JP2014032767A - Method and device for manufacturing electrode for battery - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for manufacturing an electrode for a battery capable of accurately measuring weight of the electrode by using ultrasonic waves without correction.SOLUTION: A device 30 for manufacturing an electrode for a battery includes: a drying furnace 60 for drying an electrode mixture coated on the surface of a base material 20; and a weight measurement device 80 for measuring the weight of the electrode 10 dried by the drying furnace 60 using an ultrasonic sensor 81. Between the drying furnace 60 and the weight measurement device 80, a temperature-equalizing device 70 is provided which equalizes the temperature of the electrode 10 to a desired temperature.

Description

本発明は、基材の表面に電極合剤層を形成した電池用電極の製造方法及び装置に関する。より詳細には、製造された電極の重量(目付け量)の測定精度を向上させる電池用電極の製造方法及び装置に関するものである。   The present invention relates to a battery electrode manufacturing method and apparatus in which an electrode mixture layer is formed on the surface of a substrate. More specifically, the present invention relates to a battery electrode manufacturing method and apparatus for improving the measurement accuracy of the weight (weight per unit area) of the manufactured electrode.

近年、モータを駆動源として搭載したハイブリッド車両や電気自動車等の電動車両が普及しつつある。こうした電動車両には、充電や放電を行うための二次電池が搭載されている。二次電池の電極は、帯状の金属箔(基材)に活物質(正極活物質又は負極活物質)を塗布することによって製造されている。具体的に、電池用電極の製造過程では、活物質とバインダーとを溶媒で混練したペースト状の電極合剤を塗布し、その活物質を乾燥させ、乾燥させた活物質を金属箔とともにプレスロールにて圧延し、圧延後の薄膜を適切な幅および長さに切断することが行われている。   In recent years, electric vehicles such as hybrid vehicles and electric vehicles equipped with a motor as a drive source are becoming popular. Such an electric vehicle is equipped with a secondary battery for charging and discharging. The electrode of a secondary battery is manufactured by apply | coating an active material (a positive electrode active material or a negative electrode active material) to strip | belt-shaped metal foil (base material). Specifically, in the process of manufacturing a battery electrode, a paste-like electrode mixture in which an active material and a binder are kneaded with a solvent is applied, the active material is dried, and the dried active material is pressed with a metal foil. The thin film after rolling is cut into an appropriate width and length.

この二次電池では、充電や放電を行う際、正極板の塗工膜に含まれる正極活物質と、負極板の塗工膜に含まれる負極活物質との間で、イオンの吸蔵や放出が行われる。そのため、電極合剤が均一の厚み(目付け量)で塗布されていないと、充放電時に電池電極の厚い部分に電流が集中しやすくなり、微短絡が起こりやすくなる等の問題が生じる。そこで、イオンの吸蔵や放出を適切に行うために、基材の表面に電極合剤が均一の厚みで塗布されている必要がある。   In this secondary battery, when charging or discharging, ions are occluded or released between the positive electrode active material contained in the coating film of the positive electrode plate and the negative electrode active material contained in the coating film of the negative electrode plate. Done. Therefore, if the electrode mixture is not applied with a uniform thickness (weight per unit area), current tends to concentrate on the thick part of the battery electrode during charging and discharging, and problems such as the occurrence of a short circuit are likely to occur. Therefore, in order to appropriately store and release ions, the electrode mixture needs to be applied to the surface of the base material with a uniform thickness.

このようなことから、電池用電極の製造工程では、基材に電極合剤層が形成された電極の重量を測定している。この重量の測定方法として、例えば、超音波の減衰を利用して重量を測定するものがある。すなわち、いわゆる透過型の超音波センサを用いて、電池用電極を介して互いに対向する位置に超音波の発信用及び受信用の一対のセンサを配置し、電池用電極に対する信号強度、つまり電池用電極に発信され、その電池用電極を透過した超音波信号の強度の測定が行われている。   For this reason, in the battery electrode manufacturing process, the weight of the electrode having the electrode mixture layer formed on the substrate is measured. As a method for measuring the weight, for example, there is a method of measuring the weight using attenuation of ultrasonic waves. That is, by using a so-called transmission type ultrasonic sensor, a pair of sensors for transmitting and receiving ultrasonic waves are arranged at positions facing each other through the battery electrode, and the signal intensity with respect to the battery electrode, that is, for the battery The intensity of an ultrasonic signal transmitted to the electrode and transmitted through the battery electrode is measured.

この超音波測定において、測定精度を向上させるための技術の1つとして、特許文献1に開示されたものがある。ここに開示された技術では、電極に対する信号強度を連続的に計測する可動センサと、可動センサの校正に使用される基準材と、基準材に対する信号強度を連続的に計測する固定センサと、を備え、可動センサによる電極の検査の初期校正として、空気層に対する固定センサと可動センサとの信号強度の差、及び基準材に対する固定センサと可動センサとの信号強度の差に基づいて可動センサを校正し、可動センサによって電極に対する信号強度を計測すると同時に、固定センサによって基準材に対する信号強度を計測し、初期校正における基準材に対する固定センサの信号強度との差に基づいて可動センサを校正している。この測定技術では、温度の影響をなくすために、測定用のセンサとは別に、校正用のセンサを用いて、測定値を常時校正(補正)することにより、測定精度を向上させている。   In this ultrasonic measurement, there is one disclosed in Patent Document 1 as one of techniques for improving measurement accuracy. In the technique disclosed herein, a movable sensor that continuously measures the signal strength with respect to the electrode, a reference material that is used for calibration of the movable sensor, and a fixed sensor that continuously measures the signal strength with respect to the reference material. As an initial calibration of electrode inspection by a movable sensor, the movable sensor is calibrated based on the difference in signal strength between the fixed sensor and the movable sensor relative to the air layer and the difference in signal strength between the fixed sensor and the movable sensor relative to the reference material. The signal intensity for the electrode is measured by the movable sensor, and at the same time, the signal intensity for the reference material is measured by the fixed sensor, and the movable sensor is calibrated based on the difference from the signal intensity of the fixed sensor with respect to the reference material in the initial calibration. . In this measurement technique, in order to eliminate the influence of temperature, the measurement accuracy is improved by constantly calibrating (correcting) the measurement value using a calibration sensor separately from the measurement sensor.

特開2010−205678号公報JP 2010-205678 A

しかしながら、上記の超音波を用いた電極の重量測定技術では、補正用に別途センサが必要であるという問題があった。
また、重量(厚み)を測定する電極と校正用の基準材との間に温度差が発生すると、測定値を正確に補正することができなくなり、電極の重量を正確に測定することができないという問題もあった。このような問題が生じるのは、以下の理由からである。すなわち、電極の製造工程においては、図4に破線で示すように、塗工長に応じて、重量を測定する測定工程での電極の温度が上昇する。そして、電極の温度が上昇すると、電極近傍の空気密度が低下する。そうすると、超音波の減衰量が減少するため、重量の測定値が大きくなってしまう。その一方、基準材の温度は変化しないため、校正用のセンサでは、超音波の減衰量は減少しない。そのため、図6に示すように、電極の温度上昇に従って測定のズレ量が大きくなり、電極の重量を正確に測定することができないのである。
However, the above-described electrode weight measurement technique using ultrasonic waves has a problem that a separate sensor is required for correction.
In addition, if a temperature difference occurs between the electrode for measuring the weight (thickness) and the reference material for calibration, the measured value cannot be corrected accurately, and the weight of the electrode cannot be measured accurately. There was also a problem. Such a problem occurs for the following reason. That is, in the electrode manufacturing process, as shown by a broken line in FIG. 4, the temperature of the electrode in the measurement process for measuring the weight increases according to the coating length. And if the temperature of an electrode rises, the air density near an electrode will fall. Then, since the attenuation amount of the ultrasonic wave is reduced, the measured value of the weight is increased. On the other hand, since the temperature of the reference material does not change, the attenuation of ultrasonic waves does not decrease in the calibration sensor. Therefore, as shown in FIG. 6, the amount of measurement deviation increases as the electrode temperature rises, and the weight of the electrode cannot be measured accurately.

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、補正を行うことなく超音波を用いて、電極の重量を精度良く測定することができる電池用電極の製造方法及び装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and a battery electrode manufacturing method and apparatus capable of accurately measuring the weight of an electrode using ultrasonic waves without correction. The purpose is to provide.

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、基材の表面に塗工された電極合剤を乾燥させる乾燥工程と、前記乾燥工程で乾燥させた電極の重量を超音波を用いて測定する重量測定工程とを有する電池用電極の製造方法において、前記乾燥工程と前記重量測定工程との間に、前記電極の温度を所望温度に均一化する温度均一化工程を含むことを特徴とする。   In one embodiment of the present invention made to solve the above problems, a drying step of drying an electrode mixture applied to the surface of a base material, and the weight of the electrode dried in the drying step using ultrasonic waves In the method of manufacturing a battery electrode having a weight measurement step, the temperature measurement step of uniformizing the temperature of the electrode to a desired temperature is included between the drying step and the weight measurement step. And

この電池用電極の製造方法では、乾燥工程と重量測定工程との間に、電極の温度を所望温度に均一化する温度均一化工程を含むので、重量測定工程において電極の重量を測定するときの電極温度を一定に保つことができる。これにより、温度補正用の超音波センサを用いることなく、超音波を用いて電極の重量を精度良く測定することができる。
また、乾燥後の電極の温度による超音波を用いた重量測定への影響を抑えることができるため、乾燥工程における条件変更などに対しても影響されることなく、電極の重量を常に精度良く測定することができる。
In this method for manufacturing a battery electrode, a temperature equalizing step for equalizing the temperature of the electrode to a desired temperature is included between the drying step and the weight measuring step. Therefore, when the weight of the electrode is measured in the weight measuring step, The electrode temperature can be kept constant. Thereby, the weight of the electrode can be accurately measured using ultrasonic waves without using an ultrasonic sensor for temperature correction.
In addition, since the influence of the electrode temperature after drying on the weight measurement using ultrasonic waves can be suppressed, the weight of the electrode is always measured accurately without being affected by changes in conditions during the drying process. can do.

