CN111247667A - 集电体电极片的制造方法、集电体电极片和电池 - Google Patents
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Abstract
集电体电极片(10)在金属箔(9)的两面包括:间歇地涂布包含活性物质的浆料并干燥而形成的浆料的涂布区域(11)和未涂布区域(12),涂布区域(11)与未涂布区域(12)沿着带状的金属箔(9)的卷绕方向交替地形成,在使用一对压缩辊朝向集电体电极片(10)的厚度方向连续压缩浆料的涂布区域(11)和未涂布区域(12)的压缩工序中,各涂布区域(11)的终端(13)的拖尾部(14)之中包括未被压缩辊压缩的区域。
Description
技术领域
本发明涉及层叠型电池用的集电体电极片的制造方法、集电体电极片和电池。
背景技术
近年来,鉴于环境问题,对于电动汽车、混合动力汽车的关注日益提高,对于作为其驱动源的二次电池的高能量密度化、高容量化的技术要求进一步提高。
这种二次电池用电极由在铝、铜等带状金属箔上涂布包含活性物质的浆料并干燥而得的电极片制作。活性物质的涂布方法可大致分为间歇涂布方式和连续涂布方式。
间歇涂布方式是在带状的金属箔上沿着该金属箔的卷绕方向以规定的间隔交替形成涂布活性物质等的浆料而形成的涂布区域和未涂布浆料的未涂布区域的方式。以规定间隔配置的活性物质的非形成部被用作取出用于与外部端子电连接的引出极耳的部位。与本发明相关的电极片的制造方法中,将作为主材料的活性物质、导电赋予剂、结合材料、溶剂混合或混炼而得的浆料间歇地涂布(以下称为间歇涂布)至金属箔的一个面后,再次在金属箔上的相反侧的另一面也间歇涂布,从而在金属箔的两面分别涂布浆料。接着,利用压延辊将两面涂布有浆料的金属箔进行加压成型。其后,作为集电体而切割成期望的外形尺寸,在集电体电极片形成电极端子部。
此处,锂离子二次电池的正极活性物质使用含锂的复合氧化物,将以这种金属氧化物粒子作为主成分的活性物质层进行加压成型时,需要较大的压力。尤其是,设计成高能量密度的二次电池所使用的正极电极中,需要将活性物质层压缩成高密度,因此,在该加压成型中,施加更大的压力来成型的情况较多。
此外,设计成高能量密度的二次电池所使用的电极存在将作为集电体的金属箔的厚度设计得较薄的倾向。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-164041号公报
发明内容
发明要解决的课题
如图28所示那样,在上述集电体电极片的涂布终端部,在间歇涂布浆料时,容易在涂布区域11与未涂布区域12的边界产生浆料的拖尾部14。若利用辊压机将带状电极片10沿着电极辊的卷绕方向Dx进行压延加工成型时存在这种拖尾部14,则在涂布终端的拖尾部14,在与卷绕方向Dx垂直的方向Dy上活性物质层仅断续地存在,因此,较之在与卷绕方向Dx垂直的方向Dy上活性物质层连续存在的涂布区域11的中央部分,承载更大的线压。
像这样承载较大线压的拖尾部分14处,经常发生活性物质粒子明显嵌入至金属箔的现象。该活性物质粒子嵌入至金属箔的部分的金属箔的残余壁厚量变得极薄,因此,在后续进行的裁切工序中进行裁切时,在片电极的切割面产生活性物质层部分脱落而成的毛刺。若产生的毛刺附着于电极,则成为电池组装时发生短路的原因,产生电池不良率提高的问题。
像这样间歇涂布浆料时,为了防止涂布终端部产生拖尾部14,例如专利文献1提出了一种预先在涂布活性物质层的涂布区域之中的箔的卷绕方向Dx的始端和终端涂布氟树脂的方法。但是,该方法中,用于涂布氟树脂的成本增大,且电极的重量、厚度增加,作为设计成高能量密度的二次电池所使用的电极的制造方法存在间题。因而,需要提供可提供即使仅将活性物质层涂布于集电体电极片,也抑制毛刺的产生且不良率低的电极的制造方法。
本发明是为了解决上述那样的背景技术所具有的课题而进行的,其目的在于,提供能够抑制裁切工序中的毛刺产生而不招致制造成本增大的电极片的制造方法和该电极片。
用于解决课题的方案
本发明的集电体电极片为在片状的金属箔的两面涂布有活性物质的集电体电极片,
在上述金属箔的两面包括:间隙地涂布包含上述活性物质的浆料并干燥而形成的上述浆料的涂布区域、和未涂布区域,
上述涂布区域与上述未涂布区域沿着带状的上述金属箔的卷绕方向交替地形成,
在使用一对压缩辊朝向上述集电体电极片的厚度方向连续压缩上述浆料的涂布区域和上述未涂布区域的压缩工序中,各上述涂布区域的终端的拖尾部之中包括未被上述压缩辊压缩的区域。
关于本发明的第一集电体电极片的制造方法,所述集电体电极片在片状的金属箔的两面涂布有活性物质,所述制造方法包括以下工序:
涂布工序:将包含上述活性物质的浆料间隙地涂布在带状的上述金属箔上并干燥,从而沿着上述带状的上述金属箔的卷绕方向交替地形成连续存在活性物质层的上述浆料的涂布区域、和上述浆料的未涂布区域,
第一检测工序:检测在上述涂布工序中形成的各上述涂布区域的终端处的拖尾部的长度;
压缩工序:使用一对压缩辊,将形成有上述活性物质层的上述金属箔朝向其厚度方向连续压缩上述浆料的上述涂布区域和上述未涂布区域;以及
裁切工序:对于历经上述第一检测工序和上述压缩工序而形成有上述活性物质层的上述金属箔,与该金属箔的卷绕方向平行地连续裁切上述浆料的上述涂布区域和上述未涂布区域,
上述第一检测工序中,检测满足下述式(A)的从上述浆料的上述涂布区域的终端到上述未涂布区域连续形成的拖尾部。
x≥(2rtmin-tmin2)1/2-ymax-zmax-wmax···式(A)
此处,x是上述涂布工序中各上述涂布区域的终端的上述拖尾部的长度的最大值;r是上述压缩工序中使用的压缩辊的辊径;tmin是在上述涂布工序中连续形成的各上述涂布区域的中央部之中,加压压缩后的设想厚度的最小值;ymax是上述金属箔的各面的涂布开始位置在上述金属箔的卷绕方向的偏移量的最大值;zmax是上述金属箔的两面的上述活性物质在上述金属箔的卷绕方向的涂布长度的偏移量的最大值;且wmax是从上述金属箔的两面的上述活性物质的涂布终端起至涂布膜的厚度与涂布区域中央达到相同厚度为止的距离的最大值。
关于本发明的第二集电体电极片的制造方法,所述集电体电极片在片状的金属箔的两面涂布有活性物质,
所述制造方法包括以下工序:
涂布工序:将包含上述活性物质的浆料间歇地涂布在带状的上述金属箔上并干燥,从而沿着上述带状的上述金属箔的卷绕方向交替地形成连续存在活性物质层的上述浆料的涂布区域、和上述浆料的未涂布区域;
检测工序:检测在上述涂布工序中形成的各上述涂布区域的终端处的拖尾部的长度;
压缩工序:使用一对压缩辊,将历经上述涂布工序和上述检测工序而形成有上述活性物质层的上述金属箔朝向其厚度方向连续压缩上述浆料的上述涂布区域和上述未涂布区域;以及
裁切工序:对于历经上述检测工序和上述压缩工序而形成有上述活性物质层的上述金属箔,与该金属箔的卷绕方向平行地连续裁切上述浆料的上述涂布区域和上述未涂布区域,
上述压缩工序中,使用具有满足下述式(B)的辊半径r的压缩辊来进行压缩。
r≥tmin/2+(xmax+ymax+zmax+wmax)2/(2tmin)···式(B)
此处,tmin是在上述涂布工序中连续形成的各上述涂布区域的中央部之中,加压压缩后的设想厚度的最小值;xmax是在上述检测工序中检测出的、在上述涂布工序中连续形成的各上述涂布区域的终端处的上述拖尾部的长度的最大值;ymax是上述金属箔的两面的上述活性物质的涂布开始位置的偏移量的最大值;zmax是上述金属箔的两面的活性物质在上述金属箔的卷绕方向的涂布长度的偏移量的最大值;且wmax是从上述金属箔的两面的上述活性物质的涂布终端起至涂布膜的厚度与涂布区域中央达到相同厚度为止的距离的最大值。
本发明的集电体电极片通过上述制造方法来制造。
本发明的电池使用上述集电体电极片来制造。
需要说明的是,针对上述构成要素的任意组合、本发明的表现,在方法、装置、***、记录介质、计算机程序等之间转换而得的方案作为本发明的方案也是有效的。
此外,本发明的各种构成要素未必需要是单个独立的存在,也可以是多个构成要素作为一个部件而形成、一个构成要素由多个部件形成、某个构成要素为其它构成要素的一部分、某个构成要素的一部分与其它构成要素的一部分重复等。
此外,本发明的方法和计算机程序依次记载了多个步骤(或工序),但该记载顺序不限定于实施多个步骤的顺序。因此,实施本发明的方法和计算机程序时,可以在不对内容造成阻碍的范围内变更该多个步骤的顺序。
进而,本发明的方法和计算机程序的多个步骤(或工序)不限定于在各个不同的时刻实行。因此,可以在某个步骤的实行中发生其它步骤、某个步骤的实行时刻与其它步骤的实行时刻部分或全部重叠等。
发明效果
根据本发明,可提供能够抑制电极片的裁切工序中的毛刺产生而不招致制造成本增大的集电体电极片的制造方法、集电体电极片和电池。
附图说明
上述目的和其它目的、特征和优点根据以下所述的优选实施方式及其附带的下述附图而进一步得以明确。
图1是表示本发明的第一实施方式中的两面涂布后的集电体电极片的俯视图。
图2是表示本发明的第一实施方式所述的电极片的浆料涂布装置的概要的示意图。
图3是表示本发明的实施方式所述的电极片的压缩装置的概要的示意图。
