JP6727990B2

JP6727990B2 - 二次電池用電極の製造方法、及び二次電池の製造方法

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Publication number: JP6727990B2
Application number: JP2016169807A
Authority: JP
Inventors: 和也西尾; 佐藤　哲也; 哲也佐藤; 吉永　光宏; 光宏吉永
Original assignee: Panasonic Corp; Sanyo Electric Co Ltd; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Sanyo Electric Co Ltd; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2016-08-31
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2020-07-22
Anticipated expiration: 2036-08-31
Also published as: JP2018037296A

Description

本開示は、二次電池用電極の製造方法、及び二次電池の製造方法に関する。

二次電池に使用される電極は、一般的に、長尺状の芯体に活物質層が形成された電極前駆体を所定の形状に切断して製造される。例えば、特許文献１には、パルス発振方式のレーザを用いて長尺状の電極前駆体を所定の形状に切断する技術が開示されている。また、特許文献１には、長尺状の電極前駆体を複数の搬送用ローラで搬送しながらレーザ光を照射する加工装置が開示されている。

特開２００７−１４９９３号公報

ところで、レーザを用いて長尺状の電極前駆体を切断する場合、特許文献１にも開示されるように、電極前駆体の各搬送用ローラの間に位置する部分にレーザ光を照射することが好ましい。しかし、本発明者らが開発を行うなかで、電極前駆体の切断をレーザ光の照射により行う場合、電極前駆体を安定的に切断できない場合があるという課題を見出した。

本開示に係る二次電池用電極の製造方法は、長尺状芯体の少なくとも一方の面に活物質層を形成する第１工程と、前記活物質層が形成された前記長尺状芯体である電極前駆体の上方に向いた上面にレーザ光を照射して当該前駆体を所定の形状に切断する第２工程とを含み、前記第２工程では、互いに間隔をあけて配置された２つのローラで前記電極前駆体の下方に向いた下面を支持すると共に、当該前駆体の前記各ローラの間に位置する部分の上方を減圧した状態で、当該部分の上面に前記レーザ光を照射することを特徴とする。

本開示に係る二次電池用電極の製造方法によれば、綺麗な切断部を有する電極を安定に製造することができる。

実施形態の一例である二次電池用電極を示す図である。実施形態の一例である二次電池用電極の製造方法を説明するための図である。実施形態の一例である二次電池用電極の製造方法を説明するための図である。実施形態の一例である二次電池用電極の製造方法を説明するための図である。実施形態の一例である二次電池の断面図である。

近年、二次電池の高容量化等に伴い、電極前駆体を高速で切断して電極の生産性を向上させることの重要性が高まっている。レーザを用いて長尺状の電極前駆体を切断する方法は、カッター等を用いた従来の一般的な切断法と比べて切断速度の高速化が期待できる。しかし、本発明者らは開発を行うなかで、電極前駆体の切断をレーザ光の照射により行う場合、電極前駆体を安定的に切断できない場合があるという課題を見出した。また、このような課題は、レーザとして連続発振レーザ（ＣＷレーザ）を用いる場合、顕著に生じる。検討の結果、本発明者らは、このような課題は以下の原因により生じると考えた。

電極前駆体にレーザ光を照射すると、電極前駆体においてレーザ光が照射された部分の活物質層ないし芯体が瞬間的に溶融・蒸発し、電極前駆体においてレーザ光が照射された面側（上面側）で局所的に爆発的な圧力上昇が生じる。これにより電極前駆体が、電極前駆体においてレーザ光が照射された面とは反対の面側（下面側）に押される。これにより、電極前駆体が撓んだり、あるいは小刻みに振動したりする。そのため、レーザ光の焦点と電極前駆体の切断予定部の位置が僅かにずれることがあり、電極前駆体を安定的に切断できない場合があると考えられる。

本発明者らは、かかる課題を解決すべく鋭意検討した結果、電極前駆体の各ローラの間に位置する部分の上方を減圧した状態で当該部分の上面にレーザ光を照射することにより、レーザ光の照射に起因する電極前駆体の撓みが大幅に抑制されることを見出した。本開示に係る製造方法によれば、電極前駆体を綺麗に高速で切断することが可能である。

