JP2015115116A - プレス装置及び電極材料の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】塗布部における幅方向の端部を絶縁層で覆うことができるプレス装置及び電極材料の製造方法を提供すること。
【解決手段】プレス装置50は、一対のプレス部材55を有し、各プレス部材55は、円柱状の本体部用プレスロール56と、塗布部Gの幅方向に沿った両側に位置し、幅方向の外側ほど加圧面の径が増大するテーパ面を有する端低部用プレスロール57と、を有する。
【選択図】図6
【解決手段】プレス装置50は、一対のプレス部材55を有し、各プレス部材55は、円柱状の本体部用プレスロール56と、塗布部Gの幅方向に沿った両側に位置し、幅方向の外側ほど加圧面の径が増大するテーパ面を有する端低部用プレスロール57と、を有する。
【選択図】図6
Description
本発明は、塗布部を加圧するプレス装置及び電極材料の製造方法に関する。
EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug in Hybrid Vehicle)などの車両には、電動機への供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン電池などの二次電池が搭載されている。この種の二次電池は、電極組立体を電解液と共にケースに収容して構成されている。
電極組立体は、活物質を含む活物質層が形成されたシート状の正極電極及び負極電極が絶縁層としてのセパレータを挟んだ状態で層をなすように積層あるいは巻回されてなる。正極電極及び負極電極は、集電体である金属箔の表面に活物質層と、一部が活物質で覆われない非塗布部とを有する構造になっている。これら正極電極及び負極電極は、例えば、スラリー状の活物質合剤を、帯状の金属箔の幅方向(短手方向)の両側を除いてほぼ全体に塗布して塗布部を形成した後、その塗布部の密度を高めるためにプレスを行って製造されている。
また、正極電極及び負極電極では、絶縁層の耐熱性を高めるために、セパレータだけでなくセラミック等の絶縁層を追加したものがある。この追加される絶縁層の形成方法としては、例えば、特許文献1が挙げられる。特許文献1では、セパレータの表面に絶縁材料の層を形成した後、タッチロールでロールプレスしている。
セラミック等の絶縁層を追加する場合、絶縁材料を対象物にコーティングした後、その絶縁材料に含まれる溶媒を除去するために絶縁材料を加熱する。このため、絶縁層は、樹脂製のセパレータよりも活物質層の表面に追加するほうがよい。ところで、活物質の塗布部において、幅方向に沿った外側の端部では、活物質合剤の濡れ性や粘度の影響を受けて、塗布部の高さが端部に向けて徐々に低くなる端低部が発生する場合がある。この場合、塗布部がロールプレスされると、端低部は十分に加圧されず、活物質合剤の密度が低くなる。その結果、活物質層の表面に絶縁材料をコーティングしても、一部の絶縁材料が活物質層内に染み込み、活物質層の表面に絶縁層が形成されない場合がある。そのような場合は、結果として、活物質層の幅方向の端部を絶縁層で覆うことができず、活物質層が露出してしまう。
本発明は、塗布部における幅方向の端部を絶縁層で覆うことができるプレス装置及び電極材料の製造方法を提供することにある。
上記問題点を解決するためのプレス装置は、長尺状の金属箔の少なくとも一方の面に活物質合剤を塗布して形成された塗布部を、前記金属箔の面に交差する方向から加圧するプレス装置であって、長手方向に搬送される前記金属箔の両面側に配置され、前記塗布部を加圧する一対のプレス部材を有し、一対の前記プレス部材のうち、前記塗布部が形成された前記金属箔の面に配置されたプレス部材は、円柱状の本体部用プレスロールと、前記塗布部の幅方向に沿った両側に位置し、幅方向の外側ほど加圧面の径が増大するテーパ面を有する端低部用プレスロールと、を有することを要旨とする。
これによれば、塗布部の幅方向の両側の高さが幅方向の外側ほど低くなる端低部となっていても、端低部を端低部用プレスロールのテーパ面で加圧できる。このため、端低部を圧縮して、活物質合剤を塗布しただけの場合よりも端低部の密度を高めることができる。このため、塗布部の表面を絶縁層で覆うために、塗布部に絶縁材料をコーティングしたとき、端低部は密度が高いことから、絶縁層の材料が端低部に染み込みにくく、端低部の表面を絶縁層で覆うことができる。
