JP6092507B2 - 電極シートの乾燥装置及び電極シートの乾燥方法 - Google Patents

Description

本発明は、電極シートの乾燥装置及び電極シートの乾燥方法の技術に関する。

電極シートは、例えば二次電池を構成する帯状のシートであって、集電体の片面または両面に電極材を塗布したものである。電極材とは、有機溶剤（溶媒）等で分散等されたペースト状の材料である。電極シートの乾燥装置は、二次電池の製造工程において、電極シートに塗布された電極材を乾燥させる装置である。

出願人らは、従前、電極シートの乾燥装置について、特許文献１に開示される乾燥装置を発明した。ここで、特許文献１に開示される乾燥装置を従来の乾燥装置とする。

図３を用いて、従来の乾燥装置２００のノズル２１０について説明する。
なお、図３（Ａ）は、乾燥装置２００のノズル２１０の側面を示す模式図であって、図３（Ｂ）は、ノズル２１０の平面を示す模式図である。また、図３では、電極シートＳが搬送される方向を搬送方向とし、電極シートＳは上流側から下流側へ搬送されるものとする。さらに、図３では、水平方向において、電極シートＳが搬送される方向と直角をなす方向を幅方向とする。また、吹き出し口２１１・２１２からの矢印は熱風の吹き出される向きを示している。

電極シートの乾燥装置２００は、所定方向に搬送される帯状の電極シートＳに熱風を吹き付け、電極シートＳを乾燥させるものであって、搬送される電極シートＳの上方から熱風を吹きつけるノズル２１０を備え、ノズル２１０は、搬送方向の上流側に形成される吹き出し口２１１から、搬送方向の下流側かつ下方に傾斜する向きに熱風を吹き出し、搬送方向の下流側に形成される吹き出し口２１２から、搬送方向の上流側かつ下方に傾斜する向きに熱風を吹き出すものであった。

しかし、乾燥装置２００では、ノズル２１０の下方（図における空間Ｐ）において、２箇所の吹き出し口２１１・２２２から吹き出された熱風が衝突し、ノズル２１０と電極シートＳとの間において内圧が上昇することになる。ノズル２１０と電極シートＳとの間において内圧が上昇すると、ノズル２１０の搬送方向のみならず、ノズル２１０の幅方向にも熱風が流れることになる（図３（Ｂ）参照）。そのため、乾燥装置２００では、電極シート２の表面を流れるべき熱風が減少し、乾燥時間が増加していた。

そこで、電極シートの乾燥装置では、乾燥時間を短縮することが課題となっている。

特開２００９−１３３５２５号公報

本発明の解決しようとする課題は、乾燥時間を短縮できる電極シートの乾燥装置及び電極シートの乾燥方法を提供することである。

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、ここで開示される電極シートの乾燥装置は、所定方向に搬送される帯状の電極シートに熱風を吹き付け、該電極シートを乾燥させる電極シートの乾燥装置であって、
搬送される電極シートの上方から熱風を吹きつけるノズルを備え、
前記ノズルは、本体と、吹き出し口と、吹き出し通路と、底面とを具備しており、
前記ノズルにおける搬送方向の下流側端部にのみ前記吹き出し口が形成され、
前記吹き出し通路は、前記本体から前記吹き出し口まで熱風を導く通路であり、前記搬送方向の上流側かつ下方に傾斜する向きに形成されており、
前記吹き出し口からは、前記電極シートに対して、前記吹き出し通路によって前記搬送方向の上流側かつ下方に傾斜する向きに導かれた熱風が吹き出され、
前記ノズルの底面には、搬送方向の長さが所定長さ以上である平坦な面が形成され、
前記吹き出し口の前記搬送方向の長さは、３ｍｍ以上である。

好ましい一態様では、前記ノズルの底面に形成される平坦な面の前記所定長さは、前記吹き出し口から吹き出された熱風を、前記底面と前記電極シートとの間で整流することができる程度の長さとされる。

