JP6009886B2 - 二次電池用粉体供給装置および電極体の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、二次電池用粉体供給装置および電極体の製造装置の技術に関する。

従来、シートや板等の部材の表面上に、粉体を均等に分散させて供給するための装置である粉体供給装置が開発され、種々の産業分野において使用されている。
このような粉体供給装置としては、例えば、以下に示す特許文献１にその技術が開示されており、公知となっている。

特許文献１に係る従来技術では、粉体が投入されるホッパー状のシュートと、該シュート内に配置された転動部材と、シュート部材の下方に配置されるメッシュ体と、を備える粉体供給装置が開示されている。
そして、特許文献１に開示されている粉体供給装置では、粉体を投入したシュートに振動を与えるとともに、その振動で転動部材を転動させて、さらに、メッシュ体を通すことにより粉体を分散させて、規定された範囲（幅および長さ）に粉体を均等に供給する構成としている。

特開２００３−１５５１２４号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている従来技術に係る粉体供給装置では、粉体の状態（湿り具合や凝集度合等）によって、同じ振動を与えたとしても粉体の分散状況にばらつきが生じるため、定量の粉体を精度よく供給することが困難であった。

また、このような従来技術に係る粉体供給装置を使用して、二次電池を構成する集電箔の表面に粉体を均等に分散させながら供給するとともに、集電箔を粉体ごとプレスして、乾式の手法により二次電池用の電極体を製造する取組がなされている。
しかしながら、従来技術に係る粉体供給装置を用いた場合には、粉体の供給状況がばらついて、合材層を均等な厚みで形成することができないため、従来の粉体供給装置を二次電池用の電極体を製造するための粉体供給装置として使用することは困難であった。

本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、粉体の状態に左右されることなく、常に定量の粉体を精度よく供給することが可能な二次電池用粉体供給装置を提供するとともに、当該二次電池用粉体供給装置を備え、効率よく電極体を製造することが可能な電極体の製造装置を提供することを目的としている。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、ここで提案される二次電池用粉体供給装置は、供給対象物たる粉体を貯溜するための空隙たる貯溜部が形成されるケースを備え、ケースの下端部に貯溜部と連通する矩形状の開口部を形成し、該開口部から粉体を排出して、開口部の鉛直下方において水平に変位する、粉体の被供給対象物たる被供給材に対して、粉体を、前記開口部から落下させつつ供給する。この粉体供給装置は、粉体を開口部に落とし込むための手段である回転子を備えている。回転子の外周部には、該回転子の軸心方向に平行で、かつ、周方向において等間隔に複数の凹凸部、または複数の凸部が形成されている。回転子の回転軸は、平面視において開口部の幅方向に対して平行で、かつ、水平となるように貯溜部において回転可能に支持されている。ケースの下端部に設けられた開口部の周囲において、貯留部は、回転子の外周部に沿った円弧状の内面を有している。回転子の外周部と貯溜部の円弧状の内面との間には、粉体の移送経路となる隙間が形成され、さらに、開口部の下端を覆う、開口部に落とし込まれた粉体を通過させるためのメッシュ体を備えている。回転子の外周部とメッシュ体との間の隙間は、一定の距離に保持されている。

請求項２においては、前記貯溜部に供給され前記回転子の上部に堆積した前記粉体の上面を略水平にならすための手段であるならし機構をさらに備えるものである。

請求項３においては、前記回転子は、略円柱状のローラ部材であって、前記複数の凹凸部は、前記ローラ部材の外周面と、該外周面に形成する、前記ローラ部材の軸心方向に平行で、かつ、周方向において等間隔に形成する複数の溝部と、により構成されるものである。

請求項４においては、前記ローラ部材の軸心方向に直交する方向における断面において、前記溝部は、円弧状の断面形状を有するものである。

請求項５においては、前記メッシュ体の下方において、前記メッシュ体に対してコロナ放電するための放電電極を有するものである。

請求項６においては、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の前記二次電池用粉体供給装置を備え、前記粉体は、二次電池を構成する電極体を形成するための原料活物質を含み、前記被供給材は、二次電池を構成する電極体を形成するための電極箔であり、前記電極箔の表面に供給された前記粉体を、該電極箔の厚み方向に圧縮するための粉体圧縮手段をさらに備えるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１から請求項４においては、粉体の状態に関わらず、被供給材に対して、定量の粉体を供給することができる。

