JP2006107735A - 電極板の製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイコーター等のコーティングマシンによる間歇塗工において、活物質層の１パターンごと又は１パターン群ごとの塗工量のばらつきが発生し難い電極板の製造装置、および製造方法を提供する。
【解決手段】集電体Ａを搬送しながら、活物質層用塗工組成物を集電体上に塗工する電極板の製造装置及び製造方法であって、供給源（タンク３）からコーティングヘッド（ダイ２）に至るメインライン４上に往復動ポンプ（シリンジポンプ６）を設け、メインライン上の往復動ポンプを設けた位置又はそれよりもコーティングヘッド寄りの位置においてメインラインを閉鎖して往復動ポンプの吸引を行い、且つ、メインライン上の往復動ポンプを設けた位置又はそれよりも供給源寄りの位置においてメインラインを閉鎖して往復動ポンプの吐出を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、電極板の製造装置および製造方法に関する。

一般に、非水電解質液二次電池、二重層キャパシタ等の電極板は、集電体の少なくとも一面に活物質層を所定パターン状に断続的に設けた構成をとる。活物質層のパターンが存在しない非塗工部は、端子を取り付ける等の目的のために集電体が露出した部分である。

電極板は、集電体を準備し、活物質層用塗工組成物を調製し、該活物質層用塗工組成物を集電体に塗布することにより活物質層を形成し、乾燥し（コーティング工程）、必要に応じて該活物質層が形成された集電体をプレスし（プレス工程）、該プレスした集電体を所定の幅に切断し（スリット工程）、さらに、電極板を必要に応じて所定の長さに切断する（裁断工程）ことにより製造される。

上記のコーティング工程では、活物質層用塗工組成物を塗布した塗工部と塗布していない非塗工部を順次形成する間歇塗布方式が広く用いられている。一般的にコンマリバース、ダイコート等の方法により、間歇塗布が行われる。

特に前記ダイコートにおける間歇塗布は、一般的には、図６に模式的に示すような、ポンプ２０２、ダイ２０３、メインライン２０４、および、間歇塗工用バルブ２０５、前記メインライン２０４の前記ポンプ２０２から前記バルブ２０５までの区間、リターンライン２０６を備える循環手段２０７等から構成されるダイコーター２０１を用いて、前記ポンプ２０２から前記間歇塗工用バルブ２０５へ活物質層用塗工組成物を一定速度で連続的に送り出し、該間歇塗工用バルブ２０５の開閉によって、該活物質層用塗工組成物がダイ２０３または、リターンライン２０６に移送され、集電体上に該活物質層用塗工組成物の塗工、非塗工が行われる。

具体的には、ポンプ２０２が一定速度で連続的に既定量の活物質層用塗工組成物を間歇塗工用バルブ２０５に送り出し、該間歇塗工用バルブ２０５は、活物質層２０８を形成した塗工部２０９を設けるための塗工を行う時は、該間歇塗工用バルブ２０５を開き、ダイ２０３に該塗工組成物が送られ、該塗工組成物は、ダイ２０３内にあるポケットと称される塗料溜りに供給され、そこから所定の圧力をもってダイの先端部に設けられた幅広のスリットへと押し出され、集電体２１０に該塗工組成物を塗布する。そして、ダイ２０３が集電体２１０の非塗工部２１１となる部分を通過する時は、該間歇塗工用バルブ２０５は閉じられ、該間歇塗工用バルブ２０５に送られてきた活物質層用塗工組成物は、リターンライン２０６を通じて、循環手段２０７に移送される。このようにして、集電体２１０上には塗工部２０９と非塗工部２１１が交互に形成される。

図６に示すような装置を用いて集電体上に間歇塗工を行う際、メインラインの流路切り替えの度にポンプを停止・開始を繰り返していては、機械の停止・開始の振動により吐出量および塗工量に著しいばらつきが発生する。そのため、吐出量および塗工量の安定性の観点から、ポンプは連続的に稼動させるが、ポンプ２０２には機械を運転させることで発生する微弱な連続した振動である脈動があり、この脈動が活物質層の長手方向に活物質層用塗工組成物の塗工量のばらつき（つまり、塗工量が一定でない、塗工むら）を直接発生させる。

また、上記ポンプの脈動に比べると微小な影響ではあるが、間歇塗工用バルブ２０５による流路切り替えの際の圧力変動、つまり、ポンプから吐出された活物質層用塗工組成物が間歇塗工用バルブ２０５よりリターンライン２０６へ送られる時の圧力と活物質層用塗工組成物が間歇塗工用バルブ２０５よりダイ２０３へ送られる時との圧力差によっても、活物質層の長手方向に活物質層用塗工組成物の塗工量のばらつき（以下、単に塗工量のばらつきということがある）が発生する。

上記バルブの流路切り替えの際の圧力変動は、一般的に間歇塗工用バルブに接続された配管形状等に違いがあるため、リターンラインへ活物質層用塗工組成物が流入する圧力と該組成物がダイへ移送される圧力が異なることにより生じる。

上記の如き脈動及び圧力変動により、間歇塗工された活物質層の１パターンごと又は１パターン群ごとの塗工量にばらつきが発生すると、電極板の性能や安全性に悪影響を及ぼす。活物質層において塗工量のばらつきが大きいと、集電体の両面に活物質層を塗工した場合に、集電体をはさんで対向する活物質層同士の塗工量バランスが部分的に崩れ、電池容量がばらついてしまう。場合によっては、リチウム等の金属が析出し、不良の原因となる。さらに、活物質層内の塗工量のばらつきが大きいと、上記プレス工程において、活物質層が均一に圧延されず、条件だしロス（条件だしの試行工程で使い捨てられる分のロス）の増大やプレスロールの破損等の生産段階での原因となる。

上記の問題に対して、従来は、ポンプの脈動を抑制するために、ギヤポンプ等の脈動の比較的少ないポンプが使用されていた。しかし、ギヤポンプは金属のギヤが直接かみ合う構造となっているため、金属粉が活物質層用塗工組成物中に混入することによるコンタミネーションが発生しやすい。また、構造が複雑でメンテナンスの負担が大きく、さらには活物質層用塗工組成物の種類によっては、ギヤ噛みによる故障が頻発していた。

これに代わるポンプとして、回転容積型の一軸偏心ねじポンプであるモーノポンプが用いられている。モーノポンプはギヤ噛みが発生せず、メンテナンスも容易である。しかし、構造上ねじの磨耗があり、且つ、ギヤポンプよりも脈動が大きいため、塗工量のばらつきの増加を招きやすい。

本発明は、上記の実状に鑑みて成し遂げられたものであり、その目的は、ダイコーター等のコーティングマシンによる間歇塗工において、活物質層の１パターンごと又は１パターン群ごとの塗工量のばらつきが発生し難い電極板の製造装置、および製造方法を提供することにある。

本発明により提供される電極板の製造装置は、活物質層用塗工組成物を集電体上に塗工するコーティング手段、及び、集電体を搬送する搬送手段を備える電極板の製造装置であって、
前記コーティング手段は、少なくとも、活物質層用塗工組成物の供給源、該活物質層用塗工組成物を集電体に塗工するコーティングヘッド、前記供給源から前記コーティングヘッドへの該活物質層用塗工組成物の移送路となるメインライン、前記メインラインの途中に設けられた流路切り替え手段、及び、前記流路切り替え手段に接続され且つメインラインを通じて供給源からの活物質層用塗工組成物の吸引及びコーティングヘッドへの活物質層用塗工組成物の吐出を行う往復動ポンプから構成され、
該往復動ポンプの吸引時には、前記流路切り替え手段により往復動ポンプからコーティングヘッドへのメインライン内の流れが遮断され且つ供給源から往復動ポンプへのメインライン内の流れが開放され、
該往復動ポンプの吐出時には、流路切り替え手段により供給源から往復動ポンプへのメインライン内の流れが遮断され且つ往復動ポンプからコーティングヘッドへのメインライン内の流れが開放されることを特徴とする。

前記往復動ポンプは、シリンジポンプであることが好ましい。

前記往復動ポンプは、活物質層用塗工組成物の所定量を吸引し、吸引した該活物質層用塗工組成物の全量を１回の吐出動作で吐出する形態とすることができる。
前記往復動ポンプは、ポンプ内に吸引した活物質層用塗工組成物を２回以上に分けて各回の所定量を吐出する形態とすることができる。

前記流路切り替え手段として、メインライン上の往復動ポンプへの分岐点に設けられた流路切り替え弁を用いる形態とすることができる

前記流路切り替え手段は、メインラインの途中に介在し該メインラインの移送路の一部を構成する接続部と、該接続部の流入口をメインラインの供給源側に接続する流入側開閉弁と、該接続部の流出口側をメインラインのダイ側に接続する流出側開閉弁とを備え、
前記接続部に前記往復動ポンプが接続し、該往復動ポンプの吸引時には、前記流出側開閉弁が閉鎖し且つ流入側開閉弁が開放し、該往復動ポンプの吐出時には、前記流出側開閉弁が開放し且つ流入側開閉弁が閉鎖する形態とすることができる。
本発明の電極板製造装置は、２つ以上の前記往復動ポンプが一つのメインライン上に並列に設けられている形態とすることができる。

