CN107159510A - 刮板、涂布装置以及层叠隔板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够防止涂液所含的填料对刮板产生磨削的刮板、涂布装置以及层叠隔板的制造方法。刮板(1)对涂布辊(5)的周面(6)上的涂液进行刮除,涂布辊(5)用于向行进的隔板涂布包含填料的涂液,刮板(1)的表面由超高分子量聚乙烯形成。

Description

刮板、涂布装置以及层叠隔板的制造方法
技术领域
本发明涉及对用于向行进的电池构件涂布包含填料的涂液的涂布辊的周面上的涂液进行刮除的刮板、涂布装置以及层叠隔板的制造方法。
背景技术
作为以往技术而已知如下刮板:该刮板对通过向构成锂离子二次电池的带耐热层的隔板的树脂部的树脂坯料涂敷糊剂来形成耐热层的反向凹版辊的表面的糊剂进行除去,其中,该糊剂通过将氧化铝粉末和粘合剂混合在溶剂中而得到(专利文献1:图1~图5、[0030]、[0032]、[0038]、[0039])。该专利文献1所公开的刮板具有金属制的前端部(专利文献1:[0039])。
专利文献1:日本国专利第5742784号说明书(2015年5月15日授权)
然而,在上述那样的以往技术中,在用于向隔板涂敷耐热层的涂液中,含有用于提高耐热性的硬质的填料(氧化铝等)。因此,存在刮板的金属制的前端部被该涂液所含的填料磨削这一问题。磨削产生的金属制的磨损粉末会混入隔板,因此在制作电池时作为导电异物而造成短路。
发明内容
本发明是鉴于上述的问题点而做出的,其目的在于,实现即使表面被涂液所含的填料磨削也不会出现金属制的磨损粉末成为导电异物这种状况的刮板、涂布装置以及层叠隔板的制造方法。
用于解决课题的方案
为了解决上述问题,本发明的刮板对涂布辊的周面上的涂液进行刮除,所述涂布辊用于向行进的电池构件涂布包含填料的涂液,所述刮板的特征在于,所述刮板的表面由非导电性材料形成。
为了解决上述问题,本发明的涂布装置具备:涂布辊,其用于向行进的电池构件涂布包含填料的涂液;以及刮板,其对所述涂布辊的周面上的涂液进行刮除,所述涂布装置的特征在于,所述刮板的表面由非导电性材料形成。
发明效果
本发明起到如下效果:能够实现磨削产生的磨损粉末不会造成短路等电池的不良状况的刮板、涂布装置以及层叠隔板的制造方法。
附图说明
图1是示意性地表示实施方式1的涂布装置的结构的图。
图2是用于说明设置于上述涂布装置的刮板的结构的图。
图3是表示上述刮板的前端部的结构的图。
图4是表示涂液已被上述刮板刮除了的涂布辊的表面状态的照片,(a)表示刮除状态不良的表面状态,(b)表示刮除状态优良的表面状态。
图5是表示对由涂液已被上述刮板刮除的涂布辊涂敷后的隔板进行卷取而得到的卷取坯料的表面状态的照片,(a)表示涂敷状态不良的表面状态,(b)表示涂敷状态优良的表面状态。
图6是表示上述刮板的刃尖形状的图,(a)示出了直线形状,(b)示出了台阶形状,(c)示出了锥形形状。
图7的(a)、(b)、(c)是表示上述刮板的前端部与涂布辊的表面之间的接触状态的图。
图8的(a)、(b)是用于说明上述刮板的前端部与涂布辊的表面之间的接触角度的图。
图9的(a)是用于说明上述刮板的前端部与涂布辊的表面之间的接触角度的示意图,(b)是用于说明上述刮板的前端部与另一涂布辊的表面之间的接触角度的示意图,(c)是用于说明接触角度的差异的示意图。
图10是表示在使用各刮板时在维持优良的刮除状态的同时能够涂布的涂布长度的图表。
图11的(a)是表示涂布时的涂布辊的周面的由刮板引起的刮除不良的照片,(b)是表示涂布后的卷取坯料的松弛褶皱的照片。
图12是用于说明隔板的涂布层单位面积重量测定用的取样方法的图。
附图标记说明:
1 刮板
2 基部
3 前端部
3A 表面
4 压接面
5 涂布辊
6 周面
9 隔板(层叠隔板)
θ2 斜角
具体实施方式
以下,详细说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
(涂布装置10的结构)
图1是示意性地表示实施方式1的涂布装置10的结构的图。涂布装置10向被输送辊R1、R2输送而行进的隔板9(电池构件)涂敷收容于容器7的涂液8。
涂布装置10具备浸于涂液8的涂布辊5。涂布辊5构成凹版辊,一边与行进的隔板9接触一边旋转而向隔板9涂敷涂液8。涂敷于隔板9的涂液8在隔板9上形成涂敷层(耐热层)。通过在隔板9上形成涂敷层而得到层叠隔板。
(涂液8的构成)
涂液8包含用于提高隔板9的耐热性的填料。形成隔板9的耐热层的涂液8所含的填料在用作电池用隔板时,为了避免因电池的压缩等外力而变形、破碎,需要具有一定程度以上的硬度。另外,在隔板9的基材膜熔化后也需要继续对正极与负极进行绝缘,因此填料需要还具有耐热性。作为满足上述特性的材质,填料优选使用无机填料(无机微粒)。
无机填料的硬度以莫氏硬度计优选为4以上,更优选为5以上,进一步优选为6以上,最优选为7以上。作为表示上述莫氏硬度的无机填料,例如可举出萤石(莫氏硬度4)、钛酸钡(莫氏硬度4.5)、磷灰石(莫氏硬度5)、玻璃(莫氏硬度5)、正长石(莫氏硬度6)、烧成高岭土(莫氏硬度6)、氧化镁(莫氏硬度6.5)、二氧化硅(莫氏硬度7)、氧化锆(莫氏硬度7)、二氧化钛(莫氏硬度7.5)、氧化铝(莫氏硬度9)等。需要说明的是,这些无机填料可以单独使用或者混合两种以上使用。也可以混合使用莫氏硬度小于4的无机填料和莫氏硬度为4以上的无机填料。
作为无机填料,在上述填料中从耐热性以及化学稳定性的观点出发优选无机氧化物,更优选二氧化硅、氧化锆、二氧化钛、氧化铝,特别优选氧化铝。需要说明的是,这些无机填料可以单独使用或者混合两种以上使用。
(刮板1的结构)
在涂布装置10设置有刮板1。刮板1刮除涂布辊5的周面6上的涂液8。
图2是用于说明设置于涂布装置10的刮板1的结构的图。图3是表示刮板1的前端部3的结构的图。
刮板1具有包括板状的基部2和比基部2形成得薄的板状的前端部3的台阶形状(以后,有时将该形状称作“台阶”)。前端部3具有压接于涂布辊5的周面6的压接面4。压接面4与前端部3的表面3A之间的斜角(bevel angle)θ2优选为30°以上且小于60°,更优选为40°以上且50°以下。刮板1的前端部3接触于涂布辊5的周面6的接触点处的切线与刮板1的前端部3的表面3A之间的接触角度θ1为60°±10°。
刮板1的表面由非导电性材料形成。由此,刮板1的表面的非导电性材料压接于涂布辊5的周面6。因此,因涂布辊5的周面6上的涂液8所含的填料对刮板1的磨削而产生的磨损粉末不具有导电性。
刮板1的至少表面由非导电性材料覆盖即可。另外,刮板1的至少前端部3的表面由非导电性材料形成即可。
覆盖刮板1的表面的非导电性材料优选具有0.5mm以上的厚度。若上述覆盖的非导电性材料的厚度小于0.5mm,则有可能因刮板1的表面的磨削而露出内部的材质。
刮板1的表面的非导电性材料优选包括树脂。上述非导电性材料也可以包括陶瓷。作为陶瓷,优选金属氧化物、金属氢氧化物、金属碳酸盐、金属碳化物、金属氮化物、非晶质碳(类金刚石碳)等。在上述材料中,从耐磨损性以及化学稳定性的观点出发优选金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、非晶质碳,更优选氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化钇、氮化钛、碳氮化钛、氮化铝钛、氮化铬、碳化钛、碳化硅、类金刚石碳。需要说明的是,为了能够抑制涂布辊5的磨损,上述的陶瓷的硬度优选是与涂布辊5的表面同等程度的硬度或者比涂布辊5的表面软的硬度。
刮板1的表面的树脂优选包括超高分子量聚乙烯(UHPE(Ultra High MolecularWeight Polyethylene))。上述树脂也可以包括聚酯。
刮板1优选由非导电性材料构成,优选由树脂、陶瓷、或树脂与陶瓷的混合物构成。
刮板1需要均匀地刮除涂布辊5上的涂液8,因此刮板1的至少前端部3优选由具有在压接于涂布辊5的周面6时能够挠曲的弯曲弹性的材料构成。
(刮板1的耐久性)
图4是表示利用刮板1将涂液8刮除后的涂布辊5的表面状态的照片,(a)示出了刮除状态不良的表面状态,(b)示出了刮除状态优良的表面状态。
若涂布辊5向隔板9涂布涂液8的涂布长度变长,则如图4的(a)的A部所示那样,基于刮板1实现的涂布辊5上的涂液8的刮除状态恶化。若在较短的涂布长度下刮除状态恶化,则产生耐久性低的刮板1的更换频率变大、涂布装置10的运转率降低这一问题。因此,刮板1的材质以及刃尖形状需要考虑涂布辊5上的涂液8的刮除状态以及刮板1的可使用的涂布长度(耐久性)而选定。
以下,将直到基于刮板1实现的涂布辊5上的涂液8的刮除状态恶化为止由涂布辊5涂布涂液8的长度称作“涂布长度”。
图5是表示对由涂液8已被刮板1刮除的涂布辊5涂敷后的隔板9进行卷取而得到的卷取坯料的表面状态的照片,(a)表示涂敷状态不良的表面状态,(b)表示涂敷状态优良的表面状态。
图5的(a)示出了与图4的(a)所示的刮除状态不良的表面状态的涂布辊5对应的卷取坯料的表面状态,如B部所示在卷取坯料的表面产生有褶皱。
为了解决能维持用于向行进的电池构件涂布包含填料的涂液的涂布辊的周面上的涂液的优良的刮除状态的长距离涂布这一问题,本发明者们想到了由非导电性材料形成刮板1的表面。非导电性材料包括树脂和陶瓷。
(刮板1的设备条件以及刃尖形状的研究)
作为刮板1的表面的材质,本发明者们尤其着眼于树脂,针对超高分子量聚乙烯(UHPE、刮板名称:Meilar)、聚酯(刮板名称:Maniveil)以及聚缩醛(刮板名称:PS)而研究了刮板1的设备条件以及刃尖形状。
图6是表示刮板1的刃尖形状的图,(a)示出了直线形状,(b)示出了台阶形状,(c)示出了锥形形状。直线形状是指如图6的(a)所示那样刮板1的板状的基部2和前端部3由相同的厚度形成的形状。台阶形状是指如图6的(b)所示那样包括刮板1的板状的基部2和比基部2形成得薄的板状的前端部3的形状。锥形形状是指如图6的(c)所示那样刮板1的前端部3越接近前端越薄的形状。
【表1】
刮板名称 材质
No.30 PS 聚缩醛
No.9 Maniveil 聚酯
No.15 Meilar UHPE
首先,如(表2)所示,实施了针对表面由Meilar形成的刮板1而研究刮板距离、刮板按压的实验。刮板1的刃尖形状是直线形状,斜角θ2是50°。刮板距离表示压接于涂布辊5的周面6的刮板1的前端部3所挠曲的距离。例如,刮板距离0mm表示未在压接于涂布辊5的周面6的刮板1的前端部3观察到挠曲、与涂布辊5接触的刮板1为笔直的状态。另外,例如,刮板距离9mm是指在与刮板1的前端相距9mm的部分观察到挠曲的状态。刮板按压表示刮板1的前端对涂布辊5的周面6进行按压的压力。如(表2)所示,No.9的刮板距离11mm、刮板按压0.03MPa是将刮除状态维持为优良的同时涂布长度为12000m的Meilar的最佳的设备条件。
【表2】
.Meilar(直线形状斜角50°)
并且,如(表3)所示,实施了针对表面由Maniveil形成的刮板1而研究刮板距离、刮板按压的实验。与前述的基于Meilar进行的实验同样,刮板1的刃尖形状为直线形状,斜角θ2为50°。如(表3)所示,N0.15的刮板距离10.5mm、刮板按压0.04MPa是将刮除状态维持为优良并同时涂布长度为6000m的Maniveil的最佳的设备条件。
【表3】
·Maniveil(直线形状斜角50°)
图7的(a)、(b)、(c)是表示刮板1的前端部3与涂布辊5的周面6之间的接触状态的图。在刮板按压低且刮板距离短的条件下,认为如图7的(a)所示那样形成于刮板1的前端部3的压接面4的上端与涂布辊5的周面6接触。另一方面,在刮板按压高且刮板距离长的条件下,认为如图7的(c)所示那样形成于刮板1的前端部3的压接面4的下端与涂布辊5的周面6接触。并且,在刮板按压以及刮板距离为最佳的条件下,认为如图7的(b)所示那样形成于刮板1的前端部3的压接面4的整体与涂布辊5的周面6接触。
图8的(a)、(b)是用于说明刮板1的前端部3与涂布辊5的周面6之间的接触角度的图。
由于压接于涂布辊5的周面6的刮板1的前端部3挠曲,因此在与前端相距刮板距离的位置和前端之间的部分产生挠曲。在刮板1的前端部3产生了上述挠曲的状态下的接触角度θ4(图8的(b))比未产生挠曲的设计上的接触角度θ3(图8的(a))小。
图9的(a)是用于说明刮板1的前端部与涂布辊5的表面之间的接触角度θ4的示意图,图9的(b)是用于说明刮板1的前端部与另一涂布辊5A的表面之间的接触角度θ5的示意图,图9的(c)是用于说明接触角度的差异的示意图。
刮板1相对于涂布辊5的接触角度是刮板1的前端部相对于刮板1与涂布辊5接触的接触点处的切线L1所成的角度,在设计上为35°,但压接于涂布辊5的表面的刮板1发生挠曲,因此实际的接触角度θ4例如为27°,比设计上的值35°低。
在将该刮板1压接于直径与涂布辊5的直径不同的另一涂布辊5A时,刮板1的前端部相对于刮板1与涂布辊5A接触的接触点处的切线L2所成的接触角度θ5例如为39°,比相对于涂布辊5所成的接触角度θ4大。
这样,刮板相对于涂布辊的接触角度根据涂布辊的尺寸而不同。于是,如(表2)、(表3)所示那样将刮板距离、刮板按压作为设备条件而进行了研究。
接着,实施了在(表2)所示的No.9的刮板距离11mm、刮板按压0.03MPa的Meilar的最佳的设备条件下研究刮板1的刃尖条件(刃尖形状以及斜角)的实验。如(表4)所示,就刃尖形状而言,在直线形状、台阶、锥形形状中台阶是最好的。
若斜角为30°~50°,则斜角越大,涂布长度越长。但是,在斜角为60°时,刮除状态恶化。对于后述的Maniveil也发现了同样的趋势。如(表4)所示,No.21的刃尖形状为台阶且斜角为50°的条件是将刮除状态维持为优良的同时涂布长度成为30000m的Meilar的最佳的刃尖条件。
【表4】
·Meilar(GRvs刮板距离11mm、刮板按压0.03MPa)
并且,实施了在(表3)所示的No.15的刮板距离10.5mm、刮板按压0.04MPa的Maniveil的最佳的设备条件下研究刮板1的刃尖条件(刃尖形状以及斜角)的实验。如(表5)所示,就刃尖形状而言,在直线形状、台阶、锥形形状中直线形状最好。在刃尖形状为直线形状的条件下,与前述的Meilar同样,在斜角为60°时,刮除状态恶化。如(表5)所示,No.15的刃尖形状为直线形状且斜角为50°的条件是将刮除状态维持为优良的同时涂布长度成为6000m的Maniveil的最佳的刃尖条件。
【表5】
·Maniveil
接着,实施了针对表面的材质由聚缩醛(刮板名称:PS)形成的刮板1而研究刃尖条件(刃尖形状以及斜角)的实验。如(表6)所示,在任一刃尖条件中,刮除状态均不优良。
【表6】
·PS
图10是表示各刮板的涂布长度的图表。刮板距离10.5mm、刮板按压0.04MPa、刃尖形状为直线形状、斜角50°的Maniveil的(表3)以及(表5)的No.15的刮板的涂布长度为6000m。
与此相对,刮板距离11mm、刮板按压0.03MPa、刃尖形状为台阶、斜角40°的Meilar的(表2)以及(表4)的No.20的刮板的涂布长度是与标准P1的约3.7倍相当的22000m,标准P1与No.15的6000m相当。
另外,使斜角为50°的Meilar的(表2)以及(表4)的No.21的刮板的涂布长度是与标准P1的约5倍相当的30000m,与No.15相比显著地增加,其中标准P1与No.15的6000m相当。
【表7】
各涂布长度下的MD方向单位面积重量变化(250m地点单位面积重量-测定点单位面积重量)
【表8】
各涂布长度下的TD方向单位面积重量偏差(最大单位面积重量-最小单位面积重量)
(表7)是表示各刮板的MD(Machine direction)方向(长边方向)单位面积重量的变化的表,(表8)是表示各刮板的TD(transverse direction)方向(横截方向)单位面积重量的偏差的变化的表。在此,MD方向是指制造中的隔板的行进方向,TD方向是指与隔板的MD方向以及厚度方向大致垂直的方向。
在实验中,在以规定的按压力、角度将刮板压靠于凹版辊的状态下,使凹版辊空运转,并目视观察基于刮板实现的涂液的刮除状态,其中,凹版辊浸渍于填满了包含氧化铝填料的涂液的器皿。
图11的(a)是表示涂布时的涂布辊5的周面6的基于刮板实现的刮除不良的照片,图11的(b)是表示涂布后的卷取坯料11的松弛褶皱12a、12b的照片。刮除不良如图11的(a)所示,在将涂液刮除后的涂布辊5的周面6出现浓淡。区域B中的浓部13与淡部14的浓淡表示通常时的浓淡。区域R1中的浓部13a与淡部14a的浓淡、以及区域R2中的浓部13b与淡部14b的浓淡表示刮除不良时的浓淡。
因刮板磨损,从而在涂布辊5上的涂料产生刮除不良时的浓淡。由此,单位面积重量变得不均匀,造成隔板的卷取坯料11的松弛褶皱。图11的(b)示出了在卷取坯料11的表面的区域S1产生的松弛褶皱12a、在区域S2产生的松弛褶皱12b。
图12是用于说明隔板9的涂布层单位面积重量测定用的取样方法的图。
涂布层单位面积重量测定用的样品以如下方式制作:将与隔板9的MD方向的一端相距250m地点设为初始状态,在250m地点以及每当进行了与涂布长度5000m相当的运转时或在观察到了刮除不良的时刻向隔板9的聚乙烯多孔质膜涂敷涂液并使涂液干燥。在图12所示的位置15a、15b、15c以8cm×8cm的大小取样,算出了与未涂布部分的单位面积重量差。设涂布完毕试验片的重量为W1(g),同面积的未涂布聚乙烯多孔质膜片的重量为W0(g),根据下述(式F1)而求出了涂布层单位面积重量W2。位置15a是隔板9的TD方向上的中央的位置。位置15b是与隔板9的TD方向上的一端相距10cm的位于内侧的位置,位置15c是与TD方向的另一端相距10cm的位于内侧的位置。
W2=(W1-W0)÷64×10000(g/m2)···式F1
通过对在各测定点进行取样的部分中的中央部分的试验片单位面积重量进行比较而评价了MD涂布单位面积重量的变化。具体而言,MD涂布单位面积重量的变化是从作为初始状态的250m地点的单位面积重量减去各测定点中的中央部分的位置15a处的样品的单位面积重量而得到的值。将结果表示在(表7)中。
对于各测定点处的单位面积重量的面内偏差,利用在各测定点处在涂布宽度上的三点(中央部分的位置15a、与膜两端分别相距10cm的内侧部分的位置15b、15c)取样而得到的试验片的单位面积重量的最大值与最小值之差来评价该面内偏差。将结果表示在(表8)中。
基于生产时的实际作业而设定的MD方向单位面积重量的浮动的容许上限是3g/m2。MD方向单位面积重量随着刮板1的磨损而变化,但若处于3g/m2以内,则能够通过使用自动控制而使速度比变动来将单位面积重量保持为固定。如(表7)的No.21所示,就由刃尖形状为台阶且斜角为50°的Meilar构成的刮板而言,即使是最终地点的MD单位面积重量变化也远小于标准3g/m2,该刮板非常优良。
基于生产时的实际作业而设定的TD方向单位面积重量的浮动的容许上限是1g/m2。该1g/m2与能够不在隔板9的卷取外观上产生卷取偏移、松弛地进行卷取的TD方向单位面积重量的值对应。如(表8)的No.21所示,就由刃尖形状为台阶且斜角为50°的Meilar构成的刮板而言,即使是最终地点的TD单位面积重量偏差也小于1g/m2,因此该刮板优良。
在本实施方式中,作为由涂布辊5涂敷包含填料的涂液8的对象而例举了隔板9,但本发明不限定于此。由涂布辊5涂敷包含填料的涂液8的对象是电池构件即可,例如可以是正极构件,也可以是负极构件。
(总结)
为了解决上述问题,本发明的一实施方式的刮板对用于向行进的电池构件涂布包含填料的涂液的涂布辊的周面上的涂液进行刮除,其特征在于,所述刮板的表面由非导电性材料形成。
根据该特征,由于刮板的表面由非导电性材料形成,因此即使刮板被涂液所含的填料磨削,也不会产生成为导电异物的磨损粉末。
在本发明的一实施方式的刮板中,优选的是,所述非导电性材料包含树脂。
根据上述结构,由于刮板的表面由树脂形成,因此不容易缺损,能够有效防止涂液所含的填料对刮板产生磨削。另外,即使在产生了磨削的情况下,也存在树脂的磨损粉末不会成为粗大颗粒的趋势。而且,刮板的表面由树脂形成而具有弹性,刮板向凹版辊的表面的紧贴性提高,能够有效刮除涂液。
在本发明的一实施方式的刮板中,优选的是,所述树脂包括超高分子量聚乙烯。
根据上述结构,刮板的表面由超高分子量聚乙烯形成因而耐久性高,能够更进一步有效防止涂液所含的填料对刮板产生磨削。另外,由于超高分子量聚乙烯被用作隔板的原料,因此因磨削而混入的超高分子量聚乙烯的磨损粉末在电池内稳定地存在,不会阻碍电池反应。
本发明的一实施方式的刮板优选具有包括板状的基部和比所述基部形成得薄的板状的前端部的台阶形状。
根据上述结构,能够延长对用于向电池构件涂布包含填料的涂液的涂布辊的周面上的涂液进行刮除的刮板的涂布长度,从而降低刮板的更换频率。
本发明的一实施方式的刮板优选具有板状的前端部,所述前端部具有压接于所述涂布辊的周面的压接面,所述压接面与所述前端部的表面之间的斜角为30°以上且小于60°。
根据上述结构,能够延长对用于向电池构件涂布包含填料的涂液的涂布辊的周面上的涂液进行刮除的刮板的涂布长度,从而降低刮板的更换频率。
在本发明的一实施方式的刮板中,优选的是,所述前端部具备压接于所述涂布辊的周面的压接面,所述压接面与所述前端部的表面之间的斜角为30°以上且小于60°。
根据上述结构,能够延长对用于向电池构件涂布包含填料的涂液的涂布辊的周面上的涂液进行刮除的刮板的涂布长度,从而降低刮板的更换频率。
在本发明的一实施方式的刮板中,优选的是,所述电池构件为隔板。
根据上述结构,能够防止对用于向隔板涂布包含填料的涂液的涂布辊的周面上的涂液进行刮除的刮板因包含填料的涂液而被磨削。
在本发明的一实施方式的刮板中,优选的是,所述填料为无机填料。
根据上述结构,无机填料具有耐热性,因此即使在隔板的基材膜熔化后也能够继续对正极与负极进行绝缘。
在本发明的一实施方式的刮板中,优选的是,所述填料的莫氏硬度为4以上。
根据上述结构,由于填料具有一定程度以上的硬度,因此能够防止电池因压缩等外力而变形、破碎。
在本发明的一实施方式的刮板中,优选的是,所述填料包含无机氧化物。
根据上述结构,隔板的耐热层的耐热性以及化学稳定性变得优良。
为了解决上述问题,本发明的一实施方式的涂布装置具备:涂布辊,其用于向行进的电池构件涂布包含填料的涂液;以及刮板,其对所述涂布辊的周面上的涂液进行刮除,所述涂布装置的特征在于,所述刮板的表面由非导电性材料形成。
为了解决上述问题,本发明的一实施方式的层叠隔板的制造方法的特征在于,包括使用本发明的一实施方式的涂布装置来将涂液涂敷于隔板而形成涂敷层的工序。
本发明并不限定于上述的各实施方式,能够在技术方案所示的范围内进行各种变更,通过将不同实施方式各自公开的技术手段适当组合而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。

Claims (12)

