JPH0794171A - Manufacture of sheet type plate and nonaqueous electrolyte battery - Google Patents
Manufacture of sheet type plate and nonaqueous electrolyte batteryInfo
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- JPH0794171A JPH0794171A JP5239758A JP23975893A JPH0794171A JP H0794171 A JPH0794171 A JP H0794171A JP 5239758 A JP5239758 A JP 5239758A JP 23975893 A JP23975893 A JP 23975893A JP H0794171 A JPH0794171 A JP H0794171A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上利用分野】本発明は非水電解質電池に使用され
るシート状電極の製造方法の改良に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improved method for producing a sheet electrode used in a non-aqueous electrolyte battery.
【０００２】[0002]
【従来の技術】非水電解質電池は、用いる非水電解質の
電気伝導度が水系電解質電池に比べ低いので、導電性支
持体に形成される電極層の厚みを薄くする必要がある。
また、円筒型電池では活物質充填量を上げるため、加圧
により充填密度を高めたシート状の電極を巻回した渦巻
式構造が採用されている。シート状電極板は、活物質、
導電剤、結着剤、溶媒を添加して混練し、スラリー状の
電極合剤を調製し、さらに、圧入充填あるいは、塗布に
よって導電性支持体の両面に電極合剤層を形成し製造さ
れる。電池用電極としては、単位体積当たりの電極合剤
の密度により電池特性、特に放電特性が決定される。電
極層を薄くし、さらに充填密度を高めるために、導電性
支持体の両面に形成された電極合剤層は、数段のローラ
ープレス機で圧延を繰り返し、所望の充填密度、厚みに
整えられる。2. Description of the Related Art In a non-aqueous electrolyte battery, the electric conductivity of the non-aqueous electrolyte used is lower than that of the water-based electrolyte battery, so that the thickness of the electrode layer formed on the conductive support must be reduced.
Further, in a cylindrical battery, in order to increase the filling amount of the active material, a spiral structure in which a sheet-like electrode having a higher packing density by pressure is wound is adopted. The sheet-shaped electrode plate is composed of an active material,
A conductive agent, a binder, and a solvent are added and kneaded to prepare a slurry-like electrode mixture, which is further manufactured by forming an electrode mixture layer on both surfaces of the conductive support by press-fit filling or coating. . As the battery electrode, the battery characteristics, particularly the discharge characteristics, are determined by the density of the electrode mixture per unit volume. In order to make the electrode layer thinner and further increase the packing density, the electrode mixture layers formed on both sides of the conductive support are repeatedly rolled by several stages of roller press machine to be adjusted to the desired packing density and thickness. .
【０００３】従来、導電性支持体として導電性多孔基板
が用いられてきた。導電性多孔基板を用いた場合のプレ
ス方法は、特開昭６０−１００３６７、特開平３−２９
２６９や特開平５−２１０５５などに提案されており、
ローラー掛けの回数（極板のローラーニップ通過回数）
として、５回程度のプレスがなされ、通常ローラープレ
ス圧力は５００〜２０００kg／cm2 で行われる（特開昭
６４−５９７６４）。ローラー掛けの回数が回数が多く
なると充填密度が高まり電極板の厚みは薄くなっていく
が、極板が延伸するため、極板の蛇行、破断強度の低下
や電極合剤層と導電性支持体との密着力の低下が起こ
り、後工程、特に巻回工程で極板電極合剤の剥離や脱
落、極板の破断などの不良が発生する問題があった。前
記提案は、これらの問題に対しなされたもので、更に、
特開平３−２０１３６６では、１回のローラー掛けで所
定の最終厚さまでプレスすることが開示されている。導
電性多孔基板を用いる場合に、特開平３−７７２７０、
特開平３−２０１３６６、特開平３−２９２６９が提案
しているように、ローラー直径は１００mm程度で十分問
題のないローラープレスが行われるが、導電性支持体と
して金属箔を用いた場合に、プレス及び後工程の巻回工
程で、電極合剤層の剥離が多発する問題が発生した。調
査の結果、金属箔は、支持体表面が非常に平滑なため、
支持体上に形成された電極合剤層と金属箔界面でアンカ
ー効果等の物理的な密着を期待することができず、導電
性多孔基板を用いた場合に比べ密着力が極端に低下して
いることが判った。また、前記圧力範囲でローラープレ
スを行った場合、１０回のローラー掛けを行っても充填
密度が上がらず、円筒型電池の放電容量の低下を引き起
こした。製造設備のコストの点からも、設備効率、簡易
化のために数回のローラー掛けでプレスを行うことが望
ましい。特開平４−２４９８５７などでは、平面的なプ
レスによる製造方法が開示されているが、この方法は大
掛かりな装置を必要とするため、量産性の観点から連続
プレスができるローラープレス法に及ばない。Conventionally, a conductive porous substrate has been used as a conductive support. The pressing method using a conductive porous substrate is described in JP-A-60-100376 and JP-A-3-29.
