WO2019069781A1 - 電極の製造方法 - Google Patents

電極の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2019069781A1
WO2019069781A1 PCT/JP2018/035898 JP2018035898W WO2019069781A1 WO 2019069781 A1 WO2019069781 A1 WO 2019069781A1 JP 2018035898 W JP2018035898 W JP 2018035898W WO 2019069781 A1 WO2019069781 A1 WO 2019069781A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
region
photocurable composition
active material
current collector
electrode
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/035898
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
政則 平井
和矢 三村
Original Assignee
Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 filed Critical Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社
Priority to JP2019546661A priority Critical patent/JPWO2019069781A1/ja
Publication of WO2019069781A1 publication Critical patent/WO2019069781A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing an electrode.
  • non-aqueous electrolyte secondary batteries in particular, lithium ion secondary batteries have been developed.
  • the lithium ion secondary battery has a positive electrode, a negative electrode and a separator.
  • the positive electrode, the negative electrode, and the separator are stacked such that the positive electrode and the negative electrode are separated by the separator.
  • the electrode (positive electrode and negative electrode) of the non-aqueous electrolyte secondary battery has a current collector and an active material.
  • the current collector has a region covered with the active material and a region exposed from the active material.
  • the area exposed from the active material protrudes from the area covered with the active material to form a tab.
  • a high resistance layer may be provided on at least one of the positive electrode tab and the negative electrode tab to prevent the tab of one electrode from contacting and shorting the other electrode when depositing the positive electrode and the negative electrode.
  • Patent Document 1 describes an example of a method of forming a high resistance layer.
  • a current collector sheet having an area covered with the active material and an area exposed from the active material is prepared.
  • a UV curable composition is applied by inkjet to the area exposed from the active material along the outer edge of the current collector sheet, and the UV curable composition is irradiated with UV light to form a high resistance layer.
  • a portion of the current collector sheet is removed so that the area exposed from the active material forms a tab, and a plurality of electrodes (positive electrode or negative electrode) are cut out from the current collector sheet.
  • the marker portion is formed by not applying the ultraviolet curable composition to a partial region, and the marker portion indicates the presence of a defect in the active material.
  • the inventor examined forming a high resistance layer by a novel method.
  • An object of the present invention is to form a high resistance layer by a novel method.
  • a method of making an electrode comprising:
  • a method of making an electrode comprising:
  • the high resistance layer can be formed by a novel method.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. It is a figure for demonstrating the apparatus for forming a high resistance layer in a current collection sheet. It is a top view of the current collection sheet shown in FIG. It is a figure for demonstrating an example of the high resistance layer formed by the method shown in FIG.3 and FIG.4. It is a top view which shows the electrode manufactured by the method shown in FIG.3 and FIG.4 using the current collection sheet
  • FIG. 1 is a plan view showing a current collecting sheet 100 according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA 'of FIG.
  • the electrode 10 shown in FIG. 6 is manufactured by the method shown in FIG. 3 and FIG. 4 using the current collection sheet 100 shown in FIG. 1 and FIG.
  • the electrode 10 includes a current collection sheet 100, an active material 200, and a high resistance layer 300.
  • the collector sheet 100 has a partial area 112 and a tab 126. Partial region 112 is covered with active material 200. The tab 126 protrudes from the partial region 112 and is exposed from the active material 200.
  • the high resistance layer 300 is in contact with the active material 200 and covers a part of the tab 126.
  • the electrode 10 functions as a positive electrode or a negative electrode of a non-aqueous electrolyte secondary battery, in particular, a lithium ion secondary battery.
  • the current collector sheet 100 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the current collector sheet 100 has a first area 110 and a second area 120.
  • the first region 110 is covered by the active material 200.
  • the second region 120 is exposed from the active material 200 and is aligned with the first region 110 in the first direction (X direction in FIG. 1).
  • the plurality of first regions 110 and the plurality of second regions 120 are alternately arranged in the first direction (the X direction in FIG. 1).
  • the second region 120 includes a first portion 122 and a second portion 124.
  • the second portion 124 is aligned with the first portion 122 in a second direction (Y direction in FIG. 1) orthogonal to the first direction.
  • the first area 110 has a plurality of partial areas 112.
  • the plurality of partial regions 112 are aligned in the second direction (Y direction in FIG. 1), and are aligned with the first portions 122 in the first direction (X direction in FIG. 1).
  • the partial area 112 and the first part 122 are virtually shown by broken lines for the sake of description.
  • the partial area 112 and the first part 122 do not have to be visually recognizable (for example, the lines separating the partial area 112 and the first part 122 are drawn), and in one example, the specification of the current collection sheet 100
  • the partial region 112 and the first portion 122 can be defined by the relative position from the reference position of.
  • the relative position of the current collector sheet 100 from the reference position can be detected by, for example, an optical sensor.
  • the current collector sheet 100 is a conductive foil, more specifically, a metal foil.
  • the current collection sheet 100 can be made into aluminum foil, for example.
  • the current collection sheet 100 can be made of copper foil, for example.
  • the active material 200 can be, for example, a lithium transition metal oxide when the electrode 10 (FIG. 6) functions as a positive electrode, and, for example, a carbon material when the electrode 10 (FIG. 6) functions as a negative electrode. be able to.
  • the active material 200 can be formed by applying a solution containing the active material to the current collector sheet 100 and drying the applied solution.
