电池用极板的制造方法技术

本发明专利技术利用下述模具将活性物质涂布在长条带状的集电体的至少一个面上，形成活性物质层，从而制作极板前体，所述模具包含蓄积含有该活性物质的涂料的膏糊贮存部和从该膏糊贮存部喷出上述涂料的喷出流路。在该工序中，通过分别配设在喷出流路的两侧端部的薄板状部件的俯视形状来调节喷出流路的俯视形状，以使得所形成的活性物质层在遍及极板前体的宽度方向的全长上成为均匀的厚度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，更详细而言，涉及能够解决在带状的集电体上涂布活性物质的涂布工序中所产生的不合适情况、能够适宜地制造电池用极板的方法。
技术介绍
近年来，AV设备、电脑或便携用通信设备等电子设备的可携带化及无绳化迅速地 发展，作为这些电子设备的驱动用电源，以前主要使用镍镉电池或镍氢电池等水溶液系电 池。但是，近年来，在这些电源中所用的电池逐渐变成以可以急速充电、体积能量密度和重 量能量密度均高的锂离子二次电池为代表的非水电解液电池成为主流。另一方面，上述的 镍镉电池或镍氢电池被用作需要大的负荷特性的无绳化动力工具或电动汽车等的驱动用 电源，被要求更优良的高容量和大电流放电特性。上述的各种电池中，通过将浆料状的电极活性物质涂布在由长条带状的金属箔或 多孔性金属板等形成的集电体上，将其干燥形成活性物质层而制造极板。形成有活性物质 层的集电体(以下，将在集电体上形成有活性物质层的集电体称为“极板前体”)例如通过 辊压延成规定厚度后，切缝加工为规定宽度，并切断为规定长度，从而完成了电池用极板。这里，如图12 图14所示，在集电体上形成有活性物质层的极板前体有几种形 态。在图12中，在集电体31上各处同样地涂布活性物质，形成了一个活性物质层32。在 图13中，通过在集电体31上间歇地涂布活性物质，从而将活性物质的非涂布部分33夹在 中间地将多个活性物质的涂布部分32A以规定的间距排列在极板前体(集电体31)的长度 方向上，构成活性物质层32(即所谓的间歇涂布)。在图14中，通过将活性物质在宽度方 向上分割而条状地涂布在集电体31上，从而将多条涂布部分32B排列在极板前体(集电体 31)的宽度方向上，形成了活性物质层32 (即所谓的条纹涂布)。这样，在这些形态中的任一个形态中，在极板前体的宽度方向的两侧都形成有活 性物质的非涂布部分35。由于该非涂布部分35是剪断极板前体而制作电池用的电极时被 切除的部分，因此，其宽度越小，越能降低材料损失。因此，非涂布部分35优选尽量减小其 宽度。但是，即使在减小了非涂布部分35的宽度的情况下，当不能确保活性物质层32或活 性物质的涂布部分32A和32B的平坦性、特别是不能确保极板前体的宽度方向的平坦性时， 根据后述的理由，需要切除也包含上述宽度方向中的活性物质层32等的两端部分的极板 前体在宽度方向的两端部分。因此，在不能确保活性物质层32等的平坦性的情况下，不能 降低材料损失。另外，在极板前体的宽度方向的两侧形成活性物质的非涂布部分，是因为当一边 在长度方向上运送长条带状的集电体一边涂布以活性物质为主成分的膏糊时，集电体有时 也会轻微地弯曲前行，涂布位置的精度存在界限的缘故。另外，有时存在通过下垂(由于低 粘度或低触变性而使膏糊的涂布形状不能保持的状态)等使得涂布后的膏糊在宽度方向 露出的可能性。此外，在上述的压延工序中，为了使电池高容量化，近年来进行了提高加压力、使涂布的活性物质逐渐高密度化的措施。通过该压延使极板前体发生变形。这里，对于上述 压延工序中的极板前体的变形，只要其厚度的减少是通过沿着面方向均勻地伸展而导致的 均衡的减少就可以，但如果不是这样，则会引起各种不合适情况和品质不良。例如，会引起压延后的极板前体在任一个面上凸起的“弯曲”、或在压延后的极板 前体中在集电体上产生不规则凹凸的“皱纹”等不合适情况。如果发生弯曲不良或皱纹不 良，则在将压延后的极板前体卷取成卷状时也会发生困难。其中，极板前体不能沿面方向均勻地伸展的主要原因在于，如上所述，在极板前体 上存在 活性物质的涂布部分和非涂布部分。例如，在将带状的极板前体一边在长度方向上 运送一边通过一对辊之间进行压延的情况下，力仅仅施加在活性物质的涂布部分上，对于 极板前体的宽度方向的两侧的非涂布部分几乎不施加加压力。这样，如果施加于极板前体 的加压力在活性物质的涂布部分与非涂布部分之间产生差异，则两者之间产生伸展的差 异，通过该伸展的差异而产生皱纹，或在涂布部分与非涂布部分的分界部分产生断裂。另外，在压延所造成的变形仅由极板前体的沿面方向的变形而引起的情况下，如 果该变形在宽度方向的两侧之间不均勻，则压延后的极板前体也发生在左右弯曲的“翘 曲”。如果发生这样的翘曲，则在将经过上述的切缝加工等而制作的电池用极板卷绕成漩涡 状来构成极板组时，极板会发生偏离卷芯的轴方向的“卷偏”。另外，在涂布于集电体上的活 性物质的粘合力不能追随由压延造成的集电体的伸展的情况下，活性物质层的表面会产生 “裂纹”。在极板前体上发生了皱纹或裂纹的电池用极板容易发生活性物质的脱落，如果使 用这样的电池用极板来制作电池，则特别是在制作锂离子二次电池的情况下，有时会导致 重大的品质不良。这里，活性物质向集电体的涂布通常使用模具进行(例如参照专利文献1和2)。模 具具备用于贮存由膏糊供给手段供给的膏糊的歧管(膏糊贮存部)、和从歧管喷出膏糊的 槽缝(扁平的喷出流路)(参照专利文献1的图1)。另外，当使用模具将包含活性物质的膏 糊涂布在集电体上时，需要进行堵止，以使得膏糊不在集电体的宽度方向上露出。由此，根 据膏糊的粘度和触变性，如图15所示，活性物质层32的宽度方向的两端部分有时会隆起。 在这种情况下，压延时应力集中于该部分，有时成为断裂的原因。因此，如专利文献3所记 载的那样，不仅对活性物质的非涂布部分、而且包含涂布部分的两端部分地进行切除，在这 种情况下会发生昂贵的活性物质的材料损失。另一方面，在涂布活性物质时，当涂布流动性高的活性物质的膏糊时，涂布后的宽 度方向的截面经常如图16所示，成为越靠近两端、厚度越薄的形状。在对这样形状的极板 前体进行压延、然后切缝加工为所希望的宽度而制作电池用极板的情况下，从两端侧切出 的电池用极板容易产生翘曲。而且，由于从该两端侧切出的电池用极板比从极板前体的中 央部分切出的电池用极板的活性物质层32的厚度要小，因此，如果使用从该两端侧切出的 电池用极板来制造电池，则该电池的电池容量变小。根据该观点，从活性物质层32的宽度 方向的两端部分隆起的极板前体的两端侧切出的电池用极板的活性物质层32的厚度大， 使用其制造得到的电池的电池容量变大。因此，在不能确保极板前体中的活性物质层32的宽度方向的平坦性的情况下，从 极板前体的两端侧切出的电池用极板不能用于电池的制造，成为废弃的对象。其结果是材 料损失变大。专利文献1 日本特开2001-293414号公报专利文献2 日本特开2003-187788号公报专利文献3 日本特开平11-176424号公报 专利文献4 日本特开2003-145007号公报如上所述，如果在极板前体的宽度方向中，活性物质层的厚度在到达宽度方向的 两端为止不均勻，则在对其进行压延时会产生各种不合适情况。详细说的话，一般通过从膏糊供给手段的膏糊的供给压、槽缝的间隙、膏糊的粘度 和触变性等性状来控制从模具涂出的膏糊的量。另外，膏糊在集电体上的涂布量由集电体 的运送速度、模具的喷出口与集电体的距离等涂布条件决定。在专利文献1中，研究了通过使模具的槽缝(喷出流路)的两端部的间隙比中央 部的间隙减小来防止涂布部分的宽度方向的两端隆起。但是，如上所述，在涂布粘度或触变 性小的膏糊的情况下，反而助长了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池用极板的制造方法，其包含下述工序：使含有活性物质的膏糊通过包括膏糊贮存部和与该膏糊贮存部相连的扁平的喷出流路的模具，涂布在长条带状的集电体的至少一个面上，形成活性物质层，从而制作极板前体；所述模具具备对所述喷出流路的间隙进行规定的下表面平坦的上模以及上表面平坦的下模，并构成为：将所述上模和所述下模在中间夹持着对所述喷出流路在宽度方向上进行规定的一对薄板状部件而相对置地配置，以形成所述喷出流路；所述喷出流路的间隙通过所述薄板状部件的厚度进行调节，所述膏糊的涂布宽度通过所述喷出流路的开口处的所述一对薄板状部件间的距离进行调节。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：大岛健一，清水恭重，堀秀雄，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]