請求項５においては、メッシュ体の目詰まりによって、被供給材に供給する粉体の分布に偏りが生じることが防止できる。

請求項６においては、乾式の手法によって、効率よく電極体を製造することができる。
これにより、二次電池の製造工程の短縮および製造コストの低減を実現できる。

本発明に係る粉体供給装置の第一の実施形態を示す正面断面模式図。 本発明に係る粉体供給装置の第一の実施形態を示す側面断面模式図。 粉体供給装置における定量供給部を示す模式図。 定量供給部における排出口周りの構成を示す部分拡大模式図。 定量供給部を構成する回転子を示す図、（ａ）側面全体模式図、（ｂ）側面部分拡大模式図。 定量供給部の別実施形態を示す模式図、（ａ）回転子の別実施形態（中空の場合）を示す図、（ｂ）回転子の別実施形態（無端ベルト状の場合）を示す図、（ｃ）櫛状の振動子を用いる場合を示す図。 本発明に係る粉体供給装置の第二の実施形態を示す模式図。 本発明の第二の実施形態に係る粉体供給装置の各移送ローラにおける位相差の設定状況を示す模式図。 回転子における位相差を説明するための図、（ａ）本発明の第二の実施形態に係る回転子における溝部の形成状況を示す図、（ｂ）本発明の第二の実施形態に係る移送ローラにおける位相差（５／３度）の設定状況を示す図。 本発明の一実施形態に係る二次電池の製造装置の全体構成を示す模式図。

次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の第一の実施形態に係る粉体供給装置の全体構成について、図１〜図６を用いて、説明をする。
ここで説明をする本発明の第一の実施形態に係る粉体供給装置は、粉体の供給系統の数（即ち、粉体の排出口の数）を１系統のみとするものである。
尚、本説明では、図１および図２に示す矢印Ａの方向を鉛直上向きとし、矢印Ｂの方向を鉛直下向きと規定している。そして、粉体供給装置では、上方から下方に向けて、粉体を供給する構成としている。

図１および図２に示す如く、本発明の第一の実施形態に係る粉体供給装置１は、粉体１０の供給対象たる被供給材５に対して、粉体１０を定量で供給することができる装置であり、定量供給部２、粉体補給部３、粉体量検出センサ４等を備える構成としている。
尚、本発明の第一の実施形態に係る粉体供給装置１では、粉体１０の供給対象たる被供給材５は、図２に示すように所定の送り方向αに、一定の速度で変位している。

粉体供給装置１では、図１に示すように、定量供給部２に貯溜されている粉体１０の量を粉体量検出センサ４で検出しており、粉体１０が減った場合には、粉体補給部３により、定量供給部２に対して粉体１０を補給する構成としている。
そして本実施形態に示す粉体供給装置１では、粉体量検出センサ４として超音波センサを採用している。粉体量検出センサ４としては、超音波センサや赤外線センサ等の、非接触で粉体１０の天端レベルを検出することができるものを使用するのが好適である。

ここで、定量供給部２の詳細な構成について、説明をする。
定量供給部２は、粉体１０の供給対象たる被供給材５に対して、連続的に定量の粉体１０を供給することができるように構成された部位であり、ケース６、回転子７、メッシュ体８、ならし機構９等を備える構成としている。

定量供給部２は、粉体補給部３の直下に配置しており、粉体補給部３から供給され落下してくる粉体１０を、ケース６で受けることができるように構成されている。
そして、ケース６の鉛直下方に配置され、所定の送り方向αに向けて変位している被供給材５に対して、ケース６から排出される粉体１０を落下させて、該粉体１０を供給する構成としている。
尚、粉体１０の「落下」の態様としては、自重により自然落下する態様や、回転子７に押圧されて付勢されつつ落下する態様がある。

ケース６は、粉体補給部３から供給される粉体１０を一時的に貯溜するための容体であり、粉体１０を貯溜するための空隙部たる貯溜部６ａを形成している。
そして、ケース６では、貯溜部６ａの上端部において、粉体１０を導入するための開口部たる導入口６ｂを形成するとともに、貯溜部６ａの下端部において、粉体１０を排出するための開口部たる排出口６ｃを形成する構成としている。