  • FIG. 3 is a view for explaining an apparatus for forming the high resistance layer 300 on the current collecting sheet 100.
  • FIG. 4 is a top view of the current collector sheet 100 shown in FIG.
  • the photocurable composition is selectively applied to the first portion 122 of the current collector sheet 100, and the photocurable composition is irradiated with light.
  • the photocurable composition is selectively applied to the first portion 122 of the current collector sheet 100.
  • the photocurable composition is not applied over the entire second region 120 of the current collector sheet 100. If the photocurable composition is applied over the entire second region 120 of the current collector sheet 100, a part of the second region 120 of the current collector sheet 100 is removed to form the tab 126 of the electrode 10 (FIG. 6).
  • a substantial amount of the photocurable composition is removed together with a portion of the current collector sheet 100.
  • the photocurable composition is periodically applied to the second region 120 of the current collector sheet 100 along the second direction (Y direction in FIG. 4). More specifically, the plurality of first portions 122 are arranged at equal intervals in the second direction (Y direction in FIG. 4), and light is emitted to at least one first portion 122 of the plurality of first portions 122.
  • the curable composition is selectively applied. Therefore, the plurality of high resistance layers 300 can be periodically formed in the second direction (the Y direction in FIG. 4).
  • the apparatus includes a first roll 512, a second roll 514, a detector 520, an ejector 530, a tank 532, an irradiator 540, and a controller 550.
  • the current collector sheet 100 is wound around the first roll 512 and the second roll 514.
  • the current collector sheet 100 is unwound from the first roll 512 and wound around the second roll 514.
  • the current collection sheet 100 is sent in the direction of the white arrow shown in FIGS. 3 and 4.
  • the current collector sheet 100 is sent along the first direction (X direction in FIG. 4).
  • the detector 520 detects the presence or absence of a defect of the active material 200.
  • the defects of the active material 200 are, for example, pinholes formed in the active material 200.
  • the detector 520 can detect the presence or absence of a defect in the active material 200 based on image data obtained by imaging the active material 200.
  • the detector 520 can detect the presence or absence of a defect in the active material 200 based on the film thickness profile of the active material 200 obtained by the film thickness meter.
  • the injector 530 ejects the solution stored in the tank 532.
  • the solution contains a photocurable composition. That is, the photocurable composition is applied by inkjet.
  • the current collecting sheet 100 is moved so that the current collecting sheet 100 passes through the area where the photocurable composition is injected (in the example shown in FIG. It is sent along one direction (X direction in FIG. 4).
  • the plurality of ejectors 530 are arranged at equal intervals in a direction (Y direction in FIG. 4) orthogonal to the feeding direction of the current collector sheet 100. Therefore, the photocurable composition can be selectively applied to the plurality of first portions 122 of the current collector sheet 100.
  • the photocurable composition allows the high resistance layer 300 to be in contact with the active material 200 and reduces the area where the high resistance layer 300 and the active material 200 overlap.
  • the current collector sheet 100 is fed along the first direction (X direction in FIG. 4) so that the current collector sheet 100 passes through the region where the photocurable composition is injected. There is. Therefore, at the timing when the first portion 122 of the current collector sheet 100 reaches a suitable position for the photocurable composition to be in contact with the active material 200 and for the overlapping region of the photocurable composition and the active material 200 to be small.
  • a photocurable composition can be applied. In this manner, the photocurable composition can be applied so that the high resistance layer 300 is in contact with the active material 200 and the area where the high resistance layer 300 and the active material 200 overlap is reduced.
  • the irradiator 540 emits light.
  • the photocurable composition is an ultraviolet curable composition
  • the irradiator 540 emits ultraviolet light.
  • the current collecting sheet 100 is moved in the first direction (FIG. 3) so that the current collecting sheet 100 passes through the area irradiated with light (in the example shown in FIG. 4) in the X direction).
  • the photocurable composition is cured by the light from the irradiator 540 to form the high resistance layer 300.
  • the area irradiated with light by the irradiator 540 is aligned with the area from which the photocurable composition is ejected by the ejector 530 along the direction in which the current collector sheet 100 is sent. Therefore, application of a photocurable composition and light irradiation to a photocurable composition can be continuously performed by sending current collection sheet 100 to one way.
  • a plurality of irradiators 540 are arranged at equal intervals in a direction (Y direction in FIG. 4) orthogonal to the feeding direction of the current collector sheet 100. Therefore, light can be irradiated to the plurality of photocurable compositions respectively positioned on the plurality of first portions 122 of the current collector sheet 100. Furthermore, the plurality of irradiators 540 are respectively aligned with the plurality of ejectors 530 along the direction in which the current collector sheet 100 is sent. Therefore, application of a photocurable composition and light irradiation to a photocurable composition can be performed continuously.
  • the photocurable composition is, for example, an ultraviolet curable composition, and more specifically, for example, a butyl methacrylate / styrene copolymer.
  • the solution ejected from the injector 530 may contain a dye. If the solution contains a dye, the high resistance layer 300 will have a color. Therefore, the high resistance layer 300 becomes noticeable with respect to the area around the high resistance layer 300, and the high resistance layer 300 can be easily inspected.
  • the dye preferably has a high transmittance to the light emitted from the irradiator 540.
  • the dye can be, for example, red.
  • the controller 550 controls the amount of the photocurable composition ejected from the injector 530 based on the detection result of the detector 520. Under the control of the controller 550, the emitter 530 emits different amounts of light between the first portion 122 aligned with the partial region 112 in which the defect is detected and the first portion 122 aligned with the partial region 112 in which the defect is not detected.
  • the curable composition is applied. This makes it possible to determine defects in the active material 200 based on the amount of the applied photocurable composition.
  • the ejector 530 may not apply the photocurable composition to the first portion 122 aligned with the partial region 112 in which the defect is detected. Particularly in the example shown in FIG. 4, the ejector 530 does not apply the photocurable composition to the first portion 122 aligned with the partial region 112 in which the defect D is detected.
  • the ejector 530 has a smaller amount in the first portion 122 aligned with the partial region 112 in which the defect is detected than the photocurable composition in the first portion 122 aligned with the partial region 112 in which the defect is not detected.
  • the photocurable composition of the present invention may be applied.
  • the current collector sheet 100 is removed from the second roll 514.
  • the high resistance layer 300 (photocurable composition) is dried at a temperature of 100 ° C. or more for 1 hour or more.
  • the high resistance layer 300 (photocurable composition) is dried at a temperature of 100 ° C. or more for a somewhat long time, specifically, 1 hour or more. It was revealed that the peeling of the high resistance layer 300 from the current collector sheet 100 can be suppressed by causing them to flow.
  • the high resistance layer 300 (photocurable composition) is dried under the above conditions, not only when the photocurable composition is selectively applied to the first portion 122 as shown in FIG. Even when the photocurable composition is applied over the entire second region 120, it is possible to suppress the peeling of the high resistance layer 300 from the current collector sheet 100.
  • the plurality of electrodes 10 are taken out of the current collector sheet 100 by various methods, for example, cutting or punching.
  • the second portion 124 is removed, leaving at least a portion of the first portion 122 to form the tab 126 (FIG. 6).
  • a partial region 112 is taken out of the current collecting sheet 100, and the partial region 112 constitutes a part of the electrode 10 (FIG. 6).
  • FIG. 5 is a view for explaining an example of the high resistance layer 300 formed by the method shown in FIGS. 3 and 4.
  • the end of the active material 200 is inclined with respect to the surface of the current collector sheet 100. In other words, at the end of the active material 200, the thickness of the active material 200 becomes thinner toward the outside of the active material 200.
  • the high resistance layer 300 is in contact with the active material 200, and the region where the high resistance layer 300 and the active material 200 overlap (width ⁇ in FIG. 5) is small.
  • the current collector sheet 100 is fed along the first direction (X direction in FIG. 4) so that the current collector sheet 100 passes through the region where the photocurable composition is injected.
  • the photocurable composition is applied to the current collector sheet 100.
  • the photocurable composition can be applied by Therefore, as shown in FIG. 5, the high resistance layer 300 is in contact with the active material 200, and the region where the high resistance layer 300 and the active material 200 overlap (width ⁇ in FIG. 5) is small.
  • the decrease in the energy density of the battery cell can be suppressed. Specifically, if the region where the high resistance layer 300 and the active material 200 overlap (width ⁇ in FIG. 5) is increased and a part of the high resistance layer 300 runs on the upper end of the inclined end portion of the active material 200.
  • the thickness of the portion where the high resistance layer 300 and the active material 200 overlap becomes large, which may cause a decrease in the energy density of the battery cell. .
  • the thickness of the portion where the high resistance layer 300 and the active material 200 overlap can be suppressed, and therefore, the decrease in the energy density of the battery cell can be suppressed.
  • the decrease in capacity of the battery cell can be suppressed. Specifically, if the area where the high resistance layer 300 and the active material 200 overlap (width ⁇ in FIG. 5) is increased and the area covered with the active material 200 by the high resistance layer 300 is enlarged, the active material 200 and the active material 200 are activated. The path for the movement of ions between the outside of the substance 200 is reduced, which may lead to a decrease in capacity of the battery cell. On the other hand, according to the example shown in FIG. 5, the area covered with the high resistance layer 300 can be reduced, and therefore, the decrease of the capacity of the battery cell can be suppressed.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the heating time of the high resistance layer 300 and the peel strength of the high resistance layer 300.
  • the high resistance layer 300 is dried at a temperature of 100 ° C. or higher, and in particular, the high resistance layer 300 is subjected to 30 minutes, 1 hour and 4 hours respectively. It is only dry. At any time, the high resistance layer 300 is dried at a common temperature of 100 ° C. or higher.
  • the peeling strength of the high resistance layer 300 becomes higher as the heating time of the high resistance layer 300 becomes longer.
  • the peel strength of the high resistance layer 300 can be increased sufficiently by heating the high resistance layer 300 for one or more hours, although the heating time of the high resistance layer 300 rapidly increases from zero to one hour. It can be said that
  • peeling of the high resistance layer 300 from the current collector sheet 100 can be suppressed by drying the high resistance layer 300 (photocurable composition) at a temperature of 100 ° C. or more for one hour or more. .
  • the amount of the photocurable composition used for manufacturing the electrode 10 is suppressed by selectively applying the photocurable composition to the first portion 122 of the current collector sheet 100. Is possible.
