JPH10275627A - 電池用発電要素の製造方法 - Google Patents
電池用発電要素の製造方法Info
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- JPH10275627A JPH10275627A JP9077222A JP7722297A JPH10275627A JP H10275627 A JPH10275627 A JP H10275627A JP 9077222 A JP9077222 A JP 9077222A JP 7722297 A JP7722297 A JP 7722297A JP H10275627 A JPH10275627 A JP H10275627A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Secondary Cells (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 正極と負極の形状を独立にすることが可能
で、正極と負極の短絡が防止できるばかりでなく、リチ
ウム電池などにおいては、充電時に負極要素上にリチウ
ムが電析することのない構造の発電要素の製造方法を提
供する。 【解決手段】 正極合剤と正極集電体から成る正極要素
及び、負極合剤と負極集電体から成る負極要素を対向す
るように配置し、更にこれら電極要素の間に該電極用素
間を電気的に隔離し、かつイオン伝導性を保持する隔膜
を重ねて発電要素を構成する電池用発電要素の製造にお
いて、発電要素として成形する前に正極要素と負極要素
を独立に成形する。
で、正極と負極の短絡が防止できるばかりでなく、リチ
ウム電池などにおいては、充電時に負極要素上にリチウ
ムが電析することのない構造の発電要素の製造方法を提
供する。 【解決手段】 正極合剤と正極集電体から成る正極要素
及び、負極合剤と負極集電体から成る負極要素を対向す
るように配置し、更にこれら電極要素の間に該電極用素
間を電気的に隔離し、かつイオン伝導性を保持する隔膜
を重ねて発電要素を構成する電池用発電要素の製造にお
いて、発電要素として成形する前に正極要素と負極要素
を独立に成形する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、正極合剤と正極集
電体、負極合剤と負極集電体、及びこれらを電気的に隔
離する隔膜を重ねて発電要素を構成する電池における発
電要素の製造方法に関する。
電体、負極合剤と負極集電体、及びこれらを電気的に隔
離する隔膜を重ねて発電要素を構成する電池における発
電要素の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、正極合剤と正極集電体、負極合剤
と負極集電体、及びこれらを電気的に隔離する隔膜を重
ねて発電要素を構成する場合、たとえば、スラリー化さ
れた正極合剤を塗工機等を用いて正極集電体上に塗布し
てリール状に巻き取ったリール１と、スラリー化された
負極合剤を塗工等機を用いて負極集電体上に塗布してリ
ール状に巻き取ったリール２と、同様にリール形状に巻
き取られた前記隔膜リール３を正極活物質層と負極活物
質層が隔膜を介して対向するようにリール１、リール
２、リール３を配置し、捲回機等を用いて渦巻き状に巻
き上げて発電要素とする手法や、同様に配置されたリー
ル１、リール２、リール３からくり出された正極、負
極、隔膜をロール等を用いて積層ラミネートし、所定形
状に打ち抜いて発電要素とする手法などが知られてい
る。
と負極集電体、及びこれらを電気的に隔離する隔膜を重
ねて発電要素を構成する場合、たとえば、スラリー化さ
れた正極合剤を塗工機等を用いて正極集電体上に塗布し
てリール状に巻き取ったリール１と、スラリー化された
負極合剤を塗工等機を用いて負極集電体上に塗布してリ
ール状に巻き取ったリール２と、同様にリール形状に巻
き取られた前記隔膜リール３を正極活物質層と負極活物
質層が隔膜を介して対向するようにリール１、リール
２、リール３を配置し、捲回機等を用いて渦巻き状に巻
き上げて発電要素とする手法や、同様に配置されたリー
ル１、リール２、リール３からくり出された正極、負
極、隔膜をロール等を用いて積層ラミネートし、所定形
状に打ち抜いて発電要素とする手法などが知られてい
る。
【０００３】しかしながら、従来の方法では、例えば、
前記の捲回方式の場合、連続生産上極めて好ましい方式
ではあるが、リール１、リール２、リール３のいずれか
に巻きずれなどが発生している場合は、正常な捲回体が
得られず、対向する電極のずれや、いわゆるタケノコ巻
きといった不良が発生し、工程の収率を著しく下げた
り、原反リールそのものを不良品として扱わねばならな
かった。
前記の捲回方式の場合、連続生産上極めて好ましい方式
ではあるが、リール１、リール２、リール３のいずれか
に巻きずれなどが発生している場合は、正常な捲回体が
得られず、対向する電極のずれや、いわゆるタケノコ巻
きといった不良が発生し、工程の収率を著しく下げた
り、原反リールそのものを不良品として扱わねばならな
かった。
【０００４】前記の積層ラミネート方式は、主に固体電
解質を隔膜として利用する電池や平坦な発電要素を幾層
か積層して電池とするいわゆる積層電池で用いられる方
式であり、この方式も連続生産上好ましい方式ではある
