JP3879994B2 - 電極の製造装置および製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集電体に合剤層が設けられてなる電極の製造装置および製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話等のポータブル電子機器の電源として使用される二次電池の研究開発が活発に進められている。中でも、リチウムイオン二次電池は、高エネルギー密度を実現することができるものとして注目されている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池としては、例えば、正極と負極とを電解質を介して積層させた積層体が巻回されてなる巻回型構造をなすものが知られている。正極および負極としては、例えば、金属箔よりなる集電体上に合剤層が選択的に形成されたものが用いられている。合剤層は電池反応に関与する領域であり、合剤層が形成されていない領域（以下、単に「未形成領域」という。）は、電流を外部に取り出すためのリード線を取り付けるために必要不可欠な領域である。
【０００４】
この種の正極および負極は、例えば、電極の製造装置を用いて長尺の集電体上に合剤層を選択的に形成したのち、その集電体を長手および巾方向に所定の寸法となるように裁断することにより形成されている。電極の製造装置としては、例えば、集電体を連続的に搬送させた状態において、その集電体に塗布ヘッドから間欠的に合剤を塗布することにより合剤層を形成するものが挙げられる。塗布ヘッドにより間欠的に合剤を塗布する機構としては、例えば、塗布ヘッドへの合剤の供給を間欠的に遮断するもの、塗布ヘッドを集電体に着脱させるもの、またはこれらを組み合わせたもの等が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電極の製造装置では、主にその動作機構に起因して、塗布ヘッドにより集電体上に合剤層を形成する際、塗布ヘッドから塗布された合剤が、合剤の塗布終了部または未形成領域に付着するおそれがある。この場合には、未形成領域に合剤層が形成されることとなり、次の理由により電池の内部短絡の要因となる。
【０００６】
すなわち、一般に、正極および負極は、正極上に形成された合剤層（以下、「正極合剤層」という。）から離脱したリチウムイオンが負極上に形成された合剤層（以下、「負極合剤層」という。）に吸蔵されるように、正極合剤層の対面には、必ず負極合剤層が位置するように配置されなければならない。しかし、正極に上記のような塗布欠陥が生じると、塗布欠陥の対面に負極合剤層が必ず位置するとは限らなくなり、塗布欠陥から離脱したリチウムイオンが負極合剤層に吸蔵されず、充放電を繰り返した際、そのリチウムイオンがリチウム金属となって析出してしまう。この析出したリチウム金属が、セパレータを貫通して内部短絡を引き起こすことがある。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、内部短絡の発生を防止することができる電極の製造装置および製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による第１の電極の製造装置は、集電体に合剤層が設けられてなる電極を製造するものであって、所定の塗布位置を含む鉛直面により分割された２つの側方領域のうちの一方の側方領域に配設され、合剤の流路に設けられた軸受部とこの軸受部に収容された開閉軸とを有し、開閉軸によって流路を開放または遮断しながら塗布位置において集電体に合剤を塗布することにより合剤層を形成する塗布形成手段と、塗布位置を下向きに通過させたのち２つの側方領域のうちの他方の側方領域に導くように集電体を周面に沿って搬送させる回転可能なロールとを備え、塗布位置がロールの回転軸の位置と同一水平面内にあるようにしたものである。
【０００９】
本発明による第１の電極の製造方法は、集電体に合剤層が設けられてなる電極を製造するものであって、所定の塗布位置を含む鉛直面により分割された２つの側方領域のうちの一方の側方領域に配設され、合剤の流路に設けられた軸受部とこの軸受部に収容された開閉軸とを有する塗布形成手段と、回転可能なロールとを用いて、ロールにより、塗布位置を下向きに通過させたのち２つの側方領域のうちの他方の側方領域に導くように集電体を周面に沿って搬送させると共に、塗布形成手段により、開閉軸によって流路を開放または遮断しながら塗布位置において集電体に合剤を塗布することにより合剤層を形成し、塗布位置をロールの回転軸の位置と同一水平面内にするようにしたものである。
【００１０】
本発明による第２の電極の製造装置は、集電体に合剤層が設けられてなる電極を製造するものであって、所定の塗布位置において合剤を鉛直下向きに供給して集電体に塗布することにより合剤層を形成する塗布形成手段と、この塗布形成手段が合剤の塗布を中断する際に、集電体と塗布形成手段との間に滞留した合剤を鉛直上向きに後退させる合剤遮断手段とを備えるようにしたものである。
【００１１】
本発明による第２の電極の製造方法は、集電体に合剤層が設けられてなる電極を製造するものであって、所定の塗布位置において合剤を鉛直下向きに供給して集電体に塗布することにより合剤層を形成し、合剤の塗布を中断する際に、集電体と塗布形成手段との間に滞留した合剤を鉛直上向きに後退させるようにしたものである。
【００１２】
本発明による第１の電極の製造装置および製造方法では、塗布形成手段が一方の側方領域に配設されていると共に、所定の塗布位置がロールの回転軸の位置と同一水平面内にあり、集電体が塗布位置を下向きに通過したのち他方の側方領域に導かれるようにロールの周面に沿って搬送されると共に、軸受部に収容された開閉軸によって流路が開放または遮断されながら塗布位置において集電体に合剤が塗布される。したがって、合剤の塗布が中断された直後においては、集電体と塗布形成手段との間に滞留した合剤が集電体に引っ張られて、上方向に引き上げられることはなく、下方向に引き下げられる。その結果、合剤層が形成されていない未形成領域に合剤が塗布されることが防止される。
【００１３】
本発明による第２の電極の製造装置および製造方法では、所定の塗布位置において合剤が鉛直下向きに供給されることにより集電体に塗布されると共に、合剤の塗布が中断される際に、集電体と塗布形成手段との間に滞留した合剤が鉛直上向きに後退させられるようにしたので、集電体と塗布形成手段との間に滞留した合剤が集電体に引っ張られて合剤の塗布終了部に付着するおそれがなくなり、塗布終了部の直線性が向上する。また、集電体と塗布形成手段との間に滞留した合剤が集電体に引っ張られる際に、塗布形成手段の内部の合剤が一緒に引きずり出されて合剤層が形成されていない未形成領域に付着するおそれがなくなり、未形成領域に合剤が塗布されることが防止される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
［第１の実施の形態］
まず、図１および図２を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る電極の製造装置の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る電極の製造装置の概略構成を表すものであり、図２は図１に示した電極の製造装置の要部を拡大して表すものである。なお、本発明の「電極の製造方法」は、本実施の形態に係る電極の製造装置の動作機構により具現化されるので、以下併せて説明する。これは以下の第２ないし第４の実施の形態においても同様である。
【００１６】
本実施の形態に係る電極の製造装置は、主に、塗布位置Ｐにおいて、帯状の集電体Ｃ上に一定の間隔ごとに合剤Ｍを塗布して合剤層を形成することにより、電池に搭載される電極（正極・負極）を製造するためのものである。この電極の製造装置は、図１に示したように、塗布位置Ｐを含む鉛直面Ｖにより分割された２つの領域Ａ（一方の側方領域），Ｂ（他方の側方領域）に、集電体Ｃを搬送させるガイドロール１０および基準ロール２０（搬送手段）と、集電体Ｃに合剤Ｍを塗布する塗布ヘッド３０（塗布形成手段）と、この塗布ヘッド３０を集電体Ｃに着脱させる着脱機構４０と、落下した合剤Ｍを回収する合剤受け５０（回収手段）とを備えている。なお、「塗布位置Ｐ」とは、塗布ヘッド３０により合剤Ｍが塗布されることとなる集電体Ｃ上の位置をいう。
【００１７】
ガイドロール１０は、集電体Ｃの搬送方向（図中の矢印Ｚの方向）に対応して回転することにより、所定の搬送経路に沿って集電体Ｃを搬送させるものである。なお、ガイドロール１０の配設個数は、集電体Ｃの搬送経路に応じて自由に設定可能である。
【００１８】
基準ロール２０は、ガイドロール１０と共に集電体Ｃを搬送させる際、特に集電体Ｃの搬送時において回転軸Ｋを中心として右回りに回転することにより、塗布位置Ｐにおいて集電体Ｃを下向きに通過させると共に、塗布位置Ｐを通過した集電体Ｃを領域Ｂに導くものであり、領域Ｂに配設されている。
【００１９】
塗布ヘッド３０は、塗布位置Ｐにおいて集電体Ｃに合剤Ｍを塗布することにより合剤層を形成するものであり、例えば密閉型スロットダイにより構成されている。この塗布ヘッド３０は、領域Ａに配設されており、例えば、着脱機構４０により、集電体Ｃに合剤Ｍを塗布する塗布位置Ｐと、この塗布位置Ｐよりも後退した退避位置Ｔとの間を移動可能になっている。この塗布ヘッド３０には、例えば、合剤Ｍを蓄積しておくタンク６０と、このタンク６０に蓄積された合剤Ｍを供給管７０を通じて塗布ヘッド３０に供給するポンプ８０とが接続されている。塗布位置Ｐは、例えば、基準ロール２０の回転軸Ｋの位置および退避位置Ｔと同一水平面Ｈ内にある。塗布ヘッド３０の塗布方向（後述する流路３２の延在方向）は、例えば、水平面Ｈと平行である。なお、図１では、塗布ヘッド３０が退避位置Ｔに位置する状態を示している。
【００２０】
この塗布ヘッド３０は、図２に示したように、例えば、塗布材料溜３１に合剤Ｍを収容しておき、この塗布材料溜３１に収容された合剤Ｍを流路３２を通じて塗布口３２ａから放出する機構を有している。流路３２の途中には軸受部３３に収容された開閉軸３４が設けられており、この開閉軸３４が駆動して流路３２を開放または遮断することにより、塗布ヘッド３０による合剤Ｍの放出またはその中断が切換可能になっている。なお、搬送状態にある集電体Ｃと塗布口３２ａとの間の距離は、例えば、塗布ヘッド３０が塗布位置Ｐに位置する場合において約０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ，退避位置Ｔに位置する場合において約０．５ｍｍ〜２ｍｍである。
【００２１】
引き続き、図１を参照して、電極の製造装置の構成について説明する。
【００２２】
着脱機構４０は、例えば、塗布ヘッド３０と連結された連結部分を移動させることにより、塗布位置Ｐと退避位置Ｔとの間で塗布ヘッド３０を移動させるものである。
【００２３】
合剤受け５０は、塗布ヘッド３０により集電体Ｃに合剤Ｍが塗布される際、落下した合剤Ｍを収容する収容部材であり、例えば器状をなしている。この合剤受け５０は、例えば、吐出位置Ｐの直下近傍に配設されている。
【００２４】
なお、本実施の形態に係る電極の製造装置は、上記した一連の構成要素と共に、図示しない他の構成要素、例えば集電体Ｃを搬送させるための搬送駆動源や一連の構成要素を稼動させるための電源などを含んで構成されている。
【００２５】
次に、図１〜図４を参照して、本実施の形態に係る電極の製造装置の動作について説明する。図３は、電極の製造装置の動作を説明するためのものであり、図２に対応している。図４は、電極の製造装置により形成される電極の外観構成を表すものである。
【００２６】
この電極の製造装置では、塗布前の状態において（図２）、塗布ヘッド３０が退避位置Ｔに位置している。この状態では、例えば、開閉軸３４が流路３２を遮断しており、塗布ヘッド３０は塗布準備状態になっている。
【００２７】
塗布時には（図３）、まず、塗布位置Ｐを下向きに通過するようにガイドロール１０および基準ロール２０によりそれらの周面に沿って集電体Ｃが搬送された状態において、着脱機構４０の駆動機構を利用して塗布ヘッド３０が退避位置Ｔから塗布位置Ｐまで移動する。続いて、開閉軸３４が駆動され流路３２を開放すると共にポンプ８０が駆動することにより塗布口３２ａから合剤Ｍを放出可能となり、塗布ヘッド３０が集電体Ｃに合剤Ｍを塗布することにより合剤層Ｌを形成する。続いて、開閉軸３４が流路３２を遮断し、塗布ヘッド３０による塗布動作が中断されたのち、塗布ヘッド３０が塗布位置Ｐから退避位置Ｔへ移動することにより、塗布前の状態（図２）に復帰する。
【００２８】
上記一連の動作が繰り返されることにより、塗布ヘッド３０により搬送中の集電体Ｃに合剤Ｍが間欠的に塗布されることとなり、図４に示したように、集電体Ｃ上に合剤層Ｌと未形成領域Ｙとが交互に形成される。
【００２９】
次に、図５および図６を参照して、本実施の形態に係る電極の製造装置により製造された電極を搭載する電池の構成について説明する。図５は、電池の外観構成を分解して表すものであり、図６は図５に示した電池の要部（巻回電極体）のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面構造を表すものである。
【００３０】
この電池は、正極リード線１１１および負極リード線１１２が取り付けられた巻回電極体１２０を外装部材１３０ａ，１３０ｂにより封入したものである。巻回電極体１２０は、例えば、正極１２１と負極１２２とをゲル状の電解質よりなる電解質層１２３およびセパレータ１２４を介して積層し巻回したものである。負極１２２の最外周部は保護テープ１２５により保護されており、正極リード線１１１および負極リード線１１２と外装部材１３０ａ，１３０ｂとは、例えば密着フィルム１３１を介して十分に密着している。
【００３１】
正極１２１は、例えば、上記の電極の製造装置により製造された電極を合剤層の間で切断したものであり、帯状の集電体１２１ａとこの集電体１２１ａの両面に設けられた合剤層１２１ｂを有している。この正極１２１の未形成領域には正極リード線１１１が設けられている。
【００３２】
集電体１２１ａは、例えば、アルミニウム（Ａｌ）箔，ニッケル（Ｎｉ）箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。
【００３３】
合剤層１２１ｂは、例えば、正極活物質と、必要に応じてカーボンブラックあるいはグラファイトなどの導電剤と、ポリフッ化ビニリデンなどの結着剤とを含んで構成されている。正極活物質としては、金属酸化物，金属硫化物あるいは特定の高分子材料などが適当であり、これらのうちのいずれか１種または２種以上が混合して用いられる。正極活物質は、電池の使用目的に応じて適宜に選択可能であるが、エネルギー密度を高くするには、Ｌｉx ＭＯ2 （但し、ｘの値は電池の充放電状態によって異なり、通常０．０５≦ｘ≦１．１２である。）を主体とするリチウム（Ｌｉ）複合酸化物とすることが好ましい。この組成式において、Ｍは１種類以上の遷移金属が好ましく、コバルト（Ｃｏ），ニッケルおよびマンガン（Ｍｎ）のうちの少なくとも１種がより好ましい。このようなリチウム複合酸化物の具体例としては、ＬｉＮｉy Ｃｏ1-y Ｏ2 （但し、０≦ｙ≦１）あるいはＬｉＭｎ2 Ｏ4 が挙げられる。
【００３４】
負極１２２は、正極１２１と同様に、例えば、上記の電極の製造装置により製造された電極を合剤層の間で切断したものであり、帯状の集電体１２２ａとこの集電体１２２ａの両面に設けられた合剤層１２２ｂとを有している。この負極１２２の未形成領域には負極リード線１１２が設けられている。
【００３５】
集電体１２２ａは、例えば、銅（Ｃｕ）箔，ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。
【００３６】
合剤層１２２ｂは、例えば、負極活物質と、必要に応じてポリフッ化ビニリデンなどの結着剤とを含んで構成されている。負極活物質としては、例えば、リチウム金属またはリチウムを吸蔵および離脱することが可能な負極材料が挙げられる。リチウムを吸蔵および離脱することが可能な材料としては、炭素材料，金属酸化物あるいは高分子材料などが挙げられる。このうち、炭素材料としては、例えば、人造黒鉛，天然黒鉛，易黒鉛化性炭素あるいは難黒鉛化性炭素が挙げられる。また、金属酸化物としては酸化鉄，酸化ルテニウム，酸化モリブデン，酸化タングステンあるいは酸化スズなどが挙げられ、高分子材料としてはポリアセチレンあるいはポリピロールなどが挙げられる。
【００３７】
リチウムを吸蔵および離脱することができる負極材料としては、また、リチウムと合金を形成可能な金属元素あるいは半金属元素の単体，合金または化合物が挙げられる。なお、合金には２種以上の金属元素からなるものに加えて、１種以上の金属元素と１種以上の半金属元素とからなるものも含める。その組織には固溶体，共晶（共融混合物），金属間化合物あるいはそれらのうちの２種以上が共存するものがある。
【００３８】
リチウムと合金を形成可能な金属元素あるいは半金属元素としては、例えば、マグネシウム（Ｍｇ），ホウ素（Ｂ），ヒ素（Ａｓ），アルミニウム，ガリウム（Ｇａ），インジウム（Ｉｎ），ケイ素（Ｓｉ），ゲルマニウム（Ｇｅ），スズ（Ｓｎ），鉛（Ｐｂ），アンチモン（Ｓｂ），ビスマス（Ｂｉ），カドミウム（Ｃｄ），銀（Ａｇ），亜鉛（Ｚｎ），ハフニウム（Ｈｆ），ジルコニウム（Ｚｒ），イットリウム（Ｙ），パラジウム（Ｐｄ）および白金（Ｐｔ）が挙げられる。これらの合金あるいは化合物としては、例えば、化学式Ｍａs Ｍｂt Ｌｉu 、あるいは化学式Ｍａp Ｍｃq Ｍｄr で表されるものが挙げられる。これら化学式において、Ｍａはリチウムと合金を形成可能な金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を表し、ＭｂはリチウムおよびＭａ以外の金属元素、および半金属元素のうちの少なくとも１種を表し、Ｍｃは非金属元素の少なくとも１種を表し、ＭｄはＭａ以外の金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を表す。また、ｓ、ｔ、ｕ、ｐ、ｑおよびｒの値はそれぞれｓ＞０、ｔ≧０、ｕ≧０、ｐ＞０、ｑ＞０、ｒ≧０である。
【００３９】
中でも、４Ｂ族の金属元素あるいは半金属元素の単体、合金または化合物が好ましく、特に好ましいのはケイ素あるいはスズ、またはこれらの合金あるいは化合物である。これらは結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。
【００４０】
このような合金あるいは化合物について具体的に例を挙げれば、ＬｉＡｌ，ＡｌＳｂ，ＣｕＭｇＳｂ，ＳｉＢ4 ，ＳｉＢ6 ，Ｍｇ2 Ｓｉ，Ｍｇ2 Ｓｎ，Ｎｉ2 Ｓｉ， ＴｉＳｉ2 ，ＭｏＳｉ2 ，ＣｏＳｉ2 ，ＮｉＳｉ2 ，ＣａＳｉ2 ，ＣｒＳｉ2 ，Ｃｕ5 Ｓｉ，ＦｅＳｉ2 ，ＭｎＳｉ2 ，ＮｂＳｉ2 ，ＴａＳｉ2 ，ＶＳｉ2 ，ＷＳｉ2 ，ＺｎＳｉ2 ，ＳｉＣ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，Ｓｉ2 Ｎ2 Ｏ，ＳｉＯv （０＜ｖ≦２），ＳｎＯw （０＜ｗ≦２），ＳｎＳｉＯ3 ，ＬｉＳｉＯあるいはＬｉＳｎＯなどがある。
【００４１】
合剤層１２１ｂおよび合剤層１２２ｂの上には、ゲル状の電解質である電解質層１２３が形成されている。電解質層１２３は、例えば、非水溶媒に電解質塩であるリチウム塩を溶解させた電解液を高分子化合物に保持させたものである。
【００４２】
非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、２，４−ジフルオロアニソール、２，６−ジフルオロアニソールあるいは４−ブロモベラトロールが挙げられ、これらのうちのいずれか１種または２種類以上が混合して用いられる。
【００４３】
リチウム塩としては、例えば、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 、ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 あるいはＬｉＮ（Ｃ2 Ｆ5 ＳＯ2 ）2 が挙げられ、これらのうちのいずれか１種または２種以上が混合して用いられる。
【００４４】
高分子材料としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン，ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシドあるいはポリメタクリロニトリルなどが挙げられ、使用形態などに応じてこれらのうちのいずれか１種または２種以上が混合して用いられる。
【００４５】
セパレータ１２４は、例えば正極１２１と負極１２２とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるものであり、イオン透過度が大きく、所定の機械的強度を有する絶縁性の薄膜が用いられる。具体的には、ポリプロピレンあるいはポリエチレンなどのポリオレフィン系の材料よりなる多孔質膜、またはセラミック製の不織布などの無機材料よりなる多孔質膜が用いられ、これら２種以上の多孔質膜を積層して用いてもよい。セパレータ１２４の厚さは、機械的強度および電池内容積を考慮して１μｍ以上２０μｍ以下とすることが好ましい。
【００４６】
本実施の形態に係る電極の製造装置または製造方法によれば、上述の電極を形成するに際し、基準ロール２０により塗布位置Ｐにおいて集電体Ｃを下方向に搬送させるようにしたので、以下の理由により、集電体Ｃの未形成領域Ｙに合剤Ｍが塗布されることを回避し、電池の内部短絡を防止することができる。その結果、歩留まりの向上、市場クレームの低減および安全性の向上を達成することもできる。
【００４７】
すなわち、上記「発明が解決しようとする課題」において説明したように、未形成領域Ｙに不要な合剤層Ｌが形成されると、この不要な合剤層Ｌの存在に起因して電池の内部短絡が生じる可能性があるため、電極を形成する際には、未形成領域Ｙに合剤Ｍが塗布されないようにする必要がある。未形成領域Ｙに合剤Ｍが塗布されることとなる原因の一つとしては、例えば、塗布ヘッド３０から放出された合剤Ｍが塗布口３２ａへ付着する点が挙げられる。塗布口３２ａに合剤Ｍが付着すると、図７に示したように、塗布口３２ａに付着した合剤Ｍに起因して塗布開始部Ｓの直線性が悪化し、未形成領域Ｙに不要な合剤層Ｌが形成されることとなる。
【００４８】
ここで、塗布ヘッド３０により集電体Ｃに合剤Ｍを塗布する際、その集電体Ｃの搬送方法としては、例えば、回転軸Ｋを中心として基準ロール２０を左回りに回転させることにより、塗布位置Ｐにおいて集電体Ｃを上方向に搬送させる手法が考えられる。しかしながら、集電体Ｃを上方向に搬送させた場合には、合剤Ｍの塗布が中断された直後において、集電体Ｃと塗布口３２ａとの間に滞留した合剤Ｍ（以下、単に「滞留合剤Ｍ」という。）が集電体Ｃに引っ張られて上方に引き上げられることとなるため、滞留合剤Ｍの位置が塗布口３２ａの位置よりも高くなる。これにより、滞留合剤Ｍが落下する際、塗布口３２ａに付着する可能性が高くなり、未形成領域Ｙに合剤Ｍが塗布されることがある。
【００４９】
これに対して、本実施の形態では、図１ないし図３に示したように塗布位置Ｐにおいて集電体Ｃが下方向に搬送されるため、合剤Ｍの塗布が中断された直後において、滞留合剤Ｍが集電体Ｃに引っ張られて下方向に引き下げられることとなる。この場合には、塗布位置Ｐにおいて集電体Ｃを上方向に搬送させた場合とは異なり、滞留合剤Ｍの位置が塗布口３２ａの位置よりも低くなるため、滞留合剤Ｍが落下したとしても、塗布口３２ａに付着することが回避される。したがって、未形成領域Ｙに合剤Ｍが塗布されることが回避され、その結果電池の内部短絡の発生が防止される。
【００５０】
さらに、本実施の形態では、基準ロール２０により、塗布位置Ｐを通過した集電体Ｃを領域Ｂに導くようにしたので、塗布位置Ｐを通過した集電体Ｃは、領域Ｂから領域Ａに搬送されることなく、領域Ｂにおいて搬送される。この場合には、塗布位置Ｐを通過した集電体Ｃが領域Ｂから領域Ａに搬送される場合とは異なり、塗布位置Ｐを通過した集電体Ｃに滞留合剤Ｍが落下することがないため、この観点においても、未形成領域Ｙに滞留合剤Ｍが塗布されることを回避することができる。
