JP2020047509A - Manufacturing method of bipolar electrode - Google Patents

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聡 河野
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祐樹 杉本
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Abstract

To provide a manufacturing method of a bipolar electrode capable of increasing the fluidity of an electrolyte.SOLUTION: In a positive electrode paste coating step S2, by coating a positive electrode paste 42 from below a current collecting sheet 40 with the roughened first surface 40a of the current collecting sheet 40 facing vertically downward, the irregularities on the first surface 40a are hard to be filled with a positive electrode paste 42. Therefore, a bipolar electrode 3 having a gap V between the first surface 11a of a current collector 11 and a positive electrode active material layer 12 is obtained. An electrolytic solution sealed in a power storage device 1 flows through the gap V between the first surface 11a of the current collector 11 of the bipolar electrode 3 and the positive electrode active material layer 12, thereby obtaining high fluidity.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、バイポーラ電極の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a bipolar electrode.

従来、集電体の一方面上に正極活物質層が設けられ、他方面上に負極活物質層が設けられたバイポーラ電極を備えた、いわゆるバイポーラ型の蓄電装置が知られている。このような蓄電装置のケース内には電解液が封入されている。   Conventionally, a so-called bipolar power storage device including a bipolar electrode in which a positive electrode active material layer is provided on one surface of a current collector and a negative electrode active material layer is provided on the other surface has been known. An electrolytic solution is sealed in the case of such a power storage device.

特開2014−56799号公報JP 2014-56799 A

上述した蓄電装置では、製造段階においてケース内に電解液を注入する際や、使用時において電解液が消耗した箇所に他の箇所から電解液が流れこむ際などに、ケース内において電解液はある程度流動する必要がある。   In the above-described power storage device, when the electrolytic solution is injected into the case at the manufacturing stage, or when the electrolytic solution flows from another place to a place where the electrolytic solution is consumed during use, the electrolytic solution is somewhat in the case. It needs to flow.

しかしながら、バイポーラ型の蓄電装置では、互いに重なり合うバイポーラ電極同士の隙間が狭く、かつ、大容量タイプにおいてはバイポーラ電極自体の面積(すなわち、バイポーラ電極同士の対向面積)が比較的大きいため、電解液の流動性を十分に確保することが困難であった。   However, in the bipolar type power storage device, the gap between the bipolar electrodes overlapping each other is narrow, and the area of the bipolar electrode itself (that is, the facing area between the bipolar electrodes) is relatively large in the large-capacity type. It was difficult to ensure sufficient fluidity.

本発明は、電解液の流動性を高めることができるバイポーラ電極の製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a bipolar electrode that can enhance the fluidity of an electrolytic solution.

本発明の一側面に係るバイポーラ電極の製造方法は、粗面化された第1面と、該第1面とは反対側の第2面とを有する集電体と、第1面および第2面の一方に設けられた正極活物質層と、第1面および第2面の他方に設けられた負極活物質層とを備えるバイポーラ電極の製造方法であって、第1面が鉛直下方を向いた状態で、該第1面に、正極活物質層を形成する正極ペーストおよび負極活物質層を形成する負極ペーストの一方を集電体の下側から塗工する第1塗工工程を含む。   A method for manufacturing a bipolar electrode according to one aspect of the present invention includes a current collector having a roughened first surface, a second surface opposite to the first surface, a first surface and a second surface. A method for manufacturing a bipolar electrode, comprising: a positive electrode active material layer provided on one of the surfaces; and a negative electrode active material layer provided on the other of the first and second surfaces, wherein the first surface faces vertically downward. A first coating step of applying one of a positive electrode paste for forming a positive electrode active material layer and a negative electrode paste for forming a negative electrode active material layer to the first surface from below the current collector.

上記バイポーラ電極の製造方法では、第1塗工工程において、粗面化された第1面の凹凸は、塗工されるペースト(正極ペーストまたは負極ペースト)によって埋まりづらいため、第1面と活物質層(正極活物質層または負極活物質層)との間に隙間が存在するバイポーラ電極を得ることができる。電解液は、第1面と活物質層との隙間を通って流動することができるため、上記バイポーラ電極の製造方法によれば、電解液の流動性を高めることができる。   In the above-described method for manufacturing a bipolar electrode, in the first coating step, the roughened irregularities on the first surface are hard to be filled with the applied paste (a positive electrode paste or a negative electrode paste). A bipolar electrode having a gap between the layer (the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer) can be obtained. Since the electrolytic solution can flow through the gap between the first surface and the active material layer, the flowability of the electrolytic solution can be increased according to the method for manufacturing a bipolar electrode.

他の側面に係るバイポーラ電極の製造方法では、第1塗工工程の前に、第2面に、正極ペーストおよび負極ペーストの他方を塗工する第2塗工工程をさらに含む。この場合、第2塗工工程において第2面にペーストを塗工する際、第1面にはまだペーストが塗工されていないため、第1面にすでにペーストが塗工されている場合に比べて、第2塗工工程でのペーストの塗工条件の自由度が高い。   The method for manufacturing a bipolar electrode according to another aspect further includes, before the first coating step, a second coating step of coating the second surface with the other of the positive electrode paste and the negative electrode paste. In this case, when the paste is applied to the second surface in the second application step, the paste is not applied to the first surface yet, so that compared to the case where the paste is already applied to the first surface. Therefore, the degree of freedom in the paste application conditions in the second application step is high.

他の側面に係るバイポーラ電極の製造方法では、正極活物質層は第1面に設けられている。電解液は、特に正極活物質層においてガス化して消耗されるが、第1面と正極活物質層との隙間を通って電解液が流動することで、消耗した箇所に他の箇所から電解液が流れこみやすくなる。   In the method for manufacturing a bipolar electrode according to another aspect, the positive electrode active material layer is provided on the first surface. The electrolytic solution is gasified and consumed particularly in the positive electrode active material layer. However, when the electrolytic solution flows through a gap between the first surface and the positive electrode active material layer, the electrolytic solution flows from another portion to the consumed portion. Is easy to flow.

本発明によれば、電解液の流動性を高めることができるバイポーラ電極の製造方法が提供される。   According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a bipolar electrode capable of increasing the fluidity of an electrolytic solution.

図1は、一実施形態に係る蓄電装置を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a power storage device according to one embodiment. 図2は、図1に示したバイポーラ電極の集電体の要部拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the current collector of the bipolar electrode shown in FIG. 図3は、図1に示したバイポーラ電極の製造方法を示すフロー図である。FIG. 3 is a flowchart showing a method for manufacturing the bipolar electrode shown in FIG. 図4は、図3に示したフロー図の各工程を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing each step of the flow chart shown in FIG. 図5は、図3に示したフロー図の正極ペースト塗工工程後の集電シートを示した要部拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a main part showing the current collector sheet after the positive electrode paste application step in the flow chart shown in FIG.

