(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の電極製造方法における金属製フィルムの巻き取り方法であって、
巻き取り対象の銅フィルムを巻き取りロールに巻き取るために、第一の相対的に厚さの薄いポリエステルフィルムを巻き取りリード部となし、該第一の相対的に薄い厚さのポリエステルフィルムの後端部に第二の相対的に厚さの厚いポリエステルフィルムの前端部を継ぎ合わせて接続し、該第二の相対的に厚さの厚いポリエステルフィルムの後端部にロール状に巻装された巻き取り対象の銅フィルムの前端部を継ぎ合わせて接続し、これらの二種類のポリエステルフィルムの継ぎ合わせ接続部分を巻き取り対象金属製フィルムの巻き出し部として巻き取り対象金属製フィルムの巻き取りを開始する巻き取り方法であり、
上記第一の相対的に厚さの薄いポリエステルフィルムの厚さが２０μｍであって、上記銅フィルムの原反の厚さが１０μｍの場合は上記第二の相対的に厚さの厚いポリエステルフィルムの厚さが７５μｍ、上記銅フィルムの原反の厚さが１５μｍの場合は上記第二の相対的に厚さの厚いポリエステルフィルムの厚さが５０μｍまたは７５μｍである
ことを特徴とする電池の金属製フィルムの巻き取り方法。
【請求項２】
上記第一の相対的に薄い厚さのポリエステルフィルムの後端部と上記第二の相対的に厚さの厚いポリエステルフィルムの前端部との継ぎ合わせた継ぎ部の長さは３０ｃｍ以上である
ことを特徴とする請求項１記載の電池の金属製フィルムの巻き取り方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属製フィルムの巻き取り方法に関し、特に二次電池の電極製造工程におけるフィルム状金属箔原反の巻き取り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。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倍の高電圧となる上、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ため、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。
【０００３】
図４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１の内部構造を示している。セル１の内部にはセパレータ３０、３０を挟み、所定幅のフィルム状の正極１０と負極２０が密着状態に巻かれている。
【０００４】
正極１０の断面を図５に示す。正極１０はたとえば厚さ数十μｍのアルミニウム箔１１の両面にリチウム複合酸化物１２、１２が塗布されたものである。また、負極２０の断面を図６に示す。負極２０はたとえば銅箔の集電体２１の両面に負極活性物質であるハードカーボンと添加剤であるシュウ酸とバインダーであるＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロドリン）とＰＶＤＦで分散混練した負極塗料２２、２２が塗布されたものである。
【０００５】
これらの負極塗料２２、２２を銅箔２１に塗布して負極を製造する加工は、図７に示す電極製造装置１００のうちのコーター１１０において塗布工程、乾燥工程の順で行われる。図７に示す電極製造装置１００のうちのコーター１１０において金属箔原反が巻き出され、この金属箔原反への電極材料の塗布工程と乾燥工程（溶剤回収）、冷却が順次行われて再度巻き取られる。プレス１２０でも電極材料が塗布された金属箔原反が巻き出され、プレス処理されて再度巻き取られる。次いで、スリッター１３０で製品となる電極幅のフィルムとなるように電極材料が塗布された金属箔原反が切断されてスキッドとなる。
【０００６】
コーター１１０では、広幅のロール状に巻装されたフィルム状の金属箔原反が巻き出しロール（図示せず）から送り出され、塗布工程、乾燥工程、冷却工程を経由して巻き取りロール（図示せず）で巻き取られ、巻き取り金属箔（図示せず）が得られる。
【０００７】
巻き取り速度は一般的に１５ないし１００ｍ／ｍｉｎであり、張力はおよそ３０ｋｇ／６００ｍｍ幅に制御されている。この電極材料塗布済みの巻き取り金属箔は、つぎに裁断工程に移され、電池となるセル１（図４）の所定幅寸法に裁断される。
【０００８】
コーター１１０の走行系１１１には、図８に示すように銅箔２１を走行させるために巻き出しロール１１２及び走行を案内する複数のガイドロール１１３、１１３、・・・からなる走行系１１１が備えられている。
【０００９】
従来、コーター１１０の走行系１１１に銅箔２１を通す方法としては、最初に薄いポリエステルのフィルムベース１２１を走行系１１１に通して巻き取りリードとし、フィルム状金属箔原反の巻き出しロール１１２においてポリエステルフィルムベース１２１と銅箔２１とを接続する方法が用いられていた。
【００１０】
すなわち、前記従来方法では、図８と図９（平面図）と図１０（側面図）に示すようにポリエステルフィルムベース１２１と銅箔２１とを接続の方法としてポリエステルフィルムベース１２１と銅箔２１とはその両端部で重ね合わせて、まずポリエステル粘着テープ１２５で幅方向に接着し、つぎにポリエステル粘着テープ１２６、１２６、１２６で長手方向に数カ所（図では３カ所）を接続していた。
【００１１】
これによって銅箔２１の切断を起こさないようにすることを目的としていた。この方法によればポリエステルフィルムベース１２１のシワは良くとれるが、コーター１１０の走行系１１１に最初から銅箔２１を通すと、巻き取りリード部分の銅箔２１は製品に使用することができず損失となるが、ポリエステルフィルムベース１２１を最初に通して巻き取りリードとすれば銅箔２１は接続部を除いてほとんど全部を製品に使用することができるうえ、走行系１１１に巻き取りリードを通す作業も薄いポリエステルフィルムベース１２１の方が遥かに容易である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最初に薄いポリエステルのフィルムベース１２１を走行系１１１に通し、巻き出しロール１１２においてポリエステルフィルムベース１２１と銅箔２１とを接続する方法によれば、ポリエステルフィルムベース１２１のシワはよくとれるが、銅箔２１がコーター１１０の塗布工程を通過して、乾燥工程まで走行すると銅箔２１にシワが入りやすく、乾燥工程後のピンチロールにおいて銅箔２１が切断することが多かった。フィルム状金属箔原反の銅箔２１の厚みは１０μｍおよび１５μｍの２種類を使用することが多く、なかでも１０μｍのものが乾燥工程で切断することが多かった。
【００１３】
本発明の課題は、乾燥工程後のピンチロールにおいて銅箔などの巻き取り対象の金属製フィルムの切断を防止して、該金属製フィルムのとぎれない供給方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は次の構成によって解決される。
本発明は上記したように、銅箔などの巻き取り対象の金属製フィルムは相対的に厚さの薄いポリエステルなどのプラスチックフィルムベースと銅箔などの巻き取り対象の金属製フィルムとの接続継ぎ目に発生するシワの部分から切断することが多く、薄いポリエステルなどのプラスチックフィルムベースと銅箔などの巻き取り対象フィルムとの接続継ぎ目に発生するシワを除去することに着目して、シワの除去方法を検討した結果、相対的に厚さの薄いポリエステルなどのプラスチックフィルムベースと銅箔などの巻き取り対象フィルムとの間に第２の相対的に厚さの厚いポリエステルなどのプラスチックフィルムベースを挿入する方法によって上記の課題を解決することができた。
【００１５】
すなわち、本発明は次の構成からなるものである。
巻き取り対象の金属製フィルムを巻き取りロールに巻き取るために、第一の相対的に厚さの薄いプラスチックフィルムを巻き取りリード部となし、該第一の相対的に薄い厚さのプラスチックフィルムの後端部に第二の相対的に厚さの厚いプラスチックフィルムの前端部を継ぎ合わせて接続し、該第二の相対的に厚さの厚いプラスチックフィルムの後端部にロール状に巻装された巻き取り対象の金属製フィルムの前端部を継ぎ合わせて接続し、これらの二種類のプラスチックフィルムの継ぎ合わせ接続部分を巻き取り対象金属製フィルムの巻き出し部として巻き取り対象金属製フィルムの巻き取りを開始する金属製フィルムの巻き取り方法である。
【００１６】
上記本発明の金属性フィルムの巻き取り方法において、フィルム状金属箔原反の厚さが１０μｍまたは１５μｍに対して、第一の相対的に厚さの薄いプラスチックフィルムの厚さは２０μｍとし、第二の相対的に厚さの厚いプラスチックフィルムの厚さは５０μｍまたは７５μｍとすることができる。
【００１７】
また、第一の相対的に薄い厚さのプラスチックフィルムの後端部と第二の相対的に厚さの厚いプラスチックフィルムの前端部との継ぎ合わせた継ぎ部の幅は３０ｃｍ以上であることで十分本発明の課題が達成できる。
【００１８】
本発明の金属製フィルムの巻き取り方法において、金属製フィルムは、例えば電池の電極製造に用いられるフィルム状金属箔原反である。
【００１９】
本発明によれば、第１の相対的に厚さの薄いポリエステルなどのプラスチックフィルムベースは巻き取りのためのリードとなり、第２の相対的に厚さの厚いポリエステルのフィルムベースにより銅箔などの巻き取り対象の金属製フィルムに幅方向に均一に張力を加えるので、第１の相対的に厚さの薄いポリエステルなどのプラスチックフィルムベースにシワや片伸びが発生したとしても第２の相対的に厚さの厚いプラスチックフィルムベースがシワや片伸びを吸収して銅箔の幅方向に均一に張力を加えるので、銅箔などの巻き取り対象の金属製フィルムが裂けたり切断することを防止するように作用するものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下説明する。
実施例１
本発明の実施例を図１、図２（フィルムの継ぎ部の平面図）および図３（フィルムの継ぎ部の側面図）に示す。すなわち銅箔２１のフィルム状金属原反が裂けたり切断することを防止するために、幅６４０mm、厚さ２０μｍの第１の相対的に厚さの薄いポリエステルフィルムベース１２１を巻き取りのためのリードとして、次に幅６４０ｍｍの第２の相対的に厚さの厚いポリエステルフィルムベース１３１を接続し、その次ぎに幅６４０ｍｍ、厚さ１５μｍまたは１０μｍの銅箔２１のフィルム状金属箔原反を接続した。
【００２１】
図１に示すように本実施例によれば、リチウム電池などの二次電池の電極製造工程におけるフィルム状金属箔原反の供給方法、すなわち負極電極となる銅箔２１のフィルム状金属原反に負極活性物質を塗布するコーター１１０内に銅箔２１のフィルム状金属箔原反を通す方法であって、巻き出しロール１１２、巻き取りロール（図示せず）、走行を案内する複数のガイドロール１１３、１１３、・・・からなる走行系１１１に銅箔２１を通ために、最初に相対的に厚さの薄いポリエステルのフィルムベース１２１を走行系に通して巻き取りリードとし、フィルム状金属箔原反の巻き出しロール１１２においてポリエステルフィルムベース１２１と銅箔２１とを接続する従来方法に代えて、薄いポリエステルのフィルムベース１２１と銅箔２１との間に第２の相対的に厚さの厚いポリエステルのフィルムベース１３１を挿入したものである。
【００２２】
第１の相対的に厚さの薄いポリエステルフィルムベース１２１の後端部と、次ぎの第２の相対的に厚さの厚いポリエステルのフィルムベース１３１の前端部とは突き合わせ接続とし、まず突き合わせ部の表面と裏面をポリエステル粘着テープ１２７でフィルムの幅方向に接着し、次ぎに突き合わせ部の表面を銅箔２１の長手方向に伸びるポリエステル粘着テープ１２８、１２８、・・・で数カ所（図では３カ所）接着した。
【００２３】
第２の相対的に厚さの厚いポリエステルのフィルムベース１３１の長さは３００ｍｍ以上とし、その次ぎに銅箔２１のフィルム状金属箔原反を重ねて接続した。
【００２４】
第２の相対的に厚さの厚いポリエステルのフィルムベース１３１の後端部に、銅箔２１のフィルム状金属箔原反の前端部を重ねた後、まず重ね部の表面と裏面をポリエステル粘着テープ１３５でフィルムの幅方向に接着し、次ぎに重ね部の表面を銅箔２１の長手方向に伸びるポリエステル粘着テープ１３６、１３６、・・・で数カ所（図では３カ所）接着した。
【００２５】
第２の相対的に厚さの厚いポリエステルのフィルムベース１３１と、銅箔２１のフィルム状金属箔原反の厚さをそれぞれ変えた実施例の試験結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
表１から明らかなように、第１の相対的に厚さの薄いポリエステルフィルムベース１２１を巻き取りのためのリードとして、次ぎに第２の相対的に厚さの厚いポリエステルのフィルムベース１３１を接続し、その次ぎに厚さ１５μｍまたは１０μｍの銅箔２１のフィルム状金属原反を接続した実施例において、第２の相対的に厚さの厚いポリエステルのフィルムベース１３１の厚さを７５μｍとすれば、銅箔２１のフィルム状金属原反の厚さが１５μｍまたは１０μｍのいずれであっても、シワの発生がないが、第２の相対的に厚さの厚いポリエステルのフィルムベース１３１の厚さを５０μｍとすれば、銅箔２１のフィルム状金属原反の厚さが薄い１０μｍの場合に銅箔２１にシワが発生することが認められ、第２の厚いポリエステルのフィルムベース１３１の厚さを３０μｍにすると、銅箔２１のフィルム状金属原反の厚さが１５μｍまたは１０μｍのいずれの場合も必ずシワの発生が認められたので、第２の厚いポリエステルのフィルムベース１３１の厚さは７５μｍが最適であると判断した。
【００２８】
本実施例によれば、リチウム電池などの二次電池の電極製造工程におけるフィルム状金属箔原反の供給方法、すなわち負極電極となる銅箔２１のフィルム状金属原反に負極活性物質を塗布するコーター１１０内に銅箔２１のフィルム状金属箔原反を通す方法であって、巻き出しロール１１２、巻き取りロール（図示せず）、走行を案内する複数のガイドロール１１３、１１３、・・・からなる走行系１１１に銅箔２１を通すために、最初に相対的に厚さの薄いポリエステルのフィルムベース１２１を走行系に通して巻き取りリードとし、フィルム状金属箔原反の巻き出しロール１１２において薄いポリエステルのフィルムベース１２１と銅箔２１との間に第２の相対的に厚さの厚いポリエステルのフィルムベース１３１を挿入したので、第１の相対的に厚さの薄いポリエステルのフィルムベース１２１に銅箔２１のフィルム状金属箔原反を直接接続していた場合に銅箔２１にシワや片伸びが発生して、銅箔２１のフィルム状金属箔原反が裂けたり切断するなどの問題があったが、第２の相対的に厚さの厚いポリエステルのフィルムベース１３１により銅箔２１のフィルム状金属箔原反にフィルムの幅方向に均一に張力を加えるので、第１の相対的に厚さの薄いポリエステルのフィルムベース１２１にシワや片伸びが発生したとしても第２の相対的に厚さの厚いポリエステルのフィルムベース１３１がシワや片伸びを吸収して銅箔２１の幅方向に均一に張力を加えるので、銅箔２１のフィルム状金属箔原反が裂けたり切断することが防止され、銅箔２１のフィルム状金属箔原反が裂けたり切断することによる二次電池電極製造上の能率低下防止に優れた効果を発揮ことができる。
【００２９】
本発明の実施前にフィルム状金属箔原反ロス長さが５０ｍ／回であったものが、本発明の実施により０ｍ／回となり、また、本発明の実施前にフィルム状金属箔原反切れの復帰時間が６０分／回であったものが、本発明の実施により０分／回となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例の第１の薄いポリエステルフィルムベースを巻き取りのためのリードとして、次ぎに第２の厚いポリエステルのフィルムベースを接続し、その次ぎに銅箔のフィルム状金属箔原反を接続した電極製造装置巻き出し部付近の斜視図である。
【図２】  本発明の実施例の、第１の薄いポリエステルフィルムベースと、第２の厚いポリエステルのフィルムベースと銅箔のフィルム状金属箔原反とを接続する方法の主要部を示す平面図である。
【図３】  本発明の実施例の、第１の薄いポリエステルフィルムベースと、第２の厚いポリエステルのフィルムベースと銅箔のフィルム状金属箔原反とを接続する方法の主要部を示す側面図である。
【図４】  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。
【図５】  リチウムイオン電池の正極の断面をに示す図面であり、正極はアルミニウム箔の両面にリチウム複合酸化物が塗布されたものである。
【図６】  リチウムイオン電池の負極の断面を示す図面であり、負極は銅箔の集電体の両面に負極活性物質と添加剤とバインダーを分散混練した負極塗料が塗布されたものである。
【図７】  負極塗料を銅箔に塗布して負極を製造する電極製造装置の全体図を示す図面である。
【図８】  従来の銅箔の走行系におけるポリエステルフィルムベースと銅箔との接続部を示す斜視図である。
【図９】  従来のポリエステルフィルムベースと銅箔とを接続する方法の主要部を示す平面図である。
【図１０】  従来のポリエステルフィルムベースと銅箔とを接続する方法の主要部を示す側面図である。
【符号の説明】
１…リチウムイオン電池のセル、          １０…正極、
１１…アルミニウム箔、                  １２…リチウム複合酸化物、
２０…負極、                            ２１…銅箔の集電体、
２２…負極塗料、                        ３１…セパレータ、
１００…電極製造装置、                  １１０…コーター、
１１１…走行系、                        １１２…巻き出しロール、
１１３…走行を案内するガイドロール、
１２１…薄いポリエステルフィルムベース、
１２５…幅方向接着ポリエステル粘着テープ、
１２６…長手方向接着ポリエステル粘着テープ、
１２７…幅方向接着ポリエステル粘着テープ、
１２８…長手方向接着ポリエステル粘着テープ、
１３１…厚いポリエステルのフィルムベース
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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