がより向上する。   The invention according to claim 4 is the invention according to claim 3, wherein the opening of the metal mesh is located farther from the opening where the size of the opening is close to the active material non-application portion. The opening is formed smaller than the opening. In this invention, the size of the opening is smaller than the opening existing at a position closer to the active material non-applied portion than the opening existing at a far position. Therefore, the electrode has a lower electrical resistance per unit area near the portion where the electrode is joined to the electrode terminal of the power storage device, so that the current collection efficiency is further improved.

請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の発明において、前記集電板には、前記活物質が塗布された面に活物質が塗布されていない活物質非塗布部が形成されるとともに、前記活物質非塗布部がタブ部として設けられ、前記金属メッシュは、前記開口部の開口率が前記タブ部に近い位置の方が遠い位置より小さく形成されている。したがって、この発明においては、開口部の開口率が一定に形成された金属メッシュを使用する場合に比べて、集電効率が向上する。   The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the current collecting plate is not coated with an active material on the surface on which the active material is coated. The active material non-applied portion is formed, the active material non-applied portion is provided as a tab portion, and the metal mesh is formed such that the opening ratio of the opening portion is closer to the tab portion than the far position. Has been. Therefore, in this invention, compared with the case where the metal mesh in which the aperture ratio of the opening part was formed constant is used, current collection efficiency improves.

請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、前記金属メッシュは、前記開口部の大きさが前記タブ部に近い位置に存在する前記開口部の方が遠い位置に存在する前記開口部より小さく形成されている。したがって、この発明においては、開口部の大きさが一定に形成された金属メッシュを使用する場合に比べて、集電効率が向上する。   The invention according to claim 6 is the invention according to claim 5, wherein the metal mesh is present in a position where the size of the opening is closer to the tab portion and the opening is farther away. It is formed smaller than the opening. Therefore, in this invention, compared with the case where the metal mesh in which the magnitude | size of the opening part was formed constant is used, current collection efficiency improves.

請求項7に記載の発明は、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の発明において、前記金属メッシュは、金属シートをエッチングして製造されたものである。この発明では、金属メッシュがエッチングで形成されているため、エキスパンドメタルやパンチングメタルで形成された金属メッシュに比べて、メッシュ形状や開口部の大きさを自由に設定することができる。   The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 1 to 6, wherein the metal mesh is manufactured by etching a metal sheet. In this invention, since the metal mesh is formed by etching, the mesh shape and the size of the opening can be freely set as compared with the metal mesh formed of expanded metal or punching metal.

請求項8に記載の発明は、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の蓄電装置の製造方法である。そして、前記電極を製造する電極製造工程は、前記集電板の少なくとも片面にスラリー状又はペースト状の前記活物質を塗布するとともに、前記集電板上に塗布された活物質を乾燥して前記活物質層を形成する活物質層形成工程を備え、前記活物質層形成工程において、前記集電板上に塗布された活物質内に、開口部がエッチングで形成された金属メッシュの少なくとも一部分が配置された状態で前記活物質が乾燥されて前記活物質層が形成される。   The invention according to claim 8 is the method for manufacturing the power storage device according to any one of claims 1 to 7. And the electrode manufacturing process which manufactures the said electrode dries the active material apply | coated on the said current collector plate while apply | coating the said slurry-form or paste-form active material to the at least single side | surface of the said current collector plate, An active material layer forming step of forming an active material layer, wherein in the active material layer forming step, at least a part of a metal mesh having an opening formed by etching in the active material applied on the current collector plate The active material is dried in the disposed state to form the active material layer.

前記活物質層形成工程において、金属メッシュが集電板上に塗布された活物質内に一部が配置された状態にする場合、集電板上に金属メッシュが配置された状態で活物質を集電板上に塗布しても、集電板上に塗布された活物質内に金属メッシュの少なくとも一部を配置してもよい。この発明の方法で製造された蓄電装置は、開口部がエッチングで形成された金属メッシュを有しているため、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の蓄電装置の効果を有する。   In the active material layer forming step, when a part of the metal mesh is placed in the active material coated on the current collector plate, the active material is placed in a state where the metal mesh is placed on the current collector plate. Even if it apply | coats on a current collecting plate, you may arrange | position at least one part of a metal mesh in the active material apply | coated on the current collecting plate. The power storage device manufactured by the method of the present invention has the effect of the power storage device according to any one of claims 1 to 7 because the opening has a metal mesh formed by etching. .

請求項9に記載の発明は、金属製の集電板の少なくとも片面に活物質が塗布された活物質層を有する構成の蓄電装置用電極の製造方法であって、前記集電板の表面にスラリー状又はペースト状の前記活物質を塗布して前記活物質層を形成した後、前記活物質層が柔らかな状態において前記活物質層の表面に金属メッシュを載置し、その状態で前記金属メッシュに対して、前記集電板の前記金属メッシュが載置された側と反対側から磁力を作用させて、前記金属メッシュを前記磁力によってスラリー状又はペースト状の前記活物質層内に引き入れた後、前記活物質層を乾燥させる工程を備えている。この発明の蓄電装置用電極の製造方法では、活物質層の柔らかさと、金属メッシュに作用させる磁力の大きさの調整により、金属メッシュの活物質層に対する埋設状態を調整することが可能になる。   The invention according to claim 9 is a method of manufacturing an electrode for a power storage device having an active material layer in which an active material is applied on at least one side of a metal current collector plate, the surface of the current collector plate being After the active material layer is formed by applying the slurry or paste active material, a metal mesh is placed on the surface of the active material layer when the active material layer is soft, and the metal is A magnetic force was applied to the mesh from the side opposite to the side on which the metal mesh of the current collector plate was placed, and the metal mesh was drawn into the slurry or paste active material layer by the magnetic force. Thereafter, a step of drying the active material layer is provided. In the method for manufacturing an electrode for a power storage device according to the present invention, the embedding state of the metal mesh in the active material layer can be adjusted by adjusting the softness of the active material layer and the magnitude of the magnetic force applied to the metal mesh.

請求項10に記載の発明は、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の蓄電装置の構成を備えた二次電池である。したがって、この発明の二次電池は、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の蓄電装置と同様の効果を有する。   A tenth aspect of the present invention is a secondary battery including the configuration of the power storage device according to any one of the first to seventh aspects. Therefore, the secondary battery of the present invention has the same effect as the power storage device according to any one of claims 1 to 7.

請求項1〜請求項8及び請求項10に記載の発明によれば、集電効率が向上し、出力密度の向上及びエネルギー密度の向上を両立させることができる蓄電装置又は二次電池を提供することができる。請求項9に記載の発明によれば、前記蓄電装置に適した蓄電装置用電極を提供することができる。   According to the invention described in claims 1 to 8 and claim 10, there is provided a power storage device or a secondary battery capable of improving current collection efficiency and achieving both improvement in output density and improvement in energy density. be able to. According to invention of Claim 9, the electrode for electrical storage apparatuses suitable for the said electrical storage apparatus can be provided.

第1の実施形態を示し、(a)は二次電池用電極の模式平面図、(b)は(a)のA−A線断面図。The 1st Embodiment is shown, (a) is a schematic plan view of the electrode for secondary batteries, (b) is the sectional view on the AA line of (a). (a)は金属メッシュの平面図、(b)は(a)の部分拡大図、(c)は(b)の部分拡大図。(A) is a top view of a metal mesh, (b) is the elements on larger scale of (a), (c) is the elements on larger scale of (b). (a)は正極、負極及びセパレータの一部を展開した状態の電極体の模式斜視図、(b)は二次電池の模式断面図。(A) is a schematic perspective view of the electrode body of the state which developed a part of positive electrode, a negative electrode, and a separator, (b) is a schematic cross section of a secondary battery. 第2の実施形態の二次電池用電極の模式断面図。The schematic cross section of the electrode for secondary batteries of a 2nd embodiment. (a),(b),(c)は二次電池用電極の製造方法を説明するための模式断面図。(A), (b), (c) is a schematic cross section for demonstrating the manufacturing method of the electrode for secondary batteries. 第3の実施形態の二次電池用電極の模式平面図。The schematic plan view of the electrode for secondary batteries of 3rd Embodiment. 二次電池の模式断面図。The schematic cross section of a secondary battery. (a)は別の実施形態の金属メッシュの開口部の部分拡大図、(b)は(a)の部分拡大図。(A) is the elements on larger scale of the opening part of the metal mesh of another embodiment, (b) is the elements on larger scale of (a). 別の実施形態の金属メッシュの部分模式図。The partial schematic diagram of the metal mesh of another embodiment. 別の実施形態の活物質非塗布部と金属メッシュの開口部との関係を示す模式図。The schematic diagram which shows the relationship between the active material non-application part of another embodiment, and the opening part of a metal mesh. (a),(b)は別の実施形態の二次電池用電極の模式断面図。(A), (b) is a schematic cross section of the electrode for secondary batteries of another embodiment. 別の実施形態の電極体の模式斜視図。The schematic perspective view of the electrode body of another embodiment. 従来技術の金属メッシュの部分拡大図。The elements on larger scale of the metal mesh of a prior art.

