JPH0393156A - リチウム負極の製造装置 - Google Patents

リチウム負極の製造装置

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、リチウムを負極として用い、正負両極がセパ
レー夕を介して渦巻状に巻かれた構造となっている円筒
型リチウム二次電池(以下渦巻式リチウム二次電池と記
す)の負極の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
負極活物質としてリチウムを使用し電解液に非水電解液
を使用した、いわゆる非水電解液リチウム電池は、自己
放電の少ない保存性に優れた電池として知られており、
特に5〜10年という長期間使用が要求される電子腕時
計や種々のメモリーバックアップ用電源として広く使用
されるようになっている.ところで、これら従来使用さ
れているリチウム電池は通常一次電池であるが、長期間
経済的にかつ安定して使用できる電源として再充電可能
なリチウム二次電池への要望が多く、各方面で研究が進
められている。その中で、特に渦巻式リチウム二次電池
は重負荷特性に優れるため小型電子機器等の電源として
期待されている。しかしながら、この渦巻式リチウム二
次電池は充放電を繰り返すとリチウム負極の集電が悪く
なり、充分な容量を取り出せなくなるという問題がある
。このために、リチウム負極の集電に銅を用いる方法が
見出され、効果が確認されているが、薄いリチウム箔は
しわになり易いこと、所定の電極寸法に切断されたリチ
ウム箔と銅箔を精度よく張り合わせるのが困難であるこ
と、そしてまたリチウム箔と銅箔を圧着ローラーを用い
て張り合わせるときにローラーにリチウム箔が張りつい
てしまうこと等その作業は煩雑であるために実用化には
至っていない。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の課題は、上述の現状に鑑み、リチウム箔と銅箔
とを、圧着積層したリチウム負極を、寸法精度よく、か
つ生産性よく製造する装置を提供することである。
(課題を解決するための手段) 本発明は、リチウム箔ロール材と銅箔ロール材とを圧着
積層して製造するリチ・ウム負極の製造装置であって、
圧着に先行してリチウム箔に張力をかけるテンショナー
と、リチウム箔と銅箔を比較的弱い力で圧着する第1の
圧着ローラーと続いて強い力で圧着する第2の圧着ロー
ラーとリチウム箔と銅箔が圧着された積層シートを切断
するカッターと、切断後の前記積層シートを更に圧着す
る第3の圧着ローラーとを具備したリチウム負極の製造
装置である。
〔作用〕
前記手段の作用を製造過程の順に従って述べる。
まず、ロール材から引き出されたリチウム箔にテンショ
ンを与えるテンショナーによって、リチウム箔のしわが
除かれる。次に上述したそれぞれ弱、強の圧着ローラー
からなる2段の圧着ローラーを用いることによって、ロ
ーラーへのリチウムの張りつきを防止すると共に、強固
な圧着が得られる。
また、リチウム箔と銅箔を張り合わせた後で、所定の電
極寸法に切断しているので、寸法精度の良い電極が得ら
れ、その後更に第3の圧着ローラーで圧着することによ
り、切断時のパリがつぶされ滑らかになる。
〔実施例) 本発明の製造装置で製造されるリチウム負極は、渦巻式
リチウム二次電池のリチウム負極である。
本発明が係わる渦巻式リチウム二次電池の全体的構造は
、例えば同一出願人による特願昭63201103の中
で詳しく述べられているので、ここでは特に係わる電極
構造についてのみ、その概略を図面を用いて説明する。
第2図は、渦巻式リチウム二次電池の側方から見た電極
の構造の断面を模式的に示す。第2図の中で、10は負
極活物質であるリチウム箔、20は負極集電体である銅
箔、30は正極、40はセパレータである。負極50は
銅箔20とその両面に積層されたリチウム箔10から形
威され、負極50と正極30はセバレータ40を介して
堝巻状に巻かれている。以上の説明から示されるように
本発明の係わるリチウム負極の構造は帯状で、銅箔の両
面にリチウム箔を積層したリチウムM/銅箔/リチウム
箔の3層積層シート構造になっているか、あるいは銅箔
の片面にリチウム箔を積層したリチウム箔/銅箔の2層
積層シートを2枚銅箔側を内にして重ね合わせた構造と
