JP6423267B2 - Horizontal type double-side coating equipment - Google Patents

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Description

本発明は、長尺シートの両面に同時にスラリー状の合剤を塗布・乾燥する水平型両面塗工装置に関する。   The present invention relates to a horizontal double-side coating apparatus that simultaneously applies and dries a slurry-like mixture on both sides of a long sheet.

近年、地球環境の保全および省資源を目指したエネルギーの有効利用の観点から、深夜電力貯蔵システム、太陽光発電技術に基づく家庭用分散型蓄電システム、電気自動車用の蓄電システムなどが注目を集めている。これに伴い、リチウムイオン電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタなどの新しい蓄電素子の需要の伸びが予想されている。
これらの蓄電素子の正極、負極といった電極は、一般的にリチウムを含む酸化物やリン酸化合物、黒鉛や活性炭を含む炭素材料粉、シリコンや合金といった活物質、カーボンブラックなどの導電助剤、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)やSBR(スチレン・ブタジエンゴム)などのバインダー、溶剤などからなるスラリー状の電極合剤を、アルミ箔または銅箔などの集電体の両面、或いは片面に塗工、乾燥することにより製造される。
In recent years, midnight power storage systems, home-use distributed power storage systems based on solar power generation technology, and power storage systems for electric vehicles have attracted attention from the viewpoint of the effective use of energy aimed at preserving the global environment and conserving resources. Yes. Along with this, demand for new energy storage devices such as lithium ion batteries, electric double layer capacitors, and lithium ion capacitors is expected to grow.
Electrodes such as a positive electrode and a negative electrode of these energy storage devices generally include oxides and phosphate compounds containing lithium, carbon material powders containing graphite and activated carbon, active materials such as silicon and alloys, conductive assistants such as carbon black, PVDF Apply a slurry-like electrode mixture composed of a binder (such as polyvinylidene fluoride) or SBR (styrene-butadiene rubber), a solvent, etc. to both sides or one side of a current collector such as an aluminum foil or copper foil, and dry. It is manufactured by.

塗工、乾燥においては、性能のよい電極を生産性高く製造することが必要である。電極は、導電助剤を含んだバインダーが集電体と活物質粒子、或いは活物質粒子同士を接着させることで形成される。電極の集電性を高めることが蓄電素子の性能向上に必要であり、そのためバインダーの分布は電極の厚み方向で均一であることが好ましく、活物質をつなぐネットワーク構造を発達させることが、性能のよい電極に必要である。   In coating and drying, it is necessary to produce a high-performance electrode with high productivity. The electrode is formed by adhering a current collector and active material particles or active material particles to each other with a binder containing a conductive additive. It is necessary to improve the current collection performance of the electrode in order to improve the performance of the storage element. Therefore, the distribution of the binder is preferably uniform in the thickness direction of the electrode, and it is necessary to develop a network structure that connects the active materials. Necessary for a good electrode.

電極合剤の乾燥において、乾燥炉内の熱風温度が高過ぎる場合、あるいは熱風風速が強すぎる場合には、電極合剤を塗布した電極表面からもっぱら乾燥が行われる。このため、溶剤が電極表面に移動する際に、溶剤に溶けているバインダーも電極表面に移動することで、乾燥後の電極表面のバインダー量が増え、反対に電極合剤層と集電体の界面のバインダー量が低くなることがある。このような場合、電極の集電性が低くなり抵抗が増加し、また電極合剤層が集電体から容易に剥離することで、性能の長期の信頼性や製造工程内での電極合剤層の欠け落ちといった欠陥が発生し生産効率を下げる問題もある。よって、適切な乾燥条件で電極を製造することが必要である。   In the drying of the electrode mixture, when the hot air temperature in the drying furnace is too high, or when the hot air speed is too strong, drying is performed exclusively from the electrode surface to which the electrode mixture is applied. For this reason, when the solvent moves to the electrode surface, the binder dissolved in the solvent also moves to the electrode surface, increasing the amount of binder on the electrode surface after drying, and conversely, the electrode mixture layer and the current collector The amount of binder at the interface may be low. In such a case, the current collection performance of the electrode is reduced, the resistance is increased, and the electrode mixture layer is easily peeled off from the current collector. There is also a problem that the production efficiency is lowered due to the occurrence of defects such as missing layers. Therefore, it is necessary to manufacture the electrode under appropriate drying conditions.

電極の生産性向上のためには、集電体の両面同時に合剤を塗工、乾燥をすることが、片面ずつ塗工する方法よりも好ましく、結果的に蓄電素子の製造コストを削減できる。
両面同時に塗工するためには、集電体にスラリー状の電極用合剤を塗布した電極の少なくとも表面が乾くまでは、ローラーその他に接触することなく乾燥させる必要がある。
乾燥方法の一例としては、乾燥炉内で電極をローラーと接触させないために、電極合剤層を塗布した電極の上下から熱風を当てて浮揚させる水平型フロート式乾燥方法がよく用いられる。
In order to improve the productivity of the electrode, it is preferable to apply and dry the mixture simultaneously on both sides of the current collector, rather than the method of coating one side at a time, and as a result, the manufacturing cost of the storage element can be reduced.
In order to apply both surfaces simultaneously, it is necessary to dry without contacting the roller or the like until at least the surface of the electrode in which the slurry electrode mixture is applied to the current collector is dried.
As an example of the drying method, a horizontal float drying method in which hot air is applied from above and below the electrode coated with the electrode mixture layer is often used so that the electrode does not contact the roller in the drying furnace.

特許第4739711号公報Japanese Patent No. 4739711 特開2013−122332号公報JP2013-122332A 特開2014−11102号公報JP 2014-11102 A

しかしながら、上述したような水平型フロート式乾燥炉では、電極を浮かせるために風速を強くする必要がある。このため、上述したように塗工後の電極表面から溶媒が早く蒸発してしまう。結果としてバインダーが電極表面に多く分布し、電極合剤層と集電体界面に存在するバインダーが減少することによる電極合剤層界面の剥離強度不足となる問題がある。上にあげた特許文献1から3に示す技術は水平型フロート式乾燥方法に関して、乾燥ムラを解決するための技術に関するものであるが、上述したような電極合剤層におけるバインダーの偏在や剥離強度の低下などに対しては根本的な解決はされていない。   However, in the horizontal float drying furnace as described above, it is necessary to increase the wind speed in order to float the electrode. For this reason, as described above, the solvent quickly evaporates from the electrode surface after coating. As a result, there is a problem that a large amount of the binder is distributed on the electrode surface and the peeling strength at the electrode mixture layer interface is insufficient due to a decrease in the binder present at the electrode mixture layer and current collector interface. The techniques shown in Patent Documents 1 to 3 listed above relate to a technique for solving the drying unevenness with respect to the horizontal float drying method. However, the uneven distribution and peeling strength of the binder in the electrode mixture layer as described above. There is no fundamental solution to the decline in

本発明は、上述した従来の実情に鑑みてなされたものであり、塗工層におけるバインダーの偏在や剥離強度の低下などがなく、性能のよい塗工体を生産効率高く製造することが可能となる水平型両面塗工装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and there is no uneven distribution of the binder in the coating layer or a decrease in peel strength, and it is possible to produce a coated body with good performance with high production efficiency. An object of the present invention is to provide a horizontal double-side coating apparatus.

本発明者らは、鋭意検討した結果、長尺シートの非塗工部に接触する支持ローラーによって長尺シートを略水平に支持しつつ、長尺シートの両面同時に塗工剤を塗工した後、ローラーその他に接触させることなく乾燥をすることにより、性能のよい塗工体を生産効率高く製造することが可能となることに想到した。
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
As a result of intensive studies, the present inventors applied the coating agent simultaneously on both sides of the long sheet while supporting the long sheet substantially horizontally by the support roller that contacts the non-coated portion of the long sheet. It was conceived that it is possible to produce a coated body with good performance with high production efficiency by drying without bringing it into contact with a roller or the like.
That is, the present invention is as follows.

