JP2002042789A - 電池用電極の製造方法および製造装置 - Google Patents
電池用電極の製造方法および製造装置Info
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- JP2002042789A JP2002042789A JP2000221287A JP2000221287A JP2002042789A JP 2002042789 A JP2002042789 A JP 2002042789A JP 2000221287 A JP2000221287 A JP 2000221287A JP 2000221287 A JP2000221287 A JP 2000221287A JP 2002042789 A JP2002042789 A JP 2002042789A
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- 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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 集電体に塗工された電極剤に段差や塗りむら
があると、そこでプレス時に機械的衝撃を受け、電極剤
が剥離しやすくなる。本発明は、段差や塗りむらがあっ
ても一様なプレス加工ができ、電極剤の剥離を生じにく
くし、電池製造時の歩留まりを向上させることを目的と
する。 【解決手段】 集電体に電極剤を塗工したシートを一対
のロール間をとおしてプレス加工する工程を有する電池
用電極の製造方法において、ロール間に導入されるシー
トの電極剤の厚さを検出し、その検出値に基づいて前記
ロール間の隙間を調整することにより、前記シートをそ
の電極剤の厚さに応じた隙間に調整されたロールにより
プレス加工する。
があると、そこでプレス時に機械的衝撃を受け、電極剤
が剥離しやすくなる。本発明は、段差や塗りむらがあっ
ても一様なプレス加工ができ、電極剤の剥離を生じにく
くし、電池製造時の歩留まりを向上させることを目的と
する。 【解決手段】 集電体に電極剤を塗工したシートを一対
のロール間をとおしてプレス加工する工程を有する電池
用電極の製造方法において、ロール間に導入されるシー
トの電極剤の厚さを検出し、その検出値に基づいて前記
ロール間の隙間を調整することにより、前記シートをそ
の電極剤の厚さに応じた隙間に調整されたロールにより
プレス加工する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集電体に電極剤を
塗工したシートをプレス加工して作製される電池用電極
の製造方法および製造装置に関する。
塗工したシートをプレス加工して作製される電池用電極
の製造方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ビデオカメラやノート型パソコン
などの携帯機器の普及に伴い、小型高容量の電池に対す
る需要が高まっている。小型高容量の電池として、負極
材料にリチウムイオンのドーピング・脱ドーピングが可
能な各種炭素質材料を用いたリチウムイオン二次電池が
提案され、盛んに開発が進められている。リチウムイオ
ン二次電池に使用される電極シートの製造方法には種々
上げられるが、一般的には、次の方法が採られている。
すなわち、集電体の片面にペースト状の電極剤を塗工
し、乾燥する。次いで、集電体の反対面（未塗工面）に
も同様に電極剤を塗工し、乾燥する。その後に熱処理を
施し、最後にロールプレス等を用いて圧延して電極シー
トとする。このような従来の製造方法において、プレス
工程では一定圧力で電極シートにプレス圧を印加する。
電極シートは、リードを接続するためなどの目的で、通
常は電極剤の未塗工部分を有する。
などの携帯機器の普及に伴い、小型高容量の電池に対す
る需要が高まっている。小型高容量の電池として、負極
材料にリチウムイオンのドーピング・脱ドーピングが可
能な各種炭素質材料を用いたリチウムイオン二次電池が
提案され、盛んに開発が進められている。リチウムイオ
ン二次電池に使用される電極シートの製造方法には種々
上げられるが、一般的には、次の方法が採られている。
すなわち、集電体の片面にペースト状の電極剤を塗工
し、乾燥する。次いで、集電体の反対面（未塗工面）に
も同様に電極剤を塗工し、乾燥する。その後に熱処理を
施し、最後にロールプレス等を用いて圧延して電極シー
トとする。このような従来の製造方法において、プレス
工程では一定圧力で電極シートにプレス圧を印加する。
電極シートは、リードを接続するためなどの目的で、通
常は電極剤の未塗工部分を有する。
【０００３】プレス工程において、一定圧力でプレス圧
を印加する従来の製造方法では、塗工部と未塗工部分と
では厚みが異なるために、両者の境界部分には段差が存
在している。このような段差があるために、ロールプレ
ス工程において、この段差部分で機械的衝撃を受けるこ
とになる。このため、プレスの搬送速度にもよるが、段
