JP6358911B2 - 蓄電デバイスの製造装置および蓄電デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
まず、本実施の形態によるリチウムイオン電池の製造方法がより明確になると思われるため、比較例として、本発明者らによって検討されたリチウムイオン電池の製造方法について以下に説明する。
≪リチウムイオン電池の具体的な製造工程≫
本実施の形態におけるリチウムイオン電池の具体的な製造工程について図1を用いて説明する。図1は、本実施の形態によるリチウムイオン電池の具体的な製造工程をまとめた工程図である。
本実施の形態におけるリチウムイオン電池の電極シートの製造方法について図2を用いて詳細に説明する。図2は、本実施の形態によるリチウムイオン電池の電極シート製造装置の概略図である。本実施の形態では、正極シートの片面の製造方法を例示するが、負極シートの片面の製造方法も同様である。
まず、捲き出し機SL1から送り出された集電箔PEPの表面に、第3搬送ローラRL3と対向した位置の第1スリットダイコータDC1から供給されるスラリー状の正極材料PASが塗布される。正極材料PASはタンクTA1に貯留されており、定量ポンプPU1によって集電箔PEPの表面側に供給される。
次に、第4搬送ローラRL4と対向した位置の第2スリットダイコータDC2から供給されるスラリー状の絶縁材料IFが塗布される。絶縁材料IFはタンクTA2に貯留されており、定量ポンプPU2によって正極材料PASの上面および側面を覆うように、集電箔PEPの表面側に供給される。
次に、乾燥炉DRYを通過することで、集電箔PEPの表面に塗布した正極材料PASと、この上面に塗布した絶縁材料IFとを積層した塗膜の全体が乾燥し、その表面に正極膜およびセパレータが形成された集電箔PEPが形成される。
次に、検査装置TMにおいて、第5搬送ローラRL5と、この第5搬送ローラRL5と対向した位置に設けられた導電部材(例えば後述する導電ローラまたは導電フィルム)とで、その表面に正極膜およびセパレータが形成された集電箔PEPを挟む。さらに、セパレータと導電部材とを密着させるために、例えばスプリングなどの伸縮可能な構造によって、その表面に正極膜およびセパレータが形成された集電箔PEPを押さえ込む。
次に、集電箔PEPと正極膜との密着性を向上させ、正極材料PAS中の固形物を互いに結着させるために、その表面に正極膜およびセパレータが形成された集電箔PEPに対して圧縮(ロールプレス)を実施する。この圧縮の際には、正極膜に荷重を加えることが重要である。続いて、その表面に正極膜およびセパレータが形成された集電箔PEPを切断して、集電箔PEPの表面に、正極膜およびセパレータが積層されたフィルム状の正極シートを製造する。
本実施の形態における電極シートの具体的な検査方法について図3〜図6を用いて説明する。図3〜図6の各々の(a)および(b)はそれぞれ、前記図2に記載した電極シート製造装置に備わる検査装置を拡大して示す上面図および側面図である。
本実施の形態で用いる正極活物質には、例えばコバルト酸リチウムまたはMn(マンガン)を含有するスピネル構造のリチウム含有複合酸化物を用いることができる。また、正極活物質には、Ni(ニッケル)、Co(コバルト)およびMn(マンガン)を含む複合酸化物、またはオリビン型リン酸鉄に代表されるオリビン型化合物などを用いることもできる。ただし、正極活物質に用いる材料は、これらに限定されるものではない。
このように、本実施の形態によれば、電極シートの製造工程において、正極膜と負極膜とを電気的に分離するセパレータに欠陥などが発生しても、電池セルを組み立てる前の正極シートまたは負極シートの状態でセパレータの欠陥などを発見できるので、正極と負極とが短絡するような電池セルの不良品の作りこみを回避することができる。これにより、電池セルの製造歩留りを向上させることができる。