图4是表示本发明的第一和第二实施方式中的两面涂布后的集电体电极片与压缩辊的关系的截面图。
图5是本发明的第一实施方式中的加压成型后的集电体电极片之中,在涂布后的拖尾部未涂布裁切保护层的部分的截面图。
图6是本发明的第一实施方式中的加压成型后的集电体电极片之中,在涂布后的拖尾部涂布有裁切保护层的部分的截面图。
图7是表示将本发明的实施方式所述的电极片裁切成多个片的裁切装置的概要的示意图。
图8是从上方观察本发明的第一实施方式所述的电极片之中,将在涂布后的拖尾部涂布有裁切保护层的部分进行裁切后的裁切面的示意图。
图9是从上方观察本发明的第一实施方式所述的电极片之中,将在涂布后的拖尾部未涂布裁切保护层的部分进行裁切后的裁切面的示意图。
图10是表示本发明的第二实施方式中的两面涂布后的集电体电极片的俯视图。
图11是表示本发明的第二实施方式所述的电极片的浆料涂布装置的概要的示意图。
图12是本发明的第二实施方式中的加压成型后的集电体电极片施加有标记的间歇涂布部分的截面图。
图13是本发明的第二实施方式中的加压成型后的集电体电极片之中,未施加上述标记的间歇涂布部分的截面图。
图14是从上方观察本发明的第二实施方式所述的电极片之中,将施加有表示涂布后的拖尾部的长度为规定长度以上的标记的间歇涂布部分进行裁切后的裁切面的示意图。
图15是从上方观察本发明的第二实施方式所述的电极片之中,将未施加上述标记的间歇涂布部分进行裁切后的裁切面的示意图。
图16是表示本发明的第三实施方式中的两面涂布后的集电体电极片的俯视图。
图17是表示本发明的第三实施方式所述的电极片的浆料涂布装置的概要的示意图。
图18是表示本发明的第三实施方式中的两面涂布后的集电体电极片与压缩辊的关系的截面图。
图19是本发明的第三实施方式中的加压成型后的集电体电极片的截面图。
图20是从上方观察将本发明的第三实施方式所述的电极片裁切后的裁切面的示意图。
图21是表示本发明的实施方式所述的电极片的制造***的构成的一例的方框图。
图22是表示本发明的实施方式所述的电极片的制造方法的工序的流程图。
图23是表示本发明的实施方式所述的电极片的制造方法中使用的浆料涂布装置的终端检测器的构成的一例的功能方框图。
图24是表示从本发明的第一和第二实施方式中的两面涂布后的集电体电极片的上方观察的平面与截面的关系的图。
图25是表示本发明的第二实施方式所述的电极片10的制造方法的工序的流程图。
图26是表示实现本发明的实施方式所述的电极片的制造***的各装置的计算机的硬件构成的一例的方框图。
图27是表示本发明的实施方式所述的电池的构成的一例的概略图。
图28是表示通过间歇涂布方式涂布活性物质而制作的电极片的俯视图。
具体实施方式
以下,针对本发明的实施方式,使用附图进行说明。此外,在所有附图中,针对相同的构成要素标注相同的符号,并省略适当说明。
(第一实施方式)
图1是表示本发明的第一实施方式的集电体电极片的制造方法中的两面涂布活性物质后的集电体电极片10的部分俯视图。
电极片10在带状的金属箔的两面沿着卷绕方向Dx交替反复配置有活性物质等的浆料的涂布区域11和未涂布区域12。通过在涂布区域11的终端13侧的电极部分产生拖拽浆料的状态而形成拖尾部14。进而,对于拖尾部14而言,在后续工序中进行电极片10的裁切的线17(图中,用虚线表示,以下也称为“卷绕方向裁切预定线17”)所通过的区域之中,在拖尾部14在箔的流向、即卷绕方向Dx的长度x为阈值x1以上的部分形成有裁切保护层15。
此处,由本实施方式所述的电极片10制作的电极没有特别限定,例如为锂离子一次电池、锂离子二次电池等锂离子电池用电极(正极、负极)。
以下,针对电极的构成进行详细说明。
首先,针对构成本实施方式所述的形成浆料的涂布区域11的电极活性物质层的各成分进行说明。
电极活性物质层包含电极活性物质,且根据需要而包含粘结剂树脂、导电助剂、增稠剂等。本实施方式中,电极活性物质可以使用例如锂金属复合氧化物。
本实施方式所述的电极活性物质层所包含的电极活性物质根据用途来适当选择。在制作正极时使用正极活性物质,在制作负极时使用负极活性物质。
作为正极活性物质,只要是锂离子电池的正极可使用的通常的正极活性物质,就没有特别限定。可列举出例如锂-镍复合氧化物、锂-钴复合氧化物、锂-锰复合氧化物、锂-镍-锰复合氧化物、锂-镍-钴复合氧化物、锂-镍-铝复合氧化物、锂-镍-钴-铝复合氧化物、锂-镍-锰-钴复合氧化物、锂-镍-锰-铝复合氧化物、锂-镍-钴-锰-铝复合氧化物等锂与过渡金属的复合氧化物;TiS2、FeS、MoS2等过渡金属硫化物;MnO、V2O5、V6O13、TiO2等过渡金属氧化物、橄榄石型锂磷氧化物等。
橄榄石型锂磷氧化物包含选自例如Mn、Cr、Co、Cu、Ni、V、Mo、Ti、Zn、Al、Ga、Mg、B、Nb和Fe中的至少1种元素、锂、磷和氧。为了提高其特性,这些化合物中的一部分元素可以部分地置换成其它元素。
这些之中,优选为橄榄石型锂铁磷氧化物、锂-镍复合氧化物、锂-钴复合氧化物、锂-锰复合氧化物、锂-镍-锰复合氧化物、锂-镍-钴复合氧化物、锂-镍-铝复合氧化物、锂-镍-钴-铝复合氧化物、锂-镍-锰-钴复合氧化物、锂-镍-锰-铝复合氧化物、锂-镍-钴-锰-铝复合氧化物。这些正极活性物质在作用电位高的基础上,容量也大,具有大的能量密度。
正极活性物质可以仅单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
作为负极活性物质,只要是锂离子电池的负极可使用的通常的负极活性物质,就没有特别限定。可列举出例如天然石墨、人造石墨、树脂炭、碳纤维、活性炭、硬碳、软碳等碳材料;锂金属、锂合金等锂系金属材料;硅、锡等金属材料;聚并苯、聚乙炔、聚吡咯等导电性聚合物材料等。这些之中,优选为碳材料,特别优选为天然石墨、人造石墨等石墨质材料。
负极活性物质可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
从抑制充放电时的副反应而抑制充放电效率降低的观点出发,电极活性物质的平均粒径优选为1μm以上、更优选为2μm以上,从输入输出特性、电极制作方面的观点(电极表面平滑性等)出发,优选为100μm以下、更优选为50μm以下。此处,平均粒径是指基于激光衍射散射法的粒度分布(体积基准)中的累积值为50%时的粒径(中值粒径:D50)。
将电极活性物质层的整体设为100质量份时,电极活性物质的含量优选为85质量份以上且99.8质量份以下。
本实施方式所述的电极活性物质层所包含的粘结剂树脂可根据用途来适当选择。例如,可以使用能够溶解于溶剂的氟系粘结剂树脂、能够分散于水的水系粘结剂等。
作为氟系粘结剂树脂,只要能够进行电极成形且具有充分的电化学稳定性,就没有特别限定,可列举出例如聚偏二氟乙烯系树脂、氟橡胶等。这些氟系粘结剂树脂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。这些之中,优选为聚偏二氟乙烯系树脂。氟系粘结剂树脂可以溶解于例如N-甲基吡咯烷酮(NMP)等溶剂来使用。
作为水系粘结剂,只要能够进行电极成形且具有充分的电化学稳定性,就没有特别限定,可列举出例如聚四氟乙烯系树脂、聚丙烯酸系树脂、苯乙烯-丁二烯系橡胶、聚酰亚胺系树脂等。这些水系粘结剂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。这些之中,优选为苯乙烯-丁二烯系橡胶。
需要说明的是,本实施方式中,水系粘结剂是指能够分散于水而形成乳液水溶液的粘结剂。
使用水系粘结剂时,可以进一步使用增稠剂。作为增稠剂,没有特别限定,可列举出例如羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟丙基纤维素等纤维素系聚合物、以及它们的铵盐和碱金属盐;多羧酸;聚环氧乙烷;聚乙烯基吡咯烷酮;聚丙烯酸钠等聚丙烯酸盐;聚乙烯醇等水溶性聚合物等。
将电极活性物质层的整体设为100质量份时,粘结剂树脂的含量优选为0.1质量份以上且10.0质量份以下。若粘结剂树脂的含量在上述范围内,则电极浆料的涂布性、粘结剂的粘合性和电池特性的平衡更优异。
此外,若粘结剂树脂的含量为上述上限值以下,则电极活性物质的比例变大,单位电极质量的容量变大,故而优选。若粘结剂树脂的含量为上述下限值以上,则电极剥离受到抑制,故而优选。
作为本实施方式所述的电极活性物质层所包含的导电助剂,只要使电极的导电性提高就没有特别限定,可列举出例如炭黑、科琴黑、乙炔黑、天然石墨、人工石墨、碳纤维等。这些导电助剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
将电极活性物质层的整体设为100质量份时,导电助剂的含量优选为0.1质量份以上且5.0质量份以下。若导电助剂的含量在上述范围内,则电极浆料的涂布性、粘结剂的粘合性和电池特性的平衡更优异。
此外,若导电助剂的含量为上述上限值以下,则电极活性物质的比例变大,单位电极质量的容量变大,故而优选。若导电助剂的含量为上述下限值以上,则电极的导电性变得更良好,故而优选。
