(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池電極材料を金属ロールと弾性ロールとの間でプレス処理する電池用電極のプレス処理装置において、
上記プレス処理装置は、少なくとも弾性ロールと該弾性ロールを挟持する一対の金属ロールから構成されてなり、
上記弾性ロールは硬度がショアＤ９６°である硬質弾性体を有し、
上記一対の金属ロールは加熱され、かつ加圧されて用いることを特徴とする電池用電極のプレス処理装置。
【請求項２】
電池電極材料を金属ロールと弾性ロールとの間でプレス処理する電池用電極のプレス処理方法において、
少なくとも上記弾性ロールと該弾性ロールを挟持する一対の金属ロールを含むプレス処理装置を用い、
上記弾性ロールは硬度がショアＤ９６°である硬質弾性体を有し、
上記電池電極材料は上記弾性ロールと一方の金属ロールとの間、及び上記弾性ロールと他方の金属ロールとの間を通過する際に、加熱された一対の金属ロールにより加圧され、かつ加熱されることにより電極を製造することを特徴とする電池用電極のプレス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池用電極のプレス処理装置と方法に関し、特に、二次電池の電極製造工程における電極のプレス処理装置と方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電池には大別して一次電池と二次電池とがあり、一次電池は一度放電するとそれで電池の寿命を終了するが、二次電池は放電後再び充電することにより何回も放電を繰り返すことができる。
【０００３】
二次電池には鉛電池、ニッケルカドミニウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などがある。これらのうちリチウムイオン電池は体積あたりの容量密度が高く、ニッケルカドミニウム電池と比べて電圧が約３倍の高電圧となるうえ、電池内のリチウムはイオン状態で存在しているので極めて高い安全性を有している。そのため、リチウムイオン電池は携帯用電子機器などの電源として多くの方面で数多く使用され、用途の急拡大とともに需要が急増しつつある。
【０００４】
図３はリチウムイオン電池の一部切り欠き断面斜視図であり、セル１１の内部構造を示している。セル１１の内部にはセパレータ１４、１４をはさみ、所定幅のフイルム状の正極１２と負極１３が密着状態に巻かれている。
【０００５】
リチウムイオン電池の電極は図１に示す電極プレス処理装置において、電極材料４が巻き出しロール６から繰り出されて弾性ロール１と金属ロール２との間を通過し、案内ロール５、５に案内された後に弾性ロール１と金属ロール３との間を通過し、順次巻き取りロール７に巻き取られる。
【０００６】
電極材料４は弾性ロール１と金属ロール２との間、及び弾性ロール１と金属ロール３との間を通過する際に、加熱された金属ロール２及び金属ロール３により図１の矢印Ａ、Ａの方向にプレスされかつ加熱される。
【０００７】
電極材料４は弾性ロール１と金属ロール２及び金属ロール３との間でプレスされて変形するが電池電極の長手方向及び幅方向の厚み変化は、弾性ロール１の弾性変形に吸収され、弾性ロール１自体並びに金属ロール２及び金属ロール３が破損することはない。
【０００８】
リチウムイオン電池では、規定の電池容量を得るために電極の密度を規定値にしなければならないが、電極プレス処理装置でプレス処理を施すことにより電池電極材料４の厚みがつぶされて、電極材料４が高密度化される方法をとっている。
【０００９】
また、電極プレス処理装置におけるプレス処理の効果を向上させつつ、生産性を向上させるために、電極の加熱温度を上昇して電極を高密度化する事が知られている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電極プレス処理装置におけるプレス処理の効果を向上させつつ、生産性を向上させるために、電極の加熱温度を上昇させて電極を高密度化する方法は、電極の性質上限界があり、従来以上の高温に電極を加熱することは望ましくない。
【００１１】
また電極の生産性を向上させるために前記プレス処理速度を上昇させると、さらに電極厚みのつぶれが少なくなり、電極の密度が低下して電池の容量が不足するという問題があった。
【００１２】
一般に、電極プレス処理装置におけるプレス処理の効果は、加熱温度が高いほど、線圧力が高いほど、あるいは処理速度が低いほど効果が高いことが知られている。しかし電極プレス処理装置におけるプレス処理の効果を向上させつつ、生産性を向上させることができる方法は知られていない。
【００１３】
本発明の課題は、電極プレス処理装置におけるプレス処理の効果を向上させつつ、しかも電極の生産性を向上させることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明電池用電極プレス処理装置は電池電極材料を金属ロールと弾性ロールとの間でプレス処理する電池用電極のプレス処理装置において、このプレス処理装置は、少なくとも弾性ロールとこの弾性ロールを挟持する一対の金属ロールから構成されてなり、この弾性ロールは硬度がショアＤ９６°である硬質弾性体を有し、この一対の金属ロールは加熱され、かつ加圧されて用いるものである。
【００１５】
本発明によれば、例えば図１に示す電極プレス処理装置における弾性ロール１と金属ロール２、３の間で電極をプレス処理する時に用いる硬質弾性体製の弾性ロールの硬度を従来のショアＤ９４°からショアＤ９６°に上昇させることにより、弾性ロール１と金属ロール２との間、及び弾性ロール１と金属ロール３との間のライン圧力は一定のまま、弾性ロール１と金属ロール２との間、及び弾性ロール１と金属ロール３との間のピーク圧を上昇させる。前記ピーク圧の上昇により電池電極厚みのつぶれは従来の弾性ロール１による電池電極厚みのつぶれよりも大きい値になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を実施例で説明する。
実施例１
本発明の実施例による製造方法において、リチウムイオン電池の電極４は図１に示す電極プレス処理装置を用いて、電極材料が巻き出しロール６から繰り出されて弾性ロール１と金属ロール２との間を通過し、案内ロール５、５に案内された後に弾性ロール１と金属ロール３との間を通過し順次巻き取りロール７に巻き取られる。
【００１７】
電極材料４は弾性ロール１と金属ロール２との間、及び弾性ロール１と金属ロール３との間を通過する際に、加熱された金属ロール２及び３によりプレスされかつ加熱される。
【００１８】
本発明において弾性ロール１の硬度を、従来のショアＤ９４°からショアＤ９６°に上昇して、弾性ロール１と金属ロール２との間、及び弾性ロール１と金属ロール３との間のピーク圧を上昇させてリチウム電池電極の製造を行い、リチウム電池電極厚みのつぶれを測定した結果を図２に示す。
【００１９】
すなわち図２は電極プレス処理装置において、弾性ロール１の硬度を変えた場合の電極厚みのつぶれ（単位μｍ）と電極プレス処理装置の処理速度（単位ｍ／ｍｉｎ）の関係を示す。このほかのプレス条件である加熱温度、線圧力及び張力は一定に保った。
【００２０】
図２より明らかなように弾性ロール１の硬度をショアＤ９６°にした場合、処理速度を従来の処理速度２０ｍ／ｍｉｎから２．５倍の５０ｍ／ｍｉｎに上昇しても十分な厚みのつぶれが得られ、各処理速度において従来に比べて４％の電極厚みのつぶれの向上が確認された。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、リチウムイオン電池で規定の電池容量を得るために必要な電極の密度を容易かつ確実に得ることができる上、処理速度を上昇しても従来以上の電極厚みのつぶれを確保できて電極プレス処理装置のプレス処理能率の向上にも大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  電極プレス処理装置を示す図である。
【図２】  弾性ロールの硬度を変えた場合の、電極厚みのつぶれと、電極プレス処理装置の処理速度との関係を示す図である。
【図３】  リチウムイオン電池のセルの内部構造を示す一部切り欠き断面斜視図である。
【符号の説明】
１……弾性ロール、２、３……金属ロール、４……電極材料、５、５……案内ロール、６……巻き出しロール、７……巻き取りロール、１１……リチウムイオン電池のセル、１２……正極、１３……負極、１４……セパレータ
【図１】
0003694993.tif 000002
【図２】
0003694993.tif 000003
【図３】
0003694993.tif 000004