  • the peeling of the high resistance layer 300 from the current collector sheet 100 is suppressed by drying the high resistance layer 300 (photocurable composition) at a temperature of 100 ° C. or more for one hour or more. Is possible.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

集電シート（１００）は、第１領域（１１０）及び第２領域（１２０）を有している。第１領域（１１０）は、活物質（２００）によって覆われている。第２領域（１２０）は、活物質（２００）から露出しており、第１方向（Ｘ方向）に第１領域（１１０）と並んでいる。第２領域（１２０）は、第１部分（１２２）及び第２部分（１２４）を含んでいる。第２部分（１２４）は、第１方向に直交する第２方向（Ｙ方向）に第１部分（１２２）と並んでいる。集電シート（１００）の第１部分（１２２）に光硬化性組成物を選択的に塗布し、この光硬化性組成物に光を照射する。

Description

電極の製造方法
　本発明は、電極の製造方法に関する。
　近年、非水電解液二次電池、特に、リチウムイオン二次電池が開発されている。リチウムイオン二次電池は、正極、負極及びセパレータを有している。正極、負極及びセパレータは、正極と負極がセパレータによって隔てられるように積層されている。非水電解液二次電池の電極（正極及び負極）は、集電体及び活物質を有している。集電体は、活物質に覆われた領域及び活物質から露出した領域を有している。活物質から露出した領域は、活物質に覆われた領域から突出してタブを形成している。正極及び負極を堆積したときに一方の電極のタブがもう一方の電極と接触して短絡することを防ぐために、正極のタブ及び負極のタブの少なくとも一方には高抵抗層を設けることがある。
　特許文献１には、高抵抗層を形成する方法の一例について記載されている。この例では、活物質に覆われた領域及び活物質から露出した領域を有する集電シートを準備する。次いで、活物質から露出した領域に集電シートの外縁に沿って紫外線硬化性組成物をインクジェットによって塗布し、紫外線硬化性組成物に紫外線を照射して高抵抗層を形成する。次いで、活物質から露出した領域がタブを形成するように集電シートの一部分を除去し、集電シートから複数の電極（正極又は負極）を切り出す。特に特許文献１の例では、一部の領域に紫外線硬化性組成物を塗布しないことで標識部を形成し、標識部は、活物質における欠陥の存在を示している。
国際公開第２０１３／１４５８７６号
　本発明者は、新規な方法によって高抵抗層を形成することを検討した。
　本発明の目的は、新規な方法によって高抵抗層を形成することにある。
　本発明によれば、
　活物質に覆われた第１領域と、前記活物質から露出し、第１方向に前記第１領域と並び、第１部分及び前記第１方向に直交する第２方向に前記第１部分と並ぶ第２部分を含む第２領域と、を有する集電シートを準備する工程と、
　前記集電シートの前記第１部分に光硬化性組成物を選択的に塗布し、前記光硬化性組成物に光を照射する工程と、
　前記光を照射した後、前記集電シートの前記第２部分を除去する工程と、
を含む、電極の製造方法が提供される。
　本発明によれば、
　活物質に覆われた第１領域と、前記活物質から露出し、第１方向に前記第１領域と並ぶ第２領域と、を有する集電シートを準備する工程と、
　前記集電シートの前記第２領域に、前記第１方向に直交する第２方向に沿って光硬化性組成物を周期的に塗布し、前記光硬化性組成物に光を照射する工程と、
を含む、電極の製造方法が提供される。
　本発明によれば、
　活物質に覆われた第１領域と、前記活物質から露出し、前記第１領域と並ぶ第２領域と、を有する集電シートを準備する工程と、
　前記集電シートの前記第２領域のうちの少なくとも一部分に光硬化性組成物を塗布し、前記光硬化性組成物に光を照射する工程と、
　前記光を照射した後、前記光硬化性組成物を１００℃以上の温度で１時間以上乾燥させる工程と、
を含む、電極の製造方法が提供される。
　本発明によれば、新規な方法によって高抵抗層を形成することができる。
　上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。
実施形態に係る集電シートを示す平面図である。 図１のＡ－Ａ´断面図である。 集電シートに高抵抗層を形成するための装置を説明するための図である。 図３に示した集電シートの上面図である。 図３及び図４に示した方法によって形成された高抵抗層の一例を説明するための図である。 図１及び図２に示す集電シートを用いて、図３及び図４に示す方法によって製造される電極を示す平面図である。 高抵抗層の加熱時間と高抵抗層の剥離強度の関係を示すグラフである。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
　図１は、実施形態に係る集電シート１００を示す平面図である。図２は、図１のＡ－Ａ´断面図である。
　図１及び図２に示す集電シート１００を用いて、図３及び図４に示す方法によって、図６に示す電極１０を製造する。
　図６に示す例において、電極１０は、集電シート１００、活物質２００及び高抵抗層３００を備えている。集電シート１００は、部分領域１１２及びタブ１２６を有している。部分領域１１２は、活物質２００に覆われている。タブ１２６は、部分領域１１２から突出し、活物質２００から露出している。高抵抗層３００は、活物質２００に接しており、タブ１２６の一部を覆っている。電極１０は、非水電解液二次電池、特に、リチウムイオン二次電池の正極又は負極として機能する。