本实施方式所述的电极活性物质层中,将电极活性物质层的整体设为100质量份时,电极活性物质的含量优选为85质量份以上且99.8质量份以下。此外,粘结剂树脂的含量优选为0.1质量份以上且10.0质量份以下。此外,导电助剂的含量优选为0.1质量份以上且5.0质量份以下。
若构成电极活性物质层的各成分的含量在上述范围内,则锂离子电池用电极的处理性与所得锂离子电池的电池特性的平衡特别优异。
电极活性物质层的密度没有特别限定,电极活性物质层为正极活性物质层时,例如,优选为2.0g/cm3以上且4.0g/cm3以下、更优选为2.4g/cm3以上且3.8g/cm3以下、进一步优选为2.8g/cm3以上且3.6g/cm3以下。此外,电极活性物质层为负极活性物质层时,例如,优选为1.2g/cm3以上且2.0g/cm3以下、更优选为1.3g/cm3以上且1.9g/cm3以下、进一步优选为1.4g/cm3以上且1.8g/cm3以下。
若将电极活性物质层的密度设为上述范围内,则以高放电倍率使用时的放电容量提高,故而优选。
电极活性物质层的厚度没有特别限定,可根据期望特性来适当设定。例如,从能量密度的观点出发,可设定得较厚,此外,从输出特性的观点出发,可设定得较薄。电极活性物质层的厚度(单面厚度)可以在例如10μm以上且250μm以下的范围内适当设定,优选为20μm以上且200μm以下,更优选为30μm以上且150μm以下。
作为本实施方式所述的集电体层(金属箔9),没有特别限定,作为正极集电体层,可以使用铝、不锈钢、镍、钛或它们的合金等。作为其形状,可列举出例如箔、平板状、网状等。可特别适合地使用铝箔。
此外,作为负极集电体层,可以使用铜、不锈钢、镍、钛或它们的合金。作为其形状,可列举出箔、平板状、网状。可特别适合地使用铜箔。
正极集电体层的厚度没有特别限定,例如为1μm以上且30μm以下。此外,负极集电体层的厚度没有特别限定,例如为1μm以上且20μm以下。
首先,制备电极浆料。
电极浆料可通过将电极活性物质、根据需要的粘结剂树脂、导电助剂和增稠剂进行混合来制备。电极活性物质、粘结剂树脂和导电助剂的配合比率与电极活性物质层中的电极活性物质、粘结剂树脂和导电助剂的含有比率相同,因此,此处省略说明。
电极浆料是使电极活性物质、根据需要的粘结剂树脂、导电助剂和增稠剂分散或溶解于溶剂而得的。
各成分的混合步骤没有特别限定,可通过例如将电极活性物质与导电助剂进行干式混合后,添加粘结剂树脂和溶剂并进行湿式混合来制备电极浆料。
此时,作为所用的混合机,可以使用球磨机、行星混合器等公知混合机,没有特别限定。
作为电极浆料中使用的溶剂,可以使用N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等有机溶剂、水。
将电极浆料涂布在集电体层上的方法可以使用通常公知的方法。可列举出例如逆转辊法、直接辊法、刮板法、刮刀法、挤出法、帘法、凹版法、棒法、浸渍法和挤压法等。这些之中,从可配合着电极浆料的粘性等物性和干燥性而得到涂布层的良好表面状态的方面出发,优选为刮板法、刮刀法、挤出法。
作为涂布至集电体层上的电极浆料的干燥方法,没有特别限定,可列举出例如使用加热辊从集电体层侧或已经干燥的电极活性物质层侧间接地加热电极浆料,并使电极浆料干燥的方法;使用红外线、远红外线/近红外线的加热器等的电磁波,使电极浆料干燥的方法;从集电体层侧或已经干燥的电极活性物质层侧接触热风而间接地加热电极浆料,使电极浆料干燥的方法等。
优选使用如下金属箔和活性物质:将金属箔9的厚度记作d且使用粒度分布计进行测定时,在所测定的活性物质粒子之中,从最小粒径起依次排列粒子时,与所测定的粒子的90%相当的粒子的粒径记作D90时,满足D90≥d这一关系的金属箔和活性物质。
图21是表示本发明的第一实施方式所述的电极片10的制造***1的构成例的方框图。
制造***1具备浆料涂布装置20、压缩装置40和裁切装置60。进而,可以具备控制制造***1的各装置的控制装置。
图26是表示实现本发明的实施方式所述的电极片的制造***的各装置的计算机的硬件构成的一例的方框图。
浆料涂布装置20、压缩装置40和裁切装置60分别通过至少1个计算机100来实现。计算机100具备CPU(中央处理器,Central Processing Unit)102、存储器(memory)104、装载至存储器104中的实现各装置的程序110、存储该程序110的储存器(storage)105、I/O(输入输出,Input Output)106和网络连接用通信界面(I/F)107。CPU102与各要素借助总线109相互连接,利用CPU102来控制计算机100整体。其中,将CPU102等相互连接的方法不限定于总线连接。
CPU102通过将存储至储存器105中的程序110读取至存储器104并运行而能够实现各装置的各功能。
浆料涂布装置20、压缩装置40和裁切装置60分别通过计算机100的硬件与软件的任意组合来实现。并且,其实现方法、装置存在各种变形例,这对于本领域技术人员而言是可以理解的。
程序110可以记录在能够用计算机100读取的记录介质中。记录介质没有特别限定,可以考虑各种形态的记录介质。此外,程序可以从记录介质装载至计算机100的存储器104中,也可以通过网络而下载至计算机100中,还可以装载至存储器104中。
记录程序110的记录介质包括非暂时性且有形的可用于计算机100的介质,在该介质中埋设有计算机100可读取的程序编码。在计算机100上运行程序110时,计算机100使实现各装置的电极片10的制造方法运行。
图22是表示本发明的第一实施方式所述的电极片10的制造方法的工序的流程图。
本发明的第一实施方式的电极片10的制造方法包括涂布工序(S1)、第一检测工序(S2)、裁切保护层形成工序(S4)、压缩工序(S5)和裁切工序(S6)。本发明的实施方式所述的电极片10通过图22所示的制造方法来制造。针对各工序的详情,与各装置的说明一同见后述。
图2是表示本发明的第一实施方式所述的电极片的浆料涂布装置20的概要的示意图。
首先,在涂布工序(图22的S1)中,使用例如第一模涂机21等,对设置于涂布装置20的金属箔9的一个面9a间歇地涂布包含活性物质的浆料,并进行干燥,由此形成活性物质(浆料)的涂布区域11。
如上所述,在涂布区域11的形成中使用模涂机21等时,由于涂布装置20等的极限性能的影响,在阻断活性物质(浆料)的涂布时从涂布区域11转移至未涂布区域12的瞬间,浆料的中断变差。因此,在涂布区域11的终端13侧的电极部分产生拖拽浆料的状态,产生拖尾部14(图1)。
涂布装置20具备终端检测器23、始端检测器24和裁切保护层喷出机30。终端检测器23在形成上述活性物质(浆料)的涂布区域11的涂布工序(图22的S1)之后,在第一检测工序(图22的S2)中,分别检测在金属箔9的各面形成的涂布区域11的拖尾部14的长度。在图2的例子中,两个终端检测器23分别检测金属箔9的各面的拖尾部14的长度。裁切保护层喷出机30与终端检测器23联动,在拖尾部14形成裁切保护层15。
如图23所示那样,终端检测器23具备例如:将激光等照射至电极片10的一个面(9a或9b),并检测反射光的接收信号的信号检测部27;对所得信号进行处理,算出各个拖尾部14在箔的流向、即卷绕方向Dx的长度的第一演算部28;以及将通过上述方法检测的拖尾部14的长度记作x时,判断x是否为阈值x1以上的第二演算部29。
在第二演算部29的上述判定中使用的阈值x1是下述式(1)所示的值。
x1=(2rt-t2)1/2-ymax-zmax-wmax···式(1)
此处,针对式(1)的各值,使用图24进行说明。
图24的(a)是包括形成于电极片10的活性物质的涂布区域11的一部分在内的电极片10的俯视图,图24的(b)是关于图24的(a)的线I-I的形成有涂布区域11的电极片10的截面图。
r是后续工序的压缩工序(图22的S5)中使用的压缩辊的辊半径。
t是涂布区域11的中央部历经后续工序的压缩工序(图22的S5)后的预计平均厚度。
ymax是在金属箔9的两面分别连续形成的各涂布区域11的活性物质(浆料)的涂布开始位置在金属箔9的卷绕方向的偏移量y的最大值。
zmax是在金属箔9的两面分别连续形成的各涂布区域11的活性物质(浆料)在金属箔9的卷绕方向的涂布长度的偏移量z的最大值。
wmax是从在金属箔9的两面分别连续形成的各涂布区域11的活性物质(浆料)的涂布终端11a起至涂布膜的厚度与涂布区域中央达到相同厚度的终端16为止的金属箔9的卷绕方向的距离w的最大值。
裁切保护层形成工序(图22的S4)中,利用终端检测器23检测拖尾部14在箔的流向、即卷绕方向Dx的长度x为阈值x1以上的值时(图22的S3的Y),从第二演算部29向裁切保护层喷出机30传送信号,在拖尾部14涂布裁切保护层15并干燥。在未检测到拖尾部14的长度x为阈值x1以上的值的情况下(图22的S3的N),裁切保护层形成工序(图22的S4)被忽略,进行至裁切工序(图22的S6)。
此处,裁切保护层15至少涂布至在之后的裁切工序(图22的S6)中进行裁切的附近即可。因而,终端检测器23检测拖尾部14的长度的位置可以设为如下位置:至少设为图1的卷绕方向裁切预定线17及其周围部(例如沿着卷绕方向裁切预定线17且包括卷绕方向裁切预定线17在内的3mm宽的范围),且能够检测拖尾部14的长度的位置。
