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JP7708050B2 - Electrode manufacturing method - Google Patents
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JP7708050B2 - Electrode manufacturing method - Google Patents

Electrode manufacturing method

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JP7708050B2 JP2022143681A JP2022143681A JP7708050B2 JP 7708050 B2 JP7708050 B2 JP 7708050B2 JP 2022143681 A JP2022143681 A JP 2022143681A JP 2022143681 A JP2022143681 A JP 2022143681A JP 7708050 B2 JP7708050 B2 JP 7708050B2
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Description

本開示は、本開示は、電極の製造方法に関する。 This disclosure relates to a method for manufacturing an electrode.

電極の製造方法として、長尺の金属箔上に電極合材を塗布したシートを圧延する方法が知られている。 One known method for manufacturing electrodes is to roll a sheet in which an electrode mixture is applied onto a long metal foil.

例えば特許文献1には、電極活物質が塗布された塗工部と、電極活物質が塗布されていない未塗工部とを有する電池用電極のプレス方法が開示されている。また、特許文献2には、電極板の塗工部と未塗工部でロールプレス作業により生ずるしわの発生を抑える、しわ発生防止装置を備えたロールプレス機を用いたロールプレス方法が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a method for pressing a battery electrode having a coated portion coated with an electrode active material and an uncoated portion not coated with the electrode active material. Patent Document 2 discloses a roll pressing method using a roll press machine equipped with a wrinkle prevention device that suppresses the occurrence of wrinkles caused by the roll pressing operation in the coated and uncoated portions of the electrode plate.

特許第5760366号公報Patent No. 5760366 特開2019-102172号公報JP 2019-102172 A

上記のように、塗工部と未塗工部とを有するシートをプレスする際に、しわが発生しないよう、塗工部と未塗工部とを個別にプレスして伸び差を調整する場合がある。また、未塗工部をプレスする際に未塗工部が破断しないよう、弾性ロールを用いて未塗工部をロールプレスする場合がある。 As described above, when pressing a sheet having coated and uncoated areas, the coated and uncoated areas may be pressed separately to adjust the difference in elongation so as to prevent wrinkles from occurring. Also, the uncoated areas may be roll pressed using an elastic roll to prevent breakage of the uncoated areas when pressed.

本発明者らは、弾性ロールを用いて未塗工部をプレスする場合、弾性ロールが蛇行等により塗工部に乗り上げてしまうと、塗工部にスジが発生したり、塗工部が破断したりする恐れがあり、得られる電極の品質が劣化する恐れがあることを知見した。 The inventors have found that when pressing an uncoated portion using an elastic roll, if the elastic roll runs over the coated portion due to meandering or the like, there is a risk of streaks appearing in the coated portion or the coated portion breaking, which may result in a deterioration in the quality of the resulting electrode.

本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、品質の劣化を抑制できる電極の製造方法を提供することを主目的とする。 This disclosure was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and its main objective is to provide a method for manufacturing electrodes that can suppress deterioration of quality.

[1]
第1方向に長手方向を有する金属箔と、上記金属箔上に配置された、塗工部および未塗工部と、を有する前駆体シートを準備する、準備工程と、上記前駆体シートを上記第1方向に搬送しながら、上記塗工部を、厚さ方向にプレスする、塗工部プレス工程と、上記塗工部プレス工程の前または後に、上記前駆体シートを上記第1方向に搬送しながら、上記未塗工部を、上記厚さ方向にプレスする、未塗工部プレス工程と、を有し、上記塗工部は、少なくとも活物質を含む電極材料を含有し、上記未塗工部は、上記電極材料を含有せず、かつ、上記第1方向と直交する方向における上記塗工部の端部に配置され、上記未塗工部プレス工程において、軸体と、上記軸体を覆う弾性体とを有する、一対の弾性ロールを用いて、上記未塗工部を上記厚さ方向に押し付ける圧縮力を付与しつつ、ロールプレスし、上記一対の弾性ロールとして、弾性ロールAおよび弾性ロールBを用い、上記ロールプレスの際に、サポートロールを用いて、上記弾性ロールBの上記弾性体に対して、上記弾性ロールBの上記弾性体が上記前駆体シートと接触する領域を包含するように、荷重を印加する処理を行い、上記弾性ロールAから上記弾性ロールBに印加される荷重を荷重Xとし、上記サポートロールから上記弾性ロールBに印加される荷重を荷重Yとした場合、上記荷重Yが上記荷重Xよりも大きくなるように上記処理を行う、電極の製造方法。
[1]
the coated portion contains an electrode material including at least an active material, and the uncoated portion does not contain the electrode material and is disposed at an end of the coated portion in a direction perpendicular to the first direction; and in the uncoated portion pressing step, a shaft body and an uncoated portion are pressed against each other. a pair of elastic rolls having an elastic body covering the uncoated portion, and performing roll pressing while applying a compressive force that presses the uncoated portion in the thickness direction, using elastic roll A and elastic roll B as the pair of elastic rolls, and performing a process of applying a load to the elastic body of the elastic roll B using a support roll during the roll pressing so as to include an area where the elastic body of the elastic roll B contacts the precursor sheet, and performing the process such that the load applied from the elastic roll A to the elastic roll B is load X and the load applied from the support roll to the elastic roll B is load Y, and the process is performed such that the load Y is larger than the load X.

[2]
上記サポートロールが金属ロールまたは上記弾性ロールである、[1]に記載の電極の製造方法。
[2]
The method for producing an electrode according to [1], wherein the support roll is a metal roll or the elastic roll.

[3]
上記弾性ロールAは、上記弾性体として、互いに離れて配置された、2つの弾性体を有し、回転軸方向において、上記2つの弾性体における外側端部間の長さをLXとし、上記弾性ロールBの上記弾性体の長さをLXとし、上記サポートロールのローラー部の長さをLXとした場合、上記LXおよび上記LXは、上記LXよりも長い、[1]または[2]に記載の電極の製造方法。
[3]
The elastic roll A has two elastic bodies arranged apart from each other as the elastic body, and when a length between outer end portions of the two elastic bodies in a rotation axis direction is LX1 , a length of the elastic body of the elastic roll B is LX2 , and a length of a roller portion of the support roll is LX3 , the LX2 and the LX3 are longer than the LX1 . The method for manufacturing an electrode according to [1] or [2].

[4]
上記弾性ロールAは、上記厚さ方向から観察した場合に、上記未塗工部と重複する位置において、上記弾性体が上記前駆体シートと接触するように配置され、かつ、上記塗工部と重複する位置において、上記弾性ロールAが上記前駆体シートと接触しないように配置され、上記弾性ロールBは、上記厚さ方向から観察した場合に、上記未塗工部と重複する位置において、上記弾性体が上記前駆体シートと接触するように配置され、かつ、上記塗工部と重複する位置において、上記弾性体が上記前駆体シートと接触するように配置される、[1]から[3]までのいずれかに記載の電極の製造方法。
[4]
The method for manufacturing an electrode according to any one of [1] to [3], wherein the elastic roll A is positioned such that, when observed from the thickness direction, the elastic body is in contact with the precursor sheet at a position overlapping with the uncoated portion and is not in contact with the precursor sheet at a position overlapping with the coated portion, and the elastic roll B is positioned such that, when observed from the thickness direction, the elastic body is in contact with the precursor sheet at a position overlapping with the uncoated portion and is in contact with the precursor sheet at a position overlapping with the coated portion.

本開示においては、品質の劣化を抑制できる電極を製造できるという効果を奏する。 The present disclosure has the effect of making it possible to manufacture electrodes that can suppress deterioration in quality.

本開示における電極の製造方法を例示するフロー図である。FIG. 1 is a flow diagram illustrating a method for manufacturing an electrode in the present disclosure. 本開示における課題が生じるメカニズムを説明する図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a mechanism by which a problem occurs in the present disclosure. 本開示における効果について説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating the effects of the present disclosure. 本開示における前駆体シートを例示する概略平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view illustrating a precursor sheet in the present disclosure. 本開示における未塗工部プレス工程について説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an uncoated portion pressing step in the present disclosure. 実験例の結果を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the results of an experimental example.

