WO2024048197A1 - 電極板、電極体、電池、及び電極板の製造方法 - Google Patents

電極板、電極体、電池、及び電極板の製造方法 Download PDF

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WO2024048197A1
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electrode plate
mixture layer
core
negative electrode
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ジェローム デイビス
俊樹 石川
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パナソニックエナジー株式会社
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present disclosure relates to an electrode plate, an electrode body, a battery, and a method for manufacturing an electrode plate.
  • electrode plates provided with identification markings are known (for example, see Patent Documents 1 and 2). From this identification display, it is possible to specify the production line, date and time of production, etc. of the electrode plate.
  • the identification mark on the electrode plate is used, for example, in the analysis of the cause when a malfunction occurs for some reason during the manufacturing process of the battery or after the battery is shipped.
  • Patent Document 1 describes that an identification mark is provided on at least one of the positive electrode lead, the negative electrode lead, the exposed core portion of the positive electrode, and the exposed core portion of the negative electrode. Further, Patent Document 2 describes that an identification mark is provided on the exposed part of the core body, and a mixture layer is provided on the surface of the core body on the opposite side in the thickness direction of the core body from the identification mark.
  • the width of the lead is generally small, it is not easy to provide an identification mark on the lead surface.
  • the area of the exposed core of the electrode body is required to be reduced from the viewpoint of increasing capacity and improving safety, so it has become difficult to provide identification markings on the exposed core. It's coming.
  • the core exposed portion has low rigidity, when an identification mark is provided on the core exposed part, there is also a problem that the identification mark is easily deformed by the tensile force acting on the exposed portion during charging and discharging of the battery. Deformed identification markings may make them difficult to read.
  • the electrode plate according to the present disclosure has a core and a mixture layer formed on the core, and an identification mark is formed on the surface of the mixture layer.
  • the electrode body according to the present disclosure is a wound type electrode body including the above-mentioned electrode plate, the electrode plate being at least a negative electrode plate, and the above-mentioned mixture layer in the negative electrode plate having a surface facing the positive electrode mixture layer. There is a non-facing area in which the identification display is formed in the non-facing area.
  • a battery according to the present disclosure includes an electrode body that includes the above electrode body, and an exterior body that houses the electrode body.
  • a method for manufacturing an electrode plate according to the present disclosure is a method for manufacturing an electrode plate including a core and a mixture layer formed on the core, the method comprising irradiating the surface of the mixture layer with laser light. form an identification mark;
  • the electrode plate according to the present disclosure it is easy to form an identification mark, and there is no need to widen the core exposed portion in order to provide an identification mark. Further, the identification display of the electrode plate according to the present disclosure is unlikely to be deformed due to use of the electrode plate. Therefore, errors in reading the identification display are less likely to occur.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a cylindrical battery that is an example of an embodiment.
  • FIG. 2 is a front view of a positive electrode plate that is an example of an embodiment, and is a diagram showing a positive electrode lead and its vicinity.
  • FIG. 2 is a front view of a negative electrode plate that is an example of an embodiment, and is a diagram showing a negative electrode lead and its vicinity. It is a figure which shows the manufacturing process of the electrode plate which is an example of embodiment.
  • a cylindrical battery 10 in which a wound electrode body 14 is housed in a cylindrical outer can 16 with a bottom is exemplified as a battery, but the outer casing of the battery is not limited to a cylindrical outer can.
  • the battery according to the present disclosure may be, for example, a prismatic battery with a prismatic outer can or a coin-shaped battery with a coin-shaped outer can, and is made of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer. It may also be a pouch type battery with an exterior body.
  • the cylindrical battery 10 of this embodiment is a secondary battery
  • the electrode plate according to the present disclosure can also be applied to power storage devices other than secondary batteries, such as primary batteries and capacitors.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an axial cross section of a cylindrical battery 10 that is an example of an embodiment.
  • the cylindrical battery 10 includes an electrode body 14, an electrolyte, and an outer can 16 that houses the electrode body 14 and the electrolyte.
  • the electrode body 14 has a positive electrode plate 11, a negative electrode plate 12, and a separator 13, and has a structure in which the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 are spirally wound with the separator 13 in between.
  • the outer can 16 is a bottomed cylindrical metal container with an opening on one axial side, and the opening of the outer can 16 is closed with a sealing member 17 .
  • the sealing body 17 side of the cylindrical battery 10 will be referred to as the upper side
  • the bottom side of the outer can 16 will be referred to as the lower side.
  • the electrolyte may be an aqueous electrolyte
  • a non-aqueous electrolyte is used in this embodiment.
  • the non-aqueous electrolyte includes a non-aqueous solvent and an electrolyte salt dissolved in the non-aqueous solvent.
  • non-aqueous solvents used include esters, ethers, nitriles, amides, and mixed solvents of two or more of these.
  • nonaqueous solvents include ethylene carbonate (EC), ethylmethyl carbonate (EMC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), and mixed solvents thereof.
  • the non-aqueous solvent may contain a halogen-substituted product (for example, fluoroethylene carbonate) in which at least a portion of hydrogen in these solvents is replaced with a halogen atom such as fluorine.
  • a halogen-substituted product for example, fluoroethylene carbonate
  • a lithium salt such as LiPF 6 is used as the electrolyte salt.
  • the positive electrode plate 11, the negative electrode plate 12, and the separator 13 that constitute the electrode body 14 are all elongated strip-shaped bodies, and are wound in a spiral shape so that they are alternately stacked in the radial direction of the electrode body 14. Ru.
  • the negative electrode plate 12 is formed to be one size larger than the positive electrode plate 11 in order to prevent precipitation of lithium. That is, the negative electrode plate 12 is formed longer than the positive electrode plate 11 in the length direction and the width direction (short direction).
  • the separators 13 are formed to be at least one size larger than the positive electrode plate 11, and two separators 13 are arranged so as to sandwich the positive electrode plate 11 therebetween.
  • the positive electrode plate 11 includes a positive electrode core 30 and a positive electrode mixture layer 31 formed on the positive electrode core 30.
  • a metal foil such as aluminum or an aluminum alloy that is stable in the potential range of the positive electrode plate 11, a film having the metal disposed on the surface layer, or the like can be used.
  • the positive electrode mixture layer 31 contains a positive electrode active material, a conductive agent such as carbon black and carbon nanotubes, and a binder such as polyvinylidene fluoride, and covers the entire positive electrode core 30 except for an exposed portion 32 (see FIG. 2), which will be described later. Preferably, it is formed on both sides.
  • the positive electrode plate 11 can be produced by applying a positive electrode mixture slurry containing a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder to both sides of the positive electrode core 30 and compressing the coating film.
  • the positive electrode active material contained in the positive electrode mixture layer 31 is a lithium transition metal composite oxide.
  • the lithium transition metal composite oxide is a composite oxide containing metal elements such as Co, Mn, Ni, and Al in addition to Li.
  • the metal elements constituting the composite oxide include, for example, Mg, Al, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Y, Zr, Sn, and Sb. , W, Pb, and Bi. Among these, it is preferable to contain at least one selected from Ni, Mn, and Co.
  • the negative electrode plate 12 includes a negative electrode core 40 and a negative electrode mixture layer 41 formed on the negative electrode core 40.
  • a metal foil such as copper or copper alloy that is stable in the potential range of the negative electrode plate 12, a film having the metal disposed on the surface, or the like can be used.