差部分において電極剤が集電体から剥離しやすくなる。
ロールプレス工程で衝撃を受けた電極が、この後の電極
巻き込み工程において、電極剤が剥離すると、発生した
電極剤の破片、粉末等が、電極シート間やセパレータ等
の間に入り込む。そうすると、巻込み電極がいびつにな
ったり、あるいは巻込み電極の短絡等を生じたりし、生
産効率を低下させることとなる。また、ロールプレス工
程において、プレス圧を印加される部分が未塗工部分か
ら塗工部分に移行する場合、最初にプレスロールに接触
する段差近傍の塗工部分では、プレス圧が変動する。こ
のプレス圧が変動した部分の電極シートは、他の一定の
プレス圧を受けた部分とは特性が異なるおそれがある。
従って、そのようなプレス圧が変動するのは好ましくな
い。
を印加する従来の製造方法では、塗工部と未塗工部分と
では厚みが異なるために、両者の境界部分には段差が存
在している。このような段差があるために、ロールプレ
ス工程において、この段差部分で機械的衝撃を受けるこ
とになる。このため、プレスの搬送速度にもよるが、段
差部分において電極剤が集電体から剥離しやすくなる。
ロールプレス工程で衝撃を受けた電極が、この後の電極
巻き込み工程において、電極剤が剥離すると、発生した
電極剤の破片、粉末等が、電極シート間やセパレータ等
の間に入り込む。そうすると、巻込み電極がいびつにな
ったり、あるいは巻込み電極の短絡等を生じたりし、生
産効率を低下させることとなる。また、ロールプレス工
程において、プレス圧を印加される部分が未塗工部分か
ら塗工部分に移行する場合、最初にプレスロールに接触
する段差近傍の塗工部分では、プレス圧が変動する。こ
のプレス圧が変動した部分の電極シートは、他の一定の
プレス圧を受けた部分とは特性が異なるおそれがある。
従って、そのようなプレス圧が変動するのは好ましくな
い。
【０００４】この課題を解決するために、集電体に電極
剤を塗工して電池用電極シートを製造するに際して、集
電体に電極剤を塗工し、乾燥した後のプレス加工を、一
定のロール間隙を設けた状態で行なう方法が提案されて
いる（たとえば特開平11-213988号公報）。しかし、こ
の方法では、プレスロールに接触する段差近傍の塗工部
分が理想的な段差ではなく、一部盛り上がったような場
合には十分対応できず、得られる電極シートの特性むら
を解消することはできない。
剤を塗工して電池用電極シートを製造するに際して、集
電体に電極剤を塗工し、乾燥した後のプレス加工を、一
定のロール間隙を設けた状態で行なう方法が提案されて
いる（たとえば特開平11-213988号公報）。しかし、こ
の方法では、プレスロールに接触する段差近傍の塗工部
分が理想的な段差ではなく、一部盛り上がったような場
合には十分対応できず、得られる電極シートの特性むら
を解消することはできない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
製造方法の欠点を解決するものであり、塗工時の段差や
塗りむらにがあった場合でもプレス圧の変動に対応でき
る手段を提供するものである。本発明は、後工程である
電極巻込み工程で電極剤の剥離を生じにくくし、電池製
造時の歩留まりを向上させる電池用電極シートの製造方
法を提供することを目的とする。
製造方法の欠点を解決するものであり、塗工時の段差や
塗りむらにがあった場合でもプレス圧の変動に対応でき
る手段を提供するものである。本発明は、後工程である
電極巻込み工程で電極剤の剥離を生じにくくし、電池製
造時の歩留まりを向上させる電池用電極シートの製造方
法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、集電体に電極
剤を塗工したシートを一対のロール間をとおしてプレス
加工する工程を有する電池用電極の製造方法において、
前記ロール間に導入されるシートの電極剤の厚さを検出
し、その検出値に基づいて前記ロール間の隙間を調整す
ることにより、前記シートをその電極剤の厚さに応じた
隙間に調整されたロールによりプレス加工することを特
徴とする。
剤を塗工したシートを一対のロール間をとおしてプレス
加工する工程を有する電池用電極の製造方法において、
前記ロール間に導入されるシートの電極剤の厚さを検出
し、その検出値に基づいて前記ロール間の隙間を調整す
ることにより、前記シートをその電極剤の厚さに応じた
隙間に調整されたロールによりプレス加工することを特
徴とする。
【０００７】本発明は、集電体に電極剤を塗工したシー
トを移動させる装置、前記移動するシートをプレス加工
する一対のロール、前記ロール間の隙間を調整するロー
ル移動装置、前記シートの電極剤の厚さを検出する電極
剤厚さ検出装置、および前記電極剤厚さ検出装置の出力
に基づいて前記ロール移動装置によりロール間の隙間を
調整する制御装置を具備する電池用電極の製造装置を提
供する。本発明の電池用電極の製造装置は、さらに前記
ロールの変位を検出するロール変位検出装置を有し、前
記制御装置が、前記電極剤厚さ検出装置の出力および前
記ロール変位検出装置の出力に基づいてロール間の隙間