以下、本開示における電極の製造方法について、詳細に説明する。ここで、本明細書において、ある部材に対して他の部材を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある部材に接するように、直上に他の部材を配置する場合と、ある部材の上方に、別の部材を介して他の部材を配置する場合との両方を含む。 The manufacturing method of the electrode in this disclosure is described in detail below. Herein, when expressing an aspect in which another member is placed on a certain member, the term "above" is used, unless otherwise specified, to include both a case in which another member is placed directly above a certain member so as to be in contact with the certain member, and a case in which another member is placed above a certain member via another member.

図1は、本開示における電極の製造方法の一例を示すフロー図である。図1においては、まず、第1方向に長手方向を有する金属箔と、上記金属箔上に配置された、塗工部および未塗工部と、を有する前駆体シートを準備する(準備工程)。上記塗工部は、少なくとも活物質を含む電極材料を含有する。また、上記未塗工部は、上記電極材料を含有せず、かつ、上記第1方向と直交する方向における上記塗工部の端部に配置されている。次いで、上記前駆体シートを上記第1方向に搬送しながら、上記塗工部を、厚さ方向にプレスする(塗工部プレス工程)。そして、上記前駆体シートを上記第1方向に搬送しながら、上記未塗工部を、上記厚さ方向にプレスする(未塗工部プレス工程)。なお、図1では未塗工部プレス工程を、塗工部プレス工程の後に行っているが、塗工部プレス工程の前に行ってもよい。また、未塗工部プレス工程では、一対の弾性ロールを用いて、上記未塗工部を上記厚さ方向に押し付ける圧縮力を付与しつつ、ロールプレスする。そして、ロールプレスにおいては、弾性ロールBの所定の領域には、サポートロールにより所定の加重が印加される。ここで、本開示において「厚さ方向」とは、金属箔および塗工部の積層方向と同義である。また、本開示においては、「回転軸の軸方向」を「軸体の軸方向」と称する場合がある。 1 is a flow diagram showing an example of a method for manufacturing an electrode in the present disclosure. In FIG. 1, first, a precursor sheet having a metal foil having a longitudinal direction in a first direction and a coated portion and an uncoated portion arranged on the metal foil is prepared (preparation process). The coated portion contains an electrode material including at least an active material. The uncoated portion does not contain the electrode material and is arranged at an end of the coated portion in a direction perpendicular to the first direction. Next, while the precursor sheet is transported in the first direction, the coated portion is pressed in the thickness direction (coated portion pressing process). Then, while the precursor sheet is transported in the first direction, the uncoated portion is pressed in the thickness direction (uncoated portion pressing process). In FIG. 1, the uncoated portion pressing process is performed after the coated portion pressing process, but may be performed before the coated portion pressing process. In the uncoated portion pressing process, a pair of elastic rolls are used to apply a compressive force that presses the uncoated portion in the thickness direction while performing roll pressing. In the roll press, a predetermined load is applied to a predetermined area of the elastic roll B by the support roll. Here, in this disclosure, the "thickness direction" is synonymous with the lamination direction of the metal foil and the coating portion. Also, in this disclosure, the "axial direction of the rotating shaft" may be referred to as the "axial direction of the shaft body."

本開示によれば、ロールプレスの際に、弾性ロールAから弾性ロールBに印加される荷重Xよりも、サポートロールから弾性ロールBに印加される荷重Yが大きくなるような処理を行うため、ロールが蛇行等により塗工部に乗り上げた場合でも、破断等を抑制することができ、得られる電極の品質劣化を抑制することができる。 According to the present disclosure, during roll pressing, a process is performed in which the load Y applied from the support roll to the elastic roll B is greater than the load X applied from the elastic roll A to the elastic roll B. Therefore, even if the roll runs onto the coating section due to meandering or the like, breakage or the like can be suppressed, and deterioration in the quality of the resulting electrode can be suppressed.

電極の製造方法として、金属箔(集電箔)上に電極合材が塗布された前駆体シートをプレスする方法が知られている。また、電極合材の有無により金属箔の塗工部と未塗工部においてはプレス後に伸び率の差が生じてしまい、電極にしわが生じる恐れがある。この点に関し、上述の特許文献1のように、塗工部と未塗工部とを個別にプレスしてしわの発生を抑制している。また、未塗工部(金属箔)のプレスにおいては、一対の弾性ロールを用いて、厚さ方向に押し付ける圧縮力を付与しつつ、ロールプレスする場合がある。このようなロールプレスを行うことで、未塗工部に対して、上記圧縮力とともに、弾性体の変形に起因する変形力を付与することができる。これにより、例えば未塗工部の破断を効果的に防止できる。 As a method for manufacturing an electrode, a method is known in which a precursor sheet in which an electrode mixture is applied onto a metal foil (collecting foil) is pressed. In addition, depending on the presence or absence of an electrode mixture, a difference in elongation rate occurs between the coated and uncoated parts of the metal foil after pressing, which may cause wrinkles in the electrode. In this regard, as in the above-mentioned Patent Document 1, the coated and uncoated parts are pressed separately to suppress the occurrence of wrinkles. In addition, when pressing the uncoated part (metal foil), a pair of elastic rolls may be used to perform roll pressing while applying a compressive force in the thickness direction. By performing such roll pressing, it is possible to apply the above-mentioned compressive force to the uncoated part as well as a deformation force due to deformation of the elastic body. This makes it possible to effectively prevent, for example, breakage of the uncoated part.

ここで、金属箔には、一般的に、金属箔の材料よりも硬い硬質組織が介在物として含まれている。硬質組織を含めることで、例えば金属箔の強度を高めることができる。金属箔を延伸させるための引張り力(水平方向の力)を加えると、硬質組織は変形しないものの、硬質組織よりも柔らかい周囲の金属箔が変形する。その結果、硬質組織の周囲にボイドが形成される。そして、複数のボイド同士が連結すると、破断が生じやすくなる。これに対して、本開示においては、一対の弾性ロールを用いて、厚さ方向に押し付ける圧縮力を付与しつつ、ロールプレスする。これにより、未塗工部に対して、上記圧縮力とともに、弾性体の変形に起因する変形力を付与することができる。その結果、硬質組織の周囲にボイドが発生することを抑制できると考えられる。上記圧縮力は、厚さ方向の力に該当し、上記変形力は、厚さ方向に直交する方向の力に該当する。すなわち、上記変形力は、引張り力と同様の方向に働き、引張り力と同様に金属箔を延伸させる力である Here, the metal foil generally contains a hard tissue harder than the material of the metal foil as an inclusion. By including the hard tissue, for example, the strength of the metal foil can be increased. When a tensile force (horizontal force) is applied to stretch the metal foil, the hard tissue does not deform, but the surrounding metal foil, which is softer than the hard tissue, deforms. As a result, voids are formed around the hard tissue. If multiple voids are connected to each other, they are likely to break. In contrast, in the present disclosure, a pair of elastic rolls are used to perform roll pressing while applying a compressive force in the thickness direction. This allows the uncoated portion to be applied with the compressive force and a deformation force due to the deformation of the elastic body. As a result, it is believed that the generation of voids around the hard tissue can be suppressed. The compressive force corresponds to a force in the thickness direction, and the deformation force corresponds to a force in a direction perpendicular to the thickness direction. In other words, the deformation force acts in the same direction as the tensile force and is a force that stretches the metal foil in the same way as the tensile force.

