JP3257877B2 - シート状極板の製造方法および非水電池 - Google Patents
シート状極板の製造方法および非水電池Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【０００１】
【産業上利用分野】本発明は非水電解質電池に使用され
るシート状電極の製造方法の改良に関するものである。
るシート状電極の製造方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】非水電解質電池は、用いる非水電解質の
電気伝導度が水系電解質電池に比べ低いので、導電性支
持体に形成される電極層の厚みを薄くする必要がある。
また、円筒型電池では活物質充填量を上げるため、加圧
により充填密度を高めたシート状の電極を巻回した渦巻
式構造が採用されている。シート状電極板は、活物質、
導電剤、結着剤、溶媒を添加して混練し、スラリー状の
電極合剤を調製し、さらに、圧入充填あるいは、塗布に
よって導電性支持体の両面に電極合剤層を形成し製造さ
れる。電池用電極としては、単位体積当たりの電極合剤
の密度により電池特性、特に放電特性が決定される。電
極層を薄くし、さらに充填密度を高めるために、導電性
支持体の両面に形成された電極合剤層は、数段のローラ
ープレス機で圧延を繰り返し、所望の充填密度、厚みに
整えられる。
電気伝導度が水系電解質電池に比べ低いので、導電性支
持体に形成される電極層の厚みを薄くする必要がある。
また、円筒型電池では活物質充填量を上げるため、加圧
により充填密度を高めたシート状の電極を巻回した渦巻
式構造が採用されている。シート状電極板は、活物質、
導電剤、結着剤、溶媒を添加して混練し、スラリー状の
電極合剤を調製し、さらに、圧入充填あるいは、塗布に
よって導電性支持体の両面に電極合剤層を形成し製造さ
れる。電池用電極としては、単位体積当たりの電極合剤
の密度により電池特性、特に放電特性が決定される。電
極層を薄くし、さらに充填密度を高めるために、導電性
支持体の両面に形成された電極合剤層は、数段のローラ
ープレス機で圧延を繰り返し、所望の充填密度、厚みに
整えられる。
【０００３】従来、導電性支持体として導電性多孔基板
が用いられてきた。導電性多孔基板を用いた場合のプレ
ス方法は、特開昭６０−１００３６７、特開平３−２９
２６９や特開平５−２１０５５などに提案されており、
ローラー掛けの回数（極板のローラーニップ通過回数）
として、５回程度のプレスがなされ、通常ローラープレ
ス圧力は５００〜２０００kg／cm2 で行われる（特開昭
６４−５９７６４）。ローラー掛けの回数が多くなると
充填密度が高まり電極板の厚みは薄くなっていくが、極
板が延伸するため、極板の蛇行、破断強度の低下や電極
合剤層と導電性支持体との密着力の低下が起こり、後工
程、特に巻回工程で極板電極合剤の剥離や脱落、極板の
破断などの不良が発生する問題があった。前記提案は、
これらの問題に対しなされたもので、更に、特開平３−
２０１３６６では、１回のローラー掛けで所定の最終厚
さまでプレスすることが開示されている。導電性多孔基
板を用いる場合に、特開平３−７７２７０、特開平３−
２０１３６６、特開平３−２９２６９が提案しているよ
うに、ローラー直径は１００mm程度で十分問題のないロ
ーラープレスが行われるが、導電性支持体として金属箔
を用いた場合に、プレス及び後工程の巻回工程で、電極
合剤層の剥離が多発する問題が発生した。調査の結果、
金属箔は、支持体表面が非常に平滑なため、支持体上に
形成された電極合剤層と金属箔界面でアンカー効果等の
物理的な密着を期待することができず、導電性多孔基板
を用いた場合に比べ密着力が極端に低下していることが
判った。また、前記圧力範囲でローラープレスを行った
場合、１０回のローラー掛けを行っても充填密度が上が
らず、円筒型電池の放電容量の低下を引き起こした。製
造設備のコストの点からも、設備効率、簡易化のために
数回のローラー掛けでプレスを行うことが望ましい。特
開平４−２４９８５７などでは、平面的なプレスによる
製造方法が開示されているが、この方法は大掛かりな装
置を必要とするため、量産性の観点から連続プレスがで
きるローラープレス法に及ばない。
が用いられてきた。導電性多孔基板を用いた場合のプレ
ス方法は、特開昭６０−１００３６７、特開平３−２９
２６９や特開平５−２１０５５などに提案されており、
ローラー掛けの回数（極板のローラーニップ通過回数）
として、５回程度のプレスがなされ、通常ローラープレ
ス圧力は５００〜２０００kg／cm2 で行われる（特開昭
６４−５９７６４）。ローラー掛けの回数が多くなると
充填密度が高まり電極板の厚みは薄くなっていくが、極
板が延伸するため、極板の蛇行、破断強度の低下や電極
合剤層と導電性支持体との密着力の低下が起こり、後工
程、特に巻回工程で極板電極合剤の剥離や脱落、極板の
破断などの不良が発生する問題があった。前記提案は、
これらの問題に対しなされたもので、更に、特開平３−
２０１３６６では、１回のローラー掛けで所定の最終厚
さまでプレスすることが開示されている。導電性多孔基
板を用いる場合に、特開平３−７７２７０、特開平３−
２０１３６６、特開平３−２９２６９が提案しているよ
うに、ローラー直径は１００mm程度で十分問題のないロ
ーラープレスが行われるが、導電性支持体として金属箔
を用いた場合に、プレス及び後工程の巻回工程で、電極
合剤層の剥離が多発する問題が発生した。調査の結果、
金属箔は、支持体表面が非常に平滑なため、支持体上に
形成された電極合剤層と金属箔界面でアンカー効果等の
