CN104520013A - 辊构件、涂敷装置、分隔件制造装置及二次电池制造装置 - Google Patents

辊构件、涂敷装置、分隔件制造装置及二次电池制造装置 Download PDF

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Abstract

在外周面形成有多个槽的辊构件(30)中，所述多个槽相对于与所述辊构件(30)的中心轴平行的方向倾斜配置，在所述辊构件(30)的外周面设置形成有所述多个槽的加工区域(30SA)，所述加工区域(30SA)具有第一加工区域(SA1)、第二加工区域(SA2)、第一加工区域(SA1)与第二加工区域(SA2)之间的第三加工区域(SA3)，第一加工区域(SA1)的槽的深度和第二加工区域(SA2)的槽的深度朝向从第三加工区域(SA3)离开的方向逐渐变浅，所述第一加工区域(SA1)的平行于所述中心轴的方向上的第一长度(L)与所述第二加工区域(SA2)的平行于所述中心轴的方向上的第二长度(L2)互不相同。

Description

辊构件、涂敷装置、分隔件制造装置及二次电池制造装置
技术领域
本发明涉及辊构件、涂敷装置、分隔件制造装置及二次电池制造装置。
背景技术
以往，作为向膜构件涂敷功能膜的方法，已知有干式涂敷、湿式涂敷或层压涂敷等。其中，能够以低成本进行涂敷的槽模式(slot die)、迈耶棒式(meyer bar)、凹版式(gravure)等湿式涂敷得以广泛使用。
在湿式涂敷之中，生产性、维修性或操作性优异的凹版式涂敷被利用在各种领域中。凹版式涂敷是如下的方法：将涂料装满到被称为盘的容器中，使表面实施有槽加工的凹版式辊一边旋转一边与涂料接触，将表面所保持的涂料向膜材转印，由此进行涂敷。
然而，根据涂敷的产品的不同，出于各种目的有时无需向被涂敷物的整面涂敷涂料。例如，有时在膜构件的行进方向上以规定的宽度形成未涂敷涂料的区域。在专利文献1中，公开了在凹版式辊中使用的是在与未涂敷涂料的区域对应的部位没有形成凹版式槽这样的凹版式辊的技术。然而，有时涂料会沿着凹版式槽的倾斜方向移动，涂料堆积在涂抹区域与未涂抹区域之间而产生膜厚较厚的部分(高边现象(high-edgephenomenon))。当高边现象发生时，会在卷缠的构件上产生褶皱等，有时无法适用于产品或下一工序。因此，用于抑制高边现象的发生的技术的要求不断升高。
针对该要求，例如在专利文献2中，公开了将涂敷液向连续行进的长条状的挠性支承体(以下，称为片状物)涂敷的棒涂敷装置。棒涂敷装置具备在外周面形成有螺旋状的槽的圆柱状的涂抹用棒。作为涂抹用棒，使用的是与片状物的宽度方向的两端部的外侧对应的部分的槽的深度比与片状物的宽度方向的两端部的内侧对应的部分的槽的深度浅的结构。
[在先技术文献]
[专利文献1]日本特开2011-159434号公报
[专利文献2]日本特开2007-61709号公报
发明内容
根据这样的结构，记载了能够抑制高边现象的发生的技术。然而，在涂抹用棒的外径发生变化的情况下，难以使用对涂敷量进行限制的刮板。而且，由于超过片状物的端部而形成槽，因此根据涂敷液的粘度、表面张力等物性的不同而会发生积液。其结果是，在干燥后可能会发生高边现象。
本发明鉴于这样的情况而作出，其目的在于提供一种可抑制高边现象的发生并在基材的表面均匀地形成涂膜的辊构件、涂敷装置、分隔件制造装置以及二次电池制造装置。
为了实现上述的目的，本发明的辊构件在外周面形成有多个槽，其特征在于，所述多个槽相对于与所述辊构件的中心轴平行的方向倾斜配置，在所述辊构件的外周面设置形成有所述多个槽的加工区域和未形成所述多个槽的非加工区域，所述加工区域具有在与所述中心轴平行的所述加工区域的宽度方向的一端侧设置的第一加工区域、在所述加工区域的宽度方向的另一端侧设置的第二加工区域、作为所述第一加工区域及所述第二加工区域以外的加工区域的第三加工区域，所述第三加工区域的槽的深度均匀，所述第一加工区域的槽的深度比所述第三加工区域的槽的深度浅，所述第一加工区域的槽的深度随着接近所述加工区域的宽度方向的一端而逐渐变浅，所述第二加工区域的槽的深度比所述第三加工区域的槽的深度浅，所述第二加工区域的槽的深度随着接近所述加工区域的宽度方向的另一端而逐渐变浅，所述第一加工区域的平行于所述中心轴的方向上的第一长度与所述第二加工区域的平行于所述中心轴的方向上的第二长度互不相同。
本发明的辊构件在外周面形成有多个槽，其特征在于，所述多个槽相对于与所述辊构件的中心轴平行的方向倾斜配置，在所述辊构件的外周面设置形成有所述多个槽的加工区域和未形成所述多个槽的非加工区域，所述加工区域具有在与所述中心轴平行的所述加工区域的宽度方向的一端侧设置的第一加工区域、作为所述加工区域的所述第一加工区域以外的加工区域的第四加工区域，所述第四加工区域的槽的深度均匀，所述第一加工区域的槽的深度比所述第四加工区域的槽的深度浅，所述第一加工区域的槽的深度随着接近所述加工区域的宽度方向的一端而逐渐变浅。
本发明的辊构件的特征在于，所述第一加工区域的距所述第一端部最远的部分的槽的深度为d，所述第一加工区域的与所述中心轴平行的方向上的长度为L时，满足下述的(1)式。
50/3≤(L/d)≤1000/3…(1)
本发明的辊构件的特征在于，在所述辊构件的外周面上，所述加工区域和所述非加工区域沿着与所述中心轴平行的方向交替地各设置多列。
本发明的涂敷装置用于将涂敷液向膜材涂敷，其特征在于，包括：配置成能够绕中心轴旋转的所述辊构件；向所述辊构件的外周面供给所述涂敷液的供给部；将附着在所述辊构件的外周面上的多余的所述涂敷液刮落的刮板构件，所述刮板构件与所述辊构件的所述加工区域及所述非加工区域接触，将附着于所述加工区域的多余的所述涂敷液刮落，并将附着于所述非加工区域的所述涂敷液刮落而将所述非加工区域的所述涂敷液全部除去。
本发明的涂敷装置的特征在于，所述刮板构件的与所述辊构件接触的前端部分形成为与所述中心轴平行的直线形状。
本发明的涂敷装置的特征在于，所述刮板构件的弹性模量比所述辊构件的弹性模量小。
本发明的涂敷装置的特征在于，所述辊构件由金属材料形成，所述刮板构件由树脂材料形成。
本发明的分隔件制造装置用于制造在基材上层叠有耐热层的分隔件，其特征在于，包括：所述涂敷装置；使通过所述涂敷装置而转印到成为所述基材的膜材上的包含所述耐热层的形成材料的所述涂敷液干燥的干燥装置。
本发明的二次电池制造装置用于制造包括正极板、负极板、将所述正极板或所述负极板夹入的一对分隔件的二次电池，其特征在于，包括：用于制造一对分隔件的所述分隔件制造装置；在通过所述分隔件制造装置制造出的一对分隔件之间夹入所述正极板或所述负极板的重合装置；对夹入所述正极板或所述负极板的所述一对分隔件的周缘部进行加热而使所述一对分隔件热熔接的加热装置，所述分隔件制造装置是如下的装置：通过将所述辊构件的所述加工区域所保持的所述涂敷液向所述分隔件的基材的中央部转印，来制造在中央部具有形成了所述耐热层的形成区域且在周缘部具有未形成所述耐热层的非形成区域的分隔件，所述重合装置是以使所述一对分隔件的所述形成区域与所述正极板或所述负极板重叠的方式配置所述一对分隔件的装置，所述加热装置是对与所述正极板或所述负极板未重叠的所述分隔件的所述非形成区域进行加热而使所述一对分隔件热熔接的装置。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的分隔件制造装置的示意图。
图2是带状的分隔件的局部剖视立体图。
图3是表示本发明的第一实施方式的辊构件的示意图。
图4是辊构件的加工区域的放大图。
图5是表示辊构件的加工区域的另一例的图。
图6是表示向辊构件供给涂敷液的情况的图。
图7是关于比较例及实施例，用于说明加工区域及耐热层的高边部分的图。
图8是关于比较例及实施例，示出测定了膜材的长度方向上的某位置时的形成于膜材的耐热层的厚度的图。
图9是表示加工区域中槽的倾斜角度的另一例的图。
图10是表示辊构件与刮板构件的位置关系的图。
图11是用于说明分隔件制造装置的作用的图。
图12是表示分隔件的制造工序的图。
图13是表示片状的分隔件的立体图。
图14是表示本发明的第二实施方式的辊构件的示意图。
图15是表示分隔件的制造工序的图。
图16是表示本发明的二次电池制造装置的示意图。
图17是表示二次电池的主要部分的示意图。
图18是二次电池的局部剖视立体图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式，但是本发明没有限定为以下的实施方式。
需要说明的是，在以下的全部的附图中，为了便于观察附图，而适当地使各构成要素的尺寸、比率等不同。而且，在以下的说明及附图中，对于相同或相当的要素标注同一符号，省略重复说明。
(第一实施方式)
图1是表示本发明的第一实施方式的分隔件制造装置1的示意图。分隔件制造装置1是用于制造例如通过在由聚乙烯等构成的多孔的基材的表面层叠由芳族聚酰胺树脂或陶瓷等构成的耐热层而得到的分隔件(separator)的装置。
如图1所示，本实施方式的分隔件制造装置1具备保持辊2、涂敷装置3、干燥/硬化装置(干燥装置)4、检查装置5、卷缠辊6、输送辊7、张紧辊8。
需要说明的是，在本实施方式中，“输送辊”是指为了输送膜材21而使用的辊状的构件。输送辊7在膜材21的输送路径内配置于在最上游侧配置的保持辊2与在最下游侧配置的卷缠辊6之间。
另外，在本实施方式中，“膜材”是指切出多片构成分隔件10的基材11(参照图2)之前的带状的构件。即，膜材21作为构成分隔件10的基材11的原料。在本实施方式中，作为膜材21，使用具有分隔件10的基材11的宽度的约3倍的宽度的材料(参照图12(a))。
图2是本实施方式的带状的分隔件10的局部剖视立体图。
如图2所示，本实施方式的分隔件10是在基材11上形成耐热层12而成的带状的构件。分隔件10例如是在卷绕型的二次电池中卷绕于正极板与负极板之间的绝缘体。
以下，关于基材11、耐热层12、分隔件10等带状的构件，将成为卷绕方向的方向称为长度方向(图2中的进深方向)，将与长度方向正交的方向称为宽度方向(图2中的左右方向)。需要说明的是，在图2中，将分隔件10的厚度方向(图2中的上下方向)放大表示，但是实际的厚度相对于宽度方向的大小而言极薄。
在本实施方式的分隔件10中，耐热层12在基材11的一面上以大致均匀的厚度形成。需要说明的是，虽然未图示，但也可以在分隔件10的两面上形成耐热层12。
本实施方式的分隔件10的基材11由具有电绝缘性的树脂材料形成。例如，作为基材11，可以使用由聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃树脂、氟树脂、含氮芳香族聚合物等材质构成的多孔膜。而且，可以设为使用了两种以上的上述材质的基材，也可以设为层叠了由不同材质构成的2层以上的层而成的层叠基材。在进行层叠的情况下，各个层的空穴率可以不同。
耐热层12由具有电绝缘性且耐热性比基材11的耐热性大的材料形成。例如，作为耐热层12，可以使用氧化铝等陶瓷或芳族聚酰胺树脂等高熔点的树脂。在本实施方式中，耐热层12的厚度比基材11的厚度薄，例如为基材11的厚度的1/2～1/6左右。
需要说明的是，从二次电池的能量密度提高且内部电阻减小这一点出发，分隔件10的厚度在确保机械强度的基础上尽可能地薄为好。分隔件10的厚度优选为10～200μm左右，更优选为10～30μm左右，进一步优选为10～20μm左右。
