JP3277946B2 - 金属リチウム付集電体及びその製造方法 - Google Patents
金属リチウム付集電体及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エレクトロニクス機
器、玩具、アクセサリ−などの分野に使われる金属リチ
ウムを負極活物質とする薄形電池に用いる金属リチウム
付集電体とその負極集電体への金属リチウム形成方法に
関するものである。
器、玩具、アクセサリ−などの分野に使われる金属リチ
ウムを負極活物質とする薄形電池に用いる金属リチウム
付集電体とその負極集電体への金属リチウム形成方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の薄形電池に用いられた金属リチウ
ムは、樹脂フィルム上に圧延された金属リチウム箔をハ
−フカットなどの手段で所定の大きさに切断した後、集
電体となる金属板上に転写することで金属リチウム付集
電体を形成していた。しかしながらこのような方法では
ハ−フカット時にすべての箇所でリチウムが切断される
とは限らず、部分的に引っついている箇所が発生し、転
写する時に途中で切断され所定の形状に転写されない場
合があった。またリチウムを充分切断すると樹脂層まで
切断することがあり、連続的に転写を行ったあと、所定
形状の枠体リチウム箔を樹脂フィルムと共に巻き取る時
に樹脂フィルムが切断され装置が停止することがあっ
た。また、従来の集電体は接着剤の厚さと金属リチウム
との厚さが略同じように設定されていたため、ロール間
で移動したり保管したりする場合、ロール面や金属集電
体の裏面に金属リチウムが接触して損傷する場合があっ
た。そのため、接着剤の厚さを転写しようとする金属リ
チウム箔の厚さより厚く形成しようとしたが、集電体の
所定枠内全域に金属リチウム箔を密着させることができ
ず、結局、接着剤の厚さと金属リチウムの厚さを略同じ
にしなければならなかった。また、金属リチウムの角部
分が直角に形成され、金属集電体との密着が不完全とな
り、この部分が剥離することもあった。さらに、最も大
きな問題点としては金属リチウム箔を生産する時の歩留
りの低さで、金属リチウム塊を約１００μにまで圧延す
るのに約２０％の損失となり、さらに厚さを約２０μま
でにするのに約３０％の損失となり、全体として約４０
％の不良が発生した。
ムは、樹脂フィルム上に圧延された金属リチウム箔をハ
−フカットなどの手段で所定の大きさに切断した後、集
電体となる金属板上に転写することで金属リチウム付集
電体を形成していた。しかしながらこのような方法では
ハ−フカット時にすべての箇所でリチウムが切断される
とは限らず、部分的に引っついている箇所が発生し、転
写する時に途中で切断され所定の形状に転写されない場
合があった。またリチウムを充分切断すると樹脂層まで
切断することがあり、連続的に転写を行ったあと、所定
形状の枠体リチウム箔を樹脂フィルムと共に巻き取る時
に樹脂フィルムが切断され装置が停止することがあっ
た。また、従来の集電体は接着剤の厚さと金属リチウム
との厚さが略同じように設定されていたため、ロール間
で移動したり保管したりする場合、ロール面や金属集電
体の裏面に金属リチウムが接触して損傷する場合があっ
た。そのため、接着剤の厚さを転写しようとする金属リ
チウム箔の厚さより厚く形成しようとしたが、集電体の
所定枠内全域に金属リチウム箔を密着させることができ
ず、結局、接着剤の厚さと金属リチウムの厚さを略同じ
にしなければならなかった。また、金属リチウムの角部
分が直角に形成され、金属集電体との密着が不完全とな
り、この部分が剥離することもあった。さらに、最も大
きな問題点としては金属リチウム箔を生産する時の歩留
りの低さで、金属リチウム塊を約１００μにまで圧延す
るのに約２０％の損失となり、さらに厚さを約２０μま
でにするのに約３０％の損失となり、全体として約４０
％の不良が発生した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みてなされたものであって、その目的とするところは
金属リチウムの歩留率の向上と、金属集電体への配置を
容易にすること、及び金属リチウムの密着性を高めた金
属リチウム付集電体とその製造方法を提供することにあ
る。
鑑みてなされたものであって、その目的とするところは
金属リチウムの歩留率の向上と、金属集電体への配置を
容易にすること、及び金属リチウムの密着性を高めた金
