JP2016184559A - Electrode roll press device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、一対のプレスロールを備え、帯状の金属箔の両面に活物質が塗工された電極を搬送しつつ加圧する電極ロールプレス装置に関する。 The present invention relates to an electrode roll press apparatus that includes a pair of press rolls and pressurizes while conveying an electrode coated with an active material on both sides of a strip-shaped metal foil.
従来の電極ロールプレス装置としては、例えば、図4に示す電極ロールプレス装置50が知られている。図4に示す電極ロールプレス装置50は、相対回転される一対のプレスロール51、52を備えている。プレスロール51、52間には、所定の間隙が設けられており、帯状の金属箔54の両面に活物質層55、56を備えた電極シート53をプレスロール51、52間の間隙を通過させることにより、電極シート53は搬送されつつ加圧される。プレスロール51、52により加圧される。
As a conventional electrode roll press apparatus, for example, an electrode
プレスロール51、52による電極シート53の加圧においては、電極シート53を一対のプレスロール51、52間に連続搬送しつつ加圧を行う。このとき、電極シート53の連続的な加圧に伴い、電極シート53の活物質層55、56における活物質の一部がプレスロール51、52の表面に異物Gとして付着する場合がある。加圧を行うプレスロール51、52の表面に異物Gが付着すると、異物Gが付着したまま活物質層55、56を加圧することになり、加圧される活物質層55、56に凹部または凸部が生じる。活物質層55、56に凹部または凸部が生じると電極シート53の品質を維持することが困難となる。特に、リチウムイオン二次電池の場合では、正極となる電極シート53の活物質層55、56に凸部が生じていると、リチウム析出を生じる要因となるおそれがある。このため、プレスロール51、52の表面に当接されるスクレーパ57、58によってプレスロール51、52の表面に付着した異物Gを除去することが行われている。
In pressurization of the
電極ロールプレス装置に関連する別の従来技術としては、例えば、特許文献1に開示された高分子EL素子およびその製造方法を挙げることができる。特許文献1に開示された高分子EL素子およびその製造方法は、一方の電極が形成された基材上に、版を用いる塗工法または印刷法により有機発光層を製膜し、次いで、他の一方の電極を形成する高分子EL素子の製造方法である。そして、塗工装置または印刷装置のドクターブレードとしてプラスチック製ドクターブレードまたはエアーナイフまたはゴムロールを用いるとしている。 As another conventional technique related to the electrode roll press apparatus, for example, a polymer EL element disclosed in Patent Document 1 and a manufacturing method thereof can be cited. In the polymer EL device disclosed in Patent Document 1 and a method for producing the same, an organic light emitting layer is formed on a substrate on which one electrode is formed by a coating method or a printing method using a plate, It is a manufacturing method of the polymer EL element which forms one electrode. In addition, a plastic doctor blade, an air knife, or a rubber roll is used as the doctor blade of the coating apparatus or the printing apparatus.
しかしながら、図4に示す従来技術の場合は、スクレーパがプレスロールの表面に傷を発生させるほか、スクレーパとプレスロールとの摩擦熱によりプレスロールが熱膨張するという問題がある。熱膨張はプレスロール間の間隙を小さくするから、プレス後の電極シートの厚さが予め設定された厚さより薄くなり、電極の厚さにばらつきが生じることになる。
一方、特許文献1に記載されたエアーナイフにより異物をプレスロールの表面から除去することも考えられる。しかしながら、プレスロールの表面に付着する異物が活物質層の一部である場合、活物質層の材料は結着剤を含むため、プレスロールの表面に対する異物の付着力は強く、エアーナイフにより異物としての活物質を剥離させることは困難である。
However, in the case of the prior art shown in FIG. 4, there are problems that the scraper causes scratches on the surface of the press roll and that the press roll thermally expands due to frictional heat between the scraper and the press roll. Since thermal expansion reduces the gap between the press rolls, the thickness of the electrode sheet after pressing becomes thinner than a preset thickness, resulting in variations in electrode thickness.
On the other hand, it is also conceivable to remove foreign matter from the surface of the press roll with the air knife described in Patent Document 1. However, when the foreign matter adhering to the surface of the press roll is a part of the active material layer, the material of the active material layer contains a binder, so the adhesion of the foreign matter to the surface of the press roll is strong. It is difficult to peel off the active material.
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、プレスロールのロール表面に付着する異物が活物質層の一部であっても、ロール表面における異物を非接触により除去することができる電極ロールプレス装置の提供にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to prevent foreign matter on the roll surface from contacting non-contact even if the foreign matter attached to the roll surface of the press roll is part of the active material layer. The present invention provides an electrode roll press apparatus that can be removed.