[1]
長尺シートを巻き出す巻出し部と、
前記長尺シートを巻き取る巻取り部と、
前記巻出し部と前記巻取り部との間に配され、前記長尺シートの搬送方向に回転可能なローラー体と、
前記長尺シートの両面にそれぞれ対向して配された一対の塗工機と、を備え、
前記長尺シートの両面に、それぞれ幅方向に塗工部と非塗工部とが繰り返し形成される水平型両面塗工装置であって、
前記一対の塗工機は、それぞれ、1つまたは前記長尺シートの幅方向に所定の間隔を開けて配された複数の塗工ヘッドを有し、
前記ローラー体は、前記長尺シートの幅方向での側面視において前記塗工ヘッドと互いにずれた位置に配され、外周面が前記長尺シートの非塗工部に接触することにより該長尺シートを略水平に支持する支持ローラーを有し、かつ、
前記支持ローラーの位置が、前記非塗工部の位置に対応して前記長尺シートの幅方向に可変であることを特徴とする水平型両面塗工装置。
[2]
前記支持ローラーにおいて、前記長尺シートに接触する周面の幅は、前記非塗工部の幅より小さい、[]に記載の水平型両面塗工装置。
[3]
前記支持ローラーは、前記長尺シートの下面の非塗工部に接する下支持ローラーと、前記長尺シートの上面の非塗工部に接する支持ローラーとを有し、
前記上支持ローラーと前記下支持ローラーとは、上面視において互いにずれた位置にある、[1]または[2]に記載の水平型両面塗工装置。
[4]
前記長尺シートの両面にそれぞれ対向して配された、輻射式乾燥装置を有する、[1]〜[]のいずれかに記載の水平型両面塗工装置。
[5]
前記ローラー体は、前記支持ローラーよりも長尺シートの幅方向において外側に配された一対のガイドローラーを有し、
該一対のガイドローラーの間隔が、前記長尺シートの幅と略等しく、
前記長尺シートの両端部が、それぞれ該ガイドローラーの側面に接する、[1]〜[4]のいずれかに記載の水平型両面塗工装置。
[6]
フッ素を含有する樹脂をバインダーに用いた電極用合剤を、[1]〜[]のいずれかに記載の水平型両面塗工装置を用いて長尺の集電体の両面に塗布し、乾燥することにより形成された電極合剤層を有する電極を製造する方法において、
前記電極合剤層表面と、前記電極合剤層と前記集電体の剥離試験で露出した剥離面とのフッ素元素の濃度比:(剥離面のフッ素含有量/表面のフッ素含有量)が、0.7から1.2の範囲となるように調整することを特徴とする電極合剤層を有する電極を製造する方法。
[1]
An unwinding section for unwinding the long sheet;
A winding unit for winding the long sheet;
A roller body disposed between the unwinding unit and the winding unit and rotatable in the conveying direction of the long sheet;
A pair of coating machines arranged to face both sides of the long sheet,
A horizontal-type double-side coating apparatus in which a coating part and a non-coating part are repeatedly formed in the width direction on both sides of the long sheet,
Each of the pair of coating machines has one or a plurality of coating heads arranged at predetermined intervals in the width direction of the long sheet,
The roller body is disposed at a position shifted from the coating head in a side view in the width direction of the long sheet, and the long peripheral sheet comes into contact with the non-coated portion of the long sheet. It has a support roller for supporting a substantially horizontal seat, and,
The horizontal double-side coating apparatus , wherein the position of the support roller is variable in the width direction of the long sheet corresponding to the position of the non-coating portion .
[2]
The horizontal double-side coating apparatus according to [ 1 ], wherein the support roller has a width of a peripheral surface that contacts the long sheet that is smaller than a width of the non-coated part.
[3]
The support roller includes a lower support roller in contact with the non-coated portion of the lower surface of the elongated sheet, and an upper support roller in contact with the non-coated portion of the upper surface of the long sheet,
The horizontal double-side coating apparatus according to [1] or [2] , wherein the upper support roller and the lower support roller are in positions shifted from each other in a top view.
[4]
The horizontal double-sided coating apparatus according to any one of [1] to [ 3 ], including a radiation-type drying device disposed to face both surfaces of the long sheet.
[5]
The roller body has a pair of guide rollers arranged on the outer side in the width direction of the long sheet than the support roller,
The distance between the pair of guide rollers is substantially equal to the width of the long sheet,
The horizontal double-side coating apparatus according to any one of [1] to [4], wherein both end portions of the long sheet are in contact with side surfaces of the guide roller.
[6]
An electrode mixture using a fluorine-containing resin as a binder is applied to both sides of a long current collector using the horizontal double-side coating apparatus according to any one of [1] to [ 5 ], In a method for producing an electrode having an electrode mixture layer formed by drying,
The concentration ratio of fluorine element between the surface of the electrode mixture layer and the peeled surface exposed in the peel test of the electrode mixture layer and the current collector: (fluorine content of the peeled surface / fluorine content of the surface) is It adjusts so that it may become the range of 0.7 to 1.2, The manufacturing method of the electrode which has an electrode mixture layer characterized by the above-mentioned.

本発明の塗工装置では、塗工剤を両面に塗工した後、ローラーその他に接触することなく乾燥をすることにより、塗工層におけるバインダーの偏在や剥離強度の低下などがなく、性能のよい塗工体を生産効率高く製造することが可能となる。   In the coating apparatus of the present invention, after coating the coating agent on both sides, drying without contact with the roller and the like, there is no uneven distribution of binder in the coating layer or a decrease in peel strength, etc. A good coated body can be produced with high production efficiency.

本発明に係る水平型両面塗工装置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the horizontal type | mold double-sided coating apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る水平型両面塗工装置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the horizontal type | mold double-sided coating apparatus which concerns on this invention. ローラー体と長尺シートと塗工ヘッドとの位置関係を模式に示す側面図である。It is a side view which shows typically the positional relationship of a roller body, a elongate sheet | seat, and a coating head. ローラー体と長尺シートと塗工ヘッドとの位置関係を模式に示す側面図である。It is a side view which shows typically the positional relationship of a roller body, a elongate sheet | seat, and a coating head. 乾燥炉の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows an example of a drying furnace typically. 乾燥炉の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows an example of a drying furnace typically. 従来の塗工装置における乾燥炉の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the drying furnace in the conventional coating apparatus.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明に係る水平型両面塗工装置の一例を示す模式図であり、図2は、本発明の水平型両面塗工装置の一例を示す模式図である。図3は、ローラー体と長尺シートと塗工ヘッドとの位置関係を模式的に示す側面図である。図4は、ローラー体と長尺シートと塗工ヘッドとの位置関係を模式的に示す側面図である。図5〜7は実施例及び比較例で用いた乾燥炉を示す図である。
本発明の水平型両面塗工装置1(以下、単に塗工装置1と示す)は、長尺シート2を巻き出す巻出し部3と、長尺シート2を巻き取る巻取り部4と、巻出し部3と巻取り部4との間に配され、長尺シート2の搬送方向に回転可能なローラー体8と、長尺シート2の両面にそれぞれ対向して配された一対の塗工機5と、を備える。この塗工装置1では、略水平に支持され搬送される長尺シート2の両面に、それぞれ幅方向に塗工部11aと非塗工部11bとが繰り返し形成される。
そして、本発明の塗工装置1は、一対の塗工機5は、それぞれ、1つまたは長尺シート2の幅方向に所定の間隔を開けて配された複数の塗工ヘッド5aを有し、ローラー体8は、長尺シート2の幅方向での側面視において塗工ヘッド5aと互いにずれた位置に配され、外周面が長尺シート2の非塗工部11bに接触することにより長尺シート2を略水平に支持する支持ローラー9を有することを特徴とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a horizontal double-side coating apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a horizontal double-side coating apparatus of the present invention. FIG. 3 is a side view schematically showing the positional relationship among the roller body, the long sheet, and the coating head. FIG. 4 is a side view schematically showing the positional relationship among the roller body, the long sheet, and the coating head. 5-7 is a figure which shows the drying furnace used by the Example and the comparative example.
The horizontal double-side coating apparatus 1 of the present invention (hereinafter simply referred to as a coating apparatus 1) includes an unwinding section 3 for unwinding the long sheet 2, a winding section 4 for winding the long sheet 2, and a winding A roller body 8 disposed between the take-out unit 3 and the winding unit 4 and rotatable in the conveying direction of the long sheet 2, and a pair of coating machines disposed on both sides of the long sheet 2. 5 is provided. In this coating apparatus 1, the coating part 11a and the non-coating part 11b are repeatedly formed in the width direction on both surfaces of the long sheet 2 supported and transported substantially horizontally.
In the coating apparatus 1 according to the present invention, each of the pair of coating machines 5 includes a plurality of coating heads 5a arranged at predetermined intervals in the width direction of one or the long sheet 2. The roller body 8 is disposed at a position shifted from the coating head 5 a in a side view in the width direction of the long sheet 2, and the outer peripheral surface is brought into contact with the non-coated part 11 b of the long sheet 2 to increase the length. It has the support roller 9 which supports the scale sheet 2 substantially horizontally.

この塗工装置1は、略水平に支持され、長手方向に搬送される長尺シート2の両面に塗工剤を塗布し、乾燥する、水平型両面塗工装置である。この塗工装置1は、例えば、リチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ用の、各正極、負極用の電極製造に用いることができる。
具体的には、例えば、活物質、導電助剤、バインダー、粘度調整剤、溶剤などを混合および分散させた、スラリー状の電極用合剤を、アルミ箔や銅箔などの集電体上に塗工、乾燥することにより、電極合剤層を形成する。
The coating apparatus 1 is a horizontal double-side coating apparatus that applies a coating agent to both sides of a long sheet 2 that is supported substantially horizontally and is conveyed in the longitudinal direction, and then dries. This coating apparatus 1 can be used, for example, for manufacturing electrodes for positive electrodes and negative electrodes for lithium ion secondary batteries, electric double layer capacitors, and lithium ion capacitors.
Specifically, for example, a slurry-like electrode mixture in which an active material, a conductive additive, a binder, a viscosity modifier, a solvent, and the like are mixed and dispersed is placed on a current collector such as an aluminum foil or a copper foil. An electrode mixture layer is formed by coating and drying.

塗工装置1は、ロール状にまかれた長尺シート2を巻き出す巻出し部3、長尺シート2をロール状に巻き取る巻取り部4、長尺シート2に塗工剤を塗布する塗工機5、塗布した塗工層を乾燥する乾燥炉6、長尺シート2を支持するローラー体8を備える。
巻出し部3から長尺シート2が巻き出され、中途部をローラー体8で略水平に支持されながら、巻取り部4で巻き取られることにより、長尺シート2は、巻出し部3から巻取り部4に向かって、長手方向に走行(搬送)される。
ここで、長尺シート2は、例えば集電体であり、塗工剤は、例えば電極用合剤である。
The coating apparatus 1 applies a coating agent to the unwinding unit 3 for unwinding the long sheet 2 wound in a roll shape, the winding unit 4 for winding the long sheet 2 into a roll shape, and the long sheet 2. A coating machine 5, a drying furnace 6 that dries the applied coating layer, and a roller body 8 that supports the long sheet 2 are provided.
The long sheet 2 is unwound from the unwinding unit 3, and the long sheet 2 is unwound from the unwinding unit 3 by being wound by the winding unit 4 while being supported substantially horizontally by the roller body 8. It travels (conveys) in the longitudinal direction toward the winding unit 4.
Here, the long sheet 2 is, for example, a current collector, and the coating agent is, for example, an electrode mixture.

図3に示すように、ローラー体8は、1つまたは複数(図に示す例では3つ)の円盤状の支持ローラー9を有する。支持ローラー9は、長尺シート2の幅方向での側面視において、塗工ヘッド5aと互いにずれた位置に配され、外周面が長尺シート2の非塗工部11bに接触することにより長尺シート2を略水平に支持する。
後述するように、幅方向に塗工部11aと非塗工部11bとが繰り返されるストライプ状の塗工層11を形成する場合は、共通の回転軸の回転方向に対して並行に配置される複数の支持ローラー9を有するローラー体8にて、支持ローラー9が非塗工部11bに接して長尺シート2を支えることにより、長尺シート2の両面に塗工剤を塗布しても、塗布した部分にローラー等が触れることがなく乾燥炉6を通ることができる。そのため、乾燥炉6において熱風風速を低下して乾燥することができる。これにより、例えば電極においては、活物質をつなぐバインダーが電極合剤層の厚み方向で均一な状態にすることができる。
As shown in FIG. 3, the roller body 8 has one or a plurality of (three in the example shown in the figure) disk-shaped support rollers 9. The support roller 9 is arranged at a position shifted from the coating head 5 a in a side view in the width direction of the long sheet 2, and the outer peripheral surface is in contact with the non-coating portion 11 b of the long sheet 2. The length sheet 2 is supported substantially horizontally.
As will be described later, when the stripe-shaped coating layer 11 in which the coating portion 11a and the non-coating portion 11b are repeated in the width direction is formed in parallel with the rotation direction of the common rotation axis. In the roller body 8 having a plurality of support rollers 9, the support roller 9 is in contact with the non-coated portion 11b and supports the long sheet 2, so that the coating agent is applied to both sides of the long sheet 2, It can pass through the drying furnace 6 without a roller etc. touching the apply | coated part. Therefore, the drying oven 6 can be dried with the hot air speed reduced. Thereby, for example in an electrode, the binder which connects an active material can be made into a uniform state in the thickness direction of an electrode mixture layer.

支持ローラー9の位置は、非塗工部11bの位置に対応して長尺シート2の幅方向に可変であることが好ましい。支持ローラー9の位置を可変にできることで、塗工層製造の自由度が高まり、様々な間隔のストライプ状の塗工層11を形成することができる。
また、支持ローラー9において、長尺シート2に接触する周面の幅は、非塗工部11bの幅よりも小さい。これにより、支持ローラー9が塗工直後の非乾燥状態の塗工層に触れることが防止される。
The position of the support roller 9 is preferably variable in the width direction of the long sheet 2 corresponding to the position of the non-coated portion 11b. Since the position of the support roller 9 can be made variable, the degree of freedom in manufacturing the coating layer is increased, and the stripe-shaped coating layer 11 with various intervals can be formed.
Moreover, in the support roller 9, the width | variety of the surrounding surface which contacts the elongate sheet 2 is smaller than the width | variety of the non-coating part 11b. Thereby, it is prevented that the support roller 9 touches the non-drying coating layer immediately after coating.

図2に示すように、支持ローラー9は、長尺シート2の下面の非塗工部11bに接する下支持ローラー9Bと、長尺シート2の上面の非塗工部11bに接する上支持ローラー9Aとを有していてもよい。このとき、上支持ローラー9Aと下支持ローラー9Bとは、上面視において互いにずれた位置にある。
一定間隔を空けた複数の支持ローラー9によって、長尺シート2の下面の非塗工部11bと上面の非塗工部11bに接する支持ローラー9A,9Bを配置することで、長尺シート2に適度な張力を掛けることができ、安定に搬送することができる。但し、上下の支持ローラー9A,9Bが上面視において互いに重なる(長尺シート2を介して対向する)位置にあると、長尺シート2にしわや損傷が起こる虞がある。そのため、上下の支持ローラー9A,9Bは、上面視において互いにずれた(長尺シート2を介して対向しない)位置に配置する。これにより長尺シート2にしわや損傷が発生することを防止することができる。
ローラー体8は、図1に示すように乾燥炉6の内部に配置してもよいし、図2に示すように乾燥炉6の外に配置してもよく、いずれに配置してもよい。
As shown in FIG. 2, the support roller 9 includes a lower support roller 9 </ b> B that contacts the non-coated portion 11 b on the lower surface of the long sheet 2, and an upper support roller 9 </ b> A that contacts the non-coated portion 11 b on the upper surface of the long sheet 2. You may have. At this time, the upper support roller 9 </ b> A and the lower support roller 9 </ b> B are in positions shifted from each other in a top view.
By arranging the supporting rollers 9A and 9B in contact with the non-coated part 11b on the lower surface of the long sheet 2 and the non-coated part 11b on the upper surface by a plurality of supporting rollers 9 spaced apart from each other, the long sheet 2 is arranged. Appropriate tension can be applied and it can be conveyed stably. However, if the upper and lower support rollers 9A and 9B are in a position where they overlap each other in the top view (opposing via the long sheet 2), the long sheet 2 may be wrinkled or damaged. Therefore, the upper and lower support rollers 9 </ b> A and 9 </ b> B are arranged at positions shifted from each other (not opposed via the long sheet 2) when viewed from above. Thereby, it is possible to prevent the long sheet 2 from being wrinkled or damaged.
The roller body 8 may be disposed inside the drying furnace 6 as shown in FIG. 1, or may be disposed outside the drying furnace 6 as shown in FIG.

さらに、図4に示すように、ローラー体8は、支持ローラー9よりも外側に配された一対のガイドローラー10を有することが好ましい。ガイドローラー10は、支持ローラー9よりも大径の円盤状を成し、一対のガイドローラー10の間隔が、長尺シート2の幅と略等しく、長尺シート2の幅方向の両端部が、それぞれガイドローラー10の側面に接する。ガイドローラー10の側面に、長尺シート2の端部が接することで、搬送時や塗工時、あるいは乾燥中の熱風によるバタつきで、長尺シート2が幅方向にずれることを防ぐことができ、安定して搬送できる。ガイドローラー10は長尺シート2の上側に配置されても下側に配置されてもよい。   Furthermore, as shown in FIG. 4, the roller body 8 preferably has a pair of guide rollers 10 arranged outside the support roller 9. The guide roller 10 has a disk shape larger in diameter than the support roller 9, the distance between the pair of guide rollers 10 is substantially equal to the width of the long sheet 2, and both end portions in the width direction of the long sheet 2 are Each is in contact with the side surface of the guide roller 10. By contacting the end of the long sheet 2 with the side surface of the guide roller 10, it is possible to prevent the long sheet 2 from shifting in the width direction due to fluttering caused by hot air during conveyance, coating, or drying. Can be transported stably. The guide roller 10 may be arranged on the upper side or the lower side of the long sheet 2.

ローラー体8、支持ローラー9、ガイドローラー10の材質は一般的に金属製であるが、FRP(繊維強化プラスチック)製を使用することもできる。支持ローラー9には長尺シート2が直接触れるため、ローラーの表面は平滑であることが必要である。
さらに、巻出し部3から塗工機5までの間、及び乾燥炉6から巻取り部4までの間にニップローラー(図示略)を設けて長尺シート2の搬送速度を制御することが好ましい。また長尺シート2の張力が適切な範囲になるように、テンションコントロールローラーを設置することが好ましい。
The material of the roller body 8, the support roller 9, and the guide roller 10 is generally made of metal, but FRP (fiber reinforced plastic) can also be used. Since the long sheet 2 directly touches the support roller 9, the surface of the roller needs to be smooth.
Furthermore, it is preferable to provide a nip roller (not shown) between the unwinding unit 3 and the coating machine 5 and between the drying furnace 6 and the winding unit 4 to control the conveyance speed of the long sheet 2. . Moreover, it is preferable to install a tension control roller so that the tension of the long sheet 2 falls within an appropriate range.

塗工機5は、長尺シート2の両面にそれぞれ対向して配される。一対の塗工機5は、それぞれ、1つまたは長尺シート2の幅方向に所定の間隔を開けて配された複数の塗工ヘッド5aを有する。
長尺シート2の両面にそれぞれ対向して塗工機5が配されていることにより、長尺シート2の両面に同時塗布することができ、生産効率を高めることができる。
また、複数の塗工ヘッド5aが間隔を開けて配されていることにより、長尺シート2上に、所定の間隔を開けて複数の塗工部11aを形成することができる。塗工ヘッド5aが配されていない部分は、非塗工部11bとなる。これにより、長尺シート2の幅方向に塗工部11aと非塗工部11bとが繰り返されるストライプ状の塗工層11を形成することができる。
塗工機5における塗工方式は特に限定されるものではないが、例えばダイ方式が好ましい。
The coating machine 5 is disposed to face both surfaces of the long sheet 2. Each of the pair of coating machines 5 includes one or a plurality of coating heads 5 a arranged at predetermined intervals in the width direction of the long sheet 2.
Since the coating machine 5 is disposed so as to face both surfaces of the long sheet 2, it can be applied simultaneously to both surfaces of the long sheet 2, and the production efficiency can be increased.
In addition, since the plurality of coating heads 5a are arranged at intervals, a plurality of coating portions 11a can be formed on the long sheet 2 at predetermined intervals. The portion where the coating head 5a is not disposed becomes the non-coated portion 11b. Thereby, the stripe-shaped coating layer 11 in which the coating part 11a and the non-coating part 11b are repeated in the width direction of the long sheet 2 can be formed.
Although the coating method in the coating machine 5 is not specifically limited, For example, a die method is preferable.

塗工機5で、電極合剤などの各種塗工剤が塗工された後、乾燥炉6で乾燥されることにより、長尺シート2上に電極合剤層などの塗工層11が形成される。
乾燥炉6には、熱風の吹き出し部と排出部(図示略)とが設けられており、炉内の温度制御と、気化した溶剤を炉外に排気することで乾燥状態を安定させる(図5参照)。
乾燥炉6において熱風は吹き出し口から長尺シート2に直接当てない構造が好ましい。また長尺シート2に塗布した塗工層11の表面が乾くまでは熱風の吹き出し風速は10m/秒以下が好ましく、8m/秒以下がより好ましい。乾燥炉6を複数設置し、逐次乾燥温度を変えていくことで、同じ乾燥時間でも急激に乾燥することなく、短時間に長尺シート2を乾燥することができる。
A coating layer 11 such as an electrode mixture layer is formed on the long sheet 2 by applying various coating agents such as an electrode mixture in the coating machine 5 and then drying in a drying furnace 6. Is done.
The drying furnace 6 is provided with a hot air blowing section and a discharge section (not shown), and the drying state is stabilized by controlling the temperature in the furnace and exhausting the vaporized solvent outside the furnace (FIG. 5). reference).
In the drying furnace 6, a structure in which hot air is not directly applied to the long sheet 2 from the outlet is preferable. Also, until the surface of the coating layer 11 applied to the long sheet 2 is dried, the hot air blowing speed is preferably 10 m / second or less, and more preferably 8 m / second or less. By installing a plurality of drying furnaces 6 and sequentially changing the drying temperature, the long sheet 2 can be dried in a short time without drying rapidly even in the same drying time.

また、図1及び図2に示すように、乾燥炉6の内部には、長尺シート2の両面にそれぞれ対向するように輻射式乾燥装置7が設置されていてもよい。
上述したような熱風による乾燥では、長尺シート2の上下から熱風を当てると、支持ローラー9と長尺シート2との接触面積が小さいため、シートのばたつきが起こり、塗工精度を低下させてしまう虞がある。そこで本発明では、乾燥手段として熱風だけでなく輻射式加熱を行うことも含まれる。
Moreover, as shown in FIG.1 and FIG.2, the radiation-type drying apparatus 7 may be installed in the inside of the drying furnace 6 so that both surfaces of the elongate sheet | seat 2 may be opposed, respectively.
In the drying with hot air as described above, when hot air is applied from above and below the long sheet 2, the contact area between the support roller 9 and the long sheet 2 is small, causing sheet flapping and reducing coating accuracy. There is a risk of it. Therefore, the present invention includes not only hot air but also radiant heating as a drying means.

輻射式乾燥装置7は、長尺シート2の上面または下面、或いは上下両面から加熱する。熱風ではなく加熱により乾燥することで、熱風の吹き出し風量を削減しても効率的な乾燥ができるため、長尺シート2のバタつきを抑制し、塗工精度を向上することができる。
輻射式乾燥装置7としては、遠赤外線を用いた加熱装置を用いることができる。遠赤外線方式の加熱手段では、例えば、電極用合剤を塗布した電極合剤層の表面だけでなく電極合剤層の内部まで遠赤外線が届くため、電極用合剤層内部からも加熱することができる。すなわち、溶剤の蒸発が合剤層の内部からも進み、結果としてバインダー量の分布が電極の厚み方向で均一となる。それにより、電極として剥離強度が向上し、集電性も均一になることから電極抵抗も低減することになる。
塗工層11が乾燥された長尺シート2は、巻取り部4において、ロール状に巻き取られる。
The radiation-type drying device 7 heats the long sheet 2 from the upper surface or the lower surface, or from the upper and lower surfaces. By drying not by hot air but by heating, efficient drying can be achieved even if the amount of hot air blown out is reduced, so that fluttering of the long sheet 2 can be suppressed and coating accuracy can be improved.
As the radiation type drying device 7, a heating device using far infrared rays can be used. In the far-infrared heating means, for example, far-infrared rays reach not only the surface of the electrode mixture layer coated with the electrode mixture but also the inside of the electrode mixture layer. Can do. That is, the evaporation of the solvent also proceeds from the inside of the mixture layer, and as a result, the distribution of the binder amount becomes uniform in the thickness direction of the electrode. As a result, the peel strength of the electrode is improved and the current collecting property becomes uniform, so that the electrode resistance is also reduced.
The long sheet 2 from which the coating layer 11 has been dried is wound up in a roll shape at the winding unit 4.

上述したような本発明の塗工装置1は、各種電池の電極の製造に好ましく用いられる。
すなわち、本発明の電極は、フッ素を含有する樹脂をバインダーに用いた電極用合剤を、塗工装置1を用いて長尺の集電体の両面に塗布し、乾燥することにより形成された電極合剤層を有する電極において、集電体表面と、電極合剤層と集電体の剥離試験で露出した剥離面のフッ素元素の濃度比:(剥離面のフッ素含有量/表面のフッ素含有量)が、0.7から1.2の範囲にあることを特徴とする。
The coating apparatus 1 of the present invention as described above is preferably used for manufacturing various battery electrodes.
That is, the electrode of the present invention was formed by applying an electrode mixture using a fluorine-containing resin as a binder to both sides of a long current collector using the coating apparatus 1 and drying. In the electrode having the electrode mixture layer, the concentration ratio of the fluorine element on the current collector surface and the peeled surface exposed in the peel test of the electrode mixture layer and the current collector: (fluorine content on the peel surface / fluorine content on the surface) Amount) is in the range of 0.7 to 1.2.

スラリー状の電極用合剤を集電体上に塗布、乾燥することにより電極合剤層を形成し、電極が作製される。
電極用合剤は、特に限定されるものではないが、例えば、活物質、導電補助剤、バインダー、溶媒などを分散混合することにより調製される。
活物質としては特に限定されるものではないが、例えば、リチウムを含有する酸化物、リン酸化合物、活性炭、黒鉛、炭素、シリコンや合金などが挙げられる。
導電補助剤としては特に限定されるものではないが、例えば、カーボンブラックや気相成長炭素繊維(VGCF)、カーボンナノチューブ(CNT)などが挙げられる。
バインダーは電池や蓄電素子で使われる一般的なものであればよく、特に限定されるものではないが、例えばPVDF(ポリフッ化ビニリデン)やスチレンブタジエンラテックス、アクリルラテックスなどが挙げられる。
溶媒としては特に限定されるものではないが、例えば、PVDFをバインダーに用いる場合にはNMPが使われ、ラテックスをバインダーに用いる場合には水が使われる。
The electrode mixture layer is formed by applying and drying the slurry-like electrode mixture on the current collector, and the electrode is produced.
The electrode mixture is not particularly limited, but is prepared, for example, by dispersing and mixing an active material, a conductive auxiliary agent, a binder, a solvent, and the like.
The active material is not particularly limited, and examples thereof include lithium-containing oxides, phosphate compounds, activated carbon, graphite, carbon, silicon, and alloys.
Although it does not specifically limit as a conductive support agent, For example, carbon black, a vapor growth carbon fiber (VGCF), a carbon nanotube (CNT) etc. are mentioned.
The binder is not particularly limited as long as it is a general one used in batteries and power storage elements, and examples thereof include PVDF (polyvinylidene fluoride), styrene butadiene latex, and acrylic latex.
The solvent is not particularly limited. For example, NMP is used when PVDF is used as a binder, and water is used when latex is used as a binder.

これらの材料は分散混合され、スラリー状の電極用合剤となり、アルミ箔や銅箔などの集電体上に塗布される。集電体には導電性を向上するためにアンカー塗料が塗ってあるものを用いてもよい。また集電体に孔が開いているものを用いてもよい。電極用合剤の塗布は一般的な方法で行われ、合剤層の厚みが30μmから300μmの範囲となるように塗布される。   These materials are dispersed and mixed to form a slurry-like electrode mixture, which is applied onto a current collector such as an aluminum foil or a copper foil. A current collector with an anchor coating applied may be used to improve conductivity. Further, a current collector having a hole may be used. The electrode mixture is applied by a general method, and the mixture layer is applied so that the thickness of the mixture layer is in the range of 30 μm to 300 μm.

活物質を接着するバインダーが電極の厚み方向で均一な状態であることは、例えば、フッ素を含有する樹脂をバインダーに用いた合剤層を集電体に塗布、乾燥した電極において、集電体表面と、電極合剤層と集電体の剥離試験で露出した剥離面とのフッ素元素の濃度比:(剥離面のフッ素含有量/表面のフッ素含有量)を測定することで評価することができる。
一般に、剥離試験で剥離を起こす部位は、バインダー量が最も少ない位置であると見なすことができるため、剥離面のフッ素含有量を表面のフッ素含有量と比較して、その値が1に近い場合には、電極の厚み方向でバインダーが均一であることが判断できる。良好な剥離強度を得るためには、濃度比が0.7から1.2の範囲にあることが必要である。
The fact that the binder for adhering the active material is in a uniform state in the thickness direction of the electrode means that, for example, in the electrode in which a mixture layer using a fluorine-containing resin as a binder is applied and dried, It can be evaluated by measuring the concentration ratio of the fluorine element between the surface and the peeled surface exposed in the peel test of the electrode mixture layer and the current collector: (fluorine content on the peeled surface / fluorine content on the surface). it can.
In general, the site where peeling occurs in the peeling test can be regarded as the position where the amount of binder is the smallest. Therefore, when the fluorine content on the peeled surface is compared with the fluorine content on the surface, the value is close to 1. It can be judged that the binder is uniform in the thickness direction of the electrode. In order to obtain good peel strength, the concentration ratio needs to be in the range of 0.7 to 1.2.

