JP3860755B2

JP3860755B2 - Battery electrode plate and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP3860755B2
Application number: JP2002003789A
Authority: JP
Inventors: 賢治水野; 喜治小柿; 善樹大澤; 淳夫武川; 清細川
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-01-10
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2022-01-10
Also published as: JP2003208889A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、活物質を主体とするペーストを塗着後に乾燥させてなる活物質層が金属製芯材に接合して一体化されてなる電池用極板およびその電池用極板を高精度に製造することのできる製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、エレクトロニクス技術の進歩に伴い、電子機器の高機能化とともに、小型軽量化と低消費電力化とが可能になった。その結果、各種民生用ポータブル機器が開発、実用化され、それらの市場規模が急速に拡大しつつある。それらの代表例としてはカムコーダ、ノート型パソコン、携帯電話機などがあげられる。これらの機器には、更なる小型軽量化とともに作動時間の長期化に対する要望が継続的に求められており、このような要望から、これらの機器の駆動用内蔵電源としては、長寿命でエネルギー密度が高い上に、急速充電が可能で高い安全性を有するリチウムイオン二次電池に代表されるリチウム二次電池が主流になりつつある。このリチウム二次電池は、現在実用化されている電池系のなかで、電池の小型化の指標として用いられる単位体積当たりのエネルギー密度は勿論、電池の軽量化の指標として用いられる単位重量当たりのエネルギー密度が抜群に高い長所を有している。
【０００３】
一般に、上記リチウム二次電池をはじめとする各種電池の正負の極板は、図９に示すような工程を経て製作されている。すなわち、繰り出しロール２から連続的に送り出されるフープ状の芯材１の表面には、溶液に溶解された結着剤およびバインダに正極活物質粉末または負極活物質粉末を分散させて混練したペースト状活物質が、塗工ノズル３から所定厚みに塗布される。そののち、ペースト状活物質が塗布された芯材１は乾燥炉４内を通過される。このとき、ペースト状活物質は、溶液などが加熱されて蒸発することにより、芯材１に対し脱落しない程度に確実に固着されて第１の活物質層７Ａを形成する。
【０００４】
上記一面に活物質層７Ａが形成された芯材１は、その他面に上述と同様のペースト状活物質が塗工ノズル３から所定厚みに塗布され、そののち、乾燥炉４内を通過される。塗布されたペースト状活物質は、溶液などが加熱されて蒸発することにより、芯材１の他面に対し脱落しない程度に確実に固着されて第２の活物質層７Ｂを形成する。この両面に活物質層７Ａ，７Ｂが形成された芯材１は、一対のプレスロール９間を通過する。これにより、各活物質層７Ａ、７Ｂは所定の厚みに押し潰され、帯状の極板素体６が形成される。この極板素体６は、巻き取りロール５に一旦巻き取られたのちに、所定の寸法に切断して個々の電池用極板に分割される。
【０００５】
また、上述とは異なる従来の一般的な極板の製造方法としては、容器内に貯留されたペースト状活物質中に芯材を浸漬させながら通過させたのち引き上げ、ペースト状活物質が両面に付着した芯材を、容器の上方に配置したスリット板に通してペースト状活物質を所定厚みとしたのちに、このペースト状活物質を乾燥炉内を通過させることにより乾燥させて活物質層を形成し、さらに、一対のプレスロール間を通過させて活物質層を圧潰して所定厚みとする工程も採用されている。
【０００６】
また、何れかの製造方法を用いて製作された極板には、活物質層が未形成の芯材の露出部または活物質層の一部を剥離除去して形成した芯材の露出部に対し圧縮加工を施することにより、空隙率を低下させた集電部が形成される。この集電部には、帯状または短冊状の接続リードが、活物質層の側方に突出する配置で溶接などの手段で電気的接続状態に取り付けられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の極板の製造方法では、芯材１に活物質層７Ａ、７Ｂを形成するに際して、フープ状の芯材１を搬送しながら、その搬送中の芯材１にペースト状活物質を塗着するので、芯材１は、搬送に耐えられるだけの機械的強度を有している必要があることから、厚みを薄くするのに限度があり、これが電池としての単位体積当たりおよび単位重量当たりの各エネルギ密度の向上を阻害する一因になっている。すなわち、芯材１としては、主として焼結式基板、発泡状金属多孔体基板、パンチングメタルまたはエキスパンドメタル基板などが用いられているが、何れの芯材１においても、厚みを薄くすると、搬送時に加わるテンションによって伸びや破れが生じたり、あるいは塗布されたペースト状活物質の重みに耐えられずに開裂したりして、円滑な搬送が困難になるからである。そのため、従来の電池用極板の製造方法では、上述の何れの芯材１を用いる場合においても、芯材１の厚みを１５μｍ以下に薄くすることができない。
【０００８】
また、従来の極板の製造方法では、芯材１に接続リードを溶接などの接合手段で確実取り付けることを目的として、芯材１の露出部を押し潰して空隙率を高めることによって容易に溶接できるようした集電部を形成している。したがって、従来の極板の製造方法では、集電部の形成工程と接続リードの溶接などによる取付工程とを必要とし、工程が多くなって生産性の低下およびコスト高を招いている。また、芯材１は、接続リードを溶接などによって接続する必要からも厚みを薄くすることができなかった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、電池の高エネルギ密度化を図ることができる電池用極板およびその電池用極板を簡易な工程で容易に、且つ高精度に製造できる製造方法を提供することを目的とするものである。
【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、本発明の電池用極板は、活物質層の一面に、蒸着法または電鋳法の何れかにより形成された金属箔からなる集電用芯材が一体に設けられ、芯材と活物質層との間に、複数本の非カット状態の導電性細線または複数本の非カット状態の補強用細糸が埋設されていることを特徴としている。
【００１１】
この電池用極板では、蒸着金属箔または電鋳金属箔によって芯材が形成されているので、この芯材を、例えば２〜８μｍの格段に薄い厚みに容易に製作することができ、この芯材が格段に薄くなるのに伴って高エネルギ密度化を図った電池を構成することができる。
【００１２】
またこの電池用極板では、複数本の非カット状態の導電性細線を設けた場合には、厚みの極めて薄い芯材であっても所要の集電性能を得ることができると共に機械的強度の向上を図ることができ、一方、複数本の非カット状態の補強用細糸を設けた場合には、厚みの極めて薄い芯材であっても所要の機械的強度を得ることができる。なお双方を共に設けた場合には、上述の両方の効果を合わせて得ることができる。
【００１３】
上記発明において、短冊状または帯状の接続用リードが、芯材に対し電気的接続状態で前記芯材と活物質層との間に挟持されて、前記活物質層の側方に突出する配置で設けられている構成とすることが好ましい。これにより、接続リードは、活物質層と芯材とを接合状態に形成する時に、これらの間に挟み込む配置で介在させるだけで芯材に電気的接続状態に取り付けることができ、接続リードの芯材への溶接などによる取付工程を別途設ける必要がなく、しかも、厚みの極めて薄い芯材に対しても接続リードを支障無く電気的接続できる。
【００１４】
上記発明において、芯材として、アルミニウム箔または銅箔を用いることができる。これにより、アルミニウム箔からなる芯材を用いたものを正極板とし、且つ銅箔からなる芯材を用いたものを負極板として、これらの間にセパレータを介在して構成した電極群を用いてリチウム二次電池を製造すれば、種々の特長を有するリチウム二次電池のエネルギ密度を一層高めることができる。
【００１５】
上記発明において、芯材の少なくとも一面に活物質層が設けられているとともに、前記芯材の他面に、直接または活物質層を介在してセパレータが接合手段で一体に設けられている構成とすることもできる。これにより、極板自体にセパレータを一体に備えているので、正負の極板を重ね合わせて電極群を構成する際の組立性が向上して高い生産性で電池を製造することができるとともに、セパレータと極板本体とが隙間の全く存在しない密着状態となることから、電池としての単位体積当たりのエネルギ密度の一層の向上を図ることができる。
【００１６】
本発明の電池用極板の製造方法は、帯状のキャリアフィルムを長手方向に搬送しながら、その一面にペースト状の活物質を塗着したのち、その活物質を乾燥させて第１の活物質層を形成する第１活物質層形成工程と、前記活物質層の表面に金属を蒸着して蒸着金属箔からなる芯材を形成する芯材形成工程と、前記芯材の表面にペースト状の活物質を塗着したのち、その活物質を乾燥させて第２の活物質層を形成する第２活物質層形成工程と、前記キャリアフィルムを剥離するフィルム除去工程とを有していることを特徴としている。