关于裁切保护层15,在箔的流向、即卷绕方向Dx,可以为从涂布区域11的终端13侧的电极部分的拖尾开始部分起覆盖拖尾部14的至少整体,且涂布至未涂布区域12的至少一部分为止。裁切保护层15在箔的流向、即卷绕方向Dx的长度优选为8mm左右。
此外,在与箔的流向、即卷绕方向Dx垂直的方向Dy上,基于终端检测器23的检测区域的宽度和裁切保护层15的宽度考虑裁切机的公差等而优选设为3mm左右。
此外,裁切保护层15的材质没有特别限定,在后述裁切工序中,只要具备能够增强裁切部位的箔而抑制或防止断裂(切割毛刺的产生)的厚度和强度即可,作为裁切保护层15的材料,优选选择例如紫外线固化树脂等。
更详细而言,作为裁切保护层15,只要具有能够增强上述交点X的区域,且在切割层叠体(电池150)时防止凹凸结构B脱落的强度,就没有特别限定,可列举出例如热塑性树脂层、电离辐射线固化型树脂层和热固化性树脂层等树脂层;由油墨形成的油墨层等。
作为形成热塑性树脂层的热塑性树脂,没有特别限定,可列举出例如聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯等(甲基)丙烯酸类树脂;聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃系树脂;聚碳酸酯树脂;氯乙烯系树脂;聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET);丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS树脂);丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯树脂;聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯等氟系树脂等。热塑性树脂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为形成电离辐射线固化型树脂层的电离辐射线固化型树脂,没有特别限定,可列举出例如不饱和聚酯系树脂、丙烯酸酯系树脂、甲基丙烯酸酯系树脂、硅酮系树脂等。电离辐射线固化型树脂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
此处,电离辐射线固化型树脂是指通过照射电离辐射线而发生固化的树脂。电离辐射线固化型树脂层的固化所使用的电离辐射线没有特别限定,可以使用具有对于作用于添加至电离辐射线固化型树脂、电离辐射线固化型树脂层中的光自由基聚合引发剂、增敏剂等而使它们发生电离(自由基化),并引发自由基聚合反应而言充分能量的电离辐射线。可以使用例如可见光线、紫外线、X射线、γ射线等电磁波;电子射线、α射线、β射线等荷电粒子射线等,从灵敏度、固化能力、照射装置(光源/线源)的简便性等观点出发,优选为紫外线和电子射线。
作为形成热固化性树脂层的热固化性树脂,没有特别限定,可列举出例如三聚氰胺系树脂、酚系树脂、脲系树脂、环氧系树脂、氨基醇酸系树脂、氨基甲酸酯系树脂、聚酯系树脂、硅酮系树脂等。热固化性树脂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为形成油墨层的油墨,只要可形成具有能够增强上述交点X的区域而在切割层叠体(电极片10)时防止凹凸结构B脱落的强度的油墨层,就没有特别限定,可以从公知的油墨中适当选择。
裁切保护层15的厚度只要是能够增强上述交点X的区域,且在切割电极片10时防止凹凸结构B脱落的厚度,就没有特别限定,例如,优选为1μm以上且50μm以下、更优选为3μm以上且30μm以下。
裁切保护层15可通过例如将用于形成树脂层、油墨层的树脂组合物、油墨涂布至上述交点X的附近,接着使其干燥和/或固化来形成。
树脂组合物、油墨的涂布方法没有特别限定,可以使用例如凹版涂布法、模涂法、唇涂法、刀涂法、气刀涂布法、喷涂法、流涂法、辊涂法、浸涂法、喷墨法等涂布方法。这些方法可以单独使用,也可以组合使用。这些之中,从能够仅在上述交点X的附近连续形成裁切保护层15的观点出发,优选为喷墨法。
如此操作,将在金属箔9的一个面9a涂布有活性物质涂布区域11且在拖尾部14之中长度x为阈值x1以上的部位涂布有裁切保护层15的电极片10通入干燥机25中使其干燥后,在金属箔9的另一个面9b也利用相同的方法形成活性物质涂布区域11和裁切保护层15。此时,在另一个面9b中,始端检测器24检测在一个面9a上形成的活性物质涂布区域的位置。使用接收始端检测器24的检测信号并工作的模涂机22等,在与一个面9a中检测到的位置对应的位置的、成为一个面9a的背面的另一个面9b的部位形成活性物质涂布区域11,由此,使形成于电极片10两面的活性物质涂布区域11的位置彼此一致。此外,活性物质(浆料)的涂布开始位置和涂布结束位置在电极片10的两面也彼此一致。电极片10的两面的活性物质(浆料)的涂布开始的位置偏移量y以在其卷绕方向Dx上例如小于1mm的方式进行调整。
图3是表示本发明的第一实施方式所述的电极片10的压缩装置40的概要的示意图。
在压缩工序(图22的S6)中,将利用图2所示的浆料涂布装置20在金属箔9的两面形成有活性物质涂布区域11和裁切保护层15的电极片10如图3所示那样地用一对压缩辊50进行压缩。电极片10在通过一对压缩辊50的间隙时被加压压缩,并沿着卷绕方向Dx进行卷绕。
需要说明的是,该压缩工序(图22的S6)中,可以将电极片10的流向、即卷绕方向Dx设定为从涂布终端侧朝向涂布始端侧,也可以相反地设定为从涂布始端侧朝向涂布终端侧。
在压缩工序(图22的S6)中,压缩装置40优选以对于形成有活性物质层的金属箔9之中的涂布区域11的中央部施加的载荷成为超过1.5ton/cm的压力的方式进行加压。
图4是表示本发明的第一实施方式中的两面涂布后的集电体电极片10与压缩辊50的关系的截面图。
在压缩辊50压缩涂布区域11时,从涂布区域11的终端13侧的电极部分至金属箔9的流向、即卷绕方向Dx的一定长度x1的范围内,存在压缩辊50不接触电极片10或极少接触的区域。
像这样,本实施方式中制造的电极片10在各涂布区域11的终端13处的拖尾部14之中包括未被压缩辊50压缩的区域。
此处,本发明人经深入研究的结果发现:阈值x1成为下述式(2)。
x1=(2rtmin-tmin 2)1/2-ymax-zmax-wmax···式(2)
此处,r、ymax、zmax、wmax与上述式(1)相同。
tmin是在涂布工序(图22的S1)中涂布包含活性物质的浆料而连续形成的各涂布区域11的中央部之中,加压压缩后的设想厚度t的最小值。
即,拖尾部14在箔的流向、即卷绕方向Dx的长度x小于阈值x1时,在压缩工序(图22的S5)中,压缩辊50不接触电极片10,因此,不对拖尾部14施加线压。因此,如在图5中示出的截面图那样,几乎不发生活性物质粒子70对于金属箔的嵌入。因而,拖尾部14部分的金属箔9的厚度与活性物质等的浆料的未涂布区域12的金属箔9的厚度大致相等。
另一方面,如在图6中示出的截面图那样,在拖尾部14在箔的流向、即卷绕方向Dx的长度x为阈值x1以上的情况下,在压缩工序(图22的S5)中,压缩辊50接触电极片10。这种拖尾部14如图1所示那样,在与箔的流向、即卷绕方向Dx垂直的方向Dy上活性物质层仅断续地存在,因此,较之在与箔的流向、即卷绕方向Dx垂直的方向Dy上活性物质层连续存在的活性物质的涂布区域11,局部地承载更大的线压。因此,如在图6中示出的截面图那样,拖尾部14中,活性物质粒子嵌入金属箔9中,金属箔9的残余壁厚量变得极薄。
图7是表示本发明的各实施方式所述的裁切装置60的概要的示意图。
裁切装置60将电极片10裁切成多个片。裁切装置60具备第一裁切刃61、第二裁切刃62、两个支承辊63和一对导辊64。
将电极片10切割成规定大小而能够获得多个电极。从电极片10切出电极的方法没有特别限定,可列举出例如与电极片10的长度方向平行地切割(沿着图1的卷绕方向裁切预定线17进行切割),切出规定宽度的多个电极的方法。进而,可根据用途冲切成规定尺寸而得到电池用电极。
此处,电极片10的切割方法没有特别限定,可以使用例如由金属等制成的刃来切割电极片10。
图8是从上方观察本发明的第一实施方式所述的电极片10之中,在涂布裁切保护层15后对涂布有裁切保护层15的拖尾部14的部分进行裁切后的裁切面80的示意图。图9是从上方观察本发明的第一实施方式所述的电极片10之中,在涂布裁切保护层15后对未涂布裁切保护层15的拖尾部14的部分进行裁切后的裁切面80的示意图。
将利用图3所示的压缩装置40进行了加压成型的电极片10如图1所示那样,在电极片10的箔的流向、即卷绕方向Dx上沿着裁切预定线17,如图7所示那样,一边使用电极片辊90将电极片10进行卷绕,一边沿着一个方向(图中为朝向左向)引出,利用在箔的上下两面设置的切割刃61、62连续裁切。