を調整するように構成されていることが好ましい。
トを移動させる装置、前記移動するシートをプレス加工
する一対のロール、前記ロール間の隙間を調整するロー
ル移動装置、前記シートの電極剤の厚さを検出する電極
剤厚さ検出装置、および前記電極剤厚さ検出装置の出力
に基づいて前記ロール移動装置によりロール間の隙間を
調整する制御装置を具備する電池用電極の製造装置を提
供する。本発明の電池用電極の製造装置は、さらに前記
ロールの変位を検出するロール変位検出装置を有し、前
記制御装置が、前記電極剤厚さ検出装置の出力および前
記ロール変位検出装置の出力に基づいてロール間の隙間
を調整するように構成されていることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による電池用電極
の製造装置の要部の構成を示す。１は集電体を表す。こ
の集電体１は、図示しない巻き取り装置により図矢印の
方向に移動される。電極活物質に結着剤および溶剤など
を混合してペーストを調整する混練機３から供給される
ペーストを塗工する塗工ヘッド４と対向する位置に設置
された塗工ロール５上において、集電体１はその片面に
電極剤のペーストが塗工される。塗工されたペースト
は、図示しない乾燥装置により乾燥されて電極剤層２が
形成される。ここでは、集電体の片面のみに電極剤が塗
工されているが、集電体の両面に電極剤が塗工されても
よい。
の製造装置の要部の構成を示す。１は集電体を表す。こ
の集電体１は、図示しない巻き取り装置により図矢印の
方向に移動される。電極活物質に結着剤および溶剤など
を混合してペーストを調整する混練機３から供給される
ペーストを塗工する塗工ヘッド４と対向する位置に設置
された塗工ロール５上において、集電体１はその片面に
電極剤のペーストが塗工される。塗工されたペースト
は、図示しない乾燥装置により乾燥されて電極剤層２が
形成される。ここでは、集電体の片面のみに電極剤が塗
工されているが、集電体の両面に電極剤が塗工されても
よい。
【０００９】集電体１に電極剤層２を形成したシート
は、次に電極剤の厚さ検出装置７の下を通過した後、一
対のロール８ａ、８ｂ間をとおすことによりプレス加工
される。ロール８ａと８ｂには、両ロール間の隙間を調
整するロール移動装置９が左右に設けてある。制御装置
６は、電極剤の厚さ検出装置７の出力信号に基づいてロ
ール移動装置９を稼動させ、ロール８ａ、８ｂ間の隙間
を調整する。前記のロール上には、ロールの変位を検出
するロール変位検出装置１０が設けてある。制御装置６
には、ロール変位検出装置１０の出力信号も入力される
ようになっている。制御装置６は、シートの基準厚さに
対応するロールの基準位置からの変位を比較しながら検
出されたシートの厚さに適したロール間の隙間を設定す
ることができる。
は、次に電極剤の厚さ検出装置７の下を通過した後、一
対のロール８ａ、８ｂ間をとおすことによりプレス加工
される。ロール８ａと８ｂには、両ロール間の隙間を調
整するロール移動装置９が左右に設けてある。制御装置
６は、電極剤の厚さ検出装置７の出力信号に基づいてロ
ール移動装置９を稼動させ、ロール８ａ、８ｂ間の隙間
を調整する。前記のロール上には、ロールの変位を検出
するロール変位検出装置１０が設けてある。制御装置６
には、ロール変位検出装置１０の出力信号も入力される
ようになっている。制御装置６は、シートの基準厚さに
対応するロールの基準位置からの変位を比較しながら検
出されたシートの厚さに適したロール間の隙間を設定す
ることができる。
【００１０】厚さ検出装置７は、超音波やレーザーを使
った一般的な手法を用いることが可能である。ロール移
動装置９は、一般的な手法を用いることが可能である
が、より正確にロール間隔を設定するには、ネジの回転
を利用した方法や、空気圧や油圧を使った手法を用いる
ことが望ましい。ロールがどの程度移動したかを知るた
めには、例えばネジの回転角度または回転数によっても
可能である。しかし、より正確にはロールの変位を検出
する装置を備えていることが望ましい。さらには、ロー
ルの変位検出装置をシートの幅方向にずらして少なくと
も２個設置するのが望ましい。ロール間隔を左右で同じ
くなるように調整するためである。ロールの変位を検出
する装置は特に限定されず、超音波やレーザーを使った
一般的な手法を用いることが可能である。プレス加工
は、必ずしもロールプレスに限定されるものではない
が、量産に供するためにはロールプレスが好ましい。以
下の例では、プレス後にシートの熱処理を行っている
が、プレス前に実施しても差し支えない。この熱処理
は、乾燥時の温度よりも高温にすることが集電体と電極
剤の結着力を高めるために好ましい。
った一般的な手法を用いることが可能である。ロール移
動装置９は、一般的な手法を用いることが可能である
が、より正確にロール間隔を設定するには、ネジの回転
を利用した方法や、空気圧や油圧を使った手法を用いる
ことが望ましい。ロールがどの程度移動したかを知るた
めには、例えばネジの回転角度または回転数によっても