物理的な密着を期待することができず、導電性多孔基板
を用いた場合に比べ密着力が極端に低下していることが
判った。また、前記圧力範囲でローラープレスを行った
場合、１０回のローラー掛けを行っても充填密度が上が
らず、円筒型電池の放電容量の低下を引き起こした。製
造設備のコストの点からも、設備効率、簡易化のために
数回のローラー掛けでプレスを行うことが望ましい。特
開平４−２４９８５７などでは、平面的なプレスによる
製造方法が開示されているが、この方法は大掛かりな装
置を必要とするため、量産性の観点から連続プレスがで
きるローラープレス法に及ばない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決するためになされたもので、金属箔の両面に電極合
剤を塗布した極板のローラープレス工程での電極合剤の
剥離による工程の不良発生を抑制しつつ高充填密度のシ
ート状電極板を得る製造方法を提供しようとするもので
ある。
解決するためになされたもので、金属箔の両面に電極合
剤を塗布した極板のローラープレス工程での電極合剤の
剥離による工程の不良発生を抑制しつつ高充填密度のシ
ート状電極板を得る製造方法を提供しようとするもので
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、導電性
金属箔の両面に電極材料を塗布し、乾燥した後に、ロー
ラープレスにより加圧し、シート状極板を製造する方法
において、前記ローラープレスのローラーの硬度が７０
度以上１００度以下であり、ローラーの直径が３００ｍ
ｍ以上３０００ｍｍ以下で、２０００ｋｇ／ｃｍ 2 以上
１００００ｋｇ／ｃｍ 2 以下である圧力で、５回以下の
複数回のローラープレスにより加圧することにより達せ
られる。ローラーの最大径は特に限定されるものではな
いが、製造スペースなどにより決定され、好ましくは、
３０００mm以下である。多段プレスの場合、ローラーの
径は同じであってもよいし、異なってもよい。本発明に
おける導電性金属箔は特に限定されるものではないが、
アルミニウム、銅、ニッケル、チタン、ステンレスなど
を用いることができ、厚みは１〜２００μｍが好まし
い。プレス圧力は２０００kg／cm2 以上、１００００kg
／cm2 以下が好ましい。特に好ましくは、３０００kg／
cm2 以上１００００kg／cm2 以下である。多段プレスの
場合、圧力は同じあってもよいし、異なってもよい。ま
た、ローラーニップのクリアランスも同じであってもよ
いし、異なってもよい。ローラーの材質は特に限定する
ものではないが、ローラー硬度はショアーＤ硬度計の測
定方法で７０度〜１００度であることが好ましい。特に
好ましくは、８０度以上１００度以下である。多段プレ
スの場合、ローラーの硬度は同じであってもよいし異な
ってもよい。本発明におけるシート状電極合剤に働く張
力は、１０ｇ／cm〜７００ｇ／cmが好ましく、特に２０
ｇ／cm〜５００ｇ／cmがよい。また、ローラーの温度は
特に限定されるものではないが、室温〜２００℃が好ま
しい。プレス速度は０．１m／分〜１００m ／分が好ま
しく、特に好ましくは、０．１m ／分〜５０ｍ／分であ
る。多段のローラープレスを行う場合、図１に示すよう
にローラーニップを直列に配置する方法や 図２
（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ローラーを直列に配置す
る方法などを用いることができる。さらに特殊な方法と
して図３のように１つのローラーの周囲に複数のローラ
ーを配置した多段プレスを用いることもできる。図１の
多段ローラープレスの場合には、各ローラーの間にダン
シングロールを設け、下流のローラーの速度を調節しな
がらプレスを行うこともできる。
金属箔の両面に電極材料を塗布し、乾燥した後に、ロー
ラープレスにより加圧し、シート状極板を製造する方法
において、前記ローラープレスのローラーの硬度が７０
度以上１００度以下であり、ローラーの直径が３００ｍ
ｍ以上３０００ｍｍ以下で、２０００ｋｇ／ｃｍ 2 以上
１００００ｋｇ／ｃｍ 2 以下である圧力で、５回以下の
複数回のローラープレスにより加圧することにより達せ
られる。ローラーの最大径は特に限定されるものではな
いが、製造スペースなどにより決定され、好ましくは、
３０００mm以下である。多段プレスの場合、ローラーの
径は同じであってもよいし、異なってもよい。本発明に
おける導電性金属箔は特に限定されるものではないが、
アルミニウム、銅、ニッケル、チタン、ステンレスなど
を用いることができ、厚みは１〜２００μｍが好まし
い。プレス圧力は２０００kg／cm2 以上、１００００kg
／cm2 以下が好ましい。特に好ましくは、３０００kg／
cm2 以上１００００kg／cm2 以下である。多段プレスの
場合、圧力は同じあってもよいし、異なってもよい。ま
た、ローラーニップのクリアランスも同じであってもよ
いし、異なってもよい。ローラーの材質は特に限定する
ものではないが、ローラー硬度はショアーＤ硬度計の測
定方法で７０度〜１００度であることが好ましい。特に
好ましくは、８０度以上１００度以下である。多段プレ
スの場合、ローラーの硬度は同じであってもよいし異な
ってもよい。本発明におけるシート状電極合剤に働く張
力は、１０ｇ／cm〜７００ｇ／cmが好ましく、特に２０
ｇ／cm〜５００ｇ／cmがよい。また、ローラーの温度は
特に限定されるものではないが、室温〜２００℃が好ま
しい。プレス速度は０．１m／分〜１００m ／分が好ま
しく、特に好ましくは、０．１m ／分〜５０ｍ／分であ
る。多段のローラープレスを行う場合、図１に示すよう
