JP5272564B2 - 電極材乾燥方法および電極材乾燥装置 - Google Patents
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Description
図1はリチウムイオン二次電池10を示す斜視図、図2はリチウムイオン二次電池10の構成を模式的に表した断面図である。
図12は第2実施形態の電極材塗工乾燥装置の概略図、図13は金属箔の搬送速度の変化を例示するグラフである。
図14は第3実施形態の電極材乾燥装置の要部を示す平面である。
図15(A)は第4実施形態の電極材乾燥装置の要部を示す平面図、図15(B)は図15(A)の15B−15B線に沿う断面図である。
図16は第5実施形態の電極材乾燥装置の要部を示す平面図、図17は補助誘導コイルを説明するための斜視図、図18は図16の18−18線に沿う断面図である。図19(A)および図19(B)は相体移動している金属箔と誘導コイルとの位置関係の一例を示す平面図、図19(C)は高周波電源の出力変化を例示するグラフである。図20(A)は相体移動している金属箔と補助誘導コイルとの位置関係の一例を示す平面図、図20(B)は高周波電源の出力変化を例示するグラフである。
図21は第6実施形態の電極材乾燥装置の要部を示す断面図である。
図22は第7実施形態の電極材乾燥装置の要部を示す平面図である。
図23は第8実施形態の電極材乾燥装置の要部を示す平面図、図24は第8実施形態の変形例を示す平面図である。
図25は第9実施形態の電極材乾燥装置の要部を示す断面図である。
11 正極集電体、
12 正極、
13 電解質層、
14 負極集電体、
15 負極、
16 単電池層、
17 電池要素、
19 負極タブ、
20 正極リード、
21 負極リード、
22 外装ケース、
24 正極タブ、
100、200 電極材塗工乾燥装置、
102、202 電極材乾燥装置、
104、204 塗工装置、
110、210、310、410、510、610、710、760、810、910 誘導コイル、
520、620、720、820 補助誘導コイル、
111、521 コイル本体、
112、212、522、529、622、629 磁気コア、
113、114、115、116、213、214、215、216、313、314
413A、414A、415A、416A、413B、414B、415B、416B、513、514、515、516 加熱部(第1と第2の加熱部)、
523、524、525、526、623、624、625、626 補助加熱部(第1と第2の補助加熱部)、
535、536、735、736、737、738 領域(第1の領域、第2の領域)、
117、217、317、417、517、717、817、 高周波電源(電源)、
130、230、330、430、530、630、730、830、930 金属箔、
131、231、331、431、531、731 塗工部、
132、232、332、432、532 未塗工部、
133、233、333、433、533、633、733、833、933 電極材、
134、934 露出部、
140、240、540、740 コントローラ(制御部)、
141、241 熱風乾燥炉、
142、242 センサ、
144、244 供給ロール、
145 軸、
146、246 巻取りロール、
150 プレス装置、
151、152 ロールプレス、
153、154 ロール、
170、270 スリットダイ、
172、272 電極材供給部、
528 シールド部材、
527、727、827 補助誘導コイル用電源、
960 キャンセル用コイル(防磁手段)。
Claims (50)
- 溶媒を含む電極材を金属箔に塗布することにより前記電極材を間隔をおいて配列した前記金属箔を準備し、
前記金属箔を誘導加熱するための誘導コイルを前記金属箔に対向させ、
