JP2012009281A - Battery production method and device production method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、帯状の集電体シートの平面にペースト材料が塗工された電極箔を有する電池の製造方法、および製造装置の技術に関し、より詳しくは、前記集電体シートを追加する際の箔継ぎ作業の技術に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a battery having an electrode foil in which a paste material is coated on a flat surface of a belt-shaped current collector sheet, and a technology of a manufacturing apparatus, and more specifically, when the current collector sheet is added. The present invention relates to a foil splicing technique.
従来から、電池の電極としては、金属箔の集電体シートの表裏面に、ペースト材料からなる活物質層を形成してなる電極箔が用いられ、該電極箔は主に塗工装置によって製造される(例えば、「特許文献1」を参照。)。
前記塗工装置は、繰出し装置や吐出装置や乾燥炉や巻取り装置などにより構成される。
そして、このような構成からなる塗工装置によって電極箔を製造するには、先ず、ロール状に巻き取られた金属箔である集電体シートを繰出し装置によって繰出し、該集電体シートの表面に、吐出装置によりペースト材料を吐出して塗布する。その後、塗布したペースト材料を乾燥炉により乾燥させた後、さらに集電体シートの裏面に、吐出装置によりペースト材料を吐出して塗布する。そして、再び乾燥炉により、塗布したペースト材料を乾燥させた後、巻取り装置によってロール状に巻き取るのである。
Conventionally, as an electrode of a battery, an electrode foil formed by forming an active material layer made of a paste material on the front and back surfaces of a current collector sheet of metal foil is used, and the electrode foil is mainly manufactured by a coating apparatus. (For example, refer to “Patent Document 1”.)
The coating device includes a feeding device, a discharge device, a drying furnace, a winding device, and the like.
And in order to manufacture electrode foil with the coating apparatus which consists of such a structure, first, the collector sheet which is metal foil wound up by roll shape is drawn out with a feeding apparatus, The surface of this collector sheet The paste material is discharged and applied by a discharge device. Thereafter, the applied paste material is dried by a drying furnace, and then the paste material is discharged and applied to the back surface of the current collector sheet by a discharge device. And after drying the apply | coated paste material again with a drying furnace, it winds up in roll shape with a winding device.
ここで、例えばリチウムイオン二次電池などに用いられる電極箔は、活物質層の厚みが極端に薄く、このような活物質層を効率よく確実に形成するために、集電体シートへのペースト材料の塗布を、減圧下にて実施することが行われている(例えば、「特許文献2」を参照。)。
即ち、前記吐出装置は、ペースト材料を吐出するダイと、該ダイと対向して配設されるバックアップロールと、これらのダイとバックアップロールとの間、且つペースト材料の塗布部における集電体シートの搬送方向上流側を覆う減圧チャンバとを有して構成される。
そして、集電体シートはバックアップロールに巻回されつつ、該バックアップロールとダイとの間を搬送され、室内を減圧された減圧チャンバ内にて、該ダイから吐出されるペースト材料が塗布されるのである。
Here, for example, an electrode foil used for a lithium ion secondary battery has an extremely thin active material layer, and in order to form such an active material layer efficiently and reliably, a paste on a current collector sheet The material is applied under reduced pressure (see, for example, “
That is, the discharge device includes a die for discharging a paste material, a backup roll disposed to face the die, a current collector sheet between the die and the backup roll, and a paste material application portion. And a decompression chamber covering the upstream side in the transport direction.
Then, while the current collector sheet is wound around the backup roll, the current collector sheet is conveyed between the backup roll and the die, and the paste material discharged from the die is applied in the decompression chamber whose pressure is reduced in the room. It is.
また、前記塗工装置においては、集電体シートの表裏面にペースト材料を塗工することから、搬送途中の集電体シートを反転させる必要がある。従って、集電体シートの反転作業をスムーズに行うために、反転装置が設けられることが多い(例えば、「特許文献3」を参照。)。
前記反転装置は、例えば平面視において、三角形などの多角形の各辺に軸心方向を沿わせて配設される複数のエアターンローラーを有して構成され、各エアターンローラーの搬送面(集電体シートが巻回される外周面)には、無数の微細孔が穿孔されるとともに、該微細孔より圧縮空気が噴出される。
そして、集電体シートは、前記圧縮空気によって前記搬送面から浮上された状態で各エアターンローラーに各々巻回され、該エアターンローラーの軸心方向に横滑りしながらスムーズに搬送される。そして、最終的に、表面および裏面を反転させた状態によって、反転装置より搬出されるようになっている。
Moreover, in the said coating apparatus, since the paste material is applied to the front and back of a collector sheet, it is necessary to reverse the collector sheet in the middle of conveyance. Accordingly, a reversing device is often provided in order to smoothly perform the reversing operation of the current collector sheet (see, for example, “Patent Document 3”).
The reversing device includes, for example, a plurality of air turn rollers disposed along the axial direction along each side of a polygon such as a triangle in plan view, and a conveying surface (current collector) of each air turn roller. An infinite number of fine holes are perforated on the outer peripheral surface around which the body sheet is wound, and compressed air is ejected from the fine holes.
The current collector sheet is wound around each air turn roller in a state of being floated from the transport surface by the compressed air, and is smoothly transported while sliding sideways in the axial direction of the air turn roller. And finally, it is carried out from the reversing device in a state where the front surface and the back surface are reversed.
以上のような構成からなる塗工装置においては、集電体シートが、減圧チャンバ内の減圧によってバックアップロールより浮き上がるのを防止するために、吐出装置の近傍では、前記集電体シートに高負荷の張力を付加する必要がある。
一方、反転装置の近傍では、集電体シートが各エアターンローラーに各々巻回されつつ、該エアターンローラーの軸心方向に横滑りしながらスムーズに搬送されるように、該集電体シートに低負荷の張力を付加する必要がある。
このようなことから、吐出装置と反転装置との間(より詳しくは、乾燥炉の下流側近傍)には、ニップローラー装置が配設され、該ニップローラー装置に設けられる二本のニップローラーによって、搬送中の集電体シートを挟持することで、これらの吐出装置側と反転装置側とにおける集電体シートに付加される張力を、分断するようになっている。
In the coating apparatus having the above-described configuration, in order to prevent the current collector sheet from floating from the backup roll due to the reduced pressure in the reduced pressure chamber, a high load is applied to the current collector sheet in the vicinity of the discharge device. It is necessary to add tension.
On the other hand, in the vicinity of the reversing device, the current collector sheet is wound around each air turn roller, and the current collector sheet has a low load so as to be smoothly conveyed while sliding sideways in the axial direction of the air turn roller. It is necessary to add tension.
For this reason, a nip roller device is disposed between the discharge device and the reversing device (more specifically, near the downstream side of the drying furnace), and the two nip rollers provided in the nip roller device are used. By sandwiching the current collector sheet being conveyed, the tension applied to the current collector sheet on the discharge device side and the reversing device side is divided.
ところで、残り少なくなった集電体シートを新規の集電体シートに交換する際、これらの集電体シートの端部を粘着テープによって互いに継ぎ合わせることで、両者を接続する(箔継ぎする)「箔継ぎ作業」が実施される。
また、前記箔継ぎ作業を実施する場合、予め定められた品質を満足する電極箔の生産量を極力維持するために、塗工装置は一旦停止されることなく継続して稼動される。
By the way, when replacing the remaining current collector sheet with a new current collector sheet, the ends of these current collector sheets are joined to each other with an adhesive tape to connect them (foil joint). "Foil splicing work" is performed.
Moreover, when performing the said foil splicing operation | work, in order to maintain the production amount of the electrode foil which satisfies predetermined quality as much as possible, a coating device is continuously operated without stopping.
ここで、塗工装置内を搬送される集電体シートにおいて、箔継ぎがなされた箇所(以下、「箔継ぎ箇所」と記す)は、他の部分に比べて、貼付された粘着テープの分だけ厚みが増している。そして、集電体シートの箔継ぎ箇所の厚みは、ダイとバックアップロールとの間の隙間より大きな値となっている。
よって、集電体シートの箔継ぎ箇所が吐出装置の部分を通過する際は、先ず、ダイによるペースト材料の吐出を停止し、さらに該ダイをバックアップローラに対して離間方向に移動させた後に、前記箔継ぎ箇所が吐出装置の部分を通過するように構成する必要がある。
Here, in the current collector sheet transported through the coating apparatus, the location where the foil splicing was performed (hereinafter referred to as “foil splicing location”) is a portion of the adhesive tape that was applied. Only the thickness is increasing. And the thickness of the foil joint location of a collector sheet has a larger value than the gap between the die and the backup roll.
Therefore, when the foil joint portion of the current collector sheet passes through the part of the discharge device, first, the discharge of the paste material by the die is stopped, and further, after the die is moved in the separation direction with respect to the backup roller, It is necessary to configure such that the foil joint portion passes through the portion of the discharge device.
また、ニップローラー装置は、乾燥炉の下流側近傍に配設されるところ、他の部分に比べて厚みが厚く、粘着力を有する粘着テープが貼り付けられている集電体シートの箔継ぎ箇所は、前記乾燥炉によって熱せられた状態でニップローラー装置部分に到達するが、前記箔継ぎ箇所が熱せられた状態で二本のニップローラーにより挟持されると、集電体シートに多数の皺が発生する。
よって、集電体シートの箔継ぎ箇所が二本のニップローラー間を通過する際は、これら二本のニップローラーを離間して開放した状態で前記箔継ぎ箇所を通過させる必要がある。
In addition, the nip roller device is disposed near the downstream side of the drying furnace, and is thicker than other parts, and the foil joining point of the current collector sheet to which the adhesive tape having adhesive force is attached Reaches the nip roller device part while being heated by the drying furnace, but when the foil spliced part is heated and sandwiched by two nip rollers, a large number of wrinkles are formed on the current collector sheet. appear.
Therefore, when the foil joining location of the current collector sheet passes between the two nip rollers, it is necessary to pass the foil joining location with the two nip rollers separated and opened.
一方、二本のニップローラーを開放すれば、吐出装置側と反転装置側とにおける集電体シートに付加される張力は繋がってしまう。
その結果、集電体シートに付加される張力は、吐出装置側の高負荷の張力に統一され、反転装置において、集電体シートと各エアターンローラーとの間に擦れが発生してしまう。
よって、二本のニップローラーの開放は、吐出装置側の張力を反転装置側の張力にまで低下させた後に行う必要がある。
On the other hand, if the two nip rollers are opened, the tension applied to the current collector sheet on the discharge device side and the reversing device side is connected.
As a result, the tension applied to the current collector sheet is unified with the high-load tension on the discharge device side, and rubbing occurs between the current collector sheet and each air turn roller in the reversing device.
Therefore, it is necessary to open the two nip rollers after the tension on the discharge device side is reduced to the tension on the reversing device side.
しかしながら、前述のとおり、吐出装置側の張力が反転装置側の張力にまで低下すると、吐出装置近傍を搬送される集電体シートは、減圧チャンバ内が減圧されているためバックアップロールより浮き上がることになる。
また、減圧下にて吐出されるペースト材料は、常圧下にて吐出される場合に比べて、幅方向(平面視において、集電体シートの搬送方向と直交する方向)に広がって、集電体シートに塗布されるところ、減圧状態のまま吐出装置側の張力を反転装置側の張力にまで低下させると、塗工幅(活物質層の幅方向の寸法)の狭い電極箔が製作されてしまい、不良品になるおそれがある。
However, as described above, when the tension on the discharge device side is reduced to the tension on the reversing device side, the current collector sheet conveyed near the discharge device is lifted from the backup roll because the decompression chamber is decompressed. Become.
In addition, the paste material discharged under reduced pressure spreads in the width direction (in the direction perpendicular to the conveying direction of the current collector sheet in a plan view) as compared with the case of discharging under normal pressure. When the tension on the discharge device side is reduced to the tension on the reversing device side while the pressure is reduced, an electrode foil with a narrow coating width (dimension in the width direction of the active material layer) is produced. There is a risk of becoming a defective product.
以上のようなことから、従来の塗工装置において箔継ぎ作業を実施するときには、先ず、吐出装置におけるペースト材料の吐出を停止し、減圧チャンバ内の気圧を常圧にまで復帰した後、ダイをバックアップローラに対して離間方向に移動させるとともに、吐出装置側の張力を反転装置側の張力にまで低下させ、二本のニップローラーを開放していた。そして、集電体シートの箔継ぎ作業が終了して、集電体シートの箔継ぎ箇所が、ニップローラー装置を通過した後に、これら吐出装置とニップローラー装置を元の状態(箔継ぎ作業を実施する前の状態)に復帰することとしていた。
このように、従来の塗工装置においては、箔継ぎ作業を実施する際、箔継ぎされた前記箔継ぎ箇所がニップローラー装置を通過するまで、集電体シートにペースト材料を塗工することができず、製造される電極箔について歩留まりの悪化や、生産量の低下を招いていた。
From the above, when carrying out the foil splicing operation in the conventional coating apparatus, first, the discharge of the paste material in the discharge device is stopped, the pressure in the decompression chamber is returned to normal pressure, and then the die is removed. While moving in the separation direction with respect to the backup roller, the tension on the discharge device side was reduced to the tension on the reversing device side, and the two nip rollers were opened. And after the foil splicing operation of the current collector sheet is completed and the foil splicing location of the current collector sheet passes through the nip roller device, the discharge device and the nip roller device are in the original state (the foil splicing operation is performed) It was supposed to return to the state before.
As described above, in the conventional coating apparatus, when performing the foil splicing operation, the paste material can be applied to the current collector sheet until the foil spliced portion that has been foil spliced passes through the nip roller device. However, the yield of the electrode foils to be produced and the production volume were reduced.
本発明は、以上のような問題点を鑑みてなされたものであり、生産量の低下を極力防いだ箔継ぎ作業を実施可能な、電池の製造方法および製造装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a battery manufacturing method and a manufacturing apparatus capable of performing a foil splicing operation that prevents a decrease in production as much as possible. .
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項1においては、減圧下にて、帯状の集電体シートに高負荷の張力を付加しつつ、ペースト材料を塗工する塗工工程と、該塗工工程の完了後、該塗工工程において付加した張力に比べて低負荷の張力を前記集電体シートに付加しつつ、前記集電体シートをエアターンローラーの外周面に滑らせながら前記集電体シートの表裏面を反転させる反転工程と、を備える製造工程によって電極箔を製造する、電池の製造方法であって、前記集電体シートの継ぎ合わせを行う箔継ぎ作業時における、前記集電体シートの前記塗工工程への供給は、前記塗工工程における減圧状態を常圧状態に変化させる減圧解除工程と、該減圧解除工程の完了後、前記塗工工程にて集電体シートに付加する張力を、前記反転工程における張力にまで低下させる張力低下工程と、前記張力低下工程の完了後、第一の集電体シートの後端部に、新たに供給する第二の集電体シートの前端部を継ぎ合わせて接続し、接続した集電体シートを塗工工程へ搬送する箔継ぎ工程と、を備える供給工程によって行われるものである。 That is, according to the first aspect of the present invention, a coating process for applying the paste material while applying a high load tension to the strip-shaped current collector sheet under reduced pressure, and after the coating process is completed, the coating process is performed. The front and back surfaces of the current collector sheet are reversed while sliding the current collector sheet on the outer peripheral surface of the air turn roller while applying a low load tension to the current collector sheet as compared with the tension applied in the construction process. A battery manufacturing method for manufacturing an electrode foil by a manufacturing process comprising a reversing process, and to the coating process of the current collector sheet during a foil splicing operation for joining the current collector sheets Supply of the reduced pressure state in the coating step to normal pressure state, and after the completion of the reduced pressure release step, the tension applied to the current collector sheet in the coating step, the reversal step Reduce to tension at After completion of the force reduction step and the tension reduction step, the front end portion of the second current collector sheet to be newly supplied is connected to the rear end portion of the first current collector sheet, and the connected current collector is connected. And a foil joining step for conveying the electric sheet to the coating step.
請求項2においては、請求項1に記載の電池の製造方法であって、前記減圧解除工程において、前記ダイと前記集電体シートとの間隙寸法は、減圧値ごとに予め定められており、前記減圧値の変化にともなって、前記間隙寸法を変化させるものである。
In
請求項3においては、高負荷の張力が付加された状態で搬送される帯状の集電体シートが巻回されるバックアップロールと、前記集電体シートを間に挟んだ状態で前記バックアップロールに対向して設けられ、前記バックアップロールに対して近接離間方向に移動可能に配設されるダイと、前記バックアップロールとダイとの間隙を減圧する減圧手段と、を有する塗工部、該塗工部の集電体シート搬送方向における下流側に設けられ、外周面において、該塗工部に比べて低負荷の張力が付加された前記集電体シートを滑らせながら、前記集電体シートの表裏面を反転させるエアターンローラーを有する反転部、および前記塗工部の上流側に設けられ、二枚の前記集電体シートを継ぎ合わせて接続する箔継ぎ部、を備える塗工装置によって電極箔を製造する、電池の製造装置であって、前記集電体シートの継ぎ合わせを行う箔継ぎ作業時における、前記集電体シートの前記塗工部への供給は、前記減圧手段による前記バックアップロールとダイとの間隙の減圧状態を常圧状態に変化させ、前記バックアップロールと前記ダイとの間隙が常圧に達した後、前記塗工部にて集電体シートに付加される張力を低下させ、該張力が、前記反転部にて集電体シートに付加される張力と等しくなった後、前記箔継ぎ部によって、第一の集電体シートの後端部に、新たに供給する第二の集電体シートの前端部を継ぎ合わせて接続して、接続した集電体シートを前記塗工部へ搬送することにより行われるものである。 In claim 3, a backup roll around which a belt-like current collector sheet conveyed in a state where a high load tension is applied is wound on the backup roll with the current collector sheet sandwiched therebetween. A coating portion having a die provided oppositely and arranged to be movable in the proximity and separation direction with respect to the backup roll; and a decompression means for decompressing a gap between the backup roll and the die, the coating The current collector sheet is provided on the downstream side in the current collector sheet conveying direction, and the current collector sheet of the current collector sheet is slid on the outer peripheral surface while sliding the current collector sheet to which a low load tension is applied as compared with the coated portion. An electrode by a coating apparatus comprising a reversing unit having an air turn roller for reversing the front and back surfaces, and a foil splicing unit that is provided upstream of the coating unit and joins and connects the two current collector sheets. A battery manufacturing apparatus for supplying the current collector sheet to the coating section during a seam joining operation for joining the current collector sheets. The pressure reduction state of the gap between the die and the die is changed to a normal pressure state, and after the gap between the backup roll and the die reaches a normal pressure, the tension applied to the current collector sheet at the coating portion is reduced. After the tension becomes equal to the tension applied to the current collector sheet at the reversing portion, the foil joint portion newly supplies the first current collector sheet to the rear end portion of the first current collector sheet. It is performed by joining the front end portions of the second current collector sheets together and transporting the connected current collector sheets to the coating portion.
請求項4においては、請求項3に記載の電池の製造装置であって、前記塗工部において、前記ダイと前記集電体シートとの間隙寸法は、減圧手段の減圧値ごとに予め定められており、前記塗工部の減圧手段を徐々に解除する際は、前記減圧値の変化にともなって、前記ダイをバックアップロールに対して近接離間方向に移動させるものである。 In Claim 4, It is a battery manufacturing apparatus of Claim 3, Comprising: In the said coating part, the gap | interval dimension of the said die | dye and the said collector sheet is predetermined for every pressure reduction value of a pressure reduction means. When the pressure reducing means of the coating unit is gradually released, the die is moved in the proximity / separation direction with respect to the backup roll as the pressure reduction value changes.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、本発明における電池の製造方法、および電池の製造装置によれば、生産量の低下を極力防いだ箔継ぎ作業を実施することができる。
As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
That is, according to the battery manufacturing method and the battery manufacturing apparatus of the present invention, it is possible to perform a foil splicing operation that prevents a decrease in the production amount as much as possible.
次に、発明の実施の形態を説明する。 Next, embodiments of the invention will be described.
[塗工装置1]
先ず、本発明に係る電池の製造装置を具現化する塗工装置1の全体的な構成について、図1、および図2を用いて説明する。
なお、図1における矢印aの方向が、電極箔(より詳しくは、集電体シート50)の搬送方向を示すものとして、以下の説明を行う。
[Coating device 1]
First, an overall configuration of a coating apparatus 1 that embodies a battery manufacturing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
In addition, the following description is given on the assumption that the direction of the arrow a in FIG. 1 indicates the conveyance direction of the electrode foil (more specifically, the current collector sheet 50).
塗工装置1は、例えばリチウムイオン二次電池などの電極として用いられる電極箔を製造するための装置である。
塗工装置1は、主に第一塗工部2や反転部3や第二塗工部4や、塗工装置1全体の運転を制御する制御装置5などにより構成される。
The coating apparatus 1 is an apparatus for manufacturing an electrode foil used as an electrode of, for example, a lithium ion secondary battery.
The coating apparatus 1 is mainly configured by a
先ず始めに、第一塗工部2について説明する。
第一塗工部2は、帯状の集電体シート50の「表面」に、ペースト材料52を塗工するための機構である。
第一塗工部2は、繰出し装置21や箔継ぎ装置22や第一吐出装置23や第一乾燥炉24などにより構成される。
First, the
The
The
なお、集電体シート50は、電極箔の基板となる部材であり、例えばアルミニウム箔や銅箔など、製造される電極箔の種類や用途に応じて任意に用いられるシート状の金属箔から形成される。
また、ペースト材料52は、溶剤を加えた電極活物質(正極活物質あるいは負極活物質)と、バインダーとを混合したスラリー状の流動体から形成される。
The
The
繰出し装置21は、ロール状に巻き取られた集電体シート50(以下、ロール状に巻き取られた集電体シート50を「集電体ロール50a」と記す)を第一吐出装置23に繰出すとともに、繰出された集電体シート50に張力を付加するための装置である。
The
繰出し装置21には駆動モータ21aや、集電体ロール50aの軸心に挿嵌されて該集電体ロール50aを支持する回転シャフト21bなどが配設される。
前記駆動モータ21aの出力軸は、図示せぬ連結機構を介して前記回転シャフト21bと駆動連結される。
そして、駆動モータ21aの駆動力が回転シャフト21bに伝達され、集電体ロール50aが軸心を中心にして回転駆動されることで、集電体シート50は塗工装置1に繰出される。
The
The output shaft of the
The driving force of the
なお、繰出し装置21より集電体シート50が繰出される速度(図1に示す第一繰出し速度V1)は、後述するニップローラー装置32より集電体シート50が繰出される速度(図1に示す第二繰出し速度V2)に比べて遅くなるように、駆動モータ21aは制御されている。
即ち、駆動モータ21aの回転速度をこのように制御することで、繰出し装置21からニップローラー装置32に亘る領域において、集電体シート50には、搬送方向へ向かって作用する高負荷の張力が付加されるようになっている。
The speed at which the
That is, by controlling the rotational speed of the
次に、箔継ぎ装置22について説明する。
箔継ぎ装置22は、残り少なくなった集電体ロール50a(以下、「旧集電体ロール50a」と記す)を新規の集電体ロール50a(以下、「新集電体ロール50a」と記す)に交換する際、これらの新旧両集電体ロール50a・50aに巻き取られた各集電体シート50・50の端部を、粘着テープ51によって互いに継ぎ合わせて接続する(箔継ぎする)箔継ぎ作業を実施するための装置である。
Next, the
The
箔継ぎ装置22は箔継ぎ部22aや、該箔継ぎ部22aを駆動する駆動モータ22bなどにより構成される。
箔継ぎ部22aは開閉動作可能に構成され、箔継ぎ作業が行われない通常時は「開状態」に保持されており、繰出し装置21より繰出された集電体シート50が、箔継ぎ部22aの内部を通過して、後述する第一吐出装置23へ送られるようになっている。
The
The
そして、残り少なくなった旧集電体ロール50aを新規の新集電体ロール50aに交換する際は、旧集電体ロール50aに巻き取られていた集電体シート50の終端部と、新集電体ロール50aに巻き取られている集電体シート50の始端部とを合わせた状態で、箔継ぎ装置22に送り込むようになっている。
Then, when replacing the remaining
そして、旧集電体ロール50a側の集電体シート50の終端部と新集電体ロール50a側の集電体シート50の始端部とを合わせた部分が、箔継ぎ部22aを通過する際に、駆動モータ22bが作動して箔継ぎ部22aが「閉状態」となる。これにより、前記終端部と始端部とを合わせた部分が、粘着テープ51とともに箔継ぎ部22aによって挟持され、粘着テープ51により継ぎ合わされる。旧集電体ロール50a側の集電体シート50の終端部と新集電体ロール50a側の集電体シート50の始端部とを粘着テープ51により継ぎ合わせることにより、両集電体シート50・50が接続される(箔継ぎされる)のである。
And when the part which match | combined the terminal part of the
次に、第一吐出装置23について説明する。
第一吐出装置23は、集電体シート50へのペースト材料52の塗工作業を行うための装置である。
第一吐出装置23は、吐出部25や供給部26や減圧部27やバックアップロール28などにより構成される。
Next, the
The
The
吐出部25は供給部26より供給されるペースト材料52を、集電体シート50に向かって吐出する部位であり、ダイ25Aや減圧チャンバ25Bや可動部25Cなどにより構成される。
The
ダイ25Aは略直方体形状の部材からなり、その長手方向がバックアップロール28の軸心方向と平行になるようにして、該バックアップロール28と対向して配設される。
一方、バックアップロール28は、軸心方向が集電体シート50の幅方向(集電体シート50の搬送方向に対して平面視直交する方向)となるように配置され、回転可能に軸支される。
The
On the other hand, the backup roll 28 is disposed such that the axial direction is the width direction of the current collector sheet 50 (a direction orthogonal to the conveyance direction of the
そして、箔継ぎ装置22を通過した集電体シート50は、ガイドローラー29を介してバックアップロール28へと導かれ、その後、該バックアップロール28に巻回されつつ、該バックアップロール28とダイ25Aとの間を通り、ガイドローラー30を介して、後述する第一乾燥炉24へと導かれるようになっている。
Then, the
ダイ25Aの、バックアップロール28側の側面部には、該バックアップロール28に向かって突出するリップ部25aが、長手方向に沿って延出して形成される。そして、前記リップ部25aの突出側端面部には、スリット25bが長手方向に沿って形成される。
A
前記スリット25bの長手方向の寸法は、集電体シート50に塗工されるペースト材料52の幅寸法(集電体シート50の搬送方向に対して平面視直交する方向の寸法)と略同程度に形成される。
そして、前記スリット25bは、ダイ25Aの内部に形成される空間部(以下、「材料溜り部25c」と記す)と連通され、材料溜り部25c内に貯溜されたペースト材料52が、スリット25bを通じて、バックアップロール28に巻回される集電体シート50に向かって吐出されるのである。
The dimension in the longitudinal direction of the
The
減圧チャンバ25Bは、ダイ25Aとバックアップロール28との間において、リップ部25aの上流側(集電体シート50の搬送方向に対する上流側。以下同じ。)の空間を覆う略箱形状に形成される。
即ち、バックアップロール28に巻回されつつ、ダイ25Aと該バックアップロール28との間を搬送される集電体シート50に対して、ペースト材料52を塗工する際、リップ部25aの長手方向全領域に亘る上流側の空間部は、リップ部25aと吐出されるペースト材料52、およびバックアップロール28に巻回される集電体シート50、および減圧チャンバ25Bによって、周囲の雰囲気から隔離されるようになっている。
