电池用极板的制造方法

专利名称：电池用极板的制造方法
技术领域：
本发明涉及电池用极板的制造方法，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。
背景技术：
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，反而助长了涂布部分的厚度越靠近宽度方向两端越小的倾向。为了避免这样的困难，例如专利文献4所记载的那样，考虑构成为可以在槽缝的 宽度方向上并列的多个区域的每个区域中调节槽缝的间隙(参照专利文献4的图4)，对各 区域的膏糊的流量进行控制，以使得能够在遍及极板前体的宽度方向的全长上得到平坦的 活性物质的涂布部分。但是，在专利文献4所记载的方法中，槽缝的上述各区域中的膏糊的流量需要一 边监视涂布结果一边进行控制，因此机构复杂，制造成本增大。另外，如果机构复杂的话，发 生故障的危险性增大，为了对其进行维护，生产效率降低。关于这一点，在专利文献2中，以通过简易构造的模具来确保涂布部分的宽度方 向的平坦性为目标，但没有记载使用该模具来控制所希望的涂布条件的具体手段。另外，在 专利文献2中，在极板前体的宽度方向的两端部设置了以活性物质的涂布厚度比其他部分 厚的方式涂布而成的隆起部，仅对该隆起部进行预压延，从而在遍及极板前体的宽度方向 的全长上得到了平坦的活性物质的涂布部分。但是，如果像这样增大宽度方向的两端部的 涂布厚度，则即使进行预压延使得表观厚度成为平坦，但活性物质的密度产生差异。根据该 差异，压延后切出的极板中发生翘曲的可能性变大。另外，根据该差异，电池容量产生偏差。 因此，不能使用该部分的极板来制造电池。

发明内容
本发明是鉴于上述问题点而做出的，目的在于提供一种电池用极板的制造方法， 该方法的构成简易，且即使在使用包含各种性状的活性物质的膏糊的情况下，也能够容易 地制作集电体中的活性物质的涂布部分的厚度在遍及宽度方向的全长上均勻的极板前体， 由此，可以减少为了防止在对极板前体进行压延的工序中发生的品质不良、以及制品间的 电池容量的偏差而造成的材料的废弃率，从而可以期求生产效率的提高，也可以期求材料 损失的降低。为了达到上述目的，本发明涉及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。在本发明的优选方式中，对所述一对薄板状部件的俯视形状进行调节，以使得所 述形成的活性物质层在遍及所述极板前体的宽度方向的全长上成为均勻的厚度。在本发明的其他优选方式中，以所述喷出流路的宽度从所述膏糊贮存部朝向所述 开口渐渐地扩大的方式对所述薄板状部件的俯视形状进行调节，从而涂布所述膏糊，使得 所述活性物质层在所述极板前体的宽度方向的端部不隆起。
在本发明的另外的优选方式中，以所述喷出流路的宽度从所述膏糊贮存部朝向所 述开口渐渐地减少、且在临近所述喷出流路的开口前扩大所述宽度的方式对所述薄板状部 件的俯视形状进行调节，从而涂布所述膏糊，使得所述活性物质层的厚度在所述极板前体 的宽度方向的端部不逐渐减少。另外，也可以将所述薄板状部件贴设在所述上模和所述下模中的至少一个上，从 而使其介于所述上模与所述下模之间，也可以使用由钢形成的所述薄板状部件。根据本发明，通过仅仅对介于上模与下模之间对扁平的喷出流路在宽度方向上进 行规定的一对薄板状部件的厚度、以及喷出流路的开口处的薄板状部件间的距离进行调节 的简易构成，能够调节喷出流路的间隙、以及膏糊的涂布宽度。另外，根据本发明的优选实施方式，通过仅仅根据含有活性物质的膏糊的性状以 及涂布条件对一对薄板状部件的俯视形状进行调节的简易的操作，能够形成在遍及极板前 体的宽度方向的全长上厚度均勻且平坦的活性物质层。由此，当在涂布工序之后实施用于对极板前体进行压缩的压延工序时，可以防止 在该压延工序中发生极板前体的断裂、翘曲等不良。另外，不需要为了防止发生这样的不良而切除包含厚度不均勻的活性物质层的两 端部分的极板前体在宽度方向的两端部分。因此，可以降低材料损失，还可以防止工序数的 增加。


[图1]是本发明的一个实施方式的电池用极板的制造方法所适用的制造装置的 侧视图。[图2]是表示图1的装置中所使用的模具的概略构成的剖面图。[图3]是图2的I-I线的剖面图。[图4]是构成模具的下模部件的立体图。[图5]是通过本发明涂布活性物质而形成有活性物质层的极板前体的剖面图。[图6]是表示本发明的一个实施方式的薄板状部件的俯视形状的设定例的下模 部件的俯视图。[图7]是表示本发明的一个实施方式的薄板状部件的俯视形状的其他设定例的 下模部件的俯视图。[图8]是表示本发明的实施例1中的极板的宽度方向的厚度分布的曲线图。
[图9]是表示本发明的比较例1中的极板的宽度方向的厚度分布的曲线图。[图10]是表示本发明的实施例2中的极板的宽度方向的厚度分布的曲线图。[图11]是表示本发明的比较例2中的极板的宽度方向的厚度分布的曲线图。[图12]是各处同样地形成有活性物质层的极板前体的立体图。
[图13]是在长度方向间歇地形成有活性物质层的极板前体的立体图。[图14]是在宽度方向分割地形成有活性物质层的极板前体的立体图。[图15]是以活性物质层在宽度方向的两端隆起的方式而形成的极板前体的横向 剖面图。[图16]是以活性物质层在宽度方向的两端变薄的方式而形成的极板前体的横向 剖面图。
具体实施例方式本发明涉及一种电池用极板的制造方法，该制造方法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其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。这里，模具具备对喷出流路 的间隙进行规定的下表面平坦的上模及上表面平坦的下模。另外，模具被构成为将该上模 和下模相对置地配置，并在中间夹持着对喷出流路在宽度方向上进行规定的一对薄板状部 件，以形成喷出流路。此时，喷出流路的间隙通过薄板状部件的厚度进行调节，膏糊的涂布 宽度通过喷出流路的开口处的一对薄板状部件间的距离进行调节。另外，在本发明中，可以对一对薄板状部件的俯视形状进行调节，以使得上述形成 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勻的厚度。这样，通过以使活性物质层在遍及极板前体的宽度方向的全长上成为均勻的厚度 的方式涂布活性物质，可以避免在后面的压延工序中发生的各种不合适情况，还可以降低 材料损失。另外，通过将为了此目的的调节设定为不是对模具本体的形状进行调节、而是对 在宽度方向上规定扁平的喷出流路的薄板状部件的俯视形状进行调节，从而可以不管上述 膏糊的与粘度和触变性等有关的性状的偏差而使用一个模具来涂布膏糊，使得活性物质层 在遍及极板前体的宽度方向的全长上成为均勻的厚度。即，不用更换模具本身，只要替换薄板状部件，就可以对应各种性状的涂料和涂布 条件，形成在遍及极板前体的宽度方向的全长上厚度均勻的活性物质层。更详细地说，活性物质通常以膏糊状的涂料的形式涂布在集电体上。膏糊的与粘 度和触变性等有关的性状根据膏糊内的固体成分率等而较大地变动。因此，根据该膏糊的 性状不同，如图15所示，活性物质层在极板前体的宽度方向的两端部分隆起，或如图16所 示，在极板前体的宽度方向的两端部分中，活性物质层的厚度逐渐减小。如果活性物质层的两端部分隆起，则该隆起部分的由压延造成的极板前体的伸展 比周围的部分的伸展大。其结果是，有时会在该隆起部分与周围部分的分界处产生断裂。因 此，为了防止这样的不合适情况的发生，需要在将包含隆起了的部分的极板前体的宽度方 向的两端部切除后对极板前体进行压延。由此产生材料损失。另外，在压延工序后，为了从压延后的极板前体中制作用于各个电池的极板，实施 将极板前体剪断为规定宽度的剪断工序。与此相对照，切除极板前体的宽度方向的两端部分的切除工序在压延工序之前实施。因此，需要与上述剪断工序分别地实施上述切除工序。 因此，工序数增加。相反，在极板前体的宽度方向的两端部分中活性物质层的厚度逐渐减小的情况 下，在压延后从该部分切出的极板前体的由压延造成的伸展在宽度方向的左右不同。由此， 使得极板前体发生翘曲。这样地发生了翘曲的极板前体不能用于制品而被废弃。由此产生 了大幅的材料损失。因此，通过以活性物质层在直到极板前体的宽度方向的两端部分为止成为均勻的 厚度的方式 涂布电极活性物质，能够降低上述的不合适情况、即断裂和翘曲等不合适的发 生以及材料损失的发生。另外，能够抑制工序数的增加。进而，在本发明中，在根据含有活性物质的涂料的性状而使活性物质层在极板前 体的宽度方向的端部隆起的情况下(参照图15)，可以调节薄板状部件的俯视形状，以使得 喷出流路的宽度从膏糊贮存部朝向开口而渐渐扩大。例如在涂布当使用B型粘度计(Brookfield型粘度计)将测定头No. 6号转子以 20rpm旋转1分钟时测得的粘度为70000mPa-sec以上的膏糊的情况下，活性物质层经常会 在极板前体的宽度方向的两端部分隆起。在这样的情况下，如图6所示，调节薄板状部件的 俯视形状，以使喷出流路的俯视形状是从膏糊贮存部开始至到达开口的中途的位置为止成 为一定的宽度，在从该中途的位置开始至开口为止的宽度渐渐向两侧扩大。由此，能够防止 活性物质层在极板前体的宽度方向的两端部分发生隆起。另外，例如在涂布当使用B型粘度计(Brookfield型粘度计)将测定头No. 6号转 子以20rpm旋转1分钟时测得的粘度为40000mPa · sec以下的膏糊的情况下，活性物质层 的厚度经常会在极板前体的宽度方向的两端部分逐渐减少。在这样的情况下，如图7所示， 调节薄板状部件的俯视形状，以使喷出流路的俯视形状是从膏糊贮存部开始至到达开口的 中途的位置为止成为一定的宽度，在从该中途的位置开始至开口为止的宽度渐渐减少，且 在临近该开口前扩大宽度。在使喷出流路的宽度朝向开口减少的情况下，朝向开口方向平 行地流动的膏糊与沿着薄板状部件流动的膏糊在开口附近发生冲突而产生紊流，宽度方向 两端部的涂布不稳定。因此，需要在临近开口前调节薄板状部件的俯视形状以稍微地扩大 喷出流路的宽度。由此，能够防止活性物质层的厚度在极板前体的宽度方向的两端部分逐 渐减少。(实施方式1)以下，一边参照附图一边对本发明的实施方式进行说明。图1是表示锂离子二次电池用极板的制造方法的概略图。在图示例中，一边将长 条带状的集电体1在长度方向上运送，一边通过模具10将含有电极用的活性物质的膏糊涂 布在集电体1上，制作了形成有活性物质层的极板前体2。通过干燥机3将其干燥，然后通 过压延辊4进行压延。压延后的极板前体2被剪断为规定尺寸以用于各个电池，从而完成 了极板。在极板为正极的情况下，在由铝制的箔、或进一步进行了板条加工或刻蚀处理的 箔形成的集电体1的单侧或两面上涂布将正极活性物质、粘合剂、导电剂和根据需要的增 稠剂混炼分散在液状成分中而得到的膏糊。作为正极活性物质，没有特别的限制，但可以使用例如能接受锂离子作为客体的含锂过渡金属化合物。例如优选为选自钴、锰、镍、铬、铁和钒中的至少一种金属与锂的复合 金属氧化物、LiCo02、LiMn02、LiNi02、LiCoxNi(1_χ)02 (O < X < 1)、LiCoxNiYMn(1_x_Y)02 (O < X+Y < 1)、LiFePO4, LiNixCoyAl(1_X_Y)O2 (O < X+Y < 1)、LiCrO2, α LiFeO2, LiVO2 等。作为粘合剂，只要是可以溶解或分散在膏糊的液状成分中的粘合剂就没有特别的 限制，但例如可以将氟系粘合材料或丙烯酸橡胶、改性丙烯酸橡胶、丁苯橡胶(SBR)、丙烯酸 系聚合物、乙烯基系聚合物等以及羧甲基纤维素单独使用、或作为两种以上的混合物或共 聚物来使用。作为氟系粘合剂，例如优选为聚偏氟乙烯、偏氟乙烯与六氟丙烯的共聚物或聚 四氟乙烯树脂的分散体。
作为导电剂，优选为乙炔黑、石墨、碳纤维等单独或两种以上的混合物。作为增稠 齐U，优选为乙烯-乙烯醇共聚物、羧甲基纤维素、甲基纤维素等。这些增稠剂在膏糊的液状 成分为水时使用。作为液状成分，能溶解或分散粘合剂的物质是合适的，在使粘合剂溶解的情况下， 优选为N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、 六甲基磺酰胺、四甲基脲、丙酮、甲乙酮等单独或将它们混合而成的混合液。另外，在使粘合 剂分散在水或温水中的情况下，优选与增稠剂组合使用。在极板为负极的情况下，在由铜制的箔、或进一步进行了板条加工或刻蚀处理的 箔形成的集电体1的单侧或两面上涂布将负极活性物质、导电剂和粘合剂、根据需要的增 稠剂混炼分散在溶剂或分散介质中而得到的膏糊。作为负极活性物质，没有特别的限制，但例如可以使用通过将有机高分子化合物 (酚醛树脂、聚丙烯腈、纤维素等)烧成而得到的碳材料、通过将焦炭或浙青烧成而得到的 碳材料、或人造石墨、天然石墨等，作为其形状，可以使用球状、鳞片状、块状的物质。作为粘合剂、以及根据需要而添加的增稠剂，可以使用与正极板同样的粘合剂以 及增稠剂。另外，作为导电剂，可以使用粒子更细的碳材料。另外，增稠剂在膏糊的液状成 分为水时使用。另外，对于将本发明中的活性物质、导电剂、粘合剂、以及根据需要而添加的增稠 剂混炼分散在溶剂或分散介质中制作膏糊状合剂的方法没有特别的限制，例如可以使用行 星式混合机、均质混合器、销磨机、捏合机、勻浆器等。它们可以单独或组合使用。另外，在将上述膏糊状合剂混炼分散时，也可以根据需要添加各种分散剂、表面活 性齐 、稳定剂等。在图2中，通过剖面图(图3的II-II线的剖面图)表示模具的概略构成。在图 3中，表示图2的III-III线的剖面图。图4中，表示模具的下模部件的立体图。模具10包含含有活性物质的膏糊被导入的膏糊贮存部12、用于将膏糊贮存部12 内部的膏糊向外部喷出的扁平的喷出流路14。这里，活性物质层的两端与喷出流路14的开 口 14a的两端对应。更详细地说，模具10由俯视形状分别为大致长方形的上模16和下模18构成。上 模16的与下模18相对置的下表面16a为平坦的一个平面。在下模18的与上模16相对置 的面上，形成有构成膏糊贮存部12的横截面为半圆形的槽12a。槽12a相对于膏糊的喷出 方向垂直地横穿下模18，其一个开口部被堵塞。另外，在下模18的与上模16相对置的面中 的与槽12a相邻部分(喷出流路14的相反侧的部分)上，形成有与上模16的下表面16a紧密接触的密接部18a。另外，在上述面的槽12a的另外一侧，形成有在与上模16的下表面 16a之间形成喷出流路14的流路规定面(上表面)18b。喷出流路14的间隙以及俯视形状通过分别配设在上表面18b的两侧端部的一对 薄板状部件20来规定。也就是说，喷出流路14由上模16的下表面16a、下模18的上表面 18b、以及两侧的薄板状部件20区划而构成。这里，薄板状部件20由例如不锈钢的薄板构成，其厚度对应于喷出流路14所希望 的间隙而设定。另外，俯视形状对应于膏糊的性状而设定，以使得通过模具10将膏糊涂布 在集电体1上而形成的活性物质层5 (参照图5)的直到极板前体2的宽度方向的两端部分 为止的厚度均勻且平坦。图6和图7中表示薄板状部件的俯视形状的设定例。图6是使用具有被涂布的活 性物质层5的在极板前体2的宽度方向的两端部分容易隆起(参照图15)的性状的膏糊 (通过上述方法测定的粘度为70000mPa*sec以上的膏糊)时的设定例。在图示例中，分别 在两侧的薄板状部件20A、20B上形成直线部21A、21B，以使得从膏糊贮存部12至到达开口 14a的中途为止的喷出流路14的宽度Ll成为一定。
然后，分别在薄板状部件20A、20B上形成倾斜部22A、22B，以使得从该中途位置至 开口 14a为止的喷出流路14的宽度Ll在两侧以相同的比例扩大。这样，通过以从膏糊贮 存部12至到达开口 14a的中途为止的喷出流路14的宽度Ll成为一定、从该中途位置朝向 开口 14a扩大宽度Ll的方式来调节薄板状部件20A、20B的俯视形状，从而可以降低在开口 14a的两端部分中喷出的膏糊的压力。由此，能够防止活性物质层5在极板前体的宽度方向 的两端部分中的活性物质层5的隆起。与此相对，图7是使用具有活性物质层在极板前体的宽度方向的两端部分的厚度 容易逐渐减少(参照图16)的性状的膏糊(通过上述方法测定的粘度为40000mPa*sec以 下的膏糊)时的设定例。在图示例中，分别在两侧的薄板状部件20C、20D上形成直线部21C、 21D，以使得从膏糊贮存部12至到达开口 14a的中途为止的喷出流路14的宽度L2成为一定。而且，分别在薄板状部件20C、20D上形成倾斜部22C、22D，以使得从该中途位置至 临近开口 14a前为止的喷出流路14的宽度L2从两侧以相同的比例变窄。然后，分别在薄 板状部件20C、20D上形成逆倾斜部23C、23D，以使得从该临近前的位置至开口 14a为止的宽 度L2在两侧以相同的比例扩大。这样，通过以从膏糊贮存部12至到达开口 14a的中途为止的喷出流路14的宽度 L2成为一定、从该中途位置朝向临近开口 14a前而使宽度L2变窄的方式来调节薄板状部件 20C、20D的俯视形状，从而可以增大在开口 14a的两端部分中喷出的膏糊的压力。由此，能 够防止活性物质层在极板前体的宽度方向的两端部分中的活性物质层的厚度逐渐减小。进 而，通过以从该临近该开口 14a前的位置至开口 14a为止的宽度L2在两侧以相同的比例扩 大的方式来调节薄板状部件20C、20D的俯视形状，从而还能够防止活性物质层的两端部分 的边缘隆起。(实施例1)以下来说明本发明的实施例。另外，本发明并不限于以下的实施例。首先，将作为正极活性物质的钴酸锂100重量份、作为导电剂的乙炔黑3重量份、作为粘合剂的聚偏氟乙烯(PVDF)以固体成分计为4重量份、作为溶剂的N-甲基2-吡咯烷酮(N-methylpyrrolidone =NMP)混炼分散，制作了膏糊。此时，当使用B型粘度计将测定头 No. 6号转子以20rpm旋转1分钟时测得的粘度为74800mPa · sec。利用图2所示的在上模和下模之间形成有膏糊贮存部和扁平的喷出流路的模具 将上述膏糊涂布在集电体上。此时，由于对于上述膏糊的粘度来说，活性物质层在极板前 体的宽度方向的两端部分有可能隆起，因此，如图6所示，将薄板状部件的俯视形状调节 为，使得喷出流路的俯视形状成为从膏糊贮存部至到达开口的中途的位置为止为一定的宽 度(390mm)、从该中途的位置至开口为止的宽度向两侧逐渐扩大。此时，开口的宽度设为 400mm。另外，集电体为厚20 μ m的铝箔，使其以一定的速度移动并进行间歇涂布，使得在 每450mm中能够留出IOmm的未涂布部分。然后，在干燥炉中从80°C到130°C依次提高温度，进行10分钟干燥，所得到的极板 的宽度方向上的极板整体的厚度分布如图8所示。也就是说，从极板的一侧端部的距离为 40 360mm的中间部分的极板的厚度(集电体厚度与活性物质层的厚度之和)的平均值为 310 μ m。相对于此，上述距离为5mm 40mm与360mm 395mm的两端附近的部分的极板的 厚度的平均值分别为311 μ m和308 μ m。像这样，两端附近的部分的极板的厚度也与上述中 间部分的厚度形成为大致相同的厚度。另外，图8表示将上述中间部分的厚度的平均设定 为100%时的相对的极板厚度的分布。这一点，在以下的图9 图11中也同样。(比较例1)利用图2所示的在上模和下模之间形成有膏糊贮存部和扁平的喷出流路的模具 将与实施例1相同的膏糊涂布在集电体上。此时，将薄板状部件的俯视形状调节为，使 得喷出流路的俯视形状成为从膏糊贮存部至到达开口的中途的位置为止为一定的宽度 (400mm)。除此以外，与实施例1同样地制作了极板。此时，极板的宽度方向上的极板整体的厚度分布如图9所示。也就是说，从极板前 体的一侧端部的距离为40 360mm的中间部分的极板厚度的平均值为310 μ m。相对于此， 上述距离为5mm 40mm与360mm 395mm的两端附近的部分的极板厚度的平均值分别为 315 μ m和316 μ m。也就是说，相对于极板前体的中央部的极板厚度，两端附近的部分的极 板厚度增大了 5 6μπι(约2% )。(实施例2)与实施例1同样地，将作为正极活性物质的钴酸锂100重量份、作为导电剂的乙炔 黑3重量份、作为粘合剂的聚偏氟乙烯(PVDF)以固体成分计为4重量份、作为溶剂的N-甲 基2-吡咯烷酮(N-methylpyrrolidone =NMP)混炼分散，制作了膏糊。此时，当使用B型粘 度计将测定头No. 6号转子以20rpm旋转1分钟时测得的粘度为35100mPa · sec。利用图2所示的在上模和下模之间形成有膏糊贮存部和扁平的喷出流路的模具 将上述膏糊涂布在集电体上。此时，由于对于上述膏糊的粘度来说，活性物质层在极板前体 的宽度方向的两端部分的活性物质层的厚度有可能逐渐减少，因此，如图7所示，将薄板状 部件的俯视形状调节为，使得从膏糊贮存部至到达开口的中途的位置为止的喷出流路的宽 度为一定(408mm)、从该中途的位置朝向临近开口前宽度变窄、并且从临近开口前的位置至 开口为止的宽度向两侧扩大1mm。此时，开口的宽度设为400mm。
另外，集电体为厚20 μ m的铝箔，使其以一定的速度移动并进行间歇涂布，使得在每450mm中能够留出IOmm的未涂布部分。然后，在干燥炉中从80°C到130°C依次提高温度，进行10分钟干燥，所得到的极板 的宽度方向上的极板整体的厚度分布如图10所示。也就是说，从极板的一侧端部的距离为 40 360mm的中间部分的极板的厚度的平均值为310 μ m。相对于此，上述距离为5mm 40mm与360mm 395mm的两端附近的部分的极板的厚度的平均值分别为309 μ m和308 μ m。 像这样，两端附近的部分的极板的厚度也与上述中间部分的厚度形成为大致相同的厚度。(比较例2)利用图2所示的在上模和下模之间形成有膏糊贮存部和扁平的喷出流路的模具 将与实施例2相同的膏糊涂布在集电体上。此时，将薄板状部件的俯视形状调节为，使 得喷出流路的俯视形状成为从膏糊贮存部至到达开口的中途的位置为止为一定的宽度 (400mm)。除此以外，与实施例1同样地制作了极板。此时，极板的宽度方向上的极板整体的厚度分布如图11所示。也就是说，从极板 前体的一侧端部的距离为40 360mm的中间部分的极板厚度的平均值为310 μ m。相对于 此，上述距离为5mm 40mm与360mm 395mm的两端附近的部分的极板的厚度的平均值分 别为304μπι和305 μ m。也就是说，相对于极板前体的中央部的极板厚度，两端附近的部分 的极板厚度减少了 5 6 μ m(约2% )。如以上所述，根据本发明，确认了不管膏糊的粘度如何，通过仅仅对薄板状部件的 俯视形状进行调节的简单操作，可以形成在遍及极板前体的宽度方向的全长上厚度均勻且 平坦的活性物质层。本发明的电池用极板的制造方法可以降低在为了压缩活性物质层而对极板前体 进行压延时产生的皱纹、翘曲等不良的发生率，因此可以提高电池的生产效率。
权利要求
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。
2.根据权利要求1所述的电池用极板的制造方法，其中，对所述一对薄板状部件的俯 视形状进行调节，以使得所述形成的活性物质层在遍及所述极板前体的宽度方向的全长上 成为均勻的厚度。
3.根据权利要求1所述的电池用极板的制造方法，其中，以所述喷出流路的宽度从所 述膏糊贮存部朝向所述开口渐渐地扩大的方式对所述薄板状部件的俯视形状进行调节，从 而涂布所述膏糊，以使得所述活性物质层在所述极板前体的宽度方向的端部不隆起。
4.根据权利要求1所述的电池用极板的制造方法，其中，以所述喷出流路的宽度从所 述膏糊贮存部朝向所述开口渐渐地减少、且在临近所述喷出流路的开口前扩大所述宽度的 方式对所述薄板状部件的俯视形状进行调节，从而涂布所述膏糊，以使得所述活性物质层 的厚度在所述极板前体的宽度方向的端部不逐渐减少。
5.根据权利要求1所述的电池用极板的制造方法，其中，将所述薄板状部件贴设在所 述上模和所述下模中的至少一个上，从而使所述薄板状部件介于所述上模与所述下模之 间，
6.根据权利要求1所述的电池用极板的制造方法，其中，使用由钢形成的所述薄板状 部件。
全文摘要
本发明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。
文档编号H01M4/04GK101849304SQ200980000438
公开日2010年9月29日 申请日期2009年1月15日 优先权日2009年1月15日
发明者堀秀雄, 大岛健一, 清水恭重 申请人:松下电器产业株式会社