JP2001155718A

JP2001155718A - 電極の密着性の測定方法及び合否判定方法

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Publication number: JP2001155718A
Application number: JP33284199A
Authority: JP
Inventors: Toraji Kuwabara; 虎嗣桑原; Atsushi Demachi; 敦出町; Teruyuki Oka; 輝行岡; Hiroki Tahira; 弘樹田平; Satoshi Tabuchi; 聡田渕; Yasuhisa Saito; 安久斎藤; Toshiyuki Kubo; 利行久保
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-11-24
Filing date: 1999-11-24
Publication date: 2001-06-08
Anticipated expiration: 2019-11-24
Also published as: JP4160222B2

Abstract

(57)【要約】【解決手段】円弧部１４に第１斜面１５と第２斜面１
６とを接続させた検査部１３を備えた第１の検査ブロッ
ク１０を、円弧部の曲率半径を異ならせたものを複数個
準備し、このうちから曲率半径の大きな検査ブロックを
選択し、金属層である電極合剤６２，６３を塗布してあ
る帯状の集電体６１を、選択した検査ブロックの第１斜
面、円弧部、第２斜面に沿わせてしごき、金属層が剥離
しないときには、曲率半径の１段階小さな検査ブロック
に代えて同様のしごきを行い、剥離が発生するまで順次
検査ブロックを代えて同手順を繰り返し、剥離が発生し
た時点で金属層の密着性を評価する測定方法である。【効果】集電体をしごくので、電極の全体を評価する
ことができる。従って、評価範囲を広くすることができ
る。短時間で判断することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電池に用いる電極の
密着性の測定方法及び合否判定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電池の電極には、集電体に金属層を塗布
形成したものがある。図６は電池の断面図であり、電池
１００は、充電できる２次電池であり、ケース１０１に
電極１０２、及び電解液１０３を納め、蓋１０４で密閉
した密閉形電池である。

【０００３】電極１０２は、正電極１０５、及び負電極
１０６とからなる。正電極１０５は、帯状の集電体１０
７の両面に電極合剤（金属層）１０８，１０９を塗布
し、巻いたものである。負電極１０６は、帯状の集電体
１１１の両面に電極合剤１１２，１１３を塗布し、巻い
たものである。これらの正電極１０５、負電極１０６間
にセパレータ１１４を挟めて絶縁を行う。次に、正電極
１０５、並びに負電極１０６を対象とした密着性の測定
方法を説明する。

【０００４】図７は従来の電極の密着性の測定方法を示
した図であり、碁盤目試験（ＪＩＳＧ０２０２）を示
す。碁盤目試験（ＪＩＳＧ０２０２）は、カッタナ
イフで塗膜を貫通する碁盤目を切り、塗膜の剥離状態を
調べて、付着性を評価する試験である。

【０００５】電極（正電極１０５）の密着性の測定で
は、まず、正電極１０５の電極合剤（金属層）１０８上
に無作為にクロスカットゲージ１１５を矢印の如く置
く。そして、クロスカットゲージ１１５に倣って、カッ
タナイフで電極合剤（金属層）１０８のみを切る。

【０００６】図８は図７の８部拡大図であり、等間隔Ｐ
の切れ目１１６・・・（・・・は複数を示す。以下同様。）を
平行に１１本入れ、これらの平行な切れ目１１６・・・に
対して垂直に交わる等間隔Ｐの切れ目１１７・・・を平行
に１１本入れて、正方形１１８・・・を１００個造る。こ
の正方形１１８・・・が何個剥がれ、何個残っているかを
調べて、残り数／１００で表示することで、電極の密着
性を評価する。

【０００７】この場合、クロスカットゲージ１１５は幅
２ｍｍのゲージであり、間隔Ｐは２ｍｍとなる。その結
果、４００ｍｍ²の範囲を評価することができる。一
方、負電極の場合は、クロスカットゲージは幅１ｍｍの
ゲージであり、１００ｍｍ²の範囲を評価することがで
きる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、評価できる範
囲は、１００ｍｍ²、又は４００ｍｍ²であり、１回で評
価できる範囲（面積）が狭い。また、正方形１１８・・・
を１００個造る必要があり、手間がかかり、評価の作業
効率が悪い。加えて、カッタナイフで集電体１０７，１
１１（例えば、厚さ２０μｍ）に達するように電極合剤
（金属層（例えば、厚さ１００μｍ程度））のみを切る
のは極めて難かしく、剥離の判断に熟練を必要とする。
さらに、正電極１０５と負電極１０６では密着性の要件
（強度等）が異なり、剥離の判断が難しい。