にローラーニップを直列に配置する方法や 図２
（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ローラーを直列に配置す
る方法などを用いることができる。さらに特殊な方法と
して図３のように１つのローラーの周囲に複数のローラ
ーを配置した多段プレスを用いることもできる。図１の
多段ローラープレスの場合には、各ローラーの間にダン
シングロールを設け、下流のローラーの速度を調節しな
がらプレスを行うこともできる。
【０００６】電極材料は導電性金属箔の両面に塗布さ
れ、プレスを行う前に乾燥される。塗布方法は、一般的
な方法を用いることができる。例えば、リバースロール
法、ダイレクトロール法、ブレード法、ナイフ法、エク
ストルージョン法、カーテン法グラビア法、バー法、デ
ィップ法を挙げることができる。ブレード法、ナイフ
法、エクストルージョン法が好ましい。乾燥では、搬送
ローラーやプレスローラーが汚れない程度以下に塗布さ
れた電極合剤層から溶媒が除去される。乾燥の方法は、
特に限定されるものではなく、熱風乾燥、遠赤外線法、
ドラム接触法、などを用いることができる。また乾燥
後、直ちにプレスを行ってもよいし、一旦、巻き取った
後にプレスを行うこともできる。
れ、プレスを行う前に乾燥される。塗布方法は、一般的
な方法を用いることができる。例えば、リバースロール
法、ダイレクトロール法、ブレード法、ナイフ法、エク
ストルージョン法、カーテン法グラビア法、バー法、デ
ィップ法を挙げることができる。ブレード法、ナイフ
法、エクストルージョン法が好ましい。乾燥では、搬送
ローラーやプレスローラーが汚れない程度以下に塗布さ
れた電極合剤層から溶媒が除去される。乾燥の方法は、
特に限定されるものではなく、熱風乾燥、遠赤外線法、
ドラム接触法、などを用いることができる。また乾燥
後、直ちにプレスを行ってもよいし、一旦、巻き取った
後にプレスを行うこともできる。
【０００７】本発明によってプレスされる導電性金属箔
上に形成された電極合剤層は、電極活物質、導電剤、結
着剤などを含むことができる。電極活物質としては、Ｈ
+ 、Ｌｉ+ 、Ｎａ+ 、Ｋ+ が挿入および／または放出で
きる化合物であればよいが、なかでも、遷移金属酸化
物、炭素質材料を用いることができ、特に、リチウム含
有金属酸化物、遷移金属酸化物、炭素質材料が好まし
い。（遷移金属はＭｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｖ、Ｆｅを主体と
することが好ましい。）具体的には、ＬｉＣｏＯ2、Ｌ
ｉＮｉＯ2 、ＬｉＣｏ0.5 Ｎｉ0.5 Ｏ2 、ＬｉＭｎ2 Ｏ
4 、ＬｉＣｏＶＯ4、ＬｉＣｏ0.9 Ｓｎ0.1 Ｏ2 、Ｌｉ
Ｃｏ0.9 Ｔｉ0.1 Ｏ2 、ＬｉＣｏ0.9 Ａｌ0. 1 Ｏ2 、Ｌ
ｉＣｏ0.9 Ｉｎ0.1 Ｏ2 、ＬｉＣｏ0.9 Ｙ0.1 Ｏ2 、Ｌ
ｉＣｏ0.9 Ｃｅ0.1 Ｏ2 、Ｆｅ3 Ｏ4 、Ｖ6 Ｏ13、Ｖ2
Ｏ5 などがあげられる。好ましい炭素質材料としては、
００２面の面間隔が３．３５〜３．８０Ａ（オングスト
ロ−ム）、密度が１．１〜１．７ｇ／cm3 のものが好ま
しく、黒鉛、石油コークス、クレゾール樹脂焼成炭素、
フラン樹脂焼成炭素、ポリアクリロニトリル繊維焼成炭
素、気相成長炭素、メソフェーズピッチ焼成炭素などを
挙げることができる。導電剤は、構成された電池におい
て化学変化を起こさない電子導伝性材料であれば何でも
よい。通常、天然黒鉛（鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛など）、
人工黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケ
ッチェンブラック、炭素繊維、金属粉、金属繊維あるい
はポリフェニレン誘導体などの導電性材料を１種または
これらの混合物として含ませることができる。黒鉛とア
セチレンブラックの併用が特に好ましい。
上に形成された電極合剤層は、電極活物質、導電剤、結
着剤などを含むことができる。電極活物質としては、Ｈ
+ 、Ｌｉ+ 、Ｎａ+ 、Ｋ+ が挿入および／または放出で
きる化合物であればよいが、なかでも、遷移金属酸化
物、炭素質材料を用いることができ、特に、リチウム含
有金属酸化物、遷移金属酸化物、炭素質材料が好まし
い。（遷移金属はＭｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｖ、Ｆｅを主体と
することが好ましい。）具体的には、ＬｉＣｏＯ2、Ｌ
ｉＮｉＯ2 、ＬｉＣｏ0.5 Ｎｉ0.5 Ｏ2 、ＬｉＭｎ2 Ｏ
4 、ＬｉＣｏＶＯ4、ＬｉＣｏ0.9 Ｓｎ0.1 Ｏ2 、Ｌｉ
Ｃｏ0.9 Ｔｉ0.1 Ｏ2 、ＬｉＣｏ0.9 Ａｌ0. 1 Ｏ2 、Ｌ
ｉＣｏ0.9 Ｉｎ0.1 Ｏ2 、ＬｉＣｏ0.9 Ｙ0.1 Ｏ2 、Ｌ
ｉＣｏ0.9 Ｃｅ0.1 Ｏ2 、Ｆｅ3 Ｏ4 、Ｖ6 Ｏ13、Ｖ2
Ｏ5 などがあげられる。好ましい炭素質材料としては、
００２面の面間隔が３．３５〜３．８０Ａ（オングスト
ロ−ム）、密度が１．１〜１．７ｇ／cm3 のものが好ま
しく、黒鉛、石油コークス、クレゾール樹脂焼成炭素、
フラン樹脂焼成炭素、ポリアクリロニトリル繊維焼成炭
素、気相成長炭素、メソフェーズピッチ焼成炭素などを
挙げることができる。導電剤は、構成された電池におい
て化学変化を起こさない電子導伝性材料であれば何でも
よい。通常、天然黒鉛（鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛など）、
