專利名稱：電極帶的軋制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在由金屬薄板構(gòu)成的芯材的兩面設(shè)置有電極合劑層的電 極帶的軋制方法，特別是涉及在電極合劑層的厚度在正反面不同的情況 下，實(shí)現(xiàn)軋制后的電極帶的變形得以抑制的電極帶的軋制方法。
背景技術(shù)：
堿性蓄電池及鋰離子二次電池等電池作為便攜設(shè)備及電動(dòng)工具或電 動(dòng)汽車用的電源被廣泛應(yīng)用。作為其電極的代表性制造方法,可以列舉出 如堿性蓄電池的正極那樣在三維金屬多孔體中填充粉末材料的方法；以及 如鋰離子電池的正負(fù)極或鎳氫電池的負(fù)極那樣在由金屬薄板構(gòu)成的芯材 上涂敷將粉末材料混煉而成的電極合劑膏糊的方法。在這些電極的制造方 法中，特別是后者的涂敷方法的生產(chǎn)率高，因此，可以不論電池系統(tǒng)地被 應(yīng)用。另外，作為高效率的制造方法，提出了以多列涂敷為首的各種制造 方法(例如，參照專利文獻(xiàn)1及專利文獻(xiàn)2)。在芯材的兩面涂敷電極合劑膏糊的方法中，將涂敷后的電極合劑膏 糊干燥而制造電極帶。然后，如圖3所示，電極帶21在巻繞為巻材狀的 電極巻22的狀態(tài)下被設(shè)置于軋制裝置的開巻部23，在開巻部23開巻， 通過導(dǎo)輥24向由一對(duì)軋輥26a、 26b構(gòu)成的軋制部25供給，對(duì)涂敷于芯 材21a兩面的電極合劑層21b進(jìn)行軋制。另外，電極合劑層21b的厚度C 通常在兩面被設(shè)定為相同厚度。由軋制部25軋制后的電極帶21通過導(dǎo)輥 27被送向巻繞部28，巻繞為巻材狀后取出。將如此制造成的正負(fù)極的電極經(jīng)由隔膜巻轉(zhuǎn)而構(gòu)成電極組，將該電 極組插入金屬電解槽后，注入電解液，由此得到所希望的電池。但是，在鎳氫蓄電池或鋰離子二次電池等正極容量限定式(正極方
的理論容量小)電池的情況下，大多將通過涂敷方式制作的負(fù)極配置于電 極組的最外周，并通過使其接觸金屬電解槽的內(nèi)壁而進(jìn)行集電。由于該最 外周的負(fù)極中的芯材的外側(cè)的負(fù)極合劑層對(duì)電池反應(yīng)幾乎沒有用，所以通 過使該合劑層盡量薄，可以使電池容量不過分增大。這樣，作為在該最外 周的負(fù)極中將其芯材的外側(cè)的負(fù)極合劑層變薄的方法之一，有使負(fù)極的正 反面的負(fù)極合劑層的厚度不同、并將厚度薄的一方作為外側(cè)進(jìn)行巻繞的方 法。另外，即使使用合劑層厚度在正反面不同的電極，通過在電極合劑層 中使用電阻值低的電極合劑，電池效率也不會(huì)降低。但是，使用合劑層厚度在正反面不同的電極來生產(chǎn)電池是有困難的。 即，當(dāng)設(shè)于芯材的兩面的合劑層的厚度在正反面不同時(shí)，如果將電極合劑 涂敷于芯材的兩面且干燥后再進(jìn)行軋制,則涂敷層厚的一方的材料供給容 易，從而易于延展，相反，由于薄的一方難以延展，故電極按照厚的一方 的涂層成為外側(cè)的方式呈圓弧狀翹曲。然而，為了以厚度薄的一方的合劑 涂布層作為外側(cè)而巻繞電極從而構(gòu)成電極組，就需要在軋制后打巻的相反 方向巻繞電極組，因此，電極組的最外周的巻繞最終端將會(huì)向外側(cè)翹曲， 從而存在向電解槽的插入性降低、短路不良增多的問題。這在將電極作成長條狀并將正負(fù)電極經(jīng)由隔膜而交互重疊的層疊型 電極組的情況下也是相同的，由于配置于最外側(cè)的負(fù)極向電極組的外側(cè)翹 曲，從而存在向電解槽的插入性同樣降低的問題。專利文獻(xiàn)1:特開2001-297756號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2:特開2002-304988號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述問題而開發(fā)的，其目的在于，提供一種電極帶的 軋制方法，即使在芯材的正反面使電極合劑層厚度不同的情況下，也能夠 在軋制后獲得平坦電極，使得電極組插向電解槽的插入性不會(huì)降低。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電極帶的軋制方法，其包括供 給在由金屬薄板構(gòu)成的帶狀芯材的兩面設(shè)置有電極合劑層的電極帶的供
給工序；將電極帶向一對(duì)軋輥間供給并進(jìn)行軋制的軋制工序；將軋制后的 電極帶巻繞的巻繞工序，其中，電極帶的電極合劑層的平均厚度在正反面 不同，將電極帶中的電極合劑層的平均厚度薄的一方設(shè)為a面，另一方設(shè) 為b面，在軋制工序中以使a面巻繞在軋輥中的一方上的方式供給電極帶。 根據(jù)該構(gòu)成，電極合劑層的平均厚度薄的a面以大面積接觸于軋輥而 長時(shí)間受到軋制作用，另一方的b面以比其小的面積接觸而受到短時(shí)間的 軋制作用，在軋制時(shí)a面?zhèn)纫膊粫?huì)難以延伸，從而能夠提高電極軋制后的 平坦性。另外，將軋制前的電極帶的電極合劑層薄的部分的厚度設(shè)為A，另一 方的厚度設(shè)為B，通過使A/B為0.1以上且小于l，由此能夠可靠地得到 上述作用效果。


圖1是示意地表示本發(fā)明的電極帶的軋制方法的一實(shí)施例的側(cè)視圖。圖2是電極帶的其它構(gòu)成例的橫向剖面圖。圖3是示意地表示現(xiàn)有例的電極帶的軋制方法的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
下面，參照圖l、圖2來說明本發(fā)明的電極帶的軋制方法的一個(gè)實(shí)施 方式。在圖1中，1為在由金屬薄板構(gòu)成的芯材2的兩面設(shè)置了電極合劑層 3a、 3b的電極帶。電極合劑層3a、 3b是通過將電極合劑膏糊涂敷于芯材 2的兩面的涂敷部、并由涂敷厚度調(diào)整部將其調(diào)整為規(guī)定的涂敷厚度后干 燥而形成的。電極帶1在巻繞為巻材狀的電極巻4的狀態(tài)下被設(shè)置于軋制 裝置的開巻部5，由開巻部5巻出，經(jīng)由導(dǎo)輥6向由一對(duì)軋輥8a、 8b構(gòu) 成的軋制部7供給，對(duì)電極合劑層3a、 3b進(jìn)行軋制。在軋制部7軋制后 的電極帶1通過導(dǎo)輥9送向巻繞部10，巻繞為巻材狀取出。在此，電極帶1中的一方的電極合劑層3a的厚度A形成為比另一方
的電極合劑層3b的厚度B薄。在這種情況下，將導(dǎo)輥6配置于比一對(duì) 軋輥8a、 8b的接觸點(diǎn)更向一方的電極合劑層3a的表面a側(cè)(圖1中為 上側(cè))移動(dòng)了規(guī)定距離的位置，以使較薄的一方的電極合劑層3a的表面 a巻繞在軋輥8a上的方式供給電極帶1。根據(jù)以上的構(gòu)成，由于能夠使電極合劑層3a與軋輥8a的接觸面積比 電極合劑層3b與軋輥8b的接觸面積大，所以，因薄而難以拉伸的電極合 劑層3a在軋制時(shí)也不會(huì)難以延伸。將軋制前的電極合劑層3a的厚度設(shè)為A、電極合劑層3b的厚度設(shè)為 B，若A/B值為0.1以上且小于l，則能夠顯著得到上述作用效果。另一 方面，實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)A/B小于0.1時(shí)，即使持有本發(fā)明的技術(shù)，也難以確 保軋制后的電極帶的平坦性。在上述實(shí)施方式的說明中，例示了電極合劑層3a、 3b分別以同一厚 度涂敷于芯材2的整個(gè)表面的電極帶1的一例，但是，本發(fā)明中的厚度薄 的電極合劑層3a包含其平均厚度薄的情況，例如圖2所示，在通過在電 極合劑層3a的寬度方向的一部分區(qū)域形成薄層部11從而使電極合劑層 3a的平均厚度變薄的情況下，也能夠得到同樣的作用效果。從以上的實(shí)施方式的說明可知,本發(fā)明只要是在由金屬薄板構(gòu)成的芯 材的兩面涂敷了電極合劑層的電極帶，就不限于以下實(shí)施例中的鎳氫電池 的負(fù)極，這是不言而喻的，例如也可以適用于作為堿性蓄電池的燒結(jié)式鎳 正極的前驅(qū)體即燒結(jié)基片、及使用條板金屬作為金屬薄板的鋰聚合物電池 的正、負(fù)極。下面，對(duì)將本發(fā)明用于鎳氫蓄電池的負(fù)極(儲(chǔ)氫合金電極)的實(shí)施例 和比較例進(jìn)行說明。 (實(shí)施例l)將由組成式MmNi3.55CoQ.75MnMAlQ.3表示的儲(chǔ)氫合金用濕式球磨機(jī)在 水中粉碎為平均粒徑為30pm而獲得儲(chǔ)氫合金粉末。將該儲(chǔ)氫合金粉末浸 漬于堿性水溶液中進(jìn)行表面處理后，相對(duì)于該儲(chǔ)氫合金粉末100kg添加固 體成分比為1.5。/。的羧甲基纖維素水溶液10kg及科琴碳黑0.4kg并進(jìn)行混
煉，進(jìn)而添加固體成分比為40%的丁苯共聚物橡膠粒子的水溶液1.75kg 并進(jìn)行攪拌，由此制成電極合劑膏糊。將該電極合劑膏糊涂敷于由厚度60nm、寬度300mm、沖孔孔徑lmm、 開孔率40%的實(shí)施了鍍鎳的鐵制沖孔金屬構(gòu)成的芯材2的兩面，覆蓋寬 度為260mm。進(jìn)行涂敷使得兩面的涂敷厚度如下通過調(diào)整芯材穿過涂 敷厚度調(diào)整部時(shí)的芯材位置，將單面的電極合劑層3a的厚度A設(shè)為 6CHim、另一面的電極合劑層3b的厚度B設(shè)為140pm，使A/B:0.43，然 后進(jìn)行干燥而制成電極帶l。按圖1所示的位置關(guān)系軋制該電極帶1。具體而言，從導(dǎo)輥6到軋輥 8a、 8b的距離為500mm，導(dǎo)輥6相對(duì)于軋輥8a、 8b的接觸點(diǎn)的高度為 50mm。從軋制后的電極帶1取得樣品，使軋制方向的長度為200mm、寬度 為50mm。將該樣品以電極合劑層3a為上的方式放置在平板上，用游標(biāo) 卡尺測量翹曲高度，其結(jié)果為0.3mm。 (實(shí)施例2)與實(shí)施例1相比，將電極合劑層3a的厚度A設(shè)為5pm、電極合劑層 3b的厚度B設(shè)為195nm，使得A/B二0.03,除此之外，和實(shí)施例1相同 地涂敷電極合劑膏糊并進(jìn)行干燥，制成電極帶1。在和實(shí)施例1相同地將 該電極帶進(jìn)行軋制后，和實(shí)施例1相同地測量翹曲高度，其結(jié)果為1.3mm。 (實(shí)施例3)與實(shí)施例1相比，將電極合劑層3a的厚度A設(shè)為18pm、電極合劑 層3b的厚度B設(shè)為182pm，使得ATB二O.l，除此之外，和實(shí)施例1相同 地涂敷電極合劑膏糊并進(jìn)行干燥，制成電極帶1。和實(shí)施例1相同地對(duì)該 電極帶進(jìn)行軋制后，和實(shí)施例l相同地測量翹曲高度，其結(jié)果為0.7mm。 (實(shí)施例4)與實(shí)施例1相比，將電極合劑層3a的厚度A設(shè)為卯pm，電極合劑 層3b的厚度B設(shè)為ll(Vm，使得A/B = 0.82，除此之外，和實(shí)施例1相 同地涂敷電極合劑層并進(jìn)行干燥，制成電極帶1。和實(shí)施例1相同地對(duì)該
電極帶軋制后，和實(shí)施例l相同地測量翹曲高度，其結(jié)果為一0.2mm。 (比較例)如圖3所示，采用和實(shí)施例l相同的電極帶l，實(shí)施和現(xiàn)有技術(shù)相同 的軋制。和實(shí)施例l相同地測量翹曲高度，其結(jié)果為2.7mm。從以上的說明表明，通過將薄的一方的電極合劑層按照巻繞在軋輥上 的方式進(jìn)給，使得薄的一方的電極合劑層和厚的一方的電極合劑層相比， 能夠加寬與軋輥接觸的接觸面積，因而在軋制時(shí)不會(huì)難以延伸，從而能夠 確保軋制后的平坦性，其結(jié)果是可降低妨礙電極組向電解槽的插入性的翹 曲量。另外，如實(shí)施例1、 3、 4所示可以明確，將薄的一方的電極合劑層 的厚度設(shè)為A，厚的一方的電極合劑層的厚度設(shè)為B， A/B優(yōu)選為0.1以 上且小于l。如以上說明，根據(jù)本發(fā)明的電極帶的軋制方法，在芯材正反面的電極 合劑層的厚度不同的情況下，也能夠得到確保軋制后的平坦性的電極，因 此，能夠提高電極組向電解槽的插入性，因此，作為基于高的生產(chǎn)性可制 造各種電池的電極的技術(shù)，其可利用性高，對(duì)鋰離子電池、鎳氫電池等各 種電池的電極制造是有用的。
權(quán)利要求
1、一種電極帶的軋制方法，其包括供給在由金屬薄板構(gòu)成的帶狀芯材(2)的兩面設(shè)置有電極合劑層(3a、3b)的電極帶(1)的供給工序；將電極帶向一對(duì)軋輥(8a、8b)間供給并進(jìn)行軋制的軋制工序；將軋制后的電極帶卷繞的卷繞工序，其中，電極帶的電極合劑層的平均厚度在正反面不同，將電極帶的電極合劑層中的平均厚度薄的一方(3a)設(shè)為a面，另一方(3b)設(shè)為b面，在軋制工序中以使a面卷繞在軋輥中的一方(8a)上的方式供給電極帶。
2、如權(quán)利要求1所述的電極帶的軋制方法，其中，當(dāng)設(shè)定軋制前 的電極帶(1)中的電極合劑層薄的部分(3a)的厚度為A、另一部分(3b) 的厚度為B時(shí)，A/B的值為0.1以上且小于1。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電極帶的軋制方法，在將由金屬簿板構(gòu)成的帶狀芯材(2)的兩面設(shè)置有電極合劑層(3a、3b)的電極帶(1)向一對(duì)軋輥(8a、8b)之間供給并進(jìn)行軋制的軋制工序中，當(dāng)電極帶(1)的電極合劑層(3a、3b)的平均厚度在正反面不同時(shí)，將電極帶(1)中的電極合劑層的平均厚度薄的一方設(shè)為a面，另一方設(shè)為b面，按照使a面卷繞在軋輥中的一方上的方式供給電極帶(1)，由此，即使在芯材正反面的電極合劑層厚度不同的情況下，也能夠獲得在軋制后平坦的電極帶。
文檔編號(hào)H01M4/04GK101167206SQ20068001408
公開日2008年4月23日 申請日期2006年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月25日
發(fā)明者今村公洋, 南野圭史, 臼井廣幸 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社