JPH03263757A - 電池用極板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電池用極板の製造方法に関する。

（従来の技術） 円筒形の非水電解液電池、アルカリニ次電池等の極板は
、長尺の帯状の正負極間にセパレータを介在させて、渦
巻き状に形成している。このような極板の導電基材とし
ては、ステンレス鋼などからなるラスメタル、つまり金
属板に一方向に沿う多数の切れ目を入れて、この切れ目
に直交する方向に金属板を引き延ばして切れ目を開口さ
せたものが多く使用されている。

従来の帯状極板の製造方法としては、例えば、電極活物
質および導電材を含有するペースト状の混合物（合剤ペ
ースト）を導電基材の両側に一定厚さで塗着し、溶媒を
飛散させた後、二本の回転ロール間に通し充填を行う「
ペースト法」、また、溶媒を用いず、混合粉末（合剤粉
末）を導電基材と共に二本の回転ロール間を通し、充填
を行う「ロール法」などが知られている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、極板における合剤の粉を保持するバインダー
としての結着性は、バインダーとじて用いるポリテトラ
フルオロエチレンの繊維化により生じる複雑にからみ合
った網状構造内に活物質粉末と導電性粉末とをｉｌ！１
ｔｊＮＬやずいことε、ポリテトラフルオロエチレン粒
子同士の付着しゃすきの２つの度合に依イｊしている。

ここでいう「繊維化」とは、ポリデｈラフルオ「１工チ
レン粒子同士のこすり合ねせ、またはポリテトラフルオ
ロエチレン占活物質粉末や導電性粉末εのこずり合わセ
によりポリテトラフルオロスチレン粒子はぜん断力が生
じボリデトラフルオロエチレン粒子が引き伸ばきれ、万
いにからみ合い網状となることをいう。この繊事１化を
高めるためには前記こすり合わせを如何に効率的にする
かにかかってくる。しかし７、「ペースト法」の場合は
ペースト製造段階では、水分３有率で［１０ｗｔ％も存
在−するため合剤粒子間に７Ｉ花する多聞σ）水の影響
で、ポリテトラフルオロエチレン粒子にせん断力がかか
りにくい状態になっており、十分に繊維化した合剤ペー
ストを得るこ色はできない。またこれに続く工程の回転
ロール間に通した際のせん断力による繊維化も不十分で
ある。また、１０一方法Ｊの場合は、やはり、１す１転
ロールによる甘ん断力だけでは、ポリテトラフルオロエ
チレンの繊維化が不−十分である。

そのため、ペースト状もｎ一方法もともに、金側粉末同
士の結霜が不十分となわ、極板表面からぬ粉の脱離や合
剤の脱落が発住、し易いという問題があ）た。

そこで、ボリテＬラフルオロエチレン粒子の繊維化を促
進させるため、合剤水分含有率を２０〜４０ｗｔ％に押
えることで、粒子間に介在する水の量を減ψきせ、粒子
どおし、の摩擦力を増加きせ、せん断力を増大きせるこ
とを考Ｘた。しかし、こ山場合の合剤は、水分がｔｐ　
ｆｌいためポリテトラフルオロエチレンの繊維化が促進
はするが、ペースト状にはならず、湿潤状態の大きな塊
状をなすため、従来の「べ−＝スト法］や「ロール法」
を用いることはできないことが分−ノた。

本発明は、上記問題点を解消するためになきれたもので
、その目的は粉の脱離や合剤の脱落のない電池用極板の
製造方法を提供することにある。

Ｅ発明の構成］ （課題を解決するための手段） ずな訃も、本発明は、粗細活物質、導＠柵、ポリテトラ
フルオロエチレン及び水を混練して水分含イ１゛率が２
０〜４０ｗｔ％となる混合物とし、この混合物を湿潤状
態のまま１．０關〜・５．０　ｌｌ１１となる径の大き
きに製造する造粒工程と、前記造粒工程で得られた造粒
物を湿潤状態のまま導電基祠とともに二本の回転口・−
ル間に通すことからなる充駒土程とを有することを特徴
εする電池用極板の製造方法に関する。