269 and Japanese Patent Laid-Open No. 5-21055,
Number of times roller is applied (number of times the electrode plate passes the roller nip)
As such, the pressing is performed about 5 times, and the roller pressing pressure is usually 500 to 2000 kg / cm 2 (JP-A-64-59764). When the number of times of roller application increases, the packing density increases and the thickness of the electrode plate becomes thinner, but the electrode plate stretches, so the electrode plate meanders, lowers the breaking strength, and reduces the electrode mixture layer and the conductive support. There is a problem in that the adhesion force with the electrode decreases, and defects such as peeling and falling of the electrode plate electrode mixture and breakage of the electrode plate occur in the subsequent step, particularly the winding step. The proposal was made to address these issues, and
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 3-201366 discloses that a roller is pressed once to press to a predetermined final thickness. In the case of using a conductive porous substrate, JP-A-3-77270,
As proposed in JP-A-3-201366 and JP-A-3-29269, a roller press having a roller diameter of about 100 mm causes no problem, but when a metal foil is used as a conductive support, the press is performed. Also, in the subsequent winding step, the electrode mixture layer frequently peeled off. As a result of the investigation, since the support surface of the metal foil is very smooth,
It is not possible to expect physical adhesion such as anchor effect at the interface between the electrode mixture layer formed on the support and the metal foil, and the adhesion strength is extremely reduced compared to the case where a conductive porous substrate is used. I found out that In addition, when the roller pressing was performed within the above pressure range, the packing density did not increase even after the roller application was performed 10 times, and the discharge capacity of the cylindrical battery decreased. From the viewpoint of the cost of the manufacturing facility, it is desirable to press the roller several times for facility efficiency and simplification. Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-249857 discloses a manufacturing method using a flat press, but this method requires a large-scale device, and thus is inferior to the roller pressing method capable of continuous pressing from the viewpoint of mass productivity.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決するためになされたもので、金属箔の両面に電極合
剤を塗布した極板のローラープレス工程での電極合剤の
剥離による工程の不良発生を抑制しつつ高充填密度のシ
ート状電極板を得る製造方法を提供しようとするもので
ある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is achieved by peeling the electrode mixture in a roller pressing step of an electrode plate coated with the electrode mixture on both sides of a metal foil. An object of the present invention is to provide a manufacturing method for obtaining a sheet electrode plate having a high packing density while suppressing the occurrence of process defects.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、導電性
金属箔の両面に電極材料を塗布し、乾燥した後に、ロー
ラープレスにより加圧し、シート状極板を製造する方法
において、ローラープレスのローラー直径を３００mm以
上３０００mm以下にすることにより達せられる。ローラ
ーの最大径は特に限定されるものではないが、製造スペ
ースなどにより決定され、好ましくは、３０００mm以下
である。多段プレスの場合、ローラーの径は同じであっ
てもよいし、異なってもよい。本発明における導電性金
属箔は特に限定されるものではないが、アルミ、銅、ニ
ッケル、チタン、ステンレスなどを用いることができ、
厚みは１〜２００μmが好ましい。プレス圧力は２００
０kg／cm2 以上、１００００kg／cm2 以下が好ましい。
特に好ましくは、３０００kg／cm2 以上１００００kg／
cm2 以下である。多段プレスの場合、圧力は同じあって
もよいし、異なってもよい。また、ローラーニップのク
リアランスも同じであってもよいし、異なってもよい。
ローラーの材質は特に限定するものではないが、ローラ
ー硬度はショアーＤ硬度計の測定方法で７０度〜１００
度であることが好ましい。特に好ましくは、８０度以上
１００度以下である。多段プレスの場合、ローラーの硬
度は同じであってもよいし異なってもよい。本発明にお
けるシート状電極合剤に働く張力は、１０ｇ／cm〜７０
０ｇ／cmが好ましく、特に２０ｇ／cm〜５００ｇ／cmが
よい。また、ローラーの温度は特に限定されるものでは
ないが、室温〜２００℃が好ましい。プレス速度は０．
１m／分〜１００m ／分が好ましく、特に好ましくは、
０．１m ／分〜５０ｍ／分である。多段のローラープレ
スを行う場合、図１に示すようにローラーニップを直列
に配置する方法や図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ロ
ーラーを直列に配置する方法などを用いることができ
る。さらに特殊な方法として、図３のように１つのロー
ラーの周囲に複数のローラーを配置した多段プレスを用
いることもできる。図１の多段ローラープレスの場合に
は、各ローラーの間にダンシングロールを設け、下流の
ローラーの速度を調節しながらプレスを行うこともでき
る。An object of the present invention is to apply a electrode material to both surfaces of a conductive metal foil, dry it, and then press it with a roller press to produce a sheet-like electrode plate. It can be achieved by setting the roller diameter of the above to 300 mm or more and 3000 mm or less. The maximum diameter of the roller is not particularly limited, but is determined by the manufacturing space and the like, and is preferably 3000 mm or less. In the case of a multi-stage press, the diameters of the rollers may be the same or different. The conductive metal foil in the present invention is not particularly limited, but aluminum, copper, nickel, titanium, stainless steel or the like can be used,
The thickness is preferably 1 to 200 μm. Press pressure is 200
0 kg / cm 2 or more, preferably 10000 kg / cm 2 or less.