此时,在拖尾部14之中,其长度x为阈值x1以上的部位处,如图6所示那样,通过加压成型而使活性物质粒子嵌入箔中,由此导致金属箔9的残余壁厚度变薄,但该拖尾部14涂布有裁切保护层15,因此,裁切面80充分变厚。因此,在裁切工序(图22的S6)中,金属箔9仅沿着刃的流向Dx被切割,不会因接触到刃的冲击而导致金属箔9沿着横向Dy断裂。因此,如图8所示那样,呈现裁切面80不产生活性物质层的毛刺的形状。
在拖尾部14之中,其长度x小于阈值x1的部位处,如图5所示那样,几乎不发生活性物质粒子对于金属箔9的嵌入,因此,确保了金属箔9的充分的残余壁厚度。因此,在裁切工序(图22的S6)中,金属箔9仅沿着刃的流向Dx被切割,不会因接触到刃的冲击而导致金属箔9沿着横向Dy断裂,如图9所示那样,呈现裁切面80不产生活性物质层的毛刺的形状。
需要说明的是,在以上说明的第一实施方式中,针对在涂布活性物质涂布区域11并干燥后,接着涂布裁切保护层15的方法进行了说明,但涂布裁切保护层15的时机只要在从进行包含活性物质的浆料涂布工序(图22的S1)后起至即将进行裁切工序(图22的S6)之前的工序之间,则可以为任何时机。例如,可以将裁切保护层喷出机30不是设置于涂布装置20,而是设置于压缩装置40、裁切装置60之中相对于箔的流向、即卷绕方向Dx在裁切工序(图22的S6)之前可进行喷出的位置。
如上述说明的那样,根据本实施方式,在拖尾部14之中其长度x为阈值x1以上的部位处,通过实施压缩工序中的加压成型而使活性物质粒子嵌入箔,由此导致金属箔9的残余壁厚度变薄,但该拖尾部14涂布有裁切保护层15,因此,裁切面80充分变厚。此外,在拖尾部14之中其长度x小于阈值x1的部位处,几乎不发生活性物质粒子对于金属箔9的嵌入,确保金属箔9的充分的残余壁厚度。因此,在裁切工序(图22的S6)中,金属箔9仅沿着刃的流向Dx被切割,金属箔9不会沿着横向Dy发生断裂。像这样,根据本实施方式的电极片10的制造方法,发挥出如下效果:无论拖尾部14的长度如何,在裁切工序(图22的S6)中均能够抑制或防止切割毛刺的产生。
进而,根据本实施方式的电极片10,发挥出如下效果:在使用由电极片10制作的电极而制造的电池中,能够将由电极的毛刺所导致的电池不良防范于未然。
(第二实施方式)
图10是表示本发明的第二实施方式中的两面涂布后的集电体电极片10的俯视图。
除了在拖尾部14在箔的流向、即卷绕方向Dx的长度x为x1以上的部分形成标记18而未形成裁切保护层15之外,呈现与图1所示的本发明的第一实施方式中的两面涂布后的集电体电极片相同的构成。
需要说明的是,图10中,在与浆料的涂布区域11的终端13相比为箔的流向、即卷绕方向Dx的后方的未涂布区域12上形成了标记18,但也可以在与该浆料的涂布区域11的涂布始端13a相比为箔的流向Dx的前方的未涂布区域12上形成。
图25是表示本发明的第二实施方式所述的电极片10的制造方法的工序的流程图。
本发明的第二实施方式的电极片10的制造方法中,包括形成标记18的标记工序(S11)来代替图22的制造方法的裁切保护层形成工序(S4),且还包括检测标记18的第二检测工序(S12),除此之外,与图22的制造方法相同。
图11是表示本发明的第二实施方式所述的电极片10的浆料涂布装置20的概要的示意图。
呈现如下构成:代替能够在拖尾部14涂布裁切保护层15的裁切保护层喷出机30(图2),具备在拖尾部14的长度x为x1以上的部分形成标记18的标记装置31,除此之外,呈现与图2所示的本发明的第一实施方式所述的电极片10的浆料涂布装置20相同的构成。
此处,标记18的尺寸只要能够在后续的裁切工序(图25的S6)的第二检测工序(图25的S12)中进行检测即为充分,因此,只要以长度为10mm左右、宽度为2mm左右来形成即为充分,可以通过例如喷墨等方法来形成。
接着,与第一实施方式同样地,使用图3所示的压缩装置40对电极片10进行加压成型。
图12是本发明的第二实施方式中的加压成型后的集电体电极片10之中,涂布区域11的拖尾部14的长度x为阈值x1以上的部分,是形成有标记18的部位的截面图。图13是电极片10之中,涂布区域11的拖尾部14的长度x小于阈值x1的部分,是未形成标记18的部位的截面图。
与第一实施方式相同,在形成有标记18的拖尾部14的长度x为阈值x1以上的部分处,压缩辊50压缩电极片10时,也接触拖尾部14,因此,局部地承载较大的线压,活性物质粒子嵌入金属箔9而导致金属箔9的残余壁量变得极薄(图6)。另一方面,没有标记18的拖尾部14的长度x小于阈值x1的部分处,几乎不发生活性物质粒子对于金属箔9的嵌入,金属箔9的厚度也与活性物质等的浆料未涂布区域12的金属箔9的厚度基本同等(图5)。
接着,与第一实施方式同样地,在裁切工序(图25的S6)中,将电极片10用图7所示的裁切装置60沿着箔的卷绕方向Dx进行裁切。
图14是从上方观察本发明的第二实施方式所述的电极片10之中,将涂布区域11的拖尾部14的长度x为阈值x1以上的部分、即形成有上述标记18的部位进行裁切后的裁切面的示意图。图15是从上方观察电极片10之中,涂布区域11的拖尾部14的长度x小于阈值x1的部分、即未形成上述标记18的部位的裁切面的示意图。
在没有标记18的拖尾部14的长度小于阈值x1的部位中,如图13所示那样,确保了箔的充分的残余壁厚度,在裁切工序(图22的S6)中,箔仅沿着刃的流向Dx被切割,不会因接触到刃的冲击而导致箔沿着横向Dy发生断裂,如图15所示那样,呈现裁切面不产生活性物质层的毛刺的形状。与此相对,在施加有标记18的拖尾部14的长度为阈值x1以上的部位中,箔的残余壁厚度与浆料涂布区域11、浆料未涂布区域12相比变薄(图12),在裁切工序(图22的S6)中,如图14所示那样,因接触到刃时的冲击而在刃的流向Dx之外发生断裂。从该断裂发生部位的拖尾部14脱落的浆料合材层成为毛刺19。
进而,本实施方式的电极片10的制造方法可以包括:检测标记18的位置的第二检测工序,第二检测工序在使用历经裁切工序(图25的S6)而制作的电极制作电化学设备之前实施;以及将包含在第二检测工序中检测到的标记18的裁切后的电极从制作电化学设备时的对象部件中排除的工序。
使用包含在这种过程中产生的毛刺19的电极来组装电池时,在组装工序中、电池完成后,毛刺发生脱落,对置的不同电位的电极发生短路,电池的不良率提高。但是,根据本实施方式的电极片10,在这种毛刺19的发生概率高的部位预先施加有标记18,因此,能够在使用电极组装成电池之前排除施加有标记18的该电极,不使其流入后续工序中。像这样,能够制造由通过本实施方式的制造方法而制造的电极片10得到的无毛刺的电极片,因此,根据本实施方式,具有能够将由电极的毛刺所导致的电池不良防范于未然的效果。
需要说明的是,虽未图示,但检测这种标记18的检测机可以包括在裁切工序(图25的S6)所使用的裁切装置60中。或者,检测机可以在如下工序中使用:历经裁切工序后,将沿着箔的卷绕方向Dx进行了裁切的电极片10进一步按照每个经间歇涂布的一组活性物质等的浆料涂布区域11和浆料未涂布区域12而沿着与箔的卷绕方向Dx垂直的方向Dy进行切割的工序。
(第三实施方式)
图16是表示本发明的第三实施方式中的两面涂布后的集电体电极片10的俯视图。除了在拖尾部14在箔的流向、即卷绕方向Dx的长度x为阈值x1以上的部分未形成裁切保护层15之外,呈现与图1所示的本发明的第一实施方式中的两面涂布后的集电体电极片10相同的构成。
图17是表示本发明的第三实施方式所述的电极片10的浆料涂布装置20的概要的示意图。
除了不存在能够向拖尾部14涂布裁切保护层15的裁切保护层喷出机30之外,呈现与图2所示的本发明的第一实施方式所述的电极片的浆料涂布装置20相同的构成。
终端检测器23的第一演算部28(图23)算出电极片10的各涂布区域11的拖尾部14在箔的流向、即卷绕方向Dx的长度x,对终端检测器23的第二演算部29(图23)发送信号。发送所有浆料涂布区域11的拖尾部14的长度x后,第二演算部29统合结果,输出长度x的最大值xmax。
进而,第二演算部29或其它演算装置以后续工序的压缩工序(图22的S5)中使用的压缩辊50的辊径r的选择值的形式,输出成为下述式(3)的辊径r。
r≥tmin/2+(xmax+ymax+zmax+wmax)2/(2tmin)···式(3)
此处,其它演算装置是指:接收终端检测器23的第二演算部29所输出的拖尾部14的长度的最大值xmax的输入值,或者接收最大值xmax,并进行演算处理的计算机。
式(3)中,tmin、ymax、zmax、wmax与上述式(2)相同,各值输入至终端检测器23或其它演算装置中。这些各值的输入手段没有特别限定,例如,可以接收通过操作人员操作用于实现终端检测器23或其它演算装置的计算机操作部(键盘、小键盘、操作按钮、触控面板等)而输入的值,或者接收从计算机借助信道或通信网而发送的值。
此外,上述计算出的最大值xmax或辊径r的各值的输出手段没有特别限定,只要能够通知操作人员即可。关于输出手段,例如,可以在用于实现终端检测器23的计算机的存储器中记录各值,或者在终端检测器23的显示器(未图示)显示各值。此外,存储器所记录的各值可以在其它记录介质中进一步记录或者借助与存储装置、演算装置相应的信道或通信网而进行发送。