上記した電池用電極の製造方法において、前記温度均一化工程では、電極搬送用ロールとして前記電極に接触することにより前記電極を冷却又は昇温させる温度調整ロールを使用し、前記電極の温度を均一化することが望ましい。   In the battery electrode manufacturing method described above, in the temperature equalizing step, a temperature adjusting roll that cools or raises the temperature of the electrode by contacting the electrode is used as an electrode transporting roll, and the temperature of the electrode is made uniform. It is desirable to make it.

このようにすることにより、ロール追加のみで補正を行うことなく超音波による電極の重量の測定精度を向上させることができる。なお、温度調整ロールとして、冷却ロール又は昇温ロールを使用することができる。   By doing in this way, the measurement accuracy of the weight of the electrode by an ultrasonic wave can be improved without performing correction only by adding a roll. In addition, a cooling roll or a temperature rising roll can be used as a temperature adjustment roll.

この場合、前記温度均一化工程では、前記温度調整ロールを2本以上配置し、各ロールとの接触による前記電極の温度変化が15℃以下となるように、各ロールの温度をそれぞれ設定すれば良い。   In this case, in the temperature equalization step, two or more temperature adjusting rolls are arranged, and the temperature of each roll is set so that the temperature change of the electrode due to contact with each roll is 15 ° C. or less. good.

このように、ロールを2本以上配置して、乾燥後における電極の温度変化を15℃以下に抑えることにより、電極の温度を所望温度に確実に均一化することができる。これにより、超音波による電極の重量の測定精度をより向上させることができるとともに、熱収縮によって電極にシワが発生することを抑制することもできる。従って、不良品の発生を回避することができる。なお、各ロールとの接触による電極の温度変化を15℃以下にするのは、15℃よりも大きい温度変化が生じると、電極に熱収縮によるシワが発生する可能性が高くなるからである。   Thus, by arranging two or more rolls and suppressing the temperature change of the electrode after drying to 15 ° C. or less, the temperature of the electrode can be surely made uniform to a desired temperature. Thereby, the measurement accuracy of the weight of the electrode by ultrasonic waves can be further improved, and generation of wrinkles on the electrode due to thermal contraction can also be suppressed. Therefore, the generation of defective products can be avoided. The reason why the temperature change of the electrode due to the contact with each roll is 15 ° C. or less is that when a temperature change larger than 15 ° C. occurs, the possibility that the electrode will be wrinkled due to thermal shrinkage increases.

また、上記した電池用電極の製造方法において、前記温度均一化工程では、前記重量測定工程の空間温度に対して、前記電極の温度が±2℃の範囲内に収まるように、前記電極の温度を均一化することが望ましい。   In the battery electrode manufacturing method described above, in the temperature equalization step, the temperature of the electrode is adjusted so that the temperature of the electrode falls within a range of ± 2 ° C. with respect to the space temperature of the weight measurement step. It is desirable to equalize.

このようにすることにより、温度補正用の超音波センサを用いることなく、超音波を用いて電極の重量を一層精度良く測定することができる。   By doing in this way, the weight of an electrode can be measured more accurately using an ultrasonic wave, without using an ultrasonic sensor for temperature correction.

そして、上記した製造方法を実施するための製造装置は、基材の表面に塗工された電極合剤を乾燥させる乾燥炉と、前記乾燥炉で乾燥させた電極の重量を超音波センサを用いて測定する重量測定装置とを有する電池用電極の製造装置において、前記乾燥炉と前記重量測定装置との間に、前記電極の温度を所望温度に均一化する温度均一化装置を備えることを特徴とする。   And the manufacturing apparatus for implementing the above-described manufacturing method uses an ultrasonic sensor to dry the electrode mixture coated on the surface of the substrate, and the weight of the electrode dried in the drying furnace. In the battery electrode manufacturing apparatus having a weight measuring device for measuring, a temperature uniformizing device for uniformizing the temperature of the electrode to a desired temperature is provided between the drying furnace and the weight measuring device. And

上記した電池用電極の製造装置において、前記温度均一化装置は、電極搬送用ロールとして前記電極に接触することにより前記電極を冷却又は昇温させる温度調整ロールを備えていることが望ましい。   In the battery electrode manufacturing apparatus described above, it is preferable that the temperature equalizing apparatus includes a temperature adjusting roll that cools or raises the temperature of the electrode by contacting the electrode as an electrode transporting roll.

また、上記した電池用電極の製造装置において、前記温度均一化装置は、前記ロールを2本以上備え、各ロールとの接触による前記電極の温度変化が15℃以下となるように、各ロールの温度をそれぞれ設定することが望ましい。   Moreover, in the above-described battery electrode manufacturing apparatus, the temperature equalizing apparatus includes two or more rolls, and the temperature change of the electrodes due to contact with each roll is 15 ° C. or less. It is desirable to set each temperature.

さらに、上記したいずれか1つの電池用電極の製造装置において、前記温度均一化装置は、前記重量測定装置内の空間温度に対して、前記電極の温度が±2℃の範囲内に収まるように、前記電極の温度を均一化することが望ましい。   Further, in any one of the battery electrode manufacturing apparatuses described above, the temperature equalizing apparatus is configured so that the temperature of the electrode is within a range of ± 2 ° C. with respect to the space temperature in the weight measuring apparatus. It is desirable to make the temperature of the electrodes uniform.