【０００９】そこで、本発明の目的は、評価範囲が広
く、短時間で判断することができ、熟練を必要とせず、
密着性の判断が容易な電極の密着性の測定方法及び合否
判定方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、円柱若しくは円筒を分割してなる長尺の
円弧部の切断面に第１斜面と第２斜面とを接続させてな
る略Ｖ字断面の検査部を備えた検査ブロックを、円弧部
の曲率半径を異ならせたものを複数個準備し、このうち
から曲率半径の大きな検査ブロックを選択し、金属層を
塗布してある帯状の集電体を、選択した検査ブロックの
第１斜面、円弧部、第２斜面に沿わせてしごき、金属層
が剥離しないときには、曲率半径の１段階小さな検査ブ
ロックに代えて同様のしごきを行い、剥離が発生するま
で順次検査ブロックを代えて同手順を繰り返し、剥離が
発生した時点で金属層の密着性を評価する。

【００１１】金属層を塗布してある帯状の集電体を略Ｖ
字断面の検査部に沿わせてしごくことで、金属層の密着
性を調べる。具体的には、金属層を塗布してある帯状の
集電体を略Ｖ字断面の検査部に沿わせてしごき、金属層
が剥離しないときには、曲率半径の１段階小さな検査ブ
ロックに代えて同様のしごきを行い、剥離が発生するま
で順次検査ブロックを代えて同手順を繰り返し、剥離が
発生した時点で金属層の密着性を評価する。曲率半径の
１段階小さな検査ブロックに変えることで、密着部にか
ける力を段階的に大きくしていく。その結果、剥離を定
量的に評価することができ、密着性の判断が容易にな
る。

【００１２】金属層を塗布してある帯状の集電体を略Ｖ
字断面の検査部に沿わせるので、曲げた角度を常に一定
に保つことができ、作業者による角度の違いが起きず、
誰でも同じ状態で評価することができる。従って、個人
差の少ない評価を実施することができ、熟練性を必要と
しない。

【００１３】請求項２は、円柱若しくは円筒を分割して
なる長尺の円弧部の切断面に第１斜面と第２斜面とを接
続させてなる略Ｖ字断面の検査部を備えた検査ブロック
を準備し、この検査ブロックの第１斜面、円弧部、第２
斜面に沿わせる要領で、金属層を塗布してある帯状の集
電体をしごき、このしごきの結果、金属層に剥離が認め
られなければ合格、剥離が認められれば不合格とする。

【００１４】金属層を塗布してある帯状の集電体を指定
の略Ｖ字断面の検査部に沿わせてしごくことで、合格、
不合格の検査を実施する。具体的には、検査ブロックの
第１斜面、円弧部、第２斜面に沿わせる要領で、金属層
を塗布してある帯状の集電体をしごき、このしごきの結
果、金属層に剥離が認められなければ合格、剥離が認め
られれば不合格とする。合格、不合格を判定する許容値
は第１、第２斜面の角度、及び円弧部の曲率半径とする
ことで、密着部にかける力に許容値を設定することがで
きる。その結果、密着性の判断が容易になる。

【００１５】金属層を塗布してある帯状の集電体を略Ｖ
字断面の検査部に沿わせるので、曲げた角度は常に一定
となり、作業者による角度の違いが起きない。その結
果、個人差の少ない合否判定を実施することができ、熟
練性を必要としない。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。図１は本発明に係る電極の密着
性の測定に用いる検査ブロックの斜視図であり、第１の
検査ブロック１０は、ベース部１１上にブロック部１２
を形成し、このブロック部１２の上に検査部１３を形成
したものである。

【００１７】図２は図１の２矢視図であり、検査部１３
の拡大図である。検査部１３は、円柱を分割してなる長
尺の円弧部１４に第１斜面１５と第２斜面１６とを傾斜
角θで接続させた略Ｖ字断面の部位である。円弧部１４
は、曲率半径ｒ１の円弧であり、曲率半径ｒ１は、１０
ｍｍである。傾斜角θは、例えば、１２０゜である。

