JP3335123B2 - ポリマー電池製造におけるカソード及びアノードフィルム作製方法 - Google Patents

ポリマー電池製造におけるカソード及びアノードフィルム作製方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリマー型2次電
池の製造方法に係り、特にはキャリアーフィルム上にカ
ソードスラリー及びアノードスラリーをそれぞれ成膜し
てカソードフィルム及びアノードフィルムを作製するに
際してのカソード・アノードフィルムのキャリアーフィ
ルムからの剥離を防ぐための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】リチウム2次電池の基本構成は、正極及
び負極並びに両電極に介在せしめられる電解質を保持し
たセパレータである。このうち、正極及び負極は、活物
質、導電材、結着材に必要に応じて可塑剤を分散媒に混
合分散して成るスラリーを金属箔、金属メッシュ等の集
電体に塗工したものを使用する。正極活物質としては遷
移金属のリチウム酸化物が最適である。たとえば、マン
ガン酸リチウム(LiMn24 )、コバルト酸リチウ
ム(LiCoO2 )、ニッケル酸リチウム(LiNiO
2 )等が好ましい。また、負極活物質としてはリチウム
イオンを吸蔵・放出できる公知の物質であり、たとえば
リチウムイオン吸蔵能を示す炭素材料が好ましい。炭素
材料の中でもコークス系炭素、黒鉛系炭素がより好まし
い。導電材としては電子伝導性の公知の物質であり、た
とえば天然黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラッ
ク等が好ましく、これらの混合物も使用できる。結着材
としてはフッ素系樹脂が良好で、ポリテトラフルオロエ
チレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVD
F)、ヘキサフロロプロピレン(HFP)等が好まし
く、これらの共重合体も使用できる。分散媒としては、
結着材が溶解可能な有機溶媒が適切で、たとえばアセト
ン、メチルエチルケトン(MEK)、テトラヒドロフラ
ン(THF)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセタ
ミド、テトラメチル尿素、リン酸トリメチル、N−メチ
ルピロリゾン(NMP)等が好ましい。また、必要に応
じて加える可塑剤は成膜後に電解液と置換可能な有機溶
媒が適切で、フタル酸ジエステル類が好ましい。集電体
にはステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、チタン、
銅のパンチングメタル、エキスパンドメタルが好まし
く、表面処理を施した材料も使用できる。電解質は一般
に溶媒とその溶媒に溶解するリチウム塩とから構成され
る。溶媒としてはポリエチレンカーボネート、エチレン
カーボネート、ジメチルスルホキシド、ブチルラクト
ン、スルホラン、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒ
ドロフラン、ジエチルカーボネート、メチルエチルカー
ボネート、ジメチルカーボネート等の有機溶媒が挙げら
れ、これらの一種又は二種以上を混合して使用するのが
好ましい。リチウム塩としては、LiCF3 SO3 、L
iAsF6 、LiClO4 、LiBF4 、LiPF6
が好ましい。
【0003】ポリマー型2次電池製造工程は図1に示す
ように、次の工程を含んでいる。 (a)アルミ集電体、正極材、セパレータ、負極材、銅
集電体をそれぞれロール状に巻取って用意し、ロールラ
ミネーターを使って各層を積層する工程。 (b)除湿雰囲気でセルを活性化する工程。 (c)所望の形状に切断後、パッケージフィルムに入れ
て包装する工程。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】成膜工程において、キ
ャリアーフィルム上にアノード、カソード、及びセパレ
ータ物質がそれぞれ塗工され、乾燥後、個別に巻き取ら
れる。従来工程においては、成膜時のキャリアーフィル
ムにはポリエステル(PET)フィルム(中心線平均粗
さ:0.001〜0.01μm、60°光沢度:150
〜200%)を用いているため、乾燥後にカソード、ア
ノードフィルムがキャリアーフィルムから剥がれ易く、
後工程に流すことができない事故が多発した。従って、
塗工フィルムは後工程での加工処理に耐えるに十分キャ
リアーフィルムに密着していることが必要とされる。
【0005】一方で、集電体と電極材フィルムがロール
ラミネータによりラミネートされた後、キャリアーフィ
ルムが剥がされる。この剥離が困難であると、作業性が
悪くなり、生産性が落ちる。
【0006】従って、カソード、アノードフィルムがキ
ャリアーフィルムに剥がれない程度に適度に密着しかつ
剥がす時点では簡単に剥がれること(易剥離性)が必要
である。本発明の課題は、カソード・アノードフィルム
のキャリアーフィルムからの易剥離性を保持しつつ剥離
を防ぐための対策を確立することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、カソード・
アノードフィルム用のキャリアーフィルムの塗工面を、
例えばサンドブラスト加工により、所定の範囲の面粗度
に粗面加工したものを使用することにより、後工程での
剥離時の易剥離性を保持した、適度の密着性が得られる
ことを見いだした。
【0008】かくして、本発明は、ポリマー電池製造に
おいてキャリアーフィルム上にカソードスラリー及びア
ノードスラリーをそれぞれ成膜してカソードフィルム及
びアノードフィルムを作製するに際して、該キャリアー
フィルムとして粗面加工を施したプラスチックフィルム
を用いることを特徴とするポリマー電池製造におけるカ
ソード及びアノードフィルム作製方法を提供する。
【0009】より特定的には、本発明は、ポリマー電池
製造においてキャリアーフィルム上にカソードスラリー
及びアノードスラリーをそれぞれ成膜してカソードフィ