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一または相当要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
図1は、一実施形態に係る蓄電装置を模式的に示す断面図である。蓄電装置1は、たとえば、ニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池、または、電気二重層キャパシタである。蓄電装置1は、たとえば、フォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いることができる。以下、一例として、蓄電装置1がニッケル水素二次電池である場合について説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding elements will be denoted by the same reference characters, without redundant description.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a power storage device according to one embodiment. Power storage device 1 is, for example, a secondary battery such as a nickel hydride secondary battery or a lithium ion secondary battery, or an electric double layer capacitor. The power storage device 1 can be used, for example, as a battery of various vehicles such as a forklift, a hybrid vehicle, and an electric vehicle. Hereinafter, a case where power storage device 1 is a nickel-metal hydride secondary battery will be described as an example.

蓄電装置1は、バイポーラ電極3の積層体2を備えたバイポーラ電池である。蓄電装置1は、バイポーラ電極3の積層体2と、積層体2を保持するケース5と、積層体2を拘束する拘束体6とを備えている。   Power storage device 1 is a bipolar battery including stacked body 2 of bipolar electrodes 3. The power storage device 1 includes a stacked body 2 of bipolar electrodes 3, a case 5 for holding the stacked body 2, and a restraining body 6 for restraining the stacked body 2.

積層体2は、セパレータ7を介して複数の個片のバイポーラ電極3を第1方向D1に沿って積層することによって構成されている。第1方向D1は、ここではZ軸方向に沿う方向であり、以下では上下方向または積層方向とも称する。たとえば、後述する端子部材25から離れたバイポーラ電極3を基準とした場合、当該バイポーラ電極3の上下にはセパレータ7を間に挟んで別のバイポーラ電極3がそれぞれ設けられている。バイポーラ電極3のそれぞれは、集電体11と、集電体11の第1面11aに設けられた正極活物質層12と、集電体11の厚み方向において第1面11aとは反対側である第2面11bに設けられた負極活物質層13とを有している。積層体2において、一のバイポーラ電極3の正極活物質層12は、第1方向D1において隣り合う一方のバイポーラ電極3の負極活物質層13と対向し、一のバイポーラ電極3の負極活物質層13は、第1方向D1において隣り合う他方のバイポーラ電極の正極活物質層12と対向している。   The laminate 2 is configured by laminating a plurality of individual bipolar electrodes 3 along a first direction D1 with a separator 7 interposed therebetween. The first direction D1 is a direction along the Z-axis direction here, and is also referred to as a vertical direction or a stacking direction below. For example, when a bipolar electrode 3 distant from a terminal member 25 described later is used as a reference, another bipolar electrode 3 is provided above and below the bipolar electrode 3 with a separator 7 interposed therebetween. Each of the bipolar electrodes 3 includes a current collector 11, a positive electrode active material layer 12 provided on a first surface 11 a of the current collector 11, and a positive electrode active material layer 12 on a side opposite to the first surface 11 a in a thickness direction of the current collector 11. And a negative electrode active material layer 13 provided on a certain second surface 11b. In the laminate 2, the positive electrode active material layer 12 of one bipolar electrode 3 faces the negative electrode active material layer 13 of one adjacent bipolar electrode 3 in the first direction D <b> 1, and the negative electrode active material layer of one bipolar electrode 3 Reference numeral 13 faces the positive electrode active material layer 12 of the other bipolar electrode adjacent in the first direction D1.

正極活物質層12を構成する正極活物質としては、たとえば水酸化ニッケルが挙げられる。負極活物質層13を構成する負極活物質としては、たとえば水素吸蔵合金が挙げられる。集電体11の第2面11bにおける負極活物質層13の形成領域は、集電体11の第1面11aにおける正極活物質層12の形成領域に対して一回り大きくてもよい。   As a positive electrode active material constituting the positive electrode active material layer 12, for example, nickel hydroxide is given. Examples of the negative electrode active material constituting the negative electrode active material layer 13 include a hydrogen storage alloy. The formation region of the negative electrode active material layer 13 on the second surface 11b of the current collector 11 may be slightly larger than the formation region of the positive electrode active material layer 12 on the first surface 11a of the current collector 11.

集電体11の周縁部11cは、正極活物質および負極活物質が塗工されない未塗工領域である。ケース5の内壁5aに埋没した状態で、ケース5は周縁部11cを保持している。周縁部11cの第1面11aと内壁5aとの間には、それらに接した状態で周縁部11cに沿って樹脂スペーサ4が介在されている。樹脂スペーサ4は、隣り合うバイポーラ電極3同士の間隔を保持する。これにより、第1方向D1において隣り合う集電体11,11間に、当該集電体11,11とケース5の内壁5aとが協働して空間を形成している。当該空間には、たとえば水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液からなる電解液(不図示)が収容されている。第1方向D1において隣り合うバイポーラ電極3同士の間に形成される電解液の収容空間は、樹脂スペーサ4によって互いに液密に分離(シール)されている。樹脂スペーサ4は、たとえば周縁部11c上に配置された樹脂を硬化することによって形成される。硬化前の樹脂は、液体状でもよく、シート状でもよく、ゲル状でもよい。   The peripheral portion 11c of the current collector 11 is an uncoated region where the positive electrode active material and the negative electrode active material are not applied. The case 5 holds the peripheral portion 11c while being buried in the inner wall 5a of the case 5. A resin spacer 4 is interposed between the first surface 11a of the peripheral portion 11c and the inner wall 5a along the peripheral portion 11c in a state of being in contact therewith. The resin spacer 4 keeps an interval between the adjacent bipolar electrodes 3. As a result, the current collectors 11, 11 and the inner wall 5a of the case 5 cooperate to form a space between the current collectors 11, 11 adjacent in the first direction D1. The space accommodates an electrolytic solution (not shown) made of an alkaline solution such as an aqueous potassium hydroxide solution. The space for accommodating the electrolytic solution formed between the bipolar electrodes 3 adjacent to each other in the first direction D1 is liquid-tightly separated (sealed) by the resin spacer 4. The resin spacer 4 is formed, for example, by curing a resin disposed on the peripheral portion 11c. The resin before curing may be in a liquid state, a sheet state, or a gel state.

積層体2の一方(Z軸方向正方向)の積層端には、片面に負極活物質層13のみが設けられた集電体11Aが積層されている。当該集電体11Aは、セパレータ7を介して負極活物質層13と最上層のバイポーラ電極3の正極活物質層12とが対向するように配置されている。また、積層体2の他方(Z軸方向負方向)の積層端には、正極活物質層12のみが設けられた集電体11Bが積層されている。当該集電体11Bは、セパレータ7を介して正極活物質層12と最下層のバイポーラ電極3の負極活物質層13とが対向するように配置されている。集電体11A,11Bの縁部は、バイポーラ電極3の集電体11と同様に、ケース5の内壁5aに埋没した状態でケース5に保持されている。集電体11A,11Bの第1面11aの縁領域と内壁5aとの間には、樹脂スペーサ4が介在されている。集電体11A,11Bは、バイポーラ電極3の集電体11に比べて厚く形成されてもよい。   A current collector 11 </ b> A having only one negative electrode active material layer 13 on one surface is stacked on one end of the stacked body 2 (positive direction in the Z-axis direction). The current collector 11A is arranged so that the negative electrode active material layer 13 and the positive electrode active material layer 12 of the uppermost bipolar electrode 3 face each other with the separator 7 interposed therebetween. Further, a current collector 11B provided with only the positive electrode active material layer 12 is stacked on the other end (the negative direction in the Z-axis direction) of the stack 2. The current collector 11B is arranged so that the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 13 of the lowermost bipolar electrode 3 face each other with the separator 7 interposed therebetween. The edges of the current collectors 11 </ b> A and 11 </ b> B are held in the case 5 while being buried in the inner wall 5 a of the case 5, similarly to the current collector 11 of the bipolar electrode 3. A resin spacer 4 is interposed between the edge region of the first surface 11a of the current collectors 11A and 11B and the inner wall 5a. The current collectors 11A and 11B may be formed thicker than the current collector 11 of the bipolar electrode 3.

セパレータ7は、たとえばシート状に形成されている絶縁物である。セパレータの形成材料としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン等からなる織布または不織布等が例示される。また、セパレータ7は、フッ化ビニリデン樹脂化合物等で補強されてもよい。なお、セパレータ7は、シート状に限られず、袋状の絶縁物を用いてもよい。   The separator 7 is, for example, an insulator formed in a sheet shape. Examples of the material for forming the separator include a porous film made of a polyolefin resin such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP), and a woven or nonwoven fabric made of polypropylene or the like. Further, the separator 7 may be reinforced with a vinylidene fluoride resin compound or the like. Note that the separator 7 is not limited to a sheet shape, and a bag-shaped insulator may be used.

ケース5は、たとえば絶縁性の樹脂を用いた射出成形によって矩形の筒状に形成されている。樹脂性のケース5を構成する樹脂材料としては、たとえばポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE)、変性ポリフェニレンサルファイド(変性PPS)等が挙げられる。ケース5は、バイポーラ電極3の積層によって形成される積層体2の側面2aを取り囲んで保持する部材である。   The case 5 is formed in a rectangular cylindrical shape by, for example, injection molding using an insulating resin. Examples of the resin material constituting the resin case 5 include polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), modified polyphenylene ether (modified PPE), and modified polyphenylene sulfide (modified PPS). The case 5 is a member that surrounds and holds the side surface 2 a of the stacked body 2 formed by stacking the bipolar electrodes 3.

拘束体6は、一対の拘束プレート21,21と、拘束プレート21,21同士を連結する連結部材(ボルト22およびナット23)とによって構成されている。拘束プレート21は、たとえば鉄等の金属によって平板状に形成されている。ケース5よりも外側に突出する拘束プレート21の縁部は、ボルト22を挿通させる挿通孔21aを備える。拘束体6における挿通孔21aの内周面およびボルト座面には、絶縁処理がなされている。また、拘束プレート21の一面側には、絶縁性部材24を介して端子部材25(負極端子部材25A,正極端子部材25B)が結合されている。拘束プレート21と端子部材25との間に介在させる絶縁性部材24の形成材料としては、たとえばフッ素系樹脂またはポリエチレン樹脂が挙げられる。   The restricting body 6 includes a pair of restricting plates 21 and 21 and a connecting member (a bolt 22 and a nut 23) that connects the restricting plates 21 and 21 to each other. The constraining plate 21 is formed in a flat plate shape from a metal such as iron, for example. The edge of the restraining plate 21 protruding outside the case 5 is provided with an insertion hole 21a through which the bolt 22 is inserted. The inner peripheral surface of the insertion hole 21a and the bolt seat surface of the restraining body 6 are insulated. Terminal members 25 (negative electrode terminal members 25A and positive electrode terminal members 25B) are coupled to one surface side of the constraining plate 21 via an insulating member 24. As a material for forming the insulating member 24 interposed between the constraint plate 21 and the terminal member 25, for example, a fluorine-based resin or a polyethylene resin is used.

一方の拘束プレート21は、第1方向D1においてケース5よりも一方側に位置している。一方の拘束プレート21は、ケース5の内側で負極端子部材25Aと集電体11Aとが当接するようにケース5の一端面に突き当てられる。他方の拘束プレート21は、第1方向D1においてケース5よりも他方側に位置している。他方の拘束プレート21は、ケース5の内側で正極端子部材25Bと集電体11Bとが当接するようにケース5の他端面に突き当てられる。ボルト22は、たとえば一方の拘束プレート21側から他方の拘束プレート21側に向かって挿通孔21aに通され、他方の拘束プレート21から突出するボルト22の先端には、ナット23が螺合されている。   One constraint plate 21 is located on one side of the case 5 in the first direction D1. One restraining plate 21 is abutted against one end surface of the case 5 such that the negative electrode terminal member 25A and the current collector 11A abut on the inside of the case 5. The other restraining plate 21 is located on the other side of the case 5 in the first direction D1. The other restraining plate 21 is abutted against the other end surface of the case 5 such that the positive electrode terminal member 25B and the current collector 11B abut inside the case 5. The bolt 22 is passed through the insertion hole 21 a from, for example, one constraint plate 21 side to the other constraint plate 21 side, and a nut 23 is screwed into a tip of the bolt 22 protruding from the other constraint plate 21. I have.

これにより、積層体2、集電体11A,11B、およびケース5が挟持されてユニット化されると共に、積層体2には第1方向D1に沿った拘束荷重が付加される。また、負極端子部材25Aは、一方の拘束プレート21と積層体2との間に配置され、正極端子部材25Bは、他方の拘束プレート21と積層体2との間に配置される。負極端子部材25Aには、引出部26が接続されている。正極端子部材25Bには、引出部27が接続されている。引出部26および引出部27によって、蓄電装置1の充放電をおこなうことができる。   As a result, the stacked body 2, the current collectors 11A and 11B, and the case 5 are sandwiched to form a unit, and a restrained load is applied to the stacked body 2 along the first direction D1. Further, the negative electrode terminal member 25A is disposed between one of the constraint plates 21 and the laminate 2, and the positive electrode terminal member 25B is disposed between the other constraint plate 21 and the laminate 2. The lead portion 26 is connected to the negative electrode terminal member 25A. The lead portion 27 is connected to the positive electrode terminal member 25B. The power storage device 1 can be charged and discharged by the extraction unit 26 and the extraction unit 27.

以下、集電体11について、図2を参照しつつ説明する。   Hereinafter, the current collector 11 will be described with reference to FIG.

