JP2023128854A - 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 - Google Patents
電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023128854A JP2023128854A JP2022033500A JP2022033500A JP2023128854A JP 2023128854 A JP2023128854 A JP 2023128854A JP 2022033500 A JP2022033500 A JP 2022033500A JP 2022033500 A JP2022033500 A JP 2022033500A JP 2023128854 A JP2023128854 A JP 2023128854A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inclined plate
- wet powder
- electrode composition
- current collector
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 129
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract 1
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 40
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 19
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 18
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 18
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 16
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 13
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 13
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 10
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 10
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 8
- 239000004840 adhesive resin Substances 0.000 description 7
- 229920006223 adhesive resin Polymers 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 5
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000002482 conductive additive Substances 0.000 description 2
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 239000011883 electrode binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000011116 polymethylpentene Substances 0.000 description 1
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 1
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 1
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910001256 stainless steel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004634 thermosetting polymer Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 239000006097 ultraviolet radiation absorber Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Press Drives And Press Lines (AREA)
Abstract
【課題】電極組成物の形を精度良く整えつつ基材フィルムに対して供給すること。【解決手段】電池用電極製造装置は、帯状の基材フィルムに活物質及び電解液を含む湿潤粉体を供給する電極組成物供給装置を備え、前記基材フィルムの搬送方向の下流側に向けて下方に傾斜した傾斜板と、前記傾斜板の上方に配置され、回転する輪状部材を含むムービングベルトと、を備え、前記輪状部材と前記傾斜板との間において前記湿潤粉体を保持し、前記輪状部材は、前記傾斜板の上方を前記傾斜板の傾斜方向に沿って回転移動する均し部を有し、前記電極組成物供給装置は、前記湿潤粉体の下面を前記傾斜板により支持し、前記湿潤粉体の上面を前記均し部で均した状態で前記基材フィルムに供給する。【選択図】図３
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。
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。リチウムイオン電池の電極は、活物質層、集電体層、セパレータ、及び、活物質層を封入する枠体等によって構成される（例えば、特許文献１参照）。リチウムイオン電池における活物質層は、例えば、帯状の基材フィルムに対して電極組成物を供給し、ロールプレス等によって圧縮することで形成することができる。
電極組成物を供給する手法として、特許文献２には、無端ベルトを用いた方法が開示されている。具体的には、特許文献２では、無端ベルトを用いて電極組成物をホッパの開口まで搬送することにより、ホッパの開口の下方に位置するシート状の基材に対して、電極組成物を供給している。また、他の例として、特許文献３には、集電体をベルト上で搬送させながら、活物質原料となるペーストをホッパから押し出して供給することについて記載されている。
電極組成物は、電解液を含んだ湿潤粉体であって流動性が悪く、また、圧力が加わると固着してしまう特徴を有する。このような電極組成物について基材フィルムへの供給後に形を整えることは、枠体等との関係もあって容易でない。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、電極組成物の形を精度良く整えつつ基材フィルムに対して供給す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。
上記目的を達成するために、本発明に係る電池用電極製造装置は、帯状の基材フィルムに活物質及び電解液を含む湿潤粉体を供給する電極組成物供給装置を備え、前記基材フィルムの搬送方向の下流側に向けて下方に傾斜した傾斜板と、前記傾斜板の上方に配置され、回転する輪状部材を含むムービングベルトと、を備え、前記輪状部材と前記傾斜板との間において前記湿潤粉体を保持し、前記輪状部材は、前記傾斜板の上方を前記傾斜板の傾斜方向に沿って回転移動する均し部を有し、前記電極組成物供給装置は、前記湿潤粉体の下面を前記傾斜板により支持し、前記湿潤粉体の上面を前記均し部で均した状態で前記基材フィルムに供給する。
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、電極組成物の形を精度良く整えつつ基材フィルムに対して供給することができる。
（実施形態）
以下、図面を参照して、本発明を適用した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。
以下、図面を参照して、本発明を適用した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。
＜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。
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。
＜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２０（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。
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２０（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。
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。
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。
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等が挙げられる。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等を挙げることができる。
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。
＜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。
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。
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。
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。
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。
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。
＜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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、熱等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。
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。
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。
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。
実施形態において、正極活物質層２２ａを形成するために供給される正極組成物は、正極活物質と非水電解液を含んでなる湿潤粉体である。また、湿潤粉体はペンデュラー状態又はファニキュラー状態であることがより好ましい。
湿潤粉体における非水電解液の割合は、特に限定されないが、ペンデュラー状態又はファニキュラー状態とするためには、正極の場合には非水電解液の割合を湿潤粉体全体の０．５～１５重量％とすることが望ましい。
＜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。
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。
＜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。
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。
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等を用いることができるが、特に限定されない。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
実施形態において、負極活物質層２２ｂを形成するために供給される負極組成物は、負極活物質と非水電解液を含んでなる湿潤粉体である。また、湿潤粉体はペンデュラー状態又はファニキュラー状態であることがより好ましい。
湿潤粉体における非水電解液の割合は、特に限定されないが、ペンデュラー状態又はファニキュラー状態とするためには、負極の場合には非水電解液の割合を湿潤粉体全体の０．５～２５重量％とすることが望ましい。
＜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等が挙げられる。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。
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等が挙げられる。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。
＜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。
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。
＜電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法＞
次に、本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（以下、製造方法と略して呼ぶ）について説明する。例えば、電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法では、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。
次に、本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（以下、製造方法と略して呼ぶ）について説明する。例えば、電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法では、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。
図２は、電池用電極製造装置１０００の概略図である。例えば、電池用電極製造装置１０００は、チャンバ１００、搬送装置２００、電極組成物供給装置３００、枠体供給装置４００及びプレス装置５００を含む。なお、以下では、帯状の基材フィルムが帯状の集電体２１Ｂである場合を一例として説明する。
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１０５Ｐａ）である。
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。以下、帯状の集電体２１Ｂを集電体２１Ｂと記載する場合がある。なお、集電体２１Ｂは、上述した集電体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Ｄａに沿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Ｄａ１、その反対方向を上流側Ｄａ２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。
なお、図２に示す通り、鉛直方向Ｄｂにおける上側をＤｂ１、鉛直方向Ｄｂにおける下側をＤｂ２とする。搬送方向Ｄａ及び鉛直方向Ｄｂに対して直交する方向は、集電体２１Ｂ、及び、集電体２１Ｂに載置される電極組成物２２ｃの幅方向に対応する。
搬送装置２００は、集電体２１Ｂを、搬送方向Ｄａの下流側Ｄａ１に搬送する。例えば、搬送装置２００は、集電体２１Ｂを下側から支持するベルトコンベアである。なお、後述の電極組成物供給装置３００による電極組成物２２ｃの供給が行なわれた後、搬送装置２００は、電極組成物２２ｃを載せた集電体２１Ｂを搬送することとなる。また、後述の枠体供給装置４００による枠体３５の供給が行なわれた後、搬送装置２００は、枠体３５及び電極組成物２２ｃを載せた集電体２１Ｂを搬送することとなる。搬送装置２００は、搬送部の一例である。
電極組成物供給装置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上に電極組成物２２ｃを供給する。即ち、帯状の集電体２１Ｂに、活物質及び電解液を含む湿潤粉体を供給する。上述したように、実施形態において、電極活物質層２２（正極活物質層２２ａ、負極活物質層２２ｂ）を形成するために、電極組成物供給装置３００から供給される電極組成物２２ｃ（正極組成物、負極組成物）は、電極活物質（正極活物質、負極活物質）と電解液（非水電解液）を含んでなる湿潤粉体である。また、実施形態において、電極組成物２２ｃとしての湿潤粉体は、ペンデュラー状態又はファニキュラー状態であることがより好ましい。また、電極活物質は、高分子化合物を含む被覆材により被覆された被覆電極活物質である。電極組成物２２ｃに含まれる電極活物質は、被覆電極活物質であるため、集電体２１Ｂ上に供給する工程では、電極組成物２２ｃを柔らかい状態にしておくことが必要となる。
実施形態の電極組成物供給装置３００は、傾斜板とムービングベルトとを備える。電極組成物供給装置３００は、ムービングベルトの動作を制御することによって、傾斜板の上に載置された電極組成物２２ｃを搬送し、帯状の集電体２１Ｂに対して供給する。
電極組成物供給装置３００の一例を図３の斜視図に示す。図３の電極組成物供給装置３００は、傾斜板３１０及びムービングベルト３２０を備える。図３に示す通り、傾斜板３１０は、集電体２１Ｂの搬送方向Ｄａの下流側Ｄａ１に向けて下方に傾斜した板である。また、ムービングベルト３２０は、輪状部材３２１、及び、輪状部材３２１を駆動する複数のローラを備える。輪状部材３２１は、傾斜板３１０の上方に配置され、幅方向（搬送方向Ｄａ及び鉛直方向Ｄｂに対し直交する方向）に平行な回転軸で回転する。ここで、輪状部材３２１は、図３に示す通り、均し部を有する。均し部は、傾斜板３１０に載置された電極組成物２２ｃの上面を均しつつ、下流側Ｄａ１に向けて電極組成物２２ｃを搬送する。均し部は、傾斜板３１０の上方を、傾斜板３１０の傾斜方向に沿って回転移動する。
即ち、電極組成物供給装置３００は、電極組成物２２ｃの下面を傾斜板３１０により支持し、電極組成物２２ｃの上面を均し部で均した状態で集電体２１Ｂに供給する。
即ち、電極組成物供給装置３００は、電極組成物２２ｃの下面を傾斜板３１０により支持し、電極組成物２２ｃの上面を均し部で均した状態で集電体２１Ｂに供給する。
図３においては、輪状部材３２１を駆動する複数のローラとして、ローラ３２２ａ、ローラ３２２ｂ、ローラ３２２ｃ、ローラ３２２ｄ、ローラ３２２ｅ、ローラ３２２ｆ、ローラ３２２ｇ、ローラ３２２ｈ及びローラ３２２ｉを示している。例えば、ローラ３２２ｃ及びローラ３２２ｉは、モータ等を用いて発生させた動力を輪状部材３２１に伝え、回転させる。また、例えば、ローラ３２２ｄ、ローラ３２２ｅ、ローラ３２２ｆ、ローラ３２２ｇ及びローラ３２２ｈは、輪状部材３２１のうち傾斜板３１０に対向する面（下面）が傾斜板３１０に沿った形状となるように配置される。即ち、ローラ３２２ｄ、ローラ３２２ｅ、ローラ３２２ｆ、ローラ３２２ｇ及びローラ３２２ｈは、輪状部材３２１の下面と傾斜板３１０との間隔が一定となるように配置される。ローラ３２２ａ及びローラ３２２ｂは、輪状部材３２１にたるみが生じないようテンションを加える。
図３に示した電極組成物供給装置３００の動作について、図４Ａ及び図４Ｂを用いてより詳細に説明する。図４Ａは、電極組成物供給装置３００から集電体２１Ｂへの電極組成物２２ｃの供給が実行されている状態を示す。図４Ｂは、電極組成物供給装置３００から集電体２１Ｂへの電極組成物２２ｃの供給が停止している状態を示す。図４Ａ及び図４Ｂに示すように電極組成物２２ｃの供給及び停止を制御することで、集電体２１Ｂに対して電極組成物２２ｃを間隔を空けつつ供給し、また、その長さ（搬送方向Ｄａの寸法）を制御することができる。
まず、ムービングベルト３２０が配置される位置よりも上方の位置において、傾斜板３１０に対して電極組成物２２ｃが載置される。載置された電極組成物２２ｃは、傾斜板３１０を滑り降りて、傾斜板３１０とムービングベルト３２０とにより挟み込まれる。
傾斜板３１０に対して電極組成物２２ｃを載置する手法については特に限定されるものではない。一例を挙げると、図示しないホッパにより電極組成物２２ｃが保持され、当該ホッパの開口をシャッタにより開閉することで、所定量の電極組成物２２ｃが傾斜板３１０に載置される。
例えば、ローラ３２２ｉ等のローラが回転することにより、輪状部材３２１は、図４Ａの矢印で示す方向に回転移動する。即ち、輪状部材３２１は、傾斜板３１０に対向する面が搬送方向Ｄａの下流側Ｄａ１に移動する第１方向に回転する。図４Ａにおいては、第１方向は反時計回りである。これにより、傾斜板３１０と輪状部材３２１とにより挟み込まれた電極組成物２２ｃが搬送方向Ｄａの下流側Ｄａ１に搬送され、集電体２１Ｂに対して供給される。
集電体２１Ｂに対して供給される電極組成物２２ｃの厚みは、傾斜板３１０とムービングベルト３２０との間隔に依存する。ここで、図４Ａに示す通り、輪状部材３２１のうち傾斜板３１０に対向する面の下端と、傾斜板３１０の下端とは、搬送方向Ｄａにおける略同じ位置に配置される。これにより、集電体２１Ｂへの供給が行なわれる瞬間、或いはその直前まで、傾斜板３１０及びムービングベルト３２０に電極組成物２２ｃが挟み込まれた状態となる。このように、集電体２１Ｂへの供給が行なわれる瞬間、或いはその直前まで、ムービングベルト３２０による電極組成物２２ｃの厚さ制御が行なわれることにより、電極組成物２２ｃの形を精度良く整えつつ集電体２１Ｂに対して供給することが可能となる。
図４Ａにおいて、ムービングベルト３２０は、搬送装置２００により搬送される集電体２１Ｂと同じ速さで輪状部材３２１が回転移動するように、輪状部材３２１を回転させることが好ましい。即ち、搬送装置２００による集電体２１Ｂの搬送と、電極組成物供給装置３００による電極組成物２２ｃの供給とは同期して行なわれることが好ましい。これにより、電極組成物供給装置３００は、集電体２１Ｂに対して電極組成物２２ｃを滑らかに載置することができる。
電極組成物供給装置３００は、図４Ｂに示す通り、輪状部材３２１の回転を停止させることで、電極組成物２２ｃの供給を停止することができる。なお、輪状部材３２１の回転を停止させるのではなく、輪状部材３２１を逆回転させることによっても、電極組成物２２ｃの供給を停止することが可能である。即ち、電極組成物供給装置３００は、輪状部材３２１を、第１方向と反対の第２方向に回転させることによって、電極組成物２２ｃの供給を停止してもよい。
傾斜板３１０は、幅方向における両端の縁部に、図示しない柵を備えていてもよい。即ち、傾斜板３１０は、縁部が一段高くなるように構成され、載置された電極組成物２２ｃが所定の幅となるようにガイドすることとしてもよい。
図４Ａ及び図４Ｂに示した通り、傾斜板３１０は下端に向けて薄くなるように構成することが好ましい。これにより、傾斜板３１０と集電体２１Ｂとの間に生じる段差を小さくし、集電体２１Ｂに対して電極組成物２２ｃを滑らかに載置することができる。
或いは、図５Ａ及び図５Ｂに示す通り、傾斜板３１０の下端に、傾斜板３１０より薄く構成されたブレード３３０を設けることとしてもよい。例えば、傾斜板３１０は電極組成物２２ｃとの摩擦が生じにくい材料とし、ブレード３３０については丈夫で摩耗に強い材料によって薄く構成する。これにより、傾斜板３１０と集電体２１Ｂとの間に生じる段差をより小さくし、集電体２１Ｂに対して電極組成物２２ｃを滑らかに載置することができる。ブレード３３０については、摩耗や刃こぼれ等があった場合、交換することができる。ブレード３３０の材料としてセラミックを使用する場合、刃こぼれした欠片が有害なコンタミとならない点で有利である。
上述した通り輪状部材３２１を回転させることによって電極組成物２２ｃの搬送を行なう場合、輪状部材３２１に電極組成物２２ｃが付着することが想定される。そこで、電極組成物供給装置３００は、輪状部材３２１に付着した電極組成物２２ｃを除去するクリーナを更に備えることとしてもよい。
クリーナの一例として、図６にクリーナ３４１及びクリーナ３４２を示す。クリーナ３４１及びクリーナ３４２は、内部が脱気されるように構成され、輪状部材３２１に付着した電極組成物２２ｃを吸引して除去する。なお、図６には２つのクリーナを示したが、クリーナの数について特に限定されるものではない。
クリーナについて図７を用いてより詳細に説明する。例えば、クリーナ３４１は、吸引装置３４１ａ及びブラシ３４１ｂを備える。ブラシ３４１ｂは、輪状部材３２１に付着した電極組成物２２ｃをこそぎ落とす。吸引装置３４１ａは、ブラシ３４１ｂによりこそぎ落とされた電極組成物２２ｃを吸引して除去する。
上述した通り、電極組成物供給装置３００は、集電体２１Ｂの搬送方向Ｄａの下流側Ｄａ１に向けて下方に傾斜した傾斜板３１０と、幅方向に平行な回転軸で回転する輪状部材３２１を含み、傾斜板３１０の上方に配置されるムービングベルト３２０とを備える。ムービングベルト３２０は、輪状部材３２１のうち傾斜板３１０に対向する面の下端と傾斜板３１０の下端とが搬送方向Ｄａにおける略同じ位置となるように配置され、輪状部材３２１と傾斜板３１０との間において電極組成物２２ｃを保持し、輪状部材３２１の回転を制御することで電極組成物２２ｃを集電体２１Ｂに対して供給する。かかる構成により、電極組成物供給装置３００は、電極組成物２２ｃの形を精度良く整えつつ、集電体２１Ｂに対して供給することができる。
図２に戻って説明を続ける。枠体供給装置４００は、搬送される集電体２１Ｂに対して枠体３５を供給する。例えば、枠体供給装置４００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。或いは、枠体供給装置４００は、集電体２１Ｂの上で枠体３５を製造してもよい。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。
プレス装置５００は、集電体２１Ｂに供給された電極組成物２２ｃを圧縮する。例えば、プレス装置５００は、図２に示す通り、上部ローラ５０１及び下部ローラ５０２を有する。プレス装置５００は、上部ローラ５０１及び下部ローラ５０２により、集電体２１Ｂに供給された電極組成物２２ｃを挟み込んで圧縮する。即ち、プレス装置５００は、電極組成物２２ｃに対するロールプレスを実行する。
図２においては、電極組成物供給装置３００による電極組成物２２ｃの供給後に、枠体供給装置４００による枠体３５の供給が行なわれる例を説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、枠体供給装置４００による枠体３５の供給が行なわれた後、枠体３５の内部の位置に対して、電極組成物供給装置３００による電極組成物２２ｃの供給が行なわれてもよい。また、図２では枠体供給装置４００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４００はチャンバ１００の外部に配置されてもよい。
上述した通り、実施形態では、電極組成物供給装置３００による電極組成物２２ｃの供給や、プレス装置５００による電極組成物２２ｃの圧縮といった各工程を、内部が大気圧よりも減圧されたチャンバ１００内で実行する。これにより、電極組成物２２ｃの内部に空気が残留することが防止でき、電極活物質層２２の均一性を向上することができる。
プレス装置５００による圧縮工程の後、図１に示したセパレータ３０が更に供給され、単セル１０が作製される。セパレータ３０の供給は、搬送方向Ｄａに沿って搬送される集電体２１Ｂ及び電極組成物２２ｃに対して連続的に行なわれてもよいし、集電体２１Ｂや電極組成物２２ｃを所定単位に分割した後、枚葉に行なってもよい。
また、上述した実施形態では、電極組成物２２ｃが載置される帯状の基材フィルムが帯状の集電体２１Ｂであるものとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図２に示した帯状の集電体２１Ｂに代えて、帯状のセパレータシートや、帯状の離形フィルムを基材フィルムとしてもよい。なお、帯状のセパレータシートは、後にトリミングすることで、図１に示したセパレータ３０を形成することができる。
例えば、セパレータシートを基材フィルムとする場合、セパレータシート上に電極組成物２２ｃを供給し、電極組成物２２ｃにおけるセパレータシートと反対側の面に集電体２１Ｂを供給し、セパレータシート及び集電体２１Ｂを所定の形状にトリミングし、更に、枠体３５を供給することで、正極２０ａ又は負極２０ｂを作製することができる。
また、離形フィルムを基材フィルムとする場合、離形フィルム上に電極組成物２２ｃを供給し、電極組成物２２ｃにおける離形フィルムと反対側の面に集電体２１Ｂを供給し、離形フィルムを回収した後、集電体２１Ｂと反対側の面にセパレータシートを供給し、集電体２１Ｂ及びセパレータシートを所定の形状にトリミングし、更に、枠体３５を供給することで、正極２０ａ又は負極２０ｂを作製することができる。なお、セパレータシートを供給して後にトリミングすることに代え、電極組成物２２ｃに対してセパレータ３０を供給することとしても構わない。
或いは、離形フィルム上に電極組成物２２ｃを供給し、電極組成物２２ｃにおける離形フィルムと反対側の面にセパレータシートを供給し、離形フィルムを回収した後、セパレータシートと反対側の面に集電体２１Ｂを供給し、セパレータシート及び集電体２１Ｂを所定の形状にトリミングし、更に、枠体３５を供給することで、正極２０ａ又は負極２０ｂを作製することができる。なお、集電体２１Ｂを供給して後にトリミングすることに代え、所定の形状にトリミングされた集電体２１を電極組成物２２ｃに対して供給することとしても構わない。
以上、本発明の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。
１０：単セル
２０：電極
２０ａ：正極
２０ｂ：負極
２１：集電体
２１ａ：正極集電体層
２１ｂ：負極集電体層
２１Ｂ：帯状の集電体
２１Ｒ：集電体ロール
２２：電極活物質層
２２ａ：正極活物質層
２２ｂ：負極活物質層
２２ｃ：電極組成物
３０：セパレータ
３５：枠体
１００：チャンバ
２００：搬送装置
３００：電極組成物供給装置
３１０：傾斜板
３２０：ムービングベルト
３２１：輪状部材
３２２ａ，３２２ｂ，３２２ｃ，３２２ｄ，３２２ｅ，３２２ｆ，３２２ｇ，３２２ｈ，３２２ｉ：ローラ
３３０：ブレード
３４１，３４２：クリーナ
３４１ａ：吸引装置
３４１ｂ：ブラシ
１０００：電池用電極製造装置
Ｄａ：搬送方向
Ｄａ１：下流側
Ｄａ２：上流側
Ｄｂ：鉛直方向
Ｄｂ１：上側
Ｄｂ２：下側
２０：電極
２０ａ：正極
２０ｂ：負極
２１：集電体
２１ａ：正極集電体層
２１ｂ：負極集電体層
２１Ｂ：帯状の集電体
２１Ｒ：集電体ロール
２２：電極活物質層
２２ａ：正極活物質層
２２ｂ：負極活物質層
２２ｃ：電極組成物
３０：セパレータ
３５：枠体
１００：チャンバ
２００：搬送装置
３００：電極組成物供給装置
３１０：傾斜板
３２０：ムービングベルト
３２１：輪状部材
３２２ａ，３２２ｂ，３２２ｃ，３２２ｄ，３２２ｅ，３２２ｆ，３２２ｇ，３２２ｈ，３２２ｉ：ローラ
３３０：ブレード
３４１，３４２：クリーナ
３４１ａ：吸引装置
３４１ｂ：ブラシ
１０００：電池用電極製造装置
Ｄａ：搬送方向
Ｄａ１：下流側
Ｄａ２：上流側
Ｄｂ：鉛直方向
Ｄｂ１：上側
Ｄｂ２：下側
Claims (7)
- 帯状の基材フィルムに、活物質及び電解液を含む湿潤粉体を供給する電極組成物供給装置を備えた電池用電極製造装置であって、
前記基材フィルムの搬送方向の下流側に向けて下方に傾斜した傾斜板と、
前記傾斜板の上方に配置され、回転する輪状部材を含むムービングベルトと、を備え、
前記輪状部材と前記傾斜板との間において前記湿潤粉体を保持し、
前記輪状部材は、前記傾斜板の上方を前記傾斜板の傾斜方向に沿って回転移動する均し部を有し、
前記電極組成物供給装置は、前記湿潤粉体の下面を前記傾斜板により支持し、前記湿潤粉体の上面を前記均し部で均した状態で前記基材フィルムに供給する、電池用電極製造装置。 - 前記電極組成物供給装置は、前記輪状部材の回転を制御することで前記傾斜板に載置された前記湿潤粉体を移送させて前記基材フィルムに対して供給する、請求項１に記載の電池用電極製造装置。
- 前記ムービングベルトは、前記輪状部材を、前記均し部が前記搬送方向の下流側に移動する第１方向に回転させることで、前記湿潤粉体を前記搬送方向の下流側に搬送して前記基材フィルムに対して供給し、前記輪状部材を前記第１方向と反対の第２方向に回転させ又は前記輪状部材の回転を停止させることで前記湿潤粉体の供給を停止する、請求項１又は２に記載の電池用電極製造装置。
- 前記傾斜板は、下端に向けて薄くなるように構成される、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。
- 前記傾斜板の下端に、当該傾斜板より薄く構成されたブレードを備える、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。
- 前記ムービングベルトは、前記輪状部材に付着した前記湿潤粉体を除去するクリーナを更に備える、請求項１～５のいずれか一項に記載の電池用電極製造装置。
- 帯状の基材フィルムに活物質及び電解液を含む湿潤粉体を供給する電極組成物供給装置であって、前記基材フィルムの搬送方向の下流側に向けて下方に傾斜した傾斜板と、前記傾斜板の上方に配置され、回転する輪状部材を含むムービングベルトとを備えた電極組成物供給装置において、
前記傾斜板の上方を前記傾斜板の傾斜方向に沿って回転移動する均し部を有する前記輪状部材と、前記傾斜板との間において前記湿潤粉体を保持し、
前記湿潤粉体の下面を前記傾斜板により支持し、前記湿潤粉体の上面を前記均し部で均した状態で前記基材フィルムに供給する
ことを含む、電池用電極製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022033500A JP2023128854A (ja) | 2022-03-04 | 2022-03-04 | 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 |
| PCT/JP2023/008384 WO2023167339A1 (ja) | 2022-03-04 | 2023-03-06 | 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022033500A JP2023128854A (ja) | 2022-03-04 | 2022-03-04 | 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023128854A true JP2023128854A (ja) | 2023-09-14 |
Family
ID=87972459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022033500A Pending JP2023128854A (ja) | 2022-03-04 | 2022-03-04 | 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023128854A (ja) |
-
2022
- 2022-03-04 JP JP2022033500A patent/JP2023128854A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100814541B1 (ko) | 이차전지 제조방법 및 이차전지 제조장치 | |
| JP5534370B2 (ja) | 電池用電極の製造方法 | |
| JP2023128854A (ja) | 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 | |
| JP2023128856A (ja) | 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 | |
| WO2023171772A1 (ja) | 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 | |
| WO2023167339A1 (ja) | 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 | |
| WO2023190940A1 (ja) | 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 | |
| WO2023157931A1 (ja) | 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 | |
| JP2023119212A (ja) | 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 | |
| JP2023051223A (ja) | 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 | |
| JP2023148518A (ja) | 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 | |
| WO2023100840A1 (ja) | 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 | |
| JP2023132707A (ja) | 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 | |
| JP2023050989A (ja) | 電池用電極製造装置および電池用電極製造方法 | |
| WO2022210966A1 (ja) | 電池用電極製造装置 | |
| JP2023003091A (ja) | 電池用電極製造方法および電池用電極製造装置 | |
| JP2023080523A (ja) | 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 | |
| JP2023128855A (ja) | 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 | |
| JP2024012938A (ja) | 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 | |
| JP2023103563A (ja) | 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 | |
| JP2023065919A (ja) | 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 | |
| JP2023150229A (ja) | 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 | |
| WO2022211102A1 (ja) | 活物質供給装置、電池用電極の製造装置 | |
| JP2023053788A (ja) | 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 | |
| JP2023150230A (ja) | 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 |