【００１８】図３は本発明に係る検査ブロックの検査部
の拡大図であり、上記図１，図２に示す実施の形態と同
様の構成については、同一符号を付し説明を省略する。
第２の検査ブロック２０は、検査部２３を備えたもので
あり、検査部２３は円弧部２４を形成した部位である。
円弧部２４は、曲率半径ｒ２の円弧であり、曲率半径ｒ
２は、８ｍｍである。

【００１９】ここで、図示していない曲率半径ｒ３（６
ｍｍ）のものを第３の検査ブロック３０とし、また、曲
率半径ｒ４（４ｍｍ）のものを第４の検査ブロック４０
とし、さらに、曲率半径ｒ５（２ｍｍ）のものを第５の
検査ブロック５０とする。このように、検査ブロックの
曲率半径は２ｍｍピッチで形成したものであり、曲率半
径１０ｍｍ以上は、１２，１４，１６ｍｍと設定する。

【００２０】次に、電極の密着性の測定方法を説明す
る。なお、正電極を対象とした測定手順と負電極を対象
とした測定手順は同じなので、負電極の説明は省略す
る。図４（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る電極の密着性の
測定方法の説明図である。（ａ）：まず、円弧部の曲率半径を異ならせたものを複
数個準備し、このうちから曲率半径の大きな検査ブロッ
クを選択する。ここでは、曲率半径１０ｍｍの第１の検
査ブロック１０を置く。その次に、帯状の集電体６１の
面に金属層であるところの電極合剤６２，６３を塗布形
成した正電極６０を用意する。

【００２１】集電体６１はアルミニウム箔で、アルミニ
ウム箔の厚さは約２０μｍである。電極合剤６２は、活
物質として用いたマンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ₂Ｏ₄）
と、導電補助剤として用いたアセチレンブラック（Ａ
Ｂ）と、バインダと、からなり、これらを混練（スラリ
ー）した後、塗布して乾燥（乾燥後の厚さ１００μｍ程
度）せさたものである。電極合剤６３は、電極合剤６２
と同じものである。

【００２２】（ｂ）：金属層（電極合剤６２）を塗布し
てある帯状の集電体６１を、選択した第１の検査ブロッ
ク１０の第１斜面１５、円弧部１４、第２斜面１６に沿
わせて曲げ、曲げた外アール部６４に剥離が発生してい
ないかを確認する。その後、曲げた状態で張力を掛けつ
つ、一端６６から他端６７へ（矢印方向）正電極６０を
しごく。

【００２３】（ｃ）：集電体６１を第１の検査ブロック
１０の第１斜面１５、円弧部１４、第２斜面１６に沿わ
せてしごきながら、電極合剤６２の外アール部６４に剥
離が発生していないかを確認する。電極合剤６２が剥離
したときには、曲率半径１２ｍｍの検査ブロックに交換
してしごきを実施する。剥離が発生しなければ、密着性
の測定結果は「１２ｍｍ」である。

【００２４】一方、電極合剤６２が剥離しないときに
は、曲率半径の１段階小さな検査ブロックに順に交換し
た上で剥離が発生するまでしごきを繰り返す。具体的に
は、第１の検査ブロック１０の後、第２の検査ブロック
２０（図示していない）を用いて、上記図４に示した手
順で同様に密着性の測定を実施する。続けて、第３の検
査ブロック３０→第４の検査ブロック４０→第５の検査
ブロック５０の順で同様に測定を実施する。

【００２５】すなわち、どの曲率半径で剥離が起きるか
を確認するために、剥離が発生するまでしごきを順に繰
り返し、剥離が発生した時点で金属層（電極合剤６２）
の密着性を評価する。例えば、曲率半径１０〜２ｍｍま
でしごきを順に繰り返した結果、曲率半径２ｍｍの第５
の検査ブロック５０で電極合剤６２が剥離したと仮定す
る。この際の、電極（正電極６０）の密着性の測定結果
は「４ｍｍ」である。

【００２６】図４に示したように、この密着性の測定で
は、電極合剤６２を曲げた状態で一端６６から他端６７
へしごくので、判断に手間がかからず、短時間で評価す
ることができる。また、第１斜面１５、並びに第２斜面
１６に沿わせるので、電極の曲げた角度をほぼ一定に保
つことができ、曲げる角度に個人差が発生し難い。従っ
て、熟練を必要としない。

【００２７】さらに、検査部１３の曲率半径を変えるこ
とで、密着部にかける力を変えることができる。その結
果、密着性を定量的に把握することができ、密着性の判
断が容易になる。

