JP2012146480A - 電極の製造方法、電池用電極および電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】曲率半径Rで巻回される集電体膜の内側に形成される活物質材料からなるライン状パターン121の高さH、頂部の幅W、集電体膜上におけるパターンの配列ピッチPとしたとき、これらの間に、P>W・R/(R−H)の関係が成立するように、各部の寸法が設定される。
【選択図】図2
Description
P>W・R/(R−H)
を満たすことを特徴としている。
P>W・R/(R−H)
を満たすことを特徴としている。
図1はこの発明にかかる電池用電極の一の態様を示す図である。本発明にかかる電池用電極10は、例えばリチウムイオン二次電池のような化学電池の電極として適用可能なものであり、その断面図である図1(a)に示すように、例えば金属膜のようなシート状導電体からなり集電体として機能する集電体層11の表面に、活物質層12を形成してなる構造を有する。より詳しくは、活物質層12は、それぞれが図1(a)の紙面に垂直な方向に延び集電体層11の表面に互いに離隔して形成された、活物質材料を含む複数のライン状パターン121を有している。このように構成された電池用電極10は、液体または固体の電解質層を挟んでもう1組の電極と対向配置されることで、両電極間で電解質層を介した電荷の移動が生じ電池として機能する。
S=P−Wb
により表される。
G=Q−W>0 … (式1)
となればよい。図2に示す2つの扇形、すなわち扇形OABと扇形OCDとの相似関係から、
Q:Rs=P:R
であるから、(式1)は、
G=Q−W=(Rs・P/R)−W
=(R−H)・P/R−W>0
と書き直すことができる。以上より、以下の条件式:
P>W・R/(R−H) … (式2)
が導かれる。電池用電極10を曲率半径Rまで巻回可能とするためには、活物質材料を含むライン状パターン121の頂部幅W、高さHおよび配列ピッチPが上記(式2)の関係を満たしていればよい。この条件が満たされるとき、電極10を最小曲率半径Rまで巻回しても、隣接パターン同士が接触しパターンが損壊したり剥離したりすることがない。
S>0、すなわち、P>Wb … (式3)
の関係が成り立つ。(式3)の関係が成立する限りにおいて、WとWbとの大小関係については問わない。つまり、図1、図2においては、W<Wb、つまり断面形状が略台形となったパターンの例を示しているが、パターンの断面形状はこれに限定されない。例えばW=Wb、すなわちパターンの断面形状が長方形であってもよく、またW>Wbであっても構わない。またパターン頂面が平らではなく、正または負の曲率を有していてもよい。
図3はこの発明にかかる電池用電極の製造装置の一例を示す図である。より詳しくは、同図はこの発明にかかる電極の製造方法を実施するのに好適な電極製造装置の一実施形態の要部を示す図である。上記のような構造を有する電池用電極10については、以下に説明するように、いわゆるノズルスキャン方式による塗布技術を用いて効率よく製造することが可能である。ノズルスキャン方式の塗布技術については多くの公知文献があるので(例えば特開2002−184303号公報参照)、ここでは詳しい説明を省略する。
図5は本発明にかかる電池の一実施形態の要部を示す拡大断面図である。この電池の主要部は、本発明にかかる一方極(例えば正極)の電池用電極10と、他方極(例えば負極)の電池用電極20とを、セパレータ30を挟んで対向させるとともに、これらの間隙空間を固体または液体の電解質40により充填した構造を有する積層体1となっており、電池はこの積層体1を巻回してケースに収めた構造となっている。電池全体の構造としては、例えば前記した特許文献1(特開2009−289586号公報)に記載のものの他、特許第4438863号公報、特許第4497904号公報に記載のものなどを採用することができる。
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態における活物質のライン状パターンのそれぞれは、その延設方向において基材の一方端側から他方端側に一体的に連続したものであるが、これに限定されず、ライン状パターンがその延設方向においていくつかに分断されていてもよい。
10 電池用電極
11 集電体膜
12 活物質層
20 他方極側電極
40 電解質
121 (活物質材料の)ライン状パターン
H (ライン状パターンの)高さ
P (ライン状パターンの)配列ピッチ
R (集電体膜の)曲率半径
W (ライン状パターン頂部の)幅
Wk ワーク
Claims (7)
- 基材の表面に活物質層を形成してなる、巻回可能な電池用電極の製造方法において、
前記活物質層の材料物質を含む塗布液を、前記基材の表面にライン状に塗布し該塗布液を硬化させることによって、互いに平行な複数のライン状パターンを有する前記活物質層を前記基材の表面に形成し、しかも、
前記基材の表面からの前記ライン状パターンの高さをH、前記ライン状パターンの頂部の幅をW、隣接する前記ライン状パターン間のピッチをP、前記巻回における前記集電体膜の曲率半径の最小値をRとしたとき、以下の関係式:
P>W・R/(R−H)
を満たすことを特徴とする電極の製造方法。 - 前記塗布液を吐出するノズルを前記基材の表面に対し相対移動させて、前記塗布液を前記基材の表面に塗布する請求項1に記載の電極の製造方法。
- 前記基材の表面に前記活物質層を形成してなる構造体を、前記ライン状パターンの延設方向に平行な軸周りに、かつ前記活物質層を内側にして巻回する工程を含む請求項1または2に記載の電極の製造方法。
- 前記基材は集電体膜である請求項1ないし3のいずれかに記載の電極の製造方法。
- 前記基材は集電体膜の表面に活物質膜を形成した積層体であり、該積層体の前記活物質膜の表面に前記塗布液を塗布する請求項1ないし3のいずれかに記載の電極の製造方法。
- 集電体膜の表面に活物質層が形成されてなる、巻回可能な電池用電極において、
前記活物質層は、前記集電体膜の表面に互いに平行に形成された複数のライン状パターンを有し、しかも、
前記集電体膜の表面からの前記ライン状パターンの高さをH、前記ライン状パターンの頂部の幅をW、隣接する前記ライン状パターン間のピッチをP、前記巻回における前記集電体膜の曲率半径の最小値をRとしたとき、以下の関係式:
P>W・R/(R−H)
を満たすことを特徴とする電池用電極。 - 請求項6に記載の電池用電極からなる一方極の電極と、他方極の電極とが電解質層を挟んで対向配置された積層体を有し、
前記積層体が、前記一方極の電極の前記活物質層を内側にして、該電極に形成された前記ライン状パターンの延設方向に平行な軸周りに巻回されている
