JP2023003068A - Battery electrode manufacturing device and method for manufacturing battery electrode - Google Patents

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英明 堀江
Hideaki Horie
健一郎 榎
Kenichiro Enoki
勇輔 中嶋
Yusuke Nakajima
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Sanyo Chemical Industries Ltd
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Abstract

To provide a battery electrode manufacturing device and a method for manufacturing a battery electrode that can increase the efficiency of manufacturing a battery electrode and the quality of a battery electrode.SOLUTION: The battery electrode manufacturing device includes: a separator supply unit for supplying a separator to an active material laminated on a band-like collector to be carried in a chamber with reduced pressure lower than the atmospheric pressure in the inside; and a compression unit for compressing the active material supplied to the band-like collector, through the separator.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a battery electrode manufacturing apparatus and a battery electrode manufacturing method.

リチウムイオン電池は高容量の二次電池であり、近年様々な用途で使用されている。例えば、リチウムイオン電池は、集電体層、活物質層及びセパレータを積層した単セルを複数用いて構成される。このような単セルは、例えば特許文献1及び特許文献2に記載されているように、枚葉に製造することができる。具体的には、特許文献2に記載のように、集電体や活物質、セパレータを積層し、面プレスすることで、単セルにおける電池用電極を個別に製造することができる。但し、このような枚葉の手法は一般に時間がかかり、製造効率として高いとは言えない。 Lithium ion batteries are high-capacity secondary batteries and have been used in various applications in recent years. For example, a lithium ion battery is constructed by using a plurality of single cells in which current collector layers, active material layers and separators are laminated. Such single cells can be manufactured in single wafers, as described, for example, in US Pat. Specifically, as described in Patent Literature 2, a current collector, an active material, and a separator are laminated and surface-pressed to individually manufacture battery electrodes in a single cell. However, such a single-wafer method generally takes time and cannot be said to be highly efficient in terms of manufacturing efficiency.

製造効率向上の観点から、電池用電極の製造を連続的に行なうことが考えられる。例えば、シート状の集電体に対して活物質を連続的に供給し、これらを連続的にロールプレスすることで、電池用電極の活物質層を効率的に形成することが考えられる。 From the viewpoint of improving production efficiency, it is conceivable to continuously produce battery electrodes. For example, it is conceivable to efficiently form an active material layer of a battery electrode by continuously supplying an active material to a sheet-like current collector and continuously roll-pressing them.

特許第6633866号公報Japanese Patent No. 6633866 特開2019-186003号公報JP 2019-186003 A

ロールプレスによって活物質を圧縮する場合、ロールプレス用のローラの表面に活物質が付着してしまう場合がある。圧縮時にローラ表面に活物質が付着するとすれば、形成される活物質層の表面が不均一になったり、電池用電極における活物質の量が不安定になったりすることが懸念される。本発明は、電池用電極の製造効率及び品質を向上させることができる電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法を提供することを目的とする。 When compressing the active material by roll pressing, the active material may adhere to the surface of the roller for roll pressing. If the active material adheres to the roller surface during compression, there is concern that the surface of the formed active material layer may become uneven, or the amount of active material in the battery electrode may become unstable. An object of the present invention is to provide a battery electrode manufacturing apparatus and a battery electrode manufacturing method capable of improving the manufacturing efficiency and quality of battery electrodes.

本発明は、帯状の集電体に対して積層された活物質であって、内部が大気圧よりも減圧されたチャンバ内で搬送方向に搬送される活物質に対して、セパレータを供給するセパレータ供給部と、前記帯状の集電体に供給された活物質を、前記セパレータを介して圧縮する圧縮部とを備える、電池用電極製造装置である。 The present invention is a separator that is an active material laminated on a strip-shaped current collector and that supplies a separator to the active material that is transported in the transport direction in a chamber whose interior is evacuated below atmospheric pressure. The battery electrode manufacturing apparatus includes a supply unit and a compression unit that compresses the active material supplied to the strip-shaped current collector through the separator.

本発明の電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法によれば、電池用電極の製造効率及び品質を向上させることができる。 According to the battery electrode manufacturing apparatus and the battery electrode manufacturing method of the present invention, it is possible to improve the manufacturing efficiency and quality of the battery electrode.

図1は、第1実施形態の電池用電極製造装置を用いて製造される電池の単セルの断面模式図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a single cell of a battery manufactured using the battery electrode manufacturing apparatus of the first embodiment. 図2は、同電池用電極製造装置の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the same battery electrode manufacturing apparatus. 図3は、同電池用電極製造装置の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the same battery electrode manufacturing apparatus. 図4は、第2実施形態の電池用電極製造装置の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the battery electrode manufacturing apparatus of the second embodiment. 図5は、第2実施形態の電解液を染み込ませたセパレータを示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a separator impregnated with the electrolytic solution of the second embodiment.

(第1実施形態)
以下、図面を参照して、本発明を適用した第1実施形態について説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴部分を強調する目的で、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、同様の目的で、一部を省略して図示している場合がある。
(First embodiment)
A first embodiment to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. In addition, in the drawings used in the following explanations, characteristic parts may be enlarged for the sake of convenience for the purpose of emphasizing the characteristic parts, and the dimensional ratios, etc. of each component may not necessarily be the same as the actual ones. Absent. Also, for the same purpose, some parts may be omitted from the drawings.

<組電池(二次電池)>
実施形態の電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法は、例えば、リチウムイオン電池の製造に適用される。リチウムイオン電池は、複数のリチウムイオン単電池(単セル又は電池セルとも記載する)を組み合わせてモジュール化した組電池、或いは、このような組電池を複数組み合わせて電圧及び容量を調整した電池パックの形態で使用される。
<Assembled battery (secondary battery)>
The battery electrode manufacturing apparatus and the battery electrode manufacturing method of the embodiments are applied, for example, to the manufacture of lithium ion batteries. Lithium ion batteries are assembled batteries that are modularized by combining a plurality of lithium ion single cells (also referred to as single cells or battery cells), or battery packs that are made by combining multiple such assembled batteries and adjusting the voltage and capacity. used in the form.

<単セル(電池セル)>
図1は、単セル10の断面模式図である。単セル10を複数組み合わせることで上記の組電池を作製することが可能である。例えば、単セル10は、2つの電極(電池用電極)としての正極20a及び負極20bと、セパレータ30とを有する。
<Single cell (battery cell)>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a single cell 10. FIG. By combining a plurality of unit cells 10, the above assembled battery can be produced. For example, the single cell 10 has a positive electrode 20 a and a negative electrode 20 b as two electrodes (battery electrodes) and a separator 30 .

セパレータ30は、正極20aと負極20bとの間に配置される。組電池において、複数の単セル10は、正極20aと負極20bとを同方向に向けて積層される。 The separator 30 is arranged between the positive electrode 20a and the negative electrode 20b. In the assembled battery, the plurality of unit cells 10 are stacked with the positive electrode 20a and the negative electrode 20b directed in the same direction.

セパレータ30には、電解質が保持される。これにより、セパレータ30は、電解質層として機能する。セパレータ30は、正極20a及び負極20bの電極活物質層22の間に配置され、これらが互いに接触することを抑制する。これにより、セパレータ30は、正極20aと負極20bとの間の隔壁として機能する。 The separator 30 holds an electrolyte. Thereby, the separator 30 functions as an electrolyte layer. The separator 30 is arranged between the electrode active material layers 22 of the positive electrode 20a and the negative electrode 20b to prevent them from coming into contact with each other. Thereby, the separator 30 functions as a partition wall between the positive electrode 20a and the negative electrode 20b.

