JP2018160338A - 電池製造用装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第一実施形態に係る電池製造用装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。図2に示すように、本実施形態に係る電池製造用装置10は、ロールツーロール方式を採用したものである。同図に示すように、電池製造用装置10は、主たる構成要素として、ロールツーロールにおける巻き解き装置11及び巻き取り装置12と、インクジェット塗布装置13と、紫外線照射装置14とを備える。
ボックス24の上壁部24cには、横方向に搬送されている長尺基材16の塗布後部分23の上面に紫外線を照射する紫外線照射手段25と、その搬送方向後側に位置し且つ内部空間の酸素濃度を検出する濃度検出センサ26とが設置されている。なお、紫外線照射手段25の具体的構成は特に限定されないが、本実施形態では、LEDを用いた紫外線照射ユニット(以下、LED−UVという)が使用されている。さらに、ボックス24には、内部空間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段27が取り付けられており、この不活性ガス供給手段27は、ボックス24の内部空間における長尺基材16(塗布後部分23)の上側空間および下側空間にそれぞれ複数配置された供給パイプ28を有している。これらの供給パイプ28は、長尺基材16の長手方向と直交する方向に延び且つ同方向に複数形成された供給孔から、紫外線の照射部側に向かう斜め方向もしくは長尺基材16に対して垂直な方向に窒素を吹き出すように構成されている。なお、ボックス24の外部における入口24aの近傍にも、供給パイプ29が配設され、この供給パイプ29の複数の供給孔からも、入口24a側に向かう斜め方向もしくは長尺基材16に対して垂直な方向に不活性ガスを吹き出すように構成されている。なお、本実施形態では、不活性ガスとして窒素が使用されるが、アルゴン等の他の不活性ガスを使用してもよい。また、ボックス24は、条件によって、底壁部24dが無くても長尺基材16そのものが底壁部24dと同じ役割をすることが可能であれば、底壁部24dは無くてもよい。さらに、複数配置された供給パイプ28、29は、処理条件に応じて不活性ガスを供給する箇所や量を調整することが望ましい。
図16は、本発明の第二実施形態に係る電池製造用装置60を例示している。この第二実施形態に係る電池製造用装置60は、主たる構成要素として、ロールツーロールにおける巻き解き装置61と巻き取り装置62との間に、第一インクジェット塗布装置63と、熱乾燥装置64と、第二インクジェット塗布装置65と、紫外線照射装置66とを、横方向への搬送方向の後側から順に備えたものでる。
図20は、本発明の第三実施形態に係る電池製造用装置80の概略平面図であって、この第三実施形態に係る電池製造用装置80は、枚葉式(一枚ずつ処理する方式)を採用したものである。同図に示すように、ロボットハンド81を有するロボット82の周囲には、積み重ねられた処理前のシート(基板)83を一枚ずつ取り出すための取り出し部84と、取り出されたシートの負極活物質層2上に有機固体電解質層の形成材料である液状材料を塗布するインクジェット塗布部85と、シート83上の当該液状材料を硬化させる紫外線照射部86と、これらの処理を終えたシート83を積み重ねて収納する収納部87とを有する。ロボットハンド81は、回転動、上下動、及び屈曲伸張動などが可能であって、その先端部には、図21に示すように、シート83を吸着保持するための複数個(図例では4個)の吸着パッド88が装着されている。従って、図20に示すように、ロボットハンド81は、取り出し部84と、インクジェット塗布部85と、紫外線照射部86と、収納部87とに対して、シート83を水平姿勢で吸着保持して搬出・搬入することが可能である。なお、処理前のシート83上には、負極集電体1と負極活物質層2とが形成されている。そして、ロボットハンド81の吸着パッド88は、これらの層1、2と干渉しないようにしてシート83を吸着保持するようになっている。
2 負極活物質層
4 正極集電体
5 正極活物質層
7 有機固体電解質層
10 電池製造用装置
13 塗布装置(インクジェット塗布装置)
14 紫外線照射装置
15 長尺フィルム
16 長尺基材(被塗布物)
17 基材ロール
18 積層部形成物
20 インクジェットヘッド
22 ノズル(ノズル穴)
23 塗布後部分
24 ボックス
24a 入口
24b 出口
25 紫外線照射手段 (LED−UV)
26 濃度検出センサ
27 不活性ガス供給手段
28 供給パイプ
29 供給パイプ
50 ローラ
50a 特定のローラ
52 マーク
52a マーク
52b マーク
53 マークセンサ
56 エンコーダ
60 電池製造用装置
63 第一インクジェット塗布装置
65 第二インクジェット塗布装置
66 紫外線照射装置
67 基材ロール
68 長尺フィルム
69 長尺基材
70 積層部形成物
80 電池製造用装置
H1 高低差
H2 高低差
Claims (12)
- 正極または負極の集電体と、該集電体上に形成された正極または負極の活物質層とを有する被塗布物上に、固体電解質層を形成するように構成した電池製造用装置であって、
有機電解質原料を含む液状材料を、紫外線硬化性の液状材料とすると共に、
前記液状材料を前記被塗布物の活物質層上に塗布する複数のノズルが配設されたインクジェットヘッドを有する塗布装置と、
前記液状材料を塗布した後の被塗布物の塗布後部分が搬入及び搬出される内部空間を有するボックスと、
前記ボックスの内部空間で前記被塗布物の塗布後部分の液状材料に紫外線を照射する紫外線照射手段と、
前記ボックスの内部空間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段とを備え、
前記不活性ガス供給手段によって前記ボックスの内部空間の酸素濃度を低減させた状態で前記紫外線照射手段が前記液状材料を硬化させることで、前記活物質層上に有機固体電解質層を形成するように構成したことを特徴とする電池製造用装置。 - 前記ボックスの内部空間の酸素濃度を検出する濃度検出センサを備え、該濃度検出センサの検出値に基づいて前記ボックスの内部空間の酸素濃度を管理するように構成したことを特徴とする請求項1に記載の電池製造用装置。
- 前記紫外線照射手段が、LEDを用いた紫外線照射ユニットであることを特徴とする請求項1または2に記載の電池製造用装置。
- 長尺フィルム上に前記集電体が形成された可撓性を有する長尺基材をロール状に巻回した基材ロールから、該長尺基材を巻き解いて横方向に搬送している途中で、該長尺基材の集電体上に活物質層を形成することで、前記被塗布物を製作すると共に、前記塗布装置によって前記被塗布物の前記活物質層上に前記液状材料を塗布し、該液状材料を塗布した後の被塗布物の塗布後部分を前記ボックスの内部空間に搬入及び搬出することで、前記活物質層上に有機固体電解質層を形成し、前記長尺フィルム上に前記集電体と前記活物質層と前記有機固体電解質層とを有する積層部が形成された積層部形成物をロール状に巻き取るように構成したことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の電池製造用装置。
- 長尺フィルム上に前記集電体と前記活物質層とが形成された可撓性を有する長尺基材を前記被塗布物として、該被塗布物をロール状に巻回した基材ロールから、前記被塗布物を巻き解いて横方向に搬送している途中で、前記塗布装置によって前記被塗布物の前記活物質層上に前記液状材料を塗布し、該液状材料を塗布した後の被塗布物の塗布後部分を前記ボックスの内部空間に搬入及び搬出することで、前記活物質層上に有機固体電解質層を形成し、前記長尺フィルム上に前記集電体と前記活物質層と前記有機固体電解質層とを有する積層部が形成された積層部形成物をロール状に巻き取るように構成したことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の電池製造用装置。
- 前記長尺フィルム上に、前記集電体と前記活物質層と前記有機固体電解質層とを有する積層部が、該長尺フィルムの長手方向に間欠的に形成されるように構成したことを特徴とする請求項4または5に記載の電池製造用装置。
- 前記長尺フィルム上に、前記集電体が長手方向に連続して形成され、この集電体上に、前記活物質層と前記有機固体電解質層とを有する部分積層部が、前記集電体の長手方向に間欠的に形成されるように構成したことを特徴とする請求項4または5に記載の電池製造用装置。
- 前記長尺基材は、該長尺基材の下方に配置された複数のローラによって横方向に搬送されており、前記複数のローラのうちの特定のローラが、前記塗布装置におけるインクジェットヘッドのノズル穴の下方に位置し、前記特定のローラは、前記複数のローラのうちのノズル穴の下方に位置していない他のローラよりも高い位置に配置されていることを特徴とする請求項4〜7の何れかに記載の電池製造用装置。
- 前記特定のローラと前記他のローラとの高低差が、1〜5mmであることを特徴とする請求項8に記載の電池製造用装置。
- 前記長尺基材における前記特定のローラとの接触部位の上面位置と、前記ノズル穴の位置との高低差が、0.5〜5.0mmであることを特徴とする請求項8または9に記載の電池製造用装置。
- 請求項6または7に記載の電池製造用装置において、
前記長尺フィルムの長手方向に一定間隔で複数のマークが付され、前記長尺基材が横方向に搬送されている間にそれらのマークを検出するマークセンサが定置設置されると共に、横方向に搬送される該長尺基材の搬送距離を検出する距離検出手段が配設され、
前記距離検出手段の検出値に基づいて前記塗布装置による液状材料の塗布開始位置及び塗布終了位置を決める制御が行われ、
前記マークセンサが前記複数のマークのうちの相互に一定距離を隔てた所定数のマークを検出する毎に、前記距離検出手段の検出値をリセットすることを特徴とする電池製造用装置。 - 前記距離検出手段が、エンコーダであることを特徴とする請求項11に記載の電池製造用装置。
Priority Applications (4)
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