人工黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケ
ッチェンブラック、炭素繊維、金属粉、金属繊維あるい
はポリフェニレン誘導体などの導電性材料を１種または
これらの混合物として含ませることができる。黒鉛とア
セチレンブラックの併用が特に好ましい。
【０００８】結着剤としては、多糖類、熱可塑性樹脂及
びゴム弾性を有するポリマーを少なくとも１種またはこ
れらの混合物を用いることができる。好ましい例として
は、でんぷん、ポリビニルアルコール、カルボキシメチ
ルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セ
ルロース、ジアセチルセルロース、ポリビニルクロリ
ド、ポリビニルピロリドン、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリ弗化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー（ＥＰ
ＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、スチレンブタジエンゴ
ム、ポリブタジエン、フッ素ゴム及びポリエチレンオキ
シドを挙げることができる。結着剤は溶媒に溶けてもよ
いし、分散または懸濁などのように析出してもよい。溶
媒は水または少なくとも１種の有機溶剤またはこれらの
混合物を用いることができる。本発明により製造された
電極シートは非水電解質電池に用いられるが、好ましく
は、非水電解質二次電池である。電極シートは、円筒型
電池の場合巻回されて用いられるが、折りたたみ型など
の電池に用いることもできる。
びゴム弾性を有するポリマーを少なくとも１種またはこ
れらの混合物を用いることができる。好ましい例として
は、でんぷん、ポリビニルアルコール、カルボキシメチ
ルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セ
ルロース、ジアセチルセルロース、ポリビニルクロリ
ド、ポリビニルピロリドン、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリ弗化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー（ＥＰ
ＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、スチレンブタジエンゴ
ム、ポリブタジエン、フッ素ゴム及びポリエチレンオキ
シドを挙げることができる。結着剤は溶媒に溶けてもよ
いし、分散または懸濁などのように析出してもよい。溶
媒は水または少なくとも１種の有機溶剤またはこれらの
混合物を用いることができる。本発明により製造された
電極シートは非水電解質電池に用いられるが、好ましく
は、非水電解質二次電池である。電極シートは、円筒型
電池の場合巻回されて用いられるが、折りたたみ型など
の電池に用いることもできる。
【０００９】
【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明をさらに詳し
く説明するが、本発明の主旨を越えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。 実施例１ 正極活物質としてＬｉＣｏＯ2 を８８重量部、導電剤と
してアセチレンブラック９重量部の割合で混合し、さら
に結着剤としてポリ弗化ビニリデンを３重量部加え、溶
媒としてＮ−メチルピロリドンを添加し調製した電極合
剤を厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に塗布し、乾
燥後図４に示すような装置を使い、ローラープレス３回
掛けを行った。ローラーは直径３００mmの金属ローラー
でショアーＤ硬度９０度、圧力は５０００kg／cm2 、速
度３m ／分であった。厚さ約３７０μm の正極シートを
作成した。圧縮率は約１／２であった。 実施例２ 直径が７００mmの金属ローラーを使用した以外、実施例
１と同様な方法により正極シートを作成した。 実施例３ 直径が１５００mmの金属ローラーを使用した以外、実施
例１と同様な方法により正極シートを作成した。
く説明するが、本発明の主旨を越えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。 実施例１ 正極活物質としてＬｉＣｏＯ2 を８８重量部、導電剤と
してアセチレンブラック９重量部の割合で混合し、さら
に結着剤としてポリ弗化ビニリデンを３重量部加え、溶
媒としてＮ−メチルピロリドンを添加し調製した電極合
剤を厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に塗布し、乾
燥後図４に示すような装置を使い、ローラープレス３回
掛けを行った。ローラーは直径３００mmの金属ローラー
でショアーＤ硬度９０度、圧力は５０００kg／cm2 、速
度３m ／分であった。厚さ約３７０μm の正極シートを
作成した。圧縮率は約１／２であった。 実施例２ 直径が７００mmの金属ローラーを使用した以外、実施例
１と同様な方法により正極シートを作成した。 実施例３ 直径が１５００mmの金属ローラーを使用した以外、実施
例１と同様な方法により正極シートを作成した。
【００１０】実施例４ 負極活物質としてＬｉＣｏＶＯ4 （炭酸リチウムと酸化
コバルトと５酸化バナジウムを空気中で１０００℃２４
時間焼成したもの）を８５重量部、導電剤としてアセチ