セパレータ30に保持される電解質としては、例えば、電解液またはゲルポリマー電解質などが挙げられる。これらの電解質を用いることで、高いリチウムイオン伝導性が確保される。セパレータの形態としては、例えば、上記電解質を吸収保持するポリマーや繊維からなる多孔性シートのセパレータや不織布セパレータなどを挙げることができる。 The electrolyte retained in the separator 30 includes, for example, an electrolytic solution or a gel polymer electrolyte. High lithium ion conductivity is ensured by using these electrolytes. Examples of the form of the separator include porous sheet separators and non-woven fabric separators made of a polymer or fiber that absorbs and retains the electrolyte.

正極20a及び負極20bは、それぞれ、集電体21と、電極活物質層22と、枠体35とを有する。電極活物質層22と集電体21とは、セパレータ30側からこの順に並ぶ。枠体35は、額縁状(環状)である。枠体35は、電極活物質層22の周囲を囲む。正極20aの枠体35と負極20bの枠体35とは、互いに溶着され一体化されている。以下の説明において、正極20a及び負極20bの電極活物質層22を互いに区別する場合、これらをそれぞれ正極活物質層22a、負極活物質層22bと呼ぶ。 The positive electrode 20 a and the negative electrode 20 b each have a current collector 21 , an electrode active material layer 22 and a frame 35 . The electrode active material layer 22 and the current collector 21 are arranged in this order from the separator 30 side. The frame 35 is frame-shaped (annular). The frame 35 surrounds the electrode active material layer 22 . The frame 35 of the positive electrode 20a and the frame 35 of the negative electrode 20b are welded together and integrated. In the following description, when distinguishing between the electrode active material layers 22 of the positive electrode 20a and the negative electrode 20b, they are referred to as a positive electrode active material layer 22a and a negative electrode active material layer 22b, respectively.

<正極集電体の具体例>
正極集電体層21aを構成する正極集電体としては、公知のリチウムイオン単電池に用いられる集電体を用いることができ、例えば、公知の金属集電体及び導電材料と樹脂とから構成されてなる樹脂集電体(特開2012-150905号公報及び国際公開第2015-005116号等に記載の樹脂集電体等)を用いることができる。正極集電体層21aを構成する正極集電体は、電池特性等の観点から、樹脂集電体であることが好ましい。
<Specific example of positive electrode current collector>
As the positive electrode current collector that constitutes the positive electrode current collector layer 21a, a known current collector used in a lithium-ion single battery can be used. A resin current collector (such as the resin current collector described in JP-A-2012-150905 and International Publication No. 2015-005116) can be used. The positive electrode collector constituting the positive electrode collector layer 21a is preferably a resin collector from the viewpoint of battery characteristics and the like.

金属集電体としては、例えば、銅、アルミニウム、チタン、ニッケル、タンタル、ニオブ、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、タングステン、ビスマス、アンチモン及びこれらの金属を1種以上含む合金、並びに、ステンレス合金からなる群から選択される一種以上の金属材料が挙げられる。これらの金属材料は、薄板や金属箔等の形態で用いてもよい。また、上記金属材料以外で構成される基材表面にスパッタリング、電着、塗布等の方法により上記金属材料を形成したものを金属集電体として用いてもよい。 Metal current collectors include, for example, copper, aluminum, titanium, nickel, tantalum, niobium, hafnium, zirconium, zinc, tungsten, bismuth, antimony, alloys containing one or more of these metals, and the group consisting of stainless alloys. and one or more metal materials selected from These metal materials may be used in the form of thin plates, metal foils, or the like. Alternatively, a metal current collector formed by forming the above metal material on the surface of a base material other than the above metal material by sputtering, electrodeposition, coating, or the like may be used.

樹脂集電体としては、導電性フィラーとマトリックス樹脂とを含むことが好ましい。マトリックス樹脂としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリメチルペンテン(PMP)等が挙げられるが、特に限定されない。また、導電性フィラーは、導電性を有する材料から選択されれば特に限定されない。導電性フィラーは、その形状が繊維状である導電性繊維であってもよい。 The resin current collector preferably contains a conductive filler and a matrix resin. Examples of the matrix resin include polyethylene (PE), polypropylene (PP), polymethylpentene (PMP) and the like, but are not particularly limited. Also, the conductive filler is not particularly limited as long as it is selected from materials having conductivity. The conductive filler may be a conductive fiber having a fibrous shape.

樹脂集電体は、マトリックス樹脂及び導電性フィラーのほかに、その他の成分(分散剤、架橋促進剤、架橋剤、着色剤、紫外線吸収剤、可塑剤等)を含んでいてもよい。また、複数の樹脂集電体を積層して用いてもよく、樹脂集電体と金属箔とを積層して用いても良い。 The resin current collector may contain other components (dispersant, cross-linking accelerator, cross-linking agent, colorant, ultraviolet absorber, plasticizer, etc.) in addition to the matrix resin and the conductive filler. Also, a plurality of resin current collectors may be laminated and used, or a resin current collector and a metal foil may be laminated and used.

正極集電体層21aの厚さは、特に限定されないが、5~150μmであることが好ましい。複数の樹脂集電体を積層して正極集電体層21aとして用いる場合には、積層後の全体の厚さが5~150μmであることが好ましい。正極集電体層21aは、例えば、マトリックス樹脂、導電性フィラー及び必要により用いるフィラー用分散剤を溶融混練して得られる導電性樹脂組成物を公知の方法でフィルム状に成形することにより得ることができる。 Although the thickness of the positive electrode current collector layer 21a is not particularly limited, it is preferably 5 to 150 μm. When a plurality of resin current collectors are laminated and used as the positive electrode current collector layer 21a, the total thickness after lamination is preferably 5 to 150 μm. The positive electrode current collector layer 21a can be obtained, for example, by molding a conductive resin composition obtained by melt-kneading a matrix resin, a conductive filler, and a dispersing agent for a filler used if necessary into a film by a known method. can be done.

<正極活物質の具体例>
正極活物質層22aは、正極活物質を含む混合物の非結着体であることが好ましい。ここで、非結着体とは、正極活物質層中において正極活物質の位置が固定されておらず、正極活物質同士及び正極活物質同士及び正極活物質と集電体とが不可逆的に固定されていないことを意味する。正極活物質層22aが非結着体である場合、正極活物質同士は不可逆的に固定されていないため、正極活物質同士の界面を機械的に破壊することなく分離することができ、正極活物質層22aに応力がかかった場合でも正極活物質が移動することで正極活物質層22aの破壊を防止することができ好ましい。非結着体である正極活物質層22aは、正極活物質層22aを、正極活物質と電解液とを含みかつ結着剤を含まない正極活物質層22aにする等の方法で得ることができる。なお、本明細書において、結着剤とは、正極活物質同士及び正極活物質と集電体とを可逆的に固定することができない薬剤を意味し、デンプン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフルオロエチレン、スチレン-ブタジエンゴム、ポリエチレン及びポリプロピレン等の公知の溶剤乾燥型のリチウムイオン電池用結着剤等が挙げられる。これらの結着剤は、溶剤に溶解又は分散して用いられ、溶剤を揮発、留去することで表面が粘着性を示すことなく固体化するので正極活物質同士及び正極活物質と集電体とを可逆的に固定することができない。
<Specific example of positive electrode active material>
The positive electrode active material layer 22a is preferably a non-bound mixture containing a positive electrode active material. Here, the non-bound body means that the position of the positive electrode active material is not fixed in the positive electrode active material layer, and the positive electrode active materials and the positive electrode active materials and the positive electrode active material and the current collector are irreversibly means not fixed. When the positive electrode active material layer 22a is a non-bound body, the positive electrode active materials are not irreversibly fixed to each other. Even when stress is applied to the material layer 22a, the positive electrode active material moves, which is preferable because the destruction of the positive electrode active material layer 22a can be prevented. The positive electrode active material layer 22a, which is a non-binder, can be obtained by a method such as changing the positive electrode active material layer 22a into a positive electrode active material layer 22a containing a positive electrode active material and an electrolytic solution but not containing a binder. can. In this specification, the binder means an agent that cannot reversibly fix the positive electrode active materials together and the positive electrode active material and the current collector, and includes starch, polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxyl Known solvent-drying type binders for lithium ion batteries such as methylcellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, styrene-butadiene rubber, polyethylene and polypropylene can be used. These binders are used by dissolving or dispersing them in a solvent, and by volatilizing and distilling off the solvent, the surface solidifies without exhibiting stickiness. cannot be reversibly fixed.

