JP6231292B2 - 粉体塗工装置、およびそれを用いた電極の製造方法 - Google Patents
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Description
特許文献1に記載の技術においては、ウェブの表面上に粉体を供給した後、当該粉体をブレード形状のスキージによって均すことにより、粉体の厚みを均一に調整している(特許文献1における段落[0047]参照)。
よって、特許文献1に記載の技術では、ウェブの表面上に供給された粉体の厚みが均一となるように、粉体を均すことが困難である。
なお、図5における白塗り矢印は、ウェブの搬送方向を示している。
粉体塗工装置1は、所定の搬送装置(不図示)によってウェブWを搬送しつつ、ウェブWの表面上に粉体Pを塗工する装置である。詳細には、粉体塗工装置1は、前記搬送装置によってウェブWを搬送しつつ、ウェブWの両面上にそれぞれ粉体Pを連続的に供給すると共に、当該粉体Pを連続的に圧縮することによって、ウェブWの両面上に圧縮粉体層L・Lを形成する装置である。
前記搬送装置は、ロール状に巻回されたウェブWを連続的に繰り出し、両面上に圧縮粉体層L・Lが形成されたウェブWをロール状に巻回するように構成されている。なお、ウェブWの搬送経路上には、ウェブWの移動に伴って回転するガイドローラ、およびウェブWの蛇行を修正する制御装置等が適宜設けられる。
ウェブWは、長尺の薄板である。本実施形態において、ウェブWは、金属箔から成る集電体である。
粉体Pは、粉状の物質である。本実施形態において、粉体Pは、活物質を含む粒子群である。
圧縮粉体層Lは、粉体Pを圧縮することによって形成される層である。
図1における上下方向は、鉛直方向に一致し、図1における左右方向は、水平方向に一致する。
なお、一方のプレスローラ10、ホッパ20およびスキージローラ30と、他方のプレスローラ10、ホッパ20およびスキージローラ30とは、略同様に構成されているため、特に説明する場合を除き、一方のプレスローラ10、ホッパ20およびスキージローラ30のみについて説明する。
スキージローラ30・30は、それぞれ近傍に位置するプレスローラ10の回転方向と同一の方向に、所定の駆動装置(不図示)によって回転駆動される(図1におけるスキージローラ30・30上の矢印参照)。詳細には、一方のスキージローラ30は、一方のプレスローラ10の回転方向と同一の方向に回転し、他方のスキージローラ30は、他方のプレスローラ10の回転方向と同一の方向に回転する。換言すれば、スキージローラ30は、その外周面における、プレスローラ10の外周面に対向する部分が、当該プレスローラ10の外周面の移動方向とは逆向きに移動するように回転する。
幅調整板31・31は、粉体Pの移動方向に沿って設けられ、プレスローラ10およびスキージローラ30の軸心方向に沿って粉体Pを挟むように配置されている。幅調整板31・31は、プレスローラ10およびスキージローラ30と接触しないような形状を有する。幅調整板31・31は、例えば、ホッパ20(図1参照)に固定される。
なお、ウェブWは、プレス位置に到達するまでに、粉体Pを接着するための接着剤がウェブWの両面上に塗布される。
前記接着剤をウェブWの両面上に塗布する手段は限定するものではなく、例えば、グラビアコータを適用可能である。
前記接着剤は、導電材を含むことが好ましい。
なお、スキージローラ30は、距離dを変更できるように、プレスローラ10に対して移動可能に構成されている。
そのため、粉体Pがスキージローラ30とプレスローラ10との隙間に向かう際、スキージローラ30の外周面に接触した粉体Pには、スキージローラ30の径方向外側に向けた反力が働く。つまり、スキージローラ30とプレスローラ10との間に位置する粉体Pには、プレスローラ10の外周面に向けた力が働く。
また、粉体Pがスキージローラ30とプレスローラ10との隙間に向かう際、スキージローラ30の外周面とプレスローラ10の外周面との成す角度が徐々に小さくなる。そのため、スキージローラ30の外周面に接触した粉体Pに働く反力の方向が徐々に変化する。
