JP2019096437A - 電極の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、上記電極の製造方法について、前記配置工程において、前記電極材料は、2枚の前記層状シートによって挟まれ、前記加圧工程において、一方の前記層状シートのリチウム箔における前記活物質層と対向する側の面と他方の前記層状シートのリチウム箔における前記活物質層と対向する側の面との間に、前記活物質層の縁部に沿うように、円柱状の棒材を配置するのが好ましい。
以下、電極の製造方法を具体化した第1の実施形態を図1〜図6にしたがって説明する。
まず、後にベースフィルム21となり得る矩形シート状の第1フィルムと、後にベースフィルム21となり得る矩形シート状の第2フィルムとによって、後にリチウム箔22となり得る矩形シート状のリチウム箔前駆体を挟む。リチウム箔前駆体の厚みは、例えば20μmである。次に、一対の加圧ロール間を、第1フィルム、第2フィルム、及びリチウム箔前駆体を通過させ、リチウム箔前駆体を圧延する。これにより、リチウム箔前駆体は、5μmまで圧延されてリチウム箔22となる。なお、本実施形態のリチウム箔22は、リチウム箔前駆体が長手方向に沿う方向に圧延されることで形成される。そして、リチウム箔及び第1フィルムから、第2フィルムを剥離する。これにより、第1フィルムがベースフィルム21になり、ベースフィルム21と、ベースフィルム21の片面に存在するリチウム箔22とを有する層状シート20が完成する。層状シート20のリチウム箔22において、ベースフィルム21と対向する面を第1面22aとし、リチウム箔22の厚さ方向において第1面22aと反対側の面を第2面22bとする。
プレス装置50は、真空プレス装置である。プレス装置50は、上下方向に対をなす直方体状の第1加圧部材51及び第2加圧部材52を備える。第1加圧部材51及び第2加圧部材52はそれぞれ、デュロメータ硬さ60〜90の硬質ゴム製であり、弾性変形可能である。デュロメータ硬さは、新JIS規格(JIS K6253−3:2012 加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−硬さの求め方−第3部:デュロメータ硬さ)に基づく「デュロメータ」を計測器に用いた方法で計測される。
(1)第1層状シート20aのリチウム箔22は、第1活物質層12aよりも外形が大きい。このため、配置工程により、リチウム箔22には、厚さ方向から見たとき第1活物質層12aと重なる重なり部23と、第1活物質層12aの長縁部EL及び短縁部ESからはみ出したはみ出し部24とが形成される。また、加圧工程において、第1加圧部材51には、第1活物質層12aの長縁部EL及び短縁部ESからはみ出した余剰部51bが形成される。そして、電極複合体Wを加圧した状態で第1加圧部材51を振動させると、第1加圧部材51の余剰部51bとともにリチウム箔22が撓み、リチウム箔22の第2面22bには、第1活物質層12aの角部12cに沿って応力が集中する。これにより、リチウム箔22の第2面22bには、第1活物質層12aの長縁部EL及び短縁部ESに沿った切欠25が形成される。その後、電極材料16からベースフィルム21を剥離することで、リチウム箔22のはみ出し部24は、切欠25に沿って重なり部23から分断され、ベースフィルム21とともに電極材料16から除去される。よって、第1活物質層12aの長縁部EL及び短縁部ESに沿ってリチウム箔22のはみ出し部24を除去できる。第2層状シート20bのリチウム箔22についても同様に、第2活物質層12bの長縁部EL及び短縁部ESに沿ってリチウム箔22のはみ出し部24を除去できる。
以下、電極の製造方法を具体化した第2の実施形態を図7〜図10にしたがって説明する。なお、配置工程については、第1の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
(3)第1加圧ロール61及び第2加圧ロール62は、本体部65と、本体部65の外周面に本体部65の周方向に間隔を空けて存在する複数の硬質部66とを有する。第1及び第2加圧ロール61,62の軸方向の最外に位置する硬質部66は、第1活物質層12aの長縁部ELに沿って配置される。このため、第1層状シート20aのリチウム箔22の第2面22bには、長側切欠26の深部26aと浅部26bとが第1活物質層12aの長縁部ELに沿って交互に形成される。この場合、深さが同じ切欠が第1活物質層12aの長縁部ELに沿って形成される場合と比較して、リチウム箔22のはみ出し部24を長側切欠26に沿って重なり部23から分断することがより容易になる。第2層状シート20bについても同様である。
