WO2013145876A1 - 電池電極用原反 - Google Patents

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明生 浮田
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Definitions

  • the present invention relates to a raw material for a battery electrode used for a battery electrode.
  • a positive electrode used in a battery for example, a lithium ion secondary battery is manufactured by forming a coating layer obtained by coating a positive electrode active material with a predetermined thickness on an aluminum foil, and a negative electrode is formed on a copper foil with a negative electrode active material.
  • a coating layer is formed in the same manner.
  • the detection means such as imaging means, non-contact film thickness measuring means, etc. The defect part is continuously detected.
  • a start point mark is attached to the metal foil at a position corresponding to the start point of the coating region where the measured film thickness is outside the predetermined range
  • an end point mark is attached to the metal foil at a position corresponding to the end point of the coating region outside the predetermined range.
  • a battery electrode manufacturing system has been proposed in which an electrode is manufactured by punching the metal foil other than between the start point mark and the end point mark using an electrode punching unit based on the mark position. , See Patent Document 1).
  • FIG. 9 is a plan view showing an example of a battery electrode original fabric in which an application part of an electrode active material is formed on a conventional current collector.
  • the coating unevenness 104 a is present in the coating layer 103 of the positive electrode active material.
  • the tip of the defect marking portion 105a is made to coincide with an extended line in which the end of the strip-shaped current collector of the coating unevenness 104a extends in the width direction of the current collector to a position beyond the coating layer of the positive electrode active material, Similarly, the defect marking portion 105a is formed by aligning the rear end portion of the coating unevenness 104a with the extended line extending in the width direction of the strip-shaped current collector beyond the coating layer of the positive electrode active material.
  • an insulating protective film 107 is formed on the positive electrode current collector 101 along the positive electrode active material coating layer 103 in the longitudinal direction of the current collector.
  • the width of the current collector must be increased. Since the portion outside the insulating protective film 107 is unnecessary for the battery electrode to be manufactured except for the portion where the positive electrode extraction tab is formed, the amount of the current collector to be discarded increases, and the defect indicator There is a problem in that two steps of forming a part and forming an insulating protective film are necessary.
  • the above-described problems of the present invention include a strip-shaped current collector coated with an active material mixture, a coating film of an electrode active material formed along the longitudinal direction on the current collector, and a longitudinal direction of the coating film. And an insulating protective film formed on the non-coated surface of the electrode active material of the current collector, and the insulating protective film is provided with a defect indicator portion indicating a portion where the defective portion exists in the coated film It can be solved by the raw material for the battery electrode.
  • the tip of the defect indicator is disposed on an extension line in which the tip in the length direction of the current collector of each defect portion extends in the width direction of the current collector, and the current collector of each defect portion is arranged.
  • the rear end of the defect marking portion is arranged on an extension line obtained by extending the rear end in the length direction in the width direction of the current collector.
  • the said insulating protective film is the said raw material for battery electrodes which is continuous except the said defect marker part.
  • the insulating protective film is provided only in each electrode lead tab forming portion of the unit electrode forming portion to be manufactured, and the electrode lead tab forming portion belonging to the unit electrode forming portion in which a defect exists in the coating portion It is the said battery electrode original fabric which provided the defect labeling part in.
  • the regions on both sides with the center line in the width direction of the coating film applied to the current collector as a boundary are each independent, and a defect marking portion corresponding to the defect portion existing in each region is provided, In the case where the defect is present on the center line, the battery electrode original fabric is provided with defect indicator portions in regions on both sides of the center line.
  • This is an electrode fabric.
  • the defect marking portion is the battery electrode raw fabric that is formed by intermittently applying portions, characters, symbols, or an insulating protective film to which the insulating protective film is not applied.
  • the said insulating protective film is the said raw material for battery electrodes which formed the ultraviolet curable composition by the inkjet coating means.
  • a coating film of an electrode active material formed along the longitudinal direction on the current collector is provided with a plurality of strips at intervals. It is the said raw material for battery electrodes which is a lithium ion battery. It is the said raw material for battery electrodes which is an object for positive electrodes.
  • the insulating part is formed on the non-coated surface of the electrode active material of the current collector, where a defect exists in the part where the electrode active material is coated on the current collector.
  • the size of the portion not used as the battery electrode of the current collector is reduced compared to the case where the insulating protective film and the defect indicator are separately manufactured, and the defect is detected.
  • the display unit can be easily identified by either a defect identification device or visual inspection.
  • FIG. 1 is a view for explaining one embodiment of the battery electrode raw material of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view illustrating another embodiment of the battery electrode original fabric of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view for explaining another embodiment of the battery electrode original fabric of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a process for producing a battery electrode original fabric according to the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of another manufacturing process of the battery electrode raw material of the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining another embodiment of the battery electrode original fabric of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining another embodiment of the battery electrode original fabric of the present invention.
  • FIG. 1 is a view for explaining one embodiment of the battery electrode raw material of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view illustrating another embodiment of the battery electrode original fabric of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view for explaining another embodiment of the battery electrode original fabric of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a lithium ion battery using an electrode produced from the battery electrode original fabric of the present invention.
  • FIG. 9 is a plan view showing an example of a battery electrode original fabric in which an application part of an electrode active material is formed on a conventional current collector.
  • FIG. 1 is a plan view for explaining an embodiment of the battery electrode original fabric of the present invention.
  • 1A shows a case where the coating unevenness 104a exists in the coating layer 103 of the positive electrode active material in the positive electrode current collector 101.
