JP2017147035A - 電池用電極の製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】集電体となる多孔質シート体に充填される活物質の量を増大させることができる電池用電極の製造技術を提供する。【解決手段】集電体となる多孔質シート体に活物質が充填された電池用電極の製造装置であって、多孔質シート体の主面に近接して配置されるノズルブロックを有し、多孔質シート体の主面とノズルブロックとの間に形成される空間に活物質を含むスラリーを圧送することで大気圧よりも高い圧力状態の液密領域を形成し、液密領域から多孔質シート体の内部にスラリーを浸透させるスラリー供給部と、スラリーが浸透した浸透領域を有する多孔質シート体を加熱してスラリーを乾燥させる乾燥部とを備えている。【選択図】図１

Description

この発明は、集電体となる多孔質シート体に活物質が充填された構造を有する電池用電極を製造する製造装置および製造方法に関するものである。

例えばリチウムイオン二次電池などの化学電池において、高容量および充放電サイクル特性の向上などを図るために、多孔質シート体に活物質が充填された構造を有する電極を用いることが提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１４−３２７９８号公報

上記従来技術では、電極を製造するために浸漬法を用いている。より具体的には、活物質、導電助剤及び結着剤を溶媒に分散したスラリー中に多孔質アルミニウム集電体を浸潰し、活物質、導電助剤、結着剤を多孔質アルミニウム集電体の気孔中に拡散させる。このため、スラリーの粘度を比較的低く設定する必要があり、多孔質アルミニウム集電体（本発明の「多孔質シート体」に相当）に充填させることができる活物質の量は少ない。

そこで、スラリーに含まれる活物質の量を増やし、比較的高粘度のスラリー、例えばせん断速度１０ｓ^−１において５０００ｃＰ（５Ｐａ・ｓ）ないし３００００ｃＰ（３０Ｐａ・ｓ）を有するスラリーを用いることが考えられるが、このような高粘度のスラリーを多孔質シート体の内部に効果的に浸透させる実用的な技術は現在なく、その提供が要望されている。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、集電体となる多孔質シート体に充填される活物質の量を増大させることができる電池用電極の製造技術を提供することを目的とする。

この発明の一態様は、集電体となる多孔質シート体に活物質が充填された電池用電極の製造装置であって、多孔質シート体の主面に近接して配置されるノズルブロックを有し、多孔質シート体の主面とノズルブロックとの間に形成される空間に活物質を含むスラリーを圧送することで大気圧よりも高い圧力状態の液密領域を形成し、液密領域から多孔質シート体の内部にスラリーを浸透させるスラリー供給部と、スラリーが浸透した浸透領域を有する多孔質シート体を加熱してスラリーを乾燥させる乾燥部とを備えることを特徴としている。

また、この発明の他の態様は、電池用電極の製造方法であって、集電体となる多孔質シート体の主面がノズルブロックに近接して当該主面とノズルブロックとの間に形成される空間に活物質を含むスラリーを圧送することで大気圧よりも高い圧力状態の液密領域を形成し、液密領域から多孔質シート体の内部にスラリーを浸透させる供給工程と、供給工程を受けた多孔質シート体を加熱してスラリーを乾燥させる乾燥工程とを備えることを特徴としている。

このように構成された発明では、ノズルブロックが多孔質シート体の主面に近接して配置されて多孔質シート体の主面との間で空間を形成する。そして、当該空間にスラリーが圧送されて液密領域が形成される。こうして形成される液密領域は大気圧よりも高い圧力状態を有し、多孔質シート体の主面に接している。このため、多孔質シート体の内部では、気孔に存在していた空気がスラリーと置換され、多孔質シート体の内部にスラリーが浸透する。

以上のように、本発明によれば、多孔質シート体の主面とノズルブロックとの間に形成される空間にスラリーを圧送して大気圧よりも高い圧力状態の液密領域を形成している。このため、当該液密領域から多孔質シート体の内部にスラリーを効率的に浸透させることができ、当該スラリーを乾燥させることで多孔質シート体に大量の活物質を充填させることができる。

