JP2000113878A - Coating device - Google Patents

Coating device

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JP2000113878A
JP2000113878A JP10279518A JP27951898A JP2000113878A JP 2000113878 A JP2000113878 A JP 2000113878A JP 10279518 A JP10279518 A JP 10279518A JP 27951898 A JP27951898 A JP 27951898A JP 2000113878 A JP2000113878 A JP 2000113878A
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coating
electrode core
core material
tip
paste
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JP10279518A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Nishihara
幸一 西原
Noboru Masuda
桝田  昇
Kenichi Oshima
健一 大嶋
Tomohide Mutsutani
智秀 六谷
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coating device capable of easily varying the coating thickness of an active material and simply stabilizing the coating thickness in a process for coating the paste-like active material for a battery on the surface of an electrode core. SOLUTION: A guide component 3 is provided at the prescribed position near the die slit tip section 2 of a coating die head in slide contact with the surface of a hoop-shaped electrode core being shifted, thus the gap between the die slit tip section 2 and the surface of the electrode core to be coated is invariably kept at the distance suitable for coating stably, this coating device is easily adjusted, and the stable coating thickness of an active material is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム電池、ニ
ッケル水素電池などのような、各種電池の電極の製造工
程に於いて、ペースト状とした活物質を、電極芯材の表
面に塗工する際に使用される塗工装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process for manufacturing electrodes of various batteries such as lithium batteries and nickel-metal hydride batteries, in which a paste-like active material is applied to the surface of an electrode core material. The present invention relates to a coating device used at the time.

【0002】[0002]

【従来の技術】リチウム二次電池等の電極製造工程に於
いて、従来から一般的に用いられている、ペースト状に
した活物質塗工装置の一例について簡単に説明する。リ
チウム二次電池の電極はフープ状をした金属箔の両側表
面に、活物質を主要成分とするペースト状をした高粘度
の液体を均等な厚さに塗工、乾燥して製造される。まず
最初に、金属箔の片方の表面にペースト状をした活物質
を塗工・乾燥する方法について説明する。
2. Description of the Related Art An example of a paste-form active material coating apparatus generally used in the process of manufacturing an electrode of a lithium secondary battery or the like will be briefly described. An electrode of a lithium secondary battery is manufactured by applying a paste-like high-viscosity liquid containing an active material as a main component to a uniform thickness on both sides of a hoop-shaped metal foil and drying the same. First, a method of applying and drying a paste-like active material on one surface of a metal foil will be described.

【0003】図3に示すように、電池用電極製造の主要
な工程の一つであるペースト状活物質塗工工程において
は、被塗工物であるアルミニウムまたは銅などのフープ
状金属箔4を、ダイスリットの先端部2に対して、狭い
一定の隙間Wを保ちながら、一定のスピードで矢印で示
す方向に走行させて、他方のペースト状の活物質につい
ては、ペースト貯蔵タンクより、定量吐出ポンプを用い
て塗工用ダイヘッド1aに連続的に供給し、塗工用ダイ
ヘッド1aの先端部に設けられたスリット状の吐出口2
より、所定量のペーストを安定的に電極芯材と成るべき
金属箔4の表面に対して吐出させることにより、均一な
厚さの活物質層16を前記金属箔4の表面に塗工し、引
き続き、塗工装置と隣接して設けられた乾燥炉を利用し
て乾燥する。その後、未塗工である金属箔の裏面につい
ても、前記とほぼ同様の塗工工程にて、活物質の塗工と
乾燥を行う。参考までに、特開平7−275774号公
報に記されている塗工用ダイヘッド1aの構造を、従来
用いられていた一般的な塗工用ダイヘッドの1例として
図4に示す。図4(a)は従来の塗工用ダイヘッド1aの
外観の斜視図であり、図4(b)は図4(a)をX−X線で
切断した断面図である。
As shown in FIG. 3, in a paste-like active material coating step, which is one of the main steps in the production of a battery electrode, a hoop-shaped metal foil 4 such as aluminum or copper is coated. While keeping a narrow constant gap W with respect to the tip 2 of the die slit, the die slit is moved at a constant speed in the direction indicated by the arrow, and the other paste-like active material is discharged from the paste storage tank at a constant rate. It is continuously supplied to the coating die head 1a using a pump, and a slit-shaped discharge port 2 provided at the tip of the coating die head 1a.
By discharging a predetermined amount of paste stably onto the surface of the metal foil 4 which is to become the electrode core material, an active material layer 16 having a uniform thickness is applied to the surface of the metal foil 4, Subsequently, drying is performed using a drying furnace provided adjacent to the coating apparatus. Then, the coating and drying of the active material are also performed on the back surface of the uncoated metal foil in substantially the same coating process as described above. For reference, the structure of a coating die head 1a described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-275774 is shown in FIG. 4 as an example of a conventionally used general coating die head. FIG. 4A is a perspective view of the appearance of a conventional coating die head 1a, and FIG. 4B is a cross-sectional view of FIG. 4A cut along line XX.

【0004】なお、図3においてペースト状活物質の塗
工厚さ(重量)tを所定の値に安定化させる為に、ペー
ストの温度や粘度、被塗工物である金属箔4の走行スピ
ード、ペースト供給用定量吐出ポンプの回転駆動速度な
どを安定させるのみならず、塗工用ダイスリットの先端
部2と被塗工物である金属箔4の表面との隙間Wを常時
所定の値で狭い隙間として確保し、塗工用ダイスリット
先端部2に於いてペーストに働く摩擦抵抗をも安定さ
せ、ペースト状活物質の塗工用ダイスリット17からの
吐出量を安定させる為に、フープ状金属箔4に適当な張
力を加えた状態で、金属箔の移送用としての方向転換機
能も兼ね備えた、バックアップロール15の円筒面に金
属箔4を巻き付けて、金属箔表面の位置を安定させ、こ
の部分にダイスリットの先端部2を接近した状態で対向
させて固定し、両者の間隔を所定の塗工に適した距離W
に保持し塗工を行う。
In FIG. 3, in order to stabilize the coating thickness (weight) t of the paste-like active material to a predetermined value, the temperature and viscosity of the paste and the running speed of the metal foil 4 to be coated are determined. In addition to stabilizing the rotational drive speed of the paste supply constant discharge pump, the gap W between the tip 2 of the coating die slit and the surface of the metal foil 4 to be coated is always kept at a predetermined value. To secure a narrow gap, stabilize the frictional resistance acting on the paste at the coating die slit tip 2 and stabilize the discharge amount of the paste-like active material from the coating die slit 17, a hoop-shaped The metal foil 4 is wound around the cylindrical surface of the backup roll 15, which also has a direction changing function for transferring the metal foil, while applying an appropriate tension to the metal foil 4, thereby stabilizing the position of the metal foil surface, Die slip on this part Distance W that the tip 2 is fixed so as to face in a state of close to, a suitable distance between them to a predetermined coating
And apply.

【0005】金属箔の両面に対して塗工工程及び乾燥工
程の完了した電極材料は、使用される電池の形状やサイ
ズに応じて、所定の形状及び寸法に裁断されたり、活物
質の塗工が不要な部分については、前記の工程で塗工し
た活物質の局部的剥離を行い(最近の塗工技術の進歩に
より、場合によっては、ペーストの塗工を必要とする部
分のみに限定して、選択的にペーストを塗工することも
試みられている。図3に於いても、間欠的に活物質の塗
工をしている様子を示す)。
[0005] The electrode material that has been subjected to the coating and drying steps on both sides of the metal foil is cut into predetermined shapes and dimensions or coated with an active material according to the shape and size of the battery used. For the unnecessary part, the active material applied in the above step is locally peeled off (depending on the recent progress of the coating technique, in some cases, only the part requiring the paste coating is limited). It has also been attempted to selectively apply a paste. FIG. 3 also shows that the active material is being applied intermittently).

【0006】活物質を塗工したフ−プ状芯材は所定の電
極板寸法に切断され、リード線の取り付けや、セパレー
ターを間に介して正負の両電極板を積層した状態で円筒
状に巻き上げるなどの工程を経て、電池ケース内に組み
込まれる。
The flop-shaped core material coated with the active material is cut into a predetermined electrode plate size, and a cylindrical shape is formed in a state where both positive and negative electrode plates are laminated with a lead wire attached or a separator interposed therebetween. After undergoing a process such as winding, it is incorporated into the battery case.

【0007】以上のように、従来の一般的なリチウム二
次電池用電極製造工程に於いて用いられる、ペースト状
活物質塗工装置に於いては、被塗工物であるフープ状金
属箔4をダイスリット先端部2に対して一定速度で移送
させながら、その移送経路の途中に設けたバックアップ
ロール15の円筒面に被塗工物である金属箔4を所定の
張力をかけた状態で巻き付けて、金属箔の表面を位置決
めし、この部分に塗工用ダイスリットの先端部2を接近
させて固定することにより、ダイスリットの先端部と金
属箔表面の間隔を塗工に適した隙間Wに安定化させ、ダ
イスリット先端部から吐出されるペーストに働く摩擦抵
抗を安定化させることにより、ペースト吐出量を所定の
設定量に安定化させて、金属箔4の両面のペースト塗工
厚さt(塗工重量)のそれぞれを、所定の均一な厚さ
(塗工重量)にしようとしていたのである。
As described above, in the paste-like active material coating apparatus used in a conventional general electrode manufacturing process for a lithium secondary battery, the hoop-shaped metal foil 4 to be coated is used. Is transported to the die slit tip 2 at a constant speed, and the metal foil 4 to be coated is wound around a cylindrical surface of the backup roll 15 provided in the middle of the transport path under a predetermined tension. Then, the surface of the metal foil is positioned, and the tip 2 of the coating die slit is fixed close to this portion, so that the gap between the tip of the die slit and the surface of the metal foil is adjusted to a gap W suitable for coating. To stabilize the frictional resistance acting on the paste discharged from the tip of the die slit, thereby stabilizing the paste discharge amount to a predetermined set amount, and the paste coating thickness on both surfaces of the metal foil 4. t (coating weight Each is was trying to a predetermined uniform thickness (coat weight).

【0008】しかし、図3(a)と図3(b)を比較するこ
とによっても解るように、バックアップロール15の円
筒面にフープ状金属箔4を巻き付けると、金属箔4の表
面に事前にペースト状活物質16を塗工していない場合
を示す図3(a)と、既に金属箔の片側表面にペースト状
活物質16を塗工乾燥したものを、活物質塗工面をバッ
クアップロール15の円筒面に接するように巻き付けた
場合を示す図3(b)を比較すると、塗工用ダイスリット
先端部2と金属箔のペースト被塗工面との間隔を一定の
値に保つためには、後者の場合では、事前に塗工した活
物質塗工厚さtに相当する距離だけ、塗工用ダイヘッド
1aをバックアップロールより後退させる必要があるこ
とが解る。また、既に金属箔4の片面にペースト状活物
質16が塗工済みの場合に限定して考えてみても、既に
塗工したペースト層の厚さtが完全に均等な所定の厚さ
に塗工されているということは考えられず、この場合に
もやはり、既存の活物質塗工厚さtのバラツキの影響を
受けて、塗工用ダイスリット先端部2と、金属箔4の被
塗工面の間の隙間Wは僅かながらもバラツクことが解
る。この隙間Wの変化が、活物質の塗工厚さt(塗工重
量)に微妙に影響を与え、電池性能のバラツキとも密接
に関連する為に、ペースト状活物質塗工装置の調整を頻
繁に必要とし、生産性の低下や、加工工数増加の原因と
なり、さらには、活物質塗工厚さ不良の、主要な発生原
因の一つになるという問題点があった。
However, as can be understood from a comparison between FIGS. 3A and 3B, when the hoop-shaped metal foil 4 is wound around the cylindrical surface of the backup roll 15, the surface of the metal foil 4 is previously wrapped. FIG. 3 (a) showing the case where the paste-like active material 16 is not applied, and FIG. 3 (a) showing the case where the paste-like active material 16 is already applied to one surface of the metal foil and dried. Comparing FIG. 3 (b), which shows a case where the wire is wound so as to be in contact with the cylindrical surface, the latter is required to keep the distance between the coating die slit tip 2 and the surface of the metal foil to be coated with the paste constant. In the case of (1), it is understood that the coating die head 1a needs to be retracted from the backup roll by a distance corresponding to the active material coating thickness t previously coated. Further, even if only the case where the paste-like active material 16 is already applied to one surface of the metal foil 4 is considered, the thickness t of the already applied paste layer is applied to a completely uniform predetermined thickness. It is not conceivable that the coating is performed on the coating die slit tip 2 and the metal foil 4 under the influence of the existing active material coating thickness t. It can be seen that the gap W between the working surfaces varies slightly. Since the change in the gap W has a delicate effect on the coating thickness t (coating weight) of the active material and is closely related to the variation in battery performance, adjustment of the paste-like active material coating apparatus is frequently performed. In addition, it causes a decrease in productivity and an increase in the number of processing steps.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な問題点を解決するものであり、ペースト状活物質塗工
装置の調整を非常に簡略化すると同時に、活物質の塗工
厚さを均一化する上で効果のある塗工装置を提供するも
のである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems and greatly simplifies the adjustment of a paste-like active material coating apparatus, and at the same time, reduces the thickness of the active material coating. And to provide a coating apparatus which is effective in making the coating uniform.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の塗工装置は、電
極芯材のペ−スト未塗工部表面と接触し摺動することに
より、電極芯材の表面とダイスリット先端部との隙間
を、塗工動作中は常時ペ−ストの塗工に適した所定の距
離に維持する為のガイド部品を、前記ダイスリットの先
端部に接近して設けたことを特徴とするものである。
The coating apparatus according to the present invention contacts the surface of the electrode core material where the paste is not applied and slides on the surface of the electrode core material and the tip of the die slit. A guide component for maintaining the gap at a predetermined distance always suitable for paste application during the coating operation is provided close to the tip of the die slit. .

【0011】塗工用ダイスリット先端部と電極芯材とな
るフープ状被塗工金属箔の表面間の隙間Wの変化が、ペ
ースト塗工厚さtのバラツキの主要な原因の一つとなっ
ていると考えられ、この隙間Wの変化を可能な限り少な
くする為に、塗工用ダイスリット先端部に接近した所定
の位置に、先端部が円筒面の一部より成り、金属箔の表
面と常時接触するガイド部品を設け、このガイド部品の
先端部に、2個のフープ状金属箔の移送用方向転換ロー
ラーの中間位置(少なくともガイド部品に近いほうの方
向転換ローラーから、100mm程度は離れた位置)に
於いて、一定速度で走行中の被塗工金属箔の未塗工部分
表面を、所定の張力を加えた状態で、一定の角度θだけ
巻き付けるように接触させることにより、金属箔の裏面
に既に活物質が塗工されている場合でも、未塗工の場合
でも無関係に、塗工用ダイスリットの先端部と被塗工金
属箔の表面との間隔Wを塗工に適した一定値の隙間に設
定することが可能となる。
The change in the gap W between the tip of the coating die slit and the surface of the hoop-shaped coated metal foil serving as the electrode core material is one of the main causes of the variation in the paste coating thickness t. In order to reduce the change in the gap W as much as possible, at a predetermined position close to the tip of the coating die slit, the tip consists of a part of a cylindrical surface, and the surface of the metal foil A guide part which is always in contact is provided, and a tip part of the guide part is located at an intermediate position between two direction change rollers for transferring the hoop-shaped metal foil (at least 100 mm away from the direction change roller closer to the guide part). Position), the uncoated portion of the coated metal foil running at a constant speed is brought into contact with the surface of the metal foil so as to be wound at a predetermined angle θ under a predetermined tension. Active material already coated on the back Regardless of whether or not the coating is performed, the gap W between the tip of the coating die slit and the surface of the metal foil to be coated can be set to a constant gap suitable for coating regardless of whether the coating is performed. It becomes possible.

【0012】巻き付け角度θとしては、θを大きく設定
して、フープ状金属箔に比較的弱い張力を加えて走行さ
せている場合、ガイド部品にフープ状金属箔表面を安定
的に接触させることが可能となり、隙間Wを一定に保つ
上で好ましい。但し、巻き付け角度θが大きくなるにつ
れて、角度θの増加の割に前記の効果が現れ難くなり、
さらに、θを大きくするに連れて、塗工用ダイヘッド及
び、その他の塗工装置の構造に関して好ましくない制約
条件が増加することになる為に、角度θとしては5〜3
0度程度に設定することが好ましい。これにより、塗工
装置の調節作業が非常に容易化され、塗工装置の実稼働
時間を増やすことができ、生産性の向上につなげること
が可能となる。
When the winding angle θ is set to a large value and the hoop-shaped metal foil is run with a relatively weak tension applied thereto, the hoop-shaped metal foil surface can be brought into stable contact with the guide component. This is possible, which is preferable for keeping the gap W constant. However, as the winding angle θ increases, the above-described effect is less likely to appear despite the increase in the angle θ,
Further, as θ is increased, unfavorable constraints on the structure of the coating die head and other coating devices are increased.
Preferably, it is set to about 0 degrees. This greatly facilitates the adjustment work of the coating device, increases the actual operation time of the coating device, and leads to an improvement in productivity.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
をリチウム二次電池に適用した実施の形態の一例を説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an example of an embodiment in which the present invention is applied to a lithium secondary battery will be described with reference to the drawings.

【0014】リチウム二次電池用の電極製造工程におい
て、物質を主成分とするペーストを塗工する装置に、本
発明を適用した例を図1及び図2に示す。なお、被塗工
物であり、電極芯材となる金属箔は、通常500mm幅
で厚さ20μm程度の銅箔またはアルミニウム箔が用い
られるが、本実施例においても、このような芯材を10
m/分で走行させながら、また、ダイスリット先端部2
と被塗工面の間隔Wを、ダイスリットの隙間に対して1
/2以下の200μmに設定し、ペースト貯蔵タンク1
3からダイヘッド1に向けてのペースト供給路の途中に
設けた開閉弁11をON−OFFさせて、活物質の塗工
厚さを200μm(乾燥・圧延後の厚さ)とする間欠塗
工を行う。
FIGS. 1 and 2 show an example in which the present invention is applied to an apparatus for applying a paste containing a substance as a main component in a process of manufacturing an electrode for a lithium secondary battery. In addition, as a metal foil which is an object to be coated and is used as an electrode core material, a copper foil or an aluminum foil having a width of about 500 μm and a thickness of about 20 μm is usually used.
While running at m / min, the die slit tip 2
And the gap W between the coating surface and the die slit
/ 200 μm or less, and paste storage tank 1
An intermittent coating in which the coating thickness of the active material is set to 200 μm (thickness after drying and rolling) by turning ON / OFF the on-off valve 11 provided in the middle of the paste supply path from 3 to the die head 1. Do.

【0015】図1と図2に於いて、塗工用ダイヘッド1
の右側に設けられた、ダイスリットの先端部2に近接す
る所定の位置に、電極芯材となるフープ状金属箔4のガ
イド部品3が設けられ、これらのダイスリット先端部2
とガイド部品3は分割された別の部品で構成されている
ので、必要に応じてこれらの相対的位置関係は調整可能
であり、また、これらの部品のそれぞれは局部的に交換
することも可能な構造となっている。
Referring to FIGS. 1 and 2, a coating die head 1 is shown.
A guide component 3 of a hoop-shaped metal foil 4 serving as an electrode core material is provided at a predetermined position near the tip 2 of the die slit provided on the right side of the die slit.
And the guide part 3 are composed of separate parts, so that their relative positional relations can be adjusted as required, and each of these parts can also be replaced locally. It has a simple structure.