  • the leading end of the defect indicator 105a is aligned with the extended line extending the longitudinal end of the strip-shaped current collector of the coating unevenness 104a in the width direction of the current collector beyond the coating layer of the positive electrode active material, Similarly, the defect marking portion 105a is formed by aligning the rear end portion of the coating unevenness 104a in the longitudinal direction with the extended line extending in the width direction of the strip-shaped current collector beyond the coating layer of the positive electrode active material. Forming.
  • the defect marker 105a shown in FIG. 1A is provided by providing a portion where the insulating protective film 107 is not formed on the insulating protective film 107 continuously formed along the outer edge of the coating layer 103 of the positive electrode active material. Is. As described above, since it becomes possible to identify the defect indicator 105a by the presence or absence of the insulating protective film 107, it is possible to provide a battery electrode original fabric that does not require an additional member to form the defect indicator 105a. Can do.
  • FIG. 1B is a diagram illustrating an example in which battery electrodes are cut out at predetermined intervals for each unit of unit electrodes 110 having a certain size.
  • the positive electrode current collector 101 there is shown a case where coating unevenness 104a, 104b exists in the coating layer 103 of the positive electrode active material.
  • FIG. 1B shows an insulating protective film insulating protective film 107 on the non-coated surface of the electrode active material of the current collector between the electrode extraction tab 108 and the outer edge portion of the coating layer 103 of the positive electrode active material. Is forming.
  • the unit electrodes 110a and 110b to which the longitudinal ends or the rear ends of the current collectors of the coating unevenness 104a and 104b belong are not formed with an insulating protective film, thereby representing the defect marking portions 105a and 105b.
  • the battery electrode raw fabric 100 shown in FIG. 1B cuts out battery electrodes at predetermined intervals for each unit of a unit electrode 110 having a constant size, so that if there is a defective part, the portion to be discarded becomes large. Defects can be reliably discarded with simple operations.
  • the battery electrode raw material shown in this example forms an insulating protective film only in a length corresponding to the width of the electrode extraction tab, an effect of saving the use amount of the raw material of the insulating protective film is also obtained. It is done.
  • FIG. 2 is a plan view for explaining another embodiment of the battery electrode original fabric of the present invention.
  • the positive electrode current collector 101 has a positive electrode active material coating layer 103 formed in the longitudinal direction.
  • the coating unevenness 104c also exists on the center line 102 in the longitudinal direction of the coating layer, so that the longitudinal ends of the current collectors of the coating unevenness 104a and 104b are collected.
  • the leading ends of the defect indicator portions 105a and 105b are aligned with the extended line extending beyond the coating layer of the positive electrode active material in the width direction of the body, and the trailing end portions in the longitudinal direction of the coating unevenness 104a and 105b are similarly collected.
  • defect indicator portions 105a and 105b are formed on the extended line extending in the width direction of the electric body beyond the coating layer of the positive electrode active material to form the defect marking portions 105a and 105b.
  • c1,105c2 is obtained by forming a.
  • FIG. 2B is a diagram for explaining an example of a battery raw material used when cutting out battery electrodes at predetermined intervals for each unit of a unit electrode 110 having a certain size.
  • An insulating protective film 107 is formed on the outer edge portion of the coating layer 103 of the positive electrode active material and between the electrode extraction tab forming portion 108.
  • the positive electrode current collector 101 shows a case where there is a coating unevenness 104c in addition to the presence of the coating unevenness 104a and 104b in the coating layer 103 of the positive electrode active material, and the longitudinal end of the current collector of the coating unevenness 104a is shown.
  • the defect indicator 105a is represented by not forming the insulating protective film on the unit electrode 110a to which the rear end belongs.
  • defect indicator portions 105c1 and 105c2 are provided on the outer edge portions of the positive electrode active material coating layer 103 of the unit electrode 110c on both sides of the center line 102 by not forming an insulating protective film. As a result, it is possible to eliminate the electrode unit in which all the coating unevenness exists regardless of the position where the coating unevenness exists at the time of manufacturing the battery electrode.
  • the defect display portion such as coating unevenness existing on one surface of the battery electrode raw fabric has been described.
  • the positive electrode active material coating layer 103 is formed on both surfaces of the current collector. Is formed. Even when coating unevenness or the like is present on one surface, there is a problem with the characteristics of the battery electrode, so the state of both surfaces of the battery electrode raw fabric is important. Therefore, on at least one of the surfaces, the defect indicator portion on the back surface is displayed together with the defect indicator portion on that surface, so that at least one surface has a defect indicator portion corresponding to all coating unevenness on both surfaces. It is preferable to display.
  • FIG. 3 is a plan view for explaining another embodiment of the battery electrode original fabric of the present invention.
  • a positive electrode current collector 101 of the battery electrode original fabric 100 shown in FIG. 3A has a positive electrode active material coating layer 103 formed in the longitudinal direction, and is symmetrical with respect to the longitudinal center line 102 of the coating layer 103. is there.
  • the defect marking portions 105a and 105b are formed by aligning the longitudinal ends of the coating unevenness 104a and 104b in the width direction of the current collector with an extended line extending beyond the coating layer of the positive electrode active material in the width direction of the current collector.
  • the projection 104d obtained by projecting the coating unevenness existing on the opposite surface onto the coating layer of the positive electrode active material extends on the extension line extending in the width direction of the current collector beyond the coating layer of the positive electrode active material.
  • the end portion of the current collector of the coating unevenness projection portion 104d is aligned with the extended line extending in the width direction of the current collector to the position beyond the coating layer of the positive electrode active material.
  • a defect indicator 105d can be formed.
  • FIG. 3B shows an example in which each unit battery electrode 110 is cut out from the battery electrode original fabric at regular intervals.