前記金属箔と前記誘導コイルとを前記電極材が配列された方向に沿って相体的に移動しつつ誘導加熱によって前記金属箔を発熱させて前記溶媒を蒸発させるのに際して、前記金属箔のうち前記電極材の間に露出する未塗工部における発熱量を、前記金属箔のうち前記電極材が配置された塗工部における発熱量よりも低下させる、電極材乾燥方法。 - 前記誘導コイルに供給する電力を低下させることによって、または、前記誘導コイルに対する前記金属箔の相対速度を増加させることによって、前記未塗工部における発熱量を前記塗工部における発熱量よりも低下させる、請求項1に記載の電極材乾燥方法。
- 前記金属箔の発熱量を、階段状または連続的に変化させる、請求項1または請求項2に記載の電極材乾燥方法。
- 前記誘導コイルを、発生した磁束が前記金属箔の面に対して交差する方向に透過するように配置した、請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の電極材乾燥方法。
- 前記誘導コイルは、前記電極材が配列された方向に対して横切って伸びる加熱部を含み、
前記加熱部が前記未塗工部に対向するときには、前記塗工部に対向するときに比べて、前記金属箔の発熱量を低下させる、請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の電極材乾燥方法。 - 前記誘導コイルは、前記電極材が配列された方向に対して横切って伸びるとともに前記電極材が配列された方向に沿って互いに離隔した少なくとも2つの第1と第2の加熱部を含み、
前記第1と第2の加熱部の各々を、異なる前記未塗工部の各々に同時に対向させ、
前記第1と第2の加熱部の各々が前記未塗工部に対向するときには、前記塗工部に対向するときに比べて、前記金属箔の発熱量を低下させる、請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の電極材乾燥方法。 - 前記電極材を配列するピッチの自然数倍の間隔を空けて、前記第1と第2の加熱部同士を離隔させる、請求項6に記載の電極材乾燥方法。
- 前記誘導コイルは、前記電極材が配列された方向に対して横切って伸びるとともに前記電極材が配列された方向に沿って互いに離隔した少なくとも2つの第1と第2の加熱部を含み、
前記第1の加熱部が前記未塗工部に対向するときには前記第2の加熱部を前記塗工部に対向させ、前記第2の加熱部が前記未塗工部に対向するときには前記第1の加熱部を前記塗工部に対向させ、
前記第1の加熱部または前記第2の加熱部が前記未塗工部に対向するときには、前記塗工部に対向するときに比べて、前記金属箔の発熱量を低下させ、
さらに、前記金属箔を誘導加熱するための補助誘導コイルを前記金属箔に対向させ、前記第1の加熱部が前記未塗工部に対向するのに伴って前記第2の加熱部が相対的に移動した前記塗工部における第1の領域、および前記第2の加熱部が前記未塗工部に対向するのに伴って前記第1の加熱部が相対的に移動した前記塗工部における第2の領域を、前記補助誘導コイルによって発熱させる、請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の電極材乾燥方法。 - 前記補助誘導コイルによって発熱させる発熱量は、前記第1の加熱部または前記第2の加熱部が前記未塗工部に対向するときに前記塗工部において低下させた発熱量を補うものである、請求項8に記載の電極材乾燥方法。
- 前記補助誘導コイルを、発生した磁束が前記金属箔の面に対して交差する方向に透過するように配置した、請求項8または請求項9に記載の電極材乾燥方法。
- 前記補助誘導コイルは、前記電極材が配列された方向に対して横切って伸びる補助加熱部を含み、
前記補助加熱部が前記塗工部おける前記第1と第2の領域に対向するときに、前記第1と第2の領域を発熱させる、請求項8〜請求項10のいずれか1つに記載の電極材乾燥方法。 - 前記補助誘導コイルは、前記電極材が配列された方向に対して横切って伸びるとともに前記金属箔の面に対して交差する方向に沿って互いに離隔した少なくとも2つの第1と第2の補助加熱部を含み、
前記補助誘導コイルの前記第1と第2の補助加熱部のうち、前記金属箔の面から遠い側の補助加熱部をシールドして漏れ磁束を低減する、請求項8〜請求項10のいずれか1つに記載の電極材乾燥方法。 - 前記補助誘導コイルは、前記電極材が配列された方向に対して横切って伸びるとともに前記金属箔の面に対して交差する方向に沿って互いに離隔した少なくとも2つの第1と第2の補助加熱部を含み、