排出口６ｃは、貯溜部６ａと連通する矩形状の開口部であり、図１および図２に示すように、長さ方向（本実施形態では短辺方向）の寸法をＬとし、幅方向（本実施形態では長辺方向）の寸法をＷとする矩形状の開口部として形成されている。
排出口６ｃの下端面は水平に形成されており、排出口６ｃから排出される粉体１０の量が、排出口６ｃの各部で均等になるように構成されている。
そして、排出口６ｃは、その長さ方向が被供給材５の送り方向αに対して平行であって、かつ、平面視においてその幅方向が被供給材５の送り方向αに対して直交する方向となるように形成されている。

尚、本実施形態でいう「定量」とは、排出口６ｃから排出される粉体１０の単位面積当たりの排出重量が、排出口６ｃの任意の部位において均等であることを意味している。
即ち、粉体供給装置１は、定量供給部２から被供給材５に向けて供給された粉体１０は、被供給材５の供給面に付着した状態で、その供給面における単位面積当たりの重量が一定となるように構成されている。

図３に示す如く、ケース６の貯溜部６ａには、回転子７を配置している。
本実施形態における回転子７は、略円柱状のローラ部材であり、貯溜部６ａにおいて、軸部７ｃを、排出口６ｃの幅方向に対して平行で、かつ、平面視において、被供給材５の送り方向αに対して直交する方向に向けつつ、該回転子７の軸部７ｃ回りに回転可能な態様で水平に支持される構成としている。

また、回転子７の外周面７ａには、該回転子７の軸心方向に平行な複数の溝部７ｂ・７ｂ・・・が等間隔で形成されており、該溝部７ｂ・７ｂ・・・に粉体１０を入り込ませることで、回転子７の回転に従って、その回転方向に粉体１０を移送することができる構成としている。
即ち、回転子７においては、該回転子７の外周部において、外周面７ａと溝部７ｂにより、等間隔で形成される複数の凹凸部を構成している。

また、図４に示す如く、貯溜部６ａの底部は、回転子７の外周面７ａと同心の（即ち、軸部７ｃを軸心位置とする）円弧形状を有しており、外周面７ａと貯溜部６ａとの間には、所定の距離ｄ１である均等な隙間を形成する構成としている。
このような構成により、ケース６の貯溜部６ａと回転子７との隙間に沿って、粉体１０を移送するときに、粉体１０の流れに偏りが生じない構成としている。
尚、貯溜部６ａの最下底部には排出口６ｃを形成しているため、該排出口６ｃを形成している範囲においては、その内面が円弧状とはなっていない。

また、ケース６の排出口６ｃの下端位置と回転子７の外周面７ａとの間にも、所定の距離ｄ２である均等な隙間が形成されている。
このような構成により、貯溜部６ａと回転子７との隙間に沿って、排出口６ｃまで移送されてきた粉体１０が、該排出口６ｃにおいて分散する際に偏りが生じないような構成としている。

また、回転子７は、貯溜部６ａにおける導入口６ｂと排出口６ｃの中間位置に配置されており、該回転子７が回転することによって、回転子７の上部（即ち、導入口６ｂ側）に堆積している粉体を、回転子７の下部（即ち、排出口６ｃ側）に移送することができる。

図１および図２に示す如く、ならし機構９は、回転子７の上で山状に堆積している粉体１０をならして、天端が略平面状となるようにするための機構であり、一対のスライドレール９ａ・９ａ、ならし板９ｂ等を備える構成としている。

また、本発明の第一の実施形態に係る粉体供給装置１では、定量供給部２に排出口６ｃの下部に、該排出口６ｃの全面を覆う態様で、排出口６ｃを網目状に等分割するための部材たるメッシュ体８を配置する構成としている。
排出口６ｃから落下する粉体１０を、メッシュ体８に通過させることによって、移送途中に塊状となりうる粉体１０を確実に分散させて、粉体１０の分布および密度を均等化させることができ、より確実に、被供給材５の表面に付着した粉体１０の重量を均等化させることができる。

