電池用電極片及其制造方法、以及卷繞型電池的制作方法
【專利說(shuō)明】電池用電極片及其制造方法、以及卷繞型電池
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2011年8月5日、申請(qǐng)?zhí)枮?01110223451.8、發(fā)明名稱為“電池用電極片及其制造方法”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及電池用電極片及其制造方法、以及卷繞型電池。
【背景技術(shù)】
[0003]圖9是表示現(xiàn)有的卷繞型電池的結(jié)構(gòu)的一例的圖(專利文獻(xiàn)I)。如該圖所示，卷繞型電池通常由形成有正極活性物質(zhì)(正極復(fù)層材料層8)的片狀的正極、隔板4、形成有負(fù)極活性物質(zhì)(負(fù)極復(fù)層材料層10)的片狀的負(fù)極構(gòu)成。并且，負(fù)極及正極的一方的端緣部中的未涂裝部(復(fù)層材料層未涂敷部7、9)在以分別反向地從隔板突出的方式重合的狀態(tài)下進(jìn)行卷繞，并被收納于電池容器。在該電極的端緣部設(shè)置有未形成活性物質(zhì)(正極復(fù)層材料層及負(fù)極復(fù)層材料層)的“未涂裝部(未涂敷部7、8)”，在該部分通過焊接等焊接集電體(集電構(gòu)件5、6)，來(lái)與電池容器的各端子連接。
[0004]該圖的例子為將電極扁平地卷繞的“扁平型”的卷繞型電池，但也可以是卷繞成圓筒狀的“圓筒型”，兩者只是電極的卷繞工序中的卷芯的形狀不同，基本的結(jié)構(gòu)和制造方法大致相同(專利文獻(xiàn)2).
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2003-217667號(hào)公報(bào)
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本特公昭58-33666號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)3:日本特開平11-354103號(hào)公報(bào)
[0008]電極片一般是經(jīng)過在片狀的薄的金屬箔(膜)的表面涂裝活性物質(zhì)并通過沖壓機(jī)等從其上方施加壓力的工序而得到的。通過這樣的制造方法得到的電極片的構(gòu)造上的問題之一在于電極片彎曲?！皬澢敝饕趯?duì)電極片未施加張力(拉力)的狀態(tài)下產(chǎn)生，例如，若持續(xù)對(duì)電極片施加張力，則難以產(chǎn)生彎曲。
[0009]但是，當(dāng)在使裝置停止時(shí)等不能施加張力時(shí)，可能產(chǎn)生彎曲的問題。當(dāng)卷繞彎曲的電極片時(shí)，容易產(chǎn)生卷繞錯(cuò)動(dòng)等工序上的不良情況。通常，在卷繞型電池的電極制造工序中，通過軋輥沖壓機(jī)對(duì)正極及負(fù)極的活性物質(zhì)層分別進(jìn)行軋制后，將其送往卷繞裝置，在該卷繞裝置夾入隔板并將正負(fù)的電極片以重疊的狀態(tài)進(jìn)行卷繞。電極片在彎曲的狀態(tài)下無(wú)法確保插入卷繞裝置時(shí)的位置精度，在變形或彎曲的狀態(tài)下插入，則不能夠正確地卷繞。
[0010]當(dāng)仔細(xì)注意觀察彎曲的電極片時(shí)，可知彎曲是由于電極片的端緣部的活性物質(zhì)層的未涂裝部與涂裝部的長(zhǎng)度之差而產(chǎn)生的。認(rèn)為這是由于通過對(duì)正極及負(fù)極的活性物質(zhì)層分別進(jìn)行沖壓，從而活性物質(zhì)層被軋制(延伸)，與此相對(duì)，未涂裝部未被軋制，所以在涂裝部與未涂裝部產(chǎn)生“伸長(zhǎng)量”的差。在本發(fā)明的諸發(fā)明者進(jìn)行的試驗(yàn)中，在活性物質(zhì)層的軋制前為100的情況下的涂裝部的伸長(zhǎng)率為100.346%，未涂裝部的伸長(zhǎng)率為100.031%。[0011 ] 作為其對(duì)策，考慮對(duì)未涂裝部也進(jìn)行軋制，但對(duì)未涂裝部同樣地進(jìn)行軋制時(shí)，存在軋制時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)且不能沖壓規(guī)定位置的問題。相反，當(dāng)以小的載荷進(jìn)行沖壓時(shí)，電極片的未涂裝部的尤其是長(zhǎng)度方向上產(chǎn)生褶皺及/或龜裂，并且彎曲也不變小。另外，為了對(duì)未涂裝部及涂裝部同時(shí)進(jìn)行軋制，需要在沖壓機(jī)的軋輥面形成電極沖壓部的凹部，在對(duì)厚度不同的電極進(jìn)行沖壓時(shí)，需要準(zhǔn)備形成有與厚度對(duì)應(yīng)的凹部的軋輥。
[0012]另外，如專利文獻(xiàn)3所示，還考慮在未涂裝部間歇地切入切口等的方法，但該情況下，還產(chǎn)生電極片的抗拉強(qiáng)度下降等問題。另外，若采用施加固定的張力進(jìn)行卷繞的通常的卷繞方式，則在沿電極片的行進(jìn)方向施加強(qiáng)的“卷繞張力”的狀態(tài)下高速且連續(xù)地進(jìn)行電極片的軋制工序。在對(duì)涂裝部的載荷大且彎曲大的情況下，容易產(chǎn)生電極的變形引起的褶皺或龜裂。這樣彎曲大的電極片需要使制造工序頻繁地停止，通過人手進(jìn)行不良情況的修正等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明鑒于這樣的實(shí)際情況而提出，其目的之一在于提供一種彎曲少的電池用電極片及其制造方法、以及卷繞型電池。