属リチウム付集電体とその製造方法を提供することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するもので、金属集電体上に接着された接着剤の厚さよ
り圧着された箔状金属リチウムの厚みが小さいこと、金
属集電体上に圧着された箔状金属リチウムの角部が丸み
をもっていること、接着剤が所定の形状に配置された金
属集電体の接着剤が有しない部分に金属リチウム塊を配
置し、圧延により該金属リチウム塊を箔状にし圧着した
こと、前記金属リチウム塊を前記金属集電体と樹脂層の
間に挟んで圧延すること、前記金属リチウム塊の幅が圧
延後の金属リチウムの幅と同等か又は小さいこと、前記
接着剤が複数層からなり、接着剤層と剥離フィルム層か
らなること、前記金属リチウム圧延圧着を金属集電体上
で等間隔に行い、圧延され圧着された金属リチウム箔が
等間隔で形成され、且つ各圧着金属リチウム箔間には金
属リチウム箔のない部分を有すること、などを特徴と
し、これにより上述の問題点を解決するものである。
するもので、金属集電体上に接着された接着剤の厚さよ
り圧着された箔状金属リチウムの厚みが小さいこと、金
属集電体上に圧着された箔状金属リチウムの角部が丸み
をもっていること、接着剤が所定の形状に配置された金
属集電体の接着剤が有しない部分に金属リチウム塊を配
置し、圧延により該金属リチウム塊を箔状にし圧着した
こと、前記金属リチウム塊を前記金属集電体と樹脂層の
間に挟んで圧延すること、前記金属リチウム塊の幅が圧
延後の金属リチウムの幅と同等か又は小さいこと、前記
接着剤が複数層からなり、接着剤層と剥離フィルム層か
らなること、前記金属リチウム圧延圧着を金属集電体上
で等間隔に行い、圧延され圧着された金属リチウム箔が
等間隔で形成され、且つ各圧着金属リチウム箔間には金
属リチウム箔のない部分を有すること、などを特徴と
し、これにより上述の問題点を解決するものである。
【０００５】
【作用】請求項１により金属集電体上に金属リチウム塊
を配置し、圧延するだけで所定形状の金属リチウム箔が
得られ、転写による問題点が解消される。また金属リチ
ウム塊の量と圧延時の厚さ調整で任意の箔厚さが得ら
れ、生産工程の大幅な工程変更が少なくなる。さらに金
属リチウム塊の歩留りが一段と向上する。また金属リチ
ウムの取扱い性が容易となる。また、後工程で接着剤を
集電体面に接着する必要がなく、且つ見当合わせによる
位置ずれがなく密閉不良、電気的内部短絡がない。さら
に、金属リチウムを所定形状に圧延圧着する加工速度お
よび加工精度を高める。請求項２により金属リチウム塊
を圧延する時、樹脂を介して圧延ロ−ルなどで圧延する
とロ−ルなどの圧延装置側面に金属リチウムが付着する
事がなく、接着防止剤を塗布する必要がない。請求項３
により金属リチウム塊の幅を圧延形状幅と同等か又は僅
かに小さくすることで金属リチウムの圧延を良好にす
る。即ち、金属集電体の巻き取り速度と圧延強度を調整
することで、金属リチウムの幅方向への伸びを少なく
し、長さ方向への圧延を達成させる。請求項４により接
着剤面の汚れ防止及び前記樹脂面への付着防止を計る。
請求項５により金属集電体上に所定の間隔をおいて金属
リチウム箔を形成すること、即ち一定パタ−ンで形成さ
れることで、連続した金属リチウム箔付集電体が得ら
れ、その後の工程で金属集電体の金属リチウム箔間の所
定間隙の間を切断することでそのまま利用できる。
を配置し、圧延するだけで所定形状の金属リチウム箔が
得られ、転写による問題点が解消される。また金属リチ
ウム塊の量と圧延時の厚さ調整で任意の箔厚さが得ら
れ、生産工程の大幅な工程変更が少なくなる。さらに金
属リチウム塊の歩留りが一段と向上する。また金属リチ
ウムの取扱い性が容易となる。また、後工程で接着剤を
集電体面に接着する必要がなく、且つ見当合わせによる
位置ずれがなく密閉不良、電気的内部短絡がない。さら
に、金属リチウムを所定形状に圧延圧着する加工速度お
よび加工精度を高める。請求項２により金属リチウム塊
を圧延する時、樹脂を介して圧延ロ−ルなどで圧延する
とロ−ルなどの圧延装置側面に金属リチウムが付着する
事がなく、接着防止剤を塗布する必要がない。請求項３
により金属リチウム塊の幅を圧延形状幅と同等か又は僅
かに小さくすることで金属リチウムの圧延を良好にす
る。即ち、金属集電体の巻き取り速度と圧延強度を調整
することで、金属リチウムの幅方向への伸びを少なく
し、長さ方向への圧延を達成させる。請求項４により接
着剤面の汚れ防止及び前記樹脂面への付着防止を計る。
請求項５により金属集電体上に所定の間隔をおいて金属