ことを特徴とする電池。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014515165A (ja) * | 2011-04-27 | 2014-06-26 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | リチウムイオン蓄電池のセル巻線、および、セル巻線の製造方法 |
| JP2025107234A (ja) * | 2014-07-11 | 2025-07-17 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | リチウムイオン二次電池 |
| WO2025206397A1 (ja) * | 2024-03-29 | 2025-10-02 | 富士フイルム株式会社 | 電極の製造方法、電極の製造装置、及び電極膜の製造方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0424263U (ja) * | 1990-04-27 | 1992-02-27 | ||
| JPH07153490A (ja) * | 1993-11-26 | 1995-06-16 | Haibaru:Kk | 電 池 |
| JPH10144301A (ja) * | 1996-11-06 | 1998-05-29 | Dainippon Printing Co Ltd | 非水電解液二次電池用電極板及びその製造方法 |
| JPH11154534A (ja) * | 1997-11-19 | 1999-06-08 | Asahi Chem Ind Co Ltd | リチウムイオン二次電池要素 |
| JP2003303586A (ja) * | 2002-04-10 | 2003-10-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 二次電池用電極 |
| JP2005116248A (ja) * | 2003-10-06 | 2005-04-28 | Nissan Motor Co Ltd | 電池およびこの電池を搭載する車両 |
| JP2007026786A (ja) * | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Dainippon Printing Co Ltd | 非水電解液蓄電素子用電極構造体、該電極構造体の製造方法、および非水電解液蓄電素子 |
| WO2007074654A1 (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 非水電解質二次電池 |
| WO2008029719A1 (en) * | 2006-09-07 | 2008-03-13 | Panasonic Corporation | Nonaqueous electrolytic secondary cell |
| JP2010080427A (ja) * | 2008-05-22 | 2010-04-08 | Panasonic Corp | 二次電池用電極群およびこれを用いた二次電池 |
-
2011
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Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0424263U (ja) * | 1990-04-27 | 1992-02-27 | ||
| JPH07153490A (ja) * | 1993-11-26 | 1995-06-16 | Haibaru:Kk | 電 池 |
| JPH10144301A (ja) * | 1996-11-06 | 1998-05-29 | Dainippon Printing Co Ltd | 非水電解液二次電池用電極板及びその製造方法 |
| JPH11154534A (ja) * | 1997-11-19 | 1999-06-08 | Asahi Chem Ind Co Ltd | リチウムイオン二次電池要素 |
| JP2003303586A (ja) * | 2002-04-10 | 2003-10-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 二次電池用電極 |
| JP2005116248A (ja) * | 2003-10-06 | 2005-04-28 | Nissan Motor Co Ltd | 電池およびこの電池を搭載する車両 |
| JP2007026786A (ja) * | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Dainippon Printing Co Ltd | 非水電解液蓄電素子用電極構造体、該電極構造体の製造方法、および非水電解液蓄電素子 |
| WO2007074654A1 (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 非水電解質二次電池 |
| WO2008029719A1 (en) * | 2006-09-07 | 2008-03-13 | Panasonic Corporation | Nonaqueous electrolytic secondary cell |
| JP2010080427A (ja) * | 2008-05-22 | 2010-04-08 | Panasonic Corp | 二次電池用電極群およびこれを用いた二次電池 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014515165A (ja) * | 2011-04-27 | 2014-06-26 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | リチウムイオン蓄電池のセル巻線、および、セル巻線の製造方法 |
| JP2025107234A (ja) * | 2014-07-11 | 2025-07-17 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | リチウムイオン二次電池 |
| WO2025206397A1 (ja) * | 2024-03-29 | 2025-10-02 | 富士フイルム株式会社 | 電極の製造方法、電極の製造装置、及び電極膜の製造方法 |
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