  • the negative electrode mixture layer 41 contains a negative electrode active material, a binder, and, if necessary, a conductive agent such as carbon black or carbon nanotubes, and is coated on both sides of the negative electrode core body 40 except for an exposed portion 42 (see FIG. 3), which will be described later. Preferably, it is formed.
  • the negative electrode plate 12 can be produced by applying a negative electrode mixture slurry containing a negative electrode active material and a binder to both sides of the negative electrode core 40 and compressing the coating film.
  • An example of the negative electrode active material contained in the negative electrode mixture layer 41 is a carbon material such as graphite that reversibly inserts and releases lithium ions.
  • Graphite may be either natural graphite or artificial graphite.
  • an element that alloys with Li, such as Si or Sn, or a material containing the element may be used as the negative electrode active material.
  • composite materials containing Si are preferred.
  • a suitable example of a composite material containing Si includes a material in which a fine Si phase is dispersed in an SiO 2 phase, a silicate phase such as lithium silicate, a carbon phase, or a silicide phase.
  • a porous sheet having ion permeability and insulation properties is used for the separator 13.
  • porous sheets include microporous thin films, woven fabrics, and nonwoven fabrics.
  • Suitable materials for the separator 13 include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, cellulose, and the like.
  • the separator 13 may have a single layer structure or a multilayer structure. Further, a resin layer with high heat resistance such as aramid resin may be formed on the surface of the separator 13.
  • a filler layer containing an inorganic filler may be formed at the interface between the separator 13 and at least one of the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12.
  • Insulating plates 18 and 19 are arranged above and below the electrode body 14, respectively.
  • the positive electrode lead 20 passes through the through hole of the insulating plate 18 and extends toward the sealing body 17, and the negative electrode lead 21 passes through the outside of the insulating plate 19 and extends toward the bottom of the outer can 16.
  • the positive electrode lead 20 is connected to the lower surface of the internal terminal plate 23 of the sealing body 17 by laser welding or the like, and the cap 27, which is the top plate of the sealing body 17 and electrically connected to the internal terminal plate 23, serves as a positive electrode terminal.
  • the negative electrode lead 21 is connected to the bottom inner surface of the outer can 16 by laser welding or the like, and the outer can 16 serves as a negative electrode terminal.
  • the positive electrode lead 20 is connected to the positive electrode core 30 by ultrasonic welding or the like.
  • the positive electrode lead 20 is joined, for example, to the central portion of the positive electrode plate 11 in the longitudinal direction, which is away from both ends in the longitudinal direction.
  • the positive electrode lead 20 may be joined at a position substantially equidistant from both ends of the positive electrode plate 11 in the length direction.
  • the negative electrode lead 21 is connected to the negative electrode core 40 by ultrasonic welding or the like. In the example shown in FIG. 1, the negative electrode lead 21 is joined to the longitudinal end of the negative electrode plate 12 located on the outer peripheral side of the electrode body 14.
  • the positive electrode lead 20 and the negative electrode lead 21 are, for example, band-shaped metal members and have a thickness of 30 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the negative electrode plate 12 may be arranged on the outer peripheral surface of the electrode body 14. Further, an exposed part in which the surface of the negative electrode core body 40 is exposed may be formed on the outer circumferential surface of the electrode body 14, and the exposed part contacts the inner surface of the outer can 16, so that the negative electrode plate 12 and the outer can 16 are connected to each other. may be electrically connected. In this case, the negative electrode plate 12 does not need to have the negative electrode lead 21.
  • the outer can 16 is a cylindrical metal container with a bottom that is open on one axial side.
  • a gasket 28 is provided between the outer can 16 and the sealing body 17 to ensure hermeticity inside the battery and insulation between the outer can 16 and the sealing body 17.
  • the outer can 16 is formed with a grooved part 22 that supports the sealing body 17 and has a part of the side surface protruding inward.
  • the grooved portion 22 is preferably formed in an annular shape along the circumferential direction of the outer can 16, and supports the sealing body 17 on its upper surface.
  • the sealing body 17 is fixed to the upper part of the outer can 16 by the grooved part 22 and the open end of the outer can 16 which is crimped to the sealing body 17 .
  • the sealing body 17 has a structure in which an internal terminal plate 23, a lower valve body 24, an insulating member 25, an upper valve body 26, and a cap 27 are laminated in order from the electrode body 14 side.
  • Each member constituting the sealing body 17 has, for example, a disk shape or a ring shape, and each member except the insulating member 25 is electrically connected to each other.
  • the lower valve body 24 and the upper valve body 26 are connected at their respective central portions, and an insulating member 25 is interposed between their respective peripheral portions.
  • the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 will be explained in detail with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the mixture layer is hatched with diagonal lines, and the tapes 33 and 43 are hatched with dots, respectively.
  • the positive electrode plate 11 includes the positive electrode core 30 and the positive electrode mixture layers 31 formed on both surfaces of the positive electrode core 30.
  • the negative electrode plate 12 includes a negative electrode core 40 and negative electrode mixture layers 41 formed on both sides of the negative electrode core 40.
  • the positive electrode plate 11 is formed with an exposed portion 32 in which the surface of the positive electrode core 30 is exposed.
  • the exposed portion 32 is formed by not applying a positive electrode mixture slurry onto the positive electrode core 30 and not providing the positive electrode mixture layer 31.
  • the exposed portion 32 may be formed by peeling off a portion of the positive electrode mixture layer 31.
  • the exposed portion 32 is formed at one location in the longitudinal center of the positive electrode plate 11 . Note that the position where the exposed portion 32 is formed is not limited to the central portion in the length direction of the positive electrode plate 11, and may be formed at a plurality of locations spaced apart in the length direction, for example.
  • the positive electrode plate 11 has an identification mark 36 formed on the surface of the positive electrode mixture layer 31.
  • the positive electrode mixture layer 31 is formed on both sides of the positive electrode core 30, and the identification mark 36 is formed on the positive electrode mixture layer 31 on one side (hereinafter referred to as "first positive electrode mixture layer 31"). It may be formed only on the first positive electrode mixture layer 31 and the positive electrode mixture layer 31 formed on the opposite side (hereinafter referred to as "second positive electrode mixture layer 31"). ) may be formed in both.
  • the exposed portion 32 is a portion to which the positive electrode lead 20 is bonded, and a bonding portion 35 with the positive electrode lead 20 is formed in at least a portion of the portion of the exposed portion 32 that is in contact with the positive electrode lead 20.
  • the joint portion 35 is formed, for example, by ultrasonic welding.
  • the exposed portion 32 includes a first surface to which the positive electrode lead 20 is bonded, and a second surface opposite to the first surface. That is, the positive electrode lead 20 is joined to only one surface of the positive electrode core 30, and the exposed portion 32 is also formed on the other surface where the positive electrode lead 20 is not arranged.
  • the second surface of the exposed portion 32 has substantially the same size as the first surface and is formed so as to overlap with the positive electrode plate 11 in the thickness direction.
  • the exposed portion 32 may be formed with a length that does not extend from one end of the positive electrode plate 11 in the width direction to the other end, but in the example shown in FIG. 2, it is formed over the entire length in the width direction.
  • the exposed portion 32 is formed wider than the positive electrode lead 20 .
  • the positive electrode lead 20 has a width of, for example, 2.5 mm to 4.0 mm from the viewpoint of achieving both high capacity and low resistance of the battery.
  • the width of the exposed portion 32 is made small to the extent that connection of the positive electrode lead 20 is not hindered.