DC2 第2スリットダイコータ
DRY 乾燥炉(乾燥機構)
FC 導電フィルム(導電性シート)
ID 測定器
IF 絶縁材料
IS セパレータ
PAS 正極材料
PEP 集電箔
PF 正極膜
PU1,PU2 定量ポンプ
RC 導電ローラ(検査ローラ)
RL1 第1搬送ローラ
RL2 第2搬送ローラ
RL3 第3搬送ローラ
RL4 第4搬送ローラ
RL5 第5搬送ローラ
RL6 第6搬送ローラ
RL7 第7搬送ローラ
RS 支持ローラ
RS1 第1支持ローラ
RS2 第2支持ローラ
RS3 第3支持ローラ
SL1 捲き出し機(捲き出しロール)
SL2 捲き取り機(捲き取りロール)
SP スプリング
TA1,TA2 タンク
TM 検査装置
Claims (10)
- 集電箔を第1方向に搬送する搬送機構と、
前記集電箔の表面に、スラリー状の電極材料を塗布する第1塗布機構と、
前記電極材料の上面および側面を覆うように、スラリー状の絶縁材料を塗布する第2塗布機構と、
前記電極材料および前記絶縁材料を乾燥させて、前記集電箔の表面に、前記電極材料からなる電極膜と前記絶縁材料からなるセパレータとを重ねて形成する乾燥機構と、
前記セパレータの上面に導電部材を接触させて、前記集電箔と前記導電部材との間の絶縁性を検査する検査機構と、
を備え、
前記導電部材は、円柱形状の導電ローラであり、
前記導電ローラの円柱軸が、前記第1方向と前記集電箔の表面で直交する第2方向と平行するように、前記導電ローラは配置されており、
前記セパレータの上面に前記導電ローラを接触させて、前記集電箔と前記導電ローラとの間の抵抗値を測定する、蓄電デバイスの製造装置。 - 集電箔を第1方向に搬送する搬送機構と、
前記集電箔の表面に、スラリー状の電極材料を塗布する第1塗布機構と、
前記電極材料の上面および側面を覆うように、スラリー状の絶縁材料を塗布する第2塗布機構と、
前記電極材料および前記絶縁材料を乾燥させて、前記集電箔の表面に、前記電極材料からなる電極膜と前記絶縁材料からなるセパレータとを重ねて形成する乾燥機構と、
前記セパレータの上面に導電部材を接触させて、前記集電箔と前記導電部材との間の絶縁性を検査する検査機構と、
を備え、
前記導電部材は、導電フィルムであり、
前記セパレータの上面に前記導電フィルムを接触させて、前記集電箔と前記導電フィルムとの間の抵抗値を測定する、蓄電デバイスの製造装置。 - 集電箔を第1方向に搬送する搬送機構と、
前記集電箔の表面に、スラリー状の電極材料を塗布する第1塗布機構と、
前記電極材料の上面および側面を覆うように、スラリー状の絶縁材料を塗布する第2塗布機構と、
前記電極材料および前記絶縁材料を乾燥させて、前記集電箔の表面に、前記電極材料からなる電極膜と前記絶縁材料からなるセパレータとを重ねて形成する乾燥機構と、
前記セパレータの上面に導電部材を接触させて、前記集電箔と前記導電部材との間の絶縁性を検査する検査機構と、
を備え、
前記第1方向と前記集電箔の表面で直交する第2方向の前記導電部材の寸法は、前記電極膜の前記第2方向の幅よりも大きく、前記セパレータの前記第2方向の幅よりも小さい、蓄電デバイスの製造装置。 - 集電箔を第1方向に搬送する搬送機構と、
前記集電箔の表面に、スラリー状の電極材料を塗布する第1塗布機構と、
前記電極材料の上面および側面を覆うように、スラリー状の絶縁材料を塗布する第2塗布機構と、
前記電極材料および前記絶縁材料を乾燥させて、前記集電箔の表面に、前記電極材料からなる電極膜と前記絶縁材料からなるセパレータとを重ねて形成する乾燥機構と、
前記セパレータの上面に導電部材を接触させて、前記集電箔と前記導電部材との間の絶縁性を検査する検査機構と、
を備え、
前記検査機構は、2つの端子を有する測定器を備え、
前記測定器の一方の端子は、前記導電部材に接触し、