次に、本発明により提供される電極板の製造方法は、集電体を搬送しながら、活物質層用塗工組成物を集電体上に搬送の流れ方向に沿って塗工するコーティング工程を含む電極板の製造方法であって、
前記コーティング工程において、活物質層用塗工組成物の供給源から該活物質層用塗工組成物を集電体に塗工するコーティングヘッドに至る該活物質層用塗工組成物の移送路となるメインライン上に往復動ポンプを設け、メインライン上の往復動ポンプを設けた位置又はそれよりもコーティングヘッド寄りの位置においてメインラインの流れを閉鎖して往復動ポンプの吸引を行い、且つ、メインライン上の往復動ポンプを設けた位置又はそれよりも供給源寄りの位置においてメインラインの流れを閉鎖して往復動ポンプの吐出を行うことを特徴とする。

上記製造方法は、前記往復動ポンプとして、シリンジポンプを用いることが好ましい。

上記製造方法は、前記往復動ポンプによって、活物質層用塗工組成物の所定量を吸引し、吸引した該活物質層用塗工組成物の全量を１回の吐出動作で吐出する形態とすることができる。

上記製造方法は、前記往復動ポンプによって、ポンプ内に吸引した活物質層用塗工組成物を２回以上に分けて各回の所定量を吐出する形態とすることができる。

上記製造方法は、前記流路切り替え手段として、メインライン上の往復動ポンプへの分岐点に流路切り替え弁を設ける形態とすることができる。

上記製造方法は、前記流路切り替え手段として、該メインラインの移送路の一部を構成する接続部と、該接続部の流入口に設けられた流入側開閉弁と、該接続部の流出口に設けられた流出側開閉弁とを備える切り替えユニットを用い、
該切り替えユニットの流入側開閉弁をメインラインの供給源側に接続し、流出側開閉弁をメインラインのダイ側に接続して、切り替えユニットをメインラインの途中に介在させると共に、その接続部に前記往復動ポンプを接続し、
該往復動ポンプは、前記流出側開閉弁を閉鎖し且つ流入側開閉弁を開放した状態で吸引を行い、前記流出側開閉弁を開放し且つ流入側開閉弁を閉鎖した状態で吐出を行う形態とすることができる。

上記製造方法は、２つ以上の前記往復動ポンプを一つのメインライン上に並列に設ける形態とすることができる。

上記本発明の製造装置及び／又は製造方法においては、活物質層用塗工組成物の供給源からコーティングヘッドに至る移送路であるメインラインの途中に、往復動ポンプを介在させる。
往復動ポンプは、ピストン等の直線往復運動子がシリンダー等の筒状部材の内部を直線往復運動することにより流体の吸引・吐出を行うものであり、流体を定量的に吸引し、吐出するのに適しており、一回分の吐出量を正確にコントロールすることができる。

そして、該往復動ポンプの吸引時には、往復動ポンプからコーティングヘッドへの流れを遮断し且つ供給源から往復動ポンプへの流れを選択的に開放することとし、一方、該往復動ポンプの吐出時には、供給源から往復動ポンプへの流れを遮断し且つ往復動ポンプからコーティングヘッドへの流れを選択的に開放することとしたので、ポンプによる脈動或いは圧力変動の影響を抑えてコーティングヘッドから吐出することができる。

従って本発明によれば、ダイコーター等のコーティングマシンによる間歇塗工を行う際に、活物質層の１パターン分又は１パターン群分の活物質層用塗工組成物を往復動ポンプにより正確に取り分け、且つ、取り分けた組成物をポンプによる脈動或いは圧力変動の影響を抑えてコーティングヘッドから吐出することにより、活物質層の１パターンごと又は１パターン群ごとの塗工量のばらつきが非常に少ない電極板を製造することができる。

本発明により提供される電極板の製造装置は、活物質層用塗工組成物を集電体上に塗工するコーティング手段、及び、集電体を搬送する搬送手段とを少なくとも備え、一般的には、長尺状の電極板の長手方向に沿って、連続間歇塗工を行うものである。
そのコーティング手段は、少なくとも、
（１）活物質層用塗工組成物の供給源、
（２）該活物質層用塗工組成物を集電体に塗工するコーティングヘッド、
（３）前記供給源から前記コーティングヘッドへの該活物質層用塗工組成物の移送路となるメインライン、
（４）該メインラインの途中に設けられた流路切り替え手段、及び、
（５）該流路切り替え手段に接続され、メインラインを通じて供給源からの活物質層用塗工組成物の吸引及びコーティングヘッドへの活物質層用塗工組成物の吐出を行う往復動ポンプから構成される。

そして、上記構成により、往復動ポンプの吸引時には、前記流路切り替え手段により往復動ポンプからコーティングヘッドへのメインライン内の流れが遮断され且つ供給源から往復動ポンプへのメインライン内の流れが開放され、一方、往復動ポンプの吐出時には、流路切り替え手段により供給源から往復動ポンプへのメインライン内の流れが遮断され且つ往復動ポンプからコーティングヘッドへのメインライン内の流れが開放されることを特徴とするものである。