この発明にかかる電池用電極の製造装置の第１実施形態の概略構成を示す図である。 図１に示す電池用電極の製造装置に設けられるスラリー供給部の構成を模式的に示す斜視図である。 この発明にかかる電池用電極の製造装置の第２実施形態におけるスラリー供給部の構成を模式的に示す図である。

図１はこの発明にかかる電池用電極の製造装置の第１実施形態の概略構成を示す図である。図２は、図１に示す電池用電極の製造装置に設けられるスラリー供給部の構成を模式的に示す斜視図である。図１に示す電池用電極の製造装置（以下、「電極製造装置」と称する）１は、例えばリチウムイオン二次電池の電極として用いられる電池用電極の製造プロセスの動作主体となる製造ユニット１０と、これを制御する制御ユニット３０とを備えている。

製造ユニット１０は、完成後の電池において集電体として機能する金属製の多孔質シート体Ｓを基材として、多孔質シート体Ｓの表裏面に活物質材料を含むスラリーを多孔質シート体Ｓの内部に浸透させた後に当該スラリーを乾燥させることで多孔質シート体Ｓに活物質材料を充填させた構造を有する電池用電極を製造するための装置である。なお、多孔質シート体Ｓとしては、三次元網目構造で連続気孔を有するシート状の金属多孔体であればよく、例えば住友電工製のセルメット（登録商標）、アルミセルメット（登録商標）や三菱マテリアル製の発泡アルミなどを用いることができる。

以後の説明のために、図１に示すようにＸＹＺ座標軸を設定する。ここでＸＹ平面が水平面であり、Ｚ軸は鉛直軸と一致する。Ｚ軸における正方向は鉛直上向き方向である。

製造ユニット１０は、ロール状に巻回された多孔質シート体Ｓを保持するとともに多孔質シート体Ｓを一定速度で送り出す供給ローラー１１と、活物質を充填した後の多孔質シート体Ｓを巻き取る巻き取りローラー１２とを備えている。供給ローラー１１から送り出された多孔質シート体Ｓは、水平方向Ｙに互いに離間して配置されたガイドローラー１３ａ、１３ｂに掛け渡され、ローラーの回転に伴って水平方向Ｙに平行な矢印方向ＡＤに一定速度で搬送される。また、供給ローラー１１および巻き取りローラー１２はそれぞれＸ軸と平行な回転軸１１ａ、１２ａを有している。そして、制御ユニット３０に設けられた搬送制御部３１からの制御指令に応じて搬送駆動機構１４によりローラー１２が回転駆動されると、多孔質シート体Ｓは供給ローラー１１から引き出された後でガイドローラー１３ａ、１３ｂの間で矢印方向ＡＤに水平搬送される。ここでは、巻き取りローラー１２のみに回転駆動力を与え、供給ローラー１１を従動ローラーとして構成しているが、供給ローラー１１の回転軸１１ａにも回転駆動力を与えて多孔質シート体Ｓを巻き取りローラー１２の回転に連動して送り出すように構成してもよい。

ガイドローラー１３ａ、１３ｂの間では、多孔質シート体Ｓの搬送経路に沿って、その上流側から順に、スラリー供給部１５および乾燥炉１６が配置されている。スラリー供給部１５は上下一対のノズルブロック１７、１８を有している。

このうち上側のノズルブロック１７はノズル１７１と２枚のサイドプレート１７２，１７３とを有している。ノズルブロック１７では、ノズル１７１がＹ方向においてサイドプレート１７２，１７３に挟まれ、サイドプレート１７２，１７３と一体化されており、多孔質シート体Ｓの表面Ｓ１に対して上方側で近接して配置されている。また、図１に示すように、ノズル１７１の下面の中央部１７４は多孔質シート体Ｓの表面Ｓ１と平行な対向面となっており、これが本発明の「対向面」の一例に相当している。この対向面１７４はＸ方向に延びる帯形状を有し、サイドプレート１７２、１７３の下端部よりも若干、上方向Ｚに後退して設けられている。このため、対向面１７４、サイドプレート１７２、１７３の下端部および多孔質シート体Ｓの表面Ｓ１で囲まれた、略直方体形状を有する空間ＳＰ１が形成される。また、ノズル１７１の対向面１７４にはＸ方向に延設されたスリット状の吐出口１７５が対向面１７４に形成されるとともに、ノズル１７１の内部には、スラリーを一時的に貯める液溜め部１７６と、液溜め部１７６と吐出口１７５とを接続する管路１７７とが設けられている。