  • the identification mark 36 is formed on the positive electrode mixture layer 31, there is no need to enlarge the exposed portion 32 in consideration of the formation area of the identification mark.
  • a tape 33 is provided on the positive electrode plate 11 to cover the positive electrode lead 20 joined to the exposed portion 32.
  • the tape 33 preferably covers the positive electrode lead 20, the exposed portion 32, and the adjacent region X adjacent to the exposed portion 32 among the surfaces of the positive electrode mixture layer 31. At least a portion of the exposed portion 32 is covered with a tape 33.
  • the tape 33 is formed into a strip shape that is one size larger than the exposed portion 32 and covers the entire exposed portion 32 and further covers the adjacent region X of the positive electrode mixture layer 31 .
  • the width of the adjacent region X covered by the tape 33 is, for example, smaller than the width of the exposed portion 32, and is 2.0 mm to 3.5 mm.
  • the tape 33 be provided on both sides of the positive electrode core 30.
  • the tape 33 covers the entire first and second surfaces of the exposed portion 32 and further covers the adjacent region X adjacent to the first surface of the first positive electrode mixture layer 31 and the second positive electrode mixture layer.
  • the adjacent region X adjacent to the second surface of the layer 31 is covered.
  • a tape 34 is provided on a portion of the positive electrode lead 20 extending from above the exposed portion 32 at least in a range facing the negative electrode plate 12 with the separator 13 interposed therebetween.
  • the tape 33 includes, for example, a base material made of an insulating resin and an adhesive layer formed on one side of the base material.
  • the tape 34 may be the same as the tape 33.
  • the tape 33 is an insulating tape that is substantially non-conductive.
  • the tape 33 may have a layered structure of three or more layers, and the base material may be composed of two or more layers of the same or different laminated films.
  • the tape 33 may contain an inorganic filler such as titania, alumina, silica, or zirconia, but preferably has a translucency that allows the identification mark 36 to be read through the tape 33.
  • the tape 33 may be colored and transparent or colorless and transparent.
  • Examples of the resin constituting the base material of the tape 33 include polyester such as polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), polyimide (PI), polyphenylene sulfide (PPS), polyetherimide (PEI), and polyamide.
  • the adhesive layer is formed, for example, by coating one side of a base material with an adhesive.
  • the adhesive constituting the adhesive layer may be a hot-melt type that develops tackiness when heated, or a thermosetting type that hardens when heated, but from the viewpoint of productivity etc., it is preferable to have tackiness at room temperature.
  • Examples of the adhesive constituting the adhesive layer include acrylic adhesives and synthetic rubber adhesives.
  • the identification mark 36 is formed on the surface of the positive electrode mixture layer 31 as described above.
  • the positive electrode plate 11 includes a tape covering a part of the positive electrode mixture layer 31 like the tape 33, it is preferable that the identification mark 36 is formed in the area covered by the tape on the surface of the positive electrode plate 11.
  • the identification display 36 is an individual display attached to the positive electrode plate 11 and provides identification information for distinguishing it from other positive electrode plates 11.
  • a different identification display 36 is provided for each positive electrode plate 11 or for each group of a predetermined number of positive electrode plates 11.
  • the identification display 36 may be a lot number given to a group of products manufactured at the same time using the same material, or may be a product number given to each product.
  • the identification display 36 allows individual positive electrode plates 11 or individual manufacturing lots to be distinguished, and is used to obtain information regarding the manufacturing of the positive electrode plates 11.
  • the manufacturer of the positive electrode plate 11 has a database that includes information related to the manufacture of the positive electrode plate 11, which is associated with the identification mark 36 of the positive electrode plate 11. Therefore, by reading the identification display 36 with a reading device such as a reader and identifying the positive electrode plate 11, information regarding the manufacture of the positive electrode plate 11 can be obtained.
  • An example of information regarding the manufacture of the positive electrode plate 11 includes a history of the manufacturing process including information such as the manufacturing line and date and time of manufacturing.
  • the identification display 36 is composed of, for example, at least one selected from numbers, letters, and identification codes.
  • the identification display 36 may be a display consisting of a combination of numbers and letters.
  • the identification code constituting the identification display 36 may be a one-dimensional code, a two-dimensional code, or a three-dimensional code, but is preferably a two-dimensional code.
  • a rectangular two-dimensional code (QR code (registered trademark)) is formed as the identification display 36.
  • the identification display 36 only needs to be readable using a reading device such as a reader, and may be composed of at least one selected from protrusions, recesses, and through holes. Alternatively, the identification display 36 may have a different color from its surroundings. The numbers, letters, or identification code forming the identification display 36 may have no protrusions, depressions, or through holes, and only its color may be different from the surrounding color.
  • the identification display 36 may be formed by printing such as inkjet printing or press processing, but is preferably formed by laser marking.
  • Laser marking is a method of forming a display by irradiating the positive electrode mixture layer 31 with laser light.
  • the identification display 36 is a laser marking display, the display is formed by, for example, discoloring the portion irradiated with laser light. Furthermore, a recess or a through hole may be formed in the portion irradiated with the laser beam. Since the laser marking display has excellent durability, reading errors are unlikely to occur even after the positive electrode plate 11 is used.
  • the identification mark 36 is formed on the surface of the positive electrode mixture layer 31, but since the positive electrode mixture layer 31 expands and contracts due to charging and discharging of the battery, the identification mark 36 formed on the positive electrode mixture layer 31 It was thought that the image would be greatly deformed, making it more likely that reading errors would occur. However, in reality, it was found that even after repeated charging and discharging of the battery, no major deformation of the identification display 36 occurred, and the display could be read by a reading device such as a reader without any problem. When forming the identification mark 36 on the positive electrode mixture layer 31, there is a wide range of selection of the formation position, and the formation of the identification mark 36 is easy.
  • the identification mark 36 can be formed at any position on the surface of the positive electrode mixture layer 31.
  • the identification display 36 is preferably covered with a tape such as the tape 33.
  • the region of the positive electrode mixture layer 31 covered with tape does not substantially contribute to charging and discharging, and changes in volume due to charging and discharging are small. Therefore, by covering the identification display 36 with tape, the deformation of the identification display 36 is further reduced. Can be effectively suppressed.
  • at least a portion of the identification display 36 may be covered with tape, it is preferable that the entire identification display 36 is covered with tape.
  • an identification mark 36 is formed in an adjacent region X adjacent to the exposed portion 32 on the surface of the positive electrode mixture layer 31. This makes it easy to cover the identification display 36 with the tape 33 that covers the exposed portion 32. Since the adjacent region X covered by the tape 33 has an elongated front view shape in the width direction of the positive electrode plate 11, the identification display 36 is also long in the width direction of the positive electrode plate 11 so that the entire area is covered with the tape 33. It is formed into a rectangle. Note that if another tape, such as a tape that protects the peripheral edge of the positive electrode mixture layer 31, is provided, the identification mark 36 may be formed on the peripheral edge of the positive electrode mixture layer 31 so as to be covered by the other tape. good.
  • the constituent materials of the positive electrode mixture layer 31, especially the binder change in quality in the portions irradiated with laser light.
  • the binder exists on the surface of the active material in the form of agglomerated fine particles, but in the part of the positive electrode mixture layer 31 that is irradiated with the laser beam, the binder melts and forms a part of the active material. It forms a film that covers the surface. It is conceivable that due to such a change in state, the volume change of the positive electrode mixture layer 31 during charging and discharging is suppressed in the portion where the identification mark 36 is formed, making it difficult for the identification mark 36 to deform.
  • the identification mark 36 may be formed only on one of the surfaces of the first and second positive electrode mixture layers 31, or may be formed on both surfaces.
  • the identification markings 36 are formed, for example, in adjacent regions X on both sides of the positive electrode plate 11 so as to overlap in the thickness direction of the positive electrode plate 11 .
  • the identification display 36 is formed, for example, at one location on the surface of the first positive electrode mixture layer 31, but may be formed at multiple locations. That is, a plurality of identification marks 36 may be formed on the first positive electrode mixture layer 31. In this case, it is possible to select the identification display 36 that is in good condition and read the display. Note that the plurality of identification displays 36 are not limited to the same one, and may be different displays.
  • One identification mark 36 may be formed on each surface of the first and second positive electrode mixture layers 31, or a plurality of identification marks 36 may be formed on each surface.
  • the negative electrode plate 12 is formed with an exposed portion 42 in which the surface of the negative electrode core 40 is exposed.
  • the exposed portion 42 is formed by not applying the negative electrode mixture slurry on the negative electrode core 40 and not providing the negative electrode mixture layer 41.
  • the exposed portion 42 may be formed by peeling off a portion of the negative electrode mixture layer 41.
  • the exposed portion 42 is formed at one location on the lengthwise end portion of the negative electrode plate 12 located on the outer peripheral side of the electrode body 14 .
  • the formation position of the exposed part 42 is not limited to the length direction end part of the negative electrode plate 12, For example, it may be formed in multiple places spaced apart in the length direction.
  • the negative electrode plate 12 has an identification mark 46 formed on the surface of the negative electrode mixture layer 41.
  • the negative electrode plate 12 includes an exposed portion 42 and a tape 43 that covers an adjacent region Y adjacent to the exposed portion 42 on the surface of the negative electrode mixture layer 41 .
  • the tape 43 can be the same as the tape 33 of the positive electrode plate 11.
  • the exposed portion 42 preferably includes a first surface to which the negative electrode lead 21 is bonded, and a second surface opposite to the first surface.
  • a joint portion 45 with the negative electrode lead 21 is formed on the first surface of the exposed portion 42 .
  • the tape 43 is attached to both sides of the negative electrode plate 12.
  • the identification mark 46 is formed entirely within the adjacent region Y covered by the tape 43 of the negative electrode mixture layer 41 .
  • the identification mark 46 may be formed only on one of the surfaces of the first and second negative electrode mixture layers 41, or may be formed on both surfaces. Further, one identification mark 46 may be formed on each surface of the first and second negative electrode mixture layers 41, or a plurality of identification marks 46 may be formed on each surface.
  • the negative electrode mixture layer 41 is formed to have a larger area than the positive electrode mixture layer 31 in order to prevent precipitation of lithium. Therefore, the negative electrode mixture layer 41 has a non-opposed region that does not face the positive electrode mixture layer 31.
  • the identification display 46 may be formed in the non-facing area. Since the non-opposed region does not substantially contribute to charging and discharging and changes in volume due to charging and discharging is small, if the identification display 46 is formed in this region, deformation of the display can be more effectively suppressed. Note that the adjacent region Y shown in FIG. 3 may be a non-facing region that does not face the positive electrode mixture layer 31.
  • FIG. 4 shows an example of the process of forming the identification mark 36 on the positive electrode mixture layer 31 of the positive electrode plate 11.
  • the identification mark 36 can be formed by laser marking by irradiating the surface of the positive electrode mixture layer 31 with laser light ⁇ .
  • Laser marking is non-contact marking using laser light, and is capable of marking at high speed.
  • the laser beam ⁇ is scanned on the positive electrode mixture layer 31 in the length direction and the width direction of the positive electrode plate 11.
  • the portion irradiated with the laser beam ⁇ changes color or becomes a minute dent, and an identification mark 36 (two-dimensional code) is formed.
  • the identification display 36 is formed in an area adjacent to the exposed portion 32 and covered with the tape 33 that will be attached in a later process.
  • the exposed portion of the surface of the positive electrode mixture layer 31 is An identification display 36 is formed by irradiating a region adjacent to 32 with laser light ⁇ . It is preferable that the elongated positive electrode core 30 on which the positive electrode mixture layer 31 and the exposed portion 32 are formed is transported to the irradiation spot of the laser beam ⁇ , and the identification mark 36 is continuously formed. In the example shown in FIG. 4, the laser beam ⁇ is irradiated onto the positive electrode core 30 under a predetermined tension between the transport rollers 100 and 101.
  • the identification marks 36 and 46 can be easily formed, and the identification marks 36 and 46 are less likely to be deformed due to charging and discharging, and misreading of the marks is prevented. Hard to occur.
  • the identification marks 36 and 46 are formed on the positive electrode mixture layers 31 and 41, respectively, there is a wide range of selection of formation positions, and the formation of the identification marks 36 and 46 is easy.
  • the identification markings 36 and 46 are formed on the surfaces of the positive electrode mixture layers 31 and 41 in the regions covered by the tape, the effect of suppressing deformation of the markings is improved, and the wear and tear of the identification markings 36 and 46 is reduced. Deterioration due to exposure to electrolyte, etc. is effectively suppressed.
  • identification marks are provided on both the positive electrode plate and the negative electrode plate, but the identification marks may be provided only on the positive electrode plate or only on the negative electrode plate.
  • Configuration 1 An electrode plate having a core and a mixture layer formed on the core, wherein an identification mark is formed on the surface of the mixture layer.
  • Configuration 2 The electrode plate according to Configuration 1, wherein the identification display is covered with tape.
  • Configuration 3 The surface of the core has an exposed part, the identification mark is formed in an adjacent region of the surface of the mixture layer adjacent to the exposed part, and the exposed part is at least partially The electrode plate according to configuration 2, wherein the electrode plate is covered with the tape.
  • Configuration 4 The electrode plate according to any one of configurations 1 to 3, wherein the identification display is a laser marking display.
  • Configuration 5 A wound type electrode body comprising the electrode plate according to any one of configurations 1 to 4, wherein the electrode plate is at least a negative electrode plate, and the mixture layer of the negative electrode plate has The electrode body includes a non-opposed region that does not face a positive electrode mixture layer, and the identification mark is formed in the non-opposed region.
  • Configuration 6 A battery comprising an electrode body including the electrode plate according to any one of configurations 1 to 4, and an exterior body housing the electrode body.
  • Configuration 7 A method for manufacturing an electrode plate having a core and a mixture layer formed on the core, the electrode forming an identification mark by irradiating a surface of the mixture layer with a laser beam. Method of manufacturing the board.