本開示における課題が生じるメカニズムを、図2を用いて説明する。図2(a)は、前駆体シートおよび一対の弾性ロールを弾性ロールの回転軸方向から見た概略側面図である。図2(b)は、図2(a)を、金属箔の第1方向から見た概略正面図である。なお、図2(b)においては前駆体シートを省略している。また、図2(c)および(d)は、弾性ロールが塗工部に乗り上げた場合を例示する概略正面図および部分正面図である。図2(a)および(b)に示すように、未塗工部3に対して、一対の弾性ロール20A、20Bを用いてロールプレスした場合、弾性ロールAの形状が弾性ロールBに転写され、弾性ロールBにひずみ(凹凸)が生じてしまう場合がある。また、ロールプレスの性質上、ひずみが完全に解消する前に再度、ひずみが生じた部分に圧縮力が加わるため、ロールプレスの間にひずみは残存する。言い換えると、弾性ロールBには永久ひずみが生じる。特に、このようなひずみは弾性ロールAが段付きロールで、弾性ロールBが円柱ロール(段なしロール)の場合により顕著となる。このようなひずみが生じた場合、弾性ロールBが前駆体シートと接触する領域が平坦ではなくなってしまう。そのため、図2(c)に示すように、ひずみが生じた状態で蛇行等により弾性ロールが塗工部に乗り上げ、かつ、前駆体シートに圧縮力が付与されると、図2(d)に示すように、弾性ロールAと弾性ロールBとの距離(クリアランス)に差が生じる場合がある。その場合、クリアランスが小さい部分においてせん断応力が集中して、塗工部にスジが発生したり、塗工部が破断したりする恐れがある。その結果、得られる電極の品質が劣化する恐れがある。 The mechanism by which the problem occurs in this disclosure will be described with reference to FIG. 2. FIG. 2(a) is a schematic side view of the precursor sheet and a pair of elastic rolls viewed from the direction of the rotation axis of the elastic rolls. FIG. 2(b) is a schematic front view of FIG. 2(a) viewed from the first direction of the metal foil. Note that the precursor sheet is omitted in FIG. 2(b). Also, FIGS. 2(c) and (d) are schematic front views and partial front views illustrating a case where the elastic roll runs over the coating portion. As shown in FIGS. 2(a) and (b), when a pair of elastic rolls 20A and 20B are used for roll pressing on the uncoated portion 3, the shape of the elastic roll A may be transferred to the elastic roll B, causing distortion (unevenness) in the elastic roll B. In addition, due to the nature of roll pressing, a compressive force is applied to the distorted portion again before the distortion is completely eliminated, so the distortion remains during roll pressing. In other words, permanent distortion occurs in the elastic roll B. In particular, such distortion is more pronounced when the elastic roll A is a stepped roll and the elastic roll B is a cylindrical roll (unstepped roll). When such distortion occurs, the area where the elastic roll B contacts the precursor sheet becomes non-flat. Therefore, as shown in FIG. 2(c), when the elastic roll runs onto the coating section due to meandering or the like in a distorted state and a compressive force is applied to the precursor sheet, as shown in FIG. 2(d), a difference in the distance (clearance) between the elastic roll A and the elastic roll B may occur. In that case, shear stress may concentrate in the area with a small clearance, causing streaks in the coating section or causing the coating section to break. As a result, the quality of the resulting electrode may deteriorate.

これに対して、本開示においては、図3(a)および(b)に示すように、ロールプレスの際に、サポートロール30により弾性ロールB(20B)に所定の荷重を印加する処理を行う。これにより、弾性ロールA(20A)の押し付けにより生じたひずみを均すことができる。また、ひずみ量(凹みの深さ)を小さくすることができる。これにより、図3(c)に示すように、前駆体シートと接する弾性ロールBの領域を平坦化できる。そのため、弾性ロールA(20A)が前駆体シートの塗工部に乗り上げてしまった場合であっても、弾性ロールAと弾性ロールBとの距離(クリアランス)に差が生じない、または、差が小さくなる。その結果、せん断応力の集中が緩和され、塗工部にスジが発生したり、塗工部が破断したりすることを抑制できる。 In contrast, in the present disclosure, as shown in Figs. 3(a) and (b), a process is performed in which a predetermined load is applied to the elastic roll B (20B) by the support roll 30 during roll pressing. This allows the distortion caused by the pressing of the elastic roll A (20A) to be leveled. In addition, the amount of distortion (depth of the recess) can be reduced. This allows the area of the elastic roll B in contact with the precursor sheet to be flattened, as shown in Fig. 3(c). Therefore, even if the elastic roll A (20A) runs over the coating portion of the precursor sheet, there is no difference in the distance (clearance) between the elastic roll A and the elastic roll B, or the difference is small. As a result, the concentration of shear stress is alleviated, and the occurrence of streaks in the coating portion and the breakage of the coating portion can be suppressed.

さらに、本開示においては、図3(b)に示すように、サポートロール30から弾性ロールB(20B)に荷重が印加される領域R1は、弾性ロールB(20B)の弾性体22が前駆体シートと接触する領域R2を包含する。そのため、前駆体シートの幅に対して、弾性ロールBのサポートロールにより均された幅を広くすることができる。そして、弾性ロールAが塗工部に乗り上げた場合であっても、前駆体シートが弾性ロールBの外側における肩部(図3(c)に示された、凹みの肩部)に乗り上げることを防止することができる。その結果、スジおよび破断の発生をより抑制することができる。なお、「弾性ロールBの弾性体が前駆体シートと接触する領域」は、例えば、ロールプレスの開始時において、弾性ロールBの弾性体が前駆体シートと接触している領域と捉えることができる。 Furthermore, in this disclosure, as shown in FIG. 3(b), the region R1 where the load is applied from the support roll 30 to the elastic roll B (20B) includes the region R2 where the elastic body 22 of the elastic roll B (20B) contacts the precursor sheet. Therefore, the width leveled by the support roll of the elastic roll B can be made wider than the width of the precursor sheet. And, even if the elastic roll A rides up on the coating section, the precursor sheet can be prevented from riding up on the shoulder part (the shoulder part of the recess shown in FIG. 3(c)) on the outside of the elastic roll B. As a result, the occurrence of streaks and breaks can be further suppressed. Note that the "region where the elastic body of the elastic roll B contacts the precursor sheet" can be regarded as the region where the elastic body of the elastic roll B contacts the precursor sheet, for example, at the start of roll pressing.

1.準備工程
本開示における準備工程は、第1方向に長手方向を有する金属箔と、上記金属箔上に配置された、塗工部および未塗工部と、を有する前駆体シートを準備する工程である。
1. Preparation Step The preparation step in the present disclosure is a step of preparing a precursor sheet having a metal foil having a longitudinal direction in a first direction, and a coated portion and an uncoated portion disposed on the metal foil.

図4は、準備工程で準備する前駆体シートを例示する概略平面図である。図4に示すように、前駆体シート10は、第1方向Dに長手方向を有する金属箔1と、塗工部2と、未塗工部3と、を有している。 Figure 4 is a schematic plan view illustrating a precursor sheet prepared in the preparation process. As shown in Figure 4, the precursor sheet 10 has a metal foil 1 having a longitudinal direction in a first direction D, a coated portion 2, and an uncoated portion 3.

金属箔の材料としては、電池の集電体の材料として用いられる金属を挙げることができる。詳しくは「4.電極」に記載する。金属箔の厚さは、例えば1μm以上であり、10μm以上であってもよい。一方、金属箔の厚さは、例えば100μm以下である。 Examples of materials for the metal foil include metals used as materials for battery current collectors. Details are described in "4. Electrodes." The thickness of the metal foil is, for example, 1 μm or more, and may be 10 μm or more. On the other hand, the thickness of the metal foil is, for example, 100 μm or less.

前駆体シートの塗工部は、少なくとも活物質を含む電極材料を含有する。また、塗工部は、金属箔上に配置されている。塗工部は、後述する塗工部プレス工程を経て電極層となる。 The coated portion of the precursor sheet contains an electrode material that includes at least an active material. The coated portion is disposed on the metal foil. The coated portion becomes an electrode layer through the coated portion pressing process described below.