ノズル１７１の液溜め部１７６は、制御ユニット３０に設けられた送出制御部３２により制御されるスラリー送給機構１９から圧送される活物質を含むスラリーの供給を受ける。このスラリー送給機構１９はスラリーを貯留するスラリー貯留部２０と配管（図示省略）によって接続されている。また、スラリー送給機構１９は例えばモーノポンプなどの送液要素（図示省略）を有している。そして、送出制御部３２からの制御指令に応じてスラリー送給機構１９が作動すると、スラリー貯留部２０に貯留されているスラリーをノズルブロック１７に圧送する。当該スラリーは液溜め部１７６で一時的に溜められた後で管路１７７および吐出口１７５を介して空間ＳＰ１に圧送される。これによって、空間ＳＰ１がスラリーで満たされて大気圧よりも高い圧力状態の液密領域ＬＲ１が形成される。さらに、多孔質シート体Ｓの表面Ｓ１のうち液密領域ＬＲ１に接している表面領域からスラリーが多孔質シート体Ｓの気孔内の空気を多孔質シート体Ｓから押し出しながら入り込んで多孔質シート体Ｓの内部に効率よく浸透していく（供給工程）。

一方、下側のノズルブロック１８も、ノズル１８１の対向面１８４が上方を向いている点を除き、基本的に上側のノズルブロック１７と同様に構成されている。すなわち、ノズルブロック１８はノズル１８１を２枚のサイドプレート１８２、１８３でＹ方向から挟み込んで一体化したものであり、多孔質シート体Ｓの裏面Ｓ２に対して下方側で近接して配置されている。また、図１に示すように、ノズル１８１の上面の中央部１８４が本発明の「対向面」の一例に相当しており、当該対向面１８４、サイドプレート１８２、１８３の上端部および多孔質シート体Ｓの裏面Ｓ２で囲まれた、略直方体形状を有する空間ＳＰ２が形成される。また、ノズル１８１の対向面１８４にはＸ方向に延設されたスリット状の吐出口１８５が対向面１８４に形成されるとともに、ノズル１８１の内部には、スラリーを一時的に貯める液溜め部１８６と、液溜め部１８６と吐出口１８５とを接続する管路１８７とが設けられている。

ノズル１８１の液溜め部１８６は、上側のノズル１７１と同様に、制御ユニット３０に設けられた送出制御部３２により制御されるスラリー送給機構１９から圧送される活物質を含むスラリーの供給を受ける。そして、送出制御部３２からの制御指令に応じてスラリー送給機構１９が作動すると、スラリー貯留部２０に貯留されているスラリーがノズル１８１に圧送され、液溜め部１８６で一時的に溜められた後で管路１８７および吐出口１８５を介して空間ＳＰ２に圧送される。これによって、空間ＳＰ２がスラリーで満たされて大気圧よりも高い圧力状態の液密領域ＬＲ２が形成される。さらに、多孔質シート体Ｓの裏面Ｓ２のうち液密領域ＬＲ２に接している裏面領域からスラリーが多孔質シート体Ｓの気孔内の空気を多孔質シート体Ｓから押し出しながら入り込んで多孔質シート体Ｓの内部に効率よく浸透していく（供給工程）。なお、図１、図２ならびに後で説明する図３では、スラリーが存在する領域に細かいドットを付して図示しており、多孔質シート体Ｓのうちドットが付された領域、つまりスラリーが浸透した領域ＳＲが本発明の「浸透領域」に相当している。