接着,在压缩工序(图25的S5)中,通过图3所示的压缩装置40将电极片10进行加压压缩。除了将压缩辊50的辊径r的值设为通过上述方法而输出的值之外,呈现与本发明的第一实施方式所述的电极片的压缩装置40相同的构成。
图18是表示本发明的第三实施方式中的两面涂布后的集电体电极片10与压缩辊50的关系的截面图。
通过适当地选择压缩辊50的辊径r,在压缩辊50压缩活性物质的涂布区域11时,从涂布终端13侧的电极部分朝向箔的流向、即卷绕方向Dx,压缩辊50不接触电极片10或者极少接触的区域的长度达到上述xmax以上。
因此,不对拖尾部14施加线压,几乎不发生活性物质粒子对于金属箔9的嵌入。图19示出本发明的第三实施方式中的加压成型后的集电体电极片10的截面图,拖尾部14部分的金属箔9的厚度与活性物质等的浆料未涂布区域12的金属箔9的厚度基本相同。
像这样,本实施方式中制造的电极片10在各涂布区域11的终端13处的拖尾部14之中包括未被压缩辊50压缩的区域。
接着,与实施方式1同样地,在裁切工序(图22的S6)中,将电极片10利用图7所示的裁切装置60沿着箔的卷绕方向Dx进行裁切。
图20是从上方观察对本发明的第三实施方式所述的电极片10进行裁切后的裁切面80的示意图。
根据本实施方式,利用通过上述式(3)而算出的压缩辊50的辊径r,能够选择适当辊径的压缩辊50。并且,在压缩工序(图22的S5)后的电极片10中,无论拖尾部14的长度如何,均如图19所示那样地确保金属箔9的充分的残余壁厚度,在裁切工序(图22的S6)中,箔仅沿着刃的流向Dx被切割,箔不沿着横向Dy发生断裂,如图20所示那样,呈现裁切面80不产生活性物质层的毛刺的形状。
(第四实施方式)
图27是表示本发明的实施方式所述的电池150的构成的一例的概略图。
本实施方式所述的电池具备由上述实施方式中说明的电极片10制作的电极。以下,针对本实施方式所述的电池,以电池为锂离子电池的层叠型电池150的情况作为代表例进行说明。
层叠型电池150具备正极121与负极126隔着间隔件120交替层叠多层而得的电池要素,这些电池要素与电解液(未图示)一同容纳至包含挠性膜140的容器中。呈现电池要素与正极端子131和负极端子136电连接,且正极端子131和负极端子136的一部分或全部被引出至挠性膜140的外部的构成。
正极121中,在正极集电体层123的表面背面分别设置有正极活性物质的涂布部(正极活性物质层122)和未涂布部,负极126中,在负极集电体层128的表面背面设置有负极活性物质的涂布部(负极活性物质层127)和未涂布部。
将正极集电体层123中的正极活性物质的未涂布部设为用于与正极端子131连接的正极极耳130,将负极集电体层128中的负极活性物质的未涂布部设为用于与负极端子136连接的负极极耳125。
正极极耳130彼此在正极端子131上汇聚,与正极端子131一同通过超声波焊接等而彼此连接,负极极耳125彼此在负极端子136上汇聚,与负极端子136一同通过超声波焊接等而彼此连接。并且,正极端子131的一端被引出至挠性膜140的外部,负极端子136的一端也被引出至挠性膜140的外部。
可以根据需要在正极活性物质的涂布部(涂布区域11)(正极活性物质层122)和未涂布部(未涂布区域12)的边界部124形成绝缘部件,该绝缘部件不仅可形成于边界部124,也可以形成于正极极耳130和正极活性物质这两者的边界部附近。
负极活性物质的涂布部(负极活性物质层127)和未涂布部的边界部129也可以同样地根据需要而形成绝缘部件,可以形成于负极极耳125和负极活性物质这两者的边界部附近。
通常,负极活性物质层127的外形尺寸大于正极活性物质层122的外形尺寸,且小于间隔件120的外形尺寸。
(含有锂盐的非水电解液)
本实施方式中使用的含有锂盐的非水电解液可根据电极活性物质的种类、锂离子电池的用途等从公知物中适当选择。
作为具体的锂盐的例子,可列举出例如LiClO4、LiBF6、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiBl0Cl10、LiAlCl4、LiCl、LiBr、LiB(C2H5)4、CF3SO3Li、CH3SO3Li、LiC4F9SO3、Li(CF3SO2)2N、低级脂肪酸羧酸锂等。
作为溶解锂盐的溶剂,只要是作为溶解电解质的液体而通常使用的溶剂,就没有特别限定,可列举出碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸乙甲酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(MEC)、碳酸亚乙烯酯(VC)等碳酸酯类;γ-丁内酯、γ-戊内酯等内酯类;三甲氧基甲烷、1,2-二甲氧基乙烷、二乙基醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃等醚类;二甲基亚砜等亚砜类;1,3-二氧戊环、4-甲基-1,3-二氧戊环等氧杂环戊烷类;乙腈、硝基甲烷、甲酰胺、二甲基甲酰胺等含氮溶剂;甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯等有机酸酯类;磷酸三酯、二甘醇二甲醚类;三甘醇二甲醚类;环丁砜、甲基环丁砜等环丁砜类;3-甲基-2-噁唑烷酮等噁唑烷酮类;1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、萘磺酸内酯等磺内酯类等。它们可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
(容器)
本实施方式中,容器可以使用公知的部件,从电池轻量化的观点出发,优选使用挠性膜140。挠性膜140可以使用在成为基材的金属层的表面背面设有树脂层的挠性膜。金属层可以选择具有防止电解液漏出、水分从外部侵入等阻隔性的金属层,可以使用铝、不锈钢等。通过在金属层的至少一个面设置改性聚烯烃等热融合性树脂层,且使挠性膜140的热融合性树脂层彼此隔着电池要素进行对置,并将容纳电池要素的部分周围进行热融合,由此形成外包装体。在成为与形成有热融合性树脂层的面相反侧的面的外包装体表面可以设置尼龙膜、聚酯膜等树脂层。
(端子)
本实施方式中,正极端子131可以使用由铝、铝合金构成的端子,负极端子136可以使用铜、铜合金或者对它们实施镀镍而得的端子等。各个端子被引出至容器的外部,可以在各个端子的位于对外包装体的周围进行热熔接的部分的部位预先设置热融合性树脂。
(绝缘部件)
在活性物质的涂布部和未涂布部的边界部124、129形成绝缘部件的情况下,可以使用聚酰亚胺、玻璃纤维、聚酯、聚丙烯或者在构成中包含它们的部件。对这些部件施加热而使其熔接于边界部124、129,或者,将凝胶状的树脂涂布于边界部124、129并使其干燥,由此能够形成绝缘部件。
(间隔件)
本实施方式所述的间隔件120优选具备包含耐热性树脂作为主成分的树脂层。
此处,上述树脂层由作为主成分的耐热性树脂形成。此处,“主成分”是指在树脂层中的比例为50质量%以上,优选为70质量%以上,进一步优选为90质量%以上,可以为100质量%。
构成本实施方式所述的间隔件120的树脂层可以为单层,也可以为两种以上的层。
作为形成上述树脂层的耐热性树脂,可列举出例如选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸间苯二醇酯、聚间苯二甲酸对苯二醇酯、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、脂肪族聚酰胺、全芳香族聚酰胺、半芳香族聚酰胺、全芳香族聚酯、聚苯硫醚、聚对亚苯基苯并二噁唑、聚酰亚胺、聚芳酯、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚缩醛、聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜、氟系树脂、聚醚腈、改性聚苯醚等中的一种或两种以上。
这些之中,从耐热性、机械强度、伸缩性、价格等的平衡优异的观点出发,优选为选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、脂肪族聚酰胺、全芳香族聚酰胺、半芳香族聚酰胺和全芳香族聚酯中的一种或两种以上,更优选为选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、脂肪族聚酰胺、全芳香族聚酰胺和半芳香族聚酰胺中的一种或两种以上,进一步优选为选自聚对苯二甲酸乙二醇酯和全芳香族聚酰胺中的一种或两种以上,更优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
构成本实施方式所述的间隔件120的树脂层优选为多孔性树脂层。由此,在锂离子电池产生异常电流、电池温度上升的情况等中,多孔性树脂层的微细孔堵塞而能够阻断电流的流通,能够规避电池的热失控。