(第1の実施形態)
以下、本発明を具体化した第1の実施形態を図1〜図3にしたがって説明する。
図1(a),(b)に示すように、蓄電装置用電極としての二次電池用電極10は、金属製の集電板11の少なくとも片面に活物質が塗布された活物質層12を有する。この実施形態では活物質は両面に塗布され、図1(b)に示すように、活物質層12は集電板11の両面に形成されている。集電板11は、例えば帯状の銅箔で形成されるが、二次電池がリチウムイオン電池の場合、正極用の集電板11にはアルミニウム箔が使用され、負極用の集電板11には銅箔が使用される。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1A and 1B, the secondary battery electrode 10 as the power storage device electrode includes an active material layer 12 in which an active material is applied to at least one surface of a metal current collector plate 11. Have. In this embodiment, the active material is applied to both surfaces, and the active material layer 12 is formed on both surfaces of the current collector plate 11 as shown in FIG. The current collector plate 11 is formed of, for example, a strip-shaped copper foil. When the secondary battery is a lithium ion battery, an aluminum foil is used for the current collector plate 11 for the positive electrode, and the current collector plate 11 for the negative electrode is used. Copper foil is used.

活物質は、例えば、ニッケル水素電池とリチウムイオン電池のように二次電池の種類によって異なる。また、同じ種類の二次電池でも電極体を構成する際に、正極になる正極用の集電板11と負極になる負極用の集電板11に塗布されるものとでは異なる。   The active material varies depending on the type of secondary battery such as a nickel metal hydride battery and a lithium ion battery. Further, when the electrode body is formed even in the same type of secondary battery, it is different from what is applied to the positive electrode current collector plate 11 serving as the positive electrode and the negative electrode current collector plate 11 serving as the negative electrode.

集電板11には、活物質が塗布された面に活物質が塗布されていない活物質非塗布部13が形成されるとともに、活物質非塗布部13は、集電体端子が接合される側、図1(a)では上端側の辺の全域に沿って設けられている。活物質層12には、活物質層12より厚さの薄い金属メッシュ14が、少なくとも一部分が活物質層12内に配置された状態で設けられている。この実施形態では、金属メッシュ14は、全体が活物質層12内に埋設され、かつ金属メッシュ14の片面が集電板11と一体に設けられている。   The current collector plate 11 is formed with an active material non-applied portion 13 where no active material is applied on the surface where the active material is applied, and the active material non-applied portion 13 is joined to a current collector terminal. In FIG. 1A, it is provided along the entire region of the upper end side. The active material layer 12 is provided with a metal mesh 14 that is thinner than the active material layer 12 in a state in which at least a part thereof is disposed in the active material layer 12. In this embodiment, the entire metal mesh 14 is embedded in the active material layer 12, and one side of the metal mesh 14 is provided integrally with the current collector plate 11.

金属メッシュには、多角形の開口部14aが複数形成され、少なくとも、一つの開口部14aの各コーナー部の線幅Wcは、開口部14aの直線部の線幅Wの2倍より狭い。この実施形態では、金属メッシュ14には、同じ大きさの正多角形、この実施形態では正六角形の開口部14aが形成されている。即ち、開口部14aは各コーナー部の内周面の形状が同じに形成されている。但し、図2(a)に示すように、金属メッシュ14の周縁部には正多角形の一部が除去された形状の開口部も存在する。図2(c)に示すように、開口部14aのコーナー部の線幅Wcとは、コーナー部の内側の角と、その角に対応する2本の直線部の外形線の仮想交差部との距離である。   A plurality of polygonal openings 14a are formed in the metal mesh, and at least the line width Wc of each corner of one opening 14a is narrower than twice the line width W of the straight part of the opening 14a. In this embodiment, the metal mesh 14 is formed with regular polygons having the same size, and in this embodiment, regular hexagonal openings 14a. That is, the opening 14a is formed so that the shape of the inner peripheral surface of each corner is the same. However, as shown in FIG. 2A, an opening having a shape in which a part of the regular polygon is removed also exists in the peripheral portion of the metal mesh 14. As shown in FIG. 2C, the line width Wc of the corner portion of the opening 14a is the angle between the inner corner of the corner portion and the virtual intersection of the two straight line outlines corresponding to the corner. Distance.

金属メッシュ14は、少なくとも集電板11の集電端子が接合される側の端部に、開口部14aが形成されない帯状部14bを有する。金属メッシュ14は、集電板11と同じ材質で形成され、二次電池がリチウムイオン電池の場合、正極用の集電板11に使用される金属メッシュ14にはアルミニウム箔が使用され、負極用の集電板11に使用される金属メッシュ14には銅箔が使用される。   The metal mesh 14 has a belt-like portion 14b where the opening portion 14a is not formed at least at the end portion of the current collector plate 11 on the side where the current collecting terminals are joined. The metal mesh 14 is formed of the same material as the current collector plate 11, and when the secondary battery is a lithium ion battery, an aluminum foil is used for the metal mesh 14 used for the current collector plate 11 for the positive electrode. A copper foil is used for the metal mesh 14 used for the current collector plate 11.

金属メッシュ14を形成する金属箔の幅及び長さは、二次電池用電極が使用される二次電池の大きさに対応して設定される。金属メッシュ14は、例えば、厚さが30〜40μで、開口部14aの大きさは、図2(b)に示すように、正六角形の対向する二辺の距離Dが800μm程度、各辺の幅(線幅W)が数十μm以下(例えば、20μm)に形成されている。また、帯状部14bは幅が数mm程度に形成されている。リチウムイオン電池の場合、金属メッシュ14の開口部14aの各辺の幅が大きくなるとリチウムが析出し易くなるため、そのことも考慮して幅や開口部14aの大きさが設定される。なお、図1(a),(b)において、二次電池用電極10は、集電板11、活物質層12、活物質非塗布部13、金属メッシュ14、開口部14a、帯状部14bの寸法比を無視して模式的に表している。特に、開口部14aを分かり易くするため、開口部14aを他の部分に比べて大きく図示している。   The width and length of the metal foil forming the metal mesh 14 are set corresponding to the size of the secondary battery in which the secondary battery electrode is used. For example, the metal mesh 14 has a thickness of 30 to 40 μm, and the size of the opening 14 a is such that the distance D between two opposite sides of the regular hexagon is about 800 μm, as shown in FIG. The width (line width W) is formed to be several tens of μm or less (for example, 20 μm). Moreover, the strip | belt-shaped part 14b is formed in width about several mm. In the case of a lithium ion battery, lithium easily precipitates when the width of each side of the opening 14a of the metal mesh 14 is increased. Therefore, the width and the size of the opening 14a are set in consideration thereof. 1A and 1B, the secondary battery electrode 10 includes a current collector plate 11, an active material layer 12, an active material non-applied portion 13, a metal mesh 14, an opening portion 14a, and a strip portion 14b. It is schematically represented by ignoring the size ratio. In particular, in order to make the opening portion 14a easy to understand, the opening portion 14a is shown larger than other portions.

金属メッシュ14はエッチングにより製造されたものである。エッチングには公知のエッチング法が使用され、金属メッシュ14の材料となる帯状金属箔(金属シート)にレジストパターンを形成した状態でエッチング液に浸漬することにより製造される。エッチングにより製造された金属メッシュ14は、エキスパンドメタルと異なり、一つの開口部14aの各コーナー部の線幅Wcが他の部分(直線部)の線幅Wの2倍になることはない。そのため、エキスパンドメタルで金属メッシュ14を形成した場合に比べて開口率を有効に稼ぐことができる。開口部14aが正多角形状の場合、角部の角度が直角より大きな場合は、未エッチング部が残り難く、開口率をより有効に稼ぐことができる。   The metal mesh 14 is manufactured by etching. A known etching method is used for the etching, and it is manufactured by immersing in an etching solution in a state where a resist pattern is formed on a strip-shaped metal foil (metal sheet) as a material of the metal mesh 14. In the metal mesh 14 manufactured by etching, unlike the expanded metal, the line width Wc of each corner portion of one opening portion 14a is never twice the line width W of the other portion (straight line portion). Therefore, compared with the case where the metal mesh 14 is formed with expanded metal, the aperture ratio can be earned effectively. When the opening 14a is a regular polygon, if the angle of the corner is larger than a right angle, the unetched portion hardly remains and the aperture ratio can be more effectively earned.