電極材料は、少なくとも活物質を含有する。また、電極材料は、必要に応じて、固体電解質、導電材およびバインダーの少なくとも一つを含有してもよい。活物質、導電材およびバインダーについては、「4.電極」に記載する。 The electrode material contains at least an active material. The electrode material may also contain at least one of a solid electrolyte, a conductive material, and a binder, as necessary. The active material, conductive material, and binder are described in "4. Electrodes."

塗工部は、厚さ方向において、金属箔の第1面上のみに配置されていてもよく、第1面上と、第1面とは反対側の第2面上との両方に配置されていてもよい。 The coating portion may be disposed only on the first surface of the metal foil in the thickness direction, or may be disposed on both the first surface and the second surface opposite the first surface.

塗工部は、金属箔の第1方向に沿って配置されていることが好ましい。また、塗工部は、図4に示すように、金属箔1の第1方向Dに沿って連続的に配置されていてもよい。一方、塗工部1は、金属箔1の第1方向Dに沿って間欠的に配置されていてもよい。 The coated portion is preferably arranged along the first direction of the metal foil. Also, the coated portion may be arranged continuously along the first direction D of the metal foil 1 as shown in FIG. 4. On the other hand, the coated portion 1 may be arranged intermittently along the first direction D of the metal foil 1.

塗工部の厚さは特に限定されず、所望の電極サイズに応じて適宜調整することができる。塗工部の厚さは、例えば0.2mm以上であり、0.3mm以上であってもよく、0.5mm以上であってもよい。一方、塗工部の厚さは、例えば1.5mm以下であり、1.0mm以下であってもよく、0.6mm以下であってもよい。 The thickness of the coated portion is not particularly limited and can be adjusted appropriately according to the desired electrode size. The thickness of the coated portion is, for example, 0.2 mm or more, may be 0.3 mm or more, or may be 0.5 mm or more. On the other hand, the thickness of the coated portion is, for example, 1.5 mm or less, may be 1.0 mm or less, or may be 0.6 mm or less.

塗工部の幅(金属箔の第1方向に直交する第2方向の長さ)は特に限定されず、所望の電極サイズに応じて適宜調整することができる。金属箔の幅に対する塗工部の幅の割合は、例えば30%以上であり、50%以上であってもよく、70%以上であってもよい。また、上記割合は、例えば90%以下であり、80%以下であってもよい。 The width of the coated portion (the length in the second direction perpendicular to the first direction of the metal foil) is not particularly limited and can be adjusted appropriately according to the desired electrode size. The ratio of the width of the coated portion to the width of the metal foil is, for example, 30% or more, or may be 50% or more, or may be 70% or more. The ratio may be, for example, 90% or less, or may be 80% or less.

未塗工部は、金属箔上に配置されている。また、未塗工部は、通常、塗工部が配置された金属箔の面と同一の面上に配置されている。未塗工部は、例えば、金属箔が露出した部分である。図4に示すように、本開示における未塗工部3は、金属箔1の第1方向Dと直交方向(第2方向)における塗工部2の端部に配置されている。また、図示しないが、未塗工部においては塗工部との境界部分に樹脂を含む保護層が設けられていてもよい。 The uncoated portion is disposed on the metal foil. The uncoated portion is usually disposed on the same surface of the metal foil as the coated portion. The uncoated portion is, for example, a portion where the metal foil is exposed. As shown in FIG. 4, the uncoated portion 3 in this disclosure is disposed at the end of the coated portion 2 in the direction perpendicular to the first direction D of the metal foil 1 (second direction). Although not shown, the uncoated portion may have a protective layer containing resin at the boundary with the coated portion.

未塗工部の幅(第2方向の長さ)は特に限定されず、所望の電極サイズに応じて適宜調整することができる。金属箔の幅に対する未塗工部の幅の割合は、例えば3%以上であり、5%以上であってもよい。一方、上記割合は、例えば20%以下であり、10%以下であってもよい。 The width of the uncoated portion (length in the second direction) is not particularly limited and can be adjusted appropriately according to the desired electrode size. The ratio of the width of the uncoated portion to the width of the metal foil is, for example, 3% or more, and may be 5% or more. On the other hand, the ratio is, for example, 20% or less, and may be 10% or less.

前駆体シートは、例えば、金属箔に、分散媒を含有する電極材料を塗工して、乾燥することで準備することができる。分散媒としては、例えば、酪酸ブチル、ジブチルエーテル、ヘプタン等の有機溶媒が挙げられる。電極材料の塗工方法は特に限定されず、一般的な塗工方法が挙げられる。また、乾燥温度は、分散媒が揮発する温度であれば特に限定されない。 The precursor sheet can be prepared, for example, by applying an electrode material containing a dispersion medium to a metal foil and drying it. Examples of the dispersion medium include organic solvents such as butyl butyrate, dibutyl ether, and heptane. There are no particular limitations on the method for applying the electrode material, and general application methods can be used. In addition, there are no particular limitations on the drying temperature, as long as it is a temperature at which the dispersion medium volatilizes.

準備工程で準備される前駆体シートは、例えば、図4に示すような、平面視上、1列の塗工部2と、塗工部2の両端部に配置された2列の未工部3とを、ストライプ状に有する前駆体シート10であってもよい。また、図示しないが、前駆体シートは、平面視上、N列(Nは2以上の整数)の塗工部と、N列の塗工部それぞれの両端部に配置された未塗工部を有するシートであってもよい。この場合、未塗工部の列数は、N+1列である。 The precursor sheet prepared in the preparation step may be, for example, a precursor sheet 10 having, in a plan view, one row of coated sections 2 and two rows of uncoated sections 3 arranged in a striped pattern, as shown in FIG. 4. Although not shown, the precursor sheet may also be a sheet having, in a plan view, N rows (N is an integer of 2 or more) of coated sections and uncoated sections arranged at both ends of each of the N rows of coated sections. In this case, the number of rows of uncoated sections is N+1.

2.塗工部プレス工程
塗工部プレス工程は、上記前駆体シートを上記第1方向に搬送しながら、上記塗工部を、厚さ方向にプレスする工程である。塗工部プレス工程は、後述する未塗工部プレス工程の前に行ってもよく、後に行ってもよい。
2. Coated portion pressing step The coated portion pressing step is a step of pressing the coated portion in a thickness direction while conveying the precursor sheet in the first direction. The coated portion pressing step may be performed before or after the uncoated portion pressing step described later.

塗工部プレス工程の方法および条件は、塗工部をプレスして延伸できれば特に限定されない。プレス方法としては、例えば、塗工部をロールプレスするロールプレス方法を挙げることができる。例えば、一対のプレスロールの間に前駆体シートを通過させつつ、プレスロールを前駆体シートの厚さ方向の両面に押しつけることで、塗工部をプレスすることができる。 The method and conditions for the coated portion pressing step are not particularly limited as long as the coated portion can be pressed and stretched. An example of a pressing method is a roll pressing method in which the coated portion is roll pressed. For example, the coated portion can be pressed by passing the precursor sheet between a pair of press rolls and pressing the press rolls against both sides of the precursor sheet in the thickness direction.

塗工部プレス工程における圧縮力は特に限定されないが、後述する未塗工部プレス工程における圧縮力よりも大きいことが好ましい。前駆体シートの塗工部では、分散媒を含有する電極材料(スラリー)により濡れることでしわが生じることがあり、このしわを伸ばすために、大きな延伸力を必要となるからである。 The compression force in the coated section pressing step is not particularly limited, but is preferably greater than the compression force in the uncoated section pressing step described below. This is because wrinkles may occur in the coated section of the precursor sheet when it becomes wet with the electrode material (slurry) containing a dispersion medium, and a large stretching force is required to remove these wrinkles.

3.未塗工部プレス工程
本開示における未塗工部プレス工程は、上記塗工部プレス工程の前または後に、上記前駆体シートを上記第1方向に搬送しながら、上記未塗工部を、上記厚さ方向にプレスする工程である。
3. Uncoated Portion Pressing Step The uncoated portion pressing step in the present disclosure is a step of pressing the uncoated portion in the thickness direction while transporting the precursor sheet in the first direction, before or after the coated portion pressing step.