以上説明してきたように、本発明の塗工装置を用いることで、両面に塗工できるため生産性が高く、かつ風速が過度に強い熱風を用いず、輻射式加熱によるマイルドな乾燥手段を用いるため、電極合剤層内の厚み方向のバインダー分布が均一となり、剥離強度が強い。このようにして得られた電極は、活物質をつなぐネットワーク構造が発達し電極の集電性が高まり、この電極を蓄電素子に用いることで、性能が向上する。   As described above, by using the coating apparatus of the present invention, it is possible to apply on both sides, so that the productivity is high and the wind speed is not excessively strong. Therefore, the binder distribution in the thickness direction in the electrode mixture layer is uniform, and the peel strength is strong. The electrode thus obtained develops a network structure that connects active materials and increases the current collecting property of the electrode, and the performance is improved by using this electrode for a storage element.

以下、実施例および比較例により、本発明の効果を具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
上述したような本発明の塗工装置を用いて、電極用合剤を長尺シート状の集電体の両面にストライプ状に塗布、乾燥することにより電極合剤層を形成した。
乾燥時のローラーによる支持の有無および乾燥の方法の条件を変えて行い、得られた電極合剤層のバインダー濃度の偏りおよび剥離強度について評価した。
まず、活物質として市販の活性炭を用い、導電助剤として市販のカーボンブラック、バインダーとしてPVDF、溶剤としてNMP、粘度調整剤としてPVP(ポリビニルピロリドン)を所定の割合で混合して、固形分率17%のスラリー状の電極用合剤を作製した。
Hereinafter, the effects of the present invention will be specifically described by way of examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.
Using the coating apparatus of the present invention as described above, the electrode mixture layer was formed by applying the electrode mixture in stripes on both sides of the long sheet-like current collector and drying.
It was performed by changing the presence or absence of support by a roller during drying and the conditions of the drying method, and the deviation of the binder concentration and the peel strength of the obtained electrode mixture layer were evaluated.
First, commercially available activated carbon is used as an active material, commercially available carbon black is used as a conductive aid, PVDF is used as a binder, NMP is used as a solvent, and PVP (polyvinylpyrrolidone) is mixed as a viscosity adjusting agent at a predetermined ratio. % Slurry-like electrode mixture was prepared.

この電極用合剤を厚さ15μm、幅350mmのアルミ箔に塗工を行った。塗工は、10cm幅の塗工部を2条とし、アルミ箔両端の非塗工部の幅、および2条の塗工部の間の非塗工部の幅を5cmとした。塗工方法はダイコートにて上下両面に行い、乾燥後の目付が30g/mとなるようにスラリーの塗布量を調整した。 This electrode mixture was applied to an aluminum foil having a thickness of 15 μm and a width of 350 mm. In the coating, two coated portions having a width of 10 cm were used, and the width of the non-coated portion at both ends of the aluminum foil and the width of the non-coated portion between the two coated portions were 5 cm. The coating method was performed on both upper and lower surfaces by die coating, and the amount of slurry applied was adjusted so that the basis weight after drying was 30 g / m 2 .

乾燥炉は、全炉長が4mであり、1mごとに4つのゾーン(第1ゾーン〜第4ゾーン)に分割され、個別に設定温度、熱風吹き出し風速と吹き出し口の向き、輻射式加熱手段のあり/なしを変えられる仕様のものを用いた。塗工した電極の良否は、電極の剥離強度が0.1N/cm以上であることを目標値として、乾燥条件を変え電極を作製した。   The drying furnace has a total furnace length of 4 m and is divided into four zones (1st to 4th zones) every 1 m, individually set temperature, hot air blowing speed and direction of blowing, radiant heating means The specification which can change with / without is used. Regarding the quality of the coated electrode, the electrode peel strength was 0.1 N / cm or more and the drying condition was changed to produce an electrode.

剥離強度の測定方法は、得られた電極塗工部をMD方向(長手方向)で幅2.5cm、TD方向(幅方向)で塗工部10cmに両端に2cmずつの非塗工部を加えた14cmの矩形に切って試験片とした。そして電極用合剤層側の表面にJIS Z1522で規定される幅23mmのセロハンテープを張り付けた。オートグラフを用いて、セロハンテープを張り付けた試験片を、セロハンテープとアルミ箔を剥離確度180°、引張速度50mm/分の一定速度で引き剥がした時の応力を測定した。詳しくは、電極用合剤層を形成した部分の2.5cmから6.5cm部位の応力を平均して、剥離強度(N/cm)を算出した。測定は5回行い、それらの平均値を求めた。   The peel strength was measured by adding a non-coated portion of 2.5 cm in the MD direction (longitudinal direction) to the coated portion 10 cm in the MD direction (longitudinal direction) and 2 cm at both ends on the both ends. The specimen was cut into a 14 cm rectangle. A cellophane tape having a width of 23 mm defined by JIS Z1522 was attached to the surface of the electrode mixture layer side. Using an autograph, the stress was measured when the cellophane tape and the aluminum foil were peeled off at a constant rate of 180 ° and a tensile rate of 50 mm / min. Specifically, the peel strength (N / cm) was calculated by averaging the stress at the 2.5 cm to 6.5 cm portion of the portion where the electrode mixture layer was formed. The measurement was performed 5 times, and the average value was obtained.

また、電極中のPVDFバインダー分布の均一性を評価する方法として、電極の表面と、上記の剥離試験で露出された剥離面との2か所を、XPS(X線光電子分光)の相対感度で各元素の元素濃度を測定し、フッ素元素濃度について濃度比:(剥離面のフッ素元素濃度/表面のフッ素元素濃度)を求めた。電極用合剤中にフッ素を含有する材料は、今回使用した材料においてはPVDFバインダーのみであり、フッ素元素濃度が高い部分はPVDFバインダー量が多いことを示すものとして評価することができる。
XPS測定条件は以下のとおりである。
装置 :サーモフィッシャー社製 ESCALAB 250型
X線源 :単色化 Al Kα線
分析面積 :約1mmの楕円状
光電子取出角 :0°(試料面に対して垂直)
アナライザパスエネルギー: 20eV
また、相対元素濃度の算出には、以下に示す感度係数を用いた。
C 1s: 1.00
O 1s: 2.72
N 1s: 1.68
F 1s: 4.67
その他の元素:装置付属の相対感度係数をそのまま用いる。
In addition, as a method for evaluating the uniformity of the PVDF binder distribution in the electrode, the relative sensitivity of XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) is used to determine two locations on the surface of the electrode and the peeled surface exposed in the peel test. The element concentration of each element was measured, and the concentration ratio of fluorine element concentration: (fluorine element concentration on the peeled surface / fluorine element concentration on the surface) was determined. The material containing fluorine in the electrode mixture is only the PVDF binder in the material used this time, and the portion where the fluorine element concentration is high can be evaluated as indicating that the amount of PVDF binder is large.
The XPS measurement conditions are as follows.
Equipment: ESCALAB 250 type manufactured by Thermo Fisher X-ray source: Monochromatic Al Kα ray
Analysis area: Ellipse of about 1 mm Photoelectron extraction angle: 0 ° (perpendicular to sample surface)
Analyzer path energy: 20 eV
Moreover, the sensitivity coefficient shown below was used for calculation of relative element concentration.
C 1s: 1.00
O 1s: 2.72
N 1s: 1.68
F 1s: 4.67
Other elements: The relative sensitivity coefficient attached to the device is used as it is.

<実施例1>
乾燥炉の第1ゾーンから第3ゾーンまでは、図5に示したような、熱風が直接長尺シートに当たらない構造とした。支持ローラーに直径6cm、幅4cmのローラー3個をローラー間の距離(ローラーの端同士の距離)が11cmとなるように取り付けた。このローラーを乾燥炉の各ゾーンに50cmの間隔をあけ2か所ずつ設置し、長尺シートの非塗工部の下面とローラーが接触するように配置した。熱風の吹き出し口は長尺シートに熱風が直接当たらないようにして、熱風の風速は吹き出し口で各ゾーン8m/秒とした。一方、第4ゾーンは図6に示す熱風フロート型とした。熱風の吹き出し口は各ゾーンに上下各2か所ずつ設置し、長尺シートに熱風が略垂直に当たる向きになっている。各ゾーンの設定温度を1ゾーンより、それぞれ70℃、80℃、110℃、160℃とした。電極の目付を一定にしつつ、長尺シートの搬送速度を徐々に上げ、乾燥時間を徐々に短くした。
<Example 1>
From the first zone to the third zone of the drying furnace, a structure in which hot air does not directly hit the long sheet as shown in FIG. Three rollers having a diameter of 6 cm and a width of 4 cm were attached to the supporting roller so that the distance between the rollers (distance between the ends of the rollers) was 11 cm. Two rollers were installed in each zone of the drying furnace at intervals of 50 cm, and the rollers were arranged so that the lower surface of the non-coated part of the long sheet and the roller were in contact with each other. The hot air blowing port was set so that the hot air was not directly applied to the long sheet, and the wind velocity of the hot air was set to 8 m / second in each zone at the blowing port. On the other hand, the fourth zone was a hot air float type shown in FIG. Hot air outlets are installed in each zone at two locations, upper and lower, so that the hot air hits the long sheet substantially vertically. The set temperature of each zone was set to 70 ° C., 80 ° C., 110 ° C., and 160 ° C. from one zone, respectively. While keeping the electrode weight constant, the conveying speed of the long sheet was gradually increased, and the drying time was gradually shortened.

その結果、得られた電極の剥離強度は徐々に低くなり、乾燥時間が5分までは目標の0.1N/cm以上であったが、それ以下では剥離強度は目標をクリアできなかった。乾燥速度が5分の際の剥離強度は0.10N/cmであった。また電極表面と、電極合剤層と集電体の界面とのフッ素濃度比(界面のフッ素濃度/表面のフッ素濃度)は0.88となり、おおよそバインダーの濃度は近い値であった。   As a result, the peel strength of the obtained electrode gradually decreased, and the target was 0.1 N / cm or more until the drying time was 5 minutes, but the peel strength could not be cleared below that. The peel strength when the drying speed was 5 minutes was 0.10 N / cm. The fluorine concentration ratio between the electrode surface and the interface between the electrode mixture layer and the current collector (fluorine concentration at the interface / fluorine concentration at the surface) was 0.88, and the binder concentration was approximately the same.

<実施例2>
乾燥炉の第1ゾーンから第3ゾーンまでは図6に示すような輻射式加熱乾燥装置を配置した。第1〜第3ゾーンの乾燥炉内の支持ローラーとその位置、熱風の吹き出し口の向きと風速は実施例1と同様にした。長尺シートの上下の面に遠赤外線ヒーターを配置した。遠赤外線ヒーターの加熱温度は160℃に設定した。
一方、第4ゾーンは図7に示す熱風フロート型とした。熱風の吹き出し口20は各ゾーンに上下各2か所ずつ設置し、長尺シートに熱風が略垂直に当たる向きになっている。各ゾーンの設定温度を1ゾーンより、それぞれ70℃、80℃、110℃、160℃とした。
<Example 2>
A radiation type heat drying apparatus as shown in FIG. 6 was arranged from the first zone to the third zone of the drying furnace. The supporting rollers in the drying furnaces in the first to third zones, their positions, the direction of the hot air blowing port, and the wind speed were the same as in Example 1. Far infrared heaters were placed on the upper and lower surfaces of the long sheet. The heating temperature of the far infrared heater was set to 160 ° C.
On the other hand, the fourth zone was a hot air float type shown in FIG. Hot air outlets 20 are installed in each zone at two locations, upper and lower, so that the hot air hits the long sheet substantially vertically. The set temperature of each zone was set to 70 ° C., 80 ° C., 110 ° C., and 160 ° C. from one zone, respectively.

その結果、長尺シートの搬送速度を上げて乾燥時間を短縮したところ、乾燥時間が3.5分までは剥離強度が目標である0.10N/cm以上であった。また乾燥時間を5分として長尺シートを乾燥した場合、電極の剥離強度は0.15N/cmであった。また電極表面と、電極合剤層と集電体の界面とのフッ素濃度比(界面のフッ素濃度/表面のフッ素濃度)は1.01となり、バインダーの濃度は表面と界面で等しい値であった。   As a result, when the conveyance time of the long sheet was increased to shorten the drying time, the peel strength was 0.10 N / cm or more, which was the target until the drying time was 3.5 minutes. When the long sheet was dried with a drying time of 5 minutes, the peel strength of the electrode was 0.15 N / cm. Further, the fluorine concentration ratio between the electrode surface and the interface between the electrode mixture layer and the current collector (fluorine concentration at the interface / fluorine concentration at the surface) was 1.01, and the binder concentration was equal between the surface and the interface. .

<比較例>
乾燥炉内には長尺シートと接触するローラーは配置せず、各ゾーンともに図7に示す通り、従来の熱風フロート式で長尺シートを浮上させながら、乾燥を行った。
熱風の吹き出し口は各ゾーンに上下各2か所ずつ設置し、長尺シートに熱風が略垂直に当たる向きになっている。各ゾーンの風速は第1ゾーンから第3ゾーンまでは12m/秒とし、第4ゾーンは20m/秒とした。乾燥中の長尺シートと熱風の吹き出し口の距離は3mm〜15mmの距離であった。各ゾーンの設定温度を1ゾーンより、それぞれ70℃、80℃、110℃、160℃とした。
<Comparative example>
No roller in contact with the long sheet was disposed in the drying furnace, and drying was performed while the long sheet was floated by a conventional hot air float method in each zone as shown in FIG.
Hot air outlets are installed in each zone at two locations, upper and lower, so that the hot air hits the long sheet substantially vertically. The wind speed in each zone was 12 m / sec from the first zone to the third zone, and 20 m / sec in the fourth zone. The distance between the long sheet being dried and the hot air outlet was 3 mm to 15 mm. The set temperature of each zone was set to 70 ° C., 80 ° C., 110 ° C., and 160 ° C. from one zone, respectively.

その結果、目標の剥離強度を得られた乾燥時間は7分であった。それ以下の乾燥時間にすると、剥離強度は低下して目標値に達しなかった。また、乾燥時間を5分として長尺シートを乾燥した場合、電極の剥離強度は0.04であった。また電極表面と、電極合剤層と集電体の界面とのフッ素濃度比(界面のフッ素濃度/表面のフッ素濃度)は0.33となった。このように、従来の熱風フロート式による乾燥では、バインダーの濃度は表面が著しく高く、界面のバインダーが少なく、バインダー濃度の偏りが発生してしまうことが示唆された。   As a result, the drying time for obtaining the target peel strength was 7 minutes. When the drying time was shorter than that, the peel strength decreased and did not reach the target value. When the long sheet was dried with a drying time of 5 minutes, the peel strength of the electrode was 0.04. Further, the fluorine concentration ratio (interface fluorine concentration / surface fluorine concentration) between the electrode surface and the interface between the electrode mixture layer and the current collector was 0.33. Thus, in the conventional hot air float type drying, it was suggested that the concentration of the binder is remarkably high on the surface, the binder at the interface is small, and the binder concentration is uneven.

