JP5304902B2 - 電池の電極の製造方法および電池の電極の製造装置 - Google Patents

電池の電極の製造方法および電池の電極の製造装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5304902B2
JP5304902B2 JP2011544526A JP2011544526A JP5304902B2 JP 5304902 B2 JP5304902 B2 JP 5304902B2 JP 2011544526 A JP2011544526 A JP 2011544526A JP 2011544526 A JP2011544526 A JP 2011544526A JP 5304902 B2 JP5304902 B2 JP 5304902B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
coating width
electrode paste
battery
current collector
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.)
Active
Application number
JP2011544526A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2012035602A1 (ja
Inventor
繁 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Application granted granted Critical
Publication of JP5304902B2 publication Critical patent/JP5304902B2/ja
Publication of JPWO2012035602A1 publication Critical patent/JPWO2012035602A1/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B05C11/1002—Means for controlling supply, i.e. flow or pressure, of liquid or other fluent material to the applying apparatus, e.g. valves
    • B05C11/1005—Means for controlling supply, i.e. flow or pressure, of liquid or other fluent material to the applying apparatus, e.g. valves responsive to condition of liquid or other fluent material already applied to the surface, e.g. coating thickness, weight or pattern
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/0254—Coating heads with slot-shaped outlet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/26—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by applying the liquid or other fluent material from an outlet device in contact with, or almost in contact with, the surface
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0409—Methods of deposition of the material by a doctor blade method, slip-casting or roller coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0411—Methods of deposition of the material by extrusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/02—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface
    • B05C11/04—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface with blades
    • B05C11/041—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface with blades characterised by means for positioning, loading, or deforming the blades
