JP3367120B2 - 金属リチウム付金属集電体及びその製造方法 - Google Patents

金属リチウム付金属集電体及びその製造方法

Info

Publication number
JP3367120B2
JP3367120B2 JP28085592A JP28085592A JP3367120B2 JP 3367120 B2 JP3367120 B2 JP 3367120B2 JP 28085592 A JP28085592 A JP 28085592A JP 28085592 A JP28085592 A JP 28085592A JP 3367120 B2 JP3367120 B2 JP 3367120B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
metallic lithium
lithium
foil
metallic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP28085592A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06111824A (ja
Inventor
博 香川
史朗 加藤
和雄 村田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yuasa Corp
Original Assignee
Yuasa Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yuasa Corp filed Critical Yuasa Corp
Priority to JP28085592A priority Critical patent/JP3367120B2/ja
Publication of JPH06111824A publication Critical patent/JPH06111824A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3367120B2 publication Critical patent/JP3367120B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【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
付金属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、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金属集電体を形成し
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。
また金属集電体にあらかじめ枠体の接着剤が配置され、
且つ該接着剤の厚さが転写しようとする金属リチウム箔
の厚さより厚い場合には転写することができなかった。
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、金属リチウム塊を連続して約100
μ厚さにまで圧延するのに約20%の損失となる。
【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
容易にすることと、密着性を高める金属リチウム付金属
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、金属リチウム付金属集電体については金属
が被覆された樹脂フィルム又は金属箔の金属面上に一定
パタ−ンで樹脂を配置し、該樹脂のない部分に金属リチ
ウムが圧着されていること、前記樹脂が接着剤からなる
樹脂フィルムで複数層からなり、段差が設けられている
こと、前記金属リチウムの上面が前記接着剤からなる樹
脂フィルムの段差部と同一レベル又は僅かに低いこと、
前記金属リチウムの周縁の圧着力が中心部の圧着力より
小さいこと、前記金属リチウムの圧着部が金属面上に複
数個設けられていること、前記金属リチウムの金属面に
おける総圧着面積が0.6%以上であることなどで、金
属リチウム付金属集電体の製造方法については金属が被
覆された樹脂フィルム又は金属箔の金属面上に一定パタ
−ンで穴を設けた接着剤からなる樹脂フィルムを接着し
た後、該穴に金属リチウム塊を配置し、さらに該金属面
の長さ方向に対して圧延ロ−ルにより金属リチウム塊を
圧延し金属面に圧着するか、又は該穴に金属リチウム箔
を配置したと同時か又は後に該金属リチウム箔面上に打
撃を加え金属リチウム箔を金属面上に圧着すること、前
記金属リチウム塊が前記穴に配置され圧延されるまでに
該金属リチウム塊の少なくとも一部が押圧により前記金
属面に圧着されること、前記金属リチウム箔の打撃がハ
ンマ−プレスにより加えられることなどを特徴とするも
ので、これら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により接着剤を備え且つ金属リチウム
が圧着された一連の金属集電体が得られ、電池生産時の
工程が連続で高速自動化処理できる。請求項2及び3に
より接着剤と金属リチウムの厚み差の箇所に他の電池要
素(即ち正極活物質、電解質など)を配置できる。請求
項4により金属リチウム周縁部の電気電導性を低下せし
めることで充電電流密度を小さくし、金属リチウムのデ
ンドライト形成を抑制し内部短絡による電池の破損を防
止する。請求項5により金属リチウムの金属表面への圧
着を分散させ、電気的な接触と機械的な保持を両立させ
ることができる。請求項6により金属リチウムの電気的
な接触と機械的な保持に対する必要最小限の圧着を行
い、圧着の処理工程を確実且つ簡略化する。請求項7に
より所定形状に一定パタ−ンで穴を設けた接着剤を接着
した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(穴の形状に応じた形状)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。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
れる。また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。さらに接着
剤と金属リチウムとの段差が大きい場合などには金属リ
チウム箔の打撃による圧着固定が集電体との電気的接触
及び保持の上から簡単で且つ確実な方法である。請求項
8により位置ずれを防止し、金属リチウムの所定形状に
圧延圧着する加工速度を向上させる。また所定形状への
加工精度を高める。請求項9により金属リチウムの圧着
固定処理の高速自動化が達成できる。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 (実施例1)金属リチウム付金属集電体とその製造方法
を示す。金属集電体1(幅;約300mm、厚さ;約2
0μ、材質;銅箔、その他にステンレス箔、ニッケル
箔、樹脂フィルムの上に銅を蒸着したものなどが使用で
きる。)の上に、一定パタ−ンで穴2(形状;正方形、
縦横の長さ;約2.5cm及び約2.3cm、深さ;約
0.4mm)を等間隔(約6mm)で複数個設けた接着
剤からなる少なくとも2層から構成される樹脂フィルム
3(構成;1層目樹脂フィルム3’と2層目樹脂フィル
ム3”、各樹脂フィルムの構成;変性PP−芯材PET
又はアルミニウム箔−変性PPの3層、厚さ;1層目樹
脂フィルム3’は約0.1mm、2層目樹脂フィルム
3”は約0.3mm、各穴の形状;1層目樹脂フィルム
3’は約2.3cm、2層目樹脂フィルム3”は約2.
5mm)を熱接着した時の平面状態を図1(なお図に
は、各パタ−ンを拡大表示している。)に示す。図2は
その時の長さ方向の断面図(なお幅方向についても同様
である。)を示す。なお接着剤からなる2層目樹脂フィ
ルム3”の上面に汚染等防止用の剥離紙が備えられてい
ることが好ましい。また接着剤が流動性の樹脂であって
もよく金属リチウムを配置した後に該流動性の樹脂を一
定パタ−ンで配置することもできる。次に圧延ロ−ルに
よる金属リチウムの配置方法については図3の断面図
(厚さ方向を拡大表示している。)に概要を示す。該樹
脂フィルム3の各穴2内の進行方向の先端部に金属リチ
ウム塊4(圧延後の幅と同等又は僅かに小さい幅の棒状
リチウム又は厚めのリチウム箔など)を配置し、一端を
押圧して仮固定した後、PETなどのリチウム接着防止
用樹脂フィルム5を介して圧延ロ−ル6で圧延すると共
に金属集電体1面に金属リチウム箔7となって圧着す
る。金属集電体1の巻き取りと圧延ロ−ル6の回転を行
うことで、金属リチウム箔7が金属集電体1上に形成さ
れる。この場合の圧延ロ−ル6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場合は、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るが、リチウム
接着防止用樹脂フィルム5を別機構で配置する必要がな
い利点がある。次に金属リチウム箔の打撃による金属集
電体面への圧着につき説明する。 (実施例2)図4の断面図に示す如く、実施例1で作製
されたと同様の穴2形状を有する接着剤からなる樹脂フ
ィルム3を銅箔8を樹脂フィルム9上に蒸着で被覆した
上に接着した。該穴2の金属集電体面に金属リチウム箔
10(形状;約2.3mm四方、厚さ;約0.1mm)
をロボットなどの移送装置により複数の穴に一括配置し
た。次にハンマ−プレス装置11により配置した金属リ
チウム箔10の中央部に約5mm径の打撃痕(約110
gの重りを約9cmの高さから落下させた時に相当す
る。)を当て圧着(図中の黒色部12に相当する箇所)
した。
【0007】このように作製することで金属リチウムの
歩留りは約98%に向上した。なお不良とした約2%に
ついては接着剤からなる樹脂フィルムの穴形状のズレに
起因するものであった。従来に比べて約18%向上し
た。総圧着面積を全表面積の0.6%以上にすることで
電気的接触性を保持した。なお0.6%以下であれば集
電体の電気抵抗(例えば約0.62Ωであったものが約
0.87Ω以上に増加する。)が増加し充放電特性が悪
くなる。一方0.6%以上であれば集電体の電気抵抗は
約0.57Ω〜約0.62Ωの範囲内にあり、ほぼ安定
している。また金属リチウムの周縁の圧着力を小さくし
たものを電池に組み立てた場合、従来の電池に比べ約
3.6倍の電流密度で充電しても周縁に金属リチウムの
デンドライト形成が認められなかった。金属リチウムを
接着剤からなる樹脂フィルムの段差部と同等又は低くす
ることで、正極側の電池要素と負極側の電池要素の周縁
部が分離され内部短絡が防止される。また該段差部の傾
斜角度により金属リチウム塊を圧延する場合の圧延ロ−
ラ−の移動がスム−スになると共に、圧延後の金属リチ
ウム面が平滑になる。
【0008】
【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が約18%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)内部短絡を防止できる。 (5)リチウムのデンドライトショ−トを抑制する。 (6)生産性を高めた。 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、穴の形状、パタ−ン形状・数、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、打撃
による圧着方法・単面積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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる接着剤からなる樹脂フィルムを
接着した金属集電体の平面図である。
【図2】図1の長さ方向の要部断面図である。
【図3】本発明に係わる金属リチウムの箔形成状態を示
す断面図である。
【図4】本発明に係わる金属リチウムの箔の打撃による
圧着形成状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 金属集電体 2 穴 3 接着剤からなる樹脂フィルム 4 金属リチウム塊 6 圧延ロ−ル 7、10 金属リチウム箔 8 銅箔 9 樹脂フィルム 11 ハンマ−プレス装置11 12 圧着部
───────────────────────────────────────────────────── 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 H01M 4/04 H01M 4/06 H01M 4/12 H01M 4/64