また、金属メッシュ14をエッチングで製造する場合、エキスパンドメタルで金属メッシュ14を製造する場合と異なり、メッシュ形状、即ち開口部14aの形状を自由に設計することができる。また、レジストは印刷により作製するため、版を一度作れば何度も使用することができ、版のコストが比較的安価になる。また、レジストパターンを金属箔上に形成する場合、同じパターンのネガマスクを使用して目的のレジストパターンのピッチになるように印刷することにより、細かいメッシュ(開口部14aの小さなメッシュ)を作製することができる。   Further, when the metal mesh 14 is manufactured by etching, unlike the case where the metal mesh 14 is manufactured by an expanded metal, the mesh shape, that is, the shape of the opening 14a can be freely designed. Further, since the resist is produced by printing, once the plate is made, it can be used many times, and the cost of the plate becomes relatively low. In addition, when forming a resist pattern on a metal foil, a fine mesh (small mesh of the opening 14a) is produced by printing so as to have a desired resist pattern pitch using a negative mask of the same pattern. Can do.

次に前記のように構成された二次電池用電極10の製造方法を説明する。
二次電池用電極10の製造方法は、先ず、帯状金属箔で集電板11を形成し、その集電板11に帯状金属箔で形成された金属メッシュ14を接合する。接合は例えば溶接で行う。集電板11への金属メッシュ14の接合は、集電板11の両面に対して同時に行っても、片面ずつ順次行ってもよい。次に金属メッシュ14が接合された集電板11に対して活物質の塗布を行う。活物質の塗布工程は従来同様であり、例えば、ペースト状の活物質を活物質供給部から集電板11上の金属メッシュ14が接合された領域に直接供給して塗布することにより活物質層12を形成する。あるいは、ペースト状の活物質を活物質供給部から転写ローラ上に供給した後、転写ローラから集電板11上に転写(供給)して塗布することにより活物質層12を形成する。活物質の塗布は集電板11の片面に対する塗布終了後、その活物質層12が乾燥した後、他の面に対する塗布を行うようにしても、両面同時に行うようにしてもよい。
Next, the manufacturing method of the electrode 10 for secondary batteries comprised as mentioned above is demonstrated.
In the method for manufacturing the secondary battery electrode 10, first, the current collector plate 11 is formed of a strip-shaped metal foil, and the metal mesh 14 formed of the strip-shaped metal foil is joined to the current collector plate 11. The joining is performed by welding, for example. The joining of the metal mesh 14 to the current collector plate 11 may be performed simultaneously on both surfaces of the current collector plate 11 or sequentially on each side. Next, an active material is applied to the current collector plate 11 to which the metal mesh 14 is bonded. The application process of the active material is the same as that of the prior art. For example, the active material layer is formed by supplying the paste active material directly from the active material supply unit to the region where the metal mesh 14 on the current collector plate 11 is bonded. 12 is formed. Alternatively, the active material layer 12 is formed by supplying the paste-like active material from the active material supply unit onto the transfer roller, and then transferring (supplying) the paste active material onto the current collecting plate 11 from the transfer roller. The application of the active material may be performed after the application to one side of the current collector plate 11 is finished, after the active material layer 12 is dried, or may be applied to the other side, or may be performed simultaneously on both sides.

前記のようにして製造された二次電池用電極10は、塗布される活物質により正極用の二次電池用電極10pあるいは負極用の二次電池用電極10nになる。図3(a)に示すように、正極用の活物質が塗布された正極用活物質層12aを有する正極用の二次電池用電極10pと、負極用の活物質が塗布された負極用活物質層12bを有する負極用の二次電池用電極10nとが帯状のセパレータ15が介在する状態で長円柱状に巻回されて巻回型の電極体20が形成される。このとき、正極用の二次電池用電極10pと負極用の二次電池用電極10nとは、正極用活物質非塗布部13aと負極用活物質非塗布部13bとが電極体20の巻回軸方向の反対側に位置する状態に配置されて巻回される。   The secondary battery electrode 10 manufactured as described above becomes the secondary battery electrode 10p for the positive electrode or the secondary battery electrode 10n for the negative electrode depending on the applied active material. As shown in FIG. 3A, a positive electrode secondary battery electrode 10p having a positive electrode active material layer 12a coated with a positive electrode active material, and a negative electrode active material coated with a negative electrode active material. The negative electrode secondary battery electrode 10n having the material layer 12b is wound into a long cylindrical shape with the strip-shaped separator 15 interposed therebetween, whereby a wound electrode body 20 is formed. At this time, the secondary battery electrode 10p for the positive electrode and the secondary battery electrode 10n for the negative electrode have the active material non-applied part 13a for the positive electrode and the active material non-applied part 13b for the negative electrode wound around the electrode body 20. It is arranged and wound in a state located on the opposite side in the axial direction.

そして、電極体20は、図3(b)に示すように、正極用活物質非塗布部13a及び負極用活物質非塗布部13bに、正極用集電端子21及び負極用集電端子22がそれぞれ溶接で接合されて、電池ケース(電槽)23に収容され、電解液24とともに蓄電装置としての二次電池30が構成される。なお、正極用集電端子21及び負極用集電端子22はそれぞれ二次電池30の正極端子31及び負極端子32に固定される。   As shown in FIG. 3B, the electrode body 20 includes a positive electrode current collecting terminal 21 and a negative electrode current collecting terminal 22 on the positive electrode active material non-applied part 13a and the negative electrode active material non-applied part 13b. Each is joined by welding and accommodated in a battery case (battery) 23, and a secondary battery 30 as a power storage device is configured together with the electrolytic solution 24. The positive current collector terminal 21 and the negative current collector terminal 22 are fixed to the positive terminal 31 and the negative terminal 32 of the secondary battery 30, respectively.

二次電池30の製造方法は、電極を製造する電極製造工程の一部が従来の製造方法と異なる。電極製造工程は、集電板11の少なくとも片面にスラリー状又はペースト状の活物質を塗布するとともに、集電板11上に塗布された活物質を乾燥して活物質層12を形成する活物質層形成工程を備える。活物質層形成工程において、集電板11上に塗布された活物質内に、開口部14aがエッチングで形成された金属メッシュ14の少なくとも一部分が配置された状態で活物質が乾燥されて活物質層12が形成される。活物質層形成工程においては、金属メッシュ14が接合された集電板11上に活物質が塗布、乾燥されて、活物質内に金属メッシュ14の少なくとも一部が配置された電極が形成される。   The manufacturing method of the secondary battery 30 is different from the conventional manufacturing method in part of the electrode manufacturing process for manufacturing the electrode. In the electrode manufacturing process, a slurry-like or paste-like active material is applied to at least one surface of the current collector plate 11, and the active material applied on the current collector plate 11 is dried to form an active material layer 12. A layer forming step; In the active material layer forming step, the active material is dried in a state where at least a part of the metal mesh 14 having the openings 14a formed by etching is disposed in the active material applied on the current collector plate 11. Layer 12 is formed. In the active material layer forming step, the active material is applied and dried on the current collector plate 11 to which the metal mesh 14 is bonded, and an electrode in which at least a part of the metal mesh 14 is disposed in the active material is formed. .

二次電池30は種々の用途に使用されるが、例えば車両に搭載した状態でも使用される。
次に前記のように構成された二次電池30の作用を説明する。
Although the secondary battery 30 is used for various purposes, for example, it is also used in a state where it is mounted on a vehicle.
Next, the operation of the secondary battery 30 configured as described above will be described.