レーザには、パルスレーザを用いてもよいが、好ましくは連続発振レーザ（ＣＷレーザ）を用いる。上記特許文献１に開示されるようなパルスレーザを用いた切断法では、電極前駆体の切断部が波打った形状となり易く、また切断部で活物質層が除去されてしまい芯体の表面が露出する場合がある。連続発振レーザを用いることにより、綺麗な切断部を有する電極をより安定に製造し易くなる。

以下、図面を参照しながら、実施形態の一例について詳細に説明する。実施形態の説明で参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された構成要素の寸法などは、現物と異なる場合がある。具体的な寸法等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。本明細書において「略〜」との用語は、略一定を例に説明すると、完全に一定はもとより、実質的に一定と認められるものを含む意図である。

以下では、積層型電極体に適用される二次電池用電極１０及びその製造方法を例示するが、本開示に係る製造方法は巻回型電極体用の電極の製造にも適用できる。

図１は、後述の製造方法で製造される二次電池用電極１０を示す正面図であって、電極の断面図を併せて示している。図１に例示するように、二次電池用電極１０は、芯体１１と、芯体１１の両面に形成された活物質層１２とを備える。活物質層１２は、芯体１１の一方の面のみに形成されてもよいが、好ましくは芯体１１の両面に形成される。二次電池用電極１０は、レーザを用いて電極前駆体２０（後述の図２等参照）を高速に切断して製造されるが、切断部（端面）は直線状の綺麗な形状を有している。二次電池用電極１０は、正極、負極のいずれであってもよい。但し、正極と負極では、後述するように、芯体１１を構成する材料、活物質層１２に含まれる活物質等、電極サイズなどが互いに異なる。

二次電池用電極１０は、基部１３と、基部１３の一端から突出したリード部１４とを有する。二次電池用電極１０では、基部１３とリード部１４が一体成形されている。基部１３は、活物質層１２が形成される部分であって、芯体１１の両面の全域に活物質層１２が形成されている。基部１３は、横方向に長い正面視矩形形状を有するが、その形状は特に限定されない。リード部１４は、基部１３の短辺方向一端側において長辺方向一端から突出し、正面視矩形形状を有する。活物質層１２は、一般的にリード部１４の付け根にも形成されるが、リード部１４の大部分には形成されない。

二次電池用電極１０は、積層型電極体に適用される。積層型電極体は、複数の正極と複数の負極を有し、正極と負極がセパレータを介して交互に積層されてなる電極体である。二次電池用電極１０が正極である場合、セパレータと負極を介して積層された複数の正極のリード部１４同士が溶接等により接合される。そして、当該リード部１４が、直接あるいは金属製の集電部材を介して電池の正極端子に接続される。

二次電池用電極１０が適用される二次電池は、例えばリチウムイオン電池等の非水電解質二次電池であるが、これに限定されるものではない。また、二次電池としては、角形の金属製ケースを有する角形電池、金属層ラミネートフィルムで構成された外装体を有するラミネート電池などが例示できるが、他の形態の電池であってもよい。以下では、二次電池用電極１０がリチウムイオン電池に適用されるものとして説明する。

二次電池用電極１０が正極である場合、芯体１１（正極集電体）には、アルミニウムやアルミニウム合金などの正極の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等を用いることができる。正極集電体の厚みは、例えば５μｍ〜３０μｍである。活物質層１２が正極合材層である場合、活物質層１２には、一般的にリチウム含有遷移金属酸化物等の正極活物質、導電材、及び結着材が含まれる。正極合材層の厚みは、例えば正極集電体の片側で２０〜２００μｍが好ましく、５０μｍ〜１５０μｍがより好ましい。特に限定されないが、導電材は炭素材料等が好ましく、また、結着材はポリフッ化ビニリデン等が好ましい。

二次電池用電極１０が負極である場合、芯体１１（負極集電体）には、銅や銅合金などの負極の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等を用いることができる。負極集電体の厚みは、例えば５μｍ〜３０μｍである。活物質層１２が負極合材層である場合、活物質層１２には、一般的に天然黒鉛、人造黒鉛等の炭素材料、Ｓｉ、Ｓｎ等のリチウムと合金化する金属、合金、複合酸化物などの負極活物質、及び結着材が含まれる。負極合材層の厚みは、例えば負極集電体の片側で２０〜２００μｍが好ましく、５０μｍ〜１５０μｍがより好ましい。特に限定されないが、結着材はスチレンブタジエンゴム等のゴム系の結着材等が好ましい。

