JP7303837B2 - 圧密化済み帯状電極板の製造方法 - Google Patents
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Description
また、「非活物質部」としては、例えば、集電箔のみからなる非活物質部のほか、集電箔上に、活物質層よりも厚みの薄い保護層が形成された非活物質部などが挙げられる。
また、「延伸率ε2」は、プレス工程前の帯状電極板の活物質部に、予め長手方向に所定の間隔L3でケガキ線を入れておき、プレス工程後の活物質部におけるケガキ線の間隔L4を測定して、延伸率ε2=(L4-L3)/L3×100(%)により算出する。
また、「延伸率ε2」は、活物質部をなす集電箔が破断したり、活物質部をなす活物質層にクラックが生じるなど、活物質部に不具合が生じない範囲内で(但し、ε2>0)、活物質部の材質や厚みなどを考慮して、その大きさを適宜選択できる。
以下、本発明の第1の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図1に本実施形態に係る圧密化済み帯状電極板1の斜視図を示す。この圧密化済み帯状電極板1は、ハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、電気自動車等の車両などに搭載される角型で密閉型のリチウムイオン二次電池を製造するのに用いられる。具体的には、圧密化済み帯状電極板1は、電池を構成する扁平状捲回型或いは積層型の電極体を製造するのに用いられる帯状正極板である。なお、以下では、圧密化済み帯状電極板1の長手方向EH、幅方向FH及び厚み方向GHを、図1に示す方向と定めて説明する。
この圧密化済み帯状電極板1は、上述のように、集電箔3と、この集電箔3上に形成された帯状の圧密化済み活物質層5,6とからなる。圧密化済み帯状電極板1のうち、幅方向FHの中央部は、厚み方向GHに圧密化済み活物質層5,6を有する帯状のプレス後活物質部11である。一方、圧密化済み帯状電極板1のうち、幅方向FHの両側部(プレス後活物質部11の幅方向FHの両側に並ぶ部位)は、それぞれ厚み方向GHに圧密化済み活物質層5,6を有せず、プレス後活物質部11よりも厚みの薄いプレス後非活物質部12である。
続いて、第1乾燥工程S12において、第1未乾燥層形成工程S11で得た帯状電極板を、乾燥装置(不図示)内に搬送し、第1未乾燥活物質層5Xに熱風を吹き付け加熱乾燥させて、第1活物質層5Z(以下、単に「活物質層5Z」ともいう)を形成する。
続いて、第2乾燥工程S14において、第1乾燥工程S12と同様にして、第2未乾燥層形成工程S13で得た帯状電極板のうち、第2未乾燥活物質層6Xに熱風を吹き付け加熱乾燥させて、第2活物質層6Z(以下、単に「活物質層6Z」ともいう)を形成する。その後、この帯状電極板1Zを巻取装置(不図示)を用いてロール状に巻き取る。
この帯状電極板1Zは、集電箔3と活物質層5Z,6Zとからなり、帯状電極板1Zのうち、幅方向FHの中央部は、厚み方向GHに活物質層5Z,6Zを有する帯状の活物質部11Z、活物質部11Zの幅方向FHの両側に並ぶ両側部は、それぞれ厚み方向GHに活物質層5Z,6Zを有しない帯状の非活物質部12Zとなっている。
具体的には、延伸ロール131(図4も参照)は、幅方向FHの中央に位置するロール中央部132と、ロール中央部132の幅方向FHの両側にそれぞれ位置し、ロール中央部132よりも径大でロール表面133mがステンレスからなるロール両側部133とを有する金属ロールであり、かつ、帯状電極板1Zの搬送に伴って回転する従動ロールである。