リチウム箔を形成すること、即ち一定パタ−ンで形成さ
れることで、連続した金属リチウム箔付集電体が得ら
れ、その後の工程で金属集電体の金属リチウム箔間の所
定間隙の間を切断することでそのまま利用できる。
【０００６】（実施例１）以下、本発明の実施例を図面
に基づいて説明する。図１に本発明に係わる金属リチウ
ム付集電体の生産加工状態図を示す。ステンレス箔、銅
箔、アルミニウム箔などの金属集電体１の上に等間隔で
金属リチウム塊２（圧延後の幅と同等の幅を有する板状
又は棒状リチウム又は厚めのリチウム箔など）を配置
し、金属集電体１の巻き取りと圧延ロ−ル３の回転を行
うことで、金属リチウム箔４が金属集電体１上に形成さ
れる。この場合の圧延ロ−ル３は金属リチウム付着防止
の為に表面が樹脂加工されている。しかし樹脂加工によ
り僅かであるがロ−ル面が変形し、一度に所定の厚さを
得ることができず数回圧延する必要があった。その後、
金属リチウム箔４の周縁の金属集電体１上に接着剤を接
着し、本発明の金属リチウム付集電体を作製した。
に基づいて説明する。図１に本発明に係わる金属リチウ
ム付集電体の生産加工状態図を示す。ステンレス箔、銅
箔、アルミニウム箔などの金属集電体１の上に等間隔で
金属リチウム塊２（圧延後の幅と同等の幅を有する板状
又は棒状リチウム又は厚めのリチウム箔など）を配置
し、金属集電体１の巻き取りと圧延ロ−ル３の回転を行
うことで、金属リチウム箔４が金属集電体１上に形成さ
れる。この場合の圧延ロ−ル３は金属リチウム付着防止
の為に表面が樹脂加工されている。しかし樹脂加工によ
り僅かであるがロ−ル面が変形し、一度に所定の厚さを
得ることができず数回圧延する必要があった。その後、
金属リチウム箔４の周縁の金属集電体１上に接着剤を接
着し、本発明の金属リチウム付集電体を作製した。
【０００７】（実施例２）次に圧延ロ−ルの変形をなく
すため、金属ロ−ルを用い且つ接着防止のため樹脂フィ
ルムを介して行う場合、即ち金属集電体と樹脂フィルム
の間に金属リチウム塊２を配置して圧延した場合につき
説明する。図２に一連の金属リチウム付集電体作製時の
断面状態図を示す。あらかじめ金属集電体１の上に枠状
の接着剤５（図３の斜線部を除く枠体）を接着した。な
お、該接着剤５は、上面に剥離フィルム層５’（図２参
照）を有している。次に、金属集電体１面上に金属リチ
ウム塊２を配置し、樹脂フィルム６で該金属リチウム塊
２を挟み前段ロ−ル７で圧延した後、さらに圧延ロ−ル
８で金属リチウムを接着剤５の所定枠内に圧延圧着し、
金属リチウム箔９を形成した。なおこの圧延圧着を１回
で行ってもよい。また該樹脂フィルム６にテンションを
加えておかないとリチウム圧延の時に樹脂フィルム６が
伸びてしわが入ったり、破れたりして圧延がうまくいか
ない場合がある。圧延後、樹脂フィルム６が除去され
る。後工程の接着剤の接着工程が略され、且つそれらの
見当合わせが不要になると共に、接着剤内側とリチウム
との間に隙間がなくなり電気的内部短絡がなくなる。以
上により金属リチウム箔が圧延圧着された金属集電体が
得られる。さらに圧延された金属リチウムの厚さが接着
剤の厚さより小さくなり、ロ−ル面を通してもリチウム
面がロ−ル面に接触せず汚染されることがない。また該
金属リチウム付集電体をロ−ル状にまいても集電体の裏
面にきつく接触せず巻きほぐしてもリチウム面が損傷し
ない。該金属リチウム付金属集電体を使用するときに剥
離フィルム層５’を剥離することで汚染していない接着
剤面が露出し、対極の集電体面に容易に接着される。
すため、金属ロ−ルを用い且つ接着防止のため樹脂フィ
ルムを介して行う場合、即ち金属集電体と樹脂フィルム
の間に金属リチウム塊２を配置して圧延した場合につき
説明する。図２に一連の金属リチウム付集電体作製時の
断面状態図を示す。あらかじめ金属集電体１の上に枠状
の接着剤５（図３の斜線部を除く枠体）を接着した。な
お、該接着剤５は、上面に剥離フィルム層５’（図２参
照）を有している。次に、金属集電体１面上に金属リチ
ウム塊２を配置し、樹脂フィルム６で該金属リチウム塊
２を挟み前段ロ−ル７で圧延した後、さらに圧延ロ−ル
８で金属リチウムを接着剤５の所定枠内に圧延圧着し、
金属リチウム箔９を形成した。なおこの圧延圧着を１回
で行ってもよい。また該樹脂フィルム６にテンションを
加えておかないとリチウム圧延の時に樹脂フィルム６が
伸びてしわが入ったり、破れたりして圧延がうまくいか
ない場合がある。圧延後、樹脂フィルム６が除去され
る。後工程の接着剤の接着工程が略され、且つそれらの