  • the defect marking portions 105a and 105b are formed, and the coating unevenness existing on the opposite surface is removed from the positive electrode active material.
  • the unit cell electrode 110d having the projection 104d projected onto the coating layer is also provided with the defect indicator 105d by not forming an insulating protective film. In this way, by providing all the defect marking parts on both sides including the back side on at least one side, when cutting out the electrode from the battery electrode raw fabric, it is only necessary to check one side and the presence of defects. It becomes possible to produce a battery electrode that does not.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a process for producing a battery electrode original fabric according to the present invention.
  • an electrode active material is applied to the surface of a current collector made of a strip-shaped metal foil at a predetermined thickness, and both sides of the dried coating film are compressed by a roll, and then the battery electrode raw material 100, while moving at a constant speed, various defects such as uneven portions of the active material layer 103 such as unevenness, coating unevenness, and discoloration are continuously detected by the detecting means 301 such as an imaging means and a non-contact film thickness measuring means. Detection.
  • a detection signal including tip position information, rear end position information, and the like of the defective portion detected by the detection unit 301 is sent to the control device 303.
  • the control device 303 Based on the detection signal, the control device 303 transmits a predetermined operation signal to the insulating protective film forming device 305 provided with the coating device after a lapse of time calculated from the moving speed of the battery electrode raw material. After forming the coating film excluding the detected portion, the insulating protective film 107 is formed by irradiating the ultraviolet ray with the ultraviolet curing device 306. In addition, the control device 303 stores, in the information recording device 307, unique information including identification information of the battery electrode original fabric and distance information from the reference point of the battery electrode original fabric to the leading edge position and the trailing edge position of the defective portion. At the same time, the unique information is also recorded on the information recording medium 309. Various coating apparatuses can be used for the insulating protective film forming apparatus 305, but when a non-contact coating apparatus such as an inkjet coating apparatus is used, precise coating is easily performed. It is possible.
  • the unique information is transferred to the battery through the communication line or the information recording medium 309.
  • the battery electrode is cut out accurately excluding the defective portion.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of another manufacturing process of the battery electrode raw material of the present invention. While the electrode material 100 is coated and dried, both sides of the dried coating film are compressed with a roll, while the battery electrode raw fabric 100 is moved at a constant speed, the unevenness of the active material layer 103 on the first surface, etc. Various defects such as thickness irregularities, coating unevenness, and discoloration are continuously detected by the first detecting means 301a such as an imaging means and a non-contact film thickness measuring means, and at the same time, the opposite surface of the battery electrode. The second surface active material layer 105 is similarly detected by the second detection means 301b. Detection signals including tip position information, rear end position information, and the like of the defect detected by the first detection unit 301a and the second detection unit 301b are sent to the control device 303.
  • the first detecting means 301a such as an imaging means and a non-contact film thickness measuring means
  • the control device 303 moves the battery electrode raw material to the first insulating protective film forming device 305a having a non-contact coating device such as an inkjet coating device.
  • a predetermined operation signal is transmitted after a lapse of time calculated from the above, and a coating film is formed except for a portion where a defect is detected, and then an ultraviolet ray is irradiated by the ultraviolet curing device 306a to form the insulating protective film 107.
  • control device 303 reverses the traveling direction of the battery electrode original fabric that has passed through the first insulating protective film forming device 305a with a reversing pulley, and then based on the detection signal of the second detection means 301b, the battery electrode.
  • the insulating protective film forming member is applied to the second surface opposite to the surface on which the insulating protective film has been formed, except for the above, and then cured by the ultraviolet curing device 306b to form the insulating protective film 107.
  • the defect marking portion is formed on one surface of the battery electrode original fabric.
  • the defect marking portion is formed on one surface and is symmetrical to the center plane in the thickness direction of the current collector.
  • a defect indicator can also be provided on the back surface of the position.
  • the control device 303 displays the defect position information along with a signal that the second detecting portion 305b has also detected a defect at the point where the first detection unit 301a has detected a defect. By transmitting, an insulating protective film can be prevented from being formed.
  • a signal indicating that a defect has been detected is transmitted to the first insulating protective film forming apparatus 305a for the back surface of the part where the second detecting means 301b has detected a defect, and the insulating protective film is installed. It can be prevented from forming. In this way, by reflecting the detection results of each surface to each other, the insulating protective film is also applied to the symmetrical surface in the thick direction of the current collector at the location where an abnormality such as coating unevenness occurs on one surface. It is possible to produce a defect marker portion that is not formed.
  • the battery electrode fabric 100 moves to the process of cutting out the battery electrode after forming the insulating protective film, or transmits the unique information through a communication line when shipping, or Based on the information sent to the battery electrode cutting process through the information recording medium 309, the defect position information of the battery electrode original fabric can be accurately cut out of the battery electrode excluding the defective portion.
  • FIG. 6 is a view for explaining another embodiment of the battery electrode original fabric of the present invention.
  • 6A and 6B are printed with a symbol printed on the defect marker 105 with an insulating protective film forming material, and the battery electrode web shown in FIG. 6C is similarly printed with characters. It is a figure explaining an example. In this way, by printing the symbols and characters, even if an abnormality occurs in the insulating protective film forming device and there is a place where the insulating protective film is not formed, the defective marker part is reliably recognized visually. can do.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining another embodiment of the battery electrode original fabric of the present invention.
  • the battery blank 100 two positive electrode active material coating layers 103a and 103b are formed on a current collector 101, and the electrode active material of the current collector is disposed along both longitudinal sides of the coating layer 103a.