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Abstract

実施形態の一例である円筒形電池（１０）は、電極板として、正極板（１１）及び負極板（１２）を含む電極体（１４）を備える。電極板は、芯体と、芯体上に形成された合剤層とを備える。合剤層の表面には識別表示が形成されている。識別表示は、例えば、テープに覆われている。

Description

電極板、電極体、電池、及び電極板の製造方法
　本開示は、電極板、電極体、電池、及び電極板の製造方法に関する。
　従来、識別表示が設けられた電極板が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。この識別表示から、電極板の製造ライン、製造日時などを特定することが可能である。電極板の識別表示は、例えば、電池の製造過程、或いは電池の出荷後に何らかの原因で不具合が発生した場合に、その原因の解析において使用される。
　特許文献１には、正極リード、負極リード、正極の芯体露出部、及び負極の芯体露出部の少なくとも１つに識別表示を設けることが記載されている。また、特許文献２には、芯体露出部に識別表示を設け、識別表示と芯体の厚み方向反対側の芯体表面には合剤層を設けることが記載されている。
特開２００６－０４０８７５号公報 国際公開第２０１９／１９３８６９号
　上記のように、リードに識別表示を設けることは可能であるが、一般的にリードの幅は小さいことから、リード表面に識別表示を設けることは容易ではない。また、電極体の芯体露出部は、高容量化、安全性の向上等の観点から、その面積を小さくすることが求められているため、芯体露出部に識別表示を設けることも難しくなってきている。なお、芯体露出部は剛性が低いことから、芯体露出部に識別表示を設けた場合、電池の充放電時において露出部に作用する引張力により識別表示が変形し易いという課題もある。識別表示が変形すると、表示の読み取りが困難になる場合がある。
　本開示に係る電極板は、芯体と、芯体上に形成された合剤層とを有する電極板であって、合剤層の表面には、識別表示が形成されている。
　本開示に係る電極体は、上記電極板を備えた巻回型の電極体であって、電極板は、少なくとも負極板であり、負極板における上記合剤層には、正極合剤層と対向しない非対向領域が存在し、識別表示は、当該非対向領域に形成されている。
　本開示に係る電池は、上記電極体を含む電極体と、電極体を収容する外装体とを備える。
　本開示に係る電極板の製造方法は、芯体と、芯体上に形成された合剤層とを備えた電極板の製造方法であって、合剤層の表面にレーザー光を照射して識別表示を形成する。
　本開示に係る電極板によれば、識別表示の形成が容易であり、識別表示を設けるために芯体露出部を広げる必要がない。また、本開示に係る電極板の識別表示は、電極板の使用に伴う変形が生じ難い。このため、識別表示の読み取りミスが発生し難い。
実施形態の一例である円筒形電池の断面図である。 実施形態の一例である正極板の正面図であって、正極リード及びその近傍を示す図である。 実施形態の一例である負極板の正面図であって、負極リード及びその近傍を示す図である。 実施形態の一例である電極板の製造工程を示す図である。
　以下、図面を参照しながら、本開示に係る電極板、当該電極板を用いた電極体及び電池の実施形態の一例について詳細に説明する。以下で説明する実施形態はあくまでも一例であって、本開示は以下の実施形態に限定されない。また、以下で説明する実施形態の各構成要素を選択的に組み合わせてなる形態は本開示に含まれている。
　以下では、電池として、巻回型の電極体１４が有底円筒形状の外装缶１６に収容された円筒形電池１０を例示するが、電池の外装体は円筒形の外装缶に限定されない。本開示に係る電池は、例えば、角形の外装缶を備えた角形電池、又はコイン形の外装缶を備えたコイン形電池であってもよく、金属層及び樹脂層を含むラミネートシートで構成された外装体を備えたパウチ型電池であってもよい。なお、本実施形態の円筒形電池１０は二次電池であるが、本開示に係る電極板は、一次電池、キャパシタなど、二次電池以外の蓄電装置に適用することも可能である。
　図１は、実施形態の一例である円筒形電池１０の軸方向断面を模式的に示す図である。図１に示すように、円筒形電池１０は、電極体１４と、電解質と、電極体１４及び電解質を収容する外装缶１６とを備える。電極体１４は、正極板１１、負極板１２、及びセパレータ１３を有し、正極板１１と負極板１２がセパレータ１３を介して渦巻状に巻回された構造を有する。外装缶１６は、軸方向一方側が開口した有底円筒形状の金属製容器であって、外装缶１６の開口は封口体１７によって塞がれている。以下では、説明の便宜上、円筒形電池１０の封口体１７側を上、外装缶１６の底部側を下とする。
　電解質は、水系電解質であってもよいが、本実施形態では非水電解質を用いるものとする。非水電解質は、非水溶媒と、非水溶媒に溶解した電解質塩とを含む。非水溶媒には、例えば、エステル類、エーテル類、ニトリル類、アミド類、及びこれらの２種以上の混合溶媒等が用いられる。非水溶媒の一例としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、及びこれらの混合溶媒等が挙げられる。非水溶媒は、これら溶媒の水素の少なくとも一部をフッ素等のハロゲン原子で置換したハロゲン置換体（例えば、フルオロエチレンカーボネート等）を含有していてもよい。電解質塩には、例えば、ＬｉＰＦ６等のリチウム塩が使用される。
　電極体１４を構成する正極板１１、負極板１２、及びセパレータ１３は、いずれも帯状の長尺体であって、渦巻状に巻回されることで電極体１４の径方向に交互に積層される。負極板１２は、リチウムの析出を防止するために、正極板１１よりも一回り大きな寸法で形成される。即ち、負極板１２は、正極板１１よりも長さ方向及び幅方向（短手方向）に長く形成される。セパレータ１３は、少なくとも正極板１１よりも一回り大きな寸法で形成され、正極板１１を挟むように２枚配置される。
　正極板１１は、正極芯体３０と、正極芯体３０上に形成された正極合剤層３１とを有する。正極芯体３０には、アルミニウム、アルミニウム合金などの正極板１１の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等を用いることができる。正極合剤層３１は、正極活物質、カーボンブラック、カーボンナノチューブ等の導電剤、及びポリフッ化ビニリデン等の結着剤を含み、後述の露出部３２（図２参照）を除く正極芯体３０の両面に形成されることが好ましい。正極板１１は、正極活物質、導電剤、及び結着剤を含む正極合剤スラリーを正極芯体３０の両面に塗布し、塗膜を圧縮することにより作製できる。
　正極合剤層３１に含まれる正極活物質の一例は、リチウム遷移金属複合酸化物である。リチウム遷移金属複合酸化物は、Ｌｉの他に、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ａｌ等の金属元素を含有する複合酸化物である。当該複合酸化物を構成する金属元素は、例えば、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｗ、Ｐｂ、及びＢｉから選択される少なくとも１種である。中でも、Ｎｉ、Ｍｎ、及びＣｏから選択される少なくとも１種を含有することが好ましい。
