JPH02291664A - Manufacture of electrode in sheet form - Google Patents

Manufacture of electrode in sheet form

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JPH02291664A
JPH02291664A JP11293189A JP11293189A JPH02291664A JP H02291664 A JPH02291664 A JP H02291664A JP 11293189 A JP11293189 A JP 11293189A JP 11293189 A JP11293189 A JP 11293189A JP H02291664 A JPH02291664 A JP H02291664A
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electrode
mixture
sheet
current collector
polyvinyl butyral
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浩平 山本
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田中 雄三
Yuji Abe
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Abstract

PURPOSE:To facilitate molding a material into a sheet from by making up an electrode in a sheet form which is used for a spiral type lithium battery, from an active material mainly composed of manganese dioxides and a mixing agent composed of poly vinyl butyral as a binder, dibutyl phthalate as a plasticizer and of alcohol as a solvent. CONSTITUTION:A lithium-manganese battery is made up out of a positive electrode 5, a separator 6, a negative electrode 7, a battery can 8, an insulating gasket 9, a connecting plate 10, a sealing plate 11 and lead terminals 12 and 13. In this constitution, the electrode in a sheet form to be used as the positive electrode 5 is formed in the following way. Namely, poly vinyl butyral, dibutyl phthalate and alcohol are added to an active material mainly composed of manganese dioxides. After the mixture of them is kneaded, it can be extruded and heat-treated while being heated stepwise up to temperature less than 300 deg.C so as to be pressed with pressure thereafter so that it is thereby transformed into the electrode in a sheet form with specified thickness and density provided.

Description

【発明の詳細な説明】 く産業上の利用分野〉 この発明は、スパイラル形リチウム電池などの正極に使
用される、シート状電極の製造方法に関するものである
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for manufacturing a sheet-like electrode used as a positive electrode of a spiral-shaped lithium battery or the like.

く従来の技術〉 非水電解液電池、例えばりチウムーマンガン電池では、
それぞれシート状の正極と負極とを、セパレー夕を介し
て重ね合わせ、更にこれらを一緒に渦巻状に巻回して構
成される発電要素を電池缶に収納する構成を用いている
Conventional technology> In non-aqueous electrolyte batteries, such as lithium manganese batteries,
A configuration is used in which a power generating element is constructed by stacking a sheet-shaped positive electrode and a negative electrode with a separator interposed therebetween, and further winding them together in a spiral shape, and storing the power generating element in a battery can.

上記正極を作製する場合、通常は例えば、二酸化マンガ
ンを主成分としこれに導電剤として黒鉛やアセチレンブ
ラックなどを混合してなる活物質に、バインダーとして
のテフロン水性ディスパージョンと適当量の水を加え一
定時間混練してスラリー状の正極合剤を作り、このスラ
リー状合剤を集電体に塗布した後、熱風乾燥炉などで水
分除去して乾燥させ、爾後圧延ロールなどで所定の厚さ
に圧延するといった手順が採られている。
When producing the above-mentioned positive electrode, usually, for example, an aqueous Teflon dispersion as a binder and an appropriate amount of water are added to an active material made of manganese dioxide as a main component mixed with graphite, acetylene black, etc. as a conductive agent. A slurry-like positive electrode mixture is made by kneading for a certain period of time, and after applying this slurry-like mixture to a current collector, water is removed and dried in a hot air drying oven, etc., and then it is rolled to a predetermined thickness using a rolling roll. Procedures such as rolling are adopted.

く発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記従来技術においてバインダーに使用
されているテフロン水性ディスパージョンはその結着ツ
ノが弱いことから、上記手順の製造方法には次のような
問題がある。
Problems to be Solved by the Invention However, since the Teflon aqueous dispersion used as the binder in the above-mentioned prior art has weak binding horns, the manufacturing method according to the above-mentioned procedure has the following problems.

■テフロン水性ディスパージョンをバインダとする上記
スラリー状合剤と集電体との結着力が弱く、合剤が集電
体より剥離し易い。
(2) The binding force between the slurry mixture containing Teflon aqueous dispersion as a binder and the current collector is weak, and the mixture peels off more easily than the current collector.

■上記スラリー状合剤は延展性が悪く、従ってこの合剤
を集電体上に均一に塗布することが困難で、塗布厚のバ
ラツキが大きく、また例えば電極面積を広げるために合
剤の塗布厚を薄くすることが難しい。
■The above slurry-like mixture has poor spreadability, so it is difficult to uniformly apply this mixture on the current collector, and there is a large variation in coating thickness. Difficult to reduce thickness.

■このように集電体からの合剤剥離や集電体への合剤塗
布厚のバラツキなどによる不良が発生し易いので歩留り
が低い。
(2) In this way, defects are likely to occur due to peeling of the mixture from the current collector or variations in the thickness of the mixture applied to the current collector, resulting in a low yield.

■スラリー状合剤の粘度調整が難しい。■It is difficult to adjust the viscosity of the slurry mixture.