【0016】この本発明のガイド部品3は、電極芯材と
なるフープ状金属箔4の幅全体に均等に接触するように
幅が広く、その先端部は直径16mmの円筒面の一部か
ら成る形状に超硬材で製作されたものを、表面を滑らか
に磨き上げて用いた。ただし、直径16mmに限定され
るものではなく、6〜20mm程度の範囲で充分にガイ
ド部品としての機能を発揮すると考えられる。また、こ
のガイド部品3を、必ずしもフープ状の金属箔4の幅全
体に均等に接触させる必要はなく、複数のパーツに分割
して製作し、部分的に接触させることも、また、円筒状
の回転体で回転可能に製作し、走行中の金属箔に働く摩
擦抵抗を軽減することも可能である。
The guide part 3 of the present invention has a wide width so as to uniformly contact the entire width of the hoop-shaped metal foil 4 serving as an electrode core material, and its tip portion is formed of a part of a cylindrical surface having a diameter of 16 mm. The one made of cemented carbide material was used after the surface was polished smoothly. However, the diameter is not limited to 16 mm, and it is considered that a function as a guide component is sufficiently exhibited in a range of about 6 to 20 mm. Further, the guide part 3 does not necessarily need to be in uniform contact with the entire width of the hoop-shaped metal foil 4, but may be divided into a plurality of parts to be manufactured and partially contacted. It is also possible to reduce the frictional resistance acting on the running metal foil by making it rotatable with a rotating body.

【0017】このようなガイド部品3を、ダイスリット
の先端部2に近接した位置に有する塗工用ダイヘッド1
を、被塗工物であるアルミニウム、銅などのフープ状の
金属箔を移送する為に用いられる2個の方向転換ローラ
ー5aと5bの中間位置に配設し、10kgfの張力を加
えられて10m/分で走行しているフープ状金属箔4の
未塗工部分に押しつけることにより、金属箔の被塗工面
は、ガイド部品3の先端部に角度θだけ巻きつくように
接触し、金属箔4の走行方向は角度θだけ変化する。今
回は、角度θを10度程度に設定したが、角度θは5度
よりは大きく30度以下程度に設定することが、ダイス
リット先端部2と被塗工面との間隔Wを安定させ、即
ち、ペースト塗工層の厚さtを所定の厚さに安定させる
上で好ましく、塗工装置の構造上も無理がなく、従来の
塗工装置の部品のほとんどを利用することが出来る。
A coating die head 1 having such a guide part 3 at a position close to the tip 2 of the die slit.
Is disposed at an intermediate position between two directional change rollers 5a and 5b used for transferring a hoop-shaped metal foil such as aluminum or copper which is an object to be coated. / Min, the metal foil 4 is pressed against the uncoated portion of the hoop-shaped metal foil 4, and the coated surface of the metal foil comes into contact with the leading end of the guide component 3 so as to be wound by an angle θ. Changes by the angle θ. In this case, the angle θ is set to about 10 degrees, but the angle θ is set to be larger than 5 degrees and about 30 degrees or less, thereby stabilizing the interval W between the die slit tip 2 and the surface to be coated, that is, It is preferable to stabilize the thickness t of the paste coating layer to a predetermined thickness, and the structure of the coating apparatus is reasonable and almost all parts of the conventional coating apparatus can be used.

【0018】ペースト塗工厚さt(塗工重量)の精度
は、金属箔4の走行スピードと、ペースト貯蔵タンク1
3からダイスリット部17へのペースト供給用定量吐出
ポンプ12の吐出量のバラツキの影響が非常に大きい
為、これらのバラツキ防止対策として、これらの駆動用
モーターについては共に、回転スピードが安定し、且
つ、スピード調整も容易なサーボモーターを用いて駆動
した。さらに、フープ状金属箔4の移送スピード設定用
ローラー6については、ローラー径をφ500と可能な
範囲で大きく設定し、局部的なペースト塗工厚さtのバ
ラツキによる金属箔4の走行スピードに及ぼす影響を軽
減し、また、移送スピード設定用ローラー6の円筒面と
金属箔のスリップを極力少なくするために、前記ローラ
ーに金属箔を巻き付ける角度を170度程度と可能な範
囲で大きくした。また、金属箔4の張力設定用ローラー
7についても、金属箔を巻き付ける角度を可能な範囲で
大きく90度程度としたが、さらに、この張力設定用ロ
ーラー7の円筒面には、多数の小さな孔19を設け、こ
れらの孔をロータリーカップリング(図示せず)を経由
して真空ポンプ14と接続することにより、金属箔4の
表面を張力設定用ローラー7の表面に吸着させスリップ
を防止するようにした。
The accuracy of the paste coating thickness t (coating weight) depends on the traveling speed of the metal foil 4 and the paste storage tank 1.
Since the influence of the variation in the discharge amount of the paste supply constant-rate discharge pump 12 from 3 to the die slit portion 17 is very large, as a countermeasure against these variations, the rotational speeds of both of these driving motors are stabilized. In addition, the motor was driven using a servo motor whose speed was easily adjusted. Further, with regard to the roller 6 for setting the transfer speed of the hoop-shaped metal foil 4, the roller diameter is set as large as possible to φ500 to influence the running speed of the metal foil 4 due to the local variation of the paste coating thickness t. In order to reduce the influence and to minimize the slip between the cylindrical surface of the transfer speed setting roller 6 and the metal foil, the angle at which the metal foil is wound around the roller is set to be as large as about 170 degrees as much as possible. In addition, the tension setting roller 7 of the metal foil 4 is set to have an angle around which the metal foil is wound around as large as about 90 degrees as much as possible, and further, a large number of small holes are formed in the cylindrical surface of the tension setting roller 7. 19, these holes are connected to a vacuum pump 14 via a rotary coupling (not shown) so that the surface of the metal foil 4 is attracted to the surface of the tension setting roller 7 to prevent slip. I made it.

【0019】また、リチウム電池の容量面からは、被塗
工物である金属箔4を薄くし、活物質の量を増加するこ
とが有利であり、金属箔の切断によるトラブルの防止
や、さらに、金属箔表面及びペースト塗工面のスリップ
による傷などを少なくする為にも、被塗工物に加える張
力は、可能な限り小さく設定する。しかし、小さ過ぎる
と、ガイド部品3の先端部に被塗工物表面を巻き付ける
ように接触させた時に、裏面に既に活物質を塗工済みの
金属箔の場合には、両面に全く未塗工の金属箔よりも芯
材の剛性(硬さ)が大きく、ガイド部品3の先端部に密
着しにくい傾向がある。従って、金属箔に加える張力の
許容範囲は狭く制限される為に、伝達トルクの安定した
パウダークラッチ(図示せず)を、金属箔の張力設定用
ローラー7の軸に組み込んで、金属箔に加える張力を1
0kgfに設定した。この様に、本発明の塗工装置を利
用して、活物質の塗工を行う場合には、ガイド部品3と
被塗工物4の表面が接触している限り、被塗工物の表面
と塗工ヘッド1の隙間Wが常に一定値で安定している
為、塗工装置の調整時間が大幅に短縮された結果、稼働
時間は従来装置と比較して、10%近くも向上し、活物
質の塗工厚さ(圧延後の厚さ)も200μm±1%に収
めることが出来、品質は安定した。
From the viewpoint of the capacity of the lithium battery, it is advantageous to reduce the thickness of the metal foil 4 to be coated to increase the amount of the active material. In order to reduce scratches and the like caused by slip on the surface of the metal foil and the surface to which the paste is applied, the tension applied to the object to be coated is set as small as possible. However, if it is too small, when the front end of the guide part 3 is brought into contact with the surface of the object to be wound, if the active material has already been applied to the back surface of the metal foil, both surfaces are completely uncoated. The rigidity (hardness) of the core material is greater than that of the metal foil, and it tends to be hard to adhere to the tip of the guide component 3. Therefore, since the allowable range of the tension applied to the metal foil is narrowly limited, a powder clutch (not shown) having a stable transmission torque is incorporated in the shaft of the tension setting roller 7 of the metal foil and applied to the metal foil. Tension 1
It was set to 0 kgf. As described above, when applying the active material using the coating apparatus of the present invention, as long as the guide component 3 and the surface of the object 4 are in contact with each other, the surface of the object Since the gap W between the coating head 1 and the coating head 1 is always stable at a constant value, the adjustment time of the coating apparatus is greatly reduced. As a result, the operation time is improved by nearly 10% compared to the conventional apparatus. The coating thickness of the active material (thickness after rolling) could be kept at 200 μm ± 1%, and the quality was stable.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば塗工用ダ
イヘッドのダイスリットの先端部に近接した所定の位置
に、電極芯材となるフープ状金属箔のガイド部品を配設
し、このガイド部品の先端部に対して、ペーストを塗工
されるべき電極芯材の表面が、事前に定められた一定の
角度だけ接触するように巻き付けることにより、塗工用
ダイスリットの先端部と被塗工面の間隔を、常時塗工に
適した一定値に保つことが出来るので、ペーストの塗工
厚さが安定化し易く、塗工装置の調整は容易となり、不
良品の発生を少なくする効果が有る。特に、電極芯材の
両面に活物質用ペーストを塗工する場合で、既に裏面側
に活物質を塗工済みの場合に於いて、所定の塗工厚さに
塗工装置を調整することは、従来装置においては、先行
工程での活物質塗工厚さに影響されて非常に面倒であっ
たが、本発明の塗工装置を用いることにより、先行工程
での塗工厚さとは無関係に、常時、塗工用ダイスリット
先端と被塗工芯材表面の間隔が一定に保たれるために、
被塗工面とダイスリット先端部との隙間調整は全く不要
であり、ペーストのダイスリット出口に於ける粘性抵抗
が安定し、ペースト用ポンプの吐出量も安定し、従って
活物質の塗工厚さが安定する。従って、電池の性能、品
質向上および生産性の向上に寄与するところが大きい。
As described above, according to the present invention, a guide component of a hoop-shaped metal foil serving as an electrode core material is provided at a predetermined position close to the tip of a die slit of a coating die head. The surface of the electrode core material to be coated with the paste is wound around the tip of the guide component so that the surface of the electrode core material is in contact with a predetermined angle, thereby forming the tip of the coating die slit. Since the distance between the surfaces to be coated can always be maintained at a constant value suitable for coating, the coating thickness of the paste is easily stabilized, the adjustment of the coating device becomes easy, and the effect of reducing the occurrence of defective products is reduced. There is. In particular, when the active material paste is applied to both sides of the electrode core material, and the active material has already been applied to the back side, it is not possible to adjust the coating apparatus to a predetermined coating thickness. However, in the conventional apparatus, it was very troublesome to be affected by the active material coating thickness in the preceding step, but by using the coating apparatus of the present invention, regardless of the coating thickness in the preceding step. In order to maintain a constant distance between the tip of the coating die slit and the surface of the core material to be coated,
There is no need to adjust the gap between the surface to be coated and the tip of the die slit, and the paste viscous resistance at the die slit outlet is stable, and the discharge rate of the paste pump is also stable. Becomes stable. Therefore, it greatly contributes to the improvement of battery performance, quality and productivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の塗工装置主要部の概略を示す図FIG. 1 is a view schematically showing a main part of a coating apparatus according to the present invention.

【図2】本発明の塗工装置主要部の部分的拡大図FIG. 2 is a partially enlarged view of a main part of a coating apparatus according to the present invention.

【図3】(a) 従来の塗工装置を用いて、電極芯材の片
方の表面にペースト状活物質の塗工をしている様子を示
す図(裏面は未塗工) (b) 従来の塗工装置を用いて、電極芯材の片方表面に
ペースト状活物質の塗工をしている様子を示す図(裏面
は塗工済み)
FIG. 3A shows a state in which a pasty active material is coated on one surface of an electrode core material using a conventional coating apparatus (the back surface is not coated). Of a paste active material being applied to one surface of the electrode core material using the coating device shown in Fig. (Backside is already coated)

【図4】(a) 従来の塗工用ダイヘッドの外観斜視図 (b) 従来の塗工用ダイヘッドの断面図(図4(a)のX
−X断面図)
FIG. 4 (a) is an external perspective view of a conventional coating die head. FIG. 4 (b) is a cross-sectional view of the conventional coating die head (X in FIG. 4 (a)).
-X cross section)

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 塗工用ダイヘッド(本発明のもの) 1a 塗工用ダイヘッド(従来のもの) 2 ダイスリット先端部 3 ガイド部品 4 被塗工物(フープ状金属箔) 5a フープ状金属箔の方向転換ローラー 5b フープ状金属箔の方向転換ローラー 6 被塗工物の移送スピード設定用ローラー 7 被塗工物の張力設定用ローラー 8 塗工用ダイヘッド位置調節台 9 塗工用ダイヘッド位置調節ねじ 10 ダイポケット 11 開閉弁 12 ペースト状活物質定量吐出ポンプ 13 ペースト貯蔵タンク 14 真空ポンプ 15 バックアップローラー 16 ペースト状活物質塗工部 17 ダイスリット 18 真空孔カバー 19 真空孔 θ ガイド部品による被塗工物の走行方向変更角度
(ガイド部品先端部への巻き付き角度) W 被塗工面とダイスリット先端部との隙間 t 活物質の塗工厚さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coating die head (of the present invention) 1a Coating die head (conventional one) 2 Die slit tip 3 Guide part 4 Coating object (hoop-shaped metal foil) 5a Hoop-shaped metal foil direction changing roller 5b Roller for changing the direction of hoop-shaped metal foil 6 Roller for setting the transfer speed of the object to be coated 7 Roller for setting the tension of the object to be coated 8 Coating die head position adjusting stand 9 Coating die head position adjusting screw 10 Die pocket 11 Opening / closing Valve 12 Paste active material fixed quantity discharge pump 13 Paste storage tank 14 Vacuum pump 15 Backup roller 16 Paste active material coating unit 17 Die slit 18 Vacuum hole cover 19 Vacuum hole θ Angle of change in traveling direction of workpiece to be coated by guide parts (Angle of winding around the tip of the guide part) W Clearance between the surface to be coated and the tip of the die slit Material coating thickness

フロントページの続き (72)発明者 大嶋 健一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 六谷 智秀 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5H014 AA04 BB08 BB17 HH00 5H029 AJ14 AK00 AL00 CJ22 DJ07 HJ00 HJ04 HJ12 Continuing on the front page (72) Inventor Kenichi Oshima 1006 Kazuma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Reference) 5H014 AA04 BB08 BB17 HH00 5H029 AJ14 AK00 AL00 CJ22 DJ07 HJ00 HJ04 HJ12