【００１７】
この電池用極板の製造方法では、キャリアフィルムの一面に形成した活物質層の表面に金属を蒸着して芯材を形成するので、この芯材を活物質層に接合する状態で、例えば２〜８μｍの極めて薄い厚みに容易に形成することができるとともに、搬送しながら活物質層を形成するときの機械的強度はキャリアフィルムが担持するので、厚みの極めて薄い芯材であっても、この芯材が製造工程中の搬送時の荷重を直接受けないことから、芯材に損傷や破断が生じることのない高精度な極板を製造することができる。しかも、芯材は、活物質層に一体に接合しながら形成されることから、芯材の製作工程または接合工程を別途設ける必要がないので、生産性が向上する。また厚みが極めて薄い芯材であっても、その芯材の両面に活物質層を接合状態で容易に形成することができる。
【００１８】
他の発明に係る電池用極板の製造方法は、帯状のキャリアフィルムを長手方向に搬送しながら、その一面にペースト状の活物質を塗着したのち、その活物質を乾燥させて活物質層を形成する活物質層形成工程と、前記活物質層の表面に電鋳金属箔または蒸着金属箔からなる芯材を接着手段で接合する芯材接合工程と、前記キャリアフィルムを剥離するフィルム除去工程とを有していることを特徴としている。
【００１９】
この電池用極板の製造方法では、芯材を、極板の製造工程とは別工程において真空蒸着法または電着法の手段により予め形成したのち、キャリアフィルムの一面に形成された活物質層の表面に接着手段で接合するので、例えば、２〜８μｍ程度の極めて薄い厚みの芯材であっても、この芯材を活物質層に容易に接合できるとともに、搬送しながら活物質層を形成するときの機械的強度はキャリアフィルムが担持することから、芯材が製造工程中の搬送時の荷重を直接受けないので、芯材に損傷や破断が生じることのない高精度な極板を製造することができる。
【００２０】
上記発明の電池用極板の製造方法において、芯材形成工程または芯材接合工程の後に、一面に第１の活物質層が接合された芯材の他面にペースト状の活物質を塗着したのち、その活物質を乾燥させて第２の活物質層を形成する活物質層形成工程を実施することもできる。これにより、厚みが極めて薄い芯材であっても、その芯材の両面に活物質層を接合状態で容易に形成することができる。
【００２１】
さらに他の発明に係る電池用極板の製造方法は、帯状のセパレータを長手方向に向け搬送しながら、その一面に金属を蒸着して蒸着金属箔からなる芯材を形成する芯材形成工程または前記セパレータの一面に電鋳金属箔または蒸着金属箔からなる芯材を接着手段で接合する芯材接合工程の何れか一方の工程と、前記芯材の表面にペースト状の活物質を塗着したのち、その活物質を乾燥させて活物質層を形成する活物質層形成工程とを有していることを特徴としている。
【００２２】
この電池用極板の製造方法では、セパレータを一体に備えた極板を容易、且つ高精度に製造することができる。また、搬送しながら活物質層を形成するときの機械的強度はセパレータが担持するので、芯材は、厚みの極めて薄いものであっても、製造工程中の搬送時の荷重を直接受けないことから、損傷や破断が生じることがなく、高精度な極板を製造することができる。
【００２３】
さらに別の発明に係る電池用極板の製造方法は、帯状のキャリアフィルムを長手方向に搬送しながら、その一面にペースト状の活物質を塗着したのち、その活物質を乾燥させて活物質層を形成する活物質層形成工程と、活物質層表面に、短冊状または帯状の接続リードを仮止めする接続リード仮止め工程と、前記活物質層の表面に金属を蒸着して蒸着金属箔からなる芯材を形成し、同時に前記接続リードを前記芯材と活物質層との間に固定する芯材形成工程と、前記キャリアフィルムを剥離するフィルム除去工程とを有していることを特徴とする。
【００２４】
これにより、形成済みの活物質層に対し接続リードを所定の相対位置に位置決めして仮止めすれば、芯材形成工程を実施することによって接続リードが芯材に対し電気接続状態で取り付けられるから、芯材に接続リードを溶接するための集電部を形成する工程や接続リードを芯材に溶接するリード接続工程が不要となって生産性が向上するとともに、極めて厚みの薄い芯材に対しても接続リードを支障無く電気接続状態で取り付けることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る電池用極板を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線で切断した拡大断面図である。この電池用極板は、蒸着金属箔からなる集電用芯材１９の両面にそれぞれ活物質層１３Ａ，１３Ｂが接合状態に一体化された構成になっている。芯材１９は２〜８μｍの極めて薄い厚みｄに形成されている。側部の所定箇所には、短冊状の接続リード１８が、その一端部が芯材１９に対し電気的接続状態で芯材１９と活物質層１３Ａとの間に挟持固定され、且つ他端部が活物質層１３Ａ，１３Ｂの側方に突出する配置で設けられている。また、一方の活物質層１３Ａ内には、複数本の導電性細線２０が互いに平行で、且つ等間隔の配置で芯材１９に接触して埋設されている。
【００２６】
上記電池用極板の芯材１９の厚みｄは、上述のように２〜８μｍであって、従来極板の芯材１の１５μｍ以上の厚みに比較して格段に薄いので、この極板を用いて構成した電池は、相当の高エネルギ密度化を図ることができる。また、上記極板では、接続リード１８が芯材１９と活物質層１３Ａとの間に挟持されているので、接続リード１８は、芯材１９の表面に活物質層１３Ａを接合状態に設ける時に、これらの間に挟み込む配置で介在させるだけで芯材１９に電気的接続状態に取り付けることができる。そのため、この極板は、接続リード１８の芯材１９への溶接などによる取付工程を別途設ける必要がなく、しかも、厚みｄの極めて薄い芯材１９に対し接続リード１８を支障無く電気的接続できる。さらに、活物質層１３Ａ中に埋設された導電性細線２０は、厚みｄの極めて薄い芯材１９の導電性を補って、所要の集電性能が得られるよう機能する。
【００２７】
したがって、上記極板は、アルミニウム蒸着箔を芯材１９に用いて形成したものを正極板とし、且つ銅蒸着箔を芯材１９に用いて形成したものを負極板として、これらの間にセパレータを介在して構成した電極群を発電要素としてリチウム二次電池を構成すれば、上述したように種々の特長を有するリチウム二次電池のエネルギ密度を一層高めることができる。
【００２８】
図２は本発明の第１の実施の形態に係る電池用極板の製造方法を具現化した製造工程を示す概略構成図であり、同図には、図１の極板の製造工程を例示してあり、したがって、図１と同一のものには同一の符号付してある。繰り出しロール９にコイル状に巻かれた帯状のキャリアフィルム１０は、繰り出しロール９から一定速度で連続的に送り出されて移送されながら、その一面（図の上面）に、溶液に溶解された結着剤およびバインダに正極活物質粉末または負極活物質粉末を分散させて混練したペースト状活物質が、塗工ノズル１１から所定厚みに塗布される。このペースト状活物質が塗布されたキャリアフィルム１０は乾燥炉１２内を通過する。このとき、ペースト状活物質は、溶液などが加熱されて蒸発することにより固化し、キャリアフィルム１０に対し脱落しない程度に固着して活物質層１３Ｂを形成する。
【００２９】
上述のようにしてキャリアフィルム１０の一面に形成された活物質層１３Ｂの表面には、リード供給部１４から所定のタイミングで接続リード１８が供給される。この供給された接続リード１８は、支持ロール２１で下方から支持されたキャリアフィルム１０の上方の活物質層１３Ｂの表面に、活物質層１３Ｂの側方に突出する所定の配置で自体の一端部に予め塗布された粘着剤による貼着で仮止めされる。
【００３０】
続いて、上記キャリアフィルム１０が真空炉２２内を通過されるときに、真空炉２２内に配置された蒸発器２３で所定の金属が加熱されて蒸発した原子が活物質層１３Ｂの表面に付着して、活物質層１３Ｂの表面に２〜８μｍの範囲内における所定厚みｄの蒸着金属箔が形成され、この蒸着金属箔が芯材１９となる。これにより、活物質層１３Ｂの表面には、極めて薄い厚みｄの芯材１９が相互に接合状態で容易に形成できる。
【００３１】
上述のように真空蒸着法によって活物質層１３Ｂの表面に接合状態に形成された芯材１９の表面には、図１に示した配置で供給ガイド部材２４を通り供給される複数本の導電性細線２０が、上下のプレスロール２７，２８によって軽く押し付けられる。この複数本の導電性細線２０が押し付けられた芯材１９の表面には、上述と同様のペースト状活物質が塗工ノズル１１から所定厚みに塗布され、そののちに乾燥炉１２内を通過されるときに、ペースト状活物質は、バインダなどが加熱されて蒸発することにより固化して、芯材１９に対し脱落しない程度に固着して活物質層１３Ａを形成する。
【００３２】
最後に、最下層のキャリアフィルム１０は、ガイドロール２９を介し移送方向を変換されることによって剥離されたのち、フィルム巻き取りロール３０に巻き取られていく。このキャリアフィルム１０が剥離除去されて残った芯材１９およびこれの両面に接合状態の活物質層１３Ａ，１３Ｂからなる極板素体３２Ａは、極板巻き取りロール３１に巻き付けられていく。この極板素体３２Ａは、図３に１点鎖線で示す破断線に沿いながら切断して個々に分割されることにより、図１に示した電池用極板が得られる。