■圧延ロールなどによる圧延時の圧力を高くすると集電
体と合剤が剥離するため、この圧力を高くできず、合剤
塗布膜の密度を高めて放電性能の向上を図ることができ
ない。
(2) If the pressure during rolling with a rolling roll or the like is increased, the current collector and the mixture will separate, so this pressure cannot be increased and it is not possible to increase the density of the mixture coating film and improve the discharge performance.

この発明は、このような問題なしに、合剤と集電体との
結着力が強固であり、厚さが均一で且つ合剤密度の大き
なシート状正極を容易に作製することができる、シート
状電極の製造方法提供することを目的とする。
The present invention provides a sheet positive electrode that has a strong binding force between the mixture and the current collector, has a uniform thickness, and has a large mixture density without such problems. The object of the present invention is to provide a method for manufacturing a shaped electrode.

く課題を解決するための手段〉 この発明においては、二酸化マンガンを主成分とする活
物質に、バインダーとしてポリビニルブチラールを、可
塑剤としてフタル酸ジブチルを、また溶剤としてアルコ
ールをそれぞれ加え混練してなる合剤を用い、またこの
合剤を押出成形によりシート状に成形して使用するよう
にした。
In the present invention, polyvinyl butyral as a binder, dibutyl phthalate as a plasticizer, and alcohol as a solvent are added and kneaded to an active material whose main component is manganese dioxide. A mixture was used, and the mixture was formed into a sheet by extrusion molding.

即ち、この発明のシート状電極の製造方法は、上記組成
の合剤を押出成形により多孔性集電体とともにシート状
の電極構成材に一体成形し、またこの電極構成材を30
0℃以下の温度において段階的に熱処理した後、圧延や
プレスなどにより加圧して所定の厚さ及び密度にするこ
とを要旨とする。
That is, in the method for manufacturing a sheet-like electrode of the present invention, a mixture having the above composition is integrally formed into a sheet-like electrode constituent material together with a porous current collector by extrusion molding, and this electrode constituent material is
The gist is to perform heat treatment stepwise at a temperature of 0° C. or lower, and then pressurize it by rolling, pressing, etc. to obtain a predetermined thickness and density.

上記の方法において、一体成形された電極構成材を熱処
理前に圧延やプレスなどを施し、成形厚さのバラツキを
調整するようにしても良い。
In the above method, the integrally molded electrode constituent material may be subjected to rolling, pressing, etc. before heat treatment to adjust variations in molding thickness.

その場合、圧延やプレスの際の圧力が高すぎると流動性
を帯びた合剤自身が延ばされて多孔性集電体からはみだ
してしまう虞があるので、合剤がはみださない程度の圧
力で圧延やプレスを行う必要がある。具体的には最大圧
力が押出成形後の厚さの40%程度の厚さになるような
圧力で行えば良い。このことは、以下に述べる他の製造
方法においても同様である。尚、このような圧力の調整
は、例えばロールによる圧延を用いた場合にはロール間
の間隙を適宜調整することで容易に行える。
In that case, if the pressure during rolling or pressing is too high, there is a risk that the fluid mixture itself will be stretched and protrude from the porous current collector. It is necessary to roll or press at a pressure of Specifically, the maximum pressure may be such that the thickness becomes approximately 40% of the thickness after extrusion molding. This also applies to other manufacturing methods described below. Incidentally, such adjustment of the pressure can be easily performed by appropriately adjusting the gap between the rolls, for example, when rolling with rolls is used.

また本発明の他の製造方法として、上記組成の合剤を押
出成形して得た2枚のシート状合剤の間に集電体を挿入
し、圧延あるいはプレスによりこれらを連続して積層一
体化し、次いで300℃以下の温度において段階的に熱
処理した後、圧延やプレスなどにより加圧して所定の厚
さ及び密度にするようにしても良い。
In addition, as another manufacturing method of the present invention, a current collector is inserted between two sheet-like mixtures obtained by extrusion molding a mixture having the above composition, and these are continuously laminated and integrated by rolling or pressing. After heat treatment in stages at a temperature of 300° C. or less, pressure may be applied by rolling or pressing to obtain a predetermined thickness and density.

更に本発明の別の製造方法として、上記組成の合剤をシ
ート状に押出成形した後に所定寸法に裁断し、こうして
得たシート状合剤片を集電体の両面にそれぞれ位置させ
、圧延あるいはプレスによりこれらシート状合剤片と多
孔性集電体とを積層一体化し、次いで300℃以下の温
度において段階的に熱処理した後、圧延やプレスなどに
より加圧して所定の厚さ及び密度にする構成としても良
い。
Furthermore, as another manufacturing method of the present invention, a mixture having the above composition is extruded into a sheet shape and then cut into a predetermined size, and the sheet-like mixture pieces obtained in this way are placed on both sides of a current collector, and then rolled or These sheet-like mixture pieces and the porous current collector are laminated and integrated by pressing, and then heat-treated in stages at a temperature of 300°C or less, and then pressurized by rolling or pressing to a predetermined thickness and density. It may also be used as a configuration.

