CN105531855A - 蓄电装置的制造装置及蓄电装置的制造方法 - Google Patents

蓄电装置的制造装置及蓄电装置的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105531855A
CN105531855A CN201480050428.5A CN201480050428A CN105531855A CN 105531855 A CN105531855 A CN 105531855A CN 201480050428 A CN201480050428 A CN 201480050428A CN 105531855 A CN105531855 A CN 105531855A
Authority
CN
China
Prior art keywords
insulating material
collector foil
positive electrode
electrode
coated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201480050428.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105531855B (zh
Inventor
松冈正兴
二之宫荣作
藤井武
高原洋一
洼田千惠美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of CN105531855A publication Critical patent/CN105531855A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105531855B publication Critical patent/CN105531855B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404—Machines for assembling batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • H01M50/406—Moulding; Embossing; Cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

提高锂离子电池等蓄电装置的制造成品率。为了解决上述技术问题，在电极片制造装置中，沿集电箔行走的第一方向依次设置有分配器、第一狭缝式模头涂布机及第二狭缝式模头涂布机。分配器在集电箔的表面涂布浆状的多个第一绝缘材料，第一狭缝式模头涂布机在集电箔的表面涂布浆状的正极材料，第二狭缝式模头涂布机在第一绝缘材料及正极材料的上表面涂布浆状的第二绝缘材料。进一步地，在与第一方向正交的第二方向上彼此分开地涂布多个第一绝缘材料，正极材料涂布于在第二方向上相邻的第一绝缘膜之间。

Description

蓄电装置的制造装置及蓄电装置的制造方法
技术领域
本发明有关蓄电装置的制造装置及制造方法，例如可适合用在涂布蓄电装置的电极材料的工序中。
背景技术
作为本技术领域的背景技术，已有特开2003-045491号公报(专利文献1)。在该公报中描述有一种二次电池制造装置，其包括：正极片状物送出机构、正极电极物质涂覆机构、正极电极形成用加热机构、电解/绝缘物质涂覆机构、电解/绝缘物形成用加热机构、负极片状物送出机构、负极电极物质涂覆机构、负极电极形成用加热机构、电解/绝缘物质涂覆机构、电解/绝缘物形成用加热机构、和卷绕机构。所述卷绕机构为将正极片状物和负极片状物层叠并卷绕成规定形状的机构，其中，该正极片状物由正极电极物质和电解/绝缘物质粘合而成，该负极片状物由负极电极物质和电解/绝缘物质粘合而成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2003-045491号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在上述专利文献1中描述有：通过在集电箔(也称金属箔、电极板、基材、基板、片状物等)的两面涂布正极或负极电极材料(也称电极物质、电极活性物质等)，并在该电极材料上连续涂布作为隔膜的绝缘材料(也称电解/绝缘物质等)，从而能够实现二次电池生产率的提高以及二次电池制造装置的紧凑化。
但是，在这样的二次电池制造方法中，当绝缘材料的厚度例如为5μm～40μm左右时，会出现在绝缘材料上产生膜裂而导致电极材料露出的情况。此外，当涂布例如100μm～400μm左右的厚度的电极材料时，电极材料的侧面会倾斜，且电极材料的厚度也变得不均匀而无法形成期望形状的电极材料。由于这些原因，存在二次电池的制造成品率下降的问题。
根据本说明书的描述及附图，其它技术问题及新特征将显而易见。
用于解决技术问题的方案
根据一实施方式的蓄电装置的制造装置，包括：第一涂布机构，在沿第一方向行走的集电箔的表面涂布多个浆状的第一绝缘材料，其中，多个浆状的第一绝缘材料在第二方向上彼此分开，在集电箔的表面，第二方向与第一方向正交；和第二涂布机构，在被夹于在第二方向上相邻的第一绝缘材料之间的集电箔的表面涂布浆状的电极材料。还包括第三涂布机构，在第一绝缘材料及电极材料的上表面涂布浆状的第二绝缘材料。
根据一实施方式的蓄电装置的制造方法，具有以下工序：在沿第一方向行走的集电箔的表面涂布多个浆状的第一绝缘材料，其中，多个浆状的第一绝缘材料在第二方向上彼此分开，在集电箔的表面，第二方向与第一方向正交；在被夹于在第二方向上相邻的第一绝缘材料之间的集电箔的表面涂布浆状的电极材料；以及在第一绝缘材料及电极材料的上表面涂布浆状的第二绝缘材料。
发明效果
根据一实施方式，能够提高锂离子电池等蓄电装置的制造成品率。
附图说明
图1为实施方式一的锂离子电池的电极片制造装置的概略图。
图2为用于说明实施方式一的锂离子电池的电极片制造方法的各涂布工序及干燥工序的电极片的截面图。(a)为第一绝缘材料(隔离片材料)涂布工序的电极片的截面图(图1的A1-A1截面图)。(b)为电极材料涂布工序的电极片的截面图(图1的B1-B1截面图)。(c)为第二绝缘材料(隔膜材料)涂布工序的电极片的截面图(图1的C1-C1截面图)。(d)为干燥工序的电极片的截面图(图1的D1-D1截面图)。
图3为实施方式一的锂离子电池的具体制造工序的总工序图。
图4为实施方式二的锂离子电池的电极片制造装置的概略图。
图5为用于说明实施方式二的锂离子电池的电极片制造方法的各涂布工序及干燥工序的电极片的主要部分截面图。(a)为电极材料涂布工序的电极片的截面图(图4的A2-A2截面图)。(b)为第一绝缘材料(隔离片材料)涂布工序的电极片的截面图(图4的B2-B2截面图)。(c)为第二绝缘材料(隔膜材料)涂布工序的电极片的截面图(图4的C2-C2截面图)。(d)为干燥工序的电极片的截面图(图4的D2-D2截面图)。
图6为实施方式三的锂离子电池的电极片制造装置的概略图。
图7为用于说明实施方式三的锂离子电池的电极片制造方法的各涂布工序及干燥工序的电极片的主要部分截面图。(a)为第一绝缘材料(隔离片材料)涂布工序的电极片的截面图(图6的A3-A3截面图)。(b)为第一电极材料涂布工序的电极片的截面图(图6的B3-B3截面图)。(c)为第二电极材料涂布工序的电极片的截面图(图6的C3-C3截面图)。(d)为第二绝缘材料(隔膜材料)涂布工序的电极片的截面图(图6的D3-D3的截面图)。(e)为干燥工序的电极片的截面图(图6的E3-E3截面图)。
图8为作为比较例示出的锂离子电池的具体制造工序的总工序图。
图9为作为比较例示出的锂离子电池的电极片制造装置的概略图。
图10为示意性说明通过狭缝式模头涂布机涂布浆状电极材料的状态的截面图。
具体实施方式
在以下的实施方式中，在谈及成分的数量等(包含个数、数值、量、范围等)时，除非特别明示的情况以及原理上显然限于特定数量的情况等，否则均不限于该特定的数量，既可以为特定数量以上也可以为特定数量以下。