【００２８】図５（ａ），（ｂ）は電極の密着性の測定
方法の比較図である。（ａ）は、図７を転写したもの
で、従来の電極の密着性の測定方法で測定した正電極１
０５を示し、評価の範囲はＡ１（面積＝Ｅ×Ｅ）であ
る。Ｅは１０ｍｍ又は２０ｍｍである。（ｂ）は、図４
（ｃ）を転写したもので、本発明の電極の密着性の測定
方法で測定した正電極６０を示し、評価の範囲はＡ２
（面積＝Ｆ×Ｇ）である。電極のつかみ部７１，７２を
除き、電極を全体的に評価することができる。図から明
らかなように、評価の範囲Ａ２は範囲Ａ１より極めて大
きく、本発明によれば（Ａ２−Ａ１）だけ評価の範囲を
従来より大きくすることができる。従って、本発明方法
によれば、広範囲を一度で評価することができる。

【００２９】次に、電極の密着性の合否判定方法につい
て図４を参考に説明する。合否判定では、合否を判定す
る許容値が予め決まっているため、検査ブロックは１個
のみを選択すればよい。正電極６０を対象とした合否判
定から説明する。まず、正電極６０の許容値が「２ｍ
ｍ」であれば曲率半径ｒ５（２ｍｍ）を備えた第５の検
査ブロック５０を準備する。そして、第５の検査ブロッ
ク５０の第１斜面１５、円弧部、第２斜面１６に沿わせ
る要領で、金属層（電極合剤６２）を塗布してある帯状
の集電体６１をしごき、このしごきの結果、金属層（電
極合剤６２）に剥離が認められなければ合格、剥離が認
められれば不合格とする。例えば、多数の正電極６０の
中から任意に選んだ正電極６０が不合格の場合、正電極
６０のロッドは全て廃棄する。

【００３０】次に、負電極を対象とした合否判定を説明
する。なお、負電極の集電体は銅箔で、銅箔の厚さは約
２０μｍである。電極合剤は、活物質として用いたグラ
ファイトと、バインダと、からなり、これらを混練（ス
ラリー）した後、塗布して乾燥（乾燥後の厚さ１００μ
ｍ程度）せさたものである。従って、判定の許容値は異
なる。

【００３１】負電極の許容値が「１０ｍｍ」であれば曲
率半径ｒ１（１０ｍｍ）を備えた第１の検査ブロック１
０を準備する。そして、第１の検査ブロック１０の第１
斜面１５、円弧部１４、第２斜面１６に沿わせる要領
で、金属層（電極合剤）を塗布してある帯状の集電体を
しごき、このしごきの結果、金属層（電極合剤）に剥離
が認められなければ合格、剥離が認められれば不合格と
する。不合格の場合、例えば、この負電極のロッドは全
て廃棄する。

【００３２】このように、合否判定方法では、第１斜
面、円弧部、第２斜面に沿わせる要領で、金属層（電極
合剤）を塗布してある帯状の集電体をしごくので、合否
の評価範囲を広くすることができる。また、第１斜面１
５、円弧部、第２斜面１６に沿わせる要領で、金属層
（電極合剤）を塗布してある帯状の集電体をしごくの
で、短時間で判定することができるとともに、判定に熟
練を必要としない。

【００３３】さらに、検査部の円弧部の曲率半径を変
え、且つ第１、第２斜面で角度を保つことで、電極にか
ける負荷を変えることができる。その結果、密着性の要
件（強度等）である許容値に合せて検査ブロックを選定
すればよく、剥離の合否判断が極めて容易である。

【００３４】尚、本発明の実施の形態に示した図１の検
査部１３に連なる斜面は電極の角度を保てるものであれ
ばよく、例えば、面のない枠組みだけでもよい。また、
図２の検査部１３の構成は一例であり、円弧部１４、第
１斜面１５並びに第２斜面１６を一体で加工してもよ
い。傾斜角θの角度は１２０゜に限定するものではな
く、１２０゜より小さくてもよい。

【００３５】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１では、検査ブロックの第１斜面、円弧
部、第２斜面に沿わせて、金属層を塗布してある帯状の
集電体をしごき、金属層に剥離を発生させる曲率半径を
調べる。第１斜面、円弧部、第２斜面に沿わせてしごく
ので、電極の全体を評価することができる。従って、評
価範囲を広くすることができる。