上記の課題を解決するために、本発明は、互いに相対回転する一対のプレスロールを備え、帯状の金属箔の両面に活物質が塗工された電極シートを搬送しつつ、前記一対のプレスロール間にて前記電極シートをプレスする電極ロールプレス装置において、前記一対のプレスロールに電圧を印加する電圧印加機構と、前記一対のプレスロールのロール表面へ気体吹出口を向けて設けたエアーナイフと、前記一対のプレスロールのロール表面へ吸引口を対向させて設けた吸引機構と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention includes a pair of press rolls that are provided with a pair of press rolls that rotate relative to each other, and that conveys an electrode sheet coated with an active material on both sides of a strip-shaped metal foil. In an electrode roll press apparatus that presses the electrode sheet in between, a voltage application mechanism that applies a voltage to the pair of press rolls, and an air knife that is provided with a gas outlet facing the roll surfaces of the pair of press rolls, And a suction mechanism provided with a suction port facing the roll surfaces of the pair of press rolls.
本発明では、電極シートの活物質の一部が異物としてプレスロールのロール表面に付着してもプレスロールに電圧が印加され、プレスロールと異物との間に反発力が生じ、異物がプレスローラから剥がれ易くなる。剥がれ易い状態の異物に対してエアーナイフの空気流を吹き付けることにより異物がプレスロールから剥がれ、剥がれた異物は吸引機構の吸引作用により吸引口へ吸引されて回収される。従って、ロール表面に付着する異物が活物質であっても、ロール表面における異物を非接触により除去することができる。 In the present invention, even if a part of the active material of the electrode sheet adheres to the roll surface of the press roll as a foreign matter, a voltage is applied to the press roll, a repulsive force is generated between the press roll and the foreign matter, and the foreign matter becomes a press roller. It becomes easy to peel off. By blowing the air flow of the air knife against the foreign matter that is easily peeled off, the foreign matter is peeled off from the press roll, and the peeled foreign matter is sucked into the suction port by the suction action of the suction mechanism and collected. Therefore, even if the foreign material adhering to the roll surface is an active material, the foreign material on the roll surface can be removed without contact.
また、上記の電極ロールプレス装置において、前記一対のプレスロールのロール表面の異物を非接触にて検出する異物検出体と、前記異物検出体の異物検出に基づき、前記エアーナイフおよび前記吸引機構を制御するコントローラと、を備えた構成としてもよい。
この場合、異物検出体がプレスロールのロール表面の異物を非接触にて検出する。コントローラは異物検出体による異物の検出によってエアーナイフおよび吸引機構を制御する。従って、必要なときだけエアーナイフおよび吸引機構を作動させることができ、エアーナイフおよび吸引機構が常時作動される場合と比較して、エアーナイフおよび吸引機構の作動によるエネルギー消費を抑制することができる。
In the above electrode roll press apparatus, the foreign knife detector that detects the foreign substance on the roll surface of the pair of press rolls in a non-contact manner, and the air knife and the suction mechanism based on the foreign substance detection of the foreign substance detector. It is good also as a structure provided with the controller to control.
In this case, the foreign matter detector detects foreign matter on the roll surface of the press roll in a non-contact manner. The controller controls the air knife and the suction mechanism by detecting a foreign object by the foreign object detector. Therefore, the air knife and the suction mechanism can be operated only when necessary, and energy consumption due to the operation of the air knife and the suction mechanism can be suppressed as compared with the case where the air knife and the suction mechanism are always operated. .
また、上記の電極ロールプレス装置において、前記異物検出体は、前記ロール表面の回転方向において前記一対のプレスロールのロール間隙より下流であって、前記ロール表面の回転方向において前記吸引機構よりも上流に設けられ、前記コントローラは前記異物検出体による異物検出により前記エアーナイフおよび前記吸引機構を作動させる構成としてもよい。
この場合、電極シートを加圧した直後のロール表面に異物が付着したときには、異物検出体が異物を検出し、コントローラは異物検出体による異物検出によりエアーナイフおよび吸引機構を作動させる。従って、異物が検出されたときのみ、エアーナイフおよび吸引機構が作動されるので、エネルギー消費をより一層抑制することができる。
In the electrode roll press device, the foreign object detector is downstream of the roll gap between the pair of press rolls in the rotation direction of the roll surface and upstream of the suction mechanism in the rotation direction of the roll surface. The controller may operate the air knife and the suction mechanism by detecting a foreign object by the foreign object detector.
In this case, when a foreign object adheres to the roll surface immediately after the electrode sheet is pressed, the foreign object detector detects the foreign object, and the controller activates the air knife and the suction mechanism by detecting the foreign object by the foreign object detector. Therefore, since the air knife and the suction mechanism are operated only when a foreign object is detected, energy consumption can be further suppressed.
また、上記の電極ロールプレス装置において、前記エアーナイフの気体吹出口からの気体の吹き出し方向と前記ロール表面の接線との成す角度が0〜45°の範囲に設定されている構成としてもよい。
この場合、エアーナイフによる気体の吹き出し方向はロール表面に付着した異物を剥がし易くする方向となり、ロール表面における異物をロール表面から剥離することができる。
Moreover, in said electrode roll press apparatus, it is good also as a structure by which the angle which the blowing direction of the gas from the gas blower outlet of the said air knife and the tangent of the said roll surface make is set in the range of 0-45 degrees.
In this case, the blowing direction of the gas by the air knife is a direction in which the foreign matter attached to the roll surface is easily peeled off, and the foreign matter on the roll surface can be peeled off from the roll surface.
本発明によれば、プレスロールのロール表面に付着する異物が活物質層の一部であっても、ロール表面における異物を非接触により除去することができる電極ロールプレス装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if the foreign material adhering to the roll surface of a press roll is a part of active material layer, the electrode roll press apparatus which can remove the foreign material in a roll surface by non-contact can be provided. .
(第1の実施形態)
以下、第1の実施形態に係る電極ロールプレス装置について図面を参照して説明する。本実施形態の電極ロールプレスは、リチウムイオン二次電池が備える電極組立体に用いられる電極を製造する製造設備の一部である。電極組立体は、電極としての正極および負極と、正極と負極との間に介在されるセパレータを有する。本実施形態では、電極としての正極を製造する際に、正極の前駆体である電極シートを加圧する電極ロールプレス装置について説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, the electrode roll press apparatus according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. The electrode roll press of this embodiment is a part of manufacturing equipment for manufacturing an electrode used in an electrode assembly included in a lithium ion secondary battery. The electrode assembly includes a positive electrode and a negative electrode as electrodes, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode. This embodiment demonstrates the electrode roll press apparatus which pressurizes the electrode sheet which is a precursor of a positive electrode, when manufacturing the positive electrode as an electrode.
まず、図1に示す電極ロールプレス装置10がプレスする電極シート11について説明する。本実施形態の電極シート11は、帯状の金属箔である正極金属箔12と、正極金属箔12の両面に活物質を含む塗工材料が塗工されて形成される活物質層13、14とを備えている。活物質層13、14は互いに同じ材料により形成されており、活物質層を形成する塗工材料は主に活物質材料であり、活物質材料以外に結着剤を含む。活物質層13は電極シート11の水平搬送時には正極金属箔12の上面に位置し、活物質層14は正極金属箔12の下面に位置する。活物質層13、14は明度の低い黒色である。電極シート11の活物質層13、14は電極シート11の長手方向において一定の間隔を空けて形成されている。電極シート11は、活物質層13、14が形成された後に乾燥され、巻取ロール15に巻き取られている。
First, the
図1に示すように、巻取ロール15から繰り出される電極シート11は、水平に搬送されつつ、電極ロールプレス装置10によりプレスされて、巻取ロール16により巻き取られる。電極ロールプレス装置10は、巻取ロール15、16の間に位置して設けられている。なお、巻取ロール15、16を回転するための回転駆動源(図示せず)がそれぞれ備えられている。巻取ロール15、16は、図示しないが接地のための配線と接地状態と非接地状態を切り換えるためのスイッチを備えている。巻取ロール15、16に電位が生じている状態にて接地状態にすると、巻取ロール15、16に生じた電位が解消され、非接地状態にすると巻取ロール15、16に生じた電位が解消されない。
As shown in FIG. 1, the
電極ロールプレス装置10には、一対のプレスロール17、18が備えられている。プレスロール17、18は導電性の金属材料により形成されており、互いに同径の同一構造である。プレスロール17は上側のプレスロールであり、プレスロール17には加圧面であるロール表面19が形成されている。プレスロール18は下側のプレスロールであり、プレスロール17には加圧面であるロール表面20が形成されている。上下のプレスロール17、18間には、ロール間隙Tが設けられている。ロール間隙Tはプレス後の電極シート11の厚さに設定されている。ロール間隙Tを設定するプレスロール17の最下点およびプレスロール18の最上点は、最大加圧点となる。電極ロールプレス装置10は、プレスロール17、18を互いに同期させて相対回転するロール駆動手段としての電動モータ(図示せず)が設けられている。電動モータによる一対のプレスロール17、18の回転は充分に低速な回転である。なお、ロール表面19、20は銀白色であり、ロール表面19、20の明度は活物質層13、14と比較して充分に大きい。