    • B05C11/042—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface with blades characterised by means for positioning, loading, or deforming the blades allowing local positioning, loading or deforming along the blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/40—Distributing applied liquids or other fluent materials by members moving relatively to surface
    • B05D1/42—Distributing applied liquids or other fluent materials by members moving relatively to surface by non-rotary members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2252/00—Sheets
    • B05D2252/02—Sheets of indefinite length
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/04—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to gases
    • B05D3/0493—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to gases using vacuum
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

本発明は、帯状の集電体シートの面に電極ペーストが塗工された電極を製造する電池の電極の製造方法および電池の電極の製造装置に関するものである。
二次電池など電池の製造においては、帯状の集電体シートの面に電極ペーストを連続的に塗工して乾燥させることにより電極を製造し、製造された電極が巻かれた電池を製造することが行われている。
そして、帯状の集電体シートの面に電極ペーストを連続的に塗工する工程においては、従来では、塗工後の電極ペーストの塗工幅を測定し、電極ペーストを吐出するダイと集電体シートとの間のギャップを塗工幅の測定結果をもとに変化させて、電極ペーストの塗工幅が所望の幅になるように制御していた。
このとき、ダイと集電体シートとの間のギャップを小さくすると、ダイの吐出口部分であるリップ部における圧力損失が増加してリップ部の圧力が増加し、その結果として塗工幅方向への電極ペーストの広がりが大きくなるので、電極ペーストの塗工幅が大きくなる。また、ダイと集電体シートとの間のギャップを大きくすると、ダイのリップ部の圧力損失が減少してリップ部の圧力が減少し、その結果として塗工幅方向への電極ペーストの広がりが小さくなるので、電極ペーストの塗工幅が小さくなる。これにより、電極ペーストの塗工幅を所望の塗工幅になるように制御していた。
しかしながら、ダイと集電体シートとの間のギャップを変化させて電極ペーストの塗工幅を制御すると、ダイのリップ部の圧力が安定するまでに時間を要してしまい、所望の塗工幅が得られるまでに多くの時間を要してしまう。その理由としては、ダイと集電体シートとの間のギャップを変化させるとリップ部の圧力が変動するが、このとき、電極ペーストを排出するポンプの排出口からダイのリップ部までの全ての流路において圧力が変動してしまい、これらの流路において圧力が安定するのに時間を要するからである。
そして、ダイから吐出される電極ペーストの流量はリップ部の圧力が安定した後に安定するので、集電体シートにおける電極ペーストの塗工幅が所望の塗工幅となるまでにはさらに時間を要してしまう。
そして、所望の塗工幅が得られるまでに電極ペーストが塗工された部分の集電体シートは電池の電極として使用することができないので、所望の塗工幅が得られるまでに多くの時間を要してしまうと、電池の電極の製造における歩留りが低下してしまう。
例えば、図１４に示すように、時間ｈ１の時点でダイと集電体シートとの間のギャップを変化させると、時間ｈ１から遅れて時間ｈ２の時点でダイのリップ部の圧力が安定し、さらに時間ｈ２から遅れて時間ｈ３の時点で電極ペーストの塗工幅（ダイから吐出される電極ペーストの流量）が安定することになる。そのため、時間ｈ３からさらに遅れて時間ｈ４（塗工幅の測定を行って所望の塗工幅であることが確認された時間）の時点以降の時間帯ｂに電極ペーストが塗工された部分の集電体シートは電池の電極として使用することができるが、時間ｈ４の時点以前の時間帯ａに電極ペーストが塗工された部分の集電体シートは電池の電極として使用することができない。したがって、電極ペーストの塗工幅は、短時間で所望の塗工幅に制御できることが望まれる。
ここで、特許文献１には、ダイの先端部分にビードにおけるウェブの上流側を減圧するための減圧チャンバが設けられ、圧力計の測定結果に基づきバルブの開度を調節して、減圧チャンバ内を所定の圧力に一定に保つ技術が開示されている。
特開２００６−２７２１３０号公報
しかしながら、特許文献１の技術では、減圧チャンバ内を所定の圧力に一定に保つので、塗工環境の変化などによりビードの塗工幅が変動したときに、ビードの塗工幅が所望の塗工幅となるように調整できない。そのため、ウェブ上にビードを所望の塗工幅で塗工することができない。したがって、ビードを塗工したウェブの製造における歩留りが低下してしまう。