さらに、本発明の第一の実施形態に係る粉体供給装置１では、メッシュ体８の下方において、メッシュ体８において目詰まりした粉体１０を除去するための手段である放電電極１１を備える構成としている。
目詰まりを防止するための手段である放電電極１１は、メッシュ体８に対してコロナ放電をすることができるものであり、排出口６ｃの幅Ｗに対応する範囲に配置されている。
そして、放電電極１１からメッシュ体８に対して、連続的にあるいは定期的に放電することによって、メッシュ体８に目詰まりした粉体１０を除去することができ、これにより粉体供給装置１により供給する粉体１０の供給量が変動を防止するとともに、メッシュ体８を介して供給される粉体１０の分布に偏りが生じることを防止する構成としている。

即ち、本発明の第一の実施形態に係る粉体供給装置１は、メッシュ体８の下方において、メッシュ体８に対してコロナ放電するための放電電極１１を有するものである。
このような構成により、メッシュ体８の目詰まりによって、被供給材５に供給する粉体１０の分布に偏りが生じることが防止できる。

ここで、回転子７における溝部７ｂの構成について、図５を用いて詳細に説明をする。
図５に示す如く、回転子７の外周面７ａに形成される各溝部７ｂ・７ｂ・・・は、回転子７の軸心に直交する断面において円弧状の形状を有している。
このように、溝部７ｂを円弧状の形状とすることにより、各溝部７ｂ・７ｂ・・・に入り込んだ粉体１０が、貯溜部６ａと各溝部７ｂ・７ｂ・・・の間で圧縮されても、各溝部７ｂ・７ｂ・・・に付着することなく、粉体１０を各溝部７ｂ・７ｂ・・・から容易に離脱させることができるように構成している。
仮に、溝部７ｂの内部に粉体１０が付着するようなことがあると、回転子７の回転に従って排出口６ｃに落とし込まれる粉体１０の量にばらつきが生じることになるため、溝部７ｂのように曲面のみで構成される形状（円弧状等）を採用するのが好適である。

また、溝部７ｂは、回転子７の軸心に対して平行に形成するのが好適である。
仮に、溝部７ｂを回転子７の軸心方向に対して傾斜させて形成すると、回転子７の回転に従って、溝部７ｂに入り込んだ粉体１０に、軸心方向に向けて作用する応力を付与することになるため、排出口６ｃの幅方向における粉体１０の分布に偏りが生じて、排出口６ｃから均等に粉体１０を排出できなくなるためである。

次に、粉体補給部３について、説明をする。
粉体補給部３は、定量供給部２に対して、粉体１０を補給するための部位であり、フレーム１２、メッシュ体１３、振動発生器１４等を備える構成としている。
フレーム１２は、略矩形状の枠部材であり、開口部が上下方向に貫通する態様となる姿勢で使用され、下側の開口部を全面的に覆うようにメッシュ体１３を設ける構成としている。

フレーム１２には、振動発生器１４を付設しており、振動発生器１４を作動させることによって、フレーム１２およびメッシュ体１３を任意の方向に所定の振幅で振動させることができるように構成している。
このような構成により、振動発生器１４を作動させて、フレーム１２およびメッシュ体１３を振動させながらフレーム１２内に粉体１０を供給することで、その供給した粉体１０をメッシュ体１３でふるいにかけながら、粉体補給部３の下方に配置した定量供給部２に対して、粉体１０を供給することができるように構成している。

フレーム１２内（即ち、メッシュ体１３の上）には、該フレーム１２の高さに応じて粉体１０を堆積させておくことができ、振動発生器１４のＯＮ‐ＯＦＦに応じて、粉体補給部３から定量供給部２に対する粉体１０の供給をＯＮ−ＯＦＦすることができる。

次に、定量供給部２と粉体補給部３の連動状況について、説明をする。
例えば、図１および図２に示す如く、回転子７の上に堆積している粉体１０の堆積高さ（天端の位置）が、所定の下限レベルＬＬまで下降したことを粉体量検出センサ４により検出したとき、図示しない制御装置により所定の一定時間だけ振動発生器１４を作動させて、粉体補給部３によって定量供給部２に対して所定量の粉体１０を補給する。