上記合剤において、ポリビニルブチラールの添加量は活
物質に対して2〜15重量%が好ましい。この範囲より
少なければ合剤をシート状とするのに必要なゴム性状が
得られなくなる。また、ポリビニルブチラールの添加量
が15重量96より多い場合、後述する理由により電池
の内部抵抗増大を招く。
In the above mixture, the amount of polyvinyl butyral added is preferably 2 to 15% by weight based on the active material. If the amount is less than this range, it will not be possible to obtain the rubber properties necessary to form the mixture into a sheet. Furthermore, if the amount of polyvinyl butyral added is more than 15% by weight, the internal resistance of the battery will increase for reasons described later.

また前記フタル酸ジブチルの添加量はポリビニルブチラ
ールに対して30〜70重量%であることが好適である
。30重量%より少ない場合は合剤に十分な可塑性を持
たせることができず、また70重量%より多い場合には
可塑性がありすぎるようになり、いずれの場合にも合剤
を表面平滑に押出成形することができなくなる。
Further, the amount of dibutyl phthalate added is preferably 30 to 70% by weight based on the polyvinyl butyral. If it is less than 30% by weight, the mixture will not have sufficient plasticity, and if it is more than 70% by weight, it will have too much plasticity, and in either case, the mixture cannot be extruded with a smooth surface. It becomes impossible to mold.

更に、上記アルコールとしては、エチルアルコール及び
その他のアルコール類を用いることができる。また、こ
のアルコールの添加量は、後述するように混線後に合剤
にゴム性状を持たせるための必要量とすればよい。
Furthermore, as the alcohol, ethyl alcohol and other alcohols can be used. Further, the amount of alcohol to be added may be the amount necessary to impart rubber properties to the mixture after cross-crossing, as will be described later.

一方、合剤に使用する上記バインダーとして、ポリビニ
ルブチラールに、テフロン水性ディスパアージョンにエ
タノールなどのアルコールを添加・攪拌して乳化させた
ものを加えたものを使用してもよく、バインダー効果を
更に向上させることができる。尚、この乳化物を添加し
たものをバインダーとする場合、電極における内部抵抗
増大を招く虞があるため、ポリビニルブチラールの使用
量を調整する必要がある。
On the other hand, as the binder used in the mixture, polyvinyl butyral and an emulsified product obtained by adding alcohol such as ethanol to Teflon aqueous dispersion and stirring may be used to further enhance the binder effect. can be improved. Note that when this emulsion is added as a binder, the amount of polyvinyl butyral used must be adjusted because there is a risk of increasing internal resistance in the electrode.

このようにテフロン水性ディスパージョンにアルコール
を添加して乳化させる際、テフロン水性ディスパージョ
ンを20℃以上になるように温度コントロールをする必
要がある。温度が極端に低い場合は乳化に時間がかかっ
たり、あるいは乳化しない場合があるからである。
When adding alcohol to the Teflon aqueous dispersion and emulsifying it as described above, it is necessary to control the temperature of the Teflon aqueous dispersion to a temperature of 20° C. or higher. This is because if the temperature is extremely low, emulsification may take a long time or may not occur.

またアルコールの使用量はテフロン水性ディスパージョ
ンの30重量%程度が好ましい。アルコール量が少ない
場合(例えばIO重量%以下)は乳化しないし、多すぎ
る場合(例えば80重量%以上)には余剰のアルコール
が離漿する。
The amount of alcohol used is preferably about 30% by weight of the Teflon aqueous dispersion. If the amount of alcohol is small (for example, IO weight % or less), emulsification will not occur, and if it is too large (for example, 80 weight % or more), excess alcohol will synergate.

更に、上記集電体として、導電性粉末にバインダーとし
てポリビニルブチラールを、可塑剤としてフタル酸ジブ
チルを、溶剤としてアルコールをそれぞれ加えスラリー
状とした導電塗料を塗布・乾燥処理したものを用いても
良い。この処理を施した集電体を用いれば、上記押出成
形時において合剤に含まれているアルコールにより接着
力が発揮されるようになり、この結果集電体と合剤との
接着性が更に向上する。
Further, as the current collector, a conductive powder coated with a conductive paint made into a slurry by adding polyvinyl butyral as a binder, dibutyl phthalate as a plasticizer, and alcohol as a solvent and dried may be used. . If a current collector subjected to this treatment is used, adhesive force will be exerted by the alcohol contained in the mixture during extrusion molding, and as a result, the adhesiveness between the current collector and the mixture will be further improved. improves.

上記の導電性粉末としては、例えば、黒鉛やアセチレン
ブラックを単独ないし混合したものを用いれば良い。そ
して、上記導電塗料としては、例えば、導電性粉末92
重量%(黒鉛46重量%+アセチレンブラック46重量
%),ポリビニルブチラール5.5重量%,フタル酸ジ
ブチル2.5重量%を混合したものに溶剤としてのアル
コールを適当量加えスラリー状にしたものを用いれば良
い。
As the above conductive powder, for example, graphite or acetylene black may be used alone or in combination. As the conductive paint, for example, conductive powder 92
A mixture of % by weight (46% by weight of graphite + 46% by weight of acetylene black), 5.5% by weight of polyvinyl butyral, and 2.5% by weight of dibutyl phthalate was made into a slurry by adding an appropriate amount of alcohol as a solvent. Just use it.