前記測定器の他方の端子は、前記集電箔、または前記集電箔を搬送する搬送ローラに接触する、蓄電デバイスの製造装置。 - 請求項2記載の蓄電デバイスの製造装置において、
前記導電フィルムは、第1支持体と第2支持体とによって張られており、
前記セパレータの上面と、前記第1支持体と前記第2支持体との間に張られた前記導電フィルムとが接触している、蓄電デバイスの製造装置。 - (a)第1方向に走行する集電箔の表面に、スラリー状の電極材料を塗布する工程、
(b)前記電極材料の上面および側面を覆うように、スラリー状の絶縁材料を塗布する工程、
(c)前記電極材料および前記絶縁材料を乾燥させて、前記集電箔の表面に、前記電極材料からなる電極膜と前記絶縁材料からなるセパレータとを重ねて形成する工程、
(d)前記セパレータの上面に導電部材を接触させて、前記集電箔と前記導電部材との間の絶縁性を検査する工程、
を含み、
前記導電部材は、円柱形状の導電ローラであり、
前記導電ローラの円柱軸が、前記第1方向と前記集電箔の表面で直交する第2方向と平行するように、前記導電ローラは配置され、
前記セパレータの上面に前記導電ローラを接触させて、前記集電箔と前記導電ローラとの間の抵抗値を測定する、蓄電デバイスの製造方法。 - (a)第1方向に走行する集電箔の表面に、スラリー状の電極材料を塗布する工程、
(b)前記電極材料の上面および側面を覆うように、スラリー状の絶縁材料を塗布する工程、
(c)前記電極材料および前記絶縁材料を乾燥させて、前記集電箔の表面に、前記電極材料からなる電極膜と前記絶縁材料からなるセパレータとを重ねて形成する工程、
(d)前記セパレータの上面に導電部材を接触させて、前記集電箔と前記導電部材との間の絶縁性を検査する工程、
を含み、
前記導電部材は、導電フィルムであり、
前記セパレータの上面に前記導電フィルムを接触させて、前記集電箔と前記導電フィルムとの間の抵抗値を測定する、蓄電デバイスの製造方法。 - (a)第1方向に走行する集電箔の表面に、スラリー状の電極材料を塗布する工程、
(b)前記電極材料の上面および側面を覆うように、スラリー状の絶縁材料を塗布する工程、
(c)前記電極材料および前記絶縁材料を乾燥させて、前記集電箔の表面に、前記電極材料からなる電極膜と前記絶縁材料からなるセパレータとを重ねて形成する工程、
(d)前記セパレータの上面に導電部材を接触させて、前記集電箔と前記導電部材との間の絶縁性を検査する工程、
を含み、
前記第1方向と前記集電箔の表面で直交する第2方向の前記導電部材の寸法は、前記電極膜の前記第2方向の幅よりも大きく、前記セパレータの前記第2方向の幅よりも小さい、蓄電デバイスの製造方法。 - (a)第1方向に走行する集電箔の表面に、スラリー状の電極材料を塗布する工程、
(b)前記電極材料の上面および側面を覆うように、スラリー状の絶縁材料を塗布する工程、
(c)前記電極材料および前記絶縁材料を乾燥させて、前記集電箔の表面に、前記電極材料からなる電極膜と前記絶縁材料からなるセパレータとを重ねて形成する工程、
(d)前記セパレータの上面に導電部材を接触させて、前記集電箔と前記導電部材との間の絶縁性を検査する工程、
を含み、
前記集電箔と前記導電部材との間の絶縁性は、2つの端子を有する測定器を用いて測定され、
前記測定器の一方の端子は、前記導電部材に接触し、
前記測定器の他方の端子は、前記集電箔、または前記集電箔を搬送する搬送ローラに接触する、蓄電デバイスの製造方法。 - 請求項7記載の蓄電デバイスの製造方法において、
前記導電フィルムは、第1支持体と第2支持体とによって張られており、
前記セパレータの上面と、前記第1支持体と前記第2支持体との間に張られた前記導電フィルムとが接触している、蓄電デバイスの製造方法。
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