見当合わせが不要になると共に、接着剤内側とリチウム
との間に隙間がなくなり電気的内部短絡がなくなる。以
上により金属リチウム箔が圧延圧着された金属集電体が
得られる。さらに圧延された金属リチウムの厚さが接着
剤の厚さより小さくなり、ロ−ル面を通してもリチウム
面がロ−ル面に接触せず汚染されることがない。また該
金属リチウム付集電体をロ−ル状にまいても集電体の裏
面にきつく接触せず巻きほぐしてもリチウム面が損傷し
ない。該金属リチウム付金属集電体を使用するときに剥
離フィルム層５’を剥離することで汚染していない接着
剤面が露出し、対極の集電体面に容易に接着される。
【０００８】このように作製することで金属リチウムの
歩留りは約９３％に向上した。なお不良とした約７％に
ついても圧着は充分であったが枠体の四隅でリチウムの
枯渇箇所が少し認められたため不良とした。従来に比べ
て約３３％向上した。さらに四隅でリチウムの枯渇箇所
が設けられた場合に類似する形状、即ち意識的に角部に
丸みがつくように圧延圧着した（例えばあらかじめ接着
剤５の枠の四隅にＲをつけておく場合は容易である。接
着剤がない場合は圧延時の樹脂フィルム及び金属集電体
のテンションと圧延速度の調整で行う。）金属リチウム
付集電体（例えば図３に示す。）で電池にした場合、従
来に比べ約１．６倍の寿命が延びた。また角部の金属リ
チウムを剥離した場合、従来では角部を引っ張ると他の
部分の金属リチウム箔が剥離されたのに対して、あらか
じめ角部ができるように圧着したものでは引っ張った部
分が切断されるほど強固に圧着されていた。さらにこの
場合の金属リチウムの歩留りは約９９．７％に向上し
た。
歩留りは約９３％に向上した。なお不良とした約７％に
ついても圧着は充分であったが枠体の四隅でリチウムの
枯渇箇所が少し認められたため不良とした。従来に比べ
て約３３％向上した。さらに四隅でリチウムの枯渇箇所
が設けられた場合に類似する形状、即ち意識的に角部に
丸みがつくように圧延圧着した（例えばあらかじめ接着
剤５の枠の四隅にＲをつけておく場合は容易である。接
着剤がない場合は圧延時の樹脂フィルム及び金属集電体
のテンションと圧延速度の調整で行う。）金属リチウム
付集電体（例えば図３に示す。）で電池にした場合、従
来に比べ約１．６倍の寿命が延びた。また角部の金属リ
チウムを剥離した場合、従来では角部を引っ張ると他の
部分の金属リチウム箔が剥離されたのに対して、あらか
じめ角部ができるように圧着したものでは引っ張った部
分が切断されるほど強固に圧着されていた。さらにこの
場合の金属リチウムの歩留りは約９９．７％に向上し
た。
【０００９】
【発明の効果】上述したごとく、本発明は次に記載する
効果を奏する。 （１）金属リチウムの歩留りは約９３％〜約９９．７％
に向上した。 （２）金属リチウム配置が容易となった。 （３）圧延と同時に圧着するため、集電体への密着性が
向上した。 （４）金属リチウム箔の厚さを自由に制御できる。 （５）リチウムのデンドライトショ−トを抑制する。 （６）接着剤の接着が容易となった。 なお本発明においては実施例に示すものに限定されるも
のではなく、各集電体の形状、樹脂フィルム材質・厚
み、金属リチウム塊量・形状、金属リチウム箔厚み・幅
・長さ・角部形状などは特に限定するものではなく、用
途に応じて種種変更されるものである。最終のリチウム
厚さを１０μ〜５０μにする場合は最初の金属リチウム
塊の厚さを約１００μ〜約２００μ程度にしておくと、
不良が低減できる。また圧延ロ−ルとしては面変形のな
い金属製ロ−ルが適当である。さらに圧延状態を良くす
るため、圧延箇所にヘキサンなどの非極性溶剤を塗布し
ておき圧延中または後に乾燥させるように圧着してもよ
い。
効果を奏する。 （１）金属リチウムの歩留りは約９３％〜約９９．７％
に向上した。 （２）金属リチウム配置が容易となった。 （３）圧延と同時に圧着するため、集電体への密着性が
向上した。 （４）金属リチウム箔の厚さを自由に制御できる。 （５）リチウムのデンドライトショ−トを抑制する。 （６）接着剤の接着が容易となった。 なお本発明においては実施例に示すものに限定されるも
のではなく、各集電体の形状、樹脂フィルム材質・厚
み、金属リチウム塊量・形状、金属リチウム箔厚み・幅
・長さ・角部形状などは特に限定するものではなく、用
途に応じて種種変更されるものである。最終のリチウム
厚さを１０μ〜５０μにする場合は最初の金属リチウム
塊の厚さを約１００μ〜約２００μ程度にしておくと、
不良が低減できる。また圧延ロ−ルとしては面変形のな