そこで、本発明は、電池の電極の製造における歩留りが向上する電池の電極の製造方法および電池の電極の製造装置を提供すること、を課題とする。
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、搬送される集電体シートに電極ペーストを塗工する電池の電極の製造方法において、前記電極ペーストを吐出するダイの先端部に減圧チャンバを配置し、前記減圧チャンバと前記集電体シートとの間の距離を変化させて前記減圧チャンバの減圧度を変化させることにより前記電極ペーストの塗工幅を制御すること、を特徴とする。
この態様によれば、減圧チャンバの減圧度を変化させることにより電極ペーストの塗工幅を制御するので、短時間で電極ペーストの塗工幅が所望の塗工幅となるように制御できる。そのため、集電体シートにおいて所望の塗工幅になっていない電極ペーストの塗工部分を短くすることができ、電池の電極の製造における歩留りが向上する。また、減圧チャンバと集電体シートとの間の距離を変化させて減圧チャンバの減圧度を変化させるので、より短時間で電極ペーストの塗工幅が所望の塗工幅となるように制御できる。そのため、電池の電極の製造における歩留りがさらに向上する。
上記の態様においては、前記減圧チャンバに接続するブロアの吸引量を変化させることにより前記減圧度を変化させること、が好ましい。
この態様によれば、例えばブロアのインバータ周波数を調整すれば足りるので、簡易な構造とすることができる。
上記の態様においては、前記塗工幅を測定し、測定された前記塗工幅に応じて前記減圧度を決定すること、が好ましい。
この態様によれば、塗工幅の測定値をもとにフィードバック制御を行うので、より正確に電極ペーストの塗工幅が所望の塗工幅となるように制御できる。
上記の態様においては、前記集電体シートへの前記電極ペーストの塗工開始前にて、前記電極ペーストの粘度を測定し、測定された前記粘度に応じて前記減圧度を設定しておくこと、が好ましい。
この態様によれば、塗工開始時から、電極ペーストの塗工幅が所望の塗工幅になるように制御することができる。そのため、電極ペーストが塗工された集電体シートは、塗工開始部分から電池の電極として使用することができるようになる。したがって、電池の電極の製造における歩留りがさらに向上する。
上記課題を解決するためになされた本発明の他の態様は、搬送される集電体シートに電極ペーストを塗工する電池の電極の製造装置において、前記電極ペーストを吐出するダイと、前記ダイの先端部に配置された減圧チャンバと、前記減圧チャンバと前記集電体シートとの間の距離を変化させて前記減圧チャンバの減圧度を変化させることにより前記電極ペーストの塗工幅を制御する塗工幅制御部と、を有することを特徴とする。
この態様によれば、減圧チャンバの減圧度を変化させることにより電極ペーストの塗工幅を制御するので、短時間で電極ペーストの塗工幅が所望の塗工幅となるように制御できる。そのため、集電体シートにおいて所望の塗工幅になっていない電極ペーストの塗工部分を短くすることができ、電池の電極の製造における歩留りが向上する。また、減圧チャンバと集電体シートとの間の距離を変化させて減圧チャンバの減圧度を変化させるので、より短時間で電極ペーストの塗工幅が所望の塗工幅となるように制御できる。そのため、電池の電極の製造における歩留りがさらに向上する。
上記の態様においては、前記塗工幅制御部は、前記減圧チャンバに接続するブロアの吸引量を変化させることにより前記減圧度を変化させること、が好ましい。
この態様によれば、例えばブロアのインバータ周波数を調整すれば足りるので、簡易な構造とすることができる。
上記の態様においては、前記塗工幅を測定する幅測定機を有し、前記塗工幅制御部は、前記幅測定機で測定された前記塗工幅に応じて前記減圧度を決定すること、が好ましい。
この態様によれば、塗工幅の測定値をもとにフィードバック制御を行うので、より正確に電極ペーストの塗工幅が所望の塗工幅となるように制御できる。
上記の態様においては、前記電極ペーストの粘度を測定する粘度測定機構を有し、前記集電体シートへの前記電極ペーストの塗工開始前にて、前記塗工幅制御部は、前記粘度測定機構で測定された前記電極ペーストの粘度に応じて前記減圧度を設定しておくこと、が好ましい。
この態様によれば、塗工開始時から、電極ペーストの塗工幅が所望の塗工幅になるように制御することができる。そのため、電極ペーストが塗工された集電体シートは、塗工開始部分から電池の電極として使用することができるようになる。したがって、電池の電極の製造における歩留りがさらに向上する。
本発明に係る電池の電極の製造方法および電池の電極の製造装置によれば、電池の電極の製造における歩留りが向上する。
実施例１の製造装置の構成図である。 図１の上側からダイと減圧チャンバを見た図である。 減圧度と塗工幅との関係の一例を示す図である。 ブロアのインバータ周波数と減圧度との関係の一例を示す図である。 塗工幅が所望の塗工幅に安定するまでの時間を比較した図である。 実施例２の製造装置の構成図である。 バックアップロールと減圧チャンバとの間のクリアランスを示す図である。 クリアランスと減圧度との関係の一例を示す図である。 塗工幅が所望の塗工幅に安定するまでの時間を比較した図である。 実施例３の製造装置の構成図である。 粘度と塗工幅との関係の一例を示す図である。 減圧度を変化させない場合の塗工幅の評価結果を示す図である。 減圧度を変化させた場合の塗工幅の評価結果を示す図である。 従来技術における問題点を示す図である。