また、本発明により提供される電極板の製造方法は、集電体を搬送しながら、該集電体上に活物質層用塗工組成物を搬送の流れ方向に沿って塗工するコーティング工程を含んでおり、そのコーティング工程において、活物質層用塗工組成物の供給源から該活物質層用塗工組成物を集電体に塗工するコーティングヘッドに至る該活物質層用塗工組成物の移送路となるメインライン上に往復動ポンプを設け、メインライン上の往復動ポンプを設けた位置又はそれよりもコーティングヘッド寄りの位置においてメインラインの流れを閉鎖して往復動ポンプの吸引を行い、且つ、メインライン上の往復動ポンプを設けた位置又はそれよりも供給源寄りの位置においてメインラインの流れを閉鎖して往復動ポンプの吐出を行うことを特徴とするものである。

本発明に係る上記製造方法は、主として、上記本発明に係る電極板の製造装置を使用して好適に実施される方法であるが、上記の手順を踏まえるものであれば、本発明に係る製造装置を用いる方法だけに限定されるわけではない。

上記本発明の製造装置及び／又は製造方法においては、活物質層用塗工組成物タンク等の該組成物の供給源から、ダイヘッド等のコーティングヘッドに至る活物質層用塗工組成物の移送路であるメインラインの途中に往復動ポンプを介在させる。
往復動ポンプは、シリンダー等の筒状部材に、ピストン等の直線往復運動子を装填し、該運動子が筒状部材の内部を直線往復運動することにより流体の吸引・吐出を行うものであり、例えば、シリンジポンプ或いはピストンポンプと呼ばれるものがこれに該当する。このような往復動ポンプは、流体を定量的に吸引し、吐出するのに適しており、一回分の吐出量を正確にコントロールすることができる。

そして、該往復動ポンプの吸引時には、往復動ポンプからコーティングヘッドへの流れを遮断し且つ供給源から往復動ポンプへの流れを選択的に開放することとしたので、往復動ポンプの吸引による衝撃がコーティングヘッドまで到達せずに遮断される。
また、該往復動ポンプの吐出時には、供給源から往復動ポンプへの流れを遮断し且つ往復動ポンプからコーティングヘッドへの流れを選択的に開放することとしたので、活物質層用塗工組成物は、ピストン等の往復運動子の直線的な前進運動の作用によってコーティングヘッドから吐出される。

従って本発明によれば、ダイコーター等のコーティングマシンによる間歇塗工を行う際に、活物質層の１パターン分又は１パターン群分の活物質層用塗工組成物を往復動ポンプにより正確に取り分け、且つ、取り分けた組成物をポンプによる脈動或いは圧力変動の影響を抑えてコーティングヘッドから吐出することにより、活物質層の１パターンごと又は１パターン群ごとの塗工量のばらつきが非常に少ない電極板を製造することができる。
ここで、活物質層の１パターンとは、非塗工部によって区切られ独立した個々のパターンを意味する。また、活物質層の１パターン群とは、連続間歇塗工を行う場合に一定のパターン周期に含まれる２以上のパターンの集まりを意味する。

本発明の具体的な構成例を以下に説明する。図１に、本発明に係る電極板製造装置の一実施形態（１０１）の概略構成を示す。装置１０１は、コーティング手段としてダイコーター１を備えると共に、ダイの位置に集電体Ａを搬送する搬送手段（図示せず）を備えている。装置１０１は、さらに、乾燥手段等の他の部分を必要に応じて備えていてもよい。

ダイコーター１は、少なくとも、コーティングヘッドであるダイ２、活物質層用塗工組成物の供給源であるタンク３、タンクからダイへの活物質層用塗工組成物の移送路となるメインライン４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、該メインラインの途中に設けられた流路切り替え手段である流路切り替え弁５、該流路切り替え弁に接続された往復動ポンプであるシリンジポンプ６から構成されている。

シリンジポンプ６は、少なくとも、シリンジ７、プランジャー８、シリンジ内空間部を前記流路切り替え弁と接続する移送路であるシリンジ側ライン９、プランジャーを往復動させるカム１０、カム軸１１、カムを軸回転させるモーター（前進後退用モーター）１２から構成される。

活物質層用塗工組成物の移送を補助するために、メインラインのタンクから流路切り替え弁までの区間に、必要に応じてポンプ（補助ポンプ）１３を設けてもよい。この補助ポンプは、往復動ポンプでなくてもよい。また、この補助ポンプにより移送過剰となった場合に、活物質層用塗工組成物をタンク３へ送り返す循環手段を設けてもよい。この例の循環手段は、タンク３から補助ポンプ１３を経て循環用切り替え弁１４に至るまでのメインライン（４ａ、４ｂ）、循環用切り替え弁からタンクに至るリターンライン１５、タンク３、補助ポンプ１３、及び、循環用切り替え弁１４によって構成されている。

上記装置１０１を使用して、集電体Ａをダイの位置に搬送しながら、該集電体上に活物質層用塗工組成物を搬送の流れ方向に沿って連続間歇塗工を行い、活物質層Ｂを所定の断続パターン状に形成することができる。

シリンジポンプ６の吸引時には、メインライン４上のシリンジポンプ６への分岐点に設けられた流路切り替え弁５の位置で、ダイへ向かうメインライン内の流れが遮断され、且つ、タンク３からシリンジポンプ６へ向かうメインライン内の流れが開放され、吸引の衝撃がダイ２に伝達されない状態で、所定量の活物質層用塗工組成物がシリンジ７内へ吸引される。この時、ダイ２からの吐出は停止されており、この時にダイの位置を通過する集電体は非塗工部となる。

一方、シリンジポンプ６の吐出時には、上記流路切り替え弁５の位置で、タンク３からシリンジポンプ６へ向かうメインライン内の流れが遮断され、且つ、ダイ２へ向かうメインライン内の流れが開放され、プランジャー８の直線的な前進運動の作用によってダイ２からの吐出が行われる。
なお、流路切り替え弁５の駆動は、ダイの位置に搬送されてくる集電体の塗工部及び未塗工部の位置に合わせて、図示していない制御手段により制御され、流路の切り替えが行われる。

この例のように、該活物質層用塗工組成物の移送路となるメインライン上に往復動ポンプを設け、メインライン上の往復動ポンプを設けた位置又はそれよりもコーティングヘッド寄りの位置（すなわち図１においては、流路切り替え弁５の位置又はそれよりも下流側区間のメインライン４ｄ）においてメインラインの流れを閉鎖して往復動ポンプの吸引を行い、且つ、メインライン上の往復動ポンプを設けた位置又はそれよりも供給源寄りの位置（すなわち図１においては、流路切り替え弁５の位置又はそれよりも上流側区間のメインライン４ａ、４ｂ、４ｃである。但し、好ましくは流路切り替え弁５の位置又はその近傍区間である４ｃである。）においてメインラインの流れを閉鎖して往復動ポンプの吐出を行うことによって、ポンプの脈動及び圧力変化を非常に小さくすることができる。

図２は、図１のダイコーター１による吐出と吸引の動作を模式的に示したものである。ダイコーター１のダイ２から活物質層用塗工組成物を吐出する段階では、図２Ａに示すように、流路切り替え弁５によってタンク３からシリンジポンプ６へ向かうメインライン４ａ〜４ｃ及びシリンジ側ライン９の流れが遮断された状態でプランジャー８が前進し、活物質層用塗工組成物がダイ２から吐出され、やがて図２Ｂに示すように、プランジャー８が最深部に到達して吐出が完了する。図２Ａ及び図２Ｂに示す吐出段階では、メインラインのタンク３から流路切り替え弁５までの区間４ａ〜４ｃに活物質層用塗工組成物が存在していないが、ここに活物質層用塗工組成物が滞留していてもよい。

次に、図２Ｃに示すように、流路切り替え弁５によってタンク３とシリンジポンプ６の間が遮断されたままの状態でプランジャー８を少し後退させて、メインラインの流路切り替え弁５とダイ２の間の区間に残留している活物質層用塗工組成物をシリンジ側ライン９の区間まで引き戻す。この引き戻し工程（サックバック）は、シリンジポンプによる吸引量、吐出量を正確にするために行われるが、この工程は必ずしも必要ではない。

次に、図２Ｄに示すように、流路切り替え弁５を駆動させて、ダイ２へ向かうメインライン４ｄ内の流れを遮断し、その状態で、プランジャー８を後退させてタンク３からシリンジポンプ６のシリンジ７内へ所定量の活物質層用塗工組成物を吸引する。その後、再び流路切り替え弁５を駆動させて、図２Ａの状態とし、吐出を行えばよい。

本発明においては、シリンジポンプ６の一回の吸引により、あらかじめ決めておいた吐出一回分の活物質層用塗工組成物をシリンジ７内へ吸引し、吸引した全量を一回の吐出動作で吐出することにより、１パターン分の塗工量を毎回の吸引動作において正確に取り分け、ダイから吐出することができる。

また、本発明においては、シリンジポンプ６の一回の吸引により、あらかじめ決めておいた１パターン群分の活物質層用塗工組成物をシリンジ７内へ吸引し、吸引した組成物を何回かに分けて等量ずつ又は各回ごとの固有の所定量を吐出することにより、１パターン群分の塗工量を毎回の吸引動作において正確に取り分け、各回の正確な所定量をダイから吐出することができる。この場合、プランジャーを何箇所かの位置で正確に一時停止させるために、プランジャーを前進後退させる機構としてカム以外の機構を設けることが好ましい。

図５は、図１に示したものと同様のダイコーターを含む電極板製造装置の全体的な構成例（装置１０４）を模式的に示したものである。
装置１０４は、集電体Ａを搬送する搬送手段２１と、図１中に示したダイコーター１と、乾燥手段２２と、入力手段２３と、制御手段２４を備えている。

搬送手段２１は、集電体Ａを諸工程のために供給し、巻き取るための手段である。図５の例では、電極板供給ロール２５を取り付けた供給部２６と、該供給部を駆動するモーター２９ａと、電極板巻取りロール２７を取り付けた巻取り部２８と、該巻取り部を駆動するモーター２９ｂと、搬送路上を移動する集電体Ａを支持するガイドローラ３０と、必要に応じてその他の部材から搬送手段が構成される。搬送速度は通常、５〜５０ｍ／ｍｉｎ．とする。

ダイコーター１は、基本的には図１に示したものと同様であるが、補助ポンプを含む循環手段の部分を有していない。また、流路切り替え弁５の駆動するための流路切り替え用モーター２９ｃを有している。

ダイコーター１によって活物質層Ｂが形成された集電体Ａは、搬送手段により搬送され、通常、乾燥手段２２により乾燥されるが、乾燥工程における熱源としては、熱風、赤外線、マイクロ波、高周波、或いはそれらを組み合わせて利用できる。乾燥工程において集電体をサポート又はプレスする金属ローラーや金属シートを加熱して放出させた熱によって乾燥してもよい。また、乾燥後、電子線又は放射線を照射することにより、結着材を架橋反応させて活物質層を得ることもできる。塗布と乾燥は、複数回繰り返してもよい。

入力手段２３は、装置１０４を運転するために必要な開始、停止又は運転条件等の指示を入力して信号化（指示信号の作成）し、指示信号を制御手段に伝達する手段である。指示信号には、シリンジポンプ６による吸引・吐出のタイミングや速度等の条件も含まれる。入力手段は、例えば、指示を入力するためのインターフェイス部と、入力した情報を信号化する変換部と、生成した指示信号を制御手段に送る送信部から構成され、さらに必要に応じて、自動運転のために信号を蓄積し、蓄積された信号の一部を適切な時刻に発信するプログラム記録部等の他の部材を含んでいても良い。

制御手段２４は、運転過程を制御する手段である。制御手段は、例えば、制御プログラムを蓄積するプログラム部、入力手段からの指示信号や各種センサーからのフィードバック情報を制御プログラムに照合して運転条件の適否判定又は最適条件の決定を行う演算部、制御信号を各駆動手段に送る発信部、及び、必要に応じてその他の部材から構成される。図５の例では、制御手段は前記入力手段２３、図示されていないその他のセンサー、及び、プランジャーの前進後退用モーター１２、流路切り替え用モーター２９ｃ、供給部を駆動するモーター２９ａ、巻取り部を駆動するモーター２９ｂ、乾燥手段のモーター２９ｄ等の各モーターに接続され、入力手段から受信する指示信号、制御手段内に予め記録された制御プログラム、各種センサーからのフィードバック情報を総合的に判断して、運転の開始から停止まで全過程の制御を行う。

更に、得られた活物質層をプレス加工することにより、活物質層の密度、集電体に対する密着性、均質性を向上させることができる。プレス加工は、乾燥手段２２の下流側に図示していないプレス手段を設けて、そこで行ってもよいし、乾燥手段を通過した電極板の中間製品を巻き取りロール２７に巻き取って、巻き取ったロールを装置１０４とは別のプレス装置にセットして行ってもよい。

プレス加工は、例えば、金属ロール、弾性ロール、加熱ロールまたはシートプレス機等を用いて行う。本発明においてプレス温度は、活物質層の塗工膜を乾燥させる温度よりも低い温度とする限り、室温で行っても良いし又は加温して行っても良いが、通常は室温（室温の目安としては１５〜３５℃である。）で行う。

このようにして得られる活物質層は、少なくとも正極又は負極活物質及び結着材を含有し、さらに必要に応じて導電剤やその他の成分を含有してなるものであり、乾燥後の活物質層に含有される各成分の配合割合は、活物質層用塗工組成物の固形分基準での配合割合と同じである。正極又は負極活物質層の塗工量は通常、２０〜３５０ｇ／ｍ^２とし、その厚さは、乾燥、プレス後に通常１０〜２００μｍ、好ましくは５０〜１７０μｍの範囲にする。

図３に、図１とは別の実施形態（１０２）の概略構成を示す。装置１０２は、コーティング手段としてダイコーター１を備えると共に、ダイの位置に集電体Ａを搬送する搬送手段（図示せず）を備えている。
ダイコーター１は、少なくとも、コーティングヘッドであるダイ２、活物質層用塗工組成物の供給源であるタンク３、タンクからダイへの活物質層用塗工組成物の移送路となるメインライン４（４ａ、４ｄ）、該メインラインの途中に設けられた流路切り替え手段である流路切り替えユニット１６、該流路切り替えユニット１６に接続された往復動ポンプであるシリンジポンプ６から構成されている。