が、この方式の場合、正極要素と隔膜と負極要素を積層
したあとに打ち抜くため、対向する電極とその間にある
隔膜の大きさが同じとなり、打ち抜き時に電極集電体に
発生したバリによって正負極集電体が短絡する確率が高
かった。また、打ち抜き時の衝撃により電極材料に欠け
落ちが生じ、欠け落ちた粒子による短絡の発生の危険が
あった。
解質を隔膜として利用する電池や平坦な発電要素を幾層
か積層して電池とするいわゆる積層電池で用いられる方
式であり、この方式も連続生産上好ましい方式ではある
が、この方式の場合、正極要素と隔膜と負極要素を積層
したあとに打ち抜くため、対向する電極とその間にある
隔膜の大きさが同じとなり、打ち抜き時に電極集電体に
発生したバリによって正負極集電体が短絡する確率が高
かった。また、打ち抜き時の衝撃により電極材料に欠け
落ちが生じ、欠け落ちた粒子による短絡の発生の危険が
あった。
【０００５】また、正極と負極の大きさが同じであるた
め、例えば、リチウムイオン電池をこの方式で製造した
場合、充電時に正極より解離したリチウムイオンが対向
負極のエッジ部で金属リチウムとして析出し、サイクル
性を低下させたり、デンドライト状にリチウムが析出し
た場合は、隔膜を突き破って短絡を生じることがあっ
た。
め、例えば、リチウムイオン電池をこの方式で製造した
場合、充電時に正極より解離したリチウムイオンが対向
負極のエッジ部で金属リチウムとして析出し、サイクル
性を低下させたり、デンドライト状にリチウムが析出し
た場合は、隔膜を突き破って短絡を生じることがあっ
た。
【０００６】こういった現象を回避するために前記の捲
回方式では、負極の大きさを正極よりもわずかに大きく
し隔膜の大きさをさらに大きくすることで対応してき
た。また固体電解質を隔膜として用いる場合は、現状の
固体電解質そのものが１００μｍ程度の厚みを持ってお
り、仮にバリが発生したとしても前記のような短絡の発
生確率がかなり低いものとなっていた。しかし、電池の
高容量化のためには固体電解質そのものを薄くしてゆく
方向にあり、今後前記のような短絡が発生することが十
分考えられる。
回方式では、負極の大きさを正極よりもわずかに大きく
し隔膜の大きさをさらに大きくすることで対応してき
た。また固体電解質を隔膜として用いる場合は、現状の
固体電解質そのものが１００μｍ程度の厚みを持ってお
り、仮にバリが発生したとしても前記のような短絡の発
生確率がかなり低いものとなっていた。しかし、電池の
高容量化のためには固体電解質そのものを薄くしてゆく
方向にあり、今後前記のような短絡が発生することが十
分考えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、正極要素と
負極要素の大きさならびに形状を任意に設定することが
可能で、正極と負極の短絡が防止できるばかりでなく、
リチウム電池などにおいては、充電時に負極要素上にリ
チウムが電析することのない構造の電池用発電要素の製
造方法を提供することを目的とする。
負極要素の大きさならびに形状を任意に設定することが
可能で、正極と負極の短絡が防止できるばかりでなく、
リチウム電池などにおいては、充電時に負極要素上にリ
チウムが電析することのない構造の電池用発電要素の製
造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するものであり、下記の通りのものである。 （１）正極合剤と正極集電体から成る正極要素、及び、
負極合剤と負極集電体から成る負極要素を対向するよう
に配置し、更にこれら電極要素の間に、該電極要素間を
電気的に隔離し且つイオン伝導性を保持する隔膜を重ね
て発電要素を構成する電池用発電要素の製造において、
該発電要素を製造する手段が、一体化された正極合剤と
正極集電体を所定形状に成形して正極要素を製造する第
一の手段と、一体化された負極合剤と負極集電体を所定
形状に成形して負極要素を製造する第二の手段と、重ね
られた正極要素と隔膜と負極要素を所定形状に成形して
発電要素を製造する第三の手段からなる電池用発電要素
の製造方法であって、前記第一の手段及び第二の手段が
前記第三の手段に先行して実施されることを特徴とする
電池用発電要素の製造方法。 （２）第一の手段により製造された正極要素を連続した
シート上に配置する第四の手段と、第二の手段により製
造された負極要素を連続したシート上に配置する第五の
手段が、第三の手段に先行して実施されることを特徴と
する上記１記載の電池用発電要素の製造方法。 （３）第一の手段により製造された正極要素と第二の手
段により製造された負極要素を対向するように配置し、
更にこれら電極要素の間に、該電極要素間を電気的に隔
離し且つイオン伝導性を保持する隔膜を重ねて一体化す
る第六の手段が、第三の手段に先行して実施されること
を特徴とする上記１記載の電池用発電要素の製造方法。 （４）第六の手段により一体化された正極要素と隔膜と
負極要素から第四の手段で用いられた連続シートならび
に第五の手段で用いられた連続シートを剥離する第七の
手段を含むことを特徴とする上記１、２または３記載の
電池用発電要素の製造方法。
解決するものであり、下記の通りのものである。 （１）正極合剤と正極集電体から成る正極要素、及び、
負極合剤と負極集電体から成る負極要素を対向するよう
に配置し、更にこれら電極要素の間に、該電極要素間を
電気的に隔離し且つイオン伝導性を保持する隔膜を重ね