以下、本発明を具体化した形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
〔実施例１〕
まず、実施例１における電池の電極の製造装置１の構成について説明する。図１は、実施例１における電池の電極の製造装置１の構成図である。
図１に示すように、実施例１における電池の電極の製造装置１は、バックアップローラ１０と、ダイ１２と、減圧チャンバ１４と、ブロア１６と、幅測定機１８と、塗工幅制御部２０などを有する。なお、実施例１における電池の電極の製造装置１は、例えば、二次電池の電極の製造に使用することができる。
バックアップローラ１０は、円柱形状の回転体であり、帯状の集電体シート２２が巻かれており、当該集電体シート２２を搬送するための手段である。なお、バックアップローラ１０は、図１に示す矢印の方向に回転することにより、集電体シート２２を図１に示す矢印の方向に搬送する。
ダイ１２は、不図示のタンクなどから供給された電極ペースト２４をダイ１２の先端部に設けられたリップ部２６から吐出して、集電体シート２２に電極ペースト２４を塗工する手段である。ここで、電極ペースト２４は、電極活物質を含むペースト状の電極材料である。
減圧チャンバ１４は、バックアップローラ１０とダイ１２のリップ部２６との間を減圧するための手段である。本実施例では、減圧チャンバ１４は、集電体シート２２に塗工される電極ペースト２４の集電体シート２２の搬送方向の上流側を減圧している。そして、減圧チャンバ１４は、ダイ１２の先端部に配置され、その吸引口２８がダイ１２のリップ部２６の図１の上下方向の中心よりも集電体シート２２の搬送方向の上流側に位置するように設けられている。なお、図２は、図１の上側からダイ１２と減圧チャンバ１４を見た図である。
ブロア１６は、配管３０を介して減圧チャンバ１４内を吸引し、減圧チャンバ１４内を負圧にする手段である。
幅測定機１８は、集電体シート２２に塗工された電極ペースト２４の塗工幅を測定する手段である。幅測定機１８は、ダイ１２のリップ部２６よりも集電体シート２２の搬送方向の下流側の位置に設けられている。ここで、電極ペースト２４の塗工幅とは、集電体シート２２に塗工された電極ペースト２４の集電体シート２２の短手方向（集電体シート２２の搬送方向と垂直な方向）の幅である。
塗工幅制御部２０は、減圧チャンバ１４の減圧度を変化させて電極ペースト２４の塗工幅を制御する手段である。実施例１では、塗工幅制御部２０はブロア１６のインバータ周波数を変化させて単位時間当たりの吸引量（回転数）を変化させることにより、減圧チャンバ１４の減圧度を変化させる。
次に、このような構成を有する製造装置１を使用した電池の電極の製造方法について説明する。
実施例１の製造方法では、製造装置１においては、バックアップローラ１０の回転数やダイ１２からの電極ペースト２４の吐出量などを規定の諸条件に設定し、バックアップローラ１０により支持された状態で搬送される集電体シート２２に向かってダイ１２の先端のリップ部２６から電極ペースト２４を吐出することにより、集電体シート２２への電極ペースト２４の塗工を行う。
このとき、集電体シート２２に塗工した電極ペースト２４の塗工幅を、幅測定機１８により測定する。電極ペースト２４の塗工幅の測定結果の情報は、幅測定機１８から塗工幅制御部２０に伝達される。
そして、塗工幅制御部２０にて、幅測定機１８から取得した電極ペースト２４の塗工幅の測定結果をもとに、減圧チャンバ１４の減圧度と電極ペースト２４の塗工幅との関係を規定した計算式および関係図を用いて演算を行い、電極ペースト２４の塗工幅を所望の塗工幅とすることができる減圧チャンバ１４の減圧度の目標値を決定する。なお、減圧チャンバ１４の減圧度と電極ペースト２４の塗工幅との関係を規定した計算式および関係図は、一例として、以下の数式および図３のように表わされる。なお、Ｘは減圧チャンバ１４の減圧度で、Ｙは電極ペースト２４の塗工幅である。
Figure 0005304902
次に、塗工幅制御部２０にて、決定された減圧チャンバ１４の減圧度の目標値をもとに、減圧チャンバ１４の減圧度とブロア１６のインバータ周波数との関係を規定した計算式または関係図から、ブロア１６のインバータ周波数の設定値を求める。なお、減圧チャンバ１４の減圧度とブロア１６のインバータ周波数との関係を規定した関係図の一例を、図４に示す。
そして、塗工幅制御部２０は、ブロア１６のインバータ周波数を上記で求めた設定値に設定して、ブロア１６の単位時間当たりの吸引量を変化させて当該吸引量を目標値に設定する。これにより、減圧チャンバ１４の減圧度を変化させて当該減圧度を目標値に設定して電極ペースト２４の塗工幅を所望の塗工幅に制御しつつ、集電体シート２２への電極ペースト２４の塗工を行うことができる。
このように実施例１によれば、ブロア１６のインバータ周波数を調整して減圧チャンバ１４の減圧度を変化させるので、従来技術のようにダイ１２のリップ部２６における圧力が安定するまでに時間を要するような問題を生じることはなく、短時間で電極ペースト２４の塗工幅が所望の塗工幅となる。