The
That is, when the
そして、減圧チャンバ25Bには、後述する減圧部27が吸引ホース27bを介して連通され、集電体シート50に対してペースト材料52を吐出する際は、減圧部27によって、減圧チャンバ25B内が常に減圧されるようになっている。
A
可動部25Cは、ダイ25Aを支持するとともに、該ダイ25Aを前進方向(バックアップロール28に対して近接する方向)および後退方向(バックアップロール28に対して離間する方向)に移動させるガイド機構部25dや、該ガイド機構部25dを駆動する駆動モータ25eなどにより構成される。
The
そして、駆動モータ25eを駆動して、ガイド機構部25dを介してダイ25Aを移動せることで、リップ部25aの突出端面部と、バックアップロール28に巻回される集電体シート50との隙間寸法(以下、「ダイギャップ」と記す)は、可動部25Cによって自由に変更可能な構成となっている。
Then, by driving the
供給部26は、ペースト材料52をダイ25Aへ供給するとともに、リップ部25aよりペースト材料52を吐出する際の吐出圧を、ダイ25Aに付加するための機構である。
供給部26は、配管部材26aを介してダイ25Aと連通されるポンプ26bや、該ポンプ26bの投入ポートに連結される投入タンク26cや、該ポンプ26bを運転する駆動モータ26dなどにより構成される。
The
The
このような構成からなる供給部26において、駆動モータ26dを駆動すると、投入タンク26cに投入されたペースト材料52はポンプ26bによって吐出され、配管部材26aを通ってダイ25Aに送られる。
When the
そして、ダイ25Aに到達したペースト材料52は、該ダイ25A内部の材料溜り部25cに一旦貯溜された後、リップ部25aのスリット25bを通じて、集電体シート50に吐出されるのである。
Then, the
減圧部27は、集電体シート50に対してペースト材料52を塗工する際、減圧チャンバ25B内を減圧するための機構である。
減圧部27は既知のブロア装置27aや、該ブロア装置27aと減圧チャンバ25Bとを連通する吸引ホース27bなどにより構成され、該吸引ホース27bの中途部には、電磁式の減圧調整弁27cが配設される。
The
The
そして、ダイ25Aのリップ部25aよりペースト材料52を吐出する際は、ブロア装置27aを運転して減圧チャンバ25B内の空気を外部に強制排出するとともに、減圧調整弁27cを制御して該空気の排出量を調整することで、前記減圧チャンバ25B内の気圧が適切な減圧状態に保たれるようになっている。
When the
次に、第一乾燥炉24について説明する。
第一乾燥炉24は、第一吐出装置23によって塗工されたペースト材料52を乾燥させて、該ペースト材料52を集電体シート50の表面に固着させるための装置である。
第一乾燥炉24は、集電体シート50の搬送方向に沿って延出される略箱形状の部屋からなり、内部には既知のヒーターが複数備えられる。
そして、集電体シート50が第一乾燥炉24内を搬送される間に、集電体シート50に塗工されたペースト材料52が加熱されて徐々に乾燥され、溶剤が蒸発して乾燥されたペースト材料52は、集電体シート50の表面に固着されるのである。
Next, the
The
The
Then, while the
続いて、反転部3について説明する。
反転部3は、搬送中の集電体シート50の表面および裏面を反転させる機構である。
反転部3は、エアターン装置31やニップローラー装置32・32などにより構成される。
Subsequently, the reversing unit 3 will be described.
The reversing unit 3 is a mechanism that reverses the front and back surfaces of the
The reversing unit 3 includes an
エアターン装置31は、集電体シート50を巻回しながら、該集電体シート50の表面および裏面を反転させるための装置である。
エアターン装置31は複数のエアターンローラー31a・31a・・・(図1においては、概略的に一本のエアターンローラー31aのみ記す)や、既知のブロア装置31bや、これらエアターンローラー31a・31a・・・とブロア装置31bとを連通する連通配管31cなどにより構成され、該連通配管31cの中途部には、電磁式の圧力調整弁31dが配設される。
The
The
エアターンローラー31a・31a・・・は、例えば平面視において、軸心方向を三角形、或いは四角形など多角形の各辺に沿わせて配設される。
そして、エアターン装置31に投入された集電体シート50は、これらエアターンローラー31a・31a・・・間において、各エアターンローラー31aに各々巻回されつつ、該エアターンローラー31aの軸心方向に横滑りしながら搬送され、最終的に、表面および裏面を反転させた状態によって、エアターン装置31より搬出されるようになっている。
The
The
また、これらエアターンローラー31a・31a・・・の搬送面(集電体シート50が巻回される外周面)には無数の微細孔が穿孔されており、集電体シート50の搬送時には、ブロア装置31bより吹き込まれた圧縮空気が、前記微細孔を介して、これらエアターンローラー31a・31a・・・の搬送面より噴出するようになっている。
このような構成を有することで、各エアターンローラー31aに巻回される集電体シート50は、前記圧縮空気により該エアターンローラー31aの搬送面より浮上することとなり、摩擦抵抗が低減されてスムーズに搬送されるようになっている。
In addition, innumerable fine holes are perforated on the conveying surfaces of the
By having such a configuration, the
なお、これらエアターンローラー31a・31a・・・の搬送面より噴出する圧縮空気の圧力は、圧力調整弁31dによって、常に予め定められた適切な圧力に保持されるようになっている。
The pressure of the compressed air ejected from the conveying surfaces of the
次に、ニップローラー装置32について説明する。
ニップローラー装置32は、集電体シート50に付加される張力を、反転部3とその他の工程(具体的には、第一塗工部2と第二塗工部4)とにおいて分断するための装置である。
Next, the
The
即ち、第一塗工部2、および後述する第二塗工部4においては、減圧部27による減圧チャンバ25B内の減圧によって、集電体シート50がバックアップロール28の外周面から剥離しないように、該集電体シート50には高負荷の張力を付加する必要がある。
That is, in the
一方、反転部3においては、エアターン装置31に投入された集電体シート50が、搬送面から浮上した状態で各エアターンローラー31aに巻回されつつ、該エアターンローラー31aの軸心方向に横滑りしながら搬送されることから、該集電体シート50には低負荷の張力を付加する必要がある。
On the other hand, in the reversing unit 3, the
このようなことから、本実施例における塗工装置1においては、エアターン装置31の上流側および下流側に二基のニップローラー装置32・32を各々配設し、これらニップローラー装置32・32によって、集電体シート50に付加される張力を、反転部3とその他の工程とで隔絶するようになっている。
For this reason, in the coating apparatus 1 according to the present embodiment, two nip
ニップローラー装置32は、一対の駆動ローラー32aと従動ローラー32b、および該駆動ローラー32aを昇降移動する昇降装置32cなどにより構成される。
前記駆動ローラー32aと従動ローラー32bは、軸心方向が集電体シート50の幅方向(集電体シート50の搬送方向に対して平面視直交する方向)となるように配置した状態で、各々回転可能に軸支されるとともに、前記集電体シート50を間に挟んで互いに対向して配設される。
なお駆動ローラー32aには、軸心を中心にして該駆動ローラー32aを回転駆動する第一駆動モータ32dが備えられる。
The
The driving
The
また、駆動ローラー32aには昇降装置32cが備えられ、駆動ローラー32aは、昇降装置32cにより従動ローラー32bに対して近接離間方向(集電体シート50の搬送方向、且つ駆動ローラー32aの軸心方向と直交方向)に移動可能となっている。
Further, the driving
即ち、昇降装置32cによって、駆動ローラー32aが下降方向(従動ローラー32bに対して近接する方向)に移動されることで、ニップローラー装置32は「閉状態」となり、また駆動ローラー32aが上昇方向(従動ローラー32bに対してに離間する方向)に移動されることで、ニップローラー装置32は「開状態」となる。
That is, when the driving
なお、昇降装置32cには第二駆動モータ32eが備えられ、該第二駆動モータ32eの駆動によって、昇降装置32cは動作される。
The
そして、ニップローラー装置32が「閉状態」となることによって、集電体シート50は、これら駆動ローラー32aと従動ローラー32bによって挟持される。また、第一駆動モータ32dによって駆動ローラー32aを回転駆動することで、集電体シート50は、搬送方向の下流側に繰出される。
When the
ここで、前述のとおり、エアターン装置31の上流側に配設されるニップローラー装置32(図1におけるニップローラー装置32A)において、該ニップローラー装置32Aから集電体シート50が繰出される速度(図1に示す第二繰出し速度V2)が、前述の繰出し装置21から集電体シート50が繰出される速度(図1に示す第一繰出し速度V1)に比べて早くなるように、第一駆動モータ32dは制御されている。
Here, as described above, in the nip roller device 32 (the
また、エアターン装置31の下流側に配設されるニップローラー装置32(図1におけるニップローラー装置32B)において、該ニップローラー装置32Bより集電体シート50が繰出される速度(図1に示す第三繰出し速度V3)が、後述する巻取り装置43によって集電体シート50が巻き取られる速度(図1に示す第四繰出し速度V4)に比べて遅くなるように、第一駆動モータ32dは制御されている。
Further, in the nip roller device 32 (nip
なお、これら両ニップローラー装置32A・32Bより集電体シート50が繰出される速度(図1に示す第二繰出し速度V2、および第三繰出し速度V3)が、略同じ速度になるように、第一駆動モータ32dは制御されている。
It should be noted that the speed at which the
このように、これら両ニップローラー装置32A・32Bの駆動ローラー32a・32aに備えられる第一駆動モータ32d・32dの回転速度を各々制御することで、集電体シート50に付加される張力を、第一塗工部2や第二塗工部4における高負荷の状態と、反転部3における低負荷の状態とに確実に分断することができるのである。
Thus, the tension applied to the
続いて、第二塗工部4について説明する。
第二塗工部4は、帯状の集電体シート50の「裏面」に、ペースト材料52を塗工するための機構である。
第二塗工部4は、第二吐出装置41や第二乾燥炉42や巻取り装置43などにより構成される。
Then, the 2nd coating part 4 is demonstrated.
The second coating unit 4 is a mechanism for coating the
The second coating unit 4 includes a
第二吐出装置41は、エアターン装置31によって表面および裏面を反転された集電体シート50の裏面に対して、ペースト材料52を吐出するための装置である。
また、第二乾燥炉42は、第二吐出装置41によって集電体シート50の裏面に塗工されたペースト材料52を乾燥させて、該ペースト材料52を集電体シート50の裏面に固着させるための機構である。
The
Further, the
なお、これら第二吐出装置41および第二乾燥炉42は、主な構成を前述の第一吐出装置23および第一乾燥炉24とそれぞれ同じ構成とするため、詳細な説明は省略する。
The
巻取り装置43は、表面および裏面にペースト材料52が塗工された集電体シート50をロール状に巻き取るとともに、エアターン装置31の下流側に配設されるニップローラー装置32Bから繰出された集電体シート50に、張力を付加するための装置である。
The winding
巻取り装置43には、駆動モータ43aや、集電体シート50を巻き取るボビン43bや、該ボビン43bの軸心に挿嵌されて、該ボビン43bを支持する回転シャフト43cなどが配設される。
前記駆動モータ43aの出力軸は、図示せぬ連結機構を介して前記回転シャフト43cと駆動連結される。
そして、駆動モータ43aの駆動力が回転シャフト43cに伝達され、ボビン43bが軸心を中心にして回転駆動されることで、集電体シート50はボビン43bにロール状に巻き取られる。
The winding
An output shaft of the
And the drive force of the
なお、前述のとおり、巻取り装置43によって集電体シート50がボビン43bに巻き取られる速度(図1に示す第四繰出し速度V4)が、エアターン装置31の下流側に配設されるニップローラー装置32Bより集電体シート50が繰出される速度(図1に示す第三繰出し速度V3)に比べて速くなるように、駆動モータ43aは制御されている。
即ち、駆動モータ43aの回転速度をこのように制御することで、ニップローラー装置32Bから巻取り装置43に亘る領域において、集電体シート50には、搬送方向の上流側、および下流側に向かって作用する高負荷の張力が付加されるようになっている。
As described above, the speed at which the
That is, by controlling the rotational speed of the
続いて、制御装置5について説明する。
制御装置5は、第一塗工部2や反転部3や第二塗工部4を構成する各装置群と電気的に連結され、塗工装置1の運転全般を制御するための装置である。
制御装置5は、主に図示せぬ入力部や記憶部などにより構成される。
Next, the control device 5 will be described.
The control device 5 is electrically connected to each device group constituting the
The control device 5 is mainly configured by an input unit, a storage unit, and the like (not shown).
制御装置5には、電極箔を製造するための製造条件(例えば、集電体シート50の搬送速度や、第一乾燥炉24および第二乾燥炉42の温度条件など)を入力するためのタッチパネルやバーコードリーダー、および繰出し装置21や巻取り装置43の駆動モータ21a・43aに配設されるエンコーダ(図示せず)などの各種検出器類などが入力手段として接続される。
また、制御装置5には、第一塗工部2や反転部3や第二塗工部4を各々構成する各装置群の駆動モータなどが出力手段として接続される。
A touch panel for inputting manufacturing conditions (for example, a conveyance speed of the
In addition, the control device 5 is connected to a drive motor of each device group constituting the
制御装置5は、主としてRAMやROMなどからなる記憶部や、CPUからなる演算処理部などを備えて構成される。
前記記憶部には、塗工装置1の運転に関する様々なプログラムが格納される。また、記憶部には、演算処理部の命令により入力手段から入力された情報が一時的に保存されるようになっている。
The control device 5 includes a storage unit mainly including a RAM and a ROM, an arithmetic processing unit including a CPU, and the like.
Various programs relating to the operation of the coating apparatus 1 are stored in the storage unit. In addition, information input from the input unit in response to an instruction from the arithmetic processing unit is temporarily stored in the storage unit.
そして、電極箔の製造条件が入力手段を介して制御装置5に入力されると、入力された情報は一旦記憶部に格納される。
その後、電極箔の製造開始命令が、入力手段を介して制御装置5に与えられると、該制御装置5は記憶部より製造条件に関する情報や、第一塗工部2や反転部3や第二塗工部4を各々構成する各装置群の運転に関して必要なプログラムなどを読み出して演算処理部で演算処理を実行し、演算結果に基づいて、各出力手段に指令を送信し、電極箔の製造が行われる。
And if the manufacturing conditions of electrode foil are input into the control apparatus 5 via an input means, the input information will be once stored in a memory | storage part.
Thereafter, when an electrode foil manufacturing start command is given to the control device 5 via the input means, the control device 5 receives information on manufacturing conditions from the storage unit, the
ところで、制御装置5の記憶部には、箔継ぎ作業時における第一塗工部2および第二塗工部4の各吐出部25・25の運転に関するマップ情報10が予め格納されている。
前記マップ情報10は、図2に示すように、減圧度と塗工幅との関係において、適切なダイギャップの値が選択されるように構成される。
即ち、マップ情報10においては、減圧度と塗工幅とが各々選択可能な変数として定義され、任意に選択されるこれらの減圧度と塗工幅との関係に対して、適切なダイギャップの値a1・a2・・・・を行列表示することによって構成される。
Incidentally, the storage unit of the control device 5 stores in
As shown in FIG. 2, the
That is, in the
ここで、「減圧度」とは、減圧チャンバ25B内の圧力と、常圧との圧力差、即ち、減圧部27のブロア装置27aによって外部に強制排気される、減圧チャンバ25B内の空気の圧力を示す。
また、「塗工幅」とは、集電体シート50に塗工されるペースト材料52の幅寸法(集電体シート50の搬送方向に対して平面視直交する方向の寸法)を示す。
Here, the “decompression degree” is the pressure difference between the pressure in the
The “coating width” indicates a width dimension of the
そして、後述するように、このような構成からなるマップ情報10を用いることで、本実施例における塗工装置1では、箔継ぎ作業時における集電体シート50へのペースト材料52の塗工不良期間(具体的には、集電体シート50へのペースト材料52の吐出を停止する期間)を極力減少させることを可能としている。
Then, as will be described later, by using the
[箔継ぎ作業における動作]
次に、本発明に係る電池の製造装置を具現化する塗工装置1の、箔継ぎ作業における動作について、図3、および図4を用いて説明する。
先ず、入力手段を介して制御装置5に箔継ぎ作業の指令が入力されると、制御装置5はマップ情報10に基づいて、減圧部27の減圧調整弁27cと、吐出部25の駆動モータ25eとに出力信号を送信し、減圧チャンバ25B内の減圧状態を徐々に解除する(常圧状態に変化させる)とともに、ダイギャップの値を調整する(ステップS101)。
[Operation during foil splicing]
Next, the operation | movement in the foil splicing operation | work of the coating apparatus 1 which embodies the manufacturing apparatus of the battery which concerns on this invention is demonstrated using FIG. 3 and FIG.
First, when a foil splicing command is input to the control device 5 via the input means, the control device 5 uses the
具体的には、図2に示すように、例えば、塗工装置1によって塗工幅がX1[mm]の電極箔を製作している場合、制御装置5は、減圧チャンバ25B内の気圧を、Y5[kPa]、Y4[kPa]、Y3[kPa]・・・(但し、Y5>Y4>Y3>・・・)と徐々に段階的に上げていき、減圧状態が解除されるように、減圧調整弁27cに対して出力信号を送信する。
また、その一方で、制御装置5は、減圧チャンバ25B内の気圧の各段階に応じて、ダイギャップの値がa5[mm]、a4[mm]、a3[mm]・・・(但し、a5>a4>a3>)と徐々に段下的に変化するように、駆動モータ25eに対して出力信号を送信する。
Specifically, as shown in FIG. 2, for example, when an electrode foil having a coating width of X1 [mm] is manufactured by the coating apparatus 1, the control apparatus 5 changes the atmospheric pressure in the
On the other hand, the control device 5 determines that the die gap values are a5 [mm], a4 [mm], a3 [mm]... (However, a5 >A4>a3>) and an output signal is transmitted to the
そして、これら各電気信号を受信した減圧調整弁27cと駆動モータ25eは、減圧チャンバ25B内の気圧と、ダイギャップの値とを各々段階的に徐々に変化させていき、前記気圧が常圧となった時点で、これら減圧調整弁27cと駆動モータ25eへの電気信号の出力は、一旦停止する。
The pressure reducing
減圧チャンバ内の気圧が常圧になると、制御装置5は繰出し装置21の駆動モータ21aに出力信号を送信する。
そして、前記出力信号を受信した駆動モータ21aは回転速度を徐々に増速させ、第一塗工部2において集電体シート50に付加される張力を徐々に下げていく(ステップS102)。
When the atmospheric pressure in the decompression chamber becomes a normal pressure, the control device 5 transmits an output signal to the
The
その後、制御装置5は、繰出し装置21より繰出される集電体シート50の速度(図1に示す第一繰出し速度V1)が、ニップローラー装置32Aより繰出される集電体シート50の速度(図1に示す第二繰出し速度V2)と同値となったか否かを判断する。
つまり、制御装置5は、第一塗工部2において集電体シート50に付加される張力が、反転部3において集電体シート50に付加される張力と同値となったか否かを判断する(ステップS103)。
Thereafter, the control device 5 sets the speed of the
That is, the control device 5 determines whether or not the tension applied to the
そして、第一塗工部2と反転部3とにおける集電体シート50に付加される張力が互いに同値であると判断すると、制御装置5は、駆動モータ21aの回転速度をこの状態に一旦保持する。
When it is determined that the tension applied to the
一方、第一塗工部2と反転部3とにおける集電体シート50に付加される張力が、未だ同値となっていないと判断すると、制御装置5は、駆動モータ21aの回転速度をさらに増速させ、第一塗工部2において集電体シート50に付加される張力を下げていく(ステップS102)。
そして、第一塗工部2と反転部3とにおける集電体シート50に付加される張力が互いに同値であると判断するまで、制御装置5は、駆動モータ21aの回転速度を増速する。
On the other hand, when it is determined that the tension applied to the
And the control apparatus 5 increases the rotational speed of the
繰出し装置21の駆動モータ21aの回転速度が保持されると、制御装置5は箔継ぎ装置22の駆動モータ22bに出力信号を送信する。
前記出力信号を受信した駆動モータ22bは駆動を開始し、箔継ぎ部22aを作動して箔継ぎ作業を実施する(ステップS104)。
そして、旧集電体ロール50aに巻き取られていた集電体シート50の後端部と、新集電体ロール50aに巻き取られている集電体シート50の始端部とが、粘着テープ51によって互いに継ぎ合わされることにより、両集電体シート50・50が接続され(箔継ぎされ)、箔継ぎ箇所が形成される。
When the rotational speed of the
The
The rear end portion of the
箔継ぎ装置22による箔継ぎ作業が完了すると駆動モータ22bは停止し、その後、制御装置5は供給部26の駆動モータ26dに出力信号を送信する。
そして、前記出力信号を受信した駆動モータ26dは駆動を停止してポンプ26bの運転を停止し、ダイ25Aによるペースト材料52の吐出を一旦停止する(ステップS105)。
When the foil splicing operation by the
The
ダイ25Aによるペースト材料52の吐出が一旦停止されると、制御装置5は吐出部25における可動部25Cの駆動モータ25eに出力信号を送信する。
そして、前記出力信号を受信した駆動モータ25eは駆動を開始し、ガイド機構部25dを介してダイ25Aの位置を後端部(バックアップロール28に対して離間する方向の最端部)にまで移動させて(ステップS106)停止する。
Once the discharge of the
The
その後、制御装置5は、集電体シート50における箔継ぎ箇所が、ダイ25Aとバックアップロール28との間の位置(以下、「第一通過位置」と記す)を通過したか否かを判断し(ステップS107)、箔継ぎ箇所が第一通過位置を通過したと判断すると、制御装置5は、再び吐出部25の駆動モータ25eに出力信号を送信する。
Thereafter, the control device 5 determines whether or not the foil joint location in the
そして、前記出力信号を受信した駆動モータ25eは、再び駆動を開始し、ガイド機構部25dを介してダイ25Aの位置を、前記ステップS106において後端部に移動する前の位置にまで復元させて(前進させて)停止する(ステップS108)。
The
一方、集電体シート50における箔継ぎ箇所が第一通過位置を未だ通過していないと判断すると、制御装置5は、駆動モータ25eへの出力信号の送信を行わず、再び、箔継ぎ箇所が第一通過位置を通過したか否かの判断を繰り返すのである。
On the other hand, if it is determined that the foil joining location in the
なお、前記ステップS107において、箔継ぎ箇所が第一通過位置を通過したか否かの判断は、例えば、光センサーやマグネットセンサーなどの検出器を用いて、箔継ぎ箇所を直接検出することで判断してもよいし、あるいは、制御装置5に格納されるプログラム内にタイマー回路を設け、集電体シート50が箔継ぎ装置22を出てから第一通過位置に到達するまでの時間(以下、「到達時間T1」と記す)を、前記タイマー回路に予め入力しておき、到達時間T1の経過によって、箔継ぎ箇所が第一通過位置を通過したと判断してもよい。
In step S107, whether or not the foil joint has passed the first passage position is determined by directly detecting the foil joint using a detector such as an optical sensor or a magnet sensor. Alternatively, a timer circuit may be provided in the program stored in the control device 5, and the time from when the
ダイ25Aの位置が、前記ステップS106において後端部に移動する前の位置にまで復元(前進)されると、制御装置5は供給部26の駆動モータ26dに出力信号を送信する。
そして、前記出力信号を受信した駆動モータ26dは駆動を再開してポンプ26bの運転を開始し、ダイ25Aによるペースト材料52の吐出を開始する(ステップS109)。
When the position of the
Then, the
このように、本実施例における塗工装置1によって箔継ぎ作業を行う際には、集電体シート50へのペースト材料52の吐出が停止される期間(以下、「塗工不良期間」と示す)が、前記ステップS105から前記ステップS108に渡る一定の時間内に限定されることとなる。
つまり、従来の塗工装置における箔継ぎ作業のように、該箔継ぎ作業を開始する前から、該箔継ぎ作業が完全に完了するまで、集電体シート50へのペースト材料52の吐出が停止されることもない。
従って、本実施例における塗工装置1においては、製造される電極箔の歩留まりが改善され、生産量の向上を図ることができる。
Thus, when performing the foil splicing operation by the coating apparatus 1 in the present embodiment, the period during which the discharge of the
That is, the discharge of the
Therefore, in the coating apparatus 1 in a present Example, the yield of the electrode foil manufactured can be improved and the production amount can be improved.
ダイ25Aによるペースト材料52の吐出が開始されると、制御装置5は、集電体シート50における箔継ぎ箇所が、ニップローラー装置32Aの上流側近傍の位置(以下、「第二通過位置」と記す)に到達したか否かを判断する(ステップS110)。そして、箔継ぎ箇所が第二通過位置にまで到達したと判断すると、制御装置5は、ニップローラー装置32Aの第二駆動モータ32eに出力信号を送信する。
When the discharge of the
そして、前記出力信号を受信した第二駆動モータ32eは駆動を開始し、昇降装置32cを介して駆動ローラー32aを上昇させ、ニップローラー装置32Aを「開状態」とする(ステップS111)。
The
一方、集電体シート50における箔継ぎ箇所が、第二通過位置に未だ到達していないと判断すると、制御装置5は、第二駆動モータ32eへの出力信号の送信を行わず、再び、箔継ぎ箇所が第二通過位置に到達したか否かの判断を繰り返すのである。
On the other hand, if it is determined that the foil joint location in the
なお、前記ステップS110において、箔継ぎ箇所が第二通過位置に到達したか否かの判断は、例えば、光センサーやマグネットセンサーなどの検出器を用いて、箔継ぎ箇所を直接検出することで判断してもよいし、あるいは、制御装置5に格納されるプログラム内にタイマー回路を設け、集電体シート50が箔継ぎ装置22を出てから第二通過位置に到達するまでの時間(以下、「到達時間T2」と記す)を、前記タイマー回路に予め入力しておき、到達時間T2の経過によって、箔継ぎ箇所が第二通過位置に到達したと判断してもよい。
In step S110, whether or not the foil joint location has reached the second passage position is determined by directly detecting the foil joint location using a detector such as an optical sensor or a magnet sensor. Alternatively, a timer circuit may be provided in the program stored in the control device 5, and the time from when the
ニップローラー装置32Aが「開状態」となると、制御装置5は集電体シート50における箔継ぎ箇所が、ニップローラー装置32Aを通過したか否かを判断する(ステップS112)。そして、箔継ぎ箇所がニップローラー装置32Aを通過したと判断すると、制御装置5は、ニップローラー装置32Aの第二駆動モータ32eに再び出力信号を送信する。
When the
そして、前記出力信号を受信した第二駆動モータ32eは駆動を開始し、昇降装置32cを介して駆動ローラー32aを下降させ、ニップローラー装置32Aを再び「閉状態」とする(ステップS113)。
The
一方、集電体シート50における箔継ぎ箇所が、ニップローラー装置32Aを未だ通過していないと判断すると、制御装置5は、第二駆動モータ32eへの出力信号の送信を行わず、再び、箔継ぎ箇所がニップローラー装置32Aを通過したか否かの判断を繰り返すのである。
On the other hand, if it is determined that the foil joining portion in the
なお、前記ステップS112において、箔継ぎ箇所がニップローラー装置32Aを通過したか否かの判断は、例えば、光センサーやマグネットセンサーなどの検出器を用いて、箔継ぎ箇所を直接検出することで判断してもよいし、あるいは、制御装置5に格納されるプログラム内にタイマー回路を設け、集電体シート50が箔継ぎ装置22を出てからニップローラー装置32Aを通過するまでの時間(以下、「通過時間T3」と記す)を、前記タイマー回路に予め入力しておき、通過時間T3の経過によって、箔継ぎ箇所がニップローラー装置32Aを通過したと判断してもよい。
In step S112, the determination as to whether or not the foil joint location has passed through the
ニップローラー装置32Aが「閉状態」となると、制御装置5は、再び繰出し装置21の駆動モータ21aに出力信号送信する。
そして、前記出力信号を受信した駆動モータ21aは、回転速度を徐々に減速させて、第一塗工部2において集電体シート50に付加される張力を、前記ステップS102における回転速度の増速前の張力にまで復帰させる(ステップS114)。
When the
Then, the
第一塗工部2における集電体シート50に付加される張力が復帰すると、制御装置5はマップ情報10に基づいて、減圧部27の減圧調整弁27cと、吐出部25の駆動モータ25eとに出力信号を送信し、減圧チャンバ25B内の減圧状態を徐々に再開する(減圧を進める)とともに、ダイギャップの値を調整する(ステップS115)。
When the tension applied to the
そして、減圧チャンバ25B内の減圧状態が、前記ステップS101において、該減圧チャンバ25B内の減圧状態を解除する以前の状態にまで回復すれば、第一塗工部2における箔継ぎ作業は終了する。
When the decompressed state in the
なお、第一塗工部2における箔継ぎ作業が終了すれば、集電体シート50の箔継ぎ箇所は反転部3を通過して、第二塗工部4へと搬送されることになるが、この場合においても、以上に示したステップS101乃至ステップS115(より詳しくは、ステップS104は除く)に基づいて、ニップローラー装置32Bや、第二吐出装置41や、巻取り装置43は、前述のニップローラー装置32Aや、第一吐出装置23や、繰出し装置21にそれぞれ対応して可動されることとなる。
In addition, if the foil splicing operation in the
以上のように、本発明を具現化する電池の製造方法は、減圧下にて、帯状の集電体シート50に高負荷の張力を付加しつつ、ペースト材料52を塗工する塗工工程と、該塗工工程の完了後、該塗工工程において付加した張力に比べて低負荷の張力を前記集電体シート50に付加しつつ、前記集電体シート50をエアターンローラー31aの外周面に滑らせながら前記集電体シート50の表裏面を反転させる反転工程と、を備える製造工程によって電極箔を製造する、電池の製造方法であって、前記集電体シート50の継ぎ合わせを行う箔継ぎ作業時における、前記集電体シート50の前記塗工工程への供給は、前記塗工工程における減圧状態を常圧状態に変化させる減圧解除工程(ステップS101)と、該減圧解除工程(ステップS101)の完了後、前記塗工工程にて集電体シート50に付加する張力を、前記反転工程における張力にまで低下させる張力低下工程(ステップS102、S103)と、前記張力低下工程(ステップS102、S103)の完了後、第一の集電体シート50の後端部に、新たに供給する第二の集電体シート50の前端部を継ぎ合わせて接続し、接続した集電体シート50を塗工工程へ搬送する箔継ぎ工程(ステップS104)と、を備える供給工程によって行われることとしている。
As described above, the battery manufacturing method embodying the present invention includes a coating step of applying the
また、本発明を具現化する電池の製造装置は、高負荷の張力が付加された状態で搬送される帯状の集電体シート50が巻回されるバックアップロール28と、前記集電体シート50を間に挟んだ状態で前記バックアップロール28に対向して設けられ、前記バックアップロール28に対して近接離間方向に移動可能に配設されるダイ25Aと、前記バックアップロール28とダイ25Aとの間隙を減圧する減圧部(減圧手段)27と、を有する第一塗工部2(第二塗工部4)、該第一塗工部2(第二塗工部4)の集電体シート50搬送方向における下流側に設けられ、外周面において、該第一塗工部2(第二塗工部4)に比べて低負荷の張力が付加された前記集電体シート50を滑らせながら、前記集電体シート50の表裏面を反転させるエアターンローラー31aを有する反転部3、および前記第一塗工部2(第二塗工部4)の上流側に設けられ、二枚の前記集電体シート50を継ぎ合わせて接続する箔継ぎ装置(箔継ぎ部)22、を備える塗工装置1によって電極箔を製造する、電池の製造装置であって、前記集電体シート50の継ぎ合わせを行う箔継ぎ作業時における、前記集電体シート50の前記第一塗工部2(第二塗工部4)への供給は、前記減圧部(減圧手段)27による前記バックアップロール28とダイ25Aとの間隙の減圧状態を常圧状態に変化させ、前記バックアップロール28と前記ダイ25Aとの間隙が常圧に達した後、前記第一塗工部2(第二塗工部4)にて集電体シート50に付加される張力を低下させ、該張力が、前記反転部3にて集電体シート50に付加される張力と等しくなった後、前記箔継ぎ装置(箔継ぎ部)22によって、第一の集電体シート50の後端部に、新たに供給する第二の集電体シート50の前端部を継ぎ合わせて接続して、接続した集電体シート50を前記第一塗工部2(第二塗工部4)へ搬送することにより行われることとしている。
The battery manufacturing apparatus embodying the present invention includes a backup roll 28 around which a belt-like
このような構成を有することで、本実施例における電池の製造方法、および電池の製造装置によれば、生産量の低下を極力防いだ箔継ぎ作業を実施可能な塗工装置による電池の製造方法および製造装置に関する技術を提供することができる。 By having such a configuration, according to the battery manufacturing method and the battery manufacturing apparatus of the present embodiment, the battery manufacturing method by the coating apparatus capable of performing the foil splicing operation that prevents the decrease in the production amount as much as possible. Further, it is possible to provide a technique related to a manufacturing apparatus.
