CN106605320B - 电池用极板的制造装置 - Google Patents

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Abstract

提供电池用极板的制造装置，能够在基材上形成平坦度较高的涂膜层。具体来说，该电池用极板的制造装置具有：第1歧管(11)，其由在宽度方向上较长的对浆料进行贮存的空间构成；模具(10)，其经由在该宽度方向上较宽的缝(12)而与第1歧管(11)相连，并形成有对基材(2)喷出浆料(3)的喷出口(18)；第2歧管(24)，其设置在缝(12)的中途，在所述宽度方向上较长；和提供单元(20)，其从与第1歧管(11)连通的流入部(16)向第1歧管(11)提供浆料(3)，在第2歧管(24)上，在与从流入部(16)到喷出口(18)的最短路径相交的部分设置有一个调整部(31)，该调整部(31)通过使浆料(3)流出而对从喷出口(18)喷出的浆料(3)的喷出量进行调整。

Description

电池用极板的制造装置
技术领域
本发明涉及制造装置，该制造装置用于向基材涂布包含有活性物质在内的浆料而制造出电池用极板。
背景技术
例如，如专利文献1那样，向以卷对卷的方式输送的基材涂布包含有活性物质、粘合剂、导电助剂和溶剂在内的浆料而制造出电池用极板。在这样制造的电池用极板中，形成在基材上的包含有活性物质的层的厚度会对电池的充放电量造成直接影响，因此特别是在高容量型的电池(battery)的情况下，对涂布在基材上的浆料的膜厚管理是非常重要的。也就是说，需要沿着基材的宽度方向和输送方向以均匀的厚度涂布浆料。
在用于将这样的浆料涂布在基材上的模具中，如专利文献1所公开的那样，形成有在宽度方向上较长的歧管(蓄液部)和与该歧管相连的缝，向歧管提供浆料并从歧管通过缝对基材喷出该浆料。为了使浆料沿着基材的宽度方向以均匀的量喷出而以均匀的间隙尺寸形成缝。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-233102号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在上述专利文献1所示的以往的电池用极板的制造装置中，存在涂布于基材的浆料的涂膜层的膜厚很难在宽度方向区域内达到均匀的问题。具体来说，相对于在宽度方向上较长的歧管，与该歧管连通而提供浆料的流入部仅设置在1点上，因此即使在歧管内使浆料的流量在宽度方向上均匀化，也存在歧管内的浆料的压力从流入部朝向歧管的端部变低的趋势。因此，浆料的流量在流入部附近变多，如图5所示涂布在基材2上的浆料3的涂膜层的形状与歧管的宽度方向有关而变成靠近流入部的部分较厚的凸形。
特别是，由于为了制造电池用极板而使用的浆料的粘度较高，很难在歧管内在宽度方向上扩展，所以如上述那样浆料3的涂膜层容易变成凸形，并且，当为了高速地涂布浆料3而增加浆料3的提供速度时，担心涂膜层变成凸形的趋势会逐渐变强。
本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于，在基材上形成平坦度较高的涂膜层。
用于解决课题的手段
本发明的电池用极板的制造装置的特征在于，具有：第1歧管，其由在宽度方向上较长的对浆料进行贮存的空间构成；模具，其经由在该宽度方向上较宽的缝而与该第1歧管相连，并形成有对基材喷出浆料的喷出口；第2歧管，其设置在所述缝的中途，在所述宽度方向上较长；以及提供单元，其从与所述第1歧管连通的流入部向所述第1歧管提供浆料，在所述第2歧管上，在与从所述流入部到所述喷出口的最短路径相交的部分设置有一个调整部，该调整部通过使浆料流出而对从所述喷出口喷出的浆料的喷出量进行调整。
根据本发明，由于在第2歧管上，在与从流入部到喷出口的最短路径相交的部分中设置有一个调整部，该调整部通过使浆料流出而对从喷出口喷出的浆料的喷出量进行调整，所以能够在调整部中在宽度方向区域内对流向喷出口的浆料的量进行调整，能够在宽度方向区域内将从喷出口喷出的浆料的喷出量维持为规定的量而形成平坦度较高的涂膜层。具体来说，在从第1歧管流入缝时在从浆料的流量容易变多的流入部到喷出口的最短路径上，能够通过调整部来减少浆料的流量，并能够使从喷出口喷出的浆料的流量在宽度方向上均匀地接近。
并且，优选所述流入部和所述调整部沿着所述缝的中心线设置。
在该情况下，不使调整部发挥功能而进行了涂布的情况下的涂膜层的厚度为最厚的部分(流入部附近)与最薄的部分(端部附近)的厚度的差变得最小，在利用调整部对浆料的喷出进行调整时能够容易地实现较高的平坦度。
并且，优选所述第2歧管的容积比所述第1歧管的容积小。
在该情况下，与将调整部设置在第1歧管上的情况相比，能够灵敏度良好地进行调整部所进行的浆料的流量的调整。
并且，也可以是，所述第2歧管的下部是与形成所述缝的面为同一平面的平坦面，该第2歧管的比与所述缝的连接部靠上方的部分是不具有角部的形状。
在该情况下，能够防止第2歧管内的浆料的滞留。
发明效果
根据本发明，能够在基材上形成平坦度较高的涂膜层。
附图说明
图1是示出本发明的电池用极板的制造装置的概略结构的说明图。
图2是图1的a向视的剖视图。
图3是示出通过本实施方式的电池用极板的制造装置而形成在基材上的涂膜层的形状的说明图。
图4是示出其他的实施方式中的电池用极板的制造装置的概略结构的说明图。
图5是示出通过以往的电池用极板的制造装置而形成在基材上的涂膜层的形状的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是示出电池用极板的制造装置的概略结构的说明图。该制造装置1是用于在以卷对卷的方式输送的由金属箔构成的基材2上涂布包含有活性物质、粘合剂、导电助剂和溶剂在内的浆料3的装置。根据该制造装置，通过使所涂布的浆料3干燥而在基材2上形成包含有活性物质的层，该基材2被切断成规定的形状，成为电池用极板。由于形成在基材2上的包含有活性物质的层的厚度会对电池的充放电量造成直接影响，所以对通过涂布在基材2上的浆料3而形成的涂膜层的膜厚管理是非常重要的，根据该制造装置1，如在以下的实施方式中说明的那样，沿着基材2的输送方向以均匀的厚度(均匀的涂膜量)涂布浆料3。另外，基材2的宽度方向是与基材2的输送方向垂直的方向，相当于图1中的Y轴方向。
制造装置1具有：模具10，其沿着基材2的宽度方向较长地构成；以及提供单元20，其向该模具10提供浆料3。在模具10中，将其长度方向(图1中的Y轴方向)称为宽度方向。在该制造装置1中，设置有与模具10相对的辊5，模具10的宽度方向与辊5的旋转中心线的方向平行。基材2被该辊5引导并将基材2与模具10(后述的缝12的前端)的间隔(间隙)保持为恒定，在该状态下进行浆料3的涂布。
本实施方式的模具10构成为将具有第一唇部13a的第一分割体13和具有第二唇部14a的第二分割体14组合而将垫板15夹在它们之间，该第一唇部13a和第二唇部14a是前端变细形状。图2是图1的a向视的剖视图。在模具10的内部形成有由在宽度方向上较长的空间构成的第1歧管11和与该第1歧管11相连的缝12，并且，在第一唇部13a与第二唇部14a之间形成有作为缝12的敞开端的喷出口18。即，第1歧管11与喷出口18经由缝12而相连。
根据该结构，由提供单元20提供的浆料3首先贮存在第1歧管11中，接着，经由缝12从喷出口18喷出。
缝12与第1歧管11同样形成为在宽度方向上较长，缝12的宽度方向尺寸由垫板15的内部尺寸W来确定，能够在基材2上涂布出宽度方向尺寸与缝12的宽度方向尺寸大致相同的浆料3。缝12的间隙尺寸(高度尺寸)例如为0.4～1.5mm。在本实施方式中，以缝12的间隙方向为上下方向、宽度方向为水平方向的姿态设置模具10。也就是说，以第1歧管11和缝12在水平方向上并排配置的姿态设置模具10。因此，贮存在第1歧管11中的浆料3通过缝12和喷出口18向基材2流动的方向为水平方向。
另外，能够通过对垫板15的厚度进行变更而对第1歧管11内部的压力(涂覆压力)进行调整，并能够通过该调整来利用具有各种特性的浆料3进行均匀的膜厚的涂覆。
并且，在浆料3流动的方向(图1中的X轴方向)上的缝12的中途，设置有宽度方向(Y轴方向)上的长度与第1歧管和缝12相等的第2歧管24。该第2歧管24的宽度方向的截面面积比第1歧管小。即第2歧管24的容积比第1歧管小。
并且，关于第2歧管24的形状，其下部是与形成缝12的面为同一平面的平坦面，第2歧管24在比与缝12的连接部靠上方的部分不具有角部。由此，在第2歧管24内不存在容易滞留浆料3的部位。
并且，在模具10的宽度方向的中央部，即在相当于缝12的中心线上的部分设置有流入部16，该流入部16由从模具10的外部向第1歧管11相连的贯通孔(流入口)构成。提供单元20具有：流入管21，其一端部与该流入部16连接；容器22，其对浆料3进行贮存；以及泵23，其用于将该容器22内的浆料3通过管21提供到模具10。如上所述，提供单元20能够从流入部16向第1歧管11提供浆料3。另外，在本实施方式中，如图1所示，流入部16采用了与第1歧管11的底部17相连而使浆料3从该底部17流入的结构。
并且，第1歧管11能够对从提供单元20提供的浆料3进行贮存，并能够将贮存在第1歧管11中的浆料3通过缝12从喷出口18向以卷对卷的方式输送的基材2喷出，能够对该基材2连续地涂布浆料3。缝12的间隙尺寸在其宽度方向上恒定，涂布在基材2上的浆料3的厚度在宽度方向上恒定。
利用提供恒定的量的泵来向模具10提供浆料3，对该提供量进行适当调整，如后述那样通过传感器36和控制装置37所进行的反馈控制对提供进行调整。
并且，也可以在模具10中设置有压力传感器(未图示)，该压力传感器对第1歧管11的浆料3的内压进行计测。并且，根据该计测结果对提供单元20所进行的浆料3的提供进行控制，使第1歧管11的浆料3的内压保持为恒定。在第1歧管11中内压成为恒定的浆料3从缝12在宽度方向全长区域内以均等的量喷出，并且，根据所述压力传感器的计测结果对浆料3进行控制以使从缝12喷出的浆料3的量不会变动，使涂布在基材2上的浆料3的输送方向的厚度恒定。并且，虽然未进行图示，但在管21的中途设置有浆料3用的过滤器。
并且，在第2歧管24中设置有调整部31，该调整部31使从第1歧管11流向喷出口18的浆料3从喷出口18以外向模具10的外部流出。在本实施方式中，在相当于图2中以虚线所示的缝12的中心线上的部分设置有调整部31。这里，如上述那样流入部16也设置在缝12的中心线上，即，调整部31设置在从流入部16到喷出口18的最短路径与第2歧管24相交的部分。
调整部31由将缝12与模具10的外部相连的贯通孔和与贯通孔连接的管51构成。在本实施方式中，管51的一端与容器22相连，贮存在容器22中的浆料3从流入部16流入到第1歧管11中，而从调整部31流出的浆料3返回到容器22中。另外，虽然未进行图示，但也可以在管51的中途设置过滤器。
进而，在本实施方式中，在该调整部31上设置有控制装置，该控制装置进行对从第2歧管24流出的浆料3的量的调整。当具体进行说明时，如图2所示，将阀61作为所述控制装置而与管51连接。阀61具有对从调整部31流出的浆料3的流量进行调整的功能。另外，阀61也可以对从调整部31流出的浆料3的压力进行调整。并且，也可以在将调整部31与容器22相连的管51的中途设置进行浆料3的流量管理(流出量调整)的设备(例如，泵)，在该情况下，该设备作为进行从第2歧管24流出的浆料3的排出调整的控制装置而发挥功能。
接着，在图3中示出了通过本实施方式的制造装置1而形成在基材2上的浆料3的涂膜层的形状。
如之前所述的那样，在本发明中，在模具10的第2歧管24中设置有调整部31，该调整部31使浆料3从喷出口18以外向模具10的外部流出。并且通过将该调整部31设置在从流入部16到喷出口18的最短路径与第2歧管24相交的部分，能够如图3中阴影所示的那样使平坦度较高的浆料3的涂膜层形成在基材2上。具体来说，如下所述。
假设在不使调整部31发挥功能而从模具10向基材2喷出浆料3的情况下，形成在基材2上的浆料3的涂膜层的形状存在如图3中双点划线所示的那样在宽度方向(Y轴方向)上变成凸形的趋势。这是因为从模具10的第1歧管11流向喷出口18的浆料3的流量在流入部16附近变得最多，浆料3的流量随着从流入部16向歧管11的端部远离而变少，流量越多的部分膜厚越大，涂膜层变成从流入部16附近喷出的部分最厚的凸形。
与此相对，在本发明中，由于调整部31设置在从流入部16到喷出口18的最短路径与第2歧管24相交的部分，所以使浆料3从调整部31向模具10的外部流出，由此，能够进行控制以使从流入部16的附近的喷出口18喷出的浆料3的量减少。其结果是，能够使浆料3的涂膜层中的原本膜厚最大的部分的膜厚变小，如图3所示得到平坦度较高的涂膜层。
由此，通过设置在从流入部16到喷出口18的最短路径上的仅1个调整部31所进行的浆料3的喷出量的调整，能够使形成在基材2上的浆料3的涂膜层高度平坦化，因此能够通过简便的控制来得到较高的平坦度的涂膜层。并且，调整部31的清洗等维护也因为调整部31的个数较少而容易。
另外，在第1歧管11的端部，从喷出口18喷出的浆料3的喷出量比流入部16的附近少的理由是：由于在该端部存在构成第1歧管11的宽度方向端面的壁，所以从流入部16提供并向宽度方向两侧扩展的浆料3的压力在端部变低，与此相伴地浆料3的流速降低。特别是由于浆料3的粘度(粘性)较高，所以流速容易在端部降低。
另外，作为从本实施方式的制造装置1的模具10喷出的浆料3，能够采用粘度从数千到数万cP(剪切速度＝1的情况下)的浆料3。
这里，在本发明中，调整部31没有设置在第1歧管11而是设置在第2歧管24中。这是为了使从流入部16流入的浆料3遍及至第1歧管11整体而使第1歧管11的宽度方向的截面面积变大，即，使第1歧管11的容积形成得较大，假设在将调整部31设置在第1歧管11中的情况下，即使进行调整部31所实现的局部的浆料3的流量调整，也会因灵敏度较差而很难充分地得到调整的效果。
另一方面，假设将调整部31直接设置在缝12而不是第2歧管24的情况下，存在如下担心：因调整的灵敏度过于良好而很难进行从喷出口18喷出的浆料3的喷出量的控制，并且由调整部31实现的喷出量的调整所影响的宽度方向(Y轴方向)的范围变窄，涂膜层的形状无法平坦化，担心仅被调整部31调整后的部分会变成凹陷的形状。
与此相对，通过将调整部31设置在宽度方向的截面面积比第1歧管11小的第2歧管24中，能够适度地使调整部31的调整灵敏度良好，并且能够使之反映于从喷出口18对在宽度方向上较宽的区域的喷出量，使涂膜层平坦化。
并且，在本实施方式中，流入部16和调整部31沿着缝12的中心轴设置。这里，在第1歧管11内关于流入部16与最远离该流入部16的部分(歧管11的端部)的距离，在将流入部16设置在歧管11的中央(缝12的中心轴上)的情况下是最小的。关于形成在基材2上的浆料3的涂膜层的膜厚，越是从远离流入部16的位置喷出而形成的部分则膜厚越小，因此，关于在不使调整部31发挥功能而进行了涂布的情况下的涂膜层的厚度为最厚的部分(流入部附近)与最薄的部分(端部附近)之间的厚度的差，在将流入部16设置在歧管11的中央(缝12的中心轴上)的情况下是最小的，在利用调整部31对浆料3的喷出进行调整时能够容易地实现较高的平坦度。