Particularly preferably, 3000 kg / cm 2 or more and 10000 kg /
It is not more than cm 2 . In the case of a multi-stage press, the pressure may be the same or different. Further, the clearance of the roller nip may be the same or different.
The material of the roller is not particularly limited, but the roller hardness is 70 degrees to 100 by the Shore D hardness meter measurement method.
The degree is preferably. Particularly preferably, it is 80 degrees or more and 100 degrees or less. In the case of a multi-stage press, the hardness of the rollers may be the same or different. The tension acting on the sheet-shaped electrode mixture in the present invention is 10 g / cm to 70
0 g / cm is preferable, and 20 g / cm to 500 g / cm is particularly preferable. The temperature of the roller is not particularly limited, but it is preferably room temperature to 200 ° C. Press speed is 0.
1 m / min to 100 m / min is preferable, and particularly preferable is
It is from 0.1 m / min to 50 m / min. When performing a multi-stage roller press, a method of arranging roller nips in series as shown in FIG. 1 or a method of arranging rollers in series as shown in FIGS. 2A and 2B can be used. . As a more special method, it is also possible to use a multi-stage press in which a plurality of rollers are arranged around one roller as shown in FIG. In the case of the multi-stage roller press of FIG. 1, it is possible to provide a dancing roll between each roller and perform the pressing while adjusting the speed of the downstream roller.
【０００６】電極材料は導電性金属箔の両面に塗布さ
れ、プレスを行う前に乾燥される。塗布方法は、一般的
な方法を用いることができる。例えば、リバースロール
法、ダイレクトロール法、ブレード法、ナイフ法、エク
ストルージョン法、カーテン法グラビア法、バー法、デ
ィップ法を挙げることができる。ブレード法、ナイフ
法、エクストルージョン法が好ましい。乾燥では、搬送
ローラーやプレスローラーが汚れない程度以下に塗布さ
れた電極合剤層から溶媒が除去される。乾燥の方法は、
特に限定されるものではなく、熱風乾燥、遠赤外線法、
ドラム接触法、などを用いることができる。また乾燥
後、直ちにプレスを行ってもよいし、一旦、巻き取った
後にプレスを行うこともできる。The electrode material is applied on both sides of the conductive metal foil and dried before pressing. As a coating method, a general method can be used. For example, a reverse roll method, a direct roll method, a blade method, a knife method, an extrusion method, a curtain method gravure method, a bar method, and a dip method can be mentioned. A blade method, a knife method, and an extrusion method are preferable. In the drying, the solvent is removed from the electrode mixture layer applied to the extent that the transport roller and the press roller are not soiled. The drying method is
It is not particularly limited, hot air drying, far infrared method,
A drum contact method or the like can be used. Further, pressing may be carried out immediately after drying, or it may be carried out once after being wound up.
【０００７】本発明によってプレスされる導電性金属箔
上に形成された電極合剤層は、電極活物質、導電剤、結
着剤などを含むことができる。電極活物質としては、Ｈ
+ 、Ｌｉ+ 、Ｎａ+ 、Ｋ+ が挿入および／または放出で
きる化合物であればよいが、なかでも、遷移金属酸化
物、炭素質材料を用いることができ、特に、リチウム含
有金属酸化物、遷移金属酸化物、炭素質材料が好まし
い。（遷移金属はＭｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｖ、Ｆｅを主体と
することが好ましい。）具体的には、ＬｉＣｏＯ2、Ｌ
ｉＮｉＯ2 、ＬｉＣｏ0.5 Ｎｉ0.5 Ｏ2 、ＬｉＭｎ2 Ｏ
4 、ＬｉＣｏＶＯ4、ＬｉＣｏ0.9 Ｓｎ0.1 Ｏ2 、Ｌｉ
Ｃｏ0.9 Ｔｉ0.1 Ｏ2 、ＬｉＣｏ0.9 Ａｌ0. 1 Ｏ2 、Ｌ
ｉＣｏ0.9 Ｉｎ0.1 Ｏ2 、ＬｉＣｏ0.9 Ｙ0.1 Ｏ2 、Ｌ
ｉＣｏ0.9 Ｃｅ0.1 Ｏ2 、Ｆｅ3 Ｏ4 、Ｖ6 Ｏ13、Ｖ2
Ｏ5 などがあげられる。好ましい炭素質材料としては、
００２面の面間隔が３．３５〜３．８０Ａ（オングスト
ロ−ム）、密度が１．１〜１．７ｇ／cm3 のものが好ま
しく、黒鉛、石油コークス、クレゾール樹脂焼成炭素、
フラン樹脂焼成炭素、ポリアクリロニトリル繊維焼成炭
素、気相成長炭素、メソフェーズピッチ焼成炭素などを
挙げることができる。導電剤は、構成された電池におい
て化学変化を起こさない電子導伝性材料であれば何でも
よい。通常、天然黒鉛（鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛など）、
人工黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケ
ッチェンブラック、炭素繊維、金属粉、金属繊維あるい
はポリフェニレン誘導体などの導電性材料を１種または
これらの混合物として含ませることができる。黒鉛とア
セチレンブラックの併用が特に好ましい。The electrode mixture layer formed on the conductive metal foil pressed according to the present invention may contain an electrode active material, a conductive agent, a binder and the like. As the electrode active material, H
Any compound capable of inserting and / or releasing + , Li + , Na + , and K + may be used. Among them, transition metal oxides and carbonaceous materials can be used, and particularly lithium-containing metal oxides and transition metals can be used. Metal oxides and carbonaceous materials are preferred. (It is preferable that the transition metal is mainly composed of Mn, Co, Ni, V, and Fe.) Specifically, LiCoO 2 , L
iNiO 2 , LiCo 0.5 Ni 0.5 O 2 , LiMn 2 O
4 , LiCoVO 4 , LiCo 0.9 Sn 0.1 O 2 , Li