定量供給部２に粉体１０が補給された直後の状態において、粉体１０は、粉体補給部３の直下において山状に堆積した状態となるため、図示しない制御装置により、振動発生器１４の停止後に続いてならし機構９を作動させ、ならし板９ｂを水平方向に往復させることによって、堆積している粉体１０の天端を略水平にならすようにしている。
そして、粉体量検出センサ４により、粉体１０の天端レベルが所定の上限レベルＨＬに達したことを確認できたときに、図示しない制御装置により、ならし機構９を停止させるようにしている。

このようにして、回転子７の上で堆積する粉体１０の堆積高さを回転子７の全長に亘って所定のレベル（即ち、上限レベルＨＬから下限レベルＬＬの範囲）に調整するとともに、その天端を略水平にならすことによって、粉体１０自体の自重により該粉体１０に作用する圧力が、排出口６ｃに各部において略均等になるようにすることができる。
これにより、回転子７の回転に従って、排出口６ｃから「定量」の粉体１０を排出することができる。

尚、ここで示す粉体供給装置１では、定量供給部２において、略円柱状のローラ部材たる回転子７を備える構成を例示したが、粉体供給装置１に備えられる回転子は、例えば、図６（ａ）に示すような中空の構造を有する回転子１７であってもよい。
図６（ａ）に示す如く、回転子の別実施形態である回転子１７は、回転軸１７ｃの長さ方向における両端部に固定される一対のプレート１７ｂ・１７ｂに対して、複数（本実施形態では、７２枚）の羽根部材１７ａ・１７ａ・・・を、回転軸１７ｃ回りに放射状に配置して構成されている。

羽根部材１７ａは、プレート１７ｂの外周部から外側に向けて突出しており、凸状の部位を形成している。
即ち、回転子１７においては、該回転子１７の外周部において、羽根部材１７ａ・１７ａ・・・、等間隔で形成される複数の凸部を構成している。

そして、回転子１７を備える定量供給部では、回転軸１７ｃを軸心として該回転子１７が回転するのに従って、羽根部材１７ａ頂部および側部により、貯溜部６ａの内面近傍に存在する粉体１０を掻きとって、粉体１０を移送する構成としている。

また、粉体供給装置１における回転子の構成としては、以下に示すようなその他の構成を採用することも可能である。
例えば、図６（ｂ）に示すような、略長円状の軌道上を周回する無端ベルト状の回転子１８に掻きとり用の板部材１８ａ・１８ａ・・・を付設する構成とすることができる。

あるいは、回転子を用いて定量の粉体を排出する構成ではなく、図６（ｃ）に示すような櫛状の部材たる振動子１９を水平方向に往復振動させることで、ケース内の粉体１０を排出口６ｃに向けて均等に分散させる構成としてもよい。

また本実施形態に示す粉体供給装置１では、定量供給部２に対して粉体１０を補給するための部位である粉体補給部３を備える場合を例示したが、例えば、粉体補給部３の代わりに定量供給部２を用いることも可能である。
即ち、二つの定量供給部２・２を上下に積み重ねるように配置して、上側の定量供給部２から下側の定量供給部２に対して定量の粉体１０を補給する構成とすることが可能であり、下側の定量供給部２に対する粉体１０の補給量を精度よく制御することにより、被供給材５に対する粉体１０の供給量をより精度よく一定にできるという効果が期待できる。

即ち、本発明の第一の実施形態に係る粉体供給装置１は、供給対象物たる粉体１０を貯溜するための空隙たる貯溜部６ａが形成されるケース６を備え、ケース６の下端部に貯溜部６ａと連通する矩形状の開口部たる排出口６ｃを形成し、該排出口６ｃから粉体１０を排出して、排出口６ｃの鉛直下方において、排出口６ｃの長さ方向に対して平行でかつ水平に変位する、粉体１０の被供給対象物たる被供給材５に対して、粉体１０を、排出口６ｃから落下させつつ供給するものであって、粉体１０を排出口６ｃに落とし込むための手段である回転子７（あるいは回転子１７）を備え、回転子７（あるいは回転子１７）の外周部には、回転子７（あるいは回転子１７）の軸心方向に平行で、かつ、周方向において等間隔である複数の凹凸部である外周面７ａおよび溝部７ｂ・７ｂ・・・（あるいは複数の凸状部たる羽根部材１７ａ・１７ａ・・・）を形成し、回転子７を、該回転子７の軸心が、平面視において排出口６ｃの幅方向に対して平行で、かつ、水平となるように貯溜部６ａにおいて回転可能に支持するとともに、回転子７の外周面７ａと貯溜部６ａの内面との距離ｄ１を一定にして、回転子７の外周面７ａと貯溜部６ａの内面により、粉体１０の移送経路となる隙間を形成し、さらに、排出口６ｃの下端を覆う、排出口６ｃに落とし込まれた粉体１０を通過させるためのメッシュ体８を備え、回転子７の外周面７ａとメッシュ体８との間の隙間を一定の距離ｄ２に保持するものである。

また、本発明の第一の実施形態に係る粉体供給装置１において、回転子７は、略円柱状のローラ部材であって、複数の凹凸部は、ローラ部材たる回転子７の外周面７ａと、該外周面７ａに形成する、回転子７の軸心方向に平行で、かつ、周方向において等間隔に形成する複数の溝部７ｂ・７ｂ・・・と、により構成されるものである。

また、本発明の第一の実施形態に係る粉体供給装置１において、ローラ部材たる回転子７の軸心方向に直交する方向における断面において、溝部７ｂは、円弧状の断面形状を有するものである。

また、本発明の第一の実施形態に係る粉体供給装置１は、貯溜部６ａに供給されローラ部材たる回転子７の上部に堆積した粉体１０の上面を略水平にならすための手段であるならし機構９をさらに備えるものである。

このような構成により、粉体１０の状態（湿り具合や凝集度合等）に関わらず、被供給材５に対して、定量の粉体１０を供給することができる。

次に、本発明の第二の実施形態に係る粉体供給装置の全体構成について、図７〜図９を用いて、説明をする。
ここで説明をする本発明の第二の実施形態に係る粉体供給装置は、粉体１０の供給系統の数を複数（本実施形態では３系統）とするものであり、被供給材５に供給する粉体１０の層を多層化して、被供給材５に付着させる粉体１０の厚みを確保しつつ、よりムラなく粉体１０を付着させることを可能にするものである。
尚、本発明の第二の実施形態に係る粉体供給装置２１では、第一の実施形態に係る粉体供給装置１と同様に、所定の送り方向αに、一定の速度で変位している被供給材５を粉体１０の供給対象としている。

図７に示す如く、本発明の第二の実施形態に係る粉体供給装置２１は、粉体１０の供給対象たる被供給材５に対して、粉体１０を定量で供給することができる装置であり、第一の実施形態に係る粉体供給装置１を、被供給材５の送り方向αの方向に向けて、複数個（本実施形態では３個）直列的に配置する態様を有している。

そして、本発明の第二の実施形態に係る粉体供給装置２１では、各定量供給部２・２・２における各回転子７・７・７の位相を異ならせる（ずらす）構成としている。

ここで、回転子７の位相について、説明をする。
図８（ａ）に示す如く、粉体供給装置２１に備えられる回転子７は、外周面７ａにおいて、周方向に向けて等間隔に７２個の各溝部７ｂ・７ｂ・・・を形成している。
即ち、回転子７において、各溝部７ｂ・７ｂ・・・は、５度ずつ角度をずらして形成されている。
このため、粉体供給装置２１では、この５度の範囲内で、回転子７の位相（回転位置）が同一にならないように、３つの各回転子７・７・７の位相を５／３度ずつずらす（図８（ｂ）参照）構成としている。

図９に示す如く、被供給材５の点Ｐにおける粉体１０の供給状況を例示すると、被供給材５の送り方向αにおいて最も上流側に位置する第一の定量供給部２における排出口６ｃの直下を、被供給材５の点Ｐが通過するとき、第一の回転子７（以下、回転子７Ｘと記載する）は、図８（ｂ）に示す位相Ｘの位置が鉛直下方を向く態様となっている。

そして、図９に示す如く、被供給材５の送り方向αにおいて第二の定量供給部２における排出口６ｃの直下を、被供給材５の点Ｐが通過するとき、第二の回転子７（以下、回転子７Ｙと記載する）は、図８（ｂ）に示す位相Ｙの位置が鉛直下方を向く態様となっており、第一の回転子７Ｘの位相Ｘと相違している。