The electrode
電極ロールプレス装置10には、一対のプレスロール17、18に電圧を印加する電圧印加機構21が備えられている。電圧印加機構21は、電源22と、電源22と一対のプレスロール17、18とを接続する配線23と、配線23に設けたスイッチ24と、接地のための配線25、26と、を有する。電源22は直流電源であり、配線23は電源22の負極と接続されている。スイッチ24が電源22と配線23とを接続する位置に入るとプレスロール17、18に電圧が印加されると、プレスロール17、18には印加電位が生じる。ロール表面19(20)に付着した異物が活物質層の一部である場合では、一対のプレスロール17、18に印加電位を生じさせることにより、付着した異物をロール表面19(20)から浮かせようとする力を生じることになる。スイッチ24が配線23と配線26と接続される位置に入ると、接地によりプレスロール17、18に生じた印加電位が解消する。
The electrode
プレスロール17の近傍にはエアーナイフ27が設けられ、プレスロール18の近傍にはエアーナイフ28が設けられている。エアーナイフ27、28は電極ロールプレス装置10の一部を構成する。
図2に示すように、エアーナイフ27は、気体が帯状に吹き出される気体吹出口29を備えている。気体吹出口29はプレスロール17の幅に対応する幅と、この幅に対して充分に小さく設定された高さとを持つ。気体吹出口29は、プレスロール17の巻取ロール15側の上方からプレスロール17のロール表面19へ向けられている。気体吹出口29からの気体の吹き出し方向はロール表面19の接線方向と一致する。つまり、エアーナイフ27の気体吹出口29からの気体の吹き出し方向とロール表面19の接線との成す角度が0°である。気体吹出口29からの気体の吹き出し方向とロール表面19の接線方向と一致させることは、ロール表面19から異物を最も剥離させ易くするためである。エアーナイフ27の気体吹出口29からの気体の吹き出し方向とロール表面19の接線との成す角度が0〜45°の範囲となるように、エアーナイフ27の姿勢は調整可能である。
An
As shown in FIG. 2, the
図2に示すように、エアーナイフ28は、気体が帯状に吹き出される気体吹出口30を備えている。気体吹出口30は、プレスロール18の幅に対応する幅と、この幅に対して充分に小さく設定された高さとを持つ。気体吹出口30は、プレスロール18の巻取ロール15側の下方からプレスロール18のロール表面20へ向けられている。気体吹出口29からの気体の吹き出し方向はロール表面20の接線方向と一致する。つまり、エアーナイフ28の気体吹出口30からの気体の吹き出し方向とロール表面20の接線との成す角度が0°である。気体吹出口30からの気体の吹き出し方向とロール表面20の接線方向と一致させることは、ロール表面20から異物を最も剥離させ易くするためである。エアーナイフ28の気体吹出口30からの気体の吹き出し方向とロール表面20の接線との成す角度が0°〜45°の範囲となるように、エアーナイフ28の姿勢は調整可能である。なお、エアーナイフ27、28から吹き出される気体はドライエアーが好ましく、その理由はドライエアーでなく水分を含んだ気体が吹き出されると、吹き出された気体の水分が一対のプレスロール17、18のロール表面19、20に付着する。付着した水分が次のプレス時に電極シート11に付着し電極シート性能を下げ、電極シート11を組み付けた電池としての性能、たとえば出力の低下や繰り返し寿命を短くするためである。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態の電極ロールプレス装置10には、ロール表面19、20から剥がれた異物を吸引して回収するための吸引機構が設けられている。吸引機構は、具体的には、プレスロール17の異物を吸引する吸引ダクト31およびプレスロール18の異物を吸引する吸引ダクト32である。
図2に示すように、吸引ダクト31はプレスロール17のロール表面19と対向する吸引口33を備えている。吸引口33は、プレスロール17の回転方向におけるエアーナイフ27の気体吹出口29の上流側に位置する。本実施形態では、吸引口33は、プレスロール17のロール表面19の頂部付近から前部付近にわたって対向している。吸引口33は、プレスロール17の幅に対応する幅を有し、プレスロール17と対向する範囲においてロール表面19に倣う形状となっている。吸引ダクト31はブロア等の負圧発生源(図示せず)と接続されており、負圧発生源の作動により、ロール表面19から吸引口33へ吸引される空気の流れが形成される。また、吸引ダクト31は吸引された異物を回収するための回収容器(図示せず)と接続されている。
The electrode
As shown in FIG. 2, the
図2に示すように、吸引ダクト32はプレスロール18のロール表面20と対向する吸引口34を備えている。吸引口34は、プレスロール18の回転方向におけるエアーナイフ28の気体吹出口30の上流側に位置する。本実施形態では、吸引口34は、プレスロール18のロール表面20の頂部付近から前部付近にわたって対向している。吸引口34は、プレスロール18の幅に対応する幅を有し、プレスロール18と対向する範囲においてロール表面20に倣う形状となっている。吸引ダクト32はブロア等の負圧発生源(図示せず)と接続されており、負圧発生源の作動により、ロール表面20から吸引口34へ吸引される空気の流れが形成される。また、吸引ダクト32は吸引された異物を回収するための回収容器(図示せず)と接続されている。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態の電極ロールプレス装置10には、一対のプレスロール17、18のロール表面19、20の異物を非接触にて検出する異物検出体が備えられている。異物検出体は、具体的には、プレスロール17のロール表面19の異物を撮影するカメラ35およびプレスロール18のロール表面20の異物を撮像するカメラ36である。カメラ35は電極シート11を加圧した直後のプレスロール17のロール表面19を撮像できるように、ロール表面19の回転方向においてロール間隙Tより下流であって、ロール表面19の回転方向における吸引ダクト31の上流側に位置する。従って、カメラ35は吸引ダクト31の下方にてロール表面19と対向して設けられている。カメラ35の撮像範囲はロール表面19の幅に対応し、かつ、ロール表面19における周長の一部に対応する範囲に設定されている。