  • defect marking portions 105a, 105b, and 105c are formed corresponding to the coating unevenness 104a and 104b and the projection unevenness projection portion 104c on the back surface.
  • the insulating protective film 107 formed on the non-application surface of the electrode active material of the current collector along both sides in the longitudinal direction of the application layer 103b has a projection portion 104d of application unevenness on the back surface and application unevenness 104e, 104f. Defect marking portions 105d, 105e, and 105f are formed corresponding to the above.
  • the production efficiency of an electrode can be improved by forming two coating films. Further, not only two strips but also a plurality of coating layers having three, four strips or more can be produced in the same manner.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a lithium ion battery using an electrode produced from the battery electrode original fabric of the present invention.
  • an insulating protective film 107 is formed on the outer edge of the positive electrode active material layer where the positive electrode extraction tab 108 extends from the positive electrode active material layer.
  • the unit negative electrode 210 has a larger area than the positive electrode.
  • the unit positive electrode 115 is housed in a bag-like separator 400 having the same outer shape as the unit negative electrode 210, and is stacked alternately with the unit negative electrode as shown in FIG. A stack of elements is completed.
  • the positive electrode extraction tab 108 of the unit positive electrode 205 Since the outer edge portion of the positive electrode active material layer of the positive electrode extraction tab 108 of the unit positive electrode 115 is covered with the insulating protective film 107, the positive electrode extraction tab 108 of the unit positive electrode 205 is not damaged even if the separator is contracted. Further, a short circuit with the negative electrode 210 having a larger area than the positive electrode 115 can be prevented in advance.
  • the raw material for a battery electrode of the present invention is an insulating protection in which a portion where a defect exists in a coating film obtained by coating an electrode active material on a current collector is formed on a non-coated surface of the electrode active material of the current collector. Since the display is performed using the film forming portion, when the battery electrode is cut out, the battery electrode having no defect can be cut out efficiently, and a battery electrode having excellent characteristics can be provided.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Raw material for battery electrodes, 101 ... Positive electrode collector, 102 ... Center line of longitudinal direction, 103 ... Coating layer of positive electrode active material, 104a, 104b, 104c ... Uneven coating 104d ... projection part, 105a, 105b, 105c1, 105c2, 105d ... defect marking part, 107 ... insulating protective film, 108 ... positive electrode extraction tab forming part, 110, 110a, 110b,. -Unit electrode, 115 ... Unit positive electrode, 210 ... Unit negative electrode, 301 ... Detection means, 301a ... First detection means, 301b ... Second detection means, 303 ... Control device, 305...
  • Insulating protective film forming apparatus 305a... First insulating protective film forming apparatus, 305b... Second insulating protective film forming apparatus, 306, 306a, 306b. ⁇ ⁇
  • the information recording apparatus 309 ... information recording medium, 400 ... bag-like separator, 410 ... fixing tape

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Description

電池電極用原反
　本発明は、電池の電極に使用する電池電極用原反に関する。
　電池、例えばリチウムイオン二次電池に用いられる正極は、アルミニウム箔に正極活物質を所定の膜厚で塗工した塗布層を形成することによって製造されており、負極は、銅箔に負極活物質を塗工して同様に塗布層が形成されている。
　それぞれの金属箔に塗工された塗布層に凹凸等の厚みの異状部、塗布ムラ等があると電池特性に大きな影響を及ぼすために、撮像手段、非接触膜厚測定手段等の検出手段によって欠陥部の検出を連続的に行っている。
　また、測定された膜厚が所定範囲外となる塗布領域の始点に対応する位置の金属箔に始点マークを付すとともに所定範囲外となる塗布領域の終点に対応する位置の金属箔に終点マークを付すマーキング手段とを備え、始点マークから前記終点マークまでの間以外の前記金属箔をマーク位置に基づいて電極打ち抜き手段を用いて打ち抜いて電極を製造する電池電極製造システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１１－１３４４７９号公報
　特許文献１に記載されている発明のように、電極活物質の塗布層に厚みのムラが存在する部分を表示することで電池電極作製時には厚みムラが存在する部分を除くことは可能であるが、以下のような問題点があった。
　図９は、従来の集電体上に電極活物質の塗布部を形成した電池電極原反の一例を示す平面図である。
　正極集電体１０１には正極活物質の塗布層１０３に塗布ムラ１０４ａが存在する場合を示している。
　塗布ムラ１０４ａの帯状の集電体の先端方向の端部を集電体の幅方向に正極活物質の塗布層を越えた位置に延長した延長線上に欠陥標識部１０５ａの先端部を一致させ、同様に塗布ムラ１０４ａの後端部を帯状の集電体の幅方向に正極活物質の塗布層を越えた位置に延長した延長線上に後端部を一致させて欠陥標識部１０５ａを形成する。
　次いで、正極集電体１０１上に正極活物質の塗布層１０３に沿って集電体の長手方向に絶縁性保護膜１０７を形成する。欠陥標識部１０５ａと絶縁性保護膜１０７とが重なり合って相互に緩衝することがないようにするために、欠陥標識部１０５ａと絶縁性保護膜１０７との間に間隔を設けることが必要となるので、集電体の幅を大きくせざるを得なくなる。
　絶縁性保護膜１０７よりも外側の部分は、正極引出タブを形成する部分を除いては作製する電池電極には不要な部分であるので、廃棄する集電体の量が多くなるととともに、欠陥標識部の形成と絶縁性保護膜の形成の二つの工程が必要であるという問題点があった。
　本発明の上記課題は、活物質合剤を塗布した帯状の集電体と、前記集電体上に長手方向に沿って形成した電極活物質の塗布膜と、前記塗布膜の長手方向に沿って集電体の電極活物質の非塗布面上に形成した絶縁性保護膜とを有し、前記絶縁性保護膜には、前記塗布膜に欠陥部が存在する部位を示す欠陥標識部を設けた電池電極用原反によって解決することができる。
　また、前記の各欠陥部の前記集電体の長さ方向の先端を前記集電体の幅方向に延長した延長線上に欠陥標識部の先端を配置し、各欠陥部の前記集電体の長さ方向の後端を前記集電体の幅方向に延長した延長線上に欠陥標識部の後端を配置した前記の電池電極用原反である。
　前記絶縁性保護膜は、前記欠陥標識部を除き連続している前記の電池電極用原反である。
　前記絶縁性保護膜は、作製する単位電極形成部のそれぞれの電極引出タブ形成部のみに設けたものであって、前記塗布部に欠陥が存在する単位電極形成部に属する前記電極引出タブ形成部に欠陥標識部を設けた前記の電池電極用原反である。
　前記集電体に塗布した前記塗布膜の幅方向の中心線を境界にした両側の領域がそれぞれ独立し、それぞれの領域に存在する前記欠陥部に対応した欠陥標識部が設けられており、前記中心線上に前記欠陥が存在する場合には、前記中心線の両側の領域に欠陥標識部が設けられている前記の電池電極用原反である。
　前記集電体の少なくともいずれか一方の面には、他方の面に設けた前記欠陥標識部の集電体の厚み方向の中心面に対称な位置にも前記欠陥標識部を設けた前記の電池電極用原反である。
　前記欠陥標識部は、前記絶縁性保護膜を塗布していない部位、文字、記号または絶縁性保護膜を断続的に塗布して形成したものである前記の電池電極用原反である。
　前記絶縁性保護膜は、紫外線硬化性組成物をインクジェット塗布手段によって形成した前記の電池電極用原反である。
　前記集電体上に長手方向に沿って形成した電極活物質の塗布膜が、間隔を設けて複数条を設けたものである前記の電池電極用原反である。
リチウムイオン電池である前記の電池電極用原反である。
　正極電極用である前記の電池電極用原反である。
