JP2008041404A - Method of manufacturing electrode - Google Patents
Method of manufacturing electrode Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008041404A JP2008041404A JP2006213588A JP2006213588A JP2008041404A JP 2008041404 A JP2008041404 A JP 2008041404A JP 2006213588 A JP2006213588 A JP 2006213588A JP 2006213588 A JP2006213588 A JP 2006213588A JP 2008041404 A JP2008041404 A JP 2008041404A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- electrode
- strip
- negative electrode
- shaped
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 17
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 15
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000004080 punching Methods 0.000 claims description 8
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 34
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 24
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 12
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 12
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 6
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 6
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 4
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 3
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 2
- 229910012465 LiTi Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 229920003026 Acene Polymers 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical class [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000572 Lithium Nickel Cobalt Manganese Oxide (NCM) Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NXPZICSHDHGMGT-UHFFFAOYSA-N [Co].[Mn].[Li] Chemical compound [Co].[Mn].[Li] NXPZICSHDHGMGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FBDMTTNVIIVBKI-UHFFFAOYSA-N [O-2].[Mn+2].[Co+2].[Ni+2].[Li+] Chemical compound [O-2].[Mn+2].[Co+2].[Ni+2].[Li+] FBDMTTNVIIVBKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- FRMOHNDAXZZWQI-UHFFFAOYSA-N lithium manganese(2+) nickel(2+) oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mn+2].[Ni+2].[Li+] FRMOHNDAXZZWQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RSNHXDVSISOZOB-UHFFFAOYSA-N lithium nickel Chemical compound [Li].[Ni] RSNHXDVSISOZOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012982 microporous membrane Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Abstract
Description
本発明は、非水電解質電池用電極の製造に好適な電極の製造方法に関するものである。 The present invention relates to an electrode manufacturing method suitable for manufacturing a nonaqueous electrolyte battery electrode.
負極/セパレータ/正極を一層または正極/セパレータ/負極を一層とし、該層を積み重ねることで構成される電池用電極群は、例えば、袋状のセパレータに一方の電極を収納し、これと他方の電極とを交互に積層することにより作製される。あるいは、シート状のセパレータに正極及び負極を巻き込んで一層を形成する方法なども挙げられる。また、回転ダイヤル内でシート状またはフィルム状の材料を所定の寸法に裁断や打ち抜き、集電体を逐次積層する方法、また人海的に人の手で作製する方法がある。 The battery electrode group configured by stacking the negative electrode / separator / positive electrode or the positive electrode / separator / negative electrode in one layer, for example, stores one electrode in a bag-shaped separator, and the other electrode It is produced by alternately laminating electrodes. Alternatively, a method of forming a single layer by winding a positive electrode and a negative electrode in a sheet-like separator may be used. In addition, there are a method of cutting or punching a sheet-like or film-like material into a predetermined size in a rotary dial, and sequentially stacking current collectors, or a method of producing manually by human beings.
例えば特許文献1は電極板入りの袋状セパレータを連続的に作製する技術であり、特許文献2は蓄電池用袋状セパレータを連続的に製造する方法が示されている。また、特許文献3には、短冊状の正極をセパレータにより包む際、正極の長手方向に沿った端部のうち、一方で折り返し、他方と底部それぞれを熱融着することで、袋状セパレータに正極を収納することが記載されている。特許文献4には、セパレータをU字状に折り曲げて正極を包み、U字状に折り曲げた両端部を熱融着することにより、袋状のセパレータに正極を収納することが開示されている。
For example, Patent Document 1 is a technique for continuously producing a bag-shaped separator with an electrode plate, and
しかしながら、特許文献1,2では、袋状に成形したセパレータに電極を収納する際、電極の表面がセパレータ内壁面と擦れることで集電体から活物質が剥離しやすく、電池組み立て後に内部短絡を誘発するなどの問題点がある。一方、特許文献3,4によると、電極を1枚ずつセパレータで被覆した後、熱融着によりセパレータを袋状に加工しているため、量産性に劣るという問題点がある。
本発明の目的は、電池を組み立てる際の内部短絡を回避することが可能な電極を量産性良く製造することにある。 An object of the present invention is to manufacture an electrode capable of avoiding an internal short circuit when assembling a battery with high productivity.
本発明に係る電極の製造方法は、帯状の集電体と前記帯状の集電体の両面に形成された活物質含有層とを含む帯状電極に、長手方向と垂直な方向に長いスリットを間隔を開けて形成する工程と、
前記帯状電極の一方の面に帯状の第一のセパレータを配置し、かつ反対側の面に帯状の第二のセパレータを配置する工程と、
前記第一のセパレータと前記第二のセパレータが前記帯状電極の前記スリットを通して接触している部分の少なくとも一部を熱融着させる工程と、
前記熱融着部を前記帯状電極と共に長手方向と垂直な方向に裁断することにより、両端に前記熱融着部が位置する筒状のセパレータで被覆された電極を得る工程と
を具備することを特徴とする。
In the electrode manufacturing method according to the present invention, a strip-shaped electrode including a strip-shaped current collector and an active material-containing layer formed on both surfaces of the strip-shaped current collector is spaced by a long slit in a direction perpendicular to the longitudinal direction. Opening and forming, and
Disposing a strip-shaped first separator on one surface of the strip-shaped electrode and disposing a strip-shaped second separator on the opposite surface;
Heat-sealing at least a part of a portion where the first separator and the second separator are in contact with each other through the slit of the strip electrode;
Cutting the heat fusion part together with the belt-like electrode in a direction perpendicular to the longitudinal direction to obtain an electrode covered with a cylindrical separator in which the heat fusion part is located at both ends. Features.
本発明によれば、電池を組み立てる際の内部短絡を回避することが可能な電極を量産性良く製造することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electrode which can avoid the internal short circuit at the time of assembling a battery can be manufactured with sufficient mass productivity.
(第一の工程)
帯状の第一、第二のセパレータを用意する。図1に、フープ状態から引き出された第一のセパレータ1aを示す。
(First step)
A strip-shaped first and second separator are prepared. In FIG. 1, the
第一、第二のセパレータには、多孔質シートを使用することができる。多孔質シートとしては、例えば、合成樹脂製不織布、ポリエチレン多孔質フィルム、ポリプロピレン多孔質フィルムなどを用いることができる。 A porous sheet can be used for the first and second separators. As a porous sheet, a synthetic resin nonwoven fabric, a polyethylene porous film, a polypropylene porous film, etc. can be used, for example.
図2に示すような帯状の負極2を用意する。この帯状の負極2は、帯状の負極集電体3と、負極集電体3の長手方向の一端部(以下、活物質非形成部と称す)を除いて形成された負極活物質含有層4とを有する。負極集電体3は、平均結晶粒子径が50μm以下のアルミニウムもしくは平均結晶粒子径が50μm以下のアルミニウム合金から形成することが望ましい。これにより、非水電解質電池の過放電特性を向上することができる。より好ましい平均結晶粒子径は、3μm以下である。また、平均結晶粒子径の下限値は0.01μmにすることが望ましい。
A strip-shaped
アルミニウムおよびアルミニウム合金の平均結晶粒子径は、以下に説明する方法で測定される。集電体表面の組織を金属顕微鏡観察し、1mm×1mmの視野内に存在する結晶粒子数nを測定し、下記(A)式より平均結晶粒子面積S(μm2)を算出する。 The average crystal particle diameter of aluminum and aluminum alloy is measured by the method described below. The structure of the current collector surface is observed with a metal microscope, the number n of crystal grains existing in a 1 mm × 1 mm visual field is measured, and the average crystal grain area S (μm 2 ) is calculated from the following formula (A).
S=(1×106)/n (A)
ここで、(1×106)で表わされる値は1mm×1mmの視野面積(μm2)で、nは結晶粒子数である。
S = (1 × 10 6 ) / n (A)
Here, the value represented by (1 × 10 6 ) is a visual field area (μm 2 ) of 1 mm × 1 mm, and n is the number of crystal grains.
得られた平均結晶粒子面積Sを用いて下記(B)式から平均結晶粒子径d(μm)を算出する。このような平均結晶粒子径dの算出を5箇所(5視野)について行ない、その平均値を平均結晶粒子径とした。なお、想定誤差は約5%である。 The average crystal particle diameter d (μm) is calculated from the following formula (B) using the obtained average crystal particle area S. Such calculation of the average crystal particle diameter d was performed for five locations (five fields of view), and the average value was defined as the average crystal particle diameter. Note that the assumed error is about 5%.
d=2(S/π)1/2 (B)
負極集電体の厚さは、高容量化のため、20μm以下が好ましい。より好ましい範囲は12μm以下である。また、負極集電体の厚さの下限値は、3μmにすることが望ましい。
d = 2 (S / π) 1/2 (B)
The thickness of the negative electrode current collector is preferably 20 μm or less in order to increase the capacity. A more preferable range is 12 μm or less. Further, the lower limit value of the thickness of the negative electrode current collector is desirably 3 μm.
負極活物質については、例えば、Nb2O5、LiTi2O4、Li4Ti5O12やLi含有珪素酸化物の様な酸化物、Li含有窒化物などが適用可能である。 As the negative electrode active material, for example, an oxide such as Nb 2 O 5 , LiTi 2 O 4 , Li 4 Ti 5 O 12 or Li-containing silicon oxide, Li-containing nitride, or the like is applicable.