进一步地，在以下的实施方式中，关于其构成成分(也包含组成步骤等)，毋庸置疑，除非特别明示的情况以及原理上显然认为必须的情况等，否则未必都是必须的。
此外，在谈到“由A构成”、“通过A构成”、“具有A”、“包含A”时，除非是特别明示了只有该成分的情况等，否则并不排除除此之外的成分，这一点毋庸置疑。同样地，在以下的实施方式中，在谈及构成成分等的形状、位置关系等时，除非特别明示的情况以及原理上显然认为不该如此的情况等，否则均包含实质上与该形状等近似或者类似的情形等。关于这一点，对于上述数值以及范围也是同样。
此外，在以下的实施方式所使用的附图中，即使是平面图，但为了使附图易懂而画了影线。此外，在用于说明以下实施方式的所有图中，对具有同一功能的成分标注同一符号，并省略其重复说明。下面基于附图详细说明实施方式。
在以下的说明中，将正极材料和负极材料统称为“电极材料”，将由干燥工序后的正极材料构成的膜称为“正极膜”、将由干燥工序后的负极材料构成的膜称为“负极膜”、将正极膜和负极膜统称为“电极膜”。此外，在以下的说明中，干燥工序前的正极材料、负极材料和绝缘材料是包含粘合剂溶液及有机溶剂等液体的具有流动性的物质。此外，在以下的说明中，将形成有正极膜的集电箔称为“正极片(也称为正极板等)”、将形成有负极膜的集电箔称为“负极片(也称为负极板等)”、将正极片和负极片统称为“电极片(也称为电极板等)”。此外，在以下的说明中，在谈到“集电箔的表面”时，并非指包括集电箔的表侧的面和背侧的面在内的所有面，而仅指表侧的面。此外，在以下的说明中，将集电箔行走的方向设为“第一方向”、将在集电箔的表面与第一方向正交的方向设为“第二方向”。
在本实施方式中，对于作为蓄电装置的二次电池，例示了锂离子电池，虽然对其制造装置及其制造方法进行说明，但不限于此。
锂离子电池为非水电解质二次电池的一种，其为电解质中的锂离子负责电传导的二次电池。
正极例如使用含锂复合氧化物，负极例如使用碳质材料。电解质例如使用碳酸乙烯酯等有机溶剂或六氟磷酸锂(LiPF6)等锂盐。在锂离子电池内，充电时锂离子从正极出负极入，放电时相反，锂离子从负极出正极入。
锂离子电池包括电极卷绕体，该电极卷绕体例如是将正极片、负极片和隔膜卷绕而得到的，其中，在正极片的集电箔(例如Al(铝)箔)的表面涂覆有正极材料，在负极片的集电箔(例如Cu(铜)箔)的表面涂覆有负极材料，隔膜为防止正极膜和负极膜接触的聚合物膜等。然后，在锂离子电池中，将该电极卷绕体插入外装壳，并向外装筒内注入电解液(上述电解质)。
也就是说，在锂离子电池中，在集电箔的表面涂覆正极材料而得到的正极片和在集电箔的表面涂覆负极材料而得到的负极片形成为带状，形成为带状的正极片和负极片以正极片上的正极膜和负极片上的负极膜不直接接触的方式隔着隔膜卷绕为截面漩涡状而形成为电极卷绕体。
(比较例)
首先，为了使根据本实施方式的锂离子电池的制造装置及制造方法更为清楚，下面对本发明人们研究的应用本申请发明前的锂离子电池的制造装置及制造方法作为比较例进行说明。
图8为作为比较例示出的锂离子电池的具体制造工序的总工序图。
如图8所示，锂离子电池的制造工序包括正极片制造工序、负极片制造工序、电池单元组装工序、和电池模块组装工序。
在正极片制造工序中，首先在膜状的集电箔的表面涂布了浆状正极材料之后(正极材料涂布)，在正极材料的上表面和侧面以及未涂布正极材料的集电箔的表面涂布将成为隔膜的浆状绝缘材料(隔膜材料涂布)。接着，使层叠有浆状正极材料和浆状绝缘材料的涂膜整个干燥后(干燥)，对形成有由正极材料构成的正极膜和由绝缘材料构成的隔膜的层叠膜的集电箔进行压缩和切断等加工(加工)，制成具有正极膜和隔膜的膜状正极片。
另一方面，在负极片制造工序中，使用的作为原料的各种材料与正极片制造工序不同，但直至制成负极片为止的步骤与正极片制造工序相同。首先在膜状的集电箔的表面涂布了浆状的负极材料之后(负极材料涂布)，在负极材料的上表面和侧面以及未涂布负极材料的集电箔的表面涂布将成为隔膜的浆状绝缘材料(隔膜材料涂布)。接着，使层叠有浆状负极材料和浆状绝缘材料的涂膜整个干燥后(干燥)，对形成有由负极材料构成的负极膜和由绝缘材料构成的隔膜的层叠膜的集电箔进行压缩和切断等加工(加工)，制成具有负极膜和隔膜的膜状负极片。
接着，在电池单元组装工序中，从膜状的正极片切出电池单元所需大小的正极，从膜状的负极片切出电池单元所需大小的负极，夹着正极和负极使其重叠地卷在一起(卷绕)。由于在正极片和负极片中已经形成有隔膜，因此，在该卷绕工序中，无需再在正极和负极之间夹着隔膜而使其重叠地卷在一起，能够降低锂离子电池的制造成本。
接下来，组装卷在一起的正极和负极电极对的群组并焊接(焊接、组装)。接着，将焊接后的电极对的群组配置于注入有电解液的电池壳内之后(注液)，将电池壳完全密封(封口)，制作电池单元。
接下来，对制成的电池单元反复充放电(充放电)，进行有关该电池单元的性能及可靠性的检查(例如电池单元的容量和电压、以及电池单元充电时或放电时的电流和电压等的检查)(单电池检查)。至此，电池单元完成，电池单元组装工序结束。
接下来，在电池模块组装工序中，串联地组合多个电池单元而构成电池模块，进一步地，连接充电/放电控制用控制器而构成电池系统(模块组装)。接着，进行有关组装后的电池模块的性能及可靠性的检查(例如电池模块的容量和电压、以及电池模块充电时或放电时的电流及电压等的检查)(模块检查)。至此，电池模块完成，电池模块组装工序结束。
图9为作为比较例示出的锂离子电池的电极片制造装置的概略图。图9中例示了正极片单面的制造工序。负极片单面的制造工序也是同样，在此不再赘述。
如图9所示，集电箔PEP从拆卷辊SL1送出，并由第一辊RL1、第二辊RL2、第三辊RL3、第四辊RL4、第五辊RL5及第六辊RL6送向卷绕辊SL2。与第三辊RL3相对地设置有第一狭缝式模头涂布机(スリットダイコータ)DC1，与第四辊RL4相对地设置有第二狭缝式模头涂布机DC2。
首先，在从拆卷辊SL1送出的集电箔PEP的表面涂布从与第三辊RL3相对的位置的第一狭缝式模头涂布机DC1供给的浆状的正极材料PAS。正极材料PAS贮存于储罐TA1，通过定量泵PU1供给至集电箔PEP的表面。
接着，涂布从与第四辊RL4相对的位置的第二狭缝式模头涂布机DC2供给的浆状的绝缘材料IF。绝缘材料IF贮存于储罐TA2，通过定量泵PU2将绝缘材料IF供给至涂布有正极材料PAS的集电箔PEP的表面。即，绝缘材料IF涂布于正极材料PAS的上表面和侧面、以及未涂布有正极材料PAS的集电箔PEP的表面。
接着，随着通过干燥炉DRY，由形成于集电箔PEP的表面的正极材料PAS和绝缘材料IF层叠而得到的涂膜整个被干燥，表面形成有涂膜的集电箔PEP被卷绕在卷绕辊SL2上。
图10示出用于示意性说明通过第一狭缝式模头涂布机DC1涂布浆状的正极材料PAS的状态的截面图。通过第二狭缝式模头涂布机DC2涂布浆状的绝缘材料IF的状态也是同样，在此不再赘述。
如图10所示，通过定量泵从贮存有浆状的正极材料PAS的储罐向金属盖(口金)D1的歧管D2供给浆状的正极材料PAS。在歧管D2中，浆状的正极材料PAS的压力分布变均匀后，向设置于金属盖D1的狭缝部D3供给浆状的正极材料PAS并排出。排出的浆状的正极材料PAS在金属盖D1与相对于金属盖D1隔开第一间隔h1地相对地行走的集电箔PEP之间形成被称之为滴的电极材料积聚体(電極材料溜り)D4，在该状态下，随着集电箔PEP的行走，浆状的正极材料PAS被拖拽形成由正极材料PAS构成的涂膜。
在此，通过从狭缝部D3供给与伴随涂膜的形成而消耗的正极材料PAS的量等量的正极材料PAS，从而连续地形成涂膜。为稳定地涂布蒸发速度快的有机溶剂类的正极材料PAS，电极材料积聚体D4的下游侧弯月面(液面的弯曲)D5的形成稳定化是重要的。为此，向歧管D2供给正极材料PAS的压力为(狭缝部D3的压降+金属盖D1的下游侧唇部D6的压降+下游侧弯月面D5的压力)。
本发明人们研究了锂离子电池的高容量化及小型化，作为其方案之一，研究了隔膜的薄膜化以及电极膜(正极膜和负极膜)的厚膜化。
但是，为了薄地形成隔膜，需要缩小第二狭缝式模头涂布机DC2的金属盖D1与集电箔PEP之间的第一间隔h1，当第一间隔h1过大时，无法均匀地涂布绝缘材料IF而在隔膜上产生膜裂。此外，即便能够在电极材料的上表面均匀地涂布绝缘材料IF，但也不能在电极材料的侧面及未涂布有电极材料的集电箔PEP的表面均匀地涂布绝缘材料IF。进而，为了厚地形成电极膜，必须在集电箔PEP的表面涂布厚的电极材料，但当涂布厚的电极材料时，电极材料的侧面会倾斜(相对于集电箔PEP的表面具有角度地倾斜)，并且，在电极材料的上表面会形成塌陷，电极材料的形状不稳定。为此，当希望实现隔膜的薄膜化和电极膜的厚膜化时，存在锂离子电池的制造成品率下降的问题。
(实施方式一)
《锂离子电池的电极片的制造方法》
使用图1和图2说明本实施方式一中的锂离子电池的电极片制造方法。图1为本实施方式一中的锂离子电池的电极片制造装置的概略图。图2为用于说明本实施方式一中的锂离子电池的电极片制造方法的各涂布工序及干燥工序的电极片的截面图。图2(a)为第一绝缘材料(隔离片材料)涂布工序的电极片的截面图(图1的A1-A1截面图)，图2(b)为电极材料涂布工序的电极片的截面图(图1的B1-B1截面图)，以及图2(c)为第二绝缘材料(隔膜材料)涂布工序的电极片的截面图(图1的C1-C1截面图)。进而，图2(d)为干燥工序的电极片的截面图(图1的D1-D1截面图)。
在本实施方式一中，例示了沿集电箔行走的第一方向在集电箔的表面形成为两列的正极膜的制造方法。此外，在本实施方式一中，例示了正极片单面的制造方法，负极片单面的制造方法也是同样。
如图1所示，在电极片制造装置M1中，从拆卷辊SL1送出集电箔PEP，并通过第一辊RL1、第二辊RL2、第三辊RL3、第四辊RL4、第五辊RL5、第六辊RL6及第七辊RL7将集电箔PEP送向卷绕辊SL2。与第三辊RL3相对地设置有分配器DP，与第四辊RL4相对地设置有第一狭缝式模头涂布机DC1，与第五辊RL5相对地设置有第二狭缝式模头涂布机DC2。
1、第一涂布工序(第一绝缘材料(隔离片材料)涂布工序)
首先，在从拆卷辊SL1送出的集电箔PEP的表面涂布从与第三辊RL3相对的位置的分配器DP供给的浆状的第一绝缘材料IF1。第一绝缘材料IF1贮存于储罐TA1，通过定量泵PU1供给至集电箔PEP的表面。
如图2(a)所示，多个第一绝缘材料IF1在第二方向上彼此分开地涂布于沿第一方向行走的集电箔PEP的表面，其中，在集电箔PEP的表面，第二方向与第一方向正交。也就是说，多个第一绝缘材料IF1以在第二方向上夹着沿第一方向行走的集电箔PEP表面上的于后续的第二涂布工序中涂布正极材料PAS的区域的方式涂布于集电箔PEP的表面。换言之，多个第一绝缘材料IF1被涂布成限制于后续的第二涂布工序中涂布于沿第一方向行走的集电箔PEP表面的正极材料PAS的区域在第二方向上的宽度。在本实施方式一中，为了沿第一方向在集电箔PEP的表面形成两列正极膜，多个第一绝缘材料IF1在第二方向上彼此分开，沿第一方向在集电箔PEP的表面涂布成三列。
第一绝缘材料IF1的厚度与在后续的第二涂布工序中涂布于集电箔PEP表面的正极材料PAS的厚度大致相同。此外，由于涂布第一绝缘材料IF1的区域为正极片完成后进行切断的区域，因此，也为了抑制材料费而将第一绝缘材料IF1在第二方向上的宽度设定得小。例如，考虑到切断所需的宽度，第一绝缘材料IF1在第二方向上的宽度为5mm～15mm左右。
2、第二涂布工序(电极材料涂布工序)
接着，在从拆卷辊SL1送出的集电箔PEP的表面涂布从与第四辊RL4相对的位置的第一狭缝式模头涂布机DC1供给的浆状的正极材料PAS。正极材料PAS贮存于储罐TA2，通过定量泵PU2而供给至集电箔PEP的表面。
如图2(b)所示，在沿第一方向行走的集电箔PEP表面的、被在之前的第一涂布工序中涂布于集电箔PEP表面的第一绝缘材料IF1夹着的区域涂布多个正极材料PAS。在本实施方式一中，为了沿第一方向在集电箔PEP的表面形成两列正极膜，多个正极材料PAS被第一绝缘材料IF1分离而在第二方向上彼此分开，沿第一方向在集电箔PEP的表面涂布成两列。
正极材料PAS的厚度与第一绝缘材料IF1的厚度大致相同。虽然期望正极材料PAS的厚度与第一绝缘材料IF1的厚度相同，但为了防止正极材料PAS涂布于第一绝缘材料IF1的上表面，以正极材料PAS的上表面比第一绝缘材料IF1的上表面低0μm～10μm左右的方式涂布正极材料PAS。例如可以通过第一狭缝式模头涂布机DC1的金属盖D1的高度调整(参照前述图10)和正极材料PAS的送出量来调整正极材料PAS的厚度。
在不涂布第一绝缘材料IF1的情况下，如果涂布厚的正极材料PAS的话，则正极材料PAS的侧面会倾斜，并会在正极材料PAS的上表面形成塌陷，存在正极材料PAS的形状不稳定的问题。但是，在本实施方式一中，预先通过第一绝缘材料IF1限定涂布正极材料PAS的区域，从而即便涂布厚的正极材料PAS(例如100μm～400μm左右)，正极材料PAS的侧面也不会倾斜，因此，正极材料PAS的形状稳定。
3、第三涂布工序(第二绝缘材料(隔膜材料)涂布工序)
接着，涂布从与第五辊RL5相对的位置的第二狭缝式模头涂布机DC2供给的浆状的第二绝缘材料IF2。第二绝缘材料IF2贮存于储罐TA3，通过定量泵PU3而供给至第一绝缘材料IF1及正极材料PAS的上表面。
如图2(c)所示，第二绝缘材料IF2沿集电箔PEP行走的第一方向涂布于第一绝缘材料IF1及正极材料PAS的上表面。第二绝缘材料IF2的厚度例如为5μm～40μm左右。例如可以通过第二狭缝式模头涂布机DC2的金属盖D1的高度调整(参照前述图10)和第二绝缘材料IF2的送出量来调整第二绝缘材料IF2的厚度。
为了薄地涂布第二绝缘材料IF2，如前述图10所示，需要缩小第二狭缝式模头涂布机DC2的金属盖D1与集电箔PEP之间的第一间隔h1。但是，第二绝缘材料IF2涂布于为大致平坦的面的第一绝缘材料IF1及正极材料PAS的上表面，而不涂布于例如第一绝缘材料IF1和正极材料PAS的侧面以及未涂布有第一绝缘材料IF1和正极材料PAS的集电箔PEP的表面。因此，即使第二狭缝式模头涂布机DC2的金属盖D1与集电箔PEP之间的第一间隔h1小，也能均匀地涂布第二绝缘材料IF2，从而能够防止第二绝缘材料IF2的膜裂。
4、干燥工序
接着，通过干燥炉(干燥机构)DRY，使将涂布于集电箔PEP表面的正极材料PAS和第一绝缘材料IF1以及涂布在它们上表面的第二绝缘材料IF2层叠而得到的涂膜整个干燥，其表面形成有正极膜和隔膜的集电箔PEP被卷绕在卷绕辊SL2上。
如图2(d)所示，干燥前，正极材料PAS的厚度与第一绝缘材料IF1的厚度大致相同，但干燥后，由第一绝缘材料IF1构成的隔离片SP的厚度变得比由正极材料PAS构成的正极膜PE的厚度薄。这是由于包含于正极材料PAS中的固体(例如正极活性物质和导电助剂等)的量与包含于第一绝缘材料IF1中的固体的量不同。即，通过将包含于正极材料PAS中的固体的量控制得相对较多，将包含于第一绝缘材料IF1中的固体的量控制得相对较少，从而使干燥后隔离片SP的厚度薄于正极膜PE的厚度。
这是出于以下的原因。即，为了提高集电箔PEP与正极膜PE的贴紧性，使正极材料PAS中的固体彼此粘结，在干燥后切断正极膜PE及隔离片SP与由涂布在它们上表面的第二绝缘材料IF2构成的隔膜SE的层叠膜之前实施了该层叠膜的压缩(滚压)。压缩时，对正极膜PE施加荷重是重要的，因此，如果隔离片SP的厚度比正极膜PE的厚度厚，则荷重无法加诸于正极膜PE。为此，需要使隔离片SP的厚度薄于正极膜PE的厚度。
需要注意的是，在本实施方式一中，例示了沿集电箔PEP行走的第一方向在集电箔PEP的表面形成为两列的正极膜PE的制造方法，但不限于此。例如，正极膜PE也可以为1列或3列以上，能够得到同样的效果。
《锂离子电池的具体制造工序》
使用图3说明本实施方式一中的锂离子电池的具体制造工序。图3为本实施方式一中的锂离子电池的具体制造工序的总工序图。
如图3所示，锂离子电池的制造工序与前述图8所示的锂离子电池的制造工序同样，包括正极片制造工序、负极片制造工序、电池单元组装工序和电池模块组装工序。
在正极片制造工序中，首先使将成为隔离片的浆状的多个第一绝缘材料在与集电箔行走的第一方向正交的第二方向上彼此分开地涂布于膜状的集电箔的表面(隔离片材料涂布)。通过混炼及调配作为原料的各种材料来制作第一绝缘材料。
接着，在膜状的集电箔表面的、在第二方向上彼此分开地涂布的第一绝缘材料之间涂布浆状的正极材料(正极材料涂布)。通过混炼及调配作为原料的各种材料来制作正极材料。
接着，在形成于膜状的集电箔表面的第一绝缘材料及正极材料的上表面涂布将成为隔膜的浆状的第二绝缘材料(隔膜材料涂布)。通过混炼及调配作为原料的各种材料来制作第二绝缘材料。
接着，使将涂布于膜状的集电箔表面的正极材料及第一绝缘材料与涂布在它们上表面的第二绝缘材料层叠而得到的涂膜整个干燥后(干燥)，对形成有该涂膜的集电箔进行压缩和切断等加工(加工)。由此来制造在膜状的集电箔表面层叠有由正极材料构成的正极膜和由第一绝缘材料构成的隔离片以及形成在它们上表面的由第二绝缘材料构成的隔膜的膜状正极片。在切断形成有上述涂膜的集电箔时，将形成有由第一绝缘材料构成的隔离片的区域切断。
另一方面，在负极片制造工序中，使用的作为原料的各种材料与正极片制造工序不同，但直至制成负极片为止的步骤与正极片制造工序相同。首先，使将成为隔离片的浆状的多个第一绝缘材料在与集电箔行走的第一方向正交的第二方向上彼此分开地涂布于膜状的集电箔的表面(隔离片材料涂布)。通过混炼及调配作为原料的各种材料来制作第一绝缘材料。
接着，在膜状的集电箔表面的、在第二方向上彼此分开地涂布的第一绝缘材料之间涂布浆状的负极材料(负极材料涂布)。通过混炼及调配作为原料的各种材料来制作负极材料。
接着，在形成于膜状的集电箔表面的第一绝缘材料及负极材料的上表面涂布将成为隔膜的浆状的第二绝缘材料(隔膜材料涂布)。通过混炼及调配作为原料的各种材料来制作第二绝缘材料。
接着，使将涂布于膜状的集电箔表面的负极材料及第一绝缘材料与涂布在它们上表面的第二绝缘材料层叠而得到的涂膜整个干燥后(干燥)，对形成有该涂膜的集电箔进行压缩和切断等加工(加工)。由此来制造在膜状的集电箔表面层叠有由负极材料构成的负极膜和由第一绝缘材料构成的隔离片以及形成在它们上表面的由第二绝缘材料构成的隔膜的膜状负极片。在切断形成有上述涂膜的集电箔时，将形成有由第一绝缘材料构成的隔离片的区域切断。
接着，在电池单元组装工序中，从膜状的正极片切出电池单元所需大小的正极，从膜状的负极片切出电池单元所需大小的负极，夹着正极和负极使其重叠地卷在一起(卷绕)。由于在正极片和负极片中已经形成有隔膜，因此，在该卷绕工序中，无需再在正极和负极之间夹着隔膜而使其重叠地卷在一起，能够降低制造成本。
之后，与使用前述的图8所说明的比较例的锂离子电池制造方法同样地完成电池单元，继而完成电池模块。
《锂离子电池的各材料》
例如可将钴酸锂或者含有Mn(锰)的尖晶石结构的含锂复合氧化物用于本实施方式一中所用的正极活性物质。此外，还可以将含有Ni(镍)、Co(钴)和Mn(锰)的复合氧化物、或者以橄榄石型磷酸铁为代表的橄榄石型化合物等用于正极活性物质。不过，用于正极活性物质的材料不限于这些。
由于含有Mn(锰)的尖晶石结构的含锂复合氧化物的热稳定性优异，因此，通过形成包含其的正极片，能够构成安全性高的锂离子电池。此外，既可以只将含有Mn(锰)的尖晶石结构的含锂复合氧化物用于正极活性物质，也可以一并使用其它正极活性物质。作为这样的其它正极活性物质，例如可举出以Li1+xMO2(-0.1<x<0.1、M：Co、Ni、Mn、Al、Mg、Zr、Ti等)表示的橄榄石型化合物等。此外，作为层状结构的含锂过渡金属氧化物的具体例，可以使用LiCoO2或者LiNi1-xCox-yAlyO2(0.1≤x≤0.3、0.01≤y≤0.2)等。此外，可以将至少含有Ni(镍)、Co(钴)及Mn(锰)的氧化物(LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2、LiMn5/12Ni5/12Co1/6O2、LiNi3/5Mn1/5Co1/5O2等)等用作层状结构的含锂过渡金属氧化物。
例如可将天然石墨(鳞片状石墨)、人造石墨或膨胀石墨等石墨材料用于本实施方式一中所用的负极活性物质。此外，还可以将烧制沥青所得到的焦炭等易石墨化碳质材料用于负极活性物质。此外，也可以将低温烧制糠醇树脂(PFA)、聚对苯(PPP)或者苯酚树脂等所得到的非晶质碳等难石墨化碳质材料用于负极活性物质。除碳材料以外，锂(Li)或含锂化合物等也可以用作负极活性物质。
作为含锂化合物，可以列举出Li-Al等锂合金、或者含有可以进行Si(硅)或Sn(锡)等与Li(锂)的合金化的元素的合金。进而，也可以使用Sn氧化物或Si氧化物等氧化物类材料。
本实施方式一中所用的导电助剂用作使正极膜含有的电子传导助剂，例如优选炭黑、乙炔黑、科琴黑、石墨、碳纤维、或碳纳米管等碳材料。在上述碳材料中，从添加量和导电性的效果以及涂布用正极合剂浆料的制造性的角度考虑，特别优选乙炔黑或科琴黑。也可以使负极膜含有导电助剂，有时也优选。
本实施方式一中所用的粘合剂优选还含有用于粘合活性物质及导电助剂的粘合剂。作为粘合剂，例如适合使用聚偏氟乙烯类聚合物(含有80质量％以上作为主成分单体的偏氟乙烯的含氟单体群的聚合物)、或橡胶类聚合物等。上述聚合物也可以并用两种以上。此外，粘合剂优选以溶解在溶媒中的溶液的形式而被提供。
作为用于合成上述聚偏氟乙烯类聚合物的含氟单体组，为偏氟乙烯、或偏氟乙烯与其它单体的混合物，可列举出含有80质量％以上偏氟乙烯的单体混合物等。作为其它的单体，例如可列举出氟乙烯、三氟乙烯、三氟氯乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯以及氟烷基乙烯基醚等。
作为上述橡胶类聚合物，例如可举出苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、三元乙丙橡胶和氟橡胶等。
电极膜中的粘合剂的含量以干燥后的电极膜为基准，为0.1质量％以上，更优选为0.3质量％以上、10质量％以下，进一步地，更希望是5质量％以下。如果粘合剂的含量过少，则不仅是干燥工序中的固化不充分，并且干燥后的电极膜的机械强度也不足，可能导致电极膜从集电箔剥离。此外，如果粘合剂的含量过多，则电极膜中的活性物质量减少，电池容量有可能变低。
可将Al2O3(氧化铝)或SiO2(氧化硅)等无机氧化物用于本实施方式一中所用的绝缘材料。此外，也可以使用聚丙烯或聚乙烯的微粒子混在一起的浆料，通过使用该浆料，可以使其具有关断性(シャットダウン性)。此外，为了使绝缘材料中使用的无机氧化物粒子粘结，使用树脂作为粘合剂。用于电极膜的粘合剂适合用作该粘合剂。
本实施方式一中使用的集电箔不限于片状的箔。作为其基体，例如使用Al(铝)、Cu(铜)、不锈钢或Ti(钛)等纯金属或合金性导电材料，作为其形状，可使用网、穿孔金属、发泡金属或者加工成板状的箔等。作为集电箔的厚度，例如选择5μm～30μm，更优选8μm～16μm。此外，形成于集电箔的一面(表面)的电极膜的厚度以干燥后的厚度计例如为50μm～400μm左右。
需要注意的是，除了包括通过前述方法制造的正极和负极以外，本实施方式一中的锂离子电池能够与现有的锂离子电池同样地制造。对于电池容器的结构或尺寸、或者以正极和负极为主构成成分的电极体的结构等，没有特别的限制。
这样，根据本实施方式一，即使在集电箔PEP的表面厚地涂布将成为电极膜的电极材料，电极材料的侧面也不会倾斜，电极材料的形状稳定。因此，能够在集电箔PEP的表面涂布厚的电极材料。并且，即使厚地涂布电极材料，而薄地涂布将成为隔膜SE的第二绝缘材料IF2，也不会发生第二绝缘材料IF2的膜裂，因此，能够薄且均匀地涂布第二绝缘材料IF2。由此，能够在不降低锂离子电池的制造成品率的情况下实现隔膜SE的薄膜化及电极膜的厚膜化。
(实施方式二)
