非水電解液二次電池用電極板及びその製造方法
【課題】 集電体上に均一に電極活物質が塗布され、品質の安定が図れ、簡易な塗布装置で製造できる非水電解液二次電池用電極板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 電極活物質層１ａ、１ｂを集電体２上に塗布、乾燥により形成した後、所定の寸法に切断した非水電解液二次電池用電極板において、電極活物質の塗布方向に対して集電体の表面の塗布幅が裏面の塗布幅より狭くして形成した後、塗布方向と垂直に切断する。
【解決手段】 電極活物質層１ａ、１ｂを集電体２上に塗布、乾燥により形成した後、所定の寸法に切断した非水電解液二次電池用電極板において、電極活物質の塗布方向に対して集電体の表面の塗布幅が裏面の塗布幅より狭くして形成した後、塗布方向と垂直に切断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非水電解液二次電池用電極板及びその製造方法に関し、特に効率的に電極を作製する非水電解液二次電池用電極板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータなどの小型電子機器の電源としてリチウムイオン二次電池などの非水電解液二次電池が用いられてきている。最近では非水電解液二次電池の用途が電動アシスト用自転車、電動工具の電源などに拡大するのに伴い、非水電解液二次電池を効率的に製造することが望まれてきている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池は、集電体上にリチウムイオンを吸蔵、放出し得る電極活物質を含有する電極活物質層を形成した正極と負極が、電解液、およびこれを含むセパレータを介して積層巻回され電池ケースの中に密閉された状態となっている。
【０００４】
リチウムイオン二次電池を組み立てる際に電極に引き出しタブを接続する必要性などから電極には集電体上に電極活物質層を形成しない電極活物質層の非塗布部を設ける必要があるため、特許文献１及び特許文献２に記載されているように、集電体上に電極活物質層を間欠的に塗布する工法が採られている。
【０００５】
また、リチウムイオン二次電池を積層巻回し、電池ケースの中に収める際には最外周の電極板は片面のみに電極活物質層を形成する片面塗布部を設け電池容量に寄与しない部分を減らす工夫がされており、特許文献３には集電体の表面と裏面に所定のピッチで位置をずらせて間欠的に電極活物質層を形成する装置の記載がある。集電体上に電極活物質層を間欠的に形成した後、所定の厚さに圧縮成形し、所定の幅にスリットして電極板としている。
【０００６】
さらに、特許文献４においては片面のみに電極活物質層を形成した片面塗布部を有する電極を段付きロールで圧縮成形する技術が記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−６８２０８号公報
【特許文献２】特開平１０−５５７９９号公報
【特許文献３】特開平１１−２２１５１２号公報
【特許文献４】特開２０００−２５１９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の電極板の製造においては、集電体上に電極活物質層を形成する際に間欠的に塗布を行うため、塗布装置が複雑なものとなり、間欠塗布機構の動作が煩雑で、特にそれぞれの電極活物質層の終端部で不具合が生じやすかった。また、始端部と中央部と終端部における集電体上の電極活物質の塗布量が一定になりにくかった。さらに表面と裏面で位置をずらせて間欠的に電極活物質層を形成する際には、表裏の位置あわせの調整が難しかった。
【０００９】
本発明の課題は、集電体上に均一に電極活物質が塗布され、品質の安定が図れ、簡易な塗布装置で製造できる非水電解液二次電池用電極板およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の非水電解液二次電池用電極板は、電極活物質層を集電体上に塗布、乾燥により形成した後、所定の寸法に切断した非水電解液二次電池用電極板において、前記電極活物質の塗布方向に対して前記集電体の表面の塗布幅が裏面の塗布幅より狭くして形成した後、塗布方向と垂直に切断したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の非水電解液二次電池用電極板の製造方法は、電極活物質層を帯状の集電体上に表面の塗布幅が裏面の塗布幅より狭くなるように各面で連続して塗布し、乾燥して形成する工程と、電極活物質層が形成された集電体を塗布方向と垂直に所定の寸法に切断する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、集電体上に電極活物質を間欠的に表裏面でピッチをずらして塗布することがないため、非水電解液二次電池用電極板が均一な電極活物質層を有し、簡便な装置で製造できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の非水電解液二次電池用電極板の塗布後の斜視図であり、図２は本発明の非水電解液二次電池用電極板の切断前の斜視図であり、図３は本発明の非水電解液二次電池用電極板の切断後の斜視図である。