図2(a)に示されるように、集電体11は、鋼板10と、鋼板10の一方の表面10aを覆うニッケルのメッキ層30を有する。第1面11aはメッキ層30の表面であり、第2面11bは鋼板10の表面である。第1面11aには粗面化処理を施すことで、第1面11aが鋼板10の自然面である一方の表面10aおよび第2面11bより大きい表面粗さ(算術平均粗さRa)を有する。粗面化処理としては、たとえば、エッチング処理やメッキ処理等の化学的処理、スパッタリング等の物理的処理、研磨処理等の機械的処理等の公知の表面処理を適用することができる。本実施形態では、電解ニッケルメッキ処理によって粗面化された第1面11aを有するメッキ層30が形成される。第2面11bは、鋼板10の自然面、すなわち、上記の粗面化処理が施されていない非粗面である。第2面11bはたとえば平滑面である。鋼板としては、たとえばJIS G 3141:2005にて規定される冷間圧延鋼板(SPCC等)が挙げられる。集電体11の厚さは、たとえば0.1μm以上1000μm以下であり、一例として50μmである。メッキ層30は、電解ニッケルメッキ処理によって形成される。メッキ層30の厚みは、たとえば5μm以上20μm以下に設計され得る。   As shown in FIG. 2A, the current collector 11 has a steel plate 10 and a nickel plating layer 30 that covers one surface 10 a of the steel plate 10. The first surface 11a is the surface of the plating layer 30, and the second surface 11b is the surface of the steel plate 10. By subjecting the first surface 11a to a roughening treatment, the first surface 11a has a larger surface roughness (arithmetic average roughness Ra) than the one surface 10a and the second surface 11b which are the natural surfaces of the steel plate 10. . Known surface treatments such as chemical treatments such as etching and plating, physical treatments such as sputtering, and mechanical treatments such as polishing can be applied as the surface roughening treatment. In the present embodiment, the plating layer 30 having the first surface 11a roughened by the electrolytic nickel plating process is formed. The second surface 11b is a natural surface of the steel sheet 10, that is, a non-rough surface that has not been subjected to the above-described roughening treatment. The second surface 11b is, for example, a smooth surface. Examples of the steel sheet include a cold-rolled steel sheet (such as SPCC) specified in JIS G 3141: 2005. The thickness of the current collector 11 is, for example, 0.1 μm or more and 1000 μm or less, and is, for example, 50 μm. The plating layer 30 is formed by electrolytic nickel plating. The thickness of the plating layer 30 can be designed to be, for example, not less than 5 μm and not more than 20 μm.

図2(a),(b)に示されるように、メッキ層30は、鋼板10の一方の表面10a上に設けられる下地ニッケルメッキ層31と、下地ニッケルメッキ層31上に設けられる本ニッケルメッキ層32とを含む。下地ニッケルメッキ層31と、本ニッケルメッキ層32とは、互いに異なる条件にて電解メッキを実施することによって形成されている。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the plating layer 30 includes a base nickel plating layer 31 provided on one surface 10 a of the steel sheet 10 and a main nickel plating layer provided on the base nickel plating layer 31. And a layer 32. The base nickel plating layer 31 and the present nickel plating layer 32 are formed by performing electrolytic plating under different conditions.

下地ニッケルメッキ層31は、第1方向D1に交差する第2方向D2に沿って鋼板10の一方の表面10a上に設けられる電解メッキ層である。第2方向D2は、XY平面に沿う方向、もしくは一方の表面10aの延在方向に相当する。したがって、第2方向D2は、必ずしも第1方向D1に直交しなくてもよい。下地ニッケルメッキ層31の厚さは、たとえば0.5μm以上2μm以下である。下地ニッケルメッキ層31は、鋼板10の一方の表面10aの全てを覆っていることが好ましい。この場合、メッキ層30にピンホール等が形成されにくくなるので、リーク電流の発生を抑制できる。下地ニッケルメッキ層31の表面形状は、一方の表面10aの形状と異なっている。具体的には、下地ニッケルメッキ層31は、第1方向D1に沿って突出する複数の凸部33を有する。このため、下地ニッケルメッキ層31の表面形状は、鋼板10の一方の表面10aに沿っておらず、下地ニッケルメッキ層31の表面粗さは、鋼板10の一方の表面10aの表面粗さよりも大きくなっている。したがって、下地ニッケルメッキ層31は、平滑メッキ層とは異なるように設けられている。平滑メッキ層は、メッキされる対象の表面に沿った表面形状を呈するメッキ層である。   The base nickel plating layer 31 is an electrolytic plating layer provided on one surface 10a of the steel sheet 10 along a second direction D2 intersecting the first direction D1. The second direction D2 corresponds to a direction along the XY plane or an extending direction of one surface 10a. Therefore, the second direction D2 does not necessarily have to be orthogonal to the first direction D1. The thickness of base nickel plating layer 31 is, for example, 0.5 μm or more and 2 μm or less. It is preferable that base nickel plating layer 31 covers all of one surface 10a of steel plate 10. In this case, since it is difficult to form a pinhole or the like in the plating layer 30, the occurrence of a leak current can be suppressed. The surface shape of the base nickel plating layer 31 is different from the shape of one surface 10a. Specifically, the base nickel plating layer 31 has a plurality of protrusions 33 protruding along the first direction D1. For this reason, the surface shape of the base nickel plating layer 31 is not along the one surface 10a of the steel plate 10, and the surface roughness of the base nickel plating layer 31 is larger than the surface roughness of the one surface 10a of the steel plate 10. Has become. Therefore, the base nickel plating layer 31 is provided so as to be different from the smooth plating layer. The smooth plating layer is a plating layer having a surface shape along the surface of the object to be plated.

複数の凸部33は、第2方向D2に沿って不規則に設けられる。下地ニッケルメッキ層31の厚さが約1μmまたはそれ以上である場合、凸部33の平均高さは、たとえば0.4μm以上であって、下地ニッケルメッキ層31の厚さの半分以下であればよい。この場合、本ニッケルメッキ層32の形状を良好にすることができる。凸部33の平均高さは、たとえばレーザ共焦点光学系を用いた顕微鏡を用いてによって測定される。   The plurality of protrusions 33 are provided irregularly along the second direction D2. When the thickness of the base nickel plating layer 31 is about 1 μm or more, the average height of the protrusions 33 is, for example, 0.4 μm or more and half or less of the thickness of the base nickel plating layer 31. Good. In this case, the shape of the nickel plating layer 32 can be made good. The average height of the protrusions 33 is measured by using, for example, a microscope using a laser confocal optical system.