このような構成を有することにより、温度補正用の超音波センサを用いることなく、超音波を用いて電極の重量を精度良く測定することができる。また、熱収縮によって電極にシワが発生することを抑制することもできる。   By having such a configuration, it is possible to accurately measure the weight of the electrode using ultrasonic waves without using an ultrasonic sensor for temperature correction. Moreover, it can also suppress that a wrinkle generate | occur | produces in an electrode by heat contraction.

本発明に係る電池用電極の製造方法及び装置によれば、上記した通り、補正を行うことなく超音波を用いて、電極の重量を精度良く測定することができる。   According to the method and apparatus for manufacturing a battery electrode according to the present invention, as described above, the weight of the electrode can be accurately measured using ultrasonic waves without correction.

電極の概略構成を示す側面図である。It is a side view which shows schematic structure of an electrode. 電極製造装置の概略を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the outline of an electrode manufacturing apparatus. 超音波センサの概略を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the outline of an ultrasonic sensor. 重量測定装置内での電極温度の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the electrode temperature in a weight measuring apparatus. 重量測定装置による電極の重量を測定した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having measured the weight of the electrode by a weight measuring apparatus. 従来技術によって電極の重量を測定した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having measured the weight of the electrode by a prior art.

以下、本発明の電池用電極の製造方法及び装置を具体化した実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。ここでは、車両に搭載するリチウムイオン二次電池用の電極を製造する場合について例示する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a battery electrode manufacturing method and apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Here, the case where the electrode for lithium ion secondary batteries mounted in a vehicle is manufactured is illustrated.

そこで、まず、製造する電極について、図1を参照しながら簡単に説明する。図1は、電極板の概略構成を示す側面図である。図1に示すように、電極10は、帯状の基材(集電体)20の表面に電極合剤層21が形成されたものである(図3参照)。電極合剤層21は、基材20に電極合剤を塗布した後に乾燥させることにより、基材20に結着されている。なお、電極合剤は、活物質、導電補助材、バインダー、及び溶媒等が混練された導電性ペーストである。本実施形態において、基材20の厚さは、10μm程度であり、電極合剤層21の厚さは、乾燥前で25μm程度、乾燥後で20μm程度である。   First, the electrode to be manufactured will be briefly described with reference to FIG. FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of an electrode plate. As shown in FIG. 1, the electrode 10 has an electrode mixture layer 21 formed on the surface of a band-shaped substrate (current collector) 20 (see FIG. 3). The electrode mixture layer 21 is bonded to the base material 20 by applying the electrode mixture to the base material 20 and then drying it. The electrode mixture is a conductive paste in which an active material, a conductive auxiliary material, a binder, a solvent, and the like are kneaded. In this embodiment, the thickness of the base material 20 is about 10 μm, and the thickness of the electrode mixture layer 21 is about 25 μm before drying and about 20 μm after drying.

ここで、電極10には、正極及び負極の2種類がある。リチウムイオン二次電池の正極板には、基材20としてアルミ箔等を用いることができる。また、正極の電極合剤層21を形成する電極合剤に含まれる活物質としては、充電時にリチウムイオンを吸蔵し、放電時にリチウムイオンを放出するものであれば良く、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム等のリチウム遷移金属複合酸化物が挙げられる。   Here, there are two types of electrodes 10, a positive electrode and a negative electrode. An aluminum foil or the like can be used as the base material 20 for the positive electrode plate of the lithium ion secondary battery. Moreover, as an active material contained in the electrode mixture forming the electrode mixture layer 21 of the positive electrode, any material that occludes lithium ions during charging and releases lithium ions during discharging can be used. Examples thereof include lithium transition metal composite oxides such as lithium nickelate and lithium manganate.

一方、リチウムイオン二次電池の負極には、基材20として銅箔等を用いることができる。また、負極の電極合剤層21を形成する電極合剤に含まれる活物質としては、放電時にリチウムイオンを吸蔵し、充電時にリチウムイオンを放出するものであれば良く、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛等の炭素や、ソフトカーボン、ハードカーボン等の非晶質のアモルファス系炭素が挙げられる。   On the other hand, a copper foil or the like can be used as the base material 20 for the negative electrode of the lithium ion secondary battery. The active material contained in the electrode mixture forming the negative electrode mixture layer 21 may be any material that occludes lithium ions at the time of discharge and releases lithium ions at the time of charge. Examples thereof include carbon such as graphite, and amorphous amorphous carbon such as soft carbon and hard carbon.

ここで、正極と負極とでは、前述したように材料は異なるが、基材20及び電極合剤層21の幅や厚み等は基本的に同じである。このため、本実施の形態に係る電極の製造方法及び装置は、リチウムイオン二次電池の正極又は負極のいずれにも適用することができる。よって、以下では、特に正極と負極とを区別しないで電極10として説明する。   Here, although the material is different between the positive electrode and the negative electrode as described above, the width and thickness of the base material 20 and the electrode mixture layer 21 are basically the same. For this reason, the electrode manufacturing method and apparatus according to the present embodiment can be applied to either a positive electrode or a negative electrode of a lithium ion secondary battery. Therefore, below, it demonstrates as the electrode 10, without distinguishing especially a positive electrode and a negative electrode.

次に、上記した電極10を製造する製造装置について、図2を参照しながら説明する。図2は、電極製造装置の概略を示す概略構成図である。電極製造装置30には、巻出リール40と、塗工装置50と、乾燥工程を実施する乾燥炉60と、温度均一化工程を実施する温度均一化装置70と、重量測定工程を実施する重量測定装置80と、巻取リール90とが備わっている。そして、電極製造装置30では、巻出リール40から送り出される基材20に対し各装置において以下に述べる各工程が実施されることにより電極10が製造され、製造された電極10が巻取リール90に巻き取られるようになっている。   Next, a manufacturing apparatus for manufacturing the above-described electrode 10 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an outline of the electrode manufacturing apparatus. The electrode manufacturing apparatus 30 includes an unwinding reel 40, a coating apparatus 50, a drying furnace 60 that performs a drying process, a temperature uniformizing apparatus 70 that performs a temperature uniformizing process, and a weight that performs a weight measuring process. A measuring device 80 and a take-up reel 90 are provided. In the electrode manufacturing apparatus 30, the electrode 10 is manufactured by performing the following steps in each apparatus on the base material 20 fed from the unwinding reel 40, and the manufactured electrode 10 is used as the winding reel 90. It is designed to be wound up by

塗工装置50では、基材20の表面に電極合剤を塗工する塗工工程が実施される。この塗工工程では、巻出リール40から送出される基材20に電極合剤が塗布されて電極合剤層21が形成される。塗工装置50には、バックアップロール51とダイ52が設けられている。バックアップロール51は、ダイ52のダイスリットと対向する位置に、基材20が通過できる所定間隔に離間して配置されている。そして、基材20が所定速度で送出されバックアップロール51の外周面により支持された状態で、ダイ52に供給された電極合剤がダイスリットから一定の流量で吐出され、基材20の表面に塗工される。これにより、基材20の表面に所定厚みの電極合剤が塗工されて電極合剤層21が形成される。   In the coating apparatus 50, a coating process for coating the electrode mixture on the surface of the substrate 20 is performed. In this coating step, the electrode mixture layer 21 is formed by applying the electrode mixture to the substrate 20 delivered from the unwinding reel 40. The coating device 50 is provided with a backup roll 51 and a die 52. The backup roll 51 is disposed at a position facing the die slit of the die 52 at a predetermined interval through which the substrate 20 can pass. Then, in a state where the base material 20 is sent out at a predetermined speed and supported by the outer peripheral surface of the backup roll 51, the electrode mixture supplied to the die 52 is discharged from the die slit at a constant flow rate, and is applied to the surface of the base material 20. Coated. Thereby, the electrode mixture having a predetermined thickness is applied to the surface of the base material 20 to form the electrode mixture layer 21.

乾燥炉60では、基材20の表面に形成された電極合剤層21を乾燥させる乾燥工程が実施される。この乾燥工程では、乾燥炉60内に設けられた加熱ノズルからの熱風により、乾燥炉60内を通過する基材20上の電極合剤層21が加熱され、溶媒が蒸発して電極合剤層21が乾燥する。このとき、乾燥炉60は、電極合剤層21を急激に乾燥させないように制御されている。電極合剤層21が急激に乾燥すると、電極合剤に含まれる溶媒の蒸発により、電極合剤層に亀裂が発生するほか、乾燥中にバインダーが表層側に移動して固化することで、電極合剤層21に偏析(マイグレーション)が生じ問題となるからである。   In the drying furnace 60, a drying process for drying the electrode mixture layer 21 formed on the surface of the substrate 20 is performed. In this drying step, the electrode mixture layer 21 on the substrate 20 passing through the drying furnace 60 is heated by hot air from a heating nozzle provided in the drying furnace 60, and the solvent is evaporated to form an electrode mixture layer. 21 is dried. At this time, the drying furnace 60 is controlled so as not to rapidly dry the electrode mixture layer 21. When the electrode mixture layer 21 is rapidly dried, the electrode mixture layer is cracked due to evaporation of the solvent contained in the electrode mixture, and the binder moves to the surface layer side and solidifies during drying. This is because segregation (migration) occurs in the mixture layer 21 and causes a problem.

温度均一化装置70では、乾燥炉60で乾燥された電極10の温度を所望温度に均一化する温度均一化工程が実施される。温度均一化装置70には、電極10に接触して電極10の温度を所望温度(本実施の形態では25℃)に調整する温度調整ロール71,72が設けられている。本実施の形態では、温度調整ロール71,72として、冷却ロールを使用している。   In the temperature equalizing apparatus 70, a temperature equalizing process is performed in which the temperature of the electrode 10 dried in the drying furnace 60 is equalized to a desired temperature. The temperature equalizing device 70 is provided with temperature adjusting rolls 71 and 72 that are in contact with the electrode 10 and adjust the temperature of the electrode 10 to a desired temperature (25 ° C. in the present embodiment). In the present embodiment, cooling rolls are used as the temperature adjustment rolls 71 and 72.

温度調整ロール71,72は、電極10に接触することにより電極10の温度を段階的に変化させ所望温度(本実施の形態では25℃)にする。このとき、各ロール71,72との接触による電極10の温度変化(本実施の形態では温度低下)が15℃以下となるように、各ロール71,72の温度がそれぞれ設定されている。また、温度調整ロール71,72は、重量測定装置80の空間温度に対して、電極10の温度が±2℃の範囲内(本実施の場合では23〜27℃)に収まるように、温度制御が行われている。   The temperature adjustment rolls 71 and 72 are brought into contact with the electrode 10 to change the temperature of the electrode 10 stepwise to a desired temperature (25 ° C. in the present embodiment). At this time, the temperature of each of the rolls 71 and 72 is set so that the temperature change of the electrode 10 due to contact with each of the rolls 71 and 72 (temperature decrease in the present embodiment) is 15 ° C. or less. Further, the temperature adjusting rolls 71 and 72 are temperature controlled so that the temperature of the electrode 10 is within a range of ± 2 ° C. (23 to 27 ° C. in this embodiment) with respect to the space temperature of the weight measuring device 80. Has been done.

これにより、乾燥後における電極10の温度変化が15℃以下に抑えられながら、電極10の温度を所望温度に確実に均一化することができる。また、熱収縮によって電極10にシワが発生することも抑制することができる。なお、各ロール71,72との接触による電極10の温度変化を15℃以下にするのは、15℃よりも大きい温度変化が電極10に生じると、電極10に熱収縮によるシワが発生する可能性が高くなるからである。   Thereby, while the temperature change of the electrode 10 after drying is suppressed to 15 degrees C or less, the temperature of the electrode 10 can be reliably equalized to desired temperature. Moreover, it can also suppress that a wrinkle generate | occur | produces in the electrode 10 by heat contraction. Note that the temperature change of the electrode 10 due to contact with each of the rolls 71 and 72 is set to 15 ° C. or less. If a temperature change larger than 15 ° C. occurs in the electrode 10, wrinkles due to thermal contraction may occur in the electrode 10. This is because the sex becomes higher.

重量測定装置80では、温度均一化装置70で所望温度に均一化された電極10の重量を測定する重量測定工程が実施される。この重量測定工程では、超音波を用いて電極10の重量(本実施の形態では電極10の目付け量)を算出する。そのために、重量測定装置80には、図3に示すように、超音波センサ81が設けられている。図3は、超音波センサの概略を示す概略構成図である。   In the weight measuring device 80, a weight measuring step of measuring the weight of the electrode 10 that has been uniformized to a desired temperature by the temperature uniformizing device 70 is performed. In this weight measurement step, the weight of the electrode 10 (the weight per unit area of the electrode 10 in the present embodiment) is calculated using ultrasonic waves. For this purpose, the weight measuring device 80 is provided with an ultrasonic sensor 81 as shown in FIG. FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an outline of the ultrasonic sensor.

超音波センサ81は、発信探触子81a及び受信探触子81bからなる一対の透過型超音波センサである。発信探触子81aと受信探触子81bとは、搬送される電極10を介して対向するように配置され、発信探触子81aが電極10に向けて超音波を発信し、電極10を透過した超音波(透過波)を受信探触子81bが受信することで電極10に対する信号強度(電極10に向けて発信され、電極10を透過した超音波信号の強度)を計測する。そして、重量測定装置80は、計測された信号強度に応じて電極10の目付け量(厚みに相当する)を算出する。   The ultrasonic sensor 81 is a pair of transmission type ultrasonic sensors including a transmission probe 81a and a reception probe 81b. The transmission probe 81a and the reception probe 81b are arranged so as to face each other with the electrode 10 being conveyed. The transmission probe 81a transmits an ultrasonic wave toward the electrode 10 and transmits through the electrode 10. When the reception probe 81b receives the ultrasonic wave (transmitted wave), the signal intensity with respect to the electrode 10 (the intensity of the ultrasonic signal transmitted toward the electrode 10 and transmitted through the electrode 10) is measured. Then, the weight measuring device 80 calculates the basis weight (corresponding to the thickness) of the electrode 10 according to the measured signal intensity.

なお、発信探触子81a及び受信探触子81bは、電極10が搬送される方向と直交し、電極10が延在する方向(電極10の幅方向)に向けて一体的に移動可能に構成され、かつ、電極10の幅方向に対して所定範囲内を往復移動可能に構成されている。また、超音波センサ81における超音波の周波数は、空気中を伝搬可能な値であって、測定する電極の材質等によって最適な値(例えば、100KHz以下)に設定すれば良い。   The transmission probe 81a and the reception probe 81b are configured so as to be integrally movable in the direction in which the electrode 10 extends (the width direction of the electrode 10) orthogonal to the direction in which the electrode 10 is conveyed. In addition, the electrode 10 is configured to reciprocate within a predetermined range with respect to the width direction of the electrode 10. Further, the ultrasonic frequency in the ultrasonic sensor 81 is a value that can be propagated in the air, and may be set to an optimum value (for example, 100 KHz or less) depending on the material of the electrode to be measured.

続いて、上記した電極製造装置30により電極10を製造する方法について説明する。まず、塗工装置50により、巻出リール40から送り出された基材20に対して電極合剤が塗工され、基材20の表面に電極合剤層21が形成される。電極合剤層21が形成された基材20は、乾燥炉60で乾燥させられる。かくして、電極10が得られる。次に、乾燥炉60から搬出された電極10は、温度均一化装置70により、段階的に温度が下げられて所望温度に均一化される。そして、重量測定装置80により、温度が所望温度に均一化された電極10の厚さが算出される。   Then, the method to manufacture the electrode 10 with the above-mentioned electrode manufacturing apparatus 30 is demonstrated. First, the electrode mixture is applied to the substrate 20 fed from the unwinding reel 40 by the coating device 50, and the electrode mixture layer 21 is formed on the surface of the substrate 20. The base material 20 on which the electrode mixture layer 21 is formed is dried in a drying furnace 60. Thus, the electrode 10 is obtained. Next, the temperature of the electrode 10 carried out of the drying furnace 60 is lowered stepwise by the temperature equalizing device 70 to be equalized to a desired temperature. Then, the weight measuring device 80 calculates the thickness of the electrode 10 at which the temperature is made uniform to the desired temperature.

ここで、重量測定装置80内での電極(基材)の温度を測定したので、その測定結果を図4に示す。図4は、重量測定装置内での電極温度の測定結果を示す図である。なお、破線は、従来技術を適用した場合の電極温度を示している。
図4から明らかなように、重量測定装置80において、電極10の温度は所望温度(本実施の形態では25℃)で安定していることが判る。また、電極10の温度が所望温度に対して±1℃以内に収まっていることも判る。
Here, since the temperature of the electrode (base material) in the weight measuring apparatus 80 was measured, the measurement result is shown in FIG. FIG. 4 is a diagram showing the measurement result of the electrode temperature in the weight measuring apparatus. In addition, the broken line has shown the electrode temperature at the time of applying a prior art.
As apparent from FIG. 4, in the weight measuring device 80, it can be seen that the temperature of the electrode 10 is stable at a desired temperature (25 ° C. in the present embodiment). It can also be seen that the temperature of the electrode 10 is within ± 1 ° C. with respect to the desired temperature.

このように、重量測定装置80では、電極10の温度が安定しているため、重量測定の際に従来技術のように温度補正を行う必要がない。そのため、温度補正用の超音波センサを別途設けなくても良い。これにより、重量測定の際に補正処理を行う必要もなくなる。そして、温度補正用の超音波センサを用いることなく、超音波センサ81のみで、電極10の重量を精度良く測定することができる。   Thus, in the weight measuring device 80, since the temperature of the electrode 10 is stable, it is not necessary to perform temperature correction as in the prior art when measuring the weight. Therefore, it is not necessary to separately provide an ultrasonic sensor for temperature correction. Thereby, it is not necessary to perform correction processing at the time of weight measurement. And the weight of the electrode 10 can be measured with high accuracy only by the ultrasonic sensor 81 without using the ultrasonic sensor for temperature correction.

ここで、重量測定装置80による電極の重量の測定結果を図5に示す。なお、図5に示すズレ量とは、目付け量の実測値と測定値との誤差である。
図5から明らかなように、ズレ量はほぼゼロである。そして、測定誤差は、従来技術では約2%であったが、本実施の形態では約0.2%にまで低減することができる。つまり、測定精度を10倍(誤差を1/10)にすることができる。
このように、電極温度による重量測定への影響を抑えることができるため、乾燥工程における条件変更などに対しても影響されることなく、電極10の重量を常に精度良く測定することもできる。
Here, the measurement result of the weight of the electrode by the weight measuring apparatus 80 is shown in FIG. Note that the deviation amount shown in FIG. 5 is an error between the measured value and the measured value of the basis weight.
As is apparent from FIG. 5, the amount of deviation is almost zero. The measurement error is about 2% in the prior art, but can be reduced to about 0.2% in the present embodiment. That is, the measurement accuracy can be increased 10 times (error is 1/10).
As described above, since the influence of the electrode temperature on the weight measurement can be suppressed, the weight of the electrode 10 can always be accurately measured without being affected by a change in conditions in the drying process.

以上、詳細に説明したように本実施の形態では、乾燥工程を実施する乾燥炉60と重量測定工程を実施する重量測定装置80との間に、電極10の温度を所望温度に均一化する温度均一化工程を実施する温度均一化装置70が設けられているので、重量測定装置80において電極10の重量を測定するときの電極温度を一定に保つことができる。これにより、温度補正用の超音波センサを用いることなく、超音波センサ81のみで電極10の重量を精度良く測定することができる。
また、乾燥後の電極10の温度による超音波を用いた重量測定への影響を抑えることができるため、乾燥炉60における条件変更などに対しても影響されることなく、電極10の重量を常に精度良く測定することができる。
As described above in detail, in the present embodiment, the temperature at which the temperature of the electrode 10 is equalized to a desired temperature between the drying furnace 60 that performs the drying process and the weight measuring device 80 that performs the weight measuring process. Since the temperature equalizing device 70 for performing the homogenizing step is provided, the electrode temperature when the weight of the electrode 10 is measured by the weight measuring device 80 can be kept constant. As a result, the weight of the electrode 10 can be accurately measured using only the ultrasonic sensor 81 without using an ultrasonic sensor for temperature correction.
Moreover, since the influence on the weight measurement using the ultrasonic wave due to the temperature of the electrode 10 after drying can be suppressed, the weight of the electrode 10 is always kept without being affected by the condition change in the drying furnace 60. It can measure with high accuracy.

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、温度調整ロール71,72として、冷却ロールを使用しているが、製造条件などにより温度均一化装置70に搬送される電極10の温度が温度均一化装置70の空間温度よりも低くなる場合には、冷却ロールの代わりに昇温ロールを使用すれば良い。
また、上記した実施の形態では、温度均一化装置70に温度調整ロールを2本設けているが、3本以上設けることもできる。
It should be noted that the above-described embodiment is merely an example and does not limit the present invention in any way, and various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the above-described embodiment, cooling rolls are used as the temperature adjustment rolls 71 and 72, but the temperature of the electrode 10 conveyed to the temperature uniformizing apparatus 70 depends on the manufacturing conditions and the like. When the temperature is lower than the space temperature, a heating roll may be used instead of the cooling roll.
In the above-described embodiment, two temperature adjusting rolls are provided in the temperature equalizing apparatus 70, but three or more temperature adjusting rolls may be provided.

10 電極
20 基材
21 電極合剤層
30 電極製造装置
50 塗工装置
60 乾燥炉
70 温度均一化装置
71 温度調整ロール
72 温度調整ロール
80 重量測定装置
81 超音波センサ
81a 発信探触子
81b 受信探触子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electrode 20 Base material 21 Electrode mixture layer 30 Electrode manufacturing apparatus 50 Coating apparatus 60 Drying furnace 70 Temperature equalization apparatus 71 Temperature adjustment roll 72 Temperature adjustment roll 80 Weight measuring apparatus 81 Ultrasonic sensor 81a Transmission probe 81b Reception probe Tentacle

Claims (5)

基材の表面に塗工された電極合剤を乾燥させる乾燥工程と、前記乾燥工程で乾燥させた電極の重量を超音波を用いて測定する重量測定工程とを有する電池用電極の製造方法において、
前記乾燥工程と前記重量測定工程との間に、前記電極の温度を所望温度に均一化する温度均一化工程を含む
ことを特徴とする電池用電極の製造方法。
In a method for producing a battery electrode, comprising: a drying step of drying an electrode mixture coated on the surface of a substrate; and a weight measurement step of measuring the weight of the electrode dried in the drying step using ultrasonic waves. ,
A method for producing a battery electrode, comprising: a temperature equalizing step for equalizing a temperature of the electrode to a desired temperature between the drying step and the weight measuring step.
請求項1に記載する電池用電極の製造方法において、
前記温度均一化工程では、電極搬送用ロールとして前記電極に接触することにより前記電極を冷却又は昇温させる温度調整ロールを使用し、前記電極の温度を均一化する
ことを特徴とする電池用電極の製造方法。
In the manufacturing method of the battery electrode according to claim 1,
In the temperature equalizing step, a temperature adjusting roll that cools or raises the temperature of the electrode by contacting the electrode is used as an electrode transporting roll, and the temperature of the electrode is made uniform. Manufacturing method.
請求項2に記載する電池用電極の製造方法において、
前記温度均一化工程では、前記温度調整ロールを2本以上配置し、各ロールとの接触による前記電極の温度変化が15℃以下となるように、各ロールの温度をそれぞれ設定している
ことを特徴とする電池用電極の製造方法。
In the manufacturing method of the battery electrode according to claim 2,
In the temperature equalization step, two or more temperature adjustment rolls are arranged, and the temperature of each roll is set so that the temperature change of the electrode due to contact with each roll is 15 ° C. or less. A method for producing a battery electrode.
請求項1から請求項3に記載するいずれか1つの電池用電極の製造方法において、
前記温度均一化工程では、前記重量測定工程の空間温度に対して、前記電極の温度が±2℃の範囲内に収まるように、前記電極の温度を均一化する
ことを特徴とする電池用電極の製造方法。
In the manufacturing method of any one battery electrode as described in any one of Claims 1-3,
In the temperature homogenization step, the temperature of the electrode is made uniform so that the temperature of the electrode falls within a range of ± 2 ° C. with respect to the space temperature of the weight measurement step. Manufacturing method.
基材の表面に塗工された電極合剤を乾燥させる乾燥炉と、前記乾燥炉で乾燥させた電極の重量を超音波センサを用いて測定する重量測定装置とを有する電池用電極の製造装置において、
前記乾燥炉と前記重量測定装置との間に、前記電極の温度を所望温度に均一化する温度均一化装置を備える
ことを特徴とする電池用電極の製造装置。
A battery electrode manufacturing apparatus comprising: a drying furnace for drying an electrode mixture coated on a surface of a substrate; and a weight measuring device for measuring the weight of the electrode dried in the drying furnace using an ultrasonic sensor. In
An apparatus for manufacturing a battery electrode, comprising: a temperature uniformizing device for uniformizing a temperature of the electrode to a desired temperature between the drying furnace and the weight measuring device.
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