【００３３】
この電池用極板の製造方法では、キャリアフィルム１０の一面に形成した活物質層１３Ｂの表面に真空蒸着法によって所要の金属を蒸着して芯材１９を形成するので、この芯材１９を活物質層１３Ｂに接合する状態で２〜８μｍの極めて薄い厚みに容易に形成することができる。また、搬送しながら活物質層１３Ａ，１３Ｂを形成するときの機械的強度はキャリアフィルム１０が担持するので、厚みの極めて薄い芯材１９の両面に活物質層１３Ａ，１３Ｂを接合するにも拘わらず、この芯材１９が製造工程中の搬送時の荷重や活物質層１３Ａ，１３Ｂの重量を直接的に受けないことから、芯材１９に伸びや損傷あるいは破断などの不具合が生じることがなく、高精度な極板を製造することができる。
【００３４】
また、形成済みの活物質層１３Ｂに対し接続リード１８を所定の相対位置に位置決めして仮止めしたのち、後工程で芯材１９を活物質層１３Ｂに接合状態に形成することにより、接続リード１８は、芯材１９に対し電気接続状態に一体化され、且つ活物質層１３Ｂと芯材１９とにより挟持固定される。そのため、この製造方法では、芯材１９に接続リード１８を溶接するための集電部を形成する工程や接続リード１８を芯材１９に溶接するリード接続工程が不要となって生産性が向上するとともに、接続リード１８を極めて厚みの薄い芯材１９に対しても支障無く電気接続状態で取り付けることができる。
【００３５】
なお、上記製造方法では、工程の順序を一部変更しても、上述と同様の効果を得ることができる。例えば、接続リード１８の供給工程は芯材１９の形成工程後に設けて、接続リード１８を芯材１９と活物質層１３Ａとの間で挟持固定するようにしてもよい。さらに、導電性細線２０の供給工程は活物質層１３Ｂの形成工程後にも設けて、活物質層１３Ｂと芯材１９との間にも導電性細線２０を介在させるようにすれば、厚みの極めて薄い芯材１９の導電性をさらに高めて、芯材１９の集電性能の一層の向上を図ることができる。また、図２は、本発明の電池用極板の製造方法を具現化するのに必須の基本的な工程のみを図示したものであり、実用化に際しては、例えば、活物質層１３Ａ，１３Ｂの圧延工程などの他の必要な工程が設けられるのは勿論である。
【００３６】
図４および図５は、何れも図２の製造過程を経て製作可能な変形例の極板素体３２Ｂ〜３２Ｅを示す斜視図である。図４（ａ）の極板素体３２Ｂは、短冊状の接続リード１８に代えて、帯状の接続リード３３を帯状の極板素体３２Ｂの幅方向の両側辺に沿って設けたものである。この極板素体３２Ｂは、１点鎖線で示す切断線に沿いながら切断して分割することにより、一側辺の全体にわたり接続リード３３が突設された電池用極板を得ることができる。この極板は、タブレス方式によって集電特性が向上して効率放電特性の優れた電池を構成することができる。
【００３７】
図４（ｂ）の極板素体３２Ｃは、帯状の接続リード３３を帯状の極板素体３２Ｃの幅方向の一側辺に沿って設けたものである。この極板素体３２Ｃは、これの幅方向に沿った互いに平行な切断線に沿いながら切断して分割することにより、長手方向の一端部から接続リード３３が突設された電池用極板を得ることができる。
【００３８】
図５（ａ）の極板素体３２Ｄは、図３の極板素体３２Ａと同様に、短冊状の接続リード１８が所定の配置で設けられているとともに、帯状の長手方向に複数本の導電性細線２０が互いに平行となる配置で活物質層１３Ａ内に埋設されており、さらに、複数本の補強用細糸３４が導電性細線２０に対し直交して互いに平行な配置で活物質層１３Ａ内に埋設されている。この極板素体３２Ｄを１点鎖線で示す切断線で切断して得られる電池用極板では、厚みの極めて薄い芯材１９に対して、導電性細線２０によって集電性能が、且つ補強用細糸３４によって機械的強度がそれぞれ向上するよう補助されている。また、同図（ｂ）の極板素体３２Ｅは、図３の極板素体３２Ａにおける導電性細線２０に代えて、短い長さにカットした導電性短線３７がランダムな配置で活物質層１３Ａ内に埋設されている。導電性短線３７は活物質層１３Ａの導電性の向上と芯材１９の集電性能の向上とに寄与する。
【００３９】
図６は本発明の第２の実施の形態に係る電池用極板の製造方法を具現化した製造工程の一部を示す概略構成図である。この実施の形態の製造方法は、図２の製造工程において、蒸発器２３を内部に設置した真空炉２２を用いて芯材１９を形成する芯材形成工程に代えて、活物質層１３Ｂの表面に蒸着金属箔または電鋳金属箔からなる芯材３８を接着手段で接合する芯材接合工程を設けるものであり、この一部工程の変更以外は図２と同様の工程を採用するものである。
【００４０】
上記芯材接合工程では、接続リード１８が仮止めされた活物質層１３Ｂの表面に、接着剤３９がスプレーノズル４０から噴霧しながら塗布されたのち、真空蒸着手段または電着手段によって予め２〜８μｍの薄い厚みの帯状に形成された金属箔からなる芯材３８が供給される。この芯材３８は、キャリアフィルム１０および活物質層１３Ｂに積層状態で一対のプレスロール４１，４２間を通過することにより、接着剤３９によって活物質層１３Ｂの表面に接着される。さらに、芯材３８は、乾燥炉４３内を通過することにより、加熱されて硬化する接着剤３９によって活物質層１３Ｂの表面に強固に固着されて一体接合される。なお、芯材接合工程は、上記構成に限らず、例えば、一対の熱ロール間を通過させるなどの他の手段を用いてもよい。
【００４１】
この製造方法では、芯材３８を、極板の一連の製造工程とは別工程において蒸着または電着の手段により予め形成したのち、キャリアフィルム１０の一面に形成された活物質層１３Ｂの表面に接着手段で接合するので、２〜８μｍ程度の極めて薄い厚みに形成した芯材３８であっても、この芯材３８を活物質層１３Ｂに容易に接合できるとともに、搬送しながら活物質層１３Ａ，１３Ｂを形成するときの機械的強度はキャリアフィルム１０が担持することから、芯材３８が製造工程中の搬送時の荷重を直接受けないので、芯材３８に損傷や破断が生じることのない高精度な極板を製造することができる。
【００４２】
図７は本発明の他の実施の形態に係る電池用極板を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した拡大断面図である。この電池用極板は、図１の電池用極板と同一構成の下面に、セパレータ４４が接合されて一体化された構成になっている。この電池用極板では、一実施の形態の電池用極板で説明したのと同様の効果を得られるのに加えて、セパレータ４４を一体に備えているので、正負の極板を重ね合わせて電極群を構成する際の組立性が向上して、生産性を高めることができるとともに、セパレータが別体である既存の電極群とは異なり、セパレータ４４が活物質層１３Ｂに隙間なく密着されていることから、電池としての単位体積当たりのエネルギ密度の向上を図ることができる。
【００４３】
図８は本発明の第３の実施の形態に係る電池用極板の製造方法を具現化した製造工程を示す概略構成図であり、具体的には図７の極板の製造工程を例示したものである。この製造工程が図２の製造工程と異なるのは、キャリアフィルム１０に代えてセパレータ４４を用いて、このセパレータ４４の一面に金属を蒸着して芯材１９を形成しており、それに伴ってキャリアフィルム１０を剥離して除去する工程が削減されている。
【００４４】
この製造方法では、セパレータ４４を積層状態で一体に備えた極板を容易、且つ高精度に製造することができる。また、芯材１９は、セパレータ４４の一面に金属を蒸着して形成するので、２〜８μｍの極めて薄い厚みに容易に形成することができるとともに、搬送しながら活物質層１３Ａ，１３Ｂを形成するときの機械的強度はセパレータ４４が担持するので、厚みの極めて薄い芯材１９であっても、この芯材１９が製造工程中の搬送時の荷重を直接受けないことから、芯材１９に損傷や破断が生じることのない高精度な極板を製造することができる。
【００４５】
なお、上記製造工程における真空蒸着法によって芯材１９を形成する工程に代えて、図６に示した芯材接合工程を採用して、蒸着金属箔または電鋳金属箔からなる芯材３８を、セパレータ４４の一面またはこのセパレータ４４の一面に形成した活物質層１３Ｂの表面に接着したのちに、その芯材３８に活物質層１３Ａを積層形成するようにしてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る電池用極板によれば、芯材の厚みを格段に薄くすることができ、高エネルギ密度化を図った電池を構成することができる。
【００４７】
また、本発明の電池用極板の製造方法によれば、キャリアフィルムの一面に形成した活物質層の表面に、金属を蒸着して芯材を形成、または蒸着金属箔または電鋳金属箔からなる芯材を接着するので、搬送しながら活物質層を形成するときの機械的強度はキャリアフィルムが担持するので、厚みの極めて薄い芯材であっても、この芯材が製造工程中の搬送時の荷重を直接受けないことから、芯材に損傷や破断が生じることのない高精度な極板を製造することができる。また、キャリアフィルムに代えてセパレータを用いた場合には、例えば２〜８μｍの極めて薄い厚みを有する芯材とセパレータとを積層状態で一体に備えた極板を容易、且つ高精度に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電池用極板を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線で切断した拡大断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る電池用極板の製造方法を具現化した製造工程を示す概略構成図。