次に、本発明の正極板製造方法を説明する。

まず、本地活物質、導電材、ポリテトラフルオロエチレ
ンおよび水を混練して、水分含有率が２０〜４０ｗｔ％
となる混合物を作成する。ここで、水分含有率が２［１
ｖｔ％米満の場合は、均一な混練ができず、４ｏｖｔ％
より大きい場合は、ポリテトラフルオロエチレン粒子に
十分なせん断力が与えられないので繊維化が不十分とな
ってしまう。

こうしてできた混合物は塊状になっており、このよまで
は導電基月への充填は困難である。そこで、これに続く
１稈と【７て、この塊状混合物を細かく込杓する造粒を
行うには、混合物を乾燥し含有水分を除失した方が造粒
しやすいが、乾燥状態のね子により導電越材へ充填する
と、粒子が硬いことにより導電基祠に伸び、厚さ変化お
よび変形などが生じてし２まう。そのため、造粒工程と
しては、塊状混合物を湿潤状態のまま造粒する。こうす
れば、湿潤状態の混合物のもつ柔らかさのため、導電基
拐の変形を什わない充填が行われる。造粒は粒子が１．
Ｏｍｍ〜５．０關径になるように行なう。

造粒物の大きさが１．０開未満の場合は扱いが困難とな
り、５，０開より大きい場合は充填時に二本のロール間
に入りにくく充填不良が生じてしまうからである。

続いて、二本の同転ロー＝〜ル間に前記造粒物を導電剋
＋１とともに通すことにより充填を行う。この時は、導
電基材に充填され剥離がなければよいのであって、厚み
出Ｌ７のための圧延は、乾燥後とする。

なお、混合物に加えるポリテトラフルオロエチレン量は
、電極活物質と導電材との総重量の２〜７ｗｔ％が好ま
しい。２ｖｔ％未満の場合は、第２図に示すように電極
群作製時の絶縁不良が発生し、また、７ｗｔ％より大き
い場合は、第３図に示すように１００Ω定抵抗放電時の
放電容量維持率が低下してしまう。なお放電容量維持率
はポリテトラフルオロエチレンｍ０ｖｔ％時を１００と
して示しである。

（作　用） 本発明の電池用極板の製造方法は前述した造粒工程およ
び充填工程を有するので、合剤が導電基材から離脱しな
い。したがって本発明により製造した極板を用いれば、
電極群作製時の絶縁不良や電池製造時の電圧不良のない
すぐれた電池が得られる。

（実施例） 本発明の一実施例を円筒形二酸化マンガン／リチウム電
池に適用して説明する。

正極活物質としての二酸化マンガン９２重量部に対し、
導電材８重量部、ポリテトラフルオロエチレン５重量部
、水４０重量部を混練し得た混合物を、平均４．０ｍｍ
径の粒となるように造粒し、これらを材質Ｓ　Ｕ　Ｓ　
４３０幅１００ｕ＋、厚さ０．２０關からなるラスメタ
ルＭとともに、径１００ｍｍで同速回転を行う２本の回
転ロールＲ１の間を通し充填を行う。続いて１００℃の
熱風で２０分間乾燥した後、圧延ローラーブレスＲ２１
こより厚みが０．４７鵬鵬になるよう圧延を行った。こ
れを長さ２２０關、幅２Ｂ−１に裁断し、この中央部を
４關幅で導電基板２ａを露出させ、そこに長さ４０＋ｍ
、幅３ｍｍ、厚さ０．１關のＳＵＳステンレス板よりな
る正極集電体２ｃを抵抗溶接により溶接した。第４図は
このときの正極板の平面図である。

次に、負極板であるが、負極活物質は長さ２３０關、幅
２３＋ｕ、厚さＯ，ｌｔｆｌｍｍの金属リチウム板１ａ
の端部より２５ｓ＋ｍの部分に長さ３０關、幅８ｍｍの
圧着部と長さ１Ｂ＋ｕ、幅５１１１１のリード部を有す
る厚さ０．０７ｍｍのＮｉ板よりなる１字型負極集電板
１ｂのリード部側端部が位置して、負極板１が形成され
る。第５図はこのときの負極板１の平面図である。

