JP2870037B2 - リチウム負極の製造装置 - Google Patents
リチウム負極の製造装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、リチウム負極として用い、正負両極がセパ
レータを介して渦巻状に巻かれた構造となっている円筒
型リチウム二次電池（以下渦巻式リチウム二次電池と記
す）の負極の製造方法に関するものである。
レータを介して渦巻状に巻かれた構造となっている円筒
型リチウム二次電池（以下渦巻式リチウム二次電池と記
す）の負極の製造方法に関するものである。
負極活物質としてリチウムを使用し電解液に非水電解
液を使用した、いわゆる非水電解液リチウム電池は、自
己放電の少ない保存性に優れた電池として知られてお
り、特に５〜10年という長期間使用が要求される電子腕
時計や種々のメモリーバックアップ用電源として広く使
用されるようになっている。ところで、これら従来使用
されているリチウム電池は通常一次電池であるが、長期
間経済的にかつ安定して使用できる電源として再充電可
能なリチウム二次電池への要望が多く、各方面で研究が
進められている。その中で、特に渦巻式リチウム二次電
池は重負荷特性に優れるため小型電子機器等の電源とし
て期待されている。しかしながら、この渦巻式リチウム
二次電池は充放電を繰り返すとリチウム負極の集電が悪
くなり、充分な容量を取り出せなくなるという問題があ
る。このために、リチウム負極の集電に銅を用いる方法
が見出され、効果が確認されているが、薄いリチウム箔
はしわになり易いこと、所定の電極寸法に切断されたリ
チウム箔と銅箔を精度よく張り合わせるのが困難である
こと、そしてまたリチウム箔と銅箔を圧着ローラーを用
いて張り合わせるときにローラーにリチウム箔が張りつ
いてしまうこと等その作業は煩雑であるために実用化に
は至っていない。
液を使用した、いわゆる非水電解液リチウム電池は、自
己放電の少ない保存性に優れた電池として知られてお
り、特に５〜10年という長期間使用が要求される電子腕
時計や種々のメモリーバックアップ用電源として広く使
用されるようになっている。ところで、これら従来使用
されているリチウム電池は通常一次電池であるが、長期
間経済的にかつ安定して使用できる電源として再充電可
能なリチウム二次電池への要望が多く、各方面で研究が
進められている。その中で、特に渦巻式リチウム二次電
池は重負荷特性に優れるため小型電子機器等の電源とし
て期待されている。しかしながら、この渦巻式リチウム
二次電池は充放電を繰り返すとリチウム負極の集電が悪
くなり、充分な容量を取り出せなくなるという問題があ
る。このために、リチウム負極の集電に銅を用いる方法
が見出され、効果が確認されているが、薄いリチウム箔
はしわになり易いこと、所定の電極寸法に切断されたリ
チウム箔と銅箔を精度よく張り合わせるのが困難である
こと、そしてまたリチウム箔と銅箔を圧着ローラーを用
いて張り合わせるときにローラーにリチウム箔が張りつ
いてしまうこと等その作業は煩雑であるために実用化に
は至っていない。
本発明の課題は、上述の現状に鑑み、リチウム箔と銅
箔とを、圧着積層したリチウム負極を、寸法精度よく、
かつ生産性よく製造する装置を提供することである。
箔とを、圧着積層したリチウム負極を、寸法精度よく、
かつ生産性よく製造する装置を提供することである。
本発明は、リチウム箔ロール材と銅箔ロール材とを圧
着積層して製造するリチウム負極の製造装置であって、
圧着に先行してリチウム箔に張力をかけるテンショナー
と、リチウム箔と銅箔を比較的弱い力で圧着する第１の
圧着ローラーと続いて強い力で圧着する第２の圧着ロー
ラーとリチウム箔と銅箔が圧着された積層シートを切断
するカッターと、切断後の前記積層シートを更に圧着す
る第３の圧着ローラーとを具備したリチウム負極の製造
装置である。
着積層して製造するリチウム負極の製造装置であって、
圧着に先行してリチウム箔に張力をかけるテンショナー
と、リチウム箔と銅箔を比較的弱い力で圧着する第１の
圧着ローラーと続いて強い力で圧着する第２の圧着ロー
ラーとリチウム箔と銅箔が圧着された積層シートを切断
するカッターと、切断後の前記積層シートを更に圧着す
る第３の圧着ローラーとを具備したリチウム負極の製造
装置である。
前記手段の作用を製造過程の順に従って述べる。ま
ず、ロール材から引き出されたリチウム箔にテンション
を与えるテンショナーによって、リチウム箔のしわが除
かれる。次に上述したそれぞれ弱、強の圧着ローラーか
らなる２段の圧着ローラーを用いることによって、ロー
ラーへのリチウムの張りつきを防止すると共に、強固な
圧着が得られる。また、リチウム箔と銅箔を張り合わせ
た後で、所定の電極寸法に切断しているので、寸法精度
の良い電極が得られ、その後更に第３の圧着ローラーで
圧着することにより、切断時のバリがつぶされ滑らかに
なる。
ず、ロール材から引き出されたリチウム箔にテンション
を与えるテンショナーによって、リチウム箔のしわが除
かれる。次に上述したそれぞれ弱、強の圧着ローラーか
らなる２段の圧着ローラーを用いることによって、ロー
ラーへのリチウムの張りつきを防止すると共に、強固な
圧着が得られる。また、リチウム箔と銅箔を張り合わせ
た後で、所定の電極寸法に切断しているので、寸法精度
の良い電極が得られ、その後更に第３の圧着ローラーで
圧着することにより、切断時のバリがつぶされ滑らかに
なる。
本発明の製造装置で製造されるリチウム負極は、渦巻
式リチウム二次電池のリチウム負極である。本発明が係
わる渦巻式リチウム二次電池の全体的構造は、例えば同
一出願人による特願昭63−201103の中で詳しく述べられ
ているので、ここでは特に係わる電極構造についての
み、その概略を図面を用いて説明する。第２図は、渦巻
式リチウム二次電池の側方から見た電極の構造の断面を
模式的に示す。第２図の中で、10は負極活物質であるリ
チウム箔、20は負極集電体である銅箔、30は正極、40セ
パレータである。負極50は銅箔20とその両面に積層され
たリチウム箔10から形成され、負極50と正極30はセパレ
ータ40を介して渦巻状に巻かれている。以上の説明から
示されるように本発明の係わるリチウム負極の構造は帯
状で、銅箔の両面にリチウム箔を積層したリチウム箔／
銅箔／リチウム箔の３層積層シート構造になっている
か、あるいは銅箔の片面にリチウム箔を積層したリチウ
ム箔／銅箔の２層積層シートを２枚銅箔側を内にして重
ね合わせた構造となっていてもよい（特願昭63−201103
を参照）。
式リチウム二次電池のリチウム負極である。本発明が係
わる渦巻式リチウム二次電池の全体的構造は、例えば同
一出願人による特願昭63−201103の中で詳しく述べられ
ているので、ここでは特に係わる電極構造についての
み、その概略を図面を用いて説明する。第２図は、渦巻
式リチウム二次電池の側方から見た電極の構造の断面を
模式的に示す。第２図の中で、10は負極活物質であるリ
チウム箔、20は負極集電体である銅箔、30は正極、40セ
パレータである。負極50は銅箔20とその両面に積層され
たリチウム箔10から形成され、負極50と正極30はセパレ
ータ40を介して渦巻状に巻かれている。以上の説明から
示されるように本発明の係わるリチウム負極の構造は帯
状で、銅箔の両面にリチウム箔を積層したリチウム箔／
銅箔／リチウム箔の３層積層シート構造になっている
か、あるいは銅箔の片面にリチウム箔を積層したリチウ
ム箔／銅箔の２層積層シートを２枚銅箔側を内にして重
ね合わせた構造となっていてもよい（特願昭63−201103
を参照）。
実施例として、前者の帯状３層積層シート構造のリチ
ウム負極を製造する製造装置の場合について以下に述べ
る。
ウム負極を製造する製造装置の場合について以下に述べ
る。
第１図は、リチウム負極製造装置の実施例の概略を示
す。製造過程に従って、第１図を参照しながら実施例を
説明する。まず、いずれも所定の電極幅寸法より幅の広
い、リチウム箔ロール材1a、銅箔ロール材（例えば30μ
ｍの厚さ）２、リチウム箔ロール材（例えば30μｍの厚
さ）1bを用意する。それぞれのロール材から、リチウム
箔、銅箔、リチウム箔はそれぞれ引き出され、第１の圧
着ローラー（ポリプロピレン製、直径40mm）４に向かう
が、両リチウム箔は第１の圧着ローラー４に至る前に設
けられたテンショナー3a、3bでそれぞれ張力が与えられ
てしわが伸ばされる。しわの伸ばされた両リチウム箔
は、銅箔を両面から挟んで、第１の圧着ローラー４によ
って、例えば線圧0.04kg/cmで軽く圧着積層されてリチ
ウム箔／銅箔／リチウム箔からなる３層積層シートにな
る。この際、第１の圧着ローラーでは例えば線圧0.01〜
0.5kg/cmの範囲の比較的弱い力で圧着されるので、リチ
ウム箔がローラーに張りつくようなことは起こらない。
続いて３層積層シートは例えば線圧20kg/cm程度の強い
力で圧着する第２の圧着ローラー（ポリプロピレン製、
直径60mm）５で圧着されて、３層積層シートの層間は充
分強く結合した状態になる。ここで、この第２の圧着ロ
ーラー５の線圧としては５〜500kg/cmの範囲が好まし
い。この場合、予め圧着されているので第２の圧着ロー
ラー５に張りつくことはない。続いて結合強化された３
層積層シートはカッター６で所定の電極幅に切断され
る。ここで余分の切りクズは切りクズ巻き取り９で巻き
取られる。所定の電極幅に切断された３層積層シートは
更に第３の圧着ローラー７で圧着されることにより切断
時に生じたバリが滑らかにされ、所定の電極幅をもつ帯
状の３層積層シート構造のリチウム負極として積層シー
ト巻き取り８に巻き取られる。
す。製造過程に従って、第１図を参照しながら実施例を
説明する。まず、いずれも所定の電極幅寸法より幅の広
い、リチウム箔ロール材1a、銅箔ロール材（例えば30μ
ｍの厚さ）２、リチウム箔ロール材（例えば30μｍの厚
さ）1bを用意する。それぞれのロール材から、リチウム
箔、銅箔、リチウム箔はそれぞれ引き出され、第１の圧
着ローラー（ポリプロピレン製、直径40mm）４に向かう
が、両リチウム箔は第１の圧着ローラー４に至る前に設
けられたテンショナー3a、3bでそれぞれ張力が与えられ
てしわが伸ばされる。しわの伸ばされた両リチウム箔
は、銅箔を両面から挟んで、第１の圧着ローラー４によ
って、例えば線圧0.04kg/cmで軽く圧着積層されてリチ
ウム箔／銅箔／リチウム箔からなる３層積層シートにな
る。この際、第１の圧着ローラーでは例えば線圧0.01〜
0.5kg/cmの範囲の比較的弱い力で圧着されるので、リチ
ウム箔がローラーに張りつくようなことは起こらない。
続いて３層積層シートは例えば線圧20kg/cm程度の強い
力で圧着する第２の圧着ローラー（ポリプロピレン製、
直径60mm）５で圧着されて、３層積層シートの層間は充
分強く結合した状態になる。ここで、この第２の圧着ロ
ーラー５の線圧としては５〜500kg/cmの範囲が好まし
い。この場合、予め圧着されているので第２の圧着ロー
ラー５に張りつくことはない。続いて結合強化された３
層積層シートはカッター６で所定の電極幅に切断され
る。ここで余分の切りクズは切りクズ巻き取り９で巻き
取られる。所定の電極幅に切断された３層積層シートは
更に第３の圧着ローラー７で圧着されることにより切断
時に生じたバリが滑らかにされ、所定の電極幅をもつ帯
状の３層積層シート構造のリチウム負極として積層シー
ト巻き取り８に巻き取られる。
上述したように本発明によれば、銅を集電体としたリ
チウム負極を効率的に精度よく製造でき、高エネルギー
密度で重負荷特性、充放電サイクル特性に優れた渦巻式
リチウム二次電池の量産生が高まり、ぞの工業的価値は
大である。
チウム負極を効率的に精度よく製造でき、高エネルギー
密度で重負荷特性、充放電サイクル特性に優れた渦巻式
リチウム二次電池の量産生が高まり、ぞの工業的価値は
大である。
第１図は本発明の実施例のリチウム負極製造装置で、第
２図は電池断面図である。 1a……リチウム箔ロール材 1b……リチウム箔ロール材 ２……銅箔ロール材 3a……テンショナー 3b……テンショナー ４……第１の圧着ローラー ５……第２の圧着ローラー ６……カッター ７……第３の圧着ローラー ８……積層シート巻き取り ９……切りクズ巻き取り
２図は電池断面図である。 1a……リチウム箔ロール材 1b……リチウム箔ロール材 ２……銅箔ロール材 3a……テンショナー 3b……テンショナー ４……第１の圧着ローラー ５……第２の圧着ローラー ６……カッター ７……第３の圧着ローラー ８……積層シート巻き取り ９……切りクズ巻き取り
Claims (2)
- 【請求項１】リチウム電池の負極として、負極活物質材
料であるリチウム箔と集電体材料である銅箔とを積層し
てなるリチウム負極を、リチウム箔ロール材と銅箔ロー
ル材とを圧着積層して製造するリチウム負極の製造装置
において、圧着に先行してリチウム箔に張力をかけるテ
ンショナーと、比較的弱い力でリチウム箔と銅箔とを圧
着する第１の圧着ローラーと続いて強い力で圧着する第
２の圧着ローラーとを具備することを特徴とするリチウ
ム負極の製造装置。 - 【請求項２】リチウム箔と銅箔が圧着された積層シート
を所定寸法に切断するカッターと、切断後の前記積層シ
ートを更に圧着する第３の圧着ローラーとを具備するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のリチウム負
極の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1228431A JP2870037B2 (ja) | 1989-09-05 | 1989-09-05 | リチウム負極の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1228431A JP2870037B2 (ja) | 1989-09-05 | 1989-09-05 | リチウム負極の製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0393156A JPH0393156A (ja) | 1991-04-18 |
| JP2870037B2 true JP2870037B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=16876379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1228431A Expired - Fee Related JP2870037B2 (ja) | 1989-09-05 | 1989-09-05 | リチウム負極の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2870037B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023067905A1 (ja) * | 2021-10-22 | 2023-04-27 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | ロールプレス装置および圧着方法 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19545110C1 (de) * | 1995-12-04 | 1997-02-20 | Friwo Silberkraft Ges Fuer Bat | Elektrochemische Zelle mit einer Alkalimetall- oder Erdalkalimetallanode |
| AU1940997A (en) * | 1996-03-14 | 1997-10-01 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Method and device for sticking lithium foil and method for manufacturing lithium electrode |
| JP4423699B2 (ja) | 1999-05-27 | 2010-03-03 | ソニー株式会社 | 半導体レーザ素子及びその作製方法 |
| EP2629352A1 (en) * | 2012-02-17 | 2013-08-21 | Oxis Energy Limited | Reinforced metal foil electrode |
| CN105845897B (zh) * | 2016-05-16 | 2018-07-13 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 分体压延分体复合补锂装置 |
| CN106364127B (zh) * | 2016-09-20 | 2018-04-06 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 一种间歇双面覆膜装置 |
| JP6927077B2 (ja) * | 2018-02-22 | 2021-08-25 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置の製造方法 |
| KR102413279B1 (ko) * | 2021-11-11 | 2022-06-27 | (주)미디어테크 | 리튬메탈 배터리 음극재용 리튬박 합지장치 |
| WO2023176557A1 (ja) * | 2022-03-16 | 2023-09-21 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 製造装置 |
| CN115566147B (zh) * | 2022-09-30 | 2023-06-06 | 广东捷盟智能装备有限公司 | 一种铜膜双面覆锂装置及铜膜双面覆锂方法 |
-
1989
- 1989-09-05 JP JP1228431A patent/JP2870037B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023067905A1 (ja) * | 2021-10-22 | 2023-04-27 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | ロールプレス装置および圧着方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0393156A (ja) | 1991-04-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |