CN110199410A

CN110199410A - 电池用极板的制造方法、电池的制造方法以及电池

Info

Publication number: CN110199410A
Application number: CN201880008097.7A
Authority: CN
Inventors: 丸山雅秀
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2017-01-24
Filing date: 2018-01-19
Publication date: 2019-09-03
Anticipated expiration: 2038-01-19
Also published as: WO2018139349A1; US20210328250A1; US12087900B2; JP7070436B2; US11646438B2; CN110199410B; JPWO2018139349A1; US20230033345A1

Abstract

本公开的电池用极板的制造方法包含(A)在带状的极板(10)形成贯通孔(20)的工序和(B)将带状的极板沿着宽度方向切断的工序，在工序(A)中，贯通孔形成在沿带状的极板的宽度方向上延伸的切断线(21)上的位置，在工序(B)中，由沿着切断线配置的多个切断刀具(30A、30B)进行带状的极板的切断，多个切断刀具当中至少一个切断刀具配置于贯通孔的位置。

Description

电池用极板的制造方法、电池的制造方法以及电池

技术领域

本公开涉及电池用极板的制造方法、具备具有正极板和负极板的电极体的电池的制造方法、以及具备正极板和负极板隔着隔板对置配置的电极体的电池。

背景技术

二次电池等电池中使用的电极体有将带状的正极板和负极板隔着隔板卷绕的卷绕型和将单片的正极板和负极板隔着隔板层叠的层叠型，但为了提升电池的容量密度，适合层叠型的电极体。

为了提高生产率，通常将形成为带状的正极板、负极板分别切断成给定的尺寸来制造层叠型的电极体中使用的正极板以及负极板(例如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-179217号公报

发明内容

发明要解决的课题

对应于电池的高容量化而谋求极板自身的大型化。但在带状的极板中，若宽度方向的长度变大，在使用一个切断刀具切断宽度方向的长度大的极板的情况下，随着切断刀具的长度变长，难以维持切断刀具的直线性的精度。并且难以沿着宽度方向确保冲头与冲模所需要的间隙。

针对于此，在使用多个切断刀具切断带状的极板的宽度方向的情况下，特别在由各切断刀具形成的切断区域的连接部分会形成毛刺或突起等，非常难以维持切断面的形状的品质。

在本公开中，鉴于上述课题，其主要目的在于，提供电池用极板的制造方法，在将带状的极板切断成给定的尺寸来制造电池用极板的方法中，在极板的宽度方向的长度大的情况下切断部分的形状的品质也高。

用于解决课题的手段

本公开所涉及的电池用极板的制造方法是将带状的极板切断成给定的尺寸来制造电池用极板的方法，包含

(A)在带状的极板形成贯通孔的工序；和

(B)将带状的极板沿着宽度方向切断的工序，

在工序(A)中，贯通孔形成于在带状的极板的宽度方向上延伸的切断线上的位置，工序(B)通过沿着切断线配置的多个切断刀具进行，多个切断刀具当中至少一个切断刀具中的宽度方向的一端配置于贯通孔的位置。

发明效果

根据本公开，提供电池用极板的制造方法，在将带状的极板切断成给定的尺寸来制造电池用极板的方法中，在极板的宽度方向的长度大的情况下切断面的形状的品质也高。

附图说明

图1的(a)、(b)是示意性地表示本公开的一个实施方式中的电池用极板的制造方法的俯视图。

图2是沿着切断线示出2片切断刀具与贯通孔的位置关系的放大截面图。

图3的(a)是表示一边运送极板一边连续执行在极板形成贯通孔的工序和切断极板的工序的方法的截面图，(b)是表示冲头(固定板)的切断刀具的刀具面与冲模(固定板)的切断刀具的刀具面的间隙的截面图。

图4是示意性地表示本公开的一个实施方式中的极板以及贯通孔的结构的俯视图。

图5是示意性地表示本公开的一个实施方式中的接头的结构的俯视图。

图6是示意性地表示本公开的一个实施方式中的贯通孔的结构的俯视图。

图7是示意性地表示通过本公开的一个实施方式中的电池用极板的制造方法制造的电池用极板(单板)的结构的俯视图

图8是示意性地表示正极板以及负极板的层叠体的结构的俯视图。

具体实施方式

以下，基于附图来详细地说明本公开的实施方式。另外，本公开并不限定于以下的实施方式。此外，在不脱离起到本公开的效果的范围的范围内能够适宜变更。

图1的(a)、(b)是示意性地表示本公开的一个实施方式中的电池用极板的制造方法的俯视图。本实施方式中的电池用极板通过将带状的极板切断成给定的尺寸而制造。此外，本实施方式中制造的电池用极板适用于将正极板和负极板隔着隔板层叠的层叠型的电极体。另外，以下的说明中，为了将电池用极板和带状的极板区别而有时将其称作“单板”。

首先，如图1的(a)所示，准备带状的极板10。在此，极板10可以是正极板或负极板中的任一个。另外，带状的极板10能够使用在带状的芯体的两面形成活性物质层的结构。另外，带状的极板10在宽度方向A的一端部沿着长边方向B以给定的间隔形成多个接头13。

然后，如图1的(a)所示，在准备的带状的极板10形成多个贯通孔20。在此，各贯通孔20形成于在带状的极板10的宽度方向A上延伸的切断线21上的位置。

接下来，如图1的(b)所示，将带状的极板10沿着宽度方向A切断。在此，由沿着切断线21配置的2片切断刀具30A、30B进行切断。

图2是沿着切断线21示出2片切断刀具30A、30B与形成于极板10的贯通孔20的位置关系的放大截面图。如图2所示，2片切断刀具30A、30B的接缝(切断刀具30A、30B的端部沿着切断线21相互对置的部位)配置于贯通孔20的位置。另外，通过冲头与冲模的模具的组合进行切断，但图2仅示出冲头的模具(上刀具)，省略冲模的模具(下刀具)。

在本实施方式中，具有2片切断刀具30A、30B的宽度方向A上的刀具的直线性得以维持、并能够确保冲头与冲模所需要的间隙的程度的长度。为此，在极板10的宽度方向A的长度大于能够适用切断的长度(能确保冲头与冲模所需要的间隙的长度)的情况下，也能通过将2片切断刀具接在一起来将带状的极板10沿着宽度方向A切断。由此，在带状的极板10的宽度方向A的长度大的情况下，也能维持切断形状的品质不变地制造电池用极板。

另外，由于2片切断刀具30A、30B的接缝配置于贯通孔20的位置，因此2片切断刀具30A、30B也可以在切断线21上不是并排成一直线。

图3的(a)是表示在本实施方式中一边沿着长边方向B运送带状的极板10一边连续执行在带状的极板10形成贯通孔20的工序和将形成贯通孔20的带状的极板10沿着宽度方向A切断的工序的方法的截面图。

如图3的(a)所示，隔着带状的极板10配置冲头固定板31和冲模固定板41。冲头固定板31具备用于切断极板10的2片切断刀具30A、30B和用于在极板10形成贯通孔20的孔冲头32。另一方面，冲模固定板41具备与2片切断刀具30A、30B对置的切断刀具40和与孔冲头32对置的切断刀具42。

使用运送单元(未图示)沿极板10的长边方向B运送带状的极板10。在此，冲头固定板31配置为切断刀具30A、30B位于比孔冲头32更靠极板10的运送方向B的下游侧。

通过使如此配置的冲头固定板31下降到冲模固定板41侧，从而对带状的极板10同时进行贯通孔20的形成和极板10的切断。由此，在上游侧形成贯通孔20并在下游侧通过2片切断刀具30A、30B切断极板10，由此能够连续制造切断成给定的尺寸的电池用极板(单板)11。

另外，如图3的(b)所示，冲头(固定板)31的切断刀具30A、30B的刀具面与冲模(固定板)41的切断刀具的刀具面的间隙t优选为3μm以下。若间隙t超过3μm，就会在切断的极板的端面产生塌边，会对极板的端面施加应力，因而不优选。

另外，在本实施方式中，通过切断刀具30A、30B进行切断的定时是同时，切断刀具30A的宽度方向A上的切断刀具30B侧的端部位于贯通孔20上，基于在切断刀具30B的宽度方向A上的切断刀具30A侧的端部位于贯通孔20上的状态下切断极板的切断工法，说明了电池用电极板的制造方法，但本公开的电池用电极板的制造方法并不限定于该工法。例如作为第1切断工序，也可以利用切断刀具(第1切断刀具)30A在贯通孔20与极板10的宽度方向一端的端边之间切断，作为与第1切断工法不同工法即第2切断工序，也可以利用切断刀具(第2切断刀具)30B在贯通孔20与极板10的宽度方向另一端之间的区域切断。此外，各切断刀具的长度也可以各不相同。在切断定时不同且切断刀具的长度不相同的情况下，之后切断的切断刀具也可以宽度方向上的一端不在贯通孔上，而是在向之前背部切断的切断刀具侧进一步延伸突出的状态下切断极板。

在本实施方式中，如图4所示，在切断刀具30A、30B同时切断的情况下，贯通孔20的长边方向B上的长度L只要大于切断刀具30A、30B相互对置的端部的宽度方向上的距离，其大小就没有特别限制。为了尽可能抑制形成贯通孔20所引起的电池容量的降低，贯通孔20的长边方向B上的长度L优选为尽可能小，具体优选为4mm以下。

另外，在本实施方式中，贯通孔20的形状被说明为矩形的贯通孔，但本公开的电池用电极板的制造方法并不限定于此。例如也可以是圆状的贯通孔等。

此外，如图4所示，本实施方式中的电池用极板的制造方法能够特别适合地适用于带状的极板10的宽度方向A的长度W为100mm以上的情况。如上述那样，在使用一个切断刀具切断宽度方向A的长度W大的极板10的情况下，难以确保切断刀具的宽度方向A上的直线性的精度。但在本实施方式中，即使是极板10的宽度方向A的长度W大于能够使用一个切断刀具切断的长度(典型地不足100mm)的情况，也能够通过将2片切断刀具30A、30B接在一起来将带状的极板10沿着宽度方向A切断。

于是，通过切断带状的极板10制造的电池用极板(单板)11如图7所示，在对置的端边11a、11b形成一对缺口14。若缺口14的深度比形成于单板11的接头13更加延伸到单板11的内侧，则从单板11向接头13迂回而集电的路径增加。为此，为了减低这样的迂回路径，如图5所示，形成于极板10的多个接头13优选分别形成在与形成于切断线21上的位置的贯通孔20相比在长边方向B上更远离切断线21的位置、即在X方向上远离贯通孔20的端面的位置。

在本实施方式中，形成于在带状的极板10的宽度方向A上延伸的切断线21上的贯通孔20的个数并没有特别限定，对应于极板10的宽度方向A的长度W适宜决定即可。例如图6示出在切断线21上形成2个贯通孔20A、20B的情况，在该情况下，使用3片切断刀具来切断极板10。另外，贯通孔20A、20B决定其间隔，使得使用的3片切断刀具的长度大致相同即可。

在本实施方式中，带状的极板10能适用于正极板或负极板、或者正极板或负极板和隔板层叠的层叠体。

另外，在具备具有正极板和负极板的电极体的电池的制造方法中，正极板或负极板优选用本实施方式中的电池用极板的制造方法制造。

图7是示意性地表示用本实施方式中的电池用极板的制造方法制造的电池用极板(单板)11的结构的俯视图。另外，本实施方式中的单板11是正极板或负极板当中至少一方的极板，适用于具备正极板和负极板隔着隔板对置配置的电极体的电池。

如图7所示，本实施方式中的单板11在对置的端边11a、11b形成一对缺口14。此外，在与形成缺口14的端边11a、11b不同的其他端边11c形成从端边11c延伸突出的接头13。

这样的结构的单板11能够在将正极板和负极板层叠来形成层叠型的电极体时将缺口14用作定位标志。

另外，如图7所示，接头13优选形成在与缺口14相比在形成缺口14的端边14a的垂直方向X上更远离端边14a的位置。由此能够减低从单板11向接头13迂回而集电的路径。其结果能够减低电池的内部电阻。此外，还能够抑制由在缺口14迂回而向接头13集电的路径产生的电感的产生。

另外，在本实施方式中，形成于单板的接头使用形成于单板的端边当中的长边侧的结构进行了说明，但在本公开的电池用电极板中并不限定于该结构。例如也可以是在单板的端边当中的短边侧形成接头、在长边侧形成切断刀具的切断面的结构。

另外，缺口14的深度优选尽可能小。由此，能够抑制由于形成缺口14而产生的电池容量的降低。此外，能够抑制由一对缺口14形成的单板11的变细部分所引起的单板11的电阻增加。

作为本实施方式中的单板11的适合的形态，优选如图7所示，形成缺口14的端边11a、11b的长度W为100mm以上。此外，一对缺口14优选相互对置。此外，缺口14优选形成在形成缺口14的端边11a、11b的中央。此外，优选沿着形成缺口14的端边11a、11b的方向的缺口14的长度D₁比将缺口14除外的形成缺口14的端边11a、11b的长度(D₂×2)短。

作为本实施方式中的单板11的适合的形态而优选，单板11具有导电性的芯体和形成于芯体的表面的活性物质层，缺口14在芯体以及活性物质层形成于重叠的位置。此外，单板11在活性物质层上还具有隔板，缺口14在芯体、活性物质层以及隔板中形成于重叠的位置。

这时，优选的是，隔板在带状的极板10上形成贯通孔20前预先粘接在活性物质层上，通过将芯体、活性物质层以及隔板一起切断，能够在贯通孔、切断区域防止从活性物质层滑落活性物质。

作为本实施方式中的单板11的适合的形态，优选如图8所示，在隔着隔板(未图示)对置配置的正极板11A以及负极板11B的层叠体中，形成于正极板11A的缺口14的面积大于形成于负极板11B的缺口的面积。进而优选，形成于负极板11B的缺口14的边缘15b的全部与形成于正极板11A的缺口14的边缘15a相比更向外侧突出。通过这样的结构，在将本实施方式适用于锂离子二次电池的情况下，能够在充放电循环中防止在负极板11B上析出锂。

以上通过适合的实施方式说明了本公开，但这样的记述并不是限定事项，当然能进行各种改变。

例如，在上述实施方式中，作为切断刀具而用冲头与冲模的管型的组合来进行极板10的切断，但并不限定于此，只要是通过在极板10的厚度方向上使一组模具当中一方的模具向另一方的模具移动来切断极板10即可。也可以一对模具当中两方的模具都为了切断而移动。此外，一对模具当中为了切断而移动的模具不一定非要相对于宽度方向A垂直地移动。例如，也可以相对于宽度方向A倾斜地移动，或描绘弧状的轨迹移动。也可以在一对模具中相互的端边具有交点，一边在该交点使相互的端边抵接一边进行切断。此外，一对模具当中冲模固定板侧的模具也可以如冲头固定板侧那样将薄的刀具触碰极板来进行切断。

此外，适用于本实施方式的电池并没有特别限定，例如适合锂离子二次电池、镍氢电池等电池。

符号说明

10 极板

11 电池用极板(单板)

11A 正极板

11B 负极板

13 接头

14 缺口

15a、15b 缺口的边缘

20 贯通孔

21 切断线

30A、30B 切断刀具

31 冲头固定板

32 孔冲头

40、42 切断刀具

41 冲模固定板

Claims

1.一种电池用极板的制造方法，将带状的极板切断成给定的尺寸，所述电池用极板的制造方法包含：

(A)在所述带状的极板形成贯通孔的工序；和

(B)将所述带状的极板沿着宽度方向切断的工序，

在所述工序(A)中，所述贯通孔形成于在所述带状的极板的宽度方向上延伸的切断线上的位置，

所述工序(B)通过沿着所述切断线配置的多个切断刀具进行，

将所述切断刀具当中至少一个刀具的所述宽度方向的一端配置于所述贯通孔上的位置来进行切断。

2.根据权利要求1所述的电池用极板的制造方法，其中，

所述工序(B)中的切断使用冲头与冲模的间隙为3μm以下的模具来进行。

3.根据权利要求1或2所述的电池用极板的制造方法，其中，

所述带状的极板的宽度方向的长度为100mm以上。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电池用极板的制造方法，其中，

所述贯通孔在所述带状的极板的长边方向上的长度为4mm以下。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的电池用极板的制造方法，其中，

所述极板包含正极板或负极板、或者正极板或负极板和隔板层叠的层叠体。

6.根据权利要求1或2所述的电池用极板的制造方法，其中，

所述带状的极板在宽度方向的一端部沿着长边方向以给定的间隔形成多个接头，

所述接头形成在与形成于所述切断线上的位置的所述贯通孔相比在长边方向上更远离所述切断线的位置。

7.一种电池的制造方法，所述电池具备具有正极板和负极板的电极体，

所述正极板或所述负极板用权利要求1～6中任一项所述的电池用极板的制造方法制造。

8.一种电池，具备正极板和负极板隔着隔板对置配置的电极体，

所述正极板或所述负极板当中至少一方的极板在对置的端边形成一对缺口，在与形成所述缺口的端边不同的其他端边形成从该端边延伸突出的接头。

9.根据权利要求8所述的电池，其中，

形成所述缺口的端边的长度为100mm以上。

10.根据权利要求8或9所述的电池，其中，

所述极板具有导电性的芯体和形成于该芯体的表面的活性物质层，还在活性物质层上具有隔板，

所述缺口在所述芯体、所述活性物质层以及所述隔板中形成于重叠的位置。

11.根据权利要求8～10中任一项所述的电池，其中，

所述接头形成在与所述缺口相比在形成该缺口的端边的垂直方向上更远离该端边的位置。

12.根据权利要求8～11中任一项所述的电池，其中，

沿着形成所述缺口的端边的方向的所述缺口的长度比将所述缺口除外的形成该缺口的端边的长度短。

13.根据权利要求8所述的电池，其中，

所述正极板以及所述负极板分别在对置的端边形成一对缺口，在与形成所述缺口的端边不同的其他端边形成从该端边延伸突出的接头。

14.根据权利要求13所述的电池，其中，

形成于所述正极板的缺口的面积大于形成于所述负极板的缺口的面积。

15.根据权利要求14所述的电池，其中，

在隔着所述隔板对置配置的所述正极板以及所述负极板的层叠体中，形成于所述负极板的缺口的边缘全都比形成于所述正极板的缺口的边缘更向外侧突出。