JP2016197547A - Electrode manufacturing device and electrode manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電極の製造装置、及び電極の製造方法に関するものである。 The present invention relates to an electrode manufacturing apparatus and an electrode manufacturing method.
従来から、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池などの二次電池は、電装品で使用される電力を蓄えるための蓄電装置として、ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug in Hybrid Vehicle）などの車両に搭載されている。二次電池は、ケースに収容されている電極を備えている。この電極は、金属箔と、金属箔に対し、活物質を含むスラリーを塗布して形成された活物質層と、活物質層を覆っている絶縁層と、を備えている。 Conventionally, secondary batteries such as lithium ion secondary batteries and nickel metal hydride secondary batteries are EV (Electric Vehicle), PHV (Plug in Hybrid Vehicle), etc. as power storage devices for storing electric power used in electrical components. Is mounted on the vehicle. The secondary battery includes an electrode accommodated in a case. This electrode includes a metal foil, an active material layer formed by applying a slurry containing an active material to the metal foil, and an insulating layer covering the active material layer.
そして、例えば特許文献１には、帯状基材の長手方向に間隔をあけて塗材を塗布することにより、薄膜を形成する装置が開示されている。特許文献１に開示されている装置では、薄膜を形成する領域において、塗布ロールと基材とが接触される。その一方で、薄膜を形成しない領域においては、塗布ロールと基材とが離間される。 For example, Patent Document 1 discloses an apparatus for forming a thin film by applying a coating material at intervals in the longitudinal direction of a belt-like substrate. In the apparatus disclosed in Patent Document 1, the coating roll and the substrate are brought into contact with each other in a region where a thin film is formed. On the other hand, in a region where no thin film is formed, the coating roll and the substrate are separated.
しかしながら、特許文献１に開示されている装置は、塗布ロールと基材との接触及び離間が繰り返されるように、基材の姿勢を変化させている。このような装置では、基材の姿勢を変化させるときに、基材がばたつくことにより、基材に対し、塗材を適当に塗布できない虞がある。この問題は、帯状金属箔と第１塗層とを有する帯状の電極中間体に対し、第２塗層を形成する場合にも生じ得る。 However, the apparatus disclosed in Patent Document 1 changes the posture of the substrate so that the contact and separation between the coating roll and the substrate are repeated. In such an apparatus, when changing the attitude | position of a base material, there exists a possibility that a coating material cannot be suitably apply | coated with respect to a base material, when a base material flutters. This problem may also occur when the second coating layer is formed on the strip-shaped electrode intermediate body having the strip-shaped metal foil and the first coating layer.
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされた。この発明の目的は、電極中間体のばたつきを抑制できる電極の製造装置及び電極の製造方法を提供することにある。 This invention was made paying attention to the problem which exists in such a prior art. An object of the present invention is to provide an electrode manufacturing apparatus and an electrode manufacturing method capable of suppressing flapping of an electrode intermediate.
上記課題を解決する電極の製造装置は、第１面及び前記第１面の反対の第２面を有する帯状金属箔と、前記帯状金属箔の両面のうち前記第１面の少なくとも一部を覆っている第１塗層と、を有する帯状の電極中間体について、前記第１塗層を覆うように第２塗層を形成する電極の製造装置であって、前記電極中間体を搬送する搬送部と、塗材が付着される外周面を有しており、且つ、回転しながら前記電極中間体に接触することにより、前記電極中間体に塗材を塗布して前記第２塗層を形成する塗布ロールと、前記塗布ロールの回転を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記塗布ロールと前記第２塗層を形成する領域とが接触している間には、前記塗布ロールの外周面に付着している塗材が前記電極中間体に塗布される第１回転方向に前記塗布ロールを回転させ、前記塗布ロールと前記第２塗層を形成しない領域とが接触している間には、前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に前記塗布ロールを回転させる、又は前記塗布ロールの回転を停止させることを要旨とする。 An electrode manufacturing apparatus that solves the above-described problem covers at least a part of the first surface among a strip-shaped metal foil having a first surface and a second surface opposite to the first surface, and both surfaces of the strip-shaped metal foil. An electrode manufacturing apparatus for forming a second coating layer so as to cover the first coating layer, the transport unit transporting the electrode intermediate And the outer peripheral surface to which the coating material is attached, and the second coating layer is formed by applying the coating material to the electrode intermediate body by contacting the electrode intermediate body while rotating. An applicator roll; and a controller that controls rotation of the applicator roll, wherein the controller is configured to apply the applicator roll while the applicator roll is in contact with the region where the second applicator layer is formed. The first rotation direction in which the coating material adhering to the outer peripheral surface of the electrode is applied to the electrode intermediate The coating roll is rotated, and the coating roll is rotated in a second rotation direction opposite to the first rotation direction while the coating roll and the region where the second coating layer is not formed are in contact with each other. Or the rotation of the coating roll is stopped.
これによれば、塗布ロールの回転を制御することにより、電極中間体に対する塗材の塗布を制御できる。即ち、塗材は、塗布ロールが第１回転方向に回転されることにより、第２塗層を形成する領域に塗布される。また、塗材は、塗布ロールが第２回転方向に回転される、又は停止されることにより、第２塗層を形成しない領域に塗布され難くなる。このため、電極中間体に対して第２塗層を形成する領域が、第２塗層を形成しない領域によって隔てられている場合であっても、電極中間体の姿勢を変化させる必要がなくなる。したがって、電極中間体のばたつきが抑制される。 According to this, application | coating of the coating material with respect to an electrode intermediate body can be controlled by controlling rotation of an application | coating roll. That is, the coating material is applied to a region where the second coating layer is formed by rotating the coating roll in the first rotation direction. In addition, the coating material is difficult to be applied to a region where the second coating layer is not formed by rotating or stopping the coating roll in the second rotation direction. For this reason, even if the region where the second coating layer is formed with respect to the electrode intermediate is separated by the region where the second coating layer is not formed, it is not necessary to change the posture of the electrode intermediate. Therefore, flapping of the electrode intermediate is suppressed.
上記電極の製造装置について、前記第１塗層は、前記帯状金属箔の長手方向に間隔をあけて形成されており、前記第２塗層を形成する領域は、前記第１塗層が形成されている領域であることが好ましい。 In the electrode manufacturing apparatus, the first coating layer is formed with an interval in the longitudinal direction of the strip-shaped metal foil, and the region where the second coating layer is formed is formed with the first coating layer. It is preferable that the region is.