て発電要素を構成する電池用発電要素の製造において、
該発電要素を製造する手段が、一体化された正極合剤と
正極集電体を所定形状に成形して正極要素を製造する第
一の手段と、一体化された負極合剤と負極集電体を所定
形状に成形して負極要素を製造する第二の手段と、重ね
られた正極要素と隔膜と負極要素を所定形状に成形して
発電要素を製造する第三の手段からなる電池用発電要素
の製造方法であって、前記第一の手段及び第二の手段が
前記第三の手段に先行して実施されることを特徴とする
電池用発電要素の製造方法。 （２）第一の手段により製造された正極要素を連続した
シート上に配置する第四の手段と、第二の手段により製
造された負極要素を連続したシート上に配置する第五の
手段が、第三の手段に先行して実施されることを特徴と
する上記１記載の電池用発電要素の製造方法。 （３）第一の手段により製造された正極要素と第二の手
段により製造された負極要素を対向するように配置し、
更にこれら電極要素の間に、該電極要素間を電気的に隔
離し且つイオン伝導性を保持する隔膜を重ねて一体化す
る第六の手段が、第三の手段に先行して実施されること
を特徴とする上記１記載の電池用発電要素の製造方法。 （４）第六の手段により一体化された正極要素と隔膜と
負極要素から第四の手段で用いられた連続シートならび
に第五の手段で用いられた連続シートを剥離する第七の
手段を含むことを特徴とする上記１、２または３記載の
電池用発電要素の製造方法。
【０００９】本発明の製造方法によれば、発電要素とし
て成形する前に正極要素と負極要素を独立に成形するこ
とによって、正極と負極の形状を任意に取ることが可能
となり、正極と負極の短絡が防止できるばかりでなく、
リチウム電池などにおいては、充電時に負極要素上にリ
チウムが電析することのない構造の発電要素とすること
が可能である。
て成形する前に正極要素と負極要素を独立に成形するこ
とによって、正極と負極の形状を任意に取ることが可能
となり、正極と負極の短絡が防止できるばかりでなく、
リチウム電池などにおいては、充電時に負極要素上にリ
チウムが電析することのない構造の発電要素とすること
が可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１に本発明の実施の形態を示
し、図２〜８にその各手段を示す。以下に、図１から８
に示す本発明の実施の形態を実行するに当たっての各々
の手段について、具体的な例を挙げて説明するが、これ
らの例示された手段によって本発明が制限されるもので
はない。
し、図２〜８にその各手段を示す。以下に、図１から８
に示す本発明の実施の形態を実行するに当たっての各々
の手段について、具体的な例を挙げて説明するが、これ
らの例示された手段によって本発明が制限されるもので
はない。
【００１１】まず、正極要素の製造についてリチウムイ
オン二次電池の場合を例示すると、コバルト酸リチウ
ム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウムなどの正
極活物質粒子、グラファイト微粉、アセチレンブラッ
ク、カーボンブラックなどの導電性助剤、ポリフッ化ビ
ニリデン等のバインダー樹脂、Ｎメチルピロリドンなど
の溶剤をプラネタリーミキサーを用いて均一に分散した
正極材料スラリーを作成し、これをダイから押し出すと
同時に正極集電体としてアルミ箔をダイの前面を通過さ
せ、押し出されたスラリーを正極集電体上に転写し、必
要であればドクターブレードを用いて塗布厚み及び塗布
量を調整した後、熱風を用いて溶剤を揮散させ、正極材
料と正極集電体を一体化させる。
オン二次電池の場合を例示すると、コバルト酸リチウ
ム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウムなどの正
極活物質粒子、グラファイト微粉、アセチレンブラッ
ク、カーボンブラックなどの導電性助剤、ポリフッ化ビ
ニリデン等のバインダー樹脂、Ｎメチルピロリドンなど
の溶剤をプラネタリーミキサーを用いて均一に分散した
正極材料スラリーを作成し、これをダイから押し出すと
同時に正極集電体としてアルミ箔をダイの前面を通過さ
せ、押し出されたスラリーを正極集電体上に転写し、必
要であればドクターブレードを用いて塗布厚み及び塗布
量を調整した後、熱風を用いて溶剤を揮散させ、正極材
料と正極集電体を一体化させる。
【００１２】このとき分散手段としては、プラネタリー
ミキサー以外にも、ディゾルバー、ビーズミル、ニーダ
ー、バンバリーミキサー、ホモジナイザー、ヘンシェル
ミキサーなどを用いることができる。また、正極材料の
スラリーを集電体上に転写する場合も、正極材料のスラ
リーをダイから押し出す方式以外にも、パイプドクター
コーター、リバースロールコーター、ブレードコーター
などの塗工機を用いることができる。また、溶剤の揮散
手段としても、熱風だけではなく、遠赤外線などの手段
を用いることができる。
ミキサー以外にも、ディゾルバー、ビーズミル、ニーダ
ー、バンバリーミキサー、ホモジナイザー、ヘンシェル
ミキサーなどを用いることができる。また、正極材料の
スラリーを集電体上に転写する場合も、正極材料のスラ
リーをダイから押し出す方式以外にも、パイプドクター
コーター、リバースロールコーター、ブレードコーター
などの塗工機を用いることができる。また、溶剤の揮散