本ニッケルメッキ層32は、下地ニッケルメッキ層31を被成膜面として設けられる電解メッキ層であり、下地ニッケルメッキ層31よりも大きい表面粗さを有する。下地ニッケルメッキ層31および本ニッケルメッキ層32の表面粗さのそれぞれは、JIS B 0601:2013(あるいはISO 4287:1997, Amd.1:2009)に規定される算術平均粗さRaで表される。本ニッケルメッキ層32の表面粗さは、たとえば1.5μm以上6.0μm以下であり、下地ニッケルメッキ層31の1.5倍以上60.0倍以下である。この場合、メッキ層30にピンホール等が発生することを抑制しつつ、本ニッケルメッキ層32の表面積を大きくできる。本ニッケルメッキ層32の厚さは、たとえば5μm以上20μm以下である。本ニッケルメッキ層32は、必ずしも下地ニッケルメッキ層31の表面全体を覆うように形成されなくてもよい。たとえば、本ニッケルメッキ層32は、下地ニッケルメッキ層31から第1方向D1に突出する複数の突起34の集合体であってもよい。この場合、本ニッケルメッキ層32は、粗化メッキ層とも呼称される。複数の突起34のそれぞれは、対応する凸部33に接する部分を基端34aとして、第1方向D1に沿って先端34bに至るように形成されている。   The nickel plating layer 32 is an electrolytic plating layer provided with the base nickel plating layer 31 as a film formation surface, and has a surface roughness greater than that of the base nickel plating layer 31. Each of the surface roughness of the base nickel plating layer 31 and the present nickel plating layer 32 is represented by an arithmetic average roughness Ra specified in JIS B 0601: 2013 (or ISO 4287: 1997, Amd. 1: 2009). . The surface roughness of the present nickel plating layer 32 is, for example, 1.5 μm or more and 6.0 μm or less, and is 1.5 times or more and 60.0 times or less of the base nickel plating layer 31. In this case, the surface area of the nickel plating layer 32 can be increased while suppressing the occurrence of pinholes and the like in the plating layer 30. The thickness of the nickel plating layer 32 is, for example, not less than 5 μm and not more than 20 μm. The nickel plating layer 32 does not necessarily need to be formed so as to cover the entire surface of the base nickel plating layer 31. For example, the nickel plating layer 32 may be an aggregate of a plurality of protrusions 34 projecting from the base nickel plating layer 31 in the first direction D1. In this case, the nickel plating layer 32 is also called a roughened plating layer. Each of the plurality of protrusions 34 is formed so as to reach a distal end 34b along the first direction D1 with a portion contacting the corresponding convex portion 33 as a base end 34a.

複数の突起34の少なくとも一部には、たとえば略球形状を呈する複数のニッケル結晶が重畳している。これらのニッケル結晶は、電解メッキ処理により形成された複数の析出金属(付与物)である。このような析出金属が互いに重畳することによって、当該突起34の第2方向D2における長さ寸法が、基端34aにおける第2方向D2の長さ寸法よりも大きい拡大部34cが形成されている。すなわち、少なくとも一部の突起34は、基端34a側から先端34b側に向かって先太りとなる先太り形状を呈している。突起34における拡大部34cの位置は、必ずしも先端34bでなくてもよいが、少なくとも基端34aよりも先端34b側に位置している。換言すると、先太り形状を呈する突起34において第2方向D2の長さ寸法が最も大きい箇所は、先端34bでなくてもよいが、基端34a以外に位置している。突起34における拡大部34cの位置は、析出金属の重複態様により突起34ごとに異なってもよい。   A plurality of nickel crystals having, for example, a substantially spherical shape are superimposed on at least a part of the plurality of protrusions 34. These nickel crystals are a plurality of deposited metals (substances) formed by electrolytic plating. When such deposited metals overlap with each other, an enlarged portion 34c is formed in which the length of the projection 34 in the second direction D2 is larger than the length of the base end 34a in the second direction D2. That is, at least a portion of the projection 34 has a tapered shape in which the tapered shape is tapered from the base end 34a side toward the distal end 34b side. The position of the enlarged portion 34c in the projection 34 does not necessarily have to be the distal end 34b, but is located at least on the distal end 34b side than the proximal end 34a. In other words, in the protrusion 34 having the tapered shape, the portion having the largest length dimension in the second direction D2 may not be the distal end 34b, but is located other than the proximal end 34a. The position of the enlarged portion 34c in the protrusion 34 may be different for each protrusion 34 depending on the overlapping mode of the deposited metal.

突起34の平均高さは、たとえば30μm以下である。突起34の平均高さが30μm以下であることによって、突起34の折損を良好に抑制できる。突起34の平均高さは、たとえばレーザ共焦点光学系を用いた顕微鏡を用いて測定される。   The average height of the projections 34 is, for example, 30 μm or less. When the average height of the projections 34 is 30 μm or less, breakage of the projections 34 can be favorably suppressed. The average height of the projections 34 is measured using, for example, a microscope using a laser confocal optical system.

平面視(すなわち、第1方向D1に沿って見た場合)において、本ニッケルメッキ層32の単位面積あたりにおける突起34の数は、たとえば2,500個以上7,000個以下である。突起34の上記数が2,500個以上であることによって、本ニッケルメッキ層32の表面積を十分に確保することができる。突起34の上記数が7,000個以下であることによって、隣り合う突起34同士が接触することを抑制できる。本実施形態では、単位面積は1mmである。本ニッケルメッキ層32の単位面積あたりにおける突起34の数は、たとえばJIS B 0601:2013(またはISO 4287:1997, Amd.1:2009)に規定される粗さ曲線要素の平均長さRSmによって算出される。 In a plan view (that is, when viewed along the first direction D1), the number of protrusions 34 per unit area of the nickel plating layer 32 is, for example, 2,500 or more and 7,000 or less. When the number of the protrusions 34 is 2,500 or more, the surface area of the nickel plating layer 32 can be sufficiently ensured. When the number of the protrusions 34 is 7,000 or less, contact between adjacent protrusions 34 can be suppressed. In the present embodiment, the unit area is 1 mm 2 . The number of the projections 34 per unit area of the nickel plating layer 32 is calculated by, for example, an average length RSm of a roughness curve element specified in JIS B 0601: 2013 (or ISO 4287: 1997, Amd. 1: 2009). Is done.

集電体11A、11Bは、集電体11と同様に電解メッキ処理が施された鋼板でもよく、ニッケル箔等の金属箔でもよい。   The current collectors 11A and 11B may be a steel plate subjected to electrolytic plating similarly to the current collector 11, or may be a metal foil such as a nickel foil.

上述したメッキ層30は、たとえば以下に示す手順によって形成することができる。   The above-described plating layer 30 can be formed, for example, by the following procedure.

まず、集電体11を構成する鋼板10の表面10a上に、鋼板10の表面形状とは異なる表面形状を呈する下地ニッケルメッキ層31を形成する。下地ニッケルメッキ層31は、鋼板10に対して電解メッキを施すことによって形成される。電解メッキでは、たとえばニッケル濃度が0.5mol/L以上2.0mol/L以下、温度が40℃以上65℃以下に設定されたニッケル浴を用いる。ニッケル浴とは、ニッケル陽イオンが存在する電解液であり、たとえば塩化ニッケル溶液、硫酸ニッケル溶液等である。ニッケル浴のニッケル濃度が0.5mol/L以上2.0mol/L以下であることによって、効率良くメッキ層を形成することができる。また、ニッケル浴の温度が40℃以上65℃以下であることによって、下地ニッケルメッキ層31に設けられる凸部33の平均高さを良好に制御できる。   First, a base nickel plating layer 31 having a surface shape different from the surface shape of the steel plate 10 is formed on the surface 10a of the steel plate 10 constituting the current collector 11. The base nickel plating layer 31 is formed by subjecting the steel plate 10 to electrolytic plating. In the electrolytic plating, for example, a nickel bath having a nickel concentration of 0.5 mol / L or more and 2.0 mol / L or less and a temperature of 40 ° C. or more and 65 ° C. or less is used. The nickel bath is an electrolytic solution containing a nickel cation, such as a nickel chloride solution or a nickel sulfate solution. When the nickel concentration of the nickel bath is 0.5 mol / L or more and 2.0 mol / L or less, a plating layer can be efficiently formed. When the temperature of the nickel bath is 40 ° C. or more and 65 ° C. or less, the average height of the protrusions 33 provided on the base nickel plating layer 31 can be controlled well.

下地ニッケルメッキ層31を形成するための電解メッキを実施する際、たとえば電流密度が0.5A/dm以上5.0A/dm以下の条件下にて150秒以上2,400秒以下の間、鋼板10をニッケル浴に浸漬させる。電解メッキ中における電流密度を0.5A/dm以上5.0A/dm以下に設定することによって、下地ニッケルメッキ層31が平滑メッキ層になることを防止できる。加えて、下地ニッケルメッキ層31に形成された凸部33が針形状(もしくはウィスカー形状)を呈することを抑制できる。また、150秒以上2,400秒以下の間、鋼板10をニッケル浴に浸漬させることによって、下地ニッケルメッキ層31の厚さを良好に設定できる。 When the electrolytic plating for forming the base nickel plating layer 31 is performed, for example, when the current density is 0.5 A / dm 2 or more and 5.0 A / dm 2 or less, for 150 seconds or more and 2,400 seconds or less. Then, the steel sheet 10 is immersed in a nickel bath. By setting the current density during electrolytic plating to be 0.5 A / dm 2 or more and 5.0 A / dm 2 or less, it is possible to prevent the underlying nickel plating layer 31 from becoming a smooth plating layer. In addition, it is possible to prevent the protrusions 33 formed on the base nickel plating layer 31 from exhibiting a needle shape (or a whisker shape). Also, by dipping the steel sheet 10 in the nickel bath for 150 seconds or more and 2,400 seconds or less, the thickness of the base nickel plating layer 31 can be set well.

下地ニッケルメッキ層31を形成する際に特に重要とされる条件は、ニッケル浴の温度および電流密度である。したがって、ニッケル浴の温度と、電流密度とのいずれも上記範囲内であるとき、ニッケル浴のニッケル濃度と、鋼板10が浸漬される時間とは、必ずしも上記範囲内でなくてもよい。   Conditions that are particularly important when forming the underlying nickel plating layer 31 are the temperature and current density of the nickel bath. Therefore, when both the temperature of the nickel bath and the current density are within the above ranges, the nickel concentration of the nickel bath and the time during which the steel sheet 10 is immersed need not necessarily be within the above ranges.

次に、下地ニッケルメッキ層31上に、複数の突起34を含み、下地ニッケルメッキ層31よりも大きい表面粗さを有する本ニッケルメッキ層32(図2(b)を参照)を形成する。これにより、鋼板10と、下地ニッケルメッキ層31および本ニッケルメッキ層32を有するメッキ層30とを備える集電体11が得られる。本ニッケルメッキ層32は、下地ニッケルメッキ層31が形成された鋼板10に対して電解メッキを施すことによって形成される。この電解メッキでは、たとえばニッケル濃度が0.15mol/L以上0.30mol/L未満、温度が30℃以上60℃以下に設定されたワット浴を用いる。ワット浴とは、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、および、ホウ酸を主成分とする電解液である。ワット浴のニッケル濃度が0.15mol/L以上0.30mol/L未満であることによって、先太り形状を呈する突起34を良好に形成できる。また、ワット浴の温度が30℃以上60℃以下であることによって、先太り形状の平均高さを良好に制御できる。   Next, the present nickel plating layer 32 (see FIG. 2B) including the plurality of protrusions 34 and having a surface roughness greater than that of the base nickel plating layer 31 is formed on the base nickel plating layer 31. Thus, the current collector 11 including the steel plate 10 and the plating layer 30 having the base nickel plating layer 31 and the present nickel plating layer 32 is obtained. The nickel plating layer 32 is formed by subjecting the steel sheet 10 on which the base nickel plating layer 31 is formed to electrolytic plating. In this electrolytic plating, for example, a Watt bath having a nickel concentration of 0.15 mol / L or more and less than 0.30 mol / L and a temperature of 30 ° C. or more and 60 ° C. or less is used. The Watt bath is an electrolytic solution containing nickel sulfate, nickel chloride, and boric acid as main components. When the nickel concentration of the Watt bath is 0.15 mol / L or more and less than 0.30 mol / L, the projection 34 having a tapered shape can be formed favorably. Further, when the temperature of the Watt bath is 30 ° C. or more and 60 ° C. or less, the average height of the tapered shape can be controlled well.

本ニッケルメッキ層32を形成するための電解メッキを実施する際、たとえば電流密度が30A/dm以上50A/dm以下の条件下にて30秒以上60秒以下の間、鋼板10をニッケル浴に浸漬させる。電解メッキ中における電流密度を30A/dm以上50A/dm以下に設定することによって、先太り形状を呈する突起34を良好に形成できる。また、30秒以上60秒以下の間、鋼板10をワット浴に浸漬させることによって、本ニッケルメッキ層32の厚さを良好に設定できる。 In practicing the electrolytic plating for forming the nickel plating layer 32, for example a current density of 30A / dm 2 or more 50A / dm 2 or less between at 60 seconds or less 30 seconds or more conditions, the steel plate 10 nickel bath Soak in By setting the current density in the electrolytic plating 30A / dm 2 or more 50A / dm 2 or less, it can be favorably formed a projection 34 which exhibits thickens shape. Further, by immersing the steel sheet 10 in the Watt bath for 30 seconds or more and 60 seconds or less, the thickness of the nickel plating layer 32 can be set well.

本ニッケルメッキ層32を形成する際に特に重要とされる条件は、ワット浴のニッケル濃度および電流密度である。したがって、ワット浴のニッケル濃度と、電流密度とのいずれも上記範囲内であるとき、ワット浴の温度と、鋼板10が浸漬される時間とは、必ずしも上記範囲内でなくてもよい。   Conditions that are particularly important when forming the present nickel plating layer 32 are the nickel concentration and the current density of the watt bath. Therefore, when both the nickel concentration and the current density of the watt bath are within the above ranges, the temperature of the watt bath and the time during which the steel sheet 10 is immersed need not necessarily be within the above ranges.

続いて、図3および図4を参照しつつ、上述したバイポーラ電極3の製造方法について説明する。   Subsequently, a method for manufacturing the above-described bipolar electrode 3 will be described with reference to FIGS.

バイポーラ電極3の製造方法では、集電体11となるべき集電シート40を搬送しつつ、集電シート40に負極活物質を含む負極ペースト41および正極活物質を含む正極ペースト42を塗工する。   In the manufacturing method of the bipolar electrode 3, a negative electrode paste 41 including a negative electrode active material and a positive electrode paste 42 including a positive electrode active material are applied to the current collecting sheet 40 while conveying the current collecting sheet 40 to be the current collector 11. .

集電シート40は、集電体11の第1面11aに対応する第1面40a、および、集電体11の第2面11bに対応する第2面40bを有する。集電体11の第1面11aに対応する集電シート40の第1面40aは、粗面化されており、上述したメッキ層30の突起34が設けられている。   The current collector sheet 40 has a first surface 40a corresponding to the first surface 11a of the current collector 11, and a second surface 40b corresponding to the second surface 11b of the current collector 11. The first surface 40a of the current collector sheet 40 corresponding to the first surface 11a of the current collector 11 is roughened and provided with the protrusions 34 of the plating layer 30 described above.