The electrode
カメラ36は電極シート11を加圧した直後のプレスロール18のロール表面20を撮像できるように、プレスロール18の回転方向における吸引ダクト32の上流側に位置する。従って、カメラ36は吸引ダクト32の上方にてロール表面20と対向して設けられている。カメラ36の撮像範囲はロール表面20の幅に対応し、かつ、ロール表面20における周長の一部に対応する範囲に設定されている。カメラ35、36はいずれも、所定の画素数を有するCCDカメラ又はC−MOSカメラであり、カメラ35、36によりそれぞれ撮影された撮像データは二値化される。図1に示すように、カメラ35、36は、画像処理を行うコントローラ37とそれぞれ電気的に接続されている。
The
コントローラ37は、カメラ35、36と電気的に接続されているほか、スイッチ24、エアーナイフ27、28と電気的に接続されている。また、コントローラ37は、図示はされないが、巻取ロール15、16を回転するための回転駆動源および吸引ダクト31、32が備える負圧発生源と電気的に接続されている。コントローラ37には、カメラ35、36から伝送される画像データを解析する画像解析プログラムが格納されている。従って、コントローラ37は、画像解析プログラムに基づいて二値化された画像データを解析してロール表面19、20における異物の有無を判断する。
The
コントローラ37は、ロール表面19、20に異物が存在すると判断すると、スイッチ24を一対のプレスロール17、18に印加電位を生じさせる位置に切り換えるとともに、エアーナイフ27、28と吸引ダクト31、32の負圧発生源を作動させる。コントローラ37は、所定の時間(例えば、一対のプレスロール17、18が1/2回転する時間)が経過した後に、スイッチ24を原位置へ切り替え、エアーナイフ27、28と吸引ダクト31、32の負圧発生源の作動をそれぞれ停止する。コントローラ37は、ロール表面19、20に異物が存在しないと判断した場合には、スイッチ24の切り換えは行わず、また、エアーナイフ27、28と吸引ダクト31、32の負圧発生源は停止した状態を保つ。
When the
次に、本実施形態に係る電極ロールプレス装置10の作用について説明する。
巻取ロール15から送り出される電極シート11は、一対のプレスロール17、18の間を通過し、一対のプレスロール17、18により加圧される。加圧されて一対のプレスロール17、18の間を通過した電極シート11は、巻取ロール16に巻き取られる。なお、連続的に電極シートを加圧することにより一対のプレスロール17、18の温度は上昇する。なお、電極ロールプレス装置10の稼働中は、巻取ロール15、16は非接地状態としている。
Next, the operation of the electrode
The
カメラ35は、プレスロール17のロール表面19を常に撮像し、カメラ36はプレスロール18のロール表面20を常に撮像する。ロール表面19、20は、ロール表面19、20の回転方向において加圧直後となる吸引ダクト31、32の上流側となる位置で撮像される。カメラ35、36の撮像データはコントローラ37へ伝送される。コントローラ37は、カメラ35、36の撮像データの解析を行う。コントローラ37は、撮像データの解析によりロール表面19、20に異物が存在しないと判断した場合には、スイッチ24の切り換えは行わず、また、エアーナイフ27、28と吸引ダクト31、32の負圧発生源は停止した状態を保ち、作動されない。
The
ところで、コントローラ37が、撮像データの解析によりロール表面19、20に異物が存在すると判断する場合がある。つまり、プレスロール17、18による加圧時に電極シート11の活物質層の一部が剥がれ、ロール表面19、20に付着する場合である。活物質層の材料には結着材も含まれておりロール表面19、20に付着し易く、特に、活物質材料が均等に混合されず斑を生じていたり、結着材が塊状となって存在したりすると、活物質層の一部が剥がれ易くなる。コントローラ37が、ロール表面19、20に異物が存在すると判断すると、スイッチ24を一対のプレスロール17、18に印加電位を生じさせる位置に切り換えるとともに、エアーナイフ27、28と吸引ダクト31、32の負圧発生源を作動させる。
Incidentally, the
スイッチ24が切り換えられることにより、電源22と配線23とを接続され、プレスロール17、18に電圧が印加される。プレスロール17、18に電圧が印加されると、プレスロール17、18には印加電位が生じる。例えば、図2に示すように、ロール表面19に活物質層の一部が異物Gとして付着している場合では、プレスロール17に印加電位が生じることにより、異物Gをロール表面19から浮かせようとする力(斥力)を生じることになる。異物Gがロール表面19から完全に剥がれることはなくても、異物Gの外縁部は印加電位による斥力によりロール表面19から浮くことになる。
By switching the
斥力を受けつつ異物Gがプレスロール17の回転によりエアーナイフ27に接近すると、エアーナイフ27の気体吹出口29から吹き出される気流を受ける。気体吹出口29からの気体の吹き出し方向とロール表面19の接線方向と一致していることから、異物Gの外縁部とロール表面19との間に気流が入り込み、異物Gは印加電位による斥力と相まって捲れ上がり、ロール表面19から剥がれる。なお、エアーナイフ27の気流はプレスロール17を冷却する。
When the foreign object G approaches the