　図１及び図２を用いて集電シート１００について説明する。集電シート１００は、第１領域１１０及び第２領域１２０を有している。第１領域１１０は、活物質２００によって覆われている。第２領域１２０は、活物質２００から露出しており、第１方向（図１においてＸ方向）に第１領域１１０と並んでいる。特に図１に示す例では、複数の第１領域１１０と複数の第２領域１２０が第１方向（図１においてＸ方向）に交互に並んでいる。第２領域１２０は、第１部分１２２及び第２部分１２４を含んでいる。第２部分１２４は、第１方向に直交する第２方向（図１においてＹ方向）に第１部分１２２と並んでいる。
　図１に示す例では、第１領域１１０は、複数の部分領域１１２を有している。複数の部分領域１１２は、第２方向（図１においてＹ方向）に並んでおり、第１方向（図１においてＸ方向）に複数の第１部分１２２とそれぞれ並んでいる。
　なお、図１では、説明のため、部分領域１１２及び第１部分１２２を仮想的に破線で示している。部分領域１１２及び第１部分１２２は視覚的に認識可能である（例えば、部分領域１１２及び第１部分１２２を区画する線が引かれている）必要はなく、一例において、集電シート１００の特定の基準位置からの相対的な位置によって部分領域１１２及び第１部分１２２を画定することができる。集電シート１００の基準位置からの相対的な位置は、例えば、光学センサによって検出することができる。
　集電シート１００は、導電箔、より具体的には金属箔である。集電シート１００を用いて、正極として機能する電極１０（図６）を形成する場合、集電シート１００は、例えば、アルミニウム箔とすることができる。集電シート１００を用いて、負極として機能する電極１０（図６）を形成する場合、集電シート１００は、例えば、銅箔とすることができる。
　活物質２００は、電極１０（図６）が正極として機能する場合、例えば、リチウム遷移金属酸化物とすることができ、電極１０（図６）が負極として機能する場合、例えば、炭素材料とすることができる。
　一例において、活物質２００は、活物質を含む溶液を集電シート１００に塗布し、塗布した溶液を乾燥させることで形成されることができる。
　図３は、集電シート１００に高抵抗層３００を形成するための装置を説明するための図である。図４は、図３に示した集電シート１００の上面図である。
　この装置では、図４に示すように、集電シート１００の第１部分１２２に光硬化性組成物を選択的に塗布し、この光硬化性組成物に光を照射する。
　上記構成によれば、電極１０（図６）の製造に用いられる光硬化性組成物の量を抑えることが可能となる。具体的には、上記構成においては、集電シート１００の第１部分１２２に光硬化性組成物を選択的に塗布している。言い換えると、集電シート１００の第２領域１２０の全体に亘って光硬化性組成物を塗布していない。仮に、集電シート１００の第２領域１２０の全体に亘って光硬化性組成物を塗布すると、集電シート１００の第２領域１２０の一部を除去して電極１０のタブ１２６（図６）を形成する場合に、集電シート１００の一部とともに相当な量の光硬化性組成物が除去される。これに対して、上記構成によれば、集電シート１００の第２領域１２０の一部、特に第２部分１２４を除去して電極１０のタブ１２６（図６）を形成しても、集電シート１００の一部とともに除去される光硬化性組成物の量を抑えることができる。このようにして、電極１０（図６）の製造に用いられる光硬化性組成物の量を抑えることが可能となる。
　特に図４に示す例においては、集電シート１００の第２領域１２０に第２方向（図４においてＹ方向）に沿って光硬化性組成物を周期的に塗布している。より具体的には、複数の第１部分１２２が第２方向（図４においてＹ方向）に等間隔に並んでおり、当該複数の第１部分１２２のうちの少なくとも一の第１部分１２２に光硬化性組成物を選択的に塗布している。したがって、複数の高抵抗層３００を第２方向（図４においてＹ方向）に周期的に形成することができる。
　図３及び図４を用いて、集電シート１００に高抵抗層３００を形成する方法の詳細について説明する。上記装置は、第１ロール５１２、第２ロール５１４、検出器５２０、射出器５３０、タンク５３２、照射器５４０及び制御器５５０を備えている。
　集電シート１００は、第１ロール５１２及び第２ロール５１４に巻かれている。集電シート１００は、第１ロール５１２から巻き出され、第２ロール５１４に巻き取られている。これによって、集電シート１００は、図３及び図４に示す白矢印の向きに送られている。特に、図４に示すように、集電シート１００は、第１方向（図４においてＸ方向）に沿って送られている。
　検出器５２０は、活物質２００の欠陥の有無を検出している。活物質２００の欠陥とは、例えば、活物質２００に形成されたピンホールである。一例において、検出器５２０は、活物質２００を撮像することによって得られた画像データに基づいて、活物質２００の欠陥の有無を検出することができる。他の例において、検出器５２０は、膜厚計によって得られた活物質２００の膜厚プロファイルに基づいて、活物質２００の欠陥の有無を検出することができる。
　射出器５３０は、タンク５３２に蓄えられた溶液を射出する。溶液は、光硬化性組成物を含んでいる。つまり、光硬化性組成物は、インクジェットによって塗布されている。
　図３及び図４に示す例では、光硬化性組成物が射出される領域（図３に示す例では、射出器５３０の下方）を集電シート１００が通過するように集電シート１００を第１方向（図４においてＸ方向）に沿って送っている。
　特に図４に示す例では、集電シート１００の送り方向に直交する方向（図４においてＹ方向）に複数の射出器５３０が等間隔に並んでいる。したがって、集電シート１００の複数の第１部分１２２に光硬化性組成物を選択的に塗布することができる。
　上記構成によれば、図５を用いて後述するように、高抵抗層３００が活物質２００に接し、かつ高抵抗層３００と活物質２００が重なり合う領域が小さくなるように、光硬化性組成物を塗布することが可能となる。具体的には、上記構成においては、光硬化性組成物が射出される領域を集電シート１００が通過するように集電シート１００を第１方向（図４においてＸ方向）に沿って送っている。したがって、光硬化性組成物が活物質２００に接し、かつ光硬化性組成物と活物質２００が重なり合う領域が小さくなるのに適当な位置に集電シート１００の第１部分１２２が到達したタイミングで光硬化性組成物を塗布することができる。このようにして、高抵抗層３００が活物質２００に接し、かつ高抵抗層３００と活物質２００が重なり合う領域が小さくなるように、光硬化性組成物を塗布することが可能となる。