図4に示すように、集電シート40は、所定の搬送ローラR1、R2によって水平方向に搬送される。このとき、集電シート40の第1面40aは鉛直下方を向いており、第2面40bは鉛直上方を向いている。   As shown in FIG. 4, the current collecting sheet 40 is transported in a horizontal direction by predetermined transport rollers R1 and R2. At this time, the first surface 40a of the current collecting sheet 40 faces vertically downward, and the second surface 40b faces vertically upward.

バイポーラ電極3を製造する際には、図3の負極ペースト塗工工程(第2塗工工程)S1として、図4(a)に示すように、集電シート40の上面である第2面40b上に負極ペースト41を塗工する。負極ペースト塗工工程S1では、集電シート40の上方に配置されたダイコータ50が用いられる。なお、負極ペースト塗工工程S1では、集電シート40の下面である第1面40aには、正極ペースト42がまだ塗工されていないため、ダイコータ50と対向する位置に下側搬送ローラR2を配置することが可能である。ダイコータ50と対向する位置に下側搬送ローラR2を配置することで、塗工時における集電シート40の撓みが抑制されるため、負極ペーストを高い位置精度および寸法精度で塗工することができる。   When the bipolar electrode 3 is manufactured, as shown in FIG. 4A, a second surface 40b, which is the upper surface of the current collecting sheet 40, is used as a negative electrode paste coating step (second coating step) S1 in FIG. A negative electrode paste 41 is applied thereon. In the negative electrode paste coating step S1, a die coater 50 disposed above the current collecting sheet 40 is used. In the negative electrode paste coating step S1, since the positive electrode paste 42 has not yet been coated on the first surface 40a, which is the lower surface of the current collecting sheet 40, the lower transport roller R2 is located at a position facing the die coater 50. It is possible to arrange. By disposing the lower transport roller R2 at a position facing the die coater 50, the bending of the current collecting sheet 40 during coating is suppressed, so that the negative electrode paste can be coated with high positional accuracy and dimensional accuracy. .

集電シート40は、搬送時および塗工時に撓まないように、大きな厚さ寸法を有する。集電シート40は、集電体11の厚さと同様の厚さ(すなわち、50μm)を有する。また、集電シート40は、搬送時および塗工時に撓まないように、100N/m以上の高い張力で保持され得る。   The current collecting sheet 40 has a large thickness dimension so as not to bend during transportation and coating. The current collecting sheet 40 has a thickness similar to the thickness of the current collector 11 (that is, 50 μm). In addition, the current collecting sheet 40 can be held at a high tension of 100 N / m or more so as not to bend during transportation and coating.

負極ペースト塗工工程S1に続いて、図3の正極ペースト塗工工程(第1塗工工程)S2として、図4(b)に示すように、集電シート40の第1面40a上に正極ペースト42を塗工する。正極ペースト塗工工程S2では、集電シート40の下方に配置されたダイコータ52が用いられる。   Following the negative electrode paste application step S1, as shown in FIG. 4B, the positive electrode paste application step (first application step) S2 on the first surface 40a of the current collector sheet 40 is performed as a positive electrode paste application step (first application step). The paste 42 is applied. In the positive electrode paste coating step S2, a die coater 52 disposed below the current collecting sheet 40 is used.

正極ペースト塗工工程S2において、集電シート40の下側から正極ペースト42を塗工することで、図5に示すような構成となり得る。図5において、符号42aは正極ペースト42に含まれる正極活物質を示しており、符号41aは負極ペースト41に含まれる負極活物質を示している。図5に示すとおり、正極ペースト42は集電シート40の第1面40aに付着するが、正極ペースト42に含まれる正極活物質42aや溶媒は第1面40aに設けられた複数の突起34の間を埋めない。また、複数の突起34が存在することで正極ペースト42と第1面40aとは完全には密着せずに、正極ペースト42と第1面40aとの間に隙間Vが形成される。正極活物質42aは、突起34を介して集電シート40との導通が図られる。一方、負極ペースト41は、粗面化されていない集電シート40の第2面40bに上側から塗工されるため、第2面40bに完全に密着し、負極ペースト41と第2面40bとの間には実質的に隙間が形成されない。   In the positive electrode paste coating step S2, by applying the positive electrode paste 42 from below the current collecting sheet 40, a configuration as shown in FIG. 5 can be obtained. In FIG. 5, reference numeral 42a indicates a positive electrode active material included in the positive electrode paste 42, and reference numeral 41a indicates a negative electrode active material included in the negative electrode paste 41. As shown in FIG. 5, the positive electrode paste 42 adheres to the first surface 40 a of the current collector sheet 40, but the positive electrode active material 42 a and the solvent contained in the positive electrode paste 42 include the plurality of protrusions 34 provided on the first surface 40 a. Do not fill the gap. Further, due to the presence of the plurality of protrusions 34, the positive electrode paste 42 and the first surface 40a do not completely adhere to each other, and a gap V is formed between the positive electrode paste 42 and the first surface 40a. The positive electrode active material 42 a is electrically connected to the current collecting sheet 40 via the protrusion 34. On the other hand, since the negative electrode paste 41 is applied from the upper side to the second surface 40b of the current collecting sheet 40 that is not roughened, the negative electrode paste 41 is completely adhered to the second surface 40b, and the negative electrode paste 41 and the second surface 40b are No substantial gap is formed between them.

正極ペースト塗工工程S2の後は、図3の乾燥工程S3として、所定の乾燥条件において負極ペースト41および正極ペースト42を乾燥させる。乾燥工程S3では、正極ペースト42から溶媒が除かれて正極活物質層12になるとともに、負極ペースト41から溶媒が除かれて負極活物質層13となる。   After the positive electrode paste application step S2, the negative electrode paste 41 and the positive electrode paste 42 are dried under predetermined drying conditions as a drying step S3 in FIG. In the drying step S3, the solvent is removed from the positive electrode paste 42 to form the positive electrode active material layer 12, and the solvent is removed from the negative electrode paste 41 to form the negative electrode active material layer 13.

そして最後に、図3の切断工程S4として、図4(c)に示すように、帯状に形成されたバイポーラ電極3を所定の寸法で裁断または打ち抜きし、個片のバイポーラ電極3とする。   Finally, as a cutting step S4 in FIG. 3, as shown in FIG. 4 (c), the bipolar electrode 3 formed in a strip shape is cut or punched to a predetermined size to form the bipolar electrode 3 as an individual piece.