上記正極板及び負極板を用いて円筒形非水電解液電池を
以下のようにして製作する。

ポリプロピレン製微孔性樹脂フィルム（ジュラガード２
４００．　　セラニーズ■製）からなる長さ　５２０關
、幅２９ｍｍ、厚さ０．０２５　ｍｍの帯状セパレータ
３に上記負極板１を包み込み、上記正極板２をその上に
載置し、正極板２が内側になるように片端部より巻回し
、渦巻状電極群を製造すると、第６図に示すような横断
面を有する渦巻状電極群が得られる。

次いで、上記渦巻状電極群をその底部に絶縁板４を配置
した形で電池容器５に収納し、前記負極集電体１ｂを電
池容器内底部に接続固定し、一方正極集電体２ｃは、正
極端子板６に接続固定する。次に電池容器５内にプロピ
レンカーボネート、１゜２−ジメトキシエタンの１＝１
混合非水溶媒に、過塩素酸リチウムを溶解した電解液を
注入した後、正極端子板６にポリプロピレンの封口体７
を嵌合したものを容器開口部に載置し、開口部の縁を内
側に湾曲させることにより密封し、外径１ｆｔ、Ｏｍｍ
。

高さ３３．２＋＋＋ｍの円筒形二酸化マンガン／リチウ
ム電池を製造すると、第７図に示すような縦断面図を有
する円筒形非水電解液電池が得られる。

上記の円筒形非水電解液電池を５００個試作した際、ま
ず渦巻状電極群について抵抗計による導通試験を行い、
３０ＭΩ未満のものを絶縁不良として、絶縁不良率を調
べ、結果を第１表に示した。

続いて、電極組立後１ケ月経過した時、電池の電圧を電
圧計により検査し、他と比較して極端に電圧の低いもの
を電圧不良として、電圧不良率を調べ、結果を第１表に
示した。

（比較例） 正極板の作製方法として、ペースト法を用いた点を除き
、実施例と同様の部材と構成からなる同一寸法の円筒形
二酸化マンガン／リチウム電池を５００個試作した。

上記比較例電池について、実施例と同一の導通試験およ
び電圧試験を行ない、その結果を第１表に併記した。

［発明の効果］ ｌ″ｉ上説明したよっに、本発明によれば極板ｌ−゛。

の会則の脱離のない電池７１１極板が得られ、絶縁本艮
や電Ｌ［不良のない信頼性σ）高い優れた電池を桿供す
るこεがＣきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明的−・実施例における電池用棒板の製造
］−楳図、第２図は混合物中のポリうパ″Ｌラフルオロ
エヂ１／ン瓜と渦巻状電極群山絶縁不良率との関係４示
（７たゲう）、第３図は混合物中のボリナトラブルオロ
１チ１ノン量と放電容量維持率との関係を示【６たグう
ソ、第４図は本発明における正極板１７）　ｓｋ′バｊ
１図、第５図１．１本発明にお＋ｊる負極板の甲曲閃、
め）６図は本発明による極板が用いらｔｌだ渦巻状電極
群の横断面図、第７図は第６図の渦巻状電極群を用いた
円筒形非水電解液電池の縦断面図である。 １・・・１″ｉ極板 １ｂ・・・負極集電板 ２ａ・・・導電、Ｊ大判 ２Ｃ・・・正相集電体 ４・・・絶縁板 ６・・・正極端−ｒ板 （８７３３）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電極活物質、導電材、ポリテトラフルオロエチレ
   ン及び水を混練して水分含有率が２０〜４０ｗｔ％とな
   る混合物とし、この混合物を湿潤状態のまま１．０ｍｍ
   〜５．０ｍｍ径の大きさに造粒する造粒工程と、前記造
   粒工程で得られた造粒物を湿潤状態のまま導電基材とと
   もに二本の回転ロール間に通すことからなる充填工程と
   を有する電池用極板の製造方法。
2. （２）前記ポリテトラフルオロエチレンの量は、電極活
   物質と導電材との総重量の２〜７ｗｔ％とする特許請求
   の範囲第１項記載の電池用極板の製造方法。