(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱若しくは円筒を分割してなる長尺の円弧部の切断面に第１斜面と第２斜面とを接続させてなる略Ｖ字断面の検査部を備えた検査ブロックを、前記円弧部の曲率半径を異ならせたものを複数個準備し、このうちから曲率半径の大きな検査ブロックを選択し、電極合剤を塗布してある帯状の集電体を、選択した検査ブロックの第１斜面、円弧部、第２斜面に沿わせてしごき、前記電極合剤が剥離しないときには、曲率半径の１段階小さな検査ブロックに代えて同様のしごきを行い、剥離が発生するまで順次検査ブロックを代えて同手順を繰り返し、剥離が発生した時点で電極合剤の密着性を評価することを特徴とした電極の密着性の測定方法。
【請求項２】
円柱若しくは円筒を分割してなる長尺の円弧部の切断面に第１斜面と第２斜面とを接続させてなる略Ｖ字断面の検査部を備えた検査ブロックを準備し、この検査ブロックの第１斜面、円弧部、第２斜面に沿わせる要領で、電極合剤を塗布してある帯状の集電体をしごき、このしごきの結果、電極合剤に剥離が認められなければ合格、剥離が認められれば不合格とすることを特徴とした電極の密着性の合否判定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電池に用いる電極の密着性の測定方法及び合否判定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電池の電極には、集電体に金属層を塗布形成したものがある。
図６は電池の断面図であり、電池１００は、充電できる２次電池であり、ケース１０１に電極１０２、及び電解液１０３を納め、蓋１０４で密閉した密閉形電池である。
【０００３】
電極１０２は、正電極１０５、及び負電極１０６とからなる。正電極１０５は、帯状の集電体１０７の両面に電極合剤（金属層）１０８，１０９を塗布し、巻いたものである。負電極１０６は、帯状の集電体１１１の両面に電極合剤１１２，１１３を塗布し、巻いたものである。これらの正電極１０５、負電極１０６間にセパレータ１１４を挟めて絶縁を行う。
次に、正電極１０５、並びに負電極１０６を対象とした密着性の測定方法を説明する。
【０００４】
図７は従来の電極の密着性の測定方法を示した図であり、碁盤目試験（ＪＩＳ  Ｇ  ０２０２）を示す。
碁盤目試験（ＪＩＳ  Ｇ  ０２０２）は、カッタナイフで塗膜を貫通する碁盤目を切り、塗膜の剥離状態を調べて、付着性を評価する試験である。
【０００５】
電極（正電極１０５）の密着性の測定では、まず、正電極１０５の電極合剤（金属層）１０８上に無作為にクロスカットゲージ１１５を矢印の如く置く。そして、クロスカットゲージ１１５に倣って、カッタナイフで電極合剤（金属層）１０８のみを切る。
【０００６】
図８は図７の８部拡大図であり、等間隔Ｐの切れ目１１６・・・（・・・は複数を示す。以下同様。）を平行に１１本入れ、これらの平行な切れ目１１６・・・に対して垂直に交わる等間隔Ｐの切れ目１１７・・・を平行に１１本入れて、正方形１１８・・・を１００個造る。この正方形１１８・・・が何個剥がれ、何個残っているかを調べて、残り数／１００で表示することで、電極の密着性を評価する。
【０００７】
この場合、クロスカットゲージ１１５は幅２ｍｍのゲージであり、間隔Ｐは２ｍｍとなる。その結果、４００ｍｍ2の範囲を評価することができる。一方、負電極の場合は、クロスカットゲージは幅１ｍｍのゲージであり、１００ｍｍ2の範囲を評価することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、評価できる範囲は、１００ｍｍ2、又は４００ｍｍ2であり、１回で評価できる範囲（面積）が狭い。
また、正方形１１８・・・を１００個造る必要があり、手間がかかり、評価の作業効率が悪い。
加えて、カッタナイフで集電体１０７，１１１（例えば、厚さ２０μｍ）に達するように電極合剤（金属層（例えば、厚さ１００μｍ程度））のみを切るのは極めて難かしく、剥離の判断に熟練を必要とする。
さらに、正電極１０５と負電極１０６では密着性の要件（強度等）が異なり、剥離の判断が難しい。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、評価範囲が広く、短時間で判断することができ、熟練を必要とせず、密着性の判断が容易な電極の密着性の測定方法及び合否判定方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、円柱若しくは円筒を分割してなる長尺の円弧部の切断面に第１斜面と第２斜面とを接続させてなる略Ｖ字断面の検査部を備えた検査ブロックを、円弧部の曲率半径を異ならせたものを複数個準備し、このうちから曲率半径の大きな検査ブロックを選択し、電極合剤を塗布してある帯状の集電体を、選択した検査ブロックの第１斜面、円弧部、第２斜面に沿わせてしごき、電極合剤が剥離しないときには、曲率半径の１段階小さな検査ブロックに代えて同様のしごきを行い、剥離が発生するまで順次検査ブロックを代えて同手順を繰り返し、剥離が発生した時点で電極合剤の密着性を評価する。
【００１１】
電極合剤を塗布してある帯状の集電体を略Ｖ字断面の検査部に沿わせてしごくことで、電極合剤の密着性を調べる。
具体的には、電極合剤を塗布してある帯状の集電体を略Ｖ字断面の検査部に沿わせてしごき、電極合剤が剥離しないときには、曲率半径の１段階小さな検査ブロックに代えて同様のしごきを行い、剥離が発生するまで順次検査ブロックを代えて同手順を繰り返し、剥離が発生した時点で電極合剤の密着性を評価する。曲率半径の１段階小さな検査ブロックに変えることで、密着部にかける力を段階的に大きくしていく。その結果、剥離を定量的に評価することができ、密着性の判断が容易になる。
【００１２】
電極合剤を塗布してある帯状の集電体を略Ｖ字断面の検査部に沿わせるので、曲げた角度を常に一定に保つことができ、作業者による角度の違いが起きず、誰でも同じ状態で評価することができる。従って、個人差の少ない評価を実施することができ、熟練性を必要としない。
【００１３】
請求項２は、円柱若しくは円筒を分割してなる長尺の円弧部の切断面に第１斜面と第２斜面とを接続させてなる略Ｖ字断面の検査部を備えた検査ブロックを準備し、この検査ブロックの第１斜面、円弧部、第２斜面に沿わせる要領で、電極合剤を塗布してある帯状の集電体をしごき、このしごきの結果、電極合剤に剥離が認められなければ合格、剥離が認められれば不合格とする。
【００１４】
電極合剤を塗布してある帯状の集電体を指定の略Ｖ字断面の検査部に沿わせてしごくことで、合格、不合格の検査を実施する。
具体的には、検査ブロックの第１斜面、円弧部、第２斜面に沿わせる要領で、電極合剤を塗布してある帯状の集電体をしごき、このしごきの結果、電極合剤に剥離が認められなければ合格、剥離が認められれば不合格とする。合格、不合格を判定する許容値は第１、第２斜面の角度、及び円弧部の曲率半径とすることで、密着部にかける力に許容値を設定することができる。その結果、密着性の判断が容易になる。
【００１５】
電極合剤を塗布してある帯状の集電体を略Ｖ字断面の検査部に沿わせるので、曲げた角度は常に一定となり、作業者による角度の違いが起きない。その結果、個人差の少ない合否判定を実施することができ、熟練性を必要としない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る電極の密着性の測定に用いる検査ブロックの斜視図であり、第１の検査ブロック１０は、ベース部１１上にブロック部１２を形成し、このブロック部１２の上に検査部１３を形成したものである。
【００１７】
図２は図１の２矢視図であり、検査部１３の拡大図である。検査部１３は、円柱を分割してなる長尺の円弧部１４に第１斜面１５と第２斜面１６とを傾斜角θで接続させた略Ｖ字断面の部位である。円弧部１４は、曲率半径ｒ１の円弧であり、曲率半径ｒ１は、１０ｍｍである。傾斜角θは、例えば、１２０゜である。
【００１８】
図３は本発明に係る検査ブロックの検査部の拡大図であり、上記図１，図２に示す実施の形態と同様の構成については、同一符号を付し説明を省略する。
第２の検査ブロック２０は、検査部２３を備えたものであり、検査部２３は円弧部２４を形成した部位である。円弧部２４は、曲率半径ｒ２の円弧であり、曲率半径ｒ２は、８ｍｍである。
【００１９】
ここで、図示していない曲率半径ｒ３（６ｍｍ）のものを第３の検査ブロック３０とし、また、曲率半径ｒ４（４ｍｍ）のものを第４の検査ブロック４０とし、さらに、曲率半径ｒ５（２ｍｍ）のものを第５の検査ブロック５０とする。このように、検査ブロックの曲率半径は２ｍｍピッチで形成したものであり、曲率半径１０ｍｍ以上は、１２，１４，１６ｍｍと設定する。
【００２０】
次に、電極の密着性の測定方法を説明する。なお、正電極を対象とした測定手順と負電極を対象とした測定手順は同じなので、負電極の説明は省略する。
図４（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る電極の密着性の測定方法の説明図である。
（ａ）：まず、円弧部の曲率半径を異ならせたものを複数個準備し、このうちから曲率半径の大きな検査ブロックを選択する。ここでは、曲率半径１０ｍｍの第１の検査ブロック１０を置く。その次に、帯状の集電体６１の面に電極合剤６２，６３を塗布形成した正電極６０を用意する。
【００２１】
集電体６１はアルミニウム箔で、アルミニウム箔の厚さは約２０μｍである。電極合剤６２は、活物質として用いたマンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ2Ｏ4）と、導電補助剤として用いたアセチレンブラック（ＡＢ）と、バインダと、からなり、これらを混練（スラリー）した後、塗布して乾燥（乾燥後の厚さ１００μｍ程度）せさたものである。電極合剤６３は、電極合剤６２と同じものである。
【００２２】
（ｂ）：電極合剤６２を塗布してある帯状の集電体６１を、選択した第１の検査ブロック１０の第１斜面１５、円弧部１４、第２斜面１６に沿わせて曲げ、曲げた外アール部６４に剥離が発生していないかを確認する。その後、曲げた状態で張力を掛けつつ、一端６６から他端６７へ（矢印方向）正電極６０をしごく。
【００２３】
（ｃ）：集電体６１を第１の検査ブロック１０の第１斜面１５、円弧部１４、第２斜面１６に沿わせてしごきながら、電極合剤６２の外アール部６４に剥離が発生していないかを確認する。電極合剤６２が剥離したときには、曲率半径１２ｍｍの検査ブロックに交換してしごきを実施する。剥離が発生しなければ、密着性の測定結果は「１２ｍｍ」である。
【００２４】
一方、電極合剤６２が剥離しないときには、曲率半径の１段階小さな検査ブロックに順に交換した上で剥離が発生するまでしごきを繰り返す。具体的には、第１の検査ブロック１０の後、第２の検査ブロック２０（図示していない）を用いて、上記図４に示した手順で同様に密着性の測定を実施する。続けて、第３の検査ブロック３０→第４の検査ブロック４０→第５の検査ブロック５０の順で同様に測定を実施する。
【００２５】
すなわち、どの曲率半径で剥離が起きるかを確認するために、剥離が発生するまでしごきを順に繰り返し、剥離が発生した時点で電極合剤６２の密着性を評価する。例えば、曲率半径１０〜２ｍｍまでしごきを順に繰り返した結果、曲率半径２ｍｍの第５の検査ブロック５０で電極合剤６２が剥離したと仮定する。この際の、電極（正電極６０）の密着性の測定結果は「４ｍｍ」である。
【００２６】
図４に示したように、この密着性の測定では、電極合剤６２を曲げた状態で一端６６から他端６７へしごくので、判断に手間がかからず、短時間で評価することができる。
また、第１斜面１５、並びに第２斜面１６に沿わせるので、電極の曲げた角度をほぼ一定に保つことができ、曲げる角度に個人差が発生し難い。従って、熟練を必要としない。
【００２７】
さらに、検査部１３の曲率半径を変えることで、密着部にかける力を変えることができる。その結果、密着性を定量的に把握することができ、密着性の判断が容易になる。
【００２８】
図５（ａ），（ｂ）は電極の密着性の測定方法の比較図である。
（ａ）は、図７を転写したもので、従来の電極の密着性の測定方法で測定した正電極１０５を示し、評価の範囲はＡ１（面積＝Ｅ×Ｅ）である。Ｅは１０ｍｍ又は２０ｍｍである。
（ｂ）は、図４（ｃ）を転写したもので、本発明の電極の密着性の測定方法で測定した正電極６０を示し、評価の範囲はＡ２（面積＝Ｆ×Ｇ）である。電極のつかみ部７１，７２を除き、電極を全体的に評価することができる。
図から明らかなように、評価の範囲Ａ２は範囲Ａ１より極めて大きく、本発明によれば（Ａ２−Ａ１）だけ評価の範囲を従来より大きくすることができる。
従って、本発明方法によれば、広範囲を一度で評価することができる。
【００２９】
次に、電極の密着性の合否判定方法について図４を参考に説明する。
合否判定では、合否を判定する許容値が予め決まっているため、検査ブロックは１個のみを選択すればよい。
正電極６０を対象とした合否判定から説明する。まず、正電極６０の許容値が「２ｍｍ」であれば曲率半径ｒ５（２ｍｍ）を備えた第５の検査ブロック５０を準備する。そして、第５の検査ブロック５０の第１斜面１５、円弧部、第２斜面１６に沿わせる要領で、電極合剤６２を塗布してある帯状の集電体６１をしごき、このしごきの結果、電極合剤６２に剥離が認められなければ合格、剥離が認められれば不合格とする。例えば、多数の正電極６０の中から任意に選んだ正電極６０が不合格の場合、正電極６０のロッドは全て廃棄する。
【００３０】
次に、負電極を対象とした合否判定を説明する。なお、負電極の集電体は銅箔で、銅箔の厚さは約２０μｍである。電極合剤は、活物質として用いたグラファイトと、バインダと、からなり、これらを混練（スラリー）した後、塗布して乾燥（乾燥後の厚さ１００μｍ程度）せさたものである。従って、判定の許容値は異なる。
【００３１】
負電極の許容値が「１０ｍｍ」であれば曲率半径ｒ１（１０ｍｍ）を備えた第１の検査ブロック１０を準備する。そして、第１の検査ブロック１０の第１斜面１５、円弧部１４、第２斜面１６に沿わせる要領で、電極合剤を塗布してある帯状の集電体をしごき、このしごきの結果、電極合剤に剥離が認められなければ合格、剥離が認められれば不合格とする。不合格の場合、例えば、この負電極のロッドは全て廃棄する。
【００３２】
このように、合否判定方法では、第１斜面、円弧部、第２斜面に沿わせる要領で、電極合剤を塗布してある帯状の集電体をしごくので、合否の評価範囲を広くすることができる。
また、第１斜面１５、円弧部、第２斜面１６に沿わせる要領で、電極合剤を塗布してある帯状の集電体をしごくので、短時間で判定することができるとともに、判定に熟練を必要としない。
【００３３】
さらに、検査部の円弧部の曲率半径を変え、且つ第１、第２斜面で角度を保つことで、電極にかける負荷を変えることができる。その結果、密着性の要件（強度等）である許容値に合せて検査ブロックを選定すればよく、剥離の合否判断が極めて容易である。
【００３４】
尚、本発明の実施の形態に示した図１の検査部１３に連なる斜面は電極の
角度を保てるものであればよく、例えば、面のない枠組みだけでもよい。
また、図２の検査部１３の構成は一例であり、円弧部１４、第１斜面１５並びに第２斜面１６を一体で加工してもよい。
傾斜角θの角度は１２０゜に限定するものではなく、１２０゜より小さくてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、検査ブロックの第１斜面、円弧部、第２斜面に沿わせて、電極合剤を塗布してある帯状の集電体をしごき、電極合剤に剥離を発生させる曲率半径を調べる。第１斜面、円弧部、第２斜面に沿わせてしごくので、電極の全体を評価することができる。従って、評価範囲を広くすることができる。
【００３６】
従来は、カッタで碁盤目に切込みを入れるため、その作業に時間を費やしていたが、請求項１では、単に集電体を検査ブロックに当ててしごくだけであるから、評価のための作業時間を大幅に短縮することができる。
【００３７】
また、従来は、電極合剤の切込み加減が難かしく、剥離の判断に熟練を必要としていたが、請求項１では、第１斜面、並びに第２斜面に沿わせるので、曲げた角度をぼぼ一定に保つことができ、評価に個人差が発生しない。従って、評価に熟練を必要としない。
さらに、検査部の曲率半径を段階的に変えることで、密着部にかける力を変えることができる。その結果、密着性を定量的に把握することができ、密着性の判断が容易になる。
【００３８】
請求項２では、検査ブロックの第１斜面、円弧部、第２斜面に沿わせる要領で、電極合剤を塗布してある帯状の集電体をしごき、指定の検査ブロックで電極合剤に剥離が起きないか、確認作業を行う。第１斜面、円弧部、第２斜面に沿わせてしごくので、電極を全体的に評価することができる。従って、評価範囲を広くすることができる。
【００３９】
従来は、カッタで碁盤目に切込みを入れるため、その作業に時間を費やしていたが、請求項２では、単に集電体を指定の検査ブロックのみに当ててしごくだけであるから、合格、不合格の検査時間を大幅に短縮することができる。
【００４０】
また、従来は、電極合剤の切込み加減が難かしく、剥離の判断に熟練を必要としていたが、請求項２では、指定の検査ブロックのみの第１斜面、並びに第２斜面に沿わせるので、曲げた角度をぼぼ一定に保つことができ、合格、不合格の評価に個人差が発生しない。従って、評価に熟練を必要としない。
さらに、検査ブロックの第１斜面、並びに第２斜面の角度を一定にし、且つ検査部の曲率半径を変えることで、密着部にかける力を変えることができる。合格、不合格を判定する力の許容値を第１、第２斜面の角度、及び円弧部の曲率半径とすることで、密着性の判断が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電極の密着性の測定に用いる検査ブロックの斜視図
【図２】図１の２矢視図
【図３】本発明に係る検査ブロックの検査部の拡大図
【図４】本発明に係る電極の密着性の測定方法の説明図
【図５】電極の密着性の測定方法の比較図
【図６】電池の断面図
【図７】従来の電極の密着性の測定方法を示した図
【図８】図７の８部拡大図
【符号の説明】
１０…第１の検査ブロック、１３…検査部、１４…円弧部、１５…第１斜面、１６…第２斜面、２０…第２の検査ブロック、３０…第３の検査ブロック、４０…第４の検査ブロック、５０…第５の検査ブロック、６０…正電極、６１…集電体、６２，６３…電極合剤、ｒ１〜ｒ５…曲率半径。
【図１】
0004160222.tif 000002
【図２】
0004160222.tif 000003
【図３】
0004160222.tif 000004
【図４】
0004160222.tif 000005
【図５】
0004160222.tif 000006
【図６】
0004160222.tif 000007
【図７】
0004160222.tif 000008
【図８】
0004160222.tif 000009