また、上記熱処理により、合剤中などに添加されたポリ
ビニルブチラールやフタル酸ジブチルなどが熱分解され
、合剤の流動性が消失するようになる。この熱処理は、
上記の通り、300℃以下の温度において段階的に昇温
しで行う必要がある。つまり、この熱処理を300℃ま
で直線的に昇温しで行った場合、熱分解で発生したn−
ブチラール、ブチルアルデヒド、CO、COHOなどの
酸化反応熱により合剤が燃焼する虞があるからである。
Further, by the heat treatment, polyvinyl butyral, dibutyl phthalate, etc. added to the mixture are thermally decomposed, and the fluidity of the mixture is lost. This heat treatment
As mentioned above, it is necessary to raise the temperature stepwise at a temperature of 300° C. or lower. In other words, if this heat treatment is performed by increasing the temperature linearly to 300℃, the n-
This is because there is a possibility that the mixture will burn due to the heat of oxidation reaction of butyral, butyraldehyde, CO, COHO, etc.

そして、150〜180℃付近でフタル酸ジブチルがま
ず分解し、次いで170〜200℃でポリビニルブチラ
ールの一次分解(側鎖部分の分解)がまた250℃付近
でその二次分解(直鎖部分の分解)がそれぞれ起きるた
め、上記のように段階的に昇温することで、これらの分
解が同時に起こらないように上記の熱分解反応をコント
ロールすることができ、従って合剤の燃焼が防止される
Dibutyl phthalate first decomposes at around 150-180°C, then primary decomposition (decomposition of the side chain part) of polyvinyl butyral at 170-200°C, and secondary decomposition (decomposition of the straight chain part) at around 250°C. ) occur separately, so by raising the temperature in stages as described above, it is possible to control the above thermal decomposition reactions so that these decompositions do not occur simultaneously, and therefore, combustion of the mixture is prevented.

上記熱処理において、フタル酸ジブチルは熱分解により
ほぼ100%分解するが、ポリビニルブチラールは30
0℃までの熱分解では約90%が分解し、残りの10%
は低分子化し残渣として合剤中に残存する。この残渣量
が多いと電池内部抵抗増大の要因となるため、ポリビニ
ルブチラールの使用量は前記した通り15%以内が好ま
しい。
In the above heat treatment, dibutyl phthalate decomposes almost 100% due to thermal decomposition, but polyvinyl butyral decomposes by 30%.
Approximately 90% decomposes when thermally decomposed at temperatures up to 0°C, and the remaining 10%
is reduced to a lower molecular weight and remains in the mixture as a residue. If the amount of this residue is large, it becomes a factor of increasing the internal resistance of the battery, so the amount of polyvinyl butyral used is preferably 15% or less as described above.

尚、この熱分解量を大きくするために上記熱処理を30
0℃より高温で行うことも考えられるが、高温すぎれば
二酸化マンガンの変態や集電体(通常ステンレス鋼など
で作られる)の表面に絶縁性の酸化被膜が発生する虞が
ある。従って熱処理温度は300℃以下に制限する必要
がある。
In addition, in order to increase the amount of thermal decomposition, the above heat treatment was carried out for 30 minutes.
It is conceivable to carry out the process at a temperature higher than 0°C, but if the temperature is too high, there is a risk of transformation of manganese dioxide or the formation of an insulating oxide film on the surface of the current collector (usually made of stainless steel or the like). Therefore, it is necessary to limit the heat treatment temperature to 300°C or less.

また、熱処理時間は、処理槽の大きさやシート状合剤の
厚さや容量などを考慮して適当な時間に定められ、具体
的には例えば48時間程度行えば良い。熱処理時間を例
えば8時間にして昇温を急激に行って熱分解サイクルを
短くした場合には合剤が燃焼する虞がある。また、熱処
理時間を例えば16時間として合剤が燃焼しない程度の
熱分解サイクルで行った場合でも、所定量の熱分解(例
えば90%分解)を確保することができない。更に熱処
理時間を例えば96時間と長くしても、熱分解される量
は一定量であり、長くしすぎても意味がない。
Further, the heat treatment time is determined to be an appropriate time taking into account the size of the treatment tank, the thickness and capacity of the sheet-like mixture, etc. Specifically, the heat treatment may be performed for about 48 hours, for example. If the heat treatment time is set to 8 hours, for example, and the temperature is raised rapidly to shorten the thermal decomposition cycle, there is a risk that the mixture will burn. Further, even if the heat treatment is performed for example for 16 hours in a thermal decomposition cycle that does not burn the mixture, a predetermined amount of thermal decomposition (for example, 90% decomposition) cannot be ensured. Furthermore, even if the heat treatment time is increased to, for example, 96 hours, the amount that is thermally decomposed is a constant amount, so there is no point in making the heat treatment time too long.