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属が被覆された樹脂フィルム又は金属
    箔の金属面上に一定パタ−ンで樹脂が配置され、該樹脂
    のない部分に金属リチウムが圧着され、前記樹脂が接着
    剤からなる樹脂フィルムで複数層からなり、段差が設け
    られていることを特徴とする金属リチウム付金属集電
    体。
  2. 【請求項2】 金属が被覆された樹脂フィルム又は金属
    箔の金属面上に一定パタ−ンで樹脂が配置され、該樹脂
    のない部分に金属リチウムが圧着され、前記金属リチウ
    ムの上面が前記接着剤からなる樹脂フィルムの段差部と
    同一レベル又は僅かに低いことを特徴とする金属リチウ
    ム付金属集電体。
  3. 【請求項3】 金属が被覆された樹脂フィルム又は金属
    箔の金属面上に一定パタ−ンで樹脂が配置され、該樹脂
    のない部分に金属リチウムが圧着され、前記金属リチウ
    ムの周縁の圧着力が中心部の圧着力より小さいことを特
    徴とする金属リチウム付金属集電体。
  4. 【請求項4】 金属が被覆された樹脂フィルム又は金属
    箔の金属面上に一定パタ−ンで樹脂が配置され、該樹脂
    のない部分に金属リチウムが圧着され、前記金属リチウ
    ムの圧着部が金属面上に複数個設けられていることを特
    徴とする請求項1記載の金属リチウム付金属集電体。
  5. 【請求項5】 金属が被覆された樹脂フィルム又は金属
    箔の金属面上に一定パタ−ンで樹脂が配置され、該樹脂
    のない部分に金属リチウムが圧着され、前記金属リチウ
    ムの金属面における総圧着面積が0.6%以上であるこ
    とを特徴とする金属リチウム付金属集電体。
  6. 【請求項6】 金属が被覆された樹脂フィルム又は金属
    箔の金属面上に一定パタ−ンで穴を設けた接着剤からな
    る樹脂フィルムを接着した後、該穴に金属リチウム塊を
    配置し、さらに該金属面の長さ方向に対して圧延ロ−ル
    により金属リチウム塊を圧延し金属面に圧着するか、又
    は該穴に金属リチウム箔を配置したと同時か又は後に該
    金属リチウム箔面上に打撃を加え金属リチウム箔を金属
    面上に圧着することを特徴とし、前記金属リチウム塊が
    前記穴に配置され圧延されるまでに該金属リチウム塊の
    少なくとも一部が押圧により前記金属面に圧着されるこ
    とを特徴とする金属リチウム付金属集電体の製造方法。
  7. 【請求項7】 金属が被覆された樹脂フィルム又は金属
    箔の金属面上に一定パタ−ンで穴を設けた接着剤からな
    る樹脂フィルムを接着した後、該穴に金属リチウム塊を
    配置し、さらに該金属面の長さ方向に対して圧延ロ−ル
    により金属リチウム塊を圧延し金属面に圧着するか、又
    は該穴に金属リチウム箔を配置したと同時か又は後に該
    金属リチウム箔面上に打撃を加え金属リチウム箔を金属
    面上に圧着することを特徴とし、前記金属リチウム箔の
    打撃がハンマ−プレスにより加えられることを特徴とす
    る請求項7記載の金属リチウム付金属集電体の製造方
    法。
JP28085592A 1992-09-24 1992-09-24 金属リチウム付金属集電体及びその製造方法 Expired - Fee Related JP3367120B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28085592A JP3367120B2 (ja) 1992-09-24 1992-09-24 金属リチウム付金属集電体及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28085592A JP3367120B2 (ja) 1992-09-24 1992-09-24 金属リチウム付金属集電体及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06111824A JPH06111824A (ja) 1994-04-22
JP3367120B2 true JP3367120B2 (ja) 2003-01-14