これによれば、電極中間体に対して第２塗層を形成する領域が、電極中間体の長手方向に間隔をあけて設定されている場合であっても、電極中間体の姿勢を変化させる必要がなくなる。即ち、塗材を間欠的に塗布する場合であっても、電極中間体のばたつきが好適に抑制される。 According to this, even if the region where the second coating layer is formed with respect to the electrode intermediate is set with an interval in the longitudinal direction of the electrode intermediate, the posture of the electrode intermediate is changed. There is no need. That is, even when the coating material is applied intermittently, flapping of the electrode intermediate is suitably suppressed.
また、上記課題を解決する電極の製造方法は、第１面及び前記第１面の反対の第２面を有する帯状金属箔と、前記帯状金属箔の両面のうち前記第１面の少なくとも一部を覆っている第１塗層と、を有する帯状の電極中間体について、前記第１塗層を覆うように第２塗層を形成する電極の製造方法であって、塗材が付着した外周面を有している塗布ロールを、搬送部により搬送されている前記電極中間体に対し、回転させながら接触させることにより、前記電極中間体に塗材を塗布して前記第２塗層を形成する工程を備え、前記第２塗層を形成する工程では、前記塗布ロールと前記第２塗層を形成する領域とが接触している間には、前記塗布ロールの外周面に付着している塗材が前記電極中間体に塗布される第１回転方向に前記塗布ロールを回転させ、前記塗布ロールと前記第２塗層を形成しない領域とが接触している間には、前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に前記塗布ロールを回転させる、又は前記塗布ロールの回転を停止させることを要旨とする。 Moreover, the manufacturing method of the electrode which solves the said subject is a strip | belt-shaped metal foil which has the 1st surface and the 2nd surface opposite to the said 1st surface, and at least one part of the said 1st surface among both surfaces of the said strip | belt-shaped metal foil. A belt-like electrode intermediate having a first coating layer covering the first coating layer, wherein the second coating layer is formed so as to cover the first coating layer, and the outer peripheral surface to which the coating material has adhered A coating roll having a coating is applied to the electrode intermediate to form the second coating layer by bringing the coating roll into contact with the electrode intermediate being conveyed by the conveyance unit while being rotated. In the step of forming the second coating layer, the coating roll adheres to the outer peripheral surface of the coating roll while the coating roll is in contact with the region where the second coating layer is formed. The coating roll is rotated in a first rotational direction in which a material is applied to the electrode intermediate. The coating roll is rotated in a second rotation direction opposite to the first rotation direction while the coating roll and the region where the second coating layer is not formed are in contact, or the coating roll The gist is to stop the rotation.
これによれば、電極中間体に対して第２塗層を形成する領域が、第２塗層を形成しない領域によって隔てられている場合であっても、電極中間体の姿勢を変化させる必要がなくなる。したがって、基材のばたつきが抑制される。 According to this, even when the region where the second coating layer is formed with respect to the electrode intermediate is separated by the region where the second coating layer is not formed, it is necessary to change the posture of the electrode intermediate. Disappear. Therefore, flapping of the base material is suppressed.
本発明によれば、電極中間体のばたつきを抑制できる。 According to the present invention, flapping of the electrode intermediate can be suppressed.
電極の製造装置及び電極の製造方法の一実施形態について説明する。
図１に示すように、製造装置１０は、帯状電極を製造する工程に用いられる。製造装置１０を用いて製造される帯状電極は、正極電極及び負極電極の何れであってもよい。帯状電極は、蓄電装置としての二次電池に用いられる。二次電池としては、例えばリチウムイオン二次電池や、ニッケル水素二次電池などが例示される。
An embodiment of an electrode manufacturing apparatus and an electrode manufacturing method will be described.
As shown in FIG. 1, the manufacturing apparatus 10 is used for the process of manufacturing a strip electrode. The strip electrode manufactured using the manufacturing apparatus 10 may be either a positive electrode or a negative electrode. The strip electrode is used for a secondary battery as a power storage device. Examples of the secondary battery include a lithium ion secondary battery and a nickel hydride secondary battery.
帯状電極は、帯状金属箔１２を備えている。帯状金属箔１２は、第１面１２ａと、第１面１２ａの反対の第２面１２ｂと、を備えている。正極用の帯状金属箔１２は、例えばアルミニウム箔である。負極用の帯状金属箔１２は、例えば銅箔である。 The strip electrode includes a strip metal foil 12. The strip-shaped metal foil 12 includes a first surface 12a and a second surface 12b opposite to the first surface 12a. The strip-shaped metal foil 12 for the positive electrode is, for example, an aluminum foil. The strip-shaped metal foil 12 for the negative electrode is, for example, a copper foil.
帯状電極は、第１面１２ａを覆っている第１塗層としての活物質層１３と、第２面１２ｂを覆っている第１塗層としての活物質層１３と、を備えている。活物質層１３は、それぞれの極性用の活物質、バインダ、及び導電助剤などを含んでいる。 The strip electrode includes an active material layer 13 as a first coating layer covering the first surface 12a and an active material layer 13 as a first coating layer covering the second surface 12b. The active material layer 13 includes an active material for each polarity, a binder, a conductive aid, and the like.
帯状電極は、第１面１２ａにある活物質層１３を覆っている第２塗層としての絶縁層１４と、第２面１２ｂにある活物質層１３を覆っている第２塗層としての絶縁層１４と、を備えている。絶縁層１４は、絶縁性の薄膜である。絶縁層１４は、絶縁性のセラミック粒子、及びバインダなどを含んでいる。セラミック粒子は、例えば酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、及び窒化ケイ素などである。バインダは、例えばポリビニルアルコールなどである。 The strip electrode includes an insulating layer 14 as a second coating layer covering the active material layer 13 on the first surface 12a and an insulating layer as a second coating layer covering the active material layer 13 on the second surface 12b. And a layer 14. The insulating layer 14 is an insulating thin film. The insulating layer 14 includes insulating ceramic particles, a binder, and the like. Examples of the ceramic particles include aluminum oxide, aluminum nitride, and silicon nitride. The binder is, for example, polyvinyl alcohol.
この実施形態の製造装置１０は、帯状電極の中間品である帯状の電極中間体１５に対し、片面ごとに、活物質層１３を覆うように絶縁層１４を形成する装置である。なお、図１には、第１面１２ａに活物質層１３を備えた電極中間体１５が供給されている状態の製造装置１０が図示されている。製造装置１０には、両面１２ａ，１２ｂに活物質層１３をそれぞれ備えた電極中間体１５が供給されてもよい。 The manufacturing apparatus 10 of this embodiment is an apparatus that forms an insulating layer 14 so as to cover the active material layer 13 on each side of a band-shaped electrode intermediate 15 that is an intermediate product of band-shaped electrodes. FIG. 1 shows the manufacturing apparatus 10 in a state where an electrode intermediate 15 having an active material layer 13 on the first surface 12a is supplied. The production apparatus 10 may be supplied with an electrode intermediate 15 having active material layers 13 on both surfaces 12a and 12b.
電極中間体１５において、活物質層１３は、帯状金属箔１２の長手方向に間隔をあけて形成されている。帯状金属箔１２の長手方向において、活物質層１３が形成されている領域は、形成領域１３ａである。帯状金属箔１２の長手方向において、活物質層１３が形成されていない領域は、非形成領域１３ｂである。即ち、電極中間体１５には、帯状金属箔１２の長手方向に沿って、形成領域１３ａと非形成領域１３ｂとが交互に等しい間隔で存在している。 In the electrode intermediate body 15, the active material layer 13 is formed at intervals in the longitudinal direction of the strip-shaped metal foil 12. In the longitudinal direction of the strip-shaped metal foil 12, a region where the active material layer 13 is formed is a formation region 13a. In the longitudinal direction of the strip-shaped metal foil 12, a region where the active material layer 13 is not formed is a non-formed region 13b. That is, in the electrode intermediate body 15, the formation regions 13 a and the non-formation regions 13 b are alternately present at equal intervals along the longitudinal direction of the strip-shaped metal foil 12.
製造装置１０において、絶縁層１４を形成する領域は、形成領域１３ａの全体である。絶縁層１４を形成する領域は、絶縁層１４を形成することが意図されており、絶縁層１４の形成が予定されている領域である。 In the manufacturing apparatus 10, the region where the insulating layer 14 is formed is the entire formation region 13a. The region where the insulating layer 14 is formed is a region where the insulating layer 14 is intended to be formed, and the formation of the insulating layer 14 is planned.
また、絶縁層１４を形成しない領域は、非形成領域１３ｂである。絶縁層１４を形成しない領域は、絶縁層１４を形成することが意図されておらず、絶縁層１４の形成が予定されていない領域である。 The region where the insulating layer 14 is not formed is a non-formed region 13b. The region where the insulating layer 14 is not formed is a region where the insulating layer 14 is not intended to be formed and the formation of the insulating layer 14 is not planned.
電極中間体１５は、第１面１５ａと、第１面１５ａの反対の第２面１５ｂと、を備えている。電極中間体１５は、帯状の基材として把握することもできる。
製造装置１０は、電極中間体１５を供給する供給部２０を備えている。供給部２０は、ロール状に捲回された電極中間体１５を支持するホルダ２１を備えている。ホルダ２１は、電極中間体１５の搬送速度にあわせて、電極中間体１５を送出する。製造装置１０は、電極中間体１５を、電極中間体１５の長手方向に沿って搬送する搬送部としての搬送ロール２５，２６を備えている。
The electrode intermediate body 15 includes a first surface 15a and a second surface 15b opposite to the first surface 15a. The electrode intermediate body 15 can also be grasped as a belt-like base material.
The manufacturing apparatus 10 includes a supply unit 20 that supplies the electrode intermediate 15. The supply unit 20 includes a holder 21 that supports the electrode intermediate body 15 wound in a roll shape. The holder 21 sends the electrode intermediate 15 in accordance with the conveyance speed of the electrode intermediate 15. The manufacturing apparatus 10 includes transport rolls 25 and 26 as transport units that transport the electrode intermediate 15 along the longitudinal direction of the electrode intermediate 15.
製造装置１０は、電極中間体１５に対し、塗材としてのスラリー２７を塗布して絶縁層１４を形成する塗布部３０を備えている。スラリー２７は、絶縁性のセラミック粒子、バインダ、及び必要とされる場合の分散剤などを含んでいる。塗布部３０は、搬送方向Ｄａにおける供給部２０の下流に設けられている。塗布部３０の詳細については、後述する。 The manufacturing apparatus 10 includes an application unit 30 that applies the slurry 27 as a coating material to the electrode intermediate 15 to form the insulating layer 14. The slurry 27 includes insulating ceramic particles, a binder, a dispersant as required, and the like. The application unit 30 is provided downstream of the supply unit 20 in the transport direction Da. Details of the application unit 30 will be described later.
製造装置１０は、絶縁層１４を乾燥する乾燥部４０を備えている。乾燥部４０は、搬送方向Ｄａにおける塗布部３０の下流に設けられている。乾燥部４０は、加熱された気体が内部で循環される乾燥炉４１を備えている。絶縁層１４に含まれている溶媒は、乾燥炉４１内を通過している間に蒸発する。その結果、絶縁層１４が乾燥される。 The manufacturing apparatus 10 includes a drying unit 40 that dries the insulating layer 14. The drying unit 40 is provided downstream of the coating unit 30 in the transport direction Da. The drying unit 40 includes a drying furnace 41 in which heated gas is circulated. The solvent contained in the insulating layer 14 evaporates while passing through the drying furnace 41. As a result, the insulating layer 14 is dried.
製造装置１０は、片面に絶縁層１４を備えている電極中間体１５、又は両面に絶縁層１４を備えている帯状電極の完成品をロール状に巻き取る巻取部５０を備えている。巻取部５０は、搬送方向Ｄａにおける乾燥部４０の下流に設けられている。 The manufacturing apparatus 10 includes an electrode intermediate body 15 having an insulating layer 14 on one side, or a winding unit 50 that winds a finished strip-shaped electrode having an insulating layer 14 on both sides in a roll shape. The winding unit 50 is provided downstream of the drying unit 40 in the transport direction Da.
