JP7735965B2 - Electrode manufacturing method - Google Patents
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Description
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 to 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 battery electrodes having a coated portion coated with an electrode active material and an uncoated portion not coated with the electrode active material. Furthermore, Patent Document 2 discloses a roll pressing method using a roll press machine equipped with a wrinkle prevention device that prevents wrinkles from forming in the coated and uncoated portions of the electrode plate during the roll pressing process.
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 mentioned 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 to prevent wrinkles from forming. Furthermore, the uncoated areas may be roll-pressed using an elastic roll to prevent them from breaking 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 discovered that when an elastic roll is used to press an uncoated area, if the elastic roll runs over the coated area due to meandering or other reasons, this can cause streaks or breakage in the coated area, potentially degrading 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 light of the above situation, and its main purpose is to provide a method for manufacturing electrodes that can suppress quality degradation.
[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、上記弾性ロールAにおける上記弾性体のヤング率Xは、上記弾性ロールBにおける上記弾性体のヤング率Yよりも低い、電極の製造方法。
[1]
The method includes 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 arranged 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, and an uncoated portion pressing step of pressing the uncoated portion in the thickness direction while conveying the precursor sheet in the first direction before or after the coated portion pressing step, wherein the coated portion contains an electrode material including at least an active material, and the uncoated portion is a method for manufacturing an electrode, wherein 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, and in the uncoated portion pressing step, a pair of elastic rolls having a shaft and an elastic body covering the shaft are used to perform roll pressing while applying a compressive force that presses the uncoated portion in the thickness direction, and elastic roll A and elastic roll B are used as the pair of elastic rolls, and Young's modulus X of the elastic body in elastic roll A is lower than Young's modulus Y of the elastic body in elastic roll B.
[2]
上記軸体の軸方向において、上記弾性ロールAの上記弾性体の長さは、上記弾性ロールBの上記弾性体の長さよりも短い、[1]に電極の製造方法。
[2]
[1] A method for manufacturing an electrode, wherein the length of the elastic body of the elastic roll A is shorter than the length of the elastic body of the elastic roll B in the axial direction of the shaft body.
[3]
上記厚さ方向から観察した場合に、上記弾性ロールAの上記弾性体は、上記軸体の軸方向において、第1端部と、上記第1端部より外側に配置された第2端部とを有し、上記厚さ方向から観察した場合に、上記第1端部の位置は、上記弾性ロールBの上記弾性体の位置と重複している、[1]または[2]に記載の電極の製造方法。
[3]
When observed from the thickness direction, the elastic body of the elastic roll A has a first end and a second end positioned outward from the first end in the axial direction of the shaft, and when observed from the thickness direction, the position of the first end overlaps with the position of the elastic body of the elastic roll B. [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]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 arranged so that the elastic body is in contact with the precursor sheet at a position overlapping with the uncoated portion when observed from the thickness direction, and is arranged so that the elastic roll A is not in contact with the precursor sheet at a position overlapping with the coated portion when observed from the thickness direction, and the elastic roll B is arranged so that the elastic body is in contact with the precursor sheet at a position overlapping with the uncoated portion when observed from the thickness direction, and is arranged so that the elastic body is in contact with the precursor sheet at a position overlapping with the coated portion when observed from the thickness direction.
本開示においては、品質の劣化を抑制できる電極の製造方法という効果を奏する。 The present disclosure provides an electrode manufacturing method that can suppress quality degradation.
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 electrode manufacturing method according to the present disclosure is described in detail below. In this specification, when describing the arrangement of another member relative to a certain member, the term "above" refers to both the arrangement of another member directly above the member so as to be in contact with the member, and the arrangement of another member above the member via another member, unless otherwise specified.
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、所定の一対の弾性ロールを用いてロールプレスを行う。また、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、上記弾性ロールAにおける上記弾性体のヤング率Xは、上記弾性ロールBにおける上記弾性体のヤング率Yよりも低い。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。 Figure 1 is a flow diagram showing an example of a method for manufacturing an electrode according to the present disclosure. In Figure 1, first, a precursor sheet is prepared, which includes a metal foil having a longitudinal direction in a first direction and a coated portion and an uncoated portion disposed on the metal foil (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 disposed at an end of the coated portion in a direction perpendicular to the first direction. Next, while the precursor sheet is conveyed in the first direction, the coated portion is pressed in the thickness direction (coated portion pressing process). Then, while the precursor sheet is conveyed in the first direction, the uncoated portion is pressed in the thickness direction (uncoated portion pressing process). Note that while Figure 1 shows the uncoated portion pressing process being performed after the coated portion pressing process, it may also be performed before the coated portion pressing process. Furthermore, in the uncoated portion pressing process, roll pressing is performed using a predetermined pair of elastic rolls. Furthermore, elastic roll A and elastic roll B are used as the pair of elastic rolls, and the Young's modulus X of the elastic body in elastic roll A is lower than the Young's modulus Y of the elastic body in elastic roll B. Here, in this disclosure, the "thickness direction" is synonymous with the stacking direction of the metal foil and coated portion.