未塗工部をプレスすることで、未塗工部を延伸して塗工部との伸び差を調整することができる。未塗工部の伸び量については、弾性体の変形に起因する変形力を変更することにより調整することができる。 By pressing the uncoated portion, the uncoated portion can be stretched to adjust the difference in elongation with the coated portion. The amount of elongation of the uncoated portion can be adjusted by changing the deformation force caused by the deformation of the elastic body.

ここで、未塗工部プレス工程の詳細について図3および図5を用いて説明する。図5(a)は、ロールプレスにおける前駆体シートおよび弾性ロールAを、厚さ方向において弾性ロールA側から観察した図である。図5(b)は、ロールプレスにおける前駆体シートおよび弾性ロールBを、厚さ方向において弾性ロールB側から観察した図である。なお、図5(b)においてはサポートロールを省略している。 The details of the uncoated portion pressing process will now be described with reference to Figures 3 and 5. Figure 5(a) is a view of the precursor sheet and elastic roll A in the roll press, observed from the elastic roll A side in the thickness direction. Figure 5(b) is a view of the precursor sheet and elastic roll B in the roll press, observed from the elastic roll B side in the thickness direction. Note that the support roll is omitted in Figure 5(b).

本開示における未塗工部プレス工程においては、図3(a)に示すように、軸体21と、軸体21を覆う弾性体22とを有する、一対の弾性ロール(20A、20B)を用いて、未塗工部3を厚さ方向に押し付ける圧縮力を付与しつつ、ロールプレスする。また、ロールプレスにおいては、サポートロールを用いて所定の処理を行う。一対の弾性ロールを用いることで、弾性ロールを前駆体シートに押し付けることによる圧縮力と、圧縮力に起因する弾性体の変形力との両方を未塗工部に付与することができるため、未塗工部の破断を効果的に防止できる。圧縮力は特に限定されないが、例えば、10kgf/cm以上、200kgf/cm以下である。なお、図3(b)等に示すように、回転軸の軸方向において、軸体は弾性ロールの外側に向けて弾性体から、通常突出している。 In the uncoated portion pressing process of the present disclosure, as shown in FIG. 3(a), a pair of elastic rolls (20A, 20B) having a shaft body 21 and an elastic body 22 covering the shaft body 21 are used to apply a compressive force to the uncoated portion 3 in the thickness direction while performing roll pressing. In addition, in the roll pressing, a predetermined process is performed using a support roll. By using a pair of elastic rolls, both the compressive force caused by pressing the elastic roll against the precursor sheet and the deformation force of the elastic body caused by the compressive force can be applied to the uncoated portion, so that the breakage of the uncoated portion can be effectively prevented. The compressive force is not particularly limited, but is, for example, 10 kgf/cm or more and 200 kgf/cm or less. Note that, as shown in FIG. 3(b) and the like, in the axial direction of the rotating shaft, the shaft body usually protrudes from the elastic body toward the outside of the elastic roll.

軸体の材料は特に限定されないが、弾性体よりもヤング率が大きい材料が好ましい。軸体の材料は、例えば金属が挙げられる。 The material of the shaft body is not particularly limited, but a material with a larger Young's modulus than the elastic body is preferable. Examples of materials for the shaft body include metal.

また、弾性体は、所定のヤング率を有することが好ましい。ヤング率は、例えば、11.1MPa以上、86.1MPa以下である。弾性体の材料としては、例えば、ゴム、ウレタン等の樹脂が挙げられる The elastic body preferably has a predetermined Young's modulus. The Young's modulus is, for example, 11.1 MPa or more and 86.1 MPa or less. Examples of materials for the elastic body include rubber and resins such as urethane.

サポートロールは、金属ロールであってもよく、上記弾性ロールであってもよい。金属ロールは、図3(b)等に示すように、通常、ローラー部32と、ローラー部から突出する軸部31を有している。ローラー部と軸部とは一体の部材であってもよく、異なる部材であってもよい。なお、ローラー部とは、サポートロールにおいて弾性ロールBと接触する部分をいう。金属部および軸体の材料については、上記弾性ロールの軸体の材料と同様とすることができる。弾性ロールについては上述したとおりである。 The support roll may be a metal roll or the elastic roll described above. As shown in FIG. 3(b) and the like, the metal roll usually has a roller portion 32 and a shaft portion 31 protruding from the roller portion. The roller portion and the shaft portion may be an integral member, or may be different members. The roller portion refers to the portion of the support roll that comes into contact with the elastic roll B. The materials of the metal portion and the shaft body may be the same as the material of the shaft body of the elastic roll described above. The elastic roll is as described above.

図3(b)、(c)に示すように、弾性ロールAは、回転軸の軸方向において軸体の2か所以上の部分が上述した弾性体で覆われている、いわゆる段付きロールであることが好ましい。特に、弾性ロールAは、上記弾性体として、互いに離れた配置された2つの弾性体を有する、いわゆる、2輪の段付きロールであることが好ましい。また、弾性ロールBおよびサポートロールは、いわゆる円柱ロールであることが好ましい。 As shown in Figures 3(b) and (c), it is preferable that the elastic roll A is a so-called stepped roll in which two or more parts of the shaft body in the axial direction of the rotating shaft are covered with the above-mentioned elastic body. In particular, it is preferable that the elastic roll A is a so-called two-wheel stepped roll in which the above-mentioned elastic body is two elastic bodies arranged apart from each other. In addition, it is preferable that the elastic roll B and the support roll are so-called cylindrical rolls.

また、図3(b)に示すように、回転軸方向Xにおいて、弾性ロールA(20A)の2つの弾性体22における外側端部間の長さをLXとし、弾性ロールB(20B)の弾性体22の長さをLXとし、サポートロール30のローラー部32の長さをLXとした場合、LXおよびLXは、LXよりも長いことが好ましい。 As shown in FIG. 3(b), in the rotation axis direction X, when the length between the outer ends of the two elastic bodies 22 of the elastic roll A (20A) is LX1 , the length of the elastic body 22 of the elastic roll B (20B) is LX2 , and the length of the roller portion 32 of the support roll 30 is LX3 , it is preferable that LX2 and LX3 are longer than LX1 .

LXは、通常、金属箔の第2方向における長さ以上の長さである。また、LXに対するLX(LX/LX)およびLXに対するLX(LX/LX)は、それぞれ、例えば1.1以上であり、1.2以上であってもよく、1.3以上であってもよい。一方、LX/LXおよびLX/LXは、それぞれ、例えば2.0以下であり、1.8以下であってもよく、1.5以下であってもよい。 LX1 is usually equal to or greater than the length of the metal foil in the second direction. Also, LX2 ( LX2 / LX1 ) relative to LX1 and LX3 ( LX3 / LX1 ) relative to LX1 are each, for example, equal to or greater than 1.1, may be equal to or greater than 1.2, or may be equal to or greater than 1.3. On the other hand, LX2 / LX1 and LX3 / LX1 are each, for example, equal to or less than 2.0, may be equal to or less than 1.8, or may be equal to or less than 1.5.

またLXとLXとは同じであってもよく、異なっていてもよい。LXとLXとが同じとは、例えば、LX/LXが、0.9以上、1.1以下の場合である。LXとLXが異なる場合、LXは、LXよりも長くてもよく、短くてもよい。この場合、LX/LXは、例えば、0.7以上、1.3以下である。 Furthermore, LX2 and LX3 may be the same or different. LX2 and LX3 are the same when, for example, LX2 / LX3 is 0.9 or more and 1.1 or less. When LX2 and LX3 are different, LX2 may be longer or shorter than LX3 . In this case, LX2 / LX3 is, for example, 0.7 or more and 1.3 or less.