　照射器５４０は、光を照射する。特に光硬化性組成物が紫外線硬化組成物であるとき、照射器５４０は、紫外線を照射する。
　図３及び図４に示す例では、光が照射される領域（図３に示す例では、照射器５４０の下方）を集電シート１００が通過するように集電シート１００を第１方向（図４においてＸ方向）に沿って送っている。光硬化性組成物は、照射器５４０からの光によって硬化し、高抵抗層３００を形成する。
　照射器５４０によって光が照射される領域は、集電シート１００が送られる方向に沿って、射出器５３０によって光硬化性組成物が射出される領域と並んでいる。したがって、集電シート１００を一方向に送ることで、光硬化性組成物の塗布及び光硬化性組成物への光照射を連続的に行うことができる。
　特に図４に示す例では、集電シート１００の送り方向に直交する方向（図４においてＹ方向）に複数の照射器５４０が等間隔に並んでいる。したがって、集電シート１００の複数の第１部分１２２にそれぞれ位置する複数の光硬化性組成物に光を照射することができる。さらに、複数の照射器５４０は、集電シート１００が送られる方向に沿って、複数の射出器５３０とそれぞれ並んでいる。したがって、光硬化性組成物の塗布及び光硬化性組成物への光照射を連続的に行うことができる。
　光硬化性組成物は、例えば、紫外線硬化性組成物であり、より具体的には、例えば、メタクリル酸ブチル・スチレン共重合体である。
　射出器５３０から射出される溶液は、色素を含有していてもよい。当該溶液が色素を含む場合、高抵抗層３００が色を有するようになる。したがって、高抵抗層３００は、高抵抗層３００の周辺の領域に対して目立つようになり、高抵抗層３００を検査しやすくなる。
　光硬化性組成物の硬化を促進する観点から、色素は、照射器５４０から照射される光に対して高い透過率を有していることが好ましい。特に、光硬化性組成物が紫外線硬化性組成物であり、光が紫外線であるとき、色素は、例えば赤色にすることができる。
　制御器５５０は、検出器５２０の検出結果に基づいて、射出器５３０から射出される光硬化性組成物の量を制御している。制御器５５０の制御にしたがって、射出器５３０は、欠陥が検出された部分領域１１２と並ぶ第１部分１２２と、欠陥が検出されなかった部分領域１１２と並ぶ第１部分１２２とで異なる量の光硬化性組成物を塗布する。これによって、塗布された光硬化性組成物の量に基づいて、活物質２００の欠陥を判断することが可能となる。
　一例において、射出器５３０は、欠陥が検出された部分領域１１２と並ぶ第１部分１２２に光硬化性組成物を塗布しなくてもよい。特に図４に示す例において、射出器５３０は、欠陥Ｄが検出された部分領域１１２と並ぶ第１部分１２２に光硬化性組成物を塗布していない。
　他の例において、射出器５３０は、欠陥が検出された部分領域１１２と並ぶ第１部分１２２に、欠陥が検出されなかった部分領域１１２と並ぶ第１部分１２２における光硬化性組成物よりも少量の光硬化性組成物を塗布してもよい。
　図３及び図４に示した装置を用いて高抵抗層３００を形成した後、第２ロール５１４から集電シート１００を取り外す。次いで、高抵抗層３００（光硬化性組成物）を１００℃以上の温度で１時間以上乾燥させる。
　本発明者が検討したところ、図７を用いて後述するように、高抵抗層３００（光硬化性組成物）を１００℃以上の温度で、ある程度長い時間、具体的には、１時間以上乾燥させることで、集電シート１００からの高抵抗層３００の剥離が抑えられることが明らかとなった。
　なお、高抵抗層３００（光硬化性組成物）を上記条件で乾燥させた場合、図４に示したように光硬化性組成物を第１部分１２２に選択的に塗布したときだけでなく、光硬化性組成物を第２領域１２０の全体に亘って塗布したときであっても、集電シート１００からの高抵抗層３００の剥離を抑えることが可能となる。
　高抵抗層３００（光硬化性組成物）を乾燥した後、種々の方法、例えば、切り出し又は打ち抜きによって集電シート１００から複数の電極１０（図６）を取り出す。この場合、第２部分１２４が除去され、第１部分１２２の少なくとも一部が残ってタブ１２６（図６）を構成する。さらに、集電シート１００から部分領域１１２が取り出され、部分領域１１２が電極１０（図６）の一部を構成する。
　図５は、図３及び図４に示した方法によって形成された高抵抗層３００の一例を説明するための図である。
　図５に示すように、活物質２００の端部は、集電シート１００の表面に対して傾斜している。言い換えると、活物質２００の端部において、活物質２００の厚さは、活物質２００の外側に向かうにつれて薄くなっている。
　高抵抗層３００は活物質２００に接しており、かつ高抵抗層３００と活物質２００が重なり合う領域（図５において幅Δ）が小さくなっている。図３及び図４に示した例では、光硬化性組成物が射出される領域を集電シート１００が通過するように集電シート１００を第１方向（図４においてＸ方向）に沿って送ることで、光硬化性組成物を集電シート１００に塗布している。このため、光硬化性組成物が活物質２００に接し、かつ光硬化性組成物と活物質２００が重なり合う領域が小さくなるのに適当な位置に集電シート１００の第１部分１２２が到達したタイミングで光硬化性組成物を塗布することができる。したがって、図５に示すように、高抵抗層３００が活物質２００に接し、かつ高抵抗層３００と活物質２００が重なり合う領域（図５において幅Δ）が小さくなっている。
　図５に示す例によれば、電池セルのエネルギー密度の低下を抑えることができる。具体的には、仮に、高抵抗層３００と活物質２００が重なり合う領域（図５において幅Δ）が大きくなって高抵抗層３００の一部が活物質２００の傾斜した端部の上端に乗り上げると、複数の電極１０（図６）を積層させて電池セルを形成したとき、高抵抗層３００と活物質２００が重なり合う部分の厚さが大きくなり、電池セルのエネルギー密度の低下を招くおそれがある。これに対して、図５に示す例によれば、高抵抗層３００と活物質２００が重なり合う部分の厚さを抑えることができ、したがって、電池セルのエネルギー密度の低下を抑えることができる。