　負極板１２は、負極芯体４０と、負極芯体４０上に形成された負極合剤層４１とを有する。負極芯体４０には、銅、銅合金などの負極板１２の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等を用いることができる。負極合剤層４１は、負極活物質、結着剤、及び必要により、カーボンブラック、カーボンナノチューブ等の導電剤を含み、後述の露出部４２（図３参照）を除く負極芯体４０の両面に形成されることが好ましい。結着剤には、例えば、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を用いることができ、カルボキシメチルセルロース又はその塩等が併用されてもよい。負極板１２は、負極活物質及び結着剤を含む負極合剤スラリーを負極芯体４０の両面に塗布し、塗膜を圧縮することにより作製できる。
　負極合剤層４１に含まれる負極活物質の一例は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵、放出する黒鉛等の炭素材料である。黒鉛は、天然黒鉛、人造黒鉛のいずれであってもよい。負極活物質として、Ｓｉ、Ｓｎ等のＬｉと合金化する元素、当該元素を含有する材料などを用いてもよい。中でも、Ｓｉを含有する複合材料が好ましい。Ｓｉを含有する複合材料の好適な一例としては、ＳｉＯ２相、リチウムシリケート等のシリケート相、炭素相、又はシリサイド相中に、微細なＳｉ相が分散した材料が挙げられる。
　セパレータ１３には、イオン透過性及び絶縁性を有する多孔性シートが用いられる。多孔性シートの具体例としては、微多孔薄膜、織布、不織布等が挙げられる。セパレータ１３の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、セルロースなどが好適である。セパレータ１３は、単層構造であってもよく、複層構造を有していてもよい。また、セパレータ１３の表面には、アラミド樹脂等の耐熱性の高い樹脂層が形成されていてもよい。セパレータ１３と正極板１１及び負極板１２の少なくとも一方との界面には、無機物のフィラーを含むフィラー層が形成されていてもよい。
　電極体１４の上下には、絶縁板１８，１９がそれぞれ配置されている。図１に示す例では、正極リード２０が絶縁板１８の貫通孔を通って封口体１７側に延び、負極リード２１が絶縁板１９の外側を通って外装缶１６の底部側に延びている。正極リード２０は封口体１７の内部端子板２３の下面にレーザー溶接等で接続され、内部端子板２３と電気的に接続された封口体１７の天板であるキャップ２７が正極端子となる。負極リード２１は外装缶１６の底部内面にレーザー溶接等で接続され、外装缶１６が負極端子となる。
　正極リード２０は、超音波溶接等により正極芯体３０に接続される。正極リード２０は、例えば、正極板１１の長さ方向両端から離れた長さ方向中央部に接合される。正極リード２０は、正極板１１の長さ方向両端から実質的に等距離の位置に接合されてもよい。負極リード２１は、超音波溶接等により負極芯体４０に接続される。図１に示す例では、電極体１４の外周側に位置する負極板１２の長さ方向端部に負極リード２１が接合されている。正極リード２０及び負極リード２１は、例えば、帯状の金属製部材であって、３０μｍ～１００μｍの厚みを有する。
　電極体１４の外周面には、負極板１２が配置されていてもよい。また、電極体１４の外周面には、負極芯体４０の表面が露出した露出部が形成されていてもよく、当該露出部が外装缶１６の内面に接触して負極板１２と外装缶１６が電気的に接続されていてもよい。この場合、負極板１２は負極リード２１を有していなくてもよい。
　外装缶１６は、上記の通り、軸方向一方側が開口した有底円筒形状の金属製容器である。外装缶１６と封口体１７の間にはガスケット２８が設けられ、電池内部の密閉性及び外装缶１６と封口体１７の絶縁性が確保される。外装缶１６には、側面部の一部が内側に張り出した、封口体１７を支持する溝入部２２が形成されている。溝入部２２は、外装缶１６の周方向に沿って環状に形成されることが好ましく、その上面で封口体１７を支持する。封口体１７は、溝入部２２と、封口体１７に対して加締められた外装缶１６の開口端部とにより、外装缶１６の上部に固定されている。
　封口体１７は、電極体１４側から順に、内部端子板２３、下弁体２４、絶縁部材２５、上弁体２６、及びキャップ２７が積層された構造を有する。封口体１７を構成する各部材は、例えば、円板形状又はリング形状を有し、絶縁部材２５を除く各部材は互いに電気的に接続されている。下弁体２４と上弁体２６は各々の中央部で接続され、各々の周縁部の間には絶縁部材２５が介在している。電池に異常が発生して内圧が上昇すると、下弁体２４が上弁体２６をキャップ２７側に押し上げるように変形して破断することにより、下弁体２４と上弁体２６の間の電流経路が遮断される。さらに内圧が上昇すると、上弁体２６が破断し、キャップ２７の開口部からガスが排出される。
　以下、図２及び図３を参照しながら、正極板１１及び負極板１２について詳説する。図２及び図３では、合剤層に斜線ハッチングを、テープ３３，４３にドットハッチングをそれぞれ付している。上記のように、正極板１１は、正極芯体３０と、正極芯体３０の両面に形成された正極合剤層３１とを有する。同様に、負極板１２は、負極芯体４０と、負極芯体４０の両面に形成された負極合剤層４１とを有する。
　図２に示すように、正極板１１には、正極芯体３０の表面が露出した露出部３２が形成されている。露出部３２は、正極芯体３０上に正極合剤スラリーを塗布せず、正極合剤層３１を設けないことにより形成される。或いは、正極合剤層３１の一部を剥離することにより露出部３２を形成してもよい。本実施形態において、露出部３２は、正極板１１の長さ方向中央部の一箇所に形成されている。なお、露出部３２の形成位置は正極板１１の長さ方向中央部に限定されず、例えば、長さ方向に離れた複数箇所に形成されていてもよい。
　詳しくは後述するが、正極板１１は、正極合剤層３１の表面に形成された識別表示３６を有する。本実施形態において、正極合剤層３１は正極芯体３０の両面に形成されるが、識別表示３６は、一方側の正極合剤層３１（以下、「第１の正極合剤層３１」という場合がある）のみに形成されてもよく、第１の正極合剤層３１と、その反対側に形成された正極合剤層３１（以下、「第２の正極合剤層３１」という場合がある）の両方に形成されてもよい。
　露出部３２は、正極リード２０が接合される部分であって、露出部３２には、正極リード２０が接する部分の少なくとも一部に正極リード２０との接合部３５が形成されている。接合部３５は、例えば、超音波溶接により形成される。露出部３２は、正極リード２０が接合される第１の面と、当該第１の面と反対側の第２の面とを含むことが好ましい。即ち、正極リード２０は正極芯体３０の一方側の面だけに接合され、正極リード２０が配置されない他方側の面にも露出部３２が形成される。露出部３２の第２の面は、第１の面と実質的に同じ大きさで正極板１１の厚み方向に重なって形成されることが好ましい。
　露出部３２は、正極板１１の幅方向一端から他端に至らない長さで形成されていてもよいが、図２に示す例では、幅方向全長にわたって形成されている。露出部３２は、正極リード２０より幅広に形成される。正極リード２０は、例えば、電池の高容量化と低抵抗化の両立等の観点から、２．５ｍｍ～４．０ｍｍの幅を有する。露出部３２の幅は、正極リード２０の接続に支障がない範囲で小さくされる。正極板１１では、識別表示３６が正極合剤層３１に形成されるため、識別表示の形成面積を考慮して露出部３２を大きくする必要はない。
　正極板１１には、露出部３２に接合された正極リード２０を覆うテープ３３が設けられている。テープ３３は、正極リード２０、露出部３２、及び正極合剤層３１の表面うち露出部３２と隣接する隣接領域Ｘを覆うことが好ましい。露出部３２は、少なくとも一部がテープ３３に覆われている。本実施形態において、テープ３３は、露出部３２よりも一回り大きな短冊状に形成され、露出部３２の全体を覆い、さらに正極合剤層３１の隣接領域Ｘを覆う。テープ３３に覆われる隣接領域Ｘの幅は、例えば、露出部３２の幅より小さく、２．０ｍｍ～３．５ｍｍである。