【図３】同上の製造方法によって製作されて切断前の極板素体を示す斜視図。
【図４】（ａ），（ｂ）はそれぞれ同上の製造方法によって製作できる変形例の極板素体を示す斜視図。
【図５】（ａ），（ｂ）はそれぞれ同上の製造方法によって製作できる他の変形例の極板素体を示す斜視図。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る電池用極板の製造方法を具現化した製造工程の一部を示す概略構成図。
【図７】本発明の他の実施の形態に係る電池用極板を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線で切断した拡大断面図。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る電池用極板の製造方法を具現化した製造工程を示す概略構成図。
【図９】（ａ），（ｂ）は従来の電池用極板の製造工程を順に示した概略構成図。
【符号の説明】
１０キャリアフィルム
１３Ａ，１３Ｂ活物質層
１８，３３接続リード
１９，３８芯材
２０導電性細線
３４補強用細糸
３９接着剤
４４セパレータ
ｄ芯材の厚み[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery electrode plate in which an active material layer obtained by applying a paste mainly composed of an active material and drying it is joined to a metal core and integrated, and the battery electrode plate with high accuracy. The present invention relates to a manufacturing method that can be manufactured.
[0002]
[Prior art]
In recent years, along with the advancement of electronics technology, it has become possible to reduce the size and weight and reduce the power consumption of electronic devices with higher functionality. As a result, various consumer portable devices have been developed and put into practical use, and their market scale is rapidly expanding. Typical examples are camcorders, notebook computers, mobile phones and the like. There is a continuing demand for these devices to further reduce size and weight, and to extend the operating time. From these requests, the built-in power supply for driving these devices has a long life and energy density. However, lithium secondary batteries represented by lithium ion secondary batteries that can be rapidly charged and have high safety are becoming mainstream. This lithium secondary battery is a battery system currently in practical use. In addition to the energy density per unit volume used as an indicator of battery miniaturization, the lithium secondary battery per unit weight used as an indicator of battery weight reduction is used. It has the advantage of being extremely high in energy density.
[0003]
In general, positive and negative electrode plates of various batteries including the lithium secondary battery are manufactured through a process as shown in FIG. That is, on the surface of the hoop-shaped core material 1 continuously fed from the feeding roll 2, a paste-like material in which a positive electrode active material powder or a negative electrode active material powder is dispersed and kneaded in a binder and a binder dissolved in a solution. The active material is applied from the coating nozzle 3 to a predetermined thickness. After that, the core material 1 coated with the pasty active material is passed through the drying furnace 4. At this time, the paste-like active material is fixed firmly to the extent that it does not drop off from the core material 1 when the solution or the like is heated and evaporated to form the first active material layer 7A.
[0004]
The core material 1 on which the active material layer 7A is formed on the one surface is coated on the other surface with the same paste-like active material as described above from the coating nozzle 3 to a predetermined thickness, and then passed through the drying furnace 4. . The applied paste-like active material is securely fixed to the other surface of the core material 1 by evaporation of the solution or the like by heating to form the second active material layer 7B. The core material 1 on which the active material layers 7A and 7B are formed on both surfaces passes between the pair of press rolls 9. As a result, the active material layers 7A and 7B are crushed to a predetermined thickness, and a strip-shaped electrode plate element 6 is formed. The electrode body 6 is once wound on the take-up roll 5 and then cut into a predetermined size and divided into individual battery electrodes.