流路切り替えユニット１６は、メインラインの途中に介在し該メインラインの移送路の一部を構成する接続部１７と、該接続部の流入口をメインラインの供給源側の区間４ａに接続する流入側開閉弁１８と、該接続部の流出口側をメインラインのダイ側の区間４ｄに接続する流出側開閉弁１９とを備えている。
シリンジポンプ６は前記接続部１７に接続している。特に、この例では流路切り替えユニット１６とシリンジポンプ６が一体化している。
シリンジポンプ６は、少なくとも、シリンジ７、プランジャー８、プランジャーを往復動させる前進後退機構２０、該前進後退機構を駆動させるモーター（前進後退用モーター）１２から構成される。

上記装置１０２においては、シリンジポンプの吸引時に、流出側開閉弁１９を閉鎖し且つ流入側開閉弁１８を開放し、一方、シリンジポンプの吐出時には、流出側開閉弁１９を開放し且つ流入側開閉弁１８を閉鎖する。従って、図１の装置１０１と同様に、ダイ２へ伝達されるポンプの脈動及び圧力変化を非常に小さくすることができる。
なお、流入側開閉弁１８及び流出側開閉弁１９の駆動は、ダイの位置に搬送されてくる集電体の塗工部及び未塗工部の位置に合わせて、図示していない制御手段により制御され、流路の切り替えが行われる。

図４に、さらに別の実施形態（装置１０３）の概略構成を示す。装置１０３は、図１に示したものと同じ構造のシリンジポンプ６ａ、６ｂを２つ有しており、それらが１つのメインライン上に並列に接続している。２つのシリンジポンプ６ａ、６ｂのカム１０ａ、１０ｂはカム軸１１上に方位角を１８０度ずらして固定されており、これによって２つのプランジャー８ａ、８ｂは往復動作の位相が１８０度ずれるように設定されている。
本発明においては、この例のように、２つ以上の往復動ポンプを一つのメインライン上に並列に設け、必要に応じて各往復動ポンプの吸引・排出動作に適当な位相差を設定することにより、間歇塗工の効率を上げたり、複雑な間歇パターンを形成することが可能となる。

本発明に係る電極板製造装置の一実施形態の概略構成を模式的に示す図である。 図１に示したダイコーターの吐出動作を模式的に示した図である。 図１に示したダイコーターの吐出終了状態を模式的に示した図である。 図１に示したダイコーターのサックバック動作を模式的に示した図である。 図１に示したダイコーターの吸引動作を模式的に示した図である。 本発明に係る電極板製造装置の別の実施形態の概略構成を模式的に示す図である。 本発明に係る電極板製造装置の別の実施形態の概略構成を模式的に示す図である。 図１に示したダイコーターを含む電極板製造装置の全体的な構成例を模式的に示す図である。 間歇塗布を行う従来のダイコーターの構成例を模式的に示す図である。

符号の説明

１０１、１０２、１０３、１０４： 電極板の製造装置
Ａ：集電体
Ｂ：塗工層又は活物質層
１：ダイコーター
２：ダイ
３：タンク
４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）：メインライン
５：流路切り替え弁
６（６ａ、６ｂ）：シリンジポンプ
７：シリンジ
８（８ａ、８ｂ）：プランジャー
９：シリンジ側ライン
１０（１０ａ、１０ｂ）：カム
１１：カム軸
１２：前進後退用モーター
１３：補助ポンプ
１４：循環用切り替え弁
１５：リターンライン
１６：流路切り替えユニット
１７：接続部
１８：流入側開閉弁
１９：流出側開閉弁
２０：前進後退機構
２１ 搬送手段
２２ 乾燥手段
２３ 入力手段
２４ 制御手段
２５ 電極板供給ロール
２６ 供給部
２７ 電極板巻取りロール
２８ 巻取り部
２９ａ 供給部を駆動するモーター
２９ｂ 巻取り部を駆動するモーター
２９ｃ 流路切り替え用モーター
２９ｄ 乾燥手段のモーター
３０ ガイドローラ
２０１ ダイコーター
２０２ ポンプ
２０３ ダイ
２０４ メインライン
２０５ 間歇塗工用バルブ
２０６ リターンライン
２０７ 循環手段
２０８ 活物質層
２０９ 塗工部
２１０ 集電体
２１１ 非塗工部

Claims (14)