　本発明に係る電池電極用原反によれば、集電体上に電極活物質を塗工した部分に欠陥が存在する部分を、集電体の電極活物質の非塗布面上に形成する絶縁性保護膜の形成部を利用して表示したので、絶縁性保護膜と欠陥標識部を別に作製する場合に比べて、集電体の電池電極として利用されない部分の大きさを小さくするとともに、欠陥表示部の識別が欠陥識別装置、目視のいずれによっても容易に行うことができる。
図１は、本発明の電池電極用原反の一実施態様を説明する図である。 図２は、本発明の電池電極用原反の他の実施態様を説明する図であって平面図である。 図３は、本発明の電池電極用原反の他の実施態様説明する図であって平面図である。 図４は、本発明の電池電極用原反の製造工程を説明する図である。 図５は、本発明の電池電極用原反の他の製造工程の例を説明する図である。 図６は、本発明の電池電極用原反の他の実施態様を説明する図である。 図７は、本発明の電池電極用原反の他の実施態様を説明する図である。 図８は、本発明の電池電極用原反から作製した電極を用いたリチウムイオン電池を説明する図である。 図９は、従来の集電体上に電極活物質の塗布部を形成した電池電極原反の一例を示す平面図である。
　以下に、本発明の電池電極用原反を図面を参照して説明する。
　図１は、本発明の電池電極用原反の一実施態様を説明する図であって平面図である。
　図1Ａに示す電池電極用原反１００は、正極集電体１０１には正極活物質の塗布層１０３に塗布ムラ１０４ａが存在する場合を示している。
　塗布ムラ１０４ａの帯状の集電体の長手方向の先端部を集電体の幅方向に正極活物質の塗布層を越えた位置に延長した延長線上に欠陥標識部１０５ａの先端部を一致させ、同様に塗布ムラ１０４ａの長手方向の後端部を帯状の集電体の幅方向に正極活物質の塗布層を越えた位置に延長した延長線上に後端部を一致させて欠陥標識部１０５ａを形成している。
　図１Ａで示す欠陥標識部１０５ａは、正極活物質の塗布層１０３の外縁部に沿って連続的に形成する絶縁性保護膜１０７に、絶縁性保護膜１０７を形成しない部分を設けることによって設けたものである。
　このように欠陥標識部１０５ａを絶縁性保護膜１０７の有無で識別することが可能となるので、欠陥標識部１０５ａを形成するために追加の部材を必要としない電池電極用原反を提供することができる。
　図１Ｂに示す電池電極用原反１００は、一定の大きさの単位電極１１０の単位毎に所定の間隔で電池電極を切り出す例を説明する図である。
　正極集電体１０１には正極活物質の塗布層１０３に塗布ムラ１０４ａ、１０４ｂが存在する場合を示している。
　図１Ｂに示すものは、正極活物質の塗布層１０３の外縁部であって電極引出タブ１０８との間の集電体の電極活物質の非塗布面上に絶縁性保護膜絶縁性保護膜１０７を形成している。
　塗布ムラ１０４ａ、１０４ｂの集電体の長手方向の先端部または後端部が属する単位電極１１０ａ、１１０ｂには、絶縁性保護膜を形成しないことで、欠陥標識部１０５ａ、１０５ｂを表している。
　図１Ｂに示す電池電極用原反１００は、一定の大きさの単位電極１１０の単位毎に所定の間隔で電池電極を切り出すので、欠陥個所があった場合には廃棄する部分が大きくなるが、簡単な操作で確実に欠陥個所を廃棄することができる。
　また、この例で示した電池電極用原反は、電極引出タブの横幅に相当する長さのみに絶縁性保護膜を形成するので絶縁性保護膜の原材料の使用量を節約すると言う効果も得られる。
　図２は、本発明の電池電極用原反の他の実施例を説明する図であって平面図である。
　図２Ａに示す電池電極用原反１００は、正極集電体１０１は、長手方向に正極活物質の塗布層１０３を形成している。
　塗布ムラ１０４ａ、１０４ｂに加えて、前記塗布層の長手方向の中心線１０２上にも塗布ムラ１０４ｃが存在するので、これらの塗布ムラ１０４ａ、１０４ｂの集電体の長手方向の先端部を集電体の幅方向に正極活物質の塗布層を越えた位置に延長した延長線上に欠陥標識部１０５ａ、１０５ｂの先端部を一致させ、同様に塗布ムラ１０４ａ，１０５ｂの長手方向の後端部を集電体の幅方向に正極活物質の塗布層を越えた位置に延長した延長線上に後端部を一致させて欠陥標識部１０５ａ、１０５ｂを形成するとともに、これに加えて、中心線１０２上の塗布ムラ１０４ｃを幅方向に延長した部分の正極活物質の塗布層１０３の両方の外縁部に沿って連続的に形成する絶縁性保護膜１０７に、絶縁性保護膜１０７を形成しない欠陥標識部１０５ｃ１、１０５ｃ２を形成したものである。
　また、図２Ｂに示す電池電極用原反１００は、一定の大きさの単位電極１１０の単位毎に所定の間隔で電池電極を切り出す場合に使用する電池用原反の一例を説明する図である。
　正極活物質の塗布層１０３の外縁部であって電極引出タブ形成部１０８との間の部分に絶縁性保護膜１０７を形成している。
　正極集電体１０１には正極活物質の塗布層１０３に塗布ムラ１０４ａ、１０４ｂの存在に加えて塗布ムラ１０４ｃが存在する場合を示しており、塗布ムラ１０４ａの集電体の長手方向の先端部または後端部が属する単位電極１１０ａには、絶縁性保護膜を形成しないことで、欠陥標識部１０５ａを表している。
　更に、塗布ムラ１０４ｃは、長手方向の中心線１０２上に一部が存在している。したがって、中心線１０２の両側に単位電極１１０ｃの正極活物質の塗布層１０３の外縁部には、絶縁性保護膜を形成しないことで、欠陥標識部１０５ｃ１、１０５ｃ２を設けている。
　これによって、塗布ムラの存在位置にかかわらずすべての塗布ムラが存在する電極単位を電池電極の製造時には排除することができる。
　以上の説明では、電池電極用原反の一方の面に存在する塗布ムラ等の欠陥表示部について述べたが、電池電極用原反には、集電体の両面に正極活物質の塗布層１０３が形成されている。一方の面に塗布ムラ等が存在している場合であっても、電池電極としての特性には問題が生じるので電池電極用原反の両面の状態が重要となる。
　そこで、少なくともいずれか一方の面には、その面の欠陥標識部とともに裏面の欠陥標識部を表示することで、少なくともいずれか一方の面には両面のすべての塗布ムラに対応した欠陥標識部を表示することが好ましい。
　図３は、本発明の電池電極用原反の他の実施態様を説明する図であって平面図である。
　図３Ａに示す電池電極用原反１００の正極集電体１０１は、長手方向に正極活物質の塗布層１０３を形成しており、前記塗布層１０３の長手方向の中心線１０２に対して対称である。
　塗布ムラ１０４ａ、１０４ｂの集電体の長手方向の端部を集電体の幅方向に正極活物質の塗布層を越えた位置に延長した延長線上に一致させて欠陥標識部１０５ａ、１０５ｂを形成するとともに、その反対面に存在する塗布ムラを正極活物質の塗布層に投影した投影部１０４ｄを集電体の幅方向に正極活物質の塗布層を越えた位置に延長した延長線上に欠陥標識部１０５ｄを一致させ、同様に塗布ムラ投影部１０４ｄの集電体の長手方向の端部を集電体の幅方向に正極活物質の塗布層を越えた位置に延長した延長線上に一致させて欠陥標識部１０５ｄを形成することができる。
　また、図３Ｂは、電池電極用原反から一定の間隔で単位電池電極１１０毎に切り出す例を示したものである。
　塗布ムラ１０４ａ、１０４ｂの存在する単位電池電極１１０ａ、１１０ｂに、絶縁性保護膜を形成しないことで、欠陥標識部１０５ａ、１０５ｂを形成するとともに、その反対面に存在する塗布ムラを正極活物質の塗布層に投影した投影部１０４ｄが存在する単位電池電極１１０ｄについても絶縁性保護膜を形成しないことで欠陥標識部１０５ｄを設けたものである。
　このように、少なくともいずれか一方の面に裏面を含めた両面のすべての欠陥標識部を設けることで電池電極用原反から電極を切り出す際には一方の面を確認するのみで、欠陥の存在しない電池電極を作製することが可能となる。
　図４は、本発明の電池電極用原反の製造工程を説明する図である。
　図４に示すように、帯状の金属箔製の集電体表面に所定の厚さで電極活物質を塗工、乾燥した塗布膜の両面をロールによって圧縮を行った後の電池電極用原反１００を、一定の速度で移動しながら、活物質層１０３の凹凸等の厚みの異状部、塗布ムラ、変色等の各種の欠陥を撮像手段、非接触膜厚測定手段等の検出手段３０１によって連続的に検出を行う。
　検出手段３０１によって検出された欠陥部の先端位置情報、後端位置情報等を含む検出信号は制御装置３０３へ送られる。
　制御装置３０３は、前記検出信号に基づき塗工装置を備えた絶縁性保護膜形成装置３０５に、前記電池用電極原反の移動速度から演算した時間経過後に所定の動作信号を送信し、欠陥が検出された部分を除いて塗膜を形成した後に、紫外線硬化装置３０６によって紫外線を照射して絶縁性保護膜１０７が形成される。
　また、制御装置３０３は、電池電極用原反の識別情報、当該電池電極用原反の基準点から欠陥部の先端位置および後端位置までの距離情報を含む固有情報を情報記録装置３０７に蓄積するとともに、前記固有情報を情報記録媒体３０９にも記録する。
　絶縁性保護膜形成装置３０５には、各種の塗工装置を用いることが可能であるが、インクジェット塗工装置等の非接触塗工装置を用いた場合には、精密な塗工を容易に行うことが可能である。
　本発明の電池用電極原反１００は、絶縁性保護膜を形成した後に、電池電極を切り出す工程へ移動、あるいは出荷する場合には、前記固有情報を通信回線、あるいは情報記録媒体３０９を通じて、電池電極切り出し工程へ電池用電極原反の欠陥位置情報を送ることで、欠陥部を除いた正確な電池電極の切り出しが行われる。
　図５は、本発明の電池電極用原反の他の製造工程の例を説明する図である。
　電極活物質を塗工、乾燥した塗布膜の両面をロールによって圧縮を行った後の電池電極用原反１００を、一定の速度で移動しながら、第一面の活物質層１０３の凹凸等の厚みの異状部、塗布ムラ、変色等の各種の欠陥を撮像手段、非接触膜厚測定手段等の第一検出手段３０１ａによって連続的に検出を行うとともに、同時に前記電池用電極の反対面である第二面の活物質層１０５についても、第二検出手段３０１ｂによって同様に検出を行う。
　第一検出手段３０１ａ、第二検出手段３０１ｂによって検出された欠陥部の先端位置情報、後端位置情報等を含む検出信号は制御装置３０３へ送られる。
　制御装置３０３は、前記第一検出手段３０１ａの検出信号に基づきインクジェット塗工装置等の非接触塗工装置を備えた第一絶縁性保護膜形成装置３０５ａに、前記電池用電極原反の移動速度から演算した時間経過後に所定の動作信号を送信し、欠陥が検出された部分を除いて塗膜を形成した後に、紫外線硬化装置３０６ａによって紫外線を照射して絶縁性保護膜１０７が形成される。
　更に制御装置３０３は、第一絶縁性保護膜形成装置３０５ａを通過した電池電極用原反の走行方向を反転プーリーで反転させた後に、前記第二検出手段３０１ｂの検出信号に基づき前記電池用電極原反の移動速度から演算した時間経過後に、インクジェット塗工装置等の非接触塗工装置を備えた第二絶縁性保護膜形成装置３０５ｂに所定の動作信号を送信し、欠陥が検出された部分を除いて先に絶縁性保護膜が形成された面とは反対面である第二面に絶縁性保護膜形成部材を塗工した後に、紫外線硬化装置３０６ｂによって硬化して絶縁性保護膜１０７の形成を行う。
　以上の説明では電池電極用原反の一方の面について欠陥標識部を形成する点について説明したが、一方の面に欠陥標識部を形成するとともに、集電体の厚手方向の中心面に対称の位置の裏面についても欠陥標識部を設けることができる。
　すなわち、制御装置３０３は、前記第一検出手段３０１ａが欠陥を検出した個所については、第二絶縁性保護膜形成装置３０５ｂにも欠陥が検出された個所であるとの信号とともに、欠陥位置情報を送信することで、絶縁性保護膜を形成しないようにすることができる。
　同様に前記第二検出手段３０１ｂが欠陥を検出した個所の裏面については、第一絶縁性保護膜形成装置３０５ａには欠陥が検出された個所であるとの信号を送信し、絶縁性保護膜を形成しないようにすることができる。
　このように、それぞれの面の検出結果を相互に反映することで、一方の面に塗布ムラ等の異常が生じた個所については集電体の厚手方向の対称な面にも絶縁性保護膜が形成されていない欠陥標識部を作製することができる。
　また、本発明の電池用電極原反１００は、絶縁性保護膜を形成した後に、電池電極を切り出す工程へ移動したり、出荷する際には、前記固有情報を通信回線を通じて送信したり、あるいは情報記録媒体３０９を通じて、電池電極切り出し工程へ電池用電極原反の欠陥位置情報を送られた情報に基づいて、欠陥部を除いた正確な電池電極の切り出しが可能となる。
図６は、本発明の電池電極用原反の他の実施態様を説明する図である。
図６Ａ、６Ｂに示す電池電極用原反は、欠陥標識部１０５に絶縁性保護膜形成材料によって記号を印字したものであり、図６Ｃに示す電池電極用原反は、同様に文字を印字した例を説明する図である。
　このように、記号、文字を印字することによって、万一、絶縁性保護膜形成装置に異常が生じて絶縁性保護膜が形成されない個所が生じた場合でも、目視によって欠陥標識部を確実に認識することができる。
　以上の説明では、集電体の長手方向に一条の塗布膜を形成する例について述べたが、図７に示すように長手方向に平行な複数条の塗布膜を集電体上に形成しても良い。
図７は、本発明の電池電極用原反の他の実施態様を説明する図である。
　電池用原反１００には、集電体１０１上に、２条の正極活物質の塗布層１０３ａ、１０３ｂが形成されており、塗布層１０３ａの長手方向両側に沿って集電体の電極活物質の非塗布面上に形成する絶縁性保護膜１０７には、塗布ムラ１０４ａ、１０４ｂ、裏面の塗布ムラの投影部１０４ｃに対応して欠陥標識部１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃが形成されている。
　また、塗布層１０３ｂの長手方向の両側に沿って集電体の電極活物質の非塗布面上に形成する絶縁性保護膜１０７には、裏面の塗布ムラの投影部１０４ｄ、塗布ムラ１０４ｅ、１０４ｆに対応して欠陥標識部１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆが形成されている。
　このように、２条の塗布膜を形成することによって電極の生産効率を高めることができる。
　また、２条のみではなく、３条、４条、あるいはそれ以上の多数の塗布層を有するものも同様に作製することができる。
　図８は、本発明の電池電極用原反から作製した電極を用いたリチウムイオン電池を説明する図である。
　図８Ａに示すように、本発明の単位正極１１５には、正極活物質層から正極引出タブ１０８が延びる部分の正極活物質層の外縁部には絶縁性保護膜１０７が形成されている。
　一方、図８Ｂに示すように単位負極２１０は、正極よりも大きな面積を有している。
　図８Ｃに示すように単位正極１１５は、単位負極２１０と外形が等しい袋状セパレータ４００に収納して、図８Ｄに示すように単位負極と交互に積層して、固定テープ４１０によって固定して電池要素の積層体が完成する。
　単位正極１１５の正極引出タブ１０８の正極活物質層の外縁部は絶縁性保護膜１０７によって被覆されているので、万一、セパレータが収縮した状態になっても単位正極２０５の正極引出タブ１０８は、正極電極１１５よりも面積が大きな負極電極２１０との短絡を未然に防止することができる。
　本発明の電池電極用原反は、集電体上に電極活物質を塗工した塗布膜に欠陥が存在する部分を、集電体の電極活物質の非塗布面上に形成する絶縁性保護膜の形成部を利用して表示したので、電池電極を切り出す場合には、欠陥のない電池電極を効率的に切り出すことが可能あって、特性の優れた電池電極を提供することができる。
１００・・・電池電極用原反、１０１・・・正極集電体、１０２・・・長手方向の中心線、１０３・・・正極活物質の塗布層、１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ・・・塗布ムラ、１０４ｄ・・・投影部、１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ１、１０５ｃ２、１０５ｄ・・・欠陥標識部、１０７・・・絶縁性保護膜、１０８・・・正極引出タブ形成部、１１０、１１０ａ、１１０ｂ・・・単位電極、１１５・・・単位正極、２１０・・・単位負極、３０１・・・検出手段、３０１ａ・・・第一検出手段、３０１ｂ・・・第二検出手段、３０３・・・制御装置、３０５・・・絶縁性保護膜形成装置、３０５ａ・・・第一絶縁性保護膜形成装置、３０５ｂ・・・第二絶縁性保護膜形成装置、３０６，３０６ａ，３０６ｂ・・・紫外線硬化装置、３０７・・・情報記録装置、３０９・・・情報記録媒体、４００・・・袋状セパレータ、４１０・・・固定テープ

Claims (11)

  1. 　帯状の集電体と、前記集電体上に長手方向に沿って形成した電極活物質の塗布膜と、
    　前記塗布膜の長手方向に沿って集電体の電極活物質の非塗布面上に形成した絶縁性保護膜とを有し、
    　前記絶縁性保護膜には、前記塗布膜に欠陥部が存在する部位を示す欠陥標識部を設けたことを特徴とする電池電極用原反。
  2. 　前記の各欠陥部の前記集電体の長さ方向の先端を前記集電体の幅方向に延長した延長線上に欠陥標識部の先端を配置し、各欠陥部の前記集電体の長さ方向の後端を前記集電体の幅方向に延長した延長線上に欠陥標識部の後端を配置したことを特徴とする請求項１記載の電池電極用原反。
  3. 　前記絶縁性保護膜は、前記欠陥標識部を除き連続していることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項記載の電池電極用原反。
  4. 　前記絶縁性保護膜は、作製する単位電極形成部のそれぞれの電極引出タブ形成部のみに設けたものであって、前記塗布部に欠陥が存在する単位電極形成部に属する前記電極引出タブ形成部に欠陥標識部を設けたことを特徴とする請求項１記載の電池電極用原反。
  5. 　前記集電体に塗布した前記塗布膜の幅方向の中心線を境界にした両側の領域がそれぞれ独立し、それぞれの領域に存在する前記欠陥部に対応した欠陥標識部が設けられており、前記中心線上に前記欠陥が存在する場合には、前記中心線の両側の領域に欠陥標識部が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の電池電極用原反。
  6. 　前記集電体の少なくともいずれか一方の面には、他方の面に設けた前記欠陥標識部の集電体の厚み方向の中心面に対称な位置にも前記欠陥標識部を設けたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の電池電極用原反。
  7. 　前記欠陥標識部は、前記絶縁性保護膜を塗布していない部位、文字、記号または絶縁性保護膜を断続的に塗布して形成したことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の電池電極用原反。
  8. 　前記絶縁性保護膜は、紫外線硬化性組成物をインクジェット塗布手段によって形成したものであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の電池電極原反。
  9. 　前記集電体上に長手方向に沿って形成した電極活物質の塗布膜が、間隔を設けて複数条を設けたものであることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の電池電極用原反。
  10. 　リチウムイオン電池電極用であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載の電池電極原反。
  11. 　正極電極用であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載の電池電極原反。
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