电池用电极片及其制造方法、以及卷绕型电池的制作方法
【专利说明】电池用电极片及其制造方法、以及卷绕型电池
[0001]本申请是申请日为2011年8月5日、申请号为201110223451.8、发明名称为“电池用电极片及其制造方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及电池用电极片及其制造方法、以及卷绕型电池。
【背景技术】
[0003]图9是表示现有的卷绕型电池的结构的一例的图(专利文献I)。如该图所示，卷绕型电池通常由形成有正极活性物质(正极复层材料层8)的片状的正极、隔板4、形成有负极活性物质(负极复层材料层10)的片状的负极构成。并且，负极及正极的一方的端缘部中的未涂装部(复层材料层未涂敷部7、9)在以分别反向地从隔板突出的方式重合的状态下进行卷绕，并被收纳于电池容器。在该电极的端缘部设置有未形成活性物质(正极复层材料层及负极复层材料层)的“未涂装部(未涂敷部7、8)”，在该部分通过焊接等焊接集电体(集电构件5、6)，来与电池容器的各端子连接。
[0004]该图的例子为将电极扁平地卷绕的“扁平型”的卷绕型电池，但也可以是卷绕成圆筒状的“圆筒型”，两者只是电极的卷绕工序中的卷芯的形状不同，基本的结构和制造方法大致相同(专利文献2).
[0005]专利文献1:日本特开2003-217667号公报
[0006]专利文献2:日本特公昭58-33666号公报
[0007]专利文献3:日本特开平11-354103号公报
[0008]电极片一般是经过在片状的薄的金属箔(膜)的表面涂装活性物质并通过冲压机等从其上方施加压力的工序而得到的。通过这样的制造方法得到的电极片的构造上的问题之一在于电极片弯曲。“弯曲”主要在对电极片未施加张力(拉力)的状态下产生，例如，若持续对电极片施加张力，则难以产生弯曲。
[0009]但是，当在使装置停止时等不能施加张力时，可能产生弯曲的问题。当卷绕弯曲的电极片时，容易产生卷绕错动等工序上的不良情况。通常，在卷绕型电池的电极制造工序中，通过轧辊冲压机对正极及负极的活性物质层分别进行轧制后，将其送往卷绕装置，在该卷绕装置夹入隔板并将正负的电极片以重叠的状态进行卷绕。电极片在弯曲的状态下无法确保插入卷绕装置时的位置精度，在变形或弯曲的状态下插入，则不能够正确地卷绕。
[0010]当仔细注意观察弯曲的电极片时，可知弯曲是由于电极片的端缘部的活性物质层的未涂装部与涂装部的长度之差而产生的。认为这是由于通过对正极及负极的活性物质层分别进行冲压，从而活性物质层被轧制(延伸)，与此相对，未涂装部未被轧制，所以在涂装部与未涂装部产生“伸长量”的差。在本发明的诸发明者进行的试验中，在活性物质层的轧制前为100的情况下的涂装部的伸长率为100.346%，未涂装部的伸长率为100.031%。[0011 ] 作为其对策，考虑对未涂装部也进行轧制，但对未涂装部同样地进行轧制时，存在轧制时产生错动且不能冲压规定位置的问题。相反，当以小的载荷进行冲压时，电极片的未涂装部的尤其是长度方向上产生褶皱及/或龟裂，并且弯曲也不变小。另外，为了对未涂装部及涂装部同时进行轧制，需要在冲压机的轧辊面形成电极冲压部的凹部，在对厚度不同的电极进行冲压时，需要准备形成有与厚度对应的凹部的轧辊。
[0012]另外，如专利文献3所示，还考虑在未涂装部间歇地切入切口等的方法，但该情况下，还产生电极片的抗拉强度下降等问题。另外，若采用施加固定的张力进行卷绕的通常的卷绕方式，则在沿电极片的行进方向施加强的“卷绕张力”的状态下高速且连续地进行电极片的轧制工序。在对涂装部的载荷大且弯曲大的情况下，容易产生电极的变形引起的褶皱或龟裂。这样弯曲大的电极片需要使制造工序频繁地停止，通过人手进行不良情况的修正等。
【发明内容】
[0013]本发明鉴于这样的实际情况而提出，其目的之一在于提供一种弯曲少的电池用电极片及其制造方法、以及卷绕型电池。
[0014]本发明涉及的电极片至少在表面具有片状的金属薄膜，所述电极片的特征在于，在所述电极片的中央部具有轧制的活性物质层，且在所述电极片的端缘部具有所述活性物质层的未涂装部，在所述未涂装部的至少一部分设置有延伸部。
[0015]本发明涉及的电极片的制造方法的特征在于，包括:对于在电极片的中央部形成活性物质层的涂装部，在所述电极片的端缘部具有活性物质层的未涂装部的电极片，通过对所述未涂装部的一部分进行冲压，从而形成延伸部的工序；以及轧制所述涂装部的工序。
[0016]在上述的制造方法中，乳制涂装部的步骤可以在未涂装部上形成延伸部的步骤之前或之后进行。
[0017]本发明涉及的电极片的特征在于，具备:片状的金属箔；在所述金属箔的除了至少一端缘部的整面上形成的活性物质层；在所述金属箔上未形成所述活性物质层的未涂装部；在所述未涂装部的至少一部分设置的延伸部，所述延伸部在所述金属箔的长度方向上间歇设置。
[0018]本发明涉及的卷绕型电池的特征在于，通过将上述电极片卷绕并插入电池框体而形成。
[0019]本发明涉及的电极片的制造方法的特征在于，包括:在金属箔上涂敷活性物质层的工序；在所述金属箔上形成未涂装部的工序；通过对所述未涂装部间歇地进行冲压，从而形成延伸部的工序；轧制所述涂装部的工序。
[0020]发明效果
[0021]根据本发明，通过在活性物质层的未涂装部设置延伸部来缓和变形，由此能够得到弯曲小的电极板。因此，即使在施加张力而卷绕电极片时或将电极片向下一工序送出时，都起到在电极片的尤其是长度方向上难以产生褶皱或龟裂的效果。其理由之一是由于通过延伸部向与长度方向不同的方向传递张力，因此使产生褶皱的力分散。认为在电极片的尤其是长度方向上产生褶皱的机理是由于在冲压未涂装部时产生很多且无法冲压的部位引起的。该见解是本件发明的诸发明者最早发现的，为预想不到的技术效果。
[0022]另外，作为电极片的制造方法，由于能够装入例如现有的张力控制冲压系统等中，因此具有在不大幅增加制造工序的情况下能够尚速地制造的优点。
【附图说明】
[0023]图1是卷绕型电池用电极片的结构图。
[0024]图2(a)是卷绕型电池用电极片的制造装置的结构图，图2(b)是间歇式轧辊冲压机21的结构图。
[0025]图3是间歇式轧辊冲压机21的放大图。
[0026]图4(a)是表示加压部的形状(大致矩形形状)的图，图4(b)是表示加压部的形状(大致梯形形状)的图。
[0027]图5是表示卷绕型电池用电极片的制造顺序的图。
[0028]图6是表示在一张片状的金属箔S上设置有三列活性物质层P的涂装部的实施方式的图。
[0029]图7是表示弯曲量的测定方法的图。
[0030]图8是间歇式轧辊冲压机的线压与弯曲量的关系图。
[0031]图9是表示现有的卷绕型电池的结构的一例的图。
[0032]符号说明:
[0033]20张力控制冲压系统
[0034]21间歇式轧辊冲压机
[0035]2IA凸轧辊
[0036]2IB支承轧辊
[0037]22主轧辊冲压机
[0038]23加压部
[0039]24延伸部
[0040]25未加压部
[0041]30电极片
[0042]31固定工具
[0043]P活性物质层
[0044]U未涂装部
[0045]X行进方向
【具体实施方式】
[0046]以下，说明本发明的实施方式，但这些说明不是对本发明赋予限定性的解释。需要说明的是，在附图中，同一或同种的构件使用同一符号。
[0047](第一实施方式)_卷绕型电池用电极片_
[0048]图1是表示第一实施方式的卷绕型电池用电极片的结构的图。如该图所示，电极片30通过在由片状的金属箔形成的电极片的除了至少一端缘部的整面上轧制活性物质层P而构成。并且，在该端缘部的未涂装部U沿电极片的长度方向间歇地设置有大致矩形形状、例如大致梯形形状的延伸部24a。延伸部24a例如通过后述的间歇式轧辊冲压机等形成，并且通过加压使金属箔延伸而得到。未涂