(57)【要約】【課題】電極基材からの活物質の剥離を抑制するとともに、電気抵抗をより低減した電池用電極の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明にかかる電池用電極の製造方法は、金属箔１０の表面に活物質層１２を形成した負電極を備えた電極層１を、セパレータを介して捲回した電極群を備えた電池用電極の製造方法であって、前記金属箔１０の表面に、複数の点状若しくは１つ以上線状にバインダーを塗布するか、又は濃淡をつけてバインダー１１を塗布するかし、前記バインダー１１が塗布された前記金属箔１０の表面に、活物質層１２を形成し、凸部３１を有するプレスロール３０により、前記バインダー１１が塗布された領域と前記凸部３１が、前記金属箔１０の表面に対して略垂直方向から見て重なるようにして、前記活物質層１２に凹部１３を形成する、ものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属箔の表面に活物質層を形成した負電極を備えた電極層を、セパレータを介して捲回した電極群を備えた電池用電極の製造方法であって、
前記金属箔の表面に、複数の点状若しくは１つ以上線状にバインダーを塗布するか、又は濃淡をつけてバインダーを塗布するかし、
前記バインダーが塗布された前記金属箔の表面に、活物質層を形成し、
凸部を有するプレスロールにより、前記バインダーが塗布された領域と前記凸部が、前記金属箔の表面に対して略垂直方向から見て重なるようにして、前記活物質層に凹部を形成する、電池用電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電池用電極の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウム二次電池は、一般に、正極と負極を、これらが短絡しないように微多孔膜などのセパレータを介して積層または捲回し、電解液と共に電池容器に収納して構成されている。セパレータを介して正極と負極を積層または捲回したものを、電極群と呼ぶ。正極は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵、放出できるリチウム含有金属酸化物を含む正極活物質合剤を、電極基材の両面に均一に塗工することで形成される。負極は、炭素材料を含む負極活物質合剤を、電極基材の両面に均一に塗工することで形成される。
【０００３】
ところで、リチウム二次電池のエネルギー密度の向上を目指して、電極基材と活物質層からなる電極層を厚く・高密度にすると、膜厚の増加と、空隙の低下と、により、Ｌｉイオン電導性が低下してしまう。しかし、電極内に電解液が十分に保有されていれば、Ｌｉイオン電導は阻害されないため、電極層の表面に微細な穴を開けることにより、イオン電導を改善することができる。
【０００４】
特許文献１には、金属箔の両面に活物質層を形成した正極電極及び負電極を、セパレータを介して捲回する電極群を備え、電極の活物層の表面には、複数の凹部が点在するように形成されたリチウム二次電池が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−０３９０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、電極群の形成において、電極基材としての金属箔表面に形成された活物質層が剥離してしまうことがある。図４（ａ）は、金属箔１００と金属箔１００の表面に形成された活物質層１０１を備えた電極層１０４の断面を示す図である。活物質１０１の表面に凹部１０２を穴加工する場合、凸部を設けたプレスロールを用いる。この際、凹部１０２の穴加工により、金属箔１００の表面から活物質層１０１が剥離してしまう。
【０００７】
図４（ｂ）は、電極層１０５の断面を示す図である。電極層１０５は、剥離を抑制するために、金属箔１００の表面にバインダー１０３を塗布して、さらにバインダー１０３の上から活物質層１０１を形成し、プレス加工したものである。バインダー１０３を金属箔１００上に塗布することにより、凹部１０２の穴加工による活物質１０１の金属箔１００表面からの剥離は抑制される。
【０００８】
しかしながら、バインダー１０３を金属箔１００の表面に塗布することにより、バインダー１０３の層が絶縁層となり、電気抵抗が増加してしまうという問題点がある。図５は、電極層１０４の電気抵抗と電極層１０５の電気抵抗とを示す図である。電極層１０４の電気抵抗は０．６Ω・ｃｍであるが、電極層１０５の電気抵抗は１４．２Ω・ｃｍであり、電気抵抗が大幅に上昇してしまっている。
【０００９】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、金属箔からの活物質の剥離を抑制するとともに、電気抵抗をより低減した電池用電極の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる電池用電極の製造方法は、金属箔の表面に活物質層を形成した負電極を備えた電極層を、セパレータを介して捲回した電極群を備えた電池用電極の製造方法であって、前記金属箔の表面に、複数の点状若しくは１つ以上線状にバインダーを塗布するか、又は濃淡をつけてバインダーを塗布するかし、前記バインダーが塗布された前記金属箔の表面に、活物質層を形成し、凸部を有するプレスロールにより、前記バインダーが塗布された領域と前記凸部が、前記金属箔の表面に対して略垂直方向から見て重なるようにして、前記活物質層に凹部を形成する、を備えたものである。これにより、金属箔と活物質との接着を強化でき、かつ、金属箔の表面上にバインダー層を形成することによる絶縁層を形成することがない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電極基材からの活物質の剥離を抑制するとともに、電気抵抗をより低減した電池用電極の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態にかかる電池用電極の製造方法の過程を示す、電極層の断面図である。
【図２】実施の形態にかかる金属箔の表面上に塗布されたバインダー１１を示す図である。
【図３】実験結果を示す図である。
【図４】従来の電極層の断面を示す図である。
【図５】従来の電極層の電気抵抗を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。実施の形態にかかる電池電極の製造方法は、金属箔の表面に活物質層を形成した負電極を備えた電極層を、セパレータを介して捲回した電極群を備えた電池用電極の製造方法である。
【００１４】
図１は、本実施の形態にかかる電池用電極の製造方法の過程を示す、電極層の断面図である。まず、金属箔１０の表面に、点状にバインダー１１を塗布する。図１（ａ）は、金属箔１０の表面に、バインダー１１が塗布された状態の断面を示す図である。
【００１５】
次に、バインダー１１が塗布された金属箔１０の表面に、活物質層１２を形成する。図１（ｂ）は、活物質層１２が形成された金属箔１０を示す図である。
【００１６】
次に、凸部３１を有するプレスローラ３０を用いて、活物質層１２に、凹部１３を形成する。図１（ｃ）は、プレスローラ３０が活物質層１２に押圧されている状態を示す図である。このとき、プレスローラ３０の凸部３１とバインダー１１とが、金属箔１０の表面に対して略垂直方向から見て重なるようにして、凹部１３を形成する。プレスローラ３０が取り除かれると、電極層１が形成される。
【００１７】
次に、バインダー１１の塗布形状についてさらに説明する。図２は、金属箔１０の表面上に塗布されたバインダー１１を示す図である。ここでは、バインダー１１は、金属箔１０の表面上に均等に点在するように塗布されている。
【００１８】
なお、バインダー１１の塗布方法はこれに限られたものではなく、例えば、金属箔１０の表面上に濃淡をつけて塗布するようにしてもよい。バインダー１１に濃淡がある場合には、バインダー１１が濃く塗布されている部分、すなわち厚く塗布されている部分と、プレスローラ３０の凸部３１とが、金属箔１０の表面に対して垂直に重なるようにして凹部１３を形成するようにすればよい。
【００１９】
また、金属箔１０の表面上に、バインダー１１を線状に塗布してもよい。この場合は、バインダー１１の塗布された線状部分と、プレスローラ３０の凸部３１とが、金属箔１０の表面に対して垂直に重なるようにして凹部１３を形成するようにすればよい。さらに、線状に塗布されたバインダー１１を組み合わせて、格子状に塗布するようにしてもよい。この場合は、バインダー１１の直線の交点部分と、プレスローラ３０の凸部３１とが、金属箔１０の表面に対して垂直に重なるようにして凹部１３を形成するようにすればよい。
【００２０】
実施の形態にかかる電極層１においては、凹部１３と重なる位置にバインダー１１が存在するため、凹部１３の穴加工の際に、金属箔１０の表面方向にせん断力が加わっても、活物質層１２が金属箔１０から剥離しない。さらに、バインダー１１が凹部１３と重なる位置に塗布されているため、必要最低限のバインダー量で済ませることができる。
【００２１】
さらに、バインダー１１の塗布量を減らすことにより、電極層１の電気抵抗を低減することができる。電気抵抗は、負極のものを測定する。
【００２２】
実験の条件は、活物質１２として天然黒鉛を用い、バインダー１１としてＳＢＲ（Styrene-Butadiene Rubber）を用いる。また、金属箔１０として１０μｍの銅箔を用いる。加工線圧は５００ｋＮ／ｃｍである。バインダー１１のパターンは、φ４０μｍの点状で、１００μｍピッチである。バインダー１１の塗布手法はスクリーン印刷を用いる。凹部１３の加工として、９０ｍｍ四方の平板プレスを用い、凸部３１は、φ４０μｍ、先端角度３０度の円錐形状であり、深さは２５μｍとする。
【００２３】
以上の条件で、図３（ａ）に示すように、比較例Ｘ（バインダー１１なし、凹部１３なし）、比較例Ｙ（バインダー１１は層状に塗布、凹部１３あり）、実施の形態にかかる電極層１（バインダー１１は穴下のみ、凹部１３あり）とする。１Ａの電流を流して、それぞれの電気抵抗を測定する。
【００２４】
図３（ｂ）は、測定された電気抵抗を示すグラフである。電極層１の電気抵抗が最も低く抑えられ、比較例Ｙが最も電気抵抗が大きくなった。この結果から実施の形態にかかる電極層１は、より電気抵抗を抑制することができるということができる。
【００２５】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではない。
【符号の説明】
【００２６】
１  電極層
１０  金属箔
１１  バインダー
１２  活物質層
１３  凹部
３０  プレスローラ
３１  凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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