并且，制造装置1也可以具有对涂布在基材2上的浆料3的膜厚进行测量的传感器36(参照图1)。也可以沿着宽度方向设置多个该传感器36。传感器36是非接触式，能够沿着宽度方向在多个部位或者在宽度方向的全长区域内对基材2上的浆料3的膜厚进行计测，并将计测结果输出给制造装置1所具有的控制装置(计算机)37。控制装置37根据来自传感器36的计测结果来进行反馈控制，并对阀61的开度进行调整。也就是说，根据浆料3的膜厚的计测结果，控制装置37对阀61输出控制信号并对阀61的开度进行调整。由此，例如即使因歧管11内的浆料3的滞留等而在浆料3的流动中产生随时间的变化，也能够应对，容易使浆料3的涂膜层的膜厚在宽度方向上平坦化。
另外，也可以代替传感器36而通过控制装置37所具有的计时器功能来对阀61的开度进行控制。也就是说，也可以当从涂布开始起经过一定的时间时，当在第1歧管11的端部等处产生浆料3的固体成分的沉淀物或聚集体、在浆料3的流动中产生变化的情况下，利用计时器对在经过该时间之前的规定的时间进行计测，控制装置37进行控制以使当经过该规定的时间时增大阀61的开度。
根据以上的电池用极板的制造装置，能够在基材上形成平坦度较高的涂膜层。
并且，本发明的制造装置1并不仅限于图示的方式，也可以是本发明的范围内的其他的方式。例如，在本实施方式(参照图2)中，流入部16和调整部31采用了沿着缝12的中心线设置的结构，但并不仅限于设置于沿着中心线的位置，例如如图4所示，也可以采用设置在模具10的端部附近的结构。即使采用了该结构，在不使调整部31发挥功能的情况下浆料3的涂膜层的膜厚最大的流入部16附近，调整部31能够使浆料3的喷出量减少，并能够提高宽度方向的涂膜层的平坦度。
并且，在所述实施方式中，对将模具10设置成使第1歧管11的浆料3通过缝12从喷出口18向基材2流动的方向为水平方向的情况进行了说明，但模具10的设置姿态也可以是除此以外的姿态。例如，也可以以第1歧管11与缝12在铅直方向上并排配置的姿态设置模具10，在该情况下，也可以将模具10设置成使第1歧管11的浆料3通过缝12从喷出口18向基材2流动的方向为铅直方向朝上。
另外，本发明的制造装置1在所涂布的涂布液为粘度较高的浆料的情况下有效，在涂布粘度较高的浆料而制造产品(例如，光学膜)的情况下也可以适用。
标号说明
1：制造装置；2：基材；3：浆料；5：辊；10：模具；11：第1歧管；12：缝；13：第一分割体；13a：第一唇部；14：第二分割体；14a：第二唇部；15：垫板；16：流入部；17：底部；18：喷出口；20：提供单元；21：流入管；22：容器；23：泵；24：第2歧管；25：滞留物；31：调整部；36：传感器；37：控制装置；51：管；61：阀。

Claims (3)

1.一种电池用极板的制造装置，其特征在于，该电池用极板的制造装置具有：
第1歧管，其由在宽度方向上较长的对浆料进行贮存的空间构成；
模具，其经由在该宽度方向上较宽的缝而与该第1歧管相连，并形成有对基材喷出浆料的喷出口；
第2歧管，其设置在所述缝的中途，在所述宽度方向上较长；以及
提供单元，其从与所述第1歧管连通的流入部向所述第1歧管提供浆料，
在所述第2歧管上，在与从所述流入部到所述喷出口的最短路径相交的部分设置有一个调整部，该调整部通过使浆料流出而对从所述喷出口喷出的浆料的喷出量进行调整，
所述第2歧管的容积比所述第1歧管的容积小。
2.根据权利要求1所述的电池用极板的制造装置，其特征在于，
所述流入部和所述调整部沿着所述缝的中心线设置。
3.根据权利要求1或2所述的电池用极板的制造装置，其特征在于，
所述第2歧管的下部是与形成所述缝的面为同一平面的平坦面，该第2歧管在比与所述缝的连接部靠上方的部分不具有角部。
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