これらのことにより、粉体Pがスキージローラ30の外周面上で滞留することを抑制し、粉体Pを良好にスキージローラ30とプレスローラ10との隙間を通過させることができる。したがって、スキージローラ30を通過した粉体Pの厚みが不均一となることを抑制でき、ひいては圧縮粉体層Lの厚みを均一にすることができる。
これにより、粉体Pがスキージローラ30の外周面上で滞留することを更に抑制することができる。
スキージローラ30の回転速度は、プレスローラ10の回転速度の50%程度に設定することが好ましい。
なお、スキージローラ30を回転駆動させない構成とすることも可能である。
スキージローラ30を振動させることにより、粉体Pがスキージローラ30の外周面上で滞留することを更に抑制することができる。
スキージローラ30を振動させる方向は、スキージローラ30の外周面とプレスローラ10の外周面との間の最短距離dが維持されるような方向に設定する。詳細には、スキージローラ30の軸心がプレスローラ10の軸心に対して近接および離間する方向に直交する方向にスキージローラ30を振動させる。スキージローラ30を振動させる方向は、直線状であるか、曲線状(本実施形態においては、プレスローラ10の外周面に沿った円弧状)であるかを問わない。例えば、スキージローラ30の軸心方向、または粉体Pの移動方向にスキージローラ30を振動させればよい。
スキージローラ30の振動は、スキージローラ30を通過した粉体Pの厚みが不均一とならない程度(例えば、周波数:700Hz、振幅:5μm)に設定される。
つまり、粉体塗工装置1を、ウェブWの片方の表面のみに圧縮粉体層Lを形成するように構成することも可能である。かかる場合、一方のホッパ20およびスキージローラ30、または他方のホッパ20およびスキージローラ30を設けなくともよい。
粉体作製工程S10においては、まず、活物質および結着剤に適宜の添加物(例えば、導電材)を加えたものを溶媒に分散させてペーストを作製する。そして、スプレードライ、フリーズドライ、または流動層造粒等により、前記ペーストを乾燥させて、粉体Pを作製する。この時、粉体Pに対して、適宜、分級を行ってもよい。
粉体塗工工程S20においては、粉体塗工装置1を用いて、ウェブWの両面上でそれぞれ粉体Pを圧縮することによって、ウェブWの両面上に圧縮粉体層L・Lを形成する。
粉体塗工装置1を用いて作製された電極は、圧縮粉体層L・Lが均一の厚みで形成される。
したがって、製造工程S1によれば、良好な品質(出力等)を有する電極を製造することができる。
10 プレスローラ(被供給部材、プレス手段)
20 ホッパ(粉体供給手段)
30 スキージローラ(スキージ)
P 粉体
L 圧縮粉体層
Claims (3)
- 連続する表面を有する被供給部材を、当該表面が所定の方向に移動するように駆動する駆動手段と、
前記被供給部材の表面上に粉体を供給する粉体供給手段と、
前記被供給部材との間に所定の隙間が形成されるように配置され、前記粉体供給手段によって前記被供給部材の表面上に供給された粉体を均すことによって当該粉体の厚みを調整するスキージと、
前記スキージによって均された粉体を圧縮するプレス手段と、を具備する粉体塗工装置であって、
前記被供給部材は、円柱状に形成され、
前記スキージは、前記被供給部材の表面に対して平行、かつ、前記被供給部材の表面の移動する方向に対して直交、となる軸心を有する円柱状に形成され、
前記スキージは、当該スキージの外周面と前記被供給部材の表面との最短距離が維持されるように、当該被供給部材の外周面に沿った円弧状に振動する、
ことを特徴とする粉体塗工装置。 - 前記スキージは、当該スキージの外周面における、前記被供給部材の表面に対向する部分が、前記被供給部材の表面の移動する方向とは逆向きに移動するように回転駆動される、
ことを特徴とする請求項1に記載の粉体塗工装置。 - 請求項1または請求項2に記載の粉体塗工装置を用いて、活物質を含む前記粉体から成る圧縮粉体層を、金属箔から成る集電体の少なくとも一方の表面上に形成する工程を含む、
ことを特徴とする、電極の製造方法。
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