正極活物質としては、例えば、リチウムと遷移金属との複合酸化物、遷移金属元素が2種である複合酸化物、金属元素が3種類以上である複合酸化物等が挙げられるが、特に限定されない。 Examples of the positive electrode active material include, but are not particularly limited to, a composite oxide of lithium and a transition metal, a composite oxide containing two transition metal elements, and a composite oxide containing three or more metal elements. .

正極活物質は、その表面の少なくとも一部が高分子化合物を含む被覆材により被覆された被覆正極活物質であってもよい。正極活物質の周囲が被覆材で被覆されていると、正極の体積変化が緩和され、正極の膨張を抑制することができる。 The positive electrode active material may be a coated positive electrode active material in which at least part of the surface is coated with a coating material containing a polymer compound. When the positive electrode active material is covered with the coating material, the volume change of the positive electrode is moderated, and the expansion of the positive electrode can be suppressed.

被覆材を構成する高分子化合物としては、特開2017-054703号公報及び国際公開第2015-005117号等に活物質被覆用樹脂として記載されたものを好適に用いることができる。 As the polymer compound constituting the coating material, those described as active material coating resins in JP-A-2017-054703 and WO-2015-005117 can be preferably used.

被覆材には、導電剤が含まれていてもよい。導電剤としては、正極集電体層21aに含まれる導電性フィラーと同様のものを好適に用いることができる。 The coating material may contain a conductive agent. As the conductive agent, the same conductive filler as contained in the positive electrode current collector layer 21a can be preferably used.

正極活物質層22aには、粘着性樹脂が含まれていてもよい。粘着性樹脂としては、例えば、特開2017-054703号公報に記載された非水系二次電池活物質被覆用樹脂に少量の有機溶剤を混合してそのガラス転移温度を室温以下に調節したもの、及び、特開平10-255805号公報に粘着剤として記載されたもの等を好適に用いることができる。なお、粘着性樹脂は、溶媒成分を揮発させて乾燥させても固体化せずに粘着性(水、溶剤、熱などを使用せずに僅かな圧力を加えることで接着する性質)を有する樹脂を意味する。一方、結着剤として用いられる溶液乾燥型の電極用バインダーは、溶媒成分を揮発させることで乾燥、固体化して活物質同士を強固に接着固定するものを意味する。したがって、上述した結着剤(溶液乾燥型の電極バインダー)と粘着性樹脂とは、異なる材料である。 The positive electrode active material layer 22a may contain an adhesive resin. As the adhesive resin, for example, a non-aqueous secondary battery active material coating resin described in JP-A-2017-054703 is mixed with a small amount of an organic solvent to adjust its glass transition temperature to room temperature or lower. Also, those described as adhesives in JP-A-10-255805 can be preferably used. In addition, adhesive resin is a resin that does not solidify even if the solvent component is volatilized and dried, and has adhesiveness (the property of adhering by applying a slight pressure without using water, solvent, heat, etc.) means On the other hand, a solution-drying type electrode binder used as a binder is one that dries and solidifies by volatilizing a solvent component, thereby firmly adhering and fixing active materials to each other. Therefore, the binder (solution-drying type electrode binder) and the adhesive resin described above are different materials.

正極活物質層22aには、電解質と非水溶媒を含む電解液が含まれていてもよい。電解質としては、公知の電解液に用いられているもの等が使用できる。非水溶媒としては、公知の電解液に用いられているもの(例えば、リン酸エステル、ニトリル化合物等及びこれらの混合物等)等が使用できる。例えば、エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)の混合液、又は、エチレンカーボネート(EC)とプロピレンカーボネート(PC)の混合液を用いることができる。 The positive electrode active material layer 22a may contain an electrolytic solution containing an electrolyte and a non-aqueous solvent. As the electrolyte, those used in known electrolytic solutions can be used. As the non-aqueous solvent, those used in known electrolytic solutions (eg, phosphate esters, nitrile compounds, mixtures thereof, etc.) can be used. For example, a mixture of ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (DMC) or a mixture of ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC) can be used.

正極活物質層22aには、導電助剤が含まれていてもよい。導電助剤としては、正極集電体層21aに含まれる導電性フィラーと同様の導電性材料を好適に用いることができる。 The positive electrode active material layer 22a may contain a conductive aid. As the conductive aid, a conductive material similar to the conductive filler contained in the positive electrode current collector layer 21a can be preferably used.

正極活物質層22aの厚さは、特に限定されるものではないが、電池性能の観点から、150~600μmであることが好ましく、200~450μmであることがより好ましい。 Although the thickness of the positive electrode active material layer 22a is not particularly limited, it is preferably 150 to 600 μm, more preferably 200 to 450 μm, from the viewpoint of battery performance.

<負極集電体の具体例>
負極集電体層21bを構成する負極集電体としては、正極集電体で記載した構成と同様のものを適宜選択して用いることができ、同様の方法により得ることができる。負極集電体層21bは、電池特性等の観点から、樹脂集電体であることが好ましい。負極集電体層21bの厚さは、特に限定されないが、5~150μmであることが好ましい。
<Specific example of negative electrode current collector>
As the negative electrode current collector constituting the negative electrode current collector layer 21b, the same one as the positive electrode current collector can be appropriately selected and used, and can be obtained by the same method. The negative electrode current collector layer 21b is preferably a resin current collector from the viewpoint of battery characteristics and the like. Although the thickness of the negative electrode current collector layer 21b is not particularly limited, it is preferably 5 to 150 μm.

<負極活物質の具体例>
負極活物質層22bは、負極活物質を含む混合物の非結着体であることが好ましい。負極活物質層が非結着体であることが好ましい理由、及び非結着体である負極活物質層22bを得る方法等は、正極活物質層22aが非結着体であることが好ましい理由、及び非結着体である正極活物質層22aを得る方法と同様である。
<Specific example of negative electrode active material>
The negative electrode active material layer 22b is preferably a non-bonded mixture containing a negative electrode active material. The reason why the negative electrode active material layer is preferably a non-binder and the reason why the positive electrode active material layer 22a is preferably a non-binder is the method for obtaining the negative electrode active material layer 22b which is a non-binder. , and the method for obtaining the positive electrode active material layer 22a which is a non-binder.

負極活物質としては、例えば、炭素系材料、珪素系材料及びこれらの混合物などを用いることができるが、特に限定されない。 As the negative electrode active material, for example, a carbon-based material, a silicon-based material, a mixture thereof, or the like can be used, but the material is not particularly limited.

負極活物質は、その表面の少なくとも一部が高分子化合物を含む被覆材により被覆された被覆負極活物質であってもよい。負極活物質の周囲が被覆材で被覆されていると、負極の体積変化が緩和され、負極の膨張を抑制することができる。 The negative electrode active material may be a coated negative electrode active material in which at least part of the surface is coated with a coating material containing a polymer compound. When the periphery of the negative electrode active material is covered with the coating material, the volume change of the negative electrode is moderated, and the expansion of the negative electrode can be suppressed.

被覆材としては、被覆正極活物質を構成する被覆材と同様のものを好適に用いることができる。 As the coating material, the same coating material as that constituting the coated positive electrode active material can be suitably used.

負極活物質層22bは、電解質と非水溶媒を含む電解液を含有する。電解液の組成は、正極活物質層22aに含まれる電解液と同様の電解液を好適に用いることができる。 The negative electrode active material layer 22b contains an electrolytic solution containing an electrolyte and a non-aqueous solvent. As for the composition of the electrolytic solution, an electrolytic solution similar to the electrolytic solution contained in the positive electrode active material layer 22a can be suitably used.

負極活物質層22bには、導電助剤が含まれていてもよい。導電助剤としては、正極活物質層22aに含まれる導電性フィラーと同様の導電性材料を好適に用いることができる。 The negative electrode active material layer 22b may contain a conductive aid. As the conductive aid, a conductive material similar to the conductive filler contained in the positive electrode active material layer 22a can be preferably used.

負極活物質層22bには、粘着性樹脂が含まれていてもよい。粘着性樹脂としては、正極活物質層22aの任意成分である粘着性樹脂と同様のものを好適に用いることができる。 The negative electrode active material layer 22b may contain an adhesive resin. As the adhesive resin, the same adhesive resin as an optional component of the positive electrode active material layer 22a can be preferably used.

負極活物質層22bの厚さは、特に限定されるものではないが、電池性能の観点から、150~600μmであることが好ましく、200~450μmであることがより好ましい。 Although the thickness of the negative electrode active material layer 22b is not particularly limited, it is preferably 150 to 600 μm, more preferably 200 to 450 μm, from the viewpoint of battery performance.

<セパレータの具体例>
セパレータ30に保持される電解質としては、例えば、電解液又はゲルポリマー電解質などが挙げられる。セパレータ30は、これらの電解質を用いることで、高いリチウムイオン伝導性が確保される。セパレータ30の形態としては、例えば、ポリエチレン又はポリプロピレン製の多孔性フィルム等が挙げられるが、特に限定されない。
<Specific example of separator>
The electrolyte retained in the separator 30 includes, for example, an electrolytic solution or a gel polymer electrolyte. By using these electrolytes, the separator 30 ensures high lithium ion conductivity. Examples of the form of the separator 30 include, but are not particularly limited to, polyethylene or polypropylene porous films.

<枠体の具体例>
枠体35としては、電解液に対して耐久性のある材料であれば特に限定されないが、例えば、高分子材料が好ましく、熱硬化性高分子材料がより好ましい。枠体35を構成する材料としては、絶縁性、シール性(液密性)、電池動作温度下での耐熱性等を有するものであればよく、樹脂材料が好適に採用される。より具体的には、枠体35としては、例えば、エポキシ系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂及びポリフッ化ビニリデン樹脂等が挙げられ、耐久性が高く取り扱いが容易であることからエポキシ系樹脂が好ましい。
<Specific example of frame>
The material for the frame 35 is not particularly limited as long as it is a material that is durable against the electrolytic solution. For example, a polymer material is preferable, and a thermosetting polymer material is more preferable. As a material for forming the frame 35, any material having insulating properties, sealing properties (liquid-tightness), heat resistance under the battery operating temperature, and the like may be used, and a resin material is preferably employed. More specifically, examples of the frame 35 include epoxy-based resins, polyolefin-based resins, polyurethane-based resins, and polyvinylidene fluoride resins. preferable.

<製造装置及び電池用電極の製造方法>
次に、本実施形態の製造装置及び電池用電極の製造方法(以下、製造方法と略して呼ぶ)について説明する。例えば、電池製造装置及び製造方法では、まず正極20a及び負極20bが製造される。正極20aの製造方法と負極20bの製造方法とは、主に電極活物質層22に含まれる電極活物質が異なる。ここでは、電極20の製造方法として、正極20a及び負極20bの製造方法をまとめて説明する。
<Manufacturing apparatus and method for manufacturing battery electrode>
Next, a manufacturing apparatus and a method for manufacturing a battery electrode (hereinafter abbreviated as a manufacturing method) of this embodiment will be described. For example, in the battery manufacturing apparatus and manufacturing method, the positive electrode 20a and the negative electrode 20b are first manufactured. The method of manufacturing the positive electrode 20 a and the method of manufacturing the negative electrode 20 b mainly differ in the electrode active material contained in the electrode active material layer 22 . Here, as a method for manufacturing the electrode 20, a method for manufacturing the positive electrode 20a and the negative electrode 20b will be collectively described.

図2は、製造装置1000の概略図である。例えば、製造装置1000は、チャンバ100、枠体供給装置200、活物質供給装置300、セパレータ供給装置400、ローラ500及びセパレータ回収装置600を含む。セパレータ供給装置は、セパレータ供給部の一例である。ローラ500は、圧縮部の一例である。 FIG. 2 is a schematic diagram of the manufacturing apparatus 1000. As shown in FIG. For example, the manufacturing apparatus 1000 includes a chamber 100 , a frame supply device 200 , an active material supply device 300 , a separator supply device 400 , rollers 500 and a separator collection device 600 . A separator feeder is an example of a separator feeder. Roller 500 is an example of a compression section.

チャンバ100は、内部を大気圧よりも減圧された状態に保持できる部屋である。チャンバ100の内部は、図示しない減圧ポンプにより大気圧よりも減圧される。なお、標準大気圧は、約1013hPa(約10Pa)である。 The chamber 100 is a room whose interior can be kept under a pressure lower than the atmospheric pressure. The pressure inside the chamber 100 is reduced below atmospheric pressure by a decompression pump (not shown). The standard atmospheric pressure is approximately 1013 hPa (approximately 10 5 Pa).

例えば、チャンバ100の外部に集電体ロール21Rが配置され、集電体ロール21Rから引き出された帯状の集電体21Bが、スリットを通してチャンバ100の内部に搬送される。なお、集電体21Bは、前記集電体21が所定の形状に切り出される前のものである。集電体21Bは、搬送方向Dに沿って搬送される。例えば、集電体21Bは、ベルトコンベア等の搬送装置によって、所定の速度で搬送される。以下では、集電体21Bが搬送される方向を下流側D1、その反対方向を上流側D2として説明する。なお、集電体ロール21Rが配置されるチャンバ100の外部空間は、常圧であってもよいし、チャンバ100と異なるチャンバによって減圧されていてもよい。 For example, a current collector roll 21R is arranged outside the chamber 100, and a strip-shaped current collector 21B pulled out from the current collector roll 21R is transported into the chamber 100 through a slit. The current collector 21B is the one before the current collector 21 is cut into a predetermined shape. The current collector 21B is transported along the transport direction D. As shown in FIG. For example, the current collector 21B is transported at a predetermined speed by a transport device such as a belt conveyor. Hereinafter, the direction in which the current collector 21B is conveyed will be described as the downstream side D1, and the opposite direction as the upstream side D2. The external space of the chamber 100 in which the current collector roll 21R is arranged may be at normal pressure, or may be decompressed by a chamber different from the chamber 100 .

枠体供給装置200は、搬送される集電体21Bに対して枠体35を供給する。なお、図2では枠体供給装置200がチャンバ100の内部に配置される場合を示すが、枠体供給装置200はチャンバ100の外部に配置されてもよい。例えば、枠体供給装置200は、ロボットアームを有し、事前に製造された枠体35を、搬送される集電体21B上の所定の位置に配置する。なお、枠体35を集電体21Bに配置した後、集電体21B及び枠体35を挟み込むように、ローラ500と異なるロールプレスで圧縮することとしてもよい。 The frame supply device 200 supplies the frame 35 to the conveyed current collector 21B. Although FIG. 2 shows the case where the frame supply device 200 is arranged inside the chamber 100 , the frame supply device 200 may be arranged outside the chamber 100 . For example, the frame supply device 200 has a robot arm, and places the pre-manufactured frame 35 at a predetermined position on the transported current collector 21B. After placing the frame 35 on the current collector 21B, the current collector 21B and the frame 35 may be compressed by a roll press different from the roller 500 so as to sandwich the current collector 21B and the frame 35 .

なお、枠体35を製造する方法については特に限定されるものではない。例えば、枠体35は、高分子材料等の所定の材料から成るシート乃至ブロックに対する切削加工によって、所定の形状に形成することができる。一例を挙げると、枠体35は、所定の材料から成る素材シートから打ち抜くことで得られる。 The method for manufacturing the frame 35 is not particularly limited. For example, the frame 35 can be formed into a predetermined shape by cutting a sheet or block made of a predetermined material such as a polymeric material. For example, the frame 35 is obtained by punching out a material sheet made of a predetermined material.

また、例えば、枠体35は、射出成形等の枠型を用いた手法によって、所定の形状に形成することができる。一例を挙げると、所定の形状の内部空間を有する金型が事前に作製され、当該金型に対する射出成形を行なうことにより、枠体35を所定の形状に形成することができる。 Further, for example, the frame body 35 can be formed into a predetermined shape by a method using a frame mold such as injection molding. For example, a mold having an internal space of a predetermined shape is prepared in advance, and the frame body 35 can be formed into a predetermined shape by performing injection molding on the mold.

また、例えば、枠体35は、基材上に所定の材料を吐出したり塗布したりすることで、所定の形状に形成することができる。一例を挙げると、枠体35は、ディスペンサーによって所定の形状に形成することができる。即ち、ディスペンサーによる制御の下、ノズルから基材に対して所定の材料を所定の量だけ吐出させることにより、枠体35を形成することができる。別の例を挙げると、スクリーン印刷機等のコーターによって、基材上に所定の材料を所定の形状に塗布することで、枠体35を形成することができる。 Further, for example, the frame body 35 can be formed into a predetermined shape by discharging or applying a predetermined material onto the base material. For example, the frame 35 can be formed into a predetermined shape by a dispenser. That is, the frame 35 can be formed by discharging a predetermined amount of a predetermined material from a nozzle onto the substrate under the control of the dispenser. To give another example, the frame 35 can be formed by applying a predetermined material in a predetermined shape onto the base material using a coater such as a screen printer.

より具体的には、枠体35は、ディスペンサーやコーター等によって、基材上に、所定の材料を所定の形状となるように吐出又は塗布し、乾燥後に基材から剥離させることで形成することができる。或いは、枠体35は、ディスペンサーやコーター等によって、基材上に、2液硬化樹脂やUV硬化用樹脂といった所定の材料を所定の形状となるように吐出又は塗布し、硬化後に基材から剥離させることで形成することができる。 More specifically, the frame body 35 can be formed by discharging or applying a predetermined material onto the base material in a predetermined shape using a dispenser, a coater, or the like, and peeling it off from the base material after drying. can be done. Alternatively, the frame body 35 is formed by discharging or applying a predetermined material such as a two-liquid curing resin or a UV curing resin onto the base material using a dispenser, a coater, or the like so as to form a predetermined shape, and peeling off from the base material after curing. It can be formed by letting

その他、枠体35は、種々の手法によって所定の形状に形成することが可能である。例えば、所定の形状となるように、所定の材料から成るシート乃至ブロックを組むことによって、枠体35を所定の形状に形成してもよい。また、例えば、所定の材料から成るシートを基材の長手方向に配置し、垂直方向に当該材料を吐出又は塗布することで、枠体35を所定の形状に形成してもよい。或いは、枠体35は、任意方式の3Dプリンタによって製造することもできる。 In addition, the frame body 35 can be formed into a predetermined shape by various methods. For example, the frame 35 may be formed into a predetermined shape by assembling sheets or blocks made of a predetermined material so as to have a predetermined shape. Alternatively, for example, the frame body 35 may be formed into a predetermined shape by arranging a sheet made of a predetermined material in the longitudinal direction of the base material and ejecting or applying the material in the vertical direction. Alternatively, the frame 35 can be manufactured by any type of 3D printer.

また、図2においては予め製造された枠体35を集電体21B上に置くものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、枠体35は、集電体21Bの上で製造されてもよい。一例を挙げると、集電体21Bを基材とし、ディスペンサーやコーター等によって集電体21B上に所定の材料を所定の形状に吐出又は塗布することで、集電体21B上に枠体35を形成することができる。 In addition, in FIG. 2, the prefabricated frame 35 is described as being placed on the current collector 21B, but the embodiment is not limited to this. For example, the frame 35 may be manufactured on the current collector 21B. As an example, the current collector 21B is used as a base material, and a predetermined material is discharged or applied in a predetermined shape onto the current collector 21B using a dispenser, a coater, or the like, thereby forming the frame 35 on the current collector 21B. can be formed.

活物質供給装置300は、図2に示す通り、チャンバ100内で搬送される集電体21B上に活物質22cを供給する。活物質22cは、電極活物質及び導電助剤を含む、複数の電極用造粒粒子のことを意味する。例えば、活物質供給装置300は、内部に活物質を保持するホッパと、当該ホッパの開口を開閉するシャッタとを備える。活物質供給装置300は、シャッタを開閉することにより、搬送される集電体21B上の搬送方向Dにおける所望の位置に、所望の量の活物質22cを供給することができる。 The active material supply device 300 supplies the active material 22c onto the current collector 21B transported within the chamber 100, as shown in FIG. The active material 22c means a plurality of electrode granulated particles containing an electrode active material and a conductive aid. For example, the active material supply device 300 includes a hopper that holds the active material inside and a shutter that opens and closes the opening of the hopper. The active material supply device 300 can supply a desired amount of the active material 22c to a desired position in the transport direction D on the transported current collector 21B by opening and closing the shutter.

図2に示す各工程の後、帯状の集電体21Bを所定単位ごとに分割することで、図1に示した集電体層21が形成される。活物質供給装置300は、分割される前の集電体層21(即ち、集電体21B)に対して活物質22cを供給することで、集電体層21と活物質22cとを含む部材が複数連なった部材シートを製造する。 After each step shown in FIG. 2, the current collector layer 21 shown in FIG. 1 is formed by dividing the strip-shaped current collector 21B into predetermined units. The active material supply device 300 supplies the active material 22c to the current collector layer 21 (that is, the current collector 21B) before being divided, thereby forming a member including the current collector layer 21 and the active material 22c. manufactures a member sheet in which a plurality of

セパレータ供給装置400は、当該部材シートに対して、セパレータ30を供給する。具体的には、セパレータ供給装置400は、集電体21Bに対して積層された活物質22c対して、セパレータ30を供給する。例えば、セパレータ供給装置400は、セパレータロール30Rと、当該セパレータロール30Rからセパレータシート30Bを引き出す駆動機構とから構成される。セパレータ供給装置400は、搬送方向Dに沿って所定速度で搬送される活物質22cに対して、セパレータシート30Bを同じ所定速度で搬送しながら重ね合わせる。より具体的には、セパレータ供給装置400は、搬送される部材シートの上方に位置するローラを駆動機構として備え、当該ローラにより、セパレータシート30Bを所定速度で搬送しながら部材シートに押し当てることで、活物質22cに対してセパレータ30を供給することができる。 The separator supply device 400 supplies the separator 30 to the member sheet. Specifically, the separator supply device 400 supplies the separator 30 to the active material 22c laminated on the current collector 21B. For example, the separator supply device 400 is composed of a separator roll 30R and a driving mechanism for pulling out the separator sheet 30B from the separator roll 30R. The separator supply device 400 superimposes the separator sheet 30B on the active material 22c conveyed at a predetermined speed along the conveying direction D while conveying the separator sheet 30B at the same predetermined speed. More specifically, the separator supply device 400 includes a roller as a driving mechanism positioned above the conveyed member sheet, and the roller presses the separator sheet 30B against the member sheet while conveying the separator sheet 30B at a predetermined speed. , the separator 30 can be supplied to the active material 22c.

ローラ500は、集電体21B上に供給された活物質22cを圧縮することで、図1に示した活物質層22を形成する。具体的には、ローラ500は、集電体層21とセパレータ30との間に活物質22cを挟んだ状態で部材シート及びセパレータ30を挟み込んで圧縮する。即ち、ローラ500は、活物質22cを、セパレータ30を介して圧縮する。これにより、図1に示した単セル10のうち、一方の電極20及びセパレータ30から成る部材が製造される。 The roller 500 forms the active material layer 22 shown in FIG. 1 by compressing the active material 22c supplied onto the current collector 21B. Specifically, the rollers 500 sandwich and compress the member sheet and the separator 30 with the active material 22 c sandwiched between the current collector layer 21 and the separator 30 . That is, the roller 500 compresses the active material 22c with the separator 30 interposed therebetween. As a result, a member comprising one of the electrodes 20 and the separator 30 of the unit cell 10 shown in FIG. 1 is manufactured.

セパレータ回収装置600は、セパレータシート30Bにおける余剰部分を回収する。即ち、セパレータシート30Bの全体がセパレータ30として使用されるのではなく、セパレータシート30Bの端部など、セパレータ30として切り出されない部分が生じる場合がある。セパレータ回収装置600は、このような余剰部分を回収する。なお、余剰部分が生じない場合、製造装置1000は、セパレータ回収装置600を備えないこととしてもよい。 The separator recovery device 600 recovers the surplus portion of the separator sheet 30B. That is, the entire separator sheet 30B is not used as the separator 30, and there are cases where portions such as the ends of the separator sheet 30B are not cut out as the separator 30. FIG. The separator recovery device 600 recovers such surplus portions. Note that the manufacturing apparatus 1000 may not include the separator recovery apparatus 600 when there is no surplus portion.

図2に示したように、製造装置1000は、集電体層21、活物質層22、セパレータ30及び枠体35を含む単セル10の部材を、連続的に製造することができる。言い換えると、製造装置1000は、セパレータ30と重ねた状態の電極20を、連続的に製造することができる。また、図2に示したように、製造装置1000において、活物質22cの圧縮は、ローラ500と活物質22cとの間にセパレータ30を挟んで行われる。従って、製造装置1000は、ローラ500への活物質22cの付着を防ぐことができる。即ち、製造装置1000は、活物質22cの圧縮により形成される活物質層22の表面が不均一になったり、電極20に含まれる活物質22cの量が不安定になったりすることを回避することができる。このように、製造装置1000は、電極20の製造効率及び品質を向上させることができる。 As shown in FIG. 2, the manufacturing apparatus 1000 can continuously manufacture members of the single cell 10 including the current collector layer 21, the active material layer 22, the separator 30, and the frame 35. FIG. In other words, the manufacturing apparatus 1000 can continuously manufacture the electrodes 20 in a state of being overlapped with the separators 30 . Further, as shown in FIG. 2, in the manufacturing apparatus 1000, the compression of the active material 22c is performed by sandwiching the separator 30 between the roller 500 and the active material 22c. Therefore, the manufacturing apparatus 1000 can prevent the active material 22c from adhering to the roller 500. FIG. That is, the manufacturing apparatus 1000 prevents the surface of the active material layer 22 formed by compressing the active material 22c from becoming uneven and the amount of the active material 22c contained in the electrode 20 from becoming unstable. be able to. Thus, the manufacturing apparatus 1000 can improve manufacturing efficiency and quality of the electrode 20 .

ローラ500による圧縮工程の後、製造装置1000は、種々の後処理を更に行なってもよい。例えば、製造装置1000は、図3に示す後処理装置700を備える。後処理装置700は、後処理部の一例である。図3においては、後処理装置700として、熱シール装置701及び整形切断装置702を例示する。熱シール装置701は、枠体35に対するセパレータ30の熱シールを行なう。また、整形切断装置702は、搬送されるセパレータシート30Bから、セパレータ30を切り出す。 After the compression process by the rollers 500, the manufacturing apparatus 1000 may further perform various post-treatments. For example, manufacturing apparatus 1000 includes post-processing apparatus 700 shown in FIG. Post-processing device 700 is an example of a post-processing section. In FIG. 3, as the post-processing device 700, a heat sealing device 701 and a shaping and cutting device 702 are exemplified. The heat sealing device 701 heat seals the separator 30 to the frame 35 . Further, the shaping and cutting device 702 cuts out the separator 30 from the transported separator sheet 30B.

具体的には、熱シール装置701は、搬送されるセパレータシート30Bのうち、セパレータ30として切り出される部分の縁部を加熱及び加圧することで、枠体35に接着する。これにより、単セル10において、セパレータ30と枠体35との隙間からの電解液等の漏出を予防することができる。また、整形切断装置702は、セパレータシート30Bからセパレータ30を切り出す。より具体的には、整形切断装置702は、セパレータシート30Bのうち、熱シール装置701によって枠体35に接着された部分の外側を切断することにより、枠体35に対して接着された状態のセパレータ30を切り出すことができる。 Specifically, the heat-sealing device 701 heats and presses the edges of the portion of the transported separator sheet 30</b>B to be cut out as the separator 30 , thereby bonding the separator sheet 30</b>B to the frame 35 . As a result, in the single cell 10, it is possible to prevent leakage of the electrolytic solution or the like from the gap between the separator 30 and the frame 35. FIG. Further, the shaping and cutting device 702 cuts out the separator 30 from the separator sheet 30B. More specifically, the shaping and cutting device 702 cuts the outside of the portion of the separator sheet 30B that has been adhered to the frame 35 by the heat sealing device 701, so that the separator sheet 30B is bonded to the frame 35. A separator 30 can be cut out.

ここで、後処理装置700は、搬送方向Dに搬送される活物質22c及びセパレータ30の動きに同期して、当該搬送方向に移動しながら、後処理を実行することとしてもよい。即ち、製造装置1000は、後処理のために搬送を停止させることなく、熱シール装置701や整形切断装置702を移動させてセパレータ30に対する相対的な位置を固定させることによって、後処理を実行してもよい。これにより、製造装置1000は、電極20の製造効率を更に向上させることができる。 Here, the post-treatment device 700 may perform the post-treatment while moving in the transport direction in synchronization with the movement of the active material 22c and the separator 30 transported in the transport direction D. That is, the manufacturing apparatus 1000 performs post-processing by moving the heat-sealing device 701 and the shaping/cutting device 702 to fix their relative positions with respect to the separator 30 without stopping transportation for post-processing. may Thereby, the manufacturing apparatus 1000 can further improve the manufacturing efficiency of the electrode 20 .

また、後処理のために搬送を停止させる場合、製造効率の観点から、停止時間は短くする必要がある。そして、限られた停止時間の中で後処理を実行する必要が生じる。これに対して、熱シール装置701や整形切断装置702を移動させ、搬送を停止させずに後処理を実行する場合、このような時間制限は発生しない。従って、製造装置1000は、十分な時間をかけて各種後処理を実行し、電極20の品質を更に向上させることができる。 Further, when the transport is stopped for post-processing, it is necessary to shorten the stop time from the viewpoint of manufacturing efficiency. Then, it becomes necessary to execute the post-processing within the limited stop time. On the other hand, when the heat-sealing device 701 and the shaping/cutting device 702 are moved and the post-processing is executed without stopping the transportation, such a time limit does not occur. Therefore, the manufacturing apparatus 1000 can perform various post-treatments over a sufficient period of time to further improve the quality of the electrode 20 .

なお、図3に示すように、整形切断装置702によってセパレータ30が切り出された後のセパレータシート30Bには、余剰部分がはしご状に残存する。図3に示すように、セパレータ回収装置600は、はしご状の余剰部分を巻き取って回収することができる。即ち、製造装置1000は、セパレータシート30Bの両端を残すようにセパレータ30を切り出すことで、余剰部分が一続きとなるようにし、回収を容易にすることができる。 In addition, as shown in FIG. 3 , a ladder-like surplus portion remains on the separator sheet 30</b>B after the separator 30 is cut out by the shaping/cutting device 702 . As shown in FIG. 3, the separator collecting device 600 can wind up and collect the ladder-shaped surplus portion. That is, the manufacturing apparatus 1000 cuts out the separator sheet 30B so that both ends of the separator sheet 30B are left, so that the surplus portion becomes continuous and can be easily collected.

(第2実施形態)
上述した通り、単セル10におけるセパレータ30には、電解質として例えば電解液が保持される。このような電解液は、例えば、図2及び図3に示した各工程の後、セパレータ30に対して注液される。
(Second embodiment)
As described above, the separator 30 in the single cell 10 holds, for example, an electrolytic solution as an electrolyte. Such an electrolytic solution is injected into the separator 30 after each step shown in FIGS. 2 and 3, for example.

第2実施形態では、セパレータ30に対する電解液の注液工程を削減し、電極20の製造効率を更に向上させる場合について説明する。第2実施形態に係る製造装置1000は、第1実施形態で説明した製造装置1000と同様の構成を有する。以下、第1実施形態で説明した点については、図1~図3と同じ符号を付して説明を省略する。 In the second embodiment, a case will be described in which the process of injecting the electrolytic solution into the separator 30 is eliminated and the manufacturing efficiency of the electrode 20 is further improved. A manufacturing apparatus 1000 according to the second embodiment has the same configuration as the manufacturing apparatus 1000 described in the first embodiment. In the following, the same reference numerals as in FIGS. 1 to 3 are assigned to the points explained in the first embodiment, and the explanation is omitted.

第2実施形態において、上述した活物質22cは電解液を含む。ローラ500は、集電体21B、活物質22c及びセパレータ30を挟み込んで圧縮することにより、活物質22cからセパレータ30に対して、活物質22cに含まれていた電解液を染み込ませる。 In the second embodiment, the active material 22c described above contains an electrolytic solution. The rollers 500 sandwich and compress the current collector 21B, the active material 22c, and the separator 30, thereby allowing the electrolyte contained in the active material 22c to permeate the separator 30 from the active material 22c.

例えば、活物質22cは、ポリマー内に電解液を担持する。具体的には、活物質22cの各粒子には樹脂層を設けることができる。即ち、活物質22cは、その表面の少なくとも一部が高分子化合物を含む被覆材により被覆された被覆活物質であってもよい。この場合、当該樹脂層に電解液を担持させることができる。 For example, the active material 22c carries an electrolyte within a polymer. Specifically, each particle of the active material 22c can be provided with a resin layer. That is, the active material 22c may be a coated active material in which at least part of the surface is coated with a coating material containing a polymer compound. In this case, the resin layer can support the electrolytic solution.

或いは、活物質22cの各粒子に樹脂層を設けることなく、単に活物質22cと電解液とを混合させることとしてもよい。即ち、活物質供給装置300は、活物質22cと電解液とを混合したスラリーを、帯状の集電体21Bに供給してもよい。 Alternatively, the active material 22c and the electrolytic solution may simply be mixed without forming a resin layer on each particle of the active material 22c. That is, the active material supply device 300 may supply a slurry obtained by mixing the active material 22c and the electrolytic solution to the strip-shaped current collector 21B.

ローラ500は、電解液を含んだ活物質22cと、セパレータ30とを挟み込んで圧縮する。これによって、セパレータ30のうち図4及び図5において破線で示す領域に電解液が染み込む。即ち、第2実施形態に係る製造装置1000は、電解液の注液工程を削減することができる。 The rollers 500 sandwich and compress the active material 22c containing the electrolytic solution and the separator 30 . As a result, the electrolytic solution permeates into the regions of the separator 30 indicated by broken lines in FIGS. 4 and 5 . That is, the manufacturing apparatus 1000 according to the second embodiment can eliminate the electrolyte injection process.

なお、図4に示すように、後処理装置700による後処理や、セパレータ回収装置600による余剰部分の回収は、第1実施形態と同様に実行可能である。ここで、熱シール装置701は、セパレータ30のうち、電解液が染み込んだ領域の外の領域を熱シールすることが好ましい。即ち、電解液は可燃性の場合があり、熱シールの対象領域から電解液が染み込んだ領域を除外することで、不要なリスクを回避することができる。 As shown in FIG. 4, the post-treatment by the post-treatment device 700 and the recovery of the surplus portion by the separator recovery device 600 can be executed in the same manner as in the first embodiment. Here, it is preferable that the heat-sealing device 701 heat-seal the region of the separator 30 outside the region soaked with the electrolytic solution. That is, the electrolyte may be flammable, and unnecessary risk can be avoided by excluding the electrolyte-soaked area from the heat-sealed area.

なお、上述した各種工程の後、帯状の集電体21Bから集電体21が適宜切り出されるなどして、電極20が製造される。また、一対の電極20(すなわち、正極20a及び負極20b)を、セパレータ30を介して互いに向かい合わせに積層するなどして、単セル10が製造される。例えば、図2に示した各種工程により、正極20a及び負極20bの一方の電極20と、セパレータ30とが積層された部材が製造される。当該部材に対して、他方の電極20を重ね合わせることにより、単セル10を製造することができる。なお、当該他方の電極20の製造方法については特に限定されるものではない。また、複数の単セル10を厚さ方向に積層し、複数の単セル10を外装体でシーリングすることなどにより、電池が製造される。 After the various steps described above, the electrode 20 is manufactured by appropriately cutting out the current collector 21 from the strip-shaped current collector 21B. Also, the unit cell 10 is manufactured by stacking a pair of electrodes 20 (that is, the positive electrode 20a and the negative electrode 20b) so as to face each other with the separator 30 interposed therebetween. For example, a member in which the separator 30 and the electrode 20, which is one of the positive electrode 20a and the negative electrode 20b, and the separator 30 are laminated is manufactured by the various steps shown in FIG. By superimposing the other electrode 20 on the member, the unit cell 10 can be manufactured. In addition, the manufacturing method of the other electrode 20 is not particularly limited. Also, a battery is manufactured by stacking a plurality of unit cells 10 in the thickness direction and sealing the plurality of unit cells 10 with an outer package.

以上説明したように、実施形態の製造装置1000は、帯状の集電体21Bに対して積層された活物質22cであって、内部が大気圧よりも減圧されたチャンバ100内で搬送方向Dに搬送される活物質22cに対して、セパレータ30を供給するセパレータ供給装置400と、集電体21Bに供給された活物質22cを、セパレータ30を介して圧縮するローラ500とを備える。これにより、製造装置1000は、電極20の製造効率及び品質を向上させることができる。 As described above, the manufacturing apparatus 1000 of the embodiment is configured such that the active material 22c laminated on the strip-shaped current collector 21B is transported in the conveying direction D in the chamber 100 whose inside pressure is reduced below the atmospheric pressure. A separator supply device 400 for supplying the separator 30 to the conveyed active material 22c, and a roller 500 for compressing the active material 22c supplied to the current collector 21B with the separator 30 interposed therebetween. Thereby, the manufacturing apparatus 1000 can improve the manufacturing efficiency and quality of the electrode 20 .

また、製造装置1000は、内部が大気圧よりも減圧されたチャンバ100内で、集電体21B上への活物質22cの供給や、活物質22cの圧縮を行なう。これにより、製造装置1000は、活物質22cに空気が含まれにくくすることができる。従って、製造装置1000は、活物質22cの圧縮後の各種工程や電池の使用時等において、空気の膨張によって活物質層22の表面に凹凸が形成されるといった事態を回避することができる。 Further, the manufacturing apparatus 1000 supplies the active material 22c onto the current collector 21B and compresses the active material 22c in the chamber 100 whose inside is evacuated below the atmospheric pressure. Thereby, the manufacturing apparatus 1000 can make it difficult for air to be included in the active material 22c. Therefore, the manufacturing apparatus 1000 can avoid the formation of irregularities on the surface of the active material layer 22 due to the expansion of air in various processes after the active material 22c is compressed and when the battery is used.

以上、本発明の第1実施形態及び第2実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。更に、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。例えば、第1実施形態及び第2実施形態では、枠体供給装置200は、活物質供給装置300よりも下流側D1に配置されてもよい。すなわち、集電体21B上に活物質22cを供給した後で、集電体21B上に枠体35を供給してもよい。この場合、枠体供給装置200は、集電体21B上に供給された活物質22cが枠体35の内部空間に入るように、集電体21B上に枠体35を供給する。この変形例のように構成することにより、集電体21B上に活物質22cを供給した後で、集電体21B上に枠体35を供給することができる。また、集電体21Bに枠体35を供給する前に集電体21B上にマスクを形成しておき、その後の任意のタイミングで、マスクの位置に枠体35を供給してもよい。或いは、製造装置1000は、枠体供給装置200を備えなくてもよい。 As described above, the first embodiment and the second embodiment of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. change, combination, deletion, etc. of Furthermore, it goes without saying that the configurations shown in the respective embodiments can be used in combination as appropriate. For example, in the first embodiment and the second embodiment, the frame supply device 200 may be arranged downstream D1 of the active material supply device 300 . That is, the frame 35 may be supplied onto the current collector 21B after the active material 22c is supplied onto the current collector 21B. In this case, the frame supply device 200 supplies the frame 35 onto the current collector 21B so that the active material 22c supplied onto the current collector 21B enters the internal space of the frame 35. FIG. By configuring as in this modification, the frame 35 can be supplied onto the current collector 21B after the active material 22c is supplied onto the current collector 21B. Alternatively, a mask may be formed on the current collector 21B before the frame 35 is supplied to the current collector 21B, and the frame 35 may be supplied to the position of the mask at an arbitrary timing thereafter. Alternatively, the manufacturing apparatus 1000 may not include the frame supply device 200 .

10 単セル
21B 集電体
22c 活物質
35 枠体
100 チャンバ
200 枠体供給装置
300 活物質供給装置
400 セパレータ供給装置
500 ローラ
600 セパレータ回収装置
700 後処理装置
701 熱シール装置
702 整形切断装置
1000 製造装置(電池用電極の製造装置)
D 搬送方向
D1 下流側
D2 上流側
REFERENCE SIGNS LIST 10 unit cell 21B current collector 22c active material 35 frame 100 chamber 200 frame supply device 300 active material supply device 400 separator supply device 500 roller 600 separator recovery device 700 post-treatment device 701 heat sealing device 702 shaping and cutting device 1000 manufacturing device (Manufacturing equipment for battery electrodes)
D Conveying direction D1 Downstream side D2 Upstream side

Claims (8)

帯状の集電体に対して積層された活物質であって、内部が大気圧よりも減圧されたチャンバ内で搬送方向に搬送される活物質に対して、セパレータを供給するセパレータ供給部と、
前記帯状の集電体に供給された活物質を、前記セパレータを介して圧縮する圧縮部と
を備える、電池用電極製造装置。
a separator supply unit that supplies a separator to the active material that is laminated on the strip-shaped current collector and that is transported in the transport direction in a chamber whose interior is evacuated below atmospheric pressure;
A battery electrode manufacturing apparatus, comprising: a compression unit that compresses the active material supplied to the strip-shaped current collector through the separator.
前記活物質は、電解液を含み、
前記圧縮部は、前記帯状の集電体、前記活物質及び前記セパレータを挟み込んで圧縮することにより、前記活物質から前記セパレータに対して前記電解液を染み込ませる、請求項1に記載の電池用電極製造装置。
The active material contains an electrolyte,
2. The battery according to claim 1, wherein the compressing portion sandwiches and compresses the strip-shaped current collector, the active material, and the separator, thereby allowing the electrolyte to permeate the separator from the active material. Electrode manufacturing equipment.
前記電解液は、前記活物質の各粒子に対して設けられた樹脂層に含まれる、請求項2に記載の電池用電極製造装置。 3. The battery electrode manufacturing apparatus according to claim 2, wherein said electrolytic solution is contained in a resin layer provided for each particle of said active material. 前記セパレータ供給部は、帯状のセパレータシートを前記搬送方向に搬送しながら前記活物質に対して重ね合わせることにより、前記活物質に対して前記セパレータを供給する、請求項1~3のいずれか一項に記載の電池用電極製造装置。 4. The separator supply unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the separator supply unit supplies the separator to the active material by superimposing a strip-shaped separator sheet on the active material while conveying it in the conveying direction. 11. The battery electrode manufacturing apparatus according to Item 1. 前記圧縮部によって圧縮された後の前記セパレータに対して、熱シール及び整形切断の少なくとも一方を含む後処理を実行する後処理部を更に備える、請求項1~4のいずれか一項に記載の電池用電極製造装置。 The separator according to any one of claims 1 to 4, further comprising a post-processing section that performs post-processing including at least one of heat sealing and shaping cutting on the separator after being compressed by the compression section. Battery electrode manufacturing equipment. 前記後処理部は、前記搬送方向に搬送される前記活物質及び前記セパレータの動きに同期して、当該搬送方向に移動しながら前記後処理を実行する、請求項5に記載の電池用電極製造装置。 6. The battery electrode manufacturing method according to claim 5, wherein the post-processing unit performs the post-processing while moving in the transport direction in synchronization with movements of the active material and the separator transported in the transport direction. Device. 前記圧縮部によって圧縮された後の前記セパレータのうち、前記電解液が染み込んだ領域の外の領域を熱シールする後処理部を更に備える、請求項2又は3に記載の電池用電極製造装置。 4. The battery electrode manufacturing apparatus according to claim 2, further comprising a post-processing unit for heat-sealing a region of said separator after being compressed by said compressing unit, outside the region soaked with said electrolytic solution. 帯状の集電体に対して積層された活物質であって、内部が大気圧よりも減圧されたチャンバ内で搬送方向に搬送される活物質に対して、セパレータを供給し、
前記帯状の集電体に供給された活物質を、前記セパレータを介して圧縮する
ことを含む、電池用電極製造方法。
Supplying a separator to the active material stacked on the strip-shaped current collector and transported in the transport direction in a chamber whose interior is evacuated below atmospheric pressure,
A method for manufacturing a battery electrode, comprising compressing the active material supplied to the strip-shaped current collector through the separator.
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