ところで、上記の集電体としてはパンチングメタルやエ
クスバンデッドメタルなどの多孔性集電体を使用するこ
とができるが、発電要素巻同時における集電体のパリに
よる内部短絡を防ぐ観点から、このようなパリの少ない
パンチングメタルを用いることが良い。また、パンチン
グメタルの幅方向の両側に基材部分(無孔部分)を設け
たものが好ましい。このような基材部分を設けることに
より、パンチングメタル自身の引張り強度が向上し、ま
た発電要素巻回時などにおけるパンチングメタルの変形
に起因する電池の内部短絡が有効に防止され、電池の安
全性が向上する。
By the way, a porous current collector such as punched metal or expanded metal can be used as the above-mentioned current collector, but from the viewpoint of preventing internal short circuits due to pars in the current collector when winding the power generation element at the same time, such a current collector may be used. It is better to use punched metal with less frizz. Further, it is preferable that base material portions (non-porous portions) are provided on both sides of the punched metal in the width direction. Providing such a base material part improves the tensile strength of the punching metal itself, and effectively prevents internal short circuits in the battery due to deformation of the punching metal when winding the power generation element, thereby improving battery safety. will improve.

更に、パンチングメタルにエンボス加工を施すことによ
り、多孔性集電体と合剤との接触が良好となり、取出し
得る電流値も大きくなるので好ましい。
Furthermore, it is preferable to emboss the punched metal because it improves the contact between the porous current collector and the mixture and increases the current value that can be taken out.

また、多孔性集電体に一定間隔で所定寸法の基材部分を
設けることにより、集電体への連絡板の溶接、及びその
ための合剤の掻き取りが容易かつ正確に行えるようにな
る。
Further, by providing the porous current collector with base material portions of a predetermined size at regular intervals, it becomes possible to weld the connecting plate to the current collector and scrape off the mixture therefor easily and accurately.

く作用〉 上記のようにポリビニルブチラールを添加し、またこれ
をアルコールとともに混練することで、合剤にゴム性状
が付加され、押出成形などによって容易にシート状に成
形することが可能になる。
Effects> By adding polyvinyl butyral and kneading it with alcohol as described above, rubber properties are added to the mixture, making it possible to easily form it into a sheet by extrusion molding or the like.

また、フタル酸ジブチルを添加することで、合剤に可塑
性を持たせることができ、成形性の安定化を図ることが
できる。
Furthermore, by adding dibutyl phthalate, the mixture can be given plasticity and moldability can be stabilized.

更に、熱処理後に上記のように加圧を施すことで、熱処
理の際ポリビニルブチラールなどの分解により生じた合
剤中の空隙がなくなり、また合剤の厚さ調整や合剤密度
の増大などを容易に行うことができる。
Furthermore, by applying pressure as described above after heat treatment, voids in the mixture caused by decomposition of polyvinyl butyral etc. during heat treatment are eliminated, and it is also easy to adjust the thickness of the mixture and increase the density of the mixture. can be done.

く実施例〉 二酸化マンガン80重量%,導電剤7重量%,テフロン
水性ディスパージョンの乳化物(比重1.5、固形分6
0重量%)3重量%,ポリビニルブチラール6.5重量
%,フタル酸ジブチル3,5重量%に適当量のアルコー
ルを混合し、これを1時間混練してゴム性状を有した合
剤を得た。
Example> Emulsion of manganese dioxide 80% by weight, conductive agent 7% by weight, Teflon aqueous dispersion (specific gravity 1.5, solid content 6)
(0% by weight) 3% by weight, 6.5% by weight of polyvinyl butyral, and 3.5% by weight of dibutyl phthalate were mixed with an appropriate amount of alcohol, and the mixture was kneaded for 1 hour to obtain a mixture having rubber properties. .

尚、上記乳化物は、30℃に加温したテフロン水性ディ
スパージョンloogに対してアルコールを全体で40
mlになる割合で投入し攪拌を繰返すことにより得たも
のを用いた。
In addition, the above emulsion was prepared by adding a total of 40% alcohol to a Teflon aqueous dispersion heated to 30°C.
The solution obtained by adding the solution in an amount of 1.0 ml and repeating stirring was used.

次いで第1図のように、上記の合剤1を45゜クロスヘ
ッドを取付けた押出成形機2に投入し、このクロスヘッ
ド内で合剤1とステンレス製パンチングメタルからなる
多孔性集電体3とを一体成形して、多孔性集電体3の両
面にそれぞれ合剤1を圧着してなるシート状の電極構成
4を得た。この電極構成材を、lO〜20%の圧縮比で
圧延ロールにより圧延して成形厚のバラツキを調整した
後、テフロン樹脂シートを介在させて巻取機により巻き
取る。尚、押出成形機としては加圧型ダイやチューブ型
ダイなどを有したものを適宜使用することができる。
Next, as shown in FIG. 1, the above mixture 1 is put into an extrusion molding machine 2 equipped with a 45° crosshead, and within this crosshead, the mixture 1 and a porous current collector 3 made of stainless steel punching metal are formed. A sheet-like electrode structure 4 was obtained by integrally molding the mixture 1 on both sides of the porous current collector 3. This electrode constituent material is rolled with a rolling roll at a compression ratio of 10 to 20% to adjust the variation in molding thickness, and then wound up with a winder with a Teflon resin sheet interposed therebetween. Note that as the extrusion molding machine, one having a pressure die, a tube die, or the like can be used as appropriate.