可能である。しかし、より正確にはロールの変位を検出
する装置を備えていることが望ましい。さらには、ロー
ルの変位検出装置をシートの幅方向にずらして少なくと
も２個設置するのが望ましい。ロール間隔を左右で同じ
くなるように調整するためである。ロールの変位を検出
する装置は特に限定されず、超音波やレーザーを使った
一般的な手法を用いることが可能である。プレス加工
は、必ずしもロールプレスに限定されるものではない
が、量産に供するためにはロールプレスが好ましい。以
下の例では、プレス後にシートの熱処理を行っている
が、プレス前に実施しても差し支えない。この熱処理
は、乾燥時の温度よりも高温にすることが集電体と電極
剤の結着力を高めるために好ましい。
【００１１】次に、本発明の電池用電極シートの製造方
法について、負極シートを一例として述べる。負極活物
質として、乳鉢などですりつぶしたミルド状炭素繊維を
用い、これに結着剤としてポリフッ化ビニリデン、導電
剤としてカーボンブラックを所定の割合で混合する。こ
の混合物に溶剤を加え、混練機により十分混合、分散さ
せ、負極用電極剤ペーストとする。集電体である銅箔の
片面に、乾燥ゾーンおよびドクターブレードを有する市
販のコーター等を使用して塗工し、所定温度にて乾燥す
る。集電体の反対面にもペーストを同様に塗工し、乾燥
した後、ロールプレスによって圧力を印加する。本発明
では、プレス圧力印加時のロールのプレス間隙を次のよ
うに調整する。すなわち、厚さ検出装置により取得した
電極剤の実際の厚さと、ロールの変位検出装置で取得し
た基準値に対する変位とを基にして、適切なロール隙間
を設定する。そしてし、ロールの移動機構を用いて、ロ
ール隙間を設定された値に調整する。こうして適切なロ
ール隙間に調整された状態でシートをプレス加工し、さ
らに所定の温度で熱処理を施す。本発明によれば、電極
剤の未塗工部と塗工部の段差部分においても、機械的衝
撃が小さくプレス圧変動は極力低減できるため、特性の
むらを小さく抑えることができる。
法について、負極シートを一例として述べる。負極活物
質として、乳鉢などですりつぶしたミルド状炭素繊維を
用い、これに結着剤としてポリフッ化ビニリデン、導電
剤としてカーボンブラックを所定の割合で混合する。こ
の混合物に溶剤を加え、混練機により十分混合、分散さ
せ、負極用電極剤ペーストとする。集電体である銅箔の
片面に、乾燥ゾーンおよびドクターブレードを有する市
販のコーター等を使用して塗工し、所定温度にて乾燥す
る。集電体の反対面にもペーストを同様に塗工し、乾燥
した後、ロールプレスによって圧力を印加する。本発明
では、プレス圧力印加時のロールのプレス間隙を次のよ
うに調整する。すなわち、厚さ検出装置により取得した
電極剤の実際の厚さと、ロールの変位検出装置で取得し
た基準値に対する変位とを基にして、適切なロール隙間
を設定する。そしてし、ロールの移動機構を用いて、ロ
ール隙間を設定された値に調整する。こうして適切なロ
ール隙間に調整された状態でシートをプレス加工し、さ
らに所定の温度で熱処理を施す。本発明によれば、電極
剤の未塗工部と塗工部の段差部分においても、機械的衝
撃が小さくプレス圧変動は極力低減できるため、特性の
むらを小さく抑えることができる。
【００１２】本発明の電極シートに使用できる集電体と
しては、金属箔、金属織物、金属メッシュ等があり、電
気抵抗の小さいものが好ましい。リチウムイオン二次電
池の電極用集電体としては金属箔が最も好ましい。具体
的には、正極用にアルミニウム箔、負極用に銅箔、正・
負極用にステンレス鋼箔等が使用できる。本発明の電池
用電極シートは、集電体の片面または両面に電極剤を塗
工した構成のものである。活物質と結着剤を混合し、結
着剤を溶解するか分散させる溶剤にてペースト状にした
電極剤を集電体の片面もしくは両面に塗工、乾燥し、プ
レスして形成されるものである。電極剤は、上述したよ
うに活物質と結着剤とを混合し、溶剤にてペースト状に
調製したものであるが、さらに導電材を混合した方が導
電性を高める上で好ましい。
しては、金属箔、金属織物、金属メッシュ等があり、電
気抵抗の小さいものが好ましい。リチウムイオン二次電
池の電極用集電体としては金属箔が最も好ましい。具体
的には、正極用にアルミニウム箔、負極用に銅箔、正・
負極用にステンレス鋼箔等が使用できる。本発明の電池
用電極シートは、集電体の片面または両面に電極剤を塗
工した構成のものである。活物質と結着剤を混合し、結
着剤を溶解するか分散させる溶剤にてペースト状にした
電極剤を集電体の片面もしくは両面に塗工、乾燥し、プ
レスして形成されるものである。電極剤は、上述したよ
うに活物質と結着剤とを混合し、溶剤にてペースト状に
調製したものであるが、さらに導電材を混合した方が導
電性を高める上で好ましい。
【００１３】本発明に適用できる活物質としては特に限
定されず、リチウムイオンをドーピング・脱ドーピング
可能なものであれば、正極活物質および負極活物質のい
ずれの材料でも使用可能である。例えば負極活物質の例
としては、炭素質材料があり、その形態も粉末状、繊維