　図５に示す例によれば、電池セルの容量の低下を抑えることができる。具体的には、仮に、高抵抗層３００と活物質２００が重なり合う領域（図５において幅Δ）が大きくなって活物質２００が高抵抗層３００に覆われる領域が大きくなると、活物質２００と活物質２００の外部の間でイオンが移動するための経路が小さくなり、電池セルの容量の低下を招くおそれがある。これに対して、図５に示す例によれば、活物質２００が高抵抗層３００に覆われる領域を小さくすることができ、したがって、電池セルの容量の低下を抑えることができる。
　図７は、高抵抗層３００の加熱時間と高抵抗層３００の剥離強度の関係を示すグラフである。
　図７では、光硬化性組成物を硬化させた後、高抵抗層３００を１００℃以上の温度で乾燥させており、特に、高抵抗層３００を３０分、１時間及び４時間のそれぞれの時間だけ乾燥させている。いずれの時間においても、高抵抗層３００は、１００℃以上の共通の温度で乾燥されている。
　図７の傾向から明らかなように、高抵抗層３００の剥離強度は、高抵抗層３００の加熱時間が長くなるほど高くなるといえる。特に、高抵抗層３００の剥離強度は、高抵抗層３００の加熱時間がゼロから１時間にかけて急激に増加しているといえ、高抵抗層３００を１時間以上加熱することで、十分な強度になるといえる。
　このようにして、高抵抗層３００（光硬化性組成物）を１００℃以上の温度で１時間以上乾燥させることで、集電シート１００からの高抵抗層３００の剥離を抑えることができるといえる。
　以上、本実施形態によれば、集電シート１００の第１部分１２２に光硬化性組成物を選択的に塗布することで、電極１０の製造に用いられる光硬化性組成物の量を抑えることが可能となる。
　さらに、本実施形態によれば、高抵抗層３００（光硬化性組成物）を１００℃以上の温度で１時間以上乾燥させることで、集電シート１００からの高抵抗層３００の剥離を抑えることが可能となる。
　以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
　この出願は、２０１７年１０月６日に出願された日本出願特願２０１７－１９５７４６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (8)

  1. 　活物質に覆われた第１領域と、前記活物質から露出し、第１方向に前記第１領域と並び、第１部分及び前記第１方向に直交する第２方向に前記第１部分と並ぶ第２部分を含む第２領域と、を有する集電シートを準備する工程と、
    　前記集電シートの前記第１部分に光硬化性組成物を選択的に塗布し、前記光硬化性組成物に光を照射する工程と、
    　前記光を照射した後、前記集電シートの前記第２部分を除去する工程と、
    を含む、電極の製造方法。
  2. 　請求項１に記載の電極の製造方法において、
    　前記集電シートの前記第２領域は、前記第２方向に並ぶ複数の前記第１部分を有し、
    　前記光硬化性組成物を塗布する工程では、前記複数の第１部分のうちの少なくとも一の第１部分に前記光硬化性組成物を選択的に塗布する、電極の製造方法。
  3. 　請求項１又は２に記載の電極の製造方法において、
    　前記第１領域は、前記第１方向に前記第１部分と並ぶ部分領域を含み、
    　前記集電シートの前記第２部分を除去する工程では、前記集電シートから前記第１領域の前記部分領域を取り出す、電極の製造方法。
  4. 　請求項３に記載の電極の製造方法において、
    　前記光硬化性組成物を塗布する工程前に、前記活物質の欠陥の有無を検出する工程を含み、
    　前記光硬化性組成物を塗布する工程では、前記欠陥が検出されなかった前記部分領域と並ぶ前記第１部分と、前記欠陥が検出された前記部分領域と並ぶ前記第１部分で異なる量の前記光硬化性組成物を塗布する、電極の製造方法。
  5. 　請求項１から４までのいずれか一項に記載の電極の製造方法において、
    　前記光硬化性組成物を塗布する工程では、前記光硬化性組成物が射出される領域を前記集電シートが通過するように、前記集電シートを前記第１方向に沿って送る、電極の製造方法。
  6. 　請求項５に記載の電極の製造方法において、
    　前記光を照射する工程では、前記光が照射される領域を前記集電シートが通過するように、前記集電シートを前記第１方向に沿って送り、
    　前記光硬化性組成物が射出される領域と前記光が照射される領域は、前記集電シートが送られる方向に沿って並んでいる、電極の製造方法。
  7. 　活物質に覆われた第１領域と、前記活物質から露出し、第１方向に前記第１領域と並ぶ第２領域と、を有する集電シートを準備する工程と、
    　前記集電シートの前記第２領域に、前記第１方向に直交する第２方向に沿って光硬化性組成物を周期的に塗布し、前記光硬化性組成物に光を照射する工程と、
    を含む、電極の製造方法。
  8. 　活物質に覆われた第１領域と、前記活物質から露出し、前記第１領域と並ぶ第２領域と、を有する集電シートを準備する工程と、
    　前記集電シートの前記第２領域のうちの少なくとも一部分に光硬化性組成物を塗布し、前記光硬化性組成物に光を照射する工程と、
    　前記光を照射した後、前記光硬化性組成物を１００℃以上の温度で１時間以上乾燥させる工程と、
    を含む、電極の製造方法。
PCT/JP2018/035898 2017-10-06 2018-09-27 電極の製造方法 WO2019069781A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019546661A JPWO2019069781A1 (ja) 2017-10-06 2018-09-27 電極の製造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017195746 2017-10-06