また、ロールプレスにおいては、サポートロールを用いて、弾性ロールBの弾性体に対して、弾性ロールBの弾性体が前駆体シートと接触する領域を包含するように、荷重を印加する処理を行う。また、弾性ロールAから弾性ロールBに印加される荷重を荷重Xとし、サポートロールから弾性ロールBに印加される荷重を荷重Yとした場合、荷重Yが荷重Xよりも大きくなるように上記処理を行う。荷重Yが荷重Xと同じまたは小さい場合、ロールBに生じたひずみ(凹み)を十分に解消することが困難となる。 In addition, in the roll press, a support roll is used to apply a load to the elastic body of elastic roll B so as to encompass the area where the elastic body of elastic roll B comes into contact with the precursor sheet. Furthermore, if the load applied from elastic roll A to elastic roll B is load X and the load applied from the support roll to elastic roll B is load Y, the above process is performed so that load Y is greater than load X. If load Y is the same as or smaller than load X, it becomes difficult to fully eliminate the distortion (dent) that has occurred in roll B.

荷重Xと荷重Yとの差は、X<Yを満たす限り特に限定されない。例えば、荷重Yに対する荷重X(Y/X)は、例えば1.1以上であり、1.2以上であってもよく、1.3以上であってもよい。一方、Y/Xは、例えば2.0以下であり、1.8以下であってもよく、1.5以下であってもよい。 The difference between the load X and the load Y is not particularly limited as long as X<Y is satisfied. For example, the load X relative to the load Y (Y/X) is, for example, 1.1 or more, may be 1.2 or more, or may be 1.3 or more. On the other hand, Y/X is, for example, 2.0 or less, may be 1.8 or less, or may be 1.5 or less.

荷重Xおよび荷重Yの数値は特に限定されないが、例えば、それぞれ、10kgf/cm以上、200kgf/cm以下である。 The values of load X and load Y are not particularly limited, but are, for example, 10 kgf/cm or more and 200 kgf/cm or less, respectively.

上記処理は、ロールプレスの間、連続的に行われてもよい。一方、上記処理は、ロールプレスの間、任意のタイミングで断続的に行われてもよい。例えば、ロールプレスの際に、弾性ロールBに閾値以上のひずみ量が生じたことが検知された場合に、上記処理が行われてもよい。 The above process may be performed continuously during roll pressing. Alternatively, the above process may be performed intermittently at any timing during roll pressing. For example, the above process may be performed when it is detected that a strain amount equal to or greater than a threshold value has occurred in the elastic roll B during roll pressing.

また、弾性ロールA(20A)は、厚さ方向から観察した場合に、未塗工部3と重複する位置において、弾性体22が前駆体シート10と接触するように配置され、かつ、塗工部2と重複する位置において、弾性ロールA(20A)が前駆体シート10と接触しないように配置されていることが好ましい。この場合、図5(a)に示すように、弾性ロールA(20A)は、未塗工部3と重複する位置に、弾性体22が配置された第1接触部C1を備え、かつ、塗工部2と重複する位置に、前駆体シート(図5(a)においては塗工部2)と接触しない非接触部N1を備える。なお、金属箔の片面のみに塗工部が配置されている場合、非接触部N1は、ロールプレスの際に、前駆体シートにおける金属箔と接触しない部分になる場合がある。また、非接触部N1は、典型的には、弾性体が配置されていない部分である。第1接触部C1における弾性体は、未塗工部プレス工程において、未塗工部3と接触する。一方、非接触部N1は、未塗工部プレス工程において、通常、前駆体シートと接触しない。また、図5(a)に示すように、ロールA(20A)は、非接触部N1の両端部分に、それぞれ第1接触部C1を備えている。 In addition, it is preferable that the elastic roll A (20A) is arranged so that the elastic body 22 contacts the precursor sheet 10 at the position overlapping the uncoated portion 3 when observed from the thickness direction, and the elastic roll A (20A) does not contact the precursor sheet 10 at the position overlapping the coated portion 2. In this case, as shown in FIG. 5(a), the elastic roll A (20A) has a first contact portion C1 in which the elastic body 22 is arranged at the position overlapping the uncoated portion 3, and a non-contact portion N1 that does not contact the precursor sheet (coated portion 2 in FIG. 5(a)) at the position overlapping the coated portion 2. Note that when the coated portion is arranged only on one side of the metal foil, the non-contact portion N1 may be a portion of the precursor sheet that does not contact the metal foil during roll pressing. In addition, the non-contact portion N1 is typically a portion where no elastic body is arranged. The elastic body at the first contact portion C1 contacts the uncoated portion 3 in the uncoated portion pressing process. On the other hand, the non-contact portion N1 does not usually come into contact with the precursor sheet during the uncoated portion pressing process. Also, as shown in FIG. 5(a), roll A (20A) has a first contact portion C1 at each end of the non-contact portion N1.

また、弾性ロールB(20B)は、厚さ方向から観察した場合に、未塗工部3と重複する位置において、弾性体22が前駆体シート10と接触するように配置され、かつ、塗工部2と重複する位置において、弾性体22が前駆体シート10と接触するように配置されることが好ましい。この場合、図5(b)に示すように、弾性ロールB(20B)は、厚さ方向から観察した場合に、未塗工部3と重複する位置に、弾性体22が配置された第2接触部C2を備え、かつ、塗工部2と重複する位置に、前駆体シート(図5(b)においては塗工部2)と接触する第3接触部C3を備える。また、第2接触部C2における弾性体は、未塗工部プレス工程において、未塗工部3と接触する。一方、第3接触部C3は、未塗工部プレス工程において、塗工部と接触する。 In addition, it is preferable that the elastic roll B (20B) is arranged so that the elastic body 22 contacts the precursor sheet 10 at a position overlapping the uncoated portion 3 when observed from the thickness direction, and the elastic body 22 contacts the precursor sheet 10 at a position overlapping the coated portion 2 when observed from the thickness direction. In this case, as shown in FIG. 5(b), the elastic roll B (20B) has a second contact portion C2 in which the elastic body 22 is arranged at a position overlapping the uncoated portion 3 when observed from the thickness direction, and has a third contact portion C3 in which the elastic body 22 contacts the precursor sheet (coated portion 2 in FIG. 5(b)) at a position overlapping the coated portion 2 when observed from the thickness direction. In addition, the elastic body at the second contact portion C2 contacts the uncoated portion 3 in the uncoated portion pressing process. On the other hand, the third contact portion C3 contacts the coated portion in the uncoated portion pressing process.

また、弾性ロールAは、前駆体シートの上側に配置され、弾性ロールBおよびサポートロールは、前駆体シートの下側に配置されることが好ましい。また、弾性ロールBおよびサポートロールについては、図3(a)のように側面視した場合、弾性ロールBの中心点とサポートロールの中心点とを結んだ線が、上記厚さ方向と平行な線となるように配置されることが好ましい。 It is also preferable that the elastic roll A is disposed on the upper side of the precursor sheet, and the elastic roll B and the support roll are disposed on the lower side of the precursor sheet. It is also preferable that the elastic roll B and the support roll are disposed such that, when viewed from the side as shown in FIG. 3(a), a line connecting the center point of the elastic roll B and the center point of the support roll is parallel to the thickness direction.

4.電極
本開示の方法で製造される電極では、金属箔の少なくとも一方の面に電極層が形成されている。なお、電極層は、上記塗工部をプレスすることにより得られる層である。本開示の方法で製造される電極は、正極であってもよく、負極であってもよい。つまり、電極層は、正極層であってもよく、負極層であってもよい。
4. Electrode In the electrode manufactured by the method of the present disclosure, an electrode layer is formed on at least one surface of the metal foil. The electrode layer is a layer obtained by pressing the coated portion. The electrode manufactured by the method of the present disclosure may be a positive electrode or a negative electrode. In other words, the electrode layer may be a positive electrode layer or a negative electrode layer.