在本实施方式中，作为在基材11上形成耐热层12的方法，采用的是通过凹版式涂抹将利用含有水的溶剂形成为水系涂敷液12a的氧化铝进行涂敷的方法。
在本实施方式中，耐热层12的宽度比基材11的宽度小。基材11的面中的形成有耐热层12的形成区域10SA是通过涂敷装置3的辊构件30的旋转动作而被转印有涂敷液12a的区域。形成区域10SA的大小成为与辊构件30的加工区域30SA(参照图3(a)及图3(b))相对应的大小。
在分隔件10的宽度方向的两端部存在未形成耐热层12的非形成区域10SB。非形成区域10SB是没有被涂敷装置3的辊构件30的旋转动作而转印了涂敷液12a的区域。非形成区域10SB是在二次电池的制造工序中供对分隔件10进行热熔接的区域。非形成区域10SB的大小成为与辊构件30的非加工区域30SB(参照图3(a)及图3(b))相对应的大小。非形成区域10SB的宽度比形成区域10SA的宽度小。非形成区域10SB的宽度例如为0.1mm以上，更优选为1mm以上。
例如，在锂离子二次电池中，正电极及负电极通过向金属箔涂敷各自的活性物质的混合材料而形成。在这样的锂离子二次电池中使用本实施方式的分隔件10的情况下，优选该耐热层12的宽度大于正电极及负电极的任一方的活性物质的混合材料的宽度。
需要说明的是，在本实施方式的分隔件10中，优选在其长度方向上也间歇地设置未形成耐热层12的区域。例如，在锂离子二次电池中使用本实施方式的分隔件10的情况下，分隔件10的相当于卷绕开始和卷绕结束的部位优选使基材11在整个宽度方向上以一定程度的区域露出。1个二次电池所使用的分隔件10的长度可以根据用途等适当选择。
返回图1，保持辊2以卷缠有带状的膜材21的状态设置。膜材21从保持辊2抽出，且由张紧辊8赋予张力。张紧辊8通过沿箭头B1所示的方向(顺时针)旋转，而将膜材21向箭头A所示的方向输送。从张紧辊8送出的膜材21由卷缠辊6卷缠。
涂敷装置3配置在相对于膜材21而与张紧辊8侧相反的一侧。涂敷装置3向从保持辊2送出的膜材21涂敷含有耐热层12的形成材料的涂敷液12a。本实施方式的涂敷装置3是将涂敷液12a向辊构件30的表面供给，并使附着于辊构件30的表面的涂敷液12a向膜材21转印的所谓辊涂机。在本实施方式中，使用将供给到辊构件30的表面的涂敷液12a直接向膜材21转印的直接辊涂机。
需要说明的是，作为辊涂机，并不局限于此，也可以使用逆转辊涂机。例如，逆转辊涂机由涂敷辊、支承辊(backup roll)、计量辊构成。该逆转辊涂机通过调整涂敷辊与计量辊之间的配置间隔，来调整向涂敷辊供给的涂敷液的量，从而向膜材配置所希望的量的涂敷液。
另外，作为辊涂机，也可以使用刀辊涂机。例如，刀辊涂机由涂敷辊、支承辊、刀辊构成。该刀辊涂机使用前端尖锐的金属板即刀辊，将附着于膜材的过剩的涂敷液刮落，从而向膜材配置所希望的量的涂敷液。
本实施方式的涂敷装置3具备辊构件30、供给部31、刮板构件32、罐33、泵34。
辊构件30通过旋转动作而将涂敷液12a向膜材21涂敷。辊构件30的一部分与膜材21中的位于两个张紧辊8之间的区域进行接触。辊构件30由未图示的支承机构支承为能够旋转。张紧辊8能够相对于膜材21进退自如地(沿图1的上下方向)移动。通过调整张紧辊8的移动量，由此能够调整辊构件30对于膜材21的压接力。
另外，辊构件30经由未图示的动力传递机构而与促动器连接，接受来自促动器的驱动力而绕中心轴30a旋转。辊构件30如箭头B2所示那样，向膜材21的输送方向的反方向(顺时针)旋转。需要说明的是，辊构件30的旋转方向并不局限于此，也可以是与膜材21的输送方向相同的方向(逆时针)。
供给部31向辊构件30供给涂敷液12a。在供给部31内收容有涂敷液12a。辊构件30的一部分浸渍在收容于供给部31的涂敷液12a中。供给部31经由供给路而与罐33及泵34连接。罐33收容用于向供给部31供给的涂敷液12a。泵34从罐33朝向供给部31加压供给涂敷液12a。
需要说明的是，在从罐33向供给部31的供给路中可以设置将涂敷液12a中含有的杂质、凝固物去除的过滤器。
另外，作为向辊构件30供给涂敷液12a的结构，并不局限于图1所示的供给部31的结构。即，只要是能向辊构件30供给涂敷液12a的结构即可，可以采用各种结构。
图3是表示本实施方式的辊构件30的示意图。图3(a)是立体图，图3(b)是俯视图，图3(c)是侧视图。
如图3(a)及图3(b)所示，在辊构件30的外周面形成有多个微细的槽(凹版式图案)。多个槽相对于与辊构件30的中心轴30a平行的方向V1倾斜配置。例如，平行于中心轴30a的方向V1与槽的倾斜方向V2所成的角度θ(以下，称为槽的倾斜角度)是45°左右。
在辊构件30的外周面设有形成了多个微细的槽(凹版式图案)的加工区域30SA和未形成凹版式图案的非加工区域30SB。非加工区域30SB成为平滑面。
在辊构件30中的加工区域30SA的凹版式图案保持有涂敷液12a。即，当辊构件30旋转时，浸渍在供给部31内的涂敷液12a中的加工区域30SA的凹版式图案上附着有涂敷液12a。
若在加工区域30SA附着有涂敷液12a的状态下，使辊构件30一边压抵于膜材21一边旋转，则保持有涂敷液12a的加工区域30SA与膜材21进行接触，将加工区域30SA上的涂敷液12a向膜材21转印。由此，进行对膜材21的涂敷液12a的涂敷。
在辊构件30的外周面上，加工区域30SA和非加工区域30SB沿着与中心轴30a平行的方向交替地各设置多列。在本实施方式中，加工区域30SA的配置数为5个，非加工区域30SB的配置数为4个。需要说明的是，加工区域30SA的配置数并不局限于此。例如，加工区域30SA的配置数可以为1至4个，也可以为6个以上。
辊构件30优选由弹性模量比刮板构件32的弹性模量大的材料形成。例如，辊构件30由铁或不锈钢等金属材料形成。另一方面，刮板构件32由塑料或橡胶等树脂材料形成。
如图3(c)所示，在加工区域30SA雕刻有微细的槽部的部分的直径RA比非加工区域30SB的直径RB小(RA＜RB)。需要说明的是，直径RA与直径RB之差优选为300μm以下。
图4是本实施方式的辊构件30的加工区域30SA的放大图。需要说明的是，在图4中，示出多个加工区域30SA中的1个加工区域30SA。
如图4所示，本实施方式的辊构件30的加工区域30SA具有第一加工区域SA1、第二加工区域SA2、第三加工区域SA3。第一加工区域SA1设置在与中心轴30a平行的加工区域30SA的宽度方向的一端E1侧。第二加工区域SA2设置在加工区域30SA的宽度方向的另一端E2侧。
第三加工区域SA3设置在第一加工区域SA1与第二加工区域SA2之间。第三加工区域SA3是第一加工区域SA1及第二加工区域SA2以外的加工区域。
第三加工区域SA3的槽的深度d均匀。例如，第三加工区域SA3的槽的深度d为150μm左右。
第一加工区域SA1的槽的深度比第三加工区域SA3的槽的深度浅。第一加工区域SA1的槽的深度随着接近加工区域30SA的宽度方向的一端E1而逐渐变浅。
第二加工区域SA2的槽的深度比第三加工区域SA3的槽的深度浅。第二加工区域SA2的槽的深度随着接近加工区域30SA的宽度方向的另一端E2而逐渐变浅。
第一加工区域SA1的与中心轴30a平行的方向上的第一长度L比第二加工区域SA2的与中心轴30a平行的方向上的第二长度L2长(L＞L2)。
例如，加工区域30SA的与中心轴30a平行的方向上的长度LA(以下，称为加工区域的整个宽度)为80mm左右。第一长度L为30mm左右。第二长度L2为1mm左右。
需要说明的是，加工区域的结构并不局限于此。例如，图5所示的加工区域30SA’具有第一加工区域SA1及第四加工区域SA4这两个加工区域。第一加工区域SA1设置在加工区域30SA’的宽度方向的一端E1侧。第四加工区域SA4设置在加工区域30SA’的宽度方向的另一端E2侧。第四加工区域SA4是第一加工区域SA1以外的加工区域。
第四加工区域SA4的槽的深度d均匀。例如，第四加工区域SA4的槽的深度d为150μm左右。
第一加工区域SA1的槽的深度比第四加工区域SA4的槽的深度浅。第一加工区域SA1的槽的深度随着接近加工区域30SA的宽度方向的一端E1而逐渐变浅。这样的结构也是本发明的一实施方式。
图6是表示向本实施方式的辊构件30供给涂敷液12a的情况的图。需要说明的是，在图6中，为了简便起见，省略了供给部31、刮板构件32的图示。
如图6所示，当通过辊构件30的旋转动作而带起涂敷液12a时，涂敷液12a遍布辊构件30的外周面整体。此时，涂敷液21a沿着槽的倾斜方向V2流动。这种情况下，涂敷液12a容易偏向加工区域30SA的流动方向下游侧的区域。另一方面，涂敷液12a不易偏向加工区域30SA的流动方向上游侧的区域。因此，在加工区域整体的槽的深度均匀的情况下，涂敷液被过剩地保持在加工区域的流动方向下游侧的区域。
因此，在本实施方式中，在加工区域30SA的流动方向下游侧的区域形成槽浅的区域。具体而言，加工区域30SA的流动方向下游侧的区域对应于第一加工区域SA1。另一方面，加工区域30SA的流动方向上游侧的区域对应于第二加工区域SA2。
在本实施方式中，第一加工区域SA1的槽的深度比第三加工区域SA3的槽的深度浅，因此在第一加工区域SA1保持的涂敷液12a的量比在第三加工区域SA3保持的涂敷液12a的量少。
另外，第一加工区域SA1的槽的深度随着接近加工区域30SA的宽度方向的一端E1而逐渐变浅，因此在第一加工区域SA1保持的涂敷液12a的厚度随着接近加工区域30SA的宽度方向的一端E1而逐渐变薄。
本申请发明人进行了仔细研究的结果是，发现在将涂敷液12a向膜材21涂敷的情况下，形成于膜材21的耐热层12的高边部分的程度与第一长度L相对于深度d的比值(L/d)之间存在一定的关系。在此，高边部分是指在膜材21的宽度方向上的耐热层12的端部形成的凸部，是厚度比耐热层的中央部的厚度厚的部分。而且，深度d是第一加工区域SA1的距第一端部E1最远的部分的槽的深度。深度d与第三加工区域SA3及第四加工区域SA4的深度d大致相同。
以下，使用图7来说明本发明人所发现的上述关系。
图7是关于比较例及实施例，用于说明加工区域及耐热层的高边部分的图。实施例的加工区域具有第一加工区域SA1及第四加工区域SA4这两个加工区域。需要说明的是，在图7中，示出多个加工区域中的1个加工区域。
图7(a)是表示比较例的图。图7(b)是表示实施例1的图。图7(c)是表示实施例2的图。图7(d)是表示实施例3的图。
需要说明的是，在图7(a)～图7(d)中，上段的图是表示加工区域的图。中段的图是表示加工区域的槽的深度的梯度的图。下段的图是表示耐热层中的高边部分的程度的图。在下段的图中，横轴表示加工区域的宽度方向上的位置。纵轴表示形成于膜材的耐热层的厚度。需要说明的是，横轴的左侧对应于加工区域的宽度方向的另一端E2侧。右侧对应于加工区域的宽度方向的一端E1侧。
使用的样品如图7(a)～(d)的上段所示，使用了加工区域的槽的倾斜角度θ为45°左右的结构。
作为比较例，如图7(a)的中段所示，使用了加工区域整体的槽的深度d均匀的结构。槽的深度d为150μm左右。
作为实施例，如图7(b)～(d)的中段所示，使用了加工区域具有第一加工区域SA1和第四加工区域SA4的结构。第四加工区域SA4的槽的深度d与比较例同样为150μm左右。需要说明的是，在实施例1～3中，仅第一长度L不同。
在实施例1中，第一长度L为10mm左右。在实施例2中，第一长度L为30mm左右。在实施例3中，第一长度L为50mm左右。
在比较例中，如图7(a)的下段所示，耐热层的高边部分非常显眼(图中圆圈部)。认为这是由于涂敷液偏向加工区域的流动方向下游侧的区域而引起的。
耐热层的高边部分中的最厚的部分的厚度为27μm左右。耐热层的中央部的厚度为25μm左右。高边部分的最大厚度与中央部的厚度之差为2μm左右。若是在表面形成耐热层且由卷缠辊6卷缠之前的膜材，则可认为该厚度之差处于作为制造误差而能够允许的厚度的范围内。然而，在卷缠之后的膜材中会产生褶皱等，有时无法适用于产品或下一工序。
在实施例1中，如图7(b)的下段所示，与比较例相比，耐热层的高边部分不易变得显眼(图中圆圈部)。耐热层的高边部分中的最厚的部分的厚度为26μm左右。耐热层的中央部的厚度为25μm左右。高边部分的最大厚度与中央部的厚度之差为1μm左右。结果是与比较例相比厚度之差变小。
在实施例2中，如图7(c)的下段所示，耐热层的高边部分几乎不显眼(图中圆圈部)。耐热层的高边部分中的最厚的部分的厚度为25.3μm左右。耐热层的中央部的厚度为25μm左右。高边部分的最大厚度与中央部的厚度之差为0.3μm左右。结果是与实施例1相比厚度之差变小。
在实施例3中，如图7(d)的下段所示，耐热层的高边部分几乎不显眼(图中圆圈部)。然而，耐热层的宽度方向上的耐热层的厚度在两端侧局部地变薄。由此可知，当第一长度L过长时，涂敷液几乎无法保持于加工区域的流动方向下游侧的区域。
为了抑制高边现象，优选满足下述的(1a)式所示的关系。
5≤L≤50…(1a)
因此，根据上述(1a)式和深度d(d＝150μm)，下述的(1)式所示的关系成立。
50/3≤(L/d)≤1000/3…(1)
这样可知，在将涂敷液12a向膜材21涂敷的情况下，在耐热层的高边部分的程度与第一长度L相对于深度d的比值(L/d)之间存在一定的关系。
图8是关于比较例及实施例，示出测定了膜材的长度方向的某位置时的形成于膜材的耐热层的厚度的图。在图8中，横轴表示加工区域的宽度方向上的位置。纵轴表示形成于膜材的耐热层的厚度。需要说明的是，图8的横轴与图7的下段的图的横轴在加工区域的宽度方向的朝向上是相反的。在图8中，左侧对应于加工区域的宽度方向的一端E1侧。右侧对应于加工区域的宽度方向的另一端E2侧。横轴的间距(一刻度)为10mm。需要说明的是，膜材的长度方向的长度设为1000m左右。
图8(a)是测定了膜材的距基端300m左右的位置时的图。图8(b)是测定了膜材的距基端500m左右的位置时的图。图8(c)是测定了膜材的距基端1000m左右的位置(末端)时的图。
如图8(a)～图8(c)所示，在比较例中，耐热层的高边部分在一端E1侧局部变厚。
相对于此，在实施例1～3中，耐热层的厚度随着接近一端E1而逐渐变薄。
这样，即使膜材的长度方向上的测定位置不同，关于形成于膜材的耐热层的厚度也确认到了同样的倾向。
需要说明的是，在本实施方式中，作为一例，列举说明了加工区域的槽的倾斜角度θ为45°左右的情况，但并不局限于此。例如图9(a)所示，加工区域的槽的倾斜角度θ为30°左右的方案也是本发明的一实施方式。而且，如图9(b)所示，加工区域的槽的倾斜角度θ为60°左右的方案也是本发明的一实施方式。
图10是表示本实施方式的辊构件30与刮板构件32的位置关系的图。
如图10所示，刮板构件32与辊构件30的外周面(加工区域30SA及非加工区域30SB)进行接触，将附着于加工区域30SA的多余的涂敷液12a刮落，并将附着于非加工区域30SB的涂敷液12a刮落而将非加工区域30SB的涂敷液12a全部除去。刮板构件32具有主体部321和与辊构件30的表面接触的一侧的部分(与辊构件30对置的部分)即边缘部322。刮板构件32的边缘部322与辊构件30的非加工区域30SB进行接触。刮板构件32的边缘部322成为与中心轴30a平行的直线形状。
需要说明的是，刮板构件32优选至少边缘部322由弹性模量比辊构件30的弹性模量小的材料形成。例如，在辊构件30由铁或不锈钢等金属材料形成的情况下，刮板构件32的至少边缘部322由塑料或橡胶等树脂材料形成。
另外，涂敷液12a的粘度优选设定为0.1Ps以下的粘度。这是因为，当涂敷液12a的粘度超过0.1Ps时，刮板构件32产生的将附着于非加工区域30SB的涂敷液12a刮落的刮落效果会减少。
图11是用于说明本实施方式的分隔件制造装置1的作用的图。
如图11(a)所示，当将涂敷液12a向辊构件30供给时，不仅在辊构件30的加工区域30SA，而且在非加工区域30SB也附着有涂敷液12a。
在该状态下，若一边将辊构件30压抵于膜材21一边使辊构件30旋转，则涂敷液12a会被转印到膜材21整体上。即，耐热层在膜材中，不仅形成在作为配置电极板的区域的形成区域，而且也形成在作为供对分隔件进行热熔接的区域的非形成区域。因此，即使以该膜材为基础来制造分隔件，在对该分隔件进行热熔接时，也会产生由于熔接部分的耐热层而使导热受阻、从而无法进行充分的热熔接这样的问题。
如图11(b)所示，在本实施方式中，通过刮板构件32的边缘部322能够将附着于非加工区域30SB的涂敷液12a刮落。
因此，如图11(c)所示，仅在辊构件30的加工区域30SA保持涂敷液12a。由此，能够将涂敷液12a仅转印到膜材21的所希望的区域(膜材21中的作为配置电极板的区域的形成区域10SA)。
返回图1，被涂敷装置3向表面转印了涂敷液12a后的膜材21由输送下游侧的张紧辊8送出，经由多个输送辊7向干燥/硬化装置4导入。
干燥/硬化装置4将转印到膜材21上的涂敷液12a中包含的溶剂干燥，使作为固态成分的粘结剂树脂硬化。通过将表面转印有涂敷液12a的膜材21向干燥/硬化装置4导入，由此使耐热层12固接在膜材21上。
通过干燥/硬化装置4而在表面固接有耐热层12的膜材21由多个输送辊7输送，被导向检查装置5的检查区域。
检查装置5对表面固接有耐热层12的膜材21的表面状态进行检查。检查装置5具有例如相机、存储部及判定部。相机拍摄膜材21的表面。存储部存储相机拍摄到的膜材21的表面的图像数据。判定部基于所述图像数据来判定在膜材21的所希望的区域是否形成耐热层12。
被检查装置5检查了表面状态后的膜材21由多个输送辊7输送，且由卷缠辊6卷缠。
图12是表示本实施方式的分隔件10的制造工序的图。图12(a)示出膜材21。
图12(b)示出在膜材21上形成有耐热层12的状态。通过将由保持辊2保持的膜材21抽出，如上述那样使其通过涂敷装置3、干燥/硬化装置4，由此，在该膜材21的表面上固接耐热层12。膜材21具有在表面形成有耐热层12的形成区域20SA和在表面未形成耐热层12的非形成区域20SB。膜材21具有5个形成区域20SA和4个非形成区域20SB。利用卷缠辊6将在表面固接有耐热层12的膜材21卷缠。
如图12(c)所示，例如通过切割器等切断装置23将膜材21沿长度方向在非形成区域20SB的部分处切断。
由此，如图12(d)所示，制造出带状的分隔件10。在本实施方式中，由1个膜材21能得到3个分隔件10。在本实施方式中，设于膜材21的5个形成区域20SA中的两端部的两个形成区域20SA未被用作分隔件10。即，中央部的3个形成区域20SA被用作分隔件10。
需要说明的是，在制造向二次电池封入的电极卷绕体时，将制造成规定宽度的带状的分隔件10与分别制造成带状的正电极、负电极一起卷绕。并且，在卷绕至必要的长度之后，将它们切断，将卷绕终端固定而形成卷绕体。另外，在作成不是卷绕体的层叠型的电极的情况下，在分隔件10的与长度方向正交的方向上也进行切断并在该切断区域进行热熔接。这种情况下，若在切断区域涂敷有耐热层12，则在通常的温度下也难以进行热熔接，因此不优选。因此，在涂敷处理时，优选在与长度方向正交的方向上，也间歇地形成未涂敷耐热层12的非形成区域。
例如，间歇地进行用于形成耐热层12的涂敷处理。具体而言，设定在将膜材21以一定的速度传送中不进行用于形成耐热层12的涂敷处理的定时。在涂敷装置3与膜材21中的不形成耐热层12的区域对置期间，使隔着膜材21而与涂敷装置3对置配置的两个张紧辊8中的一方向涂敷装置3的相反侧移动。由此，该部位与辊构件30未接触，因此未将涂敷液12a向膜材21涂敷。在膜材21中的不形成耐热层12的区域通过之后，使张紧辊8的配置复原，再次进行涂敷处理。
这样的话，在带状的膜材21上，形成除了在长度方向的两端部及中间部、还在宽度方向上间歇的非形成区域。因此，成为矩形形状的形成区域纵横排列的结构。然后，通过切断装置沿长度方向将中间部切断。由此，能够制造出间歇地形成有耐热层12的分隔件。
在使用分隔件10形成电极卷绕体时，使分隔件10与正负的电极板重叠并以必要的长度卷绕并卷出，最后分别进行切断。
以上，正如说明那样，根据本实施方式的辊构件30、分隔件制造装置1，在第一加工区域SA1保持的涂敷液12a的量比在第三加工区域SA3保持的涂敷液12a的量少。由此，即使涂敷液12a偏向加工区域30SA的宽度方向的一端E1侧地流动，也能够抑制在第一加工区域SA1过剩地保持涂敷液12a的情况。因此，能够抑制在膜材21的与第一加工区域SA1对应的区域涂敷过剩的涂敷液12a的情况。即，能够抑制在膜材21的宽度方向上耐热层12的端部的厚度过度地变厚的情况。而且，在第一加工区域SA1保持的涂敷液12a的厚度随着接近加工区域30SA的宽度方向的一端E1而逐渐变薄。由此，能够使第一加工区域SA1保持的涂敷液12a的厚度平缓。因此，能够使在膜材21的与第一加工区域SA1对应的区域形成的耐热层12的厚度平缓。由此，能够提供一种可抑制高边现象的发生且在基材11的表面均匀地形成耐热层12的辊构件30、分隔件制造装置1。
另外，通过刮板构件32的边缘部322能够将附着于非加工区域30SB的涂敷液12a刮落而将非加工区域30SB的涂敷液12a全部除去。因此，能够制造出在供对分隔件10进行热熔接的区域即非形成区域10SB没有形成耐热层12的分隔件10。即，能够在供对分隔件10进行热熔接的区域即非形成区域10SB处使基材11露出。由此，能够制造出在所希望的区域选择性地形成有耐热层12的分隔件10。
另外，辊构件30沿中心轴30a具有多个加工区域30SA，因此能够向膜材21的多个形成区域20SA一并转印涂敷液12a。
另外，由于刮板构件32的边缘部322形成为与中心轴30a平行的直线形状，因此能够将辊构件30的加工区域30SA所保持的涂敷液12a的量调整成规定的量，并将附着于非加工区域30SB的涂敷液12a刮落。
另外，由于刮板构件32的边缘部322的弹性模量比辊构件30的弹性模量小，因此能够使边缘部322以挠曲的状态压接于辊构件30的非加工区域30SB。由此，能够将附着于非加工区域30SB的涂敷液12a充分刮落。
需要说明的是，在本实施方式中，作为分隔件10而列举说明了带状的结构，但并不局限于此。例如，如图13所示，可以使用片状的分隔件110。该片状的分隔件110适用于层叠型的二次电池。需要说明的是，在图13中，将分隔件110的厚度方向(图13中的上下方向)放大示出，但是实际的厚度相对于宽度方向的大小来说极薄。如图13所示，分隔件110为矩形形状。分隔件110在表面上，在中央部具有形成有耐热层112的形成区域110SA，在周缘部具有未形成耐热层112的非形成区域110SB。
(第二实施方式)
图14是与图3(a)对应的表示本发明的第二实施方式的辊构件130的立体图。如图14所示，本实施方式的辊构件130在与中心轴130a平行的方向上具有第二非加工区域130SC，在这一点上与上述的第一实施方式的辊构件30不同。其他点与上述的结构相同，因此对与图3(a)同样的要素标注同一符号，省略详细说明。
如图14所示，辊构件130在与中心轴130a平行的方向上具有沿周向实施了用于保持涂敷液12a的加工的加工区域130SA和未实施用于保持涂敷液12a的加工的第一非加工区域130SB。而且，辊构件130在与中心轴130a平行的方向且与加工区域130SA正交的方向上也具有未实施用于保持涂敷液12a的加工的第二非加工区域130SC。即，本实施方式的加工区域130SA通过第二非加工区域130SC被在辊构件130的周向上分割成多个(3个)。
根据这样的结构，在涂敷处理时，在与长度方向正交的方向上也能够间歇地形成不涂敷涂敷液12a的非形成区域。
需要说明的是，在本实施方式中，列举说明了在辊构件130中通过第二非加工区域130SC将加工区域130SA在辊构件130的周向上分割成3个的例子，但并不局限于此。例如，辊构件130的周向上的加工区域130SA的分割数可以为两个，也可以为4个以上。
另外，通过适当变更辊构件130的直径或长度，能够得到所希望的图案的形成区域。
图15是表示使用了本实施方式的辊构件130时的分隔件110的制造工序的图。
图15(a)示出膜材21。
图15(b)示出在膜材21上形成有耐热层112的状态。将由保持辊2保持的膜材21抽出，如上述那样通过具备本实施方式的辊构件130的涂敷装置、干燥/硬化装置4，由此在该膜材21的表面固接耐热层112。膜材21具有在表面形成有耐热层112的形成区域120SA和在表面未形成耐热层112的第一非形成区域120SB、第二非形成区域120SC。膜材21具有25个形成区域120SA、与膜材21的长度方向平行的4列第二非形成区域120SB、与膜材21的宽度方向平行的4行第二非形成区域120SC。通过卷缠辊6将表面固接有耐热层112的膜材21卷缠。
如图15(c)所示，膜材21由例如切割器等切断装置23分别沿着长度方向和宽度方向切断。
由此，如图15(d)所示，制造出膜状的分隔件110。在本实施方式中，由1个膜材21能得到9个分隔件110。在本实施方式中，设于膜材21的25个形成区域120SA中的外周部的16个形成区域120SA未被用作分隔件110。即，中央部的9个形成区域120SA被用作分隔件110。
以下，关于使用本实施方式的膜状的分隔件110来制造二次电池的二次电池制造装置100，列举一例进行说明。
(二次电池制造装置)
图16是表示本发明的二次电池制造装置100的示意图。
本发明的二次电池制造装置100用于制造包括正极板、负极板、一对分隔件的二次电池。在二次电池中，一对分隔件将正极板、负极板分别夹入。
如图16所示，本发明的二次电池制造装置100具备分隔件制造装置101、重合装置102、加热装置103。
分隔件制造装置101用于制造分隔件。需要说明的是，分隔件制造装置101使用的是在上述第一实施方式所说明的分隔件制造装置1中适用了第二实施方式的辊构件130的结构。
分隔件制造装置101通过将辊构件130的加工区域130SA所保持的涂敷液12a向分隔件110的基材111的中央部转印，由此来制造在中央部具有形成了耐热层12的形成区域110SA且在周缘部具有未形成耐热层12的非形成区域110SB的分隔件110。
重合装置102用于在一对分隔件110之间夹入正极板或负极板。重合装置102以使一对分隔件110的形成区域110SA与正极板或负极板重叠的方式配置。
加热装置103用于使一对分隔件110热熔接。加热装置103对与正极板或负极板未重叠的分隔件110的非形成区域110SB进行加热而使一对分隔件110热熔接。
图17是表示二次电池50的主要部分的示意图。
如图17所示，在分隔件110的形成区域110SA配置有正极板13。在正极板13设有引板14。引板14向分隔件110的外部露出一部分。需要说明的是，分隔件110的非形成区域110SB是被热熔接的区域。
图18是二次电池50的局部剖视立体图。
如图18所示，二次电池50具备在内部积存电解液的容器51。二次电池50例如是锂离子二次电池。例如，容器51是铝制的空心容器，外形为大致棱柱状(大致长方体状)。容器51具有：具有开口的容器主体511；将该开口闭塞而与容器主体511接合的盖512。
在盖512上设有电极端子53、54。例如，电极端子53为正极端子，电极端子54为负极端子。在容器51的内部收容有多个电极板13、15及多个分隔件10。例如，电极板13为正极板，电极板15为负极板。多个电极板13、15以正极板和负极板交替排列的方式反复配置。
一对分隔件10将电极板13、15分别夹入。由此，电极板13、15彼此不直接接触。分隔件10由多孔的绝缘材料等构成，并使锂离子等电解成分通过。实际上，正极板13由一对分隔件10夹持而成的结构体与负极板15由一对分隔件10夹持而成的结构体交替层叠来构成层叠体。二次电池50成为在容器51内收容有所述层叠体的结构。电解液以与电极板13、15接触的方式积存在容器51的内部。
这样的二次电池50通过例如下述的方法得到。首先，准备正极板13和负极板15。接着，将正极板13和负极板15分别利用一对分隔件10夹持并层叠，由此形成层叠体。接着，在容器51的内部收容层叠体并进行密封。例如，向容器主体511插入层叠体。而后，将正极板13与正极端子53电连接，并且将负极板15与负极端子54连接。而后，将盖512通过焊接等与容器主体511接合。而后，向容器51的内部注入电解液并进行密封等，由此得到二次电池50。
以上，参照附图，说明了本实施方式的优选的实施方式例，但是本发明当然没有限定为上述例子。在上述的例子中示出的各结构构件的各形状或组合等仅是一例，在不脱离本发明的主旨的范围内基于设计要求等能够进行各种变更。
[符号说明]
1、101…分隔件制造装置，10、110…分隔件，11、111…基材，12、112…耐热层，3…涂敷装置，4…干燥/硬化装置(干燥装置)，12a…涂敷液，13…正极板，15…负极板，30、130…辊构件，30a、130a…中心轴，30SA、130SA…加工区域，30SB…非加工区域，130SB…第一非加工区域，130SC…第二非加工区域，31…供给部，32…刮板构件，50…二次电池，100…二次电池制造装置，102…重合装置，103…加热装置，SA1…第一加工区域，SA2…第二加工区域，SA3…第三加工区域，SA4…第四加工区域，d…槽的深度，E1…加工区域的宽度方向的一端，E2…加工区域的宽度方向的另一端，L…第一长度，L2…第二长度
[工业实用性]
根据本发明，能够提供一种可抑制高边现象的发生且在基材的表面均匀地形成涂膜的辊构件、涂敷装置、分隔件制造装置以及二次电池制造装置。

Claims (10)

1.一种辊构件，其在外周面形成有多个槽，其中，
所述多个槽相对于与所述辊构件的中心轴平行的方向倾斜配置，
在所述辊构件的外周面设置形成有所述多个槽的加工区域和未形成所述多个槽的非加工区域，
所述加工区域具有在与所述中心轴平行的所述加工区域的宽度方向的一端侧设置的第一加工区域、在所述加工区域的宽度方向的另一端侧设置的第二加工区域、作为所述第一加工区域及所述第二加工区域以外的加工区域的第三加工区域，
所述第三加工区域的槽的深度均匀，
所述第一加工区域的槽的深度比所述第三加工区域的槽的深度浅，
所述第一加工区域的槽的深度随着接近所述加工区域的宽度方向的一端而逐渐变浅，
所述第二加工区域的槽的深度比所述第三加工区域的槽的深度浅，
所述第二加工区域的槽的深度随着接近所述加工区域的宽度方向的另一端而逐渐变浅，
所述第一加工区域的平行于所述中心轴的方向上的第一长度与所述第二加工区域的平行于所述中心轴的方向上的第二长度互不相同。
2.一种辊构件，其在外周面形成有多个槽，其中，
所述多个槽相对于与所述辊构件的中心轴平行的方向倾斜配置，
在所述辊构件的外周面设置形成有所述多个槽的加工区域和未形成所述多个槽的非加工区域，
所述加工区域具有在与所述中心轴平行的所述加工区域的宽度方向的一端侧设置的第一加工区域、作为所述加工区域的所述第一加工区域以外的加工区域的第四加工区域，
所述第四加工区域的槽的深度均匀，
所述第一加工区域的槽的深度比所述第四加工区域的槽的深度浅，
所述第一加工区域的槽的深度随着接近所述加工区域的宽度方向的一端而逐渐变浅。
3.根据权利要求1或2所述的辊构件，其中，
所述第一加工区域的距所述第一端部最远的部分的槽的深度为d，所述第一加工区域的与所述中心轴平行的方向上的长度为L时，满足下述的(1)式，
50/3≤(L/d)≤1000/3…    (1)。
4.根据权利要求1或2所述的辊构件，其中，
在所述辊构件的外周面上，所述加工区域和所述非加工区域沿着与所述中心轴平行的方向交替地各设置多列。
5.一种涂敷装置，其用于将涂敷液向膜材涂敷，包括：
配置成能够绕中心轴旋转的权利要求1或2所述的辊构件；
向所述辊构件的外周面供给所述涂敷液的供给部；
将附着在所述辊构件的外周面上的多余的所述涂敷液刮落的刮板构件，
所述刮板构件与所述辊构件的所述加工区域及所述非加工区域接触，将附着于所述加工区域的多余的所述涂敷液刮落，并将附着于所述非加工区域的所述涂敷液刮落而将所述非加工区域的所述涂敷液全部除去。
6.根据权利要求5所述的涂敷装置，其中，
所述刮板构件的与所述辊构件接触的前端部分形成为与所述中心轴平行的直线形状。
7.根据权利要求5所述的涂敷装置，其中，
所述刮板构件的弹性模量比所述辊构件的弹性模量小。
8.根据权利要求7所述的涂敷装置，其中，
所述辊构件由金属材料形成，所述刮板构件由树脂材料形成。
9.一种分隔件制造装置，其用于制造在基材上层叠有耐热层的分隔件，包括：
权利要求5所述的涂敷装置；
使通过所述涂敷装置而转印到成为所述基材的膜材上的包含所述耐热层的形成材料的涂敷液干燥的干燥装置。
10.一种二次电池制造装置，其用于制造包括正极板、负极板、将所述正极板或所述负极板夹入的一对分隔件的二次电池，包括：
权利要求9所述的分隔件制造装置；
在通过所述分隔件制造装置制造出的一对分隔件之间夹入所述正极板或所述负极板的重合装置；
对夹入所述正极板或所述负极板的所述一对分隔件的周缘部进行加热而使所述一对分隔件热熔接的加热装置，
所述分隔件制造装置是如下的装置：通过将所述辊构件的所述加工区域所保持的所述涂敷液向所述分隔件的基材的中央部转印，来制造在中央部具有形成了所述耐热层的形成区域且在周缘部具有未形成所述耐热层的非形成区域的分隔件，
所述重合装置是以使所述一对分隔件的所述形成区域与所述正极板或所述负极板重叠的方式配置所述一对分隔件的装置，
所述加热装置是对与所述正极板或所述负极板未重叠的所述分隔件的所述非形成区域进行加热而使所述一对分隔件热熔接的装置。
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