そのため、集電体シート２２において所望の塗工幅になっていない電極ペースト２４の塗工部分を短くすることができ、集電体シート２２において電池の電極として使用することができない部分を少なくできるので、電池の電極の製造における歩留りが向上する。
また、ブロア１６のインバータ周波数を調整すれば足りるので、簡易な構造とすることができる。
また、幅測定機１８により測定された電極ペースト２４の塗工幅の測定値をもとにフィードバック制御を行うので、より正確に電極ペースト２４の塗工幅が所望の塗工幅となるように制御できる。
図５は、電極ペースト２４の塗工幅が所望の塗工幅となって安定するまでの時間の評価結果を示す図であり、従来技術例と実施例１についての評価結果を示している。なお、従来技術例では、ダイ１２と集電体シート２２との間のギャップを制御することにより電極ペースト２４の塗工幅を制御した例を示している。
図５に示すように、電極ペースト２４の塗工幅が所望の塗工幅となって安定するまでの時間（図５の「幅安定化時間」）について、従来技術例を１００とすると、実施例１では約５５となった。そのため、実施例１によれば、電極ペースト２４の塗工幅が所望の塗工幅となって安定するまでの時間を従来技術例よりも短くできることが分かった。
〔実施例２〕
次に、実施例２について説明する。以下の説明では、実施例１と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に述べる。
まず、実施例２における電池の電極の製造装置２の構成について説明する。図６は、実施例２の製造装置２の構成図である。実施例２の製造装置２は、実施例１の製造装置１と異なる点として、可動機構３２を有する。
可動機構３２は、減圧チャンバ１４を移動させるための駆動手段である。可動機構３２により減圧チャンバ１４を移動させることにより、バックアップローラ１０と減圧チャンバ１４との間のクリアランスＣ（図７参照）を変化させることができる。
次に、このような構成を有する製造装置２を使用した実施例２の電池の電極の製造方法について説明する。
実施例２の製造方法では、実施例１の製造方法と異なる点として、塗工幅制御部２０は、ブロア１６のインバータ周波数を一定としたまま、可動機構３２により減圧チャンバ１４を移動させて、バックアップローラ１０と減圧チャンバ１４とのクリアランスＣを変化させることにより減圧チャンバ１４の減圧度を変化させる。
具体的には、塗工幅制御部２０にて、減圧チャンバ１４の減圧度とクリアランスＣとの関係図または計算式から、減圧チャンバ１４の減圧度を目標値にするためのクリアランスＣの設定値を求める。なお、減圧チャンバ１４の減圧度とクリアランスＣとの関係を規定した関係図の一例を、図８に示す。そして、塗工幅制御部２０は、可動機構３２により減圧チャンバ１４を移動させて、クリアランスＣを前記で求めた設定値にする。なお、減圧チャンバ１４の減圧度の目標値を決定する方法は、前記の実施例１と同様である。
これにより、減圧チャンバ１４の減圧度を変化させて当該減圧度を目標値に設定して電極ペースト２４の塗工幅を所望の塗工幅に制御しつつ、集電体シート２２への電極ペースト２４の塗工を行うことができる。
このように実施例２によれば、クリアランスＣを変化させて減圧チャンバ１４の減圧度を変化させるので、従来技術のようにダイ１２のリップ部２６における圧力が安定するまでに時間を要するような問題を生じることはなく、短時間で電極ペースト２４の塗工幅が所望の塗工幅となって安定する。
そのため、集電体シート２２において所望の塗工幅になっていない電極ペースト２４の塗工部分を短くすることができ、集電体シート２２における電池の電極として使用することができない部分を少なくできるので、電池の電極の製造における歩留りが向上する。
なお、可動機構３２による減圧チャンバ１４の移動方向は、バックアップローラ１０の径方向とする以外にも、図６の左右方向や上下方向としてもよい。
図９は、電極ペースト２４の塗工幅が所望の塗工幅となって安定するまでの時間の評価結果を示す図であり、従来技術例と実施例１と実施例２についての評価結果を示している。図９に示すように、電極ペースト２４の塗工幅が所望の塗工幅となって安定するまでの時間（図９の「幅安定化時間」）について、従来技術例を１００とすると、実施例２では約４５となった。そのため、実施例２によれば、電極ペースト２４の塗工幅が所望の塗工幅となって安定するまでの時間を従来技術例や実施例１よりも短くできることが分かった。したがって、実施例２によれば、実施例１よりもさらに、電池の電極の製造における歩留りが向上することが分かった。
なお、集電体シート２２への電極ペースト２４の塗工において、実施例１と実施例２は、組み合わせて行ったり、使い分けて行ってもよい。例えば、減圧チャンバ１４の減圧度を変化させる際に、実施例１のようにブロア１６のインバータ周波数を変化させる方法と、実施例２のようにクリアランスＣを変化させる方法とを同時に行ったり、または塗工状況毎に使い分けたりすることも考えられる。
〔実施例３〕
次に、実施例３について説明する。以下の説明では、実施例１，２と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に述べる。前記の実施例１，２では集電体シート２２への電極ペースト２４の塗工時に測定した幅測定機１８の測定結果をもとに電極ペースト２４の塗工幅のフィードバック制御を行う例を説明したが、実施例３では集電体シート２２への電極ペースト２４の塗工開始前に電極ペースト２４の塗工幅のフィードフォワード制御を行って塗工を開始する例を説明する。
図１０は、実施例３の製造装置の構成図である。実施例３の製造装置は、実施例１，２と異なる点として、粘度測定機構３４を有する。
粘度測定機構３４は、ペーストタンク３６に貯留した電極ペースト２４の粘度を測定する手段である。そして、粘度測定機構３４で測定された粘度の情報は、塗工幅制御部２０に伝達される。
次に、このような構成を有する製造装置３を使用した電池の電極の製造方法について説明する。
まず、集電体シート２２への電極ペースト２４の塗工開始前にて、ペーストタンク３６に貯留した電極ペースト２４の粘度を、粘度測定機構３４により測定する。電極ペースト２４の粘度の測定結果は、粘度測定機構３４から塗工幅制御部２０に伝達される。
次に、塗工幅制御部２０は、粘度測定機構３４から取得した電極ペースト２４の粘度の測定結果をもとに、電極ペースト２４の粘度と塗工幅との関係図または計算式より、予想される電極ペースト２４の塗工幅を算出する。なお、電極ペースト２４の粘度と塗工幅との関係図の一例を、図１１に示す。
そして、塗工幅制御部２０は、算出された予想される電極ペースト２４の塗工幅をもとに、前記の実施例１と同様に、減圧チャンバ１４の減圧度と電極ペースト２４の塗工幅との計算式または関係図から、電極ペースト２４の塗工幅を所望の塗工幅とするための減圧チャンバ１４の減圧度の目標値を決定する。
そして、塗工幅制御部２０は、減圧チャンバ１４の減圧度を変化させて、減圧チャンバ１４の減圧度を上記で決定した目標値に設定する。なお、減圧チャンバ１４の減圧度を変化させる方法としては、前記の実施例１のようにブロア１６のインバータ周波数を変化させる方法であっても、前記の実施例２のように可動機構３２により減圧チャンバ１４とバックアップローラ１０とのクリアランスＣを変化させる方法であってもよい。
そして、このように予め減圧チャンバ１４の減圧度を目標値に設定しておき、集電体シート２２への電極ペースト２４の塗工を開始する。
これにより、塗工開始時から、集電体シート２２の表面に電極ペースト２４を所望の塗工幅で塗工することができる。そのため、電極ペースト２４が塗工された集電体シート２２は、塗工開始部分から電池の電極として使用することができる。したがって、実施例３によれば、実施例１と実施例２よりもさらに、電池の電極の製造における歩留りが向上する。
なお、このようにして集電体シート２２への電極ペースト２４の塗工を開始した後、集電体シート２２への電極ペースト２４の塗工時において、前記の実施例１，２のように測定した幅測定機１８の測定結果をもとに電極ペースト２４の塗工幅のフィードバック制御を行ってもよい。
また、粘度測定機構３４を使用した例を説明したが、これに限定されず、製造装置３の装置外で測定した電極ペースト２４の粘度の結果をもとに塗工幅制御部２０により減圧チャンバ１４の減圧度を変化させてもよい。
〔塗工幅の評価結果〕
本発明のように減圧チャンバ１４の減圧度を変化させて電極ペースト２４の塗工幅を制御したときの効果を確認するための評価を行った。
図１２と図１３にその評価結果を示す。図１２は減圧チャンバ１４の減圧度を変化させず電極ペースト２４の塗工幅を制御しなかった場合の評価結果を示し、図１３は減圧チャンバ１４の減圧度を変化させて電極ペースト２４の塗工幅を制御した場合の評価結果を示す。
図１２に示すように、減圧チャンバ１４の減圧度を変化させず電極ペースト２４の塗工幅を制御しなかった場合には、電極ペースト２４の塗工幅は１１４．５ｍｍ〜１１５．９ｍｍの間でバラついて安定しなかった。これに対し、図１３に示すように、本発明のように減圧チャンバ１４の減圧度を変化させて電極ペースト２４の塗工幅を制御した場合には、電極ペースト２４の塗工幅が１１５．８ｍｍ〜１１６．０ｍｍの間に収まり安定した。
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
１ 製造装置
２ 製造装置
３ 製造装置
１０ バックアップローラ
１２ ダイ
１４ 減圧チャンバ
１６ ブロア
１８ 幅測定機
２０ 塗工幅制御部
２２ 集電体シート
２４ 電極ペースト
３２ 可動機構
３４ 粘度測定機構

Claims (8)

  1. 搬送される集電体シートに電極ペーストを塗工する電池の電極の製造方法において、
    前記電極ペーストを吐出するダイの先端部に減圧チャンバを配置し、
    前記減圧チャンバと前記集電体シートとの間の距離を変化させて前記減圧チャンバの減圧度を変化させることにより前記電極ペーストの塗工幅を制御すること、
    を特徴とする電池の電極の製造方法。
  2. 請求項１の電池の電極の製造方法において、
    前記減圧チャンバに接続するブロアの吸引量を変化させることにより前記減圧度を変化させること、
    を特徴とする電池の電極の製造方法。
  3. 請求項１または２の電池の電極の製造方法において、
    前記塗工幅を測定し、測定された前記塗工幅に応じて前記減圧度を決定すること、
    を特徴とする電池の電極の製造方法。
  4. 請求項１乃至３のいずれか１つの電池の電極の製造方法において、
    前記集電体シートへの前記電極ペーストの塗工開始前にて、前記電極ペーストの粘度を測定し、測定された前記粘度に応じて前記減圧度を設定しておくこと、
    を特徴とする電池の電極の製造方法。
  5. 搬送される集電体シートに電極ペーストを塗工する電池の電極の製造装置において、