金属箔は、典型的には、集電箔(集電体)として機能する。つまり、金属箔は、正極集電体であってもよく、負極集電体であってもよい。金属箔が正極集電体である場合、金属箔の材料としては、例えば、Al、SUS、Niが挙げられる。金属箔が負極集電体である場合、金属箔の材料としては、例えば、Cu、SUS、Niが挙げられる。 The metal foil typically functions as a current collector. That is, the metal foil may be a positive electrode current collector or a negative electrode current collector. When the metal foil is a positive electrode current collector, examples of the material of the metal foil include Al, SUS, and Ni. When the metal foil is a negative electrode current collector, examples of the material of the metal foil include Cu, SUS, and Ni.

電極層は、少なくとも活物質を含有する。電極層が正極層である場合、活物質は正極活物質である。正極活物質としては、典型的には、酸化物活物質が挙げられる。酸化物活物質としては、例えば、LiCoO、LiMnO、LiNiO、LiVO、LiNi1/3Co1/3Mn1/3等の岩塩層状型活物質、LiMn、Li(Ni0.5Mn1.5)O等のスピネル型活物質、LiFePO、LiMnPO、LiNiPO、LiCuPO等のオリビン型活物質が挙げられる。 The electrode layer contains at least an active material. When the electrode layer is a positive electrode layer, the active material is a positive electrode active material. The positive electrode active material is typically an oxide active material. Examples of the oxide active material include rock salt layer type active materials such as LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiNiO 2 , LiVO 2 , and LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , spinel type active materials such as LiMn 2 O 4 and Li (Ni 0.5 Mn 1.5 ) O 4 , and olivine type active materials such as LiFePO 4 , LiMnPO 4 , LiNiPO 4 , and LiCuPO 4 .

電極層が負極層である場合、活物質は負極活物質である。負極活物質としては、例えば、カーボン活物質、酸化物活物質および金属活物質を挙げることができる。カーボン活物質としては、例えば、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、高配向性グラファイト(HOPG)、ハードカーボンおよびソフトカーボン等を挙げることができる。酸化物活物質としては、例えば、Nb、LiTi12およびSiOを挙げることができる。金属活物質としては、例えば、In、Al、SiおよびSnを挙げることができる。 When the electrode layer is a negative electrode layer, the active material is a negative electrode active material. Examples of the negative electrode active material include carbon active material, oxide active material, and metal active material. Examples of the carbon active material include mesocarbon microbeads (MCMB), highly oriented graphite (HOPG), hard carbon, and soft carbon. Examples of the oxide active material include Nb 2 O 5 , Li 4 Ti 5 O 12 , and SiO. Examples of the metal active material include In, Al, Si, and Sn.

また、電極層は、必要に応じて、導電材およびバインダーの少なくとも一つを含有していてもよい。 The electrode layer may also contain at least one of a conductive material and a binder, if necessary.

導電材としては、例えば、炭素材料、金属粒子、導電性ポリマーが挙げられる。炭素材料としては、例えば、アセチレンブラック(AB)およびケッチェンブラック(KB)等の粒子状炭素材料;炭素繊維、カーボンナノチューブ(CNT)およびカーボンナノファイバー(CNF)等の繊維状炭素材料が挙げられる。また、バインダーとしては、例えば、ポリビニリデンフロライド(PVDF)およびポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素含有バインダー、ブタジエンゴム等のゴム系バインダーおよびアクリル系バインダーが挙げられる。 Examples of conductive materials include carbon materials, metal particles, and conductive polymers. Examples of carbon materials include particulate carbon materials such as acetylene black (AB) and ketjen black (KB); and fibrous carbon materials such as carbon fiber, carbon nanotubes (CNT), and carbon nanofibers (CNF). Examples of binders include fluorine-containing binders such as polyvinylidene fluoride (PVDF) and polytetrafluoroethylene (PTFE), rubber-based binders such as butadiene rubber, and acrylic-based binders.

本開示における電極の用途としては、例えばLiイオン電池が挙げられる。また、本開示における電池は、電解質層が液系電解質(電解液)を含有する液系電池であってもよい。また、本開示における電池の用途は、特に限定されないが、例えば、ハイブリッド自動車(HEV)、プラグインハイブリッド自動車(PHEV)、電気自動車(BEV)、ガソリン自動車、ディーゼル自動車等の車両の電源が挙げられる。特に、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車または電気自動車の駆動用電源に用いられることが好ましい。また、本開示における電池は、車両以外の移動体(例えば、鉄道、船舶、航空機)の電源として用いられてもよく、情報処理装置等の電気製品の電源として用いられてもよい。 The use of the electrodes in this disclosure includes, for example, Li-ion batteries. The battery in this disclosure may also be a liquid-based battery in which the electrolyte layer contains a liquid electrolyte (electrolytic solution). The use of the batteries in this disclosure is not particularly limited, but may include, for example, power sources for vehicles such as hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), electric vehicles (BEVs), gasoline-powered vehicles, and diesel-powered vehicles. In particular, it is preferable to use the batteries as driving power sources for hybrid electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles, or electric vehicles. The batteries in this disclosure may also be used as power sources for moving objects other than vehicles (for example, railways, ships, and aircraft), and may also be used as power sources for electrical appliances such as information processing devices.

なお、本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本開示における特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本開示における技術的範囲に包含される。 This disclosure is not limited to the above-mentioned embodiments. The above-mentioned embodiments are merely examples, and anything that has substantially the same configuration as the technical ideas described in the claims of this disclosure and has similar effects is included within the technical scope of this disclosure.

[実験例1]
所定のヤング率を有するゴム(弾性体)を用意した。オートグラフ装置で、治具をゴムに押し付けて元の位置に戻すことを繰り返し、その際に生じる応力を測定した、結果を図6(a)に示す
[Experimental Example 1]
A rubber (elastic body) having a predetermined Young's modulus was prepared. Using an autograph device, a jig was repeatedly pressed against the rubber and returned to its original position, and the stress generated during this process was measured. The results are shown in Figure 6(a).

図6(a)に示すように、1回目の加重でゴムに永久ひずみが生じ、2回目以降の加重では生じたひずみの影響により、ひずみの大きさ(深さ)分治具が移動するまで応力が生じないことが確認された。このように、弾性体を用いてロールプレスした場合、弾性体に永久ひずみが生じることが確認された。 As shown in Figure 6 (a), it was confirmed that the first load creates permanent strain in the rubber, and that the second and subsequent loads do not create stress until the jig moves by the magnitude (depth) of the strain due to the effect of the strain. In this way, it was confirmed that permanent strain occurs in the elastic body when roll pressing is performed using an elastic body.

[実験例2]
CAE解析により、永久ひずみ量(凹みの深さ)が0μm、300μm、600μmの3条件において、電極シートに加わるせん断応力をシミュレートした。結果を図6(b)に示す。また、永久ひずみ量が600μmの条件におけるCAE解析の画像を図6(c)に示す。
[Experimental Example 2]
The shear stress applied to the electrode sheet was simulated by CAE analysis under three conditions of permanent deformation (depth of the recess) of 0 μm, 300 μm, and 600 μm. The results are shown in Figure 6 (b). Figure 6 (c) shows an image of the CAE analysis under the condition of permanent deformation of 600 μm.

図6(b)に示すように、永久ひずみ量が小さくなるほど、電極シートに加わる最大せん断応力が小さくなることが確認された。 As shown in Figure 6 (b), it was confirmed that the smaller the amount of permanent strain, the smaller the maximum shear stress applied to the electrode sheet.

[実験例3-1]
直径150mm、弾性体の厚さ10mmの弾性ロールを準備した。この弾性ロールに対して、131kgf/cmの加重を付与して、弾性ロールに永久ひずみ(凹み)を形成し、永久ひずみ量(凹みの深さ)を測定した。結果を図6(d)に示す。
[Experimental Example 3-1]
An elastic roll having a diameter of 150 mm and an elastic body thickness of 10 mm was prepared. A load of 131 kgf/cm was applied to this elastic roll to form a permanent set (dent) in the elastic roll, and the amount of permanent set (dent depth) was measured. The results are shown in FIG. 6(d).