[0005]
Also, as a conventional method for producing a common electrode plate different from the above, the core material is immersed in the paste-like active material stored in the container and then pulled up, and the paste-like active material is placed on both sides. The attached core material is passed through a slit plate disposed above the container so that the paste-like active material has a predetermined thickness, and then the paste-like active material is passed through a drying furnace to dry the active material layer. In addition, a process is also employed in which the active material layer is crushed to a predetermined thickness by passing between a pair of press rolls.
[0006]
In addition, the electrode plate manufactured using any of the manufacturing methods has an exposed portion of the core material in which the active material layer is not formed or an exposed portion of the core material formed by peeling and removing a part of the active material layer. On the other hand, a current collector with a reduced porosity is formed by performing compression processing. A strip-like or strip-like connection lead is attached to the current collecting portion in an electrically connected state by means such as welding in an arrangement projecting to the side of the active material layer.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional electrode plate manufacturing method, when forming the active material layers 7A and 7B on the core material 1, the hoop-shaped core material 1 is conveyed and the paste-like active material 1 is being conveyed. Since the material is applied, the core material 1 is required to have a mechanical strength that can withstand conveyance, so there is a limit to reducing the thickness, and this is a unit volume as a battery and This contributes to hindering the improvement of each energy density per unit weight. That is, as the core material 1, a sintered substrate, a foam metal porous substrate, a punching metal or an expanded metal substrate is mainly used. If any of the core materials 1 is made thin, This is because elongation or tearing occurs due to the applied tension, or tearing occurs without being able to withstand the weight of the applied paste-like active material, and smooth conveyance becomes difficult. Therefore, in the conventional method for manufacturing a battery electrode plate, the thickness of the core material 1 cannot be reduced to 15 μm or less when any of the above-described core materials 1 is used.
[0008]
Further, in the conventional electrode plate manufacturing method, welding is easily performed by crushing the exposed portion of the core material 1 to increase the porosity for the purpose of securely attaching the connection lead to the core material 1 by a joining means such as welding. A current collector that can be made is formed. Therefore, the conventional electrode plate manufacturing method requires a current collector forming step and a mounting step such as welding of connection leads, which increases the number of steps, leading to a reduction in productivity and high cost. Further, the core material 1 could not be thinned because it is necessary to connect the connection leads by welding or the like.
[0009]
Therefore, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems. The battery electrode plate and the battery electrode plate capable of increasing the energy density of the battery can be easily and highly accurately by a simple process. An object of the present invention is to provide a production method that can be produced.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
 In order to achieve the above object, the battery electrode plate of the present invention is integrally provided with a current collecting core made of a metal foil formed by either vapor deposition or electroforming on one surface of an active material layer. IsIn addition, a plurality of non-cut conductive thin wires or a plurality of non-cut reinforcing filaments are embedded between the core material and the active material layer.It is characterized by having.
[0011]
In this battery electrode plate, since the core material is formed from the vapor-deposited metal foil or the electroformed metal foil, the core material can be easily manufactured to a remarkably thin thickness of, for example, 2 to 8 μm. As the material becomes much thinner, it is possible to configure a battery that achieves higher energy density.
[0012]
 Further, in this battery electrode plate, when a plurality of non-cut conductive thin wires are provided, the required current collecting performance can be obtained even with a very thin core material and the mechanical strength can be improved. On the other hand, when a plurality of non-cut reinforcing filaments are provided, the required mechanical strength can be obtained even with a very thin core material. When both are provided, both of the above effects can be obtained together.
[0013]
 In the above invention, the strip-like or strip-like connecting lead is sandwiched between the core material and the active material layer in an electrically connected state with respect to the core material, and is disposed so as to protrude to the side of the active material layer. It is preferable to have a configuration provided. Thus, when the active material layer and the core material are formed in a joined state, the connection lead can be attached to the core material in an electrically connected state simply by being interposed between the active material layer and the core material. There is no need to provide a separate mounting step by welding to the material, and the connection lead can be electrically connected to a very thin core material without hindrance.
[0014]
 In the above invention, as the core material, aluminum foilOrCopper foilForCan be. By using an electrode group constituted by using a core material made of aluminum foil as a positive electrode plate and using a core material made of copper foil as a negative electrode plate, with a separator interposed therebetween. If a lithium secondary battery is manufactured, the energy density of the lithium secondary battery having various features can be further increased.
[0015]
In the above invention, the active material layer is provided on at least one surface of the core material, and the separator is integrally provided on the other surface of the core material directly or via the active material layer by the joining means. You can also Thereby, since the separator is integrally provided on the electrode plate itself, it is possible to manufacture a battery with high productivity by improving the assemblability when the electrode group is configured by overlapping the positive and negative electrode plates, Since the separator and the electrode plate main body are in close contact with no gap, the energy density per unit volume of the battery can be further improved.
[0016]
 The method for producing an electrode plate for a battery according to the present invention is such that, while a strip-shaped carrier film is conveyed in the longitudinal direction, a paste-like active material is applied to one surface, and then the active material is dried.FirstForm an active material layerFirstAn active material layer forming step, and a core material forming step of forming a core material comprising a deposited metal foil by depositing metal on the surface of the active material layer,A second active material layer forming step of forming a second active material layer by applying a paste-like active material to the surface of the core material and then drying the active material;And a film removing step for peeling the carrier film.
[0017]
 In this battery electrode manufacturing method, a core material is formed by vapor-depositing metal on the surface of the active material layer formed on one surface of the carrier film, so that the core material is bonded to the active material layer, for example, 2 It can be easily formed to a very thin thickness of ˜8 μm, and since the carrier film supports the mechanical strength when forming the active material layer while being conveyed, even if the core material is extremely thin, Since the core material does not directly receive a load during conveyance during the manufacturing process, it is possible to manufacture a highly accurate electrode plate in which the core material is not damaged or broken. In addition, since the core material is formed while being integrally bonded to the active material layer, it is not necessary to separately provide a manufacturing process or a bonding process of the core material, thereby improving productivity.Moreover, even if it is a very thin core material, an active material layer can be easily formed in the joining state on both surfaces of the core material.
[0018]
The manufacturing method of the electrode plate for a battery according to another aspect of the invention includes an active material layer in which a paste-like active material is applied to one surface of a belt-like carrier film while being transported in the longitudinal direction, and then the active material is dried. An active material layer forming step for forming a core material, a core material bonding step for bonding a core material made of an electroformed metal foil or a vapor-deposited metal foil to the surface of the active material layer by an adhesive means, and a film removing step for peeling the carrier film It is characterized by having.
[0019]
In this battery electrode manufacturing method, the core material is formed in advance by means of vacuum deposition or electrodeposition in a process separate from the electrode manufacturing process, and then the active material layer formed on one surface of the carrier film For example, even if the core material has a very thin thickness of about 2 to 8 μm, the core material can be easily joined to the active material layer, and the active material layer is formed while being conveyed. Since the carrier film supports the mechanical strength of the core, the core material does not directly receive the load during transportation during the manufacturing process, so a highly accurate electrode plate that does not cause damage or breakage of the core material is manufactured. can do.
[0020]
 UpMemorandumIn the bright battery electrode manufacturing method, after the core material forming step or the core material joining step, a pasty active material was applied to the other surface of the core material on which the first active material layer was joined. After that, an active material layer forming step of forming the second active material layer by drying the active material can be performed. Thereby, even if it is a very thin core material, an active material layer can be easily formed in the joining state on both surfaces of the core material.
[0021]
Furthermore, a method for manufacturing a battery electrode plate according to another invention includes a core material forming step of forming a core material made of vapor-deposited metal foil by vapor-depositing metal on one surface of a strip-shaped separator while being conveyed in the longitudinal direction. Either one of the core material joining steps in which a core material made of electroformed metal foil or vapor-deposited metal foil is joined to one surface of the separator by an adhesive means, and a paste-like active material is applied to the surface of the core material Then, an active material layer forming step of forming an active material layer by drying the active material is characterized.
