JPH11126603A - 電池電極の製造方法 - Google Patents
電池電極の製造方法Info
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- JPH11126603A JPH11126603A JP9289871A JP28987197A JPH11126603A JP H11126603 A JPH11126603 A JP H11126603A JP 9289871 A JP9289871 A JP 9289871A JP 28987197 A JP28987197 A JP 28987197A JP H11126603 A JPH11126603 A JP H11126603A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アルミニウム箔１と合材２の層の密着性が高
く充放電特性の劣化が少ない電池電極の製造方法を提供
する。 【解決手段】 バインダに熱可塑性ゴムを使用すると共
に、このバインダを添加した合材２をホットプレスロー
ラ３で加熱しながらプレスすることにより電極を製造す
る。
く充放電特性の劣化が少ない電池電極の製造方法を提供
する。 【解決手段】 バインダに熱可塑性ゴムを使用すると共
に、このバインダを添加した合材２をホットプレスロー
ラ３で加熱しながらプレスすることにより電極を製造す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集電体金属上に活
物質等の合材層を形成する電池電極の製造方法に関す
る。
物質等の合材層を形成する電池電極の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】電池の電極は、集電体金属であるアルミ
ニウム箔や銅箔等の上に正極活物質や負極活物質を担持
させることにより製造される。ただし、正極活物質や負
極活物質だけでは、脆く崩れたり剥がれ易いために、バ
インダを添加して合材として集電体金属上に層状に密着
保持させる。また、これら正極活物質や負極活物質だけ
では、粒子間や集電体金属との間の導電性が確保できな
い場合には、この合材に導電補助剤を添加することもあ
る。このように集電体金属上に合材層を形成した電極
は、電池エレメントを作成する際にセパレータを介して
巻回したり折り曲げる必要があるので、合材のバインダ
には柔軟性のあるゴム系のものを使用することが多かっ
た。
ニウム箔や銅箔等の上に正極活物質や負極活物質を担持
させることにより製造される。ただし、正極活物質や負
極活物質だけでは、脆く崩れたり剥がれ易いために、バ
インダを添加して合材として集電体金属上に層状に密着
保持させる。また、これら正極活物質や負極活物質だけ
では、粒子間や集電体金属との間の導電性が確保できな
い場合には、この合材に導電補助剤を添加することもあ
る。このように集電体金属上に合材層を形成した電極
は、電池エレメントを作成する際にセパレータを介して
巻回したり折り曲げる必要があるので、合材のバインダ
には柔軟性のあるゴム系のものを使用することが多かっ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来は、熱
可塑性のゴム系のバインダを用いて、活物質やバインダ
の溶液または分散物を添加した混合物をスラリ−にし
て、それを金属箔上に塗布・乾燥して合材層を形成した
後プレスすることにより電極を製造していた。しかし、
この極板を電池に組み込むと、電極の合材が電界駅によ
り膨潤して、その結果、電池が膨れる等の問題が生じて
いた。
可塑性のゴム系のバインダを用いて、活物質やバインダ
の溶液または分散物を添加した混合物をスラリ−にし
て、それを金属箔上に塗布・乾燥して合材層を形成した
後プレスすることにより電極を製造していた。しかし、
この極板を電池に組み込むと、電極の合材が電界駅によ
り膨潤して、その結果、電池が膨れる等の問題が生じて
いた。
【０００４】また、電極の合材層が膨潤すると、電極が
膨れるだけでなく、電極の電極合材中の粒子間の接触状
態が悪化して電気伝導性が劣るため、充放電性能にも悪
影響を及ぼす。特に、充放電サイクルの経過にともなう
容量劣化が大きくなる傾向がある。
膨れるだけでなく、電極の電極合材中の粒子間の接触状
態が悪化して電気伝導性が劣るため、充放電性能にも悪
影響を及ぼす。特に、充放電サイクルの経過にともなう
容量劣化が大きくなる傾向がある。
【０００５】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、バインダ−に熱可塑性ゴムを使用すると共
に、このバインダを添加した合材を加熱しながらプレス
することにより、合材の膨潤が少なく、充放電特性の劣
化が少ない電池電極の製造方法を提供することを目的と
している。
のであり、バインダ−に熱可塑性ゴムを使用すると共
に、このバインダを添加した合材を加熱しながらプレス
することにより、合材の膨潤が少なく、充放電特性の劣
化が少ない電池電極の製造方法を提供することを目的と
している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の電池電極
の製造方法は、上記課題を解決するために、活物質等に
熱可塑性ゴムを主体とするバインダを添加した合材を、
集電体金属上で加熱しながらプレスすることにより合材
層を形成することを特徴とする。
の製造方法は、上記課題を解決するために、活物質等に
熱可塑性ゴムを主体とするバインダを添加した合材を、
集電体金属上で加熱しながらプレスすることにより合材
層を形成することを特徴とする。
【０００７】上記手段によれば、合材を集電体金属上で
加熱しながらプレスするので、この合材のバインダの熱
可塑性ゴムが溶融軟化した状態で押圧される。従って、
合材が集電体金属面に良く馴染み密着性が向上するの
で、電流の分布が均一化され、充放電特性の劣化を防止
することができる。また、加熱後に冷えて硬化した合材
は、熱可塑性ゴムのバインダによってある程度の柔軟性
を有するので、電極を巻回したり折り曲げたりしても、
容易に剥がれたりするようなおそれがない。
加熱しながらプレスするので、この合材のバインダの熱
可塑性ゴムが溶融軟化した状態で押圧される。従って、
合材が集電体金属面に良く馴染み密着性が向上するの
で、電流の分布が均一化され、充放電特性の劣化を防止
することができる。また、加熱後に冷えて硬化した合材
は、熱可塑性ゴムのバインダによってある程度の柔軟性
を有するので、電極を巻回したり折り曲げたりしても、
容易に剥がれたりするようなおそれがない。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【０００９】図１〜図２は本発明の一実施形態を示すも
のであって、図１は正極の製造方法を示す斜視図、図２
は充放電特性を従来例と比較した結果を示す図である。
のであって、図１は正極の製造方法を示す斜視図、図２
は充放電特性を従来例と比較した結果を示す図である。
【００１０】本実施形態は、非水電解質二次電池の電極
の製造方法について説明する。この非水電解質二次電池
の正極は、集電体金属であるアルミニウム箔の表面に正
極活物質を含む合材層を形成したものであり、負極は、
集電体金属である銅箔の表面に負極活物質を含む合材層
を形成したものである。正極活物質としては、コバルト
酸リチウム等が用いられ、これにアセチレンブラック等
の導電補助剤とバインダが添加されて合材となる。負極
活物質としては、グラファイト等が用いられ、これにバ
インダが添加されて合材となる。バインダには、フッ素
ゴムやＳＢＲ（スチレン・ブタジエン・ゴム）等の熱可
塑性ゴムが用いられる。
の製造方法について説明する。この非水電解質二次電池
の正極は、集電体金属であるアルミニウム箔の表面に正
極活物質を含む合材層を形成したものであり、負極は、
集電体金属である銅箔の表面に負極活物質を含む合材層
を形成したものである。正極活物質としては、コバルト
酸リチウム等が用いられ、これにアセチレンブラック等
の導電補助剤とバインダが添加されて合材となる。負極
活物質としては、グラファイト等が用いられ、これにバ
インダが添加されて合材となる。バインダには、フッ素
ゴムやＳＢＲ（スチレン・ブタジエン・ゴム）等の熱可
塑性ゴムが用いられる。
【００１１】上記正極は、図１に示すように、帯状のア
ルミニウム箔１の表面に正極活物質と導電補助剤とバイ
ンダを混合した合材２を塗布し、ホットプレスローラ３
を通すことによって製造される。ホットプレスローラ３
は、ローラ内部にヒータ３ａを備えたプレス装置であ
り、この間を通過する合材２を１２０°Ｃ程度に加熱し
ながらアルミニウム箔１の表面にプレスすることができ
る。合材２がホットプレスローラ３を通ると、熱可塑性
ゴムのバインダは、加熱によって溶融軟化し、この状態
でプレスされるので、アルミニウム箔１の表面に良く馴
染んで密着する。また、合材２は、バインダの溶融軟化
により、少ないプレス圧で無理なく均一な厚さの層状に
形成される。しかも、この合材２の層は、ホットプレス
ローラ３の通過後に冷えて硬化しても、バインダが熱可
塑性ゴムからなるので、ある程度の伸縮性が確保され
る。
ルミニウム箔１の表面に正極活物質と導電補助剤とバイ
ンダを混合した合材２を塗布し、ホットプレスローラ３
を通すことによって製造される。ホットプレスローラ３
は、ローラ内部にヒータ３ａを備えたプレス装置であ
り、この間を通過する合材２を１２０°Ｃ程度に加熱し
ながらアルミニウム箔１の表面にプレスすることができ
る。合材２がホットプレスローラ３を通ると、熱可塑性
ゴムのバインダは、加熱によって溶融軟化し、この状態
でプレスされるので、アルミニウム箔１の表面に良く馴
染んで密着する。また、合材２は、バインダの溶融軟化
により、少ないプレス圧で無理なく均一な厚さの層状に
形成される。しかも、この合材２の層は、ホットプレス
ローラ３の通過後に冷えて硬化しても、バインダが熱可
塑性ゴムからなるので、ある程度の伸縮性が確保され
る。
【００１２】上記負極も、図１に示した正極と同様に、
帯状の銅箔の表面に負極活物質とバインダを混合した合
材を塗布し、ホットプレスローラによって１２０°Ｃ程
度に加熱しながらプレスすることにより製造される。こ
のとき、熱可塑性ゴムのバインダは、正極の場合と同様
に、加熱によって溶融軟化した状態でプレスされるの
で、銅箔の表面に良く馴染んで密着する。また、合材層
は、このバインダの溶融軟化により、少ないプレス圧で
無理なく均一な厚さに形成され、ホットプレスローラの
通過後に冷えて硬化した後も、ある程度の伸縮性が確保
される。
帯状の銅箔の表面に負極活物質とバインダを混合した合
材を塗布し、ホットプレスローラによって１２０°Ｃ程
度に加熱しながらプレスすることにより製造される。こ
のとき、熱可塑性ゴムのバインダは、正極の場合と同様
に、加熱によって溶融軟化した状態でプレスされるの
で、銅箔の表面に良く馴染んで密着する。また、合材層
は、このバインダの溶融軟化により、少ないプレス圧で
無理なく均一な厚さに形成され、ホットプレスローラの
通過後に冷えて硬化した後も、ある程度の伸縮性が確保
される。
【００１３】なお、上記正極と負極は、合材層をアルミ
ニウム箔や銅箔の両面に形成してもよいし、片面のみに
形成することもできる。また、アルミニウム箔や銅箔の
表面全面に合材層を形成してもよいし、一部に形成しな
い領域を残すようにすることもできる。これらの正極と
負極には、必要に応じてスポット溶接等によりリードが
接続される。
ニウム箔や銅箔の両面に形成してもよいし、片面のみに
形成することもできる。また、アルミニウム箔や銅箔の
表面全面に合材層を形成してもよいし、一部に形成しな
い領域を残すようにすることもできる。これらの正極と
負極には、必要に応じてスポット溶接等によりリードが
接続される。
【００１４】上記のようにして製造された正極と負極
は、巻回型の場合には、セパレータを介して円筒状に巻
回されて電池エレメントとなる。この際、アルミニウム
箔上や銅箔上の合材層は、ある程度の伸縮性があるの
で、密着性が損なわれて剥離するようなことなく巻回さ
れる。
は、巻回型の場合には、セパレータを介して円筒状に巻
回されて電池エレメントとなる。この際、アルミニウム
箔上や銅箔上の合材層は、ある程度の伸縮性があるの
で、密着性が損なわれて剥離するようなことなく巻回さ
れる。
【００１５】以上説明したように、本実施形態の正極と
負極の製造方法によれば、熱可塑性ゴムのバインダを添
加した合材をアルミニウム箔や銅箔上で加熱しながらプ
レスするので、この合材層の密着性が向上し、しかも、
これらの正極と負極を巻回する際に密着性が損なわれる
ようなこともなくなる。また、この処理を施した極板は
電解液に対する膨潤が少ないので、電池が膨れることや
充放電特性が悪化するのを防止することができる。
負極の製造方法によれば、熱可塑性ゴムのバインダを添
加した合材をアルミニウム箔や銅箔上で加熱しながらプ
レスするので、この合材層の密着性が向上し、しかも、
これらの正極と負極を巻回する際に密着性が損なわれる
ようなこともなくなる。また、この処理を施した極板は
電解液に対する膨潤が少ないので、電池が膨れることや
充放電特性が悪化するのを防止することができる。
【００１６】バインダに熱硬化性ゴムを用い、このバイ
ンダを含む合材をロールプレスした後に加熱硬化させて
合材層を形成する従来の方法により製造した電極と、本
実施形態によって製造した電極とについて、碁盤目剥離
試験を行った結果を説明する。碁盤目剥離試験は、これ
らの電極の合材層を例えば２ｍｍ角程度の大きさのマス
に分割して粘着テープを張り付け剥がした場合に、何マ
スの合材層が剥がれずに残ったかを調べることにより、
この合材層の密着性を測定する試験である。従来の電極
では、１００マス中９１マスが剥離して９マスの合材層
しか残らなかったのに対して、本実施形態の電極では、
１００マス中１５マスのみが剥離し８５マスの合材層が
残った。従って、本実施形態の電極は、合材層の密着性
が極めて高く剥離し難いこと明らかとなった。
ンダを含む合材をロールプレスした後に加熱硬化させて
合材層を形成する従来の方法により製造した電極と、本
実施形態によって製造した電極とについて、碁盤目剥離
試験を行った結果を説明する。碁盤目剥離試験は、これ
らの電極の合材層を例えば２ｍｍ角程度の大きさのマス
に分割して粘着テープを張り付け剥がした場合に、何マ
スの合材層が剥がれずに残ったかを調べることにより、
この合材層の密着性を測定する試験である。従来の電極
では、１００マス中９１マスが剥離して９マスの合材層
しか残らなかったのに対して、本実施形態の電極では、
１００マス中１５マスのみが剥離し８５マスの合材層が
残った。従って、本実施形態の電極は、合材層の密着性
が極めて高く剥離し難いこと明らかとなった。
【００１７】また、これらの電極について、耐でん電解
液特性を調べた。耐電解液性は、プレス後の電極を電解
液（例えば、炭酸エチレン（ＥＣ）と炭酸ジエチル（Ｄ
ＥＣ）の１：１の混合液）の中に浸漬して、６０°Ｃで
２日間放置して、浸漬前後の電極厚みの変化を測定する
ことにより膨潤率（＋ｖｏｌ％）を産出する。従来の電
極では、１７％膨潤したのに対して、本実施形態の電極
では、５％しか膨潤しなかった。従って、本実施形態の
電極は、電解液に対して膨潤しにくいことが明らかとな
った。
液特性を調べた。耐電解液性は、プレス後の電極を電解
液（例えば、炭酸エチレン（ＥＣ）と炭酸ジエチル（Ｄ
ＥＣ）の１：１の混合液）の中に浸漬して、６０°Ｃで
２日間放置して、浸漬前後の電極厚みの変化を測定する
ことにより膨潤率（＋ｖｏｌ％）を産出する。従来の電
極では、１７％膨潤したのに対して、本実施形態の電極
では、５％しか膨潤しなかった。従って、本実施形態の
電極は、電解液に対して膨潤しにくいことが明らかとな
った。
【００１８】また、従来の電極と本実施形態の電極を用
いて製造した電池の充放電特性の測定結果を説明する。
図２に示すように、従来の電極を用いた場合には、充放
電の繰り返しサイクル数が多くなるに伴って充放電容量
が大きく低下するのに対して、本実施形態の電極を用い
た場合には、充放電の繰り返しサイクル数が多くなって
も、充放電容量はそれほど低下せず劣化が少ないことが
明らかとなった。
いて製造した電池の充放電特性の測定結果を説明する。
図２に示すように、従来の電極を用いた場合には、充放
電の繰り返しサイクル数が多くなるに伴って充放電容量
が大きく低下するのに対して、本実施形態の電極を用い
た場合には、充放電の繰り返しサイクル数が多くなって
も、充放電容量はそれほど低下せず劣化が少ないことが
明らかとなった。
【００１９】なお、上記実施形態では、正極と負極のバ
インダに熱可塑性ゴムのみを使用したが、この熱可塑性
ゴムが主体となるものであれば、必要に応じて他のもの
が添加されていてもよい。また、上記実施形態では、負
極の合材が負極活物質とバインダのみからなる場合を示
し、正極の合材がこれに導電補助剤を添加した場合につ
いて示したが、この合材は必ずしもこれらに限らず、必
要に応じて他のものを添加することもできる。
インダに熱可塑性ゴムのみを使用したが、この熱可塑性
ゴムが主体となるものであれば、必要に応じて他のもの
が添加されていてもよい。また、上記実施形態では、負
極の合材が負極活物質とバインダのみからなる場合を示
し、正極の合材がこれに導電補助剤を添加した場合につ
いて示したが、この合材は必ずしもこれらに限らず、必
要に応じて他のものを添加することもできる。
【００２０】さらに、上記実施形態では、正極の集電体
金属にアルミニウム箔を用い、負極の集電体金属に銅箔
を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限ら
ず、適宜の集電体金属を用いることができる。しかも、
電池エレメントは、これらの正極と負極を巻回した巻回
型に限らず、積層型等の任意のものに実施可能である。
また、電池も、非水電解質二次電池に限定されない。
金属にアルミニウム箔を用い、負極の集電体金属に銅箔
を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限ら
ず、適宜の集電体金属を用いることができる。しかも、
電池エレメントは、これらの正極と負極を巻回した巻回
型に限らず、積層型等の任意のものに実施可能である。
また、電池も、非水電解質二次電池に限定されない。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の電池電極の製造方法によれば、合材を加熱しながらプ
レスするので、バインダの熱可塑性ゴムが軟化した状態
で押圧され、この合材が集電体金属面に良く馴染んで密
着する。さらに、この電極は、電解液に対して膨潤しに
くいため、電池が膨れる事や充放電特性が悪化するのを
防止することができる。
の電池電極の製造方法によれば、合材を加熱しながらプ
レスするので、バインダの熱可塑性ゴムが軟化した状態
で押圧され、この合材が集電体金属面に良く馴染んで密
着する。さらに、この電極は、電解液に対して膨潤しに
くいため、電池が膨れる事や充放電特性が悪化するのを
防止することができる。
【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、正極
の製造方法を示す斜視図である。
の製造方法を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、充放
電特性を従来例と比較した結果を示す図である。
電特性を従来例と比較した結果を示す図である。
１ アルミニウム箔 ２ 合材 ３ ホットプレスローラ
Claims (1)
- 【請求項１】 活物質等に熱可塑性ゴムを主体とするバ
インダを添加した合材を、集電体金属上で加熱しながら
プレスすることにより合材層を形成することを特徴とす
る電池電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9289871A JPH11126603A (ja) | 1997-10-22 | 1997-10-22 | 電池電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9289871A JPH11126603A (ja) | 1997-10-22 | 1997-10-22 | 電池電極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11126603A true JPH11126603A (ja) | 1999-05-11 |
Family
ID=17748850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9289871A Pending JPH11126603A (ja) | 1997-10-22 | 1997-10-22 | 電池電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11126603A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010146832A1 (ja) * | 2009-06-16 | 2010-12-23 | パナソニック株式会社 | 非水電解質二次電池用負極の製造方法、負極、およびそれを用いた非水電解質二次電池 |
| US8349490B2 (en) | 2006-09-11 | 2013-01-08 | Zeon Corporation | Electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery showing small variability in battery properties and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same |
| JP2013065478A (ja) * | 2011-09-19 | 2013-04-11 | Toyota Motor Corp | リチウムイオン二次電池の製造方法 |
-
1997
- 1997-10-22 JP JP9289871A patent/JPH11126603A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8349490B2 (en) | 2006-09-11 | 2013-01-08 | Zeon Corporation | Electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery showing small variability in battery properties and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same |
| JP5195429B2 (ja) * | 2006-09-11 | 2013-05-08 | 日本ゼオン株式会社 | 非水電解質二次電池用電極、およびこれを用いた非水電解質二次電池 |
| WO2010146832A1 (ja) * | 2009-06-16 | 2010-12-23 | パナソニック株式会社 | 非水電解質二次電池用負極の製造方法、負極、およびそれを用いた非水電解質二次電池 |
| JP2013065478A (ja) * | 2011-09-19 | 2013-04-11 | Toyota Motor Corp | リチウムイオン二次電池の製造方法 |
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