(57)【要約】【課題】本発明は、電極に破れが生じるのを回避するとともに、基材に確実に穴を開けることを課題とする。【解決手段】帯状の基材１２の両主面に、該基材１２の長手方向に沿う両端部を残して活物質１３を塗布した後、前記基材１２の両主面側から一対のプレスロール１５ａ，１５ｂで活物質１３が一定厚みになるようにプレスして基材１２に電極１４を形成する方法において、活物質１３の塗布部と未塗布部の境に対応する前記基材１２に、該基材１２の長手方向に沿って予め穴１９を開ける工程を有することを特徴とする二次電池用電極の製造方法。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の基材の両主面に、該基材の長手方向に沿う両端部を残して活物質を塗布した後、前記基材の両主面側から一対のプレスロールで活物質が一定厚みになるようにプレスして電極を形成する方法において、
活物質の塗布部と未塗布部の境に対応する前記基材に、該基材の長手方向に沿って予め穴を開ける工程を有することを特徴とする二次電池用電極の形成方法。
【請求項２】
前記穴は、基材の長手方向に向って一定間隔で開けられていることを特徴とする請求項１記載の二次電池用電極の製造方法。
【請求項３】
前記基材の両主面に活物質を塗布し、帯状の電極を形成した後、活物質の塗布部と未塗布部の部分を切り抜いて電極片を形成することを特徴とする請求項１若しくは請求項２記載の二次電池用電極の製造方法。
【請求項４】
帯状の基材から二次電池用電極を形成する際に使用されるロールプレス装置において、
長手方向に沿う両端部を残して両主面に活物質が塗布された基材を巻き取る第１の電極ロールと、前記基材を該基材の両主面から押圧する一対のプレスロールと、このプレスロールの上流側に配置され，活物質の塗布部と未塗布部の境に対応する前記基材に穴を開ける穴あけ機構と、前記穴あけ機構及びプレスロール間を通過した電極を巻き取る第２の電極ロールとを具備することを特徴とするロールプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、リチウム二次電池に使用される二次電池用電極の製造方法及びロールプレス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の如く、カメラ一体型ＶＴＲ、ノート型パソコン、携帯電話等の電子機器には、リチウム二次電池が使用されている。ところで、こうした二次電池には電極が組み込まれるが、活物質と基材の密着性向上および電極の薄膜化のため、電極をプレスすることが電池性能に対して重要である。
【０００３】
図３は、従来における電極の製造方法の一例を示す（特許文献１）。
図中の符番１は、基材としての集電体１ａと、この集電体１ａに塗布されかつ乾燥処理が施されている活物質１ｂとからなる電極前駆体（厚みｔ１）を示す。
ここで、集電体１ａは、例えばアルミニウム箔である。前記電極前駆体１は、矢印Ｘ方向に回転するロール２ａ，２ｂ間に通して、厚みｔ２の電極３を矢印Ｙ方向に連続的に成形する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１８５７３６号公報（段落［００１６］，［００２３］及び図２参照）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の電極の製造方法において、ロール２ａ，２ｂを通過した電極３は図４に示すような平面形状になっている。図４において、符番４は活物質１ｂの塗布部であり、符番５は未塗布部である。この後、図４の点線Ｚのように、電極３の塗布部４と未塗布部５を切り取って電極片とし、これを複数枚積層して二次電池の電極として使用する。
【０００６】
しかし、活物質１ｂを塗布した電極前駆体１をロール２ａ，２ｂでプレスする際、活物質の塗布部４と未塗布部５の境界部で電極３の長手方向に沿って伸び差が生じる。従って、図４の一点鎖線部分６の電極３に破れが生じるという問題があった。
【０００７】
本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、活物質の塗布部と未塗布部の境に対応する基材に、該基材の長手方向に沿って予め穴を開けることにより、活物質を塗布した基材をプレスする際に徐々にたまっていく歪を開放し、もって電極に破れが生じるのを回避しえる二次電池用電極の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、長手方向に沿う両端部を残して両主面に活物質が塗布された基材を巻き取る第１の電極ロールと、前記基材を該基材の両主面から押圧する一対のプレスロールと、このプレスロールの上流側に配置され，活物質の塗布部と未塗布部の境に対応する前記基材に穴を開ける穴あけ機構と、前記穴あけ機構及びプレスロール間を通過した電極を巻き取る第２の電極ロールとを具備した構成にすることにより、基材に穴を確実に開けることができるロールプレス装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願第１の発明に係る二次電池用電極の製造方法は、帯状の基材の両主面に、該基材の長手方向に沿う両端部を残して活物質を塗布した後、前記基材の両主面側から一対のプレスロールで活物質が一定厚みになるようにプレスして電極を形成する方法において、活物質の塗布部と未塗布部の境に対応する前記基材に、該基材の長手方向に沿って予め穴を開ける工程を有することを特徴とする二次電池用電極の製造方法である。
【００１０】
本願第２の発明に係るロールプレス装置は、帯状の基材から二次電池用電極を形成する際に使用されるロールプレス装置において、長手方向に沿う両端部を残して両主面に活物質が塗布された基材を巻き取る第１の電極ロールと、前記基材を該基材の両主面から押圧する一対のプレスロールと、このプレスロールの上流側に配置され，活物質の塗布部と未塗布部の境に対応する前記基材に穴を開ける穴あけ機構と、前記穴あけ機構及びプレスロール間を通過した電極を巻き取る第２の電極ロールとを具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明において、前記穴は、基材の長手方向に沿って一定間隔で開けられていることが好ましい。また、穴は基材の長手方向に沿う両端部側に並んで形成することが好ましい。この理由は、穴加工を容易にし、また、穴の影響による電極ロールの蛇行を防止するためである。但し、穴のピッチは特に限定されず、基材をプレスする際の活物質の塗布部と未塗布部における伸び差を考慮して適宜設定する。
【００１２】
本発明において、前記基材の両面に活物質を塗布し、プレスロールによりプレスして帯状の電極を形成した後、活物質の塗布部と未塗布部の部分を切り抜いて電極片を形成することが好ましい。本発明の場合、活物質の塗布部と未塗布部に対応する基材部分に破れがなく、かつ均一の厚さの電極が形成されるので、正常な電極片を得ることができ、信頼性の高い二次電極を組み立てることができる。
なお、電極片はプラス極用とマイナス極用とがあり、夫々別々に形成する。
本発明において、前記基材とは、例えば銅箔またはアルミニウム箔が挙げられる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例に係る二次電池用電極の製造方法について図１（Ａ）〜（Ｃ）及び図２（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。ここで、図１は本発明に係る電極を製造するためのロールプレス装置の説明図であり、図１（Ａ）は全体図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の正面図、図１（Ｃ）は図１（Ａ），（Ｂ）の装置の一構成であるプレスロールの説明図を示す。また、図２（Ａ）は本発明に係る電極を形成するための基材の平面図、図２（Ｂ）は同電極の平面図を示す。
【００１４】
まず、ロールプレス装置について説明する。
図１中の符番１１ａ，１１ｂは、夫々互に離間して配置された第１の電極ロール，第２の電極ロールを示す。ここで、一方の電極ロール１１ａには、基材１２が巻かれている。ここで、この基材１２の両主面には、該基材１２の長手方向に沿う両端部を残して活物質１３が塗布されている。前記基材１２は、例えば銅箔叉はアルミニウム箔から構成されている。他方の電極ロール１１ｂには、後述する穴あけロール及びプレスロールを通過した電極１４が巻き取られる。
【００１５】
前記第１の電極ロール１１ａ，第２の電極ロール１１ｂ間には、上下に対向して配置された一対のプレスロール１５ａ，１５ｂが配置されている。このプレスロール１５ａ，１５ｂにより前記基材１２が上下方向からプレスされる。前記プレスロール１５ａ，１５ｂの上流側（第１の電極ロール１１ａ側）には、穴あけ機構としての一対の穴あけロール１６ａ，１６ｂが上下方向に配置されている。
【００１６】
一方の穴あけロール１６ａの長手方向に沿う両端部には、図１（Ｃ）に示すように、基材１２に開けられる穴間距離のピッチで凸部１７が設けられている。また、他方の穴あけロール１６ｂには、図１（Ｃ）に示すように、前記凸部１７に対応する位置に凹部１８が形成されている。前記穴あけロール１６ａ，１６ｂにより、活物質１３の塗布部と未塗布部の境に対応する前記基材１２に穴１９が開けられる。
【００１７】
前記プレスロール１５ａ，１５ｂを通過する前の基材１２は、図２（Ａ）に示すように、前記穴あけロール１６ａ，１６ｂにより、活物質１３を塗布すべき塗布部２０と未塗布部２１の境界部に、基材１２の長手方向に沿って予め穴１９が等間隔で開けられている。なお、穴１９は、基材１２の幅方向に向かって同じ位置に並んでいる。また、前記電極１４の平面形状は、図２（Ｂ）に示すようになっている。
【００１８】
次に、電極の製造方法について説明する。
まず、基材１２の両主面に、活物質１３を基材１２の長手方向に沿う両端部を残して塗布した。つづいて、前記活物質１３を塗布した基材１２を電極ロール１１ａに巻いた後、前記基材１２を穴あけロール１６ａ，１６ｂ間に搬送し、長手方向に沿う活物質１３の塗布部２０と未塗布部２１の境界の位置に等間隔で穴１９を開けた。次に、前記活物質１３を塗布した基材１２を一対のプレスロール１５ａ，１５ｂ間に送り、ここでプレス処理して均一な膜厚の電極１４を電極ロール１１ｂに巻いた。
【００１９】
なお、例えば積層型の二次電池用電極を製作するには、図２（Ｂ）に一点線Ｘで示すように電極１４の塗布部（活物質１３形成箇所）及び未塗布部２１を複数切り取り、例えばプラス用電極を製作する。また、マイナス用電極の場合も同様にして製作し、プラス用電極、マイナス用電極を交互に積層することにより積層型二次電池を製作する。巻取型電池の場合は、同様に製作したプラス用電極、マイナス用電極を重ね、巻き取ることにより巻取型電池を製作する。
【００２０】
上記実施例によれば、活物質１３の塗布部２０と未塗布部２１の境界部に位置する基材１２に、該基材１２の長手方向に沿って予め穴１９を等間隔で開けた後、前記基材１２を一対のプレスロール１５ａ，１５ｂによりプレスして電極１４を形成するため、活物質１３を塗布した基材１２をプレスする際に徐々にたまっていく歪を開放することができ、もって電極１４に破れが生じるのを回避することができる。従って、従来と比べて歩留りを向上できるとともに、上記電極を利用した二次電池の組立に要する作業時間を減少することができる。
【００２１】
また、上記実施例に係るプレスロール装置は、図１に示すように、長手方向に沿う両端部を残して両主面に活物質１３が塗布された基材１２を巻き取る第１の電極ロール１１ａと、活物質１３が塗布された基材１２を該基材１２の両主面から押圧する一対のプレスロール１５ａ，１５ｂと、このプレスロール１５ａ、１５ｂの上流側に配置され，活物質１３の塗布部２０と未塗布部２１の境に対応する前記基材１２に穴１９を開ける穴あけロール１６ａ，１６ｂと、前記穴あけロール１６ａ，１６ｂ及びプレスロール１５ａ、１５ｂ間を通過した電極１４を巻き取る第２の電極ロール１１ｂとを具備した構成になっている。従って、前記プレスロール装置によれば、活物質１３を塗布した基材１２に穴１９を確実に開けることができる。
【００２２】
なお、上記実施例では、基材の長手方向に沿う穴を幅方向に並んで形成した場合について述べたが、これに限らず、穴位置が幅方向でずれて形成されていてもよい。また、上記実施例では、穴あけ機構として穴あけロールを用いた場合について述べたが、これに限定されない。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、活物質の塗布部と未塗布部の境に対応する基材に、該基材の長手方向に沿って予め穴を開けることにより、活物質を塗布した基材をプレスする際に徐々にたまっていく歪を開放し、もって電極に破れが生じるのを回避しえる二次電池用電極の製造方法を提供できる。
【００２４】
また、本発明によれば、長手方向に沿う両端部を残して両主面に活物質が塗布された基材を巻き取る第１の電極ロールと、前記基材を該基材の両主面から押圧する一対のプレスロールと、このプレスロールの上流側に配置され，活物質の塗布部と未塗布部の境に対応する前記基材に穴を開ける穴あけ機構と、前記穴あけ機構及びプレスロール間を通過した電極を巻き取る第２の電極ロールとを具備した構成にすることにより、基材に穴を確実に開けることができるロールプレス装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電極を製造するためのプレスロール装置の説明図。
【図２】本発明に係る電極を形成するための基材及び電極の平面図。
【図３】従来の電極を製造するための装置の説明図。
【図４】従来の電極の平面図。
【符号の説明】
１１ａ，１１ｂ…電極ロール、      １２…基材、      １３…活物質、
１４…電極、            １５ａ，１５ｂ…プレスロール、
１６ａ，１６ｂ…穴あけロール、    １７…凸部、      １８…凹部、
１９…穴、                        ２０…塗布部、      ２１…未塗布部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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