与前述实施方式一的不同点在于涂布将成为隔离片的第一绝缘材料的工序和涂布将成为电极膜的电极材料的工序的工序顺序。也就是说，在前述实施方式一中，将第一绝缘材料IF1涂布于集电箔PEP的表面之后再将正极材料PAS涂布于集电箔PEP的表面；而在本实施方式二中，将正极材料PAS涂布于集电箔PEP的表面之后再将第一绝缘材料IF1涂布于集电箔PEP的表面。
《锂离子电池的电极片的制造方法》
使用图4和图5说明本实施方式二中的锂离子电池的电极片制造方法。图4为本实施方式二中的锂离子电池的电极片制造装置的概略图。图5为用于说明本实施方式二中的锂离子电池的电极片制造方法的各涂布工序及干燥工序的电极片的截面图。图5(a)为电极材料涂布工序的电极片的截面图(图4的A2-A2截面图)，图5(b)为第一绝缘材料(隔离片材料)涂布工序的电极片的截面图(图4的B2-B2截面图)，以及图5(c)为第二绝缘材料(隔膜材料)涂布工序的电极片的截面图(图4的C2-C2截面图)。进一步地，图5(d)为干燥工序的电极片的截面图(图4的D2-D2截面图)。
在本实施方式二中，例示了沿集电箔行走的第一方向在集电箔的表面形成为一列的正极膜的制造方法。此外，本实施方式二中例示了正极片单面的制造方法，但负极片单面的制造方法也是同样。
如图4所示，在电极片制造装置M2中，集电箔PEP从拆卷辊SL1送出，由第一辊RL1、第二辊RL2、第三辊RL3、第四辊RL4、第五辊RL5、第六辊RL6及第七辊RL7送向卷绕辊SL2。与第三辊RL3相对地设置有第一狭缝式模头涂布机DC1，与第四辊RL4相对地设置有分配器DP，与第五辊RL5相对地设置有第二狭缝式模头涂布机DC2。
1、第一涂布工序(电极材料涂布工序)
首先，在从拆卷辊SL1送出的集电箔PEP的表面涂布从与第三辊RL3相对的位置的第一狭缝式模头涂布机DC1供给的浆状的正极材料PAS。正极材料PAS贮存于储罐TA1，通过定量泵PU1而供给至集电箔PEP的表面。
如图5(a)所示，正极材料PAS被涂布于沿第一方向行走的集电箔PEP的表面。
2、第二涂布工序(第一绝缘材料(隔离片材料)涂布工序)
然后，在从拆卷辊SL1送出的集电箔PEP的表面涂布从与第四辊RL4相对的位置的分配器DP供给的浆状的第一绝缘材料IF1。第一绝缘材料IF1贮存于储罐TA2，通过定量泵PU2而供给至集电箔PEP的表面。
如图5(b)所示，多个第一绝缘材料IF1以在第二方向上夹着在之前的第一涂布工序中涂布于集电箔PEP表面的正极材料PAS的方式涂布于沿第一方向行走的集电箔PEP的表面，其中，第二方向是在集电箔PEP的表面与第一方向正交的方向。换言之，第一绝缘材料IF1与正极材料PAS的第二方向上的两侧面接触，涂布于正极材料PAS的第二方向上的外侧的集电箔PEP的表面。
第一绝缘材料IF1的厚度与正极材料PAS的厚度大致相同。与前述的实施方式一同样，虽然希望正极材料PAS的厚度与第一绝缘材料IF1的厚度相同，但为了防止正极材料PAS涂布于第一绝缘材料IF1的上表面，以正极材料PAS的上表面比第一绝缘材料IF1的上表面低0μm～10μm左右的方式涂布第一绝缘材料IF1。并且，涂布第一绝缘材料IF1的区域为正极片完成后进行切断的区域。
作为分配器DP的机构特征，具有比第一狭缝式模头涂布机DC1更容易调整位置的优点。例如，如果如前述的实施方式一那样在涂布了第一绝缘材料IF1之后再涂布正极材料PAS的话，第一狭缝式模头涂布机DC1的位置有可能偏离，正极材料PAS可能会涂布于第一绝缘材料IF1的上表面。但是，在本实施方式二中，由于在涂布了正极材料PAS之后，使用容易进行对位调整的分配器DP来涂布第一绝缘材料IF1，因此，能够消除第一绝缘材料IF1与正极材料PAS的错位。不过，如果使正极材料PAS的厚度厚的话，则正极材料PAS的侧面会倾斜，因此，不能如前述的实施方式一那样形成厚的正极材料PAS的厚度。
3、第三涂布工序(第二绝缘材料(隔膜材料)涂布工序)
下面，与前述的实施方式一的第三涂布工序(第二绝缘材料(隔膜材料)涂布工序)同样地涂布从与第五辊RL5相对的位置的第二狭缝式模头涂布机DC2供给的浆状的第二绝缘材料IF2。第二绝缘材料IF2贮存于储罐TA3，通过定量泵PU3而供给至第一绝缘材料IF1及正极材料PAS的上表面。
如图5(c)所示，第二绝缘材料IF2沿集电箔PEP行走的第一方向涂布于第一绝缘材料IF1及正极材料PAS的上表面。第二绝缘材料IF2的厚度例如为5μm～40μm左右。例如可以通过第二狭缝式模头涂布机DC2的金属盖D1的高度调整(参照前述图10)和第二绝缘材料IF2的送出量来调整第二绝缘材料IF2的厚度。
与前述实施方式一同样，第二绝缘材料IF2涂布于为大致平坦的面的第一绝缘材料IF1及正极材料PAS的上表面，而不涂布于例如第一绝缘材料IF1和正极材料PAS的侧面以及未涂布有第一绝缘材料IF1和正极材料PAS的集电箔PEP的表面。因此，能够均匀地涂布第二绝缘材料IF2，从而能够防止第二绝缘材料IF2的膜裂。
4、干燥工序
接着，与前述的实施方式一的干燥工序同样，通过干燥炉(干燥机构)DRY，使将涂布于集电箔PEP表面的正极材料PAS和第一绝缘材料IF1以及涂布在它们上表面的第二绝缘材料IF2层叠而得到的涂膜整个干燥，其表面形成有正极膜和隔膜的集电箔PEP被卷绕在卷绕辊SL2上。
如图5(d)所示，干燥前，正极材料PAS的厚度与第一绝缘材料IF1的厚度大致相同，但干燥后，由于包含于正极材料PAS中的固体的量与包含于第一绝缘材料IF1中的固体的量不同，从而由第一绝缘材料IF1构成的隔离片SP的厚度变得比由正极材料PAS构成的正极膜PE的厚度薄。
需要注意的是，在本实施方式二中例示了沿集电箔PEP行走的第一方向在集电箔PEP的表面形成为一列的正极膜PE的制造方法，但不限于此。例如，正极膜PE也可以为两列以上，能够得到同样的效果。
这样，根据本实施方式二，第一绝缘材料IF1和电极材料的错位得以消除。并且，即使薄地涂布将成为隔膜SE的第二绝缘材料IF2，也不会发生第二绝缘材料IF2的膜裂，因此，能够薄且均匀地涂布第二绝缘材料IF2。由此，能够在不降低锂离子电池的制造成品率的情况下实现隔膜SE的薄膜化。
(实施方式三)
与前述的实施方式一的不同点在于涂布电极材料的工序数。也就是说，在前述的实施方式一中，通过一次涂布工序将正极材料PAS涂布于集电箔PEP的表面，而在本实施方式三中，通过两次涂布工序将正极材料PAS涂布于集电箔PEP的表面。
《锂离子电池的电极片制造方法》
使用图6和图7说明本实施方式三中的锂离子电池的电极片制造方法。图6为本实施方式三中的锂离子电池的电极片制造装置的概略图。图7为用于说明本实施方式三中的锂离子电池的电极片制造方法的各涂布工序及干燥工序的电极片的截面图。图7(a)为第一绝缘材料(隔离片材料)涂布工序的电极片的截面图(图6的A3-A3截面图)，图7(b)为第一电极材料涂布工序的电极片的截面图(图6的B3-B3截面图)及图7(c)为第二电极材料涂布工序的电极片的截面图(图6的C3-C3截面图)。进一步地，图7(d)为第二绝缘材料(隔膜材料)涂布工序的电极片的截面图(图6的D3-D3截面图)及图7(e)为干燥工序的电极片的截面图(图6的E3-E3截面图)。
在本实施方式三中，例示了沿集电箔行走的第一方向在集电箔的表面形成为两列的正极膜的制造方法。此外，在本实施方式三中，例示了正极片单面的制造方法，负极片单面的制造方法也是同样。
如图6所示，在电极片制造装置M3中，从拆卷辊SL1送出集电箔PEP，并通过第一辊RL1、第二辊RL2、第三辊RL3、第四辊RL4、第五辊RL5、第六辊RL6、第七辊RL7及第八辊RL8将集电箔PEP送向卷绕辊SL2。与第三辊RL3相对地设置有分配器DP，与第四辊RL4相对地设置有第一狭缝式模头涂布机DC1，与第五辊RL5相对地设置有第二狭缝式模头涂布机DC2，与第六辊RL6相对地设置有第三狭缝式模头涂布机DC3。
1、第一涂布工序(第一绝缘材料(隔离片材料)涂布工序)
首先，与前述的实施方式一的涂布工序(第一绝缘材料(隔离片材料)涂布工序)同样，在集电箔PEP的表面涂布第一绝缘材料IF1。
如图7(a)所示，多个第一绝缘材料IF1在第二方向上彼此分开地涂布于沿第一方向行走的集电箔PEP的表面，其中，在集电箔PEP的表面，第二方向与第一方向正交。也就是说，多个第一绝缘材料IF1以在第二方向上夹着沿第一方向行走的集电箔PEP表面上的于后续的第二和第三涂布工序中涂布正极材料PAS的区域的方式涂布于集电箔PEP的表面。换言之，多个第一绝缘材料IF1被涂布成限制于后续的第二和第三涂布工序中涂布于沿第一方向行走的集电箔PEP表面的正极材料PAS的区域在第二方向上的宽度。在本实施方式三中，为了沿第一方向在集电箔PEP的表面形成两列正极膜，多个第一绝缘材料IF1在第二方向上彼此分开，沿第一方向在集电箔PEP的表面涂布成三列。
第一绝缘材料IF1的厚度与在后续的第二和第三涂布工序中涂布于集电箔PEP表面的正极材料PAS的厚度大致相同。此外，由于涂布第一绝缘材料IF1的区域为正极片完成后进行切断的区域，因此，也为了抑制材料费而将第一绝缘材料IF1在第二方向上的宽度设定得小。例如，考虑到切断所需的宽度，第一绝缘材料IF1在第二方向上的宽度为5mm～15mm左右。
2、第二涂布工序(第一电极材料涂布工序)
接着，在从拆卷辊SL1送出的集电箔PEP的表面涂布从与第四辊RL4相对的位置的第一狭缝式模头涂布机DC1供给的浆状的第一正极材料PAS1。第一正极材料PAS1贮存于储罐TA2，通过定量泵PU2而供给至集电箔PEP的表面。
如图7(b)所示，在沿第一方向行走的集电箔PEP表面的、被在之前的第一涂布工序中涂布于集电箔PEP表面的第一绝缘材料IF1夹着的区域涂布多个第一正极材料PAS1。在本实施方式三中，为了沿第一方向在集电箔PEP的表面形成两列正极膜，多个第一正极材料PAS1被第一绝缘材料IF1分离而在第二方向上彼此分开，沿第一方向在集电箔PEP的表面涂布成两列。
第一正极材料PAS1的厚度比在之前的第一涂布工序中涂布于集电箔PEP表面的第一绝缘材料IF1的厚度薄。也就是说，第一正极材料PAS1的上表面位于比第一绝缘材料IF1的上表面低的位置。例如可以通过第一狭缝式模头涂布机DC1的金属盖D1的高度调整(参照前述图10)和第一正极材料PAS1的送出量来调整第一正极材料PAS1的厚度。
3、第三涂布工序(第二电极材料涂布工序)
接着，在从拆卷辊SL1送出的集电箔PEP的表面涂布从与第五辊RL5相对的位置的第二狭缝式模头涂布机DC2供给的浆状的第二正极材料PAS2。第二正极材料PAS2贮存于储罐TA3，通过定量泵PU3而供给至第一正极材料PAS1的上表面。在此，第二正极材料PAS2的粘合剂的含量比第一正极材料PAS1的粘合剂的含量少。
如图7(c)所示，第二正极材料PAS2涂布于第一正极材料PAS1的上表面，形成第一正极材料PAS1和第二正极材料PAS2层叠而成的正极材料PAS。
第二正极材料PAS2涂布成从集电箔PEP的表面至正极材料PAS的上表面的高度与从集电箔PEP的表面至第一绝缘材料IF1的上表面的高度大致相同。也就是说，正极材料PAS的厚度与在之前的第一涂布工序中涂布于集电箔PEP表面的第一绝缘材料IF1的厚度大致相同。虽然希望正极材料PAS的厚度与第一绝缘材料IF1的厚度相同，但为了防止第二正极材料PAS2涂布于第一绝缘材料IF1的上表面，以正极材料PAS的上表面比第一绝缘材料IF1的上表面低0μm～10μm左右的方式涂布第二正极材料PAS2。例如可以通过第二狭缝式模头涂布机DC2的金属盖D1的高度调整(参照前述图10)和第二正极材料PAS2的送出量来调整第二正极材料PAS2的厚度。
在本实施方式三中，层叠粘合剂的含量互不相同的第一正极材料PAS1和第二正极材料PAS2而构成正极材料PAS。这是出于以下的原因。
首先，对通过单层构成了正极材料PAS时的技术问题进行说明。浆状的正极材料PAS除了含有活性物质和导电助剂以外，还含有用于粘结活性物质和导电助剂的粘合剂。但是，该粘合剂在干燥工序中容易偏析于正极材料PAS的上表面一侧，当粘合剂的含量过少时，由于该原因，正极材料PAS有时会在集电箔PEP与正极材料PAS的界面处剥离。特别是在涂布厚的正极材料PAS的膜的情况下，粘合剂的偏析变得显著，因此，正极材料PAS的剥离成为严峻的问题。另一方面，通过增加正极材料PAS中包含的粘合剂的含量，能够使粘合剂的偏析不易发生。但是，当粘合剂的含量过多时，活性物质的量减少，电池容量降低，或者，由于粘合剂难以掺混而正极膜的通电会出现参差不齐。为此，还要兼顾到正极材料PAS的粘度以及表面张力，难以将正极材料PAS中含有的粘合剂的含量调整为最佳含量，特别是在涂布厚的正极材料PAS的膜的情况下，粘合剂的含量调整更为困难。
但是，在本实施方式三中，涂布粘合剂的含量相对较多的第一正极材料PAS1，在其上涂布粘合剂的含量相对较少的第二正极材料PAS2。在干燥工序中，尽管第一正极材料PAS1和第二正极材料PAS2会混杂，但以第一正极材料PAS1和第二正极材料PAS2的两层来涂布正极材料PAS的膜的情况下，与以单层来涂布正极材料PAS的膜的情况相比，正极材料PAS的上表面侧的粘合剂的偏析减少，因此，在本实施方式三中，能够防止正极材料PAS的剥离。
此外，为了设定最佳的粘合剂含量，有时不得不使用例如具有第一正极材料PAS1及第二正极材料PAS2的侧面会发生倾斜这样的粘度及表面张力的第一正极材料PAS1和第二正极材料PAS2。但是，即便在这样的情况下，在本实施方式三中，由于预先通过第一绝缘材料IF1限定了涂布第一正极材料PAS1和第二正极材料PAS2的区域，因此，第一正极材料PAS1和第二正极材料PAS2的形状稳定。
4、第四涂布工序(第二绝缘材料(隔膜材料)涂布工序)
接着，与前述的实施方式一的第三涂布工序(第二绝缘材料(隔膜材料)涂布工序)同样，涂布从与第六辊RL6相对的位置的第三狭缝式模头涂布机DC3供给的浆状的第二绝缘材料IF2。第二绝缘材料IF2贮存于储罐TA4，通过定量泵PU4而供给至第一绝缘材料IF1及第二正极材料PAS2的上表面。
如图7(d)所示，第二绝缘材料IF2沿集电箔PEP行走的第一方向涂布于第一绝缘材料IF1及正极材料PAS的上表面。第二绝缘材料IF2的厚度例如为5μm～40μm左右。例如可以通过第三狭缝式模头涂布机DC3的金属盖D1的高度调整(参照前述图10)和第二绝缘材料IF2的送出量来调整第二绝缘材料IF2的厚度。
与前述实施方式一同样，第二绝缘材料IF2涂布于为大致平坦的面的第一绝缘材料IF1及正极材料PAS的上表面，而不涂布于例如第一绝缘材料IF1和正极材料PAS的侧面以及未涂布有第一绝缘材料IF1和正极材料PAS的集电箔PEP的表面。因此，能够均匀地涂布第二绝缘材料IF2，从而能够防止第二绝缘材料IF2的膜裂。
5、干燥工序
接着，与前述的实施方式一的干燥工序同样，通过干燥炉(干燥机构)DRY，使将涂布于集电箔PEP表面的正极材料PAS和第一绝缘材料IF1以及涂布在它们上表面的第二绝缘材料IF2层叠而得到的涂膜整个干燥，其表面形成有正极膜和隔膜的集电箔PEP被卷绕在卷绕辊SL2上。
如图7(e)所示，第一正极材料PAS1和第二正极材料PAS2混合而成为一层正极材料PAS。并且，干燥前，正极材料PAS的厚度与第一绝缘材料IF1的厚度大致相同，但干燥后，由于包含于第一正极材料PAS1和第二正极材料PAS2中的固体的量与包含于第一绝缘材料IF1中的固体的量不同，从而由第一绝缘材料IF1构成的隔离片SP的厚度变得比由正极材料PAS构成的正极膜PE的厚度薄。
需要注意的是，在本实施方式三中，例示了沿集电箔PEP行走的第一方向在集电箔PEP的表面形成为两列的正极膜PE的制造方法，但不限于此。例如，正极膜PE也可以为一列或三列以上，能够得到同样的效果。
此外，在本实施方式三中，通过粘合剂的含量互不相同的第一正极材料PAS1和第二正极材料PAS2这两层来构成正极材料PAS，但不限于此，也可以通过粘合剂的含量互不相同的三层以上构成正极材料PAS。
这样，根据本实施方式三，通过层叠第一正极材料PAS1和第二正极材料PAS2而构成正极材料PAS，从而能够减少正极材料PAS的上表面侧的粘合剂的偏析，防止正极材料PAS剥离。并且，由于预先通过第一绝缘材料IF1限定了涂布第一正极材料PAS1及第二正极材料PAS2的区域，因此，第一正极材料PAS1及第二正极材料PAS2的形状稳定。并且，即使薄地涂布将成为隔膜SE的第二绝缘材料IF2，也不会发生第二绝缘材料IF2的膜裂，因此，能够薄且均匀地涂布第二绝缘材料IF2。由此，能够在不降低锂离子电池的制造成品率的情况下实现隔膜SE的薄膜化及电极膜的厚膜化。
以上基于实施方式具体说明了本发明人所作出的发明，但本发明不限于前述的实施方式，在不脱离其宗旨的范围内可进行各种变更，这一点自不待言。
符号说明
D1金属盖
D2歧管
D3狭缝部
D4电极材料积聚体
D5下游侧弯月面(液面的弯曲)
D6下游侧唇部
DC1第一狭缝式模头涂布机
DC2第二狭缝式模头涂布机
DC3第三狭缝式模头涂布机
DP分配器
DRY干燥炉
h1第一间隔
IF绝缘材料
IF1第一绝缘材料
IF2第二绝缘材料
M1电极片制造装置
M2电极片制造装置
M3电极片制造装置
PAS正极材料
PAS1第一正极材料
PAS2第二正极材料
PE正极膜
PEP集电箔
PU1、PU2、PU3、PU4定量泵
RL1第一辊
RL2第二辊
RL3第三辊
RL4第四辊
RL5第五辊
RL6第六辊
RL7第七辊
RL8第八辊
SE隔膜
SL1拆卷辊
SL2卷绕辊
SP隔离片
TA1、TA2、TA3、TA4储罐

Claims (12)

1.一种蓄电装置的制造装置，包括：
输送机构，向第一方向输送集电箔；
第一涂布机构，在所述集电箔的表面的多个第一区域涂布浆状的第一绝缘材料，所述多个第一区域在第二方向上彼此分开，在所述集电箔的表面，所述第二方向与所述第一方向正交；
第二涂布机构，在所述集电箔的表面的第二区域涂布浆状的第一电极材料，所述第二区域被夹于在所述第二方向上相邻的所述第一区域之间；以及
第三涂布机构，在所述第一绝缘材料及所述第一电极材料的上表面涂布浆状的第二绝缘材料。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置的制造装置，还包括：
干燥机构，所述干燥机构使所述第一电极材料、所述第一绝缘材料及所述第二绝缘材料干燥。
3.根据权利要求1所述的蓄电装置的制造装置，其中，
所述制造装置沿所述第一方向依次设有所述第一涂布机构、所述第二涂布机构及所述第三涂布机构。
4.根据权利要求3所述的蓄电装置的制造装置，其中，
所述制造装置在所述第二涂布机构与所述第三涂布机构之间还包括第四涂布机构，所述第四涂布机构在所述第一电极材料的上表面涂布浆状的第二电极材料。
5.根据权利要求1所述的蓄电装置的制造装置，其中，
所述制造装置沿所述第一方向依次设有所述第二涂布机构、所述第一涂布机构及所述第三涂布机构。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的蓄电装置的制造装置，其中，
所述第一涂布机构具有分配器，所述第二涂布机构及所述第三涂布机构具有狭缝式模头涂布机。
7.一种蓄电装置的制造方法，具有以下工序：
(a)在沿第一方向行走的集电箔的表面涂布多个浆状的第一绝缘材料，所述多个浆状的第一绝缘材料在第二方向上彼此分开，在所述集电箔的表面，所述第二方向与所述第一方向正交；
(b)在所述(a)工序后，在被夹于在所述第二方向上相邻的所述第一绝缘材料之间的所述集电箔的表面涂布浆状的电极材料；
(c)在所述(b)工序后，在所述电极材料及所述第一绝缘材料的上表面涂布浆状的第二绝缘材料；以及
(d)在所述(c)工序后，使所述电极材料、所述第一绝缘材料及所述第二绝缘材料干燥。
8.一种蓄电装置的制造方法，具有以下工序：
(a)在沿第一方向行走的集电箔的表面涂布浆状的电极材料；
(b)在所述(a)工序后，在第二方向上的所述电极材料的两侧的所述集电箔的表面涂布浆状的第一绝缘材料，在所述集电箔的表面，所述第二方向与所述第一方向正交；
(c)在所述(b)工序后，在所述电极材料及所述第一绝缘材料的上表面涂布浆状的第二绝缘材料；以及
(d)在所述(c)工序后，使所述电极材料、所述第一绝缘材料及所述第二绝缘材料干燥。
9.根据权利要求7所述的蓄电装置的制造方法，其中，
在所述(b)工序中，层叠粘合剂的含量彼此不同的多个电极材料。
10.根据权利要求7或8所述的蓄电装置的制造方法，其中，
所述第一绝缘材料在所述第二方向上的宽度为5mm至15mm左右。
11.根据权利要求7或8所述的蓄电装置的制造方法，其中，
在所述(b)工序中，所述电极材料的上表面比所述第一绝缘材料的上表面低0μm至10μm。
12.根据权利要求7或8所述的蓄电装置的制造方法，其中，
在所述(c)工序中涂布的所述第二绝缘材料的厚度为5μm至40μm。
CN201480050428.5A 2014-03-26 2014-09-02 蓄电装置的制造装置及蓄电装置的制造方法 Expired - Fee Related CN105531855B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-064851 2014-03-26
JP2014064851A JP6121353B2 (ja) 2014-03-26 2014-03-26 蓄電デバイスの製造装置および蓄電デバイスの製造方法
PCT/JP2014/072970 WO2015145806A1 (ja) 2014-03-26 2014-09-02 蓄電デバイスの製造装置および蓄電デバイスの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105531855A true CN105531855A (zh) 2016-04-27
CN105531855B CN105531855B (zh) 2018-02-16

Family

ID=54194385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480050428.5A Expired - Fee Related CN105531855B (zh) 2014-03-26 2014-09-02 蓄电装置的制造装置及蓄电装置的制造方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6121353B2 (zh)
KR (1) KR101773728B1 (zh)
CN (1) CN105531855B (zh)
WO (1) WO2015145806A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105964485A (zh) * 2016-06-11 2016-09-28 深圳市新嘉拓自动化技术有限公司 帘式涂布供胶机构
CN112335070A (zh) * 2018-07-09 2021-02-05 24M技术公司 半固体电极和蓄电池制造的连续和半连续方法
CN113363667A (zh) * 2021-05-06 2021-09-07 惠州锂威新能源科技有限公司 一种电池隔膜的生产设备及隔膜

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7279298B2 (ja) 2017-03-06 2023-05-23 株式会社リコー 電極
KR102509769B1 (ko) 2017-03-06 2023-03-14 가부시키가이샤 리코 박막 전극, 수지층 형성 잉크, 무기층 형성 잉크, 및 전극 인쇄 장치
KR20220017617A (ko) * 2020-08-05 2022-02-14 현대자동차주식회사 이차전지용 양극전극 제조 시스템 및 이를 이용한 양극전극 제조 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1525591A (zh) * 2003-02-26 2004-09-01 三洋电机株式会社 非水电解质二次电池及其所使用的电极的制造方法
CN1694299A (zh) * 2002-05-30 2005-11-09 松下电器产业株式会社 锂离子二次电池
KR20130118268A (ko) * 2012-04-19 2013-10-29 주식회사 엘지화학 다층 구조 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
JP2014049184A (ja) * 2012-08-29 2014-03-17 Hitachi Ltd リチウムイオン二次電池の製造方法及び製造装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004253353A (ja) * 2002-12-27 2004-09-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電気化学素子の製造方法
CN100334752C (zh) * 2004-02-20 2007-08-29 松下电器产业株式会社 锂离子二次电池的制备方法
JP2009262070A (ja) * 2008-04-25 2009-11-12 Panasonic Corp 被膜形成装置、被膜形成方法、電池用極板、並びに非水電解液二次電池
JP2011253804A (ja) * 2010-05-07 2011-12-15 Nissan Motor Co Ltd 電極構造体、その製造方法及び双極型電池
JP2012015039A (ja) * 2010-07-05 2012-01-19 Konica Minolta Holdings Inc セパレータ一体型電極、セパレータ一体型電極の製造方法、およびリチウムイオン二次電池
JP5639804B2 (ja) * 2010-07-13 2014-12-10 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 電池の製造方法、電池、車両および電子機器
JP5704405B2 (ja) * 2011-11-15 2015-04-22 トヨタ自動車株式会社 二次電池
JP2013188663A (ja) * 2012-03-13 2013-09-26 Toppan Printing Co Ltd 間欠塗布装置
JP2014078439A (ja) * 2012-10-11 2014-05-01 Toyota Industries Corp 電極の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1694299A (zh) * 2002-05-30 2005-11-09 松下电器产业株式会社 锂离子二次电池
CN1525591A (zh) * 2003-02-26 2004-09-01 三洋电机株式会社 非水电解质二次电池及其所使用的电极的制造方法
KR20130118268A (ko) * 2012-04-19 2013-10-29 주식회사 엘지화학 다층 구조 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
JP2014049184A (ja) * 2012-08-29 2014-03-17 Hitachi Ltd リチウムイオン二次電池の製造方法及び製造装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105964485A (zh) * 2016-06-11 2016-09-28 深圳市新嘉拓自动化技术有限公司 帘式涂布供胶机构
CN112335070A (zh) * 2018-07-09 2021-02-05 24M技术公司 半固体电极和蓄电池制造的连续和半连续方法
CN113363667A (zh) * 2021-05-06 2021-09-07 惠州锂威新能源科技有限公司 一种电池隔膜的生产设备及隔膜

Also Published As

Publication number Publication date
JP6121353B2 (ja) 2017-04-26
KR101773728B1 (ko) 2017-08-31
WO2015145806A1 (ja) 2015-10-01
KR20160042088A (ko) 2016-04-18
JP2015187943A (ja) 2015-10-29
CN105531855B (zh) 2018-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11791470B2 (en) Battery cell with electrolyte diffusion material
JP6212951B2 (ja) 電池用電極部材の製造方法
CN105531855A (zh) 蓄电装置的制造装置及蓄电装置的制造方法
US9105931B2 (en) Positive electrode plate for use in lithium ion secondary battery, lithium ion secondary battery, vehicle, device with battery mounted thereon, and method for producing positive electrode plate for lithium ion secondary battery
CN110495024B (zh) 制造二次电池用电极的方法和制造二次电池的方法
JP7031249B2 (ja) 二次電池用電極の製造方法および二次電池の製造方法
TW201442324A (zh) 用於製造較厚電極之多層電池電極設計
KR101214727B1 (ko) 전극, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 전기 화학 캐패시터
JP2012015099A (ja) 二次電池用負極およびその製造方法
CN109997252A (zh) 电极和包含其的锂二次电池
US20200251726A1 (en) Multilayered electrodes having high charge and discharge rates
JP2009152037A (ja) リチウム二次電池
JP7014164B2 (ja) 電極アセンブリおよびその製造方法
CN105531865A (zh) 锂离子二次电池的制造方法、锂离子二次电池的制造装置和锂离子二次电池
CN102714297A (zh) 正极及其制造方法
CN111386616B (zh) 制造二次电池用电极的方法和制造二次电池的方法
US20140315084A1 (en) Method and apparatus for energy storage
CN102782903B (zh) 电池用电极的制造方法
JP2018078021A (ja) 二次電池用電極の製造方法
JP2009199962A (ja) セパレータ合体型の電極およびその製造方法、並びにそれを用いた蓄電装置
WO2019198495A1 (ja) 電池の製造方法
JP2014022245A (ja) リチウムイオン二次電池およびその製造方法
JP6081333B2 (ja) リチウムイオン二次電池の製造方法およびリチウムイオン二次電池の製造装置
CN111868971B (zh) 用于二次电池的电极、使用所述电极的二次电池及其制造方法
JP2019067619A (ja) 二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180216

Termination date: 20190902