[0014]本發(fā)明涉及的電極片至少在表面具有片狀的金屬薄膜，所述電極片的特征在于，在所述電極片的中央部具有軋制的活性物質(zhì)層，且在所述電極片的端緣部具有所述活性物質(zhì)層的未涂裝部，在所述未涂裝部的至少一部分設(shè)置有延伸部。
[0015]本發(fā)明涉及的電極片的制造方法的特征在于，包括:對(duì)于在電極片的中央部形成活性物質(zhì)層的涂裝部，在所述電極片的端緣部具有活性物質(zhì)層的未涂裝部的電極片，通過對(duì)所述未涂裝部的一部分進(jìn)行沖壓，從而形成延伸部的工序；以及軋制所述涂裝部的工序。
[0016]在上述的制造方法中，乳制涂裝部的步驟可以在未涂裝部上形成延伸部的步驟之前或之后進(jìn)行。
[0017]本發(fā)明涉及的電極片的特征在于，具備:片狀的金屬箔；在所述金屬箔的除了至少一端緣部的整面上形成的活性物質(zhì)層；在所述金屬箔上未形成所述活性物質(zhì)層的未涂裝部；在所述未涂裝部的至少一部分設(shè)置的延伸部，所述延伸部在所述金屬箔的長(zhǎng)度方向上間歇設(shè)置。
[0018]本發(fā)明涉及的卷繞型電池的特征在于，通過將上述電極片卷繞并插入電池框體而形成。
[0019]本發(fā)明涉及的電極片的制造方法的特征在于，包括:在金屬箔上涂敷活性物質(zhì)層的工序；在所述金屬箔上形成未涂裝部的工序；通過對(duì)所述未涂裝部間歇地進(jìn)行沖壓，從而形成延伸部的工序；軋制所述涂裝部的工序。
[0020]發(fā)明效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明，通過在活性物質(zhì)層的未涂裝部設(shè)置延伸部來(lái)緩和變形，由此能夠得到彎曲小的電極板。因此，即使在施加張力而卷繞電極片時(shí)或?qū)㈦姌O片向下一工序送出時(shí)，都起到在電極片的尤其是長(zhǎng)度方向上難以產(chǎn)生褶皺或龜裂的效果。其理由之一是由于通過延伸部向與長(zhǎng)度方向不同的方向傳遞張力，因此使產(chǎn)生褶皺的力分散。認(rèn)為在電極片的尤其是長(zhǎng)度方向上產(chǎn)生褶皺的機(jī)理是由于在沖壓未涂裝部時(shí)產(chǎn)生很多且無(wú)法沖壓的部位引起的。該見解是本件發(fā)明的諸發(fā)明者最早發(fā)現(xiàn)的，為預(yù)想不到的技術(shù)效果。
[0022]另外，作為電極片的制造方法，由于能夠裝入例如現(xiàn)有的張力控制沖壓系統(tǒng)等中，因此具有在不大幅增加制造工序的情況下能夠尚速地制造的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是卷繞型電池用電極片的結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖2(a)是卷繞型電池用電極片的制造裝置的結(jié)構(gòu)圖，圖2(b)是間歇式軋輥沖壓機(jī)21的結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖3是間歇式軋輥沖壓機(jī)21的放大圖。
[0026]圖4(a)是表示加壓部的形狀(大致矩形形狀)的圖，圖4(b)是表示加壓部的形狀(大致梯形形狀)的圖。
[0027]圖5是表示卷繞型電池用電極片的制造順序的圖。
[0028]圖6是表示在一張片狀的金屬箔S上設(shè)置有三列活性物質(zhì)層P的涂裝部的實(shí)施方式的圖。
[0029]圖7是表示彎曲量的測(cè)定方法的圖。
[0030]圖8是間歇式軋輥沖壓機(jī)的線壓與彎曲量的關(guān)系圖。
[0031]圖9是表示現(xiàn)有的卷繞型電池的結(jié)構(gòu)的一例的圖。
[0032]符號(hào)說(shuō)明:
[0033]20張力控制沖壓系統(tǒng)
[0034]21間歇式軋輥沖壓機(jī)
[0035]2IA凸軋輥
[0036]2IB支承軋輥
[0037]22主軋輥沖壓機(jī)
[0038]23加壓部
[0039]24延伸部
[0040]25未加壓部
[0041]30電極片
[0042]31固定工具
[0043]P活性物質(zhì)層
[0044]U未涂裝部
[0045]X行進(jìn)方向
【具體實(shí)施方式】
[0046]以下，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，但這些說(shuō)明不是對(duì)本發(fā)明賦予限定性的解釋。需要說(shuō)明的是，在附圖中，同一或同種的構(gòu)件使用同一符號(hào)。
[0047](第一實(shí)施方式)_卷繞型電池用電極片_
[0048]圖1是表示第一實(shí)施方式的卷繞型電池用電極片的結(jié)構(gòu)的圖。如該圖所示，電極片30通過在由片狀的金屬箔形成的電極片的除了至少一端緣部的整面上軋制活性物質(zhì)層P而構(gòu)成。并且，在該端緣部的未涂裝部U沿電極片的長(zhǎng)度方向間歇地設(shè)置有大致矩形形狀、例如大致梯形形狀的延伸部24a。延伸部24a例如通過后述的間歇式軋輥沖壓機(jī)等形成，并且通過加壓使金屬箔延伸而得到。未涂