次いで、プレス後非活物質部12をなす集電箔3に生じる皺と、非活物質部の延伸率ε1と活物質部の延伸率ε2との延伸率差(ε2-ε1)との関係を検証するために行った実験結果について説明する(表1及び図5参照)。
表1に示すように、実験例1~11に係る圧密化済み帯状電極板1を作製し、プレス後非活物質部12をなす集電箔3に生じた皺の大きさSL(mm)について調査した。具体的には、前述の実施形態と同様に電極板形成工程S1、非活物質部延伸工程S2及びプレス工程S3を行って、圧密化済み帯状電極板1をそれぞれ作製した。但し、表1に示すように、実験例毎に、非活物質部延伸工程S2で延伸する非活物質部12Zの長手方向EHの延伸率ε1(%)と、プレス工程S3で延伸する活物質部11Zの長手方向EHの延伸率ε2(%)をそれぞれ調整して、各実験例の圧密化済み帯状電極板1を作製した。
また、延伸率ε2は、プレス工程S3で延伸する前の帯状電極板1Yの活物質部11Zに、予め長手方向EHに所定の間隔L3(各実験例及び実施形態ではL3=1000mm)でケガキ線(図示しない)を入れておき、プレス工程S3後のプレス後活物質部11におけるケガキ線の間隔L4を測定して、延伸率ε2=(L4-L3)/L3×100(%)により算出した。
例えば、実施形態では、圧密化済み帯状電極板1が正極板である場合に本発明を適用したが、圧密化済み帯状電極板1が負極板である場合に本発明を適用することもできる。
例えば、帯状電極板1Zの非活物質部12Zにそれぞれ接触する一対の段付プレスロールによって、非活物質部12Zをロールプレスして、非活物質部12Zを長手方向EHに圧延させてもよい。
或いは、帯状電極板1Zの非活物質部12Zを長手方向EHに引っ張りながら非活物質部12Zを加熱することによって、非活物質部12Zを長手方向EHに圧延させてもよい。
1Z (電極板形成工程で形成された)帯状電極板
1Y (非活物質部延伸工程を行った)帯状電極板
3 集電箔
5 第1圧密化済み活物質層
5Z 第1活物質層
6 第2圧密化済み活物質層
6Z 第2活物質層
11 プレス後活物質部
11Z 活物質部
12 プレス後非活物質部
12Z 非活物質部
12Y (非活物質部延伸工程を行って延ばされた)非活物質部
100 ロールプレス装置
110 第1プレスロール
120 第2プレスロール
130 非活物質部延伸部
EH 長手方向
EUH 上流側
EDH 下流側
FH 幅方向
GH 厚み方向
KA ロール間隙
ε1 (非活物質部の長手方向の)延伸率
ε2 (活物質部の長手方向の)延伸率
S1 電極板形成工程
S2 非活物質部延伸工程
S3 プレス工程
Claims (1)
- 帯状の集電箔及び上記集電箔の厚み方向に圧密化された圧密化済み活物質層を備える圧密化済み帯状電極板の製造方法であって、
上記集電箔及び上記集電箔上に上記集電箔の長手方向に延びる帯状の活物質層を備え、
上記長手方向に延びる帯状で、上記厚み方向に上記活物質層を有する活物質部と、
上記長手方向に延びる帯状で、上記活物質部と上記集電箔の幅方向に並び、上記厚み方向に上記活物質層を有せず、上記活物質部よりも厚みの薄い非活物質部と、を有する
帯状電極板のうち、上記非活物質部を上記長手方向に延伸させる非活物質部延伸工程と、
上記非活物質部延伸工程後の帯状電極板を上記長手方向に搬送しつつロールプレスして上記活物質層を圧密化し、上記圧密化済み活物質層を備える上記圧密化済み帯状電極板を形成するプレス工程と、を備え、
上記非活物質部延伸工程で延伸した上記非活物質部の上記長手方向の延伸率ε1(%)と、上記プレス工程で延伸した上記活物質部の上記長手方向の延伸率ε2(%)との延伸率差(ε2-ε1)を、ε2-ε1≦0.3(%)とする
圧密化済み帯状電極板の製造方法。
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