【００１４】
本発明の非水電解液二次電池用電極板の製造について、負極電極板を例に説明する。黒鉛等からなる負極活物質とカーボンブラックなどの導電材を混合した後、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）などの結着剤をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などの溶剤に溶解した溶剤に分散させて負極スラリーとする。この負極スラリーを銅箔などの金属箔からなる集電体２上に塗布し、乾燥することによって電極活物質層１ａ、１ｂを形成する。電極活物質層は集電体２の片面、たとえば裏面に形成した後、表面に裏面より塗布幅を狭くして形成することも出来るし、表面の塗布幅を、裏面の塗布幅より狭くして両面に同時に形成することも出来る。
【００１５】
集電体２上に表面の塗布幅を、裏面の塗布幅より狭くして形成した電極活物質層１ａ、１ｂを所定の厚さに圧延ロールにより圧縮成型する。この際には段付の圧延ロール等を利用することにより、しわや亀裂などが発生することなく圧縮成型することが出来る。次に圧縮成型した電極板を図２の一点鎖線に示すように塗布方向と垂直な方向に等間隔に切断し、図３に示すような集電体２上に電極活物質層１ａ、１ｂが非塗布部と、片面のみの塗布部を有するように形成された非水電解液二次電池用電極板を得る事が出来る。なお、ここでは負極電極板の例で説明したが正極電極板の場合も同様に製造することが出来る。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
【００１７】
負極電極板は、幅４９０ｍｍ厚さ１０μｍの銅箔製の集電体上に、黒鉛からなる負極活物質とカーボンブラックからなる導電材を混合した後、結着剤としてＰＶｄＦを溶剤ＮＭＰに溶解した液に分散させた負極スラリーを集電体上の幅方向の一方に２３ｍｍ他方に５ｍｍの非塗布部を残して、塗布幅４６２ｍｍ、乾燥後の活物質重量が９．５ｍｇ／ｃｍ2になるように塗布、乾燥した。次に反対側の面に、負極スラリーを集電体上の幅方向に一方に８１ｍｍ他方に５ｍｍの非塗布部を残して、塗布幅４０４ｍｍ、乾燥後の活物質重量が１９．０５ｍｇ／ｃｍ2になるように塗布、乾燥した。
【００１８】
その後、段付の圧延ロールにより圧縮成型し、塗布方向と垂直方向に幅４４．０ｍｍに切断（スリット）を行い幅４４．０ｍｍ、集電体長さ４８０ｍｍ、表面塗布長さ４６３ｍｍ、裏面塗布長さ４０５ｍｍの負極電極板を得た。
【００１９】
正極電極板は、幅５１０ｍｍ、厚さ１５μｍのアルミニウム箔製の集電体上に、マンガン酸リチウムからなる正極活物質とカーボンブラックからなる導電材を混合した後、結着剤としてＰＶｄＦを溶剤ＮＭＰに溶解した液に分散させた正極スラリーを集電体上の幅方向の一方に４９ｍｍ他方に５ｍｍの非塗布部を残して、塗布幅４５６ｍｍ、乾燥後の活物質重量が２１．０５ｍｇ／ｃｍ2になるように塗布、乾燥した。次に反対側の面に、正極スラリーを集電体上の幅方向の一方に１１２ｍｍ他方に５ｍｍの非塗布部を残して、塗布幅３９３ｍｍ、乾燥後の活物質重量が４２．０５ｍｇ／ｃｍ2になるように塗布、乾燥した。
【００２０】
その後、段付の圧延ロールにより圧縮成型し、塗布方向と垂直方向に幅４３．０ｍｍに切断（スリット）を行い幅４３．０ｍｍ、集電体長さ５００ｍｍ、表面塗布長さ４５７ｍｍ、裏面塗布長さ３９４ｍｍの正極電極板を得た。
【００２１】
上述のように作製した負極電極板と正極電極板にそれぞれ外部引き出しタブを接続した後、ポリエチレン製のセパレータを介して積層、巻回し外装体に入れ電解液を注入した後、封止し非水電解液二次電池を得た。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の非水電解液二次電池用電極板の塗布後の斜視図。
【図２】本発明の非水電解液二次電池用電極板の切断前の斜視図。
【図３】本発明の非水電解液二次電池用電極板の切断後の斜視図。
【符号の説明】
【００２３】
１ａ、１ｂ 電極活物質層
２ 集電体
【技術分野】
【０００１】
本発明は非水電解液二次電池用電極板及びその製造方法に関し、特に効率的に電極を作製する非水電解液二次電池用電極板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータなどの小型電子機器の電源としてリチウムイオン二次電池などの非水電解液二次電池が用いられてきている。最近では非水電解液二次電池の用途が電動アシスト用自転車、電動工具の電源などに拡大するのに伴い、非水電解液二次電池を効率的に製造することが望まれてきている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池は、集電体上にリチウムイオンを吸蔵、放出し得る電極活物質を含有する電極活物質層を形成した正極と負極が、電解液、およびこれを含むセパレータを介して積層巻回され電池ケースの中に密閉された状態となっている。