ここで、この製造プロセスに用いられるスラリーとしては、例えば次のようなものが挙げられる。例えばリチウムイオン二次電池の正極電極を製造するプロセスでは、活物質（正極活物質）としては例えばＬｉＣｏＯ_２（ＬＣＯ）を主体とするもの、ＬｉＮｉＯ₂またはＬｉＦｅＰＯ₄、ＬｉＭｎＰＯ₄、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄、またＬｉＭｅＯ₂（Ｍｅ＝ＭxＭyＭz；Ｍｅ、Ｍは遷移金属、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で代表的に示される化合物、例えばＬｉＮｉ_1/3Ｍｎ_1/3Ｃｏ_1/3Ｏ₂、ＬｉＮｉ_0.8Ｃｏ_0.15Ａｌ_0.05Ｏ₂などを用いることができる。

また例えば、リチウムイオン二次電池の負極電極を製造するプロセスでは、活物質（負極活物質）としては例えばＬｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２（ＬＴＯ）を主体としたもの、またはＣ、ＳｉまたはＳｎなどを用いることができる。

活物質を含むスラリーとしては、上記した活物質材料の他に、導電助剤としてのアセチレンブラックまたはケッチェンブラック、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、溶剤としてのＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などを混合したものを用いることができる。

このような材料を混合してなるスラリーの組成比を変えることで、その粘度を適宜に調整することが可能である。本実施形態では、活物質の充填量を高めるために、ノズルブロック１７、１８から圧送されて多孔質シート体Ｓの内部に浸透されるスラリーとして、比較的高粘度（せん断速度１０ｓ^−１において５０００ｃＰ（５Ｐａ・ｓ）ないし３００００ｃＰ（３０Ｐａ・ｓ））のスラリーを用いている。

なお、図１の構成例では、一対のノズルブロック１７、１８は搬送方向ＡＤにおいて同一位置に設けられている。これに代えて、両者の配設位置が搬送方向ＡＤにおいて異なっていてもよい。ただし、この場合、多孔質シート体Ｓを挟んでノズルブロック１７の反対側に下側バックアップ部材（図示省略）を設けるとともに、多孔質シート体Ｓを挟んでノズルブロック１８の反対側に上側バックアップ部材（図示省略）を設けるのが望ましい。

上記のようにしてスラリー供給部１５により内部にスラリーが浸透した多孔質シート体Ｓを加熱してスラリーを乾燥させるために乾燥炉１６が搬送方向ＡＤにおいてスラリー供給部１５の下流位置に配置されている。この乾燥炉１６は、多孔質シート体Ｓの上方側に配置されて多孔質シート体Ｓを上方から加熱するヒーター１６１と、多孔質シート体Ｓの下方側に配置されて多孔質シート体Ｓを下方から加熱するヒーター１６２とを有している。制御ユニット３０に設けられたヒーター制御部３３によりヒーター１６１、１６２が加熱状態に制御された、乾燥炉１６を多孔質シート体Ｓが通過する間にスラリー中の溶剤が気化して活物質が多孔質シート体Ｓの内部に残存する。この乾燥工程によって多孔質シート体Ｓに活物質が高密度に充填される。なお、乾燥炉１６を通過してきた多孔質シート体Ｓはガイドローラー１３ｂを介して巻き取りローラー１２に搬送され、巻き取られる。

以上のように、本実施形態では、ノズルブロック１７が多孔質シート体Ｓの表面Ｓ１に近接して配置されて多孔質シート体Ｓとの間で空間ＳＰ１を形成するとともに、ノズルブロック１８が多孔質シート体Ｓの裏面Ｓ２に近接して配置されて多孔質シート体Ｓとの間で空間ＳＰ２を形成する。そして、これらの空間ＳＰ１、ＳＰ２にスラリーが圧送されて液密領域ＬＲ１、ＬＲ２がそれぞれ形成される。液密領域ＬＲ１、ＬＲ２は大気圧よりも高い圧力状態を有しながらそれぞれ多孔質シート体Ｓの表面Ｓ１および裏面Ｓ２に接している。このため、多孔質シート体Ｓの内部に存在する空気を押し出しながらスラリーが液密領域ＬＲ１、ＬＲ２から多孔質シート体Ｓに浸透する。したがって、多孔質シート体Ｓの内部にスラリーを効率的に浸透させ、さらに当該スラリーを乾燥炉１６で乾燥させることで多孔質シート体Ｓに大量の活物質を充填させることができる。

また、本実施形態では、スラリー送給機構１９によりスラリーを連続的にノズルブロック１７、１８に圧送して液密領域ＬＲ１、ＬＲ２を形成しながら多孔質シート体Ｓを搬送方向ＡＤに搬送しているため、スラリーが浸透した浸透領域ＳＲが搬送方向ＡＤに連続的に広がり、電池用電極を効率的に製造することができる。

また、多孔質シート体Ｓを搬送方向ＡＤに搬送しながら液密領域ＬＲ１、ＬＲ２から多孔質シート体Ｓにスラリーを供給しているため、次のような力が作用してスラリーの浸透をアシストする。すなわち、図１の１点鎖線中の図面に示すように、搬送方向ＡＤにおける液密領域ＬＲ１、ＬＲ２の下流側（同図の右手側）でスラリーを搬送方向ＡＤの下流側に引っ張る力が作用し、これを受けたスラリーは多孔質シート体Ｓに引き込まれる。

図３は本発明にかかる電池用電極の製造装置の第２実施形態におけるスラリー供給部の構成を模式的に示す図である。この第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点はスラリー供給部１５の構成であり、その他の構成は第１実施形態と同一である。そこで、以下においては相違点を中心に説明し、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。

第２実施形態では、スラリー供給部１５は、上下一対のノズルブロック２１、２２を有している。このうち上側のノズルブロック２１はＸ方向に延設された略直方体形状を有しており、多孔質シート体Ｓの表面Ｓ１に対して上方側で近接して配置されている。このノズルブロック２１の内部には、第１実施形態と同様に、スラリーの液密領域ＬＲ１を形成するための空間ＳＰ１が設けられている。空間ＳＰ１の天井面２１１は多孔質シート体Ｓの表面Ｓ１と対向する対向面となっており、本発明の「対向面」の一例に相当している。この対向面２１１は、多孔質シート体Ｓの表面Ｓ１と平行な平行領域２１１ａと、表面Ｓ１に対して傾斜した傾斜領域２１１ｂとを有している。平行領域２１１ａは搬送方向ＡＤにおいて傾斜領域２１１ｂの上流側（図３中の左手側）で多孔質シート体Ｓの表面Ｓ１から比較的離れて設けられている。これに対し、搬送方向ＡＤにおける傾斜領域２１１ｂの上流端は平行領域２１１ａに接続されるとともに、傾斜領域２１１ｂは搬送方向ＡＤの下流側に進むにしたがって多孔質シート体Ｓの表面Ｓ１に近接するように設けられている。したがって、空間ＳＰ１は搬送方向ＡＤの上流側で比較的大きな容積を有し、搬送方向ＡＤの下流側に進むにしたがって容積が小さくなる、いわゆる搬送方向ＡＤの下流側に先細りとなっている。

対向面２１１の平行領域２１１ａにはＸ方向に延設されたスリット状の吐出口２１２が形成される。また、当該吐出口２１２から上方に配管２１３が延設されており、吐出口２１２と配管２１３とで空間ＳＰ１にスラリーを供給するためのノズル２１４が構成されている。

図３への図示を省略しているが、配管２１３はスラリー送給機構１９（図１）と接続されており、スラリー送給機構１９から圧送される活物質を含むスラリーの供給を受け、空間ＳＰ１にスラリーを圧送する。これによって空間ＳＰ１がスラリーで満たされて大気圧よりも高い圧力状態の液密領域ＬＲ１が形成される。その結果、多孔質シート体Ｓの表面Ｓ１のうち液密領域ＬＲ１に接している表面領域からスラリーが多孔質シート体Ｓの気孔内の空気を多孔質シート体Ｓから押し出しながら入り込んでシート体Ｓの内部に効率よく浸透していく（供給工程）。

一方、下側のノズルブロック２２も、対向面２２１が上方を向いている点を除き、基本的に上側のノズルブロック２１と同様に構成されている。すなわち、ノズルブロック２２はＸ方向に延設された略直方体形状を有しており、多孔質シート体Ｓの裏面Ｓ２に対して下方側に近接して配置されている。このノズルブロック２２の内部には、スラリーの液密領域ＬＲ２を形成するための空間ＳＰ２が設けられている。空間ＳＰ２の底面２２１は多孔質シート体Ｓの裏面Ｓ２と対向する対向面となっており、本発明の「対向面」の一例に相当している。この対向面２２１は、多孔質シート体Ｓの裏面Ｓ２と平行な平行領域２２１ａと、裏面Ｓ２に対して傾斜した傾斜領域２２１ｂとを有しており、これによって、上側のノズルブロック２１と同様に、空間ＳＰ２は搬送方向ＡＤの上流側で比較的大きな容積を有し、搬送方向ＡＤの下流側に進むにしたがって容積が小さくなる、いわゆる搬送方向ＡＤの下流側に先細りとなっている。

対向面２２１の平行領域２２１ａにはＸ方向に延設されたスリット状の吐出口２２２が形成されるとともに、当該吐出口２２２から上方に配管２２３が延設されており、吐出口２１２と配管２２３とで空間ＳＰ２にスラリーを供給するためのノズル２２４が構成されている。ここでも、上側のノズルブロック２１と同様に、配管２２３はスラリー送給機構１９（図１）と接続されており、スラリー送給機構１９から圧送される活物質を含むスラリーの供給を受け、空間ＳＰ２にスラリーを圧送する。これによって空間ＳＰ２がスラリーで満たされて大気圧よりも高い圧力状態の液密領域ＬＲ２が形成される。その結果、多孔質シート体Ｓの裏面Ｓ２のうち液密領域ＬＲ２に接している表面領域からスラリーが多孔質シート体Ｓの気孔内の空気を多孔質シート体Ｓから押し出しながら入り込んで多孔質シート体Ｓの内部に効率よく浸透していく（供給工程）。

なお、上記のように構成されたスラリー供給部１５によりスラリーを浸透してなる多孔質シート体Ｓは乾燥炉１６に搬送され、乾燥工程を受けた後で巻き取りローラー１２に巻き取られる。

以上のように、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、大気圧よりも高い圧力状態を有する液密領域ＬＲ１、ＬＲ２をそれぞれ多孔質シート体Ｓの表面Ｓ１および裏面Ｓ２に接触させることで、多孔質シート体Ｓの内部に存在する空気を押し出しながらスラリーを液密領域ＬＲ１、ＬＲ２から多孔質シート体Ｓに効率的に浸透させることができる。その結果、多孔質シート体Ｓに大量の活物質を充填させることが可能となっている。

また、第２実施形態では、図３に示すように、対向面２１１、２２１に傾斜領域２１１ｂ、２２１ｂを設けることで液密領域ＬＲ１、ＬＲ２は搬送方向ＡＤの下流側に向けて先細り状となっているため、多孔質シート体Ｓの搬送方向ＡＤへの搬送に伴って多孔質シート体Ｓに引き込まれるスラリーがノズルブロック２１、２２の出口部分（空間ＳＰ１、ＳＰ２の先細り部分）で密集して多孔質シート体Ｓにスラリーを押し込む方向に作用する。このため、第１実施形態よりもさらに効率的にスラリーを多孔質シート体Ｓの内部に浸透させることができ、活物質の充填量を増大させることができる。

上記したように、第１実施形態および第２実施形態では、乾燥炉１６が本発明の「乾燥部」の一例に相当している。また、多孔質シート体Ｓの上方側および下方側がそれぞれ本発明の「多孔質シート体の一方主面側」および「多孔質シート体の他方主面側」に相当している。さらに、本発明の「多孔質シート体の主面」の一例に相当している。巻き取りローラー１２および搬送駆動機構１４が本発明の「シート搬送部」として機能している。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、多孔質シート体Ｓを挟んで２つのノズルブロックを同一位置に配置しているが、いずれか一方にのみノズルブロックを配置してもよい。この場合、多孔質シート体Ｓを挟んで当該ノズルブロックの反対側にバックアップ部材を設けるのが望ましい。

また、上記実施形態では、スラリー供給部１５および乾燥炉１６を固定配置するとともに多孔質シート体Ｓを連続的に搬送しているが、多孔質シート体Ｓの搬送態様はこれに限定されるものではない。また、多孔質シート体Ｓを搬送する代わりにスラリー供給部１５および乾燥炉１６を移動させるように構成してもよい。

この発明は、集電体となる多孔質シート体に活物質が充填された構造を有する電池用電極を製造する製造技術全般に適用することができる。

１…電極製造装置
１２…巻き取りローラー（シート搬送部）
１４…搬送駆動機構（シート搬送部）
１５…スラリー供給部
１６…乾燥炉（乾燥部）
１７、１８、２１、２２…ノズルブロック
１７１、１８１、２１４、２２４…ノズル
１７４、１８４、２１１、２２１…対向面
１７５、１８５、２１２、２２２…吐出口
２１１ｂ、２２１ｂ…傾斜領域
ＡＤ…搬送方向
ＬＲ１，ＬＲ２…液密領域
ＳＰ１，ＳＰ２…空間
ＳＲ…浸透領域
Ｓ…多孔質シート体
Ｓ１…（多孔質シート体の）表面
Ｓ２…（多孔質シート体の）裏面

Claims (7)

1. 集電体となる多孔質シート体に活物質が充填された電池用電極の製造装置であって、
   前記多孔質シート体の主面に近接して配置されるノズルブロックを有し、前記多孔質シート体の前記主面と前記ノズルブロックとの間に形成される空間に前記活物質を含むスラリーを圧送することで大気圧よりも高い圧力状態の液密領域を形成し、前記液密領域から前記多孔質シート体の内部に前記スラリーを浸透させるスラリー供給部と、
   前記スラリーが浸透した浸透領域を有する多孔質シート体を加熱して前記スラリーを乾燥させる乾燥部と
   を備えることを特徴とする電池用電極の製造装置。
2. 請求項１に記載の電池用電極の製造装置であって、
   前記ノズルブロックは、前記多孔質シート体の前記主面に対向して前記空間を形成する対向面と、前記対向面に接続された吐出口から前記スラリーを前記空間に向けて吐出するノズルとを有する電池用電極の製造装置。
3. 請求項１または２に記載の電池用電極の製造装置であって、
   前記ノズルブロックに対して前記多孔質シート体を相対的に搬送して前記浸透領域を、前記多孔質シート体が相対的に搬送される搬送方向に広げるシート搬送部を備える電池用電極の製造装置。
4. 請求項２または３に記載の電池用電極の製造装置であって、
   前記対向面は前記多孔質シート体の前記主面と平行に設けられている電池用電極の製造装置。
5. 請求項３に記載の電池用電極の製造装置であって、
   前記対向面は、前記搬送方向の下流側に進むにしたがって前記多孔質シート体の前記主面に近接する傾斜領域を有する電池用電極の製造装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載の電池用電極の製造装置であって、
   前記スラリー供給部では、２つの前記ノズルブロックが前記多孔質シート体を挟んで前記多孔質シート体の一方主面側および他方主面側に互いに対向して設けられている電池用電極の製造装置。
7. 集電体となる多孔質シート体の主面がノズルブロックに近接して当該主面と前記ノズルブロックとの間に形成される空間に活物質を含むスラリーを圧送することで大気圧よりも高い圧力状態の液密領域を形成し、前記液密領域から前記多孔質シート体の内部に前記スラリーを浸透させる供給工程と、
   前記供給工程を受けた前記多孔質シート体を加熱して前記スラリーを乾燥させる乾燥工程と
   を備えることを特徴とする電池用電極の製造方法。

Images