状など種々の形態のものが使用可能である。炭素繊維と
しては、特に限定されるものではなく、一般に有機物を
焼成したものが用いられる。ポリアクリロニトロル（Ｐ
ＡＮ）から得られるＰＡＮ系炭素繊維、石炭または石油
等のピッチから得られるピッチ系炭素繊維、セルロース
から得られるセルロース系炭素繊維、低分子量有機物の
気体から得られる気相成長炭素繊維などが使用できる。
定されず、リチウムイオンをドーピング・脱ドーピング
可能なものであれば、正極活物質および負極活物質のい
ずれの材料でも使用可能である。例えば負極活物質の例
としては、炭素質材料があり、その形態も粉末状、繊維
状など種々の形態のものが使用可能である。炭素繊維と
しては、特に限定されるものではなく、一般に有機物を
焼成したものが用いられる。ポリアクリロニトロル（Ｐ
ＡＮ）から得られるＰＡＮ系炭素繊維、石炭または石油
等のピッチから得られるピッチ系炭素繊維、セルロース
から得られるセルロース系炭素繊維、低分子量有機物の
気体から得られる気相成長炭素繊維などが使用できる。
【００１４】正極活物質としては、アルカリ金属を含む
遷移金属酸化物や遷移金属カルコゲンなどの無機化合
物、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリフェニ
レンビニレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオ
フェンなどの共役系高分子、ジスルフィド結合を有する
架橋高分子、塩化チオニルなど、通常の二次電池におい
て用いられる正極を挙げることができる。これらの中
で、リチウム塩を含む非水電解液を用いた二次電池の場
合には、コバルト、マンガン、モリブデン、バナジウ
ム、クロム、鉄、銅、チタンなどの遷移金属酸化物や遷
移金属カルコゲンが好ましく用いられる。なかでもＬｉ
ＣｏＯ2 、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＭｎ2Ｏ4 、ＬｉyＮｉ
1-xＭｅxＯ2（Ｍｅ：Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅのいずれか
から選ばれる）、Ｌｉ1-x-aＡxＮｉ1-y-bＢyＯ2（ただ
し、Ａはアルカリ金属およびアルカリ土類金属よりなる
群から選ばれる少なくとも１種、Ｂは少なくとも１種の
遷移元素）は、電圧が高く、エネルギー密度も大きいた
めに好ましく使用できる。
遷移金属酸化物や遷移金属カルコゲンなどの無機化合
物、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリフェニ
レンビニレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオ
フェンなどの共役系高分子、ジスルフィド結合を有する
架橋高分子、塩化チオニルなど、通常の二次電池におい
て用いられる正極を挙げることができる。これらの中
で、リチウム塩を含む非水電解液を用いた二次電池の場
合には、コバルト、マンガン、モリブデン、バナジウ
ム、クロム、鉄、銅、チタンなどの遷移金属酸化物や遷
移金属カルコゲンが好ましく用いられる。なかでもＬｉ
ＣｏＯ2 、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＭｎ2Ｏ4 、ＬｉyＮｉ
1-xＭｅxＯ2（Ｍｅ：Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅのいずれか
から選ばれる）、Ｌｉ1-x-aＡxＮｉ1-y-bＢyＯ2（ただ
し、Ａはアルカリ金属およびアルカリ土類金属よりなる
群から選ばれる少なくとも１種、Ｂは少なくとも１種の
遷移元素）は、電圧が高く、エネルギー密度も大きいた
めに好ましく使用できる。
【００１５】電極剤の結着剤としては、特に限定するも
のではなく、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれであ
っても良い。また、溶液やエマルジョンなどの状態で使
用することも可能である。添加量としては、通常電極剤
中に０．０１〜４０ｗｔ％で使用される。具体的には、
各種エポキシ樹脂、セルロース樹脂、有機フッ素ポリお
よびコポリマ、アクリル樹脂、有機クロル系樹脂、ポリ
アミド、ポリイミド、ポリカーボネート等が挙げられ
る。なかでもポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオ
ロエチレン、六フッ化プロピレンポリマおよびコポリマ
が結着力、化学的安定性、塗工性などの点で優れるため
好ましい。導電剤としては、種々の炭素質材料を使用す
ることができる。導電性が良好で、かつ活物質的な特性
はなるべく有しない材料であることが好ましい。具体的
には人工黒鉛、アセチレンブラック、ケッチェンブラッ
クなどの熱分解炭素、気相生長炭素、メソフェーズ炭
素、コークス、有機物焼成体などが挙げられる。導電剤
は、活物質相互の電気的な接続を補助する機能を有して