こうして巻き取った電極構成材を乾燥炉に投入し、第2
図に示した温度ザイクルで、50〜300℃まで48時
間かけて段階的に昇温しで、合剤中のポリビニルブチラ
ールやフタル酸ジブチルなどの熱分解を行う。その後、
圧延ロールやプレスにて圧縮比20〜50%(圧縮前の
厚さにバラツキがあるので圧縮比は変動する)で圧延し
て、所定厚さ及び密度のシート状電極を得る。
The electrode constituent material wound up in this way is put into a drying oven, and the second
The temperature is raised stepwise from 50 to 300°C over 48 hours using the temperature cycle shown in the figure to thermally decompose polyvinyl butyral, dibutyl phthalate, etc. in the mixture. after that,
It is rolled with a rolling roll or press at a compression ratio of 20 to 50% (the compression ratio varies due to variations in the thickness before compression) to obtain a sheet-like electrode of a predetermined thickness and density.

このようにして作ったシート状電極を所定τJ法に裁断
したものを正極とした。尚、シート状の電極構成材を所
定寸法に裁断するのは上記一体成型後なら何時行なって
も良い。
The sheet-like electrode thus produced was cut into a predetermined τJ method and used as a positive electrode. Incidentally, the sheet-shaped electrode constituent material may be cut into a predetermined size at any time after the above-mentioned integral molding.

そして、この正極と、リチウムシ一トからなる負極とを
用い、これら正極と負極とをセバレタを介して積重し且
つ渦巻状に巻回して発電要素とし、この発電要素を電池
t−iに収納するなどして、第3図に示したような、本
発明に係わる直径+7mr@,高さ33.5mmのリチ
ウムーマンガン電池(本発明品)を作った。第3図にお
いて、5〜7はそれぞれ正極,セバレータ,負極、8〜
11はそれぞれ電池缶,絶縁ガスケット,連絡板,封口
板、12. 13はリード端子である。
Then, using this positive electrode and a negative electrode made of lithium sheet, the positive electrode and negative electrode are stacked together via a separator and spirally wound to form a power generation element, and this power generation element is stored in battery t-i. In this way, a lithium-manganese battery (product of the present invention) according to the present invention having a diameter of +7 mr@ and a height of 33.5 mm as shown in FIG. 3 was manufactured. In Figure 3, 5 to 7 are the positive electrode, separator, negative electrode, and 8 to 7, respectively.
11 is a battery can, an insulating gasket, a connecting plate, a sealing plate, and 12. 13 is a lead terminal.

一方、テフロン水性ディスパージョンの乳化物,ポリビ
ニルブチラール,フタル酸ジブチル,並びにアルコール
に代えて、テフロン水性ディスパージョンと水を用いた
他は同様な組成物からなるスラリー状の合剤を作り、こ
れを多孔性集電体に塗布・乾燥させた後、圧延ロールで
所定厚さに圧延・圧着してシート状電極を作製した。そ
して、このシート状電極を正極として用いた他は本発明
品と同じリチウムーマンガン電池(従来品)を作製した
On the other hand, a slurry-like mixture was made with the same composition except that Teflon aqueous dispersion and water were used in place of the emulsion of Teflon aqueous dispersion, polyvinyl butyral, dibutyl phthalate, and alcohol. After coating and drying the porous current collector, it was rolled and crimped to a predetermined thickness with a rolling roll to produce a sheet-like electrode. Then, a lithium-manganese battery (conventional product), which was the same as the product of the present invention except that this sheet-like electrode was used as a positive electrode, was produced.

これらの電池における正極の歩留り(%)を第1表に示
した。従来品の場合、多孔性集電体からの合剤剥離や多
孔性集電体への合剤塗布厚のバラツキなどによる不良が
大きく、歩留りが低い。
The yields (%) of positive electrodes in these batteries are shown in Table 1. In the case of conventional products, there are many defects due to peeling of the mixture from the porous current collector and variations in the thickness of the mixture applied to the porous current collector, and the yield is low.

第  1  表 またこれらの電池を、製造後に温度20℃、並びに温度
−20℃において、750Ωの抵抗て終止電圧2,Ov
まで連続放電させたときの各電池の放電時間をそれぞれ
ΔP1定した。結果は第2表の通りである。尚、この結
果は、従来品の放電時間を 100とした値で示した。
Table 1 These batteries were also tested at temperatures of 20°C and -20°C after manufacture, with a resistance of 750Ω and a final voltage of 2,0V.
The discharge time of each battery when it was continuously discharged until ΔP1 was determined. The results are shown in Table 2. Note that this result was expressed as a value with the discharge time of the conventional product set as 100.