【００５１】
また、本実施の形態では、塗布位置Ｐが、基準ロール２０の回転軸Ｋの位置と同一水平面Ｈ内にあるようにしたので、以下の理由により、この観点においても、未形成領域Ｙに合剤Ｍが塗布されることを回避することができる。すなわち、例えば、塗布位置Ｐが水平面Ｈよりも上方になるように塗布ヘッド３０が配設されている場合には、塗布口３２ａの下方を集電体Ｃが搬送されることとなる。この場合には、合剤Ｍの塗布直後において、流路３２に残存した合剤Ｍが塗布口３２ａから落下すると、図７に示したように、集電体Ｃのうち、合剤Ｍの塗布終了部Ｅよりも後方の領域に、不要な合剤Ｍが付着するおそれがある。この不要な合剤Ｍの付着は、上記した塗布開始部Ｓの直線性の悪化と同様に、電池の内部短絡を誘発するものである。これに対して、本実施の形態では、塗布位置Ｐが水平面Ｈ内にあるように塗布ヘッド３０が配設されているため、集電体Ｃが塗布口３２ａの下方を搬送することはない。したがって、塗布直後において合剤Ｍが落下したとしても、この合剤Ｍが未形成領域Ｙに付着することが回避される。
【００５２】
また、本実施の形態では、落下した滞留合剤Ｍを収容するための合剤受け５０を備えるようにしたので、この合剤受け５０により、落下した滞留合剤Ｍを回収し、滞留合剤Ｍの飛散や塗布が不要な箇所への付着を防止することができる。
【００５３】
なお、本実施の形態では、落下した合剤Ｍを収容するために器状の合剤受け５０を備えるようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、合剤受け５０に代えて、落下した合剤Ｍを吸引するための吸引ノズルを備えるようにしてもよい。この場合には、吸引ノズルの吸引力を利用して、合剤Ｍの回収範囲を広範囲化することが可能になるため、合剤Ｍの回収効率を向上させることができる。さらに、吸引力を利用して、合剤Ｍの落下範囲を狭めることも可能なため、落下した合剤Ｍが未形成領域Ｙに付着することも回避することができる。
【００５４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００５５】
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る電極の製造装置の要部を拡大して表すものであり、上記第１の実施の形態における図２に対応している。
【００５６】
この電極の製造装置では、退避位置Ｔが、塗布位置Ｐおよび回転軸Ｋの位置と同一水平面Ｈ内にあった上記第１の実施の形態の場合とは異なり、塗布位置Ｐよりも斜め下方にある。すなわち、塗布ヘッド３０は、着脱機構４０の駆動機構を利用して、退避位置Ｔから塗布位置Ｐまで斜め上方に向かって移動すると共に、塗布位置Ｐから退避位置Ｔまで斜め下方に向かって移動するようになっている。
【００５７】
この電極の製造装置では、上記第１の実施の形態の場合と同様に、基準ロール２０により塗布位置Ｐを下向きに通過するように集電体Ｃが搬送された状態において、塗布ヘッド３０が退避位置Ｔと塗布位置Ｐとの間を移動しながら合剤Ｍの塗布動作を繰り返すことにより、図４に示したように、集電体Ｃに合剤層Ｌと未形成領域Ｙとが交互に形成される。
【００５８】
このように本実施の形態によれば、退避位置Ｔを塗布位置Ｐよりも斜め下方としたので、以下の理由により、上記第１の実施の形態と比較して、未形成領域Ｙに滞留合剤Ｍが塗布されることをより回避することができる。
【００５９】
すなわち、退避位置Ｔと塗布位置Ｐとが同一水平面Ｈ内にあり、高さ方向に変位することなく水平方向にのみ塗布ヘッド３０が移動する上記第１の実施の形態の場合には、塗布ヘッド３０による合剤Ｍの塗布が中断された直後において、集電体Ｃと塗布口３２ａとの間に滞留した滞留合剤Ｍは、集電体Ｃに近い側においてのみ、下方に搬送される集電体Ｃに引っ張られて下方向に引き下げられる。この場合には、塗布口３２ａとこの塗布口３２ａよりも下方に搬送された集電体Ｃとの間の領域に滞留合剤Ｍが滞留し、この滞留合剤Ｍが、集電体Ｃ上に形成された合剤層Ｌの直後の未形成領域Ｙに接近してしまうため、滞留合剤Ｍが未形成領域Ｙに付着する虞がある。
【００６０】
これに対して、本実施の形態では、塗布ヘッド３０が塗布位置Ｐから退避位置Ｔまで斜め下方に向かって移動するため、合剤Ｍの塗布が中断された直後において、集電体Ｃと塗布口３２ａとの間に滞留した滞留合剤Ｍは、集電体Ｃに近い側において、この集電体Ｃに引っ張られて下方向に引き下げられると共に、塗布口３２ａに近い側においても、滞留合剤Ｍを追走して下方向に移動する塗布ヘッド３０に引っ張られて下方向に引き下げられることとなる。この場合には、滞留合剤Ｍが未形成領域Ｙに接近する上記第１の実施の形態とは異なり、滞留合剤Ｍが未形成領域Ｙから遠ざけられるため、滞留合剤Ｍが未形成領域Ｙに付着する可能性が減少する。したがって、未形成領域Ｙに滞留合剤Ｍが塗布されることがより回避される。
【００６１】
なお、本実施の形態の電極の製造装置についての上記特徴部分以外の構成，動作，作用，効果および変形等は、上記第１の実施の形態の場合と同様である。
【００６２】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００６３】
図９は本発明の第３の実施の形態に係る電極の製造装置の要部を拡大して表すものであり、上記第１の実施の形態における図２に対応している。
【００６４】
この電極の製造装置では、塗布位置Ｐが基準ロール２０の回転軸Ｋと同一水平面Ｈ内にあった第１の実施の形態とは異なり、塗布位置Ｐが基準ロール２０の回転軸Ｋの位置よりも下方にある。また、塗布ヘッド３０の塗布方向が水平面Ｈをなす上記第１の実施の形態とは異なり、塗布ヘッド３０の塗布方向が、塗布位置Ｐを含む水平面Ｈ１から下方に向かって約３０°の角度（傾き角度）αをなすように傾いている。傾き角度αは、必ずしも３０°に限らず、約０°〜３０°の範囲内で自由に設定可能である。なお、塗布ヘッド３０の塗布方向は、回転軸Ｋと塗布位置Ｐとを含む平面Ｈ２と平行である。退避位置Ｔは、第２の実施の形態と同様に、塗布位置Ｐよりも斜め下方にある。
【００６５】
この電極の製造装置では、上記第１の実施の形態の場合と同様に、基準ロール２０により塗布位置Ｐを下向きに通過するように集電体Ｃが搬送された状態において、図４に示したように、塗布ヘッド３０により集電体Ｃに合剤層Ｌと未形成領域Ｙとが交互に形成される。
【００６６】
このように本実施の形態によれば、塗布ヘッド３０の傾き角度αを約０°〜３０°の範囲内としたので、以下の理由により、水平面Ｈ１に対して塗布ヘッド３０の塗布方向を下方に傾けた場合においても、未形成領域Ｙに滞留合剤Ｍが塗布されることを防止することができる。
【００６７】
すなわち、傾き角度αが約３０°よりも大きくなり、滞留合剤Ｍの位置と塗布口３２ａの位置との間の高低差が大きくなりすぎると、滞留合剤Ｍが落下して塗布口３２ａに付着する虞がある。塗布口３２ａに滞留合剤Ｍが付着すると、上記第１の実施の形態において説明したように、滞留合剤Ｍが未形成領域Ｙに塗布されてしまう。
【００６８】
これに対して、本実施の形態では、傾き角度αを約０°〜３０°の範囲内とすることにより、滞留合剤Ｍの位置と塗布口３２ａの位置との間の高低差を適正に小さくし、落下した滞留合剤Ｍが塗布口３２ａに付着する可能性を低減させることが可能になる。したがって、水平面Ｈ１に対して塗布ヘッド３０の塗布方向を下方に傾けた場合においても、未形成領域Ｙに滞留合剤Ｍが塗布されることが回避される。
【００６９】
なお、本実施の形態の電極の製造装置についての上記特徴部分以外の構成，動作，作用，効果および変形等は、上記第１および第２の実施の形態の場合と同様である。
【００７０】
［第４の実施の形態］
次に、図１０を参照して本発明の第４の実施の形態について説明する。本実施の形態は、塗布ヘッド３０が合剤Ｍの塗布を中断する際に、滞留合剤Ｍが、合剤Ｍの供給される方向とは逆方向に後退させられるようにしたものである。
【００７１】
本実施の形態に係る電極の製造装置では、上記第１ないし第３の実施の形態とは異なり、基準ロール２０が塗布位置Ｐにおいて集電体Ｃを通過させる方向は特に限定されず、例えば図１０に示したような水平面Ｈに平行な方向とすることができる。なお、図示しないが、基準ロール２０と共に、適宜の個数のガイドロールが、集電体Ｃの搬送経路に応じて配設されている。
【００７２】
塗布ヘッド３０は、例えば密閉型スロットダイにより構成されており、例えば、着脱機構４０により、集電体Ｃに合剤Ｍを塗布する塗布位置Ｐと、この塗布位置Ｐよりも後退した退避位置Ｔ（図１参照）との間を移動可能になっている。塗布位置Ｐは、例えば、基準ロール２０の回転軸Ｋの位置および退避位置Ｔと同一鉛直面Ｖ内にある。塗布ヘッド３０の塗布方向（流路３２の延在方向）は、例えば鉛直面Ｖと平行である。塗布位置Ｐにおいて合剤Ｍが供給される方向（塗布時に合剤Ｍが流路３２内を移動する方向）は、例えば鉛直下向きである。なお、図１０では、塗布ヘッド３０が塗布位置Ｐに位置する状態を示している。
【００７３】
この塗布ヘッド３０には、軸受部３３（図２参照）および開閉軸３４（図２参照）に代えて、合剤遮断機構９０（合剤遮断手段）が内蔵されて一体化されている。この合剤遮断機構９０は、塗布ヘッド３０が合剤Ｍの塗布を中断して未形成領域Ｙを形成する際に、滞留合剤Ｍを、塗布位置Ｐにおいて合剤供給方向とは逆方向、例えば鉛直上向きに後退させて塗布ヘッド３０内へと引き込むものである。
【００７４】
合剤遮断機構９０は、例えば塗布ヘッド３０内において塗布材料溜３１よりも上流側の流路３５に設けられ、弁棒９２が連結された遮断弁９１を有している。遮断弁９１は、流路３５に設けられた収容穴（ハウジング）９３内に収容されている。弁棒９２の遮断弁９１に連結されていない方の端部には、駆動機構９４が設けられており、弁棒９２は、矢印９５のように、収容穴９３に進入する方向または収容穴９３から退出する方向に駆動されるようになっている。このように弁棒９２が収容穴９３に対して進入または退出することに伴って、弁棒９２は、遮断弁９１を、収容穴９３から離間して合剤Ｍを通過させる開放位置９１Ａと、収容穴９３を閉塞して合剤Ｍを遮断する遮断位置９１Ｂとの間で相対的に移動させるようになっている。なお、図１０では、遮断弁９１が開放位置９１Ａに位置する状態を示している。
【００７５】
次に、図１０および図１１を参照して、本実施の形態に係る電極の製造装置の動作について説明する。図１１は、遮断弁９１が遮断位置９１Ｂに位置する状態を示している。
【００７６】
この電極の製造装置では、塗布時には（図１０）、弁棒９２が駆動されて収容穴９３に進入し、これに伴って遮断弁９１が開放位置９１Ａに移動して流路３５を開放すると共にポンプ８０が駆動することにより塗布口３２ａから合剤Ｍを放出可能となり、塗布ヘッド３０が塗布位置Ｐにおいて鉛直下向きに合剤Ｍを供給して集電体Ｃに合剤Ｍを塗布することにより合剤層Ｌを形成する。
【００７７】
塗布ヘッド３０が合剤Ｍの塗布を中断する際には、ポンプ８０が停止し、タンク６０から供給管７０を介して塗布ヘッド３０へ至る合剤Ｍの供給を停止する。これと同時に、弁棒９２が駆動されて収容穴９３から退出し、これに伴って遮断弁９１が遮断位置９１Ｂに移動し、流路３５を遮断する。このとき、塗布欠陥の発生を防ぐため、弁棒９２をできる限り急速に収容穴９３から退出させるようにすることが好ましい。
【００７８】
遮断弁９１が遮断位置９１Ｂに移動する際、弁棒９２の収容穴９３内に進入していた部分が収容穴９３の外に退出するので、その部分の体積分だけ、集電体Ｃと合剤遮断機構９０の遮断弁９１との間に滞留する合剤Ｍの全体が、合剤Ｍが供給される方向とは逆方向、すなわち鉛直上向きに後退させられる。これにより、滞留合剤Ｍが、鉛直上向きに後退して塗布ヘッド３０の流路３２内へと引き込まれ、合剤Ｍの先端が塗布ヘッド３０内に引っ込む。よって、従来のように滞留合剤Ｍが、水平方向に搬送されている集電体Ｃに引っ張られて塗布終了部Ｅ（図７参照）に付着するおそれがなくなり、塗布終了部Ｅの直線性が向上する。また、従来のように滞留合剤Ｍが集電体Ｃに引っ張られる際に、塗布ヘッド３０の流路３２内の合剤Ｍが一緒に引きずり出されて未形成領域Ｙに付着するおそれがなくなり、未形成領域Ｙに合剤Ｍが塗布されることが防止される。
【００７９】
なお、本実施の形態の電極の製造装置についての上記特徴部分以外の構成，動作，作用，効果および変形等は、上記第１の実施の形態の場合と同様である。
【００８０】
このように本実施の形態では、塗布位置Ｐにおいて合剤Ｍを所定の方向、例えば鉛直下向きに供給して集電体Ｃに合剤Ｍを塗布することにより合剤層Ｌを形成し、合剤Ｍの塗布が中断される際に、滞留合剤Ｍが、合剤Ｍの供給される方向とは逆方向、例えば鉛直上向きに後退させられる。したがって、滞留合剤Ｍが集電体Ｃに引っ張られて塗布終了部Ｅに付着するおそれがなくなり、塗布終了部Ｅの直線性が向上する。また、滞留合剤Ｍが集電体Ｃに引っ張られる際に、塗布ヘッド３０の流路３２内の合剤Ｍが一緒に引きずり出されて未形成領域Ｙに付着するおそれがなくなり、未形成領域Ｙに合剤Ｍが塗布されることが防止される。
【００８１】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記第１ないし第３の実施の形態では、塗布位置を下向きに通過するように集電体を搬送させることが可能な限り、自由に変更可能である。
【００８２】
また、上記第４の実施の形態では、合剤遮断機構９０を塗布ヘッド３０に内蔵して一体化した場合について説明したが、合剤遮断機構９０は、例えば塗布ヘッド３０外部の供給管７０に設けるようにしてもよい。しかし、合剤遮断機構９０と塗布ヘッド３０の塗布口３２ａとの距離が短くなり、合剤遮断機構９０が滞留合剤Ｍを後退させて塗布ヘッド３０内に引き込む効果が高まるので、合剤遮断機構９０を塗布ヘッド３０に内蔵して一体化することが好ましい。
【００８３】
また、上記第４の実施の形態では、塗布位置Ｐにおいて塗布ヘッド３０が合剤Ｍを鉛直下向きに供給し、合剤遮断機構９０が滞留合剤Ｍを鉛直上向きに後退させる場合について説明したが、塗布位置Ｐにおいて塗布ヘッド３０が合剤Ｍを供給する方向は鉛直下向きに限られず、集電体Ｃの搬送方向に応じて適切に設定することができる。
【００８４】
また、上記実施の形態では、集電体Ｃに合剤Ｍを塗布する場合について説明したが、本発明は、集電体以外の被塗布体に合剤以外の塗布材料を塗布する場合についても適用することができる。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載の電極の製造装置または製造方法によれば、塗布形成手段を一方の側方領域に配設すると共に、所定の塗布位置をロールの回転軸の位置と同一水平面内にして、塗布位置を下向きに通過させたのち他方の側方領域に導かれるように集電体をロールの周面に沿って搬送させると共に、軸受部に収容された開閉軸によって流路を開放または遮断しながら塗布位置において集電体に合剤を塗布するようにしたので、合剤の塗布が中断された直後において、集電体と塗布形成手段との間に滞留した滞留合剤が集電体に引っ張られて下方向に引き下げられることとなるため、滞留合剤の位置が塗布形成手段の合剤が放出される部分の位置よりも低くなる。これにより、合剤が落下したとしても、塗布形成手段の合剤が放出される部分に付着することが回避され、その結果、集電体の合剤層が形成されていない未形成領域に合剤が塗布されることを防止することができる。また、塗布位置を通過した集電体が、一方の側方領域から他方の側方領域に搬送されることなく、他方の側方領域において搬送される。これにより、塗布位置を通過した集電体に合剤が落下することがないため、集電体の合剤層が形成されていない未形成領域に合剤が付着することを回避することができる。さらに、集電体が塗布形成手段の合剤が放出される部分の下方を搬送されない。これにより、塗布直後において合剤が落下したとしても、この合剤が集電体の未形成領域に付着することが回避されることにより、その未形成領域に合剤が塗布されることを回避することができる。従って、例えばこの電極の製造方法および製造装置を用いて製造された電極を用いて電池を構成すれば、電池の内部短絡を防止することができる。その結果、歩留まりの向上、市場クレームの低減および安全性の向上を達成することもできる。
【００８９】
また、請求項４に記載の電極の製造装置、または請求項１１に記載の電極の製造方法によれば、退避位置を塗布位置よりも斜め下方にするようにしたので、合剤の塗布が中断された直後において、集電体と塗布形成手段との間に滞留した滞留合剤は、集電体に近い側において、この集電体に引っ張られて下方向に引き下げられると共に、塗布形成手段の合剤が放出される部分に近い側においても、滞留合剤を追走して下方向に移動する塗布形成手段に引っ張られて下方向に引き下げられることとなる。その結果、滞留合剤が集電体の合剤層が形成されていない未形成領域から遠ざけられるため、滞留合剤が未形成領域に付着する可能性が減少する。したがって、未形成領域に滞留合剤が塗布されることがより回避することができる
【００９０】
また、請求項５あるいは請求項６に記載の電極の製造装置、または請求項１２あるいは請求項１３に記載の電極の製造方法によれば、塗布形成手段により塗布時に落下した合剤を回収するようにしたので、合剤の飛散や塗布が不要な箇所への付着を防止することができる。
【００９１】
特に、請求項６に記載の電極の製造装置または請求項１３に記載の電極の製造方法によれば、落下した合剤を吸引するようにしたので、合剤の回収範囲を広範囲化することが可能になるため、合剤の回収効率を向上させることができる。さらに、吸引力を利用して、合剤の落下範囲を狭めることも可能なため、落下した合剤が集電体の合剤層が形成されていない未形成領域に付着することも回避することができる。
【００９２】
請求項１５ないし請求項２０のいずれか１項に記載の電極の製造装置または製造方法によれば、所定の塗布位置において合剤を鉛直下向きに供給して集電体に塗布することにより合剤層を形成し、合剤の塗布が中断される際に、集電体と塗布形成手段との間に滞留した合剤が鉛直上向きに後退させられるようにしたので、集電体と塗布形成手段との間に滞留した合剤が集電体に引っ張られて合剤の塗布終了部に付着するおそれがなくなり、塗布終了部の直線性が向上する。また、集電体と塗布形成手段との間に滞留した合剤が集電体に引っ張られる際に、塗布形成手段内の合剤が一緒に引きずり出されて合剤層が形成されていない未形成領域に付着するおそれがなくなり、未形成領域に合剤が塗布されることが防止される。従って、例えばこの電極の製造方法および製造装置を用いて製造された電極を用いて電池を構成すれば、電池の内部短絡を防止することができる。その結果、歩留まりの向上、市場クレームの低減および安全性の向上を達成することもできる。
【００９３】
特に、請求項１７記載の電池の製造装置または請求項２０記載の電池の製造方法によれば、合剤遮断手段が、塗布形成手段に内蔵されて一体化されているので、合剤遮断手段と塗布形成手段との距離が短くなり、合剤遮断手段が集電体と塗布形成手段との間に滞留する合剤を後退させて塗布形成手段内に引き込む効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電極の製造装置の構成を表す概略図である。
【図２】図１に示した電極の製造装置の要部を拡大して表す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る電極の製造装置の動作を説明するための断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る電極の製造装置により形成される電極の外観構造を表す斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る電極の製造装置により製造された電極を搭載した二次電池を分解して表す分解斜視図である。
【図６】図５に示した巻回電極体のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る電極の製造装置の比較例である電極の製造装置により形成される電極の外観構成を表す斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る電極の製造装置の要部を表す断面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る電極の製造装置の要部を表す断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る電極の製造装置を表す断面図である。
【図１１】図１０に示した遮断弁が遮断位置にある状態を表す断面図である。
【符号の説明】
１０…ガイドロール、２０…基準ロール、３０…塗布ヘッド、３１…塗布材料溜、３２…流路、３２ａ…塗布口、３３…軸受部、３４…開閉軸、３５…流路、４０…着脱機構、５０…合剤受け、６０…タンク、７０…供給管、８０…ポンプ、９０…合剤遮断機構、９１…遮断弁、９１Ａ…開放位置、９１Ｂ…遮断位置、９２…弁棒、９３…収容穴、１１１…正極リード線、１１２…負極リード線、１２０…巻回電極体、１２１…正極、１２１ａ，１２２ａ，Ｃ…集電体、１２１ｂ，１２２ｂ，Ｌ…合剤層、１２２…負極、１２３…電解質層、１２４…セパレータ、１２５…保護テープ、１３０ａ，１３０ｂ…外装部材、１３１…密着フィルム、Ａ，Ｂ…領域、Ｅ…塗布終了部、Ｈ，Ｈ１…水平面、Ｈ２…平面、Ｋ…回転軸、Ｍ…合剤、Ｐ…塗布位置、Ｓ…塗布開始部、Ｔ…退避位置、Ｖ…鉛直面、Ｙ…未形成領域
【発明の属する技術分野】
本発明は、集電体に合剤層が設けられてなる電極の製造装置および製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話等のポータブル電子機器の電源として使用される二次電池の研究開発が活発に進められている。中でも、リチウムイオン二次電池は、高エネルギー密度を実現することができるものとして注目されている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池としては、例えば、正極と負極とを電解質を介して積層させた積層体が巻回されてなる巻回型構造をなすものが知られている。正極および負極としては、例えば、金属箔よりなる集電体上に合剤層が選択的に形成されたものが用いられている。合剤層は電池反応に関与する領域であり、合剤層が形成されていない領域（以下、単に「未形成領域」という。）は、電流を外部に取り出すためのリード線を取り付けるために必要不可欠な領域である。
【０００４】
この種の正極および負極は、例えば、電極の製造装置を用いて長尺の集電体上に合剤層を選択的に形成したのち、その集電体を長手および巾方向に所定の寸法となるように裁断することにより形成されている。電極の製造装置としては、例えば、集電体を連続的に搬送させた状態において、その集電体に塗布ヘッドから間欠的に合剤を塗布することにより合剤層を形成するものが挙げられる。塗布ヘッドにより間欠的に合剤を塗布する機構としては、例えば、塗布ヘッドへの合剤の供給を間欠的に遮断するもの、塗布ヘッドを集電体に着脱させるもの、またはこれらを組み合わせたもの等が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電極の製造装置では、主にその動作機構に起因して、塗布ヘッドにより集電体上に合剤層を形成する際、塗布ヘッドから塗布された合剤が、合剤の塗布終了部または未形成領域に付着するおそれがある。この場合には、未形成領域に合剤層が形成されることとなり、次の理由により電池の内部短絡の要因となる。
【０００６】
すなわち、一般に、正極および負極は、正極上に形成された合剤層（以下、「正極合剤層」という。）から離脱したリチウムイオンが負極上に形成された合剤層（以下、「負極合剤層」という。）に吸蔵されるように、正極合剤層の対面には、必ず負極合剤層が位置するように配置されなければならない。しかし、正極に上記のような塗布欠陥が生じると、塗布欠陥の対面に負極合剤層が必ず位置するとは限らなくなり、塗布欠陥から離脱したリチウムイオンが負極合剤層に吸蔵されず、充放電を繰り返した際、そのリチウムイオンがリチウム金属となって析出してしまう。この析出したリチウム金属が、セパレータを貫通して内部短絡を引き起こすことがある。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、内部短絡の発生を防止することができる電極の製造装置および製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による第１の電極の製造装置は、集電体に合剤層が設けられてなる電極を製造するものであって、所定の塗布位置を含む鉛直面により分割された２つの側方領域のうちの一方の側方領域に配設され、合剤の流路に設けられた軸受部とこの軸受部に収容された開閉軸とを有し、開閉軸によって流路を開放または遮断しながら塗布位置において集電体に合剤を塗布することにより合剤層を形成する塗布形成手段と、塗布位置を下向きに通過させたのち２つの側方領域のうちの他方の側方領域に導くように集電体を周面に沿って搬送させる回転可能なロールとを備え、塗布位置がロールの回転軸の位置と同一水平面内にあるようにしたものである。
【０００９】
本発明による第１の電極の製造方法は、集電体に合剤層が設けられてなる電極を製造するものであって、所定の塗布位置を含む鉛直面により分割された２つの側方領域のうちの一方の側方領域に配設され、合剤の流路に設けられた軸受部とこの軸受部に収容された開閉軸とを有する塗布形成手段と、回転可能なロールとを用いて、ロールにより、塗布位置を下向きに通過させたのち２つの側方領域のうちの他方の側方領域に導くように集電体を周面に沿って搬送させると共に、塗布形成手段により、開閉軸によって流路を開放または遮断しながら塗布位置において集電体に合剤を塗布することにより合剤層を形成し、塗布位置をロールの回転軸の位置と同一水平面内にするようにしたものである。
【００１０】
本発明による第２の電極の製造装置は、集電体に合剤層が設けられてなる電極を製造するものであって、所定の塗布位置において合剤を鉛直下向きに供給して集電体に塗布することにより合剤層を形成する塗布形成手段と、この塗布形成手段が合剤の塗布を中断する際に、集電体と塗布形成手段との間に滞留した合剤を鉛直上向きに後退させる合剤遮断手段とを備えるようにしたものである。
【００１１】
本発明による第２の電極の製造方法は、集電体に合剤層が設けられてなる電極を製造するものであって、所定の塗布位置において合剤を鉛直下向きに供給して集電体に塗布することにより合剤層を形成し、合剤の塗布を中断する際に、集電体と塗布形成手段との間に滞留した合剤を鉛直上向きに後退させるようにしたものである。
【００１２】
本発明による第１の電極の製造装置および製造方法では、塗布形成手段が一方の側方領域に配設されていると共に、所定の塗布位置がロールの回転軸の位置と同一水平面内にあり、集電体が塗布位置を下向きに通過したのち他方の側方領域に導かれるようにロールの周面に沿って搬送されると共に、軸受部に収容された開閉軸によって流路が開放または遮断されながら塗布位置において集電体に合剤が塗布される。したがって、合剤の塗布が中断された直後においては、集電体と塗布形成手段との間に滞留した合剤が集電体に引っ張られて、上方向に引き上げられることはなく、下方向に引き下げられる。その結果、合剤層が形成されていない未形成領域に合剤が塗布されることが防止される。
【００１３】
本発明による第２の電極の製造装置および製造方法では、所定の塗布位置において合剤が鉛直下向きに供給されることにより集電体に塗布されると共に、合剤の塗布が中断される際に、集電体と塗布形成手段との間に滞留した合剤が鉛直上向きに後退させられるようにしたので、集電体と塗布形成手段との間に滞留した合剤が集電体に引っ張られて合剤の塗布終了部に付着するおそれがなくなり、塗布終了部の直線性が向上する。また、集電体と塗布形成手段との間に滞留した合剤が集電体に引っ張られる際に、塗布形成手段の内部の合剤が一緒に引きずり出されて合剤層が形成されていない未形成領域に付着するおそれがなくなり、未形成領域に合剤が塗布されることが防止される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
［第１の実施の形態］
まず、図１および図２を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る電極の製造装置の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る電極の製造装置の概略構成を表すものであり、図２は図１に示した電極の製造装置の要部を拡大して表すものである。なお、本発明の「電極の製造方法」は、本実施の形態に係る電極の製造装置の動作機構により具現化されるので、以下併せて説明する。これは以下の第２ないし第４の実施の形態においても同様である。
【００１６】
本実施の形態に係る電極の製造装置は、主に、塗布位置Ｐにおいて、帯状の集電体Ｃ上に一定の間隔ごとに合剤Ｍを塗布して合剤層を形成することにより、電池に搭載される電極（正極・負極）を製造するためのものである。この電極の製造装置は、図１に示したように、塗布位置Ｐを含む鉛直面Ｖにより分割された２つの領域Ａ（一方の側方領域），Ｂ（他方の側方領域）に、集電体Ｃを搬送させるガイドロール１０および基準ロール２０（搬送手段）と、集電体Ｃに合剤Ｍを塗布する塗布ヘッド３０（塗布形成手段）と、この塗布ヘッド３０を集電体Ｃに着脱させる着脱機構４０と、落下した合剤Ｍを回収する合剤受け５０（回収手段）とを備えている。なお、「塗布位置Ｐ」とは、塗布ヘッド３０により合剤Ｍが塗布されることとなる集電体Ｃ上の位置をいう。
【００１７】
ガイドロール１０は、集電体Ｃの搬送方向（図中の矢印Ｚの方向）に対応して回転することにより、所定の搬送経路に沿って集電体Ｃを搬送させるものである。なお、ガイドロール１０の配設個数は、集電体Ｃの搬送経路に応じて自由に設定可能である。
【００１８】
基準ロール２０は、ガイドロール１０と共に集電体Ｃを搬送させる際、特に集電体Ｃの搬送時において回転軸Ｋを中心として右回りに回転することにより、塗布位置Ｐにおいて集電体Ｃを下向きに通過させると共に、塗布位置Ｐを通過した集電体Ｃを領域Ｂに導くものであり、領域Ｂに配設されている。
【００１９】
塗布ヘッド３０は、塗布位置Ｐにおいて集電体Ｃに合剤Ｍを塗布することにより合剤層を形成するものであり、例えば密閉型スロットダイにより構成されている。この塗布ヘッド３０は、領域Ａに配設されており、例えば、着脱機構４０により、集電体Ｃに合剤Ｍを塗布する塗布位置Ｐと、この塗布位置Ｐよりも後退した退避位置Ｔとの間を移動可能になっている。この塗布ヘッド３０には、例えば、合剤Ｍを蓄積しておくタンク６０と、このタンク６０に蓄積された合剤Ｍを供給管７０を通じて塗布ヘッド３０に供給するポンプ８０とが接続されている。塗布位置Ｐは、例えば、基準ロール２０の回転軸Ｋの位置および退避位置Ｔと同一水平面Ｈ内にある。塗布ヘッド３０の塗布方向（後述する流路３２の延在方向）は、例えば、水平面Ｈと平行である。なお、図１では、塗布ヘッド３０が退避位置Ｔに位置する状態を示している。
【００２０】
この塗布ヘッド３０は、図２に示したように、例えば、塗布材料溜３１に合剤Ｍを収容しておき、この塗布材料溜３１に収容された合剤Ｍを流路３２を通じて塗布口３２ａから放出する機構を有している。流路３２の途中には軸受部３３に収容された開閉軸３４が設けられており、この開閉軸３４が駆動して流路３２を開放または遮断することにより、塗布ヘッド３０による合剤Ｍの放出またはその中断が切換可能になっている。なお、搬送状態にある集電体Ｃと塗布口３２ａとの間の距離は、例えば、塗布ヘッド３０が塗布位置Ｐに位置する場合において約０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ，退避位置Ｔに位置する場合において約０．５ｍｍ〜２ｍｍである。
【００２１】
引き続き、図１を参照して、電極の製造装置の構成について説明する。
【００２２】
着脱機構４０は、例えば、塗布ヘッド３０と連結された連結部分を移動させることにより、塗布位置Ｐと退避位置Ｔとの間で塗布ヘッド３０を移動させるものである。
【００２３】
合剤受け５０は、塗布ヘッド３０により集電体Ｃに合剤Ｍが塗布される際、落下した合剤Ｍを収容する収容部材であり、例えば器状をなしている。この合剤受け５０は、例えば、吐出位置Ｐの直下近傍に配設されている。
【００２４】
なお、本実施の形態に係る電極の製造装置は、上記した一連の構成要素と共に、図示しない他の構成要素、例えば集電体Ｃを搬送させるための搬送駆動源や一連の構成要素を稼動させるための電源などを含んで構成されている。
【００２５】
次に、図１〜図４を参照して、本実施の形態に係る電極の製造装置の動作について説明する。図３は、電極の製造装置の動作を説明するためのものであり、図２に対応している。図４は、電極の製造装置により形成される電極の外観構成を表すものである。
【００２６】
この電極の製造装置では、塗布前の状態において（図２）、塗布ヘッド３０が退避位置Ｔに位置している。この状態では、例えば、開閉軸３４が流路３２を遮断しており、塗布ヘッド３０は塗布準備状態になっている。
【００２７】
塗布時には（図３）、まず、塗布位置Ｐを下向きに通過するようにガイドロール１０および基準ロール２０によりそれらの周面に沿って集電体Ｃが搬送された状態において、着脱機構４０の駆動機構を利用して塗布ヘッド３０が退避位置Ｔから塗布位置Ｐまで移動する。続いて、開閉軸３４が駆動され流路３２を開放すると共にポンプ８０が駆動することにより塗布口３２ａから合剤Ｍを放出可能となり、塗布ヘッド３０が集電体Ｃに合剤Ｍを塗布することにより合剤層Ｌを形成する。続いて、開閉軸３４が流路３２を遮断し、塗布ヘッド３０による塗布動作が中断されたのち、塗布ヘッド３０が塗布位置Ｐから退避位置Ｔへ移動することにより、塗布前の状態（図２）に復帰する。
【００２８】
上記一連の動作が繰り返されることにより、塗布ヘッド３０により搬送中の集電体Ｃに合剤Ｍが間欠的に塗布されることとなり、図４に示したように、集電体Ｃ上に合剤層Ｌと未形成領域Ｙとが交互に形成される。
【００２９】
次に、図５および図６を参照して、本実施の形態に係る電極の製造装置により製造された電極を搭載する電池の構成について説明する。図５は、電池の外観構成を分解して表すものであり、図６は図５に示した電池の要部（巻回電極体）のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面構造を表すものである。
【００３０】
この電池は、正極リード線１１１および負極リード線１１２が取り付けられた巻回電極体１２０を外装部材１３０ａ，１３０ｂにより封入したものである。巻回電極体１２０は、例えば、正極１２１と負極１２２とをゲル状の電解質よりなる電解質層１２３およびセパレータ１２４を介して積層し巻回したものである。負極１２２の最外周部は保護テープ１２５により保護されており、正極リード線１１１および負極リード線１１２と外装部材１３０ａ，１３０ｂとは、例えば密着フィルム１３１を介して十分に密着している。
【００３１】
正極１２１は、例えば、上記の電極の製造装置により製造された電極を合剤層の間で切断したものであり、帯状の集電体１２１ａとこの集電体１２１ａの両面に設けられた合剤層１２１ｂを有している。この正極１２１の未形成領域には正極リード線１１１が設けられている。
【００３２】
集電体１２１ａは、例えば、アルミニウム（Ａｌ）箔，ニッケル（Ｎｉ）箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。
【００３３】
合剤層１２１ｂは、例えば、正極活物質と、必要に応じてカーボンブラックあるいはグラファイトなどの導電剤と、ポリフッ化ビニリデンなどの結着剤とを含んで構成されている。正極活物質としては、金属酸化物，金属硫化物あるいは特定の高分子材料などが適当であり、これらのうちのいずれか１種または２種以上が混合して用いられる。正極活物質は、電池の使用目的に応じて適宜に選択可能であるが、エネルギー密度を高くするには、Ｌｉx ＭＯ2 （但し、ｘの値は電池の充放電状態によって異なり、通常０．０５≦ｘ≦１．１２である。）を主体とするリチウム（Ｌｉ）複合酸化物とすることが好ましい。この組成式において、Ｍは１種類以上の遷移金属が好ましく、コバルト（Ｃｏ），ニッケルおよびマンガン（Ｍｎ）のうちの少なくとも１種がより好ましい。このようなリチウム複合酸化物の具体例としては、ＬｉＮｉy Ｃｏ1-y Ｏ2 （但し、０≦ｙ≦１）あるいはＬｉＭｎ2 Ｏ4 が挙げられる。
【００３４】
負極１２２は、正極１２１と同様に、例えば、上記の電極の製造装置により製造された電極を合剤層の間で切断したものであり、帯状の集電体１２２ａとこの集電体１２２ａの両面に設けられた合剤層１２２ｂとを有している。この負極１２２の未形成領域には負極リード線１１２が設けられている。
【００３５】
集電体１２２ａは、例えば、銅（Ｃｕ）箔，ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。
【００３６】
合剤層１２２ｂは、例えば、負極活物質と、必要に応じてポリフッ化ビニリデンなどの結着剤とを含んで構成されている。負極活物質としては、例えば、リチウム金属またはリチウムを吸蔵および離脱することが可能な負極材料が挙げられる。リチウムを吸蔵および離脱することが可能な材料としては、炭素材料，金属酸化物あるいは高分子材料などが挙げられる。このうち、炭素材料としては、例えば、人造黒鉛，天然黒鉛，易黒鉛化性炭素あるいは難黒鉛化性炭素が挙げられる。また、金属酸化物としては酸化鉄，酸化ルテニウム，酸化モリブデン，酸化タングステンあるいは酸化スズなどが挙げられ、高分子材料としてはポリアセチレンあるいはポリピロールなどが挙げられる。
【００３７】
リチウムを吸蔵および離脱することができる負極材料としては、また、リチウムと合金を形成可能な金属元素あるいは半金属元素の単体，合金または化合物が挙げられる。なお、合金には２種以上の金属元素からなるものに加えて、１種以上の金属元素と１種以上の半金属元素とからなるものも含める。その組織には固溶体，共晶（共融混合物），金属間化合物あるいはそれらのうちの２種以上が共存するものがある。
【００３８】
リチウムと合金を形成可能な金属元素あるいは半金属元素としては、例えば、マグネシウム（Ｍｇ），ホウ素（Ｂ），ヒ素（Ａｓ），アルミニウム，ガリウム（Ｇａ），インジウム（Ｉｎ），ケイ素（Ｓｉ），ゲルマニウム（Ｇｅ），スズ（Ｓｎ），鉛（Ｐｂ），アンチモン（Ｓｂ），ビスマス（Ｂｉ），カドミウム（Ｃｄ），銀（Ａｇ），亜鉛（Ｚｎ），ハフニウム（Ｈｆ），ジルコニウム（Ｚｒ），イットリウム（Ｙ），パラジウム（Ｐｄ）および白金（Ｐｔ）が挙げられる。これらの合金あるいは化合物としては、例えば、化学式Ｍａs Ｍｂt Ｌｉu 、あるいは化学式Ｍａp Ｍｃq Ｍｄr で表されるものが挙げられる。これら化学式において、Ｍａはリチウムと合金を形成可能な金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を表し、ＭｂはリチウムおよびＭａ以外の金属元素、および半金属元素のうちの少なくとも１種を表し、Ｍｃは非金属元素の少なくとも１種を表し、ＭｄはＭａ以外の金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を表す。また、ｓ、ｔ、ｕ、ｐ、ｑおよびｒの値はそれぞれｓ＞０、ｔ≧０、ｕ≧０、ｐ＞０、ｑ＞０、ｒ≧０である。
【００３９】
中でも、４Ｂ族の金属元素あるいは半金属元素の単体、合金または化合物が好ましく、特に好ましいのはケイ素あるいはスズ、またはこれらの合金あるいは化合物である。これらは結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。
【００４０】
このような合金あるいは化合物について具体的に例を挙げれば、ＬｉＡｌ，ＡｌＳｂ，ＣｕＭｇＳｂ，ＳｉＢ4 ，ＳｉＢ6 ，Ｍｇ2 Ｓｉ，Ｍｇ2 Ｓｎ，Ｎｉ2 Ｓｉ， ＴｉＳｉ2 ，ＭｏＳｉ2 ，ＣｏＳｉ2 ，ＮｉＳｉ2 ，ＣａＳｉ2 ，ＣｒＳｉ2 ，Ｃｕ5 Ｓｉ，ＦｅＳｉ2 ，ＭｎＳｉ2 ，ＮｂＳｉ2 ，ＴａＳｉ2 ，ＶＳｉ2 ，ＷＳｉ2 ，ＺｎＳｉ2 ，ＳｉＣ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，Ｓｉ2 Ｎ2 Ｏ，ＳｉＯv （０＜ｖ≦２），ＳｎＯw （０＜ｗ≦２），ＳｎＳｉＯ3 ，ＬｉＳｉＯあるいはＬｉＳｎＯなどがある。
【００４１】
合剤層１２１ｂおよび合剤層１２２ｂの上には、ゲル状の電解質である電解質層１２３が形成されている。電解質層１２３は、例えば、非水溶媒に電解質塩であるリチウム塩を溶解させた電解液を高分子化合物に保持させたものである。
【００４２】
非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、２，４−ジフルオロアニソール、２，６−ジフルオロアニソールあるいは４−ブロモベラトロールが挙げられ、これらのうちのいずれか１種または２種類以上が混合して用いられる。
【００４３】
リチウム塩としては、例えば、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 、ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 あるいはＬｉＮ（Ｃ2 Ｆ5 ＳＯ2 ）2 が挙げられ、これらのうちのいずれか１種または２種以上が混合して用いられる。
【００４４】
高分子材料としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン，ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシドあるいはポリメタクリロニトリルなどが挙げられ、使用形態などに応じてこれらのうちのいずれか１種または２種以上が混合して用いられる。
【００４５】
セパレータ１２４は、例えば正極１２１と負極１２２とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるものであり、イオン透過度が大きく、所定の機械的強度を有する絶縁性の薄膜が用いられる。具体的には、ポリプロピレンあるいはポリエチレンなどのポリオレフィン系の材料よりなる多孔質膜、またはセラミック製の不織布などの無機材料よりなる多孔質膜が用いられ、これら２種以上の多孔質膜を積層して用いてもよい。セパレータ１２４の厚さは、機械的強度および電池内容積を考慮して１μｍ以上２０μｍ以下とすることが好ましい。
【００４６】
本実施の形態に係る電極の製造装置または製造方法によれば、上述の電極を形成するに際し、基準ロール２０により塗布位置Ｐにおいて集電体Ｃを下方向に搬送させるようにしたので、以下の理由により、集電体Ｃの未形成領域Ｙに合剤Ｍが塗布されることを回避し、電池の内部短絡を防止することができる。その結果、歩留まりの向上、市場クレームの低減および安全性の向上を達成することもできる。
【００４７】
すなわち、上記「発明が解決しようとする課題」において説明したように、未形成領域Ｙに不要な合剤層Ｌが形成されると、この不要な合剤層Ｌの存在に起因して電池の内部短絡が生じる可能性があるため、電極を形成する際には、未形成領域Ｙに合剤Ｍが塗布されないようにする必要がある。未形成領域Ｙに合剤Ｍが塗布されることとなる原因の一つとしては、例えば、塗布ヘッド３０から放出された合剤Ｍが塗布口３２ａへ付着する点が挙げられる。塗布口３２ａに合剤Ｍが付着すると、図７に示したように、塗布口３２ａに付着した合剤Ｍに起因して塗布開始部Ｓの直線性が悪化し、未形成領域Ｙに不要な合剤層Ｌが形成されることとなる。
【００４８】
ここで、塗布ヘッド３０により集電体Ｃに合剤Ｍを塗布する際、その集電体Ｃの搬送方法としては、例えば、回転軸Ｋを中心として基準ロール２０を左回りに回転させることにより、塗布位置Ｐにおいて集電体Ｃを上方向に搬送させる手法が考えられる。しかしながら、集電体Ｃを上方向に搬送させた場合には、合剤Ｍの塗布が中断された直後において、集電体Ｃと塗布口３２ａとの間に滞留した合剤Ｍ（以下、単に「滞留合剤Ｍ」という。）が集電体Ｃに引っ張られて上方に引き上げられることとなるため、滞留合剤Ｍの位置が塗布口３２ａの位置よりも高くなる。これにより、滞留合剤Ｍが落下する際、塗布口３２ａに付着する可能性が高くなり、未形成領域Ｙに合剤Ｍが塗布されることがある。
【００４９】
これに対して、本実施の形態では、図１ないし図３に示したように塗布位置Ｐにおいて集電体Ｃが下方向に搬送されるため、合剤Ｍの塗布が中断された直後において、滞留合剤Ｍが集電体Ｃに引っ張られて下方向に引き下げられることとなる。この場合には、塗布位置Ｐにおいて集電体Ｃを上方向に搬送させた場合とは異なり、滞留合剤Ｍの位置が塗布口３２ａの位置よりも低くなるため、滞留合剤Ｍが落下したとしても、塗布口３２ａに付着することが回避される。したがって、未形成領域Ｙに合剤Ｍが塗布されることが回避され、その結果電池の内部短絡の発生が防止される。
【００５０】
さらに、本実施の形態では、基準ロール２０により、塗布位置Ｐを通過した集電体Ｃを領域Ｂに導くようにしたので、塗布位置Ｐを通過した集電体Ｃは、領域Ｂから領域Ａに搬送されることなく、領域Ｂにおいて搬送される。この場合には、塗布位置Ｐを通過した集電体Ｃが領域Ｂから領域Ａに搬送される場合とは異なり、塗布位置Ｐを通過した集電体Ｃに滞留合剤Ｍが落下することがないため、この観点においても、未形成領域Ｙに滞留合剤Ｍが塗布されることを回避することができる。
【００５１】
また、本実施の形態では、塗布位置Ｐが、基準ロール２０の回転軸Ｋの位置と同一水平面Ｈ内にあるようにしたので、以下の理由により、この観点においても、未形成領域Ｙに合剤Ｍが塗布されることを回避することができる。すなわち、例えば、塗布位置Ｐが水平面Ｈよりも上方になるように塗布ヘッド３０が配設されている場合には、塗布口３２ａの下方を集電体Ｃが搬送されることとなる。この場合には、合剤Ｍの塗布直後において、流路３２に残存した合剤Ｍが塗布口３２ａから落下すると、図７に示したように、集電体Ｃのうち、合剤Ｍの塗布終了部Ｅよりも後方の領域に、不要な合剤Ｍが付着するおそれがある。この不要な合剤Ｍの付着は、上記した塗布開始部Ｓの直線性の悪化と同様に、電池の内部短絡を誘発するものである。これに対して、本実施の形態では、塗布位置Ｐが水平面Ｈ内にあるように塗布ヘッド３０が配設されているため、集電体Ｃが塗布口３２ａの下方を搬送することはない。したがって、塗布直後において合剤Ｍが落下したとしても、この合剤Ｍが未形成領域Ｙに付着することが回避される。
【００５２】
また、本実施の形態では、落下した滞留合剤Ｍを収容するための合剤受け５０を備えるようにしたので、この合剤受け５０により、落下した滞留合剤Ｍを回収し、滞留合剤Ｍの飛散や塗布が不要な箇所への付着を防止することができる。
【００５３】
なお、本実施の形態では、落下した合剤Ｍを収容するために器状の合剤受け５０を備えるようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、合剤受け５０に代えて、落下した合剤Ｍを吸引するための吸引ノズルを備えるようにしてもよい。この場合には、吸引ノズルの吸引力を利用して、合剤Ｍの回収範囲を広範囲化することが可能になるため、合剤Ｍの回収効率を向上させることができる。さらに、吸引力を利用して、合剤Ｍの落下範囲を狭めることも可能なため、落下した合剤Ｍが未形成領域Ｙに付着することも回避することができる。
【００５４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００５５】
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る電極の製造装置の要部を拡大して表すものであり、上記第１の実施の形態における図２に対応している。
【００５６】
この電極の製造装置では、退避位置Ｔが、塗布位置Ｐおよび回転軸Ｋの位置と同一水平面Ｈ内にあった上記第１の実施の形態の場合とは異なり、塗布位置Ｐよりも斜め下方にある。すなわち、塗布ヘッド３０は、着脱機構４０の駆動機構を利用して、退避位置Ｔから塗布位置Ｐまで斜め上方に向かって移動すると共に、塗布位置Ｐから退避位置Ｔまで斜め下方に向かって移動するようになっている。
【００５７】
この電極の製造装置では、上記第１の実施の形態の場合と同様に、基準ロール２０により塗布位置Ｐを下向きに通過するように集電体Ｃが搬送された状態において、塗布ヘッド３０が退避位置Ｔと塗布位置Ｐとの間を移動しながら合剤Ｍの塗布動作を繰り返すことにより、図４に示したように、集電体Ｃに合剤層Ｌと未形成領域Ｙとが交互に形成される。
【００５８】
このように本実施の形態によれば、退避位置Ｔを塗布位置Ｐよりも斜め下方としたので、以下の理由により、上記第１の実施の形態と比較して、未形成領域Ｙに滞留合剤Ｍが塗布されることをより回避することができる。
【００５９】
すなわち、退避位置Ｔと塗布位置Ｐとが同一水平面Ｈ内にあり、高さ方向に変位することなく水平方向にのみ塗布ヘッド３０が移動する上記第１の実施の形態の場合には、塗布ヘッド３０による合剤Ｍの塗布が中断された直後において、集電体Ｃと塗布口３２ａとの間に滞留した滞留合剤Ｍは、集電体Ｃに近い側においてのみ、下方に搬送される集電体Ｃに引っ張られて下方向に引き下げられる。この場合には、塗布口３２ａとこの塗布口３２ａよりも下方に搬送された集電体Ｃとの間の領域に滞留合剤Ｍが滞留し、この滞留合剤Ｍが、集電体Ｃ上に形成された合剤層Ｌの直後の未形成領域Ｙに接近してしまうため、滞留合剤Ｍが未形成領域Ｙに付着する虞がある。
【００６０】
これに対して、本実施の形態では、塗布ヘッド３０が塗布位置Ｐから退避位置Ｔまで斜め下方に向かって移動するため、合剤Ｍの塗布が中断された直後において、集電体Ｃと塗布口３２ａとの間に滞留した滞留合剤Ｍは、集電体Ｃに近い側において、この集電体Ｃに引っ張られて下方向に引き下げられると共に、塗布口３２ａに近い側においても、滞留合剤Ｍを追走して下方向に移動する塗布ヘッド３０に引っ張られて下方向に引き下げられることとなる。この場合には、滞留合剤Ｍが未形成領域Ｙに接近する上記第１の実施の形態とは異なり、滞留合剤Ｍが未形成領域Ｙから遠ざけられるため、滞留合剤Ｍが未形成領域Ｙに付着する可能性が減少する。したがって、未形成領域Ｙに滞留合剤Ｍが塗布されることがより回避される。
【００６１】
なお、本実施の形態の電極の製造装置についての上記特徴部分以外の構成，動作，作用，効果および変形等は、上記第１の実施の形態の場合と同様である。
【００６２】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００６３】
図９は本発明の第３の実施の形態に係る電極の製造装置の要部を拡大して表すものであり、上記第１の実施の形態における図２に対応している。
【００６４】
この電極の製造装置では、塗布位置Ｐが基準ロール２０の回転軸Ｋと同一水平面Ｈ内にあった第１の実施の形態とは異なり、塗布位置Ｐが基準ロール２０の回転軸Ｋの位置よりも下方にある。また、塗布ヘッド３０の塗布方向が水平面Ｈをなす上記第１の実施の形態とは異なり、塗布ヘッド３０の塗布方向が、塗布位置Ｐを含む水平面Ｈ１から下方に向かって約３０°の角度（傾き角度）αをなすように傾いている。傾き角度αは、必ずしも３０°に限らず、約０°〜３０°の範囲内で自由に設定可能である。なお、塗布ヘッド３０の塗布方向は、回転軸Ｋと塗布位置Ｐとを含む平面Ｈ２と平行である。退避位置Ｔは、第２の実施の形態と同様に、塗布位置Ｐよりも斜め下方にある。
【００６５】
この電極の製造装置では、上記第１の実施の形態の場合と同様に、基準ロール２０により塗布位置Ｐを下向きに通過するように集電体Ｃが搬送された状態において、図４に示したように、塗布ヘッド３０により集電体Ｃに合剤層Ｌと未形成領域Ｙとが交互に形成される。
【００６６】
このように本実施の形態によれば、塗布ヘッド３０の傾き角度αを約０°〜３０°の範囲内としたので、以下の理由により、水平面Ｈ１に対して塗布ヘッド３０の塗布方向を下方に傾けた場合においても、未形成領域Ｙに滞留合剤Ｍが塗布されることを防止することができる。
【００６７】
すなわち、傾き角度αが約３０°よりも大きくなり、滞留合剤Ｍの位置と塗布口３２ａの位置との間の高低差が大きくなりすぎると、滞留合剤Ｍが落下して塗布口３２ａに付着する虞がある。塗布口３２ａに滞留合剤Ｍが付着すると、上記第１の実施の形態において説明したように、滞留合剤Ｍが未形成領域Ｙに塗布されてしまう。
【００６８】
これに対して、本実施の形態では、傾き角度αを約０°〜３０°の範囲内とすることにより、滞留合剤Ｍの位置と塗布口３２ａの位置との間の高低差を適正に小さくし、落下した滞留合剤Ｍが塗布口３２ａに付着する可能性を低減させることが可能になる。したがって、水平面Ｈ１に対して塗布ヘッド３０の塗布方向を下方に傾けた場合においても、未形成領域Ｙに滞留合剤Ｍが塗布されることが回避される。
【００６９】
なお、本実施の形態の電極の製造装置についての上記特徴部分以外の構成，動作，作用，効果および変形等は、上記第１および第２の実施の形態の場合と同様である。
【００７０】
［第４の実施の形態］
次に、図１０を参照して本発明の第４の実施の形態について説明する。本実施の形態は、塗布ヘッド３０が合剤Ｍの塗布を中断する際に、滞留合剤Ｍが、合剤Ｍの供給される方向とは逆方向に後退させられるようにしたものである。
【００７１】
本実施の形態に係る電極の製造装置では、上記第１ないし第３の実施の形態とは異なり、基準ロール２０が塗布位置Ｐにおいて集電体Ｃを通過させる方向は特に限定されず、例えば図１０に示したような水平面Ｈに平行な方向とすることができる。なお、図示しないが、基準ロール２０と共に、適宜の個数のガイドロールが、集電体Ｃの搬送経路に応じて配設されている。
【００７２】
塗布ヘッド３０は、例えば密閉型スロットダイにより構成されており、例えば、着脱機構４０により、集電体Ｃに合剤Ｍを塗布する塗布位置Ｐと、この塗布位置Ｐよりも後退した退避位置Ｔ（図１参照）との間を移動可能になっている。塗布位置Ｐは、例えば、基準ロール２０の回転軸Ｋの位置および退避位置Ｔと同一鉛直面Ｖ内にある。塗布ヘッド３０の塗布方向（流路３２の延在方向）は、例えば鉛直面Ｖと平行である。塗布位置Ｐにおいて合剤Ｍが供給される方向（塗布時に合剤Ｍが流路３２内を移動する方向）は、例えば鉛直下向きである。なお、図１０では、塗布ヘッド３０が塗布位置Ｐに位置する状態を示している。
【００７３】
この塗布ヘッド３０には、軸受部３３（図２参照）および開閉軸３４（図２参照）に代えて、合剤遮断機構９０（合剤遮断手段）が内蔵されて一体化されている。この合剤遮断機構９０は、塗布ヘッド３０が合剤Ｍの塗布を中断して未形成領域Ｙを形成する際に、滞留合剤Ｍを、塗布位置Ｐにおいて合剤供給方向とは逆方向、例えば鉛直上向きに後退させて塗布ヘッド３０内へと引き込むものである。
【００７４】
合剤遮断機構９０は、例えば塗布ヘッド３０内において塗布材料溜３１よりも上流側の流路３５に設けられ、弁棒９２が連結された遮断弁９１を有している。遮断弁９１は、流路３５に設けられた収容穴（ハウジング）９３内に収容されている。弁棒９２の遮断弁９１に連結されていない方の端部には、駆動機構９４が設けられており、弁棒９２は、矢印９５のように、収容穴９３に進入する方向または収容穴９３から退出する方向に駆動されるようになっている。このように弁棒９２が収容穴９３に対して進入または退出することに伴って、弁棒９２は、遮断弁９１を、収容穴９３から離間して合剤Ｍを通過させる開放位置９１Ａと、収容穴９３を閉塞して合剤Ｍを遮断する遮断位置９１Ｂとの間で相対的に移動させるようになっている。なお、図１０では、遮断弁９１が開放位置９１Ａに位置する状態を示している。
【００７５】
次に、図１０および図１１を参照して、本実施の形態に係る電極の製造装置の動作について説明する。図１１は、遮断弁９１が遮断位置９１Ｂに位置する状態を示している。
【００７６】
この電極の製造装置では、塗布時には（図１０）、弁棒９２が駆動されて収容穴９３に進入し、これに伴って遮断弁９１が開放位置９１Ａに移動して流路３５を開放すると共にポンプ８０が駆動することにより塗布口３２ａから合剤Ｍを放出可能となり、塗布ヘッド３０が塗布位置Ｐにおいて鉛直下向きに合剤Ｍを供給して集電体Ｃに合剤Ｍを塗布することにより合剤層Ｌを形成する。
【００７７】
塗布ヘッド３０が合剤Ｍの塗布を中断する際には、ポンプ８０が停止し、タンク６０から供給管７０を介して塗布ヘッド３０へ至る合剤Ｍの供給を停止する。これと同時に、弁棒９２が駆動されて収容穴９３から退出し、これに伴って遮断弁９１が遮断位置９１Ｂに移動し、流路３５を遮断する。このとき、塗布欠陥の発生を防ぐため、弁棒９２をできる限り急速に収容穴９３から退出させるようにすることが好ましい。
【００７８】
遮断弁９１が遮断位置９１Ｂに移動する際、弁棒９２の収容穴９３内に進入していた部分が収容穴９３の外に退出するので、その部分の体積分だけ、集電体Ｃと合剤遮断機構９０の遮断弁９１との間に滞留する合剤Ｍの全体が、合剤Ｍが供給される方向とは逆方向、すなわち鉛直上向きに後退させられる。これにより、滞留合剤Ｍが、鉛直上向きに後退して塗布ヘッド３０の流路３２内へと引き込まれ、合剤Ｍの先端が塗布ヘッド３０内に引っ込む。よって、従来のように滞留合剤Ｍが、水平方向に搬送されている集電体Ｃに引っ張られて塗布終了部Ｅ（図７参照）に付着するおそれがなくなり、塗布終了部Ｅの直線性が向上する。また、従来のように滞留合剤Ｍが集電体Ｃに引っ張られる際に、塗布ヘッド３０の流路３２内の合剤Ｍが一緒に引きずり出されて未形成領域Ｙに付着するおそれがなくなり、未形成領域Ｙに合剤Ｍが塗布されることが防止される。
【００７９】
なお、本実施の形態の電極の製造装置についての上記特徴部分以外の構成，動作，作用，効果および変形等は、上記第１の実施の形態の場合と同様である。
【００８０】
このように本実施の形態では、塗布位置Ｐにおいて合剤Ｍを所定の方向、例えば鉛直下向きに供給して集電体Ｃに合剤Ｍを塗布することにより合剤層Ｌを形成し、合剤Ｍの塗布が中断される際に、滞留合剤Ｍが、合剤Ｍの供給される方向とは逆方向、例えば鉛直上向きに後退させられる。したがって、滞留合剤Ｍが集電体Ｃに引っ張られて塗布終了部Ｅに付着するおそれがなくなり、塗布終了部Ｅの直線性が向上する。また、滞留合剤Ｍが集電体Ｃに引っ張られる際に、塗布ヘッド３０の流路３２内の合剤Ｍが一緒に引きずり出されて未形成領域Ｙに付着するおそれがなくなり、未形成領域Ｙに合剤Ｍが塗布されることが防止される。
【００８１】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記第１ないし第３の実施の形態では、塗布位置を下向きに通過するように集電体を搬送させることが可能な限り、自由に変更可能である。
【００８２】
また、上記第４の実施の形態では、合剤遮断機構９０を塗布ヘッド３０に内蔵して一体化した場合について説明したが、合剤遮断機構９０は、例えば塗布ヘッド３０外部の供給管７０に設けるようにしてもよい。しかし、合剤遮断機構９０と塗布ヘッド３０の塗布口３２ａとの距離が短くなり、合剤遮断機構９０が滞留合剤Ｍを後退させて塗布ヘッド３０内に引き込む効果が高まるので、合剤遮断機構９０を塗布ヘッド３０に内蔵して一体化することが好ましい。
【００８３】
また、上記第４の実施の形態では、塗布位置Ｐにおいて塗布ヘッド３０が合剤Ｍを鉛直下向きに供給し、合剤遮断機構９０が滞留合剤Ｍを鉛直上向きに後退させる場合について説明したが、塗布位置Ｐにおいて塗布ヘッド３０が合剤Ｍを供給する方向は鉛直下向きに限られず、集電体Ｃの搬送方向に応じて適切に設定することができる。
【００８４】
また、上記実施の形態では、集電体Ｃに合剤Ｍを塗布する場合について説明したが、本発明は、集電体以外の被塗布体に合剤以外の塗布材料を塗布する場合についても適用することができる。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載の電極の製造装置または製造方法によれば、塗布形成手段を一方の側方領域に配設すると共に、所定の塗布位置をロールの回転軸の位置と同一水平面内にして、塗布位置を下向きに通過させたのち他方の側方領域に導かれるように集電体をロールの周面に沿って搬送させると共に、軸受部に収容された開閉軸によって流路を開放または遮断しながら塗布位置において集電体に合剤を塗布するようにしたので、合剤の塗布が中断された直後において、集電体と塗布形成手段との間に滞留した滞留合剤が集電体に引っ張られて下方向に引き下げられることとなるため、滞留合剤の位置が塗布形成手段の合剤が放出される部分の位置よりも低くなる。これにより、合剤が落下したとしても、塗布形成手段の合剤が放出される部分に付着することが回避され、その結果、集電体の合剤層が形成されていない未形成領域に合剤が塗布されることを防止することができる。また、塗布位置を通過した集電体が、一方の側方領域から他方の側方領域に搬送されることなく、他方の側方領域において搬送される。これにより、塗布位置を通過した集電体に合剤が落下することがないため、集電体の合剤層が形成されていない未形成領域に合剤が付着することを回避することができる。さらに、集電体が塗布形成手段の合剤が放出される部分の下方を搬送されない。これにより、塗布直後において合剤が落下したとしても、この合剤が集電体の未形成領域に付着することが回避されることにより、その未形成領域に合剤が塗布されることを回避することができる。従って、例えばこの電極の製造方法および製造装置を用いて製造された電極を用いて電池を構成すれば、電池の内部短絡を防止することができる。その結果、歩留まりの向上、市場クレームの低減および安全性の向上を達成することもできる。
【００８９】
また、請求項４に記載の電極の製造装置、または請求項１１に記載の電極の製造方法によれば、退避位置を塗布位置よりも斜め下方にするようにしたので、合剤の塗布が中断された直後において、集電体と塗布形成手段との間に滞留した滞留合剤は、集電体に近い側において、この集電体に引っ張られて下方向に引き下げられると共に、塗布形成手段の合剤が放出される部分に近い側においても、滞留合剤を追走して下方向に移動する塗布形成手段に引っ張られて下方向に引き下げられることとなる。その結果、滞留合剤が集電体の合剤層が形成されていない未形成領域から遠ざけられるため、滞留合剤が未形成領域に付着する可能性が減少する。したがって、未形成領域に滞留合剤が塗布されることがより回避することができる
【００９０】
また、請求項５あるいは請求項６に記載の電極の製造装置、または請求項１２あるいは請求項１３に記載の電極の製造方法によれば、塗布形成手段により塗布時に落下した合剤を回収するようにしたので、合剤の飛散や塗布が不要な箇所への付着を防止することができる。
【００９１】
特に、請求項６に記載の電極の製造装置または請求項１３に記載の電極の製造方法によれば、落下した合剤を吸引するようにしたので、合剤の回収範囲を広範囲化することが可能になるため、合剤の回収効率を向上させることができる。さらに、吸引力を利用して、合剤の落下範囲を狭めることも可能なため、落下した合剤が集電体の合剤層が形成されていない未形成領域に付着することも回避することができる。
【００９２】
請求項１５ないし請求項２０のいずれか１項に記載の電極の製造装置または製造方法によれば、所定の塗布位置において合剤を鉛直下向きに供給して集電体に塗布することにより合剤層を形成し、合剤の塗布が中断される際に、集電体と塗布形成手段との間に滞留した合剤が鉛直上向きに後退させられるようにしたので、集電体と塗布形成手段との間に滞留した合剤が集電体に引っ張られて合剤の塗布終了部に付着するおそれがなくなり、塗布終了部の直線性が向上する。また、集電体と塗布形成手段との間に滞留した合剤が集電体に引っ張られる際に、塗布形成手段内の合剤が一緒に引きずり出されて合剤層が形成されていない未形成領域に付着するおそれがなくなり、未形成領域に合剤が塗布されることが防止される。従って、例えばこの電極の製造方法および製造装置を用いて製造された電極を用いて電池を構成すれば、電池の内部短絡を防止することができる。その結果、歩留まりの向上、市場クレームの低減および安全性の向上を達成することもできる。
【００９３】
特に、請求項１７記載の電池の製造装置または請求項２０記載の電池の製造方法によれば、合剤遮断手段が、塗布形成手段に内蔵されて一体化されているので、合剤遮断手段と塗布形成手段との距離が短くなり、合剤遮断手段が集電体と塗布形成手段との間に滞留する合剤を後退させて塗布形成手段内に引き込む効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電極の製造装置の構成を表す概略図である。
【図２】図１に示した電極の製造装置の要部を拡大して表す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る電極の製造装置の動作を説明するための断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る電極の製造装置により形成される電極の外観構造を表す斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る電極の製造装置により製造された電極を搭載した二次電池を分解して表す分解斜視図である。
【図６】図５に示した巻回電極体のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る電極の製造装置の比較例である電極の製造装置により形成される電極の外観構成を表す斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る電極の製造装置の要部を表す断面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る電極の製造装置の要部を表す断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る電極の製造装置を表す断面図である。
【図１１】図１０に示した遮断弁が遮断位置にある状態を表す断面図である。
【符号の説明】
１０…ガイドロール、２０…基準ロール、３０…塗布ヘッド、３１…塗布材料溜、３２…流路、３２ａ…塗布口、３３…軸受部、３４…開閉軸、３５…流路、４０…着脱機構、５０…合剤受け、６０…タンク、７０…供給管、８０…ポンプ、９０…合剤遮断機構、９１…遮断弁、９１Ａ…開放位置、９１Ｂ…遮断位置、９２…弁棒、９３…収容穴、１１１…正極リード線、１１２…負極リード線、１２０…巻回電極体、１２１…正極、１２１ａ，１２２ａ，Ｃ…集電体、１２１ｂ，１２２ｂ，Ｌ…合剤層、１２２…負極、１２３…電解質層、１２４…セパレータ、１２５…保護テープ、１３０ａ，１３０ｂ…外装部材、１３１…密着フィルム、Ａ，Ｂ…領域、Ｅ…塗布終了部、Ｈ，Ｈ１…水平面、Ｈ２…平面、Ｋ…回転軸、Ｍ…合剤、Ｐ…塗布位置、Ｓ…塗布開始部、Ｔ…退避位置、Ｖ…鉛直面、Ｙ…未形成領域
Claims (20)
- 集電体に合剤層が設けられてなる電極の製造装置であって、
所定の塗布位置を含む鉛直面により分割された２つの側方領域のうちの一方の側方領域に配設され、合剤の流路に設けられた軸受部とこの軸受部に収容された開閉軸とを有し、前記開閉軸によって前記流路を開放または遮断しながら前記塗布位置において前記集電体に合剤を塗布することにより前記合剤層を形成する塗布形成手段と、
前記塗布位置を下向きに通過させたのち前記２つの側方領域のうちの他方の側方領域に導くように前記集電体を周面に沿って搬送させる回転可能なロールと
を備え、
前記塗布位置は、前記ロールの回転軸の位置と同一水平面内にあることを特徴とする電極の製造装置。 - 前記塗布形成手段は、前記塗布位置と、この塗布位置から離れた退避位置との間を移動するものであることを特徴とする請求項１記載の電極の製造装置。
- 前記退避位置は、前記塗布位置と同一水平面内にあることを特徴とする請求項２載の電極の製造装置。
- 前記退避位置は、前記塗布位置よりも斜め下方にあることを特徴とする請求項２記載の電極の製造装置。
- さらに、前記塗布形成手段による塗布時に落下した前記合剤を回収するための回収手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の電極の製造装置。
- 前記回収手段は、前記落下した合剤を吸引するものであることを特徴とする請求項５記載の電極の製造装置。
- 前記合剤は、リチウムを吸蔵および離脱することが可能な材料を含んでいることを特徴とする請求項１記載の電極の製造装置。
- 集電体に合剤層が設けられてなる電極の製造方法であって、
所定の塗布位置を含む鉛直面により分割された２つの側方領域のうちの一方の側方領域に配設され、合剤の流路に設けられた軸受部とこの軸受部に収容された開閉軸とを有する塗布形成手段と、回転可能なロールとを用いて、
前記ロールにより、前記塗布位置を下向きに通過させたのち前記２つの側方領域のうちの他方の側方領域に導くように前記集電体を周面に沿って搬送させると共に、前記塗布形成手段により、前記開閉軸によって前記流路を開放または遮断しながら前記塗布位置において前記集電体に合剤を塗布することにより前記合剤層を形成し、
前記塗布位置を、前記ロールの回転軸の位置と同一水平面内にすることを特徴とする電極の製造方法。 - 前記塗布形成手段を、前記塗布位置と、この塗布位置から離れた退避位置との間で移動させることを特徴とする請求項８記載の電極の製造方法。
- 前記退避位置を、前記塗布位置と同一水平面内にする
ことを特徴とする請求項９記載の電極の製造方法。 - 前記退避位置を、前記塗布位置よりも斜め下方にする
ことを特徴とする請求項９記載の電極の製造方法。 - さらに、回収手段により、前記塗布形成手段による塗布時に落下した前記合剤を回収することを特徴とする請求項８記載の電極の製造方法。
- 前記回収手段として、前記落下した合剤を吸引するものを用いることを特徴とする請求項１２記載の電極の製造方法。
- 前記合剤として、リチウムを吸蔵および離脱することが可能な材料を含むものを用いることを特徴とする請求項８記載の電極の製造方法。
- 集電体に合剤層が設けられてなる電極の製造装置であって、
所定の塗布位置において合剤を鉛直下向きに供給して前記集電体に塗布することにより前記合剤層を形成する塗布形成手段と、
この塗布形成手段が前記合剤の塗布を中断する際に、前記集電体と前記塗布形成手段との間に滞留した合剤を鉛直上向きに後退させる合剤遮断手段と
を備えたことを特徴とする電極の製造装置。 - 前記合剤遮断手段は、
合剤の流路に設けられた収容穴と、
この収容穴内に設けられた遮断弁と、
この遮断弁に連結され、前記遮断弁を、前記収容穴から離間して合剤を通過させる開放位置と前記収容穴を閉塞して合剤を遮断する遮断位置との間で前記収容穴に対して相対的に移動させる弁棒と
を備えたことを特徴とする請求項１５記載の電極の製造装置。 - 前記合剤遮断手段は、前記塗布形成手段に内蔵されて一体化されている
ことを特徴とする請求項１５記載の電極の製造装置。 - 集電体に合剤層が設けられてなる電極の製造方法であって、
所定の塗布位置において合剤を鉛直下向きに供給して前記集電体に塗布することにより前記合剤層を形成し、
前記合剤の塗布を中断する際に、前記集電体と前記塗布形成手段との間に滞留した合剤を鉛直上向きに後退させる
ことを特徴とする電極の製造方法。 - 前記合剤遮断手段として、
合剤の流路に設けられた収容穴と、
この収容穴内に設けられた遮断弁と、
この遮断弁に連結され、前記遮断弁を、前記収容穴から離間して合剤を通過させる開放位置と前記収容穴を閉塞して合剤を遮断する遮断位置との間で前記収容穴に対して相対的に移動させる弁棒と
を備えたものを用いることを特徴とする請求項１８記載の電極の製造方法。 - 前記合剤遮断手段を、前記塗布形成手段に内蔵して一体化する
ことを特徴とする請求項１８記載の電極の製造方法。
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