レンブラック６重量部、黒鉛６重量部の割合で混合し、
さらに結着剤としてエチルアクリレート、エチレン無水
マレイン酸の共重合化合物を３重量部加え、溶媒として
トルエンを添加調製した電極合剤を厚さ２０μm の銅箔
の両面に塗布し、乾燥後、図４に示す装置にてローラー
プレスを行った。直径３００mm、ショアーＤ硬度９０度
の金属ローラー、圧力５０００kg／cm2 、速度３m ／分
でプレスを行い、厚さ約２２０μm の負極シートを作成
した。圧縮率は約１／２であった。 実施例５ 直径が７００mmの金属ローラーを使用した以外、実施例
４と同様な方法により負極シートを作成した。 実施例６ 直径が１５００mmの金属ローラーを使用した以外、実施
例４と同様な方法により負極シートを作成した。
コバルトと５酸化バナジウムを空気中で１０００℃２４
時間焼成したもの）を８５重量部、導電剤としてアセチ
レンブラック６重量部、黒鉛６重量部の割合で混合し、
さらに結着剤としてエチルアクリレート、エチレン無水
マレイン酸の共重合化合物を３重量部加え、溶媒として
トルエンを添加調製した電極合剤を厚さ２０μm の銅箔
の両面に塗布し、乾燥後、図４に示す装置にてローラー
プレスを行った。直径３００mm、ショアーＤ硬度９０度
の金属ローラー、圧力５０００kg／cm2 、速度３m ／分
でプレスを行い、厚さ約２２０μm の負極シートを作成
した。圧縮率は約１／２であった。 実施例５ 直径が７００mmの金属ローラーを使用した以外、実施例
４と同様な方法により負極シートを作成した。 実施例６ 直径が１５００mmの金属ローラーを使用した以外、実施
例４と同様な方法により負極シートを作成した。
【００１１】実施例７ 正極活物質としてＬｉＭｎＯ2 を８８重量部、導電剤と
してアセチレンブラック９重量部の割合で混合し、さら
に結着剤としてポリ弗化ビニリデンを３重量部加え、溶
媒としてＮ−メチルピロリドンを添加し調製した電極合
剤を厚さ２０μm のアルミニウム箔の両面に塗布し、乾
燥後図４に示すような装置を使い、ローラープレス３回
掛けを行った。ローラーは直径５００mmの金属ローラー
でショアーＤ硬度９０度、圧力は５０００kg／cm2 、速
度３m ／分であった。厚さ約３７０μm の正極シートを
作成した。圧縮率は約１／２であった。 実施例８ プレス圧力２０００kg／cm2 、直径７００mmの金属ロー
ルを使用した以外、実施例７と同様な方法により正極シ
ートを作成した。 実施例９ プレス圧力を５０００kg／cm2 とした以外、実施例８と
同様な方法により正極シートを作成した。 実施例１０ プレス圧力１００００kg／cm2 とした以外、実施例８と
同様な方法により正極シートを作成した。 実施例１１ プレス圧力２０００kg／cm2 、直径５００mmの金属ロー
ルを使用した以外、実施例４と同様な方法により負極シ
ートを作成した。 実施例１２ プレス圧力を５０００kg／cm2 とした以外、実施例１１
と同様な方法により負極シートを作成した。 実施例１３ プレス圧力を１００００kg／cm2 とした以外、実施例１
１と同様な方法により負極シートを作成した。
してアセチレンブラック９重量部の割合で混合し、さら
に結着剤としてポリ弗化ビニリデンを３重量部加え、溶
媒としてＮ−メチルピロリドンを添加し調製した電極合
剤を厚さ２０μm のアルミニウム箔の両面に塗布し、乾
燥後図４に示すような装置を使い、ローラープレス３回
掛けを行った。ローラーは直径５００mmの金属ローラー
でショアーＤ硬度９０度、圧力は５０００kg／cm2 、速
度３m ／分であった。厚さ約３７０μm の正極シートを
作成した。圧縮率は約１／２であった。 実施例８ プレス圧力２０００kg／cm2 、直径７００mmの金属ロー
ルを使用した以外、実施例７と同様な方法により正極シ
ートを作成した。 実施例９ プレス圧力を５０００kg／cm2 とした以外、実施例８と
同様な方法により正極シートを作成した。 実施例１０ プレス圧力１００００kg／cm2 とした以外、実施例８と
同様な方法により正極シートを作成した。 実施例１１ プレス圧力２０００kg／cm2 、直径５００mmの金属ロー
ルを使用した以外、実施例４と同様な方法により負極シ
ートを作成した。 実施例１２ プレス圧力を５０００kg／cm2 とした以外、実施例１１
と同様な方法により負極シートを作成した。 実施例１３ プレス圧力を１００００kg／cm2 とした以外、実施例１
１と同様な方法により負極シートを作成した。
【００１２】実施例１４ 負極活物質として石油系コークスを９６重量部、結着剤
としてポリ弗化ビニリデンを４重量部加え、溶媒として
Ｎ−メチルピロリドンを添加調製した電極合剤を厚さ２
０μm の銅箔の両面に塗布し、乾燥後、図４に示す装置
にてローラープレスを行った。直径５００mm、ショアー
Ｄ硬度９０度の金属ローラーで圧力５０００kg／cm2 、
速度３m ／分でプレスを行い、厚さ約２２０μm の負極
シートを作成した。圧縮率は約１／２であった。 実施例１５ 直径５００mm、ショアーＤ硬度７０度の金属ローラーを
使用した以外、実施例１と同様な方法により正極シート
を作成した。 実施例１６ ショアーＤ硬度９０度の金属ローラーを使用した以外、
実施例１５と同様な方法により正極処方を作成した。 実施例１７ ショアーＤ硬度１００度の金属ローラーを使用した以
外、実施例１５と同様な方法により正極処方を作成し
た。
としてポリ弗化ビニリデンを４重量部加え、溶媒として
Ｎ−メチルピロリドンを添加調製した電極合剤を厚さ２
０μm の銅箔の両面に塗布し、乾燥後、図４に示す装置
にてローラープレスを行った。直径５００mm、ショアー