1.一种刮板,其对涂布辊的周面上的涂液进行刮除,所述涂布辊用于向行进的电池构件涂布包含填料的涂液,
所述刮板的特征在于,
所述刮板的表面由非导电性材料形成。
2.根据权利要求1所述的刮板,其中,
所述非导电性材料包括树脂。
3.根据权利要求2所述的刮板,其中,
所述树脂包括超高分子量聚乙烯。
4.根据权利要求3所述的刮板,其中,
所述刮板具有包括板状的基部和比所述基部形成得薄的板状的前端部的台阶形状。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的刮板,其中,
所述刮板具有板状的前端部,
所述前端部具有压接于所述涂布辊的周面的压接面,
所述压接面与所述前端部的表面之间的斜角为30°以上且小于60°。
6.根据权利要求4所述的刮板,其中,
所述前端部具有压接于所述涂布辊的周面的压接面,
所述压接面与所述前端部的表面之间的斜角为30°以上且小于60°。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的刮板,其中,
所述电池构件为隔板。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的刮板,其中,
所述填料为无机填料。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的刮板,其中,
所述填料的莫氏硬度为4以上。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的刮板,其中,
所述填料包括无机氧化物。
11.一种涂布装置,其具备:
涂布辊,其用于向行进的电池构件涂布包含填料的涂液;以及
刮板,其对所述涂布辊的周面上的涂液进行刮除,
所述涂布装置的特征在于,
所述刮板的表面由非导电性材料形成。
12.一种层叠隔板的制造方法,其特征在于,
包括使用权利要求11所述的涂布装置来将涂液涂敷于隔板而形成涂敷层的工序。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022086100A1 (ko) * 2020-10-19 2022-04-28 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 이차전지용 세퍼레이터 및 이를 구비한 리튬 이차전지
US11712655B2 (en) * 2020-11-30 2023-08-01 H2 Powertech, Llc Membrane-based hydrogen purifiers

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020174966A1 (en) * 1999-10-15 2002-11-28 Brauns Allen J. Non-abrasive composite doctor blade
CN1680044A (zh) * 2004-04-07 2005-10-12 三菱重工业株式会社 涂布装置
CN101462104A (zh) * 2008-04-30 2009-06-24 海尔集团公司 一种涂层金属板加工方法及设备
US20130049268A1 (en) * 2011-08-23 2013-02-28 Ngk Insulators, Ltd. Manufacturing method of honeycomb structure
CN203170534U (zh) * 2013-03-25 2013-09-04 无锡侨颂特种纸有限公司 涂布用刮刀
CN203292019U (zh) * 2013-06-18 2013-11-20 邵阳市达力电源实业有限公司 转移、挤压涂布一体机