本開示によれば、弾性ロールAの弾性体のヤング率Xが、弾性ロールBの弾性体のヤング率Yよりも低いため、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。 According to the present disclosure, the Young's modulus X of the elastic body of elastic roll A is lower than the Young's modulus Y of the elastic body of elastic roll B. Therefore, even if the elastic 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。 One known method for manufacturing electrodes is to press a precursor sheet in which an electrode composite is applied onto a metal foil (current collector foil). Furthermore, the presence or absence of the electrode composite can result in a difference in elongation between the coated and uncoated portions of the metal foil after pressing, potentially resulting in wrinkles in the electrode. In response to this issue, as in Patent Document 1 mentioned above, the coated and uncoated portions are pressed separately to prevent wrinkles. Furthermore, when pressing the uncoated portion (metal foil), a pair of elastic rolls may be used to apply a compressive force in the thickness direction while performing roll pressing. By performing roll pressing in this manner, the uncoated portion can be subjected to a deformation force resulting from deformation of the elastic body in addition to the compressive force. This can effectively prevent, for example, breakage of the uncoated portion.
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, metal foil generally contains inclusions of hard tissue that is harder than the material of the metal foil. The inclusion of hard tissue can, for example, increase the strength of the metal foil. 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. When multiple voids connect with each other, breakage is likely to occur. In contrast, in the present disclosure, a pair of elastic rolls is used to perform roll pressing while applying a compressive force in the thickness direction. This allows the uncoated portion to be subjected to a deformation force resulting from deformation of the elastic body in addition to the compressive force. As a result, it is believed that the formation 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 perpendicular to the thickness direction. In other words, the deformation force acts in the same direction as the tensile force and, like the tensile force, stretches the metal foil.
本開示におけるメカニズムを、図2を用いて説明する。図2(a)は、電極シートおよび一対の弾性ロールを金属箔の幅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り、図2(c)は、図2(b)の点線部分を拡大した図である。また、図2(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である。本開示においては、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、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。その際、図2(c)に示すように、圧縮力により、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状態で、蛇行等により弾性ロールが塗工部に乗り上げてしまうと、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。特に、弾性ロールBのひずみ(凹み)が大きいほど、せん断応力の集中が顕著になる。 The mechanism of the present disclosure will be explained using Figure 2. Figure 2(a) is a schematic side view of the electrode sheet and a pair of elastic rolls viewed from the width direction of the metal foil. Figure 2(b) is a schematic front view of Figure 2(a) viewed from the first direction of the metal foil, and Figure 2(c) is an enlarged view of the dotted line portion of Figure 2(b). Figure 2(d) is a schematic front view illustrating a case where the elastic roll runs over the coated portion. In this disclosure, as shown in Figures 2(a) and 2(b), roll pressing is performed on the uncoated portion 3 using a pair of elastic rolls 20A and 20B while applying a compressive force in the thickness direction. As shown in Figure 2(c), the shape of elastic roll A may be transferred to elastic roll B due to the compressive force, resulting in distortion of elastic roll B. Furthermore, due to the nature of roll pressing, compression force is applied to the distorted portion again before the distortion is completely resolved, so the distortion remains during roll pressing. In other words, permanent distortion occurs in elastic roll B. This type of distortion is particularly pronounced when elastic roll A is a stepped roll and elastic roll B is a cylindrical roll (non-stepped roll). If the elastic roll runs onto the coating area due to meandering or other reasons while this type of distortion is occurring, a difference in the distance (clearance) between elastic roll A and elastic roll B may occur, as shown in Figure 2(d). In this case, shear stress concentrates in areas with small clearance, which can cause streaks or breakage in the coating area. This can result in a deterioration in the quality of the resulting electrode. In particular, the greater the distortion (depression) in elastic roll B, the more pronounced the shear stress concentration becomes.
これに対して本開示においては、弾性ロールAにおける上記弾性体のヤング率Xは、上記弾性ロールBにおける上記弾性体のヤング率Yよりも低い。そのため、圧縮力による弾性ロールBへのひずみが小さくなる、または、ひずみが生じなくなる。その結果、弾性ロールが塗工部に乗り上げてしまった場合であっても、塗工部におけるスジの発生および電極シートの破断を抑制でき、得られる電極の品質劣化を抑制することができる。また、本開示においては、弾性ロールBに生じるひずみを抑制できるため、弾性ロール、特に弾性ロールBの耐久性を向上させることができる。 In contrast, in the present disclosure, the Young's modulus X of the elastic body in elastic roll A is lower than the Young's modulus Y of the elastic body in elastic roll B. Therefore, the strain on elastic roll B due to compression force is reduced, or no strain occurs. As a result, even if the elastic roll rides up on the coating section, the occurrence of streaks in the coating section and breakage of the electrode sheet can be suppressed, and deterioration in the quality of the resulting electrode can be suppressed. Furthermore, in the present disclosure, because the strain occurring in elastic roll B can be suppressed, the durability of the elastic rolls, particularly elastic roll B, can be improved.
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 with a longitudinal direction in a first direction and a coated portion and an uncoated portion disposed on the metal foil.
図3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3に示されるように、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 3 is a schematic plan view illustrating the precursor sheet prepared in the preparation process. As shown in Figure 3, the precursor sheet 10 has a metal foil 1 with its longitudinal direction aligned in the 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 placed on a metal foil. The coated portion becomes an electrode layer after passing 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. If necessary, the electrode material may also contain at least one of a solid electrolyte, a conductive material, and a binder. 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 coated portion may be located only on the first surface of the metal foil in the thickness direction, or may be located 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3に示されるように、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 portions are preferably arranged along the first direction of the metal foil. Alternatively, the coated portions may be arranged continuously along the first direction D of the metal foil 1, as shown in Figure 3. Alternatively, the coated portions 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 depending on the desired electrode size. The thickness of the coated portion is, for example, 0.2 mm or more, or may be 0.3 mm or more, or 0.5 mm or more. On the other hand, the thickness of the coated portion is, for example, 1.5 mm or less, or 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 direction perpendicular to the first direction of the metal foil) is not particularly limited and can be adjusted appropriately depending on 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 70% or more. Furthermore, the ratio may be, for example, 90% or less, or 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3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と直交する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. Furthermore, the uncoated portion is typically disposed on the same surface of the metal foil as the coated portion. The uncoated portion is, for example, an exposed portion of the metal foil. As shown in Figure 3, the uncoated portion 3 in this disclosure is disposed at the end of the coated portion 2 in a direction perpendicular to the first direction D of the metal foil 1. Furthermore, although not shown, a protective layer containing resin may be provided at the boundary between the uncoated portion and the coated portion.
未塗工部の幅(金属箔の第1方向に直交する方向の長さ)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 (the length in the direction perpendicular to the first direction of the metal foil) is not particularly limited and can be adjusted appropriately depending on 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, this ratio may be, 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 then drying it. Examples of dispersion mediums include organic solvents such as butyl butyrate, dibutyl ether, and heptane. There are no particular restrictions on the method for applying the electrode material, and general coating methods can be used. There are also no particular restrictions 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3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列の未塗工部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. 3 . Alternatively, although not shown, the precursor sheet may have, in a plan view, N rows (N is an integer of 2 or greater) 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 Section Pressing Step The coated section pressing step is a step of pressing the coated section in the thickness direction while transporting the precursor sheet in the first direction. The coated section pressing step may be performed before or after the uncoated section pressing step described below.
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 section pressing step are not particularly limited as long as the coated section can be pressed and stretched. One example of a pressing method is a roll press method, in which the coated section is roll-pressed. For example, the coated section 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 used in the coated section pressing step is not particularly limited, but it is preferably greater than the compression force used in the uncoated section pressing step described below. This is because wrinkles can occur in the coated section of the precursor sheet when it becomes wet with the electrode material (slurry) containing the dispersion medium, and a large stretching force is required to smooth out these wrinkles.
3.未塗工部プレス工程
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。また、未塗工部プレス工程においては、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ながらロールプレスする。本開示においては、一対の弾性ロールとして、所定の弾性ロールAおよび所定の弾性ロールBを用いる。
3. Uncoated Section Pressing Step The uncoated section pressing step is a step of pressing the uncoated section in the thickness direction while conveying the precursor sheet in the first direction, before or after the coated section pressing step. In the uncoated section pressing step, a pair of elastic rolls having a shaft and an elastic body covering the shaft are used to roll-press the uncoated section in the thickness direction. In the present disclosure, a predetermined elastic roll A and a predetermined elastic roll B are used as the pair of elastic rolls.
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。なお、本開示においては、弾性体の変形力(弾性率)が異なる一対の弾性ロールを用いる。よって、未塗工部の伸び量は、弾性体の変形力が小さい弾性ロールに依存するため、伸び量は弾性率の小さい弾性ロールAの弾性体を変更することで調整することができる。 By pressing the uncoated portion, the uncoated portion can be stretched, adjusting the difference in elongation between the uncoated portion and 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. Note that in this disclosure, a pair of elastic rolls with different deformation forces (elastic moduli) of the elastic body are used. Therefore, the amount of elongation of the uncoated portion depends on the elastic roll with the smaller deformation force of the elastic body, and the amount of elongation can be adjusted by changing the elastic body of elastic roll A with the smaller elastic modulus.
ここで、未塗工部プレス工程について図を用いて説明する。図4(a)は、未塗工部プレス工程を金属箔の幅方向から見た概略側面図である。図4(b)は、図4(a)を前駆体シートの第1方向Dから見た概略正面図である。また、図4(c)および(d)は、前駆体シートおよび弾性ロールを厚さ方向から観察した図((図4(b)を紙面上下方向から観察した図)である。 The uncoated portion pressing process will now be explained using the figures. Figure 4(a) is a schematic side view of the uncoated portion pressing process as seen from the width direction of the metal foil. Figure 4(b) is a schematic front view of Figure 4(a) as seen from the first direction D of the precursor sheet. Figures 4(c) and (d) are views of the precursor sheet and elastic roll as seen from the thickness direction (views of Figure 4(b) as seen from the top and bottom of the paper).
図4(a)および(b)に示すように、未塗工部プレス工程においては、前駆体シート10を第1方向Dに搬送しながら、所定の一対の弾性ロール20Aおよび20Bの間に前駆体シート10を通過させつつ、弾性ロール20Aおよび20Bを前駆体シートの厚さ方向の両面に押しつける圧縮力を付与しつつ、未塗工部3(金属箔1)をロールプレスする。弾性ロール20は、通常、軸体21の周囲に弾性体22が配置されたロール形状を有する。また、図4(b)などに示すように、軸体の軸方向において、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。 As shown in Figures 4(a) and (b), in the uncoated portion pressing process, the precursor sheet 10 is conveyed in a first direction D while passing between a predetermined pair of elastic rolls 20A and 20B. A compressive force is applied by pressing the elastic rolls 20A and 20B against both sides of the precursor sheet in the thickness direction, thereby roll-pressing the uncoated portion 3 (metal foil 1). The elastic roll 20 typically has a roll shape with an elastic body 22 disposed around a shaft 21. Furthermore, as shown in Figure 4(b), the shaft typically protrudes from the elastic body toward the outside of the elastic roll in the axial direction of the shaft.
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 is not particularly limited, but a material with a higher Young's modulus than the elastic body is preferable. Examples of shaft materials include metal.
ここで、本開示においては、弾性ロールAの弾性体のヤング率Xは、弾性ロールBの弾性体のヤング率Yよりも小さい。ヤング率Yに対するヤング率Xの割合(X/Y)は、例えば0.1以上であり、0.3以上であってもよく、0.5以上であってもよい。一方、ヤング率Yに対するヤング率Xの割合(X/Y)は、例えば0.9以下であり、0.8以下であってもよく、0.7以下であってもよく、0.6以下であってもよい。 Here, in the present disclosure, the Young's modulus X of the elastic body of elastic roll A is smaller than the Young's modulus Y of the elastic body of elastic roll B. The ratio of Young's modulus X to Young's modulus Y (X/Y) is, for example, 0.1 or more, or may be 0.3 or more, or may be 0.5 or more. On the other hand, the ratio of Young's modulus X to Young's modulus Y (X/Y) is, for example, 0.9 or less, or may be 0.8 or less, or may be 0.7 or less, or may be 0.6 or less.
また、ヤング率Xおよびヤング率Yは、それぞれ、例えば、11.1MPa以上、86.1MPa以下である。ヤング率が低すぎると、弾性体の変形量が大きくなりすぎ、未塗工部に過剰な変形力が付与されるおそれがある。その結果、破断を十分に抑制することができないおそれがある。一方、ヤング率が高すぎると、弾性体の変形量が小さくなりすぎ、未塗工部に十分な変形力を付与できないおそれがある。 Furthermore, Young's modulus X and Young's modulus Y are, for example, 11.1 MPa or more and 86.1 MPa or less, respectively. If the Young's modulus is too low, the deformation amount of the elastic body may become too large, and excessive deformation force may be applied to the uncoated portions. As a result, breakage may not be sufficiently suppressed. On the other hand, if the Young's modulus is too high, the deformation amount of the elastic body may become too small, and sufficient deformation force may not be applied to the uncoated portions.
弾性体の材料は、上記ヤング率Xおよびヤング率Yの関係を満たすものであれば特に限定はされないが、例えば、ゴム、ウレタン等の樹脂が挙げられる。 The material of the elastic body is not particularly limited as long as it satisfies the relationship between the above Young's modulus X and Young's modulus Y, but examples include rubber, urethane, and other resins.
本開示においては、図4(b)に示すように軸体21の軸方向Lにおいて、弾性ロールA(20A)の弾性体22の長さL1は、弾性ロールB(20B)の弾性体22の長さL2よりも短いことが好ましい。L2に対するL1の割合(L1/L2)は、例えば、0.1以上、0.5以下である。なお、図4(b)における弾性ロールAは、一つの軸体21に対して、2つの弾性体22を有している。L1は、1つの弾性体22当たりの長さである。また、本開示において、弾性ロールAの軸体の軸方向と、弾性ロールBの軸体の軸方向は、平行である。 In the present disclosure, as shown in FIG. 4( b), in the axial direction L of the shaft 21, the length L1 of the elastic body 22 of the elastic roll A (20A) is preferably shorter than the length L2 of the elastic body 22 of the elastic roll B (20B). The ratio of L1 to L2 ( L1 / L2 ) is, for example, 0.1 or more and 0.5 or less. Note that the elastic roll A in FIG. 4( b) has two elastic bodies 22 per shaft 21. L1 is the length per elastic body 22. In the present disclosure, the axial direction of the shaft of the elastic roll A and the axial direction of the shaft of the elastic roll B are parallel to each other.
また、弾性ロールの形状は、図4(b)に示すように、一対の弾性ロールの一方(弾性ロールA)が段付きロールであってもよく、他方の弾性ロール(弾性ロールB)が段なしロール(軸体の軸方向における全体が弾性体に覆われたロール:円柱ロール)であってもよい。例えば、弾性ロールBが円柱ロールである場合、前駆体シートに生じる撓みを抑制することができ、しわの発生を抑制することができる。一方、弾性ロールAおよび弾性ロールBの両方とも、段付きロールであってもよい。この場合であっても、弾性ロールAおよびBは、上記L1/L2の関係を満たすことが好ましい。 As shown in FIG. 4( b), the shape of the elastic rolls may be such that one of the pair of elastic rolls (elastic roll A) is a stepped roll, and the other elastic roll (elastic roll B) is a cylindrical roll (a roll in which the entire axial direction of the shaft is covered with an elastic body). For example, when elastic roll B is a cylindrical roll, deflection of the precursor sheet can be suppressed, and the occurrence of wrinkles can be suppressed. On the other hand, both elastic roll A and elastic roll B may be stepped rolls. Even in this case, it is preferable that elastic rolls A and B satisfy the above-mentioned L1 / L2 relationship.
また、未塗工部プレス工程においては、厚さ方向から観察した場合に、図4(b)および(c)に示すように、弾性ロールA(20A)の弾性体22は、軸体21の軸方向Lにおいて、第1端部E1と、第1端部より外側に配置された第2端部E2とを有し、上記厚さ方向から観察した場合に、第1端部E1の位置は、弾性ロールB(20B)の弾性体22の位置と重複していることが好ましい。 Furthermore, in the uncoated portion pressing process, when observed from the thickness direction, as shown in Figures 4(b) and (c), the elastic body 22 of elastic roll A (20A) has a first end E1 and a second end E2 located outward from the first end in the axial direction L of the shaft body 21, and when observed from the thickness direction, it is preferable that the position of the first end E1 overlaps the position of the elastic body 22 of elastic roll B (20B).
また、図4(b)および(c)に示すように、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4(b)および(c)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4(b)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4(b)および(c)に示すように、弾性ロール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。 As shown in Figures 4(b) and (c), when viewed from the thickness direction, elastic roll A (20A) is preferably positioned so that the elastic body 22 contacts the precursor sheet 10 at the position overlapping the uncoated section 3, and so that elastic roll A (20A) does not contact the precursor sheet 10 at the position overlapping the coated section 2. In this case, as shown in Figures 4(b) and (c), elastic roll A (20A) has a first contact section C1 where the elastic body 22 is located at the position overlapping the uncoated section 3, and a non-contact section N1 that does not contact the precursor sheet (coated section 2 in Figure 4(b)) at the position overlapping the coated section 2. Note that if a coated section is located on only one side of the metal foil, non-contact section N1 may be a portion of the precursor sheet that does not contact the metal foil during roll pressing. Furthermore, non-contact section N1 is typically a portion where no elastic body is located. The elastic body in the first contact portion C1 comes into contact with the uncoated portion 3 during the uncoated portion pressing process. On the other hand, the non-contact portion N1 does not normally come into contact with the precursor sheet during the uncoated portion pressing process. Furthermore, as shown in Figures 4(b) and (c), the elastic roll A (20A) has a first contact portion C1 at each end of the non-contact portion N1.
また、図4(b)および(d)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4(b)および(d)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4(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。 As shown in Figures 4(b) and (d), elastic roll B (20B) is preferably arranged so that, when observed from the thickness direction, the elastic body 22 contacts the precursor sheet 10 at a position overlapping the uncoated portion 3, and so that the elastic body 22 contacts the precursor sheet 10 at a position overlapping the coated portion 2. In this case, as shown in Figures 4(b) and (d), elastic roll B (20B) has, when observed from the thickness direction, a second contact portion C2 where the elastic body 22 is arranged at a position overlapping the uncoated portion 3, and a third contact portion C3 that contacts the precursor sheet (coated portion 2 in Figure 4(b)) at a position overlapping the coated portion 2. Furthermore, the elastic body at the second contact portion C2 contacts the uncoated portion 3 during the uncoated portion pressing process. On the other hand, the third contact portion C3 contacts the coated portion during the uncoated portion pressing process.
また、弾性ロールAは、前駆体シートの上側から圧縮力を付与する弾性ロールであり、弾性ロールBは、前駆体シートの下側から圧縮力を付与する弾性ロールであることが好ましい。 It is also preferable that elastic roll A is an elastic roll that applies a compressive force from above the precursor sheet, and elastic roll B is an elastic roll that applies a compressive force from below the precursor sheet.
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 metal foil material include Al, SUS, and Ni. When the metal foil is a negative electrode current collector, examples of the metal foil material 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、LiCoO2、LiMnO2、LiNiO2、LiVO2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2等の岩塩層状型活物質、LiMn2O4、Li(Ni0.5Mn1.5)O4等のスピネル型活物質、LiFePO4、LiMnPO4、LiNiPO4、LiCuPO4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. Typical examples of the positive electrode active material include oxide active materials. Examples of oxide active materials 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、Nb2O5、Li4Ti5O12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 a carbon active material, an oxide active material, and a 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, as needed.
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。 Conductive materials include, for example, carbon materials, metal particles, and conductive polymers. Carbon materials include, for example, 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). Binders include, for example, fluorine-containing binders such as polyvinylidene fluoride (PVDF) and polytetrafluoroethylene (PTFE), rubber-based binders such as butadiene rubber, and acrylic 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。 Examples of applications of the electrodes in this disclosure include Li-ion batteries. The batteries in this disclosure may also be liquid-based batteries in which the electrolyte layer contains a liquid electrolyte (electrolytic solution). Applications of the batteries in this disclosure are not particularly limited, but 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. They are particularly preferably used 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 mobile objects other than vehicles (e.g., trains, 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。 Note that this disclosure is not limited to the above-described embodiments. The above-described embodiments are merely examples, and any configuration that is substantially identical to the technical concept described in the claims of this disclosure and that provides similar effects is 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5に示す
[Experimental Example 1]
Rubber (elastic body) with a specified 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 5.