おり、導電剤の粒径は活物質と同サイズか、あるいは活
物質よりも小さいことが好ましい。導電剤の添加量とし
ては、限定するものではないが、０．５〜３０ｗｔ％、
さらに好ましくは０．７〜２０ｗｔ％である。０．５ｗ
ｔ％未満では導電性への効果に乏しく、２０ｗｔ％を越
えると電極単位重量当たりの容量が低下するため好まし
くない。
のではなく、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれであ
っても良い。また、溶液やエマルジョンなどの状態で使
用することも可能である。添加量としては、通常電極剤
中に０．０１〜４０ｗｔ％で使用される。具体的には、
各種エポキシ樹脂、セルロース樹脂、有機フッ素ポリお
よびコポリマ、アクリル樹脂、有機クロル系樹脂、ポリ
アミド、ポリイミド、ポリカーボネート等が挙げられ
る。なかでもポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオ
ロエチレン、六フッ化プロピレンポリマおよびコポリマ
が結着力、化学的安定性、塗工性などの点で優れるため
好ましい。導電剤としては、種々の炭素質材料を使用す
ることができる。導電性が良好で、かつ活物質的な特性
はなるべく有しない材料であることが好ましい。具体的
には人工黒鉛、アセチレンブラック、ケッチェンブラッ
クなどの熱分解炭素、気相生長炭素、メソフェーズ炭
素、コークス、有機物焼成体などが挙げられる。導電剤
は、活物質相互の電気的な接続を補助する機能を有して
おり、導電剤の粒径は活物質と同サイズか、あるいは活
物質よりも小さいことが好ましい。導電剤の添加量とし
ては、限定するものではないが、０．５〜３０ｗｔ％、
さらに好ましくは０．７〜２０ｗｔ％である。０．５ｗ
ｔ％未満では導電性への効果に乏しく、２０ｗｔ％を越
えると電極単位重量当たりの容量が低下するため好まし
くない。
【００１６】
【実施例】以下に具体的な実施例を用いて本発明を説明
する。本発明は、以下の実施例に限定されるものではな
い。 《実施例１》ロールコーターを用いて、リチウムイオン
二次電池用の電極シートを形成した実施例について述べ
る。負極活物質として黒鉛（日本黒鉛（株）製”ＬＢ−
ＢＧ”）、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（呉羽化
学工業（株）製”ＫＦポリマー＃１１００）、導電剤と
してアセチレンブラック（電気化学工業製“デンカブラ
ック”）をそれぞれ重量比９０：５：５の割合で混合し
た。この混合物に、ポリフッ化ビニリデンに対する溶剤
としてＮ−メチル−２−ピロリドンを加え、混練機によ
り十分混合、分散させて、負極シート用電極剤ペースト
とした。集電体ある１４μｍ厚さの銅箔を走行させ、集
電体の片面に前記電極剤ペーストを塗工した後、温度９
０℃に設定した乾燥ゾーンを経て巻き取った。反対面も
同様にして電極剤ペーストを塗工し、乾燥後に巻き取っ
た。このようにして得られた電極シートを３ｍ／分の速
度で温度２００℃に設定した熱処理ゾーンを通過させた
後に、レーザー変位計（キーエンス社製ＬＫ2000）を用
いて両面から電極剤厚みを測定した。この時の片面の電
極剤の厚みは１２０μｍおよび１２２μｍであり、この
値から全体の厚みは２５６μｍと計算された。ロール移
動装置には、ロールの間隔をあらかじめ測定された厚み
よりも１割狭い間隔にするように設定されており、プレ
ス用のロールの間隔はこれよりも１割少ない２３０μｍ
に設定されたうえでロールプレスを行い、負極シートを
得た。
する。本発明は、以下の実施例に限定されるものではな
い。 《実施例１》ロールコーターを用いて、リチウムイオン
二次電池用の電極シートを形成した実施例について述べ
る。負極活物質として黒鉛（日本黒鉛（株）製”ＬＢ−
ＢＧ”）、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（呉羽化
学工業（株）製”ＫＦポリマー＃１１００）、導電剤と
してアセチレンブラック（電気化学工業製“デンカブラ
ック”）をそれぞれ重量比９０：５：５の割合で混合し
た。この混合物に、ポリフッ化ビニリデンに対する溶剤
としてＮ−メチル−２−ピロリドンを加え、混練機によ
り十分混合、分散させて、負極シート用電極剤ペースト
とした。集電体ある１４μｍ厚さの銅箔を走行させ、集
電体の片面に前記電極剤ペーストを塗工した後、温度９
０℃に設定した乾燥ゾーンを経て巻き取った。反対面も
同様にして電極剤ペーストを塗工し、乾燥後に巻き取っ
た。このようにして得られた電極シートを３ｍ／分の速
度で温度２００℃に設定した熱処理ゾーンを通過させた
後に、レーザー変位計（キーエンス社製ＬＫ2000）を用
いて両面から電極剤厚みを測定した。この時の片面の電
極剤の厚みは１２０μｍおよび１２２μｍであり、この
値から全体の厚みは２５６μｍと計算された。ロール移
動装置には、ロールの間隔をあらかじめ測定された厚み
よりも１割狭い間隔にするように設定されており、プレ
ス用のロールの間隔はこれよりも１割少ない２３０μｍ