前記補助誘導コイルの前記第1と第2の補助加熱部のうち、前記金属箔の面に近い側の補助加熱部に設けた磁路を形成する磁気コアによって、前記金属箔の面に近い側の補助加熱部から発生した磁束を前記金属箔の面に対して交差する方向に透過させる一方、前記金属箔の面から遠い側の補助加熱部を前記磁気コアに接触させることによって、前記金属箔の面から遠い側の補助加熱部から発生した磁束の一部を前記金属箔の面に対して交差する方向に透過させる、請求項8〜請求項10のいずれか1つに記載の電極材乾燥方法。 - 前記誘導コイルを複数個設けることによって、1つの前記塗工部に、複数個の前記第1の領域および複数個の前記第2の領域を形成し、
複数個の前記誘導コイルに対して1つの前記補助誘導コイルによって、複数個の前記第1の領域および複数個の前記第2の領域のそれぞれを発熱させる、請求項8〜請求項13のいずれか1つに記載の電極材乾燥方法。 - 前記補助誘導コイルを、前記誘導コイルの前記第1と第2の加熱部のうち、少なくとも、前記金属箔が相対的に移動する方向に沿って上流側に位置する加熱部よりも下流側に位置させている、請求項8〜請求項13のいずれか1つに記載の電極材乾燥方法。
- 前記補助誘導コイルを、前記誘導コイルの前記第1と第2の加熱部の間に位置させている、請求項15に記載の電極材乾燥方法。
- 前記補助誘導コイルは、前記金属箔を挟んで向かい合う対をなす補助加熱部を含み、
前記対をなす補助加熱部に、同じ方向に電流を流す、請求項8〜請求項16のいずれか1つに記載の電極材乾燥方法。 - 前記補助誘導コイルに設けられ磁路を形成する磁気コアによって、前記補助誘導コイルが発生した磁束を前記金属箔の面に対して交差する方向に透過させる、請求項8〜請求項17のいずれか1つに記載の電極材乾燥方法。
- 前記補助誘導コイルが伸びる方向と、前記電極材が配列された方向とが直交している、請求項8〜請求項18のいずれか1つに記載の電極材乾燥方法。
- 前記誘導コイルは、前記金属箔を挟んで向かい合う対をなす加熱部を含み、
前記対をなす加熱部に、同じ方向に電流を流す、請求項1〜請求項19のいずれか1つに記載の電極材乾燥方法。 - 前記誘導コイルに設けられ磁路を形成する磁気コアによって、前記誘導コイルが発生した磁束を前記金属箔の面に対して交差する方向に透過させる、請求項1〜請求項20のいずれか1つに記載の電極材乾燥方法。
- 前記誘導コイルが伸びる方向と、前記電極材が配列された方向とが直交している、請求項1〜請求項21のいずれか1つに記載の電極材乾燥方法。
- 前記金属箔は、前記電極材が配列された方向に対して交差する幅方向の少なくとも一方の端部に前記電極材が配置されていない露出部を含み、
前記金属箔の前記露出部に配置した防磁手段によって、前記露出部に作用する磁束を減衰させる、請求項1〜請求項22のいずれか1つに記載の電極材乾燥方法。 - 前記電極材は、前記金属箔の片面に、または両面のそれぞれの面に配列している、請求項1〜請求項23のいずれか1つに記載の電極材乾燥方法。
- 前記電極材は、リチウムイオン二次電池の正極または負極を形成する電極材である、請求項1〜請求項24のいずれか1つに記載の電極材乾燥方法。
- 溶媒を含む電極材を間隔をおいて配列した金属箔に対向し、前記金属箔を誘導加熱するための誘導コイルと、
前記金属箔と前記誘導コイルとを前記電極材が配列された方向に沿って相体的に移動する搬送部と、
前記誘導コイルに電力を供給する電源と、
前記電源を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記金属箔と前記誘導コイルとを前記電極材が配列された方向に沿って相体的に移動しつつ誘導加熱によって前記金属箔を発熱させて前記溶媒を蒸発させるのに際して、前記電源を制御して前記誘導コイルに供給する電力を低下させることによって、前記金属箔のうち前記電極材の間に露出する未塗工部における発熱量を、前記金属箔のうち前記電極材が配置された塗工部における発熱量よりも低下させる、電極材乾燥装置。 - 溶媒を含む電極材を間隔をおいて配列した金属箔に対向し、前記金属箔を誘導加熱するための誘導コイルと、
前記金属箔と前記誘導コイルとを前記電極材が配列された方向に沿って相体的に移動する搬送部と、
前記誘導コイルに電力を供給する電源と、
前記搬送部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記金属箔と前記誘導コイルとを前記電極材が配列された方向に沿って相体的に移動しつつ誘導加熱によって前記金属箔を発熱させて前記溶媒を蒸発させるのに際して、前記搬送部を制御して前記誘導コイルに対する前記金属箔の相対速度を増加させることによって、前記金属箔のうち電極材の間に露出する未塗工部における発熱量を、前記金属箔のうち前記電極材が配置された塗工部における発熱量よりも低下させる、電極材乾燥装置。 - 前記制御部は、前記金属箔の発熱量を、階段状または連続的に変化させる、請求項26または請求項27に記載の電極材乾燥装置。
- 前記誘導コイルを、発生した磁束が前記金属箔の面に対して交差する方向に透過するように配置した、請求項26〜請求項28のいずれか1つに記載の電極材乾燥装置。
- 前記誘導コイルは、前記電極材が配列された方向に対して横切って伸びる加熱部を含み、
前記制御部は、前記加熱部が前記未塗工部に対向するときには、前記塗工部に対向するときに比べて、前記金属箔の発熱量を低下させる、請求項26〜請求項29のいずれか1つに記載の電極材乾燥装置。 - 前記誘導コイルは、前記電極材が配列された方向に対して横切って伸びるとともに前記電極材が配列された方向に沿って互いに離隔した少なくとも2つの第1と第2の加熱部を含み、
前記第1と第2の加熱部同士の間隔は、前記第1と第2の加熱部の各々を、異なる前記未塗工部の各々に同時に対向させる寸法を有し、
前記制御部は、前記第1と第2の加熱部の各々が前記未塗工部に対向するときには、前記塗工部に対向するときに比べて、前記金属箔の発熱量を低下させる、請求項26〜請求項29のいずれか1つに記載の電極材乾燥装置。 - 前記第1と第2の加熱部同士の間隔は、前記電極材を配列するピッチの自然数倍である、請求項31に記載の電極材乾燥装置。
- 前記金属箔に対向し、前記金属箔を誘導加熱するための補助誘導コイルと、
前記補助誘導コイルに電力を供給する補助誘導コイル用電源と、をさらに有し、
前記制御部は、前記補助誘導コイル用電源を制御し、
前記誘導コイルは、前記電極材が配列された方向に対して横切って伸びるとともに前記電極材が配列された方向に沿って互いに離隔した少なくとも2つの第1と第2の加熱部を含み、
前記第1と第2の加熱部同士の間隔は、前記第1の加熱部が前記未塗工部に対向するときには前記第2の加熱部を前記塗工部に対向させ、前記第2の加熱部が前記未塗工部に対向するときには前記第1の加熱部を前記塗工部に対向させる寸法を有し、
前記制御部は、前記第1の加熱部または前記第2の加熱部が前記未塗工部に対向するときには、前記塗工部に対向するときに比べて、前記金属箔の発熱量を低下させ、
前記制御部はさらに、前記補助誘導コイル用電源を制御して、前記第1の加熱部が前記未塗工部に対向するのに伴って前記第2の加熱部が相対的に移動した前記塗工部における第1の領域、および前記第2の加熱部が前記未塗工部に対向するのに伴って前記第1の加熱部が相対的に移動した前記塗工部における第2の領域を、前記補助誘導コイルによって発熱させる、請求項26〜請求項29のいずれか1つに記載の電極材乾燥装置。 - 前記補助誘導コイルによって発熱させる発熱量は、前記第1の加熱部または前記第2の加熱部が前記未塗工部に対向するときに前記塗工部において低下させた発熱量を補うものである、請求項33に記載の電極材乾燥装置。
- 前記補助誘導コイルを、発生した磁束が前記金属箔の面に対して交差する方向に透過するように配置した、請求項33または請求項34に記載の電極材乾燥装置。
- 前記補助誘導コイルは、前記電極材が配列された方向に対して横切って伸びる補助加熱部を含み、
前記制御部は、前記補助加熱部が前記塗工部における前記第1と第2の領域に対向するときに、前記第1と第2の領域を発熱させる、請求項33〜請求項35のいずれか1つに記載の電極材乾燥装置。 - 前記補助誘導コイルは、前記電極材が配列された方向に対して横切って伸びるとともに前記金属箔の面に対して交差する方向に沿って互いに離隔した少なくとも2つの第1と第2の補助加熱部を含み、
前記補助誘導コイルの前記第1と第2の補助加熱部のうち、前記金属箔の面から遠い側の補助加熱部をシールドして漏れ磁束を低減するシールド部材をさらに有する、請求項33〜請求項35のいずれか1つに記載の電極材乾燥装置。 - 前記補助誘導コイルは、前記電極材が配列された方向に対して横切って伸びるとともに前記金属箔の面に対して交差する方向に沿って互いに離隔した少なくとも2つの第1と第2の補助加熱部を含み、
前記補助誘導コイルの前記第1と第2の補助加熱部のうち、前記金属箔の面に近い側の補助加熱部に設けられ、前記金属箔の面に近い側の補助加熱部から発生した磁束を前記金属箔の面に対して交差する方向に透過させる磁路を形成する磁気コアをさらに有し、
前記金属箔の面から遠い側の補助加熱部を前記磁気コアに接触させることによって、前記金属箔の面から遠い側の補助加熱部から発生した磁束の一部を前記金属箔の面に対して交差する方向に透過させる、請求項33〜請求項35のいずれか1つに記載の電極材乾燥装置。 - 1つの前記塗工部に、複数個の前記第1の領域および複数個の前記第2の領域を形成するように、前記誘導コイルおよび前記電源を複数組有し、
前記制御部は、複数の前記電源を制御し、
前記制御部は、前記補助誘導コイル用電源を制御して、複数個の前記誘導コイルに対して1つの前記補助誘導コイルによって、複数個の前記第1の領域および複数個の前記第2の領域のそれぞれを発熱させる、請求項33〜請求項38のいずれか1つに記載の電極材乾燥装置。 - 前記補助誘導コイルは、前記誘導コイルの前記第1と第2の加熱部のうち、少なくとも、前記金属箔が相対的に移動する方向に沿って上流側に位置する加熱部よりも下流側に位置する、請求項33〜請求項38のいずれか1つに記載の電極材乾燥装置。
- 前記補助誘導コイルは、前記誘導コイルの前記第1と第2の加熱部の間に位置する、請求項40に記載の電極材乾燥装置。
- 前記補助誘導コイルは、前記金属箔を挟んで向かい合う対をなす補助加熱部を含み、
前記補助誘導コイル用電源は、前記対をなす補助加熱部に、同じ方向に電流を流す、請求項33〜請求項41のいずれか1つに記載の電極材乾燥装置。 - 前記補助誘導コイルに設けられ、前記補助誘導コイルが発生した磁束を前記金属箔の面に対して交差する方向に透過させる磁路を形成する磁気コアをさらに有する、請求項33〜請求項42のいずれか1つに記載の電極材乾燥装置。
- 前記補助誘導コイルが伸びる方向と、前記電極材が配列された方向とが直交している、請求項33〜請求項43のいずれか1つに記載の電極材乾燥装置。
- 前記誘導コイルは、前記金属箔を挟んで向かい合う対をなす加熱部を含み、
前記電源は、前記対をなす加熱部に、同じ方向に電流を流す、請求項26〜請求項44のいずれか1つに記載の電極材乾燥装置。 - 前記誘導コイルに設けられ、前記誘導コイルが発生した磁束を前記金属箔の面に対して交差する方向に透過させる磁路を形成する磁気コアをさらに有する、請求項26〜請求項45のいずれか1つに記載の電極材乾燥装置。
- 前記誘導コイルが伸びる方向と、前記電極材が配列された方向とが直交している、請求項26〜請求項46のいずれか1つに記載の電極材乾燥装置。
- 前記金属箔は、前記電極材が配列された方向に対して交差する幅方向の少なくとも一方の端部に前記電極材が配置されていない露出部を含み、
前記金属箔の前記露出部に配置され、前記露出部に作用する磁束を減衰させる防磁手段をさらに有する、請求項26〜請求項47のいずれか1つに記載の電極材乾燥装置。 - 前記電極材は、前記金属箔の片面に、または両面のそれぞれの面に配列している、請求項26〜請求項48のいずれか1つに記載の電極材乾燥装置。
- 前記電極材は、リチウムイオン二次電池の正極または負極を形成する電極材である、請求項26〜請求項49のいずれか1つに記載の電極材乾燥装置。
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