Ｄ硬度９０度の金属ローラーで圧力５０００kg／cm2 、
速度３m ／分でプレスを行い、厚さ約２２０μm の負極
シートを作成した。圧縮率は約１／２であった。 実施例１５ 直径５００mm、ショアーＤ硬度７０度の金属ローラーを
使用した以外、実施例１と同様な方法により正極シート
を作成した。 実施例１６ ショアーＤ硬度９０度の金属ローラーを使用した以外、
実施例１５と同様な方法により正極処方を作成した。 実施例１７ ショアーＤ硬度１００度の金属ローラーを使用した以
外、実施例１５と同様な方法により正極処方を作成し
た。
【００１３】実施例１８ 直径７００mm、ショアーＤ硬度７０度の金属ローラーを
使用した以外、実施例１４と同様な方法により負極シー
トを作成した。 実施例１９ ショアーＤ硬度９０度の金属ローラーを使用した以外、
実施例１４と同様な方法により負極シートを作成した。 実施例２０ ショアーＤ硬度１００度の金属ローラーを使用した以
外、実施例１４と同様な方法により負極シートを作成し
た。 実施例２１ 直径７００mm、ショアーＤ硬度１００度の金属ローラー
を使用した以外、実施例７と同様な方法により正極シー
トを作成した。
使用した以外、実施例１４と同様な方法により負極シー
トを作成した。 実施例１９ ショアーＤ硬度９０度の金属ローラーを使用した以外、
実施例１４と同様な方法により負極シートを作成した。 実施例２０ ショアーＤ硬度１００度の金属ローラーを使用した以
外、実施例１４と同様な方法により負極シートを作成し
た。 実施例２１ 直径７００mm、ショアーＤ硬度１００度の金属ローラー
を使用した以外、実施例７と同様な方法により正極シー
トを作成した。
【００１４】比較例１ 直径２００mmの金属ローラーを使用した以外、実施例１
と同様な方法により正極シートを作成した。 比較例２ 直径２００mm、ショアーＤ硬度６０度の金属ローラーを
使用し、プレス圧力を１０００kg／cm2 とした以外、実
施例１と同様な方法により正極シートを作成した。 比較例３ 直径２００mmの金属ローラーを使用した以外、実施例４
と同様な方法により負極シートを作成した。 比較例４ 直径２００mmの金属ローラーを使用した以外、実施例７
と同様な方法により正極シートを作成した。
と同様な方法により正極シートを作成した。 比較例２ 直径２００mm、ショアーＤ硬度６０度の金属ローラーを
使用し、プレス圧力を１０００kg／cm2 とした以外、実
施例１と同様な方法により正極シートを作成した。 比較例３ 直径２００mmの金属ローラーを使用した以外、実施例４
と同様な方法により負極シートを作成した。 比較例４ 直径２００mmの金属ローラーを使用した以外、実施例７
と同様な方法により正極シートを作成した。
【００１５】比較例５ プレス圧力を１０００kg／cm2 とした以外、実施例８と
同様な方法により正極シートを作成した。 比較例６ プレス圧力を１０００kg／cm2 とした以外、実施例１１
と同様な方法により負極シートを作成した。 比較例７ 直径２００mm、ショアーＤ硬度６０度の金属ローラーを
使用し、プレス圧力を１０００kg／cm2 とした以外、実
施例１１と同様な方法により負極シートを作成した。 比較例８ プレス圧力を１０００kg／cm2 とした以外、実施例１４
と同様な方法により負極シートを作成した。
同様な方法により正極シートを作成した。 比較例６ プレス圧力を１０００kg／cm2 とした以外、実施例１１
と同様な方法により負極シートを作成した。 比較例７ 直径２００mm、ショアーＤ硬度６０度の金属ローラーを
使用し、プレス圧力を１０００kg／cm2 とした以外、実
施例１１と同様な方法により負極シートを作成した。 比較例８ プレス圧力を１０００kg／cm2 とした以外、実施例１４
と同様な方法により負極シートを作成した。
【００１６】比較例９ ショアーＤ硬度６０度の金属ローラーを使用した以外、
実施例１５と同様な方法により正極シートを作成した。 比較例１０ ショアーＤ硬度６０度の金属ローラーを使用した以外、
実施例１８と同様な方法により負極シートを作成した。 比較例１１ 直径２００mm、ショアーＤ硬度６０度の金属ローラーを
使用し、プレス圧力を１０００kg／cm2 とした以外、実
施例１８と同様な方法により負極シートを作成した。 比較例１２ ショアーＤ硬度６０度の金属ローラーを使用した以外、
実施例２１と同様な方法により正極シートを作成した。
実施例１５と同様な方法により正極シートを作成した。 比較例１０ ショアーＤ硬度６０度の金属ローラーを使用した以外、
実施例１８と同様な方法により負極シートを作成した。 比較例１１ 直径２００mm、ショアーＤ硬度６０度の金属ローラーを
使用し、プレス圧力を１０００kg／cm2 とした以外、実
施例１８と同様な方法により負極シートを作成した。 比較例１２ ショアーＤ硬度６０度の金属ローラーを使用した以外、
実施例２１と同様な方法により正極シートを作成した。
【００１７】正極シート、微孔性ポリプロピレンフィル
ム性セパレータ、負極シート及びセパレータの順で積層
し、これを渦巻状に巻回した。実施例および比較例の正
極シートは実施例４の負極シートを用いて巻回し、実施
例および比較例の負極シートは実施例１の正極シートを
用いて巻回を行った。作成した電極シートの充填密度と
ローラープレス工程、巻回工程の不良率を調査した。
ム性セパレータ、負極シート及びセパレータの順で積層
し、これを渦巻状に巻回した。実施例および比較例の正
極シートは実施例４の負極シートを用いて巻回し、実施
例および比較例の負極シートは実施例１の正極シートを