また、ここで開示される電極シートの乾燥方法は、所定方向に搬送される帯状の電極シートに熱風を吹き付け、該電極シートを乾燥させる電極シートの乾燥装置を用いる電極シートの乾燥方法であって、
前記電極シートの乾燥装置は、搬送される電極シートの上方から熱風を吹きつけるノズルを備え、
前記ノズルは、本体と、吹き出し口と、吹き出し通路と、底面とを具備しており、
前記ノズルには搬送方向の下流側端部にのみ前記吹き出し口が形成され、
前記吹き出し通路は、前記本体から前記吹き出し口まで熱風を導く通路であり、前記搬送方向の上流側かつ下方に傾斜する向きに形成されており、
前記ノズルの吹き出し口から、前記電極シートに対して、前記吹き出し通路によって前記搬送方向の上流側かつ下方に傾斜する向きに導かれた熱風を吹き出し、
前記ノズルの底面と前記電極シートとによって、吹き出された熱風を整流し、
前記ノズルにおける熱風を吹き出す吹き出し口の前記搬送方向の長さを、３ｍｍ以上とする。

本発明の電極シートの乾燥装置及び電極シートの乾燥方法によれば、乾燥時間を短縮できる。

本発明の実施形態である乾燥装置の全体的な構成を示した模式図。 同じくノズルを示した模式図。 従来の乾燥装置のノズルを示した模式図。

図１を用いて、乾燥装置１００について説明する。
なお、図１及び図２では、電極シートＳが搬送される方向を搬送方向とし、電極シートＳは上流側から下流側へ搬送されるものとする。

乾燥装置１００は、本発明の電極シートの乾燥装置である。
電極シートＳは、例えば二次電池を構成するものであって、集電体の片面または両面に電極材を塗布したものである。電極材とは、有機溶剤（溶媒）等で分散等されたペースト状の材料である。

乾燥装置１００の周囲の構成について説明する。
乾燥装置１００の周囲には、搬送装置１１０と、塗布装置１２０と、が配置されている。
搬送装置１１０は、電極シートＳを搬送方向の上流側から下流側に搬送する装置である。搬送装置１１０は、押し出しローラ１１１と、巻き取りローラ１１２と、可動ローラ１１５・・１１５・と、を具備している。押し出しローラ１１１、巻き取りローラ１１２及び可動ローラ１１５・・１１５・は、モータによって駆動する構成とされている。搬送装置１１０は、押し出しローラ１１１、巻き取りローラ１１２及び可動ローラ１１５・・１１５・を同期して回転させて、電極シートＳを搬送方向に搬送する。

塗布装置１２０は、電極シートＳの表面に電極材を塗布する装置である。塗布装置１２０は、搬送方向において、乾燥装置１００の上流側に配置されている。また、塗布装置１２０は、搬送される電極シートＳの表面に近接するように配置されている。

乾燥装置１００は、二次電池の製造工程において、搬送装置１１０によって搬送され、塗布装置１２０によって電極材が塗布された電極シートＳを乾燥させる装置である。より詳しくは、乾燥装置１００は、電極シートＳの表面に熱風を吹き付け、電極シートＳの表面に塗布された電極材を乾燥させる装置である。

乾燥装置１００の構成について説明する。
乾燥装置１００は、複数のノズル１０・・１０・と、ダクト２１と、ブース２０と、熱風発生装置３０と、を具備している。

ノズル１０・・１０・は、搬送方向に略均等な間隔を隔てて配置されている。ノズル１０・・１０・は、搬送される電極シートＳの表面より所定距離だけ離間して配置されている。ノズル１０・・１０・は、ダクト２１と連通されている。ノズル１０・・１０・は、ブース２０の内部に配置されている。ノズル１０について、詳細な説明は後述する。

ダクト２１は、熱風発生装置３０とノズル１０・・１０・とを連通するものである。ダクト２１は、ブース２０の外側に配置されている。例えば、ダクト２１は、ブース２０の幅方向（前記搬送方向と直交する方向；図２参照）の一側に配置されている。ダクト２１は、内部を通過する熱風が周囲温度の影響を受けないように、断熱材で覆われている。

ブース２０は、略密閉された箱状のものである。ブース２０内部には、搬送装置１１０の可動ローラ１１５・・１１５・と、乾燥装置１００のノズル１０・・１０・と、が配置されている。

熱風発生装置３０は、電極シートＳを乾燥させるための熱風を発生させる装置である。熱風発生装置３０は、ブース２０の外側に配置されている。熱風発生装置３０は、ダクト２１と連通されている。本実施形態の熱風発生装置３０は、ファンによる風をヒータによって昇温して熱風とし、ノズル１０・・１０・に供給している。

乾燥装置１００の作用について説明する。
熱風発生装置３０によって発生した熱風は、ダクト２１を介して、ノズル１０・・１０・に供給される。ノズル１０・・１０・に供給された熱風は、ブース２０内を通過する電極シートＳの表面に吹きつけられる。ブース２０内を通過する電極シートＳは、ノズル１０・・１０・によって吹きつけられる熱風によって、塗布装置１２０によって塗布された電極材が乾燥される。

図２を用いて、ノズル１０について説明する。
なお、図２（Ａ）は、乾燥装置１００のノズル１０の側面を示す模式図であって、図２（Ｂ）は、ノズル１０の平面を示す模式図である。また、吹き出し口１１からの矢印は熱風の吹き出される向きを示している。

ノズル１０は、搬送される電極シートＳの表面に向けて上方から熱風を吹きつけるものである。ノズル１０は、本体１５と、吹き出し口１１と、吹き出し通路１２と、底面１８と、を具備している。

本体１５は、ダクト２１から供給される熱風を吹き出し口１１から吹き出す前に一旦滞留させるものである。本体１５は、箱形状の略直方体に構成されている。本体１５は、ダクト２１と連通されている。本体１５は、ダクト２１と連通している部分および吹き出し口１１以外は密閉されている。本体１５の幅方向の長さは、電極シートＳの幅方向の長さと略同じ長さ、あるいは、電極シートＳの幅方向の長さより十分長い長さとされている。

吹き出し口１１は、本体１５によって一旦滞留した熱風を電極シートＳの表面に向けて吹き出すものである。吹き出し口１１は、本体１５の底面１８において、搬送方向の下流側端部に形成されている。吹き出し口１１は、幅方向を長手方向とするスリット状に形成されている。吹き出し口１１のスリット幅Ｔ（搬送方向の長さ）は、所定幅Ｔ１以上とされている。所定幅Ｔ１は、吹き出し口１１から吹き出される熱風の流速が、熱風により電極シートＳがばたつくことがない程度の流速となるだけの幅である。本実施形態では、スリット幅Ｔは、３ｍｍ以上としている。

吹き出し通路１２は、本体１５から吹き出し口１１まで、熱風を導く通路である。吹き出し通路１２は、本体１５内における搬送方向の下流側に形成されている。吹き出し通路１２は、搬送方向の上流側かつ下方に傾斜する向きに形成されている。吹き出し通路１２の通路長さＬは、所定長さＬ１以上とされている。本実施形態では、通路長さＬは、１０ｍｍ以上としている。

底面１８は、本体１５の底部分である。また、底面１８は、吹き出し口１１から吹き出された熱風が直接触れる部分である。底面１８は、吹き出し口１１のスリット幅Ｔを除く搬送方向の長さである平行長さＷが所定長さＷ１以上である平坦な面によって形成されている。所定長さＷ１は、吹き出し口１１から吹き出された熱風を、底面１８と電極シートＳとの間で整流することができる程度の長さである。本実施形態では、所定長さＷ１は、５０ｍｍ以上としている。

ノズル１０の作用について説明する。
本体１５で滞留した熱風は、吹き出し通路１２によって、搬送方向の上流側かつ下方に傾斜する向きに導かれる。搬送方向の上流側かつ下方に傾斜する向きに導かれた熱風は、吹き出し口１１によって、搬送方向の上流側かつ下方に傾斜する向きに、すなわち電極シートＳの搬送方向とは逆向き、かつ、下向きに吹き出される。吹き出し口１１から搬送方向の上流側に向けて吹き出された熱風は、吹き出し口１１よりも搬送方向の上流側に位置する底面１８によって整流され、そのまま、搬送方向の上流側、すなわち電極シートＳの搬送方向とは逆向きに流れる。

すなわち、吹き出し口１１によって、搬送方向の上流側かつ下方に傾斜する向きに吹き出された熱風は、ノズル１０の底面と電極シートＳの表面との間において滞留する、あるいは、幅方向に向かって流れることがない。さらに、底面１８によって搬送方向の上流側に向けて整流された熱風は、ノズル１０の底面と電極シートＳの表面との間において、滞留する、あるいは、幅方向に向かって流れることなく搬送方向の上流側に向かって流れる。