以下、図２〜図４を参照しながら、二次電池用電極１０の製造方法の一例について詳細に説明する。図２は、レーザシステム３０の全体構成を示す。図３及び図４は、レーザシステム３０から出力されるレーザ光αにより電極前駆体２０を切断する様子を示す図であって、電極前駆体２０の搬送方向を矢印Ｄで示している。ここでは、電極前駆体２０の切断により二次電池用電極１０の芯体１１となる部材を長尺状芯体２１、活物質層１２となる層を活物質層２２とする。

図２〜図４に例示するように、二次電池用電極１０は、長尺状芯体２１の両面に活物質層２２が形成された長尺状の電極前駆体２０を所定の形状に切断して製造される。二次電池用電極１０の製造工程は、長尺状芯体２１の少なくとも一方の面に活物質層２２を形成する第１工程と、電極前駆体２０の鉛直上方に向いた上面２０ａにレーザ光αを照射して電極前駆体２０を所定の形状に切断する第２工程とを含む。本実施形態では、第１の工程で長尺状芯体２１の両面に活物質層２２が形成される。第１工程では、活物質層２２の構成材料を含む合材スラリーを調製し、当該スラリーを長尺状芯体２１の両面に塗布し、塗膜を乾燥させて、活物質層２２を形成する。

第１工程では、電極前駆体２０の長手方向に沿って、芯体表面が露出した露出部２３を形成する。露出部２３は、長尺状芯体２１の幅方向一端から略一定の幅で形成されることが好ましい。露出部２３の幅は、例えば長尺状芯体２１の幅の１／５以下である。露出部２３は、長尺状芯体２１の両面の全域に活物質層２２を形成した後、活物質層２２の一部を剥離除去して形成されてもよいが、好ましくは長尺状芯体２１の一部に合材スラリーを塗布しないことにより形成される。本実施形態では、長尺状芯体２１が幅方向に２枚の二次電池用電極１０を形成可能な幅を有し、電極前駆体２０の幅方向両端部に露出部２３が形成される。

第２工程では、互いに間隔をあけて配置された２つのローラ４０で電極前駆体２０の鉛直下方に向いた下面２０ｂを支持し、当該前駆体の各ローラ４０の間に位置する部分の上方を減圧した状態で、当該部分の上面２０ａにレーザ光αを照射する。以下では、電極前駆体２０の各ローラ４０の間に位置する部分をローラ間部２０ｐという。電極前駆体２０のローラ４０上に位置する部分にレーザ光αを照射するとローラ４０が損傷する虞があるため、レーザ光αはローラ間部２０ｐに照射することが好ましい。しかし、ローラ間部２０ｐにレーザ光αを照射すると、レーザ光αが照射された部分の電極前駆体２０の爆発的な蒸発により電極前駆体２０が撓む、あるいは電極前駆体２０が動くため、電極前駆体２０を綺麗に切断することが難しくなる。そこで、本製造工程では、レーザ光αが照射されるローラ間部２０ｐの上方に位置する空間Ｚを減圧することによりローラ間部２０ｐを上方に持ち上げ（図２参照）、かかる電極前駆体２０の撓みを抑制している。

第２工程では、電極前駆体２０とレーザシステム３０の加工ヘッドとの相対位置を変化させながら、電極前駆体２０に対してレーザ光αを照射する。具体的には、複数のローラ４０等により電極前駆体２０を搬送しながら電極前駆体２０の長手方向に連続してレーザ光αを照射する。ローラ４０は、電極前駆体２０を長手方向に搬送するための搬送用ローラであって、回転軸が電極前駆体２０の幅方向に沿うように設けられている。ローラ４０はモータで回転駆動されなくてもよく、図示しない巻取り機が回転駆動することで電極前駆体２０が搬送されればよい。ローラ４０は、例えば電極前駆体２０の搬送に伴い受動的に回転する。

図２に例示するように、レーザシステム３０は、レーザ発振器３１と、ガルバノスキャナー３３を内蔵する加工ヘッドとを備える。ガルバノスキャナー３３を用いることで、加工ヘッド自体を固定した状態でレーザ光αを走査することができる。即ち、本実施形態では電極前駆体２０を搬送しながらレーザ光αも走査する。レーザ光αは、電極前駆体２０の搬送方向に走査されてもよく、搬送方向と反対方向に走査されてもよい。

レーザ発振器３１は、連続発振が可能な発振器であることが好ましい。つまり、第２工程では、連続発振レーザを用いて電極前駆体２０を切断することが好ましい。連続発振レーザを用いる場合、パルスレーザを用いる場合と比べて、切断部の波打ち及び芯体表面の露出が起こり難く、綺麗な切断部を有する二次電池用電極１０を安定に製造し易い。

レーザ発振器３１の好適な例としては、連続発振モードでレーザ光αを出力可能なＹＡＧレーザ、ＣＯ₂レーザ、Ａｒレーザ、ファイバーレーザなどが挙げられる。特に好適な一例は、ファイバーレーザである。発振波長の好適な範囲の一例は、９００ｎｍ〜１２００ｎｍである。レーザシステム３０では、レーザ発振器３１とガルバノスキャナー３３の間に、レーザ発振器３１から出力されたレーザ光αを平行なビームとするコリメータ３２が設けられている。

ガルバノスキャナー３３は、レーザ発振器３１側から順に、反射ミラー３４、光学素子３５、Ｘ軸ミラー３６、Ｙ軸ミラー３７、及びＦθレンズ３８を有する。光学素子３５には、例えば回折格子等が用いられる。コリメータ３２を通過した連続波であるレーザ光αは、反射ミラー３４で光学素子３５側に曲げられ、光学素子３５を通過して、Ｘ軸ミラー３６、Ｙ軸ミラー３７に導かれる。Ｘ軸ミラー３６及びＹ軸ミラー３７を動かすことでレーザ光αを走査し、二次元平面内で照射スポットＰの位置を変更することができる。Ｘ軸ミラー３６及びＹ軸ミラー３７で反射されたレーザ光αは、Ｆθレンズ３８及び保護ガラス３９を通って電極前駆体２０に照射される。

図３に例示するように、第２工程では、電極前駆体２０の活物質層２２が設けられた部分を露出部２３に沿って切断すると共に、略一定周期で切断方向を変えて露出部２３を切断することによりリード部１４となる凸部２４を形成する。レーザ光αは、活物質層２２が設けられた部分と露出部２３の境界位置に照射することもできるが、この場合、照射スポットＰの僅かなズレでリード部１４以外の部分に芯体表面の露出部が形成される。リード部１４以外の部分に形成される露出部は、正負極間の低抵抗な短絡を招くおそれがあるため、特に正極では当該露出部が形成されないように電極前駆体２０を切断することが好ましい。このため、露出部２３の近傍の活物質層２２が設けられた部分にレーザ光αを照射して電極前駆体２０を切断する。

レーザ光αは、露出部２３（電極前駆体２０の長手方向）に沿って走査され、凸部２４に対応する部分で露出部２３側（電極前駆体２０の幅方向）に走査される。活物質層２２が設けられた部分と露出部２３との境界位置においてもレーザ光αは連続的に照射されるため、活物質層２２が設けられた部分の切断部Ｃ₂₂と、露出部２３の切断部Ｃ₂₃とは、連続した１本の線状に形成される。略一定周期で切断方向を変えて露出部２３を切断することで、電極前駆体２０の長手方向に略等間隔で並ぶ複数の凸部２４が形成される。そして、活物質層１２が全体に形成された基部１３と、付け根に活物質層１２が形成されたリード部１４とを有する二次電池用電極１０が得られる。

レーザ照射条件は、長尺状芯体２１及び活物質層２２の材質、厚み、切断形状等に基づいて調整することが好ましいが、概ね、連続発振レーザ（レーザ発振器３１）の出力は５００Ｗ〜５０００Ｗ、レーザ光αのスポット径は５μｍ〜１００μｍである。また、連続発振レーザによる電極前駆体２０の切断速度は、例えば５００ｍｍ／ｓ〜８０００ｍｍ／ｓである。電極前駆体２０が正極の前駆体である場合と、負極の前駆体である場合とで、照射条件を変更してもよい。一般的には、正極前駆体の方が切断し易い。

レーザ出力、スポット径、及び切断速度に関する好適な範囲の一例は次の通りである。・レーザ出力は、１０００Ｗ〜３０００Ｗであることがより好ましい。
・スポット径は、１０μｍ〜１００μｍであることが好ましく、１０μｍ〜４０μｍであることが更に好ましい。
・切断速度は、１０００ｍｍ／秒〜５０００ｍｍ／秒であることがより好ましい。

図４に例示するように、第２工程では、レーザ光αを電極前駆体２０の幅方向両端部に照射してもよい。電極前駆体２０は二次電池用電極１０の２枚分に対応する幅を有し、幅方向両端部にそれぞれ露出部２３を有するため、本実施形態では各露出部２３に沿ってレーザ光αをそれぞれ同時に照射する。レーザシステム３０は、例えば１つのレーザ発振器３１から出力されたレーザ光αを分岐して電極前駆体２０の幅方向両端部に照射する。図４に示す例では、各照射スポットＰが電極前駆体２０の幅方向に略並んでおり、また幅方向両端部に形成される凸部２４も幅方向に略並んでいる。

第２工程では、上述のように、電極前駆体２０のローラ間部２０ｐの上方（空間Ｚ）を減圧した状態で、ローラ間部２０ｐの上面２０ａにレーザ光αを照射する。レーザ光αは、例えばローラ間部２０ｐの各ローラ４０から略等距離の位置に照射される。第２工程では、少なくともローラ間部２０ｐが持ち上がる程度にまで空間Ｚを減圧し、好ましくは減圧によりローラ間部２０ｐに作用する上方への力がレーザ光αの照射により生じる下方への力と釣り合うようにする。即ち、レーザ光αが照射されたときに、ローラ間部２０ｐが撓むことを抑制するように減圧する。

第２工程では、電極前駆体２０の上面２０ａに沿って送風することにより、ローラ間部２０ｐの上方を減圧することが好適である。上面２０ａに沿って送風すると、ローラ間部２０ｐの上方の空間Ｚが減圧状態となり、ローラ間部２０ｐが持ち上げられる。換言すると、少なくともローラ間部２０ｐを持ち上げる負圧が発生するように上面２０ａに沿って風を流す。図４に示す例では、ローラ間部２０ｐの幅方向中央部の上方において各ローラ４０から略等距離の位置に送風機４１が設けられている。送風機４１は、例えばレーザシステム３０と連動し、レーザ光αが電極前駆体２０に照射されるときに風を噴出して空間Ｚを減圧する。送風機４１から噴出されるガスは、空気であってもよいが、好ましくは窒素等の不活性ガスである。

本実施形態では、電極前駆体２０の幅方向中央部の上方から幅方向両側に向かって送風する。送風機４１は、レーザ光αの各照射スポットＰと電極前駆体２０の幅方向に並んで配置されており、電極前駆体２０の幅方向中央部の上方から各照射スポットＰの方向に向かってローラ間部２０ｐの上面２０ａに沿った風を噴出させる。そして、空間Ｚを減圧してローラ間部２０ｐをフラットな状態に維持することが好ましい。送風機４１の風量は、レーザ光αの照射により生じる下方への力、ローラ間部２０ｐのテンション等に応じて調整され、例えばレーザ出力が高くレーザ光αの照射により生じる下方への力が強いほど、風量を増加させる。また、ローラ間部２０ｐの幅方向端部の上方又はその近傍等に吸引機を設けてもよい。

なお、送風機４１は電極前駆体２０の幅方向に送風するが、電極前駆体２０の長手方向に送風してもよい。また、ローラ間部２０ｐの上方から吸引してローラ間部２０ｐを持ち上げてもよい。この場合も、吸引ローラ間部２０ｐの上方の空間Ｚが減圧される。或いは、ローラ間部２０ｐの下面２０ｂに風を当ててローラ間部２０ｐを押し上げてもよい。

第２工程では、連続発振レーザを用いて、電極前駆体２０を電極サイズに切断してもよい。長尺状芯体２１は幅方向に２枚の二次電池用電極１０が形成可能な幅を有するため、凸部２４を形成する切断工程後に、電極前駆体２０の幅方向中央の切断予定部Ｘで長手方向に沿って電極前駆体２０を切断する。切断予定部Ｘで電極前駆体２０を切断すると、１枚の二次電池用電極１０に対応する幅に切断された電極前駆体２０が得られるが、当該切断工程には、連続発振レーザを用いることが好ましい。電極前駆体２０を切断予定部Ｙ（図３参照）で切断して個々の電極サイズとする工程は、連続発振レーザを用いて行われてもよく、カッター等を用いた従来の一般的な切断法を用いて行われてもよい。

連続発振レーザを用いて切断予定部Ｘ，Ｙで電極前駆体２０を切断する場合、電極前駆体２０の上面２０ａに沿って送風することにより、ローラ間部２０ｐの上方を減圧してもよい。切断予定部Ｘで電極前駆体２０を切断する場合は、ローラ間部２０ｐの上方を減圧した状態で、ローラ間部２０ｐの上面２０ａにレーザ光αを照射することが好ましい。この場合は、送風機がレーザ光αの照射を妨げないように、例えばローラ間部２０ｐの幅方向端部の上方又はその近傍に送風機を配置して上面２０ａに沿った風を噴出させる。

二次電池用電極１０の製造工程は、活物質層２２を圧縮する工程をさらに含むことが好ましい。活物質層２２の圧縮は、例えば電極前駆体２０を両側から挟む圧延ローラを用いて行われる。活物質層２２の圧縮工程は、第２工程の前に実施されてもよいが、好ましくは第２工程後に実施される。電極前駆体２０をレーザにより切断する場合、圧縮される前の電極前駆体２０を切断する方が、より安定的に電極前駆体２０を切断することができる。したがって、活物質層２２の圧縮工程は、第２工程後に実施されることが好ましい。また、レーザ光αの照射により切断部近傍で活物質層２２の表面が粗くなる場合がある。第２工程後に圧縮工程を行うことにより、活物質層２２の表面において粗くなった部分を平坦化することが可能となる。
圧縮工程は、電極前駆体２０を個々の電極サイズに切断した後に実施されてもよいが、生産性を考慮すると、例えば１枚の二次電池用電極１０に対応する幅にサイズ調整された電極前駆体２０の状態で行われることが好ましい。

以上のように、レーザ光αが照射される部分の上方を減圧した状態で電極前駆体２０を切断することにより、レーザ光αの照射に起因する電極前駆体２０の撓みが大幅に抑制され、直線状の綺麗な切断部Ｃ₂₂，Ｃ₂₃等を高速で形成することが可能となる。

以下に二次電池用電極１０を用いた二次電池１００の構成について説明する。
図５に示すように、二次電池１００は、複数枚の正極と複数枚の負極とがセパレータを介して交互に積層された電極体５０が、電解液（不図示）とともに、電池ケース６０内に収容されている。ここで、正極ないし負極として、二次電池用電極１０を用いる。電池ケース６０の開口部は、封口体６１によって封口されている。正極端子６２及び負極端子６３が、それぞれ、樹脂部材６４、６５を介して、封口体６１に固定されている。正極は正極リード部５１及び正極集電部材５２を介して正極端子６２に電気的に接続されている。負極は負極リード部５３及び負極集電部材５４を介して負極端子６３に電気的に接続されている。封口体６１には、電解液を注液する注液孔が設けられ、この注液孔は、電解液を注液した後、封止部材６６で封止される。また、封口体６１には、電池ケース６０の内部圧力が上昇したときに、圧力を開放するガス排出弁６７が設けられている。電池ケース６０が金属製である場合、電極体５０を箱状又は袋状の絶縁シート５５の内部に配置した状態で電池ケース６０内に配置することが好ましい。

なお、各正極から突出した正極リード部５１は、湾曲した状態とし、正極集電部材５２において、封口体６１と略平行に配置される部分に接続されることが好ましい。また、各負極から突出した負極リード部５３は、湾曲した状態とし、負極集電部材５４において、封口体６１と略平行に配置される部分に接続されることが好ましい。これにより、体積エネルギー密度のより高い二次電池となる。

＜その他＞
長尺状の正極と長尺状の負極をセパレータを介して巻回した巻回型電極体に用いる正極又は負極の製造方法として、本開示に係る二次電池用電極の製造方法を適用することが可能である。この場合、巻回電極体の巻回軸が延びる方向における一方の端部側に、正極に設けられた複数の正極リード部と、負極に設けられた複数の負極リード部がそれぞれ配置されるようにすることが好ましい。これにより、より体積エネルギー密度の高い二次電池となる。なお、長尺状の正極に設けられた複数の正極リード部は等間隔ではなく、巻回型電極体において複数の正極リード部が積層されるように、間隔を変えて形成されることが好ましい。長尺状の負極に設けられた複数の負極リード部の形成位置についても同様である。

１０二次電池用電極、１１芯体、１２活物質層、１３基部、１４リード部、２０電極前駆体、２０ａ上面、２０ｂ下面、２０ｐローラ間部、２１長尺状芯体、２２活物質層、２３露出部、２４凸部、３０レーザシステム、３１レーザ発振器、３２コリメータ、３３ガルバノスキャナー、３４反射ミラー、３５光学素子、３６Ｘ軸ミラー、３７Ｙ軸ミラー、３８Ｆθレンズ、３９保護ガラス、４０ローラ、４１送風機、Ｃ₂₂，Ｃ₂₃ 切断部、α レーザ光、Ｐ照射スポット、Ｘ，Ｙ切断予定部、Ｚ空間

Claims

長尺状芯体の少なくとも一方の面に活物質層を形成する第１工程と、
前記活物質層が形成された前記長尺状芯体である電極前駆体の鉛直上方に向いた上面にレーザ光を照射して当該前駆体を所定の形状に切断する第２工程と、
を含み、
前記第２工程では、互いに間隔をあけて配置された２つのローラで前記電極前駆体の鉛直下方に向いた下面を支持し、前記電極前駆体の前記各ローラの間に位置する部分の上方を減圧した状態で、当該部分の上面に前記レーザ光を電極前駆体の幅方向端部に照射することで前記電極前駆体の幅方向端部を所定形状に切断して複数の凸部を形成した後、前記複数の凸部を有する前記電極前駆体をその幅方向に横切るように切断する、
二次電池用電極の製造方法。
前記第２工程では、前記電極前駆体の上面に沿って送風することにより、当該前駆体の前記各ローラの間に位置する部分の上方を減圧する、請求項１に記載の二次電池用電極の製造方法。
前記第２工程では、連続発振レーザを用いて前記電極前駆体を切断する、請求項１または２に記載の二次電池用電極の製造方法。
前記第２工程では、前記レーザ光を前記電極前駆体の幅方向両端部に照射する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の二次電池用電極の製造方法。
前記第１工程では、前記電極前駆体の長手方向に沿って、前記長尺状芯体の表面が露出した露出部を形成し、前記第２工程では、前記電極前駆体の前記活物質層が設けられた部分を前記露出部に沿って切断すると共に、切断方向を変えて前記露出部を切断することにより電極リードとなる凸部を形成する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の二次電池用電極の製造方法。
長尺状芯体の少なくとも一方の面に活物質層を形成する第１工程と、
前記活物質層が形成された前記長尺状芯体である電極前駆体の鉛直上方に向いた上面にレーザ光を照射して当該前駆体を所定の形状に切断する第２工程と、
を含み、
前記第２工程では、互いに間隔をあけて配置された２つのローラで前記電極前駆体の鉛直下方に向いた下面を支持し、前記電極前駆体の幅方向中央部の上方から幅方向両側に向かって送風して、前記電極前駆体の前記各ローラの間に位置する部分の上方を減圧した状態で、当該部分の上面に前記レーザ光を照射する、二次電池用電極の製造方法。
前記第２工程では、連続発振レーザを用いて前記電極前駆体を切断する、請求項６に記載の二次電池用電極の製造方法。
前記第２工程では、前記レーザ光を前記電極前駆体の幅方向両端部に照射する、請求項６または７のいずれか１項に記載の二次電池用電極の製造方法。
前記第１工程では、前記電極前駆体の長手方向に沿って、前記長尺状芯体の表面が露出した露出部を形成し、
前記第２工程では、前記電極前駆体の前記活物質層が設けられた部分を前記露出部に沿って切断すると共に、切断方向を変えて前記露出部を切断することにより電極リードとなる凸部を形成する、請求項６〜８のいずれか１項に記載の二次電池用電極の製造方法。
請求項１〜９のいずれか１項に記載の二次電池用電極の製造方法により作製した二次電池用電極を用いた二次電池の製造方法。