用いて巻回を行った。作成した電極シートの充填密度と
ローラープレス工程、巻回工程の不良率を調査した。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】
【表３】
【００２１】上記表１から明らかなように、ローラー径
が２００mmの場合、電極合剤層がアルミ箔から剥離し、
特に巻回工程で不良が多発した。ローラー径が３００mm
以上であれば、巻回工程不良の発生もなく十分な充填密
度が得られた。プレス圧力については、前記表２に示す
ように、１０００kg／cm2 では十分な充填密度が得られ
ず、充放電容量が低下した。しかも、充填密度が低くい
ため、シート状極板厚みが厚く、巻回した電極群が円筒
型電池缶に挿入できない工程不良が発生した。圧力が２
０００kg／cm2 以上１００００kg／cm2 以下であれば、
良好な製品が得られた。ローラー硬度については、硬度
が低いとプレス圧力が低い場合と同じような現象が起こ
った。表３に示すように、ローラー硬度がショアーＤ硬
度で７０度以上１００度以下であれば、巻回工程不良の
発生がなく十分な充填密度が得られた。また、本発明の
実施例では３回のローラー掛けを行ったが、５回以下の
ローラー掛けであれば、電極合剤の剥離を抑え、充放電
容量の高い電極シートを作成することができた。ローラ
ー掛けの回数が５回を越えるに従い導電性金属箔の伸び
による電極合剤層の剥離が起こった。
が２００mmの場合、電極合剤層がアルミ箔から剥離し、
特に巻回工程で不良が多発した。ローラー径が３００mm
以上であれば、巻回工程不良の発生もなく十分な充填密
度が得られた。プレス圧力については、前記表２に示す
ように、１０００kg／cm2 では十分な充填密度が得られ
ず、充放電容量が低下した。しかも、充填密度が低くい
ため、シート状極板厚みが厚く、巻回した電極群が円筒
型電池缶に挿入できない工程不良が発生した。圧力が２
０００kg／cm2 以上１００００kg／cm2 以下であれば、
良好な製品が得られた。ローラー硬度については、硬度
が低いとプレス圧力が低い場合と同じような現象が起こ
った。表３に示すように、ローラー硬度がショアーＤ硬
度で７０度以上１００度以下であれば、巻回工程不良の
発生がなく十分な充填密度が得られた。また、本発明の
実施例では３回のローラー掛けを行ったが、５回以下の
ローラー掛けであれば、電極合剤の剥離を抑え、充放電
容量の高い電極シートを作成することができた。ローラ
ー掛けの回数が５回を越えるに従い導電性金属箔の伸び
による電極合剤層の剥離が起こった。
【００２２】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば導電性
金属箔の両面に電極合剤を塗布、乾燥し、ローラープレ
スにより加圧し、シート状電極を製造する方法におい
て、電極合剤の剥離を抑え、高充填度で充放電容量の高
い極板を製造する方法を提供することができる。更に、
少ないローラー掛けの回数で十分であり、製造の歩留ま
りが向上し、全数検査による選別が不要となるばかりで
なく、製造設備の効率化、簡易化を達成することができ
る。
金属箔の両面に電極合剤を塗布、乾燥し、ローラープレ
スにより加圧し、シート状電極を製造する方法におい
て、電極合剤の剥離を抑え、高充填度で充放電容量の高
い極板を製造する方法を提供することができる。更に、
少ないローラー掛けの回数で十分であり、製造の歩留ま
りが向上し、全数検査による選別が不要となるばかりで
なく、製造設備の効率化、簡易化を達成することができ
る。
【図１】本発明を用いたローラープレス装置の一実施例
を示す。
を示す。
【図２】本発明を用いたローラープレス装置の一実施例
を示す。
を示す。
【図３】本発明を用いたローラープレス装置の一実施例
を示す。
を示す。
【図４】本発明に用いたローラープレスおよび塗布・乾
燥装置の概略図を示す。
燥装置の概略図を示す。
１ シート状電極 ２ ローラー ３ 塗布部 ４ 乾燥部 ５ ローラープレス部 ６ 送り出し ７ 巻き取り
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−184872（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−36413（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−217582（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−77270（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−29269（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−21055（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−174872（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 4/04 H01M 4/26 H01M 4/30 H01M 6/16 H01M 10/40
Claims (3)
- 【請求項１】 導電性金属箔の両面に電極材料を塗布
し、乾燥した後に、ローラープレスにより加圧し、シー
ト状極板を製造する方法において、前記ローラープレス
のローラーの硬度が７０度以上１００度以下であり、ロ
ーラーの直径が３００ｍｍ以上３０００ｍｍ以下で、２
０００ｋｇ／ｃｍ 2 以上１００００ｋｇ／ｃｍ 2 以下であ