Co 0.9 Ti 0.1 O 2, LiCo 0.9 Al 0. 1 O 2, L
iCo 0.9 In 0.1 O 2 , LiCo 0.9 Y 0.1 O 2 , L
iCo 0.9 Ce 0.1 O 2 , Fe 3 O 4 , V 6 O 13 , V 2
O 5 and the like. As a preferred carbonaceous material,
It is preferable that the 002 plane has a surface spacing of 3.35-3.80 A (angstrom) and a density of 1.1-1.7 g / cm 3 , and graphite, petroleum coke, cresol resin calcined carbon,
Furan resin calcined carbon, polyacrylonitrile fiber calcined carbon, vapor grown carbon, mesophase pitch calcined carbon and the like can be mentioned. The conductive agent may be any electron conductive material that does not undergo a chemical change in the constructed battery. Usually, natural graphite (scaly graphite, flake graphite, etc.),
A conductive material such as artificial graphite, carbon black, acetylene black, Ketjen black, carbon fiber, metal powder, metal fiber or polyphenylene derivative may be contained alone or as a mixture thereof. The combined use of graphite and acetylene black is particularly preferred.
【０００８】結着剤としては、多糖類、熱可塑性樹脂及
びゴム弾性を有するポリマーを少なくとも１種またはこ
れらの混合物を用いることができる。好ましい例として
は、でんぷん、ポリビニルアルコール、カルボキシメチ
ルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セ
ルロース、ジアセチルセルロース、ポリビニルクロリ
ド、ポリビニルピロリドン、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリ弗化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー（ＥＰ
ＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、スチレンブタジエンゴ
ム、ポリブタジエン、フッ素ゴム及びポリエチレンオキ
シドを挙げることができる。結着剤は溶媒に溶けてもよ
いし、分散または懸濁などのように析出してもよい。溶
媒は水または少なくとも１種の有機溶剤またはこれらの
混合物を用いることができる。本発明により製造された
電極シートは非水電解質電池に用いられるが、好ましく
は、非水電解質二次電池である。電極シートは、円筒型
電池の場合巻回されて用いられるが、折りたたみ型など
の電池に用いることもできる。As the binder, at least one kind of a polysaccharide, a thermoplastic resin and a polymer having rubber elasticity or a mixture thereof can be used. Preferred examples are starch, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, diacetyl cellulose, polyvinyl chloride, polyvinylpyrrolidone, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer. (EP
DM), sulfonated EPDM, styrene butadiene rubber, polybutadiene, fluororubber and polyethylene oxide. The binder may be dissolved in a solvent or may be precipitated such as dispersed or suspended. As the solvent, water or at least one organic solvent or a mixture thereof can be used. The electrode sheet manufactured according to the present invention is used in a non-aqueous electrolyte battery, but is preferably a non-aqueous electrolyte secondary battery. The electrode sheet is wound and used in the case of a cylindrical battery, but can also be used in a foldable battery or the like.
【０００９】[0009]
【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明をさらに詳し
く説明するが、本発明の主旨を越えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。 実施例１ 正極活物質としてＬｉＣｏＯ2 を８８重量部、導電剤と
してアセチレンブラック９重量部の割合で混合し、さら
に結着剤としてポリ弗化ビニリデンを３重量部加え、溶
媒としてＮ−メチルピロリドンを添加し調製した電極合
剤を厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に塗布し、乾
燥後図４に示すような装置を使い、ローラープレス３回
掛けを行った。ローラーは直径３００mmの金属ローラー
でショアーＤ硬度９０度、圧力は５０００kg／cm2 、速
度３m ／分であった。厚さ約３７０μm の正極シートを
作成した。圧縮率は約１／２であった。 実施例２ 直径が７００mmの金属ローラーを使用した以外、実施例
１と同様な方法により正極シートを作成した。 実施例３ 直径が１５００mmの金属ローラーを使用した以外、実施
例１と同様な方法により正極シートを作成した。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the invention is not limited to the following examples as long as the gist of the present invention is not exceeded. Example 1 88 parts by weight of LiCoO 2 as a positive electrode active material and 9 parts by weight of acetylene black as a conductive agent were mixed, 3 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder was added, and N-methylpyrrolidone was used as a solvent. The electrode mixture prepared by adding was applied on both sides of an aluminum foil having a thickness of 20 μm, and after drying, a roller press was applied three times using an apparatus as shown in FIG. The roller was a metal roller having a diameter of 300 mm, a Shore D hardness of 90 degrees, a pressure of 5000 kg / cm 2 , and a speed of 3 m / min. A positive electrode sheet having a thickness of about 370 μm was prepared. The compression ratio was about 1/2. Example 2 A positive electrode sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that a metal roller having a diameter of 700 mm was used. Example 3 A positive electrode sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that a metal roller having a diameter of 1500 mm was used.
【００１０】実施例４ 負極活物質としてＬｉＣｏＶＯ4 （炭酸リチウムと酸化
コバルトと５酸化バナジウムを空気中で１０００℃２４
時間焼成したもの）を８５重量部、導電剤としてアセチ
レンブラック６重量部、黒鉛６重量部の割合で混合し、
さらに結着剤としてエチルアクリレート、エチレン無水
マレイン酸の共重合化合物を３重量部加え、溶媒として
トルエンを添加調製した電極合剤を厚さ２０μm の銅箔
の両面に塗布し、乾燥後、図４に示す装置にてローラー
プレスを行った。直径３００mm、ショアーＤ硬度９０度
の金属ローラー、圧力５０００kg／cm2 、速度３m ／分
でプレスを行い、厚さ約２２０μm の負極シートを作成
した。圧縮率は約１／２であった。 実施例５ 直径が７００mmの金属ローラーを使用した以外、実施例
４と同様な方法により負極シートを作成した。 実施例６ 直径が１５００mmの金属ローラーを使用した以外、実施
例４と同様な方法により負極シートを作成した。Example 4 LiCoVO 4 (lithium carbonate, cobalt oxide and vanadium pentoxide was used as the negative electrode active material in air at 1000 ° C. 24
85 parts by weight), 6 parts by weight of acetylene black as a conductive agent, and 6 parts by weight of graphite are mixed,
Furthermore, 3 parts by weight of a copolymerization compound of ethyl acrylate and ethylene maleic anhydride as a binder was added, and toluene was added as a solvent. The prepared electrode mixture was applied to both sides of a copper foil having a thickness of 20 μm, dried, and then dried. Roller pressing was performed with the device shown in FIG. A metal roller having a diameter of 300 mm and a Shore D hardness of 90 degrees was pressed at a pressure of 5000 kg / cm 2 and a speed of 3 m / min to prepare a negative electrode sheet having a thickness of about 220 μm. The compression ratio was about 1/2. Example 5 A negative electrode sheet was prepared in the same manner as in Example 4, except that a metal roller having a diameter of 700 mm was used. Example 6 A negative electrode sheet was prepared in the same manner as in Example 4 except that a metal roller having a diameter of 1500 mm was used.
【００１１】実施例７ 正極活物質としてＬｉＭｎＯ2 を８８重量部、導電剤と
してアセチレンブラック９重量部の割合で混合し、さら
に結着剤としてポリ弗化ビニリデンを３重量部加え、溶
媒としてＮ−メチルピロリドンを添加し調製した電極合
剤を厚さ２０μm のアルミニウム箔の両面に塗布し、乾
燥後図４に示すような装置を使い、ローラープレス３回
掛けを行った。ローラーは直径５００mmの金属ローラー
でショアーＤ硬度９０度、圧力は５０００kg／cm2 、速
度３m ／分であった。厚さ約３７０μm の正極シートを
作成した。圧縮率は約１／２であった。 実施例８ プレス圧力２０００kg／cm2 、直径７００mmの金属ロー
ルを使用した以外、実施例７と同様な方法により正極シ
ートを作成した。 実施例９ プレス圧力を５０００kg／cm2 とした以外、実施例８と
同様な方法により正極シートを作成した。 実施例１０ プレス圧力１００００kg／cm2 とした以外、実施例８と
同様な方法により正極シートを作成した。 実施例１１ プレス圧力２０００kg／cm2 、直径５００mmの金属ロー
ルを使用した以外、実施例４と同様な方法により負極シ
ートを作成した。 実施例１２ プレス圧力を５０００kg／cm2 とした以外、実施例１１
と同様な方法により負極シートを作成した。 実施例１３ プレス圧力を１００００kg／cm2 とした以外、実施例１
１と同様な方法により負極シートを作成した。Example 7 88 parts by weight of LiMnO 2 as a positive electrode active material and 9 parts by weight of acetylene black as a conductive agent were mixed, 3 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder was added, and N- as a solvent. The electrode mixture prepared by adding methylpyrrolidone was applied to both sides of an aluminum foil having a thickness of 20 μm, dried and then rolled three times using a device as shown in FIG. The roller was a metal roller having a diameter of 500 mm, a Shore D hardness of 90 degrees, a pressure of 5000 kg / cm 2 , and a speed of 3 m / min. A positive electrode sheet having a thickness of about 370 μm was prepared. The compression ratio was about 1/2. Example 8 A positive electrode sheet was prepared in the same manner as in Example 7 except that a metal roll having a pressing pressure of 2000 kg / cm 2 and a diameter of 700 mm was used. Example 9 A positive electrode sheet was produced in the same manner as in Example 8 except that the pressing pressure was 5000 kg / cm 2 . Example 10 A positive electrode sheet was produced in the same manner as in Example 8 except that the pressing pressure was 10,000 kg / cm 2 . Example 11 A negative electrode sheet was prepared in the same manner as in Example 4 except that a metal roll having a pressing pressure of 2000 kg / cm 2 and a diameter of 500 mm was used. Example 12 Example 11 except that the pressing pressure was 5000 kg / cm 2.