に設定されたうえでロールプレスを行い、負極シートを
得た。
【００１７】正極活物質のＬｉＣｏＯ2 （日本化学工業
（株）製の“セルシード”）、導電剤として上記のアセ
チレンブラック、および結着剤として上記のポリフッ化
ビニリデンを重量比８０：５：１５の割合で混合した。
この混合物に、溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドン
を加え、混練機により十分混合、分散させて、正極電極
剤用ペーストとした。このペーストを集電体である２０
μｍ厚みのアルミ箔の片面に塗工した後、温度９０℃に
設定した乾燥ゾーンを経て巻き取った。反対面も同様に
して電極剤ペーストを塗工し、乾燥した後に巻き取っ
た。このようにして得られた正極シートを３ｍ／分の速
度で温度２００℃に設定した熱処理ゾーン通過させた後
に、負極シートの場合と同様のレーザー変位計を用いて
両面から電極剤厚みを測定した。この時の片面の電極剤
の厚みは１１０μｍおよび１１３μｍであった。この値
から全体の厚みは２４３μｍと計算され、プレス用のロ
ールの間隔はこれよりも１割少ない２１８μｍに設定
し、ロールプレスを行うことで正極シートを得た。
（株）製の“セルシード”）、導電剤として上記のアセ
チレンブラック、および結着剤として上記のポリフッ化
ビニリデンを重量比８０：５：１５の割合で混合した。
この混合物に、溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドン
を加え、混練機により十分混合、分散させて、正極電極
剤用ペーストとした。このペーストを集電体である２０
μｍ厚みのアルミ箔の片面に塗工した後、温度９０℃に
設定した乾燥ゾーンを経て巻き取った。反対面も同様に
して電極剤ペーストを塗工し、乾燥した後に巻き取っ
た。このようにして得られた正極シートを３ｍ／分の速
度で温度２００℃に設定した熱処理ゾーン通過させた後
に、負極シートの場合と同様のレーザー変位計を用いて
両面から電極剤厚みを測定した。この時の片面の電極剤
の厚みは１１０μｍおよび１１３μｍであった。この値
から全体の厚みは２４３μｍと計算され、プレス用のロ
ールの間隔はこれよりも１割少ない２１８μｍに設定
し、ロールプレスを行うことで正極シートを得た。
【００１８】得られた正極シートおよび負極シートを正
極は５４ｍｍ幅、負極は５６ｍｍ幅にそれぞれ裁断し、
リードを溶接した後、これらの正・負極シートを、２５
μｍ厚さ、幅５８ｍｍのポリエチレン製セパレータ（宇
部興産社製）と共に巻込み機によってスパイラル状の巻
込み電極を得た。上記本発明の製造方法にて、スパイラ
ル状の巻込み電極を１００個製造した。この実施例１で
電極巻き込み時に電極短絡を生じた個数は２個であっ
た。
極は５４ｍｍ幅、負極は５６ｍｍ幅にそれぞれ裁断し、
リードを溶接した後、これらの正・負極シートを、２５
μｍ厚さ、幅５８ｍｍのポリエチレン製セパレータ（宇
部興産社製）と共に巻込み機によってスパイラル状の巻
込み電極を得た。上記本発明の製造方法にて、スパイラ
ル状の巻込み電極を１００個製造した。この実施例１で
電極巻き込み時に電極短絡を生じた個数は２個であっ
た。
【００１９】《実施例２》実施例１と同様の手法にてロ
ールプレスを行い、負極シートおよび正極シートを得
た。ただし、負極シートは、活物質としてＰＡＮ系炭素
繊維（東レ（株）製”Ｔ−３００”）を１２００℃で焼
成したものを用いた。これらの正・負極シートおよびセ
パレータを用いてスパイラル状の巻込み電極を１００個
製造した。この際の巻込み不良、あるいは巻込み電極短
絡の生じた個数は５個であった。
ールプレスを行い、負極シートおよび正極シートを得
た。ただし、負極シートは、活物質としてＰＡＮ系炭素
繊維（東レ（株）製”Ｔ−３００”）を１２００℃で焼
成したものを用いた。これらの正・負極シートおよびセ
パレータを用いてスパイラル状の巻込み電極を１００個
製造した。この際の巻込み不良、あるいは巻込み電極短
絡の生じた個数は５個であった。
【００２０】《比較例１》実施例１で提示した製造工程
のうち、正・負極シートとも、従来の一定間隔によるロ
ールプレスによってプレスした以外は実施例１と同様に
して正・負極シートを製造し、実施例１と同様にして巻
き込み電極１００個を製造した。この際の電極短絡の生
じた個数は２１個であった。
のうち、正・負極シートとも、従来の一定間隔によるロ
ールプレスによってプレスした以外は実施例１と同様に
して正・負極シートを製造し、実施例１と同様にして巻
き込み電極１００個を製造した。この際の電極短絡の生
じた個数は２１個であった。
【００２１】以上のとおり実施例１および２では、比較
例１に比べて、巻込み時の電極短絡の発生が低減し、製
造時の歩留まりを改善することができた。
例１に比べて、巻込み時の電極短絡の発生が低減し、製
造時の歩留まりを改善することができた。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、プレス圧力印加時のロ
ール間隙を電極剤の厚みに応じたロール間隔で行うの、
