JP2014022149A - Apparatus of manufacturing electrode for battery, nozzle for manufacturing electrode for battery and method of manufacturing electrode for battery - Google Patents

Apparatus of manufacturing electrode for battery, nozzle for manufacturing electrode for battery and method of manufacturing electrode for battery Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form an active material pattern of stripes having a cross-sectional shape of high aspect ratio, in a technique for manufacturing the electrode for a battery having a structure provided with an active material layer of stripes on the surface of a substrate.SOLUTION: In a nozzle 21 discharging a coating liquid containing an active material, first discharge ports 211 for discharging the coating liquid, and second discharge ports 212 for discharging a gas (dry air) are arranged alternately. The nozzle 21 is disposed to face a sheet S transported in a predetermined direction, and while discharging the coating liquid from the first discharge ports 211, gas is blown from the second discharge ports toward the side of the coating liquid. Consequently, drying and hardening of the coating liquid are accelerated and the position of uncured coating liquid is stabilized, thus forming a pattern maintaining cross-sectional shape immediately after coating.

Description

この発明は、基材の表面にストライプ状の活物質層を設けた構造を有する電池用電極を製造する装置およびその製造方法、ならびに該電極製造に用いられるノズルに関するものである。   The present invention relates to an apparatus for manufacturing a battery electrode having a structure in which a stripe-shaped active material layer is provided on the surface of a substrate, a manufacturing method thereof, and a nozzle used for manufacturing the electrode.

例えばリチウムイオン電池のような化学電池に用いられる電極を製造する方法として、本願出願人は、集電体となる基材の表面に活物質材料を含む塗布液をストライプ状に塗布する技術を以前より開示している。例えば特許文献1に記載の技術においては、所定方向に多数の吐出口を配列したノズルを基材表面に対して走査移動させるとともに各吐出口から塗布液を吐出させるノズルスキャン方式により、活物質材料を含む塗布液を基材表面に塗布し、互いに平行な多数のストライプ状の活物質パターンを形成している。   For example, as a method of manufacturing an electrode used in a chemical battery such as a lithium ion battery, the present applicant has previously applied a technique of applying a coating solution containing an active material material in a stripe shape to the surface of a base material that is a current collector. More disclosed. For example, in the technique described in Patent Document 1, an active material material is obtained by a nozzle scanning method in which a nozzle having a large number of discharge ports arranged in a predetermined direction is scanned and moved with respect to the substrate surface and a coating liquid is discharged from each discharge port Is applied to the substrate surface to form a large number of stripe-shaped active material patterns parallel to each other.

特開2011−070788号公報(例えば、図2)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-070788 (for example, FIG. 2)

このようなストライプ状の活物質パターンを有する電池用電極においては、活物質の量を多くして電池容量を増大させるとともに、活物質層の表面積を大きくして充放電特性を向上させるために、ストライプ状の各パターンの断面形状を、アスペクト比、つまり幅に対する高さの比が大きいものとすることが有効である。しかしながら、上記したノズルスキャン方式で良好に塗布可能な程度の流動性を有する塗布液では、塗布後に基材表面に沿って流れ広がったり重力によるレベリング作用によって、塗布直後の断面形状が次第に崩れることが避けられない。また、パターンの断面形状を高アスペクト比にすればするほど、硬化前にパターンの傾きや倒壊が生じるおそれが高まる。このことから、高アスペクト比の断面形状を有する活物質パターンをより安定して形成することのできる技術の確立が望まれる。   In the battery electrode having such a striped active material pattern, the amount of the active material is increased to increase the battery capacity, and the surface area of the active material layer is increased to improve the charge / discharge characteristics. It is effective that the cross-sectional shape of each stripe pattern has a large aspect ratio, that is, a ratio of height to width. However, in the case of a coating solution having a fluidity that can be satisfactorily applied by the nozzle scan method described above, the cross-sectional shape immediately after application may gradually collapse due to a leveling action caused by gravity spreading or spreading along the substrate surface after application. Unavoidable. In addition, the higher the aspect ratio of the cross-sectional shape of the pattern, the higher the risk of pattern inclination and collapse before curing. Therefore, establishment of a technique capable of forming an active material pattern having a cross-sectional shape with a high aspect ratio more stably is desired.

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基材の表面にストライプ状の活物質層を設けた構造を有する電池用電極を製造する技術において、高アスペクト比の断面形状を有するストライプ状の活物質パターンを安定して形成することのできる技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and in a technique for manufacturing a battery electrode having a structure in which a stripe-shaped active material layer is provided on the surface of a base material, It is an object to provide a technique capable of stably forming an active material pattern.

この発明の一の態様は、電池用電極製造装置であって、上記目的を達成するため、活物質を含む塗布液を吐出する第1吐出口を有するとともに、前記第1吐出口を挟んで前記第1吐出口の両側それぞれに気体を吐出する第2吐出口が配置されたノズルと、前記第1吐出口と前記第2吐出口とを水平方向に並べ、かつ基材の表面に近接させた状態で、前記基材表面に対して前記ノズルを相対移動させる相対移動実行部とを備え、前記相対移動実行部が前記ノズルを前記基材表面に対して相対移動させながら、前記第1吐出口が前記塗布液を吐出して前記基材表面に前記塗布液をストライプ状に塗布するとともに、前記第2吐出口が気体を吐出して、前記第1吐出口から前記基材表面に吐出された前記塗布液の側部に前記気体を吹き付ける。   One aspect of the present invention is a battery electrode manufacturing apparatus having a first discharge port for discharging a coating liquid containing an active material, and sandwiching the first discharge port in order to achieve the above object. A nozzle in which a second discharge port for discharging gas is arranged on each side of the first discharge port, the first discharge port and the second discharge port are arranged in a horizontal direction and are brought close to the surface of the substrate. A relative movement execution unit that relatively moves the nozzle relative to the substrate surface, and the relative movement execution unit moves the nozzle relative to the substrate surface while moving the first discharge port. Discharged the coating liquid and applied the coating liquid on the surface of the base material in stripes, and the second discharge port discharged gas and was discharged from the first discharge port to the base material surface. The gas is sprayed on the side of the coating solution.

また、この発明の他の態様は、電池用電極の製造方法であって、上記目的を達成するため、活物質を含む塗布液を吐出する第1吐出口を有するとともに、前記第1吐出口を挟んで前記第1吐出口の両側それぞれに気体を吐出する第2吐出口が配置されたノズルを、前記第1吐出口および前記第2吐出口を基材の表面に近接させて前記基材と対向配置する工程と、前記ノズルを前記基材表面に対して相対移動させながら、前記第1吐出口から前記塗布液を吐出させて前記基材表面に前記塗布液をストライプ状に塗布するとともに、前記第1吐出口から前記基材表面に吐出された前記塗布液の側部に、前記第2吐出口から吐出させた気体を吹き付ける工程とを備える。   According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an electrode for a battery. In order to achieve the above object, the first discharge port for discharging a coating liquid containing an active material is provided. A nozzle in which a second discharge port for discharging gas is disposed on both sides of the first discharge port with the first discharge port and the second discharge port being brought close to the surface of the substrate. While disposing the nozzle relative to the substrate surface, the coating solution is discharged from the first discharge port to apply the coating solution on the substrate surface in stripes, Spraying the gas discharged from the second discharge port onto the side of the coating liquid discharged from the first discharge port to the surface of the substrate.