第  2  表 また、これらの電池を製造後に温度60℃で40〜12
0日保存し、また40日,80日並びに 120日経過
時点において、それぞれ温度20℃、並びに温度−20
℃で750Ωの抵抗で終止電圧2.0■まで連続放電さ
せたときの各電池の放電時間をltj定した。結果は第
3表に、従来品の初度の放電時間を100とした値で示
した。
Table 2 also shows that these batteries have a temperature of 40 to 12
It was stored for 0 days, and after 40 days, 80 days, and 120 days, the temperature was 20°C and -20°C, respectively.
The discharge time of each battery was determined when the battery was continuously discharged at a temperature of 750Ω to a final voltage of 2.0μ. The results are shown in Table 3, with the initial discharge time of the conventional product set as 100.

第  3  表 また、第4図は、本発明におけるシート状電極の他の製
造方法を説明したもので、二酸化マンガン,導電剤,テ
フロン水性ディスパージョンないしその乳化物,並びに
ポリビニルブチラール,フタル酸ジブチルに適当量のア
ルコールを混合し、混練した合剤は第4図のように2つ
の押出成形機14. 15にそれぞれ投入され、これら
の押出成形機14. 15からそれぞれシート状合剤1
6. 17となって押出される。
Table 3 and FIG. 4 explain another method for producing a sheet electrode according to the present invention, in which manganese dioxide, a conductive agent, an aqueous Teflon dispersion or an emulsion thereof, polyvinyl butyral, and dibutyl phthalate are used. An appropriate amount of alcohol is mixed and the kneaded mixture is put into two extrusion molding machines 14 as shown in FIG. 15, and these extruders 14. 15 to 1 sheet mixture each
6. 17 and is extruded.

その後、シート状合剤te, 17の間に、送出しロー
ルから送出されたシート状の多孔性集電体18を挿入し
、また圧延ロール19によりこれらシート状合剤16.
 17並びに多孔性集電体l8を一体で連続して圧延し
、積層一体化してシート状の電極構成材20を作製する
Thereafter, the sheet-like porous current collector 18 sent out from the delivery roll is inserted between the sheet-like mixtures te, 17, and these sheet-like mixtures 16.
17 and the porous current collector 18 are integrally and continuously rolled and laminated to form a sheet-like electrode constituent material 20.

こうして得た電極構成材を巻取後に乾燥炉などにより上
記と同様に段階的に昇温して熱処理した後、圧延ロール
やプレスにて加圧して所定厚さ及び密度のシート状電極
を得、爾後これを所定寸法に裁断したものを正極として
用いる訳である。尚、シート状の電極構成材を所定寸法
に裁断するのは上記積層一体化後なら何時行なっても良
い。
After winding up the electrode constituent material obtained in this way, it is heated in a drying oven or the like in a stepwise manner as described above and then heat-treated, and then pressurized with a rolling roll or press to obtain a sheet-like electrode of a predetermined thickness and density. This is then cut to a predetermined size and used as a positive electrode. Incidentally, the sheet-shaped electrode constituent material may be cut into a predetermined size at any time after the above-mentioned lamination and integration.

更に、上記合剤を押出成形機により合剤のみのシート状
に成形した後に所定寸法に裁断し、こうして作った2枚
のシート状合剤片の間に所定寸法に裁断した集電体を介
在させ、圧延ロールもしくはプレスにて圧着成形を行い
、その他は上記と同様な工程によりシート状電極を作製
するようにしても良い。
Furthermore, the above mixture is formed into a sheet of only the mixture using an extrusion molding machine, and then cut into a predetermined size, and a current collector cut into a predetermined size is interposed between the two sheet-like mixture pieces thus made. A sheet-like electrode may be produced by applying pressure-bonding using a rolling roll or a press, and otherwise performing the same steps as above.

また、以上説明した押出成形において、押出成形機とク
ロスヘッドの間に公知のプレー力プレート、及び/また
はスクリーンメッシュなどを設けることにより、合剤に
おける粒径調整が行なえ、また合剤中のバインダー塊を
除去することなどができる結果、成形性が安定化し、ま
たクロスヘッド出口における合剤詰まりによるシート状
合剤でのスジや亀裂を防止することができる。
In addition, in the extrusion molding described above, by providing a known play force plate and/or screen mesh between the extruder and the crosshead, the particle size of the mixture can be adjusted, and the binder in the mixture can be adjusted. As a result of being able to remove lumps, etc., moldability is stabilized, and streaks and cracks in the sheet-like mixture due to clogging of the mixture at the crosshead outlet can be prevented.