さらに、図９に示す如く、被供給材５の送り方向αにおいて最も下流側に位置する第三の定量供給部２における排出口６ｃの直下を、被供給材５の点Ｐが通過するとき、第三の回転子７（以下、回転子７Ｚと記載する）は、図８（ｂ）に示す位相Ｚの位置が鉛直下方を向く態様となっており、他の各回転子７Ｘ・７Ｙの各位相Ｘ・Ｙと相違している。

このように、被供給材５における同一点Ｐに対する第一から第三の各回転子７Ｘ・７Ｙ・７Ｚの位相を異ならせることで、回転子７の形状に起因して、粉体１０の供給状況に偏りが生じることが防止でき、被供給材５に対する粉体１０の供給厚みを増した場合であっても、ムラなく粉体１０を供給することができる。

尚、本実施形態に示す回転子７では、各溝部７ｂ・７ｂ・・・が５度ずつ角度をずらして等間隔に形成されており、その５度の範囲内で位相を異ならせるようにした構成を例示しているが、本発明の第二の実施形態に係る粉体供給装置２１における回転子７の構成をこれに限定するものではない。
即ち、回転子７に形成される溝部７ｂの個数と、粉体供給装置２１における定量供給部２の個数に応じて、回転子７の位相のずれ量を決定することができる。
また、本実施形態では、回転子７の位相のずれ量を均等（５／３度）にした場合を例示したが、必ずしも回転子７の位相のずれ量を均等にする必要はなく、各回転子７Ｘ・７Ｙ・７Ｚに対応する各排出口６ｃ・６ｃ・６ｃの直下を同一点Ｐが通過するときの、各回転子７Ｘ・７Ｙ・７Ｚの位相が異なっていればよい。

次に、本発明の第二の実施形態に係る粉体供給装置２１を備えた電極体の製造装置の全体構成について、図１０を用いて、説明をする。
ここで説明する本発明の一実施形態に係る電極体の製造装置は、前述した本発明の第二の実施形態に係る粉体供給装置２１を備えるものであり、該粉体供給装置２１を利用して、乾式の手法によって、二次電池を構成する電極体（正極あるいは負極）の製造装置を構成するものである。

図１０に示す如く、本発明の一実施形態に係る電極体製造装置３１は、二次電池を構成する電極体４０（正極あるいは負極）を製造するための装置であり、粉体供給装置２１、粉体圧縮機構３２、制御装置３３等を備える構成としている。
本発明の一実施形態に係る電極体製造装置３１における粉体１０の被供給材５は電極箔であり、粉体供給装置２１を用いて、被供給材５たる電極箔の表面に定量の粉体１０を供給する構成としている。

また、本発明の一実施形態に係る電極体製造装置３１において用いる粉体１０は、電極体４０における合材層４１を形成する原料活物質（例えば、負極活物質たる黒鉛等）を含むものであり、粉体供給装置２１を用いて、被供給材５たる電極箔の表面に原料活物質を含む定量の粉体１０を一定の厚みおよび密度で層状に付着させる構成とするものである。

粉体圧縮機構３２は、被供給材５の表面において層状に付着させた粉体１０を圧縮して、電極体４０における合材層４１を形成するための機構であり、一対のローラ３２ａ・３２ａを備える構成としており、また、一対のローラ３２ａ・３２ａは、回転軸３２ｂ・３２ｂにおいて回転可能に支持されている。

粉体圧縮機構３２においては、各回転軸３２ｂ・３２ｂの軸間距離を図示しないセンサにより検出して制御装置３３に入力する構成としており、制御装置３３によって、各ローラ３２ａ・３２ａの径および各回転軸３２ｂ・３２ｂの軸間距離に基づいて、形成された合材層４１の厚みをリアルタイムで演算する構成としている。
そして、電極体製造装置３１では、求めた合材層４１の厚みに基づいて、制御装置３３によって各回転子７・７・７の回転速度や振動発生器１４等の動作を制御し、合材層４１の厚みを所定の規格値内に収めるように調整する構成としている。

即ち、電極体製造装置３１は、被供給材５たる電極箔の表面に均等な原料活物質の層を形成しておいて、粉体圧縮機構３２で原料活物質の層を圧縮することによって合材層４１を形成し、乾式の手法により、電極体４０を製造することを可能にするものである。
このような電極体製造装置３１を用いれば、電極用ペーストを製造するための種々の工程（混練、脱泡等）や、従来必要であったペースト塗工後の乾燥工程等も省略することができるため、乾式の手法で、効率よく電極体を製造することが可能になる。

