JPH08167410A

JPH08167410A - 電池の電極シートの製造方法

Info

Publication number: JPH08167410A
Application number: JP6307663A
Authority: JP
Inventors: Minoru Chishima; 稔千島; Masuo Kato; 益生加藤; Tomoya Murata; 知也村田
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 1994-12-12
Filing date: 1994-12-12
Publication date: 1996-06-25

Abstract

(57)【要約】【目的】電池の電極シートを構成する金属シートに塗
着した活物質を、所定位置において部分的に除去すると
ともに、その金属シート表面に生じてしまう擦傷や亀裂
を防止できるような電池の電極シートの製造方法を提供
すること。【構成】加工装置６は、電池の電極シートを構成する
金属シート４を支持する治具８と、この金属シート４の
上側に配設され、開口部１６を有するマスク部材１４
と、マスク部材１４の上方に位置する水噴射機１０とを
備えている。水噴射機１０は、金属シート４に塗着した
活物質５に対し、水１２を高圧で噴射して、それを破砕
する。破砕された活物質５は、金属シート４から剥離さ
れ除去される。このため、活物質５の下側に位置した金
属シート４は露出し、ここに集電タブやリード板などの
リード部材を接続できるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リチウム二次電池やス
パイラル形電池等に用いられる電極シートを製造する方
法に係り、特にこの電極シートを構成する金属シートの
表面に塗着した活物質を部分的に除去する電池の電極シ
ートの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】リチウム二次電池やスパイラル形電池な
どに組み込まれる帯状の電極シートは、アルミニウムな
どで形成された厚さ数十μｍ程の金属シートと、その金
属シート表面に塗布され、均一な厚みに圧延された正極
合剤などの活物質とから構成されている。金属シート表
面に塗着した活物質は、集電タブやリード板などのリー
ド部材が接続される所定の位置において部分的に除去さ
れていて、活物質の下側に位置する金属シートが露出さ
れている。

【０００３】この電極シートの製造にあたって、金属シ
ートに塗着した活物質を部分的に除去するには、例えば
特開平１−２５１５５５号公報などに開示されているよ
うな、超音波振動によって除去を行う方法がある。この
超音波振動による方法は、超音波振動子により振動する
超音波ホーンを、金属シート表面を塗着した活物質の除
去部分に押し当てて、その振動を加えることによって活
物質を破砕する方法で、超音波ホーンが押し当てられた
活物質は、極めて微細に粉砕されて金属シートの表面か
ら剥離されて除去される。このようにして、活物質を除
去することによって、金属シートは所定の位置において
部分的に露出し、その露出部に対して集電タブやリード
板などのリード部材が接続可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような超音波振動による方法では、超音波ホーンを活
物質に対し押しつけて活物質を除去することから、その
超音波ホーンが金属シートに接触し、ダメージを与え
て、金属シート表面を傷つけたりまた亀裂を生じさせた
りすることがあった。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、電池の電極シートを構成する金
属シートに塗着した活物質を、所定位置において部分的
に除去するとともに、その金属シート表面に生じてしま
う擦傷や亀裂を防止できるような電池の電極シートの製
造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る電池の電極シートの製造方法では、電
池の電極を構成する金属シートの表面に塗着した活物質
を、所定の位置において部分的に除去し、該活物質の下
側に位置する該金属シートを露出させ、その露出部を集
電タブが接続される接続部として形成する電池の電極シ
ートの製造方法において、上記所定の位置において上記
金属シートに塗着した上記活物質に対し、流体噴射機か
ら流体を高圧で噴射し、該流体の衝突によって該活物質
を破砕して除去することを特徴とする。

【０００７】好ましくは、前記活物質を塗着した前記金
属シート上には、前記流体噴射機から噴射される前記流
体の流動範囲を規制して、該流体の衝突領域を特定する
開口部を備えたマスク部材を配設したとともに、該マス
ク部材と該活物質を塗着した該金属シートとの間にはパ
ッキンを密着配設した状態で、該金属シート上の該活物
質に対して該流体を高圧で噴射することである。

【０００８】また、好ましくは、前記流体噴射機から前
記流体が噴射される部分の周りには、これを囲繞して覆
うカバーを配設するとともに、前記所定の位置の近傍に
は、前記活物質に衝突する流体を吸引する流体回収パイ
プを配設した状態で、前記金属シート上の該活物質に対
して該流体を高圧で噴射することである。

【０００９】

【作用】本発明に係る電池の電極シートの製造方法の作
用について述べると、電極シートを構成する金属シート
の表面に活物質を塗着させた後、所定の位置において塗
着した活物質に対し、流体噴射機から流体を高圧で噴射
することによって、高圧で噴射された流体は相当な勢い
で活物質に衝突する。流体の衝突を受けた活物質は、そ
の衝突によって粉々に破砕され、剥落片となって所定の
位置において金属シートから剥離される。この剥落片の
ほとんどは、衝突した流体の流動によって押し流され、
剥離箇所から除去される。他方、活物質の下側に位置す
る金属シートは、流体から受けるダメージが、従来の超
音波ホーンから受けるものに比べて極めて小さくて済
み、その表面に生じる擦傷や亀裂が軽減される。

【００１０】好ましくは、活物質を塗着した上記金属シ
ート上にマスク部材を配設した状態で、上述したように
流体を噴射する。このマスク部材には開口部が形成され
ていて、流体噴射機から噴射される流体の流動範囲を規
制し、流体の衝突領域を特定することから、流体噴射機
から噴射された流体を、金属シートに塗着した活物質の
除去したい部分、即ち所定の位置にだけ特定して衝突さ
せることができる。また、マスク部材を入れ替えること
で、活物質の除去部の形状及び大きさを様々に設定する
ことができる。ここで、上記マスク部材と該活物質を塗
着した該金属シートとの間に、パッキンを密着配設して
おくことで、マスク部材が金属シートに塗着した活物質
表面に接触し、これを傷つけることを防ぐことができ
る。

【００１１】また、好ましくは、上記金属シート上の該
活物質に対して該流体を高圧で噴射するに際し、流体噴
射機から流体が噴射される部分の周りに、これを囲繞し
て覆うカバーを配設することで、これにより流体の外部
への拡散を防止することができる。これに加えて、所定
の位置の近傍に、活物質に衝突する流体を吸引する流体
回収パイプを配設することで、流体噴射機から噴射され
た流体を回収でき、さらに活物質の剥離片をも回収する
ことができる。

【００１２】

【実施例】以下に、本発明に係る電池の電極シートの製
造方法の好適な実施例について、添付図面に基づき詳述
する。本実施例に係る電池の電極シートは、リチウム二
次電池やスパイラル形電池などの内部に組み込まれるも
ので、最終的には所定の寸法にカットされた帯状のもの
である。このような電極シートは、以下に示すような工
程を経て製造されている。

【００１３】まず、電極シートを構成する金属シート
は、はじめロール状に捲回されてフープとなっている。
そして、このフープから金属シートが順次繰り出され、
その表面に正極合剤などの活物質が間欠的に塗布され
る。金属シートに塗布された活物質は、乾燥及び圧延さ
れて、金属シート上に均一な厚さに形成され塗着され
る。このようにして塗工及び圧延工程を経た金属シート
は、その表面に活物質が塗着された状態で再びロール状
に巻き取られて加工前フープとなり、集電タブ等を接続
する部分の活物質を金属シートから除去する本実施例の
除去工程に送られる。そして更に、活物質を除去した後
に集電タブ等を溶接等で接続してから、所定の長さの電
極寸法にカットされて、電池に組み込まれるようにな
る。

【００１４】上記除去工程においては、乾燥、圧延工程
から送られた加工前フープから、活物質が塗着された金
属シートを繰り出し、その活物質を電池の集電タブやリ
ード板などのリード部材が接続される所定の位置におい
て部分的に除去し、活物質の下側に位置している金属シ
ートを露出させる。

【００１５】殊に、本実施例では、上記活物質の除去
を、流体を高圧で噴射して活物質に衝突させて、活物質
を金属シートから剥離させて行っている。ここで用いら
れる流体としては、例えば油や空気、ガスなどがある
が、本実施例では水を用ている。図１は、この除去工程
を示したものである。金属シート４が捲回された加工前
フープ２は、図１中の左端に位置していて、その反対側
に位置している送りロール３によって、ここから金属シ
ート４が順次繰り出され搬送されている。この金属シー
ト４は厚さ２０μｍ、幅４０ｍｍほどであり、その両面
には活物質５が９０μｍほどの厚さで塗着されている。
このような金属シート４は、第１，第２，第３の各加工
ユニット７内を順次通過することで、表面に塗着した活
物質５が除去される。

【００１６】まず、第１の加工ユニット７ａにおいて
は、金属シート４に塗着している活物質５を加工装置６
によって剥離させる。剥離を行う際には、送りローラ３
が一旦停止され、金属シート４の繰り出しが中断され
る。繰り出しが中断されると、上記加工装置６が剥離加
工を行うようになっている。

【００１７】加工装置６について詳述する。図２は、こ
の加工装置６を示した斜視図であり、また、図３はこの
加工装置６を示した縦断面図である。図２及び図３に示
したように、この加工装置６は、加工前フープ２から繰
り出された金属シート４を支持する治具８と、金属シー
ト４の上側に配設され、開口部１６を有するマスク部材
１４と、マスク部材１４上方から金属シート４に対向し
流体噴射機として水を高圧で噴射する水噴射機１０とを
備えている。

【００１８】まず、治具８は、繰り出された金属シート
４の下側に配設されていて、金属シート４の加工時、即
ち活物質５を剥離する時に、その上面で金属シート４を
支持するようになっている。加工前フープ２から繰り出
された金属シート４は、この治具８上において、図２に
示した矢印Ａの方向へ順次搬送されていて、治具８上を
相対移動されている。そして、金属シート４の繰り出し
が中断されるのは、これに塗着した活物質５の除去した
い部分が治具８上に達したときである。

【００１９】また、水噴射機１０は、治具８に支持され
た金属シート４から２００〜３００ｍｍ程の間隔をあけ
てその上方に位置しており、矢印Ｂの方向に沿って往復
運動できるようになっている。この水噴射機１０の下端
部には、噴射ノズル１０ａが設けられていて、ここから
水１２を噴射する。ここで水１２は、２００〜３００ｋ
ｇｆ／ｃｍ²ぐらいの噴射圧力で噴射され、高速のジェ
ット流となる。また、噴射ノズル１０ａは、金属シート
４に塗着した活物質５に対しマスク部材１４を間に挟ん
で対向していて、噴射されて高速のジェット流となった
水１２は、金属シート４上の活物質５に対し相当な勢い
で衝突する。この水１２の衝突を受けた活物質５は、そ
の衝撃で破砕され、粉々になって金属シート４から剥離
されることになる。これによって、金属シート４の表面
には、活物質５が剥離した剥離箇所１８が形成される。
他方、活物質５の下側の金属シート４は、ダメージを受
けることがなく、剥離箇所１８において露出される。そ
して、この活物質５の剥離片は、衝突した水１２の流動
によって、そのほとんどが押し流され、上記剥離箇所１
８から除去される。

【００２０】また、マスク部材１４は板状に形成されて
いて、開口部１６はその中央部に形成されている。この
マスク部材１４は、金属シート４の上側をその幅方向に
亘り覆っていて、水噴射機１０から噴射される水１２の
流動を阻止する一方、その開口部を通じて上記水噴射機
１０から噴射された水１２を金属シート４に衝突させる
ようになっている。水噴射機１０から噴射された水１２
は、その流動範囲が開口部１６の大きさ及び形状に応じ
て規制され、さらに金属シート４においてはその衝突領
域が特定されるようになっている。このことから、活物
質５の剥離箇所１８は、開口部１６の大きさ及び形状に
よって決定されるので、所望の形状または大きさで活物
質５を除去できる。また、マスク部材１４を入れ替える
ことで、剥離箇所１８の形状及び大きさを様々に設定す
ることができる。

【００２１】本実施例においては、上記開口部１６の形
状が、幅１０ｍｍ、長さ３０ｍｍの長楕円状となってい
て、金属シート４の繰り出し方向である矢印Ａに対して
垂直に長く形成されている。これに対して、水噴射機１
０から噴射される水１２のマスク部材１４上における流
動範囲の大きさは、上記開口部１６の幅は十分あるがそ
の全体を覆う程はない。このため、水噴射機１０は、予
め開口部１６のどちらかの端部上方に配置されていて、
水１２を噴射しながら矢印Ｃの方向へスライド移動し
て、開口部１６全体に亘って水１２を噴射するようにな
っている。この時、水噴射機１０の移動速度は、５０ｍ
ｍ／ｓとする。これによって、金属シート４に塗着した
活物質５は、開口部１６に沿って徐々に破砕されて剥離
されてゆくことになり、その剥離箇所１８は図４に示す
ような上記開口部１６の形状に応じた長楕円状のものと
なる。

【００２２】さらに、上記マスク部材１４の下面には、
図３に示すような上記開口部１６の周縁に沿って突出す
るパッキン２０が取り付けられている。このパッキン２
０は、マスク部材１４と活物質５が塗着した金属シート
４との間に密着配設され、マスク部材１４が活物質５の
表面に接触し、これを傷つけることを防止することがで
きるようになっている。

【００２３】また、このマスク部材１４の上側には、中
空箱体状に形成されたカバー２２を着脱可能に配設す
る。このカバー２２は、マスク部材１４及び水噴射機１
０の噴射ノズル１０ａを覆っていて、水噴射機１０から
行われる水１２の噴射は、カバー２２の内部にて行われ
るようになっており、水１２が外部へ拡散及び飛散する
ことを防止することができるようになっている。

【００２４】また、上記開口部１６の近傍には、流体回
収パイプとして水１２を吸引する水回収パイプ２４を配
設する。この水回収パイプ２４は、一端側に形成された
吸引口２４ａが開口部１６に近接して配置され、その他
端側に接続された図示されていない吸引装置によって、
水１２を吸引して回収するものである。これによって、
水噴射機１０から噴射された水１２を回収する他に、こ
の水１２とともに押し流された活物質５の剥離片をも回
収することができる。

【００２５】上述したようにして、所定の位置において
活物質５が部分的に剥離された金属シート４は、送りロ
ーラ３によって繰り出しが再開され、図１に示した第２
の加工ユニット７ｂに搬送される。この第２の加工ユニ
ット７ｂにおいては、金属シート４の両側に配置された
エア口２８それぞれから高温のエア２９を吹き付けて、
金属シート４の両面を乾燥させ、そこに付着している水
分を除去するようになっている。

【００２６】さらに、上記金属シート４は、第３の加工
ユニット７ｃに搬送される。この第３の加工ユニット７
ｃにおいては、金属シート４の両面それぞれに対し、回
転駆動される回転ブラシ３０が当接され、その両面に残
留している剥離片を確実に除去するようになっている。

【００２７】この剥離片の除去の後、金属シート４は、
加工後フープ３２として再びロール状に捲回される。そ
して、この加工後フープ３２は、金属シート４を電池内
部に収納されるような寸法に裁断する裁断工程に送られ
る。

【００２８】尚、上記加工装置６を、図５に示したよう
に横に倒して配置するとともに、上記金属シート４の搬
送方向を、ガイドローラ２６によって横方向から縦方向
に方向転換させてから、それを加工装置６に搬送させる
ようにして、水１２を横方向から噴射するようにすれ
ば、水噴射機１０から噴射されて活物質５に衝突した水
１２は、下方に向かって流動するようになり、その流動
方向が一方向に限定されるので、上記水回収パイプ２４
によって回収しやすくなる。

【００２９】以上から、本実施例の作用について述べる
と、金属シート４に塗着した活物質５に対し、水噴射機
１０から水１２を高圧で噴射することによって、活物質
５を破砕して金属シート４から剥離させて、活物質５の
下側に位置する金属シート４を露出させることができ
る。このため、従来の超音波加工と比べると、活物質５
の下側に位置する金属シート４が受けるダメージは、極
めて小さくて済み、露出した金属シート４の表面には擦
傷や亀裂が生じ難くなる。

【００３０】また、活物質５が塗着された金属シート４
の上側に、開口部１６を有するマスク部材１４を配設し
た状態で水１２の噴射を行うことによって、その開口部
１６の形状及び大きさに応じて、水噴射機１０から噴射
される水１２の流動範囲が規制され、水１２の衝突領域
が特定されるので、活物質５の剥離を所望の形状または
大きさで行うことができる。また、マスク部材１４を入
れ替えることで、１つの加工装置６で様々な形状または
大きさに除去することができる。また、マスク部材１４
と金属シート４との間に、パッキン２０を密着配設して
おくことで、マスク部材１４が活物質５の表面に接触
し、これを傷つけることを防止することができる。

【００３１】また、水噴射機１０から水１２が噴射され
る部分の周りに、これを囲繞して覆うカバー２２を配設
することで、水１２の外部への拡散を防止することがで
きる。これに加えて、所定の位置の近傍に、活物質５に
衝突する水１２を吸引する水回収パイプ２４を配設する
ことで、水噴射機１０から噴射された水１２に加えて、
活物質５の剥離片をも回収することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上実施例で説明したように、本発明に
係る電池の電極シートの製造方法によれば、電極シート
を構成する金属シート表面に塗着した活物質に対し、流
体噴射機から流体を高圧で噴射することによって、活物
質を破砕し、金属シートから剥離させることができるの
で、活物質の下側に位置する金属シートが受けるダメー
ジは、従来の超音波ホーンから受けるものに比べて極め
て小さくて済み、金属シート表面には擦傷や亀裂が生じ
難くなる。

【００３３】また、活物質を塗着した上記金属シート上
に、開口部を有するマスク部材を配設した状態で、上述
したような流体の噴射を行うことによって、その開口部
の形状及び大きさに応じて、流体噴射機から噴射される
流体の流動範囲が規制され、流体の衝突領域が特定され
るので、活物質の剥離を所望の形状または大きさで行う
ことができる。また、マスク部材を入れ替えることで、
１つの装置で様々な形状または大きさに除去することが
できる。また、マスク部材と金属シートとの間に、パッ
キンを密着配設しておくことで、マスク部材が金属シー
トに塗着した活物質表面に接触し、これを傷つけること
を防止することができる。

【００３４】また、流体噴射機から流体が噴射される部
分の周りに、これを囲繞して覆うカバーを配設すること
で、流体の外部への拡散を防止することができる。これ
に加えて、所定の位置の近傍に、活物質に衝突する流体
を吸引する流体回収パイプを配設することで、流体噴射
機から噴射された流体に加えて、活物質の剥離片をも回
収することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る除去工程を模式的に示したもので
ある。

【図２】加工装置を示した斜視図である。

【図３】加工装置を示した縦断面図である。

【図４】所定位置において活物質が剥離された金属シー
トを示したものである。

【図５】加工装置を他の形で配置した図である。

【符号の説明】

４金属シート５活物質６加工装置８治具１０水噴射機１２水１４マスク部材１６開口部１８剥離箇所２０パッキン２２カバー２４水回収パイプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電池の電極を構成する金属シート（４）
の表面に塗着した活物質（５）を、所定の位置において
部分的に除去し、該活物質（５）の下側に位置する該金
属シート（４）を露出させ、その露出部を集電タブが接
続される接続部として形成する電池の電極シートの製造
方法において、上記所定の位置において上記金属シート（４）に塗着し
た上記活物質（５）に対し、流体噴射機（１０）から流
体（１２）を高圧で噴射し、該流体（１２）の衝突によ
って該活物質（５）を破砕して除去することを特徴とす
る電池の電極シートの製造方法。
【請求項２】前記活物質（５）を塗着した前記金属シ
ート（４）上には、前記流体噴射機（１０）から噴射さ
れる前記流体（１２）の流動範囲を規制して、該流体
（１２）の衝突領域を特定する開口部（１６）を備えた
マスク部材（１４）を配設したとともに、該マスク部材
（１４）と該活物質（５）を塗着した該金属シート
（４）との間にはパッキン（２０）を密着配設した状態
で、該金属シート（４）上の該活物質（５）に対して該
流体（１２）を高圧で噴射してなることを特徴とする請
求項１記載の電池の電極シートの製造方法。
【請求項３】前記流体噴射機（１０）から前記流体
（１２）が噴射される部分の周りには、これを囲繞して
覆うカバー（２２）を配設するとともに、前記所定の位
置の近傍には、前記活物質（５）に衝突する流体（１
２）を吸引する流体回収パイプ（２４）を配設した状態
で、前記金属シート（４）上の該活物質（５）に対して
該流体（１２）を高圧で噴射してなることを特徴とする
請求項１または２記載の電池の電極シートの製造方法。