手段としても、熱風だけではなく、遠赤外線などの手段
を用いることができる。
【００１３】次に、負極要素の製造についても同様にリ
チウムイオン二次電池の場合を例示すると、グラファイ
ト粒子、微粉化されたカーボンファイバー、コークス粒
子などの負極活物質粒子、グラファイト粒子、アセチレ
ンブラック、カーボンブラックなどの導電性助剤、ポリ
フッ化ビニリデン、スチレンブタジエンゴムなどのバイ
ンダー樹脂、Ｎメチルピロリドン、水などの溶剤をプラ
ネタリーミキサーを用いて均一に分散した負極合剤のス
ラリーを作成し、これをダイから押し出すと同時に負極
集電体として銅箔をダイの前面を通過させ、押し出され
た負極合剤のスラリーを負極集電体上に転写し、必要で
あればドクターブレードを用いて塗布厚みを調整した
後、熱風を用いて溶剤を揮散させ、負極合剤と負極集電
体を一体化させる。
チウムイオン二次電池の場合を例示すると、グラファイ
ト粒子、微粉化されたカーボンファイバー、コークス粒
子などの負極活物質粒子、グラファイト粒子、アセチレ
ンブラック、カーボンブラックなどの導電性助剤、ポリ
フッ化ビニリデン、スチレンブタジエンゴムなどのバイ
ンダー樹脂、Ｎメチルピロリドン、水などの溶剤をプラ
ネタリーミキサーを用いて均一に分散した負極合剤のス
ラリーを作成し、これをダイから押し出すと同時に負極
集電体として銅箔をダイの前面を通過させ、押し出され
た負極合剤のスラリーを負極集電体上に転写し、必要で
あればドクターブレードを用いて塗布厚みを調整した
後、熱風を用いて溶剤を揮散させ、負極合剤と負極集電
体を一体化させる。
【００１４】このときも分散手段としては、プラネタリ
ーミキサー以外にもディゾルバー、ビーズミル、ニーダ
ー、バンバリーミキサー、ホモジナイザー、ヘンシェル
ミキサーなどを用いることができる。また、負極合剤の
スラリーを集電体上に転写する場合も負極合剤のスラリ
ーをダイから押し出す方式以外にも、パイプドクターコ
ーター、リバースロールコーター、ブレードコーターな
どの塗工機を用いることが可能である。また、溶剤の揮
散手段としても、熱風だけではなく、遠赤外線などの手
段を用いることが可能である。
ーミキサー以外にもディゾルバー、ビーズミル、ニーダ
ー、バンバリーミキサー、ホモジナイザー、ヘンシェル
ミキサーなどを用いることができる。また、負極合剤の
スラリーを集電体上に転写する場合も負極合剤のスラリ
ーをダイから押し出す方式以外にも、パイプドクターコ
ーター、リバースロールコーター、ブレードコーターな
どの塗工機を用いることが可能である。また、溶剤の揮
散手段としても、熱風だけではなく、遠赤外線などの手
段を用いることが可能である。
【００１５】本発明における第一の手段は、図１及び図
２に示すように、一体化された正極材料と正極集電体を
所定形状に成形して正極要素を製造する方法である。こ
こでは、所定形状に形成された金型を用いて一体化され
た正極活物質と正極集電体を打ち抜くことによって所定
形状に成形することができる。第一の手段としては、打
ち抜きだけではなく、回転刃によるトリミング、レーザ
ー光によるトリミングの手段を用いて所定形状に成形し
て正極要素を得ることも可能である。具体的に例えれ
ば、一辺５０ｍｍの正方形状の正極要素を独立に得るこ
とができる。
２に示すように、一体化された正極材料と正極集電体を
所定形状に成形して正極要素を製造する方法である。こ
こでは、所定形状に形成された金型を用いて一体化され
た正極活物質と正極集電体を打ち抜くことによって所定
形状に成形することができる。第一の手段としては、打
ち抜きだけではなく、回転刃によるトリミング、レーザ
ー光によるトリミングの手段を用いて所定形状に成形し
て正極要素を得ることも可能である。具体的に例えれ
ば、一辺５０ｍｍの正方形状の正極要素を独立に得るこ
とができる。
【００１６】本発明における第二の手段は、図１及び図
３に示すように、一体化された負極合剤と負極集電体を
所定形状に成形して負極要素を製造する方法である。こ
れも第一の手段と同様に、所定形状に形成された金型を
用いて一体化された負極合剤と負極極集電体を打ち抜く
ことによって所定形状に成形することができる。第二の
手段としては、打ち抜きだけではなく、回転刃によるト
リミング、レーザー光によるトリミングの手段を用いて
所定形状に成形して負極要素を得ることも可能である。
具体的に例えれば、固体電解質のような隔膜を用いる場
合は必要性は低いと思われるが、従来の問題点であるリ
チウムの電析を回避するために、第一の手段で得た正極
要素よりも大きめのものとして、一辺５５ｍｍの負極要
素を独立に得ることができる。
３に示すように、一体化された負極合剤と負極集電体を
所定形状に成形して負極要素を製造する方法である。こ
れも第一の手段と同様に、所定形状に形成された金型を
用いて一体化された負極合剤と負極極集電体を打ち抜く
ことによって所定形状に成形することができる。第二の
手段としては、打ち抜きだけではなく、回転刃によるト
リミング、レーザー光によるトリミングの手段を用いて
所定形状に成形して負極要素を得ることも可能である。
具体的に例えれば、固体電解質のような隔膜を用いる場
合は必要性は低いと思われるが、従来の問題点であるリ
チウムの電析を回避するために、第一の手段で得た正極
要素よりも大きめのものとして、一辺５５ｍｍの負極要
素を独立に得ることができる。
【００１７】本発明における第三の手段は、図１及び図
４に示すように、重ねられた正極要素と隔膜及び負極要
素を所定形状に成形して発電要素を得る手段であるが、
ここでは第一の手段ならびに第二の手段の説明で述べた
手段と同様な方法で所望の形状の発電要素を得ることが
できる。具体的に例えれば、正極と負極の短絡を防止す
るため一辺６０ｍｍの正方形状の発電要素を得ることが
できる。
４に示すように、重ねられた正極要素と隔膜及び負極要
素を所定形状に成形して発電要素を得る手段であるが、
ここでは第一の手段ならびに第二の手段の説明で述べた
手段と同様な方法で所望の形状の発電要素を得ることが
できる。具体的に例えれば、正極と負極の短絡を防止す
るため一辺６０ｍｍの正方形状の発電要素を得ることが
できる。
【００１８】本発明の製造方法によれば、第一の手段及
び第二の手段が第三の手段に先行して実施されることを
特徴とするため、得られた発電要素は、負極要素の大き
さが正極よりも２．５ｍｍ大きめにはみ出ており、充電
時に負極要素上にリチウムが電析することのない構造で
あるばかりでなく、隔膜が更に２．５ｍｍ大きめにはみ
出ているため正極要素と負極要素の短絡が発生しない構
造の発電要素を得ることができる。
び第二の手段が第三の手段に先行して実施されることを
特徴とするため、得られた発電要素は、負極要素の大き
さが正極よりも２．５ｍｍ大きめにはみ出ており、充電
時に負極要素上にリチウムが電析することのない構造で
あるばかりでなく、隔膜が更に２．５ｍｍ大きめにはみ
出ているため正極要素と負極要素の短絡が発生しない構
造の発電要素を得ることができる。
【００１９】更に、本発明の効果を生かしながらかつ生
産効率を上げるための第四の手段、第五の手段、第六の
手段、第七の手段の実施形態を以下に例示する。第四の
手段は、図１及び図５に示すように、第一の手段によっ
て所定形状に成形された正極要素を連続シート上に配置
する方法である。これを実施するに当たっては、例え
ば、第一の手段によって成形された正極要素を真空吸着
手段を用いて、表面に粘着剤を塗布したポリエステルの
連続フィルム上に配置することができる。このとき、対
向する負極要素との位置合わせを正確にするために、連
続フイルム上の正極要素の配置ピッチを均等にすること
が効率がよいので、連続フィルムの両サイドにはスプロ
ケット穴があけられ、連続フィルムの送りと前記真空吸
着装置の動作を同期させることが好ましい。
産効率を上げるための第四の手段、第五の手段、第六の
手段、第七の手段の実施形態を以下に例示する。第四の
手段は、図１及び図５に示すように、第一の手段によっ
て所定形状に成形された正極要素を連続シート上に配置
する方法である。これを実施するに当たっては、例え
ば、第一の手段によって成形された正極要素を真空吸着
手段を用いて、表面に粘着剤を塗布したポリエステルの
連続フィルム上に配置することができる。このとき、対
向する負極要素との位置合わせを正確にするために、連
続フイルム上の正極要素の配置ピッチを均等にすること
が効率がよいので、連続フィルムの両サイドにはスプロ
ケット穴があけられ、連続フィルムの送りと前記真空吸
着装置の動作を同期させることが好ましい。
【００２０】配置ピッチを均等にする方法としては、ス
プロケット穴を用いる以外にも、連続フィルム上にトン
ボマークをあらかじめ印刷しておき、光学的な手段など
によってトンボ位置を読みとり前記真空吸着手段と同期
させる方法、厚みセンサーを用いて、事前に配置された
正極要素の位置を検出し、連続フィルムの送り速度から
次に配置すべき位置を計算し、前記真空吸着手段へフィ
ードバックをかけるなどの方法を用いることも可能であ
る。また、連続フィルムとしては、ポリエステル以外に
もポリエチレン、塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリイ
ミド、アラミドなどのフィルムが使用可能であるが、寸
法精度、剛性、価格の面からポリエステルフィルムが好
適である。また、真空吸着手段以外にも機械的につまみ
上げることも可能であるが、電極への傷つけを避けるた
めには、真空吸着が好ましい。
プロケット穴を用いる以外にも、連続フィルム上にトン
ボマークをあらかじめ印刷しておき、光学的な手段など
によってトンボ位置を読みとり前記真空吸着手段と同期
させる方法、厚みセンサーを用いて、事前に配置された
正極要素の位置を検出し、連続フィルムの送り速度から
次に配置すべき位置を計算し、前記真空吸着手段へフィ
ードバックをかけるなどの方法を用いることも可能であ
る。また、連続フィルムとしては、ポリエステル以外に
もポリエチレン、塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリイ
ミド、アラミドなどのフィルムが使用可能であるが、寸
法精度、剛性、価格の面からポリエステルフィルムが好
適である。また、真空吸着手段以外にも機械的につまみ
上げることも可能であるが、電極への傷つけを避けるた
めには、真空吸着が好ましい。
【００２１】第五の手段は、図１及び図６に示すよう
に、第四の手段と同様に、所定形状に成形された負極要
素を連続シート上に配置する方法である。これを実施す
るに当たっては、第四の手段と同様に第二の手段によっ
て成形された負極要素を真空吸着手段を用いて、表面に
粘着剤を塗布したポリエステルの連続フィルム上に配置
することができる。このとき、対向する正極要素との位
置合わせを正確にするために、連続フイルム上の負極要
素の配置ピッチを均等にすることが効率がよいので、連
続フィルムの両サイドにはスプロケット穴があけられ、
連続フィルムの送りと前記真空吸着装置の動作を同期さ
せることが好ましい。
に、第四の手段と同様に、所定形状に成形された負極要
素を連続シート上に配置する方法である。これを実施す
るに当たっては、第四の手段と同様に第二の手段によっ
て成形された負極要素を真空吸着手段を用いて、表面に
粘着剤を塗布したポリエステルの連続フィルム上に配置
することができる。このとき、対向する正極要素との位
置合わせを正確にするために、連続フイルム上の負極要
素の配置ピッチを均等にすることが効率がよいので、連
続フィルムの両サイドにはスプロケット穴があけられ、
連続フィルムの送りと前記真空吸着装置の動作を同期さ
せることが好ましい。
【００２２】配置ピッチを均等にする方法としては、ス
プロケット穴を用いる以外にも、連続フィルム上にトン
ボマークをあらかじめ印刷しておき、光学的な手段など
によってトンボ位置を読みとり前記真空吸着手段と同期
させる方法、厚みセンサーを用いて、事前に配置された
負極要素の位置を検出し、連続フィルムの送り速度から
次に配置すべき位置を計算し、前記真空吸着手段へフィ
ードバックをかけるなどの方法を用いることも可能であ
る。
プロケット穴を用いる以外にも、連続フィルム上にトン
ボマークをあらかじめ印刷しておき、光学的な手段など
によってトンボ位置を読みとり前記真空吸着手段と同期
させる方法、厚みセンサーを用いて、事前に配置された
負極要素の位置を検出し、連続フィルムの送り速度から
次に配置すべき位置を計算し、前記真空吸着手段へフィ
ードバックをかけるなどの方法を用いることも可能であ
る。
【００２３】また、連続フィルムとしては、ポリエステ
ル以外にもポリエチレン、塩化ビニル、へポリプロピレ
ン、ポリイミド、アラミドなどのフィルムが使用可能で
あるが、寸法精度、剛性、価格の面からポリエステルフ
ィルムが好適である。また、真空吸着手段以外にも機械
的につまみ上げることも可能であるが、電極への傷つけ
を避けるためには、真空吸着が好ましい。
ル以外にもポリエチレン、塩化ビニル、へポリプロピレ
ン、ポリイミド、アラミドなどのフィルムが使用可能で
あるが、寸法精度、剛性、価格の面からポリエステルフ
ィルムが好適である。また、真空吸着手段以外にも機械
的につまみ上げることも可能であるが、電極への傷つけ
を避けるためには、真空吸着が好ましい。
【００２４】第六の手段は、図１及び図７に示すよう
に、第一の手段により作成された正極要素と第二の手段
により作成された負極要素を対向するように配置し、更
に、これら電極要素の間に該電極用素間を電気的に隔離
し、かつ、イオン伝導性を保持する隔膜を重ねて一体化
する方法であるが、例えば、隔膜として、あらかじめプ
ロピレンカーボネートとエチレンカーボネートの同体積
混合液１リットルあたり１モルの硼フッ化リチウムを溶
解した電解液を含浸させたポリフッ化ビニリデンシート
をリールからくりだし、同時に、第四の手段、第五の手
段により連続フィルム上に配置された正極要素及び負極
要素をカレンダーロールを通して圧着して正極要素、隔
膜、負極要素の一体化物を得ることができる。
に、第一の手段により作成された正極要素と第二の手段
により作成された負極要素を対向するように配置し、更
に、これら電極要素の間に該電極用素間を電気的に隔離
し、かつ、イオン伝導性を保持する隔膜を重ねて一体化
する方法であるが、例えば、隔膜として、あらかじめプ
ロピレンカーボネートとエチレンカーボネートの同体積
混合液１リットルあたり１モルの硼フッ化リチウムを溶
解した電解液を含浸させたポリフッ化ビニリデンシート
をリールからくりだし、同時に、第四の手段、第五の手
段により連続フィルム上に配置された正極要素及び負極
要素をカレンダーロールを通して圧着して正極要素、隔
膜、負極要素の一体化物を得ることができる。
【００２５】このとき、圧力のみで正極要素、隔膜、負
極要素を一体化する場合、電極材料組成や隔膜の樹脂組
成によっては圧着力が不足する場合があるため、カレン
ダーロールを加熱することによって密着力を高める方法
も可能である。例えば、電解液が含浸されていない隔膜
を用いる場合や、電極に用いられているバインダーと隔
膜を構成する樹脂の相溶性が低い場合は加熱が必要であ
る。
極要素を一体化する場合、電極材料組成や隔膜の樹脂組
成によっては圧着力が不足する場合があるため、カレン
ダーロールを加熱することによって密着力を高める方法
も可能である。例えば、電解液が含浸されていない隔膜
を用いる場合や、電極に用いられているバインダーと隔
膜を構成する樹脂の相溶性が低い場合は加熱が必要であ
る。
【００２６】第七の手段は、図１及び図８に示すよう
に、第六の手段により一体化された正極要素と隔膜と負
極要素から第四の手段で用いられた連続シートならびに
第五の手段で用いられた連続シートを剥離する手段であ
る。第六の手段の出口から、図１に示すように、第四の
手段で用いた連続シートならびに第五の手段で用いた連
続シートを各々独立して巻き取りながら第六の手段で一
体化された正極要素、隔膜、負極要素を送っていくこと
によって連続シートの剥離が実現できる。第六の手段の
説明でも述べたように、第六の手段で正極要素と隔膜と
負極要素を一体化したときに正極要素と隔膜の間、ある
いは負極要素と隔膜の間のいずれかもしくは両方とも密
着性が低いと、このときに正極要素と隔膜あるいは負極
要素と隔膜の間で剥離が発生し、発電要素を得ることが
不可能となるため、正極要素と隔膜、負極要素と隔膜の
密着性は正極要素と連続シート、負極要素と連続シート
の密着性より強いことが好ましく、また連続シートを剥
離する方向、すなわち、図１での第八の手段の中での連
続シートの進行方向と発電要素の進行方向のなす角度を
接着強度に応じて適宜調節する必要がある。
に、第六の手段により一体化された正極要素と隔膜と負
極要素から第四の手段で用いられた連続シートならびに
第五の手段で用いられた連続シートを剥離する手段であ
る。第六の手段の出口から、図１に示すように、第四の
手段で用いた連続シートならびに第五の手段で用いた連
続シートを各々独立して巻き取りながら第六の手段で一
体化された正極要素、隔膜、負極要素を送っていくこと
によって連続シートの剥離が実現できる。第六の手段の
説明でも述べたように、第六の手段で正極要素と隔膜と
負極要素を一体化したときに正極要素と隔膜の間、ある
いは負極要素と隔膜の間のいずれかもしくは両方とも密
着性が低いと、このときに正極要素と隔膜あるいは負極
要素と隔膜の間で剥離が発生し、発電要素を得ることが
不可能となるため、正極要素と隔膜、負極要素と隔膜の
密着性は正極要素と連続シート、負極要素と連続シート
の密着性より強いことが好ましく、また連続シートを剥
離する方向、すなわち、図１での第八の手段の中での連
続シートの進行方向と発電要素の進行方向のなす角度を
接着強度に応じて適宜調節する必要がある。
【００２７】図１では、第七の手段が第三の手段に先行
して実施されているが、実際の電池の組立では、第三の
手段を実施したあとこれら発電要素を幾組か重ねて実際
の電池に組み上げたり、電解液を供給したりする次の工
程が発生するため、次工程までの間は、第四の手段及び
第五の手段で用いた連続シートを正極要素及び負極要素
の保護膜として用いる場合は、第三の手段が第七の手段
に先行して実施されることができる。しかし第三の手段
が第七の手段に先行して実施された場合は連続生産性の
面からあまり好ましくなく、第七の手段が第三の手段に
先行して実施されることが好ましい。
して実施されているが、実際の電池の組立では、第三の
手段を実施したあとこれら発電要素を幾組か重ねて実際
の電池に組み上げたり、電解液を供給したりする次の工
程が発生するため、次工程までの間は、第四の手段及び
第五の手段で用いた連続シートを正極要素及び負極要素
の保護膜として用いる場合は、第三の手段が第七の手段
に先行して実施されることができる。しかし第三の手段
が第七の手段に先行して実施された場合は連続生産性の
面からあまり好ましくなく、第七の手段が第三の手段に
先行して実施されることが好ましい。
【００２８】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、発電要素と
して成形する前に正極要素と負極要素を独立に成形する
ことによって、正極と負極の形状を任意に取ることが可
能となり、正極と負極の短絡が防止できるばかりでな
く、リチウム電池などにおいては、充電時に負極要素上
にリチウムが電析することのない構造の発電要素とする
ことが可能である。
して成形する前に正極要素と負極要素を独立に成形する
ことによって、正極と負極の形状を任意に取ることが可
能となり、正極と負極の短絡が防止できるばかりでな
く、リチウム電池などにおいては、充電時に負極要素上
にリチウムが電析することのない構造の発電要素とする
ことが可能である。
【図１】本発明の製造方法の工程の一例を示す図であ
る。
る。
【図２】本発明における第一の手段の一例の概念図であ
る。
る。
【図３】本発明における第二の手段の一例の概念図であ
る。
る。
【図４】本発明における第三の手段の一例の概念図であ
る。
る。
【図５】本発明における第四の手段の一例の概念図であ
る。
る。
【図６】本発明における第五の手段の一例の概念図であ
る。
る。
【図７】本発明における第六の手段の一例の概念図であ
る。
る。
【図８】本発明における第七の手段の一例の概念図であ
る。
る。
Claims (4)
- 【請求項１】 正極合剤と正極集電体から成る正極要
素、及び、負極合剤と負極集電体から成る負極要素を対
向するように配置し、更にこれら電極要素の間に、該電
極要素間を電気的に隔離し且つイオン伝導性を保持する
隔膜を重ねて発電要素を構成する電池用発電要素の製造
において、該発電要素を製造する手段が、一体化された
正極合剤と正極集電体を所定形状に成形して正極要素を
製造する第一の手段と、一体化された負極合剤と負極集
電体を所定形状に成形して負極要素を製造する第二の手
段と、重ねられた正極要素と隔膜と負極要素を所定形状
に成形して発電要素を製造する第三の手段からなる電池
用発電要素の製造方法であって、前記第一の手段及び第
二の手段が前記第三の手段に先行して実施されることを
特徴とする電池用発電要素の製造方法。 - 【請求項２】 第一の手段により製造された正極要素を
連続したシート上に配置する第四の手段と、第二の手段
により製造された負極要素を連続したシート上に配置す
る第五の手段が、第三の手段に先行して実施されること
を特徴とする請求項１記載の電池用発電要素の製造方
法。 - 【請求項３】 第一の手段により製造された正極要素と
第二の手段により製造された負極要素を対向するように
配置し、更にこれら電極要素の間に、該電極要素間を電
気的に隔離し且つイオン伝導性を保持する隔膜を重ねて
一体化する第六の手段が、第三の手段に先行して実施さ
れることを特徴とする請求項１記載の電池用発電要素の
製造方法。 - 【請求項４】 第六の手段により一体化された正極要素
と隔膜と負極要素から第四の手段で用いられた連続シー
トならびに第五の手段で用いられた連続シートを剥離す
る第七の手段を含むことを特徴とする請求項１、２また
は３記載の電池用発電要素の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9077222A JPH10275627A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 電池用発電要素の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9077222A JPH10275627A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 電池用発電要素の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10275627A true JPH10275627A (ja) | 1998-10-13 |
Family
ID=13627835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9077222A Withdrawn JPH10275627A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 電池用発電要素の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10275627A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004514621A (ja) * | 2000-11-22 | 2004-05-20 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 積層品およびパッケージングのためのスタッキング装置および方法 |
| JP2007180039A (ja) * | 2007-01-30 | 2007-07-12 | Sony Corp | 固体電解質電池の製造方法 |
| WO2013031889A1 (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-07 | Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 | 電池用電極の製造方法 |
| CN106252736A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-21 | 浙江丰源智能装备有限公司 | 一种叠片机用隔膜缓存装置及其工作方法 |
-
1997
- 1997-03-28 JP JP9077222A patent/JPH10275627A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004514621A (ja) * | 2000-11-22 | 2004-05-20 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 積層品およびパッケージングのためのスタッキング装置および方法 |
| JP2007180039A (ja) * | 2007-01-30 | 2007-07-12 | Sony Corp | 固体電解質電池の製造方法 |
| WO2013031889A1 (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-07 | Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 | 電池用電極の製造方法 |
| CN103782419A (zh) * | 2011-08-31 | 2014-05-07 | Nec能源元器件株式会社 | 制造电池电极的方法 |
| JPWO2013031889A1 (ja) * | 2011-08-31 | 2015-03-23 | Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 | 電池用電極の製造方法 |
| US9502712B2 (en) | 2011-08-31 | 2016-11-22 | Nec Energy Devices, Ltd. | Method of manufacturing battery electrode |
| CN106252736A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-21 | 浙江丰源智能装备有限公司 | 一种叠片机用隔膜缓存装置及其工作方法 |
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