    前記電極ペーストを吐出するダイと、
    前記ダイの先端部に配置された減圧チャンバと、
    前記減圧チャンバと前記集電体シートとの距離を変化させて前記減圧チャンバの減圧度を変化させることにより前記電極ペーストの塗工幅を制御する塗工幅制御部と、
    を有することを特徴とする電池の電極の製造装置。
  6. 請求項５の電池の電極の製造装置において、
    前記塗工幅制御部は、前記減圧チャンバに接続するブロアの吸引量を変化させることにより前記減圧度を変化させること、
    を特徴とする電池の電極の製造装置。
  7. 請求項５または６の電池の電極の製造装置において、
    前記塗工幅を測定する幅測定機を有し、
    前記塗工幅制御部は、前記幅測定機で測定された前記塗工幅に応じて前記減圧度を決定すること、
    を特徴とする電池の電極の製造装置。
  8. 請求項５乃至７のいずれか１つの電池の電極の製造装置において、
    前記電極ペーストの粘度を測定する粘度測定機構を有し、
    前記集電体シートへの前記電極ペーストの塗工開始前にて、前記塗工幅制御部は、前記粘度測定機構で測定された前記電極ペーストの粘度に応じて前記減圧度を設定しておくこと、
    を特徴とする電池の電極の製造装置。
JP2011544526A 2010-09-13 2010-09-13 電池の電極の製造方法および電池の電極の製造装置 Active JP5304902B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2010/065739 WO2012035602A1 (ja) 2010-09-13 2010-09-13 電池の電極の製造方法および電池の電極の製造装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5304902B2 true JP5304902B2 (ja) 2013-10-02
JPWO2012035602A1 JPWO2012035602A1 (ja) 2014-01-20

Family

ID=45831104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011544526A Active JP5304902B2 (ja) 2010-09-13 2010-09-13 電池の電極の製造方法および電池の電極の製造装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20130183438A1 (ja)
JP (1) JP5304902B2 (ja)
KR (1) KR20130060294A (ja)
CN (1) CN103119756A (ja)
WO (1) WO2012035602A1 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013140680A (ja) * 2011-12-28 2013-07-18 Nissan Motor Co Ltd 電極生産方法および電極生産制御システム
JP6230893B2 (ja) * 2013-12-10 2017-11-15 株式会社ヒラノテクシード 間欠塗工装置
JP6365599B2 (ja) * 2016-06-29 2018-08-01 トヨタ自動車株式会社 電極用湿潤造粒体の製造装置および製造方法
CN106000796B (zh) * 2016-07-01 2018-09-18 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂离子电池流体涂覆用狭缝式模头
JP6908103B2 (ja) * 2017-03-30 2021-07-21 日本電気株式会社 電池用電極、その製造方法及び電極製造装置
JP6888485B2 (ja) * 2017-09-01 2021-06-16 トヨタ自動車株式会社 電極板の製造方法
JP6835696B2 (ja) * 2017-10-24 2021-02-24 株式会社ヒラノテクシード 塗工装置
DE102019104206A1 (de) * 2019-02-19 2020-08-20 Monbat New Power GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Elektrode für einen Akkumulator
JP7261783B2 (ja) * 2020-11-18 2023-04-20 プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 電極の製造方法および電極ペースト塗工装置
JP7425716B2 (ja) * 2020-12-02 2024-01-31 Ａｐｂ株式会社 集電体供給装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10188962A (ja) * 1996-12-27 1998-07-21 Fuji Film Selltec Kk シート状極板の製造方法と非水電解質電池
JP2000262947A (ja) * 1999-03-23 2000-09-26 Konica Corp 塗布装置および塗布方法