そして、塗布部３０は、次のように構成されている。
塗布部３０は、箱状のタンク３１を備えている。タンク３１には、スラリー２７が貯留されている。
And the application part 30 is comprised as follows.
The application unit 30 includes a box-shaped tank 31. A slurry 27 is stored in the tank 31.
塗布部３０は、直径が一定又は略一定である円柱状の塗布ロール３２を備えている。塗布ロール３２の軸心３２ａは、電極中間体１５の幅方向に沿って延びている。なお、電極中間体１５の幅方向は、図１における紙面に垂直な方向である。また、電極中間体１５の幅方向は、電極中間体１５の面方向のうち、搬送方向Ｄａと直交している方向である。 The application unit 30 includes a cylindrical application roll 32 having a constant or substantially constant diameter. An axis 32 a of the application roll 32 extends along the width direction of the electrode intermediate 15. The width direction of the electrode intermediate 15 is a direction perpendicular to the paper surface in FIG. The width direction of the electrode intermediate 15 is a direction orthogonal to the transport direction Da in the surface direction of the electrode intermediate 15.
塗布ロール３２は、軸心３２ａまわりで回転できるように支持されている。塗布ロール３２は、第１回転方向Ｄ１と、第１回転方向Ｄ１とは反対の第２回転方向と、に回転できるように支持されている。この実施形態の第１回転方向Ｄ１は、塗布ロール３２の外周面３２ｂに付着しているスラリー２７が電極中間体１５に塗布されるのに適した回転方向である。 The coating roll 32 is supported so that it can rotate around the axis 32a. The coating roll 32 is supported so as to be able to rotate in a first rotation direction D1 and a second rotation direction opposite to the first rotation direction D1. The first rotation direction D <b> 1 of this embodiment is a rotation direction suitable for applying the slurry 27 attached to the outer peripheral surface 32 b of the application roll 32 to the electrode intermediate body 15.
塗布ロール３２の長さは、電極中間体１５の幅方向に沿った電極中間体１５の長さより長い。なお、塗布ロール３２は、その軸心３２ａが移動しないように支持されている。
塗布ロール３２は、スラリー２７が付着される外周面３２ｂを備えている。外周面３２ｂの一部は、タンク３１に貯留されているスラリー２７に埋没されている。したがって、外周面３２ｂには、塗布ロール３２の回転に伴って、スラリー２７が付着される。
The length of the application roll 32 is longer than the length of the electrode intermediate body 15 along the width direction of the electrode intermediate body 15. The application roll 32 is supported so that its axis 32a does not move.
The coating roll 32 includes an outer peripheral surface 32b to which the slurry 27 is attached. A part of the outer peripheral surface 32 b is buried in the slurry 27 stored in the tank 31. Therefore, the slurry 27 adheres to the outer peripheral surface 32 b as the coating roll 32 rotates.
塗布ロール３２は、電極中間体１５の第１面１５ａと常に接触している。即ち、塗布ロール３２は、軸心３２ａまわりで回転しながら電極中間体１５の第１面１５ａに接触することにより、電極中間体１５の第１面１５ａにスラリー２７を塗布して絶縁層１４を形成するように構成されている。電極中間体１５の第１面１５ａと、塗布ロール３２の外周面３２ｂとの接触部は、直線状の接触部ＣＰである。 The coating roll 32 is always in contact with the first surface 15a of the electrode intermediate 15. That is, the application roll 32 contacts the first surface 15a of the electrode intermediate body 15 while rotating around the axis 32a, whereby the slurry 27 is applied to the first surface 15a of the electrode intermediate body 15 and the insulating layer 14 is applied. It is configured to form. A contact portion between the first surface 15a of the electrode intermediate body 15 and the outer peripheral surface 32b of the coating roll 32 is a linear contact portion CP.
塗布部３０は、モータ３２ｃを備えている。モータ３２ｃは、例えばステッピングモータである。モータ３２ｃは、所定の制御信号を入力することにより、塗布ロール３２を第１回転方向Ｄ１又は第２回転方向Ｄ２に回転させるように動作する。また、モータ３２ｃは、所定の制御信号を入力することにより、塗布ロール３２の回転を停止させるように動作する。 The application unit 30 includes a motor 32c. The motor 32c is, for example, a stepping motor. The motor 32c operates to rotate the coating roll 32 in the first rotation direction D1 or the second rotation direction D2 by inputting a predetermined control signal. Further, the motor 32c operates to stop the rotation of the coating roll 32 by inputting a predetermined control signal.
塗布部３０は、第１支持ロール３３と、第２支持ロール３４と、を備えている。支持ロール３３，３４は、直径が一定又は略一定である円柱状である。支持ロール３３，３４の長さは、電極中間体１５の幅方向に沿った電極中間体１５の長さより長い。 The application unit 30 includes a first support roll 33 and a second support roll 34. The support rolls 33 and 34 have a cylindrical shape whose diameter is constant or substantially constant. The lengths of the support rolls 33 and 34 are longer than the length of the electrode intermediate body 15 along the width direction of the electrode intermediate body 15.
第１支持ロール３３の軸心３３ａは、電極中間体１５の幅方向に沿って延びている。第１支持ロール３３は、軸心３３ａまわりで回転できるように支持されている。第２支持ロール３４の軸心３４ａは、電極中間体１５の幅方向に沿って延びている。第２支持ロール３４は、軸心３４ａまわりで回転できるように支持されている。 The axis 33 a of the first support roll 33 extends along the width direction of the electrode intermediate 15. The first support roll 33 is supported so as to be rotatable around the axis 33a. The axis 34 a of the second support roll 34 extends along the width direction of the electrode intermediate 15. The second support roll 34 is supported so as to be able to rotate around the axis 34a.
軸心３３ａ，３４ａは、塗布ロール３２の軸心３２ａと平行である。第１支持ロール３３は、搬送方向Ｄａにおける塗布ロール３２の上流にある。第２支持ロール３４は、搬送方向Ｄａにおける塗布ロール３２の下流にある。即ち、支持ロール３３，３４は、搬送方向Ｄａにおける上流及び下流から塗布ロール３２を挟むように配置されている。 The shaft centers 33 a and 34 a are parallel to the shaft center 32 a of the application roll 32. The first support roll 33 is upstream of the application roll 32 in the transport direction Da. The second support roll 34 is downstream of the application roll 32 in the transport direction Da. That is, the support rolls 33 and 34 are arranged so as to sandwich the application roll 32 from the upstream and downstream in the transport direction Da.