ロール表面19から剥がれた異物Gは、エアーナイフ27の気流に乗ってエアーナイフ27の気流の下流側に位置する吸引ダクト31の吸引口33へ達する。吸引ダクト31の負圧発生源の作動により、エアーナイフ27の気流と相まって吸引口33から吸引ダクト31の内部へ向かう気体の流れが生じている。このため、異物Gは吸引口33から吸引ダクト31の内部へ吸引され、最終的には吸引ダクト31と接続されている回収容器に回収される。
The foreign matter G peeled off from the
コントローラ37は、異物Gが存在すると判断してから一定の時間が経過すると、スイッチ24を原位置へ切り替え、エアーナイフ27、28と吸引ダクト31、32の負圧発生源の作動をそれぞれ停止する。一定の時間は、異物Gが存在すると判断してから一対のプレスロール17、18が1/2回転するために必要な時間である。なお、プレスロール17のロール表面19に異物Gが付着した場合について説明したが、プレスロール18のロール表面20に異物が付着した場合も、プレスロール17のロール表面19に異物Gが付着した場合と同様に異物が処理される。すなわち、プレスロール18の印加電位による斥力発生によって異物がロール表面20から剥がされ易くなり、エアーナイフ28の気流により異物がロール表面20から剥がされ、剥がされた異物は吸引ダクト32へ吸引されて回収される。
The
電極ロールプレス装置10による電極シート11の加圧が完了すると、電極シート11は巻取ロール16に巻き取られ、巻取ロール15には電極シート11が存在しない状態となる。このとき、巻取ロール15、16を接地状態に切り換え、電極ロールプレス装置10の稼働中に電極シート11を通じて生じた巻取ロール15、16の電位を解消するようにする。巻取ロール15、16の電位が解消された後、作業者は次の電極シート11の加圧のための段取りを行えばよい。
When pressurization of the
本実施形態の電極ロールプレス装置は以下の作用効果を奏する。
(1)電極シート11の活物質の一部が異物としてプレスロール17(18)の表面に付着してもプレスロール17(18)に電圧が印加され、プレスロール17(18)と異物との間に反発力が生じ、異物がプレスロール17(18)から剥がれ易くなる。剥がれ易い状態の異物に対してエアーナイフ27(28)の空気流を吹き付けることにより異物がプレスロール17(18)から剥がれ、剥がれた異物は吸引ダクト31(32)の吸引作用により吸引口33(34)へ吸引されて回収される。従って、ロール表面19(20)に付着する異物が活物質であっても、ロール表面19(20)における異物を非接触により除去することができる。
The electrode roll press apparatus of this embodiment has the following effects.
(1) Even if a part of the active material of the
(2)異物検出体としてのカメラ35(36)がプレスロール17(18)のロール表面19(20)の異物を非接触にて検出する。コントローラ37はカメラ35(36)による異物の検出によってエアーナイフ27(28)および吸引ダクト31(32)を制御する。従って、異物が検出されたときのみ、エアーナイフ27(28)および吸引ダクト31(32)を作動させることができる。よって、エアーナイフ27(28)および吸引ダクト31(32)が常時作動される場合と比較すると、エアーナイフ27(28)および吸引ダクト31(32)の作動によるエネルギー消費を抑制することができる。
(2) The camera 35 (36) as the foreign matter detector detects foreign matter on the roll surface 19 (20) of the press roll 17 (18) in a non-contact manner. The
(3)エアーナイフ27(28)による気体の吹き出し方向はロール表面19(20)に付着した異物を剥がし易くする方向となり、ロール表面19(20)における異物をロール表面19(20)から剥離することができる。 (3) The direction in which the gas is blown out by the air knife 27 (28) is a direction that facilitates the removal of foreign matter adhering to the roll surface 19 (20), and the foreign matter on the roll surface 19 (20) is peeled off from the roll surface 19 (20). be able to.
(4)異物が検出されたときに、エアーナイフ27(28)が作動するため、エアーナイフ27(28)から吹き出される気体によりプレスロール17(18)を冷却することができる。プレスロール17(18)の冷却により、プレスロール17(18)の過度の熱膨張が抑制され、熱膨張によるプレスロール17、18間の距離の変動を抑制できる。 (4) Since the air knife 27 (28) operates when a foreign object is detected, the press roll 17 (18) can be cooled by the gas blown from the air knife 27 (28). By cooling the press roll 17 (18), excessive thermal expansion of the press roll 17 (18) is suppressed, and variation in the distance between the press rolls 17 and 18 due to thermal expansion can be suppressed.
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態に係る電極ロールプレス装置について説明する。本実施形態は異物検出体としてのカメラの位置が第1の実施形態と異なるほか、エアーナイフおよび吸引ダクトが通常時に常に作動する点で第1の実施形態と異なる。本実施形態では、第1の実施形態と同じ構成については第1の実施形態の説明を援用し、共通する構成について同じ符号を用いる。
(Second Embodiment)
Next, an electrode roll press apparatus according to a second embodiment will be described. This embodiment is different from the first embodiment in that the position of the camera as the foreign object detector is different from that of the first embodiment, and that the air knife and the suction duct are always operated during normal times. In the present embodiment, the description of the first embodiment is used for the same configuration as the first embodiment, and the same reference numerals are used for the common configuration.
図3に示す電極ロールプレス装置40では、カメラ35は電極シート11を加圧する前のプレスロール17のロール表面19を撮像できるように、ロール表面19の回転方向においてロール間隙Tより上流であって、ロール表面19の回転方向におけるエアーナイフ27の下流側に位置する。従って、カメラ35はエアーナイフ27の下方にてロール表面19と対向して設けられている。カメラ36は電極シート11を加圧する前のプレスロール18のロール表面20を撮像できるように、プレスロール18の回転方向におけるエアーナイフ27の下流側に位置する。従って、カメラ36はエアーナイフ27の上方にてロール表面20と対向して設けられている。
In the electrode roll press apparatus 40 shown in FIG. 3, the
本実施形態のコントローラ37は、通常の稼動時には、電圧印加機構21、エアーナイフ27、28および吸引ダクト31、32を常時作動させる制御を行う。このため、ロール表面19(20)に異物が付着しても、プレスロール17(18)の印加電位による斥力発生によって異物がロール表面19(20)から剥がされ易くなる。そして、エアーナイフ27(28)の気流により異物がロール表面19(20)から剥がされ、剥がされた異物は吸引ダクト31(32)へ吸引されて回収される。
The
例えば、図3に示すようにカメラ35が異物Gを撮像し、コントローラ37が撮像データの解析により異物が存在すると判断すると、コントローラ37は、電極ロールプレス装置40の作動を停止する制御を行う。つまり、巻取ロール15、16の回転駆動源と、一対のプレスロール17、18のロール駆動源と、エアーナイフ27、28と、吸引ダクトの負圧吸引源が停止されるとともに、電圧印加機構21のスイッチ24が接地側に切り換えられる。この場合、電極ロールプレス装置40が作動を停止した状態にて、作業者が異物を取り除く。
For example, as shown in FIG. 3, when the
本実施形態の電極ロールプレス装置40は、第1の実施形態の作用効果(1)と同等の作用効果を奏する。また、本実施形態によれば、プレスロール17、18の印加電位による斥力発生およびエアーナイフ27、28の気流により異物がロール表面19、20から剥離しない場合には装置全体が停止され、異物を付着したまま電極シートを加圧することがない。さらに、ロール表面19、20に異物が存在しない状態では、エアーナイフ27、28が常に気体をプレスロール17、18へ吹き付けるので、プレスロール17、18が常に冷却され、プレスロール17、18の熱膨張を抑制することができる。
The electrode roll press device 40 of this embodiment has the same effect as the effect (1) of the first embodiment. Further, according to this embodiment, when the foreign matter does not peel from the roll surfaces 19 and 20 due to repulsive force generated by the applied potential of the press rolls 17 and 18 and the air current of the
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible within the scope of the gist of the invention. For example, the following modifications may be made.
○ 上記の実施形態では、正極の前駆体である電極シートを加圧する電極ロールプレス装置したが、負極の前駆体である電極シートを加圧する電極ロールプレス装置としてもよい。上記の実施形態では、活物質層が所定の間隔を空けて形成された電極シートとしたが子の限りではない。活物質層が連続して形成されている電極シートであってもよい。
○ 上記の実施形態では、ロール表面に付着する異物を検出する異物検出体としてカメラを用いたが、異物検出体はカメラに限定されない。対象物の色度を測定する色度センサを用いてもよい。この場合、色度センサをロール表面の幅方向に往復するように走査させる移動機構を設ければよい。
○ 上記の実施形態では、エアーナイフの気体の吹き出し方向とロール表面の接線との成す角度が0°としたが、0°に限定する趣旨ではない。エアーナイフの気体吹出口からの気体の吹き出し方向とロール表面の接線との成す角度は0〜45°の範囲であれば好ましく、最も好ましい角度は0°である。エアーナイフの気体の吹き出し方向とロール表面の接線との成す角度を0〜45°とする理由は以下の通りである。異物が付着したロールの表面の境界部分との間にエアーナイフの気体を噴出すのが最も剥離する力が大きくなるため角度0°が最も好ましい。エアーナイフの気体吹出口からの気体の吹き出し方向とロール表面の接線との成す角度が大きくなるにつれロール表面から異物を剥離する力が減じ、前述と背反する力すなわち異物をロール表面に押さえつける力が大きくなるため45°以下が好ましい。
○ 上記の実施形態では、一対のプレスロールへの電圧印加のために直流電源を用いたが、直流電源に限らず、交流電源を用いてもよい。交流電源を用いる場合、ロール表面に付着する異物に対する斥力は周期的に発生し、より、ロール表面に対する異物の付着をより弱めることができる。
In the above embodiment, the electrode roll press device that pressurizes the electrode sheet that is the precursor of the positive electrode is used. However, an electrode roll press device that pressurizes the electrode sheet that is the precursor of the negative electrode may be used. In the above embodiment, the active material layer is an electrode sheet formed with a predetermined interval, but it is not limited to a child. The electrode sheet in which the active material layer is continuously formed may be used.
In the above embodiment, the camera is used as the foreign object detection body for detecting the foreign object attached to the roll surface, but the foreign object detection body is not limited to the camera. You may use the chromaticity sensor which measures the chromaticity of a target object. In this case, a moving mechanism that scans the chromaticity sensor so as to reciprocate in the width direction of the roll surface may be provided.
In the above embodiment, the angle formed between the air blowing direction of the air knife and the tangent to the roll surface is set to 0 °, but it is not limited to 0 °. The angle formed between the gas blowing direction from the gas outlet of the air knife and the tangent to the roll surface is preferably in the range of 0 to 45 °, and the most preferable angle is 0 °. The reason why the angle formed between the air blowing direction of the air knife and the tangent to the roll surface is set to 0 to 45 ° is as follows. An angle of 0 ° is the most preferable because the force of peeling is the largest when the gas of the air knife is ejected between the boundary portion of the surface of the roll to which foreign matter has adhered. As the angle formed between the gas blowing direction from the air knife outlet and the tangent to the roll surface increases, the force to peel off the foreign matter from the roll surface decreases, and the force contrary to the above, that is, the force to hold the foreign matter against the roll surface is reduced. Since it becomes large, 45 degrees or less is preferable.
In the above embodiment, the DC power source is used for applying a voltage to the pair of press rolls, but not limited to the DC power source, an AC power source may be used. When an AC power supply is used, repulsive force against foreign matter adhering to the roll surface is periodically generated, and adhesion of foreign matter to the roll surface can be further weakened.
10、40、50 電極ロールプレス装置
11、53 電極シート
12、54 正極金属箔
13、14、55、56 活物質層
15 巻取ロール(送り出し側)
16 巻取ロール(巻き取り側)
17、18 プレスロール
19、20 ロール表面
21 電圧印加機構
24 スイッチ
27、28 エアーナイフ
29、30 気体吹出口
31、32 吸引ダクト
33、34 吸引口
35、36 カメラ
37 コントローラ
57、58 スクレーパ
T ロール間隙
G 異物
10, 40, 50 Electrode
16 Winding roll (winding side)
17, 18
T Roll gap G Foreign matter
Claims (4)
前記一対のプレスロールに電圧を印加する電圧印加機構と、
前記一対のプレスロールのロール表面へ気体吹出口を向けて設けたエアーナイフと、
前記一対のプレスロールのロール表面へ吸引口を対向させて設けた吸引機構と、を備えたことを特徴とする電極ロールプレス装置。 An electrode roll press device that includes a pair of press rolls that rotate relative to each other and that presses the electrode sheet between the pair of press rolls while conveying an electrode sheet coated with an active material on both sides of a strip-shaped metal foil In
A voltage application mechanism for applying a voltage to the pair of press rolls;
An air knife provided with a gas outlet facing the roll surface of the pair of press rolls;
An electrode roll press apparatus comprising: a suction mechanism provided with a suction port facing the roll surfaces of the pair of press rolls.
前記異物検出体の異物検出に基づき、前記エアーナイフおよび前記吸引機構を制御するコントローラと、を備えたことを特徴とする請求項1記載の電極ロールプレス装置。 A foreign matter detector for detecting non-contact foreign matter on the roll surface of the pair of press rolls;
The electrode roll press apparatus according to claim 1, further comprising: a controller that controls the air knife and the suction mechanism based on detection of a foreign object by the foreign object detection body.
前記コントローラは前記異物検出体による異物検出により前記エアーナイフおよび前記吸引機構を作動させることを特徴とする請求項2記載の電極ロールプレス装置。 The foreign object detector is provided downstream of the roll gap between the pair of press rolls in the rotation direction of the roll surface, and upstream of the suction mechanism in the rotation direction of the roll surface,
3. The electrode roll press apparatus according to claim 2, wherein the controller operates the air knife and the suction mechanism by detecting a foreign object by the foreign object detector.
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