各実施例および比較例について、電極層の剥離強度が目標値(0.1N/cm)を超える最少乾燥時間、及び、乾燥時間を5分とした場合の電極層の剥離強度及びフッ素比について、表1にまとめて示す。   For each Example and Comparative Example, the minimum drying time when the peel strength of the electrode layer exceeds the target value (0.1 N / cm), and the peel strength and fluorine ratio of the electrode layer when the drying time is 5 minutes, Table 1 summarizes the results.

Figure 0006423267
Figure 0006423267

表1から明らかなように、本発明の塗工機を用いて、塗布および乾燥を行うことにより、従来に比べてより短い時間で、剥離強度が強く、バインダー濃度の偏りが抑えられた電極合剤層が得られることがわかった。この場合、フッ素を含有する樹脂をバインダーに用いたときに、剥離面のフッ素含有量/表面のフッ素含有量が、0.7から1.2の範囲にあった。   As can be seen from Table 1, by applying and drying using the coating machine of the present invention, the electrode strength with a high peel strength and a suppressed binder concentration can be achieved in a shorter time than in the past. It was found that an agent layer was obtained. In this case, when fluorine-containing resin was used as the binder, the fluorine content on the release surface / the fluorine content on the surface was in the range of 0.7 to 1.2.

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述した実施形態では、電極用合剤を集電体上に塗布する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各種塗工剤を長尺シート上に塗布する場合に広く適用可能である。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the invention.
For example, in the above-described embodiment, the case where the electrode mixture is applied onto the current collector has been described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and various coating agents can be used as long sheets. Widely applicable when applied on top.

本発明による塗工機を用いることで、バインダー濃度の偏りが少なく性能のよい塗工層を生産効率高く製造することが可能となり、電極合剤塗布用の塗工機として広く利用することができる。   By using the coating machine according to the present invention, it becomes possible to produce a coating layer with good performance with little deviation in binder concentration, and can be widely used as a coating machine for electrode mixture coating. .

1 水平型両面塗工装置
2 長尺シート
3 巻出し部
4 巻取り部
5 塗工機
6 乾燥炉
7 輻射式乾燥装置
8 ローラー体
9 支持ローラー
10 ガイドローラー
11a 塗工部
11b 非塗工部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Horizontal type double-side coating apparatus 2 Long sheet 3 Unwinding part 4 Winding part 5 Coating machine 6 Drying furnace 7 Radiation-type drying apparatus 8 Roller body 9 Support roller 10 Guide roller 11a Coating part 11b Non-coating part

Claims (6)

長尺シートを巻き出す巻出し部と、
前記長尺シートを巻き取る巻取り部と、
前記巻出し部と前記巻取り部との間に配され、前記長尺シートの搬送方向に回転可能なローラー体と、
前記長尺シートの両面にそれぞれ対向して配された一対の塗工機と、を備え、
前記長尺シートの両面に、それぞれ幅方向に塗工部と非塗工部とが繰り返し形成される水平型両面塗工装置であって、
前記一対の塗工機は、それぞれ、1つまたは前記長尺シートの幅方向に所定の間隔を開けて配された複数の塗工ヘッドを有し、
前記ローラー体は、前記長尺シートの幅方向での側面視において前記塗工ヘッドと互いにずれた位置に配され、外周面が前記長尺シートの非塗工部に接触することにより該長尺シートを略水平に支持する支持ローラーを有し、かつ、
前記支持ローラーの位置が、前記非塗工部の位置に対応して前記長尺シートの幅方向に可変であることを特徴とする水平型両面塗工装置。
An unwinding section for unwinding the long sheet;
A winding unit for winding the long sheet;
A roller body disposed between the unwinding unit and the winding unit and rotatable in the conveying direction of the long sheet;
A pair of coating machines arranged to face both sides of the long sheet,
A horizontal-type double-side coating apparatus in which a coating part and a non-coating part are repeatedly formed in the width direction on both sides of the long sheet,
Each of the pair of coating machines has one or a plurality of coating heads arranged at predetermined intervals in the width direction of the long sheet,
The roller body is disposed at a position shifted from the coating head in a side view in the width direction of the long sheet, and the long peripheral sheet comes into contact with the non-coated portion of the long sheet. Having a support roller for supporting the sheet substantially horizontally , and
The horizontal double-side coating apparatus , wherein the position of the support roller is variable in the width direction of the long sheet corresponding to the position of the non-coating portion .
前記支持ローラーにおいて、前記長尺シートに接触する周面の幅は、前記非塗工部の幅より小さい、請求項に記載の水平型両面塗工装置。 2. The horizontal double-side coating apparatus according to claim 1 , wherein, in the support roller, a width of a peripheral surface contacting the long sheet is smaller than a width of the non-coated portion. 前記支持ローラーは、前記長尺シートの下面の非塗工部に接する下支持ローラーと、前記長尺シートの上面の非塗工部に接する支持ローラーとを有し、
前記上支持ローラーと前記下支持ローラーとは、上面視において互いにずれた位置にある、請求項1または2に記載の水平型両面塗工装置。
The support roller includes a lower support roller in contact with the non-coated portion of the lower surface of the elongated sheet, and an upper support roller in contact with the non-coated portion of the upper surface of the long sheet,
The horizontal type double-side coating apparatus according to claim 1 or 2 , wherein the upper support roller and the lower support roller are in positions shifted from each other in a top view.
前記長尺シートの両面にそれぞれ対向して配された、輻射式乾燥装置を有する、請求項1〜のいずれか一項に記載の水平型両面塗工装置。 The horizontal double-side coating apparatus according to any one of claims 1 to 3 , further comprising a radiation-type drying device arranged to face both surfaces of the long sheet. 前記ローラー体は、前記支持ローラーよりも長尺シートの幅方向において外側に配された一対のガイドローラーを有し、
該一対のガイドローラーの間隔が、前記長尺シートの幅と略等しく、
前記長尺シートの両端部が、それぞれ該ガイドローラーの側面に接する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の水平型両面塗工装置。
The roller body has a pair of guide rollers arranged on the outer side in the width direction of the long sheet than the support roller,
The distance between the pair of guide rollers is substantially equal to the width of the long sheet,
The horizontal type | mold double-sided coating apparatus as described in any one of Claims 1-4 with which the both ends of the said elongate sheet | seat contact the side surface of this guide roller, respectively.
フッ素を含有する樹脂をバインダーに用いた電極用合剤を、請求項1〜のいずれか一項に記載の水平型両面塗工装置を用いて長尺の集電体の両面に塗布し、乾燥することにより形成された電極合剤層を有する電極を製造する方法において、
前記電極合剤層表面と、前記電極合剤層と前記集電体の剥離試験で露出した剥離面とのフッ素元素の濃度比:(剥離面のフッ素含有量/表面のフッ素含有量)が、0.7から1.2の範囲となるように調整することを特徴とする電極合剤層を有する電極を製造する方法。
An electrode mixture using a fluorine-containing resin as a binder is applied to both sides of a long current collector using the horizontal double-side coating apparatus according to any one of claims 1 to 5 , In a method for producing an electrode having an electrode mixture layer formed by drying,
The concentration ratio of fluorine element between the surface of the electrode mixture layer and the peeled surface exposed in the peel test of the electrode mixture layer and the current collector: (fluorine content of the peeled surface / fluorine content of the surface) is It adjusts so that it may become the range of 0.7 to 1.2, The manufacturing method of the electrode which has an electrode mixture layer characterized by the above-mentioned.
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