い金属製ロ−ルが適当である。さらに圧延状態を良くす
るため、圧延箇所にヘキサンなどの非極性溶剤を塗布し
ておき圧延中または後に乾燥させるように圧着してもよ
い。
【図１】本発明の一実施例における金属リチウム箔の作
製状態を示す斜視図である。
製状態を示す斜視図である。
【図２】本発明の他の実施例における金属リチウム箔の
作製状態を示す断面図である。
作製状態を示す断面図である。
【図３】本発明の金属リチウム付集電体を示す平面図で
ある。
ある。
１ 金属集電体 ２ 金属リチウム塊 ３、７、８圧延ロ−ル ４、９ 圧延圧着された金属リチウム箔 ５ 接着剤 ５’ 接着剤の剥離フィルム層 ６ 樹脂フィルム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 4/02 - 4/04 H01M 4/12 H01M 2/02 - 2/08
Claims (5)
- 【請求項１】 一定パタ−ンで穴を設けた接着剤又は枠
状の接着剤が接着された金属集電体の前記穴又は枠内に
位置する部分に金属リチウム塊を配置し、圧延により該
金属リチウム塊を箔状にし圧着したことを特徴とする電
池負極用の金属リチウム付集電体の製造方法。 - 【請求項２】 前記金属リチウム塊を前記金属集電体と
樹脂層の間に挟んで圧延することを特徴とする請求項１
記載の金属リチウム付集電体の製造方法。 - 【請求項３】 前記金属リチウム塊の幅が圧延後の金属
リチウムの幅と同等か又は小さいことを特徴とする請求
項１及び２記載の金属リチウム付集電体の製造方法。 - 【請求項４】 前記接着剤が複数層からなり、接着剤層
と剥離フィルム層からなることを特徴とする請求項１乃
至３記載の金属リチウム付集電体の製造方法。 - 【請求項５】 前記金属リチウム圧延圧着を金属集電体
上で等間隔に行うことを特徴とする請求項１乃至４記載
の金属リチウム付集電体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22206492A JP3277946B2 (ja) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | 金属リチウム付集電体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22206492A JP3277946B2 (ja) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | 金属リチウム付集電体及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0652849A JPH0652849A (ja) | 1994-02-25 |
| JP3277946B2 true JP3277946B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=16776547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22206492A Expired - Fee Related JP3277946B2 (ja) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | 金属リチウム付集電体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3277946B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3319572B2 (ja) * | 1996-04-25 | 2002-09-03 | 松下電器産業株式会社 | 非水電解質電池用負極 |
| JP4770127B2 (ja) | 2004-04-21 | 2011-09-14 | 株式会社Ｉｈｉ | 電池電極板及び電池電極板の製造方法 |
| KR102068054B1 (ko) * | 2016-02-03 | 2020-01-20 | 주식회사 엘지화학 | 오염 방지용 필름을 포함하는 전극의 압연 장치 |
-
1992
- 1992-07-28 JP JP22206492A patent/JP3277946B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0652849A (ja) | 1994-02-25 |
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