ルム及びアノードフィルムを作製するに際して、該キャ
リアーフィルムとして中心線平均粗さが0.01μm〜
1.0μm(JIS B0601での評価法による)、
60°光沢度(GS 60°)が0.5〜140%(JI
S Z8741での評価法による)に粗面加工を施した
ポリエステルフィルムを用いることを特徴とするポリマ
ー電池製造におけるカソード及びアノードフィルム作製
方法を提供する。
【0010】粗面加工は、好ましくは、サンドブラスト
によりもしくは微粉末を結着剤に混ぜ、塗工、乾燥固定
化することにより施される。
【0011】
【発明の実施の形態】ポリマー型2次電池製造のアッセ
ンブリー工程は、キャリアーフィルム上にアノード、カ
ソード、及びセパレータ物質をそれぞれ塗工、乾燥し、
個別に巻き取り、カソードフィルム、アノードフィルム
及びセパレータフィルムを作製する成膜工程から始ま
る。従来、キャリアーフィルムとしては、代表的には、
JISB0601での評価法による中心線平均粗さR
a:0.003μm、60°光沢度(GS 60°):1
80%のポリエステルフィルムが使用されていた。その
ため、キャリアーフィルム上に塗工したカソード、アノ
ードフィルムがキャリアーフィルムから乾燥後剥がれ易
い。一方で、粘着剤等を用いて密着性を強固にし過ぎる
と、カソード・ラミネーション工程及びアノード・ラミ
ネーション工程での剥離が困難となる。
【0012】本発明に従えば、後工程での剥離時の易剥
離性を保持した、適度の密着性を得るために、カソード
・アノードフィルム用のキャリアーフィルムとして、そ
の塗工面を、例えばサンドブラスト加工によりもしくは
微粉末を結着剤に混ぜ、塗工、乾燥固定化することによ
り、所定の範囲の面粗度に粗面加工したものを使用す
る。例えば、100μm程度のシリカ粉、アルミナ粉、
ジルコニア粉のようなセラミック粉をPETフィルムに
吹き付けて粗面化するサンドブラスト加工を施したPE
T(ポリエステル)フィルムを用いる。サンドブラスト
加工以外にも、例えばヒュームドシリカ粉のような微粉
末を結着剤(メラミン樹脂)に混ぜ、これをPETフィ
ルム上に約1μm厚で塗工、乾燥固定化することによっ
ても粗面化が可能である。
【0013】粗面加工後の面粗度は下記仕様のものにつ
いて所要の剥離防止効果が認められた: 中心線平均粗さ(Ra):0.01μm〜1.0μm 面粗度は、0.01〜1.0μm、好ましくは0.05
〜0.4μmである。0.01μm未満ではカソード・
アノードフィルムが剥離してしまい、他方1.0μmを
超えると圧密工程後の剥離が不可能になり好ましくな
い。60°光沢度(GS 60°)は、0.5〜140%
のものが好ましい。
【0014】本発明の効果は、PET以外のフィルム、
例えばポリエステル、ポリエチレン、塩ビ、ポリイミド
等のプラスチックフィルムにおいても認められる。つま
り、キャリアーフィルム表面を粗化し、微視的に、適度
のアンカー効果を持たせることができる素材であれば同
様の効果が生じる。
【0015】本フィルム上に成膜したフィルムは、ラミ
ネーション工程を経てセルとなるが、カソード・アノー
ドフィルムの保持性及び易剥離性は不変であり、適度な
密着性を保つ。
【0016】
【実施例】(例1)サンドブラスト加工を施した後の中
心線平均粗さRa:0.11μm、60°光沢度:8.
8%のPETフィルムを成膜工程のキャリアーフィルム
として用いた。56重量%活物質(LiMn24 )、
15重量%結着剤、6重量%カーボン及び23重量%D
BP組成のカソードスラリーと、56重量%活物質(グ
ラファイト)、16重量%結着剤、3重量%カーボン及
び25重量%DBP組成のアノードスラリーを用意し、
それぞれキャリアーフィルム上に塗工した。塗工フィル
ム(カソード・アノードフィルム)は乾燥後もキャリア
ーフィルムから剥がれることがなく、保持することがで
きた。一方、乾燥後の電極材フィルムのキャリアーフィ
ルムへの密着性は適当であり、簡単に剥離することがで
き、剥離面には脱粒もなく良好であった。
【0017】(例2)ヒュームドシリカ粉を結着剤(メ
ラミン樹脂)に混ぜ、これをPETフィルム上に約1μ
m厚で塗工、乾燥固定化したフィルムの中心線平均粗さ
Ra:0.1μm、60°光沢度:9.5%となった。
例1と同様にしてキャリアーフィルム上にカソード・ア
ノードスラリーを塗工した。塗工フィルム(カソード・
アノードフィルム)は乾燥後もキャリアーフィルムから
剥がれることがなく、保持することができた。剥離性も
良好であった。
【0018】
【発明の効果】前述のように本発明によるキャリアーフ
ィルムは、成膜工程での密着性及び後工程での易剥離性
が良好であり、製造工程を一貫して同一のキャリアーフ
ィルムを用いることができることから、高い生産性を実
現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ポリマー型2次電池製造工程の説明図である。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリマー電池製造においてキャリアーフ
    ィルム上にカソードスラリー及びアノードスラリーをそ
    れぞれ成膜してカソードフィルム及びアノードフィルム
    を作製するに際して、該キャリアーフィルムとして中心
    線平均粗さが0.01μm〜1.0μm(JIS B0
    601での評価法による)、60°光沢度(G 60
    °)が0.5〜140%(JIS Z8741での評価
    法による)に粗面加工を施したポリエステルフィルムを
    用いることを特徴とするポリマー電池製造におけるカソ
    ード及びアノードフィルム作製方法。
  2. 【請求項2】 粗面加工がサンドブラストによりもしく
    は微粉末を結着剤に混ぜ、塗工、乾燥固定化することに
    より施される請求項1のポリマー電池製造におけるカソ
    ード及びアノードフィルム作製方法。
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