【０００４】
リチウムイオン二次電池を組み立てる際に電極に引き出しタブを接続する必要性などから電極には集電体上に電極活物質層を形成しない電極活物質層の非塗布部を設ける必要があるため、特許文献１及び特許文献２に記載されているように、集電体上に電極活物質層を間欠的に塗布する工法が採られている。
【０００５】
また、リチウムイオン二次電池を積層巻回し、電池ケースの中に収める際には最外周の電極板は片面のみに電極活物質層を形成する片面塗布部を設け電池容量に寄与しない部分を減らす工夫がされており、特許文献３には集電体の表面と裏面に所定のピッチで位置をずらせて間欠的に電極活物質層を形成する装置の記載がある。集電体上に電極活物質層を間欠的に形成した後、所定の厚さに圧縮成形し、所定の幅にスリットして電極板としている。
【０００６】
さらに、特許文献４においては片面のみに電極活物質層を形成した片面塗布部を有する電極を段付きロールで圧縮成形する技術が記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−６８２０８号公報
【特許文献２】特開平１０−５５７９９号公報
【特許文献３】特開平１１−２２１５１２号公報
【特許文献４】特開２０００−２５１９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の電極板の製造においては、集電体上に電極活物質層を形成する際に間欠的に塗布を行うため、塗布装置が複雑なものとなり、間欠塗布機構の動作が煩雑で、特にそれぞれの電極活物質層の終端部で不具合が生じやすかった。また、始端部と中央部と終端部における集電体上の電極活物質の塗布量が一定になりにくかった。さらに表面と裏面で位置をずらせて間欠的に電極活物質層を形成する際には、表裏の位置あわせの調整が難しかった。
【０００９】
本発明の課題は、集電体上に均一に電極活物質が塗布され、品質の安定が図れ、簡易な塗布装置で製造できる非水電解液二次電池用電極板およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の非水電解液二次電池用電極板は、電極活物質層を集電体上に塗布、乾燥により形成した後、所定の寸法に切断した非水電解液二次電池用電極板において、前記電極活物質の塗布方向に対して前記集電体の表面の塗布幅が裏面の塗布幅より狭くして形成した後、塗布方向と垂直に切断したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の非水電解液二次電池用電極板の製造方法は、電極活物質層を帯状の集電体上に表面の塗布幅が裏面の塗布幅より狭くなるように各面で連続して塗布し、乾燥して形成する工程と、電極活物質層が形成された集電体を塗布方向と垂直に所定の寸法に切断する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、集電体上に電極活物質を間欠的に表裏面でピッチをずらして塗布することがないため、非水電解液二次電池用電極板が均一な電極活物質層を有し、簡便な装置で製造できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の非水電解液二次電池用電極板の塗布後の斜視図であり、図２は本発明の非水電解液二次電池用電極板の切断前の斜視図であり、図３は本発明の非水電解液二次電池用電極板の切断後の斜視図である。
【００１４】
本発明の非水電解液二次電池用電極板の製造について、負極電極板を例に説明する。黒鉛等からなる負極活物質とカーボンブラックなどの導電材を混合した後、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）などの結着剤をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などの溶剤に溶解した溶剤に分散させて負極スラリーとする。この負極スラリーを銅箔などの金属箔からなる集電体２上に塗布し、乾燥することによって電極活物質層１ａ、１ｂを形成する。電極活物質層は集電体２の片面、たとえば裏面に形成した後、表面に裏面より塗布幅を狭くして形成することも出来るし、表面の塗布幅を、裏面の塗布幅より狭くして両面に同時に形成することも出来る。
【００１５】
集電体２上に表面の塗布幅を、裏面の塗布幅より狭くして形成した電極活物質層１ａ、１ｂを所定の厚さに圧延ロールにより圧縮成型する。この際には段付の圧延ロール等を利用することにより、しわや亀裂などが発生することなく圧縮成型することが出来る。次に圧縮成型した電極板を図２の一点鎖線に示すように塗布方向と垂直な方向に等間隔に切断し、図３に示すような集電体２上に電極活物質層１ａ、１ｂが非塗布部と、片面のみの塗布部を有するように形成された非水電解液二次電池用電極板を得る事が出来る。なお、ここでは負極電極板の例で説明したが正極電極板の場合も同様に製造することが出来る。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
【００１７】
負極電極板は、幅４９０ｍｍ厚さ１０μｍの銅箔製の集電体上に、黒鉛からなる負極活物質とカーボンブラックからなる導電材を混合した後、結着剤としてＰＶｄＦを溶剤ＮＭＰに溶解した液に分散させた負極スラリーを集電体上の幅方向の一方に２３ｍｍ他方に５ｍｍの非塗布部を残して、塗布幅４６２ｍｍ、乾燥後の活物質重量が９．５ｍｇ／ｃｍ2になるように塗布、乾燥した。次に反対側の面に、負極スラリーを集電体上の幅方向に一方に８１ｍｍ他方に５ｍｍの非塗布部を残して、塗布幅４０４ｍｍ、乾燥後の活物質重量が１９．０５ｍｇ／ｃｍ2になるように塗布、乾燥した。
【００１８】
その後、段付の圧延ロールにより圧縮成型し、塗布方向と垂直方向に幅４４．０ｍｍに切断（スリット）を行い幅４４．０ｍｍ、集電体長さ４８０ｍｍ、表面塗布長さ４６３ｍｍ、裏面塗布長さ４０５ｍｍの負極電極板を得た。
【００１９】
正極電極板は、幅５１０ｍｍ、厚さ１５μｍのアルミニウム箔製の集電体上に、マンガン酸リチウムからなる正極活物質とカーボンブラックからなる導電材を混合した後、結着剤としてＰＶｄＦを溶剤ＮＭＰに溶解した液に分散させた正極スラリーを集電体上の幅方向の一方に４９ｍｍ他方に５ｍｍの非塗布部を残して、塗布幅４５６ｍｍ、乾燥後の活物質重量が２１．０５ｍｇ／ｃｍ2になるように塗布、乾燥した。次に反対側の面に、正極スラリーを集電体上の幅方向の一方に１１２ｍｍ他方に５ｍｍの非塗布部を残して、塗布幅３９３ｍｍ、乾燥後の活物質重量が４２．０５ｍｇ／ｃｍ2になるように塗布、乾燥した。
【００２０】
その後、段付の圧延ロールにより圧縮成型し、塗布方向と垂直方向に幅４３．０ｍｍに切断（スリット）を行い幅４３．０ｍｍ、集電体長さ５００ｍｍ、表面塗布長さ４５７ｍｍ、裏面塗布長さ３９４ｍｍの正極電極板を得た。
【００２１】
上述のように作製した負極電極板と正極電極板にそれぞれ外部引き出しタブを接続した後、ポリエチレン製のセパレータを介して積層、巻回し外装体に入れ電解液を注入した後、封止し非水電解液二次電池を得た。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の非水電解液二次電池用電極板の塗布後の斜視図。
【図２】本発明の非水電解液二次電池用電極板の切断前の斜視図。
【図３】本発明の非水電解液二次電池用電極板の切断後の斜視図。
【符号の説明】
【００２３】
１ａ、１ｂ 電極活物質層
２ 集電体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極活物質層を集電体上に塗布、乾燥により形成した後、所定の寸法に切断した非水電解液二次電池用電極板において、前記電極活物質の塗布方向に対して前記集電体の表面の塗布幅が裏面の塗布幅より狭くして形成した後、塗布方向と垂直に切断したことを特徴とする非水電解液二次電池用電極板。
【請求項２】
電極活物質層を帯状の集電体上に表面の塗布幅が裏面の塗布幅より狭くなるように各面で連続して塗布し、乾燥して形成する工程と、電極活物質層が形成された集電体を塗布方向と垂直に所定の寸法に切断する工程を含むことを特徴とする非水電解液二次電池用電極板の製造方法。
【請求項１】
電極活物質層を集電体上に塗布、乾燥により形成した後、所定の寸法に切断した非水電解液二次電池用電極板において、前記電極活物質の塗布方向に対して前記集電体の表面の塗布幅が裏面の塗布幅より狭くして形成した後、塗布方向と垂直に切断したことを特徴とする非水電解液二次電池用電極板。
【請求項２】
電極活物質層を帯状の集電体上に表面の塗布幅が裏面の塗布幅より狭くなるように各面で連続して塗布し、乾燥して形成する工程と、電極活物質層が形成された集電体を塗布方向と垂直に所定の寸法に切断する工程を含むことを特徴とする非水電解液二次電池用電極板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−１１７５５７（Ｐ２００８−１１７５５７Ａ）
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９７５４９（Ｐ２００６−２９７５４９）
【出願日】平成１８年１１月１日（２００６．１１．１）
【出願人】（０００１３４２５７）ＮＥＣトーキン株式会社 (1,832)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１日（２００６．１１．１）
【出願人】（０００１３４２５７）ＮＥＣトーキン株式会社 (1,832)
【Ｆターム（参考）】
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