電極巻き込み時に発生する電極剤の集電体からの剥離を
低減でき、従って電極シート製造時の歩留まりを向上す
ることができる。
ール間隙を電極剤の厚みに応じたロール間隔で行うの、
電極巻き込み時に発生する電極剤の集電体からの剥離を
低減でき、従って電極シート製造時の歩留まりを向上す
ることができる。
【図１】本発明の一実施例における電極の製造装置の要
部の構成を示す。
部の構成を示す。
１ 集電体 ２ 電極剤 ３ 混練機 ４ 塗工ヘッド ５ 塗工ロール ６ 制御装置 ７ 電極剤厚さ検出装置 ８ａ、８ｂ プレスロール ９ ロール移動装置 １０ ロール変位検出装置
Claims (3)
- 【請求項１】 集電体に電極剤を塗工したシートを一対
のロール間をとおしてプレス加工する工程を有する電池
用電極の製造方法であって、前記ロール間に導入される
シートの電極剤の厚さを検出し、その検出値に基づいて
前記ロール間の隙間を調整することにより、前記シート
をその電極剤の厚さに応じた隙間に調整されたロールに
よりプセル加工することを特徴とする電池用電極の製造
方法。 - 【請求項２】 集電体に電極剤を塗工したシートを移動
させる装置、前記移動するシートをプレス加工する一対
のロール、前記ロール間の隙間を調整するロール移動装
置、前記シートの電極剤の厚さを検出する電極剤厚さ検
出装置、および前記電極剤厚さ検出装置の出力に基づい
て前記ロール移動装置によりロール間の隙間を調整する
制御装置を具備することを特徴とする電池用電極の製造
装置。 - 【請求項３】 さらに前記ロールの変位を検出するロー
ル変位検出装置を有し、前記制御装置が、前記電極剤厚
さ検出装置の出力および前記ロール変位検出装置の出力
に基づいてロール間の隙間を調整する請求項２記載の電
池用電極の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000221287A JP2002042789A (ja) | 2000-07-21 | 2000-07-21 | 電池用電極の製造方法および製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000221287A JP2002042789A (ja) | 2000-07-21 | 2000-07-21 | 電池用電極の製造方法および製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002042789A true JP2002042789A (ja) | 2002-02-08 |
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ID=18715727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000221287A Pending JP2002042789A (ja) | 2000-07-21 | 2000-07-21 | 電池用電極の製造方法および製造装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002042789A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008159410A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水系二次電池用正極板およびこれを用いた非水系二次電池 |
| JP2009059686A (ja) * | 2007-07-20 | 2009-03-19 | Panasonic Corp | 電池用電極板、電池用極板群、リチウム二次電池、電池用電極板の製造方法、及び電池用電極板の製造装置 |
| US7746780B2 (en) | 2004-07-23 | 2010-06-29 | Lg Electronics Inc. | Adaptive estimation of multimedia data transmission rate in a data communication system |
| JP2010205678A (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Toyota Motor Corp | 検査装置 |
| JP2011076917A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Nippon Zeon Co Ltd | 電極用バインダー組成物、電極用スラリー組成物、電極および電池 |
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-
2000
- 2000-07-21 JP JP2000221287A patent/JP2002042789A/ja active Pending
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