る圧力で、５回以下の複数回のローラープレスにより加
圧することを特徴とする非水電解質電池のシート状極板
の製造方法。 - 【請求項２】 正極活物質が遷移金属酸化物であり、負
極活物質が遷移金属酸化物および／または炭素質材料で
あることを特徴とする請求項１に記載の非水電解質電池
のシート状極板の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載した方法に
より製造したシート状電極を用いたことを特徴とする非
水電解質電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23975893A JP3257877B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | シート状極板の製造方法および非水電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23975893A JP3257877B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | シート状極板の製造方法および非水電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0794171A JPH0794171A (ja) | 1995-04-07 |
| JP3257877B2 true JP3257877B2 (ja) | 2002-02-18 |
Family
ID=17049489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23975893A Expired - Fee Related JP3257877B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | シート状極板の製造方法および非水電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3257877B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190081345A1 (en) * | 2016-09-08 | 2019-03-14 | Lg Chem, Ltd. | Method of preparing electrodes having uniform quality and electrode assembly preparation method including the same |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4284760B2 (ja) * | 1999-06-29 | 2009-06-24 | パナソニック株式会社 | 負極用電極板およびその負極用電極板を用いた非水電解液二次電池 |
| WO2005124842A1 (en) | 2004-06-18 | 2005-12-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation method, laser irradiation apparatus, and method for manufacturing semiconductor device |
| JP4868759B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2012-02-01 | 三洋電機株式会社 | リチウム二次電池用正極板およびその製造方法 |
| JP2006286381A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 電池の電極製造用圧縮ロール及び電池用電極の製造方法 |
| JP4752325B2 (ja) * | 2005-05-10 | 2011-08-17 | ソニー株式会社 | 電極の製造方法および電池の製造方法、並びに電極の製造装置 |
| JP6209900B2 (ja) * | 2013-08-22 | 2017-10-11 | 日産自動車株式会社 | シート状電極の製造方法及び圧延装置の制御方法 |
-
1993
- 1993-09-27 JP JP23975893A patent/JP3257877B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190081345A1 (en) * | 2016-09-08 | 2019-03-14 | Lg Chem, Ltd. | Method of preparing electrodes having uniform quality and electrode assembly preparation method including the same |
| US11283101B2 (en) * | 2016-09-08 | 2022-03-22 | Lg Energy Solution, Ltd. | Method of preparing electrodes having uniform quality and electrode assembly preparation method including the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0794171A (ja) | 1995-04-07 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |