JPWO2017154549A1 - 蓄電デバイス用正極の製造方法および蓄電デバイスの製造方法 - Google Patents
蓄電デバイス用正極の製造方法および蓄電デバイスの製造方法Info
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Abstract
Description
ところで、正極集電体にリード部材を取り付ける等の目的で、正極からカーボン層および導電性高分子層をブラシ等で削り取り、正極集電体の表面の一部を露出させる作業が行われている。
本発明の目的は、導電性高分子層およびカーボン層の一部を正極から削り取る作業を行うことなく、正極集電体の表面の一部を容易に露出させることが可能な蓄電デバイス用正極の製造方法を提供することである。
本発明に係る蓄電デバイス用正極の製造方法は、表面の一部にカーボン層が形成されている正極集電体を、第1中間体として得る工程(工程(1))を具備する。ここで、第1中間体において、正極集電体の表面のうち、カーボン層が形成されている領域を第1領域とし、カーボン層が形成されておらず、正極集電体の表面が露出している領域を第2領域とする。さらに本製造方法は、第1中間体を、原料モノマーを含む電解液に浸漬し、原料モノマーを電解重合することにより、カーボン層の表面(正極集電体と接する表面とは反対側の表面)に選択的に導電性高分子層を形成することで、正極(第2中間体)を得る工程(工程(2))を具備する。
第1領域および第2領域は、シート状の集電体の表裏両面にあってもよく、シート状の集電体の一方の表面にあってもよい。
カーボン層の表面に選択的に導電性高分子層を形成し易いことから、原料モノマーはアニリンであることが好ましい。この場合、導電性高分子層としてポリアニリンを含む層が形成される。
導電性高分子層の厚みは、例えば、電解の電流密度や重合時間を適宜変えることで容易に制御することができる。導電性高分子層の厚みは、例えば、50〜300μmである。
本発明に係る実施形態1では、まず、図1に示すような第1中間体30を準備する(工程1a)。
第1中間体30は、表裏両面に、それぞれ、カーボン層32が形成された領域(第1領域31a)と、カーボン層が形成されずに正極集電体31が露出した領域(第2領域31b)とを有する帯状(長尺状)の正極集電体31で構成されている。第2領域31bは、正極集電体31の幅方向(図1中のW方向)に沿って形成されており、第1領域31aは、長手方向(図1中のL方向)の途中の所定の領域に第2領域31bを設けることにより2つの領域に分かれている。
本発明に係る実施形態2では、図4に示すような第1中間体50を準備する(工程1b)。図4では、便宜上、カーボン層42が形成された領域(第1領域41a)にハッチングを付している。第1中間体50は、第2領域41b以外に、帯状の正極集電体41の幅方向(図4中のW方向)の両端に、長手方向(図4中のL方向)に沿って、カーボン層42が形成されていない第2領域41cをさらに備えている点で、実施形態1の第1中間体40と異なる。さらに、本実施形態では、第1中間体40と同じ構成を有する単位領域47が、L方向に繰り返し形成されている。すなわち、正極集電体41は、L方向に延在する、長尺シート状の形状を有している。図4中の長さL1は、単位領域47のL方向の寸法を示す。図4中の長さW1は、カーボン層42が形成されている第1領域41aのW方向の寸法を示す。単位領域47は、蓄電デバイス1個分の大きさの正極に相当する。
また、本実施形態の第1中間体50の代わりに、図5に示すような、正極集電体51のW方向に3つの単位領域57が繰り返し形成された第1中間体60を準備してもよい。第1中間体60のうちの1つの単位領域57が、1つの第1中間体50に対応する。図5では、便宜上、カーボン層52が形成された領域(第1領域51a)にハッチングを付している。第1中間体60は、隣り合う単位領域57の間にも、L方向に沿って第2領域51cを有する。第1中間体60に対して電解重合工程を行うことにより得られた第2中間体を、図5に示す一点鎖線X2に沿って切断し、更に一点鎖線Y2に沿って切断して、単位領域47および57ごとに分離することにより、本実施形態の第2中間体と同様の構造体を得ることができる。
なお、本変形例では、互いに隣り合う単位領域57の間に、第2領域51cが、L方向に沿って形成されていたが、互いに隣り合う単位領域57の間に第2領域は形成されていなくてもよい。
本発明の蓄電デバイスの製造方法は、上記の蓄電デバイス用正極の製造方法により、正極を得る工程(工程(A))と、正極と、負極とを、セパレータを間に介在させて積層または捲回する工程(工程(B))と、を具備する。工程(B)により、積層型または捲回型の電極群が形成される。
工程(A)は、上述した工程(1)および(2)を含む。
負極集電体には、例えば導電性のシート材料が用いられる。シート材料としては、金属箔、金属多孔体、パンチングメタル、エッチングメタルなどが用いられる。負極集電体の材質としては、銅、銅合金、ニッケル、ステンレス鋼などを用いることができる。
非水電解液は、リチウムイオン伝導性を有し、リチウム塩と、リチウム塩を溶解させる非水溶媒とを含む。このとき、リチウム塩として、アニオンを含む塩を用いることで、正極へのアニオンのドープと脱ドープとを、可逆的に繰り返すことが可能となる。一方、リチウム塩に由来するリチウムイオンは、負極に吸蔵される。
11 容器
12 封口体
14A、14B リード線
15A、15B リードタブ
21 正極
22 負極
23 セパレータ
24 巻止めテープ
30、50、60 第1中間体
31、41、51 正極集電体
31a、41a、51a 第1領域
31b、41b、51b 第2領域
41c、51c:第2領域
32、42、52 カーボン層
33 導電性高分子層
40 第2中間体
X1、X2、Y2 切断線
47、57 単位領域
本発明に係る実施形態2では、図4に示すような第1中間体50を準備する(工程1b)。図4では、便宜上、カーボン層42が形成された領域(第1領域41a)にハッチングを付している。第1中間体50は、第2領域41b以外に、帯状の正極集電体41の幅方向(図4中のW方向)の両端に、長手方向(図4中のL方向)に沿って、カーボン層42が形成されていない第2領域41cをさらに備えている点で、実施形態1の第1中間体30と異なる。さらに、本実施形態では、第1中間体30と同じ構成を有する単位領域47が、L方向に繰り返し形成されている。すなわち、正極集電体41は、L方向に延在する、長尺シート状の形状を有している。図4中の長さL1は、単位領域47のL方向の寸法を示す。図4中の長さW1は、カーボン層42が形成されている第1領域41aのW方向の寸法を示す。単位領域47は、蓄電デバイス1個分の大きさの正極に相当する。
Claims (4)
- 表面に第1領域と第2領域とを有し、前記第1領域では前記表面にカーボン層が形成され、前記第2領域では前記表面が露出する集電体を得る工程と、
前記集電体を、原料モノマーを含む電解液に浸漬し、前記原料モノマーを電解重合することにより、前記カーボン層の表面に選択的に導電性高分子層を形成する工程とを含む、蓄電デバイス用正極の製造方法。 - さらに、前記第2領域に、リード部材を取り付ける工程を含む、請求項1に記載の蓄電デバイス用正極の製造方法。
- 前記集電体は長尺シートであり、
前記長尺シートは、当該長尺シートの長手方向に沿って、前記第2領域の少なくとも一部を有する、請求項1または2に記載の蓄電デバイス用正極の製造方法。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法により、正極を得る工程と、
前記正極と、負極とを、前記正極と前記負極との間にセパレータを介在させて積層または捲回する工程とを含む、蓄電デバイスの製造方法。
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