なっていてもよい(特願昭63−201103を参照)
実施例として、前者の帯状3層積層シート構造のリチウ
ム負極を製造する製造装置の場合について以下に述べる
第1図は、リチウム負極製造装置の実施例の概略を示す
。製造過程に従って、第1図を参照しながら実施例を説
明する。まず、いずれも所定の電極幅寸法より幅の広い
、リチウム箔ロール材1a、銅箔ロール材(例えば30
μmの厚さ)2、リチウム箔ロール材(例えば30μm
の厚さ)lbを用意する。それぞれのロール材から、リ
チウム箔、銅箔、リチウム箔はそれぞれ引き出され、第
1の圧着ローラー(ポリプロピレン製、直径40+m)
 4に向かうが、両リチウム箔は第1の圧着ローラー4
に至る前に設けられたテンショナ−3a、3bでそれぞ
れ張力が与えられてしわが伸ばされる。しわの伸ばされ
た両リチウム箔は、銅箔を両面から挾んで、第1の圧着
ローラー4によって、例えば線圧0.04kg/c++
+で軽く圧着積層されてリチウム箔/銅箔/リチウム箔
からなる3層積層シートになる。この際、第1の圧着ロ
ーラーでは例えば線圧0.01〜0.5kg/c+sの
範囲の比較的弱い力で圧着されるので、リチウム箔がロ
ーラーに張りつくようなことは起こらない。続いて3層
積層シートは例えば線圧20kg/cm程度の強い力で
圧着する第2の圧着ローラー(ポリプロピレン製、直径
60ms) 5で圧着されて、3層積層シートの眉間は
充分強く結合した状態になる。ここで、この第2の圧着
ロ−ラー5の線圧としては5〜500kg/cmの範囲
が好ましい.この場合、予め圧着されているので第2の
圧着ローラー5に張りつくことはない。続いて結合強化
された3層積層シートはカッター6で所定の電極幅に切
断される。ここで余分の切りクズは切りクズ巻き取り9
で巻き取られる。所定の電極幅に切断された3層積層シ
ートは更に第3の圧着ローラー7で圧着されることによ
り切断時に生じたパリが滑らかにされ、所定の電極幅を
もつ帯状の3層積層シート構造のリチウム負極として積
層シート巻き取り8に巻き取られる。
〔発明の効果〕
上述したように本発明によれば、銅を集電体としたリチ
ウム負極を効率的に精度よく製造でき、高エネルギー密
度で重負荷特性、充放電サイクル特性に優れた渦巻式リ
チウム二次電池の量産性が高まり、その工業的価値は大
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例のリチウム負極製造装置で、第
2図は電池断面図である。 l a−−−−・・一−−−−−リチウム箔ロール材1
b・・一−−一一−−一−リチウム箔ロール材2−・・
−・−・−・一銅箔ロール材 3a−・−・・・−テンショナー 3 b−−−−・一・−テンショナー 4−:一・−−−−−−−−−・第1の圧着ローラー5
−・・・・−一−−−・・・一第2の圧着ローラー6−
・・・一・−・一カッター 7・・・−・−一一−−・・・一第3の圧着ローラー8
・−・−・−・−・−・一積層シート巻き取り9−−−
−−−−・−・・−・一切りクズ巻き取り) 本先1月の実施匍1のリチウ4負輸巣搗((置第1rl
!J

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、リチウム電池の負極として、負極活物質材料である
    リチウム箔と集電体材料である銅箔とを積層してなるリ
    チウム負極を、リチウム箔ロール材と銅箔ロール材とを
    圧着積層して製造するリチウム負極の製造装置において
    、圧着に先行してリチウム箔に張力をかけるテンショナ
    ーと、比較的弱い力でリチウム箔と銅箔とを圧着する第
    1の圧着ローラーと続いて強い力で圧着する第2の圧着
    ローラーとを具備することを特徴とするリチウム負極の
    製造装置。 2、リチウム箔と鋼箔が圧着された積層シートを所定寸
    法に切断するカッターと、切断後の前記積層シートを更
    に圧着する第3の圧着ローラーとを具備することを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載のリチウム負極の製造
    装置。
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