CN104646239A (zh) * 2015-02-11 2015-05-27 华南理工大学 一种具有磨损自动报警开关的涂布刮刀
JP5742784B2 (ja) * 2012-05-21 2015-07-01 トヨタ自動車株式会社 塗工装置、塗装済材の製造方法、耐熱皮膜付セパレータ原反の製造方法、耐熱皮膜付セパレータの製造方法及び電池の製造方法
CN104835937A (zh) * 2014-02-10 2015-08-12 松下知识产权经营株式会社 涂膜物的制造装置
CN204564479U (zh) * 2015-04-17 2015-08-19 天津力神电池股份有限公司 新型涂布机刮刀
CN104868092A (zh) * 2014-02-25 2015-08-26 松下知识产权经营株式会社 涂膜物的制造装置
CN105050728A (zh) * 2013-03-11 2015-11-11 杰富意钢铁株式会社 涂布装置以及涂布方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4967411B2 (ja) * 2006-03-30 2012-07-04 パナソニック株式会社 多孔質耐熱層の形成方法および多孔質耐熱層の形成装置
JP6371527B2 (ja) * 2014-01-07 2018-08-08 富士機械工業株式会社 塗工装置
JP6586301B2 (ja) * 2015-06-24 2019-10-02 富士機械工業株式会社 グラビア塗工装置

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020174966A1 (en) * 1999-10-15 2002-11-28 Brauns Allen J. Non-abrasive composite doctor blade
CN1680044A (zh) * 2004-04-07 2005-10-12 三菱重工业株式会社 涂布装置
CN101462104A (zh) * 2008-04-30 2009-06-24 海尔集团公司 一种涂层金属板加工方法及设备
US20130049268A1 (en) * 2011-08-23 2013-02-28 Ngk Insulators, Ltd. Manufacturing method of honeycomb structure
JP5742784B2 (ja) * 2012-05-21 2015-07-01 トヨタ自動車株式会社 塗工装置、塗装済材の製造方法、耐熱皮膜付セパレータ原反の製造方法、耐熱皮膜付セパレータの製造方法及び電池の製造方法
CN105050728A (zh) * 2013-03-11 2015-11-11 杰富意钢铁株式会社 涂布装置以及涂布方法
CN203170534U (zh) * 2013-03-25 2013-09-04 无锡侨颂特种纸有限公司 涂布用刮刀
CN203292019U (zh) * 2013-06-18 2013-11-20 邵阳市达力电源实业有限公司 转移、挤压涂布一体机
CN104835937A (zh) * 2014-02-10 2015-08-12 松下知识产权经营株式会社 涂膜物的制造装置
CN104868092A (zh) * 2014-02-25 2015-08-26 松下知识产权经营株式会社 涂膜物的制造装置
CN104646239A (zh) * 2015-02-11 2015-05-27 华南理工大学 一种具有磨损自动报警开关的涂布刮刀
CN204564479U (zh) * 2015-04-17 2015-08-19 天津力神电池股份有限公司 新型涂布机刮刀

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