A negative electrode sheet was prepared in the same manner as in. Example 13 Example 1 except that the press pressure was 10,000 kg / cm 2.
A negative electrode sheet was prepared in the same manner as in 1.
【００１２】実施例１４ 負極活物質として石油系コークスを９６重量部、結着剤
としてポリ弗化ビニリデンを４重量部加え、溶媒として
Ｎ−メチルピロリドンを添加調製した電極合剤を厚さ２
０μm の銅箔の両面に塗布し、乾燥後、図４に示す装置
にてローラープレスを行った。直径５００mm、ショアー
Ｄ硬度９０度の金属ローラーで圧力５０００kg／cm2 、
速度３m ／分でプレスを行い、厚さ約２２０μm の負極
シートを作成した。圧縮率は約１／２であった。 実施例１５ 直径５００mm、ショアーＤ硬度７０度の金属ローラーを
使用した以外、実施例１と同様な方法により正極シート
を作成した。 実施例１６ ショアーＤ硬度９０度の金属ローラーを使用した以外、
実施例１５と同様な方法により正極処方を作成した。 実施例１７ ショアーＤ硬度１００度の金属ローラーを使用した以
外、実施例１５と同様な方法により正極処方を作成し
た。Example 14 96 parts by weight of petroleum coke as a negative electrode active material, 4 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder and N-methylpyrrolidone as a solvent were added to prepare an electrode mixture having a thickness of 2
It was applied on both sides of a 0 μm copper foil, dried, and then roller pressed by the apparatus shown in FIG. A metal roller with a diameter of 500 mm and a Shore D hardness of 90 degrees has a pressure of 5000 kg / cm 2 ,
Pressing was performed at a speed of 3 m / min to prepare a negative electrode sheet having a thickness of about 220 μm. The compression ratio was about 1/2. Example 15 A positive electrode sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that a metal roller having a diameter of 500 mm and a Shore D hardness of 70 degrees was used. Example 16 Except for using a metal roller having a Shore D hardness of 90 degrees,
A positive electrode formulation was prepared in the same manner as in Example 15. Example 17 A positive electrode formulation was prepared in the same manner as in Example 15, except that a metal roller having a Shore D hardness of 100 degrees was used.
【００１３】実施例１８ 直径７００mm、ショアーＤ硬度７０度の金属ローラーを
使用した以外、実施例１４と同様な方法により負極シー
トを作成した。 実施例１９ ショアーＤ硬度９０度の金属ローラーを使用した以外、
実施例１４と同様な方法により負極シートを作成した。 実施例２０ ショアーＤ硬度１００度の金属ローラーを使用した以
外、実施例１４と同様な方法により負極シートを作成し
た。 実施例２１ 直径７００mm、ショアーＤ硬度１００度の金属ローラー
を使用した以外、実施例７と同様な方法により正極シー
トを作成した。Example 18 A negative electrode sheet was prepared in the same manner as in Example 14 except that a metal roller having a diameter of 700 mm and a Shore D hardness of 70 degrees was used. Example 19 Except that a metal roller having a Shore D hardness of 90 degrees was used,
A negative electrode sheet was prepared in the same manner as in Example 14. Example 20 A negative electrode sheet was prepared in the same manner as in Example 14, except that a metal roller having a Shore D hardness of 100 degrees was used. Example 21 A positive electrode sheet was prepared in the same manner as in Example 7, except that a metal roller having a diameter of 700 mm and a Shore D hardness of 100 degrees was used.
【００１４】比較例１ 直径２００mmの金属ローラーを使用した以外、実施例１
と同様な方法により正極シートを作成した。 比較例２ 直径２００mm、ショアーＤ硬度６０度の金属ローラーを
使用し、プレス圧力を１０００kg／cm2 とした以外、実
施例１と同様な方法により正極シートを作成した。 比較例３ 直径２００mmの金属ローラーを使用した以外、実施例４
と同様な方法により負極シートを作成した。 比較例４ 直径２００mmの金属ローラーを使用した以外、実施例７
と同様な方法により正極シートを作成した。Comparative Example 1 Example 1 except that a metal roller having a diameter of 200 mm was used.
A positive electrode sheet was prepared in the same manner as in. Comparative Example 2 A positive electrode sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that a metal roller having a diameter of 200 mm and a Shore D hardness of 60 degrees was used and the pressing pressure was 1000 kg / cm 2 . Comparative Example 3 Example 4 except that a metal roller having a diameter of 200 mm was used.
A negative electrode sheet was prepared in the same manner as in. Comparative Example 4 Example 7 except that a metal roller having a diameter of 200 mm was used.
A positive electrode sheet was prepared in the same manner as in.
【００１５】比較例５ プレス圧力を１０００kg／cm2 とした以外、実施例８と
同様な方法により正極シートを作成した。 比較例６ プレス圧力を１０００kg／cm2 とした以外、実施例１１
と同様な方法により負極シートを作成した。 比較例７ 直径２００mm、ショアーＤ硬度６０度の金属ローラーを
使用し、プレス圧力を１０００kg／cm2 とした以外、実
施例１１と同様な方法により負極シートを作成した。 比較例８ プレス圧力を１０００kg／cm2 とした以外、実施例１４
と同様な方法により負極シートを作成した。Comparative Example 5 A positive electrode sheet was prepared in the same manner as in Example 8 except that the pressing pressure was 1000 kg / cm 2 . Comparative Example 6 Example 11 except that the pressing pressure was 1000 kg / cm 2.
A negative electrode sheet was prepared in the same manner as in. Comparative Example 7 A negative electrode sheet was prepared in the same manner as in Example 11 except that a metal roller having a diameter of 200 mm and a Shore D hardness of 60 degrees was used and the pressing pressure was 1000 kg / cm 2 . Comparative Example 8 Example 14 except that the pressing pressure was 1000 kg / cm 2.
A negative electrode sheet was prepared in the same manner as in.
【００１６】比較例９ ショアーＤ硬度６０度の金属ローラーを使用した以外、
実施例１５と同様な方法により正極シートを作成した。 比較例１０ ショアーＤ硬度６０度の金属ローラーを使用した以外、
実施例１８と同様な方法により負極シートを作成した。 比較例１１ 直径２００mm、ショアーＤ硬度６０度の金属ローラーを
使用し、プレス圧力を１０００kg／cm2 とした以外、実
施例１８と同様な方法により負極シートを作成した。 比較例１２ ショアーＤ硬度６０度の金属ローラーを使用した以外、
実施例２１と同様な方法により正極シートを作成した。Comparative Example 9 Shore D, except that a metal roller having a hardness of 60 degrees was used,
A positive electrode sheet was prepared in the same manner as in Example 15. Comparative Example 10 Except that a metal roller having a Shore D hardness of 60 degrees was used,
A negative electrode sheet was prepared in the same manner as in Example 18. Comparative Example 11 A negative electrode sheet was prepared in the same manner as in Example 18 except that a metal roller having a diameter of 200 mm and a Shore D hardness of 60 degrees was used and the pressing pressure was 1000 kg / cm 2 . Comparative Example 12 Except that a metal roller having a Shore D hardness of 60 degrees was used,
A positive electrode sheet was produced in the same manner as in Example 21.
【００１７】正極シート、微孔性ポリプロピレンフィル
ム性セパレータ、負極シート及びセパレータの順で積層
し、これを渦巻状に巻回した。実施例および比較例の正
極シートは実施例４の負極シートを用いて巻回し、実施
例および比較例の負極シートは実施例１の正極シートを
用いて巻回を行った。作成した電極シートの充填密度と
ローラープレス工程、巻回工程の不良率を調査した。A positive electrode sheet, a microporous polypropylene film separator, a negative electrode sheet, and a separator were laminated in this order and spirally wound. The positive electrode sheets of Examples and Comparative Examples were wound using the negative electrode sheet of Example 4, and the negative electrode sheets of Examples and Comparative Example were wound using the positive electrode sheet of Example 1. The packing density of the prepared electrode sheet and the defect rate in the roller pressing process and the winding process were investigated.
【００１８】[0018]
【表１】 [Table 1]
【００１９】[0019]
【表２】 [Table 2]
【００２０】[0020]
【表３】 [Table 3]
【００２１】上記表１から明らかなように、ローラー径
が２００mmの場合、電極合剤層がアルミ箔から剥離し、
特に巻回工程で不良が多発した。ローラー径が３００mm
以上であれば、巻回工程不良の発生もなく十分な充填密
度が得られた。プレス圧力については、前記表２に示す
ように、１０００kg／cm2 では十分な充填密度が得られ
ず、充放電容量が低下した。しかも、充填密度が低くい
ため、シート状極板厚みが厚く、巻回した電極群が円筒
型電池缶に挿入できない工程不良が発生した。圧力が２
０００kg／cm2 以上１００００kg／cm2 以下であれば、
良好な製品が得られた。ローラー硬度については、硬度
が低いとプレス圧力が低い場合と同じような現象が起こ
った。表３に示すように、ローラー硬度がショアーＤ硬
度で７０度以上１００度以下であれば、巻回工程不良の
発生がなく十分な充填密度が得られた。また、本発明の
実施例では３回のローラー掛けを行ったが、５回以下の
ローラー掛けであれば、電極合剤の剥離を抑え、充放電
容量の高い電極シートを作成することができた。ローラ
ー掛けの回数が５回を越えるに従い導電性金属箔の伸び
による電極合剤層の剥離が起こった。As is clear from Table 1 above, when the roller diameter is 200 mm, the electrode mixture layer peels from the aluminum foil,
In particular, many defects occurred in the winding process. Roller diameter is 300mm
If it is above, sufficient packing density was obtained without the occurrence of defective winding process. As for the press pressure, as shown in Table 2 above, at 1000 kg / cm 2 , a sufficient packing density could not be obtained, and the charge / discharge capacity decreased. Moreover, since the packing density was low, the thickness of the sheet-shaped electrode plate was large, and a process defect occurred in which the wound electrode group could not be inserted into the cylindrical battery can. Pressure is 2
If 000 kg / cm 2 or more and 10000 kg / cm 2 or less,
A good product was obtained. Regarding the roller hardness, when the hardness was low, the same phenomenon as when the pressing pressure was low occurred. As shown in Table 3, when the roller hardness was 70 degrees or more and 100 degrees or less in Shore D hardness, no defective winding process occurred and a sufficient packing density was obtained. Further, in the examples of the present invention, the roller application was performed 3 times, but if the roller application was performed 5 times or less, peeling of the electrode mixture was suppressed, and an electrode sheet having high charge / discharge capacity could be prepared. . As the number of times of roller application exceeded 5, the peeling of the electrode mixture layer due to the elongation of the conductive metal foil occurred.