このように構成された発明では、ノズルの第1吐出口から基材表面に吐出された塗布液の側部に、第2吐出口から吐出される気体が吹き付けられる。これにより、塗布液の側部における乾燥が促進されて、塗布直後の断面形状が維持されつつ塗布液の硬化が進む。また、塗布液の側部に吹き付ける気流がその姿勢維持に寄与するので、硬化しつつある塗布液の側方への傾きや倒壊についても効果的に防止される。これらのことから、本発明によれば、高アスペクト比の断面形状を有するストライプ状の活物質パターンを、塗布液の塗布により安定して形成することが可能である。   In the invention thus configured, the gas discharged from the second discharge port is blown onto the side portion of the coating liquid discharged from the first discharge port of the nozzle to the surface of the base material. Thereby, drying in the side part of a coating liquid is accelerated | stimulated and hardening of a coating liquid advances, maintaining the cross-sectional shape immediately after application | coating. In addition, since the airflow blown to the side of the coating liquid contributes to maintaining the posture, it is possible to effectively prevent the inclination and collapse of the coating liquid that is being cured to the side. For these reasons, according to the present invention, it is possible to stably form a stripe-shaped active material pattern having a cross-sectional shape with a high aspect ratio by applying a coating liquid.

また、この発明の他の態様は、電池用電極製造のためのノズルであって、上記目的を達成するため、活物質を含む塗布液を吐出する第1吐出口および気体を吐出する第2吐出口を有し、前記第2吐出口が、前記第1吐出口を挟んで前記第1吐出口の両側それぞれに設けられて、前記第1吐出口および前記第2吐出口が列状に並ぶ。   Another aspect of the present invention is a nozzle for manufacturing a battery electrode, and in order to achieve the above object, a first discharge port for discharging a coating liquid containing an active material and a second discharge for discharging a gas. An outlet is provided, and the second discharge ports are provided on both sides of the first discharge port with the first discharge port interposed therebetween, and the first discharge port and the second discharge port are arranged in a line.

このような構造のノズルは、上記した電池用電極製造装置および製造方法に好適に適用可能なものであり、塗布液を吐出する第1吐出口を挟むようにその両側に気体を吐出する第2吐出口を有する。この構成によれば、第1吐出口から活物質を含む塗布液を吐出しつつ、その側部に第2吐出口からの気体を吹き付けることができる。したがって、塗布直後の断面形状を維持した活物質パターンを製造するのに好適に用いることができる。   The nozzle having such a structure can be suitably applied to the above-described battery electrode manufacturing apparatus and manufacturing method, and the second discharges gas to both sides of the first discharge port for discharging the coating liquid. Has a discharge port. According to this configuration, the gas from the second discharge port can be blown to the side of the coating liquid containing the active material discharged from the first discharge port. Therefore, it can be suitably used to produce an active material pattern that maintains the cross-sectional shape immediately after coating.

この発明にかかるノズルは、例えば、3以上の第2吐出口が列状に並べて設けられるとともに、互いに隣接する第2吐出口の間に1つずつ第1吐出口が設けられた構成であってもよい。このような構成とすると、2以上の第1吐出口と3以上の第2吐出口がその配列方向に沿って交互に並び、しかも、各々の第1吐出口の両側には必ず第2吐出口が配置されることになる。このようなノズルを用いれば、複数本のストライプ状パターンを同時に形成することが可能であり、複数本の活物質パターンを有する電池用電極を優れた生産性で製造することが可能となる。   The nozzle according to the present invention has, for example, a configuration in which three or more second discharge ports are provided in a line and one first discharge port is provided between adjacent second discharge ports. Also good. With such a configuration, two or more first discharge ports and three or more second discharge ports are alternately arranged along the arrangement direction, and the second discharge ports are always provided on both sides of each first discharge port. Will be placed. By using such a nozzle, it is possible to simultaneously form a plurality of stripe patterns, and it is possible to manufacture a battery electrode having a plurality of active material patterns with excellent productivity.

また例えば、第2吐出口は、基材に対するノズルの相対移動方向における後方に向けて気体を吐出するように構成されてもよい。このようにすると、第1吐出口から基材に吐出された塗布液に対して第2吐出口からの気体を直接的に吹き付けることが可能となり、塗布液の乾燥硬化を効果的に促進してその断面形状の変化を抑制することができる。   Further, for example, the second discharge port may be configured to discharge gas toward the rear in the relative movement direction of the nozzle with respect to the base material. If it does in this way, it will become possible to spray the gas from a 2nd discharge port directly with respect to the coating liquid discharged to the base material from the 1st discharge port, and accelerates | stimulates the drying hardening of a coating liquid effectively. The change in the cross-sectional shape can be suppressed.

また例えば、第1吐出口の開口面の法線方向と、第2吐出口の開口面の法線方向とが同一となるように構成されてもよい。これにより、塗布液の吐出方向と気体の吐出方向とをほぼ一致させることができ、吐出直後の塗布液の側部に確実に気体を吹き付けることができる。   Further, for example, the normal direction of the opening surface of the first discharge port and the normal direction of the opening surface of the second discharge port may be configured to be the same. Thereby, the discharge direction of a coating liquid and the discharge direction of gas can be made to correspond substantially, and gas can be reliably sprayed on the side part of the coating liquid immediately after discharge.

また例えば、基材に対するノズルの相対移動が、複数のローラに掛け渡したシート状の基材をローラの回転により所定の搬送方向に搬送することにより実現され、ノズルが、一のローラに巻き掛けられた基材の巻き掛け領域に対向配置されるように構成されてもよい。このような構成では、シート状の基材の搬送によってノズルとの相対移動が実現されており、その搬送経路上では基材が波打ったり振動することがある。ローラに巻き掛けられた基材表面にノズルを対向させ、該ノズルから塗布液および気体を吐出させることで、ノズルと基材との位置関係を安定させた状態で塗布を行うことができる。これにより、形状の安定した活物質パターンを形成することが可能となる。   In addition, for example, relative movement of the nozzle with respect to the base material is realized by transporting a sheet-like base material that is stretched around a plurality of rollers in a predetermined transport direction by rotation of the roller, and the nozzle is wound around one roller. You may comprise so that it may be opposingly arranged by the winding area | region of the made base material. In such a configuration, relative movement with the nozzle is realized by the conveyance of the sheet-like base material, and the base material may wave or vibrate on the conveyance path. By making the nozzle face the surface of the substrate wound around the roller and discharging the coating liquid and gas from the nozzle, the coating can be performed in a state where the positional relationship between the nozzle and the substrate is stabilized. Thereby, an active material pattern having a stable shape can be formed.

また例えば、第2吐出口から、加熱した気体を吐出させるようにしてもよく、このための気体加熱手段がさらに設けられてもよい。加熱した気体を塗布液に吹き付けることで、塗布液の乾燥硬化をより短時間で確実に行うことが可能となる。   Further, for example, heated gas may be discharged from the second discharge port, and a gas heating unit for this purpose may be further provided. By spraying the heated gas onto the coating solution, it is possible to reliably dry and cure the coating solution in a shorter time.

この発明によれば、基材表面に塗布された直後の塗布液の側部に対して気流を吹き付けることで、高アスペクト比の断面形状を有するストライプ状の活物質パターンを安定して形成することができる。   According to the present invention, a stripe-shaped active material pattern having a high-aspect-ratio cross-sectional shape can be stably formed by blowing an airflow against the side of the coating liquid immediately after being applied to the substrate surface. Can do.

この発明にかかる電池用電極製造装置の一実施形態の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of one Embodiment of the electrode manufacturing apparatus for batteries concerning this invention. ノズルの構造および機能を示す第1の図である。It is a 1st figure which shows the structure and function of a nozzle. ノズルの構造および機能を示す第2の図である。It is a 2nd figure which shows the structure and function of a nozzle. この実施形態における気流の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect of the airflow in this embodiment. 吐出口の他の配置例を示す図である。It is a figure which shows the other example of arrangement | positioning of a discharge outlet.

図1はこの発明にかかる電池用電極製造装置の一実施形態の概略構成を示す図である。この電池用電極製造装置(以下、「電極製造装置」と略称する)1は、例えばリチウムイオン二次電池の電極として用いられる電池用電極の製造プロセスの動作主体となるものであり、完成後の電池において集電体として機能する金属製のシートSを基材として、その表面に活物質材料を塗布して活物質層を形成することで、集電体と活物質とが積層された電池用電極を製造するための装置である。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a battery electrode manufacturing apparatus according to the present invention. This battery electrode manufacturing apparatus (hereinafter abbreviated as “electrode manufacturing apparatus”) 1 is a main component of a manufacturing process of a battery electrode used as an electrode of a lithium ion secondary battery, for example. For a battery in which a current collector and an active material are laminated by forming an active material layer on a surface of a metal sheet S that functions as a current collector in a battery and applying an active material material on the surface of the metal sheet S An apparatus for manufacturing an electrode.

以後の説明のために、図1に示すようにXYZ座標軸を設定する。ここでXY平面が水平面であり、Z軸は鉛直軸と一致する。Z軸における正方向は鉛直上向き方向である。   For the following explanation, XYZ coordinate axes are set as shown in FIG. Here, the XY plane is a horizontal plane, and the Z axis coincides with the vertical axis. The positive direction on the Z-axis is a vertically upward direction.

電極製造装置1は、シートSを搬送方向Dtに搬送するための搬送ユニット10と、搬送されるシートSに対して活物質を含む塗布液を塗布する塗布ユニット20とを備えている。搬送ユニット10は、ロール状に巻回された活物質形成前のシートSを保持するとともにシートSを一定速度で送り出す供給ローラ11と、活物質層が形成された後のシートSを巻き取る巻き取りローラ12とを備えている。供給ローラ11から巻き取りローラ12に至る搬送経路上には、2つのテンションローラ13,14とノズル対向ローラ15とがさらに設けられている。これらのうちいくつかがローラ駆動部19により回転駆動されてシートSを搬送し、他はシートSの移動に伴って回転する従動ローラとなっている。   The electrode manufacturing apparatus 1 includes a transport unit 10 for transporting the sheet S in the transport direction Dt, and a coating unit 20 that applies a coating liquid containing an active material to the transported sheet S. The conveyance unit 10 holds the sheet S before forming the active material wound in a roll shape, and winds the sheet S after the active material layer is formed, and a supply roller 11 that feeds the sheet S at a constant speed. A take-up roller 12 is provided. Two tension rollers 13 and 14 and a nozzle facing roller 15 are further provided on the conveyance path from the supply roller 11 to the take-up roller 12. Some of these are rotationally driven by the roller drive unit 19 to convey the sheet S, and others are driven rollers that rotate as the sheet S moves.

シートSはこれらのローラに掛け渡されており、ローラの回転に伴って矢印方向Dtに一定速度で搬送される。図1の例では、供給ローラ11および巻き取りローラ12はそれぞれY軸と平行な回転軸を有しており、ローラ駆動部19からの駆動信号に応じてローラ11,12が回転することで、シートSはX軸に平行な方向(水平方向)およびZ軸に平行な方向(鉛直方向)に搬送される。   The sheet S is stretched around these rollers and is conveyed at a constant speed in the arrow direction Dt as the rollers rotate. In the example of FIG. 1, the supply roller 11 and the take-up roller 12 each have a rotation axis parallel to the Y axis, and the rollers 11 and 12 rotate according to a drive signal from the roller drive unit 19. The sheet S is conveyed in a direction parallel to the X axis (horizontal direction) and in a direction parallel to the Z axis (vertical direction).

ノズル対向ローラ15は、搬送経路上で2つのテンションローラ13,14の間に設けられており、ノズル対向ローラ15に巻き掛けられたシートSに対して搬送中にかかる張力がテンションローラ13,14により一定に維持される。ノズル対向ローラ15に巻き掛けられたシートSの巻き掛け領域Srにおいて、塗布ユニット20のノズル21がシートS表面に近接対向配置される。ノズル21との対向位置よりも搬送方向Dt下流側において、シートSはできるだけ平坦な状態が長く維持されることが望ましい。ノズル21は、一定速度で搬送されるシートSの表面に向けて活物質を含む塗布液を吐出することで、搬送方向Dtに沿って延びるストライプ状の活物質パターンをシートSの表面に形成する。   The nozzle facing roller 15 is provided between the two tension rollers 13 and 14 on the transport path, and the tension applied to the sheet S wound around the nozzle facing roller 15 during transport is the tension rollers 13 and 14. Is kept constant. In the winding region Sr of the sheet S wound around the nozzle facing roller 15, the nozzle 21 of the coating unit 20 is disposed in close proximity to the surface of the sheet S. It is desirable that the sheet S be kept as flat as possible as long as possible on the downstream side in the transport direction Dt from the position facing the nozzle 21. The nozzle 21 discharges a coating liquid containing an active material toward the surface of the sheet S conveyed at a constant speed, thereby forming a stripe-shaped active material pattern extending along the conveyance direction Dt on the surface of the sheet S. .

塗布ユニット20は、ノズル21の他に、活物質を含む塗布液をノズル21に向けて供給する塗布液供給部22と、例えば乾燥空気、窒素ガス等の気体をノズル21に向けて供給する気体供給部23と、該気体を所定の温度まで温める加熱部24とを備えている。   In addition to the nozzle 21, the coating unit 20 includes a coating liquid supply unit 22 that supplies a coating liquid containing an active material toward the nozzle 21, and a gas that supplies a gas such as dry air or nitrogen gas toward the nozzle 21. A supply unit 23 and a heating unit 24 that warms the gas to a predetermined temperature are provided.

ノズル21は、塗布液供給部22から活物質を含む塗布液の供給を受けて、該塗布液をシートS表面に塗布する。シートSを挟んでノズル21と反対側に設けられたノズル対向ローラ15は、ノズル21とシートSとの位置関係を一定に維持して安定した塗布を可能にするバックアップローラとして機能する。   The nozzle 21 receives the supply of the application liquid containing the active material from the application liquid supply unit 22 and applies the application liquid to the surface of the sheet S. The nozzle facing roller 15 provided on the opposite side of the nozzle 21 with the sheet S interposed therebetween functions as a backup roller that enables a stable application while maintaining the positional relationship between the nozzle 21 and the sheet S constant.