JP2017-195746 2017-10-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019069781A1 true WO2019069781A1 (ja) 2019-04-11

Family

ID=65994797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/035898 WO2019069781A1 (ja) 2017-10-06 2018-09-27 電極の製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2019069781A1 (ja)
WO (1) WO2019069781A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1010753A (ja) * 1996-06-25 1998-01-16 Shipley Far East Kk 画像形成方法
WO2013145876A1 (ja) * 2012-03-27 2013-10-03 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 電池電極用原反
JP2015026471A (ja) * 2013-07-25 2015-02-05 オートモーティブエナジーサプライ株式会社 塗工ヘッド及びこれを用いた塗工装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004164865A (ja) * 2002-11-08 2004-06-10 Nissan Motor Co Ltd 全固体ポリマー電池用積層体の製造方法、全固体ポリマー電池用積層体、全固体ポリマー電池の製造方法、及び全固体ポリマー電池

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1010753A (ja) * 1996-06-25 1998-01-16 Shipley Far East Kk 画像形成方法
WO2013145876A1 (ja) * 2012-03-27 2013-10-03 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 電池電極用原反
JP2015026471A (ja) * 2013-07-25 2015-02-05 オートモーティブエナジーサプライ株式会社 塗工ヘッド及びこれを用いた塗工装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2019069781A1 (ja) 2020-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10749191B2 (en) Fuel cell and method of manufacturing fuel cell
TWI660536B (zh) 電極積層體中電極板之位置偏移檢測方法及裝置
JP6246684B2 (ja) 検査装置及び捲回装置
CN108414524B (zh) 检查装置和卷绕装置
KR20120055650A (ko) 전극 스택을 제조하기 위한 방법
US20220244040A1 (en) Apparatus and method for measuring thickness of unit cell
KR101348020B1 (ko) 이물질 검출 장치 및 이물질 검출 방법
KR20160085812A (ko) 라미네이팅 방법
KR20210119787A (ko) 단위 셀 제조 장치 및 방법
KR102443461B1 (ko) 열화상 검사를 이용한 전고체 전지 품질 검사 방법
JP2015170402A (ja) タブリードの検査方法及びタブリードの検査装置
KR20130085828A (ko) 이차 전지용 전극판의 제조방법과 그의 제조방법에 사용되는 전극판의 제조장치
JP2018113199A (ja) 検査装置及び巻回装置
CN108604702A (zh) 具有改善的润湿性的二次电池用单元电池及其制造方法
JP6819586B2 (ja) 電極の製造方法、及び、電極
WO2019069781A1 (ja) 電極の製造方法
US11990587B2 (en) Stack for an energy storage device
JP2012531023A (ja) 薄型電池を製造する方法
JP2019071199A (ja) 膜電極接合体の検査方法
KR102537425B1 (ko) 적층 전극체, 수지 고정 적층 전극체, 및 전고체 전지
EP4328573A1 (en) Marking system and marking method for identifying defect of electrode sheet
JP2009133765A (ja) 塗工膜の粘性評価方法およびその装置
JP2024021617A (ja) 電極シートの製造方法及び電極シートの製造装置
KR20230013621A (ko) 전극 시트 가공 방법 및 가공 장치
KR20240032672A (ko) 플라즈마 처리 장치 및 이를 포함하는 이차 전지용 라미네이션 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18863867

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019546661

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18863867

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1