○ 活物質層12及びドープ層15は、集電体11の片面に設けられていてもよい。
○ 未塗工部13は、負極タブ14のみから構成されていてもよい。
○ 第2の実施形態において、電極複合体Wが加圧される方向は、電極複合体Wの短手方向に沿う方向でもよい。
○ 第1の実施形態のプレス装置50は、真空プレス装置に限定されない。例えば、プレス装置50は、水圧プレス装置や油圧プレス装置であってもよい。
○ 第1の実施形態のプレス装置50と第2の実施形態のプレス装置60を組み合わせてもよい。例えば、第2の実施形態のプレス装置60によって、リチウム箔22に一対の長側切欠25aを形成した後で、第1の実施形態のプレス装置50によって、リチウム箔22に一対の短側切欠25bを形成してもよい。
○ 硬質部66の材料は、硬質ゴムに限定されない。硬質部66の材料は、弾性変形しない材料(例えば竹)であってもよい。
○ 第1及び第2加圧ロール61,62における硬質部66の配置態様は、適宜変更してよい。例えば、軸方向の最外に位置する硬質部66以外の硬質部66は、軸方向に蛇行しながら周方向全体に亘って配列されてもよい。ただし、軸方向の最外に位置する硬質部66は、活物質層12の長縁部ELに沿うように直線状に配列されるものとする。
第1層状シート20aのリチウム箔22の第2面22bと第2層状シート20bのリチウム箔22の第2面22bとの間には、円柱状の棒材30が配置されている。棒材30の直径は、電極材料16の厚みとほぼ同じである。棒材30は、電極材料16の第1及び第2活物質層12a,12bの短縁部ESに沿って配置される。
○ 層状シート20は、二次電池以外の蓄電装置(例えばキャパシタ)が備える電極の製造に使用されてもよい。
Claims (4)
- 集電体、及び前記集電体の片面又は両面に存在する活物質層を有する電極材料と、ベースフィルム、及び前記ベースフィルムの片面に存在するとともに前記活物質層よりも外形の大きいリチウム箔を有する層状シートとを、前記活物質層と前記リチウム箔とが対向し、かつ前記リチウム箔の外形を形成する縁部が前記活物質層の外形を形成する縁部の外側に位置するように重ねて配置する配置工程と、
弾性変形可能であり、前記活物質層よりも外形の大きい一対の加圧部材によって、前記層状シート及び前記電極材料を加圧する加圧工程と、
前記電極材料から前記ベースフィルムを剥離する剥離工程と、
を備え、
前記加圧工程において、前記一対の加圧部材の外形を形成する縁部は、前記リチウム箔の縁部よりも内側に位置する前記活物質層の縁部よりも外側に位置し、前記層状シート及び前記電極材料を加圧した状態で、前記電極材料及び前記層状シートが重ねられた方向に前記一対の加圧部材を振動させて、前記リチウム箔における前記活物質層と対向する側の面に前記活物質層の縁部に沿った切欠を形成することを特徴とする電極の製造方法。 - 前記活物質層及び前記リチウム箔は矩形状であり、
前記加圧部材はそれぞれ、前記層状シート又は前記電極材料と対向し、かつ前記活物質層よりも外形の大きい矩形状の加圧面を備え、
前記配置工程において、前記リチウム箔の各縁部は、前記活物質層の各縁部よりも外側に位置し、
前記加圧工程において、前記加圧部材の加圧面の外形を形成する各縁部は、前記活物質層の各縁部よりも外側に位置する請求項1に記載の電極の製造方法。 - 前記配置工程において、前記電極材料は、2枚の前記層状シートによって挟まれ、
前記加圧工程において、一方の前記層状シートのリチウム箔における前記活物質層と対向する側の面と他方の前記層状シートのリチウム箔における前記活物質層と対向する側の面との間に、前記活物質層の縁部に沿うように、円柱状の棒材を配置する請求項2に記載の電極の製造方法。 - 前記加圧部材はそれぞれ、弾性変形可能であり、回転する筒状の本体部と、前記本体部よりも硬質であり、前記本体部の外周面に前記本体部の周方向に間隔を空けて存在する複数の硬質部とを有するロール状であり、
前記本体部の軸方向において、前記複数の硬質部の少なくとも一部は、前記活物質層の縁部に沿うように配置される請求項1に記載の電極の製造方法。
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JP2016103503A (ja) * | 2014-11-27 | 2016-06-02 | エルナー株式会社 | リチウム系蓄電デバイス用ドーピング型電極の製造方法およびリチウム系蓄電デバイス |
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