[0022]
In this method for manufacturing a battery electrode plate, an electrode plate integrally provided with a separator can be manufactured easily and with high accuracy. In addition, since the separator supports the mechanical strength when forming the active material layer while being transported, the core material should not be directly subjected to the load during transport during the manufacturing process, even if it is extremely thin. Therefore, a highly accurate electrode plate can be manufactured without causing damage or breakage.
[0023]
 According to yet another inventionManufacturing method of battery electrode plateAn active material layer forming step of forming an active material layer by coating a paste-like active material on one surface of the belt-shaped carrier film while conveying the belt-like carrier film in the longitudinal direction, and then drying the active material; A connection lead temporary fixing step for temporarily fixing strip-shaped or strip-shaped connection leads on the surface of the layer, and forming a core made of vapor-deposited metal foil by vapor-depositing metal on the surface of the active material layer, and simultaneously connecting the connection leads It has the core material formation process fixed between the said core material and an active material layer, and the film removal process which peels the said carrier film, It is characterized by the above-mentioned..
[0024]
 This has been formedLifeIf the connection lead is positioned at a predetermined relative position to the material layer and temporarily fixed,Core material formationSince the connection lead is attached to the core material in an electrically connected state by performing the process, the process of forming a current collector for welding the connection lead to the core material and the lead connection process of welding the connection lead to the core material This eliminates the need to improve productivity, and allows the connection lead to be attached in an electrically connected state to a very thin core material without hindrance.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1A and 1B show a battery electrode plate according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a perspective view and FIG. 1B is an enlarged cross-sectional view taken along line AA in FIG. This electrode plate for a battery has a configuration in which active material layers 13A and 13B are integrally joined to both surfaces of a current collecting core member 19 made of vapor-deposited metal foil. The core material 19 is formed to an extremely thin thickness d of 2 to 8 μm. A strip-like connection lead 18 is sandwiched and fixed between the core material 19 and the active material layer 13 A with one end thereof being electrically connected to the core material 19 at a predetermined position on the side portion, and the other end portion. Is provided so as to protrude to the side of the active material layers 13A and 13B. Further, in one active material layer 13A, a plurality of conductive thin wires 20 are embedded in contact with the core material 19 in parallel with each other and at equal intervals.
[0026]
The thickness d of the core material 19 of the battery electrode plate is 2 to 8 μm as described above, and is much thinner than the thickness of 15 μm or more of the core material 1 of the conventional electrode plate. The battery configured by using it can achieve a considerably high energy density. In the above electrode plate, since the connection lead 18 is sandwiched between the core material 19 and the active material layer 13A, the connection lead 18 is provided when the active material layer 13A is provided on the surface of the core material 19 in a joined state. The core member 19 can be attached in an electrically connected state simply by being interposed between the two. For this reason, this electrode plate does not require a separate mounting step such as welding of the connection lead 18 to the core material 19, and the connection lead 18 can be electrically connected to the extremely thin core material 19 with no trouble. . Furthermore, the conductive thin wire 20 embedded in the active material layer 13A functions to supplement the conductivity of the extremely thin core material 19 with a thickness d to obtain a required current collecting performance.
[0027]
Therefore, the electrode plate is a positive electrode plate formed using an aluminum vapor-deposited foil as a core material 19 and a negative electrode plate formed using a copper vapor-deposited foil as a core material 19 with a separator therebetween. If a lithium secondary battery is configured using the intervening electrode group as a power generation element, the energy density of the lithium secondary battery having various features as described above can be further increased.
[0028]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a manufacturing process that embodies the manufacturing method of the battery electrode plate according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 2, the manufacturing process of the electrode plate of FIG. 1 is illustrated. Therefore, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The band-shaped carrier film 10 wound around the feeding roll 9 in a coil shape is continuously fed out from the feeding roll 9 at a constant speed and transferred, and on one side thereof (upper surface in the figure), the binding dissolved in the solution. A pasty active material obtained by dispersing positive electrode active material powder or negative electrode active material powder in an agent and binder and kneading is applied from coating nozzle 11 to a predetermined thickness. The carrier film 10 coated with the pasty active material passes through the drying furnace 12. At this time, the paste-like active material is solidified by heating and evaporating the solution or the like, and is firmly fixed to the carrier film 10 so as not to drop off, thereby forming the active material layer 13B.
[0029]
As described above, the connection leads 18 are supplied from the lead supply unit 14 to the surface of the active material layer 13B formed on one surface of the carrier film 10 at a predetermined timing. The supplied connection lead 18 has one end portion of itself in a predetermined arrangement projecting to the side of the active material layer 13B on the surface of the active material layer 13B above the carrier film 10 supported by the support roll 21 from below. Is temporarily fixed by sticking with a pre-applied adhesive.
[0030]
Subsequently, when the carrier film 10 is passed through the vacuum furnace 22, a predetermined metal is heated by the evaporator 23 disposed in the vacuum furnace 22, and the evaporated atoms adhere to the surface of the active material layer 13 B. Then, a deposited metal foil having a predetermined thickness d within a range of 2 to 8 μm is formed on the surface of the active material layer 13 B, and this deposited metal foil becomes the core material 19. Thereby, the core material 19 having an extremely thin thickness d can be easily formed on the surface of the active material layer 13B in a bonded state.
[0031]
A plurality of conductive materials supplied through the supply guide member 24 in the arrangement shown in FIG. 1 on the surface of the core material 19 formed in a bonded state on the surface of the active material layer 13B by the vacuum deposition method as described above. The thin wire 20 is lightly pressed by the upper and lower press rolls 27 and 28. A paste-like active material similar to that described above is applied from the coating nozzle 11 to a predetermined thickness on the surface of the core material 19 against which the plurality of conductive thin wires 20 are pressed, and then passed through the drying furnace 12. At this time, the paste-like active material is solidified by heating and evaporating the binder or the like, and is firmly fixed to the core material 19 so as not to drop off to form the active material layer 13A.
[0032]
Finally, the lowermost carrier film 10 is peeled off by changing the transfer direction via the guide roll 29 and then wound on the film take-up roll 30. The core 19 remaining after the carrier film 10 is peeled and removed, and the electrode plate body 32A composed of the active material layers 13A and 13B bonded to both surfaces thereof are wound around the electrode take-up roll 31. The electrode plate body 32A is cut and divided individually along the broken line indicated by the one-dot chain line in FIG. 3 to obtain the battery electrode plate shown in FIG.
[0033]
In this battery electrode manufacturing method, a core material 19 is formed by depositing a required metal on the surface of the active material layer 13B formed on one surface of the carrier film 10 by a vacuum deposition method. It can be easily formed to a very thin thickness of 2 to 8 μm while being bonded to the material layer 13B. In addition, since the carrier film 10 carries the mechanical strength when forming the active material layers 13A and 13B while being conveyed, the active material layers 13A and 13B are bonded to both surfaces of the core material 19 having a very small thickness. In addition, since the core material 19 does not directly receive the load during conveyance during the manufacturing process and the weight of the active material layers 13A and 13B, the core material 19 does not suffer from problems such as elongation, damage or breakage. A highly accurate electrode plate can be manufactured.
[0034]
Further, after the connection lead 18 is positioned at a predetermined relative position and temporarily fixed with respect to the formed active material layer 13B, the core material 19 is formed in a joined state in the active material layer 13B in a subsequent process, whereby the connection lead 18 is integrated with the core material 19 in an electrically connected state, and is sandwiched and fixed by the active material layer 13 B and the core material 19. Therefore, in this manufacturing method, the process of forming a current collector for welding the connection lead 18 to the core material 19 and the lead connection process of welding the connection lead 18 to the core material 19 are not required, and the productivity is improved. At the same time, the connection lead 18 can be attached to the extremely thin core member 19 in an electrically connected state without any trouble.