以上において説明したとおり、バイポーラ電極3の製造方法では、正極ペースト塗工工程S2において、集電シート40の第1面40aが鉛直下方を向いた状態で正極ペースト42を集電シート40の下側から塗工することで、第1面40aの凹凸(すなわち、複数の突起34によって画成された間隙)は正極ペースト42によって埋まりづらい。そのため、上述したバイポーラ電極3の製造方法によれば、集電体11の第1面11aと正極活物質層12との間に隙間Vが存在するバイポーラ電極3を得ることができる。   As described above, in the method of manufacturing the bipolar electrode 3, in the positive electrode paste coating step S2, the positive electrode paste 42 is placed on the lower side of the current collector sheet 40 with the first surface 40a of the current collector sheet 40 facing vertically downward. As a result, the unevenness of the first surface 40a (that is, the gap defined by the plurality of protrusions 34) is not easily filled with the positive electrode paste 42. Therefore, according to the above-described method for manufacturing bipolar electrode 3, bipolar electrode 3 in which gap V exists between first surface 11 a of current collector 11 and positive electrode active material layer 12 can be obtained.

蓄電装置1は、製造段階において積層体2を構成する複数のバイポーラ電極3間に電解液が注入される。また、蓄電装置1では、特に正極活物質層12において電解液がガス化して電解液が消耗され得るため、消耗した箇所に他の箇所から電解液が流れこむ。このような場合に、電解液はある程度流動する必要がある。電解液の流動性が低いために電解液が消耗した箇所に電解液が十分に流れこまない場合には、電池特性が悪化することがある。   In the power storage device 1, an electrolyte is injected between a plurality of bipolar electrodes 3 constituting the stacked body 2 in a manufacturing stage. In addition, in the power storage device 1, particularly in the positive electrode active material layer 12, the electrolytic solution may be gasified and the electrolytic solution may be consumed, so that the electrolytic solution flows into the consumed portion from another location. In such a case, the electrolyte needs to flow to some extent. If the electrolyte does not sufficiently flow into the portion where the electrolyte has been consumed due to the low fluidity of the electrolyte, the battery characteristics may be deteriorated.

蓄電装置1内に封入される電解液は、バイポーラ電極3の集電体11の第1面11aと正極活物質層12との隙間Vを通って流動することができる。電解液は、隙間Vの寸法が小さくても毛細管現象により流動することができる。したがって、上述したバイポーラ電極3の製造方法によれば、電解液の流動性を高めることができる。   The electrolytic solution sealed in power storage device 1 can flow through gap V between first surface 11 a of current collector 11 of bipolar electrode 3 and positive electrode active material layer 12. The electrolyte can flow due to the capillary phenomenon even if the size of the gap V is small. Therefore, according to the manufacturing method of the bipolar electrode 3 described above, the fluidity of the electrolytic solution can be increased.

また、上述したバイポーラ電極3の製造方法では、集電シート40に負極ペースト41を塗工する際に正極ペースト42がまだ塗工されていない。したがって、集電シート40に負極ペースト41を塗工する際に正極ペースト42がすでに塗工されている場合に比べて、負極ペースト41の塗工条件の自由度が高くなっている。たとえば、負極ペースト41のダイコータ50と対向する位置に下側搬送ローラR2を配置することが可能であり、この場合、塗工時における集電シート40の撓みが抑制されるため、負極ペーストを高い位置精度および寸法精度で塗工することができる。   In the above-described method for manufacturing the bipolar electrode 3, when the negative electrode paste 41 is applied to the current collecting sheet 40, the positive electrode paste 42 has not been applied yet. Therefore, when applying the negative electrode paste 41 to the current collecting sheet 40, the degree of freedom of the application conditions of the negative electrode paste 41 is higher than when the positive electrode paste 42 is already applied. For example, it is possible to dispose the lower conveying roller R2 at a position facing the die coater 50 of the negative electrode paste 41. In this case, since the bending of the current collecting sheet 40 during coating is suppressed, the negative electrode paste needs to be high. Coating can be performed with positional accuracy and dimensional accuracy.

本発明は、上記実施形態に限定されず、他に様々な変形が可能である。たとえば、上記実施形態では、正極活物質層12は粗面化された第1面11aに設けられていたが、負極活物質層13が粗面化された第1面11aに設けられてもよい。すなわち、第1塗工工程が負極ペースト塗工工程、第2塗工工程が正極ペースト塗工工程であってもよい。また、集電体および集電シートの第1面のみが粗面化処理が施された態様を示したが、第1面および第2面の両方が粗面化処理が施された態様であってもよい。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various other modifications are possible. For example, in the above embodiment, the positive electrode active material layer 12 is provided on the roughened first surface 11a, but the negative electrode active material layer 13 may be provided on the roughened first surface 11a. . That is, the first application step may be a negative electrode paste application step, and the second application step may be a positive electrode paste application step. In addition, although the aspect in which only the first surface of the current collector and the current collecting sheet are subjected to the surface roughening treatment is shown, both the first surface and the second surface are subjected to the surface roughening treatment. You may.

1…蓄電装置、3…バイポーラ電極、11…集電体、11a…第1面、11b…第2面、12…正極活物質層、13…負極活物質層、30…メッキ層、34…突起、40…集電シート、40a…第1面、40b…第2面、S1…負極ペースト塗工工程、S2…正極ペースト塗工工程。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power storage device, 3 ... Bipolar electrode, 11 ... Current collector, 11a ... 1st surface, 11b ... 2nd surface, 12 ... Positive electrode active material layer, 13 ... Negative electrode active material layer, 30 ... Plating layer, 34 ... Projection , 40: current collector sheet, 40a: first surface, 40b: second surface, S1: negative electrode paste application step, S2: positive electrode paste application step.

Claims (3)

粗面化された第1面と、該第1面とは反対側の第2面とを有する集電体と、前記第1面および前記第2面の一方に設けられた正極活物質層と、前記第1面および前記第2面の他方に設けられた負極活物質層とを備えるバイポーラ電極の製造方法であって、
前記第1面が鉛直下方を向いた状態で、該第1面に、前記正極活物質層を形成する正極ペーストおよび前記負極活物質層を形成する負極ペーストの一方を前記集電体の下側から塗工する第1塗工工程を含む、バイポーラ電極の製造方法。
A current collector having a roughened first surface, a second surface opposite to the first surface, and a positive electrode active material layer provided on one of the first and second surfaces. A method of manufacturing a bipolar electrode, comprising: a negative electrode active material layer provided on the other of the first surface and the second surface;
With the first surface facing vertically downward, one of the positive electrode paste forming the positive electrode active material layer and the negative electrode paste forming the negative electrode active material layer is placed on the first surface under the current collector. A method for producing a bipolar electrode, comprising a first coating step of coating from a surface.
前記第1塗工工程の前に、前記第2面に、前記正極ペーストおよび前記負極ペーストの他方を塗工する第2塗工工程をさらに含む、請求項1に記載のバイポーラ電極の製造方法。   The method for manufacturing a bipolar electrode according to claim 1, further comprising a second coating step of coating the other of the positive electrode paste and the negative electrode paste on the second surface before the first coating step. 前記正極活物質層は前記第1面に設けられている、請求項1または2に記載のバイポーラ電極の製造方法。
The method for manufacturing a bipolar electrode according to claim 1, wherein the positive electrode active material layer is provided on the first surface.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023187982A1 (en) * 2022-03-29 2023-10-05 京セラ株式会社 Electrode body and power storage element

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