　テープ３３は、正極芯体３０の両面に設けられることが好ましい。テープ３３は、露出部３２の第１及び第２の面の全体を覆い、さらに、第１の正極合剤層３１のうち第１の面に隣接する隣接領域Ｘ、及び第２の正極合剤層３１のうち第２の面に隣接する隣接領域Ｘを覆う。また、正極リード２０の露出部３２上から延出した部分には、少なくともセパレータ１３を介して負極板１２と対向する範囲にテープ３４が設けられることが好ましい。
　テープ３３は、例えば、絶縁性の樹脂で構成される基材と、基材の片面に形成された粘着剤層とを有する。なお、テープ３４にはテープ３３と同様のものを用いることができる。テープ３３は、実質的に導電性を有さない絶縁テープであることが好ましい。テープ３３は、３層以上の層構造を有していてもよく、基材が２層以上の同種又は異種積層フィルムで構成されてもよい。テープ３３は、チタニア、アルミナ、シリカ、ジルコニア等の無機物フィラーを含有していてもよいが、好ましくはテープ３３を通して識別表示３６の読み取りが可能な程度の透光性を有する。テープ３３は、有色透明、無色透明のいずれであってもよい。
　テープ３３の基材を構成する樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアミドなどが例示できる。粘着剤層は、例えば、基材の片面に粘着剤を塗工して形成される。粘着剤層を構成する粘着剤は、加熱することで粘着性を発現するホットメルト型又は加熱により硬化する熱硬化型であってもよいが、生産性等の観点から、室温で粘着性を有するものが好ましい。粘着剤層を構成する粘着剤としては、アクリル系粘着剤、合成ゴム系粘着剤などが例示できる。
　識別表示３６は、上記のように、正極合剤層３１の表面に形成されている。正極板１１は、テープ３３のように正極合剤層３１の一部を覆うテープを備えるが、識別表示３６は、３１の表面において、テープに覆われた領域に形成されることが好ましい。識別表示３６は、正極板１１に付された個別の表示であって、他の正極板１１と区別するための識別情報を提供する。正極板１１の１つ１つに、又は所定数の正極板１１のグループ毎に、異なる識別表示３６が設けられる。識別表示３６は、同じ材料を用い、同じタイミングで製造された製品群に付されるロット番号であってもよく、１つ１つの製品に付される製品番号であってもよい。
　識別表示３６は、個々の正極板１１又は個々の製造ロットを区別可能とし、正極板１１の製造に関する情報を取得するために使用される。例えば、正極板１１の製造者は、正極板１１の識別表示３６と紐づけられた、当該正極板１１の製造に関する情報を含むデータベースを有している。このため、リーダー等の読み取り装置で識別表示３６を読み取り正極板１１を特定することにより、当該正極板１１の製造に関する情報を取得できる。正極板１１の製造に関する情報の一例としては、製造ライン、製造日時などの情報を含む製造工程の履歴が挙げられる。
　識別表示３６は、例えば、数字、文字、及び識別コードから選択される少なくとも１つにより構成される。識別表示３６は、数字と文字の組み合わせからなる表示であってもよい。識別表示３６を構成する識別コードは、一次元コード、二次元コード、三次元コードのいずれであってもよいが、好ましくは二次元コードである。図２に示す例では、識別表示３６として、長方形状の二次元コード（ＱＲコード（登録商標））が形成されている。
　識別表示３６は、リーダー等の読み取り装置を用いて読み取り可能であればよく、突起、凹み、及び貫通孔から選択される少なくとも１つで構成されてもよい。或いは、識別表示３６は、周囲と異なった色を有していてもよい。識別表示３６を構成する数字、文字、又は識別コードは、突起、凹み、又は貫通孔を有さず、その色だけが周囲の色と異なっていてもよい。
　識別表示３６は、インクジェット印刷等の印刷、又はプレス加工などにより形成されてもよいが、好ましくはレーザーマーキングにより形成される。レーザーマーキングは、正極合剤層３１にレーザー光を照射することにより表示を形成する手法である。識別表示３６がレーザーマーキング表示である場合、例えば、レーザー光が照射された部分が変色することで表示が形成される。また、レーザー光が照射された部分には、凹み又は貫通孔が形成されてもよい。レーザーマーキング表示は、耐久性に優れるため、正極板１１の使用後においても読み取り不良が発生し難い。
　正極板１１において、識別表示３６は正極合剤層３１の表面に形成されるが、正極合剤層３１は電池の充放電により膨張、収縮するため、正極合剤層３１に形成した識別表示３６は大きく変形し、読み取りミスが発生し易くなると考えられていた。しかし、実際には、電池の充放電を繰り返した後においても識別表示３６の大きな変形は生じず、リーダー等の読み取り装置で表示が問題無く読み取れることが分かった。正極合剤層３１に識別表示３６を形成する場合、形成位置の選択の幅が大きく、識別表示３６の形成が容易である。
　識別表示３６は、正極合剤層３１の表面の任意の位置に形成可能である。識別表示３６は、テープ３３等のテープに覆われることが好ましい。正極合剤層３１のテープに覆われた領域は、実質的に充放電に寄与せず充放電に伴う体積変化が小さいため、識別表示３６をテープで覆うことにより、識別表示３６の変形をより効果的に抑制できる。識別表示３６の少なくとも一部が、テープに覆われていればよいが、識別表示３６の全体がテープに覆われることが好ましい。
　本実施形態では、正極合剤層３１の表面のうち露出部３２に隣接する隣接領域Ｘに識別表示３６が形成されている。これにより、露出部３２を覆うテープ３３により識別表示３６を覆うことが容易となる。テープ３３に覆われる隣接領域Ｘは、正極板１１の幅方向に細長い正面視形状を有するため、識別表示３６についても、その全体がテープ３３に覆われるように、正極板１１の幅方向に長い長方形状に形成されている。なお、正極合剤層３１の周縁部分を保護するテープなど、他のテープが設けられる場合、当該他のテープに覆われるように正極合剤層３１の周縁部分に識別表示３６を形成してもよい。
　なお、本発明者らの検討の結果、レーザーマーキングにより識別表示３６を形成した場合、レーザー光が照射された部分で正極合剤層３１の構成材料、特に結着剤が変質することが分かった。通常、結着剤は微細な粒子が凝集した状態で活物質の表面に存在しているが、正極合剤層３１のレーザー光が照射された部分では、結着剤が溶融して活物質の表面を覆う膜状になる。かかる状態の変化により、識別表示３６が形成された部分で充放電時の正極合剤層３１の体積変化が抑制され、識別表示３６の変形が生じ難くなっている可能性も考えられる。
　識別表示３６は、上記のように、第１及び第２の正極合剤層３１の表面の一方のみに形成されてもよく、両方に形成されてもよい。識別表示３６は、例えば、正極板１１の両面の隣接領域Ｘにおいて、正極板１１の厚み方向に重なって形成される。識別表示３６は、例えば、第１の正極合剤層３１の表面の一箇所に形成されるが、複数箇所に分かれて形成されてもよい。即ち、第１の正極合剤層３１に複数の識別表示３６が形成されてもよい。この場合、状態が良い識別表示３６を選んで表示の読み取りを行うことができる。なお、複数の識別表示３６は、同じものに限定されず、互いに異なった表示であってもよい。識別表示３６は、第１及び第２の正極合剤層３１の表面に１つずつ形成されてもよく、各表面に複数形成されてもよい。