図5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 5, it was confirmed that the first load applied caused permanent strain in the rubber, and that from the second load onwards, due to the influence of the strain that had occurred, no stress was generated until the jig moved by the magnitude (depth) of the strain. In this way, it was confirmed that when an elastic body is used in roll pressing, permanent strain is generated in the elastic body.
[実験例2]
CAE解析により、弾性ロールにおいてヤング率に差を設けなかった場合と、ヤング率に差を設けた場合とにおける、電極シートに加わるせん断応力をシミュレートした。ヤング率に差を設けなかった結果を図6(a)に示し、ヤング率に差を設けた結果を図6(b)に示す。
[Experimental Example 2]
Using CAE analysis, we simulated the shear stress applied to the electrode sheet when there was no difference in Young's modulus between the elastic rolls and when there was a difference in Young's modulus. Figure 6(a) shows the results when there was no difference in Young's modulus, and Figure 6(b) shows the results when there was a difference in Young's modulus.
図6(a)に示すように、ヤング率を等しくした場合、塗工部に加わるせん断応力の最大値は電極シート表面(下)で4.13であった。一方、図6(b)に示すように、上側のヤング率を低くした場合、塗工部に加わるせん断応力の最大値は電極シート表面(上)で3.65と低下しており、表面(下)におけるせん断応力も3.43と低下していた。このように、ヤング率が異なる弾性体を用いると、塗工部に加わるせん断応力が低下し、塗工部に乗り上げた際の破断およびスジの発生を抑制できることが確認された。 As shown in Figure 6(a), when the Young's moduli were equal, the maximum shear stress applied to the coated area was 4.13 on the electrode sheet surface (bottom). On the other hand, as shown in Figure 6(b), when the Young's modulus on the upper side was lowered, the maximum shear stress applied to the coated area decreased to 3.65 on the electrode sheet surface (top), and the shear stress on the surface (bottom) also decreased to 3.43. In this way, it was confirmed that using elastic bodies with different Young's moduli reduces the shear stress applied to the coated area, preventing breakage and streaking when the material rides up on the coated area.
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 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
Claims (4)
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、前記軸体を覆う樹脂製の弾性体とを有する、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における前記弾性体のヤング率Xは、前記弾性ロールBにおける前記弾性体のヤング率Yよりも低く、
前記ヤング率Yに対する前記ヤング率Xの割合(X/Y)は、0.1以上、0.9以下であり、
ヤング率Xおよびヤング率Yは、それぞれ、11.1MPa以上、86.1MPa以下である、電極の製造方法。 a preparation step of preparing a precursor sheet having a metal foil with 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 conveying the precursor sheet in the first direction, before or after the coated portion pressing step;
and
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,
In the uncoated portion pressing step, a pair of elastic rolls having a shaft and a resin elastic body covering the shaft are used to perform roll pressing while applying a compressive force that presses the uncoated portion in the thickness direction,
The pair of elastic rolls is made of elastic roll A and elastic roll B,
the Young's modulus X of the elastic body in the elastic roll A is lower than the Young's modulus Y of the elastic body in the elastic roll B,
a ratio (X/Y) of the Young's modulus X to the Young's modulus Y is 0.1 or more and 0.9 or less;
The method for manufacturing an electrode , wherein Young's modulus X and Young's modulus Y are 11.1 MPa or more and 86.1 MPa or less, respectively .
前記厚さ方向から観察した場合に、前記第1端部の位置は、前記弾性ロールBの前記弾性体の位置と重複している、請求項1または請求項2に記載の電極の製造方法。 When observed from the thickness direction, the elastic body of the elastic roll A has, in the axial direction of the shaft, a first end and a second end disposed outward from the first end,
The method for manufacturing an electrode according to claim 1 or 2, wherein the position of the first end overlaps the position of the elastic body of the elastic roll B when observed from the thickness direction.
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または請求項2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 is in contact with the precursor sheet at a position overlapping the uncoated portion, and the elastic roll A is disposed such that it does not come into contact with the precursor sheet at a position overlapping the coated portion,
3. The method for manufacturing an electrode according to claim 1, wherein, when observed from the thickness direction, the elastic roll B is arranged so that the elastic body is in contact with the precursor sheet at a position overlapping the uncoated portion, and is also arranged so that the elastic body is in contact with the precursor sheet at a position overlapping the coated portion.
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