JP2014107237A - 電極シート乾燥装置及び電極シート乾燥方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電極シート全体を均一に乾燥し，光源の熱による電極シートへの影響を防ぎつつ，乾燥時間を大幅に短縮する。
【解決手段】ロール状の電極シートを収容可能な巻出し側収容部１１０と巻取り側収容部１２０とを離間して設け，各収容部内を連通する連通部１３０を備えた気密なチャンバ１０２と，チャンバ内を排気して真空圧力にする真空排気装置と，巻出し側収容部内に設けられた巻出し軸１１４と，巻取り側収容部内に設けられた巻取り軸１２４と，巻出し側収容部から巻出された電極シートを，連通部を通って巻取り側収容部に案内する複数のガイドローラ１０８と，チャンバの外側に設けられ，連通部を通る電極シートに対し，連通部の途中に設けた透過窓を介して赤外線を照射する赤外線照射部１３６とを設けた。
【選択図】 図２

Description

本発明は，リチウム電池などに用いられるロール状の電極シートを乾燥する電極シート乾燥装置及び電極シート乾燥方法に関する。

例えば自動車の蓄電池などに用いられるリチウムイオン二次電池などの二次電池では，ロール状にした電極シートを切断加工して必要な長さの電極を製造している。このロール状の電極シートは基材となる金属泊にペースト状の活性剤が塗布されており，非常に吸湿性が高い。

このため，ロール状の電極シートはその加工前に水分等を除去するために乾燥する必要があり，従来はこのロール状の電極シートをそのまま乾燥装置に入れて加熱乾燥していた。

特開２０１１−１３４５４５号公報

しかしながら，従来のようにロール状電極のまま加熱乾燥すると，乾燥に非常に時間がかかり，しかも乾燥時間をかけてもロールの中心に近い内側と中心から遠い外側に温度差が生じて均一に乾燥できない問題がある。また，ロール状電極のまま加熱乾燥すると，乾燥処理中の熱履歴により電極素材がカールしてしまい，ロールの中心に近い部分はカールが強くなり，使用できなくなる場合が多いという問題もある。

なお，ロール状の電極シートを巻出して，シート状で加熱乾燥しながら巻取っていく乾燥装置もある。例えば特許文献１は，乾燥装置の内部に赤外光の光源を設け，乾燥装置の外部でロール状の電極シートを巻出して，それを乾燥装置内に取り入れて赤外光で加熱乾燥し，その電極シートを乾燥装置の外部で巻取っている。

ところが，特許文献１のようにロール状の電極シートの巻出しと巻取りを乾燥装置の外部で行うようにすると，乾燥装置の内部を乾燥させても巻取りの際に水分が再付着する虞がある。

また，特許文献１では乾燥装置の内部に赤外光の光源を配置するので，光源自体の熱による電極シートの劣化を防ぐため，特許文献１では冷却ガスにより光源を冷却している。さらに水分除去を促進するために乾燥ガスも乾燥装置内に導入している。このため，特許文献１では仮に水分除去効率を高めるために乾燥装置内を減圧したとしても，冷却ガスや乾燥ガスを導入するので十分な真空圧力にすることはできない。

しかも，圧力を低くするほど冷却効率は低下するので，圧力を真空圧力ほど低くすれば冷却ガスによる熱源の冷却効果も大幅に低下してしまい，電極シートへの熱の影響も大きくなってしまう。

そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，チャンバ内を水分除去効果を高めるのに十分な真空圧力雰囲気にすることができるとともに，水分を再付着させることなくカールを抑制しながら電極シート全体を均一に乾燥でき，電極シートの熱劣化させることなく乾燥時間を従来以上に大幅に短縮できる電極シート乾燥装置等を提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，ロール状の電極シートを巻出して，巻取りながら乾燥する電極シート乾燥装置であって，前記ロール状の電極シートを収容可能な巻出し側収容部と巻取り側収容部とを離間して設け，前記巻出し側収容部内と前記巻取り側収容部内とを連通する連通部を備えた気密なチャンバと，前記チャンバ内を排気する排気口に接続され，前記チャンバ内を真空圧力にする真空排気装置と，前記巻出し側収容部内に設けられた巻出し軸と，前記巻取り側収容部内に設けられた巻取り軸と，前記巻出し側収容部から巻出された前記電極シートを，前記連通部を通って前記巻取り側収容部に案内する複数のガイドローラと，前記チャンバの外側に設けられ，前記連通部を通る電極シートに対し，前記連通部の途中に設けた透過窓を介して赤外線を照射する赤外線照射部と，を備えたことを特徴とする電極シート乾燥装置が提供される。

上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，電極シート乾燥装置を用いてロール状の電極シートを巻出して，巻取りながら乾燥する電極シート乾燥方法であって，前記電極シート乾燥装置は，前記ロール状の電極シートを収容可能な巻出し側収容部と巻取り側収容部とを離間して設け，前記巻出し側収容部内と前記巻取り側収容部内とを連通する連通部を備えた気密なチャンバと，前記チャンバ内を排気する排気口に接続され，前記チャンバ内を真空圧力にする真空排気装置と，前記巻出し側収容部内に設けられた巻出し軸と，前記巻取り側収容部内に設けられた巻取り軸と，前記巻出し側収容部から巻出された前記電極シートを，前記連通部を通って前記巻取り側収容部に案内する複数のガイドローラと，前記チャンバの外側に設けられ，前記連通部を通る電極シートに対し，前記連通部の途中に設けた透過窓を介して赤外線を照射する赤外線照射部と，を備え，前記チャンバ内を前記真空排気装置によって排気して所定の真空圧力に減圧するステップと，前記巻出し軸から前記電極シートを巻出して前記巻取り軸で巻取りながら，前記赤外線照射部により赤外線を照射して前記電極シートを加熱乾燥するステップと，を有することを特徴とする電極シート乾燥方法が提供される。

また，上記チャンバ内の真空圧力は，３００００Ｐａ以下にして前記電極シートの乾燥を行うことが好ましい。

また，上記巻出し軸と上記巻取り軸の一方又は両方に，回転駆動及び軸方向へのスライド駆動を行う軸駆動部を設けるようにしてもよい。この場合，上記巻出し軸によって巻出した前記電極シートを，前記巻取り軸によって巻取る際に，前記電極シートの軸方向の蛇行を検出する蛇行検出センサを設け，前記蛇行検出センサの検出結果に基づいて前記電極シートの軸方向の蛇行補正量を算出し，この蛇行補正量に基づいて前記軸駆動部のスライド駆動を制御することが好ましい。

また，上記巻出し軸の軸方向に複数のロール状電極シートを配置して，これら複数のロール状電極シートを同時に巻出して乾燥するようにしてもよい。この場合，上記巻取り軸は，前記各電極シートごとに別々に設け，各巻取り軸をずらして配置してもよい。

また，上記電極シートの温度を検出する温度センサを設け，前記電極シートの温度が所定の設定温度になるように，前記赤外線照射部の出力と前記電極シートの送り速度のいずれか一方又は両方を調整するようにしてもよい。

本発明によれば，チャンバ内を水分除去効果を高めるのに十分な真空圧力雰囲気にすることができるようにし，真空圧力雰囲気でロール状の電極シートを巻出し巻取りしながらチャンバ外から加熱できるようにすることで，水分を再付着させることなくカールを抑制しながら電極シート全体を均一に乾燥でき，電極シートの熱劣化を防ぎながら乾燥時間を従来以上に大幅に短縮できる。

本発明の第１実施形態にかかる電極シート乾燥装置の構成例を示す外観斜視図である。 図１に示すＡ−Ａ断面で切断した場合の概略構成を示す断面斜視図である。 同実施形態にかかる電極シート乾燥装置の動作を説明するための断面図である。 同実施形態にかかる電極シート乾燥処理の具体例を示すフローチャートである。 同実施形態における巻出し軸を駆動する軸駆動部の概略構成を示す断面図である。 同実施形態にかかる電極シート乾燥装置の変形例を示す断面図である。 本発明の第２実施形態にかかる電極シート乾燥装置の構成例を示す断面斜視図である。 同実施形態にかかる電極シート乾燥装置の変形例を示す断面斜視図である。 図８に示す電極シート乾燥装置の動作を説明するための断面図である。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１実施形態にかかる電極シート乾燥装置の構成例）
先ず，本発明の第１実施形態にかかる電極シート乾燥装置について図面を参照しながら説明する。図１は第１実施形態にかかる電極シート乾燥装置の概略構成を示す外観斜視図であり，図２は図１に示すＡ−Ａ断面で切断した場合の断面斜視図である。図３は電極シート乾燥装置の動作を説明するための断面図である。

本実施形態にかかる電極シート乾燥装置１００は，真空圧力雰囲気にしたチャンバ内にてロール状の電極シートを巻出し，チャンバの外側から赤外線を照射して電極シートを加熱乾燥し，それをチャンバ内にて巻き取ることができるように構成される。

具体的には図１に示すように，第１実施形態にかかる電極シート乾燥装置１００は，ステンレスやアルミニウムなどの金属で構成された気密なチャンバ１０２を備える。チャンバ１０２は，ロール状の電極シートＷを収容する巻出し側の収容部１１０と，この収容部１１０から離間して設けられた巻取り側の収容部１２０と，これら収容部１１０，１２０との間を連通させる連通部１３０とを備える。

チャンバ１０２の天井には開口部１０３が設けられ，開口部１０３は蓋部１０４によって気密に閉塞されるようになっている。蓋部１０４は図１に示すようにチャンバ１０２に開口部１０３を開閉自在に枢支するようにしてもよく，チャンバ１０２にとは別体で構成してもよい。また蓋部１０４は図１に示すように透明な部材で構成してもよく，透明でない部材で構成してもよい。

各収容部１１０，１２０の前面にはそれぞれ，ロール状の電極シートＷを出し入れする開口部１１１，１２１が設けられ，これら開口部１１１，１２１は扉部１１２，１２２によって閉塞される。扉部１１２，１２２は，チャンバ１０２に開口部１１１，１２１を開閉自在に枢支されている。

チャンバ１０２は図１に示すように，その両側面にそれぞれ透明窓１０６を設け，各収容部１１０，１２０を外部から観察できるようにしてもよい。チャンバ１０２の両側面にはこれら透明窓１０６を設けずに，側板で閉塞してもよい。

図２に示すように，巻出し側収容部１１０は巻出し軸１１４を備え，巻取り側収容部１２０は巻取り軸１２４を備える。巻出し軸１１４にロール状の電極シートＷをセットする際には，ロール状の電極シートＷの中心を巻出し軸１１４に差し込むことで支持されるようになっている。

巻出し軸１１４，巻取り軸１２４はそれぞれ，チャンバ１０２の背板１０２ａから前面に向けて延出し，回転自在に支持されている。チャンバ１０２の背板１０２ａには，電極シートＷを搬送する複数のガイドローラ１０８が設けられている。巻出し軸１１４にセットされた電極シートＷは，連通部１３０を通して巻取り軸１２４まで，上記複数のガイドローラ１０８を介して掛け渡される。

巻出し軸１１４，巻取り軸１２４はそれぞれこれらを回転させる回転駆動モータ１０５，１２５が設けられている。なお，ここでは巻出し軸１１４，巻取り軸１２４のそれぞれに回転駆動モータ１０５，１２５を設けた場合を例に挙げているが，これに限られるものではなく，巻取り軸１２４だけに回転駆動モータを設けるようにしてもよい。

図２に示すガイドローラ１０８は，各収容部１１０，１２０に２つずつ配置した場合を例に挙げたものである。ガイドローラ１０８の数や配置は図示するものに限られるものではない。なお，図２に示すように，巻出し側収容部１１０に設けられる２つのガイドローラ１０８間には，電極シートＷのテンションを調整するためのテンションローラ１０９を設けるようにしてもよい。テンションローラ１０９の数や配置についても図示するものに限られるものではない。

連通部１３０には，電極シートＷを加熱するための赤外線を透過する光透過窓１３４が設けられている。具体的には図２に示すように連通部１３０の下面に複数の開口部１３２が設けられ，これら開口部１３２を閉塞するように光透過窓１３４が設けられている。

チャンバ１０２の外側，すなわち連通部１３０の外側には，各光透過窓１３４に向けて赤外線を照射する赤外線照射部１３６が設けられている。赤外線照射部１３６は例えばハロゲンランプで構成され，光透過窓１３４はこのハロゲンランプからの赤外線を透過する石英ガラスで構成される。

なお，光透過窓１３４の材質は石英ガラスに限られるものではなく，赤外線照射部１３６からの赤外線を透過して電極シートＷを加熱できるものであればよい。ハロゲンランプなどの赤外線照射部１３６の下方には，電極シートＷへの赤外線の照射効率を高めるため，反射板を設けるようにしてもよい。また，赤外線照射部１３６は，チャンバ１０２外から電極シートＷを加熱する熱線を照射できる熱線照射部の例であり，ハロゲンランプに限られるものではない。

連通部１３０には，図３に示す真空ポンプなどの真空排気装置１４０（図１では省略）が接続される排気口１４２が設けられている。チャンバ１０２内は真空排気装置１４０によって排気され所定の真空圧力にすることができる。

なお，水分除去効果を十分に高めるためには，乾燥処理時のチャンバ１０２の真空圧力は，少なくとも３００００Ｐａ以下であることが好ましく，１００００Ｐａ以下であることがより好ましい。例えば乾燥時の真空圧力を１００００Ｐａにすると，水は４６℃程度でも沸騰するため，少なくとも４６℃以上程度の比較的低い温度で電極シートＷを加熱するだけでも，水分の除去効率を高めることができる。このように，本実施形態によれば，チャンバ１０２の十分な真空圧力にすることができるので，水分の除去効率を大幅に高めることができる。

ところで，電極シートＷを乾燥する際には高温高圧で加熱するほど効率よく水分を除去できるが，温度条件に制限があるリチウムイオン電池などに用いる電極シートＷを乾燥する場合には，低温でより効率的に乾燥することが望ましい。

具体的には，リチウムイオン電池などに用いる電極材料では，加熱できる温度は例えば１３０℃〜１５０℃程度，加熱処理後（乾燥処理後）の電極材料を乾燥装置から取出すことができる温度は，酸化防止や安全性などを考慮して例えば５０℃〜６０℃以下程度にすべきなどの厳しい温度制限がある。

このため，このような電極シートＷを１５０℃以上の高温で乾燥することはできないばかりか，高温で加熱するほどその後に取出し可能温度まで冷却するのに時間がかかるので，タクトタイムが低下するなどの不利がある。この点，本実施形態にかかる電極シート乾燥装置１００では，チャンバ１０２内を十分な真空圧力にすることができるので，低温でより効率的に乾燥することができる。

また，チャンバ１０２内の真空圧力を低く（真空度を高く）するほど，電極シートに用いられている多孔質材料に含まれる水分も効果的に除去することができるものの，真空圧力を６００Ｐａ以下にすると，水分は凍結してしまうので，これを乾燥するには融解熱や気化熱など余分な熱量が必要となってしまう。従って，低温で効率よく水分除去を行うには，例えば６０℃の水の蒸気圧（略２００００Ｐａ）から０℃の水の蒸気圧（略６１３Ｐａ）の圧力領域で乾燥することが好ましい。従って，チャンバ１０２内の真空圧力は実用的には，２００００Ｐａ〜１０００Ｐａの圧力範囲で設定することが好ましく，１００００Ｐａ〜１０００Ｐａの圧力範囲で設定することがより好ましい。

排気口１４２は電極シートＷが加熱される範囲に設けられることが好ましい。これにより，電極シートＷから蒸発した水分を効率よく排気口１４２から排気することができる。図１では，電極シートＷが加熱される連通部１３０を構成するチャンバ１０２の背板１０２ａに排気口１４２を設けた場合を例に挙げたものである。

このような電極シート乾燥装置１００は図３に示すように，その各構成部を制御する制御部２００を備える。制御部２００には，オペレータが電極シート乾燥装置１００を操作するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードやディスプレイ等からなる操作部２１０が接続されている。操作部２１０はタッチパネルで構成してもよい。

さらに，制御部２００には，電極シート乾燥装置１００で実行される乾燥処理を制御部２００の制御にて実現するためのプログラムやプログラムを実行するために必要なレシピデータ（例えばチャンバ１０２内の真空圧力，電極シートＷの巻取り速度等）などが記憶された記憶部２２０が接続されている。

なお，これらのレシピはハードディスクや半導体メモリーに記憶されていてもよく，またＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ等の可搬性のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に収容された状態で記憶部２２０の所定位置にセットするようになっていてもよい。

制御部２００は，操作部２１０からの指示等に基づいて所望のプロセスレシピを記憶部２２０から読み出して各部を制御することで，電極シート乾燥装置１００での所望の処理を実行する。また，操作部２１０からの操作によりレシピを編集できるようになっている。

（ロール状電極シート）
次に，電極シート乾燥装置１００で乾燥処理を行うロール状の電極シートについて説明する。ここではリチウムイオン二次電池を製造する際に用いられるロール状の電極シートを例に挙げる。

リチウムイオン二次電池は，例えば正極と負極とをセパレータを介して積層して電池容器内に収容し，電解液を注入して構成される。これら正極，負極などの電極は，集電体となる銅箔などの金属泊にペースト状の活性剤が塗布された電極シートを切断加工して必要な長さや形状に加工して製造される。

具体的には，正極は金属箔に正極活物質を塗布した電極シートから製造され，負極は金属箔に負極活物質を塗布した電極シートから製造される。これら正極又は負極の電極シートは，金属箔に電極活性材を塗布した後に乾燥してロール状に形成され，その状態で保管室に保管される。その後，必要に応じてロール状の電極シートを取り出し，必要な長さや形状に切断加工して電極を製造する。

リチウムイオン二次電池のように電解液成分が水分と反応して劣化を生じ易い電池では，これを構成する電極の水分が十分に除去されることが要求される。ところが，電極シートは多孔質材料などが用いられることが多く，非常に吸湿し易いので，ロール状の電極シートを保管室から取り出して，電極に加工する前にも水分等を除去するために乾燥する必要がある。

本実施形態にかかる電極シート乾燥装置１００は，このようなロール状電極シートを電極に加工する前の乾燥に使用することができる。なお，電極シートは片面に電極活性材を塗布したものでもよく，また両面に電極活性材を塗布したものでもよい。さらに，本実施形態にかかる電極シート乾燥装置１００は，ロール状電極シートの加工前の乾燥工程のみならず，ロール状電極シートを製造する際や保管前の乾燥工程（例えば電極活性材に残留する水分等の不純物を除去する乾燥工程）に使用することもできる。

（電極シートの乾燥処理）
次に，このようなロール状の電極シートＷを本実施形態にかかる電極シート乾燥装置１００を用いて乾燥する際の乾燥処理について図面を参照しながら説明する。制御部２００は，所定のプログラムに基づいて電極シート乾燥装置１００の各部を制御することによって，電極シート乾燥処理を実行するようになっている。図４は本実施形態にかかる電極シート乾燥処理の具体例を示すフローチャートである。

この乾燥処理は，ロール状電極シートＷを電極シート乾燥装置１００にセットし，例えば操作部２１０に設けた乾燥開始ボタンを押圧することによって開始される。具体的には，ロール状電極シートＷのロールコア１１５を巻出し軸１１４に差し込んで固定し，電極シートＷを繰り出して図３に示すように各ガイドローラ１０８，テンションローラ１０９に掛け渡し，巻取り軸１２４にセットしたロールコア１２５に取り付ける。そして，蓋部１０４と扉部１１２，１２２をすべて閉塞して乾燥処理を開始させる。

制御部２００は乾燥処理を開始すると，先ずステップＳ１１０にてチャンバ１０２内を真空排気する。具体的には，真空排気装置１４０を駆動してチャンバ１０２内を排気し，所定の真空圧力まで減圧する。

続いて，ステップＳ１２０にてチャンバ１０２内が所定の真空圧力になったか否かを判断する。具体的には例えば図示しない圧力センサによってチャンバ１０２内の圧力を監視し，所定の真空圧力（例えば１００００Ｐａ以下）になったか否かを判断する。

ステップＳ１２０にて所定の真空圧力になったと判断した場合には，その真空圧力を保持するように真空排気装置１４０を制御しながら，ステップＳ１３０にて赤外線照射部１３６をオンし，赤外線の照射を開始する。

次いで，ステップＳ１４０にて電極シートＷの巻出し巻取りを開始する。具体的には回転駆動モータ１０５，１２５を駆動して巻取り軸１２４と巻出し軸１１４を回転を開始する。こうして，図３に示すようにロール状の電極シートＷは巻出し収容部１１０から巻出され，連通部１３０を通って巻取り収容部１２０の巻取り軸１２４に巻取られる。そして電極シートＷが連通部１３０を通る際に，赤外線照射部１３６から赤外線が照射され，電極シートＷは下方から加熱される。これにより，電極シートＷは水分が除去され，大気に晒されることなく，そのままの状態で巻取り軸１２４に巻取られる。

そして，ステップＳ１５０にて電極シートＷの巻取り終了か否かを判断する。巻取り終了か否かは，例えば巻径センサなどによって巻出し側と巻取り側の一方又は両方で電極シートＷの巻径を検出し，その検出結果に基づいて巻取り終了を判断するようにしてもよい。なお，このような巻径センサについての詳細は後述する。

また，電極シートＷの巻取りが終了すると，電極シートＷはすべて巻取り軸１２４にロール状に巻き取られるため，テンションがかからなくなり，巻取り軸１２４のトルクが急峻に変化する。このため，図示しないトルクセンサなどによって巻取り軸１２４のトルク出力を監視し，トルク出力の変化を検出することで巻取り終了を検出するようにしてもよい。なお，巻取りが終了の判断方法については上述したものに限られるものではない。

ステップＳ１５０にて巻取り終了と判断した場合には，ステップＳ１６０にて電極シートＷの巻出し巻取りを停止する。具体的には回転駆動モータ１０５，１２５を停止して巻取り軸１２４と巻出し軸１１４の回転を停止する。

続いて，ステップＳ１７０にて赤外線照射部１３６をオフして赤外線の照射を停止し，ステップＳ１８０にてチャンバ１０２内を大気圧力に復帰させて，一連の乾燥処理を終了する。具体的には例えばチャンバ１０２に，大気への連通を開閉可能な図示しないパージバルブを設け，パージバルブを開放することで，チャンバ１０２内を大気圧に復帰させるようにしてもよい。この大気圧への復帰が完了すると，図１に示す扉部１２２を開放して乾燥処理済みロール状電極シートを取り出すことができる。

このように本実施形態にかかる電極シート乾燥処理は，所定の真空圧力雰囲気に保持されたチャンバ１０２内で行われるため，大気圧力雰囲気の場合よりも水の沸点が大幅に下がる。このため，赤外線加熱によって電極シートＷから水分を効率よく高速で除去できるので，乾燥時間を大幅に短縮することができる。

しかも，電極シートＷの巻出しも巻取りもすべて，チャンバ１０２内にて真空圧力雰囲気で行うことができるので，電極シートＷを巻出す際のみならず，電極シートＷを巻取る際にも水分が再付着することを極めて効果的に防止することができる。また，電極シートＷを一方で巻出しながら乾燥して，他方で巻き取ることで，電極シートＷをロール状のまま乾燥する場合に比して，電極シートＷのカール（丸まり）の発生を大幅に抑制できる。

また，赤外線照射部１３６をチャンバ１０２の外側に設けるので，赤外線照射部１３６自体が発熱しても，電極シートＷはその熱の影響を受けることはない。このため，チャンバ１０２内に赤外線照射部１３６を冷却するガスを導入する必要もないので，チャンバ１０２内を水分除去効果を高めるのに十分な真空圧力（例えば１００００Ｐａ以下）にすることができる。

これに対して，もし仮に赤外線照射部をチャンバ１０２内に設けると，赤外線照射部が発熱したときに電極シートＷが熱の影響を非常に受け易くなる。これを防止するためには冷却ガスなどで赤外線照射部自体を冷却する必要があるので，チャンバ１０２内には本実施形態のような真空圧力環境を作ることができなくなる。

また，本実施形態にかかる電極シート乾燥装置１００は，巻出し側の収容部１１０と巻取り側の収容部１２０を連通する連通部１３０を設けて，電極シートＷがこの連通部１３０を通る際に加熱するようにしている。これにより，連通部１３０は電極シートＷが通る程度の厚みにすることができるので，チャンバ１０２を単なる箱状にする場合に比して，真空排気するチャンバ１０２の内部空間を極力少なくすることができる。

また，赤外線照射部１３６をチャンバ１０２の外側に配置しても，厚みの薄い連通部１３０の下部に配置することで，電極シートＷに近い位置に配置させることができるので，加熱効率を高めることができる。

なお，赤外線照射部１３６の数と配置位置は，図示するものに限られるものではない。例えば赤外線照射部１３６は１つであってもよく，３つ以上であってもよい。赤外線照射部１３６の数を増やす場合は，連通部１３０の電極シートＷの搬送方向に沿って配置することが好ましい。複数の赤外線照射部１３６を設ける場合には，光透過窓１３４を赤外線照射部１３６と同じ数だけ配置して対向配置させてもよく，１つの光透過窓１３４を赤外線照射部１３６の配置範囲まで拡大して設けるようにしてもよい。

また，複数の赤外線照射部１３６を配置する場合には，各赤外線照射部１３６による赤外線の出力（発光強度）は同じでもよく，変えるようにしてもよい。発光強度を変える場合には，例えば巻取り側に配置されたものほど発光強度が弱くなるように調整してもよい。

さらに，赤外線照射部１３６の配置位置は連通部１３０の上部であってもよい。さらに，赤外線照射部１３６は連通部１３０の上部と下部の両方に設けるようにしてもよい。このような赤外線照射部１３６の配置位置については，電極シートＷの構成に応じて決めるようにしてもよい。例えば電極シートＷの両面に活性剤が塗布されている場合には，これら両面の活性剤にそれぞれ直接赤外線が照射されるように，赤外線照射部１３６を連通部１３０の上部と下部の両方に設けるようにしてもよい。

このような本実施形態にかかる電極シート乾燥装置１００を用いた乾燥処理においては，ロール状電極シートＷを巻出し，巻取りながら乾燥させるので，電極シートＷが蛇行する虞がある。この場合，ロール状電極シートＷを巻取る側，すなわち巻取り軸１２４を軸方向にスライド可能にすることで，電極シートＷの蛇行を補正するのが効果的である。そこで，少なくとも巻取り軸１２４は回転方向の駆動のみならず，軸方向にスライド駆動自在に構成することが好ましい。なお，巻取り軸１２４のみならず，巻出し軸１１４も軸方向にスライド駆動自在に構成し，巻取り軸１２４と巻出し軸１１４のどちらでも電極シートＷの蛇行を補正できるように構成してもよい。

本実施形態にかかる電極シート乾燥装置１００では，巻取り軸１２４と巻出し軸１１４のいずれかで電極シートＷの蛇行を補正できるように，巻取り軸１２４と巻出し軸１１４の両方をスライド駆動自在に構成した場合の具体的具体例を説明する。図５は，巻出し軸１１４を回転駆動及びスライド駆動する軸駆動部を説明するための断面図である。図５に示す巻出し軸１１４は，チャンバ１０２の背板１０２ａを突き抜けて，チャンバ１０２の外側に設けられた軸駆動部１５０に取り付けられている。軸駆動部１５０は，巻出し軸１１４を回転駆動及び軸方向スライド駆動できるように構成されている。

具体的には軸駆動部１５０は例えば図５に示すように構成される。すなわち，巻出し軸１１４は，背板１０２ａにガイドローラ取付板１５２を介して軸受１５４で軸支されながら，直交減速機１５６に挿入されている。すなわち，ガイドローラ取付板１５２は，背板１０２ａの内側に配置される板状部１５２ａと，この板状部１５２ａから軸方向に突き出された筒状部１５２ｂとからなる。この筒状部１５２ｂは背板１０２ａに設けられた軸孔に挿入され，この筒状部１５２ｂ内に巻出し軸１１４が軸支されている。

直交減速機１５６には回転駆動モータ１０５が設けられ，この回転駆動モータ１０５によって巻出し軸１１４を回転させる。また，直交減速機１５６は，スライド駆動モータ１６０によってスライドガイド１６２に沿って巻出し軸１１４の軸方向にスライド自在に構成されている。

具体的には直交減速機１５６はスライド部材１５８に取り付けられている。このスライド部材１５８はその下方に設けたスライダ１５９によってスライドガイド１６２に沿ってスライドするようになっている。スライダ１５９は，スライド駆動モータ１６０によって回転するボールねじ１６４に螺合している。

これによれば，スライド駆動モータ１６０でボールねじ１６４を回転させることによって，スライダ１５９をスライドガイド１６２に沿って駆動することで，直交減速機１５６をスライド駆動できる。

スライド部材１５８とチャンバ１０２の背板１０２ａとの間には，巻出し軸１１４とガイドローラ取付板１５２の筒状部１５２ｂを囲むようにベローズ１５７が設けられている。これによれば，直交減速機１５６が前後にスライド駆動するとベローズ１５７が伸縮する。

なお，巻出し軸１１４は，背板１０２ａにガイドローラ取付板１５２を介して軸受１５４で軸支するようにしているが，これに限られるものではない。ガイドローラ取付板１５２を設けない場合は，チャンバ１０２の背面１０２ａに軸受１５４で軸支するようにしてもよい。

このような軸駆動部１５０は巻取り軸１２４にも設けられる。巻取り軸１２４の場合も，ガイドローラ取付板１５２を設けない場合は，チャンバ１０２の背面１０２ａに軸受１５４で軸支するようにしてもよい。

このような軸駆動部１５０によれば，回転駆動モータ１０５によって巻出し軸１１４と巻取り軸１２４を回転させながら，スライド駆動モータ１６０により巻取り軸１２４と巻出し軸１１４のいずれか一方を他方に対して軸方向に自在にスライドさせることができる。これにより，電極シートＷの蛇行を補正することができる。なお，上述のとおり，ロール状電極シートＷを巻取る側のみ，すなわち巻取り軸１２４のみを軸方向にスライド駆動させることによって電極シートＷの蛇行を補正するのが最も効果的である。

このとき，電極シートＷの蛇行を検出するセンサを設けて蛇行を監視し，蛇行している場合はその蛇行を補正することがより好ましい。蛇行補正量は例えば軸方向へのスライド補正量により制御する。具体的には例えば図６に示すように，チャンバ１０２の天井に蛇行監視窓１７２を設けるとともに，蛇行監視窓１７２の外側に蛇行検出センサ１７０を設けるようにしてもよい。

蛇行検出センサ１７０は，蛇行補正するためにスライド駆動させる軸（巻出し軸１１４又は巻取り軸１２４）に近い位置に配置することが好ましい。例えば巻取り軸１２４側をスライド駆動させる場合には，図６に示すように巻取り軸１２４に近い位置に配置させる。

この場合，電極シートＷの巻取り終了まで蛇行補正を行うために，巻取り最終時の電極シートＷの径も考慮して蛇行検出センサ１７０を配置することが好ましい。具体的には例えば図６に示すように，巻取り軸１２４の中心から巻出し軸１１４側に，巻取り最終時に予想される電極シートＷの外周（一点鎖線）の半径分だけ離間した位置と，巻取り軸１２４に最も近いガイドローラ１０８との間の範囲ｄ内に配置することが好ましい。なお，蛇行検出センサ１７０の配置位置は図示する位置に限られるものではなく，チャンバ１０２の天井以外に蛇行検出センサ１７０を配置してもよい。

チャンバ１０２の天井から電極シートＷの蛇行を監視する場合には，天井の蓋部１０４を図６に示す蓋部１０４ａ，１０４ｂのように蛇行監視窓１７２の取付部位の左右に２つに分けて，これらを別々に開閉できるようにしてもよい。

また，各収容部１１０，１２０の下面に監視窓１７４を設け，これら監視窓１７４の外側から電極シートＷの巻径を測定する巻径測定センサ１７５を設けるようにしてもよい。これによれば，電極シートＷの巻取終了を検出することで，乾燥終了を検出することができる。

ところで，本実施形態のように電極シートＷを巻取りながら乾燥処理を行う場合，電極シートＷの温度は，赤外線照射部１３６の出力のみならず，電極シートＷの送り速度（巻取り速度）によっても変化する。例えば赤外線照射部１３６の出力が同じでも，電極シートＷの送り速度が小さいほど電極シートＷも遅くなるので，電極シートＷが赤外線照射部１３６を通過する際に受ける熱量も大きくなる。このため，電極シートＷの送り速度を小さくするほど，電極シートＷの温度を上げることができる。

そこで，本実施形態にかかる電極シート乾燥装置１００に，電極シートＷの温度を検出する温度センサを設け，電極シートＷの温度が所定の設定温度になるように，赤外線照射部１３６の出力（発光強度）と電極シートＷの送り速度の一方又は両方を調整するようにしてもよい。この場合の電極シートＷの送り速度は，巻出し軸１１４と巻取り軸１２４のいずれか一方又は両方の回転速度を調整することで調整できる。

このように，赤外線照射部１３６の出力と電極シートＷの送り速度の一方又は両方を調整することで，電極シートＷの温度をより的確に調整することができる。また，赤外線照射部１３６の出力を大きくしなくても，電極シートＷの送り速度によって電極シートＷの温度を調整することもできる。

上述した温度センサは，例えば放射温度計などの非接触温度計で構成することにより，巻取り中の電極シートＷでもその温度を非接触で測定できる。具体的には例えば放射温度計をチャンバ１０２の外側に，図示しない石英窓などを介して電極シートＷに向けて配置し，チャンバ１０２の外側から非接触にて電極シートＷの温度を検出する。

この場合，予め電極シートＷの熱抵抗を測定しておくことにより，放射温度計は電極シートＷの片側に配置するだけで電極シートＷの温度を測定できる。このため，放射温度計は電極シートＷの上側と下側のいずれに配置してもよい。例えば図６に示すように電極シートＷの下側から赤外線照射部１３６で赤外線を照射する場合には，放射温度計を電極シートＷの上側に配置して，電極シートＷの温度を測定するようにしてもよい。

また，放射温度計などの非接触温度計は，電極シートＷの上側と下側の両側に配置してもよい。これによれば，例えば電極シートＷの上面と下面の両面に赤外線照射部１３６で別々に赤外線を照射する場合や，乾燥対象物の熱抵抗が大きくて上面と下面の温度差が大きくなる場合などにも，電極シートＷの両面の温度をそれぞれ的確に測定することができる。なお，非接触温度計の配置は上述したものに限られるものではなく，非接触温度計も放射温度計に限られるものではない。

（第２実施形態にかかる電極シート乾燥装置の構成例）
次に，本発明の第２実施形態にかかる電極シート乾燥装置の構成例について，図面を参照しながら説明する。第２実施形態では，複数のロール状の電極シートＷを同時に乾燥することができるように構成した電極シート乾燥装置を例に挙げる。なお，第１実施形態と同一の機能を有する部分については，同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

図７は第２実施形態にかかる電極シート乾燥装置１０１の構成例である。電極シート乾燥装置１０１は，２つのロール状の電極シートＷを同時に乾燥可能に構成されている。具体的には図７に示すように，巻出し軸１１４，巻取り軸１２４，各ガイドローラ１０８，テンションローラ１０９を，チャンバ１０２の前方に延長することによって，チャンバ１０２内の前後に２つのロール状の電極シートＷを取り付けられるようにしている。

これによれば，共通の巻出し軸１１４と巻取り軸１２４を回転駆動させることによって，２つのロール状の電極シートＷを同時に巻出し，巻き取りながら真空雰囲気中にて乾燥させることができる。しかも，この構成によれば巻出し軸１１４と巻取り軸１２４の長さを前方にさらに延長することで，３つ以上のロール状の電極シートＷを取付けて，同時に乾燥させることもできる。

なお，複数のロール状の電極シートＷを同時に乾燥させることができる電極シート乾燥装置１０１としては，図７に示す構成に限られるものではなく，例えば巻取り軸１２４については別々にずらして設けるようにしてもよい。例えば図８は巻取り軸１２４と巻取り側のガイドローラ１０８だけを別々にずらして設けた場合である。具体的には図９に示すように，巻取り軸１２４と巻取り側のガイドローラ１０８をそれぞれ水平方向にずらして配置している。各巻取り軸１２４には，上述した軸駆動部１５０を設けて，蛇行補正も行うことができるようにしてもよい。

図８，図９に示す電極シート乾燥装置１０１によっても，２つのロール状の電極シートＷを同時に巻出し，巻き取りながら真空雰囲気中において乾燥することができる。しかも，巻取り軸１２４を別々に設け，それぞれに軸駆動部１５０を設けることで，２つの電極シートＷの蛇行補正を別々に調整することができる。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば上述した実施形態では，リチウムイオン二次電池に用いられる電極シートを乾燥する場合を例に挙げて説明したが，これに限られるものではなく，水分などの不純物の除去が必要なロール状の電極シートであれば，どのような用途の電極シートを乾燥することができる。例えば電池に用いられる電極シートだけでなく，コンデンサなどの電子部品に使用される電極シートであってもよい。

本発明は，リチウム電池などに用いられるロール状の電極シートを乾燥する電極シート乾燥装置及び電極シート乾燥方法に適用可能である。

１００，１０１ 電極シート乾燥装置
１０２ チャンバ
１０２ａ 背板
１０３ 開口部
１０４ 蓋部
１０４ａ，１０４ｂ 蓋部
１０５ 回転駆動モータ
１０５，１２５ 回転駆動モータ
１０６ 透明窓
１０８ ガイドローラ
１０９ テンションローラ
１１０ 巻出し側の収容部
１１２ 扉部
１１４ 巻出し軸
１１５ ロールコア
１２０ 巻取り側の収容部
１２１ 開口部
１２２ 扉部
１２４ 巻取り軸
１２５ ロールコア
１３０ 連通部
１３２ 開口部
１３４ 光透過窓
１３６ 赤外線照射部
１４０ 真空排気装置
１４２ 排気口
１５０ 軸駆動部
１５２ ガイドローラ取付板
１５２ａ 板状部
１５２ｂ 筒状部
１５４ 軸受
１５６ 直交減速機
１５７ ベローズ
１５８ スライド部材
１５９ スライダ
１６０ スライド駆動モータ
１６２ スライドガイド
１６４ ボールねじ
１７０ 蛇行検出センサ
１７２ 蛇行監視窓
１７４ 監視窓
１７５ 巻径測定センサ
２００ 制御部
２１０ 操作部
２２０ 記憶部
Ｗ 電極シート

Claims (9)

1. ロール状の電極シートを巻出して，巻取りながら乾燥する電極シート乾燥装置であって，
   前記ロール状の電極シートを収容可能な巻出し側収容部と巻取り側収容部とを離間して設け，前記巻出し側収容部内と前記巻取り側収容部内とを連通する連通部を備えた気密なチャンバと，
   前記チャンバ内を排気する排気口に接続され，前記チャンバ内を真空圧力にする真空排気装置と，
   前記巻出し側収容部内に設けられた巻出し軸と，
   前記巻取り側収容部内に設けられた巻取り軸と，
   前記巻出し側収容部から巻出された前記電極シートを，前記連通部を通って前記巻取り側収容部に案内する複数のガイドローラと，
   前記チャンバの外側に設けられ，前記連通部を通る電極シートに対し，前記連通部の途中に設けた透過窓を介して赤外線を照射する赤外線照射部と，
   を備えたことを特徴とする電極シート乾燥装置。
2. 前記チャンバ内の真空圧力は，３００００Ｐａ以下にして前記電極シートの乾燥を行うことを特徴とする請求項１に記載の電極シート乾燥装置。
3. 前記巻出し軸と前記巻取り軸の一方又は両方に，回転駆動及び軸方向へのスライド駆動を行う軸駆動部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電極シート乾燥装置。
4. 前記巻出し軸によって巻出した前記電極シートを，前記巻取り軸によって巻取る際に，前記電極シートの軸方向の蛇行を検出する蛇行検出センサを設け，
   前記蛇行検出センサの検出結果に基づいて前記電極シートの軸方向の蛇行補正量を算出し，この蛇行補正量に基づいて前記軸駆動部のスライド駆動を制御することを特徴とする請求項３に記載の電極シート乾燥装置。
5. 前記巻出し軸の軸方向に複数のロール状電極シートを配置して，これら複数のロール状電極シートを同時に巻出して乾燥することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電極シート乾燥装置。
6. 前記巻取り軸は，前記各電極シートごとに別々に設け，各巻取り軸をずらして配置したことを特徴とする請求項５に記載の電極シート乾燥装置。
7. 前記電極シートの温度を検出する温度センサを設け，前記電極シートの温度が所定の設定温度になるように，前記赤外線照射部の出力と前記電極シートの送り速度のいずれか一方又は両方を調整することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電極シート乾燥装置。
8. 電極シート乾燥装置を用いてロール状の電極シートを巻出して，巻取りながら乾燥する電極シート乾燥方法であって，
   前記電極シート乾燥装置は，前記ロール状の電極シートを収容可能な巻出し側収容部と巻取り側収容部とを離間して設け，前記巻出し側収容部内と前記巻取り側収容部内とを連通する連通部を備えた気密なチャンバと，前記チャンバ内を排気する排気口に接続され，前記チャンバ内を真空圧力にする真空排気装置と，前記巻出し側収容部内に設けられた巻出し軸と，前記巻取り側収容部内に設けられた巻取り軸と，前記巻出し側収容部から巻出された前記電極シートを，前記連通部を通って前記巻取り側収容部に案内する複数のガイドローラと，前記チャンバの外側に設けられ，前記連通部を通る電極シートに対し，前記連通部の途中に設けた透過窓を介して赤外線を照射する赤外線照射部と，を備え，
   前記チャンバ内を前記真空排気装置によって排気して所定の真空圧力に減圧するステップと，
   前記巻出し軸から前記電極シートを巻出して前記巻取り軸で巻取りながら，前記赤外線照射部により赤外線を照射して前記電極シートを加熱乾燥するステップと，
   を有することを特徴とする電極シート乾燥方法。
9. 前記チャンバ内の所定の真空圧力は，３００００Ｐａ以下であることを特徴とする請求項８に記載の電極シート乾燥方法。
   

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