CN103119756A - 电池的电极的制造方法以及电池的电极的制造装置 - Google Patents

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Abstract

本申请的课题在于提供一种电池的电极的制造中的材料利用率提高的电池的电极的制造方法以及电池的电极的制造装置。因此，本发明的一个技术方案是在所输送的集电体片涂敷电极糊料的电池的电极的制造方法，其特征在于：在喷出所述电极糊料的涂敷机构的顶端部配置减压室；通过使所述减压室的减压度变化而控制所述电极糊料的涂敷宽度。

Description

电池的电极的制造方法以及电池的电极的制造装置
技术领域
本发明涉及制造在带状的集电体片的面涂敷有电极糊料的电极的电池的电极的制造方法以及电池的电极的制造装置。
背景技术
在二次电池等电池的制造中，在带状的集电体片的面连续涂敷电极糊料并使其干燥，由此制造电极，将制造出的电极卷起而制造电池。
而且，在带状的集电体片的面连续涂敷电极糊料的工序中，以往，测定涂敷后的电极糊料的涂敷宽度，基于涂敷宽度的测定结果使喷出电极糊料的涂敷机构（die）与集电体片之间的间距变化，使得电极糊料的涂敷宽度变为所希望的宽度地进行控制。
此时，如果减小涂敷机构与集电体片之间的间距，则作为涂敷机构的喷出口部分的唇部的压力损失增加、唇部的压力增加，结果，电极糊料向涂敷宽度方向的扩展变大，所以电极糊料的涂敷宽度变大。另外，如果增大涂敷机构与集电体片之间的间距，则涂敷机构的唇部的压力损失减小、唇部的压力减小，结果，电极糊料向涂敷宽度方向的扩展变小，所以电极糊料的涂敷宽度变小。由此，将电极糊料的涂敷宽度控制为所希望的涂敷宽度。
然而，如果使涂敷机构与集电体片之间的间距变化而控制电极糊料的涂敷宽度，则到涂敷机构的唇部的压力稳定为止需要时间，到得到所希望的涂敷宽度为止需要很多时间。这是因为，如果使涂敷机构与集电体片之间的间距变化则唇部的压力变动，但是此时，在从排出电极糊料的泵的排出口到涂敷机构的唇部为止的全部流路中压力变动，在这些流路中压力稳定需要时间。
而且，从涂敷机构喷出的电极糊料的流量在唇部的压力稳定后稳定，所以到集电体片中的电极糊料的涂敷宽度成为所希望的涂敷宽度为止需要更多时间。
而且，到得到所希望的涂敷宽度为止，涂敷有电极糊料的部分的集电体片不能作为电池的电极而使用，所以如果到得到所希望的涂敷宽度为止需要很多的时间，则电池的电极的制造中的材料利用率降低。
例如，如图14所示，如果在时间h1的时间点使涂敷机构与集电体片之间的间距变化，则在比时间h1晚的时间h2的时间点，涂敷机构的唇部的压力稳定，进而在比时间h2晚的时间h3的时间点，电极糊料的涂敷宽度（从涂敷机构喷出的电极糊料的流量）变得稳定。因此，在比时间h3更晚的时间h4（进行涂敷宽度的测定而确认到为所希望的涂敷宽度的时间）的时间点以后的时间段b，涂敷有电极糊料的部分的集电体片能够作为电池的电极而使用，但在时间h4的时间点以前的时间段a，涂敷有电极糊料的部分的集电体片不能作为电池的电极而使用。因此，希望电极糊料的涂敷宽度能够在短时间内控制为所希望的涂敷宽度。
在这里，在专利文献1中，公开了如下技术：在涂敷机构的顶端部分设有用于对焊料（bead）中的连结板（web）的上游侧减压的减压室，基于压力计的测定结果调节阀的开度，将减压室内恒定保持为预定的压力。
专利文献1：日本特开2006-272130号公报
发明内容
然而，在专利文献1的技术中，由于将减压室内恒定保持为预定的压力，所以在由于涂敷环境的变化等导致焊料的涂敷宽度变动时，不能进行调整使得焊料的涂敷宽度为所希望的涂敷宽度。因此，不能在连结板上以所希望的涂敷宽度涂敷焊料。因此，涂敷了焊料的连结板的制造中的材料利用率降低。
因此，本发明的课题在于提供一种电池的电极的制造中的材料利用率提高的电池的电极的制造方法以及电池的电极的制造装置。
为了解决上述课题而做出的本发明的一个技术方案，是电池的电极的制造方法，对输送的集电体片涂敷电极糊料，其特征在于：在喷出所述电极糊料的涂敷机构的顶端部配置减压室；所述减压室的减压度变化，从而控制所述电极糊料的涂敷宽度。
根据该技术方案，通过使减压室的减压度变化而控制电极糊料的涂敷宽度，所以能够在短时间内将电极糊料的涂敷宽度控制为所希望的涂敷宽度。因此，能够缩短在集电体片中不成为所希望的涂敷宽度的电极糊料的涂敷部分，电池的电极的制造的材料利用率提高。
在上述的技术方案中，优选：通过使连接于所述减压室的鼓风机的吸引量变化而使所述减压度变化。
根据该技术方案，例如调整鼓风机的变换器频率即可，所以能够设为简单的结构。
在上述的技术方案中，优选：通过使所述减压室与所述集电体片之间的距离变化而使所述减压度变化。
根据该技术方案，能够在更短时间内将电极糊料的涂敷宽度控制为所希望的涂敷宽度。因此，电池的电极的制造的材料利用率进一步提高。
在上述的技术方案中，优选：测定所述涂敷宽度，根据所测定的涂敷宽度决定所述减压度。
根据该技术方案，基于涂敷宽度的测定值进行反馈控制，所以能够更准确地将电极糊料的涂敷宽度控制为所希望的涂敷宽度。
在上述的技术方案中，优选：在所述电极糊料向所述集电体片的涂敷开始前，测定所述电极糊料的粘度，根据所测定的所述粘度设定所述减压度。
根据该技术方案，能够从涂敷开始时将电极糊料的涂敷宽度控制为所希望的涂敷宽度。因此，涂敷有电极糊料的集电体片能够从涂敷开始部分起作为电池的电极而使用。因此，电池的电极的制造中的材料利用率进一步提高。
为了解决上述课题而做出的本发明的另一个技术方案，是在所输送的集电体片涂敷电极糊料的电池的电极的制造装置，其特征在于，具有：喷出所述电极糊料的涂敷机构；配置与所述涂敷机构的顶端部的减压室；和通过使所述减压室的减压度变化而控制所述电极糊料的涂敷宽度的涂敷宽度控制部。
根据该技术方案，通过使减压室的减压度变化而控制电极糊料的涂敷宽度，所以能够在短时间内将电极糊料的涂敷宽度控制为所希望的涂敷宽度。因此，能够缩短在集电体片中不成为所希望的涂敷宽度的电极糊料的涂敷部分，电池的电极的制造的材料利用率提高。
在上述的技术方案中，优选：所述涂敷宽度控制部通过使连接于所述减压室的鼓风机的吸引量变化而使所述减压度变化。
根据该技术方案，例如调整鼓风机的变换器频率即可，所以能够设为简单的结构。
在上述的技术方案中，优选：所述涂敷宽度控制部通过使所述减压室与所述集电体片之间的距离变化而使所述减压度变化。
根据该技术方案，能够在更短时间内将电极糊料的涂敷宽度控制为所希望的涂敷宽度。因此，电池的电极的制造的材料利用率进一步提高。
在上述的技术方案中，优选：具有测定所述涂敷宽度的宽度测定机；所述涂敷宽度控制部根据通过所述宽度测定机测定的所述涂敷宽度决定所述减压度。
根据该技术方案，基于涂敷宽度的测定值进行反馈控制，所以能够更准确地将电极糊料的涂敷宽度控制为所希望的涂敷宽度。
在上述的技术方案中，优选：具有测定所述电极糊料的粘度的粘度测定机构；在所述电极糊料向所述集电体片的涂敷开始前，所述涂敷宽度控制部根据通过所述粘度测定机构测定的所述电极糊料的粘度设定所述减压度。
根据该技术方案，能够从涂敷开始时将电极糊料的涂敷宽度控制为所希望的涂敷宽度。因此，涂敷有电极糊料的集电体片能够从涂敷开始部分起作为电池的电极而使用。因此，电池的电极的制造中的材料利用率进一步提高。
根据本发明所涉及的电池的电极的制造方法以及电池的电极的制造装置，电池的电极的制造中的材料利用率提高。
附图说明
图1是实施例1的制造装置的结构图。
图2是从图1的上侧观察涂敷机构和减压室的图。
图3是表示减压度与涂敷宽度的关系的一例的图。
图4是表示鼓风机的变换器频率与减压度的关系的一例的图。
图5是对到涂敷宽度稳定为所希望的涂敷宽度为止的时间进行比较的图。
图6是实施例2的制造装置的结构图。
图7是表示支承辊与减压室之间的间隙的图。
图8是表示间隙与减压度的关系的一例的图。
图9是对到涂敷宽度稳定为所希望的涂敷宽度为止的时间进行比较的图。
图10是实施例3的制造装置的结构图。
图11是表示粘度与涂敷宽度的关系的一例的图。
图12是表示不使减压度变化的情况下的涂敷宽度的评价结果的图。
图13是表示使减压度变化了的情况下的涂敷宽度的评价结果的图。
图14的表示以往技术中的问题点的图。
具体实施方式
下面，一边参照附图一边对将本发明具体化的实施方式进行详细说明。
[实施例1]
首先，对实施例1中的电池的电极的制造装置1的结构进行说明。图1是实施例1中的电池的电极的制造装置1的结构图。
如图1所示，实施例1中的电池的电极的制造装置1具有支承辊10、涂敷机构12、减压室14、鼓风机（blower）16、宽度测定机18和涂敷宽度控制部20等。另外，实施例1中的电池的电极的制造装置1能够使用于例如二次电池的电极的制造。
支承辊10为圆柱形状的旋转体，卷绕有带状的集电体片22，是用于输送该集电体片22的机构。另外，支承辊10向图1所示的箭头的方向旋转，由此将集电体片22向图1所示的箭头的方向输送。
涂敷机构12是将从未图示的罐等供给的电极糊料24从设置于涂敷机构12的顶端部的唇部26喷出，向集电体片22涂敷电极糊料24的机构。在这里，电极糊料24为包含电极活性物质的糊料状的电极材料。
减压室14是用于将支承辊10与涂敷机构12的唇部26之间减压的机构。在本实施例中，减压室14将涂敷于集电体片22的电极糊料24的集电体片22的输送方向的上游侧减压。并且，减压室14配置于涂敷机构12的顶端部，设置成其吸气口28位于比涂敷机构12的唇部26的图1的上下方向的中心靠集电体片22的输送方向的上游侧的位置。另外，图2是从图1的上侧观察涂敷机构12和减压室14的图。
鼓风机16是经由配管30对减压室14内进行吸引、使减压室14内为负压的机构。
宽度测定机18是测定涂敷于集电体片22的电极糊料24的涂敷宽度的机构。宽度测定机18设置于比涂敷机构12的唇部26靠集电体片22的输送方向的下游侧的位置。在这里，电极糊料24的涂敷宽度是指，涂敷于集电体片22的电极糊料24的集电体片22的较短方向（与集电体片22的输送方向垂直的方向）的宽度。
涂敷宽度控制部20是使减压室14的减压度变化而控制电极糊料24的涂敷宽度的机构。在实施例1中，涂敷宽度控制部20使鼓风机16的变换器（inverter）频率变化而使每单位时间的吸引量（转速）变化，由此使减压室14的减压度变化。
接下来，对使用了具有这样的结构的制造装置1的电池的电极的制造方法进行说明。
在实施例1的制造方法中，在制造装置1中，将支承辊10的转速、从涂敷机构12喷出的电极糊料24的喷出量等设定为规定的各条件，从涂敷机构12的顶端的唇部26向以由支承辊10支承的状态输送的集电体片22喷出电极糊料24，由此进行电极糊料24向集电体片22的涂敷。
此时，通过宽度测定机18测定涂敷于集电体片22的电极糊料24的涂敷宽度。电极糊料24的涂敷宽度的测定结果的信息从宽度测定机18向涂敷宽度控制部20传递。
然后，通过涂敷宽度控制部20，基于从宽度测定机18获取的电极糊料24的涂敷宽度的测定结果，使用规定了减压室14的减压度与电极糊料24的涂敷宽度的关系的计算式以及关系图进行运算，决定能够使电极糊料24的涂敷宽度为所希望的涂敷宽度的减压室14的减压度的目标值。另外，规定了减压室14的减压度与电极糊料24的涂敷宽度的关系的计算式以及关系图，作为一例，可以表示为以下的数学式以及图3。另外，X为减压室14的减压度，Y为电极糊料24的涂敷宽度。
[数学式1]
Y=0.4154×X+111.2
接下来，通过涂敷宽度控制部20，基于所决定的减压室14的减压度的目标值，根据规定了减压室14的减压度与鼓风机16的变换器频率的关系的计算式或者关系图，求出鼓风机16的变换器频率的设定值。另外，将规定了减压室14的减压度与鼓风机16的变换器频率的关系的关系图的一例表示于图4。
然后，涂敷宽度控制部20将鼓风机16的变换器频率设定为上述求出的设定值，使鼓风机16的每单位时间的吸引量变化而将该吸引量设定为目标值。由此，能够一边使减压室14的减压度变化、将该减压度设定为目标值而将电极糊料24的涂敷宽度控制为所希望的涂敷宽度，一边进行电极糊料24向集电体片22的涂敷。
这样根据实施例1，调整鼓风机16的变换器频率而使减压室14的减压度变化，所以不会如以往技术那样产生到涂敷机构12的唇部26的压力稳定为止需要时间的问题，在短时间内电极糊料24的涂敷宽度变为所希望的涂敷宽度。
因此，能够缩短在集电体片22中没有成为所希望的涂敷宽度的电极糊料24的涂敷部分，能够减少在集电体片22中不能作为电池的电极而使用的部分，所以电池的电极的制造中的材料利用率提高。
另外，只要调整鼓风机16的变换器频率即可，所以能够做成简单的结构。
另外，基于由宽度测定机18测定的电极糊料24的涂敷宽度的测定值进行反馈控制，所以能够进行控制使得电极糊料24的涂敷宽度更准确地成为所希望的涂敷宽度。
图5是表示到电极糊料24的涂敷宽度成为所希望的涂敷宽度而稳定为止的时间的评价结果的图，示出了对以往技术例以及实施例1的评价结果。另外，在以往技术例中，示出了通过控制涂敷机构12与集电体片22之间的间距而控制电极糊料24的涂敷宽度的例子。
如图5所示，关于到电极糊料24的涂敷宽度变为所希望的涂敷宽度而稳定为止的时间（图5的“宽度稳定化时间”），如果将以往技术例设为100，则在实施例1中为大约55。因此，可知，根据实施例1，能够使到电极糊料24的涂敷宽度成为所希望的涂敷宽度而稳定为止的时间比以往技术例短。
[实施例2]
接下来，对实施例2进行说明。在以下的说明中，对于与实施例1同等的结构要素，标注同一附图标记而将说明省略，以不同点为中心进行叙述。
首先，对实施例2中的电池的电极的制造装置2的结构进行说明。图6是实施例2的制造装置2的结构图。实施例2的制造装置2与实施例1的制造装置1不同点是，具有可动机构32。
可动机构32是用于使减压室14移动的驱动机构。通过由可动机构32使减压室14移动，能够使支承辊10与减压室14之间的间隙C（参照图7）变化。
接下来，对使用了具有这样的结构的制造装置2的实施例2的电池的电极的制造方法进行说明。
在实施例2的制造方法中，与实施例1的制造方法不同点是，涂敷宽度控制部20，使鼓风机16的变换器频率为恒定，通过可动机构32使减压室14移动，使支承辊10与减压室14之间的间隙C变化，由此使减压室14的减压度变化。
具体地说，通过涂敷宽度控制部20，根据减压室14的减压度与间隙C的关系图或者计算式，求出用于使减压室14的减压度为目标值的间隙C的设定值。另外，将规定了减压室14的减压度与间隙C的关系的关系图的一例表示于图8。然后，涂敷宽度控制部20通过可动机构32使减压室14移动，将间隙C设定为上述求出的设定值。另外，决定减压室14的减压度的目标值的方法与上述的实施例1同样。
由此，能够一边使减压室14的减压度变化、将该减压度设为目标值而将电极糊料24的涂敷宽度控制为所希望的涂敷宽度，一边进行电极糊料24向集电体片22的涂敷。
根据这样的实施例2，使间隙C变化而使减压室14的减压度变化，所以不会如以往技术那样产生到涂敷机构12的唇部26的压力稳定为止需要时间的问题，在短时间内电极糊料24的涂敷宽度成为所希望的涂敷宽度而稳定。
因此，能够缩短在集电体片22中没有成为所希望的涂敷宽度的电极糊料24的涂敷部分，能够减少集电体片22中不能作为电池的电极而使用的部分，所以电池的电极的制造的材料利用率提高。
另外，由可动机构32使减压室14移动的移动方向除了设为支承辊10的径向之外，还可以设为图6的左右方向和/或上下方向。
图9是表示到电极糊料24的涂敷宽度成为所希望的涂敷宽度而稳定为止的时间的评价结果的图，表示对以往技术例、实施例1和实施例2的评价结果。如图9所示，关于到电极糊料24的涂敷宽度成为所希望的涂敷宽度而稳定为止的时间（图9的“宽度稳定化时间”），如果将以往技术例设为100，则在实施例2中大约为45。因此，可知，根据实施例2，能够使到电极糊料24的涂敷宽度成为所希望的涂敷宽度而稳定为止的时间比以往技术例、实施例1短。因此，可知，根据实施例2，电池的电极的制造中的材料利用率比实施例1进一步提高。
另外，在电极糊料24向集电体片22的涂敷中，实施例1和实施例2可以组合进行，也可以分开进行。例如，在使减压室14的减压度变化时，可以同时进行如实施例1那样使鼓风机16的变换器频率变化的方法和如实施例2那样使间隙C变化的方法，或者根据各涂敷状况而分开进行。
[实施例3]
接下来，对实施例3进行说明。在以下的说明中，对于与实施例1、2同等的结构要素，标注同一附图标记而将说明省略，以不同点为中心进行叙述。在上述的实施例1、2中，说明了基于在电极糊料24向集电体片22的涂敷时测定的宽度测定机18的测定结果进行电极糊料24的涂敷宽度的反馈控制的例子，但在实施例3中，说明在电极糊料24向集电体片22的涂敷开始前进行电极糊料24的涂敷宽度的前馈控制而开始涂敷的例子。
图10是实施例3的制造装置的结构图。实施例3的制造装置与实施例1、2不同点是，具有粘度测定机构34。
粘度测定机构34是测定储存于糊料罐36的电极糊料24的粘度的机构。并且，通过粘度测定机构34测定的粘度的信息向涂敷宽度控制部20传递。
接下来，对使用了具有这样的结构的制造装置3的电池的电极的制造方法进行说明。
首先，在电极糊料24向集电体片22的涂敷开始前，通过粘度测定机构34测定储存于糊料罐36的电极糊料24的粘度。电极糊料24的粘度的测定结果从粘度测定机构34向涂敷宽度控制部20传递。
接下来，涂敷宽度控制部20基于从粘度测定机构34获取的电极糊料24的粘度的测定结果，根据电极糊料24的粘度与涂敷宽度的关系图或者计算式，计算出预想的电极糊料24的涂敷宽度。另外，将电极糊料24的粘度与涂敷宽度的关系图的一例表示于图11。
然后，涂敷宽度控制部20基于计算出的预想的电极糊料24的涂敷宽度，与上述的实施例1同样，根据减压室14的减压度与电极糊料24的涂敷宽度的计算式或者关系图，决定用于使电极糊料24的涂敷宽度为所希望的涂敷宽度的减压室14的减压度的目标值。
然后，涂敷宽度控制部20使减压室14的减压度变化，将减压室14的减压度设为上述决定的设定值。另外，作为使减压室14的减压度变化的方法，可以是上述实施例1那样使鼓风机16的变换器频率变化的方法，也可以是上述实施例2那样通过可动机构32使减压室14与支承辊10之间的间隙C变化的方法。
然后，这样预先将减压室14的减压度设为目标值，开始电极糊料24向集电体片22的涂敷。
由此，能够从涂敷开始时在集电体片22的表面以所希望的涂敷宽度涂敷电极糊料24。因此，涂敷有电极糊料24的集电体片22能够从涂敷开始部分作为电池的电极而使用。因此，根据实施例3，电池的电极的制造中的材料利用率比实施例1和实施例2进一步提高。
另外，可以在这样开始电极糊料24向集电体片22的涂敷后，在电极糊料24向集电体片22的涂敷时，如上述的实施例1、2那样基于测定的宽度测定机18的测定结果进行电极糊料24的涂敷宽度的反馈控制。
另外，虽然说明了使用了粘度测定机构34的例子，但并不限定于此，也可以基于在制造装置3的装置外测定的电极糊料24的粘度的结果，通过涂敷宽度控制部20使减压室14的减压度变化。
[涂敷宽度的评价结果]
进行用于对如本发明那样使减压室14的减压度变化而控制电极糊料24的涂敷宽度时的效果进行确认的评价。
在图12和图13中表示该评价结果。图12表示不使减压室14的减压度变化、不控制电极糊料24的涂敷宽度的情况下的评价结果，图13表示使减压室14的减压度变化、控制电极糊料24的涂敷宽度的情况下的评价结果。
如图12所示，在不使减压室14的减压度变化、不控制电极糊料24的涂敷宽度的情况下，电极糊料24的涂敷宽度在114.5mm～115.9mm之间参差不齐而不稳定。与此相对，如图13所示，在如本发明那样使减压室14的减压度变化而控制电极糊料24的涂敷宽度的情况下，电极糊料24的涂敷宽度处于115.8mm～116.0mm之间而稳定。
另外，上述的实施方式只不过是例示，并不对本发明进行任何限定，当然可以对本发明在不脱离其主旨的范围内进行各种改良、变形。
附图标记说明
1：制造装置
2：制造装置
3：制造装置
10：支承辊
12：涂敷机构
14：减压室
16：鼓风机
18：宽度测定机
20：涂敷宽度控制部
22：集电体片
24：电极糊料
32：可动机构
34：粘度测定机构

Claims (10)

1.一种电池的电极的制造方法，对输送的集电体片涂敷电极糊料，其特征在于：
在喷出所述电极糊料的涂敷机构的顶端部配置减压室；
使所述减压室的减压度变化，从而控制所述电极糊料的涂敷宽度。
2.如权利要求1所述的电池的电极的制造方法，其特征在于：
通过使连接于所述减压室的鼓风机的吸引量变化，从而使所述减压度变化。
3.如权利要求1或2所述的电池的电极的制造方法，其特征在于：
通过使所述减压室与所述集电体片之间的距离变化而使所述减压室的减压度变化。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的电池的电极的制造方法，其特征在于：
测定所述涂敷宽度，根据测定的所述涂敷宽度决定所述减压度。
5.如权利要求1～4中任一项所述的电池的电极的制造方法，其特征在于：
在开始向所述集电体片涂敷所述电极糊料之前，测定所述电极糊料的粘度，根据测定的所述粘度设定所述减压度。
6.一种电池的电极的制造装置，对输送的集电体片涂敷电极糊料，其特征在于，具有：
喷出所述电极糊料的涂敷机构；
配置于所述涂敷机构的顶端部的减压室；和
涂敷宽度控制部，通过使所述减压室的减压度变化，从而控制所述电极糊料的涂敷宽度。
7.如权利要求6所述的电池的电极的制造装置，其特征在于：
所述涂敷宽度控制部，通过使连接于所述减压室的鼓风机的吸引量变化从而使所述减压度变化。
8.如权利要求6或7所述的电池的电极的制造装置，其特征在于：
所述涂敷宽度控制部，通过使所述减压室与所述集电体片之间的距离变化而使所述减压室的减压度变化。
9.如权利要求6～8中任一项所述的电池的电极的制造装置，其特征在于：
具有测定所述涂敷宽度的宽度测定机；
所述涂敷宽度控制部，根据由所述宽度测定机测定的所述涂敷宽度决定所述减压度。
10.如权利要求6至9中任一项所述的电池的电极的制造装置，其特征在于：
具有测定所述电极糊料的粘度的粘度测定机构；
在开始向所述集电体片涂敷所述电极糊料之前，所述涂敷宽度控制部，根据由所述粘度测定机构测定的所述电极糊料的粘度设定所述减压度。
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