二次電池30の放電時(出力時)、正極用の二次電池用電極10pの正極用集電端子21から電流が取り出される。活物質層12で発生した電流は集電板11に向かって活物質層12の厚さ方向に流れた後、集電板11を正極用集電端子21の接合された部分に向かって流れる。活物質の導電率は金属箔の導電率に比べて小さい。したがって、二次電池30の容量を大きくするため活物質の塗布量を多くして、活物質層12を厚くした場合、集電板11としてパンチングメタルや金属メッシュを使用した場合は、導電率の大きな部分の面積が少なくなり、二次電池30の放電時に活物質非塗布部13に向かって電流密度の大きな状態で電流が流れることができず、集電効率が悪くなる。その結果、二次電池30の出力密度、即ち二次電池30の単位体積当たりの出力あるいは単位重量当たりの出力が小さくなる。   When the secondary battery 30 is discharged (output), a current is taken out from the positive electrode current collecting terminal 21 of the positive electrode for secondary battery 10p. The current generated in the active material layer 12 flows in the thickness direction of the active material layer 12 toward the current collector plate 11, and then flows through the current collector plate 11 toward the portion where the positive electrode current collector terminal 21 is joined. The conductivity of the active material is smaller than the conductivity of the metal foil. Therefore, when the active material layer 12 is thickened by increasing the amount of the active material applied to increase the capacity of the secondary battery 30, when punching metal or a metal mesh is used as the current collector plate 11, the conductivity is reduced. The area of the large portion is reduced, current cannot flow in a state where the current density is large toward the active material non-applied portion 13 when the secondary battery 30 is discharged, and current collection efficiency deteriorates. As a result, the output density of the secondary battery 30, that is, the output per unit volume or the output per unit weight of the secondary battery 30 decreases.

しかし、この実施形態では、二次電池用電極10を構成する集電板11はパンチングメタルや金属メッシュで構成されるのではなく、集電板11自体には開口部14aは存在しない。そのため、二次電池用電極10を正極及び負極として用いた二次電池30においては、集電板11には二次電池30の放電時に活物質非塗布部13に向かって電流密度の大きな状態で電流が流れることができ、集電板11をパンチングメタルや金属メッシュで構成した場合に比べて集電効率が良くなる。また、活物質層12より厚さが薄い金属メッシュ14が、少なくとも一部分が活物質層12内に配置された状態で設けられているため、活物質で発生した電気が金属メッシュ14を介して集電板11に伝導される。その結果、金属メッシュ14が存在しない場合に比べて二次電池30の出力密度が大きくなる。   However, in this embodiment, the current collector plate 11 constituting the secondary battery electrode 10 is not composed of a punching metal or a metal mesh, and the current collector plate 11 itself has no opening 14a. Therefore, in the secondary battery 30 using the secondary battery electrode 10 as the positive electrode and the negative electrode, the current collector plate 11 has a large current density toward the active material non-coated portion 13 when the secondary battery 30 is discharged. A current can flow, and the current collection efficiency is improved as compared with the case where the current collecting plate 11 is made of a punching metal or a metal mesh. Further, since the metal mesh 14 having a thickness smaller than that of the active material layer 12 is provided in a state where at least a part is disposed in the active material layer 12, electricity generated in the active material is collected via the metal mesh 14. Conducted to the electric plate 11. As a result, the output density of the secondary battery 30 is greater than when the metal mesh 14 is not present.

この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(1)二次電池用電極10は、金属製の集電板11の少なくとも片面に、活物質が塗布された活物質層12を有し、活物質層12より厚さが薄い金属メッシュ14が、少なくとも一部分が活物質層12内に配置された状態で設けられている。そのため、この二次電池用電極10の構成の正極及び負極を使用した電極体20を用いた二次電池30は、金属メッシュ14が存在しない構成に比べて集電効率が向上し、二次電池30の出力密度の向上及びエネルギー密度の向上を両立させることができる。また、金属メッシュ14には、多角形の開口部14aが複数形成され、少なくとも、一つの開口部14aの各コーナー部の線幅Wcは、開口部14aの直線部の線幅Wの2倍より狭い。そのため、エキスパンドメタルを金属メッシュ14として用いる場合に比べて、集電効率がより向上する。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The secondary battery electrode 10 has an active material layer 12 coated with an active material on at least one surface of a metal current collector plate 11, and a metal mesh 14 having a thickness smaller than that of the active material layer 12. , At least a portion of the active material layer 12 is provided. Therefore, the secondary battery 30 using the electrode body 20 using the positive electrode and the negative electrode of the configuration of the secondary battery electrode 10 has improved current collection efficiency compared to the configuration in which the metal mesh 14 is not present, and the secondary battery. 30 power density and energy density can be improved. The metal mesh 14 is formed with a plurality of polygonal openings 14a. At least the line width Wc of each corner of one opening 14a is twice the line width W of the straight part of the opening 14a. narrow. Therefore, the current collection efficiency is further improved as compared with the case where expanded metal is used as the metal mesh 14.

(2)集電板11には両面に活物質層12が形成され、各活物質層12に金属メッシュ14が埋設されている。したがって、片面に活物質層12及び金属メッシュ14が設けられた集電板11を用いた場合に比べて、二次電池30の出力密度がより向上し、エネルギー密度もより向上する。   (2) An active material layer 12 is formed on both sides of the current collector plate 11, and a metal mesh 14 is embedded in each active material layer 12. Therefore, compared with the case where the current collector plate 11 provided with the active material layer 12 and the metal mesh 14 on one side is used, the output density of the secondary battery 30 is further improved and the energy density is further improved.

(3)金属メッシュ14は集電板11に一体に接合された状態で活物質層12に埋設されている。したがって、活物質層12中を流れる電流は金属メッシュ14に達した後は、活物質層12を流れずに金属メッシュ14から集電板11へと流れることができ、金属メッシュ14が集電板11から離れた状態で埋設された構成に比べて、集電効率がより向上する。   (3) The metal mesh 14 is embedded in the active material layer 12 in a state of being integrally joined to the current collector plate 11. Therefore, after the current flowing in the active material layer 12 reaches the metal mesh 14, it can flow from the metal mesh 14 to the current collector 11 without flowing through the active material layer 12. The current collection efficiency is further improved as compared with the configuration embedded in a state away from 11.

(4)金属メッシュ14はエッチングにより製造されたものである。したがって、メッシュ形状や大きさを自由に形成することができる。また、エキスパンドメタルで形成された金属メッシュ14と異なり、開口部14aの角部と対応する部分の幅が他の部分の2倍になることはない。そのため、エキスパンドメタルで金属メッシュ14を形成した場合に比べて開口率を有効に稼ぐことができる。しかも、エキスパンドメタルで金属メッシュ14を製造する場合に比べて、製造コストを低減することができる。   (4) The metal mesh 14 is manufactured by etching. Therefore, the mesh shape and size can be freely formed. Further, unlike the metal mesh 14 formed of expanded metal, the width of the portion corresponding to the corner portion of the opening 14a is not twice that of the other portions. Therefore, compared with the case where the metal mesh 14 is formed with expanded metal, the aperture ratio can be earned effectively. In addition, the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where the metal mesh 14 is manufactured using expanded metal.

(5)金属メッシュ14は、一つの開口部14aの各コーナー部内周面の形状が同じに形成されている。したがって、例えば、エッチングによる製造が容易になる。
(6)開口部14aは正六角形状に形成されているため、各角部の角度が90度より大きな角度になり、未エッチング部が生じ難く、開口部14aの形状が矩形状や正三角形状に形成された場合に比べて、開口率をより有効に稼ぐことができる。
(5) The metal mesh 14 is formed so that the shape of the inner peripheral surface of each corner portion of one opening 14a is the same. Therefore, for example, manufacturing by etching becomes easy.
(6) Since the opening 14a is formed in a regular hexagonal shape, the angle of each corner is larger than 90 degrees, an unetched portion is unlikely to occur, and the shape of the opening 14a is rectangular or equilateral triangular. Compared with the case where it is formed, the aperture ratio can be earned more effectively.