Family

ID=17630920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28085592A Expired - Fee Related JP3367120B2 (ja) 1992-09-24 1992-09-24 金属リチウム付金属集電体及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3367120B2 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09129220A (ja) * 1995-11-07 1997-05-16 Fuji Photo Film Co Ltd 負極集電体のリチウム箔貼付方法および装置
KR100404733B1 (ko) * 2001-06-12 2003-11-07 한국과학기술연구원 금속이 피복된 집전체, 이를 이용한 전극 및 이들 전극을포함하는 리튬전지
JP6848645B2 (ja) * 2017-04-21 2021-03-24 トヨタ自動車株式会社 集電積層体
EP3576185B1 (en) * 2018-05-31 2023-02-01 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Lithium secondary battery
EP3576196A1 (en) * 2018-05-31 2019-12-04 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Lithium secondary battery
EP3576184B1 (en) * 2018-05-31 2023-05-31 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Lithium secondary battery
EP3576186B1 (en) * 2018-05-31 2023-05-31 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Lithium secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06111824A (ja) 1994-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2186150B1 (en) Method
KR102372990B1 (ko) 고-종횡비 구조체의 제조 방법 및 장치
US6761744B1 (en) Lithium thin film lamination technology on electrode to increase battery capacity
US8702818B2 (en) Method of manufacturing an electrode assembly for a rechargeable battery
CN211507765U (zh) 卷芯结构
JP7059299B2 (ja) 固体リチウム・ベースの電池および固体リチウム・ベースの電池を形成する方法
CN102055021B (zh) 形成薄膜锂离子电池的方法
US11682769B2 (en) Electrochemical device and method of preparing the same
JP3367120B2 (ja) 金属リチウム付金属集電体及びその製造方法
WO2020054801A1 (ja) 二次電池用積層体および二次電池、並びに、それらの製造方法
EP0856900B1 (en) Grid for lead acid battery
TW200822417A (en) A secondary battery and a method for manufacturing the secondary battery
JP3730164B2 (ja) 全固体型電池およびその製造方法
KR20230014733A (ko) 이차 전지 및 그 제조 방법
KR20170100378A (ko) 중첩 부위의 두께를 저감시킨 코팅 장치 및 이를 이용하여 제조되는 전극
JP3528855B2 (ja) 負極集電体及びその製造方法
WO2018116983A1 (ja) 全固体電池の製造方法および製造装置
US11888178B2 (en) Method for producing an electric battery with separator material on a current collector base
JP3021485B2 (ja) シート状蓄電池の製造方法
JPH06150935A (ja) 負極集電体の製造方法
JP3277946B2 (ja) 金属リチウム付集電体及びその製造方法
CN221125987U (zh) 一种锂电池负极和锂电池
WO2001006578A2 (en) Lithium thin film lamination technology on electrode to increase battery capacity
KR100428976B1 (ko) 리튬 이차 전지용 전극 및 그 제조방법
JP3042150B2 (ja) 鉛蓄電池用格子体の製造法

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees