CN110945687B - 二次电池的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供二次电池的制造方法，能够提高非矩形电极(10)的制造效率。在本发明的一实施方式中，二次电池的制造方法包括非矩形电极(10)的形成工序，该形成工序包括在成为集电体的金属片材(110)上涂敷电极材料层原料而形成电极前体(100)以及切割该电极前体(100)，在涂敷所述电极材料层原料的期间，基于待形成的所述非矩形电极(10)的形状，改变所述电极材料层原料的涂敷面(120)的形状。

Description

二次电池的制造方法
技术领域
本发明涉及二次电池的制造方法。
背景技术
一直以来，能够反复充放电的二次电池用于各种用途。例如，二次电池用作智能电话、笔记本电脑等电子设备的电源。
二次电池至少由正极、负极及它们之间的隔片构成。正极包括正极材料层和正极集电体，负极包括负极材料层和负极集电体。
作为二次电池的构成要素的正极和负极即电极主要通过以下工序得到。具体而言，使用模头在成为集电体的金属片材上涂敷电极材料层原料而形成电极前体，接着切割该电极前体，由此得到多个电极。
此外，作为电极材料层原料的涂敷方法，从电极的制造效率的观点出发可列举连续涂敷法及间歇涂敷法。前者连续涂敷法是指使用模头在移动的金属片材上沿一个方向连续地涂敷电极材料层原料的方法(参照专利文献1)。另一方面，后者间歇涂敷法是指使用模头在移动的金属片材上沿一个方向间歇地涂敷电极材料层原料的方法(参照专利文献2)。
专利文献1：日本专利特开2011-41892号公报
专利文献2：日本专利特开2015-112520号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在此，本申请的发明人等发现，当对通过在成为集电体的金属片材上涂敷电极材料层原料而得到的电极前体进行切割以得到电极时，可能产生以下问题(参照图9)。
具体而言，在金属片材110’上涂敷电极材料层原料120’而形成电极前体100’接着切割该电极前体100’从而形成多个非矩形电极10’的情况下，与形成多个矩形电极的情况相比，切割后的电极前体100’的剩余部100X’的量可能相对增加。由于该电极前体100’的剩余部100X’当前可能不被再利用而废弃，所以如果该剩余部100X’的量相对较大，则与此相应地废弃量相对增加。上述电极前体100’的剩余部100X’的废弃量增大可导致非矩形电极10’的制造效率降低。其结果，可导致整体上包括非矩形电极10’的二次电池的制造效率降低。
本发明是鉴于这样的情况而做出的。即，本发明的主要目的在于提供能够提高非矩形电极的制造效率的二次电池的制造方法。
用于解决技术问题的方案
为了实现上述目的，在本发明的一实施方式中，提供一种制造方法，该制造方法是二次电池的制造方法，其中，
所述制造方法包括非矩形电极的形成工序，
所述形成工序包括在成为集电体的金属片材上涂敷电极材料层原料而形成电极前体以及切割该电极前体，
在涂敷所述电极材料层原料的期间，基于形成的所述非矩形电极的形状，改变所述电极材料层原料的涂敷面的形状。
发明效果
根据本发明的一实施方式，能够提高非矩形电极的制造效率。
附图说明
图1是本发明一实施方式涉及的二次电池的非矩形电极制造流程的示意图。
图2是将现有方式的电极材料层原料的涂敷面与本发明的电极材料层原料的涂敷面进行比较的示意图。
图3是使模头移动的方式的示意图。
图4是使金属片材支承部移动的方式的示意图。
图5是电极前体的另一切割方式的示意图。
图6是除带切口部电极以外可采用形状的非矩形电极的示意图。
图7是极耳可采用的配置部位的示意图。
图8是示意性地示出电极构成层的基本结构的剖视图。
图9是表示本申请的发明人发现的技术问题的示意图。
具体实施方式
在对本发明一实施方式涉及的二次电池的制造方法进行说明之前，先对二次电池的基本结构进行说明。此外，本说明书中所谓的术语“二次电池”是指能够反复充电放电的电池。“二次电池”并不过度拘泥于其名称，例如也可包含“蓄电装置”等。本说明书中所谓的“俯视观察”是指，沿基于构成二次电池的电极材料层叠方向的厚度方向从上侧或下侧观察对象物时的状态。另外，本说明书中所谓的“剖视观察”是指，从与基于构成二次电池的电极材料层叠方向的厚度方向大致垂直的方向观察时的状态。
[二次电池的基本结构]
本发明提供二次电池。本说明书中所谓的“二次电池”是指能够反复充电放电的电池。因此，本发明的二次电池并不过度拘泥于其名称，例如，“蓄电装置”等也可包括在本发明的对象中。二次电池具有在外包装体的内部容纳并封入有电极组装体和电解质的结构。在本发明中，前提是电极组装体具有层叠有包括正极、负极及隔片的多个电极构成层的平面层叠结构。另外，外包装体可以采用导电性硬壳体或柔性壳体(袋等)的形态。在外包装体的形态为柔性壳体(袋等)的情况下，多个正极分别经由正极用集电引线连结到正极用外部端子。正极用外部端子通过密封部固定于外包装体，该密封部防止电解质的漏液。同样地，多个负极分别经由负极用集电引线连结到负极用外部端子。负极用外部端子通过密封部固定于外包装体，密封部防止电解质的漏液。需要注意的是，本发明并不限定于此，与多个正极分别连接的正极用集电引线可以具备正极用外部端子的功能，另外，与多个负极分别连接的负极用集电引线可以具备负极用外部端子的功能。在外包装体的形态为导电性硬壳的情况下，多个正极分别经由正极用集电引线连结到正极用外部端子。正极用外部端子通过密封部固定于外包装体，该密封部防止电解质的漏液。
正极10A至少由正极集电体11A和正极材料层12A构成(参照图8)，并且在正极集电体11A的至少单面上设有正极材料层12A。正极侧引出极耳定位在该正极集电体11A中的未设置正极材料层12A的部位、即正极集电体11A的端部。在正极材料层12A中包含正极活性物质作为电极活性物质。负极10B至少由负极集电体11B和负极材料层12B构成(参照图8)，并且在负极集电体11B的至少单面上设有负极材料层12B。负极侧引出极耳定位在该负极集电体11B中的未设置负极材料层12B的部位、即负极集电体11B的端部。在负极材料层12B中包含负极活性物质作为电极活性物质。此外，在上述中描述了电极组装体以层叠有包括正极、负极及隔片的多个电极构成层为前提。然而，本发明并不限定于此，电极组装体可以由包括正极、负极及隔片的至少一个电极构成层构成。即，作为电极组装体的构成要素的正极和负极只要分别至少具有一层即可。如果分别提供一层正极和负极，则可以发挥作为电池的功能。另外，如果提供至少两层正极和负极，则可发挥作为电池的功能，并且由于其数量(正极/负极的数量)的增加而可增大电池容量。
正极材料层12A中包含的正极活性物质及负极材料层12B中包含的负极活性物质是在二次电池中直接参与电子交换的物质，并且是负责充放电、即电池反应的正负极的主要物质。更具体而言，由于“正极材料层12A中包含的正极活性物质”和“负极材料层12B中包含的负极活性物质”而将离子带入电解质，上述离子在正极10A与负极10B之间移动并进行电子的交换，从而进行充放电。正极材料层12A及负极材料层12B特别优选为能够吸留释放锂离子的层。也就是说，优选锂离子经由电解质在正极10A与负极10B之间移动从而进行电池的充放电的二次电池。在锂离子参与充放电的情况下，二次电池相当于所谓的“锂离子电池”。
正极材料层12A的正极活性物质例如由粒状体构成，但优选地使正极材料层12A包含粘合剂以实现粒子彼此充分的接触和形状保持。进而，为了顺畅地进行促进电池反应的电子的传递，也可以使正极材料层12A包含导电助剂。同样地，负极材料层12B的负极活性物质例如由粒状体构成，但优选地包含粘合剂以实现粒子彼此更充分的接触和形状保持，并且为了顺畅地进行促进电池反应的电子的传递，也可以使负极材料层12B包含导电助剂。这样，由于是含有多个成分的方式，所以正极材料层12A和负极材料层12B也可以分别称为“正极复合材料层”和“负极复合材料层”等。
正极活性物质优选为有助于锂离子的吸留释放的物质。从上述观点来说，正极活性物质例如优选为含锂复合氧化物。更具体而言，正极活性物质优选为包含锂和选自由钴、镍、锰及铁构成的组中的至少一种过渡金属的锂过渡金属复合氧化物。也就是说，在二次电池的正极材料层12A中，优选地包含这种锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质。例如，正极活性物质可以是钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂或它们的过渡金属的一部分由其它金属置换而成的物质。这样的正极活性物质可以作为单独种类而包含，也可以组合两种以上而包含。在更优选的方式中，正极材料层12A中包含的正极活性物质为钴酸锂。
作为正极材料层12A中可包含的粘合剂，没有特别限制，可列举选自由聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物及聚四氟乙烯等构成的组中的至少一种。作为正极材料层12A中可包含的导电助剂，没有特别限制，可列举选自热裂法炭黑、炉法炭黑、槽法炭黑、科琴黑及乙炔黑等炭黑、石墨、碳纳米管及气相生长碳纤维等碳纤维、铜、镍、铝和银等金属粉末以及聚亚苯基衍生物等中的至少一种。例如，正极材料层12A的粘合剂可以是聚偏二氟乙烯。虽然只是例示，正极材料层12A的导电助剂是炭黑。进而，正极材料层12A的粘合剂和导电助剂也可以是聚偏二氟乙烯和炭黑的组合。
负极活性物质优选为有助于锂离子的吸留释放的物质。从上述观点来说，负极活性物质优选为例如各种碳材料、氧化物或锂合金等。
作为负极活性物质的各种碳材料，可列举石墨(天然石墨、人造石墨)、软碳、硬碳、金刚石状碳等。特别是，石墨由于电子传导性高、与负极集电体11B的粘接性优异方面而优选。作为负极活性物质的氧化物，可列举选自由氧化硅、氧化锡、氧化铟、氧化锌及氧化锂等构成的组中的至少一种。负极活性物质的锂合金只要是能够与锂形成合金的金属即可，例如可以是Al、Si、Pb、Sn、In、Bi、Ag、Ba、Ca、Hg、Pd、Pt、Te、Zn、La等金属和锂的二元、三元或其以上的合金。作为这样的氧化物的结构形态，优选为无定形。这是因为，不易引起由结晶晶界或缺陷等不均匀性而导致的劣化。虽然只是例示，负极材料层12B的负极活性物质也可以是人造石墨。
作为负极材料层12B中可包含的粘合剂，没有特别限制，可列举选自由苯乙烯丁二烯橡胶、聚丙烯酸、聚偏二氟乙烯、聚酰亚胺系树脂及聚酰胺酰亚胺系树脂构成的组中的至少一种。例如，负极材料层12B中包含的粘合剂可以是苯乙烯丁二烯橡胶。作为负极材料层12B中可包含的导电助剂，没有特别限制，可列举热裂法炭黑、炉法炭黑、槽法炭黑、科琴黑及乙炔黑等炭黑、石墨、碳纳米管及气相生长碳纤维等碳纤维、铜、镍、铝和银等金属粉末以及聚亚苯基衍生物等中的至少一种。需要注意的是，负极材料层12B也可以包含由于电池制造时所使用的增粘剂成分(例如羧甲基纤维素)而产生的成分。
虽然只是例示，但负极材料层12B中的负极活性物质及粘合剂也可以是人造石墨和丁苯橡胶的组合。
正极10A及负极10B所使用的正极集电体11A及负极集电体11B是有助于对因电池反应而在活性物质产生的电子进行收集或供给的部件。这样的集电体可以是片材状的金属部件，也可以具有多孔或穿孔的形态。例如，集电体可以是金属箔、冲孔金属板、网或膨胀合金等。正极10A所使用的正极集电体11A优选地由包含选自由铝、不锈钢及镍等构成的组中的至少一种的金属箔形成，例如可以是铝箔。另一方面，负极10B所使用的负极集电体11B优选地由包含选自由铜、不锈钢及镍等构成的组中的至少一种的金属箔形成，例如也可以是铜箔。
隔片50是从防止因正负极接触导致的短路以及保持电解质等观点出发而设置的部件。换言之，隔片50可以说是防止正极10A与负极10B之间的电子的接触且使离子通过的部件。优选地，隔片50是多孔性或微多孔性的绝缘性部件，由于其较小的厚度而具有膜形态。虽然只是例示，但也可以使用聚烯烃制微多孔膜作为隔片。在这点上，用作隔片50的微多孔膜例如可以作为聚烯烃而仅包含聚乙烯(PE)或仅包含聚丙烯(PP)。进一步而言，隔片50也可以是由“PE制微多孔膜”和“PP制微多孔膜”构成的层叠体。隔片50的表面也可以由无机粒子涂层和/或粘接层等覆盖。隔片的表面也可以具有粘接性。
需要注意的是，隔片50不应特别拘泥于其名称，也可以是具有同样功能的固体电解质、凝胶状电解质、绝缘性的无机粒子等。需要注意的是，从进一步提高电极的处理的观点来看，优选隔片50与电极(正极10A/负极10B)粘接。隔片50与电极的粘接可以通过将粘接性隔片用作隔片50、在电极材料层(正极材料层12A/负极材料层12B)上对粘接性粘合剂进行涂布和/或热压焊等来进行。作为对隔片50或电极材料层提供粘接性的粘接性粘合剂的材料，可列举聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯-六氟丙烯聚合物、丙烯酸系树脂等。通过粘接性粘合剂的涂布等形成的粘接层的厚度可以为0.5μm以上且5μm以下。
当正极10A及负极10B具有能够吸留释放锂离子的层时，电解质优选为有机电解质和/或有机溶剂等“非水系”的电解质(即，电解质优选为非水电解质)。在电解质中，存在从电极(正极10A和负极10B)释放的金属离子，因此，电解质帮助金属离子在电池反应中的移动。
非水电解质是包含溶剂和溶质的电解质。作为具体的非水电解质的溶剂，优选为至少包含碳酸酯的溶剂。该碳酸酯可以是环状碳酸酯类和/或链状碳酸酯类。虽然没有特别限制，但是作为环状碳酸酯类，可列举选自由碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丁酯(BC)及碳酸亚乙烯酯(VC)构成的组中的至少一种。作为链状碳酸酯类，可列举选自由碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)及碳酸二丙酯(DPC)构成的组中的至少一种。虽然只是例示，但作为非水电解质，使用环状碳酸酯类和链状碳酸酯类的组合，例如可以使用碳酸亚乙酯和碳酸二乙酯的混合物。另外，作为具体的非水电解质的溶质，优选地例如使用LiPF6和/或LiBF4等的Li盐。另外，作为具体的非水电解质的溶质，优选地例如使用LiPF6、LiBF4等的Li盐。
作为正极用集电引线及负极用集电引线，可以使用在二次电池领域中使用的所有集电引线。这样的集电引线只要由能够实现电子移动的材料构成即可，例如由铝、镍、铁、铜、不锈钢等导电性材料构成。正极用集电引线优选地由铝构成，负极用集电引线优选地由镍构成。正极用集电引线及负极用集电引线的形态没有特别限定，例如可以是线状或板状。
作为外部端子，可以使用在二次电池的领域中使用的所有外部端子。这种外部端子只要由能够实现电子移动的材料构成即可，通常由铝、镍、铁、铜、不锈钢等导电性材料构成。外部端子5可以与基板电且直接连接，或者也可以经由其它设备与基板电且间接连接。需要注意的是，本发明并不限定于此，与多个正极分别连接的正极用集电引线可以具备正极用外部端子的功能，另外，与多个负极分别连接的负极用集电引线可以具备负极用外部端子的功能。
外包装体可以如上所述具有导电性硬壳体或柔性壳体(袋等)的形态。
导电性硬壳体由主体部和盖部构成。主体部由构成该外包装体底面的底部及侧面部组成。主体部和盖部在容纳电极组装体、电解质、集电引线及外部端子后被密封。密封方法没有特别限定，例如可列举激光照射法等。作为构成主体部和盖部的材料，可以使用在二次电池的领域中能够构成硬壳型外包装体的所有材料。这样的材料只要是能够实现电子移动的材料即可，例如可列举铝、镍、铁、铜、不锈钢等导电性材料。主体部及盖部的尺寸主要根据电极组装体的尺寸来确定，例如优选具有能够防止在容纳电极组装体时电极组装体在外包装体内移动(偏移)程度的尺寸。通过防止电极组装体的移动，防止电极组装体的破损并提高二次电池的安全性。
柔性壳体由柔软片材构成。柔软片材只要具有能够实现使密封部弯曲的柔软性即可，优选为可塑性片材。可塑性片材是具有在施加外力后将外力去除时维持由外力引起的变形的特性的片材，例如可以使用所谓的层叠膜。由层叠膜构成的柔性袋例如可以通过将两个层叠膜重叠并将其周缘部热封合来制造。作为层叠膜，一般为层叠有金属箔和聚合物膜的膜，具体而言，可例示由外层聚合物膜/金属箔/内层聚合物膜构成的三层结构的层叠膜。外层聚合物膜用于防止由水分等的渗透及接触等而引起的金属箔的损坏，并且可以适当地使用聚酰胺及聚酯等的聚合物。金属箔用于防止水分及气体的渗透，并且可以适当地使用铜、铝、不锈钢等的箔。内层聚合物膜用于保护金属箔免受内部所收纳的电解质的影响且在热封合时使金属箔熔融密封，并且可以适当地使用聚烯烃或酸改性聚烯烃。
[本发明的二次电池的制造方法]
在考虑了二次电池的基本结构之后，以下，对本发明的一实施方式涉及的二次电池的制造方法进行说明。
本申请的发明人针对用于提高非矩形电极的制造效率的对策进行了深入研究。其结果，提出了本发明的二次电池的制造方法。
以下，在说明本发明的特征部分之前，先对本说明书中使用的术语进行定义。本说明书中所谓的“非矩形电极”广义上是指具有俯视观察时不是正方形及长方形的形状的电极，并且狭义上是指具有俯视观察时由一条边和与该一条边连续的另一条边形成的拐角部(角部)的角度不为90度的部分的电极。作为本说明书中所谓的“非矩形电极”，可列举选自由俯视观察时带切口部电极、平行四边形型电极、半圆型电极、半椭圆型电极及五边形型电极等构成的组中的至少一种。本说明书中所谓的“带切口部电极”是指具有俯视观察时从正方形及长方形局部切除一部分后的形状的电极。
本说明书中所谓的“金属片材”是指由金属例如铜等构成且在规定方向(大致一个方向)上延伸的片状部件，并且在切割电极前体后成为集电体(电极构成要素)。本说明书中所谓的“金属片材的延伸方向”是指金属片材延伸的方向。本说明书中所谓的“金属片材支承部”是指支承金属片材(的主面)的基座部分。本说明书中所谓的“金属片材支承部/模头的间断移动”是指以规定的时间间隔进行金属片材支承部/模头的移动。
本说明书中所谓的“电极材料层原料”广义上是指成为电极材料层(电极构成要素)的原料的材料，狭义上是指包含活性物质及粘合剂而构成的材料。本说明书中所谓的“电极前体”广义上是指最终得到的电极之前阶段的物体，狭义上是指包含金属片材和以面状设置于金属片材的电极材料层原料的物体。本说明书中所谓的“电极材料层原料的涂敷面”是指通过在金属片材的主面上以面状涂敷电极材料层原料而形成的“由电极材料层原料构成的”面。本说明书中所谓的“电极材料层原料的涂敷面的侧部”是指俯视观察时沿延伸方向(或长度方向)的涂敷面的外缘部分或轮廓部分。本说明书中所谓的“电极材料层原料的涂敷面的侧部连续地沿着形成的非矩形电极的轮廓”是指俯视观察时该涂敷面的侧部的“全部”或“基本上全部”沿着非矩形电极的轮廓的状态。
(本发明的技术构思)
具体而言，本申请发明人为了通过减少电极前体的剩余部的产生量来提高非矩形电极的制造效率，针对不是现有涂敷法的扩展的其它方式涂敷法进行了深入研究，现有涂敷法是“(仅)沿一个方向在金属片材(上)涂敷电极材料层原料，形成俯视观察时大致矩形的电极材料层原料的涂敷面”。其结果，提出了本发明。具体而言，本申请发明人提出了具有“在涂敷电极材料层原料的期间，基于最终形成的非矩形电极的形状，改变电极材料层原料的涂敷面的形状”这样的技术构思的涂敷法。
根据上述技术构思，当在金属片材(上)涂敷电极材料层原料而形成电极前体，并切割形成的电极前体以形成规定的非矩形电极时，可基于最终能够形成的非矩形电极的形状适当地改变电极材料层原料的涂敷面的形状。由此，能够使该涂敷面的形状与能够形成的非矩形电极的形状相对应(或者关联或接近)。因此，当切割电极前体以形成非矩形电极时，可以将不能作为非矩形电极的构成要素发挥作用的“切掉部分”主要作为金属片材。
由于上述“切掉部分”可以相当于电极前体的剩余部(废弃部分)，所以起因于切掉的部件可以主要作为金属片材，因此与以往相比，能够相对地减小该剩余部中包含的电极材料层原料的涂敷面(即、电极材料层原料)的比例。由于上述电极材料层原料的包含比例减小，所以与以往相比能够整体上减少剩余部的量。其结果，由于剩余部的量的减少，可以提高非矩形电极的制造效率。
使用图1对基于上述技术构思的非矩形电极的形成工序进行具体说明。
金属片材的准备(图1的(a))
首先，准备金属片材110。
电极材料层原料的涂敷(图1的(b))
接着，一边将金属片材110输送到涂敷作业线上，一边使用模头200在金属片材110的表面(主面)涂敷电极材料层原料，形成电极材料层原料的涂敷面120。通过上述涂敷面120的形成，能够形成具备金属片材110及电极材料层原料的涂敷面120的电极前体100。本发明的主要特征在于上述电极材料层原料的涂敷面120的形成方式。具体而言，根据上述技术构思，在涂敷电极材料层原料的期间，基于最终形成的非矩形电极10的形状(参照图1的(c))，适当地改变电极材料层原料的涂敷面120的形状。需要注意的是，虽然没有特别限定，但是电极材料层原料的粘度可以为1～10Pa·s，优选为2～5Pa·s、例如为5Pa·s。
电极前体的加压
虽未图示，但在形成电极前体100之后，为了得到期望的密度而以夹入该电极前体100的两个主面的方式对该电极前体100实施加压处理。
电极前体的切割(图1的(c))
接着，切割电极前体100。具体而言，切割电极前体100使得在俯视观察时形成非矩形电极10。
本发明中，在上述电极材料层原料的涂敷工序(图1的(b))中，电极材料层原料的涂敷面120的形状基于最终能够形成的非矩形电极10的形状而改变。因此，能够使该涂敷面120的形状与能够形成的非矩形电极10的形状相对应。因此，当切割电极前体100以形成非矩形电极10时，可以将不能作为非矩形电极10的构成要素发挥作用的“切掉部分”主要作为金属片材100。也就是说，当切割电极前体100以形成非矩形电极10时，与以往方式“(仅)沿一个方向在金属片材110’(上)涂敷电极材料层原料，形成涂敷面120’”相比，能够相对地减小不能作为非矩形电极10的构成要素发挥作用的“切掉部分”中包含的电极材料层原料的涂敷面120(即电极材料层原料)的比例(参照图2)。由于包含上述电极材料层原料的比例的减小，与以往相比可以整体上减少电极前体100在切割时可能产生的剩余部的量。
非矩形电极的形成
如上所述，由于该剩余部的量的减少，因此能够得到提高了制造效率的多个非矩形电极10(带极耳20)。
(关于本发明技术构思的具体说明)
以下，对“在涂敷电极材料层原料的期间，基于最终形成的非矩形电极10的形状，适当地改变电极材料层原料的涂敷面120的形状”这样的本发明的技术构思进行具体说明。
在本发明中，可以通过以下方式，进行基于能够形成的非矩形电极10的形状的涂敷面120的形状的改变。具体而言，俯视观察时，基于形成的非矩形电极10的形状，使在金属片材110的规定区域110a涂敷电极材料层原料的位置从在规定区域110a以外的其它区域110b涂敷电极材料层原料的位置向与金属片材110的延伸方向不同的方向偏移(图1的(b)及图1的(c))。通过电极材料层原料的涂敷位置向与上述金属片材110的延伸方向不同的方向偏移的方式，能够适当地改变俯视观察时的涂敷面120的形状。通过该涂敷位置偏移的方式进行的涂敷面120形状的适当改变，能够形成包括：在与金属片材110延伸方向不同的方向上延伸的侧部的涂敷面120。
根据以上内容，在本发明中，能够适当地得到形状与通过在以往金属片材110的主面上仅沿一个方向(具体而言，沿与金属片材的延伸方向大致平行的方向)涂敷电极材料层原料而得到的电极材料层原料涂敷面的形状(大致矩形状)不同的涂敷面120(图1的(b)及图1的(c))。特别是，如果在预先考虑能够形成的非矩形电极10的形状的基础上，进行更适当地使电极材料层原料涂敷位置偏移的控制，则可以将涂敷面120形成为使得俯视观察时侧部连续地沿着能够形成的非矩形电极10的轮廓。这一点是本发明的特征。
(用于使电极材料层原料的涂敷位置偏移的具体方式)
以下，对用于使电极材料层原料的涂敷位置偏移的具体方式进行说明。
模头的移动控制
在一方式中，优选通过使得用于涂敷电极材料层原料的模头200从规定位置向与金属片材110的延伸方向垂直的方向间断地移动来改变电极材料层原料的涂敷面120的形状(参照图3)。
本方式的特征在于，通过使模头200在与金属片材110的延伸方向垂直的方向(即、金属片材110的宽度方向)上间断地移动，从而改变电极材料层原料的涂敷面120的形状。具体而言，在本方式中，在考虑最终能够形成的非矩形电极10的形状的基础上，使模头200间断地在金属片材110的宽度方向上移动，由此有目的地使电极材料层原料的涂敷位置偏移。通过上述涂敷位置的偏移控制，能够使电极材料层原料的涂敷面120的形状与最终能够形成的非矩形电极10的形状相对应。因此，在由此切割电极前体100以形成非矩形电极10时，与以往的方式相比，能够相对地减小在不能作为非矩形电极10的构成要素发挥作用的“切掉部分”中包含的电极材料层原料的涂敷面120(即电极材料层原料)的比例。
需要注意的是，在本方式中，经过以下工序形成非矩形电极(参照图3的(a)～(c))。此外，对于与上述图1所示的方式重复的记载，省略或简化其说明。
金属片材的准备(图3的(a))
首先，准备金属片材110。
电极材料层原料的涂敷(图3的(b))
接着，一边将金属片材110输送到涂敷作业线上，一边使用模头200在金属片材110的表面(主面)涂敷电极材料层原料，形成电极材料层原料的涂敷面120。具体而言，在考虑最终能够形成的非矩形电极10的形状的基础上，使模头200沿金属片材110的宽度方向间断地向上或向下移动，由此有目的地使电极材料层原料的涂敷位置偏移。通过上述涂敷位置的偏移控制，能够形成具有与能够形成的非矩形电极10的形状相对应或关联的形状的涂敷面120。通过上述涂敷面120的形成，可以形成包括金属片材110及电极材料层原料的涂敷面120的电极前体100。
电极前体的加压
虽未图示，但在形成电极前体100之后，为了得到期望的密度而以夹入该电极前体100的两个主面的方式对该电极前体100实施加压处理。
电极前体的切割(图3的(c))
接着，切割电极前体100。具体而言，切割电极前体100使得在俯视观察时形成非矩形电极10。
本方式中，在上述电极材料层原料的涂敷工序(图3的(b))中，可以形成具有与能够形成的非矩形电极10的形状相对应或关联的形状的涂敷面120。因此，当切割电极前体100以形成非矩形电极10时，与以往的方式相比，能够相对地减小在不能作为非矩形电极10的构成要素发挥作用的“切掉部分”中包含的电极材料层原料的涂敷面120(即电极材料层原料)的比例。如上所述，能够减少切割时可能产生的电极前体100的剩余部的量。
另外，模头的移动控制以及用于使电极材料层原料的涂敷位置偏移的具体方式可列举以下内容。
金属片材支承部的移动控制
在一方式中，优选通过使支承金属片材110的金属片材支承部从规定位置向与金属片材110的延伸方向垂直的方向间断地移动来改变涂敷面120的形状(参照图4)。
本方式的特征在于，使支承金属片材110的金属片材支承部130在与金属片材110的延伸方向垂直的方向(即、金属片材110的宽度方向)上间断地移动。具体而言，在本方式中，在考虑最终能够形成的非矩形电极10的形状的基础上，使金属片材支承部130间断地在金属片材110的宽度方向上移动，由此有目的地使电极材料层原料的涂敷位置偏移。通过上述涂敷位置的偏移控制，能够使电极材料层原料的涂敷面120的形状与最终能够形成的非矩形电极10的形状相对应。因此，在由此切割电极前体100以形成非矩形电极10时，与以往的方式相比，能够相对地减小在不能作为非矩形电极10的构成要素发挥作用的“切掉部分”中包含的电极材料层原料的涂敷面120(即电极材料层原料)的比例。
需要注意的是，在本方式中，经过以下工序形成非矩形电极(参照图4的(a)～(c))。此外，对于与上述图1所示的方式重复的记载，省略或简化其说明。
金属片材的准备(图4的(a))
首先，准备金属片材110。
电极材料层原料的涂敷(图4的(b))
接着，一边将金属片材110输送到涂敷作业线上，一边使用模头200在金属片材110的表面(主面)涂敷电极材料层原料，形成电极材料层原料的涂敷面120。具体而言，在考虑最终能够形成的非矩形电极10的形状的基础上，使金属片材支承部130沿金属片材110的宽度方向间断地向上或向下移动，由此有目的地使电极材料层原料的涂敷位置偏移。通过上述涂敷位置的偏移控制，能够形成具有与能够形成的非矩形电极10的形状相对应或关联的形状的涂敷面120。通过上述涂敷面120的形成，可以形成包括金属片材110及电极材料层原料的涂敷面120的电极前体100。
电极前体的加压
虽未图示，但在形成电极前体100之后，为了得到期望的密度而以夹持该电极前体100的两个主面的方式对该电极前体100实施加压处理。
电极前体的切割(图4的(c))
接着，切割电极前体100。具体而言，切割电极前体100使得在俯视观察时形成非矩形电极10。
本方式中，在上述电极材料层原料的涂敷工序(图4的(b))中，可以形成具有与能够形成的非矩形电极10的形状相对应或关联的形状的涂敷面120。因此，当切割电极前体100以形成非矩形电极10时，与以往的方式相比，能够相对地减小在不能作为非矩形电极10的构成要素发挥作用的“切掉部分”中包含的电极材料层原料的涂敷面120(即电极材料层原料)的比例。如上所述，能够减少切割时可能产生的电极前体100的剩余部的量。
需要注意的是，在图3所示方式及图4所示方式的任意方式中，使模头200/金属片材支承部130沿金属片材110的宽度方向间断地向上或向下移动。更具体而言，模头200及金属片材支承部130由于其结构特性，不能沿金属片材110的宽度方向同时向上方和下方这两者移动。因此，由于上述结构特性，俯视观察时彼此相对的涂敷面120的一个侧部120X和另一个侧部120Y可以定向为同一方向。换言之，俯视观察时彼此相对的涂敷面120的一个侧部120X和另一个侧部120Y定向为不同的方向，这对于模头和/或金属片材支承部的结构特性而言可能是无法实现的。以上这一点也可以说是使模头/金属片材支承部沿金属片材110的宽度方向间断地向上或向下移动时的特征。
另外，在考虑最终能够形成的非矩形电极10的形状和/或电极前体100的切割方式的基础上，以一定的周期进行沿金属片材110的宽度方向向上或向下的间断移动时，与此相应地可以得到具有一定周期性形状的涂敷面120(参照图3的(b)及4(b))。如果涂敷面120的形状具有一定的周期性，则由此可以适当地避免后续切割电极前体100时切割负荷不均匀的情况。因此，能够适当地避免电极材料层原料120的局部剥离以及极耳20的形成困难等问题。另外，如果涂敷面120的形状具有一定的周期性，则由此在后续切割电极前体100时，能够有效地减少电极前体100的剩余部的产生，并且能够有效地形成具有相同形态(形状及尺寸)的多个非矩形电极10。
(用于形成多个非矩形电极的电极前体的切割方式)
以下，对切割电极前体以形成多个非矩形电极的方式进行说明。
具体而言，在该方式中，优选切割所述电极前体，使得俯视观察时形成的多个非矩形电极10沿与金属片材110的延伸方向垂直的方向(即金属片材110的宽度方向)彼此点对称配置(参照图3的(c)及图4的(c))。
如上所述，在图3所示方式及图4所示方式的任意方式中，由于模头200/金属片材支承部130的结构特性，俯视观察时彼此相对的涂敷面120的一个侧部120X和另一个侧部120Y可以定向为同一方向。因此，可能对非矩形电极10的裁剪产生一定的限制。因此，在切割电极前体100时，从“有效地减少电极前体100的剩余部的产生，并且有效地形成具有相同形态(形状及尺寸)的多个非矩形电极10”的观点出发，优选地切割电极前体100，使得形成的多个非矩形电极10沿金属片材110的宽度方向彼此点对称配置(参照图3的(c)及图4的(c))。
另外，也可以切割电极前体100，使得俯视观察时形成的多个非矩形电极10沿金属片材110的延伸方向彼此线对称配置(参照图1的(c)、图3的(c)及图4的(c)等)。当控制电极前体100的切割形状以使形成的多个非矩形电极10沿金属片材110的延伸方向彼此线对称配置时，由此能够适当地避免在切割电极前体100时切割负荷不均匀的情况。因此，能够适当地避免电极材料层原料120的局部剥离以及极耳20的形成困难等问题。需要注意的是，本发明并不限定于此，形成的多个非矩形电极10也可以沿金属片材110的宽度方向彼此点对称配置，另一方面，也可以不沿金属片材110的延伸方向彼此线对称配置。
(非矩形电极可采用的形状)
通过至此为止描述的本发明的制造方法获得的非矩形电极不限于图1的(c)、图3的(c)、图4的(c)及图5所示的带切口部电极10X。以能够使电极材料层原料的涂敷面(120α、120β、120γ)的形状与最终形成的非矩形电极的形状相对应(或者关联或接近)为前提，例如可以采用平行四边形型电极10α(图6的(a))、半圆型或半椭圆型电极10β(图6的(b))、五边形型电极10γ(图6的(c))等的形状。
(极耳的设置部位)
如上所述，在本发明中，能够使电极材料层原料的涂敷面的形状与最终形成的非矩形电极的形状相对应(或者关联或接近)。因此，特别是在将带切口部电极10X用作非矩形电极的情况下，可以获得下述效果。具体而言，关于现有方式，在通过切割电极前体将极耳定位在带切口部电极的切口区域内时，在能够成为极耳的部分上提供电极材料层原料。因此，需要在切割电极前体之后，局部去除能够成为极耳的部分上的电极材料层原料。
相对于此，在本发明中，由于能够使电极材料层原料的涂敷面120的形状与最终形成的非矩形电极10的形状相对应，因此成为在能够形成的带切口部电极10X的切口区域中减少电极材料层原料的状态。因此，在通过切割电极前体将极耳20X定位在带切口部电极10X的切口区域内时，可以处于在能够成为极耳20X的部分上不提供电极材料层原料的状态。因此，能够避免在切割电极前体100之后局部去除能够成为极耳20X的部分上的电极材料层原料的工序。由于避免上述电极材料层原料的局部去除工序，所以能够提高非矩形电极10的制造效率。