乾燥装置１００の効果について説明する。
乾燥装置１００によれば、電極シートＳの乾燥時間を短縮できる。
すなわち、ノズル１０は、熱風を、吹き出し口１１から電極シートＳの搬送方向とは逆向きであって下向きに吹き出し、底面１８によって整流し、電極シートＳの搬送方向とは逆向きに流す。言い換えれば、ノズル１０は、吹き出し口１１から吹き出した熱風を全て電極シートＳの表面に流すことができる。そのため、乾燥装置１００は、吹き出した熱風を無駄にすることがなく、電極シートＳの乾燥時間を短縮できる。

また、ノズル１０が電極シートＳの搬送方向とは逆向きに熱風を流すため、電極シートＳが搬送される状態では、熱風と電極シートＳとの相対速度が最大となる。熱風と電極シートＳとの相対速度が最大となる状態を実現することで、電極シートＳの乾燥効率を向上させている。

さらに、通常、搬送される電極シートＳに対して搬送方向とは逆向きの風を吹きつけた場合には、電極シートＳが風によってばたつくことがある。乾燥装置１００によれば、吹き出し口１１のスリット幅Ｔを所定幅Ｔ１以上としているため、吹き出された熱風の流速が必要以上に大きくなることがなく、電極シートＳが吹き出された熱風によってばたつくことを防止している。

また、乾燥装置１００を用いる電極シートの乾燥方法であって、ノズル１０によって、電極シートＳに対して、搬送方向の上流側かつ下方に傾斜する向きに熱風を吹き出し、ノズル１０の底面１８と電極シートＳとによって、吹き出された熱風を整流する電極シートの乾燥方法によっても、同様に電極シートＳの乾燥時間を短縮できる。

１０ ノズル
１１ 吹き出し口
１２ 吹き出し通路
１５ 本体
１８ 底面
２０ ブース
２５ ダクト
１００ 乾燥装置
１１０ 搬送装置
１２０ 塗布装置

Claims (3)

1. 所定方向に搬送される帯状の電極シートに熱風を吹き付け、該電極シートを乾燥させる電極シートの乾燥装置であって、
   搬送される電極シートの上方から熱風を吹きつけるノズルを備え、
   前記ノズルは、本体と、吹き出し口と、吹き出し通路と、底面とを具備しており、
   前記ノズルにおける搬送方向の下流側端部にのみ前記吹き出し口が形成され、
   前記吹き出し通路は、前記本体から前記吹き出し口まで熱風を導く通路であり、前記搬送方向の上流側かつ下方に傾斜する向きに形成されており、
   前記吹き出し口からは、前記電極シートに対して、前記吹き出し通路によって前記搬送方向の上流側かつ下方に傾斜する向きに導かれた熱風が吹き出され、
   前記ノズルの底面には、搬送方向の長さが所定長さ以上である平坦な面が形成され、
   前記吹き出し口の前記搬送方向の長さは、３ｍｍ以上である、
   電極シートの乾燥装置。
2. 請求項１に記載の電極シートの乾燥装置であって、
   前記ノズルの底面に形成される平坦な面の前記所定長さは、前記吹き出し口から吹き出された熱風を、前記底面と前記電極シートとの間で整流することができる程度の長さとされる、
   電極シートの乾燥装置。
3. 所定方向に搬送される帯状の電極シートに熱風を吹き付け、該電極シートを乾燥させる電極シートの乾燥装置を用いる電極シートの乾燥方法であって、
   前記電極シートの乾燥装置は、搬送される電極シートの上方から熱風を吹きつけるノズルを備え、
   前記ノズルは、本体と、吹き出し口と、吹き出し通路と、底面とを具備しており、
   前記ノズルには搬送方向の下流側端部にのみ前記吹き出し口が形成され、
   前記吹き出し通路は、前記本体から前記吹き出し口まで熱風を導く通路であり、前記搬送方向の上流側かつ下方に傾斜する向きに形成されており、
   前記ノズルの吹き出し口から、前記電極シートに対して、前記吹き出し通路によって前記搬送方向の上流側かつ下方に傾斜する向きに導かれた熱風を吹き出し、
   前記ノズルの底面と前記電極シートとによって、吹き出された熱風を整流し、
   前記ノズルにおける熱風を吹き出す吹き出し口の前記搬送方向の長さを、３ｍｍ以上とする、
   電極シートの乾燥方法。

Images