支持ロール３３，３４は、それぞれ電極中間体１５の第２面１５ｂと接触している。支持ロール３３，３４は、予め定めた圧力により、電極中間体１５を塗布ロール３２に対して押し付けている。即ち、支持ロール３３，３４は、電極中間体１５に張力を付与するテンションロールである。 The support rolls 33 and 34 are in contact with the second surface 15b of the electrode intermediate 15 respectively. The support rolls 33 and 34 press the electrode intermediate 15 against the application roll 32 with a predetermined pressure. That is, the support rolls 33 and 34 are tension rolls that apply tension to the electrode intermediate body 15.
支持ロール３３，３４は、それぞれの軸心が移動しないように支持されていてもよい。また、支持ロール３３，３４は、電極中間体１５が塗布ロール３２から離間しない範囲内において、各々の軸心が移動することにより、電極中間体１５に付与する張力が調節できるように構成されていてもよい。この実施形態において、電極中間体１５が塗布ロール３２に接触している圧力は、一定又は略一定である。 The support rolls 33 and 34 may be supported so that the respective axis centers do not move. The support rolls 33 and 34 are configured such that the tension applied to the electrode intermediate body 15 can be adjusted by the movement of the respective axis centers within a range in which the electrode intermediate body 15 is not separated from the application roll 32. May be. In this embodiment, the pressure at which the electrode intermediate 15 is in contact with the application roll 32 is constant or substantially constant.
製造装置１０は、制御部１００を備えている。制御部１００は、演算処理を実行する演算部と、演算部のプログラムや演算結果を記憶する記憶部と、を備えている。制御部１００は、制御信号を出力できるように、モータ３２ｃと接続されている。 The manufacturing apparatus 10 includes a control unit 100. The control unit 100 includes a calculation unit that executes calculation processing, and a storage unit that stores programs and calculation results of the calculation unit. The control unit 100 is connected to the motor 32c so that a control signal can be output.
制御部１００は、モータ３２ｃに対して所定の制御信号を出力することにより、塗布ロール３２を回転方向Ｄ１，Ｄ２の何れかの回転方向へ回転させることができる。また、制御部１００は、モータ３２ｃに対して所定の制御信号を出力することにより、塗布ロール３２の回転を停止させることができる。即ち、制御部１００は、塗布ロール３２の回転を制御する制御部となる。 The control unit 100 can rotate the coating roll 32 in one of the rotation directions D1 and D2 by outputting a predetermined control signal to the motor 32c. Further, the control unit 100 can stop the rotation of the coating roll 32 by outputting a predetermined control signal to the motor 32c. That is, the control unit 100 is a control unit that controls the rotation of the coating roll 32.
次に、製造装置１０を用いた電極の製造方法について説明する。また、制御部１００が行う処理と、製造装置１０の作用についても説明する。
この実施形態における電極の製造方法は、帯状の電極中間体１５について活物質層１３を覆うように絶縁層１４を形成する方法である。電極の製造方法は、塗布ロール３２を、搬送ロール２５，２６により搬送されている電極中間体１５に対し、回転させながら接触させることにより、電極中間体１５にスラリー２７を塗布して絶縁層１４を形成する工程（塗布工程）を備えている。
Next, an electrode manufacturing method using the manufacturing apparatus 10 will be described. Moreover, the process which the control part 100 performs and the effect | action of the manufacturing apparatus 10 are also demonstrated.
The electrode manufacturing method in this embodiment is a method in which the insulating layer 14 is formed so as to cover the active material layer 13 in the band-shaped electrode intermediate 15. In the electrode manufacturing method, the coating roll 32 is brought into contact with the electrode intermediate body 15 conveyed by the conveyance rolls 25 and 26 while being rotated, so that the slurry 27 is applied to the electrode intermediate body 15 and the insulating layer 14 is applied. The process (application | coating process) which forms is provided.
また、この実施形態の製造方法は、供給部２０により電極中間体１５を供給する工程（供給工程）と、乾燥部４０により絶縁層１４を乾燥する工程（乾燥工程）と、電極中間体１５又は帯状電極を巻き取る工程（巻取工程）と、を備えている。 Moreover, the manufacturing method of this embodiment includes the step of supplying the electrode intermediate 15 by the supply unit 20 (supplying step), the step of drying the insulating layer 14 by the drying unit 40 (drying step), and the electrode intermediate 15 or A step of winding the belt-like electrode (winding step).
制御部１００は、電極中間体１５の搬送速度と、予め記憶部に記憶されている形成領域１３ａの間隔に関するパラメータと、予め記憶部に記憶されている形成領域１３ａの搬送方向Ｄａに沿った長さに関するパラメータと、に基づいて、形成領域１３ａが接触部ＣＰを通過中であるか否かを認識する。 The control unit 100 includes a conveyance speed of the electrode intermediate body 15, a parameter related to the interval between the formation regions 13 a stored in advance in the storage unit, and a length along the transfer direction Da of the formation region 13 a stored in advance in the storage unit. Whether or not the formation region 13a is passing through the contact portion CP is recognized based on the parameter relating to the height.
そして、制御部１００は、接触部ＣＰを通過している領域が形成領域１３ａ及び非形成領域１３ｂの何れであるかに応じて、回転方向Ｄ１，Ｄ２のうち何れかの回転方向に塗布ロール３２を回転させる。 The control unit 100 then applies the application roll 32 in any one of the rotation directions D1 and D2 depending on which of the formation region 13a and the non-formation region 13b is passing through the contact portion CP. Rotate.
即ち、図２に示すように、制御部１００は、接触部ＣＰを形成領域１３ａが通過中である期間ｔ１〜ｔ２，ｔ３〜ｔ４には、第１回転方向Ｄ１に塗布ロール３２を回転させる。このときの塗布ロール３２の回転速度は、回転速度Ｖ１である。接触部ＣＰを形成領域１３ａが通過中である期間は、塗布ロール３２と絶縁層１４を形成する領域とが接触している間である。 That is, as shown in FIG. 2, the control unit 100 rotates the coating roll 32 in the first rotation direction D1 during the periods t1 to t2 and t3 to t4 during which the formation region 13a is passing through the contact portion CP. At this time, the rotation speed of the coating roll 32 is the rotation speed V1. The period in which the formation region 13a is passing through the contact portion CP is during the time when the coating roll 32 and the region where the insulating layer 14 is formed are in contact.