また、プレス装置について、前記端低部用プレスロールは円筒状であり、前記端低部用プレスロールは、前記本体部用プレスロールの軸方向に沿って移動可能に装着されていてもよい。
これによれば、本体部用プレスロールの軸方向に沿って端低部用プレスロールを移動させることで、塗布部の幅方向の両側に位置するように端低部用プレスロールを位置合わせすることができる。このため、塗布部の幅方向の長さがばらつき、塗布部の幅方向両側の端低部の位置がばらついても、端低部を端低部用プレスロールで加圧することができる。
また、プレス装置について、前記端低部用プレスロールは、前記テーパ面より幅方向外側に、同径の加圧面を有する。
これによれば、塗布部よりも幅方向外側の部分を加圧面で加圧することができる。このため、端低部において加圧されない部分が生じない。
これによれば、塗布部よりも幅方向外側の部分を加圧面で加圧することができる。このため、端低部において加圧されない部分が生じない。
上記問題点を解決するための電極材料の製造方法は、長尺状の金属箔の少なくとも一方の面に活物質合剤を塗布して形成された塗布部を有するとともに、前記塗布部が絶縁層で覆われた電極材料の製造方法であって、前記塗布部は、幅方向の外側に向かうに従い高さが低くなった端低部と、前記端低部を除いた前記塗布部の幅方向全体を構成する本体部と、を有しており、前記塗布部が形成された前記金属箔の面には、前記塗布部を加圧する本体部用プレスロールと、前記塗布部の幅方向に沿った両側を加圧し、幅方向の外側ほど加圧面の径が増大するテーパ面を有する端低部用プレスロールと、が配置されており、前記塗布部を本体部用プレスロールで加圧する工程と、前記塗布部を加圧する工程と同時、又は前後に行われ、前記塗布部の幅方向に沿った両側を前記端低部用プレスロールで加圧する工程と、前記塗布部の幅方向に沿った両側を加圧する工程の後に行われ、前記塗布部を絶縁層で覆う工程と、を含むことを要旨とする。
これによれば、塗布部の幅方向の両側の高さが幅方向の外側ほど低くなる端低部となっていても、端低部を端低部用プレスロールのテーパ面で加圧できる。このため、端低部を圧縮して、活物質合剤を塗布しただけの場合よりも端低部の密度を高めることができる。よって、塗布部の表面を絶縁層で覆うために、塗布部に絶縁材料をコーティングしたとき、端低部は密度が高いことから、絶縁層の材料が端低部に染み込みにくく、端低部の表面を絶縁層で覆うことができる。そして、端低部を絶縁層で覆うのは、端低部を含めた塗布部の加圧後であるため、絶縁層が加圧されることがなく、絶縁層の材料が塗布部に練り込まれてしまうこともない。
また、電極材料の製造方法について、前記電極材料は、前記金属箔の長手方向に延びる少なくとも一辺に沿って幅を有し、かつ前記活物質合剤の塗布されていない非塗布部を備え、前記端低部用プレスロールで加圧する工程では、前記端低部用プレスロールは、前記塗布部の幅方向に沿った両側とともに、前記非塗布部の少なくとも一部を加圧する。
これによれば、端低部から非塗布部に跨って端低部用プレスロールで加圧できる。このため、端低部において加圧されない部分が生じない。
本発明によれば、塗布部における幅方向の端部を絶縁層で覆うことができる。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図1〜図8にしたがって説明する。
図1に示すように、蓄電装置としての二次電池10において、ケース11には電極組立体14が収容されている。ケース11は、直方体状のケース本体12と、矩形平板状の蓋体13とを有する。ケース本体12は開口部を有し、蓋体13は、ケース本体12の開口部を閉塞する。ケース11を構成するケース本体12と蓋体13は、何れも金属製(例えば、ステンレスやアルミニウム)である。また、本実施形態の二次電池10は、その外観が角型をなす角型電池であり、リチウムイオン電池である。
図1に示すように、蓄電装置としての二次電池10において、ケース11には電極組立体14が収容されている。ケース11は、直方体状のケース本体12と、矩形平板状の蓋体13とを有する。ケース本体12は開口部を有し、蓋体13は、ケース本体12の開口部を閉塞する。ケース11を構成するケース本体12と蓋体13は、何れも金属製(例えば、ステンレスやアルミニウム)である。また、本実施形態の二次電池10は、その外観が角型をなす角型電池であり、リチウムイオン電池である。
電極組立体14には、当該電極組立体14から電気を取り出すための正極端子41と負極端子42が電気的に接続されている。そして、正極端子41及び負極端子42は、蓋体13を介してケース11外に突出するとともに、正極端子41及び負極端子42には、ケース11から絶縁するためのリング状の絶縁リング13bがそれぞれ取り付けられている。
図2に示すように、電極組立体14は、複数の正極電極21と、複数の負極電極24とが、電気伝導に係るイオン(リチウムイオン)が通過可能な多孔質膜で形成された樹脂製のセパレータ27を介して交互に積層されて構成されている。
正極電極21は、矩形状の正極用金属箔(本実施形態ではアルミニウム箔)22と、その正極用金属箔22の第1面22a、及び第1面22aの反対面である第2面22bに設けられた矩形状の正極用活物質層23と、を有する。正極電極21は、その一辺に沿って、正極用活物質層23の設けられていない正極側未塗工部22dを有する。そして、正極電極21において、正極側未塗工部22dの一辺の一部には、正極集電タブ31が突出する状態に設けられている。
負極電極24は、矩形状の負極用金属箔(本実施形態では銅箔)25と、その負極用金属箔25の第1面25a、及び第1面25aの反対面である第2面25bに設けられた矩形状の負極用活物質層26と、を有する。負極電極24は、その一辺に沿って、負極用活物質層26の設けられていない負極側未塗工部25dを有する。そして、負極電極24において、負極側未塗工部25dの一辺の一部には、負極集電タブ32が突出する状態に設けられている。
図3に示すように、負極電極24は、負極用活物質層26を覆う絶縁層26aを備え、絶縁層26aはセラミック製である。絶縁層26aは、電極組立体14において、樹脂製のセパレータ27が溶融したときでも、正極電極21と負極電極24を絶縁できるようにするための耐熱層として設けられている。絶縁層26aは、負極用活物質層26の最も面積の大きい面の全面に加え、負極側未塗工部25dに沿って延びる縁部26bも覆っている。
図1及び図2に示すように、正極電極21及び負極電極24は、正極集電タブ31が積層方向に沿って列状に配置され、且つ正極集電タブ31と重ならない位置にて負極集電タブ32が積層方向に沿って列状に配置されるように積層される。そして、各正極集電タブ31及び各負極集電タブ32は、電極組立体14における積層方向の一端から他端までの範囲内で集められた(束ねられた)状態で折り曲げられている。各正極集電タブ31が重なっている箇所を溶接することによって各正極集電タブ31が電気的に接続されるとともに、各正極集電タブ31には正極端子41が電気的に接続されている。各負極集電タブ32が重なっている箇所を溶接することによって各負極集電タブ32が電気的に接続されるとともに、各負極集電タブ32には負極端子42が電気的に接続されている。
次に、負極電極24の製造方法を説明する。
負極電極24の製造方法は、塗布工程と、乾燥工程と、プレス工程と、コーティング工程と、焼成工程と、打ち抜き工程と、を有する。
負極電極24の製造方法は、塗布工程と、乾燥工程と、プレス工程と、コーティング工程と、焼成工程と、打ち抜き工程と、を有する。
まず、塗布工程、乾燥工程、及びプレス工程を行う生産設備35について説明する。
図4に示すように、電極製造に関わる生産設備35は、負極用金属箔25を供給する供給装置36と、負極用金属箔25に活物質合剤を塗布して、活物質合剤の層である塗布部Gを形成する塗工装置37と、塗布部Gを乾燥させる乾燥装置38と、を備える。さらに、生産設備35は、乾燥後の塗布部Gを加圧するプレス装置50と、塗布部Gが形成された負極用金属箔25を巻き取る巻取装置39と、を備える。なお、活物質合剤は、負極活物質、導電助剤、及びバインダ(結着剤)を混合し、溶媒を添加して混練したものであり、スラリー状である。