[実験例3-2]
実験例2-1で永久ひずみを形成した弾性ロールに対して、図3(b)に示すように、ロール(サポートロール)を131kgf/cmよりも大きい荷重で押し付けた。押し付けた後の永久ひずみ量(凹みの深さ)を測定した。結果を図6(d)に示す。
[Experimental Example 3-2]
As shown in Fig. 3(b), a roll (support roll) was pressed against the elastic roll on which permanent deformation was formed in Experimental Example 2-1 with a load of more than 131 kgf/cm. The amount of permanent deformation (depth of the depression) after pressing was measured. The results are shown in Fig. 6(d).

図6(d)に示すように、永久ひずみが生じた弾性ロールに対してサポートロールを押し付けることで、永久ひずみ量を低下させることができることが確認された。 As shown in Figure 6 (d), it was confirmed that the amount of permanent deformation can be reduced by pressing a support roll against an elastic roll in which permanent deformation has occurred.

以上の実験結果より、ロールプレスの際に、弾性ロールAから弾性ロールBに印加される荷重Xよりも、サポートロールから弾性ロールBに印加される荷重Yが大きくなるような処理を行うことで、永久ひずみ量を低下させることができ、前駆体シートに加わる最大せん断応力を低下させることができることが確認された。これにより、本開示における電極の製造方法であれば、弾性ロールが蛇行等により塗工部に乗り上げた場合でも、破断等を抑制することができ、得られる電極の品質劣化を抑制することができることが示された。 The above experimental results confirmed that by performing a process in which the load Y applied from the support roll to the elastic roll B during roll pressing is greater than the load X applied from the elastic roll A to the elastic roll B, the amount of permanent strain can be reduced and the maximum shear stress applied to the precursor sheet can be reduced. This shows that the electrode manufacturing method disclosed herein can suppress breakage and other problems even if the elastic roll runs onto the coating section due to meandering or the like, and suppress deterioration in the quality of the resulting electrode.

1 …金属箔
2 …塗工部
3 …未塗工部
10 …前駆体シート
21 …軸体
22 …弾性体
20 …弾性ロール
20A…弾性ロールA
20B…弾性ロールB
30 …サポートロール
Reference Signs List 1 metal foil 2 coated portion 3 uncoated portion 10 precursor sheet 21 shaft 22 elastic body 20 elastic roll 20A elastic roll A
20B…Elastic roll B
30...Support roll

Claims (3)

第1方向に長手方向を有する金属箔と、前記金属箔上に配置された、塗工部および未塗工部と、を有する前駆体シートを準備する、準備工程と、
前記前駆体シートを前記第1方向に搬送しながら、前記塗工部を、厚さ方向にプレスする、塗工部プレス工程と、
前記塗工部プレス工程の前または後に、前記前駆体シートを前記第1方向に搬送しながら、前記未塗工部を、前記厚さ方向にプレスする、未塗工部プレス工程と、
を有し、
前記塗工部は、少なくとも活物質を含む電極材料を含有し、
前記未塗工部は、前記電極材料を含有せず、かつ、前記第1方向と直交する方向における前記塗工部の端部に配置され、
前記未塗工部プレス工程において、軸体と、前記軸体を覆う弾性体とを有する、一対の弾性ロールを用いて、前記未塗工部を前記厚さ方向に押し付ける圧縮力を付与しつつ、ロールプレスし、
前記一対の弾性ロールとして、弾性ロールAおよび弾性ロールBを用い、
前記弾性ロールAは、前記弾性体として、弾性体Aを有し、
前記弾性ロールBは、前記弾性体として、弾性体Bを有し、
前記ロールプレスの際に、サポートロールを用いて、前記弾性ロールBの前記弾性体に対して、前記弾性ロールBの前記弾性体が前記前駆体シートと接触する領域を包含するように、荷重を印加する処理を行い、
前記弾性ロールAから前記弾性ロールBに印加される荷重を荷重Xとし、前記サポートロールから前記弾性ロールBに印加される荷重を荷重Yとした場合、前記荷重Yが前記荷重Xよりも大きくなるように前記処理を行い、
前記サポートロールは、金属ロールまたは弾性ロール(前記弾性体Bよりも柔らかい弾性体を備える弾性ロールを除く)であり、
前記弾性ロールAは、前記弾性体Aとして、互いに離れて配置された、2つの弾性体aを有し、
回転軸方向において、前記2つの弾性体aにおける外側端部間の長さをLX とし、前記弾性ロールBの前記弾性体Bの長さをLX とし、前記サポートロールのローラー部の長さをLX とした場合、前記LX および前記LX は、前記LX よりも長い、電極の製造方法。
A preparation step of preparing a precursor sheet having a metal foil having a longitudinal direction in a first direction and a coated portion and an uncoated portion disposed on the metal foil;
a coated portion pressing step of pressing the coated portion in a thickness direction while conveying the precursor sheet in the first direction;
an uncoated portion pressing step of pressing the uncoated portion in the thickness direction while transporting the precursor sheet in the first direction, before or after the coated portion pressing step;
having
The coated portion contains an electrode material including at least an active material,
the uncoated portion does not contain the electrode material and is disposed at an end of the coated portion in a direction perpendicular to the first direction,
In the uncoated portion pressing step, a pair of elastic rolls having a shaft body and an elastic body covering the shaft body are used to perform roll pressing while applying a compressive force that presses the uncoated portion in the thickness direction,
As the pair of elastic rolls, an elastic roll A and an elastic roll B are used,
The elastic roll A has an elastic body A as the elastic body,
The elastic roll B has an elastic body B as the elastic body,
During the roll press, a load is applied to the elastic body B of the elastic roll B using a support roll so as to include an area where the elastic body B of the elastic roll B contacts the precursor sheet;
When a load applied from the elastic roll A to the elastic roll B is a load X and a load applied from the support roll to the elastic roll B is a load Y, the processing is performed so that the load Y is larger than the load X,
the support roll is a metal roll or an elastic roll (excluding an elastic roll having an elastic body softer than the elastic body B),
The elastic roll A has two elastic bodies a arranged apart from each other as the elastic body A,
a length between outer end portions of the two elastic bodies a in a rotation axis direction is LX1 , a length of the elastic body B of the elastic roll B is LX2 , and a length of a roller portion of the support roll is LX3 , wherein the LX2 and the LX3 are longer than the LX1 .
前記サポートロールが前記金属ロールまたは前記弾性体Bと同一の弾性体を有する前記弾性ロールである、請求項1に記載の電極の製造方法。 The method for manufacturing an electrode according to claim 1 , wherein the support roll is the metal roll or the elastic roll having the same elastic body as the elastic body B. 前記弾性ロールAは、前記厚さ方向から観察した場合に、前記未塗工部と重複する位置において、前記弾性体が前記前駆体シートと接触するように配置され、かつ、前記塗工部と重複する位置において、前記弾性ロールAが前記前駆体シートと接触しない部分を有するように配置され、
前記弾性ロールBは、前記厚さ方向から観察した場合に、前記未塗工部と重複する位置において、前記弾性体が前記前駆体シートと接触するように配置され、かつ、前記塗工部と重複する位置において、前記弾性体が前記前駆体シートと接触するように配置される、請求項1に記載の電極の製造方法。
the elastic roll A is disposed such that, when observed from the thickness direction, the elastic body A comes into contact with the precursor sheet at a position overlapping the uncoated portion , and the elastic roll A has a portion that does not come into contact with the precursor sheet at a position overlapping the coated portion ,
2. The method for manufacturing an electrode according to claim 1, wherein the elastic roll B is arranged such that, when observed from the thickness direction, the elastic body B contacts the precursor sheet at a position overlapping the uncoated portion, and the elastic body B contacts the precursor sheet at a position overlapping the coated portion .
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