　図３に示すように、負極板１２には、負極芯体４０の表面が露出した露出部４２が形成されている。露出部４２は、負極芯体４０上に負極合剤スラリーを塗布せず、負極合剤層４１を設けないことにより形成される。或いは、負極合剤層４１の一部を剥離することにより露出部４２を形成してもよい。本実施形態において、露出部４２は、電極体１４の外周側に位置する負極板１２の長さ方向端部の一箇所に形成されている。なお、露出部４２の形成位置は負極板１２の長さ方向端部に限定されず、例えば、長さ方向に離れた複数箇所に形成されていてもよい。
　負極板１２は、正極板１１の場合と同様に、負極合剤層４１の表面に形成された識別表示４６を有する。負極板１２は、露出部４２、及び負極合剤層４１の表面のうち露出部４２と隣接する隣接領域Ｙを覆うテープ４３を有する。テープ４３には、正極板１１のテープ３３と同様のものを用いることができる。露出部４２は、正極板１１の露出部３２と同様に、負極リード２１が接合される第１の面と、当該第１の面と反対側の第２の面とを含むことが好ましい。露出部４２の第１の面には、負極リード２１との接合部４５が形成されている。テープ４３は、負極板１２の両面に貼着される。
　識別表示４６には、正極板１１の識別表示３６と同様の構成が適用できるため、識別表示３６の説明を援用することができる。識別表示４６は、その全体が負極合剤層４１のテープ４３に覆われた隣接領域Ｙ内に形成されていることが好ましい。識別表示４６は、第１及び第２の負極合剤層４１の表面の一方のみに形成されてもよく、両方に形成されてもよい。また、識別表示４６は、第１及び第２の負極合剤層４１の表面に１つずつ形成されてもよく、各表面に複数形成されてもよい。
　負極合剤層４１は、リチウムの析出を防止するため、正極合剤層３１よりも大面積に形成される。このため、負極合剤層４１には、正極合剤層３１と対向しない非対向領域が存在する。識別表示４６は、当該非対向領域に形成されていてもよい。非対向領域は、実質的に充放電に寄与せず充放電に伴う体積変化が小さいため、当該領域に識別表示４６を形成すれば、表示の変形をより効果的に抑制できる。なお、図３に示す隣接領域Ｙは、正極合剤層３１と対向しない非対向領域であってもよい。
　図４は、正極板１１の正極合剤層３１に識別表示３６を形成する工程の一例を示す。図４に示すように、正極合剤層３１の表面にレーザー光αを照射するレーザーマーキングにより識別表示３６を形成することができる。レーザーマーキングは、レーザー光による非接触式マーキングであり、高速でのマーキングが可能である。レーザー光αは、例えば、正極合剤層３１上において正極板１１の長さ方向及び幅方向に走査される。レーザー光αが照射された部分は変色し、或いは微細な凹みとなり、識別表示３６（二次元コード）が形成される。識別表示３６は、露出部３２に隣接する領域であって、後工程でテープ３３が貼着されてテープ３３に覆われる領域に形成される。
　図４に示す例では、長尺状の正極芯体３０に正極合剤スラリーを間欠塗布して正極合剤層３１及び露出部３２を形成した後、正極合剤層３１の表面のうち露出部３２に隣接する領域にレーザー光αを照射して識別表示３６を形成する。正極合剤層３１及び露出部３２を形成した長尺状の正極芯体３０をレーザー光αの照射スポットに搬送し、連続的に識別表示３６を形成することが好ましい。図４に示す例では、搬送ローラ１００，１０１の間において、所定の張力がかかった状態の正極芯体３０に対してレーザー光αを照射している。
　以上のように、上記構成を備えた円筒形電池１０によれば、識別表示３６，４６の形成が容易で、かつ充放電に伴う識別表示３６，４６の変形が生じ難く、表示の読み取りミスが発生し難い。正極合剤層３１，４１に識別表示３６，４６をそれぞれ形成する場合、形成位置の選択の幅が大きく、識別表示３６，４６の形成が容易である。また、正極合剤層３１，４１の表面のうちテープに覆われる領域に識別表示３６，４６をそれぞれ形成すれば、表示の変形抑制効果が向上すると共に、識別表示３６，４６の摩耗、表示が電解液に曝されること等による劣化が効果的に抑制される。
　なお、上記実施形態では、正極板及び負極板の両方に識別表示が設けられているが、正極板のみ、又は負極板のみに識別表示を設けてもよい。
　本開示は、以下の実施形態によりさらに説明される。
　構成１：芯体と、前記芯体上に形成された合剤層とを有する電極板であって、前記合剤層の表面には、識別表示が形成されている、電極板。
　構成２：前記識別表示は、テープに覆われている、構成１に記載の電極板。
　構成３：前記芯体の表面が露出した露出部を有し、前記識別表示は、前記合剤層の表面のうち前記露出部と隣接する隣接領域に形成され、前記露出部は、少なくとも一部が前記テープに覆われている、構成２に記載の電極板。
　構成４：前記識別表示は、レーザーマーキング表示である、構成１～３のいずれか１つに記載の電極板。
　構成５：構成１～４のいずれか１つに記載の電極板を備えた巻回型の電極体であって、前記電極板は、少なくとも負極板であり、前記負極板の前記合剤層には、正極合剤層と対向しない非対向領域が存在し、前記識別表示は、前記非対向領域に形成されている、電極体。
　構成６：構成１～４のいずれか１つに記載の電極板を含む電極体と、前記電極体を収容する外装体と、を備えた、電池。
　構成７：芯体と、前記芯体上に形成された合剤層とを有する電極板の製造方法であって、前記合剤層の表面にレーザー光を照射して識別表示を形成する、電極板の製造方法。
　１０　円筒形電池、１１　正極板、１２　負極板、１３　セパレータ、１４　電極体、１６　外装缶、１７　封口体、１８，１９　絶縁板、２０　正極リード、２１　負極リード、２２　溝入部、２３　内部端子板、２４　下弁体、２５　絶縁部材、２６　上弁体、２７　キャップ、２８　ガスケット、３０　正極芯体、３１　正極合剤層、３２、４２　露出部、３３，３４，４３　テープ、３５，４５　接合部、３６，４６　識別表示、４０　負極芯体、４１　負極合剤層、１００，１０１　搬送ローラ

Claims (7)

  1. 　芯体と、前記芯体上に形成された合剤層とを有する電極板であって、
    　前記合剤層の表面には、識別表示が形成されている、電極板。
  2. 　前記識別表示は、テープに覆われている、請求項１に記載の電極板。
  3. 　前記芯体の表面が露出した露出部を有し、
    　前記識別表示は、前記合剤層の表面のうち前記露出部と隣接する隣接領域に形成され、
    　前記露出部は、少なくとも一部が前記テープに覆われている、請求項２に記載の電極板。
  4. 　前記識別表示は、レーザーマーキング表示である、請求項１に記載の電極板。
  5. 　請求項１に記載の電極板を備えた巻回型の電極体であって、
    　前記電極板は、少なくとも負極板であり、
    　前記負極板の前記合剤層には、正極合剤層と対向しない非対向領域が存在し、
    　前記識別表示は、前記非対向領域に形成されている、電極体。
  6. 　請求項１～４のいずれか一項に記載の電極板を含む電極体と、
    　前記電極体を収容する外装体と、
    　を備えた、電池。
  7. 　芯体と、前記芯体上に形成された合剤層とを有する電極板の製造方法であって、
    　前記合剤層の表面にレーザー光を照射して識別表示を形成する、電極板の製造方法。
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WO2019069356A1 (ja) * 2017-10-02 2019-04-11 株式会社 東芝 電極群、二次電池、電池モジュール、蓄電装置、車両及び飛翔体
WO2019193869A1 (ja) * 2018-04-06 2019-10-10 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電極板、電極体及び電池

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