[0035]
In the above manufacturing method, the same effect as described above can be obtained even if the order of the steps is partially changed. For example, the connecting lead 18 may be provided after the core material 19 is formed, and the connecting lead 18 may be sandwiched and fixed between the core material 19 and the active material layer 13A. Furthermore, if the thin conductive wire 20 is provided after the active material layer 13B forming step and the thin conductive wire 20 is interposed between the active material layer 13B and the core material 19, the thickness of the conductive thin wire 20 is extremely large. The conductivity of the thin core material 19 can be further increased, and the current collection performance of the core material 19 can be further improved. FIG. 2 shows only the basic steps essential for embodying the manufacturing method of the battery electrode plate of the present invention. For practical use, for example, the active material layers 13A and 13B are formed. Of course, other necessary processes such as a rolling process are provided.
[0036]
4 and 5 are perspective views showing modified electrode plate bodies 32B to 32E that can be manufactured through the manufacturing process of FIG. The electrode plate body 32B in FIG. 4A is provided with strip-shaped connection leads 33 along the widthwise sides of the band-shaped electrode plate body 32B, instead of the strip-shaped connection leads 18. . This electrode plate body 32B can be cut and divided along the cutting line indicated by the one-dot chain line to obtain a battery electrode plate in which the connection leads 33 project from the entire one side. This electrode plate can improve the current collection characteristics by a tabless method, and can constitute a battery having excellent efficiency discharge characteristics.
[0037]
The electrode plate element 32C in FIG. 4B is provided with a strip-like connection lead 33 along one side in the width direction of the electrode plate element 32C. The electrode plate body 32C is cut and divided along cutting lines parallel to each other along the width direction of the electrode plate element body 32C, so that the battery electrode plate with the connection leads 33 projecting from one end in the longitudinal direction is obtained. Obtainable.
[0038]
5A is similar to the electrode plate body 32A of FIG. 3, the strip-like connection leads 18 are provided in a predetermined arrangement, and a plurality of strip-shaped connection leads 18 are provided in the longitudinal direction of the belt. The conductive thin wires 20 are embedded in the active material layer 13 A so as to be parallel to each other, and the plurality of reinforcing fine threads 34 are orthogonal to the conductive thin wires 20 and parallel to each other. It is embedded in 13A. In the battery electrode plate obtained by cutting this electrode plate element 32D with a cutting line indicated by a one-dot chain line, the current collecting performance is provided by the conductive thin wire 20 for the core material 19 having a very thin thickness, and for reinforcement. The thin yarns 34 are assisted to improve the mechanical strength. Also, the electrode plate element 32E of FIG. 6B is an active material layer in which the conductive short lines 37 cut into short lengths are randomly arranged instead of the conductive fine wires 20 in the electrode plate element 32A of FIG. It is embedded in 13A. The conductive short line 37 contributes to the improvement of the conductivity of the active material layer 13A and the improvement of the current collecting performance of the core material 19.
[0039]
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a part of a manufacturing process that embodies a manufacturing method of a battery electrode plate according to a second embodiment of the present invention. The manufacturing method of this embodiment replaces the core material forming step in which the core material 19 is formed using the vacuum furnace 22 in which the evaporator 23 is installed in the manufacturing process of FIG. 2 is provided with a core material joining step for joining the core material 38 made of vapor-deposited metal foil or electroformed metal foil with an adhesive means, and the same steps as in FIG. .
[0040]
In the core material joining step, the adhesive 39 is applied while spraying from the spray nozzle 40 onto the surface of the active material layer 13B on which the connection leads 18 are temporarily fixed, and then is preliminarily 2 to 2 by vacuum deposition means or electrodeposition means. A core material 38 made of a metal foil formed into a thin strip having a thickness of 8 μm is supplied. The core material 38 is bonded to the surface of the active material layer 13B by the adhesive 39 by passing between the pair of press rolls 41 and 42 in a laminated state on the carrier film 10 and the active material layer 13B. Furthermore, the core material 38 is firmly fixed to the surface of the active material layer 13B by the adhesive 39 that is heated and cured by passing through the drying furnace 43, and is integrally joined. In addition, a core material joining process is not restricted to the said structure, For example, you may use other means, such as passing between a pair of hot rolls.
[0041]
In this manufacturing method, the core material 38 is previously formed by means of vapor deposition or electrodeposition in a process separate from the series of manufacturing processes of the electrode plate, and then formed on the surface of the active material layer 13B formed on one surface of the carrier film 10. Since the core material 38 is formed with an extremely thin thickness of about 2 to 8 μm because it is bonded by an adhesive means, the core material 38 can be easily bonded to the active material layer 13B, and the active material layer 13A, Since the carrier film 10 carries the mechanical strength when forming 13B, the core material 38 is not directly subjected to a load during conveyance during the manufacturing process, so that the core material 38 is not damaged or broken. An accurate electrode plate can be manufactured.
[0042]
7A and 7B show a battery electrode plate according to another embodiment of the present invention, in which FIG. 7A is a perspective view and FIG. 7B is an enlarged cross-sectional view taken along line BB in FIG. This battery electrode plate has a configuration in which a separator 44 is joined to and integrated with a lower surface having the same configuration as the battery electrode plate of FIG. In this battery electrode plate, in addition to obtaining the same effect as described in the battery electrode plate of the embodiment, since the separator 44 is integrally provided, the positive and negative electrode plates are overlapped. Assembling property when configuring the electrode group can be improved, productivity can be improved, and unlike the existing electrode group in which the separator is a separate body, the separator 44 is closely attached to the active material layer 13B without a gap. Therefore, the energy density per unit volume as a battery can be improved.
[0043]
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a manufacturing process that embodies the manufacturing method of the battery electrode plate according to the third embodiment of the present invention, specifically illustrating the manufacturing process of the electrode plate of FIG. Is. 2 differs from the manufacturing process of FIG. 2 in that a separator 44 is used instead of the carrier film 10 and a core material 19 is formed by vapor-depositing metal on one surface of the separator 44. The process of peeling and removing the film 10 is reduced.
[0044]
In this manufacturing method, an electrode plate integrally provided with the separator 44 in a stacked state can be manufactured easily and with high accuracy. Moreover, since the core material 19 is formed by vapor-depositing a metal on one surface of the separator 44, the core material 19 can be easily formed to a very thin thickness of 2 to 8 μm, and the active material layers 13A and 13B are formed while being conveyed. Since the separator 44 carries the mechanical strength at that time, even if the core material 19 is very thin, the core material 19 is not directly subjected to a load during conveyance during the manufacturing process, and thus the core material 19 is damaged. It is possible to manufacture a highly accurate electrode plate that does not cause breakage.
[0045]
Instead of the step of forming the core material 19 by the vacuum vapor deposition method in the above manufacturing process, the core material joining step shown in FIG. 6 is adopted, and the core material 38 made of vapor-deposited metal foil or electroformed metal foil, After adhering to one surface of the separator 44 or the surface of the active material layer 13B formed on one surface of the separator 44, the active material layer 13A may be laminated on the core material 38.
[0046]
【The invention's effect】
 As described above, according to the battery electrode plate of the present invention,,coreThe thickness of the material can be remarkably reduced, and a battery with high energy density can be configured.
[0047]
Further, according to the method for manufacturing a battery electrode plate of the present invention, a metal is deposited on the surface of the active material layer formed on one surface of the carrier film to form a core material, or from a deposited metal foil or an electroformed metal foil. Since the core material is bonded, the carrier film supports the mechanical strength when forming the active material layer while transporting, so even if the core material is extremely thin, the core material is transported during the manufacturing process. Since the load at the time is not directly received, it is possible to manufacture a highly accurate electrode plate in which the core material is not damaged or broken. In addition, when a separator is used instead of the carrier film, an electrode plate provided with a core material and a separator having a very thin thickness of, for example, 2 to 8 μm in a laminated state can be manufactured easily and with high accuracy. Can do.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B show a battery electrode plate according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a perspective view and FIG. 1B is an enlarged cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a manufacturing process that embodies the manufacturing method of the battery electrode plate according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing an electrode plate body manufactured by the above manufacturing method and before cutting.