【００２２】[0022]
【発明の効果】上述したように、本発明によれば導電性
金属箔の両面に電極合剤を塗布、乾燥し、ローラープレ
スにより加圧し、シート状電極を製造する方法におい
て、電極合剤の剥離を抑え、高充填度で充放電容量の高
い極板を製造する方法を提供することができる。更に、
少ないローラー掛けの回数で十分であり、製造の歩留ま
りが向上し、全数検査による選別が不要となるばかりで
なく、製造設備の効率化、簡易化を達成することができ
る。As described above, according to the present invention, the electrode mixture is coated on both surfaces of the conductive metal foil, dried, and pressed by a roller press to produce a sheet-like electrode. It is possible to provide a method for producing an electrode plate which suppresses peeling and has a high filling degree and a high charge / discharge capacity. Furthermore,
A small number of times of roller application is sufficient, the production yield is improved, and not only the selection by 100% inspection is not necessary, but also the efficiency and simplification of the production equipment can be achieved.
【図１】本発明を用いたローラープレス装置の一実施例
を示す。FIG. 1 shows an embodiment of a roller pressing device using the present invention.
【図２】本発明を用いたローラープレス装置の一実施例
を示す。FIG. 2 shows an embodiment of a roller press device using the present invention.
【図３】本発明を用いたローラープレス装置の一実施例
を示す。FIG. 3 shows an embodiment of a roller pressing device using the present invention.
【図４】本発明に用いたローラープレスおよび塗布・乾
燥装置の概略図を示す。FIG. 4 shows a schematic view of a roller press and a coating / drying device used in the present invention.
１ シート状電極 ２ ローラー ３ 塗布部 ４ 乾燥部 ５ ローラープレス部 ６ 送り出し ７ 巻き取り 1 sheet electrode 2 roller 3 coating part 4 drying part 5 roller pressing part 6 feeding out 7 winding
Claims (5)
し、乾燥した後に、ローラープレスにより加圧し、シー
ト状極板を製造する方法において、前記ローラープレス
のローラー直径が３００mm以上３０００mm以下であるこ
とを特徴とする非水電解質電池のシート状電極の製造方
法。1. A method for producing a sheet-like electrode plate by applying an electrode material on both sides of a conductive metal foil, drying and then pressing with a roller press, wherein the roller diameter of the roller press is 300 mm or more and 3000 mm or less. A method for producing a sheet electrode of a non-aqueous electrolyte battery, which is characterized by the following.
cm2 以上１００００kg／cm2 以下であることを特徴とす
る請求項１記載の非水電解質電池のシート状電極の製造
方法。2. The pressure of the roller press is 2000 kg /
The method for producing a sheet-like electrode for a non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the sheet-shaped electrode has a size of from cm 2 to 10000 kg / cm 2 .
０度以上１００度以下であることを特徴とする請求項１
または２に記載の非水電解質電池のシート状極板の製造
方法。3. The roller hardness of the roller press is 7
2. The angle is 0 degree or more and 100 degrees or less.
Alternatively, the method for producing a sheet-shaped electrode plate for a non-aqueous electrolyte battery according to item 2.
極活物質が遷移金属酸化物および／または炭素質材料で
あることを特徴とする請求項１から請求項３に記載の非
水電解質電池のシート状極板の製造方法。4. The nonaqueous electrolyte according to claim 1, wherein the positive electrode active material is a transition metal oxide and the negative electrode active material is a transition metal oxide and / or a carbonaceous material. A method for manufacturing a sheet-shaped electrode plate of a battery.
より製造したシート状電極を用いたことを特徴とする非
水電解質電池。5. A non-aqueous electrolyte battery comprising a sheet-shaped electrode manufactured by the method according to any one of claims 1 to 4.
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