从机械强度和锂离子传导性的平衡的观点出发,上述多孔性树脂层的空孔率优选为20%以上且80%以下,更优选为30%以上且70%以下,特别优选为40%以上且60%以下。
空孔率可以由下述式(4)求出。
ε={1-Ws/(ds·t)}×100···式(4)
此处,ε:空孔率(%)、Ws:单位面积重量(g/m2)、ds:真密度(g/cm3)、t:膜厚(μm)。
本实施方式所述的间隔件120的平面形状没有特别限定,可以根据电极、集电体的形状来适当选择,可以设为例如矩形。
从机械强度与锂离子传导性的平衡的观点出发,本实施方式所述的间隔件120的厚度优选为5μm以上且50μm以下。
综上所述,根据本实施方式,能够使用通过上述实施方式的制造方法制作的电极片10来制造电池。
根据本发明的电极的制造方法,能够将抑制历经在金属箔等厚度薄的集电体上形成活性物质层并干燥后进行压缩、裁切的工序(图22的S5、S6)而制作电极时产生的集电体的毛刺的发生,或者将产生了毛刺的电极片的使用防范于未然的电池等电化学设备进行组装,能够提供特性良好的电池等电化学设备。
以上,参照附图,针对本发明的实施方式进行说明,但它们是本发明的例示,也可以采用上述之外的各种构成。
此外,本发明不限定于上述实施方式,本发明包括能够实现本发明目的的范围内的变形、改良等。
以下,针对具体的实施例,更详细地进行说明。
(实施例1)
作为正极活性物质,向将由粒度分布测定值求出的50%累积直径(D50)为8μm、同样地90%累积直径(D90)为12μm的Li(Ni0.6Co0.2Mn0.2)O294.8质量%、作为导电辅助材料的石墨材料2.5质量%、作为粘结剂的聚偏二氟乙烯2.7质量%混合而得的物质中添加N-甲基吡咯烷酮,进一步混合而制作正极浆料。
通过将上述浆料从模头喷出,从而在支承辊上移动的厚度12μm的带状铝箔集电箔面上,以沿着箔的卷绕方向Dx交替形成的方式间歇涂布涂布区域11和未涂布区域12。接着,沿着箔的流向,使用接着模头设置的激光式检测器,检测各涂布区域11的终端13的形状,检测裁切预定区域的拖尾部14为2.6mm以上的拖尾部14,使用接着设置的树脂喷出机,在利用第一检测工序(图22的S2)进行了检测的拖尾部14,以覆盖拖尾部14的方式涂布宽度3mm、长度8mm的紫外线固化型树脂,进而使用紫外线照射机将涂布的树脂层固化而形成裁切保护层15。
进而,通过接着设置的干燥炉,使涂布至铝箔的包含上述活性物质等的浆料发生干燥固化。进而,对于通过涂布工序(图22的S1)而涂布有浆料的背面,检测涂布于表面的涂布区域的始端,以背面的涂布区域的始端的偏移达到1mm以下的方式进行控制,且利用同样的方法进行浆料涂布、拖尾部分的检测、紫外线树脂的涂布、固化、浆料的干燥固化,得到在铝箔两面涂布有浆料的电极片。需要说明的是,在上述浆料涂布工序(图22的S1)中,以同一铝箔辊内的涂布区域11的长度的偏移量达到2mm以下、涂布膜的厚度与涂布区域中央达到相同厚度为止的距离为1.8mm的方式,调整浆料的喷出压力、支承辊的速度等参数。此外,以紫外线固化型树脂的固化后的裁切保护层15的厚度达到约3μm的方式调整喷出量。
接着,使用具备上下2个而成对的辊半径为250mm的压缩辊的加压压缩装置,将如上所述地间歇涂布有浆料的电极片10穿过上述间隙宽度的上述压缩辊之间,以卷绕张力达到230N的方式进行设置,在支承辊上以60m/分钟的旋转速度进行移动,由此进行加压压缩。此时,压缩压力以活性物质浆料的涂布区域上的线压达到1.8t/cm的方式进行调整,上下压缩辊的间隙达到平均0.4mm、辊压缩压力达到平均19MPa。将所得电极片的一部分抽出,单面活性物质层的最小厚度达到62.6μm。
接着,使用上部具备剪切刃、下部具备同轴刃的裁切装置,将如上所述地加压压缩的电极片10通过上述刃之间,以卷绕张力达到恒定的方式进行设置,在支承辊上以规定速度发生移动,由此进行裁切。将所得裁切片的一部分抽出,在裁切工序(图22的S6)后确认拖尾部14有无毛刺。
(比较例1)
在上述实施例1中,在不喷出紫外线固化树脂的状态下,同样地制作电极片10,确认裁切后有无毛刺。
针对实施例1和比较例1,将针对拖尾部14的每个长度进行10个样本的观察而得的结果示于表1。
[表1]
表1
观察10个样本,将产生毛刺的为3个样本以下的情况记作产生量小,4个样本以上的情况记作产生量大。
通过实施例1的制造方法而制作的电极片10中,未观察到毛刺的产生,与此相对,通过比较例1的制造方法而制作的电极片10中,观察到毛刺的产生。
(实施例2)
在实施例1的制造方法中,浆料涂布机之中,一边使拖尾部14的检测器工作,一边在不喷出紫外线固化树脂的状态下,同样地制作电极片10。在同一铝箔辊内,检测到的拖尾部14的最大长度达到2mm。
并且,基于拖尾部14的长度的最大值,使用上述式(2),算出适当的加压压缩装置的压缩辊半径r为369mm。代替实施例1的加压压缩装置,使用具备辊半径r为375mm的压缩辊的加压压缩装置,进行上述电极片10的加压压缩。接着,使用与实施例1相同的裁切装置,进行电极片10的裁切,针对拖尾部14的每个长度观察10个样本,确认毛刺的有无。针对实施例2和比较例1,将针对拖尾部14的每个长度进行10个样本的观察而得的结果示于表2。
[表2]
表2
在通过实施例2的制造方法而制作的电极片10中,未观察到毛刺的产生,与此相对,在通过比较例1的制造方法而制作的电极片10中,观察到毛刺的产生。
(比较例2)
与比较例1相比,除了使加压压缩后的单面活性物质层的最小厚度达到84.8μm之外,通过与比较例1相同的方法而制作电极片,确认毛刺的有无。
(比较例3)
与比较例1相比,除了使所用的铝箔的厚度为15μm之外,通过与比较例1相同的方法而制作电极片10,确认毛刺的有无。
针对比较例1~3,将针对拖尾部14的每个长度进行10个样本的观察而得的结果示于表3。
[表3]
表3
在通过比较例2的制造方法而制作的电极片10中,未观察到毛刺的产生,在通过比较例3的制造方法而制作的电极片10中,与通过比较例1的制造方法而制作的电极片10相比毛刺的产生更少。
(比较例4)
除了使用由粒度分布测定值求出的90%累积直径(D90)为10μm的活性物质之外,利用与实施例1相同的方法制作电极片10,确认毛刺的有无。需要说明的是,实施例1中,D90=12μm、金属箔9的厚度d=12μm,满足D90≥d的关系。
比较例4中,D90(10μm)<d(12μm),不满足D90≥d的关系,但此时,活性物质粒子向金属箔9嵌入的量少,因此不产生上述课题,未确认到毛刺的产生。(表1)
(比较例5)
除了在压缩工序中对涂布区域11的中央部施加的载荷为1.4t/cm之外,通过与实施例1相同的方法制作电极片10,确认毛刺的有无。需要说明的是,实施例1中,线压为1.8t/cm,线压超过1.5t/cm。
比较例5中,线压小于1.5t/cm,但此时,活性物质粒子向金属箔9嵌入的量也少,因此不产生上述课题,未确认到毛刺的产生。(表1)
以上,参照实施方式和实施例来说明本发明,但本发明不限定于上述实施方式和实施例。本发明的构成、详情可以在本发明的范围内施加本领域技术人员可理解的各种变更。
上述实施方式的一部分或全部如下述备注那样地记载,但不限定于以下内容。
1.一种集电体电极片,其为在片状的金属箔的两面涂布有活性物质的集电体电极片,
在所述金属箔的两面包括:间歇地涂布包含所述活性物质的浆料并干燥而形成的所述浆料的涂布区域、和未涂布区域,
所述涂布区域与所述未涂布区域沿着带状的所述金属箔的卷绕方向交替地形成,
在使用一对压缩辊朝向所述集电体电极片的厚度方向连续压缩所述浆料的涂布区域和所述未涂布区域的压缩工序中,各所述涂布区域的终端的拖尾部之中包括未被所述压缩辊压缩的区域。
2.一种集电体电极片的制造方法,所述集电体电极片在片状的金属箔的两面涂布有活性物质,
所述制造方法包括以下工序:
涂布工序:将包含所述活性物质的浆料间歇地涂布在带状的所述金属箔上并干燥,从而沿着所述带状的所述金属箔的卷绕方向交替地形成连续存在活性物质层的所述浆料的涂布区域、和所述浆料的未涂布区域;
第一检测工序:检测在所述涂布工序中形成的各所述涂布区域的终端处的拖尾部的长度;
压缩工序:使用一对压缩辊,将形成有所述活性物质层的所述金属箔朝向其厚度方向连续压缩所述浆料的所述涂布区域和所述未涂布区域;以及
裁切工序:对于历经所述第一检测工序和所述压缩工序而形成有所述活性物质层的所述金属箔,与该金属箔的卷绕方向平行地连续裁切所述浆料的所述涂布区域和所述未涂布区域,
所述第一检测工序中,检测满足下述式(A)的从所述浆料的所述涂布区域的终端到所述未涂布区域连续形成的拖尾部,
x≥(2rtmin-tmin 2)1/2-ymax-zmax-wmax···式(A)
此处,x是所述涂布工序中各所述涂布区域的终端的所述拖尾部的长度的最大值;r是所述压缩工序中使用的压缩辊的辊径;tmin是在所述涂布工序中连续形成的各所述涂布区域的中央部之中,加压压缩后的设想厚度的最小值;ymax是所述金属箔的各面的涂布开始位置在所述金属箔的卷绕方向的偏移量的最大值;zmax是所述金属箔的两面的所述活性物质在所述金属箔的卷绕方向的涂布长度的偏移量的最大值;且wmax是从所述金属箔的两面的所述活性物质的涂布终端起至涂布膜的厚度与涂布区域中央达到相同厚度为止的距离的最大值。