FIGS. 4A and 4B are perspective views showing a modified electrode plate element that can be manufactured by the same manufacturing method. FIG.
FIGS. 5A and 5B are perspective views showing another modified electrode plate element that can be manufactured by the same manufacturing method. FIG.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a part of a manufacturing process that embodies a manufacturing method of a battery electrode plate according to a second embodiment of the present invention.
7A and 7B show a battery electrode plate according to another embodiment of the present invention, in which FIG. 7A is a perspective view, and FIG. 7B is an enlarged cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram illustrating a manufacturing process that embodies a manufacturing method of a battery electrode plate according to a third embodiment of the present invention.
FIGS. 9A and 9B are schematic configuration diagrams sequentially showing a manufacturing process of a conventional battery electrode plate. FIGS.
[Explanation of symbols]
10 Carrier film
13A, 13B active material layer
18, 33 Connection lead
19, 38 Core material
20 Conductive wire
34 Reinforcing thread
39 Adhesive
44 Separator
d Thickness of core material

Claims

活物質層の一面に、蒸着法または電鋳法の何れかにより形成された金属箔からなる集電用芯材が一体に設けられ、芯材と活物質層との間に、複数本の非カット状態の導電性細線または複数本の非カット状態の補強用細糸が埋設されていることを特徴とする電池用極板。On one surface of the active material layer, a current collecting core material made of a metal foil formed by either vapor deposition or electroforming is integrally provided , and a plurality of non- core materials are provided between the core material and the active material layer. A battery electrode plate in which cut conductive thin wires or a plurality of non-cut reinforcing fine yarns are embedded .

芯材と活物質層との間に、複数本の非カット状態の導電性細線および複数本の非カット状態の補強用細糸が埋設されている請求項１に記載の電池用極板。The battery electrode plate according to claim 1, wherein a plurality of non-cut conductive thin wires and a plurality of non-cut reinforcing fine threads are embedded between the core material and the active material layer.

芯材として、アルミニウム箔または銅箔が用いられている請求項１または２に記載の電池用極板。As core material, battery plate of claim 1 or 2 aluminum foil or a copper foil is needed use.

短冊状または帯状の接続用リードが、芯材に対し電気的接続状態で前記芯材と活物質層との間に固定されて、前記活物質層の側方に突出する配置で設けられている請求項１ないし３の何れかに記載の電池用極板。A strip-like or strip-like connecting lead is provided between the core material and the active material layer in an electrically connected state to the core material, and is provided in an arrangement protruding to the side of the active material layer. The electrode plate for a battery according to any one of claims 1 to 3 .

芯材の少なくとも一面に活物質層が設けられているとともに、前記芯材の他面に、直接または活物質層を介在してセパレータが接合手段で一体に設けられている請求項１ないし４の何れかに記載の電池用極板。 The active material layer is provided on at least one surface of the core material, and the separator is integrally provided on the other surface of the core material directly or via the active material layer by a joining means. The battery electrode plate according to any one of the above.

帯状のキャリアフィルムを長手方向に搬送しながら、その一面にペースト状の活物質を塗着したのち、その活物質を乾燥させて第１の活物質層を形成する第１活物質層形成工程と、
前記活物質層の表面に金属を蒸着して蒸着金属箔からなる芯材を形成する芯材形成工程と、
前記芯材の表面にペースト状の活物質を塗着したのち、その活物質を乾燥させて第２の活物質層を形成する第２活物質層形成工程と、
前記キャリアフィルムを剥離するフィルム除去工程とを有していることを特徴とする電池用極板の製造方法。While conveying a strip of carrier film in the longitudinal direction, after Nurigi a pasty active material on one surface thereof, a first active material layer formation step of forming a first active material layer by drying the active material ,
A core material forming step in which a metal is deposited on the surface of the active material layer to form a core material made of a deposited metal foil; and
A second active material layer forming step of forming a second active material layer by applying a paste-like active material to the surface of the core material and then drying the active material;
A method for producing a battery electrode plate, comprising: a film removing step for peeling the carrier film.

帯状のキャリアフィルムを長手方向に搬送しながら、その一面にペースト状の活物質を塗着したのち、その活物質を乾燥させて活物質層を形成する活物質層形成工程と、
前記活物質層の表面に電鋳金属箔または蒸着金属箔からなる芯材を接着手段で接合する芯材接合工程と、
前記キャリアフィルムを剥離するフィルム除去工程とを有していることを特徴とする電池用極板の製造方法。An active material layer forming step of forming an active material layer by drying the active material after applying a paste-like active material on one surface while conveying the belt-shaped carrier film in the longitudinal direction;
A core material joining step in which a core material made of electroformed metal foil or vapor deposited metal foil is joined to the surface of the active material layer by an adhesive means;
A method for producing a battery electrode plate, comprising: a film removing step for peeling the carrier film.

芯材形成工程または芯材接合工程の後に、一面に第１の活物質層が接合された芯材の他面にペースト状の活物質を塗着したのち、その活物質を乾燥させて第２の活物質層を形成する活物質層形成工程を有している請求項７に記載の電池用極板の製造方法。After the core material forming step or the core material joining step, a paste-like active material is applied to the other surface of the core material on which the first active material layer is joined, and then the active material is dried to obtain the second The manufacturing method of the battery electrode plate of Claim 7 which has the active material layer formation process which forms the active material layer of this.

帯状のセパレータを長手方向に向け搬送しながら、その一面に金属を蒸着して蒸着金属箔からなる芯材を形成する芯材形成工程または前記セパレータの一面に電鋳金属箔または蒸着金属箔からなる芯材を接着手段で接合する芯材接合工程の何れか一方の工程と、
前記芯材の表面にペースト状の活物質を塗着したのち、その活物質を乾燥させて活物質層を形成する活物質層形成工程とを有していることを特徴とする電池用極板の製造方法。While transporting the strip-shaped separator in the longitudinal direction, a metal material is deposited on one surface thereof to form a core material made of vapor-deposited metal foil, or one surface of the separator is made of electroformed metal foil or vapor-deposited metal foil. Any one of the core material joining steps of joining the core material with an adhesive means;
A battery electrode plate comprising: an active material layer forming step of forming an active material layer by applying a pasty active material to the surface of the core material and then drying the active material Manufacturing method.

帯状のキャリアフィルムを長手方向に搬送しながら、その一面にペースト状の活物質を塗着したのち、その活物質を乾燥させて活物質層を形成する活物質層形成工程と、
活物質層表面に、短冊状または帯状の接続リードを仮止めする接続リード仮止め工程と、
前記活物質層の表面に金属を蒸着して蒸着金属箔からなる芯材を形成し、同時に前記接続リードを前記芯材と活物質層との間に固定する芯材形成工程と、
前記キャリアフィルムを剥離するフィルム除去工程とを有していることを特徴とする電池用極板の製造方法。 An active material layer forming step of forming an active material layer by drying the active material after applying a paste-like active material on one surface while conveying the belt-shaped carrier film in the longitudinal direction;
A connection lead temporary fixing step of temporarily fixing a strip-shaped or strip-shaped connection lead to the surface of the active material layer,
Forming a core made of a deposited metal foil by vapor-depositing a metal on the surface of the active material layer, and simultaneously fixing the connection lead between the core material and the active material layer;
A method for producing a battery electrode plate, comprising: a film removing step for peeling the carrier film .