ここで、この製造プロセスに用いられる材料としては、例えば次のようなものが挙げられる。例えばリチウムイオン電池の正極電極を製造するプロセスでは、集電体となるシートSとして例えばアルミニウム箔を用いることができる。また、この場合の活物質(正極活物質)としては例えばLiCoO(LCO)を主体とするもの、LiNiO2またはLiFePO4、LiMnPO4、LiMn24、またLiMeO2(Me=MxMyMz;Me、Mは遷移金属、x+y+z=1)で代表的に示される化合物、例えばLiNi1/3Mn1/3Co1/32、LiNi0.8Co0.15Al0.052などを用いることができる。 Here, as a material used for this manufacturing process, the following are mentioned, for example. For example, in the process of manufacturing a positive electrode of a lithium ion battery, for example, an aluminum foil can be used as the sheet S that serves as a current collector. In this case, as the active material (positive electrode active material), for example, a material mainly composed of LiCoO 2 (LCO), LiNiO 2 or LiFePO 4 , LiMnPO 4 , LiMn 2 O 4 , or LiMeO 2 (Me = MxMyMz; Me, M is a transition metal, and a compound typically represented by x + y + z = 1), for example, LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 , LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 or the like can be used.

また例えば、リチウムイオン電池の負極電極を製造するプロセスでは、集電体となるシートSとして例えば銅箔を用いることができる。また、この場合の活物質(負極活物質)としては例えばLiTi12(LTO)を主体としたもの、またはC、SiまたはSnなどを用いることができる。 Further, for example, in the process of manufacturing the negative electrode of a lithium ion battery, for example, a copper foil can be used as the sheet S that becomes the current collector. In this case, as the active material (negative electrode active material), for example, a material mainly composed of Li 4 Ti 5 O 12 (LTO), C, Si, Sn, or the like can be used.

活物質を含む塗布液としては、上記した活物質材料の他に、導電助剤としてのアセチレンブラックまたはケッチェンブラック、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVDF)、スチレンブタジエンラバー(SBR)、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリビニルアルコール(PVA)またはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、溶剤としてのN−メチル−2−ピロリドン(NMP)などを混合したものを用いることができる。ノズル21からの吐出による塗布に適用する塗布液としては、粘度を100Pa・sないし10000Pa・sとしたペースト状のものが好適である。   As the coating liquid containing the active material, in addition to the above-mentioned active material, acetylene black or ketjen black as a conductive additive, polyvinylidene fluoride (PVDF), styrene butadiene rubber (SBR), polyvinyl as a binder. A mixture of pyrrolidone (PVP), polyvinyl alcohol (PVA), polytetrafluoroethylene (PTFE), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a solvent, or the like can be used. As a coating liquid applied to coating by ejection from the nozzle 21, a paste-like liquid having a viscosity of 100 Pa · s to 10000 Pa · s is preferable.

図2および図3はノズルの構造および機能を示す図である。より詳しくは、図2(a)はノズル21による塗布液の塗布の様子を模式的に示す図であり、図2(b)はノズル21の下面の構造を示す図である。また、図3(a)はノズル21の内部構造および塗布液と気体との吐出の状態を模式的に示す側面図であり、図3(b)はその斜視図である。   2 and 3 are diagrams showing the structure and function of the nozzle. More specifically, FIG. 2A is a diagram schematically showing how the coating liquid is applied by the nozzle 21, and FIG. 2B is a diagram showing the structure of the lower surface of the nozzle 21. FIG. 3A is a side view schematically showing the internal structure of the nozzle 21 and the discharge state of the coating liquid and gas, and FIG. 3B is a perspective view thereof.

図2(b)に示すように、ノズル21の下面210には矩形形状に開口する複数個(この例では8個)の第1吐出口211が、シート搬送方向Dtに直交するシートSの幅方向、つまりY方向に沿って列状に等間隔で穿設されている。第1吐出口211は塗布液供給部22から供給される塗布液を吐出する。また、こうして列状に配置された第1吐出口211をY方向の両側から挟むように、複数個(この例では9個)の第2吐出口212が列状に配置されている。第2吐出口212は気体供給部23から加熱部24を介して供給される気体を吐出する。このように、ノズル21の下面210には、第1吐出口211および第2吐出口212がY方向に交互に配列されており、該配列のうち(+Y)方向および(−Y)方向における最外側は、いずれも第2吐出口212となっている。   As shown in FIG. 2B, a plurality of (eight in this example) first discharge ports 211 opening in a rectangular shape are formed on the lower surface 210 of the nozzle 21, and the width of the sheet S perpendicular to the sheet conveyance direction Dt. It is perforated at equal intervals in a row along the direction, that is, the Y direction. The first discharge port 211 discharges the coating liquid supplied from the coating liquid supply unit 22. In addition, a plurality of (in this example, nine) second discharge ports 212 are arranged in a row so as to sandwich the first discharge ports 211 arranged in a row from both sides in the Y direction. The second discharge port 212 discharges the gas supplied from the gas supply unit 23 via the heating unit 24. As described above, the first discharge ports 211 and the second discharge ports 212 are alternately arranged in the Y direction on the lower surface 210 of the nozzle 21, and the most in the (+ Y) direction and (−Y) direction of the arrangement. The outer sides are all second discharge ports 212.

第1吐出口211および第2吐出口212はいずれも同一平面(ノズル下面210)に開口しており、それらの開口面の法線方向は互いに一致する。したがって、塗布液の吐出方向と気体の吐出方向とが概ね一致しており、塗布液および気体は概略同じ方向に向けて吐出される。   The first discharge port 211 and the second discharge port 212 are both open in the same plane (nozzle lower surface 210), and the normal directions of these opening surfaces coincide with each other. Therefore, the discharge direction of the coating liquid and the discharge direction of the gas are substantially the same, and the coating liquid and the gas are discharged in substantially the same direction.

図2(a)に示すように、ノズル21は、シートSの上面に近接対向配置され、しかも、第1および第2吐出口が設けられた下面210を真下ではなくX方向に傾けた状態で、図示を省略する支持部材により支持されている。   As shown in FIG. 2A, the nozzle 21 is disposed close to and opposed to the upper surface of the sheet S, and the lower surface 210 provided with the first and second discharge ports is tilted in the X direction, not directly below. , And is supported by a support member (not shown).

第1および第2吐出口211,212の開口サイズを例示するが、吐出口の寸法や形状はここに記載のものに限定されず任意である。この実施形態における第1吐出口211および第2吐出口212のサイズは、X方向の開口長が例えば20μmないし100μmである。またY方向の開口長が例えば50μmないし100μmである。また、これらの配列ピッチは100μmないし300μmである。なお、図2(b)では2種類の吐出口の識別を容易とするために第1吐出口211と第2吐出口212との開口サイズを異ならせて図示しているが、このことは必須の要件ではなく両者が同一サイズであってもよい。このような微細な開口を有するノズル21については、例えば金属ブロックを放電加工することにより作製可能である。   Although the opening size of the 1st and 2nd discharge outlets 211 and 212 is illustrated, the dimension and shape of a discharge outlet are not limited to what is described here, but are arbitrary. As for the size of the first discharge port 211 and the second discharge port 212 in this embodiment, the opening length in the X direction is, for example, 20 μm to 100 μm. The opening length in the Y direction is, for example, 50 μm to 100 μm. Further, the arrangement pitch is 100 μm to 300 μm. In FIG. 2B, the opening sizes of the first discharge port 211 and the second discharge port 212 are illustrated differently in order to facilitate the identification of the two types of discharge ports, but this is essential. Both of them may be the same size. The nozzle 21 having such a fine opening can be produced by, for example, electric discharge machining of a metal block.

図2(a)に示すように、シートSが搬送方向Dtに搬送された状態でノズル21が吐出口211から塗布液を吐出すると、シートSの上面には搬送方向Dt(すなわちX方向)に沿って延びる互いに平行な複数の塗布液によるストライプが形成される。これが乾燥硬化することで、シートS表面に互いに平行なストライプ状の複数の活物質パターンP1が形成される。このとき、塗布液として比較的高粘度のペースト状に調製された混合物を用いることにより、吐出直後の形状がほぼ維持されて断面のアスペクト比(パターン幅に対する高さの比)の高い活物質パターンを形成することができる。   As shown in FIG. 2A, when the nozzle 21 discharges the coating liquid from the discharge port 211 in a state where the sheet S is transported in the transport direction Dt, the upper surface of the sheet S is transported in the transport direction Dt (that is, the X direction). A plurality of stripes are formed by a plurality of coating liquids extending parallel to each other. By drying and curing this, a plurality of stripe-shaped active material patterns P1 parallel to each other are formed on the surface of the sheet S. At this time, by using a mixture prepared in the form of a paste having a relatively high viscosity as the coating liquid, the active material pattern having a high aspect ratio (the ratio of the height to the pattern width) of the cross-section is substantially maintained while the shape immediately after discharge is maintained. Can be formed.

ただし、吐出された塗布液が乾燥硬化するまでの間に、塗布液に残存する流動性に起因してパターンの形状が変化してしまうことがある。すなわち、重力によるレベリング作用や塗布液の表面張力によって断面のアスペクト比が小さくなるパターンの潰れや、パターン頂面がうねる褶曲や傾き、さらに甚だしい場合にはパターンが倒壊するなどのおそれがある。そこで、この実施形態では、塗布液を吐出する第1吐出口211を挟んでその両横に、気体を吐出する第2吐出口212を設けている。   However, the pattern shape may change due to the fluidity remaining in the coating solution until the discharged coating solution is dried and cured. That is, there is a possibility that the pattern whose aspect ratio is reduced due to the leveling action due to gravity or the surface tension of the coating liquid, the fold or inclination of the pattern top surface, and the pattern collapse when it is severe. Therefore, in this embodiment, a second discharge port 212 for discharging gas is provided on both sides of the first discharge port 211 for discharging the coating liquid.

図3(a)に示すように、ノズル21の内部には、塗布液供給部22に連通する塗布液供給路213と、加熱部24を介して気体供給部23に連通する気体供給路214とが独立して設けられており、ノズル下面210におけるそれらの開口が、それぞれ第1吐出口211および第2吐出口212となっている。塗布液供給路213を通送されてくる塗布液は第1吐出口211から吐出されてシートS表面に塗布され、乾燥硬化することでシートS上に活物質パターンP1を形成する。   As shown in FIG. 3A, inside the nozzle 21, a coating liquid supply path 213 that communicates with the coating liquid supply section 22, and a gas supply path 214 that communicates with the gas supply section 23 via the heating section 24. Are provided independently, and these openings in the nozzle lower surface 210 serve as a first discharge port 211 and a second discharge port 212, respectively. The coating liquid fed through the coating liquid supply path 213 is discharged from the first discharge port 211, applied to the surface of the sheet S, and dried and cured to form an active material pattern P1 on the sheet S.

一方、第1吐出口211に隣接して設けられた第2吐出口212は、気体供給部23から供給される気体(この実施形態では加熱された乾燥空気)を吐出する。第2吐出口212からの気体は第2吐出口212の開口面の法線方向を中心として広がるように吹き出され、これにより形成される気流AFは、図3(b)に示すように、一部が吐出直後の塗布液の側部Psに対して吹き付ける。この気流により、塗布液、特にその側部の乾燥硬化が促進され、固体である活物質パターンP1への転換が短時間のうちに進行する。また、塗布された塗布液を挟むようにその両側から気流AFが吹き付けられることにより、パターン頂部の傾きや褶曲、さらにはパターンの倒壊が効果的に防止される。これらの作用により、この実施形態では、シートS表面に塗布された塗布液の断面形状の変化が抑制され、吐出直後のアスペクト比の高い状態が維持された活物質パターンP1が得られる。第2吐出口212から吐出される気体を予め加熱しておけば、塗布液を乾燥させる作用はさらに顕著なものとなる。   On the other hand, the second discharge port 212 provided adjacent to the first discharge port 211 discharges the gas supplied from the gas supply unit 23 (heated dry air in this embodiment). The gas from the second discharge port 212 is blown out so as to spread around the normal direction of the opening surface of the second discharge port 212, and the airflow AF formed thereby is as shown in FIG. The part sprays on the side part Ps of the coating liquid immediately after discharge. This air flow accelerates the drying and curing of the coating liquid, particularly its side portions, and the conversion to the solid active material pattern P1 proceeds in a short time. Further, by blowing the airflow AF from both sides so as to sandwich the applied coating liquid, the inclination and bending of the pattern top and the collapse of the pattern are effectively prevented. Due to these actions, in this embodiment, the change in the cross-sectional shape of the coating liquid applied to the surface of the sheet S is suppressed, and an active material pattern P1 in which a high aspect ratio immediately after discharge is maintained is obtained. If the gas discharged from the second discharge port 212 is preliminarily heated, the effect of drying the coating liquid becomes more remarkable.

第2吐出口212からの気体は、シートS表面に沿って概ねシートSの搬送方向Dtと同方向に流れるようにされる。シートSを基準として見たときノズル21はシートSに対し(−Dt)方向へ相対移動しているから、第2吐出口212からの気体はノズル21の移動方向における後方側へ向かう成分を持って吹き出されることになる。したがって、気流AFは、シートS表面およびパターン側部Psに衝突しながら、シートS表面に沿って活物質パターンP1の間を通り抜けてノズル21の移動方向における後方側へ流れることとなる。これにより、気流AFによるパターンの姿勢維持および乾燥促進の効果をより長時間持続させることができる。   The gas from the second discharge port 212 flows along the surface of the sheet S substantially in the same direction as the transport direction Dt of the sheet S. When viewed from the sheet S, the nozzle 21 moves relative to the sheet S in the (−Dt) direction, so the gas from the second discharge port 212 has a component toward the rear side in the movement direction of the nozzle 21. Will be blown out. Therefore, the air flow AF flows between the active material patterns P1 along the surface of the sheet S and flows backward in the moving direction of the nozzle 21 while colliding with the surface of the sheet S and the pattern side portion Ps. As a result, the effect of maintaining the posture of the pattern and promoting drying by the airflow AF can be maintained for a longer time.

なお、図3(b)では、ノズル21における各部の作用を理解しやすくするために、1つの第1吐出口211とこれを挟む2つの第2吐出口212のみを図示しているが、前記した通り、この実施形態では複数の第1吐出口211と、その各々を挟む複数の第2吐出口212とがノズル21には設けられている。吐出口の配列において最外側を、気体を吐出する第2吐出口212としているので、全てのパターンについてその両側に気流AFを吹き付けることが可能である。   FIG. 3B shows only one first discharge port 211 and two second discharge ports 212 sandwiching the first discharge port 211 in order to facilitate understanding of the operation of each part in the nozzle 21. As described above, in this embodiment, the nozzle 21 is provided with a plurality of first discharge ports 211 and a plurality of second discharge ports 212 sandwiching each of the first discharge ports 211. Since the outermost side in the arrangement of the discharge ports is the second discharge port 212 for discharging gas, it is possible to blow the airflow AF on both sides of all patterns.

図4はこの実施形態における気流の効果を説明する図である。より詳しくは、図4(a)は理想的な形状の活物質パターンを示す概観図、図4(b)はその断面図である。一方、図4(c)は比較例の活物質パターンを示す概観図、図4(d)はその断面図である。   FIG. 4 is a diagram for explaining the effect of airflow in this embodiment. More specifically, FIG. 4A is an overview diagram showing an active material pattern of an ideal shape, and FIG. 4B is a cross-sectional view thereof. On the other hand, FIG. 4C is a schematic view showing an active material pattern of a comparative example, and FIG. 4D is a sectional view thereof.

活物質パターンP1の理想的な形状は、図4(a)に示すようにX方向に沿ってまっすぐに延びるストライプ状であり、かつ、図4(b)に示すように、断面が吐出直後の塗布液の形状(すなわち第1吐出口211の開口形状)を維持したものである。しかしながら、単にノズルから塗布液を吐出してシートSに塗布しただけでは、比較例として図4(c)および図4(d)に示すように、上記のような理想形状から乖離した形状のパターンとなってしまうおそれがある。   The ideal shape of the active material pattern P1 is a stripe shape extending straight along the X direction as shown in FIG. 4A, and the cross section immediately after ejection is shown in FIG. 4B. The shape of the coating liquid (that is, the opening shape of the first discharge port 211) is maintained. However, when the coating liquid is simply discharged from the nozzle and applied to the sheet S, as shown in FIGS. 4C and 4D as a comparative example, a pattern having a shape deviating from the ideal shape as described above is used. There is a risk of becoming.

図4(c)および図4(d)はこのような不良パターンの例を示す図であり、図のうちパターンP21では、パターン全体にうねりが生じパターンの頂部が波打った状態となっている。また、パターンP22では、パターンがシートS表面から垂直に屹立せずパターン全体が傾いた状態となっている。パターンP23では、その断面方向に見てパターン頂部が一方向に向かって折れ曲がっている。またパターンP24では塗布液の流動性によりレベリングが生じ、潰れたような断面形状となっている。またパターンP25は、パターン全体が横倒しになっている。   FIG. 4C and FIG. 4D are diagrams showing examples of such a defective pattern. In the pattern P21 in the figure, the entire pattern is wavy and the top of the pattern is wavy. . In the pattern P22, the pattern does not stand vertically from the surface of the sheet S, and the entire pattern is inclined. In the pattern P23, the top of the pattern is bent in one direction when viewed in the cross-sectional direction. In the pattern P24, leveling occurs due to the fluidity of the coating solution, and the cross-sectional shape is crushed. Further, the pattern P25 is the entire pattern lying on its side.

このような不良パターンは、隣接するパターン間の接触や表面積の設計値からのずれなどの原因となり、最終的に製造される電極および電池において所期の性能が得られなくなるという問題を引き起こす。これに対して本実施形態では、シートS表面に吐出された塗布液の側部Psに気流AFを吹き付けて乾燥硬化前の塗布液の姿勢を安定させることで、パターン形状を理想的なものに近付けており、このような問題を未然に回避している。   Such a defective pattern causes a contact between adjacent patterns and a deviation of the surface area from a design value, and causes a problem that an expected performance cannot be obtained in the finally manufactured electrode and battery. On the other hand, in the present embodiment, the pattern shape is idealized by blowing the airflow AF to the side portion Ps of the coating liquid discharged on the surface of the sheet S to stabilize the posture of the coating liquid before drying and curing. We are approaching and avoiding such problems.

以上説明したように、この実施形態においては、電極製造装置1が本発明の「電池用電極製造装置」として機能しており、シートSが本発明の「基材」に相当している。そして、供給ローラ11、巻き取りローラ12およびローラ駆動部19が一体として本発明の「相対移動実行部」として機能している。また、上記実施形態では、加熱部24が本発明の「気体加熱手段」として機能している。   As described above, in this embodiment, the electrode manufacturing apparatus 1 functions as the “battery electrode manufacturing apparatus” of the present invention, and the sheet S corresponds to the “base material” of the present invention. The supply roller 11, the take-up roller 12 and the roller drive unit 19 function as a “relative movement execution unit” of the present invention. In the above embodiment, the heating unit 24 functions as the “gas heating means” of the present invention.

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態のノズル21は、いずれも矩形の開口形状を有する第1吐出口211と第2吐出口212とが一列に並べて配置されたものであるが、吐出口の配置はこのような態様に限定されず、例えば以下に例示する構成であってもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, each of the nozzles 21 of the above-described embodiment is configured such that the first discharge ports 211 and the second discharge ports 212 each having a rectangular opening shape are arranged in a line. It is not limited to an aspect, For example, the structure illustrated below may be sufficient.

図5は吐出口の他の配置例を示す図である。図5(a)に示す他の実施例のノズル21aでは、第1吐出口211aと第2吐出口212aとが、それぞれ複数個Y方向に1列に配列されているが、第1吐出口211aの列と第2吐出口212aの列とは同列ではない。これはいわゆる千鳥配置の配列であるが、このような位置関係に構成された第1吐出口211aと第2吐出口212aとによっても、上記実施形態と同様の効果を得ることが可能である。ただし、第1吐出口と第2吐出口との距離が大きくなると第2吐出口からの気流を塗布液の側部に案内することが困難となるため、第1吐出口と第2吐出口とはできるだけ近接位置にあることが望ましい。   FIG. 5 is a view showing another arrangement example of the discharge ports. In the nozzle 21a of another embodiment shown in FIG. 5A, a plurality of first discharge ports 211a and a plurality of second discharge ports 212a are arranged in a line in the Y direction, but the first discharge ports 211a. And the second discharge port 212a are not the same row. This is a so-called staggered arrangement, but the same effect as in the above embodiment can be obtained also by the first discharge port 211a and the second discharge port 212a configured in such a positional relationship. However, if the distance between the first discharge port and the second discharge port is increased, it becomes difficult to guide the airflow from the second discharge port to the side of the coating liquid. Therefore, the first discharge port, the second discharge port, Is preferably as close as possible.

また、図5(b)に示す例では、ノズル21bに矩形の第1吐出口211bと円形または楕円形の第2吐出口212bとが設けられる。このように、第1吐出口および第2吐出口の開口形状は矩形に限定されず任意である。特に、塗布液を吐出する第1吐出口の断面形状は形成される活物質パターンの断面形状を決定する因子であるから、必要とされる活物質パターンの断面形状に応じて適宜に設定されればよい。   In the example shown in FIG. 5B, the nozzle 21b is provided with a rectangular first discharge port 211b and a circular or elliptical second discharge port 212b. Thus, the opening shape of the first discharge port and the second discharge port is not limited to a rectangle and is arbitrary. In particular, since the cross-sectional shape of the first discharge port that discharges the coating liquid is a factor that determines the cross-sectional shape of the active material pattern to be formed, it is appropriately set according to the required cross-sectional shape of the active material pattern. That's fine.

また、図5(c)に示すノズル21cでは、第1吐出口211cの開口面と第2吐出口212cの開口面とが互いに異なる平面に属している。すなわち、複数の第1吐出口211c同士ではその開口面が同一平面をなし、複数の第2吐出口212c同士ではその開口面が同一平面をなしているが、第2吐出口212cの開口面は第1吐出口211cの開口面よりもノズル先端側から見て後退した位置にある。言い換えると、第1吐出口211cがノズル先端側に向けて突出した状態となっている。このような構造のノズル21cでも上記と同様の効果が得られる。また、第1吐出口211cの突出部分の側面が気流の方向を制御する機能も有する。   In the nozzle 21c shown in FIG. 5C, the opening surface of the first discharge port 211c and the opening surface of the second discharge port 212c belong to different planes. That is, the opening surfaces of the plurality of first discharge ports 211c are the same plane, and the opening surfaces of the plurality of second discharge ports 212c are the same plane, but the opening surfaces of the second discharge ports 212c are It is in a position retracted from the nozzle tip side with respect to the opening surface of the first discharge port 211c. In other words, the first discharge port 211c protrudes toward the nozzle tip side. The nozzle 21c having such a structure can provide the same effect as described above. Further, the side surface of the protruding portion of the first discharge port 211c also has a function of controlling the direction of airflow.

また、上記実施形態では、複数の第1吐出口と複数の第2吐出口とを交互に並べることで、複数の第1吐出口により形成される活物質パターンの間に第2吐出口からの気流を形成している。つまり、最外側のものを除く第2吐出口の1つから吐出される気流は、当該第2吐出口の両側にある2つの第1吐出口から吐出される塗布液による2本のパターンの姿勢維持に寄与している。これに対して、複数の第1吐出口の間にそれぞれ2以上の第2吐出口を設けてもよい。このようにすると、各第2吐出口からの気体の吐出方向を個別に設定することにより例えばパターン側部に向けて気体を直接吹き付けることができ、パターンの姿勢維持効果をさらに高めることも可能となる。   Further, in the above embodiment, the plurality of first discharge ports and the plurality of second discharge ports are alternately arranged, so that the active material pattern formed by the plurality of first discharge ports can be removed from the second discharge port. An airflow is formed. That is, the airflow discharged from one of the second discharge ports excluding the outermost one is in the posture of two patterns by the coating liquid discharged from the two first discharge ports on both sides of the second discharge port. Contributes to maintenance. In contrast, two or more second discharge ports may be provided between the plurality of first discharge ports. If it does in this way, by setting the discharge direction of the gas from each 2nd discharge port separately, gas can be directly sprayed, for example toward a pattern side part, and it can also raise the posture maintenance effect of a pattern further. Become.

また、上記実施形態では第2吐出口から吐出させる気体として加熱された乾燥空気を用いているが、他のガス種、例えば窒素ガスのような不活性ガスを用いてもよい。これ以外にも、吐出直後の塗布液に対して化学的に作用しないものであれば種々の気体を用いることが可能である。また気体の加熱を省略してもよい。   In the above embodiment, heated dry air is used as the gas discharged from the second discharge port, but other gas species, for example, an inert gas such as nitrogen gas may be used. In addition to this, various gases can be used as long as they do not chemically act on the coating liquid immediately after discharge. Gas heating may be omitted.

また、上記実施形態は、ノズル21から吐出させる気体の供給源(気体供給部23)を塗布ユニット20内に有するものであるが、外部の気体供給源からの気体をノズルに導入して吐出させる構成であってもよい。   Moreover, although the said embodiment has the supply source (gas supply part 23) of the gas discharged from the nozzle 21 in the coating unit 20, it introduces and discharges the gas from an external gas supply source to a nozzle. It may be a configuration.

また、上記実施形態では、完成後の電池用電極において集電体となる金属製シートSを本発明の「基材」とするものであるが、基材としてはこれに限定されない。例えば、樹脂製シートに集電体となる金属箔を積層したものを本発明の「基材」として用いてもよく、また例えば、集電体となる金属箔の表面に活物質の薄膜を予め形成したものを「基材」として用いてもよい。さらには、一方極の電極に固体電解質層あるいはセパレータを積層したものを本発明の「基材」として用い、他方極の活物質層をさらに積層するために本発明を適用してもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the metal sheet S used as a collector in the battery electrode after completion is used as the “base material” of the present invention, the base material is not limited to this. For example, a resin sheet laminated with a metal foil serving as a current collector may be used as the “base material” of the present invention. For example, a thin film of an active material is previously formed on the surface of the metal foil serving as a current collector. You may use what was formed as a "base material." Further, the present invention may be applied to further laminate the active material layer of the other electrode by using a laminate of a solid electrolyte layer or a separator on the electrode of one electrode as the “base material” of the present invention.

また、上記実施形態はロール状の金属製シートSを基材としてその表面に活物質パターンを形成するものであるが、枚葉状の基材に対しノズルを相対移動させて活物質パターンを形成する技術にも本発明を適用することが可能である。また、相対移動の実現に当たっては、基材を固定しノズルを動かす構成としてもよい。また、基材をステージ等に載置して、固定されたノズルに対しステージ等を移動させることで相対移動を実現してもよい。   Moreover, although the said embodiment forms an active material pattern in the surface using the roll-shaped metal sheet S as a base material, a nozzle is moved relatively with respect to a sheet-like base material, and an active material pattern is formed. The present invention can also be applied to technology. Further, in realizing the relative movement, a configuration may be adopted in which the base is fixed and the nozzle is moved. Further, relative movement may be realized by placing the substrate on a stage or the like and moving the stage or the like with respect to the fixed nozzle.

また、上記実施形態で例示した集電体、活物質、電解質等の材料はその一例を示したものであってこれに限定されず、リチウムイオン電池の構成材料として用いられる他の材料を使用してリチウムイオン電池用電極を製造する場合においても、本発明を好適に適用することが可能である。また、リチウムイオン電池に限らず、基材と活物質層とを積層した構造を有する電池用電極の製造技術全般に本発明を適用することが可能である。   Further, the materials such as the current collector, active material, and electrolyte exemplified in the above embodiment are only examples, and are not limited thereto, and other materials used as a constituent material of the lithium ion battery are used. Thus, the present invention can also be suitably applied to the manufacture of lithium ion battery electrodes. Further, the present invention can be applied not only to lithium ion batteries but also to all manufacturing techniques for battery electrodes having a structure in which a base material and an active material layer are laminated.

本発明は、基材表面に活物質を含む塗布液を塗布して電池用電極を製造する技術全般に適用することができる。   The present invention can be applied to all techniques for manufacturing battery electrodes by applying a coating liquid containing an active material to the surface of a substrate.

1 電極製造装置(電池用電極製造装置)
11 供給ローラ(相対移動実行部)
12 巻き取りローラ(相対移動実行部)
19 ローラ駆動部(相対移動実行部)
21 ノズル
24 加熱部(気体加熱手段)
211 第1吐出口
212 第2吐出口
S シート(基材)
Sr (ノズル対向ローラ15に対するシートSの)巻き掛け領域
1 Electrode manufacturing equipment (battery electrode manufacturing equipment)
11 Supply roller (relative movement execution unit)
12 Winding roller (relative movement execution unit)
19 Roller drive unit (relative movement execution unit)
21 Nozzle 24 Heating part (gas heating means)
211 First discharge port 212 Second discharge port S Sheet (base material)
Sr (Area where the sheet S is wound on the nozzle facing roller 15)

Claims (11)

活物質を含む塗布液を吐出する第1吐出口を有するとともに、前記第1吐出口を挟んで前記第1吐出口の両側それぞれに気体を吐出する第2吐出口が配置されたノズルと、
前記第1吐出口と前記第2吐出口とを水平方向に並べ、かつ基材の表面に近接させた状態で、前記基材表面に対して前記ノズルを相対移動させる相対移動実行部と
を備え、
前記相対移動実行部が前記ノズルを前記基材表面に対して相対移動させながら、前記第1吐出口が前記塗布液を吐出して前記基材表面に前記塗布液をストライプ状に塗布するとともに、前記第2吐出口が気体を吐出して、前記第1吐出口から前記基材表面に吐出された前記塗布液の側部に前記気体を吹き付ける、電池用電極製造装置。
A nozzle having a first discharge port for discharging a coating liquid containing an active material, and a second discharge port for discharging gas to each of both sides of the first discharge port across the first discharge port;
A relative movement execution unit that moves the nozzle relative to the substrate surface in a state where the first discharge port and the second discharge port are arranged in a horizontal direction and are close to the surface of the substrate; ,
While the relative movement execution unit moves the nozzle relative to the substrate surface, the first discharge port discharges the coating solution to apply the coating solution on the substrate surface in stripes, The battery electrode manufacturing apparatus, wherein the second discharge port discharges gas and sprays the gas onto a side portion of the coating liquid discharged from the first discharge port onto the substrate surface.
前記ノズルでは、3以上の前記第2吐出口が列状に並べて設けられるとともに、互いに隣接する前記第2吐出口の間に1つずつ前記第1吐出口が設けられている請求項1に記載の電池用電極製造装置。   2. The nozzle according to claim 1, wherein three or more second discharge ports are provided in a line in the nozzle, and the first discharge ports are provided one by one between the second discharge ports adjacent to each other. Battery electrode manufacturing equipment. 前記第2吐出口は、前記基材に対する前記ノズルの相対移動方向における後方に向けて前記気体を吐出する請求項1または2に記載の電池用電極製造装置。   The battery electrode manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the second discharge port discharges the gas toward a rear side in a relative movement direction of the nozzle with respect to the base material. 前記相対移動実行部は、複数のローラに掛け渡したシート状の前記基材をローラの回転により所定の搬送方向に搬送し、前記ノズルが、一の前記ローラに巻き掛けられた前記基材の巻き掛け領域に対向配置される請求項1ないし3のいずれかに記載の電池用電極製造装置。   The relative movement execution unit conveys the sheet-like substrate spanned by a plurality of rollers in a predetermined conveyance direction by rotation of a roller, and the nozzle is wound on one of the rollers wound around the roller. The battery electrode manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the battery electrode manufacturing apparatus is disposed so as to face the winding region. 加熱した前記気体を前記ノズルに供給する気体加熱手段を備える請求項1ないし4のいずれかに記載の電池用電極製造装置。   The battery electrode manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising gas heating means for supplying the heated gas to the nozzle. 活物質を含む塗布液を吐出する第1吐出口および気体を吐出する第2吐出口を有し、前記第2吐出口が、前記第1吐出口を挟んで前記第1吐出口の両側それぞれに設けられて、前記第1吐出口および前記第2吐出口が列状に並ぶ電池用電極製造のためのノズル。   A first discharge port that discharges a coating liquid containing an active material and a second discharge port that discharges a gas; and the second discharge port is located on each of both sides of the first discharge port with the first discharge port interposed therebetween. A nozzle for manufacturing a battery electrode, the first discharge port and the second discharge port being arranged in a line. 3以上の前記第2吐出口が列状に並べて設けられるとともに、互いに隣接する前記第2吐出口の間に1つずつ前記第1吐出口が設けられている請求項6に記載の電池用電極製造のためのノズル。   7. The battery electrode according to claim 6, wherein three or more second discharge ports are provided side by side in a line, and one first discharge port is provided between the second discharge ports adjacent to each other. Nozzle for manufacturing. 前記第1吐出口の開口面の法線方向と、前記第2吐出口の開口面の法線方向とが同一である請求項6または7に記載の電池用電極製造のためのノズル。   The nozzle for manufacturing a battery electrode according to claim 6 or 7, wherein a normal direction of the opening surface of the first discharge port and a normal direction of the opening surface of the second discharge port are the same. 活物質を含む塗布液を吐出する第1吐出口を有するとともに、前記第1吐出口を挟んで前記第1吐出口の両側それぞれに気体を吐出する第2吐出口が配置されたノズルを、前記第1吐出口および前記第2吐出口を基材の表面に近接させて前記基材と対向配置する工程と、
前記ノズルを前記基材表面に対して相対移動させながら、前記第1吐出口から前記塗布液を吐出させて前記基材表面に前記塗布液をストライプ状に塗布するとともに、前記第1吐出口から前記基材表面に吐出された前記塗布液の側部に、前記第2吐出口から吐出させた気体を吹き付ける工程と
を備える電池用電極の製造方法。
A nozzle having a first discharge port for discharging a coating liquid containing an active material, and a second discharge port for discharging gas on each side of the first discharge port with the first discharge port interposed therebetween, A step of placing the first discharge port and the second discharge port close to the surface of the substrate so as to face the substrate;
While the nozzle is moved relative to the substrate surface, the coating solution is discharged from the first discharge port to apply the coating solution on the substrate surface in a stripe shape, and from the first discharge port. And a step of blowing a gas discharged from the second discharge port onto a side portion of the coating liquid discharged onto the substrate surface.
前記第2吐出口から、前記基材に対する前記ノズルの相対移動方向における後方に向けて前記気体を吐出させる請求項9に記載の電池用電極の製造方法。   The method for manufacturing a battery electrode according to claim 9, wherein the gas is discharged from the second discharge port toward the rear in the relative movement direction of the nozzle with respect to the base material. 前記第2吐出口から加熱した前記気体を吐出させる請求項9または10に記載の電池用電極の製造方法。   The method for manufacturing a battery electrode according to claim 9 or 10, wherein the heated gas is discharged from the second discharge port.
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