JP2006095456A (ja) * 2004-09-30 2006-04-13 Fuji Photo Film Co Ltd 塗布液の塗布方法及び装置
JP2007258078A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電極板の塗工幅制御システム及び制御方法
JP2008218079A (ja) * 2007-03-01 2008-09-18 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池の電極の製造方法
JP2009172513A (ja) * 2008-01-24 2009-08-06 Toyota Motor Corp 塗工方法、及び塗工装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008168225A (ja) * 2007-01-12 2008-07-24 Fujifilm Corp スリット塗布方法及び装置、並びにカラーフィルタの製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10188962A (ja) * 1996-12-27 1998-07-21 Fuji Film Selltec Kk シート状極板の製造方法と非水電解質電池
JP2000262947A (ja) * 1999-03-23 2000-09-26 Konica Corp 塗布装置および塗布方法
JP2006095456A (ja) * 2004-09-30 2006-04-13 Fuji Photo Film Co Ltd 塗布液の塗布方法及び装置
JP2007258078A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電極板の塗工幅制御システム及び制御方法
JP2008218079A (ja) * 2007-03-01 2008-09-18 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池の電極の製造方法
JP2009172513A (ja) * 2008-01-24 2009-08-06 Toyota Motor Corp 塗工方法、及び塗工装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012035602A1 (ja) 2012-03-22
KR20130060294A (ko) 2013-06-07
US20130183438A1 (en) 2013-07-18
CN103119756A (zh) 2013-05-22
JPWO2012035602A1 (ja) 2014-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5304902B2 (ja) 電池の電極の製造方法および電池の電極の製造装置
KR102059028B1 (ko) 웹 리프터/스태빌라이저 및 방법
JP2011042458A (ja) ウエブ搬送装置及びその方法と電池の製造方法
JP2011042459A (ja) ウエブ搬送装置及びその方法と電池の製造方法
US11939179B2 (en) Base material conveying device, printing apparatus, coating apparatus and base material roll diameter obtaining method
JP6328949B2 (ja) 両面塗工装置、両面塗工方法および塗膜形成システム
JP5423209B2 (ja) 帯状材の搬送装置及び搬送制御方法
JP2013188663A (ja) 間欠塗布装置
KR101739175B1 (ko) 제어 시스템 및 제어 방법
JP5321644B2 (ja) 塗工方法
JP6011007B2 (ja) 塗工システム
JP2017170311A (ja) スラリ塗工方法
JP2012075980A (ja) 塗工装置
WO2015182332A1 (ja) テンション制御装置
JP2009233506A (ja) パターン塗布装置およびそれを用いたパターン塗布方法
JP2004358804A (ja) セラミックグリーンシートの製造方法及び製造装置
JP6424130B2 (ja) サイドウォール材料のカット方法およびカット装置
JP6048428B2 (ja) 塗膜の形成方法
JP6477236B2 (ja) 塗工装置及び塗工方法
JP5742679B2 (ja) 塗工方法
JP3161694U (ja) 塗工装置
WO2019013208A1 (ja) 塗布装置および塗布方法
JP2012187461A (ja) 塗工装置、塗工方法
JP2016064339A (ja) 塗工装置
JP2005268595A (ja) 塗布装置及び塗布方法

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130528

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130610

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5304902

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151