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電池用活物質を主成分とするペースト
を、塗工用ダイヘッドより吐出することにより、前記ダ
イヘッドのダイスリット先端部に対して所定の隙間を保
ちつつ、一定の相対速度をもって移動する被塗工物であ
る電極芯材の表面に、活物質の塗工面を形成する為の塗
工装置に於いて、電極芯材のペースト未塗工部表面と接
触し摺動することにより、電極芯材の表面と前記ダイス
リット先端部との隙間を、塗工動作中は常時ペーストの
塗工に適した所定の距離に維持する為のガイド部品を、
前記ダイスリットの先端部に接近して設けたことを特徴
とする塗工装置。
1. A paste mainly composed of a battery active material is discharged from a coating die head to move at a constant relative speed while maintaining a predetermined gap with respect to a die slit tip of the die head. In a coating apparatus for forming a coating surface of an active material on the surface of the electrode core material, which is the object to be coated, by sliding in contact with the paste uncoated surface of the electrode core material, A guide component for maintaining a gap between the surface of the electrode core material and the tip of the die slit at a predetermined distance always suitable for paste coating during the coating operation,
A coating device, wherein the coating device is provided close to a tip end of the die slit.
【請求項2】 ガイド部品の先端部を電極芯材の未塗工
部表面と接触し摺動させることにより、電極芯材表面と
塗工用ダイスリット先端部の間の隙間を、塗工に適した
所定の隙間になるようにガイドする塗工装置において、
前記ガイド部品の先端の主要部は円筒面の一部から成
り、ペースト状活物質の塗工動作中は所定の張力を加え
られて一定速度で走行している電極芯材の表面が前記円
筒面に沿って常時接触していることを特徴とする請求項
1記載の塗工装置。
2. A gap between the surface of the electrode core material and the tip of the coating die slit is formed by sliding the tip of the guide component in contact with the surface of the uncoated portion of the electrode core material. In a coating device that guides to a suitable predetermined gap,
The main part of the tip of the guide part is formed of a part of a cylindrical surface, and during the coating operation of the paste-like active material, the surface of the electrode core material running at a constant speed with a predetermined tension is applied to the cylindrical surface. 2. The coating device according to claim 1, wherein the coating device is in constant contact along the direction.
【請求項3】 電極芯材の2つの方向転換ローラーの中
間位置にて塗工するように、塗工用ダイヘッドのダイス
リット先端部を電極芯材の表面に接近し対向させるよう
に設けたことを特徴とする、請求項1または2に記載の
電池用活物質の塗工装置。
3. A tip end portion of a die slit of a coating die head is provided so as to approach and face the surface of the electrode core material so as to perform coating at an intermediate position between two direction change rollers of the electrode core material. The coating device for an active material for a battery according to claim 1 or 2, wherein
【請求項4】 電極芯材の移送のために走行する方向
は、電極芯材がガイド部品との接触の前後において、走
行方向の角度が5度以上変化することを特徴とする請求
項1から3のいずれかに記載の塗工装置。
4. The method according to claim 1, wherein the direction in which the electrode core travels is changed by an angle of 5 degrees or more before and after the electrode core contacts the guide component. 3. The coating device according to any one of 3.
【請求項5】 被塗工物である電極芯材が移送用ローラ
ーの表面でスリップするのを防止するために、張力設定
用ローラー及び移送スピード設定用ローラーの両者また
は片方の表面に、真空装置と接続した真空吸着用の小孔
を多数個設けたことを特徴とする請求項1から4のいず
れかに記載の塗工装置。
5. A vacuum device is provided on both or one of the tension setting roller and the transfer speed setting roller in order to prevent the electrode core material to be coated from slipping on the surface of the transfer roller. The coating device according to any one of claims 1 to 4, wherein a number of small holes for vacuum suction connected to the coating device are provided.
【請求項6】 塗工用ダイスリットの先端部に接近して
設けられるガイド部品は、塗工用ダイヘッドを構成する
部品とは別の分割した部品により構成され、塗工用ダイ
スリットの先端部との相対的位置関係を任意に調整可能
で、かつ、必要に応じて交換可能な構造であることを特
徴とする請求項1から5のいずれかに記載の塗工装置。
6. The guide part provided close to the tip of the coating die slit is formed by a separate part different from the part constituting the coating die head, and the tip of the coating die slit is provided. The coating apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein a relative positional relationship between the coating apparatus and the apparatus is adjustable, and the structure is replaceable as needed.
【請求項7】 塗工動作中に於いて、電極芯材の移送及
びダイスリット先端部と電極芯材表面の隙間を所定の間
隔に確保する為に電極芯材に働かせる張力は、電極芯材
の駆動用モーター出力軸から電極芯材の張力設定用ロー
ラーまでの間の、駆動力伝達系に組み込まれたパウダー
クラッチにより設定されていることを特徴とする請求項
1から6のいずれかに記載の塗工装置。
7. The tension applied to the electrode core material during the coating operation to transfer the electrode core material and to secure a predetermined gap between the tip of the die slit and the surface of the electrode core material is controlled by the electrode core material. 7. The power transmission device according to claim 1, wherein the drive motor transmission shaft is set by a powder clutch incorporated in a drive force transmission system between the drive motor output shaft and the electrode core material tension setting roller. Coating equipment.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012059982A1 (en) * 2010-11-02 2012-05-10 トヨタ自動車株式会社 Coating method and coating apparatus
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