図4に示すように、電極製造に関わる生産設備35は、負極用金属箔25を供給する供給装置36と、負極用金属箔25に活物質合剤を塗布して、活物質合剤の層である塗布部Gを形成する塗工装置37と、塗布部Gを乾燥させる乾燥装置38と、を備える。さらに、生産設備35は、乾燥後の塗布部Gを加圧するプレス装置50と、塗布部Gが形成された負極用金属箔25を巻き取る巻取装置39と、を備える。なお、活物質合剤は、負極活物質、導電助剤、及びバインダ(結着剤)を混合し、溶媒を添加して混練したものであり、スラリー状である。
供給装置36は、長尺帯状の負極用金属箔25が巻装された供給ロール36aを備える。なお、負極用金属箔25は長手方向が供給ロール36aの周方向に延びる状態で供給ロール36aに巻装され、この負極用金属箔25の長手方向に直交する短手方向を負極用金属箔25の幅方向とする。供給ロール36aは、支持装置によって回転可能に支持されている。
塗工装置37は第1スリットダイ37aを備え、この第1スリットダイ37aの吐出口(図示せず)は、負極用金属箔25の下方において、負極用金属箔25の第1面25aに対向配置されている。また、塗工装置37は第2スリットダイ37bを備え、この第2スリットダイ37bの吐出口(図示せず)は、負極用金属箔25の上方において、負極用金属箔25の第2面25bに対向配置されている。
そして、塗布工程では、第1スリットダイ37aの吐出口からは、供給ロール36aから送り出された負極用金属箔25の第1面25aに活物質合剤が連続的に塗布され、第1面25aに塗布部Gの層が形成される。また、第2スリットダイ37bの吐出口からは、供給ロール36aから送り出された負極用金属箔25の第2面25bに活物質合剤が連続的に塗布され、第2面25bに塗布部Gの層が形成される。
図6に示すように、塗布部Gの幅方向の両側は、活物質合剤の濡れ性や、粘度に依存して負極用金属箔25の表面で濡れ広がる。活物質合剤が濡れ広がると、塗布部Gの幅方向の両側には端低部Gaが形成される。端低部Gaは、塗布部Gの幅方向に沿って端部に向かうに従い高さが低くなっている。また、端低部Gaは、塗布部Gの幅方向の外側に向かうに従い外へ膨らむように湾曲する円弧状である。
塗布部Gにおいて、幅方向の両側の端低部Gaを除いた部分は幅方向に沿って高さがほぼ一定である。塗布部Gは、端低部Gaを除いた部分で、かつ幅方向全体を構成する本体部Gbを有する。よって、塗布部Gは、幅方向の一端から他端に向けて端低部Ga、本体部Gb、及び端低部Gaを連続して有する。そして、塗布部Gにおいて、幅方向に沿った本体部Gbの長さはM1に設定され、端低部Gaの長さはM2に設定されている。塗布部Gは、負極用金属箔25の長手方向に延びる両辺に沿って幅を空けて形成され、負極用金属箔25の幅方向における塗布部Gの両側に非塗布部Hが形成される。
図4に示すように、乾燥装置38は乾燥機38aを備え、乾燥機38aは熱源からの熱により空気を加熱し、熱風を供給する。巻取装置39は、巻取ロール39aを備える。巻取ロール39aは、一定の回転速度で回転し、塗布部Gが形成された負極用金属箔25を巻取る。そして、乾燥工程では、乾燥装置38によって負極用金属箔25に塗布された塗布部Gが乾燥される。そして、乾燥装置38を通過した塗布部Gは、プレス装置50でロールプレスされる。
プレス工程を行うプレス装置50について説明する。
プレス装置50は、負極用金属箔25の第1面25a及び第2面25b側に配置され、塗布部Gを、第1面25a及び第2面25bに直交する方向(交差する方向)から加圧する一対のプレス部材55を対向して備え、一対のプレス部材55の対向面同士の間隔は一定である。
プレス装置50は、負極用金属箔25の第1面25a及び第2面25b側に配置され、塗布部Gを、第1面25a及び第2面25bに直交する方向(交差する方向)から加圧する一対のプレス部材55を対向して備え、一対のプレス部材55の対向面同士の間隔は一定である。
図5(a)及び図5(b)に示すように、プレス部材55は、剛体としての金属製の本体部用プレスロール56を有するとともに、本体部用プレスロール56の軸方向両側に連設されたゴム製の端低部用プレスロール57を一体に有する。
本体部用プレスロール56は、その中心軸L1に沿った軸方向に同一径の円柱状である。また、本体部用プレスロール56の軸方向への長さは、塗布部Gの幅方向に沿った長さ(長さM1と長さM2の和)より長い。本体部用プレスロール56は、図示しない駆動装置により、中心軸L1を中心に回転可能である。端低部用プレスロール57は、円筒状であり、本体部用プレスロール56に装着されている。端低部用プレスロール57の中心軸L2と本体部用プレスロール56の中心軸L1は、同一直線上に位置する。端低部用プレスロール57は本体部用プレスロール56と一体回転する。
端低部用プレスロール57の外径は、本体部用プレスロール56の直径より大きい。端低部用プレスロール57は、軸方向一端側にテーパ面状の加圧面を有する第1プレス部57aを周方向の全周に亘って備える。第1プレス部57aのテーパ面は、端低部用プレスロール57の軸方向の外側ほど加圧面の径が増大する。また、第1プレス部57aは端低部用プレスロール57の軸方向に沿った断面が円弧状であり、第1プレス部57aは、軸方向に沿って中心軸L2に向かうように凹む円弧状である。また、端低部用プレスロール57は、第1プレス部57a以外の部位に周面が円滑面で、かつ軸方向に沿って同径の加圧面を有する第2プレス部57bを備え、この第2プレス部57bは端低部用プレスロール57の軸方向に沿った断面が直線状である。
図6に示すように、本体部用プレスロール56において、対向する端低部用プレスロール57で挟まれた部分の長さをN1とし、軸方向に沿った第1プレス部57aの長さをN2とする。プレス部材55では、対向する端低部用プレスロールで挟まれた部分の長さN1が、塗布部Gの本体部Gbでの長さM1と同じであり、第1プレス部57aの長さN2が、端低部Gaの長さM2と同じである。
よって、塗布部Gの本体部Gbは、本体部用プレスロール56において、端低部用プレスロール57で挟まれた部分によってロールプレス可能であり、端低部Gaは、第1プレス部57aによってロールプレス可能である。そして、プレス工程は、一対のプレス部材55によって負極用金属箔25を挟み込んで加圧することによって行われる。このとき、プレス部材55において、本体部用プレスロール56は本体部Gbに対向する位置に配置され、端低部用プレスロール57は、塗布部Gの幅方向に沿った両側に位置するように配置される。このとき、第1プレス部57aのテーパ面(加圧面)は、塗布部Gの幅方向の外側ほど径が増大する。そして、塗布部Gの端低部Ga及び本体部Gbは、第1プレス部57a及び第2プレス部57bによって、それぞれ所定の厚みまで圧縮される。
次に、コーティング工程を行い、塗布部Gに絶縁層26aを形成するコーティング装置62について説明する。
図7に示すように、コーティング装置62は、巻取ロール39aをセットするシャフト62aを備えるとともに、シャフト62aにセットされた巻取ロール39aから送り出された負極用金属箔25を巻取るコーティング用巻取ロール46を備える。また、コーティング装置62は、巻取ロール39aから送り出された負極用金属箔25の両塗布部Gに対して、絶縁材料を塗布するダイヘッド63を備える。絶縁材料は、セラミック粒子(例えば、アルミナ粒子)とバインダ溶剤よりなる。ダイヘッド63は、コーティング用巻取ロール46に巻取られることで搬送される負極用金属箔25の第1面25a及び第2面25bの塗布部Gに対して離間した状態で対向配置されている。そして、各ダイヘッド63から塗布部Gに絶縁材料が塗布され、塗布部Gが絶縁層26aで覆われると、負極用金属箔25が絶縁層26aで覆われる。
図7に示すように、コーティング装置62は、巻取ロール39aをセットするシャフト62aを備えるとともに、シャフト62aにセットされた巻取ロール39aから送り出された負極用金属箔25を巻取るコーティング用巻取ロール46を備える。また、コーティング装置62は、巻取ロール39aから送り出された負極用金属箔25の両塗布部Gに対して、絶縁材料を塗布するダイヘッド63を備える。絶縁材料は、セラミック粒子(例えば、アルミナ粒子)とバインダ溶剤よりなる。ダイヘッド63は、コーティング用巻取ロール46に巻取られることで搬送される負極用金属箔25の第1面25a及び第2面25bの塗布部Gに対して離間した状態で対向配置されている。そして、各ダイヘッド63から塗布部Gに絶縁材料が塗布され、塗布部Gが絶縁層26aで覆われると、負極用金属箔25が絶縁層26aで覆われる。
次に、焼成工程が行われる。焼成工程では、負極用金属箔25がロール状に巻取られたコーティング用巻取ロール46を焼成炉(図示せず)内にセットし、塗布部Gを加熱する。すると、塗布部Gに残存する溶媒、及び絶縁層26aの溶媒が蒸発するとともに、バインダの硬化が発生する。そして、負極用金属箔25に、絶縁層26aで覆われた塗布部Gを有する電極材料30が製造される。
図8に示すように、塗布部Gの本体部Gb及び端低部Gaは、それぞれ絶縁層26aで覆われ、端低部Gaを覆う絶縁層26aと、本体部Gbを覆う絶縁層26aは厚みがほぼ同じである。
打ち抜き工程では、コーティング用巻取ロール46に巻取り状態にある電極材料30を引き出しながら、テーブル上を搬送させ、テーブル上の電極材料30を負極電極24の形状に打ち抜くことにより、負極集電タブ32を含む単極の負極電極24が製造される。負極側未塗工部25d及び負極集電タブ32は非塗布部Hから製造され、負極用活物質層26は塗布部Gから製造される。なお、正極電極21には、絶縁層26aは形成されない。このため、正極電極21は、負極電極24とは別の方法で製造される。
次に、プレス装置50及び負極電極24の製造方法の作用を記載する。
プレス工程時、一対のプレス部材55の間を電極材料30が通過するとき、図6に示すように、塗布部Gの本体部Gb全体が本体部用プレスロール56によってロールプレスされるのと同時に、端低部Gaが第1プレス部57aによってロールプレスされる。
プレス工程時、一対のプレス部材55の間を電極材料30が通過するとき、図6に示すように、塗布部Gの本体部Gb全体が本体部用プレスロール56によってロールプレスされるのと同時に、端低部Gaが第1プレス部57aによってロールプレスされる。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)プレス装置50において、プレス部材55は、本体部用プレスロール56の軸方向の両側に端低部用プレスロール57を備える。そして、プレス部材55の本体部用プレスロール56により、塗布部Gの本体部Gbをロールプレスできるとともに、端低部用プレスロール57により、端低部Gaをロールプレスできる。このため、端低部Gaが、塗布部Gの幅方向の外側に向けて高さが低くなるような形状であっても、端低部用プレスロール57によって加圧し、圧縮することができ、端低部Gaの密度を高めることができる。その結果、プレス工程後のコーティング工程では、絶縁材料が端低部Gaに染み込みにくく、端低部Gaにも絶縁層26aを形成することができる。よって、負極用活物質層26が絶縁層26aで覆われ、負極用活物質層26が露出することを抑制できる。
(1)プレス装置50において、プレス部材55は、本体部用プレスロール56の軸方向の両側に端低部用プレスロール57を備える。そして、プレス部材55の本体部用プレスロール56により、塗布部Gの本体部Gbをロールプレスできるとともに、端低部用プレスロール57により、端低部Gaをロールプレスできる。このため、端低部Gaが、塗布部Gの幅方向の外側に向けて高さが低くなるような形状であっても、端低部用プレスロール57によって加圧し、圧縮することができ、端低部Gaの密度を高めることができる。その結果、プレス工程後のコーティング工程では、絶縁材料が端低部Gaに染み込みにくく、端低部Gaにも絶縁層26aを形成することができる。よって、負極用活物質層26が絶縁層26aで覆われ、負極用活物質層26が露出することを抑制できる。
(2)本体部用プレスロール56と端低部用プレスロール57により、塗布部Gを幅方向全体を同時に加圧することができ、プレス工程後の塗布部Gの形状が安定する。塗布部Gの乾燥後であっても、高い圧力でロールプレスを行うと、塗布部Gの周縁が1〜数mm程度広がることがあり、塗布部Gの形状が安定しにくいが、実施形態のように端低部Gaと本体部Gbを同時に加圧することで、塗布部Gの変形を抑制し、形状を安定させることができる。
(3)端低部用プレスロール57は円筒状であり、端低部用プレスロール57に装着される。そして、端低部用プレスロール57は、本体部用プレスロール56の軸方向へ移動可能である。このため、端低部用プレスロール57の位置を調節することで、第1プレス部57aを、端低部Gaを加圧できる位置に配置でき、端低部用プレスロール57により端低部Gaを適格に加圧することができる。
(4)端低部用プレスロール57は、端低部Gaを加圧する第1プレス部57aに加え、非塗布部Hの一部を加圧する第2プレス部57bを備える。このため、端低部Gaから非塗布部Hに跨って加圧することができ、端低部Gaの全てを端低部用プレスロール57で加圧することができる。また、加圧時に非塗布部Hも同時に押さえることで、非塗布部Hをなす金属箔が波打つことを抑制することができる。
(5)プレス装置50は、一対のプレス部材55を向き合わせて備え、負極電極24の第1面25a及び第2面25bの塗布部G及び非塗布部Hを加圧する。よって、プレス装置50によって、両面の塗布部Gを同時に加圧でき、片面の塗布部G毎に加圧する場合と比べて、負極電極24の生産性を高めることができる。
(6)プレス装置50によって塗布部Gの端低部Ga及び本体部Gbを加圧し、端低部Ga及び本体部Gbの密度を高めることができる。したがって、負極用活物質層26を絶縁層26aで覆うことができる。よって、樹脂製のセパレータ27が溶融したときでも、絶縁層26aによって正極電極21と負極電極24を絶縁できる。
(7)端低部用プレスロール57をゴム製とした。このため、ゴムによって端低部Gaとともに非塗布部Hが加圧されるため、非塗布部Hが破れることが抑制できる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 端低部用プレスロール57において、端低部Gaのテーパ面(加圧面)の断面形状は適宜変更してもよい。
○ 実施形態では、プレス部材55が、本体部用プレスロール56と端低部用プレスロール57を一体に備え、塗布部Gの端低部Gaと本体部Gbを同時に加圧するようにしたが、これに限らない。プレス部材として、本体部用プレスロール56と、端低部用プレスロール57とを別部材とする。この場合、端低部用プレスロール57は、回転軸に装着され、回転軸の回転によって回転する。そして、本体部用プレスロール56による本体部Gbの加圧の後、端低部用プレスロール57による端低部Gaの加圧を行ってもよい。又は、端低部用プレスロール57による端低部Gaの加圧の後、本体部用プレスロール56による本体部Gbの加圧を行ってもよい。
○ 実施形態では、プレス部材55が、本体部用プレスロール56と端低部用プレスロール57を一体に備え、塗布部Gの端低部Gaと本体部Gbを同時に加圧するようにしたが、これに限らない。プレス部材として、本体部用プレスロール56と、端低部用プレスロール57とを別部材とする。この場合、端低部用プレスロール57は、回転軸に装着され、回転軸の回転によって回転する。そして、本体部用プレスロール56による本体部Gbの加圧の後、端低部用プレスロール57による端低部Gaの加圧を行ってもよい。又は、端低部用プレスロール57による端低部Gaの加圧の後、本体部用プレスロール56による本体部Gbの加圧を行ってもよい。
○ 端低部用プレスロール57の第2プレス部57bは、幅方向に沿った非塗布部Hの一部だけでなく、幅方向に沿った非塗布部Hの全体を加圧できる長さを有していてもよい。
○ プレス装置50は、負極用金属箔25の一方の面のみに塗布部G及び非塗布部Hを備える負極電極24であっても適用可能である。この場合、図9に示すように、負極電極24の塗布部G及び非塗布部Hが設けられた一方の面にプレス部材55が配置され、他方の面には、プレス部材55として本体部用プレスロール56が配置されていてもよいし、単に搬送テーブルが配置されていてもよい。
○ プレス装置50は、負極用金属箔25に対し塗布部Gが間欠塗工された負極電極24の製造時であっても適用可能である。
○ プレス装置50は、負極用金属箔25の幅方向のうち塗布部Gの片側のみに非塗布部Hが設けられている場合であっても適用可能である。
○ プレス装置50は、負極用金属箔25の幅方向のうち塗布部Gの片側のみに非塗布部Hが設けられている場合であっても適用可能である。
○ 端低部用プレスロール57の材質は、ゴムではなくゴムメタルであってもよい。
○ 本体部用プレスロール56は、金属製でなく剛体としてのセラミックスや硬度の高い樹脂製であってもよい。
○ 本体部用プレスロール56は、金属製でなく剛体としてのセラミックスや硬度の高い樹脂製であってもよい。
○ 蓄電装置として、電気二重層コンデンサ等の他の蓄電装置に具体化してもよい。
○ 二次電池10は、リチウムイオン二次電池でも良いし、他の二次電池であっても良い。要は、正極活物質層と負極活物質層との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであれば良い。
○ 二次電池10は、リチウムイオン二次電池でも良いし、他の二次電池であっても良い。要は、正極活物質層と負極活物質層との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであれば良い。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
(イ)前記端低部用プレスロールはゴム製であるプレス装置。
(イ)前記端低部用プレスロールはゴム製であるプレス装置。
G…塗布部、H…非塗布部、Ga…端低部、Gb…本体部、25…負極用金属箔、26a…絶縁層、30…電極材料、50…プレス装置、55…プレス部材、56…本体部用プレスロール、57…端低部用プレスロール。
Claims (5)
- 長尺状の金属箔の少なくとも一方の面に活物質合剤を塗布して形成された塗布部を、前記金属箔の面に交差する方向から加圧するプレス装置であって、
長手方向に搬送される前記金属箔の両面側に配置され、前記塗布部を加圧する一対のプレス部材を有し、
一対の前記プレス部材のうち、前記塗布部が形成された前記金属箔の面に配置されたプレス部材は、
円柱状の本体部用プレスロールと、
前記塗布部の幅方向に沿った両側に位置し、幅方向の外側ほど加圧面の径が増大するテーパ面を有する端低部用プレスロールと、を有することを特徴とするプレス装置。 - 前記端低部用プレスロールは円筒状であり、前記端低部用プレスロールは、前記本体部用プレスロールの軸方向に沿って移動可能に装着されている請求項1に記載のプレス装置。
- 前記端低部用プレスロールは、前記テーパ面より幅方向外側に、同径の加圧面を有する請求項1又は請求項2に記載のプレス装置。
- 長尺状の金属箔の少なくとも一方の面に活物質合剤を塗布して形成された塗布部を有するとともに、前記塗布部が絶縁層で覆われた電極材料の製造方法であって、
前記塗布部は、幅方向の外側に向かうに従い高さが低くなった端低部と、前記端低部を除いた前記塗布部の幅方向全体を構成する本体部と、を有しており、
前記塗布部が形成された前記金属箔の面には、
前記塗布部を加圧する本体部用プレスロールと、
前記塗布部の幅方向に沿った両側を加圧し、幅方向の外側ほど加圧面の径が増大するテーパ面を有する端低部用プレスロールと、が配置されており、
前記塗布部を本体部用プレスロールで加圧する工程と、
前記塗布部を加圧する工程と同時、又は前後に行われ、前記塗布部の幅方向に沿った両側を前記端低部用プレスロールで加圧する工程と、
前記塗布部の幅方向に沿った両側を加圧する工程の後に行われ、前記塗布部を絶縁層で覆う工程と、を含む電極材料の製造方法。 - 前記電極材料は、前記金属箔の長手方向に延びる少なくとも一辺に沿って幅を有し、かつ前記活物質合剤の塗布されていない非塗布部を備え、前記端低部用プレスロールで加圧する工程では、前記端低部用プレスロールは、前記塗布部の幅方向に沿った両側とともに、前記非塗布部の少なくとも一部を加圧する請求項4に記載の電極材料の製造方法。
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JP2013254331A JP2015115116A (ja) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | プレス装置及び電極材料の製造方法 |
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JP2021163688A (ja) * | 2020-04-02 | 2021-10-11 | トヨタ自動車株式会社 | 電極板の製造方法 |
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2013
- 2013-12-09 JP JP2013254331A patent/JP2015115116A/ja active Pending
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