く発明の効果〉 以上のように、この発明によれば、合剤と集電体との結
着力が強固で、また厚さが均一で且つ合剤密度の大きな
シート状電極を容易に製造することができる。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, it is possible to easily produce a sheet-like electrode that has a strong binding force between the mixture and the current collector, has a uniform thickness, and has a large mixture density. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は実施例の製造方法における押出成形時の説明図
、第2図はこの製造方法における熱処理の一例を示した
グラフ、第3図は実施例の電池の断面図、第4図は他の
製造方法の説明図である。 1・・・合剤、2, 14. 15・・・押出成形機、
3.18・・・多孔性集電体、5・・・正極、6・・・
セバレータ、7・・・負極、8・・・電池缶。 第1図
Fig. 1 is an explanatory diagram of extrusion molding in the manufacturing method of the example, Fig. 2 is a graph showing an example of heat treatment in this manufacturing method, Fig. 3 is a cross-sectional view of the battery of the example, and Fig. 4 is another example. FIG. 1...mixture, 2, 14. 15...extrusion molding machine,
3.18... Porous current collector, 5... Positive electrode, 6...
Separator, 7... negative electrode, 8... battery can. Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、二酸化マンガンを主成分とする活物質に、バインダ
ーとしてポリビニルブチラールを、可塑剤としてフタル
酸ジブチルを、また溶剤としてアルコールをそれぞれ加
え混練してなる合剤を、押出成形により集電体とともに
シート状の電極構成材に一体成形し、またこの電極構成
材を300℃以下の温度において段階的に昇温して熱処
理した後、加圧して所定の厚さ及び密度にすることを特
徴とするシート状電極の製造方法。 2、請求項1記載の合剤を押出成形して得た2枚のシー
ト状合剤の間に集電体を挿入し、圧延あるいはプレスに
よりこれらを連続して積層一体化し、次いで300℃以
下の温度において段階的に昇温して熱処理した後、加圧
して所定の厚さ及び密度にすることを特徴とするシート
状電極の製造方法。 3、請求項1記載の合剤をシート状に押出成形した後に
所定寸法に裁断し、こうして得たシート状合剤片を集電
体の両面にそれぞれ位置させ、圧延あるいはプレスによ
りこれらシート状合剤片と集電体とを積層一体化し、次
いで300℃以下の温度において段階的に昇温して熱処
理した後、加圧して所定の厚さ及び密度にすることを特
徴とすることを特徴とするシート状電極の製造方法。 4、前記ポリビニルブチラールの添加量が前記正極活物
質に対して2〜15重量%であり、また前記フタル酸ジ
ブチルの添加量がこのポリビニルブチラールに対して3
0〜70重量%であることを特徴とする請求項1、2ま
たは3記載の製造方法。 5、前記バインダーとして、ポリビニルブチラールに、
テフロン水性ディスパージョンにアルコールを添加し攪
拌してなる乳化物を加えたものを用いることを特徴とす
る請求項1、2または3記載の製造方法。 6、前記導電体として、導電性粉末にバインダーとして
ポリビニルブチラールを、可塑剤としてフタル酸ジブチ
ルを、溶剤としてアルコールをそれぞれ加えスラリー状
とした導電塗料を塗布・乾燥させたものを用いることを
特徴とする請求項1、2または3記載の製造方法。
[Claims] 1. Extrusion molding of a mixture obtained by adding and kneading polyvinyl butyral as a binder, dibutyl phthalate as a plasticizer, and alcohol as a solvent to an active material whose main component is manganese dioxide. The electrode component is integrally molded into a sheet-like electrode component together with the current collector, and this electrode component is heat-treated by increasing the temperature stepwise at a temperature of 300°C or less, and then pressurized to a predetermined thickness and density. A method for manufacturing a sheet-like electrode, characterized by: 2. A current collector is inserted between two sheet-like mixtures obtained by extrusion molding the mixture according to claim 1, and these are continuously laminated and integrated by rolling or pressing, and then at 300 ° C or less 1. A method for producing a sheet-like electrode, which comprises heat-treating the electrode by increasing the temperature in steps, and then pressurizing the electrode to a predetermined thickness and density. 3. The mixture according to claim 1 is extruded into a sheet shape and then cut into a predetermined size, the sheet mixture pieces thus obtained are placed on both sides of a current collector, and the sheet mixture is rolled or pressed. The agent piece and the current collector are laminated and integrated, and then heat treated by raising the temperature stepwise at a temperature of 300°C or less, and then pressurized to a predetermined thickness and density. A method for manufacturing a sheet-like electrode. 4. The amount of the polyvinyl butyral added is 2 to 15% by weight based on the positive electrode active material, and the amount of dibutyl phthalate added is 3% by weight based on the polyvinyl butyral.
The manufacturing method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the content is 0 to 70% by weight. 5. As the binder, polyvinyl butyral,
4. The manufacturing method according to claim 1, wherein an emulsion obtained by adding alcohol to a Teflon aqueous dispersion and stirring the mixture is used. 6. The conductor is characterized by using a conductive powder prepared by adding polyvinyl butyral as a binder, dibutyl phthalate as a plasticizer, and alcohol as a solvent and applying and drying a conductive paint in the form of a slurry. The manufacturing method according to claim 1, 2 or 3.
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