次いで、図3に示すように、フープ状態から引き出された負極2の長手方向の両端部をガイド5に固定した後、長手方向の両端部に位置決めのための貫通穴6をパンチ7で穿孔する。その後、負極2を次工程に搬送する。図4及び図5に示すように、貫通穴6と対応する箇所に接合ピン9が形成されたガイド8を用意する。負極2の長手方向の両端部の貫通穴6にガイド8の接合ピン9を挿入することにより、負極2の位置決めを行う。これにより、以下に説明する打ち抜き加工を精度良く行うことが可能となる。
Next, as shown in FIG. 3, both ends in the longitudinal direction of the
打ち抜き加工によって、図6に示す通りに、帯状負極2の長手方向Lと直交する方向に長いスリット10を等間隔を開けて形成する。スリット10の間隔は、電池に組み込まれる短冊状の負極の短辺方向の幅と等しくすることが望ましい。現段階では、負極2は1枚の帯状シートであるが、これ以降の工程によって最終的に複数葉に分割される。分割後の負極それぞれに負極端子11が形成されるように活物質非形成部3に打ち抜き加工を施す。スリット10間に位置する負極活物質含有層4が、分割後の負極の負極活物質含有層に相当する。スリット10間に位置する負極活物質含有層4それぞれの短辺の中央付近から負極端子11が引き出されるように、負極端子11に該当する箇所と接合ピン9で固定されている箇所3aとを残して活物質非形成部3を打ち抜く。図6では、打ち抜かされた箇所をガイド8と同じ網掛けで示している。さらに、短冊状の負極1枚ずつに切り離すためのミシン目12を、帯状負極2の長手方向と直交するように形成する。なお、短冊状に加工された負極の短辺に相当する部分13に打ち抜き加工を必要に応じて施すことが可能である。形成されたスリット13を通して第一のセパレータ1aと第二のセパレータ1bが接触するため、後述する第3工程でこの部分も熱融着することによって、袋状のセパレータに負極を収納することができる。
By punching, as shown in FIG. 6,
(第2工程)
図7,8に示すように、打ち抜き加工後の負極2を第一のセパレータ1aの上に配置する。図7は、負極2の半分程度が第一のセパレータ1aと重なっている状態を示しており、図8は、負極2と第一のセパレータ1aが完全に重なった状態を示す。次いで、図9,10に示すように、第二のセパレータ1bを第一のセパレータ1aと同様にフープ状態から引き出し、帯状負極2上に重ねる。図9は、負極2の半分程度が第二のセパレータ1bで被覆されている状態を示しており、図10は、負極2と第二のセパレータ1bが完全に重なった状態を示す。第一のセパレータ1aと第二のセパレータ1bは、活物質含有層4を完全に覆うように位置を合わせる。これにより、第一のセパレータ1aと第二のセパレータ1bが、帯状負極2に形成されたスリット10を通して接触する。
(Second step)
As shown in FIGS. 7 and 8, the punched
(第3工程)
第一のセパレータ1aと第二のセパレータ1bがスリット10を通して接触している部分を部分的に熱融着する。図11で斜線で示す領域が熱融着部14で、15が非熱融着部である。部分的に熱融着することによって、非熱融着部15を液状非水電解質の拡散経路として利用することができ、負極への非水電解質の拡散性を良好にすることができる。なお、第一のセパレータ1aと第二のセパレータ1bとの接触部分全体を熱融着しても良い。
(Third step)
A portion where the
第3工程により、負極活物質含有層4の表面をセパレータで擦ることなく負極をセパレータで被覆することが可能となる。また、ここまでの工程において、負極およびセパレータは連続的シート状であることも特徴である。
By the third step, the negative electrode can be covered with the separator without rubbing the surface of the negative electrode active material-containing
(第4工程)
第一のセパレータ1aと負極2と第二のセパレータ1bとの積層物を、その短辺方向に沿って裁断する。具体的には、熱融着部14と非熱融着部15が二分割されるように、図11に示すミシン目12に沿って裁断し、図12,13に示すような筒状セパレータで被覆された短冊状の負極16を得る。すなわち、短冊状の負極集電体3の両面に、負極活物質含有層4が形成されている。帯状の負極端子11は、負極集電体3の短辺の中央付近から引き出されている。負極活物質含有層4の一方の面(図13では上側の面)は、これよりもやや大きい第一のセパレータ1aで被覆されている。また、他方の面(図13では下側の面)は、これよりもやや大きい第二のセパレータ1bで被覆されている。第一のセパレータ1aと第二のセパレータ1bの長手方向側の両端部には、熱融着部14と非熱融着部15が交互に形成されている。
(4th process)
A laminate of the
一方、正極17として、短冊状の正極集電体17aの両面に正極活物質含有層17bが形成されているものを用意した。正極端子18は、正極集電体の短辺の中央付近から引き出されている。正極集電体は、平均結晶粒子径が50μm以下のアルミニウムもしくは平均結晶粒子径が50μm以下のアルミニウム合金から形成することが望ましい。これにより、非水電解質電池の過放電特性を向上することができる。より好ましい平均結晶粒子径は、3μm以下である。また、平均結晶粒子径の下限値は0.01μmにすることが望ましい。
On the other hand, as the
正極集電体の厚さは、高容量化のため、20μm以下が好ましい。より好ましい範囲は15μm以下である。また、正極集電体の厚さの下限値は、3μmにすることが望ましい。 The thickness of the positive electrode current collector is preferably 20 μm or less in order to increase the capacity. A more preferable range is 15 μm or less. Moreover, it is desirable that the lower limit value of the thickness of the positive electrode current collector be 3 μm.
正極活物質については限定されるものではなく、MnO2、V2O5、Nb2O5、LiTi2O4、Li4Ti5O12、LiFe2O4、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケルマンガン酸リチウム、ニッケルコバルト酸リチウム、コバルトマンガン酸リチウム、ニッケルコバルトマンガン酸リチウムなどの金属酸化物、あるいはフッ化黒鉛、FeS2などの無機化合物、あるいはポリアニリンやポリアセン構造体などの有機化合物などあらゆる物が適用可能である。ただし、この中で作動電位が高く、サイクル特性に優れるという点でコバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウムやそれらの混合物やそれらの元素の一部を他の金属元素で置換したリチウム含有酸化物がより好ましく、長期間に渡り使用されることもある非水電解質電池においては高容量で電解液や水分との反応性が低く化学的に安定であるという点でコバルト酸リチウムがさらに好ましい。 The positive electrode active material is not limited, and MnO 2 , V 2 O 5 , Nb 2 O 5 , LiTi 2 O 4 , Li 4 Ti 5 O 12 , LiFe 2 O 4 , lithium cobaltate, lithium nickelate, lithium manganate, lithium nickel manganese oxide, lithium nickel cobaltate, lithium cobalt manganese, metal oxides such as lithium nickel cobalt manganese oxide, or fluorinated graphite, inorganic compounds such as FeS 2, or polyaniline and such polyacene structure Any substance such as an organic compound is applicable. However, lithium-containing oxides in which lithium cobaltate, lithium nickelate, lithium manganate, mixtures thereof, or some of these elements are substituted with other metal elements are high in terms of operating potential and excellent cycle characteristics. In a non-aqueous electrolyte battery that may be used for a long period of time, lithium cobaltate is more preferable in terms of high capacity, low reactivity with the electrolyte and moisture, and chemical stability.
図14に示すように、正極17を負極16上の第一のセパレータ1aに重ね、第一のセパレータ1a/負極16/第二のセパレータ1b/正極17の1つのユニットを作製する。この際、正極端子18の引き出し方向が、負極端子11の引き出し方向の反対向きとなるように積層する。このような方法でユニットを重ねていくことで平板状積層型電極群19を作製することが可能となる。積層型電極群19において、正極1葉毎に引き出されている正極端子18を一つに束ね、外部正極リード24に溶接する。また、負極1葉毎に引き出されている負極端子11を一つに束ね、外部負極リード25に溶接する。外部正極リード24と外部負極リード25は、後述するように、容器から外部に引き出す。
As shown in FIG. 14, the
得られた積層型電極群19が収納される容器を図15に示す。図15に示すように、容器20は、ラミネートフィルムに例えば深絞り加工あるいはプレス加工を施すことにより形成された矩形状の凹部からなる電極群収納部21と、ラミネートフィルムのうちの加工が施されていない平板部からなる矩形状の蓋体22とを有する。ラミネートフィルムを点線に沿って容器側に折り返すと、電極群収納部21に蓋体22を被せることができる。蓋体22の内面は、電極群収納部21の開口部周縁の三辺23a〜23cと例えば熱融着により接合される。図16は、蓋体22が電極群収納部21の開口部周縁の三辺23a〜23cに接合され、蓋体22を下にして配置された状態を示している。ラミネートフィルムには、例えば、熱可塑性樹脂層と樹脂層との間に金属層が配置されたラミネートフィルムを使用することができる。熱可塑性樹脂層が電極群収納部21及び蓋体22の内面に位置することによって、電極群収納部21に蓋体22を熱融着により接合することができる。熱可塑性樹脂層は、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等から形成される。金属層は、アルミニウム箔もしくはアルミニウム合金箔であることが好ましい。また、樹脂層は、金属層を補強するためのものであり、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート(PET)などの高分子から形成することができる。
A container in which the obtained
積層型電極群19は非水電解質を保持した状態で容器20の電極群収納部21に収納される。図16に示すように、外部正極リード24は、電極群収納部21の開口部周縁の短辺23bと蓋体22との間から外部に引き出され、外部負極リード25は、電極群収納部21の開口部周縁の反対側の短辺23aと蓋体22との間から外部に引き出される。電極群収納部21の開口部周縁の長辺23cと蓋体22は、熱融着により接合された後、ほぼ垂直に折り曲げられている。
The stacked
上述した本実施形態に係る電池の製造方法では、予め袋状に成形したセパレータに電極を挿入するのではなく、第一のセパレータの上に電極を重ね、この電極の上に第二のセパレータを重ね、第一のセパレータと第二のセパレータを融着するため、袋状セパレータ挿入時に懸念される活物質の剥離を防ぐことが可能である。また、複数の電極を1回の操作でセパレータ内に収納できるため、量産性に優れている。 In the battery manufacturing method according to the present embodiment described above, the electrode is stacked on the first separator, and the second separator is placed on the electrode, instead of inserting the electrode into the bag-shaped separator in advance. Since the first separator and the second separator are fused together, it is possible to prevent peeling of the active material, which is a concern when inserting the bag-like separator. Further, since a plurality of electrodes can be accommodated in the separator by one operation, it is excellent in mass productivity.
さらに、一方の電極が筒状のセパレータ内に配置されることで、積層過程で電極がずれた場合でも、短絡に至ることを防ぐことが可能となる。また、平均結晶粒子径が50μm以下のアルミニウムもしくはアルミニウム合金から形成された集電体のような強度が十分でない集電体を用いた場合にも、効率よくセパレータ内に集電体を収納することが可能となる。さらに、本実施形態に係る方法によると、電極1枚毎にセパレータに収納する方法では成しえなかった材料の異なる二種類のセパレータを組み合わせることが可能である。例えば、空隙率の異なる二種類のセパレータを使用するなどが挙げられる。 Furthermore, by arranging one electrode in the cylindrical separator, it is possible to prevent a short circuit even when the electrode is displaced during the stacking process. Moreover, even when a current collector with insufficient strength such as a current collector formed of aluminum or an aluminum alloy having an average crystal particle diameter of 50 μm or less is used, the current collector is efficiently stored in the separator. Is possible. Furthermore, according to the method according to the present embodiment, it is possible to combine two types of separators having different materials that cannot be achieved by the method of storing each electrode in the separator. For example, it is possible to use two types of separators having different porosity.
[実施例]
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
[Example]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施例1)
第一,第二のセパレータとして幅43mm高密度ポリエチレン微多孔膜を用意した。幅52mmで、厚さ20μmで、かつ平均結晶粒子径が50μmのアルミニウム箔(純度99.99%)からなる負極集電体に、負極活物質としてLi4Ti5O12を含む負極活物質含有層を幅42mmで形成し、負極とした。
(Example 1)
As the first and second separators, a high-density polyethylene microporous membrane having a width of 43 mm was prepared. Negative electrode active material containing Li 4 Ti 5 O 12 as a negative electrode active material in a negative electrode current collector made of an aluminum foil (purity 99.99%) having a width of 52 mm, a thickness of 20 μm, and an average crystal particle diameter of 50 μm A layer was formed with a width of 42 mm to form a negative electrode.
幅52mmで、厚さ20μmで、かつ平均結晶粒子径が50μmのアルミニウム箔(純度99.99%)からなる正極集電体に、正極活物質としてLiCoO2を含む正極活物質含有層を幅42mmで形成し、正極とした。 A positive electrode active material-containing layer containing LiCoO 2 as a positive electrode active material is formed on a positive electrode current collector made of an aluminum foil (purity 99.99%) having a width of 52 mm, a thickness of 20 μm, and an average crystal particle diameter of 50 μm. To form a positive electrode.
上記正極、負極及びセパレータを用いて前述した図1〜16に示す方法により非水電解質電池を作製した。なお、積層型電極群を構成するユニット数は10ユニットとした。実施例の非水電解質電池を30個作製し、内部短絡発生率を検査し、結果を下記表1に示した。 A nonaqueous electrolyte battery was produced by the method shown in FIGS. 1 to 16 using the positive electrode, the negative electrode, and the separator. The number of units constituting the stacked electrode group was 10 units. Thirty non-aqueous electrolyte batteries of the examples were prepared, the internal short circuit occurrence rate was inspected, and the results are shown in Table 1 below.
(比較例1)
第一のセパレータと第二のセパレータを熱融着せずに使用した。つまり、第一のセパレータ、負極、第二のセパレータ及び正極を、この順番に積層し、1ユニットとした。このユニットを10ユニット用いて積層型電極群を作製し、得られた積層型電極群を用いて非水電解質電池を30個を作製し、内部短絡発生率を検査し、結果を表1に示した。
(Comparative Example 1)
The first separator and the second separator were used without heat fusion. That is, the first separator, the negative electrode, the second separator, and the positive electrode were laminated in this order to form one unit. Using 10 units of this unit, a laminated electrode group was produced, 30 non-aqueous electrolyte batteries were produced using the obtained laminated electrode group, the internal short-circuit occurrence rate was examined, and the results are shown in Table 1. It was.
(比較例2)
人の手を用いてセパレータを予め袋状にした後、手にて負極を袋状セパレータ内に配置させ、さらに手で正極を重ねてユニットを作製し、10ユニット積層後に実施例同様に30個の非水電解質電池を作製した。実施例同様に内部短絡発生率を検査し、結果を表1に示した。
After the separator is made into a bag shape by using human hands, the negative electrode is placed in the bag-like separator by hand, and the positive electrode is overlaid by hand to produce a unit. A non-aqueous electrolyte battery was prepared. The internal short-circuit occurrence rate was inspected in the same manner as in the examples, and the results are shown in Table 1.
表1に示す通りに、本実施形態に係る方法によると、活物質の剥離による電池組み立て後の内部短絡の発生が皆無で、かつ量産性に優れており、さらには必要に応じて2種類のセパレータによる袋状セパレータの成形が可能となった。 As shown in Table 1, according to the method according to the present embodiment, there is no occurrence of internal short circuit after battery assembly due to peeling of the active material, and it is excellent in mass productivity. It became possible to form a bag-like separator using a separator.
これに対し、セパレータをシート状のまま正極と負極に介在させた積層型電極群を用いる比較例1と、予め袋状に成形したセパレータに負極を収納する比較例2では、内部短絡発生率が高かった。 On the other hand, in Comparative Example 1 using the stacked electrode group in which the separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode in a sheet form, and in Comparative Example 2 in which the negative electrode is housed in a bag-shaped separator in advance, the internal short-circuit occurrence rate is it was high.
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
1a…第一のセパレータ、1b…第二のセパレータ、2…帯状負極、3…負極集電体、4…負極活物質含有層、5,8…ガイド、6…位置決めのための貫通穴、9…接合ピン、10…スリット、11…負極端子、12…ミシン目、14…熱融着部、15…非熱融着部、16…負極、17…正極、17a…正極集電体、17b…正極活物質含有層、18…正極端子、19…積層型電極群、20…容器、21…電極群収納部、22…蓋体、24…外部正極リード、25…外部負極リード。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記帯状電極の一方の面に帯状の第一のセパレータを配置し、かつ反対側の面に帯状の第二のセパレータを配置する工程と、
前記第一のセパレータと前記第二のセパレータが前記帯状電極の前記スリットを通して接触している部分の少なくとも一部を熱融着させる工程と、
前記熱融着部を前記帯状電極と共に長手方向と垂直な方向に裁断することにより、両端に前記熱融着部が位置する筒状のセパレータで被覆された電極を得る工程と
を具備することを特徴とする電極の製造方法。 Forming a long slit in a direction perpendicular to the longitudinal direction at intervals in a band-shaped electrode including a band-shaped current collector and an active material-containing layer formed on both surfaces of the band-shaped current collector;
Disposing a strip-shaped first separator on one surface of the strip-shaped electrode and disposing a strip-shaped second separator on the opposite surface;
Heat-sealing at least a part of a portion where the first separator and the second separator are in contact with each other through the slit of the strip electrode;
Cutting the heat fusion part together with the belt-like electrode in a direction perpendicular to the longitudinal direction to obtain an electrode covered with a cylindrical separator in which the heat fusion part is located at both ends. A method for producing an electrode.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006213588A JP4945189B2 (en) | 2006-08-04 | 2006-08-04 | Electrode manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006213588A JP4945189B2 (en) | 2006-08-04 | 2006-08-04 | Electrode manufacturing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008041404A true JP2008041404A (en) | 2008-02-21 |
JP4945189B2 JP4945189B2 (en) | 2012-06-06 |
Family
ID=39176191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006213588A Expired - Fee Related JP4945189B2 (en) | 2006-08-04 | 2006-08-04 | Electrode manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4945189B2 (en) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101771143A (en) * | 2008-12-29 | 2010-07-07 | 比亚迪股份有限公司 | Battery pole piece and battery including same |
WO2010086913A1 (en) * | 2009-01-30 | 2010-08-05 | パナソニック株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery, and method for manufacturing same |
JP2012528457A (en) * | 2009-05-26 | 2012-11-12 | オプトドット コーポレイション | Batteries utilizing an anode coated directly on a nanoporous separator |
JP2016502239A (en) * | 2013-03-04 | 2016-01-21 | エルジー・ケム・リミテッド | Method for manufacturing jelly roll type electrode assembly and method for manufacturing jelly roll type polymer secondary battery |
JP2018026274A (en) * | 2016-08-10 | 2018-02-15 | トヨタ自動車株式会社 | Separator built-in type electrode plate manufacturing method |
US10381623B2 (en) | 2015-07-09 | 2019-08-13 | Optodot Corporation | Nanoporous separators for batteries and related manufacturing methods |
US10505168B2 (en) | 2006-02-15 | 2019-12-10 | Optodot Corporation | Separators for electrochemical cells |
US10833307B2 (en) | 2010-07-19 | 2020-11-10 | Optodot Corporation | Separators for electrochemical cells |
US10879513B2 (en) | 2013-04-29 | 2020-12-29 | Optodot Corporation | Nanoporous composite separators with increased thermal conductivity |
US11114652B2 (en) | 2017-03-13 | 2021-09-07 | Lg Chem, Ltd. | Method for manufacturing secondary battery electrode, and secondary battery electrode manufactured thereby |
US12040506B2 (en) | 2015-04-15 | 2024-07-16 | Lg Energy Solution, Ltd. | Nanoporous separators for batteries and related manufacturing methods |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01274357A (en) * | 1988-04-26 | 1989-11-02 | Japan Storage Battery Co Ltd | Manufacture of separator coated plate for battery |
JPH05205771A (en) * | 1992-01-23 | 1993-08-13 | Yuasa Corp | Wrapping process for plate |
JPH10106588A (en) * | 1996-09-27 | 1998-04-24 | Sanyo Electric Co Ltd | Manufacture of square/rectangular battery |
JPH10214616A (en) * | 1997-01-30 | 1998-08-11 | Denso Corp | Manufacture of stacked battery electrode |
JP2004014528A (en) * | 2003-09-29 | 2004-01-15 | Ricoh Co Ltd | Battery apparatus |
JP2005317512A (en) * | 2004-03-31 | 2005-11-10 | Toshiba Corp | Nonaqueous electrolyte battery |
JP2007242507A (en) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Litcel Kk | Lithium ion cell, and its manufacturing method and manufacturing equipment |
-
2006
- 2006-08-04 JP JP2006213588A patent/JP4945189B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01274357A (en) * | 1988-04-26 | 1989-11-02 | Japan Storage Battery Co Ltd | Manufacture of separator coated plate for battery |
JPH05205771A (en) * | 1992-01-23 | 1993-08-13 | Yuasa Corp | Wrapping process for plate |
JPH10106588A (en) * | 1996-09-27 | 1998-04-24 | Sanyo Electric Co Ltd | Manufacture of square/rectangular battery |
JPH10214616A (en) * | 1997-01-30 | 1998-08-11 | Denso Corp | Manufacture of stacked battery electrode |
JP2004014528A (en) * | 2003-09-29 | 2004-01-15 | Ricoh Co Ltd | Battery apparatus |
JP2005317512A (en) * | 2004-03-31 | 2005-11-10 | Toshiba Corp | Nonaqueous electrolyte battery |
JP2007242507A (en) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Litcel Kk | Lithium ion cell, and its manufacturing method and manufacturing equipment |
Cited By (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12046774B2 (en) | 2006-02-15 | 2024-07-23 | Lg Energy Solution, Ltd. | Separators for electrochemical cells |
US11264676B2 (en) | 2006-02-15 | 2022-03-01 | Optodot Corporation | Separators for electrochemical cells |
US11121432B2 (en) | 2006-02-15 | 2021-09-14 | Optodot Corporation | Separators for electrochemical cells |
US11522252B2 (en) | 2006-02-15 | 2022-12-06 | Lg Energy Solution, Ltd. | Separators for electrochemical cells |
US10797288B2 (en) | 2006-02-15 | 2020-10-06 | Optodot Corporation | Separators for electrochemical cells |
US10505168B2 (en) | 2006-02-15 | 2019-12-10 | Optodot Corporation | Separators for electrochemical cells |
CN101771143A (en) * | 2008-12-29 | 2010-07-07 | 比亚迪股份有限公司 | Battery pole piece and battery including same |
WO2010086913A1 (en) * | 2009-01-30 | 2010-08-05 | パナソニック株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery, and method for manufacturing same |
JP5369120B2 (en) * | 2009-01-30 | 2013-12-18 | パナソニック株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary battery positive electrode and method for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery including the non-aqueous electrolyte secondary battery positive electrode and method for producing the same |
US9118047B2 (en) | 2009-05-26 | 2015-08-25 | Optodot Corporation | Batteries utilizing cathode coatings directly on nanoporous separators |
US10651444B2 (en) | 2009-05-26 | 2020-05-12 | Optodot Corporation | Lithium batteries utilizing nanoporous separator layers |
US11870097B2 (en) | 2009-05-26 | 2024-01-09 | Meta Materials Inc. | Methods of producing batteries utilizing anode coatings directly on nanoporous separators |
US11777176B2 (en) | 2009-05-26 | 2023-10-03 | Meta Materials Inc. | Lithium batteries utilizing nanoporous separator layers |
US11621459B2 (en) | 2009-05-26 | 2023-04-04 | Meta Materials Inc. | Batteries utilizing anode coatings directly on nanoporous separators |
US10403874B2 (en) | 2009-05-26 | 2019-09-03 | Optodot Corporation | Methods of producing batteries utilizing anode metal depositions directly on nanoporous separators |
US9209446B2 (en) | 2009-05-26 | 2015-12-08 | Optodot Corporation | Lithium batteries utilizing nanoporous separator layers |
US9660297B2 (en) | 2009-05-26 | 2017-05-23 | Optodot Corporation | Methods of producing batteries utilizing anode coatings directly on nanoporous separators |
JP2015156383A (en) * | 2009-05-26 | 2015-08-27 | オプトドット コーポレイション | Battery utilizing anode directly coated on nanoporous separator |
US11335976B2 (en) | 2009-05-26 | 2022-05-17 | Optodot Corporation | Batteries utilizing anode coatings directly on nanoporous separators |
US11605862B2 (en) | 2009-05-26 | 2023-03-14 | Meta Materials Inc. | Batteries utilizing anode coatings directly on nanoporous separators |
US9065120B2 (en) | 2009-05-26 | 2015-06-23 | Optodot Corporation | Batteries utilizing electrode coatings directly on nanoporous separators |
US8962182B2 (en) | 2009-05-26 | 2015-02-24 | Optodot Corporation | Batteries utilizing anode coatings directly on nanoporous separators |
US11387523B2 (en) | 2009-05-26 | 2022-07-12 | Optodot Corporation | Batteries utilizing cathode coatings directly on nanoporous separators |
JP2012528457A (en) * | 2009-05-26 | 2012-11-12 | オプトドット コーポレイション | Batteries utilizing an anode coated directly on a nanoporous separator |
US11283137B2 (en) | 2009-05-26 | 2022-03-22 | Optodot Corporation | Methods of producing batteries utilizing anode coatings directly on nanoporous separators |
US10833307B2 (en) | 2010-07-19 | 2020-11-10 | Optodot Corporation | Separators for electrochemical cells |
US11728544B2 (en) | 2010-07-19 | 2023-08-15 | Lg Energy Solution, Ltd. | Separators for electrochemical cells |
US9966597B2 (en) | 2013-03-04 | 2018-05-08 | Lg Chem, Ltd. | Method of manufacturing jelly roll-type electrode assembly and method of manufacturing jelly roll-type polymer secondary battery |
JP2016502239A (en) * | 2013-03-04 | 2016-01-21 | エルジー・ケム・リミテッド | Method for manufacturing jelly roll type electrode assembly and method for manufacturing jelly roll type polymer secondary battery |
US11387521B2 (en) | 2013-04-29 | 2022-07-12 | Optodot Corporation | Nanoporous composite separators with increased thermal conductivity |
US11217859B2 (en) | 2013-04-29 | 2022-01-04 | Optodot Corporation | Nanoporous composite separators with increased thermal conductivity |
US10879513B2 (en) | 2013-04-29 | 2020-12-29 | Optodot Corporation | Nanoporous composite separators with increased thermal conductivity |
US12040506B2 (en) | 2015-04-15 | 2024-07-16 | Lg Energy Solution, Ltd. | Nanoporous separators for batteries and related manufacturing methods |
US10381623B2 (en) | 2015-07-09 | 2019-08-13 | Optodot Corporation | Nanoporous separators for batteries and related manufacturing methods |
JP2018026274A (en) * | 2016-08-10 | 2018-02-15 | トヨタ自動車株式会社 | Separator built-in type electrode plate manufacturing method |
US11114652B2 (en) | 2017-03-13 | 2021-09-07 | Lg Chem, Ltd. | Method for manufacturing secondary battery electrode, and secondary battery electrode manufactured thereby |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4945189B2 (en) | 2012-06-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4945189B2 (en) | Electrode manufacturing method | |
KR101244549B1 (en) | Rectangular battery | |
JP6859059B2 (en) | Lithium-ion secondary battery and its manufacturing method | |
JP5194070B2 (en) | Secondary battery | |
JP2013187077A (en) | Wound type and stack type electrode battery | |
US8530068B2 (en) | Square battery and manufacturing method of the same | |
JP2004022534A (en) | Electrode tab treating method of crude cell for lithium secondary battery, crude cell by it, and lithium secondary battery adopting this | |
WO2011002064A1 (en) | Laminated battery | |
JP2002252023A (en) | Laminating type secondary battery | |
JP2011096620A (en) | Secondary battery, method for manufacturing the same, and cutting die | |
JP2009181898A (en) | Laminated battery, and manufacturing method thereof | |
JP2004265761A (en) | Film package battery | |
JP2011049065A (en) | Nonaqueous electrolyte battery and method of manufacturing the same | |
JP2010282846A (en) | Secondary battery and method of manufacturing the same | |
WO2016208238A1 (en) | Method for manufacturing electrochemical device | |
JP2010153841A (en) | Safety mechanism for laminate external package electric storage device | |
JP2005011556A (en) | Laminated battery and its manufacturing method | |
JP2004071302A (en) | Storage element module and its manufacturing method | |
JP4928827B2 (en) | battery | |
JP6274461B2 (en) | Electrochemical cell and method for producing electrochemical cell | |
JP6793458B2 (en) | Electrochemical cell and manufacturing method of electrochemical cell | |
JP2000058012A (en) | Flat-battery and its manufacture | |
JP2010225496A (en) | Safety mechanism for laminate exterior-package power storage device | |
JP6154468B2 (en) | Laminate film manufacturing method and perforating apparatus | |
JP2006004729A (en) | Electrochemical element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20080306 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090218 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120127 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120207 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120305 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150309 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |