电池用电极片及其制造方法、以及卷绕型电池的制作方法_3

文档序号:9237011阅读:来源:国知局
为卷绕的电极片的体积增大的原因。在步骤S4与步骤S3之间进行卷绕工序时,由于变成不是连续的工序,因此存在即使到一方的工序中断,也不需要使另一方的工序中断或使冲压速度相等的优点。但是,由于存在增加一个工序的缺点,因此从减少投产准备时间的观点出发,优选以连续工序实施步骤S3和步骤S4。
[0074]在实施上述步骤SI?S4而分别形成正极电极片及负极电极片后,将其输送到卷绕装置,在卷绕装置通过夹入隔板进行卷绕而形成电池。正极及负极分别形成集电电极,将它们插入电池框体并进行密封,由此完成卷绕型电池。在一次制造多个电极片的情况下,在输送给卷绕装置之前需要对电极片进行剪裁的工序。
[0075]图4(a)及(b)都示出延伸部的形状。如图4(a)所示,可以为大致矩形形状,但如图所示,可以是大致梯形形状、尤其可以是如图4(b)所示那样从上方观察涂装部侧时为大致倒梯形形状。或者如图4(b)中虚线所示,为大致矩形形状的角部被倒圆的延伸部24b那样的形状。另外,角部的曲率不局限于该图所示。当间歇地设置延伸部24a、24b时,在相邻的延伸部之间形成有未延伸的未加压部25,通过未加压部25能够有效地缓和变形。需要说明的是,如上所述,因制造上的情况等,也可以在宽度方向、即延伸部与涂装部(活性物质层P)的边界部之间形成未加压部25b。将电极片卷绕后,沿着图中的单点划线进行剪裁,剪裁成电池用电极片的尺寸而完成。
[0076]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。通过间歇式轧辊冲压机21在未涂装部U上间歇形成矩形形状或梯形形状的延伸部24a后,通过主轧辊冲压机22轧制活性物质层P。即使是这样大面积的电极片,通过利用间歇式轧辊冲压机21形成的延伸部也能够适当地缓和变形并减小弯曲量。因此,通过大量生产而能够飞跃地提尚制造效率。
[0077]实施例
[0078]主轧辊冲压机22及间歇式轧辊冲压机21的各辊的直径因决定冲压线压而很重要。本件发明的诸发明者通过各种实验,来调查研宄冲压线压与弯曲量的关系。
[0079]图7是用于说明弯曲量的测定方法的一例的图。在该测定方法中,乳制活性物质P后,将电极片30剪裁成规定的尺寸。为了测定弯曲量,在利用固定工具31固定电极片30的一端(一边)的状态下,在另一端(一边)侧悬挂850g的重物等来施加载荷。在该状态下,如图所示,将其贴近Im的金属定规32,在中央部弯曲量最大而在中央部测量其弯曲量。
[0080]轧辊冲压机通常辊的直径越小,形成延伸部所需要的压力越小,但直径过小时,还存在轴部的强度不足的问题。实验中使用的间歇式轧辊冲压机21 (图3)中的凸轧辊21A的直径在凸部彼此之间约为120πιπιΦ,在凹部约为118ι?πιΦ,因此,使用加压部的凸部的高度设定为Imm的凸乳棍21Α。并且,主乳棍冲压机的直径为300ι?πιΦ,线压为800kgf/cm2。
[0081]图8是表示间歇式轧辊冲压机的线压与弯曲量的关系的图。在此,在主轧辊冲压机的线压为800kgf/cm2的情况下,研宄对间歇式轧辊冲压机施加的线压与结果得到的电极片30的弯曲量的关系。其结果是,在未设置延伸部时的弯曲量为4.5mm,而随着增加线压,弯曲量大致直线地变小,在施加300kgf/cm2时,弯曲量为0mm。此时,未涂装部的伸长量相对于未涂装部的宽度为0.31%。弯曲为O的电极片甚至看不到之前肉眼能观察到的未涂装部的褶皱。该实验中的间歇式轧辊冲压机的加压部的形状为图4(b)所示那样的倒梯形形状,片状的金属箔S的卷绕速度为每分钟20m以上,此时对片状的金属箔S施加的张力为1N?60N左右。尤其是在20N?30N左右时能够得到良好的结果。相反,当张力超过60N时,沿纵向(电极片的行进方向)产生褶皱。
[0082]并且,将弯曲量至少抑制到2.5mm以下的电极片向下一工序的卷绕装置供给时,与没有拉伸工序的情况相比,电极片的断裂强度及抗拉强度都不变。并且,改善了卷绕装置的卷绕错动。
[0083]根据以上的实验结果,可知为了使弯曲量为O而需要的冲压线压、即通过间歇式轧辊冲压机设置延伸部的工序(步骤S3)中的冲压线压为通过主轧辊冲压机进行轧制的工序(步骤S4)中的冲压线压的至少30%以上。
[0084]当间歇式轧辊冲压机的加压部的间隔(间距)过短时,不能抑制电极片的蜿蜒前进,相反,当间距过长时,产生褶皱,并且不能够修正蜿蜒前进,因而弯曲。在样机中,在间距为15mm?50mm的范围、尤其在30mm左右时能够得到良好的结果。
[0085]这样,在通过张力控制冲压系统对电极片施加适当的张力的同时对未涂装部进行加压而设置延伸部,从而能够在抑制向横向(金属箔S的宽度方向)的伸长的同时使其仅在纵向延伸。由此,认为能够抑制端面的变形。
[0086]需要说明的是,在电极片的除了至少一端缘部的整面轧制活性物质层意味着轧制大致整面的活性物质层,确认了在很少一部分的活性物质层上形成有剥离面(活性物质的未涂装面),或者使用活性物质层的端面的截面以Imm左右的宽度具有厚度的倾斜的电极,通过本发明都能够得到同样的效果。
【主权项】
1.一种电极片,其特征在于,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。2.根据权利要求1所述的电极片,其特征在于, 所述延伸部为矩形形状。3.根据权利要求2所述的电极片,其特征在于, 所述延伸部的矩形的角部被倒圆。4.根据权利要求1?3中任一项所述的电极片,其特征在于, 在所述延伸部与所述涂装部之间形成有未形成延伸部的未加压部。5.根据权利要求1?3中任一项所述的电极片,其特征在于, 所述电极片的延伸部仅设置在电极片的单面侧。6.根据权利要求1?3中任一项所述的电极片,其特征在于, 所述电极片为非多孔性。7.一种卷绕型电池,其特征在于, 所述卷绕型电池通过将权利要求1?3中任一项所述的电极片卷绕并插入电池框体而形成。8.一种电极片的制造方法,其特征在于,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。9.根据权利要求8所述的电极片的制造方法,其特征在于, 轧制所述涂装部的工序在形成所述延伸部的工序之前进行。10.根据权利要求8所述的电极片的制造方法,其特征在于, 在轧制所述涂装部的工序与形成所述延伸部的工序之间包括卷绕所述电极片的工序。11.根据权利要求8?10中任一项所述的电极片的制造方法,其特征在于, 形成所述延伸部的工序中的冲压线压为轧制所述涂装部的工序中的冲压线压的30%以上。12.根据权利要求8?10中任一项所述的电极片的制造方法,其特征在于, 实施形成所述延伸部的工序时的张力为1N以上且60N以下。13.根据权利要求12所述的电极片的制造方法,其特征在于, 实施形成所述延伸部的工序时的张力为20N以上且30N以下。
【专利摘要】本发明提供一种弯曲量小的电池用电极片及其制造方法、以及卷绕型电池。所述电极片的特征在于,具备:片状的金属箔(S);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(U);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。这样,通过在电极片的未涂装部形成延伸部,从而抑制电极片的弯曲,并且,在施加张力而卷绕电极片时或向下一工序输送时,难以产生沿电极片的长度方向产生的褶皱或龟裂。
【IPC分类】H01M4/66, H01M4/04, H01M4/70
【公开号】CN104953129
【申请号】CN201510333873
【发明人】冈部一弥, 大谷佳克, 高浦义博
【申请人】株式会社杰士汤浅国际
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2011年8月5日
【公告号】CN102376935A, CN102376935B, EP2421075A2, EP2421075A3, US8637189, US20120045689
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