これにより、外周面３２ｂに付着しているスラリー２７は、活物質層１３の表面に塗布される。活物質層１３を覆うように塗布されたスラリー２７は、絶縁層１４を形成する。
また、制御部１００は、接触部ＣＰを非形成領域１３ｂが通過中である期間ｔ２〜ｔ３、ｔ４〜ｔ５には、第１回転方向Ｄ１と反対の第２回転方向Ｄ２に塗布ロール３２を回転させる。このときの塗布ロール３２の回転速度は、回転速度Ｖ２である。但し、回転速度Ｖ２は、回転速度Ｖ１より遅い。接触部ＣＰを非形成領域１３ｂが通過中である期間は、塗布ロール３２と絶縁層１４を形成しない領域とが接触している間である。
Thereby, the slurry 27 adhering to the outer peripheral surface 32 b is applied to the surface of the active material layer 13. The slurry 27 applied so as to cover the active material layer 13 forms the insulating layer 14.
Further, the control unit 100 rotates the coating roll 32 in the second rotation direction D2 opposite to the first rotation direction D1 during the periods t2 to t3 and t4 to t5 during which the non-formation region 13b is passing through the contact portion CP. Let me. At this time, the rotation speed of the coating roll 32 is a rotation speed V2. However, the rotational speed V2 is slower than the rotational speed V1. The period during which the non-formation region 13b is passing through the contact portion CP is during the time when the coating roll 32 and the region where the insulating layer 14 is not formed are in contact.
これにより、接触部ＣＰには、スラリー２７が供給されなくなるため、電極中間体１５に対してスラリー２７が塗布され難くなる。即ち、非形成領域１３ｂには、絶縁層１４が形成されない。また、塗布ロール３２は、第２回転方向Ｄ２に回転しているため、重力よるスラリー２７の垂れが抑制される。 Thereby, since the slurry 27 is not supplied to the contact portion CP, it is difficult to apply the slurry 27 to the electrode intermediate body 15. That is, the insulating layer 14 is not formed in the non-formation region 13b. Moreover, since the application roll 32 rotates in the second rotation direction D2, the dripping of the slurry 27 due to gravity is suppressed.
したがって、この実施形態によれば、次の効果が得られる。
（１）塗布ロール３２の回転を制御することにより、電極中間体１５に対するスラリー２７の塗布を制御できる。即ち、スラリー２７は、塗布ロール３２が第１回転方向Ｄ１に回転されることにより、絶縁層１４を形成する領域に塗布される。また、スラリー２７は、塗布ロール３２が第２回転方向Ｄ２に回転されることにより、絶縁層１４を形成しない領域に塗布され難くなる。このため、電極中間体１５に対して絶縁層１４を形成する領域が、絶縁層１４を形成しない領域によって隔てられている場合であっても、電極中間体１５の姿勢や位置を変化させる必要がなくなる。したがって、電極中間体１５のばたつきが抑制される。
Therefore, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) By controlling the rotation of the application roll 32, the application of the slurry 27 to the electrode intermediate 15 can be controlled. That is, the slurry 27 is applied to a region where the insulating layer 14 is formed by rotating the application roll 32 in the first rotation direction D1. Further, the slurry 27 is difficult to be applied to a region where the insulating layer 14 is not formed by rotating the application roll 32 in the second rotation direction D2. For this reason, even if the region where the insulating layer 14 is formed with respect to the electrode intermediate 15 is separated by the region where the insulating layer 14 is not formed, it is necessary to change the posture and position of the electrode intermediate 15. Disappear. Therefore, flapping of the electrode intermediate 15 is suppressed.
（２）電極中間体１５に対して絶縁層１４を形成する領域が、電極中間体１５の長手方向に間隔をあけて設定されている場合であっても、電極中間体１５の姿勢や位置を変化させる必要がなくなる。即ち、スラリー２７を間欠的に塗布する場合であっても、電極中間体１５のばたつきが好適に抑制される。 (2) Even if the region where the insulating layer 14 is formed with respect to the electrode intermediate 15 is set with a gap in the longitudinal direction of the electrode intermediate 15, the posture and position of the electrode intermediate 15 are changed. No need to change. That is, even when the slurry 27 is intermittently applied, fluttering of the electrode intermediate 15 is suitably suppressed.
（３）電極中間体１５は、塗布ロール３２に対して常に接触している。このため、スラリー２７を間欠的に塗布するために、電極中間体１５の姿勢や位置が変化しない。したがって、電極中間体１５のばたつきが抑制される。 (3) The electrode intermediate 15 is always in contact with the coating roll 32. For this reason, since the slurry 27 is intermittently applied, the posture and position of the electrode intermediate 15 do not change. Therefore, flapping of the electrode intermediate 15 is suppressed.
（４）電極中間体１５のばたつきが抑制される結果、スラリー２７を間欠的に塗布する場合であっても、帯状電極の端面のダレが好適に抑制され、電極作製の歩留まりが向上する。 (4) As a result of suppressing the flapping of the electrode intermediate 15, even when the slurry 27 is intermittently applied, sagging of the end face of the strip electrode is suitably suppressed, and the yield of electrode fabrication is improved.
なお、実施形態は、次のように変更することができる。
○ 制御部１００は、接触部ＣＰを非形成領域１３ｂが通過中である期間ｔ２〜ｔ３、ｔ４〜ｔ５には、塗布ロール３２の回転を停止させてもよい。このように構成しても、電極中間体１５に対し、スラリー２７を間欠的に塗布することができる。
The embodiment can be modified as follows.
The control unit 100 may stop the rotation of the coating roll 32 during the periods t2 to t3 and t4 to t5 during which the non-formation region 13b is passing through the contact part CP. Even with this configuration, the slurry 27 can be intermittently applied to the electrode intermediate 15.
○ 形成領域１３ａと、絶縁層１４を形成する領域とは、厳密に一致している必要はない。例えば、活物質層１３から電極中間体１５の長手方向にはみだした領域に対して、スラリー２７を塗布し、絶縁層１４を形成してもよい。 The formation region 13a and the region where the insulating layer 14 is formed do not need to be exactly the same. For example, the insulating layer 14 may be formed by applying the slurry 27 to a region protruding from the active material layer 13 in the longitudinal direction of the electrode intermediate 15.
○ 制御部１００は、電極中間体１５をカメラで撮像した画像を解析することにより、形成領域１３ａが接触部ＣＰを通過中であるか否かを認識してもよい。このような画像解析には、活物質層１３の有無そのものを解析する方法を用いてもよく、電極中間体１５において活物質層１３の位置を特定するためのマーカの有無を解析する方法を用いてもよい。 (Circle) the control part 100 may recognize whether the formation area 13a is passing the contact part CP by analyzing the image which imaged the electrode intermediate body 15 with the camera. For such image analysis, a method of analyzing the presence or absence of the active material layer 13 itself may be used, or a method of analyzing the presence or absence of a marker for identifying the position of the active material layer 13 in the electrode intermediate 15 is used. May be.
○ 接触部ＣＰを形成領域１３ａが通過中である期間における、塗布ロール３２の回転方向は、スラリー２７の粘度や、絶縁層１４の目標厚さなどを考慮して変更できる。即ち、制御部１００は、スラリー２７の塗布に適しているのであれば、接触部ＣＰを形成領域１３ａが通過中である期間に、上記実施形態とは逆方向である第１回転方向Ｄ１に塗布ロール３２を回転させてもよい。 (Circle) the rotation direction of the application roll 32 in the period when the formation area 13a is passing the contact part CP can be changed in consideration of the viscosity of the slurry 27, the target thickness of the insulating layer 14, and the like. That is, if the control unit 100 is suitable for the application of the slurry 27, the control unit 100 applies the first rotation direction D1, which is the reverse direction to the above embodiment, during the period in which the formation region 13a passes through the contact portion CP. The roll 32 may be rotated.
○ 製造装置１０には、連続する活物質層１３を備えた電極中間体１５が供給されてもよい。この場合、制御部１００は、連続する活物質層１３に対して、長手方向に間隔をおいて絶縁層１４が形成されるように、塗布ロール３２の回転を制御すればよい。 The electrode intermediate body 15 provided with the continuous active material layer 13 may be supplied to the manufacturing apparatus 10. In this case, the control unit 100 may control the rotation of the coating roll 32 so that the insulating layer 14 is formed at intervals in the longitudinal direction with respect to the continuous active material layer 13.
○ 製造装置１０は、電極中間体１５の両面１５ａ，１５ｂに対し、一度に絶縁層１４を形成する装置であってもよい。
○ 製造装置１０は、塗布ロール３２を備えておればよく、その他の構成が変更されてもよい。例えば、製造装置１０は、支持ロール３３，３４に代えて、自身と塗布ロール３２とで電極中間体１５を挟持するバックアップロールを備えていてもよい。また、製造装置１０は、タンク３１に貯留されているスラリー２７を塗布ロール３２に付着させるための中間ロールを１つ又は複数備えていてもよい。
The manufacturing apparatus 10 may be an apparatus that forms the insulating layer 14 on both surfaces 15a and 15b of the electrode intermediate 15 at a time.
(Circle) the manufacturing apparatus 10 should just be equipped with the application | coating roll 32, and another structure may be changed. For example, the manufacturing apparatus 10 may include a backup roll that sandwiches the electrode intermediate body 15 between itself and the application roll 32 instead of the support rolls 33 and 34. In addition, the manufacturing apparatus 10 may include one or more intermediate rolls for attaching the slurry 27 stored in the tank 31 to the application roll 32.
○ 電極中間体１５において、活物質層１３は、等間隔に配置されていなくてもよい。
○ 電極中間体１５の構成と、製造装置１０において塗布する塗材と、は変更してもよい。例えば、製造装置１０は、活物質層１３及び絶縁層１４を備えている電極中間体１５に対し、別の塗材を塗布して補助的な絶縁層を形成する装置であってもよい。
In the electrode intermediate 15, the active material layers 13 do not have to be arranged at regular intervals.
(Circle) you may change the structure of the electrode intermediate body 15 and the coating material apply | coated in the manufacturing apparatus 10. FIG. For example, the manufacturing apparatus 10 may be an apparatus that forms an auxiliary insulating layer by applying another coating material to the electrode intermediate body 15 including the active material layer 13 and the insulating layer 14.
○ 製造装置１０は、搬送方向Ｄａにおける塗布部３０の下流に、非形成領域１３ｂに意図せず塗布されたスラリー２７を除去する機構を備えていてもよい。
○ 製造装置１０は、搬送ロール２５，２６に加えて、又は代えて、ロールや超音波搬送装置などの搬送部を備えていてもよい。また、搬送部には、電極中間体１５の蛇行を抑制する機構が設けられていてもよい。
The manufacturing apparatus 10 may include a mechanism that removes the slurry 27 that is unintentionally applied to the non-formation region 13b downstream of the application unit 30 in the transport direction Da.
(Circle) the manufacturing apparatus 10 may be provided with conveyance parts, such as a roll and an ultrasonic conveyance apparatus, in addition to or instead of the conveyance rolls 25 and 26. Further, the transport unit may be provided with a mechanism for suppressing the meandering of the electrode intermediate body 15.
○ 製造装置１０は、完成品としての帯状電極を、予め定めた形状に打ち抜く加工部を備えていてもよい。この場合、製造装置１０は、シート状の電極の製造装置となる。また、製造装置１０は、電極中間体１５や帯状電極を検査する検査部を備えていてもよい。即ち、電極の製造方法は、帯状電極を予め定めた形状に打ち抜く工程や、電極中間体１５や帯状電極を検査する工程を備えていてもよい。 (Circle) the manufacturing apparatus 10 may be provided with the process part which punches the strip | belt-shaped electrode as a finished product into a predetermined shape. In this case, the manufacturing apparatus 10 is a sheet-shaped electrode manufacturing apparatus. Moreover, the manufacturing apparatus 10 may include an inspection unit that inspects the electrode intermediate 15 and the strip electrode. That is, the electrode manufacturing method may include a step of punching the strip electrode into a predetermined shape, and a step of inspecting the electrode intermediate 15 and the strip electrode.
○ 塗布ロール３２の回転は、作業者が制御してもよい。
○ 二次電池は、車載用に限らず、住宅などに用いる定置用でもよい。
○ 例えばキャパシタなど、二次電池以外の蓄電装置用の電極の製造装置及び製造方法にも適用できる。
The rotation of the application roll 32 may be controlled by the operator.
○ The secondary battery is not limited to being mounted on a vehicle, but may be a stationary battery used in a house or the like.
O It can apply also to the manufacturing apparatus and manufacturing method of the electrodes for electrical storage apparatuses other than a secondary battery, such as a capacitor.
次に示す技術的思想は、上記実施形態及び別例から把握できる。
（イ）前記第１塗層は、活物質層であり、前記第２塗層は、絶縁層であるとよい。
（ロ）前記電極中間体が前記塗布ロールに接触している圧力は、一定又は略一定であるとよい。
The technical idea shown below can be grasped from the above embodiment and other examples.
(A) The first coating layer may be an active material layer, and the second coating layer may be an insulating layer.
(B) The pressure at which the electrode intermediate is in contact with the coating roll is preferably constant or substantially constant.
Ｄ１…第１回転方向、Ｄ２…第２回転方向、１０…製造装置、１２…帯状金属箔、１２ａ…第１面、１２ｂ…第２面、１３…活物質層（第１塗層）、１３ａ…形成領域、１３ｂ…非形成領域、１４…絶縁層（第２塗層）、１５…電極中間体、２５，２６…搬送ロール（搬送部）、２７…スラリー（塗材）、３０…塗布部、３２…塗布ロール、３２ｂ…外周面、１００…制御部。 D1 ... 1st rotation direction, D2 ... 2nd rotation direction, 10 ... Manufacturing apparatus, 12 ... Strip | belt-shaped metal foil, 12a ... 1st surface, 12b ... 2nd surface, 13 ... Active material layer (1st coating layer), 13a ... Formation region, 13b ... Non-formation region, 14 ... Insulating layer (second coating layer), 15 ... Electrode intermediate, 25,26 ... Conveying roll (conveying unit), 27 ... Slurry (coating material), 30 ... Applying unit 32 ... coating roll, 32b ... outer peripheral surface, 100 ... control unit.
Claims (3)
前記帯状金属箔の両面のうち前記第１面の少なくとも一部を覆っている第１塗層と、を有する帯状の電極中間体について、前記第１塗層を覆うように第２塗層を形成する電極の製造装置であって、
前記電極中間体を搬送する搬送部と、
塗材が付着される外周面を有しており、且つ、回転しながら前記電極中間体に接触することにより、前記電極中間体に塗材を塗布して前記第２塗層を形成する塗布ロールと、
前記塗布ロールの回転を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記塗布ロールと前記第２塗層を形成する領域とが接触している間には、前記塗布ロールの外周面に付着している塗材が前記電極中間体に塗布される第１回転方向に前記塗布ロールを回転させ、
前記塗布ロールと前記第２塗層を形成しない領域とが接触している間には、前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に前記塗布ロールを回転させる、又は前記塗布ロールの回転を停止させる電極の製造装置。 A strip-shaped metal foil having a first surface and a second surface opposite to the first surface;
A second coating layer is formed so as to cover the first coating layer with respect to the strip-shaped electrode intermediate body having a first coating layer covering at least a part of the first surface of both surfaces of the strip-shaped metal foil. An electrode manufacturing apparatus that comprises:
A transport unit for transporting the electrode intermediate;
An application roll that has an outer peripheral surface to which a coating material is attached and that contacts the electrode intermediate body while rotating to form the second coating layer by applying the coating material to the electrode intermediate body When,
A control unit for controlling the rotation of the coating roll,
The controller is
While the coating roll is in contact with the region where the second coating layer is formed, the coating material adhering to the outer peripheral surface of the coating roll is applied in the first rotational direction in which the electrode intermediate is applied. Rotate the coating roll,
While the coating roll is in contact with the region where the second coating layer is not formed, the coating roll is rotated in the second rotation direction opposite to the first rotation direction, or the coating roll is rotated. Electrode manufacturing equipment to stop.
前記第２塗層を形成する領域は、前記第１塗層が形成されている領域である請求項１に記載の電極の製造装置。 The first coating layer is formed at intervals in the longitudinal direction of the strip-shaped metal foil,
The electrode manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the region where the second coating layer is formed is a region where the first coating layer is formed.
前記帯状金属箔の両面のうち前記第１面の少なくとも一部を覆っている第１塗層と、を有する帯状の電極中間体について、前記第１塗層を覆うように第２塗層を形成する電極の製造方法であって、
塗材が付着した外周面を有している塗布ロールを、搬送部により搬送されている前記電極中間体に対し、回転させながら接触させることにより、前記電極中間体に塗材を塗布して前記第２塗層を形成する工程を備え、
前記第２塗層を形成する工程では、
前記塗布ロールと前記第２塗層を形成する領域とが接触している間には、前記塗布ロールの外周面に付着している塗材が前記電極中間体に塗布される第１回転方向に前記塗布ロールを回転させ、
前記塗布ロールと前記第２塗層を形成しない領域とが接触している間には、前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に前記塗布ロールを回転させる、又は前記塗布ロールの回転を停止させる電極の製造方法。 A strip-shaped metal foil having a first surface and a second surface opposite to the first surface;
A second coating layer is formed so as to cover the first coating layer with respect to the strip-shaped electrode intermediate body having a first coating layer covering at least a part of the first surface of both surfaces of the strip-shaped metal foil. An electrode manufacturing method comprising:
The coating roll having the outer peripheral surface to which the coating material is adhered is brought into contact with the electrode intermediate being conveyed by the conveying unit while being rotated, thereby applying the coating material to the electrode intermediate and Comprising a step of forming a second coating layer,
In the step of forming the second coating layer,
While the coating roll is in contact with the region where the second coating layer is formed, the coating material adhering to the outer peripheral surface of the coating roll is applied in the first rotational direction in which the electrode intermediate is applied. Rotate the coating roll,
While the coating roll is in contact with the region where the second coating layer is not formed, the coating roll is rotated in the second rotation direction opposite to the first rotation direction, or the coating roll is rotated. Manufacturing method of electrode.
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