(7)金属メッシュ14は、少なくとも集電板11の集電端子が接合される側、即ち活物質非塗布部13側の端部に開口部14aが形成されない帯状部14bを有する。金属メッシュ14の厚さが薄い場合、例えば30μm以下の場合、金属メッシュ14を取り扱う際に皺が生じる場合がある。しかし、金属メッシュ14に開口部14aが形成されない帯状部14bが形成されているため、帯状部14bの存在により、金属メッシュ14が平坦な状態に保持され易くなり、皺が生じることを抑制することができる。また、帯状部14bは集電端子が接合される活物質非塗布部13側に形成されているため、帯状部14bが反対側に形成された場合に比べて、二次電池用電極10が二次電池30に使用された状態において、活物質層12で発生した電気が効率良く電極端子に集められる。   (7) The metal mesh 14 has a belt-like portion 14b where the opening portion 14a is not formed at least on the side where the current collecting terminal of the current collecting plate 11 is joined, that is, on the end portion on the active material non-application portion 13 side. When the metal mesh 14 is thin, for example, 30 μm or less, wrinkles may occur when the metal mesh 14 is handled. However, since the band-like part 14b in which the opening part 14a is not formed is formed in the metal mesh 14, the presence of the band-like part 14b makes it easier for the metal mesh 14 to be held in a flat state and suppresses wrinkles. Can do. In addition, since the belt-like portion 14b is formed on the active material non-applied portion 13 side to which the current collector terminal is joined, the secondary battery electrode 10 is provided in a second state as compared with the case where the belt-like portion 14b is formed on the opposite side. In a state where the secondary battery 30 is used, electricity generated in the active material layer 12 is efficiently collected at the electrode terminals.

(8)活物質非塗布部13は、集電端子が接合される側の辺の全域に沿って設けられている。したがって、活物質非塗布部13が所謂タブ部のように活物質層12の一部の領域に沿って設けられた場合と異なり、活物質非塗布部13の一部を除去する手間が不要になる。   (8) The active material non-applied portion 13 is provided along the entire region on the side where the current collecting terminals are joined. Therefore, unlike the case where the active material non-applied portion 13 is provided along a partial region of the active material layer 12 like a so-called tab portion, there is no need to remove a part of the active material non-applied portion 13. Become.

(9)二次電池30は、二次電池用電極10の構成を備えた正極及び負極を使用した電極体20を備えた二次電池、即ち、金属製の集電板11の少なくとも片面に活物質が塗布された活物質層12を有する構成の電極を有する電極体20を備える二次電池である。したがって、集電板として金属メッシュやパンチングメタルを使用した電極を用いた二次電池に比べて、出力密度の向上及びエネルギー密度の向上を両立させることができる。また、前述した二次電池用電極10の効果を得ることができる。   (9) The secondary battery 30 is active on at least one surface of the secondary battery including the electrode body 20 using the positive electrode and the negative electrode having the configuration of the secondary battery electrode 10, that is, the metal current collector plate 11. This is a secondary battery including an electrode body 20 having an electrode having a structure having an active material layer 12 coated with a substance. Therefore, compared with the secondary battery using the electrode which uses a metal mesh or punching metal as a current collecting plate, the improvement of an output density and the improvement of an energy density can be made compatible. Moreover, the effect of the electrode 10 for secondary batteries mentioned above can be acquired.

(10)車両は二次電池30を搭載している。したがって、前記二次電池の効果が得られる。また、二次電池30は出力密度の向上及びエネルギー密度の向上を両立させることができるため、車両の駆動部の出力を高くすることができる。   (10) The vehicle is equipped with the secondary battery 30. Therefore, the effect of the secondary battery can be obtained. Moreover, since the secondary battery 30 can achieve both an improvement in output density and an improvement in energy density, the output of the drive unit of the vehicle can be increased.

(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態を図4及び図5にしたがって説明する。この実施形態では、二次電池用電極10の構造及び製造方法が第1の実施形態と大きく異なっている。第1の実施形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the structure and manufacturing method of the secondary battery electrode 10 are greatly different from those of the first embodiment. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

この実施形態の二次電池用電極10に使用される金属メッシュ14の材料は、磁力により引きつけられる性質を有する必要があり、例えば、ニッケルが使用される。また、活物質はスラリー状あるいはペースト状で集電板11上に塗布された後、活物質層12上に金属メッシュ14を載置した状態で金属メッシュ14に磁力を作用させた場合に、金属メッシュ14が活物質層12に侵入可能な柔らかい状態を維持可能に構成されている。   The material of the metal mesh 14 used for the secondary battery electrode 10 of this embodiment needs to have a property of being attracted by magnetic force, and for example, nickel is used. In addition, when the active material is applied in the form of a slurry or paste on the current collector plate 11 and then a magnetic force is applied to the metal mesh 14 with the metal mesh 14 placed on the active material layer 12, The mesh 14 is configured to be able to maintain a soft state in which the mesh 14 can enter the active material layer 12.

図4に示すように、二次電池用電極10を構成する集電板11には、両面に活物質層12が形成され、幅方向の一端側、図4左端側に活物質非塗布部13が活物質層12の全域に沿って設けられている。活物質層12には、活物質層12より厚さの薄い金属メッシュ14が、埋設された状態で設けられている。金属メッシュ14は、表面が活物質層12から露出せず、かつ集電板11と対向する面が集電板11と接触しない状態で活物質層12に埋設された状態で設けられている。   As shown in FIG. 4, an active material layer 12 is formed on both sides of a current collector plate 11 constituting the secondary battery electrode 10, and an active material non-applied portion 13 is formed on one end side in the width direction and on the left end side in FIG. Is provided along the entire area of the active material layer 12. The active material layer 12 is provided with a metal mesh 14 that is thinner than the active material layer 12 in an embedded state. The metal mesh 14 is provided in a state where the surface is not exposed from the active material layer 12 and the surface facing the current collector plate 11 is embedded in the active material layer 12 so as not to contact the current collector plate 11.

次に前記のように構成された二次電池用電極10の製造方法を図5(a),(b),(c)にしたがって説明する。
図5(a)に示すように、集電板11の片面にスラリー状又はペースト状の活物質を塗布して活物質層12を形成した状態で、活物質層12上に金属メッシュ14を載置する。この状態では、活物質層12は金属メッシュ14の自重では金属メッシュ14が活物質層12内に侵入できないが、金属メッシュ14を上から押圧したり、金属メッシュ14に磁力を作用させたりすると、金属メッシュ14が活物質層12内に進入可能な柔らかさになっている。
Next, a method for manufacturing the secondary battery electrode 10 configured as described above will be described with reference to FIGS. 5 (a), 5 (b), and 5 (c).
As shown in FIG. 5A, a metal mesh 14 is placed on the active material layer 12 in a state where the active material layer 12 is formed by applying a slurry-like or paste-like active material on one surface of the current collector plate 11. Put. In this state, the active material layer 12 cannot penetrate into the active material layer 12 due to its own weight, but if the metal mesh 14 is pressed from above or a magnetic force is applied to the metal mesh 14, The metal mesh 14 is soft enough to enter the active material layer 12.

次に図示しない電磁石を集電板11の下方に配置して、金属メッシュ14に磁力を所定時間作用させると、図5(b)に示すように、金属メッシュ14が活物質層12内に侵入して活物質層12の厚さ方向の中間部まで移動する。その状態で活物質層12を乾燥させた後、集電板11の反対の面にスラリー状又はペースト状の活物質を塗布して活物質層12を形成した状態で、図5(c)に示すように、活物質層12上に金属メッシュ14を載置する。そして、その状態で集電板11の下方から前述と同様に柔らかな状態の活物質層12上に位置する金属メッシュ14に磁力を作用させると、金属メッシュ14は活物質層12内に侵入して活物質層12の厚さ方向の中間部まで移動する。その状態で活物質層12を乾燥させると、図4に示す状態の二次電池用電極10が製造される。   Next, when an electromagnet (not shown) is arranged below the current collector plate 11 and a magnetic force is applied to the metal mesh 14 for a predetermined time, the metal mesh 14 enters the active material layer 12 as shown in FIG. Then, the active material layer 12 moves to an intermediate portion in the thickness direction. After the active material layer 12 is dried in this state, a slurry-like or paste-like active material is applied to the opposite surface of the current collector plate 11 to form the active material layer 12 in FIG. As shown, a metal mesh 14 is placed on the active material layer 12. In this state, when a magnetic force is applied to the metal mesh 14 located on the soft active material layer 12 from the lower side of the current collector plate 11 as described above, the metal mesh 14 enters the active material layer 12. Then, the active material layer 12 moves to an intermediate portion in the thickness direction. When the active material layer 12 is dried in that state, the secondary battery electrode 10 in the state shown in FIG. 4 is manufactured.