【００３６】従来は、カッタで碁盤目に切込みを入れる
ため、その作業に時間を費やしていたが、請求項１で
は、単に集電体を検査ブロックに当ててしごくだけであ
るから、評価のための作業時間を大幅に短縮することが
できる。

【００３７】また、従来は、金属層の切込み加減が難か
しく、剥離の判断に熟練を必要としていたが、請求項１
では、第１斜面、並びに第２斜面に沿わせるので、曲げ
た角度をぼぼ一定に保つことができ、評価に個人差が発
生しない。従って、評価に熟練を必要としない。さら
に、検査部の曲率半径を段階的に変えることで、密着部
にかける力を変えることができる。その結果、密着性を
定量的に把握することができ、密着性の判断が容易にな
る。

【００３８】請求項２では、検査ブロックの第１斜面、
円弧部、第２斜面に沿わせる要領で、金属層を塗布して
ある帯状の集電体をしごき、指定の検査ブロックで金属
層に剥離が起きないか、確認作業を行う。第１斜面、円
弧部、第２斜面に沿わせてしごくので、電極を全体的に
評価することができる。従って、評価範囲を広くするこ
とができる。

【００３９】従来は、カッタで碁盤目に切込みを入れる
ため、その作業に時間を費やしていたが、請求項２で
は、単に集電体を指定の検査ブロックのみに当ててしご
くだけであるから、合格、不合格の検査時間を大幅に短
縮することができる。

【００４０】また、従来は、金属層の切込み加減が難か
しく、剥離の判断に熟練を必要としていたが、請求項２
では、指定の検査ブロックのみの第１斜面、並びに第２
斜面に沿わせるので、曲げた角度をぼぼ一定に保つこと
ができ、合格、不合格の評価に個人差が発生しない。従
って、評価に熟練を必要としない。さらに、検査ブロッ
クの第１斜面、並びに第２斜面の角度を一定にし、且つ
検査部の曲率半径を変えることで、密着部にかける力を
変えることができる。合格、不合格を判定する力の許容
値を第１、第２斜面の角度、及び円弧部の曲率半径とす
ることで、密着性の判断が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電極の密着性の測定に用いる検査
ブロックの斜視図

【図２】図１の２矢視図

【図３】本発明に係る検査ブロックの検査部の拡大図

【図４】本発明に係る電極の密着性の測定方法の説明図

【図５】電極の密着性の測定方法の比較図

【図６】電池の断面図

【図７】従来の電極の密着性の測定方法を示した図

【図８】図７の８部拡大図

【符号の説明】

１０…第１の検査ブロック、１３…検査部、１４…円弧
部、１５…第１斜面、１６…第２斜面、２０…第２の検
査ブロック、３０…第３の検査ブロック、４０…第４の
検査ブロック、５０…第５の検査ブロック、６０…正電
極、６１…集電体、６２，６３…金属層（電極合剤）、
ｒ１〜ｒ５…曲率半径。

フロントページの続き (72)発明者岡輝行埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者田平弘樹埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者田渕聡埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者斎藤安久埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者久保利行埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 5H014 AA04 BB00 BB17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円柱若しくは円筒を分割してなる長尺の
円弧部の切断面に第１斜面と第２斜面とを接続させてな
る略Ｖ字断面の検査部を備えた検査ブロックを、前記円
弧部の曲率半径を異ならせたものを複数個準備し、この
うちから曲率半径の大きな検査ブロックを選択し、金属
層を塗布してある帯状の集電体を、選択した検査ブロッ
クの第１斜面、円弧部、第２斜面に沿わせてしごき、前
記金属層が剥離しないときには、曲率半径の１段階小さ
な検査ブロックに代えて同様のしごきを行い、剥離が発
生するまで順次検査ブロックを代えて同手順を繰り返
し、剥離が発生した時点で金属層の密着性を評価するこ
とを特徴とした電極の密着性の測定方法。
【請求項２】円柱若しくは円筒を分割してなる長尺の
円弧部の切断面に第１斜面と第２斜面とを接続させてな
る略Ｖ字断面の検査部を備えた検査ブロックを準備し、
この検査ブロックの第１斜面、円弧部、第２斜面に沿わ
せる要領で、金属層を塗布してある帯状の集電体をしご
き、このしごきの結果、金属層に剥離が認められなけれ
ば合格、剥離が認められれば不合格とすることを特徴と
した電極の密着性の合否判定方法。