即ち、本実施例における塗工装置1において、新たな集電体シート50を供給するために箔継ぎ作業を行う場合は、先ず、第一塗工部2(あるいは、第二塗工部4)の減圧チャンバ25B内の減圧状態を「徐々」に解除して常圧状態とし、集電体シート50に付加される張力を、反転部3における張力にまで低下させ、その後、箔継ぎ装置22によって箔継ぎ作業を実施することとしている。
That is, in the coating apparatus 1 in the present embodiment, when performing a foil splicing operation in order to supply a new
よって、減圧チャンバ25B内の減圧状態を解除している最中であっても、吐出部25では集電体シート50へのペースト材料52の吐出を継続することができる。
また、箔継ぎ作業が実施される前には、既に第一塗工部2(あるいは、第二塗工部4)および反転部3において、それぞれ集電体シート50に付加される張力が、ともに同程度となっているため、ニップローラー装置32を「開状態」としても、集電体シート50とエアターンローラー31aとの間に擦れが発生することもない。
Therefore, even when the decompressed state in the
In addition, before the foil splicing operation is performed, the tension applied to the
このようなことから、吐出部25においては、集電体シート50の箔継ぎ箇所が通過する間だけ(具体的には、図3におけるステップS105乃至S108の間だけ)、集電体シート50へのペースト材料52の吐出を停止すればよく、従来の塗工装置における箔継ぎ作業のように、箔継ぎ作業を開始する前から、箔継ぎ作業が完全に完了するまで、集電体シート50へのペースト材料52の吐出が停止されることに比べて塗料不良期間を大幅に短縮することができる。
従って、本実施例における塗工装置1によれば、製造される電極箔の歩留まりを大幅に改善することができ、該電極箔の生産量を向上させることができるのである。
For this reason, in the
Therefore, according to the coating apparatus 1 in the present embodiment, the yield of the manufactured electrode foil can be greatly improved, and the production amount of the electrode foil can be improved.
また、本発明を具現化する電池の製造方法においては、前記減圧解除工程(ステップS101)において、前記ダイ25Aと前記集電体シート50との間隙寸法は、マップ情報10によって、減圧値ごとに予め定められており、前記減圧値の変化にともなって、前記間隙寸法を変化させることとしている。
In the battery manufacturing method embodying the present invention, in the decompression release step (step S101), the gap size between the
また、本発明を具現化する電池の製造装置においては、前記第一塗工部2(第二塗工部4)において、前記ダイ25Aと前記集電体シート50との間隙寸法は、マップ情報10によって、減圧部(減圧手段)27の減圧値ごとに予め定められており、前記第一塗工部2(第二塗工部4)の減圧部(減圧手段)27を徐々に解除する際は、前記減圧値の変化にともなって、前記ダイ25Aをバックアップロール28に対して近接離間方向に移動させることとしている。
In the battery manufacturing apparatus embodying the present invention, in the first coating unit 2 (second coating unit 4), the gap size between the
このような構成を有することで、本実施例における電池の製造方法、および電池の製造装置によれば、減圧チャンバ25B内の減圧状態を解除している最中であっても、吐出部25では、高品質な塗工状態を維持しつつ、集電体シート50へペースト材料52を吐出することができるのである。
By having such a configuration, according to the battery manufacturing method and the battery manufacturing apparatus in the present embodiment, even in the middle of releasing the decompressed state in the
1 塗工装置
2 第一塗工部
3 反転部
4 第二塗工部
10 マップ情報
22 箔継ぎ装置(箔継ぎ部)
25A ダイ
25B 減圧チャンバ
27 減圧部(減圧手段)
28 バックアップロール
31a エアターンローラー
50 集電体シート
52 ペースト材料
S101 減圧解除工程
S102 張力低下工程
S103 張力低下工程
S104 箔継ぎ工程
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
25A die
28
Claims (4)
該塗工工程の完了後、該塗工工程において付加した張力に比べて低負荷の張力を前記集電体シートに付加しつつ、前記集電体シートをエアターンローラーの外周面に滑らせながら前記集電体シートの表裏面を反転させる反転工程と、
を備える製造工程によって電極箔を製造する、電池の製造方法であって、
前記集電体シートの継ぎ合わせを行う箔継ぎ作業時における、前記集電体シートの前記塗工工程への供給は、
前記塗工工程における減圧状態を常圧状態に変化させる減圧解除工程と、
該減圧解除工程の完了後、前記塗工工程にて集電体シートに付加する張力を、前記反転工程における張力にまで低下させる張力低下工程と、
前記張力低下工程の完了後、第一の集電体シートの後端部に、新たに供給する第二の集電体シートの前端部を継ぎ合わせて接続し、接続した集電体シートを塗工工程へ搬送する箔継ぎ工程と、
を備える供給工程によって行われる、
ことを特徴とする電池の製造方法。 A coating process for applying a paste material while applying a high load tension to the belt-shaped current collector sheet under reduced pressure;
After completion of the coating process, while applying a low load tension to the current collector sheet compared to the tension applied in the coating process, while sliding the current collector sheet on the outer peripheral surface of the air turn roller, A reversing step of reversing the front and back surfaces of the current collector sheet;
A battery manufacturing method for manufacturing an electrode foil by a manufacturing process comprising:
Supplying the current collector sheet to the coating process at the time of foil joining work for joining the current collector sheet,
A reduced pressure release step for changing the reduced pressure state in the coating step to a normal pressure state;
After the completion of the decompression release step, a tension reduction step for reducing the tension applied to the current collector sheet in the coating step to the tension in the reversing step;
After completion of the tension reducing step, the front end portion of the second current collector sheet to be newly supplied is connected to the rear end portion of the first current collector sheet, and the connected current collector sheet is applied. Foil splicing process to transport to the construction process,
Performed by a supply process comprising:
A battery manufacturing method characterized by the above.
前記ダイと前記集電体シートとの間隙寸法は、減圧値ごとに予め定められており、
前記減圧値の変化にともなって、前記間隙寸法を変化させる、
ことを特徴とする、請求項1に記載の電池の製造方法。 In the decompression release step,
The gap dimension between the die and the current collector sheet is predetermined for each reduced pressure value,
The gap size is changed in accordance with the change in the reduced pressure value.
The method for producing a battery according to claim 1, wherein:
前記集電体シートを間に挟んだ状態で前記バックアップロールに対向して設けられ、前記バックアップロールに対して近接離間方向に移動可能に配設されるダイと、
前記バックアップロールとダイとの間隙を減圧する減圧手段と、
を有する塗工部、
該塗工部の集電体シート搬送方向における下流側に設けられ、
外周面において、該塗工部に比べて低負荷の張力が付加された前記集電体シートを滑らせながら、前記集電体シートの表裏面を反転させるエアターンローラーを有する反転部、および
前記塗工部の上流側に設けられ、二枚の前記集電体シートを継ぎ合わせて接続する箔継ぎ部、
を備える塗工装置によって電極箔を製造する、電池の製造装置であって、
前記集電体シートの継ぎ合わせを行う箔継ぎ作業時における、前記集電体シートの前記塗工部への供給は、
前記減圧手段による前記バックアップロールとダイとの間隙の減圧状態を常圧状態に変化させ、
前記バックアップロールと前記ダイとの間隙が常圧に達した後、前記塗工部にて集電体シートに付加される張力を低下させ、
該張力が、前記反転部にて集電体シートに付加される張力と等しくなった後、前記箔継ぎ部によって、第一の集電体シートの後端部に、新たに供給する第二の集電体シートの前端部を継ぎ合わせて接続して、接続した集電体シートを前記塗工部へ搬送することにより行われる、
ことを特徴とする電池の製造装置。 A backup roll around which a belt-shaped current collector sheet conveyed with high load tension is wound;
A die provided opposite to the backup roll with the current collector sheet sandwiched therebetween, and disposed so as to be movable toward and away from the backup roll;
Decompression means for decompressing the gap between the backup roll and the die;
A coating part having
Provided on the downstream side in the current collector sheet conveying direction of the coating part,
A reversing portion having an air turn roller for reversing the front and back surfaces of the current collector sheet while sliding the current collector sheet to which a low load tension is applied compared to the coating portion on the outer peripheral surface, and the coating Foil joint that is provided on the upstream side of the construction part and joins and connects the two current collector sheets,
A battery manufacturing apparatus for manufacturing an electrode foil by a coating apparatus comprising:
The supply of the current collector sheet to the coating part at the time of the foil joining operation for joining the current collector sheet,
Change the reduced pressure state of the gap between the backup roll and the die by the pressure reducing means to a normal pressure state,
After the gap between the backup roll and the die reaches normal pressure, the tension applied to the current collector sheet at the coating part is reduced,
After the tension becomes equal to the tension applied to the current collector sheet at the reversing part, the foil joint part newly supplies the second current to the rear end part of the first current collector sheet. The front end of the current collector sheet is connected and connected, and the connected current collector sheet is conveyed to the coating part,
A battery manufacturing apparatus.
前記ダイと前記集電体シートとの間隙寸法は、減圧手段の減圧値ごとに予め定められており、
前記塗工部の減圧手段を徐々に解除する際は、
前記減圧値の変化にともなって、
前記ダイをバックアップロールに対して近接離間方向に移動させる、
ことを特徴とする、請求項3に記載の電池の製造装置。
In the coating part,
The gap dimension between the die and the current collector sheet is predetermined for each reduced pressure value of the decompression means,
When gradually releasing the pressure reducing means of the coating part,
With the change in the reduced pressure value,
Moving the die in the proximity and separation direction with respect to the backup roll;
The battery manufacturing apparatus according to claim 3, wherein:
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