この第2の実施形態の二次電池用電極10によれば、第1の実施形態の(1),(2)、(4)〜(6)と同様の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
(11)この実施形態の二次電池用電極10の製造方法は、集電板11の表面にスラリー状又はペースト状の活物質を塗布して活物質層12を形成した後、活物質層12が柔らかな状態において活物質層12の表面に金属メッシュ14を載置する。その状態で金属メッシュ14に対して、集電板11の金属メッシュ14が載置された側と反対側から磁力を作用させて、金属メッシュ14をスラリー状又はペースト状の活物質層12内に磁力によって引き入れた後、活物質層12を乾燥させる工程を備えている。したがって、活物質層12の柔らかさと、金属メッシュ14に作用させる磁力の大きさの調整により、金属メッシュ14の活物質層12に対する埋設状態を調整することが可能になる。
According to the secondary battery electrode 10 of the second embodiment, the following effects are obtained in addition to the same effects as the first embodiment (1), (2), and (4) to (6). be able to.
(11) In the method of manufacturing the secondary battery electrode 10 according to this embodiment, the active material layer 12 is formed by applying a slurry-like or paste-like active material to the surface of the current collector plate 11 and then forming the active material layer 12. In the soft state, the metal mesh 14 is placed on the surface of the active material layer 12. In this state, a magnetic force is applied to the metal mesh 14 from the side opposite to the side on which the metal mesh 14 is placed on the current collector plate 11 to place the metal mesh 14 in the slurry-like or paste-like active material layer 12. After drawing in by magnetic force, the process of drying the active material layer 12 is provided. Therefore, the embedding state of the metal mesh 14 in the active material layer 12 can be adjusted by adjusting the softness of the active material layer 12 and the magnitude of the magnetic force applied to the metal mesh 14.

(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態を図6及び図7にしたがって説明する。この実施形態では、二次電池用電極10が巻回型の電極体20に適した構成ではなく、積層型の電極体に適した構成に形成されている点と、金属メッシュ14の開口部14aの大きさが、活物質非塗布部13に近い位置に存在する開口部14aの方が遠い位置に存在する開口部14aより小さく形成されている点が第1の実施形態と大きく異なっている。また、金属メッシュ14は、開口部14aの開口率が活物質非塗布部13に近い位置の方が遠い位置より小さく形成されている。第1の実施形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the electrode 10 for the secondary battery is not configured to be suitable for the wound electrode body 20, but is configured to be suitable for a laminated electrode body, and the opening 14 a of the metal mesh 14. This is largely different from the first embodiment in that the opening 14a existing near the active material non-applied portion 13 is smaller than the opening 14a existing farther away. Further, the metal mesh 14 is formed such that the opening ratio of the opening 14a is closer to the position closer to the active material non-applied portion 13 than the position farther away. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図6に示すように、二次電池用電極10は、金属製で矩形状の集電板11の長手方向(図6では左右方向)の一方の端部寄りに活物質非塗布部としてタブ部16が突出形成されている。活物質層12に埋設された金属メッシュ14は、開口部14aの形状が正六角形状ではなく、矩形状(この実施形態では正四角形状)に形成されている。また、金属メッシュ14は、全て同じ大きさの開口部14aが形成されているのではなく、図6に示すように、開口部14aの大きさは、タブ部16に近い位置に存在する開口部14aの方が遠い位置に存在する開口部14aより小さく形成されている。金属メッシュ14の直線部の線幅は一定に形成されており、開口部14aの開口率が活物質非塗布部13に近い位置の方が遠い位置より小さく形成されている。   As shown in FIG. 6, the secondary battery electrode 10 has a tab portion as an active material non-applied portion near one end in the longitudinal direction (the left-right direction in FIG. 6) of the rectangular current collector plate 11 made of metal. 16 is protrudingly formed. In the metal mesh 14 embedded in the active material layer 12, the shape of the opening 14 a is not a regular hexagonal shape but a rectangular shape (in this embodiment, a regular square shape). In addition, the metal mesh 14 is not formed with all the openings 14a having the same size, but as shown in FIG. 14a is formed smaller than the opening 14a existing at a far position. The line width of the straight portion of the metal mesh 14 is formed to be constant, and the opening ratio of the opening portion 14a is formed smaller at a position closer to the active material non-applied portion 13 than at a far position.

前記のように構成された二次電池用電極10は、塗布される活物質により正極用の二次電池用電極10pあるいは負極用の二次電池用電極10nになる。複数枚の正極用の二次電池用電極10pと、複数枚の負極用の二次電池用電極10nとがセパレータ15を挟む状態で交互に積層されて積層型の電極体20を構成する。図7に示すように、正極用の二次電池用電極10pと負極用の二次電池用電極10nとは、正極用のタブ部17pと負極用のタブ部17nとが電極体20の同じ側に突出するように配置されて積層される。   The secondary battery electrode 10 configured as described above becomes the secondary battery electrode 10p for the positive electrode or the secondary battery electrode 10n for the negative electrode depending on the applied active material. A plurality of positive electrode electrodes 10p for positive electrodes and a plurality of negative electrode electrodes 10n for negative electrodes are alternately stacked with a separator 15 in between to form a stacked electrode body 20. As shown in FIG. 7, the positive electrode secondary battery electrode 10 p and the negative electrode secondary battery electrode 10 n have the positive electrode tab portion 17 p and the negative electrode tab portion 17 n on the same side of the electrode body 20. Are disposed so as to protrude from each other.

そして、電極体20は、図7に示すように、正極用のタブ部17p及び負極用のタブ部17nに、正極用集電端子21及び負極用集電端子22がそれぞれ溶接で接合されて、電池ケース(電槽)23に収容され、電解液24とともに二次電池30が構成される。なお、正極用集電端子21及び負極用集電端子22はそれぞれ二次電池30の正極端子31及び負極端子32に固定される。   Then, as shown in FIG. 7, the positive electrode current collector terminal 21 and the negative electrode current collector terminal 22 are joined to the electrode body 20 by welding to the positive electrode tab portion 17p and the negative electrode tab portion 17n, respectively. The battery case (battery) 23 is housed, and the secondary battery 30 is configured together with the electrolyte solution 24. The positive current collector terminal 21 and the negative current collector terminal 22 are fixed to the positive terminal 31 and the negative terminal 32 of the secondary battery 30, respectively.

二次電池30で放電を行う場合、電流は電極が二次電池30の電極端子に接合される部分(例えば、集電端子に接合される部分)に近いほど電流密度が大きくなる状態で流れる。この実施形態では、金属メッシュ14は、その開口部14aの大きさが活物質非塗布部(タブ部16)に近い位置に存在する開口部14aの方が遠い位置に存在する開口部14aより小さく形成されており、開口部14aの開口率が活物質非塗布部13に近い位置の方が遠い位置より小さく形成されているため、金属メッシュ14を流れる電流量が多くなっても対応でき、集電効率がより向上する。また、活物質非塗布部はタブ部16として設けられているため、活物質非塗布部が活物質層12の全域に沿って設けられ、かつ金属メッシュ14は、その開口部14aの大きさが活物質非塗布部に近い位置に存在する開口部14aの方が遠い位置に存在する開口部14aより小さく形成された場合に比べて集電効率がより向上する。   When discharging is performed by the secondary battery 30, the current flows in a state where the current density increases as the electrode is closer to the part where the electrode is joined to the electrode terminal of the secondary battery 30 (for example, the part joined to the current collecting terminal). In this embodiment, the size of the opening portion 14a of the metal mesh 14 is smaller than the opening portion 14a present in a position farther away from the opening portion 14a present in the position closer to the active material non-applied portion (tab portion 16). Since the opening ratio of the opening 14a is smaller at the position closer to the active material non-applied portion 13 than the position far from it, it can cope with an increase in the amount of current flowing through the metal mesh 14. Electric efficiency is further improved. Moreover, since the active material non-application part is provided as the tab part 16, the active material non-application part is provided along the whole region of the active material layer 12, and the size of the opening part 14a of the metal mesh 14 is large. The current collection efficiency is further improved as compared to the case where the opening 14a existing near the active material non-applied portion is formed smaller than the opening 14a existing farther away.