1. 活物質層用塗工組成物を集電体上に塗工するコーティング手段、及び、集電体を搬送する搬送手段を備える電極板の製造装置であって、
   該コーティング手段は、少なくとも、活物質層用塗工組成物の供給源、該活物質層用塗工組成物を集電体に塗工するコーティングヘッド、前記供給源から前記コーティングヘッドへの該活物質層用塗工組成物の移送路となるメインライン、前記メインラインの途中に設けられた流路切り替え手段、及び、前記流路切り替え手段に接続され且つメインラインを通じて供給源からの活物質層用塗工組成物の吸引及びコーティングヘッドへの活物質層用塗工組成物の吐出を行う往復動ポンプから構成され、
   該往復動ポンプの吸引時には、前記流路切り替え手段により往復動ポンプからコーティングヘッドへのメインライン内の流れが遮断され且つ供給源から往復動ポンプへのメインライン内の流れが開放され、
   該往復動ポンプの吐出時には、流路切り替え手段により供給源から往復動ポンプへのメインライン内の流れが遮断され且つ往復動ポンプからコーティングヘッドへのメインライン内の流れが開放されることを特徴とする、電極板の製造装置。
2. 前記往復動ポンプはシリンジポンプである請求項１に記載の電極板の製造装置。
3. 前記往復動ポンプは、活物質層用塗工組成物の所定量を吸引し、吸引した該活物質層用塗工組成物の全量を１回の吐出動作で吐出する請求項１又は２に記載の電極板の製造装置。
4. 前記往復動ポンプは、ポンプ内に吸引した活物質層用塗工組成物を２回以上に分けて各回の所定量を吐出する請求項１又は２に記載の電極板の製造装置。
5. 前記流路切り替え手段は、メインライン上の往復動ポンプへの分岐点に設けられた流路切り替え弁である、請求項１乃至４のいずれかに記載の電極板の製造装置。
6. 前記流路切り替え手段は、メインラインの途中に介在し該メインラインの移送路の一部を構成する接続部と、該接続部の流入口をメインラインの供給源側に接続する流入側開閉弁と、該接続部の流出口側をメインラインのダイ側に接続する流出側開閉弁とを備え、
   前記接続部に前記往復動ポンプが接続し、該往復動ポンプの吸引時には、前記流出側開閉弁が閉鎖し且つ流入側開閉弁が開放し、該往復動ポンプの吐出時には、前記流出側開閉弁が開放し且つ流入側開閉弁が閉鎖する、請求項１乃至４のいずれかに記載の電極板の製造装置。
7. ２つ以上の前記往復動ポンプが一つのメインライン上に並列に設けられている、請求項１乃至６のいずれかに記載の電極板の製造装置。
8. 集電体を搬送しながら、活物質層用塗工組成物を集電体上に搬送の流れ方向に沿って塗工するコーティング工程を含む電極板の製造方法であって、
   前記コーティング工程において、活物質層用塗工組成物の供給源から該活物質層用塗工組成物を集電体に塗工するコーティングヘッドに至る該活物質層用塗工組成物の移送路となるメインライン上に往復動ポンプを設け、メインライン上の往復動ポンプを設けた位置又はそれよりもコーティングヘッド寄りの位置においてメインラインの流れを閉鎖して往復動ポンプの吸引を行い、且つ、メインライン上の往復動ポンプを設けた位置又はそれよりも供給源寄りの位置においてメインラインの流れを閉鎖して往復動ポンプの吐出を行うことを特徴とする、電極板の製造方法。
9. 前記往復動ポンプとしてシリンジポンプを用いる請求項８に記載の電極板の製造方法。
10. 前記往復動ポンプによって、活物質層用塗工組成物の所定量を吸引し、吸引した該活物質層用塗工組成物の全量を１回の吐出動作で吐出する請求項８又は９に記載の電極板の製造方法。
11. 前記往復動ポンプによって、ポンプ内に吸引した活物質層用塗工組成物を２回以上に分けて各回の所定量を吐出する請求項８又は９に記載の電極板の製造方法。
12. 前記流路切り替え手段として、メインライン上の往復動ポンプへの分岐点に流路切り替え弁を設ける、請求項８乃至１１のいずれかに記載の電極板の製造方法。
13. 前記流路切り替え手段として、該メインラインの移送路の一部を構成する接続部と、該接続部の流入口に設けられた流入側開閉弁と、該接続部の流出口に設けられた流出側開閉弁とを備える切り替えユニットを用い、
    該切り替えユニットの流入側開閉弁をメインラインの供給源側に接続し、流出側開閉弁をメインラインのダイ側に接続して、切り替えユニットをメインラインの途中に介在させると共に、その接続部に前記往復動ポンプを接続し、
    該往復動ポンプは、前記流出側開閉弁を閉鎖し且つ流入側開閉弁を開放した状態で吸引を行い、前記流出側開閉弁を開放し且つ流入側開閉弁を閉鎖した状態で吐出を行う、請求項８乃至１１のいずれかに記載の電極板の製造方法。
14. ２つ以上の前記往復動ポンプを一つのメインライン上に並列に設ける、請求項８乃至１３のいずれかに記載の電極板の製造方法。
    

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