即ち、本発明の一実施形態に係る電極体製造装置３１は、粉体供給装置２１を備え、粉体１０は、二次電池を構成する電極体４０を形成するための原料活物質を含み、被供給材５は、二次電池を構成する電極体４０を形成するための電極箔であり、電極箔（即ち、被供給材５）の表面に供給された粉体１０を、該被供給材５の厚み方向に圧縮するための粉体圧縮手段たる粉体圧縮機構３２をさらに備えるものである。
このような構成により、乾式の手法によって、効率よく電極体４０を製造することができる。
またこれにより、二次電池の製造工程の短縮および製造コストの低減を実現できる。

尚、ここで示した粉体供給装置２１（あるいは、粉体供給装置１）は、二次電池用の電極体４０を製造するための電極体製造装置３１を構成するための装置として例示しているが、粉体供給装置２１（あるいは、粉体供給装置１）の用途はこれに限定されず、例えば、食品・化学品・薬品等を製造する用途においても、使用することが可能である。

１ 粉体供給装置（第一の実施形態）
２ 定量供給部
３ 粉体補給部
４ 粉体量検出センサ
５ 被供給材
６ ケース
６ａ 貯溜部
６ｃ 排出口
７ 移送ローラ
７ｂ 溝部
８ メッシュ体
９ ならし機構
１０ 粉体
２１ 粉体供給装置（第二の実施形態）
３１ 電極体製造装置
３２ 粉体圧縮機構

Claims (6)

1. 供給対象物たる粉体を貯溜するための空隙たる貯溜部が形成されるケースを備え、
   前記ケースの下端部に前記貯溜部と連通する矩形状の開口部を形成し、該開口部から前記粉体を排出して、
   前記開口部の鉛直下方において水平に変位する、前記粉体の被供給対象物たる被供給材に対して、
   前記粉体を、前記開口部から落下させつつ供給する粉体供給装置であって、
   前記粉体を前記開口部に落とし込むための手段である回転子を備え、
   前記回転子の外周部には、該回転子の軸心方向に平行で、かつ、周方向において等間隔に複数の凹凸部、または複数の凸部が形成され、
   前記回転子の回転軸は、平面視において前記開口部の幅方向に対して平行で、かつ、水平となるように前記貯溜部において回転可能に支持されているとともに、
   前記ケースの下端部に設けられた前記開口部の周囲において、前記貯留部は、前記回転子の外周部に沿った円弧状の内面を有しており、
   前記回転子の外周部と前記貯溜部の円弧状の内面との間に前記粉体の移送経路となる隙間が形成され、
   さらに、前記開口部の下端を覆う、前記開口部に落とし込まれた前記粉体を通過させるためのメッシュ体を備え、
   前記回転子の外周部と前記メッシュ体との間の隙間は、一定の距離に保持されている、
   ことを特徴とする二次電池用粉体供給装置。
2. 前記貯溜部に供給され前記回転子の上部に堆積した前記粉体の上面を略水平にならすための手段であるならし機構をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池用粉体供給装置。
3. 前記回転子は、
   略円柱状のローラ部材であって、
   前記複数の凹凸部は、
   前記ローラ部材の外周面と、
   該外周面に形成する、前記ローラ部材の軸心方向に平行で、かつ、周方向において等間隔に形成する複数の溝部と、
   により構成される、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の二次電池用粉体供給装置。
4. 前記ローラ部材の軸心方向に直交する方向における断面において、
   前記溝部は、
   円弧状の断面形状を有する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の二次電池用粉体供給装置。
5. 前記メッシュ体の下方において、
   前記メッシュ体に対してコロナ放電するための放電電極を有する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の二次電池用粉体供給装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の前記二次電池用粉体供給装置を備え、
   前記粉体は、
   二次電池を構成する電極体を形成するための原料活物質を含み、
   前記被供給材は、
   二次電池を構成する電極体を形成するための電極箔であり、
   前記電極箔の表面に供給された前記粉体を、該電極箔の厚み方向に圧縮するための粉体圧縮手段をさらに備える、
   ことを特徴とする電極体の製造装置。
   

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