3.根据2.所述的集电体电极片的制造方法,其中,
在所述检测工序中,检测所述拖尾部的位置是在所述裁切工序中进行裁切处理的位置及其周围部。
4.根据2.或3.所述的集电体电极片的制造方法,其中,
所述检测工序是在所述涂布工序与所述裁切工序之间进行的工序,且具有对于在所述检测工序中检测的该拖尾部形成保护层的工序。
5.根据2.或3.所述的集电体电极片的制造方法,其包括:
与所述检测工序接续地对包括在所述检测工序中检测的该拖尾部的所述涂布区域实施标记处理的工序。
6.根据5.所述的集电体电极片的制造方法,其包括:
第二检测工序:在使用历经所述裁切工序而制作的电极来制作电化学设备之前,检测所述标记位置;以及
排除工序:将包含在所述第二检测工序中检测的标记的所述裁切工序后的所述电极从制作所述电化学设备时的对象部件中排除。
7.一种集电体电极片的制造方法,所述集电体电极片在片状的金属箔的两面涂布有活性物质,
所述制造方法包括如下工序:
涂布工序:将包含所述活性物质的浆料间歇地涂布在带状的所述金属箔上并干燥,从而沿着所述带状的所述金属箔的卷绕方向交替地形成连续存在活性物质层的所述浆料的涂布区域、和所述浆料的未涂布区域;
检测工序:检测在所述涂布工序中形成的各所述涂布区域的终端处的拖尾部的长度;
压缩工序:使用一对压缩辊,将历经所述涂布工序和所述检测工序而形成有所述活性物质层的所述金属箔朝向其厚度方向连续压缩所述浆料的所述涂布区域和所述未涂布区域;以及
裁切工序:对于历经所述检测工序和所述压缩工序而形成有所述活性物质层的所述金属箔,与该金属箔的卷绕方向平行地连续裁切所述浆料的所述涂布区域和所述未涂布区域,
所述压缩工序中,使用具有满足下述式(B)的辊半径r的压缩辊来进行压缩,
r≥tmin/2+(xmax+ymax+zmax+wmax)2/(2tmin)···式(B)
此处,tmin是在所述涂布工序中连续形成的各所述涂布区域的中央部之中,加压压缩后的设想厚度的最小值;xmax是在所述检测工序中检测出的、在所述涂布工序中连续形成的各所述涂布区域的终端处的所述拖尾部的长度的最大值;ymax是所述金属箔的两面的所述活性物质的涂布开始位置的偏移量的最大值;zmax是所述金属箔的两面的活性物质在所述金属箔的卷绕方向的涂布长度的偏移量的最大值;且wmax是从所述金属箔的两面的所述活性物质的涂布终端起至涂布膜的厚度与涂布区域中央达到相同厚度为止的距离的最大值。
8.根据2.~7.中任一项所述的集电体电极片的制造方法,其中,
制作使用锂金属复合氧化物作为活性物质的电极片。
9.根据2.~8.中任一项所述的集电体电极片的制造方法,其中,
使用下述金属箔和活性物质来制作所述电极片,也即:
将所述金属箔的厚度记作d,
并将使用粒度分布计进行测定时,所测定的活性物质粒子之中,从最小粒径起依次排列粒子时,与所测定的所述粒子的90%对应的所述粒子的所述粒径记作D90时,
满足D90≥d的关系。
10.根据2.~9.中任一项所述的集电体电极片的制造方法,其中,
在所述压缩工序中,在形成有所述活性物质层的所述金属箔之中,对所述涂布区域的中央部施加的载荷超过1.5吨/cm。
11.一种集电体电极片,其是使用2.~10.中任一项所述的集电体电极片的制造方法来制造的。
12.一种电池,其是使用1.或11.所述的集电体电极片来制造的。
本申请要求以2017年10月19日申请的日本特愿2017-202718号作为基础的优先权,并将其全部公开内容援引至此。
Claims (12)
1.一种集电体电极片,其为在片状的金属箔的两面涂布有活性物质的集电体电极片,
在所述金属箔的两面包括:间歇地涂布包含所述活性物质的浆料并干燥而形成的所述浆料的涂布区域、和未涂布区域,
所述涂布区域与所述未涂布区域沿着带状的所述金属箔的卷绕方向交替地形成,
在使用一对压缩辊朝向所述集电体电极片的厚度方向连续压缩所述浆料的涂布区域和所述未涂布区域的压缩工序中,各所述涂布区域的终端的拖尾部之中包括未被所述压缩辊压缩的区域。
2.一种集电体电极片的制造方法,所述集电体电极片在片状的金属箔的两面涂布有活性物质,
所述制造方法包括以下工序:
涂布工序:将包含所述活性物质的浆料间歇地涂布在带状的所述金属箔上并干燥,从而沿着所述带状的所述金属箔的卷绕方向交替地形成连续存在活性物质层的所述浆料的涂布区域、和所述浆料的未涂布区域;
第一检测工序:检测在所述涂布工序中形成的各所述涂布区域的终端处的拖尾部的长度;
压缩工序:使用一对压缩辊,将形成有所述活性物质层的所述金属箔朝向其厚度方向连续压缩所述浆料的所述涂布区域和所述未涂布区域;以及
裁切工序:对于历经所述第一检测工序和所述压缩工序而形成有所述活性物质层的所述金属箔,与该金属箔的卷绕方向平行地连续裁切所述浆料的所述涂布区域和所述未涂布区域,
所述第一检测工序中,检测满足下述式(A)的从所述浆料的所述涂布区域的终端到所述未涂布区域连续形成的拖尾部,
x≥(2rtmin-tmin 2)1/2-ymax-zmax-wmax…式(A)
此处,x是所述涂布工序中各所述涂布区域的终端的所述拖尾部的长度的最大值;r是所述压缩工序中使用的压缩辊的辊径;tmin是在所述涂布工序中连续形成的各所述涂布区域的中央部之中,加压压缩后的设想厚度的最小值;ymax是所述金属箔的各面的涂布开始位置在所述金属箔的卷绕方向的偏移量的最大值;zmax是所述金属箔的两面的所述活性物质在所述金属箔的卷绕方向的涂布长度的偏移量的最大值;且wmax是从所述金属箔的两面的所述活性物质的涂布终端起至涂布膜的厚度与涂布区域中央达到相同厚度为止的距离的最大值。
3.根据权利要求2所述的集电体电极片的制造方法,其中,
在所述检测工序中,检测所述拖尾部的位置是在所述裁切工序中进行裁切处理的位置及其周围部。
4.根据权利要求2或3所述的集电体电极片的制造方法,其中,
所述检测工序是在所述涂布工序与所述裁切工序之间进行的工序,且具有对于在所述检测工序中检测的该拖尾部形成保护层的工序。
5.根据权利要求2或3所述的集电体电极片的制造方法,其包括:
与所述检测工序接续地对包括在所述检测工序中检测的该拖尾部的所述涂布区域实施标记处理的工序。
6.根据权利要求5所述的集电体电极片的制造方法,其包括:
第二检测工序:在使用历经所述裁切工序而制作的电极来制作电化学设备之前,检测所述标记位置;以及
排除工序:将包含在所述第二检测工序中检测的标记的所述裁切工序后的所述电极从制作所述电化学设备时的对象部件中排除。
7.一种集电体电极片的制造方法,所述集电体电极片在片状的金属箔的两面涂布有活性物质,
所述制造方法包括如下工序:
涂布工序:将包含所述活性物质的浆料间歇地涂布在带状的所述金属箔上并干燥,从而沿着所述带状的所述金属箔的卷绕方向交替地形成连续存在活性物质层的所述浆料的涂布区域、和所述浆料的未涂布区域;
检测工序:检测在所述涂布工序中形成的各所述涂布区域的终端处的拖尾部的长度;
压缩工序:使用一对压缩辊,将历经所述涂布工序和所述检测工序而形成有所述活性物质层的所述金属箔朝向其厚度方向连续压缩所述浆料的所述涂布区域和所述未涂布区域;以及
裁切工序:对于历经所述检测工序和所述压缩工序而形成有所述活性物质层的所述金属箔,与该金属箔的卷绕方向平行地连续裁切所述浆料的所述涂布区域和所述未涂布区域,
所述压缩工序中,使用具有满足下述式(B)的辊半径r的压缩辊来进行压缩,
r≥tmin/2+(xmax+ymax+zmax+wmax)2/(2tmin)…式(B)
此处,tmin是在所述涂布工序中连续形成的各所述涂布区域的中央部之中,加压压缩后的设想厚度的最小值;xmax是在所述检测工序中检测出的、在所述涂布工序中连续形成的各所述涂布区域的终端处的所述拖尾部的长度的最大值;ymax是所述金属箔的两面的所述活性物质的涂布开始位置的偏移量的最大值;zmax是所述金属箔的两面的活性物质在所述金属箔的卷绕方向的涂布长度的偏移量的最大值;且wmax是从所述金属箔的两面的所述活性物质的涂布终端起至涂布膜的厚度与涂布区域中央达到相同厚度为止的距离的最大值。
8.根据权利要求2~7中任一项所述的集电体电极片的制造方法,其中,
制作使用锂金属复合氧化物作为活性物质的电极片。
9.根据权利要求2~8中任一项所述的集电体电极片的制造方法,其中,
使用下述金属箔和活性物质来制作所述电极片,也即:
将所述金属箔的厚度记作d,
并将使用粒度分布计进行测定时,所测定的活性物质粒子之中,从最小粒径起依次排列粒子时,与所测定的所述粒子的90%对应的所述粒子的所述粒径记作D90时,
满足D90≥d的关系。
10.根据权利要求2~9中任一项所述的集电体电极片的制造方法,其中,
在所述压缩工序中,在形成有所述活性物质层的所述金属箔之中,对所述涂布区域的中央部施加的载荷超过1.5吨/cm。
11.一种集电体电极片,其是使用权利要求2~10中任一项所述的集电体电极片的制造方法来制造的。
12.一种电池,其是使用权利要求1或11所述的集电体电极片来制造的。
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