工业上的可利用性
本发明的一实施方式涉及的二次电池可以用于设想蓄电的各种领域。只不过是例示，本发明的一实施方式涉及的二次电池特别是非水电解质二次电池可以用于使用移动设备等的电气/信息/通信领域(例如，移动电话、智能手机、笔记本电脑及数码相机等移动设备领域)、家庭/小型工业应用(例如，电动工具、高尔夫球车、家庭用/护理用/工业用机器人领域)、大型工业应用(例如，叉车、电梯、港口起重机领域)、交通***领域(例如，混合动力车、电动汽车、公共汽车、电车、电动助力自行车、电动二轮车等领域)、电力***应用(例如，各种发电、道路调节器、智能电网、一般家庭设置型蓄电***等领域)以及宇宙/深海应用(例如，宇宙探测器、潜水调查船等领域)等。
附图标记说明
10…非矩形电极；10’…非矩形电极(现有)；10X…带切口部电极；10α…平行四边形型电极；10β…半圆型或半椭圆型电极；10γ…五边形型电极；20…极耳；20X设置在带切口部电极10X的切口区域中的极耳；100...电极前体；100’电极前体(现有)；100X’切割后的电极前体100’的剩余部(现有)；110...金属片材；110’金属片材(现有)；110a...金属片材110的规定区域；110b...金属片材110的规定区域110a以外的其它区域；120...电极材料层原料的涂敷面；120’...电极材料层原料的涂敷面；120X...涂敷面120的一个侧部；120Y...涂敷面120的另一个侧部；120α...电极材料层原料的涂敷面(平行四边形型电极用)；120β...电极材料层原料的涂敷面(半圆型或半椭圆型电极用)；120γ...电极材料层原料的涂敷面(五边形型电极用)；130...金属片材支承部；200...模头。

Claims (10)

1.一种制造方法，是二次电池的制造方法，
所述制造方法包括非矩形电极的形成工序，
所述形成工序包括在成为集电体的金属片材上涂敷电极材料层原料而形成电极前体以及切割该电极前体，
为了使所述电极材料层原料的涂敷面的形状与形成的非矩形电极的形状相对应，在涂敷所述电极材料层原料的期间，俯视观察时，基于形成的所述非矩形电极的形状以及配置图案，使在所述金属片材的规定区域涂敷所述电极材料层原料的位置从在该规定区域以外的其它区域涂敷该电极材料层原料的位置向与该金属片材的长度方向不同的方向偏移，
所述涂敷面包含在俯视下相对于所述金属片材的长度方向倾斜的侧部，
在俯视观察时，所述涂敷面至少包括在与所述金属片材的长度方向不同的方向上延伸的侧部的一部分，
通过使支承所述金属片材的金属片材支承部从规定位置向与所述金属片材的所述长度方向垂直的方向间断地移动来改变所述涂敷面的形状。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，
以俯视观察时所述涂敷面的至少一个侧部连续地沿着形成的所述非矩形电极的轮廓的方式，形成该涂敷面。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其中，
通过使得用于涂敷所述电极材料层原料的模头从规定位置向与所述金属片材的所述长度方向垂直的方向间断地移动来改变所述涂敷面的形状。
4.根据权利要求3所述的制造方法，其中，
通过所述金属片材支承部及所述模头中至少一方的间断的所述移动，得到具有周期性的所述涂敷面的所述形状。
5.根据权利要求3所述的制造方法，其中，
随着所述金属片材支承部及所述模头中至少一方的局部的所述移动，将俯视观察时彼此相对的所述涂敷面的一个所述侧部和另一个所述侧部定向为同一方向。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其中，
所述制造方法包括切割所述电极前体以形成多个所述非矩形电极，
切割所述电极前体，使得俯视观察时形成的所述多个非矩形电极沿与所述金属片材的所述长度方向垂直的方向彼此点对称配置。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其中，
切割所述电极前体，使得俯视观察时形成的所述多个非矩形电极沿所述金属片材的所述长度方向彼此线对称配置。
8.根据权利要求1所述的制造方法，其中，
所述非矩形电极包括选自由俯视观察时带切口部电极、平行四边形型电极、半圆型电极、半椭圆型电极及五边形型电极构成的组中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的制造方法，其中，
当使用所述带切口部电极作为所述非矩形电极时，通过切割所述电极前体，将极耳定位在该带切口部电极的切口区域内。
10.根据权利要求1所述的制造方法，其中，
构成所述非矩形电极的正极和负极具有能够吸留释放锂离子的层。
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