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 金属メッシュ14をエッチングで製造する場合、エキスパンドメタルで形成する場合と異なり、開口部14aの形状を自由に変更することができ、正六角形や矩形に限らず、三角形や五角形、あるいは七角形以上の多角形としてもよい。しかし、開口部14aの角部の角度が直角になると、図8(a),(b)に示すように、角部に未エッチング部14cが残り易くなり、角部の角度が90度より小さくなるほど未エッチング部14cが残り易くなる。そのため、開口部14aの形状が多角形の場合は角部の角度が90度より大きい方が好ましい。図8(a)に示す正四角形の開口部14aを有する金属メッシュ14は、開口部14aの対向する二辺の距離Dが800μm程度、各辺の幅が20μm程度に形成したもので、角部に未エッチング部14cが残っていた。この場合、図8(b)に示すように、開口部14aのコーナー部の線幅Wcとは、コーナー部の未エッチング部の対向する外形線間の距離である。
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.
○ When the metal mesh 14 is manufactured by etching, the shape of the opening 14a can be freely changed, unlike the case of forming with expanded metal, and is not limited to a regular hexagon or a rectangle, but a triangle, a pentagon, or a heptagon It may be a polygon. However, when the angle of the corner of the opening 14a becomes a right angle, as shown in FIGS. 8A and 8B, the unetched portion 14c tends to remain in the corner, and the angle of the corner is smaller than 90 degrees. The unetched portion 14c is likely to remain. Therefore, when the shape of the opening 14a is a polygon, the angle of the corner is preferably larger than 90 degrees. A metal mesh 14 having a regular square opening 14a shown in FIG. 8A is formed by forming a distance D between two sides of the opening 14a of about 800 μm and a width of each side of about 20 μm. The unetched portion 14c remained. In this case, as shown in FIG. 8B, the line width Wc of the corner portion of the opening 14a is the distance between the opposing outlines of the unetched portion of the corner portion.

○ 開口部14aの形状は多角形に限らず、曲線のみで形成された他の形状や曲線と直線で形成された形状であってもよい。
○ 金属メッシュ14は、一つの開口部14aの各コーナー部内周面の形状が同じに形成されているものに限らない。
The shape of the opening 14a is not limited to a polygon, and may be another shape formed only by a curve or a shape formed by a curve and a straight line.
The metal mesh 14 is not limited to one in which the shape of the inner peripheral surface of each corner portion of one opening portion 14a is the same.

○ 開口部14aは異なる形状のものが混在してもよい。例えば、複数の正六角形が連続するパターンの一部を変更して、図9に示すように、正六角形の開口部14aと、八角形の開口部14aと、矩形の開口部14aとが混在するようにしてもよい。   ○ The openings 14a may have different shapes. For example, by changing a part of a pattern in which a plurality of regular hexagons are continuous, as shown in FIG. 9, regular hexagonal openings 14a, octagonal openings 14a, and rectangular openings 14a are mixed. You may do it.

○ 金属メッシュ14に帯状部14bを設ける場合、帯状部14bは、集電板11の集電端子が接続される側、即ち活物質非塗布部13側の1箇所だけでなく、活物質非塗布部13と反対側の端部にも設けたり、積層型の電極体20用の二次電池用電極10の場合は帯状部14bを二次電池用電極10の周縁に沿って枠状に設けたりしてもよい。また、帯状部14bを活物質非塗布部13と反対側の1箇所にだけ設けてもよい。   ○ When the belt-like portion 14b is provided on the metal mesh 14, the belt-like portion 14b is not only applied on the side where the current collecting terminal of the current collector plate 11 is connected, that is, on the active material non-applying portion 13 side, but also on the active material non-applied In the case of the secondary battery electrode 10 for the laminated electrode body 20, the strip 14b is provided in a frame shape along the periphery of the secondary battery electrode 10. May be. Moreover, you may provide the strip | belt-shaped part 14b only in one place on the opposite side to the active material non-application part 13. FIG.

○ 金属メッシュ14として、いずれの端部にも帯状部14bを有さないものを使用してもよい。しかし、金属メッシュ14を第2の実施形態のような方法で活物質層12に埋設する場合は、帯状部14bを有する方が、金属メッシュ14を平面度が良い状態で柔らかな状態の活物質層12に侵入させることができ、所望の位置に埋設し易くなるため好ましい。   A metal mesh 14 may be used that does not have the band-like part 14b at any end part. However, when the metal mesh 14 is embedded in the active material layer 12 by the method as in the second embodiment, the active material layer in which the metal mesh 14 is softer in a state in which the metal mesh 14 has better flatness is provided. This is preferable because it can penetrate into the layer 12 and is easily embedded in a desired position.

○ 集電板11に活物質非塗布部13が活物質層の全域に沿って設けられた場合においても、活物質層12に埋設される金属メッシュ14として、図10に示すように、開口部14aの大きさが活物質非塗布部13に近い位置に存在する開口部14aの方が遠い位置に存在する開口部14aより小さく形成されたものを使用してもよい。この場合も、開口部14aの大きさが一定、即ち開口率が変化しない金属メッシュ14を使用した場合に比べて、集電効率がより向上する。   Even when the active material non-applied portion 13 is provided on the current collector plate 11 along the entire area of the active material layer, as shown in FIG. 10, an opening portion is formed as the metal mesh 14 embedded in the active material layer 12. An opening 14a having a size of 14a closer to the active material non-applied portion 13 than the opening 14a existing at a farther position may be used. Also in this case, the current collection efficiency is further improved as compared with the case where the metal mesh 14 having a constant size of the opening 14a, that is, the aperture ratio does not change.

○ 二次電池用電極10を構成する金属メッシュ14は、少なくとも一部分が活物質層12内に配置されていればよく、全体が活物質層12中に埋設(配置)された構成に限らず、図11(a)に示すように、表面が露出する状態で活物質層12に埋設(配置)された構成でもよい。この場合も、金属メッシュ14がない場合に比べて集電効率が向上する。図11(a)に示す金属メッシュ14は帯状部14bを有さないが、帯状部14bを有する金属メッシュ14を使用してもよい。   The metal mesh 14 constituting the secondary battery electrode 10 is not limited to a configuration in which at least a part is disposed in the active material layer 12, and is entirely embedded (arranged) in the active material layer 12. As shown to Fig.11 (a), the structure embedded at the active material layer 12 in the state which the surface exposes may be sufficient. Also in this case, the current collection efficiency is improved as compared with the case where the metal mesh 14 is not provided. Although the metal mesh 14 shown in FIG. 11A does not have the belt-like portion 14b, the metal mesh 14 having the belt-like portion 14b may be used.

○ 図11(b)に示すように、活物質層12が集電板11の片面にだけ形成されたものに適用してもよい。活物質層12が集電板11の片面にだけ形成された場合も、金属メッシュ14の埋設(配置)位置は、金属メッシュ14が集電板11に接触あるいは一体化された状態や金属メッシュ14が集電板11からも活物質層12の表面からも離れた位置であってもよい。図11(b)に示す金属メッシュ14も帯状部14bを有さないが、帯状部14bを有する金属メッシュ14を使用してもよい。   O As shown in FIG.11 (b), you may apply to the thing in which the active material layer 12 was formed only in the single side | surface of the current collecting plate 11. FIG. Even when the active material layer 12 is formed only on one surface of the current collector plate 11, the metal mesh 14 is embedded (arranged) in a state where the metal mesh 14 is in contact with or integrated with the current collector plate 11 or the metal mesh 14. May be a position away from the current collector plate 11 and the surface of the active material layer 12. The metal mesh 14 shown in FIG. 11B also does not have the belt-like portion 14b, but the metal mesh 14 having the belt-like portion 14b may be used.

○ 巻回型の電極体20として、図12に示すように、正極用のタブ部17pと負極用のタブ部17nとが電極体20の同じ側に突出するように構成されたものに適用してもよい。この場合、正極用の二次電池用電極10pには、複数の正極用のタブ部17pが一体に巻回軸方向の同じ側に突出形成され、かつ巻回された状態で、複数の正極用のタブ部17p同士がそれぞれ巻回軸に対する径方向に重なる所定の間隔で形成されている。また、負極用の二次電池用電極10nも同様に複数の負極用のタブ部17nが所定の間隔で形成されている。   ○ As shown in FIG. 12, the wound electrode body 20 is applied to a structure in which a positive electrode tab portion 17p and a negative electrode tab portion 17n are projected on the same side of the electrode body 20. May be. In this case, a plurality of positive electrode tabs 17p are integrally formed on the same side in the winding axis direction and wound on the positive electrode for secondary battery 10p. The tab portions 17p are formed at predetermined intervals overlapping each other in the radial direction with respect to the winding axis. Similarly, the negative electrode for a secondary battery 10n has a plurality of negative electrode tabs 17n formed at predetermined intervals.

○ 金属メッシュ14が活物質層12内に埋設(配置)された二次電池用電極10の製造方法は、第1の実施形態や第2の実施形態の方法に限らない。例えば、活物質の結着材(例えば、バインダ)の種類によっては、特許文献1に開示されている方法、即ち活物質を結着材とともに混練して予備成形したシートを、金属メッシュ14が接合された集電板11に圧着して製造してもよい。また、柔らかな状態の活物質層12に金属メッシュ14を埋設する場合に、磁力を金属メッシュ14に作用させる代わりに金属メッシュ14の上方から機械的に金属メッシュ14を押圧して所望の位置まで活物質層12内に侵入させてもよい。   The method for manufacturing the secondary battery electrode 10 in which the metal mesh 14 is embedded (arranged) in the active material layer 12 is not limited to the method of the first embodiment or the second embodiment. For example, depending on the type of binder (for example, binder) of the active material, the metal mesh 14 joins a method disclosed in Patent Document 1, that is, a sheet formed by kneading the active material together with the binder and preforming. It may be manufactured by pressure bonding to the current collector plate 11. Further, when the metal mesh 14 is embedded in the active material layer 12 in a soft state, instead of applying a magnetic force to the metal mesh 14, the metal mesh 14 is mechanically pressed from above the metal mesh 14 to a desired position. The active material layer 12 may be penetrated.

○ 金属メッシュ14に磁力を作用させて、金属メッシュ14をスラリー状又はペースト状の活物質層12内の所定位置に侵入させて二次電池用電極10を製造する場合、金属メッシュ14はエッチングで形成されたものに限らず、例えば、エキスパンドメタルで形成された金属メッシュ14を使用してもよい。   ○ When manufacturing the secondary battery electrode 10 by applying a magnetic force to the metal mesh 14 so that the metal mesh 14 enters a predetermined position in the slurry-like or paste-like active material layer 12, the metal mesh 14 is etched. For example, a metal mesh 14 formed of expanded metal may be used.

○ 蓄電装置は、二次電池30に限らず、例えば、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタ等のようなキャパシタであってもよい。   The power storage device is not limited to the secondary battery 30 and may be a capacitor such as an electric double layer capacitor or a lithium ion capacitor.

W,Wc…線幅、10,10n,10p…二次電池用電極、11…集電板、12…活物質層、13…活物質非塗布部、14…金属メッシュ、14a…開口部、14b…帯状部、16,17n,17p…タブ部、20…電極体、30…蓄電装置としての二次電池。   W, Wc: Line width, 10, 10n, 10p ... Secondary battery electrode, 11 ... Current collector plate, 12 ... Active material layer, 13 ... Active material non-application part, 14 ... Metal mesh, 14a ... Opening part, 14b ... strip-shaped part, 16, 17n, 17p ... tab part, 20 ... electrode body, 30 ... secondary battery as a power storage device.

Claims (10)

金属製の集電板の少なくとも片面に活物質が塗布された活物質層を有する構成の電極を有する電極体を備える蓄電装置であって、
前記活物質層より厚さが薄い金属メッシュが、少なくとも一部分が前記活物質層内に配置された状態で設けられており、前記金属メッシュには、多角形の開口部が複数形成され、少なくとも、一つの前記開口部の各コーナー部の線幅は、前記開口部の直線部の線幅の2倍より狭いことを特徴とする蓄電装置。
A power storage device comprising an electrode body having an electrode having a structure having an active material layer coated with an active material on at least one side of a metal current collector plate,
A metal mesh having a thickness smaller than that of the active material layer is provided in a state where at least a part is disposed in the active material layer, and the metal mesh has a plurality of polygonal openings, and at least, The power storage device, wherein a line width of each corner portion of one opening is narrower than twice a line width of a straight portion of the opening.
前記金属メッシュは、少なくとも前記集電板の集電端子が接合される側の端部に前記開口部が形成されない帯状部を有する請求項1に記載の蓄電装置。   2. The power storage device according to claim 1, wherein the metal mesh has a belt-like portion where the opening is not formed at least at an end portion of the current collector plate on a side where a current collecting terminal is joined. 前記集電板には、前記活物質が塗布された面に活物質が塗布されていない活物質非塗布部が形成されるとともに、前記活物質非塗布部は、集電端子が接合される側の辺の全域に沿って設けられており、前記金属メッシュは、前記開口部の開口率が前記活物質非塗布部に近い位置の方が遠い位置より小さく形成されている請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置。   The current collector plate is formed with an active material non-applied portion where the active material is not applied on the surface where the active material is applied, and the active material non-applied portion is on the side where the current collector terminal is joined The metal mesh is formed so that the opening ratio of the opening portion is smaller at a position closer to the active material non-applied portion than at a position farther away. 2. The power storage device according to 2. 前記金属メッシュは、前記開口部の大きさが前記活物質非塗布部に近い位置に存在する前記開口部の方が遠い位置に存在する前記開口部より小さく形成されている請求項3に記載の蓄電装置。   4. The metal mesh according to claim 3, wherein the size of the opening is formed to be smaller than the opening that exists at a position farther away from the opening that is present at a position closer to the active material non-applied portion. Power storage device. 前記集電板には、前記活物質が塗布された面に活物質が塗布されていない活物質非塗布部が形成されるとともに、前記活物質非塗布部がタブ部として設けられ、前記金属メッシュは、前記開口部の開口率が前記タブ部に近い位置の方が遠い位置より小さく形成されている請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の蓄電装置。   The current collector plate has an active material non-applied portion where no active material is applied on a surface where the active material is applied, and the active material non-applied portion is provided as a tab portion, and the metal mesh 5. The power storage device according to claim 1, wherein the aperture ratio of the opening is formed smaller at a position closer to the tab portion than at a far position. 前記金属メッシュは、前記開口部の大きさが前記タブ部に近い位置に存在する前記開口部の方が遠い位置に存在する前記開口部より小さく形成されている請求項5に記載の蓄電装置。   The power storage device according to claim 5, wherein the metal mesh is formed so that the size of the opening is smaller than the opening that exists at a position farther away from the opening that is present at a position closer to the tab portion. 前記金属メッシュは、金属シートをエッチングして製造されたものである請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の蓄電装置。   The power storage device according to any one of claims 1 to 6, wherein the metal mesh is manufactured by etching a metal sheet. 金属製の集電板の少なくとも片面に活物質が塗布された活物質層を有する構成の電極を有する電極体を備える蓄電装置の製造方法であって、
前記電極を製造する電極製造工程は、前記集電板の少なくとも片面にスラリー状又はペースト状の前記活物質を塗布するとともに、前記集電板上に塗布された活物質を乾燥して前記活物質層を形成する活物質層形成工程を備え、前記活物質層形成工程において、前記集電板上に塗布された活物質内に、開口部がエッチングで形成された金属メッシュの少なくとも一部分が配置された状態で前記活物質が乾燥されて前記活物質層が形成されることを特徴とする蓄電装置の製造方法。
A method of manufacturing a power storage device including an electrode body having an electrode having a structure having an active material layer coated with an active material on at least one surface of a metal current collector plate,
In the electrode manufacturing process for manufacturing the electrode, the active material applied in a slurry or paste form is applied to at least one surface of the current collector plate, and the active material applied on the current collector plate is dried. An active material layer forming step of forming a layer, wherein in the active material layer forming step, at least a part of a metal mesh having openings formed by etching is disposed in the active material applied on the current collector plate. The method for manufacturing a power storage device is characterized in that the active material is dried to form the active material layer.
金属製の集電板の少なくとも片面に活物質が塗布された活物質層を有する構成の蓄電装置用電極の製造方法であって、前記集電板の表面にスラリー状又はペースト状の前記活物質を塗布して前記活物質層を形成した後、前記活物質層が柔らかな状態において前記活物質層の表面に金属メッシュを載置し、その状態で前記金属メッシュに対して、前記集電板の前記金属メッシュが載置された側と反対側から磁力を作用させて、前記金属メッシュを前記磁力によってスラリー状又はペースト状の前記活物質層内に引き入れた後、前記活物質層を乾燥させる工程を備えていることを特徴とする蓄電装置用電極の製造方法。   A method of manufacturing an electrode for a power storage device having an active material layer coated with an active material on at least one surface of a metal current collector plate, wherein the active material is in a slurry or paste form on the surface of the current collector plate After forming the active material layer by applying a metal mesh on the surface of the active material layer when the active material layer is soft, the current collector plate with respect to the metal mesh in that state A magnetic force is applied from the side opposite to the side on which the metal mesh is placed, and the metal mesh is drawn into the slurry-like or paste-like active material layer by the magnetic force, and then the active material layer is dried. A method for manufacturing an electrode for a power storage device, comprising a step. 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の蓄電装置の構成を備えた二次電池。   The secondary battery provided with the structure of the electrical storage apparatus of any one of Claims 1-7.
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